1、目录第一章 矿井概况 1一、 矿井地理位置、交通，煤质牌号及用途 .1二、 井田境界，尺寸和开采面积 .1三、 煤田生成期 .1四、 井田主要地质构造的水文地质条件 .2五、 生产矿井充水情况分析 .4六、 瓦斯 .5七、 矿井工作制度 .7八、 井田开拓 .7九、 井筒位置，数目，形式和用途，井筒直径和技术装备 .8十、 井底车场和通过能力 .9十一、矿井通风，运输，排水，供电，压风，注浆，洒水浆，系统简述，主要设备的技术特征 .9第二章 采区地质情况 10一、 采区位置 .10二、 地质构造 .10三、 煤层顶底板性质 .10四、 采区煤尘瓦斯情况 .11五、 本采区开采可能影响的范围内地
2、表各种水源情况 .11第三章 采区储量与生产能力 13一、 采区储量 .13二、 采区生产能力 .15三、 采区服务年限 .16第四章 采区方案设计 18一、 采煤方法的选择 .18二、 采区巷道布置 .19三、 采区上、中、下部车场的形式及确定依据 .27四、 采区硐室 .30五、 采区生产能力的验算 .39六、 采区巷道断面设计 .40第五章 采煤工艺 49一、 落煤，进刀方式，割煤方式 .49二、 支护，顶板管理及采空区处理 .52三、 综采工艺 .54四、 采区机 电设备 .66第六章 采煤生产系统（系指确定的方案 72一、 采区运输（煤、矸石、材料、人员） .72二、 采区通风 .7
3、4三、 计算采区负压及等积孔 .80四、 采区 供电 .83第七章 采区施工设计 85一、 采区上部 车场 .85二、 采区中部车场 .86三、 采区下部车场 .86第八章 安全技术措施 96一、 瓦斯灾害的防治 .96二、 监测地点的确定 .96三、 井下防火灭火系统 .99四、 井下防止煤尘爆炸的措施 .100五、 避灾路 线 .101六、 矿工自救互救措施 .102第九章 采区技术经济指标 103前 言鹤壁六矿的基本概况鹤壁六矿隶属鹤壁煤电股份有限公司，始建于 1958 年，1964年 3 月正式投产，原计划设计生产能力 60 万吨/ 年，1988 年根据煤炭局（88）煤生字地 372
4、号文精神，进行改扩建工程，1995 年竣工，扩建后矿井生产能力 120 万吨/年，现核定生产能力为 135 万吨/ 年，设计服务年限为 86 年，剩余服务年限 45 年，主要生产矿种：煤炭，其煤质标号具有低灰，低硫，高发热量等优点，是冶金，发电等行业上好的工业燃料。第一章 矿井概况矿井地理位置、交通，煤质牌号及用途地理位置：鹤壁六矿南与鹤壁八矿相邻，西北于鹤壁五矿相连，北于鹤壁三矿相邻，东部（深部）至二 1 煤层-800 底版等高线。东经 11410381141334。交通位置：鹤壁六矿位于鹤壁市，山城区东侧 1.5 公里，东距京广线铁路汤阴站 18 公里，矿区铁路支线鹤汤铁路到汤阴站与京广线
5、相连，公路东到汤阴，南至鹤笔新区 107 国道相连，交通十分便利。鹤壁六矿主要生产矿种：煤炭，其煤质牌号具有低灰，低硫，高发热量等优点，主要为贫煤，褐煤，主要用于冶金，发电等行业。井田境界，尺寸和开采面积根据河南省国土资源厅颁发的 410000012068 号采矿许可证，六矿范围由 56 个拐点坐标圈定，矿区走向长 6.5km，面积 18.5535k，开采深度由 145m 至-800m，开采二 1 煤层。煤田生成期本矿区煤田生成于石炭二叠纪，井田主要地层为盒子组和上统上盒子组，其中山西组和太原组-煤组为本区主要含煤地层，含煤地层总厚度 805.29m，含煤层 22 层-总厚度 10.71m，含
