十三五防治水规划三矿.docx
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十三五防治水规划三矿
徐矿集团新疆赛尔能源有限责任公司
三
矿
“十三五”防治水规划
目录
目录2
前言3
第一章矿区概况4
第一节矿区分布与自然地理4
第二节矿井建设概况及采掘计划8
第二章矿井防排水系统12
第一节主要排水系统12
第二节地面(井下)集中注浆系统建设情况及防治水装备的配置13
第三章井田地质与水文地质14
第一节井田地层14
第二节煤层16
第三节构造21
第四节区域水文地质条件25
第五节矿井水文地质条件26
第四章矿井充水因素分析30
第一节充水水源30
第二节充水通道31
第三节矿井涌水量现状及预测32
第四节矿井水害防治措施34
第五章煤层的顶底板37
第一节煤层顶底板情况及隔透水性37
第二节煤层顶板砂岩裂隙水40
第六章探放水工程41
第一节探放水事项41
第二节探放水原则44
第三节防治水机构49
第四节矿井防治水的日常工作49
结束语51
前言
为加强煤矿的防治水工作,防止和减少水害事故,保障职工生命安全。
徐矿集团新疆赛尔能源有限责任公司在接集团公司“关于编制《“十三五”防治水规划》和《2016年度防治水计划》的通知”后,立即组织了地质测量组人员严格按照文件要求对三矿的《“十三五”防治水规划》和《2016年度防治水计划》进行了编制。
以保障矿井各个采掘工作面在施工期间的安全和矿井的正常接续共工作。
在“十三五”期间,矿井的防治水工作严格按照《煤矿防治水规定》进行,坚持“预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采”的原则。
本着物探先行,钻探验证的思路,先用物探等先进的勘探技术手段,对水文地质异常的区域进行探查,探得积水的分布范围,积水的面积,分析与其他含水层有无水力联系,有无动水水源的补给,计算其积水量,水头高度,对积水区域进行“三线”划分,最后用钻探进行验证。
在井下及时收集矿井涌水量的情况,分析其变化的原因及规律。
在地面建立完善的防排水系统,构筑防排水工事,储备防汛物质,地面的塌陷区定期巡视,发现裂隙并及时进行回填,防止漏风漏水,影响采掘工作面的正常生产。
防治水工作地面与井下相结合,“防、疏、堵、截、排”综合治理,要遵循“预防为主、防治结合”的原则,。
切实的保障职工生命安全,响应国家供给侧改革,为国家的“十三五”规划贡献自己的力量。
第一章矿区概况
第一节矿区分布与自然地理
一、煤矿位置
徐矿集团新疆赛尔能源有限责任公司三矿位于新疆维吾尔自治区和布克赛尔蒙古自治县和什托洛盖镇西北约8km处。
隶属伊犁哈萨克自治州塔城地区管辖。
井田走向长2.5 km,宽1.28km,面积3.10km2。
矿区内有沥青公路与和什托洛盖镇217国道相通,217国道向西北约50km可达和布克赛尔县,向北176km可达布尔津县城,283km至阿勒泰市;向南150km可达克拉玛依市,540km可至自治区首府乌鲁木齐市;向东约18km为和什托洛盖火车站,为奎屯~北屯铁路,奎屯火车站与欧亚铁路相连。
矿井距奎阿高速公路约10km,向北267km至阿勒泰,向南经奎屯连接连霍高速公路。
赛尔能源有限责任公司三矿距乌鲁木齐市约540km,走高速车程约5个小时即可到达,交通十分方便。
矿区交通位置详见图1-1。
二、井田分布范围
徐矿集团新疆赛尔能源有限责任公司三矿于2010年5月获得采矿许可证,采矿证号为C650000************7607,发证机关为中华人民共和国新疆维吾尔自治区国土资源厅,批准矿井生产规模为45万吨/年,开采深度由950m至550m标高,矿井范围共有8个拐点坐标圈定:
