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采煤工作面接替方案

习水县隆兴镇朱家沟煤矿

采煤工作面接替方案

（变更）专项设计

贵州新思维矿业工程设计评估有限公司

二○一二年八月

习水县隆兴镇朱家沟煤矿

采煤工作面接替方案

（变更）专项设计

设计：

审核：

项目负责：

贵州新思维矿业工程设计评估有限公司

二○一二年八月

专项设计编制委托书

习水县隆兴镇朱家沟煤矿委托贵州新思维矿业工程设计评估有限公司进行《习水县隆兴镇朱家沟煤矿采煤工作面接替（变更）专项设计》编制工作。

项目名称

习水县隆兴镇朱家沟煤矿采煤工作面接替（变更）专项设计

建设性质

生产矿井

工程规模

任务来源

习水县隆兴镇朱家沟煤矿

投资

建设地点

习水县隆兴镇

工程设计内容及要求

按照《煤矿安全规程》、煤矿设计规范要求，满足专项设计编制内容及要求。

由编制单位提交4份报告，并负责审查后的修改工作。

委托单位

习水县隆兴镇朱家沟煤矿

联系人

联系电话

承接单位

贵州新思维矿业工程设计评估有限公司

联系人

联系电话

附图目录：

1．井上下对照图（1：

2000）

2.采区巷道布置及机械设备配备平面图（1：

2000）

3.采区巷道布置及机械设备配备剖面图（1：

2000）

4.通风系统及通风网络图

5.井下避灾线路图

6.井下运输系统图

7.井下消防防尘系统及供水施救系统布置图

8.井下隔爆水棚布置图

9.井下排水系统图

10.压风管路和压风自救系统布置图

11.井上下通讯系统图

12.抽放瓦斯系统图

13.矿井人员定位读卡器布置图

14.矿井安全监测监控系统传感器布置图

15.矿井安全监测监控和人员定位系统布置图

16.井上下供电系统图

附件目录：

1．贵州省国土资源厅2008年11月颁发的习水县隆兴镇朱家沟煤矿《采矿许可证》，证号：

520000831054。

2.贵州煤矿安全监察局颁发的«安全生产许可证»编号：

黔MK安许证字（0833）。

3.贵州省能源局颁发的«煤炭生产许可证»编号：

205203210252。

4.工商营业执照：

证号5200002207181。

5.贵州省能源局文件《关于对习水县隆兴镇朱家沟煤矿开采方案设计（变更）的批复》（黔能源煤炭[2011]753号）；

6.贵州煤矿监察局遵义监察分局文件《对习水县隆兴镇朱家沟煤矿安全设施设计（变更）的批复》（黔煤安监遵安审[2012]8号）；

7.贵州省能源局文件（黔能源煤炭[2011]643号）关于对习水县隆兴镇朱家沟煤矿C5、C8、C12煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的批复；

8.贵州省能源局文件（黔能源煤炭[2011]791号）关于遵义市工业和能源委员会《关于呈报遵义市煤矿2011年度矿井瓦斯等级鉴定结果的报告》的批复；

9.习水县隆兴镇朱家沟煤矿煤尘爆炸性鉴定报告及煤层自燃倾向性等级鉴定报告；

总说明

一、概述

1．矿井位置、隶属关系

朱家沟煤矿位于隆兴镇—五一公路旁,矿山公路与该公路相通,距208国道南西平距约4km,距贵州仁赤高速公路北西平距约0.4km，距习水县城南西约17km,距习水电厂南西约20km,交通方便（详见交通位置图）。

地理坐标：

地理坐标为:

东经105°16′47″—105°16′C5″，北纬26°42′39″—26°41′59″。

朱家沟煤矿隶属习水县安监局管辖，属贵州之一。

朱家沟煤矿属私营企业。

2．矿井现状

根据贵州省国土《采矿许可证》，设计生产能力15万吨/年，于2011年11月由贵州大学勘察设计研究院编制了《开采方案设计》（变更）及《安全设施设计》（变更），该矿于2012年7-8月相继取得了《安全生产许可证》和《煤炭生产许可证》，是证照齐全的合法生产矿井，于2012年8月正式投产。

