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1、林东煤业发展有限责任公司南山煤矿防治煤层自燃专项设计说明书南 山 煤 矿二一三年十二月 林东煤业发展有限责任公司南山煤矿防治煤层自燃专项设计说明书矿 长：总工程师：审 核：设 计：南 山 煤 矿二一三年十二月 会审意见会审时间2013年12月23日会审地点矿办公大楼四楼会议室会审意见1、南山煤矿K5煤层煤炭含硫量大于2%(即SQ2%)，根据中华人民共和国国家标准煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法(GB/T 20104-2006)，矿井应按类进行设计和管理，并且应尽快重新补做K5煤层煤炭自燃倾向性鉴定。2、在今后的生产中，必须加强矿井通风瓦斯管理，杜绝瓦斯超限和无风、微风作业现象，严防瓦斯、煤尘和火灾事
2、故的发生。3、加强培训，提高管理人员和从业人员的防灭火意识和防防灭火操作技能。4、矿井在开拓新水平、新采区时，应将大巷、采区上下山等主要巷道布置在煤层的底板岩层中。5、矿井防治煤层自燃资料欠缺，应尽快补作。6、设计内容应根据矿井实际开采情况，补充矿井今后的防治煤层自燃的规划，规划内容应包括防治煤层自燃的消防系统、束管检测系统等。参加会审人员记录人员张 伟目录前 言1第一章 矿井概况4第一节 矿井概述4第二节 矿井地质及煤层特征7第三节 矿井开拓与开采16第五节 矿井通风18第二章 防治煤层自燃措施21第一节 阻化剂防灭火系统21第二节 其它防治煤层自燃措施24第三章 投资估算31附件：1、贵州
3、省国土资源厅2012年9月27日颁发的贵州林东煤业发展有限责公司南山煤矿采矿许可证，证号：C5200002012031120124213；2、贵州煤矿安全监察局2012年1月13日颁发的贵州林东煤业发展有限责公司南山煤矿安全生产许可证，证号：(黔)MK安许证字0641；3、2004年5月煤炭科学研究院总院重庆分院提供的南山煤矿K5煤层煤尘爆炸性鉴定报告；4、2004年5月煤炭科学研究院总院重庆分院提供的南山煤矿K5煤层煤炭自燃倾向性等级鉴定报告。2林东煤业发展有限责任公司南山煤矿防治煤层自燃专项设计前 言林东煤业发展有限责任公司南山煤矿位于息烽县城北约6Km处，南山煤矿最初由贵阳煤矿编制初步设
4、计，经贵州省煤炭局批准，于1970年10月开工建井，1978年1月开始试投产，原设计能力为15万t/a。1978年1988年间，除80年、85年、87年外，其余各年年产量均超过设计生产能力15万t/a。1989年11月矿井开始改扩建，本次扩建由贵州省煤炭厅设计队、林东矿务局设计研究所设计。重新开掘三区大巷和三区轨道上山及三区回风上山，于1991年7月完成改扩建投产，矿井改扩建后的设计能力为年产30万t/a。历年来，矿井最高实际生产能力22.7万t/a（2009年），一般实际生产能力1520万t/a。开拓方式为走向平硐，分区上（下）山开拓，采煤方法为区内双翼走向长壁后退式回采，采用爆破落煤，工作
5、面采用单体液压柱配合铰接顶梁支护，全部垮落法管理顶板。原井田面积12.67km2，上世纪九十年代末，因煤炭市场不景气响应林东矿务局“三转二建”战略，将矿区面积缩小为2.3371km2，现井田面积变更为7.32km2。所开采的K5煤层为低变质无烟煤，有煤与瓦斯突出危险，煤尘无爆炸性，煤层自燃倾向性为不易自燃（类），建矿至今未发生煤层自燃现象，矿井无较大涌水。矿井通风方式为分区式，通风方法为抽出式。即由主平硐和三采区轨道上山进风，三采区回风上山回风，通风系统较简单。2006年5月将三区风井原2台离心式主扇（47220B）更换成同等功率的2台轴流式主扇（BD61、，一台使用，一台备用，电机型号为YB
