某矿庚一采区设计方案.doc

1 某矿庚一采区设计方案某矿庚一采区设计方案 设计附图目录设计附图目录 顺 序 图名图号比例 1平煤 矿庚一采区综合柱状地质图采用 2 庚一 20 21 煤层底板等高线及储量计算 图 采用 3庚一采区地质地形图采用 4开拓方式 方案一 平面图A1009 109 1G1 2000 5开拓方式 方案一 剖面图A1009 109 2G1 1000 6开拓方式 方案二 平面图A1009 109 3G1 2000 7开拓方式 方案二 剖面图A1009 109 4G1 1000 8通风系统 方案一容易期 A1009 171 1 9通风系统 方案一困难期 A1009 171 2 平煤集团设计院有限公司 I 平煤集团设计院有限公司 1 前前 言言 一 概述一 概述 平煤集团 矿是武汉院设计的年生产能力为 120 万 t a 的大型矿 井 1956 年开工兴建 1958 年 12 月建成投产开采一水平 1984 年 结束一水平进入二水平开采 目前矿井生产的采区有己二扩大采区 己三及己三下延采区和庚一下山采区 正在建设的采区有己四采区 和三水平己二采区 矿井采用立井多水平分组大巷 分区石门上 下山开拓 一水 平标高 80m 二水平 225m 标高 三水平 650m 标高 2005 年经河 南省煤炭工业局以豫煤行 2005 576 号文批准核定矿井综合能力 143 万 t a 矿庚一下山采区安全生产的最大隐患是水害 根据 平煤集 团天安 矿庚一下山采区地质说明书 庚一下山采区充水水源主 要是石炭系太原组灰岩含水层水 寒武系白云质灰岩含水层水和己 一下山采区的老空水 特别是己一下山采区的老空水 积水量达到 190932m3 所以要安全 可靠的开采庚一下山采区 不仅仅需要采 取安全的防治水措施 而且还应该在开拓庚一下山采区巷道之前 对己一下山采区的老空水进行探放 以确保庚一下山采区的安全开 采 我院所作的 平煤天安 矿庚一下山采区方案设计 是在己一 下山采区老空水疏放完毕的前提下进行的 二 编制设计文件的依据 二 编制设计文件的依据 1 平煤天安 矿庚一下山采区设计委托书 2 平煤 2007 68 号文 关于 矿庚一下山采区地质说明书的 批复 3 矿提供的 矿庚20 21煤层底板等高线及储量计算图 平煤集团设计院有限公司 2 矿庚一采区综采柱状图 三 设计的主要特点 三 设计的主要特点 1 矿井下各种灾害齐全 煤与瓦斯突出 水害 瓦斯煤尘爆 炸 煤层自燃 地温高 地压大等 其中水害为庚一下山采区各 种灾害重中之重 设计则采取了相应措施 如要求 矿提前对己一 下山采区老空水进行疏放 在各个采煤工作面都要设置一条泄水巷 等 2 庚一下山采区三条下山 皮带下山 回风下山均沿煤层布置 轨道下山部分沿煤 部分为岩巷 减少岩石工程量 节省了投资 3 井下主 辅助运输系统 充分利用 矿原有的运输 提升系 统 减少了设备投资 4 本设计只考虑开采锅底山断层次生断层以上 280m 以上 的庚组煤层 280m 以下庚组煤 因受锅底山次生断层影响 其中 三条较大断层交叉 将大部分煤层切割的支离破碎 很难布置正规 采面 就是能开采还受到水的威胁 需留隔水煤柱 故本次设计对 280m 以下庚组煤不再考虑 5 为避免 220m 以上庚一采区的开采影响 留足够的防水煤柱 先开采次生断层以上的庚20 21 21130采面 最后开采庚20 21 21110采面 具体见开拓方式平面图 6 充分利用己一上山采区的己一疏水下山作为本采区的回风上 山 减少了工程量 7 根据推荐的方案 将三条下山布置在采区的西部 靠近 矿 工业广场煤柱 减少了压煤 8 移交标准为庚一下山采区在 280m 形成完整的生产系统 一 个综采面投产 两个掘进头掘进 四 主要技术经济指标四 主要技术经济指标 设计生产能力 0 45Mt a 平煤集团设计院有限公司 3 服务年限 2 03 年 工业储量 138 7 万 t 可采储量为 138 7 万吨 扣除下山保护煤柱 10 7 万 t 剩余 128 万 t 开拓井巷工程量 2465m 其中岩巷 1154m 半煤岩巷 1311m 采区工作人数 225 人 工效 4t 工 估算总投资 5280 12 万元 不含采掘设备租赁费 顺槽 切眼 及煤巷下山 联络巷费用 吨煤投资 117 元 t 建设工期 20 4 月 未含对己一下山采区采空水疏放的时间 五 存在问题与建议五 存在问题与建议 1 根据 平煤天安 矿庚一下山采区设计委托书 要求庚一 下山采区和己一下山采区联合布置 我们认为两组煤层联合布置不 合适 原因如下 1 己一下山采区剩余的可采储量少且都在锅底山断层及其次 生断层附近 因为构造原因煤层变得不太稳定 使煤层顶板破碎 裂隙 节理发育 不易于顶板支护 也使得煤层倾角变化异常 局 部煤岩层直立或倒转 2 整个己一下山采区被老空水淹没 要恢复系统投入较大 从经济方面考虑 开发剩余的己一下山采区资源不合算 所以本次庚一下山采区方案设计只对庚组煤层进行设计 2 在开发庚一下山采区之前 必须对原 矿 225m 水平水泵房 水仓及变电所进行核算 根据设计要求进行扩容或扩建 3 在形成采面之前 应先打区段泄水巷 兼作下区段的回风顺 槽 泄水 以保证采面的回采安全 4 应及时应对突发事件的发生 加强职工培训 熟悉避灾路线 平煤集团设计院有限公司 4 