麻窝煤矿采掘接替方案.docx
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麻窝煤矿采掘接替方案.docx
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麻窝煤矿采掘接替方案
遵义市乌江镇麻窝煤矿
+820m水平采掘接替方案专项设计
(生产规模:
15万t/a)
编制时间:
2013年4月20日
附图:
1、采掘工程平面图(1:
2000)
2、井上、下对照图(1:
5000)
3、采掘接替方案图及剖面图(1:
2000)
方案设计说明
本专项设计方案,是针对麻窝煤矿现在实际开拓情况,专门对+820m水平采掘接替而作的设计。
由于麻窝煤矿在前期建设、生产过程中,未按《安全专篇》和《矿井开采方案》组织实施,导致投产首采面布置在主工业场下部,未留设主工业广场煤柱和主、副、风井井筒保护煤柱,如果开采,极易引起地面塌陷,导致主工业场地及主、副、风井井筒破坏,造成重大经济损失,且矿井后期生产将受到重大影响。
因此,针对麻窝煤矿实际情况,以《安全专篇》和《矿井开采方案》为设计依据,在保持原主、副井、风井井筒及主工业广场的情况下对麻窝煤矿+820m水平的采、掘接替方案进行专项设计,以满足麻窝煤矿未来三年的采掘正常接替及符合黔能源办[2013]120号《贵州省煤矿企业兼并重组工作实施细则》扩大产能的要求,保证采掘平衡,保持矿井安全、持续、稳定的生产。
+820m水平采掘接替方案专项设计
第一章矿井的基本情况
第一节井田概况
一、自然地理
1、地形地貌
该区位于贵州高原西北部,属剥蚀型山地侵蚀地貌。
区内总体地势北高南低,西高东低。
最高点为矿井北部的刘家箐附近,海拔标高1147.5m;最低点为矿井南东部的黄豆岭附近,标高846.8m,最大相对高差300.7m,一般相对高差100~150m。
区内山脉走向整体南北向。
2、气象
该区属亚热带温暖湿润气候区,区内无霜期较长,降雨量较充沛,具有雨热同季,四季不分明,冬无严寒、夏有酷暑的气候特点。
气候温和,湿润,年平均气温18℃左右,最高气温37.3℃,最低气温-6℃;无霜期为257~285天左右;年平均降雨量1010mm,5~8月为雨季,降水量为全年降水量的50%以上;多年平均湿度80%;夏季以东南风为主,冬季以东风为主,春、秋季以东北风为主,平均风速1m/s。
3、地表水
区内无大的地表河流,仅有季节性的山涧溪沟及水塘,水塘主要分布于矿区北部的刘家箐、木江山及矿区东部的小燕子等地。
4、地震
据贵州省城乡建设环境保护厅“黔城设能发[1992]230号文(关于公布贵州省地震烈度新区规划的通知)”,遵义县地震烈度为Ⅵ度区。
第二节煤质及煤层情况
一、地质条件
井田内为单斜构造,地层倾角26-45°。
设计可采煤层2层,22煤层为倾斜中厚煤层,61煤层为倾斜薄煤层。
22煤层平均厚度2.5m,直接顶板为深灰灰岩,厚3.8~4.5米,力学强度高,局部发育溶隙,易发生突水和跨塌;为较稳定顶板,具有一定的稳定性,但采煤时,应采取相应防护措施方能采煤。
22煤层底板为黑色砂质泥岩,厚5.63~6.72米,稳定性较差,开采时应采取相应防护措施。
61煤层平均厚度1.5m,直接顶板为深灰灰岩,厚10~13.5米,为较稳定顶板,但在开采过程应采取相应的防护措施。
61煤层底板为灰色泥灰岩,厚3.50~4.5米,为较稳定底板,但在开采过程应采取相应的防护措施。
22、61煤层煤类为特低挥发分、中灰、中硫、低磷、中高固定炭无烟煤三号,可选性等级均为极难选。
二、煤层顶底板
主要开采煤层顶板多为粉砂岩、泥岩、石灰岩及泥灰岩,一般较稳定,底板为泥岩、细砂岩、炭质泥岩、粘土泥岩,性软遇水易膨胀,工程地质条件属中等类型。
三、开采条件
