煤业有限责任公司灵东矿西二采区设计.doc

扎赉诺尔煤业有限责任公司灵东矿西二采区设计 目录 第一章 采区概况及地质特征1第一节 采区概况及相邻矿井1第二节 煤层赋存情况及顶底板特征3第三节 采区储量分析4第四节 地质构造5第五节 水文地质6第六节 其他地质因素16第二章 采区开拓方案选择19第一节 方案设计19第二节 方案比较19第三章 采区巷道布置23第一节 掘进方式23第二节 掘进部署24第四章 采掘方法26第一节 采煤方法及工艺26第二节 巷道掘进及机械化38第五章 采区生产能力及服务年限42第一节 生产能力42第二节 采区服务年限42第六章 井下运输43第一节 煤炭运输方式及设备43第二节 辅助运输方式及设备56第三节 矿井车辆配备57第四节 辅助运输设备能力校验59第七章 通风与安全64第一节 通风概况64第二节 矿井通风65第三节 矿井通风阻力及矿井等积孔计算71第四节 矿井主扇及配套电动机选择73第五节 防尘供水系统76第六节 矿井防灭火系统80第七节 矿井安全监测系统81第八节 人员定位系统82第九节 煤矿压风自救系统82第十节 煤矿供水施救系统83第十一节 煤矿紧急避险系统84第十二节 束管监测系统86第八章 矿井灾害防治及防灭火设计86第一节 瓦斯灾害防治86第二节 矿井火灾防治89第三节 矿井粉尘防治94第四节 矿井防灭火设计96第五节 矿井避灾99第九章 供配电系统103第一节 供电电源103第二节 电力负荷103第三节 地面供配电107第四节 井下供配电108第五节 通 信127第十章 给水排水129第一节 概 述129第二节 给 水131第三节 排 水134第四节 井下消防洒水139第十一章 经济基础141第一节 资金筹措渠道141第二节 费用构成141第三节 主要技术经济指标146图 纸 目 录148前 言一、施工背景1、设计名称扎赉诺尔煤业有限公司灵东矿西二采区设计。2、采区所在位置：灵东煤矿位于扎赉诺尔煤田中部，地理坐标为东经 11743091174846，北纬492134492610。 3、灵东矿前期生产情况灵东矿井2007年6月开始建设，2010年3月，矿井建设全面完工，4月起开始联合试运转工作。二、设计编制依据1、东煤公司煤田地质局109勘探队1992年3月提交的内蒙古自治区呼伦贝尔盟扎赉诺尔煤田灵东井田勘探（精查）地质报告；2、2005年10月，满洲里新世纪工程勘查测绘有限责任公司提交的内蒙古自治区满洲里市扎赉诺尔煤田灵东煤矿煤炭资源储量核实报告；3、国土资源部以国土资函2004140号关于扎赉诺尔煤业有限责任公司申报接续矿区审查结果的函；4、发改能源20071387号国家发展改革委关于内蒙古扎赉诺尔矿区总体规划的批复；5、中煤国际工程集团沈阳设计研究院编制的灵东煤矿修改初步设计；6、内蒙古自治区水利科学研究院2011年9月编制的扎赉诺尔煤业公司灵东煤矿西翼采区南翼新开河沉陷区防洪工程建设方案；7、扎赉诺尔煤业公司及华能公司煤炭事业部汇报沟通的四次会议纪要；8、黑龙江省煤田地质物测队2012年6月编制的扎赉诺尔煤业有限公司灵东煤矿南翼3煤层补充勘探三维地震勘探报告；9、内蒙古自区煤田地质局109勘探队2012年8月编制的内蒙古自治区扎赉诺尔煤田灵东煤矿西一采区南翼3煤层地质补充勘探报告；10、国家和行业现行的有关规程、规范、标准；三、采区设计主要特征根据煤层赋存条件和可采储量分布情况，即西一采区设计在2-1煤层中，水平高程为+199m，主大巷沿2-1布置，分别开采2-1煤层，西二采区设计在3煤层中，水平高程为+70m，大巷沿3煤布置，开采3煤层。现有井筒井底均达到西一采区底部,通过3条下山延伸至西二采区,分别为西二采区皮带下山、轨道下山、回风下山。四、矿井通风1、通风方式矿井采用主、副井入风，回风立井回风。矿井通风方式采用抽出式，通风系统为中央并列式通风，后期增设南翼回风立井，利用中部回风立井及南翼回风立井同时回风的分区式通风系统。2、风量矿井设计风量需要160m/s，其中工作面配风量35m/s，生产期间矿井配风量58m/s,其中工作面配风量13.3m/s。3、矿井风压工业广场地风机容易时期负压为726.1pa，困难时期负压为1345.1pa。 