大枫树采区方案设计.docx

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大枫树采区方案设计

采区方案设计

一、采区概况

该采区位于大枫树煤矿五大连煤层第四水平（标高为+100M）井田中央，上与+200M水平运输大巷为界，下与+100M水平运输大巷为界，南与第三采区为界，北与第二采区为界。

采区走向长度400M，平均斜长237M，采区面积94800M2。

采区内仅有五大连1个煤层可采，煤层赋存条件稳定，煤层倾角25°

二、采区内地质构造

整个矿区位于新华夏系川东褶皱带华蓥山矿区北段东翼，呈单斜构造，走向北10～20°东西，倾向100～110°，倾角21～30°。

本采区根据勘探和邻近采区揭露煤层资料来看，构造尚属简单，区内无大的断裂、褶皱和地质变化带。

三、煤层赋存情况、煤质及顶底板特征

1、煤层赋存情况

矿区地层含煤四层，其中只有五大连和三夹连两层煤可采，开采的五大连煤层位于须家河组第五段第三亚段中部（T3xj53），为复杂结构煤层，一般含夹矸4层，上距须家河组第六段砂岩约10m，煤层平均纯煤厚度约1.20m，平均采高一般2.5m左右，由5～7个分层组成（一般五个分层），故名五大连煤层，结构特征明显，煤层可采厚度平均1.1m，倾角23～27度，平均倾角为25度，在矿区开采范围内厚度稳定，均可采。

矿井开采五大连煤层，该煤层位于须家河组第五段（T3xj5），该段俗称中煤组，一般厚75m。

该段按岩性组合等特征可细分为五个亚段，即T3xj5-1～T3xj5-5，其中T3xj5-1、T3xj5-3、T3xj5-5三个亚段主要为深灰色泥岩、泥质粉砂岩与粉砂质泥岩；T3xj5-2、T3xj5-4为灰色中厚层状细～中粒砂岩。

五大连煤层位于第五亚段（T3xj5-5），区内全部可采。

上距须家河组第六段砂岩约10m，该煤层结构复杂，总厚度1.07～2.64m，一般2m左右，由5～7个分层组成（一般5个分层），故名五大连煤层，结构特征明显，可采纯煤厚度平均1.2m，容重1.4T/M3，倾角24～29°，平均倾角25°，煤质中硬，在矿区开采范围内厚度稳定，均可采。

夹矸层总厚度1.5M，采高2.7M。

岩性为深灰色泥岩或褐灰色硬质粘土岩。

顶板为灰、深灰色粉砂质泥岩,底板为灰色粉砂质泥岩，煤（岩）层柱状见插图所示。

2、煤质

五大连煤层为疏松碎块（偶见致密块状者）及叶片状、粉末状结合体，扭曲劈理化、擦痕、滑动面及节理面裂隙发育。

煤的光泽有油脂、玻璃及半暗淡多种，组成类型以半亮煤及半暗煤为主，断口以土状、锯齿状为多。

煤层呈钢灰色、黑褐色，条痕褐黑色，光泽暗淡，主要由暗煤组成。

两煤层视密度均为1.4t/m3。

据重庆市煤炭质量监督检验站2004年4月提供的检测报告，综合169地质队1971年11月提交的《华蓥山煤田黑水河井田补充地质勘探报告》，所采煤化验资料及矿山提供的化验资料，其煤质指标见表。

