新峰矿实习报告.docx
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新峰矿实习报告.docx
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新峰矿实习报告
新峰矿实习报告
前言一、概述新峰矿1970年5月开始建设,1971年6月投产,设计生产能力30万t/a,核定生产能力31万t/a。
本井田内可采煤层两层,分别为五2、六4煤层,主采五2煤层。
五2煤层倾角为16~17,煤厚1.1~1.5m,平均1.3m;六4煤层厚0.51~1.68m,平均1.00m。
新峰二矿目前没有生产采区,有三斜一立四个正在使用的井筒,各井筒的用途分别为,主斜井出煤、提矸下料,副斜井升降人员,皮带斜井和回风立井回风。
新峰二矿-210m以上的五2煤层已经采完,-210m以下到-400m,五2煤的开采分为三个采区,既三1采区、三2采区、三3采区。
三1采区因各种原因停止了采掘,五2煤层未来的生产区域主要集中在井田西翼(三2采区)和东翼(三3采区),而三3采区由于受到地面村庄、河流、铁路、公路的制约,所采用的采煤方法与西翼不同,只能作为三2采区的配产采区,这样直接制约着矿井的生产能力。
六4煤层在五2煤层上部,平均间距90m,1998年已经停采,原有的采掘巷道基本上报废,需要重新布置。
为了更好的开发该矿的煤炭资源,使新峰二矿早日走出困境,产生效益,充分利用现有的井下设施和设备,本次设计先采五2煤层,后采六4煤层,为此,平煤集团平禹煤电公司新峰矿务局二矿于2006年9月委托我院进行该矿矿井技术改造的初步设计。
设计着重体现保持矿井正常生产能力;以经济效益为中心,以市场为导向,认真分析平顶山煤炭市场、矿井外部条件和资源条件、开采技术等因素,依靠科技进步,提高矿井技术装备水平和工作面单产能力,简化生产环节,实现合理集中生产,把矿井设计成投产少、效益好、工期短、效率高的高效现代化矿井。
二、编制依据1、平煤集团平禹煤电公司新峰矿务局新峰二矿工程设计委托书。
2、《河南省禹县煤田三峰山矿区新峰二矿井田地质资料总结报告书》(1970.4)。
3、原焦作工学院矿山开发设计研究所2001年10月完成的《新峰矿务局新峰二矿东翼建筑物下开采设计研究报告
(二)》;4、平煤办[2005]163号文:
关于新峰二矿二水平下山采区地质说明书的批复。
5、《煤矿安全规程》(2005年版);
6、《煤炭工业矿井设计规范》;7、能源部基设(1990)71号《矿井初步设计编制内容》;三、设计的主要特点1、根据平煤办[2005]163号文及新峰二矿提供的六4煤层资料,五2煤层工业储量541.4万t,可采储量460.1万t;六4煤层工业储量597.3万t,按回采率不小于85%推算,可采储量为507.71万t,合计工业储量1138.7万t,可采储量967.81(除去三下压煤248.64万t,井巷煤柱9.2万t,剩余718.97万t)。
设计生产能力为60万t,服务年限8.56年。
2、本采区的开拓方式经多方案比较、优化,选择了合理的开拓方式,重新启用皮带明斜井,担负矿井的主运输及进风任务,并作为矿井的安全出口;改副斜井为主要回风巷道,并与原回风立井连通,担负回风任务;主斜井作为辅助运输、人员上下及进风任务,并作为矿井的安全出口。
3、设计前期进行五2煤层的开采,但也考虑了后期六4煤层的开采。
根据新峰二矿五2煤层的赋存情况以及该矿现行施工中积累的经验与教训,三2、三3采区布置两条下山(轨道下山、皮带下山)均沿五2煤层布置,采用锚(网)喷支护,代替传统的U型钢支护。
4、装备皮带明斜井,使井下煤炭运输实现胶带连续化运输。
5、三2采区采用走向长壁薄煤层综合机械化采煤方法,布置一个综采工作面,实现高产高效;三3采区采用条带式开采方式,布置一个炮采工作面,实行配采,使新峰二矿的生产能力从30万t/a达到60万t/a。
6、完善该矿地面生产系统,满足矿井60万/a的生产能力。
7、设计配备了先进的集中监控系统,实现了对矿井生产和安全的连续监测,统一指挥,从而达到了监测监控自动化。
四、主要技术经济指标1、设计生产能力:
60万t/a2、服务年限:
8.56年3、工业储量:
1138.7万t
4、可采储量:
967.81(除去三下压煤248.64万t,井巷煤柱9.2万t,剩余718.97万t)5、前期开拓井巷工程量:
7761m(其中半煤岩巷4065m)6、矿井工作人数:
753人7、工效:
3.5t/工8、概算总投资:
11241.02万元(不含采掘设备租赁费,顺槽、切眼及煤巷下山、联络巷费用。
)9、吨煤投资:
187.35元/吨10、建设工期:
25月详见表18-3-1。
