沁新焦煤集团新源煤矿南一采区设计

1、摘摘 要要新源煤矿位于太岳山区，山高沟深，地形复杂，森林、植被发育，最高点在井田西南角的马头山，海拔高程 1358.80m， 最低点位于东南角河床，海拔高程 1110.70m，相对高差 247.30m。矿井现批准开采井田内的 2 号煤层，该煤层平均厚度 1.51m，煤层结构简单，顶底板岩性良好，煤层不易自燃，煤尘有爆炸危险性，属高瓦斯矿井，煤层条件和开采技术条件比较优越，适宜于机械化开采。依据地质资料知，本设计南一采区煤层平均厚度为 1.51 米，采区较规整，厚度变化不大，因此本采区设计的主要特点是:(1)按综采低位放顶煤采区设计。(2)采区投产快，见效快，适合于民营企业的发展。（3）工作面巷

2、道布置采用两进一回，布置三条巷道即:胶带顺槽，轨道顺槽，回风瓦斯尾巷。（4）在回采过程中保留回风尾巷作为下一个工作面的胶带顺槽既减少了掘进工程又减少了经济投入。（5）由于受地质条件的影响回采工作面的长度受到限制，在回采过程中搬家次数比较频繁。关键词：关键词：矿井开拓；采区巷道；采区通风；安全防护目 录第一章 新源矿区概论及煤田特征.1第一节 矿区概况 .1第二节 矿区及煤田地质构造 .5第三节 矿井开拓概况 .14第二章 采区基本开采条件.17第一节 采区基本条件 .17第二节 采区开采煤层条件 .19第三章 采区巷道布置.21第一节 采区巷道布置方案 .21第二节 采区主要生产系统 .24第

3、三节 采区开采顺序 .24第四章 采煤工作面采煤工艺及劳动组织.26第一节 采煤工作面采煤工艺 .26第二节 工作面劳动组织 .29第三节 工作面主要技术经济指标 .31第五章 采区通风与安全.32第一节 概述.32第二节 采区通风方式及系统.35第三节 采区风量的计算及分配.36第四节 采区总风压及等积孔的计算.40第五节 安全通风措施.41第六章 安全技术措施.44第一节 防瓦斯爆炸措施.44第二节 防煤层爆炸措施.47第三节 防矿井突水措施.48第四节 防矿井火灾措施.49第五节 其它.50参考文献（资料）.52致 谢.53 第一章第一章 新源矿区概论及煤田特征新源矿区概论及煤田特征第一

4、节第一节 矿区概况矿区概况一、地理概况一、地理概况（一）交通位置新源煤矿位于山西省沁源县西南部，隶属于李元镇管辖。地理坐标为： 北纬363304363453，东经 11212311121433，矿井工业场地位于山西省沁源县西部李元镇附近，距沁源县城约 17km。沁(源)洪(洞)公路从井田北部通过，向东 17km 至沁源县城接汾(阳)屯(留)省级公路及沁(沁源)沁(沁县)公路，煤矿距太焦线沁县火车站 76km，距 309 国道张店镇 54km ， 距南同蒲线介休市 100km、距平遥县城 105km，向西南经古县约75km 旧公路可至洪洞县与大(同)运(城)高速公路或南同蒲洪洞火车站接运，交通条

5、件比较方便。交通位置见图 111。2地形地貌新源煤矿位于太岳山区，山高沟深，地形复杂，森林、植被发育，最高点在井田西南角的马头山，海拔高程 1358.80m， 最低点位于东南角河床，海拔高程1110.70m，相对高差 247.30m，属中山区。3河流本区属黄河流域沁河水系。井田内各沟谷大多为南北走向，沟谷水均流入狼尾河，向东汇入沁河。4气象本区属大陆性气候，昼夜温差较大。据沁源县 19881997 年观测资料，年平均气温 8.6,最高气温为 35.6(1995 年 7 月 5 日)最低气温-25.8(1990 年 2 月 1日)。年平均降水量 634.0mm，年平均蒸发量 1547.2mm。结

6、冰期为十月下旬至次年 3月中旬， 最大冻土深度 80cm(1993 年)，夏、秋季多东南风，冬、春季多西北风，最大风速 14m/s。5地震烈度据中华人民共和国标准 GB50011-2001建筑抗震设计规范 ，本区地震基本烈度为 7 度。图图 1-1-11-1-1 交通位置图交通位置图6邻近矿井开采情况本井田北部为沁源县留神峪煤业公司留神峪煤矿，西部为山西沁新煤焦股份沁新煤矿，南部为太岳煤矿，东部为待规划区，井田四邻各煤矿均无越界开采现象。邻近矿井开采情况分述如下：留神峪煤矿：采用 3 对斜井开拓 2 号煤层。现生产能力 15Mt/a。其中 1 号井1971 年 10 月建井，1982 年投产。

7、主斜井采用串车提升，运输巷采用无极绳，水平巷为皮带运输，工作面采用刮板运输机，工作面采用单体液压支柱和金摩擦支柱支护，采煤方法为长壁炮采。2 号井、3 号井为 1993 年建井，1995 年投产，采煤方法为长壁炮采。本矿已开采范围主要集中在井田西部。本矿排水量约 150m3/d。本矿通风方式采用中央并列式，瓦斯相对涌出量 12.5317.04m3/t，属高瓦斯矿井。沁新煤矿：1967 年建井，1975 年投产，现生产能力 0.9Mt/a，开采山西组 2 号煤层，斜井开拓，已开采范围主要集中在井田西部，采煤方法为高档炮采，井下运输采用可伸缩胶带输送机运煤，大巷辅助运输采用无极绳绞车矿车运输，通风

8、方式为对角抽出式。太岳煤矿：在建矿井，设计生产能力 1.50Mt/a，长壁综采采煤法开采，井筒和井下巷道均采用胶带输送机运煤。井田内无其他生产矿井、小煤窑和古窑。沁新煤矿和留神峪煤矿开采对本矿没有影响。井田四邻关系详见图 1-1-2。二、主要自然灾害二、主要自然灾害本区主要自然灾害有两种，一为灾害性天气，二为地质灾害。灾害性天气有旱涝、风灾、冰雹和霜冻；地质灾害主要由洪水、地震和地下开采引起。由洪水可造成滑坡、塌方、地裂；由地下开采可在地表引起地面的沉陷、裂缝、滑坡、泥石流等，随着煤炭大规模的开采，已发现相应的地质灾害。图图 1 11 12 2 井田四邻关系图井田四邻关系图三、矿井水源、电源及

