河南理工大學采煤工藝實習報告資料

1、河南理工高職學院采煤工藝實習報告系 別： 采礦工程系專 業(yè)： 煤礦開采學 號： 101012081姓 名： 典葉楠班 級： 開采12-1 2014年11月09日課程設計成績評定專業(yè)班級：煤礦開采12-1 學生姓名： 典葉楠一·評語二·成績 指導老師： （簽名）2014年 11月 09 日 目 錄前言第一章 礦井概況第一節(jié) 井田基本情況第二節(jié) 井田地質構造第二章 采區(qū)邊界及儲量第三章 采區(qū)地質構造及水文地質條件 第一節(jié) 采區(qū)地質第二節(jié) 采區(qū)煤層及地質第三節(jié)采區(qū)水文地質條件及涌水量預計第四節(jié)開采技術條件第四章采區(qū)生產(chǎn)能力和服務年限第五章 采區(qū)巷道布置及開采 第一節(jié) 采煤方法第二

2、節(jié) 采區(qū)巷道布置第六章 技術經(jīng)濟指標前 言本次實習來到了焦作演馬莊礦，在礦上進行了將近一個月的實習，演馬莊礦礦井是由煤炭工業(yè)部武漢設計研究院設計，1958年建井，1961年4月投產(chǎn)，設計生產(chǎn)能力45萬t/a，主采煤層為二1煤。2000年以來，礦井各生產(chǎn)系統(tǒng)改造投資加大，生產(chǎn)能力顯著提高，2005年核定生產(chǎn)能力確定為90萬t/a，2008年生產(chǎn)能力核定120萬t/a。演馬莊礦井田分二個水平開采，即一水平、二水平，經(jīng)過五十年的開采，目前一水平已基本結束，僅剩西一煤柱正在回采。二水平可布置采區(qū)四個，即二一、二二、二五、二七采區(qū)，目前礦井正在開采二二、二五、二七三個采區(qū)。按礦井規(guī)劃，二二采區(qū)于2011

3、年7月底結束后，將無采區(qū)進行接替；二五采區(qū)的接替采區(qū)為二一下山采區(qū)，目前二一下山采區(qū)三條下山已落底，正在施工二一下山采區(qū)泵房水倉，預計2013年2月首采工作面21011工作面形成；27采區(qū)的接替采區(qū)為二七下山采區(qū)和二七采區(qū)下段。從以上情況可看出，二二采區(qū)結束后，礦井只剩2個開采采區(qū)，即二五、二七采區(qū)，為確保二五、二七采區(qū)的順利接替，只有加快二七下山采區(qū)的開拓，才能保證礦井生產(chǎn)的順利接替和穩(wěn)定產(chǎn)量。二七下山采區(qū)共估算出二1煤儲量2042.6萬t，其中（111b）級儲量1559萬t，（333）級儲量483.6萬t。扣除煤柱損失，采區(qū)回采率按0.75計算，則二七下山采區(qū)可采儲量為1014.27萬t。

4、第一章 礦井概況第一節(jié) 井田基本情況一、位置和交通演馬莊礦井田位于焦作市東北部約20km，行政隸屬焦作市管轄，地理坐標東經(jīng)113°2111°24，北緯35°1535°17，井田西部與韓王井田相鄰，東部與九里山井田相鄰，南部以鳳凰嶺斷層為界。北部至二1煤露頭。礦區(qū)走向長4.37.5km，傾向寬0.93.1km，面積約14.8733km2。井田內交通便利，地理位置優(yōu)越，東距京廣線新鄉(xiāng)站55km，南接隴海線、新焦線、焦太線、焦枝線和焦柳線等鐵路干線，與本礦專用鐵路直接相連。二、自然地理該區(qū)屬太行山前平原和沖積、洪積扇的邊緣地帶，地勢平坦，海拔+83+123m，

5、一般在100m左右，全區(qū)地勢北西高，南東低，最大坡度±2°25。氣象：本區(qū)屬暖溫帶典型大陸性半干旱氣候，四季分明，春季干旱多風，夏季炎熱多雨，秋季風和日麗、日照長，冬季寒冷、雨雪少。據(jù)19631988年氣象資料，最低氣溫-19.9（1971年），最高氣溫43.3（1966年），平均氣溫15，最大凍土厚度為190mm（1977年元旦）。年降水量457.6mm(1986年)689mm(1988年)，年平均降水量552.45mm，降水量多集中于7、8、9三個月，占年降水量的32.7，1、2月份降水量最少，僅占年降水量的1.5。年蒸發(fā)量為17002000mm，蒸發(fā)量6、7、8三個月

6、最大，蒸發(fā)量大于降水量。風向59月份以東風、東南風為主，10月份至翌年4月以西風、西北風為主，一般風速23級，最大11級（1978年6月30日晚）。西北風頻度最大，對本地區(qū)影響也較大。地震：據(jù)焦作市地震辦公室提供的資料，自1038年1978年6月，發(fā)生的較大地震且對焦作有影響的共有35次。據(jù)中華人民共和國國家標準GB183062001中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖焦作市地震動峰值加速度g為0.1，對應烈度為度。三、礦井開發(fā)狀況礦井開拓方式為立井多水平上、下山開拓，一水平大巷標高-75m，二水平大巷標高-200m。共有5個井筒：主、副井筒位于井田中央，均為進風井；西風井和東風井分別位于井田上部邊界的西部和

