煤炭有限責任公司老鷹巖井輔助提升系統(tǒng)改造設計方案

前 言 一、礦井概述 內江市雙鷹煤炭有限責任公司老鷹巖井位于資中縣城南西 210，直線平距 區(qū)中心地理坐標為東經 10445 50，北緯 293000。行政區(qū)劃屬雙河鎮(zhèn)長堰村所轄。距資中 威遠的省道交通干線僅 2有鄉(xiāng)村公路與主干線相連，距資中縣城 16（中）泥（河）鐵路從礦區(qū)通過，并建有雙河車站，交通方便。 我院受內江市雙鷹煤炭有限責任公司的委托，于 2007 年 8 月完成了內江市雙鷹煤炭有限責任公司老鷹巖井擴建工程初步設計工作，礦井采用立井斜井綜合開拓方式，中央并列通風方式，抽 出式通風方法；礦井設計生產能力 300kt/a （下元炭煤層生產能力 150kt/a，高炭生產能力 150kt/a），服務年限為約 24a。該礦擴建工程于 2008 年 11 月竣工投產，四川省經濟委員會組織專家進行驗收，以川經煤炭函 20081342 號四川省經濟委員會關于內江市雙鷹煤炭有限責任公司老鷹巖井擴建工程綜合竣工驗收和煤炭生產許可證頒證條件驗收的批復，于2009 年 1 月獲得新的煤炭生產許可證，其證號為 205110254003，有效期至 2014 年 10 月。 由于該礦井高炭煤層資源已經枯竭，為了持續(xù)、穩(wěn)定礦井生產規(guī)模，雙鷹公司決定將原高炭煤層工作面移至下元炭煤層開采，因立井無法滿足礦井提升、通風能力 的需要 ， 為了解決 這一突出的嚴重矛盾 ，提高運輸系統(tǒng)的能力，對提升系統(tǒng)的改造已迫在眉睫。 因此， 該公司決定對老鷹巖井輔助提升系統(tǒng)系統(tǒng)進行改造，受內江市雙鷹煤炭有限責任公司的委托，我院承擔內江市雙鷹煤炭有限責任公司老鷹巖井輔助提升系統(tǒng)改造設計。 內江市雙鷹煤炭有限責任公司是一個全民股份所有制企業(yè)，其公司管理和技術力量較雄厚，有較為豐富的生產管理和安全管理經驗，特別是具有開采下元炭煤層的經驗，有一支從事煤礦生產的專業(yè)隊伍，為該礦 井進一步開發(fā)提供了人力資源。 綜上所述，設計認為，內江市雙鷹煤炭有限責任公司老鷹巖礦井輔助提升系統(tǒng)改造，已具備充分必要條件，因而是可行的。 二、編制設計的依據(jù) 1、 內江市雙鷹煤炭有限責任公司 “設計委托書”； 2、 采礦許可證； 3、生產許可證； 4、 安全生產許可證； 5、 川經煤炭函 20081342 號關于內江雙鷹煤炭有限責任公司老鷹巖井擴建工程綜合竣工驗收和煤炭生產許可證頒證條件的批復。 6、煤炭工業(yè)小型煤礦設計規(guī)定、煤礦安全規(guī)程和建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與煤開采規(guī)程。 7、 內江 市雙鷹煤炭有限責任公司老鷹巖井 提供的其它相關資料； 8、煤炭工業(yè)小型礦井設計規(guī)范（ 9、煤礦安全規(guī)程（ 2009 年版）； 10、國家工程建設有關的設計規(guī)范、技術規(guī)程等。 三、設計編制的指導思想 認真貫徹執(zhí)行煤炭工業(yè)小型礦井設計規(guī)范（ 煤礦安全規(guī)程及相關規(guī)定，結合礦井實際情況，遵循“技術可行、安全可靠、方便實用、經濟合理”的原則，盡量采用與礦井相適應的技術、工藝、設備， 做到布局合理，系統(tǒng)完善，環(huán)節(jié)暢通，使礦井達到正規(guī)、安全、穩(wěn)定生產。 四、項 目投資及建設工期 內江市雙鷹煤炭有限責任公司老鷹巖井輔助提升系統(tǒng)系統(tǒng)改造工程建設靜態(tài)概算投資為 其中：井巷工程： 元 設備及工具器購置費： 元 安裝工程 (包括線纜工程 )： 元 . 工程預備費： 元 噸煤靜態(tài)投資： /t 建設工期： 五、問題與建議 1、本設計為老鷹巖井輔助提升系統(tǒng)改造專項設計，礦井生產和安全不屬于此次設計范圍，其相關內容以原初步設計和安全專篇為準。 2、礦井須家河二段石英砂巖中，含油、含氣、含鹽，壓力高，具有噴出性，施工中應采取切實可行措施進行防治，以防患于未然。 3、該井存在鐵路下壓煤，按一般地表變形規(guī)律，（采深、采厚比達 250 倍），預計不會構成危險，但應建立地面巖層移動觀測站，通過實測確認，并按有關規(guī)定執(zhí)行。 4、本設計為該礦井的輔助提升系統(tǒng)改造設計，提供了主要機電設備及器材目錄，本著盡量利用現(xiàn)有設備的原則進行設計選型，建議對照現(xiàn)場現(xiàn)有的設備器材，本著缺啥買啥的原則購置，以免浪費。 