新景矿佛洼分区采区设计说明书 毕业设计.doc

阳泉职业技术学院 毕 业 设 计 说 明 书 毕业生姓名 ： xxx 专业 ： 煤矿开采技术 学号 ： xxxxxxxxx 指导教师 xx 所属系（部） ： 资 源 系 二 0 一 x 年 x 月 i 阳泉职业技术学院 毕业设计评阅书 题目：新景矿佛洼分区采区设计说明书 资源 系 煤矿开采技术 专业 姓名 xxx 设计时间：201x 年 x 月 xx 日20xx 年 xx 月 xx 日 评阅意见： 成绩： 指导教师： （签字） 职 务： ii 201 年 月 日 目 录 毕 业 设 计 说 明 书 i 目 录 .i 前 言 ii 第一章 矿井概况.1 第一节 井田概况 2 第二节 地质特征 3 第三节 矿井开拓概况 11 第二章 采区基本开采条件.14 第一节 境界及储量 14 第二节 设计生产能力及服务年限 19 第三节 井筒及硐室 20 第三章 采区巷道布置及装备.22 第一节 采煤方法 22 第二节 采区巷道布置 26 第三节 采区巷道布置方案的选择 27 第四节 巷道掘进 30 第四章 技术经济.32 第一节 劳动定员及劳动生产率 32 第二节 采区主要技术经济指标 33 第五章 采区通风与安全.37 第一节 概况 37 第二节 采区通风方式及系统 39 第三节 采区风量的计算及分配 39 第四节 采区总风压及等积孔的计算 42 第六章 安全技术措施.46 第一节 安全通风措施 46 第二节 其他安全技术措施 48 总 结 52 iii 主要参考文献资料 .53 致 谢 .54 前 言 一、编制依据 1、新景矿地质测量部门于 2004 年 12 月编制的阳煤集团新景矿南条带补充勘 探地质报告。 2、阳煤集团有限责任公司文件阳煤通字2005204 号文关于确定新景矿芦北 3 号煤采区为突出煤层、新景矿为突出采区的通知。 3、矿方提供的有关现状资料。 4、国家有关煤炭工业的规程、规范和技术政策等。 二、设计的指导思想 在贯彻执行煤炭工业政策、法规、条例的前提下，以安全生产、经济效益为中心， 以采区资源条件、开发条件为基础，以市场需求为导向，充分利用采区已有的井巷和 设施，采用国内外先进的生产技术和设备，以高产高效分区为模式，简化生产系统， 力争达到少投入、多产出、见效快、效益好的目的，把佛洼分区建成技术先进、安全 高效的现代化分区。 三、设计的主要特点 1、佛洼分区设计生产能力为 3.5mt/a。采用一次设计、一次建成投产的移交方式。 2、设计在本分区中部的佛洼村东南侧附近新建一对进回风立井。进风立井装备 梯子间、排水管、压风管、消防洒水管以及动力电缆等，为进风井兼安全出口；回风 立井为专用回风井。形成佛洼风井除提升之外相对独立的供电、通风、排水、压风等 系统。 3、井下主运输采用胶带输送机，可实现从佛洼分区到芦湖南分区直至地面胶带 输送机一条龙连续运输，用人少、效率高、故障率低、安全性好，有利于实现集中自 动化控制与管理。辅助运输采用无极绳连续牵引绞车牵引 1.5t 系列矿车运输，可以保 证本区辅助运输的连续性。主辅运输的连续性为新景矿的高产高效提供了有利条件。 4、本分区井下巷道除 525 轨道大巷少量延伸、佛洼风井井筒及井底部分硐室外 其余巷道均沿煤层布置，分区移交生产时井巷总工程量为 23670m，其中岩巷为 iv 2170m，占 9.2%，煤巷为 21500m，占 90.8%。 5、本区移交生产时，共布置两个综采工作面、四个综掘工作面、四个普掘工作 面。 6、佛洼风井工业场地总平面布置，充分结合地形的特点，因地制宜地布置在三 个台阶上，场地布置紧凑而合理，场地运输环节简单，土方工程量较少。 四、主要技术经济指标 1、水平划分及水平标高：本区划分为两个水平，一水平标高为+525m，二水平 标高为+420m 。 2、本区移交生产时井巷总工程量为 23670m，其中岩巷为 2170m，煤巷为 21500m，万吨掘进率为 68m。 3、风井场地建（构）筑物总体积：26844.0m 3；总面积： 3590.2m2。 4、分区原煤全员效率为 19.3t/工； 5、分区职工在籍总人数为 707 人； 6、分区建设总工期为 18 个月，其中施工准备期 3 个月，建井工期 12 个月，设 备安装试运转 3 个月。 7、分区建设总投资为 40647.54 万元，吨煤投资为 116.14 元。 五、存在的主要问题 1、本分区各煤层瓦斯含量高、生产能力大，生产中应加强通风系统和瓦斯抽放 系统的管理、检测和调整工作，以保证采区安全生产。 2、建议地质部门对佛洼分区西部区域进行补充勘探，进一步提高该区域的储量 级别和勘探精度，以满足下一阶段设计和生产的需要。 3、在佛洼进回风立井之间补打一个井筒检查孔，以便为井筒的设计和施工提供 可靠的依据。 4、建议在副立井井底及芦湖南进风井底设蓄电池机车充电检修硐室，该硐室为 独立通风硐室。 v 1 第一章 矿井概况 一、概述 （一）新景矿概况 阳泉煤业集团有限责任公司新景矿（以下简称新景矿）是由原阳泉三矿的一期改 扩建新增井田部分（西部区）与三矿竖井重新组建的采区。 1997 年 7 月，三矿改扩建一期工程竣工投入生产，1998 年阳煤集团命名为新景 矿。