鑫源煤矿西翼采区设计-学位论文.doc
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1、鑫源煤矿西翼采区设计新疆拜城天辰矿业有限公司鑫源煤矿西翼采区设计编制单位:鑫源煤矿生产技术科编 制 人:喻刚福矿 长:唐忠林修改日期:二一三年三月鑫源煤矿西翼采区设计会审表技术签字: 2013年3月 日调度签字: 2013年3月 日通风签字: 2013年3月 日机电签字: 2013年3月 日生产签字: 2013年3月 日安全签字: 2013年3月 日矿长签字: 2013年3月 日目 录前言5 第一章、矿井概况6 第一节、地理位置及气象6第二节、井型境界7第三节、地质构造10第四节、水文地质.12第五节、开采技术条件.15第二章、开采方案.17第一节、方案初选17第二节、方案比较19第三章、采区
2、布置.22第一节、采区划分.22第二节、开采顺序.23第三节、采区参数25第四节、巷道布置.27第五节、生产能力.34第四章、采煤方法.37第一节、采煤工艺.37第二节、工作面设备配置.63第五章、顶板控制.66第一节、支护设计.66第二节、工作面顶板管理.76第三节、两巷顶板管理83第四节、矿压观测.91第六章、生产系统.93第一节、运输93第二节、“一通三防”与安全监控.96第三节、排水126第四节、供电.126第七章、安全避险系统系统130第一节、监测监控.130第二节、压风自救和供水施救.132第三节、通讯联络及照明135第四节、人员定位设置137第五节、紧急避险.137第八章、车场及
3、硐室.138第一节、下部车场.138第二节、上部车场.138第三节、中部车场.138第四节、硐室.146第九章、安全技术措施 .148第一节、“一通三防”.148第二节、顶板管理 156第三节、爆破 178第四节、防治水 184第五节、运输 187第六节、机电 195第七节、其它 197第八节、避灾 195第十章、劳动组织及经济指标 210第一节、劳动组织 .210第二节、作业循环 210第三节、主要经济指标211第四节、主要工程概算213鑫源煤矿西翼采区设计为西翼采区设计的经济、合理、安全、高效,根据煤矿安全规程第四十八条的要求,结合西翼实际情况,制定本设计。前言一、编制依据(一)、法律法规
4、1、中华人民共和国安全生产法;2、中华人民共和国煤炭法;3、煤矿安全规程等相关法律法规。(二)、其他1、采矿许可证号:6500000832614开采深度由2180m-1700m标高;2、鑫源煤矿生产地质报告说明书2003年5月;3、鑫源煤矿初步设计安全专篇说明书2004年9月;4、A5、A6、A7和A9煤层采煤方法主要依据鑫源煤矿初步设计说明书2004年10月;5、A3煤层采煤方法主要依据中煤国际工程集团武汉设计研究院A3煤层采煤方法设计说明书2009年4月等。二、指导思想安全可靠,技术保障,设计经济合理,正规开采。三、设计要求 按煤层赋存地质条件选择适应采煤方法,力求工艺简单,安全性较高,生
5、产管理方便,投资少,见效快,符合地方煤矿开采设计要求。第一章 、矿井概况第一节、地理位置及气象一、地理位置:鑫源煤矿位于拜城县城东北45Km天山南麓,库拜盆地北缘的低山区,行政区属于拜城县黑英山乡管辖。二、矿区地理坐标:东经821415、北纬420709。1、矿井范围拐点坐标表 拐 点编 号直角坐标地理坐标XY东 经北 纬S1466590827601489821338420716S2466580827603055821446420712S3466553527603055821446420703S4466558727601462821337420706三、交通:矿区在307省道自西向东从拜城县城
