平煤四矿简介.docx

第一章 矿区概述及井田地质特征
第一节 矿区概述
一、 地理位置与交通
1地理位置
四矿位于河南平顶山矿区西部，平顶山市西北郊约5km，为平煤集团总公司的主干矿井之一。行政区划隶属平顶山市管辖，主井地理坐标东径113°13′26″，北纬33°47′03″。
图1 -1 四矿交通位置图
2 、范围
四矿主要开采己煤段煤层中的己15，己16-17煤层，现确定的边界如下：
北部：以-800m底板等高线为界。东部：与三矿相接，。南部止于各煤层露头风氧化带。西部：与十一矿毗邻。
3、交通条件
井田东部和西部分别有京广、焦枝两条铁路干线穿过；东南距孟（庙）宝（丰）铁路线上的平顶山火车站9km，该站向东70km与京广铁路孟庙火车站相接；向西与宝丰火车站约28km与焦枝线相接。矿区专用铁路通过矿口与国铁接轨。公路四通八达，向北经襄城可分别至许昌、禹县、新郑、郑州；向北西经郟县至临汝、洛阳；往西经宝丰至鲁山，向南可通往叶县、舞阳、南阳等地，交通极为便利。见交通位置图
二、 自然环境
1、地形地貌
平顶山煤田地处汝河以南、沙河以北的低山丘陵地带。北部主要由二迭纪平顶山砂岩组成的低山，自西向东有红石山、龙山、擂鼓台、落凫山、平顶山、马棚山等，为地表分水岭，最高点擂鼓台标高+505.60m，龙山+464.37m；南部主要由震旦纪片岩和片麻岩及寒武纪灰岩组成走向西北的丘陵山地，有蝎子山、芦山和九里山，海拔+150～158m。井田位于低山丘陵的槽形谷地之间，为一北高南低的倾斜平原。标高+90～130m。

2河流
沙河位于井田外南部，流向东南，属淮河水系，河床宽阔坡度平缓，最大流量3300m3/s；旱季流量为0.8m3/s。西南部的白龟山水库为本区最大的地表蓄水体，库容量为3.21亿m3；南部湛河呈东西向从井田南部煤层露头带经过。红旗渠自井营经九矿流入井田，为一农田灌溉水渠，此外井田内发育有多条南北向季节性冲沟，雨后洪水汇入湛河向东排泄。
3 矿区气候条件
本区属大陆性半干旱气候，夏季炎热，冬季寒冷，四季分明。最高气温42.6℃(1996年7月19日)，最低气温-18.8℃（1955年1月3日），历年平均气温14.9℃，冰冻期一般为11月到次年3月。年最大降雨量1323.6mm（1964），年最小降雨量373.9mm（1966），年平均降雨量742.6mm，月最大降雨量366mm（1971年6月），雨季多集中在七、八、九月份，约占年降雨量的50%。年最大蒸发量2823.6mm（1959），年最小蒸发量1490.5mm（1964），月最大蒸发量408mm（1959年7月），月最小蒸发量40.7mm（1957年1月）。
平均绝对湿度13.5mm，平均相对湿度67%，最大冻土深度14mm（1977年1月30日）。
冬季多北风和西北风，最大风速24m/s，平均风速2.8m/s。
4水源电源
井田内第三、第四系含水量相对比较丰富，可作为矿井供水水源。平顶山各矿工业及生活用水主要以白龟山水库和沙河古河床为取水水源。但由于水量有限，先后在二矿、五矿和七矿建立水厂，对矿坑排水进行资源化处理，取得了良好的经济效益和社会效益。目前，三个矿共计理水量达5万m3/h，经化验符合饮用水标准。
五矿目前以本矿矿井排水为供水水源，主要来源于寒武纪、石炭纪灰岩裂隙岩溶含水层，取水量800～1500m3/h，日净化水量1.1～1.5万t/d。水质类型为HC03-CaMg型，经处理后各项指标均符合工业及生活用水国家标准。除供本矿工业及生活用水之外，部分供六矿用水，并将为九矿电厂提供用水。目前，供水水仓容量8500m3，二期改造后可达15000m3。
矿区内现有平顶山电厂，装机容量1.5万kW，供本区工农业用电。
矿区里有五矿变电所，永久电源由平顶山220kV变电站供给。

