东翼六采区设计说明书(联合开采.doc

强烈推荐您查看完整版本: - 东翼四采区设计说明书（联合开采） -三人行矿业技术网 - 煤炭分选利用 - 东翼四采区设计说明书（联合开采） 打印本页 登录 - 注册 - 回复主题 - 发表主题haiya2009-08-20 13:47东翼四采区设计说明书（联合开采）强烈推荐您查看完整版本: - 东翼四采区设计说明书（联合开采） -目 录第一章 矿井概况4第二章 采区概况5第三章 采区生产能力及服务年限 8第四章 采区准备方式及采区参数 10第一节采区准备方式的确定 10第二节 采区参数 11第三节 采区巷道布置 12第四节 井巷工程 13第五章 采煤方法 14第一节 回采巷道布置 14第二节 采煤方法 14第三节 回采工艺设计 15第六章 顶板管理 16第一节 支护设计 16第二节 顶板管理 19第三节 顺槽及端头顶板管理 27第七章采区通风设计 28第八章 采区主要生产系统 30 第一节 运输系统30第二节 防尘系统30第三节 压风系统 30第四节 排水系统31第五节 通讯照明系统31第六节 安全监控系统31第九章 采区主要设备选型 33第一节 提升运输设备选型34第二节 采区排水设备选型36第三节 采区供电设计36第十章 劳动组织和经济技术指标 48第一节 劳动组织48第二节 主要经济技术指标表 49第十一章 安全技术措施 51第一节一通三防措施51第二节防治煤层自然发火措施53第三节防治水措施55第四节预防煤壁片帮措施56第五节工作面初采和收尾措施56第六节工作面顶板管理58第七节高温热害防治措施60第八节机电运输管理措施61第九节工作面安装、回撤设备措施65第十节 其他安全措施67第十二章 灾害预防及避灾路线 70第一章 矿井概况山东金阳矿业集团有限公司位于宁阳煤田东部，在县城东北6km处，井田东西长约3km，南北宽约2km，井田面积6.12km2。矿井初步设计由武汉煤炭设计研究院设计。矿井自1990年5月开始建设，1996年6月试生产，11月份通过矿井投产验收。矿井设计生产能力21万吨/年，核定生产能力30万吨/年。矿井开拓方式：一立一斜单水平上下开拓。矿井开采水平：-350m水平。矿井开采上、下限：-250m-900m。供电系统：山东金阳矿业集团有限公司地面设35KV变电站一座，两回路35KV线路供电，一回路引自110KV金阳变电站，型号LGJ120，全长3.8km，二回路110KV引至石集变电站，型号为LGJ-120，线路全长2.1km，正常一回路运行，二回路带电备用。变电站设有2500KVA变压器两台，型号为S7-2500/35。工业广场内部绞车、主要通风机、压风机、锅炉、地面生产设备均采用双回路电缆供电。井下电源由两回ZQD30-370型电缆供给，电压6KV。中央变电所设置在-350井底车场内与中央泵房相邻，电源通过一回ZQ120-335型电缆供给，电压6KV，由采区变电所降至660V后供采区用电。排水系统：矿井在-350水平井底车场设置中央泵房和水仓，水仓容量1300m3，泵房内装备三台D300657型多级离心泵，扬程455m，功率560Kw，流量300m3/h，最大排水量600m3/h，在井筒内共敷设两路24510无缝钢管，水通过排水管道直排至地面。通风系统：矿井通风方式采用中央边抽出式通风，通风方法为抽出式。回风井安装2台4-72-1120B离心式主要通风机，电机型号Y315L2-8，功率110Kw，一台工作，一台备用。立井为混合提升井并进风，斜井回风，通风网络为分区并联式。压风系统；地面设一座压风机房集中供风，装备4台OGFD-9.68B空压机，配55Kw电机，压风管为1084焊结钢管，由压风机房C-Z贮气罐敷设至井下运输大巷，各用风地点由大巷接入。