第一部分同朔矿设计基本情况1 矿井与矿体特征1.1 矿井的自然条件1.1.1 地理位置与交通同朔井田位于山西省朔州市南部、朔南矿区东南部,行政区划属朔州市朔城区管辖。
井田地理座标为东经112°22′00″ ~112°29′30″,北纬39°08′00″~39°14′30″。
图1-1 同朔矿交通位置示意图矿区交通方便,北同蒲铁路、大运公路在井田西部通过,朔黄铁路在井田西北部通过,朔州火车站北至大同129km,南至太原226km。
公路以朔州城为中心,可通往大同、太原及周边。
交通位置见图1-1。
1.1.2 井田地貌区内地形平坦开阔,为厚层新生界沉积物所掩盖,地势西南高,东北低;海拔一般在1080~1200m之间,最高点位于本区东南部,海拔1342m,最低点位于东北部的恢河河床,为1060m,相对高差270m。
井田西侧和北侧有恢河和七里河二条常年性河流,属海河流域桑干河水系,其特点是:平时流量甚小,雨季山洪暴发而流量大增,但历时很短,最大洪峰量出现在7、8两月,最小流量在1月、12月。
其他地表水体不发育。
1.1.3 气象条件本区属典型的大陆性气候,干燥寒冷。
气温一般较低,年温差和日温差较大。
年平均温度4.8~8.6℃,最高温度38.2℃,最低温度-32.4℃,年降雨量273.9~686.9mm,平均461.8mm,主要集中在6、7、8三个月,可占全年降雨量的70%左右。
全年降雪量20.21~63.2mm,最大积雪厚度47cm。
年蒸发量2028.9~2516.7mm,一般2351mm,约为年降雨量的4~5倍。
本区风沙大,有风时间占全年的70%,春、冬季多西北风,平均风速2.1m/s,最大风速3.6m/s,故区内建造了大面积的防风林带。
结冻期自每年10月下旬至翌年四月下旬,最大冻结深度1.25~1.5m。
1.2 矿井地质1.2.1 地质构造及断层同朔井田位于朔县向斜东翼南段,基本构造形态为一向西倾斜而略有起伏的单斜构造。
区内地层走向在35勘探线以北总体呈NNE向,且地层倾角平缓,一般为5°左右。
35线以南地层走向为NNE转向NE方向,且地层倾角自西向东逐渐增大,可达30°以上。
在此之上发育了一些与地层走向大致平行的宽缓褶曲和大小不等的断裂构造。
井田褶曲构造为发育在朔县向斜东翼上的次级构造形态。
主要为两翼宽缓的向、背斜,且向斜一般较背斜更为开阔平缓,褶曲轴向以北北东向的为主,仅一个为近东西向。
所以褶曲均受到断层不同程度的切割影响,破坏了其完整性。
本井田发育之断层均为高倾角正断层,钻探很难直接控制。
而详查阶段的综合勘探,由于物性条件所限,33线以南50km2无法进行2维地震。
所以井田内16条断层钻探直接控制的仅有4条F35、F22、F44、F2-1,其它断层均由地震直接控制,钻探间接控制。
井田内发育断层16条,其中落差>100m的2条,即F2(张家咀断层)、F20断层,50~100m断层3条F34、F22、F23,小于50m的11条。
本井田内没有生产矿井及小煤窑。
1.2.2 表土层及岩层情况根据钻孔揭露和井田外围出露,区内地层由老到新依次有下古生界奥陶系、上古生界石炭系、二迭系及新生界地层。
本井田煤层埋藏较深、表土层较厚。
尤其是首开区域内煤层埋藏深度达523m,且第三、第四系松散沉积物覆盖层较厚,根据勘探报告,表土层厚度150m~300m。
第四系松散层岩性以灰、灰绿色、浅红、红黄色亚沙土、沙质粘土为主,夹2~4层中细砂层,局部含1~2层砂砾层。
