峪溝煤業有限公司4#層401-3采區設計說明書
作者：佚名
2011-03-25 09:10
來源：本站原創
第一章 采區地質情況
第一節 采區概況
一、采區位置
4號層401-3采區位於F1斷層以北，F4斷層以南，501-1巷以東，露頭煤以西。
二、煤層賦存條件
4號煤層
賦存於太原組頂部，根據鑽孔揭露的煤層真厚度（地層傾角＞155°時換算成真厚度）以及巷道揭露煤層厚度統計，煤層厚度7.00～8.41m，平均7.56m，為賦存區穩定可采煤層。該煤層結構極複雜，含夾矸3～5層。其直接頂板為砂質泥岩或為泥岩、砂質泥岩互層，有時有炭質泥岩偽頂，老頂為中粗砂岩（K3），其底板一般為泥岩，局部有炭質泥岩偽底。
第二節 地質情況
一、煤層頂底板條件
4號煤層：
直接頂板為中細粒砂岩或泥岩，厚度5.59—22.40m，局部裂隙發育，為半堅硬岩石，屬中等堅硬頂板。頂板堅硬，不易冒落，有時有0.02—0.05m炭質泥岩偽頂，易垮落，局部為1.50m左右砂質泥岩頂板。底板為泥岩、局部為砂質泥岩，厚度4.25m左右，為軟岩層。據采掘實踐，頂底板易於 管理2007年，采取了4號煤層頂底板樣，由山西省三水實驗測試中心進行測試，頂板細砂岩，抗壓強度107.0-118.4 MPa；底板泥岩抗壓強度4.5-68.3MPa。
二、采區地質構造
斷層：
F4正斷層：位於井田西南01號鑽孔北，走向北西，傾向北東，斷層傾角60°～70°，最大落差5m，井田內延伸長度470m。由三維地震確定的，可靠。
第二章 采區儲量與生產能力
第一節 采區儲量
一、工業儲量
采區走向長99 — 170m，傾斜寬31m，煤的容量1.5。根據地麵鑽孔地質資料 03manbetx ，該采區煤層平均厚度為8.7m。
儲量計算公式：Q=d.S.M
式中：Q為工業儲量；萬噸
d為煤的容重
S為水平麵積
M為煤層厚度
8406工作麵：170×31×8.7×1.5≈6.8
8408工作麵：146×31×8.7×1.5≈6
8410工作麵：123×31×8.7×1.5≈5
8412工作麵：99×31×8.7×1.5≈4
8414工作麵：116×31×8.7×1.5≈4.7
8416工作麵：116×31×8.7×1.5≈4.7
8418工作麵：117×31×8.7×1.5≈4.7
8420工作麵：115×31×8.7×1.5≈4.7
4#層401-3采區工業儲量為：40.6萬噸
二、可采儲量
儲量計算公式：Zk＝（Zg－p）×C
式中：Zk為 設計可采儲量，萬噸；
Zg為工業儲量，萬噸；
P為永久煤柱損失量，萬噸，本 設計條件下取0.8；
C為采區采出率，本 設計條件下取50％
8406工作麵：（6.8－0.8）×50％＝3
8408工作麵：（6－0.8）×50％＝2.6
8410工作麵：（5－0.8）×50％＝2.1
8412工作麵：（4－0.8）×50％＝1.6
8414工作麵：（4.7－0.8）×50％≈2
8416工作麵：（4.7－0.8）×50％≈2
8418工作麵：（4.7－0.8）×50％≈2
8420工作麵：（4.7－0.8）×50％≈2
4#層401-3采區可采儲量為：17.3萬噸
第二節 采區生產能力及服務年限
采區生產能力：
本采區可采儲量約為17.3萬噸，采區生產能力為3萬噸/年。
第三章 采區方案 設計
