南二采區(qū)設計說明書-本科論文

PAGEPAGEPAGEIIIPAGEI陽泉職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書畢業(yè)生姓名：王曉磊專業(yè)：煤礦開采技術學號：0504211096指導教師周貴全所屬系（部）：資源開發(fā)系二〇〇八年五月陽泉職業(yè)技術學院畢業(yè)設計評閱書題目：霍爾辛赫煤礦南二采區(qū)開采設計資源系煤礦開采技術專業(yè)姓名王曉磊設計時間：2008年4月1日~2008年5月30日評閱意見：成績：指導教師：（簽字）職務：200年月日陽泉職業(yè)技術學院畢業(yè)設計答辯記錄卡資源系煤礦開采技術專業(yè)姓名王曉磊答辯內(nèi)容問題摘要評議情況記錄員：（簽名）成績評定指導教師評定成績答辯組評定成績綜合成績注：評定成績?yōu)?00分制，指導教師為30%，答辯組為70%。專業(yè)答辯組組長：（簽名）200年月日PAGEPAGE32摘要本設計為霍爾辛赫煤礦南二采區(qū)設計，設計生產(chǎn)能力為前期2.4Mt/a，后期升之為3Mt/a，服務年限為9.22a。井田只開采3號煤層。采區(qū)平均東西長5.88km，南北寬2.66km，面積9.88k㎡。總的工業(yè)儲量為66577kt，可采儲量38731kt。采區(qū)煤層儲量豐富，開采厚度平均5.8m（純煤厚度5.5m），煤質(zhì)較好，發(fā)育穩(wěn)定，單層夾矸薄（0.2~0.3m），構造比較簡單，煤層產(chǎn)狀平緩，傾角一般在0°~5°左右。煤層頂?shù)装鍘r層多為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細砂巖等。由于采區(qū)內(nèi)地面村莊密布，是影響井下開采方法選擇的主要因素。為了盡量提高資源利用率，以及受煤層地質(zhì)條件等其它因素影響，考慮以上諸多因素，經(jīng)多方案比較后，決定本采區(qū)內(nèi)采用常規(guī)綜放和條帶跳采采煤法開采，工作面全部為綜合機械化采煤。采區(qū)內(nèi)共有21個常規(guī)綜放工作面和6個條帶跳采綜放采煤面。關鍵詞采區(qū)設計常規(guī)綜放條帶跳采綜合機械化

目錄TOC\o"1-2"\h\z摘要 i第一章礦井概況 4第一節(jié)礦井基本概況 4第二節(jié)礦井地質(zhì)特征 13第三節(jié)礦井開拓概況 16第二章采區(qū)基本開采條件 23第一節(jié)采區(qū)基本條件 23第二節(jié)采區(qū)開采煤層條件 26第三章采區(qū)巷道布置 31第一節(jié)采區(qū)布置 31第二節(jié)采區(qū)主要生產(chǎn)系統(tǒng) 33第三節(jié)采區(qū)開采順序 34第四章采煤工作面采煤工藝及勞動組織 36第一節(jié)采煤工作面采煤工藝 36第二節(jié)工作面勞動組織 52第三節(jié)工作面主要技術經(jīng)濟指標 56第五章采區(qū)通風與安全 60第一節(jié)概述 60第二節(jié)采區(qū)通風方式及系統(tǒng) 61第三節(jié)采區(qū)風量、風壓及等積孔計算 62第四節(jié)通風設施及安全通風措施 66第六章安全技術措施 70第一節(jié)防瓦斯爆炸措施。 70第二節(jié)防煤塵爆炸措施。 70第三節(jié)防礦井突水措施 71第四節(jié)防礦井火災措施 72第五節(jié)其它 73致謝 77參考文獻 78山西霍爾辛赫礦井初步設計第二章井田開拓陽泉職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書第一章礦井概況第一節(jié)礦井基本概況一、礦井位置、境界及其交通情況霍爾辛赫煤礦位于山西省長治市西，行政區(qū)劃隸屬長子縣南漳鎮(zhèn)、堡頭鎮(zhèn)、丹朱鎮(zhèn)、宋村鄉(xiāng)所轄，系長子縣和長治市郊區(qū)的交接地域。其地理座標為：東徑112°53′ll″一112°57′20″，北緯36°03′03″——36°08′47″。井田南北約10.7－13.8km，東西約5.8km，面積71.39km2。北劉逆斷層以南部分面積約為41.33km2。本礦井的地理位置為：東經(jīng)112°53’19”～120°57′35″，北緯36°04′38″～36°12′11″。礦井范圍根據(jù)山西省國土資源廳晉礦采劃[2003]155號文“山西省國土資源廳劃定礦區(qū)范圍批復”，由以下四個坐標點圈定（3°帶坐標）：1、X=3994754.660 Y＝38405780.0002、X=3994854.660 Y＝38400000.0003、X＝4005450.000 Y＝38400000.0004、X=4008486.000 Y=38405932.000井田南北約10.7－13.8km，東西約5.8km，面積71.39km2。北劉逆斷層以南部分面積約為41.33km2。井田內(nèi)交通方便，太（原）——焦（作）鐵路從井田的東部1.5km左右通過，北部有小宋車站，南有東田良車站，中有西南呈車站，北經(jīng)長治，南經(jīng)高平可通往各地，為產(chǎn)品推向全國乃至出口提供了便利條件。區(qū)域內(nèi)有長（治）－臨（汾）公路、長（治）－晉（城）公路通過，井田內(nèi)有長治市－長子縣和長子縣－長治縣公路通過，交通十分方便。二、煤層賦存情況及儲量1、煤層(1)、含煤性井田內(nèi)主要含煤地層為山西組和太原組。①山西組(P1ｓ)為主要含煤地層之一，含煤1—3層，含煤系數(shù)為11．92％；由上而下編號為1號、2號、3號，其中下部的3號煤層為主要可采煤層，其它煤層為極不穩(wěn)定的薄煤層，不具工業(yè)價值。②太原組(C3ｔ)含煤8-10層，含煤系數(shù)為8．84％；自上而下編號為5號、6號、7號、8-1號、8-2號、9號、10號、11號、12號、13號、14號、15號。其中主要可采煤層15號煤位于本組下段，9、14號煤為局部可采煤層，其余煤層僅見可采點。3號煤層距下部9號煤層約65米，距下部15號煤層約107m；15號煤層距上部9號煤層約42m。(2)、可采煤層①3號煤層厚度最小4.75米，最大7.95米，平均5.95米。在煤層下部距底板平均1.09米處，多有一層較為穩(wěn)定的夾矸，其厚度平均為0.26米，一般是泥巖或炭質(zhì)泥巖。此外，在該層夾矸以下及煤層上部，尚有極不穩(wěn)定的薄層夾矸。頂板一般為砂質(zhì)泥巖、泥巖或粉砂巖，僅局部為不同粒級的砂巖。底板為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，局部為泥巖、細粒砂巖。該煤層厚度穩(wěn)定，結構簡單，全區(qū)乃至整個晉東南普遍發(fā)育，俗稱“香煤”，為穩(wěn)定型全區(qū)可采煤層(一型)。②9號煤層厚度0-2.75米，平均1.17米。頂板為一較穩(wěn)定之泥灰?guī)r或石灰?guī)r，其厚度約0.80米左右；底板多為砂質(zhì)、含砂質(zhì)巖石，此外為泥巖。③14號煤層厚度為0.60-1.55米，平均0.89米。頂板為K2石灰?guī)r，底板為黑色泥巖，局部為泥灰?guī)r。煤層無夾矸。屬穩(wěn)定型局部可采煤層(二型)。下距主要可采煤層15號煤2.04-6.45米，平均4.14米。④15號煤層厚度3.20-7.60米，平均4.67米，煤層結構復雜，常有3-4層泥巖或炭質(zhì)泥巖夾矸，頂板巖性以泥灰?guī)r為主，局部為鈣質(zhì)泥巖、泥巖，底板為泥巖、粉砂巖、局部為砂巖，屬穩(wěn)定可采煤層(一型)。2、礦井地質(zhì)勘探類型礦井地質(zhì)勘探類型劃分為一類一型，即構造簡單和煤層穩(wěn)定的井田。井田內(nèi)中部有一北劉逆斷層，井田北部邊界外緣有一斷層。由高河井田延伸至本井田走向北70°東，傾向西北，傾角45°，最大斷距45m，有1710和2111孔控制。本井田構造總體為簡單的單斜，伴有寬緩褶曲，斷層很少，亦無巖漿巖體侵入煤層，構造類型屬簡單類型(一類)。井田內(nèi)3號煤煤層厚度穩(wěn)定，結構簡單，全區(qū)乃至整個晉東南普遍發(fā)育，為穩(wěn)定型全區(qū)可采煤層，煤層賦存類型屬穩(wěn)定型（一型）。井田周邊鄰近生產(chǎn)礦井實際揭露證實該煤層賦存條件較好。