岱庄煤矿下组煤延深设计

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目录

第一部分岱庄煤矿下组煤延深设计

1矿井概述............................................1

1.1矿井概况................................................1

1.2井田地质及煤层特征.....................................4

1.3井田开拓方式...........................................10

1.4矿井延深的必要性.......................................17

2开采范围与生产能力.................................20

2.1开采范围与储量........................................20

2.2生产能力与服务年限....................................20

3井田开拓...........................................22

3.1水平延深方案的选择.....................................22

3.2井筒及井底车场........................................36

3.3水平接续时的技术措施..................................42

4采区设计...........................................43

4.1采区地质特征..........................................43

4.2采区生产能力及服务年限................................49

4.3采煤方法及采区参数....................................50

4.4采区巷道布置..........................................54

4.5采区车场及碉室........................................66

4.6采煤工作面配备和生产能力验算..........................66

4.7采掘工作..............................................68

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5通风与安全.........................................79

5.1矿井通风...............................................79

5.2井下灾害预防..........................................85

6主要生产系统设备选型...............................94

6.1提升设备...............................................94

6.2通风设备..............................................99

6.3排水与供电设备........................................99

6.4压风与通信设备........................................101

7劳动定员及主要技术经济指标........................102

7.1劳动定员..............................................102

7.2主要技术经济指标......................................103

第二部分岱庄煤矿沿空留巷锚杆支护技术研究

1概述..............................................105

L1课题来源及研究意义.....................................105

L2国内外沿空留巷研究现状.................................106

2沿空留巷围岩运动及变形特征........................110

3锚杆支护技术研究..................................113

3.1锚杆支护适应沿空留巷围岩大变形........................113

3.2锚杆支护有利于切顶的机理..............................113

3.3工程应用..............................................114

3.4锚杆支护效果分析......................................116

4结论..............................................116

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参考文献............................................117

致谢..............................................120

附录................................................121

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岱庄煤矿下组煤延深设计

第一部分

岱庄煤矿下组煤

延深设计

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摘要

岱庄煤矿是淄博矿务局在济北矿区开发建设的第二对现代化矿井，位于

山东省济宁市北部。矿井主要可采煤层为3煤、16煤、17煤，主采3煤层。

随着主采煤层的资源枯竭，为了保证煤矿的正常生产，延长矿井服务年限,

取得最佳经济效益，决定进行上、下组煤的合理配采，开采二水平16、17

煤，对下组煤东翼区域进行开采设计。

本设计通过对岱庄煤矿井田地质及煤层特征的分析，依据现行井田开

采方法及煤层顶低底板地质条件，根据下组煤的开采范围，计算出下组煤

的储量、生产能力和服务年限，并对下组煤的井田开拓提出方案。

根据下组煤的实际情况，本设计对下组煤东翼区域进行设计，分析采

区地质条件，对采区提出合理的巷道布置方案，并对其进行工作面布置。

此外，根据通风条件，提出切实可行的技术安全措施，并对主要生产系统

进行选型计算。

关键词：延深设计、储量计算、生产能力、采区设计、矿井通风

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ABSTRACT

DaizhuangCoalMineisthesecondpairofmodernmediummineofZiBo

MiningGroup,whichcompletesintheJiNingareagoesintoproduction,

locatedinthenorthofliningofShandongProvince.Themaincoalseamofthe

shaftis3coaL16coaland17coal.Itminethethirdcoalseamatfirst.Asthe

mainresourceexhaustion,coalmine,inordertoguaranteethenormal

productionandextendtheservicelifeofmine,obtainthebestvaluefor

money,sowedecidedtoexploitthesecondlevel16,17coaLandcarriedout

the16,17eastwingareacoalheadquartersareadevelopingDesign.

Thedesignthroughconstructsthecoalminefieldgeologyandthecoalbed

characteristicanalysisofDaizhuang,thebasispresentwellfieldmethodof

exploitationandthecoalbedgoesagainstthelowledgerwallgeological

condition,accordingtoundergroupcoalminingscope,calculatesunderthe

groupcoalreserves,productivtyandtheservicelife.Andproposestheplanto

undergroupcoalwellfielddevelopment.