7、東部，均為回風井；另有東四進風斜井，主要擔負礦井進風。在礦井上部煤層露頭附近布置一條（或兩條平行）總回風大巷，貫穿礦井東、西兩翼，并通過風井聯(lián)絡巷與風井相連，用于礦井回風。礦井屬中央邊界與兩翼對角式混合通風，通風方法為抽出式。第二節(jié) 井田地質構造焦作煤田的分布基本上受太行山隆起和武陟隆起所控制，構造形式以北東向和近東西向斷裂為主，褶皺不發(fā)育，斷裂多為高角度正斷層，形成一系列地壘、地塹構造及階梯狀單斜構造，整個礦區(qū)受斷裂構造控制。演馬莊礦井田作為焦作煤田的一部分基本上被高角度正斷層所包圍，處在九里山、鳳凰嶺、方莊三條斷層所形成的三角狀斷塊中部，地層走向N50°70°E，傾向S

8、E，傾角4°15°，一般9°左右，井田內構造以斷裂為主，褶皺不發(fā)育。礦區(qū)共發(fā)育三組不同方向的斷裂，即：北東、東西和北西向。淺部構造簡單，深部和東部相對復雜，西部由于受九里山斷層和鳳凰嶺斷層不同方向構造作用，其構造、水文地質、瓦斯等地質條件更復雜。第二章 采區(qū)邊界及儲量一、采區(qū)邊界二七下山采區(qū)邊界按地質條件和開采條件進行劃分，本設計二七下山采區(qū)邊界：東至第十一勘探線（井田邊界），南至井田邊界，西至第七勘探線，北至馬坊泉斷層（F204）。上限標高-210m，下限標高-440m，地面標高+87+96。二七下山采區(qū)走向長1210m，傾向長1170m，面積約1.42km2。

9、二、采區(qū)儲量據(jù)焦煤集團演馬莊礦二七下山采區(qū)地質說明書，本采區(qū)二1煤儲量計算范圍：北部以馬坊泉斷層保護煤柱為界，東部以井田邊界為界，南部以F210斷層為界，西部以第七勘探線為界。區(qū)內煤層均達可采厚度，斷層防水煤柱屬永久性防水煤柱，礦界不計算可采儲量。1.地質儲量二七下山采區(qū)共劃分7個儲量塊段，共估算二1煤儲量2042.6萬t，其中（111b）級儲量1559萬t，（333）級儲量483.6萬t。如下表： 二七下山采區(qū)地質報告二1煤儲量估算匯總表 表2-1-1塊段編號平面積（萬）傾角（°）平均厚度（m）容量（t/m3）儲量（萬t）A1-111b63.028.06.021.47557.7A2

10、-111b69.917.08.1021.47832.7A3-111b20.4011.05.6231.47168.6A4-3337.9311.06.021.4770.2A5-33321.837.08.1021.47260A6-33310.328.06.021.4791.3A7-3337.5411.05.6231.4762.1合計200.952042.6其中111b級儲量1559萬t，333級儲量483.6萬t。2.工業(yè)資源儲量采區(qū)二1煤層工業(yè)資源儲量為111b+333k1945.88萬t。K可信度系數(shù)，取0.83.各類煤柱的留設二七下山采區(qū)留設采區(qū)邊界防水煤柱、斷層防水煤柱、村莊保護煤柱。（33

11、3）乘以0.8的系數(shù)后，采區(qū)邊界防水煤柱損失56.16萬t，斷層防水煤柱330.72萬t，村莊保護煤柱206.64萬t。各種煤柱損失總計為593.52萬t。4.設計利用儲量設計利用儲量為采區(qū)工業(yè)資源儲量減去各種煤柱損失儲量所得儲量，即：1945.88-593.52=1352.36萬t。5.可采儲量可采儲量為設計利用儲量乘以采區(qū)回采率所得儲量。二1煤層回采率按75計算。二1煤層可采儲量=1352.36×75%=1014.27萬t。二七下山采區(qū)設計可采儲量為1014.27萬t。詳見表2-1-2。 資源儲量及各種資源損失量計算表 表2-1-2保有資源量 （萬t）儲量(111b)（333）小

12、計合計1559483.62042.6保有工業(yè)資源儲量（萬t）1559+483.6×0.8=1945.88各種煤柱邊界煤柱塊段編號邊1小計(333)k合計塊段儲量類別（333）面積(萬m2)7.93煤層厚度(m)6.02煤層傾角（°）11視密度(t/m3)1.47占有資源量70.270.256.1656.16斷層煤柱塊段編號斷1斷2斷3小計(333)k合計塊段儲量類別（333）（333）（333）面積(萬m2)21.8310.327.51 煤層厚度(m)8.1026.025.623煤層傾角（°）7811視密度(t/m3)1.471.471.47占有資源量26091.

13、362.1413.4330.72330.72村莊煤柱塊段編號村1小計(333)k合計塊段儲量類別(111b)面積(萬m2)17.35煤厚(m)8.102煤層傾角（°）7視密度(t/m3)1.47占有資源量206.64206.64206.64合計儲量級別111b(333)小計(333)k合計總計206.64483.6593.52386.88593.52設計利用儲量(萬t)1945.88-593.52=1352.36開采損失量(萬t)1352.36×(1-75%)=338.09可采儲量(萬t)1352.36×75%=1014.27第三章 采區(qū)地質構造及水文地質條件第一

14、節(jié) 采區(qū)地質二七下山采區(qū)共有地質鉆孔17個，其中有8個L8灰?guī)r水文觀測孔（即811、812、916、917、10-7、10-8、11-11、11-12鉆孔）基本控制了二七下山采區(qū)的大型地質構造?；咎矫髁硕呦律讲蓞^(qū)水文地質特征。一、地層本區(qū)為第三、四系全掩蓋區(qū)，據(jù)區(qū)內鉆孔揭露，地層由老至新 為：奧陶系中統(tǒng)馬家溝組，石炭系中統(tǒng)本溪組，上統(tǒng)太原組，二迭系下統(tǒng)山西組、下石盒子組、上統(tǒng)上石盒子組下段、中段及第三、 四系，現(xiàn)由老至新分敘如下：1.奧陶系中統(tǒng)馬家溝組（O2）據(jù)區(qū)域資料，厚310420m，區(qū)內揭露最大厚度141.3米（3-3孔），底部厚約20m為灰色厚層狀石灰?guī)r，致密性脆，頂部稍含泥質，中

