坡上田煤矿九煤采区设计

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坡上煤矿九煤采区设计说明书

贵州华电安顺华荣投资有限公司

二。一四年十月

*贵州华电安顺华荣投资有限公司

坡上田煤矿九煤采区设计说明书

生产能力：0.15Mt/a

矿长：

总工程师：

坡上田煤矿生产技术部

二。一四年十月

坡上田煤矿九煤采区设计说明书

参与设计编制人员名单

专业姓名职务职称

助理工程师（采区设

班安矿长

计总负责人）

采矿胡正兵总工程师助理工程师

集团公司驻矿调度室

徐大鑫助理工程师

主仟

地质郑通州安全矿长助理工程师

庞敬起机电副矿长

机电

王发现机电科长

朱广顺通风科长

通防

刘昱呈通风技术员

目录

第一章设计简述.........................................1

第二章采区概况.........................................5

第三章采区布置........................................20

第四章采煤方法........................................30

第五章采区通风系统....................................33

第六章提升、运输系统..................................38

第七章排水系统........................................42

第八章压风系统........................................44

第九章供电系统........................................45

第十章通讯、安全监测系统..............................77

第十一章瓦斯抽放系统..................................78

第十二章防尘灭火系统..................................82

第十三章紧急避险系统设计..............................83

第十四章防突设计......................................113

第十五章采区巷道工程建设及工期........................120

第十六章安全技术措施.................................121

第十七章采区主要技术经济指标.........................126

第一章设计简述

一、矿井概况

1、井田位置、交通

贵州华电安顺华荣投资有限公司坡上田煤矿矿区地理坐标：东经

105°58'50"-105°59'49〃，北纬26°22'25〃

26°23'29〃。矿区形状呈规则的矩形，走向长度约1.3km,倾斜长

度约1.90km,面积为2.1133km2o

该区交通以公路为主，矿山有公路与安顺相通，贵（贵阳）昆（昆

明）铁路从安顺通过。安顺有贵（贵阳）黄（黄果树）高等级公路和

贵（贵阳）黄（黄果树）高速公路通过。交通极为方便，。

2、井田概况

安顺市蔡官镇坡上田煤矿矿区地理坐标：东经105°58,50〃-

105°59'49〃，北纬26。22’25〃-26°23'29〃。矿区形状呈规

则的矩形,走向长度约1.3km,倾斜长度约1.90km,面积为2.1133g2。

本井田含煤地层矿区及周边出露的地层有第四系地层（Q）、上

二叠统长兴一大隆组（Psc+d）、龙潭组（P：,）。现由老至新分述如下：

1、上二叠统龙潭组（P：」）：为本区含煤地层，为海陆交互相含煤

地层，出露于矿区中、东及南西部地区。由粘土岩、砂岩、粉砂岩、

燧石灰岩及煤层组成。龙潭组全层厚294-370米，按其岩性、含煤

性划分为五段。

第一段（P3P）：灰、深灰色中厚层燧石灰岩夹灰黄色细砂岩、粉

砂岩，底部紫黑色薄层凝灰质粘土岩，含M15、M16、M18三层煤，煤

层厚0—0.50米，为不可采煤层。全段厚77—85米。

第二段（Psi9：灰色中厚层细砂岩夹薄层灰岩，含Mil、M12.

