秀房沟煤矿二采区设计说明书.doc

1 秀房沟煤矿 二采区设计说明书 2 前前 言言 .3 第一章第一章 采区设计编制的依据采区设计编制的依据 4 第二章第二章 采区地质情况采区地质情况 4 第一节 采区概况.4 第二节 采区地质.6 第五节 煤质.10 第六节 采区水文地质.12 第七节 采区储量计算.13 第八节 存在问题与建议.15 第三章第三章 采区设计方案采区设计方案 16 第一节 二采区设计方案简述、 .16 第二节 设计简要概述.20 第四章第四章 主要设计内容主要设计内容 21 第一节 采区上山.21 第三节 区段设计.22 第四节 采煤方法及回采工艺的选择.22 第五节 首采工作面设计.23 第六节 主要硐室 .62 第七节 采区生产系统.63 第八节 巷道断面及支护设计.65 第九节 碎部工程设计.65 第十节 通防设计及机电设备选型.67 第十一节 采区供电设计（二采区变电所）75 第十二节 排水系统设计.81 第十三节 施工组织设计.83 第十四节 主要经济技术指标.84 第五章第五章 二采区设计安全专篇二采区设计安全专篇 85 第一节 矿井主要灾害因素及安全条件.85 第二节 采煤方法及采区巷道布置.86 第三节 顶板管理 .87 第四节 井下主要硐室.95 第五节 安全出口.95 第六节 瓦斯灾害防治.95 第七节 采区通风.107 第八节 粉尘灾害防治.109 第九节 防灭火.114 第十节 防治水.125 第十一章 电气安全.131 第十二节 采区提升、运输.145 第十三节 采区避灾、个人劳动保护.159 3 前 言 秀房沟煤矿划分三个采区分别为242 采区、二采区和三采区区。 2013 年原煤产量71 万吨。根据采区接替计划，生产重点向二采区转 移，为做好正常的采区接替工作，特编制二采区设计。 二采区设计是依据 煤矿安全规程 、 煤炭工业技术政策 、 耀州 区煤管局的有关技术管理规定和区煤管局批复的二采区设计 方案、 1993 年陕西省煤田地质局一九四队提交了陕西省旬耀矿 区秀房沟井田勘探（精查）地质报告 ，结合秀房沟煤矿开采的实 际情况编制的。 由于设计人员业务水平有限，设计中一定存在缺点和错误，恳请提出批 评指正。 4 第一章 采区设计编制的依据 二采区设计是依据 煤矿安全规程 、 煤炭工业技术政策 、 区煤管局的有关技术管理规定和区煤管局批复的二采区设计方案 、 1993 年陕西省煤田地质局一九四队提交了陕西省旬耀矿区秀房沟 井田勘探（精查）地质报告 ，结合秀房沟煤矿开采的实际情况编制 的。 第二章 采区地质情况 第一节 采区概况 1、位置及范围 二采区位于秀房沟煤矿井田东部北翼，+1010m 轨道巷以北，南接 +1010m 轨道大巷，北至井田边界，东部以坐标点 9 号 （X=3887517,Y=36560258）和 1 号（X=3886232，Y=36561313）连线为界， 在构造上属向斜的北翼，倾角约 2左右。4-1煤层最大埋深 479.21m，4-2煤 层最大埋深 489.14m。采区首采工作面 E24203 工作面切眼与 242 采区 24218 工作面留设保护煤柱 30.1m，E24203 工作面运顺巷道与 242 采区 24228 工作 面运回顺巷道相交，东邻已关闭玉峰煤矿和薛家寨煤矿。走向东西，长度平 均 2.14 公里，倾向南北，宽度平均 0.94 公里，面积 2.01 平方公里。 2、采区勘探程度 （1）勘察类型 依据陕西省旬耀矿区秀房沟煤矿井田勘探（精查）地质报告 ，本区 构造简单， 4-1煤层直接充水含水层为直罗组与延安组含水层，该层补给条 件差，富水性弱。井田内岩层产状平缓，平均倾角小于 9，总体构造形态 5 为一宽缓的简单向斜构造。未见较大断层及岩浆岩影响，其构造类型属简单 类；4-1煤层层位稳定，结构简单，煤类单一，煤质变化小，为全区可采的较 稳定型厚煤层。按煤、泥炭地质勘查规范 （DZ/T0215-2002）中有关规定， 确定本区构造复杂程度为简单类型，煤层稳定程度为较稳定类型。 4-1煤层未见伪顶，直接顶厚 0.557.55m，以灰黑色，灰色粉砂岩为主， 见水易膨胀，老顶以中、细粒砂岩为主，厚 1.042.64m，易垮落。底板以 粉砂岩和泥岩为主，厚 0.884.65m，遇水易膨胀。 4-2煤层基本无伪顶，直接顶为灰黑色，灰色粉砂岩或泥岩，厚 0.726.04m，遇水易膨胀，易崩解，老顶，以中、细砂岩为主，厚 1.094.65m，灰色中厚层状，水平层理，易沿节理面张裂，为不坚固岩石类。 底板为灰黑色炭质泥岩，呈薄片状，易沿层理面张裂，遇水易膨胀。厚 0.13.6m，为不坚固岩石。老底板为砂质泥岩，全井田分布厚度 0.76.63m，吸水易膨胀，崩解，亦为不坚固岩石。 根据矿区水文地质工程地质勘探规范 （GB12719-97）有关规定，井 田工程地质勘探类型可划分为类型，即层状岩类简单型矿床。水文地质 勘探类型以裂隙充水为主的水文地质条件简单型，即类型。 本矿井水文地质类型划分，为“中等” 。 （2）勘查基本网度 根据原勘探（精查）报告对本矿井煤层的工程控制程度，结合矿井开采 实际，秀房沟煤矿开采范围内 4-1、4-2煤层主体勘查已达到勘探（精查）程 度，本次按地质可靠程度将矿井开采范围内资源储量块段划分为“探明的” 、 “控制的”和“推断的”三种资源储量块段。 