3、儲量核實成果與批復山西省國土資源廳根據(jù)山西省煤田地質(zhì)局114勘探隊編制的《山西省長子縣下霍井田3號煤層儲量核實地質(zhì)報告》，以晉國土資認儲字[2003]042號“礦產(chǎn)資源儲量認定書”，批準核定的礦井地質(zhì)儲量為55496萬t，工業(yè)儲量為33742萬t，D級儲量為21754萬t。批準的開采煤層為3號煤層。根據(jù)國務院國函（1998）5號文《國務院關于酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)有關問題的批復》，由于15號煤層硫分高，洗煤硫分（St,d）3.14—4.75%，平均3.81%，仍然超過3%含硫量的規(guī)定，屬于禁止開采煤層，暫不開發(fā)利用，不予計算儲量。山西省煤田地質(zhì)局114勘探隊編制的《山西省長子縣下霍井田3號煤層儲量核實地質(zhì)報告》的儲量計算范圍和計算方法如下：(1)儲量計算范圍本井田儲量計算的3號煤層為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，儲量計算范圍與井田邊界相同。儲量計算面積71.39km2。(2)儲量計算成果儲量計算采用公式Q=S?m?d／10其中：Q—儲量(萬噸)；S—儲量塊段的水平面積(km2)用求積儀按塊段直接測量，采用相對誤差不超過3～5％的三次測量數(shù)據(jù)的平均值；m—塊段的煤層平均厚度(m)，采用塊段內(nèi)及鄰近工程點的煤層儲量計算厚度之算術平均值；d——計算面積內(nèi)所測各點容重的算術平均值(t／m3)。附地質(zhì)儲量表。地質(zhì)儲量為55935萬噸。4、礦井設計儲量與可采儲量計算山西省煤田地質(zhì)局114勘探隊于2004年10月開始對本礦進行礦井補充勘探，計劃施工22個地質(zhì)鉆孔，目前已經(jīng)施工個鉆孔，獲得了一些初步成果。為配合初步設計進行，提出了礦井補勘中間報告。該報告未提供礦井儲量成果，但據(jù)補勘工作證實本礦煤層厚度穩(wěn)定、儲量基本沒有發(fā)生重大變化，同時礦井在南分區(qū)的地質(zhì)儲量勘探程度和等級得到很大提高。根據(jù)本礦井煤層賦存特點及井田開拓方式、巷道布置形式，礦井設計可采儲量按照礦井設計利用儲量減去井田境界煤柱、斷層煤柱、工業(yè)場地保護煤柱以及井下主要巷道保護煤柱后乘以采區(qū)回采率的方法進計算確定，對地面村莊壓煤采取控制性開采，即按照條帶式短壁開采方法保證一定的回收率進行計算。本礦煤炭資源除部分適合普通開采技術開采以外，相當一部分屬于“三下”壓煤開采情況，即礦井范圍內(nèi)大量存在的村莊壓煤、橫貫礦井中部的長子縣至長治市公路壓煤、在礦井東南部流過的漳河壓煤、以及將要建設的礦井專用鐵路。設計考慮采用三下開采技術對村莊下、公路下、河下、鐵路專用線下壓煤進行控制性開采，以提高礦井資源回收率、保證礦井生產(chǎn)規(guī)模和項目建設效益、延長礦井生產(chǎn)服務年限。本井田內(nèi)流過的河流下，3號煤層埋藏深度460～510m，依據(jù)國內(nèi)類似礦井經(jīng)驗，煤層開采的導水裂隙帶高度+保護帶厚度約80～100m，漳河河床處于緩慢下沉帶以上。并且漳河下煤層大部分處于村莊煤柱范圍，該范圍內(nèi)采用條帶開采，其導水裂隙帶高度+保護帶厚度更小，緩慢下沉帶的范圍和下沉變化更小。預計河下煤層開采，河水不會對礦井安全生產(chǎn)產(chǎn)生較大的影響。因此，設計不考慮留設河流保護煤柱。公路下和鐵路專用線下煤層埋藏深度亦如上述，3號煤層的開采僅使地表緩慢下沉，采用分期回填、墊高路基，對公路交通不會產(chǎn)生影響。臨近的生產(chǎn)礦井南寨煤礦比本井的開采深度還小，在公路下開采3號煤層已取得了較好的效果。設計也不考慮留設公路鐵路保護煤柱。井田邊界留設40m境界煤柱（本井一側為20m），大巷和斷層兩側留設40m保護煤柱。地面村莊煤柱，按照鉆孔柱狀重新確定的第四系等厚線圖計算的村莊保護煤柱寬度為:緯線3998000線以南為280m，緯線399800～4003000為310m，緯線4003000～4005000線為280m，緯線4005000以北為250m。根據(jù)采煤方法章節(jié)關于村莊下壓煤開采的分析論證，村莊煤柱采用條帶開采時，村莊煤柱可回采40%。計算輔助巷道煤柱等，本設計暫按短壁放頂煤條帶開采村莊煤柱考慮，其回采率為35%。設計長壁開采區(qū)域為分區(qū)式條帶長壁綜放工作面開采，工作面長200m，順槽寬3.6～4m，區(qū)段煤柱寬16～20m。國內(nèi)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，當采用綜放回采工藝時，綜放開采6m左右的煤層，其工作面回采率80%~84%，據(jù)此，計算中采用長壁開采區(qū)域的采區(qū)回采率80%。礦井可采儲量計算匯總見表2—1—2。地質(zhì)儲量計算結果匯總表煤層總面積煤種地質(zhì)儲量（萬噸）111112121122111+112+121+122(111+112)/（11+112+121+122）111/（11+112+121+122）371.39PM25072506515147106515593553.88%44.8%礦井儲量匯總表單位：萬t地質(zhì)儲量設計煤柱設計利用儲量開采損失可采儲量井田邊界煤柱大巷保護煤柱斷層煤柱采區(qū)邊界及其它煤柱工業(yè)場地煤柱小計長壁綜放開采區(qū)村莊限高開采區(qū)小計長壁綜放開采區(qū)村莊限高開采區(qū)小計長壁綜放開采區(qū)村莊限高開采區(qū)小計南一911614951971194154032804296757653525053040274517914536南二73753912796971718523732179155236101040165031227513873南三1364610628714317872323500563181132381638484664418924706659

續(xù)上表地質(zhì)儲量設計煤柱設計利用儲量開采損失可采儲量井田邊界煤柱大巷保護煤柱斷層煤柱采區(qū)邊界及其它煤柱工業(yè)場地煤柱小計長壁綜放開采區(qū)村莊限高開采區(qū)小計長壁綜放開采區(qū)村莊限高開采區(qū)小計長壁綜放開采區(qū)村莊限高開采區(qū)小計北一12383793001402144266359433777972096923763345497414016375北二13415211326106115986859495811817111832674385574116917432南區(qū)301372946111433950717571512017124052442219617393935410056501215068北區(qū)25798290626140320542611280287352153720875643773010715309213807礦井559355841237283715571799762481921140459594048130361708420771810428875天地科技設計研究院三、地形地貌及地表水系本井位于太行山中段西側的上黨盆地西部，地形標高一般910-1060m；相對高差30-150m。區(qū)內(nèi)最高點位于西南部的堯廟山(井田以外)，標高1062.0m，最低點位于漳河河床，標高為912.7m(井田北部界線附近)，相對高差149.3m。區(qū)內(nèi)地形總趨勢是西高東低，西北、西南部為丘陵地帶，中東部地勢平坦。本區(qū)屬海河流域漳衛(wèi)南運河水系，濁漳南源為區(qū)內(nèi)主要河流，雍河、嵐水河為其支流，均常年流水。本礦井外排水河流為濁漳南源。區(qū)內(nèi)防洪水溝構筑簡單，防洪、排澇能力較強。四、氣象本區(qū)屬大陸性氣候特征。晝夜溫差較大。據(jù)長治市氣象資料：年平均蒸發(fā)量為1406.5mm，最大降雨量為634.1mm，最小為444.9mm，雨季集中在7、8、9三個月，日最大降雨量為88.7mm。年平均最高氣溫為10.3℃，最低為9.3℃，年平均氣溫是9.8℃，日最高溫度為37.2℃，最低溫度為-19.8℃。該區(qū)常年多西北風，最大風速為14-16m/s。每年10月至次年4月為結冰期，凍土深度一般為0.60m。五、地震據(jù)山西省地震基本烈度區(qū)劃圖，長治市地震基本烈度為7度區(qū)，長子縣為6度區(qū)。由于本井更靠近長子縣,與長子縣城只有不到3km的距離,故設計取地震基本烈度為6度。該區(qū)為農(nóng)業(yè)種植密集區(qū)，農(nóng)業(yè)作物以高崗作物為主，盛產(chǎn)玉米、谷子等旱地作物。只有很少的水田。