天顺煤矿采区设计.docx

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天顺煤矿采区设计

天顺煤矿采区设计

前言3

一、矿井概况3

二、开拓方式3

三、通风系统4

四、开采状况4

五、本采区设计依据5

第一章采区概况及地质特征7

第一节采区概况7

一、采区范围7

二、邻近采区开采情况：

7

三、地面位置及建筑物：

8

四、区内钻孔情况：

10

第二节煤层赋存情况及顶底板特征11

一、煤层赋存情况11

二、顶底板特征12

第三节采区储量分析13

第四节生产能力及服务年限17

第五节地质构造17

第六节水文地质17

第七节其它地质因素18

第二章采区方案设计及方案比较18

第一节方案设计18

第二节方案比较20

第三章采区巷道布置21

第一节采区巷道布置21

一、采区准备巷道布置：

21

二、采区阶段划分22

三、区段石门、回采顺槽布置23

四、采区工程量23

第二节巷道断面及支护24

一、巷道断面：

24

二、巷道支护方式：

24

第四章采掘顺序及采煤方法24

第一节掘进顺序24

第二节回采顺序29

第三节采煤方法31

一、采煤方法选择的原则31

二、采煤方法的选择31

第五章采区生产能力及服务年限35

第一节采区生产能力35

第二节采区服务年限35

第六章矿井通风36

第一节矿井总风量计算36

一、其它井巷实际需要风量计算36

二、矿井风量计算方法36

三、矿井总进风量43

第二节矿井通风路线44

第三节避灾路线44

第七章采区排水系统及设备选型45

第一节排水系统45

一、消防降尘供水系统45

二、排水系统45

第二节排水设备选型46

第八章采区供电及装备46

第九章运输系统46

第十章压风系统47

第十一章防尘系统47

第十二章供水系统48

第十三章防火系统49

一、灌浆防灭火49

二、氮气防灭火51

三、其它综合防灭火措施51

第十四章采区通讯系统52

第十五章安全监测监控系统52

一、监测监控系统52

二、人员定位系统54

第十六章灾害预防及处理措施55

一、预防瓦斯和粉尘爆炸的措施55

二、预防井下火灾的措施56

三、粉尘的综合治理59

四、井下顶板事故防治措施59

五、预防井下水灾的措施60

六、其它事故的防治措施60

七、矿山救护61

第十七章采区主要技术经济指标62

第十八章提升、通风和排水设备63

第一节提升设备63

一、概述63

二、立井提升设备63

第二节通风设备65

一、设计依据65

二、风机所需的风量及负压66

三、设备选型66

四、反风措施66

第三节排水设备66

采区设计附图：

67

前言

一、矿井概况

天顺矿业位于东天山以北，地处巴里坤煤田的西部，巴里坤盆地的平原地区，井田中心坐标：

北纬44°08′59″，东经92°24′52″。

矿区交通便利，哈密市→沿303国道→农十三师红山总厂→巴里坤县→沿矿区专用公路→大河镇→县煤矿（明鑫煤炭公司）→沿县道007（博大公路）→天顺煤矿。

煤矿东距离巴里坤县城93km，向东距离哈密市230km。

巴里坤矿区位于东天山北麓戈壁丘陵区，井田位于巴里坤矿区的东部，地形较为平坦，东高西底，中部微有起伏，呈现为戈壁准荒漠地形，平均海拔+1500～+1680m，相对高差约180m。