目录前言.................................................................................................................1第一章井田概况及地质特征................................................................................5第一节井田概况..........................................................................................5第二节地质特征..........................................................................................5第二章井田开拓...............................................................................................10第一节井田境界及储量..............................................................................10第二节矿井设计生产能力及服务年限..........................................................13第三节矿井开拓........................................................................................14第四节井筒...........................................................................................17第五节井底车场及硐室..............................................................................17第三章采区布置及装备.....................................................................................18第一节采煤方法........................................................................................18第二节采区布置......................................................................................22第三节巷道掘进........................................................................................23第四章提升、运输、通风、排水、压缩空气设备................................................31第一节提升、运输设备..............................................................................31第二节排水设备........................................................................................54第五章环境保护...............................................................................................57第一节环境保护..........................................................................................57第二节水土保持..........................................................................................58第三节地表塌陷的治理及生态恢复...............................................................59
第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、交通位置新峰矿位于禹州市西南部鸿畅镇玉皇山北麓,距禹州市24km,禹神公路向北5km,有专用公路与矿区相接。
许禹窄轨铁路直通矿区,交通条件便利。
见交通位置图1-1-1。
二、地形、地势、河流新峰矿井田位于西峰山、禹王山北麓山坡,冲沟发育,地貌复杂,为侵蚀地形,多为10~20m左右的南北向黄土冲沟,其中较深的沟底往往有基岩出露。
井田中部有杨河流经煤系地层之上,经常流量0.527~3.288m2/s,河谷深约10~20m,两岸陡峻,最高洪水位在间头河村附近+142.96m;西部有李楼河流经煤系地层至洪畅流入杨河,流量为0.14~0.992m2/s,最高洪水位在朱村附近为+156.34m。
三、气象地震本区属大陆性气候。
年平均降雨量为742.6mm,最大降雨量为1132mm,最小降雨量为414mm,降水多集中在在一年的6~8三个月,平均781.9mm;年均蒸发量为1880.4mm,年最高蒸发量2113.3mm,年最底蒸发量1299.4mm,平均1672.3mm;年平均气温为14.4℃。
冬季多为北西和北风,西北风速高达24m/s,元月份气温最低,平均为1.0℃,极端最低气温为-13.9℃;降雪时间一般在11月至次年3月,最大冻土深度为180mm,最大积雪厚度为0.38m,土壤冻结期限自11月至次年的3月初。
最高风速达24m/s,风向多数东北,主要出现在冬春季节。
7月份气温最高,平均为27.7℃;极端最高气温42.9℃。
本区地震烈度为6度。
第二节地质特征一、新峰矿二水平下山采区实见地质、水文地质情况概述该矿二水平下山采区包括三1、三2、和三3采区,三2、三3采区的相邻采区为三1采区,三1采区已回采结束,根据三1采区采掘揭露:
三1采区地质构造简单,煤层赋存稳定,除局部有底板起伏外,无断层和其它大的构造,三1采区在采掘过程中,采区正常涌水量30m3/h,最大涌水量为40m3/h,主要水源为底板水。
五2煤层厚1.0~1.8m,不含夹矸,沉积稳定,煤层顶板伪顶为泥岩和炭质泥岩,厚度0.3~0.5m,直接顶为页岩厚度0~2.5m(局部伪顶上直接为老顶),老顶为砂岩,厚度8~13m,属极稳定顶板,底板为泥岩和炭质泥
岩为主及粉砂岩组成,比较稳定。
三1采区开采情况检测记录,相对瓦斯涌出量5.75m3/T,绝对瓦斯涌出量2.44m3/min。
二、地质构造本井田地质构造简单,地层走向大致成东西方向(83~85),岩层倾角平缓(14~18),为一向南倾斜的单斜构造。
井田西有东高村、朱屯及堂沟断层,落差不超过30m左右,对井田内煤层影响不大。
煤层平缓,无褶皱现象,为一构造完整之井田。
三、含煤地层及可采煤层赋存特征本井田五、六煤组位于二迭统上石盒子组地层中,上界止于平顶山砂岩底面,下至三煤组下老君庙砂岩标志层。
主要由粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩及煤层组成。
各煤组间均有紫斑及鲕状构造规律的出现。
共含煤六组(三、四、五、六、七、八煤组),全厚535.7m。
本井田主要勘探开采对象为五煤组中的五2煤层,六煤组中的六4煤层,除七煤组中的七5煤层厚度可采(但灰分高达50%以上或为灰质泥岩层位)外,三、四、八煤组均不发育,一般均未达到可采厚度,层位亦不稳定,经钻探查明,均属不可采或偶尔可采煤层,无可采价值。
五煤组:
下至四、五煤组分介砂岩(K6)标志层,亦称红砂炭砂岩,上止于五、六煤组间田家沟砂岩(K8)标志层。
以中-粉砂岩为主及砂质泥岩、泥岩和煤层组成。
全厚78.7m,共含煤四层,其中五2煤层普遍可采;五1、五3、五4煤层均不发育,全区少有可采点,无开采价值。
六煤组:
由田家沟砂岩至六、七煤组分介砂岩(大煤砂岩标志层)。
以粉砂岩、砂质泥岩为主及细砂岩、泥岩和煤层组成。
全厚79.8m,共含煤三~五层,其中六4煤层普遍可采;六2煤层偶尔可采,其他均不发育(有时无层位或成煤线出现)。
五2煤层:
普遍可采,煤厚0.72~2.14m,平均1.3m。
一般不含夹矸,沉积较稳定,顶板多为细中粒砂岩、砂质泥岩,常有0.51~0.31m的泥岩和炭质泥岩伪顶,底板以泥岩和炭质泥岩为主,比较稳定。
六4煤层:
普遍可采,煤厚0.51~1.68m,平均1.0m,只个别点(0433孔)含夹矸0.17m。
煤层顶板为砂质泥岩、泥岩;其下常见0.2m劣质煤及炭质泥岩,属一级顶板,底板为泥岩和粉砂岩。
五2煤层和六4煤层层间距平均90m左右。
三、煤质五2煤:
颜色灰半暗,顶部多为致密薄层状暗煤,夹少许镜煤条带,中部较疏松,含炭质泥岩碎片,下部亮镜煤增多,条带状结构明显,节理面常含星散状黄铁矿薄膜,裂隙为网排状方解石充填。
原煤灰分26.73~38.25%,平均32.91%,净煤挥发分
18.44~23.38%,平均20.05%,Y值8~24%,平均14.7%,全硫St.d=0.71~1.54%,平均1.04%,发热量Qgr.ad=5059~6097卡/g,平均5504卡/g,上部灰分往往大于下部,与顶板接触处常有炭质泥岩或劣质煤出现,最厚0.59m,煤质牌号属主焦煤。
