一井采区设计.docx

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一井采区设计

延吉市鑫泉煤业有限公司

延吉三道煤业有限责任公司一井

采区设计

2016年1月20日

参加编制采区设计工程技术人员签字表

姓名

职称

职务

日期

采掘部分

通风部分

供电部分

运输部分

地测部分

安全监控

总工程师

“会审”意见

总工程师：

会审部门签字表

会审

部门

采掘

通风

供电

运输

地测

安全

签字

日期

前言…………………………………………..…………..…....4

第一章地质概况及特征…………………………………...5

第一节采区概况…………………………………………….5

第二节采区煤层赋存情况及顶底板特征……………….…6

第三节采区储量计算……………………………………….9

第四节采区地质构造……………………………………….12

第五节采区水文地质……………………………………….12

第六节采区其它地质因素………………………………….14

第二章采区方案设计比较及效益分析…………………….14

第一节采区方案设计…………………………………….....14

第二节采区方案比较及效益分析…………………………...16

第三章采区巷道布置…………………………………….....19

第一节采区巷道布置…………………………………..…...19

第二节采区巷道断面与支护……………………………....20

第三节采区巷道施工…………………………………..…..21

第四章区内采掘顺序及采煤方法……………………...….22

第一节掘进顺序……………………………………………22

第二节回采顺序…………………………………………….24

第三节采煤方法………………………………………........24

第四节采煤工作面装备………………………………...….25

第五章采区生产能力及服务年限…………………………25

第一节采区生产能力……………………………………….25

第二节采区服务年限…………………………………….…27

第六章采区通风系统………………………………………27

第一节采区通风系统……………………………………….27

第二节采区风量计算……………………………………….29

第七章采区排水系统……………………………………….37

第一节采区排水系统………………………………………37

第二节采区排水设备………………………………………37

第八章采区供电系统及装备………………………………38

第一节采区供电系统……………………………………….38

第二节采区供电设备选型…………………………………38

第九章采区运输系统及设备选型…………………………39

第一节采区运输系统……………………………………….39

第二节采区设备选型…………………………………..…..40

第十章压风自救系统………………………………………41

第十一章采区供水、防尘系统……………………………42

第一节采区需水量计算…………………………………….42

第二节采区供水系统………………………………………42

第三节采区防尘系统………………………………………44

第十二章防灭火系统……………………………………….46

第十三章采区通讯系统及人员定位系统………………….48

第一节通信联络系统………………………………...……49

第二节人员定位系统……………………………..…………49

第十四章安全监测监控系统………………………………..49

第一节瓦斯监测………………………………..……………49

第二节其它监测……………………………………………50

第三节监测信号电缆、电源电缆的敷设及电源要求…..50

第十五章采区紧急避险系统………………………….…...50

第十六章采区灾害预防及处理措施………………………51

前言

延吉三道煤业有限责任公司一井位于延边朝鲜族自治州延吉市境内，行政隶属于延吉市三道湾镇管辖。

距延吉市65km，距安图县42km，汪清县50km，矿区有公路通往延吉市、安图县、汪清县等延边朝鲜族自治州内各地，公路交通较为方便。