第一章 礦井基本條件 第一節(jié) 概 況 一、地理概況 老鷹巖井 位于資中縣城 210方向、直距 6.6 資中縣雙 河鎮(zhèn)長堰村管轄。礦區(qū)中心點地理坐標為東經 1044550，北緯 293000，礦區(qū) 范圍 面積 準采高炭、下元炭 1、下元炭 2煤層，高炭煤層準采標高為 +320 +203 m；下元炭 1、下元炭 2煤層準采標高 +50m。 礦區(qū)距資中 有鄉(xiāng)村公路與主干線相連，距資中縣城 16 （中） ）鐵路從礦區(qū)通過，并建有雙河車站，交通方便。 詳見交通位置圖 2 二、地形地貌及氣象條件 井田處于四川盆地中部，地形為西北高、東南低，起伏較小的丘陵地帶。最高點為西部的蓮花寨，海拔標高 +710 m；最低點為東南部的葫蘆寺，海拔標高 +360 m，相對高差 350 m。一般標高 +400 +500 m，無明顯分水嶺，呈低山丘陵地貌特點。 據(jù)資中縣氣象站近年資料，全年陰天數(shù)達 241 d，晴天數(shù)達 17 d，無霜日 335 d；全年日照時數(shù) 1263 h，年平均氣溫 。年降雨量1037.6 季達 580 季僅 44 蒸發(fā)量 1175.5 雪日數(shù)多年平均不足 1 d。相對濕度年平均 80%。全年八級以上大風日數(shù)為 43 d，最大風速 19 m/s，一般 1 2 m/s，風向多為偏北風。 圖 2鷹巖井交通位置圖 三、水系及主要河流 區(qū)內屬沱江水域，區(qū)內無大的河流，僅有雙河、斷橋溝、玉河溝等山區(qū)小溪溝，由大氣降水補給，水位漲落隨季節(jié)變化甚大。雙河流量 m3/s， 其余溪溝流量為 m3/s。 四、人文狀況 井田內較大的場鎮(zhèn)有雙河鎮(zhèn)、宋家鄉(xiāng)。本區(qū)人口密度較大，工農業(yè)生產都較發(fā)達。工業(yè)主要有鋼鐵、礦山機械修造、水泥、食鹽、煤炭等。農業(yè)盛產水稻、小麥、油菜、花生。 五、環(huán)境狀況 由地形地質圖 分析，礦區(qū)范圍內尚未發(fā)現(xiàn)有較大規(guī)模崩塌、滑坡體，建議礦山企業(yè)加強對地表地質災害隱患排查、觀測工作，實現(xiàn)礦老鷹 巖井 山開發(fā)與環(huán)境保護協(xié)調發(fā)展，實踐科學發(fā)展觀。 六、地震烈度 根據(jù) 中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖 （ 建筑抗震設計規(guī)范（ 2008 版）（ ， 資中縣境內 抗震設防烈 度為 度， 設計基本 地震加速度值為 計地震第一組 。 第二節(jié) 資源條件 一、礦區(qū)地層 區(qū)內地表出露地層為侏羅系中下統(tǒng)自流井組（ 侏羅系中統(tǒng)新田溝組（ 第四系（ Q），且埋深較大（ 600 700 m）?，F(xiàn)將地層由新到老分別簡述于下。 （一）第四系（ Q） 厚 0 7 m， 主要分布于山間沖溝兩側和地勢低洼地帶，堆積物主要為風化殘坡積砂、粉砂、粘土、塊碎石土及少許沖積層。 （二）侏羅系中統(tǒng)新田溝組（ 區(qū)內僅見其下部，灰色長石石英砂巖，平均厚 10 m，砂巖之下有時見一層由油質砂巖、鈣質膠結的砂巖等角礫巖，角礫巖厚 1 m。與下伏 假整合接觸。 （三）侏羅系中下統(tǒng)自流井組（ 在區(qū)域上可分為三段，即大安寨段、馬鞍山段和東岳廟段。 大安寨段（ 厚 26 m，上部 為灰色厚層泥質灰?guī)r，間夾鈣質泥巖、泥巖；下部由黃灰、紫灰色鈣質粘土夾灰色泥巖構成。 馬鞍山段：（ 平均厚 112 m，上部為紫紅、灰、綠色泥巖夾泥灰?guī)r，厚 55 m；中部為灰黃色薄中厚層長石石英砂巖，厚 7 m；下部為紫紅、灰綠色粘土巖，有時夾黃灰色泥質砂層，厚 50 m。 東岳廟段（ 厚 2 5 m，由淺灰、深灰色薄中厚層泥質灰?guī)r，夾灰綠色、淺黃色薄層泥巖、鈣質泥巖組成。 （四）侏羅系下統(tǒng)珍珠沖組（ 厚 28 m，由紫紅色砂質泥巖和褐黃色泥巖夾灰色、灰綠色薄層中細粒長石石英砂 巖組成。 （五）三疊系上統(tǒng)須家河組（ 區(qū)內含煤地層，共分為六段，地表可見第五、六段。 第六段（ m，以泥巖、砂質泥巖和砂巖為主，底部含 1 4 層煤線，分別為老頂炭、泡炭、硬炭，僅硬炭局部可采。 第五段（ 170 m，以長石石英砂巖為主，夾少量泥巖、砂質泥巖。砂巖底部有時夾 1 2 層厚約 0.4 m 角礫巖。 第四段（ 約 82 m，由灰黑色炭質泥巖、砂質泥巖為主，夾粉砂巖、細砂巖，有時呈互層狀產出。