新驛煤礦八采區(qū)設(shè)計說明書

1、前 言新驛礦井位于山東省兗州市新驛鎮(zhèn)境內(nèi)，東南距兗州市19km，西北距汶上縣城20km，隸屬于山東東山礦業(yè)有限責(zé)任公司，于2004年6月1日建成投產(chǎn)。礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為45萬噸/年，服務(wù)年限為71.6年。2005年核定生產(chǎn)能力為110萬噸/年。采用一對立井開拓，長壁后退式綜合機械化采煤，礦井通風(fēng)方式為中央并列抽出式通風(fēng)。井田東西走向長59km，南北寬5.59km，面積約58km2。井田內(nèi)共有可采煤層5層，即：3上1 、3上2、15上、16、17煤層。礦井現(xiàn)主要開采3上1和3上2煤層，由于煤質(zhì)較差，發(fā)熱量低，影響了市場供求，經(jīng)濟效益明顯下滑。礦決定開采發(fā)熱量相對較高的16、17煤層，作為3煤層的

2、配采煤層，以提高煤炭發(fā)熱量并充分利用煤炭資源，提高礦井經(jīng)濟效益。 本次設(shè)計的八采區(qū)即為16、17煤層的首采區(qū)。一、設(shè)計編制的依據(jù)1、山東煤炭地質(zhì)工程勘探研究院編制的山東省寧陽汶上煤田新驛井田勘探（精查）地質(zhì)報告。2、山東省煤田地質(zhì)局物探測量隊的山東省新驛井田三維地震勘探報告。3、臨沂興宇工程設(shè)計有限公司編制的山東省東山礦業(yè)公司新驛煤礦建井地質(zhì)報告。4、濟南煤炭工業(yè)設(shè)計研究院編制的山東省臨沂礦務(wù)局新驛礦井初步設(shè)計。5、新驛煤礦編制的八采區(qū)地質(zhì)說明書。6、臨沂礦務(wù)局對新驛煤礦八采區(qū)方案設(shè)計的批復(fù)。7、國家煤炭工業(yè)及有關(guān)行業(yè)的技術(shù)政策以及規(guī)程、規(guī)范、規(guī)定等。二、設(shè)計的主要特點1、八采區(qū)采用一對下山開

3、拓，下山位于礦井南翼，軌道下山兼進風(fēng)，皮帶下山兼回風(fēng)。下車場標(biāo)高為545.0m，上車場標(biāo)高-430.0m。2、采區(qū)投產(chǎn)時在16煤中布置一個高檔炮采對拉工作面，面長180m，工作面位于采區(qū)南部、-545m水平大巷以東。3、采區(qū)軌道下山采用JD55調(diào)度絞車牽引1t礦車；采區(qū)皮帶下山采用STJ800/2125S型皮帶。采區(qū)煤炭運輸全部采用膠帶輸送機；輔助運輸采用絞車牽引1t礦車。4、采區(qū)泵房三臺150D306型離心式水泵，配135Kw電動機；正常時一臺工作，一臺備用，一臺檢修，最大時開兩臺。5、采區(qū)電源電壓選擇6KV，引自430m水平中央變電所，區(qū)內(nèi)供電采用660V。三、存在的問題及建議1、本區(qū)施工

4、鉆孔較少，區(qū)內(nèi)僅有一個鉆孔揭露16、17煤層，地層、煤層賦存情況及其變化規(guī)律尚未完全查明；本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，其小斷層比較發(fā)育，但控制程度較低。在開采前，要加補鉆孔，加強地質(zhì)工作，為礦井生產(chǎn)提供更精確、更可靠的地質(zhì)資料。2、本區(qū)所做水文地質(zhì)工作嚴(yán)重不足，頂板含水層十下灰沒做過抽水試驗，底板含水層奧灰在井田內(nèi)只有一個抽水孔，頂?shù)装搴畬淤x水情況不明。為保證安全生產(chǎn)，開采前必須進行水文地質(zhì)補充勘探，并編制防治水設(shè)計，報批后組織實施。3、水文地質(zhì)探明后，如涌水量有較大變化，水倉、泵房等應(yīng)做相應(yīng)的變更。4、由于本區(qū)水文地質(zhì)條件不清，故本采區(qū)先設(shè)計開采16煤層，待積累一定經(jīng)驗，摸清水文地質(zhì)情況并采取可靠措

5、施后，方可開采17煤層。第一章 采區(qū)概況及地質(zhì)特征第一節(jié) 采區(qū)概況八采區(qū)位于新驛井田的東北部，采區(qū)北到DF103斷層，南至DF135（長溝支五）斷層，東到礦井井田邊界及煤層露頭，西至430m運輸大巷及工業(yè)廣場保護煤柱，采區(qū)上部為正在開采的一采區(qū)。采區(qū)走向長平均1.5km，傾斜長平均2.0km，面積約3.0km2。煤層賦存標(biāo)高分別為，16煤-150-590；17煤-150-600。采區(qū)地表地勢平坦，東高西低，地面標(biāo)高一般為47.0m50.0m，無河流、湖泊、水庫等水體。西北部有王家樓和秦家村兩個村，其余全部為農(nóng)田。第二節(jié) 地質(zhì)特征由于區(qū)內(nèi)沒做地質(zhì)補充勘探，以下借鑒精查地質(zhì)報告中對地質(zhì)特征的描述。

6、一、地質(zhì)構(gòu)造（一） 煤系地層15上、16、17煤層位于石炭系上統(tǒng)太原組，厚157.80178.45m，平均170.30m，為本區(qū)主要含煤地層之一。由灰灰黑色粉砂巖、泥巖、淺灰色中、細(xì)砂巖、石灰?guī)r及煤層組成。含石灰?guī)r12層，其中三、十下灰厚度大且穩(wěn)定；五、七、八灰較穩(wěn)定，其它石灰?guī)r局部發(fā)育，有相變現(xiàn)象。含煤20層，其中15上煤層屬不穩(wěn)定煤層，全區(qū)不可采，16、17煤層為較穩(wěn)定煤層，全區(qū)大部分可采；本組地層為典型的海陸交互相沉積，巖相旋回明顯，粒度韻律清楚，主采煤層、標(biāo)志層層位穩(wěn)定，易于對比。以十二灰頂界為本組底界并與下伏地層呈整合接觸。（二） 構(gòu)造八采區(qū)位于長溝支五（DF135）和DF103大斷

