水下开采安全论证
漳河水库下采煤可行性及安全性
专项评价报告
-以太阳包煤矿、马河煤矿、漳河煤矿为研究对象
中煤国际工程集团武汉设计研究院2009年月日
1 前言
1.1 安全评价对象及范围
1评价对象
1)当阳市永发煤业有限公司太阳包煤矿；
2)荆门市宝源广得资源有限公司马河煤矿；
3)荆门市马河镇漳河煤矿有限公司漳河煤矿。
2评价范围
关于上述三个煤矿于漳河水库下采煤的可行性、安全性及适用性分析及三矿井的地下采矿过程对漳河水库的影响论证。
1.2 安全评价依据
煤炭安全生产条件评价的依据：
1《中华人民共和国安全生产法》（2002年6月29日第九届全国人大常委会第二十八次会议通过）；
2《中华人民共和国劳动法》（1994年7月5日第八届全国人大常委会第八次会议通过）；
3《中华人民共和国职业病防治法》（2001年10月27日第九届全国人大常委会第二十四次会议通过）；
4《中华人民共和国矿山安全法》（1992年11月7日第七届全国人大常委会第二十八次会议通过）；
5《中华人民共和国矿山安全法实施条例》（1996年10月11日国务院批准，1996年10月30日劳动部第4号令发布）；
6《中华人民共和国煤炭法》（1996年8月第八届全国人大常委会第二十一次会议通过）；
7《煤矿安全规程》（国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局，2006年）；
8《煤矿安全评价导则》（国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局[2003]第114号文）；
9《煤矿安全条件评价规定》（山西煤矿监察局）；
10《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》（2000年）；11《煤炭工业矿井设计规范》（GB-50215-2005）；
12《矿区水文地质工程地质勘探规范》（GB-12719-91）；
13业主提供的相关资料。
第2章矿井概况
2.1 矿井一般概况
2.1.1 太阳包煤矿概况
当阳市永发煤业有限公司太阳包煤矿位于马河北矿区，马河北矿区位于当阳市北45km，隶属当阳市育溪镇管辖。矿区范围北自戴家沟坎上，南至刘家窝
子，西起漳河水库，东至马家河，面积约11.5km2。其地理坐标为：东经111°54′21″～111°56′07″，北纬31°08′10″～31°10′36″。
矿区有简易公路通往马河镇，相距2km，往北15km到栗溪，再向东30km 到南桥，与襄(阳)沙(市)公路干线相连，南距漳河水库约6km，水库可通船；南行30km至烟墩与焦枝铁路相连，交通极为便利(见图1-1)。
本区属丘陵地形，北部和东部较高，最高标高280.2m，西南部较低，最低标高105.0m，相对高差175.2m，地表径流条件尚好。最低侵蚀基准面为本区西南的漳河水库水平面，标高为该水库最低水位104.47m。本区属亚热带季风气候，年最大降雨量1220.6mm，雨季多集中在5～7月，最大蒸发量1708.9mm。
2.1.2 马河煤矿概况
荆门市宝源广得资源有限公司马河煤矿位于荆门市东宝区马河镇境内，该矿有两对生产矿井，即马河煤矿四号井和五号井，其中五号井远离漳河水体，未在漳河水库下采煤，而四号矿井位于漳河水库下。马河煤矿四号井地理坐标为：东经112°04′10″～112°05′57″，北纬31°07′01″～31°08′45″。井田走向长1800m，倾斜宽为1300吗m，面积约为2.34km2。
