上山西煤柱工作面工程设计最终.doc

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11上山西煤柱工作面工程设计盛华煤矿生产技术部

前言

根据原煤炭工业部郑州设计研究院编制的《郑州煤炭工业（集团）盛华煤矿有限责任公司技术改造初步设计》。

原河南省煤炭工业局组织专家组对该初步设计进行了评审并作了批复。

该矿为低瓦斯矿井，矿井采用立井单水平上下山开拓，中央并列式通风方式，机械抽出式通风方法，付井进风，主井回风。

现矿井11为生产采区，21为准备采区。

一、设计编制的依据

1、原煤炭部郑州设计研究院编制的《郑州煤炭工业（集团）盛华煤矿有限责任公司初步设计》。

2、河南省煤炭地质勘察设计院2005年12月编制的《河南省郑州煤炭工业（集团）盛华煤矿有限责任公司煤炭资源储量核查报告》。

3、有关实测图纸及技术文件、资料和采掘现状等。

二、设计编制的指导思想

1、设计体现“以人为本、科学发展”的指导思想，全面认真贯彻执行“安全第一、预防为主”的方针及行业技术规范、标准，提高安全装备水平，增强防灾抗灾能力。

2、体现技术管理规范的特点，合理布置，利于安全管理。

三、设计的主要特点及主要技术经济指标

1、设计的主要特点

1）、11上山煤柱工作面位于井田的上部中央，东西翼均已回采，地质资料实际揭露清楚，其地质资料和资源情况可靠。

2）、该区煤层结构简单，层位稳定，全区可采，属缓倾斜较稳定型煤层。

3）、本区距地表20～70m，为低瓦斯区域，主采的二1煤层属不易自燃煤层。

煤尘具有爆炸性，爆炸指数14.9%。

2、主要技术经济指标

井巷工程总长度282m；

井巷工程总体积1706m3；

万吨掘进率73.9m/万吨；

工期1.3个月；

地质储量2.3万t；

可采储量2万t；

工作面生产能力1.35万t/月；

服务年限1.48个月；

11上山西煤柱工作面工程设计

第一章工作面概况及采区概况

一、工作面概况

1、工作面位置及参数

11上山西煤柱工作面进风巷总长度265m，利用现有巷道190m，需掘巷道75m，进风巷利用原11上山煤柱回风巷190m（现有巷道）作为进风巷上段，进风巷下段从进风巷上段下端开口，由上往下掘进，方位162°，开口位置标高+174.0m，坐标X=3813854，Y=38432943，坡度-13°，沿底掘进75m与副井西大巷西端贯通，作为11西煤柱工作面进风巷下段。

11上山西煤柱工作面切巷从进风巷上端开口，开口位置标高+210.2m，坐标X=3814043，Y=38432881，以方位72°，沿底掘进，切巷工程量20m，采用单体液压支柱配合∏型梁对棚支护，巷宽2m，巷高1.8m，净断面3.6㎡,掘进断面4.8㎡，棚距0.6m，使用荆芭、椽子背打邦顶。

切巷施工到位后变向以162°方位，沿底沿11煤柱工作面回风巷的空边掘进11西煤柱工作面的回风巷，工程量187m，平均坡度-13°，与11运输上山上部贯通。

其位置详见巷道设计布置图。

进回风巷设计支护均为2.５m×2.５m工字钢梯形单棚支护，棚距（中—中）0.6m，用塑料网、椽子打顶帮。

其断面规格为上净宽２.2m，下净宽３.３m，净高２.２m，净断面６.05m2。

见掘进施工断面图。

总工程量282m，预计施工工期1.3个月。

2、煤层赋存特性

（1）、煤层赋存条件

本区所采二1煤层位于山西组下部，从11采区采掘资料分析，所采二1煤层结构简单，但局部变化较大，煤厚2～6m，平均4.5m，总体趋势西厚东薄，南厚北薄，全区可采，煤层倾角5～18°。