扎赉诺尔煤业有限责任公司灵东矿井西二采区设计 第一章 采区概况及地质特征第一节 采区概况及相邻矿井一、采区范围西二采区位于二水平（3煤层）东西倾斜宽1.3km，南北走向长3.2km，面积4.16km2，东以西二采区南翼大巷为界，西以井田边界为界，南以DF1断层为界，北以西二采区西翼大巷为界，开采标高+70m。二、邻近采区开采情况邻近采区有西一采区，开采煤层为2-1煤层，灵泉煤矿七采区。1、西一采区南翼工作面有南翼一面、南翼二面、南翼三面，均已回采完毕。2、西一采区北翼工作面有北翼一面、北翼二面、北翼三面、北翼四面。其中北翼一面已回采完毕，北翼二面正在进行回采，北翼三面正在安装回采设备，北翼四面正在进行掘进布面。3、灵泉煤矿七采区有七采九面上、下分层工作面、七采八面上、下分层工作面、七采七面上、下分层工作面。其中七采九面上分层、七采八面上分层、七采七面上分层均已开采完毕，现正在开采七采九面下分层工作面。三、地面位置及建筑物1、地面位置西二采区位于灵东井田西翼北部，东至新开河，西至露天排土场，南至井田边界，北至排矸公路。2、地形地貌本采区地面较平坦，地形坡降为1.610-4，呈南高、北低之势，地表绝对高程一般为+545.0m。3、水系及地表积水范围新开河为贯穿西二采区地表水系，流向由北东南西弯曲流经井田，19581960年将木得那亚河顺直改道而成新开河，根据海拉尔河与呼伦湖水位高低，对呼伦湖与海拉尔河的水位进行调节，水深3.00m， 1998年在301国道大桥东堤处观测海拉尔河最高洪水位为546.32m。西一采区南翼2-1煤层开采过程中地表沉陷形成积水区，积水范围为南翼一面、南翼二面、南翼三面相对应的地表范围。4、地表建（构）筑物地表无建（构）筑物。回采过程中会导致地表沉陷，形成天然氧化塘，可进行鱼类养殖。四、区内钻孔情况1、 采区内共钻孔18个，钻孔情况见钻孔统计表钻孔统计表序号线号孔号孔深钻探可采煤层测井可采煤层甲级乙级不合格甲级乙级不合格127-2891-12501.100606290-108910.256208391-水6（工2）510.005106428-2989-15501.156107589-14494.801607691-30501.104105790-13500.25000683090-111902.900006991-18492.6562081089-17541.612305113189-21491.101506123291-115529.8042061390-114551.3552071490-113893.3042061589-23803.5555010163389-25470.104408173490-116549.752002183590-26870.8542062、可采煤层及钻孔质量利用的18个钻孔，总工程量为16408.55m，其中甲级孔6个，乙级孔12个，共见可采煤层115层，其中优质层59层，合格层56层。3、补堪钻孔成果表2012年对采区进行了补堪补充勘查工作，共施工钻孔6个（2个地质钻孔，2个工程地质钻孔，2个水文工程地质钻孔），工程量3016.13m。钻孔工程量及质量统计见下表：补堪钻孔统计表孔号孔深(m)全孔评级可采煤层评级钻探测井钻探测井综合利用优合优合优合2012-补1（工程地质钻孔）516.20甲甲6062012-补2（地质钻孔）486.00乙甲2242012-补3（水文工程地质钻孔）510.00甲甲5162012-补4（水文工程地质钻孔）492.80甲甲6062012-补5（工程地质钻孔）527.21乙甲3252012-补6（地质钻孔）483.92甲甲6064、补堪孔质量按设计要求及煤炭地质勘查钻孔质量标准(MT/T1042-2007)，对补堪施工的6个钻孔进行了验收，其中甲级钻孔4个，乙级钻孔2个，甲乙级孔率为100%。第二节 煤层赋存情况及顶底板特征一、煤层赋存情况西二采区煤层为全区发育，是最主要可采煤层，煤层变化规律是北翼厚、南翼薄，沿倾向西翼厚、东翼薄，两翼向盆地中心由薄逐渐增厚，在向斜轴以西分岔前煤层最厚。煤层由深部向东翼浅部分岔为可采煤层。分岔线在90117、89104、8929、89106、90108、90118钻孔连线的西侧，东部开始分岔。