大阳坡井技改15万吨(正文-02).doc

前 言一、概况河北省张家口市尚义煤矿为地方国有煤矿，位于尚义县红土梁镇，西北距尚义县城约18km。现有两对生产矿井，分别为大阳坡井和大坝沟井。其中大阳坡井于1964年建井，1968年投产，原初步设计生产能力为9万t年，采矿证登记生产规模为6万t年。该矿井采用一对斜井开拓。尚义县新兴煤炭采掘有限责任公司位于尚义县红土梁镇红土梁村对面的丘陵坡地上，与尚义煤矿大阳坡井毗邻，为一股份制煤矿，属基建技改矿井，设计生产能力为3万吨年。该矿井采用一对立井开拓。根据河北省政府关于张家口市怀来等县区地方煤矿兼并重组工作方案的批复（冀政函2009125号）和河北省国土资源厅关于尚义煤矿煤炭资源整合方案的函（冀国土资函20101622号），尚义煤矿大阳坡井和尚义县新兴煤炭采掘有限责任公司进行资源整合，两矿井整合后为一个井田，保留一套生产系统，一个采矿权设置，整合后矿井名称仍为“河北省张家口市尚义煤矿大阳坡井”，生产能力达到15万t/年，原尚义县新兴煤炭采掘有限责任公司不再保留，采矿权以协议方式出让。2010年由张家口市地质队对整合后的河北省张家口市尚义煤矿大阳坡井煤炭资源储量重新进行了核实，并经张家口市国土资源局评审通过，储量核实结果为：整合后全矿截止2009年底保有储量为180.1万吨。二、设计依据1、张家口市人民政府关于上报（张政呈2009141号）；河北省人民政府关于张家口市怀来等县区地方煤矿兼并重组工作方案的批复（冀政函125号）。2、河北省张家口市尚义煤矿煤炭资源整合方案及河北省国土资源厅关于尚义煤矿煤炭资源整合方案的函（冀国土资函20101622号）。3、河北省张家口市尚义煤矿大阳坡井煤炭资源储量核实报告及其评审意见。4、河北省张家口市尚义煤矿大阳坡井地质报告及其他有关基础资料。5、煤矿安全规程、煤炭工业矿井设计规范、建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程、矿井通风安全装备标准、矿井通风安全监测装置使用管理规定、矿井防灭火规范、煤矿安全生产行业标准汇编（三）等煤炭行业政策、规程、规范。煤矿井下压风系统、供水施救系统、通信联络系统建设标准（试行）。6、尚义煤矿物资计划单价。三、设计的指导思想及遵循的原则1、贯彻执行国家和河北省政府有关煤矿整合、兼并、重组政策，按照科学规划、合理开发、以优并劣、建大关小的思路，坚持依靠科技进步，因地制宜采用新技术、新工艺、新设备、新材料，提高采掘的机械化程度，提高生产效率和资源回收率，推行科学管理，降低能耗，建造本质安全型矿井，力争做到“少投入、多产出、见效快、效益好”的目的。2、矿井设计要以提高生产能力，完善生产系统为目的，本着合理利用矿井已有的设施和设备。避免重复购置设备，减少矿井投资。缩短工期。3、设计中要做到布局合理，生产集中、系统完善、环节畅通，对井上下的各个生产环节力求完备、合理、适用、经济，以满足矿井生产和安全的需要。4、坚持“安全第一、预防为主”的方针，认真执行煤矿安全生产的有关条例、规程、规定以及国家的法律法规，完善矿井安全设计，改善矿井作业环境，消除安全隐患。5、环保工程应根据环保法规和生产需要建设。四、设计的主要内容1、矿井开拓系统保留大阳坡井的主、副斜井和原新兴煤炭采掘有限责任公司主立井，形成“两斜一立”混合式开拓方式，多水平分区开采。技改后井田划分为两个采区，原尚义煤矿大阳坡井为一采区，原尚义县新兴煤炭采掘有限责任公司为二采区。在+950水平布置底板大巷、石门，连通二采区与一采区，并负责二采区开采的通风、运输、排水等任务。同时，考虑井田内煤炭资源分布主要集中在一采区东翼+850水平以下的实际情况，报废原尚义煤矿大阳坡井+850水平西翼暗斜井，在一采区井田中央新掘一对暗斜井，生产水平设在+770水平，并布置采、掘工作面。技改完成后，尚义县新兴煤炭采掘有限责任公司副立井予以报废。2、通风系统采用“两进一回”混合式通风系统，保留原尚义煤矿大阳坡井主斜井为进风井，副斜井为回风井，仍利用现安设的两台4721116B型离心式主要通风机抽出式通风，电机功率为37Kw。另外,由于二采区距一采区相对较远，其原有的北主立井做为二采区进风井，井筒设计安装梯子间，兼做安全出口，报废二采区原副立井筒。井下采煤工作面采用全风压“U”型通风，掘进工作面选用YBT型系列局部通风机压入式通风，淘汰原JBT型局部通风机。3、提升系统、提升系统采用二级提升，一级提升终水平为+850水平，二级提升终水平为+770水平。主斜井用于提煤、矸及运送物料。仍使用原2JK21-20提升机，配套电机为YR355M-10，功率132KW，单钩提升，提升容器为U-0.6型矿车，提升能力为16.74万t/a。副井主要用于升降人员，仍使用原JTP1600/1224提升机，配套电机型号YR315M-8；功率110KW，提升容器为2节XRC-10型人车。