清水煤矿120万吨 采区设计采矿Word文档下载推荐.docx
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②望花台~大桥背斜：
位于望花台、孟家屯、大桥一线，轴向北80~85°
东，两翼倾角10°
~15°
左右。
在大桥堡与望花台之间略呈一宽缓“马鞍”型构造，基底由轴部400m向两翼逐渐增深。
③蒿甸子向斜：
位于煤田南部古城子~蒿甸子一线。
向斜轴向近东西，近蒿甸子转为北75东，至树林子煤盆边缓抬起消失。
周长13公里，向斜北翼倾向南，倾角小于15°
，根据钻探资料轴部基底埋藏深度约在1000m。
（4）构造特征
该层基底呈缓波状起伏。
含煤建造受其古地理控制。
煤盆地边缓形态与其新华夏系第二隆起带凸凹地形相依附、西部受新台子~大民屯同生主干断裂控制，形成西部坳陷较深，东部较浅的构造盆地。
含煤盆地内构造形迹为一旋卷构造。
大致围绕望花背斜（可视为砥柱）有一系列背斜。
断裂呈弧形环状展布。
由于扭应力的作用，周围岩石发生相对旋扭运动，引起岩石变形和破坏，生成环状构造形迹，这些压扭性背、向斜构造和较为显著的张性兼扭性断裂，组成的旋回面及旋回层，并不连续，而是相互断裂排列。
其外旋转为顺时针方向展开不完全封闭，形成一埂子，沿望花清水台的东北方向延续。
该层含煤建造岩性较软，地层较为平缓。
当扭动力作用时，岩层产生塑性应变和扭动位移影响、出现“新月形”平缓次级向斜。
如在大桥、望花台间的“马鞍型”构造。
北西~南东方向展布望花台北部与洋河，南部蔡台子与古城子之间有“新月形”深沟。
（亦可能是同生或后期断裂造成的）。
另外，在环状断裂的两侧有低序次的分枝断裂。
宏观全区，这些不同形式，规模的构造，略有向同一方向收敛和向另一方向散开的趋势。
1.1.4水文地质
本区煤层赋存较稳定，可采煤层主要有甲组一号层，煤厚一般在3.m～10m之间；
甲组二号层，煤厚一般在6m～23m之间；
局部存在乙组三号层，一般不可采。
1.2煤层质量及煤层特征
本井田位于沈北煤田的东南缓、望花台~大桥背斜的南翼，蒿甸子向斜的北翼。
含煤岩系走向北西，倾向南西、倾角5°
。
基本上为一向西南倾斜的单斜构造，但局部有一次一级的褶区构造。
本井田断裂构造发育，受断裂错动的影响，在局部地段岩层产状发生转动呈北北东向、倾向南东东，有的地段，岩层呈弧形弯曲，构成小旋转构造由于岩层产状较简单、褶区构造不发育只对断裂构造作以说明。
（1）构造体系及特征
井田东部边界断层F蒲1—，西部边界断层F蒲2—1两个断层均为区域性断层。
这两个断层控制制约着整个井田的构造格局。
即井田内的断层均是上述断层的次级构造或派生构造，由于断裂规模及序次不同组合，综合在一起，又将整个井田大致以500m至800m的间距，分割成几个地质块体，并各自构成独立的次级构造体系。
这几个小体系均为上述断层的派生构造或次级构造。
它们之间呈斜列状产出，并有镶嵌斜割之现象。
这些小体系均由入字形断裂组合而成帚状构造。
分述如下：
①F1~F蒲2—1块段
位于井田西北部，均被生产巷道揭露与控制。
主干构造为F1号断层。
呈弧形曲弯状。
断层南段走向为北70°
~80°
东。
中段向南弧形突出，向北以北30°
东方向平直延伸。
次级断裂或派生构造均分布在主体断层弧形弯曲的内侧。
主体断层与支断层的组合，构成了向东北方向收敛，向西南方向撇开支断层发育的帚状构造。
支断层为F12、F18、F19号断层等。
②F30~F1块段
位于生产区北部。
被生产巷道揭露与控制主干断裂为F30号断层。
其它断层均为F30号的断层派生断层。
展布于F30号断层弧形弯曲的内侧。
主干断层产状及规模变化较大，西南端走向近东西，向南倾斜，倾角60°
，落差50~70m。
于8勘探线转弯向北35°
东方延伸，倾向南东，倾角35°
左右，落差25~50m。
此断层西南部规模较大，东北部规模较小。