9、通信情况三、矿井水源、电源及通信情况1水源情况矿井现供水水源取自工业场地附近李元河河谷浅层地下水，以两眼大口井汲取，日出水量 400500m3。矿井技术改造后，现有水源不能满足生产要求，必须重新考虑水源。矿井永久供水水源取用奥灰岩溶水，以一眼深井汲取。另外，矿井正常涌水量 7.5m3/h，最大 10.83m3/h，矿井涌水排至地面经处理达到复用水标准后，可用于矿井生产和井下消防洒水。2电源情况本矿现有一座 10KV 变电所，两回 10KV 电源一回架空引自其所属沁新煤焦公司的 35 KV 变电所，架空导线 LGJ-150，送电距离 3km；另一回架空引自沁新煤焦公司所属自备电厂，架空导线 LG

10、J-120，送电距离 0.53km。沁新煤焦公司 35KV 变电所安装有两台 8000 KVA 变压器，两回 35KV 电源引自李元 35KV 变电所不同母线段，李元35KV 变电所电源分别引自太岳 110/35KV 变电站及郭道 110/35KV 变电站；沁新煤焦公司所属自备电厂安装有一台 6300KVA 变压器。3通信情况本矿行政与生产调度共用一台 MTD-958(华络 2000 型)数字程控调度机，容量190 门，现装机容量 120 门，8 路中继接入当地电信部门实现对外通信，64 门加接耦合器用于井下通讯，其余用于地面通讯。数字程控调度机于 2004 年安装，目前使用良好，井上、下调度

11、通信系统已形成，技术改造后地面用户基本不变，设计在井下新增采区各机电硐室，采掘工作面等处，布置有调度 ，通信电缆由原通信系统分线盒就近引入。第二节第二节 矿区及煤田地质构造矿区及煤田地质构造一、地质特征一、地质特征1地层井田位于沁水煤田的西部边缘，霍山隆起的东侧。井田内地层出露较好，区内出露的地层由老到新依次有上石盒子组下段、中段，第四系中、上更新统及全新统地层以不整合零星覆盖于各不同时代的地层之上。现结合井田及附近钻孔揭露资料，对井田内的地层自下而上分述如下：(1) 奥陶系(O) 奥陶系中统峰峰组(O2f)为煤系地层的沉积基底，主要为深灰色石灰岩、泥灰岩及泥质白云岩，下部夹似层状石膏，上部方

12、解石细脉发育，具铁质浸染现象，厚度约 150m。(2) 石炭系(C) 中石炭统本溪组(C2b)与下伏峰峰组呈平行不整合接触，厚度 12.2325.70m， 平均 19.19m，以灰、灰白色铝质泥岩、灰黑色泥岩、砂质泥岩为主夹石灰岩及薄煤层，底部多为以结核状黄铁矿为主的铁铝质岩。本组含植物化石鳞木、芦木及动物化石蜓科。 上石灰炭统太原组(C3t)为主要含煤地层之一，与下伏本溪组呈整合接触，厚度 101.79119.10m，平均 111.51m。由泥岩、粉砂岩、砂岩及石灰岩和煤层组成。按岩性组合可将本组分三段，详见本节含煤地层部分。(3) 二叠系(P) 下统山西组(P1s)为主要含煤地层之一，与下

13、伏太原组呈整合接触，厚 38.8052.43m，平均41.60m。由砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成。 下统下石盒子组(P1x)与下伏山西组整合接触，厚度 114.43122.55m，平均 117.10m，根据岩性组合特征，可分为上、下两段：下段(P1x1)厚度 38.4050.26m，平均 44.62m，深灰色、灰色泥岩、 粉砂岩夹浅灰色细粒砂岩，下部夹极不稳定的薄煤层，底部 K8为浅灰色中细粒砂岩，层面富含炭屑及白云母片，具交错层理，局部相变为粉砂岩。上段(P1x2)厚度 42.7975.53m，平均 57.08m，以浅灰色、灰绿色、 紫红色泥岩为主夹黄绿色中细粒砂岩，底部 K9为灰绿色中细粒

14、砂岩，顶部常为紫红、灰绿色含大量菱铁质鲕粒的铝质泥岩，俗称“桃花泥岩” ，是确定上石盒子组底界 K10砂岩良好的辅助标志。 上统上石盒子组(P2s)与下伏下石盒子整合接触，厚度 505m 左右，根据其岩性组合特征可分为上、中、下三段。下段(P2s1)平均厚度 212.41m，浅灰、黄绿色、紫红色泥岩、粉砂岩、 夹灰白、灰绿色中细粒砂岩。底部 K10为灰白色、黄绿色中细粒砂岩，大型交错层理发育。中段(P2s2)井田内本段地层主要分布于井田南部和西部出露，厚度约 150m。底部 K12 为灰、灰白色中粗粒砂岩，含云母片，具大型交错层理，局部含细砾；下部为紫红色、黄绿色泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩，上部

15、为黄绿色细粒砂岩与黄绿色、紫红色泥岩互层。(4) 第四系(Q) 中更新统(Q2)厚度 010m，为红黄色、棕红色亚粘土、亚砂土夹古土壤及钙质结核，底部夹砂砾透镜体。 上更新统(Q3)厚度 07m，为浅黄色亚砂土，结构疏松，具垂直节理， 顶部偶夹褐色古土壤，含零星钙质结核。 全新统(Q4)厚度 05m，上部为浅黄色砂土、亚砂土；下部为浅黄色、 浅灰色分选磨圆均较差的砂砾层。2含煤地层本井田含煤地层为石炭系中统本溪组、上统太原组和二叠系下统山西组、下石盒子组，其中太原组和山西组为主要含煤地层，本溪组和下石盒子所含煤层为极不稳定的薄煤层，无开采价值。现只将太原组、山西组地层分述如下：(1) 石炭系上

