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本区处于太行山及华北平原过度地带,地势北西高,东南低。
区内呈低缓丘陵地貌,最高为黄牛坡北岭,海拔+247m,最低为酉河河谷,海拔+140m,沟谷大致南北走向。
三.地表水
区内有两条小河经过,汤泉河位于本井田南翼,发源于北圣沟村角的汤泉,向东流经较场,罗村而流出井田,平均流量0.3~0.4m3/s,洪水期最大流量25.44m3/s,河流经鹤壁集,马驹河村,位于井田北部边界,水源来源于一矿井下排水和鹤壁集工业废水,常年有水,平时流量很小。
四.气象及地震
本区属北温带大陆干旱性气候,根据有关气象资料,1958年以来,鹤壁矿区气候温和,光热资源充足,年日照时日数为2331.6h左右,日照率53.2%,年平均气温为15.3℃,最高气温42.3℃,最低气温-15.5℃年平均相对温湿度60%,平均绝对湿度为11.63mpa。
年均降雨量673.65mm多集中在7、8月,年降雨量最大值1394.1mm,最小值266.6mm,年平均降雨量679.8mm,年最大蒸发量为mm2695.0mm,年最小蒸发量1859.3mm年平均蒸发量为2264.1mm。
年主导风向为南北向,平均风速3.4m/s最大风速23m/s。
冻土深度一般为0.3-0.4m.
根据两年的统计资料,8月至来年2月多为北风,最大风速23m/s。
3月至7月,多为南风,最大风速14m/s
根据国家质量技术监督局发布“中华人民共和国国家标准GB18306-2001《中国地震动参数区划图》”,鹤壁市地震动峰值为0.2g对应的基本烈度为Ⅷ度。
五.矿区煤炭生产以及规划概况
鹤壁煤电股份有限公司是鹤壁煤业有限责任公司控股的股份公司,公司2004年在册员工19437人,资产总额19.97亿元,主营业务收入15.03亿元,利润总额1.79亿元,净利润1.18亿元。
公司所属矿井保有储量544.25Mt可采储量264.55Mt,6对生产矿井,2004年年产量6.127Mt另有三座洗煤厂年入洗能力3.60Mt。
公司目前拥有三、四、六、八、九,十矿六对主力井和坑口电厂。
集团公司目标能力为2007年煤炭产量稳定在7.00Mt以上,公司资产总额和销售收入均超过50亿元。
六.现有水源,电源概况
<
一>
水源
目前矿井的水源为奥陶系灰岩水。
取水方式:
井下钻孔,现有6个钻孔。
其中5个使用,总取水量为5493m3/
二>
电源
目前矿井现有一座35/6kv变电所,设主变2台,型号为SI-7500/35,7500kv,35/6kv双回路35kv电源分别取自大湖110kv变电站(导线型号为LGT—150/5.5Km),和康加110kv变电站(导线型号为LGJ_150/2.02Km)。
一.地质构造
三矿井田位于鹤壁煤田中部,地层走向NNE倾向SE倾角8~480,平均210左右,井田构造以断层为主,褶曲不发育,构造线展布方向以NNE,NE向为主,现将三矿井田的主要构造分述如下:
(一)断层
目前矿井共发现47条断层,落差大于5m以上的断层共有41条,落差大于50m以上的主要断层有9条,各主要断层的特性如下:
1.F16断层:
浅部系三、五矿井井田分界断层,深部交与F40-3断层,延展长度大于3km,走向N510E倾向SE,倾角680,落差50-115m。
2.F20断层:
该断层与F16断层相互平行,向东交于F16断层,浅部同F16断层均为三、五矿井井田分界断层,延伸长度大于1.3km,走向N600E,倾向S300E倾角450落差40-180m.
3.F3断层:
67-3,383-1两孔控制,389-25,389-14,389-27孔见到,走向N470E,倾向NW,倾角43-700,落差70-85m
4.F40断层:
为三矿井田东部边界断层,为三矿和六矿边界断层,走向N100E,倾向NE,倾角400-570,落差155-450m延伸长度大于4km。
5.F40-1断层:
为三矿深部和六矿的边界断层,有16-29,676-22,585-4钻孔,揭露,南北延伸合并入F40断层,走向N400E,倾向NE倾角47-600,落差200-375m左右,延伸长度1.5km.