6、Fh315S6，功率752=150Kw。同年7月初该两台轴流式通风机正式投入运转。根据2008年11月原林东矿务局设计研究所设计的南山煤矿开采方案设计（变更），矿井开采权设计方案矿井划分为一个水平、四个采区开采。目前矿井一采区（平硐大巷+1036m标高）以上已于1983年7月完全采空；二采区（平硐大巷+1040m标高）以下左采面为75213采面、右采面为75214采面，其开采最大深度分别为标高+960.0米、+1005.0米，该标高以上地段煤炭资源均已于2001年5月完全采空。三采区（平硐大巷+1043m标高）以上开采的有：7531采面、7532采面、7533采面、7534采面、7536采面、
7、7538采面、75312采面、75310采面、7535采面及75313采面，上述采面相继于1997年、2000年、2002年、2003年、2004年、2007年、2008年7月和2010年12月回采结束；三采区+1043m标高以下只开采2个采面：即7537采面和75314采面，上述二采面相继于2005年、2007年初回采结束。三采区采用下行式双翼交替开采，近二三年按序开采三采区（平硐大巷+1043m标高）以上的采面有：7539采面、75311采面，今后三十五年将按序开采的采面有：75316采面、75315对拉采面、75318采面、75320采面。其中7539采面、75311采面和75315对拉
8、采面位于三采区F7逆断层北西翼盘（+1050m标高+1300m标高以内）的K5煤层；75316采面、75318采面和75320采面位于三采区F7逆断层南东翼盘（+1050m标高+1250m标高以内）的K5煤层。三区轨道上山和三区回风上山均布置在K5煤层底板茅口灰岩中,分别距K5煤层底板42.5m、36m，而三区运输上山则沿K5煤层布置。目前现正在回采的三采区采用下行式双翼交替开采（即采煤工作面从+1300m标高自上而下+1050m标高布置）。根据南山煤矿开采方案设计（变更）中的接替采区四采区，即开采平硐大巷+1043m标高以下（+1050m标高+800m标高以内）的K5煤层，其四区轨道下山、四
9、区运输下山和四区回风下山均沿K5煤层底板茅口灰岩布置。四采区采用下行式双翼交替开采（即采煤工作面从+1050m标高自上而下+800m标高布置），区内双翼走向长壁后退式回采。根据2004年5月煤炭科学研究院总院重庆分院提供的南山煤矿K5煤层煤炭自燃倾向性等级鉴定报告，本矿K5煤层属不易自燃煤层(自燃倾向分类为类)。2013年12月18日贵州省安监局、贵州煤监局煤矿安全生产条件专项检查第一小组对对南山煤矿进行检查时提出：南山煤矿K5煤层煤炭含硫量大于2%(即SQ2%)，根据中华人民共和国国家标准煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法(GB/T 20104-2006)，矿井应按类进行设计和管理，且要重新对K5煤
10、层煤炭自燃倾向性进行鉴定。在未重新做鉴定前，暂按类进行设计和管理。为确保矿井安全生产，南山煤矿暂按类煤层自燃倾向性进行编制南山煤矿防治煤层自燃专项设计。一、设计依据1、煤炭工业小型煤矿设计规范（GB 503992006）；2、煤矿安全规程（2011）；3、煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范（AQ 10552008）；4、煤矿井下消防、洒水设计规范（GB 503832006）；5、矿井密闭防灭火技术规范（AQ 10442007）；6、煤矿注浆防灭火技术规范MT/T 7021997 ；7、煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ 10292007）；8、煤层自燃发火标志性气体色谱分析及