二、原方案设计采区巷道布置及开采顺序

设计为斜井开拓，共设计三条井筒，分别为主斜井、副斜井和回风斜井，已有的主、副斜井均为全煤巷道，均布置于C12煤层中；已有的回风斜井布置在C8煤层底板岩层中，为全岩巷道，其下部为回风暗斜井，布置与C12煤层中，为全煤巷道。

回风暗斜井在+802m水平标高与主、副斜井沟通，形成通风系统。

设计一个水平两个采区开拓全矿井,水平标高为+802m，+802m以上至煤层采空区边界划分为一采区，+802m以下至+720m为划分为二采区。

采区内划分为区段，在井筒保护煤柱附近以掘进石门的方式揭各煤层。

揭煤后布置分别布置运输顺槽和回风顺槽，运输顺槽和回风顺槽掘到采区边界后开切眼形成工作面，安装设备通过验收即可进行回采。

一采区首采工作面布置在C5煤层中，在井筒保护煤柱附近沿走向掘进运输顺槽和回风顺槽，开切眼安装设备即可形成首采工作面（10501工作面）。

一采区接替工作面为C5煤层10502工作面，布置在井筒的另一翼。

区段内布置后退式回采工作面，采用单体液压支柱配合金属铰接顶梁支护采场。

每个采掘面实行独立供回风。

三、变更原因及目的

根据业主提供的实际资料及现场收集的相关资料情况：

目前该矿在C5煤层中布置的10501采面和10502接替采面煤层赋存不稳定，根据揭露的10502接替采面煤层赋存情况，其在10502运输巷掘进工作面煤层平均厚度在0.3m以下，已变薄不可采，在业主提供的实际资料表明，C5煤层在+802m标高以上不可采，C8煤层在井筒南翼+802m水平以上已为采空区，井筒北翼标高+820m以上为采空区、C12煤层受整合前小煤窑破环，+802m标高以上基本不可采。

结合矿井实际情况，本次设计主要根据各煤层赋存情况，对原设计接替工作面进行变更，保证矿井正常的生产接替。

四、变更后的开采顺序及接替方案

根据矿井的开拓方式和开采顺序，本次变更将原设计接替采面10502采面变更为1805采面，考虑到该采面走向长仅为875m（留设煤柱后），倾斜长74m，为此，1805采面采用炮采工艺。

四、编制报告的依据

1．贵州省国土资源厅2008年11月颁发的习水县隆兴镇朱家沟煤矿《采矿许可证》，证号：

520000831054。

2.贵州煤矿安全监察局颁发的«安全生产许可证»编号：

黔MK安许证字（0833）。

3.贵州省能源局颁发的«煤炭生产许可证»编号：

205203210252。

4.工商营业执照：

证号5200002207181。

5.贵州省能源局文件《关于对习水县隆兴镇朱家沟煤矿开采方案设计（变更）的批复》（黔能源煤炭[2011]753号）；

6.贵州煤矿监察局遵义监察分局文件《对习水县隆兴镇朱家沟煤矿安全设施设计（变更）的批复》（黔煤安监遵安审[2012]8号）；

7.贵州省能源局文件（黔能源煤炭[2011]643号）关于对习水县隆兴镇朱家沟煤矿C5、C8、C12煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的批复；

贵州省能源局文件（黔能源发[2009]306号）对遵义市煤矿2009年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复；

