墩阔坦煤矿初设.docx
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1、第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、交通位置库车县墩阔坦乡煤矿位于库车县阿艾矿区捷斯德里克向斜东端, 库车河东岸,距217国道700m,行政区划隶属库车县北山牧场管辖。 地理坐标:东径 83 14 42 -83 16 47 ;北纬 42 14 03 -42 14 45 o217国道沿库车河西岸穿越本矿工业区及生活区,该矿距库车县 105km,距阿克苏市325km,均有柏油公路相通,南疆铁路经库车县通 往阿克苏市、喀什市等地,交通方便,交通位置见插图ITT。二、地形地貌矿区位于塔里木盆地与天山山脉相结合的过渡地带,属中高山 区,地势北高南低,东高西低,地形起伏不平,海拔高度1800m214
2、8m, 相对高差348m,煤层自燃形成色彩斑澜的独特烧岩遍布全区。三、河流井田北侧的斜克纳克河由东向西流入井田西侧的库车河,井田南 边的库木什艾肯沟属季节性流水,库车河由北流向南,形成本井田北 西南三面深沟环绕的高山地形,区段内北部有一条较大的近东西向冲 沟及数条近南北向的冲沟,各冲沟为融雪期和暴雨的泄洪通道,属暂 时性流水,库车河年平均迳流量为3. 28亿m3o四、气象及地震情况矿区属北暖温带大陆性干旱气候,气候干燥,降水稀少,夏季炎 热,冬季干冷,年温差和日温差均较大,灾害天气主要为冰雹、洪水 及大风引起的沙暴。年平均气温7.6C11.5C,海拔2000m的山区 年平均气温6. 9, 7月
3、份为高温季节,平均最高气温25. 8, 1月 份为最低气温-8.0。六、七、八月为雨季,九月下旬落雪,十月底 冰冻,次年三月解冻,年降水量为70.2mm,年蒸发量约2850mm,无 霜期172266天。库车县位于天山地中海地震活动带,地震较频繁,矿区属IX度 地震烈度区。五、小窑分布及开采情况本煤矿在库车河东岸有两个生产井,西岸有一个生产井,邻近有 北山牧场煤矿。墩阔坦乡1号井:现生产井,位于库车河西岸,开采下/A煤 层,开采最深水平标高为+1721m。墩阔坦乡2号井:现生产井,位于库车河东岸二级台地上井田的 西边界,沿煤层走向布置,井筒长度127m,井筒倾角20,见下10(A3) 煤层后,布
4、置沿走向的水平运输大巷,开采上山煤。墩阔坦乡3号井:已停产一年左右,位于库车河东岸二级台地上 井田的西边界,沿煤层走向布置,井筒长度69m,井筒倾角20,见 下9(A5)煤层后,布置沿走向的水平运输大巷,开采下9(A5)煤层。墩阔坦乡2号人行井:位于库车河东岸二级台地上井田的西边界, 沿煤层走向布置,井筒长度135m,井筒倾角20,见下mA煤层后, 与下芯AD水平运输大巷联通。墩阔坦乡2号风井:井筒长度72m,井筒倾角3035,作为 开采下/A煤层的回风井。墩阔坦乡3号风井:井筒长度100m,井筒倾角45,作为开采 下9(As)煤层的回风井。六、现有水源、电源情况煤矿现生产、生活用水取自库车河
5、。煤矿现生产、生活用电为阿艾水电站,该水电站装机容量250kW 和300 kW各一个机组,同时供五个煤矿供电,该电站距本矿16km, 煤矿备用电源为柴油发电机组。第二节地质特征一、地质构造(-)区域地质构造、地层库车山前坳陷地带出露有三叠系(T)、侏罗系(J)、白垩系(K) 地层,第三系(R)地层遍布全区域。1、三叠系(T)中下统(T.-2):为一套紫红色、红色砾岩、砂岩为主的磨拉石建 造,属于干燥炎热条件下的山麓堆积,与古生界地层不整合或断层接 触。行 (T3):下部紫红色砾岩、泥岩互层为主,砂岩、粉砂岩次之; 上部以灰绿、绿色、灰黄色粉砂、粉砂岩、泥岩为主,夹透镜状菱铁 矿及薄层炭质泥岩的