为便于管理，2004 年阳煤集团决定将三矿竖井划给新景矿，对新景矿进行改扩建， 采区设计生产能力由 3.2mt/a 增至 7.5mt/a。 1、开拓方式 采区采用主斜井、副立井的综合开拓方式。其开拓分为两个水平，分别为+525 水平和+420 水平。 采区以 x=103000 线为界将井田划分为南、北两个条带，即南条带和北条带。南 条带以+525 西一石门为界划分为东、西两个区，分别为芦湖南分区和佛洼分区；北条 带以准备开拓的+525 三北石门为界划分为东、西两个区，分别为芦湖北分区和保安分 区。即全采区分为两个条带：南条带和北条带；四个分区：芦湖南分区、佛洼分区、 芦湖北分区和保安分区。 2、设计生产能力 新景矿现设计生产能力为 3.2mt/a，改扩建后设计生产能力为 7.5mt/a，即：竖 井分区为 1.0mt/a，芦湖南分区为 1.0mt/a，佛洼分区为 2.4mt/a，芦湖北分区为 3.1mt/a。 新景矿现有生产采区为芦湖南 3 号煤（两个采煤队，生产能力 2.5mt/a）、芦湖 北 3 号煤（一个综采队 1.0mt/a）、丈八一区（一个综放队 1.5mt/a）。准备采区为佛 洼分区 3 号煤和芦湖南分区 8 号煤。 3、地面工业广场 新景矿主工业广场位于黄沙嘴酒厂的西侧。 在芦湖南分区地面建有风井工业场地，布置有芦湖南进、回风一对立井；芦湖 南进风立井井筒直径 7.5m，装备 jkmd2.84（1）型落地式多绳提升机，井筒内布置 2 一对 1.5t 单层双车多绳罐笼，担负芦湖南分区和佛洼分区的矸石提升和芦湖南分区的 通风，兼作安全出口。芦湖南回风立井井筒直径 6.5m，为专用回风井，安装两台 gaf35.5-16.8-1 型轴流式通风机，一开一备，配套 td143/59-8 型 2000kw 电动机。 在芦湖北分区地面建有风井工业场地，布置有芦湖北进、回风一对立井，其进、 回风井的布置、装备及井筒直径均与芦湖南进、回风立井相同。 （二）佛洼分区概况 佛洼分区位于新景矿的西南部，东西长 4600m，南北宽平均 3200m，面积为 14.76km2，主要可采煤层有 3 号、8 号、15 号煤。该分区东部与芦湖南、芦湖北分区 相邻，靠东部约一半区域地质勘探程度较高、构造相对简单；靠西部约一半区域勘探 程度较低，大部分为 c 级储量。 目前佛洼分区正处于准备阶段，佛洼分区的 525 轨道大巷已掘出 1400m 左右，四 条采区准备巷合计掘出 3500m 左右，靠分区东侧有五个回采工作面的顺槽巷道基本掘 出。该分区还于 2005 年布置四个综掘头和多个普掘头，保证了南条带 3 号煤的正常生 产衔接。 第一节 井田概况 一 、 交 通 位 置 新景采区田位于阳泉市西部，距阳泉市中心 11 公里。地理坐标：东经 113 21101133117，北纬 375107375631。 佛洼分区四邻关系：东部为现生产的芦湖南分区及芦湖北分区，北部为新景矿北 条带，西部为集团公司规划中的寿阳区七里河矿，西南部为阳泉市郊区保安煤矿，南 部隔桃河为阳煤集团二矿。 井田南部有石太铁路线沿桃河南岸横穿矿区，往西直达太原与南、北同蒲线接轨， 往东至石家庄与京广线接轨。307 国道沿桃河北岸横穿矿区，往西至太原，往东至石家 庄。太旧高速公路横穿矿区南部，新景矿工业广场往西 1km 有太旧高速公路入口，四 周均有公路通往各村镇，交通十分便利。阳泉至国内主要城市的距离见表 111；交 通位置见图 111。 阳泉至国内主要城市距离 3 表 1-1-1 城市名称 石家庄 太原 北京 天津 上海 广州 距离（km） 112 119 393 532 1378 2139 二、地形地貌及河流 1、地形地貌 井田位于太行山脉北段西侧，庙梁及绿岩脑分水岭以南，地势北部、西北部高， 南部桃河低。全区山高坡陡、河谷深切，形成复杂的高山地貌。区内最高点是西北部 担山，高程为+1372.6 米，最低点为桃河东部河床，高程为 +721.0 米。 2、河流 本区属于海河流域滹沱河水系，桃河是本区最大的河流，发源于西部寿阳高原的 温家庄、太安泽、坪头等地一带。全长 44km，河床宽约 300 400m，流域面积为 503km2，由西向东横穿整个矿区南部，汇入滹沱河。平均流量仅为 0.3m3/s，夏季流量 一般为 2 8m3/s，最大流量是 1959 年 8 月的 2200m3/s。 三、气象及地震情况 气温：本区属暖温带大陆性气候。据阳泉气象站统计资料，年平均气温 10.7， 一月份最冷，平均气温为 4.6c，最低气温为-19.1c。七月份最热，平均气温为 24.3c， 最高气温可达 40.2。 降雨量：矿区历年平均降雨量为 609.8mm，降雨期主要集中在 7、8、9 三个月。 历年平均蒸发量为 1885.9mm，最大 2831mm，最小 1319mm。蒸发量大于降水量 23 倍，因而属于半干旱的大陆性气候。 风向：夏季为东南、冬季为西北。最大风速为 2.8m/s，一般为 1.41.7m/s ，年平 均为 1.7m/s。冻结期为 11 月中旬至次年的 3 月中旬，最大冻土深度为 0.7m。 据山西地震基本烈度区划图，该区地震烈度最大为 7 度。 