主暗井设计使用JBT1600/1224提升机，配套电机为JBR62-8，功率110KW，单钩提升，提升容器为U-0.6型矿车，提升能力为18.94 万t/a，主要用于提煤、矸及运送物料。副暗井设计使用JBT1600/1224提升机，配套电机型号YR315M-8；功率110KW，提升容器为1节XRC-10型人车，主要用于升降人员。4运输系统：地面运输：采用铲车装煤、汽车运输，可满足生产原煤外销的需要。井下运输：车场、石门、运输大巷采用CDXT-2.5型矿用防爆型蓄电池电机车牵引矿车组运输，工作面运输顺槽采用SGWD-17型刮板机运输。4、排水系统采用二级排水系统。一级排水系统设在+850水平副井车场附近，泵房与中央变电所联合布置，安装有3台D46-508型主排水泵，副井筒铺设两趟108mm排水管路，担负整合后全矿井的排水任务（二采区涌水通过+950水平底板大巷水沟、管路送至一采区+850水平水仓），主、副水仓总容量为338m3；二级排水系统布置在+770水平副暗井车场附近，泵房与+770水平配电点联合布置，安装3台D80-305型主排水泵，副暗井铺设两趟108mm排水管路，担负+770水平的排水任务，主、副水仓总容量为202m3。水仓能容纳矿井8h正常涌水量，工作水泵能在20h内排出矿井24h的正常涌水量，工作水泵和备用水泵能在20h内排出矿井24h的量大涌水量，满足矿井排水要求。5、供电系统（1）、供电电源采用双回路供电，尚义煤矿35/6KV变电站电源来自大阳坡35/10KV变电站的343#、344#出线柜，两趟线路出自不同母线段，一趟工作，一趟热备。尚义煤矿35/6KV变电站安装一台1000KVA变压器和一台1600KVA变压器，一台工作，一台热备。大阳坡井用电由尚义煤矿35/6KV变电站214#、216#出线柜馈送，双回路，6KV架空线路全部采用钢筋混凝土电杆，杆型为“品”字型，几何均距1.4m，导线规格LGJ-50，线路全长350m。（2）、地面供电大阳坡井地面设6/0.4KV变电所，装接2台SJ-320/6变压器，动力用电最大负荷300KW。一台工作，一台热备（用于主扇、主提升机备用电源），可满足井上用电需要。二采区地面装有2台200KVA变压器，一台由尚义煤矿35/6KV变电站211#出线柜馈送，另一台由大阳坡35/10KV变电站供电，为回风立井主通风机供电，其能力满足要求。电压等级：动力380V，照明220V（3）井下供电由地面变电所沿副斜井敷设两趟高压交联聚氯乙烯电缆至井下+850m水平中央变电所，再由+850水平中央变电所敷设到+850采区变电所。+850水平中央变电所装设两台KS7-320/6变压器，一台工作、一台备用，主要用于主、副暗井绞车及工作面设备供电。+850采区变电所装设两台KS7-180/6变压器，一台工作、一台备用，主要用于+850水平主排水泵供电。电压等级：高压6KV、低压0.66KV，移动设备和信号联络设备127V。6、压风自救系统：地面已建有一座固定式压风机站，内设2台固定式螺杆空压机，型号为BLT60A7.8/7；井下设有移动式6m3空气压缩机，满足矿井生产及压风自救安全需要。7、监测监控系统：矿井现已装备一套由镇江中煤电子有限公司生产的KJ101N型煤矿安全监控系统，井上主扇房和井下所有采掘工作面、主要进回风巷及主要硐室，按要求安设CH4、 CO、设备开停等传感器，并安装了风电、瓦斯电闭锁装置。8、井下人员定位系统：设计安装一套由镇江中煤电子有限公司生产的KJ101NA型矿用人员定位系统，所有入井人员携带识别卡。9、紧急避险系统：按照有关标准，在+770水平设计建设一座永久避难硐室，硐室内按规定配齐为遇险人员提供应急安全避险的设施、设备及措施。所有入井人员佩带隔离式自救器。10、供水施救系统：矿井地面建有消防水池（容量240m3），供水水源由矿井自备水井供给，并根据要求再建一座备用水池（容量150m3）。从地面水池敷设供水管路与井下消防管路联通，并敷设支管路至井下所有采掘工作面、避难硐室及其它人员较集中地点，设置 “三通”供水阀门，满足供水施救任务。11、通信联络系统：矿井建立生产调度通讯系统，安装KTT103矿用程控调度系统（24门），其主机与红土梁电信局网联通。地面主要办公场所及要害岗位均安装程控电话，主要领导配备手机和对讲机。井口调度室、打点房、绞车房、主扇房和井下采掘工作面、各水平车场、变电所、避难硐室等主要地点均安设直通调度室的矿用隔爆联络呼叫电话，建立应急广播系统，井下安装矿用隔爆安全音箱，满足井上下及矿内外通信联络需求。该项目计划建设工期30个月，总投资概算2031万元，其中：井巷工程414万元，设备购置及安装707万元，“六大系统”建设完善850万元，其他费用60万元。第一章 矿井概况及地质特征第一节 矿井概况一、位置与交通张家口市尚义煤矿大阳坡井位于尚义县红土梁镇，西北距尚义县城约18km，地理坐标为东经：11407461140856，北纬：405837405932。