二采区设计文档格式.docx
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第一章采区概况及建设条件
第一节概况
一、交通位置
矿区有简易公路与外界公路相连，距关兴高等级公路龙场站10km，距214国道线15km，距贞丰县城16km。
交通条件较好（图1-1-1）。
二、井田概况
1、地形地貌
矿区属云贵高原中高山侵蚀、剥蚀地貌，地势南西高北东低，最高点位于矿区南西缘之龙头大山，海拔1625.5m，最低点位于矿区北东侧岔河联营出口，海拔980m，相对高差645.5m，矿区侵蚀基准面标高约为930m。
2、河流
矿区内仅于北侧发育一条由西向东流的河流，冲沟较发育，且多呈树技状分布,切割较深,沟水流量变化较小，雨季常发生山洪，枯季流量小至干涸,动态变化显著。
岔河联营煤矿属珠江水系，区内为三叠系煤系地层，岩性多为泥岩、粉砂岩，砂岩，有一定的隔水性，矿区地表水大多为“V”型冲沟水。
冲沟流程短，流量受季节性控制明显，大多在雨季时增大，旱季时减小甚至干涸。
一般小于20/s。
3、气象及地震
矿区属亚热带温和湿润气候，四季分明，雨量充沛，冬无严寒，夏无酷暑。
测区年平均气温16.2℃，极端最高气温33℃，极端最低气温-9.6℃；
最热月为7月（均温22.3℃），最冷月为1月（均温3.6℃），一年中，最热月和最冷月平均相差17.8℃，春秋平均相差0.1℃，气温年季变化不大。
无霜期265天。
年平均降雨量1438.31mm，六月份为最多月，平均225.0mm，12月份最少，平均22.7mm；
6—8月最集中，占全年降雨量的48%。
年蒸发量1200—1606.5mm，相对湿度81%，冬季有短期霜雪和凌冻。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001），矿区地震烈度为Ⅵ度，地震动峰值加速度为0.05g。
第二节采区概况
二采区从主轨道运输巷约600米处开始进入二采区，其范围南至矿区边界，西至F2断层，东至矿区边界，面积约802507.8m2，工业储量约128万吨。
第三节 资源条件
一、地质特征及煤层特征
（一）地层
一）区域地层
区域范围内除峨嵋山玄武岩组属火山喷发岩外，其余均为沉积岩。
区域地层以二叠系地层分布最广,次为三叠系地层。
二）矿区地层
矿区出露地层为上三叠统火把冲组、上三叠统二桥组及第四系。
现简述如下：
1、上三叠统火把冲组（T3h）：
主要由石英砂岩、细-粉砂岩、粘土岩及煤层（线）等组成。
与下伏地层把南组整合接触，厚810m。
按岩性特征分为三个段，矿区仅出露二、三段地层。
该地层含煤层四层，编号为K1、K2、K3、K4,其中K2、K3为全区可采煤层，K1、K4煤层局部可采或不可采煤层。
现分述如下：
第二段为灰、紫灰色粘土岩，浅棕色厚层状石英砂岩、岩屑细砂岩为主，夹少量灰、棕黄色砂质粘土岩、粉砂岩、粉砂质粘土岩、煤线。
厚度大于200m。
第三段为浅灰、灰黄绿色厚层至块状粗至细粒石英砂岩、细砂岩、粘土岩等组成不等厚互层。
砂岩中具斜层理构造。
含煤层9～12层，其顶部以砾岩与二桥组分界，中部以一层灰绿色厚层～块状细砂至粗砂为标志层，厚66～72m底部以厚约10～15m的石英砂岩与二为界，厚度150—170m。
此次以储量核实为主，未详细划分二、三段的地质界线。
2、上三叠统二桥组（T3e）：
岩性主要为灰绿、黑色薄-厚层粉砂岩、粘土夹灰色中厚-块状层细至中粒石英砂岩，底部为块状砾岩。
与下伏地层火把冲组整合接触。
厚度大于300m。
3、第四系（Q）：
主要分布于沟谷及缓坡地带。
为残坡积、冲洪积黄灰色、黑色粘土、亚粘土及块石土、碎石土组成。
厚约0—10m。
（二）构造
据《贵州省区域地质志》划分方案，岔河联营煤矿大地构造单元属扬子准地台黔南台拗望谟北西向构造变形区兴仁向斜的中北段向斜核部。
二、矿区构造