6、煤系数1.33，可采煤层 8.13m,可采煤系数 1.1。可采煤层；本区可采煤层主要为山西组二 1 煤层，其次为太原组一 1 煤层。 井田主要地质构造的水文地质条件地表水：区内地势西高东低，为丘陵地貌，地表被第四系黄土和第三系黏土及砾石层覆盖。流经井田的河流有陈家湾河和寺湾河，发源于距井田 3-4KM 的西部山区，流向由西向东，注入卫河的支流汤河，两河流均属季节性河流，旱季河床干枯，雨季陈家湾河流量为 702.4m3/s,洪水位标高+134.3m。寺湾河最大洪流量为322.5m3/s，洪水位标高+137.6m。井田内河床基地为 50-80m 第三季黏土，阻水性能极佳，使的地表水与基岩地下水不发
7、生水利联系，对河床开发无影响。含水层：根据以往勘探资料（岩性，结构，富水性，赋存性等特征）及开采二 1 煤层以来的生产实践，将矿井范围内划分为五个，分述如下；中奥陶统灰岩含水层：位于二 1 煤层下 102.39-183.80M，矿区西部山区广泛出露，补给条件好。该层厚度大，补给水充足，水头高，是二煤层底板威胁最大的间接充水水源。太原组下段 L1 灰岩含水层：位于二煤层下 83.9-135.32M，厚度一般为 5-8.5M，是二煤层地板间接充水含水层。该层厚度小，补给条件一般，岩熔裂隙发育中等，富水性中等，含岩熔裂隙承压水。太原组上段 L8 灰岩含水层：位于二煤层下，一般间距 20-35M，属于
8、二煤层直接含水层。由于厚度小，补给条件差，以静储量为主。本区揭露该层的钻孔，无一孔发生漏水，裂隙不发育，富水性较差，含岩熔裂隙承压水。二 1 煤层上 60M 砂岩含水层：该层由二煤层上 60 米范围内的中粗粒砂岩组成，其中以 S8 为主。厚度 1.5-28.6 米，一般厚度 8.4 米。是二煤层直接充水含水层。起补给条件差富水性很弱，一般与其他含水层无水力联系，采掘揭露时均为滴水或淋水，并且自行干枯，因此对开采无影响。第三，四系含水层：包括第三系砾岩中裂隙水和第四系砾卵石岩中的空隙水，以接受大气降水补给为主，水量丰富，动态随季节变化。隔水层：第三，四系低部黏土岩隔水层，分布广，厚度均匀，可以有
9、效阻隔第三系砾岩中和第四系沙砾岩卵石层中的孔隙潜水向下渗透。生产矿井充水情况分析涌水量与大气降水的关系： 从 30 多年矿井涌水量观测资料看，矿井涌水量值具有年变幅不大，极值出现随机性强的特点，矿井涌水量最大值出现次数基本也是随机分布，即涌水量峰，谷值不随大气降水峰，枯水期出现或滞厚出现。从涌水构成上看，地表水，浅水层占比例5，不是影响涌水量的主要因素，可以认为，矿区地下水以静水储量为主，大气降水对本矿区的主要影响不大。矿井突水频数分析：矿井突水点统计表底板水水层 顶板水 砂岩/石灰岩与断层有关断层带水奥陶纪水老窑水次数 11 7 6 1 5 3百分比例22.9 14.58 12.5 2 10
10、.4 6.25由表可见突水情况底板灰岩水最多，其次是顶板水，但水量不大，对矿井影响不大。突水事故和次数少为奥陶纪水和断层水，但突水量大，对矿井破坏性最大。由此看来，顶地板突水次数最多，但目前不是危害性最大的因素，对矿井构成威胁的是奥陶纪水，和在断层或破坏带影响下沟通强含水层对矿井的威胁。从突水点与构造的关系来看，突水点与构造有关的占 60，断层水占 1；反映了矿山的防范意识，和断层控制程度较高。断层影响带如裂隙带，次级裂隙带一般不太引人注意，易发生突水，对矿山造成危害，在以后开采时因特别注意。瓦斯采区瓦斯绝对涌出量 18m3/min（掘）及 13 m3/min（采） ，正常涌水 60m3/h，
