贵州省关岭县花江背斜煤矿先期开拓方案研究

陈勇和

（福建煤电股份有限公司 福建龙岩 364014）

1 概况

1.1 井田位置和范围

关岭县花江背斜煤矿矿区位于关岭县城南西部，直距15 km，运距30 km。行政区划属关岭县永宁镇、花江镇、关索镇管辖。矿区范围极值地理坐标：东经105°30′01″～105°35′01″，北纬25°47′19″～25°54′44″，面积39.77 km2，勘查深度为+500 m 标高以上。

1.2 井田煤炭资源量情况

根据贵州省地质矿产勘查开发局105 地质大队提交的《贵州省关岭县花江勘查区煤炭详查报告》，截至2016 年7 月31 日，共估算区内煤炭资源量（332+333）15 077 万t，为高硫无烟煤，其中：控制的内蕴经济资源量（332）3 173 万t，推断的内蕴经济资源量（333）11 904 万t，控制的内蕴经济资源量（332）占煤炭资源总量（332+333）的21%。

其中压覆资源量共计（332+333）463 万t：南西翼C7 煤层压覆资源量（333）86 万t；南西翼C8 煤层压覆资源量（332）86万t，（333）111 万t；南西翼C10 煤层压覆资源量（332）34 万t，（333）146 万t。

对矿区内C3、C4、C5 煤层进行了煤层气资源量估算，共获得推断煤层气资源量3.64×108m3。

2 井田开拓与开采

2.1 影响井田开拓的主要因素

（1）地形地貌及河川分布。矿区主体为碎屑岩侵蚀中低山沟谷地貌，中部位为构造剥蚀沟谷，矿区东部、东南部为岩溶地貌。最高点为百龙会，标高1 871.42 m，最低点位于矿区东侧拦路河河谷，标高993 m，为矿区最低侵蚀基准面。最大相对高差878.42 m，平均海拔+1 300 m～+1 400 m，属高中山构造侵蚀地貌。

北盘江自北向南流经矿区西部外围，与测区最近的距离约为6 km，江面标高400 m～450 m，为区域一级侵蚀基准面。

矿区内常年性河流、溪沟不发育，仅在矿区中部发育有一常年性溪流（拦路河），发源于矿区北部永宁镇南东，自NW 向SE 迳流，从矿区东部流出。本河流量主要受地表降水量控制，枯水期流量100 L/s 左右，丰水期流量500 L/s～1 174 L/s，强降雨后3 h 内，流量可达每秒数十立方米（水中携带大量泥沙），降雨结束后4 h～5 h，流量迅速减小。

位于矿区南部边缘2.5 km 的白岩塘水库，原设计库容量约10 万m3。该水库建于1963 年，主要是用于毛栗寨—平寨一带的农田灌溉，现因年久失修而基本失去其功能。

（2）资源赋存情况。矿区范围主要构造为花江背斜，背斜轴呈NW—SE 向展布，向SE 端倾伏。南西翼地层较平缓，倾角为15°～25°，北东翼地层倾角较陡，倾角为25°～45°。区内断层较发育，以走向断层为主，构造复杂程度为“中等类”。矿区含煤地层为上二叠统龙潭组（P3l），含可采煤层7 层，即上煤组较稳定局部可采煤层3 层：C7、C8、C10，赋存于龙潭组三段（P3l3）地层中；中煤组较稳定大部可采煤层4 层：C3、C4、C5、C6，赋存于龙潭组二段（P3l2）地层中。关岭县花江背斜矿区北东翼、南西翼可采煤层特征见表1、表2。

表1 关岭县花江背斜勘查区北东翼可采煤层特征表

（3）主要地质构造。矿区主要构造线与区域构造线一致，总体呈NW-SE 向。

褶皱：花江背斜是矿区的主干构造，背斜轴线走向总体呈NW-SE 向，区内长大于11 km，核部地层宽缓，岩层倾角10°～15°，两翼岩层较核部陡，倾角25°～45°，且核部向两翼倾角逐渐增大，局部地段倾角大于45°，SW 翼岩层较NE 翼岩层稍缓，呈不对称箱状展布。花江背斜对矿井开拓布局有较大影响。

断层：测区以北西向断裂最发育，主断层有F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F11、F14，有部分近南北向断层。其中对矿井开拓、开采影响最大的断层有F1、F2、F3、F4、F5、F8、F10、F11、F14，这些断层断距大，落差均超过了50 m，破坏了煤层的连续性，矿区整体构造复杂程度属中等类型，以上断层基本可作为矿界和采区边界划定依据［1］。

（4）水文地质条件。矿区位于北盘江支流拦路河的流域范围内，地形条件有利于矿区的自然排水。矿区所处区域范围的中西部为侵蚀中低山沟谷，东部及南部为岩溶峰丛洼地。区域地表分水岭呈NW—SE 走向，次级分水岭与之近直交。地面标高多在1 100 m～1 800 m，四周均为地表分水岭，中央为一NW—SE 走向的深切沟谷，地势较低。矿区地质构造与主要地貌分布方向一致主要为NW—SE 走向，矿区位于花江背斜核部及两翼，两侧地层为反向坡。

