耒阳市南阳镇煤矿技术改造安全专篇

湖南省耒阳市

南阳镇煤矿技术改造初步设计

安

专

湖南同德矿山科研勘察设计有限公司

二0一0年三月

湖南省耒阳市南阳镇煤矿

技术改造初步设计安全专篇

工程编号：AZH15

工程规模：60kt/a

法人代表：旷裕光

总工程师：赵有国

项目负责人：曹远林

二0一0年三月

参加设计人员名单

专业姓名职务或职称签名

采矿曹远林采矿工程师

机电吴国达机电工程师

通风龙其平通风工程师

电气姚胜华机电工程师

总平面布置王炳云采矿工程师

经济曹清经济师

目录

第一章概况....................................................1

第一节矿区开发情况............................................1

第二节项目设计依据............................................1

第三节建设单位基本情况........................................2

第四节设计概况................................................2

第二章矿井开拓与开采..........................................14

第一节煤层埋藏及开采条件.....................................14

第二节矿井主要灾害及安全条件.................................18

第三节矿井开拓系统...........................................20

第四节采煤方法及采区巷道布置................................22

第五节顶板管理及冲击地压.....................................25

第六节井下主要洞室...........................................28

第七节井上、下爆破材料库.....................................28

第八节安全出口.............................................28

第九节矿山压力及地质测量类仪表、设备配备....................29

第三章瓦斯灾害防治..........................................30

第一节瓦斯灾害因素分析....................................30

第二节防爆措施.............................................30

第三节隔爆措施.............................................35

第四节瓦斯抽采.............................................36

第五节防突措施.............................................36

第六节矿井瓦斯及其它气体检测仪器、设备配置..................36

第四章矿井通风.............................................38

第一节矿井通风..............................................38

第二节井筒防冻..............................................51

第三节降温措施及设备选型...................................51

第四节矿井通风检测类设备配置................................51

第五章粉尘灾害防治..........................................53

第一节粉尘危害及防尘措施...................................53

第二节煤尘注水.............................................54

第三节井下消防、洒水（给水）系统............................55

第四节粉尘监测及个体防护设备...............................55

第五节防爆措施.............................................56

第六节隔爆措施.............................................56

第七节矿井地面生产系统防尘.................................56

第八节矿井粉尘检测设备类仪器、设备配置.....................56

第六章矿井防灭火............................................58

第一节煤层自燃发火危险性及防灭火措施........................58

第二节防灭火方法...........................................58

第三节井下外因火灾防治.....................................58

第四节井下防火构筑物.......................................64

第七章矿井防治水............................................65

第一节矿井水文地质.........................................65

第二节矿井防治水措施.......................................66

第八章电气安全................................................76

第一节矿井电源及送变电线路...................................76

第二节矿井主变电所...........................................76

第三节地面供电系统............................................78

第四节地面建筑物防雷、应急照明及防雷电波侵入井下............80

第五节井下供电系统...........................................81

第六节井下电气设备保护接地...................................83

第七节井下照明、信号..........................................84

第八节井下电气事故原因分析及其防范技术措施..................85

第九节矿井通信...............................................90

第九章提升、运输、空气压缩设备................................92

第一节提升设备...............................................92

第二节机车运输..............................................109

第三节井下其它辅助运输设备..................................109

第四节压缩空气设备.........................................109

第十章安全监控系统...........................................112

第一节矿井安全监控系统......................................H2

第二节其它安全监控系统....................................115

第三节使用和维护..........................................H5

第十一章矿山救护、应急求援与保健.............................118

第一节矿井安全标识设置.....................................118

第二节灾变逃生路线...................................H8

第三节矿山救护.............................................119

第四节矿山保健.....................................H9

第五节个体劳动保护.........................................120

第十二章安全管理机构与安全定员、培训........................121

第一节安全管理机构的设置与人员配备..........................121

第二节安全培训机构..........................................121

第三节安全定员.....................................122

第十三章待解决的主要问题及建议..............................123

第一节待解决的主要问题.....................................123

第二节建议................................................123

附件：1、矿井投资概算书

2主要机电设备及器材清册

附图

序号图名图号比例备注

1井上下对照图C1115-113-011:2000

2开拓方式平面图C1115-10M)l1:2000

3开拓方式剖面图C1115-10SH)21:2000

4采区巷道布置及机械设备配备图Cl115-163-011:2000

5主要巷道及碉室断面图Cl115-122-011:50

6矿井通风系统及通风网络示意图C1115-171-01示意

7矿井避灾路线示意图C1115-178-01示意

8矿井工业广场总平面布置图Cl115-183-011:500

9矿井主井地面供电系统示意图Cl115-261-01不思

10矿井井下供电系统示意图Cl115-261-03示意

11矿井井下运输系统示意图Cl115-124-01示意

12矿井压风系统示意图C1115-168-C1示意

13矿井防尘系统示意图C1115-178-01示意

14矿井通讯系统示意图C1115-179-01示意

15矿井安全监测系统传感器布置图Cl115-175-01示意

16矿井安全监测装备布置图Cl115-175-02示意

第一章概况

第一节矿区开发情况

南阳镇煤矿位于耒阳市南阳镇境内，开采白沙矿区洲江井田二叠系龙潭

组煤层，该矿属合法保留煤矿；该矿原设计生产能力30k—矿井保留主井

和风井；原开采范围由4个拐点圈定，开采标高+12A+5g根据衡阳市、

耒阳市煤矿发展规划，该矿为合法保留矿井，设计生产规模为60k，现申

请扩界，将开采标高调整至+120--50m由于原主井在矿井扩界红线以外，

加之提升、通风、供电、排水、通讯、防尘和防灭火系统均不满足60ks设

计要求，矿方申请扩能改造；邻近主要煤矿有泗江煤矿，现为湘煤集团的生产

井，其它小窑已关闭。

第二节项目设计依据

1、《湖南省耒阳市白沙矿区渡江井田南阳煤矿矿山资源储量检测报告》

（湖南楚湘建设工程有限公司，2009年11月）；

么湖南省国土资源厅湘采划发20150023号；

3,《煤炭工业小型矿井设计规范》（GB5039A200⑥;

4《煤矿安全规程》（200研;

\煤炭工业部制定的《矿井初步设计编制内容》（198。；

&《煤炭法》及《煤矿安全生产基本条件规定》；

7、《煤矿安全监察条例》；

&《采矿工程设计手册》；

夕《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于在小煤矿推行专用回风井、

壁式采煤方法和支护方式改革的通知》（安监总煤行〔200刀216号）

《关于进一步规范矿井通讯、压风、防尘供水系统安装建设的通

知》（湘煤行200398号）

11、《湖南省小煤矿地面主要建筑基本条件规定》（湘煤行R00万127

号）

12湘煤行B00切第26号《关于2008年度矿井瓦斯等级、煤尘爆炸

性及煤层自燃倾向性鉴定结果的批复》。

第三节建设单位基本情况

南阳镇煤矿主营业务为煤炭地下开采，矿井自建矿以来，矿井通过多次

技术改造，矿井生产系统、生产能力已初具规模。

第四节设计概况

一、地理概况

1、矿井位置与交通

南阳镇煤矿位于耒阳市南阳镇境内，地理坐标为：东径1125744'〜

1125700',北纬262017〜262033'之间，矿井距耒阳市县

城直线距离25km耒阳至安仁S320公路从矿区外围通过，煤矿有15km简易

公路与S320相连，交通较方便；原煤外运条件较好（图1-1：矿井位置与交

通图）。

2地形地貌

南阳镇煤矿开采白沙矿区湘江井田二叠系龙潭组煤层。矿井范围内为低

2

山丘陵地形，矿区最高标高198nl最低标高100n）相对高差为98m

矿井开采范围内为低山丘陵地形，矿井开采范围地表无大的水体，只有

一些季节性山塘和小溪；水源是井田外温泉及山间潜水汇集而成。

4气象及地震情况

矿区地处亚热带湿热气候，气温变化较大，四季分明；年平均气温16.X

18.8C,最高气温为41.5C,最低气温为-7.7C;矿区范围内降雨量丰富，

最大降雨量1870.最小降雨量为960.%国全年降雨天多集中在4〜8月;