走向长2.50km,宽1.28km,面积3.10km2,有效期10年,即2010年5月25日至2020年5月25日,其矿井拐点坐标(西安80坐标)及地理坐标见表1-1。
表1-1三矿井田拐点坐标
点号
X
Y
B
L
1
5156592.81
29413162.01
46°32′18″
85°52′10″
2
5155587.83
29413162.01
46°31′46″
85°52′10″
3
5155257.83
29415655.97
46°31′36″
85°54′08″
4
5156655.81
29415655.97
46°32′22″
85°54′07″
5
5156632.81
29414681.99
46°32′20″
85°53′21″
6
5156947.81
29414681.99
46°32′31″
85°53′21″
7
5156974.81
29414381.99
46°32′30″
85°53′07″
8
5156627.81
29414381.99
46°32′20″
85°53′07″
矿区交通位置图
三、矿权设置
采矿权人:
徐矿集团新疆赛尔能源有限责任公司
矿山名称:
徐矿集团新疆赛尔能源有限责任公司三矿
表1-2矿区范围:
点号
X
Y
1
5156592.81
29413162.01
2
5155587.83
29413162.01
3
5155257.83
29415655.97
4
5156655.81
29415655.97
5
5156632.81
29414681.99
6
5156947.81
29414681.99
7
5156974.81
29414381.99
8
5156627.81
29414381.99
标高:
从950米至550米
矿区面积:
3.10Km2
有效期:
有效期10年,2010年5月25日至2020年5月25日。
四、自然地理
1)地形地貌
本区地处准噶尔盆地西北部,为准噶尔界山交接地带,基本形态为两山夹一盆的地貌景观,地理上为山间盆地,构造上为一断陷盆地,盆地北侧为谢米斯台山、阿勒戈勒特山;南侧为向砾山、西力克山,盆地总体呈北东东~南西西向延伸。
三矿矿井位于和什托洛盖盆地西北缘中段,为一北高南低,西高东低的低山丘陵和戈壁地貌,海拔高度一般为852.13~1110.65m,高差约为258m左右,按我国山地高度分类属侵蚀低山区,且区内地形切割较大。
井田区内未见常年流水的地表水体,仅在夏季洪水季节,部分冲沟内有少量水流发育,随后即干涸。
2)气候
本区属典型的大陆性干旱气候。
冬季严寒,夏季酷热,春秋两季多大风和寒潮,无霜期较短,年平均气温2.6℃~7.6℃,6~8月份为高温期,最高气温40℃以上,每年12月至翌年2月为低温季节,最低气温零下33.4℃左右,每年10月份上冻,次年4月解冻,最大冻土深度1.83m,无霜期150天左右,年平均降水量167.02mm,多集中在6~7月份,多为暴雨,冬季降雪稀少,年最大积雪厚度达23cm,4~6月份为风季,以西北风为主,最大风力可达10级,最大风速可达35m/s,一般风速2.3~4.5m/s。
3)地震
据中华人民共和国GB18306-2001标准,本区地震动峰值加速度(g)分区为小于0.05g,基本地震烈度为小于Ⅵ度。
第二节矿井建设概况及采掘计划
1、矿井生产建设概况
赛尔公司三矿自2003年9月16日开工建设,2006年开始试生产,截止2014年12月31日,+730水平以上A3、A4煤层基本开采完毕。
2010年2月新疆煤炭设计院有限公司编制完成了《徐矿新疆赛尔能源有限责任公司三矿矿产资源开发利用方案》。
