1、 沁城煤矿采区设计 采矿工程 系 煤矿开采技术 专业 前 言一、编制设计的依据和原则1、依据:煤炭工业设计规范 、 煤矿安全规程 、集团批准的十一采区地质报告以及上级有关技术文件的规定。2、原则:(1)认真贯彻安全生产方针,努力改善生产条件,坚持系统完善、安全可靠、科学合理的原则。(2)坚持以径济效益为中心,合理优化生产系统,实现少投入,多产出的原则。(3)采区设计坚持合理集中生产,有利于充分开发利用资源。二、设计的主要特点1.本设计准备巷道原则沿煤层布置,掘进速度快。2.工作面设计均为综采。3.准备巷道服务十一采区,服务年限长,支护采用锚喷支护。三、存在问题和建议1.由于本区勘探程度不高对构
2、造的控制不够高级储量比例不i足,故储量计算、采区构造与实际可能有一定出入,需进行补充勘探。2.当采掘至陷落柱、钻孔附近时,希注意观察水情,以防导水。 3.由于该区断层较发育,并且存在带压开采问题,当采掘活动进行至奥灰水位以下时,必须制定安全技术措施以确保安全。4.现村庄及太旧高速公路煤柱均为规划煤柱,与正式煤柱可能有一定出入,希设计时予以考虑。摘 要二矿坐落于太行山西麓,阳泉市西南 6公里处,其地理坐标为东经 11325171133307,北纬 374644375219。二矿交通条件极为便利。石太线为复线电气化铁路,东西贯穿二矿;307 国道由ii西向东,在阳泉市区与阳左公路和阳盂公路十字相交
3、,构成网络,连通全国各地。井田范围内地形陡峻,东部最高为狮脑山,高程 1171 米,西部最高为龙门山,高程1246 米,最低处为矿界北部桃河,高程 700 米。相对最大高程差达 540 余米。二矿井田含煤地层为下二叠统山西组和上石炭统太原组。含煤地层中主要可采煤层在二矿井田范围内大部分或普遍分布,其它煤层部分地段分布。含煤地层总厚度平均 178.9米,含煤层 1116 层,煤层总厚度平均 19.59米,含煤系数 10.95;其中可采煤层 7层,煤层总厚度 17.82米,含煤系数 9.96。山西组地层总厚度 5482米,平均 60.23米,含煤层 46 层,煤层总厚度平均 4.42米,含煤系数
4、7.34;可采煤层为 3#、6 #煤,总厚度平均 3.14米,含煤系数 5.21。太原组地层总厚度95130 米,平均 118.67米,含煤层 79 层,煤层总厚度 15.17米,含煤系数12.78;可采煤层为 8#、9 #、12 #、13 #、15 #煤层,煤层总厚度 14.68米,含煤系数12.37。主采煤层为 3#、8#、12#、15#,其赋存情况由上而下。在均衡两翼的基础上布置采区准备巷,采区皮带巷、轨道巷、左回风与 8#煤 12区皮带、轨道巷、回风巷连接。采区右回风与桑掌回风大巷系统巷连接。9#煤 11区皮带巷、轨道巷为进风巷,左右回风巷为回风巷。轨道巷、左右回风巷从 8#煤开口按1
5、0下山掘进见 9#煤,皮带巷按 8下山掘进见 9#煤,然后沿 9#煤顶板掘进。工作面顺槽巷道沿 9#煤顶板掘进。9#煤为厚煤层,按阳煤集团生字(2012)63 号文件规定:采区轨道巷矩形断面时净宽不小于 4.8 米,净高不低于 2.8 米;采区皮带巷为矩形断面时净宽不小于 4.5 米,净高不低于 2.5 米;采区回风巷为矩形断面时净宽不小于 5 米,净高不低于 2.8 米。8#煤与 9#煤层间距为 2.374.57 米,9#煤巷道不能用锚杆、锚索支护。根据现有的支护形式准备用梯形棚或 U 型棚沿支护,沿 9#煤顶板掘进。9#煤 11采区准备巷沿 8#煤掘进的巷道采用矩形断面,巷道净宽 4.44
6、米,毛宽 4.7米;净高 2.6米,毛高 2.7米;净断面 11.5,毛断面 12.69。根据新颁布的煤炭工业设计规范(GB502152005),地质储量为详查地质报告提供的查明煤炭资源的全部。通过采用地质块段法计算区内的地质储量,本区 9#煤内的地质储量为 689.5万吨,可采储量为 552.5万吨。iii关键词:矿井开拓;采区巷道;采区通风;安全防护目 录第一章 矿井概况 .1第一节 矿井基本概况 .1第二节 矿井开拓概况 .9第二章 采区基本开采条件 .16第一节 采区基本条件 .16第二节 采区开采煤层条件 .17iv第三章 采区巷道布置 .18第一节 采区上山布置方案 .18第二节
7、采区主要生产系统 .19第三节 采区开采顺序 .23第四节 巷道断面及支护形式 .23第四章 采煤工作面采煤工艺及劳动组织 .25第二节 采煤工作面采煤工艺 .25第二节 工作面劳动组织 .32第三节 工作面主要技术经济指标 .33第五章 采区通风与安全 .36第一节 通风 .36第二节 采区等积孔计算 .40第三节 安全通风措施 .40第六章 安全技术措施 .41第一节 防瓦斯爆炸措施 .41第二节 防煤尘爆炸措施 .41第三节 防矿井突水措施 .42第四节 防矿井火灾措施 .43第五节 其它措施 .44专题部分. .49煤矿安全生产管理 .49参考文献. .53致 谢. .54阳泉学院-毕
