西肥河泥河济河港河水体下安全开采可行性研究报告文档格式.docx
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2004年,集团公司上报了《****矿区总体开发规划》,经中咨公司专家组评估,国家发改委以发改能源〔2004〕2301号文正式批复,同意矿区总体规划指导思想和开发建设原则,矿区划分为17个井田和一个后备区,-1500m以上建设总规模可达亿吨。
2011年**矿业集团生产原煤6751万吨,上网电量153亿千瓦时,电力权益总规模1192万千瓦,是省内权益规模最大的电力企业。
销售收入356亿元,上缴税费62.08亿元,资产总额1282.69亿元。
目前**矿业集团已经成为安徽省煤炭规模、电力权益规模、房地产规模最大的企业。
目前企业现有11对生产矿井,2个均股煤电公司(下设2个煤矿和2个电厂),年煤产量7100万吨,独资电厂3座,参股均股电厂14家。
资产总额1280亿元。
现有职工8.54万人,其中管理人员和专业技术人员14092人,高级技术职称919人,中级技术职称2436人,享受国务院政府津贴29人,工程院院士1人,国家突出贡献专家1人。
管理团队有着干事创业的胸襟,有着灵活的管理机制,具有较强的组织管理和项目实施的能力。
近年来,**矿业集团始终将技术创新作为实现企业腾飞的两大翅膀之一,在建设新型能源基地中,用技术创新化解各类风险,加大科技投入,以发展中遭遇的难题作为课题,并以此为平台加快科技人才队伍建设,企业自主研发和创新能力急剧增强。
自2005以来,煤矿瓦斯治理国家工程研究中心、深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室、煤矿生态环境保护国家工程实验室等3大国家级实验室落户**矿业,**矿业“十二五”期间致力建设的中国煤矿工程技术研究院所需的“一心”(煤矿瓦斯国家工程中心)“两室”(深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室、煤矿生态环境保护国家工程实验室)等3个国家级平台全部搭建完毕。
**矿业集团还被安徽省政府命名为安徽高新技术企业。
2010年在国家科技部、国务院国资委、中华全国总工会联合公布的第四批创新型试点企业名单中,**矿业集团榜上有名,成为安徽煤炭行业首次获此殊荣的企业。
在科技兴煤方面,公司大力推进企业技术进步,加快新区现代化矿井建设和老区技术改造。
在瓦斯综合治理、采煤方法改革、井巷掘进和支护、深厚表土层建井技术、“三下”采煤等方面取得了明显成效,形成了一套适合**矿区复杂条件的快速建井、安全生产和高产高效的核心技术,为矿区的可持续发展奠定了基础。
近五年来,先后获国家级科技进步奖13项,获省部级科技成果奖140多项,获国家专利60多项。
技术团队具有持续创新能力。
现有13对生产矿井中除顾桥矿、潘北矿为高瓦斯矿井外其余矿井均为煤与瓦斯突出矿井,2012年集团公司各矿瓦斯涌出总量高达1487.65m3/min,各矿井自燃等级均在二级以上,发火期3~6个月,实际开采中,最短发火期仅20天左右。
各矿井煤尘均有爆炸危险。
**矿区矿井地温普遍较高,目前最大开采深度已达900m左右,出现了一些高温工作面,少数采掘工作面气温已达到34℃以上。
煤层顶板以泥岩、砂质泥岩为主,煤层底板多为泥岩,煤层顶板的抗压强度低,易垮落。
泥岩、砂质泥岩遇水膨胀,巷道变形严重,复修率高。
“十二五”期间,企业将继续调整产业结构、转变增长方式,以煤、电、房地产三大主业为支撑,立足**本土,走出去,向南积极参与皖江城市带承接产业转移示范区建设,向北参与西部煤炭资源开发,同时沿产业链、供应链、价值链延伸发展,做大做强包括煤炭贸易在内的物流、金融等产业,更加注重技术创新、生态环境和民生。
规划“十二五”期间,投入千亿元以上,建成资产总额千亿元、年销售收入千亿元的国家级大型能源企业,成为华东地区乃至黄河以南最大的煤电能源企业,在区域经济社会发展中发挥更加重要的能源保障作用。