表3-1煤层主要煤质指标统计表

成份

灰分

Ad（%）

挥发分

Vdaf（%）

全硫

St.d（%）

胶质层厚度

Y（mm）

粘结性指数

G（%）

发热量Qgrd

（MJ/kg）

五大连

23.17

30.49

0.70

16

55

19.34

从分析成果看，五大连煤层属中灰低硫中热值1/3焦煤，数码35；该煤层均可作为工业及民用燃料或炼焦配煤。

3、煤层顶底板特征

煤层顶板南侧无伪顶，北侧伪顶为0.1～0.3M，直接顶4M为砂质泥岩，基本顶为中粒砂岩。

底板0.6M砂质泥岩，较为松软，下部为细砂岩，无突水危险。

煤层的顶底板稳定性较差。

四、开采技术条件

1、采区水文地质条件

区内含水层有上三迭统T3xj2、T3xj4、T3xj5、T3xj6砂岩及自流井砂岩，石灰岩（大安寨）。

对五大连煤层开采有直接充水影响的含水层为T3xj5、T3xj6砂岩。

T3xj5含水层分为三个亚层。

第一亚层位于T3xj5下部，为灰色砂质泥岩，粉砂岩、煤线组成，地表出水点少，富水性弱。

第二亚层位于T3xj5中部，为灰色中厚层状细粒砂岩，厚27m，富水性较强。

第三亚层位于T3xj5上部，为砂质泥岩，粉砂岩，砂岩组成，厚16m，富水性弱。

T3xj6含水岩层为灰色厚层状中粒砂岩，下距五大连煤层0～16m，裂隙发育，根据生产观察：

煤巷见顶板有开明隙水流入巷道，发现和两处流量分别为0.023公升/秒，0.026公升/秒，尤其是当煤层采空后，此现象更为明显，在生产过程中应引起足够重视。

地下水类型以承压裂隙水为主，孔隙水次之。

大气降雨是地下水的主要补给来源。

2、采区涌水量预测

目前，实测+200m生产水平矿井正常涌水量150m3/h，最大涌水量200m3/h。

+100m水平开采条件与现开采条件类似，均为地下开采，通过深入调查收集矿井水文资料，矿井在开采+300m和+200m水平时，矿井上水平的涌水量向下水平渗漏60%，预计+100m水平正常涌水量100m3/h，+100m最大涌水量150m3/h。

3、瓦斯

根据达州经济委员会《关于核准2008年度煤矿瓦斯等级鉴定报告的通知》（达市经【2008】309号）文，该矿相对瓦斯涌出量为8.36m3/t，绝对瓦斯涌出量为1.06m3/min，属低瓦斯矿井。

4、煤尘爆炸性及煤的自燃倾向性

矿山依据MT/T707-1997《煤自燃倾向性鉴定法》送样至重庆市煤炭质量监督检验站鉴定，属自燃倾向性为三类，不易自燃。

矿山依据MT/T78-84《煤尘爆炸性鉴定方法》送样鉴定属煤尘有爆炸性。

5、地温

该煤层开采深度为+100m，目前就矿井而言，矿井温度21℃左右，未发现地温异常，无热害。

主井口高程为+399m，煤层开采深度为+100m，即开采水平低于井口299m，若按地温梯度小于3℃/100m（即地温增温级大于33m/度）计算，矿井不会出现高温异常。

