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铁能公司大平煤矿1第一章概况第一节工作面位置及井上下关系1.工作面位置及井上下关系见表1。表1工作面位置及井上下关系表水平名称-535m水平采区名称N1采区地面标高+79.6-+84.6m井下标高-240--340m地面相对位置地表位于矿工业广场西侧，工作面北部为村庄和农田及泡子沿村养牛场，有一条铁路和一条乡村公路通过，南部为三台子水库。回采对地面设施的影响工作面上覆的村庄、农田、泡子沿村养牛场、铁路、乡村公路及三台子水库一部分将受采动影响。井下位置及四邻关系工作面位于N1采区南侧。工作面南为未开发区；北邻N1采区回风上山、胶带上山和轨道上山二段；东邻N1S2工作面(已回采完)；西邻N1S4工作面(尚未开拓)。其平面位置为X：4722100-4724700、Y：41525100-41526100。走向长度2312m倾斜长度268m面积619616㎡附图1：N1S3工作面地质平面图(1:2000)。第二节煤层1.工作面煤层情况见表2。表2煤层情况表煤层厚度13.76m煤层结构比较复杂煤层倾角5-8°,平均7°开采煤层1、2号煤层煤种长焰煤稳定程度基本稳定煤层情况描述工作面煤质工业牌号为长焰煤，黑色、沥青光泽、条带状结构、块状构造、贝壳状断口或平坦状断口，质脆，以亮煤为主，暗煤次之，在亮煤条带中常见两组垂直层面的内生裂隙，一组发育，另一组次之，裂隙面平坦。在裂隙中常常有方解石及黄铁矿薄膜充填。煤层与顶底板一般为整合接触。1煤层自然分层最多29层，少者13层,一般由17个自然分层组成的复杂煤层。2煤层自然分层最多25层，少者13层,一般由15个自然分层组成的复杂煤层。铁能公司大平煤矿2煤层中的夹矸多为泥岩，个别为炭质泥岩，深灰色或黑灰色，泥质胶结、质软易碎，遇水泥化、块状构造，其单层厚度一般在0.07-0.62m之间。第三节煤层顶底板1.工作面煤层顶底板情况见表3。表3煤层顶底板情况表顶底板名称岩石名称厚度岩石特征顶板基本顶直接顶油页岩20.72-24.7m深灰色或灰黑色，在油页岩中有时夹有薄层粘土、泥灰岩和菱铁矿薄层透镜体。油页岩结构致密，细腻，无裂隙，泥质胶结，层状结构，含炭污手，易风化，风化后呈饼状，干后粉碎崩解。其物理力学性质：比重2.32g/cm³，容重2.16g/cm3，抗压强度164-233kg/cm²,抗剪强度26-27kg/cm²，内摩擦角41°51'，凝聚力23kg/cm³，由于直接顶的抗压强度小于1000kg/cm²，故属于半坚硬岩石，按其坚固程度可属于软岩，不易维护。伪顶泥岩或炭质泥岩0.12-0.81m薄层状，松散易碎，泥质胶结，易风化，块状构造，随采随落。底板直接底1煤层泥岩或炭质泥岩0.29-0.62m质软，泥质胶结，遇水易膨胀变软，块状构造。2煤层泥岩或炭质泥岩夹劣煤厚度3-5m，再下为粗砂岩(细砂岩)泥岩互层厚度约10-15m。基本底附图2:工作面煤层综合柱状图(1:200)。铁能公司大平煤矿3图1N1S3工作面地质平面图铁能公司大平煤矿4图2工作面煤层综合柱状图(1:200)铁能公司大平煤矿5第四节地质构造一、断层情况及其对回采的影响表4断层情况表断层名称走向倾向倾角性质落差对回采的影响程度N1S3FY127°117°50°正0.7mN1S3FY26°96°45°正2.6mN1S3FY329°119°45°正2.6mN1S3FY433°123°65°正2.0mN1S3FY5103°193°60°正1.8mN1S3FY6178°268°65°正1.5mN1S3FY7109°199°43°正1.8mN1S3FY898°188°40°正1.5mN1S3FY9175°265°45-65°正1.7mSDF12827°117°30-35°正10.0m影响较大N1S3FH1156°246°55°正4.0mN1S3FH219°109°60-70°正1.5mN1S3FH375°165°55-