二采区(开拓)设计说明书正文

寿阳县天泰煤业有限责任公司

（8+9#煤）四盘区开拓方案

设计说明书

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寿阳县天泰煤业有限责任公司

2009年9月

1.盘区概况

四盘区位于我公司井田的东北部，其中9411是四盘区首个回采工作面，本盘区内大部分地区八、九号煤合并，在盘区东部两层煤分开，盘区西部为三采区东翼采空区，东部、北部均为边界保护煤柱，南部为原煤实体。地面有工业广场和李子沟、金鸡垴、瓦窑沟三个村庄，均留设有保护煤柱不受生产影响。

2.盘区地质情况

2.1盘区地质构造

本工作面煤层波状起伏，倾角一般为8°左右，预计在掘进中有中、小断层发育，确定断层6条，未确定断层7条。对掘进有较大影响，陷落柱5个，一般直径都小于30m，个别直径大于30m，本区范围内8、9号煤基本合并，中间夹有0.2~0.4m砂质页岩，东部两层煤分开。顶板不易管理，在掘进过程中应及时支设临时支护。

2.2煤层赋存情况、顶底板岩性

本盘区煤层赋存稳定，煤层以块状为主、粉沫状次之，煤层透气性差，该面煤层总体呈单斜状，煤层产状：走向40~90°，倾角6~10°，平均煤厚4.0m，最大厚度5.2m，最小厚度3.1m，（详见表1和表2）。

表1 煤层特征表

绝对瓦斯涌出量/(m 3/min) 5.71 2005年鉴定结果相对瓦斯涌出量/(m3/t) 15.56 2005年鉴定结果煤尘爆炸指数/% 21.43%

表2 煤层顶底板情况表

顶底板名称岩石类别硬度厚度岩性

顶板

老顶细砂岩8 6.0 灰色、坚硬

直接顶中细砂岩8 2.6 灰色、含云母、节理发育伪顶灰质页岩 4 1.1 含云母、性脆、破碎

底板

直接底中性岩 6 6.27 深灰色、黑色矿物

老底砂页岩8 4.91 含植物化石

表3 综合柱状图

地层厚度地层柱状岩性

新

生

界

18.93 由上更新统黄土和全新统松散层组成

上

石盒子组100～150

P2S

以黄绿色、紫12色砂质泥岩、砂岩组成

下

石盒子组144

P1X

中上部为灰、灰白色、深灰色、砂岩、砂

质泥岩、泥岩五层、底部为灰白色、灰色

中、细粒砂岩，以石英、长石为主，胶结

坚硬，局部含黄铁矿。

山

西组60.37

1

2

3

4

5

6

顶部为黑色泥岩，砂质泥岩含云母，中上

部为灰色、深灰色砂岩，水平及波状层理，

含灰色、黑色泥岩，粘土泥岩及1、2、3、

4、5、6号薄煤6层，底部为灰色细砂岩，

中细粒砂岩，以石英为主。

太原组上

段

120.38

C3t

8上

8

9

自K4灰岩顶到K7砂岩底灰、深灰、灰黑色

泥岩、砂质泥岩及粉矿岩、中粗粒砂岩含

8、9号、7号三层煤，8、9号可采。

下段11

13

13人

15

15下

16

自K1底到K2下灰岩底，中上部为黑色、泥

灰岩、泥岩等，中、细砂岩以石英为主，

波状层理，主要可采煤15、15下呈碎块状、

粉状、亮煤为主，底部为灰色粗、中细砂

岩等。

2.3煤质

2.4盘区水文地质特征

本面地表为黄土丘陵地貌，黄土冲沟发育，多为“V”字型沟谷，地表大部分为起伏较大的农田。黄土沟仅在雨季局部有少量积水，面积较小，白马河自井田西北部向东流经井田北部边界，留设有保护煤柱，预计地表水对盘区正常掘进影响不大，本面煤层形态简单，8、9号煤层顶底板均为不含水层，可能在断层发育地段出现局部淋水或少量涌水现象，应加强盘区顶帮管理。预计最大涌水量为15 m3/h，正常涌水量6 m3/h，掘进队在低洼处应配备一定能力的排水设备。

2.5盘区瓦斯、煤尘、自燃发火情况

（1）瓦斯：相对瓦斯涌出量15.56m3/t，绝对瓦斯涌出量5.71m3/min，为高瓦斯矿井。

（2）煤尘：爆炸指数21.43%，有爆炸性。

（3）煤层：有自燃发火情况

2.6盘区防水煤柱的留设及储量计算

留设有白马河防水煤柱。储量计算范围：四盘区专用回风巷至井田东部边界，四盘区北部井田边界至四盘区9411工作面进风巷。煤层厚度4.0m，煤层倾角8°，煤层容重1.3t/m3。计算储量为1009万吨，开采储量为757万吨。

3.盘区生产能力及服务年限

本盘区范围内为8、9#煤合并层，根据三维地震勘探的结果，

在四盘区1.8km2的范围内发育落差大于5m的断层6条，陷落柱5个，对以后的采掘安排造成重大影响。按正常生产安排一个综放工作面，两个掘进头考虑（准备时为三个掘进工作面），盘区生产能力暂定为45万吨/年，如果取储量不均衡系数的1.4，盘区服务年限为：24年。

