矿井30万吨扩能初步设计11.doc
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1、1 井田概况及地质特征1.1井田概况1.1.1交通位置重庆南桐矿业有限公司新田湾煤矿位于四川盆地东南缘万盛区南部的青年镇,地理坐标为东经1064901065045,北纬28504528540。新田湾煤矿开采南桐煤田南段的青羊寺井田,北起庙顶背斜北端(26号勘探线),南至板辽河(14号勘探线),全长7.1km,上至小煤窑下边界,下至-100m,垂高400m,井田面积矿区面积1.0974km2,新田湾煤矿南接兴隆煤矿,北邻南桐煤矿西翼立槽区域。新田湾煤矿距重庆市区130 km,矿部距万盛城区约15km,有矿区公路与万盛兴隆的公路相连,交通较为方便(附图1:交通位置图)。1.1.2地形地貌及河流新田
2、湾煤矿地处四川赤色盆地与黔北高原接壤地带,区域构造位置属川鄂湘黔隆褶带西缘,山脉延伸与地层走向基本一致,大致南北。总体地势由南东向西北逐渐降低,地形标高一般在485840m之间,属中低山地带。井田内的洗布河发源于井田南部山区,蜿蜒于山间槽谷、凹地,相继入蒲河,并綦江,汇长江,归大海。1.1.3气象及地震情况新田湾煤矿区属亚热带季风气候。温暖湿润,四季分明,气候温和,日照充足,雨量充沛,具夏秋多雨,冬春多雾的特点。据万盛区气象站资料,多年平均气温18.4,最高气温44.3(2006年8月21日),最低气温0.3(1982年12月27日);多年平均相对湿度79%。多年平均降雨量1038.50mm,
3、历年最大降雨量1470.20mm(1998年),降雨多集中在每年的59月,可占全年降雨量的66.8372.16%,其中1、2、12月份的降雨量仅占多年平均降雨量的4.235.87%。地震:据重庆市地震办公室鉴定:历史上无强震活动,地震烈度划为6度区。1.1.4矿区经济情况区内人口主要从事农业,次为矿产开发(以煤炭为主),少数从事商业、运输等。粮食及经济作物有玉米、水稻、小麦、油菜等。当地剩余劳动力多,村民渴望兴建煤矿,以带动当地经济发展。1.1.5矿井开采现状新田湾煤矿前身为南桐煤矿三井,设计生产能力为150kt/a,1970年2月由南桐矿务局工程处动工兴建,1974年11月25日建成投产。由
4、于煤炭市场不景气,2003年实施了政策性破产,2004年煤炭市场逐渐复苏,经过资产重组改制,成立了南桐矿业公司新田湾煤矿,经过近几年发展,矿井产量逐年上升。为了实现公司的“二次创业”目标,2008年矿提出“300kt/a”的扩能方案设计,获得了重庆能源投资集团的赞同。矿井开拓方式为平硐+暗斜井,主要生产系统布置在煤层底板茅口灰岩中, +320m(一水平)主平硐:主要担负进风、运煤、运送材料、排水及信号电缆等功能。+320m+506m人车副斜井:主要担负进风、行人、运送材料、电缆及信号电缆、瓦斯抽放、防尘、压风管道的铺设等功能。+320m+180m(二水平),+180m+40m(三水平),+40