地表大部分为第四系洪积，冲积层及戈壁砾石所覆盖。

二、开拓方式

矿井现采用立井开拓，设有主、副立井及回风立井三个井筒，另外还设有安全出口一个。

主立井：

担负全矿井的煤炭提升任务，井口坐标：

+1630m，落地+1350m，垂深280m，直径3.6m。

副立井：

担负矿井矸石、材料、设备及人员的升降任务，同时作为矿井的进风井和安全出口。

副立井坐标：

+1630m，落地1350m，垂深280m，直径3.0m。

立风井：

位于主立井东南280m，为专用回风井，井口标高：

+1638m，落地1485m，垂深155m。

井田断面为正方形，边长1.5m，木支护。

安全出口：

位于回风立井东南方向35m，为专用安全出口，井口标高：

1634m，落地：

1485m，垂深155m，井口断面正方形，边长1.0m，不支护。

矿井运输水平标高1420m，回风水平标高1465m，两条大巷目前正在向西延伸，距离8勘探线约200m。

三、通风系统：

本矿井通风方式为中央并列式，主、副立井进风，回风立井回风，副立井和安全出口作为矿井的两个主要安全出口，矿井主要通风机为：

BDK—No14轴流式通风机两台其中一台工作，一台备用，通风机主要技术参数为：

风量为990~2188m³/min，（折合16.5~36.5m³/s）风压694~1837pa，每台风机配YB250M-6380v37kw980r/min防爆专用电机两台。

四、开采状况

矿井以往生产主要集中在F10～F5断层之间，井筒东翼1420m标高以上（F9～F5断层之间）已开采完，井筒西翼（F10～F9断层之间）上2、上1、中4煤层1420m标高以上已采完，目前矿井开采集中在东翼1420m~1455m标高之间中4、上1+2、外段上1煤层；西翼1420至1455中4煤层,1420至1465上1、中2煤层以及F石1～F石3断层以西、井田预留煤柱以东的上1、中4、中2煤层。

主要开采煤层为上2、上1、中4、中2煤层，现矿井1420水平运输大巷、1465水平回风大巷之间设有联系上山（共布置三条上山，分别为轨道上山、溜煤上山、通风上山）。

轨道上山布置于井筒保护煤柱内，标高：

1420~1465，倾角25°，设有中部甩车场与各区段巷相连，溜煤上山和通风行人上山布置于F10断层西侧，标高1420~1465之间，溜煤上山沿中2煤层布置，通风行人上山沿中4煤层布置。

主要可采煤层为上2、上1、中4、中2煤层，以往采用的采煤方法有两种，第一种为“仓储式采煤法”，第二种为：

“水平分段放顶煤采煤方法”。

根据国家有关规定，仓储式采煤法淘汰落后的生产工艺，本矿自2009年末已停止使用该采煤方法，目前主要采煤方法为：

水平分段放顶煤采煤法。

五、本采区设计依据

1、设计委托书

2、《新疆巴里坤县石碳窑煤矿区天顺煤矿延伸勘探报告》（山东省地质测绘院编制，2009年8月）；矿产资源储量评审意见书（新国土资储评【2009】207号，新疆维吾尔自治区矿产资源储量评审中心，2009年12月8日）评审备案证明（新国土资储字【2009】207号，新疆维吾尔自治区国土资源厅，2010年01月06日）

3、《巴里坤矿区煤炭开发总体规划》（2011年10月编制）及《新疆哈密地区煤炭产业结构优化升级方案》（2011年9月编制）

4、《煤矿安全规程》（2011年版）及《矿井通风安全装备标准》（MT/T5016-96）《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005）

5、关于对新疆天顺矿业有限公司巴里坤煤矿（即天顺煤矿）采煤方法改造水平分段放顶煤（试验）设计的批复（哈地煤管发【2008】136号，2008年10月4日）。

6、关于新疆天顺矿业有限公司巴里坤煤矿《矿井瓦斯等级和二氧化碳鉴定报告》的批复（新煤行管发【2010】104号，2010年3月4日）

7、矿井提供的现状图、供水协议、供电协议等其他有关资料。

8、现行《煤矿安全规程》（2011年版）

9、《煤炭工业矿井工程建设项目设计文件编制标准》（GB/T50554-2010）

10、国家有关其他煤炭工业建设的技术，经济政策和法律、法规文件。

第一章采区概况及地质特征

第一节采区概况

一、采区范围：

目前矿井开采水平+1420m标高与+1465m标高之间；矿井属于东西两翼开采，东翼开采长度900m、倾斜长度39m、采区面积35100㎡；西翼开采长度1300m、倾斜长度55m、采区面积71500㎡；目前的9万吨开采上限标高+1465m、下限标高+1420m。

