小康矿采区重新划分及南二南三采区合并矿井设计说明书

1、小康矿采区重新划分及南二南三采区合并矿井设计说明书 小康矿采区重新划分及南二与南三采区合并设计说明书前言小康煤矿是铁法煤业集团有限责任公司所属八个大型现代化矿井之一始建于1987年7月投产于1990年11月矿井设计生产能力150万ta2004年8月矿井核定生产能力260万ta1990年投产以后矿井软岩支护煤层自燃隐伏构造等问题陆续凸显造成生产步履维艰安全性越来越差连年亏损迫使小康煤矿主动走产学研合作之路加快科技兴矿前进步伐积极组织开展软岩矿井安全高效集约化生产技术攻关活动优化矿井资源配量实施集中生产经十年奋战改变了软岩矿井安全生产技术经济面貌终于成为铁煤集团公司的后起新秀矿井之一承担的极软岩动

2、压巷道大变形控制技术的研究项目1997年荣获辽宁省政府科技进步二等奖1999年通过iso9002质量体系认证2001年结束11年亏损历史并保持了无亡人的安全生产局面2003年通过辽宁省煤矿安全监察局安全评估等级为3a2b级小康煤矿井田位于辽宁省康平煤田的东部处于康平和法库两县之间隶属于康平县东官屯管辖其西面以f1f2f3断层与大平井田及康平高家井田相邻其南东北则以煤层最低可采厚度边界线为界井田南北长603km东西宽481km其面积2899km2小康煤矿井田煤系地层沉积类型为内陆山间湖泊沼泽相形成于中生代晚侏罗纪岩层结构多为复合层成岩度低岩石暴露于空气即发生软化及崩解强度损失快井田内仅赋存一层煤

3、一般可采厚度57m最大可采厚度867m其埋藏深度237715m煤层倾角512一般7左右井田隐伏断层煤层厚度缺失变薄带较发育煤层自燃发火期13个月最短20d煤尘爆炸指数为432具有强烈爆炸危险性瓦斯地质水文地质条件较为简单小康煤矿采用中央立井单水平上下山开拓中央并列式通风方式井底车场水平标高为399m深度482m回风水平标高398m深度481m井下生产实施一井一面生产模式及综放开采技术煤炭运输实现胶带连续化主要生产环节实现监视透明化小康矿是由沈阳煤矿设计院设计的全矿井共划分12个采区依据矿井十多年的开采实践及矿井生产补充勘探特别是地震二维和三维补充勘探资料 原先所划分采区是不合理的由此有必要对全

4、矿井采区进行重新划分重新划分采区数目为6个为此导致了矿井后期开拓方式的改变因此不得不对矿井设计进行修改另外南二与南三采区合并后对于原南二采区设计也不得不加以修改第一篇 矿井修改设计说明书井田概况及地质特征井田概况一交通位置铁法煤业集团公司康平煤田位于辽宁省法库康平两县之间小康矿位于煤田的东侧康平县境内该井距法库县城约17km距康平县城13km距铁法煤业集团所在地调兵山车站约35km东至长大线上的铁岭火车站约67km铁康公路铁岭康平纵贯井田南北交通较为便利交通位置见图11二地形地势本井田东北部为平缓的丘陵西南部为洪积冲积平原地表标高一般在80120m之间河流水库及水渠分布该区无较大河流井田西南部

5、有三台子水库附近康平县设有水产养殖场水库面积一般为136km2储水量为25mm3水库一般水位标高为82m最低水位标高为802m最高水位标高为8398m水库水的主要来源除大气降水外主要靠南部的李家河另一来源为北部的人工渠引康平西泡子水库水和辽河水入库气象及地震本区属大陆性气候年最大降水量为801mm年最大蒸发量为2516mm最高气温为33最低气温为-32结冰期自10月末至翌年4月最大冻结深度为145m地震烈级度为vi度1983年辽宁省地震局资料煤田开展历史及现有生产井开采情况该井田西北部已有一对生产矿井即康平县三台子煤矿该井于1978年10月投产1982年生产能力为100kt经第一次改扩建198

6、5年生产原煤约200kt1986年开始进行第二次改扩建确定年生产能力为450kt已经于1989年完成该井采用斜井开拓主要开采煤田西北角第13勘探线以北煤层从该矿生产情况看区内小断层较多尤其是落差不大的小断层为数不少用钻探手段难以查清因此本矿井投产后必须加强生产地质工作为改进采区巷道布置有效地进行综合机械化开采创造条件煤田西南部法库县边家煤矿设计年生产能力为150kt斜井开拓已于1983年开工建设煤田西部为铁法煤业集团公司大平矿矿井设计生产能力240万ta立井开拓中央并列式通风方式于1990年年末开工建设2003年1月移交投产小康矿矿井原设计生产能力150万ta立井开拓中央并列式通风方式于198

7、7年7月开工建设1990年11月15日移交投产1992年达产1997年实现一矿一面生产模式2004年生产原煤2422004万t同年矿井核定生产能力260万ta矿区经济概况本区为农业区工业基础较薄弱除康平县三台子煤矿属康平县地方国营企业外其它工业很少矿区附近有电力网东关屯乡五棵树村有建筑用砂子和卵石善友张强乡生产有料石可做建筑材料用地质特征一地质构造一地质年代地层层序沉积厚度及岩石特征煤田井上部覆盖着第四系地层局部地段有白垩系出露煤田西侧有前震旦系东侧有中生界侏罗系吐呼鲁组地层分布现从老至新叙述如下1前震旦系以绿泥石片岩为主另有云母片岩石英片岩和片麻岩该系中有零星花岗岩闪长岩侵入2侏罗系吐呼鲁组