M13、M14四层煤，其中：M14为可采煤层，MU、M12、M13煤层厚0

—0.47米，为不可采煤层。全段厚77—85米。

第三段(P：T)：为该区主要可采含煤段。岩性为灰、深灰色薄一

中厚层细砂岩、粉砂岩夹黑色粘土岩、灰及煤层。含M7、M8、M9、

M10四层煤，其中M9为较稳定煤层；M8为较稳定煤层；其它煤层厚

0—0.45米，为不可采煤层。全段厚63—68米。

第四段(P3I')：深灰色薄一中厚层粉砂岩夹灰岩，底部燧石灰岩。

含M5、M6为二层煤，厚0—0.1米，为不可采煤层。全段厚45—53

米。

第五段(P31、)：灰色中厚层燧石灰岩、灰岩与黄褐色薄一中厚层

砂岩互层，含MO、Ml、M2、M3四层煤。煤层厚0—0.35米，为不可

采煤层。全段厚32—79米。

2、上二叠统长兴一大隆组(Psc+d)：出露于矿区中部及西部地区。

上部为深灰色中厚层硅质岩夹灰绿色薄层粘土岩；下部为深灰色中厚

一厚层块状燧石灰岩夹薄层粘土岩、砂岩及煤线。与下伏龙潭组地层

呈技改接触，厚38—51米。

3、第四系(Q)：零星分布于矿区沟谷、地势低洼处及缓坡，与下

伏地层呈角度不技改接触。为残坡积物、冲积物、洪积物，灰黄色、

灰褐色砂、砾及亚粘土，厚度0.5—8m。

本矿由于M8煤作为残采进行回采，预计到2012年12月30日前

结束回采，本次设计只对M9煤煤层进行设计说明，通过矿对井下资

源储量核算，M9煤保有资源储量33.74万吨，可采煤量32.74万吨。

本矿井为斜井开拓方式，本次把九煤作为一个水平进行划分,

总共分为7个板块进行回米。M9煤层工作面采用走向长臂式后退式

回采，全部冒落法管理顶板。设计预计矿井九煤移交初期和开采困

难期的相对瓦斯涌出量分别为3.6、6.4m3/t,绝对瓦斯涌出量分别为

1.4>3.4m3/mine本矿井九煤的瓦斯涌出量较低，矿井主要重点工作

在排水方面，应加强防治水管理。

m-坡上田煤矿交通位置图

西秀区交通图XIXIUQiyiAOTONG工？

安顺市蔡官镇

坡上田煤矿

3、隶属关系及企业性质

坡上田煤矿隶属贵州华电安顺华荣投资有限公司，国有控股。

4、矿井建设基本情况

矿井采用斜井开拓方式。根据矿井提升、运输及通风等要求，矿

井初期采用主、副、回风斜井开拓。主暗斜井装备有1000mm宽的固

定胶带输送机，担负全矿运煤任务。副斜井为绞车提升，巷道内铺设

单轨，设有人行道，负担全矿辅助运输任务。回风斜井作为全矿的专

用回风井，井筒内铺设高压、中低负压瓦斯抽放管路各一趟，并设有

人行台阶。主斜井井筒净宽2.8m,净断面6」6m2,井筒倾角13°。

副斜井井筒净宽3m,净断面6m、井筒倾角22。。回风斜井井筒净

2

宽为3.5m,净断面8.4m,井筒倾角10°0

二、编制的依据

1.《煤矿安全规程》(最新版)；

2.《煤炭工业矿井设计规范》(GB50215-2005)；

3.《采矿工程设计手册》煤炭工业出版社(2003)；

4.《安顺市坡上田煤矿安全专篇》；

5.《坡上田煤矿地质说明书》；

6.《坡上田煤矿瓦斯地质说明书》；

7.矿井有关文字资料和图纸，有关生产揭露地质、生产资料。

8.《贵州华电安顺华荣坡上田煤矿井下紧急避险系统方案设计》

9.其它相关法律、法规和文件规定。

三、采区设计主要特点和主要技术经济指标

1、采区设计的主要特点

(1)坡上田煤矿运输巷、轨道巷、回风巷都布置在M9煤层中。

(2)坡上田煤矿南西方向M9煤层受地质构造影响，开采条件较

差，为此在南西方向不布置采面，主要在M8煤已回采完的西北方向

布置高档普采工作面。九煤采区矿划分为7个块段进行布置工作面，

主要集中在矿区西部及西北部。

(3)九煤采区投产时布置1个高档普采工作面，2个掘进头，

采区以1个高档普采工作面2个半煤岩巷掘进头保证采区年产15万

吨设计生产能力。

(5)采区主要通风系统为两进一回，在采区的第VD、VI、V、

IV块段一进一回。采区总需风量27m3/s。

(6)采区正常涌水量35m3/h,最大涌水量105m3/h。在九煤采

区中部已建立一个主水仓，MD85-45*2型矿用耐磨多级泵，正常涌水

时一台工作，1台备用，1台检修，共计3台，最大涌水时2台工作。

(7)选用2台LG-16-8G型螺杆式空气压缩机，每台排气量16m

3/min,排气压力0.80MPa。其中1台工作，1台备用。

2、主要经济技术指标

采区设计生产能力：0.15Mt/a

采区服务年限：1.3a

井巷工程总长度：5449m,其中开拓巷道1182m

万吨掘进率：131.3m/万t

第二章采区概况

一、采区概况

坡上田煤矿九煤采区地理坐标：东经105°58'50〃-

105°59'49〃，北纬26。22'25〃-26°23'29〃，整个采区面

积为2.114km2o

采区内地貌属低中山地貌，岩溶一侵蚀地形，地形起伏不大，地

势总体东高西低。区内最高点位于区内南东部的山顶，海拔1560米;