依据煤层赋存条件,确定新疆赛尔能源有限责任公司三矿设计生产能力为45万吨/年。
2013年新疆维吾尔自治区煤炭工业管理局以“新煤行管发[2013]76号文件”,核定新疆赛尔能源有限责任公司三矿的综合生产能力为95万吨/年。
开拓方式为斜井开拓,三条井筒位于井田中北部,分别为主斜井、副斜井和斜风井,主斜井、副斜井沿A4煤层底板岩层布置,主斜井落底水平+700m水平,斜长910m,倾角14°,副斜井落底水平+700m水平,斜长900m,倾角16°,斜风井沿A7煤层顶板岩层布置。
主副斜井开拓,矿井划分为二个生产水平上下山开采,每一水平分为东西两个采区,矿井通风系统为中央并列式,通风方法为机械抽出式,2013年5月进行了矿井瓦斯等级鉴定,新疆维吾尔自治区煤炭工业管理局以新煤行管发[2013]242号徐矿集团新疆赛尔能源有限公司三矿瓦斯等级结果的批复为高瓦斯矿井,矿井相对瓦斯涌出量10.42m3/min,绝对瓦斯涌出量20.44m3/min,采煤方法2006年以前为残柱式开采,2007年~2013年为走向长壁后退式,采用单体液压支柱配铰接顶梁爆破落煤采煤法,2013年至今采用液压支架、采煤机综合机械化开采,现主要生产采区在+730m水平上东西翼采区,+730m水平下部采区三条下山已施工完毕,现正开采第一个工作面。
赛尔能源有限公司三矿累计生产原煤434.76万吨,其中2014年原煤产量最高达131.15万吨。
赛尔公司三矿现有职工240人,其中管理人员36人。
2、“十二五”期间产量及投产以来的产量
年度
产量
2007
2008
2009
2010
2011
2012
吨
166791
280076
246101
357495
354517
711233
年度
产量
2013
2014
2015
吨
919829
1311520
1356200
表1-3赛尔能源公司三矿历年产量统计表
根据上表可以看出赛尔能源公司三矿在“十二五”期间的产量为4653299t,矿井投产以来累计的产量为5703762t。
3、储量情况
截至2014年12月31日徐矿集团新疆赛尔能源有限公司三矿在本次煤炭资源储量估算范围内,保有资源储量2456.9万吨,累计查明资源储量为2958.6万吨。
1-4分煤层、分水平估算保有煤炭资源储量汇总表单位:
万吨
范围
煤层
水平(m)
111b
122b
333
合计
备注
全井田
A3煤
730以上
223.4
54.5
87.5
365.4
730以下
118.7
199.1
346.5
664.3
合计
342.1
253.6
434.0
1029.7
A4煤
730以上
180.1
32.5
74.4
287.0
730以下
158.4
155.8
217.8
532.0
合计
338.5
188.3
292.2
819.0
A7煤
730以上
219.5
55.8
56.4
331.7
730以下
2.8
58.7
215.0
276.5
合计
222.3
114.5
271.4
608.2
总计
902.9
556.4
997.6
2456.9
徐矿集团新疆赛尔能源有限公司三矿在“十三五”期间开受水害影响的因素为西翼上一已采工作面的老空积水,主要分布在+700m西翼下山水平,因此西翼A3、A4煤层巷道在掘进期间,必须对上一相邻已采工作面的老空积水进行探放。
西翼A3煤层受水害影响的煤炭储量为2001859.4t,西翼A4煤层受水害影响的煤炭资源储量为275308.5t。
合计矿井受水害威胁的煤炭资源储量为2277167.9t。
4、生产布局和“十三五”采掘计划
徐矿集团新疆赛尔能源有限公司三矿+700m上山水平仅剩A3002及A3008工作面未采,因此三矿“十三五”期间的生产布局及开拓重点主要集中在+700m下山水平。
