白石崖矿井防治水中长期规划

铜川市耀州区白石崖矿业有限公司煤矿防治水中长期规划二〇一三年目录前言...................................................1第一章井田概况及开发现状...............................2第一节井田地理概况..................................2第二节井田开发现状..................................4第二章矿井水文地质的基本情况...........................7第一节矿井地质概况..................................7第二节矿井水文地质概况.............................11第三节矿井疏排水系统...............................17第三章矿井充水因素分析................................18第四章矿井水防治的整体规划............................20第一节矿井水防治整体思路...........................20第二节矿井水防治整体规划的确定.....................22第三节矿井各类水害治理方案.........................24第四章中、长期具体规划................................28第一节矿井防治水现状...............................28第二节防治水中长期规划.............................28第五章水害治理实施计划及预期效果......................41第六章建议............................................421前言白石崖煤矿位于陕西省铜川市耀州区西北35km处，行政区划属铜川市耀州区庙湾镇与照金镇管辖。井田面积13.4498k㎡，含煤面积6.8k㎡，可采面积6.34k㎡，井田内主采煤层为4-2煤。白石崖煤矿于1999年建成，近年来，原有煤矿的开拓系统、工业场地、以及井上下装备情况等不能满足生产和安全需要，白石崖技改项目就是在原有年产21万吨矿井的基础上实施的技改扩建项目。2007年9月白石崖煤矿变更为白石崖矿业有限公司，投资主体为山东新汶矿业集团公司，性质为国有控股公司。为进一步淘汰落后产能，促进煤炭产业优化升级，提升煤炭产业整体发展水平，根据根据国家安监总局等四部委《关于推行小型煤矿机械化的指导意见》和《陕西省煤炭生产安全监督管理局关于在小型煤矿实施机械化改造工作的通知》文件精神，白石崖煤矿申报在该矿技改项目完成的基础上进行本矿井的机械化改造，经陕西省、市、区煤炭局批复，矿井进行90万吨机械化改造，采用一对斜井、一回风立井开拓。现已进入机械化改造联合试运转阶段。本井田地质构造简单。本区位于低中山丘陵地带、森林茂密，地下水主要依靠大气补给。降雨多集中在七、八、九三个月内，由于降水集中，沟谷坡降比大，利于降水的排泄，而不利于地下水的补给。区内无大的地表水体，据邻区内钻孔抽水试验资料，煤层直接充水含水层延安组砂岩裂隙地下水与直罗组砂岩地下水，单位涌水量20.000141L/s.m，小于0.1L/s.m，补给条件不好，因此水文地质勘探类型为以裂隙充水为主的简单型，但矿区内有多处关闭的小窑存在老空积水，对照国家安全生产监督管理总局《煤矿防治水规定》遵循“就高不就低”原则，最终将白石崖煤矿水文地质类型确定为“中等”类型。现矿井主要水源为局部顶板轻微滴淋水，水量较小均渗入底板，根据矿井实际观测水量2m³/h，多为矿井顶板淋水与防尘水经煤层裂隙从巷道底板渗出，前期对矿井无水害威胁。如果正常生产期间，大面积的采空区的出现，随着沉陷区的增大，局部出现顶板破碎带，而与地表水沟通时，会对矿井安全生产有一定的影响。