常村煤矿22采区2203综采放顶煤工作面开采设计说明书.docx

目 录前 言1第一章 采区概况及地质特征8第一节 矿井概况8第二节 采区概况15第三节 地质特征18第四节 放顶煤工作面基本情况34第二章 回采工作面布置及采煤方法38第一节 回采工作面布置38第二节 回采工作面装备42第三章 回采工艺52第一节 回采工艺52第二节 工作面放煤冒放性及回采率59第三节 工作面主要技术经济指标73第四章 放顶煤开采的安全技术措施74第一节 顶板管理74第二节 通风管理88第三节 瓦斯防治94第四节 粉尘防治103第五节 防灭火管理112第六节 水灾防治122第七节 机电设备管理130第八节 辅助运输管理159第九节 安全避险系统166第十节 避灾路线176第十一节 节能减排178附件：1、山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿放顶煤工作面设计委托书； 2、采矿许可证、安全生产许可证、煤炭生产许可证、营业执照等合法性文件；3、山西潞安集团公司潞矿总生安字【2014】229号文“关于下发潞安集团公司放顶煤工作面设计审批与验收管理办法的通知”；4、山西省煤炭工业厅晋煤行发【2013】1611号文“关于山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿等两座煤矿地质报告的批复”；5、山西省煤炭工业厅晋煤行发【2013】1463号“关于山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿等九座煤矿核定生产能力的批复”；6、山西省煤炭工业厅晋煤办基发【2010】546号文“关于潞安集团公司常村煤矿+470m水平延伸工程项目初步设计的批复”；7、山西煤矿安全监察局晋煤监安一字【2010】592号文“关于山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿改建项目初步设计安全专篇的批复”；8、山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿矿井瓦斯涌出量预测报告；9、潞安集团公司潞矿通字【2006】89号文“关于对常村矿井瓦斯抽采工程初步设计的批复意见”；10、潞安集团公司潞矿通字【2011】390号文“关于常村煤矿3#煤层+470m水平瓦斯抽采工程初步设计的批复”；11、煤尘爆炸、自燃倾向性鉴定报告；12、矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复；13、潞安集团公司潞矿地便字【2013】247号文常村煤矿全矿井承压开采安全评价及防治水技术措施报告的批复。附图：1、井上下对照图2、工作面钻孔柱状图3、采掘工程平面图4、22采区巷道布置及机械配备图5、巷道断面图册6、工作面供电系统图常村煤矿22采区2203综采放顶煤工作面开采设计说明书 前言前 言一、概况1、矿井地理位置、交通及隶属关系山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿（以下简称“常村煤矿”）位于山西省长治市屯留县境内，沁水煤田东部中段，距潞安集团约9km，地理坐标东经11300，北纬3620。行政区划属山西省长治市屯留县管辖。井田范围地形较为平坦,公路交通十分便利。井田中部有309国道东西向穿过，南北向有208国道从井田东部通过，另外矿井还建有矿区铁路专用线。北距太原市200km，南距长治市23km，东距长治北火车站15km，交通十分便利，见图0.1-1。图0.1-1 交通位置图2、地形地貌常村煤矿位于长治盆地西北部，全区多为第四系黄土沉积掩盖，地形平缓，局部黄土冲沟发育，为高原盆地内的河谷平原区。总的地貌形态是西北高，东南低，北部为缓和低山丘陵区，黄土冲沟密布，地形切割破碎，中南部地形平坦，海拔标高约为+930m左右。3、水系本区河流属海河水系，浊漳河自南向北流经本井田东缘，其支流绛河由西向东流经本区南部，于中华村附近流入漳泽水库与浊漳河合流。区内河床平缓开阔，阶地发育，北部有闫村、常隆两座小型水库，其它地表无大的水体存在。4、气象及地震1）气象本区属暖温带半湿润半干燥大陆性季风气候。根据屯留县历年气象资料统计，年降水量在410-917mm，平均594.8mm，年蒸发量在15021926.8 mm，平均1738.6 mm，蒸发量为降水量的26.3倍，冰冻期为每年10月到次年4月，最大冻土深度为75cm（1977年2月）；最多风向北西，最大风速1416m/s。根据1978年温差变化，最高气温36.6（6月30日），最低气温-19.6（2月12日），相差56.2。2）地震历史记载1497年2月，屯留县城附近曾发生6级地震中国地震资料表上未记载级别，地震地质大队（1970年10月）编制的山西地区构造体系图上定为5-5.9级 。山西省抗震工作办公室等三家单位，于1979年以（79）晋抗字第1号文“关于颁发山西省地震裂度区划图及说明的通知”将屯留划分为6度区，长治市划分为7度区。根据国家地震局颁布的中国地震动参数区划图（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度小于0.05 g，相当于地震基本烈度6度。