煤矿开采保护层方案设计.doc

仁怀市xx煤矿开采保护层设计方案仁怀市xx煤矿二0一二年四月五日目 录第一节 矿井概述…………………………………………………1第二节 区域突出危险性预测……………………………………11第三节 区域防突措施 …………………………………………11第四节 区域措施效果检验………………………………………17第五节 区域措施效果验证………………………………………18 前 言由于煤层的开采引起顶底板岩层移动，产生裂隙，使具有突出危险煤层中的瓦斯能够释放出来此外，由于煤层开采形成采空区，煤层顶板冒落，顶部煤层随着下沉，底部煤层向上发生膨胀变形，开采层顶底板煤层中承受的地应力减小，突出危险性变弱或消失这就是保护层开采消除突出危险的原理因此，有条件时，优先开采保护层是消除突出危险性最有效的区域性技术措施为了减少保护层开采时顶底板煤层中大量瓦斯涌向开采层，同时为了彻底消除突出煤层的突出危险性，必须对被保护层瓦斯进行抽放对没有保护层开采条件时，在采掘作业前预抽煤层瓦斯是优先选用的区域性防止突出技术措施可以通过岩巷工程或煤巷工程配合钻孔对煤层瓦斯进行大面积预抽，当煤层剩余瓦斯含量和压力降低到一定程度时，是能够消除煤层突出危险性的。

对永恒煤矿多煤层的开采，更有条件实施开采保护层，进行区域综合防突措施 第一节 矿井概述矿井设计年生产能力为15万吨，井田面积为1.1044Km2，设计开采煤层四层，即C5、C7、C10、C12、煤层，其平均厚度分别为1.16m、3.5m、0.7m、1.5 0m、1.00m，煤层平均倾角平均18°，煤种为无烟煤按开采方安设计，其煤炭利用储量为228.59万吨可采储量为169.81万吨服务年限为8.08年，矿井全员工效1.53t/工，劳动定员327人一、交通位置仁怀市xx煤矿位于仁怀市以南，隶属仁怀市五马镇管辖，矿山距五马镇5.5 Km，距仁怀市27 Km，距金沙电厂35km，距鸭溪电厂60km，距209省道约2km，交通较为方便二、井田边界及储量1、井田境界矿区范围由贵州省国土资源厅下发的采矿许可证(证C5200002009071120031081)划定，其矿区范围拐点坐标（北京坐标）见下表： xx煤矿矿区范围拐点坐标表一览表拐点XY拐点XY13064223.0035623348.0073062560.0035623770.0023064094.0035624138.0083063078.0035623539.0033063600.0035624358.0093063035.0035623485.0043063600.0035624031.00103063098.0035623437.0053063505.0035623922.00113063175.0035623504.0063062540.0035624385.00123063559.0035623324.00矿区面积1.1044Km2采矿许可证允许开采深度802～400m2、地质储量贵州奇星资源勘查开发有限公司于2008年3月30编制了《贵州省仁怀市xx煤矿地质勘查补充报告》，估算C5、C7、C10、C12、C煤层煤炭保有总资源量为606.4万吨（含公路压矿133.4万吨）。

其中：控制的资源量（332）为40.8万吨，推断的资源量（333）为338.2万吨（含公路压矿84.4万吨），预测的资源量（334）？为227.4万吨（含公路压矿49万吨）历年采空区为276万吨，如表 变更后资源储量统计表 单位（万吨）矿山名称资源量类 别C5(万吨)C7(万吨)C10(万吨)C12(万吨)备 注永恒煤矿（332）11.318.810.7公路保护煤柱未列出资源量类别（333）83.2104.235.654.1（334）？23.556.129.438公路保护煤柱2797.451.492.6合计145276.5127.1184.7三、煤层赋存特征1、地层综合柱状图2、地层矿区内含煤地层从上到下有C5、C7、C10、C12、四层为全区可采煤层C5：位于煤系中部，煤层层位稳定，无夹矸，属单层煤，煤层厚度1.00～1.30m，平均厚度1.16米顶板都为泥岩、底板泥岩C7：位于煤系中部，煤层层位稳定，夹1～3层夹矸，煤层厚度1.50～2.50m，平均厚度1.95米顶板为粉砂岩、底板泥岩、粉砂岩；有底鼓现象C10：位于煤系中下部，煤层层位稳定，无夹矸，属单层煤，煤层厚度0.80～0.90m，平均厚度0.84米。