第二节 地质特征 4 一、地质构造 （一）井田地层 在南条带范围内，根据地表出露和井下巷道钻孔揭露，最老的有奥陶系，最新的 为第四系，现分述如下： 1、奥陶系（o）： 1）、下奥陶统亮甲山组（o 2 l） 本组全厚为 60140 米，这段主要以灰白色的白云质灰岩和深灰色的石灰岩及白 云质灰岩与石灰岩的互层组成，有时含有少量的燧石结核条带。 2）、中奥陶统下马家沟组（o 2 x） 本组以厚层状的深灰色石灰岩为主，中下部夹厚层状的角砾状泥灰岩和白云质灰 岩，局部夹薄层状的泥质灰岩。总厚度 180190 米左右。 3）、中奥陶统上马家沟组（o 2s） 上段（o 2s3）：为厚层状的深灰色石灰岩、灰黄色泥灰岩和深灰色角砾状石灰岩 组成，厚 6070 米。 中段（o 2s2）：为巨厚层状的深灰色石灰岩微密质纯性脆，夹方解石细脉。顶部 常夹一层黑色泥岩，在中部常夹一层比较薄的深灰黄色角砾状石灰岩，总厚为 120 米。 下段（o 2s1）：为巨厚层状的深灰色、灰色、白色、杂色角砾状泥质灰岩和少量 的白云质灰岩组成，具豹皮状，裂隙多为泥质和石膏所充填，厚度 8090 米。 4）、中奥陶统峰峰组（o 2f） 由深灰色石灰岩和泥灰岩组成，在中部含有大量的石膏，呈似层状和脉状水平分 布，最大厚度可达 48 米，夹于石灰岩和泥灰岩之间，底部还常出现 12 层角砾状 的泥质灰岩和角砾状的石灰岩，全组总厚 160190 米。 2、中石炭统本溪组（c 2b）： 本组平行不整合于奥陶系峰峰组之上，岩性为灰黑色、黑色的砂质泥岩、泥岩、 灰白色细中粒砂岩、灰色的铝质粘土岩以及 23 层的深灰色石灰岩组成。在灰岩下 部，常夹一层无开采价值的薄煤层。下部层段以铝质岩为主，上部层段以砂泥岩为主。 三层灰岩以下部一层最厚，多在 7 米左右，最上一层较薄，多在 1.0 米以下。本组总厚 最大可达 52 米，最小 41.95 米，平均 50.7 米，总的趋势是东部较厚，西部较薄。 3、上石炭统太原组（c 3t）： 5 太原组是本区主要含煤岩系之一，连续沉积于本溪组地层之上。全组厚度 107.33140.60 米，平均 125 米。由灰黑色、黑色砂质泥岩、泥岩、灰白色细中粒砂 岩和煤层组成。全组共有 3 层石灰岩和 9 层煤层，其中，主要可采煤层 2 层（15 号、 12 号）局部可采煤层 4 层，含煤系数 11.9%。 4、下二叠统山西组（p 1s）： 山西组也属于本区的主要含煤岩系，连续沉积于太原组煤系地层之上，在本区东 部的一些沟谷中有出露。厚度东部较厚，可达 75.2 米，西部地区较薄，最小为 43.7 米， 平均为 56 米左右。主要为灰黑色砂质泥岩、泥岩、灰白色细粗粒砂岩和煤层组成。 共含有煤层 6 层，其中，主要可采煤层 1 层（3 号），局部可采煤层 1 层（6 号），含 煤系数 7%。 5、二叠系下石盒子组（p 1x）： 下石盒子组出露于本区东部，连续沉积于山西组地层之上，根据岩性和特征，大 致分为三段： 1）、绿色岩层段（p 1x1） 由灰黑色砂质泥岩及灰白带绿色的砂岩组成，底部为一层灰白色的细粗粒砂岩 （k 8），厚度平均为 58 米，此层砂岩层位稳定，在地表出露标志明显，是良好的标 志层，也是本段的基底砂岩。在本段中部，一般多为细粒砂岩，有时相变为砂质泥岩。 下部多为砂质泥岩，含 12 层鲕状和鳞片状的粘土岩夹菱铁矿结核，在一些局部地区 有时还出现 23 层煤线，上部多为粗粒砂岩。本段由于地表风化后砂岩及砂质泥岩呈 浅绿色，因而称绿色岩段。总厚度 36-105 米。 2）、黄色岩层段（p 1x2） 本段由灰黑色砂质泥岩与黄绿色中粒砂岩组成。底部为一层灰白色的中粗粒砂 岩（k 9），其特征是泥质胶结疏松易风化，厚度较大，一般多在 10 米左右，该层砂岩 层位比较稳定，在地表出露比较明显，是本组的良好标志层，属于本段的基底砂岩。 在砂岩中常含有菱铁矿，呈扁豆状薄层分布，常呈球状风化。本段岩层在地表风化后 多呈灰黄色，因而称黄色岩层。总厚度平均为 50 米左右。 3）、砂岩段（p 1x3） 本段主要由 12 层灰白色中粗粒砂岩和 23 层黄绿色砂质泥岩及一层黄红色 和灰白色的铝质粘土岩组成，全厚 28-50 米。顶部为一层 58 米厚的黄红色、灰白色 的铝土泥岩（k 10），由于含铁质，风化后铁质侵染，呈红白色，犹如桃花，故名桃花 6 泥岩。本层层位稳定，厚度变化不大，在地表出露标志明显，是本段良好的标志层。 本段的中部及下部，均系两层厚度较大的中粗粒砂岩，砂岩中常含有砾石，局部为 细砾岩，该层砂岩多属于硅质胶结，坚硬耐蚀力强，在地表因风化常形成断崖陡壁。 6、二叠系上石盒子组（p 2s）： 本组总厚度为 305 米左右，连续沉积于下石盒子组地层之上。根据其岩性特征， 主要分为三个层段，由上往下依次为： 1）、黄红色岩层下段（p 2s1） 本段为黄红色、灰绿色砂质泥岩、泥岩及细粒砂岩组成。砂岩不稳定，呈透镜状 和扁豆状，连续性差。泥岩中含有大量的紫斑。总厚度 5577 米左右。 2）、黄红色岩层上段（p 2s2） 本段主要为黄色、紫色、黄褐色的砂质泥岩与红绿色的砂质泥岩组成。上部为紫 色与黄褐色，下部为黄色、黄绿色，含透镜状砂岩，变化大，连续性差。在本段的底 部为一层灰绿色的中粗粒砂岩（k 11），亦称中间砂岩，厚度一般为 10 米左右。成 分以石英为主，胶结较好，但分选较差。该层砂岩层位稳定，在地表出露标志明显， 是本段中的良好标志层。