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目 錄第一章 礦井開拓概況2第一節(jié) 礦井概況2第二節(jié) 礦井開采范圍及生產(chǎn)能力5第三節(jié) 礦井開拓準(zhǔn)備簡介8第二章 采區(qū)概況11第一節(jié) 采區(qū)位置11第二節(jié) 采區(qū)內(nèi)勘探程度11第三節(jié) 煤層與圍巖11第四節(jié) 地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)15第五節(jié) 煤塵、瓦斯、煤炭自燃情況18第六節(jié) 存在問題19第三章 采區(qū)巷道布置19第一節(jié) 首采煤層選擇19第二節(jié) 采區(qū)巷道布置20第四章 采煤方法23第一節(jié) 采煤方法的選擇23第二節(jié) 回采工藝32第五章 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)42第一節(jié) 運(yùn)輸系統(tǒng)42第二節(jié) 采區(qū)通風(fēng)42第六章 采區(qū)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)48第七章 安全生產(chǎn)措施49第一節(jié) 防瓦斯及煤塵措施49第二節(jié) 防水患及火災(zāi)措施54第三節(jié) 防頂板、運(yùn)輸及機(jī)電等事故措施57附圖:76板集煤礦東二采區(qū)設(shè)計說明書第一章 礦井開拓概況第一節(jié) 礦井概況一 位置與交通板集井田位于安徽省阜陽市、利辛縣和潁上縣的交界處,行政區(qū)劃隸屬利辛縣胡集鎮(zhèn)管轄。該井田北距利辛縣城約25km,南距潁上縣城30km左右。地理坐標(biāo)介于東經(jīng)11609001163000和北緯325145325615之間?;锤疯F路從井田南部經(jīng)過;井田附近有多條公路可通往鳳臺、利辛、潁上、阜陽和淮南等地。交通十分方便。本井田北與展溝井田相連,南與口孜東井田相鄰,在其東南、西南分別有劉莊礦井和口孜西井田。二 地形與河流本井田地處淮河沖積平原,地形平坦,地面標(biāo)高一般在+24.00+26.00m左右。井田內(nèi)溝渠縱橫交錯,主要有南部的蘇溝和中部的烏江。井田外的南部和北部分別有濟(jì)河和茨淮新河,水位標(biāo)高為+15+20m,最高洪水位標(biāo)高為+25.63m(1954.7.29.)。三 氣候與氣象本井田所在地屬季風(fēng)暖溫帶半濕潤性氣候,四季分明,冬冷夏熱。該地區(qū)每年春、夏季多東南風(fēng),秋、冬季多東北風(fēng)及西北風(fēng),一般風(fēng)速在2.83.6m/s;年均氣溫15.1,最高氣溫41.4,最低氣溫-21.7;年均降雨893.74mm,雨期多集中在6、7、8三個月;雪期一般為72127天;土壤的凍結(jié)深度一般為412cm。四 地震烈度根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范(gb50011-2001)的有關(guān)規(guī)定,本井田所在地的抗震設(shè)防烈度為6度。五 建筑材料本礦井的工業(yè)與民用建筑的主要建筑材料為磚、砂、石、水泥、石灰、木材、各種規(guī)格型號的鋼筋和型鋼等,預(yù)制構(gòu)件主要有空心板和大型屋面板等。建筑材料本著就近取材的原則,優(yōu)先就地選用材料,對目前當(dāng)?shù)厣袩o的建材如型鋼,鋼筋等可由鳳臺、利辛等周邊地區(qū)購入。材料運(yùn)輸一般采用卡車運(yùn)輸或火車轉(zhuǎn)卡車運(yùn)輸。六 供電(一) 電源概況本礦井位于利辛縣境內(nèi),北距利辛縣城約25km,目前該礦井鄰近有刑集220kv變電所及利辛、闞疃、劉莊礦井110kv變電所。刑集220kv變電所位于本礦井西約34km處,該所裝設(shè)2120mva主變壓器,以2回220kv輸電線路分別經(jīng)阜東、張集與淮北、淮南電廠相聯(lián)。利辛110kv變電所位于本礦井北約24km處,該所裝設(shè)31.5mva20mva主變壓器,2回110kv電源線路分別引自渦陽220kv變電所。闞疃110kv變電所位于本礦井東北約14km處,該所裝設(shè)31.5mva主變壓器2臺, 2回110kv電源分別引自利辛110kv變電所和蒙城220kv區(qū)域變電所。劉莊礦井110kv變電所位于本礦井東南約12km處,該所裝設(shè)140mva220mva主變壓器,2回110kv電源線路均引自張集220kv變電所。該所留有的適當(dāng)發(fā)展裕度,用于劉莊礦井后期發(fā)展用電。若板集兩路110kv電源由劉莊礦轉(zhuǎn)接將違反煤礦安全規(guī)程中“礦井的兩回路電源線路上都不得分接任何負(fù)荷”的規(guī)定。本礦井110kv變電所電源引自距離最近的闞疃110kv變電所,其中1回蒙-闞110kv電源線路,專供板集礦井,保證本礦井建設(shè)、生產(chǎn)用電安全可靠。綜上所述,本礦井所處地區(qū)電源充足、供電可靠。(二) 礦井供電電源根據(jù)礦井鄰近電網(wǎng)現(xiàn)狀,并考慮本礦井為3.0mt/a的大型礦井,用電負(fù)荷大,電壓質(zhì)量要求高,因此本礦井供電電源電壓采用110kv。為保證礦井供電安全可靠,對本礦井供電電源進(jìn)行了全面分析及多方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選,采用供電方案為:礦井110kv變電所2回110kv電源線路均引自闞疃110kv變電所,所內(nèi)裝設(shè)2臺31.5mva主變壓器。經(jīng)國投新集能源股份有限公司與亳州市及利辛縣供電部門協(xié)調(diào),安徽省電力公司已對闞疃變電所進(jìn)行改造,從蒙城變電所架設(shè)的一回110kv線路經(jīng)闞疃變電所轉(zhuǎn)供板集礦井使用,闞疃變電所改造后能提供2路110kv出線電源、滿足40mva供電容量需求,板集礦建設(shè)生產(chǎn)用電安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。七 供水(一) 供水水源本礦井供水水源分為兩部分,即地下水和處理后的礦井水。由于礦井所在地區(qū)地表水系不發(fā)達(dá),且受季節(jié)性影響較大,因此設(shè)計選擇地下水作為本礦井供水水源。為充分利用和開發(fā)水資源,對井下排水經(jīng)過凈化處理達(dá)標(biāo)后,作為工業(yè)場地生產(chǎn)用水水源。1水源井供水水源本井田屬淮河沖積平原,地形平坦。