阳城13采区文字.doc

郑州登电阳城煤业有限公司13采区设计说明书目 录前 言5第一章 采区概况及地质特征11第一节 采区概况11第二节 采区地质特征12第三节 煤系、煤层及煤质特征15第四节 水文地质条件及涌水量16第五节 其他开采技术条件20第二章 采区开拓方式22第一节 矿井生产概况22第二节 采区边界及储量24第三节 采区生产能力确定和服务年限25第四节 井筒布置25第三章 采区巷道布置27第一节 采区巷道布置27第二节 采区运输、通风及排水28第三节 采区设计工程量及施工工期29第四章 采区采煤方法33第一节 采区采煤方法及采面设备配置33第二节 工作面回采工艺及装备33第三节 巷道掘进设备和采掘比例36第四节 采区生产能力校验36第五章 采区通风38第一节 概况38第二节 采区通风系统39第三节 采区需风量及负压计算39第四节 灾害预防及安全装备50第六章 采区主要机械设备选型55第一节 提升设备55第二节 通风设备63第三节 排水设备66第四节 压风设备69第七章 采区供电系统设计72第一节 采区供电电源72第二节 采区电力负荷72第三节 采区送变电76第四节 采区供配电76第五节 井下采区供配电77第六节 采区通信调度系统79第七节 采区安全生产监测系统79第八节 采区人员定位系统84第八章 采区安全技术及组织措施85第一节 采区瓦斯灾害防治85第二节 采区防治煤尘爆炸措施88第三节 采区防治水措施90第四节 采区防灭火措施91第五节 回采安全措施92第九章 采区技术经济指标99第一节 劳动定员99第二节 实施进度及循环作业图表100第三节 采区主要技术经济指标101附录1、初步设计委托书2、采矿许可证、安全生产许可证、营业执照3、河南省登封市阳城企业集团有限公司阳城煤矿技术改造初步设计说明书(郑州煤炭工业（集团）工程设计有限公司)批复文件4、河南省登封市阳城企业集团有限公司阳城煤矿技术改造初步设计安全专篇（郑州煤炭工业（集团）工程设计有限公司）批复文件5、河南省工业和信息化厅关于对郑州广贤工贸新丰煤矿等39处矿井2010年度瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复（豫工信煤【2011】111号）6、煤尘爆炸性、煤炭自燃性鉴定报告（国家安全生产洛阳矿山机械检测检验中心）附件1.主要机电设备和器材清册2.图纸附图目录序号图纸名称图号备注1地质地形图C1211-105-1213采区井上下对照图C1211-113-1313采区开拓方式平面图C1211-109-1413采区上山采区巷道布置及机械配备平面图C1211-163-1513采区开拓方式、采区巷道布置AA剖面图C1211-109/163-26巷道断面图册C1211-122713采区通风系统容易时期示意图C1211-171-1813采区通风系统困难时期示意图C1211-171-2913采区井下消防和防尘供水管网系统图C1211-845-11013采区压风自救管路系统平面图C1211-217/163-111风井、地面10kV 、6kV、0.4kV配电系统图C1211-261-11213采区井下供电系统图C1211-261-21313采区安全生产监控系统图C1211-174-114井下运输系统图C1211-124-115井下人员定位系统图C1211-174-24前 言一、矿井概况 郑州登电阳城煤业有限公司地理位置位于告成镇王窑村，隶属郑州登电煤业开发有限公司，初步设计由郑州煤炭工业（集团）工程设计有限公司完成，初步设计年生产能力为0.21Mt/a。按照豫煤重组办201025号文件，登封市阳城煤矿属兼并重组矿井，被郑州登电煤业开发有限公司兼并重组。更名为郑州登电阳城煤业有限公司。2011年3月9日登封市停工停产整顿煤矿复工复产验收工作领导小组以登煤复字【2011】5号文批准复工复产。矿井开采二1煤层，两斜一立开拓方式，主井运输方式为带式输送机；副斜井用架空乘人装置运送人员；风立井担负提矸及下放材料和升降设备任务。通风方式为中央边界式抽出式；采煤工艺为走向长壁后退式放顶煤炮采工艺。13012采面工作面开采标高为+182+218m。技改设计共划分为四个采区，自上而下分别1、3、5、7采区。除17采区正在回采外，5、7采区基本回采完毕，3采区由于原来采用分层开采，加上当时采煤工艺落后，留有部分余煤，因此本次采区设计主要是针对13采区的余煤进行复采。郑州登电阳城煤业有限公司为保证矿井生产能力、资源的合理回收利用及采区正常接替，委托我公司编制完成了13采区设计文件。设计文件由设计说明书、主要机电设备和器材清册和图纸组成。