16、统太原组(C3t) 下段(C3t1)K1砂岩底至 K2石灰岩底，厚度 35.8747.67m，平均 41.00m 。由泥岩、粉砂岩、铝质泥岩、中细粒砂岩、石灰岩及煤层组成。K1砂岩为灰白色中细粒石英砂岩,交错层理、脉状层理发育,K1砂岩顶至 11 号煤层底由黑灰色粉砂岩、黑色炭质泥岩、浅灰色铝质泥岩、泥灰岩及不稳定的薄煤层组成，含丰富的黄铁矿结核及少量的动植物化石，主要系泻湖沉积。11 号煤层系海退后于废弃泻湖上发育的泥炭沼泽沉积。11 号煤层顶至 10 号煤层底由深灰色黑灰色泥岩、粉砂岩、23 层中细粒砂岩及 10下号薄煤层组成，含大量不完整的植物化石，系三角洲平原及前缘沉积。9+10 号煤

17、层系废弃的下三角洲平原上发育的盆控型泥炭沼泽沉积。 中段(C3t2)K2石灰岩底至 K4石灰岩顶，厚度 24.5232.41m，平均 28.16m。由石灰岩(K2、K3、K4)、泥岩、细粒砂岩和煤层(7 号、8 号)组成。三层石灰岩灰至灰黑色，含蜓类化石，系开阔台地沉积，K2石灰岩与 K3石灰岩间，以砂岩为主，多为细粒状，波状、脉状层理发育，层面含植物碎屑化石，系前三角洲及三角洲前缘沉积，顶部为 7 号煤层，系三角洲平原上泥炭沼泽沉积。上段(C3t3)K4石灰岩顶至 K7砂岩底，厚度 29.6138.45m，平均 32.00m 。由泥岩、粉砂岩、砂岩、煤及泥灰岩组成。K4石灰岩顶至 6 号煤底

18、，主要由灰黑色泥岩组成，含丰富的植物化石，含少量黄铁矿结核，系三角洲平原沉积。6 号煤层为三角洲洪泛平原上发育的泥炭沼泽沉积。6 号煤层顶至海相泥岩(偶为泥灰岩)底由灰黑色泥岩及不稳定的砂岩组成， 系三角洲平原沉积。海相泥岩(或泥灰岩)为黑色，含海百合、网格长身贝、舌形贝等动物化石，系泻湖、海湾沉积，其上至 K7砂岩底由黑灰色泥岩、粉砂岩组成，含丰富植物化石，系三角洲平原沉积。(2) 二叠系下统山西组(P1s)K7砂岩底至 K8砂岩底，厚度 38.8052.43m，平均 41.60m。 底部 K7 砂岩以灰色细粒砂岩为主，局部相变为粉砂岩或中粒砂岩，波状及脉状层理发育，层面含白云母及丰富的植物

19、化石碎屑，系三角洲前缘(席状砂)沉积。K7砂岩至 3 号煤层底为灰黑色泥岩、 粉砂岩及灰色细粒砂岩及不稳定薄煤层，系三角洲间湾沉积。3 号煤层为海退后废弃的分流间湾上发育的泥炭沼泽沉积。3 号煤层顶至 2 号煤层底为黑灰色泥岩，砂质泥岩、粉砂岩及浅灰色细粒砂岩，含丰富的植物化石，系浅水三角洲前缘沉积。2 号煤层系浅水三角洲前缘上发育的泥炭沼泽沉积。2 号煤层顶至 1号煤层底由深灰、灰黑色泥岩、粉砂岩夹浅灰色中，细粒砂岩及薄煤层组成，含丰富的植物化石，系三角洲平原沉积。1 号煤层系洪泛平原上发育的泥炭沼泽沉积。1 号煤层顶至 K8砂岩底，由深灰色、灰黑色泥岩，粉砂岩、浅灰色中粒砂岩及薄煤层组成。

20、系三角洲平原沉积。本组含植物化石多脉带羊齿。二、地质构造二、地质构造本井田地处沁水煤田西缘，霍山隆起以东，总体构造形态为一走向北东，倾向南东的单斜构造，并伴有两对走向北北东的背向斜构造。地层倾角变化不大，一般在 7 12左右，构造形态符合区域构造特点。区内断层不发育。在西部井田内井下揭露大小不等的 7 个陷落柱，在地表发育有一个陷落柱,区内无岩浆岩活动,综述本区构造应属简单类。现将褶曲及陷落柱情况分述如下：1褶曲S1背斜：位于井田西北部，向北延伸出矿界，走向 N40E。两翼倾角 712，核部地层为上石盒子组下段地层。区内延伸长度约 0.92km。S2背斜：位于井田中西部，向北延伸出矿界，走向

21、N40E。两翼倾角 715，核部地层为上石盒子组下段、中段地层。区内延伸长度约 2.7km。S3向斜：位于井田东部，向北延伸出矿界，走向近南北，两翼倾角 1215，核部地层为上石盒子组中段，区内延伸长度约 3km。S4向斜：位于井田西北部，S2 背斜左侧,向北延伸出矿界,走向 N40E，两翼倾角 5-7，核部地层为上石盒子组下段地层，区内延伸长度约 2.9km。2断层断层走向 NE，倾向 SE，倾角 70，落差 15m 的正断层，区内延伸 1200m。为开采 2 号煤层时揭露的正断层。地表未见出露，为隐伏断层。3陷落柱井田内地表仅发现陷落柱 1 个。但在原矿界内 2 号煤层开采揭露的有 7 个

22、。平面形态呈似园状，椭园状。现将各陷落柱分述如下：XL1：位于井田北部，为地表揭露的陷落柱，该陷落柱长轴 200m，短轴 140m，面积 102137m2。XL2：位于原井田中部，为开采 2 号煤层揭露的陷落柱，该陷落柱长轴约 170m，短轴约 75m，面积 10453m2。XL3：位于井田原井田中部，XL2南部，为开采 2 号煤层发现的陷落柱，该陷落柱长轴约 140m，短轴约 70m，面积约 7854m2。XL4：位于井田原井田中部，XL3南侧，为开采 2 号煤层揭露的陷落柱，该陷落柱长轴约 75m，短轴约 50m，面积约 2925m2。XL5：位于井田原井田西部，为开采 2 号煤层揭露的陷