煤层单斜构造,煤层赋存较稳定,矿井储量较丰富,工程及水文地质条件中等,矿区交通便利,有良好的开采条件。
四、资源可靠性
麻窝煤矿煤炭资源赋存情况基本查明,根据多年的采掘工程揭露情况看,资源基本可靠。
本矿文件批复准采标高为+1025~+450m,井田走向长3.748Km斜长1.312Km,矿区面积3.757Km2,井田内可采煤层2层,煤层储量较丰富。
但由于地质勘探程度不高,特别是对地质构造反映不清楚,设计主采煤层中已勘查的资源中很大一部分资源量为334级别,故随着井下煤层的进一步揭露,勘查程度将逐步提高。
目前矿区内的资源量完全能满足15万t/a的生产能力要求。
五、瓦斯等级、煤尘爆炸性、煤层自燃倾向性
(一)瓦斯:
1、瓦斯等级鉴定情况:
依据贵州省能源局文件(黔能源发[2009]306号)“关于遵义市煤炭管理局《关于呈报2009年度煤矿瓦斯等级鉴定结果的报告》的批复”、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2010年度煤矿瓦斯等级鉴定结果的报告》的批复”和贵州省能源局文件(黔能源发[2011]791号)“关于遵义市工业和能源委员会《关于呈报2011年度煤矿瓦斯等级鉴定结果的报告》批复”,麻窝煤矿2009、2010、2011年度瓦斯等级结果为低瓦斯矿井。
矿井瓦斯等级鉴定情况见下表。
近三年年度瓦斯等级情况
鉴定年度
矿井名称
月产量(t)
绝对量
(m3/min)
相对量
(m3/t)
鉴定等级
审批等级
2009年度
麻窝煤矿
0.89
低瓦斯
低瓦斯
2010年度
麻窝煤矿
0.22
低瓦斯
低瓦斯
2011年度
麻窝煤矿
0.62
低瓦斯
低瓦斯
根据2009、2010、2011年度矿井瓦斯等级鉴定情况,最大瓦斯绝对涌出量为2009年鉴定结果0.89m3/min。
本设计根据AQ1018-2006标准预测结果:
+820m标高,矿井相对瓦斯涌出量23.649m3/t,绝对瓦斯涌出量8.30m3/min;+450m标高,矿井相对瓦斯涌出量38.832m3/t,绝对瓦斯涌出量13.64m3/min。
2、煤与瓦斯突出情况:
根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室2011年12月23日提交的《遵义县乌江镇麻窝煤矿22煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》和贵州省安全科学研究院评审意见“关于对《遵义县乌江镇麻窝煤矿22煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》的综合论证评审意见”(黔矿安院突出论证字[2011]152号):
麻窝煤矿22煤层在鉴定范围内+870m标高以上没突出危险性。
本矿按有煤与瓦斯突出危险性矿井设计,在开采22煤层鉴定范围+870m标高以上时,按无突出危险性区域设计。
本设计所开采22、61煤层需重新进行煤与瓦斯突出鉴定,未鉴定前按有煤与瓦斯突出进行设计和管理,鉴定后根据鉴定结果确定设计和管理等级,修改设计相关内容。
(二)煤尘:
根据贵州省煤田地质局实验室2007年4月22日和2009年1月12日出具的遵义县乌江镇麻窝煤矿22、61号煤层煤尘爆炸性鉴定报告:
22、61号煤层无爆炸危险性。
(三)自燃性:
根据贵州省煤田地质局实验室2007年4月22日和2009年1月12日出具的遵义县乌江镇麻窝煤矿22、61号煤层自燃倾向性报告:
22、61号煤层自燃倾向等级为Ⅲ类(不易自燃煤层)。
六、水文地质
根据调查及结合邻区勘查资料,矿区煤层开采标高为+1025~+450m,矿区最低侵蚀基准面为+760m,煤层顶底板龙潭组含水性差,为相对隔水层,煤系数地层底板为岩溶充水含水层。