底部有厚20~30m第三系上新统沉积物,岩性以亚粘土、亚沙土为主,2~3层钙质结核层及砂砾层。
该地层富水性较丰,流砂层厚度5~6m。
基岩段以砂岩、泥岩、石灰岩等为主。
1.2.3 井田水文地质(改序号)同朔井田位于朔县平原东南部,为神头岩溶泉域水文地质单元的迳流区的一部分。
依据岩性、富水性以及地质时代的差异,井田划分6个含水层和2个隔水层。
1.含水层A.下奥陶系岩溶裂隙含水层区内无钻孔揭露,邻近区仅有三个钻孔不完全揭露。
岩性主要为白云质灰岩、石灰岩及白云岩。
以溶隙、溶洞为主要岩溶形态。
富水性强,为一岩溶裂隙承压含水层。
B.中奥陶系岩溶裂隙含水层岩溶裂隙发育,以溶隙、溶孔为主要岩溶形态。
岩溶裂隙的发育具有垂向分带性,平面上也有一定的分区性。
本组水位标高1059~1062m。
水质类型HCO3-Ca·Mg型水,矿化度0.3~0.6g/l。
C.上石炭系裂隙含水层厚度为61.61~98.65m,平均79.32m。
岩性主要为细~中粒砂岩,成份以石英、长石为主。
单位涌水量0.00162L/s.m,水位标高+1065.14m,水质类型为HCO3-Na型水,矿化度0.5~0.7g/l,为一裂隙承压弱含水组。
D.早二迭系下部裂隙含水层厚度为61.22~102.06m,平均81.34m。
单位涌水量0.00351L/s.m,水位标高+1068.64m。
上述两含水组在煤层开采时将向矿井直接充水,但由于富水性弱,补给条件较差,含水体较为封闭,故对煤层开采无较大影响。
E.新生界中、下部孔隙含水层厚度20.3~242.7m,平均119.69m,埋深36.30~153.70m。
全区分布,构成基岩直接盖层,此组分为三个含水段:上含水段:厚16.80~139.30m,含水层段平均厚20.22m。
发育稳定。
岩性为细~粗砂及砂砾石组成,分选中~差。
单位涌水量0.00756L/s.m,水位标高+1079.87m,水质类型HCO3-Na·Ca型水,矿化度0.455g/l。
中含水段:厚0~123.60m,含水层段总厚0~83.85m,平均19.33m,发育较稳定。
岩性以细、中砂为主,分选中~差。
单位涌水量0.0333L/s.m,水位标高+1072.93m,水质类型HCO3-Mg·Na及HCO3·Cl-Ca·Na型水,矿化度0.410~0.637g/l。
下含水段:厚0~114.80m,含水层段总厚0~76.80m,平均28.18m,发育不稳定,以细、中砂为主,夹少量砾石层,分选差,其底部有一层发育不稳定的粘土、亚粘土层,厚0~55.60m。
新生界中下部抽水试验孔3510揭露3个含水段,单位涌水量0.0117L/s.m,水位标高+1173.59m,水质类型HCO3-Ca.Mg。
F.新生界上部孔隙含层厚36.30~153.70m,平均厚84.50m。
岩性为细~粗砂、砂砾石层及砂土、粘土、亚粘土组成,全区分布。
富水性强~中等,为一孔隙潜水含水组。
②.隔水层A.中石炭系碎屑岩隔水组本组即本溪组地层,厚度26.72~63.71m,平均43.19m。
埋深227.36~793.91m,岩性以泥岩、砂岩为主,夹煤线和泥灰岩,底部发育不稳定铁矿层。
B.二迭系中下部碎屑岩隔水层厚度0~414.88m,平均188.25m。
岩性以泥岩为主,砂岩次之,并夹砂质泥岩、砂砾岩和铝土岩。
裂隙不甚发育,富水性很弱,是一相对隔水组,隔水性能良好。
地下水的天然流场补给来自南、西、北三面,向沙楞河南一线汇集。
本区水位标高+1059.10~1062.50m,水力坡度较缓,一般为0.06%左右。
