【文章內(nèi)容簡介】 2m。結(jié)構(gòu)較簡單，一般不含夾矸，局部含一層夾矸。其直接頂板為泥巖或細(xì)砂巖，多見炭質(zhì)泥巖偽頂。底板為泥巖或砂質(zhì)泥巖?？刹蓞^(qū)七 4煤層神火集團(tuán) 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項(xiàng)設(shè)計(jì) 7 埋深 10～ 350m，煤層展布標(biāo)高 +250～ 150m。本層煤在橫 6～ 12 線之間已開采多年，資源已接近枯竭。橫 2 線以東由于埋藏較深，目前還未開采。 圖 13 和成煤礦井田煤系地層含煤情況 神火集團(tuán) 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項(xiàng)設(shè)計(jì) 8 一 1煤層 一 1煤層位于石炭系上統(tǒng)太原組底部，上距二 1煤層一般 110m 左右，層位穩(wěn)定，橫 8 線以東及 ZK100 ZK907 附近區(qū)段可 采，可采區(qū)內(nèi)煤厚～ ，平均 。煤層結(jié)構(gòu)多為一層夾矸，矸厚 ～ ，為炭質(zhì)泥巖。煤層頂板為灰?guī)r，底板為泥巖?？刹蓞^(qū)一 1煤層埋深 520～850m，展布標(biāo)高 280～ 670m。 由于一 1煤層屬高硫煤，按國家政策應(yīng)屬禁采煤層。 根據(jù)此情況，和成煤礦將不考慮對一 1煤 層 的開采工作。 二、 煤質(zhì)特征 （一） 二 1煤層 黑色、鋼灰黑色，條痕呈黑色、金剛光澤及似金屬光澤，內(nèi)生裂隙不發(fā)育。煤的原始結(jié)構(gòu)、構(gòu)造不易辨認(rèn)，多呈粉末狀及鱗片狀，疏松易碎。僅局部可觀察到宏觀煤巖成分，其主要為亮煤及鏡煤，暗 煤次之，少量絲炭。宏觀煤巖類型以半亮型為主，少量光亮型及半暗型。其真密度 ～ ，視密度平均 。 （圖 14） （二）七 4煤層 灰黑色、條痕黑色，金剛光澤，內(nèi)生裂隙不發(fā)育，條帶狀結(jié)構(gòu)為主，局部呈粉末狀及鱗片狀，薄層狀及塊狀構(gòu)造，呈貝殼狀、參差狀斷口。宏觀煤巖成分主要為亮煤和暗煤。少量鏡煤及絲炭。宏觀煤巖類型為半暗 半亮型。真密度 ，因測點(diǎn)少不具代表性。視密度平均 。 （三）一 1煤層 鋼灰色、條痕深灰色，似金屬光澤，內(nèi)生裂隙不發(fā)育，真密度 ～ 左右，視密度 噸 /立方米。多呈碎粒狀及粉末狀，宏觀煤巖組分以亮煤和鏡煤為主，屬光亮型及半亮型。 神火集團(tuán) 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項(xiàng)設(shè)計(jì) 9 圖 ：煤巖層綜合柱狀圖層厚巖性巖性描述底板標(biāo)高度277m，()柱狀灰色，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，含較多植物化石。灰色，塊狀構(gòu)造，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，含植物化石，中部夾(二0)。淺灰色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，成分為云解石，裂隙中充填方解石細(xì)脈。上部深灰色，下部淺灰色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀，中間夾。淺灰色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，成分為云解石，裂隙中充填方解石細(xì)脈,局部含黃鐵礦?；疑噘|(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀,成分泥質(zhì)。深灰色，塊狀構(gòu)造，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，成分泥質(zhì)，含植物化石。黑灰色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，呈厚片狀，成分炭質(zhì)、泥質(zhì)。