7、層之間，總體呈現(xiàn)單斜地質(zhì)構(gòu)造，煤層埋深由東向西逐漸加深，根據(jù)先期礦井三維勘探資料，地層以-430m為界，-430m以深區(qū)域，地層走向大致為N1030W向，煤巖層傾角?。?13），斷層發(fā)育少，構(gòu)造相對簡單，-430m以淺區(qū)域，地層走向大致為N40EE向，煤巖層傾角大（18），構(gòu)造復(fù)雜。受長溝之五及DF103斷層的影響，本區(qū)斷層發(fā)育，是影響本區(qū)設(shè)計開采的主要因素，先期共探明落差3m以上的斷層24條，斷層特征見斷層一覽表11。在采區(qū)中部DF155斷層下盤存在一鼻狀小型背斜構(gòu)造，對工作面布置影響不大，受長溝支五、DF103斷層影響，預(yù)計區(qū)內(nèi)次一級斷裂構(gòu)造會比較發(fā)育。根據(jù)先期勘探資料，預(yù)計本區(qū)不存在巖漿

8、侵入體、古河床沖刷、陷落柱等情況。斷層一覽表 序號斷層名稱性質(zhì)斷層產(chǎn)狀要素落差(m)延展長度 (m)可 靠程 度備注走向傾向傾角1DF103正NEE-NENNW-NW607555952206可靠2DF103-1正NNESEE606505365可靠3DF134正NNE-NNWSEE-NNE556008347較可靠4DF135正NESW557001701330可靠5DF135-1正NNESWW556535320較可靠6DF135-4正NE-NNWSW-SWW6070018865可靠7DF143正NNE-NENWW-NW6070030972可靠8DF145正N-NNEE-SEE6065032009D

9、F146正NNESEE55600316010DF148正E-NNESSE-SE606559345較可靠11DF149正NE-NNENW-NWW50550312812DF152正NENW607008548可靠13DF153正NENW6070018500較可靠14DF154正NNESEE5560011429可靠15DF155正NNE-NSEE-E607020551238可靠16DF155-1正NEE-ESSE-E657007275較可靠17DF156正NE-NNESE-SSE556505755較可靠19DF157正E-NEN-NW65700431820DF158正NE-NNENW-NWW65700

10、5410較可靠21DF159正NE-NNESE-SEE55600338222DF161正NNW-NSWW-W60701080470較可靠23DF161-1正S-NNEW-NWW5560013340較可靠24DFF165逆NNENWW455003190 表11 二 、煤層、煤質(zhì)及頂?shù)装逄匦愿鶕?jù)采區(qū)內(nèi)汶136鉆孔及區(qū)外鄰近鉆孔汶31、汶51汶52、汶61、汶137、汶140，分析了煤層的特征，總結(jié)了頂?shù)装宓奶匦浴＃ㄒ唬?煤層1、15上位于太原組下部，九灰為直接頂板，下距十下灰平均32.70m。煤層厚度0.300.68m，平均0.55m，厚度變異系數(shù)為56.4%。結(jié)構(gòu)簡單，一般不含夾石，部分鉆孔含1

11、層夾石。直接頂板為九灰，其上為泥巖、粉砂巖。底板為細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖。屬不穩(wěn)定煤層，八采區(qū)內(nèi)不可采，以下對15上煤不再闡述。2、16煤層位于太原組下部，十下灰為其直接頂板，下距17煤層10.40 13.81m，平均12.31m，煤層厚度1.001.22m，平均1.13m，厚度變異系數(shù)為9.07%。一般含一層夾石，夾石巖性多為炭質(zhì)砂巖、泥巖，少數(shù)為粉砂巖、細(xì)砂巖。頂板主要為石灰?guī)r，少數(shù)有泥巖偽頂。底板主要為泥巖，少數(shù)為粉砂巖、細(xì)砂巖、中砂巖。為區(qū)內(nèi)主要可采煤層之一，屬較穩(wěn)定煤層。3、 17煤層位于太原組下部，下距太原組底界10.1016.80m，平均13.60m。煤層厚度0.711.19m，平

12、均0.95m，厚度變異系數(shù)為21.05%。部分含一層夾石，夾石巖性多為泥巖、炭質(zhì)泥巖。頂板主要為石灰?guī)r、粉砂巖、泥巖。底板主要為泥巖，部分為粉砂巖。為區(qū)內(nèi)主要可采煤層之一，屬較穩(wěn)定煤層。煤層特征見表21 煤層特征表 表21煤層名稱煤層夾石全區(qū)厚度(m)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可采性間距(m)層數(shù)主要巖石15上簡單不穩(wěn)定不可采01泥巖16較簡單較穩(wěn)定全區(qū)可采02炭質(zhì)泥巖、泥巖、粉砂巖17簡單較穩(wěn)定大部可采01泥巖、炭質(zhì)泥巖（二） 煤質(zhì)1、煤的物理性質(zhì)16、17煤均為黑色，深褐、黑褐條痕色，具玻璃、弱玻璃光澤，裂隙較發(fā)育。其視密度分別為1.36 t/m3、1.37t/m3。煤層以微鏡煤占絕對優(yōu)勢，次為微亮煤、微