提升系统：主提升机选用洛阳JKMD-284（）型落地式摩擦轮绞车，配YR500-12/1180型500Kw、6KV绕线式电动机，提升容器为一对一吨双层四车罐笼，煤四车，矸石两车，人员62人，提速6.25m/s，井筒装备为组合钢罐道，提升钢丝绳为6（34）-28-1520-特，尾绳用6445-1375-。安全监控系统：矿井装备了KJ76N型安全监控系统，传感器布置齐全、监控有效。矿井还装备了人员定位系统、瓦斯智能巡检、通讯等系统，各生产系统运行正常。本地区降水情况：本矿区平均年降雨量710，且降雨多集中在7、8月份，月最大降雨量568（1964年），日最大降雨量150（1964年7月8日），最高洪水位标高+66m，主井口标高+80.5m。煤层特征：主采煤层为晚二叠系山西组第3层煤，煤层厚度1.9513.1m，平均厚度5.95m，东西翼煤层厚度不均。3煤属气煤，煤尘爆炸指数37.13%，煤层有自然发火倾向，发火期68个月。2煤在矿井东翼局部可采，位于山西组下部，下距3煤层平均22m，煤层厚度平均0.85m；2煤属气煤，但2煤的瓦斯涌出情况、煤尘爆炸性、煤的自燃倾向性等揭露后经测量检测后有待进一步明确。采煤方法：主采煤层3煤采煤方法为走向长壁炮采放顶煤采煤法，全部垮落法管理顶板。2煤层采煤方法为走向长壁炮采采煤法，全部垮落法管理顶板。第二章 采区概况一、采区概况四采区设计开采区域位于石集井田最东部，西端与东翼二采区为界、东到-800米采区边界线，北到井田边界，南到F10号断层。开采上限-605m，下限-800m，采区南北平均走向长约500m，沿倾斜东西长约630m，设计开采有效区域面积约3.0105m2，采区平均采深805m。可采煤层埋藏的最大垂深980m。相邻采区概况：东翼二采区在东翼四采区的西部，是目前正在生产的采区。东翼二采区开采深度从-250-600m，-490m以上的部分已开采完毕。二采区下部车场及水仓与四采区有压茬关系，为保证二采区水仓的完整性，不致在四采区开采过程中二采区水仓内的水向四采区渗水，四采区开采3煤第一个工作面时，严格按设计施工，不得开采二采区水仓保护煤柱。设计开采区域北部为石屯煤矿采空区。四采区回采巷道在施工过程中，必须按设计预留50m的井田边界煤柱。二、煤层顶底板3煤层顶底板特征顶板：三煤顶板常有一层厚度为0.2m的伪顶，由灰黑色泥岩组成，常受采动影响随煤层跨落而跨落。直接顶一般由深灰色粉砂岩组成，厚度2-6m，均厚3m，富含羊齿类植物化石，粘土质胶结，脆性大，硬度低，硬度一般为4-5，全区分布稳定，但局部也相变为灰白色细砂岩或薄层状粘土岩。基本顶（老顶）为灰白色中砂岩，无层理，块状构造，厚度一般3-5m，均厚3m，全区稳定，可作为煤系地层内的辅助标志层。底板：直接底一般为薄层状粉细砂岩互层，颜色由深灰及灰白相间组合而成，硬度一般为4-6，水平层理为主，波状层理次之，厚度为2-6m，不稳定，局部存在伪底，由土灰色粘土岩组成，含植物根部化石，遇水易膨胀。老底为浅灰绿色中粗砂岩，硅质胶结，无层理，硬度一般为5-7，厚度35m。2煤层顶底板特征2煤直接顶为深灰色粉砂岩，厚度25m，个别地方相变为灰白色中细砂岩，含较多植物茎叶化石，粘土胶结或硅质胶结，性脆。底板多为泥质砂岩，厚度24m。三、煤层赋存状况3煤煤层赋存状况：四采区设计开采区域内主采煤层为二迭系山西组第三层煤，根据设计开采区域内钻孔资料分析，煤层厚度平均4.2m。煤种为气煤，硬度系数1-3。煤层结构简单，不含夹矸；煤层倾角在1720。煤层走向多为南北向。2煤煤层赋存状况：根据四采区钻孔资料分析，煤层厚度平均0.85m。煤种为气煤，硬度系数在1-3。煤层结构简单，不含夹矸；煤层倾角平均18。