-220m水平南采区设计.doc

天府矿业有限责任公司磨心坡煤矿 -220m水平南采区设计 完成单位磨心坡煤矿 完成时间2007年4月 天府矿业有限责任公司磨心坡矿 -220m水平南采区设计 第一章 矿井概述 磨心坡煤矿位于重庆市北碚区东北部，方位50，直距6km，行政区划属重庆市北碚区东阳街道管理。矿井南邻嘉陵江，北接刘家沟煤业有限责任公司，东依天府镇，西靠东阳镇。矿区走向长7km，平均宽0.6km,勘探面积4.62km2, 储量计算面积5.1km2。矿井设计能力45万t/a，2006年矿井生产能力核定为51万t/a。矿井井口地理坐标为 东经10929′00″，北纬2953′00″。 矿区交通发达，襄渝铁路、渝广公路由南向北横穿矿区,国家投资建设的渝遂铁路紧邻矿区。矿区交通发达，襄渝铁路、仪北公路由南向北纵贯矿区。矿井生产原煤经磨心坡矿洗煤厂洗选后，一是经皮带走廊上襄渝铁路运达各用户。 磨心坡煤矿含煤地层属二叠系上统龙潭组，含煤10层，自下而上分别为K1、K2、、K10，其中K2、K4、K5、K6、K8、K9为可采或局部可采，K2为中厚煤层。可采煤层总厚7.44m，可采含煤系数为5.2％，煤质牌号为焦煤，矿井稳定煤层储量占75.02％。 矿井开拓方式为平硐、竖井和暗斜井综合开拓方式。主平硐口水平为230m水平，现生产水平为-115m水平，延深水平为-220m水平，矿井分为南、中、北三个采区。矿井采煤方法主要有倒台阶、俯伪斜分段密集和俯伪斜柔性掩护支架采煤法，采空区管理采用自然冒落管理顶板。 磨心坡煤矿属煤与瓦斯突出矿井，矿井南、北采区地质构造复杂，水、火、瓦斯、煤尘等自然灾害严重。目前矿井瓦斯相对涌出量为79.21m3/t，绝对瓦斯涌出量为54.12m3/min。主采煤层K2有煤与瓦斯突出危险，煤层瓦斯含量为4042 m3/t，瓦斯含量系数为6.54，突出危险等级为1.32D。煤层自燃倾向为容易自燃，自然发火期为3-6个月。煤尘爆炸指数为25-34％。 截止2006年末，矿区范围内保有基础储量和资源量1248.3万吨。其中111b基础储量1169.3万吨； 2S21资源量79万吨。矿井-600m水平深部勘探项目已正式启动，预计可新增资源量3411.2万吨，矿井服务剩余年限为37年。 第二章 采区地质概况 第一节 采区概述 一、采区位置关系 -220m水平南采区位于矿井Ⅷ～Ⅴ勘探线间。北以Ⅷ勘探线为界，南以Ⅴ勘探线为界，上界标高为-115m，下界标高-220m。对应地面位置本采区对应地面位置为文星村于麻柳村，地面标高为550m650 m。 二、采区煤层情况 -220m水平南采区含煤地层属二叠系上统龙潭组，含煤10层，自下而上分别为K1、K2、、K10，其中K2、K4、K5、K6、K9为全区可采煤层，K8为局部可采煤层，K2为中厚煤层。自下而上煤层平均厚度分别为3.88 m 、0.53 m 、0.76 m 、1.00 m 、0.60 m。采区平均走向长1800m，平均倾斜长116m。煤岩层产状N3032E，∠6568NW。 三、采区四邻采掘概况 -220m水平南采区以上的-115m水平南采区仅有K2煤层现在开采，预计2007年11月开采结束，其它煤层采掘活动均已结束；-220m水平南采区南无采区相邻；北邻中采区，现未开采，采区间为矿井的芦厂煤柱。-115m水平中采区各可本煤层均未结束采掘活动，正在开采；-220m水平南采区以下的各采区均未开采。 四、地面水体及建筑 -220m水平南采区对应的地表位置无重要构筑物及设施，仅有零星民房。地表水系不发育，无大的地表水体。该区域采掘活动预计对地表水系及构筑物等无大的影响。 第二节 采区煤层及其顶底板特征 一、采区可采煤层赋存情况 （一）煤层厚度 -220m水平南采区可采煤层6层，各可采煤层赋存情况良好，煤层厚度较稳定。自下而上其煤层编号分别为K2、K4、K5、K6、K8、K9，煤层平均厚度分别为3.88 m 、0.53 m 、0.76 m 、1.0m 、0.60 m。