【正文】 城郊煤礦一采區(qū)擴大采區(qū)設(shè)計說明書 1 第一章 礦井概況 城郊煤礦原設(shè)計生產(chǎn)能力為 240 萬噸 /年，經(jīng)過兩次技術(shù)改造， 2020 年核定生產(chǎn)能力為 500 萬噸 /年 。 一 、 開采一采區(qū)擴大采區(qū)的必要性 （一） 就城郊煤礦目前生產(chǎn)布局來看，礦井東翼和東南翼可供綜采的儲量不多，合計 365 萬噸，不能滿足 2 年的生產(chǎn)需要，因此 有必要加快對一采區(qū)擴大采區(qū)的設(shè)計開采。 （二） 由于十采區(qū)輔助采區(qū)的地質(zhì)條件復(fù)雜并且施工管理難度大，難以保證接替，擬暫停該區(qū)域 21005 工作面的施工。作為一個回采接替單元，若去掉后首先考慮增加其它接替單元的單產(chǎn)水平，但從 2020 年接替中可以看出，其 它幾個回采單元的接替面圈出時間均不寬松，因此必須再找一個能替代 21005 工作面的綜采工作面，否則將不能滿足接替要求。 （三） 二 水平東翼受主煤流運輸限制，只能滿足一個或一個半接替單元生產(chǎn)，無法滿足 2 個接替單元開采需要，因此需要在老采區(qū)考慮一個替代面。 （四） 永城市規(guī)劃東大營、杜園、三臺閣位置作為“日月湖”的開發(fā)范圍，西大營附近準(zhǔn)備規(guī)劃建設(shè)住宅小區(qū)。此處是一采區(qū)擴大采區(qū)地表對應(yīng)范圍，我礦若后期再 對此處 進行回采，勢必會造成新建的地面建筑塌陷。 （五） 一采區(qū)擴大采區(qū)位于東翼膠帶大巷的南側(cè)，擬利用東翼膠帶大巷和東翼軌 道大巷形成生產(chǎn)系統(tǒng)， 系統(tǒng)簡單 ， 巷道工程量小、工期短，接替快，是緩解礦井采區(qū)接續(xù)緊張的有效途徑。 城郊煤礦一采區(qū)擴大采區(qū)設(shè)計說明書 2 第二章 一采區(qū)擴大采區(qū)概況 第一節(jié) 采區(qū)位置及范圍、儲量 一、 采區(qū)位置及范圍 一采區(qū)擴大采區(qū)位于城郊煤礦東部，東為東南翼膠帶 大巷 、 東南翼 軌道 大 巷保護煤柱；西為老城保護煤柱；南為 21011 工作面采空區(qū)；北為東翼膠帶大巷、東翼軌道大巷保護煤柱。采區(qū)上限標(biāo)高為 350m，下限標(biāo)高為410m，地面標(biāo)高 +～ +，采區(qū)走向長 1076m，傾向長 428m，面積 萬 m2，地質(zhì)儲量 萬噸，可采儲量 萬噸。 二、 地面情況及受生產(chǎn)影響程度 （一） 地面建筑、設(shè)施等 采區(qū)范圍內(nèi)地面村莊較多，有東大營、西大營、三臺閣、杜園和 311國道等。 （二） 地形（地貌、地層出露情況） 區(qū)內(nèi)地形平緩，地面標(biāo)高為 +~+， 地表均為第四紀(jì)黃土層覆蓋。 （三） 水系及地面水范圍 采區(qū)東南有東大營采空區(qū)塌陷積水。 （四） 采掘影響及破壞程度 工作面回采后，地面出現(xiàn)塌陷區(qū)，對地面建筑造成一定破壞。 三、 采區(qū)儲量 一采區(qū)擴大采區(qū)開采二 2煤層，地質(zhì)儲量 萬噸，可采儲量 城郊煤礦一采區(qū)擴大采區(qū)設(shè)計說明書 3 萬噸 。 四、 采區(qū) 回采后 對大巷的影響 根據(jù) 回采后 巖石移動規(guī)律和一采區(qū)擴大采區(qū)周圍 回采動壓影響范圍 的實踐 經(jīng)驗 得出 ：當(dāng)煤層與大巷在同一層位時，動壓影響范圍為 60～ 100m；當(dāng)煤層在大巷下面時，大巷的保護范圍還要在動壓影響范圍的基礎(chǔ)上增加巖石移動 的 影響范圍 （巖石移動角按照 72176。計算 ） ；當(dāng)煤層在大巷上面時，回采 的動壓影響范圍會縮小，與 大巷 離得越遠， 對大巷的 影響范圍越小。