1、石炭井焦煤分公司四水平延深施工大纲 1 第一章 矿井设计概况第一节 井田概况一、井田位置及交通石炭井焦煤分公司位于贺兰山煤田的石炭井矿区，地处贺兰山北段，行政归属宁夏回族自治区石嘴山市。矿区地理坐 标：东经 1061010625，北纬 39043916。由原石炭井二 矿和原金贺兰煤业有限责任公司于 2008 年 7 月整合而成，由一号井（前神 华宁煤集团金贺兰公司即石炭井一矿）和二号井（石炭井二矿）构成。矿区交通十分便利，南有与通往平罗、大武口的 109、110 国道相接的公路，北有直接通往乌达、吉兰泰等地的公路。矿区铁路支线与平汝支线上的大磴沟站接轨；平汝支线在平罗站与包兰线相接；矿区铁路支
2、线直达井口的装车站。 。二、地形地貌矿区群山环抱、地表岩石裸露，地形起伏较大，是典型的山区地形。井田地形为丘陵盆地，地势呈北高南低，工业场地地面平均海拔标高为1438.6m。井田内植被不发育，以稀疏灌木为 主，动物稀少，偶有出没，井田内无地表径流。三、煤田开发状况由于矿区开发历史长，矿井均有各自的开采历史。现就石炭井焦煤分公司一号井和二号井的生产建设情况分述如下。1、一号井一号井建井单位是原煤炭工业部第七十九工程处，于 1959 年一月破土动工，1966 年 10 月 1 日投入生产，矿井设计能力为 0.9Mt/a，设计服务年限62 年。1991 年实际核定生产能力 0.8Mt/a。一号井划分
3、为三个水平，一水平石炭井焦煤分公司四水平延深施工大纲 2 +1370m+1200m，二水平+1200m +1000m ，三水平+1000m+800m 。该矿井于 1978 年 3 月开始二水平延深工程，1986 年 9 月移交生产，一水平已于 1990 年 5 月开采结束，二水平一、二阶段均已开采结束，至此上组煤已开采结束。二水平划分为两个采区，分别为中央采区和南翼采区，由于南翼采区煤层赋存条件相对较差，次一级羽状断层较为发育，煤质灰分偏高（灰分在 44%以上），经请示不再开采。该矿 井三水平经 2003 年对三水平延深进行可行性分析论证，矿井继续延深已无经济效益，经神华宁夏煤业集团有限责任公
4、司宁煤集发2003208 号关于对石炭井一矿三水平延伸问题的批复文件批准，不再对三水平进行延深。2008 年矿井整合后，+1200m 标高以下已封闭，暂缓开采，现回收工业场地煤柱（+1200m 标高以上）。一号井目前开采最低标高为+1010m。开采垂深 400m。2、二号井矿井于 1958 年 10 月 1 日动工兴建，1961 年 12 月 20 日投产，1973 年10 月 1 日第二水平的延深工作开始，1982 年主体开拓工程竣工。矿井分三个水平开采，第一水平设计标高+1300m 以上，设计服务年限为 15 年；第二水平设计标高+1300m +1100m，设计服务年限为 26 年；第三水
5、平设计标高为+1100m +900m，设计服务年限为 32 年。合计服务年限 73 年。二号井第一水平上、下组煤分别采用斜井开拓；第二水平为主斜井、副立井方式开拓；第三水平为暗主斜井、副立井方式开拓。第一水平已于 1985年回采完毕，第二水平于 2009 年回采完毕。矿井设计生产能力为1.2Mt/a，2006 年核定生 产能力 1.35Mt/a。2012 年矿井产量为 143.6 万 t。目前采、掘活动全部转入第三水平。其中南翼采区上组煤的三煤层已开采至+900m 标高，四、五煤层开采至+970m 标高；下组煤八煤层开采至+970m 标高 ,九、十、十三煤层开采至+1035m 标高。北翼采区上