当开采标高在+760m之上时,矿井主要水患为大气降水的顶板透水、渗水及裂隙水,不存在底板突水,水文地质条件复杂程度中等;当开采标高在+760m之下时,矿山在开采61煤层过程中,发生底板突水的可能性大,突水量大,在开采22煤层过程中,发生底板突水的可能性中等,突水量中等。
因此,当开采标高在+760m之下时,水文地质条件复杂。
第二章采掘布置及开采方式
第一节井田境界及可采储量
一、井田境界
根据贵州省国土资源厅下发的采矿许可证(证号:
5200000820527)划定,其矿区范围拐点坐标如下表(表2-1-1)。
表2-1-1矿区范围拐点坐标
拐点
编号
原遵义县乌江镇麻窝煤矿
扩界后遵义县乌江镇麻窝煤矿
直角坐标
直角坐标
X
Y
X
Y
1
3018810.00
36375160.00
3017330
36374630
2
3018810.00
36376370.00
3017310
36375580
3
3020870.00
36376960.00
3020870
36376960
4
3020910.00
36375760.00
3020910
36375760
5
3018550
36375030
6
3017800
36375030
7
3017800
36374780
采矿标高(m)
+450~+1025
+450~+1025
矿区面积(Km2)
2.5183
3.757
开采深度:
1025~450m。
矿井境界总体呈近似方形,长约3.748km,宽约1.312km,面积约3.757km2。
二、可采储量
1、地质资源量
根据贵州省国土资源厅文件“关于《贵州省遵义县乌江镇资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明)(黔国土资储备字[2007]579号):
“截止2007年10月17日,遵义县麻窝煤矿煤炭资源总量为887万吨,其中消耗储量(111b)15万吨,控制的资源量(332)95万吨,推断的资源量(333)315万吨,预测的资源量(334?
)462万吨”。
见储量计算表1-3-3。
2、矿井工业资源/储量
本矿井矿井工业储量按下式计算:
矿井工业储量=332资源量+333资源量×K=362.8(万吨)
式中:
K――为可信度系数,本矿取0.85。
3、煤柱损失
(1)、煤柱1
风氧化带煤柱、断层煤柱(按30m计算,已扣除)
井田边界煤柱:
(按20m计算,40.71万吨)
村寨和公路保护煤柱,村寨和公路按外缘外推20m再按岩石65°跨落角留设。
(已扣除)
(2)煤柱2
工业广场保护煤柱:
8880t
主要井巷保护煤柱:
井筒、水平巷道按一侧20m留设。
本矿留设主要井巷煤柱约21.5万t。
(3)设计利用储量
设计利用储量按下式计算:
设计利用资源量=矿井工业储量-永久煤柱损失=362.8-40.71×0.85=328.1(万t)
(4)可采储量
根据《煤炭工业小型煤矿设计规定》,本矿中厚煤层采区回采率取80%,薄煤层采区回采率取85%,及可采储量按下式计算:
可采储量=(设计利用储量-工业场地-主要井巷煤柱)×采区回采率=248.05万t
经计算,矿井可采储量计算见表2-1-2
表2-1-2可采储量计算表
第二节矿井设计生产能力及服务年限
1、矿井工作制度
根据《煤炭工业小型煤矿设计规定》,矿井设计年工作日数为330天。
工作制度为:
“三八”制,一采一准,净提升时间为16h。
2、生产能力
设计生产能力按15万t/a。
3、矿井服务年限
矿井服务年限=可采储量÷(年生产能力×储量备用系数)
=248.05÷(15×1.4)=11.8(a)
第三节采掘布置方式
一、布置原则
根据《矿井开采方案》,一个采区一个工作面保证矿井的生产能力。
