资源描述
榆树岭煤矿煤层气抽采利用
规模化建设方案
新疆库车县科兴煤炭实业有限责任公司
2009年5月
1、煤矿区煤层气抽采利用形势
1.1 煤炭开发形势
1.1.1煤炭开发现状
一、 煤炭赋存情况
本区含煤地层为下侏罗统塔里奇克组(J1t),地层厚度为340~355m,含煤8~11层,自上而下编号为下1~下12。其中下5、下7、下8、下10及下12为主要可采煤层。下5煤层露头在本区内均已火烧,其余各煤层多为局部可采和不可采煤层,本次工作所控制煤层总厚度最大为28.67m,其含煤系数为8.19%。
㈠、煤层倾角:本矿井煤层倾角10°左右,属缓倾斜煤层,井田周边境界清楚,设计井田境界煤柱按20m留设。
㈡、埋深:含煤地层为下侏罗统塔里奇克组(J1t),地层厚度为340~355米,含煤8~11层,自上而下编号为下1~下12。其中下5、下7及下8、下10、下12为主要可采煤层,也是本层工作的重点煤层。下5煤层露头区内均已火烧,其余各煤层多为局部可采和不可采煤层,本次工作所控制煤层总厚度最大为28.67米,其含煤系数为8.19%。
二、煤质
(一)、物理性质
本区各煤层物理性质基本相同,均为黑色,碎块及粉末状,性脆,沥青光泽,参差状~阶梯状及贝壳状断口,比重大,条带状及均一状结构,节理及内生裂隙发育,宏观煤岩类型主要以半亮型及半暗型煤为主。
本区各煤层显微煤岩组成,均以有机显微组份的镜质组份为主,惰质组份次之。
变质阶段:各煤层的变质阶段均为0~Ⅰ。
显微煤岩类型:区内各煤层的煤岩类型均为亮暗煤~暗亮煤型。
(二)煤的化学性质和工艺性能
据本次采样化验分析,本区各主要可采煤层其化学性质如下:
1、化学性质
(1)工业分析
下5煤层:其原煤空气干燥基水份M.ad含量较稳定,一般在0.92%~1.18%之间,平均为1.03%,精煤空气干燥基水份M.ad为0.96%~1.55%,平均为1.26%;原煤干基灰份A.d为4.38~21.15%,平均9.67%,精煤干基灰份A.d产率为2.76~9.71%,平均5.13%;原煤可燃基挥发份产率V.daf为35.82~40.51%,平均38.36%,精煤可燃基挥发份产率V.daf为34.46~39.93%,平均37.15%。
下7煤层:其原煤空气干燥基水份M.ad一般在0.62%~1.20%之间,平均为0.80%,精煤空气干燥基水份M.ad为0.80%~1.34%,平均为1.04%;原煤干基灰份A.d产率为5.24~33.63%,平均22.87%,精煤干基灰份产率A.d为3.12~10.57%之间,平均7.35%;原煤可燃基挥发份产率V.daf为34.96~40.45%,平均38.92%,精煤可燃基挥发份产率V.daf为33.45~39.36%,平均37.58%。
下8煤层:其原煤空气干燥基水份M.ad一般在0.72%~0.79%之间,平均为0.73%,精煤空气干燥基水份M.ad为0.80%~1.04%,平均为0.91%;原煤干基灰份A.d产率在21.06~26.88%之间,平均23.26%,精煤干基灰份产率A.d平均5.21%;原煤可燃基挥发份产率V.daf为37.40~41.93%,平均39.19%,精煤可燃基挥发份产率V.daf平均为38.10%。
下10煤层:原煤空气干燥基水份M.ad在0.72%~1.32%之间,平均为0.87%,精煤空气干燥基水份M.ad为0.43%~1.61%,平均为1.01%;原煤干基灰份A.d产率在6.02~23.55%之间,平均12.50%;精煤干基灰份产率A.d在1.76~7.06%之间,平均3.53%;原煤可燃基挥发份产率V.daf为36.72~42.36%,平均39.52%,精煤可燃基挥发份产率V.daf为34.92~38.73%,平均为37.23%。
下12煤层:原煤空气干燥基水份M.ad在0.70%~0.92%之间,平均为0.81%,精煤空气干燥基水份M.ad为0.79%~1.18%,平均为1.02%;原煤干基灰份A.d产率在10.17~19.22%之间,平均15.44%;精煤干基灰份产率A.d在2.42~7.95%之间,平均4.58%;原煤可燃基挥发份产率V.daf为32.10~44.01%,平均38.34%,精煤可燃基挥发份产率V.daf为31.36~38.49%,平均为36.42%。
