【正文】 620m水平主采4煤層設計說明書第一章 概況及地質(zhì)特征第一節(jié) 井田概況 一、交通位置一號礦地理坐標在北緯36176。38′10″～36176。41′21″、東經(jīng)117176。44′58″～117176。49′20″。井田東部以20573500經(jīng)線為界，其東部以禹王山斷層（F1）與淄博煤田相鄰，為勘探東邊界。西部以朱家莊斷層（F6）與本礦寶山礦井田分界，北至山東省國土資源廳2008年5月12日頒發(fā)的采礦許可證批準邊界。膠濟鐵路自井田西北5km處橫向穿過，西至濟南與津浦線相連，通往全國各地；礦有鐵路專用線在王村車站與膠濟線接軌。此外，尚有濟青公路和昆王公路，呈十字交叉穿過本井田，交通便利。 二、地形地貌及水系井田地形屬山間谷地型，南部為奧陶系灰?guī)r組成的山脈（+200～+400m），北部為侏羅系地層和巖漿巖組成的白云山脈（+744m），南北高山所夾的山間凹地之間，有崇山山崗（+320m），使井田形成南北兩個不對稱的東西開口的槽狀地形。南部槽較狹長，地形起伏不平；北部槽較平坦開闊，多為第四系沉積層覆蓋，僅殘留有芙蓉山、碾子山和太師山三個侏羅系地層組成的小山崗（+154～+157m）。故井田地貌呈駝峰形，地面標高+100～+320m。井田內(nèi)河流不發(fā)育，有4條季節(jié)性的河流：范陽河：在本井田西部邊界呈南北流向，至井田中部偏北折向東，橫穿井田匯入萌山水庫。該河自上游接受沿途礦坑排水，常年有水，但水量不大，一般為300～500m3/h。雨季大面積地表逕流水匯入該河，水量較大。該河從620m水平上部由西向東折向穿過，對620m水平開采無影響。馬當口河：在井田的中西部，屬季節(jié)性河流，發(fā)源于井田南部山區(qū)，向北匯入范陽河，僅雨季短時過水。十八道河：位于崇山南麓與井田走向大致平行，發(fā)源于崇山和南部奧灰山區(qū)兩大分水嶺之間的地表逕流水，并沿途接受礦坑排水，自嶺子鎮(zhèn)張家莊、下店、下河、楊家店、河洼、磁村鎮(zhèn)上甘泉流出井田之外，匯入萌山水庫。碾子山河：發(fā)源于碾子山北部山區(qū)的地表逕流水，自西北東南向流入碾子山水庫，經(jīng)溢洪道匯入范陽河，該河也是短時過水的季節(jié)性河流。第二節(jié) 礦井地質(zhì)620m水平南部為F14斷層，該斷層走向為73176。、傾向為163176。、傾角為70176。、落差0～40m。620m水平東部為F13斷層，該斷層走向為245176。、傾向為155176。、傾角為70176。、落差0～50m。該水平位于F13和F14兩條斷層形成的交叉地帶，煤層產(chǎn)狀呈單斜構(gòu)造。煤層傾角8～10176。，平均9176。左右。620m水平主采4煤層賦存期為石炭二疊系太原組（C3t），整合沉積于本溪組之上，下界面為11煤層底板，上界面為一灰以上3煤層底板砂巖或砂頁巖底面，～，為本井田主要含煤地層。巖性有砂巖、砂質(zhì)頁巖、砂頁巖、頁巖、粘土頁巖、薄層石灰?guī)r及煤層組成，共含煤10余層，其中可采煤層有4煤層、7煤層和103煤層。三、巖漿巖侵蝕情況一號礦4煤層受巖漿侵蝕破壞比較嚴重，在井田中深部僅有兩小塊區(qū)域未被侵蝕，但因煤層薄無開采價值；在井田西南及東南的中淺部殘留部分未遭侵蝕塊段，局部可采，%。620m局部可采4煤層就位于井田深部。第三節(jié) 煤層及煤質(zhì)一、煤層～，；～。4煤層頂板為第一層石灰?guī)r，～，，煤質(zhì)較好。二、煤質(zhì)4煤 均一結(jié)構(gòu)，以鏡煤為主，夾少量亮煤和暗煤，為光亮型煤?