八矿三水平初设计说明书.docx
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1、鹤壁煤电股份有限公司第八煤矿三水平延深初步设计(修 改)说 明 书鹤煤(集团)公司设计所二五年元月前 言设计所受八矿委托,于2000年3月完成了“八矿三水平延深初步设计”,2001年八矿委托河南省煤田地质局对八矿深部进行了三维地震勘探,此次三维地震勘探探出断层25条,地质条件变化较大,因此八矿以鹤煤八办(2004)24号“关于三水平延深方案优化设计的请示”上报鹤壁煤电公司,鹤壁煤电公司以鹤煤项便(2004)106号关于“八矿三水平延深设计请示”的批复,原则同意八矿的优化设计方案,但在三水平南北翼各增加一条专用回风巷。设计所受八矿委托对“八矿三水平延深初步设计”进行修改。一、设计依据1、鹤煤项便
2、2004106号“关于八矿三水平延深设计请示的批复”;2、河南省煤炭工业局以豫煤行200525号文批准的“鹤壁煤电股份有限公司第八煤矿矿井地质报告”;3、鹤壁煤电科便200470号对八矿“关于对故县新村规划迁址方案的请示”的批复;4、煤炭工业部郑州设计研究院编制的“八矿通风系统改造安全专篇”;5、鹤煤(集团)公司设计所调查收集的有关八矿三水平延深设计的其他资料。二、设计的指导思想坚持以经济效益为中心,力争作到投入少,产出多,见效快。充分利用现有生产系统,做到优化矿井开拓布置,系统完善,环节流畅。依靠科技进步,提高矿井的机械化装备水平,加大产品的科技含量。认真贯彻执行国家和地方的煤矿安全生产法律
3、、法规精神,坚持“安全第一,预防为主”的方针,真正做到为今后的安全施工和生产创造良好的条件。本设计结合本矿井的地质特点及设计情况,合理确定本矿井的安全技术装备标准,提出切实可行的安全生产技术措施和安全设施,为职工的生命安全及矿井的生产管理提供可靠的安全保障。三、编制内容依据的法律、条例、规程、规范1、中华人民共和国煤炭法2、中华人民共和国矿山安全法3、煤矿安全规程4、煤炭工业设计规范第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、地理、交通位置八矿位于鹤壁市山城区鹿楼乡,北起小庄村,南到柴厂村,其地理坐标为:北纬355016355300,东径 11411091141242。井田边界:西北以F45
4、断层与鹿楼乡小庄桥煤矿为界,北以张庄向斜轴与六矿为邻;南以F53-1和F49分别与柴厂矿和十矿为界;西至二1煤层露头线;深部边界为-800等高线。井田南北走向长5.25km,东西倾向宽1.51.9 km,面积7.9 km2。交通条件便利,本矿铁路向北可直达汤鹤线,汤鹤线在汤阴与京广线接轨,铁路运输方便。公路交通四通八达,新市区至九矿的大白线二级公路从本井田内通过,本矿至新市区16 km。京广铁路、京珠高速公路、107国道均从新市区经过,交通十分便利。此外尚有汤(阴)鹤(壁)公路、安(阳)鹤(壁)公路、鹤(壁)林(州)公路等。二、地形地貌八矿位于鹤壁市山城区南部,地势总体南高北低,西高东低,地面
5、高程+125m +198m。地表被第四及第三系地层所覆盖,井田南部及东部分布着起伏较小的低缓丘陵。丘顶多为第三系粘土或砾岩组成,在丘岗之间发育了冲沟坳地和平坦谷地。此外,在井田北部铁路两侧分布有连片的芦苇沼泽地。三、气象、地震本区属北温带大陆性半干旱型气候。据鹤壁市气象站观测资料:1、气温:据1958年1981年观测资料,年平均气温最高年份15.3(1961年),最低年份13.1(1964年),一般为14.5左右。气温极值,最高42.3(1967年6月4日),最低-15.5(1967年1月15日)。2、湿度:据1958年1981年观测资料,年平均相对湿度为60%。3、降雨量:据1959年199
