1、宁煤集团火烧湾煤煤业煤 5三采区设计说明书二 一二年八月目 录前 言 .0第一章 采区概况及地质特征 .1第一节 采区概况 .1第二节 采区地质特征 .1第二章 采煤方法 .4第三章 采区生产能力及服务年限 .9第一节 采区生产能力 .9第二节 采区服务年限 .11第四章 采区巷道布置及采掘设备配备 .11第一节 采区准备巷道布置.11第二节 首采工作面布置.12第三节 采掘工作面设备配备.13第四节 巷道断面与支护.13第五章 采区提升运输 .21第一节 采区提升.21第二节 采区运输.32第六章 采区通风与安全 .46第一节 通风能力核定.46第二节 通防设施布置 .57第三节 采区防灭火
2、 .60第四节 通风安全监控.66第七章 采区供电 .69第一节 采区电力负荷.69第二节 采区供电系统 .75第三节 采区通讯.82第八章 采区排水及压风系统 .83第一节 排水系统 .83第二节 压风系统 .95第九章 主要经济技术指标 .97第十章 存在的主要问题 .100前 言一、设计概况在煤 5三采区方案设计中，针对采区巷道布置共提出了三个方案，经综合经济技术论证，选择了利用采区轨道及回风上下山分段布置、皮带上下山集中布置方案为主导方案，煤 5三采区煤炭通过皮带暗斜井运输至煤 5四采区煤仓。二、设计依据1、 煤矿安全规程国家煤矿安全监察局，2011 版2、 宁煤集团火烧湾煤业公司矿井
3、延深初步设计 （2009）415 号文批复 20 号文4、 煤 5三采区地质说明书 。1第一章 采区概况及地质特征第一节 采区概况一、采区范围及储量采区范围：煤 5三采区是火烧湾煤业下组煤第三个投产采区。煤 5三采区位于火烧湾井田东翼，西邻正在准备的煤 5二采区，煤 5三采区范围西至煤 ,5四采区下山西侧保护煤柱；东至煤层最低可采边界线；北至井田北部边界保护煤柱；南至井田南部边界保护煤柱。走向长度12002000m，倾向长度 2000m，采区面积为 4258810m2 。采区储量：采区工业储量为 1222.9 万吨；可采储量为 581.9 万吨；煤 5三采区边界煤柱 46.8 万吨，断层煤柱
4、400.3 万吨。可采储量为（1222.9-46.8-400.3）*75581.9 万吨。二、地表及邻区情况区域内地势平坦，地表为荒山、农田，区内无水系和常年地面积水，总体走势东高西低。地面无建筑物。煤 5三采区位于煤 5四采区下部。煤 5四采区已开采5402、5406、5408 三个正规工作面和 5401 工作面，5403、5405 工作面已形成， 5407 工作面正在准备。煤 5六采区已开采 5610、5608、5606三个工作面，5602 工作面正在准备。煤 5四、六采区地质构造复杂，共揭露落差 H5 米断层 12 条， 5610 工作面回采过程中最大出水量30m3/h。2第二节 采区地
5、质特征一、煤层赋存及顶底板情况该区域煤 5三采区煤层赋存不稳定，自西向东煤层走向由近东西向至 SEE 向，倾向由南倾至 SSW，倾角 817，煤层厚度变化大，自西向东煤层总厚逐渐增厚，结构更为复杂，夹矸厚度也逐渐增厚，而纯煤厚自西向东逐渐变薄。该区域煤 5 下部泥岩夹矸自西向东由 0.45m 逐渐增厚至 1.32m，将煤 5分为两个可利用层段，煤 5-3煤 5-6总厚平均6.32m，上段可利用层煤 5-4煤 5-5 上 厚度 2.453.03 平均 2.76m，下段可利用层煤 5-6厚度 1.242.08 平均 1.45m。煤 5三采区煤层综合柱状及钻孔柱状见图。煤层顶底板情况：煤 5直接顶为
6、泥岩、砂岩互层，灰白色，厚度10.15m，易水解风化膨胀。煤 5直接底板为泥岩，厚度 2.46m。煤层厚度及倾角情况：见表 1-1煤层厚度及倾角情况 表 1-1煤层名称 全煤厚度（m） 倾角（） 结构 稳定性综合 5-3 上 5-6平均最小 最大6.325.477.02 817 见煤层结构图 较稳定上段 5-3 上 5-5上平均最小 最大3.893.094.46 817 见煤层结构图 较稳定下段 5-5 下 5-6平均最小 最大2.432.182.56 817 见煤层结构图 较稳定上段可利用 5-45-5 上平均最小 最大2.762.453.03 817 见煤层结构图 较稳定3下段可利用 5-
7、6平均最小 最大1.451.242.08 817 见煤层结构图 较稳定二、构造地质情况该区域内地质构造复杂，地质构造资料为三维地震勘探和地质报告资料及煤 5实见断层推测等综合分析所得，该区域内共有落差 10m 以上断层 18 条。该区域构造皆为正断层，力学性质上以张扭性为主，在大断层两侧及两端常发育派生断层。三、水文地质情况基本特征：第四系粗砂岩含水层富水性强，正常情况下与煤系地层无水力联系。煤系地层含水层包括：泥灰岩、泥岩泥灰岩互层等。充水因素及威胁程度：1、第四系含水层富水性强，正常情况下与煤系地层无水力联系。2、泥灰岩、泥岩泥灰岩互层、含水层富水不均，正常情况下对煤5层开采无影响。3、煤
