枣泉煤矿初步设计简介第2章 井田开拓.doc
宁夏枣泉煤矿初步设计 (修改) 第二章 井田开拓 第二章 井田开拓 第一节 井田境界及储量 一、井田境界 枣泉井田位于宁夏灵武矿区南部灵武市东南62km的毛乌素沙漠的边缘,行政区划属灵武市马家滩乡管辖。其地理坐标为东经10630′10635′,北纬3752′3802′。根据枣泉井田勘探精查地质报告及国家计委计建设[1990]1239号文关于灵武矿区总体设计的批复,枣泉井田东北部以赵儿塔向斜轴与羊场湾煤矿为界,正北部以29勘探线与英子梁井田为界,东西南三面均以1煤层600m水平底板等高线在地面的投影线为界。井田南北长13km,东西宽平均约4km,面积为52km2。 二、储量 1、矿井地质储量 根据枣泉井田勘探精查地质报告,本井田内共有15层煤参与储量计算,计算储量的煤层最小可采厚度为0.8m;各煤层灰分平均值为10左右,均符合规范中最高可采灰分为40的规定。储量计算总平面面积为28588.41万m2,全井田地质总储量为964.68Mt。详见表2-1-1,矿井地质储量汇总表。 2、矿井工业储量 矿井964.68Mt地质总储量中,扣除风化带储量15.32Mt,有符合煤炭资源地质勘探规范的A、B、C三级能利用储量工业储 949.36Mt。详见表2-1-1。 3、矿井设计储量 矿井949.36Mt工业储量中,包含了15层煤,但由于2下、3、8、11、15、16等6个煤层储量较少(占工业储量的比例均小于3),且多为孤立块段,属不经济开采储量。故本次设计仅计算包含1、2、6、7、8下、9、10、12、14等9个煤层的矿井设计储量。 上述9个煤层的矿井工业储量减去断层煤柱、防水及防沙煤柱、井田境界煤柱等永久性煤柱损失量后,本次设计的矿井设计储量为833.25Mt。详见矿井设计储量汇总表2-1-2。 4、矿井设计可采储量 矿井833.25Mt设计储量中,减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道及上、下山保护煤柱煤量和开采损失后,得到矿井设计可采储量,为529.30 Mt。详见表2-1-3,矿井设计可采储量汇总表。 三、资源套改 1999年国家开始实施GB/T17766-1999固体矿产资源/储量分类标准,这是我国矿产资源储量分类与国际惯例并轨的重要变革。 由于本井田地质报告提交的地质年代较早,储量分级是按地质勘探研究可靠程度进行的,从高到低依次为A、B、C级。 根据固体矿产资源/储量分类标准,参照固体矿产资源分类套改技术要求,设计将本井田资源进行了分类套改,但套改结果需经地质部门、资源评估部门进一步认定,本次套改供参考。 探明的经济基础储量121b(AB级)495.38Mt; 控制的经济基础储量122b(C级)453.98Mt; 控制的次边际经济资源量2S22(C级)15.32Mt。 2-4 中煤国际工程集团武汉设计研究院 表2-1-1 矿 井 地 质 储 量 汇 总 表 单位Mt 顺序 煤层编号 面积 A B C 工业储量 AB 风化带 地质储量 所占 工业储量比例 (万m2 ) ABC ABC (C) 合计 () 1 1煤 1372.34 8.48 7.44 37.17 53.09 30 1.08 54.17 5.6 2 2煤 3403.09 85.22 178.50 124.06 387.78 68 4.47 392.25 40.8 3 2下煤 67.34 0.82 0.82 0.08 0.90 0.1 4 3煤 1693.40 5.30 20.10 25.40 21 1.13 26.53 2.7 5 6煤 2499.09 9.71 16.48 36.78 62.97 42 2.49 65.46 6.6 6 7煤 3894.72 29.09 12.43 66.29 107.81 39 2.63 110.44 11.4 7 8煤 895.41 