6、9年共41年观测资料,年最大降雨量1394.1毫米(1963年),年最小降雨量266.6毫米(1965年)。年平均降雨量649.55毫米,雨期多集中在七、八月份。4、蒸发量:本区蒸发量远大于降雨量,据1959年1999年,36年(缺五年数据)的统计资料,年平均蒸发量2091.79毫米,年蒸发量最大值为2698毫米(1965年),最小值为1637.4毫米(1990年)。5、风向和风速:本区每年8月至来年2月北风频率最高,最大风速为23米/秒;每年3月南风频率最高,最大风速14米/秒。鹤壁矿区地震情况前人曾多次调查搜集资料。近600年来波及本区烈度达V度者不下19次之多。 据岩土工程勘察规范(20
7、01年版),鹤壁市区的地震烈度为度,建筑物按度设防。四、水系本井田为海河流域卫河水系的一部分,卫河水系的支流汤河,在井田以北,自北而南进入本井田东北隅。寺湾河在井田北部边缘,自西向东注入汤河。本井田内的河流均为季节性河流,在雨季水源主要是大气降水,旱季水源主要为矿井排水及城市生产、生活废水,污染严重。五、矿井开发史及开采情况本矿于1958年建井,设计生产能力10万t/a,1960年5月投产,称鹿楼小井,后与张庄矿合并名为张庄矿,1969年7月6日张庄矿分为八矿(鹿楼矿)和七矿(张庄矿);1970年元月八矿开始扩建,扩建规模为60万吨/年,于1974年扩建投产,1975年又与七矿合并为称为八矿,
8、1985年4月又将七矿移交局煤炭公司。本矿采用立井、斜井混合开拓,矿井的一水平标高为-195m,二水平标高为-400m,三水平标高为-650m。 采用倾斜分层走向长壁采煤方法,全部陷落法管理顶板。主采煤层为二叠系山西组二1煤层。 井田深部边界为-800m,现在一水平已采完,二水平即将采完,已经向-400m以下进行开拓延深。六、现有水源、电源条件1、水源工业用水主要是井下和工业广场生产用水,井下生产用水水源有三处:即大皮带斜井腰泵房,供水量为55m3/h;南窑风井底,供水量为20 m3/h;广场立井,供水量为20 m3/h。能够满足生产用水的需要。生活用水主要是工业广场生活用水和工人村生活用水,
9、工业广场用水,取自皮带斜井清水泵房,供水量为80 m3/h,能满足生活用水需要,剩余部分供给东工人村居民生活用水。西工人村有眼奥灰井,供水量为50 m3/h,能满足需要。东工人村也有一眼奥灰井,供水量仅20 m3/h,供水不足,不足部分由是市自来水厂供给。2、电源工业广场及桐家庄风井广场分别设6kv地面变电所,工业广场地面变电所双回路电源均引自矿区自备电厂,桐家庄风井广场地面变电所双回路电源均引自工业广场地面变电所。第二节 地质特征一、地 层八矿井田为全掩盖区,地表为第四系及第三系。现将被钻孔揭露的地层由老至新叙述如下:奥陶系中统马家沟组(O2)马家沟组灰岩为含煤建造沉积之基底。井田内无出露,
10、西山出露良好,研究较细。其岩性可分七个岩性段,其中第一段为贾旺页岩,第二、第四、第六段为角砾状灰岩,第三、第五、第七段为灰深灰色中厚层巨厚层之纯质石灰岩,含角石及松旋螺等化石,全厚450米左右。石炭系(C)1、中统本溪群(C2)底部为浅灰紫色鲕状豆状铝质泥岩;下部为灰色泥岩及砂质泥岩,中夹透镜状灰岩;中部为灰色细巨粒硅质胶结的石英砂岩;上部为深灰及灰色泥岩、砂质泥岩,含铝质,具鲕状结构,产植物化石碎片,偶夹薄煤。煤层发育不稳定,亦不可采。灰岩中含 化石,与其下伏的马家沟组灰岩为平行不整合接触。地层厚1528米,一般厚2325米。2、上统太原群(C3)太原群地层由砂岩、砂质泥岩、石灰岩及煤层所组
11、成。砂岩:下部砂岩灰色,粉粒细粒中粒结构,矿物成份以石英、长石为主,胶结物以钙质为主,中部砂岩灰色及灰色微发褐,细中粒结构,矿场成份以石英为主,胶结物以泥质为主,上部灰色发褐,细中粒结构,顶部以石英、长石为主,含菱铁质凝块,底部含长石较多。胶结物以钙泥质为主。砂质泥岩及泥岩:下部砂质泥岩及泥岩,深灰、灰黑至黑色,底部为浅灰色,含黄铁矿结核及植物化石,底部富铝质,偶具鲕状结构。C3L3灰岩底板为黑色浅海相钙质泥岩,含大量动物化石。中部砂质泥岩及泥岩,深灰色、灰黑至黑色,致密性脆,含黄铁矿结核及植物化石。上部砂质泥岩及泥岩为深灰灰黑色、致密性脆,局部夹碳酸钙质鲕粒及透镜状菱铁质泥岩,含黄铁矿结核及