65°正2.5mN1S3FH456°146°33-45°正5.0mN1S3FH5100°190°40-50°正1.0mN1S3FH61°91°45-55°正4.0mN1S3FH73°93°55-60°正3.0mN1S3FH82°92°55-65°正1.5mN1S3FH911°101°55-65°正3.0mN1S3FH101°91°55-65°正5.0m影响较大N1S3FH1110°100°65-75°正1.0mN1S3FH1212°102°55-70°正3.5mN1S3FH1352°142°70-80°正4.0mSDF13026°116°45-55°正10.0m影响较大N1S3FY1042°132°40-50°正4.0mSDF76104°194°45-55°正0-3m铁能公司大平煤矿6工作面内断层分布情况见图1。二、褶曲情况及对回采的影响工作面内主要发育的向斜及背斜构造各一个。工作面北部的背斜，轴向近东西向，地层倾角5-7°，中部的向斜，轴向东西向，地层倾角7-9°，向斜轴北侧倾角稍缓，南侧略急。工作面内整体构造受背斜及向斜控制。两巷掘进时倾角7-10°。三、其它因素对回采的影响1.本工作面为三台子水库下N1采区南侧第三个试采综放工作面，运输巷巷道顶板标高在-240.6m--296.6m之间，水库库底标高为+79.6m。2.根据《大平煤矿水库下N1S3试采工作面综放开采安全可行性论证报告》的专家评审意见及辽宁省煤炭工业管理局批复的【2010】301号文件：从切眼推进至300m位置考虑到断层影响及煤层赋存因素而进行自然分层开采，开采1煤层；从300m处至停采线进行人工分层开采，最大采放高度11.2m。3.为确保工作面安全试采，大平煤矿成立N1S3试采工作领导小组，并制定了《大平矿水库下开采防突水措施》。附图3：工作面运输巷、回风巷、开切眼素描图。铁能公司大平煤矿7图3工作面运输巷、回风巷、开切眼素描图铁能公司大平煤矿8第五节水文地质一、含水层(顶部和底部)分析大平矿井田由上至下划分为三个含水层和两个隔水层。含水层为第四系砂及砂砾承压含水层、白垩系砂岩及砂砾岩承压含水层、白垩系直接充水弱含水层。隔水层为第四系粘土及亚粘土隔水层、白垩系煤层顶板泥页岩隔水层。1.含水层：本工作面有第四系砂及砂砾承压含水层和白垩系砂岩及砂砾岩承压含水层，其又分为白垩系上部风化带含水段(主要由紫红色砂岩及砂砾岩组成，结构松散破碎，富水性中等)与白垩系下部弱含水段(主要由粗砂岩、粉砂岩、砂砾岩、泥岩、砂质泥岩、砂泥岩互层组成。其中的粗砂岩、粉砂岩、砂砾岩均为泥质胶结，结构致密)。白垩系直接充水承压含水层由灰白色砂岩及砂砾岩所组成。泥质胶结，结构致密质软。单位涌水量均小于0.0043L/sm。2.隔水层：第四系粘土及亚粘土隔水层主要由黄色或黄褐色粘土及亚粘土组成，结构密实，具可塑性，在水库底部的南北两侧厚约6m左右，中部较厚约13m，平均8m左右，据土工实验成果表明在2.66m以下均起隔水作用。白垩系煤层顶板泥页岩隔水层主要由灰黑色泥岩和油页岩组成，结构细腻，直接赋存于煤层之上，厚度在23.7-33.0m之间,为一良好的隔水层。但该层在采动后垮落，在水库下开采过程中不能起到隔水作用。在白垩系巨厚细粉泥复合层中，其中泥岩分层所占比例达30％以上,具有良好的隔水作用。3.断层导水性：根据《大平煤矿第四系及白垩系水文地质评价报告》提供的断层抽水及开采实践表明，断层的赋水性弱、导水性差、破碎带厚度较小、泥质物充填紧密，所以断层不导水。当地表水及各含水层皆无水力联系时，各含水层对矿体影响甚微。4.涌水量预计：矿井涌水量预计采用大井法：Q=1.366K［(2H-M)M-h0²］/(lnR0-lnr0)式中：Q—涌水量，m³/d；K—渗透系数，0.0094m/d；H—水头高度，245.13m；M—承压含水层厚度，79.65m；h0—动水位高度，0m；R—影响半径，1898270.2m；铁能公司大平煤矿9经验公式：R=2·S√K·H其中：S—工作面面积，619616m²；r0—引用半径，446.8m；经验公式：r0=0.565√S其中：S—工作面面积，619616m²；R0=R+r0—引用影响半径，1898716.9m；由此得出：本工作面最大涌水量4.8m³/h。