第一章矿井概况
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第一章矿井概况
第一节矿井初步设计简介
一、井田概况及地质特征
1、自然地理条件
孟村矿井及选煤厂位于陕西省咸阳市西北部,彬长矿区中北部,地处咸阳市彬县
与长武县交界地带,行政区划隶属于陕西省咸阳市长武县管辖。 井田东西长10.5km,
南北宽6.5km,总体规划井田面积61.2km 2。可采面积约58.77km 2。
井田公路交通便利,312国道由东南向西北从中部穿过。以冉店为中心,东南距 西安178km,距咸阳153km,距彬县28km,西北距长武县12km。井田内有县级 公路与县乡相通,福银高速(G70)从井田东侧通过,正在建设中的西(安)〜平(凉) 铁路,通过井田东侧,便利的交通为煤炭外运提供了良好的条件。
彬长矿区属陕北黄土高原与陇东黄土高原结合部的塬梁沟壑区, 地势西南高东北
低,泾河自西北向东南贯穿中部,将全区分割成东北、西南两塬加川道的地貌格局。 孟村井田处于长武北塬,基本地貌有河谷平川、黄土塬梁和沟壑三种。总的地势特征 为北咼南低,西咼东低。塬面最咼海拔咼程 +1183.1m (西坳),河谷最低海拔咼程 +846.4m (亭北),相对高差150〜230m 。
本区地处中纬带高原区,属暖温带半干旱大陆性季风气候区,冬长而冷,夏短而 凉。3〜5月份为西北季风期,最大风速12.7m/s。据长武气象站资料,年平均气温 9.1C,年均最高气温14.9 C,年均最低气温4.1C,本区极端最高气温36.9 C (1966 年6月19 日),极端最低气温-24.9 C( 1975年12月13日)。冰冻期一般为10月 至来年3月。年均冻土层厚度 35cm,冻土层最大厚度 68cm。全区年平均降雨量 587.8mm,雨热同季,年蒸发量为1552.4mm 。
矿区地质构造简单,地壳运动缓慢而稳定,属弱震区。据历史记载,区内无破坏 性地震记录。据2001年国家地震局颁布的《中国地震动参数区划图》 (GB18306-2001 ),本区抗震设防裂度为切度,设计基本地震动加速度为 0.05g。 矿区河流以泾河为骨干,呈羽状分布,共有大小 11条河流汇入。年平均流量 57.60m
3/s,最大洪峰流量15700m 3/s( 1911年),枯水期最小流量1m3/s( 1973
年)。孟村井田过境河流主要有泾河和黑河。东部边缘为泾河阶地,黑河从井田南部
由西北向东南蜿蜒流过,南河为黑河的一级支流,至井田西部边界河川口汇入黑河。
鸭儿沟为井田内主要沟流,从井田北部流过,直接汇入泾河。
2、矿区开发现状
(1)生产矿井
矿区现有5座生产矿井:
① 下沟矿井
下沟矿井原设计生产能力0.45Mt/a ,斜井开拓,改造后为3.0Mt/a,于2005年 底以前完成并已投产。
② 火石咀煤矿
火石咀煤矿原设计生产能力 0.09Mt/a,现在的实际年产量在1.00Mt左右。原
规划井田资源已经枯竭,预计将关闭,将官牌井田作为其接续井田。
③ 水帘洞矿井
水帘洞矿井采用斜井----立井综合开拓,始建于1976年,1980年投产,生产规
模0.06Mt/a,目前生产能力为 0.90Mt/a。
④ 大佛寺矿井
矿井采用斜井开拓,井筒斜长 861m,采用综采放顶煤采煤方法。2004年5月
开工建设,2006年建成。矿井一期规模 3.00Mt/a,二期规模6.00Mt/a 。
⑤ 亭南井田
矿井于2002年开工建设,2005年建成。矿井现规模为0.45Mt/a,核定规模为 3.0Mt/a
