【文章內(nèi)容簡介】 水層。煤系地層下覆玄武巖組，厚度一般大于100m，該段也是較可靠的相對隔水層。含煤地層中，含水層厚度約30m，為薄～中厚層碳酸鹽巖及砂巖組成，富水性稍強，且在立面上亦為相間分布，各含水小分層之間的水力聯(lián)系差。綜上所述，牛場——普翁地區(qū)地形高差較大,基巖裸露面積較大，含水帶與相對隔水帶相間分布。大氣降水是地下水的主要補給來源，地下水的排泄條件比補給好。煤層大部分賦存在當?shù)厍治g基準面以上，飛仙關組下部有厚達90米的鈣質粉砂巖和鈣質泥巖相隔，礦井直接充水含水段是上二迭統(tǒng)長興組碳酸鹽巖及龍?zhí)睹航M中的碎屑巖夾煤層及薄層碳酸鹽巖地層，含水性質屬溶隙裂隙水及層間裂隙水，富水較弱，斷層帶水文地質特征為上二迭統(tǒng)地層表現(xiàn)為富水性較弱，導水性差。因此，礦區(qū)水文地質類型是以裂隙、溶隙充水為主，大多數(shù)礦井屬于水文地質條件簡單的煤礦床。永安煤礦范圍內(nèi)出露的地層有龍?zhí)督M、長興—大隆組、飛仙關組和第四系松散層。在礦界外北西側有厚度大于100m的玄武巖,而第四系分布在礦界外西南方的光馬沖一帶，對本礦無影響。含水層主要為砂巖、粉砂巖、碳酸鹽巖，富水性較弱；而隔水層主要為泥巖，粉砂質泥巖，連續(xù)穩(wěn)定，隔水性能好，透水性能差。含水層（帶）的補給均為大氣降水，補給途徑主要是通過第四系松散堆積層、斷層破碎帶、巖石節(jié)理裂隙、風化裂隙、小窯塌陷等滲入地下，但補給量有限，徑流距離短，動態(tài)變化大，枯水期泉水涌水量減小或干枯。地下水主要賦存于基巖裂隙及孔隙中，并沿地形自然斜坡作用滲流運動，沿隔水層在地形低洼處或坡坎下以下降泉排出地表。(五) 礦床充水因素分析礦井充水因素既決定于水文地質條件，又決定于開拓方式。充水強度受充水水源和通道的影響。1. 大氣降水對礦井充水的影響礦井內(nèi)龍?zhí)督M裸露或淺埋，主采煤層普遍埋藏較淺，風氧化帶沿傾向深度普遍達50m左右，補給面積較大，植被發(fā)育較差。盡管巖層富水性弱，由于大氣降水的直接補給，可沿節(jié)理、裂隙等滲入礦井。當?shù)V井煤層開采后，易對頂部巖層造成破壞，產(chǎn)生“破裂帶”，增大地表水對礦井的滲入。2. 地表水對礦井充水的影響季節(jié)性沖溝對礦井充水的影響主要以大氣降水為主要補給源，季節(jié)性沖溝水有沿裂隙潰入井下的可能。3. 老窯積水對礦井充水影響礦井整改前，炸封的老窯積水是該礦井的主要水害。老窯多沿主采煤層露頭開采，開采深度50～500m不等。沿傾向開挖，老窯長期廢棄且積水，大氣降水是老窯積水的主要水源，也是礦井充水的主要因素。當?shù)V井巷道或采空區(qū)與之連通時即潰入礦井，容易造成突水災害。4. 含水段對礦井充水的影響當井筒和巷道揭露含水層時，便成為礦井充水水源。龍?zhí)睹航M的碳酸鹽巖砂巖為直接充水含水段。富水性較弱，據(jù)勘探資料。且各小分層之間水力聯(lián)系差，對礦井的充水影響較小。5. 斷層對礦井充水的影響斷層主要為壓扭性斷層，斷層破碎帶膠結較好，含水性和導水性較差。凡賦存在龍?zhí)睹航M中的斷層帶。因此，斷層對礦井的充水影響較小。總之，大氣降水是該礦床充水的主要原因。一般沿基巖裂隙滲入礦井，裂隙發(fā)育地段礦井充水會有所增大；地表水對地下水具有一定的補充作用，淺部巖層滲透性好，含水性弱。地表水與地下水之間有可能發(fā)生聯(lián)系，容易引起礦床充水。在采掘的過程中，要注意發(fā)生突水現(xiàn)象，應該引起高度重視，特別是在靠近老窯采空區(qū)時，一定要加強探防水工作，確保安全生產(chǎn)。(六) 礦井涌水量1. 礦井涌水量的相關因素及規(guī)律本次實地調查主要在礦井內(nèi)水倉處測試礦井的實際涌水量，結合業(yè)主對礦井涌水量的長期觀測和統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，該礦井日平均涌水量約360m3。