鹤壁八矿.docx
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鹤壁八矿
鹤煤八矿
鹤煤八矿主要开采水平为二水平〔标高为-400m〕，井下布置有2403北、2305北两个工作面正在回采；三水平有3002一个工作面已投产。
共有三个岩巷队，6个圆班掘进组；二个煤巷队，四个圆班掘进组进行掘进。
设计能力为60万吨/年。
2004年实际生产原煤为83.96万吨。
三水平开拓采用暗斜井进行，在煤层底板岩石中布置皮带暗斜井、轨道暗斜井及专用回风巷。
三水平标高为-650m，在-650m标高将三水平大巷布置在煤层底板岩石中。
皮带暗斜井落底到-670m、轨道暗斜井落底到-650m，在-650m标高布置井底车场、煤仓、三水平泵房变电所、水仓；在中央回风上山附近布置爆破材料库、电机车库等硐室。
二、储量
矿井储量
到2002年年底-400米以上可采储量为902.1万t。
-400～-800矿井工业储量:
4073.1万t，可采储量：
2902万t。
矿井现有可采储量902.1+2902=3804.1万t.
储量汇总表
范围
各级储量〔万吨〕
可采储量〔万吨〕
储量比例〔%〕
A
B
C
A+B
A+B+C
暂不能利用
A/〔A+B+C〕
（A+B）/〔A+B+C〕
-400～-600m
2902
69
-600～-800m
0
0
合计
2902
34
注：
表中可采储量为矿井地质报告的统计数。
一、设计生产能力：
60万t/a
二、效劳年限
⑴矿井效劳年限：
T=Zk/A·K=45年
⑵三水平效劳年限T=34年
式中：
T——计算效劳年限，年；Zk——可采储量，万吨；
A——年产量，万吨；K——储量备用系数。
⑶工作制度：
按矿井设计标准规定，年工作制度300天，每天三班作业，每天净提升时间14小时。
一、地理、交通位置
八矿位于鹤壁市山城区鹿楼乡，北起小庄村，南到柴厂村，其地理坐标为：
北纬35°50′16″～35°53′00″，东径114°11′09″～114°12′42″。
井田边界：
西北以F45断层与鹿楼乡小庄桥煤矿为界，北以张庄向斜轴与六矿为邻；南以F53-1和F49分别与柴厂矿和十矿为界；西至二1煤层露头线；深部边界为-800等高线。
kmkmkm2。
交通条件便利，本矿铁路向北可直达汤鹤线，汤鹤线在汤阴与京广线接轨，铁路运输方便。
公路交通四通八达，新市区至九矿的大白线二级公路从本井田内通过，本矿至新市区16km。
京广铁路、京珠高速公路、107国道均从新市区经过，交通十分便利。
此外尚有汤〔阴〕鹤〔壁〕公路、安〔阳〕鹤〔壁〕公路、鹤〔壁〕林〔州〕公路等。
二、地形地貌
八矿位于鹤壁市山城区南部，地势总体南高北低，西高东低，地面高程+125m～+198m。
地表被第四及第三系地层所覆盖，井田南部及东局部布着起伏较小的低缓丘陵。
丘顶多为第三系粘土或砾岩组成，在丘岗之间发育了冲沟坳地和平坦谷地。
此外，在井田北部铁路两侧分布有连片的芦苇沼泽地。
三、气象、地震
本区属北温带大陆性半干旱型气候。
据鹤壁市气象站观测资料：
℃℃℃℃℃〔1967年1月15日〕。
2、湿度：
据1958年～1981年观测资料，年平均相对湿度为60%。
3、降雨量：
据1959年～1999年共41年观测资料，年最大降雨量1394.1毫米（1963年），年最小降雨量266.6毫米〔1965年〕。
年平均降雨量649.55毫米，雨期多集中在七、八月份。
4、蒸发量：
本区蒸发量远大于降雨量，据1959年～1999年，36年〔缺五年数据〕的统计资料，年平均蒸发量2091.79毫米，年蒸发量最大值为2698毫米〔1965年〕，最小值为1637.4毫米〔1990年〕。
5、风向和风速：
本区每年8月至来年2月北风频率最高，最大风速为23米/秒；每年3月南风频率最高，最大风速14米/秒。
鹤壁矿区地震情况前人曾屡次调查搜集资料。
近600年来涉及本区烈度达V—Ⅷ度者不下19次之多。
据?