；曳荩ˋd）：～%，%。揮發(fā)份（Vdaf）：～%，%。全硫（Std）：～%，%。發(fā)熱量（Qqrd）：～。粘結(jié)性指數(shù)（GRI）：1～2因此，4煤為低中灰、中硫、高發(fā)熱量、無粘結(jié)性的貧煤。第四節(jié) 水文地質(zhì)條件一、含水層620m水平4煤層主要含水層為頂板一灰。，為薄層灰?guī)r，屬弱含水層，開采過程中該灰?guī)r含水以淋水和滴水頭形式充水，對開采影響不大。其上覆和下伏砂巖弱含水層距離4煤層較遠，經(jīng)410采區(qū)回采證實，對4煤層開采沒有影響。二、巖漿巖和斷層水情況一號礦4煤層受巖漿侵蝕破壞比較嚴重，屬不穩(wěn)定煤層，僅局部小地段可采。經(jīng)本煤層和上下10煤層實際揭露巖漿侵蝕通道不含水、不導水；620m水平南部為F14斷層，該斷層走向為73176。、傾向為163176。、傾角為70176。、落差0～40m，經(jīng)790平推石門和770二節(jié)實際揭露證實該斷層不含水、不導水；該水平東部為F13斷層，該斷層未實際揭露，根據(jù)分析，該斷層不含水、不導水，但在開采過程中要對F13斷層進行探查。第五節(jié) 儲 量一、鉆探情況620m水平區(qū)內(nèi)共有勘探鉆孔19個，鉆孔揭露4煤層情況見下表： 單位：m孔號3煤4煤一灰7煤厚度底板標高厚度底板標高厚度底板標高厚度底板標高67無無69（焦）（焦）87（火）（焦）9899117118（焦）119（火）120124（火）128（火）129130132（焦）142（焦）145（焦）148（火）150（火）154（火）二、儲量情況620m水平開采4煤層，～ m。，其中保有經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量（111b），可采儲量（111），次邊際經(jīng)濟資源量（2S22）。具體情況見下表：資源儲量計算基礎(chǔ)及匯總煤層塊段編號平面積m2平均厚度m傾角（176。）視密度t/m3資源儲量(萬t)回收率%可采儲量(萬t)4111b15657909176。852S22170229176。2S222281699176。合計第二章 開拓與開采第一節(jié) 水平劃分原則及其概況一、水平劃分原則由于620水平走向短，傾向長，不適合單采區(qū)進行開采，為便于開采，該水平劃分為上、下山兩個采區(qū)進行回采。4煤層全區(qū)賦存較穩(wěn)定，四周為巖漿巖侵蝕邊界，結(jié)構(gòu)簡單。水平的劃分考慮以下幾個原則：利用790下山作為開拓620水平的集中下山，同時利用其提升運輸系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。利用火成巖侵蝕邊界作為開采邊界。該區(qū)下部和西部，鉆孔資料不全，布置采區(qū)時采用巷探的方法進行找煤擴量，進一步擴大開采邊界。二、采區(qū)位置及概況根據(jù)煤層走向和煤層儲量分布情況，以620水平進回風巷為邊界劃分為上下兩個采區(qū)，即420上山采區(qū)和430下山采區(qū)。420采區(qū)420采區(qū)位于一號礦風井以北1890 m，東為巖漿巖侵蝕區(qū)，西為煤層變薄區(qū)，南為F14斷層，留有40m的保護煤柱，北為人為邊界。地面無建筑物，多為耕地，地面標高+120m左右，井下標高在528～617m之間，開采深度648～737m。430采區(qū)430采區(qū)位于一號礦風井以北2510m，東、西、北部均為巖漿巖侵蝕變薄區(qū)域，南部為人為邊界。