賦存有井田內次要可采煤層 高炭煤層，復合結構、煤質差，厚度變 化大（ 0 第三段（ m，由深灰色中粒長石石英砂巖夾泥巖組成，底部有一層厚約 m 礫巖狀菱鐵礦。 第二段（ 46.6 m，灰黑色砂質泥巖、泥巖夾較多薄層粉砂巖和細砂巖，其上部有時夾 1 2 層煤線。 第一段（ 75 m，以黑色碳質泥巖、砂質泥巖為主，夾砂巖、泥質砂巖，底部見灰褐、灰綠色泥巖、碳酸鹽巖、角礫巖。區(qū)內主要含煤段之一，產下元炭（分為下元炭 1和下元炭 2）、中元炭和上元炭。其中下元炭 2較穩(wěn)定。與下伏 假整合接觸。 二、礦區(qū)構造 井田 在區(qū)域構造上位于資威穹隆背斜東部的傾沒端部位，傾伏角約 3。背斜軸呈 延展。背斜兩翼皆有次級小型褶皺，尤以背斜軸部附近為甚，在開采中應引以注意。 在井田內共見斷裂 5 條，其中 余為施工過程中發(fā)現(xiàn)的隱伏斷裂。現(xiàn)擇其要者簡述與后。 伸，長 920m。斷距近 10m，位于斷層之上 138 號孔為井田內四大噴氣、噴水鉆孔之一，更為嚴重的是在該斷層 500 m 處 131 號孔噴氣、噴水更為厲害，當鉆孔揭穿 下水噴出地表達 噴出數(shù)噸原油和鹽鹵等。 伸 840 m，推測斷距近 10 m，斷層帶上162 號孔噴氣、噴水厲害，在井深 m 處遇天然氣無法下鉆。斷層以北 400 m 處 161 號孔，盡管離斷層較遠，噴氣、噴水現(xiàn)象也十分明顯。 斷層出露于礦區(qū)北 側 勘探線上，呈 伸，長1100 m，傾向 距 10 m。 141 鉆孔揭露該斷層，在井深 m 巖芯異常破碎，且有涌水現(xiàn)象。 綜上可見，該區(qū)隱伏斷裂及其附近地區(qū)是采煤作業(yè)的最大安全隱患區(qū)，加之下伏 含油、含氣層，更加大了危險因素的存 在。 總體來說，礦區(qū)地質構造復雜程度屬中等類型。 三、煤層、煤質 （一）含煤性 區(qū) 內含煤地層為 三疊 系上統(tǒng) 須家河 組 （ ， 含 煤層和煤線較多，具有工業(yè)價值者僅為下元炭、中元炭和高炭煤層，呈層狀或似層狀展布，延伸不穩(wěn)定，厚度變化大。 （二）可采煤層特征 高炭煤層為井田內次要可采煤層，賦存于 系復合結構，有 0 5 層夾矸，一般 2 3 層，厚 0 m，平均 m。 中元炭煤層賦存于 部， 煤厚 0 m，平均 m。僅局部范圍內可達工業(yè)厚度。 下元炭 2煤層為 區(qū)內主采煤層，賦存于 煤質較好，層位相對穩(wěn)定。煤層厚度 0 m，平均 m；可采范圍內煤層厚度可達 m。含 1 2 層夾矸。 下元炭 1煤層賦存于 局部可采煤層，平均厚 m，局部可達 m?？刹煞秶鷥让簩雍穸?m，主要分布于雙河鎮(zhèn)北側 1 局部地帶。 下元炭 1煤層距下元炭 2煤層 m，平均 m； 下元炭2煤層距高炭煤層 平均 m。 （三）煤質 高炭煤層呈黑灰 灰黑色，以暗煤為主， 亮煤次之，亮煤呈條帶狀分布于暗煤之中，性硬多呈塊狀，光澤屬暗淡至半暗淡型。 下元炭 2煤層呈黑色，以亮煤為主、暗煤次之 ， 暗煤呈條帶狀，呈光亮至半光亮型 ；下元炭 1煤層 呈黑色，以亮煤為主，暗煤次之，夾線狀鏡煤及絲炭，為光亮至半光亮型。 根據(jù)儲量核實報告，各可采煤層 原煤 化學分析 結果 見表 2 表 2 各可采 煤層 化學分析 成果表 項目 煤層 灰 分 %） 揮發(fā) 分 %） 全硫 St,d（ %） 磷 %） 發(fā)熱量 d （ MJ/ 高炭 元炭 2 元炭 1 四）煤的分類及工業(yè)用途 根據(jù)表煤炭質量分級國家標準（ 3區(qū)內 高炭煤層屬 高 灰、 特低 中 硫、 低 熱值煤 ；下元炭 2煤層 屬 中 灰、 中 硫、 低 高 熱值煤 ；下元炭 1煤層 屬 低 中 灰、 特低 中 硫、 低 高 熱值煤。根據(jù)中國煤炭分類 國家標準（ 高炭煤層 屬 一 二號氣肥煤（ 可作動力、民用及發(fā)電用煤等 ；下元炭 2、下元炭 1煤層 屬 1/3焦煤（ 1/3 洗精煤為冶金煉焦用煤，中煤用于發(fā)電。 四、水文地質條件 區(qū)內主采煤層高炭、下元炭賦存于 此，區(qū)內主要充水含水層為可采煤層頂板 須家河組第五段（ 以細中粒長石石英砂巖為主，為裂隙含水層，地表僅在溝谷中出露上、中段，有泉井 9 個，老窯水 17 個，較大水池 5 個，泉流量一般 。 144 號鉆孔抽水試驗，單位涌水量分別為 m，富水性較弱。水質為 型水，是開采高炭煤層時主要充水段。 