１、褶皱
矿区地层总体为一北西向向斜，向斜宽缓状，轴向约320°
，轴部位于矿区龙广一带。
两翼岩层产状平缓，一般4-8°
。
2、断层
矿区内共见两条断层，分述如下：
F1:
走向北西，位于矿外北侧外围，经堡堡寨，基本沿岔河联营河沟分布。
该断层量明显的特征为断层两盘岩层产状变化较大，两盘岩层产状均倾向南西，北东盘岩层产状倾角一般大于25°
，而南西盘岩层产状一般小于10°
破碎带宽约5-20m，破碎带内岩层产状凌乱，已角砾-次角砾化，成分以砂、泥岩为主。
该断层往南西倾，倾角约40-50°
断距约20-50m，为一条正断层。
F2：
位于矿区中部，断层走向北东，大致沿龙广沟展布，北东端与F1断层相交。
破碎带宽约10m，断层断距约30m。
断层倾向北西，倾角约40-50°
，为一条正断层。
综上，测区地质构造为中等复杂程度。
（三）煤层
矿区内含煤地层中，总含煤层四层，其中含可采煤层2层，自下而上编号依次为K2、K3煤层，二层煤均产于上三叠统火把冲组（T3h）（详见附图1），各煤层厚度、顶、底板岩性及层间距统计见表1-3-1，现将可采煤层特征分述如下：
表1-3-1煤层特征表
煤层
编号
煤层厚度（m）
顶底板岩性
起止
煤层间距（m）
最小值
最大值
平均值
顶板
底板
K2
0.88
0.89
石英砂岩
细砂岩
K2～K3
70.1
80.5
75.2
K3
0.92
1.36
1.14
贞丰县岔河联营煤矿含煤岩系为上三叠统火把冲组，根据以往资料，本区含煤岩系中共含煤层（线）80余层，煤层总厚度最厚15.36m，最大含煤系为数14%。
其中本次工作只对K2、K3煤层进行保有资源量核实，K2煤层特征现简述如下：
K2煤层：
位于火把冲组第二段，该组岩层为三角洲平原沉积，主要由砂质粘土岩为主，夹炭质粘土岩、炭质粘土岩及煤层（线）等组成。
煤层变化不大，煤层产状与地层产状一致，煤层顺层产出。
煤层无夹矸。
围岩界线清楚，属结构简单煤层。
上距K3煤层约75.2m。
（四）煤质
1、煤的物理性质
K2：
煤岩为黑色，呈玻璃或金刚光泽，性脆，阶梯及参差状断口，条带状结构，层状构造，节理较发育，含黄铁矿结核及细脉。
2、煤层的化学特征
矿区内各煤层化学特征见下表（表1-4-2）:
表1-3-2煤质分析结果表
分析项目
水份
（%）
灰份
挥发份
固定炭
全硫
发热量
（MJ/kg）
粘结性
1.72
5.07
37.64
56.31
4.90
32.94
强膨胀熔粘结
矿石（特征）具显微结构，凝胶化基质及木煤体呈显微分子形态，非均匀性强，凝胶化基质84%，丝炭化基质及镜煤丝炭8—12%，角质化物质呈条带状，含量1-5%，黄铁矿包裹于基质体中，含量1-3%，其他矿物及杂质1-2%。
属丝炭亮煤及角质亮煤类型烟煤气肥煤。
根据上述分析参数，参照GB/T15224.1-2004煤炭质量分级中对主要煤指标的分类、分级标准，K2煤层属特低灰、中高硫烟煤。
二、瓦斯、煤尘、煤层自燃、地温
1、瓦斯情况
根据贵州省煤炭管理局文件黔煤行管字[2015]287号对黔西南州煤矿2015年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复，挽澜乡岔河煤矿绝对瓦斯涌出量为0.887m3/min，相对瓦斯涌出量为9.478m3/t,鉴定结论为低瓦斯矿井；
根据历年的瓦斯等级鉴定以及附近煤矿的瓦斯等级鉴定结果，本矿及其附近煤矿均为低瓦斯矿井，因此本矿按低瓦斯矿井进行设计。
2、煤尘爆炸性
根据贵州省煤田地质局实验室2010年6月10日提交的整合前贞丰县岔河联营煤矿2#煤层的煤尘爆炸性鉴定报告，2#（K2）煤层的煤尘无爆炸性。
根据以上鉴定报告，K2煤层按煤尘无爆炸性进行设计。
在开采过程中要注意检测煤尘的含量，应尽量降低巷道和工作面中煤尘的含量，作好相应的安全防范措施，以防止造成煤尘及瓦斯爆炸事故的发生。
3、煤层自燃发火倾向性