8、业设计说明书0第一章 矿井概况第一节 矿井基本概况一、井田位置二矿坐落于太行山西麓,阳泉市西南 6公里处,其地理坐标为东经 11325171133307,北纬 374644375219。二矿交通条件极为便利。石太线为复线电气化铁路,东西贯穿二矿;307 国道由西向东,在阳泉市区与阳左公路和阳盂公路十字相交,构成网络,连通全国各地。井田范围内地形陡峻,东部最高为狮脑山,高程 1171 米,西部最高为龙门山,高程 1246 米,最低处为矿界北部桃河,高程 700 米。相对最大高程差达 540 余米。二、矿井煤层赋存、储量二矿井田含煤地层为下二叠统山西组和上石炭统太原组。含煤地层中主要可采煤层在二矿
9、井田范围内大部分或普遍分布,其它煤层部分地段分布。含煤地层总厚度平均 178.9米,含煤层 1116 层,煤层总厚度平均 19.59米,含煤系数10.95;其中可采煤层 7层,煤层总厚度 17.82米,含煤系数 9.96。山西组地层总厚度 5482 米,平均 60.23米,含煤层 46 层,煤层总厚度平均 4.42米,含煤系数 7.34;可采煤层为 3#、6 #煤,总厚度平均 3.14米,含煤系数 5.21。太原组地层总厚度 95130 米,平均 118.67米,含煤层 79 层,煤层总厚度 15.17米,含煤系数 12.78;可采煤层为 8#、9 #、12 #、13 #、15 #煤层,煤层总
10、厚度 14.68米,含煤系数 12.37。主采煤层为 3#、8#、12#、15#,其赋存情况由上而下。储量计算的依据利用地质块段法分别计算各块段储量,资源计算方法及有关参数确定如下:1.资源储量计算方法由于井田内地层产状平缓,地层倾角多为 210,因此采用地质块段法计算资源储量,即采用煤层水平投影面积及煤层伪厚计算资源储量。其公式如下:储量(万吨)厚度(m)面积(m 2)视密度(m 3)10 -42.资源储量计算主要参数的确定 计算面积的确定阳泉学院-毕业设计说明书1利用计算机,在各煤层底板等高线及储量计算图上,对各个块段的面积进行圈定测量。 煤层厚度的确定采用块段内所利用的勘探工程见煤厚度的
11、算数平均值,当其块段内有最低可采边界时,加入适当的 1.00m点参入计算,各见煤点资源储量计算厚度确定如下:据上部 3#煤和 8#煤实采揭露,本区陷落柱较发育,对煤层赋存情况有一定影响。煤层中夹层厚度等于或大于煤层最低可采厚度时,煤分层应分别视为独立煤层;夹矸厚度小于煤层最低可采厚度,且煤分层厚度等于或大于夹矸厚度时,可将上下煤分层厚度相加,作为采用厚度。结构复杂煤层和无法进行煤分层对比的复煤层,当夹矸的总厚度不大于煤分层总厚的 1/2时,以各煤分层的总厚度作为煤层的采用厚度。 视密度的确定采用区内钻孔各煤层视密度测定值的算数平均值。9号煤层视密度为 1.48(t/m3)。 几种边界线的确定煤
12、层零点边界线以见煤钻孔与无煤钻孔间的 1/2为零点,其连线即为零点边界线。最低可采边界线采用内插法求出最低可采边界。煤层分叉合并线采用内插法求出夹矸为 0.07m点,相连即为煤层分叉合并线。储量计算1.采区地质储量根据新颁布的煤炭工业设计规范(GB502152005),地质储量为详查地质报告提供的查明煤炭资源的全部。通过采用地质块段法计算区内的地质储量,本区 9#煤内的地质储量为 689.5万吨,可采储量为 552.5万吨。2.采区工业储量根据新颁发的煤炭工业矿井设计规范(GB502152005),工业储量为地质资阳泉学院-毕业设计说明书2源中探明的资源量 331和控制的资源量 332,经分类
13、得出的基础储量 111b和 122b、边际经济的基础储量 2M11和 2M22,连同地质资源量中推断的资源量 333的大部,归类为矿井工业储量。工业储量111b122b2M112M22333k689.5 万吨式中:k可信度系数,取 0.70.9。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井,K取 0.9;地质构造复杂、煤层赋存不稳定的矿井,K 取 0.7,本设计取 0.9。3.采区设计储量工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、境界煤柱、地面建(构)筑物等永久煤柱损失量后的储量即为矿井设计储量。按 9号储量核实报告提供的资源量,减去区内需要留设的永久保护煤柱,即境界煤柱、断层煤柱和村庄保护煤柱。经计算,