13、三合煤、微鏡惰煤，其余類型少量。2、煤的化學(xué)組分16煤層變化在低灰分中灰分之間，17煤層變化在低灰分低中灰之間。16、17煤層平均為中高硫，16煤層變化于低硫高硫分之間，17煤層變化于特低硫高硫分之間；16、17煤層為低磷。3、煤的工藝性能各煤層具有良好的結(jié)焦性能。16、17煤層平均焦油產(chǎn)率均大于12%，屬高油煤。經(jīng)過洗選加工后均可用作煉焦配煤、動力燃料、氣化、液化等工業(yè)用煤。煤質(zhì)各項指標(biāo)見表24。（三） 煤層頂、底板特性1、16煤層頂板為十下石灰?guī)r，厚4.907.80m，平均5.58m，偶見泥巖偽頂，厚0.04m。底板以泥巖為主，厚0.851.55m，局部相變?yōu)橹?、?xì)砂巖，厚2.107.15

14、m，偶見粉砂巖，個別孔見偽底。其頂、底板巖石力學(xué)性質(zhì)如下：石灰?guī)r抗壓強度為80.35MPa，強度指數(shù)為68100MPa，泥巖抗壓強度為3.24Mpa，強度指數(shù)為2332Mpa，中、細(xì)砂巖強度指數(shù)4055 Mpa。2、17煤層頂板以十一石灰?guī)r為主，厚0.752.57m，次為泥巖、粉砂巖，厚0.855.70m，局部見泥巖偽頂。底板以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，厚1.208.93m，僅一孔見細(xì)砂巖(厚1.20 m)；個別孔見泥巖偽底。其頂、底板巖石力學(xué)性質(zhì)如下：石灰?guī)r強度指數(shù)5080Mpa，泥巖強度指數(shù)2631Mpa，砂質(zhì)泥巖與粉砂巖強度指數(shù)4148Mpa。根據(jù)上述煤層頂、底板特征，結(jié)合礦井的實際開拓資料，

15、各煤層頂?shù)装宓姆€(wěn)定性為：16煤層頂板穩(wěn)定，底板為不穩(wěn)定較穩(wěn)定；17煤層頂板較穩(wěn)定穩(wěn)定，底板不穩(wěn)定較穩(wěn)定。煤質(zhì)指標(biāo)表 表24煤層項目1617水分Mad(%)原煤1.903.132.44(9)1.533.222.37(8)精煤2.103.252.72(9)1.493.162.56(8)灰分Ad(%)原煤8.4520.4915.17(8)8.9414.2312.05(7)精煤3.396.744.90(9)2.676.664.62(8)揮發(fā)分Vdaf(%)原煤37.2944.6741.13(9)38.2043.7041.25(8)精煤37.9344.8041.50(9)39.1744.1841.85(

16、8)全硫St，d(%)原煤0.575.372.68(7)0.425.202.79(7)精煤0.452.791.76(9)0.372.601.68(8)磷Pd(%)原煤0.0020.0870.022(9)0.0050.0570.021(8)精煤0.0020.0330.012(9)0.0020.0320.012(7)發(fā)熱量Qb，ad(MJ/kg)原煤27.1430.6728.37(8)28.2830.7729.56(7)精煤30.8433.4532.32(9)30.8933.9832.51(8)元素分析(%)Cdaf精煤83.0484.0483.40(9)82.4383.6983.32(8)Hda

17、f精煤5.245.625.44(9)5.305.595.48(8)Ndaf精煤1.441.641.55(9)1.441.651.54(8)焦油產(chǎn)率Tar，d(%)10.3815.7113.18(9)12.0514.9013.89(8)灰熔融性ST()112014001220(9)114014001270(8)粘結(jié)指數(shù)GR.I729888(9)759989(8)膠質(zhì)層厚度Y(mm)11.524.017.8(9)10.525.017.5(8)煤 類QM45(9)QM45(8)三、水文地質(zhì)區(qū)內(nèi)沒做水文地質(zhì)的補充勘探，借鑒精查地質(zhì)報告中對水文地質(zhì)特征的描述。（一）含水層主要含水層自上而下依次為第四系砂

18、礫層、三灰、十下灰及中奧陶統(tǒng)石灰?guī)r。第四系含水層覆蓋于是東部煤層露頭之上，十下灰為16煤的直接充水含水層，奧灰為開采16、17煤的底板充水含水層。1、第四系砂礫層孔隙含水層第四系為沖洪積沉積物，分為上、中、下三組，其中上、下兩組為含水段，中組為相對隔水段。（1） 上組由棕黃色、褐色砂、粘土質(zhì)砂及粘土、砂質(zhì)粘土相間沉積而成。厚95.20105.50m，一般厚100m。砂層松散，透水性較好，含較穩(wěn)定的砂層78層，砂層厚31.062.00m。據(jù)濟寧三號井精查階段抽水試驗，水位標(biāo)高32.6833.40m單位涌水量0.77461.5210l/s.m，礦化度0.630.67g/L，水質(zhì)為HCO3Cl-Ca

19、NaHCO3-CaNa型，屬強富水孔隙含水層。（2） 下組由灰綠色灰白色中、細(xì)砂夾粘土組成，厚39.7059.00m，一般厚50m，含砂24層。精查期間，有3孔對本組進行了抽水試驗，除南部汶11-2孔單位涌水量為0.L/sm，富水性弱外，其余兩孔單位涌水量為0.32900.3936 L /sm，富水性中等。其水質(zhì)為HCO3Cl-CaNa型，礦化度0.47060.6480g/ L。該組覆蓋于各基巖含水層露頭之上，是各基巖含水層的補給水源。2、三灰 厚3.407.10m，平均4.76m，淺部裂隙發(fā)育，見溶蝕現(xiàn)象，局部巖芯破碎。普、精查階段穿過三灰鉆孔24個，漏水孔6個，漏水孔率25%，漏失量0.6