井田內(nèi)有較多的村莊，房屋多為磚木結構。六、其它開采技術條件（一）鄰近生產(chǎn)礦井的開采技術條件本井田內(nèi)無礦井及小窯開采歷史。本礦井內(nèi)無小煤礦，鄰近的經(jīng)坊煤礦，現(xiàn)開采3號煤層，斜井開拓，先期設計生產(chǎn)能力為30萬t/a，1995年擴建成60萬t/a礦井，2003年改建為120萬t/a，采用綜合機械化采煤，現(xiàn)擬擴建為300萬t/a礦井。3號煤層偽頂為炭質(zhì)泥巖，厚0.13-0.16m，不穩(wěn)定，直接頂為泥巖，厚2.5-3m，老頂為砂巖。直接底為泥巖或粉砂巖，未見底鼓現(xiàn)象。該礦井經(jīng)鑒定為低瓦斯礦井，涌水量1400m3/d，未發(fā)生過煤的自燃現(xiàn)象，未見地溫異常。（二）煤層頂?shù)装鍘r石工程地質(zhì)特征本井田未作此項工作，根據(jù)高河井田資料作如下敘述：直接頂板為泥質(zhì)巖，局部為粉砂巖及砂巖，厚0-11.68m厚度穩(wěn)定性差,結構松軟,吸水易軟化、強度較低。老頂為砂巖，厚0.00-20.10m，不規(guī)則裂隙發(fā)育，見有方解石脈及泥質(zhì)物充填現(xiàn)象。煤層的上覆巖層，從直接頂?shù)嚼享敒檩^弱一堅硬型，再往上為較弱一堅硬一軟弱一堅硬型的相間復合結構。這種軟硬相間的結構雖然能阻止煤層開采時頂板裂隙的發(fā)展，但由于軟弱巖石在水的作用下，易發(fā)生軟化，從而降低了頂板的穩(wěn)定性。煤層直接底板為泥質(zhì)巖石，局部為粉砂巖、厚0-3.05m，其下為砂巖，屬軟弱-堅硬型。（三）、瓦斯、煤塵及煤的自燃1.瓦斯井田內(nèi)鉆孔采取煤層瓦斯煤樣，分析測試結果（見表6-2）。從表中可看出，煤層甲烷含量平均值為7.17m1／g.daf。煤層甲烷成分平均值為71.18%。根據(jù)鉆孔煤層瓦斯成分分析，3號煤層以甲烷帶為主，其次為氮氣－甲烷帶。2111孔附近為二氧化碳－氮氣帶。本設計為了深入分析礦井瓦斯賦存狀態(tài)，為礦井開拓開采和通風安全設計搞清基礎資料，收集鄰近經(jīng)坊煤礦的有關資料如下：經(jīng)坊煤礦主采3號煤層平均厚度為6.2m，煤層賦存深度為小于300m，3號煤煤種為貧瘦煤，其它下部煤層為貧煤。經(jīng)坊精查采取3號煤4個鉆孔瓦斯樣，詳查區(qū)3號煤層7個瓦斯樣、15號煤層6個瓦斯樣，統(tǒng)計瓦斯數(shù)據(jù)如下表：

經(jīng)紡煤礦煤層甲烷含量統(tǒng)計表煤層號樣品數(shù)瓦斯含量ml/g·daf瓦斯成分CH4CO2N2CH4%CO2%N2%3110.04-0.610.990.04-0.310.183.54-5.214.560-97.7723.340.7-27.366.941.35-89.2334.83由于礦井地質(zhì)報告沒有明確礦井瓦斯等級，故可研根據(jù)相鄰礦井生產(chǎn)實際情況，暫按低瓦斯礦井考慮。本設計根據(jù)上述資料和礦井設計規(guī)模和開采方法，對瓦斯涌出量進行了預測和評價。評價結果礦井在前期開采南部分區(qū)時為低沼氣礦井，放頂煤工作面瓦斯涌出量較大；在礦井北部分區(qū)開采時可能演變?yōu)楦哒託獾V井。詳細情況參見礦井開拓章節(jié)和礦井通風安全章節(jié)內(nèi)容。2、煤塵爆炸性及煤的自燃據(jù)《長治勘探區(qū)詳查地質(zhì)報告》資料，3號煤層的煤塵均具有爆炸危險性。3號煤層屬不自燃煤層。（四）、地溫井田內(nèi)無測溫孔，據(jù)高河井田測溫資料：井田恒溫帶深度在40m左右，恒溫帶溫度為13.5°。最高地溫為2113號孔550m處，為22.2°，地溫梯度為1.3°/100m，屬地溫正常區(qū)。七、其它有益礦產(chǎn)井田內(nèi)其它有益礦產(chǎn)主要有鋁土泥巖、鐵質(zhì)粉砂巖及鐵質(zhì)泥巖、稀有元素鍺、鎵。經(jīng)測定，品位均達不到工業(yè)開采要求，無開采價值。第二節(jié)礦井地質(zhì)特征一、地層及構造（一）、區(qū)域地層山西省東南部地層分布自東往西，由老到新。主要有上元古界震旦系，古生界寒武系、奧陶系、石炭系、二迭系，中生界三疊系，新生界上第三系、第四系。（二）、井田地層本井田全部為第四系黃土覆蓋，現(xiàn)結合以往鉆孔資料以及長治詳查資料將區(qū)內(nèi)地層由老到新分述如下：1．奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組(02ｓ)2．奧陶系中統(tǒng)峰峰組(0２ｆ)3．石炭系中統(tǒng)本溪組(C2ｂ)4．石炭系上統(tǒng)太原組(C３ｔ)5．二疊系下統(tǒng)山西組(Pls)6．二疊系下統(tǒng)下石盒子組(P1x)7．二疊系上統(tǒng)上石盒子組(P2s)8．第四系(Q)（三）、區(qū)域構造本井田構造總體為簡單的單斜，伴有寬緩褶曲，斷層很少，亦無巖漿巖體，因此構造屬簡單類(一類)。二、水文地質(zhì)（一）、區(qū)域水文地質(zhì)概況根據(jù)區(qū)域資料，井田所處水文地質(zhì)單元包括漳河流域、辛安泉域的廣大地區(qū)。即北至人頭山、西至云夢山、南至雨中山、東到太行山麓隔水層隆起地帶。區(qū)域東部地勢高峻，出露一套碳酸鹽巖類地層，呈南北向長條狀分布，含成黃土丘陵和低山，海拔800-1200m。該盆地為新生代早期形成的斷陷盆地，堆積物最厚可達300多米，其間有若干孔隙含水層。盆地基底為武鄉(xiāng)-陽城凹褶帶。區(qū)內(nèi)尚有少量中生界和古生界的碎屑巖地層出露，含一系列裂隙含水層，富水性弱。盆地范圍內(nèi)奧陶、寒武系灰?guī)r巖層埋藏較深。區(qū)內(nèi)主要河流為濁漳河，屬海河水系。濁漳河分南、北、西三源，南源發(fā)源于長子縣的發(fā)鳩山，長104km。西源發(fā)源于沁縣漳源以北，長80km。南源和西源在襄垣縣甘村附近匯合，并向北東流至襄垣縣小蛟村，又匯合發(fā)源于榆社縣三縣垴、流長116km的北源。匯合后向東南流經(jīng)44km至辛安村再折向東流，在平順縣下馬塔以東出省境。流域面積，省境內(nèi)11741km2，晉東南區(qū)為10037km2，年徑流量12.7×108m3。區(qū)域內(nèi)主要含水層組按其含水類型分為：1.松散巖類孔隙含水層組2.碎屑巖類裂隙含水層組3.碎屑巖夾碳酸鹽巖類含水層組4.碳酸鹽巖類含水層組地表河流從非巖溶區(qū)流經(jīng)巖溶區(qū)時，常有漏失。盆地東部的邊山斷裂附近，第四系孔隙水向深部排泄，亦成為巖溶水的補給源之一。太行山古老地質(zhì)體的隆起，使太古界變質(zhì)巖系及及寒武統(tǒng)泥巖高于區(qū)域地下水面，起著隔水屏障的作用。區(qū)內(nèi)巖溶地下水由北向南、由南向北，向辛安泉排泄，在泄水區(qū)，地下水具承壓性。辛安泉，包括王曲和實會兩大泉群，介于平順、潞城和黎城三縣交界地帶，沿漳河自西流村至北耽車村約16km范圍內(nèi)有一系列的泉群出露，泉口出露總數(shù)約170余處，泉水出露標高在643-615m之間。出露地層王曲泉群為奧陶系灰?guī)r，實會泉群為中寒武統(tǒng)厚層鮞狀石灰?guī)r。多年來平均泉水總流量為9.0-10.0m3/s。在北耽村以下的漳河河床中，下寒武隔水泥巖出露，至此，巖溶地下水全部排泄出地表。（二）井田水文地質(zhì)條件井田位于太行山中段西側的上黨盆地西部。地貌形態(tài)以盆地為主，地形標高一般在950-1000m之間。丹河為區(qū)內(nèi)主要河流，屬黃河水系。丹河從本區(qū)西南部穿過。河流流量受大氣降水影響很大，雨季、旱季變化明顯?，F(xiàn)依據(jù)區(qū)域資料及長治勘探區(qū)詳查資料，將區(qū)內(nèi)主要含、隔水層組分述如下：1.主要含水層組(1)奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層組(2)太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層組(3)山西組砂巖裂隙含水層組(4)下石盒子組砂巖裂隙含水層組(5)基巖風化帶裂隙(6)第四系松散砂、礫含水層組2.主要隔水層組(1)太原組一段及本溪組隔水層組(2)太原組及山西組泥巖、砂質(zhì)泥巖隔水層組(3)上石盒子組中、下部及下石盒子組隔水層組3.含水層的補給、逕流排水條件(1)區(qū)內(nèi)松散含水層主要直接接受大氣降水補給，一般降水后，水井水位明顯上升。