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1、马头坡煤矿开采建设方案 说 明 书 二〇一三年 前 言 马头坡煤矿位于贵阳市开阳县北部，行政区划属开阳县冯三镇管辖。矿区大致为一不规则的长方形，由7个拐点圈定，走向长5.40km，宽0.65～0.95km，面积4.4764km2，原属私营企业，2005年9月8日获得由贵州省开阳县国土资源局探矿权许可证，规模为6万吨/年。 根据贵州省煤炭管理局、贵州省发展和改革委员会、贵州省经济贸易委员会、贵州省国土资源厅、贵州煤矿安全生产管理局、贵州省环境保护局《关于批复贵阳市花溪区等七县（区、市）煤矿整合、调整布局方案的请示》（黔
2、煤呈[2006]30号）及贵州省国土资源厅 “关于开阳县冯三镇马头坡煤矿等三煤矿矿区范围的批复”（黔国土资矿管函[2007]1709号）的文件精神，马头坡煤矿列为扩界扩能矿井，生产规模由原6万t/a扩至9万t/a。开采深度：+1100～+830m。 目前矿井仅完成了主、副、风三条斜井部分井巷工程，现矿井处于停建状态。 贵州开阳化工有限公司是兖矿集团有限公司与贵州开磷集团共同投资建设的大型煤化工企业，一期合成氨项目是国家批准的贵阳煤磷化工（国家）生态工业示范基地重点项目，该项目已于2009年5月开工建设，预计2012年建成投产，届时将形成年产50万t合成氨、8万t硫氨生产能力。该项目达产后，
3、年需原料煤约120万t。为解决50万t合成氨原料煤需要，2011年6月贵州开阳化工有限公司煤业分公司收购了河边煤矿。 由于原矿井勘探程度较低，为满足下一步矿井建设和生产需要，贵州开阳化工有限公司煤业分公司于2012年3月委托兖矿集团东华建设有限公司地矿建设分公司对矿井进行补充地质勘探，共完成10个钻孔，工程量2756.52m。 由于补勘后的井田煤层赋存情况及开采技术条件与原设计依据的地质资料差别较大，原设计已不能较好地指导今后矿井建设和生产，矿井（技改）开采方案有必要根据补充勘探资料进一步优化和完善。 一、方案建设依据 1. 兖矿集团东华建设有限公司地矿建设分公司2012年8月提交《贵
4、州省开阳县马头坡煤矿勘探地质报告》。 2. 矿井采掘工程平面图； 3.2009年1月20日贵州省国土资源厅颁发的马头坡煤矿《采矿许可证》（证号：5200000920088）。 4．贵州省煤炭管理局2002年2月26日颁发的《开阳县冯三镇马头坡煤矿煤炭生产许可证》（证号：X240106020）。 5．贵州省煤田地质局实验室2004年6月2日提交的马头坡煤矿《煤炭自燃倾向等级鉴定报告表》。 6．贵州省煤田地质局实验室2004年11月5日提交的马头坡煤矿《煤尘爆炸性鉴定报告》。 7．贵州省煤炭管理局文件（黔煤生产字〔2007〕94号）《对贵阳市煤矿2007年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复
5、》。 8．贵州省工商行政管理局2003年4月颁发的《营业执照》[注册号5200002207179。 9．2006年12月31日贵州省人民政府（黔府函[2006]206号）《省人民政府关于贵阳市花溪区等七县（市、区）煤矿技改和调整布局方案的批复》。 10．贵州省国土资源厅文件：黔国土资储备 [2008]655号文关于《贵州省开阳县马头坡煤矿详查及资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明。 11．现行的国家煤炭等行业有关技术政策、规程、规范和技术标准，主要为：《煤矿安全规程》（2010）、《煤炭工业小型矿井设计规范》（GB50399-2006）等5. 贵州丰顺矿山安全生产技术咨询服务有限
6、公司2008年11月编制的《贵州省开阳县河边煤矿（技改）方案说明书》； 12. 现场踏勘收集的有关资料。 二、设计指导思想 1. 坚持安全第一的生产方针，认真贯彻执行国家、煤炭工业有关方针政策，深化设计改革，切实体现“少投入、多产出、工期短、见效快”等原则，适应市场经济的需要； 2. 结合小型矿井建设的特点，根据矿井补充勘探资料和目前实际建设情况，优化开拓部署，合理确定矿井开拓水平及运输方式，简化开采系统，减少初期井巷工程量，缩短建井工期； 3. 充分利用矿井现有的井巷工程及地面设施，完善各大生产系统，简化生产环节，地面生产系统布置简单，最大限度地降低工程投资。 三、设计特点及主要
7、技术特征 1．矿井设计规模：9万t/a； 2．矿井服务年限：10.0a； 3．资源/储量：截止2012年8月31日，井田范围内共获得保有资源量498.8万t，其中:探明的经济基础储量(111b)为27.6万t，控制的经济基础储量(122b)为120.3万t，推断的内蕴经济资源量(333)为350.9万t，其中，受底板茅口灰岩突水威胁突水系数大于0.1Mpa/m区域资源储量为213.1万t，突水系数小于0.1Mpa/m区域资源储量为285.7万t。集团公司以兖矿集团发[2013]66号文批复该报告； 4. 井田尺寸：井田为大致为一不规则的长方形，由7个拐点圈定，走向长5.40km，宽0.