20、015.0m3/h，均分布于淺部。據(jù)普、精查階段3次抽水試驗，含水層埋深較大的兩孔(汶7-1、汶2-1)，鉆孔單位涌水量0.01080.0688L/s.m，富水性弱，礦化度0.44610.549g/L，水質(zhì)屬HCO3-Na型水。含水層埋深較淺的汶135孔，鉆孔單位涌水量0.1933 L /s.m，富水性中等，礦化度0.498g/L，水質(zhì)屬HCO3-Cl-NaCa型水，說明三灰富水性很不均一，淺部富水性中等，深部富水性較弱。三灰下距16煤層87.03123.40m平均102.65m，正常情況下不影響煤層開采。3、十下灰 為16煤層直接頂板，是開采16煤層的直接充水含水層，厚4.907.80m，平

21、均5.58m，具裂隙充填方解石脈，局部巖芯破碎，見溶蝕現(xiàn)象。普、精查階段共有8孔揭露，未發(fā)現(xiàn)漏水孔。據(jù)兗州煤田興隆莊煤礦抽水試驗資料，水位標(biāo)高27.3140.73m，單位涌水量0.00020.27 L /sm，富水性極不均一，礦化度0.270.41g/ L，水質(zhì)屬HCO3-CaHCO3Cl-Ca型水。4、奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層井田煤系地層覆存范圍內(nèi)揭露奧灰鉆孔2個，揭露厚度達50m，且17煤至奧灰間距正常。奧灰裂隙發(fā)育，充填或不完全充填方解石脈，見溶洞，局部巖芯破碎。其中汶7-1漏水，漏水點上距奧灰頂界面7.44m，漏失量大于15.0m3/h。汶7-1抽水試驗，奧灰埋深大于-600m，水位

22、標(biāo)高29.18m，單位涌水量0.02738 L /sm，富水性弱，礦化度0.5840g/ L，水質(zhì)類型為HCO3SO4-CaMgNa型水。濟寧三號井田精查階段，曾施工60個鉆孔揭露奧灰孔，證明隨著埋藏深度的不同，奧灰富水性具有明顯的垂向變化規(guī)律。（二） 隔水層隔水層自上而下主要有：第四系中組隔水層、石盒子組隔水層、17煤下覆隔水層。1、第四系中組隔水層由灰綠色粘土、砂質(zhì)粘土夾砂層組成，厚27.052.0m，一般厚35.0m，含砂層透鏡體24層，主要以隔水性能為主，為重要的隔水層，能有效地阻止大氣降水、地表水及上組水與基巖含水層的水力聯(lián)系。2、石盒子組隔水層3煤頂板之上賦存著上、下石盒子組。上石

23、盒子組厚29.10359.90m，平均171.06m，下石盒子組厚27.90113.30m，均以厚層泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，間夾中、細(xì)砂巖，能起到良好的隔水作用，阻止第四系水的下滲。3、17煤下覆隔水層17煤層至奧灰正常間距為46.2549.49m，平均47.2m，巖性主要為泥巖、鋁質(zhì)泥巖及石灰?guī)r。其中十二灰平均厚1.69m，十三灰平均厚7.26m，均未發(fā)現(xiàn)漏水。因此，本段中的泥巖、鋁質(zhì)泥巖及石灰?guī)r共同組成壓蓋隔水層，阻止奧灰水的底鼓。此外，太原組中的泥巖與砂質(zhì)泥巖，隔水性能良好，阻隔了各含水層之間的水力聯(lián)系。（三） 斷層的導(dǎo)水性斷層的導(dǎo)、富水性能主要取決于斷層兩盤巖層的富水性、裂隙發(fā)育程度、斷層

24、角礫巖的成分、膠結(jié)程度。由建井及生產(chǎn)期間實際揭露來看，煤層頂?shù)装迤鸱黄?，煤層中的層滑、裂隙等較發(fā)育，這些均說明了井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤層受力嚴(yán)重，所揭露的斷層大多數(shù)為張扭性斷層，兩盤巖石均較破碎，破碎帶較寬，根據(jù)統(tǒng)計，建井及生產(chǎn)期間所發(fā)生的幾次較大的突水，如1301工作面切眼突水（30m3/h）和1201下軌道順槽迎頭突水（40m3/h），均發(fā)生在斷層附近，其它斷層均伴有不同程度的淋水，僅個別斷層無水，斷層出水將成為礦井涌水量的主要構(gòu)成部分。（四） 采區(qū)水文地質(zhì)條件采區(qū)東部，奧灰為覆蓋型，直接接受第四系下組水的補給，從區(qū)域規(guī)律分析，覆蓋區(qū)奧灰?guī)r溶裂隙較發(fā)育，地下水動態(tài)穩(wěn)定，富水性強。區(qū)內(nèi)奧灰

25、富水性有待進一步勘探證實。采區(qū)南部長溝支五斷層落差大于80m，致使奧灰與煤層或十下灰對口接觸，易接受奧灰水的補給；北部DF103斷層落差5095m，造成16、17煤層同對盤三灰接近對口接觸。建議在斷層兩側(cè)留設(shè)足夠的斷層煤柱，采區(qū)接近斷層煤柱時，應(yīng)注意探防水，以防奧灰水突入礦井。精查過程中僅有2孔揭露奧灰，十下灰亦未進行抽水試驗，至今對16、17煤又未進行水文勘探工作，故水文地質(zhì)類型有待進一步勘探查明。（五） 采區(qū)充水因素分析采區(qū)東部煤層露頭隱伏于第四系下組含水層之下，直接接受第四系下組水的補給，應(yīng)留設(shè)足夠的露頭防水煤柱。16煤層直接頂板為十下灰，十下灰是開采16、17煤層的直接充水含水層，沒做

26、過抽水試驗。奧灰上距16、17煤層平均為58.9、47.2m，為16、17煤開采的底板含水層。采用礦井水文地質(zhì)規(guī)程（試行）中突水系數(shù)公式：計算了八采區(qū)16、17煤最大埋深處的突水系數(shù)。奧灰水位標(biāo)高取精查地質(zhì)報告抽水試驗標(biāo)高29.18m。式中：Ts突水系數(shù)（kgf/m3）；P水頭壓力（kgf/m2）；PHSMCp擾動破壞厚度（m），取12；H奧灰水位標(biāo)高（m），29.18；S最大埋深（m），16、17煤分別為590、600； M16、17煤隔水層厚度（m），分別為58.9、47.2。經(jīng)計算得知：16、17煤的突水系數(shù)分別為1.45、1.92（kgf/m3）。都遠(yuǎn)大于臨界突水系數(shù)1.0，底板都有突