12、植物化石碎片。石灰岩:太原群含石灰岩9层,自下而上为C3L1至 C3L9。其中C3L8、C3L5、C3L3、C3L2四层发育较好,C3L9、C3L4、C3L1三层灰岩发育次之:以C3L7及C3L6石灰岩发育最差,仅个别钻孔所揭露。据钻孔资料C3L8、C3L5、C3L3、C3L2诸层灰岩的平均厚度分别为5.74米、1.65米、2.57米及7.19米。在井田西南角浅部。75-10孔至77-22孔一带,C3L8灰岩受河流同生冲蚀,被河床粗砂岩替代,缺失C3L8灰岩。灰岩为为深灰灰黑色。其中C3L1 、C3L3 下部、C3L5 下分层、C3L6、C3L7及C3L9 均含泥质,含燧石结核的有C3L2 、
13、C3L3 、C3L4 、C3L5 、C3L8 等层石灰岩,其中C3L2 含燧石结核最多,C3L2 、C3L5 及C3L8等层石灰岩常驻具缝合线构造,缝合面上常含碳质。灰岩中产丰富的蜓科、腕足类、珊瑚、海百合茎等动物化石。煤层:太原群所含煤层为一煤组,共含煤八层。自下而上依次为一1、一2、一4、一5、一6、一7、一8、及一9煤, 即除去C3L3灰岩不压煤外,其它各层灰岩均压煤,在八层煤中,发育较好的为一1煤。在煤层顶底板附近的泥岩、砂质泥岩中,含丰富的植物化石,主要为鳞木、羊齿、轮叶及植物根化石。本群以一煤底浅灰色铝质泥岩为底界面,与本溪群呈整合接触。厚101.67米151.48米,平均厚118
14、米。二迭系(P)1、下统山西组(P)山西组由砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层所组成。砂岩:本组含砂岩四层,从下而上为S9、S10、S11 、S12。上中部砂岩为灰及灰褐色,局部微发绿色,中至巨粒结构,向下颗粒逐渐变细。矿物成份以石英及长石为主,唯二1煤顶板S10砂岩含长石较多。山西组砂岩的特点为黑褐色菱铁质凝块,沿层面富含大白云母片,胶结物多为钙泥质。泥岩及砂质泥岩:多为深灰至灰黑色,唯顶部偶具紫斑,微含铝质,具鲕状结构。其顶为A层铝土岩。泥岩及砂质泥岩中,偶见硅质结核,常富含植物化石。煤层:山西组所含煤层为二煤组,下部含煤13层,底部的二1煤层为本区的主要可采煤层。煤层厚度较稳定,井田内厚1.9(
15、13041工作面)14.0米(11041四横川),平均厚6.75米。除二1其它煤层均不可采。山西组产丰富的植物化石,主要有细羊齿、翅羊齿、羊齿、苛达叶、芦木、轮木、瓣轮木及楔叶等完整的植物化石及碎片。本组以S9砂岩底与下伏太原群分界,为整合接触,厚73134米,平均厚89米。2、下统下石盒子组(P)下石盒子组由砂岩、砂质泥岩、泥岩所组成。砂岩灰至灰绿色,细粗粒结构,矿物成份以石英为主,长石含量较多,其它为绿色、暗色矿物及棕云母片。具波状层理及斜层理,胶结物以泥质及钙质为主。砂质泥岩及泥岩多为灰及青灰色夹紫斑,含铁质结核,产植物化石。本组以S13层砂岩底与下伏山西组分界,层厚90104米,平均厚
16、97米。3、上统上石盒子组(P)由砂岩、砂质泥岩及泥岩组成。砂岩多为灰白、灰及灰绿色,细至粗粒结构,矿物成份以石英为主,次为长石,胶结物为钙质、硅质及泥质等。下部有S15、S16砂岩,顶部为平顶山砂岩。在砂岩之间为青灰色、紫色、灰紫色、灰绿色的砂质泥岩及泥岩,泥岩中偶含鲕粒、铁质结核及植物化石碎片。本组以S15底与下伏下石盒子组分界,整合接触。地层厚591米。4、上统石千峰组(P)由紫色、暗紫红色砂质泥岩、泥岩、粉砂岩、细砂岩所组成。砂质泥岩中偶夹薄层石膏及泥灰岩。地层厚度大于1000米,与上石合子组平顶山砂岩顶部整合接触。新第三系(N)井田内仅出露有新第三系(N)鹤壁组,其岩性主要为土黄色、
17、黄褐色粘土,黄褐色、灰白色粉质粘土,黄色灰色中粒泥质砂岩、浅灰色灰白色淡水湖泊相泥灰岩、钙质粘土,薄厚层状砾岩等。鹤壁组地层厚度,钻孔揭露厚度103.25222.80米,自西向东,沉积厚度逐渐加大。与下伏地层不整合接触。第四系(Q)主要由次生黄土状砂土、褐黄色粉质粘土、褐红色粘土及砾石等组成,厚度发育不稳定,变化在032米之间。一、 地质构造区域构造鹤壁煤田位于新华夏系太行山隆起带之南段东侧。东为华北沉降带,西依太行山区。煤田呈近南北方向展布。构造形迹以断裂为主,伴有发育程度不同的褶皱,并有岩浆岩侵入和喷出岩。总的构造形态为一走向NNE、倾向SE、倾角540的单斜构造.区域构造线展布方向以NE