其中“十三五”期间开拓重点主要是A3煤层+700m水平向下延伸的系统及A7煤层的西翼回风大巷。
A3煤层+700m水平向下延伸的系统,为A3煤层的开采提供了系统上的保障,A7煤层西翼回风大巷,优化了矿井的通风系统,减少了通风线路。
+700m上山水平仅剩A3002及A3008工作面两个工作面,其余的工作面均布置在+700m下山水平。
(“十三五”期间回采及掘进工作面接续表见附件1)
1-5采区储量及接续时间单位:
万吨
序号
采区名称
工作面
储量
接续时间
1
+700m上山采区
A3002、A3004、A3008
126.83
2016-1-1~2016-11-17
2
+700m下山采区
A4012、A4011、A4013、A4014、A4015、A4016、A3009、A3011、A3012、A3013
579.11
2016-11-18~2020-12-31
第二章矿井防排水系统
第一节主要排水系统
赛尔三矿水泵房有两个:
一个是+700m水平中央水泵房,另一个是A4煤层+560m水平采区水仓。
各水仓参数详见下表
表2-1三矿+700m水平中央水泵房水仓、排水设备情况
水仓所在水平
水泵型号
水泵台数
电机
功率(kw)
电机型号
扬程(m)
水仓容积(m3)
管路趟数
管径(㎜)
+700m
水平
D8545*8
3
132
315M2-2
360
1090
2
108
表2-2三矿+560m水平采区水仓、排水设备情况
水仓所在水平
水泵型号
水泵台数
电机
功率(kw)
电机型号
扬程(m)
水仓容积(m3)
管路趟数
管径(㎜)
+560m
水平
D4650*7
3
90
315M2-2
270
518
2
108
排水路线(西翼采区+700m上山水平):
各采掘工作面积水→+730m水平大巷→+700m水平水仓→地面。
排水路线(西翼采区+700m下山水平):
各采掘工作面积水→+560m水平水仓→+730m水平大巷→+700m水平水仓→地面。
排水路线(东翼采区+700m上山及下山水平):
各采掘工作面积水→+700m水平水仓→地面。
第二节地面(井下)集中注浆系统建设情况及防治水装备的配置
矿井地面建有黄泥注浆泵站,配备1台型号为KNL-60型制浆机,额定制浆量60m3/h,电机功率30KW,电机型号Y225M-6;1台型号为JFN-2B型泥浆净化机,处理能力80m3/h;1台型号为KFBL-71型搅拌机,规格直径2.8m。
注浆管路由注浆泵站路线:
风井→+700m回风上山→+730m回风石门→+730m车场→+730m运输大巷→A3运输上山→A3004回风巷。
沿注浆泵站布置了一趟直径为108mm钢管。
表2-3防治水装备仪器配置情况
设备名称
型号
台数
生产厂家
生产时间
气动注浆泵
2ZBQ-30/3
1
镇江煤安矿用设备有限责任公司
2015年4月
煤矿用坑道钻机
ZLJ-250
2
石家庄煤矿机械有限责任公司
2015年1月
第三章井田地质与水文地质
第一节井田地层
井田内除5勘探线部分地段有少量地层出露外,其余全部被第四系地层覆盖,现根据钻孔资料地层由老至新分述如下:
(1)下侏罗统八道湾组(J1b)
为一套河流相、湖泊相及泥炭沼泽相的含煤碎屑岩建造,根据岩性、岩相特征及含煤性,该组可分为上下二段,其超覆于泥盆系、石炭系地层之上。
1)下段((J1b1)
为一套河流相~湖泊相为主的岩性组合,发育岩性为粗砂岩、中砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层。
据相邻区资料,该层段地层厚约80m,本次钻探揭露67.81m。
2)上段((J1b2)
