資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。《煤礦開采學(xué)》課程設(shè)計課程設(shè)計題目:某礦+350水平321采區(qū)設(shè)計學(xué)號:姓名:系別:專業(yè)班級:指導(dǎo)教師:完成時間:畢節(jié)學(xué)院教務(wù)處制1.采區(qū)概況321采區(qū)位于+350水平打鑼彎背斜西翼,南至3號勘探線,北至5號勘探線,上限至標(biāo)高+530m,下限至標(biāo)高+350m,地面標(biāo)高+750～+850m,走向長2500m左右,傾向長1000m,斜面積250萬2.采區(qū)地質(zhì)2.1地層本井田基本為一隱伏井田,僅在東部沿羊叉河兩岸金雞巖附近長興組和龍?zhí)督M中上部地層呈天窗出露,煤系地層出露長約2km,其余均為三疊系地層覆蓋。最新地層為下三疊系系嘉陵江組、第四系殘坡沉積物、沖積物僅零星分布于地形凹陷及河谷兩岸。井田地層由老到新分述如下:1、二疊系下統(tǒng)茅口組(P1m灰、棕灰、淺灰色厚層、巨厚層粉晶至細(xì)晶灰?guī)r;生物碎屑灰?guī)r,頂部5～8m含較多方解石脈及少量燧石結(jié)核。2、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P2l),厚80.78～66.23m,平均73.20m為碎屑巖、泥質(zhì)巖、碳酸鹽巖及有機(jī)巖組成。具水平、波狀、砂紋及潮汐層理等沉積構(gòu)造,富含黃鐵礦、菱鐵礦晶粒和結(jié)核及動、植物化石。根據(jù)巖性組成特點和含煤情況的差異,整個煤系巖性可分三部分。下部:由鋁質(zhì)泥巖至M9煤層底,厚約26m,為灰色中厚層細(xì)砂巖、粉砂巖;深灰、灰黑色泥巖;灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及淺灰、棕灰色鋁質(zhì)泥巖和煤層組成。含局部可采的M11煤層和不可采的M10、M12煤層。此段有透鏡狀、席狀砂體發(fā)育,砂體占整個層段厚度的40%。中部:由M9煤層底至標(biāo)志層Ⅳ(B4)底,厚約25m,為深灰、灰黑、灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖及煤層組成,上部夾有一層灰?guī)r或泥質(zhì)灰?guī)r(B3),平均厚1.21m。含可采的M6(M6-3)、M7(M7-3)、M8煤層,屬主要含煤層段。煤層厚度占整個層段厚度的25～30%。上部:由標(biāo)志層Ⅳ(B4)至煤系頂界,厚約22m。為灰、深灰、灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r組成,夾粉砂巖或細(xì)砂巖,僅含不可采的M5煤層,此段碳酸鹽巖占整個層段厚度約45～50%。3、二疊系上統(tǒng)長興組(P2c),總厚48.47m長興組一段(P2c1),厚24.85～18.33m,平均21.51m。深灰、灰黑色中厚至厚層灰?guī)r;生物碎屑灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r,具濃瀝青味,上部含少量燧石結(jié)核;下部夾1～2層深灰、黑灰色鈣質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖,厚0.30～0.50m。長興組二段(P2c2),厚29.93～24.65m,平均26.96m,淺灰、灰色厚層、巨厚層灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r。頂部有2～3層0.05～0.10m綠灰色粘土巖,具縫合線構(gòu)造,具瀝青味。4、三疊系下統(tǒng)玉龍山組(T1y),總厚128.89m共分三段。玉龍山組一段(T1y1),厚44.21～34.62m,平均38.77m?；揖G、灰色薄層、中厚層泥灰?guī)r及鈣質(zhì)泥巖。水平層理發(fā)育,頂部為0.50～1.50m具有方解石脈充填呈”龍須狀”的鈣質(zhì)泥巖,穩(wěn)定發(fā)育于全礦區(qū);底部由數(shù)層厚度0.05～0.15m綠灰色水云母粘土巖夾薄層灰?guī)r組成,厚0.50～1.00m,是具有二疊系與三疊系化石混生的過渡帶。玉龍山組二段(T1y2),厚63.88～45.27m,平均54.28m。為灰色中厚層狀粉晶石灰?guī)r、泥質(zhì)石灰?guī)r,顯水平層理,夾泥質(zhì)條帶,具少量方解石脈。玉龍山組三段(T1y3),厚44.28～30.57m,平均35.84m。