煤层间距分别为K2至K4煤层26m、K4至K5煤层30m 、K5至K6煤层7m、K6至K8煤层10.5m、K8至K9煤层5.2m。 （二）煤层结构 K2煤层结构复杂，为复合煤层，含铝质泥岩夹矸13层，较稳定，每层夹矸厚度约0.10m；K4煤层结构简单，为单一煤层，煤层内含一层约0.06m的不均匀的透镜体夹矸；K5煤层结构简单，为单一煤层，不含夹矸；K6煤层结构复杂，为复合煤层，含一层约0.531.0m的夹矸，较稳定；K8煤层存在分叉合并现象；K9煤层结构简单，不含夹矸。 （三）煤层变化趋势预测 煤层厚度变化趋势预测根据-220m以上生产水平揭露的煤层厚度资料，预测220m水平各可采煤层厚度变化较小，薄煤层厚度变化幅度在0. 1 m左右，有增厚的趋势；K2煤层厚度基本不变。煤层倾角变化趋势预测倾向方向由上向下约有增大的趋势，-115 m水平煤层平均倾角65，-220 m水平预测煤层平均倾角67；走向方向由北向南有增大的趋势，采区北边界煤层倾角为65，采区南边界预测煤层平均倾角70。 （四）煤层机械物理性质 K2煤层条痕为黑色，呈玻璃光泽，上部以亮煤、暗煤为主，为半亮型煤；中部以亮煤、镜煤为主，属光亮型煤；下部以亮煤为主，为光亮型煤。致密状结构，块状构造，硬度低。 K4煤层条痕为棕黑色，呈强玻璃光泽，上部以暗煤为主，为暗淡型煤；中部以亮煤为主，属光亮型煤；底部以暗煤为主，为暗淡型煤。致密状结构，块状构造，硬度中等。 K5煤层条痕为黑色，呈玻璃光泽，上部以亮煤、暗煤为主，为半亮型煤；中部以亮煤、镜煤为主，属光亮型煤；下部以亮煤为主，为光亮型煤。致密状结构，块状构造，硬度中等。 K6煤层条痕为黑色，呈强玻璃光泽，以暗煤为主，亮煤为次，含少量镜煤及丝炭，为半暗型煤。条带状结构，块状构造，硬度中等。 K8煤层条痕为棕黑色，呈强玻璃光泽，以亮煤为主，暗煤次之，含少量镜煤及丝炭，为半亮型煤。条带～致密状结构，块状构造，硬度中等。 K9煤层条痕为黑色，呈强玻璃光泽，以亮煤为主，暗煤次之，含极少量丝炭，为半光亮型煤。条带状结构，块状构造，硬度中等。 二、煤层顶底板特征 煤层顶底板特征表 煤层 类 别 岩石名称 厚 度 主要岩性特征（含水性） K2 顶 板 老顶 直接顶 砂质泥岩 8.010.0/9.0 灰色薄层状砂质泥岩。 伪顶 泥岩 1.82.5/2.0 深灰色薄层状泥岩 底 板 直接底 泥岩 0.30.60m 深灰色粘土泥岩，含植物化石叶片。 老底 砂岩 1.412.85/1.89 浅灰色厚层状细中粒砂岩。 K4 顶 板 老顶 直接顶 石灰岩 13.020.0/15.0 深灰色燧石石灰岩（含水层） 伪顶 沙质泥岩枣 0.13.0/0.4 浅灰色泥岩或砂岩 底 板 直接底 泥岩 0.30.5/0.4 深灰色粘土泥岩 老底 泥岩 0.61.2/0.8 深灰色泥岩 K5 顶 板 老顶 1.82.3/2.0 深灰色泥岩 直接顶 石灰岩 1.41.7/1.5 深灰色硅质石灰岩（含水层） 伪顶 00.3/0.15 灰色砂质泥岩 底 板 直接底 泥岩 0.30.5/0.4 深灰色粘土泥岩 老底 0.50.7/0.6 深灰色泥岩 K6 顶 板 老顶 泥岩 1.82.3/2.0 深灰色泥岩 直接顶 泥岩 0.40.7/0.5 深灰色泥岩 伪顶 底 板 直接底 泥岩 0.60.8/0.7 深灰色薄片状泥岩 老底 K8 顶 板 老顶 砂岩 3.03.9/3.5 灰色中粒砂岩 直接顶 泥岩 0.71.1/0.9 灰色泥岩 伪顶 底 板 直接底 泥岩 0.40.6/0.5 灰白色铝土质泥岩 老底 砂岩 0.81.2/0.9 灰色薄层状砂岩 K9 顶 板 老顶 砂质泥岩 1.62.0/1.8 浅灰色砂质泥岩 直接顶 泥岩 1.31.7/1.5 深灰色泥岩 伪顶 底 板 直接底 泥岩 0.20.3/0.23 深灰色粘土泥岩 老底 砂岩 3.03.9/3.5 灰色中粒砂岩 第三节 采区地质构造 本采区地质构造主要有F03大型走向逆断层，以及一系列断距为0.56.0m之间的次生斜交断层和走向断层。F03断层产状N3843E ∠7389NW，h33041m。 