四层煤开采设计.doc

山东隆源煤矿集团有限公司 四煤层开采设计说明书 山东隆源煤矿集团有限公司 二○○五年八月 目 录 前言 4 第一章 井田概况及地质特征8 第一节 井田概况8 第二节 地质特征9 第二章 4煤层储量及服务年限20 第一节 4煤层储量20 第二节服务年限21 第三章 井田开拓及巷道布置23 第一节 井田开拓23 第二节 巷道布置23 第四章 采煤方法及采掘设备 25 第一节 采煤方法 25 第二节 采掘设备28 第五章 生产系统及设备选型30 第一节、提升系统30 第二节、运输系统31 第三节、通风系统32 第四节、供电系统33 第五节、排水系统34 第六节、通讯系统35 第七节、压风系统35 第八节、消防洒水系统36 第六章、灾害防治及安全技术措施36 第一节、防治水36 第二节、矿井防尘措施39 第三节、矿井下防灭火40 第四节、瓦斯防治措施41 综合技术经济指标表 43 附图目录 45 前 言 山东隆源煤矿集团有限公司位于肥城煤田中西部，始建于1984年3月，矿井设计生产能力15万t/a（核定生产能力18万t/a），以一个主井和一个风井进行开拓，井底车场大巷水平标高-140米，1992年10月建成投产。2004年底矿井31煤层尚有可采储量136.32万吨，考虑1.3的储量备用系数，矿井的服务年限为5.8年，且该可采储量大部分为村下压煤，而井田内4煤层的开发，可充分利用煤炭资源，延长矿井服务年限，增加经济效益，促进社会稳定。 1999年底，煤炭产品售价已经跌落到最低点，近两年来，煤炭价格逐步回升，2001年底煤炭价格已上涨到280元/t，2004年上半年稳定在410元/t。许多煤炭企业逐步从亏损变为盈利。随着部分小矿井的关闭和压产限产措施进一步落实，预测今后的煤炭价格应该是稳中有升，煤炭产品价格形势看好。 从兴隆矿井田地质构造、资源量、煤层厚度、埋藏深度、其他开采技术条件及外部建设条件等方面分析，开发利用有限资源，对盘活兴隆矿井现有资产，促进地方经济发展具有十分重要的意义。 4层煤厚度0～0.85m，平均0.5m，为极薄煤层，是大矿弃之不采的煤层，该矿回采能充分利用、回收宝贵的煤炭资源，若不开采利用，将浪费这些煤炭资源，因此，建议给以多方面的政策支持。近几年来淄博、新汶、枣庄等矿区的一些生产矿井，为了充分开发煤炭资源，延长矿井服务年限对于厚度在0.5～0.6米的煤层，都进行了开采，并取得了较好的经济效益，而作为煤炭资源枯竭的兴隆矿井，通过学习以上生产矿井开采极薄煤层的成功经验，2004年6月公司委托山东省鲁地矿业有限公司编制了山东省肥城井田层煤地质报告，将最低可采厚度降为0.6米后，可获资源量35.4万吨，其中（122b）16.81万t 、（122）14.29万t、（2s22）18.59万t。此储量已给山东省国土资源厅于2004年11月23日以鲁资备存[2004]154号文批准备案。 因31煤层与煤层相差45米左右高差, 根据煤层储存状况和矿井开采技术条件，31煤层的主要生产系统可以为4层煤服务，也有利于四煤层煤炭配采。 一、编制依据 1、矿井目前工作进展情况 经过16年的开采，兴隆煤矿31煤层资源已经枯竭，接续矿井尚在筹建中，为保证矿井持续稳定发展，充分利用煤炭资源，拟开采井田内的4煤层，以缓解矿井生产接续压力，延长服务年限，提高经济效益。 2004年6月山东隆源煤矿集团有限公司委托山东省鲁地矿业有限公司提交了山东省肥城煤田兴隆井田4煤层地质报告，并于2004年11月通过了山东省国土资源厅资源储量评审，由鲁资储备字 [2004]154号文予以备案认定。 2、编制所依据的主要基础性资料 （1）山东省地质矿产厅鲁地发（1999）65号文，关于转发国土资源部关于加强对矿产资源开发利用方案审查的通知 （2）国土资源部国土资发（1999）98号文关于加强对矿产资源开发利用方案审查的通知 （3）国土资源部制定的矿产资源开发利用方案编制内容。 （4）地矿部华东石油地质局第六物探大队提供的肥城市兴隆矿东翼采区和西翼部分采区地震（精查）勘探成果报告（1993年）。 （5）山东科技大学同山东隆源煤矿集团有限公司合作修编的山东隆源煤矿生产矿井地质报告（2001年5月） （6）山东省鲁地矿业有限公司编制的山东省肥城煤田兴隆井田4煤层地质报告（2004年6月）。 （7）煤炭部济南煤炭设计研究院提供的兴隆矿井初步设计 （8）中华人民共和国矿山安全法、煤炭法、矿产资源法、安全生产法、劳动法、煤矿安全规程等； （9）煤炭工业设计规范、煤炭工业小型煤矿设计规定以及有关行业、专业的规范、规定等。 （10）煤炭部济南煤炭设计研究院提供的矿产资源开发利用方案（4煤层） 二、四层煤设计的指导思想 本设计充分考虑到市场经济条件下企业的经营特点，根据现有的地质资料，依靠科技进步，在确保矿井安全生产的前提下，合理开拓部署，减少煤炭损失，延长服务年限，改善安全条件，充分利用现有设备，使4层煤的开采取得显著的经济效益。 三、开采方法及设计生产能力 工作面采用走向长壁式全部跨落法开采； 设计推荐生产能力维持在18万吨/年； 四、存在问题及建议 1．煤层为不稳定的局部开采，煤层薄，储量级别低，要通过巷探等方法进一步探明煤层厚度和开采范围，核实开采储量。在布置巷探时，要结合开拓布局，尽可能利用巷探工程作为4层煤的采准巷道。 2．生产中应加强406，63282钻孔的探测，防止钻孔导水。加强BF5及F21东段靠近421钻孔处的探水工作，防止断层导水。 3．合理留设防水煤柱，防止巷道直接接触断层带。巷道施工中，特别是断层附近或裂隙发育地带，一定要加强支护工作。 4．备足备齐排放水设备，确保设备的正常运转，以防意外事件的发生。 5.生产过程中，应注意加强4层煤瓦斯涌出资料的收集，使资料更加完善。不用的探巷或盲巷及时封闭，防止有害气体积聚，使人员误入，发生事故。 6.回采工作面前，必须弄清其上部31煤层采空区积水情况，必要时提前探放老空积水。 第一章 井田概况及地质特征 第一节 井田概况 一、概述 一矿区位置、隶属关系和企业性质 1、矿区位置 兴隆矿井位于山东省肥城市湖屯镇境内，南邻泰（安）湖（屯）铁路支线可与津浦线相接，西有京九铁路。矿井南距湖屯火车站5km，东距肥城市20公里，距泰安市50km，距济南市102km。公路有泰（安）平（阴）公路，泰（安）聊（城）公路，可直达泰安、平阴、肥城、聊城、济南、兖州等地，交通十分方便，详见兴隆矿井交通位置图1-1。 兴隆煤矿井田位于肥城煤田西部。煤矿于1985年10月开工建设，设计生产能力为0.15Mt/a，2003年度核定生产能力为0.18Mt/a。2004年矿井31煤层尚有可采储量136.32万吨，考虑1.4的储量备用系数，矿井的剩余服务年限为5.4年。 4煤层可采储量14.29万t，采用储量备用系数1.4，服务年限为0.58年。 4煤层为兴隆煤矿井田范围内的薄煤层，由于其平均厚度达不到0.7m，因此矿井初步设计中未将其列为可采煤层。近几年来淄博、新汶、枣庄等矿区的一些生产矿井，为了充分开发煤炭资源，延长矿井服务年限，对于厚度在0.5～0.6m的煤层，都进行了开采，并取得了较好的经济效益，作为煤炭资源枯竭的兴隆矿井，通过学习以上生产矿井开采极薄煤层的成功经验，2004年6月公司委托山东省鲁地矿业有限公司编制了山东省肥城煤田兴隆井田4煤层地质报告，将最低可采厚度降为0.6m后，可获资源量35.4万t，其中（122b）16.81万t，（122）14.29万t，（2S22）18.59万t。此储量已经山东省国土资源厅于2004年11月23日以鲁资备字[2004]154号文批准备案。 2、隶属关系和企业性质 兴隆煤矿隶属于山东隆源煤矿集团有限公司，该矿井是集团公司的核心产业。矿井的企业性质为股份制企业。 第二节 地质特征 肥城矿区主要分布在肥城市境内，矿区面积98.3km2。矿区内国有重点煤矿7对，分别为白庄、查庄、曹庄、陶阳、杨庄、国家庄、马坊；地方煤矿3对，分别为兴隆、五里垢和华玫。矿区以开采中厚煤层～薄煤层为主，煤层生产能力较小，水文地质条件复杂，开采条件一般。