双鸭山市顺安煤矿报告.doc

前 言 一、概述 双鸭山市顺安煤矿位于双鸭山矿业集团七星煤矿东南3km处，经批准开采煤层为1、2号煤层，该两煤层原为七星煤矿浅部资源。该矿井原设计生产能力为3万t/a，2006年经技术改造，黑龙江省煤炭工业管理局生产能力复核（黑煤管生产发[2007]33号）生产能力为4万t/a。目前，该矿井1号煤层已开采完毕，2号煤层左一片、右一片已采完，现采场已采至二片。结合本矿井的具体开采条件，根据煤炭管理部门的要求以及顺安煤矿的委托，我院对该矿井2号煤层的开采进行（补充）初步设计。 二、编制设计的依据 1、设计委托书； 2、煤炭工业小型煤矿设计规范（GB50399-2006）； 3、煤矿安全规程（2006年版）； 4、矿井防灭火规范； 5、黑龙江省煤田地质测试中心2008年9月20日提交的双鸭山市顺安煤矿2号煤层自燃倾向性检验报告（AJ20080502）； 6、黑龙江省煤炭产品质量监督二站提交的检验报告（黑煤检（08）字（08）第119号； 7、黑龙江会隆源矿业咨询有限责任公司编制的黑龙江省双鸭山市（七星矿区）顺安煤矿煤炭资源储量复核报告； 8、矿方提供的储量计算图、采掘现状图、现有生产设备以及其他相关资料等； 9、国家其他现行的有关煤炭行业的技术法规和技术政策； 10、企业法人营业执照注册号230000100055910； 11、采矿许可证证号2300000820243。 三、设计的指导思想 1、遵守国家煤炭法和矿产资源法等国家、地方法律法规对资源开发利用的要求，合理规划井下资源，采用合理的采煤方法进行资源开采，实现资源利用最大化； 2、坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的原则，认真贯彻执行煤矿安全规程等安全生产法规、条例，结合本矿井的具体条件建立可靠的矿井安全技术措施，保证矿井安全生产； 3、根据矿井的地质情况、煤层赋存条件、矿井现有开采现状，结合本地区小型矿井的实际开采特点，本着安全第一，因地制宜，少投入，多产出的指导思想编制本设计。 四、设计的主要特点 顺安煤矿井田面积为0.3944km2，批准开采1、2号煤层，矿井生产规模核定为4万t/a。 该矿井采用片盘斜井开拓方式，矿井布置二个斜井，即混合井和回风井。煤炭由工作面经刮板输送机运至下顺槽装车，顺槽中采用人力推车或用绞车牵引运到片盘车场，经各段提升绞车提升到地面煤场；顺槽内材料、掘进矸石等辅助运输采用调度绞车牵引矿车运输方式。 井下共布置了一个采区，实现一井一面，两个炮掘工作面接替生产。 通风方式采用机械抽出式，通风系统为中央并列式。 矿井设计的主要特点如下 1、 2号煤层轨道上（下）山倾角10，净宽2.6m，净高2.6m，矩形，净断面6.76m2，铺设22kg/m、600mm的轨道，单钩串车混合提升，担负矿井煤炭、矸石提升、设备材料升降任务，兼作矿井进风井；回风下山倾角10，净宽2.6m，净高2.6m，矩形，净断面6.76m2，主要担负矿井回风任务；行人下山倾角10，净宽2.2m，净高2.0m，矩形，净断面4.4m2，主要用于人员上下行走。 3. 生产集中化，以一个炮采工作面进行开采，以两个炮掘作业线保证生产接续，充分体现煤炭行业一井一面的采煤方法改革精神。 4. 开拓系统简洁化，依据2号煤层的赋存特点，采用片盘斜井开采，运输系统、辅助运输系统、回风系统均清晰明确，为矿井生产和安全管理创造了条件，并精心设计，多做煤巷，少开岩巷，尽量减少工程量，缩短工期。 5. 通风系统畅通化，矿井为中央并列式通风系统，设置了完善的通风系统构筑物，井下各用风地点的风量分配、风速均符合煤矿安全规程的要求，反风措施齐全，避灾路线明确，主要通风机、局部通风机均选用高效节能风机。 6．生产安全化，采用KJ19N监测监控系统，实现安全生产信息管理，为安全生产创造条件。 五、设计的主要技术经济指标 1、 矿井设计生产能力 4万t/a； 2、 矿井服务年限 5a； 3、 开拓方式 片盘斜井开拓； 4、 本次设计新增井巷工程量1785m，掘进体积11133.2m3； 5、 工 期 11个月； 6、 矿井在籍人数 164人； 7、 矿井全员效率 1.05t/工； 8、 总投资 1848.10万元。 