墩阔坦煤矿初设

第一章井田概况及地质特征

第一节井田概况

一、交通位置

库车县墩阔坦乡煤矿位于库车县阿艾矿区捷斯德里克向斜东端，

库车河东岸，距217国道700m,行政区划隶属库车县北山牧场管辖。

地理坐标:东径83°14'42〃-83。16,47〃；北纬42°14703〃

-42°14'45〃o

217国道沿库车河西岸穿越本矿工业区及生活区，该矿距库车县

105km,距阿克苏市325km,均有柏油公路相通，南疆铁路经库车县通

往阿克苏市、喀什市等地，交通方便，交通位置见插图

二、地形地貌

矿区位于塔里木盆地与天山山脉相结合的过渡地带，属中高山

区,地势北高南低,东高西低，地形起伏不平,海拔高度1800m〜2148m,

相对高差348m,煤层自燃形成色彩斑澜的独特烧岩遍布全区。

三、河流

井田北侧的斜克纳克河由东向西流入井田西侧的库车河，井田南

边的库木什艾肯沟属季节性流水，库车河由北流向南，形成本井田北

西南三面深沟环绕的高山地形，区段内北部有一条较大的近东西向冲

沟及数条近南北向的冲沟，各冲沟为融雪期和暴雨的泄洪通道，属暂

3

时性流水，库车河年平均迳流量为3.28亿mo

四、气象及地震情况

矿区属北暖温带大陆性干旱气候，气候干燥，降水稀少，夏季炎

热，冬季干冷，年温差和日温差均较大，灾害天气主要为冰雹、洪水

及大风引起的沙暴。年平均气温7.6℃〜11.5C,海拔2000m的山区

年平均气温6.9C,7月份为高温季节，平均最高气温25.8℃,1月

份为最低气温-8.0℃。六、七、八月为雨季，九月下旬落雪，十月底

冰冻，次年三月解冻，年降水量为70.2mm,年蒸发量约2850mln,无

霜期172〜266天。

库车县位于天山〜地中海地震活动带，地震较频繁，矿区属IX度

地震烈度区。

五、小窑分布及开采情况

本煤矿在库车河东岸有两个生产井，西岸有一个生产井，邻近有

北山牧场煤矿。

墩阔坦乡1号井：现生产井，位于库车河西岸，开采下io。。煤

层，开采最深水平标高为+1721m。

墩阔坦乡2号井：现生产井，位于库车河东岸二级台地上井田的

西边界，沿煤层走向布置，井筒长度127m,井筒倾角20°,见下10（A3）

煤层后，布置沿走向的水平运输大巷，开采上山煤。

墩阔坦乡3号井：已停产一年左右，位于库车河东岸二级台地上

井田的西边界，沿煤层走向布置，井筒长度69m,井筒倾角20°,见

下9（A5）煤层后，布置沿走向的水平运输大巷，开采下KA3煤层。

墩阔坦乡2号人行井:位于库车河东岸二级台地上井田的西边界,

沿煤层走向布置，井筒长度135m,井筒倾角20。，见下IO（A3）煤层后,

与下/A"水平运输大巷联通。

墩阔坦乡2号风井：井筒长度72m,井筒倾角30°〜35°,作为

开采下10仆3）煤层的回风井。

墩阔坦乡3号风井：井筒长度100m,井筒倾角45°,作为开采

下9（A5）煤层的回风井。

六、现有水源、电源情况

煤矿现生产、生活用水取自库车河。

煤矿现生产、生活用电为阿艾水电站，该水电站装机容量250kW

和300kW各一个机组，同时供五个煤矿供电，该电站距本矿16km,

煤矿备用电源为柴油发电机组。

第二节地质特征

一、地质构造

（一）区域地质构造

⑴、地层

库车山前坳陷地带出露有三叠系（T）、侏罗系（J）、白垩系（K）

地层，第三系（R）地层遍布全区域。

1、三叠系（T）

中下统（T-）：为一套紫红色、红色砾岩、砂岩为主的磨拉石建

造，属于干燥炎热条件下的山麓堆积，与古生界地层不整合或断层接

触。

上统（L）：下部紫红色砾岩、泥岩互层为主，砂岩、粉砂岩次之;

上部以灰绿、绿色、灰黄色粉砂、粉砂岩、泥岩为主，夹透镜状菱铁

矿及薄层炭质泥岩的深水湖相及河床相的沉积，地层总厚度938〜

1923m。

2、侏罗系（J）

上统：主要有褐红色砾岩层，鲜红色厚层状泥岩、砂质泥岩夹白

色粉砂岩，棕灰绿、灰白色泥岩、粉砂岩、油页等杂色条带，地层厚

度1004〜1206m。

中统：下部为一套深灰、灰绿及紫红色砾岩、砂岩、砂质泥岩、

泥灰岩、炭质泥岩及煤层；上部为灰黄、灰绿及紫红色砂质泥岩、砂

岩、炭质泥岩、菱铁矿及煤层，地层厚度738~1922m。

下统：下部为灰色粉砂岩、泥岩、炭质泥岩及灰白色中粗砂岩和

煤层；上部为一套巨厚层灰色、灰黄色砾岩、砂砾岩、砂岩组成，夹

有粉砂岩、泥岩及薄煤层，地层厚度679〜1447m。

3、白垩系（K）

下白垩系（K,）：上部棕红、灰褐色砂岩、砂质泥岩；底部为砾岩、

厚层状质坚硬，倾角陡的像城墙，地层厚度1419〜2416m。

上白垩系(K2)：粉红色、浅棕色、紫红色砂岩及砾岩等组成，胶

结松散，厚度165〜250m。

4、第三系(R)