11、煤层自然发火期 12 个月，煤尘具有爆炸性，煤质为贫煤。瓦斯赋存和涌出规律：煤层瓦斯上赋存与煤层之中的自生自储式非常规天然气。它的生成，运移，逸散或富集，其在生产中的释放形式都将受到所处地质条件的控制。通过对地勘钻孔瓦斯煤样及矿井瓦斯涌出治疗的综合分析，本矿井赋存规律大体可归纳如下：矿井瓦斯涌出量和煤层瓦斯含量随煤层埋深增加而增高分层开采时不同分层瓦斯涌出量变化较大。地质构造对瓦斯赋存影响最为明显。由于本矿煤化程度较高，煤层厚且相对稳定，煤层顶底岩性主要为砂质泥岩和泥岩，透气性差，为煤储层提供了良好的封闭条件。经测定，二 1煤层瓦斯放散指数为 1622，煤的坚固系数较地为0.300.47，煤与
12、瓦斯突出危险性指标 K 值 5636，大于临界值15。煤与瓦斯突出煤层。综上所述，该矿取煤层具有储起条件好，瓦斯含量高逸散条件差，构造发育，煤的坚固系数低，突出危险性指标高等特点，特别是在向斜轴部及其附近，断层尖灭处等地带采煤时，应加强瓦斯涌出检测，通风和防突工作，以防患与未然。矿井工作制度鹤壁六矿采用四六制，三采一准制。井田开拓，井田开拓方式，井田划分，开采水平，数目和位置；水平运输大巷的位置，重要石门式采区石门长度，间距和数量，主要上，下山的位置，长度和数量井田开拓是竖井开拓，井田根据多水平划分开拓，开采水平共四个：一水平是-150 水平，二水平-183 水平，三水平-217 水平，四水平
13、-250 水平。现开采煤层：二 1 煤层，开采方式：地下开采，开拓方式：竖井开拓；采煤方法：1967 年进行水采改扩建，1968年 5 月开始水采生产，1980 年初水采下马，仅三，四分层及边角地带采用水采作配采。水采改旱采后，有三个高档普采队，一个炮采队。现改为一个高档普采队，三个炮采队，一次性采全高。我矿生产共四个水平：一水平是-150 水平，二水平-183 水平，三水平-217水平，四水平-250 水平。一水平已回采完（报废水平） ，二水平正在生产（生产水平） ，三水平（延伸水平） ，四水平（深部水平） 。截止 2006 年 11 月底我矿共动用储量 5150.4 万吨，累计损失量316
14、6.8 万吨，保有储量 14038.0 万吨，可采储量 8449.4 万吨。2006 年度我矿共动用储量 163.3 万吨，采出量 106.4 万吨，损失量 56.9 万吨， （其中：落煤损失 8.1 万吨，采区块段摊消 18.8 万吨，矿井永久煤住摊消 30.0 万吨） ，采区回采 79.8，矿井回采率62.5。主要开采工作面有：2109 工作面，3101 工作面，2803 工作面，2808 工作面，2814 工作面，2003 工作面。2007 年度计划回采量 115.0 万吨，掘进产量按 5.0 万吨，实际年产量 120.0 万吨，回采率按 80计算，动用储量在 150 万吨，主要开采工作
15、面：2808 工作面计划产量 28.1 万吨，2143 工作面计划产量 4.9 万吨，2605 工作面计划产量 10.8 万吨，2803 工作面计划产量 11.5 万吨，2122 工作面计划产量 5.7 万吨，2003 工作面计划产量 15.4 万吨，2112 工作面计划产量 10.6 万吨，2116 工作面计划产量 14.8 万吨，2121 工作面计划产量 13.2 万吨。井筒位置，数目，形式和用途，井筒直径和技术装备井筒位置大约在井田中央。井筒有两个，分别为主井和副井。主井主要是为了提升采出的煤炭，而副井则主要是为了提升人员，材料，矸石，及进新鲜风流等用途。两井筒的提升设备都是用提升绞车来
16、提升。井底车场和通过能力井底车场的形式是卧式井底车场。矿井通风，运输，排水，供电，压风，注浆，洒水浆，系统简述，主要设备的技术特征本矿区二 1 煤层具有储备条件好，但要注意通风量又要注意对瓦斯含量的观测；构造发育，所以在采煤时要注意对地质构造的探测；煤的坚固系数低，突出危险性指数告，所以要注意煤与瓦斯突出的危害。因为本矿区的煤有这些特点，特别是在走向倾斜轴及附近，断层尖灭处等地带，采煤时应加强对瓦斯涌出的检测，通风和防突工作，以防于未然。第二章 采区地质情况一、 采区位置本采区位于鹤壁六矿一水平，开采二 1 煤层。 采区北连陈家湾，西连三矿，东接高家庄，南和鹤壁老区相连，西北部连接一片耕田，采