5 本采区地质构造条件复杂 尤其是断层的走向延伸长度及摆 动幅度有待查明 6 己一下采采区老空积水严重 积水量大 应该采取措施提前 探放 以确保庚一下山采区的安全开采 7 采区范围内灰岩含水层的富导水区域不清 应在生产过程中 加强超前探放水工作 避免突水事故发生 8 煤层顶底板岩石物理力学参数没有测定 需及时取样测定 9 煤层瓦斯含量测定数据较少 应随生产进度及时取样测定 以便采取瓦斯治理措施 10 需进一步收集有关水文地质资料进行分析研究 找到地下 水活动规律 更好的指导矿井生产 减小水害的威胁 确保矿井生 产安全 11 原设计 0 3Mt a 时 采面采高按 1 15m 但根据庚一上山 庚20 21都是一起开采 再根据 矿提供庚一下山部分六个钻孔 庚 20 21夹矸最大厚度 0 75m 最小 0 2m 所以今次设计采高按 2 08 考 虑 因从储量计算块段看 只有一个块段为 1 88m 其它五个块段都 在 2 02 至 2 23 之间 平煤集团设计院有限公司 5 第一章第一章 采区概况及地质特征采区概况及地质特征 第一节第一节 采区概况采区概况 一 交通位置一 交通位置 矿位于平顶山市区西北约 8km 处 市区东部及西部分别有京 广 焦枝两大铁路干线通过 矿区铁路可直达 矿主井煤楼 铁路 运输十分方便 公路有柏油马路 水泥路与周边县市相通 交通十 分便利 见交通位置图 1 1 1 二 地形二 地形及地貌特征及地貌特征 对应庚一下山采区地表属山前坡地 地面标高从 100 0 135 0m 地势北高南低 与地面对应的村庄有谢庄 刘庄 及 矿口 已搬迁 崔庄 已搬迁 等 采区回采时将对其产生 不同程度的影响 三 主要河流及水体三 主要河流及水体 该区段无有地表水体 仅有两条季节性冲沟从区内通过 地下 水补给来源主要是大气降水 井田南部边缘的乌江河水及灌溉农田 的红旗渠 四 区内小煤矿开采情况四 区内小煤矿开采情况 区内开采的小煤矿有 新华四矿 谢庄煤矿 安兴煤矿 据调 查了解 这三个小煤矿都开采戊组煤层 距庚组煤层较远 不影响 庚一下山采区的开采 五 气象与地震五 气象与地震 本区属南温带 季风区 大陆性半干旱气候 年平均降雨量为 平煤集团设计院有限公司 6 742 6mm 最大降雨量为 1323 6mm 1964 年 最小降雨量为 373 9mm 1966 年 降水多集中在 7 9 月 约占全年降水量的 70 左 右 本区蒸发量大 约为降水量的一倍以上 湿润系数 0 616 年均蒸发 量为 2825mm 年平均气温为 15 常年风向多为北西和北东 以 北西风速最大 风速达 24m s 最大积雪厚度为 16cm 冻土深度为 22cm 历年最早初冻日期为 10 月 14 日 1962 年 最晚解冻日期 为次年 4 月 18 日 1962 年 最长冰冻期为 170 天 本区地震烈度为 6 度 第二节第二节 地质地质概况概况 一 一 相邻采区地质及水文地质情况相邻采区地质及水文地质情况 与 矿二水平庚一下山采区相邻的采区有 矿二水平庚一上山 采区 上覆的 矿二水平己组一采区 矿二水平庚一上山采区现在正在开采 从实际揭露的地质及 水文地质情况看 庚20煤层厚度稳定 1 2m 左右 与下伏的庚21煤层 厚度 0 5 0 8m 之间的间距 0 3 1 5m 地质构造条件简单 无有 褶皱构造存在 断层也多以小断层出现 落差也多在 2 5m 以下 构 造发育相对简单 仅在采区上山底部附近见一条落差 5 7m 的正断层 煤层顶板以 L5 灰岩为其直接顶板 完整性较好 煤层瓦斯含量较低 瓦斯涌出量较小 相对瓦斯涌出量 0 99m3 t 煤层倾角变化较大 一 般 15 左右 局部变大至 35 左右 庚一上山采区水文地质条件比 较复杂 采掘过程中 煤层顶板滴淋水 出水现象比较严重 庚一 皮带上山在探水过程中遇水起钻时涌水量聚增 最大达 300m3 h 严 重影响安全生产 庚20 21070机巷在掘到 32 点前 16m 时 煤层底板突 水 涌水量在 50m3 h 左右 至今稳定在 40m3 h 左右 庚20 21070采面 被迫后退做切眼 丢煤回采 庚一采区上山最大涌水量 590m3 h 正 常涌水量 260m3 h 平煤集团设计院有限公司 7 矿二水平己组一采区现已报废 从开采实际情况看 己一上 山采区煤层稳定 构造简单 开采技术条件相对较好 但水文地质 条件相对较为复杂 上部首采面回采时 采面涌水量 30 40m3 h 己 17 21070 采面 1986 年 6 月贯通后 安装期间切眼下部底板突水 涌水量最大达 500m3 h 现在虽经地面截流注浆封堵 仍以 100m3 h 左右的涌水量进入庚一上山采区 由庚一泄水巷排出 己一下山采 区从揭露情况看 煤层因构造原因变得不太稳定 厚度从 2 0 17 36m 地质构造条件变得较为复杂 己一轨道 皮带两条下 山揭露的一组断层落差超过 5m 以上的就有 5 条 且走向延伸较长 落差有的超过 30m 以上 对煤层的破坏非常严重 这些断层可能要 延伸到庚一下山采区范围内 也因为构造原因 使煤层顶板破碎 裂隙 节理发育 不易于顶板支护 也使得煤层倾角变化异常 局 部煤岩层直立或倒转 也使得煤层瓦斯含量急聚增加 在己17 21150 机巷掘进施工中 曾发生煤与瓦斯突出 己一下山采区水文地质条 件相对较为简单 