支断层与主干断层组合在一起构成向东北方向收敛，向西南方向撇升的帚状构造。
支断层与主干断层基本呈35°
左右夹角斜交。
走向也基本随同主干断层裂作弧形弯曲。
其主要支断层有F24、F33、F35、F32、F30-7等断层。
一级支断层往下仍有次一级支断层，构成断裂构造呈树枝状，网格状密集呈现。
给生产带来很大困难，使得煤层完整性遭受破坏，F30号断层以北无较大工作面。
③F9~F30块段
位于井田中部，为现生产区，主干断裂为F9断层。
东盲二片二石门揭露，该断层弯曲值较小，成较开阔平直的“S”型展布。
走向变化不大，为北25°
~35°
东，倾向北西，倾角70°
，落差20~50m，只能干部小断层发育，支断层有F10、F9-1、F9-2、F9-3、F9-4等断层。
支断层与主干断层组合成向东北收敛，向西南方向撇开的帚状构造。
支断层集中在上盘西北方向，下盘支断层较少。
断层规模无论主干断层或支断层，东北部较大，而西南部较小至尖灭。
④F75~F9块段
位于井田东部。
主干断裂为F75断层走向北31°
东，倾向南东、倾角70°
、落差20~90m。
支断层发育在断层的下盘。
呈30°
左右的角度斜交于主干断层。
支断层有F75-1、F75-3、F75-4、F75-5断层组合形式，东北收敛，西南撇开。
⑤F蒲1-5~F75-5块段
接近于井田东部边缘，主干断裂以F蒲1-5为主，（东部边界断层）。
南部呈弧形、由纬线50000向北平直延伸。
倾向北西~西，倾65°
，落差22~98m，支断层为F76、F77两条断层，断层组合形式成“弓”型。
因位于井田边界，控制程度较低，因而表现在构造格架较为简单。
⑥西南部
位于12勘探线以西至15勘探线。
本区断层以北西向为主，断层基本以500m左右的距离产出，井田内延伸较短，均为F蒲2-1断层的派生断层。
主要有F80、F82、F84、F86、F87等断层。
（2）断层产出特征
①井田内断层均为正断层。
②断层多数呈弧形弯曲状产出，支断层基本展布于主干断裂的西北侧。
③支断层靠近主干断层规模较大随离主干断层距离加大而变小至尖灭。
④生产实见断层，破碎带较窄，上盘岩层破碎，小断层多。
断层下盘，岩层完整，小断层少。
⑤12勘探线以东段层以北东方向为主，向东北密集，向西南撇开至尖灭。
12勘
探线以西，以北西向断层为主，基本等距出现向东变小至尖灭。
12勘探线附近北东，西北向断层均在此处尖灭。
⑥东西向断层分部在井田中部，有F88、F83、F89、等断层，大部分被北东方向断层所切割。
主要断层一览表表1-3
断层号
走向
倾向
倾角
断距
确定依据
控制程度
备注
F30
N45-80E
S～SE
65°
15～70
-220西一、二石门，东1-5回风道，东1-3回风道实见
可靠
断层均为正断层
F30-6
N67W
S
10～50
-260西一石门下山，东一石门实见
未采
F9
N35E
N
45°
～70°
20～50
东-180二石门实见，古14孔缺煤层，古7孔缺动物化石层30m，1号孔与古112孔，古71孔与78孔反向
未采区
F75
N31E
SE
75°
20～90
古106孔缺煤层，9017孔与433孔，721孔与8403孔煤层标高与沉积规律不符
较可靠
F75-8
N80E
E
25～52
古76孔，古60孔实见。
F76
70°
15～75
450孔与古7孔，737孔与428孔，煤层标高与沉积规律不符
推断
F77
N45E
35～55
古2号孔与古30号孔，737号孔与428号孔煤层标高与沉积规律不符
F79
N13W
74°
25～80
古25号孔缺动物化石层，古43号孔缺植物化石层，古113号孔缺煤层
（3）井田内构造情况
清水井田地质构造复杂、以断裂构造为主。
井田内共有断层115条，每平方公里9.2条，大于50m的断层16条，30m至50m的断层12条，落差大于30m的断层共28条。
