吕家坨矿矿井水开发利用

吕家坨矿注水压裂增透参数模拟分析安雪梅;牛宝云;孟凡春【摘要】结合吕家坨矿煤层赋存情况,运用数值模拟软件RFPA2D分析不同开采条件下煤体裂隙的发育规律,确定试验煤层的有效注水半径范围.通过模拟分析,吕矿主采7#工作面煤层注水压力在15~21 MPa时在0~22 m范围内围岩明显卸压,破坏了煤体的完整性,形成贯通裂隙,为瓦斯释放提供了通道.现场测试在6375工作面进行,在预定的范围内产生了良好的增透效果.瓦斯抽采效果增加明显,从而确保矿井安全高效生产.实现了排放瓦斯,消除瓦斯超限现象,同时也有效地降低了工作面的粉尘量,改善了工作面的环境.【期刊名称】《河北联合大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(039)001【总页数】7页(P17-23)【关键词】煤层注水;压裂增透;数值模拟;瓦斯抽采【作者】安雪梅;牛宝云;孟凡春【作者单位】华北理工大学,河北唐山 063009;唐山学院,河北唐山 063000;开滦(集团)有限责任公司吕家坨矿业分公司,河北唐山 063000【正文语种】中文【中图分类】TD712+.623我国煤层的地质情况比较复杂，赋存条件较为多变，煤与瓦斯突出、煤尘、工作面回风流中的瓦斯、冲击地压、火灾与高温是威胁我国煤矿安全生产的重大灾害。

尤其是在当下，煤炭经济下行压力极大，矿井经济效益逐步下降的情况下，矿井安全越来越受到生产形势的影响[1]。

煤层埋深越高煤层瓦斯含量和压力越大，经过工作面的风流瓦斯含量增高，工作面瓦斯浓度易超限，工作面的环境恶劣程度大幅度提高，灾害的发生率和严重程度也随之增加。

煤层注水通常指的是在回采工作开始前在工作面煤层中布置钻孔，并将高压水注入钻孔，具有压力的水会沿着裂隙渗入煤体[2]，煤与瓦斯之间的两相平衡体系遭到破坏，煤、水与瓦斯的三相平衡体系随之形成，在这个体系中各因素会产生作用，从而改变煤的内部微观和宏观结构性质。

煤尘、冲击地压、煤的自燃发火、煤与瓦斯突出等灾害的发生率都会降低[3]。

开滦吕家坨矿井水处理工艺及运行效果评价摘要：介绍了开滦吕家坨矿的矿井水处理工艺及关键环节的机理和影响因素，并对该工艺的净水效果及经济效益进行了评价，为现阶段煤矿企业开展矿井水处理提供了参考，对实现矿井水利用产业化和保护淡水资源具有重要意义。

关键词：矿井水；斜管沉淀池；V型滤池煤矿矿井水既是一种具有行业特点的污染源，又是一种宝贵的水资源[1]，将其处理后作为矿内工业和生活用水，可以在避免污染环境的同时，有效地节约淡水资源。

2013年初，发改委和能源局联合印发《矿井水利用发展规划》，称2015年实现矿井水利用产业化以来，桑树坪、屯兰和榆林市各煤矿等均开始规划和实施矿井水处理工程项目。

开滦吕家坨矿建设的矿井水处理项目于2008年投入运行，工艺运行稳定，自动化程度高，充分利用了矿井水资源，经济效益和环境效益显著。

1 开滦吕家坨矿井水处理工艺矿井水处理工艺一般包括混凝沉淀、滤池、消毒，其中混凝沉淀和过滤是关键环节，其工艺的选择和运行状态的好坏直接影响悬浮固体、浊度、细菌、病毒等的去除率，影响出水质量[2]。

吕家坨矿根据生产实际，结合矿井水的排出量和矿内生产生活用水的需求量，充分考虑相关法规和环境主管部门的要求，最终确定矿井水处理工艺的关键环节采用水利循环斜管沉淀池和V型滤池。