(2) 在建矿井
矿区在建矿井6对。即蒋家河矿井,规模为0.9Mt/a ;胡家河矿井,规模规模为
5.0Mt/a ;文家坡矿井,规模为4.0Mt/a ;小庄矿井,规模为6.0Mt/a ;孟村矿井,
规模为6.0Mt/a 。
(3) 规划新建矿井
矿区规划新建矿井3座,分别为雅店、杨家坪、高家堡矿井,目前这些矿井正在 申请办理立项的各项工作。
孟村矿井与相邻井田位置关系见图 1-1
2、地质特征 -
(1) 区域地质
彬长矿区位地层区划属华北地层区鄂尔多斯盆地分区。根据地质填图及钻孔揭
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图1-1 孟村井田与相邻井田位置关系图
3、地质特征
(1) 区域地质 本区地层属于华北地层区,鄂尔多斯分区,焦坪〜华亭小区,区内揭露的地层有 三叠系、侏罗系、白垩系、第三系和第四系。区域构造位于鄂尔多斯盆地南部的渭北 断隆区彬县〜黄陵坳褶带,其主体构造为以东西向宽缓褶皱构造为主, 断裂构造少见<
(2) 井田地层
井田内大部分地区被第四系黄土及第三系红土所覆盖, 在泾河沿岸及及黑河下游
出露有白垩系下统洛河组,井田主要沟谷内出露华池组。依据钻孔揭露及地质填图资 料,井田内地层由老至新依次有:三叠系上统胡家村组;侏罗系下统富县组、中统延 安组、直罗组、安定组(J2a );白垩系下统宜君组、洛河组、华池组;上第三系及第 四系更新统、全新统。
井田内大部分地区被第四系黄土及第三系红土所覆盖, 在泾河沿岸及红崖河等较
大沟谷内出露有白垩系下统洛河组,红崖河沟内出露华池组。井田内地层由老至新依 次有:三叠系上统胡家村组,侏罗系下统富县组、中统延安组、直罗组、安定组,白 垩系下统宜君组、洛河组、华池组,上第三系及第四系中更新统离石组、上更新统马 兰组、全新统。
本井田含煤地层为侏罗系中统延安组。
(3) 井田构造
孟村井田地表大面积为黄土层所覆盖,沟谷中出露的白垩系产状较为平缓。总体 趋势为南高北低,西高东低。井田构造特征与矿区完全一致,即以宽缓的褶曲为主。
各褶曲轴向为NE〜NEE,两翼倾角一般3〜5o,最大7〜8o ;两翼起伏幅度80
180m,一般100m左右。褶曲对煤系、煤层的沉积分布及其厚度变化关系密切。一 般向斜轴部煤系、煤层较厚,背斜轴部煤系、煤层较薄,沉积无煤区仅发育在七里铺〜 西坡背斜和董家庄背斜的轴部。
地震勘探在井田北部及西南部边缘推断的资源量区,发现了落差小于 20m的正 断层点3个,编号分别为DFi、DF2和DF3。地质填图中多处见到更新统黄土及白垩 系砂岩中发育节理裂隙。
总之,本井田以发育宽缓的褶曲为主,含煤地层沿走向、倾向的产状变化不大,
断层稀少,无岩浆活动影响。因此,本井田地质构造简单。
(3)煤层
本井田延安组含煤2层,仅第一段所含的4号煤为可采煤层,第二段所含的4上煤 全区不可采。含煤面积 60.47km 2,可采面积58.77km 2。煤层全厚3.70〜26.30m, 平均16.25m ;煤层采用厚度 3.70〜26.02m,平均16.13m,标准差为6.39,变异 系数39.6%。
(3)煤质
井田4煤属低变质烟煤,黑色、条痕棕黑色,光泽较强,为沥青光泽,条带状、 均一状、线理状结构,层状构造。煤的视密度 1.36t/m 3,真密度为1.47t/m 3,普氏
硬度系数为1.48,视电阻率2929 Qm,煤岩类型以暗淡煤为主,夹半暗及半亮型煤。 显微煤岩类型为微镜惰煤。