1.2资源赋存及开采条件
1.2.1构造特征
**煤田位于秦岭纬向构造带南亚带的北缘,东与华夏构造郯城——庐江断裂呈截接,西连周口凹陷,西南与淮阳山字型脊梁柱反接,北接蚌埠隆起,南邻合肥凹陷.
**煤田为一复向斜构造,受秦岭纬向构造带南北压应力的挤压作用,促使**复向斜主体构造形迹呈近东西向展布,并在复向斜南北两翼发育了一系列走向压扭性逆冲断层,造成复向斜两翼的迭瓦式构造,致使部分地层直立倒转。
由于压应力自北向南挤压,各部位受力程度的差异,促使复向斜南翼八公山区向南凸出,八公山以东舜耕山走向近东西,八公山往西走向转为北西,形成向南凸出的**弧形构造。
自北向南的压应力受到南部合肥凹陷的阻挡,随着褶皱产生的舜耕山逆掩断层组成的迭瓦状构造的影响,使东部舜耕山区表现为以向南倒转的单斜构造,地层由东往西由倒转逐渐扭曲为向北东正常倾斜的单斜地层,倾角20°
左右,至孔集西部,浅部地层直立,深部倒转而又转为正常倾斜之反“S”形褶曲。
往西地层走向又由北向西逐步转为近东西向。
复向斜北翼为一向北倾斜的上窑—明龙山—尚塘集逆掩断层切割,掩盖了复向斜北翼的面貌。
区内断裂大致可分二组,其一是随着褶曲的形成,发育一组走向逆断层,其二为一组为郯城—庐江断裂带大致平行的北北东向低序次横切正断层,它一般切割东西向构造。
走向逆断层主要有阜阳—舜耕山逆断层、阜凤—陆塘逆断层、上窑—明龙山—尚塘集逆断层、耿村—朱集逆断层、丁集—潘集北部逆断层等。
横切正断层主要有武店断层、新城口—长丰断层、颖上—陈桥断层、口孜集—南照集断层、阜阳断层等。
断层一般向西倾斜,构成由东向西之阶梯状构造,将**煤田分割成几个断块。
复向斜内部为一系列次一级宽缓的褶曲构造。
主要有陆塘背斜、谢桥—古沟向斜、陈桥—潘集背斜、尚塘—耿村集向斜和唐集—朱集背斜等。
其中,陈桥—潘集背斜是复向斜内部隆起幅度较大的背斜构造,由于背斜沿隆起的幅度不同,形成了煤系地层的走向变化。
西部口孜集—谢桥地区,地层走向近东西,往东至张集、顾桥地区,地层走向急转为北东向,甚至于南北向,到了丁集以东又转为北西西向。
北翼倾角稍大,一般25°
左右,局部较陡,达45~60°
,南翼倾角较小,一般10~15°
。
沿走向和倾向有波状起伏,形成小型鞍部和局部地区的小型向背斜构造。
沿走向东西两端逐渐倾伏,为一不对称的宽缓倾伏背斜。
组成背斜轴部地层除陈桥和潘集一带为寒武系和奥陶系外,均为二迭系煤系地层。
区内松散层厚度为140~720m,一般为300~500m,有由东往西、由南往北逐步增厚的规律。
背斜西部谢桥、顾桥地区,发育有第三系红色地层,不整合于二迭系煤系石千峰红色地层之上。
**煤田岩浆岩不甚发育,主要侵入在潘集背斜西段的南翼,有小型岩脉和岩床侵入石炭纪和二迭纪煤系的下部,主要对1煤层至11煤层有不同程度的影响,使煤层局部被岩浆岩吞蚀变为天然焦,岩浆岩厚度为4.49~77.79m,一般由东往西变厚、翼部厚,向深部和背斜轴部逐步变薄至尖灭。
岩性主要为细晶岩、煌斑岩等。
1.2.2煤系地层特征
**煤田含煤地层为石炭、二迭系。
石炭系含煤1~10层,大部分不可采且不稳定,仅局部地区中下部煤层稍厚(在临界可采厚度左右)。
故非本区主要勘探对象。
二迭系的山西组、下石盒子组和上石盒子组为本煤田主要含煤地层,总厚度为960米。