AccordingtotheCoalGroupoftheactualsituation,thisdesignforthe

nextgroupofcoalminingareaeastwingofthedesign,Analysisofthe

geologicalconditionsofminingarea,ontheroadwaylayoutreasonable

programme,andcarriesontheworkingfacelayout.Inaddition,underthe

ventilationconditions,thetechnicalandpracticalsafetymeasures,andthe

mainproductionsystemSelectioncalculation.

Keywords:Extensiondesign,reservecalculation,Productioncapacity,

miningareadesign,Mineventilation

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1矿井概述

1.1矿井概况

1.1.1矿井位置及交通

1）矿井地理位置

岱庄煤矿位于济宁煤田的北部，济宁市北郊，行政区划属山东省济宁

市任城区管辖。地理坐标为东经116。30,〜116。40，，北纬35。23,〜35。30）

2）交通状况

很发达。连接京沪、京九两大南北铁路干线的新（乡）〜苗（泽）〜兖（州）〜

石（臼港）铁路，从本矿井南部通过。由济宁市东行30km至兖州，与京

沪铁路相接，向西109km至荷泽站与京九铁路相接，苗泽至新乡190km

与京广铁路相连。济北矿区铁路专用线从本矿井中部通过，从兖州西站接

轨，煤炭铁路外运十分方便。327国道从矿区南部横贯东西，并与104国

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道相连，。著名的京杭大运河由北向南流经济宁市构成重要的水上运输要

道，河宽60〜80m,平均水深2m,全年除一、二月份因水浅不能通航

外，其余时间均可通航。根据水利交通部门规划，京杭运河将建成为南北

水上运输的主要航道。经疏通后年通过能力为2500万to交通位置见图

1.1所示。

1.1.2自然地理

1）地形地貌

本矿井内为冲积、湖积平原，地形平坦，地势呈东北高，而西南低，

地面标高为36.24〜42.94m,平均高程为39.25m,自然地形坡度为0.05%。

2）河流水系

矿井内河流稀少，水系不甚发育，仅有农灌排涝的跃进沟。矿井以东

有光府河，矿井以西有京杭大运河，均由北向南流入南阳湖。矿井以北有

一条人工分洪渠连接京杭大运河和光府河。汛期光府河的最高洪水位标高

为39.30m,最大流量为400n?/s（1964年9月1日），汛期京杭大运河的最

高洪水位标高为36.67m,最大流量626m3/s（1964年9月6日），枯水季节

河水减少甚至断流。矿井中心南距南阳湖20km,最高湖水位标高为

36.86m（1957年7月15日）。

3）气候状况

本矿区气候温和，属温带季风区海洋〜大陆性气候。据济宁气象站

1959年1月到1998年11月的观测资料：

气温：历年平均气温13.5℃,月平均最高气温34.3℃（1957年7月）,

日最高气温416c（I960年6月21日），月平均最低气温一9.8℃（1963

年1月），日最低气温一19.4℃（1964年2月18日），多年来最低平均气温

月为1月，平均最高气温月为7月。

雨量：年平均降雨量688.86mm,年最大降雨量为1186nlm（1964年）,

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年最小降雨量为441.9mm（1966年），日最大降雨量177.1mm（1965年7月