9.贵州省能源局文件（黔能源发[2010]701号）关于遵义市工业和能源委员会《关于呈报遵义市煤矿2010年度矿井瓦斯等级鉴定结果的报告》的批复；

10.贵州省能源局文件（黔能源煤炭[2011]791号）关于遵义市工业和能源委员会《关于呈报遵义市煤矿2011年度矿井瓦斯等级鉴定结果的报告》的批复；

11.习水县隆兴镇朱家沟煤矿煤尘爆炸性鉴定报告及煤层自燃倾向性等级鉴定报告；

12.《煤炭工业小型矿井设计规范》（GB50399—2006）；

13.《中华人民共和国煤炭法》（1996.8）；

14.《中华人民共和国安全生产法》（2002.6.29）；

15.《中华人民共和国矿山安全法》（1992.11.7）；

16.国家煤矿安全监察局编制的《煤矿安全规程》；

17.我国现行煤炭工业的其它有关规定、文件、规程、规范；

18.习水县隆兴镇朱家沟煤矿《开采方案设计（变更）》及《安全设施设计（变更）》；

19.习水县隆兴镇朱家沟煤矿《采煤工作面接替方案（变更）安全专项设计》委托书；

五、设计主要特点

1、充分利用矿井现已验收合格的主要生产系统，将原设计布置在C5煤层中的接替工作面变更布置在C8煤层中，。

2、变更后矿井的通风方式与原设计一致，仍为并列式，开拓方式和主要生产系统均未发生变化。

3、本设计未提及之处严格《开采方案设计》和《安全设施设计》中规定的安全措施执行。

第一章概况及建设条件

第一节概况

朱家沟煤矿位于隆兴镇—五一公路旁,矿山公路与该公路相通,距208国道南西平距约4km,距贵州仁赤高速公路北西平距约0.4km，距习水县城南西约17km,距习水电厂南西约20km,交通方便（详见交通位置图）。

地理坐标：

地理坐标为:

东经105°16′47″—105°16′C5″，北纬26°42′39″—26°41′59″。

拐点

X

Y

1

3123110.00

35613000.00

2

3123430.00

35612780.00

3

3123870.00

35612950.00

4

3124100.00

35612600.00

5

3124100.00

35612005.00

6

3122735.00

35612005.00

7

3122735.00

35612400.00

8

3122400.00

35612500.00

9

3122400.00

35613200.00

开采标高

1000～720m

井田面积

1.4671km2

1．地形地貌

井田地处云贵高原向四川盆地过渡的斜坡地带,位于大娄山脉的北西,地形切割深、起伏大,山脊走向与构造线方向基本一致,呈北东南西向展布.为低中山地貌，地势总体为南西高，北东低，海拔标高740m—1258.4m，最高点位于井田南侧边界处的金马儿包包（山顶），海拔1258.4m，最低点位于东侧朱家沟，海拔740m，相对高差518.4m，井田煤系地层一般标高740—1025m，井田东侧的朱家沟溪流最低海拔740m,因此井田侵蚀基准面标高约为740m。

井田总体上属低中山地貌，井田内主要为三叠系及煤系地层,其中煤系地层形成较平缓的斜坡，三叠系地层坡度较大（30～45°）。

2．水系河流

井田内无大的河流，但冲沟较发育，且多呈树技状分布,切割较深,沟水流量变化较大，雨季常发生山洪，枯季流量小至干涸,动态变化显著。

区内煤系地层岩性多为泥岩、粉砂泥岩，泥砂岩，有一定的隔水性，大气降水不易渗入地下，地表水系不发育，井田地表水大多为“V”型冲沟水。

冲沟流程短，流量受季节性控制明显，大多在雨季时增大，旱季时减小。

一般小于2l/s。

3．气象及地震

区内属亚热带湿润气候，冬无严寒,夏无酷暑。

据习水县气象资料：

年平均气温13.1℃（1990年—2000年），年平均降雨量1137.8mm（1990年—2000年），年最大降雨量1435.1mm（1996年），年最小降雨量1067.6mm（1990年）,一般5-10月为降水集中期,年平均相对湿度85﹪,全年多为西北风,平均风速1.5m/s。

根据国家建设部质量监督检验检疫总局2001年7月20日联合发布的《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）附录A－我国主要城市抗震设防烈度设计基本地震加速度，该井田范围内地震烈度为6度。

第二节地质情况

一、与地表关系

根据井上下对照图，该矿区对应地表除有极少量民房，区内无山塘和河流，仅有季节性溪沟。

溪沟水随季节变化而变化，无较大的地表水，无铁路及水体。

新修仁赤高速公路从矿区北翼通过，因此，矿井在开采过程中应按相关规定留设公路煤柱。

二、地层情况

井田及周边出露的地层有中二叠统茅口组，上二叠统龙潭组、长兴组，下三叠统夜郎组，以及第四系地层。

现由老至新分述如下：

1．茅口组（P2m）

分布于井田东侧，岩性为灰、浅灰色厚层至块状泥晶灰岩、含生物屑灰岩，产蜓化石。

厚度大于50m。

2．龙潭组（P3l）

分布于井田东部地段，是本区的含煤地层。

岩性由灰、灰黄色、灰黑色薄—厚层细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、炭质页岩及煤层（线）组成。