岩土工程勘察标准?
鹤壁市区的地震烈度为Ⅷ度，建筑物按Ⅷ度设防。
四、水系
本井田为海河流域卫河水系的一局部，卫河水系的支流汤河，在井田以北，自北而南进入本井田东北隅。
寺湾河在井田北部边缘，自西向东注入汤河。
本井田内的河流均为季节性河流，在雨季水源主要是大气降水，旱季水源主要为矿井排水及城市生产、生活废水，污染严重。
五、矿井开发史及开采情况
本矿于1958年建井，设计生产能力10万t/a，1960年5月投产，称鹿楼小井，后与张庄矿合并名为张庄矿，1969年7月6日张庄矿分为八矿〔鹿楼矿〕和七矿〔张庄矿〕；1970年元月八矿开始扩建，扩建规模为60万吨/年，于1974年扩建投产，1975年又与七矿合并为称为八矿，1985年4月又将七矿移交局煤炭公司。
本矿采用立井、斜井混合开拓，矿井的一水平标高为-195m,二水平标高为-400m,三水平标高为-650m。
采用倾斜分层走向长壁采煤方法，全部陷落法管理顶板。
主采煤层为二叠系山西组二1煤层。
井田深部边界为-800m，现在一水平已采完，二水平即将采完，已经向-400m以下进行开拓延深。
六、现有水源、电源条件
1、水源
工业用水主要是井下和工业广场生产用水，井下生产用水水源有三处：
即大皮带斜井腰泵房，供水量为55m3/h；南窑风井底，供水量为20m3/h；广场立井，供水量为20m3/h。
能够满足生产用水的需要。
生活用水主要是工业广场生活用水和工人村生活用水，工业广场用水，取自皮带斜井清水泵房，供水量为80m3/h，能满足生活用水需要，剩余局部供应东工人村居民生活用水。
西工人村有眼奥灰井，供水量为50m3/h，能满足需要。
东工人村也有一眼奥灰井，供水量仅20m3/h，供水缺乏，缺乏局部由是市自来水厂供应。
2、电源
工业广场及桐家庄风井广场分别设6kv地面变电所，工业广场地面变电所双回路电源均引自矿区自备电厂，桐家庄风井广场地面变电所双回路电源均引自工业广场地面变电所。
第二节地质特征
一、地层
八矿井田为全掩盖区，地表为第四系及第三系。
一、地质构造
㈠区域构造
鹤壁煤田位于新华夏系太行山隆起带之南段东侧。
东为华北沉降带，西依太行山区。
煤田呈近南北方向展布。
构造形迹以断裂为主，伴有发育程度不同的褶皱，并有岩浆岩侵入和喷出岩。
总的构造形态为一走向NNE、倾向SE、倾角5°～40°的单斜构造.区域构造线展布方向以NE、NNE向为主，近SN向断层次之。
煤田南部发育EW向构造。
构造线多呈雁行式，地垒地堑构造相间出现。
㈡井田构造
八矿位于鹤壁矿区的南部，总体构造形态为地层走向近SN，倾向WE
的单斜构造，倾角一般20°～36°。
沿走向发育了轴向NE～NEE宽缓的向、背斜褶曲构造，NE及NEE向断层发育。
1、褶曲
经勘探和采掘实际控制的褶曲有三个向斜和三个背斜。
⑴张庄向斜：
位于677—22、77—1、76—13、687—1钻孔一线，向斜轴为八矿与六矿的井田分界线。
延伸长度2800米。
轴在-350米以浅为SEE，在-350米以深为NEE，向E倾伏。
向斜轴在-300米左右被F51断层切割错位。
南翼地层走向130°～170°，倾向40°～80°，倾角20°～30°，北翼地层走向30°～50°，倾向120°～140°，倾角26°～34°。
该向斜已经被1406、1408工作面和六矿的多个工作面及十多个钻孔严密控制。
⑵鹿楼背斜：
位于76—20、52—2钻孔一线，延伸长度2km，轴向NEE，向东倾伏，倾伏角24°。
南翼地层走向175°～195°，倾角24°北翼地层走向340°～350°，倾角24°。
该背斜两翼对称，已经为12021、12041、12101、12121、12141、2401等工作面以及76—20、52—2等钻孔控制，控制严密。
⑶桐家庄向斜：
