三区段开采方案说明书

-1-华亭煤业集团净石沟煤矿21424综放工作面开采方案说明书一、煤4-2层概况（一）煤层赋存情况净石沟煤矿井田位于安（口）-新（窑）煤田东部，安口-新窑向斜东翼，井田为一小背斜构造。含煤地层主要是中侏罗统延安群，区内共含煤七层。井田内主要可采煤层为煤4-2层和煤5层，两层煤间距平均为4.9m。煤4-2层倾角为20°-30°左右，煤厚4.92～8.6m，平均6.8m，结构复杂，煤矸互存，含夹肝多达六层，单层矸石最大厚度1.5m，夹矸平均总厚度2.25m。煤层较坚硬，系数f=2-3。煤层底板为泥岩、炭质泥岩，遇水易膨胀；煤层顶板为炭质泥岩、油页岩，层理发育，易垮落。（二）煤层化学性质及煤岩特征煤4-2层：黑色块状，少量粉末状，易染手，宽条带状结构，层状构造，棕黑色条痕，阶梯状断口，少量地段具贝壳断口，沥青光泽，具斜交垂直节理，有时被方解石脉填充，易碎，含黄铁矿薄膜，煤岩类型主要为半亮型，其次为半暗型，煤岩组分主要为亮煤、暗煤，次之丝炭，少量镜煤，燃点293℃。属低灰、低硫、中磷的不粘煤。（三）瓦斯、煤尘及煤的自燃性2012年11月29日甘肃省安全生产监督管理局以甘安监-2-管四发〔2012〕339号文件批复，2012年矿井瓦斯等级签定结果为：瓦斯绝对涌出量为1.77m3/min，相对涌出量为1.94m3/t；二氧化碳绝对涌出量为2.65m3/min，相对涌出量为2.91m3/t。属瓦斯矿井。2007年6月经甘肃华辰安全检测技术有限公司鉴定，煤4-2层、煤5层均具有煤尘爆炸危险性，煤4-2层爆炸火焰长度260㎜，爆炸指数36.24％；煤5层爆炸火焰长度大于400㎜，爆炸指数33.69％。煤4-2层、煤5层均具有自燃倾向性，均属容易自燃煤层，其自燃等级均为Ⅰ类，煤层自然发火期3-6个月，最短18天。二、21424综放工作面概况（一）井下位置及四邻采掘情况21424工作面位于矿井西翼二采区三区段，在煤4-2层中布置，其倾向上侧为二区段煤4-2层21423综放工作面采空区、倾向上侧下部为二区段煤5层21514综放工作面采空区及21515回采工作面；东侧为井筒保护煤柱，西侧为本矿与新窑煤矿井田境界保护煤柱。（二）工作面布置及开采情况根据净矿发〔2013〕74号《关于净石沟煤矿三区段开采方案的请示》文件〈三区段开采方案说明书〉，21424综放工作面回风顺槽为703m，运输顺槽740m,平均倾斜长度54m,可采走向长度为650m。该工作面从开切眼只回采325m，采-3-用走向长壁综合机械化放顶煤采煤法正常回采，既开帮又放顶煤。对剩余325m工作面不予回采。工作面平均倾角26°,煤层平均厚度6.8m。（三）地质概况21424综放工作面沿煤层走向在煤4-2层中布置，煤层整体为一宽缓背斜构造。导含水构造主要为煤层层间及其裂隙水，全巷最大涌水量在15m3/d以内。预计回风顺槽距工作面开切眼406.5m-417.2m、运输顺槽距工作面开切眼451.1m-463.5m时进入F2逆断层影响带内，F2逆断层延伸方向SE160°，断层面倾向175.5°，倾角9°-28°，铅垂落差2m-10m。（四）储量及服务年限根据《三区段开采方案说明书》，21424综放工作地质储量为36.7万t，可采储量17.3万t。按年产量45万t计算，工作面可采期限为4.6个月。（五）矿井瓦斯、煤尘及煤的自燃性2012年11月29日甘肃省安全生产监督管理局以甘安监管四发〔2012〕339号文件批复，2012年矿井瓦斯等级签定结果为：瓦斯绝对涌出量为1.77m3/min，相对涌出量为1.94m3/t；二氧化碳绝对涌出量为2.65m3/min，相对涌出量为2.91m3/t。属瓦斯矿井。2007年6月经甘肃华辰安全检测技术有限公司鉴定，煤-4-4-2层、煤5层均具有煤尘爆炸危险性，煤4-2层爆炸火焰长度260㎜，爆炸指数36.24％；煤5层爆炸火焰长度大于400㎜，爆炸指数33.69％。