DOC《大兴矿业有限责任公司村庄下压煤开采》

大兴矿业有限责任公司村庄下压煤开采 可行性研究报告 山东泉兴矿业集团公司 2010年1月目录

第一节 井田概况…4)

第二节 压煤村庄煤柱地质采矿条件…5) 压煤村庄村下煤柱开采方案提出…8) 压煤村庄村房屋概况…10)

第五节 国内外采煤现状与大兴矿建下采煤方法选择 ………(11)

第六节 地表岩移参数的选择…18)

第七节 条带开采基本问题…21)

第八节 压煤村庄村下煤柱开采可行性研究…25)

第九节 地表移动计算分析…31)

第十节 建筑物变形与地表变形关系…35) 第十一节 煤2与煤3条带开采时煤柱布置方式…………………(38) 第十二节 非正常采动影响分析…39) 第十三节 经济效益分析…41) 第十四节 村庄搬迁方案合理性分析…45) 第十五节 新村址选择方案…47) 第十六节 结束语…48) 前言大兴矿业有限责任公司于2000年1月矿井破土动工,2003年3月矿井首采面2201工作面试生产,矿井含煤面积仅1.

8km2,地质储量1800万吨.在大兴矿业有限责任公司中部有一福兴村庄,村下压煤2与煤3两层煤,煤层平均厚度分别为2.2m和4.5m,平均埋深580m,压煤储量为182万吨.考虑到矿井开拓部署和接续安排,研究确定大兴矿业有限责任公司福兴村下压煤合理开采技术方法,是大兴矿业有限责任公司近期经营决策的重大问题,也是不容回避的重大技术问题. 大兴矿业有限责任公司自2002年试生产以来,为了掌握煤2开采引起的地表沉陷规律,探求村庄下煤柱安全开采措施,开展了2201工作面地表岩移观测工作.由于地质构造的影响,2201工作面分成了两个块段,形成条采面,该面地表岩移观测数据为大兴矿业有限责任公司村下开采设计提供了宝贵数据. 设计目标为:在优先考虑节省煤炭资源,提高矿井资源回收率的前提下,并综合技术和经济效益等因素,进行多种可行的开采设计方案计算分析,最终提出一种效益明显、技术上可行、企业可操作、安全可靠的压煤村庄村下开采方案. 大兴矿业有限责任公司压煤村庄村下煤2平均厚度为2.2m,故单纯条带开采煤2(回收率50%)是可行的.而煤3平均厚度为4.5m,在条带开采煤2后再安全开采煤3(限厚),对资源浪费是非常严重的,特别是压煤村庄村下压煤占大兴矿业有限责任公司可采储量的1/10,本着节省煤炭资源的设计目标,对 单独条带开采煤2 及 煤2与煤3(限厚)联合条带开采 与 搬迁后全采 三种开采方案进行了计算分析,并综合技术和经济效益等因素,最终提出大兴矿优先考虑采用 搬迁后全采 的开采方案,彻底解放压煤村庄村下182万吨压煤储量. 对 搬迁后全采 开采方案,用可靠的随机介质理论,进行了地表移动与变形值预计,并用surfer软件绘制了各种移动与变形值图件,并进行了经济效益分析,计算表明:压煤村庄搬迁后村下煤柱全采方案经济效益十分明显,可实现利润是条带开采煤2的6倍,另搬迁后全采比条带开采煤2可延长6年矿井服务年限,并进行了新村址选择与村庄搬迁方案合理性分析. 经大兴矿业有限责任公司和山东科技大学地科学院的共同工作,依据原煤炭工业部颁布的《建筑物、铁路、水体及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》,完成了压煤村庄村下压煤开采煤可行性研究工作.在项目进行过程中,泉兴矿业集团公司与大兴矿业有限责任公司各级领导给予了大力的支持与帮助,并多次与研究单位商讨开采方案,提供了各种研究资料,山东科技大学科研处及地科学院的领导提供了很多的方便,在此表示感谢.

第一节 井田概况

一、地理位置与交通条件 大兴矿业有限责任公司位于枣庄市峄城区曹庄乡境内,是韩台煤田曹庄勘探区的一部分.矿井地处鲁、苏、皖三省交界,西距微山湖约10km,距京沪线韩庄火车站8km,南距韩庄运河0.3km.

104、206国道及京福高速公路和京沪高速铁路从井田内穿境而过,形成了铁路、公路和水运四通八达的交通运输网络. 优越的地理位置和交通运输网的广布,为矿井基本建设和原煤外运提供了得天独厚的便利条件.