3

矿区主导风为西北风，最大风速为14.3n）小；区域地震烈度属五级，无需防

震设计。

二、主要自然灾害

矿井范围内最高洪水位在+110m以下，所有井口均在+114m以上，因此矿

井不受区域洪水威胁；矿井范围内地形较平坦，据调查和现场勘察，山体无

泥石流、滑破、岩崩等不良地质灾害；区域地震烈度属五级，无需防震设计。

通过上述分析，自然灾害对矿区无大的威胁，主要预防山洪暴发时山体滑坡。

三、工程建设性质

工程建设性质属技术改造和扩能。

四、井田开拓与开采

㈠、井田境界

根据湖南省国土资源厅湘采划发2010]0023批准的开采范围，调整后矿

井开采范围由4个拐点组成，开采深度为+120HL-50nl其拐点坐标见表1-1,

表1-1:矿井开采范围拐点坐标表

拐点编号XY开采标高

12915194.6338396381.24

22915194.6338396641.24

+12g—50m

32914714.6338396641.24

42914714.6338396341.24

㈡、矿井资源储量

根据批准矿井开采范围和资源储量报告提供的相关依据，经估算开采范

4

围内保有经济的基础储量（1225343.3kt,矿井工业资源储量343.3kt,设

计资源储量317.2kt,可采储量228.8kto

㈢、设计能力及服务年限

根据矿井设计可采储量、煤层赋存情况、开采技术条件和矿井现有技术

管理水平，矿井年生产能力确定为60k，经计算矿井服务年限为29a,

大于2.5a,符合规定要求。

㈣、井田开拓

1、井田开拓方式

技术改造前原采用斜井开拓方式；由于原主井在开采范围外，加之原主

井井筒断面不能满足升降人员的需要，为此，经技术比较在风井往南150m处

从地面新掘主井，技术改造后矿井仍采用斜井开拓方式。

么井筒数目、位置及用途

⑴、井筒数目

根据煤层赋存条件、开采技术条件、矿井井型、现有井筒况状；技术改

造后矿井保留一主和一风二个井筒，在风井以南150m处从地面新掘井筒做主

井，利用原风井做风井、原主井由于在矿界外报废不再利用；矿井开拓方式

详见附图：开拓方式平、剖面图。

⑵、井筒位置

主井（新掘）：井口坐标为：妥=291478。修38396410.2H42g坡度

28,长度为362n）落底标高为一5前

风井（原风井），井口坐标为：*=291493296¥=38396418.INZ4114.02,

5

坡度32,长度为206可落底标高为44.62m

⑶、井筒用途及装备

主井为全能井，担负矿井进风，煤炭提升、升降人员、管路和电缆敷设

兼安全出口等功能，采用砌罐支护,净宽为2.剑净高281n净断面积5.75成

井筒安装22kg/fn钢轨。

风井担负全矿井回风兼紧急情况下安全出口；采用砌帽支护，净宽为

2.为净高2.为净断面积4.32ni;在风井口安装2台同等能力的主扇及相

关设备，并安装防爆门、行人通道。

（井筒断面见附图、井筒特征见表1-2）o

表1-2:井筒特征表

井筒名称主井风井

井口X29147802914932.96

坐标Y383964103839641&12

(n)Z+120m+114.02m

方位180220

坡度2832

井筒长度362m206m

落底标高-50m+462m

井哪共领共

筒（净宽2如净高2触（净宽2为净高23d

料石砌帽料石砌帽

6

征钠辆5.75ni4.32d

进风、提煤、提研、下

主wt放材料、升降人员、管路及全矿回风兼安全出口

电缆敷设兼安全出口。

㈤、采区布置

根据煤层赋存情况、灾害程度和现有小煤矿管理水平，划分为1个采区,

即11采区，采区走向长度480m

11采区上起+5m煤层底板等高线，下至一50煤层底板等高线；南起井田

边界保安煤柱线，北至井田边界保安煤柱线；走向长480n）倾斜长80nl倾

角平均为30,地质储量286kt,可采储量228.8kt

根据煤层赋存条件和矿井开采技术条件，按煤层，先采8煤，再采9煤;

按倾向，自上而下依次回采；采区内采用后退式回采。

网、采煤工艺及主要设备

采8煤时采用分层开采，分层厚度2.ln）采9煤时一次采全高；采煤工

作面采用爆破落煤，工作面采用单体液压支柱配较接顶梁支护，全部陷落法

管理顶板；单体支柱型号为W2-^（H0aD¥l（r-3QZL00,较接顶梁型号为

咫内0&配套液压泵站选用XRB2B8Q^00,电机功率37BW电煤钻选用

NBZ1.2湿式电煤钻，工作面支架采用“见五回二”的走向棚布置方式控顶;

排、柱距均为0.如最大控顶距3.2n）最小控顶距1.6n）放顶步距1.囱］

工作面放顶采用人工放顶；工作面煤炭运输采用溜槽自溜运输，煤平巷、石

门采用矿车运输，人力推车。

（七）、建井工期

7

本设计投产一个采区和一个炮采工作面，新掘井巷1748nl施工时要求

各项工程尽可能平行作业，并一次建成；根据采掘工程量和现有生产布置，

矿方可组织三个岩巷掘进队同时进行施工；掘一队施工井巷为：主井--50

机电洞室；掘二队施工井巷为：70主石门—70底板运输巷-T0运输石门；

掘三队:回风上山一一50主石门；待形成采区通风系统后，再煤巷形成采煤工

作面生产系统；根据施工工程量和施工进度要求，井巷工程施工工期为6个

月，加施工准备1个月，安装调试1个月，总施工时间为8个月。

五、提升、通风、排水、压缩空气主要设备型号及参数

1、提升设备

主斜井经计算选用6x1.2型单筒提升绞车，其配套电机选用

立12F型电动机，电机额定功率110比主斜井绞车采用PLC电控设备，并

配备深度指示器、深度指示器失效保护、过卷开关、常用闸、紧急停车制动

装置、过速、过电流、松绳限速和欠电压保护装置；绞车配用20NTOX

74TC1670ZSGW%8型钢丝绳，每次提煤5车、提歼3车;提人时选用

XRC8-^6型斜巷人车，选用KFU).75-6型翻斗式矿车;绞车平均速度为

2.33n/s,年最大提升能力为1023kt.