8、沙海组吐呼鲁组由砂砾岩砂岩和火山碎屑岩组成总厚度大于350m沙海组由泥岩油页岩煤层砂岩砾岩所组成厚度约200m现分段叙述如下1砂岩段以灰色灰白色砂岩为主夹深灰色泥岩及灰白色砂砾岩在西部夹炭质页岩及薄煤一层仅13号钻孔见可采煤层但分布面积不大距上部煤层约200m故无经济价值2煤段由煤层炭质页岩灰黑色泥岩油页岩和粉砂岩组成可采煤层集中上部煤层厚125m含煤层等厚线见图123油页岩段以黑灰色油页岩为主夹黑色泥岩泥灰岩和菱铁矿透镜体井田内油页岩与黑色泥岩易于识别到井田边缘二者不易识别井田内东部厚西部薄南部厚北部薄最大厚度4550m分布于324号钻孔一带最薄处10m分布于北部边缘4泥岩段上部灰绿色泥岩夹

9、粉砂岩细砂岩及薄层砂砾岩顶部含黄铁矿晶体下部为黑色泥岩夹深灰色砂岩富含动物化石从生物化石面貌上看与阜新沙海组层位相当井田中部缺失此段厚度变化为南厚北薄南部3045m北部厚510m就井田东西两部分看中间厚两侧薄厚者为2530m薄者为05m3白垩系分布于全区上部主要为褚色粉砂岩细砂岩粗砂岩及砂砾岩等下部以灰色粉砂岩细砂岩为主夹泥岩粗砂岩及薄层砾岩底部普遍有一层较厚的砂砾岩总厚150750m4第四系上部为黑色腐植土厚度为0205m中部为灰黄色亚粘土厚度为217m下部为黄色粗砂其底部含砾石厚度为155m二煤系地质走向倾斜及其变化规律煤系地层呈褶曲构造倾角310一般为7井田北部倾角较缓西南部中南部倾角略

10、大本井田受褶皱构造影响走向及倾斜很不规则井田内背向斜轴构成s形褶曲东北部地层以拉马屯背斜轴为中心即165孔207孔往东北南三方向倾斜西部受高家窝堡背斜的影响向北倾斜南部煤系地层基本上东西走向向南倾斜三煤田及井田地质构造及其相互关系煤田位于阴山天山纬向构造带的北部边缘亦称内蒙台斜煤田的形成和发展是受西南部的八虎山古隆起东部的法库郝关屯火山岩带北部的华北与东北区域构造界线深大断裂所控制井田构造是宽缓的褶曲并拌有断层岩层倾角310一般7左右四断层和褶皱发育情况井田内褶曲构造以背斜为主向斜次之西部高家窝堡背斜为向东南倾伏的背斜东北翼沿走向延伸较远西南翼受f7断层破坏急转为向斜南部四家子背斜为一短轴背斜

11、南翼被f1f2f3断层破坏东西两翼亦被断层切割仅北翼保存较好井田中央为拉马屯背斜西段被f14f15f16f17断层所破坏背斜北翼煤层倾角平缓南翼倾角略大并有小断层井田东南有肖家窝堡短轴背斜翼部被断层切割各背斜轴均向各自的相邻背斜倾伏可联成主背斜其轴的形迹呈明显的s形在s形开口处形成南北两部两个向斜详见图13构造纲要图北部向斜由高家窝堡四家子拉马屯背斜的一个翼构造为一短轴向斜向斜东南西三个翼部均伴有断层但东翼断层破坏较大南部向斜由四家子拉马屯肖家窝堡背斜一个翼的构成向斜西翼为断层切割向斜向南与大平矿向斜相接经勘探井田内共发现29条断层落差20m以上按断层走向可分为北西向和北东向两组北西向断层组分

12、布特点是断层走向与褶皱轴近于平行其中f1f2f3位于主背斜与三台子二井向斜过渡地段这些断层又为北东向断层f6f10f11切割分成数段主背斜地段落差达200m两端落差逐渐减少直至尖灭于向斜之中其余北西向断层落差较小一般30m左右北东向断层的分布特点是主要大断层亦位于向背斜转折地段如f10f11f14f15f16f17等断层其余较小的北东向断层走向基本垂直于褶皱轴两组断层共同特点是断层面倾斜与煤层倾向一致井田主要断层特征见表11五煤层变薄缺失带简称无煤带 小康井田在精查勘探时并没有勘测出无煤带构造只是在生产过程中发现了无煤带构造而所谓无煤带是指煤层缺失变薄至不可采的地带或条带而我们所谓的无煤带范围

13、是指煤层缺失的范围无煤带平面分布范围的形状一般为条带状个别一端分叉无煤带长度一般50-700m宽10-70m无煤带平面分布有一定的分区性各区无煤带的方向大小形态和复杂性有一定的同一性不同区比较又有一定特殊性小康矿遇到的无煤带多数在无煤带范围内有几个倾角较小30-40的与无煤带走向方向相同的断裂面断裂面切入煤层后倾角逐渐变小直至平行厚夹石或煤层底板断裂面消失断裂面常呈铲状梨状和波状断面有擦痕擦痕方向与倾向一致有薄层的断层泥有时含煤块与断裂面相接的油页岩约有0204m的片理特别发育当集中多个断裂面时煤层结构特别紊乱煤层破碎光泽变暗夹石穿插说明这里是经过多次构造运动而形成的油页岩与煤层界面呈勺状盘状

