山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计.doc

山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计 山西汾西正晖煤业有限责任公司 昌瑞煤矿采区设计 目目 录录 山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计 前前 言言 山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿为兼并重组整合矿井 批 准开采 2 5 号煤层 生产规模为 0 9Mt a 井田面积为 2 173km2 井田 先期开采地段为 1100m 标高以上 矿井的主要特点 矿井设计生产能力 矿井设计生产能力 0 9Mt a 服务年限 40 1a 井田开拓 设计选择立井开拓方式 即新布置一个副井和立井 改造原街板沟 煤矿箕斗立井作为回风井 根据煤层赋存情况和储量分布情况 全矿井 划分为四个开采水平 一水平标高 1400m 二水平标高 1200m 三水平 标高 1000m 四水平标高 800m 3 采区划分 每个水平布置一个采区 双翼开采 首采区为一水平 1400 一采 区 4 采煤方法 全矿井以一个综合放顶煤机械化采煤工作面和一个伪倾斜柔性掩护 支架炮采工作面保证 90 万 t a 的设计生产能力 矿井投产时在 5 煤层 布置一个综合放顶煤机械化回采工作面 在 2 煤布置一个伪倾斜柔性掩 护支架炮采工作面 5 井下运输 井下煤炭运输 上仓运输巷 采区运输上山 工作面运输巷采用带 式输送机 整个运输系统实现连续化 根据本井田煤层赋存条件 矿井 辅助运输设备采用矿车运输 6 通风方式 采用中央并列抽出式通风方式 主井 副井进风 回风井回风 选 用 FBCDZ B 8 24 220 2 型轴流式通风机 7 提升方式 主井净直径 5m 选用 2JK 3 5 11 5B 型单绳缠绕式提升机 电机 功率 1250kW 装备一对 6t 单绳标准箕斗 担负矿井的煤炭提升任务 副井净直径 7m 选用 JKMD 3 5 4 I 型落地式四绳摩擦提升机装备 一对 1 5t 矿车单层两车多绳宽 窄罐笼 担负矿井人员 设备 材料 等辅助提升任务 兼作进风井 8 地面生产系统 本矿井最终煤炭产品为两种粒度级筛选煤 粒度为 300 50mm 的块 煤和粒度为 0 50mm 的末煤 原煤经过地面筛分系统后送入块煤及末煤 筒仓 筛分出的矸石通过矸石皮带运输系统送到矸石场 9 供电电源 根据汾西正晖煤业有限责任公司提供的矿区供电规划 拟在街板沟 附近新建一座 35 10kV 变电站 该变电站位于昌瑞煤矿风井附近 站内 设供电主变压器 10kV 配电室 可为昌瑞煤矿和昌元煤矿提供 10kV 电 源 35 10kV 变电站由甲方另行委托设计 10 安全监测 矿井选用一套 KJ95N 矿用安全监测系统 本系统由地面中心站 通讯接口卡 监测分站及传感器组成 通过矿用通讯电缆联网 山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计 第一章第一章 矿井概况矿井概况 第一节 矿井概况第一节 矿井概况 一 矿井概况一 矿井概况 1 地理位置及交通条件 山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿位于宁武县西南方向约 60km 处 地方行政区划属宁武县新堡乡管辖 地理坐标为北纬 38 33 44 38 35 46 东经 111 54 26 111 55 24 该区交通运输以公路为主 自新堡乡向东行程 6km 可达宁静公路 距宁静铁路宁武县华北屯集运站 16km 矿区交通运输条件便利 详见 交通位置图 1 1 1 2 地形地貌 井田地处管涔山脉东麓 井田地表多被黄土覆盖 黄土受到强烈的 侵蚀 切割 多形成土梁 峁地形 一般呈南北向展布 同时发育近东 西向冲沟 冲沟两侧分支沟谷发育 沟谷底部大部分比较开阔 多呈 U 字型 部分地段狭窄 呈 V 字型出现 总体地势西高东低 最 高处位于井田西部 海拔 1778m 最低处位于东部的沟内 海拔 1500m 最大相对高差达 278m 属低中山区 3 河流 井田内地表水系不发育 只发育一些冲沟 只有雨季才有水流经过 地表水基本汇于沟谷 向东流出井田 汇入汾河 4 气候 井田内属于暖温带大陆性气候 气候干燥 昼夜温差较大 四季分 明 全年气温最低在 1 月份 为 27 2 最高 34 8 在 7 月份 年 平均气温 6 2 春季干旱多风 冬季寒冷少雪 年平均降水量为 468 1mm 降水量主要集中于 7 8 月份 7 月份平均 119 1mm 8 月份 平均 128 7mm 降水量最少在 1 月份 平均为 15mm 年平均蒸发量为 1902 3mm 最大在 5 6 月份 最小在 1 月份 霜冻期为 11 月上旬至次 年 3 月下旬 无霜其约 189 天 霜冻结冰期自十月下旬至次年四月 冻土深度在 1 25m 左右 最大 可达 1 4m 平均每年出现八级以上大风 风速平均 16 2m s 约 24 天 风沙 日 260 天 且多集中于冬春两季 风向经西北风最多 最大风速可达 25m s 本区主要灾害为干旱 洪涝 大风 冰雹和霜冻 二 井田地质特征二 井田地质特征 1 井田地层 井田位于宁武煤田南部静乐岚县矿区静乐区西北边缘 根据本次钻孔揭露和地质填图成果 