頂部為灰色中厚層狀鮞狀灰?guī)r,厚4～5m,中、下部為綠灰色厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r夾灰色灰?guī)r。5、三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組(T1f),總厚183.51m飛仙關(guān)組一段(T1f1),厚128.60～109.44m,平均120.42m。紫紅色鈣質(zhì)泥巖夾淺灰色薄層灰?guī)r,具泥質(zhì)條帶,水平層理發(fā)育。底部為紫紅、灰綠、灰色鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r互層,厚8～9m。飛仙關(guān)組二段(T1f2),厚76.92～50.02m,平均63.09m。灰綠、紫紅色泥巖及鈣質(zhì)泥巖,夾淺灰色灰?guī)r條帶;底部為灰色中厚層狀灰?guī)r,厚1.0～2.0m。6、三疊系下統(tǒng)嘉陵江組(T1j),總厚728.17m,共分六段。嘉陵江組一段(T1j1),厚74.46～52.23m,平均66.32m。深灰、灰、淺灰色厚層至中厚層狀灰?guī)r及鮞狀灰?guī)r,底部為綠灰色泥灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r,厚4～5m。嘉陵江組二段(T1j2),厚46.85～33.19m,平均39.24m?；?、淺灰色厚層至中厚層狀灰?guī)r及鮞狀灰?guī)r,底部為灰色泥灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r。嘉陵江組三段(T1j3),厚38.41～29.47m,平均35.03m。暗紫色鈣質(zhì)泥巖及泥巖,夾灰色薄層至厚層灰?guī)r,泥質(zhì)灰?guī)r數(shù)層啊,水平層理發(fā)育,底部為綠灰色中厚層狀泥灰?guī)r。嘉陵江組四段(T1j4),厚34.46～27.18m,平均29.97m?；疑泻駥踊?guī)r,夾泥質(zhì)灰?guī)r及泥質(zhì)條帶,頂部為薄層灰?guī)r及鈣質(zhì)泥巖。嘉陵江組五段(T1j5),厚168.61m?；摇⑸罨疑泻駥訝罴氨訝罨?guī)r,夾泥質(zhì)條帶及鮞狀灰?guī)r。嘉陵江組六段(T1j6),厚389.00m。灰、淺棕灰色厚層狀灰?guī)r,白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖,夾巨厚層狀巖溶角礫狀灰?guī)r,下部為淺棕灰色白云質(zhì)角礫狀灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r。7、三疊系中統(tǒng)雷口坡組(T2L打通一煤礦井田地層綜合柱狀圖見圖3-2-圖1地層綜合柱狀圖2.2地質(zhì)構(gòu)造1主要特征及影響范圍本采區(qū)位于打鑼灣背斜的西翼,采區(qū)受打鑼灣背斜構(gòu)造控制,采區(qū)為單斜構(gòu)造。2構(gòu)造情況褶曲:打鑼灣背斜為東緩西陡的不對稱褶曲。東翼傾角13°～37°,西翼傾角20°～28°,其軸面傾向南東,傾角60°～87°,向北近于對稱。走向北25°～30°東左右。背斜軸部以5°～7°的傾伏角由南西向北東方向逐漸傾伏。打鑼灣背斜為本采區(qū)的主要構(gòu)造形態(tài),控制全部采區(qū)。斷層:采面內(nèi)大斷層不發(fā)育,局部小斷層發(fā)育,斷層走向北30°～40°西,傾向南西,傾角30°～50°;落差0～3.5巖溶:采區(qū)內(nèi)中部巖溶發(fā)育,破壞煤層完整,頂?shù)装寰黄茐?影響帶內(nèi)小構(gòu)造發(fā)育,落差0.1～1.52.3煤層特征1、煤層本區(qū)含煤地層為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M,屬海陸過渡帶沉積,厚66～80m,平均73m。與上覆長興組為整合接觸;與下伏茅口組假整合接觸。由灰至深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及少量細(xì)砂巖、泥灰?guī)r、石灰?guī)r和鋁質(zhì)泥巖組成,含煤10～12層。其中全井田可采和局部可采煤層各兩層,M6、M11煤層為局部可采,M7、M8煤層全區(qū)可采。煤系含煤總厚4.01～9.88m,平均7.58m,可采總厚5.45m,含煤系數(shù)為5.5～13%,平均10.2%;煤層為無煙煤,牌號為WY3。M6、M7、M8煤層位于煤系中部,其層間距分別為5.8m、6.7m,為近距離煤層群。