松散含水層下的基巖風化帶含水層一般接受其上覆含水層的補給，在局部地段，不同時間內(nèi)與松散含水層可互為補給含水層。(2)區(qū)內(nèi)山西組、太原組含水層接受大氣降水的補給條件較差，與上覆含水層及下伏含水層均有一定厚度的隔水層相隔。地下水運動一般以層間逕流為主，僅在構造部位才可能與其它含水層直接發(fā)生水力聯(lián)系。(3)中奧陶統(tǒng)石灰?guī)r含水層在區(qū)內(nèi)隱伏于煤系地層之下。在構造部位可通過導水帶接受其它含水層地下水的補給。區(qū)內(nèi)該含水層一般埋藏較深，地下水逕流相對緩慢。但從區(qū)域各延伸孔及單層水位動態(tài)及鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測資料分析，該含水層巖溶裂隙較發(fā)育，地下水交替相對活躍。區(qū)內(nèi)該含水層在水文地質(zhì)單元中所處環(huán)境應屬于逕流滯緩帶。4.水文地質(zhì)勘探類型劃分區(qū)內(nèi)主要可采煤層3號煤層其直接充水層為頂板砂巖裂隙含水層。該含水層含水性一般較弱。區(qū)內(nèi)構造簡單，主要以寬緩褶皺為主。奧灰水具有較高的水壓值，水頭高出3號煤層底板200m左右，但其間有150m以上的地層阻隔。故礦床為以裂隙充水的簡單充水礦床，即第二類第一型。由于構造等因素影響，使局部富水或溝通與強含水層的水力聯(lián)系，將造成局部地段水文地質(zhì)條件的復雜化。5.礦井涌水量預計可研報告鑒于井田范圍內(nèi)無抽水孔資料，故根據(jù)井田開采技術條例與鄰近經(jīng)坊煤礦相似，故采用水文地質(zhì)比擬法進行涌水量預計。經(jīng)富水系數(shù)比擬法和單位涌水量比擬法計算，正常情況下，開采3號煤層的正常涌水量應為109m3／h，最大涌水量356m3/h。鑒于本礦井開采范圍大，井型規(guī)模比原來更大的情況，煤田地質(zhì)勘探114隊為配合礦井初步設計，參照鄰近經(jīng)坊煤礦和趙莊煤礦的資料，于2004年十二月五日提供了本礦井涌水量最新預計成果如下：正常情況下，開采3號煤層的預計涌水量為5632m3/d，雨季涌水量按3倍正常涌水量計算為16896m3/d。即礦井正常涌水量為235m3/h，最大涌水量為705m3/h。第三節(jié)礦井開拓概況一、影響井田開拓的主要因素1、礦井賦存3號和15號兩個主要可采煤層。15號煤層為富硫和高硫煤，根據(jù)目前有關規(guī)范規(guī)定屬于禁止開采和使用的煤炭資源。盡管本設計對其不予考慮，但設計的開拓系統(tǒng)將具有方便后期延伸開拓15號煤層的可能性。2、礦井開采3號煤層，井田構造形態(tài)為相互平行且寬緩的兩個向斜和兩個背斜，煤層賦存標高在＋280m—＋480m，在相對高差200m范圍內(nèi)緩波起伏，煤層傾角在5°以下，一般在3°左右。井田中北部近東西走向、落差45m左右的北劉逆斷層將井田分成南、北兩個自然分區(qū)。井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，煤層厚度在南區(qū)平均達到5.8m，北區(qū)平均達到6.2m。井田內(nèi)主要發(fā)育有北劉斷層，在井田東南部邊界存在一條境界外延伸過來幾乎尖滅的較小斷層。按煤田地質(zhì)勘探類型劃分標準，礦井屬于一類一型，即構造簡單煤層穩(wěn)定的礦井。3、礦井涌水量較小，根據(jù)地質(zhì)勘探部門對礦井涌水量的預計和鄰近礦井生產(chǎn)涌水量的調(diào)查情況，對煤層開采影響不大。礦井深部奧陶紀灰?guī)r為巖溶強含水層，其水位標高高于3號煤層約200m，但相隔地層約150m以上，遠遠大于突水系數(shù)對安全煤巖柱厚度的要求，故3號煤層的開采基本不受其影響。需要重視的是落差45m的北劉斷層的導水性問題，但目前缺乏具體參數(shù)說明其隔水性或者導水性，以及與第四系和奧灰地層的關系?？紤]其壓性逆斷層特性，導水性程度應當受到限制。參照勘探規(guī)范和礦井水文地質(zhì)規(guī)范，礦井主要開采3號煤層屬于頂板砂巖裂隙充水型礦床，水文地質(zhì)類型劃分為二類一型，屬于水文地質(zhì)條件簡單的礦井。設計同意地質(zhì)勘探部門關于不排除在不明斷層和陷落柱溝通第四系和奧灰水情況下，局部區(qū)域水文地質(zhì)條件復雜化的可能性，礦井最大涌水量參數(shù)稍大，即考慮了對季節(jié)性涌水量和構造影響涌水量變化的適應性。4、根據(jù)補勘資料，3號煤層沼氣含量為2.17-13.24m1／g.daf，平均含量為7.17m1／g.daf。據(jù)了解，最大含量比原地質(zhì)報告高的原因是在南分區(qū)深部邊界的兩個鉆孔瓦斯樣含量值提高。由于目前尚未獲得煤層瓦斯等值線圖資料，無法準確分析和計算礦井瓦斯涌出量。根據(jù)相鄰生產(chǎn)礦井均為低沼氣礦井的資料，本礦井應為低沼氣礦井。但通過仔細分析經(jīng)坊煤礦的煤層瓦斯含量和綜采工作面涌出量發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)坊煤礦煤層瓦斯含量非常低和產(chǎn)量僅僅60萬噸/年左右的情況下，其回風大巷和工作面瓦斯涌出量已經(jīng)分別達到4.73-7.67m3/t、4.6-8.57m3/t（平均為6.77m3/t），盡管這和經(jīng)坊煤礦產(chǎn)量規(guī)模較小且通風斷面小、風量配給小有關，但瓦斯涌出已有比較充分的顯現(xiàn)。本礦井煤層瓦斯含量比經(jīng)坊大7.24倍、賦存深度大200m、煤炭變質(zhì)程度較高、井田范圍大4.46倍、可能在礦井深部分區(qū)（北分區(qū)局部）存在中等沼氣含量區(qū)域、礦井生產(chǎn)規(guī)模大5倍、采用長壁放頂煤開采瓦斯涌出更加集中、上下鄰近層不太發(fā)育等因素，本設計重新慎重分析計算了礦井瓦斯涌出量。根據(jù)上述補勘資料，通過對礦井瓦斯涌出量進行定性和定量分析，設計委托撫順研究所作出專家預計：礦井在初期將仍是低瓦斯礦井。隨著煤層賦存深度增加，煤層沼氣含量將呈現(xiàn)逐步增加的趨勢，有可能存在局部高沼氣區(qū)域。因此，礦井開拓將在通風系統(tǒng)和巷道布置方面考慮適應瓦斯的涌出特征和發(fā)展變化情況，5、礦井區(qū)內(nèi)地表平坦，呈西高東低的緩坡起伏于+951~+913m標高之間。土地作物多為高崗作物。但地面村莊密布，給工業(yè)場地和井口位置選擇帶來一定的制約。6、井田內(nèi)煤層埋深在450~650m左右。南分區(qū)的煤層賦存深度也淺于北側，一般在500m以內(nèi)。北分區(qū)的煤層賦存深度一般在600m以內(nèi)。第四系地層厚度在120~198m之間，以粘土、亞粘土夾雜砂層構成。中部厚，南北兩翼薄，西部厚東部變薄，層內(nèi)水滲透性較強。據(jù)補勘所獲得的信息，第四系內(nèi)存在2~4層流砂層，其中一層達10m厚。第四系厚度和流砂層將影響井口位置選擇和井筒施工方法。地下水位一般較淺，局部低洼處在雨季有泉涌現(xiàn)象。7、在北劉斷層南側的勘探程度高于北側，目前補充勘探正在南側進行，中間資料已經(jīng)提出，大大提高了南分區(qū)的勘探控制程度。二、開拓方式井田屬于全隱伏煤田，煤層埋藏較深，地表比較平坦，第四系地層厚度大，根據(jù)最新補勘資料，第四系地層中普遍發(fā)育兩層流砂層，其中一層厚度達10m，故本井田適宜采用立井開拓。鑒于本井田東南部邊界處第四系地層厚度較小，距鐵路接軌站場較近，設計也對斜—立井混合開拓方式的方案也進行了分析比較。三、井口數(shù)目和位置設計工業(yè)場地位于井田內(nèi)南鮑村東北的未耕種坡地，原始地形標高為＋926m—＋939m。根據(jù)前述開拓方式論證，本設計采用立井開拓。在工業(yè)場地內(nèi)部分別設置主井、副井、回風井三個立井井筒。主井井筒平面位置位于中間，南距副井井筒35m，北距回風井井筒45m。副井東距主井95m，回風井西距主井35m。主井井底設置在副井井底標高＋405m水平，即裝載硐室上置式布置。以便于井底煤倉與膠帶輸送機大巷布置、避免運輸高度損失。副井水窩深度根據(jù)過卷揚裝置布置和尾繩長度確定為31m?；仫L井回風標高設置在＋405.5m，便于三井貫通施工。礦井生產(chǎn)后期擬在火京村南開鑿一回風立井，擔負北分區(qū)回風，以縮短通風路線，形成后期兩進兩回的通風系統(tǒng)，以適應礦井兩翼開采、增加產(chǎn)量的需要和礦井瓦斯等級提高的可能性。四、水平劃分及標高本井田共有14個煤層，其中3、15煤為主采煤層，全區(qū)可采，9、14煤為局部可采煤層，其余煤層僅見可采點。