河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书

河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书I目录第一章采区概况及地质特征3第一节采区概况3第二节采区地质特征4第二章采区巷道布置19第一节采区设计生产能力及服务年限19第二节矿井生产现状19第三节采区巷道布置22第三节采区运输、通风及排水23第四节采区车场及硐室26第五节区段划分及回采工作面接替顺序27第六节采区设计工程量及施工工期27第三章采煤方法30第一节采煤方法30第二节回采工艺30第三节巷道掘进设备和采掘比例33第四节采区生产能力校验35第五节劳动组织定员和主要经济技术指标36第四章采区通风40第一节通风设计依据及通风方式40第二节采区需风量及负压计算45第三节采区消防、洒水系统设计49河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书II第五章采区机械设备选型与配备57第一节采区运输设备57第二节采掘工作面设备64第四节主要安全设备64第五节采区供电设计72第六章安全技术措施86第一节防止瓦斯、降尘措施86第二节防治水措施93第三节防火措施94第四节其它安全技术措施97附件1、设计委托书2、采矿许可证3、煤尘爆炸性鉴定报告4、煤炭自燃性鉴定报告5、瓦斯等级签定报告附录图纸目录河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书3第一章采区概况及地质特征第一节采区概况一、采区所处井田位置、采区边界及邻区情况16采区，西至矿井边界，浅部是采空区,深部为100M水平分界线,东部为矿井14采区。采区东西走向长度1KM，南北倾斜宽度1KM，面积1KM2。二、地形地势本区位于嵩山北翼丘陵地区，地势总体上是东高西低，沟谷发育。区内海拨2109042290M，相对高差21200M。区内沟岭相间，纵横交错，沟谷多呈“V”字型，山脊山顶多呈现鱼脊状和馒头型，地形切割严重，形态各异，全区展现出一派侵蚀型丘陵地貌景观。三、地面河流、交通位置及主要建筑物分布情况本区属黄河流域，伊洛河水系，井田东部边界处仅有一条河流称东泗河（王河），为区内东部的一条主要河流，起源于南部山区流向西北，经凉水泉水库，在站街镇北部注入伊洛河，后汇入黄河。该河流属季节性河流，但由于附近各矿井排水的注入，现为常流不断的小溪，雨季水量较大,为本区排洪的一条主要河流。16采区南部对应地表有公路，矿方暂时留设煤柱,不回采。四、采区设计有关问题说明根据全矿采区接替安排，矿井投产时，投产时12采区和14采区两个采区,12采区布置1个悬移支架工作面、二个掘进面14采区布置1个炮采工作面。矿井生产能力为105万吨/年,因此,16采区设计生产河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书4能力为40万吨/年12采区设计生产能力为35万吨/年，14采区设计生产能力为30万吨/年。根据该采区区段划分，采用一个工作面保产。第二节采区地质特征一、采区地层16采区位于矿井西部,该矿区为沉积岩地层，大部为第四系冲积层所覆盖。根据钻孔和矿井所揭露，地层由老至新有奥陶系中统马家沟组（O2M）、石炭系上统本溪组（C2B）及太原组（C2T）、二叠系下统山西组（P1SH）与下石盒子组（P1X）、二叠系上统上石盒子组（P2S）和石千峰组（P2SH）。三叠系下统刘家沟组则分布于矿井北部边界外围，而第四系松散覆盖层则以不同的厚度分布于山沟、半坡及凹地中。以下将16采区地层由老到新分别叙述如下、奥陶系中统马家沟组（O2M）本组地层广泛分布于矿井以南外围山区，上部为深灰色石灰岩，含泥质成分较高，薄至中厚层状，隐晶质结构，夹深灰色泥岩和黄色泥质灰岩薄层，中部为灰色厚层状隐晶质石灰岩，下部为白云质灰岩与泥岩互层，其地表实测厚度为1418620495M，平均厚度17500M左右。、石炭系（C）一矿井内石炭系仅发育上统本溪组（C2B）和太原组（C2T），总厚度43458805M，一般厚7000M左右，石炭系为本矿井主要含煤地层之一，与下伏奥陶系马家沟组呈平行不整合接触，现分述如下、本溪组（C2B）自马家沟（O2M）顶至太原组一1煤层底，岩性主要为浅灰深灰色河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书5的铝土质泥岩、铝土岩，含大量黄铁矿结核和散晶，局部聚集为黄铁矿层，具鲕状及豆状结构，局部在顶部和底部有灰黑色泥岩薄层，该组地层厚度变化大，薄者仅347M，而厚者则达3369M，一般厚10M左右。本组属含煤地层，局部含薄煤层，不可采。、太原组（C3T）自一1煤层底至山西组二1煤层之下砂岩底（或菱铁质泥岩、灰岩顶），厚度35517630M，一般厚60M左右，主要由砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层和石灰岩组成。