位于71—3、72—8、鹿60、78—12等钻孔一线，延伸长度1.8km、轴向NE60°，深部转成EW向，向NE倾伏。
该向斜褶皱舒缓，南翼地层走向170°左右，北翼地层走向350°～20°，对称性差，有的地段褶皱不明显。
⑷南窑背斜，位于75—13、78—66、78—13等钻孔一线，延伸长度1.75km，向深部逐渐消失，轴向NE50°，向NE倾伏。
南翼地层走向190°～200°，地层倾角31°；北翼地层走向330°～350°，倾角19°。
该背斜沿背斜轴及其两侧断裂发育，构造破坏严重。
该背斜已为13021、11071等工作面及75-13、78-66、78-13等钻孔控制，控制严密。
⑸扒厂向斜：
位于78—24、78—36、78—5等钻孔一线，延伸长度2.0km。
轴向NE60°，向NE倾斜，倾角22°。
南翼地层走向150°～180°。
北翼地层走向350°～10°。
褶皱宽缓，向斜南翼受F53、F53-1等大断层破坏。
该向斜浅部由煤层露头、13011、13031、23011、23051工作面以及78—38、78—57、92—2等孔控制，控制严密。
-400米以下缺乏控制。
⑹柴厂背斜：
位于78—51、78—52钻孔一线，延伸长度1.9km。
轴向NE70°，向NE倾斜，倾角22°。
南翼地层向180°～190°，北翼地层走向340°～355°。
此背斜在二1煤层露头附近被F53、F53-1断层破坏，-350米以上背斜形态不太明显，但-350米之下形态明显。
该背斜控制程度差，-400米之下缺乏控制。
开拓方案的选择
一、方案介绍
2000年3月进行了三水平延深设计，采用皮带、轨道暗斜井及回风下山延深方式开拓三水平。
即利用二水平中央143皮带线和-400m煤仓，在煤仓上口处以伪倾斜沿煤层底板布置皮暗斜井，同时在原二水平井底车场作轨道暗斜井和回风上山至-650m。
在-650m沿煤层底板岩层布置三水平井底车场、南北翼大巷，开拓三水平。
皮带暗斜井倾角150～20030′,斜长910米,选用1米宽皮带运输机两部；轨道暗斜井倾角25°15′～27°，斜长573米,选用双滚筒2.5米绞车;回风下山倾角24°15′～29°30′，斜长581.0米。
1、2001年对八矿深部进行了三维地震勘探，此次三维地震勘探探出断层25条，地质条件变化较大，特别是F53-3断层在南翼浅部尖灭，对三水平的南翼开拓布置影响较大。
2、2002年鉴定为煤与瓦斯突出矿井；突出矿井的水平采区必须布置采区专用回风巷，严禁任何两个工作面之间串联通风。
3、2004年1月在井田中部建一深部回风井，2004年12月新风井已落底，2005年投入运行，新风井主要担负矿井南翼采区及中央采区的回风。
修改后的方案：
在煤层底板岩石中布置皮带暗斜井、轨道暗斜井及回风上山开拓三水平。
即利用二水平中央143皮带线和-400m煤仓，在煤仓上口处以伪倾斜沿煤层底板布置皮暗斜井，同时在原二水平井底车场作轨道暗斜井和回风上山至-650m。
在-650m沿煤层底板岩层布置三水平井底车场、南北翼大巷，开拓三水平；同时在矿井各个采区布置专用回风巷，使采掘实现独立回风。
皮带暗斜井倾角150～190,斜长915.2米,选用1米宽皮带运输机两部；°，斜长622.15米,选用双滚筒2.5米绞车;回风下山倾角24°15′～29°30′，斜长603.44米。
-650m～-800m采用下山开采,每个采区布置四条下山,即轨道下山、运输下山、专用回风下山，边界回风下山。
第四节三水平开拓方式
一、生产现状
目前主要开采水平为二水平〔标高为-400m〕，井下布置有2403北、2305北两个工作面正在回采；三水平有3002一个工作面已投产。
共有二个岩巷队，四个圆班掘进组；二个煤巷队，四个圆班掘进组进行掘进。
设计能力为60万吨/年。
年实际生产原煤为83.96万吨。
二、开拓方式三水平开拓采用暗斜井进行，在煤层底板岩石中布置皮带暗斜井、轨道暗斜井及专用回风巷。