西二采区煤层赋存情况表煤层编号层间距(m)最小-最大平均(点数)煤层总厚(m)最小-最大平均（点数）可采厚度(m)最小-最大平均煤层结构可采程度煤层稳定性煤类顶底板岩性顶板底板324.88-76.3352.96（16）8.64-26.0815.92（24）13.92-21.1217.520-3层简单全区可采稳定长焰煤、褐煤粉砂岩、泥岩、局部细、中粗粒粉砂岩和砂砾岩泥岩、细粒砂岩西二采区煤层工业指标表 项目 煤层编号水份Mad%灰份Adaf%挥发份Vdaf%全硫St.d%发热量Qgr.dMJ/kg最小-最大平均（点数）最小-最大平均（点数）最小-最大平均（点数）最小-最大平均（点数）最小-最大平均（点数）3原煤5.40-17.959.26（17）3.84-16.577.98（17）39.04-42.3641.13（17）0.11-0.290.17（16）21.64-28.8625.94（17）煤层特征表煤层颜色光泽普氏系数（f）容重（吨/m3）3黑色沥青光泽2.5长焰煤为1.32褐煤为1.28二、煤层顶底板特征西二采区煤层顶底板均为软弱类岩石，对矿井生产期间巷道掘进、生产接续造成一定困难。岩性由泥岩、粉砂岩及粗中砂岩组成，以粗、中砂岩为多。泥质胶结粗、中砂岩松散、抗压强度低。泥岩、粉砂岩、细砂岩有随深度增加，抗压强度增高的规律。而粗、中砂岩的抗压强度没有明显变化。一般规律是煤层的抗压强度普遍较高，岩石抗压强度较低，且岩石随粒度变粗而抗压强度变低，粉细砂岩为1.0641.98兆帕；中粗砂岩为0.4078.43兆帕；泥岩为2.9228.00兆帕。第三节 采区储量分析西二采区可采煤层为3采区储量汇总表 单位：Mt水平盘区煤层号工业资源储量永久煤柱损失设计资源储量工业场地、河道、采区境界和主要大巷开采损失设计可采储量井田境界国铁国道和村镇断层小计工业场地河道采区境界大巷小计西二采区389.672.060.000.002.0687.619.510.000.6318.3128.4514.7944.37总计89.672.060.000.002.0687.619.510.000.6318.3128.4514.7944.37采区设计资源/储量采区工业资源/储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、国铁煤柱、地面建（构）筑物等永久保护煤柱损失量后的资源/储量。永久煤柱损失包括：井田境界、国铁滨州线、新开河和301国道煤柱量。井田境界煤柱：借鉴扎煤公司生产矿井实际情况，井田境界煤柱宽度为30m。国铁滨州线、新开河和301国道煤柱：位于井田北部边界，彼此相连，煤柱统一考虑。经计算，灵东煤矿井西二采区设计资源储量为44.37Mt。第四节 地质构造一、断层西二采区地层倾角均较平缓，西翼略陡，一般35，浅部有时可达7，东翼略为平缓，一般23，浅部有时可达5。西二采区区构造形态较缓，含煤地层沿走向和倾向有波状起伏，根据扎赉诺尔煤业有限公司灵东矿西一采区南翼3煤层补充勘探三维地震勘探报告，共发现断层11条，其中在补勘区中部及南部区域发现9条断层，落差小于等于3m的断层2条，落差510m的断层2条，落差1030m的断层4条，落差大于30m的断层1条。二、断层对采区的影响1、对回采工作面的布置产生影响；2、会削弱顶板稳定性，增大顶板维护强度；3、增加掘进工程量；4、一定程度上增加了煤炭损失量。 西二采区断层特征一览表断层号断层性质 断 层 产 状落 差（m）控制及研 究程 度延展长 度（m）发育范围发育层位走向（）倾向（）倾角（）DF1 正 NW NNE61-720-38可靠1680南部边缘2-1及3煤层DF2 正 NWW NNE59-6910-27可靠590中东部2-1及3煤层DF3 正 EW S50-690-14可靠332中东部2-1及3煤层DF4 正 NEE(SEE-NEE) NNW53-690-26可靠826中部2-1及3煤层DF5 正 NWW NNE49-670-9可靠400中部2-1煤层DF6 正 NEE SEE51-730-15可靠910中部2-1煤层DF7 正 NEE SEE48-660-3可靠256中部3煤层DF9 正 NEE NNW41-600-6可靠138东部3煤层DF11 正 NWW NNE58-700-3可靠110东部2-1煤层第五节 水文地质一、含水层本采区的含水层，接时代划分为第四系、白垩系含水岩组，按空间划分由上而下为第四系砂砾含水层和煤层及其顶、底板粗、中砂岩含水层，现分述如下：1、2-1煤层顶板粗砂岩含水岩组（二含2、三含），全区普遍发育，粗砂岩为泥质胶结，其厚度变化在19.5430.30m，水位埋深0.521.79m，经邻区抽水试验其水文地质参数q为0.3420.356L/s.m；K为1.5361.876m/日；T为24.14436.64m/日；S为3.47910-33.5710-4；a为1.02910-46.94110-4。