该区內交通便利，矿区附近1Km有省二级公路白郭线向西北18Km通往尚义县城，向南55Km通往万全县郭磊庄镇，与丹拉高速公路、110国道线及京包铁路线郭磊庄站以及正在建设的张集铁路线小蒜沟站相接。详见交通位置示意图。二、自然地理条件1、自然地理条件本区位于坝上高原向坝下洋河、桑干河盆地过渡的盆缘低山丘陵地带，为一四周高（海拔15001700m），中间低（海拔11001200m）的低山区，相对高差一般在100200m。区内主要水系为红土梁沙河和大阳坡沙河，属东洋河的上游支流，均为季节性、间歇性河流，平日干枯无水，仅在雨季暴雨时有短暂洪流。2、气象及地震情况矿区属寒带大陆性气候，冬长夏短，气候干燥，风大雨少。霜冻期约6个月，一般10月份冻冰，次年4月份才完全解冻,冻土厚度1.31.8m。最低气温-30。昼夜温差大，夏季2个月最高气温达36,年平均气温34。10月至来年5月西北风极强，一般45级，大者78级，风速可达18m/S，并有沙尘暴现象。降雨稀少，年平均降雨量为214474.9,主要集中在68月份，占全年总降雨量70左右。历史上红土梁沙河最高洪水水位为1m。据记载尚义县一带曾发生过5级以上的地震，地震震级56级，基本地震烈度78度。三、电源、水源及建筑材料1、建筑材料：矿区建设所需的钢材、木材需从外地购入。其它水泥、砖瓦、砂石、石灰等可从当地购买，就地取材。2、电源：矿井为双回路电源供电，矿井另外还备有200kW柴油发电机组，作为应急备用电源。3、水源：本矿井生活用水由矿区附近专用水源井水泵排至矿区水塔供给使用。工业用水由井下水经沉淀后使用。四、邻近生产矿井及小煤窑情况井田范围内目前无其它小煤窑开采。邻近矿井原红土梁老井、尚义煤矿服务公司一井及二井等均已关闭多年。现有矿井尚义煤矿大坝沟井、尚义永胜矿业有限公司距该矿井距离分别为3.0km、6km。五、经济概况该矿区位于坝上高原向坝下洋河、桑干河盆地过渡的盆缘低山丘陵地带，所处地表位于山地丘陵地带，区内农田、树木很少。矿区内外来劳动力充足，能满足矿井日常生产需要。第二节 地质概况一、地层根据河北省张家口市尚义煤矿大阳坡井地质报告提供，大阳坡井田及其周围出露地层有太古界红旗营子群、中生界侏罗系及新生界第四系。由老至新分述如下：（一）、太古界红旗营子群（Arh）由花岗片麻岩、黑云母角闪片麻岩、石英长石片麻岩及压碎状长石片麻岩等组成。分布在本井田西北部南壕堑、大青山等地。（二）、中生界侏罗系（J）1、侏罗系中下统（J12）包括红土梁组（J12h）和哈拉沟组（J12ha）。、红土梁组（J12h）本组地层按其岩性特征可分为三段。红土梁组一段（J12h1）：由紫红、灰紫、灰绿色砾石、砂砾岩及紫红、灰白色中、粗粒砂岩组成。砾石成份以石英岩、中酸性火成岩为主；滚园度中等，分选性中等，砾径为0.52.0cm。砂质胶结，局部为钙质碎屑胶结。出露在井田东部F2断层以东至红土梁、大坝沟一带，呈条带状分布。为煤系地层之基底。与下伏地层呈不整合接触。区域内地层厚度为200m。红土梁组二段（J12h2）：为含煤地层，根据其岩性组合及含煤性不同，可分为上、下两部。上部：主要由灰黄、灰褐、灰色细、中、粗粒砂岩组成。间夹有含砾粗砂岩、砂砾岩及深灰色粉砂岩、砂质泥岩。含有大量黄铁矿晶屑。仅发育有薄煤线及炭质泥岩薄层。下部：以浅灰色、灰白色砂砾岩、含砾粗砂岩、粗砂岩为主，中粗、中粒砂岩次之，间夹有深灰色砂质泥岩、泥岩及炭质泥岩。含少量黄铁矿晶屑。砂岩成分为石英、长石及暗色碎屑；砾石成分为石英岩、燧石，分选差中等，次棱角状次园状，砂泥质钙质胶结，具水平、波状层理。该段为井田内含煤地层，是由砂砾岩、粗细砂岩、砂质泥岩、泥岩及粉砂岩、炭质泥岩和煤组成的一套陆相含煤岩系。为山间盆地型山间谷地亚型沉积。与下伏红土梁组一段呈不整合接触。沉积厚度为83.11434.29m，平均厚度为256.99m，沉积厚度的变化主要受古基底地型制约，同时也受到后期构造影响。红土梁组三段（J12h3）：由黄白色砾岩、灰白、黄白色中、粗粒砂岩、砂砾岩及少量灰色、灰黄色砂质泥岩组成。分布于红土梁二段之北段，与下伏地层呈整合接触。区域内本段厚度约为400m。、哈拉沟组 （J12ha）本组依岩性特征可分为二段。哈拉沟组一段（J12ha1）本段地层主要分布在红土梁组三段地层之北，呈条带状分布。与煤系地层呈不整合接触，厚度约250m。哈拉沟组二段（J12ha2）本段地层依次出露于本组一段地层北侧，与其平行，呈条带状分布。为不整合接触，层厚约200m。2、侏罗系中统（J2）包括土木路组、大青山组和闫家窑组。、土木路组（J2t）本组主要分布在大坝沟井F1断层东侧，与下伏哈拉沟组地层为假整合或平行不整合接触。层厚为500m。、大青山组（J2d）主要分布在本矿井西部大永胜井F1断层的南侧，与土木路组呈假整合接触。