井田内赋存地层由老到新有 奥陶系中统上马家沟组 O2s 石炭系中统本溪组 C2b 上统太原组 C3t 二叠系下统山西组 P1s 下石盒子组 P1x 上统上石盒子 组 P2s 第四系上更新统 Q3 及全新统 Q4 现将地层由老到新叙 述如下 二 井田地质构造二 井田地质构造 井田构造总体为一急倾斜单斜构造 走向近南北 倾向东 地层倾 角 60 90 根据 5 号煤层采掘揭露 接近地表段煤层略呈倒转形态 使近地表部分煤层倾向西 倾角约 80 井田内未见陷落柱 没有岩 浆侵入现象 根据 煤 泥炭地勘查规范 附录 D 1 2 关于中等构造的 阐述 本井田地质构造属中等类型 三 地质勘探程度三 地质勘探程度 2010 年 12 月山西省地质勘查局二一一地质队提供了 山西汾西正 晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿兼并重组整合矿井地质报告 资料翔实 山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计 可靠是井田生产和设计的重要依据 本矿重组前 井田内原有煤矿在生产过程中 矿井地质与矿井水文 地质工作已经积累了部分资料 总之 井田构造简单 本次钻探勘探线基本沿垂直煤层走向布置 施工了 3 个钻孔 7 个探井 钻孔煤层质量达到乙级 孔斜达到甲级 终孔层位达到了设计要求 岩层采取率达到了乙级 测井全孔岩性解释 合理 简易水文观测达到了甲级 钻孔封孔按照要求进行 原原始资料 记录较全 其他各项也均达到勘查规范要求 经过本次补充勘查 井田 先期开采地段探明 控制的资源 储量比例达到勘探比例要求 可满足 本次矿井建设设计要求 四 矿井水文地质情况四 矿井水文地质情况 1 地表水 井田内无常年流水性河流 发育的冲沟均为季节性排水通道 平时 干涸 雨季有短暂流水经过 汇集至较大沟谷注入井田东南界外的汾河 2 含水层水 区域含水岩组按其含水介质划分为三种类型 松散岩类 碎屑岩类 和碳酸盐岩类 各类含水岩组受岩层 地质构造及裂隙发育程度的控制 和影响而具有不同的含水特征 奥陶系中统上马家沟组岩溶含水层 主要岩性为厚层状泥质灰岩 石灰岩 ZK201 水文孔揭露 顶部石 灰岩 泥质灰岩 较破碎 抽水试验结果 单位涌水量为 0 0029 0 0035L s m 渗透系数为 0 1160 0 1209m d 水位埋深 26 38m 水 位标高为 1571 40m 含水层富水弱 据此水文孔推断井田奥灰水位标 高为 1571 1572m 石炭系太原组砂岩裂隙 石灰岩岩溶含水层 石炭系太原组含水层主要为中粗粒砂岩裂隙和石灰岩岩溶含水层 含水层离地表近的区段 风化裂隙发育 富水性较深处强 其含水向深 部渗透 据井田内水文孔抽水试验表明 单位涌水量 q 0 0033 0 0042L s m 渗透系数 K 0 1246 0 1467m d 该含水层富水性弱 水 位埋深为 16 51m 水位标高为 1581 20m 水化学类型 HCO3 Na 型 PH 值 8 27 二叠系山西组砂岩裂隙含水层 主要为山西组砂岩裂隙含水层 其中底 K3 砂裂隙含水层为 2 号煤 层直接充水含水层 其富水性与太原组含水层富水性相似的地方 就是 近地表区段 风化裂隙发育 富水性较深部强 深部裂隙不发育 富水 性弱 据井田内水文孔抽水试验结果同太原组 二叠系上下石盒子组砂岩裂隙含水层 该含水层主要为黄绿色 灰白色中粗粒砂岩 厚度较大 一般情况 下也是近地表区段裂隙风化裂隙发育 富水性较深部强 深部富水性弱 根据抽水试验结果同太原组 第四系松散层孔隙含水层及基岩风化裂隙带含水层 主要是第四系中上更新统底部砂砾石层和全新统底部砂砾层 由该 含水层厚度小 地层连续性差 大气降水补给有限 往往和地表基岩风 化带共同形成透水而不含水层段 3 隔水层水 本溪组隔水层 主要为铝土质泥岩 铝土岩 厚度 12m 以上 具有良好的隔水性能 是奥陶系岩溶水与上覆煤层之间良好的隔水层 石炭 二叠系隔水层 主要为泥岩 砂质泥岩 砂质泥岩 均为含水层间良好的隔水层 4 地下水补 径 排条件 山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计 本井田各含水层水补给主要接受井田内及区域大气降水的补给 由 于降水量少而集中 大气降水多形成地表径流 通过风化裂隙向下渗漏 补给 井田内各含水层水径流 受单斜蓄水构造的控制 总的径流方向 由北西向南东方向 地下水的排泄形式主要为有民用水井开采 5 矿井充水因素分析 地表水对矿井充水影响 井田内无常年性河流 但沟谷发育 雨季沟谷中有短暂水流 地表 水对矿井充水影响主要是通过基岩风化裂隙向地下渗漏 通过含水层影 响矿井充水 根据本井田煤层赋存特征 直接影响矿井充水是沿煤层露 头渗漏到煤层 进而影响开采 原各整合矿井井口均位于半山坡上 井口高于沟谷底 一般情况下 不受洪水影响 构造对矿井充水影响 井田地质构造简单 无断层和陷落柱 煤层为急倾斜直至直立 矿 井充水无构造方面的影响 含水层对矿井充水影响 由于井田煤层赋存特征 井田内无断层 陷落柱等构造 煤系地层 含水层富水性弱 虽存有承压水 但因无构造存在 含水层开采特征 一般无顶底板导水裂隙和冒落带产生 所以煤系地层含水层对煤层开采 影响不大 但井田各可采煤层均存在奥灰水带压开采区 且存在受构造 破坏块段和正常块段突水危险区 煤矿未来生产时必须引起高度重视 奥灰水对矿井充水影响 井田内奥灰水位标高为 1572m 