5、水源和电源1）水源条件常村煤矿水源地位于工业场地东南角，现有3眼水井，2用1备。水质满足生活饮用水卫生标准，每天可向矿井工业场地和居住区提供6000m3生活用水；另外矿井工业场地内还有临时水源井5眼，每天可提供2000m3生活、生产用水。矿井现有给水系统完全能够满足矿井延深后的生产需要。2）电源条件王村35kV变电站双回电源引自屯留矿井110kV变电站35kV 高压室不同母线段 411和414柜。双电源线路运行方式为双投单运时，电压损失为2.43%（计算条件：功率因数取0.9,运行实际负荷为11MW，电压损失0.026/km.MW，线路长度为8.5km），双投双运时电压损失为1.22，两种运行方式都能满足要求。该输电线路长度约8.5km，型号LGJ-240。为提高井下局扇通风机的供电可靠性，+470m水平井底车场变电所采用三回路供电。井底车场变电所内安装29台BGP50-6型矿用隔爆型高压真空配电装置、2台KBSG2-T-500/6/0.69型隔爆干式变压器。变电所主接线采用单母线分段接线方式，正常运行方式为单母线分列运行。其中一回路电源用于风机专电。3）通信条件潞安集团通信公司负责全公司的通信及信息业务，现有一个汇接局、六个市话端局和三个模块局，并与公网互联互通，出入中继长途120路、市话240路，与中国移动出入中继90路，与中国联通出入中继90路，公司与长治网通的传输采用24芯光缆，与长治网通开通了100M数据以太网。集团公司计算机管理系统已建成公司机关及王庄、漳村、石圪节、五阳各矿局域网。正在建设连接公司与各矿三层路由交换机的宽带光环路干网，以支持建立安全生产数字调度指挥平台，并形成矿区企业信息网络。集团公司办公大楼、运销总公司办公大楼已装设综合布线系统。6、企业性质山西潞安矿业（集团）有限责任公司，是2000年在原潞安矿务局的基础上改制成立的，属于山西省授权经营的12户国有重点企业。2001年7月19日，经山西省人民政府晋政函【2001】202号文件批准，以山西潞安矿业（集团）有限责任公司作为发起人，联合郑州铁路局、日照港（集团）有限公司、上海宝钢国际经济贸易有限公司、天脊煤化工集团有限公司和山西潞安工程有限公司五家单位共同发起设立山西潞安环保能源开发股份有限公司。7、矿井生产能力和服务年限本区北以文王山南断层为界，南以安昌断层、藕泽断层及绛河北岸最高洪水位线保留煤柱为界，东邻王庄煤矿，西邻余吾煤矿。矿区东西宽7.4km，南北长17km，面积约为107.3818km2。采矿许可证号为1000000120130，发证单位为中华人民共和国国土资源部，发证日期为2001年11月6日，有效期为30年。征税许可证号G040406005G2。常村煤矿2013年经煤矿生产能力核定为8.00Mt/a。截止2013年12月31日，常村煤矿工业储量80367万t，设计可采储量41042万t，储量备用系数取1.3，常村煤矿剩余服务年限为39年。二、设计的主要依据1、山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿放顶煤工作面设计委托书；2、国家安全生产监督管理总局 国家煤矿安全监察局安监总煤行【2008】130号文“国家安全生产监督管理总局 国家煤矿安全监察局关于加强煤矿放顶煤开采安全管理工作的通知”；3、山西省煤炭工业局晋煤安发【2008】702文“关于转发国家安全生产监督管理总局 国家煤矿安全监察局关于加强煤矿放顶煤开采安全管理工作的通知的通知”；4、山西省煤炭工业厅晋煤安发【2009】118号文“山西省煤炭工业厅关于印发山西省放顶煤开采工作面设计的审批和验收工作方案的通知”；5、山西潞安集团公司潞矿总生安字【2014】229号文“关于下发潞安集团公司放顶煤工作面设计审批与验收管理办法的通知”；6、山西省煤炭工业厅晋煤行发【2013】1611号文“关于山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿等两座煤矿地质报告的批复”；7、山西省煤炭工业厅晋煤办基发【2010】546号文“关于潞安集团公司常村煤矿+470m水平延伸工程项目初步设计的批复”；8、山西煤矿安全监察局晋煤监安一字【2010】592号文“关于山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿改建项目初步设计安全专篇的批复”；9、山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿矿井瓦斯涌出量预测报告；10、潞安集团公司潞矿通字【2006】89号文“关于对常村矿井瓦斯抽采工程初步设计的批复意见”；11、潞安集团公司潞矿通字【2011】390号文“关于常村煤矿3号煤层+470m水平瓦斯抽采工程初步设计的批复”；12、常村煤矿提供的防灭火、防治水专项设计，冲击地压防治方案等资料；13、常村煤矿采、掘、抽衔接计划表；14、煤矿安全规程（2016年）；15、煤炭工业矿井设计规范（GB50215-2015）；16、建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程；17、煤矿瓦斯抽采工程设计规范（GB550471-2008）；18、煤矿综采采区设计规范（GB50536-2009）；19、潞安集团关于综采合机械化开采有关技术规定；20、煤矿防治水规定；21、综采放顶煤工作面机电设备管理标准；22、潞安集团关于放顶煤工作面生产技术安全等相关管理规定；23、国家关于工程建设强制性条文及有关煤炭行业的相关政策和法律法规；24、常村煤矿提供的有关放顶煤工作面设计的有关技术资料。