勘探报告在既定勘查类型和以往钻探工程布置的基础上，确定钻探工程 基本间距为以 500m500m 工程基本间距探求探明的（331）资源量；以 1000 m1000m 工程基本间距探求控制的 6 （332）资源量；其余地段布置少量钻孔并结合以往钻孔探求推断的（333） 资源量。 3、采区地表情况 采区内河谷发育，森林茂盛，山峦重迭起伏，处处可见洛河组砂砾岩形 成的陡壁，属中低山区地貌。最高点为矿区东南部，海拔+1555.7m。 4、相邻采区地质及水文地质概况 本井田地质构造简单，地层产状平缓，地表水体分布少，流量小，泉水 流量甚微。从井田内煤层上方三个主要含水层即第四系松散孔隙、裂隙含水 层，白垩系下统洛河组砂岩裂隙含水层和侏罗系中统直罗组下段及中、下统 延安组砂岩裂隙含水层分析，因多数导裂带的最大高度只发展到为隔水层的 直罗组上段和宜君组地层中。因此，矿井直接充水含水层为富水性弱的直罗 组下段及延安组砂岩裂隙含水层，充水方式为自煤层顶板裂隙中滴水，淋水， 补给源来自含水层，侧向迳流。实际开采状况，煤层直接充水含水层为直罗 组下段及延安组砂岩裂隙含水层，富水性弱，井下基本无涌水量，易与疏干。 本井田水文地质勘探类型为以裂隙充水为主的水文地质条件简单型。 第二节 采区地质 井田位于旬耀矿区南部，据地表及钻孔揭露，地层由老至新有三叠系上 统胡家村组；侏罗系下统富县组；中下统延安组，中统直罗组；白垩系下统 宜君组、洛河组；第四系上更新统马兰组，全新统冲击层、沉积物。现由老 到新简述如下 1、三叠系上统胡家村组（T3h） 为含煤地层之基底。湖相沉积，厚度不详。全井田分布。 7 岩性主要有灰绿色、浅灰色粉砂岩、泥岩组成。夹薄层灰绿色细粒砂岩。 泥岩具贝壳状断口，水平层理发育，性脆。 2、侏罗系下统富县组（J1f） 为含煤地层下伏地层。属残积相沉积。厚 2.8138.05m，平均厚度 13.81m。全井田分布。 岩性为紫灰、灰绿、紫红、黄褐等杂色泥岩。滑面发育，含菱铁矿钙粒。 团块状构造，易风化，易碎，遇水极易膨胀。为 K1标志层。 3、侏罗系中下统延安组（J1-2y） 为含煤地层。属一套含煤的河沼相沉积。厚 1.1076.50m，平均厚度 35.65m。按岩性、岩相含煤性自下而上划分为二段三个旋迥。现自下而上分 述如下 （1）第一段即第一旋迥。始于延安组底界，止于 4-1煤层顶板。为沼泽 相沉积。厚 9.5040.73m，平均厚度 18.51m。该旋迥底部为滞后沼泽相的 灰色、灰褐色的块状砂质泥岩，含植物根化石，滑面发育，团块状，俗称根 土岩。下部常为充水泥炭沼泽相的中厚层状的灰黑色炭质泥岩，发育微波状 水平层理，常见之物化石。中上部为 4-2和 4-1煤层，其间夹有灰白色细砂岩， 灰黑色粉砂岩或泥岩。顶部常为中厚层状的灰黑色粉砂岩或砂质泥岩，发育 水平层理、微波层理，可见小型交错层理，常见植物化石。 （2）第二段及、旋迥。厚 5.0757.67m，平均 17.14m。旋迥始 于 K2标志层，止于 3 号煤层顶板。二元结构明显，具下粗上细的特点。其下 部为灰白色粗、中粒长石石英砂岩。 岩矿鉴定标明砂岩矿物成份石英含量大于 70%，长石含量小于 15%，分 选性中等，孔隙式接触式泥质胶结。发育交错层理，含炭屑和植物杆支化 8 石定为标志层 K2。中上部以灰黑色、灰白色粉砂岩为主，夹有 3 号薄煤层 ，发育块状层理，水平、微波状层理，见植物碎屑化石。旋迥仅见 XF3 号 钻孔中，其下部为一套灰白色岩屑长石石英粗粒砂岩，向上渐变为灰色粉砂 岩。砂岩中可见交错层理，粉砂岩中发育块状层理及小型交错层理。 4、侏罗系中统直罗组（J2z） 为含煤地层上覆地层。属半干旱气候下的河流相沉积。厚度 27.0457.60m，平均厚度 43.82m。井田南部有出露。该组地层分为上下两 段。 下段厚 0.8540.79m，平均厚度 22.08m，底常为一层紫灰，灰白色含 砾粗粒砂岩，砾径一般 25mm，砾石成份以石英为主，由下向上渐细，定为 标志层 K3，其上以灰绿色、灰白色、灰色长石、石英粗粒砂岩，细砂岩为主。 矿物成份石英含量 65%左右，风化长石约 15%；分选性差，孔隙接触式泥 钙质胶结，发育块状层理、大型交错层理。 5、白垩系下统 （1）宜君组（K1Z1）为一套冲积扇沉积，厚度 23.4434.88m，平均 31.04m，井田内分布较稳定。出露于井田南部。 岩性为紫灰色、棕红色砾岩。砾石成份以灰岩为主，少量石英岩和变质 岩。砾径 510cm，大者可达 0.51.00m。次园状，分选性差，泥钙质胶结， 砂质充填，坚硬，具迭瓦状构造。 （2）洛河组（K2Z2）为风成沙丘夹冲积扇沉积物。厚度 20.22415.15m，平均 184.63m。 下部岩性以棕红色、紫红色中粒砂岩为主，局部夹有紫灰色砾岩薄层， 砂岩成份以石英为主，长石次之，分选性中等，泥质胶结疏松发育大型交错 9 层理。上部地层以紫灰色、棕红色砾岩为主，夹有棕红色中粒砂岩。砾石成 分以灰岩为主，次为石英岩。砾径 27cm，最大砾径 60cm，多呈扁圆状、 椭圆状、滚圆度好，分选性差，泥钙质胶结，砂质充填，地形上呈陡峭山崖。 