本层砂岩由于胶结较好，耐风化，在地表常形成陡崖，同时 含水性也较好，在一些向斜部位，常形成下降泉。砂岩的顶面，常分布一层 0.30.6 米厚的锰铁矿，但连续性差，全段总厚度为 52-93 米。 3）、褐色岩层段（p 2s3） 本段出露于西部较高的山顶部位，主要由紫红色、暗黄色的泥质岩和砂质泥岩及 灰白色、黄绿色和紫色的砂砾岩组成，并含有铁矿。在本段的底部是一层巨厚的灰白 色砂砾岩（k 12），称狮脑峰砂岩。该层砂岩为硅质胶结，砾石为石英、蛋白石和燧石， 粒度不等，最大可达 23 厘米。由于胶结致密，岩石坚硬，耐蚀力强，常形成断崖陡 壁。由于此层砂岩厚度较大，层位稳定，标志明显，是本区上石盒子组中的良好标志。 砂岩底部常夹有一层 0.10.2 米暗绿色砂质泥岩，是良好的不透水层，因此在一些低 洼处，常出现一些狮脑峰砂岩含水的下降泉。本层砂岩在本区的分布情况是北厚南薄， 从马家坡村往北逐渐分为两层，中间被一层黄绿色的砂质泥岩所分割，全层总厚度为 50-160 米。 7、二叠系石千峰组（p 2sh） 主要分布于本区西部的高岭，佛洼以北的担山和双足山顶一带，底部为一层浅红 色含砾石的中粗粒砂岩（k 13），连续沉积于上石盒子组地层之上。砂岩厚度一般 7 1015 米，层位比较稳定，标志明显，为本组良好的标志层。砂岩往上由紫红色、砖 红色的泥岩和砂质泥岩与细粒砂岩所组成，上部夹数层扁豆状的淡水灰岩，该组由于 颜色鲜艳，与下伏石盒子组极易区别，但在本区因风化剥蚀，出露不全，最大出露厚 度达 80 米左右。 8、第四系（q） 第四系地层以不整合覆于各时代地层之上，大多分布于一些比较平坦的山顶和平 缓的山坡地带。由于露头零星分布，岩性变化甚大，在对比上有一些困难，大致分为 中上更新统的马兰黄土和离石黄土（q 2+q3）。 1）、中更新统离石组（q 2l） 浅棕黄微带红色的粉砂土和亚粘土，富含钙质结核，并夹有 12 层古土。此层 粉砂土较致密，局部地段钙质较高，质较坚硬。古土壤有大孔构造，有黑色的植物遗 留根孔，总厚度 020 米左右。 2）、上更新统马兰组（q 3 m） 马兰黄土普遍分布于山梁和一些比较平缓的山坡上，与中更新统呈不整合接触或 直接覆与基岩之上。岩性为浅黄色的亚砂土和细粉砂土，孔隙较大，垂直节理发育， 由于水流的切割作用，常形成两壁陡峭不易坍塌，在冲沟发育地区，还常常形成一些 黄土立柱。本层中钙质结核较多，常形成姜结石状，全组总厚度 020 米。 9、全新统（q 4） 本组主要分布于河谷 1、2 级阶地和河滩中，为现代河床冲积和洪积以及一些坡 积，其岩性为砂卵石、碎石及粉砂组成。根据在桃河勘探资料，冲积层结构上下多为 砂卵石，中间普遍有一层 12 米厚的黄褐色亚粘土。全统厚度为 1020 米，另外在 一些山麓，由于地壳的上升，侵蚀切割，地形陡峻，岩层的软硬相间的组合，因耐蚀 力的不同，在一些坚硬厚度较大的岩层中，常形成断崖陡壁，又经长期的风化和重力 作用，断崖和陡壁发生崩塌和滑落，形成了较多的滑坡堆积物，呈零星分布，厚度不 等，应属全新统的堆积。厚度多在 1020 米左右。 （二）地质构造 新景采区田位于阳泉矿区大规模单斜构造的西部，即太行山背斜西翼，寿阳向斜 东翼，是沁水煤田的东北部分。煤层赋存呈东北部高而西南部低的态势，倾角一般 6 一 10。井田内褶皱构造在平面上大体呈北北东 北东方向展布，以波状起伏的短轴褶 皱构造为主，呈背向斜相间，斜列式、平列式组合，特别在局部地区，还出现一些小 8 型的帚状、环状、s 形等组合。在垂直剖面上多以上部比较开阔平缓，下部比较弯曲或 紧闭的平行褶皱为主要特征。但在一些局部地区也出现一些不协调的层面褶皱，这些 不同形态，不同组合的褶皱群，构成了本区构造的主体轮廓。 二、瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温 1、瓦斯 根据新景矿地质测量部门提供的新景矿南条带补充勘探地质报告资料，本采区瓦 斯主要来源于回采工作面、掘进工作面及已采区瓦斯涌出，采区瓦斯相对涌出量平均 为 16.0m3/t，绝对涌出量平均为 78m3/min。 2、煤尘 本区对 3 号煤层取样进行了煤尘爆炸性试验，结果为 3 号煤层具有煤尘爆炸危险 性。见表 1-2-2 。 煤尘爆炸性试验表 表 1-2-2 煤尘爆炸 挥发分 v% 钻孔号 煤厚 火焰长度% 加岩粉量% 有无爆炸性 原煤 精煤 318 1.98 10 50 有 10.94 9.16 339 2.26 10 50 有 10.97 9.94 342 1.97 10 50 有 10.33 9.77 3-68 2.73 5 50 有 11.52 9.01 3、煤的自燃 根据山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告：3 号、8 号煤层均无自燃发火性。 依据相邻采区情况，15 号煤层有自燃发火性。 4、煤与瓦斯突出 9 依据山西省煤炭工业局晋煤安发2005270 号文“关于确定阳煤集团新景矿芦北 区 3#煤层为突出煤层、新景矿为突出采区的批复” ，确定新景矿为煤与瓦斯突出采区。 5、地温及地压 本区煤系地层平均地温梯度值为 1.6-2/100m。本区属地温地压正常区。 