井田南有濟(jì)河、北有茨淮新河流經(jīng)本區(qū),屬中小型季節(jié)性河流,無大型地表水體,故設(shè)計選擇地下水作為礦井建設(shè)期間用水和礦井投產(chǎn)后的生活、消防和部分生產(chǎn)用水水源。根據(jù)國投新集能源股份有限公司板集井田供水水文地質(zhì)勘探報告,本井田第四系松散層第二含水層(組)和第三含水層(組)上段水質(zhì)各項指標(biāo)均符合生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),可作為生活用水開采層位。含水層埋藏條件:第二含水層底界面埋深77.7095.45m,砂層厚度5.9029.80m,水位標(biāo)高22.0622.10m,單位涌水量0.534l/s.m,滲透系數(shù)9.59m/d,礦化度0.609g/l,富水性中等,水質(zhì)類型為重碳酸鹽型。第三含水層上段底界面埋深195.25206.80m,砂層厚58.782.4m,巖性以灰綠色、黃色的中細(xì)砂為主,水位標(biāo)高14.89517.065m,單位涌水量為1.1362.556l/s.m,滲透系數(shù)5.638.91l/s.m,礦化度0.6030.650g/l,水質(zhì)為重碳酸鹽型,有害元素含量低于部頒標(biāo)準(zhǔn),菌類含量均未超標(biāo)。經(jīng)消毒后,水質(zhì)符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn),能夠滿足礦井生活、生產(chǎn)、消防用水水質(zhì)及水量要求。2 礦井水供水水源礦井井下正常涌水量為628m3/h,經(jīng)凈化處理后,水質(zhì)能夠達(dá)到生產(chǎn)用水標(biāo)準(zhǔn),可以回用。為節(jié)約水資源,保護(hù)環(huán)境,采用處理后的礦井水作為礦井生產(chǎn)用水主要水源。在礦井建設(shè)期間和投產(chǎn)初期,礦井水處理站尚未建成投產(chǎn)或井下涌水量較小時,可由水源井提供或補(bǔ)充該部分生產(chǎn)用水。(二) 給水系統(tǒng)礦井給水系統(tǒng)根據(jù)水質(zhì)的不同,分為生活給水系統(tǒng)和生產(chǎn)給水系統(tǒng)兩部分。其中井下消防灑水、選煤廠用水、矸石山水沖擴(kuò)堆用水和防火灌漿用水等由生產(chǎn)給水系統(tǒng)供給,其他用水均由生活給水系統(tǒng)供給。第二節(jié) 礦井開采范圍及生產(chǎn)能力一 井田面積板集井田位于安徽省淮南新集礦區(qū)板集-楊村區(qū)的南部塊段,其東自f12斷層,南、西、北均至1煤層隱伏露頭。全井田東西長6.0km左右,南北寬47km,面積約30km2。二 煤系與煤層本井田的含煤地層為華北型石炭、二疊系,其中二疊系的山西組與上、下石盒子組為主要含煤層段?;茨厦禾锒B系的山西組與上、下石盒子組自下而上一般可分為7個含煤段,但本井田上部的六、七含煤段已被剝蝕殆盡,僅存的第一、二、三、四含煤段和部分第五含煤段總厚約467m,含煤19層,煤層平均總厚28.04m,含煤系數(shù)為6.0%。全井田共有可采煤層10層,平均可采總厚25.20m。其中主要可采煤層有11-2、8、5和1,平均可采總厚14.79m;次要可采煤層有9、7-2、7-1、6-1和4-2,平均可采總厚5.90m;13-1煤層盡管平均厚度達(dá)4.51m,但受剝蝕嚴(yán)重,保存面積小,又位于煤系的淺部,因而,開采價值極小??刹擅簩又饕卣饕娤卤?。本井田可采煤層以大部可采全區(qū)可采的中厚厚煤層為主,煤層結(jié)構(gòu)簡單較簡單,煤層的穩(wěn)定性屬穩(wěn)定較穩(wěn)定型。本井田各可采煤層對比可靠。三 煤質(zhì)與煤的用途本井田各煤層均以黑色為主,少量灰黑褐黑色;主要具弱玻璃玻璃光澤、瀝青和強(qiáng)瀝青光澤,少量油脂光澤;以粉狀、小塊狀為主,少量塊狀及片狀;斷口一般為參差狀、平坦?fàn)詈痛植跔?;性脆易碎,?nèi)生裂隙發(fā)育,且多為黃鐵礦膜充填。本井田可采煤層為低中灰中灰、特低低硫、特低低磷、中高高揮發(fā)份、富油、中中高熱值的氣煤和1/3焦煤,其中精煤為理想的煉焦配煤,中煤和原煤可作動力用煤。本井田煤層風(fēng)氧化帶深度為自基巖頂界面向下垂深30m。四 井田儲量(一) 儲量分析1 礦井地質(zhì)資源量根據(jù)礦井設(shè)計規(guī)范中有關(guān)初步設(shè)計階段資源/儲量的計算要求,礦井地質(zhì)資源量由查明煤炭資源組成。因此,本礦井地質(zhì)資源量即包括111b、122b和333計三部分,共有540942.5kt。2 礦井工業(yè)資源/儲量按照礦井設(shè)計規(guī)范中初步設(shè)計階段資源/儲量的計算要求,礦井工業(yè)資源/儲量由查明煤炭資源的大部分組成。因此,本礦井工業(yè)資源/儲量即包括111b、122b和大部分333,其中的大部分333以333乘以其可信度系數(shù)k表之。為使大部分333確定得更趨合理,本次對可信度系數(shù)k值首先從井田的構(gòu)造復(fù)雜程度考慮,然后結(jié)合各可采煤層的穩(wěn)定性綜合選取。由于本井田的構(gòu)造復(fù)雜程度中等,但其中11-2、8和5計3層煤為穩(wěn)定煤層,9、7-2、7-1、6-1、4-2和1計6層煤為較穩(wěn)定煤層,因而,本次將礦井地質(zhì)資源量中333的k值按穩(wěn)定煤層和較穩(wěn)定煤層分別取0.85和0.80,共求得礦井工業(yè)資源/儲量504520.8kt。當(dāng)然,由于本井田的鉆探工程密度不高,因而,按照鉆探工程網(wǎng)度確定的資源/儲量大部分為推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量,探明的和控制的兩部分經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲量偏少。而礦井設(shè)計規(guī)范則要求在設(shè)計階段對各煤層中推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量剔除不可信部分,這樣,必然導(dǎo)致本礦井工業(yè)資源/儲量減少,進(jìn)而直接影響礦井設(shè)計服務(wù)年限。但是,如果在今后的適當(dāng)時期追加適量的鉆探工程,尚可提高部分資源量的地質(zhì)可靠程度,從而增加礦井工業(yè)資源/儲量,使礦井設(shè)計服務(wù)年限適當(dāng)延長。3 礦井設(shè)計資源/儲量(1)永久煤柱量a防水煤柱:按照建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程(2000版)(以下簡稱“三下”采煤規(guī)程)的有關(guān)規(guī)定,結(jié)合新生界底部含、隔水層的賦存特點(diǎn)綜合分析,本井田必須在各可采煤層的淺部留設(shè)一定高度的防水煤柱,共有防水煤柱量109838.7kt。