经过近40年的超强度开采，煤炭资源已近枯竭。由于受资源枯竭、村庄压煤和承压水威胁的制约，目前各生产矿井的主要采场基本都转入下组煤的开采。截止2003年底，肥城矿区保有地质储量734.02Mt，其中国有重点煤矿661.03Mt，地方煤矿72.99Mt。 兴隆井田位于肥城煤田西部，井田东～南东以F40、F22断层与陶阳煤矿相邻，南以F4-1、F4断层为界，为煤层露头，西以F24断层与平阴煤矿相连，北～北西以F21、BF5断层与白庄煤矿毗邻，井田呈北东～南西向，长约4.1km，平均宽1.0km，面积4.1km2。（见图3-1） （二）矿井地质及构造特征 兴隆矿井1985年10月动工兴建，1989年3月6日投产，设计生产能力为15万t/年，核定生产能力18万t/年，服务年限为23年。 图31肥 城 煤 田 各 井 田 分 布 图 矿井采用一对立井开拓，主井净直径5.0m，装备一对1t矿车。单层单车普通罐笼，采用钢梁罐道，担负全部提升任务（提升煤、矸石及材料，并升降人员和设备），井筒内装设金属梯子间，排水管、洒水管、压风管及电缆；风井净直径3.0m，装备金属梯子间，担负回风任务。矿井生产系统为立井单水平上、下山开拓，现生产水平-140m，井下生产系统完善。生产采区为三采区、四采区，准备采区为五采区。主采山西组31煤层，31煤层厚0.3～4.0m。到2003年6月末，矿井已累计完成进尺57852.6m，生产原煤282万t，目前3100采区、3200采区、3300采区已回采完毕，东翼3400采区正在生产。剩余可采储量仅有89.1万t，服务年限不足五年。开采4煤层可增加基础储量16.8万t，与3层煤配采，可延长矿井服务年限0.9年，同时由于区域地质构造及水文地质条件已经查明，为4煤层开采创造了良好的条件。 1、 矿井地质及构造特征 （1）地层兴隆井田属全隐蔽式华北型石炭～二叠纪煤系，地层产状受构造影响变化较大，总体倾向北，矿区西段倾角3～8，东段8～15。主要发育地层为（见图3-2） 第四系（Q）黄色砂质粘土、粘土砂砾、含砂砾粘土及粘土砂礓层为主。厚度变化较大，7.31～99.7m，平均42.25m。 二叠纪石盒子组（未分）（PŜ）下部约为70 m主要岩性为灰～灰白色中、细砂岩、粉砂岩及泥岩。其上为紫色、青灰色B层铝土岩。上部主要岩性为浅黄色，灰白色中粒砂岩与杂色泥质岩互层，多数已被剥蚀，仅在F21断层以东保留较多。底部灰绿色含砾中粗粒砂岩，为与山西组的分界层。 二叠纪山西组（PyŜ）主要岩性为灰～灰白色中粒砂岩和砂泥岩互层，上部以粉砂岩、泥岩为主，中部和下部以砂岩为主，为主要含煤层段，含煤5～7层，集中在中部。底部以4煤层底板砂岩与太原组分界，厚度90～110m，平均96m。 石炭～二叠纪太原组（C2-P1yT）主要岩性为灰～灰黑色粉砂岩，次为浅灰～深灰色泥岩、灰～灰绿色中、细、粉砂岩等。含灰岩5层，其中一、二、四灰为标志层。含煤15层。厚度153～210m，平均160m。该组以五灰底与本溪组分界。 石炭纪本溪组（CyB）岩性以石灰岩和浅灰～深灰色岩为主，底部含有褐红色铁质泥岩及杂色～灰白色铝土质泥岩，含煤线。与下伏奥陶系灰岩呈假整合接触。厚度15～35m，平均20m。 奥陶纪马家沟组（OM）主要岩性为青～青灰色厚层灰岩，间夹泥灰岩。厚度大于800m。 （2）构造兴隆井田四周受断层包围，总体构造形态为一受多条边界断层控制的地堑构造。构造以断层为主，褶皱次之。以F21断层为界，井田东西部构造面貌差异较大西区构造相对简单，地层倾角小，一般为3～8埋藏较浅，内部断层少；东区构造相对复杂，地层倾角变化大为8～15，埋藏深度较大，内部断层较发育（见图3-2）。 图32兴 隆 井 田 构 造 纲 要 图 ① 断层经过31煤层多年的开采，井田西翼（F21断层以西）的地质构造已经查明，东翼四采区部分已经查明，五采区部分已经基本查明。井田内断层较发育，且均为正断层。根据展布方向大体可分为NE、NNE、NEE或近EN向。