10.93 10.93 0.03 10.96 1.2 8 8下煤 3368.31 8.96 5.89 41.42 56.27 26 1.12 57.39 5.9 9 9煤 392.59 1.17 5.23 6.40 18 0.18 6.58 0.7 10 10煤 3135.11 22.70 9.72 33.75 66.17 49 0.40 66.57 7.0 11 11煤 390.48 4.58 4.58 0.11 4.69 0.5 12 12煤 2573.88 18.75 10.72 17.50 46.97 63 0.52 47.49 4.9 13 14煤 3066.15 35.79 26.65 17.34 79.78 78 0.86 80.64 8.4 14 15煤 895.89 2.38 11.46 13.84 17 0.22 14.06 1.5 15 16煤 940.61 26.55 26.55 26.55 2.8 合 计 28588.41 218.70 276.68 453.98 949.36 52 15.32 964.68 100.0 2下、 3、8、11、15、16 小计 0.00 7.68 74.44 82.12 1.57 83.69 8.7 1、2、6、 7、8下、9、10、12、14 小计 218.70 269.00 379.54 867.24 13.75 880.99 91.3 表2-1-2 矿 井 设 计 储 量 汇 总 表 单位Mt 水平 煤层编号 工业储量 永久煤柱损失 设计储量 所占比例 ABC 断层煤柱 防水煤柱 呆滞煤量 井田境界煤柱 小计 980m 水 平 以 上 1煤 25.67 1.67 0.03 1.70 23.97 2煤 160.57 14.1 0.19 14.29 146.28 6煤 36.46 0.34 0.55 0.07 0.96 35.50 7煤 53.25 0.42 0.43 0.06 0.91 52.34 8下煤 28.20 0.53 0.39 0.02 0.94 27.26 9煤 4.10 0.64 0.11 0.05 0.80 3.30 10煤 38.82 0.49 0.04 0.06 0.59 38.23 12煤 28.15 0.67 0.09 0.06 0.82 27.33 14煤 39.11 0.6 0.12 0.72 38.39 小计 414.32 3.69 17.38 0.00 0.66 21.73 392.59 47.1 980m 水 平 以 下 1煤 27.42 0.57 0.57 26.85 2煤 227.21 6.29 6.29 220.92 6煤 26.51 0.71 0.71 25.80 7煤 54.56 1.51 1.51 53.05 8下煤 28.07 0.62 0.62 27.45 9煤 2.30 0.1 0.10 2.20 10煤 27.35 0.8 0.80 26.55 12煤 18.82 0.05 0.48 0.53 18.29 14煤 40.68 1.13 1.13 39.55 小计 452.92 0.05 0.00 0.00 12.21 12.26 440.66 52.9 合 计 867.24 3.74 17.38 0.00 12.87 33.99 833.25 100.0 表2-1-3 矿 井 可 采 储 量 汇 总 表 单位Mt 水平 煤层 设计储量 保护煤柱量 开采损失 可采储量 5.0Mt/服务年限 编号 工业场地 主要井巷 小计 采区回采率 损失煤量 可采储量 比例 980m 水 平 以 上 1煤 23.97 0.12 1.395 1.515 0.8 4.49 17.96 3.4 2.6 2煤 146.28 1.98 15.81 17.79 0.75 32.12 96.37 18.3 13.8 6煤 35.50 0.86 