三、设计的指导思想和主要特点1、设计的指导思想贯彻执行党和国家煤炭工业的各项方针、政策，坚持以经济效益为中心的同时，以保证安全生产为根本前提，结合矿井现有生产具体条件，进一步合理优化回采工作面巷道布置与开采设计，选择合理的采掘工艺，从工作面巷道布置上及生产系统上为工作面安全生产创造条件。针对回采工作面可能发生的灾害制定综合治理措施，把不安全的因素消除在萌芽状态。通过方案比较及优化设计，将2203工作面建成工程量少、安全条件好、劳动生产率高、环境效益好的高产高效综采放顶煤工作面。2、本次设计的主要特点本次设计是常村煤矿22采区放顶煤工作面的开采设计。根据矿井瓦斯地质资料及巷道揭露检测数据，预测22采区煤层平均瓦斯含量约为7m3/t,故对安全生产威胁较大。为确保工作面安全生产，必须通过采用全新的工作面巷道布置方案，彻底解决工作面上隅角瓦斯超限问题，使其能有效治理控制瓦斯，达到改进工作面通风条件确保安全生产的目的。故本次设计基于这一原则，经对以往工作面巷道布置方案的重新梳理和比选论证，确定采用一进一回的通风方式，外加一条高抽巷道进行采空区瓦斯治理。设计的有关特点简述如下：1）本次设计为常村煤矿+470m水平22采区3号煤层2203综采放顶煤工作面的开采设计，煤层平均厚度为5.66m，工作面推进长度为482.4m，工作面长度为265m，工作面采高为3.4m，放煤高度为2.26m，采放比为1:0.66，工作面设计生产能力为3.00Mt/a。2）沿3号煤层底板布置工作面皮带顺槽和轨道顺槽，巷道断面分别为16.8m2和16.5m2；在3号煤层顶板岩层中布置高抽巷，距3号煤层顶板约15m，断面积为14.4m2。巷道均采用锚网+锚索形式支护。3）根据地质条件及煤层赋存条件，工作面采煤设备沿用矿井已有的放顶煤液压支架、采煤机、可弯曲刮板输送机等系列配套设备，本次设计作了能力配套与校核验算。4）本次设计为保证综放工作面的安全生产，相应编制了各项安全技术保障措施。鉴于本方案的内容比较简单且可直观表达，故在其必要性及可行性方面设计没有做更多的论证，以上的内容已基本表达清楚。四、存在的主要问题1、2203工作面内部及周边范围内发育的地质构造有：aFn2号断层、aFn8号断层和aKF37断层。在断层附近可能会造成煤层及顶板裂隙发育，给巷道掘进（工作面回采）造成影响。为保证采掘工作面的安全生产，应坚持“预测预报、有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”原则，加强探放水工作。在巷道掘进前，应当查清水文地质条件，并提出水文地质情况分析报告和水害防范措施。在工作面回采前，应当查清工作面地质构造和含水层富水性等情况，并提出专门水文地质情况报告，并经矿总工程师组织相关部门审查批准后，方可进行回采。发现断层等地质构造充水时，必须采取相应防治水措施。2、建议矿方在通风、防治瓦斯、防尘和降尘、防火等方面严格贯彻和落实各项安全技术措施和管理措施，有效预防各类事故的发生，提高矿井安全生产水平。3、该工作面位于郭庄专用铁下，工作面在回采铁路下保护煤柱时，应制定专项设计或措施。150常村煤矿22采区2203综采放顶煤工作面开采设计说明书 采区概况及地质特征第一章 采区概况及地质特征第一节 矿井概况一、矿井四邻关系常村煤矿北部以文王山南断层和漳村矿井田邻接；南部以安昌断层、藕泽断层及绛河北岸最高洪水位线与古城煤矿（在建矿井）为邻；东部与王庄煤矿邻接；西部分别与余吾煤矿和郭庄煤矿相邻。如图1.1-1。二、开拓方式、水平划分常村煤矿为立井多水平分区开拓方式，目前开采水平标高为+520m和+470m，其中，+520m水平开采3号煤层的浅部；+470m水平开采3号煤层的深部。矿井工业场地布置有主立井、副立井和回风立井；在西坡村的南侧布置有西坡分区进风、回风立井2个立井井筒；为解决矿井二水平（+470m水平）延深开采的需求，在王村场地布置王村副立井、回风井2个立井井筒，为矿井+470m水平的生产服务。矿井+520m水平南、北两翼采用三条大巷布置，在3号煤层底板岩石中设水平轨道大巷，沿3号煤层设胶带输送机大巷和专用回风大巷。+470m水平根据生产需要，南北翼采用五条大巷，在3号煤层底板岩石中设轨道大巷，在3号煤层中设置胶带输送机大巷、进风大巷和两条专用回风巷。三、采区划分及开采现状目前，常村煤矿为+520m水平和+470m水平同时生产，其中，+520m水平共划分为N1、N2、N3、S1、S2、S3、S4、S5、S6共9个采区，目前正在开采的为N3、S3、S5、S6四个采区，其余采区均已回采完毕。+470m水平共划分为21、22、23、25、26、27共6个采区，目前+470m水平正在开采的为21和22采区。