礦井有頂板淋水、滴水現(xiàn)象，停采后多有積水，甚至與大氣降水有水力聯(lián)系。隨著開采深度的增加，井下涌水量將會隨之增大。2. 礦井涌水量預計的方法、依據(jù)及結果永安煤礦目前最低開采標高1320m，正常涌水量8m3/h，最大涌水量25m3/h?，F(xiàn)估算二采區(qū)區(qū)域的礦井涌水量：式中：Q1—正常涌水量8m3/h，最大涌水量25 m3/h。F1—。F—。S1—水位降深，m，開采標高1320m，水位降深80m；S—未來水位降深，m，未來開采標高1220m，水位降深180m；經(jīng)計算。(七) 水文地質條件分類礦床主要以頂板基巖裂隙充水為主的裂隙充水礦床，礦區(qū)內(nèi)主要可采煤層部分位于當?shù)刈畹颓治g基準面之下，礦區(qū)內(nèi)地形起伏較大，溝谷縱橫，地形有利于地表水的排泄，礦區(qū)內(nèi)主要為季節(jié)性的溪溝，礦床主要充水含水層富水性弱，地下水補給條件較差。經(jīng)綜合分析，確定礦區(qū)及二采區(qū)水文地質條件復雜程度屬中等。第 六 節(jié) 其它開采技術條件一、 煤層頂?shù)装宥蓞^(qū)內(nèi)煤層頂板為硅質、泥質灰?guī)r、粉砂巖和泥質粉砂巖，底板為細砂巖、粉砂巖，所以頂、底板條件較好，但在巷道掘進和工作面回采過程中必須及時支護，加強頂?shù)装骞芾?。二?瓦斯(一) 煤層瓦斯含量和瓦斯壓力根據(jù)煤炭科學研究總院沈陽研究院2009年2月提供的《貴州省織金縣永安煤礦M14煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定報告》，采用直接法測定永安煤礦M14煤層在不同標高的瓦斯含量和用間接法測定瓦斯壓力，詳見表2 5。表2 5 M14煤層瓦斯含量和瓦斯壓力實測值鉆孔編號測點標高(m)埋深(m)原煤瓦斯含量(ml/g)瓦斯壓力(Mpa)1+873+904+1005+103從表2 5可以看出，M14煤層在+，埋深自87m～103m， ml/g～ ml/g， Mpa～ Mpa，瓦斯含量和瓦斯壓力均較高，且隨埋深增加而增加。(二) 瓦斯涌出根據(jù)貴州省能源局《關于畢節(jié)地區(qū)工業(yè)和能源委員會關于請求審批2010年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批復》（黔能源發(fā)【2010】699號），貴州省能源局《關于畢節(jié)地區(qū)工業(yè)和能源委員會關于請求審批2011年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批復》（黔能源發(fā)【2011】699號），CH4和CO2涌出量詳見表2 6。從表2 6可以看出，2010年、2011年礦井瓦斯等級鑒定均為高瓦斯。表2 6 瓦斯等級鑒定結果表年份氣體名稱相對涌出量絕對涌出量瓦斯等級備注2010CH4高瓦斯CO22011CH4高瓦斯CO2三、 煤塵爆炸性貴州省煤田地質局實驗室2006年5月提供的《織金縣永安煤礦煤塵爆炸性鑒定報告》，永安煤礦M14號、M16號煤層均無煤塵爆炸性。四、 煤炭自燃傾向性貴州省煤田地質局實驗室2006年5月和2011年4月提供的織金縣永安煤礦《煤炭自燃傾向等級鑒定報告》，M14號和M16號煤層自燃傾向等級均為Ⅲ類，屬不易自燃煤層。五、 煤與瓦斯突出危險性根據(jù)煤炭科學研究總院沈陽研究院2009年2月提供的《貴州省織金縣永安煤礦M14煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定報告》，永安煤礦M14煤層在+1352m標高及以上、埋深在103m以淺區(qū)域無煤與瓦斯突出危險性。鑒于M16煤層未作鑒定，礦井按煤與瓦斯突出礦井設計和管理。二采區(qū)開采煤層M1M16，開采標高+1320m～1100m，在此范圍內(nèi)可采煤層未進行煤與瓦斯突出鑒定。因此，二采區(qū)屬煤與瓦斯突出危險區(qū)，二采區(qū)按煤與瓦斯突出危險區(qū)設計。