介休瑞东矿井防灭火设计.docx
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介休瑞东矿井防灭火设计
矿井防灭火设计依据及基础资料
1矿井概况
1.1交通位置
山西介休义棠瑞东煤业有限公司井田位于介休市西南绵山镇后党峪村一带,距介休市直距8km,行政区划隶属介休市绵山镇管辖,地理坐标为东经111°49′11″~111°52′45″,北纬36°56′39″~36°58′15″。
该矿位于介休市绵山镇西南8.6km处,西距108国道仅10.5km,西北距南同蒲铁路义棠火车站2.5km,距大运高速公路6km,东北距介休火车站约8km,其间均有简易公路相通,交通较为便利。
1.2地形地貌
井田地处吕梁山东麓紧临太原盆地的山前丘陵地带。
井田位于汾河东岸,地形复杂,冲沟发育,冲沟多北西向。
较大沟谷有小片基岩出露,两岸形成较陡的“V”字型谷,溪流沿沟谷汇入汾河。
山顶黄土覆盖形成梁、垣、峁等特征的黄土地貌。
整体地势为南高北低,东高西低,最高点位于井田东南部山梁,高程1133.00m,最低点位于井田北部沟谷中,高程875m.00,最大相对高差258.00m。
1.3河流水系
井田属黄河流域汾河水系,井田内无常年性河流,只有雨季时各冲沟内汇集洪水沿沟向北流入后党峪村北小水库或向南西流出井田汇入汾河。
井田西邻汾河,汾河为本区主要河流,河床于南庙沟口海拔725m,于两渡镇西海拔717m;其坡度为1.6‰。
河谷宽窄不一,该区以义棠一带最宽,谷底宽达400余米;其下游灵石一带,由于河床岩层坚硬,造成狭窄的河谷。
汾河在义棠至两渡一带具有河漫滩河谷之特征,河床蛇曲于河漫滩中。
本井田东北部后党峪村北小水库为季节性蓄水水库,雨季时有少量蓄水,旱季时干涸无水。
1.4气象及地震情况
本区属大陆性气候,冬寒夏暖,春季多风,秋季凉爽,四季分明。
年平均最高气温17.1℃,年平均最低气温-5.5℃,历年平均气温10.9℃,极端最高气温为38℃,极端最低气温为-21.6℃。
年降水量平均为571.85mm,每年以6、7、8、9四个月的降水量最大,年最大降水量886.40mm,年最小降水量为242.30mm。
年最大蒸发量2285.10mm,月最大蒸发量407.10mm,年平均湿度6.55~9.15毫巴,绝对最高湿度为22毫巴,最低1毫巴。
年主导风向为西北风,冬季多为西风、西北风,夏季多为东风、东南风,年平均风速2.1m/s,冬春季风大,夏季风较小,一般风力3~4级。
本区冻结期一般始于10月下旬,终于次年4月上旬,最长冻结期可达170余日,最大冻土深度为80cm。
年平均初霜期为10月上旬,终霜期为第二年4月中旬,全年无霜期170d左右。
最大积雪厚度30mm。
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)和《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306-2001图A1),本区抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.20g。
2煤层赋存条件
2.1煤层及煤质
1.含煤性
井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组。
山西组赋存有1、2、3、4号煤层,1、2号煤层为较稳定大部可采煤层,3、4号煤层为不可采煤层,山西组地层厚度48.10m,,煤层总厚3.56m,含煤系数7.4%,可采煤层总厚2.93m,可采煤层含煤系数6.1%;太原组含有5、6、7、8、9、10、11号煤层,其中6、9、10、11号煤层为可采煤层,太原组地层总厚为86.99m,煤层总厚为8.9m,含煤系数为10.23%,可采煤层总厚7.15m,可采煤层含煤系数为8.21%。
2.可采煤层
井田内主要可采煤层为山西组的1、2号煤层和太原组的6、9、10、11号煤层,现将各煤层叙述如下:
1)1号煤层
位于山西组中上部,距顶部K8砂岩底18.20m,煤层厚度为0~1.26m,平均为0.89m。
不含夹矸,结构简单,为较稳定大部可采煤层,井田内除西北部RD12号孔尖灭不可采外,其余地段均达可采,直接顶板岩性为泥岩、砂质泥岩,局部为砂岩,底板为泥岩、砂质泥岩。
井田内该煤层已基本采空,该煤层在井田西部和东部均有隐伏露头分布。
2)2号煤层
位于山西组中下部,距上部1号煤层5.59m,煤层厚度为0~3.42m,平均为2.04m。
