s6-8综采放顶煤工作面开采设计.doc

1 138 前 言 第一节第一节 概概 况况 一 地理位置 隶属关系 交通一 地理位置 隶属关系 交通 山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿 以下简称常村煤矿 位于山西省 屯留县东部 沁水煤田东部中段 地理坐标东经112 54 26 112 59 29 北纬36 1 6 51 36 26 09 行政区划属山西省长治市屯留县管辖 本区范围北以文王山南断层为界 南以安昌断层 藕泽断层及绛河北岸最高洪水 位线保护煤柱为界 东邻王庄井田 西邻屯留井田 井田东西宽7 4 km 南北长17 km 面积约为107 3818km2 本区北距太原市200km 南距长治市23km 东距长治火车站15km 交通十分便利 井田中部有东西向309国道穿过 南北向208道从本区东部通过 另外本矿还建有铁 路专用线 见交通位置图 二 企业性质二 企业性质 潞安矿业 集团 有限责任公司 是2000年在原潞安矿务局的基础上改制成立的 属山西省授权经营的12户国有重点企业 全国500家最大工业企业之一 2001年7月1 9日 经山西省人民政府晋政函 2001 202号文件批准 以山西潞安矿业 集团 有限责任公司作为主发起人 联合郑州铁路局 日照港 集 团 有限公司 上海宝钢国际经济贸易有限公司 天脊煤化工集团有限公司和山西潞 安工程有限公司五家单位共同发起设立山西潞安环保能源开发股份有限公司 山西潞安环保能源开发股份有限公司顺应市场经济新形势的要求 积极迎接全球 经济一体化带来的机遇和挑战 正在进一步深化体制机制改革 全方位大力实施建设 中国潞安 的发展战略 力争在不久的将来 建设成为一个高效率 高效益 高技术 高管理 四跨 经营的大型现代化企业集团 三 工作面生产能力及可开采时间三 工作面生产能力及可开采时间 常村煤矿生产能力核定为7 0Mt a 截止2012年底3号煤保有资源储量为678 64Mt 2 138 保有可采储量257 27Mt 15 3号煤保有资源储量为138 18Mt 保有可采储量34 92Mt 矿井的服务年限为29 71a 矿井现开采N3采区 S6采区 其中S6采区位于井田东南部 东西宽约3 4km 南北 长约3 1km 面积约5 66km2 S6 8工作面东北接S6轨道上山 东邻S6 5工作面 未布置 西邻S6 7工作面 本次设计S6 8生产能力为2 4Mt a 工作面开采煤层为3 煤层 探测平均厚度为5 81m 经计算S6 8工作面可采储量为160万吨 工作面可开采时间约为7 83个月 第二节第二节 设计的主要依据设计的主要依据 1 国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局于2008年7月下发安监总煤 行 2008 130号文 国家安全生产监督管理总局 国家煤矿安全监察局关于加强煤矿放顶煤开采安全管理工作的通知 2 山西省煤炭工业局下发晋煤安发 2008 702号文 关于转发的通知 3 山西省煤炭工业厅晋煤安发 2009 118号关于 山西省放顶煤开采工作面设计审 批和验收工作方案 的通知 4 山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿放顶煤工作面设计委托书 5 山西省煤炭地质114勘查院编制的 山西潞安环保能源开发股份公司常村煤矿 生产矿井地质报告 2013年 及批文 6 中华人民共和国国土资源部2001年颁发的 采矿许可证 7 煤炭工业太原设计研究院于2005年编制的 山西潞安环保能源开发股份公司常 村矿井西坡风井初步设计安全专篇 8 有关防灭火 防治水的设计规范 9 煤矿安全规程 2011年 10 煤炭工业矿井设计规范 GB50215 2005 3 138 11 煤 泥炭地质勘查规范 DZ T0215 2002 12 建筑物 水体 铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程 13 矿井通风安全装备标准 GB T50518 2010 14 矿井抽放瓦斯工程设计规范 MT5018 96 15 煤矿瓦斯抽放规范 AQ1027 2006 16 煤矿防治水规定 17 常村煤矿提供的 工作面回采地质说明书 等有关资料 第三节第三节 设计的指导思想与主要特点设计的指导思想与主要特点 一 设计的指导思想一 设计的指导思想 本着 安全第一 预防为主 综合治理 的基本原则 以国家颁布的有关安全生产 法令 法规 以及规程 规范和标准为依据 建立健全和完善煤矿放顶煤工作面安全 管理 增强放顶煤工作面的综合抗灾能力和安全程度 确保安全高效生产 以经济效益为中心 以安全可靠的采掘运设备为保障 以现代化管理模式为手段 确保将该矿井建成生产系统和环节布局合理 技术先进 设备可靠 经济效益佳 并能与现有各系统衔接顺畅 配套协调 以使常村煤矿成为更安全 高产 高效之现 代化矿井 二 设计的主要特点二 设计的主要特点 1 在矿井已形成的生产系统的基础上 充分利用已有巷道 设施和设施 合理确 定回采工作面的参数及巷道布置 保证采掘衔接顺利 2 工作面采用走向长壁一次采全厚综采放顶煤采煤法 3 工作面采用 一进两回 的通风方式 回风顺槽沿3号煤层顶板布置 轨道顺 槽和胶带顺槽沿3号煤层底板布置 