煤层为急倾斜煤层 各可采煤层 1572m 标高以下均带压 根据 ZK201 水文孔揭露 2 3 5 号煤层底板 至奥灰顶面距离 63 39m 伪厚度 150m 58 32m 伪厚度 138m 21 13m 伪厚度 50m 批采煤层最底标高为 700m 据奥灰水突水系数 计算公式 K P M 式中 K 突水系数 MPa m P 底板隔水层承受的水压 MPa M 底板隔水层厚度 m 煤层底板至奥灰顶面的距离 2 号煤层最大突水系数 K2 1572 700 63 39 0 0098 63 39 0 145 MPa m 3 号煤层最大突水系数 K3 1572 700 58 32 0 0098 58 32 0 156 MPa m 5 号煤层最大突水系数 K5 1572 700 21 13 0 0098 21 13 0 414 MPa m 经过计算可知 2 3 5 号煤层最大突水系数大于正常块段突水经 验值 0 1MPa m 可见各煤层均存在奥灰水突水威胁 根据上述公试 2 号煤层 1247 29 988 55m 标高区段为受构造破坏 块段突水危险区 煤层 988 55m 标高以下区段为正常块段突水危险区 3 号煤层 1273 26 1035 22m 标高区段为受构造破坏块段突水危险区 煤层 1035 22m 标高区段以下为正常块段突水危险区 5 号煤层 1463 76 1377 52m 标高区段为受构造破坏块段突水危险区 1377 52m 标高区段以下为正常块段突水危险区 综上所述 井田内 5 号煤层有采 古 空区 且均有积水 各煤层 均有带压开采区 2 3 5 号煤层均有受构造破坏块段突水危险区和正 常块段突水危险区 按照 煤矿防治水规定 有关矿井水文地质类型划 分标准 本矿井 2 3 5 号煤层矿井水文地质类型均为中等 复杂类型 先期开采地段矿井水文地质类型为中等 第二节第二节 煤层埋藏特征煤层埋藏特征 一 含煤情况一 含煤情况 山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计 1 含煤性 井田内含煤地层为石炭系二叠系山西组和太原组 山西组平均 65m 含煤层 2 层 编号为 1 上 1 号 ZK101 揭露厚 度分别为 1 40 1 06m 根据地表出露情况 该两层煤层不稳定不可采 太原组厚度平均 80m 含煤 5 层 分别为 2 3 4 5 上 5 号煤层 其中 2 3 5 号煤层为稳定可采煤层 4 5 上均为不稳定不可采煤层 煤层总厚度 17 60m 含煤系数 22 2 可采煤层 地质报告确定全区较稳定煤层 3 层 即 2 3 5 煤层 2 号煤层 2 号煤层赋存于太原组顶部 上距山西组底砂岩 0 10m 煤层厚 1 26 7 15m 平均 4 21m 结构简单 含 1 层夹矸 夹矸厚度 0 15 0 70m 岩性为炭质泥岩 泥岩 煤层稳定 全区可采 顶板岩性为泥 岩 局部为砂质泥岩 底板岩性为泥岩或砂质泥岩 该煤层井田内未被 开采 3 号煤层 3 号煤层位于太原组 C3t 上部 上距 2 号煤层 1 79 7 93m 平均 4 86m 煤层厚度为 3 13 6 00m 平均 5 02m 不含夹矸 结构简单 ZK101 号钻孔煤层测井上部为高灰 且含夹矸 本报告不计可采煤层 煤层稳定 全区可采 顶板岩性为粗砂岩 泥岩 底板岩性为砂质泥岩 5 号煤层 石炭系 5 号煤层位于太原组 C3t 下部 上距 3 号煤层 35 73 70 13m 平均 52 93m 煤层厚度 1 31 10 72m 平均 8 37m 结构复杂 含 3 层夹矸 厚度 0 0800 53m 稳定全区可采 顶板岩性为泥岩 泥 质灰岩 底板为泥岩 井田内西南部上部被开采 有多处采空区 主采煤层特征见表 主要煤层特征一览表 组 煤 层 煤层厚度 煤层间距 平均 m 夹 矸 结 构 稳 定 可采 程度 顶板 岩性 底板岩 性 倾角 2 1 26 7 15 4 41 1 79 7 931 简 单 稳 定 全区 可采 砂质泥岩 或中细粒 砂岩 砂质泥 岩67 70 3 3 13 6 00 5 02 4 86 35 73 70 13 0 简 单 稳 定 全区 可采 砂质泥岩 或泥岩 砂质泥 岩或粉 砂岩 67 70 太 原 组 5 1 31 10 72 8 37 52 930 3 复 杂 稳 定 全区 可采 砂质泥岩 泥 岩及炭 质泥岩 60 65 二 煤质二 煤质 1 煤的物理性质及煤岩特征 区内 2 3 5 号可采煤层多呈黑色 灰黑色 粉末略带微棕色 光 泽多呈沥青 玻璃光泽或强玻璃光泽 断口呈参差状 平坦状 节理不发 育 内生裂隙不发育 较发育 一般 20 30 条 cm 另外外生裂隙不发育 煤的结构以条带状最发育 且以宽条带状结构为主 硬度 3 5 性脆易 碎 质轻污手 镜煤 或亮煤 的简易燃烧试验 易燃 发浓烟 较长 火焰 微熔 易熔以及微膨 并具有弱结渣性 井田内 2 3 5 号煤层宏观煤岩类型绝大多数均以半暗型煤为主 暗煤次之 井田内 2 3 5 号煤层显微煤岩特征 有机组分以镜质体最高 其 山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计 次见胶镜质体或含少量半镜质体 丝质体是以全丝质体为主 其次为半 丝质体 矿物以粘土矿物为主 另有黄铁矿及方解石等矿物 2 煤的化学性质及工艺性能 化学性质 本区所取煤层煤样的试验结果 其测试结果由山西省煤炭地质研究 所提供 2 3 5 