阳煤三矿15#煤扩四区采区初步设计.doc

i 前前 言言 本次毕业设计 我所做的是阳煤集团三矿 15 煤扩四区的 采区设计 在毕业设计之前 我搜集了毕业设计所需的资料 同时在生产一线积累了实际生产的经验 在实习过程中我更加 深刻的了解的我以后的工作 并且 更重要的是学到了重要的 设计思想及设计中所涉及的现场工作经验 为毕业设计 及以 后的工作打下良好的基础 本次毕业设计是我们的共同成果 是同学们经过共同讨论及指导老师经过多次指导的结晶 经过 大家反复比较后确定的 是我们大学三年采矿专业学习的总结 山西国阳新能股份有限公司三矿位于阳泉市西北 盂县东 南部 行政区划属阳泉市 该矿井田位于沁水煤田的北部 东 西走向长 14 5km 南北倾斜宽 9 8km 面积 83 6126km2 一矿 现有北头嘴和北丈八两对生产井口及一座重介质现代化洗煤厂 矿井具有完善的配套设施和生产系统 国阳三矿竖井 15 煤扩四区是一块呆滞煤 位于竖井四采 区 六采区南部 地质储量为 2033 4 万吨 区内构造发育 ii 水文地质复杂 瓦斯含量大 上覆 12 煤层未解放 开采条件 比较困难 三矿属于资源枯竭型矿井 充分利用现有生产系统 生产 设施开采矿井边角煤 呆滞煤是提高矿井生产能力 增加矿井 服务年限 延缓衰竭的有效途径 为此 我们将本采区列入矿 井开采计划并着手方案设计 本设计是根据阳煤会纪 2005 12 号 关于三矿竖井扩四区 方案审查的会议纪要 所批准的方案进行设计的 采区设计生 产能力为 120 万吨 年 服务年限为 6 年 为了提高竖井的运 输 提升能力 本设计同时对竖井的运输 提升系统进行了改 造 新开竖井主皮带斜井及煤仓 卸载站等系统 以满足生产 需要 水患是本采区开采的最大威胁之一 施工及生产过程中 要密切关注水文情况 水文地质部门要会同有关单位制定可靠 的防排水措施 确保安全生产 iii 目目 录录 第一章 矿 井 概 况 1 第一节 井田概况 1 第二节 矿井开拓概况 12 第二章 采区基本开采条件 14 第一节 采区基本条件 14 第二节 采区开采煤层条件 18 第三章 采区巷道布置 20 第一节 采区上山布置方案 20 第二节 采区主要生产系统 26 第三节 采区开采顺序 27 第四章 采煤工作面采煤工艺及劳动组织 28 第一节 采煤工作面采煤工艺 28 第二节 工作面劳动组织 40 第三节 工作面主要技术经济指标 43 第五章 采区通风与安全 44 第一节 概述 44 第二节 通风方式与通风系统 45 第三节 采区风量的计算与分配 49 第四节 采区总风压及等积孔的计算 52 第五节 安全通风措施 55 第六章 安全技术措施 55 第一节 预防瓦斯爆炸的措施 55 第二节 预防煤尘爆炸的措施 56 第三节 火灾及煤层自然发火的防治措施 57 第四节 火灾及自然发火灭火 59 第五节 避灾路线及安全出口 59 iv v 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 1 第一章 矿矿 井井 概概 况况 第一节第一节 井田概况井田概况 一 一 矿井基本概况矿井基本概况 一 阳煤三矿概况 一 阳煤三矿概况 一 一 井田位置井田位置 阳泉煤业集团有限责任公司三矿井田位于阳泉市西部 距阳泉市中心 11 公里 地理坐标 东经 113 21 10 113 31 17 北纬 37 51 07 37 56 31 东邻阳泉煤 业 集团 有限责任公司四矿 西邻七里河井田 规划井田 北邻荫营煤矿及程庄 井田 规划井田 井田东西走向长约 14 5km 南北宽约 9 8km 面积约 83 6km2 井 田范围由以下 36 个拐点坐标连线圈定 坐标坐标坐标 序 号 xy 序 号 xy 序 号 xy 1 4208036 1 19706712 1 13 4201493 6 19721398 025 4198700 2 19719538 9 2 4208299 9 19716292 7 14 4201132 7 19721375 826 4198510 8 19719564 1 3 4207020 2 19717634 0 15 4200930 2 19721291 327 4198796 5 19719145 9 4 4206669 6 19718169 1 16 4200770 0 19721288 728 4199799 7 19719849 0 5 4206298 5 19718713 3 17 4200432 5 19721207 929 4200210 9 19719225 2 6 4205708 1 19719601 8 18 4200121 5 19720998 230 4200238 3 19719272 5 7 4205591 7 19719667 19 4200119 9 19720941 231 4200400 0 19719332 1 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 2 1 8 4205634 3 19721290 3 20 4199654 9 19720954 032 4200517 3 19719263 9 9 4203834 1 19721339 7 21 4199145 1 19720942 933 4200668 5 19719048 5 10 4203178 0 19721138 5 22 4198924 