15、下部厚約80m，巖性為灰深灰色厚層狀石灰?guī)r，較致密，層面含炭質及泥質，上部約20m為灰深灰色厚層狀石灰?guī)r，致密性脆呈塊狀，頂部厚約20m，為白云質雜色似礫狀灰?guī)r和角礫巖狀石灰?guī)r，頂部因風化和鐵質侵染，呈棕紅色，巖性混雜。2.中石炭統(tǒng)本溪組（C2）本組與下伏奧陶系中統(tǒng)馬家溝組呈假整合接觸，厚7.4033.2m，平均 16.92m，底部多為鋁土質泥巖，致密有滑感，含有黃鐵礦結核及晶粒，偶為粗粒石英砂巖，中部為鋁土質泥巖，夾灰色泥質粉砂巖，砂質泥巖及薄層狀細、中粒石英砂巖，據(jù)鏡鑒資料，砂巖主要成份為石英（85+%），長石占（7+%），雜基主要為高嶺石，水云母及粘土礦物，占（20+%），為孔隙-接觸式

16、膠結，上部為淺灰色青灰色鋁土質泥巖，夾黃鐵礦條帶，具水平紋理，據(jù)鏡鑒資料，該層鋁土質泥巖多為針狀和葉片狀，為標志層之一。3.上石炭統(tǒng)太原組（C3）該組為一套海陸交互相沉積含煤巖系，上限以L9灰?guī)r頂界與山西組分界，下限以一2煤底部含鋁土質泥巖與C2分界，與下伏地層呈整合接觸，厚69.0686.75外一般78.83m，按其巖性組合及含煤情況，自下而上可分為三段：下部灰?guī)r含煤段：本段自太原組底界至L5灰?guī)r頂，一般厚37.42m，主要由 L1L5五層石灰?guī)r組成，其間夾灰色粉砂巖、灰色泥巖及薄煤，L2石灰?guī)r位于該段下部，全區(qū)穩(wěn)定，厚4.8514.35m，平均10.81m，灰深灰色，致密堅硬、泥晶結構，中

17、夾不規(guī)則隧石團塊，中部夾泥巖薄層，局部含泥質，具裂隙及溶洞，含有較多的蜒類等動物化石L2石灰?guī)r為本區(qū)重要標志層之一，其余各層灰?guī)r均在1.502.84m左右，變化較大，本段共含煤5層，一5煤一1煤，其中一2煤（俗稱三煤），全區(qū)較穩(wěn)定，平均厚1.20m，其余各煤層較薄，不穩(wěn)定，無開采價值。中部碎屑巖段：自 L5灰?guī)r頂至 L7灰?guī)r頂，平均厚 16.8 7米，由灰色粉砂巖、灰色泥巖、灰色細、中粒石英砂巖及薄層石灰?guī)r組成，含灰?guī)r2層（L7、L6）厚1.882.38m其中L7石灰?guī)r不穩(wěn)定，常相變?yōu)槟噘|粉砂巖或泥巖，含煤2層（一6及一7），其中一6煤層位較穩(wěn)定，以一61、一62兩層煤出現(xiàn)（俗稱二煤），煤層厚

18、度在0.40m左右，不可采，泥巖中有少量植物化石碎片及菱鐵質鮞粒。上部灰?guī)r段：本段自L 7灰?guī)r頂至 L9灰?guī)r頂，厚度 24.54m左右?guī)r性以石灰?guī)r為主，含L8、L9兩層石灰?guī)r，間夾灰灰黑色泥巖砂質泥巖、煤，其中L8石灰?guī)r厚度大，全區(qū)發(fā)育，為本區(qū)重要要標志層之一，巖性為深灰色、中厚層狀，致密、泥晶結構，頂部略含泥質含不規(guī)則燧石團塊及較多的蜒類化石等， 本段含煤2層（一8、一9煤），不發(fā)育，不可采，L9灰?guī)r厚度在2.5m左右，全區(qū)穩(wěn)定，是劃分P11與C3的重要標志層。4.二迭系下統(tǒng)山西組（P1l）該組為本區(qū)主要含煤地層，與下伏太原組呈整合接觸，下自太 原組L9石灰?guī)r頂上至砂鍋窯砂巖（S12）底界，

19、厚84.36119.20m,平均99.72m，由灰深灰色砂巖、粉砂巖、砂質泥巖、含鋁土質泥巖及煤層組成，按其巖性組合自下而上可分為三段：下段（含煤段）：本段（L9頂大占砂巖S10底）平均厚 16.5m巖性由深灰色泥巖、砂質泥巖、細粒巖屑雜砂巖，薄層菱鐵質泥巖及煤層組成，本段含煤2層（二0、二1），其中二l煤（俗稱大煤）位于本段頂部，是該礦主要可采煤層，平均厚 6.68m全區(qū)穩(wěn)定可采，底板泥巖含有植物化石，二l煤層下約37m偶有薄煤一層（俗稱馮營層，二O煤），多為炭質泥巖代替，極不穩(wěn)定，再下夾23層菱鐵質泥巖，致密性脆堅硬。中段（大占砂巖段S10）：該段平均 16.76m，由深灰色薄層狀砂質泥巖

