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石炭井焦煤分公司四水平延深施工大纲1第一章矿井设计概况第一节井田概况一、井田位置及交通石炭井焦煤分公司位于贺兰山煤田的石炭井矿区，地处贺兰山北段，行政归属宁夏回族自治区石嘴山市。矿区地理坐标：东经106°10′～106°25′，北纬39°04′～39°16′。由原石炭井二矿和原金贺兰煤业有限责任公司于2008年7月整合而成，由一号井（前神华宁煤集团金贺兰公司即石炭井一矿）和二号井（石炭井二矿）构成。矿区交通十分便利，南有与通往平罗、大武口的109、110国道相接的公路，北有直接通往乌达、吉兰泰等地的公路。矿区铁路支线与平汝支线上的大磴沟站接轨；平汝支线在平罗站与包——兰线相接；矿区铁路支线直达井口的装车站。。二、地形地貌矿区群山环抱、地表岩石裸露，地形起伏较大，是典型的山区地形。井田地形为丘陵盆地，地势呈北高南低，工业场地地面平均海拔标高为1438.6m。井田内植被不发育，以稀疏灌木为主，动物稀少，偶有出没，井田内无地表径流。三、煤田开发状况由于矿区开发历史长，矿井均有各自的开采历史。现就石炭井焦煤分公司一号井和二号井的生产建设情况分述如下。1、一号井一号井建井单位是原煤炭工业部第七十九工程处，于1959年一月破土动工，1966年10月1日投入生产，矿井设计能力为0.9Mt/a，设计服务年限62年。1991年实际核定生产能力0.8Mt/a。一号井划分为三个水平，一石炭井焦煤分公司四水平延深施工大纲2水平+1370m～+1200m，二水平+1200m～+1000m，三水平+1000m～+800m。该矿井于1978年3月开始二水平延深工程，1986年9月移交生产，一水平已于1990年5月开采结束，二水平一、二阶段均已开采结束，至此上组煤已开采结束。二水平划分为两个采区，分别为中央采区和南翼采区，由于南翼采区煤层赋存条件相对较差，次一级羽状断层较为发育，煤质灰分偏高（灰分在44%以上），经请示不再开采。该矿井三水平经2003年对三水平延深进行可行性分析论证，矿井继续延深已无经济效益，经神华宁夏煤业集团有限责任公司宁煤集发[2003]208号《关于对石炭井一矿三水平延伸问题的批复》文件批准，不再对三水平进行延深。2008年矿井整合后，+1200m标高以下已封闭，暂缓开采，现回收工业场地煤柱（+1200m标高以上）。一号井目前开采最低标高为+1010m。开采垂深400m。2、二号井矿井于1958年10月1日动工兴建，1961年12月20日投产，1973年10月1日第二水平的延深工作开始，1982年主体开拓工程竣工。矿井分三个水平开采，第一水平设计标高+1300m以上，设计服务年限为15年；第二水平设计标高+1300m～+1100m，设计服务年限为26年；第三水平设计标高为+1100m～+900m，设计服务年限为32年。合计服务年限73年。二号井第一水平上、下组煤分别采用斜井开拓；第二水平为主斜井、副立井方式开拓；第三水平为暗主斜井、副立井方式开拓。第一水平已于1985年回采完毕，第二水平于2009年回采完毕。矿井设计生产能力为1.2Mt/a，2006年核定生产能力1.35Mt/a。2012年矿井产量为143.6万t。目前采、掘活动全部转入第三水平。其中南翼采区上组煤的三煤层已开采至+900m标高，四、五煤层开采至+970m标高；下组煤八煤层开采至+970m标高,九、十、十三煤层开采至+1035m标高。北翼采区上组煤的三、四、五煤层开采至+970m标高；下组煤八、九、十、十三煤层开采至+1035m标高。石炭井焦煤分公司四水平延深施工大纲3第二节地质构造及煤层特征一、开拓区构造根据石炭井焦煤分公司深部和外围勘探成果：开拓区范围内三维地震新发现27条断层。其中同时切割上、下组煤的断层就有14条之多，断层落差在5～260m之间，属于较可靠和可靠断层。主要构造表现为走向近南北向及北北东向的复式褶皱和断裂构造，以压性构造为主。