中204设计说明书.docx

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中204设计说明书

第一章地质说明书

第一节工作面概况

大水头煤矿中二采区设计为双翼采区，采区走向长2500m，倾斜长380m，面积0.95Km2，采区沿倾斜方向在东翼划分为二个区段，西翼划分为三个区段，剩余工业储量为584.9万吨，可采储量486.8万吨，服务年限8.1年。

中204工作面位于1180水平，在中二采区沿倾斜北部布置，工作面标高1160-1230m，位于1215回风石门以东，东以东一采区1180回风石门为界，西以1215回风石门及中二采区运输上山为界，南以刀楞山断层为界，北以中202采空区为界，且与中202回风顺槽以窄小煤柱接触。

附工作面概况表（表1）

工作面概况表表1

概

况

煤层名称

一层煤

水平名称

1180水平

采区名称

中二采区

工作面名称

中204

地面标高（m）

1580~1604

工作面标高（m）

1160~1230

地面位置

中二采区204工作面地面位于刀楞山以北，地表为基岩裸露的荒山、沟壑区、农民耕种的旱田沙地及总机厂沙河河床，大—宝铁路由该工作面东部边界以东穿过。

井下位置及四邻采掘情况

中204工作面井下东以东一采区1180回风石门为界，西以1215回风石门及中二采区运输上山为界，南以刀楞山断层为界，北以中202采空区为界，且与中202回风顺槽以窄小煤柱接触。

走向长（m）

902

倾斜长（m）

66/94

面积（m2）

64412

第二节煤层情况

工作面区域内仅有一层煤，一层煤在中二采区204工作面范围内均有分布，煤厚在7.49m—12.63m之间。

从整体来看，工作面内煤层的厚度比较稳定，东、中部厚，西部逐渐变薄。

由于本区只在中202工作面进行了掘进及回采工作,靠近中202回风顺槽侧煤层赋存稳定,靠近刀楞山断层侧预计构造复杂,煤层赋存变化较大。

在未开采及揭露地区，地质资料仅来源于勘探阶段的钻探资料，对于煤层的赋存特征、煤厚变化规律及其引起煤厚变化的地质构造资料的掌握极为有限，故由于煤厚变化引起的对掘进影响的具体情况有待于在今后生产中进一步去研究、去证实。