二、编制设计的主要依据(一) 国家政策、法规、条例、规程、规范1、中华人民共和国安全生产法（国家主席令第20号2002.6.29）2、中华人民共和国煤炭法（国家主席令第75号1996.8.29）3、煤矿安全规程（国家安全生产监督管理总局令第29号）4、煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ1029-2007）5、煤炭工业矿井设计规范6、煤矿井下粉尘综合防治技术规范（AQ1020-2006）7、煤矿防治水规定（国家安全生产监督管理总局令第28号）8、“中华人民共和国安全生产行业标准”有关规定。(二) 有关文件和报告1、郑州登电阳城煤业有限公司13采区初步设计委托书；2、郑州登电阳城煤业有限公司矿井地质报告；3、郑州登电阳城煤业有限公司地质说明书；4、郑州登电阳城煤业有限公司设计、专篇说明书（郑州煤炭工业（集团）工程设计有限公司）；5、该矿采掘工程平面图、井上下对照图及现场调查的设备、安全生产现状及有关统计数据；6、该矿矿井瓦斯等级鉴定、煤层自燃鉴定及煤尘爆炸性鉴定等自然安全条件诸方面文件资料；7、郑州登电煤业开发有限公司有关设计的文件；8、矿方提供钻孔情况及其它技术资料等。三 、采区设计的主要技术特征1、开采条件及资源情况：13采区位于主副斜井的西翼，上邻井田边界，下邻井田边界，右邻11采区西翼，左邻15采区东翼，13采区开采范围为-110-210m二1煤层底板等高线之间，采区平均走向长0.440.54km，倾斜长0.550.60km，面积0.19km2。13采区原揭露其煤厚1.008.48m，平均2.89m，原采用分层开采，平均2.5m。较薄的地方已基本回采净，同时当时开采工艺落后，较厚的地方留有余煤，通过13012的上、下顺槽的实际揭露，实际平均煤厚2.0m左右， 13采区理论估算储量为22.7万吨。该矿水文地质类型属中等型，原设计矿井正常涌水量50m3/h，最大涌水量100m3/h；通过13012采面的实际揭露，实际涌水量比原设计小。煤层属低瓦斯区，煤尘有爆炸危险性，二1煤自燃倾向等级为类，属不易自燃煤层。 2、采区生产能力:设计生产能力0.15449万吨/年，服务年限1.03年。3、采区开拓：13采区仍利用原来主要系统和地面的设施。4、采区巷道布置：13采区上山巷道均沿煤层底板布置布置方式，均已用原有巷道并井维修。支护采用工字钢梯形棚支护。采面上下顺槽支护方式、断面和上山一样。5、采区开采顺序及工作面：13采区首先开采13采区上山13012采面工作面，采用沿空留巷的方式保留13012运输顺槽，同时做风桥作为13023的回风巷，以13032和13052的 2个掘进工作面进行接替。13采区内开采顺序为从上向下、先右后左依次开采。6、采煤方法：采用走向长壁炮采/手稿落煤法采煤，全部垮落法管理顶板，保证采区生产能力。7、通风系统：通风系统为分区抽出式。主、副井进风斜井进风，回风立井回风，矿井总需风量为25.5m3/s；回风立井地面装备两台FBCDZ15/55kW2型矿用轴流式通风机，功率255 kW，电压380V，转数为n=980r/min。一台工作，一台备用，反转反风。8、煤层注水：掘进工作面和回采工作面设计均选用7BZ-4.5/16注水泵和TXU-75注水钻，分别进行采掘前注水，满足安全生产要求。9、采区提升运输系统：皮带上山装备已有的二部DTL652030型带式输送机运煤，电动功率30kW，运输能力Q=200t/h。轨道上山选用一台JTKB1.2-1.2/24型单筒防爆绞车，电机功率37kW。10、排水系统：利用原有的排水系统。该矿在+164m,+110m,+80m三个水平建有泵房和水仓，根据水仓所处水泵位置，自上而下分别为一号水仓、二号水仓、三号水仓，水仓分内、外水仓，外水仓长108m，内水仓长45m，水仓的断面为8.5m2，内外水仓长153m，水仓的容量为1300.5m3/h，三级排水，按现有矿井正常涌水量50m3计算，水仓的有效容量，满足矿井8小时以上的正常涌水量。本次设计仍利用原有的排水系统，13采区的水通过安装在采区的二台气动泵排至13运输上山自流到二泵房，然后排至一泵房，由一泵房排至地面。一泵房选择125D256型离心式水泵三台，水泵配YB2250M-2型电动机,电压660V，功率75kW，2950r/min；二泵房选择125D256型离心式水泵三台，水泵配YB2250M-2型电动机，电压660V，功率55kW，2950r/min；三泵房选择125D256型离心式水泵，配YB2250M-2型电动机，电压660V，功率55kW,转速=2950r/min。11、供电系统：在地面工业广场主井口附近有一个10kV变电所，配电装置选用GG-1A（F），10kV高压开关柜12台和GG-1A（F）6kV高压开关柜2台，单母线分段，在变电所安装四台变压器，两台S9-1000/10，10/6kV和两台S9-315/10，10/0.4kV，前两台变压器变压后通过6kV高压开关柜向井下送电，后两台变压器变压后，通过GGD型低压开关柜向地面低压设备供电，见地面供电系统图。