須家河組第一段（ 上部為中粒長石石英砂巖，鉆孔揭露該含水層時，噴氣、油、涌水者較多， 131 號孔鉆進該層頂部時，噴氣、涌水，水位高出地表達 m，并噴出數(shù)噸綠色原油； 162 號孔在 深 m）噴氣、涌水； 159 號孔抽水試驗，穩(wěn)定水位高出地表 m，水位降低 m，單位涌水量 m，并有少量氣體逸出，水質為 a+水。是未來開采下元炭煤層時主要充水水源。 另外，大氣降水為區(qū)內地下水主要補給來源，老空水、斷層破碎帶水以及未封閉或封閉不良鉆孔水為老鷹巖井主要充水因素，因此，老鷹巖井水文地質條件屬中等類型。 根據(jù)礦井提供資料，高炭煤層正常涌水量 25 m3/h，最大涌水量 35 m3/h；開采下元炭煤層枯水期礦井中涌水量約 400 600 m3/d，雨季涌水量約 1800 m3/d。 五、其它開采技術條件 （一）煤層頂、底板情況 高炭 煤層 頂板為灰黑色泥巖、砂 質泥巖，厚 0 m，平均 m， 底板為 灰黑色泥巖、砂質泥巖夾薄層泥質粉砂巖，厚 m。 下元炭 2煤層頂板上部為灰黑色泥巖、砂質泥巖，中、上部為細砂巖，厚 m，平均 m， 頂板上 m 為淺灰色細中粒長石石英砂巖夾 1 2 層 泥巖、砂質泥巖，含油、氣 、鹽 鹵。 底板為灰黑色泥巖、砂質泥巖夾薄層泥質粉砂巖，有時含油，下部 為淺灰色細中粒長石石英砂巖， 厚 m，平均 m。 下元炭 1煤層頂板為深灰灰黑色泥巖、砂質泥巖，有時含油，m，平均 m， 底板為 粘土質泥巖、石英砂巖，層位穩(wěn)定，厚 0 m，平均 m。 （二）瓦斯 根據(jù)內江市安全生產監(jiān)督管理局（內安監(jiān)救援【 2009】 218號）關于全市礦山瓦斯等級鑒定結果的通知，內江市雙鷹公司老鷹巖井 2009年絕對瓦斯涌出量為 對瓦斯涌出量為 t，屬高瓦斯礦井。 （三）煤的自燃傾向及煤塵爆炸危險性 根據(jù)四川省煤炭產品質量監(jiān)督檢驗站 2003 年 12月 31日提交的報告，高炭煤層自燃傾向性等級為類，屬自燃煤層；根據(jù)重慶煤炭質量監(jiān)督檢 驗站 2005 年 1月 19 日提交的報告，下元炭 2煤層自燃傾向性等級為類，屬容易自燃煤層。各煤層均有煤塵爆炸危險性。 （四）地溫及沖擊地壓 根據(jù)礦山周邊礦井向家寨煤礦的資料 ， 本區(qū)地溫梯度小于 3 /100 m，即地溫增溫級大于 33 m/ ，屬地溫正常區(qū)。 根據(jù)地質報告和礦井實際揭露情況，并參照鄰近同一井田開采同一煤層資料，井田屬地壓正常區(qū)，受沖擊地壓威脅可能性較小。 第二章 井田開拓 第一節(jié) 井田境界及儲量 一、井田境界 內江市雙鷹煤炭有限責任公司老鷹巖寺井位于資中縣雙河鎮(zhèn)內。1987 年建井， 1990 年投產 。 老鷹巖井現(xiàn)持采礦許可證是在 2004年 10 月 8 日，由四川省國土資源廳頒布發(fā)的采礦許可證，證號為5100000420872。企業(yè)經濟類型為有限責任公司。礦區(qū)范圍共由 42 個拐點組成，準采高炭、下元炭 1、下元炭 2煤層，各拐點坐標如表 2積 炭采高為 +320 +203m；下元炭 1、下元炭 2采高50m 表 2 內江市（老鷹巖井）采礦證拐點坐標一覽表 礦區(qū) 拐點號 X 坐標 Y 坐標 拐點號 X 坐標 Y 坐標 高炭 1 3281565 35477300 6 3283790 35478670 2 3281870 3547720 7 3283130 35478475 3 3283040 35477520 8 3282990 35477900 4 3283120 35476815 9 3282680 35477795 5 3284340 35477880 10 3282405 35478215 下元 炭 1 下元 炭 2 1 3281950 35480150 17 3285510 35477270 2 3280830 35478600 18 3285860 35477510 3 3281840 35477600 19 3285870 35479315 4 3281565 35477300 20 3286490 35479260 5 3281870 35477020 21 3287065 35479480 6 3282770 35477415 22 3287310 35478725 7 3283040 35477458 23 3287375 35478580 8 3283120 35476820 24 3287660 35478270 9 3284030 35477625 25 3288125 35478780 10 3284665 35477550 26 3288110 35479070 11 3285115 35477340 27 3287830 35479465 12 3285020 35478330 28 3287400 35479760 13 3285390 35478615 29 3286135 35479960 14 3285190 35478160 30 3284990 35479940 15 3285460 35477860 31 3283515 35479750 16 3285580 35477665 32 3282780 35479190 井田范圍無相連的小煤窯，在井田西南方向有葫蘆寺礦業(yè)公司，與本井有 50m 礦界煤柱相隔，在井田北部有興達煤業(yè)公司，與本井之間有 300m 無煤沖刷帶相隔?