6、第四系（Q） 厚度 026.63m，平均厚度 8.00m。 （1）更新统马兰组（Q3m） 浅黄色亚粘土，夹有钙质结核层，柱状节理发育，分布于山顶或山坡。 （2）全新统（Q4） 坡砂物（Q4dl）由砾石、砂土堆积而成。砾石成分以灰岩，石英岩为主。 风化的中粒砂岩和黄土充填其中。分布于山脚地带。 冲积层（Q4dl）顶部为粉砂质粘土层，其余为由砾石、砂组成的砂砾层。 砾石成分以灰岩为主，沙粒、黄土充填其中，分布于河谷及其阶地之中。 7、煤(矿)层赋存情况 本井田含煤地层为中下侏罗统延安组，含煤 3 层。自上而下编号为 3、4-1、4-2号煤层。其中 3 号煤层位于延安组第二段下部，分布于井田北部 和南部。本井田内不可采。4-1、4-2号煤层均位于延安组第一段中上部。4-1 煤层大部分可采煤层，4-2煤层全区可采。井田内含煤地层平均厚度 35.65m，煤层总厚平均 6.66m。含煤系数 18.7%。 4-1煤层位于延安组第一段上部，分布于井田中南部。二采区见煤点 3 个， 可采点 2 个，煤层厚度 0.682.9m，平均 1.80m。4-1煤层无夹矸或一层夹矸。 岩性为黑色炭质泥岩或粉砂岩。厚 0.200.62m，结构简单。属部分可采的 较稳定型煤层。 11 4-2煤层位于延安组第一段中部，4-1煤层之下。煤层厚 0.685.21m，平 均厚度 3.50m。自皮带上山 P6 导线点以北与 4-1 煤层层间距开始变为 0.8 米 以下。因此只有在皮带上山 P6 点以南可以分层开采。 12 8、地质构造 表 1 二采区断层情况统计表 延展长度 （） 断层控制情况及对煤层的影响断层名 称 性 质 落 差 (m) 走 向 倾向延伸长度 F1 正 2.045 57120 生产揭露，影响 4-1煤层。 F2 正 2.046 62160 生产揭露，影响 4-1煤层。 采区内没有次级褶曲发育。掘进时揭露断层有 2 条，落差 2-2.9m，走向 延伸 100-180m；断层的存在，将是影响采区生产的重要因素。 第五节 煤质 1、煤类 井田内主采煤层 4-2煤层以中低灰、中低硫、低特低磷、中高 高热值、富油之长焰煤（CY41）为主，不粘煤（BN31）仅零星分布，4-1煤不 粘煤（BN31）主要分布在 XF3，XF13，XF14孔附近，XF6和 XF9号孔零星分布， 其余大部分为长焰煤（CY41） 。 表 1-3-1 各煤层特征表 煤层厚度（m） 煤层间距 （m） 煤层 号 最小 最大 平均（可采区点数） 煤层结构 最小-最大 一般 煤层稳定性 4-1 0.04-3.10 1.80 结构简单，一般不含夹 矸。 部分可采的 较稳定型 4-20.68-9.50 简单至较复杂 1.2-17.62 5.13 全区可采的 13 4.50 较稳定型 2、煤质 （1）物理性质及煤岩特征 物理性质 4-1和 4-2煤层为褐黑色，沥青光泽。阶梯状及参差状断口。条带状结构， 层状构造。有时显水平及微波状层理。外生裂隙不甚发育，内生裂隙有方解 石及黄铁矿薄膜充填。煤层由亮煤，暗煤，丝炭和镜煤所组成，以半亮-半 暗型煤为主。 煤岩特征 各煤层显微组分中镜质组+半镜质组含量在 28.049.0%之间，平均 35.6%。丝质组+半丝质组含量在 38.063.6%之间，平均 56.3%。稳定组分 含量在 1.54.2%之间，平均 2.9%。有机总量平均大于 94%。无机组分中以 粘土类和碳酸盐矿物为主，次为硫化物，氧化物少量。碳酸盐矿物呈星点状 及浸染状分布于基质体内。 （2）化学性质 水份 各煤层原煤水份变化在 5.959.34%之间，水份含量较高。 灰份 分煤层叙述如下 4-1煤层原煤灰份变化在 13.5719.44%，平均 16.58%，以中灰煤为主， 低灰煤少量。 4-2煤层原煤份变化在 16.3226.05之间，平均 20.56%，属中灰煤。 挥发份 14 4-1煤层浮煤挥发份变化在 32.8342.04%之间，平均 37%。 4-2煤层浮煤挥发份变化在 34.5840.86%之间，平均 37.72%。 硫份 4-1煤层原煤全硫变化在 0.395.28%之间，平均 2.09%，以中硫煤为主， 低硫煤少量，富及高硫煤仅零星分布。 4-2煤层原煤全硫变化在 0.653.15%之间，平均 1.34%以低硫煤为主， 特低硫和中硫煤少量。 磷份 4-1煤层原煤磷含量变化中 0.0020.060%之间，平均 0.021%。以低和特 低磷煤为主。 4-2煤层原煤磷含量变化中 0.0000.047%之间，平均 0.022%，以低磷煤 少量。磷份的变化总趋势是井田南部含量小于北部。 煤的粘结性和结焦性 井田内各煤层粘结性指数为零，焦渣特征为 23。说明煤层不具粘结性 或具有微弱粘结性，结焦性能差。 煤的发热量 4-1煤层原煤干燥基低位发热量变化在 24.2426.43MJ/kg 之间，平均 25.37MJ/kg。属中高高热值等。 4-2煤层原煤干燥基低位发热量变化在 21.6225.15MJ/kg 之间，平均 23.87MJ/kg。属中高高热值等。 