矿区有荆门至南漳的荆南公路通过，矿井距离荆门市区约50km。井田南部漳河水库可通船，距焦枝铁路的烟墩车站约30km，交通极为便利(见图1-2)。
矿区内海拔高度大都在200m以下，最高点标高为259.85m(大林包)，最低点为100m左右(漳河水库底)，相对高差约159.85m。总的地势是自北东向南西倾斜，地面坡角一般都在20°以下，属低山-丘陵区。矿区开采范围内的地表水体有马家河和漳河水库，马家河自北东横贯井田注入漳河水库。本区属于温带大陆季风气候区，大气降水集中在5～8月，年降雨量为1000mm左右，年蒸发量为1800mm。
2.1.3 漳河煤矿概况
2.2 企业性质、隶属关系、法人情况及企业合法性概况
2.2.1 太阳包煤矿概述
1企业性质及隶属关系
当阳市永发煤业有限公司太阳包煤矿行政区隶属于当阳市育溪镇，是当阳市永发煤业有限公司的下属煤矿，为有限责任公司。
2法人情况
当阳市永发煤业有限公司太阳包煤矿主要负责人及法人代表为该矿矿长袁永洪。袁永洪，男，汉，1970年6月生，现居住于湖北省荆门市东宝区虎牙关路1号。
3合法性
1)采矿许可证
采矿权人：当阳市永发煤业有限公司
地址：湖北省宜昌当阳市育溪镇
矿山名称：当阳市永发煤业有限公司太阳包煤矿
经济类型：有限责任公司
开采矿种：煤
开采方式：地下开采
生产规模：6.00万吨/年
矿区面积：4.4028平方公里
有效期限：2008年1月24日至2009年1月24日
开采深度：由200米至-650米标高，共有13个拐点圈定
发证机关：湖北省国土资源厅
煤矿企业名称、采矿权人与实际相符；采矿许可证在有效期范围内；采掘平面图与采矿许可证的矿界和坐标点相符合；现开采的煤层是批准的煤层；采矿许可证有湖北省国土资源厅签章；采矿许可证有正本和副本。
2)安全生产许可证
单位名称：当阳市永发煤业有限公司太阳包煤矿
主要负责人：袁永洪
单位地址：当阳市育溪镇廖家垭村
经济类型：有限公司
许可范围：煤炭生产
有效期：2008年6月20日至2011年6月20日
发证机关：湖北煤矿安全监察局
许可证编号：(鄂)MK安许证字[2008]0596号
煤矿企业与实际相符；煤矿安全生产许可证有限期至2011年6月20日；煤矿安全生产许可证有湖北煤矿安全监察局的签章；该矿的煤矿安全生产许可证有正本和副本。
3)煤炭生产许可证
矿井名称：当阳市永发煤业有限公司太阳包煤矿
工业广场地址：湖北省宜昌当阳市育溪镇廖家垭村
开采煤层：水井湾含煤亚段Ⅳ4、Ⅳ5(2)
开拓方式：斜井开拓
提升方式：串车
运输方式：列车
通风方式：中央边界式
采煤工艺：炮采
生产能力：6万吨/年
设计采区回采率：水井湾含煤亚段Ⅳ4：85%、Ⅳ5(2) ：85%
有效期限：2008年7月22日至2023年7月21日
井口坐标：X:3448944,Y:37586988,Z:+169
发证机关：湖北省经济委员会
煤矿企业与实际相符；矿井生产概况与实际相符；煤炭生产许可证在有限期内；煤炭生产许可证有湖北省经济委员会的签章；煤炭生产许可证有正本和副本。
4)营业执照
名称：当阳市永发煤业有限公司
住所：当阳市育溪镇廖家垭村
法定代表人姓名：袁永洪
注册资本：伍拾万圆整
实收资本：伍拾万圆整
公司类型：有限责任公司(法人独资)
经营范围：煤炭开采、销售(有效期至2009年1月24日)；对煤矿行业的投资；建筑材料、机械设备、五交化商品、日用百货、钢材批发销售；农副产品
购销(经营范围中涉及前置审批的从其专项规定)**
成立日期：2006年11月16日
营业期限：2006年11月16日至
发证机关：湖北省工商行政管理局