黑灰色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀，夾少量粉砂質(zhì)條帶。淺灰色，中粒砂狀結(jié)構(gòu)，微斜層理，碎屑成分為石英、長石、云母組成，層理面含白云母，局部含泥礫，泥硅質(zhì)基底膠結(jié)。主要由石英、長石、云母組成，硅泥質(zhì)膠結(jié)，水平層理，層理面含植物化石及碳膜，夾有泥巖。深灰色，砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀，產(chǎn)植物化石，局部為炭質(zhì)泥巖，夾有中砂巖?；野咨饕煞譃槭?、長石、云母、炭屑，構(gòu)成水平及交錯(cuò)層理，硅質(zhì)膠結(jié)，夾薄層泥巖，局部含菱鐵礦鮞粒。灰色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，交錯(cuò)層理發(fā)育。淺灰、灰白色，交錯(cuò)層理發(fā)育,主要為石英、長石、云母,含大量菱鐵礦鮞粒，局部含泥礫。細(xì)砂巖粉砂質(zhì)泥巖夾粉砂巖中粒石英砂巖粉砂質(zhì)泥巖中粒石英砂巖粉砂質(zhì)泥巖中砂巖（標(biāo)5）粉砂質(zhì)泥巖炭質(zhì)泥巖泥 巖二1 煤泥質(zhì)粉砂巖泥 巖灰 巖泥 巖灰 巖泥 巖 圖 14：二 1煤層頂?shù)装鍘r性綜合柱狀圖 神火集團(tuán) 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項(xiàng)設(shè)計(jì) 10 第五節(jié) 礦井瓦斯 一、 地勘時(shí)期的瓦斯情況 根據(jù)勘探報(bào)告提供的瓦斯資料，經(jīng)測定：二 1煤中瓦斯含量相差較大，最小 （ ZK208），最大為 ml/（ ZK1107），具有一定的規(guī)律性。詳見二 1煤層鉆孔瓦斯含量表 14。 表 14 二 1煤層地勘時(shí)期瓦斯含量 孔號 采樣 深度 (m) 瓦斯成分 (%) 瓦斯含量 (ml/) 樣品質(zhì)量 資料 評價(jià) CO2 CH4 N2 CO2 CH4 N2 Mad (%) Ad (%) ZK008 合格 ZK410 合格 ZK609 合格 ZK208 合格 ZK908 合格 ZK1107 合格 ZK1108 合格 ZK1109 合格 井田二 1煤層瓦斯自然組分以 CH4為主，多在 50%以上，最大達(dá) %（ ZK008）。瓦斯分帶規(guī)律明顯， 沼氣帶分布于井田東半部南側(cè)二 1煤層埋藏較深部位，西部及淺部均為氮?dú)?— 沼氣帶。和成礦井田瓦斯含量 ～，一般小于 10 m3/t，局部（ ZK110 ZK908和東南角 ZK4ZK008）瓦斯含量大于 10 m3/t。 根據(jù)河南省地礦局第二地質(zhì)勘查院 2021年 8月提交的《新密市白石溝井田煤炭勘查報(bào)告修改補(bǔ)充意見》，河南省地礦局第二地質(zhì)勘查院對礦區(qū)補(bǔ)充勘探時(shí)，和成煤礦井筒的井檢孔二 1煤層瓦斯測試結(jié)果為：煤層瓦斯壓力 ，煤的瓦斯放散初速度 △P=32，煤的堅(jiān)固性系數(shù) f=。 二 、 生產(chǎn)揭露時(shí)期瓦斯情況 目前，和成煤礦 西翼軌道運(yùn)輸大巷屬于煤巷掘進(jìn)工作面，此外， 2205工作面膠帶順槽回風(fēng)聯(lián)巷即將揭煤 。 2021年 10 月 29日，焦作煤業(yè)（集神火集團(tuán) 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項(xiàng)設(shè)計(jì) 11 團(tuán)）公司科研所瓦斯研究室在和成煤礦軌道運(yùn)輸大巷對二 1煤層瓦斯壓力進(jìn)行了井下直接測定，同時(shí)選取二 1煤層的煤樣進(jìn)行相關(guān)測試，此次和成煤礦二 1煤層瓦斯壓力的測定結(jié)果為 （巖層裂隙發(fā)育，測試結(jié)果偏低），瓦斯放散初速度 △ P=33，煤的堅(jiān)固性系數(shù)為 f=。根據(jù)焦作煤業(yè)（集團(tuán)）公司科研所瓦斯研究室于 2021 年 10 月在和成礦西翼軌道大巷打穿層鉆孔采樣， 5 個(gè)取樣點(diǎn)結(jié)果瓦斯含量分別為 、 、 、 ，平均 。 