有效解决工作面的瓦斯超限问题 第四节第四节 存在的主要问题与建议存在的主要问题与建议 一 主要问题一 主要问题 3号煤上部发育有7 8 9 10 11 12号6个砂岩含水层 除7 8号含水层距3号 4 138 煤层较近外 其它含水层距3号煤层较远 而7 8号含水层为弱含水层 因此 各含水 层水对巷道掘进影响不大 根据瞬变电磁勘探 工作面范围内3号煤层顶板7 8 9号含水层基本不含水 另S6 8工作面属于承压开采区域 煤层底板标高为 513 580m该矿奥灰水水位标高为 639 m 承压59 126m高水柱 断层和陷落柱可能导通含水层 进行采掘工程时要坚持 预 测预报 有掘必探 有采必探 先探后掘 先探后采 的原则 二 建议二 建议 常村矿井为高瓦斯矿井 煤尘具有爆炸危险性 瓦斯问题直接影响矿井生产 建 议在今后的补勘工作中 进一步查明S6 8工作面瓦斯的赋存状况 为矿井治理瓦斯提供更丰富 可靠的地质资料 S6 8工作面为带压开采 虽然山西省144煤田地质勘探队 山西省屯留县沁水煤田潞安矿 区常村精查勘探区地质报告 1979年 已按有关规范进行了评价 奥灰水对煤层开 采无影响 但是矿井突水受多种因素影响 如果遇导断层或陷落柱 水文地质条件将 趋于复杂 生产过程中需总结经验 采取防范措施 5 138 第一章 采区概况及地质特征 第一节第一节 矿井概况矿井概况 一 矿井四邻关系一 矿井四邻关系 常村井田东邻王庄煤矿 西邻余吾煤业有限公司 东北部邻漳村煤矿 南部邻古 城煤业有限公司 西南部邻郭庄煤业有限责任公司 周边矿井目前均无越界开采行为 基本情况如下图1 1 1 郭庄煤业有限责任公司 采矿许可证号为1400000622546 是山西省潞安矿业 集 团 有限责任公司控股企业 始建于1988年 1996年建成投产 设计年产原煤60万t a 开采山西组3号煤层 采用一对立井单水平开拓方式 走向长壁式倾斜分层采煤法 经技术改造 2007年核定生产能力90万t a 仍开采3号煤层 采煤方法为走向长壁式 综采放顶煤 经鉴定属低瓦斯矿井 煤尘有爆炸危险性 3号煤层属不易自燃煤层 20 10年矿井正常涌水量39m3 h 最大涌水量50m3 h 王庄煤矿 采矿许可证号为1000000120131 许可证有效期2001年11月 2031年11 月 是山西潞安环保能源股份有限公司下属企业之一 采用主斜井结合盘区石门 上 下山开拓方式 采煤方法为走向长壁式综采放顶煤 现开采山西组3号煤层 2006年矿 井核定生产能力为710万t a 经鉴定属低瓦斯 局部 52 62采区 为高瓦斯区 煤 尘有爆炸性 3号煤层属不易自燃煤层 2010年矿井正常涌水量为337 00m3 h 最大涌 水量为374 00m3 h 漳村煤矿 采矿许可证号为1000000120133 有效期自2001年11月至2031年11月 是山西潞安环保能源股份有限公司下属企业之一 开拓方式为斜立井混合开拓 采煤 方法为走向长壁式综采放顶煤 现开采山西组3号煤层 2008年核定生产能力为400万t a 经鉴定属低瓦斯矿井 煤尘具有爆炸性 3号煤层属不易自燃煤层 2010年矿井正 常涌水量为300m3 h 最大涌水量为370m3 h 余吾煤业有限公司 采矿许可证号为1000000720109 许可证有效期为2007年11月 16日至2036年12月31日 是山西潞安环保能源股份有限公司下属企业之一 采用中央 6 138 立井开拓方式 采煤方法为走向长壁式一次采全高 现开采3号煤层 2006年核定生产 能力为270万吨 年 经鉴定属高瓦斯矿井 煤尘有爆炸性 2010年矿井正常涌水量为1 60m3 h 最大涌水量311 5m3 h 古城煤矿是王庄煤矿接替井 拟建生产能力1000万t a矿井 在建矿井 周围煤矿因为边界都留有保安煤柱 井田内无小窑 故对本矿的安全生产影响不 大 二 开拓方式二 开拓方式 常村煤矿采用立井开拓方式 工业场地布置有主立井 副立井和回风立井 为解 决矿井南翼S5 S6采区的通风问题 2005年在西坡村的西南侧约5 km处新建了西坡进 回风2个立井 1 主立井 主立井井筒净直径为6 5m 井筒深度497 0m 提升机为引进德国SIEMAG公司的5绳 摩擦提升机 提升容器为一对30t箕斗 井筒装备为槽钢组合罐道梁空心矩形钢罐道 主立井井筒断面见图1 1 2 2 副立井 副立井井筒净直径为8 0m 井筒深度447 0m 装备两套提升设备 双罐提升机为 引进德国EPR公司制造的4绳摩擦式提升机 滚筒直径3500mm 单罐提升机引进德国EPR 公司制造2绳摩擦式提升机 滚筒直径3500mm 井筒内装备有梯子间 担负全矿井的辅 助提升任务 兼做矿井主要进风井和安全出口 井筒装备为槽钢组合罐道梁空心矩形 钢罐道 副立井井筒断面见图1 1 3 3 回风立井 回风立井净直径为6 5m 井筒深度375 7m 装备有梯子间 通风机为AGF606 4 0 2 4 2型轴流式通风机两台 一用一备 配套电机额定功率为4000 kW 主要担负矿井的 520 m水平北翼采区和前期南翼部分采区的回风任务 兼做安全出口 回风立井井筒断面见 图1 1 4 7 138 4 西坡进风立井 西坡进风立井井筒净直径为6 0m 井筒深度403 8m 装备有梯子间 主要担负矿 井的 520m水平南翼采区的进风任务 兼做安全出口 西坡进风立井井筒断面见图1 1 5 5 西坡回风立井 