六、存在的主要问题与建议 1、本矿井开采2号煤层，1煤层已开采结束。根据原有矿井的开采实践，该区域的开采条件比较简单，故本次设计按黑龙江会隆源矿业咨询有限责任公司编制的黑龙江省双鸭山市（七星矿区）顺安煤矿煤炭资源储量复核报告进行设计。希望矿方在开采过程中还要做进一步的工作，弄清矿区内实际的构造、瓦斯、水文等资料，以利矿井安全、高效的进行生产。 2、本矿井下部的6、8号两个局部可采煤层已经被七星矿采完，三个煤层均处于各自下层开采的导水裂隙带之上，2号煤层开采到深部时，注意观察水位的变化。 3、应将井田周边的地质、勘探、采掘等与井田相关的资料上图；井田范围2号煤层右侧60-209号钻孔煤层厚度0.29m，可能是局部变薄或资料问题，右一片右二片巷道实际揭露煤厚0.65m，往深部有可能变化，应加强巷探，尽快完成资源储量复核，延长煤矿服务年限。 67 双鸭山市顺安煤矿2号煤层开采（补充）初步设计说明书 第一章 井田概况及地质特征 第一节 井田概况 一、位置及交通 顺安煤矿位于双鸭山矿业集团七星煤矿东南3km，距双鸭山市50km。矿区中心地理坐标为东经13144′00″，北纬4630′00″。行政区属双鸭山市宝山区管辖，属于七星矿区范围内。 双鸭山市区通往双鸭山发电厂的高等级公路在矿井东侧1km由南向北经过。从矿井到公路有砂石路相接，距双鸭山矿业集团七星煤矿专用铁路线七星火车站1.5km，交通较为方便。交通位置见图1-1-1。 二、地形、地貌及河流 矿井处于丘陵地带，井田内地形简单，地势东高西低，井区内最高标高153m，最低标高123m，相对高差30m，主井标高129.8m。井区处于七星河北岸河谷地带，无地表水体，七星河在井口正南1.6km处流过，矿区历年来的最高洪水位108m，井田地表都处于最高洪水位以上。 三、气象 矿井处于北纬45以北地区，矿区属寒温带大陆性气候，冬夏温差大，历年来的最低温度-37℃，最高温度37℃，年平均均温度5℃，无霜期一般在100～120天。每年的10月下旬开始封冻到翌年的4月下旬开始解冻，封冻期长达6个月，冻土层最大厚度2m，一般在1.6～1.8m，无永冻层，每年的7～9月份是雨季，年降水量一般550mm。 每年的4～10月间以东东南风为主，风力一般在1～2级，有时达到5级以上。冬季以西西北风为主，风力一般在2级左右。 图1-1-1交通位置图 四、地震 根据国家地震局资料，本区地震烈度在6度以下，无强烈地震史。 五、电源 本矿井设有两回路6kV电源线路，一条由选煤厂变电所引出，另一条由七星矿变电所引出，电源可靠。 六、通信 外部有线通信和移动通信都已经具备。 七、水源 本矿井工业场地附近有水源井一眼，出水量为30m/h,可满足生产及生活福利设施等的用水要求。 八、煤田开发简史 顺安煤矿位于双鸭山煤田七星矿区内，该地区的地质勘查工作始于1960年，1966年提交精查地质报告。该井在建井时又在井区范围内施工了三个钻孔，通过这些钻孔控制了该井范围内的煤层厚度、构造、火成岩等情况。2002年2月双鸭山市地质勘探队对该矿井煤炭资源储量进行了核实，提交了煤炭资源储量核实报告。 该矿井2006年经技术改造，2007年省煤管局下达黑煤管生产发[2007]33号文，核定生产能力为4万t/a。该矿井经批准开采1、2号两煤层，现1号煤层已开采完毕，2号煤层正在开采。 第二节 地质特征 一、 区域地质 （一）地层 矿区主要地层由老至新如下 1、下无古界麻山群柳毛组（ptlm）出露在井区周围，构成煤系基底。主要岩性由花岗片麻岩、透辉石大理岩、含铁石英岩等组成。 2、中生界下白垩统鸡西群（K1）为一套陆相含煤碎屑岩系，不整合于太古界麻山群之上。根据岩性、岩相、化石特征及其含煤性的不同可划分为二个组由下至上为城子河组、穆棱组，总厚度大于1400m，含煤80余层，总厚度32余米，含煤系数3.3。 3、上第三系（N）见于本区及新安煤矿的东部，为灰绿色砾岩、砂岩、泥岩、褐色炭质岩等组成，总厚度219m，与下伏地层不整合接触。 