丁三设计说明书(2008.07)

平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 2 目目 录录 第一章第一章 采区基本条件采区基本条件 12 第一节第一节 采区煤层条件采区煤层条件 12 第二节第二节 采区生产基本概况采区生产基本概况 16 第三章第三章 采区巷道布置设计采区巷道布置设计 18 第一节第一节 采取下山布置采取下山布置 18 第二节第二节 采取车场形式选择设计采取车场形式选择设计 19 第三节第三节 区段平巷布置区段平巷布置 19 第四节第四节 采区主要硐室布置采区主要硐室布置 19 第五节第五节 采区主要生产系统采区主要生产系统 20 第四章第四章 采面回采工艺设计采面回采工艺设计 22 第一节第一节 采面基本条件采面基本条件 22 第二节第二节 工作面回采工艺方式工作面回采工艺方式 23 第三节第三节 采煤工作面质量管理采煤工作面质量管理 31 第五章第五章 工作面生产技术管理工作面生产技术管理 34 第一节第一节 采面生产技术组织管理采面生产技术组织管理 34 第二节第二节 主要技术经济指标主要技术经济指标 37 第六章第六章 安全技术措施安全技术措施 38 第一节第一节 总则总则 38 第二节第二节 回采工艺安全技术措施回采工艺安全技术措施 38 第三节第三节 机电维修与操作安全技术措施机电维修与操作安全技术措施 50 第四节第四节 采煤机解体与安装安全技术措施采煤机解体与安装安全技术措施 60 第五节第五节 其它安全技术措施其它安全技术措施 61 第七章第七章 避灾路线避灾路线 76 第八章第八章 初采初放措施初采初放措施 77 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 3 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 4 前言前言 矿井设计是一个涉及煤矿开采 井巷工程 矿山机械 矿井通风 等众多 门类的系统工程 虽然本次设计题目中存在一些理想化条件 但是通过这次 设计 我已经基本掌握了矿井设计的方法和步骤 培养了搜集 整理 运用 技术资料和生产技术检验的能力 提高了撰写技术文件和解决实际问题的能 力 这些能力的培养对以后走上工作岗位做了良好的铺垫 本次设计的参照矿井是平煤股份十矿的资料 设计之前 我在该矿进行了 六周的毕业实习 通过地面参观 听总工及各科室负责人的报告 参加科室 实习及井下生产实习 对矿井的情况有一个全面的认识 本次设计就是在平 煤股份十矿实际地质的基础上 根据搜集到的矿井生产图纸和数据 按照指 导老师的要求做一些改动 作的初步设计 本次设计 毕业设计指导大纲 为依据 按照 煤矿安全规程 的要求 经过查阅相关资料和老师精心指导而完成的 设计难免有不妥和错误之处 恳请审阅老师批评指正 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 5 第一章第一章 矿井基本概况矿井基本概况 第一节第一节 矿井概况矿井概况 平顶山天安煤业股份有限公司一矿 以下简称一矿 位于平顶山煤田中部 市中心以北 3km 东以 26 勘探线为界与十矿相邻 西以 36 勘探线为界与四 矿 六矿相邻 丁组煤层南起老窑采空区下界 45 110m 之间 北至 600 米等高线 戊组煤层南起露头北至 650 米等高线 己组煤层南起 240 米北至 800 米等高线 庚组煤层南起 250 米北至 800 米等高线 东西走向 长 5 公里 南北倾斜宽 5 86 公里 最大面积 29 3 平方公里 矿井南邻二矿 北部为人为边界 一矿是新中国成立后我国自行设计兴建的第一座大型煤矿 矿井由武汉设 计院设计 设计能力 150 万吨 a 1957 年 12 月动工兴建 1959 年 12 月 25 日简易投产 1971 年达到矿井设计生产能力 鉴于国民经济的飞速发展 1974 年经原煤炭部批准 在二水平延深时矿井进行一期扩建 净增生产能力 90 万吨 a 扩建后的设计能力达 240 万吨 a 一期扩建于 1984 年 8 月完成 随后 在一期扩建完成的基础上 紧接着进行二期扩建 净增生产能力 160 万吨 a 使矿井设计生产能力达到 400 万吨 a 1993 年至 1996 年产量连 续四年年产达到 400 万吨 且 1996 年创出了 410 6 万吨的最好水平 近三年 实际生产水平仍保持在 350 400 万 吨之间 矿区交通十分方便 铁路方面 一矿至平顶山站 9 公里 通过矿区专用 铁路可直达漯宝铁路 漯宝铁路连接京广 焦柳两大铁路干线 平顶山站至 京广铁路 70 公里 至焦柳铁路 28 公里 公路方面 以平顶山市为交通枢纽 有柏油公路与周围各县市相沟通 一矿位于平顶山矿区中部 平顶山 落凫山位于井田中部 二山南陡北 缓 基本呈单面山形 走向近东西 地势北高南低 形成本井田范围内的分 水岭 南北两侧冲沟发育 多为季节性冲沟 主 付井口位于落凫山南麓 主井口标高为 150 0 米 平顶山海拔 411 13 米 落凫山海拔 492 70 米 井田内山间冲沟发育 井田内没有大的河流 只有季节性小溪冲沟 南侧冲沟汇集入湛河 北 侧冲沟汇集入竹园水库 目前为平顶山电厂排灰场 在井田西北角有姚孟电 厂排灰场 本区属大陆性半干燥湿度不足带 根据平顶山历年的气象资料 年平均 