6.56 7.42 0.8 5.62 22.46 4.3 3.2 7煤 52.34 1.14 12.63 13.77 0.8 7.71 30.86 5.8 4.4 8下煤 27.26 0.82 7.51 8.33 0.8 3.79 15.14 2.9 2.2 9煤 3.30 0 0.8 0.66 2.64 0.5 0.4 10煤 38.23 1.16 8.05 9.21 0.8 5.80 23.21 4.4 3.3 12煤 27.33 1.1 6.01 7.11 0.8 4.04 16.18 3.1 2.3 14煤 38.39 2.1 16.96 19.06 0.8 3.87 15.46 2.9 2.2 小计 392.59 9.28 74.925 84.205 68.10 240.29 45.5 34.3 980m 水 平 以 下 1煤 26.85 2.145 2.145 0.8 4.94 19.77 3.7 2.8 2煤 220.92 17.76 17.76 0.75 50.79 152.37 28.9 21.8 6煤 25.80 3.16 3.16 0.8 4.53 18.11 3.4 2.6 7煤 53.05 10.91 10.91 0.8 8.43 33.71 6.4 4.8 8下煤 27.45 6.18 6.18 0.8 4.25 17.02 3.2 2.4 9煤 2.20 0 0.8 0.44 1.76 0.3 0.3 10煤 26.55 6.54 6.54 0.8 4.00 16.01 3.0 2.3 12煤 18.29 5.12 5.12 0.8 2.63 10.53 2.0 1.5 14煤 39.55 14.88 14.88 0.8 4.93 19.73 3.7 2.8 小计 440.66 66.695 66.695 7.15 84.95 289.01 54.7 41.3 合 计 833.25 9.28 141.62 150.9 7.15 153.05 529.30 100.3 75.6 2-5 中煤国际工程集团武汉设计研究院 扣除各种煤柱损失,经可研论证,本矿井设计可采储量(编码111)为529.30 Mt。 四、安全煤柱 井田内留设的安全煤柱主要有 1、断层煤柱 井田内已查明的断层有三条,均位于井田的北部,F1和F2属于不导水断层,且断层出露于地表的高处,与其它含水层无水力联系,故在F1和F2断层的两侧,均留设30m宽的煤柱;F3断层属于导水断层,且与倒江沟洪积沟谷潜水相接,水力联系密切,经计算在F3断层两侧,留设50m宽的煤柱。 2、防水及防沙煤柱 (1)火区烧变岩含水体防水煤柱 在井田的浅部、碎石井大背斜的两翼分布有I号、Ⅱ号、Ⅲ号三个火区烧变岩含水体,含水丰富;特别是I号和Ⅲ号火区烧变岩含水体储量大,每年接收大气降水的补给,疏干困难,对矿井的安全生产影响较大。故在其下部均考虑留设防水煤柱。 根据矿井水文地质规程,火区烧变岩含水体防水煤柱的留设按下列经验公式计算 L0.5KM≮20 式中L煤柱留设宽度,m; K安全系数,一般为25,取3.5; M煤层厚度,m; P水头压力,MPa; Kp煤的抗张强度,MPa。 1煤平均厚度为2.2 m,首采区内平均厚度为3.72m;2煤平均厚度为7.88 m。根据邻近羊场湾矿井煤层资料,2煤抗张强度平均值为1.21 MPa。根据宁夏回族自治区灵武矿区枣泉井田勘探(精查)地质报告资料计算,火区烧变岩含水体水头压力见表2-1-4。根据上述数据,火区烧变岩含水体防水煤柱计算结果见表2-1-5。 火区烧变岩含水体水头压力表 表2-1-4 煤 层 单位 I号火区 Ⅱ号火区 Ⅲ号火区 1煤 MPa 0.15 1.92 2煤 MPa 0.96 0.35 2.32 火区烧变岩含水体防水煤柱计算结果表 表2-1-5 煤 层 单位 I号火区 Ⅱ号火区 Ⅲ号火区 1煤 m 4.0(20) 14.2(20) 2煤 m 21.3 12.8(20) 33.1 根据建设单位意见,考虑到三个火区烧变岩含水体的分布范围可能有一定的变化,其防水煤柱的留设,在计算的基础上再增加50m。