重庆奉节永成煤矿开采设计毕业论文.doc

重庆奉节永成煤矿开采设计毕业论文目 录摘 要11矿区地质概况11.1井田位置及交通11.1.1交通位置11.1.2地形地貌11.1.3气象及水文情况11.1.4矿区概况21.2地层及地质构造21.2.1地层21.2.2构造141.3煤层及煤质141.3.1煤层141.3.2煤质151.4 煤层开采技术条件151.4.1瓦斯赋存状况及其涌出数，煤尘爆炸危险性，煤的自燃性，地温情况151.4.2水文地质161.4.3其他172矿井储量、生产能力与服务年限192.1 井田境界及储量192.1.1井田境界192.1.2资源/储量192.2矿井生产能力与服务年限212.2.1矿井工作制度212.3.2矿井生产能力212.3.3设计服务年限213井田开拓223.1井筒形式、数目及位置的确定223.1.1井筒形式的确定223.1.2 井筒数目的确定223.1.3 井筒位置的确定233.2 开采水平的划分及布置263.2.1 井田内划分及开采顺序263.2.2 开采水平的设置及水平标高确定283.2.3 阶段运输大巷和回风大巷的布置283.3 井底车场303.3.1 井底车场形式选择及硐室布置303.3.2 井底车场线路设计313.4 方案比较、确定开拓系统323.4.1方案：平硐开拓方案323.4.2方案：阶梯平硐开拓方案333.4.3开拓方案比选344准备方式及采煤方法354.1 采区地质概况354.2 采区巷道布置354.3采煤方法364.3.1采煤方法的选择364.3.2工作面设备选型364.3.3工作面顶板管理方式404.3.4作面回采方式与超前关系404.3.5工作面长度及推进度404.3.6采区及工作面回采率404.3.7工作面生产能力验算404.3.7采区煤、矸运输和辅助运输方式及设备选型，采区通风及排水414.4 工作面劳动组织424.5 技术经济指标435矿井通风与安全435.1 影响矿井通风安全的因素分析435.1.1瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温435.1.2煤层瓦斯压力、含量预计及瓦斯涌出量计算435.1.3邻近矿井瓦斯涌出情况495.1.4设计采用瓦斯等级495.1.5瓦斯基础资料来源及可靠性评价495.2 拟定矿井通风系统495.2.1矿井通风方式及通风系统495.2.2风井数目、位置、服务范围及服务时间495.2.3掘进通风及硐室通风505.3 确定矿井需风量505.3.1矿井需风量计算505.3.2矿井风量分配535.4矿井通风容易与困难时期的通风阻力计算535.5 矿井通风设备的选型625.5.1设计依据625.5.2风机选型方案625.6 矿井通风等积孔的计算665.7预防瓦斯、火、矿尘、水和顶板等事故的安全技术措施675.7.1预防瓦斯措施675.7.2防火斯措施695.7.3防尘措施705.7.4隔爆措施705.7.5井下水灾预防措施705.7.6顶板灾害预防措施715.7.7“六大系统”建设725.7.8矿山救护与安全装备726设计小结727参考文献731矿区地质概况1.1井田位置及交通1.1.1交通位置永成煤矿行政隶属奉节县汾河镇所辖（原曲龙乡并入汾河镇），位于奉节县新县城西北359方位，直距18公里，整合后矿井主井井口坐标：X=3454650.618，Y=36640588.077，Z=+708.300m。矿区距长江奉节县梅溪河红湾子煤码头运距25km，矿区所在位置：奉节县至巫溪县级公路47公里处，主井口至奉巫公路0.5km，矿区交通较为方便。插图1：永成煤矿交通位置图1.1.2地形地貌矿区总体地形为南东高、北西低，最高点标高+1402.3m，最低点标高+550m，相对高差852m，地表植被覆盖较好，地形受构造控制明显，地形坡角1535，属剥蚀侵蚀作用形成的中高山地貌。1.1.3气象及水文情况矿区气候温和、变化不大。据奉节县气象站历年观测资料，年平均气温16.4，最高气温可达42.6(2006年8月21日)，最低气温-5.0(1976年2月17日)。元月最冷，平均气温46，7、8月份最热，平均气温3032。年平均降雨量1636.3mm，最小降雨量801.1mm（1982年1月）。降雨量主要集中在49月份，最大日降雨量158.6mm（1986年8月12日），最长连续降水日为15天，连续降水量170.6mm，最长连续无降水日为39天。年平均蒸发量1325.1mm，最高1701.2mm，最低1117.2mm。相对湿度年平均值为69，绝对湿度年平均值为14.1毫巴。潮湿系数0.85，为湿度适中带。有霜期主要集中在12月至次年2月，最长连续有霜期28天，最短为3天，平均14天。风向远销为北，平均风速2.0m/s，最大风速为3.0m/s。该区属夏季炎热多雨，冬季寒冷少雨，春、秋温暖潮湿的亚热带气候。