；o水力聯(lián)系，對本井無影響。 故礦權上無爭議或糾分。 二、儲量 1、地質儲量 根據(jù)四川省地勘局區(qū)域地質調查隊 2003 年 6 月提交的四川省資中縣資威煤田內江市雙鷹煤炭有限責任公司老鷹巖礦井下元炭儲量核實 報告，在新增劃下元炭煤層采礦權范圍內，共核實 111b+331+332級儲量 8192k。根據(jù)四川省地質礦產公司 2007 年 9 月提供的內江市雙鷹煤炭有限責任公司（老鷹巖井）高炭資源儲量核實報告，在高炭煤層開采范圍內，共核實 122b+333 級儲量 2、工業(yè)資源 /儲量 礦井工業(yè)資源 /儲量應為地質資源量中探明的資源量 331 和控制的資源量 332，經分類得出的經濟的基礎儲量 111b 和 122b、邊際經濟的基礎儲量 2同地質資源量中推斷的資源量 333 的大部。本礦井構造簡單， 333 儲量可 信度系數(shù)按 取，則 礦井工業(yè)資源 /儲量為 煤層工業(yè)資源 /儲量計算如下： 下元炭工業(yè)資源 /儲量 =111b+331+332=炭工業(yè)資源 /儲量 =122b+333k=、礦井設計資源 /儲量 礦井設計資源 /儲量應為礦井工業(yè)資源 /儲量減去計算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑等永久煤柱。根據(jù)本礦煤層賦存位置及條件，礦井構造簡單，無大的斷層；地面僅一條小河和支線鐵路通過，但煤層 埋藏較深，開采對其影響應較小，無需留設其他煤柱（國土資源部門劃界時已留煤柱）；因此礦井設計資源 /儲量即為礦井工業(yè)資源 /儲量。 4、礦井設計可采儲量 礦井設計可采儲量應為設計資源 /儲量減去主要井巷等煤量后與帶區(qū)回采率的乘積，取帶區(qū)回采率 93%經計算，現(xiàn)礦井設計可采儲量為約 第二節(jié) 礦井設計生產能力及服務年限 一、礦井工作制度 礦井年工作日為 330a，每天三班作業(yè)，兩班采煤，一班準備，三班掘進。 二、礦井設計生產能力 礦井設計生產能力，系根據(jù)地質勘探程度和井田地質構造，儲量、煤層生產能力、開 采技術條件及市場供需情況等因素確定。 2003 年，通過技術改造，將原煤生產能力由 90kt/a 增至 150kt/a，提升、通風、排水、運輸?shù)戎鞲上到y(tǒng)按 210kt/a 設計。當時預計投產時高炭煤層將開采完畢，而其生產能力全集中于下元炭。但根據(jù)礦井生產揭露和對地質勘探工作的加強，礦井原高炭煤層尚余較多儲量，根據(jù)該礦 2006 年生產能力核定報告，高炭煤層生產能力為 210kt/a，尚可服務 8 年左右；而原 90kt/a 增至 150kt/a 的擴建工程完畢后，高炭尚余較多資源。為合理利用已形成的高炭煤層和下元炭煤層生產系統(tǒng)，做大做強企 業(yè)，設計擬對全礦井生產能力進行調整，擬將生產能力進一步擴大至 300kt/a，下元炭生產能力不變仍然維持 150kt/a，高炭煤層生產能力調整至150kt/a，待高炭煤層開采完畢后，利用下元炭進行接替。 三、礦井及水平服務年限 T= 式中： 礦井（或水平）的可采儲量，萬 t； A 礦井（或水平）設計生產能力，萬 t/a； K 儲量備用系數(shù)，取 K 經計算，礦井擴建投產后至 期間 ，礦井生產能力為 300kt/a；后，礦井生產能力為 210kt/a，可采期為 ；全礦總服務年限為 井服務年限基本滿足設計規(guī)范的要求。 第三節(jié) 井田開拓 一、礦井開拓方式 礦 井現(xiàn)為立井 +斜井綜合開拓方式，立井擔負礦井進風、運煤、行人等任務，斜井擔負礦井進風、材料、矸石運輸?shù)热蝿?，回風斜井擔負礦井回風任務。 二、水平劃分 根據(jù)煤層賦存情況和本礦井裝備水平，由于井田傾斜長度 6長，階段斜長按 500 600m 左右劃分，全礦井共劃分 3 個水平，即：高炭 +237m 水平、下元炭 平、 下元炭 平，但考慮到下元炭 0m 以上尚有少量資源，增設一 0m 輔助水平。 