因此,在I号和Ⅲ号火区烧变岩含水体下部留设80 m宽的防水煤柱;Ⅱ号火区烧变岩含水体体积储量少,且以静储量为主,在其下部留设50 m宽的防水煤柱。 在煤层风氧化带下部留有20m宽的保护煤柱。 (2)洪积沟谷潜水防水煤柱 碎石井沟和倒江沟洪积沟谷潜水,受地面雨水补给,丰水期流量丰富,但其含水层的厚度薄,水头压力小,仅数米且局部分布。为保证矿井的安全生产,在沟谷潜水含水层之下的煤层露头及浅部按建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程中的相关规定,留设防水安全煤柱。 HshHliHbHfe 式中Hsh防水煤柱垂高,m; Hli导水裂隙带最大高度,m; Hb保护层厚度,m; Hfe基岩风化带深度,m。 根据煤层上覆岩性特征,结合矿区内煤层防水煤柱留设经验,经计算,防水煤岩柱高度为6775m。1、2煤为主要留设防水煤柱的煤层。根据沟谷的沟底高程(井田内为1330m左右)计算,碎石井沟和倒江沟河床下1、2煤1250m标高以浅部分需留设防水煤柱。 (3)1煤防沙煤柱 1煤埋藏浅,在灵武矿区尚无开采的成熟条件,揭露也少,并且井田范围内、地表覆盖着厚0.625.00m,平均厚8.00m的风积沙层。为保证矿井的安全生产,在1煤的浅部按建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程中的相关规定,留设防沙安全煤柱。 HsHmHb 式中Hs防沙安全煤柱垂高,m; Hm冒落带最大高度,m; Hb保护层厚度,m。 在东翼27线以北,直罗组底部粗粒砂岩为1煤直接顶板,粗粒砂岩厚60~70m,泥质胶结,颗粒支撑,胶结差,松散易碎。在东翼27线以南,1煤直接顶板为厚3m左右的细粒砂岩、粉砂岩。 根据煤层上覆岩性特征,经计算1煤防沙安全煤柱高度为30m。 3、井田境界煤柱 井田北部与羊场湾煤矿和英子梁井田相邻,沿井田边界两侧各留设20m宽的边界煤柱,井田深部边界为各层煤的600m底板等高线,属于人为边界,设计中仍暂考虑各层煤均留设20m宽的保护煤柱。 4、工业场地保护煤柱 矿井工业场地按I级保护级别维护。围护带范围取20m,下伏各煤层暂按75移动角(准确数值,实测后确定)计算保护煤柱范围。 矿井铁路站场煤柱与工业场地煤柱一并考虑。 5、主要井巷保护煤柱 主要井巷指井筒、井底车场、大巷、石门及上下山等,其煤柱的留设按主要井巷的两侧各留设80m保护煤柱,下伏各煤层暂按75移动角计算保护煤柱范围。 6、其它煤柱留设 分区(采区)边界煤柱沿各采区(分区)边界两侧各留设10m煤柱。 矿井铁路专用线,当其下部煤层的采深与分层采厚比小于60时留设保护煤柱,大于或等于60时,则考虑不留设保护煤柱。 根据高压架空线路运行规程,110kV线路塔杆的允许值为1/200(倾斜i≤5);根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程,埋地供水管路允许水平变形值∑4mm/m。因此,设计对110kV输电线路和矿井供水管路暂不考虑留设煤柱,而采取相应的井上、下的技术措施进行处理。 第二节 矿井设计年生产能力及服务年限 一、矿井工作制度 矿井年工作日为300d。每天三班作业,两班生产,一班准备,每天净提升时间为14h。 二、矿井设计年生产能力的确定 根据国家计委对灵武矿区总体设计的批复([1990]1239号文),结合枣泉井田的内、外部建设条件及市场供需情况和建设方要求,设计确定矿井设计年生产能力为5.0Mt/a(地面主要生产环节能力按8.0Mt/a考虑),其主要理由如下 1、储量丰富 矿井储量是决定矿井设计生产能力的基础因素之一。