水化学类型为HCO3ClNaMg水，地下水类型为承压水。本层含水层为本矿主要含水层，通过超前探放水，本层含水层对生产造成危害已大大降低。2、2-13煤层及煤层间粗、中砂岩含水岩组（主要为二含1），全区普遍发育，粗、中砂岩为泥质胶结，其厚度变化在26.0550.29m，水位埋深在12.2517.995m，经抽水试验其水文地质参数q为0.0070.454L/s.m；K为0.01132.051m/日；T为0.570742.70m/日。水化学类型为HCO3ClNaCa水，矿化度0.5320.6110g/L，地下水类型为承压水。水温9，此含水层水温较高，分析是与地层增温率有关。二、隔水层煤系地层的隔水层划分，为泥岩、粉砂岩、细砂岩。自上而下分别为：1、1煤底板3煤底板之间隔水层：岩性为粉砂岩、泥岩，厚3070m，平均50m，呈南部厚、北部薄、东部厚、西部薄的分布规律，其隔水性差。2、3煤底板1煤顶之间隔水层，组成岩性为细砂岩、粉砂岩、泥岩，其厚度由100200m，平均168.89m，呈北部薄、南部厚、东部薄、西部厚的分布规律，本层隔水性能良好。3、1煤底板3煤顶板之间隔水层岩性为细砂岩、粉砂岩、泥岩，厚60180m，平均121.67m，呈北部薄、南部厚、西部薄、东部厚的分布规律，本层隔水性能良好。4、3煤底板1-1煤顶板之间泥岩隔水层，此层为伊敏组与大磨拐河组之间的大厚层泥岩，其厚度134.45376.40m，全区连续发育，隔水性能良好。三、矿井充水因素导水裂隙带高度的确定西二采区首采3煤层工作面位于西二采区西二采区中部。首采工作面位于+74m水平，地面标高+515+525m，走向长1270m，倾斜长240m，面积304800m2，倾角13。开采煤层为3煤层，煤层厚17.9221.12m，平均煤厚19.52m。煤层顶板为泥岩、粉砂岩，煤层底板为细粒砂岩。结合井田内各含水层的赋存条件和开采煤层，将3煤层直接顶板砂岩含水层称为一含，一含上部隔水层称为一隔，一隔与2-1煤层底板之间砂岩含水层称为二含（1），2-1煤层与二含（1）之间隔水层称为二隔（1），2-1煤层顶板砂岩含水层依次向上称为二含（2）、三含等，二含（2）与2-1煤层之间的隔水层称为二隔（2），三含与二含（2）之间称为三隔。图2-1是首采区各含、隔水层的划分示意图。 西二采区各含、隔水层的划分示意图勘探结果表明，首采工作面煤系地层由多个含水层和隔水层交互沉积组成，受沉积环境影响，沉积不稳定，岩性、厚度变化较大，各含水层情况见下表。3煤层主要含水层参数含水层厚度(m)渗透系数(m/d)单位涌水量(l/s.m)一含28.0435.680.05二含（1）011.70.070.220.00750.0209从表可以看出，二含（1）单位涌水量0.00750.0209l/s.m，虽然富水性存在差异，但基本属弱富水含水层。一含是矿区中位于3煤层顶板的重要含水层，富水性较弱。各含水层之间水力联系比较复杂，受沉积影响，同一含水层之间、不同含水层之间水力联系不尽相同，从抽水和放水试验结果来看，含与二含（1）之间存在一定的水力联系。覆岩破坏的范围及程度将直接决定着水体下安全采煤的可能性及安全合理性，因此，搞清覆岩破坏规律就成为解放水体下压煤量和保证矿井安全生产所不可缺少的重要内容。在一定条件下，影响覆岩破坏范围及程度的最主要因素是开采空间的大小，开采厚度是其最主要的因素。灵东煤矿首采工作面综放覆岩破坏高度预计值采煤机割煤厚度（m）放煤厚度（m）累计采放厚度（m）预计垮落带高度（m）预计导水裂缝带高度（m）3.00.03.08283.50.03.59324.00.04.010364.01.05.012424.02.06.014494.03.07.016544.04.08.018594.05.09.020644.06.010.022684.07.011.024724.08.012.025754.09.013.026794.010.014.028824.011.015.030854.012.016.03288西二采工作面3煤层顶板砂岩含水层分布于3煤层顶板的不同位置，与3煤层的距离各有不同。