6.F40-3断层:
有18-4、16-6、17-31、42-2、585-7,等孔控制,走向N50~45oN,中部向东南弯曲呈弓型,倾向500,倾角60-160m,落差,延伸长度大于4Km。
7.F42断层:
位于新青农场以西,北起F20断层,向南西方向尖灭。
走向N250E,倾向NW,倾角500,落差50m,延伸长度950m。
该断层42-1,389-34孔见到。
(二)褶皱
三矿井田内发育的褶皱有五矿向斜;
323背斜,321向斜,以及322背斜四个明显的褶曲,褶曲搌布方向N430-600E近于平行,呈多字形排列,向斜南翼(背斜北翼)较缓,是在同一边界条件下,南部向NNE北部向SSW的压扭作用下形成的。
另外,323背斜与321背斜相接处,呈现出鞍状构造,这是由于地层产状的明显变化,致使321向斜轴发生扭转的缘故,各褶皱特征见表1-2-2。
(三)井田的构造特征
从井田内揭露的构造行迹来看,井田边界断层较发育,边界断层在起行迹形成的过程中由于派生应力场的作用,起附近形成叫多的小断层,这些小断层在平面上的搌布方向有一定的规律性,尤其是在两条较大的断层交接复合部位,派生构造的密度明显增加,井田中部以褶皱构造为主,形成一套褶曲构造。
本井田的复杂程度属中等。
枢纽走向
两翼夹角
两翼产状
长度
1
321
向斜
N530-570E
SE翼
走向:
S40
倾向:
NE
倾角:
0-170
NW
N190-260E
倾向NE,倾角0-260,
2
322
背斜
>120
走向S210—770W
SE倾角5-210
3
323
<120
二.煤层
本井田含煤地层为石炭系本溪群、太原群和二选系山西组,总厚度平均210m,发育两个煤组,即一煤组和二煤组,共含煤层24层,总厚度11.47m,含煤系数5.46%,山西二1煤为主要可采煤层,太原群一11煤大部分可采,一22煤局部可采。
其他煤层均属于不稳定薄煤层分部范围小,没有工业价值,但在地层对比中有重要意义。
二1煤层位于山西组底部S10砂岩之下,底为S9砂岩,下距L8灰岩35m,结构比较简单,煤层厚5.95~9.23m,平均8.26m,属稳定特厚煤层,煤层下部有2~3层夹矸,比较稳定的夹矸,有一层,厚度0.0~0.67m,平均0.30m,夹矸上下煤厚平均1.7~2.0m。
三.煤的物理性质
二1煤为黑色,玻璃~金刚光泽,条带灰色略带浅灰色,属半亮型煤,具条带状结构,比重1.38左右,松软易碎。
四、水文地质
(一)水文地质的概况
井田地貌属太行山山前缓丘陵地貌,地势西高东低,海拔高度在+140~+280m之间。
丘陵和沟谷大致呈南北向,区内有东马驹河、黄斗坡、刘家沟、胞泉、胡家沟等几个村庄。
矿区西部奥陶系灰岩广泛出露,石灰系地层在山前零星出露。
本井田为第三、四系地层所覆盖。
井田内有两条小河经过,汤泉位于本井田南翼,发源于孙圣沟村西北角的汤泉,向东流经教场,绕村而流出井田,平时流量6.3~0.4m3/s,洪水期最大流量25.44m3/s。
菱河:
流经鹤壁集,马驹河村,位于井田边界。
(二)生产矿井水文地质条件
三矿自1985年12月稳定生产以来,巷道揭露断层出水4次,1977年7月掘进101上山回风巷遇到落差13m的断层,L8灰岩水从巷道涌出,涌水量达80m3/h。
1979年北翼新轨道下山掘进时,揭露一落差1.3m的断层,L8灰岩水沿断层涌出,初时涌水量1m3/h,而后逐渐增大到20m3/h。
(三)矿井涌水量计算。
三矿多年开采实践证明,涌入矿井的水来自两方面,来自顶板的是S10砂岩水;
来自底版的有L8灰岩水,L2灰岩水,O2灰岩水以及底版S9砂岩水,其中主要为L8据1999年统计资料,矿井正常涌水量为286.26m3/h,其中顶板砂岩水31.49m3/h,底板水254.77m3/h
-550m~-800m涌水量计算,分底板和顶板两部分。
1、顶板水
据以往回采情况,顶板砂岩水随回采面积增大而略有增加,故采用比拟法计算:
Q顶=Q0
=31.49×
=59.43m3/h
式中:
F——-550m以下首采面积3.49(km)2