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 6 降雨量为 742 73mm 年最大降雨量为 1323 6mm 1964 年 年最小降雨量为 373 9mm 1966 年 年平均气温为 150 最高气温 42 30 最低气温 150 本 区地震基本烈度为 度 第二节第二节 矿井地质特征矿井地质特征 井田内地层出露较差 根据钻孔工程揭露的地层从老到新有寒武系崮山 组 上石炭统太原组 二叠系山西组 石盒子组 石千峰组 三叠系刘家沟 组和第四系黄土及坡 残积物 本井田含煤地层为石炭系太原组 二叠系山西组和上 下石盒子组 自 上而下划分为甲 乙 丙 丁 戊 己 庚等七个煤组 含煤地层总厚 780 米 含煤七组 43 层 有编号的煤层 23 层 其中甲 乙煤组无可采煤层 煤 层总厚约 26 米 含煤系数为 3 3 可采煤层 5 组 10 层 总厚约 15 米 可 采含煤系数为 1 92 煤层间距基本稳定 一矿井田含煤地层为石碳系太原组 二迭山西组和上下石盒子组 煤系 平均总厚 780m 含煤 7 组 43 层 煤层总厚 26m 含煤系数 3 3 左右 煤层 自上而下分别为甲已丙丁戊己庚组 上石盒子组煤层均属沉积不稳定的薄煤 及煤线 无经济价值 具有经济价值的可采煤层为下石盒子组 山西组及太 原组 可采煤层 5 组 10 层分别为丙3 丁5 丁6 戊8 戊9 戊10 己15 己16 己17 庚20 可采煤层总厚度约 15m 各主要可采煤层和标志层之间 的层间距较稳定 目前 一矿主采丁组 戊组煤层 分别为 丁 6 戊 8 戊 9 戊 10 煤 层煤种为气煤 1 3 焦煤 肥煤 一般作为动力用煤 其中丁6煤层煤厚 1 09 3 64 米 平均煤厚 2 01 米 该煤层结构简单 含夹矸 0 2 层 厚 0 0 45 米 戊组煤层最为发育 厚度大 为主要可采煤层 但结构复杂 分 叉合并现象普遍 分层区域 戊8煤层煤厚 0 25 3 81 米 平均煤厚 1 93 米 属较稳定煤层 戊9煤层煤厚 0 35 2 88 米 平均煤厚 1 07 米 属较稳定煤 层 戊10煤层煤厚 0 85 4 15 米 平均煤厚 2 42 米 为较稳定煤层 合层区 域 戊8 戊9 戊10合层区煤厚 3 99 8 90 米 平均 6 5 米 含夹矸 3 7 层 煤层层位和厚度稳定 为稳定煤层 戊9 戊10合层区 戊9 10 煤厚 1 99 7 34 米 平均 4 34 米 含夹矸 3 5 层 为较稳定煤层 在一矿井田 范围内 地层走向为北 550 750西 倾向北东 地层为单斜构造 倾角 3 120 局部最大为 250 煤层顶底板岩性由砂岩 粉砂岩 砂质泥岩及泥岩 互层组合 煤层直接顶大多数为砂质泥岩或泥岩 老顶一般为砂岩 少数有 伪顶 伪顶岩性为炭质泥岩 各煤层均以砂质泥岩为直接底板 1 丙3煤层 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 7 位于下石盒子组丙煤段中部 上距田家沟砂岩 B12 47 米 煤厚 0 20 1 75 米 平均煤厚 0 90 米 煤层结构简单 局部含夹矸厚 0 05 0 55 米 属不稳定煤层 在 26 29 勘探线间大面积不可采 33 36 勘探线间 350 米以 线为不可采区 2 丁 5 煤层 位于下石盒子组丁煤段中上部 上距丙3煤层 84 米 该煤层一水平已全 部采动 二 三水平部分可采 煤厚 0 55 1 85 米 平均煤厚 1 00 米 属较 稳定煤层 在 29 勘探线 500 米以深 30 32 勘探线 400 米以深出现大面积 不可采区 二水平中部及 35 勘探线 300 米左右各有一不可采区 煤层结构 简单 偶见一层夹矸 0 1 0 55 米厚 3 丁6煤层 为本井田主要可采煤层之一 位于下石河子组丁煤段中部 上距丁5煤 层十米左右 沉积稳定 发育良好 该煤层一水平已全部采完 二 三水平 煤厚 1 09 3 64 米 平均煤厚 2 01 米 属全区可采稳定煤层 该煤层结构简 单 含夹矸 0 2 层 厚 0 0 45 米 4 戊煤组 位于下石河子组戊煤段中上部 本井田戊组煤层最为发育 厚度大 为 主要可采煤层 但结构复杂 分叉合并现象普遍 其变化情况按其范围可分 为以下几种类型 夹矸厚度 0 7 米为分合层线 戊8 戊9 戊10均为独立煤层 戊11独立分层 不可采 分布在 26 30 勘探线之间 250 米以下 30 34 勘探线间 350 米以下及 34 36 勘探线 50 米以下 戊8煤层 上距丁6煤层 80 米 煤厚 0 25 3 81 米 平均煤厚 1 93 米 属较稳定煤层 煤层结构简单 仅在 26 29 线间 300 米以深含 1 2 层夹矸 厚 0 05 0 41 米 戊9煤层 上距戊8煤层 0 7 18 5 米 煤厚 0 35 2 88 米 平均煤厚 1 07 米 属较稳定煤层 煤层结构简单 仅在 27 29 勘探线 550 米以深存在 一不可区 戊10煤层 上距戊9煤层 0 7 16 0 米 煤厚 0 85 4 15 米 平均煤厚 2 42 米 为较稳定煤层 含夹矸 1 4 层 常见 1 2 层夹矸厚 0 01 0 54 米 井田内全部可采 戊8 戊9 戊10合层区 戊8 10 在 26 34 勘探线 从风化带至 250 米之间 煤厚 3 99 8 90 米 平均 6 5 米 