含0~2层夹矸,结构较简单,为较稳定大部可采煤层,井田内除西北部RD12号尖灭,RD5号孔不可采和东南部RD3号孔不可采外,其余地段均可采。
直接顶板岩性为泥岩、砂质泥岩,局部为砂岩,底板为泥岩、砂质泥岩。
井田内该煤层已基本采空。
该煤层在井田西部和东部均有隐伏露头分布。
3)6号煤层
位于太原组上部,距2号煤层31.67m左右,煤层厚度为0~1.65m,平均为1.06m,为较稳定大部可采煤层。
井田内除RD3号孔尖灭和RD8号孔不可采外,其余地段均达可采,该煤矿大部不含夹矸,局部含1层薄泥岩夹矸,结构简单。
直接顶板为泥岩、砂质泥岩,局部为砂岩,底板为泥岩、砂质泥岩,局部为粉砂岩。
井田内该煤层已进行大片开采,井田西部均有隐伏露头分布。
4)9号煤层
位于太原组下部,上距6号煤层57.94m左右,煤层厚度为0~1.38m,平均为0.92m。
井田内除RD3、RD12号孔尖灭和RD8号孔不可采外,其余地段均达可采,为较稳定的大部可采煤层,该煤层不含夹矸,结构简单,直接顶板为K2灰岩,底板为泥岩、砂质泥岩。
该煤层在井田东部有隐伏露头分布。
5)10号煤层
位于太原组下部,距9号煤层0.92m左右,煤层厚度为1.15~4.81m,平均为3.45m。
含0-3层夹矸,结构较复杂,煤层层位稳定,为稳定的全井田可采煤层;顶板均为泥岩、砂质泥岩,底板为泥岩、砂质泥岩,局部为粉砂岩,该煤层在井田东部有隐伏露头分布。
6)11号煤层
位于太原组下部,上距10号煤层3.06m左右,煤层厚度0.86~2.33m,平均为1.72m,含0~2层夹矸,结构较简单,层位较稳定,为稳定的大部可采煤层,该煤层在井田南部RD1、RD4号孔和井田北部RD11号孔与上部10号煤层间距变小,合并为一层。
其顶板为泥岩、砂质泥岩,局部为粉砂岩,底板为泥岩、砂质泥岩,局部为砂岩。
井田内原瑞东煤矿已对该煤层进行了少量巷道揭露。
该煤层在井田东部有隐伏露头分布。
各可采煤层特征见表2-1-1。
表2-1-1可采煤层特征表
地层
煤
层
号
煤层厚度(m)
煤层间距(m)
煤层
结构
(夹矸数)
顶底板岩性
稳定
程度
可采
情况
最小~最大
平均
最小~最大
平均
顶板
底板
山
西
组
1
0-1.26
0.89
简单
0
泥岩
砂质泥岩
砂岩
泥岩
砂质泥岩
较稳定
大部可采
0.73-12.80
5.59
2
0-3.42
2.04
较简单
0-2
泥岩
砂质泥岩
砂岩
泥岩
砂质泥岩
较稳定
大部可采
24.12-47.36
31.67
太
原
组
6
0-1.65
1.06
简单
0-1
泥岩
砂质泥岩
砂岩
砂质泥岩泥岩
粉砂岩
较稳定
大部可采
48.40-68.52
57.94
9
0-1.38
0.92
简单
0
石灰岩
泥岩
砂质泥岩
较稳定
大部可采
0-1.62
0.92
10
1.15-4.81
3.45
较复杂
0-3
泥岩
砂质泥岩
砂质泥岩
泥岩
粉砂岩
稳定
全井田可采
11
0.86-2.33
1.72
0.24-9.47
3.06
较简单
0-2
泥岩
砂质泥岩
粉砂岩
泥岩
砂质泥岩
砂岩
稳定
大部可采
㈡煤质
1.物理性质和煤岩特征
井田内各煤层的物理性质大体相同,表现为黑色,条痕色为棕黑色玻璃光泽,硬度一般为2~3,有一定的韧性,贝壳状,参差状断口,内生裂隙较发育。
层煤的宏观煤岩组分以亮煤、暗煤为主,镜煤次之,丝炭少量,宏观煤岩类型多为半亮型,局部为半暗型,暗淡型、光亮型较少。
煤层主要为条带状结构,层状构造。
据崔家沟精查报告资料,煤的显微煤岩组分在有机组分中1、2号煤以镜质组为主,9、10、11号煤以丝质组为主。
镜质组主要是均质镜质体和基质镜质体,有少量胶质镜质体;丝质组以氧化丝质体为主,在无机组分中,各层煤均以粘土类为主,硫化物次之。
2.煤的化学性质和工艺性能
根据本次补充施工钻孔的煤质化验资料,各可采煤层的主要化学性质和工艺性能如下:
1)1号煤层
水分(Mad):
原煤0.24%~0.62%,平均0.43%;浮煤0.30%~0.65%,平均0.47%。
灰分(Ad):
原煤9.26%~28.44%,平均22.07%;浮煤7.63%~11.20%,平均9.21%。
挥发分(Vdaf):
原煤20.56%~25.95%,平均22.42%;浮煤17.99%~22.33%,平均20.24%。
全硫(St,d):
原煤0.50%~0.94%,平均0.69%;浮煤0.52%~1.11%,平均0.69%。
焦渣特征(CRC):
原煤:
