煤矿采区设计方案说明书

1 煤矿 采区设计方案说明书 第一章 概况 及地质特征 第一节 矿井概况 常村煤矿隶属洛阳龙门煤业有限公司，于 2005 年 3 月开工建设， 2009 年 8 月竣工投产，设计生产能力 45 万吨 /年， 2011 年生产原煤 50 万吨。矿井为立井单水平上下山式开拓，中央分列抽出式通风。矿井主采煤层为 二 1 煤层， 二 1 煤层自燃发火等级为 类，不易自燃煤层；煤尘无爆炸危险性； 2011 年矿井瓦斯等级鉴定结果为瓦斯矿井；矿井水文地质条件为中等。 一、交通位置 常 村 煤 矿 位 于 偃 师 市 寇 店 乡 境 内 。 地 理 坐 标 为 东 经 ： 112 33 40 112 39 44 ，北纬 34 33 34 34 35 04 。南部以浅部煤层风化带、不可采边界及断层与宿驾窑矿相邻， 北 部止于 层底板等高线，东部基本以经周断层与常村二矿为界 ，西部与龙门矿以经线 38368000 为界， 井田面积 二、自然地理 区内地形总体变化趋势为南高北低。最低点海拔 +高点海拔 +对高差 内 南高北低 ，总体应属低山丘陵地貌。 三、水文 区内地表水系不发育，无河流通过。 第二节 13 采区 范围 及地质概况 一、采区位置及范围 常村煤矿 13 采区与 11 采区相邻，东以常村村庄保护煤柱为界，西以油赵断层为界，南到矿井技术边界，北至 高线，设计标高范围为 区整体为长方形，平均走向长约 2390m，平均倾向长约 918m，面积为 2 常村煤矿 13 采区拐点坐标如下 : （ 1） x= y= 2） x= y= 3） x= y= 4） x= y= 5） x= y= 6） x= y= 7） x= y=、对应地表情况 本采区对应地表较为平坦，总体趋势为南高北低，西部有一南北向冲沟，两趟高压线及三个自然村，三个自然村分别为偏桥村、毛村和油赵村。 另由于洛龙新区建设规划，13 采区西部均被压占，剩 余部分多覆盖为农田。 三、可采范围确定 根据采区对应地表情况，考虑到村庄搬迁关系协调难度大且搬迁费用 高等问题， 13采区的可采范围大大缩小。其可采范围 东以 11 采区采区边界 为界，西以 毛村村庄保护煤柱为界， 北 以偏桥村村庄保护煤柱为界 ， 南以煤层露头保护煤柱为界， 设计标高范围为东西长 1234m， 南北宽 225m，面积 要拐点坐标如下： （ 1） x= y= 2） x= y= 3） x= y= 4） x= y= 5） x=3828732,43 y= 、采区勘探及资料情况 常村煤矿 13 采区勘探程度相对较低，现有勘探资料如下： 1970 年 9 月由 127 队提交的河南省偃龙矿区偏桥、郭村、夹沟井田煤矿勘探最终地质报告一份； 2002 年由河南省煤田地质局二队编制的河南省偃师市偏桥井田 二 1 煤层资源储量核查报告一份； 2007 年 1 月由中国煤炭地质总局一二九勘探队提交的河南省偃龙煤田常村煤矿 二 1 煤 3 层资源储量核实报告一份。 13 采区可利用钻孔资料 13 个（ 1704、 1703、 1802、 1801、1901、 1902、 1903、 2003、 2004、 2005、 2101、 2102、 2103），目前矿井仅有 7 个钻孔资料，分别为 1801、 1802、 1902、 1903、 1703、 2102、 2103 钻孔。 在可采范围仅有 3 个钻孔资料可以参考，分别为 1901、 1903、 2003， 3 个钻孔中只有 1903 钻孔保存有钻孔柱状图。 五 、地质构造 （一）地层 井田内地层全部被第四系地层所覆盖，根据钻孔揭露，地层自老至新有：寒武系、奥陶系、石炭系、二迭系、三迭系、第三系和第四系。分述如下： （ 1）寒武系上统崮山组 （ 3g） 下部为浅灰色厚层状白云岩、白云质灰岩；中部为浅灰色、灰色厚层状白云质灰岩，中夹薄层白云岩；上部为浅灰色、灰色厚层状白云质灰岩，夹薄层泥质灰岩含燧石结核及条带，总厚度 约 （ 2）奥陶系中统马家沟组（ 平行不整合于 3 地层之上，下部为浅灰色、灰黄色中厚层状泥质灰岩；中部为深灰色厚层状石灰岩，偶夹薄层泥岩；上部为浅灰、灰色厚层状灰岩。