在核实区范围内，落差大于30m的断层共17条，其中可靠的9条，较可靠的6条，不可靠（推断的）2条，5m到30m的断层井田广泛分布。
1.2.1煤质及物理性质
（1）煤层
本井田为一隐伏煤田，煤系地层均为第四系覆盖，煤层赋存下第三系杨连屯组大桥段下部植物化石层之下，凝灰岩、杂色泥岩之上，煤层赋存深度20~900m，含煤地层主要由煤层、油页岩、深灰色泥岩、粉砂岩、砂岩组成，煤层自上而下为甲组一号层、甲组二号层、乙组三号层三个复合煤层，可采煤层为甲组一号层和甲组二号层，乙组三号层零星分布，仅局部见可采点。
（2）可采煤层
①甲组一号层
该层沉积稳定，全井田发育，结构简单，顶板为油页岩，井田东部为粉砂岩、底板为化石层、岩性为泥岩、粉砂岩、砂岩、煤组厚0.62~14.5m，平均厚6.73m，由1—2个分煤层组成。
可采厚度1~12.33m，平均4.85m与甲组二号层间距0.1~25m，北部层间距大、南部小。
②甲组二号层
甲组二号层变化较大，按其结构特征，可分为上下两段，上段分煤层集中矸石较薄，全区发育，沉积较稳定，下部受其古地理条件的影响，结构复杂，局部缺失。
该层厚度变化较大，夹矸最大8.16m，煤组厚0.18~30.11m，由1~40个煤分层组成，平均厚度17.86m。
可采厚度1.04~23.77m，平均7.49m。
与乙组三号层间距0.8~8.52m。
顶板为化石层，底板为杂色泥岩及吕土质泥岩。
（3）可采层分布特征
总体看可采煤层的分布与地层走向基本一致，呈北东向展布、东薄西厚、南薄北厚。
可采煤层的分布特征表表1-4
煤
层
号
厚度
最小-最大
平均
煤层间距
可采点数
煤层
结构
顶板
岩性
底板
可采
程度
稳定
甲1
1.00~12.33
4.85
0.1~25.3
150
较简单
油页岩
泥岩
粉砂岩
全区
较稳定
甲2
14~23.77
7.49
4.34
156
复杂
粉砂岩
不稳定
（4）煤质
本井田为一组间距较小的复合煤层，可采煤层为甲组一号层和甲组二号层，甲1可采厚度平均4.85m，甲2可采厚度平均7.49m，区内无岩浆活动，煤的变质以区域变质为主，从煤的物理性质看全区变化不大。
从化学分析及工艺性能试验结果来看，该井田为特低灰煤，不粘结，低硫低磷，富油煤。
灰熔点为难熔至高熔灰份，中等热稳定性；
灰渣为中等至难熔区，并且有较强的化学性等特征。
煤组综合化学指标：
水份（Mad）平均10.88%。
灰份（Ad）平均20.81%，属中等灰分。
精煤3.72~14.69%平均7.24%。
挥发份（Vadf）平均47.11%。
发热量（Qgr。
d）平均21.01MJ/kg，属高热值褐煤。
硫（Sd）平均0.62%，属低硫。
磷（Pd）平均0.009%。
胶质层（Y）为0，属低磷。
碳（Cr）平均74.44%。
1.2.2顶底板岩性
①顶板：
无伪顶，直接顶为油页岩，沉积稳定厚度为20～30m，灰褐色，以泥质成分为主，层状结构、易风化，风化后呈片状、干后粉碎崩裂，不易维护。
②底板：
以泥岩、凝灰岩为主，局部煤层底板直接和石英岩接触。
泥岩、灰白色，厚度在6m左右。
在往下为凝灰岩，致密坚硬，贝壳状断口。
灰色、灰白色。
含水较大时硬度较低。
石英岩白色，矽子胶结致密坚硬。
1.2.3瓦斯赋存状况及煤的自燃性
根据辽宁省煤炭工业管理局《关于对沈煤集团公司2010年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复》（辽煤生产[2010]348号），清水矿属低瓦斯矿井（批复按高瓦斯矿井管理），矿井相对瓦斯涌出量8.38m³
/t，绝对瓦斯涌出量16.15m³
/min。
矿井瓦斯等级鉴定表表1—5
瓦斯
等级
瓦斯涌出量
二氧化碳涌出量
相对（m3/t）
绝对（m3/min）
低
8.38
16.15
1.57
3.02