6、组煤的三、四、五煤层 开采至+970m 标高；下组煤八、九、十、十三煤层开采至+1035m石炭井焦煤分公司四水平延深施工大纲 3 标高。第二节 地质构造及煤层特征一、开拓区构造根据石炭井焦煤分公司深部和外围勘探成果：开拓区范围内三维地震新发现 27 条断层。其中同时切割上、下组煤的断层就有 14 条之多，断层落差在 5260m 之间，属于较可靠和可靠断层 。主要构造表现为走向近南北向及北北东向的复式褶皱和断裂构造，以压性构造为主。同时二号井上组煤范围内三水平有两条构造 F98 和 f1 对四水平一、二阶段开采有一定影响。断层频 率：6.28 条/ km2，总体来看：深部构造较浅部发育，断层切割
7、深度、规模较 以往有增大趋势，对工作面的布置有一定影响。二、煤层与煤质四水平主要含煤地层为二叠系山西组和石炭二叠系太原组。山西组属陆相含煤沉积，太原 组属海陆过度相含煤沉积。山西组属陆相含煤沉积，含煤地层厚度较小，其中含编号煤层5层，煤层编号自上而下分别为一、二、三、四、五煤 层，无编号煤层23层。 编号煤层中三、四、五煤层为 可采煤层。四、五煤 层 具有结构变化大，在开拓区南部具合并特点。太原组属海陆过渡相含煤沉积，含煤地层厚度相对较大，其中含编号煤层8层，煤层编号自上而下分别为六、七、八、九、十、十一、十二、十三煤层，无编号煤层24层。编号煤层中八、九、十、十三煤层为可采煤层，其它煤层为不
8、可采煤层。钻探揭露含煤地层厚度227.00m255.63m，平均厚度为238.34m 。煤层厚度17.8625.61m，平均厚度 为21.95m。含煤系数7.8610.60% ，平均为9.19%。可采厚度 11.2523.12m，平均为17.27m 。可采煤含煤系数4.759.13%石炭井焦煤分公司四水平延深施工大纲 4 ，平均为7.23%。石炭井焦煤分公司开拓区煤质变化较大，二号井开拓区宏观煤岩类型以半亮煤半暗煤为主，光泽类型多为半暗至暗淡型，尤以四煤层较其它煤层偏暗；颜色为亮黑色至灰黑色，结构多呈细线理状与均一状。煤以黑色为主。弱玻璃玻璃光泽、金属光泽。多呈 细 宽条带状结构，似层状、层状
9、构造。断口以棱角状为主，其次是参差状、 阶梯状。 显微组分中有机组分平均占83.3%，其中镜质组为19.466.7%，平均40.7%；惰质组为24.860.9% ，平均42.3%；壳 质组为0.23.0%，平均0.8%。无机 组分含量为0.931.2% ，平均为16.7%。垂向上自三煤层至十煤层，有机组 分逐步增高。一号井开拓区宏观煤岩类型以半亮型为主，暗淡型少见。煤岩组成以中宽条带状亮煤为主，镜煤、暗煤次之，常见丝 炭，且多呈透 镜状、 细条带、线理状夹于亮煤之中。在煤层断面上往往是中部亮煤、镜煤所占比例较高，煤质最佳，在靠近顶、底板时暗煤增加，灰分增高。各可采煤层平均真密度为1.571.6
10、5，平均视密度为1.481.55。煤层显微组分中有机组分平均占88.3% ，显微煤岩组分中有机质以镜质组为主，镜质组为55.971.1% ，平均65.2%；惰质组为19.133.0% ，平均23.1%；壳质组为0.70%， 仅见于十煤层。二号井开拓区各煤层的原煤分析基水分（Mad），平均值为0.22 1.34%，平均0.54%；各煤层的浮煤分析基水分（Mad），平均值为0.141.23%，平均0.54%。水分在垂向上和平面上变化不大。一号井开拓区各煤层的原煤干燥基水分（Mad ），平均值为0.410.55%，平均0.47%；各煤层的浮煤干燥基水分（Mad），平均值为0.430.78% ，平均0