本井田内共有地质储量964.68Mt。扣除各种煤柱损失和开采损失以后,可采储量为529.30 Mt。按5.0Mt/a的生产能力,考虑1.4的储量备用系数,其服务年限为75.6 a,符合煤炭工业矿井设计规范不小于70a的要求。因此本矿井具备建设特大型矿井的资源条件。 另外,矿井深部的600m标高边界是一个人为边界,随着生产的发展和勘探程度的提高,矿井深部边界可申请扩大调整,矿井资源量还可增加,因此矿井后期生产能力提高到8.0Mt/a也是合适的。 2、外部建设条件好 本矿井所产的煤炭主要通过铁路运往大坝、中宁、灵武等电厂。目前接轨于大坝站的灵武铁路支线,已通至矿区古窑子车站。古(窑子)枣(泉煤矿)铁路专用线的前段羊场湾铁路专用线,线路全长11.83km,目前已具运营条件,因此枣泉煤矿的外运条件比较优越。 矿区公路已至羊场湾煤矿,矿区及羊场湾110kV变电所也已建成,羊场湾变电所已为枣泉煤矿留有110kV出线间隔,从矿区金银滩水源地至羊场湾煤矿的供水管路也已建成,枣泉矿井建设和生产所需的公路、供电线路和供水管路及通讯线路均可从羊场湾煤矿连接,故矿井的外部建设条件均已具备。 3、煤质优良 枣泉井田煤炭为低灰、低硫、特低磷和较高发热量的不粘煤,古称“香砟子”,是良好的动力用煤和我国最好的气化用煤之一,用途十分广泛,尤其是有害成分含量低,更适合于大中城市用煤的环保要求。 4、市场条件在逐步形成 随着西部大开发战略的实施和国家煤炭工业结构的调整,为振兴宁夏经济,加快工业化进程,宁夏自治区政府提出了在宁夏建设河东能源重化工基地的战略目标。河东能源重化工基地是一个集电力、煤炭、煤化工为一体的综合性集团项目,基地位于宁夏回族自治区灵武市境内。根据规划,基地内拟建设三个总规模达10800MW的大型坑口电厂;一个煤炭间接液化厂(3.2Mt/a)和一个煤基二甲醚厂(0.83Mt/a);以及其他相配套的煤矿、水厂、铁路、公路等基础工业项目。另外,大坝电厂三期(4600MW)规划在2010年投产。项目建成后,煤炭需求量将大幅度增加,项目所需要的煤炭主要由宁夏煤业集团所属各矿区提供。枣泉井田位于灵武矿区内,勘探程度高,距能源重化工基地和大坝电厂的距离近,具备就近供煤的有利条件。 5、煤层开采技术条件优越 本井田内煤层赋存较为稳定,结构简单,水文地质条件及地质构造简单,瓦斯含量低,可采煤层层数多。初期开采的1、2煤层位于可采煤层的上部,1煤层平均厚度2.2m,2煤平均厚度7.88m,其可采储量占全井田计算可采储量的54左右;各煤层顶底板岩性较稳定,适宜综合机械化开采。特别是初期开采区,煤层倾角在25以下,大部分在15以下,有利于大型采掘设备生产能力的发挥。矿井后期虽然煤层倾角加大,但可在多煤层中布置工作面。 6、开拓系统简单,经济效益好 本井田内有可采煤层15层,煤层埋深30700m之间,980m水平上山部分埋深30400m左右,煤层埋藏浅,下部各煤层的间距平均在436m之间。矿井采用一矿两井,斜井井筒兼作初期中央采区上山的开拓方式,开拓系统简单,建井工期短,投资省、经济效益好,是建设特大型矿井的理想井田。 7、矿井增产潜力大 随着生产技术的发展,管理水平的提高,结合我国采煤设备及生产技术的发展情况,矿井生产工作面的单产能力会不断的提高;同时随着上部煤层开采后、深部各煤层的解放,可布置生产工作面的采区数和煤层数增多。因此,矿井的增产潜力大。 综上所述,设计认为本矿井资源丰富,外部建设条件好、煤质优良、市场条件在逐步形成,开采技术条件优越,开拓系统简单,经济效益好,适于建设特大型矿井。为使矿井早达产、早见效,并为矿井的后期发展创造条件,矿井设计年生产能力确定为5.0Mt/a(后期8.0Mt/a)是合适的。 三、矿井及水平的服务年限 本矿井共有地质储量964.68Mt,计算可采储量为529.30Mt,其中980m水平以上为240.29Mt,980m水平以下为289.01Mt。 