11采区东翼二1煤开采设计说明书设计部分Word下载.docx

11采区东翼二1煤开采设计说明书设计部分Word下载.docx

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本区无主要建筑物。

1．2采区地质特征

一、地质构造

本区内煤系地层自下而上主要有：

太原组、山西组、下石盒子组，共含9个煤组，13层煤，含煤系数3.84%，其中山西组和太原组为主要含煤地层，太原组为一煤组，自下而上发育了一1至一10共10层煤，煤层厚度4.17～4.97米，平均4.37米，其中一1煤层为大部可采，一3煤层局部可采，含煤系数为6.13%；

山西组为二煤组，下部发育了全区比较稳定的二1煤层，煤层赋存标高+19.51～-58.3m，煤层埋深190.5～278.3m左右，二1煤普遍可采，含煤系数8.18%，其它煤层均不可采。

二1煤层赋存于山西组下部，层位较稳定，是本区主要开采煤层，沿走向、倾向厚度变化较大，厚度1.0～11.96m，平均厚7.3m，沿走向西部薄东部厚，沿倾向，北部薄南部厚，总体是东南北部厚，西部薄，产状稳定，倾向10～25°

，倾角5～20°

，平均15°

。

二1煤层结构简单，大部分不含矸，本区4个钻孔只有1个钻孔含一层1.3m厚的炭质泥岩，煤层顶板为构造破碎带，底板为灰黑色砂质泥岩或泥岩。

二、煤系、煤层及煤质特征

1、物理性质和宏观煤岩特征

二1煤层呈黑色，以粉状为主，少量粒状、片状，原生结构遭到破坏，表现为挤压、揉搓构造特征，强度极低，挤压可碎，滑面发育。

真密度1.65t/m3、视密度1.47t/m3、空隙率10.90%。

2、化学性质

二1煤层原煤灰分（Ad）14%～18%，平均15.85%、硫分（Std）0.35%、磷分（Pd）0.028%、恒容低位发热量（Qnet,d）28.85MJ/Kg、水分（Mad）含量较低，一般为2.0%左右，为低-中灰、低硫、低磷、低水分、特高发热量的粉状无烟煤，可作为动力用煤和民用煤。

3、一9煤煤质特征

一9煤层呈黑色，以颗粒状、片状为主，原生结构遭到一定程度破坏，局部表现挤压、搓动明显，强度较低，指压可碎，少量滑面，带有白色钙质胶结物，裂隙发育，裂隙被方解石脉充填，偶有黄铁矿散晶颗粒。

本区一9煤煤体未进行化学燃烧试验，本层作为本区保护层进行开采，开采厚度一般0.6～0.8米，煤（岩）容重约2.0t/m3。

三、水文地质

1、地表水

本区内地表为农田，无常年性河流及季节性冲沟，主要水源来源为雨水补给，根据周边矿山开采实践证明，地表水对二1煤层开采没有直接影响。

2、地下水

根据地下水向矿井的充水关系和岩性组合特征、含水性质，本区地下水主要分为5个含水岩组和3个隔水岩组。

（1）主要含水岩组

①第四系含水岩组

该含水层分布广泛，厚度0.7～57.95m，由北向南，由西向东逐渐增厚，主要为粘土夹砾石，无良好含水层。

②二1煤层顶板含水岩组

该含水岩组主要指二1煤层顶板至砂锅窑砂岩含水层。

由于受滑动构造作用，该含水层受到不同程度的破坏与影响，其岩性主要表现为角砾岩和碎裂岩，胶结差，含水性及补给条件弱，对二1煤层开采威胁不大。

当泥质含量较多，厚度较大时起到隔水作用。

③太原组上段灰岩含水岩组

该含水岩组层主要由L9-L7灰岩组成，其中L8、L7灰岩发育稳定，一般厚度为20.11～25.55m，上距二1煤层11.6～24.4m，平均17米，岩溶裂隙发育较差，不均一，多被方解石脉充填，富水性较弱，从钻孔和生产资料来看，该层与下段灰岩含水层无明显水力联系，对开采二1煤层影响不大。