8、 5底板以下泥岩与砂岩互层含水层 5 是影响煤 5开采的主要充水层。4、煤 5层老空水在正常情况下不会影响煤 5层采掘工作面的生产，但当采掘工作面由于断层原因造成煤岩层裂隙发育及层间距缩小时，煤 5层老空水可能进入煤 5工作面造成水害。5、封闭不良钻孔可能将上覆含水层水导入，影响采掘工作面安全生产。涌水量预测：依据煤 5一采区实测资料、5402 工作面探测煤 3-煤 4间砂岩水位计算砂岩涌水量 49m3/h，依据相关比拟法，预计煤 5三采区4正常涌水量为 30m3/h，最大涌水量为 90m3/h。四、瓦斯、煤尘、自然发火及地温情况火烧湾属于低瓦斯矿井，瓦斯涌出量随开采深度增加而增高。煤尘具有爆
9、炸性。煤层燃点低，层理发育，透气性好，煤层易自然发火。煤层深度变化大，北部浅，南部深。北部深度 1760m，地温 13C；南部煤5埋藏深，1350m 以下地温将 15C。五、煤质1、物理性质及煤岩特征据煤芯煤样及煤层煤样特征，本井田可采煤层的物理性质和宏观煤岩特征为：（1）物理性质煤 5 煤层颜色为黑色深黑色，条痕为黑褐色，沥青玻璃光泽，断口参差状，节理及内生裂隙发育，条带状结构为主，层状构造。煤 5号煤的抗压强度为 1.22.1MPa，平均 1.6MPa，普氏硬度系数为 0.2。（2）煤岩特征煤 5 煤层以光亮型煤为主，暗淡型、半暗型煤次之。根据山西省煤炭工业局综合测试中心 2009 年 9
10、 月 4 日测定结果：煤 5 镜质组反射率 （R 0max%）为 0.50.9，平均 0.7；5 号煤镜质组反射率 （R 0max%）为 0.600.95，平均 0.774。第二章 采煤方法煤 5 三采区煤层赋存不稳定，下部泥岩夹矸自西向东由 0.45m 逐渐5增厚至 1.32m，将煤 5分为两个可利用层段，煤 5-3煤 5-6总厚平均6.32m，上段可利用层煤 5-4煤 5-5 上 厚度 2.453.03 平均 2.76m，下段可利用层煤 5-6厚度 1.242.08m，平均 1.45m。为合理确定煤 5 三采区采煤方法，提高煤炭回收率，降低巷道万吨掘进率，提高采区开采经济效益，根据煤层赋存
11、结构特点，提出分层与综合开采两个方案进行综合经济技术比较。一、分层综采方案为提高煤炭质量，利于市场销售，并充分利用现有煤 5综放设备，提出了分层综采方案。上分层开采设备选择如下：采煤机 MGTY-600/250-1.1D 型(截深 800mm )、液压支架 ZF5200/17/32 型、刮板输送机 SGZ-764/630 型，转载机 SZZ830/315。由于下分层厚度（1.242.08m ，平均 1.45m）薄，宁煤集团目前还没有适合的综采设备，因此，下分层开采设备暂不确定，待时机成熟时再定。二、综合开采方案为提高开采效率，降低材料消耗和巷道万吨掘进率，并充分利用现有煤 5综放设备，提高开采
12、经济效益，提出了综合开采方案。该方案选择开采设备如下：采煤机 MGTY-600/250-1.1D 型(截深 800mm )、液压支架 ZF5200/17/32 型、刮板输送机 SZZ-830/315 型。综合开采方案，在采煤方法的选择上，对不同开采区域不同夹矸厚度、不同分层厚度的区域区别对待，灵活选择，宜综采则综采，宜综放则综放。 对 5616、5618 夹矸厚度（0.89 m1.17m）较大、上下分层厚度达到 2.5m 的区域采用分层综采开采工艺，5616（上） 、5616（下） 、5618（上） 、5618（下）4 个工作面采高均为 2.5m； 对65602 工作面起始 220m 开采上分
13、层，采高为 2.5m，起始段下分层因煤层厚度薄不开采。5602 工作面以西剩余部分开采高度为 2.5 m6.1m，采用综放开采； 其它工作面开采高度为 3.41 m6.1m，采用综放开采工艺，采高 2.5 m3.0m，剩余部分为放高。由于夹矸较厚，且夹矸位于煤层的中下部，开采时应根据煤层不同结构调整采高，使夹矸位于采高的上部，便于分割、分运、分储（矸石进入四采区矸石仓，煤炭进入四采区煤仓） ，以提高煤炭质量。三、方案综合经济技术比较 （一）经济比较1、回采巷道工程量及投资比较分层开采和综合开采比较，其开拓、准备工程量相同，不同的是回采巷道工程量。分层开采回采巷道工程量为 40630m，投资28439 万元；综合开采回采巷道工程量为 22075m，投资 15452 万元，分层开采比综合开采多 18555m 回采巷道，增加投资 12987 万元。2、采煤机械设备投资比较根据煤 5 三采区煤层赋存情况，两个开采方案采煤机械设备选择及投资见表 2-1、表 2-2。因上分层开采不需安装后刮板输送机，节省投资 320 万元，而下分层平均煤厚只有 1.45m，需单独另选一套开采设备，增加设备投资 2125 万元。总体比较，分层开采比综合开采设备投资多 1805 万元。