JIP-L6XL2型单筒提升绞车主要技术参数：

滚筒直径氏160chm滚筒宽度B=120Qim

平均速度”=233n^最大静张力W45KN

减速比ig8

油444型斜巷人车主要技术参数：

8

其主要技术参数如下：每节乘人数：8人

最大牵引力：60KN最大行车速度：

巷道坡度：i=&30头车重量G尸1220kg

2,通风设备

技术改造后矿井采用分区式通风方式，通风方法为机械抽出式。

经计算：风井选用型通风机2台，其中1台工作，1

台备用，能满足矿井开采前期和后期通风要求；通风机房装备水柱计、电流

表、电压表、轴承温度计、直通电话。

谢H13轴流式通风机主要技术参数：

电动机为功率串22kw额定风量Q=11〜27",

额定风压P=H5-690Pa;效率8C%;

反风：可采用风机倒转反风，不需要设置专门的反风道。

工排水设备

矿井采用一级排水方式，在一50m设立水泵房，经计算，-50m水平排水泵

房设计选用3台D80-30X8型离心式水泵，配套电动机功率为55kw(660%

其中1台工作，1台备用和1台检修；排水管路设计二趟中108X5无缝钢管，

其中一趟工作，一趟备用、检修。

D8O-^OX8型离心式水泵主要技术参数：

额定流量OBni/h额定扬程氏240m

电动机功率455kw(660。水泵最大吸水高度不超过5m

4压缩空气设备

矿井在主井口设计地面空气压缩机站，采用集中供气方式，利用1台

KM0.5,型压风机，2台VEf，空压机，其中1台IG-10.5/7型压风机工

9

作，2台VF*7型压风机备用。主压气管路采用中89X4.5的无缝钢管；沿

主井敷设至各用风点。

LG-10.力空压机主要技术参数:

额定功率455kw风量Q=10.5niXnin,

气压Q=0.Wa,

空压机主要技术参数:

额定功率N=37kw风量86.OrrfXnin,

气压0=0.小P&

VFf/7空压机主要技术参数:

额定功率97kw风量0=6.OniXnin,

气压Q=0.WPa,

六、井上下主要运输设备

1、井上运输设备

因矿井井型小，井下原煤经绞车提升出井口后，采用人力推车至煤仓上

口，人力翻入煤坪后，用铲车装车即可，铲车型号为ZJ50型；原煤外运采

用汽车运输方式，矿车型号为KFUO.7A6型翻斗式矿车。

2井下运输设备

根据矿井开拓部署和运输距离，一30运输大巷采用轨道运输，人力推车，

矿车型号为KFUO.7A6型翻斗式矿车。

七、供电及通讯

1、供电

矿井采用双回路电源供电方式，主供电源来自盐沙35kV变电站，用@7

10

X50rmi架空线输送至矿，电压等级10kY供电距离为8颂备用电源来自泄

江工区6kV变电站，用iqj-^x5(W架空线输送至矿，电压等级6kY供电

距离为2km

主井井口变电所室外布置5台变压器，选用2台型号为KS-20QZ10

1(H.4kV200kWHKS-20(HM).4kV200kVA的变压器，中性点不接地，

供井下主排水泵和井下生产负荷用电；利用现有的2台ST0Q/101QX).4kV

400kWHSTOQ/6M).4kV400k\A的变压器，专供主井地面负荷用电；

另外设1台变压器型号为KS—5Q/101(H.69kV50kY\专供井下局扇负荷

用电。

2通讯

在矿调度室内设程控电话交换机，安装内设KU101型32门数字程控调

度机1台，作为全矿行政管理及生产调度总机，并设2台录音电话机，作为

生产指挥、重要会议等录音备查。

地面各主要机房、配电间、机修间、各区队部门均装设自动按键电话机；

井下车场、各主要机电碉室、回采面、掘进面等处则装设KIH8本质安全型自

动电话机。

工业场地内通讯干线，采用HW10X2X0.6通讯电缆与动力照明线路同

杆架设，局部加杆；分散用户如风井则架设镀锌铁线。

下井通信干线采用两根HJW20-10X2X0.8电缆经主平碉至各作业点，

用一根同型号通信电缆联络，以便当任一条电缆出现故障时，可迅速转接保

证井下主要电话用户的通信。

矿井安装2台对程控交换机，负责对外通信及电力调度通信，并接入本

11

地区电信系统，满足对外联络通信需要。

八、地面辅助生产系统

因井型小、原煤筛分资料不详，设计未考虑原煤筛分系统，采取人工拣

肝的措施来提高煤炭质量；煤炭主要用于动力和民用煤，其煤质基本上能满

足用户的要求，因此煤炭不再加工利用，直接用于外销原煤。

工业广场中设在主井，肝石出井后直接排至肝石山集中堆放，风井设抽

风机房及配套设施。

九、地面设施

主井地面工业广场建筑新建办公室、员工宿舍，矿灯房、自救器发放室、

澡堂、任务交待室、井口检身房、压风机房等生活设施均为单层建筑；设计

地面高位水池。建筑内墙采用石灰砂浆抹面，外墙采用水泥砂浆抹面，楼面

为水泥砂浆，地面为水泥地面，屋面采用高聚物性沥青卷材防水屋面，门窗

为木门木窗。

十、技术经济

1、投资构成

建设项目概算总投资为1109.9万元，矿井吨煤投资为185元/t;其中:

矿建工程费：4326万元，土建工程费164.1万元，机电设备及工器具购置

费336.4万元，工程设备安装费86.5万元，工程建设其他费用17.7万元，

工程预备费用72.6万元；资金来源均为自筹。

2成本分析

原煤直接成本构成为：吨煤材料30元，年材料费180万元；电力：吨煤

电耗23KM1,吨煤电费22元，年电费132.0万元；吨煤工资90元，年工资

12

540.0万元；吨煤福利费15元，年福利费90万元；吨煤井巷工程、维简费

10.5元，年井巷工程、维简费63.0万元；系统维修费吨煤6.5元，年维修

费39.0万元；吨煤安全费10元，年安全费60万元；吨煤其它支出30元，

年其它支出费180万元；合计吨煤直接成本214元，年直接成本支出1284万

JUO

4产值及利润分析

矿井年产量60kt,按该煤种目前市场销售价450元/t（不含税）计算，

矿井年销售收入2700万元。核减矿井年直接成本支出1284万元，则矿井所

得税前利润为1416万元，按所得税25%十，矿井税后利润为1062万元，吨煤

净利润17沅。

4投资回收期分析

矿井建设总投资H09.9万元，建设期8个月投产，当年达产。达产后矿

井年税后利润1062万元，达产后13个月可收回投资成本，加上基建期8个

月，矿井投资回收期为1年11个月。

工经济评价

从以上分析可以看出，该矿井不但自身经济效益好，每年能创利润1062

万元，而且社会效益也比较明显，每年可为国家和地方财政缴纳各种税费354

万元，同时可增加劳动就业岗位，为我省工农业生产作出一定的贡献。

13

第二章矿井开拓与开采

第一节煤层埋藏及开采条件

一、地质构造及特征

㈠、地层

矿井出露地层由新到老：第四系（Q、侏罗系下统茅仙岭组（J向及

二叠系上统龙潭组BDo

1、第四系（Q

分布在山坡、山麓、小溪、冲沟等低洼地带。主要为一套残积、坡积、

洪积、冲积物，以砂质粘土、亚粘土、砾石为主，残积、坡积物夹较多砂岩、

粉砂岩碎块，厚g7.5轴平均厚细与下伏地层均呈不整合接触。

2侏罗系下统茅仙岭组（工力

位于本矿井外围，分布较广。不整合于二叠系上统龙潭组之上，其岩性

以灰白色，中厚层状砂岩为主。

3.二叠系上统龙潭组（B1）

龙潭组地层总厚大于62削其岩性由砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、砂质

泥岩、泥岩及煤组成。根据岩性、含煤性、古生物等特征，以9煤层底板砂

岩为界，将其划为上、下两段。

二叠系上统龙潭组上段（BI2）

为井田内主要含煤地层，地层总厚大于413.60m其岩性由砂岩、粉砂

岩、泥质粉砂岩，砂质泥岩、泥岩及煤组成。一般含煤6层，最多可达8层,

自上而下，编号为1、Z区又&久&9煤层。其中&久&9煤层为

14

可采煤层，1、2区5煤层为局部可采或不可采煤层。煤层总厚7.3加含

煤系数为L16%可采煤层总厚5.34n）可采煤层含煤系数0.85%根据岩性,

含煤性、化石、结核和旋回结构，自上而下划分为：一煤组、薄层砂岩，二

煤组、-5煤组、上7煤组、h9煤组。，含煤情况由上而下分述如下：

⑴、1煤组，薄层砂岩、二煤组、上5煤组井田范围内大部分被侏罗系

下统茅仙岭砂岩所剥蚀，局部保存于深部，在此不作阐述。

⑵、7煤组：位于上段中部，厚32.26米，含煤2层，6煤位于本组

上部，7煤在本组下部。

①、6煤层：灰黑色，粉末状结构为主，煤层结构较简单，属较稳定

的可采煤层。厚Q3卜1.38n）平均0.73m

②、粉砂岩夹细砂岩：以深灰色粉砂岩、泥质粉砂岩为主，夹浅灰色

细砂岩，局部中细粒砂岩。含1〜2层极不稳定煤层。水平层理为主，局部透

镜状层理、双向交错层理。见气泡痕迹及水波纹构造，夹似层状菱铁质结核,