共分成八个层段(七个含煤段,一个非含煤段),其中山西组一个含煤段,下石盆子组二个含煤段,上石盒子组分四个含煤段及顶部一个非含煤段。
非含煤段是,由灰色、紫红、砖红、灰紫、灰绿色的花斑状泥岩、砂质泥岩及各级粒度的砂岩类组成。
其中夹有灰、浅灰色及灰白色泥岩及砂岩类薄层。
底部及中上部常见有石英砂岩(或相变为砂岩中含砾石),底部可偶见有植物化石碎片,非含煤段厚度在270米左右。
兹将各含煤段从下到上分述之:
1、山西组(P1sh)
第一含煤段,厚度70米左右。
下部以粉砂岩及海相泥岩类为主夹薄层中砂岩及1~2层菱铁薄层(局部相变为砂泥岩互层及菱铁结核),中下部含煤1~3层,其中1煤层和3煤层厚而较稳定,2煤层仅发育在八公山区,一般都不可采,大多与1煤层或3煤层含并。
上部以砂岩和粉砂岩为主夹泥岩,层面上含较多云母片。
1煤层和3煤层在潘集地区局部受火成岩(细晶岩,煌斑岩等)侵入影响,厚度变薄或被吞蚀,部分成天然焦,而且在局部地区有被冲刷的现象。
2、下石盒子组(P1x)
1)第二含煤段,厚度127米左右。
由深灰、灰、浅灰、灰白色泥岩类和砂岩类组成,本段含煤最多(从4-1煤层到9-2煤层),有9~12层,大部分为可采或局部不可采煤层,且往往两两一组成对出现,本段8煤层顶(或9煤层顶)及5煤层上常发育一厚层灰和灰白色中砂岩(有时相变为砂泥岩互层或石英砂岩),距4-2煤层下12米左右全煤田普遍发育一套铝土岩(或铝质泥岩)与花斑状泥岩(均含鲕粒)的共生组合。
底部发育一层4~12米厚的含砾中粗砂岩(相当于路驼钵砂岩层位),均为本煤田主要标志层,而后者底板亦为下石盒子组与山西组的分界层。
在潘集地区4、5、8煤层局部被火成岩吞蚀或受其侵入变质为天然焦。
富含植物化石。
2)第三含煤段,厚度88米左右。
底部普遍发育一厚层灰白色中砂岩(有时为石英砂岩)作为与第二含煤段的分界。
下部以灰白色、浅灰色砂岩类为主夹泥岩类簿层,上部以灰色、深灰色泥岩类为主夹灰白色砂岩。
含煤4层(10煤层至11-3煤层),11-2煤层稳定可采。
在11煤层附近的泥岩类中常发育大小不一的鲕粒。
11-2煤层在潘集地区局部被火成岩侵入变质成天然焦。
3、上石盒子组(P2s)
1)第四含煤段,厚度105米左右。
由灰、深灰色粉砂岩及泥岩夹细中砂岩薄层组成。
底部常发育一层灰白色中砂岩(局部为石英砂岩),偶见冲刷现象,是上下石盒式子组分界层,下部上部均分别有2~3层花斑状泥岩(有时含鲕粒),是全煤田主要标志层之一,含煤5层(12煤层至15煤层),13-1煤层是全区厚而稳定的主要煤层。
在13煤层与14煤层之间的砂岩类及泥岩类中,常见有大小不一的姜状、瘤状菱铁结核。
2)第五含煤段,厚度60米左右。
由灰、浅灰、灰绿色砂岩为主夹粉砂岩及泥岩类组成,含煤4~6层(16煤层与17煤层),多不稳定,且煤质变差,仅16-1煤层,17-1煤层局部可采。
煤层中常见中细砂岩或构成明显的砂泥岩互层,具缓波状层理和混浊层理,层面上含较多的白云母片。
3)第六含煤段,厚86米左右。
由灰、深灰、灰绿、青灰色粉砂岩、砂岩类夹泥岩类组成。
含煤4~5层(18-1煤层至21煤层),均不稳定,且煤质差,除18-1煤层和19煤层局部可采外,多为炭质泥岩、含炭泥岩替代。