23、落柱，平面形态呈似圆状，直径约 20m。XL6：位于井田原井田西部，为开采 2 号煤层揭露的陷落柱，长轴约 55m，短轴约 35m，面积约 1481m2。XL7：位于井田西部，为开采 2 号煤层揭露的陷落柱，该长轴约 45m，短轴约25m，面积约 889m2。XL8：位于井田西部，为开采 2 号煤层揭露的陷落柱，长轴约 45m，短轴约20m，面积约 708m2。总述所述，井田内构造属简单类。三、煤层及煤质三、煤层及煤质(一) 煤层1煤层井田主要含煤地层为上石炭统太原组和下二叠统山西组。中石炭统本溪组和下二叠统下石盒子组亦含有数层薄煤层，其厚度小、稳定性差，变化大，均无开采价值。现将主要含煤地层

24、山西组和太原组的含煤性叙述如下：(1) 山西组本组地层厚度 38.8052.43m，平均 41.60m，含煤 46 层， 自上而下编号的有 1 号、2 号、2下号、3 号煤层，煤层总厚度 2.073.97m，平均 2.63m，含煤系数6.92(19 号孔)。本组所含稳定可采煤层为 2 号煤层，可采煤层平均厚度1.45m。1 号、3 号煤层仅个别点(孤点)达可采厚度，无开采价值。(2) 太原组本组地层厚度 101.79-119.10m，平均 111.51m，含煤 5-7 层。自上而下编号有6 号、7 号、8 号、9+10 号、10下号、11 号煤层，其中稳定可采煤层有两层为 9+10号、11 号

25、煤层。该组地层含煤厚度 6.80-8.46m,平均 6.75m,含煤系数 6.01%。2可采煤层区内主要煤层是山西组的 2 号和太原组的 9+10 号、11 号煤层，批准本矿开采2 号煤层。可采煤层特征详见表 1-2-1。表表 1-2-11-2-1 可采煤层特征表可采煤层特征表(二) 煤质1物理性质2 号煤层：黑色，强玻璃光泽，断口具参差状，内生裂隙发育， 条带状结构。9+10 号、11 号煤层：黑色，强玻璃光泽到金刚光泽，内生裂隙较发育，硬度较大，条带状结构。2、煤岩特征 宏观煤岩特征宏观煤岩组分以亮煤为主，暗煤次之，夹少量镜煤和丝炭，条带状结构，属半光亮型煤。 显微煤岩特征各可采煤层显微煤

26、岩组分：镜质组含量介于 60-90%之间，平均在 80%左右，主要为基质镜质体和均质镜质体。惰质组含量介于 5-30%，平均在 15%左右，多为半丝质煤层厚度（m）煤层间距（m）地层煤层编号最小-最大平均最小-最大平均夹石层数顶板岩性底板岩性稳定可采程度10.45-0.900.7015.72-22.470-1粉砂岩泥岩粉砂岩泥岩局部可采山西组21.30-1.701.5120.4579.27-85.230-1泥岩泥岩粉砂岩稳定可采9+102.16-4.123.2382.3322.05-24.061石灰岩粉砂岩泥岩稳定可采太原组111.65-2.401.9823.051-2泥岩泥岩稳定可采体、粗粒

27、体、碎屑体。无机组分含量除 11 号煤层平均在 20%左右外，其余煤层均在10%左右，主要以粘土为主，呈分散状和充填状。3、煤的变质程度各煤层镜煤最大反射率一般平均在1.70%左右，其变质程度属 变化阶段。4煤类根据中国煤炭分类国家标准(GB575186)，划分煤类。2 号煤层浮煤挥发分 15.11-17.19%，粘结指数 78.7，属焦煤类。9+10 号煤层浮煤挥发分 15.00-15.21%，粘结指数 8.9，属贫瘦煤。11 号煤层浮煤挥发分 14.73-15.46%，粘结指数 0.8-11.5，属贫瘦煤和贫煤。 5煤质特征及工业用途2 号煤层属特低灰、特低低硫、低磷、强粘结性的焦煤，是很

28、好的炼焦用煤。9+10 号煤层属低灰、高硫、特低磷、弱粘结性的贫瘦煤，由于硫含量高,一般做动力用煤。11 号煤层属中灰、特低硫低硫、中磷、弱粘结不粘结的贫瘦煤和贫煤，一般做动力用煤。煤质特征表见表 1-2-2。项目 煤层号29+10原煤0.50-0.880.651.00 左右Mad (%)浮煤0.38-1.240.63原煤5.13-31.9217.0115.74-18.4517.14Ad (%)浮煤4.79-9.506.044.59-10.457.77原煤Vdaf (%)浮煤14.48-15.1114.6412.85-15.2114.01表表 1-2-21-2-2 煤质特征表煤质特征表四、矿井

29、瓦斯等级，煤尘爆炸指数、煤层自燃发火期和自燃倾向性；矿井煤四、矿井瓦斯等级，煤尘爆炸指数、煤层自燃发火期和自燃倾向性；矿井煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险性；冲击地压；地温等情况（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险性；冲击地压；地温等情况1瓦斯根据山西省安全生产监督管理局文件晋安监煤字2007117 号“关于长治市地方国有及 21 万吨/年以上乡镇煤矿 2006 年度矿井瓦斯等级鉴定的批复” ， 新源煤矿矿井瓦斯绝对涌出量 32.21m3/min，相对涌出量 19.5m3/t，瓦斯等级鉴定的批复为高瓦斯矿井。2煤尘根据国家煤及煤化工产品质量监督检验中心提交的山西沁新煤焦股份新源煤矿2 号煤层检验

30、报告，2 号煤层火焰长度 25mm，最低岩粉用量 30%，煤尘有爆炸性。3煤的自燃性根据国家煤及煤化工产品质量监督检验中心提交的山西沁新煤焦股份新源煤矿2 号煤层检验报告，2 号煤层吸氧量为 0.94cm3/g，自燃等级为，属不易自燃煤层。4地温、地压据沁安普查勘探时进行了钻孔地温测试，根据测试结果，地温梯度为每百米 0.9，属地温正常区。本井田无地压测试资料。五、水文地质五、水文地质(一) 区域水文地质1区域含水层(1) 奥陶系石灰岩溶裂隙含水层区域西部广泛出露且为地下水补给区，本含水层含水丰富，水质好，为区域主要含水层。(2) 上石炭统石灰岩溶裂隙含水层组主要为太原组三层石灰岩含水层，其含