按5.0Mt/a矿井设计年生产能力,考虑1.4的储量备用系数,则矿井的服务年限为75.6a;其中,980m水平以上为34.3a,980m水平以下为41.3a。 按后期8.0Mt/a计算,矿井的服务年限也在47a以上。井田深部边界是根据当时的勘探装备和技术水平,按600m标高为界划分的,据有关资料,600m以下还有煤层赋存,随着采煤技术和装备水平的提高,井田深部边界可继续向下延深,井田储量还可增加,矿井的服务年限还可延长。 第三节 井田开拓 一、开拓方式及井口与工业场地位置选择 (一)影响开拓方式及井口与工业场地位置选择的主要因素 1、外部条件 矿井对外联系的公路、铁路、输电线路、输水管路、通信网络等均从井田东北部的羊场湾煤矿接入,从外部条件来看,井口及工业场地位置越向北布置越有利。 2、地面地形条件 井田位于鄂尔多斯高原西南角,处在走向呈南北的两山之间。井田内多为低丘台地地貌,广布相对高差为20m左右的沙丘,地势南高北低,地形总的比较简单,地面建筑物和人烟稀少。地面地形对井口与工业场地位置选择影响较小。 3、地面河流分布 在井田中部有碎石井沟,北部有倒江沟,两沟谷虽为干沙河,但每年雨季时有3~4次洪水,河床宽度大(最宽达505m)。对井口和工业场地位置选择及地面运输的公路、铁路布置有一定的影响。 4、白芨滩自然保护区 灵武白芨滩自然保护区属于国家级森林生态自然保护区,批建于2000年4月,根据宁夏自治区政府的有关文件,白芨滩自然保护区的东部边界为古羊铁路以西100m和枣泉井田西边界。矿井建设和生产的各项设施应尽可能避开保护区。 5、工程地质条件 井田内绝大部分被第四系风积沙层覆盖,仅在大沙河两侧有基岩零星出露。第四系总厚度为0.6025.00m,平均8.00m左右,其下部即为中侏罗统的砂岩类基岩。风积沙层是建筑基础开挖的清除层。 6、水文地质条件 井田内主要含水层有两个,即两条干沙河的沟谷潜水和分布于井田北部、背斜两翼的1号、2号煤层露头处的火区烧变岩含水体。两个含水层相互贯通,互为补给,静储量大,且每年接收大气降水补给。给井筒的布置和首采区的位置选择带来一定的影响。 7、井田构造 井田构造比较简单,主体构造为一两翼对称向南倾没的背斜构造,地层倾角总的变化趋势为北部陡,南部缓,深部陡,浅部缓。根据精查报告,井田内共发现3条落差大于20~30m的小断层,均分布于北部28II线以北,其中F1和F2为不导水断层,F3为导水断层。 另据首采区三维地震勘探,又发现3条落差大于20米的断层。 总体来看,断层构造对开拓系统没有原则性影响,而背斜褶皱构造直接影响到井田的开拓方式和井位。 8、煤层埋深 井田内有可采煤层15层,首采上部1、2号煤层,煤层埋深为北浅南深。但由于火烧区的影响,在背斜东翼,27I线以北,2号煤层的开采上限为1100m上下,煤层埋藏深度为200m左右;在背斜西翼,4200500纬线以北,2号煤层的开采上限为1200m上下,煤层埋深为100m左右。在005纬线附近,2号煤层有露头出露地表(风积沙之下),再向南,煤层埋深逐渐加大,至4197500纬线附近,2号煤层埋深为350m左右。 9、煤层厚度分布状态 1煤可采范围主要分布在背斜东翼24I线以北区域,煤层最大厚度位于28线上的2805孔,厚4.87m,平均厚2.20m,厚度变化趋势为北厚南薄。煤层可采部分在25线以北平均厚度为3.50m左右,24线以南在1.0m左右,24线至25线之间厚度变化幅度较大。 1煤厚度分布情况详见图2-3-1。 2煤厚度变化小,最小点在25线上的2514孔,厚4.74m,最大点在29II线上的L64孔,厚9.42m,煤厚变化规律不明显。但在向斜西翼、26线以北,煤层中深部(标高9501150m)存在一宽度不大的薄煤带,其厚度为4.816.94m,为成煤时物资供应不足所致。 2煤厚度分布情况详见图2-3-2。 7煤厚度分布情况详见图2-3-3。 14煤厚度分布情况详见图2-3-4。 