8、65～0.95km，面积4.4764km2； 5．矿井开拓：采用斜井开拓，初期布置主、副、风3个斜井； 6．主、副斜井提升：主斜井采用带式输送机提升，带宽650mm，带强750kN/m(PVC)，带速2.0m/s，电机功率90kW；副斜井采用JTP-1.6×1.5/31.5型单绳缠绕式提升机，电机功率110kW单钩串车提升； 7．通风系统：矿井通风方式为机械抽出式，初期通风系统为中央并列式，副斜井进风，回风斜井回风。 8．采煤方法：采用炮采采煤工艺，全部垮落法管理顶板； 9．矿井供电：设计该矿采用两路10kV供电电源； 10．供水水源：矿井生产、消防用水就近取水； 11．安全监控
9、和通信：矿井配备KJ90N型安全监测监控系统、KJ106井下人员定位系统；配备HY-64型数字程控调度交换机用于生产调度； 12．环境保护：设计对各种主要污染物如井下排出的矸石、设备噪声源、污水、烟气排放、大气污染、地表塌陷等均采取相应的防治措施； 13. 建设工期：经各类工程施工排序，矿井建设工期为20个月； 14.设计井巷工程量：矿井移交生产时井巷工程量为3605m； 15.主要经济指标： （1）工程项目总资金12193.71万元。 其中，井巷工程投资2011.95万元；土建工程投资663.31万元；安装工程投资1239.85万元；设备及工器具购置1811.05万元；工程建设其
10、他费用2835.55万元；（2）吨煤投资： 四、存在的主要问题与建议 1. 根据勘探区调查资料，邻近勘探区C3煤层瓦斯相对涌出量较小，没发生过煤与瓦斯突出现象。但黔安监管办字[2007]345号文规定，开阳县属于煤与瓦斯突出区域。本次勘探未进行瓦斯压力测定，未进行煤与瓦斯突出鉴定，仅选择5个钻孔进行瓦斯含量及成分分析，由取得瓦斯资料来看，煤层处在瓦斯风化带，设计暂按低瓦斯矿井设计。为确保矿井建设和今后生产安全，设计建议矿井在建设期间，暂按煤与瓦斯突出矿井进行管理，见煤后立即委托具有突出危险性鉴定资质的单位对煤与瓦斯突出进行鉴定，根据鉴定结果，及时修改和完善有关设计。 2. 本矿井属水文地
11、质类型复杂矿井，部分区域受底板茅口灰岩突水威胁，突水系数大于0.1Mpa/m。但本次勘探水文工作较少，对主要含水层仅作了定性分析，缺少单位涌水量、渗透系数等参数，未对断层导水性进行详细分析。建议在今后建设和开采过程中，加强水文地质补充勘探工作，进一步查清含水层的富水性、断层含（导）水性，同时在今后的开采中应建立地下水动态监测网，加强地表水及各含水层之间导水性的相关研究，另外应坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”得防治水原则，防范水害发生。 3．矿井构造控制程度较低，建议在今后生产过程中，采取必要的手段，查清井田内主要构造分布及性质。 4. 在井田周边分布着数个废弃老窑，采空区积水
12、和有害气体可能对今后矿井开采构成危害，必须采取留设防隔水煤柱等措施加以防范。 5. 各煤层顶、底板多以炭质泥岩、泥岩为主，岩石完整性差～中等，属软弱～半坚硬岩石，不稳定～中等稳定顶、底板，其稳定性较差，遇水较易软化，在开采时应注意加强顶、底板的管理。 第一章 井田概况及矿井建设条件 第一节 井田概况 一、交通位置 马头坡煤矿 马头坡煤矿直距开阳县城15km，距贵阳70km,区内交通以公路、铁路为主，贵阳至开阳二级公路从矿区南西经过，贵遵高速公路及黔渝铁路从矿区西经过，距息峰火车站60km。交通较为方便，使其煤炭资源的开发具有了良好的外部条件。
13、 图1-1-1 开阳县马头坡煤矿交通位置图 二、井田自然概况 1．地貌特征 本区地处贵州高原黔北山区，以风化剥蚀、溶蚀地貌为主，总体地势为南高北低、东高西低，最高点位于矿区练岔西部的山顶，海拔标高1146m，最低点位于矿区北东角冯三镇的河谷底，海拔标高975m，其相对高差为171m，一般海拔标高1000-1100m，属中低山地形。 2、地表水系 本区河流为山区雨源型河流，河床粗糙，水流湍急，流量变化幅度大。雨季山洪飞瀑，河水暴涨；枯季流量较小。属长江流域、乌江水系汇水区域，河水主要受大气降水的控制。 区内最低点为冯三镇河谷，标高约为+975m，为本矿区最低侵蚀基准面。