号煤层煤质检测结果见表 1 3 3 工艺性能 a 发热量 2 号原煤发热量为 22 54 29 91MJ kg 属低热值 特高热值之气煤 3 号原煤发热量为 22 54 29 91MJ kg 属中热值 特高热值之气煤 5 号原煤发热量为 19 39 25 23MJ kg 属低热值 中热值之气煤 b 粘结性 2 号煤的粘结指数为 51 00 85 00 属中强粘结煤 强粘结煤 3 号煤的粘结指数为 56 00 89 00 属中强粘结煤 特强粘结煤 5 号煤的粘结指数为 55 00 88 50 属中强粘结煤 强粘结煤 2 煤种 2 号煤为低灰 低硫分 高硫分 低热值 特高热值之气煤 3 号煤为特低灰 低灰 低硫分 中高硫 中热值 特高热值之气煤 5 号煤为特低灰 高灰 中高硫 高硫分 低热值 中热值之气煤 三 瓦斯三 瓦斯 据 2010 年度瓦斯等级鉴定结果 绝对瓦斯涌出量为 0 641m3 min 二氧化碳绝对涌出量为 5 769m3 min 鉴定结论矿井属低瓦斯矿井 四 煤尘爆炸性四 煤尘爆炸性 根据山西省煤炭地质研究所煤尘爆炸危险性的检测结果 2 3 5 号煤层煤尘均具有爆炸危险性 五 煤的自燃性五 煤的自燃性 根据山西省煤炭地质研究所提供的煤层自燃倾向性检测结果 2 号 煤层的吸氧量为 0 64cm3 g 属自燃煤层 自燃发火期为 64 天 3 号 煤层的吸氧量为 0 72cm3 g 属容易自燃煤层 自燃发火期为 41 天 5 号煤层的吸氧量为 0 62cm3 g 属自燃煤层 自燃发火期为 66 天 第三节第三节 井田井田井田境界及储量概况井田境界及储量概况 一 井田境界一 井田境界 2010 年 1 月 22 日山西省国土资源厅为该矿颁发的 C14000201011220054769 号采矿许可证 批准开采 2 5 号煤层 生产规 模为 90 万 t a 井田总体呈南北长条形 南北长 3 785km 东西宽 1 3620km 面积 2 173km2 煤层开采深度由 1799 99m 至 700m 标高 井 田范围由以下 10 个拐点坐标连线圈定 拐点坐标见表 2 1 1 批准生 产规模为 0 9Mt a 井田北邻山西汾西正晖煤业有限责任公司昌元 煤矿 东 西 南部无相邻矿井 表 2 1 1 昌瑞煤矿拐点坐标一览表 54 坐标80 坐标拐 点X 坐标Y 坐标X 坐标Y 坐标 14274075195798804274026 8819579809 55 24274068195805124274019 8819580441 55 34272955195805004272906 8819580429 56 44271660195802104271611 8819580139 56 54271580195801104271531 8819580039 56 64270290195796204270241 8819579549 57 74270630195791504270581 8819579079 57 84271200195793604271151 8819579289 57 94271780195796604271731 8819579589 56 104272685195798654272636 8819579794 56 2 2 资源储量 资源储量 截止 2010 年 11 月 井田内 2 3 5 号煤层保有资源 储量 8438 万 山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计 吨 其中 111b 级资源储量 4032 万吨 占总量的 48 控制的经济基 础储量 122b 1830 万 t 111b 122b 占总量的 69 推断的内蕴经济 资源量 333 2576 万 t 各煤层资源 储量情况详见表 资源 储量估算结果汇总表 保有资源 储量 万 t 煤层煤类 111b122b333总量 111b 总量 111b 122b 总 量 备注 2QM 900602994249636 60 3QM1037474860237144 64 5QM2095754722357159 80 合计 403218302576843848 69 根据设计单位意见 本井田 1100m 标高水平以上 为先期开采地段 经估算 先期开采地段保有资源 储量 4747 万 t 其中探明的经济基础 储量 111b 2844 万 t 占总资源量的 60 推断的经济基础储量 122b 1059 万 t 111b 122b 占总量的 82 推断的内蕴经济资源量 333 844 万 t 先期开采地段探明和控制的资源 储量比例达到了勘探 阶段比例要求 各煤层先期开采地段保有资源 储量情况详见表 2 1 3 表 2 1 3 先期开采地段资源 储量估算结果汇总表 保有资源 储量 万 t 煤层煤类 111b122b333总量 111b 总量 111b 122b 总量 备注 2QM593332314123948 75 3QM748310274133256 79 5QM1503417256217669 88 合计28441059844474760 82 3 3 矿井设计可采储量 矿井设计可采储量 矿井工业资源储量为 9434 3 万 t 矿井永久煤柱损失为 365 2 万 t 矿井设计资源储量为 9069 1 万 t 矿井工业场地及主要井巷煤柱 1899 42 万 t 矿井设计可采储量约为 5506 6 万 t 4 4 矿井设计生产能力及服务年限 矿井设计生产能力及服务年限 