毕业设计吕沟煤矿采区设计说明书Word下载.docx

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第二章矿井概况….....................................2

1、矿井现生产采区情况

2、新采区、新水平情况

3、开采81采区的必要性

第三章81采区概况....................................3

第一节采区位置及范围、储量...........................3

1、采区位置及范围

2、地面情况及受生产影响程度

3、采区储量

第二节地质勘探情况...................................4

第三节地层及标志层...................................4

1、地层

2、主要标志层

第四节地质构造.......................................3

第五节水文地质特征及充水因素.........................3

1、81采区水文特征

2、81采区主要充水因素

第六节煤层赋存特征...................................6

1、煤层赋存特征

2、瓦斯

3、煤尘

4、煤层自燃

5、地温

第七节地表特征.......................................7

第八节煤质...........................................7

第九节采区存在问题及建议.............................7

第四章采区设计方案的确定.............................7

第一节方案的提出、确定...............................7

1、设计方案

2、方案对比与确定

第二节设计方案.......................................13

１、设计原则

2、巷道布置

3、主要巷道设计

第三节工程量、工期及初期投入预算.....................17

1、工程量

2、工期

3、初期投入预算

第五章采煤方法及工艺、设计能力、服务年限.............16

1、采煤方法

2、采煤工艺

3、采区设计能力

第六章采区安全生产系统...............................19

第一节主运输系统.....................................19

1、主运输路线

2、采区运煤设备选型：

第二节辅助运输系统...................................24

1、巷道原始参数

2、基本参数选择：

3、选型计算

第三节排水系统.......................................25

第四节通风系统.......................................25

1、矿井通风现状

2、通风线路、风量配备

3、81采区通风容易时期

4、81采区通风困难时期

第五节供电系统......................................37

1、采区基本情况

2、移动变电站

3、移动变电站设备选型计算

4、采区照明

第六节压风系统......................................40

第七节供水系统......................................41

第八节综合防尘系统..................................41

第九节监测及通讯系统................................41

1、监测系统

2、通讯系统

第七章煤质管理......................................42

第一节掘进工作面煤质管理............................42

第二节采煤工作面煤质管理............................43

第八章安全技术措施..................................45

第一节危害因素分析..................................45

1、采区灾害因素分析

2、生产作业主要伤害因素分析

第二节安全技术措施..................................46

1、矿井灾害预防措施

2、生产作业安全保障措施

第三节避灾路线......................................49

1、避灾原则

2、避水灾路线：

3、避火灾、瓦斯事故路线

第九章主要技术经济指标..............................50

第十章附图......................................51

第一章设计依据

1.1上级部门批准的采区设计：

《七4煤层深部开采设计》，批准时间：

2010年元月

1.2设计采区位置、范围，井上、下关系及四邻采面（边界）的地质情况：

1.2.1采区位置及范围

81采区位于吕沟煤矿七4煤层八号水平东翼，东至七4煤层东翼薄煤带，西至Y=38441500坐标线，北至七4八东大巷煤柱，南至矿井边界（-400米水平等高线）。

采区上限标高为-198m，下限标高为-400m，地面标高+172～+160m，走向长约380m，倾向长约820m，面积31.16万m2，为单翼采区布置。

81采区上部为七4802采空区，采区范围内地面有潘庄和小潘庄两个村庄。

地形为构造剥蚀类型为主的低山丘陵区、地势西高东低，山坡冲沟发育，常与山脉走向垂直，且呈“V”型及“U”型。

为第四系地层半覆盖区，基岩零星出露，地面标高为+172～+160m,有大量农田，采区范围内地面无任何河流和湖泊及较大池塘。

1.2.2煤层赋存特征

赋存于二叠系上统上石盒子组七煤段中部，上距平顶山砂岩220m，下距六2煤层（原采矿证五2煤层）90m。

煤层直接顶、底板多为深灰色泥岩、砂质泥岩和粉砂岩，煤厚0—1.51m，一般0.80—1.10m，平均厚度0.86m，以薄煤层为主。

煤层结构简单，一般含一层炭质泥岩夹矸，厚0.05—0.29m。

1.2.3瓦斯

2010年工信厅批复瓦斯相对涌出量为4.68m3/t，绝对瓦斯涌出量为4.34m3/min，属于低瓦斯矿井。

81采区绝对瓦斯涌出量为0.26m3/min，二氧化碳绝对瓦斯涌出量为0.30m3/min

1.2.4煤尘

根据2009年5月洛阳矿山机械检测检验中心提供的检验报告，矿井所采七4煤层煤尘爆炸指数为18.38%，具有中等强度爆炸性。

1.2.5煤层自燃

2009年5月洛阳矿山机械检测检验中心提供的煤层自燃倾向性鉴定报告，七4煤层属自燃煤层。

但在50年实际开采过程中无发生过自燃发火现象。

1.2.6水文地质

正常涌水量10m3/h、最大12m3/h。

主要水源来自上部东翼小煤窑老空水，以及七4煤层顶板砂岩含水层（ⅦⅠ），可造成七4煤层顶板淋水，但水量小、持续时间短，对开采偶有影响。

81采区防治水工作简单易行，采掘工程不受水害影响。

1.3邻近采区及边界小窑采空、积水情况资料:

81采区范围内无小煤窑采空和积水。

第二章矿井概况

吕沟煤矿设计生产能力30万吨/年，2009年核定生产能力45万吨/年；

开采六2、七4两层薄煤；

矿井采用片盘斜井开拓，两翼对角式通风；

水文地质条件简单；

瓦斯矿井；

所采六2、七4煤层煤尘具有中等强度爆炸性，均属Ⅱ级自燃煤层；

正常涌水量为100m3/h，最大涌水量120m3/h。

矿井目前有2个生产采区。

1、矿井现生产采区情况：

92采区：

布置一个炮采工作面，六2901采煤工作面，可采储量83.2万吨，截止2012年1月底，剩余可采储量69.3万吨，预计2014年12月回采结束。

91采区：

布置一个炮采工作面，六2902采煤工作面，可采储量36.7万吨，截止2012年1月底，剩余可采储量22.6万吨，预计2013年4月回采结束。

2、新采区、新水平情况：

81采区施工情况及首采工作面形成时间

81采区：

预计2012年9月布置完毕。

可布置2个炮采工作面，合计可采储量41.74万吨，预计首采工作面C七401预计2013年1月具备生产条件。

吕沟煤矿目前生产布局来看，矿井在六2水平布置2个采区（91采区、92采区），92采区布置一个炮采工作面，可采储量83.2万吨，预计2014年12月回采结束；

91采区内布置一个炮采工作面预计2012年12月结束，为确保采掘接替和矿井可持续发展布置81采区。

81采区位于七4煤层八水平东区，利用七4八东大巷做为回风巷形成生产系统，巷道工程量小、工期短，是矿井采区接续的最佳途径。

第三章81采区概况

第一节采区位置及范围、储量

81采区位于吕沟煤矿七4煤层八水平东翼，东至七4煤层东翼薄煤带，西至Y=38441500坐标线，北至七4八东大巷煤柱，南至矿井边界（-400米水平等高线）。

采区上限标高为-198m，下限标高为-400m，地面标高+172～+160m，走向长约380m，倾向长820m，面积31.16万m2，为单翼采区布置。

81采区上部为七4802采空区。

2.1地面建筑、设施等

采区范围内地面有潘庄和小潘庄两个村庄。

2.2地形（地貌、植被、地层出露情况）

采区范围内为构造剥蚀类型为主的低山丘陵区、地势西高东低，山坡冲沟发育，常与山脉走向垂直，且呈“V”型及“U”型。

为第四系地层半覆盖区，基岩零星出露，地面标高为+172～+160m,有大量农田。

2.3水系及地面水范围

采区范围内地面无任何河流和湖泊及较大池塘。

2.4采掘影响及破坏程度

回采工作面布置为超高水充填工作面，因此回采不会造成地表塌陷，对地表影响很小。

3、采区储量

81采区开采七4煤层，地质储量52.17万吨，可采储量41.74万吨。

第二节地质勘探情况

81采区无地质资料。

第三节地层及标志层

七4煤层层位属二叠系下石盒子组。

从现有巷道揭露的煤层资料分析，该采面煤层赋存较稳定，煤层厚度在0.9m左右，属薄煤层。

煤层为半暗光泽型。

田家沟砂岩：

位于上石盒子组底部，由灰色厚层状中、粗粒、底部砾状砂岩组成，层位稳定，厚0～16.21m、一般3.6～12.3m，为本区主要标志层，以厚层、含砾、具明显的文理层理为主要特征，该标志层上下分别为七煤段和六煤段，其煤岩层组合与其它煤段有明显区别易于确定：