4、第四系（Q）分布于本区南部扁食河、七星河谷一带。主要由冲积砂砾层及喷发的玄武岩组成。丘陵区为黑色腐植土及黄色亚粘土。厚度有0～30m，各地厚度不一，山麓地带有1-3m坡积、残积层。 （二）构造 双鸭山煤田位于新华夏系第二隆起带之上，呈走向近东西且向南凸出的弧形构造（前人称为靴形构造）。 七星煤矿位于双鸭山煤田东部，即弧形构造东异的内侧，处于石英矿背斜与保安背斜之间的不对称的倾伏向斜构造。其轴向呈北北东，枢纽向南倾状，倾角5～15。向斜北端枢纽抬起，倾角变大，向斜南端倾角变小，且逐渐开阔，在背向斜的转折部位被断裂切割成不连续的断块。地层走向及倾角变化较大，本区向斜东翼地层平缓，走向N30～40w，倾向SW，倾角5～15，向斜西翼煤层露头处，倾角陡立，达到45～60，向深部变为N60E转为EW向。 二、井田地质 （一）地层 区内含煤地层有下白垩统城子河组（k1ch）和穆棱组（k1m），地层分述如下 1、城子河组（k1ch）为本区主要含煤系，含煤地层总厚度800余米，不整合于麻山群或前古生代花岗岩之上。主要岩性为灰白色砂岩，深灰色粉砂岩，泥岩类凝灰岩，凝灰质粉砂岩十余层。含煤70余层，煤层厚度达0.7m以上者有21层，其中计算储量者有18个层，煤层总厚度达31m，含煤系数3.9。根据含煤组合及岩相旋迴特征。将本组分为上、中、下三个含煤段。主要可采煤层集中分布在上中含煤段内。各段特征自下而上分述如下 下段自20层煤以下至基底，由于基底起伏不平，该段厚度变化较大，含煤性差，西翼最大厚度247m，东部缺失。底部以花岗质含砾砂岩，砾岩组成，向上则以巨砾砂岩为主，夹厚层黑色泥岩，深灰色粉砂岩，凝灰质粉砂岩三层，含煤15层，可采1层。 中段为9号层至20号之间的层段，自西向东超复，东部有不同程度的缺失，最大厚度为243m，以灰白色中粒砂岩为主与少量深灰色粉砂岩。细砂岩夹凝灰质粉砂岩4层，含煤18个层。可采者7个层。为本区主要含煤段。 上段穆棱组之下，至8下煤层，本段厚度变化不大，东翼180m，西翼250m，最大厚度305m。本段含煤性好，共含煤30余层，可采者10层。本段以灰白色细、中粒砂岩为主，与深灰色粉砂岩互层组成，夹56层凝灰质粉砂岩。是本区主要含煤段。 2、穆棱组（k1m）以陆相深灰色粉砂岩，泥质岩为主，夹少量灰白色中细砂岩及6-7凝灰岩，含煤性差，仅见6-7层薄煤及炭质泥岩，均不可采，厚度600余米。与下伏城子河组整合接触。 （二）构造 井田内为一单斜构造，走向近南北，向西倾斜，倾角10-14，平均12。风氧化带厚度30m左右，在掘进左一中巷施工至110m时，遇一走向西北292，倾向南西202，倾角78的斜交正断层，落差25m，该断层在井筒施工中也已实见。在掘进左二中巷至160m处，遇一走向南西250，倾向西北340，落差10m左右的斜交正断层。这两条正断层对回采有很大影响，右部构造简单，左部小断层较多，构造复杂顶板破碎。 三、火成岩 矿区钻孔资料及开采过程中未见火成岩侵入。 四、煤层 区内含煤地层为下白垩统城子河组，城子河组（k1ch）为本区主要含煤系，含煤地层总厚度800余米，不整合于麻山群或前古生代花岗岩之上。主要岩性为灰白色砂岩，深灰色粉砂岩，泥岩质凝灰岩，凝灰质粉砂岩十余层。含煤70余层，煤层厚度达0.7m以上者有21层，其中估算储量者有18个层，煤层总厚度达31m，含煤系数3.9。根据含煤组合及岩相旋迴特征。将本组分为上、中、下三个含煤段。主要可采煤层集中分布在上、中含煤段内。本区1、2号煤层分布在上含煤段。各煤层情况分述如下 1号煤层为该含煤段内最上的局部可采层煤 ，煤厚 0.60～0.70m，复合煤层，中间夹有两层0.10～0.20m的粉砂岩，该层以暗煤为主，夹有亮煤条带，半暗型煤，质硬块状。顶底板均为灰白色细砂岩。 2号煤层在1号层之下9～10m之间，煤厚0.29～0.65m左右 ，单一结构，以亮煤为主，暗煤次主，属半暗型煤，顶板为0.3～0.5m灰色粉砂岩，底板为灰白色细砂岩。 各主要煤层发育特征见表1-2-1。 