9日），降雨多集中于每年的7、8月份。一般春季雨量少，时有春旱。年

平均蒸发量1814.1mm,年最大蒸发量2228.2mm（1960年），年最低蒸发

量1493.0mm（1984年）。

风向、积雪厚度及冻土深度：春夏两季多东及东南风，冬季多西北风,

最大风力＞8级，平均风速为2.3m/s。历年最大积雪厚度0.15m,最大冻

土深度0.31m。

4）自然地震

根据国家地震局、建设部震发办[1992]160号文”关于发布《中国地

震烈度区图（1990）》和《中国地震烈度区图（1990）》使用规定的通知”，济

宁市任城区地震烈度为7度。

1.1.3矿区建设及规划概况

本区地处滨湖冲积平原，南部频临南阳湖，土地肥沃，村庄稠密，农、

副、渔业生产十分发达。济宁市座落在煤田之内，是本区政治、经济、文

化的中心。

济北矿区为一新建矿区，位于济宁煤田兖（州）-新（乡）铁路以北，系济

宁煤田的一部分。1991年能源部736号文批复济（宁）北矿区作为淄博矿区

的接替矿区。1993年2月由济南设计研究院完成了矿区总体可行性研究

报告。矿区范围东沿孙氏店断层，西至嘉祥断层，南起兖新铁路，北至

17号煤层露头。东西长17〜24km,南北宽12〜20km,总面积为322km2,

总煤炭地质储量2090Mto矿区规划有6对矿井，总生产规模7.65Mt/a。

其中，国有煤矿四对：许厂1.5Mt/a；笛庄L5Mt/a；唐口3.0Mt/a；葛亭

0.60Mt/a；地方煤矿两对：运河0.60Mt/a；何岗0.45Mt/a。

矿区隶属淄博矿业（集团）公司，该局自1953年建局以来已有六十余

年的生产建设经验，这将有利于本矿区的开发建设。

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本矿区东部为已建成的充州矿区，南部为济东矿区，设计规模年产

9.0Mto上述两矿区地质条件与本区相似，为本矿井开发建设提供了宝贵

的经验。

1.1.4电源、水源及建筑材料

1）电源

本区有大型火力发电厂两座，其中济宁电厂位于济宁市西郊，处于本

煤田范围内，装机总容量300Mw；邹县电厂位于矿区东南约60m,第一

期装机容量1200MW,4台300Mw机组已投入运行，第二期1200MW扩

建工程已开工，两电厂发电量可满足本区用电负荷的需要。

矿区总体初步确定本矿井电源以llOkv线路取自济宁东北郊220kv

变电所，电压为220/U0/35kv规模为2台15MVA的变压器，矿井电源是

切实可靠的。

2）水源

本区水源可靠，水量丰富，可供矿井选择的水源有第四系冲积层砂层

水和煤层露头附近的奥灰水。其中第四系砂层水分布面广，水量丰富，水

质符合饮用水标准,能够满足矿井生产和生活用水需要;奥灰水水量丰富，

但矿化度高，可作为生产用水。

3）建筑材料

矿井建设所需材料，除钢材、木材及部分水泥需国家调拨外，其余砖、

瓦、砂、石等土产材料，均可由当地供给。

综上所述，本矿区交通方便，电源和水源充足可靠，土产材料易于解

决。同时有邻近矿井的建设生产经验，矿井建设的外部条件是优越的。

1.2井田地质及煤层特征

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1.2.1井田边界

岱庄井田位于济宁煤田的北部，济宁市北郊，行政区划属山东省济

宁市任城区管辖。地理坐标为东经116。30，~116。40，，北纬35。23,〜35。30,

主井井口坐标经距39460339.449,纬距3925754.59。主井井口标高

+40.60mo

岱庄煤矿矿井范围，北起17煤层露头，南到济宁市城市规划边界线，

西起济宁断层与唐口煤矿相毗邻，东北部与何岗煤矿以8-13和A8-10

号钻孔地面坐标联线及延长线分界，东南部以八里铺断层与许厂煤矿相

邻，南北长约7.2km,东西宽约9km。原岱庄井田精查勘探面积116km

《岱庄煤矿采矿许可证》批准的矿井开采范围较精查勘探范围缩小，东北

部缩至精查时的第8勘探线，南部将济宁市区压煤划出，矿井面积

65.62km2o

1.2.2地层条件

1）矿井地层

本矿井地层区划属华北地层区鲁西南分区济宁小区，采区矿井内地层

包括中、下奥陶统，中石炭统本溪组、上石炭统太原组、下二迭统山西组、

下石盒子组，上二迭统上石盒子组，上侏罗统蒙阴组及第四系。属全隐蔽

的华北型石炭二迭纪煤田，煤系以中奥陶统为基底。

2）含煤地层及含煤性

本矿井含煤地层为下二迭统山西组、石炭系上统太原组和中统本溪

组。其中本溪组仅局部赋存薄煤2层，无经济可采价值，故不详述。山西

组和太原组为主要含煤地层，平均总厚240.56m,共含煤27层（2〜18下

煤层），煤层平均总厚为15.10m,含煤系数为6.28%；其中可采及局部可

采者共7层（3上1、3上、3下、6、15上、16、17）,平均总厚8.40m,可采煤

层的含煤系数为3.49%；其中主要可采煤层为3上、16和17煤层，平均

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总厚4.99m,占可采煤层总厚的59.4%；主要可采煤层中又以3上煤层厚