煤层开采后，有的含水层将处于垮落带范围内，应考虑按照留设防塌煤柱要求进行设计，并应注意在开采前予以疏干，以防止溃泥、溃砂及顶板抽冒等危害；有的含水层将处于裂缝带范围内，应考虑按照留设防砂煤柱要求进行设计，以有效地防止溃砂等危害；有的含水层则处于导水裂缝带以上，可以按照留设防水煤柱要求进行设计，以防止溃水危害，实现顶水开采。根据规程规定，3煤层顶板松软砂岩含水层下采煤时，需要留设的防水安全煤岩柱的垂高应大于或等于导水裂缝带的最大高度与保护层厚度之和，即： 式中 防水安全煤岩柱的垂高，m；导水裂缝带最大高度，m；保护层厚度，m。需要留设的防砂安全煤岩柱的垂高应大于或等于垮落带的最大高度与保护层厚度之和，即： 式中 防砂安全煤岩柱的垂高，m； 垮落带最大高度，m；保护层厚度，m。 需要留设的防塌安全煤岩柱的垂高应等于或接近于垮落带的最大高度，即： 式中 防塌安全煤岩柱的垂高，m； 垮落带最大高度，m。按照规程规定，开采厚度小于3m时的保护层厚度选取为2倍的采厚，即。规程中保护层厚度的选取方法不适合于放顶煤开采，结合首采工作面的具体条件以及放顶煤开采的实际情况，放顶煤开采的保护层厚度选取为21.3倍的采厚，即。3煤层的采厚为3.016m时的垮落带及导水裂缝带最大高度预计值分别如表所示。经计算可得3煤层的采厚为3.016m时的防水、防砂、防塌安全煤岩柱垂高约分别为29108m、1252m、732m。含水层对工作面的充水影响受两方面因素制约，充水水源和充水通道，由于3煤顶板赋存多个含水层，距煤层的距离差别很大，因此，它对工作面的充水影响也不同。（1）一含对工作面的充水影响分析一含位于3煤顶板，是距离3煤层最近的含水层，据疏放水钻孔揭露，在3煤层和一含之间赋存有泥岩隔水层，隔水层厚度2058m，因此，原始状态下，一含和煤层之间水力联系密切，一含和煤层之间存在水力联系。煤层开采后，受采动影响，覆岩产生破坏，根据前面覆岩破坏高度预计，在采高3.5m时，导水裂缝带发育高度为32m，需要的防水煤岩柱高度为39m，开采空间距含水层之间的泥岩类（含顶煤）隔水层厚度不满足留设防水煤岩柱条件，一含对工作面有充水影响；垮落带高度9m，需要的防砂煤岩柱高度为16m，靠近上顺槽地段已不满足留设防砂煤岩柱条件，变为留设防塌煤柱开采，存在溃砂威胁。3煤层开采的防水、防砂、防塌安全煤岩柱垂高计算结果累计采放厚度（m）预计导水裂缝带高度（m）防水煤柱保护层厚度(m)防水煤柱垂高(m)预计垮落带高度（m）防砂煤柱保护层厚度(m)防砂煤柱垂高(m)防塌煤柱垂高(m)3.028634861483.532739971694.03684410818105.04295112921126.0491059141024147.0541165161127168.0591271181230189.06413772013331810.06814822214362211.07215872415392412.07516912516412513.07917962617432614.082181002818462815.085191043019493016.0882010832205232 （2）二含（1）对工作面充水影响评价二含（1）距3煤层最小间距90m，和预计结果相比较，当采高为10m时，防水煤岩柱高度82m，开采空间与二含（1）最小间距82.5m，满足留设防水煤柱条件；当采高为11m时，防水煤岩柱高度87m，开采空间距与二含（1）最小间距81.5m，不满足留设防水煤岩柱条件，二含（1）对工作面有充水影响；采高达到16m时，防砂煤岩柱高度52 m，小于三含至开采空间的最小间距76.6m，满足留设防砂煤柱条件，二含（1）不会对工作面产生溃砂影响。 不同采高条件下一含对工作面的影响设计采高(m)一含距开采空间的隔水层厚度(m)设计防水煤岩柱高度(m)设计防砂煤岩柱高度(m)充水影响溃砂威胁3.516.554.539164.016544418从前面的分析可以看出，不同采高条件下，含水层对工作面的充水影响是不同的。