F03断层在-220m水平主要影响区域为ⅤⅥ号线之间，将使K2煤层重复出现，从而导致其下盘K2煤层失去开采价值。 第四节 煤质、瓦斯、煤尘 一、 煤质 -220m水平南采区各煤层原煤质量较好，灰份低，发热量高，光泽度强，工业牌号均为焦煤，煤质工业分析详见下表。 煤层 Mad Ad Vdaf Fc Std Q Y 工业牌号 K2 1.35 22.76 20.39 88.43 3.06 26.76 13.50 焦煤 K4 1.34 25.34 21.03 89.59 3.11 26.13 9.00 焦煤 K5 1.70 28.00 19.99 88.3 3.36 25.21 11.13 焦煤 K6 1.27 25.30 20.7 88.55 3.83 26.11 12.13 焦煤 K8 1.36 26.17 21.33 88.26 2.45 25.92 10.73 焦煤 K9 1.51 26.61 21.18 87.82 5.26 25.23 8.70 焦煤 二、瓦斯 矿井南采区地质构造相对复杂区域，煤岩中瓦斯含量极高，K2煤层具有突出危险性。根据矿井相邻采区煤层瓦斯含量情况，预计该采区内K2煤层相对瓦斯涌出量为4250 m3/t，瓦斯含量系数为6.54，绝对瓦斯涌出量为0.70.8 m3/min。（各煤层瓦斯含量） 三、煤尘爆炸性 采区内的煤尘具有爆炸危险性，煤尘爆炸性指数为34～64。（各煤尘爆炸性能） 第五节 采区水文地质特征 一、 水文地质 采区内揭露的地层主要为二叠系上统龙潭组一至三段和二叠系下统茅口组茅口组第四段地层。二叠系上统龙潭组一至三段地层正常厚度为100m，区内含水层为煤系二叠系下统茅口组、二叠系上统龙潭组第二段石灰岩和龙潭组第四段石灰岩。茅口组石灰岩位于煤系地层底板，为弱岩溶含水层。采区主要运输大巷和回风巷均布置在茅口组第四段地层中。 茅口组石灰岩俗称“茅口灰岩”。岩性为厚层状石灰岩，厚130m。属岩溶裂隙水富含水层，地表岩溶极为发育，深部含水性较弱，仅局部巷道揭露有裂隙水，水压较高，水量不大，一般23天后明显减弱或干枯，对矿井生产影响较小。 龙潭组第二段石灰岩为K2、K4煤层的上覆地层，含水性相对较弱。因K4煤层直接下伏于第二段灰岩之下，第二段灰岩中的岩溶裂隙水对K4煤层的开采有直接影响，对K2煤层的开采无明显影响。其含水主要通过采动裂隙向矿井坑道渗透，对矿井生产影响较小。龙潭组第四段石灰岩含水性相对较弱，为K9煤层的上覆地层，距K9煤层约18m，其含水主要通过采动裂隙向K9煤层和矿井坑道渗透，对K9煤层生产有一定影响。 根据以上资料分析，预测采区水文地质简单，无突水威胁和大的涌水现象发生，但在F03断层破碎带及构造裂隙面附近或K4煤层顶板断裂处可能有流水现象发生。 二、涌水量 据地质资料推断采区内水文地质条件简单，预计工作面内无大大的涌水现象发生，但在裂隙或构造发育地带，可能有浸水、滴水或小流水出现，特别是回风巷道，上水平采空区积水威胁较大，受其影响，工作面易发生顶底板推垮事故。因此，必须加强工作面支护管理，回风巷必须留设足够的防水煤柱，并采取相应的防治水措施。预计采区内最大涌水量为8.34m3/min,正常涌水量为3.57m3/min。 第六节 地温、地压 矿井地热增温率为3℃，-115m地温为26～28℃。预测-220m水平地温应为29～31℃，地压大，顶板裂隙发育，有顶底板推垮危险。 第三章 采区储量及生产能力 第一节 采区储量 1. 采区储量（见表2-1） 采区储量 表2-1 煤层 块段 编号 平面积 倾角 平均 厚度 容重 储量 回收率 可采 储量 备住 K2 111b-1 53340 67 4.23 1.395 80.6 80 64.5 122b-1 12256 67 3.50 1.395 14.1 80 11.3 K4 2S21-1 70680 67 0.48 1.515 13.2 85 11.2 K5 2S21-2 73600 67 0.45 1.544 13.1 85 11.1 K6 122b-1 71987 67 0.72 1.591 21.2 85 18.0 K8 122b-1 70358 67 1.00 1.631 29.4 85 25.0 K9 122b-1 77360 67 0.63 1.673 21.0 85 17.9 合计 192.6 159.0 各类煤柱 1.