度较大且稳定，在可采范围内平均厚度达2.64m,且埋藏较浅，储量丰富，

开采条件相对较简单，是本矿井的首采、主采煤层。其中16、17煤层全

矿井稳定可采，为本次设计所采煤层。

1.2.3煤层及煤质特征

1)煤层

表1.1可采煤层特征一览表

煤层夹石

煤层厚度(m)

煤厚夹肝最

可采煤层可采性主要

最小〜最大变异稳定性结构层数大厚度

指数岩性

平均系数(m)

0〜1.80

3hi108.3%15.53%不稳定简单0〜10.52泥岩

0.42

0-4.99泥岩

全矿井69.59%62.15%较稳定较简单0〜40.60

2.03粉砂岩

3±

1.017.99泥岩

首采区40.21%98.33%较稳定较简单0〜40.60

2.60粉砂岩

。〜6.25

3s153.1%22.39%不稳定较简单0〜30.59泥岩

0.82

。〜0.92

619.95%28.64%不稳定简单0

0.63

07.76

15上36.87%22.45%不稳定简单0〜10.40泥岩

0.58

0.75-2.87炭质砂岩

1627.12%99.30%稳定复杂0〜40.43

1.70泥岩

0.38-1.73

1717.74%95.80%稳定简单0〜20.36泥岩

0.95

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本矿井含可采及局部可采煤层共7层，其中3上1、3卜、6、15上煤层

为局部可采煤层，3上、16、17煤层为主采煤层。各煤层的厚度、结构及

稳定性见可采煤层一览表表1.1所示。现分述如下：

(1)3上煤层

位于山西组的上部，煤层纯煤厚为0〜4.99m,全矿井平均纯煤厚

2.03m,可采范围内平均厚2.66,可采面积为43.3knA煤层主要赋存于

第15勘探线以西，以东由于沉缺和冲刷，造成大片的无煤区，仅个别钻

孔零星可采。

(2)16煤层

位于太原组的中下部，是本矿井的主要可采煤层，属稳定煤层。下距

17煤一般在6m左右。除断缺、断薄点外，其余见煤点均可采，煤层厚

度为0.75〜2.87m,平均厚度1.70m,纯煤厚1.33m。

岩性岩性柱状厚度

泥岩____111_0.85

1111

十下灰5.13

1公Jpy*17H

泥岩11112.07

细砂岩———后0.13

十一灰2.10

17煤0.95

泥岩2.52

粉砂岩0.1

18煤3.91

图1.2煤层综合柱状图

(3)17煤层

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位于太原组中下部，上距16煤层0.71〜12.92m,平均5.88m,下距

奥灰平均42m。该煤层属较稳定〜稳定煤层，煤层厚度为0.38〜1.73m,

一般在0.80〜1.10m,平均0.95m。煤层综合柱状图见图1.2所示。

2）煤质

（1）煤的物理性质

本矿井各可采煤层均为黑色、深黑色，黑褐、褐黑条痕色的软〜中等

坚硬煤层。煤的硬度（坚固性系数）平均1.40,山西组煤层硬度大于太原组

煤层，煤的最大硬度达1.90（3上煤层），各煤层的物性特征见表1.2所示。

表1.2各煤层的物性特征表

光泽平均硬度真密度视密度断口裂隙

煤

3上1弱玻璃、沥青1.421.38平坦状、参差状较发育

3上弱玻璃、沥青1.421.431.37平坦状、参差状较发育

3下弱玻璃、沥青0.931.391.35平坦状、参差状发育

6玻璃、沥青1.731.391.34参差状发育

15上玻璃、沥青1.34阶梯状发育

16玻璃1.351.31阶梯状、贝壳状发育

17玻璃1.501.30贝壳状、阶梯状发育

1.2.4井田地质构造

本井田在区域构造上处于南北向的济宁地堑构造内，属于滋阳背斜的

南翼，兖州济宁向斜的北翼。构造属中等，局部偏复杂。

矿井内以北东向宽缓褶曲为主，向西南倾伏，地层走向一般为北东

30°〜60°,倾向东南，局部呈北北东〜北西走向。地层倾角一般为3〜

8°o褶曲可明显的分为三组：北东向褶曲、近南北向褶曲和东西向褶曲。

矿井内落差大于20m的断层20条，按对其控制程度可分为查明、基

本查明、初步控制三个等级。各断层控制程度及特征详见表L3所示。

1.2.5水文地质条件

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矿井水文地质类型上组煤为裂隙类简单〜中等型，下组煤为岩溶裂隙