第一節 采煤方法的選擇
1、選擇依據
適宜的采煤方法是建設高產高效礦井的關鍵。影響采煤方法的因素很多，概括起來主要有地質構造、煤層埋深、煤層賦存狀況、煤層厚度及硬度、煤層結構、頂底板條件、煤質條件及礦井生產能力等。
1)本井田構造中等，煤層賦存條件為一單斜構造，走向北東，傾向北西，煤層傾角在礦井東南部邊界接近煤層露頭處為傾斜-急傾斜，井田中部為緩傾斜，深部為近水平。
2）礦井兼並重組整合後的生產能力為0.9Mt/a， 4號煤層賦存於太原組頂部，煤層厚度7.00—9.45m，平均7.56m，可采性指數為1，為全區穩定可采煤層，為一型。該煤層結構較複雜，含夾矸2～5層。其直接頂板為砂質泥岩或為泥岩、砂質泥岩互層，夾薄煤層4上號，有時有炭質泥岩偽頂，厚10～26m，老頂為中粗砂岩（K3），其底板一般為泥岩，局部有炭質泥岩偽底。
3）礦井為低瓦斯礦井。各可采煤層均有煤塵爆炸危險性。4號號煤自燃等級為I級，為容易自燃煤層；
２、采煤方法的選擇
根據本區的地質條件、煤層賦存特征和礦井生產規模，設計對4號煤提出了兩種采煤法：1、傾斜分層金屬網(或塑料網)假頂綜合機械化采煤方法； 2、綜合機械化放頂煤采煤法。對以上兩種采煤方法進行詳細的 03manbetx 比較，簡述如下：
(1)人工假頂分層綜采
長壁綜采分層采煤法：將4號煤層沿傾斜分為二～三層，中間鋪設金屬網假頂。長壁綜采分層采煤法以前在我國大中型礦井也普遍采用，分層開采技術成熟，但是具有工序複雜、掘進率高、頂板 管理困難等缺點，成本較高。隨著采煤支護設備的不斷發展，分層開采已很少應用。
(2)放頂煤綜采
放頂煤開采關鍵在於頂煤的可放性, 影響放頂煤的自然因素主要是開采深度、煤層厚度、煤層結構、煤層頂板岩性及其厚度和岩、煤體裂隙發育程度等。
1) 開采深度對冒放性的影響
本礦井首采的4號煤層的開采深度為170～510m，根據其它礦井放頂煤的頂煤冒放性的經驗數據 03manbetx 得出的結論來看，當開采深度>100m時，頂煤冒放性比較好，總的趨勢是頂煤冒放性隨開采深度的增加而加強。因此，本礦開采4號煤層在淺部屬較易冒放性煤體。其冒放性隨開采深度的增加而加強。
2) 煤層厚度對冒放性的影響
一般來說，過厚的頂煤其上部是難以達到充分鬆動，即頂煤冒放性隨煤層厚度的增大而減弱，從國內放頂煤工作麵的實際生產經驗和情況來看，開采厚度不宜大於15m，最小臨界厚度為4.5～5.0m，本礦初期開采的4號煤厚度平均7.56m，從開采厚度 03manbetx ，頂煤具有較好冒放性。
3) 煤層強度和節理對冒放性的影響
實測資料統計表明，一般當煤層硬度f係數小於3時，頂煤冒放性較好。應當指出的是，一般煤體都存在不同程度的地質弱麵和構造裂隙，節理裂隙發育的煤層，煤體的完整性較差，因而大大降低煤層的強度，頂煤在礦壓的作用下易於破碎，節理裂隙越發育，頂煤的冒放性越好。頂煤可在頂板的礦山壓力、采動影響以及支架的支撐下易於垮落、冒放。
4) 煤層結構
若煤層存在堅硬的夾矸，則會嚴重影響頂煤的冒放性。一方麵夾矸在頂煤中形成“骨架”，使頂煤難以冒落；另一方麵，即使頂煤垮落之後，夾矸形成大塊，影響頂煤的流動性，堵塞放煤口。因此夾矸的存在對放頂煤是一種不利因素。本井田4號煤含夾矸2～5層，而且夾矸岩石強度相對較低，和煤層的強度基本相近，故對頂煤的冒放性不會產生影響。