14、本采区设计储量为 552.5万吨。4.采区设计可采储量设计储量减去工业场地和主要井巷煤柱的量后乘以回采率的资源储量即为矿井设计可采储量。 保护煤柱的留设方法根据新颁发的煤炭工业矿井设计规范(GB502152005)、建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程规定留设各类保护煤柱。地面建筑、构筑物下伏各煤层按表土层移动角 =45,岩层移动角=72计算保护煤柱范围。盘区边界煤柱两侧各留 20m,主要大巷煤柱两侧各留 50m。井田境界煤柱,根据有关规程规范的要求,在井田范围内留设井田境界安全煤柱,煤柱宽度为 20m。 回采率根据新颁发的煤炭工业矿井设计规范(GB502152005)的要求,厚
15、煤层回采率不小于 75,中厚煤层回采率不小于 80。因此,本采区 9号煤层回采率取75。 开采损失开采损失=(矿井设计储量保护煤柱)(1采区回采率) 。阳泉学院-毕业设计说明书3依据上述确定的原则,经计算,采区设计可采储量 552.5万吨,其采区设计可采储量见表采区储量见下表:煤 层 地质储量 (万吨) 开采损失(万吨) 可采储量 (万吨) 备注9# 689.5 137 552.5各块段见下表煤层块段编号 面积(m 2) 倾角 平均厚度容重 储量(万吨)回采率 可采储量(万吨)B-1 1031000 4 3.05 1.48 400 75% 300合计 1031000 400 300C-1 16
16、1500 5 3.05 1.48 150.1 75% 113C-2 43000 5 3.05 1.48 36.8 75% 28合计 204500 186.9 141D-1 688000 5 3.05 1.48 295 75% 221.5D-2 43000 5 3.05 1.48 36.4 75% 27D-3 219000 6 3.05 1.48 185.3 0 0D-4 18800 6 3.05 1.48 15.9 0 0合计 968800 537.6 248.59#总计 2204300 1124.5 689.5其中:A+B:537.6 万吨 A+B+C:689.5 万吨 A+B+C+D:11
17、24.5 万吨A/A+B+C+D:0 A+B/A+B+C+D:46.7三、地质构造本区总体形态西高东低,其上发育次一级小褶曲,平面上背向斜相间,煤层倾角一般在 212,平均 5左右。断裂构造较发育,根据 8#煤采掘资料推测,除采区边界处断层带外,在 630号钻孔附近发育一条断距在 2米左右的逆断层,推断阳泉学院-毕业设计说明书4区内隐伏有落差在 1.00米左右的断层,性质主要以正断层为主。本区内陷落柱较发育,在采区内揭露 D-31、D-33、D-34、D-42 陷落柱。四、地层情况(一) 、地层阳泉矿区赋存的地层有太古界阜平群和龙华河群,下元古界滹沱群和上元古界震旦亚界长城系,古生界寒武系、奥
18、陶系、石炭系、二叠系,中生界的三叠系及新生界的第三系、第四系。在地层对比中通过岩相分析和相旋回研究,结合煤系地层标准剖面,根据岩层及组合特征,采用古生物法、标志层法、测井曲线等相互补充、验证、确定。地层对比准确、可靠。从古生界奥陶系开始由下而上依次叙述如下:1、奥陶系;与下伏地层寒武系为连续沉积,广泛出露于矿区东北部的弧形区域内,即昔阳白羊峪、东寨平定郭家山、石门口阳泉白羊墅、张家井盂县仙人村、长池、峰岭村一带。下统:地层总厚度 120200 米、主要由含燧石结核的亮晶白云岩及白云质灰岩组成。底部为黄绿色白云质页岩或钙质页岩,下部以含燧石条带或燧石结核的白云岩为主,中、上部为白云岩及少量白云质
19、灰岩,含网格笔石、小栉虫、蛇卷螺等化石。中统:地层总厚度 415810 米。(1)下马家沟组:地层总厚度 125225 米,岩性横向变化小。第一段:地层总厚度 1140 米,主要由黄灰色薄层状泥晶白云岩、泥灰质白云岩、泥灰岩和石膏夹层组成。第二段:地层总厚度 3580 米,主要由灰色及黑灰色中厚层状泥晶灰岩,含白云质灰岩及花斑状灰岩组成。第三段:地层总厚度 5075 米,主要为灰黑色中厚层泥晶灰岩、白云质灰岩与薄层白云岩互层组成。(2)上马家沟组:地层总厚度 180275 米,底部岩性稳定,顶部岩性变化较大。第一段:地层总厚度 2079 米,主要由灰至土黄色薄层泥晶白云岩、灰质白云岩组成。第二段:地层总厚度 84108 米,主要由灰色及黑灰色中厚层泥晶灰岩,花斑状灰岩、生物碎屑灰岩及薄层白云质灰岩组成。第三段:地层总厚度 2062 米,主要为灰色及黑灰色中厚层泥晶灰岩与薄至中层状灰质白云岩互层。(3)峰峰组:地层总厚度 130270 米。第一段:地层总厚度 40160 米,上部和