14、 3、气象 矿区地处贵州高原西部，温暖湿润，冬无严寒，夏无酷暑，日照时数少，霪细雨季节长而频繁，相对湿度偏大，雪凝冻天气较长，夏季时有冰雹、山洪等灾害性天气出现。 矿区属中亚热带季风气候区，因受南、北气流和高原地貌的双重制约，季节更替不甚分明，气温变化也不大，冬无严寒，夏无酷署。据历年气象资料，极端最高气温为34.1℃，极端最低气温－9.6℃，年平均气温13.6℃，无霜期265天，基本属温和气候。雨量充沛，年平均降雨量1243mm，多集中在6～8月，此段时间内降雨量可多达670～680mm；平均风速为2.3m／s，最大风速为20.0m／s，风向多为东风。 4、地震 矿区至今未做过地震
15、基本烈度鉴定，也没有地震资料记载。据《中国地震烈度参数区划图（GB18306－2001，1∶400万）》，该矿区地震烈度为Ⅵ度，地震动峰值加速度＜0.05g，据《建筑抗震设计规范》（GB50011～2001），抗震设防烈度为Ⅵ度。 三、区内国民经济概况 矿区聚居汉族、布依族、苗族等少数民族，以农业为主，其次为当地煤矿开采业，农作物主要有玉米、水稻、小麦、油菜等，经济作物为油菜、烟叶、茶叶等。矿产资源以煤为主，当地剩余劳动力较多，可为矿山建设提供劳动力资源。 区内居民的经济来源仍以传统的家畜、家禽饲养为主，近年来，劳务输出逐步成为该区居民的主要经济来源。 第二节 矿井建设现状 目前
16、矿井按生产能力9万吨/年正行技改，采用斜井开拓，主、副、风井累计掘进327米，剩余987米。 电源条件，一回路电源已由冯三镇变电站10kV端接入，另一回路由高云变电所10kV接入该矿井，实现矿井双回路供电，供电线路长度10km。矿井开发在电力上是有保障的。 现在按照黔府办发电[2011]155号文规定,处于停建整合。 第三节 矿井资源条件 一、地层 区内出露地层较齐全，自震旦系上统至第四系沉积中，除泥盆系、石炭系缺失外，均有出露。总厚度约9900m。其中以三叠系、侏罗系、白垩系分布最广。与含煤地层有关的地层基本情况见表2-1-1。 表2-1-1 地层简表
17、 系 统 地 层 名 称 厚 ° （m） 主要岩性 名 称 代 号 第四系 Q 0-10 坡、残积亚砂土、亚粘土、冲积泥砾 下第三系 E1 ＞5 砾石 白垩系 上统 夹关组 K2j 900 长石石英砂岩 侏罗系 上统 蓬莱镇组 J3p 730-1122 砂岩、泥岩互层 中统 遂宁组 J2sh 375-578 泥岩、砂岩、长石石砂岩 上沙溪庙组 J2s 871-1239 下沙溪庙组 J2x 261-377 中下统 自流井群 J1-2zl 290-476 三叠系 上统 须家河组 T3xi
18、209-373 岩屑石英砂岩 中统 狮子山组 T2sh 0-177 灰岩夹白云岩 松子坎组 T2s 152-295 白云岩、泥、页岩 下统 茅草铺组 T1m 416-530 灰岩、白云岩、白云质灰岩 夜朗组 T1y 310-504 泥页岩、夹灰岩 二叠系 上统 长兴组 P3c 36-65 灰岩、粘土岩、夹煤层 吴家坪 P3w 216-291 中统 茅口组 P2m 182-351 灰岩、底部有粘土岩绿泥石 下统 梁山组 P1l 130-180 志留系 下统 韩家店组 S1h 600 页岩、钙质砂岩、夹生物碎屑灰
19、岩 石牛栏组 S1sh 龙马溪组 S1l 奥陶系 上统 五峰组 Q3w 110 泥质灰岩、瘤状灰岩夹炭质页岩 涧草沟组 Q3j 中统 宝塔组 Q2b 十字铺组 Q1sh 下统 湄潭组 Q1m 380 粘土岩、页岩夹灰岩 红花园组 Q1h 145 生物碎屑灰岩、白云岩 桐梓组 Q1t 寒武系 上中统 娄山关组 ∈2-3ls 458 白云岩 中统 石冷水组 ∈2s 30 白云岩、砂岩 高台组 ∈2g 下统 清虚洞组 ∈1q 35 白云质灰岩、白云岩 金顶山组 ∈1j 45 砂页岩夹灰岩 明心寺组
20、 ∈1m 牛蹄塘组 ∈1n 震旦系 上统 灯影组 Zbdn 6 白云岩 各组段地层岩性特征由下到上分述如下： 区内出露的地层有寒武系中上统娄山关群（∈2-3ls）、二叠系下统栖霞组（P1q）、中统茅口组（P2m）、上统吴家坪组（P3w）、长兴组（P3c）至第四系（Q），现从老到新分述如下： 寒武系中上统娄山关组 寒武系中上统娄山关群（∈2-3ls）：分为3段：上段以灰、浅灰色白云岩为主，夹厚层白云岩，局部含燧石团块或燧石条带；中段以浅灰色中厚层、薄层白云岩、泥质白云岩为主，夹浅灰色角砾状白云岩；下段为灰色、浅灰色中厚层至块状微-细粒白云岩。含三叶虫化石，厚度1022