六、 地溫永安煤礦屬地溫正常型礦井，在實際生產(chǎn)過程中區(qū)內(nèi)從未發(fā)生過地溫異?，F(xiàn)象。七、 沖擊地壓地質報告未提供沖擊地壓的相關資料，生產(chǎn)過程中尚未有發(fā)生沖擊地壓的情況?？椊鹂h永安煤礦二采區(qū)設計 第三章 采區(qū)及巷道布置第 三 章 采區(qū)及巷道布置第 一 節(jié) 采區(qū)位置根據(jù)《織金縣永安煤礦開采設計方案（變更）》，永安煤礦按1個水平開拓，水平標高+1320m。共劃分為2個采區(qū)，其中+1320m以上為一采區(qū)，+1320m標高以下為二采區(qū)。由以上水平及采區(qū)劃分，二采區(qū)位于+1320m水平標高以下，井田西南角。采區(qū)走向長1500m，平均傾斜寬360m。采區(qū)上限標高+1320m，下限最低可采標高+1160m（M16煤層）。第 二 節(jié) 采區(qū)生產(chǎn)能力及服務年限一、 采區(qū)生產(chǎn)能力計算根據(jù)永安煤礦的地質條件，煤層生產(chǎn)能力、開采強度、采區(qū)內(nèi)同時回采工作面?zhèn)€數(shù)和產(chǎn)量等因素綜合考慮，采區(qū)生產(chǎn)能力按下式計算：A=∑A1.K1K2 噸/年==152912t/年其中：A1—回采工作面單產(chǎn)，噸/年；K1—工作面產(chǎn)量不均勻系數(shù),。K2—掘進出煤系數(shù),～A1==5808095%=式中：r—煤的容重，噸/米3。m—煤層采高,米,。l—工作面推進進度,米/年,取580m。i—工作面長度,取80mc—回采工作面回采率(%):中厚煤層為95%。二采區(qū)同時生產(chǎn)時為1個工作面生產(chǎn), 。二、 采區(qū)生產(chǎn)能力驗算1. 按采區(qū)運輸能力驗算永安煤礦二采區(qū)采用走向長壁后退式采煤法，放炮落煤，,可按下式驗算設計能力。式中：An—運輸設備的設計能力，t/h；AB—采區(qū)日產(chǎn)量, 噸/日；AB=153000/330=K—產(chǎn)量不均勻系數(shù)，；t—每日出煤時間，小時：只有一個面時為15。采煤工作面選用SGB420/30A型刮板運輸機，運輸能力80t/h；運輸順槽選用1臺DSJ65/20/240型可伸縮皮帶運輸機，運輸能力200t/h，二采區(qū)運輸下山選用1臺DTL65/20/230型固定式皮帶運輸機，運輸能力200t/h，一采區(qū)運輸下山和主斜井利用1臺已安裝的DSJ80/40/255型皮帶運輸機，運輸能力400 t/h，均大于采區(qū)生產(chǎn)能力。2. 按采區(qū)通風能力驗算按礦井瓦斯涌出量計算礦井需風量公式Q礦===3752m3/min式中：Q礦—礦井總供風量，m3/minq—礦井相對瓦斯涌出量，m3/t，根據(jù)202011年瓦斯等級鑒定。T—。K—風量備用系數(shù)（考慮礦井內(nèi)部漏風、瓦斯涌出不均衡所取的系數(shù)），K=~。礦井回風斜井安裝2臺主要通風機選用FBCDZ№18型軸流式通風機兩臺，一臺工作，一臺備用，風機風量2686m3/s, 風機風壓1722403Pa，電機功率為2110kw。通風機能力滿足生產(chǎn)能力要求。三、 采區(qū)服務年限(一) 采區(qū)地質資源/儲量根據(jù)永安煤礦提供的《二采區(qū)地質說明書》，其中（332），（333），（334？）155萬噸，詳見表2 4。(二) 采區(qū)工業(yè)儲量采區(qū)工業(yè)資源/儲量按下式計算：工業(yè)資源/儲量＝(332)+（333）k＝+＝。由于本礦地質構造簡單，煤層賦存較穩(wěn)定。(三) 采區(qū)設計資源儲量采區(qū)設計資源/儲量按下式計算：設計資源/儲量＝工業(yè)資源/儲量－永久煤柱損失量結合二采區(qū)地質構造、地形、地貌及地物特征，由于村寨煤柱已在地質資源/儲量計算中扣除，二采區(qū)永久煤柱損失只有井田邊界煤柱。