平均厚 （ 3）石炭系（ C） 本溪组（ 由灰、深灰色铝质岩及铝土质泥岩组成，鲕状或豆状结构，含黄铁矿散晶及结核，底部偶尔有山西 式铁矿和石英细砾岩。本组厚 均厚 太原群（ 分为三段，即下部灰岩段、中部碎屑岩段和上部灰岩段，总厚 含灰岩 8 层，含一煤组 9 层，均不可采。 岩位于本群上段，厚度大、分布广 (局部相变为浅灰色厚层状中粗粒砂岩 )，含燧石条带为其特征，为区内重要标志层之一。 （ 4）二迭系（ P） 下统 (为山西组 (下石盒子组 (山西组为本区主要含煤地层，由泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层 (二 1二 4)组成，厚 均厚 于其下段中部的大占砂岩 (为灰、深灰色薄层状细粒石英沙岩，层面富集片状较大的白云母 4 片和炭质，平均厚 二 1 煤层顶板，是对比 二 1 煤层的良好标志。 下石盒子组 (砂质泥岩、砂岩和铝土质泥岩等组成，其底部为厚层状中粗粒砂岩，成份以石英为主，硅质胶结，含三、四、五、六四个煤段。本组厚 均 上统分为上石盒子组 (石千峰组 (包括平顶山段 (土门段 (平均厚 604m，矿区范围内 无该统地层。 （ 5）第三、四系（ Q+R） 矿区内普遍发育，为近代河床，河漫滩的冲积砂砾及亚砂土、亚粘土，近地表为黄土层，含钙质结核。厚 均 下伏地层呈不整合接触。 （二）构造 由于常村煤矿 13 采区没有进行过三维地震勘探，根据 现 有钻孔资料区内 20 勘探线与 21 勘探线之间及其附近为 岩层 及 一 8 煤层缺失区 。 综合现有地质资料 ， 本区断层发育程度一般。断层均为采区边界断层， 共有三条，分别为南部边界的 落差 20 30m 的 层，西部 边界落差为 0 20m 的油赵断层 、 以及 东南 部边界的 落差 0 11m 的 层， 3 条 断层均属正断层 。 （ 三 ）煤层 13 采区含煤地层为石炭系中统太原组、二叠系下统山西组、中统下石盒子组。含煤地层总厚 分 6 个煤段，含煤 19 层，煤层总厚度 煤系数 可采煤层仅有山西组下部的 二 1 煤层。 二 1 煤层为本采区可采的主采煤层，采区内赋存标高 300 米，埋深 325440 米。位于二叠系下统山西组下部，下距太原组 岩约 9m，上距砂锅窑砂岩约 70m，层位稳定。 二 1 煤层之上的大占砂岩（ 香炭砂岩（ 度及层位稳 定。煤层稳定程度属较稳定，全区大部分可采。煤层顶板以泥岩、砂质泥岩为主，细粒砂岩及粉砂岩次之；底板主要为泥岩、砂质泥岩，次为粉砂岩。 二 1 煤层结构简单，局部有一层夹矸，夹矸厚度 1m 左右 。煤层厚度沿走向或倾向均有一定的变化，局部地段短距离内有突然增厚、变薄现象。 （ 四 ）煤质 1、煤的物理性质 二 1 煤层为灰黑色，似金属光泽，多以粉状及鳞片状产出。由于煤层受后期构造的作用，原生结构、构造已不复存在，摩擦镜面和揉皱镜面发育，主要粒度在 1 毫米以下， 5 按煤的产出特征，应属构造糜棱煤。煤中含有大小不等的黄铁矿结核。煤的强度 极低，指压即碎，煤的平均视密度 m，真密度 m，孔隙度 2、显微煤岩特征 据镜下显微煤岩特征鉴定：煤中有机组分平均 以凝胶化基质为主，多呈均匀的无结构镜质体及结构镜质体，少量木镜质体及碎屑镜质体。无机矿物平均 以粘土类矿物为主，一般呈浸染状和星散状。黄铁矿为星散状，方解石为脉状。 3、煤的化学性质 灰分（ 二 1 煤层原煤灰分产率在 间，平均 26 点），属低中灰煤，经 度液洗选，浮煤灰分在 间，平均 7 点），其降灰率为 据煤灰成分分析，煤灰中难熔矿物所占比例较大，硅、铝酸盐矿物含量较高。其中布范围在 平均 7 点）； 7 点）；二者占煤灰总和的 灰熔融软化温度（ 1183 1400 之间，平均 1310 （ 4 点），属高软化温度灰。 挥发分（ 在 900 高温条件下， 二 1 煤层浮煤挥发分产率为 间，平均 7点），属 低挥发分煤。 煤的元素组成 二 1 煤层浮煤元素中碳含量（ 均为 4 点），氢（ 氮（ 氧加硫（ O+S） 均与其变质程度相适应。 硫、磷 二 1 煤层原煤全硫（ 化不大，一般分布在 间，平均 24点），属特低硫煤。 