21、m。 中二叠系统栖霞组 分布于矿区西北部，灰色、灰色中厚层含燧石生物屑泥晶灰岩夹筳灰岩。 中二叠系统茅口组 分布矿区西面，主要为灰色、浅灰色中厚层状、厚层状灰岩，具缝合线构造，产腕足类、蜓等动物化石。 上二叠系统吴家坪组 矿区主要含煤地层，为一套海相沉积，分为上中下三段。岩性由灰色、深灰色粉砂质泥岩、粉砂岩、泥灰岩、煤层及灰岩组成。具水平层理、波状层理、交错层理，含腕足类、瓣鳃类、介形虫等动物化石，含大羽羊齿、鳞木等植物化石及植物化石碎片、煤核等。含煤1-5层，一般3层左右，可采煤层1层（1号煤层）。厚度220－260m，平均245m。 上二叠统长兴组 分布于矿区北部，由灰、深
22、灰色厚层状含硅质岩团块生物碎屑泥晶石灰岩，上部多为深灰、褐黑色硅质岩夹深灰、灰绿、黄绿色粘土岩，区内厚23m左右。 第四系(Q) 分布广泛，主要由松散的崩塌物、坡积物、沟谷冲积物、粘土等组成，厚度0－10m，局部达50米。与下伏地层呈不整合接触。 二、构造 位于扬子准地台黔北台隆遵义断拱贵阳复杂构造变形区，冯三向斜西翼，区内构造线方向以北西-南东向为主，区域性断层主要以北西-南东向逆冲断层，构造运动强烈。断层主要为矿区东侧一条北东-南西向逆断层F1，倾向100°，倾角65°，断距较大，主要表现为断层东侧为娄山关白云岩与西侧二叠系吴家坪组煤系地层碎屑岩的地层接触，属逆冲断裂性质。开阳县马
23、头坡煤矿区内岩层总体为一单斜构造，倾向45—150°，一般80—110°，倾角16—45°，一般26-30°。局部碎屑岩地段的小型褶皱发育造成产状紊乱，总体属构造中等。 （一）断层 本次勘探前，区内已存在断层3条断层，主要分布在矿区的东及南东面，其展布方向主要为南东向。以正断层为主。在已存在的3条断层中，正断层2条，逆断 马头坡煤矿构造纲要图 图3-3-1 层1条；本次勘探后，经贵州省地质调查院填图，并结合钻探成果，对矿区内原断层位置和编号进行了修
24、正，原F1正断层修正为F1逆断层；原F3平移断层不存在；根据302孔孔内揭露的地层情况证实，F2逆断层是存在的；101孔内揭露一条F3正断层。 1、F1断层：位于勘探区东侧靠勘探区边界的一条逆断层，为区域性断层，两端均延伸至勘探区以外，为地质填图控制。断层倾向为80°至100°，倾角为65°，落差＞300m。受断层影响勘探区中部及南部地层为娄山关组直接与吴家坪组接触。东部为断层上盘，为寒武系娄山关组；西部为下盘，为二叠系吴家坪组，其间缺失茅口组及栖霞组等地层。 2、F2断层：南起三岔土西，北至龙湾方向与F1断层相交。走向南北，倾向东，倾角75－85°，逆断层，地层断距
25、约200～270m。破碎带岩层产状紊乱，倾角大，具断层角砾。上盘为二叠系上统吴家坪组底部地层砂质泥岩及厚层状灰岩，下盘为二叠系上统吴家坪组上部地层。 3、F3断层：为正断层，位于勘探区101孔附近，倾角大于75°，落差20～30m。 （二）岩浆岩 勘探区内无岩浆岩分布。 综上所述，勘探区总体构造形态为单斜，地层产状沿走向略有变化，倾角从浅部（西部）到深部（东部）逐渐增大，除东部为区域性高角度逆断层外，区内发育少量正断层，褶曲少见。构造复杂程度属中等类型。 三、煤层 1．含煤性 勘探区内含煤地层为吴家坪组（P3w），主要以浅海相碳酸岩沉积为主，其次为三角洲沉积的泥岩、粉砂岩、煤。其
26、主要含煤段为第一段，厚度9.30～49.12m左右，平均25.63m，岩性以泥岩夹泥质灰岩为主，含可采煤层1层（C3煤层）。第二段以燧石灰岩为主，局部夹不稳定泥岩及薄煤层，总体含0～1煤层。主要为C2煤层，零星可采，大部沉缺。 2．可采煤层 勘探区内含煤地层主可采煤层为C3煤层。C3煤位于吴家坪组第一段中部。距茅口组约4.50m～34.51m；距一段顶0.10m～11.55m。本次勘探穿过14点（含原钻孔4个），见煤点数11个，可采点9个，沉缺点1个，断缺2点。可采指数81.82。直接顶板为铝质泥岩、粉砂质泥岩，间接顶板为泥灰岩；底板为泥岩、粉砂质泥岩，分界明显。煤层厚度0.20m～3.5