公司工商营业执照的煤矿企业名称与采矿许可证、煤炭生产许可证的名称一致；工商营业执照有效期至；营业执照有湖北省工商行政管理局签章；工商营业执照有正本和副本。
5)矿长资格证
姓名：袁永洪
工作单位：当阳市太阳包煤矿
培训时间：2008年3月15日至2008年3月21日
培训单位：中南财经政法大学安全技术培训中心
考核结果：合格
6)矿长安全资格证
姓名：袁永洪
工作单位：当阳市太阳包煤矿
培训时间：2006年3月13日至2006年3月19日
证书编号：EM10603067
发证机关：湖北煤矿安全监察局
2.2.2 马河煤矿
1企业性质及隶属关系
宝源广得资源有限公司马河煤矿行政区隶属于荆门市东宝区马河镇，是荆门市宝源广得资源有限公司的下属煤矿，为有限责任公司。
2法人情况
荆门市宝源广得资源有限公司马河煤矿法人代表为李文全。
合法性
1)采矿许可证
采矿权人：湖北宝源广得资源有限公司
地址：湖北省荆门市马河镇
矿山名称：湖北宝源广得资源有限公司马河煤矿
经济类型：国有企业
开采矿种：煤
开采方式：地下开采
生产规模：12.00万吨/年
矿区面积：7.7237平方公里
有效期限：2008年2月21日至2016年2月21日
开采深度：由150米至-250米标高，共有18个拐点圈定
发证机关：湖北省国土资源厅
煤矿企业名称、采矿权人与实际相符；采矿许可证在有效期范围内；采掘平面图与采矿许可证的矿界和坐标点相符合；现开采的煤层是批准的煤层；采矿许可证有湖北省国土资源厅签章；采矿许可证有正本和副本。
2)安全生产许可证
(1)单位名称：湖北宝源广得资源有限公司
主要负责人：李文全
单位地址：湖北省荆门市马河镇
经济类型：国有
许可范围：煤炭生产
有效期：2008年2月28日至2011年2月28日
发证机关：湖北煤矿安全监察局
许可证编号：(鄂)MK安许证字[2008]G001号
(2)单位名称：湖北宝源广得资源有限公司马河煤矿四号井
主要负责人：张之德
单位地址：湖北省荆门市马河镇
经济类型：国有
许可范围：煤炭生产
有效期：2008年2月28日至2011年2月28日
发证机关：湖北煤矿安全监察局
许可证编号：(鄂)MK安许证字[2008]0002号
煤矿企业与实际相符；煤矿安全生产许可证有限期至2011年2月28日；煤矿安全生产许可证有湖北煤矿安全监察局的签章；该矿的煤矿安全生产许可证有正本和副本。
3)煤炭生产许可证
矿井名称：湖北宝源广得资源有限公司马河煤矿四号井
详细地址：湖北省荆门市东宝区马河镇
经济类型：国有
矿长姓名：张之德
生产能力：8万吨/年
井口坐标：X:3446369,Y:37589588,Z:+144
有效期限：2007年8月15日至2016年8月14日
发证机关：湖北省经济委员会
煤矿企业与实际相符，马河煤矿为一矿多井，矿长姓名为张之德，法定代表人为李文全；煤炭生产许可证在有限期内；煤炭生产许可证有湖北省经济委员会的签章；煤炭生产许可证有正本和副本。
4)营业执照
名称：湖北宝源广得资源有限公司马河煤矿
住所：湖北省荆门市马河镇三里岗村
法定代表人姓名：张之德
注册资本：人民币陆佰玖拾玖万圆整
企业类型：有限责任公司
经营范围：原煤开采
有效期至2011年2月28日
发证机关：湖北省工商行政管理局
公司工商营业执照的煤矿企业名称与采矿许可证、煤炭生产许可证的名称一致；工商营业执照有效期至2011年2月28日；营业执照有湖北省工商行政管理局签章；工商营业执照有正本和副本。
5)矿长资格证
姓名：张之德
工作单位：宝源广得资源有限公司
培训时间：2005年5月29日至2005年6月5日
