15采区设计说明书Word文档下载推荐.docx
《15采区设计说明书Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《15采区设计说明书Word文档下载推荐.docx（71页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
2.1.3地面河流、交通位置及主要建筑物分布情况
本区属淮河流域贾鲁河水系。
主要地表水流为矿区西部的七村河和东部的计河，均发源于南部山区，流向北东，经索须河向东北、东注入贾鲁河。
矿区东南部有沉陷坑，但没有积水。
本区主要建筑物：
塔山水泥厂、陈沟村、计河及计河小井西等工业及民用建筑。
2.1.4采区设计有关问题说明
2.1.4.115采区有14个勘查钻孔和天瑞2#水井，其中11个钻孔未做封孔质量检查，12406钻孔以及天瑞2#水井未进行封闭，12502钻孔煤层上方仅封闭5.5米，建议提前采取针对性措施，确保采掘安全。
2.1.4.215采区经三维地震勘探发现多条断层，要充分利用物探、钻探等进一步查清断层准确位置、落差，将来采掘工程接近断层时另行计算报批断层防水煤柱。
2.1.4.3采区原有地质钻孔无瓦斯资料，要求今后生产补勘钻孔必须对煤层瓦斯含量和压力进行测试。
2.1.4.4由于采区局部存在一1煤开采老空区，老空区内存在的积水可能通过断层对二1煤开采造成影响，要求开采前对揭露的所有断层进行注浆加固。
2.1.4.5根据124勘探线剖面图，12406钻孔以北地段煤层导水裂缝带范围内存在厚层状砂岩，要求回采前制定专项顶板水疏放措施。
2.2采区地质特征
2.2.1地质构造
本矿位于荥密背斜北翼东段计河井田的西南部，徐庄滑动构造（F26-1）的主体部位。
15采区总体为单斜构造，在徐庄滑动构造（F26-1）的控制下，二1煤层上下形成倾向相反的构造层；
在北边界处发育1条马泉沟正断层。
本区不存在岩溶陷落柱、火成岩以及古河流冲刷。
总体构造复杂程度中等。
主要构造形迹特征如下：
2.2.1.1徐庄滑动构造：
二1煤层及其以下地层，总体为一走向105～120º
，倾向15～30º
，倾角8～14º
的单斜构造，地层沿走向变化不大，沿倾向局部起伏较大，倾角达50～75°
；
二1煤层上覆地层倾向却与下伏地层相反。
滑动构造破碎带主要由断层角砾岩与断层泥岩组成，直接压煤，厚度为2.70～74.06m，厚度变化较大，平均27.94m。
滑动构造不仅铲蚀二1煤层顶板，它还铲蚀二1煤层，在局部地区形成薄（无）煤区。
2.2.1.2马泉沟断层：
位于北边界，走向100~115°
，倾向190~205°
，倾角70°
左右，为北升南降正断层，落差20～35m。
15采区位于南侧的上盘，二1煤层大致与断层北侧下盘的太原组上段灰岩直接接触。
该断层附近可能发育有小型断层。
对采区深部及东北部开采有影响。
2.2.1.3三维地震物探控制的断层：
本采区有12条，均为正断层。
这些断层目前还没有被验证，在此列出并按位置上图，以供参考。
（1）F6断层：
走向北东东，倾向北北西，倾角65°
，落差0～10m，区内延展长度约为170m。
（2）F9断层：
走向北西西转北东东，倾北北东转北北西，倾角65°
，落差0～15m，区内延展长度约为340m。
（3）F12断层：
走向北西，倾北东，倾角65°
，落差0～8m，区内延展长度约为250m。
（4）F14断层：
走向北北西，倾南西西，倾角65°
，落差0～10m，区内延展长度约为200m。
（5）F15断层：
走向北西，倾南西，倾角75°
，落差0～10m，区内延展长度约为260m。
（6）F16断层：
走向北西西，倾南南西，倾角65°
，落差0～15m，区内延展长度约为670m。
（7）F17断层：
，落差0～30m，区内延展长度约为850m（从区域构造上分析应为马泉沟正断层）。
（8）其余的F7、F9、F10、F11、F13断层，倾角65°
，落差小于5m，不再分述。
2.2.2煤系、煤层及煤质特征
二1煤层是本区主要开采煤层，属较稳定煤层的特厚煤层。
煤厚变化具有明显的分带性，沿倾向煤厚变化不大，沿走向厚度变化较大。
大致说来，受滑动构造影响，在125勘探线附近形成了薄（无）煤带，沿倾向分布；