四、水文地质类型划分矿井水文地质类型划分表分类依据条件说明类别受采掘破坏或影响的含水层及水体含水层性质及补给条 件2-13煤层受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件一般，有一定的补给水源中等q0.1q1.0矿井及周边老空水分布状况矿井周边煤矿其开采煤层、开采范围、开采方式较清楚，对本井田内的积水位置、范围及积水量较清楚。中等矿井涌水量Q（m3/h）正常涌水量Q1 =185600最大涌水量Q2 = 340600中等突水量Q3（m3/h）Q3 =0简单开采受水害影响程度本井由于在新开河附近开采采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全中等防治水工作难易程度防治水工作简单或易于进行中等综合评定一项简单，五项中等中等灵东矿水文地质类型划分为中等。五、涌水量预计西二采区涌水量预测根据其水文地质条件及充水因素的分析，和相似条件的矿井水文地质资料的研究，对此，大井法及富水系数比拟法进行预算。1、大井法灵东矿区地层倾角平缓，一般为25度，可采用大井法对矿井涌水量进行计算。矿区南侧有达赉湖，东北侧有海拉尔河，西侧受灵泉露天矿、灵泉矿疏干排水影响，北侧受铁北矿疏干排水影响。先期开采地段内及周围含水层分布较均匀，可以采用大井法计算，可把其视为西北隔水，其余方向给水的大井。由于矿井排水水位降到含水层顶板以下，因此涌水量计算采用承压转无压水完整井的公式，其公式如下：Q = （1）式中： Q 矿井涌水量（m3/d）K 渗透系数（m/d） H 含水层水柱高度（m）M 含水层平均厚度（m）h 剩余水头高度（动水位）R0 大井引用影响半径（m）r0 大井引用半径（m） 先期开采地段3煤层（+70m水平）基础数据见表6-1：a、含水层厚度的确定含水层厚度是矿坑涌水量计算的重要参数之一，选择合理与否将直接影响计算结果的准确性。本次计算采用钻孔含水层厚度的平均值进行计算。抽水试验成果表孔号层位水位标高（m）含水层厚度(m)单位涌水量(L/s.m)稳定流渗透系数(m/d)补33号煤顶板含水层488.47729.760.00500.01补43号煤顶板含水层413.8708.690.02230.22b、静止水位标高的确定静止水位标高采取抽水钻孔静止水位标高的平均值。c、预计水位降低值的确定依据矿床开采技术条件，采用抽水钻孔水位标高与巷道开采水平之差为疏干降深S，水位降深S=H-h,h=0。d、水文地质参数的确定（1）引用半径（r0）预测区范围为不规则四边形，选择计算公式：r0=P/2为大井引用半径（r0）。勘探区周长P为8635m，r0=1375m。（2）渗透系数（K）本区抽水试验资料成果结合水文地质剖面可以看出，同一地层渗透系数的大小取决于含水层的厚度、胶结程度等因素，同一含水层在不同地点渗透系数不同即含水层各项异性差异较大，为此本次渗透系数抽水试验钻孔的厚度加权平均值的方法计算，计算公式为。3号煤顶板含水层：Kcp=0.057m/d（3）影响半径（R）本区充水含水层均为承压水含水层，故采用公式R=10S进行计算。（4）大井引用影响半径（R0）半径采用公式R0= R+r0进行计算。本次仅预算3号煤顶板矿井涌水量，基础数据见下表。矿井涌水量计算基础数据表参数 含水层3煤含水层Kcp（m/d）0.057H（m）381.174M（m）28.80影响半径R（m）1088r（m）1375含水层底板标高（m）70静水位（m）451R0（m）2463矿井涌水量Q（m3/h）311经计算，3煤层顶板含水层矿井涌水量 Q227.90m3/h。2、富水系数法灵东煤矿目前正在开采2-1煤，正常涌水量185m3/h、最大涌水量340m3/h。邻区灵泉煤矿开采2-1-3煤层，开采深度为272米标高。具有30多年开采历史，积累了可贵的矿井水文地质资料。据统计，灵泉煤矿20002014年富水系数平均值为1.2944 m3/t。本次采用比拟法中的富水系数法对3煤层顶板含水层的矿井涌水量进行预测。其公式如下，Q=KpP；Kp=Q1/P1。其中：Q-预计涌水量（m3/a）；Kp-富水系数（m3/t）；P-设计产量(t/a)；Q1-生产矿井年涌水量（m3/a）；P1-生产矿井年产煤量(t/a)。将其数据代入公式得出Q=KpP=3883308m3/a=443.30m3/h。