1.1 矿井水处理工艺流程采煤过程中排出的矿井水，由井下泵房的排水泵提升至地面进入调节池，矿井水在调节池中有一个预沉过程，沉在调节池底部的淤泥可以用调节池上的桁式车吸泥机排到污泥槽中，预沉后的矿井水由底部的吸水口通过管路自流进入提升泵房，泵前加入混凝剂、由一组提升泵将混凝后的水提升至澄清池，通过澄清后的水，一路供井下生产使用，另一路进入V型滤池，通过加二氧化氯消毒后，进入清水池，然后进入供水管网，供井上生产和矿内生活用水。

工艺流程如图所示：1.2 水力循环斜管沉淀池水力循环斜管沉淀池是指在沉淀区内设有斜管的沉淀池。

在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行管或平行管道分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。

转出一座新矿井创出一种新模式----关于开滦集团吕家坨矿业公司水旱转型的调查报告开滦集团公司办公室调研组张文学董事长批示：“企业转型是开滦集团转变经济发展方式的大目标，每个单位都要针对自身情况提出结构调整和发展方式转变的具体意见和措施，吕矿的转型思路和措施值得学习借鉴。

”吕家坨矿是1968年6月1日正式建成投产，年生产能力为150万吨的全国最大水力采煤矿井。

在长达36年的水力采煤史中，创造了许多业绩，累计为国家贡献了6000多万吨煤炭。

然而，随着矿井开采水平的延伸、煤层赋存条件的变化，吕矿已不适合水采工艺。

到了上世纪末，煤炭市场竞争日益激烈，而吕矿地质条件更加恶化、生产经营异常困难，安全事故频发，工资收入难以保证，员工士气跌到了谷底，外患和内忧让它在发展的道路上举步维艰。

水旱转型势在必行。

2004年6月28日，吕矿公司结束了长达36年的水力采煤史，实现了全部综合机械化采煤。

水旱转型后，其生产水平跃升到300多万吨，比转型前增加100多万吨，相当于增加了一个大型煤矿的产量。

而且带来发展模式的转变，走出了一条资源节约、环境友好、和谐发展的新路子。

一个落后的水采矿井，何以在短时间内蜕变成一座面貌全新的现代化综采矿井？创造出独具特色的发展模式？它对整个集团公司转型发展有着怎样的启示意义？2010年8月，集团公司办公室调研组去零距离感触这座矿井，深刻解读和解剖这座矿井嬗变的深层次原因。

走进吕矿：一座面貌全新的现代化矿井昂扬屹立——生产能力实现大提升。

十年前，吕矿公司面对的是生产亏产、经营亏损的困难局面。

经过近十年的不懈探索，吕矿公司实现了水旱转型，原煤产量不断攀升，2008年诞生了第一个“百万吨采煤队”，真正实现了高产高效。

2009年，这公司生产效率大幅度提高，全年原煤产量完成301万吨，比转型前增加了130万吨。

今年一季度，生产原煤77.56万吨，平均日产达到9345吨，创出了历史最好水平。

今年上半年生产原煤155.7万吨，全年原煤产量预计达到316万吨。

Enterprise Development专业品质权威Analysis Report企业发展分析报告开滦能源化工股份有限公司吕家坨矿业分公司免责声明:本报告通过对该企业公开数据进行分析生成，并不完全代表我方对该企业的意见，如有错误请及时联系;本报告出于对企业发展研究目的产生，仅供参考，在任何情况下，使用本报告所引起的一切后果，我方不承担任何责任:本报告不得用于一切商业用途，如需引用或合作，请与我方联系:开滦能源化工股份有限公司吕家坨矿业分公司1企业发展分析结果1.1 企业发展指数得分企业发展指数得分开滦能源化工股份有限公司吕家坨矿业分公司综合得分说明：企业发展指数根据企业规模、企业创新、企业风险、企业活力四个维度对企业发展情况进行评价。