最低位于区内北东部的溪口，海拔1245米；相对高差315米。矿区

侵蚀基准面标高约为1345m。在区域上地貌单元处于安顺一镇宁北东

向平缓褶皱残丘坡地，具侵蚀构造地形弱切割中山形态特征，地层岩

性以碎屑岩为主。自然植被以低矮次生灌丛草坡为主，乔木较少，冲

沟较开阔，水土流失严重，有轻度的石漠化。

根据《坡上田煤矿水文地质调查报告》资料，采区内地层整体上

呈西高东低，其中M9煤层底板高程为+1291〜+1320m。该区地表梁

即蜿蜒，沟谷纵横，有部分耕地及少量基岩出露。耕地中的植物主要

以玉米为主，大部分套种马铃薯或杉林，在西部有少量水稻。

二、煤系地层及煤层

（一）煤系地层

矿区及周边出露的地层有第四系地层（Q）、上二叠统长兴一大

隆组（Psc+d）、龙潭组（P：」）。现由老至新分述如下：

1、上二叠统龙潭组（P：J）：为本区含煤地层，为海陆交互相含煤

地层，出露于矿区中、东及南西部地区。由粘土岩、砂岩、粉砂岩、

燧石灰岩及煤层组成。龙潭组全层厚294—370米，按其岩性、含煤

性划分为五段。

第一段(P3?)：灰、深灰色中厚层燧石灰岩夹灰黄色细砂岩、粉

砂岩，底部紫黑色薄层凝灰质粘土岩，含M15、M16、M18三层煤，煤

层厚0—0.50米，为不可采煤层。全段厚77—85米。

第二段(P：l)；灰色中厚层细砂岩夹薄层灰岩，含Mil、M12、

M13、M14四层煤，其中：M14为可采煤层，Mil.M12、M13煤层厚0

—0.47米，为不可采煤层。全段厚77—85米。

第三段(P3))：为该区主要可采含煤段。岩性为灰、深灰色薄一

中厚层细砂岩、粉砂岩夹黑色粘土岩、灰及煤层。含M7、M8、M9、

M10四层煤，其中M9为较稳定煤层；M8为较稳定煤层；其它煤层厚

0—0.45米，为不可采煤层。全段厚63—68米。

第四段(P3))：深灰色薄一中厚层粉砂岩夹灰岩，底部燧石灰岩。

含M5、M6为二层煤，厚0—0.1米，为不可采煤层。全段厚45—53

米。

第五段(P：l)：灰色中厚层燧石灰岩、灰岩与黄褐色薄一中厚层

砂岩互层，含MO、Ml、M2、M3四层煤。煤层厚0—0.35米，为不可

采煤层。全段厚32—79米。

2、上二叠统长兴一大隆组(P3c+d)：出露于矿区中部及西部地区。

上部为深灰色中厚层硅质岩夹灰绿色薄层粘土岩；下部为深灰色中厚

一厚层块状燧石灰岩夹薄层粘土岩、砂岩及煤线。与下伏龙潭组地层

呈技改接触，厚38—51米。

3、第四系(Q)：零星分布于矿区沟谷、地势低洼处及缓坡，与下

伏地层呈角度不技改接触。为残坡积物、冲积物、洪积物，灰黄色、

灰褐。

1、煤系地层

龙潭组是该矿区主要含煤地层，由中、细粒砂岩、粉砂岩、泥岩、

煤层、灰岩、泥灰岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、铝土岩、高岭石泥

岩等组成。龙潭组厚度为294-370米。

2、含煤性

该矿区赋存可采煤层3层，即：M8、M9、M14煤层，M8煤层的

平均厚度为1.23m,M9煤层的平均厚度为0.95m,M14煤层的平均厚

度为0.9m。倾角平均5°。色砂、砾及亚粘土，厚度0.5—8m。

三、煤质

本次只对M9煤层煤炭质量进行阐述：

1、水分：原煤水分平均0.95水

2、灰分：原煤灰分平均7.40虬

3、硫分：原煤硫分平均0.57虬

4、挥发分：原煤挥发分平均5.38%。

5、发热量：干燥基低位发热量18.57~20.51MJ/kg、平均为

19.54MJ/kg0

M9煤层为无烟煤三号低灰、低硫、特低挥发分、中高热值煤。

四、地质构造

矿区大地构造位置位于扬子准地台次级构造单元黔北台隆、六

盘水断陷、安顺“山”字型弧形构造核部，三岔河北东向褶皱带大威

岭背斜南东冀、普定向斜北西冀，主构造线呈北东一南西向，褶曲宽

缓，轴向南西。在矿区内有一F1正断层通过，断层走向为北东一南

西向，倾角48。。断层在区内长约700米，北东、南西端延伸出图,

断层破碎带宽10—15m,断距70m,对煤层开采影响较大，南东盘M8、

M9煤层已被剥蚀，形成无煤区。据该矿施工中的煤层揭露情况，矿

井生成F1'断层，断层走向为南东一北西向，断距15-25m,对煤层

开采影响较大。

北西盘地层产状：倾向332—352°,倾角2—5°,平均倾角4°；

南东盘地层产状：倾向153°—163°,倾角一般为5°—6°,平均

倾角5。。

五、岩浆侵入与古河床冲刷：

在M8煤层生产过程中及地址调查中该区无火成岩

六、水文地质

一）、概况

区内地貌属低中山地貌，岩溶一侵蚀地形，地形起伏不大，地

势总体东高西低。区内最高点位于区内南东部的山顶，海拔1560米;