20、和大占砂巖組成，大占砂巖為二1煤層頂板，多為老頂，一般厚15.04m巖性為灰色、厚層狀，成份以石英為主（70+%），巖屑（15+%），據(jù)鏡鑒資料，石英表面多具溶蝕外形，巖屑成份較雜，多碳酸鹽化有葉臘石化，填隙物以次生白云石和葉臘石化等粘土礦物為主，含晶粒、顯微鱗片狀結構，重礦物的鋯石，泥硅質膠結，鐵質鮞粒常順層分布形成小型交錯層理，層面含炭質臘及較多白云母碎片，底部常有泥質包體和亮煤小包體，特征明顯，易于辨認，為本區(qū)重要標志層，大占砂巖之下常為黑色泥巖，偶夾薄煤一層（二2煤），極不穩(wěn)定，砂巖之上常為深灰色砂質泥巖，具水平紋理，含較多植物化石，偶見薄煤一層（二3），極度不發(fā)育。上段（香炭砂巖段）

21、該段厚66.48m，巖性以淺灰灰色細中粒石英雜砂巖為主，次為深灰色粉砂巖、砂質泥巖，含鮞狀鋁質泥巖組成，香炭砂巖一般為 2個分層姑（S111及 S112），間距15米左右，上層（S112）厚5.18m，下層（S111）厚 6.61m。多為石英巖屑雜砂巖，硅泥質膠結，石英（70+%），巖屑（20+%），雜基為水云母，粘土等518%,全晶粒鱗片狀結構，孔隙接觸式膠結，分選磨園度較好，石英有次生加大，偶含泥質 小包體，S112砂巖水平層理及脈狀層理及小型交錯層理明顯，砂巖中 含有鐵質鮞粒和少量鐵質結核Sll1砂巖以下以粉砂巖、泥巖為主， 厚 19.78m泥巖中含鋁質，具暗班及小鮞粒，泥巖中含較多植物

22、化石。5.二迭系下統(tǒng)下石盒子組（P12）本組以砂鍋窯砂巖（S12）底界與山西組（P11）分界，厚77.69110.65m，平均95.49m，由灰白淺灰灰綠色細中粒砂巖、砂質 泥巖、泥巖和鋁土質泥巖組成，含植物化石碎屑。底部的砂鍋窯砂巖為灰色，細中粒局部為粗粒，薄層狀，硅泥質膠結，成份以石英為主（90%），長石4%，巖屑6%，有少量泥質包體，雜基為高嶺石粘土礦物 10%，正長石表面葉臘石化，石英有微弱次生加大現(xiàn)象，底部含石英小礫石，為本區(qū)重要標志層，其上34m處，常有淺灰灰白色鋁土質泥巖（俗稱A層鋁土）厚層狀、致密，有滑感，具暗班及少量紫斑，富含菱鐵質鮞粒，中部以灰灰綠色砂質泥巖和含鋁土質泥巖為

23、主，夾薄層細砂巖，砂質泥巖含暗斑較多，少含菱鐵質鮞粒，中上部發(fā)育Sl4砂巖，一般由23個分層組成（Sl41、Sl42、Sl43），巖性為灰、灰綠色中粗粒，巖屑石英砂巖，層面偶含炭質及少量菱鐵質，具平行及交錯層理，中夾粉砂巖條帶，泥巖中含植物化石。6.二迭系上統(tǒng)上石盒子組下段（P21-1）本段以四煤底砂巖（S15）與下石盒組（P12）分界，整合接觸，據(jù)區(qū)內鉆孔揭露最大厚度為167.11m，底部四煤底砂巖（S15），平均 數(shù)5.85m，呈灰白灰綠色，巖屑石英雜砂巖，硅泥質膠結，成份以石英為主（90%），巖屑10%m，以燧石為主，重礦物鋯石1%，孔隙式膠結，底部含有少量泥質包體和石英小礫石，分選磨圓

24、度較差， 為本區(qū)重要標志層之一，中下部多為灰色砂質泥巖及泥巖，夾薄層 細砂巖，含鐵質結核、具暗斑，少含水量鋁質，中上部以灰折色、細、中粒石英砂（S16）硅質膠結，底部含有泥質包體及石英小礫石，分選較差，成份以石英為主（90%）重礦物有磁鐵礦，鋯石1%，孔隙接觸式膠結，具小型交錯層理，該層砂巖多以3層連續(xù)出現(xiàn)（S161-3）而區(qū)別于其它砂巖標志層，頂部多以淺灰、青灰色泥巖、砂質泥巖，夾薄層細粒砂巖組成，具紫紅色、暗蘭色斑塊，少許鐵質鮞粒和結核，黑色泥巖含有化石。7.二迭系上統(tǒng)上石盒子組中段（P21-2）本段以田家溝砂巖（S17）底板與（P21-1）分界，區(qū)內鉆孔揭露不全，最大厚度為 31.77m

25、，底部砂巖（S17），呈灰白灰綠色，中粗粒石英巖屑石英雜砂巖，厚層狀，具交錯層理，局部韻律層理明顯，為本區(qū)重要標志層之一，其上多為青灰、灰綠色，灰紫色泥質粉砂巖、泥巖等，少含鋁質，具紫斑。8.第三四系（QR）該地層不整合于各基巖地層之上，厚31.97173.20m，平均 85.7m，由北西向南東有遞增的趨勢，黃土層厚度4.25m，頂部0.81.0m腐植土，其下為流砂、礫石層，一般厚10m，固結差，中上部為黃褐色綜紅色粘土及粘土質砂，具可塑性，中下部夾礫巖48層，單層厚2.0016.5m，礫石成份多以石灰?guī)r為主，石英砂次之，鈣質膠結，具裂隙及溶洞，充填方解石脈，下部粘土中夾有不規(guī)則鈣質結核，底部