三、水平标高及大巷位置三水平标高为-650m，在-650m标高将三水平大巷布置在煤层底板岩石中。
四、井底车场及硐室
皮带暗斜井落底到-670m、轨道暗斜井落底到-650m，在-650m标高布置井底车场、煤仓、三水平泵房变电所、水仓；在中央回风上山附近布置爆破材料库、电机车库等硐室。
第三章采区布置及装备
第一节采区布置
三水平范围内采用上下山开拓，水平标高-650m，共划分6个采区，即30、31、33、32、34、36采区〔见开拓系统图〕，移交30采区，首采工作面为3001工作面。
为提高瓦斯抽放率、加大抽放力度，30采区在距煤层底板10～20m位置布置区段岩中巷。
一、移交采区数目及位置
1、生产采区和工作面数目
矿井设计生产能力0.6Mt/a,根据煤层赋存条件和开采技术条件,结合结合矿区目前生产实际情况,二个采区即可保证矿井设计生产能力,本次设计移交一个3001高档普机采工作面。
2、采区主要参数
30采区上部边界为-400m煤层底板等高线，深部为-650m煤层底板等高线，南至FS82，为一走向长壁采区。
二、采区巷道布置
1、采区准备巷道
该矿采用走向长壁法开采，采区轨道上山、运输上山布置在煤层底板岩石中，工作面下顺槽通过石门与岩石集中巷相连接。
本矿为煤与瓦斯突出矿井，布置采区专用回风巷，每一采区布置四条上山，即轨道上山、运输上山、专用回风上山及边界回风上山。
2、采区回采巷道
该矿开采二1煤层，回采巷道设岩石集中巷，沿煤层布置回采工作面顺槽，回采巷道采用单巷布置，工作面之间留设不少于6m的煤柱。
三、采区生产系统
1、运输系统
〔1〕煤炭运输运输系统：
工作面开采的煤炭经工作面刮板运输机、下顺槽转载机、可伸缩带式输送机，石门、岩集中运输巷到三水平皮带暗斜井到大皮带煤仓，由大皮带运送到地面。
辅助运输：
采用大巷蓄电池电机车运输，轨道暗斜井串车提升运至工作面岩石集中运输巷，经回风石门到工作面顺槽，再由顺槽小绞车送至工作地点。
〔2〕回采工作面设备表
序
号
设备目录
设备技术特征
单位
数量
㈠
3001工作面
1
采煤机
MG375—W，N=375kw
台
1
2
刮板运输机
SGD—630/220，N=2×110kw
台
2
3
回柱绞车
JH2—
台
1
4
刮板转载机
ZGD—730/90，N=90kw
台
1
5
带式输送机
SSJ—800/2×40，N=2×40kw
部
2
6
刮板运输机
SGW—40T，N=40kw
台
3
7
带式输送机
STG—800/2×75，N=2×75kw
部
1
8
煤电钻
MSZ—
个
3
9
电器设备
套
1
10
带式输送机
MJZ—650/30，N=30kw
部
2
11
调度绞车
JD—
台
2
2、采区通风
新鲜风流经三水平轨道暗斜井到3001岩石集中运输巷，石门至工作面运输顺槽进入回采工作面，乏风经回采工作面回风顺槽、回风石门中央采区回风上山、经新风井排至地面。
3、采区排水
在回采、掘进工作面顺槽低洼处设置有小水泵，将积水排至三水平大巷水沟内，流入三水平井底水仓。
第二节采煤方法
一、开采条件
八矿总体构造形态为地层走向近SN，倾向WE的单斜构造，倾角一般20°～36°。
沿走向发育了轴向NE～NEE宽缓的向、背斜褶曲构造，NE及NEE向断层发育。
二1煤层的伪顶为黑色泥岩，厚0～1米，一般厚0.2～0.3米，直接顶为6米左右的灰黑色砂质泥岩，富含植物化石，局部为砂岩〔S10〕。
老顶为褐灰色中细粒长石石英砂岩〔S10〕，厚1.0～39.5米，平均厚9.81米。
底板为灰黑色泥岩和砂质泥岩，厚0～10.95米，平均4米，富含植物根部化石。
其下为灰黑色中细粒砂岩，其上部相变为砂岩与泥岩互层，平均厚13.95米，采面的中间运输巷多布置在此层位中。
二、采煤方法
根据八矿地质条件及?
