采区方案设计说明书(新)(共56页)

1、张矿集团蔚西矿业有限公司四井980m北二采区方案设计说明书PAGE PAGE 58张矿集团公司 蔚西矿业(kungy)有限公司四井 矿井(kungjng) 980 水平(shupng) 北二 采区设计说明书年设计能力 14.6 万吨总工程师（盖章）生产科科长（盖章）机电科科长（盖章）通风科科长（盖章）技术科科长（盖章）安全科科长（盖章）张矿集团公司 蔚西矿业有限公司四井 矿井（盖章） 2013 年05 月 日目 录 TOC o 1-2 h z HYPERLINK l _Toc2496 前 言 PAGEREF _Toc2496 2 HYPERLINK l _Toc23047 第一章 采区(ci

2、q)概况 PAGEREF _Toc23047 5 HYPERLINK l _Toc16444 第一节 采区位置、采区尺寸(ch cun)及范围 PAGEREF _Toc16444 5 HYPERLINK l _Toc7729 第二节 采区(ci q)煤柱及资源回收率 PAGEREF _Toc7729 5 HYPERLINK l _Toc20873 第三节 采区储量 PAGEREF _Toc20873 6 HYPERLINK l _Toc4875 第二章 地质特征 PAGEREF _Toc4875 6 HYPERLINK l _Toc12885 第一节 地质构造 PAGEREF _Toc1288

3、5 6 HYPERLINK l _Toc1466 第二节 煤层与煤质 PAGEREF _Toc1466 9 HYPERLINK l _Toc8629 第三节 水文地质 PAGEREF _Toc8629 12 HYPERLINK l _Toc19826 第四节 瓦斯、煤尘、煤层自燃发火情况 PAGEREF _Toc19826 14 HYPERLINK l _Toc17564 第三章 采区开采方案及比较 PAGEREF _Toc17564 15 HYPERLINK l _Toc17322 第一节 对采区开采设计的要求 PAGEREF _Toc17322 15 HYPERLINK l _Toc240

4、12 第二节 采区开采方案比较 PAGEREF _Toc24012 15 HYPERLINK l _Toc15029 第二节 采煤方法（工艺）、顶板管理、巷道布置及开采顺序 PAGEREF _Toc15029 19 HYPERLINK l _Toc3706 第三节 采区生产能力、采掘工作面个数及服务年限 PAGEREF _Toc3706 22 HYPERLINK l _Toc20064 第四节 采区主要生产系统及设施 PAGEREF _Toc20064 23 HYPERLINK l _Toc11523 第五节 主要设备目录 PAGEREF _Toc11523 39 HYPERLINK l _T

5、oc1605 第四章 安全技术措施及设施 PAGEREF _Toc1605 40 HYPERLINK l _Toc27241 第一节 防治重大灾害的特殊安全技术措施 PAGEREF _Toc27241 40 HYPERLINK l _Toc16372 第二节 采区安全监测设施、综合防尘及隔爆设施 PAGEREF _Toc16372 49 HYPERLINK l _Toc1121 第三节 采动影响及安全技术措施 PAGEREF _Toc1121 51 HYPERLINK l _Toc18207 第五章 采区主要(zhyo)技术经济指标 PAGEREF _Toc18207 51前 言一、矿井(ku

6、ngjng)联合(linh)试运转及采掘接替情况张矿集团蔚西矿业有限公司四井项目由煤炭工业石家庄设计研究院设计， 2006年5月1日开工建设，2009年底基本完成建设工程。2010年7月，煤炭工业河北工程质量监督中心站对我井单项工程质量验收合格，并同意交付使用；8月初我井向上级申报蔚西四井联合试运转请示，张家口市煤炭工业办公室以张煤办(2010)28号文向河北省煤炭工业安全管理局呈报了关于冀中能源张矿集团蔚西矿业有限公司四井联合试运转的请示，2010年8月中旬、9月初蔚西四井按河北省煤炭工业安全管理局要求，对联合试运转方案进行资料补充。9月中旬冀中能源张矿集团再次向张家口市安全生产监督管理局呈

7、报了关于蔚西矿业有限公司四井联合试运转的请示，后根据张家口市煤炭工业办公室的要求，冀中能源张矿集团组织专家现场审查，并将审查验收资料报张家口市煤炭工业办公室。2010年12月张矿集团公司组织专家组对我井联合试运转进行了验收，认为矿井已具备联合试运转条件。2011年3月，省煤管局会同河北煤监局、张家口市安监局，委托开滦（集团）蔚州矿业公司有关专家进行了现场检查，提出整改了意见，2011年4月、7月冀中能源张矿集团会同张家口市安监局组织专家对矿井进行了复查，并以张安监字(2011)78号文批准我井联合试运转，试运转期限自2011年7月21日至2012年1月21日。后因冀中能源张矿集团蔚西矿业有限公

8、司四井职业卫生专篇在2011年11月底才批复，职业卫生专篇要求的地面设施在冬季无法施工，张矿集团以张煤办字201214号文批复，同意矿井联合试运转时间延续至2012年7月21日。 联合试运转期间，我井安排了一个炮采工作面、两个炮掘工作面进行(jnxng)试生产，因受地质构造的影响，试生产的炮采工作面走向长度较短，目前该工作面剩余可采走向不足30m。因受矿井地质条件的影响，目前我井采掘接续十分紧张。根据上级要求，我井现处于停产状态，试生产的回采工作面的接续工作面一直没有施工，如再不施工接续采区和接续工作面，矿井采掘接续可能(knng)要脱节。为确保我井采掘接续，980m北二采区(ci q)的开拓