26、多為礫石層，少有粘土，夾礫石層。二、采區(qū)構造區(qū)內無陷落柱、巖漿巖及河床沖刷等不良地質現(xiàn)象。區(qū)內地層走向N45°E，傾向南東，傾角7°12°。構造以斷裂為主。王母泉斷層、馬坊泉斷層、F210斷層為本采區(qū)邊界斷層，屬中型大型斷層，上部馬坊泉斷層落差030m左右，西南部為王母泉斷層，落差大于100m，為本區(qū)最大的斷層，南部F209和F210兩條大斷層形成“地壘”構造，地質條件較復雜。另據(jù)三維地震資料，還有多條落差為06m可疑斷點，待采掘過程中進一步查明。總之，掘進時仍可能遇到5m落差以下的斷層。主要斷層見下表。 二七下山采區(qū)主要斷層 表3-1-1編 號構 造性 質產(chǎn)狀（

27、褶曲軸面）實見位置及控制情況走向傾向傾角（°）落差（m）王母泉斷層（F212）正斷層N60°E北西60°1205-10、5-11、5-13、6-16、6-17等鉆孔控制，本采區(qū)控制程度較差。馬坊泉斷層（F204）正斷層N35°E北西60°030二七采區(qū)中段巷道鉆探，地震勘探DF15、DF16斷層控制。在11-6孔附近走向由東西向變?yōu)榻媳毕?。F207正斷層近東西南65°5201989年物探異常點控制。F209正斷層近東西北6575°5609-8、9-4、10-15、11-12、9-17、10-8、10-11等鉆孔、1989年

28、物探異常點及DF5、DF7斷層所控制。F210正斷層近東西南6575°0408-12、10-8、9-17、9-4、11-12孔、1989年物探異常點及DF9斷層所控制。F07正斷層近東西南6575°5257-12、7-13、7-4、8-11、8-15、8-16、8-21等鉆孔、1989年物探異常點及DF9斷層所控制。第二節(jié) 采區(qū)煤層及煤質一、煤層區(qū)內可采煤層為二1煤層，賦存于山西組底部，上距砂鍋窯砂巖70m左右，下距山西組底界（L9灰?guī)r頂）10m左右，距L8灰?guī)r18m左右，煤層厚度3.210.65m，平均7.03m，平均傾角8°。煤層賦存良好，無分叉現(xiàn)象，僅個別孔

29、含有0.050.30m夾矸，屬厚特厚煤層、較穩(wěn)定煤層?？v觀全局，煤層變化不大，大于6m或小于6m的煤層厚度呈波浪狀北西南東向展布，煤層頂板穩(wěn)定且平整，底板局部有隆起現(xiàn)象，但范圍不大，工作面褶曲不發(fā)育，但煤層在傾向上有小型的寬緩波狀，煤層小范圍變化系受煤層基底小型隆起所致。一2煤勘探程度不足，水文地質條件復雜，故不計算儲量，本設計部考慮一2煤。二、煤質1.物理性質物理性質：二1煤為灰黑色，粉末狀或塊狀，似金屬光澤，容度1.47t/m3，具參差狀、貝殼狀斷口。二1煤宏觀煤巖組分，以亮煤為主，含少量絲炭透鏡體，屬半光亮光亮型。2.化學性質（1）元素組成二1煤以碳元素為主，次為氫元素。（2）有害組分灰

30、分：二1煤原煤灰分平均為14.73，屬低中灰煤。煤灰成分：二1煤以硅、鋁氧化物為主，次為三氧化二鐵和氧化鈣。硫分：二1煤原煤硫分平均為0.39，屬特低硫煤。磷分：二1煤原煤磷分平均為0.04，屬低磷分煤，符合各類工業(yè)用煤要求。3.工藝性能二1煤原煤平均發(fā)熱量為29MJ/kg，屬特高熱值煤；二1煤原煤灰熔融性屬低高熔融性。4.煤類及工業(yè)用途評價綜上所述，二1煤為低中灰煤、特低硫、低磷分、高熱值、低高熔灰分無煙煤三號。二1煤塊煤可做合成氨用煤，粉煤可做動力或民用燃料。第三節(jié) 采區(qū)水文地質條件及涌水量預計一、概況本采區(qū)水文地質條件一般規(guī)律為：上部及東翼相對簡單，深部及西翼相對復雜。區(qū)內含水層數(shù)較多，

31、富水性強，主要通過斷層破碎帶發(fā)生水力聯(lián)系。F204、F213、F212等周邊斷層均屬中型或大型斷層，均具垂直和水平導水現(xiàn)象，其中F204（馬坊泉斷層）在九里山礦巷道揭露時曾發(fā)生巷道底鼓及滯后突水，應為導水斷層。受中型或大型斷層影響，預測區(qū)內小構造較發(fā)育，尤其是第八及第九勘探線附近水文地質條件極為復雜。二、采區(qū)充水因素1二1煤層至沖積層底板距離在200m以上，故無沖積層水害威脅。2頂板充水水源主要是大占砂巖水，其富水性較差，掘進過程中局部有滴淋水現(xiàn)象，回采過程中順冒落帶下來，但無水害威脅。3底板充水水源主要是L8灰?guī)r水，L8灰?guī)r厚6.113.1m，平均8.85m，上距二1煤底板12.2621.5

32、m，水壓2.54.7MPa，突水系數(shù)0.20.22MPa/m，有突水威脅。4L2、O2灰?guī)r上距二1煤底板分別在70m及100m以上，隔水層較厚， 但可在周邊大中型斷層及次生小構造的破碎帶補給L8灰?guī)r水，有突大水的威脅，要留足斷層防水煤柱。三、涌水量預測據(jù)焦煤集團演馬莊礦二七下山采區(qū)地質說明書可知，二七下山采區(qū)正常涌水量預算為26.27m3/min；最大涌水量預算為31.15 m3/min。四、礦井水文地質類型礦井水文地質類型為極復雜型。五、防治水建議1對中型斷層要查明準確位置，并留足防水煤柱，對巷道過5m以上的斷層要進行預注漿加固處理。2在采區(qū)投產(chǎn)時，井下對受影響的觀測孔和封孔質量不合格的鉆孔