顶板为泥岩、底板泥岩C12：位于龙潭组下部，煤层层位稳定，夹矸层数多为1层，煤层厚度1.00～1.40m，平均厚度1.20米顶板为粉砂岩或泥岩、底板泥岩或细砂岩3、煤层特征见表 煤层特征表顺序区域组煤层名称煤层厚度(m)层间距(m)煤层夹矸数稳定性煤层倾角(度)煤种顶 底 板 岩 性最大最小平均顶 板底 板1龙潭组C51.31.11.1618稳定平均18无烟煤泥岩泥岩2C72.51.51.95稳定平均18无烟煤粉砂岩、泥岩、粉砂岩163C100.90.80.84无稳定平均18无烟煤泥岩泥岩54C121.41.01.21稳定平均18无烟煤粉砂岩、泥岩泥岩、细砂岩74、煤质各煤层均为变质程度较高的无烟煤，其中5号、7号煤层属低灰—中灰，低硫—中硫，高发热量无烟煤四、水文地质条件1．地形地貌特征及地表水的补给、迳流、排泄矿区在区域水文地质单元中处于补给区位置，地表水来源完全靠大气降水，矿区位于赤水河上游的五马河支流北东侧，属长江水系矿区南西部外围有一条较大的河流—五马河，其流向为由南向北流地下水由南东向北西迳流矿区内地势总体为北东高南西低，地表水沿沟谷向北西排泄最终汇入赤水河2．地下水的补给、迳流、排泄1）含水岩组的划分及特征（1）含水层及特征矿区内出露的地层有第四系（Q），三迭系：夜郎组沙堡湾段(T1y1)、黄村坝段(T1y2) 、二迭系:长兴组（P3c）、龙潭组（P3l）、茅口组（P2m）；其中Q、T1y2、P3c、P2m为含水层。

a.三迭系夜郎组黄村坝段(T1y2) 主要出露于矿区中部及南部，为碳酸盐岩岩溶水含水层，为灰色中至厚层灰岩，该组地层岩溶较发育厚125.24～136.18m，平均厚129.73mb.二迭系长兴组（P3c）含水层主要出露于矿区北部及东部外围，上部为灰、深灰色薄至中厚层燧石灰岩夹泥灰岩；下部为深灰色薄至中厚层灰岩夹灰黄色泥（页）岩，该层厚50m左右,为岩溶裂隙水含水层c.二迭系茅口组(P2m)含水层主要出露于矿区北部及东部外围，呈近北东－南西向带状分布,为碳酸盐岩溶水含水层，为含煤地层的直接底板，岩性主要为浅灰～灰色厚层状、块状细晶生物碎屑灰岩，含少量燧石结核顶部为5～8m厚的深灰含铁锰质、硅质灰岩灰岩，厚度165～210m含腕足、蜓类化石该组地层岩溶强烈发育，富水性强C12煤层距底部茅口灰岩约15米的灰色粘土质泥岩因此，在侵蚀基准面以上该含水层对开采影响不大，但侵蚀基准面以下开采时，对矿井开采影响较大，在平硐以下开采过程中，必须加大水灾的防治工作2）隔水层及特征a.三迭系夜郎组沙堡湾段(T1y1)灰、灰绿色泥岩，夹少量的泥质灰岩主要出露于矿区西北部，为碎屑岩裂隙水含水层b.二迭系龙潭组（P3l）主要为灰、灰黄色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层组成，厚度约88～106m，平均94m。