矿区属长江水系，矿区范围内地形坡度起伏较大，总体是南东高、北西低，受大气降雨补给，矿区内无大的河流、水库、堰塘等大型水体。当地最低侵蚀基准面标高+175m。（长江蓄水后）根据国家技术监督局发布的中国地震动参数区划图(GB18306-2001)，矿区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35S，抗震设防烈度为6度，地震基本烈度为VI度。1.1.4矿区概况永成煤矿所在地汾河镇是奉节县的重要镇，煤炭开采业在当地具有较长的历史，形成以煤矿、建材(灰岩碎石)为主导的支柱产业，受山区地理环境的限制，当地农业生产相对较差，农村剩余劳动力较多，除在当地煤矿企业工作外，多数人选择外出务工。该矿已具备单回路外部电源，外部电源来自汾河镇变电所，以LGJ-70mm2钢芯铝绞架空线进入矿区工业广场，供电距离10km，电压等级10kv。备用电源为矿井自备柴油发电机组，功率300KW。故矿井电源有保证。矿区水源来自山区溪沟水和井下水，经处理后泵入矿井地面高位蓄水池，可满足矿井井下防尘和地面生产用水。1.2地层及地质构造1.2.1地层矿区位于龙池坪背斜北翼。区内出露最老地层为三叠系中统巴东组（T2b），最新地层为侏罗系中下统自流井组（J1-2z），其间由新至老地层依次有：侏罗系中下统自流井组（J1-2z）、侏罗系下统珍珠冲组（J1z）、三叠系上统须家河组（T3xj）、三叠系中统巴东组（T2b）。现将矿山所出露的地层由新至老简述如下。侏罗系中下统自流井组（J1-2z） 岩性为绿红、紫红色薄层状砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩。厚度不详。与下伏地层呈整合接触。下侏罗统珍珠冲组（J1z)岩性为黄灰色、褐灰色灰色薄层状细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩。底部为3050米的深灰色粉砂岩、泥岩及页岩，含煤层或煤线24层。区内出露厚度230米。 假整合接触 三叠系上统须家河组（T3xj)：该组地层为内陆滨湖、沼泽及河床相沉积，与下伏巴东组地层（T2b）呈假整合接触，与上覆珍珠冲组（J1z）地层呈整合接触。地层总厚度155414米，由岩屑石英砂岩、粉砂岩、碳质砂质页岩和煤线、煤层组成。根据岩性组合分为六个岩性段。其中二、四、六段以砂岩为主，岩质坚硬，为硬层，俗称“铁底铁盖”；一、三、五段为粉砂岩、泥岩、页岩，含煤及煤线，岩质软，易风化，俗称“软层”。第六段（T3xj6）：岩性为浅灰色灰色中厚层状中粗粒岩屑石英砂岩，夹粉砂岩及泥岩。局部含煤线，该段厚70150米，平均110米。第五段（T3xj5）：岩性为灰色深灰色薄中层状粉砂岩、石英细砂岩、炭质页岩及泥岩。含可采煤层或煤线K4、K5。该段厚度变化3255米，平均40米。第四段（T3xj4）：岩性为灰白色厚层状粗粒石英砂岩、砾岩、夹粉砂岩，斜层理、大型交错层理及楔状层理发育。该砾石层位于中上部，深灰色，厚515米。砾石呈园次园状，粒径0.020.06米；砾石成分主要为深灰色燧石，占岩石总量的60%；其次为灰白色石英，占25%。胶结物为砂质和硅质，占15%。岩石致密坚硬，当地俗称“火麻石”；该砾石层上距K4煤层3050米，下距K3煤层2030米，是本区寻找K3、K4煤层的标志层。区域上该层位稳定，可作区域上地层对比标志。砾石层底部含0.2米左右菱铁矿层，为结核状和肾状。该段厚110150米，平均120米。第三段（T3xj3）：岩性为深灰色薄中层状细砂岩、粉砂岩、炭质页岩。上、下部含煤线或煤层，局部出露K3煤层,K3煤层厚度变化大,该矿范围内无开采价值。该段厚2050米，平均25米。第二段（T3xj2）：为灰白色黄灰色厚层状中粒长石石英砂岩。斜层理发育，贝壳状风化现象。底部含零星菱铁矿结核。该段厚70110米，平均76米。第一段（T3xj1）：岩性为浅灰色深灰色薄中厚层粉砂岩、石英细砂岩、砂质泥岩及页岩；底部有厚0.5米左右的灰白色乳白色粘土岩，含黄铁矿。含煤2层，K2为可采煤层，K1煤层厚度变化大,该矿范围内无开采价值。该段厚度变化2741米，平均40米。 假整合接触 巴东组（T2b）：岩性主要为薄层状泥灰岩、砂质泥岩。顶部见紫红色泥岩。厚度不详。- 4 -插图1.2.1永成煤矿地层综合柱状图1.2.2构造矿区位于龙池坪背斜北翼(红岩向斜南翼)中段，矿区岩层呈一单斜构造，地层倾向557，地层倾角425，井下地层倾角422，区内局部出现小褶皱，未见大的断层，有断距1m以下小断层，对井田煤层开采影响较小，矿区地质构造简单。永成煤矿31203100构造纲要示意图（1:100万）11000109301.3煤层及煤质1.3.1煤层K2煤层位于三叠系上统须家河组一段（T3xj1)，下距三叠系中统巴东组（T2b）平均18m，煤层厚约0.250.42m，平均厚度0.30m。