二、其它水源的分析工作面两巷掘进期间顶板局部见淋水，从煤炭科学研究总院抚顺分院沈阳煤炭科学研究所化验得出的水质分析成果来看，该淋水与水库水无水力联系。三、涌水量正常涌水量：0.3-0.9m3/h。最大涌水量：4.8m³/h。第六节影响回采的其它因素一、影响回采的其它地质情况表5影响回采的其它地质情况表瓦斯瓦斯绝对涌出量8.5m³/minCO20.01m3/min煤尘爆炸指数47.12%煤的自燃倾向性自燃发火期1-3个月地温危害无冲击地压危害无二、冲击地压和应力集中区工作面无冲击地压影响。工作面应力集中区为断层带附近。三、地质部门的建议1.严格按《大平煤矿N1S3试采工作面水库下综放开采安全可行性论证报告》及辽宁省铁能公司大平煤矿10工业煤炭管理局批复的【2010】301号文件的要求回采，认真执行一刀一放、多轮放煤制度。发现异常情况,必须立即汇报矿调度，以便采取积极有效的处理措施；回采过断层及钻孔前，综放队编制专门的安全技术措施进行探查，并及时与地测队取得联系，同时加强构造附近帮顶管理，防止发生片帮、冒顶事故，确保安全回采。2.回采过程中，每7天探一次煤层全厚，以考核工作面采出量，此项工作要求综放队配合地测队来完成。3.其余均按修订后的《煤矿安全规程》第六章防治水及《大平矿水库下开采防突水措施》有关规定执行。4.采动影响范围内村庄的民房及其它构筑物要抓紧动迁工作。回采前要及时通知铁路运输部，提前做好应对地表下沉的准备。第七节储量及服务年限一、储量工作面走向长度2312m，倾斜宽268m，面积619616m2，切眼位置至15m范围内设计采高2.8m，15m至300m范围内考虑到断层影响及煤层覆存因素进行自然分层开采，开采1煤层，设计平均采放高度8.5m，最大采放高度不超过9.13m，300m至采止线设计最大采放高度不超过11.2m，容重1.65t/m3。工作面工业储量=面积×煤厚×容重/10000Q工=〔(268×2.8×15×1.65)+(268×8.5×285×1.65)+(268×11.2×2012×1.65)〕/10000=1105.5万t工作面可采储量：综放回采率按93%计算，因此Q可采=1105.5万t×0.93=1028.1万t二、工作面服务年限工作面的服务年限=可采储量/月产量n=1028.1万t/32.5万t=32月铁能公司大平煤矿11第二章采煤方法工作面平均走向长度2312m，切眼位置至15m范围内设计采高2.8m，15m至300m范围内考虑到断层影响及煤层覆存因素进行自然分层开采，开采1煤层，设计平均采放高度8.5m，最大采放高度不超过9.13m，300m至采止线设计最大采放高度不超过11.2m。煤层普氏系数ƒ为1.4。采用走向长壁式综采放顶煤采煤法。第一节巷道布置一、采区设计、采区巷道布置情况N1S3工作面位于大平煤矿N1采区南侧。N1采区走向长度3500m，倾向长度1900m，可采储量4747.8万吨。采区内布置N1采区轨道上山、N1采区胶带上山和N1采区回风上山3条准备巷道，采区内部的工作面均沿走向布置。二、工作面运输巷运输巷沿煤层布置，巷道掘进断面为圆形断面，净断面直径4.6m，净高3.5m，采用锚、网、支、喷联合支护。运输巷为机轨合一巷道，巷道一侧铺设胶带输送机，另一侧铺设轨道，安设移动设备列车。三、工作面回风巷回风巷沿煤层布置，巷道掘进断面为圆形断面，净断面直径4.6m，净高3.5m，采用锚、网、支、喷联合支护。回风巷兼作材料道。四、工作面切眼工作面切眼长度268m，切眼为三心椭圆拱形断面，净宽8.5m，净高3.6m，采用锚、网、支、喷联合支护。切眼垂直运输巷、回风巷。五、联络巷N1S3运输材料斜巷位于-296m车场与N1S3运输巷之间，巷道掘进断面为圆形断面，净断面直