煤矿机械化改造实施方案.docx
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煤矿机械化改造实施方案
×××公司
×××煤矿一采区
机械化改造实施方案
（2014年度）
编制单位：
×××镇×××煤矿
编制日期：
2015年3月12日
前言……………………………………………………………………3
第一章、矿井概况……………………………………………………3
第一节、矿井基本情况………………………………………………3
第二节、矿井地理位置及交通状况…………………………………4
第三节、煤层赋存条件………………………………………………4
第四节、煤层开拓开采现状…………………………………………8
第五节、其他开采技术条件…………………………………………9
第二章、矿井成立机械化改造领导小组………………………10
第三章矿区范围与资源/储量…………………………………10
第四章、机械化开采可行性分析……………………………………15
第五章、机械化开采设计方案………………………………………11
第六章、供电方案……………………………………………………19
第七章、机械化采掘实施计划………………………………………26
前言
为深入贯彻落实2014年2月18日金沙县政府、县煤炭局关于金沙县煤矿机械化矿井推进工作专题会议精神（金府办［2014］22号），加快转变经济发展方式，大力实施煤矿安全技术改造，不断提高煤矿机械化程度，改善矿井安全生产条件、降底工人劳动强度和提高生产效率，结合公司发展规划和×××煤矿的实际情况，×××煤矿拟布置一个1803综采工作面，同时对相关生产系统进行技术改造，为对技术改造总体规划，定时间、定任务，按期完成工程，特编制《×××公司×××煤矿一采区机械化改造实施方案（2014年度）》。
第一章矿井概况
第一节矿井基本情况
×××镇×××煤矿属整合矿井，由整合前的×××煤矿和金都煤矿整合而成。
××××××有限责任公司收购该矿后，采矿权人于2013年12月变更为×××2，批准开采深度由1275～850m标高。
×××镇×××煤矿目前井下布置有1804运输巷、回风石门掘进工作面，1901采煤工作面，接替采面为1902工作面，矿井各系统均已完善。
第二节矿井地理位置及交通状况
×××矿井位于贵州省×××镇，矿区内有公路至禹谟镇政府所在地，里程为3km，由禹谟镇政府所在地有县级公路至金沙县城，里程为19km，金沙县城至黔北电厂约4km，至遵义市约78km，经马家湾至贵阳约215km，交通运输较为方便，见附图1-1交通位置图。
矿区的地理坐标为东经：
东经106°20′48″～106°21′13″，北纬：
27°20′48″～27°22′20″。
矿区面积2.8944km2，开采深度由1275～850m标高。
第三节煤层赋存条件
1、煤系地层
龙潭组是本区主要含煤地层，由细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩、铝土质泥岩、泥岩、石灰岩、泥灰岩、煤层等组成。
龙潭组厚约110m，含煤8～11层，可采煤层6层，煤层总厚度7.48m，可采厚度5.80m，含煤系数6.7%，可采系数一般5.23%。
可采煤层为4号、5号、8号、9号、13号、15号煤层。
2、可采煤层特征
1）4号煤层
4号煤层全区厚度0.59～0.78m，平均0.65m，煤层单一，结构较简单，局部可采，属较稳定煤层。
4号煤层上距长兴底部25.34～26.89m，平均26.18m。
局部可采区域的煤层为厚度0.74～1.26m，平均1.02m。
2）5号煤层
5号煤层全区厚度0.34～1.04m，平均0.62m，煤层单一，结构。
0510km
图1-1交通位置图
较简单，局部可采，属较稳定煤层。
5号煤层上距4号煤层4.09～8.37m，平均6.81m。
局部可采区域的煤层为厚度0.75～1.67m，平均1.32m。
3）8号煤层
8号煤层全区厚度0.31～0.79m，平均0.52m，煤层单一，结构较简单，局部可采，属较稳定煤层。
8号煤层上距5号煤层3.74～7.16m，平均5.28m。
局部可采区域的煤层为度0.77～1.22m，平均1.06m。
4）9号煤层
厚度1.35～2.04m，平均1.69m，煤层单一，结构较简单，全区可采，属稳定煤层。