3~6,浮煤4~6。
胶质层厚度(Y)8~12mm,平均10mm。
粘结指数(GR·I)61~91,平均76。
发热量(Qgr,d)原煤24.93~29.01MJ/kg,平均26.97MJ/kg;浮煤29.69~32.50MJ/kg,平均31.27MJ/kg。
1号煤层为低灰~中灰、低硫分~中硫分、中热值~高热值焦煤。
2)2号煤层
水分(Mad):
原煤0.30%~0.71%,平均0.52%;浮煤0.28%~1.10%,平均0.56%。
灰分(Ad):
原煤8.18%~25.41%,平均17.81%;浮煤5.76%~11.64%,平均8.86%。
挥发分(Vdaf):
原煤18.54%~25.12%,平均22.01%;浮煤16.60%~22.93%,平均19.15%。
全硫(St,d):
原煤0.53%~1.62%,平均1.05%;浮煤0.46%~1.75%,平均1.02%。
焦渣特征(CRC):
原煤:
3~6,浮煤3~6。
胶质层厚度(Y)6~15mm,平均11mm。
粘结指数(GR·I)62~87,平均73。
发热量(Qgr,d)原煤26.47~32.56MJ/kg,平均28.66MJ/kg;浮煤27.98~33.88MJ/kg,平均30.84MJ/kg。
2号煤层为特低灰~中灰、低硫~高硫分、高热值~特高热值焦煤。
3)6号煤层
水分(Mad):
原煤0.27%~1.02%,平均0.66%;浮煤0.26%~1.66%,平均0.74%。
灰分(Ad):
原煤9.78%~28.23%,平均21.34%;浮煤7.24%~17.09%,平均11.19%。
挥发分(Vdaf):
原煤17.41%~26.51%,平均20.88%;浮煤16.68%~24.35%,平均19.29%。
全硫(St,d):
原煤0.46%~2.19%,平均1.07%;浮煤0.46%~1.86%,平均0.97%。
焦渣特征(CRC):
原煤:
1~6,浮煤3~6。
胶质层厚度(Y)11~23mm,平均17mm。
粘结指数(GR·I)60~92,平均71。
发热量(Qgr,d)原煤25.48~28.49MJ/kg,平均26.86MJ/kg;浮煤27.66~33.23MJ/kg,平均30.51MJ/kg。
6号煤层为低灰~高灰、低硫~高硫分、中热值~高热值焦煤。
4)9号煤层
水分(Mad):
原煤0.52%~1.08%,平均0.80%;浮煤0.38%~0.82%,平均0.64%。
灰分(Ad):
原煤14.52%~29.78%,平均23.04%;浮煤7.08%~10.93%,平均9.26%。
挥发分(Vdaf):
原煤16.06%~22.75%,平均19.11%;浮煤14.31%~19.60%,平均17.03%。
全硫(St,d):
原煤0.58%~1.20%,平均0.86%;浮煤0.49%~1.05%,平均0.75%。
焦渣特征(CRC):
原煤:
1~4,浮煤2~5。
胶质层厚度(Y)8~12mm,平均11mm。
粘结指数(GR·I)11~20,平均17。
发热量(Qgr,d)原煤24.93~30.07MJ/kg,平均27.81MJ/kg;浮煤28.52~32.44MJ/kg,平均30.60MJ/kg。
9号煤层为低灰~中灰、低硫~中硫分、中热值~特高热值贫瘦煤。
5)10号煤层
水分(Mad):
原煤0.42%~1.43%,平均0.67%;浮煤0.22%~2.91%,平均0.75%。
灰分(Ad):
原煤12.92%~25.44%,平均20.50%;浮煤6.29%~11.11%,平均9.06%。
挥发分(Vdaf):
原煤15.35%~23.27%,平均19.67%;浮煤14.98%~19.62%,平均17.13%。
全硫(St,d):
原煤0.64%~2.87%,平均1.75%;浮煤0.60%~2.72%,平均1.51%。
焦渣特征(CRC):
原煤:
2~6,浮煤2~6。
胶质层厚度(Y)3.5~12.5mm,平均7.3mm;
粘结指数(GR·I)8~19,平均14;
发热量(Qgr,d)原煤24.32~31.19MJ/kg,平均27.78MJ/kg;浮煤27.84~33.21MJ/kg,平均30.97MJ/kg。
10号煤层为低灰~中灰、低硫分~中高硫分、中等热值~特高热值贫瘦煤。
6)11号煤层
水分(Mad):
原煤0.30%~1.92%,平均0.99%;浮煤0.46%~1.63%,平均1.01%。
灰分(Ad):
原煤17.24%~32.01%,平均21.52%;浮煤5.67%~10.01%,平均7.97%。