并会随着矿井采掘工程的延伸，矿井水害问题不容忽视。因此，需要研究和评价矿井开采水文地质条件，分析开采受水害威胁程度，提出针对性的防治水工作内容，指导矿井防治水工作有序进行，确保矿井生产安全。为此，特制定近五年的防治水总体规划。第一章井田概况及开发现状第一节井田地理概况1、位置白石崖煤矿位于陕西省铜川市耀州区西北35km处，行政区划属铜川市耀州区庙湾镇与照金镇管辖。地理坐标：东经108°39′37〞～108°44′25〞，北纬35°06′05〞～35°09′48〞，长约4km，宽约1.5km，井田含煤面积约6.8k㎡。范围西以东川井田为界，北部、东部以煤层零点边界为界，东南部以煤层露头线为界。32、交通耀州区--柳林--照金县级公路从本区南部通过，与矿井相连接的为水泥路面公路。本区到梅家坪--七里镇铁路线的柳林火车站仅12km，公路铁路经县城可通往西安、咸阳等地，井田交通较为方便。3、自然地理本区地处陕北黄土高原南部，属中低山区，区内地形复杂，山峦4起伏，沟谷发育。地势北高南低，西高东低，最高点1595.7m(东川煤矿北)，最低点1138.8m(瑶玉河)。相对高差456.9m。牛窑沟河、补沟河及香山川河为区内三条平行沟流，自西北向东南流过本区，河流水量均受季节性影响。本区属大陆性半干旱气候，据县区气象站近30年统计资料，年降水量最小347.7mm，最大为821.8mm，平均564.3mm，降水多集中在7-9月，相对湿度60%，平均气温12.3℃，最高39.7℃，最低-17.9℃，霜冻期为当年10月下旬至次年3月中旬，冻结深度约0.30m。本区处于地震裂度分区6度裂度带。第二节井田开发现状一、主要开拓开采系统1、提升系统主斜井：铺设带宽B=1000mm带式输送机，井下布置一个直径为6m的缓冲煤仓（容量为700t），原煤经煤仓缓冲后，经给煤机均匀地给入主斜井带式输送机上提升至地面生产系统。副斜井：采用单钩串车提升，井口、底均为平车场，选用一台JK-2.5×2/315型单卷筒矿井提升机，配带YR5002-8型直流电动机一台。2、通风系统矿井通风方法为中央并列式，通风方式为抽出式。由主斜井、副斜井进风，回风立井回风。回风立井风量60m³/s,矿井通风容易时期5负压895.3Pa，通风困难时期负压1424.7Pa。回风立井通风设备选用2台FBCDZ№24型矿用防爆轴流式通风机，一台工作，一台备用，通风机转速750r/min。每台通风机选配2台YBF450S2-8型风机专用隔爆电动机，功率2×185kW，电压10kV，效率91.5%。3、排水系统矿井采用接力排水系统，在副斜井井底附近设有中央水泵房和中央水仓，在一盘区大巷附近设有一盘区水泵房和水仓；一盘区涌水汇集于一盘区水仓，经一盘区水泵房排水设备排至副斜井井底附近的中央水仓内；矿井涌水再由中央水泵房内的水泵和敷设于管子道，副斜井井筒内的排水管路及地面管路，排至矿井工业场地井下水处理站进行处理后复用。中央水泵房排水设备：选用3台MD46-507型矿用耐磨多级离心泵，设置2趟Ф108×4无缝钢管排水管路。矿井正常涌水量和矿井最大涌水量时均1台工作，1台备用，1台检修，管路1趟工作，1趟备用。一盘区水泵房排水设备：选用3台MD25-505型矿用耐磨多级离心泵，设置2趟Ф76×4无缝钢管排水管路。正常涌水量和最大涌水量时均1台工作，1台备用，1台检修，管路1趟工作，1趟备用。4、压缩空气系统在工业场地建空压机站向井下集中供风，并设置井下压风自救系统。选用2台ML200-2S型矿用空气压缩机，其中1工作，1台备用。每台排气量41.5m³/min，排气压力0.8Mpa，可满足矿井设计所需的6压缩空气需风量。空压机设备供气能力能够满足矿井最大下井班人员救灾时需气量的要求。5、矿井供电系统白石崖矿业有限公司地处铜川市耀州区照金镇兰干川村，处于丹霞地貌，周围全是高山峻岭，距离最近的110/35kV变电站是柳林降压站，其它降压站距离都在50km以上。