5、m-100m(四水平),分别布置暗斜井两条,一条为暗主斜井,另一条为暗副斜井。各采区从水平集中运输大巷布置一条提料和回风上山,在各阶段的水平用石门揭开煤层布置工作面,并布置一条下煤上山。矿井采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法,放炮落煤。掘进岩巷采用YT-29风锤打眼,放炮掘进,耙斗装矸。掘进煤巷采用放炮掘进,人工装煤。矿井现将K1煤层作为解放层,先采K1煤层,再采K2煤层、K3煤层。开采水平布置:+320m以上为一水平,现已开采完毕, +320m+180m为现有采区的二水平,目前暂无采掘活动,扩能后因+180m水平运输大巷取消,现有区域与南扩区域水平划分不统一,矿井只能分区划分水平,南扩区域的+32
6、0m+40m为二水平,+40m-100m为三水平;现有采区的+180m+40m为三水平,+40m-100m为四水平,矿井采用多水平分区式布置,矿井(除南扩区域的二水平+320m+40m分四个阶段外)的每个水平分上下两个阶段,阶段垂高70m。 采区走向长为420m左右,从北至南以一石门为界划分采区,一石门以北至采区边界为一采区,一石门至二石门为二采区,依次类推。1.1.6邻近矿井新田湾煤矿南接兴隆煤矿,北邻南桐煤矿西翼立槽区域。 新田湾煤矿至2008年底止,累计生产原煤4173kt,平均生产122kt/a,2008年生原煤165kt。新田湾煤矿井田范围内浅部共有六个小煤矿,从北向南分别为烂凼煤矿
7、、均田煤矿、炭窝煤矿、盛达煤矿、黄水凼煤矿和堰口煤矿。除黄水凼煤矿年生产能力为6.0万吨,其余各矿生产能力为3万吨,除黄水凼煤矿和堰口煤矿开采F17断层以南原生煤体外,其余各矿开采新田湾煤矿F17断层以北残留煤柱。烂凼煤矿采矿许可证开采标高为+699m330m,开采新田湾煤矿庙顶背斜西翼接近背斜轴浅部的K1、K2、K3、K4煤层残留煤柱,目前开采标高为+370m,其矿坑水进入新田湾煤矿+320m一区。 均田煤矿采矿许可证开采标高为+660m330m,开采新田湾煤矿+320m主石门煤柱的K1、K2、K3、K4煤层的残留煤柱,目前开采标高为+460m,其矿坑水排入新田湾煤矿。 炭窝煤矿采矿许可证开
8、采标高为+695m+330m,开采新田湾煤矿+320m主石门煤柱以南K1、K2、K3煤层的残留煤柱,目前开采标高为+427m,其矿坑水排入新田湾煤矿。 盛达煤矿采矿许可证开采标高为+600m+427m,开采新田湾煤矿四六区接近F17扭褶带的K1、K2、K3煤层的残留煤柱,05年曾下到+330m水平,目前开采标高为+450m,其矿坑水排入新田湾煤矿+320m六石门。 黄水凼煤矿采矿许可证开采标高为+600m+320m,开采F17扭褶带原生煤体K1、K2、K3煤层,目前开采标高为+410m,其矿坑水部分排入新田湾煤矿+320m六石门,是新田湾煤矿+320m南茅口的主要水源,平均涌水量为100t/h
9、。堰口煤矿开采云峰山扭褶带南至板辽河以北K1、K3煤层,目前开采标高为+460m,煤质为贫煤。1.1.7矿区工程地质条件、是否属于国家保护区情况(森林公园、文物古迹、自然保护区、风景名胜区)等矿区范围内基岩弱风化,矿区内无滑坡等大的地质灾害,工程地质条件简单,矿区内无森林公园、文物古迹、自然保护区、风景名胜区。1.1.8现有电源、水源情况一、电源情况新田湾煤矿35kV变电站两回35kV电源引自万盛南桐电厂。该厂为南桐矿业有限责任公司自备电厂,装机容量250MW,该厂电网分别与当地电力系统连接。35kV变电站两回35kV电源,分别为桃新回和桃新回,采用35KV架空线进入地面变电站,再变为6KV电