第六节 采区水文地质 陕西省煤田地质局一九四队提交了陕西省旬耀矿区秀房沟井田勘探 （精查）地质报告 ，本井田水文地质勘探类型为以裂隙充水为主的水文地 15 质条件简单型，即类型。 根据 2012 年 5 月由陕西全安煤矿安全技术服务有限公司编制的铜川 市耀州区秀房沟煤矿水文地质类型划分报告划分结论，将秀房沟煤矿水文 地质类型确定为“中等”类型。 第七节 采区储量计算 根据一九四队提供的 4-1、4-2煤层资源/储量估算图及东部开拓中实际揭 露的 4-1、4-2煤层地质写实，本说明书计算并提供可采 4-1、4-2煤层的储量， 。 1、储量计算的范围 本次储量计算，4-1、4-2煤层估算范围为东部二采区，4-1煤层标高为 10301110m。4-2煤层标高为 10201110m。 2、储量计算的依据 储量计算的工业指标，按煤炭部一九八三年颁布的生产矿井储量管理 规程 （试行）中规定选定。采区内煤层为缓倾斜煤层，4-1、4-2煤层均为较 稳定煤层，煤层最低可采厚度取 0.8m，煤层最高可采灰份取 40%。 3、储量级别的圈定 本井田勘探类型为一类二型，故应按类型相应的规定进行储量级别 的圈定，其基本线距为：A 级500m；B 级1000m；C 级2000m。 4、储量块段的划分 划分储量块段，遵循生产矿井储量管理规程中的相应规定，即考虑 矿井的地质构造、煤层厚度、产状等自然因素，利用勘探线、煤层底板等高 线和主要构造线、煤种界线、采区边界以及其他技术边界等进行确定。为避 免由于各级储量级别连线而出现小的三角块段以及狭长块段给储量计算带来 16 不方便，计算中则视具体情况做适当的调整。 5、储量计算参数选择 采用地质块段法计算储量，在 1/2000 的煤层底板等高线图上进行块段 划分，用人工统计块段内煤层平均厚度和块段平均倾角。煤厚采用相邻巷道 地质写实确定，平均煤厚为 1.7m。煤的比重依据矿井地质报告 4-1煤层取 1.40，4-2煤层取 1.46。直接在一九四队编制的 4-1、4-2煤层资源/储量估算 图电子版图上计算块段工业储量。可采储量计算时采区回采率取 80%。 6、储量计算结果 经过人工划分块段和选点,并利用一九四队编制的 4-1、4-2煤层电子版图 统计计算，二采区共动用储量 682.44 万吨（见表 4） ，可采储量 501.78 万吨。 具体情况见表 4。 表 4 东二采区储量一览表 储量（万吨） 采 区 煤种煤层 3332S112S222M2 可采储量(万吨) 高级储量比 例(%) 备注 4-1367.3839.14279.00 4-2315.0636.53222.78 二 采 区 长焰 煤 合计 682.4475.67 501.78 8、储量变动分析 从储量计算结果来看，与一九四队原地质报告提交的储量相比，4-1煤增 17 加了 194.66 万吨， 4-2煤因煤层煤厚揭露与原地质报告出现差异，本次动用 储量与原地质储量相比减少 34.16 万吨，现将各煤层储量变动情况统计分析 如下，二采区储量变动主要有以下 2 种原因： 、4-1煤层由于相邻采区巷道实际揭露煤厚变化面积增加而引起储量增 加 138.99 万吨；4-1煤层因计算厚度的变化而引起储量增加 55.67 万吨； 、4-2煤层因煤层变化增加 20.75 万吨，减少 54.91 万吨，累计减少 34.16 万吨。 二 采区储量变动情况统计分析表 采 区 煤 层 本说明书 计算储量 原储量 增减增减原因分析 4-1367.38172.72194.66 4-2315.06349.22-34.16 二 合 计 682.44521.94160.5 4-1煤层因邻近采区巷道揭露煤 厚、面积变化，分别增加储量 55.67 及 138.99 万吨；4-1煤层合 计增加储量 194.66 万吨。 4-2煤层原局部块段煤层实际地 质揭露情况，部分煤层变厚、变 薄，分别增加 20.75 万吨，减少 54.91 万吨，煤层合计变动储量- 34.16 万吨。 第八节 存在问题与建议 1、在二采区北部4-2煤层 12-C、13-C、14-C 块段原地质块段原地质报告 揭露煤层厚度分别为1.71m，2.75m、3.86m,但根据巷道掘 18 进过程中的实际揭露情况，为不可采煤层，与地质报告提供数据相差悬殊， 建议邀请相关专家进行论证或对该范围进行巷探，以弄清实际地质储量。 2、4-1煤层开采设计中，E24103 工作面与 24230、24228、24218 采空区 相邻，应搞清原始地质资料，防止出现水患、瓦斯等地质灾害。 3、在开采过程中以实际揭露煤厚及时修改矿井储量，以防止出现储量 数字的失真。 第三章 采区设计方案 第一节 二采区设计方案简述、 二采区位于井田东部北翼，+1010m 轨道巷以北，南接+1010m 轨道大巷， 北至井田边界，采区首采工作面 E24203 工作面切眼与 242 采区 24218 工作 面留设保护煤柱 30.1m，E24203 工作面运顺巷道与 242 采区 24228 工作面运 回顺巷道相交，东邻已关闭玉峰煤矿和薛家寨煤矿。走向东西，长度平均 2.14 公里，倾向南北，宽度平均 0.94 公里，面积 2.01 平方公里。 