三、水文地质 （一）含水层及隔水层 1、奥陶系马家沟组石灰岩含水层组 本层主要为岩溶裂隙水，是矿区主要含水层，也是矿区主要供水水源。它广泛出 露于矿区的东部和北部的广大地区。西部埋藏较深，一般水位多在 300800m，东部 较浅。 本层厚度在 700800m 左右，由深灰色的厚层状石灰岩夹薄层状泥灰岩和中厚 层状的角砾状石灰岩组成，裂隙和溶隙比较发育，在上部的峰峰组中含有似层状和凸 镜状的石膏层，混合厚度约 10m 左右。 本区主要含水层为上马家沟组上段及下段几层角砾状石灰岩含水，岩溶裂隙和含 水量很不均匀。静止水位一般在+390+400m 之间。 2、中石炭统本溪组含水层组 本层主要由灰白色和黑灰色的铝质岩和粘土岩、深灰色石灰岩、灰白色细砂岩、 少量的薄煤层组成。三层石灰岩均具有不同程度的透水性和含水性，本层的透水性比 较强。 3、上石炭统太原组含水层组 本组主要含水层有：k 2 灰岩（四节石）、k 3 灰岩（钱石）、k 4 灰岩（猴石）及 上部的第一砂岩和 k6（第二）砂岩。 k2 灰岩位于太原组的下部，厚度 6 12m。k 3、k 4 灰岩厚度较薄，含水量甚小。 4、二叠系山西组含水层组 本组主要含水层：k 7 砂岩（第三砂岩）、s 4 砂岩（6 号煤老顶）和 s5 砂岩（3 号 煤老顶），此三层砂岩裂隙均不太发育，因此含水性较差。 5、二叠系石盒子组含水层组 本组地层在区内广泛出露，主要含水层有 k8 砂岩（下石盒子组基底砂岩）、 k9 砂岩（黄色岩层段的底部砂岩）、k 11 砂岩（红黄色岩层段的中间砂岩）、k 12 砂岩 （上石盒子组的狮脑峰砂岩）等四层。k 8 砂岩，厚度一般 710m，为中粗粒砂岩。 10 k9 砂岩与 k8 砂岩间距 80m 左右，厚度一般在 10m 左右，为中粗粒砂岩。 k11 砂岩位于上石盒子组红黄色岩层段上段和下段之间，平均厚度为 10m 左右， 层位也比较稳定，由中粗粒砂岩组成。 k12 砂岩位于上石盒子组的中上部，由一套灰白色的粗砂岩和砾岩组成，厚度为 2535m 左右，砂岩的底部是一层灰色的泥岩，属不透水层，因此本层含水较好，但 由于层位较高，多裸露于地表，经长期风化和剥蚀，风化裂隙和荷载裂隙比较发育， 因此含水以下降泉形式全部泄出地表。 6、第四系全新统、河床冲积层和坡积层含水层组 本区冲积和坡积层，主要集中分布在桃河、马家坡河、芦湖沟河、保安沟河、蒙 村河的河床内及两岸的阶地内。坡积层主要分布在一些沟谷的两岸和山麓地带。这些 现代沉积，是本区浅层水的主要源地，可视为相对隔水层。 （二）井田水文地质条件 新景矿位于阳泉矿区的西部，由于受寿阳向斜的影响，煤层埋藏相对较深，地表 水的补给条件相对变差，井下涌水量变小。主要含水的岩层与区域的含水层基本相同， 在煤系地层中，太原组有五层，即 k2、k 3、k 4、 k5、k 6 ，除 k2、k 6 在局部地段富水 相对较好一些外，其它三层均较差。在山西组煤系中，主要含水层有三层，即 k7、s 4、s 5 砂岩。这些砂岩分布较广，层位比较稳定，但厚度变化较大，在井下开采 中的涌水量极小。 上述含水层的储存量非常小，补给条件也非常差。 井田开采过程中揭露的断层均为中、小断层，构造破碎带不发育，对矿床充水的 作用和影响不大，揭露的陷落柱基本不含水，只是在雨季向斜部位出现少量涌水。 （三）主要充水因素分析 煤系地层中的裂隙水和下部太原组层段的岩溶水以及大气降水的渗入和采空区低 洼地带中的老空水，是本区采区的主要充水水源。 1、裂隙水：本区构造裂隙不太发育，多数层间裂隙，规模较小，连通性差，大 多以节理、劈理等形式出现。断裂的形式相对较少，没有直通地表的构造裂隙。因此， 本区因构造裂隙的补给条件相对较差。 2、老采空区积水：由于上部煤层采空，在一些低洼部位常形成老采空区积水。 （四）奥灰水对开采的影响预计 本区西部 15 号煤层的最低底板标高为 290 米，奥灰水位标高为 400 米，煤层底 11 板标高比奥灰水位标高低 110 米，煤层底板距奥灰水顶面 66.32 米，根据采区水文地 质规程对安全隔水层厚度计算如下： t=l （ 2l28k ph） 1/2l4k p 其中：t安全隔水层厚度，m； l采掘工作面底板最大宽度，m； 隔水层岩石容重， t/m3； kp 隔水层岩石抗张强度，t/m 2； h隔水层底板承受的水头压力，tf/ m 2； 井田基本构造形态为单斜，在此基础上发育有宽缓褶曲和短轴褶曲，断层稀少， 属简单略偏中等，基本适宜于机械化开采。 2、对高级储量区范围、储量计算的评价 本分区东部区域紧邻现生产的芦湖南及芦湖北分区，储量级别较高，对东区布置 移交工作面比较有利。 本区储量计算采用地质块段法，符合本井田煤层平缓、构造简单、勘探工程分布 比较均匀的特点；储量计算采用的参数比较合理，计算结果可靠性较高。可以做为采 区设计的依据。 3、对地质资料的评价、存在的问题及应补充勘探工作的建议 该地质报告通过分析对比、钻探和物探等勘探手段，基本上探明了各可采煤层的 赋存状况和水文地质情况；初步查明了井田内的主要地质构造和煤质、煤的利用情况； 并对主要煤层的开采技术条件进行了认真的分析研究。但报告中还有一些问题需要进 行补充和完善。 （1）井田西部区域钻孔稀疏（佛洼风井西部只有 3 个钻孔），绝大部分为 c 级 储量，勘探程度达不到初步设计要求，对地质构造的控制程度不够。