在20煤层、19煤层及18-2煤层的顶部常见有薄层燧石层,18-1煤层底板及其下分别有一层铝质泥岩(有时含鲕粒)及花斑状泥岩薄层,为本煤田上部含煤段的主要标志层。
4)第七含煤段,厚154米左右。
由灰、深灰色、少数青灰色粉砂岩、砂岩及泥岩类组成。
含煤5层(22煤层至26煤层),煤层薄,极不稳定,仅23煤层、25煤层局部可采。
煤质差,常为炭质泥岩、含炭泥岩替代。
22煤层下部常见一层花斑状泥岩。
1.2.3煤层赋存情况
二迭系含煤地层中,共含煤36层,总厚度为41.68米,含煤系数为4.34%,有稳定可采煤层、较稳定局部不可采煤层及不稳定局部可采煤层共18层,可采煤层厚度为31.53米。
煤层厚度情况见表1.2.1。
其中:
稳定煤层三层:
8、11-2、13-1煤层,全区可采。
较稳定煤层七层:
1、3,4-1、4-2、5-1、6-1、7-1煤层,局部不可采。
不稳定煤层八层:
6-2、7-2、10、11-1、14、16-1、17-1、23煤层,局部可采。
其他均为极不稳定煤层。
稳定煤层和较稳定煤层是本区主要可采煤层,其特征见表1.2.1。
1.2.4开采技术条件
矿区为高瓦斯煤层群开采的矿区,开采地质条件极其复杂,煤与瓦斯突出危险性严重,是国内高瓦斯、煤层群开采、复杂地质条件矿区的典型代表。
1、地质构造
地质构造极为复杂,现已发现50m以上特大断层83条,落差5m以上断层4900条,局部伴有岩溶陷落柱、火成岩、新地层构造及层滑、冲刷、薄化等地质现象。
2、水文地质条件
表1.2.1**煤田可采煤层表赋存情况一览表
煤层名称
16-1
13-1
11-2
8
7-2
7-1
6-2
煤层
厚度
最小~最大
平均
0~3.96
0.69
0.83~14.42
4.87
0~7.58
2.62
0.20~7.15
2.37
0~8.30
1.50
0~6.80
1.73
0~8.00
2.01
煤
层
结
构
夹矸岩性
泥岩
炭质泥岩
含炭泥岩
泥岩、炭质泥岩、个别含炭泥岩
夹矸
层数
最少~最多
一般
0~3
1
0~4
1~2
0~6
复杂程度
较简单
较简单个别复杂
较简单~较复杂(局部复杂)
简单~较简单
简单
层间距
73.00~92.82
83.12
39.00~76.03
64.53
63.00~95.00
78.48
3.76~16.50
9.04
3.00~21.78
7.19
7.60~17.15
11.10
0.86~6.20
3.45
稳定性
不稳定
稳定
较稳定
6-1
5-1
4-2
4-1
3
0~5.40
1.35
0~8.06
1.33
0~4.80
1.58
0~9.35
1.19
0~8.35
3.44
0~11.19
3.54
个别砂岩类
0~2
0~5
较简单局部
较复杂
10.02~33.10
19.65
4.30~14.80
7.86
1.58~8.97
4.30
50.00~81.50
68.72
1.50~10.15
6.23
**矿区水文地质条件复杂,矿井水害严重。
矿井存在的水害主要有:
新生界松散砂层(孔隙)含水层水害;
煤层顶板砂岩裂隙含水层水害;
煤系底板(局部地层倒转为顶板)太原群薄层灰岩、奥陶系厚层灰岩岩溶含水层水害;
老空(塘)水水害。
新生界含水(层)组水文地质特征