大峪沟井田内L7灰岩较发育，根据岩性组合特征可分为下部灰岩段、中部砂泥岩段和上部灰岩段下部灰岩段自一1煤层底到L4灰岩顶，含灰岩4层（L1L4），L1和L2灰岩较发育，厚度稳定，且多合并为一层灰岩，而L3与L4两层灰岩不发育，该段含煤层4层（一1一4），其中一1煤层发育较好，厚度051210M，平均厚104M，属大部可采薄煤层，其余煤层均不发育，仅在个别钻孔中遇见，本段一般厚度20M左右。中部碎屑岩段自L4灰岩顶至L7灰岩底，含灰岩2层（L5、L6）和薄煤2层（一5、一6），但本矿井内该段除L5灰岩外，灰岩和煤层均不发育，其显著的特点是该段下部的胡石砂岩发育较好，灰色，厚层状，为一层中、粗粒石英砂岩，含少量长石及黑色矿物，硅质胶结，较坚硬，具交错层理，本段一般厚度20M左右。上部灰岩段自L7灰岩底至本组顶，含灰岩3层（L7、L8、L9）和薄煤2层（一8、一9），该段3层灰岩局部发育，多相变为砂岩，煤层亦不发育，本段一般厚度15M左右。该组为本区主要含煤地层（一煤段），特点是岩性和厚度变化均较大，与下伏本溪组呈整合接触。河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书6、二叠系（P）自太原组顶至三叠系下统刘家沟组砂岩底，分为二叠系下统的山西组（P1SH）、下石盒子组（P1X）及二叠系上统的上石盒子组（P2S）、石千峰组（P2SH），一般总厚920M左右，与下伏太原组呈整合接触。、下统山西组（P1SH）该组自太原组顶至于砂锅窑砂岩（SS）底，厚度69498136M，平均厚7543M，岩性主要由浅灰、灰色中细粒砂岩及深灰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层组成，该组为本区主要含煤段（二煤段），共含煤5层（二0二4），按岩性组合特征可分为三段，即二1煤层段，大占砂岩段、香炭砂岩段二1煤段由山西组底部，至大占砂岩（SD）底，一般厚10M左右，主要可采煤层（二1煤层）即位于该段中部，二1煤层之下直接底板为深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩、炭质泥质，间接底板为灰色、深灰色的粉砂岩及细砂岩，含较多植物碎屑和白云母碎片，偶夹薄煤（二0煤），二1煤层之上直接顶板为灰黑色泥岩、砂质泥岩，含植物化石和白云母碎片，局部二1煤层分叉，在其顶板中发育二1煤层，局部大占砂岩为二1煤层直接顶板。大占砂岩段自大占砂岩底至香炭砂岩底，一般厚度12M左右，下部为深灰色细粒砂岩和粉砂岩，称大占砂岩，成分以石英长石为主，含云母片和炭质，泥硅质胶结，具波状层理，大占砂岩不稳定，厚度变化大，局部有被砂质泥岩和泥岩取代现象。该段中上部主要为灰黑色泥岩、砂质泥岩，夹细粒砂岩和粉砂岩薄层，局部发育2层薄煤层（二2、二3煤层）。一般厚030M左右，不可采。河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书7香炭砂岩段自香炭砂岩底至砂锅窑砂岩（SS）底，一般厚45M左右，根据岩性特征，该段又可分为四个岩性分层下部的砂岩层段（香炭砂岩）；中下部为砂质泥岩夹泥岩，局部夹炭质泥岩；中上部为砂岩层段，夹砂质泥岩薄层；上部以含铝质泥岩和砂质泥岩为主，夹粉砂岩薄层，局部含菱铁质鲕粒的小紫泥岩。、下统石盒子组（P1X）该组自砂锅窑砂岩底至田家沟砂岩底，一般厚度260M左右，含四个煤段，即三、四、五、六煤段。岩性主要为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩、中粒、粗粒砂岩，夹煤线及炭质泥岩薄层。泥岩、砂质泥岩中普遍含铝质，局部含菱铁质鲕粒，具紫斑，偶含植物叶部化石；三煤段下部发育一层浅灰色铝土质泥岩（俗称A层铝土），致密，块状，具鲕状或豆状结构，是本区主要标志层，该组底部的砂锅窑砂岩（SS）为浅灰色中、粗粒长石石英砂岩，泥硅质胶结，中厚层状，具交错层理，底部含石英细砾，层位稳定，是划分下石盒子与山西组的重要标志层，该组与下伏山西组地层为整合接触。、上统上石盒子组（P2S）自田家沟砂岩（ST）底到平顶山砂岩（SP）底，含七、八、九共三个煤段，厚度230M左右，主要由浅灰、灰绿色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及浅灰、灰白色细、中粒长石石英砂岩组成，泥岩和砂质泥岩中多含铝土质，具暗斑和紫斑，局部含小鲕粒，煤层层位常有黑色泥岩存在。该组底部的田家沟砂岩（ST）为灰白色，中厚层状，正粒序中、粗粒长石石英砂岩，泥硅质胶结，具交错层理，含黑色泥岩条带和包体，下部含石英细砾，是划分上、下石盒子组的主要标志层。、上统石千峰组（P2SH）河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书8自平顶山砂岩（SP）底到刘家沟组底，总厚度340M左右，在矿井北部边界附近大面积出露，按岩性特征可分为四段。