通过地面变电所10kV高压开关柜向风井送一路10kV电源，架空线的型号为LGJ-70，截面70mm，线路长3.5km；另一路来自曲河变电站，架空线LGJ-70，截面70mm2，线路长5km，双回路向风井主扇供电，风井变电所安装两台变压器，型号是S9-315/10，10/0.4kV，变压器变压后通过风井变电所低压开关柜向主扇和风井绞车供电。见风井供电系统图。低压配电装置选用GGD2型低压配电柜12台。13采区供电电源主要来自井下1#、2#变电所、3#变电所。12、压风自救系统：利用地面已有的地面空压机站，空压机站有二台空压机，排气量均为20 m3/min，排气压力0.8MPa，一台型号为LG110-8，一台型号G110SKF-8，配110kW电机，一台工作，一台备用。供井下掘进头和避难硐室或压风自救系统用风。目前地面空压机站至进风斜井井筒1005mm无缝钢管。13轨道上山分别敷设：1005mm无缝钢管。压风支管为503.5mm焊接钢管。13、监控、人员定位系统：利用该矿井已有的一套安全监测监控系统KJ95N，人员定位系统采用已有的KG232型煤矿人员管理系统。14、通讯调度系统：利用原有的HDK-120型80门程控交换机。沿运输大巷延伸至13采区，在采区、主要运输设备、绞车房等地点安装本安型电话，以保证采区主要电话用户的通信。四、主要技术经济指标1、设计采区生产能力：0.21Mt/a；2、设计服务年限：13采区1.03a。3、采区投产移交井巷工程量：井巷13采区工程总长度为640m，万吨掘进率30.48m/万t；掘进总体积为3942.4m3，万吨掘进率188.03m3/万t；4、移交工作面个数及长度：1个/80m。掘进工作面个数：2个；5、13采区效率3.15t/工；6、13采区建设工期：4.7个月。五、存在的主要问题及建议1、13采区由于是复采，原采区的积水情况不很清楚，应进一步查清该区的地质及积水情况以确保安全。2、建议矿方尽快补充13采区上山计划开采范围内已采过部分的地质勘探，以便施工上山时掌握13采区上山地质构成，保证巷道布置层位的准确和施工安全。3、建议矿方13采区上山采区巷道布置方案可根据施工期间实际，进行调整，以便采区巷道合理、安全的服务生产。4、开采13采区前，必须提前进行探放水工作，防止矿井水害发生。第一章 采区概况及地质特征第一节 采区概况一、采区所处井田位置、采区边界及邻区情况13采区位于阳城煤矿井田的北部，浅部以二1煤层底板+110m等高线为界，深部以二1煤层底板+210m等高线为界，西以箕F7正断层为界，东以副斜井为界，采区平均走向长0.440.54km，倾斜长0.550.60km，井田面积0.19km2。采区周边小窑分布为：北邻为新峰煤矿及新星煤矿。二、采区地形地势及河流井田北部为低山丘陵，海拔325m，井田西部及南部为高山地形，最高山岭海拔472m。井田中间地形较低，海拔260.4m，高差211.6m，西高东低，自然形成两条冲沟朱家沟、王窑沟，雨季两沟有较大洪水，流经水峪村而注入颍河。三、气象与地震本矿区属大陆性半干旱气候，夏季炎热，冬季寒冷，四季分明。年降水量4161003mm，平均759.5mm,雨季多集中在7、8、9三个月，占年降雨量的70%，年平均蒸发量1672.3mm。年平均气温14.6，最高气温43.8，最低气温-21.3。春、夏、秋三季以东北风为主，间有西风，冬季以西风为主，风力以冬春季为最大，一般风速3.2m/s，最大风速18m/s。最大冻土厚度20cm，最大积雪厚度21cm，年平均无霜期216天。本区地震烈度为6级。第二节 采区地质特征一、采区地层矿山范围内基岩部分出露，主要为下二叠统下石盒子组中上部地层。据地表露头以及生产矿井和钻孔揭露，地层自下而上分别为奥陶系、石炭系、二叠系。1、奥陶系（O）为奥陶系中统马家沟组（O2m）：岩性下部为黄色薄层状泥质石灰岩，夹黄绿色泥岩：上部为深灰色厚层状致密石灰岩及角砾状石灰岩，含少量黄铁矿结核，具溶蚀现象。本组地层钻孔揭露最大厚度38.22m，与下伏寒武系地层呈段整合接触。2、石炭系(C)(1)中石炭统本溪组(C2b)：本组厚度3m左右，下部为灰白色铝土质粘土岩，上部为青灰色泥岩。与下部奥陶系地层呈平行不整合接触。2)上石炭统太原组(C3t)：为套海陆交互相沉积，按其岩性特征可分为三段：下段：厚20m左右。主要岩性为灰岩、泥岩互层。灰岩一般为4层，中厚层状为主，含丰富的生物化石，泥岩多为深灰、灰黑色，含植物化石碎片，泥岩顶部与灰岩接触面多为碳质泥岩或煤层、煤线。