培训单位：湖北省煤矿矿长培训基地
考核结果：合格
6)矿长安全资格证
姓名：张之德
工作单位：宝源广得资源有限公司
培训时间：2006年12月5日至2006年12月15日培训单位：湖北省安全生产监督管理局
考核结果：合格
2.2.3 漳河煤矿
第3章矿井地质及生产概况
3.1 矿井地质概况
3.1.1 太阳包煤矿地质概况
1地层
区内地表出露和钻孔揭露的地层由老到新为：三迭系上统晓坪组周家山砂岩亚段(T3x11)、周家山含煤亚段(T3x12)、水井湾砂岩亚段(T3x21)、水井湾含煤亚段(T3x22)、方家棚砂岩亚段(T3x31)、方家棚含煤亚段(T3x32)及第四系(Q)。地层大体呈北西向展布，倾角平缓，一般为20°～30°。
1)三迭系上统晓坪组周家山砂岩亚段(T3x11)
其岩性为灰白色、浅灰色巨厚状长石石英砂岩，含较多的暗色岩屑和少量的白云母片，分选性较好，硅质胶结，局部夹泥质粉砂岩、泥质包体及少量植物碎屑炭化物。区内仅有9-4钻孔部分揭露，厚度大于7.98m。
2)三迭系上统晓坪组周家山含煤亚段(T3x12)
主要由深灰色粉砂岩和泥质粉砂岩组成，夹灰色细粒砂岩和灰黑色粉砂质泥岩。区域中含煤4层(Ⅲ0～Ⅲ3)，区内均不发育。区内仅有9-4钻孔全揭露，厚度41.74m。
3)三迭系上统晓坪组水井湾砂岩亚段(T3x21)
以灰～灰白色中粗粒长石石英砂岩层为主，含较多的暗色岩屑，中部夹有
一层20m左右的粉砂质泥岩、粉砂岩与细粒砂岩呈互层状产出。区内仅有9-4钻孔全揭露，厚度91.74m。
4)三迭系上统晓坪组水井湾含煤亚段(T3x22)
该含煤亚段根据岩性组合特征可划分为5层，区内仅有9-4钻孔全揭露，厚度200.63m。
(1)下含煤层(T3x22-1)
以深灰～灰黑色粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩和含炭质泥岩为主，夹有4～5层较稳定的细粒砂岩或粉砂岩，有4个含煤层位，其中Ⅳ4煤层全区发育较好，Ⅳ3、Ⅳ2煤层局部较发育。区内仅有9-4钻孔全揭露，厚度55.06m。
(2)中砂岩层(T3x22-2)
以灰～灰白色中粗粒长石石英砂岩为主，含大量的暗色岩屑，中部夹有不稳定的、厚度较薄的灰色细粒砂岩、深灰色粉砂岩、粉砂质泥岩，水平及缓波状层理发育，底部粗碎屑增多，并含有植物碎屑炭化物及黑灰色泥质包体，厚62.71～76.07m，平均厚69.12m。
(3)中含煤层(T3x22-3)
由深灰～灰黑色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩夹细粒砂岩、含炭泥岩组成，中部夹钙质粉砂岩一层，含煤2层，为Ⅳ5(1)、Ⅳ5(2)煤层，发育较差。厚26.75～37.11m，平均厚31.93m。
(4)上砂岩层(T3x22-4)
以灰～灰白色中粒长石石英砂岩为主，含暗色炭屑及白云母碎片，底部含黑色粉砂质泥岩及植物碎屑炭化物。厚25.07～43.56m，平均厚36.93m。
(5)上含煤层(T3x22-5)
以深灰色细粒砂岩、粉砂岩、灰黑色泥岩为主，并夹有薄层细粒石英砂岩，下部夹有一层深灰色钙质粉砂岩，上部偶夹一层薄煤层(Ⅳ6)，厚5.50～23.21m，平均厚12.55m。
区内9-4钻孔全揭露晓坪组水井湾段地层，总厚292.37m。
5)三迭系上统晓坪组方家棚砂岩亚段(T3x31)
以灰～灰白色中、粗粒长石石英砂岩为主，夹数层厚度较薄的粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，底部常见一层富含泥质包体及植物碎屑炭化物的粗粒石英砂岩。
