积水、积气及火区调查

矿井采(古)空区积水、积气及火区调查报告

陕西煤炭地质水文勘查研究院

铜川煤矿集团宏卫龙东煤业有限公司

2020年6月

铜川煤矿集团宏卫龙东煤业有限公司

采（古）空区积水、积气及火区调查报告

陕西省煤炭地质水文勘查研究院受龙东煤业委托编制《铜川煤矿集团宏卫龙东煤业有限公司兼并重组整合矿井水文地质类型划分报告》，龙东煤业持有陕西省国土资源厅2012年12月26日颁布发的采矿许可证，证号为（有效期限自2012年12月26日至2031年12月26日），批准开采2-10号煤层，生产规模90万t/a，井田面积8.1409km2，该井田是以铜川煤矿集团有限责任公司为主体，将陕西乡宁龙东煤业有限公司、陕西乡宁乌金沟煤业有限公司及空白资源进行整合。重组后，企业名称为铜川煤矿集团宏卫龙东煤业有限公司，为进一步给矿井的生产建设提供真实、可靠的地质资料和依据，满足煤矿开采规范化、科学化，指导煤矿安全生产，我院组织有关工程人员于2014年6月5-10日对2号煤层采（古）空区积水、积气、火区等情况进行了调查。

一、矿井井下采掘现状

铜川煤矿集团宏卫龙东煤业有限公司是由陕西乡宁龙东煤业有限公司和陕西乡宁乌金沟煤业有限公司兼并重组整合而成。

（一）兼并重组整合前

1、陕西乡宁龙东煤业有限公司

采矿许可证证号1400000721982，批准开采2号煤层，设计能力30万t/a，井田面积5.4515km2，现开采2号煤层。矿区范围由7个拐点坐标

圈定：

本矿自2000年开始开拓2号煤层，以三个斜井开拓井田，井口位于井田东南角，在生产期间，遇到枣园挤压带及古空区，利用现有井筒开拓全井田存在技术不可行，经济不合理等不利因素。该矿2004年变更了开拓方式，在井田西南角新开一主斜井和回风立井，形成一斜井一立井新的开拓方式。

主斜井井口坐标：（80西安坐标系）

X=3969936.912 Y=19481313.384 H=1085.318

回风立井井口坐标：

X=3970125.919 Y=19481387.653 H=1111.069

设计生产能力30万t/a，采煤方法为走向长壁式综采。工作面使用MG300/730-WD型双滚筒采煤机割煤，SGZ764/630型刮板运输机运煤、支架为ZY6800/20/42型全断面支护顶板，全部跨落法管理顶板。SZZ764/200型转载机，BRW250/31.5型乳化液泵供液。

两个炮掘队采用40型刮板机配650㎜皮带运输。

通风系统：矿井属于低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸危险性。属于不易发火煤层。通风方式抽出式。两台主扇（型号FBCDZ（BDK54）-6-№17B），型号匹配，一用一备。盘区无专用回风巷，能满足通风要求。

提升运输系统：主斜井及暗斜井各装备带宽1000mm的胶带运输机。另一侧为单钩串车，滚筒直径为1.6米矿用提升绞车。提升能力能满足下料要求，但支架如井需解体。

排水系统：矿井正常涌水量6.7m3/h，最大涌水量15m3/h。矿井主泵房选用三台离心式水泵，一用一备一待修。水泵型号：D46—50*8，电机功率90kw，扬程400m，流量46m3/h。安装两趟四寸排水管路，一用一备。

供电系统：矿井实现双回路供电，其中一趟为T接线路。矿井地面选用两台630KV A、一台400KV A的变压器为地面机械电气设备供电。矿井有两趟10KV高压、120mm2电缆入井。井下选用两台500KV A、一台1000KV A的变压器为所有动力设备供电。矿有自备发电机，可满足保安用电。