开采过程中未发现突水现象 但仍受底板水的威 胁 受己一上山采区水文地质条件影响 现在己一下山采区所有老 空区均被老空水充满 积水量约 19 万 m3 这将给庚一下山采区的开 采带来重大的水患威胁 二 地质构造二 地质构造 庚一下山采区位于李口向斜构造的西南翼 锅底山正断层的上 盘 区内地质构造条件复杂 主要以断层为主 褶皱构造不发育 仅由于锅底山断层引起的引捩现象显示的宽缓的向斜 其轴向与锅 底山断层走向一致 断裂构造对煤层破坏严重 各主要断层情况描 述如下 1 锅底山正断层 F1 锅底山正断层 走向 NW SE 方向展布 断层面倾向 SW NE 盘抬升 SW 盘下降 落差 100 260 米不等 倾角 30 60 为 平煤集团设计院有限公司 8 高角度正断层 在 43 和 44 勘探线间以阶梯状错动显示 2 F2 逆断层 F2 逆断层 走向与锅底山正断层走向展布基本一致 中间稍有 弯曲变化 断层面倾向 SW 倾角 40 65 不等 落差 30 90 米 该断层在 43 勘探线 以 43 4 43 5 孔控制 在 44 勘探线以 44 19 孔控制 己一轨道下山与皮带下山实际揭露时也有较明显的显示 向西延伸到 45 勘探线附近 向东延伸到七矿井田 3 F3 逆断层 F3 逆断层己一皮下山皮 9 号测点附近 倾向 S45 W 走向为 S45 E 倾角 50 落差约 13 0 米 走向延伸长度约 300 米 4 F4 正断层 F4 正断层位于己一轨道下山皮 7 皮 8 号测点之间 走向为 S35 E 倾向 N55 E 倾角约 50 落差 16 米 走向延伸长度约 300 米 5 F5 正断层 F5 正断层位于己一轨道下山皮 9 号测点附近 走向为 S E 135 倾向 SW225 倾角约 50 落差 7 0 米 走向延伸长度约 200 米 6 F6 逆断层 F6 逆断层 走向 NW SW 方向展布 断层落差 30 米左右 断层 面倾角 65 左右 在采区内延伸长度约 500 米 在 43 勘探线有 43 4 43 5 钻孔控制 它实际是 F2 断层的分支断层 与 F2 断层交会后 向东延伸到七矿井田范围内 称之为焦店二号逆断层 7 F7 逆断层 F7 逆断层由 43 17 43 38 43 37 孔控制 在采区内走向延 伸长度约 900 米 走向 NW SE 方向 倾向约 43 左右 倾角 55 左右 落差约 22 米 8 F8 逆断层 平煤集团设计院有限公司 9 F8 逆断层与 F7 逆断层基本一致 由 43 17 43 37 43 38 孔控制 在采区内走向延伸长度约 900 米 走向 NW SE 方向 倾向 NE43 左右 倾角 60 左右 落差约 35 米 它与 F7 断层在 43 勘 探线以东交会后向东延伸到七矿井田范围内 称之为焦店三号逆断 层 三 煤层及煤质三 煤层及煤质 一 煤系地层 庚组煤层赋存在石炭系太原组煤系地层之中 其总厚度为 68 95m 平均 70m 以海陆交互相沉积为特征 沉积岩石岩性主要 有 生物碎屑灰岩 泥岩 砂质泥岩 砂岩和煤层 其中盛产蜓科 化石及海百合 长身贝 小型三叶虫等生物化石 其中含有灰岩 7 9 层 常见有 7 层 石灰岩以下均有煤层或煤线存在 因此含有 煤层及煤线 7 9 层 常见者 7 层 区内仅庚20煤层大部可采 庚21 煤层局部可采 其余煤层均不可采 个别煤层仅见个别可采点 二 煤层 庚20煤层为庚一下山采区主要可采煤层 庚21煤层为局部可采 煤层 庚20煤层厚度 0 1 74m 平均 1 15m 庚21煤层厚度 0 1 12m 平均 0 7m 煤层厚度不稳定 区内庚20与庚21煤层部分 区段合层 部分区段合层 部分区段分叉 合层时煤层厚度可达 2 48m 一般在 1 5 2 2m 之间 期间夹矸厚度在 0 3 0 7m 之间 分 叉时 其层间距在 0 8 2 12m 之间 庚20 21煤层距下伏的寒武系灰岩 12 0 29 9m 之间 距上覆的己16 17煤层 50 60m 之间 平均 55m 煤层厚度变化情况从平面上来看 采区东部较厚 西部较薄 深部 较厚 浅部较薄 煤层走向 SE 倾向 NE40 60 三 煤质 1 庚20及庚21煤层物理特征 庚20煤层与庚21煤层物理特征相似 煤层多为粒状 片状或鳞片状 平煤集团设计院有限公司 10 结构均一 组织疏松 性脆 断口平坦 具有玻璃光泽或松腊光泽 硬度 1 1 5 容重 庚20为 1 254 庚21为 1 31 2 庚20煤层及庚21煤层化学性质 庚20煤层灰分 Ag 一般在 8 9 20 7 洗后在 4 6 之间 可 燃基挥发份 V 在 27 38 36 12 之间 常见 29 33 之间 全硫份 较高 其变化范围 S 在 3 49 7 43 之间 常见者亦在 4 6 之间 洗后亦高达 3 5 P 磷含量较低 一般在 0 0007 0 0015 之间 发热量较高 Q 7756 8346 卡 Kg 胶质厚度在 Y 40 55cm 之间 庚21煤层灰分在 Ag 4 78 36 45 之间 常见者在 9 22 洗 后在 4 7 之间 可燃基挥化份在 V 27 23 36 65 之间 常见者 亦在 28 33 之间 全硫份亦较高 S 3 71 6 68 之间 常见在 4 6 洗后亦高达 3 5 之间 极难洗选 发热量较高 