为单一煤层，似层状产出，无分叉现象，无夹矸，煤层结构简单。引起煤层厚度变化的主要原因是底板起伏不平，但较为稳定，个别地段煤层亦有缺失现象形成所谓“夹口”，其长度在15m左右。K4煤层：位于三叠系上统须家河组五段（T3xj5)中上部，煤层厚约0.050.36m，可采区域一般厚度0.200.28m。为单一煤层，似层状产出，无分叉现象，无夹矸，煤层结构简单。本煤层在矿区范围有较大范围薄化区。K2与K4煤层层间距大于240m。1.3.2煤质物理性质K2煤层：为深灰色、金刚光泽、平坦状、贝壳状断口。煤岩类型为半暗煤型。矿物组合含较少的透明基质和丝炭组分。显微结构、线状、鳞片状构造。K4煤层：灰黑色，金刚光泽，平坦状、贝壳状断口，外生节理发育，硬度大，不易破碎，呈半亮型条带。以镜煤为主，具条带状、块状构造。主要工业指标K2煤层采用渝地矿协储占审字2004138号审查意见书资料。表1.3.1 K2煤层煤质化验综合成果表灰分Ad%挥发分Vd，%全硫（St,d;%）发热量（MJ/kg）23.811.80.4725.37据此，按国家标准（GB/T15224，1-2004、2-2004、3-2004）煤炭分级：永成煤矿所开采的K2煤层属中灰特低硫中热值无烟煤。K4煤层根据2009年重庆地质矿产研究院检验报告资料。表1.3.2 K4煤层煤质化验综合成果表水份（Mad;%）灰份（Ad;%）全硫（St,d;%）挥发份（Vd，%）发热量（MJ/kg）0.6429.370.5910.6924.90 据此，按国家标准（GB/T15224，1-2010、2-2010、3-2010）煤炭分级：永成煤矿所开采的K4煤层属高灰、低硫、中发热值无烟煤。煤的合理利用方向：可作电煤及民用煤，满足用户需求。1.4 煤层开采技术条件1.4.1瓦斯赋存状况及其涌出数，煤尘爆炸危险性，煤的自燃性，地温情况瓦斯根据重庆市煤炭工业管理局关于奉节县2011年度矿井瓦斯等级鉴定结果的批复(渝煤监管201269号)，永成煤矿矿井绝对瓦斯涌出量0.30m3/min，相对瓦斯涌出量9.82m3/t，鉴定结果为低瓦斯矿井以往各年鉴定结果均为低瓦斯等级矿井，本次按低瓦斯矿井等级设计。煤尘爆炸性、自燃倾向性2011年8月业主采取本矿K2、K4煤层样，送重庆地质矿产研究院实验室，经检验确认：该矿K2、K4煤层自燃发火倾向等级为类（不易自燃煤）、煤尘无爆炸危险性。地温井田内未发现地温异常现象。1.4.2水文地质矿区水文地质概况地形总体上呈南高北低，最低点标高+550m，矿区开采最低标高在当地侵蚀基准面之下。矿区范围内地形坡度起伏较大，地面无大的河流、水库等大型水体。大气降水后，大部以坡面流或汇于横向冲沟。大气降水为地下水的主要补给源。矿井水补给区的主要来源是大气降水，排泄区为地表冲沟，沟底纵坡度一般为15%，主要排泄大气降水，大部形成地表迳流，汇集于矿区东部深沟中，快速排出矿区外，仅少部份通过裂隙渗入地下补给地下水，补给有限。矿区含煤地层三叠系上统须家河组（T3xj)为砂岩与粉砂质泥岩（夹煤）互层组成。本矿山泉水流量为0.0010.0064升/秒，水质类型为HCO3-Ca型水。现将各含、隔水层的特征分述如下： 须家河组第六段（T3xj6）：砂岩孔（裂）隙含水层，厚约88m。须家河组第五段（T3xj5）：粉砂质泥岩、泥岩相对隔水层，厚约73m。须家河组第四段（T3xj4）：中粒块状砂岩孔（裂）隙含水层，厚约103m。须家河组第三段（T3xj3）：泥岩相对隔水层，厚约20m。须家河组第二段（T3xj2）：细粒厚层砂岩孔（裂）隙含水层，厚约63m。须家河组第一段（T3xj1）：粉砂质泥岩、泥岩相对隔水层，厚约35m。三叠系中统巴东组（T2b）：厚层状钙质泥岩及灰岩，属弱岩溶裂隙含水层。矿井充水因素分析矿井充水因素主要有以下五个，现分述如下：（1）大气降水：大气降水是矿井充水的主要补给水源，通过采动裂隙及构造裂隙涌入矿井，根据调查，洪水期涌水量是枯水期的1.5倍左右。（2）含水层：矿井主要充水含水层为须家河组第四段和须家河组第二段砂岩含水层，大气降雨通过岩溶补给含水层。经过采动裂隙及进入矿井是本矿充水的主要因素。（3）老空水：因煤层部份区域倾角小，有可能在局部地段积聚老空水。（4）地表水：矿井区内季节性冲沟，对开采影响小，矿区内无其它水体。（5）断层水：本矿在开采过程未揭露断层，不存在断层导通含水层和其它水体，未发生断层突水。