9、掘进已成为必然和唯一选择。二、编制设计的依据和原则1、冀中能源张矿集团蔚西矿业有限公司生产矿井地质报告、冀中能源张矿集团蔚西矿业有限公司四井980m北二采区地质报告等地质资料；2、煤矿安全规程；3、煤炭工业矿井设计规范；4、冀中能源张矿集团蔚西矿业有限公司四井初步设计；5、冀中能源张矿集团蔚西矿业有限公司四井980m水平开拓布置及开采情况;6、冀中能源张矿集团对蔚西矿业有限公司四井生产能力的要求；7、冀中能源张矿集团蔚西矿业有限公司四井目前的生产布局、矿井35年采掘工作面接续计划。三、设计的主要特点、技术经济指标和分析利用980m轨道大巷、980m回风大巷北侧已施工(sh gng)的两条探煤巷

10、作为轨道(gudo)上山(shn shn)下部车场和运输机上山的开口位置，将采区主系统布置在火成岩倾入区一的东侧，采区单翼布置。轨道上山和运输上山均沿4号煤层顶板布置。各工作面轨道顺槽与轨道上山直接沟通，运输顺槽与上山大巷直接连接，形成工作面煤炭、材料运输及进、回风等生产系统。为便于煤炭、材料、设备等运输，工作面运输顺槽与轨道上山交叉处均用风桥隔开（运输顺槽布置在轨道上山的下面）。采区设计生产能力14.62万t/a，采区服务年限5.26a。其主要特点有：1、充分利用980m水平已施工的两条探煤巷分别作为采区运输石门和下部车场，避免了井巷浪费。2、采区准备巷道沿煤层顶板布置，回采巷道沿煤层底板布

11、置，采区设计总工程量5223m，其中煤巷4914m，岩巷309m；采区首采工作面设计投产工程量1711m，其中岩巷309m，煤巷1402m。3、采区首采工作面投产工期约为114天，投产工期较短。4、开采煤层厚度2.25.87/4.2m，为提高工作面资源回收，设计采用悬移支架炮采放顶煤工艺开采。四、存在的主要问题与建议1、由于矿井勘探程度较低，影响采区布置F1、F2、F2-2断层控制程度较差，岩浆岩侵入区的范围也有待在采掘过程中继续验证，因此，采掘过程中要加强地质资料的收集，为回采工作面的合理布置创造条件。2、通过调查，井田附近小矿井都不同程度存有旧窑积水，在开采过程中，必须提前查清附近小煤窑开

12、范围及采空区积水情况，坚持“有疑必探，先探后掘”的原则，确保安全生产。3、F1、F2、F2-2断层必须留设足够的防水煤柱，同时(tngsh)要坚持“有疑必探，先探后掘”的原则，采取超前探水措施，防止水患发生。回采时，工作面两道安装(nzhung)与涌水量相匹配的排水泵和排水管路，确保工作面有足够的排水能力。5、工作面回采巷道沿底板托顶煤掘进，施工过程中顶眼要缩小炮眼间距，减小装药量，减轻爆破对顶煤的破坏，放炮后及时支护，防止顶板(dngbn)事故。6、工作面采用悬移支架放顶煤开采，开采过程中要及时对工作面及两道进行矿压观测，确保工作面顶板支护有效。同时要尽量加快工作面推进速度，减少采空区遗煤，

13、加强对采空区遗煤自燃发火的观测，建立束管监测系统，采用阻化剂防灭火、凝胶防灭火、均压通风防灭火、黄泥灌浆系统等综合防灭火措施，防止放顶煤工作面采空区遗煤自燃。第一章 采区概况第一节 采区位置、采区尺寸及范围980m北二采区位于主、副立井及980m轨道大巷、980m回风大巷的北侧，F1断层保护的东侧，F2-2断层的北侧及规划中的980m北三轨道上山的西侧。980m北二采区西起F1断层保护煤柱线和岩浆岩侵蚀带一，东至F2-2断层及北三轨道上山（规划）保护煤柱线，北起F2断层保护煤柱线、南至980m 4煤底板等高线。采区(ci q)南北长530m左右(zuyu)，东西(dngx)宽600m左右，煤层

14、倾角815/10，采区面积约0.255km2。采区开采上、下限标高为9801060m。该采区地表地形复杂、山势险峻，地表无村庄和其他建筑物。第二节 采区煤柱及资源回收率经钻探本采区共发现3条断层，其中 F1断层为正断层，走向北东20，倾向南东，倾角75，落差90160m，南北纵贯全井田，将井田分为东西两部分，井田范围内延伸长度3300m。F2断层：位于井田内F1断层东部，与F1断层斜交，为正断层，走向南东65，倾向北东，倾角75，落差0110m，井田范围内延伸长度720m。F2-2断层为F2断层的次生断层，为正断层，倾角65，落差010m。根据规定，采区设计及开采时F1、F2、 F2-2断层留

15、设不小于20 m的断层保护煤柱。采区布置时为规划中的北三轨道上山、回风上山留设20 m上山保护煤柱。采区设计开采4号煤层，4号煤层为中厚厚煤层，根据规定采区设计资源回收率为75%以上。第三节 采区储量根本采区4号煤工业储量156.43万t，其中F1、F2、 F2-2断层保护煤柱分别为3.74万t、3.78万t、3.63万t，北三轨道上山、回风上山保护煤柱8.43万t。扣除F1、F2、 F2-2断层保护煤柱、北三轨道上山、回风上山保护煤柱，采区可采工业储量136.85万t。第二章 地质(dzh)特征第一节 地质(dzh)构造一、煤系地层(dcng)一）区域地层该区域地层发育较全，自老到新有太古界

16、桑干群（Ars）；中上元古界震旦系下统高于庄组，中统雾迷山组，寒武系中统（2）、上统（3），侏罗系中、下统下花园组，中统九龙山组、髫髻山组，侏罗系上统张家口组及新生界地层。二）井田地层井田出露、钻探、井巷揭露的地层有：古生界寒武系上统（3）；中生界侏罗系下中统下花园组下段（J l-2xl）及上段（J l-2x2）；中统九龙山组（J 2j）、髫髻山组（J 2t）、第四系（Q）。各时代地层由老至新分述如下：1、古生界寒武系（） 中统（2）上部为灰色厚层状鲕状灰岩、结晶灰岩，下部为紫红色泥岩、钙质泥岩为主夹薄层灰岩、泥灰岩、鲕状灰岩，厚度70120 m。上统（3）下部为灰色、灰白色石灰岩及泥质条带灰

