陕西渭南市澄城县泰安煤矿_矿井采煤工程爆破设计.doc

1、陕西渭南市澄城县泰安煤矿矿井采煤工程爆破设计批 准：总工程师：审 核：安 监 科：技 术 科：通 风 科：编 制：编 制 人：编制时间：矿井采煤工程爆破设计、 工程概况1、 地理位置澄城县泰安煤业有限公司（以下简称泰安煤矿）位于澄城县城西北部，行政区划属澄城县尧头镇管辖。矿井有矿区简易路与主干公路相连，距澄(城)白(水)省道 3km，距澄合矿区铁路专线 5 km，交通较为便利。2、 工程简况陕西省渭南市澄城县泰安煤矿批准开采 5#煤层，开采标高420m480m 矿区面积 1.3797km2。主采 5 号煤层赋存较为平稳，构造简单，倾角 04，水文地质条件简单，煤层不易自燃，煤厚在一般煤厚 1.

2、54 m5.00 m，平均 3.50 m，顶底板属中等稳定顶板，较易炮采面的开采。目前矿井开拓方式为三斜开拓，主斜井、副斜井，回风斜井。主斜井作为主要提升井筒，井筒倾角 15，采用皮带提煤；副斜井作为辅助提升井筒，井筒倾角 15，回风斜井作为回风井，采用机械抽出式通风。现在首采工作面还未形成。3、 工程地质澄城县泰安煤矿矿区位于尧头斜井井田西南部，区内被广厚的第四系黄土覆盖，仅在矿区南侧外部河床附近有基岩出露，根据钻孔揭露和地面观测资料，地层由老至新有：中下奥陶统 (O 1+2)、上石炭统太原组（C 3t） 、下二叠统山西组（1s） 、下二叠统下石盒子组（1sh） 、上二迭统上石盒子组(2sh

3、)、第四系（） 。现由老至新叙述如下：1、中下奥陶统 (O 1+2)：岩性以灰、深灰、浅褐灰色厚层状灰岩为主，夹浅色白云质灰岩、白云岩及泥灰岩，节理、裂隙、小溶洞发育，裂隙充填方解石脉，厚度不祥。2、上石炭统太原组：(C 3t)一般厚度为20.0m左右，为一套海陆交互相含煤沉积，下段为铝质泥岩、石英砂岩、粉砂岩，含10号煤层；地层中段为石英砂岩，夹薄层粉砂岩、砂质泥岩；上段为深灰色粉砂岩。该套地层与下伏奥陶系中统马家沟组呈假整合接触。3、下二叠统山西组(P 1S)一般厚度为35.42m左右,为一套近海的陆相沉积，是本区的主要含煤地层。由粉砂岩、砂质泥岩及中细粒砂岩组成。含3、5号煤层。其中5号

4、煤层较稳定,全区可采，为主要可采煤层，3号煤层局部可采。4、下二叠统下石盒子组(P 1sh)一般厚度为28.6米左右。为一湖沼相碎屑岩沉积。下部偶含不可采煤层。由浅灰色中粗粒砂岩、粉砂岩、泥岩组成，顶部多为灰色、灰绿、紫杂色的粉砂岩和泥岩。5、上二叠统上石盒子组(P 2Sh)一般厚度为80.0 m左右，为陆相沉积，岩性为厚层状黄绿，暗紫色粉砂岩，间夹浅灰黄绿色细至中粒砂岩。6、第四系(Q)一般厚度为 32.0 m 左右，为一套冲、洪积和风积相松散碎屑沉积物，广泛分布于井田范围内，不整合于其它各地层之上。底部为褐红色含砾砂岩或砾岩；中下部为浅红色亚粘土和细砂土，局部夹细砂层；上部为广厚的黄土层。

5、4、 水文地质1、地表水矿区地表为黄土沟谷冲蚀地貌，本区无较大的地表水系，主要为一些南北向的冲沟，由于受洪水季节水流的侵蚀及冲刷，沟壁陡峭，沟底和塬面高差 50100 米左右。2、地下水澄城县泰安煤业有限公司煤矿水文地质条件经以往精查勘探及原整合矿井多年开采，水文地质情况已经基本查明，区内含（隔）水层由上而下概述如下。1）孔隙裂隙水孔隙裂隙水主要储存于黄土层孔隙裂隙和掩盖层底部半胶结的细、粗砂及砾石层中。砂砾石含水层上部砾石小而松散，下部砾石大，呈半胶结状态，厚度为 67 米。整个含水层厚度变化较大，一般厚 30 米左右。含水层之间及其上部均有亚粘土、亚砂土及黄土可起相对隔水作用。但成层性差，