矿井涌水量根据永成煤矿矿井地质报告和本次现场工作调查，矿区各含水层出露面积较大，而地表水的排泄畅通，各含水层的富水性中等，相互间无直接的水力联系，现矿井主平硐(+708.3m)井口正常涌水量10 m3/h，最大涌水量35 m3/h，采用水文地质比拟法公式预计矿井整合后矿井涌水量如下：公式：式中：Q预计矿井涌水量（m3/h）；Q0现矿井涌水量（m3/h）；F矿井最大开采面积（2.416km2）S矿井最大水位降深（635m）；F1矿井已采区面积（0.844km2）S1矿井现水位降深（225m）预计正常涌水量：Q正常=26.7 (m3/h)预计最大涌水量：Q最大=93.5 (m3/h)根据矿区地形地貌、位于含水层分布、充水因素及矿井涌水量情况综合分析，本区地下水补给、赋存条件一般，地表排泄条件好，深部裂隙不发育，含水层富水性较弱，矿井水受大气降雨控制较为明显。按照煤矿防治水规定安监总局第28号令相关规定，初步认为永成煤矿属碎屑岩裂隙充水型矿床，矿井水文地质条件属简单型。1.4.3其他其它有益矿物（共伴生矿产）矿区内赋存的主要有益矿产有砂岩、粘土矿等，下面对各矿产特征及分布叙述如下：砂岩：在矿区范围内大量的出露，储量丰富，是主要建筑材料。粘土矿：主要赋存于煤系地层中，但矿层厚度小，品位低，无工业开采价值。地质勘探程度及存在问题以往地质工作1978年12月1979年8月，川地107队进行过该区区调工作,提交了奉节幅区域地质调查报告,范围包括奉节全县和巫山县以及湖北省建始县一部分。四川冶金地质勘查院2003年提供的该矿储量占用说明书。2004年重庆地质矿业协会关于重庆市奉节县曲龙乡永成煤矿占用煤炭资源储量说明书的审查意见书（渝地矿协储占审字2004138号批准占用K2煤层资源储量105千吨）。2005年奉节县煤矿技术服务中心提供的该矿年度交换图。2005年10月重庆开元地矿有限公司提交了重庆市奉节县东升煤矿开发利用方案2007年11月重庆南江水文地质工程地质队提交的重庆市巫溪县至奉节高速公路建设项目压覆矿产资源评估报告渝国土房管涵200842号。2007年奉节县国兴土地资源开发咨询服务有限责任公司提供的奉节县永成煤矿资源储量及开发利用情况说明书。2008年9月重庆一三六地质队提交了重庆市奉节县大超煤业有限公司永成煤矿划定矿区范围申请报告（资源整合）渝地矿协矿划审2008314号。2012年5月，重庆矿产资源开发有限公司编制提交有重庆市奉节县大超煤业有限公司永成煤矿(整合)矿井生产地质报告。对勘探类型和勘探基本深度的评价通过上述地质工作和本区各矿井多年来的开采实践，基本查明了井田内主要地质构造、可采煤层层数、厚度及煤质情况，初步查明了含水层层位，直接充水含水层的富、导水性等水文地质条件。对区内矿产资源进行了初步评价工作，并对煤炭资源进行了估算，本矿区的资源勘探程度完全满足本次初步设计的要求。地质构造对开采影响的分析永成煤矿整合后划定的矿区范围位于红岩向斜南翼、龙池坪背斜北翼，呈一单斜构造，无较大断层，局部出现的小型断层仅工作面布置的一定影响。煤层对比可靠性和稳定性分析及对开采的影响矿区范围内经过多年的开采实践，已准确查明煤系地层的含煤情况，煤层对比可靠。水文地质、瓦斯等级、煤质分析等资料的精确程度，及对开采的影响基本查明井田水文地质条件，评价矿井充水因素，采用比拟法预算了矿井最大涌水量。矿井瓦斯地质工作程度不够，无瓦斯含量、瓦斯成分、瓦斯等值线、瓦斯梯度、煤层透气性、瓦斯压力等资料，影响矿井总风量的计算。为了更好地完成本次开采设计工作，本设计中部分相关瓦斯数据将采用永成煤矿瓦斯地质图相关成果资料。补充勘探工作的建议矿区小煤矿开采历史较长，煤层赋存稳定性较差，生产中要进一步加强矿井地质工作，进一步确认矿区范围薄化区、老空区范围。2矿井储量、生产能力与服务年限2.1 井田境界及储量2.1.1井田境界根据重庆市国土资源和房屋管理局2011年6月13日颁发的采矿许可证（证号：C5000002009041130019435，有效期2011-6-13至2014-6-13），永成煤矿区范围走向长2.0km，倾斜宽0.1616km，面积3.5521km2，矿区范围由10个拐点圈定，开采K2、K4煤层，开采标高+1210m+575m。拐点坐标参见表2-1-1。表2-1-1 永成煤矿矿区范围拐点坐标表（80坐标）拐点XY拐点XY13456692.8936639666.8863453407.8936641616.9223456730.8936639927.8873453401.8936641494.9233455932.9036640963.8983454083.8836640787.9143455651.9036641059.9093454774.8836640606.9053454603.9036642204.91103456211.8936639795.88备注1、开采标高+1210m+575m，矿区面积：3.5521km2，开采煤层：K2、K4。2、采矿许可证号：C5000002009041130019435，有效期2011-6-13至2014-6-13。