11、指标优选方法（AQ/T 10192006）；9、煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法(GB/T 20104-2006)；10、矿井通风安全装备标准；11、2004年5月煤炭科学研究院总院重庆分院提供的南山煤矿K5煤层煤炭自燃倾向性等级鉴定报告；12、国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定（中华人民共和国国务院令第446号）；13、国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知（国发201023号）14、国家安全监管总局 国家煤矿安监局关于印发煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）的通知（安监总煤装201133号）；15、南山煤矿煤矿开采方案设计，林东矿务局设计研究所，2008年11月；16、
12、贵州省能源局文件（黔能源发2011731号）“关于对林东矿业集团公司关于上报2011年度矿井瓦斯等级鉴定及二氧化碳测定结果的报告的批复”； 17、南山煤矿提供的采掘工程平面图及其它资料；18、设计人员到现场搜集了解的情况。二、设计原则1、坚持“安全第一，预防为主、综合治理”的方针和“管理、装备、培训并重”的原则；2、按照煤矿安全规程、煤炭工业小型煤矿设计规范、煤矿注浆防灭火技术规范等相关技术规范要求，实施综合性防治煤层自燃措施、确保矿井安全生产；3、依靠科技进步，结合本矿井的实际情况，采用比较成熟的技术、设备、仪器、仪表提高矿井综合的防治煤层自燃能力。三、主要技术经济指标1、设计年生产能力：3
13、0万t/a；2、矿井配备专（兼）职防灭火机构人员：6人；第一章 矿井概况第一节 矿井概述一、矿井交通位置南山煤矿位于贵州省贵阳市息烽县城北约6km，位于息烽县永靖镇管辖，矿区位于小寨坝镇、永靖镇交界处的管田村。该矿地理坐标为: 东经10643241064635，北纬270831271009。川黔公路210国道经矿区南西经过，矿区有专用公路与其相连，距离约1.1km；兰海高速公路经矿区西侧经过，经210国道分别在息烽和小寨坝镇与其相连；矿区距川黔铁路盘脚营站约0.5公里，经盘脚营火车站可达贵阳、遵义等地，交通方便。见交通位置图1-1-1。二、井田境界扩界后的南山煤矿矿区平面积为7.32km2，共
14、由12个拐点坐标圈定，呈不规则12边形，地理坐标东经10643241064635，北纬270831271009。拟定的开采深度为+1880m+1480m标高，矿区范围拐点坐标见表1-1-1。表111 扩界后南山煤矿矿区范围拐点坐标统计表拐点编号X坐标Y坐标A3004047.0036374174.00B3003237.0036374175.00C3003290.0036375095.00D3005115.0036377185.00E3005180.0036371158.00F3007010.0036378720.00G3006295.0036376840.00H3006905.003637644
15、8.00I3005380.0036375365.00J3004180.0036374210.00K3004160.0036373432.00L3004045.0036373435.00开采深度：+1450m+800m标高矿区面积：7.32Km2图1-1-1 矿井交通位置图三、地形地貌及自然地理条件1、地形、地貌息烽南山是乌江至贵阳间的第一高山地带，由高大山脊组成北东向的弧形山脉。矿区即位于南山高地的中部及其东、西、面斜坡上，地势高、地形陡、高差大，海拔标高1028.421711.40m，最高点位于矿区南东部的懒板凳丫口，海拔1711.40m，最低点位于西部主井口，海拔1028.42m，一般高差
16、350 m 480 m，最大高差682.98m，含煤地层一般标高1130 m 1450m，矿区侵蚀基准面位于主井口北约750米处小干沟公路桥下，标高约为874m。矿区总体上属中高山地貌，区内夜郎组、长兴组碳酸盐地层覆盖范围广，峰丛、洼地、溶斗、溶洞、天窗等岩溶地貌较发育，长兴组及夜郎组地层在逆向坡地带易形成陡崖、陡坡。2、河流南山煤矿地处长江流域乌江水系上游南侧之底寨河支流，区内由于碳酸盐岩广泛分布，碎屑岩分布不多，地貌上以岩溶峰丛洼地为主，石芽、溶沟、溶槽、落水洞、溶斗、竖井较发育，大气降水容易渗入地下，地表水系不发育，矿区地表水大多为“V”型冲沟水或小型溪沟水。冲沟流程短，水量小，一般小于