4.盘区开拓与开采

4.1盘区巷道布置方案

盘区巷道沿8#煤（8+9#煤合并层）顶板布置，沿煤层倾向预测揭露三条断层（H＞5m）岩巷工程量较大。四盘区系统沿煤层倾向布置三条上山由西向东依次为专用回风上山、运料上山、运输上山。工作面以倾斜或伪倾斜长壁布置为主。

4.2开拓方案

为更好的适应综采、综掘，三条上山沿采空区煤柱（原路家河煤矿开采）由南向北延伸至井田边界，盘区呈单翼布置，设计工作面走向长度达1400m左右。专用回风上山直接与四盘区回风巷相连，四盘区运料巷通过盘区下部车场与运料上山相连形成盘区运料系统，运输上山皮带机头与四盘区运输巷皮带机尾搭接将煤炭直接运至8、9#煤2#煤仓形成盘区运输系统。四盘区通风系统为“两进一回”（盘区运输上山、运料上山为进风巷，盘区专用回风上山为回风巷）。

4.3盘区尺寸的确定

盘区南北长990m、东西长1700m，盘区内工作面斜长的确定，由于地质构造复杂，对工作面的布置影响较大，工作面的倾斜长度以100—150m为宜，9409、9407工作面按自然构造划分设计工作面长度100m，9405、9403工作面长度150m。

本设计确定盘区的开采顺序为先易后难，由远及近，首采面

定在9403工作面。

4.4盘区巷道规格及支护方式

巷道规格及支护方式一览表

为更好的使用锚网支护工艺提高机械化进度保证施工安全区内工作面顺槽采用沿8#煤煤层顶板布置，综采放顶煤工艺开采。

（1）盘区巷道的放工及施工顺序

盘区巷道的施工，本区内预测揭露断层的机率较大，支护上以锚网、锚喷支护为主，在过特殊构造地段时采用U型钢作为加强支护（如托顶煤不易采用锚网支护时）。过断层段岩石巷道采用人工打眼爆破，掘进机出矸；煤层中施工的巷道采用掘进机直接割煤锚喷支护，跟煤顶时采用锚网支护遇有特殊地段顶板破碎时可加打锚索予以加固。

在巷道施工先后顺序上我们认为应该坚持先探后掘的原则，接近预测断层、矿界边缘煤柱前超前打探眼，探清断层及采空区水、瓦斯等情况，尽而为下一步施工的安全提供技术保证。决定先施工盘区运输上山作为一条探巷为，探清主要地质构造的赋存情况及采空区位置，为盘区运料上山、盘区专用回风上山及工作

面布置提供可靠的依据。

4.5采煤方法及采煤机械的选择

盘区的采煤方法采用走向长壁后退式采煤法，采煤工艺为综采放顶煤。采煤机械的选择，利用我矿现有采煤艺的配套设备：综采放顶煤工作面配套设备表表1

综采放顶煤工作面配套设备表表2

5.盘区通区

5.1盘区通风系数

四盘区通风系统采用了三条上山即盘区专用回风上山、盘区运料上山、盘区运输上山，属“两进一回”通风系统比较简单，适应高瓦斯矿井管理。

盘区同时生产工作面和用风硐室：一个综放工作面、两个掘进工作面、六条联络巷、一个绞车硐室。

5.2盘区风量计算

（1）回采面风量计算（按瓦斯涌出量）

Q采=100q CH4×K通=100×4.6×1.6=736m3/min 式中q CH4——绝对瓦斯涌出量4.6m3/min，

K通——系数1.6

（2）掘进工作面风量计算

Q掘≥15×S掘=15×12=180m3/min

式中Q掘——掘进工作面用风量，m3/min

15——工作面最低风速，15m/min

S——掘进断面积，m2

（3）硐室风量计算

根据我公司具体情况，一个绞车硐室、六条联络巷配风量取30m3/min，故Q硐=7×30=210m3/min

（4）盘区供风量计算

Q盘区=1.15（Q采+Q掘+Q硐）

=1.15（736+180+210）

=1295 m3/min

取1300 m3/min

5.3盘区通风阻力计算及风速校验

见附表

5.4盘区通风系统评价

经计算：四盘区布置一个综放工作面、两个掘进工作面等处均按要求配风量为1300 m3/min，四盘区通风阻力为Pa，小于主扇负压Pa；经验算，可满足本采区一个综放工作面、两个掘进工作面布置要求。

6.采区运输

6.1盘区运输方式

盘区运输，一般包括原煤运输和辅助运输。原煤运输在工作面采用刮板输送机，顺槽内和运输上山内采用皮带输送机；辅助运输在四盘区运输巷采用卡轨车，而在盘区运料上山内，由于断层构造影响巷道坡度起伏较大，我们拟用卡轨车来担负物料、设备和岩巷掘进出矸石等辅助运输。