西坡回风立井井筒净直径为6 0m 井筒深度359 0m 装备有梯子间 通风机为AGF 606 4 0 2 4 2型轴流式通风机两台 一用一备 配套电机额定功率为4000kW 主要担负矿井的 520 m水平后期南翼采区的回风任务 兼做安全出口 西坡回风立井井筒断面见图1 1 6 三 水平划分三 水平划分 常村煤矿3号煤划分为两个水平 第一水平为 520m水平 目前的生产水平 开 采3号煤浅部 采用4条南翼 5条北翼大巷布置 在3号煤层底板岩石中设一条水平轨 道大巷 在3号煤层中设一条胶带输送机大巷和两条回风大巷 北翼较南翼多布置一条 进风行人大巷 第二水平为 470m水平 开采3号煤层的深部 现已开展各项审批手续 四 采区划分及开采现状四 采区划分及开采现状 依据充分利用永久建筑的煤柱线作为采区边界和保证采区合理开采范围等原则 设计将 520 m开采水平划分为9个采区 分别为S1 S2 S3 S4 S5 S6 N1 N2 N3 其中S1 S 2 S3 S4 N1 N2采区已经基本采完 目前正在开采工作面有S6 7 N3 7和N1 3综采放顶煤工作面 常村煤矿 520m开采水平采区划分及开采现状如图1 1 7所示 8 138 图图1 1 71 1 7 常村煤矿常村煤矿 520 520 m m开采水平采区划分及开采现状开采水平采区划分及开采现状 五 生产系统五 生产系统 1 提升系统 本矿目前正在运行的提升设备有主立井提升设备和副立井提升设备 主立井担负全矿原煤提升任务 在井底设有容量2000 t的缓冲煤仓 井口地面标高 937 3 m 井深497 m 井筒直径6 5 m 组合钢罐道 装备一对30 t同侧装卸式五绳箕斗 提升设备为一台引进德国SIEMAG公司制造的五绳落地式多绳摩 擦轮提升机 Dg 5 m Fm 110 t Fc 30 t i 1 0 25 Vm 13 m s 配2台1DQ5040 7AA06 Z型同步电动机 2 2000 kW 49 65 r min 1550 V 电气传动系统采用德国西门子公司模拟交 交变频矢量控制同步电机系统 控制 系统采用S7 400控制器 传动控制系统采用SIMADYNC模拟控制系统 首绳为英国BRIDON公司制造的 6 35 FO 1670型镀锌钢丝绳 直径50 mm 单重9 08 kg m 拉断力总和1593 kN 根 共5根 尾绳为鞍钢制造的P177 28 8 4 9 扁股钢丝绳 共3根 主井井架为 单斜撑钢结构井架 井架上天轮中心到井口高58 m 下天轮中心到井口高50 m 天轮直径5 m 一次提升循环时间为T 75 5 s 目前核定提升能力 330 d 18 h 7 02 Mt a 9 138 副立井担负人员 矸石 材料 设备和大件的提升任务 井口轨面标高 937 m 提升高度420 m 井筒直径8 m 组合钢罐道 装备两套提升容器 一套是两个3 t矿车双层单车罐笼 每次可提升2辆3 t矿车或87人 最大提升负荷为18 t 另一套为长材罐 平衡锤 可提升12 m长材或20人 最大提升负荷为4 t 双罐提升机为引进德国EPR公司制造的4绳落地式多绳摩擦轮提升机 Dg 3 5 m Fm 41 6 t Fc 10 6 t i 1 0 25 Vm 8 m s 配1台瑞典ABB公司制造的LC1903型直流电动机 900 kW 43 7 r min 390 V 控制系统采用AC800控制器 传动控制采用TYRAK系统 监控采编采用MasterView 320系统 编程维护系统采用AS140工程站 首绳为英国BRIDON公司制造的6 25FC 12 6 6 1 镀锌钢丝绳 直径40 mm 单重4 56 kg m 拉断力总和852 kN 根 共4根 尾绳为34 7WSC平衡钢丝绳 直径40 mm 单重6 39 kg m 共3根 长材罐提升机为引进德国EPR公司制造的2绳落地式多绳摩擦轮提升机 Dg 3 5 m Fm 19 8 t Fc 2 t i 23 5 0 25 Vm 6 5 m s 配1台瑞典ABB公司制造的LAB355LC型直流电动机 260 kW 834 r min 425 V 控制系统采用MasterView200控制器 传动控制采用TYRAK系统 监控采编采用Ma sterView320系统 编程维护系统采用AS140工程站 首绳为英国BRIDON公司制造的6 25FC 12 6 6F 1 FC镀锌钢丝绳 直径35 mm 单重4 56 kg m 拉断力总和852 kN 根 共2根 尾绳为34 7WSC平衡钢丝绳 直径27 mm 共3根 上述两套副井提升设备共用一个井架 井架高度28 8 m 2 运输系统 1 辅助运输系统 常村煤矿现有的辅助运输系统为 大巷采用12 t蓄电池式电机车牵引900 mm轨距 3 t系列矿车 运送物料和人员 采区材料巷 材料上 下山 采用英国产700型卡轨车 DXP60型防爆蓄电池单轨吊和DZ1800型柴油机单轨吊辅助运输 工作面采用单轨吊运 送物料 井下目前有25台单轨吊 5部卡轨车 10 138 大型设备 物料运送 副井井底车场 520m水平大巷 16t换装站 卡轨车运至 单轨吊换装站 单轨吊至各工作面卸料点 日常生产材料 副井井底车场 520m水平大巷 各采区车场 单轨吊至各工作面 卸料点 人员运送 副井井底车场等侯室 520大巷人车 各采区候车点 S翼猴车 至回 采工作面 2 煤炭运输系统 在 