1、轨道运输大巷和总回： （1） 、轨道运输大巷： 接+1010 轨道巷，巷道长度 541.29m，东二轨道巷为本采区的轨道运输 巷 ，布置在 4-2层煤内，东二轨道巷方位为 00000，倾角 35，巷 道断面形式为半圆拱形巷道，巷道净宽度：4m，净高度:3.1m,净断面: 10.6m2，支护形式为“锚网喷砼” ，轨道大巷主要用途是进风、运料、排矸、 行人、排水等。 （2） 、采区总回 采区回风巷位于东二皮带巷东侧，由+1030 回风巷开始，长度 19 736.81m，布置在 4-1层煤内，方位为 00000，倾角 35，东二回风 巷作为本采区回风大巷，断面形式为半圆拱巷道，巷道净宽度：4.2m，净高 度: 2.8m,净断面:9.8m2，支护形式为“锚网喷砼” 。主要用途是回风、行人等。 2、皮带运输巷道 皮带运输巷：东二皮带巷作为本采区的运煤、进风、行人巷道，布置在 4-2层煤内，方位为 00000，倾角 35，长度 590.03m，断面形式为 半圆拱巷道，巷道净宽度：3.6m，净高度: 3m,净断面；9.4m2，主要用途是 进风、运煤、行人等。 5、采煤方法及回采工艺的选择： 二采区 4-1煤适合薄煤层综采，一次采全高， E24101、E24102、E24103、E24104、E24105 工作面沿 4-1煤层布置，E24103 工作面，设计为首采面；E24201、E24202 工作面沿 4-2煤层布置，采用综采 放顶煤开采。 6、特殊工程设计： （1） 、防治水：根据陕西省铜川市耀州区秀房沟煤矿水文地质类型划 分报告 、及矿井生产过程中实际掌握的水文地质情况，矿井水文地质条件 中等，以裂隙充水为主，本采区涌水量为 0.5m1m/h,考虑到东部有相邻 矿井，在 E24101、E24102、 E24104、E24105、E24201、E24202 工作面掘进 时必须执行先探后掘的施工原则，具体按秀房沟煤矿探放水规定执行。 （2） 、瓦斯抽排：设置在东二轨道巷巷口以里 84.34m 处，硐室长度 40.28m，巷道断面形式为半圆拱巷道，净断面面积 15.8m2，掘进断面积 17.4m2。 20 7、主要生产系统构成： （1） 、通风系统： 地面混合提升斜井井底车场集中运输巷1010 轨道巷东二采区 轨道巷、皮带巷工作面运顺工作面工作面回顺回风联巷东二回风 巷1030 回风巷集中回风巷一回风斜井地面。 （2） 、出煤路线： 工作面运顺东二皮带巷东二采区煤仓一皮带井主煤仓地面 （3） 、运输系统： 集中运输巷1010 轨道巷东二轨道巷工作面回顺工作面运顺。 （4） 、供电系统： 井底中央变电所东二轨皮联巷移动变电站工作面移变 （5） 、排水系统：工作面自流排水运顺轨道巷水仓（水泵）皮带 井底水仓。 （6） 、避灾路线： 避火路线：工作面工作面运顺东二采区轨道巷1010 轨道巷集中 轨道巷井底车场混合提升斜井地面。 避水路线：工作面工作面回顺东二回风巷1030 回风巷集中回风 巷回风斜井地面。 （1） 、通风系统： 地面混合提升斜井、主皮带井井底车场集中轨道巷、皮带巷 1010 轨道巷、1010 皮带巷东二轨道巷、东二皮带巷工作面运顺工 作面工作面回顺回风联巷东二回风巷1030 回风巷集中回风巷回 风斜井地面。 21 （2） 、出煤路线：工作面运顺东二皮带巷采区煤仓1030 皮带巷 主皮带井煤仓地面 8、回采工作面接替： E24103E24101E24103E24102E24104E24105E24201E24202 9、采区施工准备安排： 年生产时间按 350 天计算，上半年检修 7 天、下半年检修 8 天，不计算 掘进搬家时间；掘进进度按目前能够达到的最高月进度计算。 10、生产能力及服务年限的确定： 采区生产能力： 根据秀房沟煤矿接替计划，二采区首采工作面 E24103 于 2014 年 12 月 份试产，与西部 242 采区 24207 工作面同时开采，投产时，可保证矿井设计 90 万吨/年产能，故二采区设计时可考虑每年 2 个工作面回采，所以按年产 90 万吨设计 11、采区服务年限： 682.44 万吨90 万吨/年7.6 年。 12、设计方案说明： 根据二采区煤层赋存情况，故二采区方案设计分层开采。按照煤矿安 全规程的相关规定，采区上山按照 3 条巷道进行布置，即轨道上山、运输 上山、回风上山。 13、方案设计说明的其它问题： （1） 、根据采区设计，开采顺序为：先采 4-1 煤层，再采 4-2 煤层 （2） 、东二采区煤 4-1厚度 1.7m，开采 4-1煤层时为轻型支架，一次采全 高，开采 4-2煤层时厚度为 3.5m,采用综采放顶煤进行回采。 22 （3） 、首采面综采 E24103 作为首采工作面，在掘进时可探明煤层具体 厚度变化情况，为采区后期采掘工作提供参考依据。 （4）二采区东部因有两个矿井相邻，该矿井已关闭，水文、地质资料 不详，所以靠东部 6 个计划工作面，建议在掘进时必须执行“逢掘必探、先 探后掘”的施工原则，在施工时按照秀房沟煤矿探放水设计具体规定执 行，并提前编写针对性的安全技术措施，以保证安全完成掘进工作。 23 第二节 设计简要概述 1、二采区利用三条准备巷道开采全采区，采区巷道设置简单，煤层赋 存稳定，采区内有有两个正断层，E24103、E24101 工作面在掘进、回采时对 断层影响范围内巷道要加强支护，对整个采区生产影响不大。 