6、深水湖相及河床相的沉积,地层总厚度938 1923m。2、侏罗系(J)上统:主要有褐红色砾岩层,鲜红色厚层状泥岩、砂质泥岩夹白 色粉砂岩,棕灰绿、灰白色泥岩、粉砂岩、油页等杂色条带,地层厚 度 10041206m。中统:下部为一套深灰、灰绿及紫红色砾岩、砂岩、砂质泥岩、 泥灰岩、炭质泥岩及煤层;上部为灰黄、灰绿及紫红色砂质泥岩、砂 岩、炭质泥岩、菱铁矿及煤层,地层厚度7381922m。下统:下部为灰色粉砂岩、泥岩、炭质泥岩及灰白色中粗砂岩和 煤层;上部为一套巨厚层灰色、灰黄色砾岩、砂砾岩、砂岩组成,夹 有粉砂岩、泥岩及薄煤层,地层厚度6791447m。3、白垩系(K)下白垩系(KJ上部棕红、灰
7、褐色砂岩、砂质泥岩;底部为砾岩、 厚层状质坚硬,倾角陡的像城墙,地层厚度14192416m。上白垩系(K2):粉红色、浅棕色、紫红色砂岩及砾岩等组成,胶 结松散,厚度165250m。4、第三系(R)老第三系(E):上部为红褐色砂岩、砂质泥岩,夹薄层石膏;下 部为灰褐色砾岩,厚度约210955m。新第三系(N):为褐色、棕色、灰绿色、浅灰色砂质泥岩夹薄层 石膏及粉红色,地层厚度17565678m。第四系(Q):为冲洪积层和山麓堆积的砂砾石及砂土,厚度。 212m。(二)矿区地质构造1 .地层矿区内出露地层由老到新有上三叠统黄山街组(TG、下侏罗统 塔里其可组(JQ、第四系(Q4)o上三叠统黄山街
8、组(T3h)灰黄、灰绿色、黄绿色粉砂岩、泥岩、细砂岩呈不等厚互层状, 夹菱铁矿薄层,水平层理发育,上部见有炭质泥岩、煤线或薄煤层, 未见底,厚度不详。下侏罗统塔里其可组(J.t)上段(J1):区内大面积分布,但基本呈烧变岩出露,部分可识 别为中粗砂岩、粉砂岩,烧变岩约50m;下部浅黄灰、白色巨厚层状 长石石英砂,分选中等,局部含砾粗砂岩,夹有细砂岩,厚约30 m, 该砂岩全区分布较稳定;砂岩之上有下8煤层,区内大部分自燃,可 见未自燃的残留煤层,下下6号煤层基本遭剥蚀没有保留或部分遭 受火烧殆尽,地层厚度约84m。下段(JJ):区内分布于陡崖底与库木什艾肯沟,多被上覆烧变 岩崩积物所掩盖。岩性
9、以黄灰、浅灰、深灰色粗砂岩、中砂岩、粉砂 岩为主,含下8、下9、下10.下12、下13,五层煤,其中,下8在本 井田内基本火烧殆尽,下9、下K)部分火烧。底部有灰绿色、灰黄色 中粗砂岩与下伏地层分界,局部呈冲刷接触,地层厚度166. 54m。第四系上更新统一全新统(Qa严D区内主要分布于西部库车河东岸二级台地之上,及南部库木什 艾肯沟一带,由冲洪积层、风积层、火烧崩积层构造。岩性以松散砂 土、砾石、黄土及烧变岩崩积物为主,分选差,通水性好,地层厚度 070m, 一般 13. 20mo2 .构造井田位于捷斯德里克向斜东端的北翼,D3勘探线已接近该向斜的 翘起端,地层走向从西向东南近东西近到北东向
10、变化,再向东是该向 斜的东部端点,区内北部深沟以北地层倾角在27左右,南部向轴部 方向倾角变缓5。10。,基本呈一向南倾的单斜构造,断裂构造不 发育;南部库木什艾肯沟之南近向斜轴部发育有两条小逆断层,走向 北东南西向,断面北西倾,断距50余米,对本井田影响不大。二、煤层及煤质1、煤层井田内含主要煤层5层,自上而下编号为下8、下9、下I。、下12、 下13,煤层总厚度22. 74m,其中可采煤层为下八下io、下12、下13, 各煤层特点分述如下:下9:墩阔坦乡煤矿3号井及北山牧场煤矿东井开采煤层,煤层 结构简单,厚度2.54.5m。煤层由西向东逐渐变薄,煤层遭火烧严 重,顶板为灰白色中砂岩、细砂
11、岩,底板为深灰色细砂岩,含炭屑, 为较稳定煤层,主要分布于3号井以南,受火烧影响,可采范围不大。下.0:墩阔坦乡煤矿2号井及库车河西边的1号井开采该煤层, 煤层结构简单,无夹砰,厚度5.44.5m, 一般厚度6.17m,属稳定 煤层,距上部下9煤层间距19.5m,顶板为灰白色中细砂岩,底板 为深灰色粉砂岩。下12:煤层结构简单,无夹砰,厚度4.255.55m, 一般厚度5.1m, 属稳定煤层,距上部下io煤层间距22.24m,老顶为厚层灰白色中砂岩, 直接顶板为薄层灰黑色粉砂岩,底板为深灰色粉砂岩。下13:煤层结构简单,无夹砰,厚度2.022.21m, 一般厚度2.11m, 属稳定煤层,距上部