附煤层特征明细表（表2）。

煤层特征明细表表2

项目

参数

项目

参数

含煤地层

J2y

正常涌水量（m3/min）

0.05

煤层编号

一层煤

地温（.C）

正常地区

煤层平均厚度（m）

9.99

煤层结构

单一结构

煤层倾角（°）

0-45

煤层稳定程度

较稳定

夹矸层数

变异系数

46.2%

夹矸厚度（m）

普氏系数（f）

<0.7

瓦斯绝对涌出量（m3/min）

容重（t/m3）

1.41

瓦斯相对涌出量（m3/t·d）

自然发火期（月）

3—6

二氧化碳含量（m3/min）

煤尘爆炸指数（%）

34.52

最大涌水量（m3/min）

0.5

可采指数

99%

煤质

水份

灰份

挥发份

固定炭

发热量

含硫量

含磷量

工业

牌号

1.58%

16.38%

32.30%

6416

卡/克

0.87%

0.019%

弱粘

结煤

第三节煤层顶、底板情况

见煤层顶、底板情况表（表3）；综合柱状图（图1）。

煤层顶、底板情况表表3

煤层顶底板情况

顶底板名称

岩石名称

厚度（m）

岩性

老顶

泥岩

9.775

以紫红色为主的杂色泥岩，含粉砂质。

直接顶

铝质泥岩

2.82

杂色，下部呈深灰色，具滑感。

直接底

炭质泥岩

3.8

灰黑色，含植物化石碎片。

老底

细砂岩

14.72

灰黑色，致密，坚硬。

中二采区204工作面煤系地层综合柱状图图1

系

组

柱状

层厚（m）

岩石名称

岩性描述

J

J2x

··

·

··

·

··

5．95

粗砂岩

灰白色，成分以石英为主，长石次之。

含白云母碎片及煤线，分选差，坚

硬。

J2y

……

…

……

…

4．52

粉砂岩

灰白色，间夹粉砂岩，含白云母碎

片，致密，坚硬。

9．77

泥岩

以紫红色为主的杂色泥岩，含粉砂

质。

—◎—

◎◎

◎

2．82

铝质泥岩

杂色，下部呈深灰色，具滑感。

9．99

一层煤

黑色，多为粉沫状，接近刀楞山断层局部混杂块煤。

3．8

炭质泥岩

深黑灰色，含炭质高，并含植物化

石碎片。

……

…

……

14．72

细砂岩

灰黑色，含煤、黄铁矿及白云母碎

片，致密，坚硬。

··

·

··

17．07

粗砂岩

灰白色，成分以石英为主。

第四节地质构造情况

中二采区的地质资料目前全部来源于勘探阶段的钻探资料和中202工作面实际揭露的地质资料，由于没有采用其它勘探手段，故仅就资料来源、资料的准确性及对生产指导的可靠性而言显得比较单一，故在采区说明书中就提出了进行高分辨率三维地震勘探的申请。

据中二采区204工作面的设计，中202工作面南部紧靠刀楞山断层。

该断层在东二采区202、204、206工作面、1180进风石门都有揭露、补115、补116、补117地质钻孔都有控制，在中二采区范围内的具体位置、落差是较为准确的。

刀楞山断层在补115钻孔处落差为18米，在补116钻孔处落差为30米，在1215回风石门掘进揭露煤层底板标高与K11孔煤层底板标高相比落差为70米。

根据1215回风石门揭露和在中202回风顺槽向204面施工的地质孔及抽放孔结果，显示在中202回风h5—h7区段共计140米区域中204工作面地质构造复杂，预计有刀楞山断层的派生断层存在，复杂了204工作面的掘进及回采条件，对其掘进准备影响较大，在生产掘进中及时收集资料，为今后相邻工作面提供可靠的地质资料。

附工作面地质构造表（表）。

工作面地质构造表表4

构造

名称

走向

倾向

倾角

性质

落差（m）

对掘进影响程度

刀楞山断层

110°～135°

NE

40°～85°

逆断层

18～70

限制工作面倾向长度、对回风及排放巷影响较大。

F中202-1

303°

NE

75°

正断层

1．5

对掘进影响不大

F中202-2

150°

SW

80°

正断层

3

对掘进影响

不大

F中202-3

170°

SW

70°

正断层

2．8

对掘进影响不大

第五节水文地质情况

204工作面水文地质条件比较简单。

一层煤之上虽然有Ⅱ、Ⅲ两个含水层，但由于均为富水性极弱的含水层，对工作面的正常安全生产影响不大。

另外，由于没有其它的充水来源，故工作面水文地质条件属于简单类型。

最大涌水量0.5m³/min,正常涌水量0.05m³/min。

第六节影响回采的其它地质因素

1.瓦斯：

属高瓦斯地区，预计吨煤瓦斯含量在10m³/t左右，特别是在工作面南部接近刀楞山及其附近地区预计瓦斯含量、瓦斯压力将进一步增大，且分布极不均衡。

2.煤尘：

煤尘具有爆炸性，爆炸指数为34.52%。

3.煤的自燃：

煤层自然发火期3-6个月，最短21天，属容易自燃煤层。

4.地温、地压：

均属正常地区。

第七节储量计算

中二采区204工作面设计走向长902米（平距），倾斜长66/94米，平均煤厚9.99米，煤容重1.41吨/M3。

1180主、副水仓需留设保护煤柱150米，故工作面可采走向长751米。

工作面地质储量：

451×（66+94）×1/2×9.99×1.41+（280×94×9.99×1.41）=87.9（万吨）；

架后放煤时底部三角煤丢失量:

（451×77.5×0.3×1.41）+（2800×89×0.4×1.41）=2.5（万吨）；（0.3米为架后浮煤高度，经验数据）

端头端尾架顶部煤量损失:

751×（3+2）×9.99×1.41=5.3（万吨）；

工作面放顶煤时冒落拱顶部三角煤丢失量:

（451×77.5×0.6×1.41）+（2800×89×0.6×1.41）=5.1（万吨）；

工作面初采与末采时不放顶煤损失量:

18×66×7.49×1.41=1.2（万吨）；

工作面采出煤量=87.9-2.5-5.1-5.3-1.2=73.8（万吨）；

工作面回采率=75.1÷90.5=83.9%

第二章采煤方法及回采工艺设计

第一节采煤方法的确定

经过几年的开采实践，我矿综采放顶煤开采技术已逐步趋于成熟，积累了丰富的现场管理经验，按照高产高效的设计原则，中204工作面仍采用综采放顶煤、一次采全厚、全部垮落的采煤方法。

第二节工作面布置及参数的确定

一、工作面几何尺寸的确定

依据《中二采区开拓初步设计》,中204工作面位于中二采区东翼北部沿刀楞山断层布置（留设不小于10米的煤柱）。

刀楞山断层中204运输顺槽与中202回风顺槽之间留设7米窄小煤柱（中—中），东西走向分别以1180回风石门、1215回风石门

（二）为界（1180主、副水仓），故中204工作面设计走向长902米，倾斜宽66/94.5米。

二、巷道布置

中204工作面设计回采巷道三条，即“一进二回”。

受刀楞山断层的影响，回风顺槽、瓦斯排放巷按三个方位布置。

设计巷道总工程量2758米。

（1）运输顺槽：

中204运输顺槽设计长度902米（平距），沿煤层底板布置，开口位置位于1215回风石门

（一），方位146°13′50″。

开口坐标：

X=7302.895、Y=7739.803、H=1216.719。

设计为机轨合一巷道，作为回采时工作面进风、运煤和存放设备列车之用。

（2）回风顺槽：

中204回风顺槽设计长度901米（平距），开口位置位于1215回风石门内

（一）。

按巷道分段设计方位不同，分三段叙述：

第一段（即开口段）开口先以146°13′50″方位、＋15°的坡度掘进170米（平距）；第二段以135°08′44″沿煤层底板掘进280米，第三段以132°03′08″的方位沿煤层底板掘进451米（平距）到位。

主要用于工作面回风、设备、材料的运输。

⑶瓦斯排放巷：

中204瓦斯排放巷设计长度889米（平距），与回风顺槽内错15米（中—中，平距），开口位置位于1215回风石门内

（一）。

按巷道分段设计方位不同，分三段叙述：

第一段（即开口段）开口先以146°13′50″方位、＋15°的坡度掘进30米（平距），然后0°掘进10米，再以-15°的坡度掘进见煤层顶板后沿顶板掘进131米（平距）；第二段以135°08′44″沿煤层顶板掘进265米，第三段以132°03′08″的方位沿煤层顶板掘进453米（平距）到位。

其主要作用是提前抽放瓦斯、生产时排出采空区瓦斯、工作面部分煤尘及解决上隅角瓦斯超限问题，同时可兼做煤层注水之用。

⑷开切眼：

待工作面回风顺槽施工到位，以45°05′05″方位施工大断面开切眼66米（平距），与运输顺槽贯通，用于安装综采设备。

开口坐标：

X=6617.546、Y=8329.935、H=1175.000

附：

工作面设计平面示意图

第三节顶板管理及设备选型

一、顶板管理

工作面采用综采放顶煤一次采全厚、全部垮落法的顶板管理方法。

（一）、工作面支护设计

通过已采的中106、202工作面使用ZFQ3600-16/28型低位放顶煤支撑掩护式液压支架效果确定，中204工作面仍然使用ZFQ3600-16/28型低位放顶煤支撑掩护式液压支架支护顶板，该支架具有防倒、防滑装置，适应煤层倾