含夹矸 3 7 层 煤层层位和厚度 稳定 沉积连续性好 全部可采 变异系数 17 为稳定煤层 戊9 戊10 合层区 戊9 10 分布在 30 34 勘探线 250 350 米之间 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 8 煤厚 1 99 7 34 米 平均 4 34 米 含夹矸 3 5 层 全部可采 变异系数 40 为较稳定煤层 5 己15煤层 位于山西组己煤段上部 上距戊10煤层 157 米左右 煤厚 0 18 4 84 米 平均煤厚 1 40 米 属不稳定煤层 含夹矸 1 2 层 在 28 32 勘探线间 250 500 米 31 36 勘探线间 500 米以深出现两个不可采区 不可采面积约占总 面积的 3 5 6 己16煤层 位于山西组己煤段中部 上距己15 煤层 1 9 10 0 米 煤厚 0 27 4 84 米 平均煤厚 1 26 米 属不稳定煤层 井田中深部大部分不可采 不可采面 积约占总面积的 1 3 强 7 己17煤层 位于山西组己煤段下部 上距己16煤层 0 60 9 0 米 煤厚 0 29 2 19 米 平均煤厚 1 28 米 属较稳定煤层 在 27 33 勘探线间 240 米以深有一个无 煤区和不可采区 不可采面积约占总面积的 1 3 左右 煤层结构较简单 偶 见一层夹矸 厚 0 05 0 28 米 8 庚20煤层 位于太原组下部 石炭岩段中上部 上距己17煤层 56 米 煤厚 0 40 2 64 米 平均煤厚 1 63 米 属较稳定煤层 仅在 26 28 勘探线 250 米以浅 有一不可采区 31 13 孔有一不可采点 面积很小 该煤层结构简单 一般 无夹矸 目前 一矿主采丁组 戊组煤层 分别为 丁6 戊8 戊9 戊10 煤 层煤种为气煤 1 3 焦煤 肥煤 一般作为动力用煤 第三节第三节 矿井地质构造 构造类型矿井地质构造 构造类型 本井田位于主体构造李口向斜西南翼中段 基本构造为一走向北 55 75 西 向北北东倾斜的平缓单斜构造 地层倾角 5 22 一般 6 8 井田内 26 29 勘探线深部最大倾角 22 井田内构造简单 褶皱一般不发育 煤层沿走向虽有小的起伏 但大断 层稀少 仅在井田中 深部发现落差在 20 40 米的正 逆断层五条 并伴有 次一级宽缓向斜和背斜 井田内小断层较发育 另外 根据煤科院西安分院 对三水平丁戊二三维地震勘探资料 发现大于 5 米的正 逆断层 15 条 但目 前没有一条验证 有待以后进行实际验证 1 褶皱 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 9 1 郭庄背斜 背斜轴位于尹充村野猪岭一线 走向北 60 西 向北西倾伏 东北翼倾 角 8 15 西南翼倾角 6 11 倾伏端在 28 勘探线东侧岳家小窑附近出 露较明显 向东南沿至十矿 区内延展长度 800 米 26 8 孔 26 6 孔 和 27 16 孔有控制 2 牛庄向斜 向斜轴部位于丁家村及老沟村一线 轴向与郭庄背斜大致平行 呈北西 向展布 由十矿进入本井田 倾伏于老沟附近 区内延展长度 600 米 地表 全被黄土掩盖 从 26 27 勘探线剖面图看 26 12 孔 27 15 孔 27 9 孔 井下戊8 10 21171 采面 戊8 10 21151 采面 戊8 10 21191 采面 戊8 21210 采面均有控制 2 断层 1 牛庄逆断层 F1 走向北 35 45 西 倾向北东 倾角 40 落差 9 25 米 井田内延展 长度 1500 米 西北端消失在 28 勘探线西侧附近 东南端延伸至十矿井田内 该断层钻孔控制严密 26 12 孔 27 9 孔 28 13 孔均有控制 本井田丁 戊 三东大巷 车场 丁戊三轨道 皮带上山及十矿井田巷道内均有揭露 2 竹园逆断层 F2 走向北 35 西 倾向北东 倾角 40 落差 13 20 米 30 14 孔 丁 6 21150 采面和丁一下山 戊一下山均有揭露 戊组煤层落差比丁组煤层大 井田内延展长度 1000 米 3 张家逆断层 F3 位于张家和竹园一线 走向北 35 西 倾向北东 倾角 38 落差 16 50 米 北西端延出井田外 东南端消失于 30 勘探线以西 30 19 孔附近 地 表全被第四系掩盖 32 22 孔 丁6 31060 机 风直接控制 井田内延展长 度 1870 米 但该断层沿走向和倾向控制程度较差 只有在以后采掘过程中加 以解决 4 龙池正断层 F4 位于 36 勘探线龙池村附近 走向北 60 东 倾向北西 倾角 45 落 差 20 32 米 由 36 22 孔及丁6 22160 采面控制 西南端入四矿井田 本 井田内延展长度 450 米 5 王家寨正断层 F5 位于王家寨村西北 走向北 55 西 倾向北东 倾角 42 80 落差 米 井田内延展长度约 米 无工程点和巷道点控制 由地 质点 及 点见到 地表破碎带 米 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 10 据井田内丁 戊煤已开采的采区揭露情况看 本井田内小断层较发育 在这些断层中 以高角度小断层的正断层为主 逆断层较少 断层密度 条 万平方米 走向多为北东向和北西向 从小断层的分布情况看 由西向东 发育程度减弱 由浅入深断层密度有减小的趋势 但断层落差有变大的趋势 