401-3采区设计.doc

峪沟煤业有限公司 4#层401-3采区设计说明书第一章 采区地质情况第一节 采区概况一、采区位置4号层401-3采区位于F1断层以北，F4断层以南，501-1巷以东，露头煤以西。二、煤层赋存条件4号煤层赋存于太原组顶部，根据钻孔揭露的煤层真厚度（地层倾角155时换算成真厚度）以及巷道揭露煤层厚度统计，煤层厚度7.008.41m，平均7.56m，为赋存区稳定可采煤层。该煤层结构极复杂，含夹矸35层。其直接顶板为砂质泥岩或为泥岩、砂质泥岩互层，有时有炭质泥岩伪顶，老顶为中粗砂岩（K3），其底板一般为泥岩，局部有炭质泥岩伪底。第二节 地质情况一、煤层顶底板条件 4号煤层：直接顶板为中细粒砂岩或泥岩，厚度5.5922.40m，局部裂隙发育，为半坚硬岩石，属中等坚硬顶板。顶板坚硬，不易冒落，有时有0.020.05m炭质泥岩伪顶，易垮落，局部为1.50m左右砂质泥岩顶板。底板为泥岩、局部为砂质泥岩，厚度4.25m左右，为软岩层。据采掘实践，顶底板易于管理2007年，采取了4号煤层顶底板样，由山西省三水实验测试中心进行测试，顶板细砂岩，抗压强度107.0-118.4 MPa；底板泥岩抗压强度4.5-68.3MPa。二、采区地质构造断层：F4正断层：位于井田西南01号钻孔北，走向北西，倾向北东，断层倾角6070，最大落差5m，井田内延伸长度470m。由三维地震确定的，可靠。第二章 采区储量与生产能力第一节 采区储量一、工业储量 采区走向长99 170m，倾斜宽31m，煤的容量1.5。根据地面钻孔地质资料分析，该采区煤层平均厚度为8.7m。储量计算公式：Q=d.S.M 式中：Q为工业储量；万吨d为煤的容重 S为水平面积 M为煤层厚度8406工作面：170318.71.56.88408工作面：146318.71.568410工作面：123318.71.558412工作面：99318.71.548414工作面：116318.71.54.78416工作面：116318.71.54.78418工作面：117318.71.54.78420工作面：115318.71.54.74#层401-3采区工业储量为：40.6万吨二、可采储量储量计算公式：Zk（Zgp）C 式中：Zk为设计可采储量，万吨； Zg为工业储量，万吨； P为永久煤柱损失量，万吨，本设计条件下取0.8； C为采区采出率，本设计条件下取508406工作面：（6.80.8）5038408工作面：（60.8）502.68410工作面：（50.8）502.18412工作面：（40.8）501.68414工作面：（4.70.8）5028416工作面：（4.70.8）5028418工作面：（4.70.8）5028420工作面：（4.70.8）5024#层401-3采区可采储量为：17.3万吨第二节 采区生产能力及服务年限采区生产能力： 本采区可采储量约为17.3万吨，采区生产能力为3万吨/年。第三章 采区方案设计第一节 采煤方法的选择1、选择依据适宜的采煤方法是建设高产高效矿井的关键。影响采煤方法的因素很多，概括起来主要有地质构造、煤层埋深、煤层赋存状况、煤层厚度及硬度、煤层结构、顶底板条件、煤质条件及矿井生产能力等。1)本井田构造中等，煤层赋存条件为一单斜构造，走向北东，倾向北西，煤层倾角在矿井东南部边界接近煤层露头处为倾斜-急倾斜，井田中部为缓倾斜，深部为近水平。2）矿井兼并重组整合后的生产能力为0.9Mt/a， 4号煤层赋存于太原组顶部，煤层厚度7.009.45m，平均7.56m，可采性指数为1，为全区稳定可采煤层，为一型。该煤层结构较复杂，含夹矸25层。