五、采区储量

1、采区地质储量：

94800m2×1.2m×1.4T/m3×

=15.92（万吨）

2、采区可采储量：

200m×400m×1.2m×1.4T/m3×

=13.44（万吨）

六、采煤方法设计及采区生产能力

（一）采区位置

矿井上部+200m水平接近井田边界，资源即将枯竭，根据开拓布局现状，本次设计壁式采煤法采区选择在+100m水平。

（二）设计依据

设计采区参数见下表。

表6-1+100m水平首采区参数表

项目

序号

指标

名称

单位

数

量

项目

序号

指标

名称

单位

数

量

采

区

尺

寸

1

走向长

m

400

储

量

10

煤层倾角

°

25

2

倾斜长

m

237

11

纯煤厚度

m

1.2

3

采区斜面积

m2

94800

12

视密度

t/m3

1.4

4

运输巷保安煤柱

m

12

13

地质储量

kt

159.2

5

回风巷保安煤柱

m

25

14

可采储量

kt

134.4

6

回采面积

m2

80000

顶底板

7

顶板岩性

粉砂质泥岩

8

直接顶厚度

无

9

底板岩性

粉砂质泥岩

（三）采煤方法

根据采区煤层赋存条件，采取走向长壁采煤法开采。

（四）采区生产能力

1、采区日生产能力：

100m×1m×1.2m×1.4T/m=168T×2=336T

2、采区月生产能力：

336T/天×25=8400T

3、采区年生产能力：

336T/天×300天/年=100800T

4、采区服务期限：

134400÷100800=1.33年

七、采区巷道布置

1、采区形式

采用炮采的工作要求有一定的走向长度和倾斜长度。

本采区斜长237M，上部留25M煤柱，下部留12M煤柱，每区段回采长度100M，走向长度400M，采用双翼对拉布置，每翼长度200M，先回采上段，后回采下段。

2、采区上山

采区南北翼各布置2条行人上山，采区中央布置2条上山，一条供通风行人用，一条作为上段集中溜煤用。

两条上山的间距为20M，通过石门与煤层联系。

3、上下顺槽及区段巷

上顺槽布置于上保安煤柱下方，下顺槽布置于下保安煤柱上方。

区段巷布置于开采倾向的中部。

（+140M煤层等高线）

八、巷道工程量计算

梯形棚用矿用工字钢，17Kg/M，每架用材7.5M，每架重量127.5Kg，首采区应购置317.475T，每吨6000元，合计：

190.485万元。

九、采区准备方式

1、回采顺序：

本采区划分为两个区段进行回采，先回采上段，后回采下段。

区段巷前期为上段采出的煤运输及工作面进风服务，后期作为回采下段时回风巷使用。

2、巷道施工顺序：

首先施工采区边界通风行人上山，与+200M水平回风巷贯通，形成全风压通风系统，为上下顺槽及区段巷施工打下基础，创造良好的施工条件。

然后依次施工上顺槽区段巷下顺槽中央集中溜煤行人上山。

巷道应边施工边支护。

支护形式按已批准的《初步设计说明书》的设计执行。

（每米1架金属棚）

3、采掘机械布置

巷道施工过程中，根据煤层巷道地质条件，应优先选用能适应本采区岩层硬度系数的掘进机，配刮板运输机，用于平巷掘进，方能满足施工进度的要求，争取尽早完成巷道施工任务，早日投入回采阶段。