从小断层的延展长度可以看出 走向断层落差越大 延展长度也较大 但条 数少 斜交断层落差变动幅度较大 延展长度 米 一般 米 第四节第四节 矿井水文地质条件矿井水文地质条件 一矿井田内水文地质条件比较简单 充水因素主要是顶板砂岩及老空积 水 主要含水层有 寒武系灰岩岩溶裂隙含水层 太原群岩溶裂隙含水层 己组煤层顶板砂岩含水层 戊组煤层顶板砂岩含水层 丁组煤层顶板砂岩含 水层 平顶山砂岩裂隙含水层及第四系含水层 其中 对一矿有影响的主要 是丁组 戊组煤层顶板砂岩含水层 平顶山砂岩裂隙含水层及第四系含水层 为下伏含水层的主要补给水源 历年矿井涌水量情况 矿井开采初期 83 年以前 为一水平生产 矿井主要充水水源为二叠 系砂岩含水层水 对矿井生产无大影响 矿井正常涌水量稳定在 70m3 h 左右 矿井开采中期 83 年 95 年 为一 二水平同时生产 矿井主要充水 水源为石炭系太原组灰岩水和二叠系砂岩含水层水 矿井正常涌水量稳定在 250m3 h 左右 九五年以后三水平投入生产 矿井主要充水水源为石炭系太原组灰岩水 和二叠系砂岩含水层水 一水平开采已到后期 水量减至 14m3 h 矿井水主 要来自二水平和三水平 2006 年 一矿矿井实际涌水量平均 801 59 m3 h 最大涌水量为 1354 m3 h 最小涌水量 441 2 m3 h 4 开采技术条件 1 瓦斯 据历年一矿瓦斯鉴定结果表明 相对瓦斯涌出量均小于 10m3 t 属低沼 矿井 但随着开采深度的增大 瓦斯涌出量也随之增大 戊煤组工作面绝对 瓦斯涌出量自 71 年后逐渐增长的特点 相对瓦斯涌出量自 78 年以来有逐渐 增大的趋势 二 三水平深部掘进和回采工作面时有瓦斯超限现象发生 丁 戊煤组 己17煤层瓦斯试验成果表明 瓦斯含量与煤层埋藏深度基本成正比 如戊煤组煤层埋深700m 时 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 11 CH4 含量平均在 15 0ml g 以上 最大可达 27 20ml g 同时表明瓦斯含量与 煤层厚度亦成正比 丁6煤层 中厚煤层 瓦斯含量在 0 259 4 6972 ml g 之间 平均 1 776ml g 己17煤层 薄 中厚煤层 瓦斯含量在 0 86 27 227 ml g 之间 平均 7 85ml g 2004 年瓦斯鉴定结果 矿井绝对瓦斯涌出量为 38 48m3 min 相对瓦斯 涌出量为 5 55m3 t 我矿属于低瓦斯矿井 但 2002 年 5 月 2 日在二水平丁 二采区丁6 22160 风巷掘进过程中 在距龙池断层以西 385m 处时曾发生过一 次瓦斯动力现象 目前 经过煤科院抚顺分院鉴定 认定我矿为煤与瓦斯突 出矿井 2 煤尘 本井田各可采煤层煤尘都具有较强烈的爆炸性 我矿丁组煤层煤尘爆炸 指数为 35 77 36 27 戊组煤层煤尘爆炸指数为 36 49 44 14 属有煤尘爆 炸危险矿井 3 煤的自燃 本井田可采煤层属低 中变质程度烟煤 经测试 丁 戊 组煤层自燃发 火期 6 8 个月 己组煤层自燃发火期 6 8 个月 均属于易自燃煤层 4 地温 本井田恒温带温度为 17 2 C 深度为 25 米 地温梯度平均值为 3 02 C 百米 属地温异常区 丁 6 煤层一级高温区 300 500 米之间 二级高 温区在 500 米以下 戊 10 煤层一级高温区在 200 500 米区间内 二级高 温区在 500 米以下 己组煤层在 400 米以下属二级高温区 800 米以下达 50 C 以上 第五节第五节 矿井储量与开拓方式矿井储量与开拓方式 一 矿井储量 1 矿井边界 矿井范围东以 26 勘探线与十矿为界 西至 36 勘探线与四 六矿为邻 南部丁 戊组至煤层露头 北与采矿许可证深部边界相一致 东西走向长 5 公里 南北倾斜宽 5 86 公里 矿区面积 29 3 平方公里 2 储量 截止到 2006 年年底 矿井剩余工业储量为 14645 1 万吨 矿井剩余可采 储量为 7280 8 万吨 剩余服务年限为 13 年 二 矿井开拓方式 开采方法 1 开拓方式 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 12 矿井分三个水平开采 采用联合开拓方式 一水平标高 25m 采用中央立井 主石门 分组大巷开拓 二水平标高 240m 采用皮带主斜井 轨道暗斜井 副立井 主石门 集 中大巷开拓 三水平标高 517m 采用主斜井 副立井 主石门 集中大巷开拓 目前 矿井共有井筒 10 个 其中为一水平服务的井筒有 3 个 分别为 一水平主井 一水平副井 戊七斜井 为二水平服务的井筒有 4 个 分别为 二水平皮带主斜井 二水平轨道暗斜井 北一进风井 北一回风井 为三水 平服务的井筒有 3 个 分别为 三水平皮带暗斜井 北二进风井 北二回风 井 附井筒参数表 井口标 高 m 井底车场 标高 m 坡度 长度 m 规格 m 装备用途 一水平主井 152 25900216 6 0一对 9t 箕斗出煤 进风 一水平副井 152 25900182 6 5 一对 3t 单层 罐笼 运输物料 人 员 进风 一水平戊七斜井 152 25120 150760 4 7 3 55 轨道 运输物料 回 风 二水平皮带主斜 井 152 2401701320 4 9 3 85 两部钢丝绳皮 带运输机 出煤 上下人 员进风 二水平轨道暗斜 