地理坐标为：

东经129°15′18″～129°15′59″

北纬：

43°15′34″～43°16′25″。

延吉三道煤业有限责任公司一井原为延吉市地方国有煤矿，建矿时间为1969年9月，投产时间为1970年3月。

矿井名称为延吉市三道煤矿一井，后于2005年10月转制为延吉三道煤业有限责任公司一井。

设计能力9（万吨/年），核定能力5（万吨/年）。

矿井采用斜井片盘开拓，设有主、副二条井筒。

现采煤方法为走向长壁后退式。

1）、主井为混合提升井兼作入风井和安全出口，担负矿井煤炭、矸石、材料和人员的提升任务。

主井采用单钩串车提升，运送人员采用斜井人车。

2）、副井为回风井兼作安全出口。

地面安装二台轴流式主通风机，矿井通风方式为中央并列抽出式，主井、进风兼主提升，副井回风兼行人员。

主扇型号分别为KBZ-11-22型轴流式通风机，电机功率22kW、备用主扇FBCZ（原KBZ），电机功率22kW。

反风采用电机反转反风。

两台风机一使一备。

主井为入风井，副井为回风井。

总入风量1029m3/min，总回风量1108m3/min。

第一章地质概况及特征

第一节采区概况

采区在+280m～+480m水平，西至井田边界线、东至井田边界线，面积约为0.26平方公里。

采区走向长度610m～680m、倾斜长度440m、开采上限标高+480m、下限标高+280m。

一、采区四邻及地面情况：

+280水平以下煤层已经回采完毕。

采区上部地表无建筑物、无铁路、无水体、无塌陷区。

二、区内钻孔情况：

采区内1条勘探线共计3个钻孔，本区采六号煤层，本报告重点研究、论述这一煤层。

区内钻孔特征表

孔号

见煤

层号

终孔（m）

煤厚

（m）

孔深

（m）

终孔

层位

封孔

质量

备注

58-3

六煤层

+281.87

1.83

291.05

中间砾岩

可靠

73-41

六层煤

+24.92

0.49

518.81

凝灰岩

可靠

75-451

六层煤

+221.99

2.29

317.57

中间砾岩

可靠

第二节采区煤层赋存情况及顶底板特征

一、地层：

矿区地层由中生代侏罗纪火山碎屑岩、白垩纪沉积岩构成，在地形低洼处覆盖着第四纪堆积物。

由老至新分述如下：

1、中生界侏罗系上统屯田营组（J3t）

该组地层主要由安山质集块岩和安山质角砾岩等一套中性火山岩组成，厚度大于200米。

地层呈角度不整合覆盖于盆地基底的华力西晚期黑云母花岗岩之上。

2、中生界白垩系下统长财组（K1ch）

为本区主要含煤地层。

下部砾岩段：

浅灰色、灰色砾岩；中部含煤段：

多由灰色、浅灰色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩组成，局部含粗粒砂岩，具水平层理和微波状水平层理，含煤7层（自上而下顺序号1、2、3、4、5、6、7），其中1、2、4、5、6号煤层可采；上部砂、泥岩段：

由灰色砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩及少量含砾砂岩组成，中间夹有3～5层薄煤线或炭质泥岩及铝土质泥岩。

该组厚度为0～287m。

与下伏地层不整合接触。

3、中生界白垩系下统大拉子组（K1d）

该组地层分布于矿区的北部，呈平行不整合超覆于中生界白垩系下统长财组地层之上，根据岩性组合特征可划分为上、下两个岩性段。

其中下段为砂砾岩段，主要岩性为砾岩、砂砾岩及各粒级砂岩；上段为砂页岩段，主要岩性为粉砂质泥岩和泥岩。

厚度124～351m。

4、中生界白垩系下统龙井组（K1l）

主要由灰色及紫褐色砂岩及含砾砂岩组成，夹薄层砾岩及粉砂质泥岩。

厚度0～716m。

与下伏大砬子组呈平行不整合接触。

5、新生界第四系（Q4）

主要为坡积残积冲积层、砂砾、砂质粘土、腐殖土组成，厚度1～15m。

与下伏龙井组呈不整合接触。

二、煤层：

白垩系下统长财组（K1ch）为本区主要含煤地层。

岩性多由灰色、浅灰色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩组成，局部含粗粒砂岩，含煤7层（自上而下顺序号1、2、3、4、5、6、7），其中1、5、6号煤层可采。