第二节 井田地质特征
一、井田地形及煤系地层概述
区内老地层在湛河以南，含煤地层在湛河以北的沟谷中有零星出露。低山丘陵主要由二叠系石千蜂组砂岩和平顶山砂岩组成。其余均为第四系覆盖，露头稀少。根据1：5000的地质填图和钻探工程揭露，地层从老到新主要为：寒武系、石炭系、二叠系、第三系和第四系。
二、含煤地层
井田内含煤地层为石炭系太原组、二叠系山西组，下石盒子组和上石盒子组。含煤地层厚556-1090m，平均为796m，含煤21～56层，其中有可采和局部煤层。根据岩性分为八个煤段，可采煤层以己煤段为主要煤层，并且此次设计开采己煤段(见图3-1)。现将含煤地层自老到新叙述如下：

图1－2 含煤地层柱状图
三、井田地质构造
平顶山煤田处于秦岭纬向构造带的东延部分，淮阳山宇型构造的西翼反射弧顶部，由于受纬向构造带和淮阳山宇型的双重控制和影响，形成了少许轴向NW的复式褶皱，并发育以NW向为主的张扭性和压扭性断裂，伴有少量NE向张扭性断裂构造。向斜周缘由NW和NE向的高角度正断层切割，构成煤田的自然边界。同时，使煤田成为四周断陷盘地烘托的隆起断块。断块内构造仍以断层为主，褶皱为辅。
境内的锅底山断层，F1，F3和F6为正段断层；F2，F4，F5断层为逆断层；另外在井田内还有一些小断层，落差都是几米。
井田构造属于中等类型。
四、矿井涌水量
地质报告中预计矿井涌水量：正常500-5503/h
最大680m3/h

第三节 井田煤层特征
一、煤层埋藏条件及围岩性质
本井田主要含煤地层为下二叠统山西组的己组煤。主要可采煤层为二己15，己16-17煤层
本组为含煤地层的己煤段，顶界位于砂锅窑砂岩的底界面，与下伏地层呈整合接触。
由灰～深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩和煤层组成。含煤4～5层，其中己15煤层和16－17煤层为全区主要可采煤层。底部砂岩有时相变为砂质泥岩，可作为辅助标志层(K3)；中下部的大占砂岩为细～中粒长石石英砂岩。厚0.8～28m，平均厚8m，层面上富集有大小不等的白云母片，具大型板状交错层理。其岩性和层位均较稳定，是区域性的良好标志层(K4)；顶部泥岩具鲕状结构，含有褐紫色斑块，俗称小紫泥岩。本组厚53～98m，平均75m。主要化石有：
Lingula sp． (舌形贝，未定种)，
Sphenophyllum thonii (畸楔叶)，
Lobatannularia sinensis (中国瓣轮叶)，
Cladophlebis manchurica (东北枝脉蕨)，
Gigantonoclea lagrelii (波缘单网羊齿)，
Emplectopteris triangularis (三角织羊齿)。
根据丰富的动植物化石和其他沉积特征，本组以潮坪和三角洲平原沉积为主。
具体平煤五矿可采煤层特征见表1-1。
表1-1 可采煤层特征一览表
时代
煤段
名称
煤层编号
煤厚(m)
平均
傾角°
围岩
性质
稳定程度
煤层结构
煤层间距