14、和波状界面无明显擦痕油页岩产状与界面一致而与煤层有明显的区别并且煤层底板有底凸现象这种无煤带多数分布于赋存较浅且煤层较薄地段南二采区煤层埋藏较深煤层较厚不会存在小规模的无煤带无煤带分布特点小康矿已经揭露13条这些无煤带多分布于构造复杂地区并且与该地区断层走向一致而且均伴有一条或几条断层断层倾向于无煤带从揭露现象看无煤带成因大部与构造运动有直接关系与构造应力场有密不可分的关系还有一些断层和无煤带从其构造形迹来看与同沉积构造有关系从岩石物理力学上看煤层底板粉砂岩属较硬岩层抗压张扭性较强而且上部属软弱岩层煤层最软是滑动构造最有利的层位为滑动构造无煤带的形成创造了有利条件小康矿经生产实践和地震勘探证实

15、构造比较复杂说明该区域构造运动比较频繁基于上述几种因素和迹象我们认为无煤带成因既有构造沉积复合成因的也有单一构造成因小康矿井田现在大部分的构造形迹都是两次或多次构造运动的产物前期产构造形迹与后期的构造形迹必然互影响主要表现在前期构造形迹对后期构造形迹的控制后期构造形迹对前期构造形迹的利用改造利用突出地表现在后期构造运动沿用迁就先存的断裂面改造则是指后期构造运动改变了原来构造形迹的力学性质或形态特征等断层名称走向倾斜倾角落差 m 性质1北西南西608035205正断层2北西南西608034140正断层3北西南西708035135正断层4北西南西55701720正断层5北西南东7020正断层6北东

16、南西702055正断层7北西南西66702050正断层8北东南东60703540正断层9北东南东7025正断层10北东南东706070正断层11北西南东49731945正断层12北西南西54702585正断层13北东北东556513正断层14北东北西60752550正断层15北东北西752860正断层16北东北西35702860正断层17北东北西30681530正断层18北东南东627935正断层19北东北西30731535正断层20北东北西52752037正断层21北西南西5525正断层22北东北西64681030正断层23北西南西75825正断层24北西南西601020正断层25北东南东6

17、520正断层26北西南东7518正断层27北西南西6820正断层28北西北西6815正断层f29北西北西79正断层 主要断层特征表表六岩浆岩从精查勘探和生产补勘生产实见的资料分析小康井田不会有岩浆的存在二煤层及煤质一含煤层数煤层厚度顶底板岩性及其变化规律本井田只有一个复合煤层赋存深度为-154-632m井田西部含煤层总厚度一般为5m左右其南侧略微增厚西北侧边缘明显变薄厚度仅12m井田东部含煤层总厚度一般7m左右其南侧89m东南边缘骤增至于17m其北侧810m向边缘突增大20m多煤层最大可采厚度为867m一般为35m其变化规律是南部厚北部薄中央厚边缘薄煤层在井田内是比较稳定的变化较小规律性强煤层

18、顶板为1050m厚的致密的油页岩隔水性能良好油页岩厚度为东部厚西部薄南部厚北部薄最大厚度为4550m北部边缘最薄为10m煤层底板为1050m厚的泥岩粉砂岩细砂岩再往下为粗砂岩或砂砾岩东北部上分层底板为砂砾岩二煤层结构夹石岩性及厚度煤层由118个自然分层组成一般814个自然分层变化规律是南部煤的自然分层层数多夹石薄均能合层计算储量可采厚度大向北煤层夹石增厚煤自然分层逐渐分开煤层中间出现砂砾岩夹石形成两个独立可采煤层煤层结构略显复杂煤层中的夹石主要是炭质泥岩和泥岩三煤质本井田均为长焰煤原煤水分一般为812平均为10原煤灰分平均为22属中等灰分净煤挥发分平均为42原煤发热量平均为5353calg含油

19、率为827属富油煤层容重平均为132tm3可做动力用煤和炼油用煤三瓦斯情况及煤的自燃根据地质报告井田瓦斯成份分析ch4占6070co2占35n2占2030按瓦斯带的划分属于氮气沼气带属高沼气矿井煤层有自燃发火危险根据康平煤矿二井的资料煤的发火期为3个月四水文地质一含水层隔水层分布情况及变化规律含水层及隔水层分述如下1第四系洪积含水层主要分布在东部低洼处一般厚度为4m上部由1921m黄色粘土所复盖下部由黄色及灰白色粉砂及砂砾所组成2白垩系砂岩砂砾岩承压含水层白垩系分布全井田厚度在家50200m之间一般为77m由煤田中心向南逐渐增厚大部由泥质或钙质胶结的灰色和灰绿色的砂岩砂砾岩所组成结构致密透水性

20、很弱由于压力作用在个别钻孔发现长期涌水如工业场地附近的614孔水头高出地表56m3侏罗系底部砂岩砂砾岩承压含水层该层赋存于煤层之下大部分由钙质和泥质胶结的灰白色砂砾岩所组成结构致密坚硬渗透性很强4侏罗系油页岩隔水层该层赋存于煤层顶部全井田普遍发育厚度一般为1050m该层为不透水层在不受构造破坏的情况下能起隔水作用其分布由北向南逐渐增厚二含水层的富水性本区含水层的主要补给来源为大气降水地表水的渗透补给对第四系和白垩系虽有影响但影响不大人工渠和季节性积水对于粘土覆盖层较薄地段则渗透补给良好各含水层之间都存在微弱渗透补给而含水层的排泄除垂直渗透外第四系含水层主要依靠蒸发而深层水的排泄只在水位差变化大