33、應重新封孔。3該采區(qū)有較大突水威脅，頂層工作面形成后，應對其底板進行預注漿加固后，方可進行回采。4為防止誤揭斷層，應保持一條巷道超前鉆探。5建造必不可少的防排水設施，并定期對防排水設施進行檢查、試驗。第四節(jié) 開采技術條件一、煤層瓦斯瓦斯仍然是影響生產(chǎn)的主要因素。二1煤埋深大于300m，煤層中瓦斯賦存量1020m3/t，除8-12孔外，其它鉆孔瓦斯含量均大于17m3/t，其中11-12孔瓦斯含量高達19.1m3/t，瓦斯壓力0.61.6MPa?？傊?，本區(qū)瓦斯含量高，壓力大，屬煤與瓦斯突出危險區(qū)。二、煤塵的爆炸性和煤的自燃發(fā)火本礦煤塵爆炸指數(shù)為9.44%，無煤塵爆炸危險。本礦二1煤層為三類不易自燃

34、煤層，無自然發(fā)火傾向，不存在自然發(fā)火而引起的火災。三、地溫地溫21左右，屬正常地溫區(qū)，最大埋深500m，礦壓較大。四、二1煤層頂?shù)装骞こ痰刭|條件二1煤偽頂為炭質泥巖，局部發(fā)育。二1煤直接頂板為粉砂巖和砂質泥巖，厚8.32m左右。灰黑色，中厚層狀及薄層狀，質軟性脆，具滑痕，上部夾有菱鐵質結核，為隔水層。二1煤老頂多為砂巖，厚9.91m左右?；疑栀|膠結，細中粒，具小型交錯層理，含菱鐵質，具縱向張裂隙，為弱含水層。二1煤直接底為粉砂巖、泥巖，厚9.15m，灰黑色，質軟性脆，含植物化石及白云母碎片，為隔水層。二1煤老底為石灰?guī)r（L9），厚0.61m，灰黑色，隱晶質結構，薄層狀，致密堅硬，含海百合莖

35、化石。五、環(huán)境地質問題演馬莊礦在煤炭開發(fā)、加工、儲運過程中，對環(huán)境產(chǎn)生的影響主要有以下幾個方面。礦井開采時造成的地面塌陷：該區(qū)為第三、四系地層所覆蓋，井田內地勢平坦開闊，村莊較少，地下潛水位高，地表沉陷后將會形成一定范圍的沉陷區(qū)域。對煤炭開采造成的沉陷應采取沉陷治理及生態(tài)恢復等措施。礦井和洗煤廠在生產(chǎn)過程中排放的廢水：坑口建有污水處理站，礦井水經(jīng)混凝沉淀、凈水器、消毒處理，生活污水經(jīng)地埋式污水處理設施進行二級生化處理，經(jīng)處理后達標排放標準，部分水用于選煤場補充用水，井下消防用水，地面降塵灑水，場地綠化等，多余的水量外排，對沿途河道、農(nóng)田等不會造成污染。生產(chǎn)過程產(chǎn)生的矸石將全部用于制矸石磚。機械

36、噪音、儲運過程中散發(fā)的粉塵等對環(huán)境也產(chǎn)生一定的影響。第四章 采區(qū)生產(chǎn)能力和服務年限一、礦井工作制度礦井工作制度為年工作日330天，每天三班作業(yè)，其中兩班生產(chǎn)，一班檢修，每天凈提升時間16h。二、設計生產(chǎn)能力本設計二七下山采區(qū)的生產(chǎn)能力為60萬t/a。三、采區(qū)服務年限二七下山采區(qū)二1煤層位穩(wěn)定，結構簡單，屬穩(wěn)定型煤層，根據(jù)采區(qū)儲量和礦井現(xiàn)有生產(chǎn)現(xiàn)狀，選用走向長壁分層綜采采煤法，加快煤炭開采速度，降低噸煤成本，提高礦井綜合經(jīng)濟效益。 二七下山采區(qū)為雙翼采區(qū)，劃分為8個區(qū)段，12個采煤工作面，工作面走向長400660m。采區(qū)服務年限：式中：T服務年限，a； A設計生產(chǎn)能力，萬t/a； Z可采儲量，萬

37、t； K儲量備用系數(shù)。經(jīng)計算，二七下山采區(qū)服務年限為13a。第五章 采區(qū)巷道布置及開采第一節(jié) 采煤方法一、采煤方法的選擇二七下山采區(qū)位于27采區(qū)下部，走向1210m，傾向1170m，區(qū)內二1煤層賦存穩(wěn)定，構造簡單。煤層厚度3.210.65m，平均煤厚7.03m。煤塵無爆炸危險，煤層不自燃，傾角平緩，平均8左右。本區(qū)資源儲量可觀，可以保證礦井后期煤炭產(chǎn)量，因該地區(qū)為煤與瓦斯突出地區(qū)，煤層瓦斯含量高，不宜采用放頂煤一次采全高，宜采用分層開采。目前，隨著長壁采煤技術、裝備的日臻完善，長壁采煤法在我國已普遍使用，走向長壁采煤法在焦作礦區(qū)應用比較廣泛，技術成熟，工作面布置比較靈活。綜合機械化采煤工藝具有