17、岩、竹叶状灰岩、鲕状灰岩，岩溶裂隙不发育；上部为灰、深灰、暗紫、灰绿色石灰岩、泥灰岩、钙质粉砂岩，叶岩夹竹叶状、砾状石灰岩，岩溶一般不发育，顶部为紫红色鲕状粘土岩，厚度不大于0.5 m。2、中生界侏罗系（J） 下中统(zhn tn)下花园组（J l-2x）为井田含煤地层，据其岩性、岩相等组合特征(tzhng)可划分为上、下两段：下段（J l-2x1）由煤系基底(j d)顶接口到7号顶板砂岩为界，厚度为137.33215.8 m，自下而上含1、4、5、6、7号煤层；上段，由7号顶板砂岩到上部第四系底界，厚度为15.8267.2 m，自下而上含7-1、8号煤层。据8个钻孔资料，因岩浆岩吞失局部本段

18、缺失。下部与下伏寒武系地层呈假整合接触。中统九龙山组（J2j）该地层仅在井田南端出露，下段以灰绿、紫红色粉、细砂岩为主，夹有凝灰岩、砂砾岩、粗砂岩及含砾粘土岩，含钙质结核及火山碎屑。该层底部有11.5 m厚的砾岩，砾石成分为砂岩、硅质灰岩、燧石等，分选、磨园好、砾径为220 m m。与下伏煤系地层呈假整合接触。上段以灰绿、灰白色粗砂岩、砂砾岩为主，夹有紫红色粉细砂岩薄层。总厚度030 m。中统髫髻山组（J2t）该组地层分布于井田东北部，为一套中性火山岩火山碎屑岩建造。为灰色砂砾岩、安山岩、凝灰质安山岩，深灰色安山角砾岩安山集块岩，紫色安山集块岩，紫灰色凝灰岩等。厚度为209.4403.9 m。

19、与下伏九龙山地层呈角度不整合接触。(3）新生界第四系（Q）为杂色砂砾、卵石层、棕黄色粘土、灰及灰绿色冲积相卵砾石层、浅黄色黄土，分布在井田东、南、西部，厚度030 m。980m北二采区(ci q)主要开采侏罗系下、中统(zhn tn)下花园组4号煤层(micng)，地层倾角815/10，地层厚度92.0410m /186m，岩层主要由灰色泥岩、灰黑色泥岩、粉砂质、细砂岩和泥岩以及煤层组成。三、采区地质构造一)断层本采区位于F1断层以东、 F2断层以北，地层倾角815/10，经钻探共发现断层3条，简述如下： F1断层：正断层，走向北东20，倾向南东，倾角75，落差90160m，南北纵贯全井田，将

20、井田分为东西两部分，井田范围内延伸长度3300m。 F2断层：位于井田内F1断层东部，与F1断层斜交，为正断层，走向南东65，倾向北东，倾角75，落差0110m，井田范围内延伸长度720m。F2-2断层：F2断层的次生断层，为正断层，倾角65，落差010m。二)岩浆岩 经采掘揭露，本采区东、西两侧均有岩浆岩侵蚀，侵蚀活动受断裂控制，岩浆岩呈岩盘或岩柱状，其岩性为基性灰绿石，呈黑绿色，细晶结构，柱状节理发育。三)采区构造类别 本采区地层倾角815/10，采区断层发育并有岩浆岩侵入。断层及岩浆岩的侵蚀，对采区布置及开采有较大影响。综合(zngh)评价本采区构造复杂程度总体为III类。第二节 煤层(

21、micng)与煤质一、煤层(micng)特征井田及采区内侏罗系下、中统下花园组为含煤地层，厚度为2.9410.0 m，平均186m左右，井田南部厚、北部薄。井田内分布可采及局部可采煤层3层，编号由上而下为7、5、4号煤层。7号煤层：位于下花园组下段，分布与井田南部，局部可采。根据勘探钻孔、井巷工程及邻近矿井揭露，平均2.35m。煤层结构简单，赋存极不稳定。顶板岩性为灰色泥岩，夹粉砂岩薄层，厚度1.5m左右，局部相变为浅灰色细粒砂岩，底板为灰色泥岩，层厚3.5m左右。井田内岩浆侵入到煤系地层中，在井田北部沿7号煤层顶板上部侵入形成岩床，把煤层全部或部分吞蚀。由于7号煤层地质构造复杂，赋存极不稳定

22、，成鸡窝状，开采十分困难，为局部可采煤层，本采区7号煤层不可采。 5号煤层：依据勘探钻孔、井巷工程及邻近矿井揭露，本采区5号煤层厚度0.240.72m，平均0.58m。煤层结构简单，赋存不稳定，井田南部较厚，北部较薄，厚度变化大。顶板岩性为灰色泥岩，夹粉砂岩薄层，含植物化石，厚度5.2128.12 m，平均20.34 m；底板为灰色泥岩，层厚1.9127.828.4m，一般为8.4m左右。经钻探和巷探资料(zlio)证实，井田内F2断层以北5号煤层因地质构造复杂，赋存极不稳定，本采区(ci q)5号煤层不可采。4号煤层：据勘探钻孔、井巷工程及邻近矿井揭露，4号煤层上距5号煤层一般13m左右，煤

23、层厚度0.85.87m，平均4.2m。煤层结构简单，赋存稳定，井田南部(nn b)较薄，北部较厚，厚度变化较小。顶板岩性为灰色泥岩，夹粉砂岩薄层，平均厚度1.30m；老顶为浅灰色细粒砂岩，致密坚硬，厚度大，平均厚度达14.5 m；底板为灰色泥岩，一般层厚为5.92m左右。矿井实际揭露4号煤层与原勘探报告对比相符，本采区4号煤层厚度2.25.0 m，平均厚度4.2m，为稳定可采煤层。二、煤层顶底板本采区不可采煤层7号煤顶板以中、粒砂岩为主，厚度一般为510m，抗压强度平均为290Kg / cm2,底板主要为粉砂岩，厚度3.5m左右，抗压强度平均为310kg / cm2。本采区不可采煤层5号煤顶板