和成煤礦 于 2021 年 3 月份外委河南理工大學(xué)對二 1煤層瓦斯含量進(jìn)行了測定， 測試分七次。結(jié)論如下： 第一次測試，和成煤礦二 1 煤層可燃基 CH4 含量為 ～，瓦斯含量為 ～ 。 第二次測試，和成煤礦二 1 煤層可燃基 CH4 含量為 ～，瓦斯含量為 ～ 。 第三次測試，和成煤礦二 1 煤層可燃基 CH4 含量為 ～，瓦斯含量為 ～ 。 第四次測試，和成煤礦二 1 煤層可燃基 CH4 含量為 ～，瓦斯含量為 ～ 。 第五次測試，和成煤礦二 1 煤層可燃基 CH4 含量為 ～，瓦斯含量為 ～ ， 和成煤礦二 1煤層堅(jiān)固性系數(shù)（ f）介于 ～ ，和成煤礦二 1煤層的瓦斯放散初速度（ △P）介于 22～ 26 之間。 第六次測試，和成煤礦二 1 煤層 可燃基 CH4 含量為 ～，瓦斯含量為 ～ 。 第七次測試，和成煤礦二 1 煤層可燃基 CH4 含量為 ～，瓦斯含量為 ～ 。 各地點(diǎn)瓦斯含量及壓力測定情況詳見《和成煤礦瓦斯地質(zhì)圖》。 神火集團(tuán) 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項(xiàng)設(shè)計(jì) 12 三、 瓦斯動力現(xiàn)象 在二 1 煤層頂板的巷道 施工 穿層鉆孔 和西翼軌道運(yùn)輸大巷施工順層鉆孔 時(shí)， 曾 有 不同程度的 噴孔、頂鉆、卡鉆等動力現(xiàn)象發(fā)生。 第 六 節(jié) 煤層自燃傾向性和煤塵爆炸性 礦井于 2021 年 12 月份外委國家安全生產(chǎn)洛陽礦山機(jī)械檢測檢驗(yàn)中心對二 1煤塵爆炸性、煤自然傾向性進(jìn)行鑒 定。 經(jīng)鑒定和成煤礦二 1煤自然傾向性等級為Ⅲ類（不易自然），無煤塵爆炸性。 神火集團(tuán) 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項(xiàng)設(shè)計(jì) 13 第二章 采區(qū) 采掘 設(shè)計(jì) 及接替計(jì)劃 第一節(jié) 采區(qū)位置 西二 采區(qū)位于 和成煤礦 井田 西南 部， 是 和成煤礦首采區(qū) 。 東部以工廣煤柱為界，西部以橫 11 勘探線界，北部以大巷煤柱為界，南部以 F10分支斷層為界。東西長 ，南北寬 ，面積 。西二采區(qū)二 1煤層平均厚度 ，可采儲量 。采區(qū)生產(chǎn)能力按 計(jì)算，服務(wù)年限 。 第二節(jié) 采區(qū) 開拓方式 及 巷道布置 一、 采區(qū)巷道的布置 本 采 區(qū) 采用傾斜長壁法開采，回采巷道直接與大巷連接。 西翼軌道運(yùn)輸大巷 標(biāo)高 280m，沿水平掘進(jìn) ， 向西穿過 二 1煤層 ， 前段為煤層頂板上方，后段為煤層底板下方。 西翼膠帶運(yùn)輸大巷、西翼回風(fēng)大巷和西翼輔助回風(fēng)大巷均位于頂板大占砂巖中，距離二 1煤層 12～18m，以利 于 支護(hù)和排放瓦斯。煤層順槽與平巷的聯(lián)絡(luò)，設(shè)計(jì)采用以下方式： 工作面運(yùn)輸順槽與膠帶運(yùn)輸大巷搭接聯(lián)系。 工作面軌道順槽與軌道大巷通過平車場連接，便于人員行走、通風(fēng)和設(shè)備安裝檢修。 順槽采用 12工字鋼支護(hù)，在靠近工作面 30m左右，以金屬鉸接頂梁加雙排單體 液壓支柱加強(qiáng)支護(hù)。 二、 采區(qū)回采巷道的布置 根據(jù)瓦斯、通風(fēng)及運(yùn)輸?shù)纫?，?jīng)綜合分析并兼顧礦井建設(shè)期間的實(shí)際情況， 回采 工作面布置兩條巷道，其中進(jìn)風(fēng)巷道一條，回風(fēng)巷道一條。 回采工作面軌道、運(yùn)輸順槽均沿 二 1煤層 頂板 布置?；夭晒ぷ髅娌捎蒙窕鸺瘓F(tuán) 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項(xiàng)設(shè)計(jì) 14 后退式回采方式 （圖 21） 。 