本层ZK5钻孔全揭露，厚523.59m。
6)三迭系上统晓坪组方家棚含煤亚段(T3x32)
主要由深灰色泥质粉砂岩和灰色粉砂岩、细粒砂岩组成，夹黑灰色粉砂质泥岩和泥岩薄层。分布于区内西南角，因剥蚀厚度不全，ZK5钻孔揭露残留厚度9.20m。
7)第四系(Q)
主要由全新统洪积层(Q4pl)、冲积层(Q4al)和残坡积层(Q4eld)组成。其中洪积层、冲积层主要由粉砂、卵石和碎石组成，残坡积层主要由粘土、亚粘土及亚砂土夹碎石组成。第四系沉积物沿溪流及沟谷凹地分布，厚0～10m，一般厚4m 左右。
2地质构造
井田地层大体为一单斜构造，地层大致倾向240°，倾角平缓，一般20°～30°。区内发育2条次级褶皱，井田内断裂发育，共有13条断层，其中落差大于30m 的断层共有11条。
太阳包煤矿新井位于F1断层以南，F1断层南西盘地层为一单斜构造，沿走向、倾向有宽缓起伏。
1)褶皱
三星湾向斜位于北部李家畈一带，戴家沟坎上背斜位于先荣煤矿井口附近，两者基本平行，轴向300°～330°，向北西倾斜，向南东分别交于F8和F9断层，并逐渐收起呈仰起端。
2)断层
区内断层发育，共有13条正断层，按其延伸方向有北东向、北西向、近南北向三组。井田断层详细特征见表3-1。
表3-1 太阳包井田断层特征信息表
3煤层及煤质
1)煤层
太阳包煤矿开采三迭系上统晓坪组含煤段下含煤层(T3x22-1)及中含煤层(T3x22-3)，主要可采煤层为Ⅳ4煤层和Ⅳ5(2)煤层。
(1)Ⅳ4煤层
赋存于含煤层上部，上距中砂岩层底界0～4m，全层厚0.35～0.90m，平均厚0.80m。该煤层多为二分层结构，含一层较稳定的夹矸，夹矸厚度0.35～0.50m，夹矸岩性多为泥质粉砂岩及粉砂质泥岩，煤层厚0.15～0.78m，平均厚度0.40m。
Ⅳ4煤层在F1断层以北上下煤分层薄，两煤层结构稳定；F1断层以南Ⅳ4煤层上分层厚度较大，下分层薄，向北西煤层变薄且为单一结构。Ⅳ4煤层形态为层状或藕节状，区内较发育，属稳定型煤层。
(2)Ⅳ5(2)煤层
Ⅳ5(2)煤层位于中含煤层上部，上距上砂岩层(T3x22-4)底界10.05～13m，平均12.11m，下距Ⅳ5(1)煤层12.20～15.71m，平均14.27m。该煤层为二分层或单一结构，二分层中下分层厚，上分层薄，夹矸0.11～0.43m，净煤厚度0～0.73m，平均厚0.31m。
在矿区内F1断层以北Ⅳ5(2)煤层基本上已剥蚀殆尽，F1断层以南出露，可采点较为集中，形成了局部可采煤层，属不稳定性煤层。
2)煤质
(1)煤的物理性质
Ⅳ4煤层为灰黑、黑色，条痕为灰～深灰色，金属光泽和玻璃光泽，具贝壳状断口，煤质坚硬，燃烧时无烟、无焰，体积无膨胀现象，其煤岩结构特征大体为块煤和粉煤两种肉眼类型，煤岩组分由亮煤、暗煤、亮暗煤组成，为半暗型煤。
Ⅳ5(2)煤层为黑色，光泽暗淡，煤岩组分以暗煤为主，夹软质页片状炭质泥岩条带或包体，偶夹有疏松块状亮煤，为暗淡型煤。
(2)煤的化学性质
依据煤质检验结果，煤的工业类型为：Ⅳ4煤层为中高灰、低中硫、高热质无烟煤，Ⅳ5(2)煤层为高灰、低中硫、中热质无烟煤。两煤层均可作为民用及动力用煤。
3.1.2 马河煤矿地质概况
1地层
马河煤矿井田出露的地层由老到新为：三迭系上统晓坪组水井湾砂岩亚段(T3x21)、水井湾含煤亚段(T3x22)、方家棚砂岩亚段(T3x31)、方家棚含煤亚段(T3x32)
及第四系(Q)。地层大体呈北西向展布，地层倾角平缓，一般为4°～19°。
1)三迭系上统晓坪组水井湾砂岩亚段(T3x21)