21、迳流条件良好地段排泄则较好而其它排泄条件很差本井田预计涌水量见表12预计涌水量表含水层渗透系数md含水层厚度m水头高度m引用半径m井田预计涌水m3h白垩系风化带0379246640451377656白垩系低部含水层0017077757406726226019010侏罗系含水层0002302480065594792499三邻近矿井的涌水量及积水情况本井田的含水层渗透较弱无构造裂隙沟通过水量均不大据康平煤矿二井的实际情况白垩系风化带415m处的白色粗砂岩有滴水现象余者几乎均无水四断层的导水性从钻孔所揭露断层来看一般都为闭合断层未发现断面漏水现象五矿井水的水质第四纪洪积层水的碱度很高一般为重碳酸钙钠

22、型水白垩系含水层水质亦为重碳酸钙钠型水六矿井涌水量根据地质报告及生产矿井的实践预计本矿井自然涌水量为80m3h加上消火注浆用水正常涌水量90m3h最大涌水量按120m3h设计五地质勘探程度及存在问题一地质勘探程度该煤田于1959年3月发现同年施工25个钻孔提出了康平三台子煤田普查地质报告1960年12月提出详查报告1960年至1975年施工259个钻孔提出了精查报告生产补勘孔是91年至97年施工16个钻孔分布于南一北一西一采区生产补勘时在南一北一采区采用二维地震南二采区采用三维地震进行生产补勘南一采区控制面积356km2北一采区控制面积500 km2南二采区先后进行了三次三维地震勘探工作三维地

23、震勘探面积累计达41925km2井田内有倾向勘探剖面16条均垂直于主要构造线勘探线距最大距离为800m最小距离为270m一般为300400m井田东西两侧线距较大东侧14线为720800m西侧1214线为470520m井田中央勘探线距较小如412线为270400m深部略大孔距最大为750m最小为200m一般为300500m钻孔分布特点浅部-350m以上孔距小深度孔距大构造复杂地段孔距小井田内有效钻孔232个计算储量面积3618km2包括康平煤矿二井平均每平方公里643个孔经过勘探可采煤层的赋存范围基本清楚煤层稳定性已经确定煤层变化规律基本掌握褶曲形态与20m以上的断层已基本查清基本上能满足建井及

24、生产需要可以作为设计依据二存在的问题及要求1勘探资料无心钻孔比重大占872高级储量为总储量的433不符合煤炭资源地质勘探规范com50的规定结合本设计初期南一采区南部均以c1级储量因此要求对西部区进行地质补勘工作以便提高地质勘探程度提高资源的可靠性满足先期开采的要求3缺少煤层顶底板岩石的物理力学试验资料和地温资料4未提出地质地形图井田开拓井田境界及储量一井田境界本井田西北部以第14号勘探线与康平县煤矿二井相毗邻西南部以f2f3号断层与大平矿相毗邻东南北部以煤层可采边界线为界井田东西长约5km南北宽约603km面积为3015km2根据辽宁省煤炭工业管理局和辽宁煤炭工业局联合下发的辽煤生字1995

25、328号文件同意将十四勘探线至十三勘探线间的面积为253km2储量为1019万t的煤炭划给康平三台子煤矿开采两矿间安全保护煤柱40m留设于三台子煤矿一侧另外煤层最低可采厚度由com可采边界也发生改变由此本井田西部以第13号勘探线与康平县三台子煤矿相毗邻 西南部以f2f3号断层与大平矿相毗邻东南 北部以煤层可采边界线为界井田东西长约481km南北宽约 603km面积为2899km2二储量一计算储量的煤层最小可采厚度为07m煤的最高灰分为40二井田内工业储量为188071mt其中ab级储量为8162mt占总工业储量的433可采储量133335mt高级储量分布在井田中部三可采储量计算 井田可采储量井

26、田工业储量煤柱损失采区回采率采区可采储量采区工业储量采区回采率采区回采率分别取75或80煤柱损失包括工业场地煤柱西风井工业场地安全煤柱及注浆站安全煤柱三安全煤柱为了保护工业场地设施工业场地西风井工业场地及注浆站均留设了安全煤柱第四系表土层的移动角按45岩石移动角参照铁法矿区的观测资料按65留设第二节矿井设计生产能力及服务年限一矿井工作制度本矿井设计工作日为300d每天三班作业其中两班生产一班准备每班工作8h每日提升时间为14h矿井设计生产能力矿井生产能力为15mt日生产能力为05mt三矿井服务年限本矿井可采储量为13334mt采用13的储量备用系数包括递减时间矿井服务年限为699a四矿井核定生

27、产能力2004年末井田内工业储量为158689万t其中ab级储量70478万t可采储量为111610万t矿井核定生产能力为260万ta矿井剩余服务年限为33a采用13的储量备用系数小康矿设计年工作日为350d每天三班作业其中两班半生产半班准备每班工作8h每日提升时间为16h第三节 井田开拓一开拓方式本井田为隐伏煤田煤层同期存于154m632m之间埋藏较深倾角平缓大部分倾角在5左右中部局部达12左右如果用斜井开拓则井筒工程量大辅助提升困难施工工期长压煤多所以经方案比较采用立井单水平开拓方式矿井水平标高设在399m水平井底车场及运输大巷均布置在煤层底板较坚硬的岩层里井口位置井口位置选定在井田中央6