M11煤層位于下部,至M8煤層層間距為21m。龍?zhí)督M的巖性、巖相及厚度均較穩(wěn)定。各可采煤層分述如下:M6煤層:局部可采,位于煤系中上部,煤層總厚0.15～1.25m,平均0.74m,屬薄煤層,含夾矸0～1層,局部兩層,夾矸總厚0.03～0.24m,平均0.11m。井田內(nèi)大面積不可采,煤層平均灰分27.35%,屬中～高灰煤。煤層穩(wěn)定性為不穩(wěn)定型。主要開采區(qū)域為+350m水平以上南盤區(qū)。煤層容重1.65。M7煤層:位于煤系中上部,在羊叉河金雞巖附近有煤層露頭出露,分布范圍甚小。煤層總厚0.5～1.73m,平均1.1m;屬薄煤層,結(jié)構(gòu)一般單一,但在+350m以上南區(qū)西部,煤層中部夾一層厚0.1～0.6m的泥巖夾矸。該層厚度較穩(wěn)定,除個別鉆孔不可采外,其余基本全區(qū)可采。煤層灰分為22.64%,屬中～高灰煤。煤層穩(wěn)定性屬較穩(wěn)定型。當(dāng)前是全區(qū)可采,煤層容重1.55。M8煤層:為本井田最主要可采煤層,位于煤系中部。煤層總厚0.57～4.43m,平均厚度3.5m,屬中厚煤層。結(jié)構(gòu)為簡單～較簡單,夾矸一般位于上部,厚0.03～0.9m,平均0.29m。煤層下分層厚度一般為上分層的6～9倍,形成兩層煤夾一層夾矸的三層夾矸結(jié)構(gòu)。煤層灰分平均為20.66%,屬低～中灰煤。煤層穩(wěn)定性屬穩(wěn)定型煤層。煤層容重1.35,煤層平均傾角25°。M11煤層:位于煤系下部,煤層總厚0.1～1.19m,平均0.76m,屬薄煤層。煤層一般厚度介于可采和臨界可采之間。煤層灰分平均33.32%,屬富～高灰煤。煤層穩(wěn)定性屬不穩(wěn)定型。由于煤層灰分較高,當(dāng)前礦井尚未開采。煤層容重1.62。表1321采區(qū)煤層頂?shù)装逄卣髅簩宇悇e巖石名稱厚度(m)主要巖性特征1頂板偽頂泥巖0-0.3含植物根葉化石,吸水性強(qiáng)直接頂泥巖6.8-10.2上為深灰色泥巖,下為灰色鈣質(zhì)泥巖,含黃鐵礦團(tuán)塊老頂泥巖、灰?guī)r6.2-11.4上為深灰色泥巖,中為泥質(zhì)灰?guī)r,下為灰黑色硅質(zhì)薄層灰?guī)r底板直接底泥巖、砂巖3.8-6.8為灰色泥巖,灰白色細(xì)砂巖,含黃鐵礦晶粒老底砂巖、鋁土3.1～5.7上為中厚層狀細(xì)砂巖,中為中砂巖,下為灰白色鋁土,富含黃鐵礦結(jié)核區(qū)內(nèi)變化情況在采區(qū)內(nèi)有兩處分岔帶,帶寬90-380m,厚度最后達(dá)到2m,對采掘有一定的影響。2、煤質(zhì)根據(jù)無煙煤變質(zhì)階段煤化指標(biāo),煤化程度屬Ⅶ1變質(zhì)階段,各煤層工業(yè)分類均屬無煙煤三號(WY3)。井田內(nèi)各可采煤層屬中～富灰煤,原煤灰份:根據(jù)鉆孔資料,M8煤層最低,平均為20.66%;M11煤層最高,平均為33.32%;M6-3、M7-3煤層分別為27.35%、22.64%。據(jù)礦井資料,M8煤層為19.07%,M6-3、M7-3煤層介于19.86～24.08%間。全硫含量M7-3煤層最低,平均為3.73%,M11煤層最高,平均為7.33%,M8、M6-3煤層分別為5.18%、6.32%,屬富～高硫煤。原煤發(fā)熱量(Qb,d)除M11煤層為23.42MJ/Kg外,其余各煤層平均都在25.22MJ/kg以上,屬中高發(fā)熱量煤。精煤揮發(fā)份(Vｄａｆ)小于10%,可燃基氫(Hｄａｆ)含量均大于3%,固定碳平均在56.22～70.63%間,原煤磷(Pad)含量甚微,除M7-3煤層小于0.01%,屬特低磷煤外,其余各煤層含量在0.012～0.021%間,屬低磷煤。各煤層主要工業(yè)指標(biāo)見表3-2-3表2各煤層工業(yè)指標(biāo)統(tǒng)計表煤層編號工業(yè)分析(%)MadAdVdFCadSt,dM6-3煤層最小1.0620.848.3850.983.24最大2.9838.9111.3770.338.82平均1.6827.359.7362.926.32M7-3煤層最小0.9817.347.9757.531.70最大2.4233.1511.9173.949.21平均1.6822.649.0868.283.73M8煤層最小1.0213.717.5661.461.29最大2.6129.3310.5478.3312.61平均1.6620.668.7180.645.18M11煤層最小0.7820.708.7240.051.96最大2.1848.5413.2170.4917.65平均1.4333.3210.4656.227.332.3.