与上石盒子组为整合接触。第一段又称平顶山砂岩段（P2SH1）平顶山砂岩（SP）厚度60M左右，为浅灰、灰白色中厚层状，中粗粒长石石英砂岩，硅质胶结，具大型交错层理，含石英细砾和泥质包体，局部夹粉砂岩和紫红色灰绿色泥岩薄层，是二叠系上统地层划分的重要标志层。第二段（P2SH2）厚105M左右，岩性以浅灰色粉砂岩、细粒砂岩为主，夹中粒砂岩薄层，其次为紫红色、灰绿色泥岩和砂质泥岩，砂岩为钙质胶结，具大型楔形交错层理，泥岩中常含钙质结核。第三段（P2SH3）厚度85M左右，岩性以紫红色夹灰绿色斑块的泥岩为主，夹钙质粉砂岩薄层，含大量钙质结核，局部水平纹理发育，偶夹石膏薄层。第四段（P2SH4）厚度85M左右，上部以灰绿色粉砂岩为主，夹泥岩、砾屑灰岩和同生砾岩薄层，下部以灰绿色、紫红色泥岩为主，含大量钙质结核和透镜体，砂岩为钙质胶结，具小型交错层理。（4）三叠系下统刘家沟组（T1L）地表出露的主要为紫红色中、细粒长石石英砂岩（俗称金斗山砂岩），硅铁质胶结，具大型板状交错层理，岩性坚硬，沉积稳定，是划分二叠系与三叠系地层的重要标志，厚度100M左右，与下伏二叠系呈整合接触。、第四系（Q）第四系松散层主要分布于山沟、半坡及凹地中，以不整合关系覆盖于不同时代地层之上，主要由耕植土、黄土、粘土、砂质粘土及粘土夹河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书9砾石组成，一般厚度015M左右，钻孔揭露最大厚度6450M。二、地质构造本区域构造位置处于华北聚煤盆地南缘的嵩箕构造区北部，属嵩山背斜北翼。总体构造形态为一地层走向近东西至南东东，倾向5左右，倾角10左右的单斜构造，沿地层走向和倾向均具有宽缓的波状起伏，构造以断裂为主，发育有近东西向和北北东向和北西向三组断裂，据地表地质露头和钻孔揭露，本矿井内及外围共有断层10条，矿井内6条（F5、F102、F12、F9、F126、F125），外围断层4条（F3、F1、F2、F6）。其中近东西断裂6条，北北东断裂3条，北西向断层1条。此外煤矿北缘发育滑动断层（F9），使滑动断层下盘为一简单单斜构造，不受断裂与褶曲的影响，而上盘则发育次一级的断裂与褶曲。区内未见岩浆岩。本矿井构造复杂程度应属中等。三、设计煤层及煤质特征据生产矿井开采和钻孔揭露资料，该矿区含煤地层为石炭二叠系，主要含煤地层厚约700M，共含煤27层，煤层总厚度761M，含煤系数109。可采煤层有太原组（一煤段）底部的一1煤层和山西组（二煤段）下部的二1煤层，两层煤厚557M，可采含煤系数为079。其余各煤层均不可采或偶见可采点。该矿采矿许可证批准可采煤层为一1、二1煤层，本采区设计仅对二1煤层进行开采，煤层特征如下二1煤层俗称黄煤，赋存于山西组下部，大占砂岩之下，上距砂锅窑砂岩65M左右，下距一1煤层平均69M左右。煤层直接顶板多为砂质泥岩或泥岩，局部为细砂岩；直接底板多为泥岩，炭质泥岩或砂质泥岩，煤层厚度02152M，平均472M，煤矿区煤厚变化较大，在走向河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书10上有厚、薄相间的明显变化，从西到东厚度逐渐变薄；倾向上从南到北厚、薄相间，有变薄的趋势，其中大于平均煤厚两倍以上的钻孔特厚煤点占10；出现薄（无）带多处，一般面积005KM2，最大面积达050KM2。从邻区小关二矿多年来开采二1煤情况，薄煤带虽较多，但面积均较小，最大薄煤带长轴可达80余米，一般仅3050M。煤层层位稳定，结构简单，一般含夹矸1层，岩性多为炭质泥岩或泥岩，局部地段夹矸厚度大于可采厚度，而出现分叉煤层二21及二31煤。二1煤层为基本全区可采较稳定型厚煤层。煤层赋存标高370M180M，埋深50450M。二1煤为黑色，以粉、粒状煤为主，煤的原生结构遭破坏，呈现经层间挤压、揉搓的构造煤特征，表现为滑面发育，强度极低，指压即碎，遇水则产生大量煤泥。煤的真密度为179T/M3，视密度为160T/M3。据煤质特征和工艺性能，二1煤属中灰、中硫、高热值、高熔融灰分之粉状无烟煤，灰分1896，全硫098，发热量为2708MJ/KG，挥发分368，可选性中等，可磨性好，一般可作动力和民用燃料煤，也可作火电用煤。四、工程地质条件1）、生产矿井工程地质概况据本矿及周边矿井调查，本区二1煤层顶底板多为泥岩、砂质泥岩，局部为细粒砂岩，其个别地段有伪顶、伪底存在，其力学强度较低，遇水易软化，膨胀崩解，为稳定性较差顶底板，加之本区二1煤层附近普遍存在一个滑动构造断裂面，致使二1煤层顶底岩石破碎严重，顶底板岩石稳定性变差，抗压强度大大降低，生产矿井开采中又进一步破坏了岩层的受力平衡，使岩石产生变形、开裂位移，易形成冒顶、底鼓等不河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书11良工程地质现象。本区二1煤层矿井多采用走向长壁采煤法，综炮采放顶采煤工艺，全垮落法管理顶板，一般情况下直接顶板自然脱落，直接顶板为砂岩时，则采用人工放顶，个别地段有冒顶、底鼓现象。