27、7m，变异系数0.68。平均1.58m，煤层厚度有一定变化，局部增厚变薄，夹矸1至2层，一般为泥岩，结构简单。除902附近相变、101孔和601孔断缺外，全区大部可采，煤层稳定程度应属较稳定类型。 图1-3-2 C3煤层厚度等值线图 四、煤质 （一）物理性质和煤岩特征 1. 物理性质 C3煤层颜色多为黑色，少量黑灰色，粉末状为主，少量粒状及块状；内生和外生裂隙较发育，充填薄膜状、网格状、脉状方解石，含较多结核状、透镜状、浸染状、星点状、蠕虫状黄铁矿。其它物理性质见表5-1-1。 物理性质一览表 表5-1-1 项目 煤层 光 泽 视 密 度
28、 真 密 度 断 口 裂 隙 C3 似金属 沥青 1.48 1.56～1.82 1.65（3） 平坦状 阶梯状 较发育 2. 煤岩特征 （1）煤的宏观煤岩及类型 煤层的煤岩成分主要以亮煤为主，夹镜煤线理及暗煤条带，含黄铁矿透镜体。煤的宏观煤岩类型以半亮型为主，少量半暗及暗淡型。 （2）煤的微观煤岩类型 微镜惰煤 （二）煤的化学性质 一 、水分（Mad） C3煤原煤水分含量为1.16～1.52%，平均1.37%。为特低水分煤。浮煤水分含量0.55～1.38%，平均0.90%。 二 、灰分（Ad） C3煤原煤灰分含量为21.10～43.12%，平均3
29、0.94%，为中高灰煤。浮煤灰分含量为10.82～14.93%，平均13.37%，为低灰煤。见图5-2-1：C3煤层灰分含量分布图。 三 、挥发分 C3煤原煤挥发分含量为9.80～27.66%，平均21.25%。浮煤挥发分含量为17.94～22.17%，平均19.40%。 四、硫分（全硫） C3煤的硫分含量3.54～7.60%，平均5.31%，为高硫煤。南部硫分偏高。浮煤硫分含量2.04～3.01%，平均2.75%，脱硫率48%。硫分中以硫化铁硫（Sp,d）为主，其次为有机硫，盐酸盐硫最少，见表5-2-2。煤层硫分含量分布图见5-2-2。 C3煤硫分统计表 表5-2-
30、2 全硫St,d 硫酸盐硫Ss,d 硫化铁硫Sp,d 有机硫So,d 平均 5.31 0.16 4.34 2.71 最大 7.60 0.26 4.39 2.95 最小 4.81 0.06 4.28 2.47 （5）其它有害元素 煤中存在的对人体和生态有害的元素主要为硫、磷、砷、氟、氯等元素，这些元素随煤层的开采和利用对人体和生态、以及工农业生产都有不同程度的影响，因此在今后矿区开采和煤的利用过程中，需要对上述元素进行监测，以有利于环境保护。 煤层中有害元素有硫（St,d）、磷（P）、砷（As）、氯（Cl）、氟（F）等。 1、原煤硫（St,d）：
31、煤层硫分含量3.54～7.60%，平均5.31%，为高硫煤。今后在煤矿开采或煤加工利用时会对周围环境造成污染。 2、原煤磷（P）：煤层含量为0.019%。 根据我国煤炭行业GB/T20475.1-2006《煤中磷分分级》标准的规定, C3煤属于低磷分煤（P-2），对生态环境影响不大。 3、原煤砷（As）：煤层含量为7×10-6。为一级含砷煤。 4、原煤氯（Cl）：煤层含量为0.111%。根据我国煤炭行业GB/T20475.2-2006《煤中氯含量分级》标准的规定，本区煤层为低氯煤（Cl-2）。 5、原煤氟（F）：煤层含量为378×10-6。根据《煤中氟含量分级》MT/T966-200
32、5的规定，煤层属高氟煤（＞200×10-6）。今后在煤矿开采或煤加工利用时注意对周围环境污染的影响。 （6）煤灰成份 原煤灰成分主要以SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO为主，煤层含量分别为44.04%、21.51%、19.60%、4.35%，占灰成分总量的89.50%，其它含量占有的比例不大，最小为二氧化锰，含量0.094％。区内可采煤主要煤灰成份见表5-2-4。 C3煤灰成份 表5-2-4 项目 煤层 SiO2(%) Al2O3 (%) Fe2O3 (%) CaO (%) MgO (%) SO3 (%) TiO2 (%) K2O (