6、穿过,西在温宿县的玉尔滚与314国道相接,可以通往阿克苏、喀什等地,东在拜城县的夏马力巴克与217(独库公路)省道相接,可以通往库车、伊犁等地,从煤矿向南到拜城县的公路48公里在克孜尔乡与307省道相接,交通方便。四、气象:属内陆干旱气候,冬、夏两季较长,春、秋较短;冬季寒冷,夏季凉爽,昼夜温差较大,历年平均气温7.4,年最高气温为37.4,年最低气温为-32,年平均降水量94.9mm,一次最大降水量发生在2002年7月23日达到19.6mm,蒸发量达1538.2mm,全年日照达1564小时,无霜期为167天,每年12月到翌年3月为冰冻期,最大冻土深1m,春季多北风;7月中旬至下旬为雨季,有暴
7、雨降落,造成山洪爆发,矿区及附近没有气象台站,与拜城县相比煤矿区降雨偏多,气温偏低;另外灾害性的天气有风灾、冰雹和沙尘暴等。五地震:矿区位于天山活动带附近,地震活动频繁,从1947年至今在矿区附近曾发生过4次强烈地震,震中距煤矿区80200Km,震级6.257.25度,曾波及矿区,但对该矿未造成重大危害,按照自治区地震烈度区划分,该区属于7度烈度区。第二节、 井型境界一、井型:拜城天辰矿业有限公司鑫源煤矿被列为新疆煤炭工业“十五”结构调整规划拜城县改扩建矿井,改扩建规模为9万吨/年,矿井改扩建工程项目已于2009年5月通过上级行业主管部门验收,取得相关证照。二、境界:井田东西长为1.58Km,
8、南北平均宽度为0.3Km,面积为0.74Km2。三、储量2、煤层储量计算汇总表 煤 层编 号煤 炭 储 量 (万吨)远景资源量332(B)333(C)333(D)氧化带333(C)合 计332/总量(%)氧化带334(D)334(D)合 计A380.07222.24276.282.64581.2314%091.8491.84A518.6750.3441.460.61111.0817%041.4541.45A614.6816.6514.31045.6416%0.63106.13106.76A721.4731.1735.96088.612%1.26271.44272.70A90030.91030.
9、910%1.00239.92240.92合 计134.89320.4398.923.25857.4616%2.89750.78753.67四、煤层1、A3煤层:根据煤矿开采和钻孔资料,煤层平均厚度8.1m,含夹矸1层,岩性为粉砂岩,厚度03.0m,平均厚度0.64m,自西向东变薄在梅斯布拉克煤矿四号井立井处消失,结构简单,煤层变异系数1.7%,可采系数1,煤层顶底板均为粉砂岩,属于全区可采稳定煤层。2、A5煤层:根据煤矿开采和钻孔资料,煤层厚度1.41.7m,结构简单,煤层变异系数2.9%,可采系数1,煤层顶底板均为粉砂岩,属于全区可采稳定煤层。3、A6煤层:根据煤矿开采和钻孔资料,煤层厚度0
10、.40.9m,结构简单,煤层变异系数11.2%,可采系数1,煤层顶板为 厚层状砾岩、含砾粗砂岩,底板均为粉砂岩。 4、A7煤层:根据煤矿开采和钻孔资料,有益厚度2.02.4m、结构简单较简单,煤层变异系数2.0%,可采系数1,煤层顶底板均为粉砂岩,属于全区可采稳定煤层。5、A9煤层:根据钻孔资料煤层厚度1.61.2m,结构简单,尖灭地点较多,煤层顶底板均为炭质泥岩,由于见煤点少,煤层稳定性难评述。五、煤质指标1、水分含量均较低,原煤水分含量加权平均值为0.431.49%。2、灰分产率: A9煤层14.92%,在1015%之间,为低灰煤;A6煤层29.02%,在2540%之间,为富灰煤;A3、A