二 1 煤层原煤磷（ 间，平均 4 点），属低磷煤。 4、煤的工艺性能 发热量 二 1 煤层原煤干燥基恒容高位发热量（ 间，20 点），应属特高热值煤。 煤的可磨性 根据相邻井田采用哈特葛罗法测得 二 1 煤层可磨系数（ 117 175，平均为 6 133，属可磨性极低易碎的煤层。 气化指标 根据东邻郭村井田资料，结果供参考。 经过 二 1 煤层二个样品的测试结果，大于 6 毫米的残渣（ ）的平均产率为 小于 1 毫米的残渣（ 率为 （ （ 应属中等热稳定性煤。 二 1煤层在 900 950 的 高温条件下，二氧化碳还原率分别为 属还原性较弱之煤层。 5、煤类确定 煤类的确定以中国煤炭分类国家标准为依据，采用浮煤无水无灰基挥发分产率（ 浮煤元素氢（ 主要指标加以确定。 二 1 煤层浮煤无水无灰基挥发分产率平均为 应属无烟煤类（ 6、煤的工业用途 二 1 煤层的抗碎强度低，易碎，热稳定性中等，化学反应性弱，可选性差，属极难选煤。煤的用途一般以动力和民用煤为主。 六 、 开采技术条件 （一）煤层顶底板岩性 二 1 煤 层顶板岩性以中、细粒砂岩、泥岩为主，砂质泥岩、粉砂岩次之。中、细粒砂岩力学强度大，抗拉、抗压强度良好，而泥岩、砂质泥岩力学强度低，遇水易软化。底板以泥岩、砂质泥岩为主，局部为细粒砂岩，岩石松散，遇水易发生底鼓现象。 （二）瓦斯 根据 常村煤矿关于 2009 年度瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定的报告结果， 矿井 绝对瓦斯涌出量 m/对瓦斯涌出量为 t，鉴定结果为低瓦斯矿井。 2010年度瓦斯鉴定结果 绝对瓦斯涌出量 相对瓦斯涌出量为 t，鉴定结果都为低瓦斯矿井 。根据 “ 豫工信煤 2012 153 号 ” ， 河南省工业与信息化厅关于 2011年度全省煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复 ，矿井绝对瓦斯涌出量为 对瓦斯涌出量为 t，鉴定结果为瓦斯矿井。 （三） 煤尘爆炸性及自然倾向性 根据煤炭科学研究总院抚顺分院瓦斯通风防灭火实验中心取样的实验结果表明， 常 7 村煤矿 二 1 煤层煤尘 不具有爆炸危险性 。 2006 年 12 月，洛阳龙门煤业常村煤矿委托 煤炭科学研究总院抚顺分院 做了煤自燃倾向性等级鉴定，全硫（ d） 水分（ 灰分（ 挥发分（ 干煤吸氧量 g，鉴定结果为不易自燃煤层。 （四）地温 根据河南省偃龙煤田煤炭资源预测与评价研究报告的研究成果，本井田地温梯度 ， 二 1 煤底板温度 ，属地温正常区。 七 、水文地质 （一）主要含水层和隔水层 1、 寒武系与奥陶系灰岩含水层 由于寒武系中、上统与奥陶系灰岩间无明显的隔水层，二者往往有水力联系，所以划为一个含水层。寒武系中、上统为白云质灰岩及细晶鲕状灰岩，厚度 311799m。奥陶系马家沟组由石灰岩组成，厚度约 岩溶裂隙承压水含水层，s m，渗透系数为 d，水位标高 +含水层岩溶裂隙发育 ,富水性和导水性亦不均一 ,对 二 1 煤层的开采影响较大。为开采 二 1 煤层时的底板间接充水含水层。 2、 本溪组隔水层 主要由铝质泥岩和铝土质泥岩组成，平均厚度 位稳定，岩性致密，隔水性能较好，正常情况下可阻隔 2+3+岩水进入矿井，但遇断层破碎带或薄弱带，将失去隔水作用，导致 2+3+岩水与 段灰岩 水发生水力联系。 3、 太原组下段石灰岩含水层 由 4 灰岩组成，厚度约 13m，含岩溶裂隙承压水。据 2304 和 3801 孔抽水资料显示，其单位涌水量为 s m，渗透系数 d，水位标高+含水层岩溶裂隙发育，富水性及导水性不均一，对 二 1 煤的开采有一定的影响。为 二 1 煤层底板间接充水含水层。 4、 太原组中段隔水层 由砂质泥岩、泥岩、粉砂岩组成，厚度约 13m，是太原组上、下段灰岩之间的良好隔水层。为 二 1 煤层底板间接隔水层。 5、 太 原组上段石灰岩含水层 8 由 9 石灰岩组成，厚度约 10m，含岩溶裂隙承压水。据 2304、 2902 及区外的3801 孔抽水资料显示，其单位涌水量为 m，渗透系数 d，水位标高 +含水层岩溶裂隙较发育，富水性及导水性不均一，对 二 1煤的开采有一定的影响。