六4煤:
颜色黑灰黑色,自上而下为片状和条带状结构,较疏松,下部亮镜煤含量较多,顶部为一层灰分高、比重大的致密状暗煤。
原煤灰分19.88~32.11%,平均25.87%,净煤挥发分19.16~21.93%,平均20.06%,Y值12~28%,平均17%,全硫St.d=0.3~1.17%,平均0.48%,发热量Qgr.ad=5566~6349卡/g,平均6052卡/g,煤质牌号属主焦煤。
四、水文地质本井田地质构造简单,为一向南倾斜的单斜构造。
地下水顺层间倾向运动,煤系地层很少受到构造破坏,主要含水层为砂岩裂隙含水层,富水性差,地下水主要靠降雨补给,水文地质条件简单。
(一)、主要含水层本井田开采煤层两组,相应含水层两组,Ⅴ、Ⅵ含水层组,煤层间距90m,每组含水层有1~2层含水砂层。
1、Ⅴ含水层组:
本组分两个含水层,Ⅴ1含水层位于五2煤层顶板,厚1.05~20.4m,中粗粒砂岩,为五2顶板;Ⅴ2含水层位于五2煤层顶部40m左右,俗称柳叶炭砂岩(田家沟层),厚2.0~12.32m,大部分为粗巨粒砂岩,裂隙发育。
本组含水层经四层次抽水,最大单位涌水量0.0745L/sm,最大渗透系数1.094m/d。
2、Ⅵ含水层组:
本组分两个含水层,Ⅵ1含水层位于六4煤层顶板,厚1.34~13.58m,一般为中粗粒砂岩;Ⅵ2含水层位于六4煤层顶部35~40m,俗称大煤砂岩,厚0.8~10.04m,为中细粒薄层砂岩,裂隙不甚发育。
本组含水层经二层次抽水,最大单位涌水量0.0157L/sm,最大渗透系数0.125m/d。
(二)、煤层充水因素本井田含水层均为砂岩裂隙含水层,各含水层间有30~40m的砂质泥岩,紫斑泥岩等隔水层,各含水层间不发生水力联系。
含水层露头在山坡上,多被黄土掩盖,裂隙不甚发育,地表水不易渗透,除降雨补给外,无其它水源补给,含水系数均小于2,水文地质条件简单。
(三)、采空区积水对矿井的危害本区域已往开采老窑甚多,开采历史悠久,深度大,分布密,最大开采深度达530m,采空面积达1.5km2,浅部均为老窑采空,地表可见老窑塌陷及老窑泉水,大多数老窑均为
旧法开采,残存大量煤柱,各老窑之间互不贯通,因此各老窑都积存了大量的地下水,直接威胁矿井安全。
根据新峰二矿井下各阶段巷道布置和开采情况,上部采空区相互连通,汇聚-210m水平,特别是三1采区积有大量的老空水,所以在进行三2采区和三3采区的开采过程中,不仅要预留足够的防水煤柱,而且加强探放水工作。
(四)、三2采区涌水量计算:
1、正常涌水量
(1)、矿井富水系数计算:
-210m水平以上为采空区,面积为2.23km2,实测正常涌水量为80m3/h,则矿井的富水系数为80/2.23=35.87m3/hkm2。
(2)、三2采区正常涌水量预计:
Q1=qfF式中:
Q1正常用水量,m3/h;qf面积富水系数,m3/hkm2;F预计开拓开采面积,km2。
F=1.4250.75+0.3250.25=1.28km2则Q1=35.871.28=45.91m3/h(3)、三2采区最大涌水量预计:
Q=1.7Q1=1.745.91=78.05m3/h则三2采区正常涌水量为45.91m3/h,最大涌水量为78.05m3/h。
(4)、三3采区正常涌水量预计:
Q1=qfF式中:
Q1正常用水量,m3/h;qf面积富水系数,m3/hkm2;F预计开拓开采面积,km2。
F=1.750.75+0.350.25=1.4km2则Q1=35.871.4=50.21m3/h(5)、三3采区最大涌水量预计:
Q=1.7Q1=1.750.21=85.37m3/h则三3采区正常涌水量为50.21m3/h,最大涌水量为85.37m3/h。
五、现开采技术条件1、顶底板岩性五2煤层、六4煤层顶底板岩性详见前面的叙述。
2、瓦斯根据河南省煤炭工业局2006年4月5日豫煤安【2006】251号文件,新峰二矿为低瓦斯矿井,矿井瓦斯相对涌出量为7.26m3/T,绝对瓦斯涌出量0.65m3/min。
但从已开采的三1采区检测记录上看,相对涌出量为5.75m3/T,绝对瓦斯涌出量2.44m3/min,而且该矿在三1采区开发中曾发生过瓦斯爆炸事故,所以在局部小范围内不排除发生瓦斯突然增大的现象,在今后开拓、回采、掘进过程中,仍要重视瓦斯管理,要及时收集生产过程中的瓦斯基础资料,系统整理、分析,做好瓦斯预测预报工作,并根据实际情况采取相应的安全措施,以确保安全生产。
3、煤尘根据河南省煤炭工业局2006年4月5日豫煤安【2006】251号文件,五2煤煤尘具有爆炸性,爆炸指数为23.49%。
4、煤的自燃根据河南省煤炭工业局2006年4月5日豫煤安【2006】251号文件,新峰二矿开采煤层五2煤层自燃发火等级自燃层,但自开发至今,未发现五2煤层有自燃现象。