总体呈东西向展布，倾向北，倾角25°~35°。

总之本区构造简单，煤层属较稳定类型。

一号煤层局部可采，属较稳定类型，煤层厚度0.70~1.50m，平均厚度为1.1m，煤层结构简单，局部含1层夹矸，厚度0.29m，岩性为泥岩与含炭泥岩。

与5号煤层的间距为3.55～33.06m。

五号煤层局部可采，属较稳定类型，煤层厚度0.70~1.45m，平均厚度为1.07m，煤层结构简单，不含夹矸。

与6号煤层的间距为1.20～9.10m。

六号煤层大部可采，属较稳定类型，煤层厚度0.49m~2.29m，平均厚度为1.39m。

煤层结构较简单，局部含1~2层夹矸，厚度一般0.10~0.15m，岩性为泥岩与含炭泥岩。

三、煤层顶底板：

一号煤层煤层顶板为煤层顶板为灰灰色细砂岩、粗砂岩，底板为灰~灰黑色粉砂质泥岩、泥岩，局部为粉砂岩。

五号煤层顶底板为煤层顶板为灰黑色泥岩或粉砂质泥岩，底板为灰~灰黑色粉砂质泥岩或泥质粉砂岩

六号煤层煤层顶板为煤层顶板大部为灰~灰黑色粉砂质泥岩或泥岩，局部为细砂岩，底板为灰~灰黑色粉砂质泥岩或泥岩。

四、煤种、煤质：

一号煤层为长焰煤，灰分为34.42%，硫分为0.83%，发热量为4462大卡/kg。

五号煤层为长焰煤，灰分为43.78%，硫分为1.3%，发热量为3785大卡/kg。

六号煤层为长焰煤，灰分为38.55%，硫分为0.83%，发热量为4213

五、采区煤层赋存情况表、采区煤层特征表、采区煤层工业指标表

采区煤层赋存情况表

煤层编号

煤层厚度

煤层倾角（度）

煤层结构

[上（夹石）下]（m）

稳

定

性

标

志

层

层间距

（m）

最小~最大

平均

最小~最大

平均

一

0.7～1.5/1.1

25～35/30

0.51（0.07）0.27（0.29）0.72

好

无

3.55～33.06

五

0.7～1.45/1.07

25～35/30

0.10（0.12）1.1

好

无

1.2～9.1

六

0.49～2.29/1.39

25～35/30

0.35（0.12）0.32（0.13）1.62

好

无

采区煤层特征表

煤层

颜色

光泽

普氏系数（f）

容重（吨/m3）

一

黑色

光亮

＜3

1.47

五

黑色

光亮

＜3

1.59

六

黑色

光亮

＜4

1.59

采区煤层工业指标表

煤层

水分

（%）

灰分Ad

（%）

硫分St.d

（%）

挥发分

（%）

发热量

（大卡/kg）

工业

牌号

一

7.25

34.42

0.83

42.8

4462

长焰煤

五

7.03

43.78

1.3

44.37

3785

长焰煤

六

6.13

38.55

0.83

45.36

4213

长焰煤

第三节采区储量计算

1、计算方法

本区只回采六煤层，参加储量计算的煤层只有六煤层、产状、厚度变化不大，发育较为稳定，采用地质块段法计算。

计算公式：

Q=V×D

Q--------块段储量（万吨）

V--------块段体积（万立方米）

D--------块段容重（吨/立方米）

2、计算参数

1）、煤层厚度：

采用煤层的真厚度计算。

2）、面积：

六层煤在地质图上西以井田边界线为边界、下部以+280米、上部以+480米、东部以井田边界线为边界按其几何图形计算出面积

采区储量汇总表

煤层

工业储量（万吨）

可采储量（万吨）

回采率（%）

六

61

36.4

80%

采区可采储量表

煤层编号

块段编号

工业储量（万t）

永久煤柱（万t）

设计资源量（万t）

保护煤柱（万t）

采区回采率（%）

设计可采储量（万t）

断层

防水

井田境界

地面建筑物

其它

小计

工业场地

井筒

主要巷道

小计

六

61

9.7

5.8

80%

36.4

第四节采区地质构造

采内无断层构造

第五节采区水文地质

一、临区水文地质情况：

相邻采区煤系地层有弱含水层，含水较差，在施工过程中曾有淋水，滴水现象发生，出水量最大0.2m³/h。

二、主要含水层及地质构造的水文地质特征：

（一）、矿井水文地质条件

矿区内矿井地下水类型主要有第四系表土层、基岩风化裂隙水、砂岩、砾岩孔隙裂隙水。

1、含水层及隔水层特征

（1）、新生界第四系上部松散腐植土及砂质粘土，下部为砂土及砾石。

具有透水性强、遍布全区，含水量不大。

水源补给为大气降水、平均厚2～7米、水位理深7米。

单位涌水量0.017L/sm、渗透系数35m/d。

（2）、基岩风化裂隙水

本区基岩风化裂隙水全区发育，风化带厚度一般为30～50米，岩性主要为白垩系下统龙井组砾岩，成分以安山砾岩为主及少量的花岗砾岩，砾径多为3～5cm，呈棱角状，分选不好，胶结物多为泥质及凝灰质。