17、区走向长 2000m，倾斜长 1000m，煤层的上标高-120m，下标高为-320m，对相邻采区无任何影响，地面无任何建筑物，无须对其留设保护煤柱，井底车场位于采区之东侧，阶段回风大巷位于采区上部边界，距二 1 煤层 20m 的岩层中，运输大巷位于采区下部边界距二1 煤层 25m 岩巷中。地质构造 本采区无明显的构造，有小断层，但不影响生产，可以不予考虑，无褶曲，陷落柱，火成岩侵入。煤层顶底板性质采区内可采煤层层数为一层，平均厚度为 4.2M，倾角为 12，容重为 1.4t/m，走向为东西，因为本采区无什么特别的地质构造，所以煤层倾角及走向不会有任何变化，基本保持不变。煤层内务任何夹矸及火成岩
18、侵入的情况，煤层内无尖灭，分叉及合并情况，煤层稳定。煤层底板为岩质砂岩，属于比较坚硬底板，伪厚 0.1 米，为泥岩，直接顶厚 4 米为碳酸岩，基本顶为中粒岩石。本采区的顶底板为坚硬岩石，属于比较好管理的顶底板，因此不需要特别的措施处理顶底板。采区煤尘瓦斯情况 采区瓦斯绝对涌出量 18m3/min（掘）及 13 m3/min（采） ，正常涌水量 60m3/h 煤层自然发火期大于 12 个月，属于不容易自然煤层，煤尘爆炸性指数为 18。本采区开采可能影响的范围内地表各种水源情况对回的采影响，钻孔的封孔质量，周围采空区及小煤窑的积水情况及对本地区的开采影响。影响开采的含水层数，厚度，水量，充水条件及
19、充水性质，断层防水煤柱河流：本采区内无河流通过，也无任何湖泊等，因此河流对本采区无影响。铁路及建筑物；设计采区范围内无铁路通过，也没有村庄及厂房，李古道村距采区下边界 30m。钻孔封闭良好，因此也无影响。周围无采空区及小煤窑，因此不存在采空区及小煤矿的影响。本采区顶板为致密的石灰岩，所以不导水，一般不发生淋水等问题。本采区无任何断层，褶曲等地质构造，因此地质构造不会对采区产生任何影响，因此不需要留设防水煤柱。第三章 采区储量与生产能力一、 采区储量计算采区的地质及可采储量，确定设计的损失量， （附储量计算表和储量计算图）采区的地质储量：ZG=LSmr=200010004.21.4=1176 万
20、吨ZG-为地质储量L-为采区走向长 mS-为倾斜长 mM-为煤层厚度 mR-为煤的容重开采储量：ZK=lsmrc=200010004.21.40.9=1058.4 万吨ZK-为开采储量L-为采区走向长 mS-为倾斜长 mM-为煤层厚度 mR-为煤的容重C-为回采率倾角 面积 煤厚 容重 地质储量 可采储量 回采率12 2k 4.2m 1.4 1176 万吨 1058.4 万 90吨损失量煤柱（万 t）厚度损失（万吨）煤 层地质储量万 t名称 数量名称数量落煤损失（万吨）可采储量万 t回采率上山煤柱 35.28二 1煤层1176边界煤柱 17.5848.631058.490117666.97护巷
21、煤柱 14.11上山煤柱=Lnmrs=10003204.21.4=35.28 万吨L-为上山煤柱长 mn-为个数 s-为煤柱宽 mm-为煤厚 mr-为煤的容重边界煤柱损失量=lsmr=598054.21.4=17.58 万吨L-为边界保护煤柱长 mS-为边界保护煤柱宽 mM-为煤厚 mR-为容重 设计损失量共计=35.28+17.58+14.11=66.97 万吨落煤损失=ZG-ZK-P=1176-1058.4-66.97=48.63 万吨采区生产能力工作面产量:A0=LV0mrC0=20012384.21.40.9=130 万吨L-为采煤工作面长度 mV0-为工作面推进度 m/aM-为煤层厚