12、下12煤层间距13.62m, 一般在11.0712.26m, 顶板为灰白、深灰色粉砂岩及细砂岩,底板为深灰色粉砂岩。煤层特征见表1-2-1 o煤层特征表表 1 - 2T煤房煤层厚度(m)煤层间距(m)夹研数顶底板岩性稳定性最小最大平:均最小最大平均顶板底板下92.84.53.319.5019.5中-细 砂岩粉砂 岩较稳定下105.46.926.170中砂岩 砂砾岩粉砂UU 石较稳定21.65 22.8322.24下124.255.555.10细砂岩 粉砂岩细砂 ui-l 石稳定11.07 20.9713.62下132.022.212.110粉砂岩 细砂岩粉砂 岩稳定2、煤质各煤层为特低灰、特低
13、硫、特低磷、弱粘结微膨胀熔融粘结、 低熔、高发热量的煤。煤种以下9煤层为界,以上为长焰煤,以下为 气煤,个别点为弱粘结、中粘煤,可作为动力用煤和炼焦配煤。煤质 特征表见表1-2-2.三、开采技术条件1、煤层顶底板根据地质报告提供资料,下9号煤层顶板为灰白色中砂岩、细砂 岩,底板为深灰色细砂岩;下10号煤层,顶板为灰白色中细砂岩, 底板为深灰色粉砂岩;下12号煤层,老顶为厚层灰白色中砂岩,直接 顶板为薄层灰黑色粉砂岩,底板为深灰色粉砂岩;下13号煤层,顶板 为灰白、深灰色粉砂岩及细砂岩,底板为深灰色粉砂岩。煤质特征表表 1-2-2原煤分析()精煤(%)挥发份V. daf粘结指数煤分类灰分A. d
14、水份M. ad挥发份V. daf个硫St. d发热量Qb. d发热量Qb. daf符号数码下99. 561.8738.410. 2630. 1633. 3939. 39025CY42下105. 831.9239. 730. 4231. 7933. 7639.148286QM45下129. 341.5439. 920. 9930. 7333. 8938. 498789QM45下1312. 361.5335. 050. 3730. 0034. 2335. 115442QM1/2ZN33342、瓦斯:现生产矿井巷道内瓦斯含量较低,正常通风情况下CH, 浓度不超过0.2%, C0?浓度一般不大于0.2
15、%;钻孔瓦斯煤样测值CH4 一般在0. 12-1. 48ml/g可燃质,CO2含量1. 8410. 56ml/g可燃质, 苗一般在89. 2998. 35ml/g可燃质,根据矿井实际开采情况及地质 报告提供的瓦斯含量分析,本矿井属低沼气矿井。3、煤尘爆炸危险性:经测定,煤层火焰长度400廊,岩粉含量 6065%,煤尘具有爆炸危险性。4、煤的自燃性:据化验测试成果分析,井田内下9、下I。属不自 燃煤层,下建煤层属不易自然发火煤层,下优煤层f未作鉴定。但生 产矿井地面堆积煤的自然发火期一般为36个月。四、水文地质按岩性、含水性等水文地质特征,本井田划分四个主要含水组:(一)第一含水组第四系洪积、坡
16、积孔隙含水层,主要分布于南界库木什艾肯沟和 西界库车河阶地之中,由冲积、洪积、坡积物组成;库木什艾肯沟在 东部第四系地层之上覆盖有垮落的岩石及烧变岩,岩层东薄西厚,钻 孔揭露为9.4411.66m。(二)第二含水组1 .塔里奇克组下段含水层灰白、灰黄色中砂岩,以石英、长石等矿物为主,局部含有砾石, 该含水层位于当地侵蚀基准面之上,富水性极弱。2 .塔里奇克组下段含水组根据含水层富水性,划分两个亚组:下煤层至下8煤层顶板孔隙一裂隙含水组岩性为灰一灰黄色中、粗砂岩,胶结一般,裂隙发育,大气降水 为唯一补给源,因其位于侵蚀基准面1780nl之上,故含水微弱。下煤层至下I。煤层顶板孔隙一裂隙含水组岩性
17、为粗、中细砂岩及煤层,胶结一般,粒度变化较大,大部分 位于当地侵蚀基准面之上,富水性较弱,D3-1钻孔抽水试验显示,单 位涌水量为0. 0971/s,m,渗透系数为0. 268m/do(三)第三含水组各煤层火烧层含水层,呈东西向条带状展布,受煤层火烧垮落、 烘烤影响,裂隙极发育,贯通性极好;稳定水位均在钻孔火烧段底界 处或接近该处,因其在侵蚀基准面之上,大气降水为唯一补给源,补 给条件差,富水性较弱。(四)第四含水组三叠系上统构造裂隙含水层,在本区内零星出露,为灰绿一黄绿 色粉细砂岩、泥岩,其补给源以山区冰雪融水及大气降水为主,因其 与侏罗系下统煤层之间存在较好隔水层,对煤层开采影响较弱。本区