矿井设计年工作日 330d 四六 作业制 每班作业时间 6h 采用 三班采煤 一班准备 每天净提升时间 18h 整合后批复矿井生产能力 为 0 9Mt a 矿井服务年限为 40 7 年 第四节第四节 矿井开拓矿井开拓 一一 矿井开拓方式 矿井开拓方式采区划分采区划分 1 开拓方式 由于该井田倾斜方向长度平均 300m 左右 走向平均 3700m 且井 田地面地形比较复杂 为山区地带 为便于开采及水平延深 压煤量少 选择采用立井多水平石门开拓方式 在原街板沟煤矿的工业广场的东部 布置一个副立井 布置一个主立井 利用原街板沟煤矿的主立井作为整 合后矿井的回风井 由于本井田煤层为急倾斜煤层 可采煤层 2 3 煤层为中厚煤层 5 煤层为厚煤层 倾角在 65 左右 上部 1400 以上倾角达 90 左右 由于受煤层倾角 采煤方法 运输方式 水平接替等因素的影响 急倾 斜煤层水平划分没有明确的划分规则 从目前国内开采急倾斜煤层有成 功经验的矿井看 水平垂高一般在 100m 左右 这主要是基于开采方法 为伪倾斜柔性掩护支架采煤法及采区运输为人力运输的考虑 但随着急 倾斜煤层机械化开采技术的成熟及矿井现代化的要求 水平垂高可达到 200 250m 由于本矿井采用立井开拓 主副井直通第三水平 1000 第四水 平采用斜井和第三水平连接 各水平之间还通过采区上山连接 2 井筒 矿井设计生产能力 90 万 t a 新建两条立井 即主井 副井 改 造原街板沟箕斗井为回风井 主立井 主井井筒直径 5m 净断面 19 63m2 井筒长度 604m 布置一对 6t 单绳标准箕斗 180 180 8mm 方形钢罐道及罐道梁 并敷设通讯 信 山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计 号电缆 该井承担矿井煤炭提升任务 副立井 副井井筒直径 7m 净断面 38 48m2 井筒长度 625m 布置一对 1 5t 矿车单层两车多绳宽 窄罐笼 方形钢罐道 设置玻璃钢复合材 料梯子间 并敷设排水 压风 供水管路及动力 通讯 信号 安全监 测电缆 该井主要担负全矿井人员 设备材料与矸石等辅助提升任务 兼作矿井主要进风及安全出口 回风立井 原街板沟箕斗井 直径 5m 井口标高 1619 78m 井底到 1400 作 为矿井回风井 为保证该回风井满足通风要求 需对其进行改造及加固 加固采用加打锚杆及金属网然后喷射混凝土的方法 但保证井筒直径 5m 净断面 19 63m2 在 1500 回风水平与 1500 回风主石门相连 在一 水平 1400 通过联络巷与一水平井底车场相连 井筒内安装全封闭梯 子间 作为矿井的安全出口 井口布置风硐与风机房相连 并布置安全 出口直通地面 3 井底车场及硐室 本矿井井下采用皮带运输煤炭 一水平 1400 井底车场主要服务 于副井辅助提升系统 根据首采区上山位置及地面工业场地布置方式 设计采用环形车场 本矿井为立井开拓方式 对主井装载方式 经过分析比较选择水平 式 与井底车场标高相同 装载 装载点标高 1400m 利用倾角 16 上仓皮带巷连接井底煤仓 在一水平井底车场设有中央变电所 中央水泵房 蓄电池电机车充 电及修理间 消防材料库 调度室 等候室 主井井底撒煤清理 医务 室等硐室 不设置爆破材料发放硐室 4 采区划分及开采顺序 矿井各水平和煤层的开采均采用自上而下的下行式开采顺序 由于井田走向长度平均 3700m 根据矿井的开拓布置 在每个水平 整个井田划分一个双翼采区 首采区为一水平一采区 首采工作面布置 在一水平一采区 5 煤层 二 矿井通风情况二 矿井通风情况 1 矿井通风方式 由于矿井井田范围不大 根据矿井开拓部署 确定矿井通风系统为 中央并列式 通风方式为机械抽出式 主副井为两条进风井 一条回风 立井回风 主 副井及回风立井位于井田中部 主副斜井并列平行布置 回风立井与副斜井间距 325m 三条井筒兼作井下人员安全出口 在矿井服务年限内服务于全矿的 通风 回采工作面为后退式开采 采用全负压通风 掘进工作面单独配风 局部通风机供风 井下爆炸材料库 蓄电池电机车充电硐室利用矿井负 压单独配风 乏风汇入矿井总回风巷 井下中央变电所设在进风流中 为串联通风硐室 2 通风机型号及工作方法 通风机 型号 FBCDZ B 8 24 220 2 转速 n 740r min 风量 Q 44 8 113 2m3 s 风压 H 1176 3408Pa 台数 2 台 通风容易时期电机型号 YBFe315L2 8 功率 110kW 电压 380V 转速 740r min 通风困难时期电机型号 YBFe355L3 8 功率 220kW 电压 380V 转速 740r min 设一套KGF 220 型风机变频控 制设备 以节约电能 电动风门绞车 JFM 2 型2 台 配套电机功率 5 5kW 电压380V 3 矿井提升运输方式及设备 矿井设计产量 0 9Mt a 采用立井开拓方式 主井净直径 5m 装备 山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计 一对 6t 单绳标准箕斗 担负矿井的煤炭提升任务 副井净直径 7m 装 备一对 1 5t 矿车单层双车四绳罐笼 一宽一窄 担负矿井人员 设备 材料等辅助提升任务 主井为 2JK 3 5 11 5B 型单绳缠绕式提升机 其主要技术参数如下 滚筒数量 2 个 滚筒直径 Dm 3 5m 滚筒宽度 B 1 7m 最大静张 力 Fj 