33、) Na2O(%) MnO2(%) 平均 44.0435 21.51 19.60 4.35 1.43 4.54 1.76 0.54 0.22 0.094 （三）煤的工艺性能 1. 发热量 C3煤层原煤干燥基高位发热量(Qgr,d)为18.00～26.79MJ/kg，平均21.88 MJ/kg，属于中发热量煤。C3浮煤干燥基高位发热量(Qgr,d)为16.55～32.06MJ/kg，平均26.59MJ/kg。 煤层发热量指标 表5-3-1 原煤发热量 浮煤发热量 Qb,d MJ/kg Qgr,d MJ/kg Qnet,d MJ/kg
34、 Qb,d MJ/kg Qgr,d MJ/kg Qnet,d MJ/kg 18.74～27.17 22.48（3） 18.00~26.79 21.88（3） 20.24 16.85～32.40 26.89（3） 16.55~32.06 26.59（3） 30.31~31.21 30.76（2） 2. 碳酸盐二氧化碳（CO2） 根据以往化验资料：煤对二氧化碳化学反应性（α）：作1个样的试验，化验结果表明，温度在950℃时的α值为31.0-37.94%，平均为33.0%，温度在1000℃时的α值为36.5-50.5%，平均43.5%。本区煤层属于弱还原性煤，即
35、是对二氧化碳还原率较低的煤。 3. 焦渣特征 C3煤层焦渣特征：原煤2～6；浮煤2～7。 4. 灰熔融性 根据以往化验资料： 1、该层煤灰软化温度（ST）为1190-1290℃，平均值为1240℃。 根据《煤灰熔融性软化温度（ST，℃）分级》（MT/T852-2000）的规定，该煤层属较低软化温度灰（RLST）。 2、该层煤煤灰流动温度（FT）为1220-1320℃，平均值为1270℃。 根据《煤灰熔融性流动温度（FT，℃）分级》（MT/T853.2-2000）的规定，该煤层属较低流动温度灰（RLFT）。 煤层灰熔融性特征表 表5-3-2 项目
36、 ST（软化温度）/℃ FT（流动温度）/℃ 平均 1240 1270 最大 1290 1320 最小 1190 1220 5. 结渣性 根据以往化验资料：对该煤层所作的结渣性，当鼓风强度为0.1-0.3m/s时，其试验结果均分布在弱结渣区，为弱结渣煤。 6. 可磨性指数（HGI）： 根据以往化验数据表明本区煤层可磨性指数为172；根据《煤的哈氏可磨性指数分级标准》（MT/T852-2000）的规定，该煤层均及易磨煤（UEG）。 （四）煤类 C3浮煤挥发分含量为17.94～22.17%，平均19.40%。粘结指数为84。据以往资料：原煤胶质层厚度29.00-38
37、00mm，平均32.64mm。根据中国煤炭分类标准，为肥煤，变质阶段为Ⅱ～Ⅲ阶段。 （五）煤的风化和氧化 根据钻孔勘探资料，矿区风氧化带深度为10m。 （六）煤的工业用途 根据煤质化验资料C3煤可以作为燃料、锅炉用煤及化工原料。 五、水文地质 （一）区域水文地质 井田位于黔北，属于中山-中低山地貌,出露的地层按岩性大致可分为可溶岩与非可溶岩两大类:二叠系中统茅口灰岩、上统长兴灰岩、寒武系下统娄山关群灰质白云岩属可溶岩，含碳酸盐岩岩溶水，富水性较强；二叠系上统吴家坪组、下统梁山组、三叠系下统夜郎组砂泥岩类属非可溶岩，含基岩裂隙水，富水性及透水性均弱。
38、 区域水文地质图 图6-1-1 区域内岩层主要为碳酸盐岩和碎屑岩两大类，碳酸盐岩包括二叠系上统吴家坪组、茅口组及寒武纪明心寺组、娄山关组，碳酸盐岩广布矿区内，多属裸露及半裸露的基岩山区，地表岩溶洼地、落水洞、溶斗等较发育，地下局部发育溶洞、暗河，大气降水容易通过地表大量的负地形渗入岩溶裂隙、管道、暗河之中，岩层中赋存着丰富的岩溶水，富水性强，这些岩溶水长途迳流，最后以岩溶大泉、岩溶泉群或暗河等形式排泄于当地河谷中。 区域内碎屑岩分布面积较小，仅在局部出露，主要包括二叠系上统吴家坪组一段的粘土岩、粉砂质粘土岩、泥岩。碎屑岩靠近地表时风化较强烈，风化裂隙较发育，含风化裂隙水
