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西山煤矿井下探放水设计及措施.doc
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1、新疆龙煤能源有限责任公司西山煤矿探放水设计七月编会 审 表会审意见:总工程师:会审日期:矿长安全、通风副总开拓副总生产科地测科第一节、矿井概况16第二节、探放水原则17第三节、探放水方法的拟定20第四节、探放水时的安全措施22第五节、探放水设备23第六节、探放水期间问题防止硫化氢事故措施24第七节、放水路线 24第八节、水灾避灾路线24第一节 矿 井 概 况 一、矿井概况1、矿井位置新疆龙煤能源有限公司龙煤西山煤矿的前身是新疆乌鲁木齐县萨尔乔克供电煤矿,矿井位于乌鲁木齐市西山,东距乌鲁木齐市区18km,行政区划从属乌鲁木齐县管辖。矿区中心地理坐标为:东经870710、北纬433909。井田范围
2、东西走向长3.1km、南北宽0.3km、面积为0.93km。矿区紧邻乌鲁木齐西山公路,西山公路为沥青公路,有乌鲁木齐市公交车通行。交通非常便利。2、公司的历史沿革西山煤矿井田范围内原有两个生产井,即东井和新井。东井始建于1986年,设计井型3万ta,项目业主为乌鲁木齐市供电公司与乌鲁木齐县萨尔乔克乡政府。煤矿名称为新疆乌鲁木齐县萨尔乔克供电联营煤矿。新井建于1997年,规模6万/a。从1997年5月开始,该矿两个井口生产,最高煤炭产量合计达15万t/a。 2023年10月19日,涌水量一直不大的东井,发生了突水事故,突水量达23000m3之多,死亡7人,突水因素是该井与老窑采空区贯通透水。该矿
3、被勒令停产整顿。突水事故发生后,2023年12月,新疆兵团天发工贸有限责任公司收购该矿,2023年3月办完收购手续。2023年元月新疆龙煤能源有限公司收购此矿,归兵团管辖。 3、生产规模 目前煤矿正进行45万/a改扩建。4、供电及供水 矿井由两个变电所供电,分别是昌吉变电所和乌鲁木齐城区二部电力局。 矿井生活用水从3km外的农十二师西山农场畜牧连自来水管路引入。二、自然地理l、地形地貌井田位于天格尔山脉中段北麓,属于低山丘陵地形。北部地形复杂,山势陡峭,沟谷纵横;南部地形较为简朴为丘陵、草滩地形。海拔高程为+960+118480m,相对高差最大近220m, 2、河流与水系 井田内无大的地表水体
4、,仅在东界处发育有一条常年流水的大泉河,河水流量为0.30150.1473m3s。在井田外西部3km处发育有常年流水的小泉河,其河水流量为0.12170.1369m3/s。井田内东部发育有条问歇性水流,随季节变化,时有时无。 3、气象 矿区属中温带大陆性干旱气候,全年最冷在12月至翌年3月,最低气温20左右,每年78月气温最高,平均在+20以上,年降水量在276mm左右,最大日降水量在18mm。年平均降水日7090天,年蒸发量一般2143mm,最大蒸发量在7月份可达3565mm。每年10月下旬开始结冻,3月上旬4月份开始解冻,最大冻土深度达1m。初雪在10月上旬,终雪在4月下旬。风向以西南风为
5、主,秋冬季风大,最大风速29ms,一般风速l .22.00ms。 4、地震 矿区位于大格尔山北部边沿,属强震裂带范围之内,为八级地震烈度区。 三、地层 井田位于天山北麓准噶尔盆地南缘,基岩出露较好,仅南部边沿有第四系覆盖,所山露的地层重要为中侏罗统西山窑组地层。 1、侏罗系中统西山窑组(J2x) 该组地层根据含煤情况、岩性及岩相特性结合沉积旋回,共划分三个段,即:下段(J2x1)、中段(J2x2)、上段(J2x3)。其中下段(J2x1)是西山窑组地层的重要含煤段,中段(J2x2)基本不含可采煤层,上段(J2x3。)含少量煤层且多为不可采煤层和煤线,地层总厚为600m。 1) 下段(J2x1)