顶板
底板

P11
己
煤
段
己15
0.81-9.5
12
泥岩
中粒砂岩
稳定
简单

20m

10.0
己16-17
0.91-9.56
12

泥岩细砂岩
砂质泥岩
稳定
简单
10.1
二、煤层特征
1己15煤层
位于山西组下部，上距砂锅窑砂岩(K5)39～81m，平均60m。时有炭质泥岩伪顶，直接顶为泥岩或砂质泥岩，厚5～10m，老顶为中粒砂岩，厚10～20m；伪顶为炭质泥岩，底板即己16-17煤层之顶板。
己15煤层厚0.81～5.33，平均3m。煤呈块状、鳞片状、粒状，煤层结构简单，区内未见夹矸。在井田范围内，从东向西煤层厚度变簿，稳定煤层。
2 己16-17煤层
位于山西组下部，上距砂锅窑砂岩(K5)46～99m，平均70m，距己15煤层20m,有厚约0.2～0.5m的炭质泥岩伪顶，直接顶板为厚约10m的泥岩和细砂岩互层，老顶为5～8m的细～中粒砂岩；底板为厚4.8～10m的泥岩或砂质泥岩，致密坚硬。
己16－17煤层厚0.90—10.01平均10m。煤多呈块状、粒状、间或有鳞片状，易碎为粉末。矸，多数为一层，属结构简单型煤层。
井田内大部地段己16-17煤层为合层，仅局部地段，如43、44线之间，43－2孔以南，向西到23071切眼400m处，进入回风巷44-10孔附近，分叉为二层，夹矸厚度0.4～2.12m，平均1.05m。
据钻孔及井下揭露资料可知，己16－17煤层厚度一般较稳定,属全区较稳定可采煤层。
三、煤的物理性质
1、（1）己15煤层：
黑色，玻璃光泽，条带状结构，局部为线理状、透镜状或鳞片状结构。层状构造。硬度1～2。
（2）己16－17煤层：
黑色，玻璃光泽，多具条带状结构，层状构造，结构疏松，易成粉末。平坦状或参差状断口，硬度1～2。平均容重1.46 t/m3，据筛分试验结果，粉煤多达75％以上。原煤静止角为39.5º，摩擦角为31.4º，散煤容重为0.75t/m3。
2、煤的工业分析
煤的工业分析表1-2
煤层名称
水分M(%)
灰分A(%)
挥发分V(%)
含油量
P(%)
含硫S
(%)
胶质层厚Y(m)
发热量（MJ/kg）
备注
己15
0.92
13.57
32.45
8．37
0.48
28.07
34.54