含煤层、煤线13～16层，含可采煤层四层，自上而下编号为C5、C7、C10、C12、可采煤层总厚6.15m2）构造对地下水的影响矿区范围内未见断裂构造3．地下水对矿坑的影响地下水的主要补给来源是大气降水，但大气降水以集中降落形式为主，且由于矿区地形起伏大，地表排泄条件良好，绝大部份大气降水通过山坡直接向溪沟排泄，有一部份地表水渗入到第四系、茅口灰岩及断层形成地下水因此上述含水层的地下水对矿井产生充水的可能性较大，在断层破碎带附近地下水对矿井产生充水造成矿区的煤层不能开采矿区南西部外围有一小河—五马河，区内标高为+610m；五马河是当地区域性的最低侵蚀基准面，地下水大部分排泄于五马河，排泄条件良好，但五马河从矿区外侧经过，与矿区有一定水力联系，因此，在开采最低侵蚀基准面标高610m以下时，易发生底板突水问题当开采标高在610m以上时，虽然岩溶管道发育，地下水丰富，但由于煤层位于610米标高之上，在地貌上常呈峰岭,接受大气降水的补给有限，故该含水层地下水对矿井充水的可能性小，出现底板突水的可能性小4．采空区影响永恒、双扶、湾头3家煤矿整合整合为永恒煤矿原矿区的采空区积水可能构成矿井充水因素。

因此，矿区采空区在大气降水后易形成老窑积水由于该区采空区围岩均为龙潭煤系地层，岩性主要为粉砂岩，属相对隔水层，透水性较差，故采空区积水无有效的透渗通道，一般均汇集着一定水量的老窑积水，对矿山开采潜在着老窑水突水的水灾隐患5．充水因素1）大气降水对矿床充水的影响大气降水是矿区地下水的主要补给来源，因此，大气降水对矿床充水有着较大的影响矿区主采煤层C5、C7、C10、C12号煤层上覆地层厚度0～190m，覆盖厚度均小于煤层开采安全深度，整个矿区煤层顶板均为不稳定顶板矿区大面积采煤时，顶板岩层将产生不同程度的岩层移动及变形，地面将产生采空塌陷、地裂缝、塌陷裂隙、冒落裂隙等，采掘系统上伏地面位处地势低洼处，大气降水及地表迳流向低势低洼处汇集后，经地裂缝、塌陷裂隙、冒落裂隙直接渗入采掘系统，形成矿坑涌水2）地表水对矿井充水的影响矿区内属长江流域赤水河水系补给区，矿区内无大的地表水体, 矿区范围内主要地表河流为五马河，五马河在区附近标高为+610m；五马河为长流河,对低于610m标高的采矿活动有一定影响3）地下水对矿床充水的影响对矿床充水影响较大的地下水为顶板煤系地层及间接顶板长兴灰岩、黄村坝灰岩地下水，煤系地层及长兴灰岩、黄村坝灰岩的地下水通过采空塌陷裂隙、冒落裂隙直接进入矿井，形成矿井涌水。

4）老窑积水对矿床的充水的影响矿区的采空区积水可能构成矿井充水因素因为矿区采空区在大气降水后易形成老窑积水当矿山进行生产时，在生产矿井掘进过程中，若沟通采空区积水，会形成突水，当突水量较大时，将产生采空区积水淹没矿井、冲毁矿井的采矿设备、造成人生伤亡及财产损失的安全事故5）构造破碎带对矿床充水的充水的影响矿区内无构造破碎带构造，对矿井充水影响较小6）底板茅口灰岩对矿床充水的影响矿区底部C12煤层下距茅口灰岩约15m，当煤层开采标高低于最低侵蚀基准面水位+610米标高时底板茅口灰岩对矿床充水影响较大5．涌水量预测根据水文。