11、5、A7加权平均值为17.8122.81%,在1525%之间,属中灰煤。3、挥发分产率:各煤层挥发分产率加权平均值在27.0630.74%,属高挥发分煤。4、发热量:各煤层发热量(Qb.daf)平均值比较接近,在32.6937.73MJ/kg,均属于高发热量煤。六、煤类:矿区五层煤均属于中变质程度煤类,其中A3煤层煤质属于中灰、特低硫、低磷、高发热量焦煤,牌号为2425JM焦煤;A5煤层属于中灰、特低硫、特低磷、高发热量焦煤,牌号25JM35号 1/3JM焦煤;A6煤层属于富灰、特低硫、特低磷、高发热量不粘煤焦煤,牌号31BN35号1/3JM;A7煤层属于中灰、特低硫、特低磷、高发热量焦煤,牌
12、号25JM; A9煤层属于低灰、特低硫、特低磷、高发热量中粘煤,牌号33号1/2ZN中粘煤。七、煤的工业用途:矿区五层可采煤层均属于中变质程度焦煤,A3煤层属于中灰、特低硫、低磷、高发热量焦煤;A5煤层属于中灰、特低硫、特低磷、高发热量焦煤;A6煤层属于富灰、特低硫、特低磷、高发热量不粘煤1/3焦煤;A7煤层属于中灰、特低硫、特低磷、高发热量25焦煤;A9煤层属于低灰、特低硫、特低磷、高发热量33 1/2ZN中粘煤,可以作为炼焦用煤和动力用煤;煤层属于中灰、特低硫、低磷、高发热量焦煤、A5煤层属于中灰、特低硫、特低磷、高发热量焦煤。第三节、 地质概况一、地形地貌矿区地形总趋势为南、北高中部低、
13、西高东低的槽状地形,区内沟谷不发育,仅有一条沿煤层走向的东西向较大冲沟,该沟谷只有雪融季节和降雨时才有水流,向东汇入梅斯布拉克河、向西汇入喀拉苏河;地形坡度一般在540之间,海拔高度21152200m,相对高差85m,属于中低山区地貌。二、构造1、矿区向南倾斜的单倾构造(与区域构造方向一致),地层走向近东西,地层倾向178184,地层倾角在8089 之间,为急倾斜地层,含煤地层及煤层沿走向、倾向角度变化不大,煤层产状较稳定。2、没有大的断层,仅在矿区中部发现一条小型平推断层,编号f1,该断层在矿区范围延伸300m左右,断层面倾向东92左右,倾角85左右,平推断距21m,上盘(东)向北平移21m
14、,梅斯布拉克煤矿四号井一、二水平东巷见该断层,该断层地表出露较好,根据侏罗系底板砂砾岩标志层和A3煤层底板砂岩、老底砂砾岩标志层平移断距可以直接量取,矿区没有岩浆侵入,构造类别属于第二类:“中等”构造类型。三、地层:鑫源煤矿位于库-拜煤田拜城县东矿区的中部,中新生界地层发育齐全,出露程度好,见地层综合柱状附图1。3、矿区地层划分表 界系统群组段厚 度(m)新生界KZ第四系(Q)全新统(Q 4)50-300上更新统(Q 2)第三系(R)古始新统(E)库姆格列木群(E1 k)1999-3298中 生界M Z白垩系(K)上 统(K2)巴什基奇克组( K2 b )121.75-102.66下 统(K1
15、)巴西改组 (K1b )383.53-340.32舒善沟组 (K1s )137.89-200.63亚格列木组(K1y )39.04-224.92侏罗系(J)上 统(J3)喀拉扎组 (J3k )84.95-182.17齐古组 (J3 q )167.26-252.37中 统(J2 )恰克马克组(J2qk )87.89-215.00克孜努尔组(J2k )294.07-426下统(J1 )阳霞 组(J1y )434.16-649.62阿合组(J1a )上段(J1a2 )294.56-520.76下段(J1a1 )塔里奇克组(J1t )上段(J1t2 )148.58-281.84下段(J1t1 )三叠系