新生界下部孔隙含水层与下部含水组有一定的水头差,一般不存在水力联系,其补给主要来自侧向上,尽管有补给下部含水组的条件,但由于粘土等隔水层段的隔水作用,可能补给范围,补给量较小,所以其迳流、排泄条件较差。
矿井正常涌水量304m3/h,最大涌水量464m3/h;考虑防灭火灌浆析出水量后,矿井正常涌水量335m3/h,最大涌水量495m3/h;预测奥灰最大突水量为2087m3/h。
全矿井带压开采危险区主要集中在F2断层的西北部。
在进行下组煤开采时,应采取必要的措施防止奥灰水突入矿井。
在遇到大的构造带时,宜应采取相应措施,避免奥灰水通过构造突入矿井,只有在确保安全的情况下方可进行生产。
1.3 煤层及其特征1.3.1 赋存情况及煤层煤质国土资源部划定矿区范围内获得煤炭资源储量总计262618万吨,其中:探明的内蕴经济资源量(331)30867万吨、控制的内蕴经济资源量(332) 110195万吨、推断的内蕴经济资源量(333)121556万吨。
按煤类分长焰煤262140万吨,气煤478万吨。
另有原煤全硫大于3%的推断的内蘊经济资源量(333)16530万吨。
本区共13个煤层,井田内可采煤层有4、5、6、8、9、9-2、11号共7层,其中区内开发的较稳定特厚煤层主要可采煤层为山西组4号煤层和太原组9号煤层。
区内除山西组4号煤层为特低硫煤外,太原组各煤层均为中~高硫煤。
表2-3-2 可采煤层特征表1.3.2 瓦斯、煤尘各煤层瓦斯成份CH4<50%,N2>50%,瓦斯含量CH4<1mL/g,CO2少量,因此本区处于瓦斯风氧化带内的甲烷~氮气带。
另外,区内的银洞山矿开采情况表明区内4号、9号煤层瓦斯含量均很小。
虽然先期开采时期瓦斯涌出量不大,但是随着矿井开采深度的延深,采煤工作面的增大,煤炭产出量增加的因素,矿井瓦斯涌出量将有可能随之增加。
各煤层均有爆炸性,扑灭火焰所需最低岩粉量为50.0~80.0%,因此在开采时应引起足够的重视,采取除尘、防爆、隔爆等措施,以确保矿井安全生产。
1.4 矿区简况1.4.1 工农业简况本区工业以采煤为主,发电,机械及食品加工也有一定规模。
农业以玉米、黍子、高粱、土豆等粮食作物为主,粮食基本自给。
区内有红旗牧厂四个分场。
朔州市商业比较发达。
1.4.2 水电供应情况水源一是取自井田内地下奥灰水,二是引接朔州市自来水公司管网水,三是采用引黄北干线供水工程水,四是为充分利用水资源将井下排水经过处理后作为矿井的生产补充用水,总体上矿井的水源可靠。
矿井架设两回供电专线,从距工业场地约2km的安荣220kV变电站引入一回110kV 电源,从距工业场地约19km的铺上220kV变电站引入一回110kV电源。
2010年6月25日山西省电力公司以晋电发展〔2010〕969号出具了“关于大同煤矿集团公司同朔煤矿供电意向的函”。
故矿井供电电源可靠。
1.4.3 建材及劳动力来源井田外围西部、东南部山前出露大量的奥陶系石灰岩,分布面广,质地坚硬,CaCO3含量高,是良好的建筑石料和烧生石灰的原料。
也即是说,矿井建设所需砖、白灰、碎石、料石等建材均可当地解决;所需钢材、高标号水泥、木材等需由外地购置。
劳动力来源主要是当地,既能带动当地就业,又能促进工程稳定进行。
2 矿井的开拓与开采2.1 矿井开拓2.1.1 井田界限与矿井储量根据朔南矿区总体规划推荐的同朔井田范围,东以11号煤隐伏露头为界、西以北同蒲线为界,南以F2断层与张家嘴勘查区分界,北以朔州市城市规划区南界为界。