28、14号孔附近主要运输大巷及总回风道的布置方式和位置的选择原设计井田东西翼各布置一条主要运输大巷分别开拓东北翼及西翼的煤层考虑到巷道维护条件好运输大巷不留煤柱运输大巷设在煤层底板30m左右的砂岩中根据各采区煤层赋存条件中央风井总回风道及东翼总回风道布置在-398m水平北一北二北三北四南一南二南三南四及西一采区均由中央风井排风西二西三西四由西风井排风修改设计井田西翼布置一条主要运输大巷开拓西翼的煤层考虑到巷道维护条件好运输大巷不留煤柱运输大巷设在煤层底板30m左右的砂岩中根据各采区煤层赋存条件中央风井总回风道布置在-398m水平北一北二南一南二及西一西二采区均由中央风井排风四 采区划分与接替计划

29、一 采区划分的原则1关于首采采区北一南一采区的问题原北一采区的西南部基本采完东南部地表是拉马屯村庄房屋密集住户多东北部煤层分叉夹石增厚大1024m灰份高达50以上产出煤炭煤质差而销路不畅因此当时研究决定暂时不开采此区域的煤炭剩余煤炭储量划入其它采区因而当1999年2月n1e6段综放面开采结束后对北一采区除三条上山外都进行了回收原南一采区的准备巷道由于多次重复翻修已无法再翻修而导致报废为此南一采区东部已无法布置采面另外南一采区西部已开采的几个工作面由于受断层地质构造的影响除n1w1段综采面外均未送到采区边界为此应将南一采区剩余的煤炭储量划入其它采区2采区走向长度或倾斜长度应根据煤层地质条件开采机

30、械化水平集中化生产的要求开拓及采准巷道布置综合考虑根据工作面接替要求一般应保证机械化连续回采1年以上依据目前小康矿集中化采煤水平综合机械化回采面的一翼长度不小于10001600m世界上有的高产高效综采面一翼长达20003000m以上个别达5000m另外小康矿目前开采南二采区属于开采最深的采区软岩支护目前已能满足矿井安全生产需要由此考虑采区工作面走向和倾斜长度时要适当加长3为了保证煤炭运输连续性采区所生产煤炭应采用带式输送机运煤直到井底煤仓此方案出煤快投资省效益高在地质条件优越机械化装备好的情况下双翼开采的采区两翼长度均应尽可能长一些4小康矿煤层倾角较小可采用倾斜长壁布置5西二采区应采用单翼布置

31、为宜二开采顺序和接替计划1小康矿采区开采和接续的顺序是前进式由靠近井筒的采区向井田边界推进这样投资省出煤快效益好采区内的工作面推进是后退式由采区边界向采区上下山或集中巷推进并能保证回采面稳定生产2按照合理的开采顺序编制矿井的开采计划矿井两翼产量分区开拓时的分区产量上下山的产量的安排要统筹考虑3开采计划中注意搞好煤种煤质搭配厚薄搭配难易搭配以保证用户需要和长期稳定生产但初期投产达产采区应布置在条件好的区段以易于迅速达产稳产满足用户需求提高经济效益4在条件许可时应尽量集中生产减少同时生产的采区和工作面以提高经济效益小康矿目前已实现了一矿一面今后尽可能地保持为此采取如下措施a在条件许可时尽量加大工作

32、面长度目前为200240m以后要加大到300m以上 b凡是条件适合综放开采的区段都必须采用综放开采c在开采北二采区时尽可能地布置对拉式综采工作面 附 小康矿矿井采区储量及特征表及采区接替表小康矿矿井采区储量及特征表序号采区名称采区可采储量万t设计能力万ta服务年限a开采煤层煤层厚度m煤层倾角0倾斜长度m走向长度m备 注1北一246812021129762541113801600首采区2南一234612020142381341112201850首采区3南二5003626019210811941533104100双翼开采4西一1831326070120880641118302390双翼开采5西二8

33、1182603110857741124101700单翼开采6北二178322606910860941133503600双翼开采煤1层小计991137西二1478260061上08173411单翼开采8北二12078260461上08302411双翼开采煤1层上小计13356全矿井合计112669 几点说明1采区可采储量均以2004年末为准2北一南一采区为首采采区分别开采到1999年2月2000年6月而两采区剩余煤炭储量将在矿井收尾残采时开采3西一采区为南北一采区接续采区自2000年6月开采到2002年4月开采时由于地面村庄过多民房密集依据公司要求暂时不开采动迁量大的煤炭由此小康矿开采了南二采区

34、4矿井采区接替表是从2005年元月开始排列的三采区煤柱分类及尺寸序号煤柱类别薄及中厚煤层煤柱宽度m厚煤层煤柱宽度m巷道一侧两巷之间巷道一侧两巷之间1水平大巷30502主要回风巷20303采区上下山20304区段巷道58585采区边界10106断层落差大断层一侧留3050m落差较大断层一侧留10m四采区回采率1各采区回采率北一南一西一西二南二采区回采率为75北二采区回采率为802提高回采率的措施1巷道布置在煤层底板巷道保护煤柱预留能布置一个工作面的宽度待采区开采结束时布置该工作面进行回采换言之采区上下山及集中巷不留设巷道保护煤柱2条件允许情况下尽可能加大回采工作面长度使回采工作面长度达300m以