井田邊界煤柱按一側20m留設，由于二采區(qū)范圍內(nèi)M16煤層儲量類型為（334？），未參與工業(yè)資源/儲量計算，因此，井田邊界煤柱僅有M14煤層。M14號煤層井田邊界煤柱：45300247。cos12176。＝148754t≈設計資源/儲量＝－＝(四) 采區(qū)設計可采儲量采區(qū)設計可采儲量按下式計算：設計可采儲量＝〔設計資源/儲量－（工業(yè)場地++主要井巷煤柱煤量）〕采區(qū)回采率由于二采區(qū)范圍內(nèi)無工業(yè)場地和主要井巷煤柱，設計可采儲量用設計資源儲量直接乘以采區(qū)回采率即可。二采區(qū)M1M16煤層均為中厚煤層。設計可采儲量＝＝(五) 采區(qū)服務年限采區(qū)生產(chǎn)能力和服務年限與可采儲量相適應。生產(chǎn)能力過大，服務年限過短，不僅經(jīng)濟上不合理，而且會造成接替緊張，一般年產(chǎn)30～50萬噸的采區(qū)，服務年限不少于5年，10～20萬噸的采區(qū)不少于3年。采區(qū)服務年限可用下式計算：其中：T—采區(qū)服務年限，年；Z—采區(qū)可采儲量，萬噸，A—采區(qū)生產(chǎn)能力，萬噸/年，k—富余系數(shù),。符合要求。第 三 節(jié) 采區(qū)巷道布置一、 主要巷道二采區(qū)為一采區(qū)的接續(xù)采區(qū)，礦井瓦斯等級為煤與瓦斯突出，煤炭自燃發(fā)火傾向等級為Ⅲ類，煤塵無爆炸性。可供選擇的二采區(qū)主要巷道（二采區(qū)運輸下山、二采區(qū)軌道下山和二采區(qū)回風下山）布置方案有2個，即方案1和方案2。方案1：即《織金縣永安煤礦開采方案設計》和《織金縣永安煤礦安全專篇（修改）》擬定的方案。二采區(qū)運輸下山、二采區(qū)軌道下山和二采區(qū)回風下山順層布置于M14煤層底板巖層中。其中，二采區(qū)軌道下山上部車場及絞車硐室布置于+1320m水平標高，二采區(qū)上部車場通過車場繞道與一采區(qū)軌道下山下部車場連接，形成二采區(qū)輔助材料提升系統(tǒng)。二采區(qū)運輸下山，在一采區(qū)運輸下山下部平巷段變坡點與一采區(qū)運輸下山直接連接，形成二采區(qū)煤炭運輸系統(tǒng)。二采區(qū)回風下山，在一采區(qū)回風下山下部平巷段變坡點與一采區(qū)回風下山直接連接，形成二采區(qū)回風系統(tǒng)。二采區(qū)運輸下山、二采區(qū)軌道下山和二采區(qū)回風下山落平于+1229m標高，并在+1229m標高布置采區(qū)井底車場和采區(qū)主副水倉及泵房。該方案優(yōu)點，二采區(qū)運輸下山和回風下山與一采區(qū)運輸下山和回風下山直接連接，運輸系統(tǒng)和回風系統(tǒng)環(huán)節(jié)少，風阻小。缺點是，二采區(qū)軌道下山需單獨安裝絞車，二采區(qū)上部車場和一采區(qū)下部車場之間還需調度絞車調車，輔助材料運輸系統(tǒng)較復雜。同時由于一采區(qū)運輸下山和一采區(qū)回風下山在+1320m水平標高均有平巷段，要在變坡點直接連接，施工較困難。方案2：針對方案1中存在的不足，在保持二采區(qū)下部車場（平巷段）標高和位置不變的情況下，將二采區(qū)運輸下山及上部煤炭卸載點通過一段溜煤巷與一采區(qū)運輸下山下部平巷段連接，形成二采區(qū)煤炭運輸系統(tǒng)；將二采區(qū)軌道下山在一采區(qū)下部車場變坡點與一采區(qū)軌道下山直接連接，使用一采區(qū)上部車場已安裝的絞車延伸至二采區(qū)為其服務，形成二采區(qū)輔助材料運輸系統(tǒng)；將二采區(qū)回風下山在一采區(qū)回風下山平巷段變坡點上方與一采區(qū)回風下山側向連接。考慮到一采區(qū)主副水倉和變電所在二采區(qū)生產(chǎn)期間還要延續(xù)服務，在二采區(qū)軌道下山與一采區(qū)軌道下山連通前，在一采區(qū)下部車場變坡點上方布置甩車場與下部車場連接，騰出二