根據(jù)3號煤層與9號煤層層間距為65m、距15號煤層層間距107m，以及15號煤層為高硫禁采煤層、本設計僅考慮3號煤層的開拓開采，而礦井地層為寬緩褶曲的近水平煤層適合分區(qū)開拓布置的特點，將礦井3號煤層作為一個單一煤層進行單一水平開拓。如果以后技術和政策允許開采15號煤層，則可以采用膠帶暗斜井和軌道暗斜井延深建立輔助水平，開拓15號煤層和局部可采的9號煤層。綜合分析井田煤層賦存深度（煤層賦存范圍為＋480m-+300m）與形態(tài)，前期以開拓南分區(qū)為主（煤層大部分賦存在＋400m以上）兼顧北分區(qū)（煤層大部分賦存在＋350m以上），考慮井口位置和初期采區(qū)選擇，井底煤倉和裝載硐室高度及井底車場工程地質(zhì)條件良好，將本礦井開拓水平確定在＋405m水平標高。根據(jù)主井井檢鉆孔資料，3號煤層頂?shù)装逯饕獛r性為泥巖、粉砂巖、細砂巖，巖性較穩(wěn)定，工程地質(zhì)條件較好，可以滿足設置井底車場和主要裝載硐室的要求。五、分區(qū)劃分與大巷布置由于本井田為近水平煤層，區(qū)內(nèi)發(fā)育軸向為南北的寬緩背向斜，3號煤層東南部最高處（＋500m）與井筒東北角最低處（＋280m）近8km距離的最大高差為220m，平均坡度不到2°，適合單一水平分區(qū)式開拓。全井分南北兩個分區(qū)，以一組南北大巷貫穿北劉斷層南、北兩翼的分區(qū)。在井田中部南北方向設置回風、膠帶輸送機、輔助運輸共三條大巷，大巷均沿煤層布置。膠帶輸送機大巷沿煤層頂板布置，其它兩條大巷沿煤層底板布置。膠帶輸送機大巷布置在中間，西側為回風大巷，東側為輔助運輸大巷。膠帶輸送機大巷與回風大巷的中心線間距為35m，膠帶輸送機大巷與輔助運輸大巷的中心線間距為25m。井底車場和井筒連接部分設在3號煤層底板粉砂巖巖石中，井底車場標高＋405m。根據(jù)礦井規(guī)模比較大和近水平煤層開采特點，礦井輔助運輸采用膠輪自行車，因此輔助運輸大巷標高在副井車場為＋405m，在副井車場水平以外，巷道以＜7°坡度進入煤層后再沿煤層底板布置。由于井底主煤倉和裝載系統(tǒng)采用上置式布置，主煤倉上口標高約高于井底車場100m，故膠帶輸送機大巷在井底車場附近從煤層中仰頭上挑布置與煤倉上口連接?；仫L井與回風大巷在＋405m標高連接，沿南北方向布置在煤層底板巖石中并逐步抬升進入3號煤層。六、采區(qū)劃分、采區(qū)儲量及開采順序礦井以北劉斷層為界劃分為兩個分區(qū)，北劉斷層以南為南分區(qū)，以北為北分區(qū)。南分區(qū)東西寬度約5.8km，南北長度平均約7km，南分區(qū)面積約41.33km2。北分區(qū)面積約30.06km2。井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，煤層厚度在南區(qū)平均達到5.8m，北區(qū)平均達到6.2m。南分區(qū)的地質(zhì)儲量30137萬t，長壁面開采區(qū)域可采儲量10056萬t，村莊煤柱可采儲量5012萬t，可采儲量15068萬t，服務年限35.8a。北分區(qū)的地質(zhì)儲量25798萬噸，長壁面開采區(qū)域可采儲量10715萬噸，村莊煤柱可采儲量3092萬噸?？刹蓛α?3807萬噸，可采年限32.9a。鑒于南分區(qū)的地質(zhì)勘探程度遠遠高于北分區(qū)，對地層、煤層、構造和其它開采條件的控制程度滿足礦井初步設計的要求，而且南分區(qū)靠近煤炭外運站場，礦井工業(yè)場地位于南分區(qū)，故礦井首先開拓開采南分區(qū)，北分區(qū)作為接續(xù)分區(qū)。在南分區(qū)內(nèi)，按開采技術條件尤其是村莊壓煤情況和與井筒相對位置（運輸流向）劃分為三個采區(qū)，自南而北依次為一采區(qū)、二采區(qū)、三采區(qū)。首先開采二采區(qū)（X=3996500~3998500區(qū)間）。接續(xù)順序為三采區(qū)（二采區(qū)以北至北劉斷層）、一采區(qū)（二分區(qū)以南到井田南界限）。一采區(qū)也可以根據(jù)北分區(qū)補勘情況留到后期再開采，一方面可以節(jié)省前期開拓工程量，一方面可以在礦井后期需要加大開采力度時、特別是礦井臨近收尾的后十年左右，以兩個采區(qū)同時回采。分區(qū)內(nèi)采區(qū)的劃分，只是工作面布置階段性區(qū)域劃分。在開采時，可以打破采區(qū)界限，不留設分區(qū)隔離煤柱。七、運輸方式1、主（煤炭）運輸方式帶式連續(xù)化運輸具有系統(tǒng)簡單、中間環(huán)節(jié)少、運量大、操作簡單、用人少、遠方操縱控制容易、效率高、安全可靠，能夠適應綜采能力大的特點。本井田為近水平煤層，適合用膠帶運輸，故選擇從工作面到大巷煤炭運輸為皮帶運輸方式。2、輔助運輸方式傳統(tǒng)輔助運輸方式有無極繩牽引礦車運輸、小絞車、架線機車等有軌運輸方式。單軌吊運輸?shù)陌惭b工程量大，轉載環(huán)節(jié)多，速度緩慢；卡軌車機動性能差，軌道清理工作量大且維護困難，牽引鋼絲繩消耗過快。這兩種用于小范圍運輸還是可行的，對于大型礦井長距離的輔助運輸來說，可靠性和經(jīng)濟性不十分理想。無極繩牽引車運輸目前發(fā)展很快，在短距離、倒轉次書少、坡度單一、傾角在0~15°、運輸量不大的礦井中具有安全可靠性高、投資少、費用底等的優(yōu)點。但是本井卻是生產(chǎn)能力大、運輸距離長、傾角小0~7°、多口轉載、坡度起伏變化多等的井田，因此不適合采用無極繩牽引車運輸。目前比較先進、安全可靠、機動靈活、運輸能力大、功能多、爬坡能力強、用人少、節(jié)省大量鋪軌材料的運輸方式—無軌膠輪車運輸，在礦井應用中都取得了良好的效益。例如濟寧三號、大柳塔、上灣等礦井都得到應用，而且都是高產(chǎn)高效礦井。八、井底車場形式、列車運行及調(diào)車方式根據(jù)井田賦存形態(tài)、開拓方式和大巷布置關系、地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置、井下煤炭運輸方式，尤其是礦井輔助運輸采用防爆無軌膠輪車，本設計礦井井底車場采用臥式車場。井下煤炭采用膠帶運輸方式。由于井下主要大巷和開采巷道均布置在煤層中，僅有少量巖石和半煤巖巷道，設計擬將掘進矸石用無軌膠輪車送至廢巷進行充填，僅部分半煤巖需提升至地面。因此，本井底車場主要用于輔助運輸，主要承擔人員、少量矸石和半煤巖、材料、設備運輸。無軌膠輪車由副井罐籠下井，在井底車場和輔助運輸大巷、輔助運輸順槽進行一體化運輸，系統(tǒng)簡單、調(diào)度和調(diào)車方便。九、井底車場能力由于本礦井矸石量少，礦井集中化程度高，人員、材料、設備運輸量也比較少。故本井底車場主要為輔助運送材料和人員，能力遠遠大于運輸需要，滿足前后期能力需要，并保有很大的富裕能力。故對井底車場能力不予驗算。十、通風方式和通風系統(tǒng)的選擇根據(jù)礦井初期為低瓦斯礦井，但隨礦井的開采深度增加，礦井可能逐漸變?yōu)楦咄咚沟V井，并且礦井很可能存在高瓦斯區(qū)；礦井沒有地溫熱害顯現(xiàn)；井田范圍較大、服務年限較長等情況，設計確定將礦井分為南北兩個分區(qū)開采，先開采南翼分區(qū)，后開采北翼分區(qū)。兩個分區(qū)均由副井進風，南北分區(qū)分別建立回風井。開采南翼分區(qū)時采用中央并列式通風方式。待北分區(qū)開采時，擬在火京村南另開鑿一回風立井形成中央分裂式通風方式。開采南翼分區(qū)時在礦井工業(yè)場地內(nèi)設置一個立式專用回風井，井筒直徑5.0m，井筒內(nèi)裝備梯子間，兼作礦井的一個安全出口。礦井通風方法為機械抽出式通風。礦井通風網(wǎng)絡為：副井入風，輔運大巷或膠帶大巷進風，經(jīng)由分區(qū)中部車場到工作面運輸巷，再到工作面，工作面乏風由回風巷到回風大巷，經(jīng)總回風巷，最后由回風立井排至地面。參見通風系統(tǒng)及網(wǎng)絡圖。第二章采區(qū)基本開采條件第一節(jié)采區(qū)基本條件一、采區(qū)開采范圍、四鄰關系及開采情況礦井以北劉斷層為界劃分為兩個分區(qū)，北劉斷層以南為南分區(qū)，以北為北分區(qū)。南分區(qū)東西寬度約5.8km，南北長度平均約7km，南分區(qū)面積約41.33km2。北分區(qū)面積約30.06km2。井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，其中南分區(qū)煤層厚度平均達到5.8m，其地質(zhì)儲量30137萬t，長壁面開采區(qū)域可采儲量10056萬t，村莊煤柱可采儲量5012萬t，可采儲量15068萬t，服務年限35.8a。