17000kg 最大静张力差 Fc 11700kg 旋转部分变位重量 Gj 24150kg 两个滚筒中心距 a 140 钢丝绳最大速度 Vmax 9 25m s 减速比 i 11 5 副井为 JKMD 3 5 4 I E 型落地式四绳摩擦提升机 滚筒直径 5m 最大静张力 23000kg 最大静张力差 16000kg 减速比 11 5 钢丝绳 型号 6V 37 FC 48 1670 提升容器型号罐笼 GLGY 1 5 1 2 电机功 率 1250kW 电机电压 660V 排水水泵型号 MD155 30 8 额定流量 155m3 h 额定扬程 240m 额定转数 1480r min 台数 3 台 电机型号 YB400S1 4 额 定功率 200kW 额定电压 10kV 台数 3 台 排水管路 2 条 规格 219 6 5 二 矿井开采情况采区划分及二 矿井开采情况采区划分及依据依据 1 采区特征 矿井移交与达产时 以一个采区 一个综采工作面 一个伪倾斜柔 性掩护支架工作面保证矿井年产 90 万 t 的设计生产能力 首采区为第 一水平双翼采区 矿井设计年工作日 330d 三八 作业制 每班作业时间 8h 采用 两班采煤 一班准备 每天净提升时间 16h 矿井设计生产能力为 0 9Mt a 矿井服务年限为 40 7 年 第二章第二章 采区地质特征采区地质特征 第一节 采区范围第一节 采区范围 一 采区范围一 采区范围 由于矿井井田走向较短 南北走向平均 3700m 所以每个水平设计 一个采区 每个采区双翼开采 首采区西部以井田露头边界为界 南 北以井田边界为界 东部深部以 1400m 等高线为界 采区走向 3750m 二 煤层开采顺序二 煤层开采顺序 本井田可采煤层为 3 层 即 2 3 5 煤层 煤层开采顺序为下行式 开采 即在同一小阶段范围内 2 3 5 煤层可同时开采 工作面内的开 采顺序为后退式回采 第二节 采区地质情况第二节 采区地质情况 一 地质构造一 地质构造 1 地质构造条件 井田构造总体为一急倾斜单斜构造 走向近南北 倾向东 地层倾 角 60 90 根据 5 号煤层采掘揭露 接近地表段煤层略呈倒转形态 使近地表部分煤层倾向西 倾角约 80 井田内未见陷落柱 没有岩 浆侵入现象 根据 煤 泥炭地勘查规范 附录 D 1 2 关于中等构造的 阐述 本井田地质构造属中等类型 2 煤层赋存情况 2 号煤层 2 号煤层赋存于太原组顶部 上距山西组底砂岩 0 10m 煤层厚 1 26 7 15m 平均 4 21m 结构简单 含 1 层夹矸 夹矸厚度 0 15 0 70m 岩性为炭质泥岩 泥岩 煤层稳定 全区可采 顶板岩性为泥 岩 局部为砂质泥岩 底板岩性为泥岩或砂质泥岩 该煤层井田内未被 山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计 开采 3 号煤层 3 号煤层位于太原组 C3t 上部 上距 2 号煤层 1 79 7 93m 平均 4 86m 煤层厚度为 3 13 6 00m 平均 5 02m 不含夹矸 结构简单 ZK101 号钻孔煤层测井上部为高灰 且含夹矸 本报告不计可采煤层 煤层稳定 全区可采 顶板岩性为粗砂岩 泥岩 底板岩性为砂质泥岩 5 号煤层 石炭系 5 号煤层位于太原组 C3t 下部 上距 3 号煤层 35 73 70 13m 平均 52 93m 煤层厚度 1 31 10 72m 平均 8 37m 结构复杂 含 3 层夹矸 厚度 0 0800 53m 稳定全区可采 顶板岩性为泥岩 泥 质灰岩 底板为泥岩 井田内西南部上部被开采 有多处采空区 3 水文地质 首采区水文地质为中等 主要受奥灰水影响 奥灰水位 1572m 全 区均为带压开采 根据突水系数确定 该区 2 3 号煤均可正常开采 5 煤如没有导水断层及其他构造时也可正常开采 该区露头 5 煤层许多采空区 有许多积水区 给首采区开采带来很 大的影响 4 其他开采条件 瓦斯等级为低瓦斯 2 3 5 号煤层煤尘均具有爆炸危险性 井田 内 2 号煤层自燃倾向性等级 类 属自燃煤层 最短发火期为 64 天 3 号煤层自燃倾向性为 类 属容易自燃煤层 最短发火期为 41 天 5 号煤层自燃倾向性为 类 属自燃煤层 最短发火期为 66 天 5 煤层顶底板条件 2 号煤层 顶板岩性为泥岩 局部为砂质泥岩 厚度为 4 02 6 04m 底板岩 性为泥岩或砂质泥岩 厚度为 1 79 2 92m 3 号煤层 顶板岩性为粗砂岩 泥岩 厚度为 1 79 3 14m 底板岩性为砂质 泥岩 厚度为 1 07 2 15m 5 号煤层 顶板岩性为泥岩 泥质灰岩 厚度 3 30 9 28m 底板为泥岩 厚 度为 3 74 7 04m 6 瓦斯赋存条件 据 2010 年度瓦斯等级鉴定结果 绝对瓦斯涌出量为 0 641m3 min 二氧化碳绝对涌出量为 5 769m3 min 鉴定结论矿井属低瓦斯矿井 第三节 采区储量及生产能力第三节 采区储量及生产能力 一 采区储量及有关煤柱尺寸 二 采区生产能力及服务年限 第三章第三章 采煤方法及采煤方法及采区巷道布置采区巷道布置 第一节 采煤方法选择第一节 采煤方法选择 一 采煤方法的选择一 采煤方法的选择 根据煤层赋存条件 2 号煤和 3 号煤适合用伪倾斜柔性掩护支架采 煤法 在目前 开采急倾斜煤层比较成熟 安全及相对先进的技术就是 伪倾斜柔性掩护支架采煤法 尤其更适合于煤厚在 2 6m 倾角在 60 以上煤层 由于 5 煤为厚煤层 煤层厚度 