5) 頂板條件
本礦井4號煤層直接頂板砂質泥岩或泥岩、砂質泥岩互層，夾薄煤層4上號，有時有炭質泥岩偽頂，厚度10—26m，局部裂隙發育，為半堅硬岩石，屬中等堅硬頂板。根據山西省三水實驗測試中心出據的《峪河 煤礦岩石物理力學性質試驗成果表》，4號煤層頂板砂岩物理力學試驗，單向抗壓強度28.7—44.1MPa，普氏硬度係數5.32，裂隙發育。直接頂、老頂采用放頂煤開采時均能冒落，冒落高度不小於采放高度。因此4號頂板條件適宜放頂煤。
6) 本井田煤層無煤與瓦斯（二氧化碳）突出。
綜上分析，設計認為本井田4號層適合采用放頂煤開采。
第二節 巷道掘進
一、巷道斷麵：
運輸順槽與回風順槽都采用梯形巷道斷麵，切眼巷采用矩形巷道斷麵。其中，運輸順槽淨寬為4.2m，淨高為2.6m，淨斷麵為10.9㎡；
回風順槽淨寬為3.2m，淨寬為2.6m，淨斷麵為8.3㎡；切眼巷淨寬為6.0m，淨高為2.6m，淨斷麵為15.6㎡。
二、支護形式：
運輸順槽與回風順槽均采用梯形木棚支護，間隙處采用半圓木背緊。切眼巷采用錨杆、錨索、金屬網聯合支護。
第四章 采區生產係統
一、運輸係統：
回采工作麵→采區運輸順槽→運輸大巷→井底煤倉→主斜井→地麵。
掘進工作麵→井底煤倉→主斜井→地麵。
二、通風係統：
進風風流:地麵→主、副斜井→運輸大巷、軌道大巷→運輸順槽→回采工作麵。
回風風流:回采工作麵→回風順槽→回風大巷→回風斜井→地麵。
三、排水係統：
根據礦方提供同等地質條件的生產經驗，一采區正常湧水量按600m3/d,最大湧水量按1000 m3/d（含黃泥灌漿析出水），工作麵積水由小水泵排至采區水倉，經采區泵房集中排至井底水倉。
四、供電係統：
第一節 采區概況
一、采區位置
4號層401-3采區位於F1斷層以北，F4斷層以南，501-1巷以東，露頭煤以西。
二、煤層賦存條件
4號煤層
賦存於太原組頂部，根據鑽孔揭露的煤層真厚度（地層傾角＞155°時換算成真厚度）以及巷道揭露煤層厚度統計，煤層厚度7.00～8.41m，平均7.56m，為賦存區穩定可采煤層。該煤層結構極複雜，含夾矸3～5層。其直接頂板為砂質泥岩或為泥岩、砂質泥岩互層，有時有炭質泥岩偽頂，老頂為中粗砂岩（K3），其底板一般為泥岩，局部有炭質泥岩偽底。
第二節 地質情況
一、煤層頂底板條件
4號煤層：
直接頂板為中細粒砂岩或泥岩，厚度5.59—22.40m，局部裂隙發育，為半堅硬岩石，屬中等堅硬頂板。頂板堅硬，不易冒落，有時有0.02—0.05m炭質泥岩偽頂，易垮落，局部為1.50m左右砂質泥岩頂板。底板為泥岩、局部為砂質泥岩，厚度4.25m左右，為軟岩層。據采掘實踐，頂底板易於 管理2007年，采取了4號煤層頂底板樣，由山西省三水實驗測試中心進行測試，頂板細砂岩，抗壓強度107.0-118.4 MPa；底板泥岩抗壓強度4.5-68.3MPa。
二、采區地質構造
斷層：
F4正斷層：位於井田西南01號鑽孔北，走向北西，傾向北東，斷層傾角60°～70°，最大落差5m，井田內延伸長度470m。由三維地震確定的，可靠。
第二章 采區儲量與生產能力
第一節 采區儲量
一、工業儲量
采區走向長99 — 170m，傾斜寬31m，煤的容量1.5。根據地麵鑽孔地質資料 03manbetx ，該采區煤層平均厚度為8.7m。