（2）、瓦斯

根据嵩阳三公司2010年9月份对盛华矿的瓦斯鉴定，绝对瓦斯涌出量1.88m3/min,相对瓦斯涌出量5.21m3/t。

11上山西煤柱工作面位于二1煤层浅部，两边均已回采，预计上下副巷煤层瓦斯含量偏底，绝对涌出量0.1m3/min。

（3）、煤尘爆炸性

煤炭科学研究总院重庆分院2004年9月16日关于盛华实业有限公司二1煤《煤尘爆炸性鉴定报告》,所采二1煤层煤尘具有爆炸性。

2009年瓦斯鉴定上级批复煤尘爆炸指数14.9%。

（4）、煤炭自燃倾向等级

煤炭科学研究总院重庆分院2004年9月24日关于盛华实业有限公司二1煤《煤炭自燃倾向等级鉴定报告表》,为Ⅲ级不易自燃煤层。

3、煤层顶底板情况

1）、煤层顶板岩性

本区二1煤层直接顶板，一般为黑色泥岩和砂质泥岩，平均厚度7.15m，抗压强度为31～61Mpa，属弱～中等强度；老顶为灰白色，含白云母较多的细～中粒石英砂岩，俗称大占砂岩，平均厚度13.04m，抗压强度一般为69～84Mpa，属中等强度。

该矿井二1煤层顶板岩体属中等完整（Ⅲ级），质量较差（Ⅸ级）的顶板。

2）、煤层底板岩性：

本区二1煤层伪底为泥岩和炭质泥岩，遇水易软化、膨胀、变形，不易管理；直接底为炭质泥岩，厚2.5—5m，f=1—2。

老底为砂岩，厚9—12m，f=4—5，底板岩体属中等完整（Ⅲ级），质量较差（Ⅸ级）的底板。

由底板岩性和实际揭露资料看，底板硬度系数偏低，且泥岩一旦遇水强度进一步变低。

当受到的压强超过其本身抵抗强度时，就会发生蠕变，造成巷道变形，维护量增大和维护困难。

4、采面储量及服务年限

11上山西煤柱工作面设计平均走向长187m，平均倾斜宽20m，可采面积为3740m2，煤层平均厚度4.5m。

地质储量：

187×20×4.5×1.4＝2.36万t。

可采储量：

187×20×4.5×1.4×0.85＝2万t。

工作面服务年限：

工作面生产能力为1.35万t/月，服务年限为1.48个月。

5、地质构造

1）、地质概况

该区地面标高+245.1m～+260.4m，为大平矿井田浅部北边缘。

区域内煤层平均厚度4.5m。

该设计掘进区域均在原弋湾村煤柱内，无其它构造等异常情况，无地表水体，掘进时涌水主要来自地表渗水，根据11上山煤柱面、11021、11041、11061等工作面采掘情况看,预计掘进时正常涌水量为0.5m3/h，最大涌水量为1.0m3/h，回采期间正常涌水量为1.5m3/h，最大涌水量为3m3/h。

2）、构造、地质条件（特征）

本区位于大冶向斜段北翼浅部，整体构造形态为一走向近东西80～260°，倾向南170°单斜构造，地层倾角15°。

区内没有发现滑动构造及岩浆岩活动。

6、水文地质条件及涌水量

该工作面位于原弋湾村东部煤柱内，根据已采工作面揭露情况看，该区无地质构造，水文地质条件简单，掘进时期涌水主要表现为局部滴水和煤层底板渗水，水源主要来自地表渗水，预计回采时正常涌水量1.5m3/h，最大涌水量3.0m3/h。

该区上部距地表较近，地面标高+245.1m～+260.4m，为大平矿井田浅部北边缘，无其它积水、水体及构造等异常情况。

11上山煤柱工作面涌水量依据公式

Q预/Q知=S预/S知

式中Q预—预计工作面涌水量m3/h

Q知—已知工作面（11051）正常涌水量2.87m3/h

S预—预计工作面的面积3800m3

S知—已知道的工作面面积3740m3

Q预=2.87×3800/3740=1.5m3/h

经计算预计工作面正常涌水量1.5m3/h，最大涌水量3m3/h。

7、开采技术条件

嵩阳三公司2010年9月组织矿井瓦斯等级鉴定结果，我矿瓦斯绝对涌出量为1.88m3/min、相对涌出量为5.21m3/t，二氧化碳绝对涌出量为1.01m3/min、相对涌出量为5.21m3/t，为低瓦斯矿井。