31、水性随埋藏深度和所处构造位置不同而变化，为区域主要含水层之一。(3) 二叠系砂岩裂隙含水层区域内广泛出露，多见有小泉水出露，具有一定含水性，但一般富水性较弱。(4) 第四系冲积洪积含水层多分布于较大沟谷及两侧一级阶地，大多含水性较好，为村镇工农业用水的重要水源之一。2区域隔水层隔水层有本溪组铝土质泥岩或铝土岩，2 号煤层底板至 K2灰岩之间的粉砂岩、泥岩等；山西组顶界以上泥岩、粉砂岩等组成。3地下水的补给、径流、排泄(1) 岩溶地下水的补给主要是西部裸露区，接受大气降水和地表水流补给，其它上部砂岩含水层，通过地质构造越流补给，向南或北径流，于大泉处排泄。(2) 砂岩地下水的补给，在裸露地带接受

32、大气降水补给，或接受风化基岩带裂隙水的补给，经短距离径流，在地形切割地段以泉的形式排泄或补给其它含水层。(3) 冲洪含水层的补给主要是大气降水补给或矿坑排水，一般向河流的下游径流排泄。第三节第三节 矿井开拓概况矿井开拓概况一、井田境界一、井田境界根据 2006 年 4 月 4 日山西省国土资源厅颁发的采矿许可证（证号：1400000620410），批准山西沁新煤焦股份新源煤矿开采 2 号煤层，井田面积10.0624km2，井田范围由下列 4 个拐点坐标连线圈定：(1) X=4050810.00 Y=19608160.00(2) X=4050810.00 Y=19611200.00(3) X=4

33、047500.00 Y=19611200.00(4) X=4047500.00 Y=19608160.00二、井田储量、设计能力及服务年限二、井田储量、设计能力及服务年限井田 2 号煤层保有资源/储量 18.894Mt。矿井 2 号煤层设计可采储量 11.423Mt。矿井设计生产能力 1.2Mt/a。据：T=L/（AK）=11.423/（1.21.4）=6.80 年式中T-服务年限L-盘区可采储量A-盘区设计年产量K-储量备用系数，取 1.4矿井 2 号煤层服务年限 6.80a。三、工业场地及井口位置三、工业场地及井口位置矿井现有的井筒及工业场地均位于井田中西部、李元河西岸较开阔的山前阶地上，

34、场地与沁(源)洪(洞)公路隔李元河相望，相距不足 150m，对外联系十分方便，井上下总体布局也比较合理。本次设计仍利用既有的矿井工业场地做为矿井技术改造的工业场地。四、井田开拓方式四、井田开拓方式本设计矿井为斜井开采方式。在矿井工业场地内布置主斜井、副斜井、回风斜井 3 个井筒，在井田东南角斜道沟内新开掘南区回风立井，矿井初期以 4 个井筒开拓开采。主斜井利用本矿新投运的胶带主斜井，担负矿井煤炭提升任务，兼做进风井和下井电缆的敷设；副斜井井筒装备双轨，采用双钩串车提升方式，担负矿井矸石、材料设备和人员等所有辅助提升任务，兼做主要进风井和矿井安全出口；北区回风井利用回风斜井，下井管路原则上沿该井

35、筒敷设至井下，兼做矿井安全出口；南区回风井利用斜道沟回风立井，净径 4.0m，垂深 339.164m，井筒内装备梯子间，担负南区回风任务，兼做矿井安全出口。五五、水水平平划划分分及及大大巷巷布布置置全井田 2 号煤层以+891m 一个水平开采。南区和北区大巷布置均设胶带、轨道和回风三条巷道，相互平行，间距 40m，均沿 2 号煤层底板布置。南区开拓巷道布置为利用既有的胶带、轨道、回风三条东南大巷，并将其延伸至井田南部边界煤柱线，沿井田南部边界煤柱线布置南区下山巷道至井田东部边界煤柱线。南区下山巷道布置同东南大巷，设胶带、轨道和回风三条巷道，相互平行，间距 40m，均沿 2 号煤层底板布置。北区

36、开拓巷道布置为利用既有的胶带、轨道、回风三条北大巷和北区下山巷道(沿纬线 X=4050000)，并将北区下山巷道延伸至井田东部边界煤柱线。北区下山巷道布置同北大巷，设胶带、轨道和回风三条巷道，相互平行，间距 40m，均沿 2 号煤层底板布置。六、井下主要运输方法六、井下主要运输方法井下大巷及南(北)区下山主运输采用胶带输送机运输方式；辅助运输采用无极绳绞车结合调度绞车牵引矿车运输方式。七、七、井底车场形式井底车场形式依据井田开拓部署，在副斜井井底设置+891m水平井底车场，车场采用平车场型式。车场巷道利用现有环形车场部分巷道并进行断面刷大，车场内设高、低道线路和进、出车线。因矿井主运输采用胶带

37、运输，掘进煤在采区处理，故+891m水平井底车场主要担负材料、设备、矸石及人员周转及运输任务，运输量不大。井下辅助运输采用无极绳绞车结合调度绞车牵引600mm轨距、1.0t系列矿车运输，故井底车场线路坡度和长度以能满足副斜井提升要求设计，高道线路坡度取11，低道线路坡度取9；高、低道线路按副斜井提升两钩串车长度考虑(每钩串车提4辆1.0t固定箱式矿车，长度8.0m)，低道矸石及空车线路长度为15.547m，高道重材料车线长度约16.371m；进、出车线线路坡度为3下坡，长度按不小于10辆矿车考虑，结合车场与轨道大巷的连接线路布置，取进、出车线线路长度不小于25m。车场轨道线路能够满足矿井辅助运