在南分區(qū)內(nèi)，按開采技術條件尤其是村莊壓煤情況和與井筒相對位置（運輸流向）劃分為三個采區(qū)，自南而北依次為一采區(qū)、二采區(qū)、三采區(qū)。首先開采二采區(qū)（X=3996500~3998500區(qū)間）。接續(xù)順序為三采區(qū)（二采區(qū)以北至北劉斷層）、一采區(qū)（二分區(qū)以南到井田南界限）。本設計即為南分區(qū)二采區(qū)的開采設計。二、采區(qū)主要采煤工藝（一）影響開采方法選擇的因素⑴煤層賦存條件目前本采區(qū)可采煤層只有一層可采煤層為3號層。煤層大部分厚度在4.15~7.90m之間，計入夾矸厚度，開采厚度在4.5m~6.3m左右，平均厚度5.95m。南二采區(qū)平均東西長5.88km，南北寬2.66km，面積9.88k㎡。地表標高+916~+940m。開采上限+500.7m，下限到+370m?？蓜澐謮K段回采的儲量及可采厚度見采區(qū)布置及機械配備圖，總的工業(yè)儲量為66577kt，可采儲量38731kt。采區(qū)煤層儲量豐富，開采厚度平均5.8m（純煤厚度5.5m），煤質(zhì)較好，發(fā)育穩(wěn)定，單層夾矸?。?.2~0.3m），構造比較簡單，煤層產(chǎn)狀平緩，傾角一般在0~5°左右。煤層頂?shù)装鍘r層多為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細砂巖等。采區(qū)水文地質(zhì)條件比較簡單，距離深部奧陶系120m以上。但由于該區(qū)域周圍礦井都有陷落柱，估計本井也有少許陷落柱出現(xiàn)的可能。⑵地面影響開采因素本采區(qū)內(nèi)地面村莊密布，是影響井下開采方法選擇的主要因素。為了盡量提高資源利用率，設計選擇在村莊下限高條帶跳采綜放采煤方法。（二）無村莊壓煤區(qū)域的開采方法根據(jù)國內(nèi)外厚煤層開采技術發(fā)展現(xiàn)狀，結合本礦，3號煤層賦存條件及國內(nèi)外厚煤層開采技術水平，確定本采區(qū)的采煤方法為綜合機械化放頂煤開采工藝。（三）、“三下”采煤方法1、“三下”壓煤概況本采區(qū)內(nèi)村莊分布較多，共有村莊3個自然村（西王內(nèi)、鮑莊和南鮑村），進行了煤柱的圈定，涉及村莊煤柱的壓煤量約為1790萬t。為保證地面村莊房屋的安全，須留設村莊煤柱或進行專門的村莊煤柱開采設計。本設計決定用條帶跳采開采村莊下的煤。三、采區(qū)煤炭儲量計算1、采區(qū)地質(zhì)勘探類型根據(jù)礦方提供的資料，礦井地質(zhì)勘探類型劃分為一類一型，即構造簡單和煤層穩(wěn)定的井田。本設計采區(qū)即為構造簡單和煤層穩(wěn)定的煤層。本采區(qū)構造總體為簡單的單斜，伴有寬緩褶曲，斷層很少，亦無巖漿巖體侵入煤層，構造類型屬簡單類型(一類)。本區(qū)內(nèi)3號煤煤層厚度穩(wěn)定，結構簡單，全區(qū)乃至整個晉東南普遍發(fā)育，為穩(wěn)定型全區(qū)可采煤層，煤層賦存類型屬穩(wěn)定型（一型）。井田周邊鄰近生產(chǎn)礦井實際揭露證實該煤層賦存條件較好。2、儲量核實成果與批復(1)儲量計算范圍本采區(qū)儲量計算的3號煤層為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，儲量計算范圍與采區(qū)邊界相同。儲量計算面積9.88km2。(2)儲量計算成果儲量計算采用公式Q=S?m?d／10其中：Q—儲量(萬噸)；S—儲量塊段的水平面積(km2)用求積儀按塊段直接測量，采用相對誤差不超過3～5％的三次測量數(shù)據(jù)的平均值；m—塊段的煤層平均厚度(m)，采用塊段內(nèi)及鄰近工程點的煤層儲量計算厚度之算術平均值；d——計算面積內(nèi)所測各點容重的算術平均值(t／m3)。地質(zhì)儲量為7375萬噸。四、采區(qū)設計生產(chǎn)能力確定根據(jù)礦方提供的資料，礦井設計生產(chǎn)能力為300萬t/a。而本設計為礦井首采采區(qū)的設計，考慮到部分地質(zhì)資料不太詳細，本采區(qū)的設計生產(chǎn)能力初期為240萬t/a，后期為300萬t/a。歸納起來，主要原因如下：1、從采區(qū)儲量資源分析本采區(qū)長度寬度結構比較合理，3號煤層厚度大且穩(wěn)定全區(qū)可采，礦井地質(zhì)儲量大，但由于本采區(qū)地面存在3~5個規(guī)模較大的村莊、長子縣至長治市公路、漳河等，采區(qū)將有部分面積在村莊建筑物下、公路下開采，其開采方法和工作面布置受到影響，導致開采工藝難度增加。決定了采區(qū)生產(chǎn)能力受到影響和限制。2、從煤層生產(chǎn)能力及配采關系分析該井的煤層厚度在4.75～7.95m之間，適宜放頂煤綜合機械化采煤。近年統(tǒng)計的類似條件下綜合機械化放頂煤工作面的產(chǎn)量在150～400萬t/a。兗州礦區(qū)綜放面產(chǎn)量在300萬t/a以上，山西類似條件的王莊礦工作面能力在300萬t/a左右,潞安常村礦綜放工作面年生產(chǎn)能力達到239.6萬t。由此可見，本礦井開采條件下長壁綜放工作面具有200萬t/a以上能力。由于本井田地質(zhì)條件較好，構造簡單，礦井涌水量小，瓦斯含量中等、煤層穩(wěn)定性好，傾角緩，煤層發(fā)育連續(xù)性好，可采范圍大，適合以較大能力開采。本采區(qū)設計能力為240萬t／a時，布置一個綜放工作面保證產(chǎn)量。采區(qū)設計能力為300萬t/a，考慮正常區(qū)域的開采和村莊煤柱下煤炭的開采，由一個綜放面和一個短壁放頂煤工作面保障礦井產(chǎn)量，綜放工作面開采村莊煤柱以外的區(qū)域，產(chǎn)量240萬t/a，短壁放頂煤工作面開采村莊下壓煤，生產(chǎn)能力50萬t/a以上是有保障的。3、從安全生產(chǎn)方面分析從礦井地質(zhì)資料分析，影響采煤工作面安全生產(chǎn)的主要因素為礦井瓦斯。由補勘中間資料，3號煤層的甲烷含量為2.17-13.14m1／g.daf，平均含量為7.17m1／g.daf。鑒于放頂煤工作面瓦斯涌出呈現(xiàn)空間和時間上不均衡性、涌出量比普通分層開采綜采工作面的絕對瓦斯涌出量大2倍左右的規(guī)律，本設計認為：3號煤層具有低－中等瓦斯含量，雖然礦井屬于低沼氣礦井，但在放頂煤工作面的瓦斯涌出量相對集中，將給工作面通風和安全形成相當大的壓力，其產(chǎn)量必將受到瓦斯的影響和限制。綜上所述，初期為240萬t/a，后期為300萬t/a的開采方案具有合理的配采關系和穩(wěn)定的生產(chǎn)能力、安全可靠的生產(chǎn)環(huán)境、良好的投資效益和社會效益，故本設計推薦采區(qū)的生產(chǎn)能力初期為240萬t/a，后期為300萬t/a。五、采區(qū)服務年限計算采區(qū)服務年限采用下列公式計算：T=Z/（A×K）＝3873/（300×1.4）=9.22a式中：T－礦井服務年限，a；Z－采區(qū)可采儲量，萬t；A－采區(qū)設計生產(chǎn)能力，萬t/a；K－儲量備用系數(shù)，根據(jù)規(guī)范和本井具體條件取1.4。按上述原則計算礦井生產(chǎn)服務年限為9.22年。第二節(jié)采區(qū)開采煤層條件一、采區(qū)煤層的賦存特征本采區(qū)開采煤層，井田構造形態(tài)為相互平行且寬緩的兩個向斜和兩個背斜，煤層賦存標高在＋380m—＋480m，在相對高差100m范圍內(nèi)緩波起伏，煤層傾角在5°以下，一般在3°左右。井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，煤層厚度在南區(qū)平均達到5.8m，在井田東南部邊界存在一條境界外延伸過來幾乎尖滅的較小斷層。按煤田地質(zhì)勘探類型劃分標準，屬于一類一型，即構造簡單煤層穩(wěn)定的煤層。二、采區(qū)主要地質(zhì)狀況及對采區(qū)設計影響1、煤層賦存條件該采區(qū)只有一層可采煤層為3號層。煤層大部分厚度在4.15~7.90m之間，計入夾矸厚度，開采厚度在4.5m~6.3m左右，平均厚度5.95m。本采區(qū)平均東西長5.88km，南北寬2.66km，面積9.88k㎡。地表標高+916~+940m。開采上限+500.7m，下限到+370m。可劃分塊段回采的儲量及可采厚度見采區(qū)布置及機械配備圖，總的工業(yè)儲量為66577kt，可采儲量38731kt。