【文章內容簡介】 向性根據(jù)貴州省煤田地質局實驗室 2022 年 9 月作的煤炭自燃傾向性鑒定報告，CC2 煤層鑒定結果為不易自燃煤層，本設計按不易自燃煤層進行設計。(六) 煤層頂、底板情況頂?shù)装鍘r性煤層編號煤層結構 穩(wěn)定性 頂板 底板C1 簡單 較穩(wěn)定 生物屑灰?guī)r、 燧石灰?guī)r 粉砂質頁巖C2 簡單 不穩(wěn)定 砂質泥巖 砂質泥巖由上所知，本礦煤層支護時可在支柱底部加墊板，防止支護插入底板。設計中采用全部垮落法管理頂板，根據(jù)驗算所選擇支架及排柱距的確定能滿足支護要求。在今后生產過程中，應根據(jù)實際情況，編制相應的作業(yè)規(guī)程，并根據(jù)頂板礦壓顯現(xiàn)和采高調整支護密度，以便更好地保證工作面的生產安全。（七）水文地質條件一）區(qū)域水文地質條件礦區(qū)位于珠江流域紅水河水系一級支流苗二河上游補給區(qū)，黔中高原苗嶺山脈中段。區(qū)內地形較為陡峭，地形切割較大，溝谷較為發(fā)育，以中低山為主。境內碳酸鹽類巖石廣泛分布，溶丘、洼地、峰叢、溶斗等巖溶地貌分布普遍。區(qū)域內巖層主要為碳酸鹽巖和碎屑巖兩類。碳酸鹽巖主要包括石炭系馬平組、棲霞組及茅口組、吳家坪組二段、長興大隆組。三疊系羅樓組的灰?guī)r。分布區(qū)多屬裸露的基巖山區(qū)，地表巖溶洼地、落水洞、溶斗等較發(fā)育；地下局部發(fā)育溶洞、暗河，形成豐富的巖溶地下水，通過長途徑流，以泉的形式集中排泄于當?shù)睾庸戎小? 碎屑巖主要包括梁山組、吳家坪組第一段煤系地層中的粉砂巖、炭質頁巖夾煤層以及三疊系羅樓組中的頁巖。碎屑巖靠近地表時風化作用較強烈，風化裂隙較發(fā)育，含風化裂隙水，但厚度不大，富水性總體較弱，主要依靠大氣降水補給，受地勢影響，一般為近源補給、就近排泄。區(qū)域內巖溶水和碎屑巖裂隙水，均以大氣降水作為補給來源。地下水動態(tài)隨季節(jié)變化明顯，一般每年 5 月地下水流量、水位開始回升，69 月為最高值，期間出現(xiàn) 13 次峰值，10—12 月份進入平水期，水位、流量開始逐漸遞減，到次年三、四月份降為最低值。礦區(qū)屬溶蝕一侵蝕中低山溝谷地貌，海拔最高 ，最低 750m，最大相對高差 ，一般 100200m。礦區(qū)周圍屬珠江流域紅水河水系。地表水系不發(fā)育，區(qū)內無地表水體，為季節(jié)性的雨源型溪溝水，下雨有水，久旱即干枯。礦區(qū)最低侵蝕基準面，標高為 750m，礦區(qū)最低開采標高（最低排泄標高）為+0m。 礦區(qū)內地下水類型按含水介質不同可分為巖溶水、裂隙水和孔隙水，其埋藏形式為潛水。低洼處地下水埋深一般小于 10m。地下水的補給源主要為大氣降水，大氣降水通過地表風化裂隙、巖石的節(jié)理裂隙及溶蝕裂隙下滲補給地下水，運移于巖石裂隙、溶隙及巖溶管道之中，徑流至低洼處以泉的形式排泄。由于地形切割較深，7 / 145地下水多以泉水形式流出，對煤層開采影響較大。二）礦區(qū)水文地質條件本次工作在進行地質測量的同時，對該區(qū)泉、老窯及巖溶等水文地質情況，進行了調查與測量，水文調查點 3 個。礦區(qū)泉點調查統(tǒng)計表點號 點性 位置 流量（L/s） 產出地層S1 泉點 位于礦區(qū)中部 P2mS2 泉點 位于礦區(qū)北部 P3w2S3 泉點 位于礦區(qū)西南部 P3w2巖層含水性根據(jù)地層巖性組合和含水介質特征，將區(qū)內劃分為三個含水層（煤層的頂、底板）和二個相對隔水層單元（含煤巖系） ，含水層和隔水層單元具有相對獨立而又相互聯(lián)系的關系。