2.1.2资源/储量矿井地质资源量根据2012年5月，重庆矿产资源开发有限公司编制提交的重庆市奉节县大超煤业有限公司永成煤矿(整合)矿井生产地质报告，截止2012年5月底，永成煤矿地质勘查资源/储量总量为（122b+333+334？）1350kt。其中122b类：250kt；333类：817kt；334？类：283kt。按煤层分：K2煤层：727kt；K4煤层：643kt。各块段储量估算结果如下表所示。设计可利用的地质资源/储量根据上面计算，矿井设计实际可利用的地质资源/储量（122b+333+334?）为1350 kt。矿井工业资源/储量永成煤矿(资源整合)矿区范围内获得煤炭资源储量（122b）250kt，列为矿井工业储量；推断的资源量（333）817kt乘以可信度系数K后，列入工业储量。矿井工业资源/储量（122b）（333）K2508170.85944（kt）（该矿地质构造复杂程度为简单但煤层厚度变化较大，可信度系数K取0.85）矿井设计资源/储量矿井设计资源储量=矿井工业资源储量-（断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建(构)筑物煤柱等永久煤柱损失量）永成煤矿内无大型断层，不留设断层保护煤柱；与相邻各矿（均开采极薄煤层）间留设边界煤柱，按距矿区边界20m留设。K2煤层：边界煤柱量5（kt）K4煤层：边界煤柱量26（kt）则，矿井设计资源储量94431913 (kt)。矿井设计可采储量根据矿井工业广场及主要井巷布置情况，本矿工业广场及主要井巷不压煤。K2、K4煤层为厚度均0.30m，属极薄煤层，采区回采率取85。则：设计可采储量(矿井设计资源/储量主要井巷煤柱)采区回采率（913-0）85776 (kt)2.2矿井生产能力与服务年限2.2.1矿井工作制度矿井设计年工作日330d，实行“三八”作业制，“两采一准”即两班出煤一班准备，三班掘进，每天净提升时间16h。2.3.2矿井生产能力根据重庆市人民政府关于进一步加快煤矿整合工作的通知（渝府20092号）文，永成煤矿整合后煤炭生产规模规划为50kt/a。故本设计确定其生产规模为50kt/a。2.3.3设计服务年限矿井及各水平服务年限按下式计算：公式：式中：T矿井（或水平）服务年限，a；Z可矿井（或水平）可采储量，煤776kt；K储量备用系数。本矿区取1.5；A矿井设计生产能力，煤炭50kt/a。计算结果，本次设计范围服务年限： 矿井及第一水平服务年限计算结果见表2-3-1。表2-3-1 矿井及第一水平服务年限表（煤炭）矿井或水平可采储量（kt）设计能力（kt/a）储量备用系数服务年限（a）矿井776501.510.3其中：第一水平（+710m水平）408501.55.4整合后矿井服务年限符合煤炭工业小型矿井设计规范（GB503992006）表2.2.4中关于矿井服务年限的规定(新建3060kt/a矿井不宜小于5年，扩建后的矿井设计服务年限可适当缩短，但不应低于同类型新建矿井设计服务年限的50%即2.5年)。永成煤矿属整合矿井，整合后矿井生产规模为50kt/a，矿井服务年限10.3年，满足设计规模的要求。3井田开拓3.1井筒形式、数目及位置的确定3.1.1井筒形式的确定矿区总体地形为南东高、北西低，最高点标高+1402.3m，最低点标高+550m，相对高差852m，地表植被覆盖较好，地形坡角1535，属剥蚀侵蚀作用形成的丘陵中高山地貌。矿区岩层呈一单斜构造，地层倾向557，地层倾角425，井下地层倾角422，区内局部出现小褶皱，未见大的断层，地质构造简单。本矿煤炭资源赋存于三叠系段家河组（T3xj），为陆相沉积地层。占用的K2、K4煤层，资源分别赋存于三叠系段家河组第一（T3xj1）、第三（T3xj3）段。项、底板为细砂岩、砂岩、砂质泥岩。煤层层间距240m（水平距离642m）；煤厚均小于0.30m，属极薄煤层。可采的煤炭资源基本沿煤层露头线分布，埋藏深度较低，局部地段资源已开采，有部分井巷工程可供利用。根据矿区上述基本情况，初步确定永成煤矿整合后，主要井筒仍采用平硐形式，其中主平硐从煤系地层底板方向开口，沿岩层倾向掘进并揭穿各煤层。主要井筒采用平硐形式布置，有利于提高矿井开采的安全系数和经济效益，符合本地小型矿山地下开采的实际。3.1.2 井筒数目的确定永成煤矿整合后由于占用的K2、K4煤层资源较分散，煤层层间距大(水平距离642m)且均属极薄煤层开采，为充分开采利用矿区范围煤炭资源，全矿井先后投入使用的井筒总数共7个，这些井筒是随着矿井生产采区的变化而分别投入使用，并随采区的煤炭资源采空而报废。设计拟使用的各井筒具体情况如下：+708m主平硐(改造利用)+914mK4辅助平硐(原青杠技改风井)+1042m三号风井(利用)+887m四号风井(利用)+1112mK4进风平硐(新建)+771m一号风井（利用，中期开采20采区K2煤层时，作辅助平硐，)+855m二号风井(新建)一、二号风井为开采K2煤层服务；三、四号风井为开采K4煤层服务。