3、矿井涌水量评价以上采用了大井法及富水系数比拟法对3煤层顶板含水层涌水量进行了预测，预测的结果有一定的差异，富水系数计算为443.30m3/h，大井法计算为227.90m3/h。现矿井正常涌水量185m3/h、最大涌水量340 m3/h，建议使用本次计算正常涌水量227.9m3/h、最大涌水量443.3m3/h，作为采区设计的参考依据。六、防治水建议及措施1、由于西二采区开采3煤层，根据上诉地质资料分析，在掘进过程中需穿过二含1含水层和一含含水层，所以在掘进巷道期间必须严格按照防治水规定，加强水文地质预测预报工作，必须检查预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则，严格按照规定施工超前探放水钻孔，同时编制探放水设计，并制相关安全技术措施，保证安全生产。2、在掘进工作面掘进前进行超前探工作，同时揭露工作面前方顶、底板岩性与层位关系，保证工作面安全生产。3、综采工作面施工超前探放水钻孔，超前距离300m，单孔布置距离80m，施工超前探钻孔前要确保排水条件，制定相关探放水设计和单孔安全技术措施，同时做好钻孔施工记录。4、认真分析采掘地点的水文地质情况，及时准确的预测预报。5、加强职工安全教育、培训，提高职工对井下突水征兆的认识，了解突水特征，掌握防治水的措施，做好防治水应急救援预案工作，提高员工自我保护，自救的能力。第六节 其他地质因素1. 瓦斯从煤层瓦斯含量实验报告看出各煤层瓦斯含量普遍较低，CH4含量：3煤层褐煤为0.09mL/g，daf；3煤层长焰煤在0.05-0.20 mL/g，daf之间，平均0.10 mL/g，daf。瓦斯成分中，CH4：3煤层褐煤为0.09%；3煤层长焰煤在2.45-9.06%之间，平均4.52%。N2最高达99.09%。各煤层煤层气含量见下表。煤层瓦斯含量及成份统计表层号深度（m）瓦斯含量（mL/g，daf）自 然 成 份（%）煤类CH4CO2CH4CO2N23509.000.09(1)0.01(1)16.49(1)0.92(1)82.60(1)HM3441.30-496.000.05-0.200.10(4)0.10-0.180.14(4)2.45-9.064.52(4)2.22-4.343.18(4)88.40-95.0392.29(4)CY跟据2012、2014年灵东煤矿瓦斯等级鉴定报告，可知：2012年矿井绝对瓦斯涌出量为1.467m3/min，相对瓦斯涌出量0.1662m3/t,经煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法鉴定灵东煤矿瓦斯等级为瓦斯矿井；2014年矿井绝对瓦斯涌出量为1.269m3/min，相对瓦斯涌出量0.172m3/t，经煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法鉴定灵东煤矿瓦斯等级为瓦斯矿井。综上所述，本区煤层除3煤层为氮气-沼气带；深度在509m.其余煤层为二氧化碳-氮气带,深度在83-496m，本区煤层中煤层气含量低，不具备开发利用条件。2、二氧化碳跟据2012、2014年灵东煤矿瓦斯等级鉴定报告，可知：CO2绝对涌出量为6.969m3/min,CO2相对涌出量为0.789m3/t。3、煤层自燃发火倾向性根据内蒙古大雁矿业集团有限责任公司技术中心2008年6月12日和煤炭科学研究总院沈阳研究院2010年12月6日和2013年8月1日对灵东煤矿煤样鉴定报告分析，所检样品煤层的自燃倾向性等级为类，属容易自燃煤层。4、煤尘爆炸倾向性根据内蒙古大雁矿业集团有限责任公司技术中心2008年6月12日和煤炭科学研究总院沈阳研究院2010年12月6日和2013年7月29日对灵东煤矿煤样鉴定报告分析，所检样品煤层的煤尘爆炸性为有煤尘爆炸性。5、地温特征通过多年生产实际，井下温度为1317，未超过允许范围26，不影响人身健康和生产效率。6、地压通过多年生产实际，不受冲击地压影响。第二章 采区开拓方案选择第一节 方案设计（1）方案一：“H”型大巷布置方式根据预设的首采面位置、煤层赋存情况、工作面回采方向等因素综合考虑，沿3煤层不同方向设置三组开拓大巷、一组采区巷道。分别是西翼大巷、东翼大巷、南翼大巷和南翼采区巷道，每组巷道中分别含带式输送机巷、辅助运输巷及回风巷。三条巷道中心距均为60m，回风巷、带式输送机巷、辅助运输巷分别沿3煤层顶、中、底层布置。