35、上开采顺序及采区尺寸原设计本矿井只有一个可采煤层北部由于夹石增厚成为两个分层用单一水平开拓全矿井共分12个采区北部四个采区南部四个采区西部四个采区移交生产及达到设计产量时为两个采区即南一采区和北一采区各采区均由井田中央向南北西各翼边界发展形成采区前进式的开采顺序采区尺寸是根据地质构造开采条件和采区运输等条件确定的采区倾斜宽度为1000m左右走向长度为2000m左右可采储量均在5mt以上修改设计本矿井只有一个可采煤层北部由于夹石增厚成为两个分层用单一水平开拓全矿井共分6个采区北部二个采区南部二个采区西部二个采区移交生产及达到设计产量时为两个采区即南一采区和北一采区各采区均由井田中央向南北西各翼边

36、界发展形成采区前进式的开采顺序采区尺寸是根据地质构造开采条件和采区运输等条件确定的采区倾斜宽度为10003350m左右走向长度为16004100m左右可采储量均在5mt以上建筑物下采煤本井田上部有八个大小村庄和一个农场为保证矿井正常生产及居民的安全在开采各村庄下面煤层之前要事先做好迁村工作初期为了尽量不牵涉村庄的动迁问题决定先开采北一采区及南一采区座落于南二采区东北部和北一北二采区南部地面上的拉马屯待北一采区北部西部采完沉实后将村庄迁移到北一采区已采完区域之上南二采区西南部开采要波及一部分三台子村房屋但开采煤层距地面600m以上开采时深采比为70倍以上对建筑物变形有影响考虑到部分房屋处于采动拉

37、伸边缘加上房屋单薄不牢固可根据开采情况对部分房屋及时维修或搬迁在开采过程中要加强对地表移动的观测掌握地表下沉和移动规律事先采取措施以保证建筑物安全第四节 井 筒一井筒用途布置装备设计之主井副井中央风井均为立井主井提煤净直径为55m布置一对jdsy-161504型16t箕斗井筒装备为钢丝绳罐道另设通讯和提升信号等电缆见图21副井净直径为70m担负提升矸石上下人员下放材料及进风并设有管子间和作为安全出口的梯子间设一个宽罐和一个1t矿车双层四车标准罐笼并预留一个1t矿车单层双车标准罐笼配以一个平衡锤的安装位置井筒装备采用型钢组合罐道端头布置槽钢罐道梁及锚杆托架见图22中央风井净直径为60m担负全矿井

38、初期和中期回风用内设梯子间作为安全出口见图23井筒断面特征见表24二井壁结构根据主副井井筒检查钻资料主副井筒第四系上部除0408m表土外主要由亚粘土的复合土层所覆盖总厚度约5m左右下部由黄色或杏黄色的砾砂及圆砾覆合层所组成其厚度为083m水易被疏干第四系下面白垩系613396m之间白垩系可分风化带松软段未风化松软段和基岩较硬段上部强风化带61318m之间主要由砂砾岩中砂岩粗砂岩砾岩复合性岩层所组成属强风化带风化严重成碎块状均可用锹镐掘进弱风化带胶结松散岩性风化成块状和块柱状未风化松软段90202m由粗砂岩细砂岩粉砂岩泥岩砾岩复合岩层组成胶结疏软但岩芯已成柱状基岩较硬段位于白垩系底部深16539

39、6m左右主要由粉砂岩细砂岩泥岩砂砾岩中砂岩细砂岩含砾细砂岩组成总厚度为200m左右较上部岩石硬岩芯完整白垩系上部含水段主井8615592m抽水试验单位涌水量为00528kgsm渗透系数k 0131md水的主要来源为上部第四系垂直渗透补给其排泄主要靠重力垂直渗透侏罗系分为三段煤层顶部软岩段含煤疏软段煤层底部较坚硬段煤层顶部由油页岩泥岩粉砂岩组成该软岩段质细而软易崩解煤层底部较坚硬主要由粉砂岩细砂岩粗砂岩砂砾岩中砂岩复合层所组成据抽水试验单位涌水量q 00021kgsm渗透系数k 00037md水质为重碳酸纳型水迳流条件差对井壁结构和施工方法影响不大据上述地层和邻近康平县三台子煤矿的实际情况对第四

40、系及白垩系强风化地层段的主井副井中央风井井颈为钢筋混凝土支护上段井颈壁厚08m下段井颈壁厚06m各井筒井颈长度见各有关的施工图进入稳定基岩后各井筒的支护材均为200号混凝土其井壁厚度分别为主井及中央风井400mm副井450mm第五节 井底车场及硐室一井底车场形式的选择本矿井为单一水平开拓井底车场水平标高为-399m由于初期采区距井底较近北一南一采区所采出的煤分别由上下山的腾带输送机直接向井底煤仓卸载因此初期井底车场轨道运输系统比较简单只担负矸石材料设备等辅助运输任务经多方案比较决定采用如图24梭式井底车场型式即东西翼运输大巷直接与副井重空车线直线相接该方案具有工程量少调车时间短等优点为了沟通两

41、翼列车及机车绕行另于副井南侧设有空重车绕道原设计后期采西北边界采区时因运距远采区分散考虑采用3t侧底卸矿车运煤则在主煤仓南160m胶带机下山上方设卸载站煤经后期卸载站环线运至卸载站同主井清扫撒煤经同一上仓胶带输送机送到井底主煤仓修改设计后期采西北边界采区时依然采用胶带输送机运煤煤炭直到井底主煤仓二空重车线长度列车运行及调车方式和车场通过能力计算原设计副井空重车线均为2列车长度为折返式调车东西两翼矸石列车调车情况如下西翼矸石列车经西翼运输大巷空车调车线井底车场绕道至重车线再由牵引机车所向顶入重车存车线然后机车经绕道行至空车存车线牵引空列车返回西翼运输大巷去采区东翼矸石列车由东翼运输大巷行至重车调