各煤层煤质主要指标见表1-2-2。
各煤层煤质主要指标成果表
表1-2-2
煤层
编号
原 煤 分 析
精 煤 分 析
M.ad
(%)
A.d
(%)
V.daf
(%)
M.ad
(%)
A.d
(%)
V.daf
(%)
下5
下7
下8
下10
下12
注:该平均值为加权平均值
(2)元素分析:各煤层元素含量均以炭元素干燥基C.daf含量为主,均在80%以上,氧加硫元素干燥基(O+S).daf含量次之,多在10%左右。氢元素H.daf含量变化范围在5%左右,氮元素N.daf含量均在1.5%以下。各可采煤层元素分析见表1-2-3。
各可采煤层元素分析成果表
表1-2-3
煤层
编号
元 素 分 析
C:H
C.daf
(%)
H.daf
(%)
N.daf
(%)
(O+S).daf
(%)
下5
16.0
下7
15.0
下8
16.2
下10
15.7
下12
16.0
(3)煤中的有害元素
各煤层的有害元素中干基全硫含量较低,在0.10%~0.66%之间,其它各有害元素,磷、氯、砷含量也较低,氟含量虽变化范围较大,在14~93ug/g之间,但达不到对环境产生危害的指标值,可满足各部门对煤中有害元素的要求标准。各可采煤层有害元素见表1-2-4。
各可采煤层有害元素汇总表
表1-2-4
煤层
编号
全硫St.d(%)
磷P.d
(%)
氟F.ad
(%)
氯CL.d
(%)
砷As.ad
(ug/g)
原煤
精煤
下5
1
下7
下8
下10
下12
2、煤的工艺性能
(1)发热量
据采样资料,本区各煤层发热量较高,原煤干基弹筒发热量均在25MJ/Kg以上,最高可达33.43MJ/Kg,属中等~高发热量煤。各煤层发热量见表1-2-5。
各煤层发热量成果表(两极值/平均值)
表1-2-5
煤层
编号
原 煤 分 析
精煤分析
Qb.d(MJ/Kg)
Qb.daf(MJ/Kg)
Qb.daf(MJ/Kg)
下5
下7
下8
下10
下12
(2)煤的粘结性
本区主要可采煤层中下5煤层粘结指数变化较大,从最小为8到最大为95,下7、下8、下10、下12煤层粘结指数较稳定,多90左右。各煤层焦渣及粘结性见表1-2-6。
各煤层焦渣特征及粘结性成果表(两极值/平均值)
表1-2-6
煤层
编号
焦 渣 特 征
粘结
指数
胶质层
原煤
精煤
Y(mm)
X(mm)
曲线型
下5
3~7
4~8
8~95
平滑下降~之字~波型
下7
3~7
5~7
53~96
之字~波型
下8
5~7
7~8
73~99
之字~波型
下10
6~7
7~8
90~101
之字~波型
下12
4~7
4~8
39~101
之字
由以上结果可知:本区可采煤层下5、下7煤层为弱粘结~中强粘结煤;其它则均为中强粘结性。
(3)煤灰成份及灰熔融性
各可采煤层灰成份含量不稳定,上部下5煤层以CaO含量为主,SiO2含量次之;下7、下8煤层则以SiO2含量为主,AL2O3含量次之;下10煤层以SiO2含量为主,Fe2O3和CaO含量次之;下12煤层以SiO2含量为主,AL2O3、Fe2O3和CaO含量次之,AL2O3含量稍高于Fe2O3和CaO含量。
各可采煤层灰成份及灰熔融性见表1-2-7。
煤层灰成份及灰熔融性成果表(两级值/平均值)
表1-2-7
煤层
编号
灰成份测定
灰熔融性
SiO2
Fe2O3
Al2O3
CaO
MgO
SO3
TiO2
ST℃
下5
6.24~39.61
23.65
12.56~21.56
17.04
3.26~10.98
7.80
22.58~58.20
37.79
3.15~5.80
4.40
0.79~6.06
3.29
0.20~1.17
0.69
1210~1400
1335
下7
29.85~71.81
62.21
