502采区设计

1大光山矿502采区设计说明书编制:审核:负责人:日期:2第一章矿井基本情况1973年8月，江西省煤炭综合利用设计院编制了《大光山煤矿大光井设计说明书》。矿井设计生产能力22万T/年，批准的矿井生产核定能力为9万吨/年，该矿于1977年12月开工，于1982年3月竣工，于1982年3月通过投产验收。矿井采用斜井开拓方式，分水平阶段式开采，走向长壁后退式回采，放炮落煤，一次采全高，全部陷落法管理顶板，部分区段仍采用斜切爆破采煤方法。矿井一、二水平-40、-150m已采完封闭，现生产水平为四水平(-370m标高)。矿井采用斜井多水平开拓，主井口标高+105.7m，一水平标高为-40m；二水平-150m；三水平标高为-270m。现集中在四水平生产。一、通风方式矿井采用对角抽出式通风，设有东风井、一井和207风井三个斜风井，其中东风井为4-72-11NO16B离心式主扇，等积孔0.48m2；一井为B4-72-11NO120离心式主扇，等积孔0.54m2；207风井为4-72-16B离心式主扇,等积孔0.52m2；矿井总进风量2550m3/min,总排风量2677.5m3/min。矿井现有职工246人，其中管理、技术人员32人。目前煤矿总成本251元/吨，销售价为282元/吨，按年产煤炭9万吨，年利润可达279万元左右。大光山井田位于安福城北东5KM的枫田镇水西村，地质构造为吴家坳向斜的东翼，主要地层自下而上为二叠系下统茅口组3（p1m），二叠系上统乐平组、长兴组，成煤年代为乐平组，老山下亚段。地质构造为轴向向西倾伏的复式向斜，褶皱构造紧密，地层走向拐曲严重，地层倾向，倾角变化大，地层倾角大部地段在45°以上，局部倒转，在井田的西北部有辉绿岩侵入，对煤层具有较大的破坏作用。二、煤层特征大光山井田开采老山下亚段B煤组B4煤层,B煤组含煤四层，另三层为不可采煤层。受褶皱构造形态的控制，煤层倾向、倾角变化很大，B4煤层平均厚度1.98M，煤层结构简单，一般无夹矸。三、煤质特征，井田开采的B4煤层为中低硫、低磷、中灰分无烟煤，主要用于民用，电力、水泥等，原煤经过振动筛选后销售,矿井内煤质差异不大。四、开采技术条件。井田内B4煤层层位对比清楚，层位稳定，煤层厚度有所变化，煤层大部分地段可采,B4煤层直接顶板为薄层细粉砂岩，厚度4—6M，老顶为团块粗粉砂岩及薄层状、条状砂岩，底板为粗粉砂岩，厚度一般为6M；B4顶底板条件尚好。对井田内生产矿井进行瓦斯鉴定，绝对瓦斯涌出量为0.57m3/min，相对涌出量为2.3m3/t，属低瓦斯井田，无煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险性，煤层无煤尘爆炸危险性，煤层无自然倾向性，无冲击地压、地温无异常、无其它有毒物质。五、水文地质概况，井田内地表水系不够发育，无大的导水断层，底部茅口灰岩，上部长兴灰岩与B4煤层相距在160M以上，区域水文条件简单。二叠系上统龙潭组岩性主要为粗粉砂岩、细粉砂岩、泥岩和薄薄中厚层状砂岩及煤层组成，岩层的赋水性，透水性较差，裂隙不够发育为弱裂隙含水层。其中老山中亚段为上覆地层很好的隔水层，官山下亚段多为粉砂岩，为相对隔水层，隔断下部茅口灰岩的水力联系。井田内主要含水层有二叠系下统茅口组，其岩性为灰岩，该地层厚度大，岩溶发育良好，是很好的含水层，别外二叠系长兴组，为泥质含量高的灰岩，也是较好的含水层，井田内茅口灰岩主要分布在南侧，长兴灰岩分布在北侧井田。在地表、井田的西部有新背河横向流过，对井田影响小，井4田内矿井的涌水量主要受大气降水的补给，大气降水通过浅部老窿，老空区迳流到井下，地下水与地表水体无水力联系。第四系为洪积层、坡积层。主要分布在坡麓、氏洼谷中，一般厚度12M，最厚18.9M。六、编制依据1、《中华人民共和国矿产资源法》（修正）。2、《中华人民共和国煤炭法》。3、《中华人民共和国安全生产法》。4、20078、中华人民共和国建设部2006年11月29日颁发的《煤炭工业小型矿井设计规范》（GB50399-2006）。