上山施工仍然用普通炮掘施工。

用煤电钻打眼，二级煤矿许用炸药，毫秒延期电雷管起爆。

在施工过程中，同时布置齐洒水防尘管网、压风管网，通讯电话，监测监控系统中所必须设置的各种探头。

根据矿井煤层条件所限制，本采区选用普通炮采工艺。

一十、采煤工作面生产系统

1、运煤系统

工作面采出的煤，经铁皮溜槽自溜至立眼后储存，运输大巷内人工装车，用电机车运至井底车场。

2、通风系统

新鲜风流由运输大巷经行人上山进入采煤工作面，清洗工作面后的污风经回风上山进入回风大巷。

3、运料系统

生产所需材料由人工经行人上山运至工作面。

4、供电系统

井底中央变电所电缆经运输大巷至采区配电点，降压后低压电缆由行人上山进入采煤工作面。

5、监测监控系统

采区设立井下监控分站，对本采区瓦斯、电器设备进行监测监控，工作面监测监控由本采区监控分站负责。

表10-1采区传感器布置表

安装地点

传感器类型

监控数据

报警浓度

断电浓度

复电浓度

采煤工作面

瓦斯传感器

采煤工作面瓦斯

≥1.0%CH4

≥1.5%CH4

＜1.0%CH4

工作面回风巷

瓦斯传感器

工作面回风流瓦斯

≥1.0%CH4

≥1.5%CH4

＜1.0%CH4

采区回风巷

瓦斯传感器

采区回风流瓦斯

≥1.0%CH4

≥1.5%CH4

＜1.0%CH4

采区进风巷

风速传感器

采区进风量

采区回风巷

风速传感器

采区回风量

一十一、回采工艺

设计采用放炮落煤，其工艺流程为

打眼→装药、联线→放炮→通风排烟→支护→攉煤、排矸→回柱放顶

工作面内每天推进两次，每次推进1.0m，然后回柱放顶，每天完成一个循环。

（一）打眼

1、钻眼机具

选用ZMS－12型煤电钻。

2、炮眼布置

为了降低煤炭含矸率，提高煤质，炮眼布置于煤层中，中间夹矸内不布设炮眼。

同时，顶眼垂直方向与顶底板平行，以利于保持顶板完整性。

（二）装药

炮眼采用连续装药结构，反向装药方式。

顶眼装药量200g/眼；底眼装药量300g/眼。

装药后用粘土泥或水炮泥封孔，封泥长度不小于0.75m。

（三）联线

矿井为低瓦斯矿，根据规定，工作面炮眼采用串联联线。

（四）爆破

设计选用毫秒延期电雷管。

MFB－100型发爆器起爆。

（五）通风排烟

采煤工作面内利用全风压“U”型通风。

放炮后，新鲜风流对采面瓦斯和炮烟进行吹洗。

（六）支护

设计选用NDZ型内注液单体支柱进行采面支护。

（七）攉煤、排矸

由于煤层含有3～5层夹矸，放炮后应将矸石选出来，抛入采空区。

工作面内搭设铁皮溜槽，采落的煤炭自溜至立巷中储存装车。

（八）回柱放顶

工作面内采用“三·四”排控顶，密集切顶方式放顶，放顶步距2m。

当周期来压对工作面形成较大压力前，在采空区实行浅孔爆破强制放顶，切断顶板，降低采煤工作面顶板压力。

采煤方法与回采工艺详见采煤方法图。

一十二、防治重大灾害的安全技术组织措施

（一）预防措施

1、预防水灾事故的措施

⑴认真做好探放水工作，严格执行“有疑必探，先探后掘”的原则。

⑵严格按照提供采区防水煤柱宽度布置采场。

⑶巷道穿过断层前，必须编制探放水设计。

⑷生产技术部门应加强对上部采空区积水对+100M水平首采区煤层开采影响程度进行认真分析。

开采前必须执行《煤矿安全规程》第268条的规定。

⑸提高钻探工程量，采取预防措施，防止突水事故发生。

2、预防火灾事故的措施

⑴预防内因火灾的措施

①认真执行《煤矿安全规程》中有关预防自燃发火的规定。

②对沿空送巷巷道，要加强喷浆封闭措施，严防漏风。

③回采工作面在生产过程中回料时要将物料撤干净。

④回采面结束时，要加快回撤速度，在规定时间内必须回撤完毕，进行永久性封闭。

⑤对巷道中冒落的空洞，要充填并及时封闭。

⑵预防外因火灾事故的措施

①加强电气设备的管理，杜绝失爆，保证完好，坚持用好漏电、接地、短路三大保护，老化的设施及时更换。

②机电硐室和工作面的乳化泵站要配齐至少2个灭火器，现场工作人员要熟悉消防材料的存放地点，并会正确操作使用。

③井下烧焊要严格执行《规程》规定，制定严密的措施，烧焊现场要专人负责，有安检员、瓦斯检查员监视，严格按措施施工。

④加强火工品的管理，严格火药、雷管的发放、领用和清退制度，各放炮地点要严格按《煤矿安全规程》和《作业规程》的要求进行放炮作业。

3、预防瓦斯事故的措施

⑴完善矿井通风系统，确保通风系统的合理，杜绝不合理通风，保证各供风地点有足够的新鲜风量，防止瓦斯积聚和超限。

⑵加强局部通风管理，坚持用好“三专一闭锁”装置，杜绝无计划停风。

⑶严格瓦斯管理，认真做好瓦斯检查工作，瓦检员要严格按巡回检查制度检查，杜绝空班漏检。

采掘工作面必须坚持“一炮三检”制度。

⑷严格盲巷和采空区的管理，对新出现的盲巷必须在24小时内予以封闭，启封盲巷和采空区密闭要制定专门瓦斯排放措施，经矿技术负责人组织人员审批后，再组织人员进行瓦斯排放工作。