22、度或采高 mR-为煤的容重 t/m 3C0-为采煤工作面的采出率 采区生产能力：AB=K1K2A0i=1.10.95130=135 万吨AB-为采区生产能力 万吨A0i-第 i 个工作面产量 万 t/a采区服务年限采区服务年限：T=ZK/ABK=1058.4/1351.3=6 aT-为计算服务年限 年ZK-为可采储量AB-为采区生产能力 万吨/aK-采区储量备用系数 取 1.3采区技术指标表序号 指标 单位 数量1 生产能力 万吨 1352 煤种 贫煤3 煤层倾角 124 煤层厚度 m 4.25 地质储量 万吨 11786 可采储量 万吨 1058.47 可采期 a 68 涌水量 m/min
23、19 绝对瓦斯涌出量 t/m 较小10 采区工作面个数 个 111 移交工作面个数 个 1第四章 采区方案设计一、 采煤方法的选择采区投产后,布置一个综合机械化采煤工作面。根据上述方法,本设计在鹤壁六矿采区第一开采水平,可采煤层稳定,地质结构简单。涌水量预测最大涌水量:1m/min瓦斯涌出量的预测采区工作面瓦斯绝对涌出量可以判断为低瓦斯。只要加强观测，采取相应措施即可！员工队伍鹤壁六矿为一个开采近百年的老矿，员工工作作风良好，尽职尽责，最重要的是现场素质非常好，管理人员敬业，经验丰富。本采区处于鹤壁六矿西翼平坦区，不受地质构造的影响，地层走向不变，薄厚变化不大，倾角变化都在 12左右，总体而言
24、，此处煤层是比较理想的。并且，此煤层内无任何夹矸，采煤比较简单。根据煤层赋存条件，本采煤工作面采用综合机械化采煤工作面。因为本煤层的厚度厚度仅为 4.2m 属于厚煤层可以一次采全高，所以采用一次性采全高综合机械化采煤法。综合机械化采煤法具有技术简单，管理简单、容易，应用广泛，便于采区系统化，可为采区集中、高产、创造条件，也可以提升鹤壁六矿的机械化程度。采区巷道布置采区方案设计比较方案一：在煤层中布置两条上山，即两煤上山。优点：两煤上山有利于巷道间的联系，有利于掘进施工，有利于设备，材料运送和方便行人。巷道掘进较快，生产灵活性大，能很快的产生经济效益。缺点：由于开采影响及矿山压力的作用，巷道维护
25、较困难。方案二：采区上山布置时，一条上山布置在煤层中，一条山上布置在底板岩层中，即一煤一岩。优点：巷道布置在较稳定坚硬的底板岩石中，较好地克服了矿山压力大，巷道维护困难的问题。 缺点：岩巷掘进困难，费用高速度慢。石门数量多，岩石工程量大，施工慢，耗费高。主要经济技术比较：由于一煤一岩布置方式（方案二）石门掘进量有所增加，维护起来比较简单；采区上山沿煤层布置时，掘进容易、费用低、速度快，联络巷道工程量少，生产系统较简单，可以较快的产生经济效益，又可提前预知每层的地质情况，但美中不足的是维护起来较困难。综上所述：依据采区的相应条件及综合考虑拟采用方案一，即两煤上山开采。采区方案技术比较表方 案 项
26、 目 方案一：双煤上山方案二：一煤一岩上山1.掘进工程量 工程量小 岩巷掘进工程量较大2.工程难度 比较容易 岩巷施工困难，巷道联系复杂3.通风距离 比较短 较长4.管理环节 较少 较多。溜煤眼多，漏风点多5.巷道维护受采动影响较大，维护困难，维护工程量及费用较高煤层上山维护困难6.支架回收 部分可以回收 煤层上山可以回收7.工程期 煤层上山掘进快，工期短岩石上山掘进速度慢，投产较晚采区方案经济比较第一方案：双煤上山第二方案：一煤一岩上山：上山长度m掘进单价元m100022000100022500方案项目费用元 4000000 5000000：联络巷长度 m单价元m总费用元0006025001