本次设计22采区2203工作面为2207的接替工作面。四、生产系统1、提升系统1）主立井主立井井筒净直径为6.5m，井筒深度494.0m，提升机为引进德国SIEMAG公司的5绳摩擦提升机，提升容器为一对30t箕斗，井筒装备为槽钢组合罐道梁空心矩形钢罐道。2013年煤矿生产能力核定中主立井提升能力为8.03Mt/a。2）副立井副立井井筒净直径为8.0m，井筒深度447.0m，装备两套提升设备，双罐提升机为引进德国EPR公司制造的4绳摩擦式提升机，滚筒直径3500mm。单罐提升机引进德国EPR公司制造2绳摩擦式提升机，滚筒直径3500mm。井筒内装备有梯子间，担负矿井的辅助提升任务，兼做矿井主要进风和安全出口。井筒装备为槽钢组合罐道梁空心矩形钢罐道。2013年煤矿生产能力核定中主立井提升能力为8.39Mt/a。3）王村副立井王村副立井井筒净直径7.5m，井深500.8m，装备井口落地式多绳摩擦式提升机1台，担负+470m水平材料、设备、矸石提升及进风任务。装备的提升容器为一对非标设计的900mm轨距3t单层单车罐笼，并设有梯子间。井筒内敷设动力电缆及弱电电缆。表土段采用钢筋混凝土支护，冻结法施工，支护厚度为1050mm，基岩段采用混凝土支护，支护厚度为500mm。根据常村煤矿井田开拓部署情况，+470m水平生产过程中，仍利用主立井提升系统，承担煤炭提升任务。王村副立井担负+470m水平的辅助提升。2、通风系统矿井投产时采用中央并列式通风方式，由主、副立井进风，中央回风立井回风。随着北翼采区3号煤层开采深度的增加和开采力度的加大，矿井瓦斯涌出量逐渐增大；而南翼采区距离中央回风立井较远，原来的中央并列式通风系统已难以满足生产需要。2005年常村煤矿在井田南翼西坡村附近布置一对进、回风立井，矿井采用南、北两翼分区式通风系统，中央回风立井主要服务于北翼采区和S3采区。常村矿井通风系统是中央主、副立井和西坡进风立井进风，中央回风立井和西坡回风立井回风的混合式通风。+470m水平生产接替后，在王村场地布置王村副立井、回风立井2个立井井筒，担负矿井+470m水平中部分区（21、22、23采区）的进、回风任务，使+470m水平形成一相对独立的分区通风系统。目前，王村风井采用的通风设备为航空工业沈阳发动机研究所风机厂生产的AGF606-4.0-2.0-2型轴流通风机，共计3台，每台通风机配备1台高压变频异步电动机（4500KW、6KV、600r/min）。矿井现有通风设施完善，通风系统可靠。3、抽采系统常村煤矿已有中央瓦斯抽采站工业场地位于矿井工业场地南侧，北与矿井工业场地为邻。距离回风立井约120m。抽采站工业场地：长102m，宽102m。地面瓦斯抽采泵站共安设7台2BEC72型水环式真空泵，高负压系统为两台运转，两台备用，一台检修（每十天切换一次）；低负压系统为一台运转，一台备用。王村副井地面瓦斯抽采泵站位于矿井工业场地北部。抽采泵站沿场区主要道路距离回风立井约55m。场地为一长方形，长124m，宽120m，安装高、低负压抽采管道，接入井下高、低负压抽采管道网，进行瓦斯抽采。地面瓦斯抽采泵站共安装4台2BEC-120型瓦斯抽采泵，其中高负压抽采泵2台，一用一备；低负压2台，一用一备。4、排水系统常村煤矿原排水系统为单水平开采直接排水系统，在副立井井底+520m水平设主排水泵房，内设200D-658离心式水泵2台（配6kV、680kW电动机）及MD200-658离心式水泵3台（配6kV、710kW电动机），沿副立井敷设37711排水管2趟，排水高度420m。正常涌水时2台水泵并联工作，2台备用，1台检修，每台水泵排水能力280m3/h，满足全矿井排水的要求。在副立井井底布置有效容量为4980m3的井底水仓，水仓采用主、副水仓分别布置形式。+470m水平投入生产后，原有排水系统保持不变。同时为满足+470m水平排水的要求，在王村副立井井底车场设1个主排水泵房，同时布置相应的主、副水仓，泵房内布置5台MD450-609型高扬程多级离心泵（6KV，1000kW），满足+470m水平排水要求。沿王村副立井敷设32512无缝钢管2趟，将井下涌水排至王村副井场地地面水处理站。5、运输系统1）煤炭运输系统井下大巷煤炭运输系统采用胶带输送机，以达到连续化、自动化，保证运输环节畅通。东翼胶带运输大巷为整个矿井的主要运煤大巷，装备一条带宽1.6m的钢丝绳芯带式输送机，运量2000t/h；22采区各工作面的原煤分别由工作面皮带顺槽输送机转载到22采区胶带运输机大巷胶带输送机，经+470m南翼胶带大巷带式输送机运送至+470m东翼胶带输送机大巷带式输送机，再经+520m水平西翼运输巷带式输送机提运至+520m水平、并经该水平转载带式输送机运至现有的+520m水平井底煤仓（螺旋立煤仓），从而实现与现有主井提升系统的衔接。2）辅助运输系统（1）+520m水平辅助运输系统常村煤矿井下现有的辅助运输系统为：大巷采用12t蓄电池变频电机车牵引900mm轨距3t系列矿车，运送物料和人员，采区材料巷（材料上、下山）采用英国Becorit公司生产或石家庄生产KSD90J型卡轨车和太原矿山机械制造厂DX60、德国沙尔夫1800型单轨吊辅助运输，工作面采用太原矿山机械制造厂DX60型、德国沙尔夫1800型单轨吊运送物料。