27、水危險。為保證安全生產(chǎn)，在開采前應(yīng)對該采區(qū)進行水文地質(zhì)補充勘探，并加強生產(chǎn)過程中的防治水工作。（六） 涌水量預(yù)計十六煤層頂板為十下灰?guī)r，本區(qū)未施工一個水文鉆孔。根據(jù)礦上提供的資料，采區(qū)正常涌水量為100 m3/h，最大涌水量為160m3/h。四、瓦斯、煤塵、煤的自燃及地溫根據(jù)鉆孔測得的瓦斯含量和鄰區(qū)井田資料對比分析，該區(qū)瓦斯含量低，但由于區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，煤層埋藏較深，因此，在生產(chǎn)過程中應(yīng)加強瓦斯管理，防止瓦斯積聚。根據(jù)各煤層的煤塵爆炸性試驗結(jié)果，煤塵爆炸指數(shù)變化在4247%之間，各煤層均有煤塵爆炸危險性。根據(jù)煤樣測試結(jié)果，煤的自燃傾向性等級為不自燃。但煤層中黃鐵礦結(jié)核含量較高，在潮濕狀態(tài)易氧化并

28、放出熱量，易自燃發(fā)火。八采區(qū)屬于正常地溫區(qū)，本區(qū)平均地溫梯度1.67/100m。五、勘探程度及存在問題區(qū)內(nèi)有JL5、P5、PL1勘探線穿過，僅有汶136孔揭露15上、16、17煤層，地質(zhì)勘探程度較低。本區(qū)所做水文地質(zhì)工作嚴(yán)重不足，頂板含水層十下灰沒做過抽水試驗，底板含水層奧灰在井田內(nèi)只有一個抽水孔，頂?shù)装搴畬淤x水情況不明。第二章 采區(qū)儲量及生產(chǎn)能力第一節(jié) 儲量計算一、儲量計算范圍參加儲量計算的煤層為16、17煤層。各煤層計算范圍為：北至DF103斷層，東至井田邊界，南至長溝支五（DF135）斷層及DF143斷層，西至工廣及大巷煤柱保護線，東南露頭至-200m等高線，詳見采區(qū)儲量計算圖。二、儲

29、量級別的確定按照煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)采區(qū)先期勘探程度，參考精查及建井地質(zhì)報告，確定本區(qū)正常塊段儲量級別劃為C級，斷層及邊界保護煤柱儲量劃為D級。按照固體礦產(chǎn)資源/儲量分類標(biāo)準(zhǔn)，正常塊段確定為控制的經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量（122b），斷層兩側(cè)及邊界保護煤柱儲量確定為控制的次邊際經(jīng)濟資源量（2S22）。三、煤柱留設(shè)1、斷層煤柱：按斷層落差大小，兩側(cè)各留一定水平寬度的安全煤柱，DF103、長溝支五斷層兩側(cè)各留100m；DF155、DF143斷層兩側(cè)各留50m；DF153斷層兩側(cè)各留30m；落差10m的斷層不留煤柱。2、邊界煤柱：40m。3、第四系防水煤柱：從煤層露頭向下垂深50m。4、一采區(qū)上山保

30、護煤柱：圍護帶寬度20m，按75移動角延伸至17煤層底板。四、容重的確定本區(qū)煤層容重沿用礦井建井地質(zhì)報告數(shù)據(jù)：16、17煤容重分別取1.36 t/m3、1.37t/m3。五、儲量計算方法區(qū)內(nèi)絕大部分塊段煤層傾角15， 采用地質(zhì)塊段法和煤層偽厚及水平面積直接在煤層底板等高線圖上計算煤層儲量。計算公式如下：QAMD10-4 式中：Q-儲量(萬噸)；A-面積(m2)；M-煤厚(m)；D-容重(t/m3)。六、儲量計算結(jié)果本次計算本采區(qū)共獲得地質(zhì)儲量689.3萬t，其中工業(yè)儲量479.3萬t，全部為C級儲量，可采儲量357.2萬t。按照固體礦產(chǎn)資源/儲量分類標(biāo)準(zhǔn)，儲量122：357.2萬t，基礎(chǔ)儲量1

31、22b：479.3萬t，資源量2S22：210.0萬t。見表31、32、33。 八采區(qū)儲量匯總表 表31煤類煤層能利用儲量GBT17766-1999合計ABCD基礎(chǔ)儲量資源量儲量122b2M112S112S22122QM16260.7120.3260.7120.3194.838117218.689.7218.689.7162.4308.3合計479.3210.0479.3210.0357.2689.316煤儲量計算表 表32塊段編號計算面積（km2）采用厚度（m）各級儲量（萬t）GBT17766-1999塊段種類合計ABCD類別 回收 率%儲量萬t1C72.50.959.4122b858正常塊

32、段2C725.30.9594.4122b8580.2正常塊段3C368.90.9548.0122b8540.8正常塊段4C512.90.9566.8122b5033.4村莊煤柱5D360.00.9546.92S22斷層煤柱6D190.00.9524.72S22斷層煤柱7D35.20.954.92S22斷層煤柱8D101.60.9513.22S22邊界煤柱308.317煤儲量計算表 表33塊段編號計算面積（km2）采用厚度（m）各級儲量（萬t）GBT17766-1999塊段種類合計ABCD類別 回收 率%儲量萬t1C64.81.1310122b858.5正常塊段2C774.01.13119.01