老第三系(E)：上部为红褐色砂岩、砂质泥岩，夹薄层石膏；下

部为灰褐色砾岩，厚度约210〜955m。

新第三系(N)：为褐色、棕色、灰绿色、浅灰色砂质泥岩夹薄层

石膏及粉红色，地层厚度1756〜5678n1。

第四系(Q)：为冲洪积层和山麓堆积的砂砾石及砂土，厚度0〜

212m。

(二)矿区地质构造

1.地层

矿区内出露地层由老到新有上三叠统黄山街组(TG、下侏罗统

塔里其可组(JQ、第四系(QJo

①上三叠统黄山街组(T3ll)

灰黄、灰绿色、黄绿色粉砂岩、泥岩、细砂岩呈不等厚互层状，

夹菱铁矿薄层，水平层理发育，上部见有炭质泥岩、煤线或薄煤层，

未见底，厚度不详。

②下侏罗统塔里其可组(Jlt)

上段(JJ):区内大面积分布，但基本呈烧变岩出露，部分可识

别为中粗砂岩、粉砂岩，烧变岩约50m；下部浅黄灰、白色巨厚层状

长石石英砂，分选中等，局部含砾粗砂岩，夹有细砂岩，厚约30m,

该砂岩全区分布较稳定；砂岩之上有下8煤层，区内大部分自燃，可

见未自燃的残留煤层，下।〜下6号煤层基本遭剥蚀没有保留或部分遭

受火烧殆尽，地层厚度约84m。

下段(J7):区内分布于陡崖底与库木什艾肯沟，多被上覆烧变

岩崩积物所掩盖。岩性以黄灰、浅灰、深灰色粗砂岩、中砂岩、粉砂

岩为主，含下8、、下八下山、下口、下⑶五层煤，其中，下8在本

井田内基本火烧殆尽，下9、、下I。部分火烧。底部有灰绿色、灰黄色

中粗砂岩与下伏地层分界，局部呈冲刷接触，地层厚度166.54m。

③第四系上更新统一全新统

区内主要分布于西部库车河东岸二级台地之上，及南部库木什

艾肯沟一带，由冲洪积层、风积层、火烧崩积层构造。岩性以松散砂

土、砾石、黄土及烧变岩崩积物为主，分选差，通水性好，地层厚度

0〜70m,一般13.20mo

2构造

井田位于捷斯德里克向斜东端的北翼，Ds勘探线已接近该向斜的

翘起端，地层走向从西向东南近东西近到北东向变化，再向东是该向

斜的东部端点，区内北部深沟以北地层倾角在27°左右，南部向轴部

方向倾角变缓5。〜10。，基本呈一向南倾的单斜构造，断裂构造不

发育；南部库木什艾肯沟之南近向斜轴部发育有两条小逆断层，走向

北东〜南西向，断面北西倾，断距50余米，对本井田影响不大。

二、煤层及煤质

1、煤层

井田内含主要煤层5层，自上而下编号为下8、下9、下S下12、

下13,煤层总厚度22.74m,其中可采煤层为下9、下I。、下12、下.3,

各煤层特点分述如下：

下9：墩阔坦乡煤矿3号井及北山牧场煤矿东井开采煤层，煤层

结构简单，厚度2.5〜4.5m。煤层由西向东逐渐变薄，煤层遭火烧严

重，顶板为灰白色中砂岩、细砂岩，底板为深灰色细砂岩，含炭屑，

为较稳定煤层，主要分布于3号井以南，受火烧影响，可采范围不大。

下I。：墩阔坦乡煤矿2号井及库车河西边的1号井开采该煤层，

煤层结构简单，无夹砰，厚度5.4〜4.5m,一般厚度6.17m,属稳定

煤层，距上部下9煤层间距19.5m,顶板为灰白色中〜细砂岩，底板

为深灰色粉砂岩。

下12：煤层结构简单，无夹肝，厚度4.25~5.55m,一般厚度5.1m,

属稳定煤层，距上部下I。煤层间距22.24m,老顶为厚层灰白色中砂岩,

直接顶板为薄层灰黑色粉砂岩，底板为深灰色粉砂岩。

下13：煤层结构简单，无夹肝,厚度2.02~2.21m,一般厚度2.11m,

属稳定煤层，距上部下12煤层间距13.62m,一般在11.07〜12.26m,

顶板为灰白、深灰色粉砂岩及细砂岩，底板为深灰色粉砂岩。

煤层特征见表

煤层特征表

表1-2T

夹

煤层厚度(m)煤层间距(m)顶底板岩性稳定性

肝

煤层

层

最小最大平均最小最大平均顶板底板

数

中-细粉砂

下92.84.53.3iJU一较稳定

19.5019.5砂岩石

0中砂岩粉砂

下1()5.46.926.171X1较稳定

砂砾岩石

21.65〜22.8322.24

0细砂岩细砂

下124.255.555.1稳定

粉砂岩石

11.07〜20.9713.62粉砂岩粉砂

下132.022.212.110iJU一稳定

细砂岩石

2、煤质

各煤层为特低灰、特低硫、特低磷、弱粘结〜微膨胀熔融粘结、

低熔、高发热量的煤。煤种以下9煤层为界，以上为长焰煤，以下为

气煤，个别点为弱粘结、中粘煤，可作为动力用煤和炼焦配煤。煤质

特征表见表1-2-2.