6、时有尖灭。故含水层之间出现合层，构成统一含水体。砾石含水层出露于冲沟中，孔隙水形成下降泉泄出，泉水流量 0.785m3/h，水质主要为重碳酸盐钠、镁型，矿化度 0.500.80 克/升。2）裂隙水裂隙水主要赋存于二迭统至上石炭统的细至粗粒砂岩和砾岩层中。一般在上部地层和基岩风化带以及构造、断裂位置附近，裂隙发育较普遍，钻孔漏水点分布普遍、富水性也较强。下部随着地层的不断延深，裂隙发育程度逐渐变差，大多闭合，钻孔漏水点分布零星，富水性亦随之逐步转弱，现将基岩各含（隔）水层（组）分述如下：（1）上二迭统上石盒子组（P 2sh）底部 K5 砂岩含水层：岩性为灰白、浅灰色中、粗粒砂岩，局部为灰绿色细粒

7、砂岩，成分以石英为主，硅泥质胶结，粒度由上到下逐渐变粗，裂隙较发育，根据澄合中深部详查水 2 钻孔抽水试验资料，含水层厚度 16.45 米，水位埋深 241.22 米，降深 82.59米，单位涌水量 0.000102 升/秒米 ，渗透系数 0.000482 米/日，属裂隙承压水,富水性弱的含水层。水质为重碳酸盐、硫酸盐钠、镁型。（2）下二迭统下石盒子组（P 1sh）底部 K 中 砂岩含水层：岩性主要为浅灰、灰白色细中粒砂岩，局部为粗粒砂岩，泥质胶结、含泥质包体，裂隙不甚发育。根据澄合中深部井田 P1 孔和水 7 钻孔抽水试验资料，含水层厚度 0.811.7 米，平均厚度 7.04 米，水位埋深

8、 90 米左右,单位涌水量 0.02490.0766 升/秒米,渗透系数 0.04680.271 米/日, 属裂隙承压水，富水性弱的含水层。水质为重碳酸盐、硫酸盐钠、镁、钙型。（3）下二迭统山西组（P 1s）底部 K4 砂岩含水层：岩性为褐灰、灰色细中粒砂岩。含大量云母片，泥质胶结，局部含砂质泥岩透镜体，裂隙不发育，根据澄合中深部井田水 3 钻孔抽水试验资料，含水层厚度 28.66米，水位埋深 219.31 米，降深 17.62 米，单位涌水量 0.00481 升/秒米 ，渗透系数 0.0142 米/日，属裂隙承压水,富水性弱的含水层。水质为重碳酸盐、氯化物、硫酸盐钠型。以上各含水层之间均有较

9、厚的泥岩、粉砂岩组成良好的隔水层，故在正常情况下，各含水层之间无密切水力关系。（4）上石炭统太原组（C 3t）石英砂岩和 K2 灰岩含水岩组：石英砂岩：岩性为灰、灰白色细粗粒砂岩，硅质胶结，坚硬致密，裂隙发育不均。分布范围较广。K2 灰岩：黑灰色，致密，坚硬，裂隙发育不均，以溶蚀裂隙为主，透水性中等，厚 03.56 米。由于石英砂岩与 K2 灰岩之间无隔水岩层，故合为同一含水层组。根据澄合中深部详查 CH17 钻孔注水试验资料，含水层厚度 14.34 米，水位埋深 41.38 米，降深 3.384.95 米，平均单位涌水量0.0007880.00069 升/秒米 ，渗透系数 0.00686 米

10、/日，属裂隙承压水,富水性弱的含水层。水质为重碳酸盐、硫酸盐钠、镁、钙型。（5）上石岩统太原组（C 3t）底部 K1 隔水层：岩性为灰色铝土质泥岩，本层在区内分布普遍，厚度一般厚 5 米左右。因其厚度不大，且遇水膨胀，松软易碎，故隔水条件较差。3）岩溶水矿区内岩溶水，主要赋存于中下奥陶统马家沟组（O 1+2） ，裂隙、溶洞发育，均为铝土质泥岩及粉砂岩、方解石脉、黄铁矿结核所充填。该含水层为一个非均质强富水的承压岩溶裂隙含水层，富水性极不均一，根据澄合中深部详查水 4 钻孔抽水试验资料，含水层厚度 35.80 米，水位埋深98.01 米，降深 4.688 米，单位涌水量 0.292 升/秒米 ，

11、渗透系数 0.706米/日，属富水性强但不均一的溶裂含水岩组，水质为重碳酸盐、硫酸盐钠、钙型。3、地下水的补给、迳流、排泄（1）地表水矿区地表为黄土沟谷冲蚀地貌，本区无较大的地表水系，主要为一些南北向的冲沟，冲沟溪流主要接受大气降水的补给，除部分蒸发外，大部分下渗补给基岩地下水。（2）地下水本区地下水有新生界松散层和基岩风化带水、基岩裂隙水和奥陶系溶裂隙水。松散层和基岩风化带含水层接受大气降水直接或通过松散层渗漏补给，迳流条件好，在矿区内由北向南排泄到洛河。基岩风化带又通过裂隙和断层带向深部含水层渗漏。上石盒子组底部砂岩含水层、下石盒子组底部砂岩含水层、5 号煤上部砂岩含水层均被新生界松散层覆