11、.57%。浮煤略高于原煤。按中国煤炭行业标准（M/T8502000）分类为特低水分煤。水分在垂向上自浅至深有变小的趋势。根据深部和外围勘探资料，二号井开拓区各煤层原煤灰分在7.4637.28%之间，平均灰分21.31%，属于中灰煤。原煤 经 浮选后，灰分在5.3828.73%之间，平均灰分为13.76%，降低35.43%。垂向上，由上而下灰分有降低的趋势；平面上， 勘探线灰分最高，向南北灰分有逐渐降低的趋势。石炭井焦煤分公司四水平延深施工大纲 5 第三节 延深设计简介一、矿井辅助提升系统简介今年为神华宁煤集团系统完善年，在神华集团三减一提高的精神指导下，我单位一期安全技 术改造完成后，随之而来
12、的突出 问题是辅助提升系统能力还是不够，主要体 现在辅助提升系统自 1100 水平-900 水平的井巷断面普遍较小、提升运输路线太长、安全隐患多。以上井筒巷道 进行了扩帮处理，勉强能满足提升运输要求，但由于部分改造过后的井筒巷道形状不 规则，容易出现垮冒现象。同 时井下开采受地质构造影响大，可布置的 综采工作面走向及倾斜长度均较短，工作面搬家倒面频繁。以上原因已 严重影响了综采、综放、综掘大型 设备运输安全，对矿井生产十分不利，因此，必须对矿井辅助提升系统进行优化和改造。改造过后的矿井辅 助提升系统能力同时满足将来四水平（+590m 水平）的辅助提升需要。 。二、 矿井通风系统简介石炭井焦煤分
13、公司安全技术改造工程未建成前，采用的是暗主斜井、副立井以及区段石门开拓方式。由副立井、二号副斜井、三号主井、主斜井进风，南风井和北风井回风。通风系统为混合式，通风方式为机械抽出式。 石炭井焦煤分公司安全技术改造工程 2012 年年底基本建成，改造后的通风系统为混合式，通风方式为机械抽出式。由主斜井、副斜井和副立井进风，中央斜 风井回风。矿井通风前、后期的 总进风量均为 170m3/s；通风前期全矿井通风负压为 1453.60Pa，通风后期全矿井通风负压为 1802.02Pa。三、四水平延深方案简介采用主斜井、暗主斜井、新副立井的混合开拓方式。四水平共设七条井筒及上山，即主斜井（已有）、暗主斜井
14、（下延至+555m 标高，倾角 23，斜长795m）、新副立井（为新增，垂深 879m）、原副立井（改造成南翼回风立井）、石炭井焦煤分公司四水平延深施工大纲 6 中部轨道上山（为新增，倾角 25，斜长 820m）、乘人器井筒（为新增，倾角25，斜 长 740m）、中央斜 风井（+1451m+900m 段斜长 1303m 为已有，+900m+590m 段斜长 735m 为新增，倾角 25，改造成北翼回 风斜井）。按照煤与瓦斯突出矿井设计，采用独立分区式通风系统，抽出式通风方式。四水平开采标高范围为+900m+590m。设计将四水平沿倾斜划分为 4个区段，4 个区段标高分别为+800m、+730m
15、、+660m、+590m，区段垂高在70100m 之间。采用底板穿层钻孔预抽采、顺层钻孔抽采、采空区埋管抽采等多种抽采方法相结合的综合瓦斯抽采方法。四、 投资项目总工程量为 41799 米，概算投资 161919.84 万元，其中：井巷工程100225.37 万元、土建工程 9862.02 万元、设备购置 15239.78 万元、安装工程 15181.64 万元、工程建设其他费用 10818.15 万元、工程预备费 10592.89万元，建设工期为 52.9 个月。 预计四水平首采面010301 综采工作面于2018 年 4 月开采。四水平工业资源/储量 10883.86 万 t，可采储量为