但由于简易投产,前期欠帐太大。
在此情况下,一个采区一个工作面不能保证矿井的生产能力。
结合当前实际情况,根据《煤矿安全规程》第48条“一个采区内同一煤层双翼开采或多煤层开采的,该采区最多只能布置2个回采工作面和4个掘进工作面同时作业”等相关规定要求为设计原则。
二、水平位置及开采范围
矿井划分为两个水平,即+820m水平(一水平),+580m水平(二水平),+820m水平边界为井田边界。
本专项设计为一水平。
三、巷道布置方式
1、+820m水平南、北集中运输大巷,布置在+820m标高处,距22煤层至61煤层中部范围内稳定的岩层中。
开采+820m标高以上煤层时用于集中运输、进风、行人,后期用于第二水平开采时的集中回风、行人、材料运输,并通过石门连接采煤工作面。
+820m水平南集中运输大巷,由于距离超过2000m,且在+870m标高上还有一辅助水平,为保证南翼运输问题,设计在南翼集中运输大巷中部布置一条南翼运输上山,通过运输上山解决辅助水平煤炭运输。
2、+820m水平井底车场,由于受主井井筒在+820m水平落平点的限制,+820m水平井底车场布置在+820m水平距5#煤层顶板法向距离30m—40m范围内稳定的岩层中,并连接南、北两翼集中运输大巷,通过联络巷与副井连接,形成运输系统,用于材料运输、通风、行人。
3、+870m集中运输大巷布置在+870m标高处距22煤层至61煤层中部范围内稳定的岩层中,通过+870m中部甩车场与副井井筒连接,形成运输系统。
用于开采+870m标高以上煤层时的运输、通风、行人,后期用于开采+870m—+820m标高煤层时的集中回风、材料运输、行人,通过石门连接采煤工作面。
4、+920m北翼集中回风大巷,布置在+920m标高处距61煤层顶板法向距离30m—40m范围内稳定的岩层中,通过+920m回风巷和回风联络巷与回风井井筒连接,形成回风系统。
用于开采+870m标高以上煤层时的回风、行人。
5、工作面运输、回风平巷,布置在本煤层中,沿煤层走向施工,运输平巷必须在100m左右保持平直,便于安装刮板运输机。
6、+820m水平井底煤仓,延伸主井井筒至+800m标高,煤仓垂深20m,容量约230t,与+820m水平井底车场连接。
7、由于南翼+870m标高以上煤层已被小煤窑采空,在+870m标高不再布置集中回风大巷,只布置煤层回风回大巷。
前期通过石门连接煤层回风巷,形成回风系统。
由于南翼走向太长,为解决后期南翼回风困难,将在南翼中部适当位置分别布置一条辅助进风斜井和辅助回风斜井穿出地面,作为南翼后期及辅助水平进、回风,形成矿井对角式通风系统。
详见:
采掘方案接替图和采掘工程平面图
四、井巷工程量
遵义县麻窝煤矿采掘接替井巷工程量
序号
巷道名称
巷道类型
巷道类别
井巷特征
支护方式
单位
工程量(m)
1
11602采面回风巷
回采巷道
半煤岩巷
S掘=7.7㎡、S净=6.3㎡、梯形
工字钢支护
m
190
11602采面开切眼
煤巷
S掘=2.0㎡,矩形
伪斜柔性掩架支护
m
83
2
永久避灾硐室
开拓巷道
全岩巷
S掘=7.83㎡、S净=6.83㎡,半圆拱直墙式
素喷支护、喷浆d=50mm
m
72
34
+820水平运输大巷联络巷
开拓巷道
全岩巷
S掘=10.5㎡、S净=9.36㎡,半圆拱直墙式
素喷支护、喷浆d=50mm
m
115
5
+820水平井底车场
全岩巷
S掘=10.5㎡、S净=9.36㎡,半圆拱直墙式
素喷支护、喷浆d=50mm
m
175
6
+820水平南集中运输大巷
全岩巷
S掘=9.22㎡、S净=8.16㎡,半圆拱直墙式
素喷支护、喷浆d=50mm
m
1507
7
+870m61煤层南回风巷及斜巷
回采巷道
半煤岩巷
S掘=7.7㎡、S净=6.3㎡、梯形
工字钢支护
m