0 19720583 734 4200855 7 19719124 5 11 4202317 4 19721215 2 23 4198906 4 19719938 635 4202505 9 19716707 1 12 4201944 6 19721236 4 24 4199016 6 19719760 436 4202235 8 19706871 4 二 交通条件二 交通条件 三矿的交通运输条件极为方便 工业广场旁有铁路专用线与电气化双轨石太线 阳泉车站接轨 运距 10km 三矿的公路往南行 2km 经赛鱼口和太旧高速公路以及 307 国道线相连 与阳泉 平定 盂县 寿阳等各市县结成公路网 阳泉市内有一 路公共汽车和阳煤集团矿交车直达三矿 交通十分便利 三 三 井田范围及井田范围及阳煤三矿概况阳煤三矿概况 走向平均长度 7500 米 倾斜平均长度 2700 米 煤层倾角为 7 煤层容重为 1 3t m 最小埋藏深度 200 米 地表平均冲击层厚度 10 米 矿井采用主斜井 副立井的综合开拓方式 其开拓分为两个水平 分别为 525 水平和 420 水平 目前矿井仅在 525 水平进行生产 420 水平还未开拓 525 水 平的主运输采用胶带输送机 辅助运输原采用 zk10 6 550 1f 型架线式电机车 下一步将更换为 12t 防爆特殊型蓄电池电机车牵引 1 5t 系列矿车 主斜井巷道净宽 4 8m 倾角 13 5 装备带宽 1 4m 的胶带输送机 设检修道 主要负担矿井的煤炭提升任务 兼作进风井及安全出口 副立井井筒直径 7 5m 装备 jkd3 5 4 2 型多绳提升机 井筒内布置一套三 层四车带平衡锤的宽罐笼 用于矿井人员 材料及设备的提升 兼作进风井 该井 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 3 装备为一次设计分期安装 一期工程安装一套宽罐笼 预留另一套安装位置 矿井以 x 103000 线为界将井田划分为南 北两个条带 即南条带和北条带 南条带以 525 西一石门为界划分为东 西两个区 分别为芦湖南分区和佛洼分区 北条带以准备开拓的 525 三北石门为界划分为东 西两个区 分别为芦湖北分区和 保安分区 即全矿井分为两个条带 南条带和北条带 四个分区 芦湖南分区 佛 洼分区 芦湖北分区和保安分区 2 设计生产能力 阳煤三矿现设计生产能力为 3 2mt a 改扩建后设计生产能力为 7 5mt a 即 竖 井分区为 1 0mt a 芦湖南分区为 1 0mt a 佛洼分区为 2 4mt a 芦湖北分区为 3 1mt a 阳煤三矿现有生产采区为芦湖南 3 号煤 两个采煤队 生产能力 2 5mt a 芦 湖北 3 号煤 一个综采队 1 0mt a 丈八一区 一个综放队 1 5mt a 准备采区 为佛洼分区 3 号煤和芦湖南分区 8 号煤 同时上覆 3 9 煤层采空区及 15 煤层 同层 采空区有大量采空积水 3 地面工业广场 阳煤三矿主工业广场位于黄沙嘴酒厂的东侧 在芦湖南分区地面建有风井工业场地 布置有芦湖南进 回风一对立井 芦湖南 进风立井井筒直径 7 5m 装备 jkmd2 8 4 1 型落地式多绳提升机 井筒内布置 一对 1 5t 单层双车多绳罐笼 担负芦湖南分区和佛洼分区的矸石提升和芦湖南分区 的通风 兼作安全出口 芦湖南回风立井井筒直径 6 5m 为专用回风井 安装两台 gaf35 5 16 8 1 型轴流式通风机 一开一备 配套 td143 59 8 型 2000kw 电动机 在芦湖北分区地面建有风井工业场地 布置有芦湖北进 回风一对立井 其进 回风井的布置 装备及井筒直径均与芦湖南进 回风立井相同 佛洼分区四邻关系 东部为现生产的芦湖南分区及芦湖北分区 北部为阳煤三矿 北条带 西部为集团公司规划中的寿阳区七里河矿 西南部为阳泉市郊区保安煤矿 南部隔桃河为阳煤集团二矿 井田南部有石太铁路线沿桃河南岸横穿矿区 往西直达太原与南 北同蒲线接 轨 往东至石家庄与京广线接轨 307 国道沿桃河北岸横穿矿区 往西至太原 往 东至石家庄 太旧高速公路横穿矿区南部 阳煤三矿工业广场往西 1km 有太旧高速 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 4 公路入口 四周均有公路通往各村镇 交通十分便利 阳泉至国内主要城市的距离 见表 1 1 1 交通位置见图 1 1 1 阳泉至国内主要城市距离 表 1 1 1 城市名称石家庄太原北京天津上海广州 距离 km 11211939353213782139 阳煤三矿现有生产采区为芦湖南 3 号煤 两个采煤队 生产能力 2 5mt a 芦 湖北 3 号煤 一个综采队 1 0mt a 丈八一区 一个综放队 1 5mt a 准备采区 为佛洼分区 3 号煤和芦湖南分区 8 号煤 佛洼分区位于阳煤三矿的西南部 东西 长 4600m 南北宽平均 3200m 面积为 14 76km2 主要可采煤层有 3 号 8 号 15 号煤 该分区东部与芦湖南 芦湖北分区相邻 靠东部约一半区域地质勘探程度较 高 构造相对简单 靠西部约一半区域勘探程度较低 大部分为 c 级储量 二 地形地貌及河流 二 地形地貌及河流 1 地形地貌 井田位于太行山脉北段西侧 庙梁及绿岩脑分水岭以南 地势北部 西北部高 南部桃河低 全区山高坡陡 河谷深切 形成复杂的高山地貌 区内最高点是西北 部担山 高程为 1372 