类复杂型。

表1.3各断层控制程度及特征表

产状区内延展

序控制落差

号断层名称性质长度

程度走向倾角倾向(m)

(m)

中部及北

1八里铺断层正NS-NE70°W~NW45-1206500

部查明

20-6孔以

2八里铺西断层正NS-NE70°NW〜SW0-605400

北查明

3济宁断层正基本查明NW-NS70°-80°W40-3908000

NE

4庄头断层正查明73°NW0-655300

40°-60°

NE

5庄头支断层正查明63°-73°NW0-355000

30°-60°

NE

6庄头二断层正查明70°-78°NW0-959000

30°-60°

NE

7史庄断层正中部查明70°SW0-222050

30°-60°

西南部查NE

8五里屯断层正70°-76°NW0-452500

明45°-60°

1)地表水情况

井田地面除矿井排水所用的跃进沟外，无其他地表水系，且地表水和

下组煤开采无水力联系。

2)含水层及隔水层

井田内第四系由含水层和隔水层间隔组成，除第四系外主要含水层有

3煤顶底板砂岩为含水层，三灰含水层、十下灰含水层、奥灰含水层。隔

水层主要有上、下石盒子组隔水层，17煤至奥灰顶界压盖隔水层。

地质报告矿井正常涌水量320nl3/h,最大涌水量521.65m3/h,2005

年实际正常涌水量470.4m3/h,实际最大涌水量585.5m3/ho

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1.2.6瓦斯及煤尘

1)瓦斯

根据地质报告煤层瓦斯含量化验结果，3上煤瓦斯含量0.11cm3/g.燃，

16煤瓦斯含量0.06cm3/g.燃，17煤瓦斯含量0.08cm3/g.燃，矿井开采3上

煤过程中为低瓦斯矿井，2002年鉴定结果，瓦斯相对涌出量0.304m3/t,

绝对涌出量L881m3/min,结合兖州矿区开采下组煤矿井的瓦斯情况，确

定矿井开采下组煤仍为低瓦斯矿井。

2)煤尘

矿井内各煤层的火焰长度均大于250mm,扑灭火焰的岩粉量在60~

90%之间，可燃基挥发分一般都大于37%,灰分均小于15%,根据挥发分

(Vdaf)和固定碳(FCd)计算的煤尘爆炸性指数，山西组煤层为42.58%,太

原组煤层为47.33%o故各煤层均有煤尘爆炸危险性，在矿井建设中，为

了防止煤尘飞扬悬浮，必须适当限制风速，必要时采取通风、洒水等有效

措施，预防煤尘爆炸。

3)煤的自燃

矿井内各煤层的原样着火温度在329〜338℃之间。还原样与氧化样

的着火点之差(AT)在12〜23℃之间，从不自燃到很容易自燃均有，但以

较容易自燃为主。因此，在矿井生产及开采过程中，为确保生产安全，集

中运输大巷和总回风巷等巷道最好布置在岩层内，若通过煤层时必须砌

护，对采空区也必须灌浆，必要时可考虑水采，以防煤的自燃。

1.3井田开拓方式

1.3.1井田开拓方式

岱庄煤矿采用竖井分水平开拓，中央并列式通风方式。一水平集中开

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采上组煤，在工业广场内布置主、副、风三个井筒，水平标高-410m。