圖 21 西二 采區(qū)采掘工程平面圖 第三節(jié) 采煤方法及 回采順序 設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)勘探資料和國內(nèi)外厚煤層開采技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合井田煤層賦存及開采技術(shù)條件，設(shè)計(jì)認(rèn)為二 1 煤可供選擇的采煤方法有 ：分層開采、一次采全厚和放頂煤開采。分述如下： 一、 分層開采采煤方法 分層開采是我國一直沿用開采厚煤層的傳統(tǒng)采煤方法，在煤層穩(wěn)定、厚度變化較小的礦井中應(yīng)用較普遍，且積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)。分層開采，上分層是以煤體作底板，支架易下沉，同時(shí)需鋪設(shè)金屬網(wǎng)，工藝復(fù)雜；下分層處在假頂之下采煤，頂板破碎，上下出口難以維護(hù)，影響工作面產(chǎn)量。分層開采效率低，掘進(jìn)量大，若不是受到開采技術(shù)條件的限制，高產(chǎn)高效的礦井一般不會采用。 首采區(qū)的煤層平均厚度為 ，采用分層開采的第一分層高度應(yīng)為 左右。 神火集團(tuán) 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項(xiàng)設(shè)計(jì) 15 二、 綜采大采高采煤方法 綜采大采高采煤方法工藝簡單，由于采用重型化、強(qiáng)力化、自動化和機(jī)電一體化的設(shè)備，其工作面單產(chǎn)和工效得到大幅度提高，尤其是在近水平、中等硬度、頂板穩(wěn)定、瓦斯含量較小的條件下，其效果更好。目前，綜采設(shè)備最大采高為 6m 左右。 三、 放頂煤采煤方法 放頂煤采煤法，實(shí)踐證明其單產(chǎn)高、效率高、成本低，搬家次數(shù)少，對煤層有較好的適應(yīng)性，因而近些年來，得到了普遍推廣和應(yīng)用。放頂煤采煤法的關(guān)鍵是煤層的可冒放性，煤層的冒放性與煤層厚度、結(jié)構(gòu)、節(jié)理裂隙發(fā)育程度、頂?shù)装鍡l件等有關(guān)，一般認(rèn)為當(dāng)煤層硬度 f 系數(shù)小于 3，強(qiáng)度小于 20MPa時(shí)， 冒放性較好，反之，冒放性較差。 綜合以上情況，根據(jù)礦方實(shí)際打鉆探煤情況，煤層賦存變化情況與鄭州煤田煤層賦存情況較為相似，頂?shù)装遄儎宇l繁，頂?shù)装寰环€(wěn)定，很多時(shí)候同時(shí)反向變化，俗稱“雞窩煤”，同時(shí)煤層頂板受褶皺、斷層影響，擾動強(qiáng)烈，成巖性較差。因而，分層綜采實(shí)施難度較大 ,且該礦瓦斯涌出量較大，對放頂煤開采有一定影響。綜合以上因素，經(jīng)過采煤方法論證，本次設(shè)計(jì)選用綜采一次采全高的采煤方法，該方法 采用重型化、強(qiáng)力化、自動化和機(jī)電一體化的設(shè)備，使工作面單產(chǎn)和工效得到大幅度提高，且易于集中生產(chǎn)。 采區(qū)內(nèi)共設(shè)計(jì)有 7 個(gè)工作 面， 首采面定為 2205工作面。 第四節(jié) 采掘工藝參數(shù) 一、 采高 礦井初期開采 二 1煤層，平均煤厚 ，首采區(qū)平均煤厚 ，設(shè)計(jì)為綜采一次采全高采煤方法，故采高為 。 二、 回采工作面長度 礦井初期開采的二 1煤層，賦存較穩(wěn)定，厚度適中，頂?shù)装鍡l件較好，神火集團(tuán) 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項(xiàng)設(shè)計(jì) 16 傾角平緩。設(shè)計(jì)初期回采工作面長度取 120m，隨著開采技術(shù)和管理水平的提高，可適當(dāng)加長回采工作面長度，提高回采工作面單產(chǎn)。 三、 回采工作面推進(jìn)度 根據(jù)首采區(qū)煤層賦存狀況、回采工藝以及回采工作面作業(yè)循環(huán)安排，綜合確定工作面年推進(jìn)度為 550m。 第五 節(jié) 采區(qū) 2021 年 6 月 ～ 2021 年采掘接替計(jì)劃 一、 2021 年 6～