11煤柱位于上山中部，两边均已回采，瓦斯含量相对较小，预计掘进和回采时涌出量为0.1m3/min。

本区无地压、地温等灾害。

8、工作面通风

设计该工作面采用U型通风方式，风流路线为：

副井→西大巷→11上山西煤柱进风巷→切巷→11上山西煤柱回风巷→11皮带上山→上仓巷→主井→地面

二、采区概况

1、储量及服务年限

经计算11上山西煤柱工作面地质储量2.36万吨，可采储量2万吨，工作面生产能力1.8万吨/月，服务年限1.11月。

2、瓦斯涌出量及涌水量

嵩阳三公司2010年9月组织矿井瓦斯等级鉴定结果，我矿瓦斯绝对涌出量为1.88m3/min、相对涌出量为5.21m3/t，二氧化碳绝对涌出量为1.01m3/min、相对涌出量为5.21m3/t，为低瓦斯矿井。

11煤柱位于上山中部，两边均已回采，瓦斯含量相对较小，预计掘进和回采时涌出量为0.1m3/min。

3、构造

本区所采二1煤层赋存于山西组下部，从11采区采掘资料分析，所采二1煤层结构简单，但局部变化较大，煤厚2～6m，平均4.5m，总体趋势西厚东薄，南厚北薄，全区可采，煤层倾角5～18°

本区位于大冶向斜段北翼浅部，整体构造形态为一走向近东西80～260°，倾向南170°单斜构造，地层倾角15°。

区内没有发现滑动构造及岩浆岩活动。

4、设计工程量及工期

11上山西煤柱工作面总工程量282m，预计施工工期1.3个月。

5、目前矿井各生产系统情况

1）、提升运输系统

主井提升装备一对2.0吨非标准箕斗，提升机为2JTP-1.6型双滚筒绞车，配套电机功率132KW，电压380V，担负全矿井提煤任务。

副井提升装备一对1.0吨非标准罐笼，安装一台2JTP-1.6型双滚筒绞车，配套电机功率80KW，电压380V，担负全矿井提矸、升降人员及下放材料和设备等任务。

提升矸石使用1吨非标准矿车。

井下煤炭运输：

工作面及回风巷安装SGB-40T刮板运输机，运输上山及上仓皮带巷安装SSJ-65/30型运输皮带。

掘进工作面使用SGD-17型刮板运输机。

井下物料运输：

地面→副井→西大巷→11上山西煤柱工作面进风巷→工作面。

2）、通风系统

通风系统为中央并列式，通风方式为抽出式，副井进风，主井回风。

安装有二台FBCZ-6-№18/75KW型轴流通风机，单台风机配套电机75KW，风量35m3/s,H=500Pa左右。

局部通风采用YBT-11（22）型风机,风量240m3/min。

局部通风机实现“三专加两专”供电，实现“双风机、自动倒台、两闭锁”，备用局部与运行局扇能力相同。

3）、供电系统

矿井双回路电源供电，双回路供电线路引自弋湾变电站6KV母线，采用两台S9-M500/66/0.4KV500KVA变压器向主、副井、风机房及井下等供电，井下变电所选用两台KBSG-500/6/0.69矿用隔爆型干式变压器、一台KBSZ－200/6/0.69矿用隔爆型干式变压器，选用15台KBZ-400A、3台KBZ－630A低压真空馈电开关分别向上仓运输机、轨道上山绞车、采掘工作面等设备供电。

安装一台BZX-4照明综合保护，供井下照明用。

4）、井下排水系统

主排水系统采用一级排水，在副井底建立有内外环水仓、泵房，选用MD85－45×4型离心水泵三台，一用一备一检修，配YB250S－2型75KW防爆电机，采掘工作面选用BOW16－2.2型风泵或BQW50-15（50-9.2）电泵排水。

5）、安全监测监控系统

监测监控系统为KJ95N，由地面中心站、井上下监测监控分站和各类矿用传感器构成。

地面中心站配两台主机，实现独立供电。

现井下