采区设计模板.docx
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采区设计模板
美升能源
贵州美升能源集团有限公司××煤矿
××采区设计
说明书
矿长：
总工程师：
设计负责人：
××煤矿（加盖矿公章）
××××年××月
审核人员名单
专业
姓名
签字
职务
职称
专业
姓名
签字
职务
职称
编制人员名单
各专业审核意见
专业
审核意见
签字
修改情况
地测
采掘
通防
机电
运输
经济
说明：
1.本表为各专业人员的审核意见，要求详细写出本专业内容存在的问题及修改要求，并签字；2.编写人员将修改情况填入相应栏；3.本表仅存档备查，不装入设计说明书。
附图
序号
图名
图号
比例
备注
1
井上、下对照平面图
1:
2000
新制
2
采区巷道布置平面图
1:
2000
新制
3
采区巷道布置A-A´剖面图
1:
2000
新制
4
采区机械配备平面图
1:
2000
新制
5
采煤方法图
示 意
新制
6
通风系统示意图（投产时）
示 意
新制
7
采区供电系统图
示 意
新制
8
采区通讯系统图
示 意
新制
9
安全监测监控传感器布置平面图
1:
2000
新制
10
压风系统管路布置平面图
1:
2000
新制
11
消防、防尘洒水系统布置平面图
1:
2000
新制
12
避灾线路示意图
示 意
新制
附录
1、设计委托书；
2、采矿许可证；
3、煤炭生产许可证；
4、云南省煤矿生产能力复核证书；
5、安全生产许可证；
6、云南省煤矿矿井瓦斯等级鉴定证书；
7、煤层自燃倾向性鉴定报告；
8、煤尘爆炸危险性鉴定报告。
前言
矿井位于威信县城北东60°方向，直线距离约13km，行政区划属威信县扎西镇墨黑。
该矿于2004年建矿，2006年正式投产，2007年核定生产能力4.0万t/a，实际生产能力为3.0万t/a。
矿区面积4.3306km2，许可开采标高1300～800m，许可开采C3煤层。
根据威信县煤炭资源整合方案，本矿井为证照齐全的合法独立保留矿井，为保证矿井正常生产，根据昭通市煤炭工业局昭煤通［2008］8号《关于切实做好煤矿矿井采区设计工作的通知》的要求，为进一步提高全市煤矿生产技术管理水平，确保矿井安全生产，现委托我单位编制采区设计。
我单位接受委托后，组织项目组开展现场调查工作，收集地质及生产技术资料，考察安全生产条件等，经综合分析研究，编制本设计。
一、设计编制依据
1、设计委托书；
2、采矿许可证、煤炭生产许可证、煤矿生产能力复核证书、安全生产许可证；
3、矿井瓦斯等级鉴定证书；
4、煤层自然发火倾向性、煤尘爆炸危险性鉴定报告；
5、采区地质说明书；
6、昭通市煤炭工业局《关于切实做好煤矿矿井采区设计工作的通知》（昭煤通［2008］8号）；
7、威信县煤炭工业管理局《关于做好煤矿矿井采区设计工作的通知》；
8、《煤矿安全规程》；
9、《煤炭工业小型矿井设计规范》（GB50399-2006）；
10、国家安全生产监督管理总局等7部局文件安监总煤调（2007）95号《关于加强小煤矿安全基础管理的指导意见》；
11、昭通市煤炭工业局《关于严格控制煤矿矿井入井人数加强安全监管的通知》（昭煤发〔2007〕19号）；
12、云南煤矿安全监察局、云南省煤炭工业局云煤行管[2008]2号《关于贯彻国家安全监管总局、国家煤矿安监局对煤矿安装“三条线”和在小煤矿实施“三推行”》的实施意见；
13、设计单位现场调查、实测、收集的资料。
二、设计的指导思想及技术原则
1、充分利用现有井巷工程及设备、设施，优化矿井生产系统，提高矿井建设的综合经济效益。
2、认真贯彻执行国家相关法规、规程、规范及政策，结合矿井实际情况，遵循“技术可行、安全可靠、方便实用、经济合理”的原则，尽量采用与矿井相适应的先进技术、工艺、设备，力求布局合理，系统完善，环节畅通，实现矿井正规、安全、稳定生产。