4.86~15.58
6.73
10.07~17.23
15.40
2.02~28.52
7.31
1.00~3.72
2.18
1.18~4.56
2.06
0.76~1.30
1.01
1200~>1400
1319
下8
43.89~54.89
49.68
7.88~18.90
13.10
13.64~18.44
16.17
9.62~12.51
10.99
1.92~2.86
2.37
2.20~6.06
4.03
1.09~1.24
1.17
1283~1320
1283
下10
19.59~69.55
43.89
6.41~32.84
19.78
8.23~15.38
11.40
2.89~30.30
14.52
1.39~5.61
3.18
1.45~5.37
3.31
0.49~1.30
0.79
1160~1350
1257
下12
17.88~69.26
53.99
4.80~28.64
11.90
6.54~17.10
13.74
2.47~34.06
11.59
1.02~3.99
2.36
0.76~3.00
1.82
0.14~1.30
0.96
1220~>1400
1326
综上所述,煤的灰成份除下5煤层与下部各煤层有差异外,其余各可采煤层均以SiO2含量为主,其它各成份的含量,不同煤层略有差异。
各可采煤层灰熔融性均为低~高熔灰份。
(三)煤质及其工业用途
根据以上分析可知,本区各主要可采煤层煤质特征如下:
下5煤层为特低灰~低灰、特低硫、特低磷、高挥发份、中高~高热量、低熔~高熔灰份、低水份,具弱粘结~中强粘结性,良等可选的煤,煤类为32弱粘煤为主,45号气煤(RN、QM)次之,局部分布。
下7煤层为中灰~富灰、特低硫、特低磷、低水份、高挥发份、中等~中高发热量、低熔灰~高熔灰份,具弱粘结~中强粘结性,良等可选的煤层,煤类为45号气煤(QM)。
下8煤层为中灰、特低硫、特低磷、低水份、高挥发份、中等~中高发热量、具中强粘结性、高熔灰份、良等可选的煤层,煤类为35~45号气煤和1/3焦煤(1/3JM)。
下10煤层为特低灰~中灰、特低硫、特低磷、低水份、高挥发份、高发热量、具中强粘结性、属低熔~高熔灰份、优等可选的煤层、煤类为35~45号气煤和1/3焦煤(1/3JM)。
下12煤层为低灰~中灰、特低硫、特低磷、低水份、高挥发份、高发热量、具中强粘结性、属低熔-高熔灰份、良等可选的煤层、煤类为45号气煤和1/3焦煤(1/3JM)。
由上述可知:本区下5煤为良好的工业动力用煤或民用煤,下7~下12煤层可作为炼焦用煤及配煤。
三、地质储量
根据该矿井详查地质报告评审意见书(新国土资储评[2004]120号文)的批复,矿区内下5、下7、下8、下10、下12煤层经估算共获得332+333资源量6654.0万t,其中332资源量2018.0万t,333资源量为4636.0万t。另有火烧区保安煤柱81.0万t。矿界范围内分煤层、分水平资源量计算见表2-1-1。
以上储量计算范围是以批准的4个拐点坐标连线的垂直投影线为边界进行计算的,其深部境界至+1350m标高。此次设计根据自治区国土资源厅下发的《划定矿区范围批复》,对深部开采境界提高至+1500m水平时的矿井资源量进行了计算,其结果为:332资源量1707.84万t,333资源量3449.41万t,332+333资源量计5157.25万t。矿界范围内+1500m以上分水平资源量计算结果见表2-1-2。
分煤层、分水平资源量汇总表
表2-1-1 单位:万t
煤层编号
水 平
(m)
资源量
火区
保安煤柱
备注
332
333
332+333
下5
+1600m以上
406.47
466.82
873.29
80.86
+1600~+1500m
88.66
1114.91
1203.57
+1500m以下
小计
495.13
1581.73
2076.86
80.86
下7
+1600m以上
243.97
326.32
570.29
+1600~+1500m
162.97
263.06