厚度变化较大，区域内有往南逐渐变厚的趋势。层厚约为262m。、闫家窑组（J2y）本组岩性及厚度变化均较大，时有变薄尖灭现象。出露于本井田F1断层南侧，与下伏大青山组地层呈整合接触，层厚在500m以上。（三）、新生界第四系1、中上更新统（Q23）：中更新统（Q2）：为红色粘土、亚粘土夹砂砾石层。：上更新统（Q3）：为灰黄色黄土层。中、上更新统分布在本井田及其周围丘陵缓坡地带，层厚0.408.61m，平均厚3.86m。2、全新统（Q4）：岩性为泥砂、砂砾岩等混合松散沉积层。分布于河床、沟谷低洼处和山坡地带。层厚为8.8610.69m，平均厚9.78m。二、井田构造：大阳坡井田位于东沟向斜之东南翼。总体构造形态为东西北东向展布、向西北倾斜的单斜构造。地层走向为近东西向转为北东向。地层倾向由北转为北西，倾角为3745。井田内构造以断层为主，沿走向发育有宽缓波状起伏。1、断裂构造：井田内发育的断层按其展布方向可分为东西向、北东向及北西向三组。东西向断层一般为逆断层，北东向及北西向断层为正断层。井田东部多发育北东向断层、倾向东南；东西向断层多发育在井田南部。断层规模大小不等。、大阳坡逆断层（F1）为大阳坡井田南缘边界断层。其断层特征如前所述。该断层由地表露头、大阳坡井主、副井筒和东翼凤井井筒所控制。、红土梁正断层（F2）位于大阳坡井东部，红土梁河西岸。为本矿井和红土梁井田之边界断层。断层走向自北向南由北西向转为近南北向，倾向东，倾角约为60，落差为60100米，长度约1150米。该断层由浅4、生2孔及老窑采空区所控制。、F6正断层位于大阳坡井之西缘，大阳坡河东岸。断层走向为西北东南向，长约1000米，倾向西南，倾角约80，落差近80米。该断层为生24号孔所揭露，生17、生8孔及银山煤矿1080米水平大巷所控制。、F3、F4、F5正断层位于大阳坡井田中部，横33及横66线之间。自东往西依次为F3、F4、F5断层。这三条断层走向近乎一致，为北北西向，呈“S”展布。倾向为北东北北东向。F3、F4、F5断层的倾角分别为84、83、80，均为高角度之正断层。断层落差依次分别为4257m，5052m，4052m，浅部落差小，深部落差大。断层长度依次分别为850m、750m、800m，2、褶曲构造位于大阳坡井中部，F3、F4、F5断层之间，为幅度大小不等的紧密小褶曲，褶曲构造致使中部地段地层产状变化较大，岩石较破碎，对煤层的破坏比较严重，影响了采区的正常划分和合理的布置，对安全生产造成一定的威胁。3、隐伏基底隆起带位于西部红13、补2及补3孔一带，呈近似园形，该基底隆起带的存在导致该区域内5号煤层及其以下煤层的缺失。本井田内无岩浆岩及围岩蚀变等地质现象。综上所述，本井田构造复杂程度为中等。三、煤层及煤质1、煤层大阳坡井田内含煤地层为红土梁组二段，共含煤层11层，自上而下依次编号为02、01、0、1、2、4上、4、4下、5、5下、6号煤层。1、4号煤层大部分赋存，为主要可采煤层，5号煤层部分赋存为局部可采煤层。其他煤层分布局限，仅见孤立可采点或可采点呈线状分布，形不成可采块段，故均为不可采煤层。井田内可采煤层为1、4、5号煤层，总厚度为0.6110.91m，平均厚度为2.27m，含煤系数为2.30%。各煤层赋存情况如下：1号煤层：位于红土梁组二段下部地层的上部，煤层厚度0.033.72m，平均煤厚1.36m，属薄中厚煤层，井田内除红14孔及F6断层东，横88线一带无沉积外，均有分布。属较稳定煤层，煤层赋存状态为似层状，煤层结构较简单，一般不含夹矸，局部含12层。煤层伪顶为薄层炭质泥岩，直接顶为砂质泥岩、粉砂岩，仅局部分布。老顶主要为中粗粗砂岩、含砾粗砂岩、砂砾岩，次为中细砂岩。直接底为砂质泥岩、炭质泥岩或泥岩，厚度0.515.35米，平均2.13米。老底主要为中粗粗砂岩、含砾粗砂岩、砂砾岩，次为中砂岩。4号煤层：位于红土梁组二段下部地层的中上部，煤层厚度0.1713.36m，平均煤厚2.09m，属中厚煤层。井田内大部赋存。本煤层与4上、4下号煤层为一煤组沉积，顺走向或倾向，三层煤时而合并，形成厚一特厚煤层，时而分岔尖灭。属极不稳定煤层，煤层结构简单复杂，含夹矸15层。煤层伪顶为泥质岩，直接顶为砂质泥岩，厚度0.725.28米，平均2.67米，仅局部分布，老顶为中粗砂岩、含砾粗砂岩、砂砾岩，局部为中细中砂岩。直接底为粉砂岩、泥质岩类，老底为中粗砂岩、含砾粗砂岩，砂砾岩，局部为中细砂岩。5号煤层：位于红土梁组二段下部地层的中下部，平均厚度为1.09m，为薄煤层，该煤层分布不广，煤层结构简单至较复杂，含夹矸24层。煤层局部有伪顶和直接顶，伪顶为泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩，直接顶为粉砂岩、砂质泥岩。老顶主要为中粗粗砂岩、含砾粗砂岩、砂砾岩，次为细砂岩。