實(shí)際開采中,可根據(jù)具體情況和取得的實(shí)測巖移資料,在確保安全的前提下,對防水煤柱高度進(jìn)行必要的調(diào)整。如果回采上限得以適當(dāng)上提,將可以解放可觀的煤炭資源/儲量,從而增加礦井設(shè)計資源/儲量,使礦井設(shè)計服務(wù)年限適當(dāng)延長。b斷層煤柱:根據(jù)煤炭勘探報告提供的斷層含、導(dǎo)水性,同時結(jié)合淮南煤田新、老礦區(qū)生產(chǎn)礦井?dāng)鄬用褐粼O(shè)的實(shí)踐經(jīng)驗,本次暫按斷層的最大落差大于等于100m、小于100m而大于等于50m和小于50m而大于等于20m,分別在其兩側(cè)各留100m、50m和30m寬度為之,共有斷層煤柱量97175.5kt。當(dāng)然,在正式開采之前,各斷層煤柱的安全尺寸尚必須按照取得的基本參數(shù)計算確定。如果計算的斷層煤柱安全尺寸小于本次暫定的斷層煤柱寬度,將可使一定數(shù)量的煤炭資源得以回收,從而增加礦井設(shè)計資源/儲量,使礦井設(shè)計服務(wù)年限適當(dāng)延長。(2)礦井設(shè)計資源/儲量礦井工業(yè)資源/儲量扣除207014.2kt永久煤柱量后,尚有礦井設(shè)計資源/儲量297506.6kt。4 礦井設(shè)計可采儲量(1)工業(yè)場地煤柱量按照“三下”采煤規(guī)程中淮南礦區(qū)地表移動實(shí)測參數(shù)(=41,=70,=66-22sin,=66)計算,本礦井共有工業(yè)場地煤柱量43959.8kt。(2)開采損失根據(jù)礦井設(shè)計規(guī)范的要求,本礦井各可采煤層的開采損失以扣除工業(yè)場地煤柱量后的礦井設(shè)計資源/儲量,按屬于厚煤層、中厚煤層和薄煤層分別乘以25%、20%和15%的采區(qū)回采損失率計算,共有54394.8kt。(3)礦井設(shè)計可采儲量礦井設(shè)計資源/儲量扣除工業(yè)場地煤柱量和開采損失后,共有礦井設(shè)計可采儲量199152.0kt;其中-735m以淺為73297.2kt,約占礦井設(shè)計可采儲量的36.8%。五 礦井工作制度礦井設(shè)計年工作日為330d,每天4班作業(yè),其中3班生產(chǎn)、1班檢修。每班工作6h,每天凈提升時間為16h。六 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按3.0mt/a計,考慮1.35的儲量備用系數(shù),礦井計算服務(wù)年限為49.2a。第三節(jié) 礦井開拓準(zhǔn)備簡介一 井田的主要特點(diǎn)(一)本井田煤系地層上覆547.65713.5m之間的新生界松散層,其厚度變化隨古地貌形態(tài)由南向北逐漸增厚,基本延古地形向東北傾斜,局部地段稍有起伏。(二)本井田總體形態(tài)為一軸向北西西的寬緩向斜構(gòu)造。中部平緩,淺部露頭部位局部較陡,井田四周被灰?guī)r圍抱。井田走向長約6.0km,傾向?qū)?7km。(三)本井田可采煤層自上而下可分為上(9、8、7-2、7-1煤層)、中(6-1、5、4-2煤層)、下(1煤層)3個煤(層)組,宜采用分煤(層)組聯(lián)合采區(qū)布置。(四)由于受f104斷層(落差0160m)的影響,以f104斷層為界將將井田分為東、西兩大塊段,即東部塊段和西部塊段。其中東部塊段較大,條件較好,采場較多,西部塊段較小,僅宜劃為1個采區(qū)塊段。儲量分布方面,東部塊段共有可采儲量11520.75萬噸,西部塊段有可采儲量8394.51萬噸,前者占礦井可采儲量的57.85%,后者占42.15%。(五)井田內(nèi)板集鎮(zhèn)較大,位于井田西北部,蘇溝自東向西在井田內(nèi)南部經(jīng)過。(六)礦井鐵路專用線規(guī)劃自劉莊礦井延伸而來,即該線路位于井田東南部。(七)本井田煤層埋藏深,地溫較高,地壓較大。(八)本礦井全井田做了三維地震勘探,進(jìn)一步查明了全井田小構(gòu)造發(fā)育狀況。二 開拓方式根據(jù)本井田上述特點(diǎn),本礦井采用立井、主要石門及分組大巷開拓方式。三 井筒數(shù)目及用途根據(jù)礦井提升、通風(fēng)及安全要求,本礦井在工業(yè)場地內(nèi)設(shè)主井、副井和中央回風(fēng)井3個井筒。井口位置設(shè)于324孔東約300m處(趙莊東南)。主井井筒凈直徑5.8m,為礦井進(jìn)風(fēng)井。井筒內(nèi)布置1套32t雙箕斗,專用于提煤,并兼進(jìn)部分風(fēng)。副井井筒凈直徑7.0m,井筒內(nèi)布置一寬一窄900軌距1.5t礦車雙層四車罐籠,供提升矸石及上下人員、設(shè)備、材料之用。本井筒為礦井主要進(jìn)風(fēng)井,井筒內(nèi)設(shè)有梯子間,作為礦井安全出口之一?;仫L(fēng)井井筒凈直徑6.5m,為礦井專用回風(fēng)井。井筒內(nèi)設(shè)封閉梯子間,為礦井另一個安全出口。四 水平劃分本井田為一寬緩向斜有限煤田,南、北、西境界以煤層露頭為界,初期開采的煤層主要為8、5煤層,其回采上限一般在-680-720m。賦存下限8煤在-800m左右,5煤在-850m左右,煤層賦存垂高僅約為100140m,因此井田采用1個水平上、下山開采。五 通風(fēng)系統(tǒng)及通風(fēng)方式根據(jù)礦井開拓布置,在工業(yè)場地內(nèi)設(shè)主井(d5.8/6.2m)、副井(d7.0m)和中央回風(fēng)井(d6.5m)計3個井筒,其中主井、副井進(jìn)風(fēng),中央回風(fēng)井回風(fēng),礦井通風(fēng)系統(tǒng)為中央并列式。通風(fēng)方法采用全負(fù)壓抽出式機(jī)械通風(fēng)。達(dá)產(chǎn)時最長通風(fēng)線路約7.0km,通風(fēng)困難時最長通風(fēng)線路10.1km左右,后期西一采區(qū)開采時最長通風(fēng)線路約13.3km,經(jīng)計算,三個井筒可承擔(dān)全礦井前、后期的通風(fēng)任務(wù)。本礦井主井、副井進(jìn)風(fēng),中央回風(fēng)井回風(fēng),全礦井通風(fēng)井井筒數(shù)目為3個。確定回風(fēng)井凈直徑為6.5m,回風(fēng)井內(nèi)最大風(fēng)速為10.2m/s,回風(fēng)井內(nèi)梯子間須密閉。副井和主井按提升和通風(fēng)要求,凈直徑分別為7.0m和5.8m。副井和主井總的最大通風(fēng)量393m3/s。六、主要巷道布置根據(jù)本井田煤層賦存特點(diǎn)以及所確定的礦井開拓方式、采區(qū)布置和采煤方法,本礦井采用主要石門,東、西翼采用分組大巷布置,各翼間采用膠帶機(jī)及軌道大巷聯(lián)系。