广能集团龙滩煤矿采矿工程.docx

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广能集团龙滩煤矿采矿工程

课程设计任务书

四川华蓥山龙滩煤电有限责任公司

311采区（1500kt/a）设计

（倪俊杰）

1、设计参数

采区生产能力：

1500kt/a；

采区范围：

标高：

+310m～+545m；

煤层走向：

N25°～30°E；

煤层倾角：

0°～10°平均6º；

可采煤层参数：

煤层

编号

厚度（m）

平均值（m）

煤层

结构

顶底板

煤层

稳定性

煤层间距

（m）

顶板

底板

稳定性

K1

1.80～3.00

2.55

含矸石0～5层

粉砂岩

细砂岩

泥岩

粘土岩砂质泥岩

稳定

稳定

7.68～15.33

11.34

K2

1.34～1.63

1.40

简单

无夹矸

砂质泥岩

泥岩

粘土岩

稳定

稳定

煤炭容重：

γ1=γ2=1.35t/m3。

2、设计资料：

以实习矿井生产资料为准。

3、回采工艺设计煤层：

K2煤层

4、设计人：

5、设计指导教师：

李林

1带区地质特征、储量及服务年限

1.1带区的地质特征

1.1.1矿井基本情况：

1.1.1.1井筒的位置和数目

矿井初期开采一水平时共有五个井筒：

1、主平硐：

位于蒋家院子，井口标高+301.7m（轨面）。

2、排矸、进风斜井：

位于浸水沟，井口标高+410m，倾角15°。

3、进风斜井：

位于李家河边，井口标高+725m。

4、回风斜井：

位于李家河边，井口标高+725m。

5、施工斜井：

位于龙滩河南支流边，井口标高+402m。

1.1.1.2运输大巷和总回风巷布置

本矿井走向长度大，背斜轴部宽缓，分东西两翼开采，主要运输大巷沿东、西两翼布置。

每个水平分别设水平运输大巷。

水平运输大巷及总回风巷布置层位选择在K1煤层底板茅口灰岩中，由于茅口组顶部30m以下的黑色泥质灰岩中含有大量、浓烈的硫化氢气体，与井田毗邻的广安煤矿揭露K1煤层进入茅口组顶部30m以下掘进茅口运输大巷时曾发生事故。

故本矿井运输大巷、上山及带区石门均布置在茅口灰岩中，在开拓开采布置上，尽量考虑巷道布置距K1煤层底板25m以内。

1.1.1.3矿井主要生产系统

运输系统：

回采工作面的煤，经顺槽转载机转入可伸缩胶带输送机，再通过带区胶带输送机、溜煤立眼进入矿井主煤仓，再通过给煤机放入主平硐钢丝绳芯胶带输送机运至地面。

通风系统：

矿井投产时矿井通风路线为：

新鲜风流由新进风斜井→运输大巷→进风行人斜巷→煤层运输集中平巷→分带运输斜巷→采煤工作面→分带回风斜巷→煤层回风集中平巷→回风石门→回风运料斜巷→回风大巷→总回风上山→总回风联络巷→回风平巷，最后由回风斜井排出地面。

矿井3个主要进风井筒总断面积为38.58m2，其中：

主平硐断面积为11.5m2（扣除胶带机），新进风斜井净断面积为15.6m2，排矸斜井断面积11.48m2，主要进风巷通风能力为15758m3/min。

主要回风斜井、总回风上山净断面积为11.48m2，主要回风巷的通风能力为10332m3/min。

排水系统：

矿井水平采用平硐+斜井开拓，井下巷道均为自流排水。

在主平硐设双侧水沟，清、混水开自流出井，以利于井下水的处理与利用。

在带区南端工作面最低位置，施工放水石门与运南输大巷相连，形成带区自流排水系统。

带区采用采空区专用放水巷以及底板运输和回风石门自排工作面涌水。

电力供应：

根据《四川华蓥山龙滩煤电有限责任公司龙滩矿井可行性研究》以及批复文件，龙滩矿井的供电电源确定为绿水洞35kV变电所和代市220kV变电站。

根据矿井附近地方电网情况，矿井施工电源可从龙滩水电站采用10kV电缆线路取得。

1.1.2设计带区的位置、范围

6、设计参数

采区生产能力：

1500kt/a；

采区范围：

标高：

+310m～+545m；

煤层走向：

N25°～30°E；

煤层倾角：

0°～10°平均6°；

可采煤层参数：

煤层间距煤层稳定性煤层结构煤层倾角煤层平均厚（m）

K1稳定含矸石0°～10°平均6°1.80~3.00

零到五层2.50

K2稳定简单无夹矸0°～10°平均6°1.34~1.63

1.50

带区位置：

设计的311带区位于井田中央龙王洞背斜轴部；

带区范围：

标高：

+310m～+545m；

煤层走向：

N25°～30°E；

煤层倾角：

0°～10°平均6°；

带区的走向长度：

约2900米；

带区的倾斜长度：

（545m-310m）/sin6°2248m。

设计的311带区位于井田中央龙王洞背斜轴部，范围为第一水平+310m～+545m；煤层走向为N25°～30°E；倾角0°～10°，平均6°；水平走向长度为6000m，服务年限30年。