为 二 1 煤层底板直接充水含水层。 7、 山西组砂岩含水层 主要由香炭砂岩和大占砂岩等组成，厚度约 20m，含孔隙、裂隙承压水。该含水层含水性较弱，富水性及导水性不均一。为 二 1 煤层顶板直 接充水含水层。 （二） 主要 充水因素 1、煤层顶底板砂岩水 二 1 煤层顶底板砂岩裂隙水 : 地下水位标高 +筒检查孔抽水试验结果，单位涌水量 l/透系数 d，地下水水质类型为 。富水性中等，富水极不均一，以消耗静储量为主，为 二 1 煤直接充水含水层，工作面回采时涌水量由小至大再变小，呈抛物线线衰变。 2、太原组上段灰岩溶洞裂隙承压含水：该含水层厚度为 10m， 单位涌水量 透系数 d，水位标高 含水层岩溶裂隙发育，富水性、导水性不均一，对 二 1 煤层的开采有一定的影响。为 二 1 煤底板 间接 充水含水层。 因岩石掘进巷道布置于该层，为岩石巷道直接 充水含水层 。 3、太原组下段灰岩溶洞裂隙承压含水：水位标高 采煤层标高 压为 部安全隔水层厚度需 5m，深部安全隔水层厚度需 27m，而本区二 1 煤下距 为 25m，小于安全厚度，太灰下段承压水沿裂隙导入工作面，为主要的间接充水含水层。 4、 寒武系灰岩水 ：水位标高 +采煤层标高 压为 部安全隔水层厚度需 部安全隔水层厚度需 本区 二 1 煤下距 11 灰为 于安全厚度，因此在深部回采时，若 断层破坏了 二 1 煤层底板隔水层， 可以 使得该含水层与 二 1 煤层直接发生水力联系。从抽水资料和矿井地质调查情况来看，该含水层的岩溶裂隙发育，富水性和导水性不均一，对 二 1 煤层的开采影响较大。为 二 1 煤层底板间接充水含水层。 5、钻孔水：本区内勘探钻孔大部分已封孔，但个别钻孔 1702 钻孔无钻孔资料，钻孔有可能成为回采时的充水通道。 6、断层水：本区断裂构造发育，油赵断层使太灰含水层直接与煤层接触，太灰含水 9 层有可能沿构造裂隙导入工作面，因此要留够防水煤柱，防止断层裂隙带突水。中小型断层使 二 1 煤底板有效隔水层厚度变得更小，受采动影响，灰岩水沿断层裂隙导升一定高度，成为工作面底板突水的主要因素。 （三）水文地质类型 依据煤、泥炭地质勘查规范，本矿井水文地质勘探类型为第三类第二亚类第二型，即以底板岩溶裂隙水充水为主，水文地质条件中等的矿床。 （四）采区涌水量计算 1、 矿井涌水量变化及其构 成 常村煤矿目前排水系统比较简单，经常观测的位置是井底水仓入口处及各主要涌水巷道水沟处。根据 2006 2012 年观测资料，常村煤矿涌水量主要由煤层顶底板砂岩水及底板灰岩水组成，涌水量变化较大。目前， 11 采区基本稳定在 380m/h 左右 ， 12 采区总涌水量为 167m/ 2、 采区涌水量计算 （ 1） 二 1 煤顶底板砂岩涌水量的计算采用廊道法计算： 廊道法 :K(2， 1700m K 为渗透系数，取 /日 H 为水位降深，取 380m M 为含水层厚度，取 0 为影响半径， R=10H K R 为 2690m K(2 (2 08 =92m3/h 2、太原组上段灰岩水是本区的岩巷直接充水水源，太原组灰岩涌水量采用大井法计算： K 为渗透系数，取 /日 M 含水层厚度，取 10m S 为水位降深，取 120m 引用半径，取 3m R 为影响半径， R=10S K， R 为 2896m 10 引用影响半径， + 2899m 10 120/(=6392 =266m3/h 3、太原组下段灰岩水是本区的间接充水水源，涌水量采用大井法计算： K 为渗透系数，取 /日 M 含水层厚度，取 13m S 为水位降深，取 180m 引用半径，取 3m R 为影响半径， R=10S K， R 为 1502m 引用影响半径， + 1505m 13 180/(1647 =69m3/h 4、正常涌水量与最大涌水量计算 正常涌水量： Q 正常 =2=92+266=358m3/h。 最大涌水量： Q 最大 =2+ 92+266+69=427m3/h （五）矿井涌水量 矿井 13 采区回采时， 11 采区已经回采结束，停止所有采掘活动，预计 正常 涌水量为110m/h， 12 采区 布置两头一面 ，预计正常涌水量为 291 m/h。