本采区内无永久性煤柱，采区北边界为芦厂永久性煤柱，采区储量不包含该煤柱。 2.其它煤柱损失为设计留设的护巷煤柱和采区内水平隔离煤柱。 采区内三下压煤无。 其它 1. K4 、K5煤层厚度低于0.6 m的最低可采厚，本次仍作为了基础资源量进行计算。 2.厚薄煤层比例薄煤层（薄煤层）97.9万吨，占50.8。 3.中厚煤层（K2煤层）94.7万吨，占49.2。 第二节 采区生产能力 根据矿井目前采掘部署情况，预计-220m水平南采区首采面投产时间为2008年2月初，采区可供首采面正常生产时间为45个月，切割和收尾时间3个月，整个采区首采面生产时间约48个月。-115m水平中采区主采煤层K2煤层2007年8月投产，采区可供该采面正常生产时间为48个月，切割和收尾时间8个月，-115m水平中采区K2采面生产时间约56个月。根据-220m水平南采区可采煤层的层数和采区接替时间关系计算，-220m水平南采区同时生产的采面个数最多为5个面，即K4、 K5 、K6 、K8 、K9或K2 、K4、 K5 、K6 、K8等采面。 一、采煤工作面生产能力 煤 层 工作面长度 m 年推进度 m/a 采 厚 m 容 重 m3/t 回采率 年生产能力t/a K2 104 432 3.4 1.395 95 202438 K4 100 504 0.48 1.515 97 35551 K5 100 504 0.45 1.544 97 33968 K6 100 480 0.72 1.591 97 53335 K8 104 480 1.0 1.631 97 78977 K9 100 480 0.63 1.673 97 75939 工作面生产能力计算公式 A0LlhγK 式中A0采煤工作面年生产能力，吨； L采煤工作面年推进度，m/a； l采煤工作面长度，m； h采煤工作面采厚，m； γ煤的容重，m3/t； K工作面采率，薄煤层97，中厚煤层95。 二、采区生产能力 根据矿井目前采掘部署情况， -220m水平南采区同时生产的采面个数最多为5个面，即K4、 K5 、K6 、K8 、K9或K2 、K4、 K5 、K6 、K8等采面，因此采区生产能力以同时生产的K2 、K4、 K5 、K6 、K8等采面进行计算。掘进煤量按采煤工作面生产总量的510进行计算。采区生产能力计算见下表。 煤 层 工作面长度 m 年推进度 m/a 采 厚 m 容 重 m3/t 回采率 年生产能力万t/a K2 107 432 3.4 1.395 95 20.24 K4 105 504 0.48 1.515 97 3.56 K5 105 504 0.45 1.544 97 3.40 K6 105 480 0.72 1.591 97 5.33 K8 105 480 1.0 1.631 97 7.90 小计 40.43 掘进煤 2.02 合 计 42.45 采区生产能力计算公式 AΣA0 K1 式中A采区生产能力，万t/a； A0采煤工作面年生产能力，万t/a； K1掘进出煤率，取1.05； 经计算-220m水平南采区采掘工作面生产能力为42.45万t/a。 三、验算采区生产能力 （一）采区运输能力的验算 -220m水平南采区煤炭运输方式采用3t矿车装载，8t机车平巷运输。装载点采用石门区段煤仓茅口运输巷进行集中装载。 工作面5个，平均运输距离900m，CXTS8-6/110-2KBT机车3台，每列车由12个3吨底卸式矿车组成。列车运行速度V3.5m/s，每趟车循环需时间60分钟，日运输时间按18小时计算，每台机车日运输能力648t/r，年运输能力为21.38万t/a。采区综合运输能力为64.14万t/a，运输能力富余21.69万t/a，富余系数0.511，满足生产能力要求。 （二）采区通风能力的验算 根据矿井相邻采区生产过程中，平均日产一吨煤的需风量情况，采区类比法进行通风能力验算。验算公式如下 AB≤60νs/C 式中AB验算出的采区生产能力，t/d； ν巷道内最大允许风速，m/s； S巷道净断面积，m2； C日产一吨煤需要的风量，m3/min； 根据矿井相邻采区平均日产一吨煤的需风量6592m3/t（4.578m3/ min），-220m水平南采区茅口大巷允许最大风速8m/s，巷道净断面积12.40 m2。经计算-220m水平南采区通风允许的日生产能力为1321 t/d，-220m水平南采区设计日生产能力为1290 t/d，通风允许日生产能力大于采区采掘工作面设计日生产能力，满足采区生产能力要求。 第三节 采区服务年限 -220m水平南采区可采储量为195万吨，采区生产能力42.45万吨/年，采区服务年限计算如下 SZ/AB 195/43.7854.594年 式中S采区服务年限，a；； Z采区可采储量，万t； AB采区生产能力，万t /a； 根据采区生产能力与采区服务年限的经验关系，采区生产能力在3050万t /a 采区服务年限一般在45年为宜，因此，该采区服务年限较合理。 第三章 采区方案设计 为实现安全、经济、合理开采该采区内的煤炭资源，根据采区四邻的采掘情况、采区已形成的生产开拓井巷和通风系统状况、采区开采技术条件和煤层的赋存状况，设计为采区前进式区域后退式和采区后退式开采两种开采方案，两种开采方案的采煤方法、运输方式、通风与防灭火灌浆系统、巷道布置方式、切割方式、采煤工艺等基本相同，主要区别在于工作面的推进方向。现将两种方案作做如下的分析比较。 一、Ⅰ方案 采区前进式区域后退式方案 （一）采煤方法的选择 1.矿井目前运用较成熟的采煤方法有俯伪斜走向分段密集采煤法、伪斜柔性掩护支架采煤法和倒台阶采煤法。俯伪斜走向分段密集采煤法和倒台阶采煤法适用于急倾斜薄煤层，煤厚小于0.8m的煤层；伪斜柔性掩护支架采煤法适用于急倾斜薄煤层或中厚煤层，煤厚大于1.0m的煤层，急倾斜薄煤层综合机械化采煤法也适用于煤厚在0.81.3m的煤层。 2.-220m水平南采区设计开采K2 、K4、 K5 、K6 、K8、K9等煤层，K2煤层属于急倾斜中厚煤层，煤层平均厚度3.88m。煤层具有自燃发火倾向倾向性，发火期为36个月；煤尘具有爆炸危险性，煤尘爆炸性指数为3464。煤层顶板为薄层状泥岩，节理裂隙较发育，煤层开采后，易垮落，稳定性差；底板为粘土泥岩，遇水易膨胀和底推。由于煤层开采过程中受煤层自燃、煤尘爆炸、采空区积水和突出威胁，根据煤层厚度和赋存情况，K2煤层开采适用于伪斜柔性掩护支架采煤法，风镐落煤方式。K4、 K5煤层属于急倾斜极薄煤层，由于煤层顶板均为坚硬的石灰岩，底板为较松软的粘土泥岩，遇水易膨胀和底推，导致开采过程中采场支护范围内靠近采空附近作业空间狭窄，回柱十分困难甚至无法回柱，顶板坚硬不易垮塌，易形成大面积悬顶，周期来压明显，因此，K4、 K5煤层的开采适用于选择采场支护范围小、采空区水患易解决、控制底推效果好、同时作业点多、工作面利用效率高、推进快的采煤方法，倒台阶采煤法具有以上优点。鉴于以上因素， K4、 K5煤层开采适用于倒台阶采煤法，风镐落煤方式。K6 、K9煤层属于急倾斜薄煤层，根据煤层厚度、赋存情况和顶底板岩性，K6 、K9煤层开采适用于俯伪斜走向分段密集采煤法，风镐落煤方式。K8煤层属于急倾斜薄煤层，根据煤层厚度、赋存情况和顶底板岩性，适用于伪斜柔性掩护支架采煤法或急倾斜薄煤层综合机械化采煤法。 （二）采区巷道布置 1.采区走向长度 根据采区地质构造的展布情况和矿井永久性煤柱的设置情况，-220m水平南采区设计走向长度1800m。 2.采区倾斜长度 根据矿井矿山压力显现况和矿井水平垂高设计的经验数据，-220m水平南采区设计倾斜长度116m。 3.采煤工作面长度 -220m水平南采区开拓设计为水平茅口运输大巷、石门抬高、区段形成独立回风上山的生产开拓方式。