二、邻近采区开采情况：

东翼邻近煤层开采情况：

东翼1420水平以上F5断层以东上1+2煤层北邻上1煤层已回采完毕，南邻中4煤层，还未形成工作面，F5断层以西上1、上1+2、中4煤层均未回采，西段上1处于准备巷道施工阶段，东翼中2煤层正在计划打探眼，确定中2煤层具体位置，F6断层以西、1420运输石门以东上1、上1+2、中2、中4煤层均未开采。

西翼1420水平以上开采煤层中4北邻上1、上1+2煤层，均未形成工作面，计划准备开拓巷道施工，南邻中2煤层在1420水平以上施工有三条主要巷道，分别是1465水平中2回风巷，1435水平中2局部运输巷，1420水平中2皮带集中运输巷；F石1-F石3断层以西开采煤层有上1+2、上1、中2、中4，其中中2、中4正在准备巷道施工阶段；F石1-F石3断层以东煤层有中2、中4（1420-1455标高之间）、上1。

三、地面位置及建筑物：

1、采区对应的地面位置

西翼开采区对应的地面位置：

X1=452264.706，Y1=4890027.702；X2=452159.647，Y2=4889834.121；X3=451623.441，Y3=4889853.604；X4=451658.916，Y4=4889832.758；

东翼开采区对应的地面位置：

X1=452901.179，Y1=4890009.725；X2=453539.947，Y2=4889992.614；X3=452952.554，Y3=4889797.551；X4=453438.909，Y4=4889760.707；

2、区域、区域内的建（构）筑物以及开采后对地面建（构）筑物的影响情况、破坏程度及应采取的措施。

西翼开采范围对应的地面位置以南300m为工人住宿区，470m为矿井办公区，以西2km处为朱家煤矿，以东600m为井口工业场地以及主、副井口。

西翼塌陷区距离住宿区150m，东翼塌陷区距离工业广场210m。

开采期间对区域内的建筑无任何影响。

3、地形地貌

巴里坤矿区位于东天山北麓戈壁丘陵区，井田位于巴里坤矿区的东部，地形较为平坦，东高西底，中部微有起伏，呈现为戈壁准荒漠地形，平均海拔+1500～+1680m，相对高差约180m。

地表大部分为第四系洪积，冲积层及戈壁砾石所覆盖。

4、地面积水、水系

本区无常年性地表水系，春季融雪水大部分顺地势自燃排泄出区外，少部分在低洼地汇集蒸发，形成砂砾地。

矿区规划建设有大红柳峡和花儿刺两个水源地，同时建设矿区供水管网，矿井生活用水取自矿区供水管网，矿井井下排水经处理后优先作为本矿井的生产水源，水源有保障。

本区处于东天山小盆地，南北两端均为山区，高山的融雪水喝大地降水是该地区地表水和地下水的主要补给源。

本区地下水主要靠地表水通过地表风化裂隙补给，也可通过八道湾组含水层、三工河组含水层间垂向渗入补给，地表水的来源主要为大气降水和融雪水。

由于本区气候干燥，降水稀少，地下水供给量十分有限。

5、地下水类型

（1）潜水（孔隙还水层）：

主要形成于第四系砂砾石层中，来源于大气降水高山裂隙水的补给，松散的砂砾石层孔隙较大渗透性强，但由于本区蒸发量大，使第四系沙砾石层实际是透水而不含水或含水微弱的地层，水质矿化度交高，不能饮用。

（2）层间水（空隙裂隙含水层）：

是基岩中无压含水层，含水微弱，主要靠第四系松散岩石及基岩裂隙接受的大气降水补给，无其他水源直接补给。

（3）构造水（断层带）含水层：

从区域上看，本区区域地质构造对区域水文地质有特殊影响，构造含水带的分布和水量受断层分布及补给水源的限制在本区交为明显，如南山断层使石碳基的基岩水水位可高出地面3-4m，一般具有承压水性质，原县煤矿南泉地段打得一口取水井（井深9m左右），涌水量300-400m³/日，水质尚佳。