最低位于区内北东部的溪口，海拔1245米；相对高差315米。在区

域上地貌单元处于安顺一镇宁北东向平缓褶皱残丘坡地，具侵蚀构造

地形弱切割中山形态特征，地层岩性以碎屑岩为主。自然植被以低矮

次生灌丛草坡为主，乔木较少，冲沟较开阔，水土流失严重，有轻度

的石漠化。

二）、地表水

区内处于长江流域与珠江流域的分水岭附近，属长江流域乌江水

系上游鸭池河支流三岔河中段，环状及树枝状水系发育。矿区位于三

岔河右岸六塘溪沟一带沟谷内，在六塘溪沟的西缘，流量20L/s,流

量受季节降雨影响变化大。矿区冲沟较发育，多呈树技状分布，沟水

流量变化较大，雨季常发生山洪，枯季流量小至干涸，动态变化显著。

矿区的北部大平地有一山塘，长50m、宽40m、水深1.5,总水量估

计3000m3o

三）、采区含、隔水层及富水性

M9煤层

顶板：直接顶板为灰色薄一中厚层粉砂质粘土岩，厚0—2.7m,

强度较低，稳定性较差。间接顶板为灰色中厚层燧石灰岩，厚3.55m。

坚硬，抗压强度大，局部裂隙较发育。

底板为灰色薄层粘土岩，强度较低，易风化破碎。

四）、采空区积水及老窑分布情况

矿井+1340m标高以上M8煤层已全部采空，采空区面积约

0.6Km2,矿井采空区积水量约65000m2,M8煤层采空积水区与M9

开采煤层的距离约为12m,开采M9煤层时应留设足够的保护煤柱。

矿区内无较大地表水体，大气降水是地下水主要的供给水源，矿区

水文地质条件属复杂类型，矿区水文勘探类型属于岩溶裂隙充水矿

床，水文地质条件属中等的矿床，在生产过程中要加强探放水工作，

特别是在采空区或老窑附近采煤时，要采取“预测预报，有掘必探，

先探后掘，先治后采”的探放水措施，并做到“有疑必停”。防止采

空区积水及老窑积水的突然涌出。

五）、矿井充水因素

（一）、地表水

干鸡河：发源于五凤井田J1003钻孔附近，河床标高1400m左右,

最高洪水位1410m,由于吸收了冲沟，滑坡及第四系地下水，加之

干鸡河河床与其下部的6中煤层间隔最小为18m,最大为40m,一般为

20m,而6中煤层的H胃=11.64〜14.55m;H导平均77.33m,因此干鸡河

河水有可能向矿井充水甚至突水。

（二）地下水

1、玉龙山灰岩段：含岩溶地下水，但下部有层厚约77m的下段

泥灰岩及约12m的沙堡湾泥质岩或泥质粉砂岩相隔，一般与下伏含煤

地层水力联系弱，是上覆地层的独立含水层，本段地下水主要以暗河

形式为主，岩溶裂隙水从暗河流至乌溪河,为间接充水含水层。

2、长兴组（P3C）：在区内为中等含水层，岩溶裂隙发育，深部

含有一定的承压水，距6中可采煤层一般厚度20m左右，该层是含煤

地层的直接充水含水层。

3、龙潭组（P：J）：龙潭组地层本身含有风化、构造裂隙水，含

水性、导水性弱，一般浅部水量较大，深部水量逐渐变小，是矿井充

水的直接充水含水层，在今后的开采过程中，需进行长期的排水工作。

4、茅口组（P2加：强含水层，该段含岩溶管道水、地下水丰富,

存在一定的静水压力，离底部34号煤层最大厚度为19.94m,最小厚

度为1.20m,一般为7.84m,分布也不均匀，其间为粉砂岩、泥质粉

砂岩、铝土岩等，是含煤地层的间接充水含水层。个别隐伏断层切割

至茅口组岩溶含水层与含煤层对接，断层带有可能成为矿井茅口组岩

溶水向矿井充水甚至突水的通道。

（三）断裂带导水性

断层的导水性与断层带内岩石和断层带两盘岩石的富水性密切

相关，当断层将上、下含水层对口接触时，则会产生水平导水，而断

层将上、下盘为隔水层接触时则不会产生导水。

根据该矿井巷施工中的煤层揭露情况，矿井生成F1断层，断层

走向为南东一北西向，断距15-25m,对煤层开采影响较大，因此在

开采过程中必须加以重视。

（四）、充水方式

直接充水含水层龙潭组富水性弱、导水性不强，出水方式主要以

渗水、滴水、淋水及断层导水为主。但随着矿井的不断开采，不断扩

大的冒落带及断层导水性的改变，均有可能导致突水现象发生。

（五）、开采条件下水文地质问题的预测

开采过程中，由于煤层大面积的开采，必将产生大量的冒落、裂

隙带出现，这些裂隙可将成为地表水和地下水渗入矿井的通道。本区

F3断层导水性弱，但随着矿井开采，自然状态破坏，断层导水性有

可能发生变化，从而成为地下水通道。区内含煤地层上覆长兴组为中

等含水层，此段岩溶裂隙水对煤矿床开采有一定影响。下伏茅口组富

水性强，对龙潭组下部煤层开采影响较大。

七、采区涌水量预测

根据井下实际涌水量观测资料•，并结合上部采区已采工作面涌水

特征，对该采区6中煤层涌水量进行了预测，其预测方法如下：

（一）矿坑涌水量比拟法预算方法

五凤二矿已开采面积0.641km2。开采煤层为6中煤，开采水平为

+1375m0

根据矿井涌水量观测资料：五凤二矿枯季涌水量为480m3/d,雨

季涌水量为1560m7d,一般涌水量为840m7do

二采区开采面积为1.86（km2）o开采煤层为6中煤层，开采水平

+1380mo

据《二矿补充勘探地质报告》资料提供Pa地下分层静止水位平

均值为1490.73m。

（二）本次矿坑涌水量比拟法预算公式：

Q=QOXJLX

F。M

式中：Q：二采区开采时矿坑涌水量（m7d）；

F：6中煤层+1380m以上，煤层水平投影最大开采面积为1.86（km2）；

S：开采地段最低标高为+1380m,钻孔P3c+1地下分层水位平均

值为1490.73m,即S=110.73m。；

Qo：五凤二矿矿坑涌水量，枯季涌水量为480m7d,雨季涌水量

为1560m'/d,一般涌水量为840m?d；

Fo：五凤二矿现开采面积，为0.641km2；

So：五凤二矿水位降低值为70.73m；

(三)预算结果：

表6-2比拟法矿坑涌水量计算结果表

生产矿坑新矿坑

iltzK里（m/d）开涌水量(m/d)

开开水水开水水

采

采采位位采位位

平丰年面平丰年

面标标降标标降

水水平积水水平

积高高低高高低

期期均(Kn期期均

(Km2)(m)(m)(m)(m)(D1)(D1)

2)

0.611+14201490.7370.7348015608401.86+13801490.73110.73174756793058

通过以上计算，二采区涌水量分别为：平水期73m7h,丰水期

237nl)h,平均127m3/ho

八、瓦斯煤尘自燃低温

(一)瓦斯

1、瓦斯组分

氮含率为2.23%~43.49%,平均为27.32%；二氧化碳含率为

0.43%〜7.69%,平均为2.01%；甲烷含率为51.51%〜96.76%,平均为

70.43%O属于氮气-甲烷带。

2、瓦斯含量

甲烷含量(包括重七)为5.20〜19.75ml/g,平均为10.89ml/g；

C02含量为0.06〜0.72ml/g,平均为0.22ml/g,本区6中、14、26上、

26号煤层属于高瓦斯含量煤层

瓦斯产率分析成果统计表

瓦斯组分（外）瓦斯含量（ml/g）

煤层

C0CHC0

N22)2的+（重炮

2.23〜35.540.76-2.7563.03-96.760.16〜0.509.53〜19.75

6中

19.57(4)1.53(4)78.25(4)0.26(4)13.51(4)

