西歡坨新井設計煤礦畢業設計說明書-資料下載頁

　　

【正文】 化石，層位較穩定，稱本溪灰巖或盡頭灰巖。本組含不穩定薄煤層 1層，即 10煤層，為不可采煤層，煤層厚度平均 ，含煤系數為 %。 河北工程學院畢業設計（論文） 21 本組地層為海陸交替相沉積，以瀉湖、潮坪等過渡相為主。底部普遍沉積一層比較穩定的鐵質泥巖（山西式鐵礦），與奧陶系呈假整 合接觸。 可采煤層特征表 編號 煤層 名稱 統計 點數 厚度 最小 最大 平 均 煤層 間距 （ m） 可采 系數 變異 系數 穩定 性 煤層 結構 煤 層 情 況 1 小煤 51 1520 20 37 極不 穩定 簡單 無巖漿巖干擾 ,只 19 線以南個別點受到 巖漿巖 影響 ,煤層局部可采 2 大煤 51 36 94 33 較穩 定 較簡 單 19 線以南有 巖漿巖 干擾，北部基本無 巖漿巖 影響。煤層穩定。 4 野青 煤 54 28 17 28 極不 穩定 簡單 層位穩定，局部可采。 巖漿巖 干擾較弱。 各可采煤層特征分述如下 （一） 1號煤（小煤） 位于山西組中部，為零星可采煤層，煤層厚度 0～ ，平均厚度 。煤層結構簡單，厚度變化不大。區內穿過 1 號煤層層位鉆孔 61 個。其中：斷失點 9 個；巖漿巖侵入煤層頂板點 1 個（不可采）；正常可采點 10 個，正常不可采點 39 個，尖滅點 2個。煤層可采性指數 19％，厚度變異系數 37％，屬極不穩定煤層。煤層頂底板巖性多為粉砂巖，局部頂板為細 粒砂巖。 （二） 2號煤（大煤） 位于 1號煤之下，相距 15～ 20m。為本區主要可采煤層，基本全區可采，煤層厚度～ ，平均厚度 。縱觀全區厚度無明顯變化。含夾矸 12 層，通常煤層下部含 1層粉砂巖夾矸，厚 ～ ，平均夾矸厚 。于第 12地質剖面線向南局部地段巖漿巖侵入煤層頂板或底板，使煤層變薄，但仍然可采。區內穿過 2 號煤層層位鉆孔 61個。其中：斷失點 8 個；巖漿巖侵入煤層頂板 1 個（可采），侵入煤層底板 1 個（可采）；正常可采點 48 個，正常不可采點 3個。煤層可采性指數 94％， 煤層厚度變異系數 33％，屬較穩定煤層。煤層頂底板巖性為粉砂巖，局部頂底板為細粒砂巖。巖漿巖局部侵入，對煤層影響不大。 （三） 4號煤（野青煤） 河北工程學院畢業設計（論文） 22 位于野青灰巖之下，上距 2 號煤 36m，煤層厚度 ～ ，平均厚度 。零星可采，結構簡單。區內穿過 4 號煤層層位鉆孔 61 個。其中：斷失點 6 個；巖漿巖吞噬點 1 個；正常可采點 9個，正常不可采點 43 個，尖滅點 2 個。煤層可采性指數 17％，煤層厚度變異系數 28％，屬極不穩定煤層。可采范圍主要位于第 10地質剖面線以北，另外洺河河床的 150m 以深也有可采地段。巖漿巖 侵入對煤層影響不大，僅 12地質剖面線 6511 孔煤層被巖漿巖吞噬。頂板為石灰巖，局部為粉砂巖或炭質泥巖，底板粉砂巖。 煤質 煤的工業分析 （ 1）水分（ Mad）： 各主要煤層的水分最低為 %，最高達 %，一般 1%～ 5%，平均值以 2 號煤為最低（ %）， 6號煤最高（ %）。 （ 2）灰分（ Ad）和煤灰成分 各煤層的灰分含量波動較大，變化在 ～ %之間，小于 10%的稀少，一般均高于 15%，就各煤層灰分平均值而言 , 4三層煤灰分含量的平均值在 20%上下，屬中灰煤； 2號煤的平均值略高為 %，但仍屬中灰煤； 4號煤的含灰量最低，平均值為 %，屬低灰煤。煤層的灰分含量與成煤的沉積環境、巖漿侵入等因素有關。 本礦區為高變質無煙煤區。煤的視密度較大，僅個別點的煤樣可選出浮煤。浮煤的灰分含量比原煤顯著降低，均降低到 10%以下。這一特點與邯鄲煤田各礦區不同煤種的原煤和精煤的灰含量變化規律相一致。如適當提高浮選液密度（ ），本礦區各主要煤層洗選后的浮煤，均可降為低灰煤。 各煤層的灰成分以氧化硅、三氧化二鋁為主，次為三氧化二鐵，氧化鈣和氧化鎂的含量均 較低。 4 各煤層灰成分的氧化硅含量大于 40%。 1 號煤最高為 %， 2號煤最低為 %。 4各煤層的三氧化鋁含量 30%上下。 （ 3）全硫（ ） 各主要煤層的全硫含量以 2 號煤為最低，平均值分別為 %和 %； ,4 號層煤全硫含量較高 ,其平均值為 3%和 %。 根據煤炭硫分分級標準（ GN/－ 2021），若煤層實測原煤干燥基高位發熱量不等于基準干燥基高位發熱量（ 24MJ/kg）時，要對硫分含量進行折算，得到折算后的干燥基全硫，然后以折算后的數值按標準進行 分級。 折算公式為： 折算后的干燥基全硫＝（基準發熱量247。實測干燥基高位發熱量）實測的干燥基全河北工程學院畢業設計（論文） 23 硫 就本區而言 ,折算后各煤層全硫含量大部分略有下降 ,但下降幅度不大 ,因此 2號煤層屬低硫煤； 4 號煤層屬高硫煤。 各煤層的硫含量與灰分含量之間有一定的內在聯系， 1號煤的硫含量與灰分含量均略低于 2 號煤，太原群各煤層兩者之間互為消長，變化相一致，這與成煤的沉積環境和煤巖成分有關。 （ 4）磷（ Pd）： 各煤層含磷量變化在 %～ %之間，一般含量均較低，屬特低磷分煤和低磷分煤，不超過工業要求。 煤的 元素分析 (1）元素組成 各煤層的原煤無水無灰基碳含量達 90%以上，平均值高于 92%。無水無灰基氫含量普遍低于 3%， 2 號煤平均值在 %上下，其它煤層小于 2%（見表 25）。碳氫含量隨變質程度高低而有一定變化，與煤層的上下層位關系不大，變質程度高，碳含量增大；氫含量相應降低；反之亦然，兩者反比關系明顯。僅 4號煤有些異常，可能為采樣點少，代表性較差所引起的，無水無灰基氮含量均小于 %，一般不到 1%，隨碳含量的增高，含氮量稍有降低。 （ 2）微量元素 根據《精查補充勘探地質報告》對 2層煤中的鍺、鎵、鈾、釷等主要貴重微量元素含量進行的測定結果。以釷的含量較高， 2 號煤釷含量最高達 24μ g/g，鈾和鍺的含量最低。它們的富集程度均未達到工業品位。 煤的工藝性能 （一）發熱量（ ） 4 三層煤的干燥基高位發熱量均大于 ，其平均值分別為 MJ/Kg、 MJ/Kg、 MJ/Kg、 MJ/Kg、 MJ/Kg、 屬高熱值煤，只有 7 號煤干燥基高位發熱量為 ，屬中熱值煤。（見表 4－ 4）。 發熱量的高低，與煤的變質程度有關。在無煙煤階段，發熱量隨變質程度的增高而降低。 （二）灰熔融性 以 ST 為標準，將灰熔融性劃分為低軟化溫度灰、較低軟化溫度灰、中等軟化溫度河北工程學院畢業設計（論文） 24 灰、較高軟化溫度灰、高軟化溫度灰五級。 1～ 9號等七層煤共有 25個煤樣屬中等～高軟化溫度灰，占 %；有 28 個煤樣為低～較低軟化溫度灰，占 %，總的看來灰熔融性偏低。但 2 號煤的灰熔融性高，主要煤層 2 號煤的中等～高軟化溫度灰測點占%，該指標對氣化用煤是有利的。 灰熔融性的高低取決于煤灰成分，在 灰成分中，三氧化二鋁始終起著提高灰熔點的作用，灰熔融性隨三氧化二鋁的增加而升高。三氧化二鐵和氧化鈣起著降低灰熔點的作用，隨其含量的增高而灰熔點下降。在各層煤的灰成分中，以 2號煤三氧化二鋁的含量最高（ %）三氧化二鐵最低（ %），所以它的灰熔融性較高 （三）煤的工業利用 本礦區主要煤層灰分、全硫變化較大，屬中灰、低～高硫、高變質無煙煤，部分為天然焦，但發熱量較高，屬中～高熱值煤，其主要可作動力燃料用煤和民用煤，部分可作化肥用煤。浮選后的末煤、粒煤可作為冶金燃料。 瓦斯、煤塵、自燃、地溫等 情況 （一）瓦斯 根據河北省煤礦安全生產監督管理辦公室文件《關于邯鄲礦業集團公司 2021 年度礦井瓦斯等級鑒定的批復》冀煤安辦 [2021]18 號文，邯鄲礦業集團西歡坨煤礦的瓦斯鑒定結果：礦井瓦斯絕對涌出量 179。/min，相對涌出量 m179。/t。 鑒定結果為低瓦斯礦井。 2021 年 5 月至 2021年 5月，山東省煤田地質局第三勘探隊和第二勘探隊在西歡坨煤礦深部擴大區進行勘探，分別對 2號煤 層采取了 6孔 6個瓦斯樣，現場解吸無氣。分析結果表明：其瓦斯 (CH4)成分和含量最高分別為 %和 ，二氧化碳 (CO2)成分和含量最高為 %和 ，氮氣 (N2)成分和含量最高為 %和。 2 號煤 層屬于瓦斯 N2 帶，瓦斯含量低，平均含量分別為 。煤層瓦斯成分以氮氣為主，次為二氧化碳、甲烷氣體；瓦斯含量普遍低，應屬瓦斯風化帶。 （二）煤塵 依據煤炭科學研究總院撫順分院對西歡坨礦 2＃煤煤塵爆炸性鑒定報告，煤樣水份%，灰份 Af ％，揮發份 ﹪， Vr ﹪，無火焰長度，鑒定結果為煤塵無爆炸性。 根據河北煤田地質研 究所對礦井 2號煤層煤塵爆炸性煤樣鑒定報告，礦井 2 號煤煤樣水分 ％，干基灰分 ％，干基無灰基揮發分 ％，無火焰長度，鑒定結果為煤塵無爆炸性。 自然傾向性 河北工程學院畢業設計（論文） 25 依據煤炭科學研究總院撫順分院對西歡坨煤礦 2＃煤自燃傾向煤樣鑒定報告，自燃傾向等級為三類，不易自燃。 根據河北煤田地質研究所對礦井 2＃煤層煤樣自燃傾向性鑒定報告，干煤吸氧量，自燃傾向等級為三類，不易自燃。 地溫 本區綜合地層平均地溫梯度為 ℃ /100m，屬地溫梯度正常區。含煤地層平均地溫梯度為 ℃ /100m，煤系下伏地 層為 ℃ /100m，均小于 ℃ /100m。隨沉積環境、構造和水文地質條件的不同以及巖漿巖侵入，地溫梯度變化有一定的差異。本礦地溫一般不大于 31℃，屬于無熱害區。 水文地質 礦井主要含水層 武安礦區內含水層可分為三種不同類型，①第四系松散孔隙水含水組，②二疊系砂巖裂隙水含水組，③石炭系及奧陶系石灰巖（以下簡稱“奧灰”）裂隙巖溶水含水組。 