该企业的综合评价得分需要您得到该公司授权后，我们将协助您分析给出。

1.2 企业画像类别内容行业空资质增值税一般纳税人产品服务、销售、洗选、加工；矿井水的收集、处理与利1.3 发展历程2工商2.1工商信息2.2工商变更2.3股东结构2.4主要人员2.5分支机构2.6对外投资2.7企业年报2.8股权出质2.9动产抵押2.10司法协助2.11清算2.12注销3投融资3.1融资历史3.2投资事件3.3核心团队3.4企业业务4企业信用4.1企业信用4.2行政许可-工商局4.3行政处罚-信用中国4.5税务评级4.6税务处罚4.7经营异常4.8经营异常-工商局4.9采购不良行为4.10产品抽查4.12欠税公告4.13环保处罚4.14被执行人5司法文书5.1法律诉讼（当事人）5.2法律诉讼（相关人）5.3开庭公告5.4被执行人5.5法院公告5.6破产暂无破产数据6企业资质6.1资质许可6.2人员资质6.3产品许可6.4特殊许可7知识产权7.1商标7.2专利7.3软件著作权7.4作品著作权7.5网站备案7.6应用APP7.7微信公众号8招标中标8.1政府招标8.2政府中标8.3央企招标8.4央企中标9标准9.1国家标准9.2行业标准9.3团体标准9.4地方标准10成果奖励10.1国家奖励10.2省部奖励10.3社会奖励10.4科技成果11 土地11.1大块土地出让11.2出让公告11.3土地抵押11.4地块公示11.5大企业购地11.6土地出租11.7土地结果11.8土地转让12基金12.1国家自然基金12.2国家自然基金成果12.3国家社科基金13招聘13.1招聘信息感谢阅读:感谢您耐心地阅读这份企业调查分析报告。

吕家坨矿煤炭资源开发利用中存在的问题及对策作者：李胜林来源：《农家科技下旬刊》2015年第06期摘要：开滦集团吕家坨矿已开采四十余年，是典型的复杂地质构造矿井，本文分析了当前吕家坨矿煤炭资源开发利用中存在的问题，较详细的阐述了吕家坨矿煤炭资源合理开发利用和储量管理水平以及提高资源回采率的对策。

关键词：煤炭；资源；利用；构造复杂；提高回采率吕家坨矿位于河北省唐山市古冶区，是一座原由波兰设计、我国自行施工建设的全国最大的水力机械化采煤矿井。

矿井1959年破土开凿，1968年竣工投产，年设计能力150万吨。

随着矿井深部开发，生产条件变化，吕家坨矿全面实施水旱转型战略，到2004年全部转为综合机械化采煤，实现了历史性跨越，目前矿井核定生产能力330万吨/年。

一、矿井煤炭资源开发利用中存在的主要问题1.生产设计中出现的三角煤比较多。

在矿井实际开采过程中，特别是在矿井采煤方法由水力采煤转向综合机械化采煤的过程中，在设计开采综采工作面时，将水采工作面倾斜下方的三角煤丢失，部分水采残留的煤量也难以规划利用。

经统计，目前矿井由于水转旱造成难以开采的煤炭资源储量达742.4万吨，占矿井总可采储量的3.1%，致使矿井回采率降低。

2.“三下”压煤资源储量多，给开采造成较大的困难，影响矿井回采率。

吕家坨井田范围内村庄密集，经统计，目前吕家坨矿村庄压覆可采储量达11678.2万吨，占矿井总可采储量的49.1%，是制约矿井开拓、采区部署，资源合理开采和回采率提高的主要因素之一。

3.地质构造预测手段不能满足矿井生产需要。

吕家坨矿已开采四十余年，随着开采深度的不断增加，地质构造也越来复杂，目前矿井综合机械化采煤方较之前的水力采煤法对地质构造预测的要求更高，而目前地质构造的预测工作基本停留在原来的传统手段上，靠工程揭露判断预测，靠钻探探测构造及煤厚，相对降低了对设计和生产的指导作用，在实际生产过程中造成了许多不合理的厚度损失和面积损失，使矿井回采率降低。

《采矿学》课程设计说明书姓名：张志伟学号：201010014219班级：采矿B10-2 题目：开滦吕家坨2.4Mt／a课程设计评语：指导教师：赵启峰职称：讲师2013年07月11日设计感受在三个星期的课程设计过程中，让我不仅从中学到了很多新的知识，更让我对所学的专业知识做了系统的复习和总结，并且能够运用已经学过的知识来解决设计中出现的问题。