④太原组下段灰岩含水岩组

该含水岩组主要由L5-L1灰岩组成，一般厚24.4～29.7m。

其中L1-2灰岩普遍发育，一般厚12.7～18.7m，上距二1煤层59.3～71.3m。

岩溶裂隙发育不均，多被方解石脉充填，富水性大小悬殊，该层含水性和导水性能差，补给条件差，距二1煤又远，对二1煤层开采影响不大。

⑤中奥陶统马家沟组灰岩含水岩组

本含水岩组一般厚度91.60-170.07m，富水性变化大，导水性强弱不均，该层原始水位标高+184.36～+186.23m。

目前已下降至-15m标高以下，由于该层距二1煤层近百米，对二1煤层开采影响不大。

（2）主要隔水层

①二1煤层底板隔水层

该隔水层主要指二1煤层底板至L8（或L9）灰岩顶界之间，一般厚度7.1～19.5m。

岩性为泥岩，砂质泥岩，夹有一层平均厚6.9m的砂岩。

裂隙不发育，分布较连续、稳定，有较好的隔水性能，正常情况下可以阻止太原组上段灰岩水充入矿井。

②太原组中段隔水层

系指L7灰岩底界至L5灰岩顶界之间岩层，一般厚度14.1～20.2m。

岩性以泥岩，砂质泥岩互层为主，中夹有1-2层平均厚3.2m的砂岩，该段岩层分布连续、层位稳定，具有较好的隔水性能。

③本溪组铝土质泥岩隔水层

本区全区发育铝土矿及铝土质泥岩，厚度7.5～10.4m，平均厚度9.1m，在岩层完整时，具有良好的隔水能力，在断裂带附近或沉积薄弱地段隔水性有所降低。

（3）矿井充水性因素分析

①大气降水及地表水

本区多年年平均降水量620mm，多集中在6、7、8三个月，约占年降雨量的50%，是一种季节性、周期性水源，地表无河流，根据周边矿井开发实践证明，大气降水与矿井生产无直接联系，对煤层开采基本无影响。

②地下水

第四系主要为粘土夹砾石，无良好的含水层，距二1煤层较远，对二1煤开采影响不大。

二1煤层顶板含水层因构造影响，其情况较复杂，且富水性弱，补给迳流条件差，一般不会引起矿井突水。

太原组上段灰岩含水层是二1煤层底板直接充水含水层，岩溶裂隙不太发育，补给条件差，富水性较弱，对二1煤开采一般不会造成威胁。

太原组下段灰岩含水层和中奥陶马家沟灰岩含水层是二1煤层底板间接充水含水层，由于其含水性和导水性差，流场补给条件差，且距二1煤又远，均对二1煤层的开采影响不大。

③老窑、老空水

本区西南部存在永兴矿的主副井井筒，该矿开采一1煤层，已于2011年9月闭坑，因此在布置本区保护层开采工程时，应对井筒采取封堵、探放水措施，报集团公司审批。

④水文地质勘察类型及预计涌水量

根据前述的水文地质条件和矿井充水因素，本区保护层层水文地质勘察类型属以底板进水为主的岩溶裂隙充水矿床，局部受老空、老窑水害威胁，水文地质条件属中等。

涌水量预计

11采区东翼二1煤开采期间，预测最小涌水量为10m3/h，最大涌水量为30m3/h，平均涌水量为20m3/h。

四、瓦斯、煤尘及煤层自燃情况

本区原始二1煤层瓦斯含量高，瓦斯成分以甲烷为主，占0.31～99.59％，根据瓦斯地质图本区吨煤瓦斯含量在15.22～16.62m3/t左右。

本区二1煤层以粉末状为主，在矿井生产中不需要专门筛分煤样，煤尘无爆炸危险性。

区内没有对二1煤层采样进行自燃实验，但煤中硫含量较低，因此一般不易自燃。

区内一9煤层瓦斯含量极低，无煤层爆炸危险，煤体无自燃倾向。

五、储量估算

11采区东翼实际面积18.6241万m2，二1煤层平均煤厚8米，煤层容重1.47t/m3，采区保有资源量219万吨，采区回采率按80%计算，实际可采资源量：

219×

80%=176万吨。

六、地压、地温及其它

区内地压、地温正常。

第二章采区巷道布置

2．1采区设计生产能力及服务年限

一、采区设计生产能力的确定

11采区东翼的设计生产能力为30万吨/年。

二、服务年限

采区服务年限：

T=Z/（A.K）=176/30×

1.3=4.5a

式中：

Z－采区可采资源量，万吨；

　　　A－采区设计生产能力，万吨/年。

三、工作制度

采煤工作面采用“三八制”，三班采煤，边采边准。

2．2采区巷道布置

一、方案简介：

我矿初步提出三个方案，分别如下：

方案一：

二1煤工作面采用倾向长壁放顶煤工艺回采，首采工作面为13071工作面，设计总工程量1166m（含13071工作面疏水巷），其中岩巷巷道534m，煤巷巷道632m,其中13071工作面疏水巷总工程量为378米。

13071工作面切巷长72m，可采长度175m，工作面平均煤厚6m，地质储量为11万吨，服务年限5个月，巷道施工工期7.3个月，预计2013年3月开始回采，2013年8月中旬回采结束。

方案二：

二1煤工作面采用走向长壁放顶煤工艺回采，将现有13采区并入11采区东翼，并将该翼划分为四个区段，由上向下分别为11003工作面、11071工作面、11091工作面、11111工作面。

11003工作面剩余工程量160m，预计2012年10月工作面形成，2012年10月中旬具备回采条件。

保护层工作面先两翼回采下部区段即11111B工作面（走向钻爆工作面）,二1煤工作面消突后，先施工11111工作面东段二1煤巷道。

先回采11111工作面东段，最后回采11111工作面西段。

方案二设计总工程量834m。

按单头掘进80m，两个掘进头同时掘进，工期为5.3个月，预计该工作面在2013年9月中旬形成，安装时间半个月，11111工作面东段2013年10月开始回采。

11111工作面东段地质储量22万吨，服务年限10个月。

二、方案对比：

优点：

1、保护层生产系统较完善，其中13051B工作面、13031B工作面、13011B工作面主巷已形成，有利于钻爆进度；

2、有利于采掘接替。

除首采工作面13071工作面需施工疏水巷外，其余工作面工程量小，工作面巷道施工工期短。

缺点：

1、倾向工作面上方受水害威胁，尤其是13071工作面上部不但受三叠系砂岩水威胁，而且13071工作面上段为原新兴煤矿二1煤工作面老空区，新兴矿在回采至该位置时发生透水事故，造成淹井事故。