16、(T)上统(T3)郝家沟组 (T3 h )266.85-457.35黄山街组(T3hs )300-400中统(T2 )克 拉 玛 依 组(T2 k )160四、断层和褶曲对采掘影响:A7和A9煤层过F1断层加强支护和探放水,过褶曲见煤采掘,距克孜尔老窑至少30m停止开采;A3、A5和A6煤层断层以西有老窑,遇F1断层停止采掘,留老窑和断层隔离煤(岩)柱。五、其它因素对采掘影响无陷落柱、火成岩等地质构造对采掘影响。4、地质构造表走向()倾角()倾向()普氏系数(f)对采掘影响近东西方向80-89178-1841-4无第四节、水文地质一、含水层1、第四系冲洪积砂砾石透水层:该透水层主要分布于矿区中
17、部沟谷及两侧,分布面积较大但厚度较小,一般015m,呈条带状分布,由砾石、卵石、粗砂、亚砂土组成,分选差,结构松散,孔隙度大,直接接受地表水和大气降水补给,透水性强,矿区A3煤层塌陷坑可见该层位不含水。2、侏罗系下统阿合组基岩裂隙水、孔隙水含水层(H1):该含水层位于矿区南部,呈近东西向条带状展布,由粗砂岩、含砾粗砂岩、砾岩组成,厚度大于350m,有三组裂隙:一、二组为构造裂隙,由“X”节理发育而成,一组北东向40左右比较发育,为张性,裂隙间距较大510m,另一组北西向315左右不发育,闭合型,第三组裂隙为风化裂隙,顺岩层层面,由于岩层比较坚硬,因此仅发育于岩石风化带;据观测统计裂隙率达0.3
18、0.5,单位涌水量0.01540.0163L/S,渗透系数为0.008380.00977M/d,属于富水性弱的含水层,水质类型为HCO3CINa型水。3、侏罗系下统塔里奇克组基岩裂隙水、孔隙水含水层(H2):该含水层由侏罗系下统塔里奇克组地层组成,岩性由粗砂岩、含砾粗砂岩、砾岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成,平均厚度237.54m,其中含水层主要由粗砂岩、含砾粗砂岩、砾岩及煤层组成,有三组裂隙:一、二组为构造裂隙,由“X”节理发育而成,一组北东向40左右比较发育,为张性,裂隙间距较大510m,另一组北西向315左右不发育,闭合型。这两组裂隙在脆性较强的粉砂岩、细砂岩、煤层中最发育,形成地下水
19、的通道,对煤矿地下水产生影响,第三组裂隙为风化裂隙,顺岩层层面,由于各种岩层以互层形式出现,因此裂隙大多被泥质成分所充填且延伸较浅1020m,水文地质意义不大;据观测统计裂隙率小于0.1。结合小煤窑调查和克孜尔煤矿三号井以北泉S2(Q0.05 L/s)流量,另据东矿区梅斯布拉克详查勘探区在该层位的抽水试验资料,单位涌水量0.021129L/Sm,确定此含水层层为弱含水层;在矿区范围内该含水层大部分位于侵蚀基准面以上,基岩裂隙较发育,接受第四系潜水、大气降水、融雪水及部分地表水补给,由于补给量有限,地下水多以静储量为主,属于富水性弱的含水层。二、隔水层:三叠系上统郝家沟组隔水层(G1),该隔水层
20、由浅灰色深灰色、黑色泥岩、炭质粉砂岩、泥质粉砂岩、炭质泥岩夹薄层砂岩组成,厚度大于131m,岩石泥质成分高、裂隙不发育,可视为相对隔水层。三、断层导水性:矿区构造中等,总体为一向南倾斜的单斜构造,矿区范围内尚未发现较大的断层存在,仅在矿井中部存在一条小型平移断层f1,该断层地表出露清楚,断层面倾向近东向,倾角85左右,平移断距21m,尚未完全切断G1隔水层与矿区北部三叠系其它含水层发生水力联系,梅斯布拉克四号井东巷在掘进中遇该断层未发现断层导水;从断层力学性质分析,该断层形成是地层受到南北向(纬向构造带)的压应力作用,派生了北东、北西向剪应力作用下形成的节理、裂隙发育而成,属于压性结构面,挤压
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