根据辽宁省煤炭工业管理局（辽煤生产[2010]348号）瓦斯鉴定文件的批复及开采甲2煤层的煤尘爆炸性试验委托煤科研究总院抚顺分院鉴定情况结果见表：
煤尘爆炸性鉴定表表1-6
煤层名称
工业分析（%）
火焰长度
m/m
岩粉用量
（%）
爆炸性
结论
水份Wf
%
灰份Ag
挥发份
Vf
Vr
甲2煤层
10.64
6.50
36.73
44.32
>
400
70
强爆炸
根据辽宁省煤炭工业管理局（辽煤生产[2010]348号）瓦斯鉴定文件的批复及开采甲2煤层的自燃倾向性试验委托煤科研究总院抚顺分院鉴定情况结果见下表：
自燃倾向性鉴定表1-7
名称
分析项目
自燃倾向性检验
检验
结果
水份
Mad
灰份
Aad
Vdaf
全硫
（St.d）
真密度
TRDg/cm3
吸氧量
ml/g.干煤
自燃倾向等级
—
1.39
0.72
Ⅰ类
容易自燃
第2章井田境界及埋藏量
2.1开采水平的设计
南二采区开拓方式为片盘开拓，由-450水平布置三条下山。
其中第一条为皮带下山，断面11.97平方米，倾角-12°
30′，延伸到-520水平，承担运煤（入风）。
第二条为材料下山，断面9.98平方米，倾角-14°
30′，延伸到-510水平，承担运料（入风）。
第三条为回风下山，断面9.98平方米，倾角-12°
20′，延伸到-510水平，承担回风。
-450水平布置一条大巷，与皮带下山和材料下山、回风下山相通，回风下山与专用回风巷相通。
2.2水平的大巷布置
大巷的主要任务使担负煤矸、物料和人员的运输，以及通风、排水、敷设管线。
对大巷的基本要求是便于运输，利于掘进和维护，能满足矿井通风安全的需要。
根据矿井生产能力和地质条件的不同，大巷可选用不同的运输方式和设备，而不同的运输设备对大巷提出了不同的要求。
合理的大巷布置可以节约基建投资，加快矿井建设，有利于井下运输和巷道维护，为合理布置采区和井下生产创造良好的条件。
第3章矿井产量、服务年限
3.1采区资源储量：
2653.34万吨
其中：
村庄压煤1299.49万吨占49%
地质损失398.0万吨占15%
设计损失528.943万吨占20%
3.2采区可利用量：
2653.34-（1299.49+398.0+528.943）=426.907（万吨）
3、采区服务年限：
南二采区设计能力90万吨/年，利用现有生产系统可服务年限为：
426.907÷
（90×
1.3）=3.65年
生产能力安排
年度
2011年
2012年
2013年
2014年
产量
90万吨
58万吨
第4章井田开拓
4.1采区段形式及尺寸的划分
南二采区是目前矿井生产采区，位置在-450水平延深部位。
南二采区北起F30断层，南至QF83断层，西起F蒲2-1断层，东以现南一采区采空区（原-310公用皮带下山）为界。
走向长1500米，倾斜宽1140米，面积1.69平方公里。
4.1.1井底车场形式的选择及硐室概况
井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是连接井下运输和提升两个环节的枢纽，是矿井生产的咽喉。
因此，井底车场设计得是否合理，直接影响着矿井的安全和生产。
4.1.2井底车场的形式
运输大巷采用胶带运输，主井的提升设备采用皮带，副井的提升设备采用绞车。
4.1.3井底车场硐室
井底车场硐室为主井煤仓及装载硐室、中央变电所、中央水泵房、火药库，具体位置见井底车场平面图。
1.主井煤仓及装载硐室
根据《规范》规定，矿井的煤仓容量为
Qmc=（0.15～0.25）Amc
式中，Qmc—井底煤仓容量
Amc—矿井日产量
0.15～0.25—系数，大型矿井取大值，小型矿井取小值,本设计取0.25
则井底煤仓容量为：
Qmc=0.25×
4000=1000（t）
图4—5煤仓为斜式
2.中央变电所和中央水泵房
中央变电所和中央水泵房联合布置，便于使中央变电所向中央水泵房供电距离短，中央变电所和中央水泵房建成联合硐室，具体见开拓图.