产少量植物化石。厚140443.00m平均26.46m

③、7煤层：黑色，粉末状为主，属结构较简单的不稳定局部可采煤

层，厚0~2.91nl平均0.62nj

④、7煤底板砂岩：浅灰色，薄到中厚层状，细粒结构为主，局部具

中细粒结构，层理复杂，以缓波状层理、直线型斜层理为主，次为水平层理,

见楔形及交错层理。坚硬，断口具油脂光泽。间夹深灰色线理状粉砂岩。厚

度在1.5g12.OOn之间，平均6.95m

⑶、-9煤组：位于上段下部，厚225.20米，含煤2层，主要由泥

岩、煤、砂质泥岩、粉砂岩、泥岩、细砂岩组成。

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①、泥岩：灰黑色、薄层状水平层理、致密、细腻、夹较多的似层状

菱铁质结核，产瓣腮类动物化石及植物化石碎片，厚50.68米。

②、8煤层：黑色或钢灰色，条痕为黑色，粉末状为主，次为鳞片状。

含肝石1〜3层，肝石厚度0.1N0.98米，成分由细砂岩、泥岩及砂质泥岩

组成。层位稳定，结构较复杂，属较稳定的可采煤层。一般厚0.34〜15.48

米，平均厚2.52米。

③、砂质泥岩：深灰色、灰黑色，薄至中厚层状，水平层理为主，间

夹有粉砂岩或浅灰色薄层状细砂岩。含1〜2层极不稳定的煤层，产瓣腮动物

化石及植物化石碎片。厚30.78米。

④、粉砂岩：灰黑色，深灰色，薄至中厚层状，缓波状层理，间夹有

砂质泥岩或浅灰色薄层状细砂岩。厚25.65米。

⑤、9煤层：黑色，粉末状及鳞片状。含肝石1层，肝石厚度0.38米，

成分为细砂岩。属结构简单不稳定的局部可采煤层。一般厚卜6.51米，平

均厚1.47米。

⑥、泥岩：灰黑色，薄层状，水平层理。含较丰富的瓣腮类动物化石。

厚56.78米。

⑦、细砂岩：灰绿色，中厚层状，薄状层理，俗称“托底砂岩”。泥质

胶结，成分以石英，长石为主，层面赋存较多的绿泥石。厚57.68米。为上、

下段分界砂岩。

二叠系上统龙潭组下段（BI1）

出露于井田东部边缘，大部分地段被侏罗系下统茅仙岭砂岩所侵蚀覆盖，

本段层厚大于216.2（h）岩性主要由粉砂岩、中细粒砂岩螺底砂岩）、粉细

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砂岩互层及砂质泥岩龟形结核泥岩）和极不稳定不可采煤层或煤线组成。

㈡、构造

本矿井位于郴耒煤田白沙向斜东翼，泗江井田中部，为一单斜构造。地

层走向南北，倾向向西，倾角3g60度，一般40度；本井田范围内褶曲构

造平缓，幅度小，对煤层开采无影响，在地表不明显；本井田范围内无断层

构造。

综上所述，矿井构造复杂程度应属简单类型。

二、煤层及煤质

㈠、煤层

8煤层煤厚变化不大，煤厚2.”5.勤平均415n）偶有夹石，夹石厚

度在0.1〜0.5nl之间，煤层结构较复杂。

9煤层煤厚变化较大，煤厚0.G2.8n）平均厚度1.65n）煤层结构较简

单，一般不夹肝。

㈡、煤质

1、煤的物理性质：

8煤层为黑色或钢灰色，粉末状为主，次为嶙片状，具弱金属光泽，以暗

煤为主，亮煤次之，质软，属暗亮型煤，视密度为1.50

9煤层为黑色，粉末及鳞片状，弱金属光泽，暗煤为主，多滑面、属暗

亮型煤，视密度为1.50

2煤的化学性质：根据资源储量报告，煤层各项化学分析指标见表2-1。

3.煤类及工业用途

根据煤质化验成果可以得出：&9煤属低灰、低硫、特高发热值优质

无烟煤；为良好的动力用煤及生活用煤，也可作化肥用煤。

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表2-1:原煤工业分析及煤质化验成果

煤层MidAdVdafStdQgr,d

号%%%(tzfH)