F0——二、三水平回采面积0.98(km)2
Q0——相应的顶板砂岩涌水量31。
49m3/h
2、底板水
据本矿一、二水平放水实验资料
Q1=157m3/hS1=86m
Q2=302m3/hS3=313m
采用曲度判别法,判别涌水量方程类型为指数关系(n=1.97)即Q=
sb求得
=16.60b=51
在-550以下L8灰岩放水后,动水位降至-800,水位降深约为937m,由此求得-550m~-800m开采期间矿井涌水量为Q底=
sb=16.6×
9370.51=498m3/h
上述水量不含O2灰岩水和L2灰岩水直接,涌入矿井的突水量,该水量目前尚难以计算,在临近断层带部位须做好放水工作,以防断层带突水导致O2、L2灰岩水大量涌入矿坑。
五、开采技术条件
(一)可采煤层顶底板
二1煤直接顶板主要为黑色及深灰色砂质泥岩,厚2.65~29.22m,平均厚度10.20m。
二1煤老顶为砂岩多为S10灰褐色中粒砂岩,层里多富集碳质及白云母片,厚度2.03~19.02,平均厚8.98m。
二1煤底版为黑色泥岩或砂质泥岩,厚度10.50~13.00m,平均11.5m。
二1煤直接顶板一般情况下能随采随落,不须采取强制落顶措施,若顶跨落步距20~25m,老顶跨落时对回采作业场所有较明显压力显现。
(二)瓦斯
据三矿开采以来积累了实际资料,一水平绝对瓦斯涌出量一般在7m3/min以下,相对瓦斯涌出量一般在9m3/t以下,属低瓦斯矿井。
二水平瓦斯涌出量比一水平有所增加。
一般绝对瓦斯涌出量在9~20m3/min之间,相对瓦斯涌出量更高,绝对瓦斯涌出量平均51m3/min,相对瓦斯涌出量为10~20m3/t,平均15.29m3/t。
六.瓦斯涌出一般规律
瓦斯随开采深度的增加而明显增加,1959年开采深度±
0m,绝对瓦斯涌出量3.23m3/min,1984年开采深度-150m,绝对瓦斯涌出量14.1m3/min,2001年开采深度-400m,绝对瓦斯涌出量51m3/min。
形成这一规律的原因是由于覆盖层增厚,瓦斯不易逸散所致。
开采顺序不同,瓦斯涌出量的大小也随之变化。
分层工作面的第一分层,由于回采过程中及回采后,中、下层的瓦斯都往回采空间及老塘涌出,致使第一分层比下面好几层的瓦斯涌出量大的多。
第三节矿井生产状况
鹤壁三矿采用四六制,三采一准
(附矿井开拓平面图)
矿井开拓是立井开拓,井田根据多水平划分开拓,共有三个开采水平:
-50水平、-220水平、-550水平,现开采二1煤层,开采方式:
地下开采。
开拓方式:
立井开拓;
采煤方法:
1967年进行水采扩建,1968年5月开始水采生产,1980年初水采下马,仅三、四分层及边角地段采用水采作配采。
水采改旱采以后,有三个高档普采队,一个炮采队,一次性采全高。
共有三个开采水平,其中-50水平已回采完(报废水平),-220水平正在生产(生产水平),-600水平(延伸水平)。
节制2006年11月底,我矿共动用储量5150.4万吨,累计采出量3166.8万吨,累计损失量1983.6万吨,保有储量14038.0万吨,可采储量449.4万吨,2006年度我矿共动用56.9万吨,(其中:
落煤损失8.1万吨,采区块短摊消18.8万吨,矿井永久煤柱摊消30.0万吨),采区回采率79.8%,矿井回采率65.2%。
主要采煤工作面有:
2109工作面、101工作面、26052
工作面、2808工、2814外段工作面、2003工作面。
2007年度计划回采产量115.0万吨,掘进产量按5.0万吨,实际年产量120.0万吨左右,回采率按80%计算,动用储量在150万吨左右,主要开采工作面:
2808工作面计划产量28.1万吨,21431作面计划产量4.9万吨,26052作面计划产量10.8万吨,28031作面计划产量11.5万吨,2122工作面计划产量;
10.6万吨,21161作面计划产量14.8万吨,21211作面计划产量13.2万吨。
井筒位置大约在井田中央,分别为主井和副井,主井主要为提升煤炭,副井为提升人员、材料、矸石及进新鲜风流等用途,技术装备为绞车提升。