四、煤质 （一）煤的物理性质 煤的肉眼鉴定属于半光亮型煤，夹有条带状暗煤，多为玻璃光泽，多具阶梯状断口。 表1-2-1 可采煤层特征表 煤层 编号 厚 度 间 距 顶板 岩性 底板 岩性 结 构 倾角 1 0.60～0.70 0.65 9～10 9.5 细砂岩 细砂岩 复合 12～16 14 2 0.29～0.65 0.50 粉砂岩 细砂岩 单一 12～16 14 （二）煤的化学性质 经黑龙江省煤炭产品质量监督检验二站取原煤混合样化验，化验结果如下 1号煤层水分5.6/，灰分30.90，挥发分41.97,粘结指数3，（加）胶质层厚度3m/m（双鸭山矿务局七星煤矿地质报告说明书）低位发热量20.21MJ/Kg。 2号煤层水分4.8，灰分35.57， 挥发分39.76， 硫含量0.48，粘结指数2，（加）胶质层厚度9m/m（双鸭山矿务局七星煤矿地质报告说明书）低位发热量19.02MJ/kg。 两层煤煤种为气煤，可作动力及民用煤。 五、水文地质 矿区水文地质条件较简单，矿井处在丘陵地区，井田内无地表水体，第四系地层很薄且不含水。井田内煤系地层风化裂隙带充水是矿井的主要含水层段。大气降水是该矿井的主要补给来源，由于七星煤矿五采区的开发，井区处在疏干区之内，矿井只有少量地表水渗入。 矿井正常涌水量为5m3/h左右。 六、矿井开采其他技术条件 （一）煤层顶、底板 煤层的围岩条件，1号煤层顶底板岩性为细砂岩， 2号煤层顶板岩性为粉砂岩， 底板为细砂岩，中等稳固类。 （二）瓦斯 矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井，矿井相对瓦斯涌出量为2.73m3/t，绝对瓦斯涌出量为0.093m3/min。 （三）煤尘及爆炸性 煤尘爆炸指数为49.59％，煤尘具有爆炸性。 （四）煤层自燃 根据黑龙江省煤田地质测试中心2008年9月20日提交的双鸭山市顺安煤矿2号煤层自燃倾向性检验报告（AJ20080502），本井2煤层煤样自燃倾向性等级属II级自燃。本矿井无煤层自燃发火史。 七、地质勘探程度评价 以往地质勘探资料,即七星煤矿地质报告经多年生产证明，绝大部分是可靠的，满足了生产需要，保证了矿井建设，但经生产证明，有的煤层厚度、煤层结构与原勘探资料差距较大；断层与生产实见出入较大，如勘探提共的断层经生产证实没有；勘探有的断层而生产揭露为褶皱等情况。 该矿区除了煤厚和煤层结构有小的变化，其他如地层、构造形态等没有大的变化。 该矿最近地质勘探报告为1985年七星煤矿地质报告，与其对比，除了煤层厚度、结构有小的变化外，矿体数量、质量、形态、产状、规模、空间位置及矿石质量均无大的变化。 第二章 井田开拓 第一节 井田境界及储量 一、井田境界 顺安煤矿的井田范围，根据经批准的开采范围，井田境界共由4个点坐标联线圈定（详见表2-1-1）。井田走向平均长0.7km，倾斜平均宽0.6km，面积0.3944 km。 表2-1-1 井田范围拐点坐标一览表 煤层编号 拐点序号 X Y 1号煤层 2号煤层 1 5151656 44470070 2 5151438 44469580 3 5152070 44469378 4 5152298 44470048 开采标高 由126m至-80m标高 井田面积 0.3944km2 二、储量 （一）工业资源/储量 依据黑龙江省国土资源厅关于黑龙江省双鸭山市（七星矿区）顺安煤矿煤炭资源/储量复核报告矿产资源储量评审备案证明（黑国土资储备字[2009]］015号，顺安煤矿井田批准的能利用储量为38.58万t。所以本设计所采用的工业资源/储量为38.58万t。 矿井分煤层、分级别、分工业储量见表2－1－2。 表212 矿井分煤层工业储量汇总表 单位万t 煤层号 资源/储量及类型 小计 111b 122b 1 6.06 6.06 2 2.3 30.22 32.52 总计 8.36 30.22 38.58 （二）矿井设计资源／储量 矿井工业资源／储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建构筑物煤柱等永久煤柱损失量后的资源／储量，称矿井设计资源／储量。 