24、为黑灰色泥岩及粉砂岩，厚度一般为20.34m，抗压强度为303356kg / cm2；底板以粘土岩为主，亦有粉砂岩、粉砂质粘土岩、砂质粘土岩，抗压强度为398kg / cm2。本采区可采煤层4号煤层直接顶为灰色致密、半坚硬的细粒砂岩，具水平层理，含碳化植物碎屑，见贝壳类化石，泥质胶结，厚47.5 m。抗压强度为295342kg / cm2；伪顶为厚度0.5m厚的碳质泥岩，灰、深灰色、细腻光滑、块状，致密性脆。直接底为深灰色泥岩，厚度2.1m，深灰色、下部粉砂含量较高，具水平层理，含碳化植物碎屑。老底为细粒砂岩，均厚14.5m，灰灰白色，成分以石英、长石为主，较致密，硅质胶结，抗压强度为380k

25、g / cm2。三、煤种牌号(piho)及煤质1、本采区(ci q)7号、5号、4号煤层，以沥清光泽为主，褐黑色，条痕为褐黑色，断口粗造，局部见阶梯状断口。煤岩类型以半暗型煤为主，暗淡型煤次之，偶见半亮型煤。煤层中分布有黄铁矿结核及散晶。暗型煤夹有较多的丝炭透晶体，半亮型煤常呈薄层状或透镜状夹于半暗型煤中。7、5、4号煤层容重为1.35t/m3。依据煤科总院抚顺(f shn)分院煤质化验资料结果： 7号煤原煤灰份（Ad）一般为8.89%；可燃基挥发份（Vdaf）为33.9%；水分(Mad)为9.67%；全硫（Sq）0.30%；磷（Pg）0.021%。原煤发热量51005300大卡/kg（22.

26、08千焦/kg）。5、4号煤灰份（Ad）13.31%；可燃基挥发份为（Vdaf）41.13%；水分(Mad)为7.17%；硫分0.21%，磷分0.00170.025%，原煤发热量50005300大卡kg）。4、5、7号煤为低灰、低硫、低磷的弱粘煤、不粘煤，为良好的工业动力用煤。 第三节 水文地质一、含水层1、寒武系泥质灰岩岩溶裂隙承压含水层分布于井田西北部，为煤系基底。岩性以紫色砂页岩为主，间夹竹叶状及鲕状泥质灰岩，裂隙不发育，富水性弱，最大涌水量5.0 m3/h左右。2、下花园组下段砂岩(sh yn)裂隙承压含水层岩层以中细砂岩为主，裂隙(li x)不发育，补给条件差，含水性弱，现矿井涌水量

27、3m3/h，为矿井(kungjng)主要含水层。3、下花园组上段砂岩裂隙承压含水层该含水层为煤系地层上部7号煤层顶板以上细粒砂岩，局部相变为粗粒砂岩，岩石较坚硬，多为泥、硅质胶结，节理、裂隙不发育，富水性弱，现矿井涌水量35m3/h，为矿井主要含水层。4、辉绿岩含水层分布于井田西北部，厚度50170 m，裂隙不发育，富水性弱。5、髫髻山组火山碎屑含水层位于煤系地层上覆岩浆岩中的安山岩、安山角砾岩，厚度大于200 m，裂隙不发育。根据0405钻孔和二号立井涌水资料分析，涌水量最小5.0 m3/h，最大为10.0 m3/h，在本区域为主要含水层。6、九龙山组砂砾岩含水层岩性为砾岩、粗砂岩、凝灰岩、

28、泥质胶结，夹有粘土岩，节理裂隙不发育，含水微弱，为相对隔水层。7、第四系马兰期底部砂土或粗砂充填的洪积卵、砾石孔隙含水层，地势较高，分布不连续，富水性很弱。二、隔水层1、第四系隔水层，第四系中有Q2红黄土和其他粘土、亚粘土隔水层，使地表洪水、大气降水和第四系下部地层没有直接水力联系。2、煤系上部有辉长闪长岩岩床隔水层。3、煤系砂岩裂隙含水层之间有泥岩隔水层。4、煤系底部与奥灰裂隙(li x)含水层之间有鲕状泥岩隔水层。三、矿井(kungjng)水文地质类型井田地表水易于排泄，降水渗入条件不良。井田内无地表水体，第四系地层中的粘土、亚粘土是良好的隔水层，煤系本身富水性极弱，矿床水文地质类型(li

29、xng)为简单的以大气降水为主的裂隙充水矿床。通过井田附近小矿井调查，都不同程度的存有旧窑积水。在开采过程中，必须坚持“有疑必探，先探后掘”的原则，进行探放旧窑积水的工作，同时要查清附近小煤窑开范围及采空区积水情况，确保矿井安全生产。此外，生产接近F1断层上盘时必须留设防水煤柱或采取超前探水措施，防止水患发生。矿区内无常年地表水体，第四系中的粘土、亚粘土是良好的隔水层，上覆地层及煤系地层富水性极弱，基底为寒武系紫色砂页岩间夹竹叶状及鲕状泥质灰岩，富水性很弱。矿床水文地质类型为简单的以大气降水为主的孔、裂隙充水的简单型矿床。根据矿井水文地质类型划分，矿井水文地质类型为中等，涌水量小。四、断层水井