三、开采技术条件

1、煤层顶底板

根据地质报告提供资料，下9号煤层顶板为灰白色中砂岩、细砂

岩，底板为深灰色细砂岩；下10号煤层，顶板为灰白色中〜细砂岩，

底板为深灰色粉砂岩；下口号煤层，老顶为厚层灰白色中砂岩，直接

顶板为薄层灰黑色粉砂岩，底板为深灰色粉砂岩；下13号煤层，顶板

为灰白、深灰色粉砂岩及细砂岩，底板为深灰色粉砂岩。

煤质特征表

表1-2-2

原煤分析（％）精煤（%）粘结煤分类

灰分水份挥发份全硫发热量发热量挥发份符号数码

A.dM.<idV.dafSt.（1Qb.dQb.dafV.daf指数

下99.561.8738.410.2630.1633.3939.390〜25CY12

下105.831.9239.730.4231.7933.7639.1482〜86QM45

下129.341.5439.920.9930.7333.8938.4987〜89QM45

下1312.361.5335.050.3730.0034.2335.1154〜42QM〜1/2ZN33〜34

2、瓦斯：现生产矿井巷道内瓦斯含量较低，正常通风情况下CH4

浓度不超过0.2%,C0?浓度一般不大于0.2%；钻孔瓦斯煤样测值CH”