16、7301.64万 t。矿井设计生产能力为 1.5Mt/a，服务年限 为 37.4a第四节 开采技术条件一、瓦斯20112012 年，中煤科工集团重庆研究院对矿井+900970m 煤层进行了突出性危险鉴定，2012 年 12 月 31 日，宁夏回族自治区经济和信息化委员会关于石炭井焦煤有限责任公司二号井煤与瓦斯突出鉴定结果的批复宁经信煤炭发2012661 号，确定石炭井焦煤分公司二号井为煤与瓦斯突出矿井。 矿井瓦斯绝对涌出量为 25.0113m3/min，相 对涌出量为9.8078m3/t。矿井最大瓦斯涌出量地点为原北风井，相对瓦斯涌出量为石炭井焦煤分公司四水平延深施工大纲 7 15.1227m
17、3/t。二、煤尘爆炸危险性及煤的自燃倾向不同时期的勘探报告对诸层煤采样试验鉴定表明：煤尘皆有爆炸危险性。原煤着火点为 382399。三、煤尘煤尘具有爆炸危险性，煤尘爆炸指数为 19.93%28.54%。四、水文地质条件矿井水文地质条件简单，属二类一型，预计开采四水平最后一个阶段时：矿井总涌水量= 二号井三水平以上实际涌水量+四水平预计涌水量+一号井涌水量届时矿井正常涌水量=171+229+220=620 m3/h,届时矿井最大涌水量=181+320+345=846 m3/h五、煤层顶底板该矿煤层顶底板中，伪顶多为炭质泥岩，夹煤线或炭质泥岩与煤线互层，直接顶多为泥岩、粉砂岩和石灰岩，老顶多为不同
18、粒度的砂岩。顶板节理发育，特 别是与煤层平行的节理更为发 育，放顶时顶板易于垮落。顶板冒落高度一般为采高 68 倍，属一级顶板。煤层底板，除四、九层煤底板有 00.5m 的炭质泥岩外，其它各煤层的直接底 为粉砂岩和细砂岩，强度较大。六、资源/储量情况四水平工业资源/储量 10883.86 万 t，可采储量为 7301.64 万 t。矿井设计生产能力为 1.5Mt/a，服 务年限为 37.4a石炭井焦煤分公司四水平延深施工大纲 8 第二章 四水平延深建设目标延深投产标准第一节 矿井建设目标2014 年 1 月 6 日，集团公司组织有关部门对修改后的初步设计又进行了设计审查，并下发了“ 神华宁夏煤
19、业集团有限 责任公司专题会议纪要（第4 期）”，此次神华宁夏煤业集团有限责任公司石炭井焦煤分公司四水平延深初步设计为最终审定版设计。充分结合石炭井焦煤分公司实际，本着“稳定产量、 优化系统、减人提效、综合治理 ”的十六字方针，实现本质安全型 矿井。认真贯彻执行国家安全生产监督管理总局、煤矿安全监察局颁布的煤矿安全规程（2011 年版）和防治煤与瓦斯突出规定，矿井四水平延深开拓方案应统筹考虑矿井开拓区、抽采区、保护层 开采区和突出煤层开采区的关系，达到“ 抽、掘、采”平衡的目的。按照“ 缩短通风流程、扩大通风断面、减小通 风阻力、增大通风能力、提高抗灾能力” 的原则优化矿井通风系统 ，做到网 络
20、简单、风流稳定、系统可靠、风 量充足、 风 速风质符合要求。建立健全矿井防灭火、防尘洒水及井下监测监控、人员定位、紧急避险、 压风自救、供水施救和通信联络等安全避险“六大系 统” 。按照国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知（国发 201023 号）和国家安全监管总局、国家煤矿安监局联合下发的关于加快推进煤矿井下紧急避险系统建设的通知（安监总煤装201310 号）文件规定，在四水平延深初步设计中增加井下紧急避险系统。根据矿井目前采用的生产技术、工艺和设备，在保证矿井达到正规、安全、稳定生产的前提下，结合当前生产情况、通风网络状况、通 风 技术设施状况，综合考虑四水平延深工程，本次设计的的注
