西铭矿井田设计说明.docx

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西铭矿井田设计说明

1西铭矿井概况

1.1地理位置及概况

焦煤西山煤电集团公司西铭矿，井田行政区划隶属于市管辖，位于市以西，距市中心20km。

地理位置：

东经112°14′～112°31′，北纬37°38′～37°56′。

区交通便利，太佳公路穿过矿区，东可至市区，西可抵古交市，矿区有铁路专用线经太铁玉门沟编组站通往全国各地。

矿区位于吕梁侧，汾河自井田西北边缘流过。

区沟谷纵横，切割甚剧，地形复杂，属中低山区。

区最高点在石千峰，标高为+1747.7m；最低点在矿区东南部玉门沟，标高为+987.5m。

矿区属暖温带大陆性气候，四季分明，气候干燥，冬春多风，日夜温差较大，年平均气温9.5℃，年平均降雨量为423.5mm，年平均蒸发量1789.3mm。

年平均风速为2.5m/s，最大冻土深度为77cm。

据省地震局（78）省震字第29号文，本井田地震烈度为6—7级

1.2地质特征

1.2.1地质构造

1、地层：

2#煤位于二迭系下统组，本组地层平均厚88m左右，以K5粗粒砂岩（北岔沟砂岩）整合接触于下伏的组。

组为三角洲～滨海平原环境沉积，主要为泥岩类及砂岩类岩层，颜色以浅～深灰色为主，含水性较差。

2、构造特征：

地层整体呈单斜构造，局部为小型背向斜褶曲，走向北东，倾向北西，倾角1°～9°，平均倾角4°。

地质条件较简单，根据邻区揭露资料分析，预计落差2m左右的断层比较发育，对生产影响较大，陷落柱不太发育。

1.2.2煤层与煤质（见后页煤综合柱状图）

二迭系下统组为井田主要含煤地层之一。

含煤层02#、03#、1#、2#、3#上、3#下6层，其中：

02#、03#、1#煤均不可采；2#煤全区稳定可采；3#上煤仅在采区西部有小围可采，煤层平均厚0.75m，回采较困难；3#下煤层大部可采，厚度变化较大。

2#煤局部有0.2m左右的页岩伪顶；直接顶为砂质页岩，厚1.00～2.45m，平均厚1.70m，老顶为中粒砂岩，平均厚8.00m，灰白色，以石英长石为主，上部粒度较细，含裂隙水。

直接底为2.62m的深灰色细砂岩，老底为2.76m的灰黑色砂质泥岩，含植物化石碎片及黄铁矿晶体。

煤层特征见下表。

煤层特征表

序号

层号

煤层厚度

煤层间距

顶底板岩性

备注

最小～最大

平均

最小～最大

平均

顶板

底板

1

2#

1.54～2.45

2.00

砂质泥岩

细砂岩

1.85～7.41

5.38

2

3#上

0.00～0.90

0.75

中砂岩

砂质泥岩

2.23～10.32

6.78

3

3#下

0.00～1.53

0.95

砂质泥岩

砂质泥岩

煤种：

2#煤煤质以瘦煤为主，是良好的配焦煤。

1.3瓦斯、煤尘、地温

西铭矿属于高瓦斯矿井，瓦斯等级鉴定情况为：

瓦斯绝对涌出量103.1m3/min，相对涌出量14.4m3/t；二氧化碳绝对涌出量29.6m3/min，相对涌出量4.14m3/t。

2#煤层自燃倾向性等级为Ⅱ级，属自燃煤层，煤层自然发火期为63天；煤尘爆炸指数为18.79%，煤尘具有爆炸性。

煤层地温约为8℃～9℃。

1.4水文地质

1、主要含水层有奥系中统灰岩含水层组；石炭系上统组灰岩含水层组；二迭系砂岩含水层组及第四系含水层。

井田奥灰水水位标高799～924m，2#煤层底板标高1040～1130m，无承压开采区。

2、由于盖山厚度较大，含水层与地表水的联系较弱，突水性很小，补给量小。

上组煤层开采充水水源主要为上部砂岩含水层水。

2#煤层掘进中以淋水的方式进入巷道，对施工影响不大，2#煤层回采后，通过采空裂隙涌入工作面采空区形成采空积水。

3、采区断层多为压扭性，一般不导水。

4、上覆二迭系砂岩含水层均为弱含水层，一般含水性差，单位涌水量为0.00047L/s.m，渗透系数0.0006～0.36m/d，其补给来源于大气降水，对开采影响不大。