Q 7738 8346 卡 Kg 常见在 9000 8000 卡 Kg 胶质层厚度在 Y 28 6 49cm 综上所述 庚20及庚21煤层属于低 中灰 高硫 难洗 低磷 高发热量的强肥煤 只作为动力和民用煤 四 水文地质四 水文地质 一 庚一下山采区基本水文地质特征 1 井田内地表水体 位于井田西南 距井田南界约 5km 的白龟山水库为本区最大的 地表水体 库容量为 3 21 亿 m3 最大库容量 6 49 亿 m3 经北干渠 向北与湛河沟通 流量 4 99m3 s 但距矿井较远 对矿井无直接影响 井田内地表水系发育 与乌江河基本垂直发育有九条季节性冲沟 地表水流向与地层走向近于垂直 与倾向相反 雨后洪水流经季节 性冲沟与乌江河汇合 向东泄至湛河 在矿区南 距庚组煤层露头 线 350 850m 的乌江河由西向东沿煤层露头线流过 在七星公司南与 北干渠连通 流量 0 966 7 3m3 s 一般为 2 5m3 s 该河切割寒武纪 平煤集团设计院有限公司 11 灰岩和第三纪泥灰岩 河水与地下水联系密切 尤其在 矿 七星 公司一带 对矿井充水影响较大 红旗渠自井营经九矿流入井田内 为一农田灌溉水渠 从井田 内的第三纪泥灰岩和寒武纪灰岩上流过 对矿井的地下水补给具有 明显的影响 井田内还发育有多条南北向季节性冲沟 雨后洪水汇 入湛河向东排泄 此外 井田内还有许多塌陷积水坑塘 2 含水层和隔水层 区内主要含水层有第四系冲积层含水层 第三系泥灰岩岩溶裂 隙含水层 二叠系煤地层砂岩孔隙裂隙含水层 石炭系太原组灰岩 岩溶裂隙含水层及砂岩裂隙含水层 寒武系白云质灰岩岩溶裂隙含 水层 区内主要隔水层有二迭系煤系地层中的泥岩及砂质泥岩隔水 层 石炭系太原组中部的泥岩及砂质泥岩隔水层 石炭系太原组底 部的铝土泥岩隔水层 第四季冲积层含水层直接接受大气降水和地表水补给 并补给 第三系泥灰岩及下伏各基岩含水层 第三系泥灰岩超覆于寒武系及 石炭系各含水层露头之上 岩溶裂隙发育 直接补给并联通其下伏 各含水层及地表水的水力联系 构成良好的导水通道 二迭系煤系 地层中砂岩含水层经历年丁 戊 己组煤层开采 己经疏干 石炭 系灰岩及砂岩含水层 总厚度 8 73 49 58m 其中以灰岩富水性最强 灰岩一般可分为 7 层 平均总厚度达 29 78m 灰岩中又以 L2 L7 两层较厚且稳定 平均厚度达 10m 是庚20煤层直接充水含水层 石炭系灰岩含水层在 220m 水平以上岩溶裂隙发育 富水性强 据 45 2 孔在 38 98m 处抽水资料 单位涌水量 q 0 35388L s m 渗透系 数 K 1 2113m d 在 220m 水平以下 岩溶裂隙不发育 含水性较小 富水性弱 据区内 44 5 孔在 300 米处抽水资料 单位涌水量 q 0 0007L s m 渗透系数 K 0 00296m d 寒武系白云质灰岩含水层 厚度为 68 130m 岩溶裂隙发育 富水性强 是矿井充水的主要水 平煤集团设计院有限公司 12 源之一 据勘探时期抽水试验结果 q 0 003369 0 001055L s m K 0 00039774 0 00159m d 为碳酸钙 镁型水 石灰系底部铝土质泥岩隔水层 厚度 0 12m 平均 4 97m 层 位稳定 分布广 隔水性强 但厚度变化大 在厚度变薄处 构造 破碎带或高压地下水的作用下 仍起不到隔水作用 石炭系太原组 中部泥岩隔水屋 厚度 14 25 45 08m 平均 27m 为一较好隔水层 但受庚组煤采掘活动破坏后 没有隔水能力 二迭系地层中泥岩 砂质泥岩隔水层 因其厚度较大 隔绝了上覆含水层的垂直向下补 给 二 充水因素分析 庚一下山采区开采深度较深 在 225m 水平以下大气降水 地 表水充水水源不能直接对其含水层进行补给 只有通过浅部含水层 顺层向下补给其范围内的含水层 即通过第四系冲积层含水层 第 三系泥灰岩含水层 在石炭系灰岩含水层 寒武系灰岩含水层 露 头处补给 然后再顺石炭系灰岩含水层 寒武系灰岩含水层中的富 水导水通道向下补给 采区范围内的含水层中据 宝叶襄郏平顶山 煤田龙山庙矿区勘探地质报告 和 矿庚组煤层瞬变电磁法勘探 报告 220 米水平以上 石炭系太原组灰岩含水层 寒武系白云 质灰岩含水层岩溶裂隙发育 富水性较强 在 220 米水平以下 岩 溶裂隙不发育 富水性较弱 瞬变电磁法勘探查出的寒武系灰岩含 水层 石炭系太原组灰岩含水层富水导水区及通道 只有 3 11 14 富导水区域或通道延入或接近庚一下山采区范围 表 明勘探报告的论述与瞬变电磁法勘探的结果一致 因庚一下山采区地质构造比较复杂 较大落差的断层可能切错 石炭系各含水层以及寒武系灰岩含水层 从而引起垂向方向上各含 水层的互相补给联通 充入采掘空间 如原己一采区己17 21070采面 切眼处由于构造裂隙导通 造成突水 将煤层底板灰岩水即石炭系 平煤集团设计院有限公司 13 和寒武系灰岩水导入采面 造成淹没工作面 其涌水因庚一上山采 区开采 现仍以 100m3 h 左右的涌水量涌入庚一采区 因此 各灰 岩含水层 由于构造错动 该采掘活动后彼此之间的水力联系亦相 当密切 与庚一下山采区垂直对应的己一下山采区开采后 现已被老空水充 满 积水量较大 约 19 万 m3 庚一下山采区开采后形成的冒落陷落 裂隙 势必将其导入庚一下山采区 将对庚一下山采区的安全生产 