煤4-2层、煤5层均具有自燃倾向性，均属容易自燃煤层，其自燃等级均为Ⅰ类，煤层自然发火期3-6个月，最短18天。（三）水文地质概况净石沟矿井内目前受采掘影响和破坏的含水层自上而下有白垩统第一、第二砾岩孔隙承压水(矿井第二含水层)和下侏罗统第一组砂砾岩裂隙水、上三迭统砂岩弱裂隙水(矿井第三含水层)。这两个含水层补给水源主要为大气降水。其中最大的矿井第二含水层单位涌水量为0.0035L／s·m。矿井周边无老窑，本年度水害防治的重点仍然是采空区积水。目前矿井实测正常涌水量为11m3/h，矿井水文地质条件属简单型。三、三区段开采方案我矿已开采的二采区西翼二区段21423工作面、21514工作面及正在回采的21515工作面对地面建筑物无影响。而下区段接续的21424、21516、21517综放工作面位于矿井西翼二采区三区段，由于该三个工作面对应的地表位置距离新窑镇卫生院、居民房屋、新窑镇自来水公司、高位水池、新窑110kV区域变电所、高压线塔等建筑物较近，预计工作面回采后对周边部分建筑造成一定的影响，为确保三区段安全-5-开采，特拟定三区段工作面布置方案：（一）方案Ⅰ：1、21424工作面按原设计回风顺槽为703m，运输顺槽为745m,平均倾斜长度75m,可采走向长度658m，采用走向长壁综合机械化放顶煤采煤法正常回采，既开帮又放顶煤。工作面平均倾角26°,煤层平均厚度6.8m。地质储量为53.6万t，可采储量为47.2万t。该工作面回采后主要影响建筑物有新窑110kV区域变电所、新窑自来水公司、新窑镇卫生院、芦家塬搬迁安置区（以下简称新农村）（2栋6层砖混结构楼房）、高位水池、高压线塔8个（共9个）及部分民房。2、21516工作面为煤5上分层工作面，工作面回风顺槽为730m，运输顺槽为775m,平均倾斜长度63m,可采走向长度720m，采用走向长壁综合机械化放顶煤采煤法正常回采，既开帮又放顶煤。工作面平均倾角25°,煤层平均厚度7.3m。地质储量为52.3万t，可采储量为46.1万t。该工作面回采后主要影响建筑物有新窑镇自来水公司、新窑镇卫生院、新农村（1栋6层砖混结构楼房）、高位水池、高压线塔5个（共9个）及部分民房。3、21517工作面是煤5下分层工作面，工作面回风顺槽为736m，运输顺槽为802m,平均倾斜长度90m,可采走向长度728m，采用走向长壁综合机械化放顶煤采煤法正常回采，既开帮又放顶煤。工作面平均倾角26°,煤层平均厚度9.5m。-6-地质储量为99.8万t，可采储量为87.8万t。该工作面回采后主要影响建筑物有新窑镇自来水公司、新窑镇卫生院、新农村（1栋6层砖混结构楼房）、高位水池、高压线塔5个（共9个）及部分民房。（二）方案Ⅱ：1、21424工作面按原设计回风顺槽为703m，运输顺槽为745m,平均倾斜长度75m,工作面回采长度658m，前329m采用走向长壁综合机械化放顶煤采煤法正常回采，既开帮又放顶煤。后329m采用综合机械化采煤法，只开帮不放顶煤。工作面平均倾角26°,煤层平均厚度6.8m。此方法可采煤量为33.3万t。该工作面回采后主要影响建筑物有新窑镇卫生院、高位水池、高压线塔4个（共9个）及较小范围民房。2、21516、21517工作面布置及开采方法与方案Ⅰ相同。（三）方案Ⅲ：1、21424工作面按原设计回风顺槽为703m，运输顺槽为745m,平均倾斜长度75m,可采走向长度为658m。该工作面从开切眼只回采329m，采用走向长壁综合机械化放顶煤采煤法进行正常回采，既开帮又放顶煤，对剩余329m工作面不予回采。工作面平均倾角26°,煤层平均厚度6.8m。此方法可采煤量为24.7万t，该工作面回采后主要影响建筑物有新窑镇卫生院、高位水池、高压线塔4个（共9个）及较小范围民房。-7-2、21516、21517工作面布置及开采方法与方案Ⅰ相同。（四）方案Ⅳ：1、21424工作面缩短后回风顺槽为703m，运输顺槽740m,平均倾斜长度54m,可采走向长度650m，采用走向长壁综合机械化放顶煤采煤法正常回采，既开帮又放顶煤。