久丰煤矿技改开采方案说明书.doc

- 1 - 前前 言言 一、概述一、概述 1、矿井位置、隶属关系 久丰煤矿位于贵州省普安县楼下镇，行政区属普安县楼下镇所辖。矿区内有公路至楼下 并与盘兴公路相通，楼下距普安县城 65km 与 320 国道相通，楼下至兴义 56km 与 324 国道相 接，南昆铁路清水河站位于楼下之南约 25km，交通较为便利。 久丰煤矿隶属普安县煤炭工业局管辖。 2、任务来源、编制的依据 本方案编制受普安县楼下镇久丰煤矿之委托。编制依据为： （1）2003 年 2 月贵州省地矿局 106 地质大队提交的贵州省普安县久丰煤矿勘查地质报 告一份。 （2）久丰煤矿井田地质地形图、煤层底板等高线图、井上下对照图、17 号煤层采掘工程 平面图。 （3） 煤炭工业小型煤矿设计规定 （1992 年） ， 煤矿安全规程 （2004） 。 我院相关工程技术人员 2004 年 2 月在久丰煤矿调查资料。 二、二、 矿井生产现状矿井生产现状 1、矿井概况 久丰煤矿原设计生产能力为 6 万吨/年，经技术改造后矿井生产能力增至 15 万吨/年。 久丰煤矿主要开采 C17、C18、C19 三层煤，均为无烟煤。该矿井田内煤层赋存稳定，储量较 丰富，地质条件较好，矿区交通便利，开采技术条件好，资源可靠。 2、生产系统现状 久丰煤矿为生产矿井，井田采用平硐开拓，平硐人力推车。现有生产系统中在 C17 煤层 中布置有一条进风井和一条回风井，有一个回采工作面生产。 矿井由于开采时间较长，加上原施工巷道布置不合理，煤炭运输方式为三部绞车提升运 输，环节较多，运输能力偏低。工作面支护方式为木支护，全部垮落法管理顶板，人工装煤， 回采工艺较为原始，并且采空区处理不当，使得生产过程中漏风现象严重，矿井整个通风系 统中主扇抽出风量大部分为采空区的漏风，影响工作面正常供风和正常回采，给矿井安全生 产带来隐患。 三、技术改造主要方案评述三、技术改造主要方案评述 新掘一主平硐用来进风、运输，新掘主平硐井口位于原回风井井口西北侧约 240 米处， 井口坐标 X=2810777，Y=35497188。新掘主平硐以 107方位掘送，巷道坡度为 3，穿 - 2 - C19、C18、C17 三层煤层；遇 C17 煤层后，在 C17 号煤层掘一联络巷与原生产系统中布置在 C17 号煤层中的延深运输下山相通。废弃原总回风巷（原总回风巷与采空区和运输平硐之间 的漏风太大） ，将原运输平硐改为回风平硐,形成新的矿井回风系统。 由于原回风系统中风井各处漏风量较大，生产系统中各需风地点的供风量不足，提升运 输环节较多，已严重制约了矿井生产，给矿井安全生产带来了隐患，为了解决上述问题，同 时也为矿井开采 C18、C19 号煤层作准备，经认真分析研究和比较，得出上述方案为本次技 术改造方案。 四、综合评价四、综合评价 通过对上述方案的技术经济盈利能力、偿还能力和不确定因素分析，各项技术经济评价 指标较理想，系统改造投资效益较好，项目的抗风险能力较强。 本方案实施后，改善了原有通风系统状况，确保了矿井安全稳定持续发展，对企业具有 较好的经济效益，投资效果良好。 五、本方案设计的指导思想五、本方案设计的指导思想 由于久丰煤矿是已建成的生产矿井，技改方案设计上本着以最少的投资创造最大经济效 益为原则，多掘煤巷，少掘岩巷的方针，规范开采工艺，合理集中生产，强化安全，提高工 效，注重环保及职业卫生。 六、开采方案的主要技术经济指标六、开采方案的主要技术经济指标 （1）设计生产能力：15 万吨/年； （2）全员效率：2.53 吨/工； （3）技改新掘井巷工程量（部分井巷修扩）：总长 4236 米。其中：煤巷 2950 米，岩 巷 1286 米。 （4）劳动定员: 180 人； （5）项目总投资：582.2 万元；吨煤投资 43.8 万元； （6）建设工期：13 个月； （7）投资回收期：18 个月。 七、存在的主要问题与建议七、存在的主要问题与建议 （1）由于本井田内及井田边界处小断层较发育，井田内地质工作基础较差，地质 勘查工程量不足，对井田内的构造控制程度不够，建议久丰煤矿在今后的建设和生产过 程中，注重现场技术管理，注意收集并整理矿井生产地质资料，以便更好的指导生产。 （2）井田范围内已关闭无证小窑较多，若采掘到邻近小窑采空区附近时，应注意 老窑水情况，做到“有疑必探，先探后掘”，采取针对性安全技术措施，并按设计留设 安全煤柱，严防水灾和其它灾害事故。 - 3 - 第一章第一章 井田概况及地质特征井田概况及地质特征 第一节第一节 井田概况井田概况 一、地理位置及交通状况一、地理位置及交通状况 久丰煤矿位于普安县楼下镇境内，行政区属普安县楼下镇所辖。久丰煤矿井田范围由 A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K 11 个拐点圈定，其矿界坐标为： A：X=2811295，Y=35496500； G：X=2811650，Y=35495000； B：X=2811300，Y=35497340； H：X=2812210，Y=35495000； C：X=2810460，Y=35497400； I：X=2812210，Y=35495460； D：X=2810520，Y=35496500， J：X=2812000，Y=35495460； E：X=2810540，Y=35496250； K：X=2811295，Y=35496035； F：X=2811150，Y=35495720； 井田走向长 0.850.45km,平均 0.7km，倾斜宽 2.22.6km，平均 2.4km，面积为约 1.66km2。 