通过指导教师的指导，让我掌握了矿井设计的基本步骤，也能够熟练的使用工具书来解决设计中出现的问题，更能使自己对设计进行比较周全的考虑。

本设计矿区的煤层平均倾角在 5.4°左右，煤层厚度大，煤层及地质赋存条件好，于是我采用了带区综合机械化开采，通过具体的技术比较和经济比较，选择了单斜井的开拓方式，并根据煤层赋存特点及经济条件，选择了胶带运煤、无轨胶轮车辅助运输系统。

本设计的任务重，需要进行大量的计算和绘制大量的CAD工程图，并且对一些内容需要进行反复的修改。

在短短的三个星期时间内，可能有很多地方做得不够细致。

尽管如此，却能使我更加细心的进行设计。

在本设计的制作中，我一直都细心的编写说明书的每一部分，严格按照设计要求来进行设计，对于计算就更加严格计算每一个数据，对于每一部分设计自己都亲手完成。

经过两个星期的努力，我顺利完成了城郊井工矿的设计。

最后，再次向我尊敬的老师和亲爱的同学们表示深深的谢意，他们给予我的教育、理解、关心和支持使我不断进步。

祝愿大家身体健康，万事如意。

目录1 矿区概述及井田地质特征---------------------------------------------------------------------- 31.1 矿区概况 ---------------------------------------------------------------------------------- 31.1.1 井田位置、范围、地形特点和交通位置----------------------------------- 31.1.2 工农业生产和原料及电力供应----------------------------------------------- 41.1.3 矿区气候条件 -------------------------------------------------------------------- 41.1.4 矿区水文情况 -------------------------------------------------------------------- 41.2 井田地质特征 ---------------------------------------------------------------------------- 41.2.1 煤系地层概述、勘探程度 ----------------------------------------------------- 41.2.2 井田地质构造和地质变动 ----------------------------------------------------- 51.2.3 井田水文地质特征 -------------------------------------------------------------- 51.2.4 地温 -------------------------------------------------------------------------------- 71.3 煤层特征 ---------------------------------------------------------------------------------- 71.3.1 煤层埋藏条件 -------------------------------------------------------------------- 71.3.2 煤层群特征 ----------------------------------------------------------------------- 8表1-3 煤层肉眼鉴别特征和结构特征一览表 ------------------------------------ 81.3.3 煤层的围岩性质 ----------------------------------------------------------------- 81.3.4 煤的特征 ------------------------------------------------------------------------ 102.1 境界----------------------------------------------------------------------------------------- 12.2 工业储量 ---------------------------------------------------------------------------------- 12.2.1井田勘探类型--------------------------------------------------------------------- 12.2.2 矿井地质资源量 ----------------------------------------------------------------- 12.2.3矿井工业储量--------------------------------------------------------------------- 12.3 可采储量 ---------------------------------------------------------------------------------- 22.3.1矿井设计资源/储量 -------------------------------------------------------------- 22.3.2 矿井设计可采储量------------------------------------------------------------- 23.工作制度和设计生产能力及服务年限 ------------------------------------------------------- 13.1矿井工作制度 ----------------------------------------------------------------------------- 13.2矿井设计生产能力及服务年限 -------------------------------------------------------- 1参照大型矿井服务年限的下限（大于50a）要求，T取60a，储量备用系数取1.4，则矿井设计生产能力A为： ---------------------------------------------------- 1 4.矿井开拓方式-------------------------------------------------------------------------------------- 14.1确定工业广场位置 ----------------------------------------------------------------------- 14.2确定井田开拓方式 ----------------------------------------------------------------------- 14.3确定开采水平位置、标高及水平垂高----------------------------------------------- 24.4确定运输大巷布置及位置 -------------------------------------------------------------- 2 5准备方式——带区巷道布置 ------------------------------------------------------------------- 15.1煤层的地质特征 -------------------------------------------------------------------------------- 15.1.1可采煤层的基本概况------------------------------------------------------------ 15.1.2煤层顶底板地质条件------------------------------------------------------------ 25.2带区巷道布置及生产系统 -------------------------------------------------------------- 25.2.1带区斜长的确定------------------------------------------------------------------ 25.2.2带区上山位置及布置方式------------------------------------------------------ 25.2.3带区内工作面的接替顺序------------------------------------------------------ 25.2.4带区内各种巷道的掘进方法--------------------------------------------------- 25.2.5带区生产能力及采出率--------------------------------------------------------- 25.3带区下部车场选型设计 ----------------------------------------------------------------- 35.4带区主要硐室的布置 -------------------------------------------------------------------- 35.4.1带区煤仓--------------------------------------------------------------------------- 45.4.2带区运料系统--------------------------------------------------------------------- 45.4.3带区变电所------------------------------------------------------------------------ 5 6采煤方法-------------------------------------------------------------------------------------------- 16.1采煤工艺方式的确定 -------------------------------------------------------------------- 16.1.1带区地质条件和煤层赋存条件------------------------------------------------ 16.1.2采煤工艺的确定------------------------------------------------------------------ 16.1.3回采工作面长度和推进度以及推进方向------------------------------------ 26.1.4回采工作面的破装运煤方式--------------------------------------------------- 36.1.5劳动组织表------------------------------------------------------------------------ 36.2回采巷道布置 ----------------------------------------------------------------------------- 46.2.1确定回采巷道布置形式--------------------------------------------------------- 46.2.2回采巷道支护--------------------------------------------------------------------- 66.2.3煤壁管理措施--------------------------------------------------------------------- 86.2.4确定回采巷道断面及其具体施工技术要求 -------------------------------- 9 7设计矿井基本的技术经济指标 ---------------------------------------------------------------- 1表7-1 各项技术经济指标----------------------------------------------------------------------- 1参考文献 ----------------------------------------------------------------------------------------- 31 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概况1.1.1 井田位置、范围、地形特点和交通位置开滦吕家坨矿业公司位于河北省唐山市古冶区境内，西距唐山18 km，北距古冶9 km。

