煤矿灭火专项初步设计

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1、-1-前 言内蒙古 XX 集团有限公司 XX 煤矿（以下简称 XX 煤矿）位于内蒙古自治区 XX 市 XX 旗 XX 乡 XX 村境内。2005 年自治区进行资源整合时，该矿因资源枯竭被关闭。XX 人民政府以 XX 政函2005385 号文肯定了 XX 集团与 XX 科技大学合作开发煤柱回收技术，XX 煤矿具备了煤柱回收条件。XX 煤矿关闭后，经年透气导致采空区煤柱自燃。2008 年 6 月XX 省安全工程技术研究中心编制内蒙古 XX 集团有限公司 XX 煤矿煤层自燃火源位置探测报告 。XX 煤炭设计研究院有限责任公司受该矿委托，为该矿编制了本次灭火专项初步设计。一、目的及必要性火区的存在，造

2、成采空区煤柱自燃的同时排放出的大量一氧化碳、二氧化碳和其它有毒气体，污染了环境，影响周围居民的健康。为消除危害、采出自燃煤柱、减少资源损失、保护环境、创造和谐社会，对该矿采空区灭火工程的实施尤为必要和紧迫。本设计为该火区治理提供合理、有效、安全的灭火方法。二、设计依据（一）设计委托书；（二） 内蒙古自治区人民政府关于加强煤田（煤矿）火区专项治理工作的实施意见 （内政字2007234 号） ；（三）XX 人民政府 XX 政函2005385 号文；-2-（四）XX 省安全工程技术研究中心于 2008 年 6 月提交的内蒙古 XX 集团有限公司 XX 煤矿煤层自燃火源位置探测报告 ；（五） 煤田火灾

3、灭火规范（试行） 能源安保1992952 号；（六） 煤炭工业露天矿设计规范 （GB 50197-2005） ；（七） 煤矿安全规程 （2006 版） ；（八）其它相关法律、法规和规范；（九）矿方提供的 6-2 煤层关闭时的开采现状图，储量计算图、地形图等。三、设计指导思想（一）认真贯彻执行国家有关方针、政策、法律、法规；（二）治理环境，造福于民，保护资源，走可持续发展之路；（三）因地制宜、综合治理、技术可行、经济合理、施工安全。四、主要技术经济指标（一）火区治理面积：608348m 2；（二）剥离灭火工程采剥总量：2146.84 万 m3；（三）估算工程总投资为 16778.54 万元；（四

4、）回收工程煤 134.73 万吨；（五）剥离灭火总工期 2 年。五、存在的问题及建议 （一）6-2 煤层没有做过资源储量核实工作，这给灭火治理带来了困难，加之活火区是时间的变量，因此在具体实施过程中，应按实际情况进行调整。（二）本方案工程量是依据有关部门提供的 1：5000 地形图计-3-算的具体工程量依据实际施工数量为准，工程投资应根据实际工程量进行调整。（三）被关闭的矿井，井巷平面图没有标高，这给采残煤挖火源带来一定的困难。-4-第一章 概 况第一节 矿田位置及交通一、位置XX 煤矿位于东胜煤田东南部，XX 旗 XX 乡 XX 村境内。行政区划隶属于 XX 旗 XX 乡 XX 村。二、交通

5、矿区位于 XX 旗 XX 乡 XX 村境内，距 XX 煤矿 1km 处的弓（家塔）边（家壕）公路为该矿的主要运输干线，公路全长21km，直接与包（头）府（谷）公路（ 135km 处）相接，南北分别通达陕西大柳塔和东胜。包（头）神（木）铁路位于矿区西 38km。铁路、公路四通八达,交通十分便利。第二节 自然地理一、地形、地貌勘查区位于东胜煤田区域性分水岭“东胜梁”之南侧，区内地形总体呈北高南低，东高西低。最高点位于勘查区北部的 CY10 号孔附近，海拔标高为 1393.4m，最低点位于勘查区西部的也来色太沟边，标高为 1304.2m，最大地形标高差为 89.2m，一般地形海拔标高-5-在 132

6、91376m 之间，相对高差为 47m 左右。勘查区属高原侵蚀性丘陵地貌特征，地形纵横切割，形成梁峁、沟谷。基岩裸露，植被稀少。二、水系勘查区内南北向形成的高地为区内一小型天然分水岭，西南边界处有较大沟谷也来色太沟，区内所有沟谷为束会川支流，为间歇性河流，只在丰雨期间形成短暂洪流，向南汇入束会川后再向南与勃牛川交汇，经陕西省窟野河最终注入黄河。三、气象（一）气温区内属干燥的半沙漠高原大陆性气候，昼夜温差较大，最高气温 35，最低气温-29.8。（二）降水年降水量 198.5709.7mm，且多集中于 7、8、9 三个月，年蒸发量 1850.52660.5mm。日最大降水量 147.9mm，小时