1107
8
+870m1#、2#、3#回风石门
准备巷道
全岩巷
S掘=8.0㎡、S净=7.43㎡、半圆拱直墙式
锚网喷支护、喷浆d=80mm
m
406
9
+870m南回风大巷及回风斜巷
准备巷道
半煤岩巷
S掘=7.7㎡、S净=6.3㎡、梯形
工字钢支护
m
630
10
+870m22煤层南翼回风巷
回采巷道
半煤岩巷
S掘=7.7㎡、S净=6.3㎡、梯形
工字钢支护
m
865
11
+870m北集中运输大巷
开拓巷道
全岩巷
S掘=9.22㎡、S净=8.16㎡、半圆拱直墙式
喷浆支护、喷浆d=50mm
m
1200
12
+920m北集中回风大巷
S掘=9.22㎡、S净=8.16㎡、半圆拱直墙式
m
1300
13
+820水平煤仓绕道
S掘=8.63㎡、S净=7.43㎡、半圆拱直墙式
m
136
14
+820水平井底煤仓
S掘=12.56㎡、S净=圆形
喷浆支护、喷浆d=100mm
m
23
15
+820水平煤仓联络巷、清理斜巷(+30°)
S掘=8.63㎡、S净=7.43㎡、半圆拱直墙式
喷浆支护、喷浆d=50mm
m
103
16
主井皮带延伸巷(-22°)
S掘=8.63㎡、S净=7.43㎡、半圆拱直墙式
m
53
17
+820水平北集中运输大巷
S掘=9.22㎡、S净=8.16㎡、半圆拱直墙式
m
1200
18
+820水平1#运输石门
准备巷道
全岩巷
S掘=8.63㎡、S净=7.43㎡、半圆拱直墙式
锚网喷支护、喷浆d=80mm
m
53
19
+820水平2#运输石门
m
150
20
+820m南翼22煤层运输巷
回采巷道
半煤岩巷
S掘=7.7㎡、S净=6.3㎡、梯形
工字钢支护
m
883
21
11201采面开切眼
煤巷
S掘=3.0㎡,矩形
伪斜柔性掩架支护
m
90
22
11601采面开切眼
m
90
23
+820m南61煤层运输巷
半煤岩巷
S掘=7.7㎡、S净=6.3㎡、梯形
工字钢支护
m
1004
26
+870m4#回风石门
准备巷道
全岩巷
S掘=8.63㎡、S净=7.43㎡、半圆拱直墙式
锚网喷支护、喷浆d=80mm
m
203
28
+820m南翼22、61煤层回风斜巷
煤巷
S掘=4.0㎡,矩形
单体支柱支护
m
240
29
11203采面开切眼
回采巷道
煤巷
S掘=3.0㎡,矩形
伪斜柔性掩架支护
m
90
31
11603采面开切眼
m
90
33
南翼辅助回风斜井
开拓巷道
全岩巷
S掘=10㎡、S净=9.1㎡、半圆拱直墙式
喷浆支护、喷浆d=50mm
m
276
34
南翼辅助进风斜井
385
合计
合计
开拓巷道
全岩巷
m
6545
准备巷道
半煤岩巷
m
630
全岩巷
m
812
回采巷道
半煤岩巷
m
4049
煤巷
m
683
总计
m
12719
五、采煤方法
1、采煤方法的确定
根据麻窝煤矿《开采设计方案》本矿可采煤层2层,自上而下分别为22、61煤层。
(1)、22层煤均为中厚煤层,平均厚度2.09m,位于煤系地层顶部,煤层平均倾角28~50°。
该煤层顶板为深灰灰岩,为较稳定顶板;底板为黑色砂质泥岩,具的一定的稳定性,开采条件较好。
回采工作面设计采用伪斜长壁后退式采退法,回采工艺为炮采或风镐落煤,采用全部垮落法管理顶板,用柔性掩护支架隔离采空区,由于是急倾斜煤层开采,工作面上方区段煤柱及以往采空区隔离煤柱极易垮落,因此禁止开采架外煤。
(2)、61煤层均为中厚煤层,平均厚度1.5m,位于5#煤层下部,距5#煤层法向距离约73m,距22煤层法向距离约173m,煤层平均倾角28~50°。
该煤层顶板为深灰灰岩,厚10~13.5米,为较稳定顶板;底板为灰色泥灰岩,厚3.50~4.5米,为较稳定底板。