采區(qū)煤層儲量豐富，開采厚度平均5.8m（純煤厚度5.5m），煤質(zhì)較好，發(fā)育穩(wěn)定，單層夾矸?。?.2~0.3m），構造比較簡單，煤層產(chǎn)狀平緩，傾角一般在0~5°左右。煤層頂?shù)装鍘r層多為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細砂巖等。采區(qū)水文地質(zhì)條件比較簡單，距離深部奧陶系120m以上。但由于該區(qū)域周圍礦井都有陷落柱，估計本井也有少許陷落柱出現(xiàn)的可能。2、地面影響開采因素采區(qū)地面村莊密布，是影響井下開采方法選擇的主要因素。為了盡量提高資源利用率，設計選擇在村莊下限高條帶跳采綜放采煤方法。三、采區(qū)開采煤層的基本狀況1、采區(qū)井田賦存3號和15號兩個主要可采煤層。15號煤層為富硫和高硫煤，根據(jù)目前有關規(guī)范規(guī)定屬于禁止開采和使用的煤炭資源。盡管本設計對其不予考慮，但設計的開拓系統(tǒng)將具有方便后期延伸開拓15號煤層的可能性。2、采區(qū)開采3號煤層，采區(qū)構造形態(tài)為相互平行且寬緩的兩個向斜和兩個背斜，煤層賦存標高在＋380m—＋480m，在相對高差100m范圍內(nèi)緩波起伏，煤層傾角在5°以下，一般在3°左右。井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，煤層厚度在南區(qū)平均達到5.8m，采區(qū)內(nèi)沒有發(fā)育的斷層，在采區(qū)的東部和南部各存在一條小斷層。按煤田地質(zhì)勘探類型劃分標準，屬于一類一型，即構造簡單煤層穩(wěn)定的煤層。四、煤質(zhì)1、煤的風化和氧化區(qū)內(nèi)均為第四系黃土覆蓋，地表無煤層露頭，3、15號煤層埋藏較深，從各項煤質(zhì)化檢指標來看無明顯變化，未發(fā)現(xiàn)風化和氧化現(xiàn)象。2、3號煤層綜合煤質(zhì)特征①井田內(nèi)3煤層煤質(zhì)從水平及垂直方向變化明顯，精煤揮發(fā)分由東向西、由上至下逐漸降低。煤的變質(zhì)程度相應加深。②3號煤層精煤回收率介于31.54-82.27%之間，平均值為50.87%，屬良等。3、煤的用途3號煤層為低中灰-中灰，特低硫-低硫、高熱量值-特高熱值、灰份具有較高軟化溫度之貧煤。可作為動力用煤和民用煤。4、煤質(zhì)狀況采區(qū)內(nèi)各煤層煤質(zhì)狀況見下表。

各煤層煤質(zhì)化驗匯總表煤層號315工業(yè)分析Mad(%)原煤0.30—2.360.60—3.471.051.21精煤0.48—1.640.42—1.460.930.88Ad(%)原煤13.28—25.5623.45—34.9318.6228.98精煤4.41—12.756.11—10.888.147.98Vdaf(%)原煤12.21—18.2513.52—7.1214.8415.59精煤11.31—14.8210.36—12.7413.0811.36St,d(%)原煤0.23—0.813.24—5.570.364.63精煤0.29—0.813.14—4.750.393.81Pd(%)精煤0.001—0.0290.002—0.0220.0150.012Qb,d(MJ/kg)原煤25.30—31.0121.01—27.1928.6824.24精煤32.40—33.9031.71—33.8832.8132.70

續(xù)上表元素分析（精）Cdaf(%)91.14—91.8187.59—90.2391.4588.98Hdaf(%)4.05—4.493.86——3.984.213.94Odaf(%)2.14—2.812.01—4.182.542.81Ndaf(%)1.28—1.590.88—1.591.491.12精煤回收率（%）31.54—82.2722.21—57.3750.8736.30山西霍爾辛赫礦井初步設計第四章采區(qū)布置及裝備陽泉職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書天地科技設計研究院第三章采區(qū)巷道布置第一節(jié)采區(qū)布置一、開拓方案的比較及選擇1、采區(qū)布置方式方案南二采區(qū)位于采區(qū)儲量中央靠近井底車場的位置，東西兩翼煤層展長在2700~2900m左右，南北寬度在800~1300m左右。方案一由于本采區(qū)村莊壓煤面積較大，本方案把采區(qū)分為村莊壓煤區(qū)域和非村莊下壓煤區(qū)域。采區(qū)布置方式為借用水平大巷分區(qū)條帶開采開拓方式。三條大巷，分別為運輸機大巷，輔助運輸大巷和回風大巷。三條大巷平行布置，都設于煤層中。①、非村莊壓煤區(qū)域工作面沿大巷垂直方向平行布置，工作面推進方向為由東（西）向西（東），直接沿大巷垂直方向掘進工作面的進、回風順槽，工作面的煤由順槽運出后直接搭上大巷膠帶運輸機，到達井底煤倉。輔助系統(tǒng)仍用水平輔運大巷。總回風巷為工作面回風流匯入點。②、村莊壓煤區(qū)域村莊壓煤區(qū)域開采面投產(chǎn)位置在大巷以東，需要用集中運輸和回風巷道將其連接起來。集中巷做3條，分別為S2E回風巷、S2E運輸巷、S2E輔助運輸巷，巷道斷面特征與水平大巷相同。采煤工作面經(jīng)過此3條集中巷構成開拓開采系統(tǒng)。運輸和通風方式與前述面基本一樣，只是多了條轉運集中膠帶運輸巷。轉運膠帶運輸巷根據(jù)采煤面能力，確定為滿足采與掘的綜合能力為500t/h，采用固定膠帶運輸機運輸。經(jīng)計算選擇SJ1000-3×110膠帶運輸機，帶寬B=1000m，功率3×110kW本方案布置詳圖見附圖。方案二村莊壓煤面積較大是本采區(qū)的客觀條件，為了提高資源利用率，最大限度的采出三角煤，方案必須考慮如何采出因村莊影響而留下的三角煤，針對此提出本方案，現(xiàn)對本方案敘述如下：在井底車場以北分別在大巷東西布置三條集中巷，集中巷與大巷垂直，即集中巷沿東西方向貫通整個采區(qū)，在集中巷兩側布置對拉工作面。集中巷分別為，大巷以東為S2E回風巷、S2E運輸巷、S2E輔助運輸巷，大巷以西為S2W回風巷、S2W運輸巷、S2W輔助運輸巷。工作面推進方向可根據(jù)地面村莊的壓煤情況，在最大限度的采出煤炭的基礎上，盡量避開村莊壓煤區(qū)域。工作面大致的推進方向為南北方向，與大巷平行或錯一定角度布置。本方案布置詳圖見下圖2、方案比較及選擇方案一的主要優(yōu)點是：1、開拓布局合理，系統(tǒng)簡單流暢，全區(qū)各主要巷道系統(tǒng)均沿一條直線布置；2、巷道工程量較少，巷道工程投資少，移交及達產(chǎn)工作面投產(chǎn)早，見效快。方案一比方案二節(jié)省巷道工程量約800米。初期工程量少，出煤工期短，最大限度地壓縮了初期井巷工程投資；3、采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)簡單，占用設備少、生產(chǎn)環(huán)節(jié)少、用工少、安全。4、絕大部分可布置推進長度為1800米左右的回采工作面，工作面壽命長，大大減少工作面的搬遷次數(shù)，適宜高產(chǎn)高效工作面的大推進度；方案一的主要缺點是：采區(qū)東部留三角煤煤較多。方案二的主要優(yōu)點是：能最大限度的提高煤炭回收率，三角煤工作面較少。方案二的主要缺點是：1、工作面推進長度短，工作面的壽命較短，工作面搬遷次數(shù)頻繁。2、采區(qū)巷道系統(tǒng)增加一個運輸環(huán)節(jié)，主運輸?shù)枚嗤度胍徊窟\輸設備；2、輔助運輸增加一個采區(qū)車場環(huán)節(jié)；3、初期移交工程量增加，采區(qū)巷道工程量有所增加。通過對上述方案的比較，方案一優(yōu)點突出，技術先進，明顯優(yōu)于方案二。本設計推薦方案一，根據(jù)本采區(qū)內(nèi)煤層賦存情況、開采條件、選定的設備性能以及礦井設計生產(chǎn)能力等因素，確定回采工作面長度為200m.回采工作面日循環(huán)次數(shù)10次。