7、最大降水量58.6mm。（三）风春秋两季多风，最大风速 20m/s。（四）冻结期每年 910 月开始结冰，翌年五月初解冻，霜冻期 200 天左右，最大冻土深度 1.50m。四、地震烈度-6-根据中国地震动参数区划图 （GB-18306-2001） ，该区地震动峰值加速度（g）为 0.05g，比照中国地震烈度区划图（1990） 对照烈度为 6 度。第三节 火区地质及煤层一、区域地层东胜煤田地层沉积序列与华北石炭二叠纪各煤田基本相似，地层区划属于华北地层区、XX 地层分区。区内地层由老至新有：上三叠统延长组（T 3y） 、中下侏罗统延安组（J 1-2y） 、中侏罗统直罗组（J 2z） 、安定组（J

8、 2a） 、上侏罗下白垩统志丹群（J 3-K1zh） 、第三系（N 2） 、第四系马兰组（Q 3m）黄土层、第四系（Q 4） 。其区域地层特征见表 1-3-1：区域地层表。二、区域构造东胜煤田位于 XX 台向斜东胜隆起之东南边缘地带基本构造形态表现为一单斜构造，地层走向 N25W,倾向 S65W,倾角 13，具有宽缓的波状起伏，断层不发育。三、 矿区地层根据矿区出露及钻孔揭露，地层由老至新为：三叠系上统延长组（T 3y） ，侏罗系中下统延安组（J 1-2y） ，第三系上新统（N 2）及第四系（Q） 。现由老至新分述如下：-7-表 1-3-1 东胜煤田区域地层表系 统 组 厚度（m） 最小最大

9、岩 性 描 述全新统 （Q4） 为源泊相沉积层、冲洪积层和风积层第四系 上更新统 马兰组（Q3m）068.24 浅黄色含砂黄土，含钙质结核，具柱状节理。不整合于一切地层之上。第三系上新统 (N2) 010.14上部为红色、土黄色粘土及其胶结疏松的砂质泥岩，下部为灰黄、棕红、绿黄色砂岩、砾岩，夹有砂岩透镜体。不整合于一切老地层之上。白垩系下统 志丹群 K1zh 30230浅灰、灰绿、棕红、灰紫色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩、细砾岩、中夹薄层钙质细砂岩。斜层理发育，下部觉见大型交错层理。与下伏地层呈不整合接触。安定组（J2a） 1080浅灰、灰绿、黄紫褐色泥岩、砂质泥岩、中砂岩。

10、含钙质结核。中统直罗组（J2z） 1278灰白、灰黄、灰绿、紫红色泥岩、砂质泥岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩。下部夹薄煤层及油页岩，含 1 煤组。下伏地层呈平行不整合。中下统 延安组（J1-2y） 78247灰-灰白色砂岩，深灰色、灰黑色砂质泥岩，泥岩和煤。含 2、3、4、5、6、7 煤组。与下伏地层呈平行不整合接触。侏罗系下统 富县组（J1f） 110上部为浅黄、灰绿、紫红色泥岩，夹砂岩。下部以砂岩为主，局部为砂岩与泥岩互层，底部为浅黄色砾岩。与下伏地层呈平行不整合。三叠系上统 延长组（T3y） 35312黄、灰绿、紫、灰黑色块状中粗砂岩。夹灰黑、灰绿色泥岩和煤线。与下伏地层呈平行不整合接触。-

11、8-下统 二马营组（T2er） 87367 以灰绿色含砂砾岩、砾岩、紫色泥岩、粉 砂岩为主。（一）上三叠统延安组 为含煤层地层基底。出露在哈拉界沟以北勃牛川，暖水川东侧及其各主要支沟两侧。岩性组合为一套灰绿色中粗粒砂岩，局部地段为含砾砂岩，夹绿色薄层状砂质泥岩和粉砂岩。出露厚度在 1040m 之间。普通发育大型板状。槽状交错层是延安组的一个显著沉积特征。结合区域性的沉积规律，说明本区延安组仍是典型区流河沉积体系。（二）中下侏罗统延安组 为区内含煤地质层。在暖水川，勃牛川东缘及枝状沟谷两侧广泛出露，在 XX 以南由于大面积风沙覆盖，仅零星出露。岩性组合为一套浅灰色细砂岩，少量中细砂岩，灰色至深灰