（见表3-1）现将井田内规模较大的主要断层分述如下 F4断层为井田西南部边界，走向50～60，倾向NW，倾角70，落差150～295m，延伸稳定，区内延伸长度2100m。为一南升北降的正断层，次生分叉断层多，力学性质复杂，具多期活动性，为基本查明断层。 F4-1断层为F4的分支断层，走向30～60，倾向NW，倾角75，落差5～125m，区内延伸长度2550m。为一南升北降的正断层。有63-129、419、324、244、408、西检8等钻孔穿过、东总回风巷、东运输大巷实际揭露，为查明断层。 F21断层构成东翼采区的北部边界，西延段由井田中部向南西延伸与F4断层相交，将该井田分成东西两个快段。断层走向15～30，倾向SSE，倾角70。落差10～275m，区内延伸长度为2500m。有318、西补40、321、63-28、421等钻孔穿过，并经过地震勘探控制，3401工作面东翼集中皮带、轨道两巷揭露，该断层由北东至南西落差逐渐减小，为查明断层。 F22断层为本井田的东南边界，走向40～60，倾角75，落差190～270m，区内延伸长度为2200m，有255、363、326、232、282等钻孔穿过，为一南升北降的正断层，断层带宽度大、力学性质复杂、具多期活动性。该断层没有揭露资料，为基本查明断层。 F22-1断层为F22断层的分支，走向40，倾向NW，倾角75，落差110m，区内延伸长度1250m，232号钻孔穿过，地面地震勘探验证，为查明断层。 F24断层为本矿西部边界，走向NNE，倾向东，倾角70，落差90～205m。在矿区内延伸长度为200m。有63-207、63水10、407等钻孔穿过，断层带较宽，为一西升东降的正断层，为基本查明断层。 F24-1断层为F24断层的分支，走向15～40,倾向NW，倾角65，落差35～50m，区内延伸长度1500m，有417、63-260、63-226、63-218、264等钻孔穿过，井下3201面、3203面、3205面、3207面多处揭露，为一东升西降的正断层，为查明断层。 F26断层位于井田西翼北部，走向55，倾向SE，倾角75，落差10～65m，区内延伸长度1500m。有63-256、63水31、347、63-254、337等钻孔穿过，3300运输上山、3300轨道上山、3304面、3306面实际揭露，为一北升南降的正断层，为查明断层。 BF5断层为井田西北部边界，走向50，倾角70，落差20～60m，区内延伸长度1650m。有96、63水36、406等钻孔穿过，3301面、3302面、白庄矿350采区、3705面揭露，为一北升南降的正断层，为查明断层。 F40断层位于井田的东北边界，走向3000，倾向SE，倾角750，落差75m，区内延伸长度为900m，为一北升南降的正断层，为基本查明断层。 ② 褶皱区内褶皱多受断层的切割破坏，具有短轴、宽缓、倾伏的特点。 a、西翼倾伏向斜。轴向近东西，向西倾伏。南翼煤层走向近东西，倾向北，倾角5～8；北翼煤层走向NWW，倾向SSW，倾角6～14。该向斜有63-260、63-219、26、63水31、63水35、329、324、83-1、383、63-256、347、63-253、22、411等钻孔控制，形态可靠，受F4-1、F26断层影响，西部被F24、F24-1断层切割。 b、东翼倾伏向斜,轴向变化较大，整体走向为NE向，为一向西南抬起变窄（被小断层复杂化）向东变宽的宽缓向斜。该向斜构造受F21、F22断层的切割，形态可靠。 ③ 岩浆活动、陷落柱在矿井生产中和勘探阶段尚未发现岩浆岩体和陷落柱存在。 ④ 4煤层生产区的地质构造已基本查清，各块段地质构造比较简单。 （3）煤层 兴隆井田煤系地层为山西组和太原组，总厚度206m左右，共含煤22层，其中可采与局部可采煤层共八层，分别为31、4、7、8、9、102层，5、101局部地段达可采厚度，可采总厚度10m，含煤系数3 .8。主要可采煤层五层（31、7、8、9、102）。 