520m水平胶带大巷南北两翼各装备一条带宽1200mm固定式钢丝绳芯胶带输送机 各工作面的原煤分别由顺槽输送机转载到各采区胶带输送机上 再经采区煤仓给煤 机落到 520m水平胶带大巷胶带输送机上 然后转载到现有的 520m水平井底煤仓 螺 旋立煤仓 原煤由 520m水平井底煤仓下的定量装载输送机装入30t箕斗后提升至地 面 3 通风系统 目前 常村煤矿矿井通风方式为主立井 副立井 西坡进风立井进风 回风立井 西坡回风立井回风的分区域并列式通风 全矿井总进风量为45600m3 min 总回风量 为45600m3 min 其中 主立井 副立井进风量为25440m3 min 回风立井回风量为2445 0m3 min 西坡进风立井进风量为20160m3 min 西坡回风立井回风量为21150m3 min 回风立井安装有轴流式通风机 型号为AGF606 4 0 2 4 2 电机额定功率为4000 kW 一台运转 一台备用 西坡回风立井安装有两台型号为AGF606 4 0 2 4 2型同等能力的轴流式通风机 电机额定功率为4000 kW 一台运转 一台备用 4 排水系统 常村煤矿排水系统为单水平开采直接排水系统 在副立井井底 520m水平设主排水 泵房 内设5台MD280 65 8型水泵 配6 kV 710 kW电动机 沿副立井敷设 377 11排水管2趟 排水高度420m 正常涌水期间一趟 排水管工作 一趟排水管备用 最大涌水期间 两趟排水管全部工作 正常涌水时2台 水泵并联工作 2台备用 1台检修 每台水泵排水能力280m3 h 满足全矿井排水的要 11 138 求 在副立井井底布置有效容量为4980m3的井底水仓 水仓采用主 副水仓分别布置 形式 5 矿井压风系统 常村煤矿向井下提供压缩空气的地面空气压缩站有中央压风机房和西坡压风机房 中央压风机房现有型号为SA 250W 6K压风机5台 两用两备一检修 由北京复盛公司生产 配套电机功率250 kW 台排气量40 5m3 min 排气压力0 85MPa 中央压风机房主要向井下S3采区 S4采 区 N1采区 N2采区 N3采区 S 520大巷 N 520大巷 470水平 主井装载系统 副井提升操车系统 井下单轨吊道叉及换装站供风 西坡风井压风机房有型号为SA250 6K T压风机3台 一用一备一检修 由北京复盛公司生产 配套电机功率250 kW 每台排气量40 5m3 min 排气压力0 8 0 85 MPa 西坡风井压风机房主要向井下S5采区 S6采区及其采区使用单轨吊道叉及换装站 供风 矿井主要用风设备为采掘工作面风动设备及压风自救装置救灾用风 6 供电系统 常村矿110 kV变电站是矿区的一座中心变电站 共有四回路 两回电源引自库西开闭站 导线型 号为LGJ 300mm2 长度3km 另两回引自五阳电厂 导线型号为LGJ 240mm2 长度16km 该变电站设三台主变压器 容量为31 5 MVA 电压等级为110 35 6 kV 运行方式为两台运行一台备用 据调查该变电站现35kV侧负荷为50MW 6kV侧负荷 为10MW 现已满负荷运行 而且35kV部分已没有备用间隔 6kV部分还有备用间隔 7 瓦斯抽放系统 常村煤矿2012年矿井瓦斯绝对涌出量为114 63m3 min 相对涌出量为8 51m3 t 12 138 常村煤矿目前采用地面永久泵站及井下移动泵站高 低负压综合抽采 共计敷设 高 低负压抽采管路51000m 其中高负压抽采管路 43000m 低负压抽采管路8000m 主要采用边掘边抽 采前预抽 边采边抽 采空区裂 隙带抽采 埋管抽采 随着移动泵站的投运 抽采系统得到了明显改善 解决了抽采 负压不足的问题 移动泵站投运后 主要用于综采工作面边采边抽及采空区裂隙带抽 采 2011年常村煤矿顺利实现了抽采达标 常村煤矿地面永久抽采瓦斯系统于2006年8月开工建设 2007年1月建成开始运行 地面瓦斯抽采泵站共安设7台2BEC72型水环式真空泵 高负压系统为两台运转 两台 备用 一台检修 每十天切换一次 低负压系统为一台运转 一台备用 额定最大 抽采量为525m min 额定最大抽采负压为80kPa 电机额定功率710kW 地面瓦斯抽采 泵站目前平均抽采负压49kPa 管道混合气体流量450 475m min 平均瓦斯浓度约8 10 纯瓦斯流量约45 55m min 井下移动抽采泵共安设六台2BEY52型水环式真空泵 S3 S5 N3采区各两台 一 台运转 一台备用 额定最大抽采量为280m min 额定最大抽采负压为80kPa 电机额 定功率355KW 截止2010年10月份全部正式投运 移动泵站主要用于抽采综采工作面的 边采边抽 采空区裂隙带抽采 埋管抽采 进行低负压瓦斯抽采 8 监测监控及通讯系统 1 矿井监测监控系统 常村煤矿属高瓦斯矿井 不易自燃煤层 目前矿井装备有一套KJ95N安全生产监控 系统 该系统目前就运行于千兆环网平台上 该系统符合 煤矿安全监控系统通用技 术要求 AQ6201 2006 和国家安全生产监督总局颁发的 煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规 范 AQ1029 2007标准 目前矿井下瓦斯监控系统共安装有监控分站106余台 对井下各采掘工作面 各进 回风巷 总回风巷及煤溜一条线系统 主扇 井下固定及移动避难硐室等地方的各种 