建议对西区移交 工作面区域提前进行三维地质勘探工作。 （2）建议采区在建设和生产过程中，注意隐伏断层和陷落柱的发现和研究，及 时采取措施以确保采区安全生产。 （3）据有关区域水文地质资料，本井田西南部及 8 号煤层以下煤层对奥灰水有 承压现象，需要尽快进行补充水文地质勘探，然后准确确定其承压范围边界和水头压 力，然后根据各煤层及地段的地质条件针对性地制定合理的开采方案和防治水措施。 12 第三节 矿井开拓概况 一、开拓方式 新景矿采用主斜井、副立井的综合开拓方式，工业广场位于黄沙嘴酒厂的西侧。 主斜井巷道净宽 4.8m，倾角 13.5，装备带宽 1.4m 的胶带输送机，并设检修道。 主要负担采区的煤炭提升任务，兼作进风井及安全出口。 副立井井筒直径 7.5m，装备 jkd3.54（2）型多绳提升机，井筒内布置一套三 层四车带平衡锤的宽罐笼，用于采区人员、材料及设备的提升，兼作进风井。该井装 备为一次设计分期安装，一期工程安装一套，预留另一套安装位置。 在芦湖南分区地面建有风井工业场地，布置有芦湖南进、回风一对立井；芦湖 南进风立井井筒直径 7.5m，装备 jkmd2.84（1）型落地式多绳提升机，井筒内布置 一对 1.5t 单层双车多绳罐笼，用于芦湖南分区和佛洼分区的矸石提升和芦湖南分区的 通风，兼作安全出口。采区设置两个水平，分别为+525m 水平和+420m 水平，目前采 区仅在+525m 水平进行生产， +420m 水平还未开拓。 +525 水平的主运输采用胶带输送 机，辅助运输采用 12t 防爆特殊型蓄电池电机车牵引 1.5t 系列矿车。 二、运输方式的选择 （一）大巷煤炭运输方式 根据采区开拓部署、煤层赋存条件，考虑现有主要运输巷道煤炭运输均采用胶带 输送机的实际情况，同时又考虑到佛洼分区的生产能力大，需要运输的连续性及可靠 性作保证。所以，设计确定佛洼分区煤炭运输仍采用胶带输送机运输方式。 （二）大巷辅助运输方式 目前井下辅助运输均采用轨道运输方式，为简化运输环节，达到井下运输的统一 性，设计确定佛洼分区辅助运输仍采用轨道运输系统。 三、主要运输巷道断面、支护方式、坡度 1、分区胶带巷 采用矩形断面，巷道净宽 4.4m，净高 3.0m，净断面面积 13.2m2，金属网锚喷锚 索联合支护，巷道坡度为 610左右。巷道内铺设带宽 1200mm 的胶带输送机。 2、采区轨道巷 13 采用矩形断面，巷道净宽 4.6m，净高 3.2m，净断面面积 14.72m2，金属网锚喷锚 索联合支护，巷道坡度为 610左右。巷道内铺设 600mm 双轨，装备无极绳连续牵引 绞车。 3、采区回风巷 采用矩形断面，巷道净宽 4.4m，净高 3.0m，净断面面积 13.2m2，金属网锚喷锚 索联合支护。三 大巷运输设备选型 （一）大巷煤炭运输设备 佛洼分胶带区大巷，担负着佛洼分区设计生产能力 3.5mt/a 的煤炭运输任务。该 巷全长（水平投影长）l=2540m，巷道内现已安装一部带宽 b=1200mm 的钢绳芯胶带输 送机 510m，其技术参数为：带宽 b=1200mm；带速 v=3.15m/s；坡度：=13；运量 q=750t/h；配套电机 2400kw，经校验其能力满足大巷运输要求。剩余大巷长（水平 投影长）l=2030m，平均坡度：=6.5，本设计只需搭接一部胶带输送机运输即可，故 选型时按一部胶带输送机进行选型计算。 根据胶带大巷的特征及对煤炭运输设备的要求，结合回采工作面顺槽胶带机的选 型情况，胶带大巷煤炭运输设备经计算选用一部带宽 b=1200mm 的钢绳芯胶带输送机。 计算电机功率：n0=1197kw； 安全系数 n=8.6 7； 其技术参数如下： 带宽 b=1200mm； 带速 v=3.15m/s； 运量 q=750t/h； 安装长度 l=2050m； 配套电机选用：yb 型防爆电机三台，400kw，6kv,1000r/min； 可控起动传输系统为 cst420ks ，i=20.6316，3 台； 输送带选用 b=1200mm，st2500 强力钢芯带，许用最大张力为 2500n/mm。 传动滚筒直径 dg=1250mm； 液压自动拉紧装置型号为：dyl-01，拉紧力的调节范围 17kn50kn，拉紧小车 的最大行程 10m,尾部车式拉紧，数量 1 台。 制动器选用 ywz3-800/320-10 型制动器，逆止器选用 dsn 型楔块式低速逆止器， 均安装在低速轴上，逆止器由胶带输送机厂家按要求配套供应。 14 四、大巷辅助运输设备 佛洼分区+5 25 轨道大巷采用 12t 防爆特殊型蓄电池电机车牵引 1.5t 系列矿车。佛 洼分区辅助运输巷道为 3 号煤采区轨道巷，移交及达产时，该巷坡度基本在 610之 间，且起伏不平。其中东区轨道巷全长为 2000m，西区轨道巷移交长度为 850m 左右， 设计分别采用一部 sq-1600 型无极绳连续牵引绞车牵引 1.5t 矿车运输。3、水平划分 五、开采水平 本区水平划分仍维持新景矿总体开拓布置方案中两个水平开拓开采的布置形式， 即根据煤层层间距与开采技术条件将煤层分为上下两个煤组、两个水平，一水平为 +525m 水平，二水平为 +420m 水平。 