煤矿平安规程?
的规程，30采区采煤方法采用倾斜分层走向长壁采煤法，全部陷落法管理顶板。
顶层采用高档普通机械化采煤，底层采用网下放顶煤。
设计选用MG375—w型双滚筒采煤机割煤，配合DZ2500单体住和3m的π形梁进行工作面支护。
三、回采工作面参数
1、采高设计采煤高度2.4m。
2、回采工作面长度
据八矿实际生产情况，回采工作面长度一般为100～130m，投产工作面长度取130m。
生产中应根据实际揭露地质及瓦斯涌出情况，对回采工作面长度作适当调整。
3、回采工作面年推进度
按回采工作面作业循环安排，回采工作面年推进度为600m。
4、采区及工作面生产能力
根据矿区生产技术水平，高档普通机械化采煤工作面的生产能力一般为30万t/a。
5、采区及工作面回采率
根据设计标准要求，采区回采率不低于75%，工作面回采率不低于93%。
四、工作面回采方向采区内回采工作面的回采方向为后退式。
2、风井位置
⑴新风井位于井田中部，井筒直径φ5.0m，井口坐标为：
X=3969898.00Y=517670.00，Z=+150.00m，井底标高为-265.00m。
⑵广场风井位于井田北部，井筒直径φ3.5m,井口坐标为：
X=3971910.964，Y=517074.888，Z=+155.410m,井底标高为+12.50m。
三、采掘工作面及硐室通风
1、掘进工作面采用局部扇风机压入式通风；
2、采煤工作面采用抽出式通风，U形通风系统，即一进一回。
3、井下各硐室利用矿井主扇负压及调节风门、风窗通风。
四、矿井风量、风压及等积孔
1、矿井风量〔Q〕
⑴按实际配风量计算矿井生产模式为“两炮一高〞。
新风井配风量
工作面名称
风量〔m3/s〕
备注
采煤工作面
2×20
煤巷掘进
4×7
岩巷掘进
4×
硐室及其他
16
计
102
备用系数
102×
合计
广场回风井配风量
工作面名称
风量（m3/s）
采煤工作面
1×20
煤巷掘进
2×7
岩巷掘进
1×
硐室及其他
10
计
备用系数
×
合计
3/s=10836m3/min。
⑵按高沼气矿井
瓦·T·K＋Q硐
式中：
Q——矿井总供风量，m3/min；
q瓦——矿井瓦斯平均相对涌出量，m3/t；
T——矿井平均日产量，t；K——风量备用系数。
××（1-25%）×3000×1.3＋900
3/min
⑶按同时下井人数计算需要的风量
Q=4·N·K=4×450×1.45=2610m3/min
取三者最大值，即矿井总风量，10836m3/min
2、矿井负压及等积孔
⑴三水平投产初期
①经过网络解算，新风井通风容易时期负压为1127.84Pa，广场回风通风容易时期负压为1666.97Pa。
见“北翼、中央、南翼采区通风容易时期负压计算表〞
②等积孔新风井等积孔：
A1=
=
2
广场回风井等积孔：
A2=
=
2
五、通风设备
广场回风井通风机2005年进行改造，风机型号为70B2—21№18〔1#、2#〕两台，配用电机功率310KW，转速980r/min,风量3000～3800m3/min;桐家庄回风井通风机于2021年11月投入运行，风机型号为BDK—6C—№.20〔1#、2#〕两台，配用电机功率2×315KW，转速985r/min,风量3750m3/min;南窑回风井通风机于1982年10月投入运行，风机型号为70B2—21№24〔1#、2#〕两台，配用电机功率630KW，转速600r/min,风量3500～6000m3/min。
新风井风机型号为BDK—10—№.27〔1#、2#〕两台，配用电机功率2×400KW，风量9000m3/min，主要担负南翼采区及中央采区的回风。