环境及工况参数进行24小时不间断监测 系统具备甲烷电 风电闭锁装置的全部功能 目前共安装瓦斯传感器152台 风速传感器43台 CO传感器76台 温度传感器27台 13 138 开停传感器257台 风门传感器15台 负压传感器4台 烟雾传感器50台 各类传感器 共计930余台 套 目前KJ95N型安全监控系统在地面中心站配备有两台监控主机 实现双机冗余热备 份 当一台出现故障时 可自动切换到另一台 防止了数据丢失或控制失控 并配有 图形工作站及打印机 具备声 光报警 显示 存储 浏览和打印报表的功能 同时 监测监控系统通过专用监控服务器与矿井 安全生产信息网络系统 实现了联网 在 矿井任何地方 办公室都可通过工作站浏览 共享监控系统的各种信息 并且与集团 公司安全监控网联网 将系统实时监测的信息上传公司监控网络 实现了对安全监测 数据的远程监控 2 井下作业人员管理系统 常村煤矿目前使用的人员定位跟踪系统是KJ251A型系统 该系统覆盖了井下所有 巷道 工作面 所有下井人员全部佩戴有人员定位识别卡 做到了100 人员覆盖和地 点覆盖 该系统建立有独立的百兆光纤环网平台 具备自愈 自检功能 系统安装的 后备电源系统停电后能保持不小于两小时的不间断监测 该系统符合 煤矿安全监控 系统通用技术要求 AQ6201 2006 和国家安全生产监督总局颁发的 煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规 范 AQ1029 2007标准 同时该系统还担负矿井车辆运输管理定位 对矿井生产使用的各种车辆 进行跟踪定位 方便于矿上运输车辆调度 目前矿井上下人员定位系统共安装定位交换机9台 定位分站46台 读卡器178台 人员定位识别卡6500张 车辆定位卡1350张 该系统采用主副机双机热备功能 可 实时查看井下人员工作分布地点 并可实时跟踪 并可以对历史轨迹进行再现 并且 具有危险区域报警功能 非指定人员进入专属区域会在地面主机上发出声光报警信号 井口设有人员定位检卡系统 该系统采用国内先进的八点人脸识别 可在15 20m范围内实现人员的人脸识别 实现全面检卡 14 138 同时人员定位系统通过专用监控服务器与矿井 安全生产信息网络系统 实现了 联网 在矿井任何地方 办公室都可通过工作站浏览 共享系统的各种信息 并且与 集团公司安全监控网联网 将系统实时监测的信息上传公司监控网络 实现了对井下 作业人员信息的远程监控 3 产量监测系统 矿井现装备有ICS XB型电子皮带秤计量系统 实时计量矿井产量情况 并将产量数据通过煤矿安全监控 专网传送到各级监控中心和管理部门 4 通讯联络系统 矿井目前井下使用的通讯联络共有三种系统 分别是调度电话通信系统 无线小 灵通通讯系统 应急救援紧急扩音通讯系统 调度电话通信系统 使用哈里斯H20 20 IXP2000 S R交换机 装机总容量512门 现装机256门 目前井下共使用电话210余部 覆盖井上 下生产作业地点 机电硐室 避难硐室 大巷车场等 地面调度指挥中心使用四台双 手柄2B D调度台 可以实现强拆 强插 群呼等功能 与主扇 主排水泵房 主要变 电所均设有直通电话 同时利用光纤传输及PCM交叉复用技术 以及全数字SDH网络构 建了常村煤矿到西坡风井 温庄煤业 潞阳公司各矿的远距离调度通信系统 调度指 挥中心使用电话全部实现录音 无线小灵通系统 目前信号覆盖了井下主 副井口 底 S N520大巷 各采区轨道 上下山 方便了井下流动作业人员的通讯联络 应急救援紧急扩音通讯系统 在S6采区安装了安全避险应急救援紧急喊话系统 覆盖了S6采区各巷道 工作面 S6救援舱等地方 在巷道中每100m安设一台扩音喊话 器 通过井上下环网与调度指挥中心可以实现双向喊话通信 一旦出现紧急情况 可 以在指挥中心与井下进行紧急喊话通信 9 压风系统 矿井中央工业场地地面压风机房选用3台SA 250W 8 5螺杆式压缩机和两台SA 15 138 250W 6k螺杆式压缩机 单台排气量40 5m3 min 额定排气压力0 85Mpa 配6kV 250kW电动 机 矿井西坡风井场地地面压风机房选用3台SA250 6K T型螺杆式压缩机 单台排气量40 5m3 min 额定排气压力0 85 0 85Mpa 配6kV 250 kW电动机 压风干管沿副立井和西坡进风立井井筒敷设 将压缩空气送至井下各用风 地点 矿井压风自救系统 1 设置压风自救系统 压风自救装置安装在回采工作面巷道内的压缩空气管道 上 2 每个压风自救系统一般可供5 8人使用 压缩空气供给量 每人按0 3m3 mi n计 压风自救装置设置在距离采掘工作面25 40m巷道内 工作面顺槽间隔50m安设一 组阀门 压风管路设减压装置 消音装置 过滤装置和控制阀 压风出口压力在0 1 0 3兆帕之间 供风量不低于0 3m3 分钟 人 连续噪声不大于70分贝 3 在S6 8综采放顶煤采煤工作面轨道顺槽及胶带顺槽内敷设压风管路 压风自救系统安装位置 必须是支架完好 无空帮空顶 地点宽敞的人行道侧 必须加强压风自救管理 及时 维修 经常检修 9 井下紧急避险系统 根据井下大巷和各掘进 回采工作面的长度 在S6采区设永久避难硐室 在S6 8工作面设置救生舱 永久避难硐室按照相关规定与要求设置 具有抗爆 防毒 防火 耐高温等功能 设置了防爆密闭 氧气供应 动力供应 监测监控 