矿区内有普安至楼下公路通过，西与盘兴公路（盘县至兴义）和 324 国道相通，可通往 云南和广西，东与普（普安县）兴（兴仁县）公路相接，矿区距普安县城 65km。南昆铁路清 水河站位于矿区之南约 25km，交通便利。见交通位置图。 二、自然地理二、自然地理 1、地形地势 久丰煤矿矿区内以构造-剥蚀中山地貌为主，以自北向南东倾斜的斜坡地形发育为其 特征。区内最高海拔标高+1911.4 米（老熊洞） ，最低海拔标高+1378 米（南东缘） ，相对高 差为 533.4 米。 2、水文 珠江流域南盘江水系的二级支流楼下河流经矿区南侧，楼下河起源于矿区以北（图外） 的地瓜、青山一带，水源主要由大气降雨补给，其最大流量 1164205L/s，最小流量 498950L/s。 矿区内冲沟、溪沟发育，呈树枝状分布，最后汇流于楼下河内，其冬季流量小，约 20L/s。 3、气象 本区气候温和湿润，冬无严寒，夏无酷暑，属亚热带高原型季风气候。年平均气温 13.7，极低气温-6.9，极高气温 37.4，全年无霜期 293 天，日照率 35%。浮土及植被 覆盖率 60%以上。 - 4 - 4、地震 据国家地震局建设部 1992 年颁发的中国地震烈度区划图（1990） ，本煤矿井田地震 烈度为度。 5、电源条件 楼下 10kv 煤矿专用供电网络通过本矿，另从青山供电所引一趟 10kv 电源形成二回路供 电，矿井电源直接由 10kv 电源接入，供给方便，能确保矿井安全供电，保证安全生产。 三、矿区内工农业生产概况、矿区煤炭生产建设及规划概况三、矿区内工农业生产概况、矿区煤炭生产建设及规划概况 1、矿区内工农业生产概况 区内以农业为主，农作物主要有玉米、水稻、油菜、小麦和烤烟、美人焦、花生等，另 外畜禽资源也比较丰富，劳动力富余。近年来，普安县抓住西部大开发“西电东送”的良好 契机，通过引进资金、技术和人才资源，已掀起对楼下煤矿开采的热潮。 随着经济发展和地方政府的努力，通过引资、集资、拔款、合作等多种形式，已开通了 楼下至全国各地的程控电话和移动电话，新修或改造了多条公路（段） ，接通了威舍的 3.5 万伏输电线路，为地方农业和工业的发展营造了良好的内、外环境。 2、矿区内煤炭生产建设及规划概况 矿区内采煤历史悠久。由于区内煤层的煤质相对较好，厚度稳定，地质构造简单，长期 以来，一些地方小煤窑分布于可采煤层露头线及其附近，但开采规模一般较小。 随着煤炭需求量的增加，矿井开采规模也相应增大，为适应煤炭市场的要求和矿区建设 的需要，有必要通过技术改造建设较正规的小型矿井，以确保矿井安全生产，加快楼下矿区 建设，有效地促进地方经济繁荣，创造就业机会，改善当地人民生活水平，为普安县楼下镇 的脱贫致富创造条件。 第二节第二节 市场预测市场预测 一、概述一、概述 近年来，我国煤炭市场总体上呈现供不应求的局面，全行业内采取了“限产压库”、 “关井压产”和总量控制的措施，至 2000 年底，全国煤炭产量回落到 9.5 亿 t，煤价增幅较 大，特别是优质无烟煤价格上扬，市场前景十分可观。 贵州省为江南煤炭资源强省和煤炭生产大省，普安县是贵州省产煤大县，2003 年原煤 产量 500 余万 t，在周边省区占有 1020%不等的市场份额，与北煤南运相比无论在价位还 是在煤质或品种上均具有优势，而且开发强度较低（仅为 11%，低于 20%的全国平均水平）。 随着国家的产业政策、资源保护和环保政策的足见规范以及西部大开发的战略实施，全省现 有煤炭产量不能满足“西电东送”（“十五”期内新增火电装机规模 624 万 kw，需增加煤炭 - 5 - 消费 1650 万 t）的战略实施，同时，周边缺煤省区对我省优质煤炭的需求量也不断扩大，在 考虑北煤南运的情况下，预计 2005 年仍需从我省调入煤炭 1800 万 t。 本矿井产品是优质无烟煤，主要用户为临近地区电厂，还可外销到云南、两广地区。 二、市场分析二、市场分析 根据有关部门的多次调查和权威机构的预测分析，两广地区煤炭需求量在8000万吨以上， 而两广地区煤炭生产量不到2000万吨，需要从外省区大量运入，这使得贵州省内煤炭将大量 外运，从而造成省内煤炭市场供不应求，这为久丰煤矿建设创造十分有利的市场条件。另外， 临近地区电厂需要大量的煤炭供给，原煤产品供不应求。 综上所述，久丰煤矿建成后，其市场前景是非常广阔的。 第三节第三节 矿井建设外部条件矿井建设外部条件 一、外部运输条件一、外部运输条件 矿区内有普安至楼下公路通过，西与盘兴公路（盘县至兴义）和 324 国道相通，可通往 云南和广西，东与普（普安县）兴（兴仁县）公路相接，矿区距普安县城 65km。南昆铁路清 水河站位于矿区之南约 25km，交通便利。 