6 米 最低点为桃河东部河床 高程为 721 0 米 2 河流 本区属于海河流域滹沱河水系 桃河是本区最大的河流 发源于西部寿阳高原 的温家庄 太安泽 坪头等地一带 全长 44km 河床宽约 300 400m 流域面积为 503km2 由西向东横穿整个矿区南部 汇入滹沱河 据 1996 年资料记载 平均流 量仅为 0 3m3 s 夏季流量一般为 2 8m3 s 最大流量是 1959 年 8 月的 2200m3 s 三 地质构造 三 地质构造 一 井田地层 在南条带范围内 根据地表出露和井下巷道钻孔揭露 最老的有奥陶系 最新 的为第四系 现分述如下 1 奥陶系 o 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 5 1 下奥陶统亮甲山组 o2 l 本组全厚为 60 140 米 这段主要以灰白色的白云质灰岩和深灰色的石灰岩及 白云质灰岩与石灰岩的互层组成 有时含有少量的燧石结核条带 2 中奥陶统下马家沟组 o2 x 本组以厚层状的深灰色石灰岩为主 中下部夹厚层状的角砾状泥灰岩和白云质 灰岩 局部夹薄层状的泥质灰岩 总厚度 180 190 米左右 3 中奥陶统上马家沟组 o2s 上段 o2s3 为厚层状的深灰色石灰岩 灰黄色泥灰岩和深灰色角砾状石灰 岩组成 厚 60 70 米 中段 o2s2 为巨厚层状的深灰色石灰岩微密质纯性脆 夹方解石细脉 顶 部常夹一层黑色泥岩 在中部常夹一层比较薄的深灰黄色角砾状石灰岩 总厚为 120 米 下段 o2s1 为巨厚层状的深灰色 灰色 白色 杂色角砾状泥质灰岩和少 量的白云质灰岩组成 具豹皮状 裂隙多为泥质和石膏所充填 厚度 80 90 米 4 中奥陶统峰峰组 o2f 由深灰色石灰岩和泥灰岩组成 在中部含有大量的石膏 呈似层状和脉状水平 分布 最大厚度可达 4 8 米 夹于石灰岩和泥灰岩之间 底部还常出现 1 2 层角 砾状的泥质灰岩和角砾状的石灰岩 全组总厚 160 190 米 2 中石炭统本溪组 c2b 本组平行不整合于奥陶系峰峰组之上 岩性为灰黑色 黑色的砂质泥岩 泥岩 灰白色细 中粒砂岩 灰色的铝质粘土岩以及 2 3 层的深灰色石灰岩组成 在灰岩 下部 常夹一层无开采价值的薄煤层 下部层段以铝质岩为主 上部层段以砂泥岩 为主 三层灰岩以下部一层最厚 多在 7 米左右 最上一层较薄 多在 1 0 米以下 本组总厚最大可达 52 米 最小 41 95 米 平均 50 7 米 总的趋势是东部较厚 西部 较薄 3 上石炭统太原组 c3t 太原组是本区主要含煤岩系之一 连续沉积于本溪组地层之上 全组厚度 107 33 140 60 米 平均 125 米 由灰黑色 黑色砂质泥岩 泥岩 灰白色细 中 粒砂岩和煤层组成 全组共有 3 层石灰岩和 9 层煤层 其中 主要可采煤层 2 层 15 号 12 号 局部可采煤层 4 层 含煤系数 11 9 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 6 4 下二叠统山西组 p1s 山西组也属于本区的主要含煤岩系 连续沉积于太原组煤系地层之上 在本区 东部的一些沟谷中有出露 厚度东部较厚 可达 75 2 米 西部地区较薄 最小为 43 7 米 平均为 56 米左右 主要为灰黑色砂质泥岩 泥岩 灰白色细 粗粒砂岩和煤层 组成 共含有煤层 6 层 其中 主要可采煤层 1 层 3 号 局部可采煤层 1 层 6 号 含煤系数 7 二 地质构造 阳煤三矿井田位于阳泉矿区大规模单斜构造的西部 即太行山背斜西翼 寿阳 向斜东翼 是沁水煤田的东北部分 煤层赋存呈东北部高而西南部低的态势 倾角 一般 6 一 10 井田内褶皱构造在平面上大体呈北北东 北东方向展布 以波状起 伏的短轴褶皱构造为主 呈背向斜相间 斜列式 平列式组合 特别在局部地区 还出现一些小型的帚状 环状 s 形等组合 在垂直剖面上多以上部比较开阔平缓 下部比较弯曲或紧闭的平行褶皱为主要特征 但在一些局部地区也出现一些不协调 的层面褶皱 这些不同形态 不同组合的褶皱群 构成了本区构造的主体轮廓 三 煤层 1 可采煤层叙述 本区开采石炭系上统太原组及二迭系下统山西组煤系地层 共含 16 层煤 其中 l 6 号煤产于山西组 8 15 号煤产于太原组 煤层总厚度 18 63m 煤系地层总厚 为 181m 含煤系数为 10 6 现将本区主要煤层情况分述如下 1 2 号煤层 大部分地区不可采 向北部逐渐尖灭 仅芦湖 坡头 张家岩 一带有一片可采区 见煤点厚度为 0 1 42m 平均厚度为 0 46m 可采区厚度一般 仅 0 8m 属薄煤层 2 3 号煤层 位于 2 号煤层下 6 05 26 63m 平均间距为 11 75m 见煤点 厚度为 1 87 3 30m 平均厚 2 25m 3 6 号煤层 距 3 号煤层 7 60 52 53m 平均间距 23 5m 全区只有东部的 张家岩 中部的芦湖 高岭 新庄窝以及西部的枣园 9 15 下号煤层 为 15 号 煤层下分层 距 15 号煤 0 90 一 5 22m 平均 1 92m 见煤点厚度 0 18 3 83m 平 均 1 87m 单独分层出现在芦湖 东西畛两个不可采区 可采区主要分布于西部和 西南部的保安 旧街一带 可采区属中厚煤层 旧街三片可采区 其余大部尖灭 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 7 4 