30、田内所揭露的断层均不含水、不导水。但由于采区边界F1、F2、F2-2断层落差较大，在本采区内延伸长度长，为确保安全，工作面开采应留设必要的防水安全煤柱。五、涌水量预计矿井涌水量的构成以局部顶板淋滴水、采掘工作面防尘用水为主，另有少量的注浆防灭火用水、喷洒阻化剂用水等渗出水。目前矿井在井下设置了三处观测(gunc)点，对矿井涌水量进行观测、统计和分析，基本掌握了矿井涌水量动态，尚未发现较大的突水和涌水点。预计(yj)本采区开采时正常涌水量Q正常=5m3/h ，最大涌水量为正常(zhngchng)涌量的1.6倍, 即Q最大=8m3/h 。六、防治水建议1、采区边界F1、F2、F2-2断层落差较大，

31、延伸长度长，布置回采工作面时应留设必要的防水安全煤柱。 2、本采区采、掘工作面施工时必须提前施工排水水仓，安装排水管路和排水泵，建立排水系统，确保采掘安全。第四节 瓦斯、煤尘、煤层自燃发火情况一、瓦斯2012年矿井瓦斯鉴定结果：瓦斯相对涌出量为3.59m3/t，瓦斯绝对涌出量为0.41m3/min，为瓦斯矿井。 矿井未发现冲击地压、煤（岩）及瓦斯喷出和突出现象。二、煤尘经河北省煤田地质研究所采样试验4号煤层煤尘有爆炸性。三、煤的自燃发火倾向4号煤属自燃煤层，自燃倾向性等级为类。四、地温 区域地温梯度2/100 m，矿井地温低，地温不超过23，无热害。正常通风即可达到降温措施。 第三章 采区开采

32、方案(fng n)及比较第一节 对采区开采设计(shj)的要求980m北二采区(ci q)位于矿井980m轨道大巷、回风大巷北侧，西起F1断层保护煤柱线和岩浆岩侵蚀带一，东至F2-2断层及北三轨道大巷（规划）保护煤柱线，北起F2断层保护煤柱线。采区南北长530m左右，东西宽600m左右，煤层倾角815/10，采区面积约0.255km2。采区上下限标高9801060m。由于采区地质构造比较复杂，采区面积小，结合我井设计生产能力，确定采区生产能力为12-15万t/a；采区布置1个悬移支架放顶煤工作面保证采区生产能力，布置2个掘进工作面确保采区生产接续。根据矿井接续，采区准备时间5个月以内，以确保矿

33、井矿联合试运转期开采的工作面的接替，要求该采区首采工作面2013年11月前投产。第二节 采区开采方案比较一、采区方案根据980m北二采区煤层赋存及地质构造情况，为利于980m北二采区的开拓及矿井回采工作面的接续，经综合分析，对主系统位置筛选出如下可行二个方案进行比较。方案一：利用980m轨道大巷西侧、980m回风大巷北侧已施工的两条探煤巷作为轨道上山下部车场和运输机上山的开口位置，将采区主系统布置在火成岩倾入区一东侧，采区单翼布置。轨道大巷和运输大巷均沿4号煤层顶板布置。各工作面轨道顺槽与轨道上山(shn shn)直接沟通，运输顺槽与运输(ynsh)上山(shn shn)直接连接，形成工作面煤

34、炭、材料运输及进、回风等生产系统。为便于煤炭、材料、设备等运输，工作面运输顺槽与轨道上山交叉处采用风桥隔开（运输顺槽布置在轨道上山的下面）。方案二：延长已有的北一采区4号煤轨道巷、4号煤运输巷两条巷道，分别作为采区的轨道上山和运输上山，4号煤轨道巷、4号煤运输巷穿过火成岩倾入区二后，将轨道上山和运输上山布置在F2-2断层的下侧，采区单翼布置。轨道大巷和运输大巷沿4号煤层顶板布置。各工作面轨道顺槽与轨道上山直接沟通，运输顺槽与运输上山直接连接，形成工作面煤炭、材料运输及进、回风等生产系统，采区单翼布置。为便于煤炭运输，工作面运输顺槽与轨道上山交叉处采用风桥隔开（运输顺槽布置在轨道大巷的下面）。二

35、、采区方案比较二方案仅进行差异比较，相同部分不作比较。1、技术比较方案一的优点： = 1 * GB2 工作面两道与采区上山正交，工作面回采结束线与采区主系统平行，工作面采出煤量相对较多。 = 2 * GB2 矿井回风立井在采区主系统的西侧，副立井、主立井在采区主系统的东侧，采区回风流经运输上山后可以直接进入回风立井，采区通风系统简单、稳定，风流控制容易。 = 3 * GB2 采区(ci q)主系统布置在火成岩侵入区一的东侧，利于采区主系统避开断层布置。 = 4 * GB2 采区区段(q dun)个数5个，较方案二多1个，采区资源回收高。 = 5 * GB2 采区单翼布置，工作面走向长度相对较长

36、，采掘(ci ju)工作面搬家相对较少，利于工作面连续推进和采区生产能力稳定。方案一的缺点：采区主系统布置在火成岩侵入区一东侧，火成岩侵入区一的范围不是太清楚，采区主系统施工时可能要穿过火成岩侵入区。方案二的优点：采区单翼布置，工作面走向长度相对较长，采掘工作面搬家相对较较少，利于采区生产能力稳定。方案二的缺点： = 1 * GB2 工作面两道与采区上山斜交，工作面回采结束线与采区主系统斜交，煤柱损失相对较多，采区的资源回收较低，工作面回采时需要调面。 = 2 * GB2 矿井回风立井、副立井、主立井在采区主系统的同侧，采区回风线路长，通风阻力较大。 = 3 * GB2 首采工作面投产井巷工程

37、量较大，采区区段个数4个，较方案二少1个，采区资源回收低。 = 4 * GB2 采区主系统布置利用北一采区4号煤轨道巷、4号煤运输巷两条巷道，采区轨道上山和运输上山需要穿过火成岩侵入区二，采区主系统施工较困难，F2-2断层可能影响采区主系统的布置。2、首采面投产工期比较方案一、方案二首采面投产工期主要(zhyo)取决于运输山、轨道(gudo)大巷及首采工作面工程量的多少，方案(fng n)一首采工作面投产工程量1711m，其中岩巷309m；方案二首采工作面投产工程量1968m，其中岩巷154 m，考虑到岩石巷道施工较困难，两方案首采面投产工期相当。2、采区采出煤量比较980m北二采区4号煤合计