物料运送：副井井底车场蓄电池电机车沿+520m水平大巷至各采区车场换装站卡轨车运至单轨吊换装站单轨吊至各工作面卸料点。人员运送：副井井底车场等侯室蓄电池电机车沿+520m水平大巷牵引专用人车至各采区侯车点经材料巷至工作面。（2）+470m水平辅助运输系统物料运送：重型设备、材料及长管材由平板车经王村副立井罐笼提升至井底车场水平，通过井底换装站换装后由单轨吊运至各使用地点；人员运送：人员由工业场地副立井下到井底后换乘架空行人器至工作地点。6、供电系统（+470m水平）王村副井工业场地新建的35/6kV变电站双电源引自屯留矿110kV变电站35kV、段母线出线间隔，输电线路长度约8km，导线型号LGJ-185。王村副井工业场地西北侧新建一座35/6kV变电站，主变压器选择为两台，变压器型号为SFZ9-16000/35二绕组有载调压电力变压器，容量20MVA，电压3532.5%/6.3kV。地面高压配电系统采用放射式，新建副立井场地地面及井下均采用6kV供电。王村副立井场地35/6KV变电站6KV侧不同母线段共有12趟电缆沿井筒敷设至井下，敷设电缆均为矿用阻燃交联电力电缆MYJV22-6/10KV3240mm2。其中有3趟引至井底车场主变电所，有3趟引至21采区变电所，其余6趟引至22采区变电所。7、煤矿井下安全避险“六大系统”煤矿井下安全避险“六大系统”是当工作面突发紧急情况时为遇险人员安全逃生提供支撑，在逃生受阻和不能逃生的情况下为遇险人员提供安全的避险空间和生命保障，并为应急救援赢得时间、创造条件。安全避险六大系统由监测监控系统、人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统组成。六大系统是一个有机整体，各系统相辅相成、缺一不可。1）监测监控系统常村矿井安全监控系统选用了天地（常州）自动化股份有限公司研发的KJ95N安全生产监控系统，2008年7月正式投入使用，2009年5月实现与集团公司联网运行。该系统目前就运行于千兆环网平台上，该系统符合煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ6201-2006）和国家安全生产监督总局颁发的煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ1029-2007）。2）人员定位系统常村矿井选用中煤科工集团重庆研究院有限公司生产的KJ251A型井下作业人员管理系统，2008年10月份开始投入运行，系统作为下井人员的定位和考勤使用。2009年5月实现与集团公司联网运行。传输干线采用工业以太网+总线的方式，地面主机实现了双机热备功能，覆盖整个矿井。实现了系统的在线监测功能，系统还具有实时查询、定位功能，能显示井下每一人员的信息、入井时间，人员轨迹等功能。3）紧急避险系统矿井灾害发生后可能危及井下一个区域或整个矿井，因此当井下人员判断发生事故后，应及时逃离危险区。本矿入井人员配备额定防护时间不低于30min的隔离式自救器。由于在矿井下特殊有限的空间内有些事故扩散快、危险区域大导致井下逃生路线长或避灾路线受阻，实际上井下工作人员可能来不及逃出，则常村煤矿井下建立紧急避险系统。常村煤矿+470m水平紧急避险系统共设置1个永久避难硐室，16个移动救生舱，避险设施定员合计220人，其中，永久避难硐室布置在王村副立井井底车场。每个回采工作面、掘进工作面均设置移动救生舱，设置距离采掘工作面不大于1000m，并随着工作面的回采，或者掘进面的延伸逐渐移动。4）压风自救系统常村煤矿压风自救系统主要是用于井下发生事故时，由压风管路通过压风自救装置供给井下人员，进行避灾自救。该系统主要由地面空气压缩站、井下压风管路及压风自救装置组成。常村煤矿+470m水平由王村副井场地空压机房向井下提供压缩空气。在王村副立井筒敷设DN300无缝钢管压风管路，+470m辅助运输大巷敷设DN250无缝钢管压风管路，供给井下+470m水平各采区工作面用风量。压缩空气管路设置压风自救装置，压风自救装置由减压装置、消音装置、过滤装置、控制阀和呼吸器组成，呼吸器由不燃性材料制成，使用时避灾人员应立即跑至压风自救装置处，用呼吸罩罩住人体口鼻，阀门打开，即可供人呼吸。每组压风自救装置配备812个ZYJ（A）型隔离式自救器和812个防护袋，可供812人使用，压缩空气供给量，每人按0.3m3/min计。井下各采掘工作面已安装压风自救装置。5）供水施救系统目前，常村煤矿现有供水施救系统是在原有的消防洒水供水系统基础上改造而成，所以两系统共用一套供水水源和管路。井下供水施救系统：井下用水通过地面处理站处理后符合井下用水水质标准的清水作为水源，由地面800m3蓄水池静压供水，在井深400m的副立井井筒内敷设DN150供水管路，井底供水压力达到4.0MPa，在副井底分成南、北两回路，通过南、北减压阀限压供给各采区用水。工作面皮带顺槽和轨道顺槽供水管路采用4寸铁管，供水管路末端距工作面均应小于50m，所有管路上每50米设置一个三通阀门，三通阀门上设置有能够连接直径为50mm管路的接口，胶带运输巷道内的管路三通上应安装有一条长20m以上、直径25mm的胶管，并整齐盘绕在转动轮上，盘放在行人帮，所有阀门都安设在巷道行人侧。