二、电源条件二、电源条件 楼下 10kv 煤矿专用供电网络通过本矿，另从青山供电所引一趟 10kv 电源形成二回路供 电，矿井电源直接由 10kv 电源接入，供给方便，能确保矿井安全供电，保证安全生产。 三、水源三、水源 生活用水主要取自地下泉水；矿区边缘有常年不断的小溪，水源充足。 四、主要建筑材料供应条件四、主要建筑材料供应条件 矿井建筑所需的砖、石、水泥以及木材等材料可在当地解决，钢材从需外地调入。 综上所述，该矿公路交通方便，水源、电源条件可靠，矿井的外部建设条件优越。 第四节第四节 矿井建设的资源条件矿井建设的资源条件 一、地层、地质构造及煤层特征一、地层、地质构造及煤层特征 (一) 地层 根据贵州省普安县楼下煤矿区地质简测报告 ，结合钻孔揭露，矿区深部至地表的地 层由老至新依次有下二叠茅口组（P1m） 、上二叠统峨眉山玄武岩组（P2）和龙潭组（P2l） ， 下三叠统飞仙关组（T1f）和永宁镇组（T1y1n） 、中统关岭组（T2g）和第四系（Q） 。 其中茅口组为浅海台地相碳酸盐沉积；龙潭组为乌蒙山岭分区碎悄岩沉积，峨眉山玄武 岩为超基性火山喷发产物；下三叠统各组为黔西至黔北分区碳酸盐碎屑沉积。 第四系（Q）：不整合于 P2lT1f 之上。主要为残积、坡积、重力堆积等成因类型，由 - 6 - P2l、T1f 等碎屑岩风化产物-黄绿色、紫红色砂岩、粘土岩等，沿坡向下位移并堆积于缓 坡及坡麓，或由于重力作用滑移堆积而成。 下三叠统飞仙关组（T1f）：其中上部为紫红色薄层泥质粉砂岩，下部为具板状交错层 理的灰绿色中厚层砂岩。 龙潭组（P2l）：为一套含煤的富产生物化石的细碎屑岩沉积建造。其岩性为灰至深灰色 薄中厚状砂岩、粉砂岩、粘土岩和灰黑色粘土岩、炭质页岩及煤层，其顶部为钙质砂岩和硅 质岩互层，厚度 231390m。 根据沉积特征，该区含煤岩系可分为三个易于识别的岩性段，各段分述如下： （1）龙潭组三段（P2l3）：以浅灰-灰色硅质岩和灰绿色钙质砂岩为主，夹少量炭质 页岩、粘土岩及灰岩、泥质灰岩，顶部偶有煤层产出。 （2）龙潭组二段（P2l2）：为浅灰-深灰色薄及中厚层状砂岩、粉砂岩、粘土质砂岩、 粘土岩，夹炭质页岩、炭质砂岩、泥质炭岩及煤层，是主要的产煤段。 （3）龙潭一段（P2l1）：以浅灰至灰黑色炭质页岩、粘土岩为主，下部时夹硅质岩，底 部为泥质灰岩。不整合于 P2 之上。 峨眉山玄武岩组（P2）：顶部为浅灰色粘土质凝灰岩，其下以玄武岩为主。 （二）地质构造 矿区位于扬子准地台黔北台隆六盘水段陷普安“山”字型构造反翼弧西。总体上为一北 东走向平缓倾斜的单斜构造，构造简单，仅伴有少量断层和挠曲。隶属于普安向斜西部接近 转折端的南翼之单斜构造中，其中北西向构造构成矿区的构造框架。偶见滑坡和揉褶构造。 久丰矿井为一单斜构造，地层走向为北东向，倾角 614，次一级构造不发育。 总体来说，区内构造类型属极简单类型。 （三）煤层特征 1、可采煤层特征 矿区含煤岩系-龙潭组煤层（煤线）发育，据钻探揭露煤岩系所夹煤层（线）有 10 层以上，煤层走向为南南西，倾角 610，平均 8。区内可采煤层为 C17、C18、C19 三层煤， 其中 C17 煤层产于龙潭组二段 P2l2顶部、C19 和 C18 煤层均产于 P2l2中部。其中 C17、C19 以埋藏浅、煤层厚度稳定，结构简单，煤质优良为特点，此两层煤可采总厚 5.01m。 C18 煤层厚度不稳定，变化大。 可采煤层出露于井田南部边界。 （1）C17 号煤层： - 7 - 煤层结构较简单，以块煤为主。倾向 NW，倾角 8左右，产出较稳定，在煤层中上部夹 一层 10cm 厚的炭质页岩，煤层厚度 2.504.00m ,平均 3.15m。 （2）C18 煤层： C18 号煤层位于 C17 号煤层之下 1627 米，以块煤为主。倾向 NW，倾角 8左右，产出 较稳定，煤层结构较简单，局部含夹矸一层 00.02m ,岩性含黄铁矿炭质页岩，煤层厚度 1.391.40m ,平均 1.40m。 （3）C19 号煤层： C19 号煤层位于 C18 号煤层之下 1013 米，煤层结构简单，以块煤为主。倾向 NW，倾 角 8，产出较稳定，结构较简单，含夹矸一层 0.030.04m ,岩性含黄铁矿炭质页岩。煤 层厚度 1.792.20m，平均 1.95m。 各可采煤层特征见可采煤层特征表 141 2、可采煤层顶、底板情况 全区可采煤层均赋存于龙潭组二段（P2l2）中部，其顶板除 C17 号煤层为龙潭组三段 （P2l3）的砂岩外，其它均为龙潭组二段（P2l2）的砂岩、粉砂岩。一般煤层和顶板之间均有 一层厚度不等的粘土岩。 煤层底板均为砂岩，个别煤层在砂岩与煤之间夹有粘土岩。 表 141 可采煤层特征表 顶底板岩性 序 号 区 域 组 煤层 名称 煤层平均 厚度（m） 煤层 间距 （m） 煤层夹 矸数 稳定性 煤层 倾角 （度） 煤 种顶板底板 1C17 2.54.0 3.15 含夹矸 10 cm 稳定 610， 平均 8 无 烟 煤 钙质砂 岩、 粉砂岩 粉砂岩、 砂岩 2C18 1.391.4 0 1.86 含夹矸 20 cm 稳定 610， 平均 8 无 烟 煤 钙质砂 岩、 粉砂岩 粉砂岩、 砂岩 3 龙 潭 煤 组 C19 1.792.2 1.95 18.5 11.8 含夹矸 30 cm 稳定 610， 平均 8 无 烟 煤 钙质砂 岩、 粉砂岩 粉砂质 泥岩 （四）煤质 1、矿区煤质 据矿区 C17、C18、 C19 煤层化学成分分析结果（见可采煤层煤质特征表） ，表明 C17、C18、 C19 煤层均属中灰、中硫、特低磷无烟煤。