含煤层12层，该组与下伏茅口组呈假整合接触，厚约70m。

3．长兴组（P3c）

分布于井田中部地段，岩性为灰、深灰色中—厚层状含燧石灰岩夹钙质粉砂岩，含腕足及蜓化石。

厚42-75m。

4．夜郎组沙堡湾段（T1y1）

分布于井田西部，岩性主要为灰黄、灰绿色薄-中厚层钙质粘土岩夹泥灰岩，厚约20m。

5．夜郎组玉龙山段（T1y2）:

分布于井田西部，岩性主要为灰色中-厚层泥晶灰岩、泥质泥晶灰岩夹泥质条带，厚约150m。

6．夜郎组九级滩段（T1y3）

分布于井田西部，岩性为紫红、灰紫色薄至中厚层泥质粉砂岩、泥岩、泥灰岩，上部夹灰色中厚层泥晶灰岩，厚约230m。

7．第四系（Q）

零星分布于坡麓和沟谷部位，主要由灰黄、土黄色粘土、砂及砾石等组成，厚0-10m。

三、地质构造

朱家沟煤矿大地构造单元属扬子准地台（Ⅰ级）上扬子台褶带（Ⅱ级）毕节北东向构造变形区（Ⅲ级），位于桑木场背斜北西翼南西端,地层走向近南北、倾向西，倾角12～22°，平均倾角17°,井田整体为一单斜，构造简单。

隆兴镇朱家沟煤矿构造复杂程度属简单类型。

四、煤层及煤质

区内含煤地层为二叠系上统龙潭组（P3l），为灰、浅灰、灰黑色薄层粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、炭质泥岩，块状泥岩，中厚层状细砂岩；含煤3—12层，根据工程揭露及相邻矿山地质资料，矿山可采煤层有C12、C8、C5煤层三层，其它煤层厚度及煤质指标不详。

井田内龙潭组主要可采煤层有3层，均为全区可采煤层，各可采煤层主要特征见表2-1-2。

C5煤层

位于龙潭组（P3l）中上部，上距长兴组底部平均11m，较稳定，厚度1.39～1.61m，平均厚1.50m，全区可采，仅局部地段含一层0.01～0.20m的炭质页岩夹矸，结构较简单，主要为半暗型粉煤。

煤层顶板为深灰色粉砂质泥岩，含植物化石碎屑，底板为泥岩。

C8煤层

位于龙潭组（P3l）中部，上距C5煤层35m左右，较稳定，厚度1.90～2.41m，平均2.16m，全区可采，煤层中局部偶夹1—2层,厚0.02～0.05m的泥岩夹层，结构简单，为半光亮型块状烟煤。

煤层顶板为泥岩或含炭质泥岩，底板为泥岩及粉砂质泥岩。

C12煤层

位于龙潭组（P3l）底部，上距C8煤层平均27.5m，下距茅口组3～8m,较稳定，厚度0.9m～1.36m,平均厚1.03m，全区可采，煤层结构简单，厚度变化较小。

煤层顶板为黑色薄层含黄铁矿泥岩，底板为灰白色厚层含黄铁矿铝土质泥岩。

属半暗－半亮型块状无烟煤。

表1-2-2煤层特征表

煤层

厚度

（m）

平均厚度（m）

间距（m）

煤层

结构

顶底板岩性

平均

倾角

容重

（t/m³）

顶板

底板

C5

1.39～1.61

1.50

35

局部含一层夹矸

粉砂质泥岩

泥岩

17°

1.5

全区可采

C8

1.90～2.41

2.16

局部含1—2层夹矸

泥岩或炭质泥岩

泥岩、粉砂质泥岩

17°

1.5

全区可采

27.5

C12

0.9～1.36

1.03

简单

泥岩

铝土质泥岩

17°

1.5

全区可采

根据业主提供的实际资料及现场收集的相关资料情况：

目前该矿在C5煤层中布置的10501采面和10502接替采面煤层赋存不稳定，根据揭露的10502接替采面煤层赋存情况，其在10502运输巷掘进工作面煤层平均厚度在0.3m以下，已变薄不可采，在业主提供的实际资料表明，C5煤层在+802m标高以上不可采，C8煤层在井筒南翼+802m水平以上已为采空区，井筒北翼标高+820m以上为采空区、C12煤层受整合前小煤窑破环，+802m标高以上基本不可采。