8 号煤层 位于 6 号煤下 11 78 44 31m 平均间距 25 48m 见煤点厚度 0 48 3 30m 平均 2 06m 属薄 中厚煤层 本区域北部有一些不可采区 厚度小 于 0 8 米 5 9 号煤层 位于 8 号煤下 0 78 28 57m 平均 11 29m 见煤点厚度 0 00 3 48m 平均 2 03m 属中厚煤层 该层在李家山 东西畛一带尖灭 向南 及南西方向变厚 6 12 号煤层 位于 9 号煤下 9 18 76 58m 平均 31 63m 见煤点厚度 0 71 1 76m 平均 1 29m 该煤层在东西畛 候家山 张家岩一带厚度较大 普遍 1 om 以上 向南 向西方向厚度薄至不可采 7 13 号煤层 距 12 号煤层 2 35 27 55m 平均间距 11 07m 见煤点厚度 0 00 1 40m 平均 0 74m 该煤层北部 西部尖灭 不可采 仅张家岩 芦湖 新 庄窝 旧街一带可采 8 15 号煤层 距 13 号煤层 14 92 63 92m 平均 23 69m 见煤点厚度 3 94 8 21m 平均 5 23m 该煤层东部 北部厚度大 向西部新庄窝 旧街 枣园 一带 由于下部夹石加厚 分出 15 下号煤 因而煤层厚度减到 4m 左右 为全区稳 定主要可采煤层 四 瓦斯 煤尘 煤的自燃及地温 1 瓦斯 根据阳煤三矿地质测量部门提供的阳煤三矿南条带补充勘探地质报告资料 本 矿井瓦斯主要来源于回采工作面 掘进工作面及已采区瓦斯涌出 矿井瓦斯相对涌 出量平均为 16 0m3 t 绝对涌出量平均为 78m3 min 2 煤尘 本区对 3 号煤层取样进行了煤尘爆炸性试验 结果为 3 号煤层具有煤尘爆炸危 险性 见表 1 2 2 煤尘爆炸性试验表煤尘爆炸性试验表 表表 1 2 21 2 2 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 8 煤尘爆炸 挥发分 v 钻孔号煤厚 火焰长度 加岩粉量 有无爆炸性原煤精煤 3 181 981050有10 949 16 3 392 261050有10 979 94 3 421 971050有10 339 77 3 682 73550有11 529 01 3 煤的自燃 根据山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告 3 号 8 号煤层均无自燃发火性 依据相邻矿井情况 15 号煤层有自燃发火性 4 煤与瓦斯突出 依据山西省煤炭工业局晋煤安发 2005 270 号文 关于确定阳煤集团阳煤三矿 芦北区 3 煤层为突出煤层 阳煤三矿为突出矿井的批复 确定阳煤三矿为煤与瓦 斯突出矿井 5 地温及地压 本区煤系地层平均地温梯度值为 1 6 2 100m 本区属地温地压正常区 四 水文地质 四 水文地质 一 含水层及隔水层 1 奥陶系马家沟组石灰岩含水层组 本层主要为岩溶裂隙水 是矿区主要含水层 也是矿区主要供水水源 它广泛 出露于矿区的东部和北部的广大地区 西部埋藏较深 一般水位多在 300 800m 东部较浅 本层厚度在 700 800m 左右 由深灰色的厚层状石灰岩夹薄层状泥灰岩和中厚 层状的角砾状石灰岩组成 裂隙和溶隙比较发育 在上部的峰峰组中含有似层状和 凸镜状的石膏层 混合厚度约 10m 左右 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 9 本区主要含水层为上马家沟组上段及下段几层角砾状石灰岩含水 岩溶裂隙和 含水量很不均匀 静止水位一般在 390 400m 之间 2 中石炭统本溪组含水层组 本层主要由灰白色和黑灰色的铝质岩和粘土岩 深灰色石灰岩 灰白色细砂岩 少量的薄煤层组成 三层石灰岩均具有不同程度的透水性和含水性 本层的透水性 比较强 3 上石炭统太原组含水层组 本组主要含水层有 k2 灰岩 四节石 k3 灰岩 钱石 k4 灰岩 猴石 及上部的第一砂岩和 k6 第二 砂岩 k2 灰岩位于太原组的下部 厚度 6 12m k3 k4 灰岩厚度较薄 含水量甚小 4 二叠系山西组含水层组 本组主要含水层 k7 砂岩 第三砂岩 s4 砂岩 6 号煤老顶 和 s5 砂岩 3 号煤老顶 此三层砂岩裂隙均不太发育 因此含水性较差 5 二叠系石盒子组含水层组 本组地层在区内广泛出露 主要含水层有 k8 砂岩 下石盒子组基底砂岩 k9 砂岩 黄色岩层段的底部砂岩 k11 砂岩 红黄色岩层段的中间砂岩 k12 砂岩 上石盒子组的狮脑峰砂岩 等四层 k8 砂岩 厚度一般 7 10m 为中 粗 粒砂岩 k9 砂岩与 k8 砂岩间距 80m 左右 厚度一般在 10m 左右 为中 粗粒砂 岩 k11 砂岩位于上石盒子组红黄色岩层段上段和下段之间 平均厚度为 10m 左 右 层位也比较稳定 由中 粗粒砂岩组成 k12 砂岩位于上石盒子组的中上部 由一套灰白色的粗砂岩和砾岩组成 厚度 为 25 35m 左右 砂岩的底部是一层灰色的泥岩 属不透水层 因此本层含水较好 但由于层位较高 多裸露于地表 经长期风化和剥蚀 风化裂隙和荷载裂隙比较发 育 因此含水以下降泉形式全部泄出地表 6 第四系全新统 河床冲积层和坡积层含水层组 本区冲积和坡积层 主要集中分布在桃河 马家坡河 芦湖沟河 保安沟河 蒙村河的河床内及两岸的阶地内 坡积层主要分布在一些沟谷的两岸和山麓地带 这些现代沉积 是本区浅层水的主要源地 可视为相对隔水层 