一4煤层位于L4和L3灰岩之间，厚度为01.26m，属局部可采煤层，其余煤层均不可采。中段：厚一般22m左右。主要为一套碎屑岩，岩性为灰色中细粒砂岩，砂质泥岩及泥岩等。局部夹23层不稳定的生物碎屑泥灰岩，泥岩中含较多的植物化石碎片。局部夹薄层碳质泥岩。上段：厚10.50m，为灰岩与泥岩或砂质泥岩互层。灰岩一般为深灰色，燧石团块，顶部灰岩含硅质成份较高，局部可为燧石层。灰岩中多含生物化石。泥岩多为深灰色、灰黑色，局部发育有碳质泥岩及煤线。3、二叠系(P)(1)下二叠统山西组(P1S)厚度在80m左右。主要岩性为中细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层、煤线组成，其中所含二1煤层为本区一主要可采煤层。二1煤层底板称波浪带砂岩、中夹透镜状菱铁质泥岩，顶板为大占砂岩(中细粒砂岩)为区域内二1煤层顶板标志层。泥岩中常含植物化石。二1煤层位于该组中下部大占砂岩以下，厚度0.908.48m，全区可采。本组顶部泥岩具紫斑和鲕状结构，俗称小紫，顶界为砂锅窑砂岩底面。该组地层与下伏石炭系太原组地层呈整合接触关系。(2)下二叠统下石盒子组(P1X)本组地层总厚度大于300m，与下伏山西组地层呈整合接触关系。含三、四、五、六四个煤组。其中五煤组中五3煤层局部可采，岩性为砂岩、泥岩互层。顶部以中粗粒砂岩(田家沟砂岩)为标志层，其底板为下石盒子组与上石盒子组分界界面。区内厚度约180m左右，主要为下石盒子组底部地层，岩性为砂岩、泥岩互层，局部见碳质泥岩或煤线。泥岩中含丰富的植物化石碎片。五煤组位于本组中上部地段，其中五3煤层厚01.38m，平均0.63m，为区内局部可采煤层。底部以厚层状含砾中粗粒长石石英砂岩(砂锅窑砂岩)与山西组地层区分。(3)上二叠统上石盒子组(P2x)仅在矿区西南边界以外有少量出露，岩性为中粗粒砂岩，灰色，厚层状，底部为砾状，成分以石英为主，次为长石，分选差，次棱角状，韵律分选清晰，具交错层理，大多含海绿石，为煤系地层一主要标志层，俗称田家沟砂岩。4、第四系(Q)矿山内广泛分布，厚020m。主要为粉砂质亚粘土、亚砂土、砂质粘上及耕植土等，底部为砾石层。二、采区构造阳城煤矿位于颍阳芦店向斜南翼东段，矿区总体构造为一走向90左右、倾向180左右、倾角813左右的单斜构造。矿区构造程度中等，在矿区的西北部和东南部边界发育有三条正断层(箕F7、箕F7-1、箕F5)，现对其简述如下：1、箕F7正断层为本矿山西北部边界断层，沿西独山一冯家门一磨石咀一东蒋庄一线展布，区域延伸规模6km，区内延伸长度2.2km。断层走向58左右，倾向328左右，倾角70左右，断层落差2080m，为一向北西方向倾斜的正断层。该断层由ZKll71l钻孔和地表露头控制，控制严密。2、箕F7-1正断层位于矿山西北部边界附近，为箕F7之分支断层，断层性质为正断层。断层走向85左右，倾向355左右，倾角约70。断层落差010m，延伸长度约0.6km，该断层由地表露头控制，控制较严密。3、箕F5正断层位于本矿山东南部，沿东独山一王家沟一王窑一水峪一线展布，其西端在郭家沟与箕F4断层相交，区域发育规模5km，区内延伸长度2.2km。断层走向2756左右，倾向117146左右，倾角70左右，落差4080m，断层性质为正断层，由地表露头控制，控制较严密。综合矿山情况，矿区构造复杂程度为中等。第三节 煤系、煤层及煤质特征一、煤层本区含煤地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组及下石盒子组，含煤地层总厚度318.23m，共含煤9层，煤层总厚度5.30m，含煤系数为1.7%。矿山范围内二1及五3煤层为可采煤层。本矿开采煤层为二1煤层。二1煤层位于二叠系下统山西组中下部，顶板一般为大占砂岩，局部有炭质泥岩伪顶。底板为泥岩及砂质泥岩。三采区煤层厚度变化不大，经钻孔揭露，平均煤厚2.0m。结构简单，煤类单一，普遍可采，属稳定煤层。二、煤质二1煤层黑色，条痕棕黑色，强玻璃光泽，粉粒状，局部夹块状。宏观煤岩成分主要为亮煤及镜煤，暗煤次之，少量丝炭。宏观煤岩类型以半亮型为主，煤层结构简单。由于后期构造作用，煤层原始结构不复存在，属以糜棱煤为主、碎粒煤次之的构造煤。其视密度平均1.38tm3。二1煤层有机质含量平均92.31，以镜质组为主，其占有机质组分的73.86，半镜质组11.19，惰性组7.25，无机组7.7。镜质组多为无结构镜质体，偶见木煤及木质碎块。无机质主要为粘土矿物，含少量方解石及微量硫化物。镜煤平均最大反射率为199，属高级无烟煤C段(贫煤类)。二1煤层原煤水分为0.730.76，为低水分煤。二1煤层灰分为17.6828.80，属低中灰中灰煤。