一般在0.12-1.48ml/g可燃质，CO2含量1.84-10.56ml/g可燃质，

凡一般在89.29~98.35ml/g可燃质，根据矿井实际开采情况及地质

报告提供的瓦斯含量分析，本矿井属低沼气矿井。

3、煤尘爆炸危险性：经测定，煤层火焰长度＞400mm,岩粉含量

60〜65%,煤尘具有爆炸危险性。

4、煤的自燃性：据化验测试成果分析，井田内下9、下I。属不自

燃煤层，下12煤层属不易自然发火煤层，下”煤层f未作鉴定。但生

产矿井地面堆积煤的自然发火期一般为3〜6个月。

四、水文地质

按岩性、含水性等水文地质特征，本井田划分四个主要含水组：

（一）第一含水组

第四系洪积、坡积孔隙含水层，主要分布于南界库木什艾肯沟和

西界库车河阶地之中，由冲积、洪积、坡积物组成；库木什艾肯沟在

东部第四系地层之上覆盖有垮落的岩石及烧变岩，岩层东薄西厚，钻

孔揭露为9.44〜11.66m。

（二）第二含水组

1.塔里奇克组下段含水层

灰白、灰黄色中砂岩，以石英、长石等矿物为主，局部含有砾石,

该含水层位于当地侵蚀基准面之上，富水性极弱。

2.塔里奇克组下段含水组

根据含水层富水性，划分两个亚组：

①下I。煤层至下8煤层顶板孔隙一裂隙含水组

岩性为灰一灰黄色中、粗砂岩，胶结一般，裂隙发育，大气降水

为唯一补给源，因其位于侵蚀基准面1780m之上，故含水微弱。

②下煤层至下I。煤层顶板孔隙一裂隙含水组

岩性为粗、中细砂岩及煤层，胶结一般，粒度变化较大，大部分

位于当地侵蚀基准面之上，富水性较弱，D3-1钻孔抽水试验显示，单

位涌水量为0.0971/s・m,渗透系数为0.268m/d。

（三）第三含水组

各煤层火烧层含水层，呈东西向条带状展布，受煤层火烧垮落、

烘烤影响，裂隙极发育，贯通性极好；稳定水位均在钻孔火烧段底界

处或接近该处，因其在侵蚀基准面之上，大气降水为唯一补给源，补

给条件差，富水性较弱。

（四）第四含水组

三叠系上统构造裂隙含水层，在本区内零星出露，为灰绿一黄绿

色粉细砂岩、泥岩，其补给源以山区冰雪融水及大气降水为主，因其

与侏罗系下统煤层之间存在较好隔水层，对煤层开采影响较弱。

本区水文地质条件为简单一中等，基岩地层富水性较弱，第四系、

地层富水性随季节变化而变化，部分煤层位于当地侵蚀基准面之上，

地下水补给条件较差。

生产矿井开采最低标高+1790m,矿井涌水量为30m3/d,据地质报

告提供资料，利用“大井法”计算，预计矿井涌水量：137.25m：'/ho

五、地质勘探程度及存在问题

1、地质莽原勘探工作通过钻探、槽探工程施工等为主要手段，

并结合收集、分析、调查生产矿井的开采资料，编制了该地质报告，

经本次勘查工作，基本查清了井田内可采煤层的层位、层数和厚度、

水文地质情况、开采技术条件等，能够满足9万t/a矿井设计的要求。

2、存在的问题：

⑴、由于勘探程度低控制程度不够，地质报告确定的煤层火烧范

围不准确，给设计带来一定困难。若能将设计的平胴开拓方案中平胴

附近地质情况查清，平嗣方案有成立的可能；

⑵、地质报告中提供的两种矿井涌水量计算结果差值较大，且未

最终确定涌水量，经与地质勘探部门协商，取两种矿井涌水量计算的

平均值作为设计的依据，若在实际生产中，矿井的涌水量与设计确定

的涌水量有较大的差别，应重新确定排水设施和设备。

(3)、据地质报告提供的鉴定资料，井田内下八下a属不自燃煤

层，下12煤层属不易自然发火煤层，但设计的主采的下13煤层发火期

未作鉴定。另一方面井田内各煤层均有程度不同和范围大小不一的古

火区，地面煤炭存放3至6个月就自燃发火，给矿井设计防灭火措施

带来一定的的困难。

第三节市场调查分析

一、市场预测

库车县墩阔坦乡煤矿生产的煤主要销往阿克苏地区、喀什地区，

作为当地集中供热以及居民生活用煤。

南疆地区经济的发展长期以来受能源的制约，属缺煤地区，特别

是喀什地区属严重缺煤地区。随着西气东输工程的开工建设，南疆地

区急需要建设一批火力发电厂、石油加工、食品加工、建材等企业，

新疆巴州和阿克苏地区是新疆石油主要生产地，西气东输工程由新疆

的库车开始，该地区正处在经济高速增长期，煤炭消耗量大。根据《新

疆煤炭工业”十五”结构调整规划》和《新疆维吾尔自治区电力工业发

展规划》安排，“十五”至“十一五”期间，阿克苏地区开工建设火

电厂装机总容量为105万kW,年需煤量总计为325.74万t。2005年

煤炭规划产量库车为171万t/a,2000年该县煤炭实际生产能力46.5

万t/ao预测阿克苏、克州、喀什三地州煤炭需求2005年为432.7万

3净增用煤量为181.99万t。

二、市场调查

根据《新疆煤炭工业“十五”结构调整规划》，克孜勒苏柯尔克

孜自治州2000年实际生产煤炭10.46万t,本地区煤炭年消耗量30

万3煤炭消耗市场缺口19.54万3该州从阿克苏地区调进煤炭20

万t。喀什地区煤炭消耗量85万32000年该地区实际生产煤炭14.83

万t,煤炭消耗市场缺口70.17万3该地区调进阿克苏地区市场煤炭

约70万to

根据《新疆维吾尔自治区电力工业“十五”发展规划》，2000〜

2010年阿克苏地区将建设总装机4X12.5万kW机组的库车火电厂,”

十五”期间完成装机2X12.5万kW,年净增电力用煤60万3喀什地

区火电厂“十五”期间扩建1义5万kW机组，年净增电力用煤15万3”

十五”期间年净增电力用煤量137.1万to

三、市场分析

为缓解煤炭紧张，俄霍布拉克90万t/a的矿井已经开工建设，该

矿井生产的煤炭主要供电力用煤，但该矿井的建设还不能满足“十五”

期间年净增电力用煤量的需要，新疆喀什地区是南疆严重缺煤地区，

该地区煤炭生产受资源条件的限制，生产的煤炭远不能满足本地区工

农业生产的需要，煤炭消耗市场缺口70.17万t,其主要煤炭来源由

阿克苏地区调进。库车县2000年煤炭实际生产能力46.5万t/a,与煤

炭需求量相差较大，急需扩建一批矿井来满足市场需求。根据《新疆

煤炭工业”十五”结构调整规划》确定该矿生产能力9万t/a.o

该矿与华陇铁路煤炭公司签定每年12万t/a的煤炭供销合同，与

当地砖石签定每年2.5万t/a的煤炭供销合同，另外本矿煤炭还销往新

和县，喀什和当地牧民及居民生活用煤3万t/ao年生产9万t已不能

满足实际需要量。该矿扩建市场前景比较好。

第二章井田开拓

第一节井田境界及储量

一、井田境界

根据地质报告，井田西起D1勘探线以西350m,耀D3勘探线以

东950m,南起库木什艾肯沟，北至煤层露头，东西走向长2.43km,

南北宽1.05km,井田面积2.61km2o

根据采矿许可证(证号：6500000230725)确定该矿井田境界见表

2-1-1o

井田境界拐点坐标表

表2十1

3度带6度带

占号

八、、-J

X(m)Y(m)X(m)Y(m)