9号煤层上距8号煤层4.32～6.36m，平均5.36m。
5）13号煤层
13号煤层全区厚度1.10～1.65m，平均1.38m，夹矸1～2层，局部可采，属较稳定煤层。
13号煤层上距9号煤层32.16～36.73m，平均34.20m。
局部可采区域的煤层为厚度0.73～1.55m，平均1.31m。
6）15号煤层
15号煤层全区厚度0.69～1.15m，平均0.94m，夹矸1层，局部可采，属较稳定煤层。
15号煤层上距13号煤层18.93～21.13m，平均19.87m，直接与B3（铝土质泥岩）接触，下距茅口组5.52～8.70m，平均7.16m。
局部可采区域的煤层为厚度0.7～1.83m，平均1.28m。
可采煤层特征表
煤层
煤层厚度
（m）
煤层
间距
（m）
煤层结构
顶底板岩性
稳定性
容重（t/m3）
顶板
底板
4号
0.74～1.26
1.02
4.09～8.37
6.8
较简单
粉砂质泥岩
粉砂质泥岩、泥岩
较稳定
1.58
5号
0.75～1.67
1.32
较简单
细砂岩及粉砂质泥岩
粉砂质泥岩、泥岩
较稳定
1.47
3.74～7.16
5.2
8号
0.77～1.22
1.06
较简单
粉砂质泥岩、泥岩
粉砂质泥岩
较稳定
1.43
4.32～6.36
5.3
9号
1.35～2.04
1.69
较简单
粉砂质泥岩
粉砂质泥岩、泥岩
稳定
1.48
32.16～36.73
34.20
13号
0.73～1.55
1.31
夹矸1～2层
泥岩、粉砂质泥岩
粉砂质泥岩、泥岩
较稳定
1.57
18.93～21.13
19.87
15号
0.7～1.83
1.28
夹矸1～2层
灰岩
泥岩、粉砂岩
较稳定
1.55
第四节煤矿开拓开采现状
1、开拓方式
矿井采用斜井开拓方式，目前矿井共有三个斜井，即主斜井、副斜井、风井。
2、开采采区、煤层
矿井分为2个采区，+1076m水平以上为一采区，+1076m水平以下为二采区；开采煤层为一采区9号煤层，回采工作面名称为1901采煤工作面，水平标高+1223.429m-+1188.25m。
3、采煤方法和工艺
采煤工作面采用走向长壁采煤方法，“三八制”正规循环作业。
主要工艺：
爆破落煤、单体液压支柱配铰接顶梁（或Л型梁）支护，采用刮板运输机+皮带运输机出煤，全部垮落法管理顶板。
第五节其他开采技术条件
1、可采煤层的顶底板
4号煤层直接顶板岩性为粉砂质泥岩，为软弱至半坚硬。
直接底板岩性为粉砂质泥岩、泥岩，为软弱至半坚硬。
5号煤层直接顶板岩性为细砂岩及粉砂质泥岩，为软弱至坚硬。
直接底板岩性为粉砂质泥岩、泥岩，软弱至半坚硬。
8号煤层直接顶板岩性为为粉砂质泥岩、泥岩，软弱至半坚硬。
直接底板岩性为粉砂质泥岩。
为软弱至半坚硬。
9号煤层直接顶板岩性为粉砂质泥岩，为软弱至半坚硬。
直接底板岩性为粉砂质泥岩、泥岩，为软弱至半坚硬。
13煤层直接顶板岩性为泥岩、粉砂质泥岩，为软弱至半坚硬。
间接顶板为粉砂岩，为半坚硬。
直接底板岩性为粉砂质泥岩、泥岩，为软弱至半坚硬。
15号煤层直接顶板岩性为灰岩，坚硬。
直接底板岩性为泥岩、粉砂岩，为软弱至半坚硬。
因此，矿区内各煤层顶板为灰岩、粉砂质泥岩、泥岩，较稳定；底板多为粉砂质泥岩、泥岩，吸水性较强，局部地段存在泥化和膨胀现象。
3、煤尘爆炸性
贵州省煤田地质实验室2006年9月13日和2008年9月12日及2008年10月31日对×××煤矿4#、5#、8#、9#、13#和15#煤层煤尘爆炸性鉴定报告，×××煤矿的4号、5号、8号、9号、13号和15号煤层的煤尘无爆炸危险性。
4、煤层自燃倾向性
贵州省煤田地质实验室2006年9月13日和2008年9月12日及2008年10月31日对×××煤矿4#、5#、8#、9#、13#和15#煤层自燃倾向性鉴定报告，×××煤矿的4号、5号、8号、9号、13号和15号煤层自燃倾向性为Ⅲ级，即为不易自燃煤层。
第二章、矿井成立机械化改造领导小组
组长：
敖凤强（矿长）
副组长：
陈茂忠（总工程师）
王祖黔（安全矿长）
陈玉明（机电矿长）
陈光明（生产副矿长）
成员：
赵金林（安全科长）
王骥（生产技术科长）
熊华军（机电科长）
宋云春（机修队长）
领导小组下设办公室，陈茂忠兼任办公室主任。
领导小组各成员职责：
1、组长：