1、境界煤柱 设计确定井田境界煤柱宽度为一侧20m，经计算为万4.8万t。 2、断层煤柱 断层两侧煤柱设计为两侧各留20m，经计算为0.6万t。 经计算，矿井设计资源／储量为30.18万t。 （三）可采储量 矿井设计资源／储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采区回采率，为矿井设计可采储量。 煤炭工业小型矿井设计规范GB 50399-2006第 2．1．4规定 矿井采区回采率，应符合下列规定 1 厚煤层不应小于75％。 2 中厚煤层不应小于80％。 3 薄煤层不应小于85％。 本矿井开采煤层为薄煤层，回采率取85，经计算本设计利用可采储量为28.2万t。 第二节 矿井设计生产能力及服务年限 一、矿井工作制度 本矿井设计年工作日为330d；每日三班作业，边采边准。每班工作8h，每天净提升时间16h。 二、矿井设计生产能力及服务年限 按井下构造条件和煤层开采条件，煤层储量及服务年限方面，工作面个数的接续情况与井型的关系，以及本矿井的外部运输条件进行分析论证，并考虑到现阶段本区煤炭供销情况，其井型定为4万t/a，同时设计在主要运输环节上已留有一定的富裕系数，给矿井后期发展创造一个良好的条件。 根据设计规范要求，储量备用系数取1.4，矿井服务年限计算如下 T Q/KP 28.2/1.4 4 5a 式中 T矿井的服务年限，a； Q矿井可采储量,28.2万t； K储量备用系数，取1.4； P设计年产量，万t/a； 经过计算，矿井的服务年限为5年。 第三节 井田开拓 一、井田开采现状 本井属生产矿井，核定生产能力为4万t/a。采用片盘斜开拓，设有一对斜井井筒，一个是混合井，另一个是回风井。矿井通风方式为中央并列抽出式通风。混合井井口标高129.8m，井筒上部坡度为14，往下坡度为10左右，井筒下部煤柱已开采，目前正利用的井筒斜长约420m。风井井口标高131.68m，坡度为30，为矿井专用风井，同是是矿井安全出口之一。 矿井目前开采2号煤层，现有一个采煤工作面，两个掘井工作面。回采工作面为炮采工艺，采用走向长壁后退式采煤方法，工作面采用木支护，全部垮落式管理顶板。掘进工作面为炮掘，锚杆支护。 二、井田开拓方式 矿井开拓方式为片盘斜井开拓，共设两条井筒，其中一个为混合井，担负矿井的煤炭提升、人员运送、材料下放、排矸等任务；另一个为回风井，为本矿井的另一安全出口。以煤层划分采区，各采区独立通风系统，共用主提升系统。 第四节 井 筒 一、井筒用途、布置及装备 （一）混合井 混合井井筒斜长为800m，净断面为4m2，井筒上段倾角为14，长度180m，下段布置在1号煤层中，坡度10，长度620m；现该井筒使用长度约420m，为矿井的入风井。采用单钩串车提升方式，铺设22kg/m钢轨，担负提升原煤、矸石任务，升降人员、材料设备等提升任务并兼做入风井。井筒内敷设洒水管路、电缆、排水管路、压风管路，并兼作矿井的安全出口。表土部分采用料石砌碹支护，基岩部分采用金属棚背板喷浆支护。 （二）风井 风井井筒斜长为123m，井筒净断面为5m2，井筒倾角为30，并兼做安全出口。井筒内设置有扶手、台阶，并敷设由-50m标高2号煤层井底泵房引出的排水管路。 井筒特征见表2-4-1。 表2-4-1井 筒 特 征 表 序号 项目 单 位 混合井 回风井 1 井口坐标 X m 5151975 5151993 Y m 44470218 44470130 2 井口标高 m 129.8 131.68 3 井筒斜长 m 800 123 4 井筒方位角 度 246 223 5 倾 角 度 10-14 30 6 井筒形状及 净尺寸 梯形、中宽2.0m、高2.0m 梯形、中宽2.5m、高2m 7 断面 净 m2 4 5 掘进 m2 5.98表土 4.6基岩 7.1表土 5.7基岩 8 支护形式 及厚度 m 料石砌碹T300表土 金属棚背板喷浆基岩 料石砌碹T300表土 金属棚背板喷浆基岩 9 井筒装备 洒水管路、电缆、排水管路、压风管路 台阶、扶手、排水管路 第五节 井底车场及硐室 一、井底车场 根据该井的开拓方式及设计生产能力,每个片盘都布置了甩车场,每片盘车场长度为30m高低道、轻重存车线。