以此为中，西部煤层较薄，在4-5m之间，东部较厚，在7-10m之间。
煤层结构简单～较复杂，局部含一层夹矸0.10～0.15m，仅12605孔夹矸厚度1.29m，将煤层分为均可采的上下分层，夹矸为炭质泥岩、泥岩。
二1煤为构造煤，颜色为黑色，硬度0.18～0.21，容重为1.47t/m3，属二号无烟煤。
一9煤层大部发育，常分为一91煤（厚0.1m）、一92煤（厚0.36m），两层煤之间部分发育一层厚1-1.5m的泥岩。
一9煤呈半光亮型，黑色。
2.2.3水文地质
2.2.3.1基本特征
根据矿井地质报告成果、采区勘探钻孔资料以及地层对比分析，对15采区开采二1煤层有影响的主要含水层、隔水层有：
（1）二1煤层顶板砂岩含水层
主要指煤层顶板二叠系厚层砂岩裂隙含水层，富水性较弱，目前水位标高为+102.4m。
（2）二1煤层底板含水层
L7-9灰岩组成,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。
（3）L1-4灰和奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层
L1-4灰厚13.03～25.1m，平均15.6m。
但其含、富水性极不均一，是区内重要含水层，目前本矿L1-4灰和奥灰水水位标高为-23m。
（4）顶板滑动构造破碎带隔水层
滑动构造破碎带主要由断层角砾岩与断层泥岩组成，透水性差，对上部新生界孔隙潜水含水层、二叠系砂岩含水层起到良好的阻隔作用。
2.2.3.2充水因素及威胁程度
（1）顶板水
二1煤层顶板含水层主要为二叠系上统砂岩含水层，赋水性较弱，一般以渗水、淋水方式向矿井充水，水量不大，一般对采掘活动影响不大。
但在局部富水区域，较大的淋水不能通过滑动构造破碎带形成的隔水层，在采空区上方积聚到一定程度时，会发生溃水事故。
（2）底板水
二1煤层底板直接充水含水层为L7-9灰岩，间接充水含水层为L1-4、奥陶系灰岩。
L7-9灰岩岩溶裂隙发育较差，不均一，多被方解石脉充填，富水性较弱，保护层开采巷道布置其中，已证实对采掘活动影响不大。
L1-4、奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层水量充沛，水循环交替性好，但其含、富水性极不均一，是区内重要含水层。
矿井东部徐庄矿顺发井（开采一1煤）在2005年8月遇底板断层发生突水淹井。
在太原组中段砂泥岩隔水层厚29.54m，一般可阻隔其向L7-9灰岩充水，但在构造发育地段或采区深部接近马泉沟断层时可直接与L7-9灰岩形成水力联系，从而发生突水。
（3）老空水
15采区北部和东部没有开采二1煤的矿井，南部邵真煤矿、东升煤矿据调查边界附近没有进行采掘活动，因此不存在老窑采空区。
下部一1煤层采矿权为永兴煤矿（已关闭）及徐庄煤矿，其多年开采留有大量采空区。
通过调查，初步圈出了一1煤采空区范围，分布在采区南部和东部，预计南部最低标高为-165m，东部为-230m。
就目前来说，可将其与L1-4、奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层同等对待，在未来开采时，需要根据其积水情况重新评价。
（4）钻孔水
经查实：
15采区存在的3个封孔不良钻孔，12406、12502及天瑞2#取水井，采掘工程接近这些钻孔时，可能发生钻孔涌水。
（5）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。
（6）其他水体
经调查：
周边村民所用水井一般不超过40米，均取自第四系潜水含水层水作为生产生活用水，采掘活动不受该水体影响。
2.2.3.3采区涌水预测
采区正常涌水量150m3/h，最大涌水量为225m3/h。
2.2.4瓦斯、煤尘及自燃情况
2.2.4.1瓦斯：
崔庙煤矿曾发生过3次煤与瓦斯突出事故，经鉴定为二1煤层为严重突出危险性煤层。
2.2.4.2煤尘：
根据矿井地质报告，煤尘爆炸指数（Vadf）为6.07～8.70％，经煤尘爆炸性试验，均无爆炸性，周边矿井易无发生煤层爆炸事故，故本煤层无煤层爆炸危险。
2.2.4.3地温、地压：
无地温异常区，平均地温梯度1.5℃/100m。