17、5L/s，流量受季节性控制明显，大多在雨季时增大，旱季时减小甚至干涸。南山煤矿矿区范围内无较大的常年流水溪沟，仅矿区南部外围响水洞暗河出口处以下河段梅子溪，常年有水，枯季流量66.90L/s。3、气象矿区所在区域属北温带湿润季风气候，总的特征是温和湿润，降雨充沛，冬无严寒，夏无酷暑，四季不甚分明。据息烽气象站观测资料：历年日平均气温18.8，日极端最高气温36.5，日极端最低气温-7.6，7月平均温度22.7；年平均降水量1154.9mm，日最大降水量为137.50 mm，最大连续降水量144.0 mm，雨季多集中在59月，年均发生暴雨23次，多在57月，12月到次年4月为枯水期；多年平均风速
18、2.1m/s，最大19m/s；相对湿度为7586%。灾害性天气主要有春旱、冰雹、夏旱、夏季暴雨等。4、地震根据中国地震动参数区划图（GB183062001），矿区地震烈度为度，地震动峰值加速度为0.05g。四、水源条件矿区目前供水水源为象鼻洞泉点及干沟专用供水孔两处，其供水能力为1699t/d2050t/d。经检验， PH值7.57.6，硬度（德国度d）6.478.04，固溶物125176mg/l，为低矿化度、微中硬、HCO3Ca型或HCO3Ca.Mg型淡水。五、电源条件矿井一回路电源来自永靖变电站110Kv以LGJ120导线砼杆架设的35Kv高压输电线路，全长13.1Km；另一回路引至矿区工
19、业广场外新建的盘脚营220Kv变电站以LGJ-95导线砼杆或铁塔架设的35Kv高压输电线路（原来自天台主回路因2008年冬季雨雪冰冻受损坏），全长1.22Km；上述二回路供电正常。第二节 矿井地质及煤层特征一、地层矿区及周边出露的地层有中二叠统茅口组（P2m）、上二叠统峨嵋山玄武岩组（P3）、龙潭组（P3l）、下三叠统夜郎组（T1y）、茅草铺组（T1m）及第四系（Q）地层。现由老至新分述如下：1、二叠系中统茅口组（P2m）：浅灰色、深灰色中厚层状、块状灰岩。微晶至细晶结构，含少量燧石结核，富含蜓科、腕足类和珊瑚化石。其顶部常见有一层厚约12米的灰色、深灰色硅质岩。厚度28米240米。2、二叠系
20、上统峨嵋山玄武岩组（P3）：深灰色、深灰绿色，风化后为浅黄色、黄褐色，块状构造，具气孔、杏仁构造，细晶质结构，质硬，比重大，为玄武熔岩组成。其上一般有310m紫、灰、绿色凝灰岩与玄武岩过渡。与下伏地层呈假扩界接触。该组厚度变化大，厚度约015.08m。3、二叠系上统龙潭组（P3l）：岩性以含泥灰岩、深灰色粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩为主，夹煤层。含煤层79层，含全区可采煤层1层，局部可采煤层1层，为本区唯一含煤地层。与下伏玄武岩地层呈假扩界接触。厚183195m。富含腕足类、瓣鳃类、海百合、螺等动物化石及大羽羊齿、栉羊齿等植物化石。4、二叠系上统长兴组（P3c）：灰色、深灰色，中厚层状、厚层状燧
21、石灰岩，微晶质至细晶质结构，偶夹粉砂岩、深灰色钙质泥岩、钙质粉砂岩，顶部偶夹薄层蒙脱石泥岩，最顶部蒙脱石与上覆地层分界，底部为一层泥灰岩。产丰富的腕足、瓣鳃类等动物化石。层面见有泥质及沥青质，下部和底部含较多泥质。厚33.041米，一般厚37.0m。5、三叠系下统夜郎组（T1y）：岩性以灰色、深灰色薄层状、中厚层状、厚层状灰岩为主。以岩石颜色、夹灰岩或泥灰岩、泥岩的层数及厚度，区内夜郎组分为三段。九级滩段（T1y3）、：紫红色薄层至中厚层泥岩，土状结构，含钙质及铁质，显清晰的水平层理，间夹多层灰色质深灰色、局部为紫红色薄层至中厚层状灰岩。下部颜色较浅，为灰绿色、灰黄色。含较多的半鳃类等动物化石