仅+708m主平硐、+771m一号风井、+887m四号风井共3个井筒服务于矿井生产的全寿命期（约10.3年）；而+914mK4辅助平硐、+1042m三号风井、+887m四号风井、+1112mK4进风平硐共4个井筒只是阶段性为部分采区服务，相应采区资源开采完毕即报废。整合投产时，使用+708m主平硐、+914mK4辅助平硐、+771m一号风井、+1042m三号风井、+887m四号风井共5个井筒。除上述利用和新掘的井筒外，矿区范围内整合前已有可见的其他井筒，整合后设计不再利用，须全部封堵报废。3.1.3 井筒位置的确定工业场地位置整合主体矿永成煤矿为现有生产矿井，现有工业场地可完全利用，场内煤矿生产所需的设施、建筑物、场内运输条件能满足矿井整合后生产的需要，但仍需进行改扩建。根据现场情况并综合矿井资源开采的实际，矿井整合投产后，仍作为矿井工业广场，用于出煤、出矸，布置生产设施等。主要井筒位置+708m主平硐(改造利用)利用原永成煤矿技改主平硐，井口坐标为X=3454650.618，Y=36640588.077，Z=+708.300m，=201，=3，井筒长1095m（至K4煤层），采用半圆拱断面，净宽2.8m，净高2.6m，净断面6.44m2，井口段及岩层破碎段采用砌碹支护，其余喷浆支护。铺设15kg/m规格轨道，钢筋混凝土轨枕，水沟尺寸为400400mm。用途：运煤、矸、行人、进风、敷设管线等。+914mK4辅助平硐(原青杠技改风井)井口坐标为X=3455057.840，Y=36641117.973，Z=+914.000m。矿井整合投产时作为开采+850m以上K4煤层（即40、41、42采区）的辅助平硐，用于进风、出矸、排水行人。当40、41、42采区K4煤层资源开采完毕后报废。巷道顺岩层走向布置，采用半圆拱断面，净宽2.6m，净高2.5m，净断面5.77m2，砌碹支护。水沟尺寸为250250mm。+1042m三号风井(利用)利用原兴欣风井改造而成，井口坐标X=3454535.000，Y=36641340.207，Z=+1042.0m。顺K4煤层布置。半圆拱断面，净宽2.4m，净高2.2m，净断面4.66m2，砌碹支护。用途：作为永成煤矿整合后开采+850m以上K4煤层资源（即40、41、42采区）的回风井、安全出口。该范围K4煤层资源开采完后即报废。+887m四号风井(利用)利用原青杠煤矿主平硐改造而成，井口直角坐标X=3455049.085，Y=36641045.727，Z=+887.500m，利用段长210m。采用半圆拱断面，净宽2.4m，净高2.2m，净断面4.66m2，砌碹支护。水沟尺寸为250250mm，用途：作为矿井整合后开采+950m+575m范围（即43、44、45采区）K4煤层资源的回风井、安全出口。+1112mK4进风平硐(新建)井口直角坐标X=3453895.281，Y=36641280.083，Z=+1112.513m，顺K4煤层布置。采用半圆拱断面，净宽2.4m，净高2.2m，净断面4.66m2，砌碹支护。水沟尺寸为250250mm，用途：作为矿井整合后开采+1067m标高以上K4煤层资源（即40采区）的进风井，40采区回风则利用+1042m三号风井回风。40采区范围K4煤层资源开采完后即报废。+771m一号风井（利用，中期开采20采区K2煤层时，作辅助平硐，)利用原永成技改风井改造而成，井口坐标X3454813.92，Y36640889.69，Z+771.0m。顺K2煤层布置。半圆拱断面，净宽2.4m，净高2.2m，净断面4.66m2，砌碹支护。用途：作为永成煤矿开采+575m+775m之间K2煤层的回风井、安全出口。开采+775m以上K2煤层(20采区)时，暂时改作辅助平硐，担负行人、进风、排水功能。服务期限为矿井整个服务年限。+855m二号风井(新建)井口直角坐标X3454089.941，Y36640809.099，Z+855.6m。顺K2煤层走向布置。采用半圆拱断面，净宽2.4m，净高2.2m，净断面4.66m2，砌碹支护。水沟尺寸为250250mm，用途：作为矿整合后开采+775m标高以上K2煤层(20采区)资源的回风井、安全出口。当+775m标高以上K2煤层资源(即20采区)开采完后即报废。