38、工业储量156.43万t，根据两方案的采区上山布置和区段划分，扣除采区上山保护煤柱、区段煤柱及F1、F2、 F2-2断层保护煤柱及规划中的北三采区上山煤柱，经计算，方案一可采储量为107.84万t，方案二可采储量为89.30万t，按厚煤层回收率75%计算，方案一采出煤量要比方案二多13.905万t，方案一采区服务年限较方案二长1年以上。三、采区开拓方案选择与确定经过对两方案的细致比较和综合分析，方案一为双翼布置，利于采掘工作面布置和接替，工作面两道与采区上山正交，采区采出煤量较多，采区通风系统简单、稳定，风流控制容易，首采工作面投产井巷工程量少，施工时间短等显著优点。故设计推荐方案一作为980

39、m北二采区的开采方案。采区准备及投产日期见表1。表1 采区准备时间及首采面投产日期表序号巷 道名 称工程量（m）煤岩别日进（m）掘进天数施工日期施工队伍1采区下部车场97岩424 2013.7.1-7.25掘进一2运输石门142岩436 2013.7.1-8.5掘进二3轨道上山360煤845 2013.7.26-9.10掘进一4运输上山350煤844 2013.8.5-9.18掘进二5采区变电所30煤65 2013.9.10-9. 15掘进二64101运输顺槽及进料巷70岩418 2013.9.1-9.18掘进三74101运输顺槽290煤836 2013.9.18-10.23掘进三84101轨

40、道顺槽325煤841 2013.9.1-10.10掘进四94107切眼95煤812 2013.10.11-10.22掘进四掘进总工期1142013.7.1-10.22注：采区巷道(hng do)施工开工日期暂定为2013年7月1日。第二节 采煤方法（工艺）、顶板管理(gunl)、巷道布置及开采顺序一、采煤(ci mi)方法及工作面装备980m北二采区4号煤为中厚厚煤层，煤层厚度2.25.87/4.2m，为提高工作面资源回收，确定采用悬移支架炮采放顶煤工艺开采。工作面支架选用ZH2600/16/24型悬移支架，工作面刮板运输机选用SGB620/40T型刮板运输机（运输能力150t/h）。运输顺槽

41、超前运输机选用SGB620/40T 型刮板运输机（运输能力150t/h）。轨道顺槽选用2台XRB2B80/35型乳化液泵（1用1备），RX80/6.3型乳化液箱，选用PB80/6.3型喷雾泵2台（1用1备）。工作面轨道顺槽辅助运输选用JD-11.4型调度绞车。二、采煤工艺及顶板管理工作面采用爆破落煤，采用SGB620/40T型刮板运输机运煤， ZH2600/16/24型悬移支架支护顶板。工作面采高2.0m，放煤高度2.2m，采放比1：1.1，放煤步距0.80m，采用全部跨落法管理顶板。三、采区(ci q)巷道布置1、区段(q dun)划分980 m北二采区(ci q)4号煤在开采范围内，倾斜长

42、度620m左右，扣除F2断层保护煤柱、火成岩倾入区一、二的影响，可采倾斜长度600m左右，设计将4号煤层划分为5个区段，区段长度100m，区段煤柱15m，工作面倾斜长度85 m(扣除两道宽度，工作面净长度82m）。2、采区巷道布置运输上山：下段利用已施工的探煤岩巷，继续往前施工平巷见4号煤层后，沿4号煤层布置，跟煤层顶板掘进，为便于煤炭、材料、设备等运输。作为采区的回风、运煤上山。 轨道上山：利用已施工的探煤岩巷作为轨道大巷下部车场，见4号煤层后，沿4号煤层布置，跟煤层顶板掘进。为便于煤炭、材料、设备等运输，工作面运输顺槽与轨道大巷交叉处采用风桥隔开（运输顺槽布置在轨道上山的下面）。作为采区进

43、风、行人、运料上山。采区变电所：沿4号煤层布置，跟煤层顶板掘进。工作面运输顺槽、轨道顺槽：沿4号煤层布置，跟煤层底板掘进。工作面切眼：沿4号煤层布置，跟煤层底板掘进。3、巷道掘进及支护采区前期安排2个掘进队掘进采区轨道上山和运输上山，当轨道上山、运输上山施工至首采工作面轨道顺槽开口位置前50100m，再安排2个炮掘工作面施工首采的4201工作面顺槽及切眼。 = 1 * GB2 巷道断面及支护方式运输(ynsh)上山：沿4号煤层(micng)布置，跟煤层顶板掘进，采用(ciyng)矿用11号工字钢棚支护，棚距中中700mm，梯形断面，上净宽2.0m，下净宽2.7m，净高2m；S=5.17m2，作

44、为采区的回风、运煤上山。轨道上山：沿4号煤层布置，跟煤层顶板掘进，采用矿用11号工字钢棚支护，棚距中中700mm，梯形断面，上净宽2.0m，下净宽2.7m，净高2m；S=5.17m2，作为采区进风、行人、运料上山。采区变电所：沿4号煤层布置，跟煤层顶板掘进，采用矿用11号工字钢棚喷浆支护，棚距中中700mm，梯形断面，上净宽2.8m，下净宽3.4m，净高2.4m；S=7.25m2。工作面运输顺槽、轨道顺槽：沿4号煤层布置，跟煤层底板掘进，采用矿用11号工字钢棚支护，棚距中中700mm，梯形断面，上净宽2.0m，下净宽2.7m，净高2m；S=5.17m2，作为采区的回风、运煤上山。工作面切眼：沿