在每个采掘面、硐室及人员集中地点安装应急饮水装置。6）通信联络系统(1)矿井调度电话通信系统：选用的是河北石家庄54所生产的哈里斯H20-20 IXP2000/S R交换机，1998年5月份投入运行，覆盖井上下生产作业地点、机电硐室、避难硐室、大巷车场等，地面调度指挥中心使用四台双手柄2B+D调度台，可以实现强拆、强插、群呼等功能，与主扇、主排水泵房、主要变电所均设有直通电话。同时利用光纤传输及PCM交叉复用技术，以及全数字SDH网络构建了常村煤矿到西坡风井、王村工区、潞阳公司各矿的远距离调度通信系统。调度指挥中心使用电话全部实现录音。(2)无线WIFI通信系统：选用上海山源电子电气科技发展有限公司KT154型矿用无线通信系统。在+520m水平和+470m水平东翼辅助运输巷王村副井底环形车场、+470m水平永久避难硐室等地方安装无线通信基站。(3)井下广播通信系统：选用徐州中矿大华洋通信设备有限公司生产的KJJ113型矿用IP网络广播系统，在+520m水平和+470m水平东翼辅助运输巷王村副井底环形车场、+470m水平永久避难硐室等地方安装扩播电话。第二节 采区概况一、采区在井田中的位置22采区为+470m开采水平南翼中的一个接替采区，其南邻S5采区下部延伸、郭庄煤矿，西部以FB-1断层防隔水煤柱边界为界，东邻S3采区下部延伸，北邻23采区、21采区。22采区走向长2862.7m，倾向长2183.0，面积约5.22km2。二、采区储量及服务年限目前，22采区开采煤层仅为3号煤层，该煤层为稳定可采厚煤层，采区可采储量为33.27Mt，采区生产能力按3.0Mt/a计算，储量备用系数取1.4，采区服务年限为7.9a。三、采区巷道布置、装备情况及采区生产系统1、采区巷道布置22采区巷道布置的主要原则：利用地面建筑物保护煤柱，使采区巷与村庄保护煤柱尽量重合；充分利用3号煤层厚度大、煤层稳定的特点，尽可能多做煤巷少掘岩巷，以简化巷道系统和运输环节；根据22采区部署，沿+470m水平南翼巷道向南布置5条采区巷道，由东向西依次为南翼22采区2#回风巷、22采区进风巷、22采区胶带运输巷、22采区轨道巷、22采区1#回风巷。相邻两条巷之间间距均为55m。22采区两条回风巷、进风巷均沿3号煤层顶板布置；22采区胶带巷沿3号煤层底板布置。由于本矿井为高瓦斯矿井，需要风量较大，而胶带输送机巷风速有限制；另外考虑到辅助运输方式以及安装工作面设备，应尽量减少搬家停工时间等要求。22采区工作面布置工作面皮带顺槽、轨道顺槽和高抽巷，即工作面皮带顺槽进风，轨道顺槽回风，高抽巷用于工作面瓦斯抽放。工作面皮带顺槽采用机轨合一形式布置，轨道用来放置移动变电站、喷雾泵站、乳化液泵站、开关柜、电缆的设备列车。采区内工作面皮带顺槽和轨道顺槽均通过斜巷方式与采区胶带巷、采区轨道巷和采区回风巷相连接。2、采区设备装备情况1）运煤设备回采工作面煤炭由工作面皮带顺槽胶带输送机搭接至22采区胶带巷带式输送机，再搭接至+470m水平南翼大巷胶带输送机等环节至+520m水平井底煤仓。采区下山内装备一条带宽1.6m的钢丝绳芯带式输送机。2）辅助运输设备根据矿井+470m水平煤层赋存相对稳定，轨道巷道倾角小于5的特点，结合+520m水平的辅助运输的现状和生产管理习惯以及增强两个水平之间辅助运输设备使用的互换性，充分利用辅助维修设施、设备，以减少投资，矿井+470m水平辅助运输采用单轨吊车方式。3、采区生产系统1）煤炭运输煤炭由工作面可弯曲前、后两台刮板输送机运至工作面运输巷转载机上，经破碎机破碎大块后由工作面皮带顺槽可伸缩胶带输送机转至22采区胶带巷带式输送机，再经+470m南翼胶带输送机运送至+470m水平二号集中煤仓，由二号集中煤仓中煤炭经下口给煤机给入+470m东翼胶带输送机大巷带式输送机，并经+470m一号集中煤仓转入+520m水平运输系统输送到地面生产系统。2）辅助运输王村工业场地的材料及设备运输：重型设备、材料及长管材由平板车通过王村副立井罐笼提升至井底车场水平，+470m水平井底车场硐室换装后由单轨吊车运至各使用地点。人员由现有副立井下到+520m水平井底后换乘架空行人器运送。井下矸石由蓄电池电机车牵引矿车，运至+470m水平井底车场，由王村副立井直接提至地面处理。4、通风系统新鲜风流由王村副立井、中央主副立井+470m辅助运输大巷、进风大巷和胶带输送机大巷22采区轨道巷、进风大巷和胶带巷工作面皮带顺槽工作面。乏风由工作面轨道顺槽22采区回风巷+470m回风大巷王村回风立井地面。5、排水系统22采区内涌水工作面皮带顺槽、轨道顺槽22采区胶带巷22采区水仓+470m南翼辅助运输大巷和胶带输送机大巷+470m东翼辅助运输大巷和胶带输送机大巷王村副立井中央泵房王村副立井地面。第三节 地质特征一、采区基本地质情况1、地层+470m水平勘查区地表大部分为第四系黄土所覆盖，仅在北部有二叠系上石盒子组、石千峰组地层零星出露。22采区地层与+470m水平地层情况一致。现据钻孔地质资料，将22采区地层发育情况由老至新叙述如下：1、奥陶系中统上、下马家沟组（O2s+ O2x）岩性为角砾状泥灰岩，泥质灰岩、白云质泥灰岩、石灰岩组成，中部夹少量燧石及团块。