煤层走向多为北东-南西向。见附图1：煤岩层综合柱状图。四、瓦斯、煤尘、煤的自燃倾向性根据2008年瓦斯鉴定结果，矿井3煤瓦斯相对涌出量1.79m3/t，瓦斯绝对涌出量0.97m3/min，二氧化碳相对涌出量2.68m3/t，绝对涌出量1.45m3/min，属低瓦斯、低二氧化碳矿井。根据同类煤层类比观察，3煤层有自然发火倾向，发火期6-8个月。3煤煤尘爆炸指数37.13%，有爆炸危险性。2煤层瓦斯、煤尘状况及煤的自燃倾向性，精查地质报告中不明确，有待揭露后进一步分析。由于设计开采区域所采煤层采深从-605m到-800m，随着采深的增加，地压随之增大，巷道变形量及巷道维护量都会增加。随着采深的增加，地温也会随着增大，采煤工作面及掘进工作面的温度会有所增高，因此在采掘生产过程中必须合理调配风量，以保证采区内工作面适宜的工作环境。五、采区地质特征1、相邻采区地质及水文地质特征位于设计开采区域以西的东翼二采区正在生产中，通过实际揭露地质构造比原资料提供较为复杂，煤层赋存状况不稳定，部分区域煤层变薄，断层数量及落差出入较大，给壁采工作带来一定困难。二采区水文地质状况实际揭露属简单类型，涌水量为0，所揭露断层F10不含水也无不导水，对东翼二采区生产无水害威胁。2、采区地质构造根据原地质资料分析，采区周边及采区内分布着四条断层，其中采区内部分布着一条断层，F3断层，采区周边分布着两条断层，F10、F9断层。经过6年东翼二采区采掘工程揭露，F9断层已不存在；F10号断层在矿井地质报告中未准确探明，但二采区一对下山在采区准备过程中也已基本探明，由多个断层叠加而成，该断层不含水也不导水，对本采区准备无水害威胁。采区内部存在一条F矿9断层。断层特征如下： 采区内断层情况表 表2-1断层名称走向（）倾向（）倾角（）落差（m）性质对掘进影响F10350804036正有F3701605452-74正有F矿931222240-523-5正有F3断层为斜交断层，分布在采区下部，对工作面布置及工作面回采造成较大的影响，因此在回采巷道掘进过程中和采煤工作面回采过程中必须制定和采取可靠措施，防止发生局部或大面积冒顶事故。F10号断层位于四采区南部，对工作面布置和工作面回采影响较小，对采区准备巷道施工有一定的影响。因此在采区准备巷道施工过程中必须采取可靠的施工措施，防止发生顶板事故。3、水文地质特征本采区属全隐蔽式中深部煤田，距地表深620-880m，煤层附近没有强含水层，第四系地表砂土层的孔隙水是本区唯一的含水层，但第四系之下的侏罗纪红砂岩和煤层之上的石盒子组杂色粘土岩，总厚度达300m，是良好的隔水屏障，所以地表水不能补给到开采煤层。三灰位于3煤层之下35-43m，厚度从1.62-6.2m，平均厚3.40m，层位稳定，其岩溶发育程度较弱，故含水性较弱由于距地表较深，煤层与三灰之间全为不导水的砂岩组成，在没有断层错动的情况下，三灰与三煤不存在水力联系。本矿井西翼运输大巷在穿过F13断层时，已揭露三灰，揭露点干燥无水，由此可以推断，即使三灰与煤层对口接触，也不致形成出水。本区断裂构造发育，根据相邻矿井或矿井相邻采区的充水因素分析，在不同方向的两组断裂构造交汇处，易形成构造破碎带，破碎带内裂隙较多，且裂隙孔隙大，易形成裂隙水，对采掘工程构不成威胁，二采区一对下山施工时已证明，但在施工四采区一对下山时，当发现有可疑情况时，为预防突水事故的发生，必须采取“有疑必探、先探后掘、不探不掘”的探放水原则。涌水量预算：本采区的唯一充水条件为断层裂隙水，但涌水量大小仍无规律可循，因此在预测采区涌水量时，参考“矿井生产地质报告”中的矿井涌水量数据，采用类比法，来预测本采区涌水量。