33、22b85101.2正常塊段3C366.51.1054.8122b8546.6正常塊段4C341.11.1376.9122b5038.5村莊煤柱5D459.51.1370.62S22斷層煤柱6D190.01.1329.22S22斷層煤柱7D35.21.105.32S22斷層煤柱8D101.61.1015.22S22邊界煤柱合計260.7120.3194.8381第二節(jié) 采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限一、采區(qū)生產(chǎn)能力根據(jù)礦井生產(chǎn)能力及配采的需要，確定3煤生產(chǎn)能力為0.90Mt/a，16、17煤層的生產(chǎn)能力為0.20Mt/a。二、服務(wù)年限考慮到區(qū)內(nèi)構(gòu)造比較復(fù)雜，開采條件差的實際情況，儲量備用系數(shù)取1.3。

34、 服務(wù)年限可采儲量/（年產(chǎn)量備用系數(shù)）357.2/（201.3）13.7（年）。第三章 采區(qū)巷道布置第一節(jié) 采區(qū)巷道布置方案比較一、采區(qū)巷道布置方案本采區(qū)走向上窄下寬，傾斜較長，煤層賦存標(biāo)高-150m-600m，但煤層大部在-430m水平以下，約占總儲量的79。為此，我們提出了以下兩種方案：方案：設(shè)計采用兩條下山由-430m水平向下延深至采區(qū)下部，一條為軌道下山，擔(dān)負(fù)進風(fēng)、運料、提矸、行人；一條為皮帶下山，擔(dān)負(fù)運煤和回風(fēng)。然后分別沿煤層做區(qū)段集中上山及區(qū)段集中下山，進行開采。并在采區(qū)下部設(shè)置采區(qū)水倉、泵房、變電所及煤倉。方案：在-430m水平設(shè)計掘兩條石門至16、17煤層，一條為軌道運輸巷，擔(dān)

35、負(fù)進風(fēng)、運料、運矸、行人；一條為皮帶運輸巷，擔(dān)負(fù)運煤和回風(fēng)。然后分別沿煤層做區(qū)段集中上山及區(qū)段集中下山，進行開采。并在-430m水平設(shè)置采區(qū)變電所及煤倉，在采區(qū)下部設(shè)置采區(qū)泵房及水倉。二、方案比較兩方案比較如下表： 經(jīng)濟技術(shù)比較表表31序號項目方案方案1采區(qū)準(zhǔn)備巷道布置方式下山石門2初期可比巷道工程量（m）90027003煤柱留設(shè)采區(qū)下山在工廣煤柱內(nèi)，區(qū)段上山煤柱后期可采，無須單獨留設(shè)永久煤柱采區(qū)石門需單獨留設(shè)永久煤柱（約17萬噸）4區(qū)段上山長度區(qū)段上山距離長，通風(fēng)、運輸困難區(qū)段上山距離短，通風(fēng)、運輸較易5排水情況全部采用機械排水，排水費用高-430m水平以上不須機械排水，排水費用低6投產(chǎn)工期

36、10.5個月18個月通過上表比較可以看出，方案雖然區(qū)段上山距離長，通風(fēng)、運輸困難，開采難度大，排水費用高，但巷道工程量比方案明顯減少，投產(chǎn)工期短，并且不用單獨留設(shè)永久煤柱，再加上-430m水平以上儲量較?。▋H占總儲量的21），采用石門布置方式優(yōu)勢不明顯，故本設(shè)計采用方案。第二節(jié) 采區(qū)巷道布置一 、采區(qū)準(zhǔn)備巷道布置1、采區(qū)下山：根據(jù)方案布局，在采區(qū)中部南翼軌道大巷及皮帶大巷適宜位置布置兩條反下山，即軌道下山和皮帶下山。軌道下山傾角23，采用串車提升，敷設(shè)電纜、管線及架空乘人裝置，擔(dān)負(fù)行人、進風(fēng)及輔助提升。皮帶下山傾角14，安裝膠帶輸送機，擔(dān)負(fù)運煤、回風(fēng)。軌道下山和皮帶下山間距30m。軌道下山下車

37、場及皮帶下山機尾硐室底板標(biāo)高皆為-545m。2、采區(qū)運輸大巷：在-545m水平車場向南布置采區(qū)軌道運輸巷，在煤倉上口（-525m）布置皮帶運輸巷，主要擔(dān)負(fù)采區(qū)西部塊段的通風(fēng)、運輸、行人任務(wù)。軌道運輸巷沿16煤層頂板掘進，皮帶運輸巷沿17煤層頂板掘進，兩條巷道之間通過聯(lián)絡(luò)巷聯(lián)絡(luò)。3、采區(qū)區(qū)段集中上、下山：根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存特點及工廣煤柱分布狀況等，設(shè)計采區(qū)區(qū)段集中上、下山布置如下：在采區(qū)下車場、-545m軌道運輸巷以東，布置一條采區(qū)集中軌道上山和一條采區(qū)集中皮帶上山；在采區(qū)南部、工廣煤柱邊緣，布置一條采區(qū)集中軌道下山和一條采區(qū)集中皮帶下山，分別擔(dān)負(fù)采區(qū)東、西部塊段16、17煤層的運輸、通風(fēng)、

38、行人等任務(wù)。兩上山（或下山）間距25m，采用聯(lián)絡(luò)巷聯(lián)絡(luò)。為便于兩層煤工作面集中運輸及探煤需要，采區(qū)集中軌道巷沿16煤層頂板掘進，采區(qū)集中皮帶巷沿17煤層頂板掘進。二 、采區(qū)車場及硐室1、采區(qū)車場采區(qū)上部車場采用單道起坡順向平車場，下部車場采用單道起坡平車場，由于運輸距離較近，故上下車場皆不設(shè)高低道，采用機車調(diào)車。具體見采區(qū)車場平、剖面圖。采區(qū)西部及東部塊段輔助提升采用絞車提升，上車場采用順向平車場，中部車場采用甩車場，下車場采用平車場。2、采區(qū)硐室：軌道上、下山設(shè)有絞車房及信號把鉤硐室，并每隔40m設(shè)一個躲避硐。軌道上、下山上下車場設(shè)等候室。在-545m水平布置采區(qū)變電所、水倉、泵房及煤倉。水