1436.92(1)1.22(1)61.66(1)0.17(1)8.31(1)

34.02〜

0.82〜7.6951.51-64.630.09〜0.125.20〜8.08

1940.68

4.26(2)58.07(2)0.11(2)6.64(2)

36.46(2)

35.74〜

0.95〜4.4256.62—63.190.10〜0.726.48〜9.23

26):38.89

2.69(2)59.91(2)0.41(2)7.86(2)

37.32(2)

5.20〜29.450.33-0.5769.72〜94.400.06〜0.089.72〜18.76

26

17.33(2)0.45(2)82.06(2)0.07(2)14.24(2)

全区27.322.0170.430.2210.89

3、瓦斯在平面上变化规律

从现有资料分析，区内主要可采煤层（6中、19）瓦斯含量较高地

段，均分布在采区中西部，瓦斯含量均在10ml/g以上，最高达

19.75ml/g左右。

同一煤层随深度的增加，瓦斯含量有增加的趋势：标高每降低

100m,瓦斯含量增加3.04mL/g（瓦斯增长率）；瓦斯每增加ImL/g・

可燃质，则标高相应降低33.00m（瓦斯梯度）。

4、矿井瓦斯等级

毕节地区煤炭局2009、2010、2011年度均对五凤二矿进行了矿

井瓦斯等级鉴定，鉴定结果五凤二矿均被界定为高瓦斯矿井。

五凤煤矿瓦斯等级鉴定汇总表

项目气体绝对涌出量相对涌出量瓦斯等级鉴定结果

年度名称(m3/min)(m7t)

CH.,14.38未鉴定

2009高瓦斯

2.11未鉴定

CH,17.6131.38

2010高瓦斯

C023.345.59

CH)18.0425.98

2011高瓦斯

C023.404.90

5、矿井瓦斯突出危险性分析

分别在J1304、J1305、J1306孔采取煤层瓦斯增测样。进行了煤

的坚固性系数(f)、瓦斯放散初速度(△「)、煤的高压吸附等温试

验(a、b)、瓦斯参数等项目的测试。

根据测试结果，依据《防治煤与瓦斯突出规定》(国家安全生产

监督管理总局令，第19号，2009年5月14日)，预测煤层突出危

险性临界值及区内部分煤层测试结果。根据贵州省煤炭管理局文件黔

煤生产字[2008]100号；其鉴定结果表明，五凤矿一采区6中煤层在

测定标高(+1571.7m)以上为非突出煤层。根据五凤井田瓦斯地质

图分析，该区瓦斯压力小于0.74Mpa,为高瓦斯区域，但临近临

界值，要作好瓦斯治理工作。

突出煤层鉴定的单向指标临界值表

瓦斯初速度坚固性系数瓦斯压力

煤层煤层破坏类型

(AP)(f)(Mpa)

临界值IILIV、V210<0.5却.74

煤层瓦斯突出危险性测试结果表

放散初速度坚固性系数瓦斯压力

煤层号煤层破坏类型

(AP)(f)(Mpa)