2）、煤层顶底板工程地质评价二1煤层位于山西组下部，据本矿及外围钻孔资料统计，其二1煤层顶、底板主要为泥岩、砂质泥岩和粉砂岩，局部为细砂岩，其力学强度较低，为稳定性较差顶、底板。特别是本区二1煤层附近发育滑动构造断裂面，造成煤层顶、底板岩石破碎，使岩石力学强度更低，稳定性更差，属不易管理顶、底板。矿井煤层开采破坏了岩层的受力平衡，当矿压超过岩石的力学强度时，可使岩石产生变形、开裂和位移，易形成冒顶、底鼓等不良工程地质现象。因此，在矿井开采中，应加强煤层顶底板管理，以防止事故的发生。五、水文地质红旗一矿现主要开采二1煤，根据井田在区域所处的位置及对开采二1煤有影响的含、隔水层，现按地层由老到新的顺序将含、隔水层叙述如下。（一）主要含、隔水层特征奥陶系灰岩含水层奥陶系灰岩含水层由泥质灰岩、泥灰岩、灰岩组成，呈东西条带状广泛出露于井田南部的低山丘陵区，为煤系地层的基底，据大峪沟矿区资料实测剖面厚1418620495M，平均16500M，岩溶裂隙较为发育，富水性不均匀，局部含水丰富，是一1煤层底板直接充水含水层。由于河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书12距二1煤层间距较大，其间尚有多层泥岩、砂质泥岩和粉砂岩及厚层状铝质泥岩隔水层，故奥陶系灰岩水对二1煤层影响不大，但由于灰岩溶裂隙发育不均，富水性悬殊，特别是在断裂构造部位通过断裂带导水，会成为二1煤间接充水含水层，甚至在与二1煤直接对接部位而转化为二1煤直接充水含水层，可能造成灰岩水突入采区造成淹井事故。据矿区内大峪沟矿资料Q00138L/SM，渗透系数K0219M/D，水位标高H1843628845M，水质类型为HCO3CAMG型，矿化度020030G/L，PH值7775。本溪组铝土泥岩隔水层据统计钻孔揭露该含水层厚度为3573369M，平均747M；据大峪沟三号井突水资料，一1煤开采带水头压值达21MPA时即发生奥灰突水，可见该隔水层由于本身的亲水膨胀性、抗压强度降低等因素已基本失去隔水作用，从地层顺序看，其依然是阻挡奥灰水进入采区的重要屏障。太原组下段灰岩含水层由L1L4灰岩组成，据钻孔揭露，本段灰岩总厚度21590M，一般厚度12M左右，L1L2灰岩普遍发育，一般厚度10M左右，L3、L4灰岩仅局部存在。L12灰岩上部成分较纯，成熟度较高，下部泥质含量较高，局部裂隙发育，据大峪沟井田资料，单位涌水量Q00198L/SM，渗透系数K00379M/D，富水性较弱。水位标高H34096M，水质类型为HCO3CAMG型，PH值735，矿化度0378G/L。本段灰岩为一1煤层顶板直接充水含水层，因灰岩富水性不均一，特别在断裂破碎带或本溪组厚度较薄地段，可能会与奥陶系灰岩水连通，对一1煤层矿井造成突水淹井。河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书13太原组中段砂泥岩隔水层由泥岩及中、细粒砂岩和砂质泥岩组成，局部夹薄层灰岩透镜体，钻孔揭露厚度20M左右，层位稳定，是太原组上下段灰岩含水层间的良好隔水层。太原组上段灰岩含水层由L79灰岩组成，区内以L7灰岩为主，L9灰岩不发育，且层位不稳定，3层灰岩总厚度变化较大，一般5M左右，岩溶裂隙不发育，受补给及出露条件限制，富水性弱，钻孔均未漏水。据8303孔抽水资料，水位下降2769M，经三天后未恢复至原水位，单位涌水量Q000043L/SM，渗透系数K0012M/D，水质类型HCO3KNA，矿化度为138G/L，PH值为73。抽水结果反应该灰岩富水性较弱，但不能反映出灰岩富水性的不均匀性。二1煤底板隔水层由泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩等组成，揭露厚度0403782M，一般厚度5M左右，隔水层厚度变化大，稳定性差，且局部隔水层岩性松散破碎，不能有效阻挡下部灰岩水的涌入，但从总体上看，其依然是二1煤底板的重要隔水层。砂岩裂隙承压含水层组本含水层组主要由二叠系山西组二1煤层顶板60M范围内砂岩裂隙含水层、上下石盒子组砂岩裂隙含水层、石千峰组平顶山砂岩含水层和三叠系刘家沟组金斗山砂岩裂隙含水层组成。其中二1煤层顶板60M范围内砂岩裂隙含水层是二1煤矿井的直接充水含水层，其他砂岩含水层由于其间均有泥岩、砂质泥岩隔水层，但若遇断裂构造带有可能会变成二1煤层顶板60M范围内砂岩含水层的补给水源，但总体对二1煤矿坑河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书14充水威胁不大。二1煤层顶板砂岩含水层大致按开采陷落导水裂隙带影响高度的15倍确定，其范围为二1煤层顶板以上60M，一般由36层细、中、粗粒砂岩组成，即大占砂岩和香炭砂岩，一般23M左右，砂岩厚度变化较大，在短距离内有尖灭和增厚特点，据邻区大峪沟井田资料，单位涌水量Q00000532000797L/SM，K00341M/D,水位标高H2875721260M，水质类型为HCO3KNA型，PH值85，矿化度0746G/L，由数据可知，该段砂岩富水性弱，但随开采落顶，形成冒落带裂隙，若遇外部露头区补给，是未来矿坑充水的直接水源。