本井首先开采1号煤层,一段提升,布置有8个片盘，开采标高-40m以上，2007年开始回收井筒煤柱。2号煤层的开采，为三段提升，目前已采至二片。在混合井30m标高布置石门甩车场，再通过2号煤层反下至25m标高，见2号煤层，通过车场与2号煤层上（下）山相连接。在二号煤层上（下）山布置各片盘甩车场。 二、硐室 1、机电硐室在10m标高布置有2号煤层采区中部变电所，长度20m；在2号煤层-50m标高下山底部布置有水泵房及配电硐室，硐室长20m。 2、水仓长度100m，净断面6.7m2，有效容积600m3，满足8h正常涌水量要求，分甲、乙两个水仓。清仓方式为人工清理，绞车提升。 三、支护形式 根据本矿井岩层特性，车场巷道采用半圆拱形锚喷支护，硐室及交岔点亦采用半圆拱形锚喷支护。 双鸭山市顺宝煤矿2号煤层开采初步设计说明书 第三章 大巷运输及设备 第一节 运输方式的选择 本矿井设计生产能力为4万t/a，采用斜井开拓，工作面爆破落煤后，煤炭由刮板输送机运至下顺槽装车，顺槽中采用人力推车或用绞车牵引运到片盘车场，经各段提升绞车提升到地面煤场；顺槽内材料、掘进矸石等辅助运输采用调度绞车牵引矿车运输方式。 井下轨道运输巷道敷设600mm轨距钢轨，车场、运输石门、车场、井筒采用22kg/m钢轨，其余使用15kg/m钢轨。 第二节 矿 车 根据井下运输方式、运输能力等要求，运输煤炭及矸石选用MF0.75-6型翻斗矿车。运输材料、设备选用1t材料车及平板车。斜井运送人员选用具有煤矿安全生产标志的XRC8-6/6型斜井人车，共3辆。 矿车需用量按生产能力确定，本矿井设计能力为4万t/a，每万吨配矿车11台，材料车按矿车总数的10配备，全矿井矿车总数为48台。 第三节 运输设备选型 本设计根据本地区小煤矿生产的特点，矿井工作制度为 设计年工作日330天，每天三班作业,每天净提升时间为16h。 运输设备选用0.7t翻斗式矿车，矿车型号为MF0.75-6。 第四章 采区布置及装备 第一节 采煤方法 一、开采条件 本次设计2号煤层在1号煤层之下9～10m之间，煤厚0.29～0.65m左右 ，单一结构，以亮煤为主，暗煤次主，属半暗型煤，顶板为0.3～0.5m灰色粉砂岩，底板为灰白色细砂岩。 二、采煤方法 本井田2号煤层属单一中薄煤层，煤层倾角10左右。设计确定以走向长壁采煤法布置采区。工作面顶板管理采用全部陷落法。 三、工作面长度及采高确定 根据上述确定的采煤工艺，考虑到煤层赋存稳定，同时结合本地区地方煤矿的开采经验，确定本矿井采用一个工作面回采，工作面长度为50-70m，其采高根据本矿井的煤层赋存条件，确定采高为0.45-0.65m。 四、工作面推进方向 为减少采掘互相干扰，同时为在生产期间其实掌握采区内煤层构造及变化情况，设计根据双鸭山地方煤矿的开采实践，并结合本矿井的实际情况，确定采用走向长壁后退式开采。 五、工作面生产能力 矿井以一个采区、一个回采工作面保证矿井生产能力4万t/a，首采工作面布置在2号煤层右三片，平均采高为0.55m，工作面平均长度为60m，煤的容重为1.35t/m3，工作面循环进度为1.0m，年工作日330天，则年产量为 QLGh r cnN601.00.551.35973330 42781t 式中 L工作面长度，了60m； G循环进度，1.0m； r煤的容量，1.35t/m3； h煤层厚度，0.50m； c工作面回采率，取97； n日循环数，取3； N工作日，330d。 由上述计算，确定矿井年生产能力为4万t/a。 六、工作面机械化程度及个数的确定 本矿井2号煤层采用炮采工艺开采，回采工作面采用打眼放炮落煤，支护采用木支柱。煤炭的运输采用0.7t翻斗式矿车。 根据本矿井开拓布置及设计生产能力安排，本矿井2号煤层开采，由一个采区、一个回采工作面来保证设计产量。 