一采區(qū)擴大采區(qū)外部 大體 位于東南翼 膠帶 大巷 同層位，位于東南翼軌道大巷的上面約 10m； 里部位于東南翼大巷下面約 40m，因此確定 一采區(qū)擴大采區(qū) 外部 距東南翼大巷距 離為 80m，里部距東南翼大巷距離為 140m。 一采區(qū)擴大采區(qū)內(nèi)工作面 外部 與東翼大巷大體在同一層位，并考慮到后期煤柱面的設(shè)計，將停采線預(yù)定為距東翼大巷不小于 120m。 根據(jù)以上分析，一采區(qū)擴大采區(qū)對大巷的影響在允許范圍之內(nèi) ，能夠保證大巷在生產(chǎn)服務(wù)期內(nèi)完好 。 第二節(jié) 地質(zhì)勘探情況 一采區(qū)擴大采區(qū)內(nèi)有勘探孔 7 個，各勘探孔情況見 :《一采區(qū)擴大采區(qū)勘探鉆孔一覽表》。 一采區(qū)擴大采區(qū)勘探鉆孔一覽表 采 區(qū) 內(nèi) 地 質(zhì) 勘 探 概述： 一采區(qū)擴大采區(qū)及鄰近有 3 3 22 三條勘探線、勘探孔 7 個，各勘探孔 情況見表： 孔號 煤層 見煤底 板標(biāo)高 煤厚 終孔 層位 覆蓋層 厚度 基巖 厚度 封孔質(zhì)量 備 注 3225 二 2 P1S 已封孔 在采區(qū)內(nèi) 3203 二 2 P1S 封孔材料無記錄 在采區(qū)外 城郊煤礦一采區(qū)擴大采區(qū)設(shè)計說明書 4 情 況 3208 二 2 P1S 封孔材料無記錄 在采區(qū)內(nèi) 2202 二 2 P1S 已封孔 在采區(qū)外 2201 二 2 P1S 封孔材料無記錄 在采區(qū)外 2307 二 2 P1S 已封孔 在采區(qū)外 3317 二 2 P1S 已封孔 在采區(qū)外 第三節(jié) 地層及標(biāo)志層 一、 地層 一采區(qū)擴大采區(qū)設(shè)計開采二 2煤層，該煤層賦存于二疊系山西組地層中部，山西組主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖及煤層組成，厚度約 120m。該組地層與下伏石炭系上統(tǒng)太原組呈整合接觸，與上覆下石 盒子組呈整合接觸。 二、 主要標(biāo)志層 L11灰?guī)r（ K3標(biāo)志層）：位于太原組頂部，主要為生物碎屑灰?guī)r，全區(qū)穩(wěn)定，該處厚度為 ，以含大量海百合莖、腕足、蜓等海相生物化石為主要特征。 K4標(biāo)志層：位于下石盒子組底部，為灰綠色 淺灰綠色鮞狀鋁質(zhì)泥巖，含大量菱鐵質(zhì)鮞粒，局部有紫紅色斑塊及灰黑色斑點。厚度為~，平均 ，層位穩(wěn)定，易于對比。 第四節(jié) 地質(zhì)構(gòu)造 一采區(qū)擴大采區(qū)存在一向斜，走向近 NW。 21011 軌順實際揭露四條斷層，分別為 F210110 F210110 F210110 F2101101，落差為 ～ 。 東翼膠帶大巷 揭露 Fdj Fdj2兩條斷層，落差都為 ，二維地震勘探發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)有兩個斷點 F01 F042，落差 8m。該區(qū)未進行三維地震勘探。各斷層情況見 :《一采區(qū)擴大采區(qū)斷層一覽表》。 城郊煤礦一采區(qū)擴大采區(qū)設(shè)計說明書 5 一采區(qū)擴大采區(qū)斷層一覽表 編號 構(gòu)造 性質(zhì) 產(chǎn)狀（褶曲軸面） 實見位置及控制情況 走向 傾向 傾角 （ 186。） 