七煤段含煤段位于中上部，含煤3-4层，以七4、七2煤层较稳定，其间为含较多大白云母片、层面具炭质的细中粒砂岩，组合清晰特征明显。

第四节地质构造

根据七4八东大巷掘进资料显示，81采区东翼，有薄煤带一个，具体位置位于七4八东大巷430m-800m处，根据资料推断无煤带延伸至矿井边界，范围坐标：

1点X=3775369.89，Y=38441705.15;

2点X=3775350.39，Y=38442075.22;

3点X=3774534.49，Y=38442394.75;

4点X=3774551.43，Y=38441937.68;

面积约36.8万m2，占全区面积的33.4%

第五节水文地质特征及充水因素

主要水源来自上部东翼小煤窑老空水，以及七4煤层顶板砂岩含水层，在顶板砂岩破碎处或断裂带内往往含少量裂隙水，在采矿揭露时常形成顶板淋水，但持续时间较短。

表明其富水量弱、均为静储量特征，对矿井安全生产无影响。

第六节煤层赋存特征

矿井现开采深度420m，温度22℃左右，地温正常。

煤　层　顶　底　板　岩　性　表

煤层

类别

岩石名称

平均厚度（m）

主要岩性特征

七4

顶

板

老顶

中粒砂岩

2.75

灰白色，以粗粒为主，主要成分为石英。

直接顶

泥岩

1.2

灰黑色、底部含炭质。

底

直接底

细粒砂岩

0.81

深灰色

老底

2.72

灰色。

第七节地表特征

第八节煤质

七4煤：

为黑色，条痕黑色，玻璃光泽，条带状结构。

顶部常有一层致密状暗煤，中部主要为暗煤和亮煤，下部亮煤、镜煤为主。

煤质特征表

指标

项目

Ad

（%）

St,d

Pd

Qgr,v.d

（MJ/kg）

Y

（mm）

和G

Vdaf

ST

（℃）

七4煤

数值

30.55

0.70

0.010

23.27

16.5

777

18.83

＞1400

等级

高灰

低硫煤

低磷分

中热值煤

较高软化温度灰

第九节采区存在问题及建议

采区范围内无地质资料，由于矿井深部钻孔控制程度不足，所以对矿井-245水平以深的储量可信度不足，所以薄煤带的范围和断层情况可能远比目前探明的资料要复杂的多，建议补充勘探。

第四章采区设计方案的确定

第一节方案的提出、确定

方案Ⅰ

根据81采区范围及地质情况，在八号石门中部布置一个溜煤眼与六2煤层九号煤仓西上仓巷垂直连接（溜煤眼与九号煤仓间距76.1m），溜煤眼设计长度39.1m，然后从溜煤眼处向南扩八号石门128.2m，再以182°

方位掘进集中运输石门115.7m与七4集中运输平巷贯通；

在七4八东120m处以180°

方位向下掘进运输联络巷28m开始掘进七4集中运输平巷，向西以270°

的方位掘进117m与集中运输石门贯通，向东以90°

的方位掘进380m到达81采区东翼无煤带（七4八东大巷500m处），然后再以0°

方向向上掘进运输联络巷46m与七4八东大巷贯通，81采区构成。

根据81采区设计，81采区可布置两个采煤工作面。

七4集中运输平巷做为81采区进风巷，七4八东大巷做为回风巷。

采煤工作面采取倾斜长壁上仰后退式采煤法。

回采，由于矿井接替紧张，集中运输平巷工程量较大，等集中运输平巷施工完毕后会造成矿井采掘失调，因此以东翼无煤带为自然边界把81采区划分开两个采区，及一采区和二采区，可以先布置一采区。