根據(jù)通風(fēng)及運(yùn)輸需要,初期在井底車場與首采區(qū)間共設(shè)5條主石門,即2條軌道石門,1條膠帶機(jī)石門(斜巷)和2條回風(fēng)石門。礦井東翼在工業(yè)場地保護(hù)煤柱線后,沿保護(hù)煤柱線向南、北各布置1條-735m軌道大巷、1條-735m膠帶機(jī)大巷(斜巷),沿9、8煤層布置2條回風(fēng)大巷。南翼大巷基本布置在5煤頂板5煤底板,北翼大巷基本布置在8煤底板8煤頂板。南翼大巷掘到bf34-1斷層附近,沿bf34-1斷層布置1組上山至東三采區(qū)。后期自-735m主石門處向西掘1組大巷至f104斷層附近,水平降為-820m,過斷層至西部塊段8煤層底板,再沿f104斷層在8煤底板作1組大巷開采西部煤層。相鄰大巷間平距一般控制在40m左右。為避免斷層導(dǎo)水和太灰水的威脅,在掘進(jìn)過斷層時,要采取措施探水、防水;開采1煤層時,要采取疏水降壓、大巷布置在1煤層頂板等切實(shí)可行的措施,確保安全生產(chǎn),同時,還應(yīng)積極做好灰?guī)r水的防治工作,建立完善的水文地質(zhì)觀測系統(tǒng),及時監(jiān)控和預(yù)報地下水的變化情況,謹(jǐn)防突水災(zāi)害發(fā)生。七、開采順序(一)煤層間一般采用自上而下的下行開采順序,故優(yōu)先考慮開采上煤組(97-1煤),設(shè)計推薦9、8煤層作為首采煤層。(二)走向方向采取由近及遠(yuǎn)的前進(jìn)式開采順序。(三)沿傾斜方向采用由淺至深,即先上山、后下山的開采順序。八、采區(qū)劃分及配采計劃(一)采區(qū)劃分本礦井以f104斷層為界劃分為東部塊段和西部塊段。東部塊段又以f104-1、f511斷層為界劃分為東一、東二、東三等三個開采塊段,西部塊段作為一個開采塊段開采。全井田共劃分為4個開采塊段。每個塊段內(nèi)按煤層間距的大小可劃分為3個采區(qū)。這樣,全礦井共劃分為12個采區(qū),其中東部塊段9個采區(qū),西部塊段3個采區(qū)。(二)配采計劃在安排配采計劃時,主要遵循以下原則:1 厚、薄煤層搭配開采,以提高資源回收率,避免產(chǎn)量出現(xiàn)較大波動,保證礦井均衡生產(chǎn);2 盡量使綜采、高檔普采工作面數(shù)目相對穩(wěn)定,以保證礦井生產(chǎn)隊伍和設(shè)備的穩(wěn)定性;3 優(yōu)先開采東部塊段,西部塊段作為礦井后備區(qū)。根據(jù)配采計劃安排,礦井移交后第二年即達(dá)到3.0mt/a設(shè)計生產(chǎn)能力。九 井底車場形式根據(jù)礦井開拓部署、井筒提升與大巷運(yùn)輸方式、井筒與主要運(yùn)輸大巷(石門)相互關(guān)系以及地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置等,從減少初期井巷工程量、縮短礦井建設(shè)工期,有利于井底車場和硐室布置等方面考慮,并結(jié)合礦井實(shí)際情況,礦井井底車場采用立式刀型布置,東西向進(jìn)出車。井底車場通過-735m軌道石門與-735m 南北翼軌道大巷相連接。第二章 采區(qū)概況第一節(jié) 采區(qū)位置東二采區(qū)位于煤田的中東北部,東接采區(qū)巷道,南、西分別與東二、西一采區(qū)采區(qū)相鄰,北以f104-1斷層為界,南以f511斷層為界,東二采區(qū)總的東西長約2.5公里,南北寬約2.2公里,面積約5.5平方公里。地面標(biāo)高24.81+27.16m。第二節(jié) 采區(qū)內(nèi)勘探程度1 地面鉆探情況東二采區(qū)內(nèi)共有4條勘探線穿過,分別為30、31、32、33勘探線,共有18個鉆孔落在本區(qū)。除402、406孔為1986年1月12日-1986年9月19日施工,其余均為2003年5月31日2003年10月15日施工。2 地面三維物探情況2005年,安徽煤田地質(zhì)局物探測量隊和南京第六物探大隊對板集煤礦的東翼、西翼分別進(jìn)行了三維地震勘探,完成測線21束,物理點(diǎn)10286個,滿疊加面積14.365km2 。并于2005年5月由六物提交了國投新集能源股份有限公司板集井田三維高分辨率地震勘探總結(jié)報告。第三節(jié) 煤層與圍巖一 煤層及其頂、底板巖性特征1煤:位于山西組第一含煤段下部,東一、東二采區(qū)內(nèi)鉆孔穿過煤層點(diǎn)10個,均可采,斷缺點(diǎn)2個(31-4、32-2孔)。厚0.808.66m,平均4.65m,多為單一結(jié)構(gòu)煤層,僅在30-3孔有一層夾矸,31-3孔有二層夾矸,夾矸多為炭質(zhì)泥巖和泥巖,結(jié)構(gòu)簡單。該煤層在成煤后期大面積受到河流沖刷,但在本區(qū)受沖刷影響較小,煤層厚度基本正常,因此該區(qū)煤層屬穩(wěn)定煤層。頂板以中、粗砂巖為主,次為粉砂巖及砂泥巖互層,底板多為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖。4-2煤:位于第二含煤段下部,東一、東二采區(qū)內(nèi)鉆孔穿過煤層點(diǎn)9個,其中可采點(diǎn)8個,不可采點(diǎn)1個,尖滅點(diǎn)1個,煤厚01.60m,平均厚1.13m。結(jié)構(gòu)簡單,不含夾矸,屬大部可采的較穩(wěn)定煤層。本區(qū)不可采區(qū)主要分布31線中部(31-4孔附近)。頂板多為粉砂巖、細(xì)砂巖,其次為泥巖、砂質(zhì)泥巖,底板多為泥巖、砂質(zhì)泥巖,次為炭質(zhì)泥巖、粉細(xì)砂巖。5煤:位于第二含煤段中下部,東一、東二采區(qū)內(nèi)鉆孔穿過煤層點(diǎn)10個,全部可采。煤厚3.657.00m,平均厚5.96m,煤層結(jié)構(gòu)簡單,本區(qū)內(nèi)全為單一煤層,部分鉆孔含12層夾矸,為全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層,頂板多泥巖,個別為中、細(xì)砂巖、粉砂巖,底板多為細(xì)砂巖、粉砂巖,次為泥巖、砂質(zhì)泥巖及炭質(zhì)泥巖。6-1煤:位于第二含煤段中部,東一、東二采區(qū)內(nèi)鉆孔穿過煤層點(diǎn)10個,全部可采,煤厚0.853.55m,平均厚1.51m,煤層結(jié)構(gòu)簡單,本區(qū)屬大部可采的較穩(wěn)定煤層。頂、底板以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主,少數(shù)為粉砂巖、細(xì)砂巖。 7-1煤:位于第二含煤段上部,東一、東二采區(qū)內(nèi)鉆孔穿過煤層點(diǎn)7個,全部可采,尖滅點(diǎn)2個,斷缺點(diǎn)1個,煤厚01.60m,平均1.28m。