開采技術(shù)條件(一)水文地質(zhì)條件1、地形地貌特征礦區(qū)位于四川盆地東南緣與貴州高原接壤的過渡地帶,就區(qū)域而言,地勢東南高西北低。區(qū)內(nèi)因受羊叉河的切割,風(fēng)化、溶蝕和剝蝕作用,形成局部的自西向東傾斜的地貌景觀。區(qū)內(nèi)最高點位于礦區(qū)南端由嘉陵江組五段和六段灰?guī)r組成大山頂和硝坑頂,海拔高程為+910m左右,最低處為礦區(qū)東部羊叉河的切割帶,海拔高程為+386.34m左右(可視為本區(qū)的最低侵蝕基準(zhǔn)面)。礦區(qū)相對高程為523.66m,礦區(qū)屬侵蝕剝蝕及巖溶低山～低丘地貌類型。2、含隔水層井田內(nèi)主要含水層為石灰?guī)r巖溶裂隙含水層,自下而上共有四層,即茅口組石灰?guī)r、長興組石灰?guī)r、玉龍山組石灰?guī)r、嘉陵江組石灰?guī)r。茅口組石灰?guī)r:為龍?zhí)睹航M的底板含水層,上距M11煤層5.5m,M8煤層29m。茅口石灰?guī)r在井田內(nèi)未出露,巖性為灰色、淺灰色塊狀石灰?guī)r,性脆質(zhì)純,含瀝青質(zhì),與下伏棲霞石灰?guī)r為連續(xù)沉積,全厚380m。本層在東面各井田露頭部分,巖溶異常發(fā)育,落水洞、溶洞極多,暗河屢見不鮮,但在侵蝕基準(zhǔn)面以下則很少見。本層地下水呈承壓狀態(tài),水位南高北低。由于本井田地下水排泄條件差,含水層深埋在當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下,地下水循環(huán)不暢,因而含水微弱。長興組石灰?guī)r:包括龍?zhí)督M頂部10m石灰?guī)r夾泥巖在內(nèi)。此層為龍?zhí)督M頂板含水層,在井田東側(cè)之羊叉河谷兩岸出露,出露面積0.16km2。一般呈懸崖陡壁,不利于大氣降水的補(bǔ)給。長興組分為兩段。一段為灰黑色生物碎屑石灰?guī)r,含泥質(zhì),厚21.51m,地層巖溶化程度差,含水性弱;二段為深灰色塊狀石灰?guī)r,含少量燧石結(jié)核,厚26.96m露頭部分裂隙、溶洞及沿層面的小孔洞十分發(fā)育。本層地下水位南高北低,魚跳背斜軸部為地下水分水嶺,由于羊叉河切割本層露頭而過,因而羊叉河成為本層地下水主要排泄區(qū)。含水性不強(qiáng)。玉龍山組石灰?guī)r:本層直接覆蓋于長興組石灰?guī)r之上,出露在羊叉河兩岸及白香溝、羊石坎溪之下游,出露面積3.2km2,多成陡峭的懸崖地形。根據(jù)巖性及含水性特征,將本層分為兩段。一段為灰綠色泥灰?guī)r、鈣質(zhì)泥巖,厚38.77m,為隔水層;二段為灰色石灰?guī)r夾泥質(zhì)石灰?guī)r,中上部夾暗紫紅色鈣質(zhì)泥巖,頂部有兩層鮞狀石灰?guī)r,厚90.12m。地表巖溶較發(fā)育,主要發(fā)育在頂部,以溶洞為主。含水性中等。嘉陵江組石灰?guī)r:本層直接覆蓋于飛仙關(guān)組石灰?guī)r之上,總厚為728.17m。出露面積16.96km2。根據(jù)巖性分為六段,三段以暗紫紅色鈣質(zhì)泥巖為主夾薄層泥灰?guī)r及石灰?guī)r,厚35.03m,為隔水層;其下之一、二段及其上之四、五、六段均以石灰?guī)r、泥質(zhì)石灰?guī)r、白云質(zhì)石灰?guī)r為主。溶洞、落水洞相當(dāng)發(fā)育,呈巖溶洼地及溶蝕殘丘地形,在麻柳河兩岸則往往形成絕壁。屬強(qiáng)含水層。3、充水因素(1)開采對礦井充水的影響經(jīng)過30余年的開采,礦井充水條件發(fā)生較大變化:本礦茅口巷掘進(jìn)時,基本無大型水患發(fā)生,由于茅口灰?guī)r富水不均,有時揭穿封閉型巖溶時,茅口灰?guī)r水直接潰入礦井,成為礦井充水源之一。由于該層深埋地下,補(bǔ)給條件差,地下水運動緩慢,其含水性弱。工作面回采初期,當(dāng)導(dǎo)水裂隙帶到達(dá)長興組地層時,其含水水源必然往下滲透補(bǔ)給采空區(qū),形成采空區(qū)來水。由于巖層含水性弱,礦井涌水量小。隨著采空面積增大,地表裂隙加劇發(fā)育,大氣降水被其吸收,補(bǔ)給含水層,再越流補(bǔ)給采空區(qū)。大氣降水間接地成為礦井充水水源,造成礦井涌水量增大。M8煤層的開采,降落漏斗進(jìn)一步擴(kuò)大,加劇了地表裂隙的發(fā)育規(guī)模,開采區(qū)域上方地表水漏失補(bǔ)給含水層再越流補(bǔ)給采空區(qū),造成礦井涌水量的進(jìn)一步增大。(2)地表水對礦井充水的影響羊叉河在井田東緣流過,并切割長興組石灰?guī)r及龍?zhí)督M上部巖層。