三、大巷布置 本礦井主采煤層下元炭 2和局部開采煤層下元炭 1均屬極薄薄煤層，且間距較近，平均 2m 左右。根據(jù)目前施工揭露，下元炭煤層底板為礫巖，而下元炭煤層和高炭頂?shù)装鍨樯皫r或砂質頁巖，易于施工和維護，根據(jù)鄰近礦井經驗，設計擬將運輸大巷和回風大巷均布置在煤層中。 四、帶區(qū)劃分及開采順序 （一）帶區(qū)劃分 根據(jù)該礦煤層賦存情況、井型和技術水平，設計以人為邊界和自然邊界相結合方式劃分條帶。沿走向每隔 800m 左右劃分一個帶區(qū)。每個帶區(qū) 傾斜長 500 800m，走向寬 800m。每個帶區(qū)布置 4 個對拉工作面。全礦下元炭共劃分為 22 個帶區(qū)。 （二）開采順序 本礦下元炭煤層有兩層，即下元炭 1、下元炭 2。 對于下元炭 2 和下元炭 1煤層，則采用自上而下開采，即先開采下元炭 2，然后開采下元炭 1。帶區(qū)采用前進式開采，采煤工作面后式開采，以井筒為基準向東西兩翼邊界方向進行開采。水平間一般采用下行式開采方式。 第三章 帶區(qū)布置及裝備 第一節(jié) 帶區(qū)布置 一、移交生產和達到設計能力時的帶區(qū)數(shù)目，位置和工作面生產能力計算 該礦開采兩層煤：高炭和下元炭，層間距約 280m。輔助提升系統(tǒng)改造結束后，高炭煤層資源已經枯竭，因此，本設計在下元炭煤層置三個對拉工作面。 根據(jù)下元炭煤層賦存情況及開采技術條件，按傾斜條帶布置，礦井改建移交生產和達到設計生產能力需布置三個條帶：在 0m 輔助水平 區(qū)布置一個對拉工作面，在 90m 水平 圖 163 1。 礦井投產時和達產時，由 個帶區(qū)（每個帶區(qū)一個對拉工作面）保證礦井 300kt/a 的設計生產能力。 三個帶區(qū)三個對拉工作面生產 能力按下面計算： A=690 200 a 式中： 一個對拉工作面的生產能力， kt/a； L 工作面年推進度， 690m； 一個對拉工作面長度， 200m； M 煤層平均厚度， r 煤的容重， C 工作面回采率， 97%。 考慮 5%的掘進出煤， 區(qū)、 區(qū)共三個對拉工作面生產能力： 3 a 上述計算表明，礦井布置三個對拉工作面（傾斜條帶）a 的礦井設計生產能力。 二、開采順序 根據(jù)礦井的現(xiàn)狀及主井井筒的位置，為節(jié)約投資，設計決定（立井井筒）東西兩側均采用帶區(qū)前進開采。該礦系高瓦斯礦井，且瓦斯主要來源于采空區(qū)，為有利于采空區(qū)瓦斯的排放，設計決定傾斜條帶（工作面）均采用后退式回采。 第二節(jié) 采煤方法 一、采煤方法的選擇及其依據(jù) （一）采煤方法的確定 本井田內地質構造及水文地質條件均較簡單，煤層傾角為 3 4，僅井田西南端局部傾角 5。礦 井開采的煤層（下元炭 2和下元炭 1） 的頂板多為泥巖或砂質泥巖，厚度不穩(wěn)定，其性脆易風化，開采中極易冒落，較難管理。根據(jù)上述開采技術條件及該礦多年來的生產經驗，本礦井確定采用傾斜長壁采煤法。全部冒落法管理頂板。 （二）工作面長度的確定 本礦井為近水平極薄煤層，設計可采煤層為下元炭煤層。 下元炭煤層亦系復合煤層，含夾矸 1 2 層；層位相對穩(wěn)定，儲量計算范圍內平均純煤厚 m；采高 0.8 m。 根據(jù)高炭煤層和下元炭煤層平均煤厚及采高，在參考類似礦井的基礎上，結合該礦以往的生產經驗。各帶區(qū)對拉工作面長確定為 200m（ 100m 2）。 二、工作面采煤、裝煤、運輸方式及設備選型 該礦井設計生產能力 300kt/a，屬小型礦井。由于開采的下元炭為極薄煤層，且均為復合煤層。移交生產和達產需三個對拉工作面區(qū)、 均純煤厚 m；采高為 0.8 m。 根據(jù)目前省內開采極薄煤層的實際生產水平，并結合該礦以往的實際生產經驗，設計下元炭煤層回采工作面采用 煤機落煤，工作面安裝 420/22 刮板運輸機將煤炭運至運輸斜巷中的420/30 型刮板運輸機上再由皮帶外運。 三、工作面支架及頂板管理方式 下元炭煤層回采工作面選用 30/100 單體液壓支柱配接頂梁支護，采用全部冒落法管理頂板，工作面夾矸用于回風斜巷沿空留巷砌筑和充填采空區(qū)。 四、采煤工作面循環(huán)環(huán)數(shù)，日進度、年進度 采煤工作面每天 3 個循環(huán)，循環(huán)率按 87%計，一個循環(huán)進 進度 進度 690m。 五、條帶及工作面回采率 經計算，帶區(qū)回采率為 95%，工作面回采率為 97%，符合規(guī)范規(guī)定。 