結(jié)構(gòu)簡單,本區(qū)屬大部可采的較穩(wěn)定煤層。頂、底板多為泥巖、砂質(zhì)泥巖。個別點(diǎn)為粉砂巖、細(xì)砂巖7-2煤:位于第二含煤段上部,東一、東二采區(qū)內(nèi)鉆孔穿過煤層點(diǎn)8個,其中可采點(diǎn)6個,不可采點(diǎn)2個,尖滅點(diǎn)1個,斷缺點(diǎn)1個,煤厚01.70m,平均1.12m,結(jié)構(gòu)簡單,30-3孔含有一層夾矸,夾矸為炭質(zhì)頁巖,本區(qū)為大部可采的較穩(wěn)定煤層,不可采區(qū)面積較大,主要分布在井田南部32勘探線以西地段。頂?shù)装宥酁槟鄮r、砂質(zhì)泥巖,少數(shù)點(diǎn)為粉砂巖、細(xì)砂巖和中砂巖。8煤:位于第二含煤段上部,東一、東二采區(qū)內(nèi)鉆孔穿過煤層點(diǎn)9個,全部可采,斷缺點(diǎn)1個,煤厚1.803.75m,平均2.36m。見煤點(diǎn)不含夾矸,結(jié)構(gòu)簡單較簡單。頂、底板以泥巖為主,少數(shù)為砂巖,屬全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層。9煤:位于第二含煤段頂部,東一、東二采區(qū)內(nèi)鉆孔穿過煤層點(diǎn)10個,其中可采點(diǎn)9個,不可采點(diǎn)1個,斷缺點(diǎn)1個,煤厚0.651.45m,平均1.16m。結(jié)構(gòu)簡單較簡單,31-3孔含有一層夾矸,夾矸為泥巖,本區(qū)為大部可采的較穩(wěn)定煤層。不可采區(qū)主要分布在31-4孔附近。頂板以泥巖為主,次為粉砂巖、細(xì)砂巖、中砂巖和粗砂巖,底板為泥巖及砂質(zhì)泥巖,個別為粉砂巖。本區(qū)東南角基巖界面至煤層底板的垂直深度不足80m,處在風(fēng)氧化帶和防水煤柱范圍內(nèi)。11-2煤:位于第三含煤段中部,東一、東二采區(qū)內(nèi)鉆孔穿過煤層點(diǎn)5個,其中可采點(diǎn)5個,剝蝕點(diǎn)5個,煤厚1.553.10m,平均2.22m。3個見煤點(diǎn)含一三層夾矸,夾矸多為炭質(zhì)泥巖,少數(shù)為泥巖。頂、底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖,個別頂板為粉砂巖、細(xì)砂巖。本區(qū)煤層埋藏較淺,煤層受到剝蝕嚴(yán)重,多處出現(xiàn)無煤區(qū),且基巖界面至煤層底板的垂直深度不足80m,處在風(fēng)氧化帶和防水煤柱范圍內(nèi)。二 煤質(zhì)1 煤的物理性質(zhì)和煤巖特征各煤層均以黑色為主,少量灰黑褐黑色,弱玻璃、玻璃光澤,有瀝青和強(qiáng)瀝青光澤,少量油脂光澤;以粉狀、小塊狀為主,少量塊狀及片狀;性脆易碎,內(nèi)生裂隙發(fā)育,多充填有黃鐵礦膜,斷口一般為參差狀、平坦?fàn)?、粗糙狀。宏觀煤巖成分以暗煤、亮煤為主,少量鏡煤條帶成透鏡體。煤巖類型為半暗半亮型煤。各煤層實(shí)測視比重(ard)兩極值為1.301.66,平均值為1.361.51之間,隨灰分增高而增大。a 原煤水分(mad)原煤水分平均值以11-2煤層較高,為2.16%,7-1煤層較低,為1.75%,其它煤層均在1.772.03%之間,變化不明顯。b 原煤灰分:剔除因采樣原因致使個別樣點(diǎn)原煤灰分超過40%的異常值后,各可采煤層原煤灰分平均值在18.6129.19%之間,7-1煤層最高,1煤層最低,除5、1煤層屬低中灰煤外,其余煤層均屬中灰煤。11-2煤層:原煤灰分實(shí)測兩極值為16.4335.22%,灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差為5.42,該煤層灰分總體以中灰為主,部分為中高灰,少量為低中灰。其平均灰分為26.69%,屬中灰分煤。9煤層:原煤灰分實(shí)測兩極值為20.0235.28%,灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差為4.45,該煤層灰分以中灰為主,部分為中高灰。其平均灰分為27.98%,屬中灰分煤。8煤層:原煤灰分實(shí)測兩極值為13.8038.07%,灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差為6.34,該煤層灰分以低中灰和中灰為主,伴少量中高灰。其平均灰分為23.26%,屬中灰分煤。7-2煤層:原煤灰分實(shí)測兩極值為14.6436.19%,灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差為5.80,該煤層灰分以中灰為主,次為低中灰和中高灰。其平均灰分為25.04%,屬中灰分煤。 7-1煤層:原煤灰分實(shí)測兩極值為20.4139.12%,灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差為5.37,該煤層灰分主要為中灰,次為中高灰。其平均灰分為29.19%,屬中灰分煤。 6-1煤層:原煤灰分實(shí)測兩極值為11.0934.18%,灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差為5.92,該煤層灰分以低中灰為主,部分為中灰,少量為中高灰。其平均灰分為21.61%,屬中灰分煤。5煤層:原煤灰分實(shí)測兩極值為12.4334.59%,灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差為5.04,該煤層灰分以低中灰為主,部分為中灰,少量為中高灰。其平均灰分為19.54%,屬低中灰分煤。 4-2煤層:原煤灰分實(shí)測兩極值為15.9936.34%,灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差為6.04,該煤層灰分以低中灰和中灰為主,次為中高灰。其平均灰分為23.79%,屬中灰分煤。 1煤層:原煤灰分實(shí)測兩極值為9.4034.32%,灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差為6.49,該煤層灰分以低中灰為主,部分中灰伴少量低灰和中高灰。其平均灰分為18.61%,屬低中灰分煤。 各可采煤層原煤全硫平均值在0.480.76%之間,7-1煤層屬特低硫分煤,其余煤層均屬低硫煤。 c 磷(pd) 各可采煤層原煤磷含量平均值在0.0090.022%之間,11-2、9、8、7-1、6-1煤層屬特低磷煤,其余煤層均屬低磷分煤。井田內(nèi)9、5、1煤層精煤揮發(fā)分平均值大于37%,屬高揮發(fā)分煤,其余煤層均屬中高揮發(fā)分煤。