以灰～灰白色中粗粒长石石英砂岩层为主，含较多的硅质岩屑，顶板以下46.07～76.64m，有一层厚60m左右的粉砂质泥岩、粉砂岩与细砂岩互层产出，可作为本亚段岩性组合的特征。区内出露厚度250.39m，与下伏岩层呈整个接触。
2)三迭系上统晓坪组水井湾含煤亚段(T3x22)
该含煤亚段根据岩性组合特征可划分为5层，分述如下：
(1)下含煤层(T3x22-1)
以灰～灰黑色泥岩、炭质泥岩、粉砂质泥岩为主，夹有4～5层较稳定的细粒砂岩或粉砂岩，组成5～6个次级旋回结构。有5个含煤层位，其中第四旋回的Ⅳ4、Ⅳ3煤层可采，为井田开采对象。本层总厚度为70.64～95.77m，平均厚75m，与下伏岩层呈整个接触。
(2)中砂岩层(T3x22-2)
以灰～灰白色中粗粒长石石英砂岩为主，含大量的暗色岩屑，中部夹有一层数米厚的粉砂岩、粉砂质泥岩，水平及缓波状层理发育，底部粗碎屑增多，并含有植物碎屑炭化物及黑灰色泥质包体，厚49.10～72.44m，平均厚60m，与下伏岩层呈整个接触。
(3)中含煤层(T3x22-3)
由深灰～灰黑色粉砂岩、含炭质泥岩组成，夹多层细砂岩，中、下部各有一层混合型碎屑岩，中部混合型碎屑岩位于本层顶界面以下7～10m处，由钙质粉砂岩组成，厚度0～5.80m，向下0.35～2.30m为Ⅳ5煤层，煤层厚度0～0.50m，极不稳定；下部混合型碎屑岩位于底界面以上0～2.50m，由炭质泥灰岩组成，泥灰岩以下时见炭屑泥岩夹煤，厚0～0.42m，不稳定。本层全层厚19.47～54.35m，平均厚32m左右，与下伏岩层呈整个接触。
(4)上砂岩层(T3x22-4)
以灰～灰白色中粒长石石英砂岩为主，由粗至细而构成若干个粒级旋回，厚21.30～65.51m，平均厚36m，与下伏岩层呈整个接触。
(5)上含煤层(T3x22-5)
上部以深灰色粉砂质泥岩、灰黑色含炭质泥岩为主，夹细砂岩。在方家棚
砂岩亚段底板以下7m左右偶夹一极薄煤层(Ⅳ6)，厚0～0.3m，煤层以下钙质含量增多，形成钙质粉砂岩，上部厚度为 2.96～23.98m；中部自上而下由灰～深灰色细粒砂岩过度为浅灰色中粒长石石英砂岩，厚度为10.07～73.35m，一般厚20～25m；下部以黑色炭质泥岩、粉砂岩为主，距离底界面13m左右偶夹小于0.1m的煤线，厚度为1.75～25.11m，一般为14～20m。
上含煤层全层厚度为42.30～86.76m，一般厚度为57m，与下伏岩层呈整个接触。
3)三迭系上统晓坪组方家棚砂岩亚段(T3x31)
为区内分布最广泛的岩层，主要由灰～灰白色中、粗粒长石石英砂岩组成，自上而下粗粒岩屑含量增多，底界面以上40～60m夹一层数十米厚的粉砂质泥岩，全层厚370m左右，与下伏岩层整个接触。
4)三迭系上统晓坪组方家棚含煤亚段(T3x32)
此段仅在局部出露，以深灰色粉砂质泥岩为主，下部见较多的泥岩角砾，距底界面4m左右见一层厚约0.2m的极薄煤层(Ⅴ1)
5)第四系(Q)
主要由全新统洪积层(Q4pl)、冲积层(Q4al)和残坡积层(Q4eld)组成。其中洪积层、冲积层主要由粉砂、卵石和碎石组成，残坡积层主要由粘土、亚粘土及亚砂土夹碎石组成。第四系沉积物沿溪流及沟谷凹地分布，厚0～10m，一般厚5m 左右。
2地质构造
井田为一开阔平缓的褶皱。地层大体上呈北西向展布，地层倾角平缓，一般为4°～19°.井田内断裂发育，井田的北西、北东及南东三面为落差大于30m 的5条断层所限制，构成井田的自然边界。井田内共有7条规模较大的断层，其中4条纵贯全区。
表3-2 马河煤矿四号井井田断层特征信息表