结合矿井实际情况，本次设计主要根据各煤层赋存情况，对原设计接替工作面进行变更，保证矿井正常的生产接替。

井田内可采煤层C5、C8、C12以细粒结构为主，层状及细至中条带状构造。

煤层为黑色，沥青-玻璃光泽，以半亮-亮煤为主,夹暗煤及镜煤和线理状丝炭；含星点状、结核状黄铁矿。

节理发育，参差状断口，煤岩为半亮型。

依据《煤炭质量分级、第1部分：

灰分》GB/T15224.1-2004；《煤炭质量分级、第2部分：

硫分》GB/T15224.2-2004的规定；《煤的干燥无灰基挥发分分级标准》（MT/T849-2004）；《煤炭质量分级、第3部分：

发热量》GB/T15224.3-2004的规定，各煤层分级命名如下（各主要可采煤层的煤质特征见表1-3-2）：

⑴C5煤层

水分（Mad）为0.79%；灰分（Ad）为19.48%；硫分（St,d）为1.84%；挥发分（Vdaf）含量为9.66%；发热量（Qgr.d）为27.32MJ/Kg。

C5煤属中灰（MA）、中高硫（MHS）、高热值（HQ）无烟煤。

⑵C8煤层

水分（Mad）为0.94%；灰分（Ad）为12.39%；硫分（St,d）为0.54%；挥发分（Vdaf）含量为9.03%；发热量（Qgr.d）为31.34MJ/Kg。

C8煤属低灰（LA）、低硫（LS）、特高热值（SHQ）无烟煤。

⑶C12煤层

水分（Mad）为1.13%；灰分（Ad）为19.44%；硫分（St,d）为2.43%；挥发分（Vdaf）含量为10.19%；发热量（Qgr.d）为26.80MJ/Kg。

C12煤属高灰（MA）、中高硫（MHS）、高热值（HQ）无烟煤。

各煤层煤质特征详见表1-2-3。

表1-2-3煤层工业分析结果表

煤层

煤样

工业分析

编号

类别

Mad（%）

Ad（%）

Vdaf（%）

St.d（%）

Qnet（MJ/kg）

C5

原煤

0.79

19.48

9.66

1.84

27.32

C8

原煤

0.94

12.39

9.03

0.54

31.34

C12

原煤

1.13

19.44

10.19

2.43

26.80

据上述主要指标，煤质的煤化程度属高变质煤化阶段。

参照国家煤炭分类标准（GB5751一86）对主要煤质指标的分级标准，井田可采煤层C5煤层属中灰（MA）、中高硫（MHS）、高热值（HQ）无烟煤（WY）、C8煤层属低灰（LA）、低硫（LS）、特高热值（SHQ）无烟煤（WY）、C12煤层属中灰（MA）、中高硫（MHS）、高热值（HQ）无烟煤（WY）。

地层走向近南北、倾向西，倾角12～22°，平均倾角17°,井田整体为一单斜，构造简单。

五、水文地质条件

第三节资源储量及服务年限

境界：

习水县隆兴镇朱家沟煤矿为整合矿井，2008年11月取得了由贵州省国土资源厅颁发采矿许可证，证号5200000831054，井田面积1.4671km2，年开采能力15万吨，采矿权范围由9个拐点坐标圈定，为一不规则的多边形，准采标高+1000m～720m，矿区范围拐点坐标见表1-3-1。

表1-3-1矿区拐点坐标

拐点

X

Y

1

3123110.00

35613000.00

2

3123430.00

35612780.00

3

3123870.00

35612950.00

4

3124100.00

35612600.00

5

3124100.00

35612005.00

6

3122735.00

35612005.00

7

3122735.00

35612400.00

8

3122400.00

35612500.00

9

3122400.00

35613200.00

开采标高

1000～720m

井田面积

1.4671km2

根据贵州省国土资源厅文件（黔国土资储备字【2008】242号）—关于《贵州省习水县隆兴镇朱家沟煤矿资源/储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明，朱家沟煤矿目前矿界内采矿许可证准采标高1000—720m内为煤炭总资源量833.7万吨，已开采消耗的资源量220万吨，保有资源量613.7万吨，其中（122b）20.6万吨、（333）420.8万吨、（334？