风化裂隙带主要特点：

随着深度的增加，风化强度减弱，富水性也随之减弱，在水平方向上由于岩性的差异和胶结程度的不同，有所差异。

该含水层厚度由于地形、岩性及地表覆盖物的不同而不等，地势高岩性粗而风化深，地势低而岩性较细及腐植覆盖的地区风化浅。

白垩系下统龙井组砾岩含水层主要补给来源为大气降水，富水性弱，水质为重碳酸钙型水。

水位埋深290米、平均厚度280米。

单位涌水量0.039L/sm、渗透系数25m/d。

（3）、中生界白垩系下统大砬子组（K1d）砂岩、砾岩孔隙裂隙含水层。

单位涌水量0.039L/sm、渗透系数25m/d。

分布于矿区中南部，主要岩性为灰绿色粉砂岩组成，局部含有粗砂岩及薄层细砂岩，水位埋深502米、平均厚度136米。

（4）、中生界白垩系下统长财组（K1ch）灰色砂岩、含砾岩及砾岩孔隙裂隙。

水位埋深541.16米、平均厚度16.8米。

单位涌水量0.005L/sm、渗透系数30m/d。

（5）、中生界侏罗系上统长财组（J3cc）砂岩、砾岩孔隙裂隙含水层。

经开采证实，各含水层均无富水性。

（二）、隔水层:

主要由煤系地层中泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩和凝灰质泥岩组成，厚度大，全区发育连续，且胶结致密，裂隙不发育，凝灰质岩类遇水易膨胀，具有良好的隔水作用。