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 10 二 井田水文地质条件 阳煤三矿位于阳泉矿区的西部 由于受寿阳向斜的影响 煤层埋藏相对较深 地表水的补给条件相对变差 井下涌水量变小 主要含水的岩层与区域的含水层基 本相同 在煤系地层中 太原组有五层 即 k2 k3 k4 k5 k6 除 k2 k6 在局部地段富水相对较好一些外 其它三层均较差 在山西组煤系中 主要含水层 有三层 即 k7 s4 s5 砂岩 这些砂岩分布较广 层位比较稳定 但厚度变化较 大 在井下开采中的涌水量极小 上述含水层的储存量非常小 补给条件也非常差 井田开采过程中揭露的断层均为中 小断层 构造破碎带不发育 对矿床充水 的作用和影响不大 揭露的陷落柱基本不含水 只是在雨季向斜部位出现少量涌水 三 主要充水因素分析 煤系地层中的裂隙水和下部太原组层段的岩溶水以及大气降水的渗入和采空区 低洼地带中的老空水 是本区矿井的主要充水水源 1 裂隙水 本区构造裂隙不太发育 多数层间裂隙 规模较小 连通性差 大多以节理 劈理等形式出现 断裂的形式相对较少 没有直通地表的构造裂隙 因此 本区因构造裂隙的补给条件相对较差 2 老采空区积水 由于上部煤层采空 在一些低洼部位常形成老采空区积水 五 储量 五 储量 一 地质储量 佛洼分区地质构造简单 煤层稳定 参加储量计算的煤层为 3 号 8 号 15 号 煤层 注 本次设计未计算 9 号煤储量 其原因在开拓方案部分叙述 根据 煤 炭资源地质勘探规范 确定能利用储量最低可采厚度为 0 8m 最高可采灰分为 40 2 煤层厚度 根据南条带储量计算图 单独对佛洼分区的储量块段进行加权 平均后计算得各煤层平均厚度分别为 3 号煤 2 25m 8 号煤 2 06m 15 号煤 5 23m 3 煤的容重 3 号煤层为 1 40t m3 8 号煤层为 1 52t m3 15 号煤层为 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 11 1 435t m3 经计算 本分区保有地质储量分别为 3 号煤为 4646 4 万吨 8 号煤为 4258 4 万吨 15 号煤为 11033 8 万吨 合计为 19939 万吨 二 可采储量 根据 煤炭工业矿井设计规范 的有关规定对本分区设计储量和设计可采储量 进行计算 计算结果见表 2 1 1 2 1 2 设计储量计算表设计储量计算表 单位单位 万吨万吨 表表 2 1 1 永久煤柱损失 煤层 编号 块段 面积 km2 工业 储量 平均 厚度 m 容重 t m3 矿界高速公路小计 设计 储量 314 764646 42 251 446 9359 4406 34240 813 614258 42 061 5244 8410 6455 43803 1514 7611033 85 231 435133 51108 01241 59792 合计19939225 218782103 217835 设计可采储量计算表设计可采储量计算表 单位单位 万吨万吨 表表 2 1 2 开采煤柱损失 煤层 编号 设计 储量 大巷风井广场小计 开采 损失 设计可 采储量 34240 1237 953 7291 6789 73159 83803 0235 161 4296 5701 32805 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 12 159792 3563 6178 4742 02262 66788 合计178351036 6293 51330 13753 612752 第二节第二节 矿井开拓概况矿井开拓概况 一 矿井开拓方式 一 矿井开拓方式 1 矿井开拓方式 阳煤三矿采用主斜井 副立井的综合开拓方式 工业广场位于黄沙嘴酒厂的西 侧 主斜井巷道净宽 4 8m 倾角 13 5 装备带宽 1 4m 的胶带输送机 并设检修道 主要负担矿井的煤炭提升任务 兼作进风井及安全出口 副立井井筒直径 7 5m 装备 jkd3 5 4 2 型多绳提升机 井筒内布置一套三 层四车带平衡锤的宽罐笼 用于矿井人员 材料及设备的提升 兼作进风井 该井 装备为一次设计分期安装 一期工程安装一套 预留另一套安装位置 在芦湖南分区地面建有风井工业场地 布置有芦湖南进 回风一对立井 芦湖 南进风立井井筒直径 7 5m 装备 jkmd2 8 4 1 型落地式多绳提升机 井筒内布 置一对 1 5t 单层双车多绳罐笼 用于芦湖南分区和佛洼分区的矸石提升和芦湖南分 区的通风 兼作安全出口 芦湖南回风立井井筒直径 6 5m 为专用回风井 安装两 台 gaf35 5 16 8 1 型轴流式通风机 一开一备 配套 td143 59 8 型 2000kw 电动机 矿井设置两个水平 分别为 525m 水平和 420m 水平 目前矿井仅在 525m 水 平进行生产 420m 水平还未开拓 525 水平的主运输采用胶带输送机 辅助运输 采用 12t 防爆特殊型蓄电池电机车牵引 1 5t 系列矿车 2 佛洼分区开拓方式 佛洼分区为阳煤三矿的一个分区 本设计遵循阳煤三矿的总体开拓方式 其主 副提升仍利用矿井的主副提升系统 其开拓巷道布置为 在分区中部东西方向沿煤 层布置四条采区巷道 矸石排放利用芦湖南进风立井排矸系统 在本区中部的适当 位置新开一对进回风立井 进风立井装备梯子间 排水管 压风管 消防洒水管以 及照明 动力 通讯电缆等 