38、高產(chǎn)、高效、安全、生產(chǎn)集中等優(yōu)點。根據(jù)國內外厚煤層開采技術發(fā)展現(xiàn)狀，結合井田煤層賦存及開采技術條件，設計認為二1煤可供選擇的綜采采煤方法有：綜采一次采全厚，綜采分層開采，綜采放頂煤開采，分述如下：1.綜采一次采全厚采煤方法：綜采一次采全厚采煤方法工藝簡單，由于采用重型化、強力化、自動化和機電一體化的設備，其工作面單產(chǎn)和工效得到大幅度提高，尤其是在近水平、中等硬度、頂板穩(wěn)定、瓦斯含量較小的條件下，其效果更好。二七下山采區(qū)二1煤層厚度3.210.65m，煤厚變化較大，本礦井煤層厚度不適合采用綜采一次采全厚采煤方法。2.綜采分層開采采煤方法：綜采分層開采是我國一直沿用的傳統(tǒng)采煤方法，在煤層穩(wěn)定、厚度

39、變化較小的礦井中應用較普遍，且積累了較豐富的經(jīng)驗，煤炭回收率較高，上層開采后瓦斯得到很好釋放，為下分層開采創(chuàng)造有利條件；但分層開采，上下分層是以煤體作底板，支架易下沉，同時需鋪設金屬網(wǎng)，工藝較復雜；下分層處在假頂之下采煤，頂板破碎，上下口維護困難。3綜采放頂煤采煤方法：綜采放頂煤采煤方法，實踐證明其單產(chǎn)高、效率高、成本低，搬家次數(shù)少，對煤層有較好的適應性，因而近年來，在厚煤層中得到了普遍推廣和應用。但放頂煤開采還存在一些比較嚴重的不足，從理論上講，放頂煤開采的工作面回收率比分層開采減少510%，如儲量管理不嚴，放煤參數(shù)及放煤工藝不合理，回收率將更低；工作面產(chǎn)量增加，瓦斯絕對涌出量和風流中瓦斯含

40、量都可能增加；煤塵的相對含量也會增加；此外放頂煤容易誘導突出煤層發(fā)生煤與瓦斯突出事故，采用放頂煤采煤法必須首先解除突出煤層工作面在開采過程中發(fā)生煤與瓦斯突出的危險性。綜上所述，結合本礦實際生產(chǎn)情況，以及管理、安全、效率和煤的回收率等因素，設計采用走向長壁布置，綜采分層開采采煤方法，全部陷落法管理頂板。二、工作面機械設備選型首采面煤層平均煤厚8.1m，屬較穩(wěn)定煤層，傾角平均7°，本采區(qū)為綜采分層開采工作面，走向長壁布置，選用MG300-W型采煤機、ZY2500/15/37型液壓支架，全部垮落法處理采空區(qū)?；夭晒ぷ髅娉醪竭x型如下:1.采煤機:選用MG300-W型，主要技術參數(shù)如下：開采范

41、圍：2.13.6m，截深630mm，滾筒直徑1600mm，采用無鏈牽引方式（銷輪齒軌），牽引速度：6m/min，機面高度：1600mm，配套電機為YSKBC-300/300型，功率：300kW，電壓：1140V，降塵采用內外噴霧方式，整機重量40t。2.液壓支架：選用ZY2500-15/37型，主要技術參數(shù)如下：支撐高度：1.73.7m，中心距：1500mm，工作阻力：21962588kN，初撐力：17322042kN，支護強度：0.430.5MPa，對底板比壓：0.581.93MPa，運輸尺寸（長×寬×高）：3030×1402×420mm，重量：9t，

42、泵站工作壓力：31.5MPa，鋪聯(lián)網(wǎng)采用人工后鋪網(wǎng)方式。3.刮板輸送機：選用SGZ630/220，主要技術參數(shù)如下：出廠長度：150m，輸送量:450t/h，刮板鏈速：1m/s，鏈條型式：邊雙鏈，配套電機功率：2×110kW，電壓：660/1140V，轉速：1470r/min，中部槽規(guī)格（長×寬×高）1500×730×222。4.轉載機：選用SZD-730/90，主要技術參數(shù)如下：出廠長度：31m，輸送量:500t/h，刮板鏈速：0.92m/s，與可伸縮帶式輸送機有效重疊長度9m，中部槽規(guī)格（長×寬×高）：1500×

43、;730×222，配套電機功率：90KW，電壓：660/1140V，轉速：1470轉/min。5.破碎機：選用PEM1000/650型，主要技術參數(shù)如下：破碎能力：600t/h，出煤口寬：40370mm，功率：55kW。6.可伸縮帶式輸送機：選用SSJ800/90型，主要技術參數(shù)如下：運輸能力：400t/h，運距：1000m，帶速：2.0m/s，帶寬:800mm，機頭尺寸（寬×高）：2541×1665，電機功率：90kW，電壓：660/1140V。7.乳化液泵站：選用MRB125/31.5C型，主要技術參數(shù)如下：公稱壓力：31.5MPa，公稱流量：125L/min

44、，功率：75kW，電壓：660/1140V 。 配套液箱型號：X10RX，容積1000L。8.噴霧泵站：選用XPB250/5.5，主要技術參數(shù)如下：公稱壓力：5.5MPa，公稱流量：250L/min，功率：30kW，電壓：660V。 8.其它設備：（1）調度絞車：工作面上順槽設二部調度絞車，型號為JD-11.4，功率11.4kW（2）小水泵：70WB-13污水泵2臺，功率：7.5kW，流量：38m3/h，揚程：13m。三、回采工藝及頂板管理二七下山采區(qū)煤層平均厚度7.03m，采用走向長壁綜采分層開采采煤法，頂分層采高為3.0m，回采工作面采用后退式開采。主要回采工藝過程：打開噴霧割煤移架并鋪底

