【文章內(nèi)容簡介】 C11941181 新制 11 北回風(fēng)井井筒平面布置圖 C11941182 新制 12 井下運輸系統(tǒng)示意圖 C11941241 新制 13 通風(fēng) 容易時期通風(fēng) 系統(tǒng)示意圖 C11941711 新制 14 通風(fēng) 困難時期通風(fēng) 系統(tǒng)示意圖 C11941712 新制 15 北風(fēng)井地面 6kv 變電所供電系統(tǒng)圖 C119426101 新制 16 620m 車場供電系統(tǒng)圖 C119426102 新制 17 主斜井、 780m 車場供電系統(tǒng)圖 C119426103 新制 18 井上下通訊系統(tǒng)圖 C11942621 新制 19 安全監(jiān)控系統(tǒng)圖 C11942741 新制 20 安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)井下傳感器布置圖 C11942742 新制 21 井下消防灑水管路平面布置圖 C11948451 新制 22 井下灌漿注膠管路平面布置圖 C11948471 新制 23 主斜井地面生產(chǎn)系統(tǒng)平面圖 C119443000 新制 24 主斜井地面生產(chǎn)系統(tǒng) AA 剖面圖 C119443001 新制 25 主斜井地面生產(chǎn)系統(tǒng) BB、 CC 剖面圖 C119443002 新制 26 主斜井總平面布置圖 C11944471 新制 27 北風(fēng)井總平面布置圖 C11944811 新制 平煤四礦 三水平初步設(shè)計 總說明 煤炭工業(yè)部鄭州設(shè)計研究院 1 總 說 明 受天安四礦委托，我院于 2021 年 6 月份編制完成了該礦己組煤三水平方案設(shè)計文件。由平煤集團公司于 2021 年 9 月 5 日組織有關(guān)人員對方案設(shè)計進行論證。并于 2021 年 9 月 11 日以平煤總 [2021]15號文關(guān)于《四礦己組煤三水平設(shè)計方案請示》的批復(fù) ，批準該方案設(shè)計。在該方案設(shè)計的基礎(chǔ)上經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研，收集資料，我院編制完成了《平頂山天安煤業(yè)股份有限公司四礦己組煤三水平初步設(shè)計》文件的編制工作。全套設(shè)計文件包括設(shè)計說明書、概算書、主要機電設(shè)備和器材清冊及設(shè)計附圖。 一、 概述 平頂山天安煤業(yè)股份有限公司四礦己煤組三水平位于二水平己 三采區(qū)深部。開采己 1己 1己 17三層煤，設(shè)計生產(chǎn)能力 。 ㈠ 設(shè)計依據(jù) 1．由天安四礦地質(zhì)科編寫的《平煤集團天安公司四礦己煤組三水平地質(zhì)說明書》及附圖。 2．平頂山天安煤業(yè)股份有限公司，平煤天安技 [2021]2 號文“關(guān)于四礦己組煤三水平地質(zhì)說明書的批復(fù)”。 3．平煤集團公司“關(guān)于《四礦己組煤三水平設(shè)計方案請示》的批復(fù)”。 4. “關(guān)于四礦三水平皮帶運輸方案及三水平進風(fēng)立井方案的會議紀要”。 5. “關(guān)于四礦三水平主斜井裝備的會議紀要”。 6．平頂山天安四礦提交的設(shè)計委托書。 7．煤炭工業(yè)現(xiàn)行規(guī)程、規(guī)范和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準。 