带来严重威胁 综上所述 庚一下山采区充水水源主要是石炭系太原组灰岩含 水层 寒武系白云质灰岩含水层水和己一下山采区的老空水 充水 途径是直接揭露含水层出水 遇构造导通出水 采掘后形成陷落裂 隙导通出水 水害对采区安全生产的影响程度表现为 石炭系 寒 武系灰岩含水层水 持续补给 水源丰富 水量稳定 涌水时间长 己一老空水 因其为采掘后形成的导水通道较为畅通 所以来势猛 破坏性大 但有疏干的可能 三 相邻矿井开采与报废后对矿井充水的影响 矿东与七星公司 西与九矿相邻 矿井之间均有较宽的边界煤柱 相隔 开采期间及报废后的采区积水 一般不会涌入本井田 北部 以天然阻水断层 锅底山断层与六矿为界 通常情况下 两矿各 含水层之间不存在水力联系 在 矿东部 因七星公司矿井排水 已形成一降落漏斗 在两 矿边界处 42 43 勘探线之间 形成人为分水岭 但应注意七星公 司后期开采的老空区积水对今后 矿开采的影响 西部九矿位于区域地下水的上游 矿为地下水的排泄方向 也应注意九矿老空区积水的影响 四 断层导水性 根据钻孔资料和采掘揭露 以及地下水长期观测成果 到 2002 年底 锅底山断层以南的 45 15 孔寒灰水位为 57m 而断层以北 平煤集团设计院有限公司 14 的 44 37 孔 寒灰水位为 238m 南北水位差 295m 从而说明锅 底山断层是阻水的 对矿井防治水有利 其它小型断层的存在 对各含水层起到一定的作用 但对各煤层回 采影响不大 五 涌水量预计 矿二水平庚一下山采区 与之相邻的已开采的采区有七矿的 庚四采区 矿的庚一上山采区 己组一采区 相比之下 矿的二 水平庚一上山采区与庚一下山采区相比邻 水文地质条件相近似 因此依据庚一上山采区涌水量 采用相关类比法 预计庚一下山采 区涌水量较为合适 庚一采区原预计正常涌水量为 1742 97 h 最大涌水量为 2963 07m3 h 通过瞬变电磁法勘探 对查出的 14 11 8 富导水 通道进行截流帷幕注浆 现开采期间 正常涌水量为 260m3 h 最大 涌水量为 590m3 h 庚一上山采区面积 225m 水平以上 为 1 315km2 现开采面积为 806000m2 庚一下山采区 225m 水平以 下 面积为 1282280m2 采用相关类比法 上下上下 FFQQ 预计庚一下山采区为 正常涌水量 387 83m3 h 最大涌水量为 775 66m3 h 根据设计要求 现只考虑设计施工范围为南起 225m 等高线 北到 280m 等高线 东起 43 勘探线以东 200m 西到 矿工业广场 煤柱线 东西走向长 1250m 南北宽 500m 面积约 0 625m2 因此 预计该范围的涌水量为 正常涌水量 229 0m3 h 最大涌水量 458 0m3 h 五 其它开采技术条件五 其它开采技术条件 1 煤层顶 底板特征 平煤集团设计院有限公司 15 庚20煤层顶板发育 0 15 0 3m 的泥岩或碳质泥岩伪顶 老顶为 厚度约 2 5 7m 的灰岩 L5 含燧石结核 性质脆 致密 普氏 硬度系数为 8 19 岩石等级 4 6 级 顶板层位稳定 厚度变化不大 回采时 在较大面积内可能保持长时间不塌陷 在裂隙时会部分塌 陷 底板亦即庚21煤层顶板 庚20 庚21合层时 发育成薄层泥岩 夹矸 分叉时 厚度 0 8 2 2m 岩性为泥岩或泥灰岩 庚21煤层底 板为泥岩及云母砂质泥岩 厚度 2 6 8m 间或有石英砂岩老底 泥 岩呈薄层状 层理清晰 受水浸泡 有膨胀现象 2 瓦斯 根据 河南省煤炭工业局关于 2005 年度国有重点煤矿瓦斯等级 鉴定结果的批复 豫煤安 2006 251 号 矿 2005 年瓦斯鉴定 结果 矿井相对瓦斯涌出量为 8 76m3 t 绝对瓦斯涌出量 21 78m3 min 同时根据庚一上山采区开采情况 庚20煤层中瓦斯含 量较低 瓦斯涌出量也较小 但随着开采深度的增加 瓦斯含量会 相对增加 矿在采掘生产过程中 要严格按有关规定对庚一下山 采区煤层进行瓦斯等级鉴定 并根据瓦斯等级鉴定结果采取相应的 安全防范措施 确保安全生产 3 煤层自燃及煤尘爆炸性 据庚一上山采区取样鉴定结果 庚20煤自燃发火等级为 级 属自燃煤层 自燃发火期为 3 6 个月 煤尘具有爆炸危险性 爆炸 指数为 33 75 36 97 4 地温及地压 地温 该区在原报告中地温梯度为 2 07 百米 历年来经上 部煤层开采后释放热量 庚组煤以上梯度变小 具体数字无研究 缺资料 地压 浅部无冲击地压显现 深部尤其是构造破碎带附近 可 能有冲击地压显现 平煤集团设计院有限公司 16 第二章第二章 矿井现有生产概况矿井现有生产概况 第一节第一节 矿井开拓方式 采区矿井开拓方式 采区 1 开拓方式 采用立井多水平分组大巷 分区石门上 下山开拓 一水平标 高 80m 二水平 225m 标高 三水平 650m 标高 2 采区 矿现有生产采区四个 即已三采区 已三下延采区 已二扩 大采区和庚一采区 其中已三采区有两个采煤工作面 四个掘进工 作面 已三下延采区有一个采煤工作面 两个掘进工作面 已二扩 大采区有两个掘进工作面 庚一采区有一个采煤工作面 两个掘进 工作面 第二节第二节 提运系统提运系统 矿提升系统分主井提升系统和副井提升系统 其中主井提升 系统包括新主井和老主井提升系统 副井提升系统包括 矿矿院内 