22、。厚5156米，一般厚52米。玉龙山段（T1y2）、：顶部为浅灰色石灰岩与深灰色、黑灰色色薄层状钙质泥岩组成。中部及中上部为灰色、深灰色薄层状、中厚层状、厚层状灰岩，微晶质结构，普遍发育缝合线构造，方解石脉发育，局部呈网状。下部为灰色、深灰色中厚层状灰岩与深灰色、黑灰色薄层泥岩互层，以石灰岩为主。厚89320米，一般厚300米。沙堡湾段（T1y1）、：灰黄色、黄绿色、深灰色薄层状钙质泥岩，间夹多层薄层状泥灰岩、灰岩。富含半鳃类动物化石。厚1823米，一般厚20米。6、三叠系下统茅草铺组（T1m）：上部为灰白色、灰色、肉红色含白云质灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩为主，呈微晶质结构，薄层状至厚层状，
23、见缝合线构造，其底部见肉红色、灰色角砾状白云质灰岩，间夹有多层泥岩、钙质泥岩，底为一层黄绿色、鸭蛋绿色、铁锈色及杂色薄层状泥岩；下部有深灰色中厚层状石灰岩和灰白色、浅灰色、肉红色含云质灰岩交互组成，该组地层在矿界内保存不全，以南极顶一带保存厚度最大，超过500米。与下伏地层呈扩界接触。7、第四系（Q）：以堆积、坡积成的棕黄色含砂粘土及砂质粘土。零星分布于山坡及地势低洼处。最大厚度约9.70m，与下伏地层呈角度不扩界。二、地质构造南山煤矿位处息烽向斜西翼，地层走向总体为北东-南西向，倾向南东，倾角1424，一般为22。地层产状随背、向斜褶皱起伏而变化，煤层产状与地层产状一致。区内褶曲具有多种形态
24、，以舒缓开阔型为主。断层多为陡倾的正、逆及平移断层，直线延伸，少数平缓展转弯曲，个别地段有逆掩断层。大背斜常被断层破坏，向斜保存较好。南山井田所处的息烽向斜，总体为北东方向的短轴向斜，呈一个较大的圆形构造盆地，由于主体部位与息烽涡轮构造重合，绕其外有幅射分部，顺时针向弯曲的小褶曲及压扭性断层。本区各种构造体系形成的现今构造景观，都是在燕山期定型的。1、褶曲息烽向斜：长约25km，宽10km，轴向北东20，呈棱形，地层倾角北西翼1424，南西翼140160，核部最新地层为自流井群，翼部主要为三叠系及二叠系地层。安底寨复背斜：该背斜位于矿区西部，轴向北东、南西向，矿区南西端安底寨附近为其倾没部分。
25、南东翼倾角平缓，1424；北西翼倾角70至直立倒转。轴部出露地层南西段为K4煤层顶板燧石灰岩，北东段为茅口灰岩。背斜轴部已被F1断层破坏。2、断层南山井田历次勘探共发现断层计28条，其中隐状断层18条。断层落差大于30m的4条，在矿区范围内的有F1、F4、F7断层。另外F11、F12、F13三条断层落差小于30m，虽对煤层破坏较大，但其位于矿区外，对开采无影响；等于或大于20m的有Fl4、F21两条；落差小于20m，等于或大于10m的有11条，即F16、F18、F19、F20、F22、F23、F24、F26、F28、F30、F35；落差小于10m的11条，即F9、F15、F17、F25、F27
26、、F29、F31、F32、F33、F34、F36。此外，经多年来的开采地质资料统计分析：一采区掘进回采时，共发现小断层17条。其中绝大部分为正断层，断层走向北东、北北东，倾向南东、南南东，倾向4580之间，落差0.3m2.5范围内变化。断层分布几乎全部在采区南翼的F1逆断层上盘附近。二采区在掘进回采时，共发现断层25条。以正断层居多。其中，有7条走向为北西向，3条走向南北向，其余全为北东、北北东向。其倾向绝大部分往南东、南南东倾。断层落差除一条外为12米外，其余均为0.3m2.0米间变化。绝大部分分布在二采区的北翼，分析可能与F7逆断层的发育有密切关系。三采区在掘进回采时，共发现断层48条。以
27、正断层居多。其中，有8条走向为东西向，4条走向南北向，其余全为北东、北北东向。其倾向绝大部分往南东、南南东倾。断层落差除F301、F303、F 304为515米外，其余均为0.3m2.0米间变化。绝大部分分布在F7逆断层两盘，分析可能与F7逆断层的发育有密切关系。勘探所查明的断层，其走向多为北东，与矿井开拓过程中的实际情况是基本吻合的。同时矿井生产揭露的断层资料又为勘探钻孔中所见断点的组合和空间展布提供了重要依据。综上所述，南山煤矿构造复杂程度类型应属简单偏中等类型。三、煤层1、含煤地层龙潭组（P3l）为区内唯一的含煤地层，属滨海至浅海型海陆交互相沉积。龙潭组厚183185米，一般厚185米，