通讯及人员定 位系统 硐室内储存的食物和纯净水可满足设计救援时间内人员的需求 直通地面的 钻孔内设置食物输送管 可直接向硐室内输送流体食物 紧急避险系统稳定 可靠 本矿井为高瓦斯矿井 下井人员都佩带OSR 40化学氧自救器 并且要求额定防护时间不低于30min 10 矿井供水施救系统 16 138 煤矿企业必须按照 煤矿安全规程 的要求 建设完善的防尘供水系统 除按照 煤矿安全规程 要求设置三通及阀门外 还要在所有采掘工作面和其他人员较集中 的地点设置供水阀门 保证各采掘作业地点在灾变期间能够实现提供应急供水的要求 要加强供水管路维护 不得出现跑 冒 滴 漏现象 保证阀门开关灵活 矿井供水施救系统水源引自工业场地生活给水系统 管道由应急钻孔通过束管引 入井下 送至永久避难硐室供水点 并同时与井下消防洒水供水系统连接 设置阀门 控制 在支管处设立三通 并加装闸阀和可调式减压阀 消防支管和洒水栓可以兼作 供水点 主管采用DN50无缝钢管 支管采用DN20无缝钢管 同时在永久避难硐室设置 罐装纯净水供应急情况下使用 在工作面胶带顺槽 轨道顺槽设置有救生舱 从井下消防洒水管道引支管 并设 置阀门与救生仓采用软连接的方式连接 作为救生舱内的供水水源之一 同时在救生 舱内设置罐装纯净水供应急情况下使用 井下供水施救管路要采取保护措施 防止灾变破坏 每隔一个月对供水施救管路 进行维护 定期检修 测试 防止管路出现跑 冒 滴 漏 保证在灾变期间提供应 急供水 第二节第二节 采区概况采区概况 一 采区概况一 采区概况 S6采区位于井田东南部 东西宽约3 4km 南北长约3 1km 面积约5 66km2 整体地 势东南高西北低 煤层底板标高为 510 595m 地表标高为 908 7 932 2m 3号 煤位于山西组的中 下部 为全井田可采 根据临近1068 常61 常62号钻孔统计确 定该工作面煤层总厚为5 78 5 85m 平均厚度为5 81m 含夹矸一层 平均厚度为0 3 m 工作面顶底板岩性为 老顶为粉砂岩 平均厚度3 41m 直接顶为泥岩 平均厚度 2 33m 直接底为泥岩 平均厚度1 15m 老底为细砂岩 平均厚度1 79m 二 巷道布置及生产系统二 巷道布置及生产系统 服务于S6工作面的巷道有S翼轨道巷 S6轨道上山 S翼5胶带巷 S6皮带上山 S 翼1回风巷 S61回风上山 S翼2回风巷 S62回风上山 S翼猴车巷 共5条巷道 采区 17 138 采用 三进两回 通风方式 在S6皮带上山安装一部胶带输送机 在S翼轨道巷 S6轨 道上山 安装一部700型卡轨车 在S6采区中部设单轨吊换装硐室 在各工作面轨道顺 槽安装NEC D916型单轨吊将材料运进工作面 采区生产系统 1 运煤系统 S6 8工作面胶带顺槽胶带机 S6皮带上山 S翼5胶带巷 S翼 4 1 胶带巷 主井螺旋煤 仓 地面 2 辅助运输系统 1 运料 副立井 S520水平运输大巷 S6材料车场及斜巷 S翼轨道巷 S6采区轨道上山 S6 8工作面轨道顺槽 2 运人 副立井 井底车场 S520水平运输大巷 S翼猴车巷 S6采区运输上山 S6 8工作面轨道顺槽 3 通风系统 副立井 井底车场 S520水平运输大巷 S翼轨道巷 S6采区轨道上山 S6 8工作面胶带顺槽 S6 8回采工作面 S6 8轨道顺槽 S6 8回风顺槽 S6轨回联络巷 S6采区2 正头联络巷 S6采区1 2号回风上山 S翼1 2号回风巷 西坡回风立井 地面 第三节第三节 地质特征地质特征 一 矿井基本地质情况一 矿井基本地质情况 1 含煤地层 井田含煤地层为下二叠系山西组及上石炭系太原组 含煤地层总厚163 36m 含煤 10 17层 煤层总厚11 25m 含煤系数为6 9 1 山西组厚54 1m 含主要可采煤层3号煤层 煤层平均厚度6 05m 含煤系数1 18 138 1 20 山西组顶底部 局部发育不稳定薄煤层1 3层 一般均不可采 2 太原组厚109 26m 含稳定的可采煤层15 3号煤层 不稳定的局部可采煤层8 9 12 15 1 15 2号煤层及不稳定薄煤层6 7 8 1 11 13 14号等煤层 太原组煤层总厚5 2m 含煤系数4 8 2 矿井地质构造 1 褶曲 矿区姬村以东基本为一向西倾斜的单斜 发育有次一级轴向近南北向的褶曲 地 层倾角3 7 姬村以西则以近南北向的相互平行的背 向斜为主 由东向西依次为姬村向斜 路村背斜 老军庄向斜 王村背斜 水东村背斜 宋村向斜和郭庄背斜 轴向均为近 南北 在南北两端略有偏转 北端偏西 南端偏东 局部有一些东西向的小起伏 2 断层 截至2012年底 井田内发现有221条断层 其中由井巷 钻探工程揭露160个 落 差大于20m的断层9条 落差较小的断层70个 该类断层落差一般小于5m 三维地震解 释未经井巷 钻探工程验证的断层61条 除北部边界文王山南断层和东南边界的安昌 断层 藕泽断层规模较大 由井巷工程和钻探工程揭露验证的断层较大的断层有F2 F 3 FB 1以及F23与F17 F22等断层组成的断裂带 该类断层之间煤层走向较长时 作为划分 采区的边界 2008年至2011年底 生产过程中井巷中揭露90条断层 矿区发育的正断 层多为高角度 走向为近东西向 延伸较长 矿区发育的逆断层较少 断层较大的有F 3 FB 1 逆断层走向为近南北向 倾角为45 左右 延伸较短 3 陷落柱 在实际生产过程中 