负责整个机械化改造全盘督促，确保在规定时间内完成各项分项工程；
2、副组长：
根据各自分工，负责对机械化改造技术、工程进度、工程质量、工程施工过程中的安全跟进，并定期向组长汇报；
3、成员：
负责对各项工程下发的任务保质保量完成，并定期向分管领导汇报工程相关情况。
第三章、矿区范围与资源/储量
一、矿区范围
贵州省国土资源厅2007年9月颁发的金沙县×××
矿区范围拐点坐标表表3－1－1
点号
X坐标
Y坐标
0
3029250
1
3029440
2
3029330
3
3029640
4
3027340
5
3026840
矿区形状为一不规则的多边形，井田走向长约2.450km，倾斜宽约1.15km，面积为2.8944km2，开采深度由1275～850m标高。
二、矿井资源/储量计算
根据贵州黔美基础工程公司2008年12月编制的《贵州省×××镇×××煤矿补充勘查地质报告》，截至2008年12月底，×××煤矿（准采标高+1275～+850）保有资源量1177万t。
其中：
探明的内蕴经济资源量（331）370万t；控制的内蕴经济资源量（332）274万t；推断的内蕴经济资源量（333）533万t。
详见下表。
矿井资源量总汇表表3－1－2
煤层
编号
资源量（万t）
（331）
（332）
（333）
合计
4号
36
53
89
5号
79
151
230
8号
56
30
86
9号
168
135
95
398
13号
93
24
51
168
15号
53
153
206
合计
370
274
533
1177
2、资源/储量评价和分类
根据煤层查明程度、煤层赋存条件、开采条件和开采的经济性进行评价。
（1）资源/储量分类
1）矿井内探明的内蕴经济资源量（331）370万t，占31.43%。
2）矿井内控制的内蕴经济资源量（332）274万t，占23.28%。
3）矿井内推断的内蕴经济资源量（333）533万t，占45.29%。
4）无预测的潜在资源量（334？
）。
（2）资源/储量评价
矿井内的（331）类资源量可信度好，（332）类资源量可信度较好,（333）类资源量有一定的可信度。
3、工业资源/储量
矿井工业资源/储量=（331）＋（322）＋（333）×K
K－可信度系数，矿井地质构造简单、煤层赋存稳定K取0.8。
经计算矿井的工业资源量1070.4万t。
详见下表。
矿井的工业储量计算表表3－1－3
煤层
编号
（331）
（332）
（333）
合计
资源量
可信度系数
小计
4号
36
53
0.8
42.4
71.2
5号
79
151
0.8
120.8
184
8号
56
30
0.8
24
68.8
9号
168
135
95
0.8
76
379.2
13号
93
24
51
0.8
40.8
134.4
15号
53
153
0.8
122.4
164.8
合计
370
274
533
426.4
1070.4
4、矿井设计资源/储量=矿井工业资源/储量-永久煤柱损失量（断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建（构）筑物煤柱等）。
本方案留设的煤柱有矿区边界煤柱、村寨保护煤柱。
（1）矿区边界煤柱
矿区边界煤柱按20m的宽度留设，其计算如下。
矿区边界煤柱计算表表3－1－4
煤层编号
储量
类型
投影面积（m2）
煤层倾角（°）
倾斜面积（m2）
煤层厚度（m2）
容重（t/m3）
小计（万t）
可信度系数
煤柱损失（万t）
4号
（332）
3900
34
4704
1.26
1.58
0.94
1
0.94
（333）
4660
34
5620
1.04
1.58
0.92
0.8
0.74
小计
8560
10324
1.86
1.68
5号
（332）
3360
34
4050
1.33
1.47
0.79
1
0.79
（333）
15880
34
19150
1.50
1.47
4.22
0.8
3.34
小计
19240
23200
5.01
4.13
8号
（332）
3140
34
3787
1.14
1.43
0.62
1
0.62
（333）
5220
34
6296
1.12
1.43
1.01
0.8
0.81
小计
8360
10083
1.63
1.43
9号