煤层直接底为砂质泥岩、泥岩、粉砂岩，老底主要为中细粗砂岩、含砾粗砂岩、砂砾岩，次为细砂岩、粉砂岩。2、煤质、物理性质和煤岩特征：1号煤：灰黑色，粉末灰黑色；金刚光泽或强玻璃光泽；条带结构明显，属状构造；内生裂隙较发育，脆度大，易破碎，硬度较小；断面为阶梯状，为半亮型煤。4号煤：钢灰色、粉末黑灰色；似金属光泽或金刚光泽；宽条带状结构或似均一状结构，块状构造；内生裂隙不很发育，脆度较大，较易破碎硬度较小；断面为阶梯状或棱角状，属光亮型半暗型煤，以半亮型煤为主。5号煤：灰黑色，玻璃光泽，条带状结构，具水平层理，层状构造，内生裂隙发育，易脆，以亮煤为主，下部以暗煤为主，属半亮半暗型煤。1、4、5号煤层视密度均为1.36t/m。、煤的化学性质、工艺性能及工业类型井田内各煤层的粘结指数均为0，焦渣特性1号煤为3，4、5号煤为2。1、4号煤为中灰、特低硫、低磷煤层； 5号煤为富灰、特低硫、特低磷煤层。各煤层煤种均为贫煤（PM），发热量均较高，无粘结性。煤质特征表项目煤层Mad%Ad%Vdaf%St.d%Qgr.V.adMJ/kg1号煤1.5120.8915.230.2127.344号煤2.0922.4815.630.4034.195号煤0.7035.1413.270.2534.62四、水文地质1、井田水文地质条件（1）地表水系大阳坡井田的地表水系有红土梁沙河和大阳坡沙河，由北（北西）向南（南东）分别流迳井田东部和西部。平日干枯无水，仅在雨季暴雨时才有短暂洪流经过。红土梁沙河位于两井田接壤处，穿过煤系地层与煤层露头，且沙河两侧均有老窑分布，雨季实测沙河地表水迳流量为58.36升/秒, 红土梁沙河历史最高洪水位为+1198.32m, 大阳坡沙河历史最高洪水位为+1185.25m。主井口标高为+1202.311m，副井口标高为+1204m,进风立井井口标高为+1204.448m，均高于历史最高洪水位。（2）主要含水层根据河北省张家口市尚义煤矿大阳坡井地质报告提供，主要含水层有煤系地层含煤段下花园组一段（JX1）裂隙水含水层；阎家窑组（JY）裂隙水含水层；第四系孔隙水含水层。煤系地层含煤段裂隙含水层，系指各煤层顶底板砾岩、砂砾岩及中粗砂岩的层间裂隙和构造裂隙，由于其发育程度不一，含水贫富亦不一样，浅部露头风化裂隙发育，为潜水含水层，深部层因有泥岩、砂泥岩或粉砂岩隔水层存在，为承压含水层。该含水层直接向矿井充水，为直接充水含水层，为矿井水主要来源。阎家窑组含水层广布于大阳坡逆断层以南，因其延伸长，落差大，又为压性断层，破碎带宽度2.5m左右，带中岩石发生重胶结，节理裂隙和小断层多呈闭合状，视为隔水断层，故对矿井开采影响不大。红土梁F2正断层的导水性应引起该矿开采时注意。该断层沿红土梁沙河西岸延展，倾向东，浅4钻孔钻探至该断层带附近时曾发生冲洗液全部漏失，所以+950水平底板巷穿越该断层时应引起注意。晚新世冲洪积物Q3F分布在河床两恻，构成级阶地；全新世早期Q4lap分布在河床两側为级阶地，晚期Q42a分布在干涸的河床中，由砂、砂砾石、卵石及砂土组成混合沉积松散层，为孔隙水潜水含水层，含水厚度为8.8310.69m，含水较丰富，尚义煤矿的供水水源井都布置在河床级阶地。Q4含水层直接与煤层露头或古旧窑接壤，与煤系砂岩含水层联系密切，或通过古旧窑采空塌陷区向矿井充水。（3）老窑采空区积水尚义煤矿开采历史久远，有据可查在清朝光绪年间即有官办与私人的开采活动。沿煤层露头看，各井田內碴堆累累，塌陷坑比比皆是，规模大小不一。古旧窑采深一般都在地下静水位以下，由第四系孔隙水直接补给或沿煤层顶底板砂岩组裂隙层侧向补给，故积水较大。所以二采区开采时应加强探放水。（4）矿井水文地质类型确定由前所述，煤系砂岩、砂砾岩裂隙含水层为矿井主要直接充水含水层，故水文地质类型确定为简单型裂隙充水矿床。2、矿井涌水量根据河北省张家口市尚义煤矿大阳坡井地质报告提供，正常涌水量21.47 m3/h，最大涌水量34.13 m3/h。近年实测结果为全矿井正常涌水量25.0m3/h，最大涌水量36.5m3/h。根据本矿实际涌水量按比拟法预算未来矿井正常涌水量如下： （m3/h）式中：Q预计矿井未来正常涌水量，m3/hQ0矿井现正常涌水量，为25m3/hS0地下水位降深值，采用地下水位标高+1183.8与+770m 水平标高差，为413.8m。 F0矿井现有开采面积 ，为0.292m2S地下水位降深值，采用地下水位标高+1183.8与+700m 水平标高差，为483.8m。F未来矿井采掘面积 ，为0.562m2未来矿井最大涌水量如下：根据计算出的矿井未来正常涌水量预计矿井未来最大涌水量，未来矿井最大涌水量如下：Q最大=Q正常=1.4636.0 = 52.5m3/h式中：矿井涌水量变化系数，为1.46；Q正常预计矿井未来正常涌水量，为36.0m3/h。五、瓦斯、煤尘与煤的自燃1、瓦斯原尚义煤矿大阳坡井和尚义县新兴煤炭采掘有限责任公司历年来矿井瓦斯等级鉴定结果均为属低瓦斯矿井。