由于已在沿河地帶留下寬200～400m的河床及危巖煤柱,因此羊叉河對礦井充水無甚影響。麻柳河斜貫井田西緣。本井田范圍內(nèi)流經(jīng)長度為4.5km。地表流經(jīng)嘉陵江組石灰?guī)r地段,有數(shù)處形成時隱時現(xiàn)的暗河。一般六月份流量較大,約23.825m3/s;三月流量較小,為0.066m3/s。河床底部至6＃煤層的垂高為+474m～+662m。其相對位置主要分布在煤底板標(biāo)高+120～-200m區(qū)間。根據(jù)《礦井(補(bǔ)充勘探)地質(zhì)報告》提供的計算數(shù)據(jù),將6＃煤層作為保護(hù)層開采時,導(dǎo)水裂隙帶高度為27.64m,開采8＃煤層時導(dǎo)水裂隙帶(包括冒落帶)高度為74.53m。照此計算,主采層8＃煤層開采后導(dǎo)水裂隙對地表不會造成影響。根據(jù)唐山煤科院編制的《松藻煤電公司打通一礦麻柳河安全開采可行性研究報告》,嘉陵江組一、二段和以上層段巖溶水對礦井充水基本無影響,而嘉陵江組上面的麻柳河地表水體的水對礦井充水亦無影響,因此麻柳河下不留煤柱開采是可行的,但河床下遇到導(dǎo)水?dāng)鄬踊虿蓜雍笥锌赡軐?dǎo)水的斷層必須留設(shè)斷層防水煤柱。由于本井田地層較平緩,巖層傾角為0°～13°,現(xiàn)開采區(qū)域煤層平均埋深約300m。6＃、7＃煤層開采后,地表已出現(xiàn)大量裂隙,特別是主采層8＃煤層開采后,更加劇了地表裂隙的發(fā)育規(guī)模。據(jù)觀測,地表最大下沉值達(dá)3～5m,裂隙寬度為0.2～4.5m不等。導(dǎo)致地表水經(jīng)過采動裂隙直接補(bǔ)給采空區(qū),造成礦井涌水量增大。4、礦井涌水量礦井已開采35年之久,礦井涌水量觀測資料較完備。據(jù)打通一礦已開采多年積累了大量的水文地質(zhì)資料,結(jié)合礦山生產(chǎn)實際選用地災(zāi)評估報告采用水文地質(zhì)比擬法計算±0米水平涌水量(公式為:),其結(jié)論是礦井的±0米水平正常涌水量為459m3/h,最大涌水量為873m3/h?？勺鳛閿U(kuò)界后的參考。(二)礦井瓦斯瓦斯:據(jù)測定資料,本礦可采及局部可采煤層的平均瓦斯含量分別為:M6煤層14.58m3/t,M7煤層18.59m3/t,M8煤層17.85m3/t,M11煤層17.35m3/t。自然瓦斯成分中CH4的平均含量:M6煤層為97.33%,M7煤層為97.69%,M8煤層為98.54%,M11煤層為79.07%。M7、M8煤層為瓦斯突出煤層,礦井投產(chǎn)以來多次發(fā)生煤與瓦斯的動力現(xiàn)象,且多發(fā)生在M7煤層。礦井最大突出強(qiáng)度為1408t,涌出瓦斯量77206m3。故本礦井屬有煤與瓦斯突出的礦井。礦井瓦斯等級為煤與瓦斯突出礦井,~礦井瓦斯等級見表3-2-4表3礦井瓦斯等級情況年礦井瓦斯絕對

涌出量

(m3/min)礦井瓦斯相對

涌出量

(m3/t)礦井

瓦斯等級礦井二氧化碳絕對涌出量

(m3/min)礦井

二氧化碳相對涌出量

(m3/t)礦井

二氧化碳等級11266瓦斯突出1.360.75低二氧化碳13067瓦斯突出1.430.74低二氧化碳15267瓦斯突出1.530.67低二氧化碳以上數(shù)據(jù)為鑒定月數(shù)據(jù)(三)煤塵爆炸、煤的自燃、地溫煤塵爆炸:根據(jù)煤塵爆炸鑒定資料,M6、M7、M8煤層爆炸指數(shù)Vr分別為21.19、11.92、11.55,均有煤層爆炸危險。煤的自燃:根據(jù)礦井測試資料,M6、M7、M8煤層鑒定為Ⅲ類,屬不易自燃煤層。地溫:據(jù)鉆孔簡易測溫資料表明,該地變溫帶深度在40米左右。恒溫帶深度受地形、海拔標(biāo)高及其它因素影響在40～120米,溫度19.7～20.5℃,平均溫度為20℃,略高于當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁?8.9℃。增溫帶深度在120米以下,經(jīng)過計算該區(qū)地溫梯度為2.1～2.2℃/100m,屬地溫正常區(qū),未發(fā)現(xiàn)地溫異常。但由于地溫隨深度增加將會逐漸升高,預(yù)計在標(biāo)高＋170米水平和±0米水平,地溫將超過《煤礦安全規(guī)程》所規(guī)定的26℃,在生產(chǎn)過程應(yīng)采取降溫措施,確保工人正常生產(chǎn)。3.采區(qū)方案設(shè)計1采區(qū)巷道布置方案Ⅰ——兩級提升上山、煤層專用回風(fēng)巷運輸大巷布置在煤層底板的茅口灰?guī)r中,距煤層真厚40m。