3、按照小型煤矿安全生产的基本条件要求，配备安全设施、设备。
坚持“三同时”原则，尽力提高矿井的抗灾能力，注重环境保护。
4、为减少岩石巷道，设计采用以煤巷布置系统为主。
三、设计要点
1、采区巷道布置
设计采区运输上山巷、回风上山巷、总回风平巷均布置在C4煤层中。
采区上部车场采用平车场，中部车场为甩车场，下部车场采用高低道车场。
2、采煤方法
根据煤层赋存条件及开采技术条件，设计采用走向长壁后退式采煤法，炮采工艺，单体液压支柱配绞接顶梁支护顶板、全部垮落法处理采空区。
3、采区提升、运输
工作面的运输机巷用一台刮板运输机通过联络巷与轨道平巷的矿车人力运输至甩车场，通过矿用防爆提升绞车下放至下车场，人力运输至地面。
4、通风
矿井采用中央分列式通风方式，抽出式通风方法。
回采工作面为“U”型通风；掘进工作面采用局部通风机配抗静电阻燃胶质风筒进行压入式通风。
5、采区排水
矿井为平硐开拓，上山开采，工作面的涌水通过轨道运输巷，轨道上山，东运输大巷的巷道水沟自流排放至地面。
6、采区供电
根据采区电力负荷统计，采用660V电源下井供井下提升及采掘设备用电，其供电回路采用装有选择性漏电保护的专用开关和专用线路供电。
7、安全监控
利用矿井现有KJ102N型监控系统及地面设施，按《煤矿安全规程》及《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-2007）的有关规定安装增加补充各类传感器，一旦出现瓦斯超限，自动切断工作面及其回风巷内所有非本质安全型用电设备电源，保障矿井生产安全。
矿井消防、防尘、压风管路及通讯系统等按《煤矿安全规程》及有关文件规定装备。
四、主要技术经济指标
1、设计采区生产能力：
30万t/a。
2、设计采区服务年限：
10年。
3、设计采区数及工作面数：
1个采区、1个回采工作面、2个掘进工作面。
4、采区移交生产时井巷工程量共计3366m，掘进体积22434m3（其中利用井巷225m）。
5、直接工效：
2.1t/工。
6、采区劳动定员：
185人。
7、采区固定资产静态投资：
482.2万元
其中：
井巷工程：
366.41万元
设备及工具器购置费：
56.08万元
安装工程：
4.74万元
工程建设其他费用：
54.97万元
8、采区施工工期：
13.0个月。
五、问题与建议
1、本次设计所依据的地质资料为资源储量核实报告，地质勘查程度较低。
报告中缺乏断层、矿井水文、瓦斯等资料，因此造成本次设计部分内容设计深度受到限制，仅为方案设计。
2、建议加强地质工作和水文地质工作，探明矿区范围内的老窑分布及积水情况和断层情况，采取措施，防止老窑水、采空区积水和断层水等对矿井开采的危害。
3、建议加强瓦斯工作，对低瓦斯矿井中的高瓦斯区域，按高瓦斯矿井进行管理。
第一章 矿井概况
第一节概况
一、位置及交通
矿井位于威信县城之西约15km处，隶属威信县扎西镇管辖。
矿井地理极值坐标：
东经：
104°56′45″～104°58′40″，北纬：
27°50′27″～27°52′15″。
有约5km矿区公路与镇雄――威信省道连接，经威信县城向东有省道可达四川省叙永县城，公路里程约为84km，交通尚属方便。
二、地形地貌
矿区位于云贵高原北部，山脉走向与区域构造走向一致，为北北东向。
总体地势为南东高，北西低，地形坡度为20°～55°，局部呈陡崖。
区内沟壑纵横，山高谷深，属中山深切割地形地貌。
最低点位于矿区北部，海拔高程约+870m；最高点位于矿区南部，海拔高程+1678m，最大高差808m，一般标高为+1450～+1600m。
见井上、下对照平面图。
三、地表水系
矿区位于金沙江水系与赤水河水系分水岭地带，以矿区中部的山岭为界，西北部地表水及地下水均属于金沙江水系；其东南部侧属于赤水河水系。