主要含煤地层中的砂质泥岩，厚度为3.9~33m，主要分布于煤层的顶底板，隔水性能好。

（三）、地下水补给、迳流、排泄条件

大气降水直接补给基岩风化裂隙含水层，间接补给砂岩孔隙裂隙水，本区地表排泄条件较好，另外，垂直蒸发排泄也是矿区地下水的另一种主要排泄途径。

（四）、水文地质情况，开采技术条件

1、本矿井水文地质类型应划分为中等类型。

六层煤位于当地侵蚀基准面以下，矿区内无河流、水库等地表水体，矿井充水因素主要是风化裂隙含水层，但因风化裂隙含水层属于弱含水层，对矿井涌水影响不大。

砂岩、砾岩孔隙含水层是矿井的直接充水水源。

2、受采动的影响，采空区跨落使煤层顶板产生裂隙导通弱含水层，砂岩、砾岩孔隙水导入工作面，有可能成为采区回采时充水因素。

三、采区涌水量：

区内正常涌水量预计为1～2立方米/小时，最大涌水量7立方米/小时。

四、采区防治水建议及措施：

1、必须坚持“有凝必探“。

若有水害威胁必须先进行探放水工作，严防工作面回采时发生溃水事故。

2、对本采区所有的涌水点设观测站，并定期进行观测，如发现涌水量有异常变化，立即撤出所有作业人员，并向上级部门汇报。

第六节采区其它地质因素

一、瓦斯：

根据临近采区回风瓦斯涌出规律得知：

预计绝对瓦斯涌出量：

0.2m³/min；

结论：

属瓦斯矿井，无突出危险性。

二、煤的自燃：

Ⅱ类自燃。

三、煤尘爆炸性：

有煤尘爆炸性。

四、地压：

该煤层无冲击地压。

第二章采区方案设计比较及效益分析

第一节采区方案设计

矿井采用斜井片盘开拓，现由下向上进行回采即由深度向浅部回采。

本采区回采六层煤。

采区内无斜井开拓巷道布置、只有车场石门及回风联络巷、工作面的顺槽布置方案。

一、方案一：

1、该方案在+320m水平、+353m水平、+389m水平、+422m水平、+457m水平布置车场及回风联络巷形成通风系统及运输系统。

+284m水平、+457m水平单巷布置六层煤顺槽。

+320m水平、+353m水平、+389m、+422m水平双巷布置六层煤顺槽（其中一个为降低标高，两顺槽间有6米的煤柱）。

一个是下水平工作面的回风巷、一个是上水平的进风巷。

2、准备工程量：

1）+284m水平六层煤顺槽410m。

2）+320m水平车场、联络巷、石门270m。

六层煤顺槽780m。

3）+353m水平车场、联络巷、石门250m。

六层煤顺槽720m。

4）+389m水平车场、联络巷、石门210m。

六层煤顺槽740m。

5）+422m水平车场、联络巷、石门230m。

六层煤顺槽800m。

6）+457m水平车场、联络巷、石门230m。

六层煤顺槽780m。

总计：

岩巷1190m；煤巷4230m。

二、方案二：

1、该方案在+320m水平、+353m水平、+389m水平、+422m水平、+457m水平布置车场及回风联络巷形成通风系统及运输系统。

+284m水平、+320m水平、+353m水平、+389m、+422m、+457m水平水平单巷布置六层煤顺槽。

2、准备工程量：

1）+284m水平六层煤顺槽410m。

2）+320m水平车场、联络巷、石门270m。

六层煤顺槽390m。

3）+353m水平车场、联络巷、石门250m。

六层煤顺槽360m。

4）+389m水平车场、联络巷、石门210m。

六层煤顺槽370m。

5）+422m水平车场、联络巷、石门230m。

六层煤顺槽400m。

6）+457m水平车场、联络巷、石门230m。

六层煤顺槽390m。

总计：

岩巷1190m；煤巷2320m。

第二节采区方案比较及效益分析

对上述方案从经济和技术两个方面进行全面比较，选择技术先进、经济合理、安全可靠的最优方案作为主导方案。

一、设计方案经济比较表

项目

方案一

方案二

方案三

数量

投资

（万元）

数量

投资

（万元）

数量

投资

（万元）

井巷工程　

采区车场石门

1190

178.5

1190

178.5

采区运输巷

4230

423.0

2320

232.0

小计　

5420

601.5

3510

410.5

百分比　

设备与材料

煤电钻

绞车

水泵

排水管路

供水管路

压风管路

供电设备

电缆

　…

小计　

百分比　

经营费用

提升费

运输费

通风费

排水费

巷道维护费

　…

小计　

百分比　

合计　

百分比　

注：

表中内容根据实际情况增减。

二、技术比较：

第一方案分析：

优点：

1、工作面布置合理。

上下工作面各有独立的进回风系统，通风系统合理、互相不影响，有利于防火。

缺点：

1、掘进工程量较多、煤柱损失多。

2、下水平采煤工作面回风顺槽采用小绞车运输，系统复杂，运输环节多。

第二方案：

优点：

1、掘进工程量少、掘进工期短、无煤柱损失。

2、生产系统简单。

缺点：

1、下水平采煤工作面的回风顺槽在上水平采煤工作面回采时变为进风顺槽。

2、上水平的采煤工作面必须等下水平采煤工作面全部结束后，并且下水平的回风顺槽全部维修完毕后变成上水平的进风巷后，上水平的工作面才能进行回采。

3、工作面的接续时间长，不能连续采煤，产量低。

4、不利于防火。

三、综合结论：

根据本矿由下向上进行回收的实际情况，采煤工作面短、巷道使用时间短、维修量大的特点采用第二方案。

采用第二方案有利于减少工程量、减少煤柱损失量、并且有利于采区内工作面布置，生产环节简单。

第三章采区巷道布置

第一节采区巷道布置

一、开拓准备巷道布置：

（一）本采区无斜井开拓巷道。

1、在+320m水平掘进车场及回风联络巷形成通风、运输系统。

2、在+353m水平掘进车场及回风联络巷形成通风、运输系统。

3、在+389m水平掘进车场及回风联络巷形成通风、运输系统。

4、在+422m水平掘进车场及回风联络巷形成通风、运输系统。

5、在+457m水平掘进车场及回风联络巷形成通风、运输系统。

（二）、采区变电所：

本采区供电直接取至+300m变电所，不再施工变电所。

（三）、采区排水：

本采区排水利用七路（+284m）永久水仓，不再施工水仓。

各水平车场设临时水仓，利用潜水泵通过排水管路将水排放到七路（+284m）永久水仓。

二、采煤工作面布置

采区开采共布置5个采煤工作面

1、首采工作面设计：

采区首采工作面七路右六层采煤工作面，工作面设计走向长度为350m，工作面设计宽度75m，平均厚度为1.8m，可采储量7.5万吨，采用走向长壁后退式采煤方法。

2、采煤工作面采煤方法：

工作面采用炮采方式，全部陷落法顶板管理。

三、采区工程量

1）+284m水平六层煤顺槽410m，坡度5‰。

2）+320m水平车场、联络巷、石门270m，六层煤顺槽390m，坡度5‰。

3）+353m水平车场、联络巷、石门250m，六