工作面下巷采用无煤柱开采，设计工作面长度100104m。 4.采区回风上山 -220m水平南采区设计走向长度1800m，石门间距350400m，每个石门设计形成一个独立的回风上山，共设计5个回风上山。 5. 采区煤层巷道布置 采区煤层巷道布置方式采用分层水平布置方式.巷道联络采用石门进行联络. 煤层运输大巷兼进风巷。回风巷做“5、7、8”规格金支木梁头梯形断面，进风巷做“5、7、8”规格金支梯形断面或锚支巷道。巷道净断面积分别为3.98 m2和5.9m2。 6. 采区集中运输巷及石门布置 采区煤层集中运输平巷布置于茅口石灰岩中,石门抬高与集中运输巷采用小斜坡联络。每个石门布置一个回风上山与上水平集中回风巷连通。石门与茅口运输巷间布置区段煤仓。布置茅口运输巷设计断面13.15 m2，石门设计断面7.908 m2，回风上山设计断面4.46 m2。 Ⅰ方案采区巷道见附图。 （三）采区内煤层开采顺序 采区内煤层开采顺序，采用由上向下，层层剥皮的煤层群开采顺序。即先开采上部的K9煤层，再依次开采下部煤层。煤层开采的层间错距原则上不小于150m，每个石门区段间布置的工作面个数不超个3个。 （四）巷道掘进 1.巷道断面 主要回风巷采用以前生产时已形成茅口大巷，断面12.956 m2；主要进风巷设计为三心拱，巷道断面宽高42003200，水沟设计宽高900700，掘进断面13.15 m2；石门设计为三心拱，巷道断面设计宽高33002500，水沟设计宽高350300，掘进断面7.908 m2；回风上山设计为三心拱，巷道断面宽高28001800，掘进断面4.466 m2。 2.掘进施工 2.1掘进速度 茅口集中运输大巷掘进采用耙渣机出矸，矿车装载，机车运输，掘进速度100m/月；石门掘进采用耙渣机出矸，矿车装载，茅口运输大巷集中转载，机车运输，掘进速度100m/月石门揭煤段时间考虑15天；上山掘进采用矸石至区段煤仓，茅口运输大巷集中装载，机车运输，掘进速度100m/月；半煤岩、全煤巷采用皮带耙渣机出矸，掘进速度145180m/月。 2.1掘进施工安排 根据目前采区范围内已形成开拓巷道，采区还剩余茅口集中运输大巷1000m，石门和回风上山剩余1680m，现已形成一石门区段回风系统。采区根据-115m水平中采区首采层K9煤层结束时间，-220m水平南采区首采层接替时间计划为2008年2月初。采区开拓及初期投产准备工期安排如下 采区工程量及投产准备时间表 项目名称 工 程 量（m） 剩余工 程量（m） 日 循 环 进度（m） 计划开工 日 期 工期 竣工日期 -220m南茅口大巷 1800 1000 3.3 2007.5.1 303 2008.2.28 -220m南C25回风上山 850 680 3.3 2007.5.1 206 2008.4.20 -220m南C0石门 120 110 2.5 2007.6.1 45 2007.7.15 -220m南C0-1 K9煤层运输巷 395 21 4.8 2007.7.16 83 2007.10.9 -220-115 m南K9切割斜坡 220m 220 3.6 2007.9.1 62 2007.11.1 -115m南C0-1 K9煤层风巷 150 150 3.6 2007.9.10 42 2007.10.21 -220m南C1石门 120 110 2.5 2007.7.1 45 2007.8.15 备注根据以上安排，-220m水平南采区首采面完成切割时间为2007年11月1日，能满足矿井水平接替时间要求。 1.工作面切割初期巷道布置 在-10m水平中C3附近的茅口巷内做K2煤层底板斜坡揭穿K2煤层后，向南掘158m本煤层巷道作为K2工作面切割初采时的回风巷；在-115m水平中C2向北掘本煤层巷道与C3贯穿后，再由C3向北掘本煤层巷道与C4、C5石门的K2煤层贯穿形成本煤层工作面切割初采时的运输大巷兼进风巷。回风巷做“5、7、8”规格金支木梁头梯形断面，进风巷做“6、7、8”规格金支梯形断面，巷道净断面积分别为3.78 m2和4.44m2。