S1468033514685385467816828437743

S2468150014686000467931528438400

S3468150014688135467923528440531

S4468050014688135467823628440496

S5468050014687000467827628439362

S6468033514686500467812828438857

二、储量

储量计算标准：最低可采厚度0.7m,最高可采灰份为40%。

地质勘探范围略大于采矿许可证确定的范围，根据《新疆维吾尔

自治区库车县墩阔坦乡煤矿东井详查地质报告》并结合采矿许可证确

定的井田境界范围，计算井田内地质储量(B+C+D)为1793.97万t,其

中B级为599.47万t,C级为641.06万t,D级为553.44万t,地质

储量详见表2T-2。

上部的下9和下I。煤层地质储量总计为176.88万t,占全矿井地

质储量的9.9%,这两层煤受火烧和开采的影响，下9煤层剩余储量已

不多，原开采该煤层的3号井已停产，现生产井2号井主要开采下|。

号煤层。由于煤层受火烧和开采的影响，已经不能布置正规的回采工

作面，并且考虑到煤矿自筹资金的困难，煤矿只能边扩建边生产，因

此，下9和下I。煤层剩余储量留作矿井建设期间原矿井开采，设计开

采下12和下13煤层。设计开采煤层为下12和下13煤层，下9和下"煤层

在矿井投产后统一由混合提升斜井进行开采。

下12和下13煤层工业储量(B+C)为1063.65万t,扣除井筒煤柱

和开采损失后，矿井可采储量为788.06万t,矿井可采储量详见表

2-l-3o

矿井地质储量汇总表

表2T-2单位：万t

工业储量B/B+C地质储量

煤层BCD

B+C%B+C+D备注

下946.0946.0946.09

下「121.339.46130.7992.8130.79

下，2122.5349.79472.2925.9482.03954.32

下13355.64235.72591.3660.171.41662.77

合计599.47641.061240.53553.441793.97

矿井可采储量汇总表

表2-1-3单位：万t

煤层工业储量(B+C)井筒煤柱开采损失可采储量

下12472.298.42115.97347.9

下13591.363.98146.85440.53

合计1063.6512.4262.82788.06

第二节矿井设计生产能力及服务年限

一、矿井工作制度

矿井年工作日330d,每天三班作业，其中两班生产，一班准备,

日净提升时间14ho

二、矿井设计生产能力

根据库车县墩阔坦乡煤矿的设计“委托书”的要求和《新疆煤炭

工业“十五”结构调整规划》确定的井型，矿井设计生产能力为9万

t/ao但从该矿井煤层赋存条件来看，下12号煤层为近水平厚煤层，

煤层倾角10°,煤层厚度5.1m,比较适合放顶煤开采，且产量有保

证，在工作面设备投资不多的情况下，生产15万t/a到21万t/a,

吨煤投资可大大降低，经济效益比较理想。建议在条件许可的情况下

适当增加矿井生产规模。

三、矿井服务年限

根据矿井的可采储量，在计算矿井服务年限时，考虑L5的储量

备用系数,矿井服务年限：T=Zk/(AXK)=788.06/(9X1.5)=58.4a

式中：Zk------矿井可采储量万t

A-------矿井年产量9万t/a

K——储量备用系数1.5

下9和下I。为煤层地质储量为176.88万t,可采煤量88.44万t,

生产能力6万t/a,服务年限约7.4ao

第三节井田开拓

一、现有生产矿井开采情况

现生产矿井分煤层布置开拓系统开采系统，分别开采下9和下10

煤层。

墩阔坦乡3号井开采下9煤层，已停产一年左右，井筒长度69m,

井筒倾角20。，沿下9煤层布置的水平运输大巷长度为460m,回采上

山煤，上山最大开采长度为160m,回风井为3号风井。

墩阔坦乡2号井开采下io煤层，井筒长度127m,井筒倾角20°,

沿下io煤层布置的水平运输大巷长度为486m,回采上山煤，上山开

采长度为100m,回风井为2号风井，人员由2号人行井上下井。

二、开拓方案的确定

（一）井口位置的选择

井田属中高山区，海拔高度1800m〜2148m,相对高差348m,北

高南低，东高西低，地形起伏不平，形成本井田北西南三面深沟环绕

的高山地形，井田北侧为斜克纳克河，东面为中高山区，工业场地仅

能选择在井田南部的库木什艾肯沟和井田西部库车河东岸二级台地

上。应说明现生产井工业场地位置并强调选择工业场地的困难。

方案一：工业场地选择在井田南部的库木什艾肯沟，选择该处存

在的主要问题有①工业场地狭小，进出工业场地的公路位于沟谷中，

公路建设投资较大，而且该沟为融雪期和暴雨时期的泄洪通道，工业

场地和公路受洪水和山体滑坡的严重威胁；②库木什艾肯沟位于北山

牧场的井田范围内，工业场地选择该处，容易与北山牧场产生矿界纠

纷。既然有以上问题，该方案就不成立，设计不该提此方案。

方案二：工业场地选择在井田西部库车河东岸二级台地上，该处

地形较为平坦，场地较为开阔，适合地面各种设施的布置。

因此，设计确定工业场地选择只有唯一采用方案二，即工业场地

选择在井田西部库车河东岸二级台地上。

（二）开拓方案的确定

设计主要开采下和下暗号煤层。D1-1号钻孔见下港和下M号煤

层，此处下12号煤层受火烧区影响变薄，根据2号风井以北的下9和

下I。煤层火烧区分析推断，DI-1号钻孔以北受火烧破坏的可能性较

大，而且煤层的赋存标高较高，因此，井筒选择在D1-1号钻附近以

南的库车河东岸二级台地上较为可靠。

矿井开拓设计提出以下三个方案进行技术经济比较：

方案一：平碉开拓方案

在D1-1钻孔附近布置平碉，平胴口标高+1835m,直接掘至下12

号煤层，平铜长度187m,方位角247。36,。详见插图2-3-1和图

2-3-2o

方案二：新掘混合提升斜井方案

新掘混合提升斜井，单钩串车提升，井筒位置在D1-1号钻孔附

近的库车河东岸二级台地上，井口标高+1830m,井底标高+1800m,井

筒倾角25°,井筒斜长71m,井筒方位角255。42'。该处D1-1号钻

孔见下12和下13号煤层，距2号风井的位置满足规范要求，不影响现

生产井的生产，矿井采用分区式通风系统，开采一采区时利用2号风