六、生產時主要材料消耗指標 生產時要材料消耗指標如下： 雷管： 7500 發(fā) /萬 t； 炸藥： 2500 t； 鋼材： 10t/萬 t； 木材： 30 t 第三節(jié) 巷道掘進 一、巷道斷面及支護形式 根據(jù)各巷道圍巖性質，服務年限、運輸、行人、通風等因素綜合考慮確定。軌道暗斜井、水平運輸大巷、回風斜井等為半圓拱，錨噴支護。工作面運輸巷、工作面回風巷等采用梯形斷面，金屬支架支護。詳見巷道斷面圖冊 二、掘進工作面?zhèn)€數(shù)、掘進機械設備配備 礦井擴建投產時， 3個對拉工作面回采， 6 個掘進工作面掘進。各掘進工作面各配備風動鑿機（ 2 臺，全液壓側卸式裝巖機（ 1 臺，局 扇（ 2） 1 臺，泥漿泵 1 臺，混凝土噴射機 1 臺。 四、采掘比例關系和矸石率予計 礦井達產時， 3 個對拉工作面回采， 6 個掘進工作面掘進，采掘比為 3:6，根據(jù)確定的巷道掘進指標計算，回采工作面接替準備時間是充裕的。 預計礦井的掘進出矸率為 20%。 五、井巷工程量和移交生產的三個煤量 井巷工程量見表 3 3 井巷工程量匯總表 順序 項目 名稱 斷面 形狀 支護 方式 長度 (m) 掘進斷面積 (掘進體積 (煤 半煤 巖 計 煤 半煤 巖 計 一 帶區(qū) 1 236 0m 軌道暗斜井 半圓拱 錨噴 558 558 0m 軌道石門 半圓拱 錨噴 306 306 0m 輔助水平運輸大巷 半圓拱 錨噴 466 466 2m 回風大巷 半圓拱 錨噴 410 410 90m 0m 軌道暗斜井 半圓拱 錨噴 250 250 0m 輔助水平回風斜巷 半圓拱 錨噴 575 575 主石門 半圓拱 錨噴 606 606 工作面運輸巷 梯形 金支 633 633 工作面回風巷 梯形 金支 1265 1265 0 工作面開切眼 矩形 單體支柱 200 200 1 其它 梯形 金支 200 200 計 5469 四節(jié) 移交標準及建井工期 本礦井擴建投產時移交 3 個帶區(qū)， 3 個對拉工作面。工作面總長度476 638m，井巷工程總長度 5469m，掘進總體積 39786見表 3 3 1。 輔助提升貫通路線長 2166m，貫通工期 月，若需形成區(qū) 拉工作面，則施工工期為 第四章 礦井通風與安全 第一節(jié) 礦井通風 一、礦井瓦斯、煤塵、煤層自然發(fā)火、地溫及沖擊地壓 （一）礦井瓦斯 1、瓦斯等級 根據(jù)內江市安全生產監(jiān)督管理局（內安監(jiān)救援【 2008】 218號）關于全市礦山瓦斯等級鑒定結果的通知，內江市雙鷹公司老鷹巖井 2008年絕對瓦斯涌出量為 對瓦斯涌出量為 t，屬高瓦斯礦井。 根據(jù)礦井開采下元炭實際情況，礦井 下元炭瓦斯主要來源于采后破壞的煤層頂板須家河組二段砂巖含油含氣層及掘進巷道遇裂隙導通雷口坡灰?guī)r裂隙含氣層。另外，本煤層瓦斯涌出、鄰近煤層瓦斯涌出、圍巖裂隙中瓦斯涌出也是下元炭瓦斯來源之一。據(jù)礦方提供的資料，該礦下元炭采煤工作面風排瓦斯量為 工作面瓦斯抽采純量為 屬高瓦斯礦井。 2、礦井 瓦斯涌出量預測 根據(jù)上述資料分析，雙鷹公司老鷹巖井 二 00 八 年度 開采下元炭煤層標高在 面標高為 +430m 以上，開采平均深度在 450處于瓦斯風化帶以下，故按下式確定 a=（ (式中： 瓦斯帶內 1水平的開采深度， m； 瓦斯風化帶深度， m；取 60m。 在 對涌出量 ， m3/t； 瓦斯風化帶的 相對涌出量 ， m3/t；取 2 m3/t。 代入數(shù)據(jù)得： a=（ 450 60） /(2)= m3/t）。 預計礦井技改投產時開采 采最大深度為 計礦井相對瓦斯涌出量為： q =（ 60）/=t。 根據(jù)周圍生 產礦井瓦斯等級簽定相關參數(shù)，采用礦山統(tǒng)計法預測礦井瓦斯涌出量為 t，絕對量為 時采煤工作面瓦斯涌出量為 此參數(shù)確定采煤工作面抽采和配風。 （二）煤塵爆炸性 根據(jù)四川省煤炭產品質量監(jiān)督檢驗站 2003年 12月 31日提交的報告，該礦所采高炭煤層有煤塵爆炸危險；根據(jù)重慶煤炭質量監(jiān)督檢驗站 2005年 1月 19 日提交的報告，該礦所采的下元炭 2有煤塵爆炸危險。因此在生產中必須采取除塵措施，設置隔爆設施，以防煤塵爆炸。 （三）煤的自燃傾向性 根據(jù)四川省煤炭產品質量監(jiān) 督檢驗站 2003年 12月 31日提交的報告，該礦所采高炭煤層煤的自燃傾向性為自燃；根據(jù)重慶煤炭質量監(jiān)督檢驗站 2005 年 1月 19 日提交的報告，該礦所采的下元炭 2煤層煤的自燃傾向性為容易自燃。