整个久丰煤矿井田内可采煤层亦属中、 低硫煤。 - 8 - 整个楼下煤矿区的煤层煤岩化学成分，据以往提供的资料，其平均值为： Mad2.77%、Aad19.13%、Vad6.36%、Stad1.5-2.50%、W(p)0.008%、Qbad30371j/g，稳定分布 的 C17、C18、C19 煤层亦归属为中灰、中硫、特低磷无烟煤，可供发电、锅炉等利用。 2、井田内煤岩、煤类及煤质特征 （1）煤岩结构、构造 结构 区内煤岩以规则粒状结构为主，由镜质组分和镜质显微组分、惰性组分和惰性显微组分 和矿物杂质组成，颗粒有规则和不规则两种，前者多为近立方体状，最大粒度 23mm，小颗 粒一般呈不规则粒状。 在规则粒状结构的煤岩中，有机组分或有益组分-凝胶化产物、丝炭化产物较多，有 害组分-氧化物、硫化物、盐类矿物较少；而不规则粒状结构的煤岩中，有益组分相对含 量有所降低，有害杂质含量则相对有所增加。 构造 区内煤岩构造以块状为主，片状或页片状构造时可见及。 块状构造：主要由规则粒状结构的煤岩（粒）组成，煤岩结构紧密，硬度小，性脆，是 亮型、光亮型煤岩的主要构造。粉（土）状构造，由不同粒状结构的煤粒混杂堆积而成，质 地松散。 （2）煤类和煤质 煤类 矿区内煤岩属腐植煤类，根据其物理性质可划分为两种典型的自然类型： 半亮型块煤：以灰黑色为主，具沥青或玻璃光泽，裂开时具土状、参差状断口，硬度中 等，脆度大，块状或页片状构造。一般节理发育，浅部煤岩节理常充填矿物质等。 亮型块煤：以铅灰色为主，具金钢或金属光泽，硬度小，脆度大，体重轻，煤岩具块状 构造，页片状构造少见。 煤岩化学成分和煤质 a、化学成分： 评价煤质的煤岩化学成分主要是：水份（Mad） 、灰份（Aad） 、挥发份（Vad） 、全硫 （Stad） 、磷W（p）、砷W（As）、以及和有机炭含量相适应的高位发热量（Qbad） 。 Mad：是煤岩中 H、O 的主要载体，其含量的高低可以反映煤化的强度。 Aad：是反映煤岩中有害组分-金属氧化物、氢氧化物及各种无机盐类矿物含量高低 的重要指标，它对煤的实用价值和运输、贮藏等都有影响。 Vad：为煤层所含的沼气、氢及其它碳氢化合物的总和，是评价煤层中瓦斯有害气体含 - 9 - 量多寡的重要依据。 Stad：是煤岩中有害成分之一，对煤岩的使用价值有较大影响。常以无机化合态-如 黄铁矿（Fe2S）和有机硫形式存在于煤岩或顶底板中，有时夹矸中的黄铁矿也可在开采时混 入煤矿石中。 W（p）：是煤岩中又一有害成分，对煤岩的使用有较大影响。磷呈单质或氧化物形式分 散于煤岩中，一般相对含量小，但选矿困难。 W（As）：亦是煤岩中有害成分之一，但区内煤岩中一般含量小于 0.001%，个别煤层的 最高含量也仅 0.003%，因而对区内煤矿石的质量影响不大。 Qbad：是综合评价煤岩中可燃元素（碳、氢）含量及煤岩变质程度的重要指标。矿区内 各煤层煤岩的平均高位发热量（Qbad）为 30371j/g。均为无烟煤。 b、煤质： 根据贵州省地矿局 106 地质大队 1999 年对楼下煤矿区可采煤层煤岩的取样分析结果， 区内的 C17、C18、 C19 煤层煤岩质量较好。井田内各可采煤层煤质特征见可采煤层煤质特 征表 142。 表 142 可采煤层煤质特征表 煤层 Mad (%) Ad(%)Vdaf (%) St,d (%) Pad(%)Qb,daf (mj/kg) 煤种 172.4114.2410.191.630.00830446 无烟煤 182.5419.629.002.20.00928634 无烟煤 191.7710.978.461.810.00831500 无烟煤 C17、C18、 C19 号煤层均属中灰、中硫、高发热量煤。 二、水文地质概况二、水文地质概况 (一) 水文地质 1、含（隔）水层 含水层岩组为第四系（Q）和中三叠统关岭组、下三叠统永宁、下三叠统飞仙关组、下 二叠统茅口组。 隔水地层有上二叠统龙潭组和上二叠统峨眉山玄武岩组。 2、充水因素 矿井充水水源有三种： （1）大气降水； （2）人工因素； （3）老窑水。 - 10 - 矿井充水因素有二种： （1）地质因素：即大气降水通过第四系渗透给含水地层，再通过节理、裂隙进入矿坑。 （2）人工因素：即老窑透水。 矿区唯一的水源为大气降水，煤层出露较高，均高出侵蚀基准面（+1062 m） ，大气降水 易于排泄，煤层底板含水层无压头。本矿属于水文地质条件简单的裂隙充水矿床。 3、可采煤层的瓦斯、煤尘爆炸性和自燃 （1） 根据贵州省煤炭管理局文件对黔西南州煤矿 2005 年度矿井瓦斯等级鉴定报告的 批复，该矿绝对瓦斯涌出量为 3.17m3/min，相对瓦斯涌出量为 11.16 m3/t，该矿为高瓦斯矿 井。因此，该矿井在生产过程中，必须加强瓦斯管理，杜绝瓦斯事故的发生。 （2） 煤尘与煤的自燃：久丰煤矿 2004 年 7 月委托煤炭科学研究总院重庆分院采样化 验了该矿 C17、C18、C19 煤层的自燃倾向性和煤尘爆炸危险性， 据煤炭科学研究总院重庆 分院实验室出据的检测、检验报告得知： 煤尘爆炸危险性指标结果： C17、C18、C19 煤层均无煤尘爆炸性。 煤层的自燃倾向性指标结果是：C17、C18、C19 煤层均属不易自燃煤层。 三、对今后开采的意见三、对今后开采的意见 1、矿区内所见断层均未作过水文地质工作，对断层充水情况尚不明，在断层附近采掘 进时，必须予以注意。 2、由于矿区内水文地质工作程度较低，因此希望能在今后井巷掘进过程中逐步补作井 巷涌水量工作，以便更好地指导生产。 四、环境地质评价 1、自然地质环境 矿区范围内含煤地层分布地段，主要为旱地、荒山，矿井建成后，随着大量采煤活动的 进行，可能会造成地表冒裂的现象。 2、由于采空区的垮塌可导致煤层顶板岩石裂隙加大，地表水沿裂隙进入矿井，致使矿 坑涌水量加大，给开采带来一些困难。同时，采空区之上地表可能会产生裂隙，严重时可能 产生地面塌陷等地质灾害。 五、储量计算 矿区范围内 C17、C18、C19 煤层保有资源量(332)+(333)869.43 万吨；减除历年采出 煤量损失 56.34 万吨和设计煤柱损失 210.84 万吨计算得设计可利用储量 869.43 万吨，详见 表 143。 表 1-43 资源量估算结果 （万吨） 煤层 编号 视密 度 平均计算 厚度 计算面积 (千平方米) 煤层资源量 采出 损失 设计煤 柱损失 设计可利 用储量 - 11 - (332)(333) 17145 2.70 1344.78122.66403.8256.3498.86371.28 18148 1.10 1359.9163158.3941.10180.29 19144 1.90 1384.38106282.7470.88317.86 合计291.66788.6156.34210.84869.43 第二章第二章 井田开拓与开采井田开拓与开采 第一节第一节 井田境界及可采储量井田境界及可采储量 一、井田境界一、井田境界 久丰煤矿位于普安县楼下镇境内，行政区属普安县楼下镇所辖。久丰煤矿井田范围由 A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K11 个拐点圈定，其矿界坐标为： A：X=2811295，Y=35496500；G：X=2811650，Y=35495000； B：X=2811300，Y=35497340；H：X=2812210，Y=35495000； C：X=2810460，Y=35497400；I：X=2812210，Y=35495460； D：X=2810520，Y=35496500，J：X=2812000，Y=35495460； E：X=2810540，Y=35496250；K：X=2811295，Y=35496035； F：X=2811150，Y=35495720； 井田走向长 0.850.45km,平均 0.7km，倾斜宽 2.22.6km 平均 2.4km，面积为约 1.66km2。 矿区内有普安至楼下公路通过，西与盘兴公路（盘县至兴义）和 324 国道相通，可通 往云南和广西，东与普（普安县）兴（兴仁县）公路相接，矿区距普安县城 65km。南昆铁路 清水河站位于矿区之南约 25km，交通便利。 二、储量二、储量 设计利用储量 (332)+(333)869.43 万吨 ，详见表 1-43。 第二节第二节 矿井设计生产能力及服务年限矿井设计生产能力及服务年限 一、矿井工作制度一、矿井工作制度 矿井设计按年工作日 330 天计算，每天四班作业，每班 6h。 二、矿井设计生产能力及服务年限 合理确定矿井能力，对保证矿井生产的稳定性及可靠性，节省基本建设投资，及早投产、 达产至关重要。本技改设计详细分析了地质资料提供的地质条件、煤炭资源条件、煤层赋存 - 12 - 条件、开采技术条件和业主的投资等综合因素，确定本矿井以一个走向短壁炮采工作面达到 15 万 t/a 的能力。 矿井设计利用储量： 869.43 万 t，则可采储量（Zk）=设计利用储量采区回采率。 即： Zk =869.430.8=695.54 万 t。 根据有关规范规定，薄煤层采区回采率为 85%，中厚煤层采区回采率为 80%，厚煤层为 75%；储量备用系数取 1.4， 服务年限为：服务年限=可采储量/（井型储量备用系数） =695.54/（151.4） =33（a） 第三节第三节 井田开拓井田开拓 一、矿井现状一、矿井现状 矿井由于开采时间较长，加上原施工巷道布置不合理，煤炭运输方式为三部绞车提升运 输，环节较多，运输能力偏低。工作面支护方式为木支护，全部垮落法管理顶板，人工装煤， 回采工艺较为原始，并且采空区处理不当，使得生产过程中漏风现象严重，矿井整个通风系 统中主扇抽出风量大部分为采空区的漏风，影响工作面正常供风和正常回采，给矿井安全生 产带来隐患。 二、技术改造的目二、技术改造的目的 通过对矿井进行技术改造，提高回采工艺水平和运输能力，增大矿井生产能力。有效改 善矿井通风状况，满足各用风地点所需风量，确保矿井安全生产。 三、技改方案三、技改方案 1、提出方案 久丰煤矿原矿井生产能力为 6万吨年，通过近两年的系统调整， 2003年实际产 量为10万吨。