45、網(wǎng)推移輸送機續(xù)網(wǎng)卷、聯(lián)網(wǎng)。工作面采用雙向采煤，上下端頭斜切進刀；自開切口，切口長30m，滯后采煤機10m左右，追機移架；滯后采煤機15m推移刮板輸送機。頂分層頂板管理采用全部垮落法處理采空區(qū)，底分層在人工金屬網(wǎng)假頂下作業(yè)，工作環(huán)境安全。工作面上下端頭加強支護，貼近煤壁線5m內使用木梁、DZ30-25/110Q型單體液壓支柱進行換棚；煤壁線外540m范圍內，采用雙排叉子棚加強維護，叉子棚使用工字鋼梁、單體液壓支柱，一梁三柱；輸送機機頭或機尾處加設“四對八根”4.8m長型鋼梁與單體液壓支柱支護，一梁四柱，成雙交錯前移支護。四、采區(qū)及工作面回采率本采區(qū)二1煤屬厚煤層，采區(qū)回采率按75%計算，工作面回

46、采率平均按93%計。第二節(jié) 采區(qū)巷道布置一、采區(qū)下山1.方案比較設計對二七下山采區(qū)開拓系統(tǒng)提出二個開拓方案，各方案不同點是下山層位問題。現(xiàn)分述如下：方案一：三頂巖方案本方案將軌道、皮帶、回風下山布置在煤層頂板巖層內。優(yōu)點：（1）本區(qū)屬煤與瓦斯突出地區(qū)，布置三條巖巷，有利于掘進施工；（2）巷道穩(wěn)定，維修費用低。缺點：（1）煤的運輸轉載不便，環(huán)節(jié)多；（2）中車場需要多次揭煤，影響施工工期。（3）巖巷工程量相對較大，費用較高。方案二：二頂巖一煤方案本方案將軌道、回風下山布置在煤層頂板巖層內，皮帶下山布置在煤層內。優(yōu)點：（1）巖巷工程量相對減少，費用較低；（2）軌道、回風下山布置在巖層內，有利于輔助運

47、輸和保證有效的通風斷面；（3）皮帶下山在煤層內，工作面回采煤轉載方便；（4）在煤層內布置巷道，中車場不用多次揭煤。缺點：（1）本區(qū)屬煤與瓦斯突出地區(qū)，煤層內布置下山不利于掘進施工；（2）皮帶下山布置在煤層內，維修量大，增加不安全因素。2.采區(qū)下山巷道設計結合礦井實際生產(chǎn)情況，二七下山采區(qū)下山采用方案一。利用二七采區(qū)下山巷道掘軌道、皮帶、回風下山，三條下山均布置在煤層頂板巖層中。其中，軌道、皮帶下山布置在同一層位，距煤層法向距離約10m，回風下山巷道底板距軌道、皮帶下山巷道頂板3m的法向距離。在采區(qū)下部布置二七下山采區(qū)水泵房及水倉進行采區(qū)排水。二七下山采區(qū)開拓平、剖面圖見圖5-2-12。二、區(qū)段

48、劃分和工作面布置1.區(qū)段劃分二七下山采區(qū)為雙翼采區(qū)，采區(qū)西部劃分7個區(qū)段，東部劃分5個區(qū)段，首采工作面布置在西翼最深處一個區(qū)段?？紤]到F207斷層的因素（東翼下部2個區(qū)段需要過F207斷層，且不好施工），為了首采工作面的順利接替，抽放備用工作面選擇采區(qū)東翼中間的一個區(qū)段，東翼上部三個區(qū)段先開采，后開采東翼下部2個區(qū)段。施行左右區(qū)段跳采，由下向上開采。27281工作面作為首采工作面，27251工作面作為抽放工作面。2.工作面布置本采區(qū)設計生產(chǎn)能力為60萬t/a，根據(jù)礦井總體生產(chǎn)安排，該采區(qū)投產(chǎn)時的生產(chǎn)地區(qū)：一個綜采工作面、一個抽放備用工作面、二個煤巷掘進頭，按一年330個工作日計算，平均日產(chǎn)原煤

49、1820t。（1）工作面生產(chǎn)能力=2.5×110×0.93×1.47×121654.86萬t/a式中： Q采回采工作面年生產(chǎn)能力，t/a；M回采高度，3.0m；L回采工作面長度，110m；C工作面回采率，取0.93；煤的容重，取1.47t/m3；V回采年推進度，1216m。（2）采區(qū)生產(chǎn)能力回采工作面生產(chǎn)能力加上10的掘進出煤（5.49萬t/a），礦井生產(chǎn)能力為60萬t/a，滿足設計要求，能夠保證礦井設計生產(chǎn)能力。三、區(qū)段平巷二七下山采區(qū)屬煤與瓦斯突出地區(qū)，根據(jù)防治煤與瓦斯突出規(guī)定第六條：防突工作堅持區(qū)域防突措施先行、局部防突措施補充的原則。突出礦井采、

50、掘工作應做到不掘突出頭、不采突出面。未按要求采取區(qū)域綜合防突措施的，嚴禁進行采掘活動。每個回采工作面需要布置兩條順槽，均沿煤層頂板布置，采用錨網(wǎng)支護型式。首采工作面運輸順槽開掘前，先開掘頂板巖石抽放巷，利用巖石抽放巷對其進行穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施，同時配合順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施，經(jīng)檢驗煤巷掘進頭無突出危險，方可掘進煤巷掘進頭。運輸順槽掘成后，在運輸順槽施工順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施，經(jīng)檢驗回風順槽掘進頭無突出危險后，才能掘進回風順槽掘進頭。四、采區(qū)主要附屬工程采區(qū)主要附屬工程有絞車房、采區(qū)變電所、中部車場、下部車場和下部排水泵房等。絞車房布置在二七下山采區(qū)軌道下山上部平巷段。本采區(qū)共布置3個變電所，采區(qū)中部變電所設在中部車場和回風下山之間，利用一