2、根据秀房沟煤矿接替计划，二采区于 2014 年 12 月份试产产，投产 时，矿井年产量可保证 90 万吨/年设计生产能力，因此二采区在方案设计时 考虑每年采 2 个工作面，所以方案按年产 90 万吨设计，二采区按瓦斯采区 设计，设计生产能力 90 万吨/年。因此本次设计二采区按每年 2 个工作面考 虑，采区生产能力 90 万吨/年。 3、采区服务年限为 682.44 万吨90 万吨/年7.6 年。 4、方案设计时考虑 4 条上山，即轨道、运输、回风、行人，现设计将 采区上山设计为三条，把运输上山和行人上山合并布置。 5、采区巷道布置：采区设计分层开采 4-1、4-2煤，先采 4-1煤层，再采 4-2煤层。两个分层共用东二皮带、回风、轨道三条采区巷道进行生产。 6、采煤方法及回采工艺：采区 E24103、E24101、E24102、E24104、E24105 工作面适合薄煤层综采，设计一 次采全高，E24103 工作面设计为首采面，采用长壁后退式回采，日进度 8 米。 7、工作面回采时，如果瓦斯超限将利用瓦斯抽放设备进行抽放，抽放 硐室设置在东二轨皮联巷间与 1030 回风巷联通，形成独立通风系统。 8、二采区涌水主要是开采时顶板裂隙砂岩淋水，水量不大，所以在采 区低洼部设一水仓排水，即可满足排水要求。 采区总工程量 2072m，其中半煤岩巷 m、煤巷 m；首采面 E24103 需工程 24 量 1826.93m。 25 第四章 主要设计内容 第一节 采区上山 1、轨道上山 二采区轨道上山施工在三条上山的左侧，轨道上山断面为半圆拱形、巷 道宽高为 3.0 米、净断面 8.03 平方米、锚喷支护，布置在五煤层底板 K2 铝 土标志层附近，施工方向 N203548，下山坡度 10.5，上口标高 190 米，下口标高320 米。提升长度 715 米，提升高度 130 米，总长度 892.5 米（包括下部车场） 。 26 2、回风下山 二采区回风下山位于轨道下山右侧，居轨道下山 60 米，从总回顺开窝， 巷道宽高均为 3.0 米，净断面 8.03 平方米、半圆拱形锚喷支护。施工方向 与轨道下山平行，布置在五煤层底板砂岩及泥岩层中，先施工 63 米平巷， 再按 942下坡施工 692.8 米到水泵房回风道。 3、皮带和行人下山 二采区运煤下山和行人下山合并为一条，位置位于轨道下山与回风下山 中间，巷道宽高均为 3.0 米，半圆拱形锚喷支护。施工方向与轨道下山平行， 直接搭接在北二皮带巷第三部皮带机尾，布置在五煤层底板砂岩层中，上段 175 米坡度为 14下坡，下段 350 米坡度为 936下坡，其每个区段中部 及下山底部与回风下山和轨道下山用联巷连接。 第三节 区段设计 原方案设计二采区分为两个区段，09 年新勘探的地质资料表明二采区下 部五煤层赋存区有扩大的趋势，且推断可能有一个落差 10 米左右的断层， 因此，本次设计在二采区下部290 米位置增加一个探煤区段，且皮带下山 也延长到相应位置，便于以后布置工作面。故本次设计共划分标高220 米、 260 米、290 米 3 个区段。区段巷道一般为石门联系煤层，部分为斜巷 联系煤层，三层为底板石门，五层为顶板石门。 第四节 采煤方法及回采工艺的选择 采区内只有三层的第一区段即 E24103 工作面里段适合薄煤层综采，且 该面为秀房沟煤矿最后一个综采面，设计为首采面；其它工作面炮采，采用 长壁后退式回采，单体支柱配合绞接顶支护进度 1 米，3.4 峒管理，每天二 峒，40T 型刮板机出煤。 27 第五节 首采工作面设计 1、工作面位置 E24103 工作面上邻北二N328 工作面（已回采完毕），下接二 34 工作面，左为北二采区后期石门，右到北三采区后期石门。工作 面标高-180.0-278.0 米，高差为 98 米。 2、井上下关系 E24103 工作面位于井口北约3100 米处，地表为农田，地面有村 庄陈谷堆需搬迁。 3、煤层赋存情况 （1）、工作面概况 工作面走向长 863 米,可采长度 815 米，倾斜长平均为 180 米，总面积 为 1346328 平方米，可采面积 127140 平方米。 （2）、煤层情况 该面煤层原始沉积较稳定，煤层厚度变化较大，以北三后期石门方 向为里，里段煤层较厚，平均2.3 米。中段较薄，平均1.3 米。外 段较稳定，平均1.5 米。煤层总厚 1.263.55 米，平均 1.99 米。 煤层倾角 1223，平均 18。 （3）、 煤层顶底板情况 煤层直接顶为泥岩，局部为细砂岩，厚度0.786.49 米，平均 3.51 米。煤层老顶为砂岩砂质泥岩，厚度0.6510.92 米，平均 3.58 米，煤层直接底为泥岩，厚度0.245.02 米，平均 3.28 米， 煤层老底为砂岩砂质泥岩，厚度1.9914.14 米，平均 7.54 米。 28 顶板名称 岩石名 称 厚度 （m） 岩石特征 老 顶 砂岩 砂质泥 岩 3.58 大部分为灰色细粒砂岩及灰色砂质 泥岩局部为深灰色泥岩。 直接顶泥岩 3.51 灰深灰色块状泥岩富含植物化 石局部为 细砂岩。 伪 顶 直接底泥 岩 3.28 灰深灰色灰黑色块状泥岩， 大部分含植物化石 。 