6中II282.92.487

19II302.457

26II281.92.58

孔隙率越大充填于裂隙中的甲烷也越多。区内主要可采煤层孔隙

率为3.14-8.38%,平均为5.49%o

（二）煤尘爆炸性

本区对6中、14、26上、26、34煤层样品进行了煤尘爆炸性试

验。测试结果，煤层的火焰长度、抑制煤尘爆炸最低岩粉量均为0。

依据《煤尘爆炸性鉴定方法》（AQ1045-2007）,区内煤层无煤尘爆

炸危险性。由于影响煤尘爆炸的因素较多，在矿井生产中应采取必要

的措施，防止煤尘爆炸事故的发生。

（三）煤的自燃倾向性

本区采取了6中、14、19、26上、26、34号煤层自燃倾向样，并

参考利用五凤煤矿的试验成果，区内主要可采煤层自燃倾向等级：6

中、26号为HI级一不易自燃、34号煤层为H级-自燃、19、26上号煤

层为I级一容易自燃。因此区内局部可采煤层存在自燃倾向，后期开

采中应加以重视，避免发生煤炭自燃事故。

（四）地温

对勘探测温钻孔（J1204）孔进行了简易测温，获得36个测温点，

同时参考利用相邻区五凤煤矿12个测温钻孔资料。

经计算本区地温梯度为：2.74℃/100ni,属正常地温梯度。邻区

五凤煤矿勘探资料地温梯度1.86-6.12℃/100m,平均为3.17℃

/100m,其中103、J105、J207、J204、J705孑I的地温梯度在3℃/100m

以下，属正常地温梯度；其余钻孔均在3℃/100m以上，属不正常地

温梯度。推测该矿区内标高1000m以上无高温区；1000~850nl为一级

高温区；标高850m以下为二级高温区。

九、储量计算

二采区有可采煤层六层，因该区仅开采6中煤层，所以只对

6中煤层储量进行计算。

一）、计算边界

本次6中煤层储量计算范围与采区规划范围一致，采区东、西翼

分别进行计算。

二）、6中煤层的资源量类别划分

本区6中煤层属较稳定煤层，其资源量类别按下述条件划定：

（一）、探明的基础储量（121b）：

地质可靠程度为探明的，进行了预经济可行性研究，经济意义为

经济的，具体条件为：

1.对于较稳定煤层，控制程度达到500X500m；

2.煤层的厚度、结构已经查明，煤层对比可靠，可采煤层的连

续性已经确定，煤类、煤质特征及煤的工艺性能已经查明。

3.煤层底板等高线已严密控制。

4.各项勘查工程（物探、钻探、采样及其它）已达到勘查阶段

的控制要求。

5.煤炭资源开发经济意义研究表明，煤炭资源开发是经济的，

经济意义属经济的；

（二）、控制的基础储量（122b）：

地质可靠程度为探明的，进行了经济可行性研究，经济意义为经

济的，具体条件为：

1.对于较稳定煤层，控制程度已达1000X1000m；

2.煤层的厚度、结构已基本查明，煤层对比可靠，可采煤层的

连续性已基本确定，煤类、煤质特征及煤的工艺性能已基本查明。

3.煤层底板等高线已基本控制。

4.各项勘查工程已达到详查阶段的控制要求。

5.煤炭资源开发经济意义研究表明，煤炭资源开发是经济的，

经济意义属经济的；

（三）、探明的内蕴经济资源量（331）

勘查工程点距等于或小于500m；煤层对比可靠，煤层厚度、结构、

煤类、煤质特征和工艺性能已经查明；煤层底板等高线已严密控制，

落差等于和大于30m的断层已经查明；未作可行性研究和预可行性研

究，仅作了概略研究，经济意义介于经济的至次边际经济的范围内，

估算的资源量可信度高，可行性评价可信度低。

（四）、控制的内蕴经济资源量（332）

勘查工程点距等于或小于1000m；煤层对比可靠，煤层厚度、结

构、煤类、煤质及工艺性能已基本查明；煤层底板等高线已基本控制,

落差等于和大于50m的断层已基本查明；未作可行性研究和预可行性

研究，仅作了概略研究，经济意义介于经济的至次边际经济的范围内，

估算的资源量可信度较高，可行性评价可信度低。

（五）、推断的内蕴经济资源量（333）

勘查工程点距等于或小于2000m；煤层对比基本可靠，煤层厚度、

结构，煤质、煤类、煤层产状、构造已初步查明；未作可行性研究和

预可行性研究，仅作了概略研究，经济意义介于经济的至次边际经济

的范围内，估算的资源量可信度低，可行性评价可信度低。

（六）、预测的资源量（334?）

推断的资源量外围地段；煤层层位、煤层厚度、煤类、煤质、煤

层产状及构造等均有所了解。属于潜在资源量，有无经济意义尚不确

定。

该采区煤层倾角平缓，厚度变化不大，钻孔布置均匀，因而储量

计算采用地质块段法，煤层平均厚度为采区块段内钻孔及巷道见煤点

煤厚的算术平均值。

三）、二采区6中煤层储量计算

（一）储量计算参数的确定

1、煤层厚度

块段周围工程点及块段内工程点煤层采用厚度的算术平均值确

定为块段煤层平均厚度。在块段内煤层厚度受构造影响产生的异常

点，用块段内其它各见煤点的平均值替代该点厚度值，该点厚度不参

加该块段储量计算。

采用厚度：煤层中单层厚度小于0.05m的夹研，在全层灰分＜40%的

前提下与煤分层合并计算；夹研厚度小于煤层的最低可采厚度（0.80m）,

且煤分层厚度均等于或大于夹肝厚度时，将煤分层厚度相加，作为采用

厚度；结构复杂煤层和无法进行煤分层对比的煤层，当夹研总厚度不大

于煤分层总厚度的1/2时，以各煤分层的总厚度作煤层的采用厚度。

2、视密度

各可采煤层的化验测试值，

算量煤层视密度值一览表

煤层6中141926t2634

视密度（t/mD1.581.551.581.641.581.70

3、灰分

最高灰分W40%。

4、硫分

原煤硫分W3%。

（二）6中煤层储量计算见下表:

采区储量表单位：万吨

煤保护煤柱暂不能

储量等级地质储量开采损失可采储量

永久边界村庄河流利用

121b658.2013.40120.16204.9263.94255.78

122b45.4445.4400

6中332237.0819.5879.8315.92121.7500

333271.6347.86223.7700

合计1212.3532.9847.8679.83136.08595.8863.94255.78

说明：表中暂不可利用储量为干鸡河以北区域块段，其主要原因:

干鸡河以北原6205工作面上下顺槽掘进施工中，遇顶板破碎，裂隙

发育，顶板大面积淋水，淋水量达20m3/h,水文地质及巷道施工技

术条件极为复杂；河东区域块段，除留有干鸡河煤柱以外，区内发育

有两条较大向斜构造，并且煤层距离地表较近（50〜70m）,目前巷

道布置、施工与开采特别困难，且上述区域块段储量列为暂不能利用

储

十、存在问题及建议

1、本采区地表部分村庄零星分布，故可不留设煤柱，考虑应采

取搬迁，村庄搬迁要统一规划。

2、根据煤层顶板涌水规律以及西高东低的特点，东翼6中煤层采

面回采时涌水量将会较大，雨季最大可达lOCW/h左右，因此设计采

面时应考虑防排水因素。

3、地表河流干鸡河尽管是季节性河流，但雨季流量猛增，所以

要留足河流保护煤柱，防止河水溃入井下，威胁矿井安全。

4、该采区煤层赋存稳定，瓦斯含量大，是该采区采掘时的一大

隐患，设计时要按照《煤矿安全规程》要求加强瓦斯的综合治理工作。

5、本采区上部有一老窑，巷道掘进要提前进行对老窑水的探放,

防止空区水突入井下，威胁矿井安全。

6、建议对标高+1571m以下6中煤层进行煤与瓦斯突出鉴定，以

采取有效措施，防止煤与瓦斯突出。

第三章采区布置

一、采区边界及储量

（一）储量计算边界

五凤二矿二采区位于五凤井田北部区域，其上部以五凤二矿一采

区下边界为界，纬线为3005720,东部以经线35570600为界；南部

以纬线300440为界，边界外为中三采区未开采区域；西部以经线

35566770为界,边界外为五凤矿未开采区域。采区东西走向长约

4160m,南北倾向宽约1350〜1530m,为不规则区域，整个采区面积

为5.69km2o本设计主采煤层为6中煤层。

（二）资源储量估算参数的确定

1、煤层厚度

（1）本次资源储量估算采用的煤层厚度为各见煤点的纯煤真厚度。

（2）块段平均厚度为该块段内或附近井及钻巷孔煤层真厚度的

算术平均值。

（3）受断层影响的突出异常见煤点和依煤层综合质量标准所定

的“废级”见煤点的煤厚不参与储量估算。

2、煤层倾角

煤层倾角采用块段平均倾角，在煤层底板等高线图上，用比例尺

沿倾向量取任意两条等高线间的水平距离，据等高距与水平间距的比

值，利用反三角函数求得煤层倾角，每块段至少量取三个，取其平均

值，即为块段煤层倾角。

3、面积

利用计算机以ATUOCAD系统软件在资源储量估算平面图上求

出块段的水平面积，再按煤层倾角换算成斜面积。

4、视密度

根据五凤二矿井田钻孔煤芯样测定结果，并参考利用区域资料•，

3

选用视密度1.58t/mo

（三）储量估算

采区储量块段估算明细见表2-lo

Q=SXMXD/cosa

式中：Q—估算块段的储量（T）

S—估算块段的平面积（n?）

M—估算块段的煤层平均厚度（m）

D—估算块段煤层视密度（t/m3）

a—估算块段的煤层平均倾角（。）

（四）可采储量计算

根据上述估算结果，采区6中煤地质储量1212.35万3可采储量

为255.78万to

二、采区生产能力及服务年限

矿井设计生产能力为45万t/年，为了使矿井达到设计产量，根据

二采区情况，采用走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板，综

采、炮采相结合的采煤工艺，采区生产能力确定为45万t/年，采区

服务年限为5.7年。

三、采区方案确定

1、根据本矿煤层地质特征及生产现状，提出仍延一采区主、副、

风井继续进行采区下山开拓，现将该方案内容分述如下：

在采区中部布置三条下山，三条下山均布置在6中煤与14#煤层之

间的岩层中，起始变坡点标高为+1425m,落底水平为+1370m水平。

方位角180°,平行布置，运输、轨道及回风下山按倾角-7°施工，

下山总长607.5m。运输下山净断面14.乃疔，锚网喷支护，担负采区

运煤任务；轨道下山净断面14.5m2,锚网喷支护，担负采区行人下

料、排砰及运输设备等任务；回风下山净断面积15.0m2,锚网喷支

护，担负采区的回风任务。

工作面布置情况：工作面布置采用分区段东西翼对称布置，二采

区南部（干鸡河以南）共分5个区段，6个工作面（5个综采工作面,

1个炮采工作面），工作面所采煤层均为6中煤层。运煤采用皮带运

输。通风方式采用U型通风，即：工作面运输顺槽进风，回风顺槽

回风。

首采工作面为6206综采工作面，设计总工程量6245m,其中岩

巷3386m（含瓦斯底板抽放巷2940m）,煤巷2859m。

方案布置方式见图3-1、3-2o

2、方案分析

分析上述方案的优缺点，设计认为：

该采区设计采面采用单翼布置，系统简单，岩巷工程量小，能够

较高的利用采区资源，提高了采区生产能力，并且符合矿井初步设计

的总体布局要求，在经济上、技术上、安全上是可行的。

方案

62a6采

8采面

&20

/210采面

二案区备・布置平面图

图3-1五凤二矿二采区巷道布置平面图

产MWWM1

图3-2五凤二矿二采区巷道布置剖面图

四、采区巷道布置

(-)采区下山布置

二采区内布置三条下山，即轨道、运输及回I风下山。轨道下山担

负采区提砰、运料、行人及进风，运输下山担负采区运煤，回风下山

为采区的总回风巷。三条下山均布置在6中煤层与14#煤层之间的岩

层中，起始变坡点标高为+1425m,落底水平为+1370m水平。方位角

180°,平行布置，运输、轨道及回风下山按倾角-7°施工，下山总

长607.5m。运输下山净断面14.75nf,锚网喷支护；轨道下山净断面

14.5m2,锚网喷支护；回风下由净断面积15.0肝，锚网喷支护。

由于该采区的地质情况变化较大，施工过程中可能会遇到未揭露

的断层，因此，施工过程中可根据现场情况适当调整三条下山巷道的

坡度。

1、二采区运输下山、+1370m运输石门

二采区运输下山、+1370m运输石门沿+1425m运输石门向下延

伸，巷道内敷设800m胶带输送机，担负二采区生产运煤任务。设计

运输下山倾角-7°,斜长607.5m；+1370m运输石门长斜8.7m,巷道

净宽为4.6m,净高3.7m,断面积14.75m2,掘进断面积15.97n?,

半圆拱形巷道锚网喷支护；采用高强螺纹锚杆支护，间排距800mm,

锚深2000mm,直径20mm,喷层厚度120mm。

2、二采区轨道下山、+1370m轨道石门

二采区轨道下山、+1370m水平车场沿+1425m水平车场向下延

伸，巷道内敷设600mm轨道，拟采用单滚筒绞车提升，牵引It标准

矿车，单钩提升，负担提砰、运料.、行人兼进风。设计轨道下山倾角

-7°,斜长607.5m；+1370m轨道石门长616.3m,巷道净宽4.2m,

净高3.9m,断面积14.5m2,掘进断面积16.2m2,半圆拱锚网喷支护;