其直接顶板为砂质泥岩或为泥岩、砂质泥岩互层，夹薄煤层4上号，有时有炭质泥岩伪顶，厚1026m，老顶为中粗砂岩（K3），其底板一般为泥岩，局部有炭质泥岩伪底。3）矿井为低瓦斯矿井。各可采煤层均有煤尘爆炸危险性。4号号煤自燃等级为I级，为容易自燃煤层；、采煤方法的选择根据本区的地质条件、煤层赋存特征和矿井生产规模，设计对4号煤提出了两种采煤法：1、倾斜分层金属网(或塑料网)假顶综合机械化采煤方法； 2、综合机械化放顶煤采煤法。对以上两种采煤方法进行详细的分析比较，简述如下：(1)人工假顶分层综采长壁综采分层采煤法：将4号煤层沿倾斜分为二三层，中间铺设金属网假顶。长壁综采分层采煤法以前在我国大中型矿井也普遍采用，分层开采技术成熟，但是具有工序复杂、掘进率高、顶板管理困难等缺点，成本较高。随着采煤支护设备的不断发展，分层开采已很少应用。(2)放顶煤综采放顶煤开采关键在于顶煤的可放性, 影响放顶煤的自然因素主要是开采深度、煤层厚度、煤层结构、煤层顶板岩性及其厚度和岩、煤体裂隙发育程度等。1) 开采深度对冒放性的影响本矿井首采的4号煤层的开采深度为170510m，根据其它矿井放顶煤的顶煤冒放性的经验数据分析得出的结论来看，当开采深度100m时，顶煤冒放性比较好，总的趋势是顶煤冒放性随开采深度的增加而加强。因此，本矿开采4号煤层在浅部属较易冒放性煤体。其冒放性随开采深度的增加而加强。2) 煤层厚度对冒放性的影响一般来说，过厚的顶煤其上部是难以达到充分松动，即顶煤冒放性随煤层厚度的增大而减弱，从国内放顶煤工作面的实际生产经验和情况来看，开采厚度不宜大于15m，最小临界厚度为4.55.0m，本矿初期开采的4号煤厚度平均7.56m，从开采厚度分析，顶煤具有较好冒放性。3) 煤层强度和节理对冒放性的影响实测资料统计表明，一般当煤层硬度f系数小于3时，顶煤冒放性较好。应当指出的是，一般煤体都存在不同程度的地质弱面和构造裂隙，节理裂隙发育的煤层，煤体的完整性较差，因而大大降低煤层的强度，顶煤在矿压的作用下易于破碎，节理裂隙越发育，顶煤的冒放性越好。顶煤可在顶板的矿山压力、采动影响以及支架的支撑下易于垮落、冒放。4) 煤层结构若煤层存在坚硬的夹矸，则会严重影响顶煤的冒放性。一方面夹矸在顶煤中形成“骨架”，使顶煤难以冒落；另一方面，即使顶煤垮落之后，夹矸形成大块，影响顶煤的流动性，堵塞放煤口。因此夹矸的存在对放顶煤是一种不利因素。本井田4号煤含夹矸25层，而且夹矸岩石强度相对较低，和煤层的强度基本相近，故对顶煤的冒放性不会产生影响。5) 顶板条件本矿井4号煤层直接顶板砂质泥岩或泥岩、砂质泥岩互层，夹薄煤层4上号，有时有炭质泥岩伪顶，厚度1026m，局部裂隙发育，为半坚硬岩石，属中等坚硬顶板。根据山西省三水实验测试中心出据的峪河煤矿岩石物理力学性质试验成果表，4号煤层顶板砂岩物理力学试验，单向抗压强度28.744.1MPa，普氏硬度系数5.32，裂隙发育。直接顶、老顶采用放顶煤开采时均能冒落，冒落高度不小于采放高度。因此4号顶板条件适宜放顶煤。 6) 本井田煤层无煤与瓦斯（二氧化碳）突出。综上分析，设计认为本井田4号层适合采用放顶煤开采。第二节 巷道掘进一、巷道断面：运输顺槽与回风顺槽都采用梯形巷道断面，切眼巷采用矩形巷道断面。其中，运输顺槽净宽为4.2m，净高为2.6m，净断面为10.9；回风顺槽净宽为3.2m，净宽为2.6m，净断面为8.3；切眼巷净宽为6.0m，净高为2.6m，净断面为15.6。二、支护形式： 运输顺槽与回风顺槽均采用梯形木棚支护，间隙处采用半圆木背紧。切眼巷采用锚杆、锚索、金属网联合支护。第四章 采区生产系统一、运输系统：回采工作面采区运输顺槽运输大巷井底煤仓主斜井地面。掘进工作面井底煤仓主斜井地面。二、通风系统：