七、回采工作面数目、总长度及单位指标 根据本矿井煤层生产能力及所确定的开采方法，结合本地区的煤炭开采的实际经验，设计确定2号煤层的开采达产时布置一个回采工作面，工作面长度确定为50-70m。 第二节 采区布置 本矿井为片盘斜井开拓，采用双翼布置，1号煤层的开采是通过混合井及回风井在各区段布置片盘车场，再沿走向施工顺槽，切眼完成后构成回采系统。1号煤层现已回采结束。 本矿井2号煤层的开采为单层双翼布置,由30m标高的2号煤层反下及车场，与布置在2号煤层中的轨道上（下）山联系,在2号煤层轨道下山中各区段施工片盘车场,通过片盘车场沿煤层走向施工上、下顺槽,构成回采系统。 2号煤层中共布置三条上（下）山，即轨道（上）下山、回风下山和专用行人下山。回风下山上部与风井相通，行人下山布置在轨道下山的左侧。 第三节 巷道掘进 一、巷道断面尺寸及支护形式 根据本矿井地质条件，采区巷道绝大部分布置在煤层中。为充分发挥支护材料的性能同时降低支护成本，新施工的巷道均采用锚喷或锚杆支护。 主要巷道断面尺寸见表4-3-1。 二、掘进工作面组数 本矿井共配备两个掘进面。 三、矿井采掘比及矸石率的预计 本矿井生产时共配备2个普通掘进工作面，采掘比为12，矸石率为25。 表4-3-1主要巷道断面及其支护形式 项 目 名 称 支 护 形 式 断 面（m2） 净 掘 2号煤层轨道下山 锚喷 6.76 7.16 2号煤层回风下山 锚喷 6.76 7.16 2号煤层行人下山 锚喷 4.4 4.72 车场及绕道 锚喷 5.14/7.4 5.45/8.1 顺槽 锚杆 4.84 4.84 切眼 锚杆 4.0 4.0 水仓 锚喷 6.4 7.4 表4-3-1 井巷工程量汇总表 序号 名 称 长 度（m） 体 积（m3） 煤巷 半煤岩巷 岩巷 计 煤巷 半煤岩 岩巷 计 1 井 筒 865 865 5876.2 5876.2 2 井底车场及硐室 200 200 1626 1626 3 主要运输、回风巷 4 采 区 540 180 720 2544 1087 3631 合 计 1405 380 1785 8420.2 2713 11133.2 第五章 通风和安全 第一节 概 况 矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井，矿井相对瓦斯涌出量为2.73m3/t，绝对瓦斯涌出量为0.093m3/min。 本矿井属有煤尘爆炸危险矿井，煤层易自燃发火。 第二节 矿井通风 一、通风方式及通风系统的选择 根据本井田煤层赋存情况及矿井开拓布置，确定本矿井采用中央分列式通风系统。 矿井通风方式为抽出式。 矿井通风系统为中央分列式通风系统，即新风由混合入风、矿井的乏风由风井排至地面。 掘进通风，选用FDB5/25.5型局部扇风机，采用压入式通风。 二、采掘工作面及硐室通风 为了保证掘进工作面有较好的工作环境，所有掘进面均采用局扇通风，并设计置湿式除尘风机，并尽可能不采用串联通风，局扇必须安设在进风巷道中，距掘井巷道回风口不得小于10m。 井下主要硐室采用全负压独立通风。 三、矿井风量计算 根据煤炭安全规程第103条，矿井需要的风量分别计算如下 （一）按井下同时工作的最多人数计算 Q＝4NK＝4291.25＝145m3/min＝2.4m3/s 式中 Q矿井总供风量，m3/min； N井下同时工作的最多人数，29人； K矿井通风系数，取1.25。 （二）按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和计算 ∑Q矿（∑Q采∑Q掘∑Q峒）K 式中 ∑Q矿矿井需要总风量，m3/min； ∑Q采采煤工作面需要风量之和，m3/min； ∑Q掘掘进工作面需要风量之和，m3/min； ∑Q峒井下独立通风峒室所需风量之和，m3/min； K矿井通风需风系数，1.20。 1、采煤工作面需风量 （1）按工作面温度计算 Q采60VcSc601.01.65 99m3/min 式中 Vc回采工作面适宜风速，取1m/s； Sc回采工作面通风断面，1.68m2； （2）按炸使用量计算 Q采25A259225m3/min 式中 A采煤工作面一次使用最大炸药量，9kg； （3）按作业人数计算 Q采4*N42080m3/min 式中 Q采采煤工作面同时工作的最多人数，20人； （4）按风速验算 煤矿安全规程规定，工作面最低风速为0.25m/s，最高风速为4m/s。 