工作面平均倾角26°,煤层平均厚度6.8m。地质储量为36.7万t，可采储量为32.31万t。其中主要影响建筑物有新窑镇卫生院、新农村（1栋6层楼房）、高位水池、高压线塔5个（共9个）及部分民房。2、21516工作面缩短后回风顺槽为725m，运输顺槽为770m,平均倾斜长度44m,可采走向长度712m，采用走向长壁综合机械化放顶煤采煤法正常回采，既开帮又放顶煤。工作面平均倾角25°,煤层平均厚度7.3m。地质储量为35.9万吨，可采储量为31.6万吨。该工作面回采后主要影响建筑物有新窑镇卫生院、高位水池、高压线塔5个（共9个）及较小范围民房。3、21517工作面缩短后回风顺槽为736m，运输顺槽为797m,平均倾斜长度72m,可采走向长度716m，采用走向长壁综合机械化放顶煤采煤法正常回采，既开帮又放顶煤。工作面平均倾角26°,煤层平均厚度9.5m。地质储量为78.26万吨，可采储量为68.86万吨。该工作面回采后主要影响建筑物有新窑镇卫生院、高位水池、高压线塔5个（共9个）及-8-较小范围民房。（五）方案Ⅴ：1、21424工作面缩短后回风顺槽为703m，运输顺槽740m,平均倾斜长度54m,该工作面回采650m，前325m采用走向长壁综合机械化放顶煤采煤法正常回采，既开帮又放顶煤。后325m采用综合机械化采煤法，只开帮不放顶煤。工作面平均倾角26°,煤层平均厚度6.8m。此方法可采煤量为23.4万吨。采后主要影响建筑物有新窑镇卫生院、高位水池、高压线塔4个(共9个)及较小范围民房。2、21516、21517工作面布置及开采方法与方案Ⅳ相同。（六）方案Ⅵ：1、21424工作面缩短后回风顺槽为703m，运输顺槽740m,平均倾斜长度54m,可采走向长度为650m。该工作面从开切眼只回采325m，采用走向长壁综合机械化放顶煤采煤法正常回采，既开帮又放顶煤。对剩余325m工作面不予回采。工作面平均倾角26°,煤层平均厚度6.8m。此方法可采煤量为17.3万吨，采后主要影响建筑物有高位水池、高压线塔4个(共9个)及较小范围民房。2、21516、21517工作面布置及开采方法与方案Ⅳ相同。详见附图《三区段开采方案》。四、三区段剩余储量及可采期限（一）原设计三区段剩余储量及可采期限-9-1、方案Ⅰ累计剩余地质储量205.7万t，剩余可采储量181.1万t。按年产量45万t，三区段可采期限为50.9个月，开采时间为2015年1月至2019年2月（包括工作面的回撤安装）。2、方案Ⅱ累计剩余地质储量205.7万t，剩余可采储量167.2万t。按年产量45万t，三区段可采期限为47.3个月，开采时间为2015年1月至2018年11月（包括工作面的回撤安装）。3、方案Ⅲ累计剩余地质储量205.7万t，剩余可采储量158.6万t。按年产量45万t，三区段可采期限为44.9个月，开采时间为2015年1月至2018年9月（包括工作面的回撤安装）。（二）缩短后三区段剩余储量及可采期限1、方案Ⅳ累计剩余地质储量150.86万t，剩余可采储量132.77万t。按年产量45万t，三区段可采期限为38.3个月，开采时间为2015年1月至2018年2月（包括工作面的回撤安装）。2、方案Ⅴ累计剩余地质储量150.86万t，剩余可采储量123.86万t。按年产量45万t，三区段可采期限为35.9个月，开采时间为2015年1月至2017年12月（包括工作面的回撤安装）。3、方案Ⅵ累计剩余地质储量150.86万t，剩余可采储-10-量117.76万t。按年产量45万t，三区段可采期限为34.3个月，开采时间为2015年1月至2017年10月（包括工作面的回撤安装）。五、方案对比三区段所拟定的六个方案主要从巷道布置、储量、服务年限、采动影响范围四个方面进行比较，现将方案的优缺点分述如下：（一）方案Ⅰ：原设计21424、21516、21517工作面正常采放优点：1、巷道布置：上、下层两条平行巷道之间煤柱间距