21、氮、灌浆、 监测监 控和通风系统，不但要满足四水平延深需要，而且要兼顾现有生产系统的优化需要，达到技术可行、安全可靠、经济节省的目的。石炭井焦煤分公司四水平延深施工大纲 9 第二节 四水平延深建设标准按照会议纪要要求，焦煤公司委托宁夏煤矿设计研究院编制完成本石炭井焦煤公司四水平延深初步设计，采用主斜井、暗主斜井、新副立井的混合开拓方式。四水平共设七条井筒及上山，即主斜井（已有）、暗主斜井（下延至+555m 标高，倾角 23，斜长 795m）、新副立井（ 为新增，垂深879m）、原副立井（改造成南翼回风立井）、中部 轨道上山（为新增，倾角 25，斜长 820m）、乘人器井筒（为新增，倾角 25，
22、斜长 740m）、中央斜风井（+1451m +900m 段斜 长 1303m 为已有，+900m+590m 段斜长 735m 为新增，倾角 25，改造成北翼回风斜井）。为确保本矿井安全技术改造系统顺利完成，顺利移交生产使用，应完成设计给定的所有井巷工程，提升、通风、土建、管线、运输、供 电等系统应全部形成，安全监测、 监 控设施全部建成， 矿井 联合 试运转合格，井上、下所有工程经验收合格后，方可移交投产。四水平建设方式及移交标准：四水平延深工程采取一次设计、施工、工作面投产的方式。先期投产 2个综采工作面，至此，四水平延深即告竣工，形成 1.5Mt/a 设计规模。四水平竣工移交前必须完成的工
23、作有： 1、全部井巷工程和地面土建工程、井上下安装工程；2、四水平提升、运输、通风、压风、给排水、供暖及供 热等系统；3、各类安全设施；4、四水平联合试运转。石炭井焦煤分公司四水平延深施工大纲 10 第三章 施工准备第一节 技术准备2013 年 9 月 5 日，集团公司组织有关部门对神华宁夏煤业集团有限责任公司石炭井焦煤分公司四水平延深初步设计进行了设计审查，审查过后下发了“神 华宁夏煤 业集团有限责任公司 专题会议纪要（第 38 期）” ，根据专题会议纪要文件内容，初步设计做了修改。2014 年 1 月 6 日，集团公司组织有关部门对修改后的初步设计又进行了设计审查，并下发了“ 神华宁夏煤业
24、集团有限 责任公司专题会议纪要（第4 期）”，此次神华宁夏煤业集团有限责任公司石炭井焦煤分公司四水平延深初步设计为最终审定版设计。焦煤公司施工组织设计编制完成并经集团公司审查批准后，焦煤公司将根据矿建、土建、机 电设备安装三类工程施工进度安排提出施工图需求计划，并与宁夏煤矿设计研究院签订石炭井焦煤公司施工图供图协议。测量定位：利用石炭井焦煤公司现有基控导线在施工准备期作新建副立井及中央斜风井延长段等井筒的测量工作。可以满足延深井巷工程施工需要。第二节 工程准备施工准备阶段应遵循的主要原则：统筹安排好四水平延深与矿井生产之间的关系，既要保证完成四水平开工前副立井工业场地应具备的“四通一平”条件和施工所必须具备的工业设施，又要为施工队伍提供基本的生活环境和居住条件。考虑到上述要求，根据本矿井的实际情况，副立井工业场地内的水、电路等工程均已形成，副立井工业场地地势较为平整，施工准备工作量不大。将施工准备工作划分为建设前期准备和施工准备。