煤 层 顶 底 板 情 况 老 底 砂岩 砂质泥 岩 7.54 灰白色中细粒砂岩及灰色砂质泥 岩夹细砂岩条带局部含菱铁矿。 （4）、地质情况 该面构造上位于葛洼向斜的西翼总体为单斜构造，根据N324轨 道巷施工中揭露的地质资料分析，预计该工作面范围内的小构造较发育， 这将给工作面的施工带来不同程度的影响。现对已揭露影响掘进施工的 地质构造分述如下 （5）、水文情况 根据 N328工作面水文地质资料及勘探钻资料和周围巷道揭露的资 料分析，该面水文地质条件简单中等，局部地段顶板为粉砂岩，厚度 29 平均为 4.54米，老顶为砂岩，厚 度0.6510.92米，平均为 3.58米。 施工中有滴水、淋水现象。最大涌水量 0.15m3/h，正常涌水量 0.10m3/h。 30 构造名称 F 1 走 向 （） 倾 向 （） 倾角 （） 性 质 落 差 （m） 对掘进的 影响程度 地 质 构 造 情 况 F 2 6133145 正断 层 0.6 影响较小 （6） 、开采技术条件 、瓦斯该面为高沼瓦斯面，预计工作面瓦斯绝对涌出量为 2.6m3/min。 、煤尘爆炸指数煤尘爆炸指数为 15.1722.64 有爆炸危险。 、煤的自燃煤层自燃发火为类，不易自燃。 、矿层裂隙煤层裂隙发育。 、地温 23。 、地压 72.2Kg/cm3。 （7） 、储量 该面煤层原始沉积较稳定，煤层结构简单，煤层总厚 1.52.2 米，平 均 1.79 米。煤层倾角 03，平均 2。煤的容重取 1.46t/m3,工作面煤 炭回收率 95。 可采储量 ZG8151801.791.4031.86 万吨 可采出储量 ZK=31.860.9530.27 万吨 4、回采工艺选择 31 （1） 、采煤方法 E24103 工作面里段适合薄煤层综采，采用走向长壁采煤方法，工作面等 长布置，回采时区内后退，工作面一次采全高，布置薄煤层综采工作面，用 全部冒落法管理顶板。 （2） 、回采工艺 本工作面煤层中间赋存两层夹矸厚 0.17 米和 0.13 米，煤层总厚 1.52.2 米，平均 1.79 米。煤层倾角 03，平均 2。工作面选用使用 ZY5600- 14/26 型支架，采煤机往返牵引割煤，工作面液压支架沿割煤方向顺序移架 放顶，然后推移运输机，采煤机割到工作面端头处，沿运输机弯曲段斜切进 刀开缺口，并将运输机机头或机尾推至煤壁，循环完毕。 （3） 、作业方式 采用每日三班采煤，一班检修四班作业制的作业方式。采用斜切进刀双 向割煤，往返一次进两刀，每班往返一次。 5、工作面支护设计 （1） 、初选择支架 E24103 工作面的地质条件与上区段 N328 工作面地质条件相似，E24103 工作面的煤层厚度略小于 N328 工作面，N328 工作面使用 ZY5600-14/26 型支 架，回采时比较顺利，由此，E24103 工作面仍选用 ZY5600-14/26 型支架， 工作面倾斜长平均为 180 米，故安装 100 架。 （2） 、支架支护强度计算 、计算冒落带高度 E24103 工作面采用一次采全高、用全部冒落法管理顶板的回采工艺，由 此按下列公式计算支架支护强度。 32 HiM/(Kp-1)2.8（1.31）9.3 米。 Hi冒落带高度, m; M 工作面最大采高，2.8m； Kp 岩层冒落碎胀系数。取 1.3 米。 II、计算支护强度 P= K*Hi *cos*10-6 2.09.3 米2.4 吨/米 3COS1810-6 0.4177Mpa P 计算支护强度， Mpa; 冒落带岩层加权平均容重，2.49.8103N/ m3； 煤层倾角，取 18度； K: 老顶来压增载系数，取 2.0。 、支架的确定 E24103 工作面采用 ZY5600-14/26 型支架最大采高时的支护强度为 0.4177MPa，ZY5600-14/26 型支架的设计支护强度为 0.56MPa，初撑力为 2527KN。因此所选用的 ZY5600-14/26 型支架满足需求。 6、工作面巷道布置 （1） 、基本巷道布置形式 E24103 工作面采用最基本的运顺和回顺两巷布置方式，运顺铺设皮带机， 回顺运料。 （2） 、一通三防与防治水巷道（峒室）工程设计 、瓦斯抽放峒室 E24103 工作面预计瓦斯绝对涌出量为 2.6m3/min。虽然达不到必须抽放 33 瓦斯的要求，但我矿有一个移动瓦斯抽放泵站，为把瓦斯危害降低到最小程 度，决定在北二后期石门设置一个瓦斯抽放峒室，安装移动瓦斯抽放泵站从 E24103 回顺抽放 E24103 工作面老空区瓦斯。 、排水泵窝 E24103 工作面工作面水文地质条件简单，最大涌水量 0.15m3/h，正常涌水量 0.10m3/h。因此，在运顺最洼处挖一个长宽深 521 米的排水泵窝安装固定水泵，再通过放水巷解决排水问题。 （3） 、联络巷道 、机头联巷由220 石门（轨道下山一中车场）见三煤层处施工通往 E24103 运顺。 、回风联巷，在二总回顺尽头（缓冲水仓入口）处开窝，按 10上坡 施工约 136 米到 E24103 回顺口。 （4） 、其它巷道布置设计 、组装峒室施工在 E24103 回顺内距切眼 25 米至 35 米地段。 、拆除峒室施工在北二后期石门尽头处的轨联巷段。 