井 25 240 18040 694 4 9 3 85 轨道 运输物料 北一进风井 272 240900543 6 5 一对 3t 单层 罐笼 运输物料 人 员 进风 北一回风井 272 240900512 5 5二水平回风 北二进风井 186 517900731 7 0 双层 3t 单罐 笼 平衡锤 运输物料 人 员 进风 北二回风井 186 360900545 6 0三水平回风 三水平皮带暗斜 井 27030 1501710 4 5 3 2 一部强力皮带 运输机 出煤 2 开采方法 分水平利用分组大巷进行上 下山开采 采煤方法 综采工作面采用走 向长壁全部陷落采煤方法 工作面回采方向为后退式 炮采工作面采用走向 参 数 名 称 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 13 长壁放顶煤一次采全高采煤法 顶板管理为全部跨落法 目前 矿井三个水平同时生产 一水平现有两个采区 戊三 戊七采区 生产能力 50 万吨 年 进行残采 主要进行边角煤柱的回采 布置两个炮采 工作面和三个炮掘工作面 二水平戊一采区 生产能力 120 万吨 年 采用双 翼开采 布置一个综采工作面 二水平戊二采区 生产能力 60 万吨 年 采 用单翼开采 布置一个综采工作面和一个备用工作面 三水平丁一采区 生 产能力 60 万吨 年 采用双翼开采 布置两个综采工作面和两个掘进工作面 三水平戊一采区 生产能力 100 万吨 年 采用双翼开采 布置一个准备工作 面 三水平丁二设计生产能力为 100 万吨 年 现布置以个综采工作面和四个 掘进工作面 二水平戊三采区处于开拓准备阶段 布置四个掘进工作面 预计 2008 年 6 月首采面投产 第六节第六节 矿井主要生产系统矿井主要生产系统 1 1 矿井提升 矿井提升 主提升系统有主立井和主斜井系统 其中主立井提升机于 04 年 7 月由前 苏制 2 4 1 7 绞车改造为洛阳中信重机公司的 2JK4 1 7 双滚筒提升机 配套电机容量为 2 630KW 提升容器为 8 吨型箕斗 提升高度 218 9 米 主 要担负戊七采区 戊三采区 二水平戊一采区东翼 三水平戊一采区的运输 提升任务 主立井提升能力为 192 万吨 年 主斜井系统为两台 GDS 100 型钢 丝绳牵引胶带输送机 每台输送机配套电机容量为 2 400KW 运输距离为 1490 米 兼作输送人员 主要担负二水平戊一采区西翼 戊二采区 三水平 丁一采区的运输提升任务 主斜井年生产能力为 173 2 346 万吨 辅助提升系统有院内副井 北一和北二副井提升系统 主要担负下放物 料 提升矸石 升降人员的任务 院内副井提升系统 提升机为捷克生产的 2 4 1 2 型绞车 配套电机容量为 470KW 提升容器为单绳单车三吨罐笼 提升高度 177 米 北一副井提升系统 提升机为 JKMD 2 8 4 型绞车 配套 电机容量为 2 630KW 提升容器为多绳单车三吨罐笼 提升高度 513 米 北 二副井提升系统 提升机为 JKMD 3 5 4 I E 型摩擦提升机 配套电机容 量为 1000KW 提升容器为多绳单车双层三吨罐笼 提升高度 703 米 院内绞 车 北一绞车 北二绞车年生产能力分别为 384 万吨 278 万吨 184 万吨 2 2 矿井运输 矿井运输 井下主运输系统由胶带运输和轨道运输系统组成 胶带运输 戊一系统有戊一 1 5 部 1 2 米皮带和六部 STJ1200 3 250S 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 14 型钢丝绳芯引胶带输送机 运行速度 2 0 m s 服务于一水平及二水平戊一 采区西翼 戊七系统有戊七一部 STJ1200 4 280S 型钢丝绳芯引胶带输送机 戊七二部 STJ1200 3 280S 型钢丝绳芯引胶带输送机 运行速度 2 5 m s 服务于三水平和二水平戊一采区东翼 戊七皮带系统 戊一皮带系统年运输能 力分别为 380 万吨 303 万吨 2 轨道运输 二水平大巷原采用架线式电机车运输方式 2005 年经瓦 斯升级改造 全部更换为防爆特殊型矿用蓄电池电机车 有 25 台 XK12 9 192 2KBT 型蓄电池电机车运行 承担二水平戊二采区 三水平丁一采区 的主运输任务 同时输送物料和运送人员 其中 9 台用于主运输 三水平大 巷有 4 台 XK12 9 192 型畜电池电机车 输送物料和煤炭以及运送人员 轨 道长度 2906 米 道岔 23 副 矿井斜巷运输共有十二条主要轨道 戊七斜井轨道 暗斜井轨道 戊七 岩石轨道绞车 戊七沿煤轨道 戊一上山轨道绞车 戊一下山轨道 戊二轨 道 240 轨道 360 轨道 三水平丁一轨道 三水平戊一轨道 三水平丁二 轨道 其中 360 轨道兼作输送人员 轨道运输年运输能力为 149 万吨 3 3 通风系统 通风系统 一矿具有完整独立的通风系统 目前有三组主要通风机做联合抽出式运 转 矿井通风方式为多进风井 多回风井混合式通风 通风方法为抽出式 矿井实行分区通风 进风井有一水平主井 副井 二水平主斜井 北一进风井和北二进风井 5 个井筒 回风井有戊七斜井 北一回风井 北二回风井 3 个井筒 全矿井 总进风量 26695m3 min 总排风量 26735m3 min 有效风量 24151 m3 min 有 效风量率 88 矿井漏风率为 