四、区内钻孔情况：

概述区内钻孔的数量、封孔质量、可利用程度等。

区内钻孔特征表

孔号

见煤

层号

见煤底板标高（m）

煤厚

（m）

孔深

（m）

终孔

层位

封孔

质量

备注

1003

上2

1397.43

4.52

237.00

901

上2

1520.65

8.50

101.00

800

上2

1373.74

1.55

256.28

801

上2

1525.69

3.17

104.85

801

上1

1358.12

4.15

270.33

800

中4

1218.05

5.85

412.00

801

中4

1473.12

4.63

157.42

901

中4

1507.45

4.36

125.60

902

中4

1593.19

6.22

43.29

802

中4

1590.67

5.30

42.69

1001

中4

1405.40

8.35

245.50

1003

中4

1356.59

6.09

292.55

1004

中4

1595.81

6.86

45.45

800

中2

1199.78

5.79

430.24

801

中2

1459.16

7.44

171.38

802

中2

1575.09

8.15

58.27

803

中2

1626.36

4.14

270.33

901

中2

1442.70

3.10

190.35

902

中2

1499.86

0.55

136.62

1004

中2

1560.53

8.06

110.20

1701

中2

1365.95

7.70

289.10

1703

中2

1564.07

9.20

81.00

901

中1

1404.93

0.8

228.12

1003

中1

1533.66

1.13

114.60

801

下3

1370.19

3.82

260.15

802

下3

1473.96

2.89

159.40

803

下3

1533.80

2.70

100.63

901

下3

1308.15

2.30

203.80

902

下3

1458.93

2.35

177.55

903

下3

1576.97

2.85

61.79

1004

下3

1367.72

0.99

286.8

1005

下3

1562.82

2.03

82.25

1703

下3

1469.26

2.65

186.95

801

下2

1365.57

1.02

264.97

802

下2

1461.60

1.35

171.76

803

下2

1522.47

1.17

111.96

902

下2

1451.38

1.50

185.05

903

下2

1570.28

1.50

68.48

1703

下2

1462.77

1.02

194.30

801

下1

1356.43

0.62

274.11

802

下1

1454.60

0.57

178.76

803

下1

1515.11

0.64

119.32

902

下1

1444.44

0.85

191.99

903

下1

1563.91

1.08

74.85

1703

下1

1457.07

1.00

200.80

第二节煤层赋存情况及顶底板特征

一、煤层赋存情况：

煤层倾角在44°～78°之间，属急倾斜煤层。

可采煤层厚度多在2～6m之间，属中厚、厚煤层。

整个井田划分为三个煤组，上煤组和下煤组的煤层为不可采和局部可采。

中煤组为主采煤层，煤层间距离不大，为近距离煤层群。

煤层特征一览表

煤组

编号

煤层

编号

见煤

点数

层厚m

倾角

层间距

m

夹矸

层数

结构复

杂程度

稳定性

可采性

最小～最大

平均

上

煤

组

上4

2

0.57～0.65

56

0

简单

不稳定

不可采

0.61

上3

4

0.32～2.10

57

33.7～64.6

0～1

简单

不稳定

不可采

1.19

上2

11

0.92～6.19

58

6.57～31.76

0～1

简单

较稳定

全区

可采

2.92

上1

10

1.56～7.39

59

0～156.54

0～5

简单

较稳定

全区

可采

3.26

中

组

煤

中4

13

1.00～8.79

63

11.78～166.59

0～1

简单

较稳定

全区

可采

4.62

中2

15

1.02～13.5

63

10.2～15.98

0～2

较简单

较稳定

全区

可采

6

中1

7

0.32～4.73

63

2.65～21.03

0

简单

不稳定

局部

可采

1.41

下

组

煤

下3

11

0.83～3.80

55.47～88.30

0～1