1.1g&14~0.5A27.71~

261~6.92

83.5822172.2633.021.50

5.38(12)

227(1。1299(100.73(13)31.22⑦

1.3X9.46-0.61〜

40g5.90

922815.631.1630.561.50

5.210)

1.94(5)12.12(5)0.77(5)

第二节矿井主要灾害及安全条件

一、瓦斯、煤尘与煤的自燃性

1、瓦斯

根据2008年度该矿的瓦斯鉴定报告和湖南省煤炭工业局文件相煤行

B00切第26号）文件，该矿为低瓦斯矿井，矿井相对CH涌出量为&641M

绝对CH涌出量为0.92ni/fnin,相对CD涌出量为6.711M矿井属低瓦斯矿

井。

2煤尘爆炸危险性

根据鉴定结果，该矿井煤尘无爆炸危险性。

区煤层自燃发火倾向性

根据鉴定结果，该矿井煤层为不易自燃。

4地温

据调查，该矿区属地温正常区，地温梯度小于SC/LOOn］在本矿区煤矿

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开采历史中从未发现地温异常点，故不会有地温异常现象。

二、煤层顶、底板条件

矿井主要可采煤层为&9煤层，顶、底板特性如下：

8煤层顶板为深灰色粉砂岩，层厚3.0U15.68n）平均9.96nl薄层状,

较致密，性脆，裂隙发育，据调查，顶板极易垮落，故属易冒落的I〜n级

顶板；底板一般为深灰色细砂岩，较致密坚硬，厚Q9&13.37米，平均厚

8.03米，据调查，底板无底鼓现象发生，较好管理。

9煤层顶板为深灰色粉砂岩，层厚0.9G22.7为平均12.6为薄层状,

较致密，性脆，裂隙发育，据调查，顶板极易垮落，故属易冒落的I〜□级

顶板；底板一般为深灰色细砂岩，较致密坚硬，据调查，底板无底鼓现象发

生，较好管理。

综上所述，矿井开采技术条件属中等类型。

三、水文地质条件

1、地表水体

南阳镇煤矿开采白沙矿区观江井田二叠系龙潭组煤层。矿井范围内为低

山丘陵地形，矿区最高标高1981n最低标高lOOn）标高相差9沏矿井开采

范围内地表无大的水体，只有一些季节性山塘和小溪。

2气象

矿区地处亚热带湿热气候，气温变化较大，四季分明；年平均气温16.”