区内无湖泊、水库及常年性河流等地表水体，地表水以季节性冲沟水及泉水汇聚于沟谷形成的溪流为主。
四、气象及地震
1、气象
区内气候属温和潮湿型，秋下天气晴朗，冬春雨雾绵绵。
根据气象站资料，区内历年平均气温17.8℃,最冷为1月份，最低气温－2.46℃，最热为
7月份，最高气温可达34.3℃。
年平均日照时间为965.7h，较同纬度地区偏少。
年平均无霜期328天，历年平均降雨量为1226.2mm，蒸发度为1117.1mm。
6～8月为主要降雨季节，雨量集中，占全年降雨量的78.3%，9月到次年5月为旱季。
2、地震
据《中国地震烈度区划图》，本区地震烈度属7度区，属地震活动强烈区。
据国家质量技术监督局2001年2月2日颁发的1∶400万《中国地震动峰值加速度区划图》及《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）附录A所列我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组：
××县抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，所属的设计地震分组为第一组。
五、矿区经济
区内居民以汉族为主，杂居少数苗族。
当地居民以农业生产为主，农作物以玉米、水稻、小麦、洋芋为主，主要经济作物是茶叶、烤烟、油桐、天麻、竹笋、水果。
区内工业不发达，仅有少量煤矿企业，且其生产规模均较小。
原煤除少量供××县工、农业及生活用煤外，大部份销往四川、重庆等地。
区内农用电网已改造完成，电信通讯方便。
第二节矿井现状
一、矿井开拓
矿井采用平硐开拓，中央分列式通风方式，机械抽出式通风方法。
矿区范围内现共有2个井筒，即主平硐与风井。
主平硐位于矿井北部，井口坐标：
X＝3084087，Y＝35495919，Z＝＋921m，α=152°；风井位于矿井西部，井口坐标：
X＝3081131.72，Y＝35496285，Z＝1300m，α=60°。
主平硐从煤层顶板进入，按5‰的坡度于1600m后揭穿C5煤层，沿C5上部布置上山皮带运输机巷，与2151运输巷、下山回风巷、总回风巷联通，形成矿井生产、通风系统。
二、水平划分、采区划分与标高
矿井许可开采标高+1300～+800m，垂高500m；矿井东西走向长约1.20km，南北宽约3.6km；煤层平均倾角17-22°。
矿井开采分为两个水平，一水平为+1290-1171m水平，二水平为+1171-925m水平
三、矿井生产能力
该矿于2004年建矿，2006年正式投产，2007年核定生产能力4.0万t/a。
而实际矿井现有生产能力仅为3.0万t/a左右。
矿井现有1个采区生产（21区），1个回采工作面，1个掘进工作面。
回采工作面布置正规，采用爆破落煤，单体液压支护控制顶板，全部垮落法处理采空区。
四、主要生产系统
现生产采区运输平巷、回风联络巷均布置在煤层中。
运输平巷采用梯形断面，单体支护，净断面4.80m2；回风联络巷采用梯形断面，单体支护，净断面为4.8m2。
矿井采用中央分列式通风方式，风井安设两台FBCZ-4-№11A型主要通风机，回采工作面为“U”形通风，掘进工作面采用局部通风机压入式通风。
主平硐、运输平巷均采用人力推车运输；工作面煤炭采用钢溜槽自溜。
矿井为平硐开拓，上山开采，无排水设备。
矿井现为双电源供电，下井电源采用660V低压下井。
低压下井直达各用电作业点。
矿井安设有KJ102N型监测监控系统。
第二章矿井地质
第一节地层
一、矿井出露地层
矿区内岀露地层，由老到新有：
1、下二叠统茅口组（P1m），2、上二叠统峨眉山玄武岩组（P2β）、龙潭组（P2l）、长兴组（P2c），3、下三迭统卡以头（T1k）、飞仙关组（T1f）、永宁镇组（T1y），4、第四系（Q）。