45、4号煤层布置，跟煤层底板掘进，采用锚杆锚索支护，矩形断面，净宽3.2m，净高2.2m；S=7.04m2。 = 2 * GB2 巷道施工工艺巷道采用炮掘工艺施工。前期安排2个炮掘工作面施工轨道上山下车场（轨道上山）和运输石门（运输上山），当施工轨道上山、运输上山施工至首采工作面轨道顺槽开口位置后，再安排2个炮掘工作面施工首采工作面的回采巷道。掘进工作面煤炭采用刮板运输机运输，材料、设备运输采用调度绞车。工作面运输顺槽、轨道(gudo)顺槽沿4号煤层布置，跟煤层底板掘进，采用(ciyng)矿用11号工字钢棚支护(zh h)。工作面切眼沿4号煤层布置，跟煤层底板掘进，采用锚杆锚索支护，矩形断面。四、

46、回采顺序及工作面接替为便于采区尽快，首采工作面选择采区最下一个区段4201工作面，采区开采顺序区段上行开采。工作面接替：4201工作面4202工作面4203工作面4204工作面4205工作面。三、采区工程量采区工程量见表2。表2 采区工程量统计表序号巷道名称岩巷（m）煤巷（m）1采区下部车场972运输石门1423轨道上山3604运输上山3205采区变电所306工作面顺槽及切眼704204合 计3094914第三节 采区生产能力、采掘工作面个数及服务年限一、工作制度矿井年工作日330天，扣除矿井检修和工作面安装拆除时间30天，工作面年回采时间为300天。采用三八制作业、二班生产，一班检修。二、采

47、区(ci q)生产能力工作面两道中中倾斜(qngxi)长度85m，扣除两道顺槽宽度(kund)，工作面倾斜净长度82m，循环进度0.80m，每班1个循环，每日2个循环。根据类似矿井经验，放顶煤开采顶煤回收率为65%。则工作面循环产量：82（2.00.95+2.20.65）0.801.35=290t。工作面回采正规循环率80%，工作面平均日产量29020.80=464t。则回采工作面年产量：464300=13.92万t。考虑5%掘进煤，则采取掘进煤年产量0.696万t。采区年平均生产能力为14.62万t/a。三、采掘工作面个数根据采区煤层开采条件，本着集中生产、便于管理，结合矿井生产经验，采区投

48、产后980m北二采区布置1个悬移支架炮采工作面和2个炮掘工作面保证采区生产能力和接替，采区采掘比例为1:2。四、采区储量及服务年限980m北二采区4号煤合计工业储量156.43万t，根据两方案的采区上山布置和区段划分，扣除采区上山保护煤柱、区段煤柱及F1、F2、 F2-2断层保护煤柱及规划中的北三采区上山煤柱，经计算，方案一可采储量为107.84万t。五、采区服务年限采区服务年限T=Z /A.K=107.8414.62=5.26年。式中T采区服务年限，a；Z采区可采储量，万t；K储量备用系数,取1.4；第四节 采区(ci q)主要生产系统及设施一、 采区(ci q)通风一）矿通风(tng fn

49、g)现状矿井建有完整的独立通风系统，在回风立井地面安设两台型号为FBCDZ-6-NO.15对旋风机，一台工作，一台备用。井下各生产系统、硐室均有独立的通风系统。井下各种通风设施齐全、可靠。矿井在副立井、回风立井井筒内设有通往地面的梯子间，作为矿井的安全出口。矿井采用主、副立井进风、回风立井回风的中央并列抽出式通风方式。反风设施：通风机反转反风。北二采区投产后，矿井生产采区个数为两个，即980m水平北二采区和北一采区，矿井采掘生产基本转入北二采区，北二采区需要通风的地点有，一个采煤工作面、二个掘进工作面及一个采区变电所。矿井北一采区需要通风地点有一个探煤巷道掘进工作面。二）采区供风量计算1、采掘

50、工作面布置采区生产时布置1个炮采放顶煤采煤工作面、2个掘进工作面，不设备用工作面，需要通风的地点有，一个悬移支架放顶煤采煤工作面、二个炮掘工作面、一个采区变电所及采区绞车房等。2、通风系统新风经副立井井底车场980m轨道大巷北二采区下部车场北二采区轨道上山轨道顺槽工作面。乏风由工作面运输(ynsh)顺槽北二采区运输(ynsh)上山回风上山(shn shn)回风立井地面。3、采区风量计算 = 1 * GB2 按采区最大班作业人数计算Q4N450200m3/min式中：N井下同时工作最多人数 = 2 * GB2 采区风量采用分别计算法，即按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需风量的总和计算，计算公式如

51、下：Q采区=(Q采Q掘+Q硐+Q其它)K通式中： Q采区 矿井总风量，m3/min； Q采采煤工作面需风量总和，m3/min； Q掘 掘进工作面需风量总和 ，m3/min； Q硐 独立供风的硐室需风量总和 ，m3/min； Q其它其它行人及维护巷道需风量总和，m3/min； K通 采区通风系数，取1.2； 采煤工作面需风量计算a按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算Q采=100q采Kc=1000.411.2=49.2m3/min；式中：Q采采煤工作面需要风量，m3/min；q采采煤工作面绝对瓦斯涌出量，根据2012年矿井瓦斯鉴定结果，矿井瓦斯绝对涌出量为0.41m3/min；Kc工作面瓦斯涌出(yn

52、ch)不均匀备用系数，取1.2。b按工作面温度(wnd)计算Q采=60VcScKi=600.806.01.0=288m3/min；式中：Vc回采工作面适宜(shy)风速，取0.80m/s；Sc回采工作面平均有效断面，采高2.0m，工作面最小控顶距2.6m，最大控顶距3.4m，Sc=2（2.6+3.4）/2=6.0 m2。Ki工作面长度系数，取1.0。c按炸药消耗量计算 Q采=25A=254=100 m3/mind按工作人员数量计算4nc=420=80 m3/min式中：nc采煤工作面最多作业人数。根据以上计算，回采工作面的风量取其最大值，Q采=300m3/min。e按风速验算工作面风速验算：1