二1煤层灰熔点在11931400之间，煤层煤灰熔融性测试均属高熔至低熔灰。二1煤层硫含量，0.170.19，属特低硫煤。二1煤层挥发份为12.5916.89之间。据煤元素含量测得结果，二1煤浮燥有机元素以碳元素为主，占91.37次为氢元素，氢含量4.3，氮元素含量为1.53，氧加硫之和为2.90。该矿二1煤层为低中灰、特低硫、特高热值贫煤，可选性中等，煤炭反应性和结渣性强、抗碎强度低，鉴于以上特点，主要适应动力用煤和民用煤。第四节 水文地质条件及涌水量区内属丘陵地貌，地形总体走势为南高北低，冲沟发育，便于大气降水的自然排泄。据了解，当地正常地下水位在+250m左右，矿山周围无大的河流及水库等地表水体，也无发现大的断裂构造与远处水体沟通。矿山东部虽有白沙水库，但距矿山尚有4000m，因此，地表水不构成对矿床充水的水源，但是，该矿床主要位于当地最低侵蚀基准面以下，其地下水必须靠机械外排。一、主要含水层特征1、第四系松散层含水层矿山内新生界第四系砂质粘土，厚度020m。富水性弱，局部低洼处富水，一般不含水。为松散孔隙型弱含水层。2、二1煤层上部二叠系砂岩裂隙含水层组主要有二1煤层顶板炒岩，下石盒子组底部砂岩等数层含水层构成，累计厚度20m左右。矿山内含水层主要有山西组大占砂岩段、香炭砂岩段；下石盒子组砂锅窑砂岩;下石盒子组底部老君庙砂岩；其间均有厚层泥岩相阻隔。上述砂岩多为中粗粒砂岩，泥硅质胶结，裂隙不发育，富水性及透水性较弱。属孔隙裂隙承压水。为二1煤层顶板直接充水含水层。据矿井生产情况，该含水层主要以顶板淋水形式向矿井充水。另据登封煤田区域资料，钻孔单位涌水量为0.000160.019Ls.m，渗透系数为0.000720.06md。3、二1煤层底板含水层可分为直接底板含水层和间接底板含水层两类。、直接充水含水层为太原组上段灰岩含水层，由L7、L8两层灰岩组成，其中L7灰岩较发育，平均6m左右。该含水层富水性较弱，但极不均一，涌水量为1050 m3h，一般20m3h。在雨季可增加3050。据抽水资料表明，单位涌水量为0.004870.302Ls.m，渗透系数为0.082.93md。据矿井生产情况，多数矿井无底板水，说明该含水层补给、迳流条件差，富水性也较弱。但该含水层为二1煤层底板直接充水含水层，属岩溶裂隙承压水，对二1煤层开采有直接影响。、间接充水含水层由太原组下段L1L4灰岩及奥陶系灰岩组成，其中Ll、L4灰岩相对稳定，较发育，岩性为含燧石生物灰岩，厚度3.535.0m，平均约13m。富水性强，该含水层单位涌水量为0.59Lsm，为二1煤层底板间接充水含水层，属岩溶裂隙承压水，富水性、导水性不均一，局部地段具较强的富水性和导水性。属岩溶裂隙承压水，该区地下水类型为HCO3Ca型和HC03CaMg型。二、主要隔水层特征1、二1煤层顶板隔水层由二1煤层顶至砂锅窑砂岩底间的泥岩、砂质泥岩组成，厚约4070m。一般情况下能隔离山西组各砂岩含水层，避免其砂岩水连通并进入二1煤层矿井。但在构造破坏情况下将失去隔水作用。2、二1煤层底板隔水层由泥岩、砂质泥岩及细砂岩组成，厚约5m。一般情况下可阻隔太原组灰岩水进入二1煤层矿井。但在断裂切割、采掘等引起压裂、震动情况下，此隔水层可能失去隔水作用，诱发淹井事故。3、太原组中段隔水层由泥岩、砂质泥岩及细粒砂岩组成，厚约20m。具一定隔水作用，正常情况下能阻止太原组上、下段灰岩含水层发生水力联系，避免下段灰岩水进入二1煤层矿井。4、本溪组铝质岩隔水层由铝质岩、铝质泥岩组成，平均厚8m左右。岩性较致密，节理裂隙不发育，正常情况下该隔水层可阻止寒武系与石炭系太原组含水层发生水力联系，如遇厚度变薄、构造破坏等情况，可能失去隔水作用，导致两含水层地下水发生水力联系，对矿井构成潜在威胁。三、13采区充水因素分析1、充水水源、大气降水：本区大气降水多集中在7、8、9月份，其降水量占全年的70左右。大气降水对地表水、地下水、老窑水等具有补充作用，雨季矿井涌水量一般是正常涌水量的两倍，以往最大可达45倍。、地下水：进入开采二1煤层矿井的地下水主要为顶、底板直接充水含水层。二1煤层底板直接充水含水层含水性一般较弱，且涌水源来自底板。、断裂构造对矿床充水的影响本区发育的断裂构造主要为南北边界断层(箕F7、箕F5)，二者走向北东，落差4080m，并使矿区所在块段构成地垒，使区内二l煤层层位与区外二叠系砂泥质相对隔水层相对接，构成相对阻水构造。但一般情况下，在较大的断裂构造形成过程中，由于受应力牵引、拖拉作用而在断裂带两侧形成较密集的羽状断裂，破坏了地层的连续性，使各个含水层间产生不同程度的水力联系。同时，断裂破碎带为地下水的运移、富集提供了通道和空间场所。因此，推测在箕F5和箕F7两断层及其附近，为地下水的相对强迳流带。