贵州省煤田地质局实验室2010年6月10日提交的贞丰县岔河联营煤矿2#煤层的煤炭自燃倾向等级鉴定报告，K2煤层的煤炭自燃倾向等级为三类。
根据以上鉴定报告，岔河联营煤矿的K2煤层按无自燃煤层进行设计及管理。
4、地温
本井田属地温正常区，无热害影响。
三、水文地质特征
（一）区域水文地质条件
区域范围内地下水主要分为裂隙水，裂隙水为大气降水渗入风化裂隙、构造裂隙而形成，泉水流量小。
（二）矿区水文地质条件
1、水文地质条件
（1）含、隔水层
A、第四系（Q）：
主要由风化砾、砂、粘土、亚粘土等组成的松散堆积物，厚度0～5m，富含孔隙水，表现为季节性含（透）水层。
B、上三叠统二桥组（T3e）
岩性主要为灰绿、黑灰色薄层粉砂岩及粘土夹灰色薄至中厚层细至中粒石英砂岩，底部为薄层砾岩，与下伏地层火把冲组整合接触。
该层位仅在砂岩中含少量的基岩裂隙水，含水微弱，可视为区内含水层-隔水层。
C、上三叠统火把冲组（T3h）
上三叠系火把冲组岩性上可分为两部分（T3h）：
下部为厚层至块状粗至细粒石英砂岩、细砂岩、粘土岩等组成不等厚互层。
上部为粘土岩，石英砂岩、岩屑细砂岩为主，夹砂质粘土岩、粉砂岩、粉砂质粘土岩、煤线及四层煤可采或局部可采煤层组成。
由于砂岩孔隙较大，加之性脆，易形成裂隙，因而富含孔隙水及裂隙水，而区内粘土岩孔隙较小，透水性较差，为相对隔水层。
因而区内之火把冲组可视为区内含水层-隔水层。
（2）地下水补、迳、排条件
矿区位于兴仁向斜（龙头山向斜）北东翼，地势南高北低，为一斜坡地带，地下水主要为大气降雨的补给。
矿区第四系中的孔隙水顺地形在低矮处的地表呈泉的形式溢出，上三叠统二桥组和火把冲组，弱含水层主要以层间水的形式向矿区北东排泄于岔河联营中，少量渗透到煤层中。
总体上矿井地下水排泄通畅，补迳排条件较好。
（3）煤矿、老硐的水文地质条件
据生产巷道及老硐调查，未见顶板有滴水，底板也无涌水与泉水，矿区断裂水不发育。
目前所采K2煤层矿体位于最低侵蚀基准面之下。
综上所述，岔河联营煤矿区按《煤、泥炭地质勘查规范》（DZ/T0215——2002）中水文地质勘探类型的划分原则，其水文地质条件属Ⅱ类Ⅱ型，即水文地质条件中等的裂隙充水和河流补水矿床。
在今后开采中要注意：
1）在大暴雨季节，防止暴雨进入生产巷道，2）预防采空区积水的突然涌水，3）特别是在采煤时须留足隔水煤柱，防止河水涌进矿中。
2、断层带水文地质特征
在矿区中部井中部及北部外侧各发育有一正断层，即F1、F2断层。
走向北西，该断层往南西倾，倾角约40-50°
位于矿区中部，断层走向北东，大致沿龙广沟展布。
破碎带宽约10m，断层落差约8m。
在施工二采区巷道时将遇F2断层。
3、地表水、地下水动态变化
本区地表水、地下水受大气降水影响，其流量、水质变化均与降水的季节和强度相对应，雨季流量增大，矿化度减少，枯季则相反。
地下水以泉或分散流形式补给溪沟，各含水层无直接的水力联系，且地下水动态变化显著，周期性较明显，并具滞后现象。
4、水文地质类型
根据各含隔水层水文地质特征、断层导水性及动态变化特征，区内地下水补给来源主要为大气降水，地表水及地下水排泄条件良好，准采水平+800m，水平低于侵蚀基准面（本区最低侵蚀基准面+930m）130m左右。
综上所述，本区水文地质类型属裂隙充水矿床,水文地质条件中等。
（三）充水因素分析
1、大气降水：
是主要的充水水源。
含煤地层裸露，直接接受大气降水补给，其充水强度和降水的强度及持续时间有着密切联系。
2、地表水：
区内冲沟发育,有些冲沟常年有水，枯季流量较小，雨季暴涨。
因此，在上述地表水体下采煤应注意地表水灌入。
3、老窑水：
区内老窑和小煤矿分布广泛，且开采历史悠久，大部分被关闭。
老窑采空冒落造成地表开裂、塌陷，致使地表水及降雨由裂隙渗入老窑蓄积。
因此，老窑大多有积水。
开采浅部煤层，应预防老窑水涌入。
4、第四系空隙水：