为进风井兼安全出口 回风立井为专用回风井 瓦斯 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 13 抽放利用原有神堂咀瓦斯抽放系统 形成佛洼风井除提升之外相对独立的供电 通 风 排水 压风等系统 二 水平划分 开采水平数目及标高 二 水平划分 开采水平数目及标高 本区水平划分仍维持阳煤三矿总体开拓布置方案中两个水平开拓开采的布置形 式 即根据煤层层间距与开采技术条件将煤层分为上下两个煤组 两个水平 一水 平为 525m 水平 二水平为 420m 水平 三 大巷布置方式 运输方法 三 大巷布置方式 运输方法 其开拓巷道布置为 在分区中部东西方向沿煤层布置四条采区巷道 1 大巷煤炭运输方式 根据矿井开拓部署 煤层赋存条件 考虑现有主要运输巷道煤炭运输均采用胶 带输送机的实际情况 同时又考虑到佛洼分区的生产能力大 需要运输的连续性及 可靠性作保证 所以 设计确定佛洼分区煤炭运输仍采用胶带输送机运输方式 2 大巷辅助运输方式 目前井下辅助运输均采用轨道运输方式 为简化运输环节 达到井下运输的统 一性 设计确定佛洼分区辅助运输仍采用轨道运输系 五 矿井通风方法与通风系统 五 矿井通风方法与通风系统 一 通风方式和通风系统 依据井田开拓部署 本区在佛洼风井工业场地内布置一对进 回风立井 其通 风系统为中央并列式 通风方式为机械负压抽出式 二 回采 掘进及硐室通风 根据佛洼分区开拓方式及采区巷道布置形式 回采工作面巷道由进风顺槽 回 采工作面 回风顺槽及尾巷组成 其通风方式为 一进两回 即 u l 的通风方式 本区共布置四个综掘工作面 四个普掘工作面 均采用独立通风 掘进工作面 所需风量由局部扇风机供给 井下爆破材料库及采区变电所采用独立通风 其它硐室均利用主扇负压通风 三 矿井等积孔计算 矿井等积孔采用下式计算 a 0 38q h1 2 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 14 式中 a 等积孔 m2 q 风量 m3 s h 风压 mmh2o 则矿井通风容易时期等积孔为 a1 0 38 300 1761 2 8 6m2 矿井通风困难时期等积孔为 a2 0 38 300 2701 2 6 9m2 经过计算 本区前后期通风均为容易小阻力 第第 2 章章 采区基本开采条件采区基本开采条件 第一节第一节 采区基本条件采区基本条件 一 采区范围及邻区情况 一 采区范围及邻区情况 一 采区范围及邻区情况 本区地表位于马家坡新村 神堂咀村以东 神堂煤矿以北 官沟村西北的山梁 山坡 沟谷地带 井下北部为竖井四 六采区 已采 东为官沟沙湾预留煤柱 南 部以二号井 635 大巷为界 西为马家坡新村预留煤柱及三矿和新景矿矿界 采掘情况 本区北部竖井四 六采区 东北部二 三采区均已回采完毕 西南 部新景矿 15 煤一采区正在采掘 其它地段均未采 上部对应二号井 3 煤一水平五 六 七 八 九采区和二水平三 五采区已采 四采区 6 9 煤已采 本区上覆 3 6 9 煤层在采掘过程中揭露陷落柱 17 个 同时上覆 3 9 煤 层采空区及 15 煤层 同层 采空区有大量采空积水 二 地面及地层情况 马家坡新村 神堂咀村 官沟沙湾村均分布在本区四周 生产对地面建筑无影 响 本区地表地形总体为北东高 西南部低的山梁 山坡 沟谷地带 地层由老到 新依次出露 p1x3 p2s1 k11 p2s2 k12及 q2 3 本区属滹沱河水系 主要发育桃河支流马家坡 官沟河沟 均为季节性河沟 本区 15 煤怪为上石炭统太原组煤层 为主要开采煤层 太原组煤系地层厚约 113 米 主要岩性为泥岩 粉砂质泥岩 细 粗粒砂岩 灰 炭及各煤层 本区 12 15 煤层为稳定煤层 8 9 12 煤层为较稳定的局部可 采煤层 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 15 主要标志层有 1 k1砂岩 k2 四节石 灰岩 k3 钱石 灰岩 k4 猴石 灰岩 k6砂岩 2 15 13 12 11 9 8 煤层 三 煤层及顶底板情况 本区 15 煤层总厚 6 05 7 63 米 平均为 6 69 米 纯煤厚 5 78 7 49 米 平均厚 6 46 米 属稳定厚煤层 煤层结构复杂 主要含两层夹石 距顶板 0 38 米左右的八 寸石 层位稳定 厚度平均 0 15 米 距煤层底板 1 80 米的连岩石 层位较稳定 厚 约 0 08 米左右 另外 局部地段距底板 0 6m 左右发育薄层煤与夹石互层现象 俗 称驴石 属原生沉积所致 综观本区煤层呈中南部东西条带标高最低 向南 北两侧逐渐变高 最大标高 610 0 米 最低标高 420 0 米 高差 190 米 煤层倾角 4 19 平均 7 左右 煤层老顶为四节石灰岩 厚度为 8 51 11 00 米 平均为 9 55 米 主要岩性特征 为灰 深灰色 由两层泥岩 三层灰岩组成 富水性好 特别是在区域向斜轴部 直接顶为泥岩 厚度为 0 77 7 28 米 平均 3 96 米 主要岩性特征为黑灰色 局部相变为粉砂质泥岩 不含水 煤层直接底为粉砂质泥岩 厚度为 3 90 7 16 米 平均为 5 86 米 呈深灰色 弱含水性 四 煤质 15 煤呈钢灰色 有金属光泽 硬度为 2 3 容重为 1 435 呈光亮 半光亮型 其主要工业指标为 煤层 madadvdaffcst dpqgr dy 工业牌 