采用高强螺纹锚杆支护，间排距800mm,锚深2000mm,直径20mm,

喷层厚度120mm。

3、二采区回风下山、+1370m回风石门

二采区回I风下山、+1370m回风石门沿+1425m回风石门向下延

伸，贯穿整个采区，为采区的总回风巷。二采区回风下山倾角-7°,

斜长607.5m,+1370m向风石门长758.4m,巷道净宽4.3m,净高3.95m,

净断面积15.0错误！未找到引用源。，掘进断面积16.72m2,半圆拱

锚喷支护；采用高强螺纹锚杆支护，间排距800mm,锚深2000mm,

直径20mm,喷层厚度120mm。

（二）采区车场布置

采区下部车场采用平车场布置方式。车场长度（包括三采区轨道

下山上平台）208m,净宽4.8m,净高4.2m,断面积17.68n?,掘进

断面积19.04m2,半圆拱锚网喷支护，采用高强螺纹锚杆支护，间排

距800mm,锚深2000mm,直径20mm，喷层厚度120mm。

（三）采区炯室布置

1、绞车房

采区绞车房位置选择在二采区轨道下山上部，根据绞车最大件的

运输要求，宽度取为9m,长度取为12m；根据安装和维修起吊设备

的高度的要求来确定，高度取为5.5m。绞车房断面形式为直墙三心

拱形，用锚网梯子梁+锚索+喷浆支护形式，喷层厚度120mm；

2、采区变电所、泵房、水仓布置

采区变电所设计与泵房、水仓共同设计在采区中部，总工程量约

410m。采区变电所设计净宽4400mm,净高3600mm,断面积13.76m

2,掘进断面积15.41H?,长度45m,半圆拱锚喷支护，采用高强螺

纹锚杆支护，间排距800mm,锚深2000mm,直径20mm,喷层厚度

120mm。

（1）泵房长度22m,断面形式为半圆拱形，采用锚喷支护方式,

净宽3700mm＞净高4150mm,净断面积13.88错误!未找到引用源。,

掘进断面积18.22m2,采用高强螺纹锚杆支护，间排距800mm,锚深

2000mm,直径20mm,喷层厚度300mm。

（2）水仓布置在泵房西侧，呈D字形布置内外水仓。水仓断面

形式为半圆拱形，锚喷支护方式，净宽3.2m,净高2.8m,断面积7.86m

2,掘进断面积9.46m2,采用高强螺纹锚杆支护，间排距800mm,锚

深2000mm,直径20mm,喷层厚度200mm。内仓长度81m,外仓长

度132m,两水仓总容水量1674m3。二采区8h正常涌水量为1016m

3<1674m3,符合《煤矿安全规程》规定。

3、采区永久、临时避难碉室布置

根据《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于印发煤矿井下紧急

避险系统建设管理暂行规定的通知》，矿井在井底车场、水平大巷、

采区（盘区）避灾路线上合适的地点设置永久避难胴室，服务于整个

矿井、水平或采区。本着经济、技术的原则，根据矿方的要求，本次,

在中二采区（+1370m水平）主斜井与副斜井落平段之间设计一个容

量为100人的永久避难胴室，该避难胴室服务于二采区及三采区的初

期建设，永久避难胴室沿岩层布置。在二采区各采面运输巷、回风巷

的避灾路线上设置临时避难胴室；在二采区各采面回风联络巷、运输

顺槽的避灾路线上设置临时避难胴室。服务相应工作面在作业期间的

避灾及附近经过该路线的避灾路人员；当掘进工作面长度超过500m

时，须设置临时避难嗣室。临时避难碉室沿岩层或煤层布置。

（1）永久避难胴室：胴室结构形式，采用“一”字型结构设计,

胴室有两个安全出口，一端与主斜井相连，另一端与副斜井落平段连

接。永久避难砸I室的设计宽度:生存室有4.0m净宽，过渡室3.6m净

宽。考虑设备占用面积及温升，设计永久避难胴室生存室总长48.5m,

其中进入端过渡室长度2.5m,逃生端过渡室长度2.5m。整个生存室

长度为39.5m（4面密闭门墙总厚约1.8m）。

避难洞室与巷道之间采用厚600mm的钢筋混凝土墙隔开，避难

胴室顶板及两侧采用钢筋混凝土支护，混凝土强度等级为C30。胴室

内表面采用浅色涂料•，铜室底板采用混凝土地面，厚100mm,铺底

混凝土强度等级为C20,胴室地面高于相邻巷道底板不小于200mm。

锚网索+砌值支护方式，采用高强螺纹锚杆支护，间排距800mm,锚

深2000mm,直径20mm,锚索规格为⑦15.24*8000mm钢绞线，间排

距2000mm,砌石宜厚度300mm。

（2）临时避难嗣室

设计临时避难胴室类型为口字型，布置在距采面500m范围内，