本井田各煤層間揮發(fā)分產(chǎn)率差異不大,無明顯變化規(guī)律,同一煤層其揮發(fā)分產(chǎn)率變化也無明顯規(guī)律,高揮發(fā)分(37%)和中高揮發(fā)分(2837%)相間分布,致使本井田煤層的煤類分布也無明顯規(guī)律。本井田各煤層原煤干燥基彈筒發(fā)熱量平均值在23.2227.74mj/kg之間,其中1煤層最高,7-1煤層最低。原煤發(fā)熱量與原煤灰分之間關(guān)系密切,隨煤層原煤灰分降低,發(fā)熱量增高。煤質(zhì)總體特征 本井田煤類主要為氣煤,次為1/3焦煤。 第四節(jié) 地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)一 地質(zhì)構(gòu)造東二采區(qū)地層構(gòu)造形態(tài)為中間凸起,向南西變深的背斜形態(tài),緩波狀起伏較發(fā)育。采區(qū)內(nèi)共有斷層9條(含采區(qū)邊界斷層f104、f1041、f511,其中正斷層8條,逆斷層1條)。采區(qū)內(nèi)地層走向72165,傾向162255,地層傾角一般較為平緩,傾角215,平均傾角9。東二采區(qū)地層總體構(gòu)造形態(tài)為單斜構(gòu)造,東南高西北低,緩波狀起伏較發(fā)育。采區(qū)內(nèi)共有斷層7條(含采區(qū)邊界斷層f1041、f511)(附表一),其中bf36與bf37以及bf32與af01斷層,在采區(qū)中部形成兩個地塹構(gòu)造。區(qū)內(nèi)地層走向ne50130,ne傾向32040,地層傾角除西北角稍陡外,一般較為平緩,傾角015,平均傾角8二 水文地質(zhì)(一)水文地質(zhì)特征1 新生界松散層區(qū)內(nèi)松散層較厚,其厚度變化隨古地貌形態(tài)由南向北增厚,基本沿古地形向東北傾斜,局部地段稍有起伏。松散層自上而下可分為四個含水層和三個隔水層。上部第一、二含水層是礦區(qū)的主要供水水源。中部第三隔水層粘土厚度大和分布范圍廣,是區(qū)域內(nèi)的重要隔水層。下部第四含水層下粘土層較薄,基本直接覆蓋基巖含水層之上,在開采淺部煤層時,下部第四含水層地下水可沿基巖風(fēng)化帶垂直滲入補(bǔ)給,構(gòu)成礦坑充水水源之一,同時該含水層是溝通基巖各含水層之間發(fā)生水力聯(lián)系的主要途徑。第四含水層由上部厚層灰白色中細(xì)砂層和下部砂礫層構(gòu)成,砂層間有薄層粘土、砂質(zhì)粘土分布,含水砂層厚度大。井田內(nèi)抽水3次,水位標(biāo)高16.5117.15m q=0.15310.655l/ sm k=0.16030.671 m/d ,礦化度2.3882.419 g /l,水質(zhì)類型clna水,富水性中等。2 二疊系砂巖裂隙含水層二疊紀(jì)煤系砂巖裂隙含水層位于可采煤層與泥巖之間,按其與可采煤層的相對關(guān)系和對礦井充水的影響程度,大致可分為13-111-2煤間含水層(段)和84-2煤層間含水層(段)。砂巖裂隙含水層巖性、厚度變化均比較大,分布不穩(wěn)定,一般以中、細(xì)砂巖為主,局部為粗砂巖和石英砂巖,是礦井開采的直接充水含水層。但因其主要與砂巖裂隙的發(fā)育程度、開啟大小和延展長度密切相關(guān),故富水性不均一,且以儲存量為主。3 太原組灰?guī)r含水層據(jù)區(qū)域資料,本井田所在地的石炭系太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水組總厚約100110m,由灰?guī)r與其間的泥巖、粉砂巖和薄煤層組成,其中含自上而下編號的灰?guī)r13層,除3、4和12灰較厚以外,其余均較薄,一般灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育不均,且多為方解石充填,富水性弱。該含水組上部的14灰是1煤層底板直接充水含水層,其上距1煤層14.6040.70m,平均26.21m,雖然根據(jù)抽水試驗資料,太原組14灰富水性均較弱,但考慮的巖溶發(fā)育不均一性,如果直接開采1煤層,很可能因灰?guī)r水壓過高而引發(fā)底板突水事故。(二)充水因素分析1 新生界砂層水新生界松散層下部含水層直接覆蓋在煤系之上,天然條件下,下含水通過煤系基巖風(fēng)化帶垂直滲透補(bǔ)給。補(bǔ)給量大小與風(fēng)化帶巖性和滲透性大小有密切關(guān)系。一般在留足防水煤柱的情況下對工作面的掘進(jìn)不構(gòu)成威脅,但考慮到斷層的因素,可能通過斷層帶導(dǎo)通,造成垂向上的水力聯(lián)系,造成一定量的涌水。2 煤系砂巖裂隙水煤系砂巖裂隙水是工作面掘進(jìn)直接充水水源,其主要與砂巖裂隙的發(fā)育程度、開啟大小和延展長度密切相關(guān),故富水性不均一,且一般以靜儲量為主,屬疏干型,初始涌水量大,隨后逐漸衰減。在穿過堅硬砂巖層及褶曲軸部及小斷層附近時,須提防帶壓砂巖水突然潰出。建議采用先進(jìn)井下物探探測頂板砂巖的富水區(qū),然后根據(jù)探測結(jié)果進(jìn)行探放水。3 石灰?guī)r巖溶裂隙水 1煤層底板距石炭系太原組第一層灰?guī)r平均距離26.21m,第一水平-735m灰?guī)r水頭壓力為7.50mpa,在自然狀態(tài)下,無水流補(bǔ)給礦坑。但在開采1煤層,地壓失去平衡以后,1煤底部巖石將會因超過極限強(qiáng)度而破裂,引起底鼓,導(dǎo)致灰?guī)r水突入坑道。尤其是斷層由煤系切入灰?guī)r使得1煤與灰?guī)r間距變小,或者斷層使煤層與灰?guī)r直接對口,突水機(jī)率將會增大。所以,在開采1煤層時,必須進(jìn)行疏水降壓,確保生產(chǎn)安全。4 斷層導(dǎo)水目前對于采區(qū)內(nèi)的斷層構(gòu)造帶的含、導(dǎo)水性尚不清楚。預(yù)計斷層在切割堅硬脆性巖層地段,將會造成圍巖裂隙發(fā)育,特別是灰?guī)r與煤巖層對口部位是突水的主要誘發(fā)因素。所以,為了保證礦井生產(chǎn)安全必須作為導(dǎo)水?dāng)鄬蛹右钥紤],留足安全距離,提前探放。(三)防水煤巖柱留設(shè) 區(qū)內(nèi)被巨厚松散層覆蓋,松散層厚度大致為580620m,底含較發(fā)育富水性中等,而底部粘土層較薄或缺失,一般小于5m。為確保安全開采,必須留設(shè)足夠的防水煤柱。根據(jù)礦井初步設(shè)計,防水煤柱留設(shè)采用公式 hsh=hfe+hb +hli 式中:hsh防水煤柱高度(m); hfe風(fēng)氧化帶深度,本區(qū)可采煤層的淺部大部分與基巖直接接觸,地下水很可能通過風(fēng)化帶裂隙垂直下滲,故風(fēng)氧化帶當(dāng)作含水層,本區(qū)取30m; hb保護(hù)層厚度,hb=6m/n ,m為累計采厚,n為煤層分層層數(shù); hli導(dǎo)水裂隙帶高度,hli=100m/(1.6 n+3.6);計算結(jié)果:根據(jù)上述公式計算11-2、8、5、1煤的防水煤柱高度分別為80m、80m、110m、110m,其他煤層則按臨近可采煤層確定的防水煤柱高度取值,例如9煤亦可參照8煤以80m取之。