18、、NNE向为主,近SN向断层次之。煤田南部发育EW向构造。构造线多呈雁行式,地垒地堑构造相间出现。井田构造八矿位于鹤壁矿区的南部,总体构造形态为地层走向近SN,倾向WE的单斜构造,倾角一般2036。沿走向发育了轴向NENEE宽缓的向、背斜褶曲构造,NE及NEE向断层发育。1、褶曲经勘探和采掘实际控制的褶曲有三个向斜和三个背斜。张庄向斜:位于67722、771、7613、6871钻孔一线,向斜轴为八矿与六矿的井田分界线。延伸长度2800米。轴在-350米以浅为SEE,在-350米以深为NEE,向E倾伏。向斜轴在-300米左右被F51断层切割错位。南翼地层走向130170,倾向4080,倾角203
19、0,北翼地层走向3050,倾向120140,倾角2634。该向斜已经被1406、1408工作面和六矿的多个工作面及十多个钻孔严密控制。鹿楼背斜:位于7620、522钻孔一线,延伸长度2km,轴向NEE,向东倾伏,倾伏角24。南翼地层走向175195,倾角24北翼地层走向340350,倾角24。该背斜两翼对称,已经为12021、12041、12101、12121、12141、2401等工作面以及7620、522等钻孔控制,控制严密。桐家庄向斜:位于713、728、鹿60、7812等钻孔一线,延伸长度1.8km、轴向NE60,深部转成EW向,向NE倾伏。该向斜褶皱舒缓,南翼地层走向170左右,北翼
20、地层走向35020,对称性差,有的地段褶皱不明显。南窑背斜,位于7513、7866、7813等钻孔一线,延伸长度1.75km,向深部逐渐消失,轴向NE50,向NE倾伏。南翼地层走向190200,地层倾角31;北翼地层走向330350,倾角19。该背斜沿背斜轴及其两侧断裂发育,构造破坏严重。该背斜已为13021、11071等工作面及75-13、78-66、78-13等钻孔控制,控制严密。扒厂向斜:位于7824、7836、785等钻孔一线,延伸长度2.0km。轴向NE60,向NE倾斜,倾角22。南翼地层走向150180。北翼地层走向35010。褶皱宽缓,向斜南翼受F53、F53-1等大断层破坏。该
21、向斜浅部由煤层露头、13011、13031、23011、23051工作面以及7838、7857、922等孔控制,控制严密。-400米以下缺乏控制。柴厂背斜:位于7851、7852钻孔一线,延伸长度1.9km。轴向NE70,向NE倾斜,倾角22。南翼地层向180190,北翼地层走向340355。此背斜在二1煤层露头附近被F53、F53-1断层破坏,-350米以上背斜形态不太明显,但-350米之下形态明显。该背斜控制程度差,-400米之下缺乏控制。2、断层井田内,构造以断裂为主,是影响采区与工作面划分的主要因素。-400米以浅,共有断层109条,通过勘探和采掘生产证实,岩巷中见到,煤层中未见(岩断
22、煤不断)的20条,实际在煤层中的断层有89条,其中落差20米的断层有8条,落差1020米的断层有9条,落差10米有72条,此外在-400-800米范围内,在故县村和扒厂村之间作了三维地震,发现断层25条,有待今后生产中验证。井田内断层发育密度、单位面积延展长度、差长比见表1。断层发育密度、延展长度、差长比统计表 表1范围落差(m)条数总落差(m)总长度(m)发育密度(条/km2)延展长度(m/km2)差长比落差/延伸长度-400米以浅20856367801.9316340.0831020911150202.1712100.221072186.71305017.3431450.014合计8986
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