- 60 -表3.1.3 永成煤矿主要井筒技术特征表井筒名称+708m主平硐(利用)+914mK4辅助平硐(利用)+1042m三号风井(改造利用)+887m四号风井(改造利用)+771m一号风井（利用)+855m二号风井(新建)+1112mK4进风平硐(新建)井口坐标X3454650.6183455057.843454535.0003455049.0853454813.923454089.9413453895.281Y36640588.0836641117.9736641340.20736641045.72736640889.6936640809.09936641280.083Z+708.3+914.000+1042.0+887.500+771.0+855.6+1112.513m井筒方位角（）201285290142270296290井筒长度(m)109537012021020030050井筒坡度3333333井筒宽度净(m)2.82.62.42.42.42.42.4井筒高度净(m)2.62.52.22.22.22.22.2井筒断面净(m2)6.445.774.664.664.664.664.66井筒支护支护方式砌碹、喷浆砌碹、喷浆砌碹砌碹砌碹砌碹砌碹厚度(mm)300300300300300300300服务区域与年限全矿井、全开采期40、41、42采区，约4.5年42、43、44、45采区，全开采期20、21、22采区，全开采期20采区，约3年40采区，约3年主要功能出煤、矸、进风、行人、敷设管线等。出矸、进风、敷设管线、安全出口。回风井、安全出口。回风井、安全出口。先作一号回风井，中期开采20采区时进风、安全出口。回风井、安全出口。开采+1067m以上K4煤层资源的进风井，采完即报废备 注投产时使用投产时使用投产时使用投产时使用投产时使用3.2 开采水平的划分及布置3.2.1 井田内划分及开采顺序根据永成煤矿矿区范围及煤炭资源赋存特点，井田内划分为若干阶段，阶段内划分采区。准备方式采用采区式、单层准备方式。采区内资源的开采顺序均遵循“下行式“开采原则。划分结果如下表所示：采区命名以2位数表示，如“40、41”、“20、21”采区，第一位为煤层编号，4、2分别代表K4、K2煤层，第二位为采区序号。表3.2.1 永成煤矿水平设置及阶段、区段划分方案表煤层名称水平名称阶段划分区段序号区段垂深范围区段参数（m）备注斜长走向长K4+710m+1112m+1067m(K4五号下山)（40采区）1+1112m+1105m80400资源可靠性较差，部分为采空区2+1105m+1097m805103+1097m+1090m806104+1090m+1083m806505+1083m+1067m80276+1042m+915m(K4四号上山)（41采区）6+1042m+1015m86600首采面7+1015m+990m84600接替面8+990m+965m847609+965m+940m8469010+940m+915m84640+915m+852m(K4三号上山)（42采区）11+915m+883m10954012+883m+852m109300+925m+850m(K4二号上山)（43采区）13+925m+888m100370首采面14+888m+850m100440接替面+850m+711m(K4一号上山)（44采区）15+850m+815m9253016+815m+780m9257017+780m+745m9270018+745m+711m92750+580m+711m+580m(K4一号下山)（45采区）19+711m+678m881100后期下山水平20+667m+645m88110021+623m+612m8895022+612m+580m88900K2+710m+856m+815m(K2三号上山)（20采区）23+856m+845m88180平均走向长200m，临近老空区且资源控制程度差。24+845m+835m8818025+835m+825m8820026+825m+815m88200+815m+775m(K2二号上山)（20采区）27+815m+805m8822028+805m+795m8822029+795m+785m8822030+785m+775m88580+775m+710m(K2一号上山)（21采区）31+775m+754m70530首采面32+754m+732m70470接替面33+732m+710m70370+580m+710m+580m(K2一号下山)（22采区）34+710m+675m871800后期下山水平35+675m+645m87180036+645m+612m87170037+612m+580m8716003.2.2 开采水平的设置及水平标高确定矿井设置2个水平即710m水平、580m水平，水平内均不再设置中间水平和辅助水平。其中710m水平为上山开采水平，服务于开采+708m主平硐以上煤炭资源，为整合投产时的开采水平；580m水平为矿井末期下山开采水平，服务于开采+710m580m间主平硐以下煤炭资源。3.2.3 阶段运输大巷和回风大巷的布置 由于矿井开采极薄煤层，开拓系统分煤层布置，属瓦斯矿井，煤层不自燃、煤尘无爆炸危险性，故K2、K4煤层阶段运输大巷和回风大巷均在本煤层中，平巷沿走向布置、上下山沿倾向布置。+710m水平运输巷：包括+710m水平K2运输巷、+710m水平K4运输巷。