副井和北山进风井提升系统 一 主井提升系统 现在使用的老主井为立井缠绕式绞车 上开式箕斗提升 新主 井为立井缠绕式绞车 底卸式箕斗提升 老主井井筒深度 238 9m 提升高度 240m 绞车型号 HKM3 2 4 8 1957 年前苏联生产 卷筒直径 4m 宽度为 1 8m 绞车最 大速度 7 2m s 电动机功率为 800KW 电压 6KV 箕斗容积 7 5m3 提升一次循环时间为 63 6S 次 每次提升煤量 7t 次 提升钢 丝绳为 6 37 43 新主井井筒深度 377 55m 提升高度 386m 绞车型号 2JK 4 11 5 由洛矿 1978 年生产 卷筒直径 4m 宽度 1 8m 绞车最大速 平煤集团设计院有限公司 17 度 6 8m s 电动机功率 800KW 电压 6KV 箕斗容积 7 0m3 提升 循环时间为 81 6s 次 每次提升煤量 6 5t 提升钢丝绳为 6 37 43 二 副井提升系统 副井为立井缠绕式绞车 单层 t 罐笼提升 提升任务主要为提 升矸石 设备 物料及升降人员兼作进风井口 副井井筒深度 353 米 提升高度 345m 绞车型号 HKM3 2 4 1 8 电动机功率 630KW 电压 6KV 提升容器为单层 3t 罐 笼 装单台 3 吨矿车 提升钢丝绳为 6 37 43 第三节第三节 井下运输系统井下运输系统 一 庚一采区轨道运输 庚一采区运输大巷长度为 1000m 铺设 24kg m 钢轨 轨距为 900mm 共有 3 列 XK12 9 192 2KBT 型 12T 蓄电池机车运煤 列车 运行速度为 180m min 每列 20 台 3T 型号为 U3 型矿车 装车调车 及中途停车时间为 40min 卸车调车时间为 45min 每台车装煤量为 3T 庚一采区通过大巷运输矸石等占原煤运量比重为 10 二 已二扩大采区 已二扩大采区原煤运输由顺槽到 STJ 800 型运输机进入采区煤 仓 再通过 K4 型给煤机到 STJ 800 型运输机将原煤运到暗斜井皮带 一强 其中 STJ 800 型运输机带速 2m s 运输量 300T h K4 型 给煤机给煤量 300T h 三 已三下延采区 已三下延采区现有一个综采工作面 其顺槽长 800m 角度为 0 5 机巷采用 SDJ 1000 型带式输送机将原煤运到五强皮带 再 到四强皮带后进入已三下延煤仓 又通过 K4 型给煤机到三强皮带 又通过二强皮带到已三采区煤仓 其中 机巷 SDJ 1000 型带式输送 机 2m s 运输量 305T h 已三下延皮带运输系统由四强 五强二 平煤集团设计院有限公司 18 部皮带组成 下山斜长 723m 倾角 9 11 其中五强皮带机型号 SDJ 1000 带速 2 5m s 运输量 300T h 四强皮带机型号 STJ 1000 带速 2 5m s 运输量 500T h 四 已三采区 已三采区皮带运输系统由二强两部高强皮带到已三采区煤仓 又通过 K4 型给煤机到已三石门大巷运输机 从暗斜井高强皮带到一 水平煤仓 通过老主井提升 其中 三强皮带运输机型号为 SDJ 1000 下山倾角 12 皮带机长 680m 带速 2m s 运输量 400T h 二强皮带运输机型号为 SDJ 1000 下山倾角 15 皮带机 长 560m 带速 2 5m s 运输量 500T h 已三石门大巷皮带机型号为 ST1600 巷道倾角 0 5 皮带机长 980m 带速 2 5m s 运输量 630T h 暗斜井强力皮带型号 DX 1000 倾角 17 皮带机长 650m 带速 2m s 运输量 350T h 第四节第四节 排水系统排水系统 矿现有一水平 80 水平 和二水平 225 水平 两个水平 现一水平已不生产 仅保留井底车场附近巷道 两个水平均设有中 央泵房 一 一水平排水系统 天安 矿一水平中央泵房安装 200D 65 5 水泵 3 台 每台额定 排水量 280m3 h 配电机功率 450KW 电压 6KV 工作泵台数 1 台 备用泵台数 1 台 检修泵台数 1 台 沿付井井筒安设排水管路 3 趟 2 趟工作 1 趟备用 管径为 325mm 排水高度约 210m 内 外仓总容积 2494m3 二 二水平矿井排水系统 矿现生产水平 二水平 225 水平 设有中央泵房 泵房内 安装 250D60 7 MD450 60 7 水泵共 12 台 每台额定排水量 450m3 h 配电机功率 900KW 电压 6KV 工作泵台数 5 台 备用泵 平煤集团设计院有限公司 19 台数 5 台 检修泵台数 2 台 管路 7 趟 4 趟工作 3 趟备用 其 中副井井筒敷设 3 趟 新主井井筒敷设 4 趟 管径为 325mm 排 水高度约 350m 内外水仓总容积 10500m3 下山开采采区己二扩大 采区 己三及己三下延采区设有泵房和采区水仓 安装 MD280 43 9 水泵 3 台 一台运行 一台备用 一台检修 水仓容量为 3000m3 铺设 200 排水管路经回风 轨道运输大巷进入井底中央 水仓 各水仓定期清理 确保有效仓容量 第五节第五节 通风系统通风系统 矿井通风方式为分区抽出式 副井 新主井 老主井 己三北 山风井 戊四斜井五个进风井 庚一 己二 己三风井三个回风井 进风量为 13077m3 min 回风量为 13539m3 min 