第四系砂、砾石含水层第四系冲积层孔隙含水层主要由黄土、砂层、砾石和砂砾石层组成，在本井田内在广泛出露，大部分地区为透水而不含水，局部沟谷内含孔隙潜水，已成为农田灌溉和大峪沟矿的临时水源。据民井抽水资料，单位涌水量Q1054L/SM，渗透系数K8895M/D，水位埋深6731175M，水位标高H1672525477M，水质为SO4HCO3CAMG和HCO3CAMGK型，PH值704785,矿化度039058G/L。（二）地下水的补给、径流和排泄该矿地处区域分水岭一侧的斜坡地带，地势相对高差较大，沟谷切割严重，植被条件不好，加之降雨量集中，易于汇集成流，向沟谷排泄并形成汇水区，从而大量补给地下水。据井田实际观测资料发现，大气降水与地下水的关系十分密切，雨后地下水位急剧上升，雨季过后地下水将逐之下降，呈现出地下水主要靠大气降水补给的特点。各个含水层的出露条件及岩矿的补、径、排不同，其所获得补给量河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书15亦不相同灰岩的岩溶发育，贮水空间大，出露条件较好，得到的补给量也大，对井下防、排水影响亦大。而砂岩裂隙、孔隙较小，贮水空间亦小，其所获得的补给量亦小。南部山区地下水接受补给后，由高处向周围低洼处运动，汇聚于大的河谷或沟谷，沿着地下水的总流向，自南向北迳流、排泄。主要排泄方式有迳流排泄、生产矿井排泄。（三）、矿床充水因素分析1）充水水源大气降水降水多集中于68月份，而且量大，约占全年总雨量的70以上。由于风化裂隙发育，降水可直接渗入地下进入矿井。特别是在浅部尤为明显。虽然持继时间不长，但危害很大，补给区多集中在沿冲沟、河谷地段，当洪水与充水含水层持继接触时，便会造成危害。煤层顶底板水在二1煤上部砂岩水与开采冒落裂隙带勾通时，含水层的水有直接进入矿坑的可能性。二1煤底板灰岩岩溶水，具有一定的水压，在隔水层薄弱的地方，也可进入二1煤矿坑。一1煤顶板太原组下段灰岩含水层，裂隙岩溶发育，含水丰富，因顶板冒落或遇岩溶，可直接充入矿坑。奥灰水在底板薄弱或遇构造裂隙地段，亦可突破底板进入矿坑。老窑积水沿二1煤和一1煤浅部分布的老窑甚多，在二1煤老窑警界线以南，形成一个条带状的积水空间，虽然通过调查，其边界因时间悠久仍难以查清。所以开发中对其还必须引起重视。2）充水通道矿井二1煤层底板隔水层较薄区段、断层带及裂隙带、断层交汇部位和封闭不良钻孔都可能成为矿井涌水通道。断层为区内主要涌水通道，河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书16是安全的大敌；其次是在裂隙发育处，突水事故发生的可能性就会增大；封闭不良钻孔可能会沟通矿坑和含水层的水力联系，给矿井生产带来不利影响。（四）、矿床水文地质类型确定1）二1煤顶板直接充水含水层为二1煤上60M砂岩，含裂隙承压水，其单位涌水量00000532000797L/SM，该矿井二1煤斜井的实际排水量30132M3/H，受雨季影响较大，且多为顶板淋水；底板为太原组上段灰岩含水层，富水性极不均匀，由于涌水量小，大峪沟井田钻孔抽水多不能进行。因此二1煤为顶板裂隙含水层充水为主的水文地质条件简单型矿床，即第二类第一型。2）一1煤顶板直接充水含水层为太原组下段灰岩含水层，单位涌水量00198L/SM，大峪沟三号井实际排水资料，单位涌水量00796L/SM。底板直接充水含水层为奥陶系灰岩含水层，单位涌水量001385369L/SM。大峪沟三号井底板突水资料单位涌水量0400L/SM。一1煤以底板岩溶裂隙含水层充水为主的水文地质条件中等型矿床，即为第三类第一亚类第二型。（五）、矿井涌水量根据水文地质报告，本矿矿井正常涌水量为70M3/H，最大涌水量为105M3/H。（六）采区涌水量矿井设计范围仅是井田的一部分，设计井田内分为为二个水平,五个采区，但考虑生产安全,16采区内正常涌水量为30M3/H，最大涌水量为60M3/H。河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书17六、瓦斯、煤尘及自燃情况1、生产矿井瓦斯据河南省工业和信息化厅关于2011年度全省煤矿瓦斯等级鉴定结果（豫工信煤2012153号），河南红旗煤业股份有限公司一矿瓦斯绝对涌出量为476M3/MIN，瓦斯相对涌出量为764M3/T，属瓦斯矿井（0M水平以浅）。2、煤尘爆炸性根据2005年1月6日，煤炭科学研究总院重庆分院提供的二1煤层煤尘爆炸性鉴定报告资料，二1煤层煤尘火焰长度为零，抑制煤尘爆炸最低岩粉量为零，二1煤层无煤尘爆炸危险性。3、煤层的自燃发火根据2005年1月6日，煤炭科学研究总院重庆分院提供的二1煤层自燃倾向性鉴定报告资料，二1煤属类，为不自燃煤层。4、地温该煤矿井下温度一般26左右。