）172.3万吨。

各煤层资源量分布情况见表1—3—2。

表1—3—2资源量结果表单位万t

根据《煤炭工业小型矿井设计规范》第2.1.4条规定知，矿井采区回采率应符合下列规定：

厚煤层不应小于75％，中厚煤层不应小于80％，薄煤层不应小于85％。

本矿可采煤层三层，分别为C5、C8和C12煤层。

C5、C8煤层均为中厚煤层，采区回采率取0.80；C12属薄煤层，采区回采率取0.85。

可采储量按下式计算：

可采储量=∑[设计利用资源/储量-（工业场地煤柱+主要井巷煤柱）]×采区回采率=212.955万吨。

表1-3-3可采储量计算表

根据开采方案设计（变更），设计生产规模为15万t/a，计算矿井服务年限10.1a。

第四节外部建设条件

一、外部运输条件

朱家沟煤矿煤炭主要供应当地电厂，部分可供当地民用或当地工矿企业或外销周边的缺煤地区。

矿区境内尚无铁路到达，鉴于本矿最大用户均在县内，而且公路运输便利、社会汽车运力富裕，原煤主要采用汽车运输。

朱家沟煤矿位于隆兴镇—五一公路旁,矿山公路与该公路相通,距208国道南西平距约4km,距贵州仁赤高速公路北西平距约0.4km，距习水县城南西约17km,距习水电厂南西约20km,交通方便。

二、电源条件

矿井实现了双电源供电，Ι回引自习水县临江10KV配电站，距朱家沟煤矿6km，导线电压10KV，导线型号LGJ－50；Ⅱ上回引自马临35kv变电站，距朱家沟煤矿7km，导线电压10KV，导线型号LGJ－70。

以上双回路设备及安全用具，经习水县供电局试验检定合格，并出具了相关报告。

三、水源

井田目前供水水源为井田外天然泉水，经检验，该矿天然泉水能满足矿山生活需要。

工业、生产用水由处理后的矿井水供给，不足部分由生活用水补给。

在地面工业场地高处+975m标高建一250m3生活用水水池，通过铺设管路和设置水泵在水源地将水引到生活用水水池，从水池铺设管路对办公楼、职工宿舍、食堂、澡堂、锅炉房等敷设管路进行供水。

在地面工业场地高处+975m标高建一250m3生产用水水池，自生产消防水池敷设场地生产用水给水管网，对场地各生产用水点供水，敷设井下消防洒水管路对井下进行供水。

250m3生产用水水池主要用于井下消防用水，供水施救系统跟防尘供水为同一管路；250m3生活水池供水管路与井下消防管路在水池下方10m处互通，可通过控制阀进行转化，当井下须进行供水施救时，关闭消防水池与消防管路连接闸阀，打开生活水池与消防管路连接的闸阀，供应井下生活用水进行施救。

供水施救系统采用静压供水，主要运输巷、各采掘工作面巷道内均敷设供水施救管路。

矿井工业场地及井下均为静压（常高压）供水。

四、主要建筑材料供应条件

矿井所需的砖、砂石、水泥及木材等材料可在当地解决，钢材需外地调入。

综上所述，该矿公路交通比较方便，水源、电源条件可靠，加之当地政府和村民的大力支持，矿井的外部建设条件优越。

第二章采煤方法及回采工艺

第一节工作面布置方案

一、工作面地质条件

根据业主提供的实际资料及现场收集的相关资料情况：

目前该矿在C5煤层中布置的10501采面和10502接替采面煤层赋存不稳定，根据揭露的10502接替采面煤层赋存情况，其在10502运输巷掘进工作面煤层平均厚度在0.3m以下，已变薄不可采，在业主提供的实际资料表明，C5煤层在+802m标高以上不可采，C8煤层在井筒南翼+802m水平以上已为采空区，井