己16-17
0.99
16.27
30.45
5．93
0.41
25.99
33.85

3、瓦斯、煤尘及自燃
①瓦斯：井田内瓦斯含量不高相对瓦斯涌出量为4.6 M3/吨。确定设计按低瓦斯矿井考虑。
②煤尘：经鉴定，一般无煤尘爆炸危险。设计按无煤尘爆炸危险考虑。
③自燃自燃发火期为6个月。
四、矿井工作制度
矿井工作日为30 0天，日工作班数为4班，其中三班生产，一班检修，每天净提升时间为14小时。
五、矿井设计生能力
经过矿井的建设， 矿井的主要生产环节已经形成，矿井设计产量在0.9M/t左右，
对于技术改造后的矿井规模，实际认为1.16M/t比较合适。主要理由如下：
1、矿井储量是决定矿井生产能力的关键，本矿井—800水平以上保有地质储量约107.78Mt，可采储量62.60Mt,生产能力为1.5Mt/a, 矿井的服务年限为32.1年。对于技术改造后的矿井，该矿井服务年限符合要求。
2、矿井的构造因素：矿井走向长2000,倾向长1000m,其中南部有1.0km 深处于五条断层之间，北部有0.6km在3条断层之间，煤层被切割成大小不等的块段，不能布置综合机械化工作面。
3．矿井的开采技术条件：本矿井为高瓦斯矿井，瓦斯相对涌出量1.3M3/t。
第四节 矿井开拓、采区布置及工作面装备
一、矿井开拓
矿井开拓方式为立井开拓，工业广场布置有一对立井。矿井共分三个水平，水平标高分别为-68m,-291m,-550m。-291m,-550m水平采用暗井延伸（并作为采区下山、每水平布置有胶带输送机，轨道和进回下山各一条）。矿井的通风方式为分区对角式。
矿井共有五个井筒，分别主立井、副立井、南翼斜风井、南翼回风立井和北翼回风立井。主立井净直径5m,井深291m，承担煤炭提升任务，副立井净直径6m，井深256m，承担辅助提升任务，南翼斜风井斜长273m，断面9.4m3,承担安全出口任务，南翼回风立井净直径4.5m，井深491m,承担南翼采区回风，北翼回风立井净直径6m,井深314.1m,承担北翼采区回风。
矿井-69m水平已经开采完，目前生产主要集中在-291m水平。
三矿为高瓦斯矿井，通风方式为中央对角式，核定通风能力为1.508Mt/a,主井、副井通风，南北翼风井回风。随着矿井开采的延深，辅助运输路线增长，加上一些主要巷道损坏严重通风风阻较大。
二、采区布置
目前开采采区为30采区和31采区，30采区进风下山，独立会风下山，三水平胶带运输机下山、三水平行人下山和三水平排水泵房，中央变电所，水仓的硐室已施工，北大巷也已经开拓1000 余米，尚有1200米没有施工，31采区目前已经开采一个区段。矿井采煤方法为走向长壁后退式一次采全高放顶煤开采，全部跨落法管理顶板，目前矿井有四个工作面生产，其中两个为综采放顶煤工作面，两个为炮采放顶煤工作面。
三、工作面装备
综采工作面设备选用MG200-W型可调双滚筒采煤机，2F2000/16/242D型放顶煤液压支架，SGD-630/220型刮板运输机。工作面实际生产能力在0.3-0.5Mt/a左右。矿井共有十个掘进工作面，其中岩巷掘进工作面五个，煤巷掘进工作面五个。
煤巷掘进工作面配备煤电钻、刮板输送机、胶带输送机、局部通风机、污水泵的设备。
岩巷掘进工作面配备YF24风动凿岩机，5t蓄电池电机车、调度绞车、锚喷设备等。
第五节 井下运输
井下煤炭运输采用胶带运输机运输，二水平主皮带型号为DX-1000，铺设斜长为1375m，坡度170。胶带采用ST-3150型，带宽1m带速2.4m/s，电机功率为2*380kw，控制柜为KYGG-6型。
大巷辅助运输采用8t蓄电池牵引900mm轨距2t固定矿车。
第六节 提升、通风、排水设备
一、提升设备
提升系统主要负担原煤的正常运输。装备2JK-4/20型双滚筒提升机，电动机型号为JRZ800-12, 功率800kw（一台），电控设备型号为TKD-A2-89系列。提升容器JQZ-8性标准箕斗（2个），一次提升为8t，核定提升能力为1.5275Mt/a。
提升系统主要负担矿井上下人员、设备和材料。装备2JK-3/20A型双滚筒提升机，电动机型号为JRQ158-8，功率为380kw(1台)，电控设备型号为TKD-A-1系列。提升容器为2t单层单车罐笼，核定提升能力为1.544 Mt/a。
二、通风设备
通风方式为中央对角式，核定通风能力为1.508 Mt/a。主井、副井进风，南、北翼风井回风。目前北翼风机静压3780Pa，装备2台，2K60-4NO-24型风机。南翼风机静压3953Pa，装备2台G4-73- NO-280型风机。
三、排水设备
矿井井下排水采用混合排水方式，一水平(-68m)泵房直接排到地面，三水平（-550m）泵房排至二水平（-291m）泵房，由二水平泵房排至井上。
1、一水平中央泵房（标高-68m）
泵房内装备五台MD280-43*8型水泵，配备JSQK148-4型电机，功率为440kw,水仓容重为2000M3，排水能力为560 M3/h,
2、二水平中央泵房（标高为-291m）
泵房内安装三台D450-60*9型水泵，配备JSQ1512-4型电机，功率为1050kw，水仓容重为3480 M3，排水能力为900 M3/h。
3、三水平中央泵房（标高-550m）
泵房装备四台D450-60*5型水泵，配备JSQ158-4型电机，为680kw,水仓容重为3358 M3，排水能力为900 M3/h