矿井有独立完善的 通风系统 庚一风井主备用主扇型号均为 2k6O NO24 型 配套电机型号 为 JS5412 10 额定功率为 475KW 风机目前运行角度为 工作 0 15 风量为 2417m3 min 负压为 700Pa 等积孔为 1 83m2 己二风井主备用主扇型号均为 BDK 6 NO18 型 配套电机型号 为 YBF 355 6 额定功率为 2 160KW 风机目前运行角度为 32 5 工作风量为 2316m3 min 负压为 2700Pa 等积孔为 0 88m2 己三风井主备用主扇型号均为 BDK 8 NO30 型 配套电机型号 为 YBF630S1 8 额定功率为 2 500KW 风机目前运行角度为 33 5 工作风量为 9142m3 min 负压为 3730Pa 等积孔为 2 96m2 第六节第六节 压风系统压风系统 工业广场压风机房内安装有 5 台 5L 40 8 空压机组 3 台运转 总供风能力为 128m3 min 一台备用 一台检修 压风自高压风包经 150mm 压风主干管路通过副井敷进设入井下 经井底车场大巷 平煤集团设计院有限公司 20 采区主干管输送至各采区 再经 100mm 50mm 分支管路输送 至各用风地点 井下用风设备主要是岩石巷道开拓及巷修用风镐 YT 28 型风钻等风动工具和避难硐室压风自救设施 其中 风镐 风钻等风动工具同时开起台数按 6 个施工地点 12 台计 每台用风量 为 5m3 台 min 总用风量为 60m3 min 避难硐室压风自救设施同时 使用 4 组 每组用风量为 8m3 组 min 总用风量为 48m3 min 合计 总用风量为 108m3 min 因此 矿井压风能力能够满足生产对压风的 需要 第七节第七节 供电系统供电系统 一 煤矿电源线路情况 天安 矿生产生活用电电源线路为引自谢庄降压站的两趟 6KV LGJ 300 2 架空线路 线路载流量为 710A 2 每趟线路长 1 2KM 采用双回路分列运行方式 矿地面设 6KV 变电所一座 二 矿井变压器容量 矿井设备装机总容量 矿井运行设备总容 量 矿井实际用电量 矿井综合电耗 矿电源引自谢庄降压站 SFSZ8 63000 110 35KV 6KV 三圈变压 器馈出的 6KV 线路经矿井地面变电所直接输往井下和地面高压变电 点 矿井变电所没有装设主变压器 矿井设备装机总容量为 37845KW 矿井实际运行设备总容量为 11000KW 井下最大涌水时的设备总容量为 8000KW 2005 年矿井 实际用电量 7845 万 KWh 矿井综合电耗 61 2KWh t 三 矿井下井电缆规格 回路数 矿井自地面变电所引 6 趟高压电缆入井 其中一水平两趟 规 格 ZPQ30 3 95mm2 主要供一水平泵房排水和一强皮带用电 二水 平 4 趟 规格 MYJV42 3 150mm2 3 趟 3 128mm2 1 趟 供二水 平各地点机电设备用电 平煤集团设计院有限公司 21 第八节第八节 地面生产系统地面生产系统 本矿地面生产系统现有新 老两个主井提升运输系统 系统完 善 运行正常 1 老系统 采用箕斗 容重 7 5 吨 提升卸煤入受煤仓 煤仓容量 150 吨 仓下给煤机给入主送煤皮带 进入螺旋筛 分级粒度 50mm 经筛 分后 50mm 原煤正常情况下入上山皮带再经三道入仓皮带入三 1 道煤仓 三道共 12 个煤仓 每个仓容量 150 吨 装火车外运销售 如果仓满的情况下 则入落地皮带落入原煤场 汽车地销或再返装 返煤由推土机将煤场原煤推入受煤坑 经返煤皮带入主送煤皮带 以下路径同上 最后入三道煤仓装火车外运销售 50mm 筛上物 经手选皮带人工捡矸后 矸石入溜矸筒装矿车 2 翻到矸子山 煤块经粉碎机粉碎后入上山皮带经三道入仓皮带入三 道煤仓混入 50mm 原煤 筛下物 装火车外运销售 2 新系统 采用箕斗 容重 6 5 吨 提升卸煤入受煤仓 煤仓容量 150 吨 仓下给煤机给入主送煤皮带 再经转载皮带入螺旋筛 分级粒度 50mm 经筛分后 50mm 原煤正常情况下入上山皮带再经四道 1 入仓皮带入四道煤仓 四道共 12 个煤仓 每个仓容量 150 吨 装火 车外运销售 如果仓满的情况下 则入落地皮带落入原煤场 汽车 地销 50mm 筛上物 经手选皮带人工捡矸后 矸石入溜矸筒 2 装矿车翻到矸子山 煤块经粉碎机粉碎后入上山皮带经四道入仓皮 带入四道煤仓混入 50mm 原煤 筛下物 装火车外运销售 3 储煤场 本矿设有储煤场一个 东西长 100 米 南北宽 80 米 堆煤高度 10 米 储煤能力 8 万吨 平煤集团设计院有限公司 22 第三章第三章 大巷运输及设备大巷运输及设备 庚一下山采区设计生产能力为 0 45Mt a 本采区的主 辅助运 输均通过本矿井原有的 225m 水平的己一东大巷完成 大巷运输采 用 900mm 轨距 3t 固定矿车 3t 平板车 材料车 因为本矿为瓦斯 突出矿井 所以采用蓄电池机车牵引 型号为 XKB 9 140 KBT 型 目前矿上在册 3t 固定式矿车共有 225 台 其中 35 台为新车 满 足主 辅助运输的需要 本设计不再增加各种矿车 平煤集团设计院有限公司 23 第四章第四章 采区采区开采开采 第一节第一节 采区范围及储量采区范围及储量 一 储量计算范围一 储量计算范围 