同时二号井上组煤Ⅷ～Ⅶ范围内三水平有两条构造F98和f1对四水平一、二阶段开采有一定影响。断层频率：6.28条/km2，总体来看：深部构造较浅部发育，断层切割深度、规模较以往有增大趋势，对工作面的布置有一定影响。二、煤层与煤质四水平主要含煤地层为二叠系山西组和石炭～二叠系太原组。山西组属陆相含煤沉积，太原组属海陆过度相含煤沉积。山西组属陆相含煤沉积，含煤地层厚度较小，其中含编号煤层5层，煤层编号自上而下分别为一、二、三、四、五煤层，无编号煤层2～3层。编号煤层中三、四、五煤层为可采煤层。四、五煤层具有结构变化大，在开拓区南部具合并特点。太原组属海陆过渡相含煤沉积，含煤地层厚度相对较大，其中含编号煤层8层，煤层编号自上而下分别为六、七、八、九、十、十一、十二、十三煤层，无编号煤层2～4层。编号煤层中八、九、十、十三煤层为可采煤层，其它煤层为不可采煤层。钻探揭露含煤地层厚度227.00m～255.63m，平均厚度为238.34m。煤层厚度17.86～25.61m，平均厚度为21.95m。含煤系数7.86～10.60%，平均为9.19%。可采厚度11.25～23.12m，平均为17.27m。可采煤含煤系数4.75～9.13%，平均为7.23%。石炭井焦煤分公司四水平延深施工大纲4石炭井焦煤分公司开拓区煤质变化较大，二号井开拓区宏观煤岩类型以半亮煤～半暗煤为主，光泽类型多为半暗至暗淡型，尤以四煤层较其它煤层偏暗；颜色为亮黑色至灰黑色，结构多呈细线理状与均一状。煤以黑色为主。弱玻璃～玻璃光泽、金属光泽。多呈细～宽条带状结构，似层状、层状构造。断口以棱角状为主，其次是参差状、阶梯状。显微组分中有机组分平均占83.3%，其中镜质组为19.4～66.7%，平均40.7%；惰质组为24.8～60.9%，平均42.3%；壳质组为0.2～3.0%，平均0.8%。无机组分含量为0.9～31.2%，平均为16.7%。垂向上自三煤层至十煤层，有机组分逐步增高。一号井开拓区宏观煤岩类型以半亮型为主，暗淡型少见。煤岩组成以中～宽条带状亮煤为主，镜煤、暗煤次之，常见丝炭，且多呈透镜状、细条带、线理状夹于亮煤之中。在煤层断面上往往是中部亮煤、镜煤所占比例较高，煤质最佳，在靠近顶、底板时暗煤增加，灰分增高。各可采煤层平均真密度为1.57～1.65，平均视密度为1.48～1.55。煤层显微组分中有机组分平均占88.3%，显微煤岩组分中有机质以镜质组为主，镜质组为55.9～71.1%，平均65.2%；惰质组为19.1～33.0%，平均23.1%；壳质组为0.70%，仅见于十煤层。二号井开拓区各煤层的原煤分析基水分（Mad），平均值为0.22～1.34%，平均0.54%；各煤层的浮煤分析基水分（Mad），平均值为0.14～1.23%，平均0.54%。水分在垂向上和平面上变化不大。一号井开拓区各煤层的原煤干燥基水分（Mad），平均值为0.41～0.55%，平均0.47%；各煤层的浮煤干燥基水分（Mad），平均值为0.43～0.78%，平均0.57%。浮煤略高于原煤。按《中国煤炭行业标准》（M/T850－2000）分类为特低水分煤。水分在垂向上自浅至深有变小的趋势。根据深部和外围勘探资料，二号井开拓区各煤层原煤灰分在7.46～37.28%之间，平均灰分21.31%，属于中灰煤。原煤经浮选后，灰分在5.38～28.73%之间，平均灰分为13.76%，降低35.43%。垂向上，由上而下灰分有降低的趋势；平面上，Ⅵ勘探线灰分最高，向南北灰分有逐渐降低的趋势。石炭井焦煤分公司四水平延深施工大纲5第三节延深设计简介一、矿井辅助提升系统简介今年为神华宁煤集团系统完善年，在神华集团三减一提高的精神指导下，我单位一期安全技术改造完成后，随之而来的突出问题是辅助提升系统能力还是不够，主要体现在辅助提升系统自1100水平-900水平的井巷断面普遍较小、提升运输路线太长、安全隐患多。以上井筒巷道进行了扩帮处理，勉强能满足提升运输要求，但由于部分改造过后的井筒巷道形状不规则，容易出现垮冒现象。