简单

较稳定

大部

可采

2.46

下2

10

1.02～4.60

10.75～16.94

0

简单

较稳定

大部

可采

1.85

下1

6

0.57～1.08

44.46

0

简单

不稳定

不可采

0.69

合计

89

25.01

二、顶底板特征：

顶底板特征

编号

采样地点

层位

深度m

岩性

抗压强度

硬度

1

10号孔

上组煤直接顶

63.65

细砂岩

碎

3

2

1001号孔

上组煤直接顶

168.5

细砂岩

碎

3

3

1001号孔

上组煤直接顶

171.4

细砂岩

580.4

4

2002号孔

上组煤底板

98.32

泥质粉岩

327.7

2.5

5

800号孔

中组煤顶板

408.94

泥质粉岩

264.8

2.5

6

800号孔

中组煤顶板

431.59

粉砂岩、泥岩

碎

3

7

1004号孔

下组煤底板

287.56

细砂岩

580

3

8

1004号孔

下组煤底板

291.6

细砂岩

293

3

可采煤层工业指标

试验性质

水分msd%

灰分ad%

挥发分vdaf%

焦渣特征

下2

原煤

0.66～0.74

15.57～24.38

25.78～33.97

7～8

0.7

19.98

29.98

8

精煤

0.58～0.64

4.75～7.58

23.99～32.21

8

0.61

6.17

28.1

下3

原煤

0.62～0.81

14.81～22.62

26.64～32.88

7～8

0.71

18.72

29.76

8

精煤

0.56～0.61

4.73～13.18

24.55～31.86

8

0.59

8.95

28.21

中2

原煤

0.52～2.16

7.921～23.73

25.61～34.36

7～8

0.85

15.35

29.36

8

精煤

0.44～2.12

4.84～9.34

24.66～31.26

8

0.8

7.3

24.66

中4

原煤

0.5～0.66

14.01～29.07

27.97～36.29

7～8

0.61

19.76

31.85

8

精煤

0.46～0.61

5.67～15.05

27.27～32.43

8

0.52

8.52

29.26

上1+2

原煤

0.52～0.69

10.78～26.26

29.52～35.97

7～8

0.65

17.11

32.11

8

精煤

0.49～0.76

4.78～8.29

25.45～31.65

8

0.65

5.97

29.7

第三节采区储量分析

1、地质资源量

根据2009年8月编制的《新疆巴里坤县石碳窑煤矿区天顺煤矿延伸勘探报告》和矿产资源储量评审意见书（新国土资储评【2009】207号，新疆维吾尔自治区矿产资源储量评审中心，2009年12月8日），勘探范围内通过评审的煤炭总资源量为4528万吨，其中探明的经济基础储量（121b）1531万吨，控制的经济基础储量（122b）1014万吨，推断的内蕰经济资源量（333）1983万吨。

分水平各煤层资源/储量汇总表

水平（m）

煤层

（121b）

（122b）

333

（121b）+（122b）

（121b）+（122b）+（333）

1550以上

上1+2

91

91

下3

27

27

27

下2

16

16

16

小计

43

91

43

134

1500-1550

上1+2

56

63

56

119

下3

37

1

37

38

下2

20

1

20

20

小计

57

65

112

178

1450-1500

上1+2

113

76

113

189

中4

71

4

71

75

中2

101

9

101

110

中1

4

4

下3

2

43

4

45

49

下2

2

22

2

24

26

小计

288

65

100

354

453

1450-1500

上1+2

71

70

74

144

中4

92

16

7

108

115

中2

153

30

14

183

198

中1

19

19

下3

7

52

6

59

66

下2

8

26

6

34

39

小计

333

125

123

458

581

2、工业资源/储量

工业储量=331+332+333×k。

本井田赋存急倾斜煤层，根据钻孔控煤情况，类比类似条件矿井取可信度系数k=0.8.经计算，矿井工业储量共计4231万吨。

3、设计利用储量

本次设计利用储量为工业储量扣除投产前消耗的储量、永久煤柱，即为设计储量。

本矿井永久煤柱主要有境界煤柱，断层保安煤柱、采空区隔离煤柱及井筒保安煤柱等。

经计算，设计利用储量共计3776万吨。

4、设计可采储量

设计利用储量扣除“煤柱”和“开采损失”即为