采空区位于本矿西南部及东南部。

2、陕西乡宁乌金沟煤业有限公司

1987年开始建井，采矿许可证，证号是1400000721560，批准开采1、2号煤层，1号煤层不可采，现开采2号煤层。矿区范围由9个拐点坐标圈定：

采用一对斜井开拓，井口坐标分别为：（80西安坐标系）

主斜井：X=3970856.600 Y=19483591.591 H=1158.102

副斜井：X=3970722.361 Y=19483520.663 H=1178.075

主斜井净宽2.5m，采用水泥沙浆料石砌碹，担负矿井提煤进风等任务，副斜井净宽2.5m，局部砌碹加锚杆，担负矿井行人、下料等任务，采煤方法为长壁炮采。

通风系统：矿井属于低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸危险性。煤层属于

Ⅱ级自燃煤层。通风方式抽出式。两台主扇（型号FBCDZ-№14B），型号匹配，一用一备。盘区无专用回风巷，能满足通风要求。

提升运输系统：主斜井装备带宽800mm的胶带运输机。副井提升为单钩串车。绞车型号为JTK-1.2型，电机功率为55KW。提升能力能满足下料要求。

排水系统：矿井正常涌水量1.3m3/h，最大涌水量2.1 m3/h。

矿井排水系统为一级排水,矿井总排水高度为85m,现用水泵型号为D6-25×5型两台,流量6.3m3/h,电机功率7.5KW，和一台型号为D12-25×4,流量12.5m3/h,电机功率7.5KW备用水泵，安装有二条直径Φ75mm的排水管路，沿主斜井敷设，单趟长度200m，水仓实际总容量为180m3。

供电系统：电源由二趟电源线路组成，一趟来自于乡宁城关35KV 变电站送出的541线路，供电距离5Km，一趟引自于乡宁岭上35KV变电站送出的528线路，距离3km。导线型号为LGJ-35mm2，地面变电所设有2台主变压器，型号为S9-500/10/0.4型2台，1台工作，1台备用。入井供电电压为10KV，电缆型号为MYJV32-8.7/10KV3×50mm2,沿主斜井送入井下中央变电所，长度0.45km。矿井装机总容量662.8KW，工作总容量509.4KW，其中井下工作设备容量382.8KW。

采空区位于本矿中部。

3、小窑

在井田南部有煤层露头，龙东煤业在生产过程中已揭露古空区，但废弃窑口位置已填埋，在今后生产过程中，必须遵守“预测预报，有疑必

探，先探后掘，先治后采”的原则，以防安全事故的发生。

（二）兼并重组后

兼并重组后，井田面积为8.1409km2，批采2-10号煤层，生产能力90万t/a。关闭井田内原乌金沟煤业有限公司开采系统，利用原龙东煤业有限公司开采系统。

1、技术改造

原龙东为一斜一立混合开拓，机轨合一兼做运煤、运料，不能满足90万t/a。产能提升的要求。井下为双巷布置，运输兼做回风，系统工程量大，运输巷管理难度大，影响设备运输进度。由一眼地面深井给水，出现故障即造成矿井停产。

2、改造方案

补打副运输进风斜井，专用回风巷。打深水井。

技改工程

（1）补打副运输进风斜井，斜井长度650米。

（2）补打专用回风巷，工程量1000米。

（3）更换主斜井绞车。

（4）安设副斜井绞车。

（5）打深水井。

3、改造后的生产系统

主运输系统：2#层采掘工作面→采区皮带巷→采区煤仓→集中皮带大巷→主井皮带→地面。

辅助运输系统：副斜井→集中运输巷→盘区进风轨道巷→采掘工作面。

通风系统：

（1）新鲜风流：主斜井、副斜井—行人绕道、集中运输巷—盘区皮带巷、轨道巷—工作面运输顺槽—工作面

（2）乏风：工作面—回风运料顺槽--盘区回风巷—总回风巷—风井。

二、采空区积水情况及排水系统

1、采空区积水

井田内开采2下号煤层，充水水源主要为顶板砂岩裂隙水，由于地层

总体北西向倾斜，东南部埋藏较浅，这样顶板砂岩裂隙水与基岩风化带裂隙水发生水力联系，顶板裂隙水相对较大，随着埋深的增加，顶板裂隙水将减弱，矿井涌水量明显显示这一特点。经调查，对井田内采空区所处地质条件和井巷相对位置，根据调查对采空区积水进行了预测估算，其预测结果详见下表。(表4-3-1)

采空区积水估算采用公式：

cos s Q KM a

式中：Q ——采空区积水量（m 3）

S ——采空区投影面积（m 2）

α——煤层倾角

M ——煤层平均厚度（m ）

K ——充水系数（0.2）

井田2下号煤层采空区积水汇总表

由以上采空区积水，可以得知，井田内由于开采范围较大，积水较为严重，因此在开采2号煤层、以及下伏煤层时一定要引起高度重视，采取防范措施，防止事故的发生。

2、周边矿井积水情况

井田北部和西南部为华晋焦煤公司王家岭煤矿，东北边界外750-1500m 为陕西保利裕丰煤业有限公司，据本次调查了解周边无生产小窑。保利裕丰煤业距本井田较远，对本井田开采无影响。王家岭煤矿现属基建矿井，在2010年3月28日；井下发生透水事故，当时井下被困153人，判定为小窑老空水，到3月30日井下安装水泵12台，排水约2000m3/h，水位下降仍不快。王家岭煤矿透水事故点距本井田较远，因此对本井田无影响。但应加强探放水工作及措施，防止事故的发生。