井作为矿井的回风井。开采二采区时，新掘回风平砸1。

方案三：改造并利用2号井方案

单钩串车提升，开采一采区和二采区时，利用2号风井作为矿井

的回风井，中央并列式通风，开采三采区和四采区时，新掘回风平胴

为三四采区服务。2号井井筒倾角20°,井筒方位角284°57',已

有井筒斜长103m。延深增加64.9m。下修号煤层运输水平+1769m。风

井布置同方案二。详见插图2-3-3和图2-3-4。

上述个三方案比较如下：

方案一优点：

1、矿井建设投资少，由于不需要提升、排水设备，生产期间成

本低，矿井经济效益好；

2、井巷工程量少，施工进度快。

方案一缺点：

平胴穿过上部下9和下I。煤层火烧区，目前该矿井地质勘探程度

有限，设计考虑的平胴位置缺少必要的地质资料，平胴如何布置可进

入煤层据现有资料不能确定，故该方案在技术上暂不成立。

方案二优点：

1、井口附近D1T号钻孔见下,2和下13号煤层，新掘混合提升斜

井不影响现生产矿井生产，施工和生产相互不干扰；

2、现生产井主要开采下|。号煤层，该煤层灰份小，深受当地居

民及用户的欢迎，且可采储量能够维持该矿开采3〜4年，生产井可

为矿井建设筹集部分建设资金。

方案二缺点：

井巷工程量及地面平整场地工程量较大，现有井巷工程和设施未

充分得到利用。

方案三优点：

最大限度的利用已有井巷工程和设施，投资少。

方案三缺点：

矿井建设期间对矿井生产影响较大，矿井生产将受到较大影响，

在一定程度上影响矿井建设资金的保证。

经上述技术分析，方案一技术上存在不确定因素，具有一定的风

险，据现有资料暂不能确定，故不考虑其经济比较，开拓方案经济比

较只针对方案二和方案三进行两方案中的不同部分，相同部分不进行

比较，结果详见表3-3-1。

开拓方案经济比较表

表3-3-1单位：万元

主井设备购置主井运营费

井巷工程合计

及安装费（万元/a）

方案二190.6326.3138.85255.79

方案三174.8126.5139.94241.26

相差+15.82-0.2-1.09+14.53

通过以上经济比较，井巷工程量方案二较方案三高15.82万元,

提升设备购置及安装费方案二较方案三低0.2万元，斜井年运营费方

案二较方案三低L09万元。从两方案经济比较结果分析，方案二比方

案三需多投资14.53万元。方案三井筒需延深64m,该井筒已有部分

还需扩大断面重新支护，对矿井生产影响较大。经与业主多次协商，

设计推荐方案二：新掘混合提升斜井方案。

三、井口数目和位置

全矿井共有三个井口，即混合提升斜井、斜风井和回风平硒，初

期投产时有两个井口，混合提升斜井和斜风井。混合提升斜井位于

D1T号钻孔附近，井田西部库车河东岸二级台地上，斜风井（2号风

井）以北。斜风井利用原有的2号风井，回风平碉考虑位于3号探槽

附近。

四、水平阶段高度的确定

全矿井以+1800m水平标高划分上、下两个阶段，+1800m水平标

高以下阶段高度为40m,+1800m水平以上的下班号煤层上部水平暂定

为+1900m,下13号煤层上部水平暂定+1950m,实际生产过程中应根据

煤层的上部实际火烧边界加以调整。

五、主要运输大巷、总回风巷布置方式及位置

井田内煤层为缓倾斜煤层，根据开拓部署原则，为节省投资加快

施工进度，设计主要大巷及采区巷道均沿煤层布置。投产采区为一采

区，首采煤层为下12号煤层，因此，煤层运输大巷布置在下12煤层中。

回风巷分采区布置，开采一采区时，主要回风巷布置在下12号煤层中，

开采二采区时一，主要回风巷布置在下13号煤层中。

六、采区划分及开采顺序

根据矿井确定的矿井开采范围及煤层赋存条件和开采技术条件，

矿井划分为二个采区，以井田走向方向井田变化突出部位作为采区境

界，采区上下山开采，+1800m水平标高以上划分上山部分，+1800m

水平标高以下划分下III部分，采区尺寸如下：

一采区：走向长980m,双翼布置，上下山开采

二采区：走向长1095m,双翼布置，上下山开采

采区内煤层的开采顺序为先采上部煤层，后采下部煤层，先采上

山煤，后采下山煤，即自上而下的开采顺序，工作面后退式开采。

采区划分概念错误。开采顺序未说明。

第四节井筒

一、井筒用途及装备

混合提升斜井：主要担负全矿井煤炭、设备及材料等提升任务，

井筒内铺设22kg/m钢轨，安设排水管路和各种电缆，内设行人台阶

及扶手，单钩串车提升兼作矿井进风井，并作为矿井第一安全出口。

斜风井：利用矿井原有的2号风井作为一采区生产时的回风井，

兼作第二安全出口，内设行人台阶及扶手。

回风平碉：为新掘井筒，为二采区生产时的回风井，兼作第二安

全出口。

井筒断面见插图2-4-1＞插图2-4-2＞插图2-4-3和插图2-4-4o

井筒特征见表2-4-1。

二、井壁结构

混合提升斜井设计考虑采用锚喷支护，锚杆？支护厚度为50mm

何材料？，井颈段采用料石支护，支护厚度为415mm。原2号风井仅

局部砖支护和木支护，大部分为裸体巷道，地压较小，所揭露的岩石

较为坚硬，致密胶结，因此，斜风井改造后采用锚喷支护，支护厚度

为50mm。后期的回风平碉采用锚喷支护。

第五节井底车场及闹室

一、井底车场形式的确定

根据确定的开拓方式，混合提升斜井沿岩层布置，井下运输大巷

标高+1800m,下12号煤层与下13号煤层通过石门连接，因此，混合

提升斜井的车场为平车场形式。

二、空重车线长度及调车方式

空、重车线长度均按L2列车长度考虑，长度为90m。

调车方式：电机车牵引重列车驶入车场空车线，电机车摘钩绕至

列车尾部，将列车顶入车场重车线，然后牵引空列车至采区装车站装

车。

三、井底车场巷道和洞室的支护方式及支护材料

井底车场内设有中央变电所、中央水泵房、水仓、管子道、消防

材料库及防火门碉室等，见表2-5-1。

井底车场及胴室工程量表

表2-5-1

序号胴室名称支护方式巷道长度(m)掘进工程量编)备注

1井底车场锚喷90849

2中央变电所料石12164.4

3中央水泵房料石10127.0

4水仓碎80680

5管子道料石41254.2

7消防材料库料石20282

8防火门胴室料石1257.6

井筒特征表

表241

井筒断面

井筒坐标井口提升方井筒井筒长度砌.壁

井筒(m2)井筒

标高位角倾角(m)