53、5S采=105 m3/min Q采=350 m3/min 240S采=1440 m3/min式中：S采回采工作面平均有效断面，6.0m2。工作面风速均满足煤矿安全规程第一百零一条的要求。 掘进工作面需风量计算a.按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算Q掘=100q掘K掘=1000.411.2=49.2 m3/min式中：Q煤炮掘工作面供风量，m3/min； q煤炮掘工作面瓦斯(w s)绝对涌出量，根据2012年矿井瓦斯鉴定结果(ji gu)，矿井瓦斯绝对涌出量为0.41m3/min； K掘掘进工作面瓦斯(w s)涌出不均衡系数，取1.2。a.2按炸药用量计算Q掘=25A掘=254.0=100 m3/mi

54、n式中：A掘炮掘工作面一次放炮的炸药用量，kg。a.3按掘进工作面人数计算Q掘=4N掘=48=32 m3/min式中：N掘掘进工作面同时工作的最多人数。a.4按局部通风机吸风量计算Q掘=Q扇Ii+15S掘进工作面风量：Q煤=Q煤扇Ii+15S=1451+157.0=250m3/min式中：Q扇炮掘工作面局部通风机吸风量，根据掘进巷长度，选KDF-5型局部通风机向掘进工作面供风，局部通风机全负压吸风量136250 m3/min，取145m3/min。 Ii掘进工作面同时通风的通风机台数，1台；S通风机吸风口至掘进工作面回风流之间的巷道断面积，取采区掘进工作面最大掘进断面，7.0m2。根据以上计算

55、，掘进工作面的供风量为250 m3/min。a.5按风速进行验算15S掘=105m3/min Q煤=250m3/min 240S掘=1680m3/min掘进工作面满足(mnz)煤矿安全规程第一百零一条的要求。（3）采区(ci q)独立供风硐室 采区(ci q)变电所供风量取60m3/min、采区绞车房供风量取50m3/min。其它需要行人及维护巷道 采区内需要行人及维护巷道，Q其它=50m3/min北二采区总风量：Q采区（300250260+50）1.21092m3/min，取1100 m3/min。采区风量分配（见表3）表3 采区风量分配序号用风地点需风量（m3/min）实际配风量（m3/m

56、in）工作面（巷道）个数总风量（m3/min）1采煤工作面30036013602掘进工作面25030026003采区变电所60801804采区绞车房50601605通风巷道5060160合 计1100三）避灾路线及紧急避险系统 = 1 * GB2 避灾路线 = 1 * GB3 水灾避灾路线现场人员发现水灾事故，迅速组织人员按避灾路线撤离危险区。具体路线为：采掘工作面北二采区轨道上山下部车场980m轨道大巷副立井地面。 = 2 * GB3 火灾、瓦斯(w s)、煤尘爆炸事故避灾路线(lxin)现场(xinchng)人员发现火灾、瓦斯、煤尘爆炸事故，迅速组织人员按避灾路线撤离危险区，具体路线如下：

57、矿井正常通风情况下：采、掘工作面北二采区轨道上山采区下部车场980m轨道大巷副立井地面。矿井正常反风情况下：采掘工作面北二采区运输上山回风上山回风立井地面。 = 2 * GB2 紧急避险系统矿井在主立井西侧980m轨道大巷布置有紧急避难硐室，能满足矿井紧急避险的要求（正在施工中），北二采区首采工作面投产前，必须确保矿井紧急避险系统投入使用，否则北二采区首采工作面不得回采。二、采区排水系统及设备采掘工作面涌水自流至工作面临时水仓后，通过小水泵和管路排入北二采区下部车场经980m轨道大巷水沟流入980m中央水仓后，经中央泵房水泵由副立井排至地面。采区上山开采，采区准备巷道和工作面顺槽底板标高均高于

58、水平大巷标高，采区准备巷道和工作面顺槽涌水可以自流进入980m轨道大巷水沟流入980m中央水仓，采区不设排水系统。考虑到工作面顺槽沿煤层掘进，煤层底板有起伏，设计在回采工作面运输巷、轨道巷和掘进工作面安装水泵和排水管路，将采掘工作面涌水排至轨道上山水沟后自流进入980m轨道大巷后经980m中央水仓由中央水泵房水泵排至地面。回采工作面运输巷、轨道巷和掘进工作面小水泵型号：KWQX10-15-1.5，扬程15m，电机功率1.5kW，排水管直径75。三、采区供电及设备由中央变电所高压供电柜（6#柜）代采区变电所，KSBGZY-500KVA移变一台对采煤(ci mi)工作面，掘进头进行供电。另利用原风

59、机专供变压器，对掘进头风机实行双电源供电，运输系统的1、2部皮带的供电由中央变电所供电。（一）、采区(ci q)负荷统计：设备名称电机型号额定功率（KW）工作电压（V）工作电流（A）启动电流（A）电机台数总功率（KW）刮板运输机SGW404066044240280刮板运输机SGW303066033180260乳化泵站BRW20020066022012002400煤电钻ZBZ4.04绞 车JD-252566030150125绞 车JD-11.411.46601370111.4潜水泵WQ15-60466052414负荷(fh)统计：Pe=380.4KW 工作电流：418 A(二)、采区供电计算、高

60、压电缆选择计算1、已知采区(ci q)装机总容量Pe =380.4KW2、回采(huci)工作面设备需用系数及功率因数Kx=0.286+0.714Pemax/Pe=0.286+0.714200380.4=0.66式中Pe工作面电机额定( dng)容量之和 380.4KW；Pemax工作面最大容量电机额定功率200KW；需用系数：Kx1=0.66功率因数： cospj1=0.83、掘进工作面设备需用系数及功率因数需用系数： Kx2=0.4功率因数： cospj2=0.64、采区总视在功率SKx1Pe1 / cospj1+ Kx2Pe2 / cospj2S0.662800.8+0.4600.6S2