本段为一套河流相~湖沼相含煤建造,主要岩性为中粗砂岩、细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层组成,岩层中含有较多植物化石,由许多个河流~湖沼相沉积旋迴韵律组成。
含煤10~15层,其中主要可采煤层3层,零星可采煤层1层,其余均为不可采煤层。
本段地层厚157.60~171.00m,平均163.36m,底部为一层较厚的粗砂岩(含砾)与下段地层分界,呈整合接触。
根据含煤特征,可分为四个含煤段,由下至上分别为:
①一含煤段:
为八道湾组上段的底界砂岩至A1煤,其厚度为5.58~16.33m,平均11.30m,其岩性主要为灰色砂砾岩(或粗砂岩)、细砂岩、砂泥岩及泥岩或煤组成。
该段底部的砂砾岩或粗砂岩全区发育。
②二含煤段:
为A1煤顶板至A3煤,其厚度为9.53~26.69m,平均18.98m,其主要岩性为灰色细砂岩、砂泥岩、泥岩、及发育二个煤组,其中A3煤为全区较为稳定的可采煤层。
③三含煤段:
为A3煤顶板至A7煤,其厚度为18.69~56.29m,平均36.00m,其主要岩性为灰色细砂岩、粉砂岩、砂泥岩、泥岩及发育3~4个煤组,其中A4煤为全区较为稳定的可采煤层,A5煤为不稳定的零星可采煤层,A7煤为大部分可采的较稳定煤层。
④四含煤段:
为A7煤顶板至三工河组底界砾岩,其厚度为58.16~93.54m,平均78.80m,其主要岩性为细砂岩、粉砂岩、砂泥岩、泥岩及3~8层薄煤或煤线。
(2)下侏罗统三工河组(J1S)
由于井田内未发现三工河组上段地层,故仅对三工河组下段地层叙述如下:
下侏罗统三工河组下段(J1S1)地层,岩性以河流相、湖滨相及湖泊相为主体构成的砂砾岩、砂岩、粉砂岩、砂泥岩、泥岩组成,钻孔最大控制厚度162.50m,底部以一层厚层状砂砾岩与下伏地层分界,呈整合接触。
(3)第四系上更新统(Q3)
由冲积、洪积、风积及残坡积沉积物构成,岩性为砂石、淤泥及风成黄土,表面覆盖戈壁砾石。
地层厚度0~7.66m,平均5.04m,与下伏地层呈超覆不整合接触。
第二节煤层
一、含煤性
下侏罗统八道湾组上段为本井田含煤地层,地层平均总厚度159.8m,含煤15层,煤层平均总厚度15.65m,含煤率9.8%,其中主要可采煤层3层(A3、A4、A7煤),平均厚度为7.33m,占煤层总厚度的46.8%。
二、煤层对比
1、煤层对比方法、依据
本矿井含煤地层为陆相碎屑及泥炭沼泽相沉积,属多煤层井田,含煤层数较多,仅八道湾组上段含煤15层,煤层结构简单~复杂,含夹矸0~4层,各煤层分层数亦较多,但层位稳定,标志层较为明显,所以为煤层对比创造了条件,为保证煤层对比可靠,编制了本井田钻孔及穿层石门煤岩层柱状对比图,测井曲线特征对比图,利用标志层层间距及煤层组合进行反复对比,现将煤层对比情况分述如下:
1)标志层法
借助煤系地层中有一定层位并沿走向、倾向分布稳定的特殊岩性层或矿层,确定煤层的层序及空间关系,进行分析对比。
(1)A3煤:
煤层较厚,层位稳定,煤层结构特殊,如煤层上分层为厚层,下分层为1~3层薄煤,全区稳定存在,易于识别。
(2)A4煤:
煤层较厚、层位稳定,煤层结构特殊,如煤层上分层为1~2层薄煤,而下分层为厚煤,全区稳定存在,易于识别。
2)层间距法及煤层组合
利用煤层之间、煤层与含煤岩系的顶、底界岩层之间的层间距关系进行分析对比,确定煤层的相对位置。
见煤岩层间距统计表(表3-2)。
表3-1煤岩层间距统计表
岩(煤)层
层间距(m)
最小
最大
平均
J1b1底界~A1煤
5.58
16.33
11.30
A1煤~A3煤
7.91
19.02
13.40
A3煤~A4煤
9.53
26.69
18.98
A4煤~A5煤
1.3
4.84