第二章 采区基本开采条件 第一节 境界及储量 一、佛洼分区开采境界 佛洼分区位于新景矿的西南部，东部以 y=86600 与芦湖南、芦湖北分区为界，西 部以 y=82000 与规划中的七里河井田为界，北部以 x=103000 与新景矿北条带为界，西 南部为保安煤矿，南部隔桃河为阳煤集团二矿，分区东西长 4600m，南北宽平均 3200m，面积为 14.76km2。 二、储量 （一）地质储量 15 佛洼分区地质构造简单，煤层稳定。参加储量计算的煤层为 3 号、8 号、15 号煤 层（注：本次设计未计算 9 号煤储量，其原因在开拓方案部分叙述）。根据煤炭资 源地质勘探规范，确定能利用储量最低可采厚度为 0.8m，最高可采灰分为 40%。 1、储量计算方法 储量计算方法采用地质块段法： 计算公式：q=smd 式中：q储量 ，万吨 s水平投影面积 ，m 2 m平均厚度 ，m d容重， t/m3 2、煤层厚度：根据南条带储量计算图，单独对佛洼分区的储量块段进行加权平 均后计算得各煤层平均厚度分别为：3 号煤 2.25m；8 号煤 2.06m；15 号煤 5.23m。 3、煤的容重：3 号煤层为 1.40t/m3；8 号煤层为 1.52t/m3；15 号煤层为 1.435t/m3； 经计算，本分区保有地质储量分别为：3 号煤为 4646.4 万吨；8 号煤为 4258.4 万 吨；15 号煤为 11033.8 万吨；合计为 19939 万吨。 （二）可采储量 根据煤炭工业采区设计规范的有关规定对本分区设计储量和设计可采储量进 行计算，计算结果见表 2-1-1、2-1-2 。 设计储量计算表 单位：万吨 表 2-1-1 永久煤柱损失煤层 编号 块段 面积 (km2) 工业 储量 平均 厚度 (m) 容重 (t/m3) 矿界 高速公路 小计 设计 储量 3 14.76 4646.4 2.25 1.4 46.9 359.4 406.3 4240 8 13.61 4258.4 2.06 1.52 44.8 410.6 455.4 3803 16 15 14.76 11033.8 5.23 1.435 133.5 1108.0 1241.5 9792 合计 19939 225.2 1878 2103.2 17835 设计可采储量计算表 单位:万吨 表 2-1-2 开采煤柱损失煤层 编号 设计 储量 大巷 风井广场 小计 开采 损失 设计可 采储量 3 4240.1 237.9 53.7 291.6 789.7 3159 8 3803.0 235.1 61.4 296.5 701.3 2805 15 9792.3 563.6 178.4 742.0 2262.6 6788 合计 17835 1036.6 293.5 1330.1 3753.6 12752 三、安全煤柱的留设 井田内煤柱的留设和计算方法如下： 井田境界：留设 20m 煤柱；大巷：3 号、8 号煤两侧各留设 30m 煤柱；15 号煤 两侧各留设 40m 煤柱。 建、构筑物按照保护等级外推围护带，表土按 45移动角下推，遇基岩再按 72 移动角下推留设保安煤柱。 村庄：按照集团公司搬迁规划，设计本分区村庄均未留设煤柱。 四、煤层及煤质 （一）煤层 1、可采煤层叙述 本区开采石炭系上统太原组及二迭系下统山西组煤系地层，共含 16 层煤，其中 l6 号煤产于山西组，815 号煤产于太原组。煤层总厚度 18.63m，煤系地层总厚为 17 181m，含煤系数为 10.6。现将本区主要煤层情况分述如下： （1）2 号煤层：大部分地区不可采，向北部逐渐尖灭，仅芦湖、坡头、张家岩 一带有一片可采区。见煤点厚度为 01.42m，平均厚度为 0.46m，可采区厚度一般仅 0.8m，属薄煤层。 （2）3 号煤层：位于 2 号煤层下 6.0526.63m，平均间距为 11.75m。见煤点厚 度为 1.873.30m，平均厚 2.25m。 （3）6 号煤层：距 3 号煤层 7.6052.53m，平均间距 23.5m，全区只有东部的 张家岩，中部的芦湖、高岭、新庄窝以及西部的枣园、旧街三片可采区，其余大部尖 灭。 （4）8 号煤层：位于 6 号煤下 11.7844.31m，平均间距 25.48m，见煤点厚度 0.483.30m，平均 2.06m，属薄中厚煤层。本区域北部有一些不可采区（厚度小于 0.8 米）。 （5）9 号煤层：位于 8 号煤下 0782857m，平均 11.29m，见煤点厚度 0003.48m，平均 2.03m，属中厚煤层，该层在李家山、东西畛一带尖灭，向南及南 西方向变厚。 （6）12 号煤层：位于 9 号煤下 9.1876.58m，平均 31.63m，见煤点厚度 0.711.76m，平均 1.29m。该煤层在东西畛、候家山、张家岩一带厚度较大，普遍 1.om 以上，向南、向西方向厚度薄至不可采。 （7）13 号煤层：距 12 号煤层 2.3527.55m，平均间距 11.07m，见煤点厚度 0.001.40m，平均 0.74m。该煤层北部、西部尖灭，不可采，仅张家岩、芦湖、新庄 窝、旧街一带可采。 （8）15 号煤层：距 13 号煤层 14.9263.92m，平均 23.69m，见煤点厚度 3.948.21m，平均 5.23m，该煤层东部、北部厚度大，向西部新庄窝、旧街、枣园一 带，由于下部夹石加厚，分出 15 下 号煤，因而煤层厚度减到 4m 左右。