426.03
+1500m以下
73.92
73.92
小计
406.94
663.30
1070.24
下8
+1600m以上
14.01
68.81
82.82
+1600~+1500m
37.17
95.79
132.96
+1500m以下
62.45
62.45
小计
51.18
227.05
278.23
下10
+1600m以上
469.55
469.55
+1600~+1500m
632.38
348.55
980.93
+1500m以下
225.98
748.81
974.79
小计
858.36
1566.91
2425.27
下12
+1600m以上
86.38
86.38
+1600~+1500m
122.21
209.22
331.43
+1500m以下
84.77
301.56
386.33
小计
206.98
597.16
804.14
合计
+1600m以上
664.45
1417.88
2082.33
80.86
+1600~+1500m
1043.39
2031.53
3074.92
+1500m以下
310.75
1186.74
1497.49
小计
2018.59
4636.15
6654.74
80.86
+1500m以上分水平资源量汇总表
表2-1-2 单位:万t
水 平
(m)
资源量
火区
保安煤柱
备注
332
333
332+333
+1600m以上
664.45
1417.88
2082.33
80.86
+1600~+1500m
1043.39
2031.53
3074.92
计
1707.84
3449.41
5157.25
80.86
由上述计算可知,当井田深部开采界限划至+1500m时,其矿井占用资源量很大,与矿井批准的生产规模不匹配,为此设计建议将井田深部开采界限调整至+1600m水平。矿界范围内+1600m水平以上各煤层资源量计算见表2-1-3。
+1600m以上分煤层资源量汇总表
表2-1-3 单位:万t
煤层编号
资源量
火区
保安煤柱
备注
332
333
332+333
下5
406.47
466.82
873.29
80.86
下7
243.97
326.32
570.29
下8
14.01
68.81
82.82
下10
469.55
469.55
下12
86.38
86.38
计
664.45
1417.88
2082.33
80.86
四、井田可采储量
(一)煤柱留设
1、井筒及工业场地煤柱
本矿井工业场地煤柱留设按工业场地周边建筑物保护等级Ⅱ级确定维护带宽度,其维护带宽度为15m,,并按岩层移动角70°用垂线法进行计算。
本井田采用斜井开拓,井筒煤柱留设按井筒两侧留设30m宽维护带。并按岩层移动角70°用垂线法进行计算。
由于斜井井筒上部煤柱与工业场地部分煤柱重合,设计将井筒与工业场地煤柱合并计算。其煤柱量合计为164.1万t。
2、井田境界煤柱
本矿井煤层倾角10°左右,属缓倾斜煤层,井田周边境界清楚,设计井田境界煤柱按20m留设。
经计算,其煤柱量合计为64.0万t。
3、火烧区煤柱
本井田内火烧区位于下5煤层露头处,火烧区裂隙及孔隙发育,含水丰富,且导水能力特强,具备良好的导水通道和储存空间,区内破碎的烧变岩稳定性极差。现该矿井详查地质报告以下5煤层火烧底界外推50m斜距留作保安煤柱,其煤柱留设宽度满足要求。而火烧区下部煤层防水煤柱留设应根据计算的防水安全煤岩柱高度留设。
(1)当火烧区下开采下7煤层时,火烧区下部下7煤层可采厚度3.5m,但由于该煤层中间夹矸较厚(0.4~1.3m),需分两层开采,根据本区煤层倾角9°~18°。岩石平均抗压强度在24~56MPa之间,其导水裂隙带高度计算为:
式中:H裂——导水裂隙带高度,m;
m——累计采厚,m;
n——分层层数。
从本矿井详查地质报告提供的各剖面图看,下5煤层火烧区底部距下7煤层法线间距为0~30m,小于导水裂隙带高度,故下7煤层在火烧区下不能开采。
(2)当火烧区下开采下8煤层时,火烧区下部下8煤层最大可采厚度0.98m,采用一次采全高,其导水裂隙带高度为:
防水安全煤岩柱的保护厚度根据“三下”开采规范选用公式为:
式中:H保——防水安全煤岩柱保护厚度,m;
——累计采厚;
n——煤层分层数。
经计算,下8煤层开采的防水安全煤岩柱高度为18.9+5.9=24.8m,而下8煤层在井田可采范围内距下5煤层火烧区底界法线间距为40~55m,大于防水安全煤岩柱高度,故下8煤层不需留设火烧区防水煤柱。
(3)当火烧区下开采下10煤层时,火烧区下部下10煤层最大可采厚度为7.0m,当采用放顶煤一次采全高时,其冒落带最大高度选用经验公式:HC=(2~4)M,求得冒落带最大高度为28m,而下10煤层距上部下8煤层法线距离为43.8~49.2m(平均46.4m),大于下10煤层开采冒落带高度,故下8、下10煤层应分别计算导水裂隙带高度。下10煤层开采时的导水裂隙带高度和保护层厚度计算如下:
防水安全煤岩柱高度为103.7+42.0=145.7m。
下10煤层距火烧区底界法线间距为95m~110m,如果采用一次采全高,其防水安全煤岩柱高度大于下10煤层与火烧区底界的法线距离。但为减少煤炭资源损失,设计建议对火烧区下部的下10煤层采用分层开采,当分二层开采时,其导水裂隙带高度和保护层厚度计算为:
防水安全煤岩柱高度为72.4+21=93.4m,小于下10煤层与火烧区底界的法线距离。故不需留设火烧区防水煤柱。
(4)当火烧区下开采下12煤层时,火烧区下部下12煤层最大可采厚度为2.4m,当采用一次采全高时,其冒落带最大高度选用经验公式:
HC=(2~4)M,求得冒落带最大高度为9.6m,小于下12煤层距上部下10煤层的法线距离(下12与下10两层煤的法线距离23.8~28.8m,平均26.6m),故下12煤层单独计算导水裂隙带高度。下12煤层开采时的导水裂隙带高度及保护层厚度计算如下:
防水安全煤岩柱高度为38.9+14.4=53.3m,小于下12煤层与火烧区底界的法线距离。故下12煤层亦不需留设火烧区防水煤柱。
综合以上计算,本矿井下5煤层火烧区煤柱按下5煤层火烧区底界向下留设50m斜长(其煤柱量已在地质报告中另行计算),下7煤层按下5煤层火烧区范围用垂线法以70°岩层移动角进行计算,其煤柱量为278.4万t。
4、大巷煤柱
为了保护水平大巷,在运输大巷和回风大巷两边各留30m煤柱。
经计算,各煤层大巷煤柱量为203.7万t。
5、采空区煤柱
本矿井井田范围内原东风煤矿主要开采下5煤层,最低开采深度至+1600m水平,走向开采范围东部至井田边界,西部至10号勘探线附近。矿井停产多年,采空区与火烧区已贯通,采空区积水大,为保证矿井安全生产,下5煤层沿采空区边界外推50m留设防水煤柱,下7煤层根据上述导水裂隙带高度计算,以下5煤层采空区防水煤柱边界按70°岩层移动角用垂线法进行计算。而下8、下10、下12煤层则不需留设采空区煤柱。
经计算,采空区煤柱量合计为177.9万t。
6、断层煤柱
本井田地质勘探中尚未发现断层存在,设计暂不留设断层煤柱。
(二)可采储量
本矿井下5、下7、下10煤层平均厚度分别为9.21m、3.58m、6.62m,均属厚煤层,设计采区回采率按75%计算;下8煤层平均厚度为0.95m,属薄煤层,设计采区回采率按85%计算;下12煤层平均厚度为2.20m,属中厚煤层,设计采区回采率按80%计算。经计算矿井可采储量为836.4万t。可采储量计算详见表2-1-4。
可采储量计算表(+1600以上)
表 2-1-4 单位:万t
煤层编号
地质储量
资源量332+333
永久煤柱损失
开采损失
可采储量
332
333
井筒及工场
火烧区
井田境界
大巷
采空区
小计
下5
406.47
466.82
873.29
68.3
—
12.8
73.8
37.4
192.3
170.2
510.8
下7
243.97
326.32
570.29
23.8
278.4
2.6
23.5
140.5
468.8
25.4
76.1
下8
14.01
68.81
82.82
9.8