⑸搞好安全监测工作，工作面按规定要求配齐瓦斯传感器，时刻监视现场瓦斯涌出情况。

4、预防煤尘爆炸事故的措施

矿山依据MT/T78-84《煤尘爆炸性鉴定方法》送样鉴定属煤尘有爆炸性。

在生产过程中要采取以下措施：

⑴完善矿井防尘系统，保证井下所有用水地点的正常供水。

⑵各产尘地点要安装齐全各种防尘设施，保证灵活可靠，使用正常。

⑶回采工作面认真做好煤体洒水防尘工作。

⑷炮掘工作面严禁干打眼，坚持使用湿式打眼，坚持使用好水炮泥。

⑸加强放炮管理工作，放炮前必须对放炮地点前后30m范围内的巷道周边进行冲刷，严禁放糊炮和放明炮。

⑹对各类巷道要按规定的时间定期冲刷和清扫，有积尘的地点要及时冲刷，防止煤尘积聚。

⑺认真做好粉尘浓度的测定工作，掌握各生产地点的产尘规律，制定相应的措施进行防治。

⑻回风巷道要安设风流净化水幕。

4、预防顶板冒顶事故的措施

⑴采煤方面

①坚持正规循环作业。

②初次放顶前要制定专门措施，经审批后认真贯彻执行。

③加强工作面及两端头的支护质量和顶板管理，加强两巷的超前支护，对两巷变形严重的地段要及时进行维修。

④加强回采工作面过断层时的顶板管理，加大支护力度，制定可行的安全技术措施，抓好措施的兑现落实。

⑵掘进方面

①针对沿空送巷的巷道，在掘进期间，要加大支护强度，使用好临时支护，严禁空顶、空帮作业，同时应注意观察和检查后路支护情况，发现问题，必须及时处理，防止冒顶事故的发生。

②加强掘进过断层的顶板管理，制定切实可行的安全技术措施，选择合适的支护方式，加大支护力度，防止顶板事故的发生。

③掘进开口处三叉门、四叉门地点应提前加强支护、支护形式要合理稳固可靠。

④掘进工作面必须使用好前探梁，前探梁的安设按作业规程和质量标准的要求进行施工，严禁空顶作业。

（二）处理措施

1、发生水灾事故后的处理措施

⑴当发生水灾事故时，现场安全管理负责人要及时向矿调度汇报，并组织带领灾区人员按规定的避灾路线撤离灾区。

⑵矿调度室要立即通知受水威胁地点的人员撤离危险地区。

⑶矿值班领导应采取积极措施，查明详细情况，利用现场条件指挥处理水灾，缩小受灾范围，并通知有关部门，迅速组成救灾指挥部，根据实际情况，研究具体救灾方案和措施，指挥井下的排水救灾工作。

2、发生火灾事故后的处理措施

⑴任何人发现井下火灾时，应视火灾性质和灾区通风瓦斯情况，立即采取一切可能的方法灭火，最大限度地控制火势，并迅速向矿调度室汇报。

⑵矿调度值班人员接到情报后，立即按照《矿井灾害预防和处理计划》按顺序通知有关领导和部门，并报告矿调度室。

⑶如果火势凶猛范围大，威胁人身安全时，应立即组织人员沿避灾路线撤离。

⑷发生火灾时，应立即切断可能受火灾影响地点的全部电源，防止事故的漫延。

⑸在进风的下山巷道发生火灾时，必须有防止由于火风压而造成的风流发生逆转的措施。

⑹如果直接灭火无效时，在指挥部的统一指挥下，采取封闭火区灭火时，要随时掌握火区内瓦斯、氧气、一氧化碳等有害气体浓度变化，并采取安全措施，防止瓦斯、煤尘爆炸和人员中毒。