矿庚一下山采区主要是庚20 21煤层的合层 仅有个别点出现 分叉 储量计算主要是计算庚20 21煤层储量 计算边界范围为 东 部从 43 勘探以东井田边界煤柱起 西部到 矿工业广场煤柱线 南 部从庚一上山采区庚20 21070探水巷起 北部到锅底山正断层 二 储量级别的划分二 储量级别的划分 矿地质条件分类结果为 类 型 即矿井构造地质条件复杂 煤层稳定程度属于较稳定型 按照 矿井储量管理规程 及 生产 矿井储量管理规程实施细则 规定 以 350 米基本线距控制圈定 A 级储量 以 750 米基本线距控制圈定 B 级储量 以 1500 米基本线距 控制圈定 C 级储量 庚一下山采区范围内所有参与储量计算的见煤钻孔的综合质量 均必须符合煤田勘探钻孔质量标准丙级以上的规定 废孔即丙级及 以下质量的钻孔不参与圈定和计算各级煤层储量 所有临近不可采区不能圈定高级储量 构造复杂或断层落差较大时 临近断层 50 米范围内不能圈定高级储 量 三 煤层厚度的采用 煤分层及不可采边界的确定 三 煤层厚度的采用 煤分层及不可采边界的确定 1 煤层结构简单时取其钻孔综合评价厚度计算储量 煤层结 构复杂时 当夹矸单层厚度 0 05 米时 予以剔除 采用剔除夹矸后 的煤层总厚度计算储量 2 煤分层与合并原则上以煤层之间的夹矸厚度来确定 煤层 平煤集团设计院有限公司 24 之间单层夹矸大于或等于煤层最低可采厚度时 煤分层作为独立煤 层 分别计算储量 相反时为煤合层 并以此划出煤层分叉 合并 线 本次储量计算因只有个别孔见煤层分叉 故未划分煤层分叉合 并线 3 当钻孔煤层厚度达不到最低可采厚度 0 8 米或钻孔未见煤 时 用相邻钻孔连线并以插入法求得可采边界 或以未见煤钻孔与 邻近钻孔之间的连线中点为零点 再用插入法求其可采边界 小于 最低可采厚度不估算资源储量 4 煤层容量的确定 庚一下山采区储量计算中煤层容重采用 龙山庙矿区勘察报告 的容量数据 庚20 21煤层容量 1 254t m3 5 储量计算方法 庚一下山采区储量计算在 1 2000 煤层底板等高线图上计算 采用如下方法计算煤层储量 其计算公式为 倾角小于 15 的估算公式为 Q s h d 式中 Q 储量 t s 水平面积 m2 h 采用煤层伪厚度 m d 煤层容量 t m2 倾角大于 15 的估算公式为 Q s com h1 d 式中 Q 储量 t s 水平面积 m2 h1 采用煤层真厚度 m d 煤层容量 t m2 煤层倾角 6 储量计算结果 平煤集团设计院有限公司 25 庚一下山采区 工业储量 138 7 万 t 可采储量 138 7 万 t 按新分类标准 探明的 可研 经济基础储量 111b 138 7 万 t 可采储量 111 138 7 万 t 详见表 4 1 1 4 1 2 庚庚20 21煤层储量计算基础表 煤层储量计算基础表 表 4 1 1 煤层水平 块段 级别 及编 号 块段 面积 m2 块段 倾角 平均 煤厚 m 容重 t m3 储量 万 t 备注 A 14468071 881 25410 544 4 1 88m A 24314082 0810 9 44 4 1 88m 44 36 2 15m A 312517072 0431 4 43 35 1 75m 43 36 2 15m 43 2 2 23m A 414616582 2138 1 44 4 1 88m 43 36 2 15m 43 35 1 75m 44 5 2 54m B 111736072 2332 5 44 4 1 88m 44 5 2 54m 庚20 21 225 B 252510614 743 2 2 23m 总计529025138 7 平煤集团设计院有限公司 26 庚庚20 21煤层储量计算基础表 煤层储量计算基础表 表 4 1 2 工业储量 万吨 煤 层 水 平 ABCA BA B C A B A B C 可采 储量 万吨 其中 三下 压煤 庚20 21 22583 542 70138 7138 7100138 7 总计0138 7138 7100138 7 第二节第二节 采区生产能力及服务年限采区生产能力及服务年限 一 采区工作制度一 采区工作制度 设计该采区年工作日 330 天 每天净提升 16 小时 二 采区设计生产能力二 采区设计生产能力 根据采区生产系统的能力 煤层赋存条件 煤层特征及储 量等因素 本采区设计生产能力为 0 45Mt a 三 储量及服务年限三 储量及服务年限 庚一下山采区设计生产能力根据地质报告中对储量的分析 现 有可采储量为 138 7 万 t 扣除下山保护煤柱 10 7 万 t 剩余万 128 万 t 采区生产能力为 0 45Mt a 则庚一下山采区的服务年限为 T Z A K 128 45 1 4 2 03 年 式中 T 采区服务年限 a Z 采区内庚组煤可采储量 万 t A 采区年设计能力 万 t a K 备用系数 取 1 4 平煤集团设计院有限公司 27 第三节第三节 开拓方案开拓方案 一 开拓方案的提出一 开拓方案的提出 庚一下山采区由于受到锅底山正断层次生断层的影响 对庚组 煤层的开采 设计提出的两个开拓方案均分为前后期 即前期开采 锅底山断层次生断层以上的庚组煤层 后期根据实际开采情况开采 断层之间的庚组煤层 该采区南北范围在 225m 和锅底山正断层之 间 所以