4煤层为单一结构局部可采煤层，厚度0～0.85m，平均0.5m，属山西组煤层，上距31煤层46.0m，下距太原组一灰24.5m，距5煤层75.0m。详见表3-2。 表3-2 4煤煤层特征一览表 煤层 名称 全区厚度 （点数） 结构 稳定性 可采性 顶板岩性 底板岩性 夹石 层数 4煤 0～0.85 0.5 25 简单 不稳定 局部 可采 粉细砂岩互层粉砂岩 粉砂岩或砂质粘土岩 0 （4）煤质 1）物理性质 4煤呈丝绢光泽，灰黑色，为半暗型煤，最常见为参差状和阶梯状断口，脆性大，裂隙发育，容重1.27-1.34，煤的硬度系数为f23。 2）煤的化学性质 4煤层为气煤，灰分6.4912.55，属低灰煤，硫分1.431.84，平均1.59，属低中硫煤，挥发分平均为42.82，水分平均为2.45。 2、开采技术条件 （1）4煤层顶底板岩性特征 4煤层顶板砂岩为细粉砂岩互层或粉砂岩，厚度0～9.0m，平均4.6m，岩石较稳定坚硬，主要成份为石英和长石，较稳定，局部发育有裂隙。底板为粉砂岩或砂质粘土岩，较稳定。 （2）瓦斯、煤尘及煤的自燃倾向性 本矿井CH4相对涌出量为2.3m3/t，CO2相对涌出量为2.83m3/t，属低瓦斯矿井。4煤层在掘进和勘探过程中未发现瓦斯大量涌出。 4煤层煤尘有爆炸危险，爆炸指数为35～45。火焰长600～650mm，止爆岩粉用量70，属不易自燃煤层。 （3）地温、地压 矿井地温梯度为2C/100m，井下-140m水平工作区温度一般为18～20C，为正常地温。 区内4煤层地压显现不明显。但根据生产实践，井巷地压的显现及其对巷道的破坏程度与开采深度、开采范围、围岩性质和地质构造条件等有关。随着开采深度的增加，地压有增大趋势；接近采空区处地压显现较明显；软岩层较坚硬岩层地压显现明显，断层及其交汇处，背、向斜的轴部地段地压显现均较明显。 （4）水文地质条件 a 、含水层井田内含水层有第四系砂礓岩，31煤层顶板砂岩、4煤层顶板砂岩、一灰、二灰、四灰、五灰和奥灰。其中4煤层顶板砂岩为直接充水含水层；一灰、二灰为间接充水含水层。四灰、五灰和奥灰距4煤层较远，由于准备开采区内无大的断裂构造，对4煤层的开发无影响。现将影响4煤层开采的主要含水层（31煤层采空区老空水、4煤层顶板砂岩、一灰、二灰）分述如下 31煤层顶底砂岩厚度0～50.15m，平均18.7m，致密坚硬，主要成份为石英、长石。该含水层的含水性、富水性不均匀，补给量少，富水性在浅部较大，深部较少；正常地段富水性较差，构造发育地段富水性强。原始水位标高72.66～74.36m，现已降至-170m，该含水层以静储量为主，补给量较少，受裂隙控制，初见水量最大。随掘进回采推进可疏干到相应水平，弱含水层。 4煤层顶板砂岩厚度0～9m，平均4.6m，较稳定坚硬，主要成份为石英、长石。该含水层的含水性、富水性不均匀，补给条件差。正常地段富水性较差，构造发育地段富水性稍强。原始水位标高70.66～72.36m。以淋水为主，初见水量4～8m3/h，随掘进回采推进可疏干，弱含水层。 一灰厚1.22～3.43m， 上距4煤层平均24.5m，生物碎屑灰岩，含大量泥质，单位涌水量q0.043～0.073L/s.m，原始水位标高70.55～72.10m，邻矿揭露最大水量30m3/h，稳定水量15m3/h,属弱含水层。 二灰层厚0.85～3.95m，上距4煤层平均87.12m，上部含大量泥质，溶洞、裂隙不发育，下部裂隙较为发育，单位涌水量q0.11～0.88L/s.m，原始水位标高60.03～66.80m，为次要含水层。 b、隔水层 第四系底部砂质粘土或粘土砂礓岩,该隔水层厚度17～75m，具有良好的可塑性，使地表水及第四系孔隙型潜水均与煤系内各含水层不发生水力联系。 c、断层的导水性断层的导水性受断层落差的大小、性质、断层两盘岩性及断层带胶结程度影响，导水强弱有很大变化，现将主要断层的导水性叙述如下 F4断层为井田西部边界，本矿位于F4断层下降盘，427号钻孔抽水，涌水量q0.003L/s.m，说明断层垂向导水性很弱，由于四、五灰与奥灰对口，水平向导水性十分良好。 