3.17
A5煤~A7煤
7.86
24.76
13.85
A7煤~A9煤
4.29
24.29
11.58
三、主要可采煤层
全区主要可采煤层三层,分别为下侏罗统八道湾组上段的A3、A4、A7煤层,其特征见表3-4,由下至上分述如下:
1)A3煤:
全区广泛发育,沉积特征明显,可采面积3.10km2,已采面积1.68km2,剩余可采面积1.42km2。
全区共有穿层点105个,见煤点105个,其中钻孔见煤点14个,井巷见煤点91个,见煤点中,可采点105个,见煤点两极厚度1.19~3.70m,平均3.02m,煤层结构简单~复杂,夹矸厚度0.2m~0.69m,夹矸以炭质泥岩为主,次为泥岩。
在9线浅部的9-1、9-2孔,因受沉积环境的影响,煤层厚度变薄,总体煤层自东向西有减薄趋势。
可采性指数km=1;
煤层变异系数r=12.93%;
据其发育程度,该煤层应属全区可采的较稳定中厚煤层,按照《煤矿地质工作规定》第二章第一节第十二条规定A3煤层结构简单~复杂,煤层稳定程度应评定为较稳定煤层。
A3煤层未采区稳定性评价
范围:
+730m水平~+560m水平,东起第Ⅴ勘探线井田边界,西至第Ⅹ勘探线井田边界,评定面积约1.42km2。
统计评定钻孔5个,其中见煤点5个,可采点5个,井巷揭露见煤点7个,可采点7个。
煤层两极厚度2.68m~3.7m,平均煤厚3.19m。
煤层可采性指数km=1;
煤层变异系数r=5.45%;
属稳定的中厚可采煤层。
2)A4煤:
全区广泛发育,沉积特征明显,可采面积3.10km2,已采面积1.74km2,剩余可采面积1.36km2。
全区共有穿层点138个,见煤点138个,其中钻孔见煤点15个,井巷见煤点123个,见煤点中,可采点138个,见煤点两极厚度1.53~5.91m,平均2.66m,该煤层自东向西有减薄趋势。
煤层结构简单~较简单,夹矸厚度0.06~0.78m,夹矸以炭质泥岩为主,次为泥岩。
可采性指数km=1;
煤层变异系数r=20.66%;
据其发育程度,该煤层应属全区可采的稳定中厚煤层。
A4煤层未采区稳定性评价
范围:
+730水平~+560水平,东起第Ⅴ勘探线井田边界,西至第Ⅹ勘探线井田边界,评定面积约1.36km2。
统计评定钻孔5个,其中见煤点5个,可采点5个,井巷揭露见煤点19个,可采点19个。
煤层两极厚度2.30m~4.09m,平均煤厚2.87m。
煤层可采性指数km=1;
煤每层变异系数r=13.4%;
属稳定的中厚可采煤层。
3)A7煤:
全区穿层点17个,见煤点16个,沉缺点1个。
见煤点中,可采点15个,不可采点1个,两极厚度0~1.97m,平均1.61m。
除9-2孔为不可采,9-1孔为沉缺外,其余煤层厚度变化不大。
煤层结构简单~复杂,夹矸以泥岩为主。
煤层变异系数r=27%,可采性指数km=0.9,据其发育程度,该煤层应属全区大部分可采的较稳定中厚煤层。
表3-2主要(零星)可采煤层特征一览表
煤层
全层厚
(m)
可采厚
(m)
层间距
(m)
夹矸层数
穿层点
见煤
点
沉缺
点
不可
采点
可采
点
变异
系数
r(%)
可采
系数
(Km)
稳定性
可采性
可采
范围
A3
0~4
105
105
0
0
105
12.93
1
较稳定
全区
可采
100%
A4
0~3
138
138
0
0
138
20.66
1
稳定
全区
可采
100%
A5
0~1
17
14
3
7
7
67
0.43
不稳定~
极不稳定
零星
可采
25%
A7
0~3
17
16
1
1
15
27
0.9
较稳定
大部
可采
90
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