18.8C,最高气温为41.5C,最低气温为一7.7C;矿区范围内降雨量丰富，

最大降雨量1870.9［皿最小降雨量为960.9［现全年降雨天多集中在4〜8月，

最大日降雨量227.2rmi矿区主导风为西北风，最大风速为143》；区域地

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震烈度属五级，无需防震设计。

区含水层与隔水层

煤系地层厚度大，富水性弱，其中粉砂岩、泥岩、砂质泥岩、中粒砂岩

为相对隔水层，矿井主要充水岩层为第四系。

区断层水

本区范围内构造复杂，褶曲不发育，无大的断层构造，对矿井开采无大

的影响，但开采中应预以注意。

工老窿水及采空区积水

本井田内有部分老窑开采，该矿井在泗江矿井内开采，无大的老窑积水,

综上所述，老窑水及采空区积水对矿井安全生产有一定的影响，生产过程中

应加以防范。

&矿井涌水量

通过上述分析，南阳镇煤矿矿井范围内无强含水地层，地表无大的水体,

矿坑充水主要来源为老窑水及砂岩裂隙水，大气降水是补给源；矿井水文地

质条件属简单〜中等类型。根据资源储量提供的矿井涌水量情况和矿井水害

类型，矿井正常涌水量为30dA最大涌水量为50ni/K

第三节矿井开拓系统

一、井筒

1、井筒设置及功能

根据煤层赋存条件、开采技术条件、矿井井型和现有井筒况状，技术改

造矿井保留一主和一风二个井筒，新掘主井做主井，利用原风井做风井，原

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主井由于在矿界以外，报废不再利用。

主井为全能井，担负矿井进风，煤炭提升、升降人员、管路和电缆敷设

兼安全出口等功能，风井担负全矿井回风兼紧急情况下安全出口。

Z工业场地工程地质条件

工业场地布置在低山丘陵上，地势较平缓，地表土层平均厚在如以内，

无陡山、河流、水库等，工程地质条件较好。

A保护煤柱设计

根据设计规范要求，矿井边界留设2伪1保安煤柱，井筒按“三下”采煤

标准留设了井筒保安煤柱。

4进、回风口的安全性

矿井设计二个安全出口，即主井和风井，主井进风、风井回风，符合规

定要求。

二、采区划分及开采顺序

根据煤层赋存情况、灾害程度和现有小煤矿管理水平，划分为1个采区,

即11采区，采区走向长度480nj

按煤层，先采8煤，再采9煤；采区内实行区段下行开采顺序，同一区

段实行后退式开采方式。

三、主要巷道布置

根据矿井开拓方案，新掘主井至一50,在书0布置甩车场与原70运输大

巷联通，另在一50布置底板上山至风井底，与风井形成完善的生产系统。

四、峻工投产标准

本设计投产一个采区和一个炮采工作面，新掘井巷1748nl并按设计完

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成主要设备和地面设施的建设；并进行试运转。

第四节采煤方法及采区巷道布置

一、采煤方法

1、采煤方法选择

矿井主采煤层为&9煤，煤层倾角3g6。，一般4。,8煤层煤厚

2.9~5.6n）平均厚度4.15n）9煤层煤厚0.6~28n）平均厚度1.65旧属缓

倾斜中厚煤层；相对瓦斯涌出量为&641M属低瓦斯矿井；煤尘无爆炸性,

煤层无自燃发火性倾向性；根据以上煤层赋存条件和开采技术特点，选择走

向长壁式采煤方法。

2回采工艺

采8煤时采用分层开采，分层厚度21nl采9煤时一次采全高；采煤工

作面采用爆破落煤，电煤钻选用m炉L2湿式电煤钻；工作面煤炭运输采用

溜槽自溜运输，煤平巷、石门采用矿车运输，人力推车。

«工作面顶板管理方式，支护材料选型

设计工作面采用走向长壁后退式采煤法，全部陷落法管理顶板。主要技

术参数为：回采工作面斜长5A70nl采用外注式单体液压支柱和钱接顶梁

支护顶板。

①、工作面顶板压力估算

Q=8xNkyXgCOSx

式中：Q--工作面顶板荷载，及少布；

8--相当于维持采高8倍岩柱的重量；

M-一采高，按矿井8煤采高2.In]

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g-重力加速度，9.8N4g

Y一—顶板岩石容重，矿井顶板为粉砂岩，容重取Q=265g/trf,

则Y=2.65X1(/kg4rio

a----煤层倾角,a=3(J；

则：Q=8X2.IX2.65XItfx9.8Xcos30=377.8(

②、单体液压支柱选型

按平均采高2ln)顶板压力为377.8Wdl,选外注式单体液压支柱和

0A8OQ/35O型钱接顶梁，所选单体液压支柱额定工作阻力300kN

支柱最大、最小工作高度计算：

HnajHvinajH)

Hnirrfvfnin—S.—b-a

式中：Hnax与Hnin—支柱的最大及最小高度；

Mmx与Mnin一矿井8煤层平均采高210n)

Q一顶板在最大控顶距处的平均最大下沉值，据同类矿井经验和矿井实

测值，取150nm

b一顶梁厚度，选用DIA系列钱接顶梁，4138nm

a一支柱的卸载高度，取50nm

经计算，Hnax与Hnin分别为1962nm1762rm)根据平均采高计算结

果，工作面选用D\22—30QZL00外注式单体液压支柱，考虑煤层厚度的变化

和工作面两巷超前支护，另配备W30Q/100型外注式单体液压支柱。

③、确定合理支护密度

合理支护密度可按下式计算：

〃=人

俨&式中：n一支护密度，根4T;

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R一支柱支护强度，377.8k^ii2;

R一支柱额定工作阻力，取300k«;

一支柱额定工作阻力实际利用系数，取0.85b

经计算，支柱支护密度为1.48根/V。

④、确定工作面柱排距

工作面采用@箍0叱50型钱接顶梁支护，排距与钱接顶梁长度相同，即

为0.8nl设计采用“三、五排”控顶，齐梁直线柱式布置。

柱距按下式计算：

N

n（N义％+F）

式中：加一排距，nj

N一工作面支柱排数，最小控顶距时压力最大，故取43;

n一支护密度，1.48根万；

b,一排距，bM）.

F一机道上方梁端至煤壁距离，取Q3m

经计算，支柱柱距L11可根据实际情况，取柱距为0.8m

⑤、根据上述计算，工作面采用单体液压支柱配钱接顶梁支护，全部陷

落法管理顶板；单体支柱型号为W2-^M0aDVUQ/100,较接顶梁型号

为HQJNOQ配套