在开采过程中，当接近两断层时，应打超前探、放水钻，并留设足够的防水煤柱等防水措施，以防突水造成淹井事故。(4)、老空水本矿山浅部和深部均为采空区，推测积存有大量老空、老塘水，是威胁矿井后期生产的潜在危险因素，生产当中，当井巷接近上述区段时，应打超前探、放水钻，并留设足够的防水保安煤柱，避免盲目揭露，造成溃水淹井事故发生。四、水文地质勘查类型依据详查区资料和本矿山开采情况，二1煤层的主要充水水源为其下部的石炭系灰岩岩溶水，正常涌水量50m3/h，最大涌水量150m3/h，其次为来自顶板及采空区的淋水和渗水。底板岩溶裂隙承压水涌入是威胁矿井安全生产主要水害。综合上述情况，矿床水文地质勘查类型可定为三类二亚类二型，矿床开采水文地质条件中等。建议在开采时注意底板进水。五、13采区涌水量分析1矿井涌水量本矿井水文地质条件中等，矿井生产系统完善，水文地质条件特征已有相当暴露，根据矿方提供的实际涌水量资料：矿井正常涌水量为50m3/h，最大涌水量为150m3/h。2采区涌水量根据矿方提供的实际涌水量资料：采区正常涌水量为10m3/h，最大涌水量为15m3/h。第五节 其他开采技术条件一、瓦斯根据豫工信煤2011111号文件河南省工业和信息化厅关于对郑州广贤工贸新丰煤矿等39处矿井2010年度瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定结果的批复，矿井相对瓦斯涌出量为6.37m/t绝对瓦斯涌出量2.95m/min属瓦斯矿井。二、煤尘的爆炸性和煤的自燃2008年4月23日经国家安全生产洛阳矿山机械检测检验中心对我矿煤尘爆炸性和煤层自燃倾向进行了鉴定，结论是该矿的二1煤层自燃倾向等级为类，属不易自燃煤层，煤尘具有爆炸性。三、煤层顶底板二1煤层顶、底板主要为泥岩、砂质泥岩。岩石的抗剪、抗拉及抗压强度小，易产生冒顶、掉块，工程地质条件不良；次为细粒砂岩，具较大的抗剪、抗拉及抗压强度，工程地质条件较好。（1）顶板：二1煤层顶板砂岩应属稳定-坚硬类岩石；顶板为泥质岩者（包括砂质泥岩），属不稳定-中等稳定类岩石，为中等冒落性顶板，生产中可出现冒顶、掉块、片帮等不良工程地质现象，故在开拓回采中，二1煤矿坑应加强顶板的管理和维护管理工作。（2）底板：二1煤层底板岩性主要为砂质泥岩和细砂岩，局部具伪底炭质泥岩，属不稳定-中等稳定类岩石，其力学强度一般相对较低，遇水易出现膨胀、底鼓变形等不良工程地质现象，易造成底鼓或底板突水，生产中应加强底板的维护和管理工作。四、地温据邻区井田资料：所确定的恒温带深度为40m，温度为16.3，平均地温梯度1.73/百m，属地温正常区。未有影响地温特殊地质因素。29第二章 采区开拓方式第一节 矿井生产概况一、矿井开拓方式该矿开拓方式是二斜井一立井，主斜井多台带式输送机连续运煤。1、主斜井：斜长1607m，倾角上部1430，下部011，料石砌碹(中部有100m金属支架支护)，铺设5部SPJ-800型吊挂带式输送机，主要用作输送煤炭、进风和安全出口。2、副斜井：斜长1483m，倾角上部2430，下部011，料石砌碹(中部有100m金属支架支护)，西部装有架空乘人装置，用作上、下人员、进风及安全出口。3、回风立井：为了解决井田深部开采的通风和下料问题，19971998年间在井田下部开了一个立井，井深288m，井筒内装备一个0.75t非标罐笼，1台JTP1600型单筒提升绞车，配用电机型号为YR280S-6型，功率75kW，主要作下料、设备和回风之用。本井田因断层切割而形成狭长的条带块状，走向短，倾斜长，垂高311m，原设计大巷水平定为+140m，而实际开采时，主斜井落底水平为+80m，回风立井水平标高为+86m。另外还有三个辅助水平，分别为+164m、+110m、+30m。每个辅助水平均建有水泵房和水仓。水平标高确定为+80m水平。本井田现已开采到深部井田边界处，原设计也未划分采区，只是自上而下按上山顺序排列到现在的13上山。本技改设计共划分为四个采区，自上而下分别1、3、5、7采区，除7采区为双面采区外，其余均为单面采区。开采顺序是由浅至深沿倾斜方向开采，目前已开采到深部边界处，即第七采区。当第七采区开采完之后，主要进行13采区的复采。二、采煤方法该矿采用采用走向长壁后退式采煤法。全部垮落法管理顶板。三、通风方式通风方式采用中央边界抽出式，主、副斜井担负全矿井进风，回风立井担负全矿井回风，通风方法为抽出式。四、井筒提升1、主斜井：斜长1607m，倾角上部1430，下部010，料石砌碹，铺设5部SPJ-800型带式输送机，主要作输送煤炭、进风和安全出口之用。2、副斜井：斜长1483m，倾角上部2430，下部010料石砌碹，井内安装有长720m的架空乘人器装置，作上下人员及进风和安全出口之用。