二、煤系地层
1、下二叠统
茅口组（P1m）
上部为深灰色中厚层状夹燧石及泥质条带灰岩，下部为厚层状灰岩，全组富含、瓣鳃及珊瑚化石。
厚度大于100m。
2、上二叠统
峨眉山玄武岩组（P2β）
上部为浅紫色凝灰岩或凝灰质泥岩，一般厚约8m；下部为灰绿色或深灰色玄武岩，厚层状，局部具气孔或杏仁状结构，块状结构，发育柱状节理，与下伏地层假整合接触。
全层平均厚度37.92m。
龙潭组（P2l）
岩性主要为浅灰及灰绿色泥岩、粉砂质泥岩夹砂岩、煤层及炭质泥岩。
所夹煤及炭质泥岩一般为4至16层，总厚平均为3.01m。
其中，仅C5煤层可采，平均厚1.47m。
全组含植物碎片化石，其数量由下至上增加。
中上部泥岩中还富含菱铁矿结核。
与下覆地层假整合接触。
平均厚105.33m。
长兴组（P2c）
岩性主要为深灰色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、灰岩、白云质灰岩夹砂岩和3层煤层（煤线），但所夹煤层均未达到可采厚度。
全组含植物碎片化石及动物化石，并含大量黄铁矿晶粒，与下伏地层整合接触。
平均厚37.62m。
第二节地质构造
在地质历史上，区域处于扬子准地台——滇川黔鄂台坳——娄山陷褶束——松坎（威信）凹褶束中。
为长期凹陷接受沉积的地区。
燕山期前以振荡运动为主，燕山后期发生强烈褶皱运动，形成现存构造景观。
第三节煤层、煤质
一、煤层
C3煤层（俗称高炭）：
位于龙潭组上部，层位稳定，煤层厚度本区为2.0m～2.2m，本次设计区域平均厚度为2.2m，煤层结构单一。
煤层直接顶为砂质泥岩和灰色厚层状粉砂岩，直接底为粘土岩和中～厚层状细砂岩，属较稳定煤层。
（见煤层特征表）。
煤层特征表表2－3－1
特征
煤层
厚度（m）
倾角（°）
容重（t/m3）
夹矸（层）
复杂
程度
稳定性
顶底板
C3
2.2
22
1.50
0
简单
较稳定
直接顶为砂质泥岩和粉砂岩，直接底为粘土岩和中～厚层状细砂岩
二、煤质
1、煤的物理性质及煤岩特征
上部为暗淡型煤，中部为半暗型煤，下部为亮煤，以块状结构为主。
中、上部颜色为灰黑～浅灰色，性脆，光泽较强。
上部煤岩成份以镜煤为主，镜煤呈细条带至线理产出，贝壳状断口；中部以暗煤成份为主，丝炭呈不规则状断续产出，光泽暗淡；下部煤岩成份以暗煤和亮煤为主，呈条带状及透镜状结构。
煤层平均体重1.50t/m3。
2、煤的化学性质和工艺性能
1）水分（Mad）
原煤水分（Mad）以煤中的游离水为主，变化范围为0.65%～2.28%，平均为1.68%。
属特低全水分煤。
浮煤水分变化范围为0.56%～1.47%，平值为0.87%。
2）灰分（Ad）
原煤灰分变化范围为19.3%～39.78%，平均为26.71%。
属中灰分煤。
浮煤灰分变化范围为7.12%～11.07%，平均值为9.11%。
3）挥发分（Vdaf）
原煤挥发分变化范围为12.5%～16.9%，平均为14.80%。
属低挥发分煤。
浮煤挥发分变化范围为11.05%～12.21%，平均为11.51%。
40固定碳（FCad）
原煤固定碳为变化范围为63.58%～68.04%，平均为66.09%。
属中高固定碳煤。
浮煤固定碳为79.78%～89.5%，平均为81.81%。
煤的发热量
原煤空气干燥基高位发热量（Qgr，ad）的变化范围为18.38～27.86MJ/Kg，平均为24.52MJ/kg，属高热值煤。
浮煤空气干燥基高位发热量（Qgr，ad）的变化范围为33.19～33.95MJ/kg，平均为32.71MJ/kg。
原煤收到基低位发热量（Qnet，ar）的变化范围为25.44～27.02MJ/kg，平均为26.29MJ/kg。
全硫（St，d）含量
原煤全硫含量（St，d）变化范围为1.89%～8.84%，平均为2.87%，属中高硫分煤。