38、输的要求。车场内高、低道线路段为矿车自溜，进、出车线段为调度绞车牵引矿车方式运行。八、矿井通风方法，通风系统八、矿井通风方法，通风系统矿井采用分区式通风系统，主斜井和副斜井进风，南区利用南区回风井回风；北区初期利用回风斜井回风，后期另开掘回风井回风。矿井通风方式采用机械抽出式。（1） 采煤工作面通风采煤工作面通风采用 U+L 型独立通风。（2） 掘进工作面通风掘进工作面均采用独立通风，掘进工作面所需风量由局部通风机 压入式供风。（3） 硐室通风井下中央变电所、主排水泵房、南一采区变电所、 北一采区变电所等均采用独立通风，其余硐室全风压通风。第二章第二章 采区基本开采条件采区基本开采条件第一节第

39、一节 采区基本条件采区基本条件一、采区基本状况一、采区基本状况本设计矿井采区为矿井南一采区，巷道布置采用双翼布置，东南大巷即为南一采区准备巷道。在东南大巷的两侧垂直大巷布置综采工作面，工作面胶带顺槽、轨道顺槽、尾巷均沿 2 号煤层布置，分别与东南胶带大巷、东南回风大巷直接相连，并通过顺槽联络巷与东南轨道大巷相连，形成南一采区完善的运输、通风、供电、行人及排水系统。采煤方法均采用长壁综采，顶板采用全部垮落法管理。二二、采采区区的的工工业业储储量量计算公式：Q=SMD式中：Q储量 ，千吨 S水平投影面积 ，m2 M平均厚度 ，m D容重， t/m3煤层的面积：由于本区内煤层倾角不大（ 7-12）

40、，所以计算采区面积时以煤层的水平投影为准，南一采区南北走向长 1.95km，东西倾斜宽 1.34km，采区面积约 2.61km2。煤层的厚度，井田批准所采煤层为 2 号煤层，煤层厚度 1.301.70m，平均厚度为 1.51m。煤层的容重为：1.33 t/m3。采区工业储量为：见表 211.三、分分区区设设计计生生产产能能力力的的确确定定本采区布置一个综采工作面和一个煤及半煤岩巷综掘工作面、一个煤及半煤岩巷普掘工作面来保证矿井设计规模和正常生产接替，矿井实际生产能力即为回采工作面生产能力和掘进工作面掘进煤量之和。1、采煤工作面长度、采高及循环数、年进度（1）采煤工作面长度及采高根据 2 号煤层

41、厚度和开采技术条件，结合本矿生产技术管理水平，确定综采工作面长度为 186m，采高 1.301.70m，平均 1.51m。（2）采煤工作面循环数、年进度综采工作面循环进度 0.6m，日循环次数为 8 次；采煤工作面年进度按下式计算：年进度=循环进度日循环次数循环率年工作日L综=0.680.85330=2138m（3）采区及工作面回采率矿井开采的 2 号煤层为中厚煤层，依据煤炭工业矿井设计规范 ，采区回采率取 80%，工作面回采率取 95%。2、采区工作面生产能力计算(1) 回采工作面生产能力计算A= LMlrC式中：A工作面年产量，t/a；L工作面长度，m；表 211 采区设计可采储量汇总表永

42、久煤柱损失(kt)工业场地和主要井巷煤柱(kt)煤层采区工业储量(kt)井田境界村庄及陷落柱合计采区设计储量(kt)工业场地主要井巷合计开采损失(kt)设计可 采储量(kt)25242125592717452515883599310422490M工作面采高，m；l工作面年推进度，m；r煤的容重，t/m3；C工作面回采率，取 95%。A综 =1861.5121381.330.95=758704t/a=758.7kt/a(2) 掘进工作面掘进煤量计算采区移交生产及达到设计产量时，井下共装备二个煤及半煤岩巷综掘工作面，二个煤及半煤岩巷普掘工作面，掘进断面平均 9.60m2(其中煤占 7.2m2)，掘

43、工作面年总推进度都按 700m 计算，则掘进工作面掘进煤量计算如下：A掘=7007.21.33=9745.6t/a=9.7kt/a（3)采区生产能力计算A采区=A采煤+4A掘=758.7+38.8=797.5kt/a800kt/a四、分分区区服服务务年年限限按下式计算：T=Z/（AK）式中：T服务年限，a； Z设计可采储量，kt； A设计生产能力，kt/a K储量备用系数，取 1.4；则：分区服务年限为 T= 2490/（8001.4）2.2(a)第二节第二节 采区开采煤层条件采区开采煤层条件一、采区内煤层赋存特征一、采区内煤层赋存特征 采区内主要含煤地层为上石炭统太原组和下二叠统山西组。中石

44、炭统本溪组和下二叠统下石盒子组亦含有数层薄煤层，其厚度小、稳定性差，变化大，均无开采价值。详见第一章第二节。二二、采采区区内内主主要要地地质质状状况况，及及对对采采区区设设计计影影响响情情况况本采区总体构造形态为一走向北东，倾向南东的单斜构造，地层倾角变化不大，一般在 7 12左右，构造形态符合区域构造特点。区内断层不发育，无褶皱现象，在采区内共揭露大小不等的 3 个陷落柱，区内无岩浆岩活动,综述本区构造应属简单类。1断层在本采区范围内未发现较大的断层，预计在开采过程中将会遇到一些较小的断层，对开采过程中可以直接用割煤机推进，在遇到落差较大且岩层坚硬的地段可以采用部分开炮推进。3陷落柱在采区内

45、共揭露大小不等的 3 个陷落柱，现将各陷落柱分述如下：XL1：位于采区西部，为开采 2 号煤层发现的陷落柱，该陷落柱长轴约 140m，短轴约 70m，面积约 7854m2。XL2：位于采区中部，为开采 2 号煤层揭露的陷落柱，该陷落柱长轴约 75m，短轴约 50m，面积约 2925m2。XL3：位于采区南部，为开采 2 号煤层揭露的陷落柱，平面形态呈似圆状，直径约 20m。总述所述，本采区内构造属简单类，对于采区的设计无太大的影响。三三、采采区区开开采采煤煤层层基基本本概概况况1、本采区开采每层为 2 号煤层，位于山西组中部，上距 1 号煤层 15.72-27.20m，平均 20.45m，煤层