故工作面最低风量为 Qmin≥15*S151.218m3/min 工作面最高风量为 Qmax≤240*S2401.2288 m3/min 根据以上计算，设计取采煤工作面风量Q采230m3/min。 2、掘进工作面风量 （1）按炸药使用量计算 Q掘25A257175 m3/min 式中 A掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，7kg。 （2）按局扇吸入风量计算 Q掘Qf*I*Kf12521.2300 m3/min 式中 Qf局扇额定风量，125 m3/min； I局扇台数，2台； Kf风量备用系数，取1.2。 （3）按工作人数计算 Q掘42080 m3/min 式中 N掘进工作面同时工作的最多人数，2个掘进面共计20人。 （4）按风速验算 工作面最低风量为 Qmin≥15*S1542120m3/min 工作面最高风量为 Qmax≤240*S240421920 m3/min 根据以上计算，设计取掘进工作面（2个）1502m3/min 3、硐室及其他地点需风量 峒室（泵房、2层反下水仓、绞车房）603m3/min。 4、矿井总风量 Q初期Q后期（ΣQ采ΣQ掘ΣQ硐）*K （230300603）1.20 852 m3/min 式中ΣQ采采煤工作面实际需要风量总和； ΣQ掘掘进工作面实际需要风量总和； ΣQ硐硐室实际需要风量总和； ΣQ它矿井通风系数，并列式取1.25。 经上述计算矿井设计总入风量为852m3/min。 四、通风负压计算及等积孔计算 本矿井前、后期均为一个回采面，设计根据矿井的服务年限及开采范围，其通风容易时期和困难时期的负压及等积孔计算结果见表5-2-1、表5-2-2。 表5-2-1 通 风 容 易 时 期 风 压 计 算 表 序号 巷 道 名 称 支护方式 摩阻系数 α NS2/m4 巷道长度 L m 断面净周长 P m 净断面 S m2 S3 m23 风 量 Q m3/s Q2 m3/s2 风 速 υ m/s 阻力 风压 hPa 备 注 1 混合井 砼碹 0.006 26.0 7.8 4.0 64.0 14.2 201.6 3.6 10 2 混合井 金属支架 0.017 160.0 8.0 4.0 64.0 14.2 201.6 3.6 130 3 混合井 锚喷 0.01 234.0 8.0 4.0 64.0 14.2 201.6 3.6 59 4 30车场 锚喷 0.01 40.0 10.0 6.4 262.1 14.2 201.6 2.2 3.1 5 2号煤层反下 锚喷 0.01 48.0 8.6 4.6 97.3 14.2 201.6 3.1 20 6 25m车场 锚喷 0.01 30.0 10.0 6.4 262.1 10.2 104.0 1.6 1.2 7 2号煤层轨道下山 锚喷 0.01 10.0 10.4 6.8 308.9 5.7 32.5 0.8 0.1 8 三片车场及绕道 锚喷 0.01 30.0 10.4 7.4 405.2 4.7 22.1 0.6 0.2 9 三片车场及绕道 锚喷 0.01 30.0 8.6 5.1 135.8 4.7 22.1 0.9 0.4 10 右三片顺槽 锚杆 0.013 292.0 8.8 4.8 113.4 3.8 14.7 0.8 4.3 11 切眼 木支柱 0.045 70.0 8.0 1.8 5.4 3.8 14.7 2.2 120 右二片顺槽 锚杆 0.013 300.0 8.8 4.8 113.4 3.8 14.7 0.8 4.4 2号煤层回风上山 锚喷 0.01 152.0 10.4 6.8 308.9 9.2 84.6 1.4 4.3 回风井 钢棚 0.017 100.0 9.0 5.0 125.0 14.2 201.6 2.8 24