2 6 矿井等积孔 9 8m2 戊七回风井 北一 回风井 北二回风井 核定通风能力分别为 58 万 t a 204 万 t a 246 万 t a 核定通风能力为 508 万 t a 4 4 矿井排水 矿井排水 矿井现有三个主排水系统 一水平系统设计正常涌水量 100 h 设计 3 m 最大涌水量 150 h 水仓容量 2500 m3 安装 200 43 7 型水泵三台 3 m 299mm 排水管两趟 单台额定流量 288 h 排水高度 177 米 二水平系 3 m 统设计正常涌水量 500 h 设计最大涌水量 900 h 水仓容量 4100m3 3 m 3 m 安装 MD280 65 8 型水泵四台 200D 65 10 型水泵两台 325mm 排水管 路两趟 219mm 排水管路一趟 单台额定流量 280 h 排水高度分别为 3 m 390 米和 513 米 三水平系统设计正常涌水量 170 h 设计最大涌水量 290 3 m h 水仓容量 2780m3 安装 150 12 型水泵三台 273mm 排水管路 3 m 两趟 单台额定流量 300 h 排水高度 710 米 3 m 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 15 5 5 矿井供电 矿井供电 一矿共有三个 35KV 6KV 地面变电站供电 矿井供电能力 492 万 t a 院内变电站 装备两台 15000KVA 主变 采用分列运行 服务地面工广及 井下一 二水平 尚庄变电站 装备两台 6300KVA 主变 采用分列运行 服务北一工广及 井下二 三水平 竹园变电站 装备 10000KVA 8000 KVA 主变两台 采用分列运行 服务 北二工广及井下三水平 井下共安装有 27 个变电所 其中一水平 6 个 二水平 13 个 三水平 8 个 地面生产变电所 5 个 院内降压站低压变电所 洗煤厂变电所 锅炉房 变电所 矸石山变电所及戊七变电所 6 6 瓦斯抽放 瓦斯抽放 目前一矿共有二水平戊一 戊二和三水平丁一 三水平戊一及丁 31080 采面等共五套瓦斯抽放系统 实现了瓦斯大的区域全部建立了瓦斯抽放系统 使用 2BE1253 0 YD 4 SK 27 YWB 40 CBW1204 1BD4 和 2BEC42 型瓦斯抽 放泵进行抽放 自 2001 年以来 一矿新建的抽放系统不断采用大管径 大流 量抽放泵 2004 年开始在三水平戊一抽放系统安装使用了 500mm 大直径抽 放管路 配套 200KW 功率抽放泵 提高了抽放效果 2005 年共完成瓦斯抽放 380 万 m3 矿井抽放率为 30 8 符合 煤矿安全规程 规定 7 7 矿井防尘 矿井防尘 一矿建立有完善的综合防尘系统 做到了 有巷有管 有管有水 按规 定配置了防尘 隔爆设施 使用正常 矿井采用静压供水 地面设有容量为 5250m3的消防水池 综采工作面推广煤体浅孔注水技术 采煤机设有外喷雾 支架安装有架下水幕 采面进 回风巷分别设有净化水幕 各转载点安设有 洒水喷雾装置等 掘进工作面生产过程中使用有净化风流 除尘风机 水炮 泥 湿式打眼等除尘工艺 井下各产尘点均设有洒水装置 大巷定期刷白 有效消灭了煤尘堆积 飞扬现象 有效消除了粉尘超限现象 为职工创造了 良好的劳动环境 8 8 矿井防灭火 矿井防灭火 一矿矿井井田范围内开采煤层均具有自燃发火倾向性 2005 年自燃危险 等级鉴定结果 丁 戊组煤层自燃发火期为 6 8 个月 属自燃矿井 一 二 水平采用的主要防灭火手段是灌浆和喷洒阻化剂 矿井地面现装备有两个正 常使用的灌浆站 即戊七和北山灌浆站 担负一 二水平防灭火任务 三水 平设计有注氮防灭火系统 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 16 9 9 井上下 矿内外调度通讯情况 井上下 矿内外调度通讯情况 一矿井上下通讯分三个系统 一是 1000 门平煤集团公司程控电话 主要用于地面机关科室 区队办公 室 后勤单位 三产单位 领导办公室及领导住宅电话 该程控电话可与集 团公司所有程控电话进行通话 并能拨打市移动公司和联通公司的移动电话 用户 调度台现采用 3 台平煤集团公司程控电话与全矿地面单位及集团公司 各单位进行联系 二是调度台安装一套温州生产的 JSY2000 06D 数字程控调度台用于全矿 井上下生产地点 岗位及生产单位之间的通讯联络 使用 3 位数字号码进行 通话 属于矿内部电话 只局限于本系统内电话卡间进行联络 该程控调度 机容量 400 门 现已装机 225 门 其中井下使用 117 门 井上使用 108 门 调度程控交换机采用双回路供电 另有备用电源一套 可确保井上下电话不 间断通话 三是通过总调度室的程控调度电话与集团公司总调度室和集团公司各单 位调度室进行通讯联系 通过三个通讯系统 确保了井上下 矿内外的调度通讯畅通 1010 矿井监测 监控系统 矿井监测 监控系统 一矿在 1989 年安装使用了原航空航天部 六三四 所研制的 KJ4 监控系 统 经过 1998 年与 2002 年 3 月份两次升级改造后 已升级为 KJ2000 系统 目前该系统配接井下分站 33 套 瓦斯传感器 73 台 瓦斯闭锁装置 41 套 实 现了对全矿所有采掘工作面的瓦斯自动监控及报警 断电控制 为动态瓦斯 监控提供了可靠的保证 提高了一矿的现代化管理水平 