1.3.2开采水平的数目与位置

按照矿井总的开发部署，全矿井分两个水平开拓。

-410m水平，即现生产水平，主采3上煤层，煤厚2.5m,3下煤层局

部可采，一次采全高，全部跨落法管理顶板。上组煤3上煤层及3下煤层

开拓巷道已基本完成，采用立井单水平开拓，水平标高-410m。整个矿井

以井底车场为界分为东、西两翼，分别布置水平大巷及上、下山开拓。

-580水平，主采16、17煤层，开采下组煤时，首采庄头、史庄断层

之间块段。

1.3.3井筒

1）井筒形式及数目

根据本矿井的设计生产能力、开拓布局及排水、通风方式等因素，本

矿井在工业广场地内布置主井、副井、风井三个立井井筒。

2）井筒位置

矿井主井、副井、风井井筒基本成一线，布置于同一场地，三个井筒

地面标高均为+40.6m,井底水平均为-410m。副井有20nl仰井，装载水平

为-338m,采用全抬高形式。

3）井筒断面及装备

（1）主井

采用立井12t多绳箕斗提煤，提升高度432.1m,井筒直径净4.5m,

型号JKMD-3.5X4（IIDE落地式多绳摩擦式提升机,绳衬摩擦系数0.23,

电动机ZKTD250/45—P1300KW,48rpm,低速直联直流电动机，最大提

升速度8.79m/s,每个提升循环95s。采用玻璃钢复合材料罐道梁及罐道、

罐道端面布置，树脂锚杆固定罐道梁托架。井筒内设有通信、控制、信号

电缆，其断面图见图1.3。

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(2)副井

米用双层四车罐笼作辅助提升，布置一套提升设备，其中一个L5t

双层四车多绳提升窄罐笼，另一个为L5t矿车双层四车多绳提升宽罐笼,

提

升

中

心

线

拴制.信号电毋

950

2%

冻结段

图1.3主井井筒断面图

提升高度450.6m,井筒净直径6.5m,安装JKMD—3.5X4(III)E落地

式多绳摩擦式提升机，ZKTD250/45—P1300kW,48rpm,直联直流电动

机，最大提升速度8.79m/So采用玻璃钢复合材料罐道，树脂锚杆固定悬

臂梁托架。井筒内设有6m层间距梯子间，三趟排水管、一趟洒水管、一

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岱庄煤矿下组煤延深设计

趟压风管，动力电缆及通信，信号电缆。该井筒担负提升肝石、升降人员

及设备、下放材料，并兼作进风井，其断面图见图1.4o

洒水管"59

压风管«»