至2012年底先后揭露有39个大小不等的陷落柱 均对生产有 不同程度的影响 从实际揭露的陷落柱看 平面形态多为椭圆形 少数为近圆形 长 轴多为南北向 短轴多为东西向 陷落柱长轴长度介于10 200m 短轴长度介于8 120 m 最大面积达18992m2 X18 最小面积为64m2 X20 除X6号陷落柱含水外 揭露 19 138 时最大含水量为120m3 h 后逐渐减少 半年后为30m3 h左右 分析定为3号煤层顶板砂 岩水 其他陷落柱不含水 另外 三维地震成果解释 未经井巷工程验证的陷落柱有6 9个 4 岩浆岩 本区无岩浆岩侵入 5 构造类型 本井田总体上为一向西倾的单斜 在此基础上井田东部发育有近东西向的波状起 伏 西部近南北向的次级褶曲 伴有一定数量的断层和陷落柱 影响煤层开采的主要 构造因素为断层 褶曲及陷落柱 均对生产有不同程度的影响 采掘过程和三维地震 勘查表明 有为数不少的陷落柱 综上所述 常村煤矿总体构造类型应属简单偏中等 类型 3 煤层 1 3号煤层位于山西组的中下部 以其本身厚度大 层位稳定为重要对比标志 上距K8砂岩22 42 43 3m 平均31 67m 下距K7砂岩顶面2 70 18 85m 平均12 98m 煤层对比非常可靠 煤层厚度4 84 7 32m 平均厚度6 05m 结构简单 夹石1 3 层 夹石厚0 1 0 3m 仅个别孔 1009号孔 夹石变厚达0 75m 该煤层控制研究程 度较高 为稳定型全井田范围内可采煤层 2 8 2号煤层位于太原组中上部 上距3号煤层46 58 66 66m 平均57 17m 下距9号煤层3 6 23 21m 平均9 68m 厚度0 1 73m 平均0 43m 属不稳定局部可采煤层 煤层 顶板多为黑灰色厚层中粒砂岩 底板多为黑灰色粉砂岩 3 9号煤层位于太原组中部 下距K4灰岩0 79 9 60m 平均3 69m 个别钻孔 如2012 2023号钻孔 9号煤层直复于K4灰岩之上 厚0 2 21m 平均0 99m 属不稳 定局部可采煤层 本区中部一般发育较好 多为可采厚度 夹矸0 3层 厚度及层数 变化较大 向南 向北因下部夹矸增厚煤层分叉渐至尖灭 该煤层顶板多为黑灰色粉 砂岩 底板多为黑灰色泥岩 粉砂岩等 20 138 4 12号煤层位于K4 K3石灰岩间 上距K4灰岩0 9 7 08m 平均3 68m 下距K3 灰岩1 92 11 7m 平均3 33m 厚0 1 02m 平均0 5m 结构简单 为单一煤层 属 不稳定局部可采煤层 顶底板多为灰 黑色薄层粉砂岩或泥岩 5 15号煤层实际为一煤层组 位于太原组底部 上距K2石灰岩2 7 14 57m 平均5 29m 一般发育15 1 15 2 15 3号煤层 1 15 1号煤层 煤层厚0 1 35m 平均厚0 62m 除南部冲刷带外 全区普遍发育 结构简单 为 单一煤层 北部常村以北 中部南浒庄一带发育较好 多达可采厚度 属不稳定局部 可采煤层 煤层顶底板多为灰黑色泥岩 炭质含量增高 变为炭质泥岩 2 15 2号煤层 煤层厚0 0 87m 平均厚0 57m 结构简单 为单一煤层 本区中部南浒庄一带发 育较好 成片达可采厚度 其余地区仅有零星钻孔达可采厚度 属不稳定的局部可采 煤层 煤层顶底板多为黑色薄层泥岩 3 15 3号煤层 本区内北部大面积范围内 该煤层厚度较稳定 煤厚0 2 73 m 平均1 66 m 夹矸1 3层 除本区南部大面积同生冲刷外 一般均达可采厚度 局部顶底板及夹 石为炭质泥岩 4 井田水文地质概况 地表水系主要有南部的绛河及北部的阎村水库 常隆水库 绛河 由西向东流经本区南部 河床平缓开阔 一 二级阶地发育 据观测资料 流经本区南部最大流量1 46m3 s 最小流量0 78m3 s 1979年5月 阎村水库 坝址标高 933 37m 最高洪水位标高 931 96m 库容量474万m3 常隆 水库坝址标高 920 20m 最高洪水位标高 916 6m 库容量约88万m3 常村矿主 副井口标高 937 3m 回风井标高 937 2m 西坡进 回风井标高均为 934 8m 5个井口标高均在最高洪水位标高 931 96m以上 1 含水层及隔水层 21 138 1 主要含水层 根据钻孔揭露资料 将含水层由老至新叙述如下 a 奥陶系中统灰岩含水层 为井田内主要含水层 按地层岩性组合可分为三组八段 即下马家沟组分三段 上马家沟组分三段 峰峰组分两段 含水层段主要为下马家沟组二段 三段 上马家 沟组二段 三段 另外峰峰组一段岩溶有局部发育现象 含水层岩性主要由角砾状灰 岩 泥灰岩 石灰岩组成 平均厚度130m 根据井田内水源井长期观测资料 见表5 2 3孔相距较近 2012年2月观测资料平均值642 40m 另据井田内2012年长观孔水 位标高为 636 69 636 20m 表5 1 推测井田内奥灰水位 657 642m 平均649 00m 根据表5 1水源井长期观测资料 平均下降速率2m a左右 奥灰水位总体西南高东北低 含水层 富水性不均一 勘查区东部 王村背斜轴部富水性稍好 向西富水性渐差 常 68号 水文孔 常 82号孔在钻至峰峰组一段地层时 小溶孔发育 冲洗液全部漏失 消耗 量大于12m3 h 王村水源井在钻至揭露奥灰地层84 20m时 冲洗液全部漏失 水位降 至区域奥灰水位 N3采区井下水文孔揭露奥灰60m处涌水量5m3 h 揭露奥灰地层约200 