岩石破碎，透水性较强，特别在雨季水量猛增，
5、断层带水：
断层破坏了地层的完整性、连续性，降低了岩石的力学强度。
含煤地层主要以塑性岩石为主，受力后发生塑性变形，破坏以剪断为主，常形成微张开甚至闭合的裂隙，断层带岩石胶结性中等，缺少对地下水储存和运动的有效空间，含水性和导水性不强，但上覆地层断层带有一定含水性，导水性较好，可能连通含煤地层上部的中强含水层或地表水，加之未来矿床开采中，人工采矿裂隙大量出现，改变了断层带附近应力场和地下水的天然流场，地表水、地下水就有可能沿断裂带流入矿井。
（四）矿井涌水量
根据实测，岔河联营煤矿正常涌水量14.5m3/h，最大涌水量28-30m3/h。
预计施工二采区巷道时基本为底板裂隙水，对施工无影响，但对煤质影响较大。
四、K2煤层顶、底板
顶板：
直接顶板为细砂岩砂岩，间接顶板为粉砂岩夹粘土岩。
细砂局部裂隙较发育。
底板：
直接底板为细砂岩，间接底板为粉砂岩，易风化破碎。
第二章 采区开拓及开采
第一节 采区范围及可采储量
一、采区范围
二采区从主轨道运输巷约600米处开始进入二采区，其范围南至矿区边界，西至F2断层，东至矿区边界，面积约802507.8m2。
二、储量
根据该采区面积及煤层厚度计算，二采区工业储量约128万吨，可采储量计算如下：
（1）井田边界煤柱：
以所划定的矿区开采边界的铅垂线至所采煤层的投影线内推20m计算。
（2）断层保护煤柱：
以断层为目标向断层两侧各推20m，作为断层保护煤柱。
（3）永久煤柱损失计算
井田边界煤柱：
ZG1=Shγ
式中ZG1——井田永久煤柱储量，t；
S——永久煤柱斜面积，㎡；
h——工作面煤层平均厚度（采高），m；
γ——煤层的密度，t/m3。
ZG1=（3875×
20）×
1.1×
1.45=123612.5t
断层煤柱：
ZG2=Shγ
式中ZG2——断层煤柱储量，t；
S——煤柱斜面积，㎡；
ZG2=（1940×
1.45=61886t
ZG3=Shγ
式中ZG3——井筒保安煤柱储量，t；
S——永煤柱斜面积，㎡；
ZG3=（2100×
120）×
1.45=401940t
则永久煤柱损失Z=ZG1+ZG2=123612.5+61886+401940=587438.5
（4）可采储量
可采储量＝（地质储量－保护煤柱损失）×
采区回采率
根据设计规范薄煤层采区回采率取85%。
可采储量＝（1280000－587438.5）×
85%=58.9万吨
第二节 采区生产能力及服务年限
一、工作制度
工作制度：
矿井年工作日为300天，采用“三.八”制作业，日提升时间为15h。
二、生产设计能力及服务年限
1、矿井设计生产能力的确定
根据矿井设计生产能力为15万吨/年，因一个采区保证整个矿井生产能力，故采区生产能力为15万吨/年。
2、本采区设计可采储量58.9万吨，储量备用系数取1.2，服务年限为：
采区服务年限
可采储量58.9万t，设计生产规模15万吨/年，储量备用系数取1.2，服务年限为：
服务年限＝可采储量/（设计能力×
储量备用系数）
＝58.9/（15×
1.2）＝3.3（a）
第三节 采区开拓
一、采区开拓方案
矿区内地层呈单斜产出，平均倾角2°
地质构造复杂程度属中等复杂程度。
按原方位延伸主皮带运输巷、主轨道运输巷及集中回风巷等三条井筒1160米，然后改方位，以180°
方位施工850米到位。
在主皮带运输巷内安设胶带输送机，担负采区原煤运输和进风、行人任务；
在主轨道运输巷内安装调度绞车，担负采区的设备材料、进风、行人和管线附设等辅助任务；
利用集中回风巷作为采区的回风。
在采区中部布置变电所、临时避难硐室等硐室。
第四节 井筒断面
井筒断面见断面图（1:
50）
回采工作面运输顺槽及回风顺槽断面图
支护说明：
选用φ18×
2200mm的螺纹钢锚杆，间、排距为800mm×
900mm，矩形布置。
钢筋网为1200*1000，相邻网片搭接长度不小于100.