监拉用信信号电缆

，.5f双层4车转笼

L221="00

基岩忌

Jli_j

±5350

A5290

/&

C221=4700

9

f.5t双层4车宽健解

动力电缆

图L4副井井筒断面图

（3）风井井筒

风井净直径5.0m,是本矿井的专用回风井，布置有4m层间距井壁

吊挂式玻璃钢梯子间和一趟防火灌浆管路，并设有安全出口，断面图见图

1.5所示。

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岱庄煤矿下组煤延深设计

井

筒

中

心

线

冻

结段

图1.5风井井筒断面图

1.3.4井底车场

1）井底车场形式的选择

按上述原则，根据矿井开拓方式，主、副、风三井筒相对位置，大巷

运输方及工业场地布置要求，确定采用卧式环形车场，整个车场布置在3

上煤层顶板岩石中。

2）调车方式

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岱庄煤矿下组煤延深设计

北、西、东翼肝石列车经各车场进入调车线，进入副井井底车场。井

底车场线路见图1.6o

西水仓”一

L东水仓

图1.6井底车场线路图

1.3.5井田开采程序'回采方法、主要生产系统

1）井田开采程序

根据本矿井煤层赋存特点和开拓部署，本着合理开采、简化工艺、有

利接续的原则，上组煤共划分为北翼采区、西翼采区、东翼采区、南一采

区和南二采区5个采区。

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岱庄煤矿下组煤延深设计

开采顺序按由近而远，先上后下的顺序进行，前期首先开采中、浅

部条件较好采区，然后接续东翼采区和深部南一、南二采区。前期主要

开采上组煤，后期开采下组煤。下组煤首采区为庄头、史庄断层之间，

延深暗斜井以北，12勘探线以南的块段，开采顺序为先采16煤，然后开

采17煤。

2）回采方法

矿井采用长、短壁结合，上、下结合的综合开采体系采煤法。非压煤

区用长壁综采一次采全高采煤方法，村庄下压煤采用条带短壁综采一次采

全高采煤方法，全部垮落法管理顶板。2006年6月，初步实验性采用置

换开采方法。

采煤工作面综合机械采用倾斜长、短壁后退式布置，采煤机沿煤层顶

板回采，割平顶、底板，随工作面煤层厚度的变化及时调整采高，采高控

制在2.3〜3m之间，在确保安全的前提下，保证煤炭回收率95%以上。

在工作面过断层及破碎带等地质构造时，如果顶板托不住，可采取局部托

顶煤回采的方式控制顶板，托顶煤的厚度根据现场实际情况而定，但不得

超过0.3m,同时采用注水的方式对留顶煤地段支架后垮落煤块（粉）进

行充分湿润，防止煤层自然发火，并及时补充施工安全技术措施。在正常

情况下严禁随意留设顶、底煤和设计外的煤柱。

3）主要生产系统

（1）运煤系统

采区工作面破落的煤一区段运输巷一采区运输上山一采区煤仓一采

区车场一运输大巷一井底车场煤仓一主井一地面。

（2）通风系统

新鲜风流一副井一井底车场一轨道大巷一采区轨道上山一采区车场

一区段运输巷一采煤工作面；污风一区段回风巷一采区回风（运输）上山

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岱庄煤矿下组煤延深设计

一运输大巷一井底车场一风井一地面。

(3)运料排肝系统

采煤工作面所需材料一副井一井底车场一轨道大巷一轨道上山一采

区车场一采区轨道上山一区段回风平巷一采煤工作面;采煤工作面回收的

材料设备和掘进工作面，运出的肝石，用矿车经由运料系统相反的方向运

至地面。

(4)排水系统

排水系统一般与进风风流方向相反，采煤工作面一区段运输平巷一采

区上山一采区车场一运输大巷等巷道一侧的水沟一井底车场水仓一地面。

1.4矿井延深的必要性

1.4.1下组煤延深的必要性

矿井一410水平，主采3上煤层，3下煤层局部可采，由于近年来矿

井产量大幅度提高，济宁市区发展压煤导致矿井上组煤服务年限大大缩

短。从2010年矿井3上煤将全部为村下条带开采。针对矿井现状，必须

开采下组煤，厚薄煤层配采，取得最佳综合效益，根据集团公司决策及岱

庄煤矿3上煤开采的接续情况，尽快完成延深工程，开采下组煤。

1.4.2勘探地质情况

本井田在开采面积65.62km2范围内进行了普查、详查和精查，各勘

探阶段，施工钻孔236个，抽水试验39次，施工专门水文孔4个，地震

勘探线施工71条，测线长316.32km,物理点H824个，同时完成了相应

的测量、测井、水文地质调查及采样测试工作，各勘探阶段钻孔布置符合

当时有关规范，重点突出，地震测线网距合适。各种勘探手段相结合综合

对比，勘探精度较高，通过上述各阶段的综合勘探，对井田内主要构造形

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岱庄煤矿下组煤延深设计

态、主要褶曲和断层基本情况基本查明，特别是对3上煤首采区严密控制

煤层底板起伏变化，查清了落差大于10m的断层。圈定了3上、3下煤

层的赋存边界，对3煤层露头边界及冲刷边界解释可靠，提高了对16煤

层的控制程度，通过专门水文勘探，确定了开采上组煤的正常和最大涌水

量，与实际涌水量比较一致，对实际揭露的地质构造比较吻合，对奥灰进

行了大经孔抽水实验，特别是对首采区进行了三维地震勘探，控制了首采