10、煤层倾角 本井田的最主要可采煤层2号煤层的倾角变化幅度大,范围为745,总的变化趋势是背斜轴部缓、两翼陡,南部缓、北部陡。15以下的煤层主要赋存在轴部两侧东西宽1800m左右,南北长6km左右(4200500纬线至井田南部边界)的范围内。25以下的煤层主要赋存在轴部两侧2500m左右宽度,4200500纬线以南的区域。在4200500纬线以北,背斜东翼,27I线以南,1150m标高以上和背斜西翼,28线以南,1100m标高以上有部分25以下的煤层。其它区域煤层倾角均在25以上,最大达到45。按照目前的综合机械化开采水平,设计首采区应尽量向南部煤层倾角较缓的区域布置。 2号煤层15以下区域储量为110Mt左右,占28;1525区域储量为80Mt左右,占20。 2号煤层倾角分布情况详见图2-3-5。 11、勘探程度及高级储量分布 井田的勘探程度是北部高、南部低,浅部高,深部低。2号煤层A级储量区主要分布在25线以北,沿着开采上限宽500m左右的范围内,标高最深至850m。B级储量主要分布在23线以北至26线以南的广大地区,标高最深至700m。 2号煤层储量级别分布情况详见图2-3-6。 12、储量平衡点 初期开采的2号煤层为本井田的最主要可采煤层,且位于井田上部,其工业储量占全井田工业储量的40左右。在平面上,其储量分布情况为26线以北为153.02Mt东翼为65.54Mt,西翼为87.48Mt,25线以南为181.87Mt,25线至26线之间为52.89Mt。可见2号煤层的储量平衡点位于25线与26线之间,且偏向于25线。根据计算,全井田的储量平衡点也在25线与26线之间,但偏向于26线。 (二)开拓方式确定 根据煤层赋存条件和井田的地形地貌情况分析,本矿井无平硐开拓的可能,具有斜井和立井开拓条件。 根据对井田开拓方式的影响因素分析可知,本矿井地质构造和水文地质条件简单,表土层薄(仅8.0m左右);煤层赋存状态为缓倾斜至倾斜,地表有煤层露头出露,存在斜井井筒兼作初期中央采区上山开拓的条件;矿井开采技术条件优越,沼气含量低,矿井所需风量小;矿井装备水平先进,矿井规模大,设备生产能力大,要求增产的潜力也大;水平垂深较浅(400460m左右),全井田以一个水平上、下山开拓;矿井主运输要求全部采用带式输送机。 依据上述情况,本矿井既可采用立井开拓,也可采用斜井开拓,但斜井开拓的优势更加突出,主要表现在 1、斜井井筒施工技术要求低,施工设备简单,施工速度快,工期短,出煤早,见效快。 2、地面设施简单,没有高耸的井架,抗震能力强,环境条件好。 3、井筒装备简单,井上、下没有复杂的操车系统和装卸载系统,井底车场硐室小,工程量省。 4、主斜井采用皮带提升,提升能力大,连续性强,增产潜力大,效率高,效益好。 5、有利于人员安全出口。 总之,斜井开拓虽然存在井筒较长,维护费用较高,各种下井管线敷设的长度较大,副井提升时间较长等许多不足之处,但在本井田的条件下,其优势更加明显和突出,上述不足点都不是主要矛盾。因此,设计确定本矿井采用斜井开拓方式。 (三)井口与工业场地位置选择 根据前述的影响因素,针对斜井开拓方式,设计中考虑了中部、南部和北部3个井口与工业场地位置方案,详见图2-3-7。 1、方案I中部井位方案 本井田煤层赋存状态为一两翼基本对称的背斜构造,煤层倾角轴部缓,向两翼逐渐变陡,浅部煤层隐伏出露,因此具备沿背斜两翼分别作斜井开拓的条件。 根据对煤层倾角变化状态的分析,井田中部4200500纬线基本上为2煤倾角变化相对明显的分界线,其以北部分,煤层倾角较大,均在15以上;其以南部分,煤层倾角相对较小;在背斜轴部两侧宽1500~1800m范围内,角度在15以下。 4200500纬线同时也是2号煤层露头和火烧区范围的南界线。 因此,本方案井口及工业场地位置选择在井田中部、4200500纬线、背斜轴部、L01孔附近。