回采工作面设计采用伪斜长壁后退式采退法,回采工艺为炮采或风镐落煤,采用全部垮落法管理顶板,用柔性掩护支架隔离采空区。
2、支护及顶板管理
采用伪倾斜柔性掩护支架走向壁式后退采煤法,该法在开始回采前,先在回风平巷安设掩护支架,然后使掩护支架逐步随回采工作面沿倾斜向下移并使工作面调成伪斜。
在伪斜工作面回采过程中,不断地在回风平巷中接长掩护支架,同时在工作面下端的平巷滞后工作面的位置不断地撤除掩护支架。
在回风平巷中安设掩护支架前,先将原来的回风平巷扩大到煤层顶底板,并挖掘梯形断面地沟,在地沟两侧及地沟中沿走向放置钢绳,在绳上沿走向每隔150mm放一根八字型架料,架料垂直煤层顶底板,钢绳和架料之间用螺栓和垫板固定,架料上方铺上荆笆。
掩护支架安装好一段时间后将平巷支架撤除,巷道上方的煤柱随之冒落,使掩护支架上面有一层碎煤和矸石的垫层,用以保护掩护支架。
为了防止支架在下放过程中下滑应使煤和矸石冒落点超前于伪斜工作面7m以上。
然后靠控制爆破作业进度,调整支架使支架逐步下放到预定的伪倾角度(25~30O)并转入正常回采阶段。
3.工作面循环方式、作业方式的选择
采用“三八”作业制,边采边准,两班作业一班准备。
4、采煤工作面接替及开拓、准备、回采煤量
(1)、工作面布置原则:
根据各煤层开采垂高不一致、煤层赋存状况的不同,按实际确定采煤工作面走向长度和斜长,详见下表
工作面基本参数
工作面名称
工程项目
设计参数
单位
设计工程量
11602
半煤岩巷施工
S掘=7.7㎡、S净=6.3㎡、梯形工字钢支护
m
190
开切眼
S掘=2.0㎡伪斜柔性掩架支护
m
83
回采
伪斜柔性掩架支护
t
4500
11201
半煤岩巷施工、煤层回风巷
S掘=7.7㎡、S净=6.3㎡、梯形工字钢支护
m
184
半煤岩巷施工、采面运输巷及斜巷
S掘=7.7㎡、单体配绞梁支护
m
200
开切眼
S掘=3.0㎡伪斜柔性掩架支护
m
90
回采
伪斜柔性掩架支护
t
44100
11601
半煤岩巷施工、煤层回风巷
S掘=7.7㎡、S净=6.3㎡、梯形工字钢支护
m
164
半煤岩巷施工、采面运输巷及斜巷
S掘=7.7㎡、单体配绞梁支护
m
200
开切眼
S掘=2.0㎡伪斜柔性掩架支护
m
90
回采
伪斜柔性掩架支护
t
28800
11203
半煤岩巷施工、煤层回风巷
S掘=7.7㎡、S净=6.3㎡、梯形工字钢支护
m
266
半煤岩巷施工、采面运输巷及斜巷
S掘=7.7㎡、单体配绞梁支护
m
286
开切眼
S掘=3.0㎡伪斜柔性掩架支护
m
90
回采
伪斜柔性掩架支护
t
66200
11603
半煤岩巷施工、煤层回风巷
S掘=7.7㎡、S净=6.3㎡、梯形工字钢支护
m
261
半煤岩巷施工、采面运输巷及斜巷
S掘=7.7㎡、单体配绞梁支护
m
277
开切眼
S掘=2.0㎡伪斜柔性掩架支护
m
90
回采
伪斜柔性掩架支护
t
41800
麻窝煤矿(2013-2014)工作面接替计划表
采面名称
可采储量(wt)
生产能力(t/d)
回采时间
结束时间
工期(d)
回采原煤(wt)
剩余原煤(wt)
11602
0.45
150
2013.07.07
2013.7.25
18
0.45
0
11601
2.88
440
2014.06.11
2014.08.16
66
2.88
0
11603
4.18
440
2014.07.20
2014.10.30
95
4.18
0
11201
4.41
450
2014.09.14
2014.12.22
98
4.41
11203
6.62
450
2014.09.01
2014.12.31
122
5.49
1.13
合计
1.13
麻窝煤矿2014年+8
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