第5节 采区运输
1、煤炭运输
采用胶带输送机运输，担负原煤运输和排水、进风任务，采用胶带输送机运输，采煤工作面运输巷采用刮板转载机搭接胶带输送机运输，采煤工作面采用刮板运输机运输。
2、辅助运输
辅助运输主要包括矸石、材料、设备和人员的运输，主轨道运输巷担负矸石、设备材料和人员行走任务。
4、运输系统
采煤工作面煤流方向：
采煤工作面（刮板运输机）→采面运输巷（刮板转载机、胶带输送机）→主皮带运输巷→主斜井（胶带输送机）→地面转载机（胶带输送机）→地面贮煤场。
采煤工作面材料流向：
地面→副斜井→主轨道运输巷→采面运输巷→采煤工作面。
第六节采区通风
一、概述
1、瓦斯、煤尘爆炸性及自燃倾向性、煤和瓦斯突出及地温情况
瓦斯
（2）煤尘爆炸性
（3）煤层自燃发火倾向性
（4）地温
本通风设计参考预测结果进行取值计算。
二、通风系统及通风方式的选择
1、通风方法
通风方法为抽出式通风。
2、通风方式
矿井通风方式为中央并列式。
3、通风线路
采煤工作面通风线路为：
副（主）斜井→主皮带运输巷（主轨道运输巷）→采面运输巷→采煤工作面→采面回风巷→集中回风巷→回风斜井→引风道→地面。
掘进工作面新鲜风流线路：
副（主）斜井→主皮带运输巷（主轨道运输巷）→掘进工作面（通过局扇）
掘进工作面泛风风流线路：
掘进工作面泛风→回风联络巷联络巷→集中回风巷→回风斜井→引风道→地面。
矿井通风系统详见矿井通风系统示意图。
3、风量、负压计算
1、风量计算
根据《煤矿安全规程》及有关规定及满足井下人员需求、稀释瓦斯、风速等要求，且使总回风流中瓦斯浓度不超过0.75％，总风量采用以下方法计算，并选取其中的最大值。
（1）按最大班下井人数计算
Q＝4×
N×
K
其中：
4――每人需风量；
N――最大班下井人数，49人；
K――风量备用系数，取1.25；
计算得：
49×
1.25
=245m3/min=4.08m3/s
（2）按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量计算
1）采煤工作面风量计算
①按绝对瓦斯涌出量计算
采煤工作面的绝对瓦斯涌出量按下式计算：
根据实测，采煤工作面绝对瓦斯涌出量为2.5m3/min
采煤工作面按风排瓦斯量计算风量的公式为：
Q=100q绝k=100×
2.5×
1.8=450m3/min=7.5m3/s
式中:
q绝———采煤工作面风排瓦斯量，q风=2.5m3/min
K————工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，采煤工作面取1.4～2.0,本矿取1.6。
②按最大班出勤人数计算
Q=4N
=4×
29=116m3/min=1.93m3/s
N——工作面最大班出勤人数
③按炸药使用量计算
由于采面回采工艺为机采，故此项不予考虑；
④按工作面温度计算
Q采＝Vc·
Sc·
Ki
=1.0×
3.38×
1.1=3.72m3/s
Vc——工作面风速，取1.0m/s
Sc——工作面平均断面，采面布置在K2煤层时S=3.38m2
Ki：
工作面长度系数，取1.1。
根据以上计算的最大值，采面取7.5m3/s。
按风速验算
Qmin=15S小
=15×
3.03
=45.45m3/min
=0.76m3/s
Qmax=240S大
=240×
3.74
=897.6m3/min
=14.96m3/s
S大——工作面最大断面积
S小——工作面最小断面积
综合上述计算，回采工作面按Q采=7.5m3/s配风满足要求。
2）掘进工作面风量计算
掘进工作面按绝对瓦斯涌出量计算风量的公式为：
0.4×
1.8=72m3/min=1.2m3/s
q绝————每个掘进工作面绝对瓦斯涌出量，实测0.4m3/min
K————瓦斯涌出不均衡系数，
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