名称厚度装备

经距纬距(m)■)(°)净掘材料

(mm)

混合提升斜井4678481284381761830255°42，25716.36.650锚喷串车

斜风井(2号风井)4678419.30128438187.3291831.81328°29'30-32524.45.9250锚喷

回风平胴4679222.7928438718.8051950289°33'02814.45.070锚喷

第三章大巷运输及设备

第一节运输方式的选择

一、运输方式选择

根据矿井开拓布署、设计生产能力及大巷布置等因素综合考虑，

设计选择的运输方式为矿车运输。设计提出两种电机车牵引方式进行

技术经济比较。

1、架线电机车运输方案

井下运输采用7t架线式电机车牵引It矿车。

2、蓄电池电机车运输方案

井下运输采用5t蓄电池电机车牵引It矿车。

二、运输方式的经济比较

见表3-1-1o

运输方式经济比较表

表3-1-1

设备及安装费井巷投资运营费

项目名称

（万元）（万元）（万元/年）

架线式电机运输方案123.64143.7919.04

蓄电池电机车运输方案219.77129.7118.81

1-2+3.87+14.08+0.23

从以上技术经济比较结果可以看出，蓄电池电机车运输方案优于

架线式电机车运输方案。设计推荐采用蓄电池电机车运输方案。

缺技术比较。

第二节矿车

一、矿车选型

根据确定的运输方式，矿车选型如下：

1、MFI.1-6US（A）It翻斗矿车运煤及砰石；

2、MC1-6AIt材料车运送材料；

3、MP1-6AIt平板车运送设备；

本矿井为扩建井，按照《煤炭工业小型煤矿设计规定》“矿车使

用数量，按新增设计生产能力每1万t/a配备10-12辆矿车指标计

算，6〜9万t/a矿井取大值，15万t/a及以上矿井取小值。”

各类矿车规格特征及新增数量见表3-2-lo

矿车数量根据矿井各生产环节应用排列法计算。

矿车规格特征及数量表

表3-2-1

外型尺寸

容积载重轨距轴距自重数量

名称型号长X宽X高

(m3)t(mm)(mm)(t)(辆)

(mm)

H翻斗矿车MF1.1-61.112060XI000X6003200.487

US(A)129036

It材料车MC1-6A12000X880X11506007500.511

4

It平板车MP1-6A12000X880X4106005500464

3

第三节运输设备选型

一、设计依据

1、矿井年产量及班运量

矿井年产量9万t/a；年工作日330d,每班运量：煤140t,研

石1.53每天两班运输，班运输时间7h。

2、矿井初后期运距

初期运距0.6km；

后期运距1.7km。

3、机车及矿车运行阻力系数

重列车起动阻力系数13.5；

空列车起动阻力系数16.5；

重列车运行阻力系数9；

空列车运行阻力系数11;

起动粘着系数0.24；

4、调车系数

初期：1.4；

后期：1.15。

5、制动距离

根据《煤矿安全规程》规定，运送材料时，不超过40m。

6、运输设备：

ItU型翻斗矿车运输。

二、电机车选型计算

1、初期(一、二采区)

⑴按电机车的粘着重量计算

Qz=1000P^/(W'z+ip+110a)-Pt

式中：P：电机车重量5t

甲：起动时电机车粘着系数0.24

Wz：重列车起动时阻力系数13.5

ip：平均坡度3%。

a：起动时加速度。0.04m/s2

Qz=1000X5X0.24/(13.5+3+110X0.04)-5=52.4t

⑵按牵引电机长时的温升条件计算

电机车的长时速度：Uch=8.54km/h=2.37m/s

电机车的平均运行速度：Up=0.75Uch=0.75X4.44=1.78m/s

运距0.6km,列车运行时间：

Ty=2LX1000/(60Up)=2X0.6X1000/(60X1.78)=11.24min

调车及停车时间取Q=20min

T=Ty/(Ty+Q)=11.24/(11.24+20)=0.36

Qz=Fcn/[xVtX(Wz-id)]-P

式中：

Fcn：长时牵引力200kg

X：调车系数L25

Wz：重列车运行阻力系数9

id：等阻坡度2%。

Qz=200/[l.25JO.36X(9-2)]-5=33.It

⑶按制动条件计算

制动距离Lz=40m

2

减速度：b=Uch/ZLz=2.377(2X40)=0.07m/s”

Qz=1000X5X0.17/110X0.07+3-9)-5=500t

按上述三种方法计算，取Qz=52.4t应取最小值

⑷车组矿车数

Z=Qz/(G+Go)=33.1/(1+0.487)=22.2辆

取Z为22辆

⑸电机车台数

列车往返一次全部时间

T=Ty+Q=ll.24+20=31.24min

一台机车一个班内可能往返次数

n=60tb/T=60X7/31.24*13.4次

每班运煤及砰石所需列车数

nh=KiAb/ZG=L25X141.5/(22X1)=8次

工作电机车台数

N°=8/13.5=0.59台取1台

备用一台，全矿井初期电机车台数2台。

2、后期(二采区)