主干系統(tǒng)由三條上山組成:軌道上山(采用兩級提升,坡度均為25°),布置在茅口灰?guī)r中;一條煤層回風(fēng)上山,布置在煤層內(nèi)和采用反井鉆機(jī)施工的傾斜溜煤眼(坡度在60°以上),近真傾斜布置與569采區(qū)主干系統(tǒng)相接,布置成雙翼采區(qū),兩翼長度不等長,采區(qū)主干系統(tǒng)以北工作面走向長約1250m,以南工作面走向長約1250m;采區(qū)以北分成4個區(qū)段,每個區(qū)段垂高約125m,傾斜長度200—250m。采區(qū)以南分成4個區(qū)段,區(qū)段垂高約125m,傾斜長度200—250m之間。相鄰區(qū)段上下巷道之間凈巖柱6m。3211工作面回風(fēng)直接經(jīng)過其回風(fēng)石門回入569運輸大巷,其它工作面回風(fēng)經(jīng)過煤層專用回風(fēng)上山到5692機(jī)巷進(jìn)風(fēng)石門回入569運輸大巷,進(jìn)入565方案Ⅱ——偽斜軌道上山,巖層專用回風(fēng)巷,分區(qū)段石門。運輸大巷布置在煤層底板的茅口灰?guī)r中,距煤層真厚40m。由三條上山組成:軌道上山(采用一級提升,坡度為27°),偽斜布置在茅口灰?guī)r中、一條回風(fēng)上山(布置在巖層內(nèi))和采用反井鉆機(jī)施工的傾斜溜煤眼(坡度在60°以上),與569采區(qū)主干系統(tǒng)相接,布置成雙翼采區(qū),兩翼不等長,采區(qū)主干系統(tǒng)以北工作面走向長約1250m,以南工作面走向長約1250m;采區(qū)以北分成4個區(qū)段,每個區(qū)段垂高約125m,傾斜長度200—250m。采區(qū)以南分成4個區(qū)段,區(qū)段垂高約125m,傾斜長度200—250m之間。相鄰區(qū)段上下巷道之間凈巖柱6m。3211工作面回風(fēng)直接經(jīng)過其回風(fēng)石門回入569運輸大巷,其它工作面回風(fēng)經(jīng)過回風(fēng)眼進(jìn)入巖石專用回風(fēng)上山回到569裝車站,經(jīng)569運輸大巷進(jìn)入2方案比較(見表4、表5)經(jīng)過對以上三個方案進(jìn)行比較:方案Ⅲ掘進(jìn)工期少,布置在分岔帶附近將減少搬家次數(shù),有利于提高單產(chǎn)等優(yōu)點。經(jīng)過組織公司專業(yè)技術(shù)人員充分討論后確定推薦方案Ⅲ為該采區(qū)的實施方案。表4321采區(qū)方案技術(shù)比較表方案比較項目方案Ⅰ方案Ⅱ1.井巷工程量工程量最少總工程量大,三條上山布置在巖層內(nèi),巖巷掘進(jìn)量大。石門工程量大2．施工難度采用兩級提升,施工難度較大。巖層巷道較多,平石門多,施工復(fù)雜。3.運輸方面兩級提升,運輸環(huán)節(jié)多,管理復(fù)雜運輸環(huán)節(jié)簡單4．通風(fēng)方面通風(fēng)設(shè)施最多,通風(fēng)管理復(fù)雜。通風(fēng)設(shè)施較多,通風(fēng)管理一般。5．巷道維護(hù)難度煤巷較多,維護(hù)量較大石門及下煤眼條數(shù)多,維護(hù)量大6．掘進(jìn)工期工期短工期長4.采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限4.1采區(qū)生產(chǎn)能力A=N1×K1×K2×K3×N2×L1×L2×M×r×N(4-1)=1.0×0.8×0.97×1.03×6×0.6×95×2.7×1.44×300=?(萬t/a) 式中 N1----采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)工作面?zhèn)€數(shù),?個;K1----月正規(guī)循環(huán)率,80%;K2----工作面回采率,97%;K3----掘進(jìn)出煤率,1.03%;N2----日循環(huán)個數(shù),?個;L1----循環(huán)進(jìn)度,?m;L2----工作面傾斜長度,200m;M-----采高,3.3m;r-----煤容重,1.35;N-----年生產(chǎn)天數(shù),取300天。表5321采區(qū)方案經(jīng)濟(jì)比較表方案比較項目方案Ⅰ方案Ⅱ1.上山A軌道上山(包括上下車場及絞車房):方量(m3)掘進(jìn)單價/m3B回風(fēng)上山:方量(m3)掘進(jìn)單價/m3c采區(qū)下煤、回風(fēng)立(斜)眼(Φ1.5m):長度(m)掘進(jìn)單價/mA-C項費用合計(萬元)2。