3、回风立井：井深288m，井筒内装备一个0.75t非标罐笼，一台JTP-1600型单筒提升机，配用电动机型号YR280S-6，功率75kW，主要用作回风及下放材料、设备。五、大巷运输该矿井下采用斜井片盘开拓，故未有运输大巷，煤炭是由多台带式输送机从井下连续运输到地面。材料和设备是从回风立井入井，配备8辆自制非标材料车和5辆自制非标平板车。回风立井井下与总回风巷连接铺设600mm轨距轨道，24kg钢轨。运输能力满足要求，故本采区设计不再增加新的设备，维持现状。六、目前矿井采掘活动及采掘接替安排1、矿井生产采区布置阳城煤矿开采单一煤层即山西组二1煤，现有准备一个生产采区，即13采区。2、采掘开队伍矿井现有2个采煤队，同时配备有1个掘进队来保证矿井正常接替。3、采掘接替安排目前17采区即将采完，13采区即将形成，本次设计的13采区将接替17采区。第二节 采区边界及储量一、采区边界13采区位于主副斜井的西翼，上邻井田边界，下邻井田边界，右邻11采区西翼，左邻15采区东翼，13采区开采范围为-110-210m二1煤层底板等高线之间，采区平均走向长0.440.54km，倾斜长0.550.60km，面积0.19km2。二、采区资源储量13采区原揭露其煤厚1.008.48m，平均2.89m，原采用分层开采，平均2.5m。较薄的地方已基本回采净，同时当时开采工艺落后，较厚的地方留有余煤，通过13012的上、下顺槽的实际揭露，实际平均煤厚2.0m左右， 13采区理论估算储量为22.7万吨。第三节 采区生产能力确定和服务年限一、矿井工作制度矿井年工作日330d，每天二班作业，二采一准，每天净提升时间为16h。二、矿井设计生产能力及服务年限1、矿井设计生产能力的确定：根据该矿资源储量，并征求矿方意见，本次采区设计将生产能力为0.21Mt/a。2、采区服务年限：采用1.4的储量备用系数，则13采区服务年限为1.03年。第四节 井筒布置一、井筒的用途、布置及装备1、主斜井：斜长1607m，倾角上部1430，下部010，料石砌碹，铺设5部SPJ-800型带式输送机，主要作输送煤炭、进风和安全出口之用。2、副斜井：斜长1483m，倾角上部2430，下部010，料石砌碹，井内安装有长720m的架空乘人器装置，作上下人员及进风和安全出口之用。3、回风立井：井深264m，井筒内装备一个0.75t非标罐笼，一台JT-1200型单筒提升机，配用电动机型号YR280S-6，功率75kW，主要用作回风及下放材料、设备。以上三个井筒均为已有井筒，井筒支护现状情况良好，本次采区初步设计维持不变。井筒特征详见表2-4-1。井筒特征表表2-4-1序号名称单位主斜井副斜井回风立井1井口座标Xm380309938030443802092Ym3842321538423093384219712井口标高m+271+266+3503提升方位角度494904井筒直径m2.85井筒倾角度上部1430下部010上部2430下部01006井底标高m+59+60+627断面净m28.55.626.15掘进m210.627.369.088支护材料料石砌碹料石砌碹砼厚度mm3002503009井筒装备5部SPJ-800型带式输送机架空乘人器装置0.75t非标罐笼JT-1200型单筒提升绞车二、井壁结构回风立井根据实际工程地质情况，井壁均采用砼浇灌，井壁支护厚度为300mm，井颈及井座壁厚450mm。第三章 采区巷道布置第一节 采区巷道布置一、采区上山巷道布置选择（一）采区上山巷道位置、数量的选择采区上山巷道布置方法有：位于采区中央的双翼采区和位于采区边界的单翼采区两种，13采区倾向宽度500m以上，且属瓦斯矿井，选择双翼采区，上山位于采区右翼。根据有关规定，两条上山即满足要求，即轨道上山、运输上山。根据在矿井的调研和矿方要求，结合采区生产装备条件，以满足安全生产、减少生产环节为目标，轨道上山与运输上山间距（中-中）30m。（二）采区上山巷道层位的选择设计将采区轨道上山和运输上山布置在二1煤层中，巷道稳定，有利于采区巷道布置。工作面轨道顺槽和运输顺槽均沿二1煤布置。二、采区主要巷道断面的选择巷道断面的设计，主要根据满足巷道使用功能、规程、规范等的要求，以满足采区在服务年限内的通风、行人和运输的要求，结合采区设备配置：13采区轨道上山和运输上山为已有巷道，断面6.16m2，矿工钢支护，能满足安全生产需要。工作运输和轨道顺槽设计6.16m2，支护形式采用矿工钢，详见断面图册。第二节 采区运输、通风及排水本次采区设计开拓工程包含上山（详见采区开拓图），但投产井巷工程及设备配置均以采区上山为准。一、采区煤炭运输工作面原煤运输路线：回采工作面(刮板输送机)运输顺槽(刮板输送机)运输顺槽(胶带输送机)13运输上山（胶带输送机）主斜井皮带运至地面。