落差 （ m） F2101104 正斷層 155 65 45 21011 軌道順槽通尺 413m，控制較可靠 F2101103 正斷層 160 70 40 21011 軌道順槽通尺 303m，控制較可靠 F2101102 正斷層 185 275 35 21011 軌道順槽通尺 271m，控制較可靠 F2101101 正斷層 180 90 50 ～ 21011 軌道順槽通尺 81m，控制較可靠 Fdj1 正斷層 250 340 55 東翼膠帶大巷 R33 點處，控制較可靠 Fdj2 正斷層 70～80 160～170 50 東翼膠帶大巷 E2 點處，控制較可靠 F014 8 二維地震控制斷點，控制可靠性差 F042 8 二維地震控制斷點，控制可靠性差 第五節(jié) 水文地質(zhì)特征 及充水因素 一、 一采區(qū)擴大采區(qū)水文特征 一采區(qū)擴大采區(qū)水文地質(zhì)條件中等，該采區(qū)內(nèi)主要直接充水含水層為二 2煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水（ Ⅱ 3），富水性較好。本采區(qū)除二維地震勘探發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)有兩個 落差 8m 的 F01 F042 斷點 、 21011 軌道順槽及 東翼膠帶大巷實際揭露的 6 條斷層外，上述斷層都在采區(qū)邊界，該區(qū)未進行三維地震勘探。本區(qū)間接充水含水層 L11灰?guī)r上距二 2煤底 50~，通過底板改造 ，一般對回采不會產(chǎn)生大的影響，但在底板裂隙發(fā)育處局部微細裂隙有導(dǎo)通的可能性。斷層附近裂隙帶富水，需要留夠防水煤柱。該處覆蓋層厚~，二 2煤至基巖面 ~。 二、 一采區(qū)擴大采區(qū)主要充水因素 城郊煤礦一采區(qū)擴大采區(qū)設(shè)計說明書 6 （一） 二 2煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水（ Ⅱ 3 ），該段砂巖厚約 40m，富水性較好，是采掘工作面的直接充水水源。 （二） 采區(qū)內(nèi)沒有鉆孔揭露 L11 灰?guī)r，參照一采區(qū) 2105 鉆孔揭露 L11灰?guī)r資料，該區(qū) L11灰?guī)r厚度 ，由于上距二 2煤 ，底板改造后，在底板裂隙發(fā)育處，局部微小裂隙有 可能導(dǎo)通灰?guī)r水。 （三） 斷層附近裂隙帶局部富水，要留夠防水煤柱，防止斷層裂隙帶突水。 三、 防治水建議及措施 （一） 采掘過程中對區(qū)內(nèi)鉆孔、小斷層加強底板改造，這樣可以在提高安全可靠性的前提下提回采率，穿越鉆孔時，應(yīng)加強觀測，防止鉆孔突水。 （二） 工作面形成后要進行底板改造工程。 （三） 工作面下山施工時，低洼處要開挖泵坑，并配備滿足要求的排水設(shè)備。 （四） 設(shè)計時應(yīng)盡可能減少排水級數(shù)，防止一處出現(xiàn)水患而影響整個一采區(qū)擴大采區(qū)（如停電、局部突水等） 。 第六節(jié) 煤層技術(shù)特征 一、 煤層技術(shù)特征 根據(jù)區(qū)內(nèi) 2 個鉆孔及鄰 近 5 個鉆孔的資料，一采區(qū)擴大采區(qū)二 2煤層煤厚變化為 ~，平均煤厚 ，二 2煤層煤厚全區(qū)可采，可采性指數(shù) Km=。煤層厚度變異系數(shù) r=S/M100%= %，屬較穩(wěn)定煤層。 煤層傾角 1~15176。，平均 5176。 城郊煤礦一采區(qū)擴大采區(qū)設(shè)計說明書 7 二、 瓦斯 瓦斯含量較低（一般小于 ），且為吸附型瓦斯，屬瓦斯礦井。 三、 煤塵 2020 年經(jīng)國家安全生產(chǎn)重慶礦用設(shè)備檢測檢驗中心鑒定城郊煤礦495m 水平二 2 煤層無煤塵爆炸性。 四、 煤層自燃 為三類不易自燃煤層。 五、 地溫 本開采區(qū)二 2煤底板溫度 ℃ ～ ℃ 。 