6.2盘区运输系统

原煤：

回采工作面→运输顺槽→四盘区运输上山→四盘运输巷→9#煤皮带运输巷→8、9#煤煤仓→9#煤皮带运输巷→主斜井→地面掘进工作面→四盘区运输上山→四盘区运输巷→9#煤皮带运输巷→8、9#煤煤仓→9#煤皮带运输巷→主斜井→地面材料：

井底车场→9#煤辅助运输巷→四盘区运料巷→四盘区运料上山→用料地点

矸石：

掘进工作面→四盘区运料上山→四盘区运料巷→9#煤辅助运输巷→井底车场

6.3盘区运输设备选型

根据我矿现有运输设备的使用和库存情况，经设备选型计算，采区主要运输设备：

胶带输送机的主要技术参数如下：

型号：

输送量：t/h

输送长度：m

带速：m/s

带宽：mm

储带长度：m

电动功率：2×75kw

传动滚筒直径：φ630mm

6.4盘区辅助运输设备选型

四盘区运料上山作为盘区辅助运输巷道，运料上山沿煤层掘进，巷道坡度不一致，经选型计算确定以卡轨车来完成盘区的辅助运输任务（我公司主要运料巷道都已采用卡轨车）。

卡轨车的技术参数如下：

牵引方式：无极绳（液压）

最大牵引力：t

牵引速度：m/min

轨距：600mm

轨型：15kg/m

卡轨形式：半卡轨

最大载重：t

轨道转弯半径：水平m，竖直m

最大坡度：度

钢丝绳直径：21.5mm

运输距离：m

液压泵站：

7.盘区供电

7.1负荷统计

（1）采区负荷

（2）掘进负荷

7.2选择变压器

7.3高压开关选择

7.4高压电缆选择

7.5高压开关整定

8.盘区压风、排水、供水

8.1盘区压风

盘区内岩巷施工及煤巷锚网支护打锚杆、锚索过程中动力用高压风由地面空气压缩机供给。

8.2盘区排水

四盘区掘进、回采工作面→四盘区水仓→三盘区水仓→中央水仓→地面

8.3盘区供水

煤层煤尘有爆炸危险，巷道施工与回采期间必须有洒水等综合防尘措施，岩巷施工亦需湿式打眼，需有高压水供给，届时可从地面污水处理厂供给。

9.安全技术措施

9.1防治水

（1）该工作面不受奥灰水威胁，主要的威胁来自于老空水，要加强对周围矿井的调查，在掘进过程中，必须保持“有掘必探，先探后掘”的原则，探90m掘70m，保证安全生产。

（2）在掘至距预计断层40m时，必须进行探测，防止断层导水；根据探测断层落差大小，及时调整巷道坡度。

（3）掘进过程中，在巷道低洼处，及时安设排水设施，建立临时排水系统，保证积水能及时排出。

9.2顶板管理

（1）回采期间顶板管理：

（1采用全部垮落法管理顶板，随支架前移自行垮落。

（2控顶及放顶步距：最大控顶距3.8m，最小控顶距3.2m，放顶步距0.6m。

（1）掘进期间的顶板管理（采用煤巷锚网支护）：

（1开工前由班组长由外向里对巷道质量进行检查，确保无危险后，方可开工。

（2若煤质松软，顶板完整性差时，应立即补打锚杆或锚索，临时支护采用前探梁，前探梁与顶板之间用板木背紧。

（3锚网施工，顶板破碎或过断层，适当缩小锚杆间排距，支护紧跟迎头。

（4施工时，要严格执行锚杆、锚索锚固力检查制度，达不到要求的必须及时补打。

（5设专人负责锚杆预紧工作，确保锚杆预紧力合格，锚固力合格，不合格时必须重打。

（6每50m安设一组顶板离层仪，并按规定进行观测，若发现后路巷道顶帮移近量增大过快，支护构件破坏等情况时，应立即撤出异常地点所有人员并及时汇报矿调度室和区队值班人员，并由外向里进行加固整修。

9.3安全出口支架形式及要求

（1）在工作面上、下两巷分别用HDJA—1000型金属铰接顶梁、PDZA22—25/100型系列单体支柱，自煤壁往外，双排超前支护均不低于20m，一梁一柱支设。

（2）工作面上、下端头支护，与工作面支护相同。

（3）工作面上、下出口，为抬棚一梁三柱支护方式，两道梁与上下两侧支护间距不得超过0.5m。

（4）上下安全出口必须加强管理，压力大时要加设抬棚。

（5）抬棚必须铰接使用，支柱初撑力不低于90KN，支柱必须与顶梁拴好，防止倒柱伤人。

9.4通风瓦斯管理

（1）为加强瓦斯管理，必须在工作面设置瓦斯监控设备。

（2）在工作面距煤头5m处的回风侧（风筒对帮）且距顶板不大于0.2m、距巷帮不小于0.3m处设置1枚瓦斯传感器，其断电值为1.5%（CH4）。在掘进工作面巷道回风口以里10～15m处，距顶板不大于0.2m、距巷帮不小于0.3m处，安装1枚瓦斯传感