12、盖，因而仅能接受大气降水通过松散层、断层及基岩裂隙的渗漏补给和区域侧向补给。其迳流条件差，一般由浅部向深部缓慢渗流。扩大区内这些含水层无泉水出露，故以越流方式通过断层和裂隙向下伏含水层排泄。奥灰岩溶裂隙水在出露地段接受大气降水、部分地段接受上覆含水层的渗漏以及矿井水、地表水的补给，迳流畅通，在澄合矿区内大致由北向南由洛河、黄河等地排泄。4、充水因素分析（1）冒落带和导水裂隙带高度结合该矿区西侧 cy2 孔孔、92 号孔及 zk60 号孔煤层赋存、开采条件，根据国家煤炭工业局颁布的煤行管字2000第 81 号建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程 ，选用下列经验公式计算冒落带与导水裂

13、隙带高度。 冒落带、导水裂隙带高度计算及各岩组关系统计表见表 1-3-3 。冒落带高度：H m 2.197.40M裂隙带高度：H h 式中 M累计采厚（m）6.536.（2）充水因素依据原矿井开采的水文地质条件和导水裂隙带高度计算结果，开采 5号煤时，导水裂隙带高度可达 31.036.85 米，顶面高程可达471.84479.46 米，可使下石盒子组和山西组含水岩组相互导通，不会导通上石盒子组和第四系含水岩组。矿区 5 号煤层底板标高在奥灰水区域水位+380 米高程以上，因此，开采 5 号煤时不会受到奥灰水的严重威胁。本矿区西北部边界为小华山正断层，其为高角度正断层，在矿井开采后，岩层失去平衡

14、，断层导水性增强，将把煤层上部各含水层水沿断层带导入矿井，尤其在经过地表水体地段，将会对矿井生产产生较大的影响。表 1-3-3 冒落带、导水裂隙带高度计算及各岩组关系统计表孔 号 Cy2 号孔 92 号孔 Zk60 号孔孔口标高 612.61 605.76 516.55厚度 70.05 63.23 26.4上石盒子组底板标高 509.96 497.88 478.15厚度 29.75 28.25 37.2下石盒子组底板标高 480.21 469.63 440.95厚度 44.73 51.04 19.8山西组底板标高 435.48 418.59 421.15厚度 23.27 19.84 22.6太

15、原组底板标高 412.21 398.75 398.55厚度 1.54 2.94 2.525 号煤底板标高 438.85 422.15 422.84高度 8.07 11.16 10.37冒落带高度开采5 煤 顶面标高 448.46 436.25 435.73高度 31.0 35.59 36.85裂隙带高度开采5 煤 顶面标高 479.46 471.84 472.585、水文地质勘探类型 本区地表大部分被松散层覆盖，矿床充水主要为二叠系含煤地层各含水岩组的裂隙水，各含水层之间均有隔水层，矿层和主要含水层之间有隔水层或弱含水层，依据矿区水文地质工程地质勘探规范 （GB12719-91）及煤、泥炭资源

16、勘查规范中有关规定，矿区水文地质勘探类型应为二类二型，即以裂隙含水层充水为主的水文地质条件中等的矿床。6、矿井涌水量预测整合区内下伏基岩地层较平缓，富水性弱，水文地质条件简单，5 号煤层为主要可采煤层，其主要充水水源为 5 号煤层之上的裂隙水。由于区内未施工水文钻孔，缺少有关数据。因此未来矿井涌水量预算采用水文地质比拟法。比拟法采用原澄城县曹村东风煤矿多年开采经验和观测数据，煤矿采挖面积 0.0545Km2，矿井最大平均涌水量 50m3/d，最小平均涌水量30m3/d。据此推算本区未来矿井排水量，进行比拟的公式为：计算公式：Q=K BPQ矿井涌水量(m 3/h)KB采空面积富水系数(m 3/dKm2)P矿井开拓面积（Km 2）用采空面积比拟法预测本区的未来矿井涌水量（见表 1-3-4） 。经上述预算，预测泰安煤矿达到 150kt /a 生产规模时矿井最大涌水量为 52.6m3/h（1261.47m 3/d） ，正常涌水量为 31.5 m3/h（756.9m 3/d） 。表 1-3-4 采空面积比拟法涌水量计算结果计 算 范 围 整合区矿井开拓面积（Km 2） 1.375最大 917.43采空面积富水系数(m3/dKm2) 最小 550.46最大 1261.47矿井涌水量（m 3/d）最小 756.90