6、该段地层重要分布于井田内,为一套湖泊相、湖滨相、泥炭沼泽相沉积。岩性以灰绿、浅黄、灰黑色细砂岩、粉砂岩、中砂岩、泥岩和煤层为主,夹薄层炭质泥岩及菱铁矿透镜体,泥岩中富含植物化石,为重要含煤层段,地层厚度为152m。共含煤18层,煤层总厚度15,183532m,平均24.10m。 2)中段(J2x2。) : 为一套浅水湖相、浅三角湖相沉积。上部岩性以灰绿色粉砂岩、泥岩夹煤线、细砂岩为主组成,下部由中粗砂岩为主组成,夹一些薄煤层,地层总厚275m,含煤12层,总厚206m,均为不可采煤层。 3)上段(J2x3) 分布于井田北部之外,为一套湖泊相、浅水湖相沉积。岩性以黄绿色、灰绿色中、细砂岩、粉砂岩
7、为主,夹泥岩、煤线。地层总厚173m。 2、第四系(Q3+4) 上更新统(Q3)重要分布于井田南界边沿片区,其岩性为洪积而成的亚砂土、亚粘土及砾石层,起伏不整合于基岩上,地层厚一般小于10m。Q4为河床砾石及亚粘,厚3m5m。四、构造 井田位于西山单斜带中部,地层走向为近东西走向,为历来北倾斜的单斜构造,地层倾角地表为6080,井下 6567根据剖面揭露深部倾角最大达84,浅部最缓仅45。由于井田南部发育两条区域性大断裂,因此伴生的小断层颇为发育,新井西部巷道170m处见一断层,断距在10m之内。另在东井西巷道中见一小断层。 五、含煤地层及可采煤层1、含煤性本井田内含煤地层为中侏罗统西山窑组下
8、段(J2x1),含煤18层,总厚32.90m,含煤系数为5,其中含可采及局部可采煤层10层,自下而上依次为B7、B8、B12 、B13、B14、B15可采总厚23.72m。2、可采煤层1)B7煤层:为主采煤层之一,属厚特厚煤层,全区可采,发育较为稳定,煤层厚度5.40m11.335m,平均厚为8.01m,沿走向有一定变化,自西向东逐渐增厚,煤层结构为较简朴型,夹1层夹矸,在局部发育为单一煤层。顶板岩性东部以粉砂岩、泥岩为主,西部变粗,以细砂岩为主。底板以泥岩为主,夹一些粉砂岩。2)B8煤层:为主采煤层,属厚煤层,全区发育较稳定,全区可采,煤层厚3.96m8.13m,平均厚度5.20m,沿走向有
9、变化,自东向西有变厚的趋势,煤层结构多为较简朴结构,含夹矸12层,在局部可采点上发育为单一煤层。顶板岩性以泥岩为主,在局部地段发育有细、粗砂岩。底板岩性以中、细砂岩为主,夹泥岩、粉砂岩。3)B12煤层:属中厚煤层,全区发育较稳定,全区可采,煤层厚度为0.76m3.03m,平均厚度1.72m,煤层结构简朴,属单一结构。煤层顶板岩性以细砂岩为主,个别可采点上为泥岩、炭质泥岩。底板岩性以粉砂岩为主。4)B14煤层:属中厚煤层,全区发育较稳定,全区可采,煤层厚1.83m3.44m,平均2.62m,煤层结构单一。煤层顶板岩性以中、粗砂岩为主,极个别可采点上发育为泥岩。底板岩性以细砂岩为主。5)B15煤层
10、:煤层厚度为0.75m1.32m,平均厚1.05m,全区可采,煤层结构单一,以单煤层分布于全区。煤层顶板岩性以粉砂岩、泥岩为主,底板岩性以细、中砂岩为主。可采煤层特性见表1-2-1。可采煤层特性登记表 表1-2-1煤层编号厚度(m)两极值平均值结构可采性稳 定 性km(%)结 论B150.751.321.05简朴全区可采0.860.603较稳定B141.833.442.62简朴全区可采/0.362稳 定B120.763.031.72简朴全区可采/0.351稳 定B83.968.135.20简朴全区可采/0.065稳 定B75.4011.338.01较复杂全区可采/0.088稳 定六、煤种及煤质
11、 B7、B8煤层属弱粘结煤种,为低灰、低硫、低磷、中偏高发热量的富油煤层,是良好的环保型煤种,为较好的动力、民用煤和炼油用煤。B12 B14、B15,煤层属气煤煤种,除B12煤为低磷煤,其余均为低中灰、低硫、中磷、中高发热量、产油率较高的高油煤层,如经进一步加工一定是较好的炼焦、炼油和配焦用煤。 可采煤层煤质特性见表1-2-2。 可采煤层煤质特性表表1-2-2煤层编号水 份(Mad)灰 份(A.d)挥发份(V.daf)全 硫(St.d)发 热 量y值mm煤 种(Qb.d)MJ/kg(Qb.daf)MJ/kgB71.101.661.419.0713.4111.5530.5835.1732.560