(四)涌水量預(yù)計煤炭工業(yè)合肥設(shè)計研究院對板集礦井首采區(qū)涌水量預(yù)計成果如下: 1 計算依據(jù): 根據(jù)安徽省亳州市板集煤礦地質(zhì)報告匯編(2006.3)中的比擬法和地下水動力學(xué)法計算。(1)比擬法公式為: q=q0fs /f0s0q0 生產(chǎn)礦井正常涌水量(130.63m3/h),最大涌水量(164.90 m3/h)s、s0設(shè)計礦井水位降深(755m),生產(chǎn)礦井水位降深(630m)f、f0設(shè)計礦井開采面積(2.10km2), 生產(chǎn)礦井開采面積(2.27km2)(2)地下水動力學(xué)公式為: q=1.366k(2h-m)m/(lgr0lgr0) k滲透系數(shù)(0.0652m/d); m煤系砂巖含水層厚度(48m); r0大井半徑(818m),r0=f/3.14; r0大井引用半徑(2740m),r0=10 sk+ r0;2 計算結(jié)果:(1)比擬法計算的東二采區(qū)正常涌水量為132.29m3/h,最大涌水量為167.00 m3/h。 (2)地下水動力學(xué)法計算的首采區(qū)最大涌水量為484.22m3/h。所以本礦井的首采區(qū)(東二采區(qū))正常涌水量取132.29 m3/h,最大涌水量取484.22m3/h。第五節(jié) 煤塵、瓦斯、煤炭自燃情況1、瓦斯、煤塵與煤的自燃煤層瓦斯、煤塵、自然情況一覽表煤層序號瓦斯含量(ch4,m3/t)瓦斯突出危險性煤塵爆炸危險性煤的自燃11-2-危險有不自燃-不易自燃90.050.06危險有不自燃-很易自燃80.040.56危險有不自燃-易自燃7-20.060.19危險有不易自燃7-100.51危險有不自燃-不易自燃 6-2-危險有-6-10.010.47危險有不自燃-不易自燃50.030.22危險有不自燃-不易自燃4-20.030.11危險有不自燃-易自燃4-1-危險有-10.040.23危險有不自燃-不易自燃2、地溫根據(jù)檢查孔資料,井田恒溫帶深度為30m,溫度為16.8,井田地溫梯度2.23.8/100m。第六節(jié) 存在問題 1 本采區(qū)煤系地層上方絕大部分為新生界松散層覆蓋,其底含砂層厚度大,富水性中等,且大部分與基巖直接接觸,是基巖含水層的重要補(bǔ)給水源,為確保礦井安全生產(chǎn),在采區(qū)及工作面布置時,必須做好防水煤柱的留設(shè)。2 對于區(qū)內(nèi)斷層,其導(dǎo)、阻水性的認(rèn)識都尚不清,建議作為導(dǎo)水?dāng)鄬涌紤]進(jìn)行提前探水,以確保礦井安全生產(chǎn)。3 應(yīng)充分考慮大巷及邊界斷層保護(hù)煤柱的留設(shè)。第三章 采區(qū)巷道布置第一節(jié) 首采煤層選擇根據(jù)礦井開拓布局,本井田采用立井、主要石門及分組大巷開拓方式。礦井首先開采條件比較好的東部塊段。礦井按上(9、8、7-2、7-1煤層)、中(6-1、5、4-2煤層)、下(1煤層)3個煤(層)組劃分采區(qū)。由于上、中煤(層)組存在壓茬關(guān)系,為了提高資源回收率,礦井采用下行式開采方式,優(yōu)先考慮開采上煤(層)組。上煤(層)組中9、7-2、7-1煤層為薄煤層,平均煤厚分別為1.14m、1.11m、1.23m,均為較穩(wěn)定煤層;8煤層為中厚煤層,平均煤厚為2.42m,為穩(wěn)定煤層。從煤層條件來看,首采8煤層較為合適。由于9煤層與8煤層相距僅12m,9煤層對8煤層的開采存在壓茬關(guān)系,因此設(shè)計把9煤、8煤同時做為首采煤層(9煤層做為8煤層的解放層開采),厚薄煤層搭配開采,既提高了礦井資源回收率,也保證了礦井3.00mt/a的生產(chǎn)能力。8煤層工作面生產(chǎn)能力按2.03.0mt/a考慮, 9煤層工作面生產(chǎn)能力按1.01.5 mt/a考慮(含掘進(jìn)煤)。第二節(jié) 采區(qū)巷道布置1 采區(qū)布置方式考慮到本礦井初期開采范圍內(nèi)上煤(層)組中9、8、7-2、7-1煤層層間距較小,傾角較為平緩(一般515),本設(shè)計確定首采塊段9、8、7-2、7-1煤層采用聯(lián)合布置。2采區(qū)巷道布置東二(97-1)采區(qū)緊靠工業(yè)場地西側(cè)煤柱線,采區(qū)南北走向長度平均約1000m,而東西傾斜寬度約2000m。根據(jù)礦井的開拓布局,采區(qū)巷道宜采用傾斜長壁布置,且傾斜長壁能增大綜采面推進(jìn)長度,具有初期工程量小、工期短、生產(chǎn)系統(tǒng)簡單等優(yōu)點(diǎn)。因此,本設(shè)計推薦采區(qū)采用走向長壁布置方式,即在工業(yè)場地保護(hù)煤柱線內(nèi)(煤柱線作為工作面的停采線)兩翼分別布置一組大巷,順煤層走向方向布置工作面。3采區(qū)大巷布置(1)采區(qū)大巷數(shù)目本礦井為高瓦斯礦井,地溫較高,為滿足礦井通風(fēng)和降溫要求,本設(shè)計提出3條大巷布置方案。3條大巷布置即布置1條軌道大巷、1條膠帶機(jī)大巷和1條回風(fēng)大巷;本布置方式的主要優(yōu)點(diǎn)是專巷專用、互不影響、安全可靠;軌道大巷、膠帶機(jī)大巷共同進(jìn)風(fēng),可降低膠帶機(jī)大巷風(fēng)速,有利于降低采區(qū)煤塵污染和改善工作面作業(yè)環(huán)境。(2)大巷位置采區(qū)大巷布置在工業(yè)場地西側(cè)保護(hù)煤柱線內(nèi),沿煤柱線布置,97-1煤大巷(上山)沿bf34-1斷層布置。3條大巷(上山)層位設(shè)計原則上按1巖2煤布置方式,軌道大巷與回風(fēng)大巷(上山)在不違反安全規(guī)程情況下布置在8煤層和9煤層中。(3)回采巷道布置為了改善采掘接替關(guān)系,提高工作面回采率,防止煤層自然發(fā)火,設(shè)計根據(jù)本礦井的開采技術(shù)條件,結(jié)合國內(nèi)外無煤柱護(hù)巷技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,確定9、8煤回采工作面軌道、膠帶機(jī)順槽暫按沿空掘巷方式布置。另外,為保證綜采工作面等長推進(jìn),工作面軌道、膠帶機(jī)順槽均采用平行布置(即沿中線掘進(jìn))。4 巷道掘進(jìn)(1)國內(nèi)外巷道支護(hù)水平現(xiàn)狀美國、澳大利亞等國煤層埋藏較穩(wěn)定,地質(zhì)條件較簡單,煤巷支護(hù)均以錨桿為主,其比重高達(dá)90%以上。