回风巷和进风巷间用两个斜坡套一组风眼的方式完成对K2煤层的切割眼布置。 2.2.回采期间巷道布置 切割斜坡形成后，开始剔大棚、铺支架进行初次回采。以后提前准备出K2煤层回风巷和K2运输巷，沿走向方向每隔80m左右布置一个斜坡（坡度2830）形成运输、通风，行人通道，保证正常回采的需要。 2.3.采区初期投产工程量及投产准备时间 采区工程量及投产准备时间表 项目名称 工 程 量（m） 剩余工 程量（m） 日 循 环 进度（m） 计划开工日 期 工期 施工日期 -115m中C34K2ML 135 135 3.6 38 2.203.30 -115m中C45K2ML 138 138 3.6 39 3.315.8 -115m中C5皮带巷 36 36 3 12 5.95.21 -115m中C5皮带回风巷 21 21 3 7 5.225.29 -115m中C5煤仓工程及安装 50m3 50m3 20 5.306.18 -115mMC23K2ML 154 154 3.6 43 3.164.27 -115m中C34K2切割XP4 R13 21 6 4 4.14.5 SL 12 3.6 4 4.64.9 XP4 182 3.6 51 4.105.30 HLR12 32 6 6 5.316.5 -10m中C3K2XP 30 30 3 10 4.104.19 -115m中C32K2HL 150 150 3.6 42 4.205.31 -115m中C23K2切割XP2 R1-3 21 21 6 4 4.285.1 SL 12 12 3.6 4 5.15.5 XP 70 70 3.6 20 5.65.25 XP2-XP3 R1-2 40 40 6 7 5.266.1 XP3 16 16 4.2 4 6.26.5 XP3- XP 4 R1-2 36 36 6 6 6.66.11 XP1 R1-2 35 6 6 6.126.17 XP 16 3.6 5 6.186.22 XP1-2 R1-2 36 36 6 6 6.236.28 说明 （1）煤巷掘进方法，采用风镐落煤，人工装车。 （2）掘进工作面可同时布置2个面，采煤工作面与掘进工作面的个数比为12。 （3）采用局部压入式通风。1T矿车装载，8T电机车牵引 （4）切割巷道一经形成即可回采。递增期3个月后，进入正常生产期。 3.工作面布置方式 工作面呈伪斜方式布置，斜坡坡度28～30，采用 “多边形”形掩护支架进行支护。工作面沿走向方向每隔80m布置一个沿煤层伪斜的斜坡，用于工作面回采时的溜煤、行人和运料。斜坡把工作面分成若干块段，在正常回采时应保持3-4个左右的块段（斜坡）进行回采。工作面的煤通过斜坡自溜到K2煤层运输巷中的胶带上，通过运输巷中的胶带将煤炭转载到区域皮带上山内的溜煤仓中，煤仓内的煤炭通过机车和矿车在茅口大巷中进行集中装车运出地面。（附图五 工作面布置图） 4.采煤工艺 4.1.回采工艺 4.1.1回采工艺伪斜柔性掩护支架的回采工艺流程为回风巷剔大棚→铺支架→放顶→回采工作面采煤（采槽→落煤→落架）→ 撤支架 4. 1. 1.1剔大棚 剔大棚采用抬梁卧底的方式进行（即先将原装料梁头抬起，然后扩巷撤柱子，做大棚），大棚规格为“7、8、7”断面的木棚支护。上宽下宽高＝23.82.1m，棚距中对中0.6m。每次剔大棚长度不得超过30m。 4.1.1.2.支架的铺设 （1）先沿K2风巷铺设5根钢丝绳，在支架天、底板各铺一路46双眼的短槽铁，在支架上面套斜拉钢绳。 4.1.1.3.放顶 回采工作面放顶，必须严格按煤矿安全规程、技术操作规程、作业规程和技术安全措施执行。放顶前必须对大棚料进行维修加固，每次放顶距离不得超过25m。 4.1.2 回采 （1）该采区采用伪斜柔性掩护支架采煤法进行回采，支架形式为“多边形”形掩护支架，支架宽度（下宽）3.4m。 （2）采用风镐落煤，工作面煤炭用搪瓷溜槽自溜，用自然垮落法管理采空区。 4.1.3支架回撤 K2煤层支架工作面回采采用无煤柱开采方式进行。