据钻孔测温资料，该煤矿区地温梯度为1728/100M，没有发现热异常，属地温正常区。七、采区储量计算16采区查明资源储量为式中EB查明资源储量，万吨；S平面积，有煤面积1000000M2M煤层平均厚度，35MR煤的容重，16T/M3A煤层倾角，410ARCOSB河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书18则EB6005万吨。采区回采率取75，采区可采储量45038万吨。八、采区的勘探程度分析与影响安全生产因素该采区内有5个钻孔控制，控制程度较一般,煤层倾角变化不大，倾角稳定，满足生产需要。该采区浅部有采空区，应注意采空区探放水，避免发生采空区透水事故,东北部地表有水库,回采时应加强观测,确保安全。九、采区地面建筑物对开采方式的影响分析16采区对应地表为第四系黄土层，南部有公路，范围不大，留有保护煤柱。采区塌陷影响范围内无其他重要建筑物。河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书19第二章采区巷道布置第一节采区设计生产能力及服务年限一、采区设计生产能力确定根据全矿采区接替安排16采区布置一个综采工作面。矿井生产能力为105万吨/年,16采区设计生产能力为40万吨/年。二、服务年限16采区可采储量约450万吨，因此,16采区服务年限为11年。三、工作制度设计年工作日330天，每天三班作业，两采一准。第二节矿井生产现状一、矿井各生产系统情况1、矿井提升系统矿井二1煤层采用一对斜井、二个立风井，单水平上下山开采，主斜井井口标高3005M，井底大巷标高100M，倾角20，斜长586M，井筒铺设一部带宽800MM固定胶带运输机；巷道墙上敷设有动力电缆和通讯电缆，在墙另一侧敷设有防尘管道。副斜井井口标高2763M，井底标高100M，倾角15，斜长681M，井筒敷设有24KG/M轨道，一帮敷设有信号电缆，采用串车提升，井口安装有25M绞车，型号2JK25/30，供提升人员和运送物料使用。矿井采用主斜井及副斜井进风，中央分列式通风系统。12风井井口标高320M，直径35M，井深河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书20146M，井筒装备金属梯子间，井口设防爆门，12风井用于矿井通风兼作安全出口。2、矿井运输系统主斜井已装备一部800MM胶带输送机，担负全矿井的煤炭提升任务，为矿井的一个安全出口，进风井；副斜井已装备2JK25/20型双筒提升机，配套电机JR141010型，功率200KW，电压6KV，转数590R/MIN。12风井为专用回风井，并兼作安全出口。3、矿井通风系统初期通风系统为中央分列式，即主、副井进风，12风井回风。通风方式为负压抽出式。12风井已有FBCDZ6NO19型对旋风机2台，配电机YBF3556型，功率2185KW，电压660V。经验算可以满足通风要求。4、压风设备矿方现有压缩空气设备及配套管路2台压缩机LGFD110/315J型螺杆压缩机，排气量20M3/MIN，排气压力08MPA，配套电机功率110KW，电压380V。5、矿井供电系统红旗一矿6KV变电所采用双回路供电，其电源均来自大峪沟35KV变电站，供电距离03KM。大峪沟35KV变电站原属于矿上建设的35KV变电站建成后交给供电部门管理。6、矿井排水系统矿井在副斜井井底建有主排水泵房，安装3台MD150308型多级离心泵，配套电机功率200KW，电压6000V；排水管路为二趟2197MM沿副斜井敷设，将矿井涌水排至地面。河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书217、矿井安全监测监控系统安设一套KJ95N型煤矿综合监控系统。在提升机房、通风机房、井下中央变电所、井下主排水泵房、运输皮带巷、工作面进风巷、工作面回风巷、总回风等地点设置测点。8、供水施救系统供水施救系统水源来自平地700M3的净化水池，与井下消防和洒水采用合用的管道系统，沿主、副斜井井筒各敷设一根D13345MM的无缝钢管至井下消防洒水管网，在井底经减压阀组减压后，井下管网压力控制在050MPA左右。本矿井工业广场通讯选用办公、生产调度合一采用程控交换128门供地面办公，生产调度用。交换机安装在工业广场地面办公楼调度室内。9、井下人员定位系统井下人员定位系统KJ96A型煤矿人员定位系统系统可对井下人员实时跟踪监测，位置自动显示。井口LED与调度DLP同步显示；可实时在井口和调度大屏上查询、打印当前及某时间段井下人员数量、活动轨迹、轨迹再现及分布情况等。矿井一旦发生安全事故，监控中心在第一时间内可以知道被困人员的基本情况，便于事故救助工作的开展。系统可对井下人员实时跟踪监测，位置自动显示。红旗一矿现装备的自救器为ZX45型化学氧自救器，额定防护时间45分钟，满足“安监总煤装【2010】146号文件要求，二、目前矿井采掘活动及采掘接替安排目前，矿井主副风井已贯通，矿井提升、运输、通风、主排水、压风、通讯、监控、人员定位系统均已形成。