（2）方案二：“干”字型大巷布置方式根据预设的首采面位置、煤层赋存情况、工作面回采方向等因素综合考虑，沿3煤层不同方向设置2组开拓大巷、一组采区巷道。分别是北翼大巷、南翼大巷和南翼采区巷道，每组巷道中分别含带式输送机巷、辅助运输巷及回风巷。三条巷道中心距均为60m，回风巷、带式输送机巷、辅助运输巷分别沿3煤层顶、中、底层布置。第二节 方案比较一、巷道布置比较两个方案的共同之处在于都布置南翼采区巷和南翼大巷，不同之处是方案二取消东、西翼大巷，于工业场地北侧布置一组北翼大巷取代东、西翼大巷，东西一采区北翼各煤层工作面沿煤层倾向布置，垂直北翼大巷后退式开采。设计根据井田尺寸，煤层赋存情况、开采条件等因素暂推荐大巷布置一方案，主要理由如下：1、工作面推进长度长；搬家次数少；倾斜长壁开采，便于井下排水、通风、运输和行人；2、如大巷沿煤层走向布置，采煤工作面需俯斜开采，工作面涌水将紧随工作面，工作环境差，工作面设备始终位于水中，影响设备性能和产量；3、方案二大巷分别留设煤柱，煤柱量大，压煤多；4、方案一布置大巷时，兼顾铁南并入本井田时的开拓大巷布置，方案适应性强；5、西二采区工作面因断层原因可倾向布置，既可以克服避免工作面过断层时巷道施工难度大、回采困难等缺点。二、经济比较方案二比方案一前期多施工9600米巷道，发生费用为3611万元。（后附工程费用表）三、方案选择通过巷道布置比较和经济比较，由于方案一比方案二少施工9600米巷道，前期减少费用3611万元，投资少，见效快，综合分析优缺点，我们选择方案一即“H”大巷布置方案。方案一工程量及费用序 号巷 道 名 称围 岩 类 别支 护 方 式断面规格（m）工程量（m）单价（元）费用（万元）1 轨 道 下 山 岩复合4.24.0548.592265062轨 道 下 山煤复合4.24.040.9564723.093皮 带 下 山岩复合4.24.0522.99226482.44 皮 带 下 山（2）岩复合4.24.024.7922622.785回 风 下 山岩复合4.04.0320.586422776皮 带 下 山（煤）煤复合4.04.030.4654519.97 行 人 暗 斜岩复合3.02.6352.16301221.98行 人 暗 斜（煤）煤复合3.02.61533915.19中 央 变 电 所煤复合4.04.040933737.310中央变电所通路煤复合2.42.740368414.811注 氮 机 硐 室煤复合4.54.060456627.312避 难 硐 室煤复合4.24.060604136.213水 仓煤复合3.53.21044474849614水 仓 通 路煤复合2.52.560228713.715中 央 水 泵 房煤复合6.05.0401504560.216西二采首采运顺煤联合5.54.01339206827717西二采首采回顺煤联合4.54.01271176722518西二采首采切眼煤联合8.65.0240256061.519西翼皮带、轨道、回风大巷煤复合4.04.0960040303611合 计：156496676方案二工程量及费用序 号巷 道 名 称围 岩 类 别支 护 方 式断面规格（m）工程量（m）单价（元）费用（万元）1 轨 道 下 山 岩复合4.24.0548.592265062轨 道 下 山煤复合4.24.040.9564723.093皮 带 下 山岩复合4.24.0522.99226482.44 皮 带 下 山（2）岩复合4.24.024.7922622.785回 风 下 山岩复合4.04.0320.586422776皮 带 下 山（煤）煤复合4.04.030.4654519.97 行 人 暗 斜岩复合3.02.6352.16301221.98行 人 暗 斜（煤）煤复合3.02.61533915.19中 央 变 电 所煤复合4.04.040933737.310中央变电所通路煤复合2.42.740368414.811注 氮 机 硐 室煤复合4.54.060456627.312避 难 硐 室煤复合4.24.060604136.213水 仓煤复合3.53.21044474849614水 仓 通 路煤复合2.52.560228713.715中 央 水 泵 房煤复合6.05.0401504560.216西二采首采