39、倉容量1000m3；煤倉直徑8m，容量500m3。三、采區(qū)回采巷道布置1、工作面順槽16煤層軌道順槽通過甩車場與區(qū)段集中軌道上山（或下山）直接連接，17煤層軌道順槽通過石門與區(qū)段集中軌道上山（或下山）甩車場連接。兩煤層軌道順槽皆沿煤層頂板布置，半煤巖掘進，矩形斷面，凈寬2.2m，凈高2.1m，裸體支護，主要用于工作面的進風(fēng)和運料。16煤層運輸順槽通過溜煤眼及通風(fēng)行人斜巷與區(qū)段集中皮帶上山（或下山）連接，17煤層運輸順槽直接與區(qū)段集中皮帶上山（或下山）連接。兩煤層皮帶順槽亦皆沿煤層頂板布置，半煤巖掘進，裸體支護，矩形斷面，凈寬2.5m，凈高2.1m。主要用于工作面的回風(fēng)和運煤。同煤層上下兩個工作

40、面的順槽之間留設(shè)10m煤柱。2、工作面切眼切眼沿煤層頂板布置，矩形斷面，凈寬2.5 m，凈高為全煤厚。3、工作面硐室及其它巷道在軌道順槽、運輸順槽內(nèi)的人行道一側(cè)每隔40m設(shè)有一躲避硐室。具體的巷道布置見采區(qū)巷道布置平、剖面圖。第三節(jié) 開采順序及回采工作面布置一、開采順序綜合煤層賦存狀況、工作面準(zhǔn)備期、頂板管理方式及巷道維護難易等多種因素，確定采區(qū)內(nèi)各工作面開采順序為：-545m軌道運輸巷以西塊段及-430m水平以上塊段工作面采用自上而下回采；-545m軌道運輸巷以上至-430m水平塊段工作面采用自下而上回采。煤層的開采順序為先采16煤層，后采17煤層?；夭晒ぷ髅娌捎煤笸耸交夭?。二、采煤工作面布

41、置形式根據(jù)臨近礦井的開采經(jīng)驗，結(jié)合井下實際，確定回采工作面采用走向長壁對拉工作面布置，傾角大于12的區(qū)段則采用單一走向長壁工作面布置。工作面長度：單面長度為90m，對拉面總長180m。三、采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)采區(qū)內(nèi)設(shè)計一個對拉工作面生產(chǎn)；在采用單一走向長壁工作面布置的區(qū)段，設(shè)計兩個單一長壁工作面生產(chǎn)。四、回采面生產(chǎn)能力根據(jù)鄰近礦井相同條件下的生產(chǎn)經(jīng)驗，回采工作面年推進度為900m?；夭擅婺戤a(chǎn)量按下式計算： A0nMrLI/10000 21.131.36909000.97/10000=24.1（萬t）式中： A0工作面年產(chǎn)量（萬t）； n工作面?zhèn)€數(shù)；M煤層平均厚度（m）； r煤的容重（t/

42、m3），1.36；L工作面長度（m）；I工作面年推進度（m）；工作面回采率， 97。五、采區(qū)生產(chǎn)能力驗證采區(qū)實際生產(chǎn)能力計算： AnA0BK124.11.10.9525（萬t）式中：A采區(qū)實際生產(chǎn)能力（萬t）； n采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)； A0工作面年產(chǎn)量（萬t）；B掘進出煤率，取1.1；K工作面產(chǎn)量不均衡系數(shù)，取0.95。由以上計算可知，采區(qū)實際生產(chǎn)能力大于采區(qū)設(shè)計生產(chǎn)能力，故滿足要求。六、首采工作面布置為使八采區(qū)早日投產(chǎn)，在-545m軌道運輸巷和-545m皮帶運輸巷直接開門，在-545m水平以上的16煤層中布置一個對拉工作面，作為首采工作面，即8601工作面。 第四節(jié) 巷道掘進一、主要

43、巷道斷面和支護形式根據(jù)本區(qū)巷道圍巖狀況，借鑒鄰近礦區(qū)的巷道支護經(jīng)驗，確定：采區(qū)準(zhǔn)備巷道采用直墻圓弧拱斷面，錨噴或錨網(wǎng)噴支護。主要硐室采用錨網(wǎng)噴、砼（或鋼筋砼）碹復(fù)合支護；回采巷道采用矩形斷面，裸體支護。具體巷道斷面特征見巷道斷面圖冊。二、掘進工作面數(shù)量及掘進機械配備1、掘進工作面數(shù)量為保證工作面的正常生產(chǎn)接續(xù)，按照目前的平均掘進速度，設(shè)計共配備4個炮掘掘進工作面。在礦井的實際生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)煤層開采條件的變化及回采的要求，合理增減掘進工作面的個數(shù)，以保證回采工作面的正常接續(xù)。2、掘進機械配備炮掘工作面配備氣腿式鑿巖機、濕式煤電鉆、耙斗裝巖機、局扇、風(fēng)鎬、錨桿鉆機、砼噴射機、砼攪拌機等設(shè)備。具

44、體見八采區(qū)巷道布置及機械配備平面圖。三、掘進速度借鑒鄰近礦井相似地質(zhì)條件下的掘進速度，結(jié)合該礦的實際技術(shù)裝備水平，確定巷道掘進速度如下：巖石巷道：平巷為 120m/月；上山為110m/月；下山為100m/月。半煤巖巷道：平巷為200m/月；上山為180m/月；下山為160m/月。全煤巷道：300 m/月。硐室：500m3/月。四、掘進施工安排及建設(shè)主要矛盾線1、掘進施工安排為確保八采區(qū)早日投產(chǎn)，本著盡量安排掘進頭平行作業(yè)的原則，早期安排兩個掘進頭平行施工下山，待下山貫通后，再多安排掘進頭平行作業(yè)。2、建設(shè)主要矛盾線通過工程排隊，確定工程建設(shè)的關(guān)鍵路線為：八采區(qū)上車場（包括絞車房及聯(lián)絡(luò)巷等）軌道