河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书22根据矿井开拓布置，设计井田范围内分为五下个采区（第一水平三个采区，第二水平2个采区），投产首采区为12采区和14采区，16采区，后期二水平接替采区为18采区、10采区。第三节采区巷道布置一、采区上山巷道布置选择（一）采区上山巷道位置、数量的选择采区上山巷道布置方法有位于采区中央的双翼采区和位于采区边界的单翼采区两种，16采区走向长度1000M，且属瓦斯矿井，根据原巷道布置，直接选择单翼采区，上山位于采区边界。根据有关规定，二条上山即满足要求，结合矿井地质条件，根据在矿井的调研和矿方要求，综合采区生产装备条件，以满足安全生产、减少生产环节为目标，16采区上山设计二条上山,料石砌碹支护，上山间距（中中）25M。（二）采区上山巷道层位的选择根据矿方提供的16采区钻孔柱状图的地质特征，结合16采区煤层特点，上山巷道可布置在三个层位1、煤层顶底板本区二1煤层顶底板多为泥岩、砂质泥岩，局部为细粒砂岩，其个别地段有伪顶、伪底存在，其力学强度较低，遇水易软化，膨胀崩解，为稳定性较差顶底板，加之本区二1煤层附近普遍存在一个滑动构造断裂面，致使二1煤层顶底岩石破碎严重，顶底板岩石稳定性变差，抗压强度大大降低，生产矿井开采中又进一步破坏了岩层的受力平衡，使岩石产生变形、开裂位移，易形成冒顶、底鼓等不良工程地质现象。河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书232、煤层平均35M,在煤层中布置巷道，一般巷高30M，为保证巷道抗压能力，原则上少破顶板，同时，方便与顺槽搭接。综合以上分析，根据矿井服务年限，大巷标高为100M，上山巷道布置在煤层中,为了生产中便于管理,运输上山巷道沿煤层底板布置,轨道回风上山巷道沿煤层顶板布置,这样便于巷道布置和管理。另外,由于轨道上山是向上从煤层底板进入煤层的,巷道倾角较大,下断岩巷段倾角15,进入煤层后倾角10。方案优点（1）皮带上下山巷道布置沿煤层底板，与工作面顺槽联络方便；（2）轨道上下山巷道布置沿煤层顶板，便于顺槽巷道与皮带上下山巷道交叉通过，有利于采区运输和回风。二、区段平巷布置顺槽均沿二1煤布置,顺槽与轨道下山采用甩车场连接，顺槽与运输下山之间直接搭接。相邻区段之间采用沿空掘巷的方法提高回采率。三、采区主要巷道断面的选择巷道断面的设计，主要根据满足巷道使用功能、规程、规范等的要求，以满足采区在服务年限内的通风、行人和运输的要求。同时，根据有关政策，结合矿井井下现有巷道情况，综合采区设备配置，16采区轨道上下山巷道断面101M2设计，皮带下山按101M2设计，能满足安全生产需要。区段车场、回风联巷设计101M2，顺槽设计101M2，支护方式根据围岩情况进行选择，准备巷道岩巷和煤巷以半园拱断面为主，U钢支护为主，回采巷道以U钢支护为主。巷道支护形式应根据实际围岩条件和河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书24矿压特点进行调整。详见断面图册。第三节采区运输、通风及排水本次16采区设计采准工程包含上山（详见16采区巷道布置图），因此投产井巷工程及设备配置均以采区上山为准。一、采区煤炭运输设备及选型1、原煤运输路线工作面煤炭经刮板输送运输顺槽（刮板输送机胶带输送机）16采区运输上山（胶带输送机）采区煤仓100M运输大巷（胶带输送机）上仓斜巷（胶带输送机）井底煤仓主井（胶带输送机）地面。2、16采区皮带上山设备及选型16采区运输上山斜长1000M，倾角9，铺设一部800MM皮带运煤，配用660V，30KW型电机。二、采区辅助运输方式及设备（一）辅助运输路线运料系统材料由地面副井井底车场100M运输大巷16石门轨道上山采掘工作面。运矸系统掘进工作面轨道上山16石门100M运输大巷井底车场副井地面。掘进煤掘进工作面运输上山采区煤仓100M运输大巷上仓斜巷（胶带输送机）井底煤仓主井（胶带输送机）地面。河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书25（二）16采区轨道上山设备16采区轨道上山上部平车场16石门280M，上山倾角10,巷道倾长760M，装备一部JTPB16型绞车运输系统。三、采区通风路线设计16采区回采工作面、掘进工作面、采区上山绞车房、变电所室均采用独立通风。首采工作面通风流程新风由主副井进风井底车场100M运输大巷运输上山工作面运输顺槽回采工作面轨道顺槽轨道上山14风井地面。掘进工作面通风流程区段联巷（局部通风机）运输顺槽掘进工作面（乏风）运输顺槽轨道上山14风井地面。为保证用风地点的正常用风和采区内发生火灾时能实现局部反风，采区内设有双向常开和常闭风门。四、采区排水路线及设备（一）采区排水路线首采工作面排水路线为工作面涌水自上下顺槽经小水泵汇流至100M大巷水沟中,经大巷水沟至井底水仓中。