10、源。在正常情况下,地面变电所二回路电源线采用分列运行方式供电。地面6KV变电所位于35KV变电所的底层,变压器6KV配电室开关间为电缆连接。地面变电所为单母线分段结构,一回路运行,另外一回路带电备用。新田湾煤矿35kV变电站电源容量、可靠性等均满足矿井扩能要求。矿井采用6KV下井,下井电缆沿副井井筒敷设,目前为6回,扩能后从地面变电所-100m中央变电所新敷设1回电缆,分别向井下四个水平供电。二、水源情况矿井生活用水来自万盛汤家沟水库,经南桐煤矿管路系统分接进入+320m水洞平硐,在水洞平硐内敷设DN100管路引水至+320m副井下车场附近给水泵房,安装水泵将水排至地面+506m工业广场上部+
11、537.6m标高500m3高位水池。生产用水来自井下+320m水平矿井水,通过水泵排至地面+522m标高的2个高位消防水池,容量分别为500m3和200m3。生产生活用水通过水池安装各类管网输送到各自用水点。1.2地质特征1.2.1地质构造一、地 层区域内除泥盆系、石炭系和第三系地层缺失外,寒武系、奥陶系、志留系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第四系地层均有出露。新田湾煤矿井田范围内,出露地层最早为二叠系下统铜矿溪组,最新地层为三叠系中统雷口坡组。第四系冲积、残积层仅分布于地形低洼、冲沟及河谷两岸。含煤地层为二叠系上统龙潭组。现将地层由老至新描述如下:1、二叠系下统茅口组(P1m),厚度揭露
12、不全。灰、棕灰、浅灰色厚层、巨厚层粉晶至细晶灰岩;生物碎屑灰岩,顶部58m含较多方解石脉及少量燧石结核。2、二叠系上统龙潭组(P2l),厚80.7866.23m,平均73.20m。为碎屑岩、泥质岩、碳酸盐岩及有机岩组成。具水平、波状、砂纹及潮汐层理等沉积构造,富含黄铁矿、菱铁矿晶粒和结核及动、植物化石。根据岩性组成特点和含煤情况的差异,整个煤系岩性可分三部分。下部:由铝质泥岩至M9煤层底,厚约26m,为灰色中厚层细砂岩、粉砂岩;深灰、灰黑色泥岩;灰岩、泥质灰岩及浅灰、棕灰色铝质泥岩和煤层组成。含局部可采的M11煤层和不可采的M10、M12煤层。此段有透镜状、席状砂体发育,砂体占整个层段厚度的4
13、0%。中部:由M9煤层底至标志层(B4)底,厚约25m,为深灰、灰黑、灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩及煤层组成,上部夹有一层灰岩或泥质灰岩(B3),平均厚1.21m。含可采的M6-3(M6-3)、M7-2(M7-2-3)、M8煤层,属主要含煤层段。煤层厚度占整个层段厚度的2530%。上部:由标志层(B4)至煤系顶界,厚约22m。为灰、深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰岩、泥灰岩、泥质灰岩组成,夹粉砂岩或细砂岩,仅含不可采的M5煤层,此段碳酸盐岩占整个层段厚度约4550%。3、二叠系上统长兴组(P2c),总厚48.47m,共分两段。长兴组一段(P2c1),厚24.8518.33m,平均21.51
14、m。深灰、灰黑色中厚至厚层灰岩;生物碎屑灰岩及泥质灰岩,具浓沥青味,上部含少量燧石结核;下部夹12层深灰、黑灰色钙质泥岩、砂质泥岩,厚0.300.50m。长兴组二段(P2c2),厚29.9324.65m,平均26.96m,浅灰、灰色厚层、巨厚层灰岩、生物碎屑灰岩。顶部有23层0.050.10m绿灰色粘土岩,具缝合线构造,具沥青味。4、三叠系下统玉龙山组(T1y),总厚128.89m共分三段。玉龙山组一段(T1y1),厚44.2134.62m,平均38.77m。灰绿、灰色薄层、中厚层泥灰岩及钙质泥岩。水平层理发育,顶部为0.501.50m具有方解石脉充填呈“龙须状”的钙质泥岩,稳定发育于全矿区;