1 31 10 72m 平均 8 37m 已不适 合用伪倾斜柔性掩护支架采煤法开采 借鉴甘肃靖远煤业公司王家山煤 山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计 矿急倾斜厚煤层开采经验 5 煤开采采用水平分层综合机械化放顶煤采 煤法 2 2 矿压观察情况 矿压观察情况 3 3 采区巷道布置 采区巷道布置 首采轨道上山 在一水平井底车场开口布置采区下部车场与采区轨道上山 坡度 25 上部与 1500 回风巷相连 巷道采用串车提升 上部布置绞车房 主要负责采区的材料 设备 矸石的运输 首采运输上山 在轨道上山下部车场内开口按 15 布置采区皮带上山机头通风行 人斜巷与采区运输上山 运输上山下口通过溜煤眼与上仓皮带巷相连 上部不知道 1470 水平 通过 5 煤联络巷与一中轨道石门相连 运输上 山坡度 20 内铺设刮板输送机 主要向下运输工作面的煤炭 采区回风上山 在运输上山的北边平行布置采区回风上山 下部通过联络巷与轨道 山下部车场相连 上部与 1500 回风巷相连 主要为采区工作面及井底 车场需要独立通风的硐室回风 石门 在轨道山 运输山及回风山水平标高 1470 布置采区一中轨道石门 运输石门和回风石门 在水平标高 1440 布置采区二中轨道石门 运输 石门和回风石门 石门揭露各个煤层 采区巷道布置见采区巷道布置图 采区巷道布置平面图 4 4 回采工艺及劳动组织 回采工艺及劳动组织 1 回采工作面采高 5 煤综放工作面为水平分层 10m 一个垂高 采 3m 放 7m 2 工作面长度 根据矿井设计生产能力 工作面采高 地质条件 采煤机械化水平 技术熟练程度及矿井生产管理水平 确定 5 号煤层回采工艺为综采放顶 煤采煤法 2 3 号煤层回采工艺为伪倾斜柔性掩护支架采煤法 5 号煤 工作面长度 10m 2 3 号煤工作面 50 60m 平均 55m 3 采煤工作面的循环数 年产量 矿井按 三八制 生产 即二班生产 一班检修 综放工作面面长 10m 总采高 10m 每班完成 14 个循环 每班割煤 14 刀 采煤机截深 山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计 0 6m 每班推进 8 4m 正规循环系数 0 85 回采率 0 8 伪倾斜柔性掩护支架工作面面长平均 55m 采高 3 3m 每班推进 1 2m 综放工作面年产量 10 16 8 10 1 38 0 8 330 0 85 52 万 t a 伪倾斜柔性掩护支架工作面产量 55 2 4 3 3 1 33 0 97 330 18 5 万 t a 4 掘进煤量 矿井配备 2 个综掘工作面 参照国内综掘工作面指标一般 450m 月 则掘进煤年产量为 Q 450 12 1 38 13 5 2 20 1 万 t 5 矿井产量 达产时以一个综放工作面 一个伪倾斜柔性掩护支架工作面 两个 综掘工作面保证矿井产量 矿井年产量为 90 6 万 t a 6 5 煤层采用 ZFY4000 17 30 型放顶煤液压支架 其参数见表 液压支架技术特征 型式单输送机开天窗四连杆放顶煤支架 型号ZFY4000 17 30 支架结构高度 mm 1700 3000 支架宽度 mm 1430 1600 支架中心距 mm 1500 支护强度 MPa 0 98 泵站压力 MPa 31 5 选用 BRW 31 5C 型乳化液泵站 其技术参数见表 DRB200 31 5A 型乳化液泵站技术特征表 型号DRW 31 5C 公称压力 MPa 31 5 流量 L min 125 配套液箱型号 容积 L XR WS1000 1000 电机功率 kW 75 7 伪倾斜柔性掩护支架工作面选用平板 一字 型掩护支架 8 支架结构 支架材料选用矿用 11 号工字钢 长度 2 8m 定位器 篦子 长 度 1 1 米 6 齿 钢丝绳 选用直径为 30 43mm 钢丝绳 长度 15 20m 绳头封好 卡缆 分别使用 220mm 320mm 420mm 金属网 2 4m 5m 金属网 平板 一字 型支架结构 2 8m 钢梁垂直顶板平行排列 每 5 棵 为一组 距梁头两端各 0 5 米各用一篦子固定 沿走向铺设 2 条钢丝绳 用卡缆将篦子钢梁和钢丝绳固定在一起 每组架子 0 1m 间距 转弯处 不大于 0 2m 架体上面铺设单层金属网 金属网搭接 0 1m 每隔 0 5m 用 16 号铅丝联一扣 金属网距梁头不大于 0 2m 金属网与每组架体 至少有 2 处用 16 号铅丝联接好 钢丝绳搭接长度不小于 4 5m 并用 4 个以上刹勾紧固 两侧刹勾距绕头 0 4 0 5m 刹勾间距 1 0 1 2m 8 回采工作面顶板管理方式 回采工作面顶板管理采用全部垮落法 5 5 采区准备 采区准备 第四章第四章 采区运输 防排水及供电采区运输 防排水及供电 第一节 采区运输第一节 采区运输 一 采区运输一 采区运输 1 井下煤炭运输方式 井下煤炭运输采用胶带输送机运输 主要环节如下 工作面出煤 刮板输送机 转载机 运输顺槽胶带机 一中运输石 门 采区运输上山 上仓胶带机 主井煤仓 主井箕斗 地面 2 井下矸石运输方式 井下矸石量 经如下环节运往地面 山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计 掘进工作面 1 5t 矿车 采区轨道上山 井底车场 副井罐笼 地面 3 井下辅助运输方式 井下辅助运输环节如下 