儲量計算公式：Q=d.S.M
式中：Q為工業儲量；萬噸
d為煤的容重
S為水平麵積
M為煤層厚度
8406工作麵：170×31×8.7×1.5≈6.8
8408工作麵：146×31×8.7×1.5≈6
8410工作麵：123×31×8.7×1.5≈5
8412工作麵：99×31×8.7×1.5≈4
8414工作麵：116×31×8.7×1.5≈4.7
8416工作麵：116×31×8.7×1.5≈4.7
8418工作麵：117×31×8.7×1.5≈4.7
8420工作麵：115×31×8.7×1.5≈4.7
4#層401-3采區工業儲量為：40.6萬噸
二、可采儲量
儲量計算公式：Zk＝（Zg－p）×C
式中：Zk為 設計可采儲量，萬噸；
Zg為工業儲量，萬噸；
P為永久煤柱損失量，萬噸，本 設計條件下取0.8；
C為采區采出率，本 設計條件下取50％
8406工作麵：（6.8－0.8）×50％＝3
8408工作麵：（6－0.8）×50％＝2.6
8410工作麵：（5－0.8）×50％＝2.1
8412工作麵：（4－0.8）×50％＝1.6
8414工作麵：（4.7－0.8）×50％≈2
8416工作麵：（4.7－0.8）×50％≈2
8418工作麵：（4.7－0.8）×50％≈2
8420工作麵：（4.7－0.8）×50％≈2
4#層401-3采區可采儲量為：17.3萬噸
第二節 采區生產能力及服務年限
采區生產能力：
本采區可采儲量約為17.3萬噸，采區生產能力為3萬噸/年。
第三章 采區方案 設計
第一節 采煤方法的選擇
1、選擇依據
適宜的采煤方法是建設高產高效礦井的關鍵。影響采煤方法的因素很多，概括起來主要有地質構造、煤層埋深、煤層賦存狀況、煤層厚度及硬度、煤層結構、頂底板條件、煤質條件及礦井生產能力等。
1)本井田構造中等，煤層賦存條件為一單斜構造，走向北東，傾向北西，煤層傾角在礦井東南部邊界接近煤層露頭處為傾斜-急傾斜，井田中部為緩傾斜，深部為近水平。
2）礦井兼並重組整合後的生產能力為0.9Mt/a， 4號煤層賦存於太原組頂部，煤層厚度7.00—9.45m，平均7.56m，可采性指數為1，為全區穩定可采煤層，為一型。該煤層結構較複雜，含夾矸2～5層。其直接頂板為砂質泥岩或為泥岩、砂質泥岩互層，夾薄煤層4上號，有時有炭質泥岩偽頂，厚10～26m，老頂為中粗砂岩（K3），其底板一般為泥岩，局部有炭質泥岩偽底。
3）礦井為低瓦斯礦井。各可采煤層均有煤塵爆炸危險性。4號號煤自燃等級為I級，為容易自燃煤層；
２、采煤方法的選擇
根據本區的地質條件、煤層賦存特征和礦井生產規模，設計對4號煤提出了兩種采煤法：1、傾斜分層金屬網(或塑料網)假頂綜合機械化采煤方法； 2、綜合機械化放頂煤采煤法。對以上兩種采煤方法進行詳細的 03manbetx 比較，簡述如下：
(1)人工假頂分層綜采
長壁綜采分層采煤法：將4號煤層沿傾斜分為二～三層，中間鋪設金屬網假頂。長壁綜采分層采煤法以前在我國大中型礦井也普遍采用，分層開采技術成熟，但是具有工序複雜、掘進率高、頂板 管理困難等缺點，成本較高。隨著采煤支護設備的不斷發展，分層開采已很少應用。
(2)放頂煤綜采
放頂煤開采關鍵在於頂煤的可放性, 影響放頂煤的自然因素主要是開采深度、煤層厚度、煤層結構、煤層頂板岩性及其厚度和岩、煤體裂隙發育程度等。