46、厚度 1.301.70m，平均 1.51m。1 号、2 号煤层间距西部较小(19 号孔)为 16.7m，煤层厚度西部为 1.30m，向东部、向南部逐渐变厚。为 1.70m。变化规律西薄东厚，变化不大，煤层结构简单。 煤层顶底板为泥岩、砂岩或粉砂岩。该煤层全区可采，厚度变化不大 。2、开采煤层顶底板特征表表 2-2-22-2-2 煤煤 层层 顶顶 底底 板板 情情 况况 表表第三章第三章 采区巷道布置采区巷道布置第一节第一节 采区巷道布置方案采区巷道布置方案一、采区准备巷道布置方案的确定一、采区准备巷道布置方案的确定1、方案一：利用既有的胶带、轨道、回风三条东南大巷，并将其延伸至井田南部边界煤柱

47、线，延伸巷道即为南一采区准备巷道，胶带、轨道和回风三条巷道，相互平行，间距 40m，均沿 2 号煤层底板布置。采区巷道布置采用双翼布置，在东南大巷的两侧垂直大巷布置综采工作面，综采工作面胶带顺槽、轨道顺槽、尾巷均沿2 号煤层布置，分别与东南胶带大巷、东南回风大巷直接相连，并通过顺槽联络巷与东南轨道大巷相连，形成南一采区完善的运输、通风、供电、行人及排水系统，每个回采工作面，在回采过程中保留瓦斯尾巷作为下一个工作面的进风巷。方案一采掘布置平面图：方案一采掘布置平面图：类别分顶主要岩石厚度/m岩性基本顶砂岩、粉砂岩13灰、深色，表面褐黄色直接顶砂质泥岩2暗灰色、质细、性脆节理发育 f=4顶板伪顶炭

48、质泥岩0.9灰黑色、节理发育 f=3直接底砂质泥岩3.31深灰色、质细、性脆节理发育 f=34底板基本底细粒砂岩灰白色 2、方案二：利用既有的胶带、轨道、回风三条东南大巷，并将其延伸至井田南部边界煤柱线，再垂直与三条大巷布置三条准备大巷（即回风大巷、轨道大巷、胶带大巷） ，垂直于三条大巷向北布置回采工作面，同样每个回采工作面，在回采过程中保留瓦斯尾巷作为下一个工作面的进风巷。方案二采掘布置平面图：方案二采掘布置平面图： 3、采区准备巷道布置方案的比较与确定方案一的优点是，巷道掘进工程量小，便于巷道维护，通风容易，初期投入少，投产快、见效快。但是缺点是回采工作面采长小且工作面布置不整齐，搬家次数

49、较多，在回采工作面接替时要合理的把握各方面的进度；方案二的优点是，工作面布置较整齐，采长较长，回采时搬家次数较少，在回采的过程中回采效率较高。主要缺但是巷道工程量大，不便于巷道的维护，巷道维护费用较高，通风阻力大，初期投入较大。由于本采区储量较少，服务年限较短仅 2.2 年，又为民营企业，需要初期投入小，投产快，见效快的效果，通过方案一与方案二的比较后决定采用方案一。二、准备巷道断面的形状与支护方式的确定二、准备巷道断面的形状与支护方式的确定东南轨道大巷沿 2 号煤层底板布置，巷道坡度 7左右，巷道断面按通过液压支架、综合管线布置和矿井通风要求设计。巷道内铺设双轨，轨距 600mm，轨型24k

50、g/m，钢筋混凝土轨枕，石渣道床。东南轨道大巷既有段巷道断面尺寸和布置均维持现状不变，半圆拱断面，混凝土块砌碹支护，净宽 3.20m，净高 2.90m，净断面8.18m2，靠人行道侧轨道运送液压支架时，另一股轨道不行车，人行道上不行人；新掘段巷道仍采用半圆拱断面，锚网喷支护，净宽 3.5m，净高 3.2m，净断面10.0m2，人行道侧轨道运送液压支架。东南胶带大巷沿 2 号煤层底板布置，巷道坡度 7左右，巷道仍延用现有断面尺寸及布置，巷道内铺设一条带宽 0.8m 的可伸缩胶带输送机。东南胶带大巷既有段巷道为半圆拱断面，混凝土块砌碹支护，净宽 3.20m，净高 2.90m，净断面 8.18m2；

51、新掘段巷道采用锚网喷支护。北轨道大巷为已有巷道。沿 2 号煤层底板布置，坡度 7左右，巷道断面尺寸和布置均维持现状不变，并按通过矿车、综合管线布置和矿井通风要求对其校核。巷道内铺设双轨，轨距 600mm，轨型 24kg/m，钢筋混凝土轨枕，石渣道床。巷道为半圆拱断面，混凝土块砌碹支护。净宽 3.20m，净高 2.90m，净断面 8.18m2。具体的巷道断面图在附图中出现。三、技改及延伸发展三、技改及延伸发展利用既有的胶带、轨道、回风三条东南大巷，并将其延伸至井田南部边界煤柱线，沿井田南部边界煤柱线布置南二采区下山巷道至井田东部边界煤柱线。南二采区下山巷道布置同东南大巷，设胶带、轨道和回风三条巷

52、道，相互平行，间距40m，均沿 2 号煤层底板布置，回采工作面垂直与三条大巷布置。第二节第二节 采区主要生产系统采区主要生产系统一、运煤系统一、运煤系统综采工作面(可弯曲刮板输送机)胶带顺槽(可伸缩胶带输送机)东南胶带大巷(可伸缩胶带输送机)井底煤仓(给煤机)主斜井(大倾角带式输送机)地面生产系统。二、掘进排矸系统二、掘进排矸系统东南大巷掘进头矸石(调度绞车牵引矿车)东南轨道大巷(无极绳绞车牵引矿车)+891m 水平井底车场(调度绞车牵引矿车)副斜井(提升机牵引矿车)地面排矸系统。三、三、 井下材料、设备和人员等辅助运输系统井下材料、设备和人员等辅助运输系统地面材料、设备车副斜井(提升机)+8