5、国家煤炭工业局2000年5月26日颁发的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》。6、《煤矿矿井采矿设计手册》。7、矿山提供的井上、下对照图、采掘工程现状图、井口坐标及主要设备等资料。8、2010年版《煤矿安全规程》。8、本矿《508采区地质说明书》。第二章采区概况一、502采区位置:1.地面是低山丘陵地带，最低标高+100m，最高标高+125m。2.井下位置：502采区位于-270大巷下部，靠近井田南部边界。邻区无其它采区开采。内有一个斜钻孔既16,17孔，位于采区北翼边界处，见煤厚1.2m。开采B4煤层，其结构简单，煤层较5稳定。采区走向长540米，倾斜宽111米。二、开采范围：本设计只开采B4煤层，其结构简单，煤层较稳定，开采上限-265米，开采下限-366米。三、邻区采掘情况：502工作面煤层为急斜煤层，上部无采区,对开采无矿压影响。四、老空区的水、火、瓦斯对工程的影响。大光山井等级鉴定为低瓦斯矿井，未发生煤层爆炸，对502工作面的开采没有影响。第三章采区地质特征（一）地质构造：一向斜南翼,单一煤层开采，煤层变化不大,在1m～1.6m，无夹心。煤层走向：南北，倾向：东西，倾角：约70度。从开采及揭露的煤层可知502采区为单一倾斜B4煤层，区域内无断层，。（二）煤层矿区含煤地层为二迭上统龙潭组老山段，老山下亚段含煤4层（B1～B4），其中B4为主要可采煤层，矿井-251水平揭露，煤层平均厚度1.3m左右，煤层较为稳定，倾角变化较大，502采区B4煤层空间上总体呈简单的单斜构造，煤层走向为东西，倾角60～70°。平均650左右。煤层伪顶为炭质泥岩，厚约0.05～0.15m，直接顶为深灰色薄层状细粉砂岩，厚约2～6m，老顶为灰黑色含岩粗粉砂岩，较坚硬，平均厚约5m;伪底为炭质泥岩，厚约0.05～0.2m，直接底为灰黑色粗粉砂岩。(三)本采区可采煤层为B4煤层，属无烟煤（四）水文地质条件：水文地质条件简单，502采区的主要水源：一、是官山段砂岩的孔隙裂隙水。二、是老山下亚段孔隙裂隙水，为一弱含水层。主要由地表补给。上部-270大巷有排水，无明显积水，但仍应注意煤层渗水对开采的影响。6（五）涌水量预测502采区正常涌水量为：0.66m3/min，最大涌水量为：0.84m3/min。（五）瓦斯、煤尘、自燃发火及其它：大光山矿经过多年开采，测试得出绝对瓦斯涌出量0.57m3/min、相对瓦斯涌出量0.23m3/t，CO2绝对涌出量0.69m3/min、相对涌出量2.5m3/t，属低瓦斯矿井。煤尘：一般无烟煤矿区煤尘含量较高，本区亦如此，但未测含量，开采时亦应注意。生产井中未见有自燃发火现象。3、地层综合柱状图（1：1000）78工作面预想地层综合柱状图9第四章采区储量与生产能力第一节采区储量一、工业储量采区走向长540m，倾斜宽111m，煤的容重1.75，面积104859m2。煤层倾角60～70º,平均65º，根据地面钻孔及井下溜煤眼揭露地质资料分析,该采区煤层厚度1.0～1.6ｍ，平均1.3ｍ。储量计算公式：Q=d.s.M.式中：d为煤的容重s为水平面积M为煤的真厚度Q=104859×1.75×1.6=293706t二、可采储量储量计算公式:ZK=(Zg-p)×C式中：ZK----设计可采储量,万t；Zg----工业储量，万t；p----煤柱损失量，万t；C----采区采出率，本设计条件下取90%。10P----上下两端永久煤柱损失量，左右两边界永久煤柱损失量，万t；经初步计算煤柱损失量为15tZK1=ZK2=(Zg1-p1)×C1=(293706-6000)×0.9=258935t储量计算结果详见储量计算结果表第五章采区生产能力及服务年限一、采区生产能力50502轨道上山倾角26°，煤层倾角大，可采储量25.89万吨；因此，设计502采区一个回采工作面生产。