目前，通风系统和运输系统及支护 方式和运输设备 是影响矿井生产的主要 因素。根据矿井井田范围情况：倾斜方向较长 (平均2400米)，走向方向较短 (平均700 米)。深部开采时通风、运输及排水较为困难。结合现有生产系统和通风情 况及矿井煤 层赋存状况，本次设计主要考虑上部开采时的通风、运输及排水等系统的改造，有效解决 矿井漏风，提高技术装备水平和矿井运输能力，缓解雨季期间矿井排水压力，采用单体液 压支柱加强顶板支护力度，达到安全、高效、增产的目的。经认真分析提出以 下两个开拓 技改方案： - 13 - 方案一：采用平硐开拓布置，即新掘 一主平硐用来进风、运输及排水， 主平硐从C19 煤层底板穿过 C19、C18、C17三层煤层，遇 C17煤层后，在C17号煤层中掘一联络巷与原 生产系统中布置在 C17号煤层中的延深 运输下山相联。废弃原风井 (原风井与采空区和运 输平硐之间的漏风太大)，原运输平硐改为回风平硐。开采C18、C19煤层时，采用上下山及 阶段石门与回风平硐联络形成生产系统。主平硐井口位于原主井井口西北侧约 240米处， 井口坐标X=2810777，Y=35497188，Z=1419.0m，掘进方位107，巷道坡度为3。 方案二：采用平硐开拓布置，即新掘一主平硐用来进风、运输及排水，主平硐布置 在C19煤层中，采用联络石门与原生产系统中布置在C17号煤层中的延深运输下山相联。 废弃原风井 (原风井与采空区和运输 平硐之间的漏风太大 )，原运输 平硐改为回风 平硐， 将原风井桥位置上段进行维修扩大 巷道断面作为引风道，主扇房不变。开采 C18、C19煤 层时，采用上下山及阶 段石门与回风 平硐联络形成生产系统。主 平硐井口位于原主井井 口西北侧约 200米处，井口坐标 X=2810823.O，Y=35497040.O，Z=1452.76m，掘进方位 287，巷道沿C19煤层掘进。 2、方案比较及选择 方案开拓工程量(米)投入(万元)+、(万元) 方案一 920 1907 方案二 760 164925.8 方案一 优点： 主平硐布置在岩层中，受采动影响小，巷道不易变形，维修费用较低； 采用皮带输送机 运输，设备简单，运输能力较大； 上部开采时排水能力较大，上山涌水直接进入平硐自流外排，减少排水设备，降 低排水 费用； 井口位置地势开阔平坦，比较适合布置地面工业广场，储煤量较大。 缺点： 开拓工程量较大，投资偏高； 主平硐布置在岩层中，施工较 困难。 方案二 优点： 开拓工程量较小，投资低； 主平硐布置在煤层中，施工较容 易。 缺点： - 14 - 主平硐布置在煤层中，受采动影响较大，巷道容易变形，维修费用较高； 采用绞车提升运输能力较小，如采用皮带运输，将增加设备投入； 上部开采时排水较为困难，。排水设备多，排水费用较高，设备管理困难； 井口位置处于山坡地带，难以布置地面工业广场。 综合上述分析比较，推荐方案一为最佳方案。 3、技改系统 新增主平硐用来进风、运输，主平硐井口坐标 X=2810777，Y=35497188。主平硐以 107方位掘送，巷道坡度为 3，穿 C19、C18、C17 三层煤层，遇 C17 煤层后，在向前掘 20 m 作为车场，同时在 C17 号煤层掘一联络巷与原生产系统中布置在 C17 号煤层中的延深运 输下山相通。废弃原风井（原风井与采空区和老平硐之间的漏风太大） ，将原提升暗斜井和 平硐改为矿井回风，利用原提升暗斜井沟通老平硐形成新的回风系统。并在车场处向上顺煤 层掘运输上山与回风斜巷贯通，完成 11703 工作面布置后组织回采，设计布置 1170工作面 作接续准备。 技改后的通风系统（风流路线）如下： C17 煤层 11703 回采工作面：地面主平硐C17 煤层联络巷C17 煤层运输 上山11703 采面运输巷11703 工作面11703 采面回风巷回风斜巷回风平 硐引风道主扇房地面。 C19 煤层采掘工作面：地面主平硐C19 煤层运输上山C19 煤层联络巷 C19 煤层回风上山C19 煤层总回风巷回风平硐引风道主扇房 地面。 技改后的运输系统（煤流路线）如下： C17 煤层 11703 回采工作面：11703 采面11703 采面运输巷C17 煤层运输上山 C17 煤层联络巷主平硐地面。 四、水平划分 根据煤层的赋存情况将矿井的开拓方式化划分为二个水平，即+1360m 标高以上为一水 平，+1200m+1360m 标高之间为二水平；一水平利用平硐分上山和下山开采。 五、通风方式五、通风方式 矿井通风方式为中央并列抽出式。 六、采区划分与开采顺序六、采区划分与开采顺序 根据划定的井田范围，结合煤层倾角等特点，划分为一个采区集中开采，开采顺序为下 行式，在同一区段内，先采 17 号煤层，然后依次开采 18、 19 号等煤层，严禁跳区段开采或 越层开采。 - 15 - 第四节第四节 井筒及大巷运输井筒及大巷运输 本矿井技改设计本矿井技改设计 2 个主要井筒特征：个主要井筒特征： 1、新建主平硐：长 786m，方位角 107、坡度 3，采用料石砌碹支护至稳定岩层后， 锚喷支护，巷道净宽 3.2m，净高 3.0m，净断面 8.50m2，锚喷支护荒断面 9.30 m2，主要用于 运煤、进风、铺设管线。