2008年矿井瓦斯等级鉴定情况见下表： 2008年矿井瓦斯等级鉴定结果表 矿井名称瓦斯二氧化碳矿井瓦斯等级相对涌出量（m3/t）绝对涌出量(m3/min)相对涌出量(m3/t)绝对涌出量(m3/min)瓦斯二氧化碳大阳坡井6.60.996.50.98低低新兴煤矿7.20.325.40.24低低2、煤层自燃倾向性及煤尘爆炸性根据2008年河北省煤田地质研究所提交的矿井煤层煤样检验报告，煤层自燃发火鉴定等级为类不易自燃煤层，煤尘爆炸性指数为35.16%，具有爆炸性。该矿井自1968年投产以来，井下从未发生煤层自燃发火和煤尘爆炸现象。延伸新水平或进入新采区见煤后应及时对煤层自燃倾向性及煤尘爆炸性重新进行鉴定，并按照新的鉴定等级进行管理。第二章 矿井开拓第一节 矿井储量一、井田境界根据河北省国土资源厅关于尚义煤矿煤炭资源整合方案的函（冀国土资函20101622号），整合后的河北省张家口市尚义煤矿大阳坡井矿区范围由20个拐点圈定，东西长约2.53km，南北宽约0.78km，面积1.5549km，开采深度为+1120m至+700m标高，拐点坐标见下表：整合后大阳坡井矿区范围拐点坐标表 点号X坐标Y坐标点号X坐标Y坐标1453872838510748204538840385129752453878638510951945389543851257534538729385112861045387573851237444538865385116501145384783851233654539562385122241245382233851199064539868385123701345381563851199074539970385124521445381763851183784540034385125441545381383851146218453960238512700164538256385113781945394603851316517453841438511130二、储量1、矿井保有资源储量根据2010年6月由河北省张家口市地质队提交的河北省张家口市尚义煤矿大阳坡井煤炭资源储量核实报告，整合后全矿井截至2009年底保有资源储量180.1万t。2010年因煤炭资源整合政策原因，矿井全面停产，其资源储量未动用。所以本次技改设计该核实结果为依据，整合后的尚义煤矿大阳坡井全井田资源储量情况见下表。 资源整合后全矿井保有资源储量表 单位：万吨井别资源储量类别煤层编号合计1#4#5#一采区（原大阳坡井）111b18.920.239.1122b25.812.628.066.433312.423.615.251.2小计57.156.443.2156.7二采区（原新兴矿）111b16.716.7122b6.76.7333小计23.423.4全矿井111b35.620.255.8122b32.512.628.073.133312.423.615.251.2小计80.556.443.2180.12、各种煤柱留设 井田边界及工广煤柱：为防止越界开采，井田边界需要留设安全煤柱。留设方法是：自本井田边界线向内分别推进水平距离20m。经计算，边界煤柱为3.7万吨；矿井的工业广场布置在储量计算范围以外，不需留设煤柱； 断层及河流煤柱：F2断层为导水断层，且位于红土梁沙河附近，在储量核实报告中F2断层左右各30m未计算储量，已留作防水煤柱。大阳坡沙河位于井田西翼边界，虽然距开采区域距离较远，但仍必须在采掘工程平面图上标明安全煤柱线，防止越界开采。 村庄煤柱：该矿井为开产近50年的老矿井，浅部煤层已开采完，村庄未发现地表塌陷现象，今后采区域为+770水平以下，距地表400多米，不会造成地表裂缝、塌陷，因此+770水平以下开采不再留设村庄保护煤柱。 井巷煤柱：矿井主要井巷均布置在底板岩层中，不需留设煤柱。其它主要巷道留设510m护巷煤柱,计算巷道煤柱留设量为6.4万t。各类煤柱汇总表煤柱类别矿界煤柱（万t）巷道保护煤柱（万t）地质及水文地质损失（万t）合计（万t）一采区2.936.07.816.73二采区0.770.41.22.37全矿合计3.76.49.019.13、可采储量、矿井工业资源/储量：由于333级储量全部处于F3 、F 4、 F 5断层附近，按照煤炭工业矿井设计规范有关规定，对矿井保有地质资源/储量中的333资源/储量可信度系数为0.6，矿井工业资源/储量计算结果为：矿井工业资源/储量=111b+122b=55.8+73.1+51.20.6=159.62万t矿井设计资源/储量：矿井工业资源/储量扣除永久煤柱损失（包括冲积层防水煤柱、断层煤柱、矿界煤柱等永久煤柱）后为矿井设计储量。其中，冲积层防水煤柱和F2断层煤柱已留设，在储量核实中未计算在内；矿界煤柱按20m留设，为3.7万t；矿井地质及水文地质损失系数取5%，为9.0万t。