井底车场形式和通过能力(附井底车场简图)
主井卧式环形式车场
矿井主要通风、运输、排水、供电、压风、注浆、洒水系统简述;
主要设备技术特征。
本矿区二.1煤层储备条件好,瓦斯含量高,逸散条件差,构造发育,煤炭的坚固性系数低,突出危险性指数高等特点,特别是在向斜轴部及附近、]断层尖灭处等地带采煤时应加强瓦斯涌出检测、通风和防尘以防患于未然。
一.采区位置
采区二.4位于该矿井的西北部。
北临二.1采区,南面为二.5采区,东以F20断层为采区边界,西为采区边界,断层落差较大,不含水。
采区走向长度为2000m,倾斜长度1000m。
该采区与相临采区主采煤层为二1煤层,煤层平均厚度4m,煤层地质构造较稳定。
采区地面无明显建筑物,没有河流及铁路经过,大大减少了煤柱的留设。
(附井上下对照图,采区工程平面图,煤层底版等高线平剖面图)
二.地质构造
该采区地址构造比较简单,在采区东部有一F20断层,该断层落差比较大,地址构造简单,断层内没有含水层,比较稳定。
采区内无褶曲,陷落柱及火成岩的侵入情况,地址条件对煤层的开采几乎没有多大的影响。
三.煤层及顶底板性质
采区内可菜煤层为二1煤层和一1煤层,煤层平均厚度4m,煤层倾角190,煤质中硬,为黑色,玻璃~金刚光泽,条带黑色略带浅灰色,属半亮型煤,具条状结构,比重1.4m3/t。
二1煤层位于山西组底部S10砂岩之下,底为S9砂岩,下距L8灰岩35m,结构比较简单。
煤层直接顶板主要为黑色及深灰色砂质泥岩,厚度2.65~29.22m,平均厚度10.20m。
老顶为S10砂岩,多为灰褐色中粒砂岩,层理多富集碳质及白云母片,厚度2.03~19.02m,平均厚度8.98m,煤层底版为泥岩或砂质泥岩,厚度为10.50~13.00m,平均厚度11.5m。
煤层顶板一般情况下能随采随落,不需要采取强制落顶措施。
老顶垮落布距20~25m,老顶垮落对回采作业场所有一定的压力显现。
可采煤层主要特征
煤层
编号
见煤情况
厚度(m)
夹矸
距二1煤层间距(m)
可采
情况
稳定
程度
穿见空
——
见煤点
两极值
平均值
1数层点
2层点数
二.1
365
0.72-17.51
7.48
48
6
全区可采
较稳定
一.1
53
38
0-2.00
1.35
128.88
局部可采
不稳定
主采煤层二.1煤层为中厚煤层,中间无夹矸情况,无陷落柱、火成岩侵入等,地质构造简单,煤层厚度较稳定,煤层自然发火期为六个月,有自燃发火倾向,有爆炸性,指数为8,涌水量为2m3/min。
四.采区的瓦斯、煤尘情况
二.4采区内,瓦斯相对涌出量为12m3/t,属于高瓦斯矿井。
瓦斯随着开采的深度增加而增加,1959年开采深度±
0m,绝对瓦斯涌出量3.23m3/min,1984年开采深度-150m,绝对瓦斯涌出量14.1m3/min,2001年开采深度-400m,绝对瓦斯涌出量51m3/min,形成这一规律的原因是由于覆盖层增厚,瓦斯不易逸散而致。
鹤壁三矿的瓦斯随埋藏的深度增加而增加,同时受构造条件的控制,具有水平分带性,影响瓦斯水平分带的主要原因是断层性质、褶曲形式。
由于本采区所才煤层为单一煤层,位于矿井一水平,瓦斯涌出量较少,所以瓦斯对采煤工作影响不大。
采区内,煤尘爆炸指数为8,所以煤尘具有爆炸性。
四.采区水文地质
2401采区内,正常涌水量在2m3/min以下,煤层顶板为S10砂岩,顶板砂岩含水层裂隙发育程度较低,富水性差。
底板直接充水含水层为L8灰岩,该含水层钻孔单位涌水量0.02~1.01/s.m,矿井涌水量稳定在5m3/min以下,岩溶裂隙含水量为主要充水含水层,含水较少,对煤层开采影响较小。
采区边界有一F20断层,落差较大,断层两盘含水层对接,水压高的一侧通过断层补给水压低的一侧。
该采区没有对开采有影响的含水层,周围采区没有积水等特殊情况,含水层对本采区没有影响,所以该采区水文地质稳定。
跟
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