4煤层属低灰、中高挥发分、低硫、中等固定碳煤,焦油产率以属富油煤为主。 可作为优质的工业动力用煤。也可作为低温干馏用煤,还可作为气化用煤。
3、开采技术条件
⑴瓦斯
全井田4煤层瓦斯采样点17个,采集了 23个样。4煤层自然瓦斯成分主要为
氮气及甲烷。甲烷成分最高值为62.38%( M6-5孔),最高含量1.16ml/g.daf ( M6-5 孔)。瓦斯成分及分带的平面特征:井田西部 7号勘探线以西,由于煤层遭受风化,
瓦斯含量较低,形成了二氧化碳〜氮气带; 7线以东以氮气、甲烷为主,甲烷浓度增
高,含量增大,形成氮气〜甲烷带。瓦斯含量的基本规律:煤层埋深每增加 100m, 瓦斯含量增加0.27〜0.52ml/g.daf ,甲烷含量随甲烷浓度的增高而增加。
矿井相对瓦斯涌出量为7.117m3/t,矿井绝对瓦斯涌出量为89.86m 3/min。本矿井 绝对瓦斯涌出量大于 40m3/min,根据《煤矿安全规程》(2006年版)中的矿井瓦斯 等级分类:该矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井。
(2) 煤尘
试验结果说明各可采煤层有煤尘爆炸危险性。
(3) 煤的自燃
测试结果说明:本井田4煤层属易自燃煤层。
(4) 地温
先期开采地段北部及中部局部区域为二级热害区,东南部为地温正常区, 其余为
一级热害区。就全井田来看,二级热害区主要分布于井田北部,地温正常区仅分布于 东南、东北角,其余大部分区域为一级热害区。
(5) 煤层顶、底板岩性
4号煤层为唯一可采煤层,伪顶为黑色炭质泥岩,厚度小,与采煤同时垮落。直 接顶板为深灰色泥岩、砂质泥岩及粉砂岩,属半坚硬不稳定顶板。底板为灰褐色含鲕 状结构的铝土质泥岩,属软弱岩层,遇水膨胀,产生底鼓现象,属不稳定底板
4、水文地质
孟村井田构造简单,煤层埋藏深度在400m以下,位于当地侵蚀基准面以下。基 岩承压水补给来源以区域径流为主,各直接充水含水层埋藏深,裂隙不发育,补给条 件不良,导水性差,径流滞缓,富水性微弱,水文地质条件简单,属二类一型。
地下主要含水层有三层,一是白垩系洛河〜宜君组中粗粒碎屑岩含水岩组,单位
涌水量为0.4050 l/s.m,为井田内基岩中富水性较强的含水岩组。二是直罗组底部含 水岩组,单位涌水量为0.026 l/s.m,含水岩组富水性微弱。三是延安组第二段底部 砂岩含水岩组,单位涌水量为 0.000577〜0.00000265 l/s.m,含水性极弱。因此,
井田内洛河〜宜君组中粗粒砂岩含水层为区域含水层,厚度大,富水性较好,渗透性 强,为矿井开采的主要充水因素。
预计矿井正常涌水量为490m 3/h,最大涌水量为735m 3/h。
总体上,本井田有利的开采的条件是地质构造简单,井田内基本为一单斜构造,
地层倾角一般小于6o,未发现大的断裂构造。井田范围内尚无矿井和小窑开采。可 采煤层4煤厚度大,储量丰富,利于开采。开采技术条件较好,煤质优,交通方便, 外运条件好,宜建设成为一个综合机械化的大型现代化矿井。
不利于开采的条件主要是煤尘具有爆炸危险,煤层为自燃煤层,煤层底板为砂质
泥岩、铝质泥岩及粉砂岩,属软弱岩层,遇水易膨胀,产生底鼓现象。
二、矿井开拓与开采方法
1、井田范围
井田东西长10.5km,南北宽6.5km,总体规划井田面积61.2km 2。可采面积约
58.77km 2。
2、资源量及设计能力
矿井工业资源/储量为938.22Mt。设计资源/储量为912.54Mt。设计可采储量为 644.92Mt。
矿井设计生产能力:6.00Mt。服务年限为76.8a。
3、 工作制度