28、主要为泥岩、粉砂岩、细纱岩、灰岩及煤组成，富含腕足类、半鳃类、蜓科和植物化石。含煤79层，一般为8层，主要可采煤层一层。根据含煤性，岩性组合特征和标志层的分布，含煤地层为上、中、下三段。长兴组底界至K3煤层为上段；K3煤层底至K4煤层底界为中段；K4煤层至本组底为下段。现根据岩性组合特征将各段详细分述如下：(1)、上段（P3l3）、本段厚度46.5052.60米，一般厚48.00米，厚度变化小。上部以灰岩为主，间夹泥岩、钙质砂岩等，不含煤层。下部以泥岩、粉砂岩为主，间夹有灰岩，含煤35层，一般为4层，其最上一层为K2煤层，最下一层为K3煤层。(2)、中段（P3l2）、本段厚39.0052.20
29、米，一般厚45.00米，厚度有一定变化。含煤一层（即底部K4煤层）。上部以泥岩、粉砂岩为主，其下部间夹有菱铁质灰岩、石灰岩等。中部及下部几乎全部为深灰色中至厚层状遂石灰岩，仅在中部和下部之间夹一层厚度1.0米左右的粉砂岩（或粉砂质泥岩），其厚度均很稳定，特征明显特殊，是很好的对比标志。(3)、下段（P3l1）、本段厚88.1098.00米，一般厚92.00米。中下部含矿区范围内唯一主要可采煤层（K5煤层）。上部以深灰色中厚层状遂石灰岩为主，顶部多夹薄层泥岩、钙质粉砂岩、细纱岩。中上部夹有一层1.00米左右的泥岩，厚度稳定，特征明显，是良好的对比标志（标三）。中部以浅灰色、灰绿色薄至中厚层状钙质
30、细纱岩、粉砂岩和灰岩及K5煤组成。K5煤层顶板为深灰色灰岩（标四），厚4.20米，夹有两层厚0.20米左右的淡黄色、黄绿色蒙脱石泥岩，灰岩中含动物化石。下部以铝土岩为主，厚度变化较大，间夹火山碎屑岩。2、含煤系龙潭组（P3l）为矿区内唯一含煤地层，一般厚约185m，含煤79层，一般8层，含煤平均总厚约4.20m，含煤系数2.3%。全区可采煤层1层（即K、煤层，而K4煤层零星可采，K3煤层局部可采，其余各煤层均不可采，可采含煤系数为1.1%。3、可采煤层据贵州省息烽县遵义煤田南山井田（扩大）精查地质报告，矿区内可采煤层为K5煤层。K5煤层位于龙潭组下段的下部。上距K3煤层111.00122.50
31、米，一般厚118.0米；距K4煤层66.5077.50米，一般为71.00米；下距茅口组灰岩顶界17.0020.50米，一般19.00米。煤层厚度0.733.98米，一般厚1.80米。从上表所示，K5煤层仅1个点不可采，其余均可采，煤厚变化小。另从历年来南山煤矿开采一、二、三采区的400余点煤厚资料分析:该煤层厚度绝大部分在1.80米左右变化，其变化系数为29%。K5煤层一般含夹矸一层，局部为两层，偶含夹矸34层。上层夹矸较稳定，厚0.000.40米，一般厚0.10米，为粘土质泥岩或炭质泥岩，其上煤分层厚0.200.50米，一般0.30米；下层夹矸不稳定，厚0.001.36米，一般为0.20米
32、，岩性也为粘土岩或炭质泥岩。K5煤层顶板大部分为深灰色中厚层状灰岩，厚一般4.20米，局部有一厚度0.000.40米的泥岩或炭质泥岩为伪顶；老顶为灰色、深灰色粉砂岩、细纱岩，强度较高。K5煤层直接底板为粘土岩，厚0.000.40m，局部为炭质泥岩；老底为铝土质泥岩，其强度低，水稳性差，遇水极易软化膨胀。可采煤层特征见表12-2。综上所述，K5煤层结构简单至较简单,可采性好，属稳定类型煤层。表1-2-2 可采煤层特征表煤层名称煤厚（m）倾角（）容重（t/m3)稳定程度围岩性质顶板底板K50.733.891.801424221.45较稳定深灰色中厚层状灰岩,老底为铝土质泥岩直接底板为粘土岩, 老底
33、为铝土质泥岩四、煤质1、物理性质(1)、物理性质和煤岩特征K5煤层：黑色至黑灰色，似金属光泽，均一结构薄层至块状煤，显水平层理，中上部内生裂隙发育。宏观煤岩类型为半亮型至半暗型煤，质软易碎，含透镜状黄铁矿结核。显微组分以镜质组为主，多见均匀基质体、镜质体，少量木质镜质体，偶见镜质浑园体；丝质组较少：以木镜丝质体，木镜半丝质体较普遍；无机组分以粘土矿物为主，方解石、石英次之，含少量黄铁矿。最大镜煤反射率（Rmax）平均2.564%，显微硬度（Hv）平均36.06kg/mm2。其变质阶段为低变质无烟煤。(2)、视密度K5煤层比重平均为1.63，容重为1.45t/m3。2、化学性质(1)、水份（Ma