礦區(qū)內出露地層由老至新有石炭系上統(tǒng)馬平組（C 2m） 、二疊系中統(tǒng)梁山組（P 21） 、二疊系中統(tǒng)棲霞組（P 2q） 、茅口組（P 2m） ，二疊系上統(tǒng)吳家坪組（P 3w） ，長興大隆組（P 3c+d） ，下三疊統(tǒng)羅樓組（T 11）及第四系。1）第四系（Q）：為松散堆積的殘坡積層，含孔隙水，富水性弱，一般透水而不含水，對礦坑的充水不會造成威脅，厚 0lOm，對開采影響不大。2）長興大隆組（P 3c+d） 、下三疊統(tǒng)羅樓組（T 11）：位于 C1 煤層上部，距 C1煤層月 724m，對開采影響較小。3）二疊系上統(tǒng)吳家坪組（P 3w）：第一段：為區(qū)內的相對隔水層，巖性為炭質頁巖、泥質粉砂巖、粘土巖及煤層，含裂隙水，富水性弱，相對隔水。但在構造裂隙發(fā)育的情況下，或形成采空區(qū)，隔水性能被破壞后，即成為上下含水層水力聯(lián)系的通道?？赡苄纬傻撞棵┛诮M中的巖溶水，由底板涌入礦坑。該層厚度約 200m。第二段，厚度 500m，其上部裂隙和巖溶發(fā)育，含水豐富且不均勻，其富水性和導水性也較復雜。下部裂隙和巖溶較少發(fā)育，含水均勻。4)茅口—棲霞組、馬坪組含水豐富且不均勻，其富水性和導水性也較復雜。礦區(qū)內構造簡單，碳酸鹽巖比較完整，裂隙和巖溶發(fā)育，含水層之間水力聯(lián)系較強，對煤層影響較大。上覆含水層與煤層直接接觸，由頂板直接向礦井充水，從而威脅到礦井的開采。 目前開采條件下礦坑涌水量礦坑涌水量受大氣降雨影響明顯，據(jù)業(yè)主提供的資料：旱季涌水量 24m3/h 左右，雨季達到 10m3/h 左右。現(xiàn)礦坑涌水主要來自頂板以上含水層中的水，礦坑涌水量受大氣降雨影響明顯，由于開采時形成的頂板巖石變形與頂板含水層中的水因塌陷，以及頂板灰?guī)r溶洞裂隙貫通構成通道，導致雨水貫入礦井，降雨時（12 小時左右）大量補給坑道，停雨后 24 小時水量高峰回落。礦井充水因素1）充水水源A）地表水及沖溝水沖溝水沿途接受泉水及煤窯水補給，雨季還有較大面積大氣降水匯入，水量較大，這些沖溝多位于含煤地層露頭地帶，沖溝附近的網狀、脈狀裂隙密集，它們與煤層風化、氧化帶直接接觸，將來沿溝溪一帶開采煤層時，沖溝水可能沿風化裂隙或采礦裂隙滲入或突入礦井，為礦井淺部開采的直接充水水源。礦區(qū)最低侵蝕基準面，標高為 750m。礦區(qū)最低開采標高（最低排泄標高）為+0m。煤層大部份位于當?shù)厍治g基準面以下。B）第四系孔隙水礦區(qū)內覆蓋的第四系，含水性弱，加之厚度不大，蓄水量有限，對煤礦開采影響小。C）吳家坪組第一段弱裂隙含水層該組主要為碎屑巖，富水性總體微弱，且位于煤層的底板，為相對隔水層，含水性較弱。D）老窯采空區(qū)積水老窯內存在著一定的積水，是淺部礦井開采的重要充水因素，在開采淺部煤層時，采空區(qū)積水易滲入礦井而成為礦井直接充水水源。E）吳家坪組第二段（上部） 、馬坪組、茅口給灰?guī)r巖溶水9 / 145 該組主要以碳酸鹽巖為主，其巖溶裂隙較發(fā)育，巖溶化作用強烈，易形成溶洞，大氣降水可通過地表洼地的富集，經巖溶溶洞、溶隙、落水洞、采礦裂隙等滲入或突入礦井，是礦井開采涌水量突變的主要因素，為礦井開采的直接充水水源。 2）充水通道 A）巖石天然節(jié)理裂隙礦區(qū)內的含煤地層在接近地表附近，巖石風化節(jié)理、裂隙、巖溶很發(fā)育，而深部則發(fā)育成巖溶管道或構造節(jié)理、裂隙，它們是地下水活動的良好通道，并溝通上覆含水層與含煤地層發(fā)生水力聯(lián)系。