其它巷道A軌道上山甩道及平石門:方量(m3)掘進(jìn)單價/m3B石門(抬高、運輸及工作面回風(fēng)石門):方量(m3)掘進(jìn)單價/m3C其它:方量(m3)掘進(jìn)單價/m3A-C項費用合計(萬元)1-2項合計(萬元)4.2采區(qū)服務(wù)年限T=Z/A.K=163.41/32×1.2=?(a)(4-2)式中T——采區(qū)服務(wù)年限,a;A——工作面年生產(chǎn)能力;K——備用系數(shù);5.采區(qū)巷道布置及采掘關(guān)系5.1采區(qū)巷道布置推薦方案采區(qū)巷道布置見《321采區(qū)設(shè)計方案Ⅰ》。5.2采掘關(guān)系5.2.1推進(jìn)安排先掘321運輸大巷到位后,掘進(jìn)321軌道上山、進(jìn)風(fēng)石門、甩道及其平石門、運輸石門、煤倉、回風(fēng)上山及其回風(fēng)立眼,再掘進(jìn)321溜煤斜眼、3211機(jī)巷、3211風(fēng)巷下煤斜巷、3211抬高機(jī)巷,最后掘進(jìn)其它巷道。在回采3211工作面時,再掘3212工作面巷道。5.2.2回采順序3211工作面→3212工作面→3213工作面→3214工作面6.采煤方法及回采工藝6.1采煤方法該采區(qū)工作面采煤方法均采用走向長壁綜合機(jī)械化開采。6.2回采工藝6.2.1落煤方式工作面落煤方式采用MG375-QW1型采煤機(jī)切割落煤。6.2.2裝煤采煤機(jī)割煤時,螺旋滾筒自動裝入工作面刮板運輸機(jī)上。6.2.3運煤煤炭裝入工作面溜子內(nèi),經(jīng)機(jī)巷的轉(zhuǎn)載皮帶運入溜煤眼,最后進(jìn)入煤倉。6.2.4頂板管理及支護(hù)6.2.4.1采煤工作面頂板管理:采用全部垮落法管理頂板。工作面支護(hù):采用ZYJ2300/13/32型和ZYJ2600-14/36型掩護(hù)支架支護(hù),兩巷超前支護(hù)為:距工作面10m內(nèi)為雙排單體液壓支柱,10-20m內(nèi)為單排單體液壓支柱,支柱上配鉸接頂梁或挑板支護(hù)。6.2.4.2掘進(jìn)工作面裸體巷道不支護(hù)。煤層巷道內(nèi),當(dāng)頂板正常時,采用錨桿配菱形金屬網(wǎng)支護(hù);當(dāng)頂板不正常(如斷層、裂隙、煤層松軟及揭煤石門)采用金屬支架支護(hù)。在掘進(jìn)工作面必須嚴(yán)格按照公司要求使用好前探梁或者內(nèi)注式單體液壓支柱作臨時支護(hù)。6.2.5勞動力組織和循環(huán)作業(yè)方式6.2.5.1勞動力組織采取專業(yè)工種和綜合工種相結(jié)合的勞動力組織形式來組織生產(chǎn)。6.2.5.2循環(huán)作業(yè)方式采用”三.八”制作業(yè)方式,實行”兩采一準(zhǔn)”組織生產(chǎn),日循環(huán)6個,日進(jìn)度3.6m。6.2.6工作面裝備液壓支架:ZYJ2300/13/32型和ZYJ2600-14/36型掩護(hù)支架。其它設(shè)備見表四。表63211工作面設(shè)備主要技術(shù)特征序號設(shè)備名稱設(shè)備型號主要技術(shù)特征1雙滾筒采煤機(jī)MG375-QW1采高1.8~2.8(米)滾筒直徑2×φ1600截深0.63米牽引速度0~6.1米/分生產(chǎn)能力700噸/時裝機(jī)功率375KW2刮板運輸機(jī)SGB-730/160運距108米輸送量800噸/時鏈速0.95米/秒裝機(jī)功率160KW3橋式轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ-730/160運距50米輸送量900噸/時鏈速1.4米/秒裝機(jī)功率160KW4破碎機(jī)PLM1000破碎能力1000噸/時最大入口斷面700×700MM出口粒度≤300MM裝機(jī)功率110KW5管架式皮帶機(jī)SSJ-1000運輸能力800T/h運距400-1000M帶速2.5裝機(jī)功率160KW×26橋轉(zhuǎn)自移系統(tǒng)1MYD(MY800)最大推力(額定)484KN(307KN)推移行程950MM最大調(diào)高力(額定)386KN(245KN)調(diào)高缸行程250MM泵站出口壓力31.5MPa7.采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)7.1運輸系統(tǒng)7.1.1裝煤系統(tǒng)工作面煤炭→機(jī)巷→下煤眼→321煤倉→321運輸大巷→350主平硐→地面煤倉。7.1.2運料系統(tǒng)地面→350主平硐→321大巷→321軌道上山→石門→機(jī)、風(fēng)巷→工作面。