设计带区的走向长度约2900m，倾斜长度约（545m-310m）/sin6°2248m。

1.1.3设计带区周边煤炭资源情况以及开采情况

带区周边煤炭资源暂时未开采，尚保存完整。

设计带区作为首带区，为311带区，达产时开采311带区，为防止蔡山洞煤矿破坏本井田资源，311带区结束后，由位于井田北翼的313带区接替，以后为南翼的312带区等。

1.1.4带区地质构造

1.1.4.1主要断层

本区断裂稀少，经地面调查发现断层17条，经钻探揭露发现隐伏断层3条。

大部份断层位于井田北端及龙王洞背斜西翼，并有部份出露在井田外围。

按断层性质分，正断层6条，逆断层13条，平移断层1条；按断层走向与褶曲轴向关系分，纵断层12条，横断层8条；按破坏煤层分，切割煤层的断层3条，未切割煤层的断层17条。

本带区地质构造简单，断层都分布于带区边界以外.

1.1.4.2褶曲

龙滩井田位于华蓥山复式褶皱带北段龙王洞背斜，区域内由龙王洞背斜、田湾向斜、打锣湾背斜三个近于平行的褶皱组成。

在龙王洞背斜～田湾向斜间，发育成两组N20°～40°E的小型褶曲，其延展长度300m～700m不等。

因规模小，又在井田边界外，对煤层无影响。

龙王洞背斜为复式褶皱的主体构造，呈箱状，其轴线的延展方向为N25°～40°E，在井田内5号勘探线附近略向西突出呈一弧形，褶曲枢纽呈波状起伏，以北端10～11线隆起最高（K1煤层标高+380m左右），再向南又有所抬升，呈一马鞍形。