故矿井正常涌水量为759m/h，最大涌水量为 828m/h。 （六）采区防治水 工作 1、防治水指导方针 根据常村矿井田水文地质特征，本着矿井效益最大化和水资源保护原则，并严格按照永煤公司制定的 掘进工作面 “ 有掘必探，先探后掘， 不 探 不 掘， 遇水必堵 ” 二十字防治水方针， 回采工作面 “ 立足采面、 以防为主 、 探注结合 ，先 治 后采 ” 原则 。采取“ 探、防、堵、截、排 ” 等综合治理措施，探查工程以井下为主，井上下结合，工程安排以近期为主，兼顾中远期。 2、主要防治水安全技术措施 （ 1）建立健全各项防治水规章制度，认真贯彻执行常村煤矿中长期防治水规划 11 和防治水年度计划。 （ 2）收集采区 原始地质资料，认真分析 掌握地下水的赋存状态和突水规律。使防治水工作能够有的放矢，防患于未然。 （ 3）对该采区进行地面瞬变电磁勘探，确定其 、寒武系灰岩岩溶裂隙水的富水异常区及富水规律，确定防治水的重点靶区。 （ 4） 13 采区开工前要进行三维地震勘探工作，确定采区煤层的赋存形态和小断层的赋存位置及规律，为矿井防治水工作提供可靠的依据。 （ 5）鉴于矿井带压高度大，煤系地层软，地质构造发育，主采煤层（ 二 1 煤）底板突水威胁大，在开采生产过程中须采取以下防治水措施。 对采区掘进巷道内出水点进行封堵，钻场在巷道两侧交替进行布置， 每个钻场不少于 三 个钻孔，根据施工过程中所遇到的新问题及时调整完善注浆方案。 适当进行水文地质补充勘探 ,重点探查煤层底板各主要含水层及矿井总体充水水文地质条件。 建立矿井不同充水含水层的立体水文动态长观系统。 在保障现有矿井排水能力的基础上 ,适当增加矿井排水能力 ,使矿井具有较强的抗灾能力。 在巷道掘进过程中 ,进行包括直流电法等物探手段超前探测 ,对所发现异常区进行钻探验证并进行注浆加固。 在回采过程中 ,采用现代先进的瞬变电磁等手段探测工作面底板富水区和充水通道等 ,确保安全回采。 （ 6）开拓、掘进巷道施 工坚持 “ 有掘必探，先探后掘，不探不掘，遇水必堵 ” 的方针，沿 岩施工巷道必须坚持长探短掘，探注目的层为 岩及 岩岩溶裂隙含水层 ,当探孔出水后立即进行注浆封堵，确认无突水危险时方可放炮掘进。下山掘进巷道施工时，应妥善采取 “ 排、堵、截 ” 措施，并及时设置排水阵地，设备配备保证有足够的排水能力，确保巷道正常施工。 （ 7）回采工作面形成后，首先采用瞬变电磁等物探手段探测，圈定出该工作面的富水异常区，再用钻探验证并进行底板注浆改造，最后再用瞬变电磁等物探手段验证回采工作面底板改造效果，经分析确认无突水危 险时，方可进行工作面回采生产。 （ 8）按设计要求配备足够的排水能力，回采工作面要施工泄水巷，保证巷道永久水沟畅通。 12 （ 9）加强防治水队伍建设，稳定防治水专业队伍，加强防治水专业技术培训，提高防治水业务素质。 八 、储量 （一）储量的工业指标 本 采 区主采煤层 二 1 煤层属无烟煤类，煤层倾角小于 25 ，根据中华人民共和国国土资源部发布的煤、泥炭地质勘查规范（ 0215 2002），并考虑煤的实际用途和煤层稳定情况，本次煤炭资源储量估算的主要工业指标为： （ 1）煤层最低可采厚度： （ 2）原煤最高可采 灰分（ 40%，： （ 3）原煤最高硫份 (d)： 3%。 （ 4）原煤最低发热量（ d）： （二）储量 计算 方法 本区 二 1 煤层勘查类型属构造中等，煤层较稳定型。煤层呈层状，走向近东西，倾向北，倾角 14 24 。资源储量估算方法采用地质块段法，分块段在煤层底板等高线图上进行资源储量估算。煤层厚度采用真厚度，故块段资源储量的采用估算公式为： )s e c( 式中： Q 资源量（单位： t）； S 平面积（单位： 平均煤层倾角（单位：度）； M 煤层平均真厚度（单位： m）； D 煤层视密度（单位： t/m）。 （三） 储量计算范围 南至 二 1 煤层露头风 氧 化带，北至 高线，东至 13 轨道运输大巷煤柱，西至油赵断层。本区发育的可采煤层只有 二 1 煤，对这一层可采煤层储量进行计算。 （四）储量计算结果 工业储量 断层防水煤柱、煤层露头防水煤柱不计算可采煤量，采区回收率按 80%计算。 13 计算参数： 二 1 煤层平均厚度： 二 1 煤层容重 采区合计：工业储量 露头防水 煤柱 和村庄保护煤柱 露头防水煤柱和村庄保护煤柱损失量为 吨 可采储量 采区设计利用储量 =采区工业储量各类永久煤柱 =吨 采区可采储量 =采区设计利用储量 采区回采率（ =吨 九 、地质勘探程度及存在问题 本设计所依据的河南省洛阳市龙门煤矿偏桥矿井 二 1 煤层资源储量核查报告、河南省偃龙矿区偏桥、郭村、夹沟井田煤矿勘探最终地质报告，其勘探程度相当于详查；另外本采区没有进行三维地震勘探、煤与瓦斯突出鉴定报告及瓦斯涌出量鉴定等，均根据 11 采区施工资料分析成果，基本可 以满足设计要求，但仍存在以下问题： 1、临近采区 大部分为张裂性正断层，富导水性较强， 因此在 13 采区掘进之前 ，搞好预测预报和防治水工作，防止突水施工发生。 2、 13 采区 二 1 煤 层顶底板岩石以软弱岩石为主，稳固性差，为保证安全生产，应采取必要的措施。 3、采区 内大部分钻孔为 60、 70 年代施工，可能存在封闭不良钻孔，生产时应注意预防封闭不良钻孔可能引发的水害。 4、 第四系属冲洪积层，地下水极为丰富，第三系底部富水行也不均一，基岩风化带未专门进行勘探。在 二 1 煤层露头附近工作面回采时，应注意煤层顶板第三、四系含水层溃入 工作面造成淹井事故 。 第二 章 采区 布置 方案 一 、 方案概述 13 采区 设计 为单翼上山采区，仅考虑回采 平以上、 11 采区以西 的 二 1 煤层，煤层倾角在 8 18 之间，根据实际情况设计采用以下方案： 在 11 采区村庄保护煤柱范围内布置 13 采区轨道上山 和 13 采区 运输上山，轨道上山和 运输上山分别从 翼轨道运输大巷、西翼皮带运输大巷开口沿 岩层位掘进。 14 二、 采区巷道布置 1、 13 采区上山位置选择 13 采区设置 亮 条上山，即 13 采区 运输上山、 13 采区 轨道上山 。两 条上山均布置在采区东部 11 采区 范围内的常村 村庄保护煤柱内 。 按照集中组织生产，一采区一工作面的要求，并充分 考虑 采掘接替，故设计为单翼采区 。 2、上山层位选择 本矿井 二 1 煤层顶板岩性以中、细粒砂岩、泥岩为主，砂质泥岩、粉砂岩次之。中、细粒砂岩力学强度大，抗拉、抗压强度良好，而泥岩、砂质泥岩力学强度低，遇水易软化。底板以泥岩、砂质泥岩为主，局部为细粒砂岩，岩石松散，遇水易发生底鼓现象。上山如沿煤层 或软岩 布置，将不利于巷道施工与维护，为方便后期巷道的维护，充分考虑巷道的抗压稳定性，设计 两 条上山均沿煤层底板 岩层布置。 3、 采区车场、硐室 采区下部车 场 位于 平 ， 该车场 采用立式绕 道 车场，车场从西翼轨道运输大巷导线点 前 处开口，由 岩层穿过泥岩、砂质泥岩、细砂岩，施工长度为 50 米，车场施工到位后 巷道顶板距 岩层底板距离 约 二 1 煤层底板约 34m。巷道断面：宽 高 =场内布置一信号硐室。 采区 中部车场、上 部 车场 巷道断面 为 ：宽 高 = 13 采区内的硐室主要有绞车房硐室、采区变电所、带式输送机机头、机尾 硐室 等。 4、 13 采区轨道 上 山 13 采区轨道上山布置在 岩层，自 13 采下部车场 开 始沿 178 方位 按 +19 坡度施工，巷道进入 岩后 ，主体巷道沿 岩掘进， 巷道总工程量： 46米上部平台）， 断面： . 5、 13 采区运输上山 13 采区运输上山 布置在 岩 层 ， 自西翼运输大巷导线点 向前 处开始沿 178 方位施工 15 米平巷（断面： 按 +18 坡度施工，巷道进入 设计 总工程量为 面： 13 采区设计方案 开拓工程量表 巷道名称 工程量 规格 净断面 支护形式 岩性 m 宽 高 15 13 采区下部车场 50 网喷+锚索 岩 13 采区轨道上山 网喷 岩 13 采区运输上山 网喷 岩 西翼总回风 巷 546 网喷 岩 采区 甩车场 210 网喷 岩 13 采区变电所 25 5 网喷 岩 13 采区变电所通道 （联络巷） 103 网喷 岩 提升机房 通 风巷 74 锚网喷 岩 13 采区 提升机 房 10 8 浇灌 岩 13 采区 运输机 机头硐室 10 网喷 岩 合计 2108 7、 首采 工作面布置 考虑采区下部对应地表的 偏桥村、毛村 的 搬迁 外部关系协调难度大，搬迁费用高 ，采区回 采 范围定为东以常村村庄保护煤柱为界，西以毛村村庄保护煤柱为界，北以偏桥村村庄保护煤柱为界，南以煤层露头保护煤柱。