同时井下开采受地质构造影响大，可布置的综采工作面走向及倾斜长度均较短，工作面搬家倒面频繁。以上原因已严重影响了综采、综放、综掘大型设备运输安全，对矿井生产十分不利，因此，必须对矿井辅助提升系统进行优化和改造。改造过后的矿井辅助提升系统能力同时满足将来四水平（+590m水平）的辅助提升需要。。二、矿井通风系统简介石炭井焦煤分公司安全技术改造工程未建成前，采用的是暗主斜井、副立井以及区段石门开拓方式。由副立井、二号副斜井、三号主井、主斜井进风，南风井和北风井回风。通风系统为混合式，通风方式为机械抽出式。石炭井焦煤分公司安全技术改造工程2012年年底基本建成，改造后的通风系统为混合式，通风方式为机械抽出式。由主斜井、副斜井和副立井进风，中央斜风井回风。矿井通风前、后期的总进风量均为170m3/s；通风前期全矿井通风负压为1453.60Pa，通风后期全矿井通风负压为1802.02Pa。三、四水平延深方案简介采用主斜井、暗主斜井、新副立井的混合开拓方式。四水平共设七条井筒及上山，即主斜井（已有）、暗主斜井（下延至+555m标高，倾角23°，石炭井焦煤分公司四水平延深施工大纲6斜长795m）、新副立井（为新增，垂深879m）、原副立井（改造成南翼回风立井）、中部轨道上山（为新增，倾角25°，斜长820m）、乘人器井筒（为新增，倾角25°，斜长740m）、中央斜风井（+1451m～+900m段斜长1303m为已有，+900m～+590m段斜长735m为新增，倾角25°，改造成北翼回风斜井）。按照煤与瓦斯突出矿井设计，采用独立分区式通风系统，抽出式通风方式。四水平开采标高范围为+900m～+590m。设计将四水平沿倾斜划分为4个区段，4个区段标高分别为+800m、+730m、+660m、+590m，区段垂高在70～100m之间。采用底板穿层钻孔预抽采、顺层钻孔抽采、采空区埋管抽采等多种抽采方法相结合的综合瓦斯抽采方法。四、投资项目总工程量为41799米，概算投资161919.84万元，其中：井巷工程100225.37万元、土建工程9862.02万元、设备购置15239.78万元、安装工程15181.64万元、工程建设其他费用10818.15万元、工程预备费10592.89万元，建设工期为52.9个月。预计四水平首采面Ⅳ010301综采工作面于2018年4月开采。四水平工业资源/储量10883.86万t，可采储量为7301.64万t。矿井设计生产能力为1.5Mt/a，服务年限为37.4a第四节开采技术条件一、瓦斯2011～2012年，中煤科工集团重庆研究院对矿井+900～970m煤层进行了突出性危险鉴定，2012年12月31日，宁夏回族自治区经济和信息化委员会《关于石炭井焦煤有限责任公司二号井煤与瓦斯突出鉴定结果的批复》宁经信煤炭发[2012]661号，确定石炭井焦煤分公司二号井为煤与瓦斯突出石炭井焦煤分公司四水平延深施工大纲7矿井。矿井瓦斯绝对涌出量为25.0113m3/min，相对涌出量为9.8078m3/t。矿井最大瓦斯涌出量地点为原北风井，相对瓦斯涌出量为15.1227m3/t。二、煤尘爆炸危险性及煤的自燃倾向不同时期的勘探报告对诸层煤采样试验鉴定表明：煤尘皆有爆炸危险性。原煤着火点为382℃～399℃。三、煤尘煤尘具有爆炸危险性，煤尘爆炸指数为19.93%～28.54%。四、水文地质条件矿井水文地质条件简单，属二类一型，预计开采四水平最后一个阶段时：矿井总涌水量=二号井三水平以上实际涌水量+四水平预计涌水量+一号井涌水量届时矿井正常涌水量=171+229+220=620m3/h,届时矿井最大涌水量=181+320+345=846m3/h五、煤层顶底板该矿煤层顶底板中，伪顶多为炭质泥岩，夹煤线或炭质泥岩与煤线互层，直接顶多为泥岩、粉砂岩和石灰岩，老顶多为不同粒度的砂岩。顶板节理发育，特别是与煤层平行的节理更为发育，放顶时顶板易于垮落。顶板冒落高度一般为采高6～8倍，属一级顶板。煤层底板，除四、九层煤底