34、d）K5煤层原煤为0.281.78%，一般为1.21%。(2)、灰分（d）K5煤层原煤为14.4027.11%，一般为24.95%；精煤为8.2912.43%，平均9.78%。(3)、挥发分（Vdaf）K5煤层原煤8.6010.45%，平均9.53%，精煤7.268.68%,平均7.98%。(4)、硫分（St,d）K5煤层原煤硫分（St,d）：1.725.75%，平均3.74%；精煤1.421.87%,平均1.63%。K5层原煤硫分（St,d）：1.725.75%，平均3.74%；精煤1.421.87%,平均1.63%。原煤无机硫占全硫的比例为84.72%,有机硫占全硫的15.28%。从煤层硫
35、分等值线图分析，矿区范围内K5煤层硫分有由浅至深增大的趋势，矿区中部硫分高于东、西部硫分。(5)、氢含量（Hdaf）K5煤层氢含量一般大于3.00%，煤层平均值为3.74%。(6)、碳含量（Cdaf）K5煤层碳含量为90.5692.26%，平均为91.40%。(7)、灰成分根据K5煤层灰分分析结果：二氧化硅含量小于50%；三氧化二铝在20%左右；三氧化二铁平均值为3.49%，其它成分平均值均小于2%。3、工艺性能(1)、灰熔融性K5煤层煤灰熔融性T2：1283，属高熔灰分。(2)、机械强度K5煤层为23.9%，属低强度煤。(3)、可磨性K5煤层为141.44，易磨碎。(4)、热稳定性K5煤层热
36、稳定性S+6、S6-3、S3-1、S-1四级各实测一个，平均值分别为：59.60%、26.80%、7.58%、6.02%。(5)、煤对二氧化碳反应性在温度1000时煤对二氧化碳反应性：K5煤层实测7个，最小值30.90%，最大值69.45%，平均48.4%。(6)、发热量（Q）K5原煤发热量（Qgr。ad）为25.17530.235MJ/kg，平均27.705MJ/kg。按GB/T213-1996标准换算收到基恒容低位发热量（Qnet.v.ar）其值在27MJ/kg以上为特高发热量煤。因此，区内K5主采煤层为特高发热量煤。煤层煤质特征见表1-2-3。表1-23 煤质特征表煤层编号Mad(%)A
37、d(%)Vdaf(%)St,d(%)Qgr,daf（MJ/Kg）Cdaf(%)K5原煤24.959.533.7427.70591.40K5精煤9.787.981.634、煤类K5煤层属1阶段，煤类属无烟煤。5、有害元素氟（F）含量：全区仅1个点，测值为390.4ppm。砷（As）含量：K5煤层0.09.4ppm ，平均3.8ppm。磷(P)含量：K5煤层0.005%0.012%，平均0.0074%。氟（F）、砷（As）、磷(P)含量较微量，对环境不构成影响。有害元素含量见表124。表124 有害元素一览表煤层F（ppm）As（ppm）P（%）小大平均小大平均小大平均K5390.40.09.43
38、.800.0050.0120.00746、其它微量元素锗（Ge）等其它微量元素见表125。表125 其它微量元素一览表项目最小值（ppm）最大值（ppm）个数平均值（ppm）Ge315127.8Ga13241217.2U7.210118.57、煤质及工业用途评价本矿煤层为高硫、中灰、高发热量无烟煤。依据其主要煤质指标，本矿煤炭用途：(1)、原煤可作一般工业锅炉和火力发电等动力用煤。硫分高可增设脱硫设备，挥发分低，可配适量烟煤。煤灰熔融性T2大于1250可考虑固态排渣。(2)、6mm的粉煤占50%以上，可考虑粉煤气化。(3)、煤矸石可供建材、铺路和井下充填用。8、其它有益矿产(1)、硫铁矿：龙潭