在矿井防治瓦斯中 发挥了重要作用 该系统主要有地面中心站一套 另有备用主机一套 具有 甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能 采掘工作面风电瓦斯电闭锁覆 盖率 100 系统具有规程规定的全部功能 运行比较稳定可靠 甲烷传感器 设置合理 能够满足生产需要 1111 地面生产系统 地面生产系统 一矿现有 3 个生产水平 井下出煤分别经过一水平主立井提升和二水平 主斜井钢缆皮带运输机 再分别通过两条胶带运输机 将一二水平系统出煤 输送到地面铁路煤仓装车外运 或拉入贮煤场装汽车进行销售 第二章第二章 采区内概况及地质特征采区内概况及地质特征 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 17 第一节第一节 概况概况 一 采区位置 二水平丁三采区是二水平丁一采区东翼的一个上山采区 为二水平戊一 采区的接替采区 依据煤层赋存情况 二水平丁三采区采用单翼布置 设计 生产能力 60 万 t a 根据矿井生产总体安排 二水平戊一采区预计 2012 年 3 月结束 二水平丁三采区的开拓准备工程计划 2008 年三季度开工 可保证采 区正常接替 二 四邻生产采区的地质情况 采区西部二水平丁一采区 东部十矿局部开采 但均未送到矿井边界 上部为一水平丁七 丁九采区下部 北部为未开采煤田 采区以北的丁戊三东大巷及戊三采区开拓巷道 均揭露了牛庄逆断层 结合十矿揭露情况分析 该断层落差 10 30 m 延伸较远 为采区的东北边 界 从二水平丁一采区东翼 丁七及丁九采区下部 十矿丁三采区揭露情况 看 这些邻区地质情况比较简单 断层一般为正断层 落差一般为 1 0 4 0 m 丁5煤层厚度比较稳定 一般厚 1 2 m 丁6煤厚变化较大 约在 1 0 2 7 m 水文地质条件简单 主要是顶板砂岩水和老空水 对生产影响不大 下 部戊组煤层已采 戊一采区揭露断层最大落差为 11 m 第二节第二节 地质特征地质特征 一 地形地势及地面建筑 平顶山位于本区中上部 形成本区南高北低 中间高 两边低的地 势 植被发育不均衡 地层大多被第四纪冲积层覆盖 老地层仅在山半 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 18 坡局部地段有所出露 为平顶山砂岩 地面没有大型建筑设施 主要分 布有李庄 杨庄 老沟等村庄 地面标高 200 400 下部戊组煤层已 回采 对地面村庄房屋及农田已造成一定程度的破坏 二 煤层及煤质 1 煤层 本区内煤层比较稳定 由于受牛庄逆断层和牛庄向斜的影响 采区北 部走向大致为东西方向 南部为北西向 中部及东北部地层起伏较大 倾角 2 14 局部 中部平缓 丁4 丁5 丁6煤层全为分层 丁 4煤层厚 0 68 1 05m 平均 0 8 m 邻近十矿处稍厚 丁5煤层平均厚 1 15 m 南厚北薄 丁6煤层平均厚 1 75 m 东厚西薄 2 顶 底板 丁5煤层直接顶为 3 0 8 4m 厚的砂质泥岩 老顶为中粒砂岩 厚 11 5 22 5m 直接底为 1 1 11 0m 厚的砂质泥岩 丁6煤层直接顶为 1 1 11 0m 厚的砂质泥岩 直接底为 7 5 14 5m 厚的砂质泥岩 老底为 12 0 25 0 m厚的砂质泥岩 丁5煤层直接顶板以砂质泥岩为主 西厚东薄 据钻孔揭示 在采区西南部厚度较大 并渐变为细砂岩 丁5 丁6之间夹矸 以砂质泥岩为主 在西部较厚处层间发育有细砂岩层 在东部较薄处渐变为 泥岩 四 水文地质 1 主要含水层及充水因素 该采区煤层顶板以上为二叠系下石盒子组砂岩含水层 厚度 11 5 22 5 m 平均 18 0 m 以中 粗粒石英砂岩为主 含水层裂隙比较发育 单位涌水 量 0 0153 0 202L s m 渗透系数 0 0744 0 925m d 该采区主要充水因素为 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 19 顶板砂岩水及老空区水 顶板砂岩水一般对生产影响不大 主要表现为遇断层时 顶板会出现滴 水 淋水现象 老空区水对生产有一定的影响 主要表现为沿空送巷时 在老巷道低洼处 将会有积水 对施工巷道有一定的威胁 严重时需进行探放水 2 涌水量 根据对丁一采区实测正常涌水量为 35 m3 h 最大涌水量为 60 m3 h 丁 三采区与丁一采区水文地质条件类似 因此预计丁三采区正常涌水量为 35 m3 h 最大涌水量为 60 m3 h 3 防治水建议及措施 在采掘过程中 要加强支护 提前做水仓 窝 备好水泵 以便出水后 及时排放 对老空区积水 应坚持 预测预报 有疑必探 先探后掘 先治 后采 的探放水原则 五 储量 东至十矿边界 西至丁一采空区东部边界煤柱 北到牛庄逆断层及二水 平丁戊三东大巷保护煤柱 南到一水平丁七 丁九采空区下部煤柱 依据一 矿矿井地质报告 其地质条件分类结果为 abc d eg 构造简单 煤层 较稳定 根据 生产矿井储量管理规程 规定 以 500m 的基本线距圈定 A 级储量 以 1000m 的基本线距圈定 B 级储量 1500m 的基本线距圈定 c 级储 量 煤层厚度的取值依据 生产矿井储量管理规程 第 18 条之规定 最低可采厚度为 0 8m 丁5煤层容重为 1 5t m3 丁6煤层容重为 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 