均在主平硐分别揭穿K2、K4煤层后，沿各自煤层走向布置。主要担负矿井煤炭、材料、设备、矸石运输和行人、排水、管线敷设等；半圆拱断面，净宽2.6m，净高2.5m，净断面5.77m2，砌碹支护，坡度3；铺设15kg/m钢轨。巷道一侧设水沟，水沟断面300mm300mm。满足矿井通风、运输、安全的要求。+580m水平运输巷：包括+580m水平K2煤层运输巷、+580m水平K4煤层运输巷。均在下山在+580m标高落平后，沿各自煤层走向布置。主要担负矿井煤炭、材料、设备、矸石运输和行人、排水、管线敷设等；半圆拱断面，净宽2.6m，净高2.5m，净断面5.77m2，砌碹支护，坡度3；铺设15kg/m钢轨。巷道一侧设水沟，水沟断面300mm300mm。满足矿井通风、运输、安全的要求。阶段运输(回风)巷：沿煤层走向布置，主要担负矿井煤炭、材料、设备、矸石运输和行人、排水、管线敷设、回风等；半圆拱断面，净宽2.6m，净高2.5m，净断面5.77m2，砌碹支护，坡度3；铺设15kg/m钢轨。巷道一侧设水沟，水沟断面300mm300mm。满足矿井通风、运输、安全的要求。K4一号上山（+850m+711m）：包括轨道、人车、回风上山，间距20m。均沿K4煤层倾斜方向布置，倾角22，斜长369.72m。巷道一侧设水沟，水沟断面250mm250mm，巷道一侧设人行梯步。轨道上山用于提升煤、矸、材料、进风、敷设管线，半圆拱断面，净宽2.6m，净高2.7m，净断面5.77m2，采用锚喷支护、围岩破碎段砌碹支护。铺设22kg/m钢轨。人车上山安装无极绳架空人车，用于井下人员运输、进风、敷设管线。半圆拱断面，净宽2.6m，墙高1.58m，巷高2.88m，净断面积6.28m2，采用锚喷支护、围岩破碎段砌碹支护，巷道一侧设人行梯步。回风上山用于回风，半圆拱断面，净宽2.4m，净高2.2m，净断面4.66m2，采用锚喷支护。K4二号上山（+925m+850m）：沿K4煤层倾斜方向布置，倾角22，斜长200.21m。巷道一侧设水沟，水沟断面250mm250mm，巷道一侧设人行梯步。轨道上山用于提升煤、矸、材料、进风、敷设管线，半圆拱断面，净宽2.6m，净高2.7m，净断面5.77m2，采用锚喷支护、围岩破碎段砌碹支护。铺设22kg/m钢轨。回风上山用于回风，半圆拱断面，净宽2.4m，净高2.2m，净断面4.66m2，采用锚喷支护、围岩破碎段砌碹支护。K4三号上山（+914.6m+852.5m）：包括轨道、回风上山，间距20m。均沿K4煤层倾斜方向布置，倾角约17，斜长219.32m。巷道一侧设水沟，水沟断面250mm250mm。轨道上山用于提升煤、矸、材料、进风、敷设管线，半圆拱断面，净宽2.6m，净高2.5m，净断面5.77m2，采用锚喷支护、围岩破碎段砌碹支护。铺设22kg/m钢轨，巷道一侧设人行梯步。回风上山用于回风，半圆拱断面，净宽2.4m，净高2.2m，净断面4.66m2，采用锚喷支护、围岩破碎段砌碹支护。K4四号上山（+1042m+915m）：包括轨道、回风上山，间距15m。均沿K4煤层倾斜方向布置，倾角17，斜长420m。巷道一侧设水沟，水沟断面250mm250mm，巷道一侧设人行梯步。轨道上山用于提升煤、矸、材料、进风、敷设管线，半圆拱断面，净宽2.6m，净高2.5m，净断面5.77m2，采用锚喷支护、围岩破碎段砌碹支护。铺设22kg/m钢轨。回风上山用于回风，半圆拱断面，净宽2.4m，净高2.2m，净断面4.66m2，采用锚喷支护、围岩破碎段砌碹支护。K4五号下山（+1112m+1042m）：包括轨道、回风下山，间距25m。轨道下山布置于煤层底板岩层中，均岩层倾斜方向布置，倾角8，轨道下山斜长500m。巷道一侧设水沟，水沟断面250mm250mm，巷道一侧设人行梯步。轨道下山用于提升煤、矸、材料、进风、敷设管线，半圆拱断面，净宽2.6m，净高2.5m，净断面5.77m2，采用锚喷支护。铺设22kg/m钢轨。回风上山用于回风，半圆拱断面，净宽2.4m，净高2.2m，净断面4.66m2，因布置在煤层和穿过采空区，巷道采用砌碹支护，碹壁用料石和水泥砂浆充实，防止漏风。K4一号下山（+711.5m+580m）：包括轨道、人车、回风下山，间距20m。均沿K4煤层倾斜方向布置，倾角25，斜长351.03m。巷道一侧设水沟，水沟断面300mm300mm，巷道一侧设人行梯步。轨道下山用于提升煤、矸、材料、进风、敷设管线，半圆拱断面，净宽2.6m，净高2.5m，净断面5.77m2，采用锚喷支护、围岩破碎段砌碹支护。铺设22kg/m钢轨。人车下山安装无极绳架空人车，用于井下人员运输、进风、敷设管线。半圆拱断面，净宽2.6m，墙高1.58m，巷高2.88m，净断面积6.28m2，采用砌碹支护、围岩破碎段砌碹支护，巷道一侧设人行梯步。回风下山用于回