区内有2个钻孔揭露，最大揭露厚度为250.35m（王村风井场地水源井）。2、奥陶系中统峰峰组（O2f）该组厚度为188.55189.45 m，平均厚度189.00m。为煤系地层之基底，依岩性可分为上下两段，下段：角砾状泥灰岩、白云质泥灰岩、含膏泥灰岩夹多层石膏组成，局部夹薄层石灰岩。上段：石灰岩、豹皮状灰岩、局部夹薄层角砾状泥灰岩组成，顶部侵蚀面，有黄铁矿零星分布。区内71个钻孔揭露，仅2个钻孔完全揭露，一般揭露厚度小于20m。3、石炭系中统本溪组（C2b）该组厚度为4.9230.84 m，平均厚度为12.17 m。岩性以灰色铝质泥岩为主，夹灰色砂质泥岩、粉砂岩，细粒砂岩，含黄铁矿及菱铁矿结核。铝质泥岩多具有鲕状结构，团块状，细腻，具滑感。与下伏地层呈假整合接触。4、石炭系上统太原组（C3t）该组厚度为72.66135.23 m，平均厚度为102.22 m。岩性主要由45层石灰岩及灰色砂岩、灰黑色泥岩、粉砂岩和煤层组成。含煤层715层，其中有2层局部或大部分可采煤层。属典型的海陆交互相沉积，旋回结构明显。以K1砂岩与本溪组分界，与下伏地层呈整合接触。5、二叠系下统山西组（P1s）该组厚度为43.6064.98 m，平均厚度为50.93 m。是本区主要的含煤地层之一，岩性主要由灰白色、灰色中细粒石英砂岩，灰色、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩及14层煤组成，含植物化石碎片，其中3号煤层为主要可采煤层。以K7砂岩与下伏的太原组地层呈整合接触。6、二叠系下统下石盒子组（P1x）该组厚度为54.6175.90m，平均厚度为58.44m。顶部为一层紫红、紫灰等杂色含鲕粒的铝质泥岩或砂质泥岩（桃花泥岩），中下部为灰色泥岩、砂质泥岩，灰色、灰白色石英砂岩，底部为一层灰白色厚层状中、粗、细粒石英砂岩（K8）。与下伏地层呈整合接触。7、二叠系上统上石盒子组（P2s）该组地层在勘查区北部一带零星出露，厚度不全，区内3031孔揭露最大厚度为538.17m，一般揭露275.29538.17m，岩性由紫红色、紫灰色等杂色泥岩或砂质泥岩，灰色、灰绿色细、中、粗粒石英砂岩组成。底部以K10砂岩与下石盒子组分界，与下伏地层呈整合接触。8二叠系上统石千峰组（P2sh）该组地层在区内发育不全，仅在勘查区西北部常庄一带零星出露石千峰组下部的地层，底界为灰绿色的中、粗粒砂岩，斜层理，其上紫色泥岩，含灰绿色斑块，含泥质结核及石膏细脉。9、第四系（Q）该组地层在区内分布广泛，厚度很不均匀，总体为北部薄南部厚,一般0102.97m，平均厚度为40.22m。岩性由棕黄色、浅黄色粉土，粉（细）砂层、粉质粘土及红色粘土组成，含姜石及砂砾层，与下伏的地层呈角度不整合接触。2、构造+470m水平构造总体上为一向西倾伏的复式向、背斜构造，在此基础上发育有次一级褶曲，断层。区内地层倾角48，东部较缓，西部较陡。褶曲轴向近南北向，较大褶曲构造由东向西依次为姬村向斜、路村背斜、老军庄向斜、王村背斜、郭庄背斜。断层总体走向以北东向为主，发育少量北西向断层。22采区为+470m水平中部的一个采区，采区总体构造为一单斜构造。根据矿井现有巷道掘进情况及打钻探测情况显示：采区发育有X41、X44、KX46、X45、X47、KX43陷落柱。根据三维地震勘探一二次解释结果显示，采区北部可能发育有KX48、KX49、KX51、KX52、f陷落柱；采区南部发育有KX44、KX45、KX42、KX41、KX39、KX37、aXn7、aXn4陷落柱及aFn7（ H=04m）正断层；其中KX39陷落柱可能伴生有KF42（H=0-4m75）、KF43（H=0-3m75）正断层，aXn4陷落柱可能伴生有KF35（H=0-22m75）正断层；在采区的东部发育有KF44（H=0-5m 75）、KF41（ H=0-5m 75）、aFn2（H=03m）、aKF37（H=04m）、aKF36（H=010m）、aFn8（H=05m）正断层。这些构造均为三维地震勘探所得，落差，摆动方向可能会与实际情况有一定的偏差，在布置采掘工程时应当引起注意。岩浆岩及古河床采区范围内没有发育。表1.3-1 22采区地质构造特征表编号构造性质产状（褶曲轴面）实见位置及控制情况走向（）倾向（）倾角（）落差（m）KF44正断层东西南750-5三维地震勘探,基本可靠KF43正断层60150750-3三维地震勘探,基本可靠KF42正断层10313750-4三维地震勘探,基本可靠KF35正断层90180750-22三维地震勘探,基本可靠KF41正断层187277750-5三维地震勘探,基本可靠aFn2正断层东西北03三维地震勘探,基本可靠aFn8正断层107.4197.47505三维地震勘探,基本可靠aKF37正断层66.5156.504三维地震勘探,基本可靠aFn7正断层南北东04三维地震勘探,基本可靠aKF36正断层114.6204.6010三维地震勘探,基本可靠X41陷落柱55.822.5巷道实际揭露X44陷落柱11083.1巷道实际揭露X45陷落柱3725巷道实际揭露X47陷落柱8347巷道实际揭露KX46陷落柱76.650.6打钻确定存在KX43陷落柱58.452.8打钻确定存在KX52陷落柱196.583三维地震勘探一二