39、深部发育构造裂隙地段，以含构造裂隙水为主。碎屑岩区地下水运动受地形、地貌、岩性、构造控制，富水性总体较弱，主要依靠大气降水补给，受地势影响，一般为近源补给、就近排泄。 区域内岩溶水和碎屑岩裂隙水均以大气降水作为主要补给来源，地下水动态随季节变化明显，一般每年5月地下水流量、水位开始回升，6～9月为最高值，其间出现1～3次峰值，10～12月份进入平水期，水位、流量开始下降。 （二）矿井水文地质条件 1．地表水及大气降水 矿区属中亚热带季风气候区，因受南、北气流和高原地貌的双重制约，雨量充沛，年平均降雨量1243mm，多集中在6～8月，此段时间内降雨量可多达670～680mm。其阴雨期长
40、有利于对地下水的补给。 矿区内及外围地表水系不发育，绝大部分来源于矿区中、西部山谷基岩裂隙水渗出，属季节性溪沟水，集中向东流，后汇入矿区东形成常年溪沟水。水体有冯三镇溪沟、三岔土水库、新房子水库。 2．老窑积水：矿区西面含煤地层浅部分布有废弃老窑，老窑采空区内有大量积水，今后矿床开采中接近采空区应进行超前探水或先疏干采空区积水，以防采空区积水涌入矿井，造成突水事故。 3．地下水含（隔）水层 （1）第四系孔隙水弱含水层；主要分布在洼地和各地层之上，成份主要由坡积、洪积、冲积及部份湖沼沉积的砾石、砂、亚粘土及粘土组成，厚度为0～50m，一般10m左右，其特点是孔隙大，渗透性较强，矿区内未
41、发现泉水点。本层含孔隙水，由于多覆盖于各地层之上，其与下伏各地层中地下水有直接的水力联系，但由于厚度较小，其富水性弱，为透水层。对煤矿开采影响较小。 （2）二叠系上统吴家坪组二段P3w2岩溶水强含水层：为灰色到深灰色薄层到中厚层、薄板状含燧石团块灰岩，夹燧石层。夹黄灰色、灰色薄层到中厚层粉砂岩、粘土岩。该层以主要含碳酸岩溶水，以大气降水补给为主，季节性变化明显，溶洞发育，富水性强。本次勘探吴家坪组二段石灰岩溶洞、裂隙发育，钻孔漏水严重（见附表3.3）。 （3）二叠系上统吴家坪组一段P3w1裂隙水弱含水层：分布于矿区内东侧, 由灰黄色粉砂岩、泥质粉砂岩、粉红色泥岩、薄层灰岩及煤层组成。厚度约
42、25.63m,以往调查中发现D4、D5、D16共3个泉水点，泉水流量分别为0.24l/s、0.16l/s、0.90l/s，泉流量均较小。本层以基岩裂隙水为主，富水性弱,为相对隔水层。本层中的基岩裂隙水将成为矿井开采时的直接充水水源。局部裂隙发育，钻孔漏水严重（见附表3.3）。 （4）二叠系中统茅口组（P2m）岩溶水强含水层：分部于矿区西部，由灰色、灰白色厚层至块状灰岩组成,区内出露厚度大于200m，岩溶微地貌（岩溶洞、岩溶漏斗、岩溶洼地）比较发育,以往调查中发现D2、D3、D6、D7、D8岩溶洞、漏斗5个，岩溶泉点D17一个，泉水流量1.53l/s（详见表6-2-2）。该层主要含碳酸盐岩溶水
43、以大气降水补给为主，季节性变化明显，富水性强。本次抽水资料显示茅口组灰岩静水位为+996.72m，矿区最低侵蚀基准面为+975m。综合分析各方面资料，计算底板隔水层承受的水头压力以矿区最低侵蚀基准面标高为宜。根据底板突水系数T=P/M，P—水压，Mpa,M—C3煤层底板到茅口距离，m。根据《煤层防治水规定》，底板受构造破坏的块段其突水系数不大于0.006，正常块段突水系数不大于0.1。根据各钻孔数据计算结果见表6-2-1，其突水威胁预测见图6-2-1。 （5）寒武系中上统娄山关组（€ols）岩溶水强含水层：分部于矿区东部，区内岩性由灰白色白云岩、白云质灰岩组成，地表风化后多显细微浅红色纹露
44、未见顶、底，区内出露厚度大于150m。以往调查中发现D12一个岩溶泉，泉水流量1.53l/s。该层主要含碳酸岩溶水，以大气降水补给为主，季节性变化明显，富水性强。本次ZK601钻孔显示娄山关组裂隙、溶孔发育，有水蚀现象。 4．充水通道 （1）岩石天然节理裂隙 矿区直接充水含水层吴家坪组（P3w）含煤地层大部分出露于地表，岩石风化节理、裂隙很发育，而深部发育的构造节理、裂隙，它们是大气降水直接进入矿井的通道。 （2）开采冒落裂隙 采煤活动产生的冒落裂隙，是地表水及地下水、老窑水溃入矿井的通道，C3煤层开采时，吴家坪组第二段的岩溶水有可能通过开采冒落裂隙涌入矿井。 （3）底板突水性：