（5）交通运输条件。矿区北部有320 国道和泸昆高速，东部12 km 处有关兴高等级公路，此外，自永宁镇至花江镇县级公路由北而南纵贯矿区中部。矿区至滇黔铁路幺铺站的运距为60 km，交通较为方便。

2.2 井田开拓方案

根据井田详查报告，井田内共获得煤炭资源量（332+333）15 077 万t，通过计算全矿井工业储量为12 696.2 万t，设计可采储量为8 832.52 万t，具备建设大、中型矿井的资源基础。结合煤矿先期开拓原则：交通便利；地质条件简单，井筒后期维护简单；尽量少压煤、少拆迁工程量；井下开拓系统简单、井巷工程量省，投资少，建井工期短［2］。根据花江背斜煤矿地表呈北西-南东走向，南高北低，两侧高中间低，中央为NW—SE 走向的深切沟谷，矿区地表属高中山构造侵蚀地貌，表3 提出下述两个对应的井田开拓方案进行综合比较分析。

方案一：矿井设计生产能力120 万t/a，采用一矿两井斜井开拓。南井工业场地布置在C3 煤层露头附近地名为“干田垭口”；北井工业场地布置在C3 煤层露头附近地名为“小寨”以南400 m 的平缓坡地。

南井在工业场地内+1 270.0 m 标高布置南井主、副斜井及回风斜井井口，南井三条井筒均按52°方位角、25°倾角往下施工，到达+700 m 标高落平后，再布置井底车场、井底水仓及水泵房、永久避难硐室，消防材料库等，三条井筒在井底通过联络巷贯通形成系统。由于井筒斜长长达1 300 m，为保证井筒施工及后期生产提升运输等的要求，南井在+950 m 标高设置中部接力车场。

北井在工业场地内+1 165.0 m 标高布置北井主、副斜井及回风斜井井口，北井三条井筒均按224°方位角、25°倾角往下施工，同理到达+700 m 标高落平后，再布置井底车场、井底水仓及水泵房、永久避难硐室，消防材料库等，北井三条井筒在井底通过联络巷贯通形成系统。由于井筒斜长长达1 130 m，为保证井筒施工及后期生产提升运输等的要求，北井在+950 m标高设置中部接力车场。

南、北井均采用斜井开拓，南、北井一水平标高均为+700 m，+700 m 标高以下采用下山开拓。南井划分为一个水平三个采区；北井划分为一个水平六个采区。南一采区、北一采区即矿井先期开拓块段。设计以两个采区、两个综采工作面达到120万t/a 的生产能力。

方案二：矿井设计生产能力90 万t/a。采用一矿两井斜井开拓。先期投产时北井工业场地布置在C3 煤层露头附近地名为“小寨”以南400 m 的平缓坡地。后期南井工业场地布置在C3 煤层露头附近地名为“干田垭口”。

先期投产时北井在工业场地内+1 165.0 m 标高布置北井主、副斜井及回风斜井井口，北井三条井筒均按224°方位角、25°倾角往下施工，同理到达+700m 标高落平后，再布置井底车场、井底水仓及水泵房、永久避难硐室，消防材料库等，北井三条井筒在井底通过联络巷贯通形成系统。由于井筒斜长长达1 130 m，为保证井筒施工及后期生产提升运输等的要求，北井在+950 m 标高设置中部接力车场。

后期南井在工业场地内+1 270.0 m 标高布置南井主、副斜井及回风斜井井口，南井三条井筒均按52°方位角、25°倾角往下施工，到达+700 m 标高落平后，再布置井底车场、井底水仓及水泵房、永久避难硐室，消防材料库等，三条井筒在井底通过联络巷贯通形成系统。由于井筒斜长长达1 300 m，为保证井筒施工及后期生产提升运输等的要求，南井在+950 m 标高设置中部接力车场。

南、北井均采用斜井开拓，南、北井一水平标高均为+700 m，+700 m 标高以下采用下山开拓。南井划分为一个水平三个采区；北井划分为一个水平六个采区。北一采区、北二采区即矿井先期开拓块段。设计以一个采区、一个综采工作面达到90万t/a 的生产能力。

3 结论

通过上述分析研究，同时考虑到花江背斜南区受风力发电项目压覆影响，矿井南区浅部需要留设大量保护煤柱，总体分析后认为，井田采用斜井开拓，移交时先期在矿区北区布置一个综采工作面、两个综掘工作面能保证全矿井90 万t/a 的生产能力，实现集中生产和高产高效。

本矿属煤与瓦斯突出矿井，属于容易自燃煤层，矿井产量的大小，主要取决于对各煤层进行煤与瓦斯突出和煤层自燃发火的治理情况。因此，今后矿井在开采前应先采取相应的治理，在确保安全的前提下进行生产。