该井筒铺设 15kg/m 型钢轨、砼轨枕。 2、回风平硐：长 170m，对受损变形地段进行返修，方位角 120,坡度 5;见 17 号煤 层后沿顶板掘送回风斜巷；架设 14#工字钢金属梯形棚支护，巷道净宽上 2.6m，下净宽 3.2m，净高 2.2m，净断面 6.4m2，荒断面 6.9 m2，主要用于回风、行人、铺设管线等。 井筒特征详见井筒特征 表 2-4-1，井筒支护断面图附后。 表 2-4-1 井 筒 特 征 表 井 口 坐 标断面（m2） 井 筒 名 称 XY 井 口 标 高 (m) 方 位 角 () 坡度 () 井 筒 长 度 (m) 净掘进 主平硐 281077735497188+141910737868.509.30 回风平硐 281051735497005+146012051706.46.9 注：表中坐标为北京坐标系，黄海高程。 第五节第五节 井下开采井下开采 一、采煤方法一、采煤方法 技改设计首采面布置在 C17 号煤层的 11703 工作面，工作面倾斜长 70m，走向长 388m。采煤方法主要根据 3 层可采煤层赋存条件选择，煤层间距平均为 1230m，属近距离 属薄及中厚煤层群，煤层倾角 614，平均为 8，煤层顶板以粉矿岩、细砂岩为主， 底板以泥岩、泥质粉砂岩为主，回采后顶板容易冒落，故设计采用走向长壁采煤法，全部冒 落法管理顶板。 二、工作面采、装、运煤方式及设备选型二、工作面采、装、运煤方式及设备选型 设计布置一个走向长壁回采工作面，工作面采用打眼放炮落煤，人工装煤，工作面用 SGW- 40T 型刮板输送机运煤，下巷铺设也敷设刮板输送机进行运输。 三、工作面顶板管理方式及支护设备选型三、工作面顶板管理方式及支护设备选型 回采工作面采用全部冒落法管理顶板。 高档工作面单体柱的选型计算 - 16 - ()支柱的最大高度 Hmax、最小高度 Hmin的确定 Hmax=Mmax+cb+e Hmin=Mminsba 式中： Mmax工作面最大采高(包括夹矸厚度) ，C17 煤层 2.76m Mmin工作面最小采高(包括夹矸厚度) ，C17 煤层 2.68m c伪顶厚度，根据煤矿回采经验，C17 煤层伪顶厚 0.1m b顶梁厚度，0.07m e为了避免支柱在完全抽出的状态下工作而留的活柱富裕行程，0.1m a支柱卸载高度，C17 煤层取 0.05m s顶板在最大控顶距处平均最大下沉量，m 由估算法 S=MminR 式中：系数，取 0.04 R工作面最大控顶距，齐梁齐柱式，为 4.2m 故 C17 煤层顶板在最大控顶距处平均最大下沉量为 0.45m 经 两式计算：C17 煤层支柱最大、最小高度应为 Hmax=2.89m，Hmin=2.11m。 鉴于 C17 煤层厚度变化较大，煤层平均厚度 2.70m 米，为了对工作面进行可靠支护，便于 工人操作，选用 DZ25-30/100 型单体液压支柱，支柱最大支撑高度 2500mm，最小支撑高度 1800mm，额定阻力 300KN；设计回采面采高一般不超过 2.5m，当煤层厚度超过 2.5m 时，采 用留底煤开采，当煤层厚度小于 1.8m 时，采用破底开采或选用其它合适的支柱。 ()支柱支护强度计算 按岩重法估算：P=krMcos 式中：k作用于支柱上的顶板岩石厚度系数，k 取 6 r岩石容重，2.5t/m3 煤层倾角，平均为 8 M工作面煤层采高，根据选择的支柱，C17 煤层采高 1.80m2.5m 计算结果：C17 煤层 P=0.266MPa0.369 MPaa 根据上述各参数计算，C17 煤层选用 DZ25-30/100 型单体液压支柱，支柱最大支撑高度 2500mm，最小支撑高度 1800mm，额定阻力 300KN，工作面支护采用齐梁齐柱式布置，柱距 0.6m，排距 1.0m，故工作面单体液压支柱实际支护强度：C17 号煤层 P=300105/0.6=0.525MPa，实际支护强度均大于所需支护强度。 四、采面工作面长度及推进进度四、采面工作面长度及推进进度 - 17 - 根据矿井管理水平和职工的开采经验，设计确定工作面长度为 70m。 回采工作面采用“二采二准” ，每天二班采煤，二班准备，则工作面每天的推进度为 2.0m，正规循环率按 60%，月进度 50m，年推进度 600m。 五、工作面回采率五、工作面回采率 回采工作面回采率薄煤层按 97%考虑，中厚煤层按 95%考虑，厚煤层按 93%考虑;C17 煤层 11703 工作面回采率为 95%。 六、采掘机械配置及运输方式六、采掘机械配置及运输方式 每个回采工作面配 GMZ1.2 型煤电钻二台，采用钻眼爆破法落煤，工作面、运输顺槽、运 输上山采用 SGB-320/17B 型刮板运输机运煤，主平硐使用胶带输送机运输煤炭，并铺设轨道， 选用矿用防爆蓄电池机车牵引矿车串车作辅助运输。 回采工作面设备配备详见回采工作面主要设备配备表 2-5-1。 每个掘进工作面配备 GMZ1.2 型煤电钻和 EZ22.0 型岩石电钻打眼，并配备 TXU75A 型 探水钻，DSFA11 型局扇，人工装载，矿车运输。掘进工作面设备配备详见掘进工作面主要 设备配备表 2-5-2。 