F4-1断层位于井田南部，324号钻孔抽水，涌水量q0.071L/s.m，为垂向不导水断层，探水工程证实水平向也为不导水断层。 F24断层为井田的西部边界，钻孔抽水q0.0173～0.0031L/s.m，为垂向不导水断层，但由于局部五灰与奥灰对口，垂向与水平向均为不导水断层。 F24-1断层F24断层的附生断层，垂向与水平向均为不导水断层。 F22断层为井田东部边界，为垂向不导水，水平向导水断层。 F26断层位于井田西北部为垂向弱导水，水平向导水断层。 BF5断层为井田西北部边界，垂向不导水，水平向导水断层，但不同部位导水性不同。 F21断层为井田北部边界及东西翼的分界，垂向为弱导水断层，局部与砂岩对口处视为水平向导水断层。 （5）地下水的补给及排泄条件 4煤层顶板是开采煤层的直接充水水源，但由于第四系底部砂质粘土或粘土砂礓岩具有良好的隔水性，使地表水及第四系孔隙型潜水均与本层不发生水力联系。可随开采疏干至相应水平，对煤层开采基本无威胁。 井田水文地质类型根据2001年修编的山东隆源集团兴隆煤矿生产矿井地质报告，本矿井全井田（含下组煤）水文地质类型为极复杂型。 根据山东省鲁地矿业有限公司编制的山东省肥城煤田兴隆井田4煤层地质报告（2004年6月），该矿4煤层水文地质条件简单。 （6）矿井涌水量 矿井涌水量预计为3煤顶底板砂岩涌水量采用正常涌水量80120m3/h；4煤顶板涌水量采用比拟法计算为9.4m3/h;一灰涌水量采用钻孔298抽水成果计算涌水量为59m3/h；二灰涌水量为正常涌水量803/h，最大涌水量为271m3/h。因此，开采4煤层的矿井涌水量为正常248.4m3/h，最大439.4m3/h。 第二章、4煤层储量及服务年限 第一节、4煤层储量 1. 4煤层储量计算范围详见井田范围的边界控制点坐标表。 表3-3 井田范围边界控制点座标表 点号 X Y 点号 X Y 1 4010468.00 20463714.00 8 4012895.00 20466295.00 2 4010769.00 20464231.00 9 4012300.00 20467250.00 3 4011180.00 20464470.00 10 4011200.00 20466295.00 4 4011200.00 20464555.00 11 4010780.00 20465860.00 5 4011447.00 20464776.00 12 4010430.00 20465620.00 6 4011775.00 20465310.00 13 4010000.00 20464545.00 7 4012190.00 20465827.00 14 4009150.00 20463750.00 4煤层根据以上14个座标点为依据，计算资源储量。 2.工业指标本矿4煤层为气煤，可作炼焦配煤，煤层倾角一般小于15，根据煤泥炭地质勘查规范DZ/TO2152002要求，结合本矿资源危急状况，确定资源/储量估算工业指标如下 3.最低可采厚度0.6m， 4.灰分≤40。 5.计算方法4煤层为缓倾斜煤层，因此，采用地质块段法直接在煤层底板等高线图上计算资源储量。 6.容重本次资源/储量估算采用63227孔、63253孔两个工程中煤样测定容重分别为1.27、1.31t/ m3，取平均值为1.29。 根据地质报告求得4煤层地质储量35.40万t。其中基础储量（122b）16.81万t，预计可采储量（122）14.29万t。 第二节、服务年限 设计利用矿产资源储量、设计生产能力和服务年限 通过计算，共获得4煤层地质储量35.40万t。其中基础储量（122b）16.81万t，资源量（2S22）18.59万t。 按85的回采率计算，基础储量中的预计可采储量（122）14.29万t，增加矿井服务年限近0.58年。 由于本井田4煤层受几组断层破坏，所以把4煤划分为4个块段。