由于矿井属于以顶板孔隙水为主的水文地质条件简单型矿井，七4八东大巷以上不受老空水威胁，采空区积水已经联络巷导入七4八东大巷，根据矿井实际观测81采区涌水量10m3/h，并且积水有七4八东大巷水沟排出到八号石门水沟再排至九号水仓，并且81采区布置采面为超高水充填采面，超高水充填开采的工艺是利用95%的矿井水添加5%的添加剂对采空区进行充填，渗入采空区的少量水可做为充填材料，因此81采区不再设计水仓。

为满足81采区供电需要在七4八东大巷350m处布置集中配电点，需要扩巷50m，巷道有原来下宽3.9m工字钢支护，扩为下宽4.8m的工字钢支护巷道。

设计巷道总工程量为854m，其中岩巷154.8m，半煤岩巷煤巷571m，扩巷128.2m。

81采区共设计2个采煤工作面，可采储量41.74万吨实体煤。

方案Ⅱ

的方位掘进1380m到矿井边界然后与七4八东大巷贯通，81采区构成。

由于矿井属于以顶板孔隙水为主的水文地质条件简单型矿井，七4八东大巷以上不受老空水威胁，采空区积水已经联络巷导入七4八东大巷，根据矿井实际观测81采区涌水量小于10m3/h，并且积水有七4八东大巷水沟排出到八号石门水沟再排至九号水仓，并且81采区布置采面为超高水充填采面，超高水充填开采的工艺是利用95%的矿井水添加5%的添加剂对采空区进行充填，渗入采空区的少量水可做为充填材料，因此81采区不再设计水仓。

设计巷道总工程量为1780m，其中岩巷446.8m，半煤岩巷煤巷1205m，扩巷128.2m。

81采区共设计5个采煤工作面，可采储量92.1万吨实体煤。

方案Ⅲ

根据81采区范围及地质情况，在八号石门中部测16点以北16.7m处以90°

的方位角向东掘进联络巷20m，然后再掘进一条与八号石门平行方位角182°

的集中运输石门长度246m，与集中运输平巷贯通，在联络巷东边布置一个溜煤眼与六2煤层九号煤仓西上仓巷垂直连接（溜煤眼与九号煤仓间距53.7m），溜煤眼设计长度33.4m；

的方位掘进97m与集中运输石门贯通，向东以90°

的方位掘进380m到达81采区东翼薄煤带（七4八东大巷500m处），然后再以0°

由于矿井接替紧张，集中运输平巷工程量较大，等集中运输平巷施工完毕后会造成矿井采掘失调，因此以东翼无煤带为自然边界把81采区划分开两个采区，及一采区和二采区，可以先布置一采区。

设计巷道总工程量为850.4m，其中岩巷299.4m，半煤岩巷煤巷551m。

方案Ⅳ

根据81采区设计，81采区可布置五个采煤工作面。

设计巷道总工程量为1774.4m，其中岩巷589.4m，半煤岩巷煤巷1185m。

2、方案对比

方案Ⅰ

优点：

与方案Ⅱ、Ⅳ相比巷道工程量少，工程造价底，可减少巷道930m；

施工工期，可减少施工时间14.7个月，缩短布置采煤工作面时间，有利于矿井接替。

缺点：

1、巷道施工时出现一次串联通风，影响巷道通风系统。

2、与方案Ⅲ、Ⅳ相比运输系统集中不易管理，八号石门扩巷施工时，要保证八号石门正常运输，影响81采区掘进巷道运输，工程完毕后81采区轨道运输与皮带运输同在八号石门内，运输集中不易管理。

1、采区巷道施