3、排水系统

目前，龙东煤矿处于基建期，2上号煤层排水系统已形成，并投入使用。2下号煤层排水系统目前正在紧张施工中。

1、主排水系统

矿井井下主排水泵房设于副斜井井底，沿副斜井井筒敷设两趟排水管路，井下水沿副斜井排水管路直接排至地面工业场地井下水处理站。主水仓长度90m，有效容积540m3，副水仓长度60m，有效容积360m3，可容纳8小时正常涌水量。

选用MD155-30×9型离心水泵3台，正常排水时一台工作，一台备用，一台检修。排水管选用φ219×8mm无缝钢管，沿副斜井敷设两趟排水管路；吸水管选用φ219×8mm无缝钢管。两趟排水管路一趟工作，一趟备用。

2、采区排水系统

根据采区布置变化，2上号煤采区泵房布置在2上号煤层北轨道大巷西侧最低点处，水仓容量320m3。采区排水经采区排水泵房、北轨道大巷、集中轨道大巷，排至矿井井下主排水泵房。2上号煤采区泵房标高：+688.489:m，主水泵房标高：+853.489m，管路敷设长度约：2050m。选用MD46-50×7型离心水泵3台。水泵1台工作，1台备用，1台检修，额定流量Qn=46m3/h，扬程He=350m。

排水管选用φ108×4mm无缝钢管，沿北轨道大巷、集中轨道大巷敷设二趟排水管路。

矿井目前正常涌水量为25m3/h，最大涌水量为30m3/h。排水设施能力能满足目前矿井排水需要。

三、矿井积气

根据井田内乡宁龙东煤业有限责任公司，2008年度鉴定瓦斯相对涌

出量为2.35m3/t，绝对涌出量为0.57m3/min，批复低瓦斯矿井，井巷中的积气主要是矿井瓦斯，主要成分为甲烷、二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢等有害气体，随着井巷及采空区范围的扩大，大量有害气体从煤层及顶底板围岩中进入矿井，并充填在井巷及采空区内，这些有害气体主要集聚在本矿井分布的古空区及采空区内，采掘工程面及井巷中也有一定的积气，井巷及工作面可以经过通风使有害气体吹到地面。

积气的调查方法主要为井下瓦斯工作人员填报的瓦斯记录及探头监控记录，对久未通风的井巷或采空区要加强进行瓦斯监控。

四、火区情况

据乡宁龙东煤业2009年9月煤矿2号煤层测试结果，煤尘具有爆炸性、煤的自然倾向性为Ⅱ级，属自燃煤层，井田内矿井在多年的开采中，从未发生过煤层自燃现象，在矿井井口20m范围内也未见有明火，井下采空封闭区安设有温度传感器，能对井下采空区进行实时监控。目前地表矸石堆未发现自然着火现象。但应在今后开采过程中一定要及时洒水除尘，以防煤尘遇火发生爆炸，同时，要加强煤场中煤堆的管理，以防煤的自然。

五、采(古)空区

井田的中南部浅埋藏地带，为2000年以前开采的采空区，且属于全层开采的古空区，由于处于浅埋藏地带，在开采塌陷裂隙的作用下，并由于地势高，地下水顺层运移或随巷道的开拓流向低处，积水多为流向

低处，局部存有积水。但应加强积水及积气的监控。

六、结论

根据上述调查情况，查明了采（古）空区范围及其积水、积气、火区情况。煤矿目前未出现采空、古空水的水害危险事故，也未发现有火区存在，自建井以来矿井未发生过瓦斯事故。但不等于这些危害就不会发生，煤矿开采中，一定要遵循安全生产技术规程，一是要及时封闭采空区，同时要留设一定的防水煤柱，采空区处要安设温度传感器和CO 传感器，同时要有瓦斯探头，及时掌握情况发现隐患消除危险。

调查单位：陕西省煤炭地质水文勘查研究院

铜川煤矿集团宏卫龙东煤业有限公司

调查日期：二0二0年六月