7.1.3運矸系統(tǒng)磧頭→機(jī)、風(fēng)巷→軌道上山→321大巷→350西石門→1.6m軌道上山→2m軌道上山→790大巷→790矸石山。7.2通風(fēng)系統(tǒng)7.2.1通風(fēng)方式掘進(jìn)工作面的通風(fēng)方式為局扇壓入式通風(fēng);采面為”U”型后退式通風(fēng)。7.2.2通風(fēng)系統(tǒng)7.2.2.1掘進(jìn)工作面新風(fēng)由地面→350主平硐→321大巷→石門→機(jī)、風(fēng)巷→掘進(jìn)工作面。7.2.2.2采煤工作面新風(fēng)由地面→350主平硐→321大巷→321軌道上山(或下段進(jìn)風(fēng)石門)→甩道→機(jī)巷→工作面→風(fēng)巷→回風(fēng)石門或?qū)Ｓ没仫L(fēng)上山及回風(fēng)立眼→569大巷→565總回風(fēng)巷。7.2.2.2風(fēng)量計算(1)采煤工作面所需風(fēng)量計算 ①按采煤工作面同時工作的最多人數(shù)計算 Q采=4N=4×40=160m式中Q采—采煤工作面實際需要風(fēng)量,m3/min;N——采煤工作面同時工作的最多人數(shù),人。 ②按工作面瓦斯涌出量計算 Q采===840m3/min(7-2)式中Q采—采煤工作面實際需要風(fēng)量,m3/min;QCH4—工作面絕對瓦斯涌出量,6-8m K采通—采煤工作面的通風(fēng)系數(shù)。主要包括沼氣涌出不均衡和備用風(fēng)量等,一般可取1.2-2.1。根據(jù)實際取為1.4。③按工作面溫度計算Q采=60v采S采=60×1.5×6.5=585m式中Q采—采煤工作面實際需要風(fēng)量,m3/min;v采—采煤工作面風(fēng)速,根據(jù)采煤工作面空氣溫度選取1.5m/s S采—采煤工作面的平均斷面積,m2。經(jīng)計算為6.5④風(fēng)速驗算按最低風(fēng)速驗算:Q采≥15S采=15×6.5=97.5m按最高風(fēng)速驗算:Q采≤240S采=240×6.5=1560m根據(jù)計算,確定采煤工作面配風(fēng)量為840m3/min。采區(qū)共布置一個(2)掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量①按掘進(jìn)工作面同時工作人數(shù)計算 Q掘=4N=4×15=60m3式中Q掘-掘進(jìn)工作面實際需要風(fēng)量,m3/min;N—掘進(jìn)工作面同時工作的最多人數(shù),人。②按掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量計算 Q掘===160m3/min式中Q掘-掘進(jìn)工作面實際需要風(fēng)量,m3/min;QCH4—掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量,0.8m K掘通—掘進(jìn)工作面的通風(fēng)系數(shù)。主要包括沼氣涌出不均衡和備用風(fēng)量等。一般可取1.5-2.0。根據(jù)實際取為2.0。③按炸藥消耗量計算Q掘=25A=25×11=275m3/min式中Q掘-掘進(jìn)工作面實際需要風(fēng)量,m3/min;A——掘進(jìn)工作面一次爆破炸藥消耗量,kg;25——每25Kg炸藥爆破后需要供給的風(fēng)量,m3/(min.kg)④按風(fēng)速驗算巖巷掘進(jìn)工作面:9S掘≤Q掘≤240S掘 (7-9)9×7.6=68.4≤Q掘≤240×7.6=1824煤巷及半煤巷掘進(jìn)工作面:15S掘≤Q掘≤240S掘 (7-10)15×9.9=148.5≤Q掘≤240×9.9=2376 根據(jù)以上計算結(jié)果,確定每個掘進(jìn)工作面配風(fēng)量為275m3/min,采區(qū)共布置兩個掘進(jìn)工作面,共配風(fēng)量為(3)采區(qū)變電所需風(fēng)量Q變按經(jīng)驗取為60m(4)采區(qū)總供風(fēng)量Q采總=(∑Q采+∑Q掘+∑Q變)×K備(7-11)=(840+550+60)×1.2=1740m式中Q采總——采區(qū)總風(fēng)量,m3/min;∑Q采——采煤工作面實際需要風(fēng)量的總和,m3/min;∑Q掘——掘進(jìn)工作面實際需要風(fēng)量的總和,m3/min;∑Q變—變電所實際需要風(fēng)量的總和,m3/min;K——備用系數(shù),一般取1.2-1.25。7.3供電系統(tǒng)7.3.1供電路線52