浮煤全硫含量（St，d）变化范围为0.91%～1.03%，平均值为0.99%。
第四节开采技术条件
一、瓦斯
CH4绝对涌出量为2.6m3/min，CH4相对涌出量为30.34m3/min；本矿井为煤与瓦斯突出矿井。
二、煤尘爆炸危险性、煤自燃倾向性
经重庆煤科院对C3煤层进行了煤尘爆炸危险性鉴定及煤层自燃倾向性等级鉴定，鉴定结论为C3煤层无煤尘爆炸危险性，煤层自燃倾向性等级属Ⅲ类，为不易自燃。
三、地温
根据邻近区域调查情况及矿井生产揭示，现开采区域属地温正常区，无热害危及矿井安全生产。
四、工程地质条件
该矿开采煤层赋存于二叠系上统宣威组中上部，C3煤层直接顶为砂质泥岩和灰色厚层状粉砂岩，直接底为粘土岩和中～厚层状细砂岩。
综上所述：
矿井工程地质条件属简单类型。
五、矿区水文地质条件
矿区位于金沙江水系与赤水河水系分水岭地带，以矿区中部的山岭为界，西北部地表水及地下水均属于金沙江水系；其东南部侧属于赤水河水系。
区内无湖泊、水库及常年性河流等地表水体，地表水以季节性冲沟水及泉水汇聚于沟谷形成的溪流为主。
1、地层含（隔）水性
二叠系下统茅口组（P1m）
为灰色灰黑色块状灰岩夹燧石条带，厚达300m以上，分布于矿区南部，在地表裂隙、溶洞与陷落漏斗等卡斯特地貌发育地段，极易受大气降水补给，补给条件充分，在深部形成较为丰富的含水层，但岩溶地下水位远低于最低开采标高，对煤层开采影响不大。
二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2β）
为灰色、浅灰色凝灰岩、致密块状玄武岩，含稀疏团块、星点状黄铁矿，厚约150～200m，是良好的隔水层，对下部的茅口组强岩溶含水层进行阻隔。
二叠系上统组（P2x）
为泥岩弱含水隔水层，厚约122m。
虽然砂岩、粉砂岩中裂隙、孔隙含水，出露于斜坡地带，接受大气降水补给，但砂岩的厚度仅为2～3m，并有泥岩、粘土岩阻隔，故矿区仅形成封闭独立水含水体。
宣威组为飞仙关组鲕粒灰岩与茅口组灰岩之间的良好的隔水层
三叠系下统卡以头组（T1k）
分布在矿区北部，为岩溶及裂隙含水，水量丰富，属强含水层，但远离矿山开采煤层，对煤层开采无影响。
三叠系下统飞仙关组（T1f）
灰色中厚层状鲕粒灰岩，局部具岩溶空洞及裂隙，砂岩、粉砂岩裂隙较发育，为裂隙、溶水含水层，但该层多位于山脊附近，常形成陡坡，不利于大气降水向本层渗透，故在深部的含水量不大。
2、老窑水和生产矿井水文地质情况及其对矿床充水的影响
（1）老窑水对矿床的充水影响
矿区沿煤系地层的煤层露头附近，有较悠久的采煤历史，大部分属无规划的小业主、村民开采，开采技术落后，老窑的规模及延伸较小，巷道长度及延伸一般小于100m，主要为平硐开拓，自然排水，但部分老窑的暗斜井仍存着一定的积水，数量数十方至数百方不等。
若揭穿老窑，可形成老窑突水，并有部分老窑与地表水产生水力联系。
因此，老窑积水对矿床充水有较大的影响。
（2）生产矿井对矿床充水的影响
矿井主要开采C3煤层，采用平硐开拓上山开采，自流排水。
充水来源为顶板含水层的滴水、淋水，采空冒落裂隙沟通地表，大气降水和季节性小溪渗入，对矿井产生充水。
3、矿区水文地质条件及类型
矿区地形切割强烈，相对高差较大，地表水及地下水主要接受大气降水补给，但多以地表径流的方式迅速排泄，地表水和地下水水力联系较弱，存水条件差。
开采煤层位于当地侵蚀基准面以上，地质构造简单，主要含水层为二叠系上统宣威组中砂岩、粉砂岩中裂隙、孔隙含水，其富水性弱。
因此，矿井水文地质条件属以裂隙弱含水层充水为主的简单型。
煤层底板为隔水性较好的泥岩，顶板为粉砂质泥岩、粉砂岩、泥岩，地层含水性弱，现矿井正常涌水量9.6m3/h，最大涌水量17.8m3/h。
第三章采区生产能力及服务年限
第一节水平及采区划分
一、水平划分及采区划分