与初期计算方法相同。

列车往返一次全部时间为：T=51.84min。

一台机车一个班次往返数为

N=8.1次

工作电机车台数为

No-1台备用一台共2台。

第四章采区布置及装备

第一节采煤方法

一、采煤方法的选择

根据开拓方式矿井开采下12号煤层和下13号煤层。下12号煤层厚

度4.25m〜5.55m,平均厚5.1m。老顶为灰白色中砂岩，直接顶板为

薄层灰黑色粉砂岩，首采工作面其顶板岩层受下煤层火烧影响，其

顶板岩性受到一定程度烧变，底板为深灰色粉砂岩。煤层结构简单，

无夹肝，属结构较简单煤层。下13号煤层厚度2.02m—2.21m,平均厚

2.limo煤层结构简单，无夹肝，煤层顶板为灰白、深灰色粉砂岩及

细砂岩，底板为深灰色粉砂岩。属结构较简单煤层。煤层倾角8。〜

10°,一般倾角10°。

下12和下13号煤层间距11.07〜20.97m,平均间距13.62m。

根据井田煤层赋存条件和开采技术条件，结合矿井设计生产能

力，设计提出以下两种采煤方法进行技术经济比较。

方案一：走向长壁倾斜分层炮采采煤法

工作面采用DZ22单体液压支柱配合HDJA-1000金属较接顶梁支

护，配备SGB-620/30刮板输送机运煤，ZMST2煤电钻打眼，爆破落

煤。分层采高2.2m,下12号煤层，分2个分层.矿井投产时装备1个

60m长工作面。

分层开采高度不合理，2.5米较合适。选用DZ25支柱。

方案二：走向长壁悬移顶梁液压支架放顶煤一次采全高采煤法

工作面采用XDY-1TY悬移顶梁液压支架支护，配备SGB-420/30

型刮板输送机运煤，ZMS-12煤电钻打眼，爆破落煤。工作面开帮高

度2m,放顶煤高度平均3.1m。矿井投产时装备1个40m长工作面。

以上两种采煤方法优缺点如下：

方案一：

优点：

⑴、工作面回采工艺简单，对工人技术水平要求相对较低。

⑵、工作面煤炭回收率相对较高。

缺点：

⑴、工作面单产较低，巷道掘进率高，开采成本较方案二高；

⑵、支柱稳定性较悬移支架差，工作面安全性较差。开采下分层

时，再生顶板较困难，顶板较难维护。

⑶、不能有效适应煤层厚度变化，煤层突然变厚时，需另开回采

工作面开采。

⑷、工作面工人生产劳动强度较大。

方案二：

优点：

⑴、工作面安全性较好，单产高。

⑵、矿井生产期间吨煤生产成本低，万吨掘进率低，工效高。

⑶、悬移顶梁液压支架支护、回柱工作量小，工人劳动强度小。

⑷、放顶煤采煤法能有效适应煤层厚度变化，煤层突然变厚地段

不需另掘巷道即可回收煤炭。

缺点：

(1)、工作面支护设备投资较高，装备1个悬移顶梁液压支架放顶

煤工作面约需129.71万元。而装备一个单体支柱配较接顶梁支护的

工作面约需100.19万元。

⑵、工作面煤炭回收率相对较低，经计算预计为85%,分层开采

可达93%O

⑶、对工人技术水平要求相对较高。

通过以上比较，设计从提高工作面单产，提高矿井效益，降低万

吨掘进率等方面考虑，确定采用悬移顶梁液压支架放顶煤一次采全高

采煤法。

二、工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型

采煤：开帮面开帮由ZMS-12型湿式煤电钻打眼爆破落煤，顶煤

通过矿山压力自行落下，若不能自行落下时辅以放震动炮。

装煤：开帮放炮崩落的煤炭部分自行落入刮板输送机，其余部分

由人工擢入刮板机。顶煤通过剪网，由网口放入刮板输送机。

运煤：工作面煤炭运输选用SGB-420/30刮板输送机。

三、工作面顶板管理方式、支架设备选型

工作面顶板管理方式采用全部垮落式。

工作面支架选用XDY-1TY悬移顶梁夜压支架，其支护参数为：

工作阻力：1200KN

支架长X宽：2.26X0.68m

移架步距：0.8m

支架高度：1.4〜2.2m

工作面支架间距计算如下：

工作面顶板压力估算

P=6XMr

式中:M—工作面采高2m

r一上覆岩层容量2.5t/m3

P=6X2X2.5=30t=300KN

支架间距为

L'WP'/(KXLXP)

式中：「一架间距m

L一控顶距3.06m

P一顶板压力300KN

P'一支架工作阻力1200KN

K一修正系数取1.15

L'=1200/1.15X3.06X300=0.95m取0.9m

四、工作面回采方向与超前关系

工作面回采方向为后退式，即由采区边界向上山方向开采。矿井

投产一采区下12号煤层，在+1800m水平上山东翼布置一个回采工作

面。

五、采煤工作面生产能力

采煤工作面沿煤层倾斜布置，开帮高度2m,开帮进度0.8m,放

顶煤步距1.6m,采用两采一放的循环方式，每天一个循环，循环进

度为1.6m,工作面长度40m,工作面放顶煤高度平均3.1m。正规循

环率按80%计。

工作面月进度44m,年推进度528m。工作面年生产能力9.6万

t/a0

采区内工作面接续关系：

采区内各区段自上而下开采，区段内先采东翼后采西