B）人為采礦冒落裂隙未來的采煤活動將產生大量的采礦裂隙，這些人為裂隙也會溝通上覆含水層與含煤地層的水力聯(lián)系，成為地下水活動的良好通道。C）老窯采空區(qū)礦區(qū)內老窯，其廢棄采面或巷道會成為老窯水、采空區(qū)積水、部分地表水進入礦井的通道。3）充水方式由于礦井直接充水含水層露頭分布廣，接受大氣降水補給強，為強含水層，充水通道主要以巖溶管道、巖石原生和采礦節(jié)理、裂隙為主，少量為老窯巷道導水，因此未來礦井充水方式主要以滲水、滴水、淋水為主，局部可能發(fā)生巖溶突水。 4）目前開采條件下礦區(qū)水文地質的變化 未進行開采前，含煤巖系作為一個相對隔水層，含煤巖系在礦區(qū)起著相對隔水作用，以含煤巖系為界形成自然的三個含水巖組，含水巖組的補給、徑流和排泄都相對獨立。礦區(qū)局部進行開采后，由于煤層的頂?shù)装?，局部發(fā)生坍塌和局部的裂隙構造影響而破壞其原來的平衡性，使煤層上下頂?shù)装宓暮畮r組產生水力聯(lián)系，局部地下水的徑流和排泄方向同時也發(fā)生變化。地下水的流向向著薄弱應力場（采空區(qū)）徑流。煤層頂板為一含水豐富的含水巖組，頂板的地下水直接涌入礦井。礦區(qū)內溶洞、老窯較多，部分有積水，為井下開采的主要潛在透水因素。綜上所述，礦區(qū)地下水主要由大氣降水補給，并沿巖層溶洞、裂隙向下滲透形成溶洞裂隙型潛水，一般具一定水量，受季節(jié)性影響大；其次老窯積水也是礦坑透水因素。由于頂板含水巖組厚度大且分布范圍廣，含水豐富，其富水性和導水性也較復雜，未來開采下山礦時，水文地質條件較復雜。5）水文地質類型煤礦資源量大部份（最低采礦標高為+0m）埋藏于最低侵蝕基準面之下（+750m） ，以巖溶含水層為主，水文地質條件為以頂?shù)装宄渌疄橹鞯膸r溶充水礦床，水文地質條件復雜程度為復雜。6）礦井涌水量①方法選擇區(qū)內水文地質工作較少，資料不多，只能以類比法近似計算，根據(jù)條件相似的煤礦礦山產煤量(M)與涌水量(Q)之間的比例計算礦井充水含水層的富水系數(shù)(K)，再以本礦井未來設計產煤量乘富水系數(shù)預測礦井涌水量。②預測結果類似礦山獲得的富水系數(shù) K=．t，本礦設計日產量 M=500t/日，預計礦井正常涌水量 Q=KM=500=。預計礦井正常涌水量 70m3/h；最大涌水量 210m3/h。由于無抽水試驗資料，不能進行準確的涌水量預算。上述涌水量數(shù)據(jù)來自于對原有礦井涌水統(tǒng)計以及引用當?shù)貧庀蟛块T提供的降水量數(shù)據(jù)，所獲數(shù)據(jù)僅供參考。礦井在開采過程中，對礦井涌水量進行統(tǒng)計，以便及時修正，重新選擇井下排水設備，指導礦井安全正常生產。本設計預計礦井達到生產能力后，礦井涌水量會增大，預計礦井正常涌水量為70m3/h，最大涌水量：210m 3/h。第三節(jié) 礦井設計情況一、 礦井開拓方式開拓方式斜井開拓。礦井開拓方案見大圖。井口數(shù)目及位置設計 3 條井筒即主斜井、副斜井和風井。井筒特征見下表。井筒位置及特征表11 / 145井口坐標(m) 斷面(m 2)井筒名稱 X(m) Y(m)井口標高(m)井筒長度(m) 掘 凈傾角(176。)方位角(176。)主斜井 2861598 36445444 +800 640 25 156副斜井 2861630 36445467 +800 640 25 156回風斜井 2861564 36445422 +805 650 25 156注：表中坐標為北京坐標系，黃海高程。