根据矿井用电负荷及现有电源情况，经与铜川市供电局协商确定柳林110/35kV变电站作为本矿的供电电源。矿井的双回35kV电源线路分别引自该变电站35kVI段和II段母线上。考虑到线路压降的因素。双回电线均选用LGJ-95/20导线，架空敷设，路径长约15km。线路全线选用角钢塔架设。双回路供电线路运行方式为一回路运行，另一回路带电热备用，单回路运行线路压降为2.1%，满足电压损失小于5%的要求。二、相邻矿井1、东川煤矿为本区西南的小型生产矿井，年产6万吨，立井单水平下山开采4-2号煤层，煤厚2.40m，已关闭。2、后芋园煤矿位于东川煤矿的南部，为生产矿井，年产6万吨，立井开采4-2煤层，煤层厚度2.60m，煤层结构1.50(0.35)0.75，夹矸岩性为粉砂岩，已关闭。3、兰干川煤矿为本区南部的小型矿井，斜井开采4-2号煤层，煤层厚度8.40m，煤层结构3.50(0.60)1.90(0.70)1.70，夹矸岩性为粉砂岩、泥岩，开采范围长约280m，宽约50m，已关闭刘家山煤矿为本区南侧的小型矿井，现已停产，斜井开采4-2煤7层，煤层厚度5.50m，结构0.30(0.25)1.00(0.10)0.65(0.20)3.00，夹矸岩性粉砂岩、泥岩，煤层浅部倾角达61°，向深部变缓，开采范围长约250m，宽约100m，已关闭。贺家庄联办二矿位于本区南部，现已停产，斜井开采4-2煤层，煤层厚度5.50m，煤层结构0.30(0.25)1.00(0.10)0.65(0.20)3.00，夹矸岩性粉砂岩、泥岩。开采范围长约250m，宽约100m，已关闭。据调查，这些矿井开采时井下基本无水，小煤矿工作面每天排水6～18m³/d不等；矿井井筒有第四系含水层涌水，井筒排水约25～35m³/d。第二章矿井水文地质的基本情况第一节矿井地质概况白石崖煤矿位于旬耀矿区的南部，据地表及钻孔揭露地层由老到新有：三叠系上统胡家村组(T3h)，侏罗系下统富县组(J1f)，侏罗系中统延安组(J2y)、直罗组(J2z)，白垩系下统宜君组(K1y)、洛河组(K1L)及第四系(Q)地层。现分述如下：1、三叠系上统胡家村组(T3h)为含煤地层基底，属湖泊相沉积，厚度不详。岩性主要为浅灰绿色、灰色泥岩、粉砂岩组成，水平层理发育，具贝壳状断口，性脆。2、侏罗系下统富县组(J1f)为残积相沉积，厚度2.98～19.11m，平均厚7.88m，岩性灰、灰绿、紫红、黄褐等杂色泥岩、砂质泥岩(俗称花斑泥岩)为主，团块8状构造，易风化，易碎，遇水膨胀，滑面发育，含菱铁质鲕粒及杂色为显著特点，为区域性标志层K1。3、侏罗系中统延安组(J2y)为区内含煤地层，出露于兰杆川及后岭一带。属一套含煤的河沼相沉积。厚度31.72～153.94m。平均厚78.77m。按岩性、岩相自下而上划分为三段五个旋回。自下而上分述如下：(1)第一段：即第一旋回，下部为灰色泥岩、根土岩、粉砂岩、炭质泥岩局部夹细粒砂岩；中上部由4-2和4-1煤层及泥岩组成；上部为泥岩、粉砂岩厚1.57～32.90m，平均厚12.81m。(2)第二段：即二、三、四旋回，各旋回下部均为细—中粒砂岩，第二旋回下部的砂岩为K2标志层，俗称“小街砂岩”为灰白色中-粗粒砂岩，厚层状，成分以长石石英为主，分选性中等，泥质胶结，具波状层理，含黄铁矿结核，底部含砾。第二、第三旋回中上部均为灰黑—灰色泥岩、粉砂岩及煤层，3号煤层位于第二旋回的中部。第三旋回上部泥岩中含2号煤层，第四旋回不含煤层。厚度26.63～106.93m，平均厚度60.39m。(3)第三段：即第五旋回，下部为中粒砂岩，上部以泥岩或粉砂岩为主，厚度0～25.91m，平均厚度5.81m。与下伏富县组假整合接触。4、侏罗系中统直罗组（J2Z）属半干旱气候条件下的冲积相沉积，厚35.94～70.93m，平均厚度52.76m，下部为灰白色粗粒砂岩，夹薄层含砾粗砂岩。上部为紫9红、灰绿、紫杂色泥岩，砂质泥岩和中—粗粒、细粒砂岩组