经计算，永久煤柱为12.7万t。矿井设计资源/储量=159.62-12.7=146.92万t、矿井可采储量：矿井设计可采储量（矿井设计资源/储量-工业场地保护煤柱-主要巷道保护煤柱）采区回采率。因为该矿井工业广场及井筒、石门均布置在煤层底板岩石中，不需留设保护煤柱，经计算其它主要巷道保护煤柱6.4万t。按照规范规定，中厚煤层采区回采率按80计算。矿井设计可采储量=（146.92-6.4）80%=112.4万t。可采储量计算结果表储量类别保有储量（万t）可采储量（万t）一采区156.795.5二采区23.416.9全矿合计180.1112.4第二节 矿井生产能力及服务年限一、矿井工作制度根据煤炭工业小型煤矿设计规定的要求，矿井年工作日330天，每天三班作业，每天净提升时间16小时。二、矿井生产能力及服务年限1、矿井设计生产能力的确定按照河北省政府关于煤矿资源整合的文件要求，结合矿井的资源储量情况及矿井提升、运输、供电、排水、通风、采掘、地面生产系统等实际情况，矿井技改后设计生产能力确定为15万t/a。并通过对提升、运输、排水、供电、通风等生产系统能力计算，均能满足年15万t/a生产能力需要。 2、矿井服务年限：资源整合后矿井尚有可采储量112.4万t，根据煤矿矿井采矿设计手册，储量备用系数取1.3，计算矿井服务年限为5.8年。第三节 矿井开拓一、现状：大阳坡井现采用斜井阶段石门开拓，多水平分区开采，中央并列式通风。主、副斜井均安装有提升机，主斜井担负提升煤、矸和运送物料，副斜井为回风井，并用于升降人员，主、副斜井落平于+850m水平。在井田西翼+850水平现有一对暗斜井，主暗井落平至最低可采水平+700m水平，副暗井只落平于+770水平，其+770水平以上煤层均已采完，+770水平以下为“单条腿”开拓，且+770水平以下剩余储量不多，矿井储量主要分布在井田东翼+850水平以下。新兴煤炭采掘有限责任公司现为一对立井开拓，主立井用于提升煤、矸和运送物料、升降人员，井筒深度为160m，井底落平至+1045水平，副立井为专用回风井，井筒深度为137m，井底落平至+1067水平。+1100水平以上为老窑采空区。二、主要存在的问题1、现大阳坡井西翼一对暗立井绞车均为1.2m绞车，且电机及电控均非防爆型，无“MA”标志,为国家明令禁止淘汰产品。主暗井提升能力不足，副暗井担负运送人员不符合要求，且副暗井没有同主暗井一同下到+700水平，只下到+770水平，为“单条腿”开拓，系统不完善。2、新兴煤炭采掘有限责任公司副立井筒断面小，不能满足矿井通风需求，且没有和主立井一同落平至+1045水平，只下到+1067水平。主立井没有安装梯子间。3、井下采用巷道短壁式采煤法,单产水平低，工作面不能保证上、下两个安全出口。三、开拓方案的选择（一）布置原则：建立健全矿井安全、生产系统，提高采掘机械化程度，提高生产效率和煤炭资源回收率，尽可能利用现有生产及行政福利设施，以减少投资，缩短工期。（二）开拓方案：根据矿井目前开拓开采情况，经矿方、总公司和设计单位共同商议确定，矿井开拓采用“两斜一立”混合开拓，多水平分区开采。原大阳坡井范围为一采区，原新兴煤炭采掘有限责任公司范围为二采区，由于储量主要集中在一采区，所以先开采一采区，后期回收二采区。保留原大阳坡井主斜井做为全矿井主提升井，主井绞车房安装一台2JK21-20提升机，单钩串车提升，担负全矿井的煤、矸提升及材料运送任务。保留原大阳坡井副斜井做为全矿回风井，仍使用现安装的两台4-72-1116B主通风机抽出式通风。副井绞车房安装一台JTP1600/1224型提升机。并担负全矿井运送人员任务。保留原新兴煤炭采掘有限公司主立井做为二采区进风井，井筒设计安装安装梯子间，兼做一个安全出口，技改完成后原副立井予以报废。由一采区原+950水平底板大巷继续向东掘进428m（包括石门）至二采区，与二采区联通，二采区的提升、运输、排水、通风、供电等均由一采区主、副井担负。全矿井共保留有三个安全出口，分别为主斜井、副斜井和二采区进风立井。一采区原+850水平西翼暗斜井因开拓布局不合理，系统不完善，绞车等设备不符合安全要求，决定予以报废。本次技改设计在一采区+850水平中部新掘一对暗斜井，主暗井进风，副暗井回风。主暗井安装一台JBT-1600/1224绞车，单钩串车提升，担负+850水平以下煤、矸提升及材料运送任务；副暗井安装一台JBT-1600/1224绞车，担负运送人员任务，人车型号为XRC-10。暗井第一生产水平为+770水平，一采区西翼的煤层及东翼煤层均由此暗井开拓，采用石门两翼开采，实现均衡生产。四、水平划分及水平标高的确定可采煤层为1、4、5号煤层，1、4号煤层层间距约60m，4、5号煤层层间距约50m。根据煤层赋存条件及采煤方法，设计确定一采区暗井第一生产水平标高+770m，回风水平为+850m，阶段垂高80m，斜长110m，水平内划分为二个区段开采。