二、采区辅助运输方式及设备材料或设备：由风井15采区回风巷13采区轨道上山13采区轨道上山上车场轨道顺槽使用地点；掘进煤: 13032、13052掘进工作面13运输上山（胶带输送机）主斜井皮带运至地面；掘进矸石: 掘进工作面13采区轨道上山(矿车、提升绞车)井底车场副斜井至地面。三、采区通风路线设计采区回采工作面、掘进工作面、采区变电所均采用独立通风。回采工作面通风流程：新鲜风自主斜井进风联巷13采区运输上山运输顺槽回采工作面；（乏风）轨道顺槽13采区回风上山15采区回风巷风井。掘进工作面通风流程：13032、13052运输顺槽进风巷（局部通风机）掘进工作面（乏风）运输（轨道）顺槽15采区回风巷风井。采区独立通风的硐室有：采区变电所、采区绞车房。为保证用风地点的正常用风和采区内发生火灾时能实现局部反风，采区内设有双向风门。五采区排水路线采区内排水以自流为主，在顺槽中某些低洼之处无法实现自流，采用污水泵排水。排水流程：工作面顺槽（管路）13运输上山（管路）进风联巷（管路）2号水仓1号水仓地面。第三节 采区设计工程量及施工工期一、采区设计工程量13采区移交生产时，设计井巷工程总长度为640m，万吨掘进率30.48m/万t；掘进总体积为3942.4m3，万吨掘进率188.03m3/万t。井巷工程量见表3-5-1和表3-5-2。 井巷工程量汇总表 表3-5-1序号项目名称长度（m）掘进体积（m3）备注煤巷岩巷小计煤巷岩巷小计一工作面6306303880.83880.8二13采区轨道上车场101061.661.6合计630106403880.861.63942.4序号井巷名称煤岩类别支护型式断面形状断面()工程量备注净掘进长度(m)掘进体积(m3)煤巷岩巷合计煤巷岩巷合计一13012工作面 630 630 3880.8 3880.81轨道顺槽 B=3.6 h=2.2煤矿工钢、网梯形6.15 7.7 2712711669.36 2运输顺槽 B=3.6 h=2.2煤矿工钢、网梯形6.15 7.7 2802801724.8 3开切眼B=3.6 h=2.2 煤矿工钢、网梯形6.157.78080492.8 二13采区轨道上车场101061.661.6113采区轨道上车场岩矿工钢、网梯形6.157.710 10 61.6合计3942.4表3-5-249施工准备的内容应以满足施工需要为前提，并尽量节约投资，其主要内容如下：1技术准备（1）编制施工准备期内安排施工的有关单位工程施工图设计。（2）组织人员学习采区地质报告，掌握地质资料，熟悉设计文件。2工程准备（1）落实施工队伍，做好施工组织设计及投资安排。（2）做好工期计划，落实施工材料供应。 (二)、移交标准113采区投产时，应移交1个工作面及与之相适应的全部井巷工程量，即井下投产1个采煤工作面，配2个煤巷掘进面，工作面装备完成后即可投产。2必须按设计建成井下各生产系统和井下监测、消防、洒水、防尘等安全设施工程，并经联合试运转形成综合生产能力，具备生产条件。(三)、井巷工程平均成巷进度指标根据煤炭工业矿井设计规范有关规定，结合矿井实际情况，井巷工程成巷指标如下：岩石平巷：70m/月 煤层平巷：150m/月煤层斜巷：120m/月 (四)、井巷主要连锁工程井巷主要连锁工程为： 13012运输顺槽(56d)工作面切巷（40d）试运转(45d)。根据工期安排：首采工作面形成及完成相应井巷工程移交采区约需4.7个月。 (五)产量递增计划该矿井13采区建成投产后，设计为一个采煤工作面和两个煤巷掘进面，预计投产后试生产2个月，就可实现正常生产。第四章 采区采煤方法第一节 采区采煤方法及采面设备配置一、采煤方法的选择该矿目前17采区采用走向长壁采煤法,根据确定的采区生产能力，以及矿方现有设备情况，结合矿方生产布局状况，因此，设计接替的13采区仍选择走向长壁后退式采煤法。二、回采工作面回采方式及顶板管理采区内回采工作面采用后退式。顶板管理采用全部垮落法管理。第二节 工作面回采工艺及装备一、工作面回采工艺1、工作面回采工艺选择 根据矿井生产实际和矿井生产能力需要，结合矿方生产技术水平及要求，回采工艺选择放炮加手镐落煤。2、回采工艺流程交接班安全检查掐口手镐落煤撺梁正棚背顶支护回柱放顶清煤移溜。二、工作面参数的确定采区生产能力、采区巷道布置及13上山采区的范围，回采工作面布置倾向长度确定为440540m之间；根据采区区段划分的原则、矿井技术管理水平，区段宽度为80m左右，除去巷道占用宽度10m外，区段间留3米小煤柱，设计确定采面倾斜长度为80m。三、工作面主要设备选型1、单体液压支柱DZ22-30/100型外注式液压支柱，主要技术参数如下：支撑高度1.442.24m，中心距800mm，工作阻力300kN，初撑力118157kN。2、刮板运输机选用SGW520/40型，主要