挥发分(Vdaf):
原煤19.52%~24.29%,平均22.17%;浮煤17.41%~19.06%,平均18.50%。
全硫(St,d):
原煤2.10%~2.9%,平均2.52%;浮煤1.97%~2.84%,平均2.31%。
焦渣特征(CRC):
原煤:
1~5,浮煤2~5。
胶质层厚度(Y)5~11mm,平均8mm。
粘结指数(GR·I)6~19,平均13。
发热量(Qgr,d)原煤25.12~29.80MJ/kg,平均26.94MJ/kg;浮煤27.44~33.64MJ/kg,平均30.60MJ/kg。
11号煤层为特低灰~中灰、中高硫分、中热值~特高热值贫瘦煤。
各可采煤层煤质特征见表2-1-2。
3煤炭储量及开拓情况
3.1煤炭储量
3.1.1井田境界
根据晋煤重组办发[2009]61号《关于晋中市介休市煤矿企业兼并重组整合方案(部分)的批复》文件批准,由原介休市瑞东煤业有限责任公司、山西宝源煤业有限公司和介休市瑞来煤业有限责任公司等三个煤矿重组整合为山西介休义棠瑞东煤业有限公司。
整合主体是凯嘉能源义棠煤业公司,2010年9月30日,晋煤重组办发[2010]66号文取消山西介休泰瑞煤炭资产经营有限公司主体资格,变更为山西义棠煤业有限公司。
2009年11月27日山西省国土资源厅颁发了采矿证,证号C140000************5691,整合后井田面积9.5391km2,生产规模为1.20Mt/a,批准开采1~11号煤层。
井田范围由下列1~21个拐点坐标连线圈定。
见井田境界拐点坐标表3-2-1。
表3-2-1井田境界拐点坐标表(6°带)
北京54坐标系
西安80坐标系
点号
X
Y
点号
X
Y
1
4092160
19573024
1
4092111.203
19572954.720
2
4092200
19573215
2
4092151.204
19573145.720
3
4092260
19573348
3
4092211.204
19573278.721
4
4092450
19573545
4
4092401.206
19573475.721
5
4093100
19575000
5
4093051.213
19574930.723
6
4093200
19575000
6
4093151.214
19574930.723
7
4093200
19575600
7
4093151.216
19575530.725
8
4093499
19575600
8
4093450.217
19575530.723
9
4093500
19576050
9
4093451.219
19575980.725
10
4093700
19576050
10
4093651.219
19575980.724
11
4093700
19577500
11
4093651.225
19577430.729
12
4092900
19577500
12
4092851.222
19577430.732
13
4092900
19578299
13
4092851.225
19578229.735
14
4092100
19578299
14
4092051.222
19578229.738
15
4092100
19577654
15
4092051.220
19577584.736
16
4090750
19577654
16
4090701.215
19577584.741
17
4090750
19577060
17
4090701.213
19576990.739
18
4091000
19577000
18
4090951.214
19576930.737
19
4091010
19575000
19
4090951.206
19574930.731
20
4091080
19574500
20
4090991.205
19574430.729
21
4091490
19574136
21
4091441.205
19574066.726
开采深度:
996-440m
开采深度:
995.99-439.99m
3.1.2资源/储量和可采储量
(一)矿井资源/储量
根据2010年10月山西地宝能源有限公司提交的山西介休义棠瑞东煤业有限公司矿井兼并重组整合底板等高线及资源/储量估算图,按照《煤、泥炭地质勘查规范》,国务院函(1998)5号《关于酸雨控制区和二氧化碳污染控制区有关问题的批复》及《煤炭资源地质勘探规范》等有关文件规定,矿井资源/储量遵循下列原则计算:
1.最低可采厚度:
焦煤0.70m,贫瘦煤0.80m;
2.煤层灰分不大于40%;最高可采硫分(St·d)3%;
3.剔除夹矸厚度≥0.05m计算储量;
4.储量计算的煤层为6、9、10、11号煤层;
5.6、9、10、11号煤层视密度采用:
6号煤为1.39t/m3,9号煤为1.40t/m3;10号煤为1.38t/m3;11号煤为1.41t/m3;
6.储量计算方法
采用地质块段算术平均法。
计算公式如下:
Q=SMd
式中:
Q—块段煤炭储量,t;
S—块段水平投影面积,m2;
M—块段内煤层平均厚度,m;
d—煤层视密度,t/m3。
通过估算,整合后全井田6、9、10、11号煤层保有资源/储量57.05Mt,其中探明的经济基础储量111b为32.79Mt,控制的经济基础储量122b为10.08Mt,推断的资源储量333为14.16Mt,蹬空区111b储量2Mt。
其中111b级储量占探明资源储量的58%,111b+122b级储量占探明资源储量的75%。
上述资源/储量中,按煤类统计,焦煤(JM)资源储量为5.26Mt,贫瘦煤(PS)资源储量为51.79Mt。
矿井保有能利用资源/储量汇总表见表3-2-2。
表3-2-2矿井保有能利用资源/储量汇总表单位:
Mt
煤层号
煤类
资源/储量(Mt)
备注
111b
122b
333
蹬空(111b)
现保有
6
JM
3.53
0.45
1.28
5.26
67
76
9
PS
4.16
1.35
1.66
7.17
58
77
10
PS
16.01
4.46
6.25
0.02
26.74
60
77
11
PS
9.09
3.82
4.97
17.88
51
72
合计
JM+PS
32.79
10.08
14.16
0.02
57.05
58
75
其中
JM
3.53
0.45
1.28
5.26
PS
29.26
9.63
12.88
0.02
51.79
(二)矿井工业资源/储量
矿井工业资源/储量依据下式进行计算:
矿井工业资源/储量=(111b+122b+333k)
式中:
k—推断资源量的可信度系数,0.8
矿井工业资源/储量54.20Mt。
矿井工业资源/储量见表3-2-3。
表3-2-3矿井工业资源/储量汇总表单位:
Mt
煤层号
煤类
111b
122b
333k
111b+122b
111b+122b+333k
6
JM
3.53
0.45
1.02
3.98
5.00
9
PSM
4.16
1.35
1.33
5.51
6.84
10
PSM
16.01
4.46
5.00
20.47
25.47
11
PSM
9.09
3.82
3.98
12.91
16.89
合计
32.79
10.08
11.33
42.87
54.20
注:
蹬空区储量未列入矿井工业资源储量内。
(三)矿井设计资源/储量
矿井设计资源/储量依据下式进行计算:
矿井设计资源/储量=(矿井工业资源/储量-永久煤柱损失)
式中:
永久煤柱损失为井田境界、断层等保安煤柱。
根据以上计算,矿井设计资源/储量为36.006Mt。
矿井设计资源/储量汇总见表3-2-4。
表3-2-4矿井设计资源/储量汇总表单位:
Mt
煤层
编号
工业资源/储量
111b+122b+333k
永久煤柱
矿井设计
资源/储量
井田境界
断层
村庄
小计
6
5.00
0.82
0.85
1.0
2.67
2.33
9
6.84
1.368
1.35
6.182
8.9
23.41
10
25.47
11
16.89
1.66
1.25
3.714
6.624
10.266
合计
54.20
3.848
3.45
10.896
18.194
36.006
(四)矿井设计可采储量
矿井可采储量依据下式进行计算:
矿井设计可采储量=(矿井设计资源/储量-保护煤柱损失)×采区回采率
式中:
保护煤柱损失为工业场地及大巷等保安煤柱;采区回采率6、9、10、11号煤层分别为0.85%、0.85%、75%、80%。
根据以上计算,矿井设计可采储量为20.71Mt。
矿井设计可采储量汇总见表3-2-5。
表3-2-5矿井设计可采储量计算表单位:
Mt
煤层
编号
设计
资源/储量
开采煤柱损失
开采损失
设计
可采储量
工业场地
大巷
小计
6
2.33
0.74
0.94
1.68
0.10
0.55
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