12、色粉砂岩，砂质泥岩，泥岩和黑色煤层，含有少量的钙质沙泥岩。据地表地质填图及钻探控制，北部仅残存一段岩，向南残存厚度增大，出现二段岩，最多含 4，5，6 三个煤组。据 10 个钻孔统计，延安组残存厚度 81.70112.01m，且北薄南厚，西薄东厚。与下伏地层延安组假整合接触。（三）第三系上新统 东部坝梁一带广泛分布。岩性组合为一套浅红色砂质泥岩和泥岩，含有丰富的呈层状发育的钙质结构。基本处于未完全固结成岩的较疏松状态，在局部地段与黄土有相似特征。由于沉积后期剥蚀改造作用的强弱差异，出露范围及现存厚度变化均比较大。就钻探控制情况及地表地质填图成果来看，从几米至数十米。靠东部坝梁一带出露地段连续性

13、好，厚度也比较大。与下伏-9-地层延安组不整合接触。（四）第四系 按成因可分为风积砂，冲洪积物，残坡积物及少量次生黄土。第四系地层厚度变化比较大，据钻探结果为 0.4571.04m。不整合于一切下伏地层之上。四、矿区地质构造井田位于东胜煤田南部，其构造形态为向南西倾斜的单斜构造。据地面产状测量结果，倾向一般为 245左右，倾角 13，以 6-2 煤层底板等高线来看，沿煤层走向发育有较宽缓的波状起伏，未发现有明显的断层和褶皱，亦无岩浆侵入活动，井田内构造属简单。根据以上资料，本区构造复杂程度确定为简单类型，即类型。五、含煤地层煤层及煤质（一）含煤地层本煤区含煤地层为侏罗系中下统延安组（J 12y

14、） ，其含煤岩系主要由陆缘碎屑岩组成的陆相沉积地层，沉积环境为泥炭沼泽相和湖泊相为主的大型内陆盆地。本区含煤地层上部剥蚀，下部残存。含有 6、5、4 三个煤组，共含煤 114 层，一般含煤 36 层。其中可计算的煤层有 5 层。其中 6-2 煤层为全区可采煤层，其余均为局部可采煤层。煤层总厚 2.6511.76m，一般为 68m。可采含煤系数为 13.76%。煤层稳定程度为较稳定类型。（二）煤层-10-区内共有可采煤层为 6-2。4-1、4-2 上 和 4-2 煤层可采范围极有限且区段上的完整性被沟谷切割破坏，为不稳定煤层。煤层仅发育在乌兰不拉沟以北，自北向南厚度逐渐变薄至湮灭，厚度比较稳定，

15、可采范围小，为不稳定煤层。6-2 煤层在详查区内为稳定煤层。各可采煤层发育特征如下：1、4-1 煤层：分布在普查勘探区南部，内部剥蚀作用强烈，残存范围极有限。钻探控制见煤点 6 个，仅 4 个点达到可采厚度。煤厚 0.42.71m，平均 1.82m。可采煤厚 1.752.19m，平均 1.98m。一般含 34 层夹矸，夹矸岩性为砂质泥岩。与 4-2 煤层间距平均13.89m，变化不大。顶板岩性以细砂岩为主，底板岩性为粉砂岩及砂质泥岩。2、4-2 上 煤层：分布在普查区南部中段，厚 0.541.50m，平均0.89m。可采厚度 0.951.50m，平均 1.14m。煤层厚度变化不大，一般为单一无

16、结构煤层，个别点有一层夹矸。顶层岩性为细砂岩、粉砂岩，底板为砂质泥岩。3、4-2 煤层：与 4-2 上 煤层分布范围大致相同，煤厚0.261.43m，平均 0.98m。可采煤厚 0.831.43m。平均 1.20m。不含夹矸，结构简单。顶底板均为砂质泥岩为主。4-2 上 煤层与 4-2 煤层在 b12、b16、b21 和 b26 一带层间距小于0.80m，即两层煤在该地段合并为一层煤。向西随层间距加大，逐渐分开为两层独立煤层，层间距的变化规律经露头追索及钻探控制非常明显。4-2 煤层与 6-2 煤层间距为 67.01m，比较稳定，间距变化-11-不大，即 4-2 煤层层位亦比较稳定。4、6-2 上 煤层：分布在普查区北部 b4-b5-b8-b10 一线及其以北地段。切割强烈的枝状沟谷破坏了该煤层在地段上的完整性，就钻