7、工作面巷道布置基本参数设计 （1） 、推进方向的设计依据 、E24103 工作面运顺与上区段 N328 运顺平行，E24103 工作面回顺可 与相邻 N328 区段采空区沿空布置；E24103 工作面里段走向 863 米、面长 180 米，工作面可采长度 815 米。 、E24103 工作面区内断层不大，一般均小于 2.0 米，因此设计时不考 虑断层构造及不可采边界分布情况。 、E24103 工作面沿煤层走向布置、工作面走向回采、工作面回采倾角 平均 16。 34 、依据地质部门提供的水文地质资料，N328 工作面最大涌水量 0.15m3/h，正常涌水量 0.10m3/h。工作面运顺最大高差预计 8 米，因此疏排 水仅需要在 E24103 运顺最洼点挖一个长宽深521 米的排水泵窝安 装固定水泵排水到260 轨联巷即可解决排水问题。 、推进方向 E24103 工作面的推进方向由北三采区向北二采区方向沿煤层走向推进。 （2） 、运顺与回顺布置、工作面推进长度与切眼位置及长度 E24103 运顺施工到煤层变薄区开始施工 E24103 切眼。E24103 运顺与 N328 运顺平行，E24103 回顺与 N328 采空区留 4 米煤皮掘进，切眼垂直运顺 和回顺巷，E24103 收作线位于以后外工作面运顺尽头处，E24103 工作面可 采走向 815 米、面长 180 米。 8、巷道断面与支护设计 （1） 、巷道断面设计 、运顺断面设计 I、按工作面进风量计算 S=Q/（v*60）930m3/min（2m/s60s）7,75 m2 Q 工作面需风量,930m3/min; v: 运顺风速，m/s，根据秀房沟煤矿实际情况取 2m/s。 II、按运顺设备布置计算 Bjs=Bs+Bp+Bj+Bx500130011003003200 mm Bs: 运顺胶带输送机与上帮间隙 500mm； Bp: 运顺胶带输送机外形宽度，1400mm； Bj: 运顺胶带输送机与轨道运输设备的间隙（行人通道） ，1100mm， 35 Bx: 轨道运输或其它最宽设备与下帮的间隙，300mm。 2、计算运顺高度 Hjs=Hs+Hj+Hq2000 mm300 mm200 mm2500 mm Hs:运顺最高设备的高度，取 2000mm; Hj: 取运顺最高设备的高度距顶板支护体下缘的间隙，取 300mm。 Hq: 运顺起伏对巷高选取的影响值，取 200mm。 III、按巷道变形计算 根据秀房沟煤矿生产经验在上述计算的基础上，考虑两帮变形量 Bb、顶 底板变形量 Hb。一般均为 500 mm，则巷道宽度 B 与巷道高度 H 分别为 B=Bjs+Bb4400 mm500 mm4900 mm H=Hjs+Hb2400500 mm2900mm IV、运顺断面的确定 考虑秀房沟煤矿的实际情况，巷道高度 2.5 米、宽度 3.2 米，运顺断面 可以满足通风需求和设备安装需求；存放开关电缆车的地点，无行人通道， 因此，回采过程中要求每 400 米前方刷大一个 30 米的存放开关电缆车的车 场；另外局部高度不够时，及时卧底。 、回顺断面设计 I、按工作面回风量计算 S=Q/（v*60）930 m3/min（2.5m/s60s）6.2 m2 Q 工作面回顺回风量,930m3/min; v: 回顺风速，m/s，根据秀房沟煤矿实际情况取 2.5m/s。 II、根据设备运输需要计算 回顺需考虑支架运输，Bf=Bk+Bkc+Br700150010003200mm, 36 Bk: 回顺矿车与上帮间隙 700mm； Bkc: 支架宽度，1500mm； Br:行人通道，1000mm， Hf=Hs+Hq1900 mm600 mm2500 mm Hs:回顺运输最低高度，取 1900mm; Hq:回顺起伏对巷高选取的影响值，取 600mm。 回顺设计巷道宽度 3.24 米，高度 2.5 米，完全能够满足运输需求。 III、按巷道变形计算 根据秀房沟煤矿生产经验在上述计算的基础上，考虑两帮变形量 Bb、顶 底板变形量 Hb。一般均为 500 mm，则巷道宽度 B 与巷道高度 H 分别为 B=Bf+Bb2600mm500 mm3100 mm H=Hf+Hb2100500 mm2600mm IV、回顺断面确定 考虑秀房沟煤矿的实际情况和施工习惯，回顺设计巷道宽度 3.2 米，高 度 2.5 米，完全能够满足运输需求；另外在工作面超前管理段局部高度不够 时，及时卧底；在工作面收作线向外到北二后期石门段巷道宽度为 3.2 米。 、切眼断面设计 I、按设备安装要求计算 a、切眼宽度 根据工作面综采液压支架的外形规格确定，其计算宽度 Bq 按下式计算。 Bq=Bd+Bqj54006006.0 米 Bd: 为支架最小运输高度时的平面对角线长度，5400mm； 37 Bqj: 为支架最小运输高度时的平面对角线外缘与煤壁及采空区的两侧 间隙之和，一般取 500 至 800mm。 b、切眼高度 根据煤层厚度、采高、支架安装高度、采煤工艺（综采或综放）等因素 确定。其轨道面以上的计算高度 Hq 按下式计算。 Hq=Hp+Hz+Hj19013003001800，取 2.0 米 Hp: 切眼安装用平板车高度