12、.270.450.3526.6429.2628.2231.0532.4931.931.38RN32B81.061.901.416.3118.8410.7427.4532.3030.140.141.350.4625.8929.8828.0431.4533.4831.9706.2RN32B100.971.771.443.6536.6912.1136.2340.8239.500.501.651.0824.4031.8529.7631.9733.8733.241018.48QM45B110.921.801.383.5937.2814.7834.9441.5739.310.571.590.8724.06
13、32.0529.1032.1833.7232.9312.821.31QM45B120.984.501.534.1027.9310.8535.7539.7037.770.472.020.7720.5831.6529.2529.9033.4832.60817QM45B130.991.481.265.8728.3212.2238.2245.4240.780.671.911.1722.5031.2428.6931.7933.7032.8017.519.5QM45B141.166.291.605.1621.709.3935.2939.7638.100.460.880.6925.9631.4630.352
14、9.4433.5533.0412.415.5QM45B150.9513.232.334.5932.4911.5518.4943.3937.270.511.270.7517.6131.2528.4923.6033.4532.23418.1CY41QM45B161.221.541.335.2715.376.1533.2144.6540.810.691.270.9926.4531.109.5730.5933.5632.8411.520.3QM45B17181.431.691.6113.6720.6418.2642.8746.7144.422.743.473.1925.8027.2726.1732.8
15、133.9932.93QM45七、矿井水文地质 (一)区域水文地质概况 矿区位于准噶尔盆地南缘,天格尔山山北麓,乌鲁术齐山前凹陷带的中部,蚀山背斜的西端。天格尔山山岳耸立,发育着较丰富的秋雪和冰川,是构成山前丘陵地带,山前冲积扇和山前倾斜平原地下水的重要补给源。 天格尔山北麓,山前丘陵带以北,为大面积展布的山前冲洪积扇和倾斜平原,自然坡为215,属剥蚀堆积地形,区域地形总趋势为南高北低。 1、区域地下水的补给、径流、排泄 天格尔山区融雪和大气降水是区域地下水的补给水源。 在中高山区气候相对湿润,降水充沛,有助于补给,而低山丘陵、平原区蒸发强烈,降水稀少,对地下水的补给极其薄弱。 区域地下水流向
16、由南向北,作地下迳流,以蒸发和泉水形式排泄。 2、含水介质 区域可分为松散岩类孔隙水,碎屑岩类孔隙水、裂隙水: (1)松散岩类孔隙水 含水介质为冲积层的砂砾石、砾石层。分布于乌鲁木齐河与头屯河的河床和山前冲积扇及倾斜平原。多赋存孔隙潜水,局部因有隔水的黄土层,因此地下水局部形成具有承压性质。含水层厚度350m,自南向北厚度增大,水位埋藏由深变浅。水的矿化度由低变高,含水丰富。 (2)碎屑岩类孔隙水及裂隙水 涉及新第三系的砂砾岩层,白垩系的砂岩层、细砾岩层,侏罗系砂岩、砾岩层,三叠系砂岩、砾岩层等含水层。 新第三系砂砾岩孔隙含水层(底砾层):分布广一般含水性极弱矿化度较高。 白垩系砂岩、细砾岩裂
17、隙含水层:分布于头屯河西部喀拉扎山北麓及头屯河向斜阿克德向斜轴部,有泉水,流量0.10.5Ls,水质矿化度高。 中侏罗系西山窑组砂岩裂隙含水层:分布广,砂岩为钙质胶结,易风化,遇水较松软。透水性较强,一般含水性薄弱。 侏罗系三工河组下段河流相砂岩裂隙含水层:分布广,补给条件差,含水性薄弱,在乌鲁木齐河东有泉水,流量一般为0.79Ls。 (二)、井田水文地质条件 井田东界处发育有大泉河,矿区以西3km处发育有小泉河,河道流向自南向北,河水由第四系泉水汇集而成,流量随季节(重要是融雪水、雨水流入)变化,大泉河流量一般030150 .1473米3秒,小泉河流量0121700369米3秒。矿区内第、第
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