背斜轴部较开阔、宽缓，地层倾角0°～10°，北端宽2000m，南端1000m，轴面向东倾斜，倾角80°～85°。

东翼地层倾角浅部缓，深部陡20°～25°，西翼地层产状变化复杂，呈一倒转扭折带，扭折带走向与褶曲轴向基本一致，呈N20°E。

轴面倾斜向东南，倾角30°～40°，煤层倒转以9勘探线为界，北端走向2.5km为正常带，煤层西倾，倾角向北向南逐渐增大至直立，倾角70°～90°。

南端走向约9km，煤层直立～倒转为向东倾，倒转倾角在走向上由85°～65°变化。

倾斜上扭折部位，由缓急骤变陡直至直立、倒转，向下再变为直立～西倾，呈“S”型，并伴有扭折断裂F1逆断层。

煤层倒转扭折点标高由北向南逐渐降低（北端+400m标高至南端+300m标高）。

故龙王洞背斜为两翼不对称背斜。

1.1.4.3水文地质情况

㈠区域水文地质

龙滩井田位于华蓥山腹部。

华蓥山山脊脊部（龙王洞背斜轴部）宽缓，一般标高在+1000m左右，向东西两侧降低。

龙王洞背斜东翼飞仙关组三段隆起，构成了井田地表分水岭。

井田内季节性溪沟由分水岭向东、西两侧发育。

常年性河流仅有一条，即龙滩河。

它的源头为飞仙关组三段灰岩中的泉水。

从发源地到本井田的龙滩子，总长5.2km，河床坡度35‰，河水流量150.33L/s～12462.702L/s。

㈡地层的含（隔）水层

井田内出露最老地层为：

二叠系上统长兴组，于井田北端沿龙王洞背斜轴部呈“天窗”出露。

出露最新地层为三叠系中统雷口坡组，分布于背斜两翼外缘。

井田内主要含（隔）水层的特征分述如下：

1、嘉陵江岩溶裂隙含水层：

该层平均厚度524.04m，由浅灰色中厚层状白云岩、细晶灰岩及薄层至中厚层状石灰岩组成，富水性强。

在龙王洞背斜东、西翼各出露25个和91个泉水，流量分别是102.25L/s和6652.30L/s。

东、西两翼相比，西翼含水性强于东翼。

2、飞仙关组上部隔水层：

飞仙关组厚度为450.46m。

其上部有厚度约为25.82m～34.90m的浅灰色、紫红色灰质泥岩，裂隙少见，富水性极弱，可起隔水层作用。

其下部及长兴组均为富水性中等的岩溶裂隙含水层。

3、长兴组岩溶裂隙含水层：

该层平均厚约193.33m，为岩性为灰色、深灰色中～厚层状泥晶灰岩及粉晶灰岩，局部为生物礁灰岩。

为富水性较强的岩溶裂隙含水层。

4、龙潭组一、三、五段隔水层：

龙潭组厚度为128.34m～153.24m，平均厚136.85m。

根据岩性可分五段。

其中：

一、三、五段为深灰色薄层状砂质泥岩、粉砂岩、薄层灰色石灰岩、泥岩组成（含K1、K2煤层及铝土质泥岩），属隔水层；二、四段为中厚层状粉晶石灰岩，属富水性弱的层间裂隙含水层，其水位标高为+940.78m～+751.87m。

5、茅口组岩溶裂隙含水层：

位于煤层底板，上距K1煤层6.76m。

在井田内未出露，埋藏较深，为一封闭式含水层。

其岩性为浅灰色中厚层状泥晶、粉晶灰岩，灰黑色灰岩和沥清质页岩。

该层为一富水性中等的岩溶裂隙含水层，地下水位标高+905.52～+709.08m。

通过邻近生产矿井调查：

井田北端的广安煤矿茅口灰岩涌水量较小，井田南边的绿水洞煤矿茅口灰岩涌水量占整个矿井涌水量的50％以上。

㈢断层导水性

本区经地面调查发现断层17条，经钻孔揭露隐伏断层3条。

据本井田（精查）中间地质报告得知：

f1、f2、F2逆断层、F9、F12等正断层均具有一定的导水能力。

㈣老窑积水

矿区内煤层隐伏，无小煤窑开采，仅北部有蔡山洞煤矿开采龙王洞背斜西翼K1煤层，采矿权与龙滩煤矿相邻，处于龙滩矿的上部，现开采标高+556m；南部与绿水洞煤矿相连，该矿+528m水平正在开采中，+350m水平正在建设。

以上两矿将在本矿井开采前采至矿权边界结束开采，其采空积水，未来该矿井开采至边界时，特别是处于该矿顶部的蔡山洞煤矿应防止上述生产井积水的突然溃入。

㈤钻孔封孔情况

各钻孔的封闭均按封孔操作规程执行，封闭井段、材料及其用量、取样检查、埋标等，质量基本合格。

但由于矿井水文地质条件复杂，采用分段封孔，未充填砂浆段有可能积水，采掘工程接近钻孔时要采取可靠的探防水措施。

㈥矿井水文地质类型及涌水量预计

1、矿井水文地质类型

本矿区属隐伏矿区，K1煤层位于位于当地侵蚀基准面以上（地下水位线以下），地表受水条件好，地形有利于自然排水。

⑴龙潭组岩溶裂隙含水层是K1煤层顶板直接充水含水层，富水性中等；长兴组岩溶裂隙含水层富水性较强，为K1煤层间接充水含水层，但由于构造裂隙的导通，上覆长兴灰岩可间接补给该层；底板茅口组岩溶强含水层上距K1煤层4.45m，富水性强。

⑵矿井单位涌水量变化较大，矿井正常涌水主要受降水的影响，与降雨关系明显，旱季和雨季的涌水量变化一般情况下为2～3倍，变化较大。

⑶矿井顶板三叠系灰岩和二叠系长兴灰岩岩溶发育，风井在掘进过程中多次发生突水事故，突水水量大，来势迅猛；矿井主平硐揭露底板茅口灰岩后涌水，灰岩水的突入对矿井开采和今后生产造成严重的威胁。

⑷该矿区位于区域地下水水文地质单元的径流区，周边没有地下水的疏排工程，所以矿井周边为无限补给边界。

矿区水文地质边界条件较简单。

故本井田是以顶、底板进水为主的，矿井水文地质类型为复杂型。

2、矿井涌水量

矿井涌水量采用地下水动力学法，因充水含水层富水性极不均一，抽水成果的代表性有限，且煤层开采后地下水位不可能降至井底等因素影响，计算结果可能较实际略偏大。

水文地质比拟法因绿水洞矿井与本区毗邻，且水文地质条件极为相似，此种方法也反映了各种因素的综合影响、计算结果与实际情况比较接近，矿井水文地质补充勘探建议采