一个采面的生产能力为：A0=LV0MγC0式中L——采煤工作面长度，m；V0——推进速度，m/a；M——煤层厚度或采高，m；储量情况走向长（m）倾斜长（m）斜面积（m2）煤厚（m）容重工业储量（t）回采率（％）可采储量（t）5401111048591.31.752937069025893511γ——煤的密度，t/m3C0——采煤工作面采出率，一般取0.93～0.97,薄煤层取高限,厚煤层取低限；此处取0.95。采煤班每班进尺1.5m,采用三八制，一个班检修，两班分段采煤，一天工作面推进速度为1.0m,采煤工作面年推进速1.5m/d×300d×0.7=315m/a。因此一个采面生产能力A0=120×315×1.3×1.75×0.90=7.7395万t/a。采区生产能力为：AB=k1k2A0i式中n采区内同采的工作面个数，此处取1；k1采区掘进出煤，取8640（我矿经验数据）左右；k2工作面之间出煤影响系数，n=1取1，n=2时取0.95,n=3时取0.9。采区生产能力AB=1×77395+8640=8.6万t/a。二、服务年限采区服务年限的计算：T=KPkZ=25.8/（8.6×1.3）=2.3年T---采区的服务年限；Zk---采区的可采储量；P---采区的生产能力；K---取采区储量备用系数1.312故采区服务年限为2.3年。第六章采区方案设计第一节采煤方法的选择一、采煤方法选择概述采煤方法是采煤系统和回采工艺的总称。它的选择应该结合具体地质条件和技术条件，综合考虑高产、高效、材料消耗少，成本低、便于管理等因素。设计时应尽量采用行之有效是先进技术，积极提高机械化水平。采煤方法的选择应结合本设计采区的实际情况，采用合理的采煤方法。我国常用的几种中厚煤层采煤方法有如下两种：表3-1采煤方法技术特征表序号采煤方法体系整层与分层推进方向采空区处理采煤工艺适应煤层基本条件1单一走向长壁采煤壁式整层走向垮落综、普、炮薄及中厚2单一倾向长壁采煤壁式整层倾向垮落综、普、炮薄及中厚3掩护支架采煤发壁式整层走向垮落炮采急斜厚煤层为主13采煤方法选择的约束条件：1、采区煤层赋存状况及地质条件2、开采水平的划分和采区巷道布置3、现有技术及设备4、采区储量、生产能力及服务年限等第二节采区巷道布置一、采区设计方案的选择和参数确定经过多方论证和多方案选择比较现采取以下采区巷道布置方案：为了提高企业的时常竞争能力，增加企业抗风险能力，增强企业经济实力，寻求企业新的经济增长点，使企业可持续发展，根据矿井地质条件，煤层赋存情况及大光井技术条件，矿方决定采用走向掩护支架采煤法。一：巷道布置502采区沿倾向布置两条下山一条行人天眼50212溜煤下山,50202轨道下山与50213行人天眼沿走向将采区分成四个区段，到上而下开采，现开采一区段，先沿-275布置一条50218回风平巷，-315布置一条50216溜子道，50216溜子道和50218回风巷掘到边界后，距采区边界5米处掘一对斜巷，两巷相距5～8m,并沿倾斜每隔10～15m用联络巷贯通。508采区掘进工程量序号巷道名称性质断面规格支护形式工程量（m）150202运输下山岩2.6×2.4喷浆250250202下部车场岩车场（3.4×2.6）喷浆30350214行人天眼煤2.0×1.8金支（梯形）300450202煤斗上山岩2.6×2.4喷浆15550212溜煤下山煤2.0×1.8金支（梯形）250650215斜巷煤1.4×1.8木支（梯形）7514750217斜巷煤1.8×2.0金支（梯形）75850218回风平巷煤1.8×2.0金支（梯形）210950216运输平巷煤1.8×2.0金支（梯形）2101050228回风巷煤1.8×2.0金支（梯形）2101150226运输巷煤1.8×2.0金支（梯形）2101250238回风巷煤1.8×2.0金支（梯形）2101350236运输巷煤1.8×2.0金支（梯形）2101450248回风巷煤1.8×2.0金支（梯形）2101550246运输巷煤1.8×2.0金支（梯形）21016502下部水仓岩3.0×2.8喷浆50合计2