5、涌水量采用类比法预计，根据2002～2007年西十采区2#煤层开采中涌水量统计，2#煤层平均吨煤含水系数为0.11m3。

该采区2#煤按平均日产2200吨计算，正常涌水量10m3/h，最大涌水量30m3/h。

1.5煤层及其顶底板物理、力学性质

西铭矿可采煤层组的2#煤顶底板多为细砂岩及砂质泥岩，较软～中等坚硬的岩石，其力学性质据钻孔采样试验结果，抗压强度一般为250～750kg/cm2，抗拉强度一般为50～130kg/cm2，抗剪强度（凝聚力）104～187kg/cm2；顶板岩石强度大于底板。

2#煤层硬度为2.0，区节理发育，均系受扭力形成。

节理面平直、光滑、倾角大，在构造带附近尤为明显。

2井田境界和储量

2.1井田划分的依据

在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。

煤田围划分为井田的原则有：

1、井田围的储量，煤层赋存情况及开采条件要与矿井生产能力相适应；

2、保证井田有合理尺寸；

3、充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等；

4、合理规划矿井开采围，处理号相邻矿井间的关系。

2.2井田围

井田东西长约79.9km，南北宽约43.65km，面积77238km2。

开采深度标高为-400~-1000m。

地层走向以30°～60°东为主，倾向北西或南东。

上组可采煤层为2#、3#下两层，由于2#与3#下煤层层间距12m左右，所以，本采区只是2#煤层开采系统，开采3#下煤层需要另行布置系统。

附表：

采区储量汇总表

采区储量汇总表万吨

采区

工业储量

永久煤柱损失

开采损失

可采储量

一盘区

1455.4

141.2

98.9

1345.2

二盘区

1746.4

181.6

135.0

1452.2

三盘区

1119.6

117.7

81.7

801.8

四盘区

1109.6

101.2

71.7

701.8

合计

5431

541.7

387.3

4301

3井田开拓

3.1井筒形式及数目的确定

一般情况下，井筒的形式有立井、斜井和平峒三种。

斜井适用于井田煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质情况简单，井筒不需要特殊法施工的缓斜和倾斜煤层。

平峒适用于地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分的储量大致能满足同类井型水平服务年限要求。

综合东滩煤矿的实际情况：

本矿井采用一对斜井开拓：

主立井采用矿车运煤；副立井采用电机车运输人员、设备、材料，且兼作进风井。

3.2开拓方案的确定

本矿井采用一对斜井开拓：

主立井采用矿车运煤；副立井采用电机车运输人员、设备、材料，且兼作进风井。

因本井田瓦斯和涌水都不大，水平采用下山开采在技术上是可行的。

井田围煤层倾角1º~9º，平均4º，为近水平煤层。

因此，其准备方式既可以采用采区式。

根据前述各项决定，可行的方案：

井田围

开拓方案

3.3带区和采区的划分及布置

根据上述所确定开拓方案，井田围主要采用带区式准备，只在水平深部采用下山开采。

由此，全矿第一水平共划分为4个盘区。

3.4矿井带区间和煤层间接替顺序

1、采区间接替顺序

矿井投产后，首先开采第一采区平，在第一水平减产前1～1.5年，完成下一个开采水平的基本井巷工程和准备、安装工程。

2、煤层间接替顺序

自上而下，首先开采2#煤，然后联合开采3#上煤和3#下煤，其接替顺序同水平间的接替顺序。

4采区的开采

根据毕业设计大纲的要求，只对首采带区进行详细设计。

为了减少初期工程量及初期投资，使矿井尽快投产，首先开采井田中央井筒附近的带区。

4.1首采带区概况

首采带区为一盘区2#煤层可布置12个综采工作面。

采区年设计生产能力70万吨，服务年限8.8年。

本采区采用双翼布置工作面开采方式。

一盘区轨道下山从上组煤集中材料暗斜井下车场开口通过640m转运巷，进入一盘区轨道下山。

一盘区回风下山与西部回风巷构通，形成左翼工作面的回风系统；在一盘区西部边界，沿煤层布置一条长1430m的大尾巷与巴足回风井联通，形成一盘区右翼工作面开采时的大尾巷。