3、发生瓦斯、煤尘爆炸事故后的处理措施

⑴现场负责人要沉着冷静，分析事故情况，迅速组织人员撤离灾区，并设法及时向矿调度室汇报。

⑵矿调度室要立即通知受威胁区域的人员撤离，并迅速组织救护队队员，抢救遇险人员，探明事故地点、范围和气体成分，发现火源立即扑灭，防止二次爆炸。

⑶矿调度室接到灾情报告后，要立即通知矿主要领导和有关部门，并组成救灾指挥部，根据现场实际情况，分析研究制定救灾方案，全面开展救灾工作。

⑷在证实确实无二次爆炸的可能时，应迅速修复被破坏的巷道和通风设施，恢复正常通风，排除烟雾，清理巷道。

4、发生顶板事故后的处理措施

⑴发生冒顶事故后，现场安全管理负责人要迅速统计现场工作人员数目，并将冒顶的详细情况及时向调度室汇报。

⑵矿调度室接到汇报后，要立即组织有关人员探明冒顶区范围和被埋压、堵截人数和位置，采取措施，积极抢救。

⑶要积极恢复冒顶区的正常通风。

如暂不能恢复时，可利用压风管路或防尘管路等对埋压、堵截人员输送新鲜空气。

⑷在处理事故中，必须由外向里恢复巷道，要加强支护，防止二次冒顶，必要时可开掘通向遇难人员的专用通道。

⑸遇有大块岩石威胁遇难人员时，可使用千斤顶等工具移动石块，并尽量避免破坏冒落岩石的堆积状态。

一十三、技术经济指标

表12-1技术经济指标表

序号

指标名称

单位

数量

备注

1

采区走向长度

m

400

2

采区倾斜宽度

m

237

3

采区能利用储量

万t

15.92

采区可采储量

万t

13.44

4

设计巷道工程量

m

12448

5

采煤方法

单一走向长壁采煤法

6

采区年设计生产能力

万t

10.08

7

采煤工作面个数

个

1

8

掘进工作面个数

个

1

炮掘

9

采区服务年限

a

1.33

一十四、注意事项

（一）原煤质量管理

1、工作面炮眼布置方式，深度、角度等，在作业规程中应明确规定，爆破时不得破坏顶板。

2、攉煤选矸应仔细，尽可能拣出煤中矸石，提高原煤回收率。

（二）工程质量管理

1、工作面煤壁保持成直线。

2、每排支柱要打成直线，柱、排距允许误差与支柱损坏率在作业规程应进行规定。

3、上下安全出口保持畅通，各设计留设煤柱不得进行回采。

（三）采区开采之前，对临近采区开采情况要进行调查。

（四）需要指出的是，由于我矿井地质资料不够齐全、详细，本设计中的煤层参数、顶底板岩性仅针对此次采区设计。

在未来实际生产中需加强地质资料的收集与补充，根据不同开采区域的煤（岩）层特征不断作出相应调整，确保回采工艺与支护方式安全可靠。

（五）对于本设计方案中不够完善的地方，严格按照煤矿的相关《政策》、《规范》、《规程》、《规定》、《标准》等文件进行执行。

附图：

1、采区巷道布置平面图，（比例1：

2000）；

2、采区通风系统布置统示意图，（比例1：

1000）；

3、采区洒水防尘管路布置统示意图，（比例1：

1000）；

4、采区运输系统布置统示意图，（比例1：

1000）；

5、采区避灾路线示意图，（比例1：

1000）；

6、采区巷道断面图，（比例1：

50）；