本区最低开采水平在-200m以浅，开采深度＜450m，预计最高地温为26.41℃，故本区属无热害的正常地温区，深部开采生产过程中，正常情况下，一般不会出现地温高温热害现象。
地压资料有限，生产管理中应加强收集有关资料，适当增设地压和煤、岩石的物理力学测试工作，为矿井生产提供安全决策依据。
2.2.5采区储量计算
采区总资源储量为634.6万吨，井田边界煤柱资源储量47万吨，断层保护煤柱资源储量22万吨，采区可采储量为475.6万吨。
2.2.6采区勘探程度分析与影响安全生产因素
2.2.6.1采区勘探程度分析
2007年，郑州煤炭工业（集团）崔庙煤矿有限公司委托河南省煤田地质局三队在利用以往历次勘查成果基础上，结合本矿及临近矿井生产揭露的实际资料，对该矿地质构造、煤层、煤质、水文地质、工程地质、煤层瓦斯、资源储量等进行全面系统地总结分析研究，提交《郑州煤炭工业（集团）崔庙煤矿有限公司矿井生产地质报告》
3采区巷道布置
3.1采区设计生产能力及服务年限
3.1.1采区设计生产能力的确定
根据崔庙煤矿实际的采掘情况，采区的设计生产能力为30万吨/年。
3.1.2服务年限
采区服务年限：
T=Z/A=475.6/30=15.9a
式中：
Z－采区可采储量，万吨；
A－采区设计生产能力，万吨/年。
3.1.3工作制度
采煤工作面采用“三八制”、三班采煤，边采边准。
3.2采区巷道布置
3.2.1采区巷道布置方案比较
崔庙矿采掘情况主要包括保护层开采和二1煤开采，采区正常配备一个回采工作面、两个保护层开采工作面、两个岩巷掘进工作面及两个煤巷掘进工作面保证采掘顺序接替。
根据崔庙煤矿11采区、13采区现有实际情况，宜将保护层工作面沿倾向布置，二1煤炮采工作面沿走向布置。
3.2.1.1根据以上原则，我矿初步确定两个方案：
（1）将三条下山直接施工至边界煤柱，然后施工15采区下部车场，最后进行保护层开采及二1煤开采。
（2）将15采区分为上、下两个部分。
初期施工15采区上部工程，先施工保护层工作面车场。
待采区上部车场、供电、排水、运输系统形成后，开始15采区上部保护层开采，同时施工15采区下部工程，与15采区上部形成独立回风系统。
3.2.1.2方案比较
并且方案一工程量大，工期较长，仅15采区三条下山工程量及保护层车场及采区水仓工程就需四年，即2015年底完工，二1煤首采面形成时间到2018年，而13采区预计2017年竣工，如此造成矿井长期接替紧张。
而方案二将15采区分为上、下两部。
15采区上部形成时间为2014年初，工期两年，预计2016年底二1煤首采面形成。
并且与15采区下部形成独立回风系统，工程互不影响，缓解了矿井接替紧张。
经过以上比较，15采区宜采用方案二。
3.2.2下山位置、数目及层位的确定
根据《煤矿安全规程》规定，高突矿井的每个采区必须设置至少一条专用回风巷，同时考虑采区煤炭运输和辅助运输，因此该采区布置三条采区下山：
15皮带下山担负采区的煤炭运输、进风任务；
15轨道下山担负采区辅助运输、进风任务；
回风下山担负回风任务：
由于该采区垂距超过50米，必须安装运人装置，确定在轨道下山安装架空乘人装置，因此轨道下山还担负运人任务。
三条下山由西向东依次为：
回风下山、皮带下山和轨道下山，回风下山与皮带下山间距40米，皮带下山与轨道下山间距22米。
回风下山以17o方位沿L7灰岩布置，局部位于L8灰岩中，长度（平距）738米。
最大坡度17o，平均坡度16o。
采用锚网喷支护，净断面17.3m2。
皮带下山以17o方位沿L7灰岩布置，长度（平距）818米。
最大坡度18o，平均坡度15o。
采用锚喷支护，净断面10.6m2。
轨道下山以17o方位沿L7灰岩布置，局部位于L8灰岩中，长度（平距）801米。
最大坡度19o，平均坡度16o。
采用锚网喷支护，净断面18.3m2。
3.2.3区段划分
根据崔庙煤矿现有装备水平，将15采区分上、下两个部分，初期施工15采区上部，15采区上部区段斜长467米。
区段走向长1397米。
3.2.4采区运输系统及煤仓
煤炭运煤系统：
回采工作面→下付巷→区段溜煤眼→15皮带下山→-50皮带大巷→上仓皮带→井底煤仓→主井→地面。
采区运料系统：
副井→井底车场→-50东大巷→15采区上车场→15轨道下山→区段车场→区段上付巷→工作面。
采区排矸系统：