第四系松散孔隙水含水組分布范圍廣泛。厚度 0~200m，主要由一套冰磧物及冰水沉積物組成，巖相變化大，分選性不好，含水層中充填泥 質，致使富水性很弱。 二疊系石盒子組及山西組砂巖雖含一定數量的裂隙水，但富水性較弱，對礦井開采威脅不大。 石炭系野青、伏青、大青等薄層灰巖，雖屬太原組煤層開采時的主要含水層，但因斷層將含水層切割成支離破碎的塊段，使各含水層在橫向上只能通過斷層保持微弱的水力聯系，因而地下水以靜儲量為主，煤礦開采時容易疏干與排放。而奧灰則為區域性的主要含水層，嚴重地影響下三層煤的開采。 奧灰為煤系基盤，巖性主要為厚層狀灰巖、角礫狀灰巖、白云質灰巖及泥質灰巖所組成，厚度約為 600m 左右，可分為三組八段。 O2 O2 O24 為主 要含水層。 礦井主要隔水層 在各含水層之間，普遍賦存有良好的相對隔水層（以下稱隔水層）。礦區東部覆蓋層下段普遍分布 15~70m 厚的土類（粘土、砂質粘土、砂土）隔水層，層位較穩定，連續性較好，可阻擋地表水及潛水向下滲漏。 二疊系石盒子組（三段、一、二段）砂巖與山西組大煤頂板砂巖含水層之間，賦存有 40~50m 左右的泥質巖層，這套巖層厚度穩定，巖石完整。在正常情況下能夠起到良好的隔水作用。當大煤回采塌陷后有效充水裂隙帶將會勾通石盒子組一段砂巖含水層。 大煤頂板砂巖，野青灰巖、伏青灰巖、大青灰巖各 含水層之間，均賦存有 30~40m的粉砂巖、膠結致密的細粒砂巖及裂隙不發育的巖漿巖，可視為隔水層。 河北工程學院畢業設計（論文） 26 6號煤下距伏青灰巖 3~7m，巖性為黑色粉砂巖。因厚度小，裂隙發育，隔水性差，所以在開采 6號煤層時，伏青灰巖是坑道充水的主要含水層。 大青灰巖下距奧灰一般為 37m 左右，巖性主要為粉砂巖及鋁土泥巖，穿插有巖漿巖。奧灰第八段（ O28）也視為隔水層，這樣便增加了隔水層厚度。 O26 為主要相對隔水層。 斷層及破碎帶對礦井充水的影響 西歡坨煤礦 自投產以來，一直開采 2＃ 煤層。巷道開拓和回采過程中發生過 伏青 灰巖巖溶水、 2＃ 煤層頂板砂巖水 和上石盒子組砂巖水 的突出 及斷裂帶導水 等。現依對礦井生產影響程度從大到小的順序說明如下： （一） 2煤老頂砂巖 裂隙含水層突水 到目前為止， 西歡坨煤礦近年來的 突水記錄 大部分 都是該含水層出水，即主要來自于 2＃ 煤層 頂 板砂巖裂隙含水層。一般回采揭露時水量較大，隨著時間的推移，水量會越來越小，直至穩定或干枯。 盡管如此， 這種水害 有時 對生產影響 很 大， 甚至造成停產。 （二）斷裂帶導水 通過分析該礦突水記錄，不難發現，該礦以往由于斷層導致的突水基本都發生于建井期間，近年來采掘過程中很少有過類似的突水 經歷 . （ 三 ）石灰巖裂隙巖溶含水層突水 該類突水一般發生在巷道掘進過程中。主要出水層位是 伏 青石灰巖含水層。 礦井水文地質類型 邯邢水文地質北單元的東南為一形似“鴨蛋圓”儲水構造盆地。北以綦村巖體為界，南至楊二莊大斷層，西界自北向南為礦山巖體 — 崇義巖體 — 武安巖體環繞，東界為紫泉大斷層所包圍。煤礦與鐵礦勘探，開發的姊妹礦點，大都沿盆地北部與西部分布。 “鴨蛋圓”儲水構造盆地通過三個主要進水口與一個出水口與