二、地貌水系 本区地形较为平坦,地势南低北高、东低西高,地面标高+33.77~ +34.3m,属冲积平原区. 地表水系发育,井田西部最大的的地表水体是微山湖,它直接补给本区南部韩庄运河和北部的胜利渠.韩庄运河经改造后河宽200m,胜利渠为人工挖掘,宽60m;

东部有周营大沙河,西部有一支沟.除韩庄运河常年有水外,胜利渠、周营大沙河及一支沟均为季节性河流.历年最高水位为+35.00m.

三、毗邻矿井概况 矿区内现有生产矿井三对,即西南部的张子山煤矿、利国煤矿以及福兴煤矿.

第二节 压煤村庄煤柱地质采矿条件

一、地层 本井田为隐蔽式煤田,含煤地层为石炭、二迭系,煤系地层总体倾向北西,倾角11 ~38,平均倾角25左右,为一南缓北陡、西缓东陡的缓倾斜~倾斜煤系地层. 自上而下地层特征如下: 第四系:由黄色耕植土,棕黄色砂质粘土、姜结石及底部砂砾或灰色粘土组成,平均厚度13.5m,最大厚度33.3m.其中姜结石局部厚度达7m左右,并有粘土充填其中.该地层总体呈中南部最厚、象四周变薄的分布趋势. 第三系:有铁锈红色厚土砾岩、砂泥岩和砂岩组成,呈角度不整合覆盖于二迭系地层之上.随煤层深部加厚,由井田中部尖灭,预计在井田以北大面积存在,最大厚度达300m以上. 二迭系:上二迭系石盒子组上段主要由绿灰色粉砂岩、细砂岩、灰白色中砂岩及少量粗砂岩组成;

下段多由杂色泥岩、砂岩及柴煤组成,上下两段最大残厚约为530m.下二迭山西组有深灰色泥岩、灰白色中细粒砂岩、砂泥岩和煤

2、煤3受火成岩侵入影响,局部变成天然焦. 石炭系:分上石炭太原组和中石炭本溪组.太原组有灰色泥质岩、细砂岩、中砂岩和石灰岩组成,含薄煤8层,局部可采有

14、

16、17三煤层;

该组厚度为170m.本溪组主要有泥岩、砂岩、粘土岩、G层铝土及石灰岩组成,厚约45m,与下伏奥陶系呈假整合接触. 奥陶系:以石灰岩为主,厚约800m,假整合与寒武系之上.

二、煤层 大兴井田面积为8.14km2,主采区面积仅有1.8 km2.在主采区内煤

2、煤3开采深度-350~-800m,平均采深-600m,东南部浅处煤层倾角较缓,在19~230;

北部深处煤层倾角变陡,为27~380,井底车场所在处煤层倾角200左右. 主采区煤2厚度在1.37~4.78m,平均厚度2.46m,煤3厚度2.87~6.82m,平均厚度4.57m;

煤

2、煤3层间距10.40~29.82 m,平均层间距15.04m,属结构简单和比较稳定的中厚~厚煤层.

三、结构 大兴井田为一走向北东,倾向北西的单斜构造,主要构造形式有褶曲、断层和岩浆岩侵入. 褶曲:区内褶曲较为平缓,仅主采区中部的煤层底板略有起伏,次级褶区只在浅部有所展布. 断层:本井田大小断层共有12条,物探资料解释断点27个.其中正断层11条、逆断层1条;

属查明断层3条,基本查明断层7条,推断断层2条. 岩浆岩:从井田西南部侵入本区的岩浆岩,通过钻探和两次物探,共圈定了三片煤层变焦区或煤焦混合体块.其中井田西南侵入区控制程度较为严密,北部煤2两个区段相对较差. 本井田构造复杂程度为二类二型.

四、煤质 井田内

2、3层煤均为低灰、高发热量、低硫、特低磷.煤2为煤气、1/2中粘煤和弱粘煤,煤3为1/3焦煤、1/2中粘煤和弱粘煤.

五、水文地质 根据精查地质报告、井筒检查孔资料和毗邻矿井生产的实际情况,对矿井正常涌水量和最大涌水量重新进行了计算.开采煤

2、煤3有直接影响的主要含水为上覆二迭系三个主要砂岩含水层段;

间接影响的主要含水层为下距3煤约40m左右的第五石灰岩含水层和井田东边........