15、底部由数层厚度0.050.15m绿灰色水云母粘土岩夹薄层灰岩组成,厚0.501.00m,是具有二叠系与三叠系化石混生的过渡带。玉龙山组二段(T1y2),厚63.8845.27m,平均54.28m。为灰色中厚层状粉晶石灰岩、泥质石灰岩,显水平层理,夹泥质条带,具少量方解石脉。玉龙山组三段(T1y3),厚44.2830.57m,平均35.84m。顶部为灰色中厚层状鲕状灰岩,厚45m,中、下部为绿灰色厚层状泥质灰岩夹灰色灰岩。5、三叠系下统飞仙关组(T1f),总厚183.51m,共分两段。飞仙关组一段(T1f1),厚128.60109.44m,平均120.42m。紫红色钙质泥岩夹浅灰色薄层灰岩,具泥
16、质条带,水平层理发育。底部为紫红、灰绿、灰色钙质泥岩、泥灰岩及泥质灰岩互层,厚89m。飞仙关组二段(T1f2),厚76.9250.02m,平均63.09m。灰绿、紫红色泥岩及钙质泥岩,夹浅灰色灰岩条带;底部为灰色中厚层状灰岩,厚1.02.0m。6、三叠系下统嘉陵江组(T1j),总厚728.17m,共分六段。嘉陵江组一段(T1j1),厚74.4652.23m,平均66.32m。深灰、灰、浅灰色厚层至中厚层状灰岩及鲕状灰岩,底部为绿灰色泥灰岩及泥质灰岩,厚45m。嘉陵江组二段(T1j2),厚46.8533.19m,平均39.24m。灰、浅灰色厚层至中厚层状灰岩及鲕状灰岩,底部为灰色泥灰岩及泥质灰岩
17、。嘉陵江组三段(T1j3),厚38.4129.47m,平均35.03m。暗紫色钙质泥岩及泥岩,夹灰色薄层至厚层灰岩,泥质灰岩数层啊,水平层理发育,底部为绿灰色中厚层状泥灰岩。嘉陵江组四段(T1j4),厚34.4627.18m,平均29.97m。灰色中厚层灰岩,夹泥质灰岩及泥质条带,顶部为薄层灰岩及钙质泥岩。嘉陵江组五段(T1j5),厚168.61m。灰、深灰色中厚层状及薄层状灰岩,夹泥质条带及鲕状灰岩。嘉陵江组六段(T1j6),厚389.00m。灰、浅棕灰色厚层状灰岩,白云质灰岩及白云岩,夹巨厚层状岩溶角砾状灰岩,下部为浅棕灰色白云质角砾状灰岩和白云质灰岩。7、三叠系中统雷口坡组(T2L),分
18、布于井田外围,地质图内出露厚度不全。岩性为浅灰、深灰色薄层至厚层状白云质灰岩,生物碎屑灰岩及钙质白云岩,夹黄绿色钙质泥岩,底部为深灰、黄绿色水云母粘土岩(俗称绿豆岩)。8、第四系全新统(Q4):残、坡积粘土,杂色,夹砂砾石土,一般厚3.0m左右。本井田基本为一隐伏井田,仅在东部沿羊叉河两岸金鸡岩附近长兴组和龙潭组中上部地层呈天窗出露,煤系地层出露长约2km,其余均为三叠系地层覆盖。最新地层为下三叠系系嘉陵江组、第四系残坡沉积物、冲积物仅零星分布于地形凹陷及河谷两岸。二、构造新田湾煤矿开采南桐乌龟山倾伏背斜南端错列、续接的庙顶背斜两翼(东翼即平土向斜西翼)煤层,目前主要开采西翼煤层。井田的总体构