39、组（P3l）底部K5煤层底板地层中含有一定量的黄铁矿晶体、团块，但根据采样化验结果分析，无工业应用价值，其化验结果详见表1-2-6。(2)、锗：煤层中伴生锗315ppm，但品位低。(3)、镓：煤伴生镓1324ppm，品位低。表1-2-6 硫铁矿化验成果两极值表项目SgQ%AS%F%Pb+Zn%C%最小值0.0403.422-43.3-30.56最大值5.314.02-59.45-45.25-27.28个数1515151515平均值0.985.06-65.544-21.148-22.76五、矿井瓦斯等级、煤尘爆炸性危险性、煤层自然倾向性：矿井煤与瓦斯突出危险性、冲击地压、地温情况。1、瓦斯瓦斯：
40、南山煤矿勘探期间采煤芯瓦斯样品11个，全部为K5煤层，经测试：瓦斯自然组分：N2=2.3753.20%，CH4=30.9595.96%，CO22%)，根据中华人民共和国国家标准煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法(GB/T 20104-2006)，矿井应按类进行设计和管理，且要重新对K5煤层煤炭自燃倾向性进行鉴定。在未重新做鉴定前，暂按类进行设计和管理。5、地 温南山煤矿在勘探阶段，在1304孔中进行了近似稳态测温工作，其它9个孔简易测温，测温结果表明：矿区平均地温梯度为 0.51.5/100m，本矿区无地温异常区。6、冲击地压地质报告未提供冲击地压的相关资料，本区从未有发生冲击地压的情况。暂按无冲击地
41、压考虑。七、矿井资源储量及服务年限南山煤矿设计可采储量691.22万t，生产能力为30万t/a。矿井服务年限为16.45年。第三节 矿井开拓与开采一、开拓方式矿井开采方式为走向平硐开拓，分区上（下）山开拓，采煤方法为区内双翼走向长壁后退式回采，采用爆破落煤，工作面采用单体液压柱配合铰接顶梁支护，全部垮落法管理顶板。矿井主平硐位于矿区西侧，主平硐以方位角89掘进经750米过F1逆断层进入K5煤层顶板，然后沿K5煤层上部粉砂岩层位（与K5煤层层间距约20米）掘至一区车场后转入煤层底板玄武岩中。由于巷道不易维护，过二区车场后又转到茅口灰岩中掘至三区车场，全长约4850米。一区、二区回风斜井早已报废，
42、现使用的三区轨道上山和三区回风上山均位于矿区中部，均布置在K5煤层底板茅口灰岩中,分别平均距K5煤层底42.5m，36m，而三区运输上山则沿K5煤层布置。三区轨道上山以方位角339，坡度23掘至三区井底车场，落底标高为1040.2米，全长1108米；三区回风上山以方位角339，坡度20掘至三区井底车场，落底标高为1040.2米，全长1143.0米。目前现正在回采的三采区采用下行式双翼交替开采（即采煤工作面从+1300m标高自上而下+1050m标高布置）。2008年11月原林东矿务局设计研究所设计的南山煤矿开采方案设计（变更）中的接替采区四采区，即开采平硐大巷+1043m标高以下（+1050m标
43、高+800m标高以内）的K5煤层，其四区轨道下山、四区运输下山和四区回风下山均沿K5煤层底板茅口灰岩布置。四采区采用下行式双翼交替开采（即采煤工作面从+1050m标高自上而下+800m标高布置），区内双翼走向长壁后退式回采。矿井正常生产时以一个炮采工作面和二个掘进工作面达到矿井30万t/a的设计生产能力。矿井采掘比1:2。二、水平、采区划分全矿井划分为二个水平，四个采区开采，其中一水平一、二采区以开采结束，三采区正在开采中，二水平四采区未采。三、采区巷道布置因系单一煤层开采，采区巷道布置无分散与集中，开采设计以三采区原有的三条上山继续开采三采区，而四采区三条下山分两翼划分小区段的布置方式来开采。在K5煤层底板有7.715.5m（平均12.3m）铝土质泥岩和0.015.0（平均6.5m）的玄武岩m。铝土质泥岩较软而又具有底鼓现象，而玄武岩坚硬，不便掘进施工。为了便于巷道维护和有利于瓦斯突出矿井的管理。根据南山煤矿多年来的生产实践经验，设计将四采区轨道下山、四区运输下山和四区回风下山沿煤层真倾斜方向布置在距K5煤层底板20m的茅口灰岩中（矿区侵蚀基准面位于主井口北约750米处小干沟公路桥下，标高约为874m。由于开磷隧道在矿区中部标高约825米处通过，茅口组灰岩的水已部分疏干