支架架尾采至K2煤层运输巷前，开始将支架调平，在调平过程中，逐步将支架面的坡度调至020度，在大巷内由南向北逐架回撤支架。 4.2.落煤方式 K2煤层属于急倾斜中厚煤层，上水平采空区积水威胁较大，顶底板破碎易推垮，还存在着煤层自燃和瓦斯威胁。根据现场实际和本矿多年经验，决定采用伪斜柔性掩护支架采煤法，风镐落煤方式进行回采。 4.3.装煤与运煤方式 工作面煤炭由斜坡自溜至煤槽，人工放煤到大巷溜子或皮带上由皮带转载至采区区段集中煤仓（沿推进方向，采区内每隔400m设置一个区段煤仓），矿车在茅口巷集中装载，机车运送至水平煤仓。 4.4顶板管理 K2煤层为急倾斜中厚煤层，直接顶、直接底皆为泥岩，易垮落，因此顶板管理采用自然垮落法。 5. 支护设计 5.1 掩护支架类型的选择 经过磨心坡煤矿多年的生产实践经验证明，“多边形”掩护支架适合K2煤层开采。该支架便于煤层顶底板管理，对煤层局部变化的适应性较强。 5.2 掩护支架宽度的确定 掩护支架的宽度（B）可以采用如下的经验公式计算 B0.9（M-Hmax） 式中B掩护支架的宽度（m） M煤层厚度（m） Hmax移架时护架离开煤层底板的最大距离（m） 根据磨心坡煤矿的现场生产情况，各参数取值如下 M2.475.33m hmax0.35m 代入计算得B0.9（M-0.35）m 1.914.48m 煤层赋存情和煤厚变化情况，为适应煤厚变化情况，决定选用3.4m“多边形”掩护支架。矿用11工字钢加工制作。 6. 采区生产系统 6.1 运输系统 6.1.1运煤线路 采煤工作面（斜坡自溜）→-115m中K2运输巷溜子皮带运输 →采区区段煤仓→-115m中茅口运输巷（机车）→-115m水平井底集中煤仓→各水平提升系统→230m煤仓→230m平硐→地面煤仓 6.1.2运料线路 （1）230m平硐→人行斜井→-10m中PmML→-10m中C2-16 →K2风巷→工作面 （2）230m平硐→人行斜井→-115m中PmML→-115m中C2-16 →K2运输巷→工作面 6.2通风系统 6.2.1通风方式 -115m中采区K2煤层开采通风方式采用上行通风方式。 6.2.2通风路线 新风→-115m中PmML→-115m中K2运输巷→K2煤层煤流斜坡→支架工作面→-10m中K2风巷→-10m中采区各回风石门→-10m中抬高茅口巷→-10m中采区专用回风斜井→风厂平硐→地面。 6.2.3 风量确定 1.根据K2的绝对瓦斯涌出量，以回风巷瓦斯不超限作为计算标准，计算工作面所需要的风量。 Q＝KQ/C K瓦斯涌出不均衡系数1.351.5取1.5。 Q瓦斯绝对涌出量。根据通风区提供的资料为0.81.0m3/min C回风瓦斯允许最大浓度（1）。 Q＝（0.81.0）1.5100 ＝（120150）m3/min 2.根据回采工作面每人供风不底于4m3/min计算 Q4K K工作面作业人员、管理人员和辅助人员最大数（30人） Q1304120m3/min 通过以上两项计算，取最大值Q作参照，平常工作面的风量可调至120150 m3/min。以上结果仅供参考，建议由通风区根据均压防灭火技术要求，进行现场观测，确定合理配风量。 6.3 监测系统 在上下茅口大巷的进、回风系统设监测分站，在进风巷、回风巷和工作面回风口等处，分别设置瓦斯监测仪；并在回风巷设置CO监测仪，随时监测和掌握工作面瓦斯和CO的变化情况，做到系统灵敏可靠。 6.4 灌浆系统 芦梯沟灌浆站→芦厂平硐→井底回风斜井→230-115m人行斜井→-10m中PmML→各灌浆孔→K2采空区。 6.5 供电系统 -115m水平中央变电所→-115m中采区变电所→-115m中采区石门→-115m中K2运输巷皮带运输设备。 -10m中央变电所→-10m中采区变电所→-10m中采区石门→绞车。 6.6 压风系统 1. -10-115 m中PmML移动压风机→-10 m中采区石门 → K2风巷 →采面主管。 2. -10-115 m中PmML移动压风机→-115m中PmML→-115m中采区石门→采面主管。 7.劳动组织及采区主