—
4.3
9.2
—
28.2
8.2
46.4
下10
—
469.55
469.55
57.3
—
44.3
97.2
—
198.8
67.7
203.1
合计
664.45
1331.5
1995.95
164.1
278.4
64.0
203.7
177.9
888.1
271.5
836.4
2)煤炭开采情况
一. 矿井所有制
榆树岭煤矿矿井业主库车县科兴煤炭实业有限责任公司前身是国营企业,1999年10月18日实施股份制改造后,更名为“库车县科兴煤炭实业有限责任公司”,法人代表:徐峰林,注册资金: 5229.98万元,公司经营地址:新疆库车县民航路86号。公司自成立至今,从业人员近1200多人。
二、设计规模
榆树岭煤矿120万吨/年矿井是在榆树岭15万吨/年矿井项目的基础上整合扩新建的,2007年4月17日,库车县人民政府以库政发[2007]39号文出具了同意立项的文件,2007年4月20日,阿克苏地区行署以阿行署发[2007]51号文出具了同意立项的文件,自治区国土厅资源储量评审中心以新国土资储评[2007]501号文对榆树岭煤矿90万吨井田出具了评审意见。2007年我公司已委托中煤集团武汉设计院新疆分院编制榆树岭煤矿90万吨项目可研报告。2008年12月16日,自治区人民政府办公厅以新政办函[2008]302号文件同意将榆树岭煤矿120万吨/年矿井列入自治煤炭工业十一五发展规划。
三、矿区位置及范围:井田位于库车县县城以东15°方向55千米处的阿艾矿区榆树沟中段。行政区划属库车县阿格乡管辖。矿区中心地理坐标为:东经 83°08′03″;北纬 42°12′21″矿区由4个拐点坐标圈定,矿区面积:2.8052平方公里。开采深度:由1874米至1600米标高。
四、近五年产量:该矿井是整合扩建矿井,尚未生产。
五、主要可采煤层
区内各煤层赋存于下侏罗统塔里奇克组,地表浅部均已火烧,通过钻孔揭露资料分析,塔里奇克组上段(J1t3)在本区含煤3~4层,即下1、下2、下4、下5 。下5煤层为可采特厚煤层,其余煤层均为不可采煤层或局部可采煤层;中段含煤5~6层,即下6~下12煤,其中下6煤层有三个可采点,属局部可采煤层。本区主要可采煤层为下5、下7、下8、下10、下12五层,可采煤层平均总厚22.56m。
各可采煤层特征分述如下:
下5煤层:有5个钻孔及斜井控制,为全区可采煤层,煤层厚度为7.99~9.84m,平均厚9.21m。为一结构简单,层位稳定,全区发育的特厚稳定煤层。顶板岩性为粉、细砂岩及泥岩;底板岩性为粉砂岩。与下部下7煤层间距25.20~37.11m,平均30.03m。
下7煤层:有7个钻孔控制,全区发育,属稳定煤层。含1~4层夹矸,结构简单~复杂。具1~4个分层。煤层厚度3.20~5.29m,平均厚3.58m,夹矸厚度0.39~1.57m,平均0.94m,顶板岩性为细砂岩及炭质泥岩;底板岩性为炭质泥岩及粉砂岩。与下部下8煤层间距为20.85~23.27m,平均22.29m。
下8煤层:有5个钻孔控制。为全区较发育,结构简单的可采煤层,其中11-1孔则变为炭质泥岩,属较稳定煤层。煤层厚度0.79~1.10m,平均厚0.95m,煤层结构简单。顶板岩性为细砂岩及炭质泥岩;底板岩性细砂岩及粉砂岩。与下部下10煤层间距43.75~49.19m,平均46.42m。
下10煤层:有6个钻孔控制,也为一全区发育,厚度稳定,结构简单的特厚煤层,属稳定煤层。煤层厚度为6.14~7.17m,平均厚度6.62m,顶板岩性为粗砂、细砂、粉砂岩;底板岩性为粉砂岩。与下部煤层下12煤层间距23.82~28.82m,平均26.63m。
下12煤层:全区有5个钻孔控制。其厚度为1.98~2.46m,平均厚度为2.20m,结构简单的中厚煤层,属稳定煤层。顶板岩性为粉砂岩、炭质泥岩;底板岩性为细砂岩、粉砂岩。
可采煤层特征见表1-2-1。
可采煤层特征表
表 1-2-1
煤层编号
煤层厚度
煤层间距
夹矸
顶板岩性
底板岩性
可采性
稳定性
层数
厚度
(m)
下5