平煤四礦 三水平初步設(shè)計 總說明 煤炭工業(yè)部鄭州設(shè)計研究院 2 ㈡ 設(shè)計指導(dǎo)思想 結(jié)合生產(chǎn)礦井延深擴建的具體條件，因地制宜優(yōu)化三水平開拓布置，做到布局合理，生產(chǎn)集中，系統(tǒng)完善，環(huán)節(jié)暢道，創(chuàng)造條件早出煤，提高經(jīng)濟效益；優(yōu)化采煤方法，提高工 作面單產(chǎn)，實現(xiàn)采、掘 、 運輸機械化，為減人提效創(chuàng)造條件；貫徹“預(yù)防為主，安全第一”的安全生產(chǎn)方針，健全安全生產(chǎn)設(shè)施和防護手段，改善作業(yè)環(huán)境；依靠科技進步，積極采用新技術(shù)、新裝備、新工藝、新材料，向科技要效益；充分利用生產(chǎn)礦井現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)，盡量減少初期投資，將本礦井建設(shè)成為經(jīng)濟型、效益型的現(xiàn)代化礦井。 二、 設(shè)計的主要內(nèi)容及特點 根據(jù)設(shè)計委托書的要求，本設(shè)計重點解決以下問題： 1. 優(yōu)化三水平主要開拓巷道的布置方式（層位和數(shù)量）； 2. 論證三水平通風(fēng)系統(tǒng)，提出優(yōu)化方案； 3. 三水平及其外圍膠帶輸送機選型計算； 4. 三水輔助提升及排 水設(shè)備能力驗算； 5. 三水平供電及地面變電所設(shè)備能力驗算。 三水平可采儲量 ，設(shè)計生產(chǎn)能力 ，可服務(wù) 年。由于己組煤賦存比較穩(wěn)定，井田構(gòu)造比較簡單，適合機械化開采，因此，主要運輸設(shè)備選型時留有年產(chǎn) 的余地。 三水平劃分為一個大采區(qū)，采區(qū)走向長 。布置四條下山，其中膠帶輸送機下山、軌道運輸下山布置在己組煤層底板 L2灰?guī)r中，二條回風(fēng)下山一條沿己 14煤層層位布置，一條沿己 15煤層布置。 三水平通風(fēng)系統(tǒng)：在井田深部 3826鉆孔北 200m 處 開鑿 一對 進 、回 風(fēng)立井。 平煤四礦 三水平初步設(shè)計 總說明 煤炭工業(yè)部鄭州設(shè)計研究院 3 三水平生產(chǎn)的煤炭由回采工作面順槽及下山膠帶輸送機運至620m 水平井底煤倉，經(jīng)主斜井運到地面。 由 260m 水平丁、戊組石門開鑿三水平軌道暗斜井至 620m 水平，安裝絞車，擔(dān)負三水平的輔助提升任務(wù)，敷設(shè)臺階扶手，兼作安全出口。 三水平涌水先排至 620m 水平水倉，再由 620m 水平主排水泵 沿主 斜 井 排至地面。 初期開采己 15 煤層，達到設(shè)計產(chǎn)量時布置兩個綜合機械化工作面， 由于壓茬關(guān)系影響， 初期移交一個綜采工作面。 為改善井下工作環(huán)境 利用己 三 風(fēng)井工廣內(nèi)已有的瓦斯抽放站抽放瓦斯。 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)： 設(shè)計生產(chǎn)能力 ： 服務(wù)年限： 年 工業(yè)儲量： 可采儲量： 井巷工程量： 22405m， 萬噸指標(biāo)： ， 職工人數(shù)： 1185 人 效 率： 6t/工 總 投 資： 萬元 噸煤投資： /t 建設(shè)工期： 30 個月 三、 存在問題和建議 平煤四礦 三水平初步設(shè)計 總說明 煤炭工業(yè)部鄭州設(shè)計研究院 4 三水平共有鉆孔 31 個，其中 6 孔在井田邊界以外，區(qū)內(nèi) 25孔分布極不均勻。因此個別塊段，對煤層控制程度較低，建議提前補勘，提高勘探程度，指導(dǎo)生產(chǎn)。 地質(zhì)資料中，缺少己組煤底板灰?guī)r含水層水文地質(zhì)資料，因此，無法判斷其對己組煤開采的影響，建議補充水文地質(zhì)資料。 本區(qū)井下地溫異常，地質(zhì)部門預(yù)計開采到 800m 水平時，地溫將達到 50℃左右，但依據(jù)不足，缺少預(yù)測地溫所必須的巖層熱物理參數(shù)，建議地質(zhì)部門進一步落實三水平地溫資料，為制冷降溫設(shè)計提供可靠技術(shù)參數(shù)。 