我国煤矿防治水概括我国煤矿床水文地质条件复杂，主要煤产地的华北石炭二叠纪煤田和南方晚二叠世煤田，属于喀斯特水文地质种类煤田，黄淮平原的煤田则遇到第四系冲洪积层水的危害。

目前，在原统配煤矿中，约有18%待开采的煤炭储量遇到较为严重的水害威迫。

1950 年此后，我国煤矿曾发生过数百次突水事故，此中开滦范各庄矿于1984 年 6 月 2 日发生突水量为 2053m3/min 的特大突水事故，造成经济损失 5 亿元以上。

因而可知，煤矿水害已成为影响煤矿安全生产的重大重点问题之一，对其进行防治工作研究拥有十分重要的现实意义和长久的战略意义。

一我国煤矿水害散布<一）水害区的区分依据我国聚煤区的不一样地质、水文地质特点，并考虑到矿井水对生产的危害程度，可将我国煤矿区分为 6 个矿井水害区 (1、华北石炭二叠纪煤田的岩溶—裂隙水水害区； 2、华南晚二叠世煤田的岩溶水水害区； 3、东北侏罗纪煤田的裂隙水水害区； 4、西北侏罗纪煤田的裂隙水水害区； 5、西藏—滇西中生代煤田的裂隙水水害区； 6、台湾第三纪煤田的裂隙—孔隙水水害区 ><二）各水害区的简况从表 1-1-1 中可看出，我国矿井水害主要散布在华北和华南两大区。

其矿井水文地质条件极为复杂，水害十分严重。

比如华北石炭二叠纪煤田的煤系基底中奥陶统岩溶 -裂隙水水害；黄淮平原重生界松懈层水的水害；华南晚二叠世煤田的煤系顶底板灰岩岩溶水水害。

而东北侏罗纪煤田固然存在着裂隙水及第四系松懈层水的危害，但不严重；西北侏罗纪煤田处于干旱、半干旱天气区，区内严重缺水，存在着供水问题；西藏-滇西及台湾的中、重生代煤田的水文地质条件比较简单，水害问题也不严重。