（333）
83380
34
100570
1.58
1.48
23.52
0.8
18.82
13号
（333）
37880
33
45167
1.48
1.57
10.49
0.8
8.39
15号
（333）
23960
33
28570
1.48
1.55
6.55
0.8
5.24
合计
39.69
注:
表中的煤层厚度和倾角取自于“资源量估算图”
（2）村寨保护煤柱
矿区范围内，矿区东翼边界附近和煤层露头以外有较为集中的村寨。
煤层露头以内只有零星分散的住户，本方案建议业主对其进行搬迁。
故此无村寨保护煤柱。
（3）矿井设计资源/储量
经计算，矿井设计资源量为1030.71万t，其计算见下表。
矿井设计资源/储量计算表表3－1－5单位：
万t
煤层编号
工业储量
边界煤柱
小计
4号
78.4
1.68
76.72
5号
199.8
4.13
195.67
8号
80
1.43
78.57
9号
379
18.82
360.18
13号
157.8
8.39
149.41
15号
175.4
5.24
170.16
合计
1070.4
39.69
1030.71
5、设计可采储量
矿井设计可采储量
=（矿井设计资源/储量-工业场地和主要井巷煤柱量）×采
区回采率
（1）井筒及工业场地保安煤柱
主斜井、副斜井、风井及回风大巷、运输大巷布置在15号煤层之中，沿井筒或大巷两侧分别外推20m作为保安煤柱估算边界。
工业场地布置在15号煤层露头以外，故无工业场地保安煤柱。
其计算见下表。
井筒及工业场地保护煤柱计算表表4－1－6
煤层编号
储量
类型
投影面积（m2）
煤层倾角（°）
倾斜面积（m2）
煤层厚度（m2）
容重（t/m3）
小计（万t）
可信度系数
煤柱损失（万t）
15号
（333）
22160
30
25580
1.26
1.55
4.99
0.8
3.99
注:
表中的煤层厚度和倾角取自于“资源量估算图”
（2）采区回采率
矿区煤层可采煤层为薄到中厚煤层，采区回采率取:
5号、9号和13号煤层取0.80，4号、8号和15号煤层取0.85。
（3）可采储量
可采储量=（设计资源/储量-永久煤柱损失）×采区回采率。
可采储量为840.84万t，详见下表。
矿井可采煤层储量计算表表4－1－7单位：
万t
煤层编号
设计储量
工业场地和主要井巷煤柱
回采率
小计
4号
76.72
0
0.85
65.21
5号
195.67
0
0.8
156.54
8号
78.57
0
0.85
66.78
9号
360.18
0
0.8
288.14
13号
149.41
0
0.8
119.53
15号
170.16
3.99
0.85
144.64
合计
1030.71
3.99
840.84
第四章、机械化开采可行性分析
根据井下煤层现场揭露情况，8号煤层厚度1.6m-1.8m均属中厚煤层。
煤层平均倾角27°，属倾斜煤层；同时，参照2013年1月四川省煤田地质工程勘察设计研究院编制的《贵州省×××镇×××煤矿资源储量核实及勘探报告》，我矿区位于安底背斜北西翼，总体为一单斜构造，岩层走向NNE，倾向290～310°，倾角26～34°，岩层产状变化不大，区内地表未见断层，构造属简单类型，适合机械化开采。
图5-1煤系综合柱状简图
第五章、机械化开采设计方案
一、井田开拓
（一）、矿井现状
1、工业场地及地面设施
矿区内无滑坡、崩塌的可能，现已建有瓦斯抽放泵房、通风机房、炸药库、地磅房、污水处理站、变电所、地面绞车房、电工房、材料库、压风机房、调度室、会议室、职工宿舍、食堂、办公楼、职工浴室等地面设施。
2、矿井供电现状
×××煤矿双回10kV电源线路分别由杨柳220kV变电站和禹谟35kV变电站引入，两回10kV供电电源均按能单独承担×××煤矿的全部用电负荷进行设计。
杨柳220kV变电站至矿井电源线截面积为120㎜2，导线型号LGJ-120，线路电压损失百分数为3.9%，禹谟35kV变电站至矿井电源线截面积为120㎜2，导线型号LGJ-120，线路电压损失百分数为1.48%，两回电源线路均满足线路压降损失设计要求，保证对矿井进行可靠供电。
3、水源
（1）生活、消防用水水源
1）生活水源
采用禹谟镇提供的自来水作为该矿井生活、生产用水供水水源，日供水量为800m3，水压为0.6Mpa。