号 15 煤 1 04 13 37 8 40 2 33 35 62mj kgwy3 五 地质构造 本区 15 煤层总体为一轴向近 ew 枢纽向 w 倾伏的的紧密褶皱构造形态 区 域赛鱼 马圈墩大向斜的部分 北翼煤层倾角在 12 19 南翼煤层倾角在 8 15 北部发育次一级轴向近 ne 枢纽向 sw 倾伏的较宽缓褶曲构造形态 两翼 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 16 煤层倾角 4 9 本区分布陷落柱 17 个 主要分布在中南部 其中最大长轴为 212m 短轴 133m 预计在向斜的两翼仍会出现陷落柱 另外 向斜轴部易产生挠曲 断裂构造 对生产影响较大 六 水文地质 本区地表东 西两侧发育官沟 马家坡季节性河沟 井下上覆 3 煤层已采 6 9 煤层局部已采 12 煤层未采 东北部 15 煤层 三 四 六采区 已采 同 时 本区总体受区域赛鱼 马圈垴大向斜所控制 有良好的富水 储水条件 预计 k2 k3 k4 灰岩及 k3 砂岩富水性较好 区内 5 个钻孔封孔情况不详 1 15 煤层盖山厚度 254 0 487 0 米 预计地表河沟 大气降水对开采无直接影 响 2 本区上覆 3 煤层预计积水约 28 24 万 m3 与 15 煤层层间距约 116 1 126 4m 平均 121 8m 与 15 煤最大导水裂隙带高度临近 9 煤层预计积水 约 3 69 万 m3 与 15 煤层层间距约 56 0 64 0m 平均 61 5m 处在 15 煤层导水裂 隙带内 对生产有灾害性威胁 竖井四 六 八采区采空积水预计约 16 6 万 m3 本 区在同层积水下方开采 预计对生产已存在较大威胁 3 k2 k3 k4 灰岩及 k6 砂岩为本区主要的含水层 特别是在区域向斜轴部 采掘期间预计会出现大面积淋头水或涌水现象 局部地段对生产有灾害性威胁 4 本区勘探钻孔封孔情况不祥 预计对生产有一定影响 本区预计最大涌水量为 200m3 h 正常涌水量为 30 50m3 h 七 瓦斯煤尘 自燃 地温 地压 1 本区瓦斯主要来自本煤层及其上部邻近煤 岩层 瓦斯涌出量为 预计本层涌出量邻近层涌出量涌出总量 绝对涌出量 m3 min 7 36 43 相对涌出量 m3 t 4 18 522 5 2 本区盖山厚度在 254 0 487 0 米左右 平均 397 0m 15 煤埋藏较浅 地温 地压相对较低 采掘期间应加强巷道支护和顶板管理 同时 受采动影响 裂隙发 育 透气性较好 供氧充分 在采掘时应加强煤层自燃的防治工作 阳煤通字 2004 401 号文件 竖井为高瓦斯矿井 有煤尘爆炸危险性 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 17 二 采区主要采煤工艺合理选择 采区煤炭储量计算 二 采区主要采煤工艺合理选择 采区煤炭储量计算 一 采煤工艺 根据煤层赋存条件 综合现有采掘设备以及我矿开采技术 管理水平 开采 习惯等因素 本设计将采煤方法规定为走向长璧后退式放顶煤综采一次采全厚采 煤方法 全部跨落法管理顶板 二 储量 本采区地质储量为 2033 4 万吨 矿界煤柱 19 2 万吨 根据阳煤会纪 2005 12 号 关于三矿竖井扩四区方案审查的会议纪要 精神 为达到高产高效的目的 本设计只动用适合放顶煤综采采煤法开采的地质储量 实 际动用的工业储量为 908 47 万吨 预计可以采出的煤量为 621 2226 万吨 其中 k8401 112 0477 万吨 k8402 132 6134 万吨 k8403 175 8724 万吨 k8404 161 6891 万吨 回收采区大巷煤柱煤量为 39 26 万吨 回采工作面开采损失为 102 75 万吨 顺槽煤柱为 45 6645 万吨 采区大巷煤柱损失为 39 26 万吨 三角煤损失为 99 万吨 三 采区回采率 采区回采率 预计可以采出煤量 动用储量 100 621 2226 908 47 100 68 39 三 采区生产能力 服务年限计算确定 三 采区生产能力 服务年限计算确定 一 采区生产能力 本设计安排一个放顶煤综采队生产 两个综掘队施工煤巷 一个普掘队施工岩 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 18 石巷道 根据我矿放顶煤综采队现在实际生产能力 结合本采区地质条件 生产系 统以及设备配置情况 将采煤队的生产能力定为 115 万吨 年 掘进出煤 万吨 年 采区的年生产能力确定为 120 万吨 年 二 服务年限 采区服务年限 可以采出煤量 采区生产能力 621 2226 120 5 2 年 考虑生产过程中的不均衡性以及产量递增 递减期等因素 将采区服务年限定 为 年 第二节第二节 采区开采煤层条件采区开采煤层条件 一 采区内煤层赋存特征 一 采区内煤层赋存特征 本区属滹沱河水系 主要发育桃河支流马家坡 官沟河沟 均为季节性河沟 本区 15 煤怪为上石炭统太原组煤层 为主要开采煤层 太原组煤系地层厚约 113 米 主要岩性为泥岩 粉砂质泥岩 细 粗粒砂岩 灰 炭及各煤层 本区 12 15 煤层为稳定煤层 8 9 12 煤层为较稳定的局部可 采煤层 二 采区内主要地质状况 二 采区内主要地质状况 一 地质构造 本区 15 煤层总体为一轴向近 ew 枢纽向 w 倾伏的的紧密褶皱构造形态 区 域赛鱼 马圈墩大向斜的部分 