19、造格架可概括为:一个褶皱庙顶背斜,两个次级扭褶带黄水凼扭褶带和云峰山扭褶带。1、褶皱庙顶背斜为一东翼宽缓,西翼紧凑的不协调背斜,背斜轴向,由北向南由25逐渐变为N12E0N45E,即平面上的S形,浅部轴面倾角75,西翼地层倾角7040E,目前新田湾煤矿的开采区域为庙顶背斜西翼,南至20号勘探线,北至背斜轴转折端即26号勘探线。2、扭褶带(1)、黄水凼扭褶带 (F17扭褶带)黄水凼扭褶带:在地面主要以断裂形式表现,煤系地层内则以褶皱为主。黄水凼扭褶带内的主要断层为F17断层。F17断层:根据勘探资料,F17断层位于23号勘探线与18号勘探线之间,性质为走向张扭性正断层,发生在栖霞组地层中,北起沙
20、子田,向南经过响岩,笔架山到乾弯小学附近结束。长达2500米,地表出露多为第四系土层覆盖,很不明显,仅在20勘探线附近造成陡壁,在深部有25、24、23、29、28号钻孔控制,断层走向N20E,同岩层走向呈小锐角关系,断层面西倾,倾角5040,最大断距近40米。新田湾煤矿已采区尚未完全揭露原定F17断层,但六采区由于受到该带的影响,中小型构造频繁出现。“1506”+410m探巷向南作240米处曾遇到一产状和原定F17相近的断层,落差20米,为正断层,使得岩层错乱,茅口灰岩和K1、K2煤层混在一起,巷道失去前进的方向。按资料,+320m水平“1606”探巷离六石门24米处应遇到原定F17断层面,
21、但实际作了130米仍没有遇到该断层面,只是出现了煤层产状急剧变化,倾角由西倾变为东倾,裂隙十分发育。+320m四石门探巷工程沿K2煤层以30度坡度向南下座近152米,标高+270米,发现小构造发育,巷道多次出现煤岩相互穿插现象。按资料,K2煤层在+110m四石门以北40m应遇原定F17断层,但是,现已从四石门向南作了近150m仍未遇见,只是从四石门开始,煤岩层已发生倒转,变为了东倾。K1煤层在+110m四石门以北30m应遇原定F17断层,但是,现已从四石门向南作了200m仍未遇见该断层,只是从四石门开始,煤岩层已发生倒转,变为了东倾,且从140m处开始压薄,变为煤线。根据一三六地质队NZK12
22、钻孔资料,证实F17断层带有南移下推并往深部断距逐渐减小的趋势。在产生F17断层的同时,其附近产生一组平行断层,由F32、F40、F41、F42组成,只有F32在南端出露地表,余者都为隐伏断层。它们与F17断层共同组成F17扭褶带。该扭褶带与煤层交线呈南高北低约以2040倾伏角向北倾伏。影响煤层范围走向长600800米,倾斜长约160米,切割煤层长度约3000米。该扭褶带上部切割茅口灰岩,中部破坏煤系,下部可能影响长兴,向深部,其影响程度明显减弱。F32断层:走向逆断层。位于21勘探线与18勘探线之间,亦发生于栖霞组地层中,在1918勘探线一带出露地表,其余部份为隐伏,但深部有23、25、29
23、号钻孔所见,产状与F17断层相一致,断距为30米,由南向北逐渐增大。F40断层:正断层。发生于P2 l 地层中,深部在F32断层之下部,有23、25两钻孔见到,长达700米左右,产状与F32相一致。断距20米左右,向南则变小。F41断层:逆断层。发生于井田北端,猪窝荡与万家垭口以北之间,全长达500米,断层产状大致为30583,在万家垭口以北,T1f2与T1f1接触并有明显的牵引现象。该断层切割庙顶背斜,该断层的次级构造十分发育,生产揭露,在距主断面的200m水平三采区,出现f301、f302断层。同时出现NE、NW与SN三组断层,致使三采区受到严重破坏,但对下一水平没有大的影响。由以上众多矿
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