0
0
粉砂岩
细砂岩
泥岩
粉砂岩
可采
稳定
下7
1~4
0.94
细砂岩
炭质泥岩
炭质泥岩
粉砂岩
可采
稳定
下8
0
0
细砂岩
炭质泥岩
细砂岩
粉砂岩
可采
较稳定
下10
0
0
粗砂岩
细砂岩
粉砂岩
粉砂岩
可采
稳定
下12
0
0
炭质泥岩
粉砂岩
粉砂岩
细砂岩
可采
稳定
六、采煤方法的选择
井田内含可采煤层5层,煤层编号自上而下为下5、下7、下8、下10、下12。矿井初期主要开采下5煤层,煤层倾角9~13º,煤层厚度7.99~9.84m,平均厚度9.21m,为一结构简单,层位稳定,全区发育的特厚缓倾斜稳定煤层。顶板为粉砂岩、细砂岩及泥岩,底板为粉砂岩,顶底板均属中硬岩层。下5煤层为特低灰~低灰、特低硫、特低鳞、高挥发份、中高~高热量、低熔~高熔灰份、低水份,具弱粘结~中强粘结性,良等可选的32号弱粘煤,局部分布45号气煤,属良好的工业动力用煤和民用煤。
矿井为低瓦斯矿井,煤尘具有爆炸性,煤层为不易自燃煤层,矿井水文地质条件简单,地温正常。
矿井主要运输、回风大巷布置在+1600m水平下5煤层中,根据煤层赋存特点,考虑技术可行,经济合理,生产安全可靠和便于管理的原则,设计考虑两种采煤方法,即倾斜长壁悬移顶梁液压支架炮采放顶煤采煤法和倾斜长壁单体液压支柱爆破落煤分层采煤法。
方案一:倾斜长壁悬移顶梁液压支架炮采放顶煤采煤法
该采煤方法按倾斜长壁一次采全高采煤方法布置巷道。使用XDY-1TY型悬移支架,最大控顶距3.06m,最小控顶距2.36m。工作面支架上部铺金属网,采煤、放顶煤配备一台刮板运输机,一次采全高,开帮高度2.0m,剩余为放顶煤高度。工作面长度50m,两采一放为一个循环,一天一个循环,循环进度1.4m,日进度1.4m。一个工作面能满足矿井生产能力要求。
方案二:倾斜长壁单体液压支柱爆破落煤分层采煤法
工作面采用单体液压支柱配合金属铰接顶梁支护,爆破落煤。选用DZ28-25/100型单体液压支柱,支撑高度2.0~2.8m,工作阻力250kN。工作面运输配备一台刮板运输机,工作面顶部铺金属网,工作面采高平均2.5m,分层开采,工作面长度60m,每天二个循环,循环进度1.0m,日进度2.0m,一个工作面生产可以达到矿井生产能力要求。
两种采煤方法的优缺点比较如下:
方案一优点:
⑴放顶煤开采适应煤层厚度变化能力强;
⑵工作面工人劳动强度较方案二低;
⑶工作面单产高,矿井只布置一个回采工作面即可达到产量要求,较方案二易于管理;
⑷工作面采用悬移顶梁液压支架支护较方案二安全性能好;
⑸回采工艺较先进,顶板管理比方案二简单。
(6)巷道掘进率及生产成本低。
方案一缺点:
⑴对工人的技术素质要求高;
⑵工作面支护设备投资较方案二高12万元;
⑶工作面回采率比方案二低。
方案二优点:
⑴工作面回采工艺较方案一简单,对工人技术素质要求较方案一低;
⑵工作面支护设备投资较方案一低。
⑶工作面回采率比方案一高。
方案二缺点:
⑴由于分层开采,下部工作面再生顶板不易形成,各分层工作面支护及顶板管理困难;
⑵工人劳动强度较方案一高;
⑶工作面安全技术条件较方案一差;
(4)巷道掘进率及生产成本高。
通过以上比较分析,方案一虽然投资略高,但支架安全性好,适应煤层变化能力较强,从安全、生产及技术管理方面看明显优于方案二,此种采煤方法已在小型矿井中已广泛使用,实践证明可以提高矿井资源回收率、并具有较好的安全技术条件,是经济效益较好的采煤方法。故设计推荐方案一:倾斜长壁悬移顶梁液压支架炮采放顶煤采煤法。
该采煤法采用悬移顶梁液压支架,工作面开帮高度2.0m,放顶煤高度7.21m,落煤采用炮采,支架可实现自移,工人劳动强度小,易于工作面顶板管理;回采工艺先进、矿井机械化水平高、安全条件好、技术要求相对简单、产量大、工效高、符合小型矿井规范发展的要求。
其它煤层回采方法:
下7煤层:全区发育,属稳定煤层。含1~4层夹矸,结构简单~复杂。煤层厚度3.20~5.29m,平均厚3.58m,夹矸厚度0.39~1.57m,平均0.94m,顶板岩性为细砂岩及炭质泥岩;底板岩性为炭质泥岩及粉砂岩。根据该煤层赋存特点及钻孔夹矸厚度分析,为减少煤层含矸量,设计将该煤层以中部厚度较大的夹矸(0.4~1.3m)作为分层界限划分两个分层开采,各分层煤层厚度:上分层为1.38~1.96m,下分层为1.13~1.87m。经分析各分层采煤方法采用倾斜长壁单体液压支柱配金属铰接顶梁炮采采煤法。
下8煤层:为全区较发育,结构简单的可采煤层,属较稳定薄煤层。煤层厚度0.79~1.10m,平均厚0.95m,煤层结构简单。顶板岩性为细砂岩及炭质泥岩;底板岩性细砂岩及粉砂岩。设计采用倾斜长壁单体液压支柱配金属铰接顶梁炮采采煤法。
下10煤层:也为一全区发育,厚度稳定,结构简单的特厚煤层,属稳定煤层。煤层厚度为6.14~7.17m,平均厚度6.62m,顶板岩性为粗砂、细砂、粉砂岩;底板岩性为粉砂岩。设计采煤方法选用倾斜长壁悬移顶梁液压支架炮采放顶煤采煤法。
下12煤层:其厚度为1.98~2.46m,平均厚度为2.20m,结构简单的中厚煤层,属稳定煤层。顶板岩性为粉砂岩、炭质泥岩;底板岩性为细砂岩、粉砂岩。设计采用倾斜长壁单体液压支柱配金属铰接顶梁炮采采煤法。但由于+1600m水平以上下12煤层井田范围内倾斜长度较小,划归下一水平开采。
七、通风方式
根据矿井开采技术条件、煤层赋存条件和矿井开拓巷道布置,本着通风距离短、工程量小的原则,矿井通风系统采用中央并列式,即由混合斜井进风,回风斜井回风;通风方式为机械抽出式。
3)安全生产情况
2007年,该矿正在施工基本建设工程,通风系统已基本形成。矿井进风量1450M3/MIN,风井回风量为1465 M3/MIN,实际工作26天,鉴定月期间当月产量2408吨,经自治区煤炭工业协会综合评审认定为低瓦斯等级矿井。至今矿井未发生伤亡事故情况。
4)组织管理情况(政府组织管理机构,煤矿企业安全生产管理机构,煤矿企业采矿、通风、机电、地质技术力量,煤矿企业中层以上管理层和井下员工成分构成)
组织管理机构
指挥部
办公室
现场指挥部
安全撤退组
通
风
组
抢险救灾组
技术专家组
安全保卫组
通讯供电主扇组
后勤保障组
1.1.2 煤炭开发规划
煤炭开发规划正在编制中。
1.2 煤层气抽采利用形势
未抽采利用。
1.3 面临的主要问题和挑战
1.3.1 煤矿安全生产面临的主要问题
我公司由于受金融危机的影响,已面临资金短缺、融资困难、原材料涨价、市场购买力下降的困难,成本上涨、产量下降等问题已成为制约企业发展的主要因素。对当前金融危机所产生的不利影响,在今后的工作中,我司将在稳定生产经营、稳定职工队伍、加强安全生产等方面下功夫,采取积极措施,维护安全稳定的局面。
1.3.2 煤矿区煤层气抽采利用面临的主要问题
该矿正在技改,相关可研和设计正在进行当中。
2、方针和目标
2.1指导方针
2.2发展目标
视矿井建设实际情况而定。
3、建设重点
3.1煤矿区煤层气规模抽采工程
3.2 煤矿区煤层气利用配套提浓(含液化)系统
3.3煤矿区煤层气利用配套储运系统
3.4 煤矿区煤层气就地发电利用系统
3.5煤矿区煤层气燃料利用系统
3.6 煤矿区煤层气其它利用系统
4、科技进步
4.1 地面工程抽采采动区煤层气关键技术与装备需求
4.2 井下工程抽采煤层气技术关键技术与装备需求
4.3 低浓度煤层气提浓关键技术与装备需求
4.4 煤矿区煤层气储运关键技术与装备需求
4.5 低浓度煤层气输运安全保障技术与装备需求
4.6煤矿区煤层气利用关键技术与装备需求
4.7 煤矿区煤层气抽采、输运、利用等环节计量与安全监控系统需求
4.8 煤矿区煤层气信息网络技术需求
4.9 其他技术需求
5、保障措施
5.1建设项目投入预算及其筹资;
5.2政府激励机制建议;
5.3 强化节约资源、保护环境、安全生产的法规建设建议;建议政府对大力发展循环经济,延伸产业链的企业给予积极的税收及其相关政策优惠。
5.4市场运作机制建议;
5.
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