水量和水压均能满足矿井生活、消防用水的要求。
2）井下生产用水水源
经矿井工业场地井下水处理站处理后的井下水，主要作该矿井井下生产主要供水水源。
当井下水不能满足部分生产用水时，由生活、消防用水水源补给。
矿井的正常涌水量为37.5m3/h，最大涌水量为112m3/h。
2、给水量
经估算该矿生产、生活用水最高日总用水量为682.34m3/d，其中生活用水量为141.54m3/d，矿井生产用水量为216.8m3/d，消防用水量为324m3/d。
4、井巷工程
我矿现布置有三个井口，分别为主斜井、副斜井、回风斜井。
本次改造可利用巷道特征详见下表：
方案一：
主要井巷工程量表表5-1-1
序号
巷道名称
倾角（°）
支护形式
断面（m2）
工程量（m）
备注
净
掘
煤
半煤
岩
小计
1
主斜井
25
砌碹、锚喷
5.7
6.5
445
0
445
2
副斜井
25
砌碹、锚喷
8.6
9.4
445
0
445
3
风井
25
砌碹、锚喷
8.6
9.4
445
0
445
4
引风道
35
砌碹
3.6
4.8
40
40
5
安全出口
3‰
砌碹
3.6
4.8
20
20
6
井底车场
3‰
锚喷
10.8
12
100
100
7
水泵房
3‰
锚喷
6.4
6.9
35
35
8
主副水仓
3‰
锚喷
4.8
5.2
240
240
9
管子道
15
锚喷
3.1
3.3
40
40
10
11材料石门
3‰
锚喷
5.7
6.5
158
158
11
11运输石门
3‰
锚喷
5.7
6.5
158
158
12
11轨道石门
3‰
锚喷
5.7
6.5
158
158
合计
1335
1107
2442
二、井口位置及开拓方案
1、井口及工业场地
利用现有主斜井、副斜井、回风斜井三个井筒，井口位置不变。
设计利用现有工业广场。
2、1803综采工作面开拓方案
根据2014年采掘计划，1803综采工作面开采时利用现有主斜井、副斜井、回风斜井三条井筒。
在井底处揭露8号煤层后，沿8号煤层施工1803综采工作面的运输巷，在+1175m标高施工1803综采工作面回风巷，同时对1803运输巷、1803回风巷施工掘进过程中的独立回风及进风巷道施工，确保巷道在掘进过程中的进回风独立。
3、设计采用走向长壁采煤方法，以一个采区一个高档普采工作面两个综掘工作面达到设计生产能力，采煤工作面以单体支柱和金属铰接顶梁支护采场，以全部垮落法管理顶板。
三、井下开采
一、首采面位置选择
设计考虑矿井煤层分布、采空区位置、现有巷道布置，根据2014年采掘计划1803回采工作面预计11月形成系统。
二、采煤方法与采煤工艺
（一）煤层开采条件
（1）根据现场揭露情况，8号煤层厚度1.7m，均属中厚煤层，煤层赋存稳定。
（2）煤层平均倾角27°，属倾斜煤层；井田构造简单，
（3）8号煤层顶板为泥质粉砂岩、粉砂岩、底板为泥岩、粉砂质泥岩，顶底板较稳定
（4）矿井为低瓦斯矿井，无煤尘爆炸危险性、煤层自燃倾向性。
（二）采煤方法及采煤工艺
根据上述因素，结合煤层倾角、构造赋存特点，设计采用走向长壁采煤方法，设计采用综采。
（三）顶板管理
本矿可采煤层顶板为泥质粉砂岩、粉砂岩，底板以泥岩为主。
泥质粉砂岩、粉砂岩为泥质胶结，易风化破碎，属塑性岩石，顶板稳定性较差；矿井在开采后,采动影响及采空区的形成，对煤层顶、底板产生破坏作用，破坏了地层的完整性、连续性，降低了岩石的力学强度,从而破坏了煤层顶板稳定性，地层应力平衡系统遭受破坏，将出现人工采矿裂隙及顶板冒落等现象。
基本支护：
本设计考虑工作面支护使用掩护式液压支架柱支护，随割煤机进两刀后，由掩护式支架伸出长臂进行临时支护，一刀煤割完后，整体移架。
四、设备选型
目前，集团公司已与三一重工厂家联系，三一重工厂家相关专家已来我矿调研，对煤层厚度、顶底板岩性、煤层坚硬系数等资料已收集完毕，现正在作割煤机、液压支架及相关配套材料的选型工作。
第六章、供电方案
根据集团公司的设想，为了提高×××煤矿的生产能力，计划对×××煤矿采掘工程进行改造，增加一个综采工作面和四个综掘工作面，对相应的运输系统、抽放系统、排水系统、通风系统进行改造。
一、改造方案
（一）计划增加设备
1、综采工作面
综采
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