因此在生產中必須采取防治自燃發(fā)火措施。 （四）地溫 據(jù)礦井生產揭示，區(qū)內無地溫異常區(qū)，井下溫度較低，無熱害危及礦井安全生產，據(jù)地質資料，深部區(qū)域也無地溫異常區(qū)。 (五 )沖擊地壓 礦井無沖擊地壓顯現(xiàn)，屬正常地壓礦井。 二、礦井通風方法及通風方式 （一）通風方法 由于該礦為高瓦斯礦井，選擇抽出式通風方法通風。 （二）通風方式 礦井采用中央并列式通風方式。采煤工作面采用“ W”型通風，掘進工作面采用局部通風機壓入式通風。 三、風井數(shù)目、位置、服務范圍及服務時間 礦井目前有 3 個井筒， 即主立井、斜井和 +436m 回風斜井。主立井和斜井進風， +436m 回風斜井回風。 +436m 回風斜井 服務于整個礦井的開采時期。礦井技改后井筒不變。 四、礦井總需風量、總阻力計算 礦井風量計算方法依據(jù)煤礦安全規(guī)程和采礦工程設計手冊，礦井技改后按照 3 個傾斜長壁對拉采煤工作面， 6個掘進工作面，滿足生產能力 300kt/ （一）礦井總需風量計算 1、 按井下同時工作的最多人數(shù)需要風量計算 Q=4中： N 井下同時工作的最多人數(shù)，人； 4 每人每分鐘供風標準， m3/ K 礦井通風系數(shù)，礦井采用中央并列式通風，取 Q=4 270 13503/ s 2、按采煤、掘進、硐室及其它地點實際需要風量進行計算 Q=（ Q 采 + Q 掘 + Q 硐 + Q 它 ） K 式中： Q 采 、 Q 掘 、 Q 硐 、 Q 它 分別為采煤工作面、掘進工作面、獨立通風硐室及其它行人、 維修巷道所需風量的總和， K 礦井通風系數(shù)，礦井采用中央并列式通風，取 （ 1）采煤工作面需風量計算 按瓦斯（或二氧化碳）涌出量計算 Q 采 =100 q 采 中： Q 采 對拉采煤工作面供風量， m3/ q 采 對拉采煤工作面絕對瓦斯涌出量， m3/元炭煤層瓦斯涌出量為 層瓦斯抽采按 礦井目前實際抽采率），瓦斯抽采量為 排量為 m3/ 工作面瓦 斯涌出不均衡系數(shù) ,取 經計算，每個對拉采煤工作面 Q 采 按炸藥使用量計算 因該礦井采煤工作面為機采，采煤工作面只需少量炸藥，故該項不進行風量計算。 按工作人員數(shù)量計算 Q 采 =4 中： 4 每人每分鐘供風標準， m3/ 每個采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，取 30人。 經計算，每個采煤工作面 Q 采 為 120m3/ 按工作面溫度計算 Q 采 =60 中： 回采工作面適宜風速，取 s； 回采工作面平均有 效斷面，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計算，下元炭取 3.2 工作面長度系數(shù)，取 經計算，下元炭對拉工作面 Q 采 462m3/ 按風速驗算 15 Q 采 240 中： 回采工作面平均有效斷面，有效斷面在 個對拉采煤工作面取以上計算風量的最大值 驗算，所配風量符合要求。 （ 2）掘進工作面需風量計算 按瓦斯（或二氧化碳）涌出量計算 Q 采 =100 q 掘 中： Q 掘 掘進工作面供風量， m3/ q 掘 掘進工作面平均絕對瓦斯涌出量， m3/據(jù)礦井生產實際下元炭煤層取 掘進工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù)，炮掘工作面取 計算，每個掘進工作面 Q 掘 150m3/ 按炸藥使用量計算 Q 掘 =25 中： 掘進工作面一次使用最大炸藥量，取 5； 經計算，每個工作面 Q 掘 125m3/ 按局部通風機吸風量計算 Q 掘 =I 中： 掘進工作面局部通風機額定風量，取 120 m3/ I 掘進工作面同時運轉的 局部通風機臺數(shù)，取 1臺； 風量備用系數(shù)，取 經計算，每個掘進工作面 Q 掘 按工作人員數(shù)量計算 Q 掘 =4 中： 4 每人每分鐘供風標準， m3/ 掘進工作面同時工作的最多人數(shù)，取 10 人。 經計算，每個工作面 Q 掘 為 24m3/ 按風速驗算 15 Q 掘 240 中： 掘進工作面巷道過風斷面， 掘進工作面取以上計算風量的最大值 驗算，所配風量符合要求。 （ 3）硐室 配風量計算 采區(qū)變電所、爆炸材料庫及機車充電變流硐室為獨立通風硐室。 采區(qū)變電所配風量計算 礦井采區(qū)變電所為獨立供風硐室，按采區(qū)變電所運行的變壓器發(fā)熱量 進行計算： Q 硐變 603600 Q 硐變 采區(qū)變電所供