1、水平划分
根据矿井许可开采标高+1300～+800m，垂高500m，煤层平均倾角17-22°。
全矿井设计二个水平，即主平硐水平（＋920m水平）和＋1170m水平。
主平硐水平开采标高+921～+1170m，垂高250m；＋1170m水平开采标高+1170～+1290m，垂高120m。
2、采区划分
矿井东西走向长约1.2km，南北宽约3.6km。
主平硐水平即＋921m水平划分为两个采区,即以主平硐为界划分为31采区、21采区两个采区进行开采。
其中21采区为现生产区，剩余储量仅为12万t。
3、采区接替
水平接替为：
主平硐水平→＋1170m水平。
采区接替为：
21采区→31采区。
二、设计采区
现生产区为21区，剩余储量仅为12万t。
故选主平硐水平31采区作为21采区的新接替采区进行采区设计。
1、采区地形地貌
设计采区内地势东高西低，地表最大标高为＋1600m，最大埋深为280m，为中高山地形地貌，设计采区内无“三下采煤”。
2、采区位置
本次设计采区位于矿井一水平西部，主平硐以东＋921m～＋1170m标高间的C3煤层。
3、采区范围
本次设计采区开采标高＋921m～＋1170m，垂高250m，采区走向长约882m，倾斜宽约312m，面积约27.5万m2。
三、设计采区区段划分
根据设计采区12采区开采范围，沿倾斜方向共划分为三个区段，每个区段斜长约90m，每个区段两翼各布置一个后退式工作面，工作面斜长约80m。
首采工作面为1231工作面。
第二节采区储量
1、采区地质储量
根据框算，本次设计采区内C3煤层保有资源量50.6万t（122b）。
2、采区工业资源/储量
由于设计区域资源类别均为122b，则采区工业资源/储量与采区地质储量相同，为50.6万t。
3、采区设计资源/储量
矿井边界煤柱按25m留设，经计算煤柱量为2.2万t；采空区防水煤柱按20m留设，经计算煤柱量为5.4万t。
采区工业储量扣除矿井永久煤柱后，得到采区设计资源/储量为43.0万t。
4、采区设计可采储量
设计采区运输大巷，即矿井东运输大巷需留设煤柱，按15m留设，经计算煤柱量为1.5万t；设计采区2条上山需留设煤柱，按单侧20m留设，经计算煤柱量为3.0万t。
采区设计资源量扣除主要井巷煤柱后乘以采区回采率（按85%计算），得到采区设计可采储量为38.6万t。
第三节生产能力及服务年限
一、工作制度
矿井年工作日330d，“三、八”作业制度，“两采一准”循环作业方式。
二、设计能力
本次设计能力按矿井核定生产能力设计，即9.0万t/a。
三、服务年限
根据矿井基础储量及资源类型、矿井地质构造复杂程度和开采方式等情况，采区储量备用系数取1.4，则采区设计服务年限为：
T＝
式中：
T——采区设计服务年限，a；
Zk——采区设计可采储量，万t；
A——采区设计生产规模，万t/a；
K——储量备用系数，取1.4。
采区服务年限T1＝38.6/（9×1.4）＝3.1a
第四章采区布置
第一节采区巷道布置
一、开采顺序
采区各区段开采顺序：
自上而下、由东向西开采，首采工作面为1231工作面，即1231工作面→1232工作面→1233工作面→1234→1235工作面。
区段内采用后退式开采。
二、采区巷道布置
设计采区的运输大巷、材料上山、回风上山、总回风平巷均布置在煤层中。
采区上车场采用平车场，中部车场为甩车场，下车场采用高低道车场。
见采区巷道布置平面图、剖面图。
三、回采工作面
1、回采工作面巷道布置
回采工作面巷道由工作面轨道平巷、运输机巷、联络巷、回风平巷及开切眼组成。
工作面轨道平巷通过留设煤柱护巷作为下一区段的回风巷。
2、首采工作面
设计采区首采工作面布置在首采区段东翼（区
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