为全区稳定主要 可采煤层。 （9）15 下 号煤层：为 15 号煤层下分层，距 15 号煤 0.90 一 5.22m，平均 1.92m，见煤点厚度 0.183.83m，平均 1.87m，单独分层出现在芦湖、东西畛两个不 可采区，可采区主要分布于西部和西南部的保安、旧街一带，可采区属中厚煤层。 2、主要可采煤层顶底板 （1）3 号煤层顶底板： 18 顶板：分为伪顶、直接顶、老顶。伪顶：为灰黑色高岭石泥岩，厚度 0.00- 0.45m。直接顶：为灰-灰黑色砂质泥岩，厚度平均 3.10m。老顶：为灰色中-粗粒砂岩， 厚度平均为 4.85m。 底板：直接底为灰黑色砂质泥岩。老底为灰黑色砂质泥岩和细粒砂岩。 （2）8 号煤层顶底板： 直接顶：为黑色泥岩，厚度平均为 11.51m。老顶：为灰白色中粗砂岩，属 k7 砂岩。厚度最大可达 20m，平均为 5.64m。 底板：为灰黑色砂质泥岩，厚度平均为 3.83m。老底：为灰白色中粒砂岩，厚度 平均 5.15m，最大可达 17.75m，为 k6 砂岩。 （3）15 号煤层顶底板： 直接顶板：为黑色泥岩，厚度在东部地区平均 2.00m，最厚可达 5.15m。西部地 区逐渐变薄而尖灭，被石灰岩所代替。老顶：为灰黑色石灰岩（k 2灰岩），平均厚度 8.16m。 底板：灰黑色砂质泥岩，东部地区较薄，平均厚度 1.92m，最厚可达 5.22m，西 部地区较厚。老底为灰白色中粒砂岩（ k1 砂岩），在东部地区较厚，西部地区变薄， 平均厚度为 8.45m，最厚可达 22m。 （二）煤质 各煤层均为中高变质煤层，煤种属无烟煤。原煤灰分分别为 3 号煤 16.54%；8 号煤 25.17%； 15 号煤 13.37%。硫分分别为：3 号煤 0.39%；8 号煤 1.02%； 15 号煤 2.33%。原煤挥发分分别为：3 号煤 10.55%；8 号煤 11.99%； 15 号煤 8.4%。各煤层 发热量分别为：3 号煤 35.63mj/kg；8 号煤 34.69mj/kg； 15 号煤 35.58mj/kg。 可采煤层特征表 表 1-2-1 煤层厚度 煤层间距 煤层 最小最大 平均(m) 最小最大 平均(m) 煤层 结构 稳定性 夹石层 19 3 1.873.30 2.25 简单 稳定 01 8 0.483.30 2.06 简单 不稳定 12 9 0.003.48 2.03 简单 不稳定 12 12 0.711.76 1.29 简单 不稳定 01 15 3.948.21 5.23 19.3896.84 48.98 0.7828.57 11.29 9.18 76.58 31.63 17.2791.47 34.76 复杂 稳定 13 第二节 设计生产能力及服务年限 一、工作制度 根据煤炭工业采区设计规范要求，本设计确定： 1、年工作天数为 350 天，每天净提升时间为 16 小时。 2、工作制度：采用三八制，其中二班生产，一班准备。 二、分区设计生产能力的确定 20 根据煤层赋存条件、可采储量、工作面装备水平等情况，确定本分区设计生产能 力为 3.50mt/a，日生产能力为 1 万吨。其主要理由如下： 1、本分区设计可采储量为 12752 万吨，其中，3 号煤：3159 万吨；8 号煤： 2805 万吨；15 号煤：6788 万吨。储量丰富，煤层赋存稳定，煤层倾角 6一 10，适宜 于综合机械化开采。 2、依据地质报告，本区地质构造简单，断层、陷落柱稀少，水文地质条件简单， 适宜布置高产高效工作面进行开采。 3、集团公司经过多年开采，本矿已经积累了建设、管理特大型采区的丰富经验。 为此，从资源、煤层开采条件以及管理水平等方面综合考虑，确定本分区设计生 产能力为 3.50mt/a 是比较合理的。 三、分区服务年限 按下式计算：t=z/（ak） 式中：t服务年限，a； z设计可采储量，万吨； a设计生产能力，万吨/a； k储量备用系数，取 1.4； 则：分区服务年限为 t= 12752/（3501.4 ）26(a) 其中分煤层服务年限分别为：3 号煤为 6.4 年；8 号煤为 5.7 年；15 号煤为 13.8 年。 第三节 井筒及硐室 一、佛洼风井服务范围 佛洼风井服务于整个佛洼分区，该区东西长 4600m，南北宽平均 3200m，面积为 14.76km2，可采煤层分别为 3 号、8 号、15 号，设计生产能力 3.5mt/a，风井服务年限 为 26 年。 二、布置及装备 1、进风立井：井筒直径为 6.5m，净断面为 33.18m2，井筒内装备梯子间、排水 21 管、压风管、消防洒水管以及照明、动力、通讯电缆等，作为佛洼分区进风井兼作安 全出口。 2、回风立井：井筒直径为 6.0m，净断面为 28.27m2，为佛洼分区专用回风井。 井筒特征见表 2-4-1。井筒及断面见断面图册。 三、井底硐室 根据需要佛洼进风井分别在 3 号、15 号煤层井底设有分区变电所、水泵房及管 子道、水仓等硐室，上述硐室分别设于 3 号、15 号煤进风石门处。其中 3 号煤马头门 布置于 3 号煤层中，15 号煤马头门布置于 15 号煤顶板上 5 米处的稳定岩层中，风井两 侧的进回风石门及硐室均水平布置。 设计风井井底水仓按采区