45、下山八采區(qū)下車場皮帶機尾清理巷-545m軌道巷8601下軌道順槽8601切眼五、采區(qū)投產(chǎn)工程量及投產(chǎn)工期預(yù)計采區(qū)第一個工作面（8601面）建成投產(chǎn)時工程量為：巖巷1650m；半煤巖巷2300m；煤巷240m；硐室2800m3。工期預(yù)計：從軌道下山及皮帶下山開門到貫通預(yù)計5.5個月；從貫通到8601工作面及各配套系統(tǒng)形成預(yù)計4.5個月；再經(jīng)過0.5個月的試生產(chǎn)，到驗收合格正式投產(chǎn)，8601工作面的投產(chǎn)工期共計10.5個月。第四章 采煤方法及回采工藝第一節(jié) 采煤方法 一、開采技術(shù)條件八采區(qū)主要開采16、17煤層，16煤層平均1.13m，17煤層平均0.95m，兩層煤間距12.76m，且賦存穩(wěn)定，傾

46、角較小，一般在518之間。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較發(fā)育，采區(qū)中部有DF155、DF156、DF159等斜交斷層，影響工作面布置。采區(qū)地表地勢平坦，多為農(nóng)田，僅在西北部有秦家村、王家樓兩個村。無河流、湖泊等大的地面水體。二、采煤方法的確定根據(jù)該采區(qū)煤層賦存條件及頂?shù)装鍘r性，結(jié)合臨近礦井相同煤層的開采經(jīng)驗，采煤方法確定為走向長壁式采煤方法，進行后退式開采。采區(qū)西北部村莊壓煤塊段，因全部開采后其兩個村莊的地表移動變形經(jīng)計算均超過級保護等級的允許變形值，且該塊段煤層較薄、儲量較小，采用遷村開采不經(jīng)濟，因此設(shè)計采用條帶開采。條帶開采的各項參數(shù)另行論證。第二節(jié) 回采工藝一、采煤工藝根據(jù)煤層賦存狀況及礦實際情況確定回

47、采工作面采用高檔炮采工藝采煤，即人工用煤電鉆打眼、裝藥，毫秒延期電雷管爆破落煤，人工裝煤，刮板輸送機和皮帶運輸機運輸，人工推移溜子，單體液壓支柱支護頂板，局部配合2.6米前探梁臨時支護，人工回柱放頂。 二、爆破落煤 工作面炮眼按三花眼布置，采用濕式煤電鉆打眼，眼深不小于1.40m。工作面爆破使用煤礦許用乳化炸藥和煤礦許用毫秒延期電雷管，采用一次打眼、分組正向裝藥（裝一組爆破一組，每組不超過20發(fā)），串聯(lián)起爆。炮眼封泥使用水炮泥（每孔最少一個）和粘土炮泥，封泥的長度不得小于0.5m。放炮的順序為從溜子的機頭向機尾的方向單向起爆。嚴(yán)禁在一個采煤工作面使用兩臺發(fā)爆器同時進行爆破作業(yè)。對拉面的兩個面按

48、一個面進行放炮管理，兩面不得同時進行爆破作業(yè)。具體爆破說明書見采區(qū)采煤方法圖。第三節(jié) 支護設(shè)計一、工作面支架選型根據(jù)煤層厚度及頂板情況，工作面支柱選用DZ14-30/100型外注式單體液壓支柱。其主要參數(shù)：額定工作阻力為300KN；初撐力118-157KN；油缸直徑100mm；底座面積109cm2；支撐高度0.9-1.4m。二、工作面支護參數(shù)選擇1、合理支護強度的計算采用經(jīng)驗公式計算：t= 89.81hr =89.811.132.6=231（kNm2）式中：Pt工作面合理的支護強度（kN/m2）；h 采高（m）， 1.13m；r 頂板巖石容重（t/m2），取2.6。2、支柱實際支撐能力計算Rt

49、 = kgkzkbkhkaR=0.990.950.91.01.0300=254（kN）式中：R支柱額定工作阻力，取300KN；Kg工作系數(shù)，取0.99；Kz增阻系數(shù)；取0.95；Kb不均勻系數(shù)；取0.9；Kh采高系數(shù)；取1.0；Ka傾角系數(shù)；取1.0；3、工作面合理的支護密度計算： /R= 231/254=0.91 （根m）4、確定柱距、排距、支護密度根據(jù)生產(chǎn)技術(shù)條件及鄰礦同煤層開采經(jīng)驗和直接頂板情況，初步確定排距：a=1.2 m則柱距為b =0.91/1.2=0.76 m實際取柱距為b=0.70m。則實際支護密度N=1/（ab）=1/（0.71.2）=1.19 根/m2。大于理論計算密度（n

50、=0.91根/m2），故滿足實際支護頂板的需要。則確定柱距0.70m，排距1.2m，支護密度1.19根/m2。5、支柱鉆底強度校核：支柱實際工作阻力對底板的壓力為254KN，單體支柱實際對底板的壓強為：P=Rt/S=254/0.0109=23.3 MP式中：S單體支柱底面積（m2），取0.0109 。由于煤層底板主要為泥巖，容許比壓p小于6MP，顯然支柱鉆底，必須穿鐵鞋。所選鐵鞋的直徑為： 2Rt/(p)10-31/22254/(6)10-31/2 0.232 m故工作面所選鐵鞋直徑為0.30 m。三、乳化液泵站1、乳化液泵選型、數(shù)量 乳化液泵選用XRB2B80/200型， 在兩軌道順槽各裝備兩泵一箱，一臺使用，一臺備用，輸液管路選用196000mm的無縫高壓管，注液槍的管路選用1010