根据可开采范围内的倾斜长度可布置两个工作面，即 1302 工作面和 1304 工作面，考虑到 1302 工作面基岩厚度较薄， 在回采过程中 可能 受顶板水威胁较大，综合考虑 首采工作面 选为 1304 工作面 。 1304 工作面内及附近的地质钻孔资料显示该区域的煤厚在 层较薄，为 加 快首采工作面的准备速度，结合近年来国内及我矿三软煤层巷道支护的经验， 故 将工作面 上顺槽布置在煤层中 ； 但 考虑 常村煤矿水文地质条件相对较复杂，为方便进行防治水工程，工作面 下巷 采用 岩石集中巷 方式 布置，即利用岩石集中巷布置工作面下 顺槽进行后退式回采 。 岩石运输巷采用运煤联巷与采区运输上山连接形成运煤系统， 工作面回风巷 采用回风联巷与采区 轨道 上山连接，形成通风系统 。 在 工作面 上下 顺槽 掘进过程中，若煤层厚度大于 3m 则 采用 36U 型钢支护， 否则采用 锚网带支护 ； 岩石集中运输巷采用 锚网喷支护 ， 工作面开切眼采用 锚网带支护 。 首采工作面 投 产时 回采巷道 工程量 巷道名称 工程量 规格 净断面 支护形式 岩性 m 宽 高 1304 回风巷 1240 型棚 煤 1304 岩石集中运输巷 960 网喷 岩 1304 工作面联络巷 54 网喷 岩 16 1304 工作面运输巷 400 型棚 煤 1304 工作面切眼 150 网 +钢带 煤 合计 2804m（煤巷： 1790，岩巷： 1014m） 第三章 采区准备 第一节 采煤方法选择 本井田为一单背斜构造，伴有宽缓褶曲。本采区内煤层倾角 13 18 ，平均煤层倾角在 15 左右。煤层厚度 均 层赋存稳定，结构简单。 本设计充分考虑 13 采区生产能力以及地质构造情况 ， 并结合 常村煤矿 11 采区及龙门煤矿采煤生产 经验， 同时考虑回采工艺的适用性和设备的互换性， 遵照 ” 有 效可靠 ”原则， 设计 13 采区采煤工艺采用悬移支架炮采放顶煤工艺 。 第 二 节 巷道掘进 一、巷道断面和支护形式 巷道断面尺寸遵照煤矿安全规程、煤炭工业矿井设计规范等有关规定，根据通过该巷道的设备最大外形尺寸、巷道的用途、通过风量及有关规程规范的要求进行设计，其支护方式主要是根据巷道布置层位、用途及服务时间确定。并结合地方矿特点，岩巷、煤巷均以半圆拱形断面为主。煤巷采用 36U 型钢 、锚网带 支护，根据岩性情况，岩巷的支护形式采用锚喷或 29U 型钢支护。对一些断面较大的硐室如 绞车房 等采用混凝土砌碹支护。 在工作面 前方 30m 的顺槽内，采用单体液压支柱加强支护，以承受因工作面采动影响而增加的移动支撑压力。 二、巷道掘进进度指标 （一）掘进方式选择 根据 偃龙煤田地质 的特点，并结合本矿实际情况，工作面顺槽及岩石巷道均采用普通钻爆法施工。 （二）巷道掘进进度指标 为了保证正常接替，参照近年国内矿井实际井巷成巷水平，并根据偃龙煤田生产实际，结合本矿井的特点，确定矿井主要井巷工程进度指标如下： 17 岩石平巷 70m/月 岩石斜巷 （上山） 60m/月 煤层平巷 80m/月 煤层斜巷 70m/月 硐 室 300 注：在单头掘进岩巷时，由于施工必须坚持 “ 有掘必探，先探后掘，不探不掘，遇水必堵 ” 的方针，沿 岩施工巷道必须坚持长探短掘，探注目的层为 岩及岩岩溶裂隙含水层 ,当探孔出水后立即进行注浆封堵，确认无突水危险时方可放炮掘进。故在实际施工过程中，必须每掘进 2 个月停止 1 个月，用于进行巷道待施工段的防治水工程施工。 按照 常村煤矿现有 施工队伍组织， 2012 年 4 月份开进入采区上山施工， 根据井巷工程进度指标 按照单头掘进最远 距离 计算 ， 预计 13 采区首采工作面形成时间为 2014 年 6月 。 