注：井筒井口段砌碹，砌碹長度不小于 20m，其余均為巖石段，采用噴漿支護，若遇圍巖破碎或不穩(wěn)定段采用錨噴、錨網噴或砌碹支護。水平及采區(qū)劃分、開采順序本礦可采煤層 2 層，根據(jù)煤層賦存，煤層由上至下為 CC2 煤層，兩煤層間距 155m。由于礦區(qū)兩層煤的層間距較大，設計采取分層開采。先采 C1 煤層、后采C2 煤層。該礦劃分為二個水平七個采區(qū)；一水平、二水平標高分別為+530m、260m；+530m 標高以上為一、二、五采區(qū)，+530m～＋260m 標高為三、六采區(qū)，+260m～0m 標高為四、七采區(qū)。 煤層開采順序：先采 C1 煤層，后采 C2 煤層。煤層內水平開采順序：先采一水平，后采二水平。采區(qū)開采順序：采區(qū)開采順序依次為一、二、三、四、五、六、七采區(qū)，區(qū)段內為下行式開采；大巷布置根據(jù)井筒布置，達產時，礦井無運輸大巷。主斜井采用絞車提升運輸，運輸順槽采用刮板機配合礦車運輸，其它輔助運輸采用調度絞車牽引串車運輸。通風方式礦井通風方式為：中央并列式。掘進工作面采用局部通風機壓入式通風。工作面的推進方式工作面為走向長壁后退式，即由采區(qū)邊界向采區(qū)下山方向推進。二、 采掘設備配備及采煤工藝(一) 采煤方法及合理性分析根據(jù)開拓部署及煤層賦存條件，由于煤層傾角平均30176。，煤層在走向方向起伏不大，并根據(jù)現(xiàn)有開拓布置，本設計確定采用走向長壁后退式采煤法，落煤方式采煤機割煤，一次采全高。(二) 首采工作面布置及機械設備配置設計布置走向長壁后退式采煤法，工作面用 DZ1430/100 式單體液壓支柱(支撐高度 1400～895mm，工作阻力 300KN，初撐力 l18～157 KN)和 HDJA1000 型金屬鉸接頂梁支護，齊梁齊柱式布置方式，柱距 ，排距 ， “四、五”排控頂，最大控頂距為 ，最小控頂距為 ，放頂步距為 ，全部垮落法管理頂板。上下巷超前加強支護采用 DW25300/100X 外注式單體液壓支柱配合 HDJA—1000 型金屬鉸接頂梁，從工作面煤壁往外 10m 范圍內采用雙排抬棚支護，再往外 10m 范圍內采用單排抬棚支護。井下采用“四六”作業(yè)制，三班采準，一班檢修。(三) 掘進工作面布置掘進工作面：巷道掘進采用鉆爆法施工，配備二個掘進頭，掘進工作面設備配備詳見下表 352：13 / 145 (四) 采煤工藝礦井設計生產能力為 15 萬 t/a，設計采用走向長壁后退式采煤法，除首采面采用炮采以外，其余工作面均采用機采工藝，全部垮落法管理頂板。三、 礦井主要設備、設施系統(tǒng)(一) 主要運輸設備1. 主斜井膠帶機主斜井選用 DTC80/10/290 型大傾角帶式輸送機（落地固定式） ，其參數(shù)為：Q=100t/h，v=，L=640m，δ=26176。(根據(jù)廠家提供資料向上運輸最大傾角為 26176。)，功率 290kW，U=660V。皮帶運輸石門：選用DTL65/10/40膠帶輸送機，功率40kW；輸送能力100t/h。采面運輸巷：選用DSJ65/10/222膠帶輸送機二臺，功率44kW；輸送能力100t/h。選用SGD420/30A轉載機，輸送能力80t/h，功率30kW。副斜井選用提升機 JK2，V=，一臺，最大靜張力：Fj=62KN。容繩量 797m（二層） ，配套電動機功率 132kW，電壓 380／660V。配用行TXU150。