第5章采区巷道布置
5.1采区巷道布置
5.2采煤系统
5.2.1运煤系统
运煤系统：
工作面落煤→工作面运输顺槽→－520皮带运输上山→南二采区皮带上山→南二采区运输大巷→－450皮带上山→310主石门→皮带井→地面。
5.2.2运料系统
运料系统：
原副井、副提升井→－100大巷→中盲斜井→－310大巷→－450轨道上山→－450运输大巷（机、轨合一）→南二采区材料上山→－510材料道→南二05#回风斜上→工作面回风顺槽。
第6章采煤方法及工艺
6.1采煤方法的选择
《规范》规定，选择采煤方法，应根据煤层赋存条件，开采技术条件，地面保护要求，设备状况及其发展趋势，以及安全﹑产量﹑效率﹑成本和煤的回收率等因素，经综合技术经济比较后确定。
大型矿井应以综合机械化采煤工艺为主。
6.2选择的依据
1.矿井地质构造、煤层厚度、煤层倾角、层数、层间距、硬度和有无矸石等，以及顶底板岩性、瓦斯、煤尘、水文地质、自然发火等情况，煤层的开采关系以及地面井下开采关系等。
2.国家关于煤炭生产的方针政策。
3.采煤机械化程度、设备适应条件。
4.邻矿或相似矿井的采煤实践经验。
6.3选择的要求
1.煤炭资源损失少，采用正规采煤方法。
2.安全及劳动条件好。
3.便于生产管理。
4.材料消耗少。
5.尽可能采用机械化采煤，达到工作面高产高效。
6.4采煤方法
采煤方法采用长壁后退式综合机械化放顶煤全部垮落方法，工作面为液压支架支护。
6.5采煤机械的选择和回采工艺的确定
6.5.1采煤机械的选择
《规范》规定，大型矿井应以综合机械化采煤工艺为主，综采是回采工艺的重要发展方向，它具有高产﹑高效﹑安全﹑低耗及劳动条件好，劳动强度小的优点。
要实现综采必须配备成套设备，特别是把工作面“三机—采煤机，刮板输送机，液压支架”配套搞好，否则综采生产将无法进行，因此也不能取得好的经济效果。
根据设计工作面煤层赋存情况和生产能力选择综采机组设备。
回采工作面下顺槽运输设计SDJ-150落地皮带和转载机，上顺槽设计无极绳绞车运输物料，绞车型号为JWB-110J。
工作面主要设备表
采煤机
MG-250/600-AWD
转载机
SZZ-764/200输送机
液压支架
ZF4800/16/31型
破碎机
PCM-1000型锤式破碎机
工作面
运输机
SGZ-764/400运输机（前、后各一台）
皮带机
SDJ-150胶带输送机
6.6回采工艺的确定
采用综合机械化回采工艺。
回采工艺选择的原则：
（1）尽可能使用机械采煤，达到工作面高产高效。
（2）劳动安全条件好。
（3）煤炭损失少，回采率高。
（4）材料消耗少，成本低。
a 综采面双滚筒采煤机割煤方式：
经考虑顶板管理，移架，倾角大等因素，工作面采用单向割煤，往返一次割一刀。
b 综采面采煤机进刀方式：
采用工作面端部斜切进刀时，其进刀过程如下：
（a）当采煤既割至工作面端头时，其后的输送机槽以移进煤壁，采煤机机身处尚留有一段下部煤（图6-4-1a）
（b）调换滚筒位置，前滚筒降下，后滚筒升起，并沿输送机弯曲段反向割入煤壁直至直线段为止，然后将输送机移直（图6-4-1b）
（c）再调换两个滚筒上下位置，重新返向割煤至输送机处（图见6-4-1c）
（d）将三角煤割掉，煤壁割直后，再次调换上下滚筒。
返程进
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