三、掘进工作面个数及装备 （一）掘进工作面个数 13 采区布置一个工作面，工作面年推进度为 480m。为满足工作面生产接替及开拓需要，设计配备 1 个岩巷掘进工作面， 1 个煤巷掘进工作面，采掘比 1:2。 （二）掘进设备 本采区设计 2 个掘进工作面均采用普通炮掘。岩巷掘进工作面配备了 耙斗装岩机， 气腿式风动凿岩机， O 5 2 型局部扇风机， 度绞车，砼喷射机等；煤巷掘进工作面配备了风煤钻、局部扇风机、调度绞 车，潜水泵 、刮板输送机 等。 采掘设备配备表 序号 设备名称 型号规格 备注 1 刮板输送机 5 工作面运输 2 单体液压支柱 00 工作面支护 3 乳化液泵站 00, 工作面支护 4 固定胶带输送机 *40 工作面岩石集中运输巷运输 5 气腿凿岩机 巷掘进面 18 6 风镐 巷掘进面 7 单体锚杆机 470 岩巷掘进面 8 耙斗装岩机 巷掘进面 9 砼喷射机 巷掘进面 10 风煤钻 0/采面、煤巷掘进面 11 局扇 2巷掘进面 12 局扇 2巷掘进面 13 回柱绞车 采面上顺槽 14 调度绞车 巷掘进面 15 潜水泵 巷掘进面 （三）矸石率预计 预计生产期间矸石率为 3%左右。 第三节 采面划分及回采顺序 一、采面划分 本采区根据 可采范围的 倾斜长共划分了 2 个采面，即 1302 工作面、 1304 工作面。 二、回采顺序 采面回采顺序按照先近 后远，先易后难的原则，同时考虑采区内对应地表的村庄搬迁以及 上限开采安全 的问题，采面接替顺序为： 1304 1302。 三、首采面服务年限 本采区设计 1304 工作面做为首采工作面。首采面 1304 可采储量为 13采区生产能力 300 kt/a 计算， 1304 工作面服务年限 。 第四节 采区生产能力及服务年限 一、工作制度 本设计，工作制度按 2006 年煤炭工业矿井设计规范要求，即矿井年工作日 330d，每天三班生产，每天净提升时间为 16h。 二、采区设计生产能力 按照以掘保采、以采促掘、 采掘并举、掘进先行的原则 ， 13 采区储量计算结果可采 19 储量为 吨 ，采区平均煤厚为 计采区为单翼布置一个 悬移 支架 工作面 回采。采用走向长壁或伪倾斜长壁采煤方法，全部垮落法管理顶板，采区内同时生产的工作面个数为一个 ，即布置一个 悬移 支架 工作面。 工作面日单产计算 A 日 =150 =1046 吨 按年生产 330 天计算 ，并考虑运输、机 电及其它因素的影响 系数取 ： A 年 =1046 330 0 万吨 /年 式中 : L: 工作面长度 m N: 每天循环数 S: 循环进度 h: 煤层平均厚度 m r: 容重 c:回采率 95% 即： 13 采区设计采用一个回采工作面生产，设计生产能力 30 万吨 /年。 三、采区服务年限 采区服务年限为： T =Z/A K=300 = 式中 ： Z：采区可采储量 A：采区生产能力 K：储量备用系数 (取 第四章 采区主要设备选型及主要生产系统设计 第一节 排水系统设计及设备选型 根据地质资料， 13 采区开采 期间正常涌水量为 358m3/h，最大涌水量为 427m3/h。 13采区轨道上山、 13 采区运输上山均为上山巷道，涌水可通过水沟自流至 翼运输 20 大巷水沟，进入井底水仓，利用中央泵房排水系统排至地面。结合我矿实际情况，为防止采面回采时出水，根据各个采面的地质条件，在回采时编制具体的防治水设计。在采面上下顺槽低洼处安装与地质部门提供涌水量相符合的排水设施。 目前我矿主排水泵房内设 7 台 609 型水泵，配用 1250机 ,管路为 4趟 377缝钢管，水仓总容量 6400 据省检测检验中心对 矿井泵房水泵性能测试结果，最大排水能力 3200m3/h，排水能力能满足 13 采区 形成后全矿井 生产过程中最大涌水量及防突水要求。 结论： 13 采区暂不考虑大型排水设备。 第二节 运输设备 一、主要运输巷道断面 13 采区运输上山巷道为半圆拱断面，锚网喷支护，净断面积 。 13 采区轨道上山巷道为半圆拱断面，锚网喷支护，净断面积 10,1设 22kg/ 二、煤炭运输 （一）运输系统 13 采区回采原煤运输由工作面岩石集中运