5、地热矿井无地热灾害影响,为正常温区。
六、存在问题及建议1、由于三2采区、三3采区与三1采区采空区相邻,且三1采空区存有大量积水,所以在开采时需留设足够的隔水煤柱,并提前进行探放三1采空区积水,以确保三2、三3采区的安全生产。
2、对三2采区深部应进行补勘,确定下部断层是否存在,及时查明井田深部地质情况。
3、虽然该矿为低瓦斯矿井,但随着开采深度的增加,井下瓦斯会增高,在开采过程中应加强一通三防的管理。
4、三2、三3采区的涌水量是新峰二矿地测部门预测的结果,有待于进一步的论证,在生产过程中应加强探放水工作,确保安全生产。
5、本次设计三3采区采用条带式开采方式,其开采技术措施及注意事项如下:
(1)、在生产过程中,应严格按照本设计条带的采留宽度进行,不得随意增减或局部增减条带的采留宽度。
(2)、为保证保留条带煤柱的长期稳定性,不得在保留的条带煤柱中间穿巷破坏条带煤柱的力学稳定性。
(3)、条带工作面的推进方向,根据二矿的开采习惯而定,但在建筑物下开采过程中,所有的条带工作面的推进方向必须一致,以避免引起地表移动变形的叠加。
(4)、在条带工作面开采期间,工作面应匀速推进。
工作面推进速度不要忽快忽慢。
(5)、在生产期间,条带工作面要及时排水,尽量不使涌水存入老空区,以免老空区积水浸泡保留条带煤柱,降低保留条带煤柱的强度。
第二章井田开拓第一节井田境界及储量一、井田范围新峰二矿井田位于禹州煤田东南部三峰山矿区中段,东北与新峰五矿相邻;西至051勘探线与风翅山煤矿相邻;东至036勘探线与吕沟煤矿相邻;南至煤层深度-400m水平,井田面积5.1884km2。
根据新峰矿务局提供的采矿许可证,五2煤层、六4煤层开采范围拐点座标分别为:
五2煤层由下列13点控制:
⑴、X=3777120Y=38434970⑵、X=3776500Y=38435000⑶、X=3776560Y=38435130⑷、X=3775960Y=38435150⑸、X=3776015Y=38433150⑹、X=3775295Y=38433150⑺、X=3775255Y=38437160⑻、X=3775430Y=38437170⑼、X=3776000Y=38437710⑽、X=3775950Y=38435290⑾、X=3775950Y=38435255⑿、X=3776700Y=38435205⒀、X=3777120Y=38435085标高:
从-200m至-400m。
六41煤层由下列15点控制:
⑴、X=3776960Y=38434955⑵、X=3776610Y=38434920⑶、X=3776195Y=38434910⑷、X=3776150Y=38433950⑸、X=3775615Y=38433950⑹、X=3775645Y=38433155
⑺、X=3774905Y=38433155⑻、X=3774840Y=38437135⑼、X=3775515Y=38437180⑽、X=3775515Y=38435610⑾、X=3776160Y=38435610⑿、X=3776150Y=38435030⒀、X=3776557Y=38435030⒁、X=3776555Y=38435215⒂、X=3776945Y=38435195标高:
从-50m至-400m。
二、矿井储量本次参加储量计算的煤层为五2煤层、六4煤层。
(一)、煤的主要工业指标依据现行《煤、泥炭资源勘探规范》,结合《生产矿井储量管理现行规范》确定各煤层的工业指标。
1、煤层最低可采厚度0.7m,非炼焦用煤为0.8m。
2、厚煤灰分在40%以下为能用储量,灰分在20-50%为高灰分煤,列为表EE外储量。
3、煤层容重值依据测试结果:
五2煤层1.6t/m3,六4煤层1.55t/m3。
(二)、储量级别的划分1、储量级别的划分的原则
(1)、稳定和较稳定煤层允许在A级块段外围,以不超过A级基本线距的1/2距离外推B级储量;在B级块段外围,也可以不超过B级基本线距的1/2距离外推C级储量。
A级和B级块段,均不得连续外推。
不稳定煤层不能外推。
(2)、本区构造属简单类型,可以跨越单个断层圈定高级储量,但断层两侧50m内降级处理,不圈定高级储量。
(3)、临近不可采区的块段不圈定高级储量。
2、圈定各级储量的基本线距根据本区的地质条件以及《生产矿井储量管理规程》中的规定,圈定A级储量的基本线距为500m,B级为1000m,C级为2000m。
3、储量块段的划分
储量块段的划分以构造、煤层厚度、产状等自然因素为基础,考虑矿井设计、生产布局,利用矿井边界线、水平线、采区边界线、煤柱线、煤种分界线,煤层分叉合并线、勘探线、可采边界线等因素,分级别划分。
4、煤层可采
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