本区新地层根据已有勘探资料可分为上、中、下三个含水(层)组,下含与中、上含之间有稳定的粘土隔水层,其厚度情况见表1.2.2、表1.2.3。
矿区内各含隔水组赋存及含水性自上而下分述如下:
(1)上部含水(层)组。
其厚度由东向西从67.8m增厚至133.6m,岩性以中粗砂岩为主,可分为上、下两个砂层含水段。
q=0.91~0.18L/s·
m,K=3.6~9.3m/d,是目前矿区供水水源,含水层水质优,矿化度低。
原始水位+17.6~+19.0m,水温16.5~19.0℃。
(2)上部隔水层组。
其厚度为0.77~31.40m,全区稳定,可以对比,一般厚度为2~5m,为粘土或弱固结状钙质粘土层。
(3)中部含水层组。
其厚度由东向西从24m增至197m,岩性主要为中、细砂岩层,大多呈半固结状。
水质较差,为Cl-~Na+水,水文18℃。
(4)中部隔水层组。
根据167个钻孔统计,其厚度为14.81~78.73m,一般为30~40m,平均厚度43.40m。
岩性以含蒙脱石成分为主的半固结粘土,区内普遍分布且稳定,系隔水性好、膨胀性强的粘土层,并可视为区域内下含的顶部隔水层。
(5)下部含水层组。
其厚为0~79.45m,平均厚度为46.67m。
主要分布于古河床中心地区(注:
厚度大),而该古河床位置据已有勘探资
表1.2.2潘集矿区新地层上含、上隔、中含、中隔对比划分综合统计表
利用孔
(个)
194
东(?
孔)~西(?
孔)
走向长度(km)
505~XV14-3
242.km
新地层厚度(m)
最小厚~最大厚
平均厚
149.00(Ⅶ11)~472.62(XV8)
327.58(194个)
项目
最小厚(孔号)
(最高标高)
最大厚(孔号)
(最低标高)
平均厚(孔数)
备注
上
含
总厚(m)
69.35(Ⅲ9)
133.60(XV10)
95.70(162个)
表中统计各含水组厚度为钻孔揭露新地层对比划分后的厚度。
有些孔未取上含或中含岩芯,未参加表中平均厚度的统计。
上段厚(m)
40.29(Ⅲ6)
77.95(Ⅸ24)
56.84(154个)
下段厚(m)
15.10(Ⅸ24)
72.10(XV10)
40.21(154个)
隔
0.77(XⅢ~ⅩⅣ4)
30.25(V7)
6.39(162个)
底板标高(m)
-59.98(Ⅳ~V2)
-114.45(XV16)
中
40.84(Ⅶ11)
227.50(XV12)
145.16(160个)
14.81(X30)
78.73(Ⅶ~Ⅷ11)
43.39(167个)
-137.49(505)
-378.12(XV14-2)
料表明大体与潘集背斜轴线平行,由东向西北方向延伸。
古河床底(基岩面)东高西低,每公里高差约10m,根据下含混合抽水资料,q=0.0016~2.94L/s·
m,古河床中心地区q=1.19~2.21L/s·
m。
其水质为高矿化度Cl-—Na+水,M=3g/L左右。
水质资料表明下含水具有交替迟缓之封存之特征。
表1.2.3潘集矿区新地层下部含水层对比综合统计表
194个
东(?
孔)~西(?
孔)走向长度(km)
505~XV
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