物料设备 副井罐笼 井底车场 采区轨道上山 平石门 工作面 二 采区防排水及洒水二 采区防排水及洒水 1 采区排水 井下排水采用小水泵排至采区轨道上山水沟 到车场水沟自流到主 副水仓 再经主水泵房排至地面 2 采区洒水 三 采区供电三 采区供电 1 供配电电压 井下高压供电采用 10kV 低压动力除采煤工作面部分机械设备采 用 1140V 外 其余设备供电电压为 660V 煤电钻 运输巷道照明供电 电压采用 127V 2 下井电缆 由新建 35 10kV 变电所 10kV 不同母线段引出 2 条电缆沿副井井筒 敷设至井下 1400 水平中央变电所 电源电缆选用 MYJV42 8 7 10 3 185 型 经验算 压降及动 热稳定性均满足规程规范要求 3 井下变电所 在 1400 水平井底车场设一中央变电所 设双回电源进线 双回 10kV 电源引自地面 35 10kV 变电站 10kV 不同母线段 下井电缆选用 MYJV22 8 7 10 3 185 型 经副井井筒引至 1400 水平中央变电所 中 央变电所 10kV 母线采用单母线分段 每段由一回电缆供电 当任一回 电缆故障时 另一回能保证全部生产负荷用电 1400 水平中央泵房变电所设 KYGC Z 型高压开关柜 16 台 KBSG2 T 315 10 0 69 型变压器 2 台 KYDZ 1 型低压开关柜 8 台 为 1400 水平主排水泵电动机 上仓皮带机头变电所 采掘工作面及井底车场内 的负荷提供电源 变电所配置 WPD 2000 型变电所综合自动化系统 该系统具有四遥 功能 并能通过通讯接口与矿局域网联网 在调度中心对变电所的运行 情况可实时监控 在上仓皮带机头设一变电所 设双回电源进线 双回 10kV 电源引 自中央变电所 10kV 不同母线段 电缆选用 MYJV22 8 7 10 3 50 型 经 井底大巷引至上仓皮带机头变电所 变电所内 10kV 母线采用单母线分 段接线 每段由一回电缆供电 当任一回电缆故障时 另一回能保证所 供生产负荷用电 上仓皮带机头变电所设 BGP50 10 型隔爆高压配电装置 9 台 KBSG2 T 630 10 0 69 型隔爆干式变压器 2 台 及低压隔爆馈电开关 为 1400 水平上仓皮带机电动机 首采运输上山皮带机电动机等负荷供 电 其中皮带机电动机均采用 ZJT 型矿用隔爆变频调速装置起动 在采区石门设一采区变电所 设双回电源进线 双回 10kV 电源引 自中央变电所 10kV 不同母线段 电源电缆选用 MYJV22 8 7 10 3 95 型 经井底大巷引至采区变电所 变电所内 10kV 母线采用单母线分段接线 每段由一回电缆供电 当任一回电缆故障时 另一回能保证采区全部生 产负荷用电 采区变电所设 BGP50 10 型隔爆高压配电装置 13 台 KBSG2 T 315 10 0 69 型隔爆干式变压器 2 台 低压隔爆馈电开关 为综放工作面 掘进和开拓工作面负荷供电 4 采掘工作面配电 综采及掘进工作面设备采用矿用隔爆移动变电站供电 综掘工作面 10kV 高压电源直接引自采区变电所 移动变电站进线电源电缆选用 山西汾西正晖煤业有限责任公司昌瑞煤矿采区设计 MYPJ 10kV 型矿用移动屏蔽监视型橡套软电缆 掘进工作面局部通风机 660V 低压电源引自采区变电所 660V 低压隔爆馈电开关 采用装有选择 性漏电保护装置的供电线路供电 所有开拓及掘进工作面的局扇均配有 风电瓦斯闭锁装置 第五章第五章 采区通风与安全采区通风与安全 第一节 采区通风系统第一节 采区通风系统 一 采区通风系统一 采区通风系统 二 矿井风量配备二 矿井风量配备 1 按井下同时工作的最多人数计算 Q矿 4NK 矿 式中 Q 矿井总需风量 m3 min 4 每人每分钟供风标准 m3 min N 井下同时工作的最多人数 277 人 K矿 矿井通风系数 取 K 矿 1 20 Q矿 4 277 1 2 1329 6m3 min 22 16m3 s 2 按采煤 掘进 硐室及其它地点实际需风量的总和计算 Qra Qcf Qhf十 Qur Qrl Kaq 3608 4m3 min 式中 Qra 矿井需要风量 m3 min Qcf 采煤工作面实际需要风量的总和 1011m3 min Qhf 掘进工作面实际需要风量的总和 1310m3 min Qur 硐室实际需要风量的总和 340m3 min Qrl 其他用风井巷实际需风量的总和 346m3 min Kaq 矿井通风系数 抽出式 Kaq取 1 15 1 2 压入式 Kaq取 1 25 1 30 该矿井为抽出式矿井 取 1 2 3 采煤工作面需要风量计算 5 煤综放工作面需风量 每个采煤工作面实际需要风量 按照工作面气象条件 瓦斯涌出量 二氧化碳涌出量 人员和爆破后的有害气体产生量等规定分别进行计算 然后取其中最大值 按气象条件确定需要风量 Qcf 60 70 vcf Scf kch kcl 60 70 1 0 13 9 1 2 0 8 561m3 min 式中 vcf 采煤工作面的风速 按照采煤工作面进风流的温度从 表 6 2 1 中选取 1 0m s Scf 采煤工作面的平均有效断面积 按最大和最小控顶有效断面 的平均值计算 13 9m2 kch 采煤工作面采高调整系数 具体取值见表 6 2 2 kcl 采煤工作面长度调整系数 具体取值见表 6 2 3 70 有效通风断面系数 60 为单位换算产生的系数 表 6 2 1 采煤工作面进风流气温与对应风速 采煤工作面进风