53、91m 水平井底车场(调度绞车)东南轨道大巷(无极绳绞车牵引矿车)顺槽联络巷(调度绞车)轨道顺槽(无极绳连续牵引车)、胶带顺槽(调度绞车)综采工作面。地面下井人员副斜井+891m 水平井底车场东南轨道大巷顺槽联络巷轨道顺槽、胶带顺槽综采工作面。四、通风系统四、通风系统地面新鲜风流主、副斜井+891m 水平井底车场、主井+891m 水平通风联络巷及主副井井底联络巷东南轨道大巷、东南胶带大巷顺槽联络巷胶带顺槽综采工作面(乏风)轨道顺槽东南回风大巷南区回风立井(主扇风机)地面。五、排水系统五、排水系统综采工作面顺槽(小水泵)顺槽联络巷(小水泵)东南轨道大巷(水沟)东南大巷端头临时水仓(排水泵)东南轨

54、道大巷(排水管)回风斜井井底水仓主排水泵回风斜井(排水管)地面井下水处理站调节池。第三节第三节 采区开采顺序采区开采顺序根据井底煤仓和开拓大巷的布置，结合矿井开拓开采现状和采空区范围，以及采区工作面的年推进度，设计将 2 号煤层南采区采区域划分为为南一、南二共二个分采区开采。南一采区即现生产采区，南二为新规划采区。掘进工作面在距 上一 顺槽180m处开口掘进，磁方位 80，水平掘进 10m 后下坡沿煤掘进同副巷贯通，贯通后继续向前掘进 30m 后变向为 180磁方位掘进一联络巷同下一顺槽贯通形成局部生产系统。而后即可正常掘进顺槽，每掘 100m 掘一联络巷，掘够850m（距大巷）后停头开掘切眼

55、与上一槽贯通，从而构成下一回采工作面。工作面接替表见表 4-3-1、4-3-2.表表 4-3-1 工作面接替顺序表工作面接替顺序表工作面编号工作面长度（m）采长（m）服务时间(月)12101863532.412111865673.212121864262.5121318668541214186502312151867704.512171868145.6表表 4-3-2 巷道掘进工程排队表巷道掘进工程排队表工程编队作业工艺总工程量（m）交替形式东南回风大巷开拓一队综掘1950东南轨道大巷开拓二队综掘1950东南胶带大巷开拓二队综掘1950三条大巷保持两个掘进头，交替同步前进，每阁100 m 开一

56、联络巷。工作面顺槽掘进一队掘进二队普掘4117东西两翼交替掘进，一个回采工作面布置好后，为下一个工作面回采布置掘进，最多保持两个掘进头。第四章第四章 采煤工作面采煤工艺及劳动组织采煤工作面采煤工艺及劳动组织第一节第一节 采煤工作面采煤工艺采煤工作面采煤工艺一、采煤方法一、采煤方法采区所采煤层为 2 号煤，煤层平均厚度为 1.51 米，倾角为 7 12变化不大，且无较大地质构造影响，所以适合 采用长壁一次采全高综合机械化采煤方法。后退式回采，全部垮落法管理顶板 。二、二、工工作作面面配配套套的的机机械械设设备备型型号号 综采工作面主要机械配备表综采工作面主要机械配备表三、采煤机工作方式和进刀方式

57、三、采煤机工作方式和进刀方式 由于采区内煤层赋存稳定，倾角较小，所以采用采煤机双向割煤，追机作业；前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤；在工作面端部斜切进刀，上行下行均割煤，往返一次进两刀；采煤机过后先移架后推移刮板运输机。两工序分别滞后采煤机后滚筒510m和1218m。采用割三角煤工作面端部斜进刀方式。如图4-1-2。进刀过程如下：1)当采煤机割至工作面端头时，其后的运输机槽移近煤壁。 (见图（a）)；2)调换滚位置，前滚筒降下、后滚筒升起、并沿运输机弯曲段返向割入煤壁，设备名称设备型号技术规格功率(kW)单位数量备 注采煤机MG150/375-W截深 0.6m，采高1.552.4m375台1刮板输送

58、机SGB630/400长度 185m，运量600t/h2200台1刮板转载机SZB-730/75转载能力 630t/h75台1胶带输送机DSJ-80/275运输能力 400t/h275台1乳化液泵站WRB200/31.5A公称压力;31.5MPa公称流量;200L/min125套1两泵一箱喷雾泵站KMPB320/6.3工作压力;6.3MPa公称流量;320L/min45台1液压支架ZZ3000/12/24支撑高度;1.22.4m 工作阻力;3000kN架125单体液压支柱DZ25/100支护高度1.72.5m根130煤电钻ZM1.5KW1.5台2直至运输机直线段为止。(见图（b）)；3)将运输

59、机移直(见图（c）)；4)再调换两个滚筒上、下位置，重新返回割煤至运输机机头处(见图（d）)；5)将三角煤割掉，煤壁割直后，再次调换上、下滚筒位置，返程正常割煤(见图（e）)。四、工作面顶板管理及支护四、工作面顶板管理及支护工作面采用全部垮落法管理顶板，移架后顶板自行垮落，支护采用ZZ3000/12/24型支撑掩护式液压支架进行支护，安设支架118架，顺序移架及时支护，移架步距0.6m。1、工作面支护（1）工作面支架的布置及其规格沿工作面倾向布置 ZZ3000/12/24 型支架 118 架，安装完毕沿工作面从机头向机尾方向统一编号，支架中心距 1.5m。（2）工作面控顶距及移架步距最小控顶距

60、：3832mm，最大控顶距：4432mm，移架步距：600mm。（3）机头、机尾架位置工作面安装时机头第一架下架边伸出切眼煤帮 900mm，机尾最后一架上架边伸出煤帮 1500mm。2、端头支护在工作面上下两端头分别距支架架边 600mm 处布置不少于两对 DZ25 型单体液压支柱配 3.2m型钢梁支护。两钢梁呈交错迈步式，错距 0.6m,两梁中心距 250mm，超前梁的前端头要同支架的伸缩梁端头平齐,每推进一循环两梁迈步移设一次，并要同顺槽的超前支护相接。每根梁下加设 4 颗单体支柱，柱距 0.8m，根据梁长均匀加设。同时要在迈步梁的后方采空侧（即支架的切顶线处）加设 45 颗切顶支柱，以利