矿井地质报告中提供矿井正常涌水量Q1=60m3/小时，最大涌水量Q2=90m3/小时，经实际测量矿井正常涌水量24-30m3/小时，四采区涌水量，大致可类比二采区涌水量，东翼二采区经揭露，涌水量为0。但为预防起见，四采区涌水量按三采区涌水量选择，则四采区最小涌水量q1=12m3/h,最大涌水量q2=18m3/h，根据上述四采区涌水量情况可以确定本采区的水文地质属“简单类型”。4、采区储量本采区3煤层储量计算范围是西起二采区边界煤柱，东到矿井东部井田边界线，北与石屯煤矿的井田边界线为界，南至F10号断层，设计开采区域总面积为3.0105m2。3煤层开采区域内工业储量Z为110万吨，除去井田边界煤柱、断层煤柱、采区边界煤柱及断层的影响，采区内3煤可采储量Zzh为73万吨。2煤层在设计开采区域内工业储量Z为24.6万吨，除去井田边界煤柱、断层煤柱、采区边界煤柱和断层的影响，采区内2煤可采储量Zzh为16万吨。第三章 采区生产能力及服务年限一、矿井工作制度及作业方式矿井工作日按330天计算，每昼夜三班作业，每班工作时间8小时，每班出煤时间5-6小时，则每天出煤时间按平均15小时计算。二、采区生产能力及服务年限本采区为单翼采区，2煤和3煤联实行分煤层分采。采区生产能力即一个采煤工作面生产能力加上一个掘进工作面出煤量总和。一）3煤层年生产能力计算：1、采煤工作面年生产能力AC（万t/a）：AC=LV0mC0=604004.21.3393%=12.46（万t）式中：L-工作面倾斜长度，60m；V0-工作面年推进度，400m/a；m-煤层厚度，4.2m；-煤的容重，1.33t/m3；C0-工作面回采率，93%月产量：Am=LVmC0=60364.21.3393%=1.12（万t）日产量：Ad=Am/27=414（t）二）2煤层年生产能力计算：1、采煤工作面年生产能力AC（万t/a）：AC=LV0mC0=809720.851.3397%=10（万t）式中：L-工作面倾斜长度，80m；V0-工作面年推进度，972m/a；m-煤层厚度，0.85m；-煤的容重，1.33t/m3；C0-工作面回采率，97%月产量：Am=LVmC0=80810.851.3397%=0.84（万t）日产量：Ad=Am/27=309（t）三）采区年平均生产能力：AB= k1AC=1.1（12.46+10）/2=12.35（万t/a）k1-掘进出煤系数，取1.1。三）采区生产能力验算（1）采区通风能力验算根据公式AB 知 414 =1530 采区生产能力与采区通风能力相适应。式中v巷道内允许的最大风速，6m/sS采区回风巷道净断面积，5.8；c日产一吨煤的供风量，1.2m3/t（2）采区运输能力验算每昼夜采区内生产时间按15小时计算，则刮板输送机的运输能力：An=1570=1050（t）采区皮带输送机的运输能力为250t/h，大于刮板输送机的运输能力，因此设计开采区域内综合运输能力满足采区生产能力。三、采区服务年限 T= = + =5.3+1.4=6.7（a）由以上计算结果可知：采区平均生产能力12.35万t/a，服务年限6.7年。第四章 采区准备方式及采区参数第一节 采区准备方式的确定2煤层在东翼局部可采，2煤层位于山西组下部，下距3煤层平均22m，且2煤属薄煤层，东翼四采区进行采区设计时考虑3煤层和2煤层联合开采。一、采区设计方案比较采区设计方案1、四采区一对下山布置在二采区下山的南侧。准备巷道布置在3煤底板岩层内。采区设计方案2、四采区一对下山布置在二采区下山的北侧。准备巷道布置在3煤底板岩层内。方案比较相同点：1、方案1和方案2都是二采区的延伸，都必须利用二采区的生产系统。2、方案1和方案2都是下山采区式准备，其运输系统、通风系统、排水系统、供电系统等生产系统形式基本相同。3、方案1和方案