新风井正式投入运行后，南窑回风井风机及桐家庄回风井风机停运，南窑回风井和桐家庄回风斜井改为进风井。
广场回风井、桐家庄回风井反转反风，南窑回风井为反风道反风，反风风量可到达正常风量的40%以上；新风井通过风机反转反风，反风量可到达正常风量的40%以上。
第十章瓦斯抽放系统
第一节抽放的必要性及现有抽放系统
一、抽放的必要性
八矿自1993年至2004年，共发生煤与瓦斯突出八次〔见煤与瓦斯突出统计表〕，突煤量最多为96吨〔2004年3月20日〕，突瓦斯量最多为9855m3（2003年11月23日），2002年鉴定为煤与瓦斯突出矿井。
这充分说明采用通风方法很难解决稀释瓦斯问题，必须考虑瓦斯抽放措施。
煤与瓦斯突出统计表
序号
突出时间
突出地点
突出点
突出强度
〔T〕
突出
CH4〔m3〕
突出点座标
标高
垂深〔米〕
1
1993年3月26日6时
2204
三横川
-340
494
10
1400
X3971075
Y517900
2
1994年9月18日4时
22041
北切眼
8
1000
X3971405
Y517930
3
1997年11月3日19∶35
2206
一横川
-393
535
92
856
X3971320
Y518095
4
1998年6月8日4∶20
2401
四磺川
-260
403
23
370
X3971970
Y517770
5
1998年6月19日5∶00
2401
三横川
-270
403
26
420
X3971850
Y517820
6
1999年11月4日6∶20
23051
下顺槽
-386
560
8
810
X3968995
Y517845
7
2003年11月23日14∶00
2405三横川
-400
560
93
9855
X3972136
Y517940
8
2004年3月20日
3002上顺
-400
536
96
8266
X3971980
Y518020
二、现有抽放系统
该矿现有两个地面抽放泵站，一个井下移动抽放泵站，另有在建井下移动抽放泵站及正筹建的桐家庄地面第二抽放站。
现将各抽放系统的情况介绍如下：
1、地面广场抽放泵站
地面广场抽放泵站建于1980年，原来装备有2台2YK—27型水环式真空泵，由于抽放能力小，2003年4月更换为2台2BEC—40型水环式真空泵，抽放能力为80m3/min。
该抽放站主要对北翼地区进行本煤层、上顺槽裂隙带和上隅角埋管抽放。
2、桐家庄风井广场抽放站
桐家庄风井广场抽放站建于2002年12月，装备有两台2BEI—353型水环式真空泵，抽放能力为80m3/min，该抽放站主要效劳于中央采区2206工作面和南翼采区3101、2305工作面等地区。
3、南翼井下移动抽放泵站
2003年8月建立了南翼井下移动抽放泵站，装备有两台Sk—60型水环式真空泵，抽放能力为60m3/min。
该抽放站效劳于南翼采区。
4、北翼井下移动抽放泵站〔在建〕
该站安装两台2BE1-303型水循环式式真空泵，抽放能力为60m3/min。
该站担负北翼地区的裂隙带抽放和上隅角埋管抽放。
5、地面桐家庄第二抽放站
该抽放站位于新风井工业广场北部，正在筹建中，设计安装两台2BEC—42型水循环真空泵，其中一台工作，一台备用，电动机选用YB型，380v，132KW隔爆三相异步电动机。
抽放泵流量为120～130m3/min，吸入压力20000～70000Pa。
第三节瓦斯抽放管路及抽放方法
一、瓦斯抽
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