六、 地壓 ～ 110kg/cm2。 煤 層 頂 底 板 巖 性 表 煤層 類 別 巖石名稱 厚 度 (m) 平均 主要巖性特征 二 2 頂 板 直接頂 砂質(zhì)泥巖 0~ 灰黑色，光滑細膩，含少量植物化石碎片。 老頂 細粒砂巖 中粒砂巖 ~ 灰白色，以石英為主，長石次之，硅質(zhì)膠結(jié)，含泥巖條帶，偶見黃鐵礦薄膜。 底 板 直接底 細粒砂巖 粉砂巖 ~ 灰白色 ~灰黑色，主要成分為石英，長石次之，層面見云母碎片， 夾砂質(zhì)泥巖條帶和黃鐵礦薄膜，硅質(zhì)膠結(jié)，斜層理發(fā)育。 老底 細粒砂巖 ~ 灰色 灰黑色，主要成分為石英、長石，層面見云母碎片和黃鐵礦薄膜，泥質(zhì)膠結(jié)，上部見水平層理，下部含泥質(zhì)團塊，含砂質(zhì)，泥質(zhì)條帶。 區(qū)內(nèi)變化情況 一采區(qū)擴大采區(qū)二 2煤層直接頂板多為砂質(zhì)泥巖，厚度 0m~，平均，局部為細砂巖。 城郊煤礦一采區(qū)擴大采區(qū)設(shè)計說明書 8 第七節(jié) 地表特征 采區(qū)范圍內(nèi)地面村莊有東大營、西大營、三臺閣、杜園和 311 國道等。區(qū)內(nèi)地形平緩，地面標(biāo)高為 +～ +，地表均為第四 紀(jì)黃土層覆蓋。采區(qū)東南有東大營采空區(qū)塌陷積水。工作面回采后，地面將出現(xiàn)塌陷區(qū)，對地面建筑會造成一定程度破壞。 第八節(jié) 煤質(zhì) 一采區(qū)擴大采區(qū)煤質(zhì)特征 表 第九節(jié) 采區(qū)存在問題及建議 一、 一采區(qū)擴大采區(qū)地面村莊較多，隨著采區(qū)的掘進及回采仍有可能造成地表塌陷，影響建筑物安全。 二、 本采區(qū)工作面順槽下山施工時，施工過程中遇到斷層或裂隙發(fā)育處，涌水量較大，應(yīng)做好排水工作。 三、 鉆孔均無透檢資料，封孔質(zhì)量難以保證，因此采掘過程中應(yīng)加強觀測，防止鉆孔突水。斷層附近裂隙帶局部富水，要留夠防水煤柱，防止斷層突水。 四、 該區(qū)未進行三維地震勘探，有關(guān)構(gòu)造分布以二維地震為準(zhǔn)，掘進物理 特性 煤層 顏色 光 澤 硬 度 容 重 煤巖類型 二 2 黑色 似金屬 ～ 光亮型為主 少量半亮型 工業(yè) 指標(biāo) 二 2 wf Ag Vr FCr Sg Pg QfD 噸 y 工業(yè)牌號 2202 7869 WY 3307 7542 WY 3317 7793 WY 城郊煤礦一采區(qū)擴大采區(qū)設(shè)計說明書 9 過程 中會有小斷層出現(xiàn)。 五、 一采區(qū)擴大采區(qū)的首采面 K2101 綜采工作面南段通過一個向斜，要采 取 有效的頂板管理、防治水和防倒防滑措施，確保安全回采。 城郊煤礦一采區(qū)擴大采區(qū)設(shè)計說明書 10 第三章 采區(qū)設(shè)計方案的確定 第一節(jié) 方案的提出、確定 根據(jù)采區(qū)邊界和采區(qū)內(nèi)斷層情況以及儲量情況，經(jīng)討論、論證，提出多個設(shè)計方案，后經(jīng)研討確定兩個較為經(jīng)濟、合理的方案。 一、 方案 Ⅰ 根據(jù)一采區(qū)擴大采區(qū)范圍及地質(zhì)情況，在東翼膠帶大巷內(nèi)開口，按 189176。方位沿煤層施工 工作面 順槽，工作面沿煤層偽傾方向布置，避免因工作面仰采坡度過大而造成片幫、冒頂?shù)劝踩[患。采煤工作面采 取走向長壁回采。 一采區(qū)擴大采區(qū)從大巷開口，準(zhǔn)備工程量為 0。 采區(qū)共設(shè)計 2 個綜采工作面，加上后期煤柱，可采儲量 萬噸。 二、 方案 Ⅱ 由于 21011 軌道順槽車場、 21011 軌道順槽、 21011