42、车线停车机车再反向行至列车车尾顶列车进入重车存车线然后机车经绕道至空车存线取空车牵引空列车在空车调车线机车调头最后牵引列车经绕道返回东翼运输大巷去采区修改设计副井空重车线均为2列车长度为折返式调车西翼矸石列车调车情况如下西翼矸石列车经西翼运输大巷空车调车线井底车场绕道至重车线再由牵引机车所向顶入重车存车线然后机车经绕道行至空车存车线牵引空列车返回西翼运输大巷去采区原设计后期采用3t侧底卸式矿车运煤时根据列车运行情况计算得出卸载线的平均进车间隔时间为55min则井底车场年通过能力为252mgn 105115t252173 105 2032kt11555式 中n井底车场年通过能力ktm每列煤车的矿

43、车数辆g每辆矿车的净载煤重tt进车平均间隔时间min115运输不均衡系数252105每年运输工作时间按年工作日300d每天工作14h计算的上述计算所得年通过能力2032kt为矿井设计年产量1500kt的1355符合规范的规定修改设计各采区所生产的煤炭均采用胶带输送机运输直到井底主煤仓三井底车场硐室一主副井井底硐室主井东侧设有装载硐室及中央煤仓主井井底连接撒煤清扫斜巷及硐室其上口由联络巷道与南一轨道下山-420m中部车场相接副井北侧设有中央水泵房中央变电所东南侧设变流室及电机车修理间在东翼调车线南侧副井西北侧设有水仓与中央水泵房相连副进遇侧设有等候室及通路调度室设在4号交岔点附近医疗室设在等候室

44、通路一侧在东翼调车线北侧设有火药库初期消防材料库借用东翼调车线的南线路二井底煤仓型式容量及主井井底撒煤清理方式井底煤仓即中央煤仓为圆筒立仓下部两个出口由定量斗斜巷与主井装载硐室相连其净直径8m有效容积约1000m3井底车场撒煤是通过溜煤槽装入矿车经清理撒煤斜巷提至翻笼硐室再翻到胶带输送机下山由胶带输送机运入井底主煤仓三水仓布置容量计算及水仓清理方式水仓由两条独立巷道组成其容量按8小时正常涌水量设计水仓清理采用矿车四井下火药库的型式容量及通风方式井下火药库为壁槽式库房距井底车场调车线60m库内可储存火药1800kg雷管18000发火药库通风是由车场调车线进入经库房火药库回风道进入回风大巷经由中央

45、风井排至地面四井底车场主要巷道和硐室的支护方式及支护材料井底车场巷道及交岔点采用料石砌碹硐室一般采用混凝土和钢筋混凝土支护经计算井底车场院及硐室工程量如表25第三章 大巷运输及设备第一节 运输方式的选择原设计本井田为单一水平开拓水平标高为-399m初期采区距井底车场较近为了节省开拓工程量减少运输环节南一北一两采区的煤由上下山胶带输送机直接运入井底煤仓杂煤矸石材料设备采用1t固定标准矿车材料车及平板车运输综采设备用特制的平板车开采后期因运输距离较远将逐步改用3t侧卸式矿车运煤人员用prc12型平巷人车运送主要运输大巷根据围岩情况3t侧底卸式矿车及通风要求选择拱形断面其净断面积为123m2支护方式

46、为锚喷砌碹各占50为运输排水方便大巷按4坡度设计重车下坡铺设24kgm钢轨修改设计本井田为单一水平开拓水平标高为-399m各采区所生产的煤炭均采用胶带输送机运输直到井底主煤仓杂煤矸石材料设备采用1t固定标准矿车材料车及平板车运输综采设备用特制的平板车人员用prc12型平巷人车运送主要运输大巷根据围岩情况及通风要求选择拱形断面其净断面积为123m2支护方式为锚喷为运输排水方便大巷按5坡度设计重车下坡铺设38kgm钢轨第二节 矿车选型及数量计算矿辅助运输采用600mm轨距1t固定式标准矿车矿井达到设计生产能力时各类矿车数量见表31矿车规格特征表见表32原设计矿井后期采用600mm轨距3t侧底卸式矿

47、车运煤修改设计各采区所生产的煤炭均采用胶带输送机运输直到中央煤仓第三节 运输设备选型原设计根据煤矿安全规程第302条的有关规定确定矿井主要巷道运输采用架线式电机车型号为zk106550ky粘重为10t额定工作电压为直流550v轨距为600mm后期运煤改用电机车运煤列车由17辆3t侧底卸式矿车组成当运距超过15km时采用人车运送人员载人列车由11辆prc12型人车组成经计算初期采用3台机车其中2台工作1台备用及修理后期共采用25台机车其中20台工作5台备用及修理掘进运输采用coxtcom防爆型蓄电池式电机车共7台其中5台工作2台备用及修理架线式电机车的电源初期由设于井底车场中井下变流室内的gqa