二、區(qū)段巷道布置根據(jù)確定的采區(qū)開拓部署，結合設計生產(chǎn)能力和工作面裝備水平，分區(qū)移交生產(chǎn)及達到設計產(chǎn)量時共布置一個常規(guī)綜放回采工作面和一個限高條帶綜放面回采、兩個掘進面。采區(qū)移交生產(chǎn)時先布置3號煤層的一個常規(guī)綜放回采工作面，使個月后投入限高條采綜放工作面，采區(qū)開拓大巷即礦井的大巷，均沿煤層布置，在大巷一側直接布置回采工作面的進、回風順槽，形成采長200m的回采工作面，運輸順槽即回風順槽通過中轉煤倉與主運輸膠帶大巷相接，并通過橫貫與回風大巷相連，副運大巷和回風順槽之間的聯(lián)絡橫貫用風門隔開。從而形成分區(qū)完善的通風、運輸、供電、排水系統(tǒng)。根據(jù)需要在井底車場與采區(qū)工作面之間設有分區(qū)變電所、水泵房及管子道等硐室。三、巷道斷面及支護形式采區(qū)利用水平大巷做主運輸系統(tǒng)，村莊下煤柱用集中巷開拓，開拓巷道都采用沿煤掘進，掛網(wǎng)錨噴支護，噴厚要求蓋嚴網(wǎng)和錨桿端頭，一般噴厚為120mm。地壓大、圍巖破碎的地段，采用錨索加固支護。工作面運輸巷和回風巷，都用錨網(wǎng)組合支護，大斷面巷道增加錨索支護。錨桿采用可拆卸錨桿。采煤工作面開切眼，采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護。割煤處采用木錨桿。巷道斷面形狀、支護形式及其特征參數(shù)詳見巷道斷面圖冊。第二節(jié)采區(qū)主要生產(chǎn)系統(tǒng)一、運煤系統(tǒng)主運輸采用膠帶運輸。1、常規(guī)綜放工作面回采工作面煤炭（可彎曲刮板輸送機）→運輸順槽（轉載機）→運輸順槽（可伸縮膠帶輸送機）→采區(qū)轉載煤倉→運輸大巷（膠帶輸送機）→主井井底煤倉→主井（箕斗）→地面。2、條帶跳采采煤工作面工作面煤炭（可彎曲刮板輸送機）→運輸順槽（轉載機）→運輸順槽（可伸縮膠帶輸送機→S2E運輸巷（膠帶輸送機）→采區(qū)轉載煤倉→運輸大巷（膠帶輸送機）→主井井底煤倉→主井（箕斗）→地面。掘進煤由皮帶轉載機、可伸縮膠帶輸送機直接匯入主運輸大巷煤流系統(tǒng)。二、輔助運輸系統(tǒng)輔助運輸采用無軌膠輪車。材料車：由副立井（提升機）→+415m水平井底車場→副運大巷（無軌膠輪車）→進風順槽（無軌膠輪車）→采、掘工作面。矸石：由掘進工作面→掘進巷道（無軌膠輪車）→副運大巷（無軌膠輪車）+415m水平井底車場→副井→地面。三、通風系統(tǒng)主運大巷→進風順槽→工作面→回風順槽→回風大巷→回風井副運大巷四、供水系統(tǒng)進水：副運大巷→進風順槽→工作面?；厮汗ぷ髅妗仫L順槽→副運大巷。供水系統(tǒng)采用3寸管供水,供水壓力不低于1Mpa。五、供液系統(tǒng)井底硐室→副運大巷→進風順槽→工作面。供液系統(tǒng)采用2寸管供液。六、壓風系統(tǒng)進風：井底硐室→副運大巷→進風順槽→工作面?；仫L：工作面→回風順槽→副運大巷→井底硐室。壓風系統(tǒng)采用3寸管壓風，壓力不低于0.65Mpa。七、通訊系統(tǒng)皮帶機頭、泵站、子母機、轉載溜機頭、工作面每隔20架都需安裝語音通話系統(tǒng)。皮帶機頭、泵站、子母機、轉載溜機頭都需安裝電話。第三節(jié)采區(qū)開采順序一、工作面接續(xù)本設計設計的采區(qū)為初投產(chǎn)采區(qū)，投產(chǎn)工作面數(shù)為一個，投產(chǎn)后繼續(xù)掘進村莊下的煤，投產(chǎn)10個月后投入限高條采面回采，礦井達到設計能力。工作面按編號（名稱）順序接續(xù)采煤面接續(xù)見下表序號工作面名稱面長采高推進長度儲量生產(chǎn)能力生產(chǎn)時間備注mmmmkt萬t/a月132012005.7164020202908232022005.12900328929014332032005.72700344529014432042505.3100015882906532052305.62700406730016632062505.3100015882906732072005.62900389229016832081604.9290022112909932091605.72700193229081032101604.92900221129091132111605.72700193229081232121604.92900221129091332131605.6700197229081432141604.22900145127061532151604.72700186629071632161604.22900145127061732171604.752900179528071832181604.82900165528071932191605.529002542290102032201605.629002542290102132211605.7290025422901022試1755.3650310（50）723試2755.4650315（70）523試3755.5650321（90）422試4805.5650342（120）323試5805.7550300（160）223試6805.9370205（190）2二采區(qū)工作面接續(xù)計劃第四章采煤工作面采煤工藝及勞動組織第一節(jié)采煤工作面采煤工藝一、工作面采煤工藝由于本采區(qū)地面村莊密布，為了盡量提高資源利用率，本設計選擇的采煤工藝為：無村莊壓煤區(qū)域采用長壁綜采放頂煤工藝、在村莊壓煤區(qū)域下采用限高條帶跳采綜放采煤工藝。采用MG250/600-AWD型電牽引雙滾筒采煤機割煤、裝煤。ZF6400/16/28型低位放頂煤液壓支架和ZFG6400/18/35型過渡架管理頂板，用SGZ764/500型溜做前工作溜，SGZ764/500型溜做后部工作溜完成運煤工作。二、綜放工作面設備選型與配套（1）架型選擇①支架工作阻力確定支架工作阻力確定的基本條件：綜放工作面采厚5.8m，采煤機割煤高度2.6m，放煤高度3.2m，采深420～550m，煤層頂?shù)装鍡l件直接頂為中等穩(wěn)定的砂巖、泥質(zhì)頁巖等，厚度大約1~3m；老頂為穩(wěn)定的堅硬或半堅硬砂巖、砂頁巖、泥巖等互層。底板為泥巖、泥質(zhì)砂巖、細砂巖等。采用估算法確定支架工作阻力。這種計算方法的基礎是工作面支架工作阻力支撐直接頂和頂煤的重量，并平衡基本頂失穩(wěn)時對支架的動載，計算公式為：式中：——工作面支架所需支護強度；——基本頂失穩(wěn)時的動載系數(shù)。根據(jù)綜放工作面礦壓觀測結果，一般=1.1～1.8；為直接頂自重應力，，為直接頂容重，取25kN/m3，根據(jù)煤層結構，取=14.74m；為支架上方頂煤自重應力，，為頂煤容重，取13.9kN/m3。由于3號煤層頂板為強度較低的泥巖和較堅硬的砂巖互層，頂煤冒落后，其上巖層垮落后不能迅速將采空區(qū)充填滿，基本頂失穩(wěn)時的動壓對支架工作阻力影響較大，因此取Kd=1.8，即=1.8×(14.74×25+3.2×13.9)=743.4kN/m2支護強度確定后，根據(jù)配套尺寸、支架的頂梁長度、空頂距算出支架工作阻力：=6043.8kN式中：——支架工作阻力，kN；——支架的支護強度,743.4kN/m2——控頂距0.4——頂梁長度5.02m——支架寬度1.5m②據(jù)上面計算選擇基本支架及主要技術參數(shù)型號ZF6400/16/28型式四柱支撐掩護式正四連桿大插板低位放頂煤液壓支架；中心距1500mm；寬度1430～1600mm；初撐力5216kN；工作阻力6400kN；支護強度0.8MPa；高度1600～2800mm；泵站壓力31.4MPa；操縱方式電液鄰架控制；移架步距800~1000mm；質(zhì)量20675kg底板比壓0~1.8MPa③工作面過渡支架由于綜放工作面前、后部輸送機的電機和傳動裝置采用平行布置方式，將工作面普通放頂煤液壓支架擺放到輸送機的機頭、機尾處，難以滿足設備的幾何尺寸配套要求。為此，在綜放工作面上、下兩端的機頭、機尾處分別布置1組過渡支架。過渡支架支護強度與工作面中部基本支架相同，考慮到工作面順槽高度為3.0m，過渡支架設計最大高度為3.5m。ZFG6400/18/35過渡支架為反四連桿架型，其結構參數(shù)如圖4-7所示，額定工作阻力為6400kN；后部結構為大尾梁鉸接小尾梁加插板。過渡支架的主要技術參數(shù)如下：支架型式ZFG6400/18/35支架工作高度1800～3500mm支架寬度1490～1660mm支架中心距1570mm支架初撐力4970kN(p=31.4MPa)支架工作阻力6400kN(p=40.4MPa)支護強度0.8MPa泵站壓力31.4MPa操縱方式電液鄰架操作質(zhì)量24000kg(2)采煤機①采煤機小時生產(chǎn)能力核算采煤機端部斜切進刀單向割煤，采放平行作業(yè)1刀1放。割煤和放煤可以完全平行作業(yè)，互不干擾，互不等待。采煤機割完1刀煤后，