英國1987年以前煤巷支護(hù)中金屬支架的比重高達(dá)90%以上,1994年錨桿支護(hù)的比重卻達(dá)到了80%。近幾年,我國錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展很快。到1998年,原國有重點(diǎn)煤礦錨桿支護(hù)占總進(jìn)尺的31.1%。其中煤巷錨噴占20.1%,巖巷錨噴占60.9%。而錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展較快的龍口、鐵法、兗州、邢臺、平頂山、大同、西山等礦區(qū),煤巷錨桿支護(hù)率已達(dá)到63.5%100%。煤巷錨網(wǎng)支護(hù)是改善煤巷支護(hù)狀況的一項先進(jìn)技術(shù)。國投新集集團(tuán)花家湖礦井巖石巷道錨噴及錨網(wǎng)噴支護(hù)已占其總進(jìn)尺的90%以上;煤層巷道實(shí)現(xiàn)了錨梁網(wǎng)和錨梁網(wǎng)噴支護(hù)。(2)煤巷錨網(wǎng)支護(hù)的優(yōu)越性1)煤巷錨網(wǎng)支護(hù)有利于改善綜采面端頭支護(hù)狀況,提高回采效率根據(jù)兗煤集團(tuán)興隆莊煤礦實(shí)踐經(jīng)驗,該礦1997年錨網(wǎng)巷道僅有50多米,1998年突破9600m。煤巷錨網(wǎng)支護(hù)的推廣簡化了工作面端頭支護(hù)方式,減少了人員配置,降低了勞動強(qiáng)度。工作面實(shí)行錨網(wǎng)支護(hù)后,每個采煤隊可減少維護(hù)人員2030人,采煤機(jī)端頭換向時間可縮短一半,為綜采面實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效奠定了基礎(chǔ),目前該礦煤巷錨網(wǎng)支護(hù)率已達(dá)100%。2)煤巷錨網(wǎng)支護(hù)有利于提高煤巷掘進(jìn)速度和掘進(jìn)效率,有利于提高工作面單產(chǎn)根據(jù)平頂山六礦統(tǒng)計,由于大量采用錨網(wǎng)支護(hù),大大減輕了工人搬運(yùn)型鋼及架棚的勞動強(qiáng)度,掘進(jìn)綜合單進(jìn)由1992年的199m/月到1997年241m/月,月平均提高42m。1997年,該礦掘進(jìn)二隊創(chuàng)出月單進(jìn)535m的水平。隨著掘進(jìn)速度的提高,全員掘進(jìn)效率提高65%,掘進(jìn)在冊人員減少580人。工作面綜合單產(chǎn)由1992年的29.0kt/月提高到1997年110.0kt/月,其中最高月產(chǎn)達(dá)到250.5kt/月。張集煤礦在13-1煤層順槽中采用錨網(wǎng)支護(hù),掘進(jìn)速度達(dá)到700m/月以上。新集劉莊礦井13-1煤層順槽中采用錨網(wǎng)支護(hù),掘進(jìn)速度達(dá)到700m/月以上。3)煤巷錨網(wǎng)支護(hù)具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益據(jù)統(tǒng)計,兗煤集團(tuán)興隆莊煤礦、淮南礦業(yè)集團(tuán)謝橋煤礦、平頂山六礦等采用錨網(wǎng)支護(hù)比架柵支護(hù)每米節(jié)約費(fèi)用分別為870、1200和1400元;邢臺礦特厚煤層采用錨網(wǎng)支護(hù),煤巷支護(hù)成本下降20%。綜上分析,煤巷錨網(wǎng)支護(hù)具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益,是實(shí)現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效的重要措施之一。(3)巷道支護(hù)方式的確定根據(jù)目前國內(nèi)巷道支護(hù)的成功經(jīng)驗和鄰近礦井巷道支護(hù)現(xiàn)狀,并結(jié)合巷道支護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢,設(shè)計確定本礦井巖巷支護(hù)以錨噴為主,局部采用錨噴加u型棚復(fù)合支護(hù);對于井底車場巷道,則采用錨噴加砼碹復(fù)合支護(hù);順槽采用錨梁網(wǎng)加錨索支護(hù);對于服務(wù)年限較長的煤層大巷、上山以錨梁網(wǎng)加錨索支護(hù)為主、局部采用錨網(wǎng)加u型棚復(fù)合支護(hù)。(4)巷道斷面的確定巷道斷面除滿足通風(fēng)、運(yùn)輸、行人和敷設(shè)管線的要求外,一般煤層巷道還根據(jù)鄰近礦井的生產(chǎn)經(jīng)驗考慮510%左右的收縮率。井筒和煤倉采用圓形斷面,開切眼采用梯形棚,順槽采用錨梁網(wǎng)加錨索矩形或梯形斷面,其它巷道采用直墻半圓拱斷面。對于局部過斷層帶巷道和井底車場較大硐室結(jié)合巖性條件,考慮采用全封閉馬蹄形斷面。(4)掘進(jìn)工作面數(shù)目根據(jù)開拓布置及采掘正常接替的要求,按照“以采促掘、以掘保采、采掘并舉、掘進(jìn)先行”的原則,通過采、掘排隊,本設(shè)計確定礦井初期裝備9個掘進(jìn)工作面。其中煤巷綜掘工作面2個,煤巷普掘工作面2個,巖巷機(jī)械化作業(yè)線2個,巖巷普掘工作面3個。采掘面頭比為1:4.5。(5)掘進(jìn)工作面機(jī)械配備1)煤巷綜掘工作面:主要配備s-100型煤巷掘進(jìn)機(jī),es-650型掘進(jìn)轉(zhuǎn)載機(jī)以及sj-80型可伸縮膠帶輸送機(jī),并配備fd7.5型對旋局扇以及煤電鉆等設(shè)備。2)煤巷普掘工作面:主要配備skz-15型煤電鉆、zmz5-40型裝煤機(jī)以及局扇、噴漿設(shè)備等。3)巖巷機(jī)械化作業(yè)線:主要配備進(jìn)口lh1400型掘進(jìn)機(jī)、zcd-75型側(cè)卸式裝巖機(jī)、zy-24型氣腿式鑿巖機(jī)以及局扇、噴漿設(shè)備等。4)巖巷普掘工作面:主要配備zy-24型氣腿式鑿巖機(jī)、p-60b型耙斗裝巖機(jī)以及局扇、噴漿設(shè)備等。第四章 采煤方法第一節(jié) 采煤方法的選擇一 采煤機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀近年來,隨著世界煤炭技術(shù)的不斷發(fā)展,我國綜合機(jī)械化采煤技術(shù)也提高較快,生產(chǎn)技術(shù)和管理經(jīng)驗日趨成熟,綜合機(jī)械化程度已由1990年的35.5%提高到1998年的49.3%,年均提高1.7個百分點(diǎn)。我國潞安、晉城礦務(wù)
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