m处涌水量30m3 h S6采区井下奥灰水文孔揭露奥灰地层约280m 涌水量仅5m3 h 根据井田内奥灰水源井资料 单位涌水量5 49 23 417L s m 水质类型属SO4 HCO3 Ca Mg Ca 型水 属强 极强富水性含水层 b 石炭系上统太原组K2石灰岩含水层 层厚4 51 10 85m 平均7 68m 覆于14号煤层之上 上距3号煤层平均距离96 18 m 是15号煤层的顶板直接充水含水层 岩性为石灰岩 区内普遍发育 富水性不均一 钻探过程中 王村背斜轴部附近钻孔冲洗液消耗量大 据本区水文孔资料 单位涌 水量0 0005 0 916L s m 渗透系数0 888m d 水质类型HCO3 Na型 属中等富水性 含水层 c 石炭系上统太原组K3石灰岩含水层 层厚0 30 6 05m 平均2 57m 覆于13号煤层之上 上距3号煤层平均距离78 34m 22 138 岩性为薄层状石灰岩 区内普遍发育 富水性不均 勘查区北部岩溶较发育 部分 钻孔钻至本层时 冲洗液全漏失 本层单位涌水量0 0017 L s m 从所取岩芯看 裂隙一般不发育 为富水性弱的裂隙含水层 d 石炭系上统太原组K4石灰岩含水层 层厚0 15 4 85m 平均3 62m 覆于11号煤层之上 上距3号煤层平均66 98m 岩 性为薄层状石灰岩 局部含泥质较多 单位涌水量0 0017 0 055L s m 为富水性弱 的裂隙含水层 e 石炭系上统太原组K5石灰岩含水层 层厚0 20 4 00m 平均1 98m 覆于7号煤层之上 上距3号煤层平均33 00m 区 内普遍较发育 局部变相为砂岩 裂隙发育不均 常 66号孔钻至此层时冲洗液全部 漏失 单位涌水量0 055L s m 为富水性弱的裂隙含水层 据常 77号水文孔资料 太原组 含水层混合抽水试验 水位标高 542 22m 单位涌水量0 0036L s m 渗透系数0 0302m d 水质类型HCO3 K Na型 f 二叠系下统山西组K7砂岩含水层 层厚0 90 7 84m 平均3 01m 位于山西组底部 上距3号煤层14 27 18 85m 平均15 98m 是3号煤层底板直接充水含水层 岩性一般为细 中粒砂岩 局部相变为 砂质泥岩或粉砂岩 裂隙不发育 钻孔单位涌水量0 0108L s m 渗透系数0 097m d 为富水性弱的砂岩裂隙含水层 生产实践表明 其富水性弱 对矿井生产影响不大 g 二叠系下统山西组3号煤层顶板砂岩含水层 层厚2 10 6 87m 平均3 40m 位于3号煤层顶板以上 下距3号煤层5m左右 是3 号煤层顶板直接充水含水层 岩性为中 细粒砂岩 局部垂直裂隙发育 DF2号断层附 近的常 67号孔及王村背斜轴部的常 81号孔在钻至此段时消耗量较大 达1 4m3 h 1 66m3 h 其它钻孔冲洗液消耗量一般为0 1 0 3m3 h 为富水性弱的砂岩裂隙含水层 经生产实践验证 该层富水性弱 一般对3号煤层开采影响不大 23 138 h 二叠系下石盒子组底部K8砂岩含水层 层厚0 45 18 30m 平均4 84m 位于下石盒子组底部 下距3号煤层平均33m左右 岩性一般为中 粗粒砂岩 局部为细粒砂岩 厚度变化较大 王村背斜轴部附近的 部分钻孔钻至此层时冲洗液消耗量明显增大 有的全部漏失 其它钻孔冲洗液消耗量 一般为0 1 0 3m3 h 为富水性弱的砂岩裂隙含水层 生产实践证明 对3号煤层开采 无较大影响 i 二叠系下石盒子组中部砂岩含水层 层厚0 55 11 95m左右 平均3 00m 岩性以中细粒砂岩为主 局部变相为砂质泥 岩 裂隙发育不良 钻进中冲洗液消耗量一般不大 为富水性弱的砂岩裂隙含水层 j 二叠系上石盒子组底部K10砂岩含水层 层厚1 20 18 57m 平均6 03m 下距3号煤层平均90 10m 全区普遍发育 岩性 一般为中 粗粒砂岩 裂隙较发育 个别钻孔钻至此层时出现全漏水 钻孔单位涌水 量0 58L s m 渗透系数2 05m d 由于该含水层厚度大 面积广 具有良好的多年水 调节性能 故水动态比较稳定 为富水性中等的砂岩裂隙含水层 经生产实践验证 该层有一定的富水性 且受到顶板冒落裂隙的影响 据本区王村风井检查孔 号含水层抽水试验 水位标高 708 06m 单位涌水 量0 0086 0 0264 L s m 渗透系数0 0379 0 2220m d 水质类型HCO3 K Na型 矿化度0 386 0 682g L k 基岩风化带含水层 厚30 40m 左右 由破碎的泥岩 砂岩组成 富水性差异较大 钻孔单位涌水量为0 046 0 086L s m 风井井筒施工揭露该含水层时 其最大涌水量达280m3 h 为富水性弱 中等的 裂隙含水层 l 松散岩类孔隙含水层 厚0 00 131 58m左右 由粉砂 细砂 砂质粘土 砂砾层组成 富水性不均 钻 孔单位涌水量为1 31 16 66L s m 水位标高 927 29 943 74m 为富水性强 极强 24 138 的孔隙含水层 2 主要隔水层 根据岩性特征 井田内主要隔水层自下而上主要有 本溪组铝质泥岩底至15号煤 层底之间隔水层 上下石盒子组泥岩砂质泥岩层间隔水层 第四系底部粘土隔水层 a 本溪组铝质泥岩底至15号煤层底之间隔水层 层厚8 50 39 40m 平均18 66m 厚度变化较大 多由灰色粉砂岩 灰白色铝质 泥岩或铝土岩组成 裂隙不发育 透水性差 为奥灰含水层顶