48、200600ky型交流侧进线电压为660v整流装置供给共2台其中1台工作1台备用25t蓄电池式电机车由井底车场流室内的kgck15035190kb型隔煤快速充电机集中进行充电共设7台备用修改设计8t蓄电池式电机车设11台其中7台工作2台备用2台检修由井底车场流室内及南二采区机车修理硐室内的kgck15035190kb型隔煤快速充电机集中进行充电共设5台备用当运距超过15km时采用人车运送人员载人列车由5辆prc12型人车组成第四章 通 风原设计 第一节 概 况关于矿井瓦斯情况有如下几个资料需要说明1辽宁省煤田地质勘察公司一0一队于76年12月提交的精查地质报告三台子一井井田沿西北方向由350m

49、427m标高做了6个瓦斯钻孔化学成份分析按当时的测算技术根据瓦斯成份属于氮气沼气带就确定井田瓦斯大林等级为23级并初步预计矿井瓦斯等级为三级2由一o一队于83年11月提交的三台子一井主副井检查钻孔报告对主副井位做了钻孔瓦斯含量解吸分析计算出ch4克可燃物含量主井为05613mlg副井为116mlg报告指出由此可见为低瓦棋斯矿井3由一o一队于83年11 月提交的三台子二井最终精查地质报告用解吸仪现场解吸21个孔样仅6个有气体析出最大解吸量48ml计算损失量200ml然后气样送抚顺煤炭研究所鉴定其结论为瓦斯含量在00223mlg可燃质之间属氮气带有两个样品瓦斯含量大于2ml可燃质未包括损失量和解吸

50、量瓦斯含量等值线图与三台子一井相邻都为05mlg可燃质4位于本井西北浅部的康平县三台子煤矿吨煤瓦斯涌出量1984年为802m3t1985年为875m3t工作面瓦斯涌出量9324m3d539m3t占全井的616从以上资料可看出本井有可能属二低沼气矿井但考虑小康矿现无实测分析资料故设计仍按高沼气矿后井考虑本井有煤尘爆炸危险煤层自然发火期约为三个月康平县三台子煤矿最短发火期72d第二节 矿井通风一通风系统及方式1986年11月编制的第三次修改初步设计确定矿井通风系统为中央并列式通风方式为抽出式中央风井位于主副井东侧净直径6m设有梯子间做为安全出口无提升设备现在主要开拓巷道已基本施工完成采区准备巷道的

51、施工已全部展开故本次修改设计仍采用中央并列式通风系统抽出式通风方式二风井数目位置服务范围及服务年限井田东西长约5km南北宽约603km面积为3015km21986年11月编制的第三次修改初步设计认为1南翼后期可用中央风井通风但井田边界如一定要设置安全出口可在278号钻孔附近设南风井作为安全出口兼作回风2东北翼后期用胶带输送机运煤时可仍用中央风井回风如后期东北翼为矿车运输没有胶带大巷提供回风条件可在250号孔附近建一北风井兼作边界安全出口3西翼后期在井田外110号孔附近建一西风井兼作安全出口本次修改初步设计考虑矿井前30年产量主要集中在南翼风量也主要集中在南翼如采用中央风井回风南翼最大风压时期通

52、风阻力约为2500pa30年以后矿井将形成23翼同时开采的局面产量比较分散通风阻力不大采用中央风井回风是可行的井田的东北翼虽然通风距离较长但由于煤层较薄产量较低风量较小而且还有北一北二采区巷道的并联通风距离较远而且煤层厚度大储量较多后期产量大部分集中该区需风量大如采用中央风井回风势必增加矿井通风费用同时西翼浅部煤层赋存较浅最浅处约为278m开凿风井长度较短而且通风费用低所以后期在西翼增设一条回风井是比较合理的所以后期考虑在井田边界外110号孔附近建一西风井兼作安全出口西风井形成后矿井后期为中央边界式通风系统采区通风系统南一采区由轨道下山胶带输送机下山及运输平巷进风回风平巷及回风下山回风北一采区

53、由轨道上山和胶带输送机上山进风回风上山回风工作面通风为运输顺槽进风轨道回风顺槽回风的u型通风系统掘进通风和硐室通风掘进通风采用带有消音器的jbt622型28kw局部扇风机通风为双风机专用电源并设有风电闭锁装置长距离掘进风量不足时可两台风机并联供风矿井投产以后可根据配湿式除尘器的抽出式局扇实际使用效能好时可采用抽压混合式局扇通风井下所有机电硐室均设在新鲜风流中其中火药库和整流充电室的乏风分别通过各自的专用回风道直接排入总回风道矿井风量风压及等积孔计算1风量计算根据1986年颁发的煤矿安全规程第108条规定本井风量计算采用按需配风的方法计算矿井总风量为qq采q掘q硐q其它k漏式中q矿井总入风量m3

54、sq采q掘q硐q其它分别为采煤工作面掘进工作面独立通风硐室及其它行人和维护巷道所需风量之和m3sk漏矿井内部漏风率中央并列式时k漏125采煤工作面配风标准是按工作面煤产量工作面瓦斯涌出量占矿井瓦斯涌出量65以及瓦斯浓度不超过1按09计算的 20001565即q瓦02257m3s 246060若稀释至09浓度则需风量 02257q风25m3s0009高档普采工作面按15m3s配风所以q采2q综q高2251565m3sq掘3q煤2q岩3102540m3sq硐4m3sq其它65404555m3s故q6540455125 143m3s由于生产初期开采范围小如实测沼气涌出量较低时可在满足用风前提下适当调整风机参数减少入风量2风压计算矿井达到设计产量时对南一采区东侧工作面进行了风压计算初期风压为11931pa中央风井最大风压时