東北部為F13斷層，采區(qū)東部傾斜下方為770采區(qū)采空區(qū)，采區(qū)西部傾斜下方為790采區(qū)二節(jié)采空區(qū)，對開拓布置有一定影響。地面標高+120m左右，～700m之間，～820m。第二節(jié) 開拓方式一、開拓方案根據(jù)4煤層地質(zhì)構(gòu)造情況及現(xiàn)790采區(qū)所形成的通風、排水、提升、運輸?shù)认到y(tǒng)情況，設計兩個方案：方案一：420采區(qū)從790采區(qū)座底七反三軌道上山一路橫貫內(nèi)開門掘進上山巷道，待找到4煤層后沿4煤層頂板起底共掘進530m作為620水平進風道，然后調(diào)線掘進420軌道上山，通過420進風道與790采區(qū)頂盤車場繞道相連，并通過聯(lián)絡巷與420皮帶道相連，形成進風系統(tǒng)；從790軌道下山4路橫貫平推車場，調(diào)線反掘巷道65m與790皮帶道座底上倉巷道貫通，然后正掘620水平回風巷道270m與420風道上山相連，并通過煤倉與420皮帶道相連，形成回風系統(tǒng)和運輸系統(tǒng)。在420軌道上山西側(cè)按巷道中至中25m間距平行布置420皮帶道、420風道上山。單翼布置工作面開采420采區(qū)。430采區(qū)從620水平進風道最東端按巷道中至中25m間距平行布置三條下山。首先在420軌道上山座底平推掘進甩車場，然后下山掘進430軌道下山，通過聯(lián)絡巷與430皮帶道相連形成進風系統(tǒng)；430皮帶道通過煤倉與620水平回風道相連形成運輸系統(tǒng)，通過聯(lián)絡巷與430風道、620水平回風道相連形成回風系統(tǒng)。雙翼布置工作面開采430采區(qū)。方案二：420采區(qū)從790采區(qū)座底七反三軌道上山一路橫貫內(nèi)開門掘進上山巷道，待找到4煤層后沿4煤層頂板起底共掘進530m作為620水平進風道，然后按巷道中至中25m間距平行布置三條上山。420軌道上山通過聯(lián)絡巷與420皮帶道相連，形成進風系統(tǒng)；從790軌道下山4路橫貫平推車場，調(diào)線反掘巷道65m與790皮帶道座底上倉巷道貫通，然后正掘620水平回風巷道270m與420風道上山相連，并通過煤倉與420皮帶道貫通，形成回風系統(tǒng)和運輸系統(tǒng)。在420軌道上山西側(cè)按巷道中至中25m間距平行布置420皮帶道、420風道上山。單翼布置工作面開采420采區(qū)。430采區(qū)從620水平進風道導線點D15前71m處平推開掘甩車場，然后下山掘進430軌道下山，通過聯(lián)絡巷與430皮帶道相連，形成進風系統(tǒng)；430皮帶道通過煤倉與620水平回風道相連形成運輸系統(tǒng)，通過聯(lián)絡巷、繞道與430風道、620水平回風道相連形成回風系統(tǒng)。雙翼布置工作面開采430采區(qū)。在430軌道下山東側(cè)按巷道中至中25m間距平行布置430皮帶道、430風道下山。二、方案比較方案一方案二優(yōu)點：能充分利用790采區(qū)三條下山和巷探工程量已形成的通風、運輸、排水系統(tǒng)，減少延深工程量。該水平通風網(wǎng)路遠、通風阻力大，掘進420進風道能夠解決通風問題，并更利于瓦斯的管理。縮短運輸路線，減少運輸環(huán)節(jié)，提升設備更集中，減少采區(qū)設備投入，提高勞動效率。缺點：需全巖掘進420進風道350m，掘進工程量大于方案二。優(yōu)點：能充分利用790采區(qū)三條下山和巷探工程量已形成的通風、運輸、排水系統(tǒng)，減少延深工程量。