二采区运输水平为+950水平，回风水平为+1045水平，阶段垂高95m。五、采区划分及开采顺序1、采区划分根据矿井开拓水平划分及大巷布置方式，本着合理开采、简化系统，减少井巷开拓工程量，有利于矿井通风和生产，保证矿井工作面正常衔接等原则，矿井设计将井田范围划分为二个采区，即原大阳坡井为一采区，原新兴煤炭采掘有限公司为二采区，其中一采区为石门两翼开采，二采区安排到后期开采。2、开采顺序首采工作面布置在一采区东翼+770水平1号煤层，+700水平为接替水平，最后开采二采区。由于1号煤层赋存于上部，所以采区内先采1号煤层，后采4、5号煤层。回采工作面采用后退式回采，即由采区东部和西部向井田中央开采。 六、大巷布置方式根据矿井总体开拓布置方案和井下实际情况，一采区暗井+770水平布置石门、煤层运输大巷，原+850煤层大巷做为回风大巷。二采区进风利用原主立井，+950水平底板大巷做为二采区运输、回风大巷。第四节 井 筒一、井筒用途、布置及装备矿井技改后采用“两斜一立” 混合开拓方式，即由主斜井、副斜井和二采区回风立井组成全矿井开拓系统。通风方式为“两进一回”混合式，即主斜井及二采区立井进风，副斜井回风。其中主、副井仍利用原大阳坡井主、副斜井，保留原新兴煤炭采掘有限责任公司主立井为二采区进风井。1、主斜井主斜井垂深352m，斜长705m，坡度30，井筒断面5.25，半圆拱砌碹支护。井口标高+1202.311m，井底水平为+850m。主斜井绞车房安设2JK21-20提升机，U-0.6t固定式串车提升，井筒铺设18Kg轨道。主要用于全矿井煤、矸提升及材料运送和全矿井进风任务。2、副斜井副斜井垂深355m，斜长712m，井筒断面5.25，半圆拱砌碹支护。井口标高+1204.943m，井底水平为+850m。安设两台4721116B离心式主要通风机，副井绞车房安设JTP1.6-1.2提升机，提升CRX-10人行车，井筒铺设15Kg轨道，主要用于全矿井回风及全矿井运送人员任务。井筒敷设入井电缆、排水管路、通信线路、监控线路等。3、二采区进风立井二采区进风立井垂深160m，井筒断面3.24，原为方形木框支护，技改后为方形砼框架支护。井口标高+1204.422m，井底水平为+1045m。井筒特征表序号井筒名称井口坐标井筒深度净断面支护形式XYZ1主斜井4538165.50438511950.5261202.311垂深352m斜长705m5.25半圆拱砌碹2副斜井4538155.95138511982.9511204.422垂深355m斜长712m4.65半圆拱砌碹3二采区回风立井4539298.20838512850.7321204.448垂深160m3.24砼框架支护二、井筒支护方式因主斜井、副斜井原采用半圆砌碹支护，支护质量保持完好，满足矿井生产、安全要求，因此不再进行改建。二采区进风立井原采用方形木框支护，技改为砼框架支护。第五节 井底车场及硐室一、井底车场形式根据矿井的实际情况，+850水平主、副井底车场均利用原有的甩车场，井底不设煤仓，铺设双轨调车。井下煤炭运输直接由电机车牵引列车组经采区运输大巷、石门运至井底车场。二、主要硐室1、+850水平中央变电所：井下中央变电所仍利用一采区原有的+850水平中央变电所，布置在+850水平主、副井车场之间，长度25m，断面14.28，半圆拱砌碹支护。东翼暗井+770水平设采区变电所，长度20.8m，断面14.28，半圆拱砌碹支护。2、水泵房：中央泵房与+850水平中央变电所联合布置，主、副水仓布置在+850水平主、副井车场之间，主、副水仓总容积238m3。在一采区东翼暗井+770水平设采区水泵房，布置在+770水平主、副暗井车场之间。主、副水仓布置在副井车场东侧，水仓总容积202m3。3、暗井绞车房：东翼主、副暗井绞车房布置在+850水平副井车场东侧，规格：长宽高=8m7.25m4.1m。4、其它硐室：850水平信号硐、候车室、消防硐等仍采用原硐室。770水平新增加信号硐、候车室、消防硐。第三章 采区布置及装备第一节 采煤方法一、采煤方法的选择根据本井田煤层赋存情况、顶底板条件及矿井开拓布置方式，经过技术经济比较后，结合目前煤炭行业开采相关规定，淘汰房柱式采煤法，设计采用走向长壁采煤法，顶板管理方式采用单体液压支柱配绞接顶梁支护，爆破落煤工艺，采空区处理方式为自然垮落式，工作面回采顺序为后退式，工作面倾斜长度5060m，走向长度200250m。因煤层倾角大，在37-45左右，所以工作面切眼沿煤层倾向伪斜布置，在煤层倾角小于30的区域可沿煤层真倾斜布置。目前，我国这种采煤技术较为成熟，生产系统简单，管理方便，巷道掘进率低，单产高，投资少，也符合“三推行”的政策要求，只要加强生产管理，进一步提高工人技术水平，是可行的。二、移交生产时工作面数目、位置根据矿井开拓布置、煤层的赋存条件和采煤工艺特点，首采工作面布置在一采区东翼+77