1) 開采深度對冒放性的影響
本礦井首采的4號煤層的開采深度為170～510m，根據其它礦井放頂煤的頂煤冒放性的經驗數據 03manbetx 得出的結論來看，當開采深度>100m時，頂煤冒放性比較好，總的趨勢是頂煤冒放性隨開采深度的增加而加強。因此，本礦開采4號煤層在淺部屬較易冒放性煤體。其冒放性隨開采深度的增加而加強。
2) 煤層厚度對冒放性的影響
一般來說，過厚的頂煤其上部是難以達到充分鬆動，即頂煤冒放性隨煤層厚度的增大而減弱，從國內放頂煤工作麵的實際生產經驗和情況來看，開采厚度不宜大於15m，最小臨界厚度為4.5～5.0m，本礦初期開采的4號煤厚度平均7.56m，從開采厚度 03manbetx ，頂煤具有較好冒放性。
3) 煤層強度和節理對冒放性的影響
實測資料統計表明，一般當煤層硬度f係數小於3時，頂煤冒放性較好。應當指出的是，一般煤體都存在不同程度的地質弱麵和構造裂隙，節理裂隙發育的煤層，煤體的完整性較差，因而大大降低煤層的強度，頂煤在礦壓的作用下易於破碎，節理裂隙越發育，頂煤的冒放性越好。頂煤可在頂板的礦山壓力、采動影響以及支架的支撐下易於垮落、冒放。
4) 煤層結構
若煤層存在堅硬的夾矸，則會嚴重影響頂煤的冒放性。一方麵夾矸在頂煤中形成“骨架”，使頂煤難以冒落；另一方麵，即使頂煤垮落之後，夾矸形成大塊，影響頂煤的流動性，堵塞放煤口。因此夾矸的存在對放頂煤是一種不利因素。本井田4號煤含夾矸2～5層，而且夾矸岩石強度相對較低，和煤層的強度基本相近，故對頂煤的冒放性不會產生影響。
5) 頂板條件
本礦井4號煤層直接頂板砂質泥岩或泥岩、砂質泥岩互層，夾薄煤層4上號，有時有炭質泥岩偽頂，厚度10—26m，局部裂隙發育，為半堅硬岩石，屬中等堅硬頂板。根據山西省三水實驗測試中心出據的《峪河 煤礦岩石物理力學性質試驗成果表》，4號煤層頂板砂岩物理力學試驗，單向抗壓強度28.7—44.1MPa，普氏硬度係數5.32，裂隙發育。直接頂、老頂采用放頂煤開采時均能冒落，冒落高度不小於采放高度。因此4號頂板條件適宜放頂煤。
6) 本井田煤層無煤與瓦斯（二氧化碳）突出。
綜上分析，設計認為本井田4號層適合采用放頂煤開采。
第二節 巷道掘進
一、巷道斷麵：
運輸順槽與回風順槽都采用梯形巷道斷麵，切眼巷采用矩形巷道斷麵。其中，運輸順槽淨寬為4.2m，淨高為2.6m，淨斷麵為10.9㎡；
回風順槽淨寬為3.2m，淨寬為2.6m，淨斷麵為8.3㎡；切眼巷淨寬為6.0m，淨高為2.6m，淨斷麵為15.6㎡。
二、支護形式：
運輸順槽與回風順槽均采用梯形木棚支護，間隙處采用半圓木背緊。切眼巷采用錨杆、錨索、金屬網聯合支護。
第四章 采區生產係統
一、運輸係統：
回采工作麵→采區運輸順槽→運輸大巷→井底煤倉→主斜井→地麵。
掘進工作麵→井底煤倉→主斜井→地麵。
二、通風係統：
進風風流:地麵→主、副斜井→運輸大巷、軌道大巷→運輸順槽→回采工作麵。
回風風流:回采工作麵→回風順槽→回風大巷→回風斜井→地麵。
三、排水係統：
根據礦方提供同等地質條件的生產經驗，一采區正常湧水量按600m3/d,最大湧水量按1000 m3/d（含黃泥灌漿析出水），工作麵積水由小水泵排至采區水倉，經采區泵房集中排至井底水倉。
四、供電係統：
上一篇：
李村煤礦箕鬥裝載硐室掘砌施工組織設計