缺點：該水平通風網(wǎng)路遠、通風阻力大，不利于通風和瓦斯的管理。運輸路線長，運輸環(huán)節(jié)多，增加了提升設備，降低了勞動效率。通過兩個方案比較，方案一開拓布局合理，有利于通風和瓦斯的管理，選擇方案一為主導方案。三、主方案的主要生產(chǎn)系統(tǒng)運輸系統(tǒng)（1）主要運輸系統(tǒng) 工作面煤炭通過下出口皮帶運輸機經(jīng)采區(qū)上下山運輸機運至該水平煤倉,然后經(jīng)620水平皮帶（回風）道到790皮帶下山運至550水平煤倉。采區(qū)皮帶上下山及620皮帶道選用帶寬800mm皮帶運輸機運煤。（2）輔助運輸系統(tǒng) 掘進煤、矸石經(jīng)430軌道下山、420軌道上山、420進風道、。采掘設備和材料反方向下放。（3）在420軌道上山、430軌道下山安設乘人器上下人員。排水系統(tǒng)420上山采區(qū)內(nèi)涌水通過巷道內(nèi)水溝經(jīng)420軌道上山、620水平進風道、七反三軌道上山流入790采區(qū)水倉，最后通過排水管路經(jīng)550泵房排至地面。430下山采區(qū)涌水由采區(qū)水倉經(jīng)水倉泵房排水管路排至620水平進風道，然后經(jīng)水溝流入790采區(qū)水倉，最后通過排水管路經(jīng)550泵房排至地面。通風系統(tǒng)4430采區(qū)由420進風道和620水平進風道進風經(jīng)采區(qū)軌道、皮帶道上下山進入各用風地點，然后由風道上下山經(jīng)620水平回風道、790采區(qū)總回風道，由風井排至地面。供電系統(tǒng)420采區(qū)由790采區(qū)變電所經(jīng)620水平進風道輸送到420采區(qū)變電所，430采區(qū)由790采區(qū)變電所經(jīng)620水平進風道輸送到430采區(qū)變電所，最后由各采區(qū)變電所輸給采區(qū)內(nèi)各用電地點。壓風系統(tǒng)4430采區(qū)均利用550壓風機房供風，經(jīng)790回風道至790座底分兩路供兩采區(qū)各個采掘工作面。四、水平生產(chǎn)能力及服務年限。分4430兩個采區(qū)開采，設計年生產(chǎn)能力均為8萬t，根據(jù)薄煤層普采工作面的生產(chǎn)能力、與4煤層配煤量、煤層賦存條件，620m水平正常情況下對420采區(qū)、430采區(qū)進行順序開采的方法。確定620水平生產(chǎn)能力為8萬t/a。服務年限為：P = Z/（AK）式中： P——服務年限 Z——采區(qū)可采儲量 萬t A——年生產(chǎn)能力 8萬t/a K——生產(chǎn)能力富余系數(shù)，P= /（8 ）= （a）考慮到下山采區(qū)西部鉆孔稀少、資料不全，4煤層儲量有擴大的可能。五、水平涌水量計算選擇4煤第一個采區(qū)涌水量情況，按面積比擬法計算涌水量。已知410采區(qū)開采面積為900000m2，采區(qū)最大涌水量50m3/h，正常涌水量30m3/h單位涌水量q最大=50/900000=105m3/。q正常=30/900000=105m3/。620m水平實際開采面積為565790m2，計算620m水平：Q最大=Q正常=六、4煤層的開采方式，工作面單巷布置、巷道采用沿空留巷、無護巷煤柱開采。各采煤工作面除最上一個工作面上出口，最下一個工作面皮帶道外，其它工作面出口均兼上一工作面的皮帶道和下一工作面的上出口。第三節(jié) 首采采區(qū)概況及其方案比較一、首采采區(qū)的選擇420