掘进头→15轨道下山→15采区上车场→-50东大巷→井底车场→副井→地面
3.2.5采区车场形式选择
根据15采区实际情况，15采区上车场采用平车场与15采区轨道下山相连；
15采区中部车场选用单侧甩车场将采区下山与保护层工作面相连，然后在此车场基础上揭煤施工区段上、下付巷，15采区中部联系车场利用15采区五车场作为进风，施工一条专用回风巷与15采区下部相连，15采区下部车场采用平车场将三条下山相连。
3.2.6采区水仓位置
为完善排水系统，15采区上部施工一临时水仓作为15采区上部排水阵地，该临时水仓只作为保护层开采期间排水用。
根据15采区地质说明书，保护层工作面正常涌水量51.7m3/h，最大涌水量79.2m3/h。
15采区临时水仓设计长度110米，水仓有效长度90米，有效断面8㎡，水仓有效容量720m3。
在15采区下部设置采区水仓及排水泵房，根据《煤矿安全规程》规定，采区水仓有效容量至少为4×
150=600m3,本方案设计将15采区水仓按内、外两环布置，采用锚网喷支护，总有效长度130m,有效断面10m2,水仓容量1300m3。
3.2.7投产工作面概况
结合采区煤层赋存状况和井下实际生产状况，确定15采区首采工作面为15051工作面。
15051工作面可采长度666米，工作面长度63米（平距），平均煤厚7米，工作面可采储量37万吨，采用炮采放顶煤工艺回采，预计2016年10月回采。
3.2.8采区地面建筑物对开采方式的影响分析
15采区地面建筑主要以：
地面无重要建筑物，对开采方式影响不大。
3.3采区设计工程量及施工工期
3.3.1采区设计工程量
采区投产时设计总工程量为6452米，其中：
开拓巷道3774米，准备巷道140米，保护层回采巷道998米，二1回采巷道1384米。
（详见表3-1崔庙煤矿15采区上部巷道明细表和表3-2崔庙煤矿15采区下部巷道明细表）。
3.3.2施工安排及工期
15采区于2012年12月开工建设，15051首采工作面预计2016年10月具备回采条件（详见表3-3崔庙煤矿15采区上部开拓掘进工作面接替表和表3-4崔庙煤矿15采区下部开拓掘进工作面接替表）。
表3-1崔庙煤矿15采区上部巷道明细表
采区投产时设计总工程量为8332米。
其中：
开拓巷道5967米，准备巷道140米，保护层回采巷道4220米，二1回采巷道1401米
序号
巷道名称
巷道
煤岩
支护
断面（m2）
设计
剩余
性质
类别
形式
净
掘进
（m）
1
15采区回风巷
开拓
岩
锚网喷
10
11.2
74
2
15采区上车场
45
3
15采区绞车房硐室及通道
12.8
13.9
34
4
13采区回风绕巷
54
5
15采区皮带下山进风巷
25
6
15轨道下山上部
18.3
21
467
7
15皮带下山上部
10.6
12.7
485
8
15回风下山上部
17.3
20
405
9
15采区一车场
120
15采区二车场
11
15采区三车场
12
15采区四车场
13
15采区五车场
14
15采区中部联系车场
143
15
15采区下部回风巷
90
15采区各车场溜煤眼
浇筑
12.5
16.6
40
16
15采区临时泵房
31
17
15采区临时水仓
8.8
110
15051B运输巷
回采
裸巷
4.5
680
15051B抽放巷
18
15051B回风巷
19
15051B切巷
70
15071B运输巷
15071B抽放巷
22
15071B回风巷
23
15071B切巷
28
15051上付巷
煤
U
14.4
664
29
15051下付巷
667
30
15051切巷
矿工钢
8.25
9.9
27
15051运煤斜巷
准备
36
15051进风行人巷
15051回风联巷
合计
8506
表3-2崔庙煤矿15采区下部开拓巷道明细表
15采区下部设计开拓巷道总工程量为2072米。
开拓巷道5967米，准备巷道140米，保护层回采巷道998米，二1回采巷道1401米
15下部采区绞车房硐室及通道
37
15轨道下山下部
334
15皮带下山下部
15回风下山下部
15采区六车场及溜煤眼
128
15采区七车场及溜煤眼
15采区八车场及溜煤眼
15采区九车场及溜煤眼
15采区变电所
10.3
86
15采区下部车场
15采区泵房
75
15采区水仓
250
升级会员 