表 1-1-1 我国煤矿水害区的简况水害分区天气大区编号名称年降水量及其覆盖面积矿井水对生产危害程度附注的百分数1华北石炭二叠系岩亚润湿—亚干旱天气区出水、突水较屡次，涌水量大或特大煤田为散布范围大、溶-裂隙水害区600~1000mm 约占 70%<1000~123180m3/h）。

采矿工程毕业设计--开滦矿务局吕家坨矿1.矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1 交通位置开滦矿务局吕家坨矿位于河北省唐山市古冶区境内,西距唐山18km,北距古冶9km地理坐标为东经118°24?,北纬39°40?。

矿区交通便利。

古吕钱公路南接唐港公路,北通205国道,津唐、唐港、京沈高速公路正在修建;矿区铁路专线吕古铁路和吕陡铁路与京山线接轨;水路运输东有秦皇岛港,西有天津港,南有新近建成的京唐港;水、陆交通发达,煤炭外销十分方便见图1-1。

图1-1 矿井交通位置图1.1.2 地形、地貌吕家坨矿业分公司位于冀东平原。

矿区地表为第四纪冲积平原,地势较平坦,海拔高度介于+22.74~+31.13m之间,地形总体趋势为北高南低。

矿井付井口标高+28.286m,主井口标高+27.826m,风井口标高+30.198m,新风井口标高+29.708m,混合井井口标高+28.5m,宏文煤炭提升井井口标高+32.6m,风井井口标高+31.0m,矿内变电站标高+27.9m。

在井田的南部及东部,由采矿活动引起的地表沉陷在矿井周围形成了较多的塌陷积水坑,其中医院、东工房南部的塌陷积水坑已被人为填平,用于建设工厂及村庄搬迁,工业广场附近的塌陷坑96年最高洪水位为+25.893m。

1.1.3 河流及水体井田东部有一条沙河流过。

沙河在井田东部由东北流向西南,属季节性河流,旱季有时断流,雨季流量较大。

在沙河两侧建有沙河防洪堤坝,西侧沙河坝顶面标高+30m;沙河距吕家坨矿工业广场十几千米,之间还有吕范公路、吕范铁路相隔(标高都在+30m),西侧沙河坝、吕范公路、吕范铁路可有效阻挡洪水进入吕家坨矿工业广场,沙河对吕家坨矿工业广场构不成水害威胁。

1.1.4 气象及地震本区夏季炎热多雨,6、7、8月为雨季,地面径流流入沙河和塌陷坑。

冬季干燥寒冷,冰冻期自11月下旬至3月上旬,冻土带深度一般为0.8m,属半大陆性气候,经多年观测,地表水体及大气降水与矿井涌水量的变化关系不明显。

吕家坨矿井污水综合开发利用
梅海滨;乔晓纯;刘云生
【期刊名称】《煤炭科学技术》
【年(卷),期】2008(036)010
【摘要】吕家坨矿井向外排放污水的同时,也在抽取地下水,既加快了资源的缺乏,也污染了环境.通过建设水处理厂开发利用污水,做到水资源的合理利用,从而保护了地下水资源,同时利用水源热泵开发污水资源的热量,减少了燃烧锅炉对大气的污染,达到了节能减排和提高经济效益的目的.
【总页数】4页(P107-110)
【作者】梅海滨;乔晓纯;刘云生
【作者单位】开滦精煤股份有限公司,吕家坨矿业分公司,河北,唐山,063107;开滦精煤股份有限公司,吕家坨矿业分公司,河北,唐山,063107;开滦精煤股份有限公司,吕家坨矿业分公司,河北,唐山,063107
【正文语种】中文
【中图分类】X703
【相关文献】
1.吕家坨矿井水力采煤的回顾 [J], 刘平;刘松华
2.吕家坨矿矿井水开发利用 [J], 张佳
3.开滦吕家坨矿井水处理工艺及运行效果评价 [J], 王月莹
4.吕家坨矿洗煤厂老主井卸煤系统改造分析 [J], 赵文浩
5.传承开滦百年文化打造现代新型矿井全国煤炭行业文明煤矿——开滦股份吕家坨矿业分公司 [J],
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