45、 C3煤层距茅口组约4.50～34.51m，平均18.70m。以灰白色铝质泥岩、黑灰色泥岩为主。3线及ZK201较厚，矿区大部分在10～20m。茅口组水位标高+996.72m。东部F1断层附近厚度5～10m,底板标高小于+800m。突水系数约0.16大于正常块段的安全标准。开采时茅口组岩溶水可能涌进矿井。 （4）暗河及溶洞 勘探区内岩石大部分为石灰岩及白云质石灰岩，为岩溶地貌，溶洞暗河发育，地表水及大气降水汇入溶洞暗河后沿地下流动，尤其雨季水量巨大。以往及本次勘探资料均发现溶洞及落水洞。受构造影响矿区内裂隙发育，一沟通煤层顶板与暗河及溶洞，导致岩溶水涌入矿井。 （5）地表水与大气降水直
46、接补给 由于矿区位于单斜构造上，岩溶发育，吴家坪组在矿区大部部直接出露地表。冯三镇溪流在北部直接流过F1破碎带。大气降水与河水可以沿裂隙补给吴家坪组。 （6）充水方式 由于矿井直接充水含水层露头分布局限，接受一定的大气降水补给，充水通道以岩石风化裂隙及采矿裂隙为主，规模一般不大，少量为老窑、采空区巷道、岩溶管道导水，因此目前矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主；随着矿井进一步向深部延伸，采矿裂隙增多、采空区面积增大，矿井涌水量将逐渐增大，特别是开采深度低于矿区最低侵蚀基准面时，河水可能沿煤层底板的茅口组灰岩溃入矿井而产生突水。 5．矿井涌水量预测 矿井勘探地质报告采用比拟法、大井法
47、分析预算法分别对矿井涌水量进行预测。推荐取值正常涌水量为55.4m3/h，最大涌水量为110.8m3/h。 6．矿井水文地质类型 马头坡煤矿C3煤层主要充水水源为为吴家坪组一段裂隙含水层，其次是受采掘破坏裂隙及构造裂隙沟通的吴家坪组二段及茅口组岩溶水。因此，矿床为裂隙充水矿床。在煤层露头附近存在一定数量的老窑采空区，矿井受水害威胁中等，为水文地质条件中等的矿床。 六、其他开采技术条件 1．瓦斯 根据勘探区调查资料，邻近勘探区C3煤层瓦斯相对涌出量为较小，没发生过煤与瓦斯突出现象。根据2007年12月30日贵州省煤炭管理局文件《对贵阳市煤矿2007年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复》（黔
48、煤行管字[2007]517号），本矿井绝对瓦斯涌出量为0.74m3/min，相对瓦斯涌出量为9.81m3/t，绝对CO2涌出量为0.31m3/min，相对CO2涌出量为4.11m3/t，审批结果为低瓦斯矿井。 本次勘探取501钻孔煤样一件做煤层瓦斯等温吸附实验。实验结果C3煤层瓦斯放散速度为△p为13.076，大于判定煤层突出危险性单项指标的临界值（≥10）。 矿区未进行过瓦斯压力测试与煤与瓦斯突出鉴定，建议在矿井建设以后进行鉴定。 2．煤尘爆炸性 根据贵州省开阳县马头坡煤矿于2004年11月5日专门采样送贵州省煤田地质局实验室化验室提交的煤尘爆炸性鉴定报告，水份0.67%,灰份22.
49、79%，挥发份26.22%，火焰长度20mm，煤层爆炸最低岩粉量75%。该煤层具有爆炸性。 本次勘探选取1孔进行爆炸性测试，测试结果如下表 (见表7-3-1)所示，火焰长度为30mm，最低抑制岩粉量为45%，挥发分(Vdaf)变化在21.36%之间，因此，煤层具有煤尘爆炸危险性。 煤尘爆炸性指标一览表 表7-3-1 孔号 火焰长度(mm) 最低抑制岩粉量(%) 挥发分Vdaf(%) 爆炸危险性 301 30 45 21.61 有爆炸性 3．自燃发火倾向性 根据以往化验资料：贵州省开阳县马头坡煤矿于2004年11月5日专门采样送贵州省煤田地质局
50、实验室化验室提交的煤炭自燃倾向性等级鉴定报告，氧化温度为344℃，原样温度361℃，还原温度367℃。煤层自燃倾向等级为自燃煤层。 根据山东省泰山矿产资源检测研究院实验室对301孔-C3煤层化验结果：本矿C3煤层属容易自燃煤层（I级），见下表。 C3煤层自燃倾向表 7-4-1 化验编号 水分Mad% 灰分Ad% 挥发分daf 全硫St,d% 真相对密度 火焰 长度mm 吸氧量 ml/g•干煤 自燃倾向性分类等级 E20121578 1.50 21.61 21.36 3.54 1.56 30 0.71 I级容易自燃 4．地温 本次勘探对7
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