采区内排水以自流为主，在顺槽中某些低洼之处无法实现自流，采用污水泵排水。河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书26第四节采区车场及硐室16采区轨道上（下）山布置在煤层、局部在煤层底板岩层中，采区上山上部布置绞车房，采区上山下部设采区平车场、采区变电所、泵房、避险硐室。16采区主要附属工程有绞车房、采区变电所、采区泵房、水仓、避险硐室等。一、采区上下平车场采区轨道上山上下部均设平车场，轨道上山上车场采用顺向平车场，设计安装12M绞车，单钩串车长度3M，过卷距离取5M，变坡点距绞车房15M，具体布置详见采区巷道布置图。同样，采区轨道采区变电所、山下车场，长度18M，具体布置详见采区巷道布置图。二、采区硐室设计为满足矿井生产需要，配套设计的采区硐室有1、紧急避险硐室在16运输上山口处设置一处临时采区避难硐室，设计容纳人数36人。永久避难硐室大小尺寸为30M2，硐室为直墙半圆拱型，硐室净宽为5M，净高为33M，净断面为115M2。硐室内设存储备用自救器、矿灯、饮用水以及配备压风自救和供水施救系统。2、轨道上山上车场绞车房上部绞车房采用砼支护净宽36M,墙河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书27高12M，支护厚度400MM，净断面8M2,长度6M,满足生产的要求。3、采区变电所位于采区中部、16运输和轨道上山之间，采用料石砌碹支护，半园拱断面，净宽36M，墙高12M，净断面8M2，长度25M，和16运输上山联通，满足通风、生产的安全要求。第五节区段划分及回采工作面接替顺序一、区段划分根据16采区的资源储量和原开采情况煤层倾角小，结合开采工艺，区段宽度100130M较为合适，最后定为区段宽度为130M左右。因为采区上山上部为边界，一侧有井筒，距老窑警界线较近，下部为大巷，单翼开采，综合采区特点，确保开采安全、经济，设计首采面为16020，采区生产按一面、二掘进头布置。详见采区巷道布置图。二、回采工作面接替顺序根据相关要求，结合16采区巷道布置及地质特点，投产时，首采工作面为16020面，煤巷掘进面为14150上下付巷接替。这样，有利于矿井稳定产量，安全生产。随着机械化采煤的推广与应用，2015年度矿井最多布置两个综采工作面，届时，将在16采区和14采区交替布置采面。综合以上思路，16采区接替安排如下16020工作面14210工作面16060工作面掘进面以服务回采工作面为原则进行顺序布置，保证接替正常。河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书28第六节采区设计工程量及施工工期一、施工安排及工期（一）施工准备施工准备的内容应以满足施工需要为前提，并尽量节约投资，其主要内容如下1技术准备（1）编制施工准备期内安排施工的有关单位工程施工图设计。（2）组织人员学习采区地质报告，掌握地质资料，熟悉设计文件。2工程准备（1）落实施工队伍，做好施工组织设计及投资安排。（2）做好工期计划，落实施工材料供应。施工准备工期1个月。二、移交标准116采区投产时，应移交1个工作面及与之相适应的全部井巷工程量，即井下投产1个综采工作面，配2个煤巷掘进面，工作面装备完成后即可投产。2必须按设计建成井下各生产系统和井下监测、消防、洒水、防尘等安全设施工程，并经联合试运转形成综合生产能力，具备生产条件。三、井巷工程平均成巷进度指标根据煤炭工业矿井设计规范有关规定，结合矿井实际情况，井巷工程成巷指标如下岩层平巷80M/月河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书29煤层平巷150M/月岩层斜巷70M/月煤层斜巷120M/月硐室200400M3/月四、施工方案16采区的16020首采工作面从16采区运输上山东翼开始掘进，同时施工上下付巷，在保证16020掘进完成后，配套综采设备安装，首采面能投入生产。五、井巷主要连锁工程井巷主要连锁工程为施工准备（1月）16020运输、轨道顺槽（7月）设备安装试运转（2月）。根据工期安排首采工作面形成及完成相应井巷工程移交采区约需10个月。说明采区避难硐室含在采区巷道中计算。六产量递增计划该矿井16采区建成投产后，设计为一个采煤工作面、两个煤巷掘进面保产，预计投产后试生产1个月，就可达到设计生产能力。河南红旗煤业股份有限公司一矿16采区初步设计说明书30第三章采煤方法第一节采煤方法16采区二1煤层赋存较为稳定，煤层倾角412,平均煤层倾角6，煤层厚度02152M，平均厚35M。采区开采煤层标高为205M100M，首采16020工作面平均煤厚3M，煤层结构简单，水文地质条件中等，煤尘无爆炸危险性，煤层不易自燃,属瓦斯矿井。二1煤层直接顶、底板均为黑色细密含云母片及植物化石，底为炭质泥岩，污手有滑感，少夹煤线，黑色薄层状，局部夹煤线和细砂岩，含方解石脉,具有劈理片理结构，强度较低，应提高支护质量。根据以上条件，考虑矿