20 1 4t m3 公式 块段储量 面积 平均煤厚 容重 式中 面积在煤层倾角 15 时为平面积 在煤层倾角 15 时为斜面 积 平均煤厚为块段内各见煤点真厚度的算术平均值 本区内丁组煤工业储量 689 9 万 t 可采储量 541 2 万 t 其中丁5煤层开 采储量 236 9 万 t 丁6煤层可采储量 304 3 万 t 六 瓦斯及煤尘 2007 年度矿井瓦斯等级鉴定结果为 全矿井丁6煤层相对瓦斯涌出量为 4 8 m3 t 但由于丁6煤层为突出煤层 因此确定我矿为煤与瓦斯突出矿井 据一矿丁6煤层瓦斯地质图及十矿资料预测 本区一般瓦斯相对涌出量 小于 5m3 t 但本区中下部处在牛庄向斜 牛庄逆断层等构造的应力集中区 局部瓦斯相对涌出量较高 因本区主采煤层为丁6煤层 该煤层为突出煤层 标高 210 130 按照 突出危险性区域划分结果 该区域为无突出危险区 应按煤与瓦斯无突出区 域管理 丁组煤具有爆炸性 其煤尘爆炸指数为 35 77 39 99 自燃发火期 6 8 个月 3 1 3 采取车场形式选择设计 采区车场采用双向甩车场 巷道断面采用錨喷支护 4500 3330 31123012 2250 300 300 400 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 21 200 1900 100 100 500 400 1540 1320 4029 4500 22502250 4300 R2650 轨道下山断面图轨道下山断面图 第三章第三章 采区开采方案采区开采方案 本设计对象为二水平丁三采区 其前提是二水平丁戊三东大巷 戊组转 载巷 煤仓 二水平丁戊三总回风巷等开拓工程已经形成 所以本设计的设 想是充分利用丁戊三采区的开拓工程 尽量减少新的开拓工程 第一节第一节 采区设计方案采区设计方案 根据采区基本条件 采区开采安全技术和经济效益要求 结合矿井开采 技术水平以及煤矿开采发展趋势 在采区部分开拓系统已经形成的情况下 为减少工程和投资 简化生产系统 丁三采区充分利用已有的巷道及系统为 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 22 采区服务 同时结合考虑二水平丁戊三采区系统的完整性 确定二水平丁三 采区的运输系统的方式和位置 层位 因此本设计针对不同问题提出了不同 的设计方案 二水平丁三采区采用三条主系统的设计方案 方案一 采区采用三条上山 专用回风上山在东侧 轨道上山在西部 皮带上山在中间 其中轨道上山 专用回风上山沿丁5煤层顶板布置 皮带 上山沿丁6煤层顶板布置 区段沿走向布置 区段长度 190m 采用单翼布置 开采范围 东至十矿边界 西至二水平丁一采区 南到丁七 丁九采区下部 边界煤柱 北到丁戊三大巷保护煤柱 东西长 1360m 南北宽 1100m 方案二 采区采用三条走向巷道 丁三皮带集中运输巷在中间 丁三轨 道运输巷在北侧 丁三专用回风在南侧 其中皮带集中运输巷沿丁6顶板布 置 轨道运输巷和总回风巷沿丁5煤层底板布置 东部的轨道运输巷道距牛 庄逆断层平均 40m 的位置平行断层布置至十矿边界 东西长 1758m 南北宽 1000m 三条巷道在其中部穿越 F2 正断层 回采方法采用俯采 采用俯采的 优点在于 区段划分比较合理 并能有效地避开了 F2 断层 另外 该方案 在其中部向北做三条短上山的系统至郭庄背斜中轴处 回采郭庄背斜南翼的 三角煤 此处走向长约 900m 南北宽约 300m 回采郭庄背斜处时 采用 走向回采的方法 此处还可兼顾到郭庄向斜西翼的一块三角煤 另外 丁5煤层为后期开采煤层 采区投产前期以回采丁6东部厚煤层为 主 所以 在考虑回采丁5煤层时 原来的丁一采区东部的丁5煤层也在丁三 采区的整体规划之内 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 23 第二节第二节 各方案设计参数各方案设计参数 一 采区储量一 采区储量 1 储量计算范围 东至十矿边界 西至丁一采空区东部边界煤柱 丁5煤层为二水平丁一 采区下山边界 丁6煤层为丁一采区东部的采空区边界 北到牛庄逆断层及 二水平 其中包含郭庄背斜南翼的三角区 丁戊三东大巷保护煤柱 南到一 水平丁七 丁九采空区下限煤柱 本区内丁5 丁6煤层均可采 另外 原丁一采区东翼的丁5煤层 因此需计算该区域的丁5 丁6煤层的全部储量 2 煤的工业指标 依据现行 煤炭资源勘探规范 结合 生产矿井储量管理现行规范 确 定各煤层的工业指标 1 煤层最低可采厚度 炼焦用煤为 0 7m 非炼焦用煤为 0 8m 2 厚煤灰分在 40 以下为能用储量 灰分在 40 50 为高灰分煤 列 为表外储量 3 煤层容重值均依据测试结果 丁5煤层 1 5 吨 m3 丁6煤层 1 5 吨 m3 3 采区储量 本采区方案设计全部采用单翼布置 即本区内丁组煤层工业储量689 9 万吨 可采储量 541 2 万吨 其中丁 5 煤层可采储量 236 9 万吨 丁 6 可采储量 304 3 万吨 二 采区生产能力及服务年限二 采区生产能力及服务年限 1 工作制度 平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书平煤天安一矿二水平丁三采区方案设计说明书 24 设计年工作日为 300 天