第一块段为F26-1、F21断层所包围，本块段内有63-282钻孔、406钻孔，其中63-282钻孔揭露煤层厚度0.6m，406钻孔揭露煤层厚度0.65m；第二块段为BF5、F26、F26-1断层所包围，本块段内有63-227钻孔、96钻孔，其中63-227钻孔揭露煤层厚度0.64m，96钻孔揭露煤层厚度0.6m；第三块段为F24-1、F4-1断层所包围，本块段内有63-253钻孔、383钻孔，其中63-253钻孔揭露煤层厚度0.6m，383钻孔揭露煤层厚度0.65m；第四块段为F21、XF11、F10断层所包围，本块段内有371钻孔、379钻孔，其中371钻孔揭露煤层厚度0.6m，379钻孔揭露煤层厚度0.85m。为早出煤、早见效，提高矿井生产效率和经济效益，先在第一块段形成工作面并安排生产。划分四个块段的主要理由如下 （1）埋藏较浅（与本矿井东翼4煤层比较） （2）由于上层煤31煤层的开采，区域地质构造已查明，采区范围内均为122b级储量。 （3）初期投资少，能充分利用开采31煤层的巷道，减少巷道工程量。 （4）第一块段开采后，再依次开采第二块段、第三块段。 第三章 井田开拓及巷道布置 第一节 井田开拓 为充分利用现有矿井开拓系统和生产设施，最大限度开采有限的煤炭资源，经多方考虑比较后提出如下两个延伸方案 一方案暗斜井延伸方案 优点由于受断层影响，4煤层与31煤层对口接触或接近，因而，在局部对口接触或接近处施工暗斜井工程量少，投资省，见效快，系统布置简单。 缺点提升环节多，不便管理。 二方案立井延伸方案 优点提升环节多，便于管理。 缺点（1）立井井筒延伸及井筒贯通，更换主井提升钢丝绳，将造成矿井停产数月。 （2）在两个水平交替时设备的提升能力不足。 （3）需做一个辅助水平方能进行井筒延伸，工艺复杂。 （4）可利用煤量少，可采区离主井较远，开拓工程量大，投资大，工期长，经济可行性不高。 通过上述方案比较，决定采用暗斜井延伸方式。 第二节 巷道布置及支护 巷道布置4煤层属薄煤层，按多开半煤巷，减少岩巷，保证生产和经济合理的要求，设计确定准备巷道和回采巷道均按煤层布置。由于本井田4煤层受几组断层破坏，所以4煤层划分为3个块段，分别进行开拓准备。 （1）第一块段为F26-1，F21断层所包围，本块段内有63-282钻孔、406钻孔，其中63-282钻孔揭露煤层0.6M，406钻孔揭露煤层0.65M，其具体巷道布置方式为自东集中轨道巷和东翼集中皮带巷向左拨门，掘一条轨道下山和一条运输下山到达煤层，然后沿4煤层顶板施工回采巷道，形成采煤工作面。 （2）第二段为BF5，F26，F26-1断层所包围，本块段内有63-227钻孔，96钻孔，其中63-227钻孔揭露煤层厚度为0.64m，96钻孔揭露煤层厚度为0.6m，其巷道布置方式为自3300轨道上山和3300运输上山向右拨门，掘一条轨道下山和一条运输下山到4层煤，然后沿4煤层顶板施工回采巷道，形成采煤工作面。 （3）第三段为F24-1、F4-1断层所包围，本块段内有63-253钻孔、383钻孔，其中63-253钻孔揭露煤层厚度为0.6米，383钻孔揭露煤层厚度为0.65米，其巷道布置方式为自西翼运输大巷向左拨门（火药库附近）分别施工一条轨道下山和一条运输下山到达四煤层，然后沿四层煤顶板施工回采巷道，形成采煤工作面。 第四章 采煤方法及采掘设备 第一节 采煤方法 一、采煤方法的选择 4煤层平均采厚0.6米，倾角80左右考虑到煤层赋存条件，矿井生产技术条件及管理水平，采用单一走向采煤法。工作面内爆破落煤，单体液压支柱配合金属铰接顶梁支护，全部跨落法管理顶板。 二.采煤工艺与设备 采煤工艺 （1）落煤 采煤工作面采用爆破落煤，电煤钻湿式打眼，煤矿许用毫秒雷管，安全炸药爆破，采煤工作面采用对眼式三花眼布置，炮眼深度1.2米，间距0.8米，炮眼水平夹角为70度。本矿井为低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸危险，采用正向装药结构，串联联炮方式。 （2）装煤与运煤 采煤工作面内爆落后的煤炭除炮装后，用人工将煤装入面内SGW-40T刮板输送机运出工作面，再转载至区段运输平巷中的胶带输送机外运。 （3）支护 A、根据4层煤开采范围内的钻孔资料，煤厚平均为0.6米，选用0.7米单体液压支柱，配合HDJA-100型金属铰接顶梁支护。工作面采用齐梁齐柱，排距一米，顶梁前悬700mm，后悬300mm。 B、最大最小控顶距及放顶步距 采煤工作面采用“见四回一”支护方式，排距一米。故最大控顶距4.3m，最小控顶距3.3m，放定步距1.0米。要求在工作面投产后，开展矿压预测预报工作，在工作面初次来压、周期来压期间和放顶时再采取其他加强支护措施。 （4）循环作业方式 采用“三班生产，边采边准”的作业方式。 2、采煤设备 根据所选采煤方法及采煤工艺，其采煤设备比较简单，采煤工作面主要设备配置见表4-1。 表4--1 采煤工作面设备配置一览表 序号 设备名称 型号 单位 数量 用途 备注 1 单体液压支柱 DZ14-30/100 棵 420 工作面支护 备用10 2 金属铰接顶梁 HDJA-1000 根 420 工作面支护 备用10 3 刮板输送机 SJW-40T 部 3 运煤 4 煤电钻 MZ--12 台 3 工作面打眼 一台备用 5 发爆器 MFB-50B 台 3 放炮 6 乳化液泵站 XRB2BA-80/20 台 1 供液 7 调度绞车 JD--11.4 台 3 运输 8 回柱绞车 JH---8 台 1 回柱 9 胶带输送机 SPJ----800 台 1 运输 平巷 10 三、工作面参数选择及回采率 1、工作面长度 根据开采31煤层经验及开采条件和技术装备水平，设计工作面长度为80m。 2、回采工作面产量 根据矿井设计确定的工作制度及煤层赋存条件，确定工作面日推进度为2.0m。 回采工作面日产量按下式计算 ALBMYGS 8020.61.290.950.98 115t/天 式中 A日产量，吨/天 L工作面长度，m B日推进度， m M煤层平均厚度，m Y4煤容重，吨/m3 G工作面回采率，取0.95 S循环率，取0.98 上述计算4煤层年回采产量为3.8万t，加掘进出煤0.6万t，则矿井4煤层年总产量为4.4万t。 3、回采效率 根据煤炭工业技术政策及本矿开采31煤层实际经验，确定4煤层回采率为85，工作面回采率为97。 4、对保证矿井产量和产品质量的建议 矿井剩余31煤能够满足于4煤的合理配采，故适当加快4煤的开拓准备速度，尽快形成生产能力，按21配采，确保产品质量。 第二节 巷道掘进 一、巷道断面与支护形式 根据井下巷道的围岩状况，结合本矿的实际经验，确定岩石巷道采用半圆拱断面，锚喷支护。区段平巷采用直墙梯形断面和钢棚支护 主要巷道断面及支护方式如表4--2。 序号 巷道名称 断面形状 掘进断面 净断面 支护形式 宽（米） 高 （米） 断面积（m2） 宽（米） 高（米） 断面积（m2） 1 四煤层集中轨道下山 拱形 2.6 3.0 5.9 2.4 2.8 5.2 锚喷 2 四煤层集中运输下山 拱形 2.7 2.73 6.2 2.5 2.9 5.5 锚喷 3 工作面轨道巷 梯形 2.2 2.2 5.4 2.0 2.0 4.1 钢棚 4 工作面运输巷 梯形 2.7 2.2 6.4 2.5 2.0 5.1 钢棚 二、掘进工作面数量与装备 配备两个掘进工作面，煤层下山施工完后，两个掘进工作面沿四层煤顶板施工。 因4煤层煤厚只有0.6m，其巷道掘进采用1/T--24型风动凿岩机打眼，P--15B耙斗装岩机装煤矸，1吨U型固定矿车运输，JD-11.4KW调度绞车提升运输。 三、巷道掘进指标 根据煤炭工业小型煤炭设计规定，参照本矿和邻矿实际经验及掘进工作面装备水平，确定掘进进度指标如下 煤巷掘进平巷100m/月，斜巷90m/月 岩巷掘进平巷60m/月，斜巷45m/月 四、巷道工程量和三个煤量 1、巷道工程量 四层煤采区达到设计产量时，巷道总工程量4952m，掘进体积为29321.4m3，其中全