18、水文地质条件为简单一中等,基岩地层富水性较弱,第四系、 地层富水性随季节变化而变化,部分煤层位于当地侵蚀基准面之上, 地下水补给条件较差。生产矿井开采最低标高+1790m,矿井涌水量为30m:/d,据地质报 告提供资料,利用“大井法”计算,预计矿井涌水量:137.25nr/h。五、地质勘探程度及存在问题1、地质莽原勘探工作通过钻探、槽探工程施工等为主要手段, 并结合收集、分析、调查生产矿井的开采资料,编制了该地质报告, 经本次勘查工作,基本查清了井田内可采煤层的层位、层数和厚度、 水文地质情况、开采技术条件等,能够满足9万t/a矿井设计的要求。2、存在的问题:、由于勘探程度低控制程度不够,地质
19、报告确定的煤层火烧范 围不准确,给设计带来一定困难。若能将设计的平洞开拓方案中平胴 附近地质情况查清,平洞方案有成立的可能;、地质报告中提供的两种矿井涌水量计算结果差值较大,且未 最终确定涌水量,经与地质勘探部门协商,取两种矿井涌水量计算的 平均值作为设计的依据,若在实际生产中,矿井的涌水量与设计确定 的涌水量有较大的差别,应重新确定排水设施和设备。、据地质报告提供的鉴定资料,井田内下八下I。属不自燃煤 层,下12煤层属不易自然发火煤层,但设计的主采的下13煤层发火期 未作鉴定。另一方面井田内各煤层均有程度不同和范围大小不一的古 火区,地面煤炭存放3至6个月就自燃发火,给矿井设计防灭火措施 带
20、来一定的的困难。第三节市场调查分析一、市场预测库车县墩阔坦乡煤矿生产的煤主要销往阿克苏地区、喀什地区, 作为当地集中供热以及居民生活用煤。南疆地区经济的发展长期以来受能源的制约,属缺煤地区,特别 是喀什地区属严重缺煤地区。随着西气东输工程的开工建设,南疆地 区急需要建设一批火力发电厂、石油加工、食品加工、建材等企业, 新疆巴州和阿克苏地区是新疆石油主要生产地,西气东输工程由新疆 的库车开始,该地区正处在经济高速增长期,煤炭消耗量大。根据新 疆煤炭工业“十五”结构调整规划和新疆维吾尔自治区电力工业发 展规划安排,“十五”至“十一五”期间,阿克苏地区开工建设火 电厂装机总容量为105万kW,年需煤
21、量总计为325.74万to 2005年 煤炭规划产量库车为171万t/a, 2000年该县煤炭实际生产能力46.5 万t/a o预测阿克苏、克州、喀什三地州煤炭需求2005年为432.7万 t,净增用煤量为181.99万t。二、市场调查根据新疆煤炭工业“十五”结构调整规划,克孜勒苏柯尔克 孜自治州2000年实际生产煤炭10.46万t,本地区煤炭年消耗量30 万t,煤炭消耗市场缺口 19.54万t,该州从阿克苏地区调进煤炭20 万to喀什地区煤炭消耗量85万t, 2000年该地区实际生产煤炭14.83 万t,煤炭消耗市场缺口 70.17万3该地区调进阿克苏地区市场煤炭 约70万to根据新疆维吾尔
22、自治区电力工业“十五”发展规划,2000 2010年阿克苏地区将建设总装机4X 12.5万kW机组的库车火电厂,” 十五”期间完成装机2X12.5万kW,年净增电力用煤60万3喀什地 区火电厂“十五”期间扩建1 X5万kW机组,年净增电力用煤15万3” 十五”期间年净增电力用煤量137.1万t。三、市场分析为缓解煤炭紧张,俄霍布拉克90万t/a的矿井已经开工建设,该 矿井生产的煤炭主要供电力用煤,但该矿井的建设还不能满足“十五” 期间年净增电力用煤量的需要,新疆喀什地区是南疆严重缺煤地区, 该地区煤炭生产受资源条件的限制,生产的煤炭远不能满足本地区工 农业生产的需要,煤炭消耗市场缺口 70.1
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