煤层赋存条件及开采技术条件.doc

四、煤层赋存条件及开采技术条件 1、煤层 本区所采十一、十三、十五层煤属石炭系太原组含煤系。十一层煤为矿井主要可采煤层之一，区内煤厚1.421.78m，平均1.59m，结构复杂，中夹1-3层夹石，中间一层稳定，厚0.1m左右，为该煤层主要标志之一，纯煤层平均厚度1.49m，煤质牌号肥煤，煤岩成分以亮煤为主，视密度1.33t/m3。 区内十三层煤厚度0.871.53m，平均厚度1.36m。煤层赋存较稳定，结构复杂，含夹矸12层，其中部夹一稳定的细砂岩夹矸，厚0.19m，纯煤层平均厚度1.17m，煤岩类型属半亮型，煤质牌号气肥煤，视密度1.27t/m3。 区内十五层煤厚度0.81.56m，平均厚度1.33m。煤层赋存较稳定，结构复杂，中部夹一稳定的粉砂岩夹矸，厚0.12m，纯煤层平均厚度1.21m，煤岩类型属半亮型，煤质牌号气肥煤，视密度1.27t/m3。 十三层煤上距十一层煤39.77m，下距十五层煤13.29m，距徐灰顶板34.7m，距奥灰顶板83.43m。 表1 可采煤层特征表 煤层编号 煤种 灰分（） 硫分（） 发热量（MJ） 倾角（o） 厚度（m） 层间距（m） 容重（T/m3） 煤层结构 稳定分类 直接顶 直接底 十一 气肥 17.25 2.68 34.6 9o16o 1.49 0 1.33 复杂 较稳定 砂质页岩 细砂岩 十三 气肥 13.37 2.98 34.83 9o16o 1.17 39.77 1.27 复杂 较稳定 四灰 细砂岩 十五 气肥 18.23 4.60 34.4 9o16o 1.21 13.29 1.27 复杂 较稳定 泥灰岩 砂质页岩 2、煤层顶底板岩性特征 ⑴十一层煤顶底板岩性特征 十一煤顶板为深灰色砂质页岩，性脆致密，层理发育，含菱铁质结核，破碎易冒落，平均厚7.0m；其上为细砂岩，钙质胶结，成分以石英长石为主，平均厚18.6m。煤11底板为细砂岩，灰白色，块状，硬度较大，厚0.2m；其下为砂质页岩，灰色，性脆致密，厚0.4m；再下为泥灰岩，灰色，具裂隙，多被方解石充填，厚0.4m；再下为砂质页岩，灰色，性脆致密，厚1.5m；再下为十二层煤，黑色，厚0.2m；再下为砂质页岩，灰色，性脆致密，层理发育，厚4.15m；再下为粉砂岩，灰白色，致密、块状，厚5.95m。 ⑵十三层煤顶底板岩性特征 十三层煤直接顶板为石灰岩（四灰），灰色，微晶结构，含少量生物碎屑化石，中下部富含燧石条带，裂隙发育，厚度5.3210. 09m，平均6.79m；四灰以上为灰黑色砂质页岩，性脆，含黄铁矿结核，平均厚度9.50m。煤层直接底板为灰白色细砂岩，致密，坚硬，平均厚度3.91m，其下为砂质页岩，灰黑色，块状，硬度较小，厚2.0m；再下为煤14，厚0.2m；再下为砂质页岩，灰黑色，性脆致密，厚6.2m。十三层煤顶板四灰，抗压强度39.7181.69MPa；底板细砂岩，抗压强度136152MPa。 ⑶十五层煤顶底板岩性特征 十五层煤直接顶板为泥灰岩，灰色，裂隙发育，含腕足类动物化石，厚0.98 m；其上为灰～深灰色砂质页岩，性脆，平坦伏断口，含硫化铁，厚度6.20 m；再上为煤14，黑色，光泽明亮，厚0.20 m；煤14上为深灰色砂质页岩，块状，具滑面，厚度2.0 m；再上为灰色细砂岩，成份以石英为主，粘土胶结，厚度4.8m。十五层直接底板为砂质页岩，深灰色，具滑面，富含硫化铁，厚2.70～3.88 m，平均厚度3.20 m；其下为煤16，厚0.14 m。 3、开采技术条件 ⑴十一、十三、十五层瓦斯含量低级，无瓦斯突出趋势； ⑵十一、十三、十五层煤尘爆炸指数分别为40.64、52.97、52.97，具煤尘爆炸危险； ⑶十一、十三、十五层煤自燃发火期均六个月，具有自燃发火性； ⑷十一、十三、十五层煤平均地温20℃，无地温异常现象。 五、煤柱留设 ㈠大巷煤柱留设 -300水平十一层东大巷 根据公式大巷煤柱S2S12a计算 2S1---大巷两侧煤柱宽度（m） 2a---大巷宽度（m） H---保护大巷的最大垂深，取451.2m M---煤厚，取1.59m Rc---煤单向抗压强度，取13.5MPa 考虑岩层下沉移动角，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规定的经验值上山移动角为70度，下山移动角为70-0.6α（煤岩层倾角），计算得十三层保护煤柱为116.5m，十五层保护煤柱为130.2m。 经计算，-300水平十一层东大巷煤柱两侧十三层煤各按60m留设，十五层煤各按70m留设。 ㈡断层煤柱留设 1、F28、良F3断层煤柱均按防水煤柱留设采用公式L0.5KM 式中L-防水煤柱宽度m K-安全系数2～5,取5 M-煤厚, 十一层取1.59 m，十三层取1.36m，十五层取1.33m P-水压,取十五层最深标高水压P6.09Mpa（-300水平七采下车场奥灰孔水压4.0Mpa，对应奥灰顶板标高-374.3，区内奥灰顶板标高-383.43～-583.43m） KP-煤层抗张强度, 十一层取0.3MPa，十三、十五层取0.2MPa 计算得L1131.0m，L1332.8m，L1531.8m 考虑断层为矿井边界断层，两断层十一、十三、十五层煤均留设50m防水煤柱 2、F6断层在上覆二、四、十一层煤多次揭露，断层不导水，由于十三、十五层煤距离徐、奥灰含水层较近，因此，开采十三、十五层煤均留设15m防水煤柱。 ㈢陷落柱防水煤柱留设。 采用公式L0.5KM 式中L-防水煤柱宽度 m K-安全系数2～5，取5 M-煤13、煤15厚，取1.36m、1.33m P-水压，取最大十五层标高水压4.59MPa KP-煤13、煤15抗张强度，取0.2MPa 计算得煤13L28.2 m，煤15L27.6 m，考虑陷落柱摆动，1、2、3陷落柱防水煤柱各煤层均按50 m留设。 ㈣-300十一层皮带巷水闸墙按设计留取50m保护煤柱。 ㈤采区西边界留取30m采区隔离煤柱。 六、采区储量计算 1、采区十一层倾斜面积198900m2,煤厚1.49m，视密度1.33t/m3；十三层倾斜面积 1337391m2,煤厚1.17m，视密度1.27t/m3；十五层倾斜面积1426335m2,煤厚1.21m，视密度1.27t/m3。 2、采区设计损失系数15，地质及水文地质损失系数取12。 3、储量计算见下表 表2 储量计算表 单位万吨 煤层编号 块号 工业储量（万吨） 采区回收率（） 可采储量（万吨） 备注 ABC ABC占工业储量比重（） 十一 39.4 85 17.7 44.92 十三 198.7 85 116 58.38 十五 218.6 85 126.3 57.78 合计 456.7 242.3 53.69