在工业场地东西两侧沿2煤露头向两翼分别 开凿斜井井筒,使背斜两翼各形成一个采区。形成一矿两井的开拓布署方式。 (1) 东井 设有主斜井、副斜井和回风斜井3个井筒,井筒间距40m。 a、东主斜井井筒倾角为17,斜长1275.8m。井筒提升采用1.6m宽,运量2500t/h,ST4500难燃性钢丝绳芯胶带,电机功率31600kW,带CST软启动装置。 b、东副斜井井筒倾角为19,斜长1145.7m。井筒提升采用JK-3.5/30E型提升机,电机功率550kW,单钩串车提升。 c、东回风斜井井筒倾角为18,见2煤后沿该煤层布置,井筒斜长1239.3 m。 (2)西井 设有主斜井、副斜井和回风斜井3个井筒,井筒间距40m。 a、西主斜井井筒倾角为17,斜长1283m。 b、西副斜井井筒倾角为20,斜长1096m。 c、西回风斜井井筒倾角为25,见2煤后沿煤层布置,井筒斜长1290m。 详见方案I开拓方式平、剖面图,及图2-3-8、图2-3-9。 本方案地面铁路长度为10.41km,公路长10.07km,供电线路(110kV)长12km,输水管路长11.3km。 2、方案II南部井位方案 矿井首采的2煤倾角小于15以下的平缓区分布在4200500纬线以南6km左右的范围内,为保证矿井初期开采范围有较好的开采条件,设计考虑将井筒布置在平缓区的中部4197500纬线附近。根据井田东、西对称分布的特点,南部井位又分为背斜轴东侧井位(II1)和背斜轴西侧井位(II2)两个位置。 西侧井位井口及工业场地位于井田西侧,井口标高1390m。 东侧井位井口及工业场地位于井田东侧,井口标高1410m。 方案II1和方案II2两井位的采区巷道布置及首采区范围均一致,虽然方案II2井口及工业场地位置处地形较平坦,地面标高低20m左右,但其处在白芨滩自然保护区内,且对外联系的铁路、公路、输电线路和输水管路均较方案II1长3.0km左右,不利因素较明显,故设计仅对方案II1(东侧井位)作进一步的论证比较。 方案II采用反斜井开拓,在工业场地内设有主斜井和副斜井两个井筒,另外在背斜轴部,工业场地以西2.0km左右,设有风井广场, 布置一回风立井。 a、主斜井井筒倾角为17,斜长1402m。井筒提升采用1.6m宽,运量3400t/h,ST6300难燃性钢丝绳芯胶带(进口),电机功率41600kW,带CST软启动装置。 b、副斜井井筒倾角为22、斜长1228m。井筒宽度4.8m,净断面 16.6m2,掘进断面19.0 m2。井筒提升采用2JK-4/20A型提升机,电机功率550kW,双钩串车提升。 c、回风立井井筒长度360m,井筒净直径5.0m,净断面 19.6m2,设梯子间。 详见方案II开拓方式平、剖面图,及图2-3-10、图2-3-11。 本方案地面铁路长度为12.53km,公路长12.07km,输电线路(110kV)长14km,输水管路长13.3km。风井公路长1.6km,风井 输电线路(10kV)长2.0km。 3、方案Ⅲ北部井位方案 矿井对外联系的公路、铁路、输电线路、输水管路和通信网络等均从井田东北部的羊场湾煤矿接入,从有利于矿井对外联系考虑,本方案将井口及工业场地位置布置在井田北部的20II线、背斜轴部、2036孔附近。在工业场地东西两侧沿6煤露头向东、西两翼分别开凿斜井井筒,形成一矿两井的开拓布置方式。 东、西井均设有主斜井、副斜井和回风斜井三个井筒,井筒间距40m。根据地面地形条件,东井井口标高确定为1330.0m,主斜井井口坐标X4204595.000,Y36372210.000;西井井口标高确定为1327.0m,主斜井井口坐标X4204848.000, Y36372120.000;东、西两井筒落底水平均为980.0m。两个主斜井井筒倾角均为17,斜长分别为1197m和1187m,采用钢丝绳芯胶带提升;两个副斜井井筒倾角均为20,斜长分别为1023m和1014m,采用单钩串车提升,