因此13071工作面甚至整个倾向工作面回采时，治理水害难度较大，安全系数低；

2、首采面工程量大，且工作面地质储量小，服务年限短，造成工作面频繁搬家。

1、采区掘进率低；

2、单个工作面地质储量较大，服务年限长，工作面搬家次数少；

3、暂时避开采区工作面上部三叠系富水区，首采工作面不受水害威胁。

为上部工作面治理水害争取时间。

1、需重新布置保护层开采方案；

2、保护层开采生产系统需改造，改造巷道工程量较大。

通过方案对比，优先使用方案二

三、采区巷道布置

1、将13采区并入11采区东翼，并将该翼划分为四个区段，由上向下分别为11003工作面、11071工作面、11091工作面、11111工作面。

保护层工作面先两翼回采下部区段即11111B工作面（走向钻爆工作面）,二1煤工作面消突后，先施工11111工作面二1煤巷道（东段）。

然后回采11111工作面东段，最后回采11111工作面西段。

2、将原初步设计中12采区作为11采区西翼，利用11采区三条上山施工保护层巷道，11采区西翼与11采区东翼进行跳采，保证矿井正常接替。

四、采区运输系统及煤仓

二1煤运输系统：

二1煤工作面→11采区集运巷溜煤眼→11011集运巷→溜煤眼→上仓皮带巷→井底煤仓→主井→地面。

采区保护层运料系统：

副井→井底车场→11采区东翼车场→工作面上付巷。

五、投产工作面概况

11采区东翼二1煤首采工作面为11111工作面东段。

11111工作面东段可采长度600m，工作面东段切巷长度60~80m，平均煤厚6m，地质储量37.3万吨，回采高度1.8m。

2．3、采区设计工程量及施工工期

一、采区设计工程量

11采区东翼投产时设计总工程量为834米，剩余工程量834米，其中：

开拓巷道453米，准备巷道995米，回采巷道1035米。

（详见表2-1：

崔庙煤矿13采区西翼巷道明细表）。

二、施工安排及工期

1、11003工作面贯通后，继续沿11003上付巷、下付巷向东施工11003工作面扩大区。

其中11003工作面扩大区巷道工程量为850m，按月单进80m，两个掘进头同时掘进，预计工期5.5个月。

现在11003工作面剩余180m贯通，预计到2012年10月初贯通，以此类推，11003工作面扩大区预计2013年3月中旬形成。

2、自2012年8月份开始沿走向开采11111B工作面东段，11111B工作面东段工作面切巷长（倾斜宽）134m，走向长236m，回采面积32456㎡，按每月钻爆4000㎡计算，所需工期8个月，预计11111B工作面东段钻爆结束时间为2013年4月初。

保护层工作面预留3个月抽放时间，到2013年7月1日开始掘进11111工作面东段二1煤巷道，11111工作面东段工程量834m，按单头掘进80m，两个掘进头同时掘进，工期为5.3个月，预计该工作面在2013年9月中旬形成，安装时间半个月，11111工作面东段2013年10月开始回采。

11111工作面可采储量27万吨，服务年限1年。

11111工作面东段2014年10月结束，11111工作面西段服务年限1年，预计2015年10月结束。

3、施工11采区西翼，至11采区西翼保护层首采工作面形成设计巷道总工程量3217m，按单头月进250m，两个头同时掘进计算，到11采区西翼保护层首采工作面（11081B工作面）形成需要工期6.5个月，自2012年8月施工，预计到2013年2月中旬具备开采保护层条件。

11081B工作面回采面积42042㎡，回采时间10个月，至2014年1月结束，然后开采11041B工作面。

11041B工作面设计工程量1760m，巷道施工工期4个月，工作面回采时间10个月，预计2015年3月回采结束。

2015年6月开始施工11081二1煤首采工作面。

11081工作面设计总工程量1056m，巷道施工工期7个月，预计2016年2月11081工作面具备回采条件。

第三章二1煤开采方法

3．1采煤方法

根据我矿放顶煤开采已有成熟经验，确定在11采区东翼采取措施消除煤与瓦斯突出危险性以后采用走向长壁放顶煤一次采全厚采煤法，全部垮落法管理顶板。

3．2回采工艺

打眼→注水→打眼→放炮→移架采煤→放顶煤→移溜子→交接班→检修。

3．3二1煤工作面接替顺序

11采区为东、西两翼跳采，其接替顺序为：

11003工作面——11111工作面（东翼）——11081工作面（西翼）——11091工作面（东翼）——11061工作面（西翼）——11071工作面（东翼）——11041工作面（西翼）——11021工作面（西翼）.