北翼煤层倾角在 12 19 南翼煤层倾角在 8 15 北部发育次一级轴向近 ne 枢纽向 sw 倾伏的较宽缓褶曲构造形态 两翼 煤层倾角 4 9 本区分布陷落柱 17 个 主要分布在中南部 其中最大长轴为 212m 短轴 133m 预计在向斜的两翼仍会出现陷落柱 另外 向斜轴部易产生挠曲 断裂构造 对生产影响较大 二 水文地质 本区地表东 西两侧发育官沟 马家坡季节性河沟 井下上覆 3 煤层已采 6 9 煤层局部已采 12 煤层未采 东北部 15 煤层 三 四 六采区 已采 同 时 本区总体受区域赛鱼 马圈垴大向斜所控制 有良好的富水 储水条件 预计 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 19 k2 k3 k4 灰岩及 k3 砂岩富水性较好 区内 5 个钻孔封孔情况不详 1 15 煤层盖山厚度 254 0 487 0 米 预计地表河沟 大气降水对开采无直接影 响 2 本区上覆 3 煤层预计积水约 28 24 万 m3 与 15 煤层层间距约 116 1 126 4m 平均 121 8m 与 15 煤最大导水裂隙带高度临近 9 煤层预计积 水约 3 69 万 m3 与 15 煤层层间距约 56 0 64 0m 平均 61 5m 处在 15 煤层导水 裂隙带内 对生产有灾害性威胁 竖井四 六 八采区采空积水预计约 16 6 万 m3 本区在同层积水下方开采 预计对生产已存在较大威胁 3 k2 k3 k4 灰岩及 k6 砂岩为本区主要的含水层 特别是在区域向斜轴部 采掘期间预计会出现大面积淋头水或涌水现象 局部地段对生产有灾害性威胁 4 本区勘探钻孔封孔情况不祥 预计对生产有一定影响 本区预计最大涌水量为 200m3 h 正常涌水量为 30 50m3 h 三 采区开采煤层基本概况 煤质状况 三 采区开采煤层基本概况 煤质状况 一 煤层 本区 15 煤层总厚 6 05 7 63 米 平均为 6 69 米 纯煤厚 5 78 7 49 米 平均厚 6 46 米 属稳定厚煤层 煤层结构复杂 主要含两层夹石 距顶板 0 38 米左右的八 寸石 层位稳定 厚度平均 0 15 米 距煤层底板 1 80 米的连岩石 层位较稳定 厚 约 0 08 米左右 另外 局部地段距底板 0 6m 左右发育薄层煤与夹石互层现象 俗 称驴石 属原生沉积所致 综观本区煤层呈中南部东西条带标高最低 向南 北两侧逐渐变高 最大标高 610 0 米 最低标高 420 0 米 高差 190 米 煤层倾角 4 19 平均 7 左右 煤层老顶为四节石灰岩 厚度为 8 51 11 00 米 平均为 9 55 米 主要岩性特征 为灰 深灰色 由两层泥岩 三层灰岩组成 富水性好 特别是在区域向斜轴部 直接顶为泥岩 厚度为 0 77 7 28 米 平均 3 96 米 主要岩性特征为黑灰色 局部相变为粉砂质泥岩 不含水 煤层直接底为粉砂质泥岩 厚度为 3 90 7 16 米 平均为 5 86 米 呈深灰色 弱含水性 二 煤质 15 煤呈钢灰色 有金属光泽 硬度为 2 3 容重为 1 435 呈光亮 半光亮型 其主要工业指标为 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 20 煤层madadvdaffcst dpqgr dy 工业 牌号 15 煤 1 04 13 37 8 40 2 33 35 62mj kg wy3 第三章第三章 采区巷道布置 第一节第一节 采区上山布置方案采区上山布置方案 一 一 方案叙述 方案叙述 考虑到该采区走向较长 储量丰富 地质构造复杂 陷落柱发育较多 为使采 区的生产准备灵活多变 并兼顾采区的通风 瓦斯问题处理 以及防止煤层自燃发 火 且该区为综五队 350 万吨的衔接采区 因而在采区的巷道布置上必须具备生产 系统灵活可靠 对开采设备适应 在技术上可行 经济上合理的条件 为此我们在 采区的巷道布置上考虑了两种方案 方案 一 采区巷道沿采区倾向布置 工作面采用走向开采 准备巷垂直于 大巷布置 分别布置采区东副巷 轨道巷 皮带巷 西副巷 该方案的优缺点如下 优点 1 工作面走向较长 适应高产高效的要求 2 采区准备巷位置合理 系统灵活可靠 3 有利于采区和工作面的衔接 有利于采空区侧巷道的施工和维护 4 与方案二相比 工作面拆除 安装搬家次数较少 缺点 采区岩巷较多 工作面布置受陷落柱的影响较大 采区采出煤量少 方案 二 采区巷道沿采区走向方向布置 工作面开采方式为倾斜长壁式 该方案的优缺点如下 优点 1 采区下料系统利用了三采区的系统 节省大量岩巷 采区采出 煤量较多 2 工作面布置受陷落柱 大巷保护煤柱的影响较小 缺点 1 工作面推进长度较小 不利于工作面的高产高效 2 不利于采区和工作面的衔接 不利于采空区侧巷道的施工和维 护 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 21 3 采区运输距离较长 4 与方案一相比 工作面拆除 安装搬家次数较多 二 两方案工程量比较 二 两方案工程量比较 项 目方案一方案二 比 较 采区采出煤量 万吨 3524 63409 9 114 7 准备巷岩巷 米 39840 358 准备巷煤巷 米 51866846 1660 准备巷总进尺 米 55846886 1302 采区巷道总进尺 米 8902687421 1605 万吨掘进率 米 万吨 25 2525 6