次解释,基本可靠KX51陷落柱116.373.4三维地震勘探一二次解释,基本可靠KX49陷落柱176112.7三维地震勘探一二次解释,基本可靠KX48陷落柱203.591.6三维地震勘探一二次解释,基本可靠f陷落柱8668三维地震勘探二次解释,基本可靠KX44陷落柱108.3106.7三维地震勘探一二次解释,基本可靠KX45陷落柱93.753三维地震勘探一二次解释,基本可靠KX42陷落柱141.275.7三维地震勘探一二次解释,基本可靠KX41陷落柱157.546三维地震勘探一二次解释,基本可靠KX39陷落柱9747三维地震勘探一二次解释,基本可靠aXn7陷落柱35.631.3三维地震勘探一二次解释,基本可靠KX37陷落柱67.836.2三维地震勘探一二次解释,基本可靠AXn4陷落柱115.0100.0三维地震勘探一二次解释,基本可靠3、煤层赋存情况1）含煤地层本区主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组，含煤地层平均厚度为153.15m，含煤617层，自上而下依次编号为：1、2、3、4、5、6、7、8-1、8-2、9上、9、11、12-1、12-2、13、14、15-1、15-2、15-3号煤层，单孔煤层平均厚度为13.63m，含煤系数为8.90%。可采煤层3层，为3、9、15-3号煤层。山西组含煤地层：地层厚度为43.6064.98 m，平均为50.93 m，含煤14层，自上而下依次编为：1、2、3、4号，单孔煤层平均厚度为6.64 m，含煤系数为13.04%。其中3号煤层分布于中下部，为主要的可采煤层，1号、2号煤层在本组上部局部发育，4号煤层在本组下部发育，均为极不稳定的不可采煤层。太原组含煤地层：地层厚度为72.66135.23 m，平均为102.22m，含煤715层，自上而下依次编为：5、6、7、8-1、8-2、9上、9、11、12-1、12-2、13、14、15-1、15-2、15-3号煤层，单孔煤层平均厚度为6.99 m，含煤系数为6.84%，可采煤层为9、15-3号煤层。2）可采煤层3号煤层：位于山西组中下部，本身厚度大、层位稳定为重要的对比标志。煤层厚度4.847.32m，平均厚度6.05m，含夹矸02层，结构简单；夹矸岩性多为炭质泥岩，少数为泥岩。煤层顶板岩性为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部为细砂岩、中粒砂岩，底板岩性为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩，局部为中粒砂岩。该煤层控制程度较高，可采性指数（Km）为1，煤层厚度变异系数（）为3.35%，勘查区内属全区可采的稳定煤层。9号煤层：位于太原组中部，下距K4灰岩4m左右，煤层厚度01.90m，平均0.89m，含夹矸02层，局部(1029号钻孔)含3层夹矸，结构简单较简单。顶板为泥岩、粉砂岩、细砂岩，局部为中粒砂岩，底板为泥岩、细粒砂岩、中粒砂岩，局部为炭质泥岩、粗粒砂岩，可采性指数（Km）为0.43，煤层厚度变异系数（）为48.7%，勘查区内属局部可采的极不稳定煤层，可采区分布在中东部，面积约7.34km2。15-3号煤层：位于太原组下部，上距K2灰岩11.85m左右,煤层厚度02.65m，平均1.22m，含夹矸02层，结构简单。顶板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩，局部为炭质泥岩，底板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩，局部为炭质泥岩、铝质泥岩。可采性指数（Km）为0.89，煤层厚度变异系数（）为36.3%，勘查区内属大部分可采的较稳定煤层，不可采范围主要分布在矿区西南部。主要可采煤层特征一览表见表1.3-2。表1.3-2 主要可采煤层特征一览表煤层编号厚度（m）最小最大平均间距（m）最小最大平均夹矸层数结构稳定程度可采情况顶板岩性底板岩性34.70-7.306.0856.15-80.3564.8702简单稳定全区可采泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部细砂岩、中粒砂岩泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩，局部为中粒砂岩90-1.900.8902局部3层较简单极不稳定局部可采泥岩、粉砂岩、细砂岩，局部中粒砂岩泥岩、细粒砂岩、中粒砂岩，局部炭质泥岩、粗粒砂岩36.55-62.2051.4315-30-2.651.2202简单较稳定大部分可采泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩，局部炭质泥岩泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩，局部炭质泥岩、铝质泥岩3）煤层对比本区主要含煤地层厚度变化不大，主要可采煤层普遍发育，层位稳定，本身即为很好的对比标志，另外，标志层和辅助标志层以及煤层顶底板岩性特征明显。因此本区煤层对比主要采用