区内新生界地层的厚度变化，查明了主采煤层的埋藏深度和起伏形态，查

明了落差＞5m的断层和次一级褶曲情况，为矿井合理开拓、安全生产提

供了保障。

1.4.3设计依据

本设计的依据有：

（1）《岱庄煤矿精查地质报告》；

（2）《岱庄煤矿建井地质报告》；

（3）《岱庄煤矿矿井初步设计》；

（4）《岱庄煤矿H60采区地质说明书》；

（5）岱庄煤矿3上煤层开采矿压观测资料；

（6）《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》。

1.4.4设计遵循的原则

本方案设计遵循了以下原则：

（1）严格贯彻执行国家有关安全技术政策。

（2）积极采用国、内外先进技术经验。

（3）保证安全上可靠、经济上合理，技术上先进。

（4）开采16煤采煤设备选用开采3上煤层薄煤区的较薄煤层综采设

备。其它设备的选型尽量选用矿井开采3上煤正在使用、使用效果较好的

设备。

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岱庄煤矿下组煤延深设计

（5）巷道支护方式基本采用矿井现有的支护方式。

（6）巷道布置尽量降低掘进工程量，多掘煤巷，少掘岩巷。

（7）合理确定采区主要巷道布置，提高煤炭资源回采率，减少煤炭

损失。

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岱庄煤矿下组煤延深设计

2开采范围与生产能力

2.1开采范围与储量

2.1.1延深水平的境界、尺寸及面积

按照《岱庄矿采矿许可证》规定的下组煤开采范围，由27个坐标拐点圈

定。开采范围北起17煤层露头，南到济宁市规划边界线，西起济宁断层

与唐口矿井相毗邻，东北部与何岗井田以8-13和A8-10号钻孔地面坐标

联线及延长线分界，东南部以八里铺断层与许厂矿相邻，南北长7.2km,

东西宽9km,矿井开采面积65.62km2o

2.1.2延深水平的井田储量

下组煤储量计算按建井地质报告所提16、17煤层储量计算图进行计

算，计算将济宁市重新规划压煤去掉，下组煤地质储量13623.9万t,下

组煤可采储量6812万t；16煤地质储量8078.8万t,16煤可采储量4039.4

万t；17煤地质储量5545.1万t,17煤可采储量2772.6万t。

2.2生产能力与服务年限

2.2.1矿井工作制度

根据煤炭工业技术政策和设计规范，矿井采用“三八制”循环作业制

度，年实际工作日数330d,采煤每天三班生产，主井日提升时间18h。

2.2.2矿井生产能力

下组煤开采初期按与3上煤配采考虑，后期因3上煤生产能力将降低,

下组煤将成为矿井主采煤层。根据下组煤和3上煤硫分情况，按硫分符合

环保要求不超过1%,3上煤与下组煤应按3：1进行配煤，现有矿井年生

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岱庄煤矿下组煤延深设计

产能力为325万t/a左右，矿井核定生产能力为320万t/a,主井提升已基

本满负荷运转，下组煤开采后，矿井3上煤生产能力适当降低，矿井总生

产能力基本不变，按此原则确定下组煤开采设计生产能力16煤层为200

万t/a,17煤层为100万t/a。

2.2.3服务年限

下组为煤服务年限按16煤生产能力200万t/a,17煤生产能力100

万t/a计算。

(2.1)

式中T一服务年限；

Z—可采储量，16煤4039.4万t,17煤2772.6万t；

A—年生产能力，16煤200万t/a,17煤100万t/a；

K一储量备用系数，取1.3。

丁_4039.4+2772.6

=26.2(a)

~~300x1.3~

故下组煤服务年限为26.2年。

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岱庄煤矿下组煤延深设计

3井田开拓

3.1水平延深方案的选择

3.1.1井田内划分及开采顺序

根据井田内下组煤的赋存条件及井田内的地质构造情况，本设计部分

下组煤开采划分为以下五个采区：

以12勘探线为界，12勘探线以北至庄头断层为一采区；自拟布置的

延深暗斜井煤柱至12勘探线，庄头、史庄断层之间为二采区；庄头断层

与庄头支断层间，20勘探线以东为三采区；史庄断层以东，12勘探线以

南，史庄断层与八里铺西断层之间块段为四采区；12勘探线与八里铺西

断层以南至井田边界为五采区。整个下组煤块段之间的开采顺序为二采

区，一采区，三采区，四采区，五采区。

3.1.1延深方案的提出

1）开拓方案一（-580m水平暗斜井延深布置）

从东翼轨道大巷向前布置顶车场后沿方位角118°布置16°东翼延深

轨道暗斜井至一580m,然后布置底车场和一段大巷后接近史庄断层，沿

-580m水平布置一580轨道大巷，见17煤后沿17煤底板布置，根据区域

等高线方向，其方向基本平行于史庄断层，在见17煤前与大巷垂直布置

两条上山开采庄头，史庄断层之间下组煤。

从东翼胶带大巷向前掘进建煤仓，煤仓高度25m,直径6m,煤仓顶

—380.7m。从煤仓顶与轨道暗斜井平行布置80m平巷，然后布置16°东

翼延深胶带暗斜井至一575m,沿一575m水平布置一段水平大巷接近史庄

断层，然后与轨道大巷平行水平布置一580胶带大巷，胶带与轨道大巷