27、500003：巷道维护长度 m单价元m费用元1000210020000010002+60300618000根据上表可以得出采用双煤上山。因为此采区只是单一煤层，又不用分层开采，所以不用设计区段集中平巷，因为无区段集中平巷，所以也不用设计联络巷。采煤工作面的推进方向，决定综采工作面推进方向时所考虑的因素：采煤工作面回采方向有后退式、前进式、往复式及旋转式等几种。工作面由采区边界向采区上山方向推进的方法，称为后退式。此种推进方向可以充分掌握相应的地质情况，可以减少平巷的维护期，因为随着工作面的推进可以让采空区垮落，是最常用的一种回采顺序。工作面由采区上山向采区边界推进，称为前进式。此种推进方式可以
28、一边采煤，一边掘进巷道，不需要掘准备巷道，但必须留有平巷，增加了维护难度，更增加了支护难度和防止漏风难度。往复式回采实质上是前进式与后退式的混合方式。主要特点是一个区段采用后退式，另一个区段采用前进式。上区段工作面采煤结束后，可直接搬迁到下区段工作面，缩短了设备的搬迁距离，节省了搬迁时间，但它具有前进式的缺点。旋转式是在上区段采煤工作面结宿前，逐渐将工作面调斜最后达到旋转状态推进到下一个区段工作面，实现了工作面不搬迁而连续推进的回采顺序，但顶板控制及采煤工艺比较复杂，旋转时的产量和效率低，边角损失较多。采用较常用的后退式采煤方向。区段运输平巷与区段回风平巷的合理位置因为此采区的倾斜长为 100
29、0m，比较长所以将它分为五个区段，每个区段的倾斜长为 200m，区段平巷一般设置.1.0的坡度进行掘进的，由于坡度很小，所以一般在施工设计上说明。因为此煤层只有 4.2m 厚，所以把区段运输平巷和区段回风平巷设置在煤层中。简述岩巷及煤巷的掘进方式和设备，通风运输系统，掘进速度，同时掘进工作面的数量，采煤工作面及采掘工作面的数量比A岩巷的掘进方式可分为钻爆发和掘进机法。煤巷的掘进也可分为钻爆发和掘进机法。在这主要说掘进机法：掘进岩巷所用的机械为 RH-25 型掘进机。掘进煤巷所用的掘进机为 型掘进机。两种掘进机的技术特征表型号 RH-25 V-C煤岩单轴抗压强度 MPa Q 最大=204，所以可
30、以使用直径为 3.5m，高为 20m 的煤仓。2. 采区变电所采区变电所是向采区供电的枢纽，由于低压输电的电压损失较大，为保证采区正常生产，必须合理的选择采区的变电所位置。应考虑到对范围影响较小的采区，尽可能由一个采区变电所向采区全部采掘工作面的受电设备供电并使之位于负荷中心，对较大的采区可设两个或两个以上的变电所，当开采到下一阶段时，尽可能充分利用原有变电所，尽量减少变电所的迁移次数，应保证最远端的设备正常启动，并要求采区变电所通风良好，而且所选用地点应易于搬迁变压器等电气设备的地方，并且无淋水、地压小、易于硐室的维护。所以采区变电所的具体位置，一般设置在运输上山与轨道上山之间或设在上山巷道
31、与运输大巷交岔点附近。根据本采区的参数走向长为 2000m，倾斜长为 1000m，所以把采区变电所设在上山 500m 处的运输上山与轨道上山之间的联络巷，因此需掘一条联络巷并设置成采区变电所。因为变电所人行道宽度要大于 1.2m，所以设置成宽度为 3600，而高度应根据行人高度、设备高度及吊挂灯的高度确定。一般设在2.53.5m 之间，所以高度设成 2500的半圆拱型的硐室，长度设置成 6000，并且必须在硐室两侧都设置紧急出口。注意事项：硐室与通道的连接处，设防火栅栏两用门。防火栅栏两用门的挡墙可用 C10 混凝土砌筑。设有两个通道的采区变电所，一个用于进风，一个用于回风。采区变电所的支护采用不燃性材料支护，一般情况下采用拱形石料砌碹，服务年限短的可用装配式混凝土支架，尽量采用锚喷支护、