4.2采煤方法及工作面长度的确定

带区2#煤平均厚度2m，煤质中硬，煤层裂隙发育，煤层倾角平缓，适宜采用综采放顶煤采煤法。

因此，设计的采煤方法为倾斜长壁一次采全高综采放顶煤采煤法。

根据《煤炭工业矿井设计规》规定：

综采面长度一般不小于150m。

结合本矿井的实际情况，确定综放工作面的长度为190.71m。

4.3主要生产系统

该采区的主要生产系统如下：

1、运煤系统

工作面→工作面皮带顺槽→采区皮带下山→采区皮带转运巷→9#煤库→1018大巷5t矿车→地面卸载站。

2、运料系统

地面材料→1152大巷→采区轨道转运巷→采区轨道下山→工作面轨道顺槽→工作面。

3、人员运输

地面材料→1152大巷→采区轨道转运巷→采区轨道下山→工作面轨道顺槽→工作面。

4、通风系统

巴足进风井→巴足进风石门→西部轨道巷暗斜井→采区轨道转运巷→采区轨道（皮带）下山→工作面轨道巷、皮带巷、尾巷；

回风风流：

采区左翼：

工作面→尾巷→采区回风下山→总回风巷→巴足回风石门→巴足回风井→地面。

采区右翼：

工作面→尾巷→西十二右翼大尾巷→总回风巷→巴足回风石门→巴足回风井→地面。

5、供电系统

高压电缆由井底中央变电所经轨道大巷至带区变电所，降压后由低压电缆分别送到回采和掘进工作面附近的配电站，以及胶带运输机和绞车房等用电地点。

6、供水系统

采掘工作面和运输机巷及运输机点所需要的防尘喷雾用水，由副井的供水管下井，然后送至各个用水地点。

4.4巷道掘进方法

带区巷道主要有三种：

岩巷、煤巷和半煤岩巷。

掘进带区车场时，采用钻爆法施工，挂腰线掘进；掘进煤巷和半煤岩巷时，采用配套综掘设备进行落、装煤岩，通过桥式胶带机和可伸缩带式输送机运输煤岩。

分带轨道斜巷和分带运输斜巷均为沿空掘巷。

5矿井工作制度、设计生产能力及服务年限

工作日330天,采用“四～六”制作业，每天三班生产，一班检修。

年设计生产能力、确定设计生产能力的依据;

5.1年设计生产能力

根据现有技术装备和地质条件等情况，年设计生产能力确定为70万吨/年，日生产能力0.22万吨/日。

5.2设计生产能力的依据

（1）该区域落差2.0m左右的断层、陷落柱不太发育，褶曲少而平缓，水文地质简单，涌水量小，煤层厚度适中，具备综采开采条件。

（2）随着采煤及配套设备技术的发展，引进大功率采掘设备的应用，可进一步提高煤炭产量。

5.3设计服务年限及计算参数

T2=Z2/AK=4301/（70×1.3）=47.2年

式中：

T2—服务年限

Z2—煤可采储量801.8万吨

A—年生产能力70万吨

K—备用系数1.3

6采煤方法

6.1采煤方法

采用单一走向长壁综合机械化采煤，整层开采。

6.2采煤工艺选择

根据煤层赋存条件，顶底板岩性和技术装备水平，采用综合机械化采煤工艺。

工艺流程：

采煤机割煤（装煤）→刮板输送机运煤→拉架→移溜→移机。

采煤工艺的主要参数如下:

1、工作面采高:

2#煤层为中厚煤层，平均2.0m，设计一次采全高。

2、工作面采长:

220m。

3、采机截深:

0.6m。

4、循环进度0.6m。

5、割煤:

采用双滚筒采煤机，自开缺口。

6、移溜:

工作面可弯曲刮板输送机采用支架推移。

7、采场支护:

选用支撑掩护式液压支架。

8、采空区处理:

采用全部垮落法。

6.3劳动组织、作业方式和循环数、月、年推进度，工作面支护与顶板管理

1、劳动组织：

采用“4～6”制作业，三班生产，一班检修。

2、作业方式：

工作面采用双滚筒电牵引式采煤机割煤，斜切进刀，自开缺