本設(shè)計三水平按有煤與瓦斯突出危險管理，投產(chǎn)前應(yīng)對三水平瓦斯等級，做進一步鑒定。 平煤四礦 三水平初步設(shè)計 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 煤炭工業(yè)部鄭州設(shè)計研究院 5 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 第一節(jié) 井田概況 平頂山天安煤業(yè)股份有限公司四礦，位于 平頂山市北西約 5km 。四礦三水平位于二水平己 三 采區(qū)深部，面積約 。 交通位置見圖 111。 一、 地形地勢 該區(qū)屬于低山丘陵地帶，地表位置在擂鼓臺、小擂鼓臺和落鳧山所形成的分水嶺以北，總體為南高北低；但又以陽光咀為界向東西兩邊漸低。山坡有零星的果樹和雜木林，有莊稼地。出露地層為上二迭（ P22）石千峰組，以平頂山砂巖為主要特征，其次為石盒子組（ P12）。 二、水系及地面積水范圍 該區(qū)處在擂鼓臺、小擂鼓臺和落鳧山所形成的近東西分水嶺以北，總體水流向北；地面有姚孟電廠排灰水庫，積水面積 52500m2，水量 105000m3；同家水庫己干涸。 三、采掘影響及破壞程度 一水平丁、戊組煤層下部回采邊界距該區(qū)下部邊界不遠，地表受其影響出現(xiàn)裂溝、房屋裂縫、水井干涸，該區(qū)回采后，破壞會更嚴重。 四、地面村莊、設(shè)施等 由于該區(qū)是低山丘陵地帶，交通不便，除姚孟電廠排灰水庫外，沒有大的建筑和設(shè)施，只是分布著零星的村莊。從南到北有謝家、新寨、牛家、賀家、龍池、樊家等村莊。 平煤四礦 三水平初步設(shè)計 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 煤炭工業(yè)部鄭州設(shè)計研究院 6 五、氣象及地震情況 本區(qū)屬大陸性半干旱氣候。年蒸發(fā)量大于降雨量，夏季炎熱濕潤，冬季寒冷干燥，四季分明，雨季多集中在七、八、九三個月。據(jù) 平頂山氣象站資料： 氣溫：最高氣溫 ℃，最低氣溫 ℃，歷年平均氣溫℃。冰凍期一般為 11 月到次年 3 月。凍土最大深度 22cm。 降雨量：年最大降雨量 ，年最小降雨量 ，年平均降雨量 ，月最大降雨量 366mm。 蒸發(fā)量：年最大蒸發(fā)量 ，年最小蒸發(fā)量 。 平均絕對濕度 ，平均相對濕度 67%。最大風(fēng)速 24m/s，平均風(fēng)速 。 地震：據(jù)歷史記載，河南省發(fā)生的八次大地震中，七次對本區(qū)有較大破壞。 1975 年至 1993 年 18 年間汝州、禹州、郟縣三地發(fā)生 28次地震，震級一般 ～ 級，最大 級。本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為 6 度 ()。 六、公司煤炭生產(chǎn)概況 目前天安公司擁有一礦、四礦、六礦、八礦、十一礦、高莊礦、大莊礦七對生產(chǎn)礦井和田莊選煤廠、八礦選煤廠兩座選洗廠。煤炭產(chǎn)品主要有原煤和精煤兩大類。據(jù) 2021 年統(tǒng)計資料，天安公司擁有煤炭地質(zhì)儲量 1268Mt，工業(yè)儲量 1179Mt，可采儲量 785Mt，按核定生產(chǎn)能力 。 天安公司四礦核定生產(chǎn)能力 。 第二節(jié) 地 質(zhì)特征 平煤四礦 三水平初步設(shè)計 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 煤炭工業(yè)部鄭州設(shè)計研究院 7 一、地質(zhì)構(gòu)造 1．含煤地層 本區(qū)主要含煤地層有太原組、山西組和下石盒子組。 ⑴ 太原組（ C3）：厚度 53～ 68m 平均 ，由 L1～ L7七層灰?guī)r，4～ 8 層煤（煤線）及粉砂質(zhì)泥巖所組成 ,夾細砂巖、泥巖，其中庚 20為可采煤層。 ⑵ 山西組（ P11）：厚 87～ 114m，平均 ，由深灰色砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、泥巖及細－中粒石英巖、碎屑砂巖和煤層組成。含煤 2～ 5 層，其中己 1己 1己 17為本區(qū)主要可采煤層，己 1己 17煤層在本區(qū)僅局部為合層，大部為分層，富含植物化石。 ⑶ 下石盒子組戊煤下段（ P121）：由大紫泥巖、砂鍋窯砂巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖組成，其中砂鍋窯砂巖厚 ～ ，一般，為灰～灰白色中粒砂巖，常出現(xiàn)板狀交錯層理，為下石盒子組，山西組分組標(biāo)志層。本組丁組、戊組煤可采。 2．地質(zhì)構(gòu)造 本區(qū)總體構(gòu)造為單斜，根據(jù)等高線圖及己 三 采區(qū)揭露情況，對本區(qū)構(gòu)造描述如下： ⑴ 斷層 根據(jù)鉆孔、 丁組、戊組及己 三 采區(qū)揭露資料，影響本區(qū)的斷層主要有兩條，一條正斷層，一條逆斷層。即 F1 斷層為正斷層，落差 ，位于 36～ 22 孔南 150m，為鉆孔控 制，丁組、戊組只揭露其次生斷層，還沒有真正揭露主斷層，由此所形成的 NE 向構(gòu)造帶對東部的回采將造成較大的影響；第二條為逆斷層（張家逆斷層），落差 20～ 30m，為鉆孔控制，位于本區(qū)東北角 32～ 22 孔與 31～ 平煤四礦 三水平初步設(shè)計 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 煤炭工業(yè)部鄭州設(shè)計研究院 8 19 孔之間，對本區(qū)影響不大。但是根據(jù)己 三 揭露情況看，落差小于 的小斷層所形成的 NE 走向構(gòu)造帶發(fā)育，己 三 采區(qū)就存在二個這樣的構(gòu)造帶，對回采就造成較大影響。 ⑵ 褶曲：根據(jù)煤層底板等高線圖分析， 36線北部有一背斜，軸向 330176。，對本區(qū)東部有影響；另外，根據(jù)己 三 實際揭露資料，小型的起伏較發(fā)育，對采掘有一定影 響。 主 要 構(gòu) 造 特 征 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 (176。 ) 傾向 (176。 ) 傾角 (176。 ) 落差 (m) 1 正斷層 58 32 52 一礦丁 622160及3622 孔控制 2 逆斷層 137 47 40 20～ 30 32～ 22 孔與 31～19 孔之間，本區(qū)東北角，鉆孔控制。 3 背 斜 330 36 線北部 二、煤層特征 本水平己煤組含煤四層：己 1己 1己 1己 17，其中己 14為不可采煤層，其余三層均可采。 1．己 15煤層：全區(qū)發(fā)育，位于 山西組己煤段上部，上距己 14煤層，下距己 1己 17煤 ，煤厚 0～ ，一般為 ，可采系數(shù) ， 變異系數(shù) ,屬較穩(wěn)定煤層?？傮w分布呈東薄西厚 ,36線以西較厚。煤層走向 120176。～ 122176。 ,傾向 30176?！?32176。 ,傾角176?！?15176。 ,平均 176。煤層結(jié)構(gòu)較簡單，僅局部有夾矸，厚 0～。 2．己 16 煤層：為本水平主要可采煤層之一 ,全區(qū)發(fā)育，位于己 平煤四礦 三水平初步設(shè)計 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 煤炭工業(yè)部鄭州設(shè)計研究院 9 煤段下部 ,層位穩(wěn)定。區(qū)內(nèi)與己 17基本分層 ,僅在西南角和 36～ 22 孔附近 ,局部合層。己 16煤層厚度 0～ ,一般 ,無 夾矸 ,可采系數(shù)，變異系數(shù) ，屬較穩(wěn)定煤層。煤層產(chǎn)狀：走向 120176?！?122176。 ,傾向 30176?！?32176。 ,傾角 4176。～ 15176。，平均 9176。 3．己 17煤層：為本區(qū)主要可采煤層之一 ,全區(qū)發(fā)育 ,位于己 16煤層之下，層位穩(wěn)定，區(qū)內(nèi)與己 16煤分層。己 17煤層厚度 0～ ,一般,無夾矸，可采系數(shù) ，變異系數(shù) ,屬較穩(wěn)定煤層。煤層產(chǎn)狀：走向 120176?！?122176。，傾向 30176?！?32176。 ,傾角 4176?！?15176。，平均 9176。 4．己 1 17煤層：僅在西南部邊緣及 36～ 22 孔附近發(fā)育，位于己煤段下部，層 位穩(wěn)定，距己 15煤層 ，下距庚 21 煤 43m，煤層厚度 ～ ,一般為 ，可采系數(shù) ，變異系數(shù) ,屬穩(wěn)定煤層。煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，含 1～ 2 層夾矸，厚 0～ 。夾矸為泥巖，粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖等。 可 采 煤 層 特 征 表 煤層 名稱 煤厚 (m) 傾角 (176。 ) 結(jié)構(gòu) 層間距 (m) 可采 系數(shù) 變異 系數(shù) 穩(wěn)定性 己 15 平均 最小～最大 0～ ～ 15 夾矸 0～ 較穩(wěn)定 己 16 平 均 最小～最大 0～ 9 4～ 15 無夾矸 ～ 較穩(wěn)定 己 17 平 均 最小～最大 0～ 9 4～ 15 無夾矸 ～ 較穩(wěn)定 己 16～ 17 平 均 最小～最大 ～ 9 4～ 15 夾矸 0～ 穩(wěn)定 平煤四礦 三水平初步設(shè)計 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 煤炭工業(yè)部鄭州設(shè)計研究院 10 三、煤質(zhì) 己 1己 1 17 均為黑色，玻璃光澤，煤質(zhì)較硬。其工業(yè)牌號為1/3 焦煤或焦煤。各層煤的工業(yè)指標(biāo)詳見煤質(zhì)特征表。 煤 質(zhì) 特 征 表 煤層 W (%) A (%) V (%) FC (%) S (%) P Q (J/g) Y (18) 工業(yè) 牌號 己 15 24834 5 1/3JM、JM 己 16 35500 6 1/3JM、JM 己 17 29940 6 1/3JM、JM 己 1 17 27159 6 1/3JM、JM 四、水文地質(zhì) 1．地表水及主要含水層 本區(qū)處在擂鼓臺、小擂鼓臺和落鳧山、平頂山所形成的分水嶺以北；又以陽光咀為界，形成東西兩邊低、中間高的地形。因此地表水系不發(fā)育，僅有季節(jié)性河流。東部有姚孟電廠排灰水庫，面積52500m2，積水 105000m3。 故該區(qū)涌水量主要為砂巖 裂隙水、老空水及底板灰?guī)r水，水文地質(zhì)應(yīng)屬中等類型。 2．礦井充水因素分析 ⑴ 大氣降水：由于本區(qū)煤層埋藏較深，井下涌水基本不受大氣降水和地表水的影響。 ⑵ 斷層 F1斷層落差只有 15m，張家逆斷層位于井田東北角，對開采基本無影響，因此在正常情況下本井田斷層導(dǎo)水對生產(chǎn)的影響較小。 ⑶ 己煤組頂板砂巖水為該區(qū)主要充水水源，但其水量有限， 平煤四礦 三水平初步設(shè)計 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 煤炭工業(yè)部鄭州設(shè)計研究院 11 以靜儲量為主，能影響正常生產(chǎn)，但不會造成重大的突水淹井事故。相鄰己 三 采區(qū)正常涌水量 80m3/h，最大涌水量 120m3/h。 ⑷ 己 三 采區(qū)相鄰己回采工作面采空區(qū)積水也是主要 水害之一，生產(chǎn)中應(yīng)采取防范措施。 ⑸ 太原組灰?guī)r含水