表 2-5-1 回采工作面主要设备配备表 数 量 序 号 设 备 名 称 型 号 主 要 技 术 参 数 单位 使 用 备 用 合 计 1 煤电钻 GMZ1.2 电压 127v，N=1.2 Kw台 213 2 刮板输送机 SGB320/17B 电压 660v，N=17 Kw台 44 3 液压支柱DZ25-30/100根 62560685 4 铰接顶梁 HDJB1000 根 52040560 5 回柱绞车 JH-87.5Kw 台 11 6 发爆器 MFB100 每次引爆电雷管 100 发个 112 表 2-5-2 掘进 工作面主要设备配备表 数 量 序号 设 备 名 称 型 号 主 要 技 术 参 数 单 位 使 用 备 用 合 计 1 煤电钻 GMZ1.2 电压 127v、1.2 Kw台 224 2 岩石电钻 EZ22.0 电压 127v、2.0 Kw台 22 3 局扇 DSFA11 电压 660v风量 4.0m3/S 11.0 Kw 台 224 4 探水钻 TXU75A 额定电压 660v/4 Kw台 22 - 18 - 5 发爆器 MFB100 每次引爆电雷管 100 发个 224 七、采区巷道布置七、采区巷道布置 1、采区巷道布置详见普安县久丰煤矿采掘工程平、剖面图。 采区内煤流路线：11703 工作面11703 运输巷17 煤层运输上山主平硐 材料流路线：地面主平硐17 煤层运输上山11703 上山11703 回风巷 11703 采面。 2、采区数目及工作面能力 本矿井年生产能力为 15 万 t，以一个采区一个炮采工作面达到生产能力，技改首采面为 11703 采面，11703 工作面倾斜长 70m，平均采高 2.5m，工作面回采率 95%，年推进度 600m，年生产能力为： 6002.51.45700.95=14.5 万 t/a 掘进煤 0.5 万 t/a 14.5+0.5=15 万 t/a 满足矿井设计能力。 3、采区矸石及辅助运输 掘进矸石经工作面、运输上山、主平硐至地面排矸场。 八、巷道掘进八、巷道掘进 1、巷道断面及支护形式 根据各类巷道的不同用途，满足运输、管线敷设、通风及行人安全的要求，确定其断面 形式及大小，根据巷道服务年限及围岩岩性，决定其支护方式。 巷道断面及支护形式见巷道支护断面图 (断面图册) 。 2、巷道掘进进度指标 巷道掘进均采用钻爆法，具体掘进进度指标详见第六章。 3、掘进工作面数目 由于本矿生产能力较大，当移交生产后多为煤巷掘进，配备 2 个掘进工作面即可满足回 采工作面接替。 4、采掘比和矸石率预计 矿井投产时，以一个炮采工作面和两个掘进工作面满足生产要求，矿井采掘比例为 1：2。 由于本矿投产后岩巷工程量较少，预计矸石比例为年产煤量的 5%，即矸石量为 0.45 万 - 19 - t/a。 5、矿井移交生产时井巷工程量 根据矿井开拓布置及达产时的采区巷道布置，矿井移交生产及达产时井巷工程量为 4236m，其中岩巷 1286m，占井巷工程量的 30.36%；煤巷 2950m, 占井巷工程量的 69.64%。 (详见移交生产时井巷工程量表 253。 表 253 移交时新掘井巷工程量表 断 面（m2） 顺序 类 别 巷 道 名 称 支 护 形 式 长度 (m)净掘进 掘进体积备 注 1岩 主平硐 锚喷786 8.509.30 7310新掘 2岩 回风平硐 金属梯形棚1706.47.01037套修 3煤 联络平巷 金属梯形棚906.47.0新掘 4煤 19 煤运输上山 金属梯形棚3806.47.0新掘 5煤 19 煤回风上山 金属梯形棚3806.47.0新掘 6煤 19 煤运输下山 金属梯形棚5006.47.0新掘 7煤 19 煤回风下山 金属梯形棚5006.47.0新掘 8煤 19 煤总回风巷 金属梯形棚1506.47.0新掘 9煤 19 煤回风斜巷 金属梯形棚606.47.0新掘 10岩 1360 石门 锚喷2106.47.01560新掘 11煤 11703采面回风巷 锚网支护3655.66.2新掘 12煤 11703采面运输巷 锚网支护3255.66.2新掘 13煤 11703 切眼 单铰804.05.0新掘 - 20 - 14岩 1360 水仓 钢混1206.47.0893新掘 15煤 井底联络巷 金属梯形棚1206.47.0新掘 合 计4236（其中岩巷 1286m）岩巷掘进体积10800 第六节第六节 通风与安全通风与安全 一、灾害简述一、灾害简述 根据地质勘查报告及井田内原小煤矿生产实践，本矿主要可采煤层的瓦斯含量较高，属 高瓦斯矿井，随着开采深度和产量的增加，瓦斯涌出量将不断增大。 各煤层煤尘均有爆炸性C17、 C18、 C19 号煤层为 不 易自燃煤 层 。 常年井温为 1620C，无异常，属无热害矿井。 本矿以大气降水为主补给的裂隙性充水矿床，水文地质条件较复杂，在巷道掘进和回采 中要注意探放水和预防老窑采空区突水。 二、矿井通风二、矿井通风 （一）通风方式及通风系统的选择 1、通风方式 矿井通风方式为中央并列抽出式。 2、通风系统 通风线路为： 新鲜风主平硐 17 煤层运输上山 11703 运输巷 11703 回采工作面 11703 回风巷 回风斜巷 回风平硐地面。 矿井通风系统详见矿井通风系统示