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1第一章矿井概况矿井位于宁阳县堽城镇境内，开采范围由采矿许可证12个拐点坐标连线圈定为界，截至2010年底保有资源储量333.7万吨，可采储量166.8万吨，服务年限9.3年。矿井现采用一对斜井单水平上下山开拓方式，走向长壁后退式采煤法；主斜井提升煤矸和材料及设备，副斜井安装架空乘人装置运送人员，水平大巷采用蓄电池机车运输。矿井按照设计要求现共布置3个掘进工作面、1个回采工作面，即主副下山联络巷、3100采区回风下山、-110m辅助水平水仓、3102采煤工作面。采煤工作面采用炮采工艺，使用悬移支架支护顶板，单体液压支柱配合铰接顶梁进行加固，全部跨落法管理顶板。矿井自2008年11月实施技改，于2010年12月13日由技改矿井变为生产矿井，生产能力由6万吨/年变更为12万吨/年。一、提升系统主斜井安装JTP-1.6型矿用提升绞车一部，电动机功率130KW，采用串车1吨U型矿车，担负矿井煤炭、矸石、材料和设备提升任务。副斜井安装架空乘人装置，担负人员上下井任务；以上两井筒提升各类保护装置齐全，正常使用安全有效，满足矿井安全生产的要求。二、通风系统矿井通风方式为中央并列式，通风方法为机械抽出式，主、副斜井进风，立井回风。主要通风机房安装两台4-72-11No16B型离心式通风机，1台工作，1台备用;矿井进风量为1769m3/min，总回风量1788m3/min，负压2780Pa，等积孔1.3m²。三、排水系统-26m水平中央水泵房安设3台200D43×3排水泵，配用YB315M2-4型160kw防爆电动机，水泵扬程136m，流量288m3/h。敷设排水管Ф219mm无缝钢管2趟，沿主井筒直排地面，水仓容积为1520m3。-26m标高以上的水被开采16.17层煤时使用的总回风巷截住，沿水沟流入-26m水平水仓，涌水量18m3/h。-26m水平以下的水经采空区底板流入到下部采空区。为抽排16、17煤采空区内的积水，在-55m标高两井筒之间设立了辅助泵房，泵房内安设1台DA1-150×7型水泵，配YB315M—2型132kw防爆电动机，水泵扬程191m，流量162m3/h，沿副井直排地面；安设2台DA1-150×3型水泵配YB250M-2型55kw防爆电动机，扬程81米，敷设两趟排水管Ф159无缝钢管沿暗斜井至-26m水平,水仓容积960m3。-26水平以下的3煤采空区积水利用原葛石矿主井安设DAF-150型水泵两台，现排水水位标高稳定在-125m。四、供电系统①矿井双回路供电：电源一回路引自石屯降压站6KV，另一回路来自茅庄降压站6KV。以上两回路分别引入地面变电所6KV两段母线。②井下双回路供电，高压直接下井。供电系统中的漏电保护、过流保护、保护接地等齐全灵敏可靠，并根据《规程》要求进行检修和试验，保证井下供电安全。五、调度通讯系统2002年10月安装2台HJP-80型交换机，装机容量80门，与茅庄电3信分局连接，井下安装KTH-111防爆电话24部，实现井下电话网络覆盖。2009年3月安装了KT321-F井下无线通讯系统，设立基站4个，手机21部，覆盖了全矿井，通讯快速可靠，满足矿井安全生产和调度通讯的要求。2010年9月安装KXY-127井下语音广播系统，本系统包括2台主机和6台防爆音箱等，通过该系统实现了“三分钟通知到井下所有人员”的要求，大大提高了矿井应急处置能力。六、防尘系统为做好井下各施工地点的防尘工作，地面设有260m3的和210m3备用静压水池，井筒及主要巷道内敷设直径∮108mm无缝钢管作为防尘管路，直径∮57mm防尘管路敷设到各作业地点用于洒水降尘。七、压风系统2008年3月在地面建设压缩空气站，安装一台KG75A/0.8型单螺杆式空气压缩机和2台型号3L-10/8活塞压缩机；额定容积流量为10m3/min，额定工作压力为0.8Mpa。矿井主压风管路敷设φ108×4型无缝钢管，支管敷设φ57×3无缝钢管，供风到达采掘工作面，能够满足安全生产的需要。八、安全监测监控系统2005年1月矿井装备一套KJ76N型煤矿安全监测监控系统，安装有两台302B型主机，一台运转、一台热备用。于2008年11月安装了型号为KJF33的矿井瓦斯巡检智能管理系统，目前运行效果良好。监测监控系统已与宁阳县煤炭工业管理局联网，安全监控系统数据能通过网络实时传输到上级主管部门。4该系统对甲烷浓度、设备运行状况、风门开停状况、机电硐室温度、水仓水位、风速、局扇运行状况、主扇风速、负压变化等情况实施时时监测监控。第二章方案设计编制依据一、采区设计说明书及批准时间采区设计说明书名称为《3100采区设计说明书》，批准时间为2010年2月。二、工作面地质说明书及批准时间工作面地质说明书名称为《3102采煤工作面地质说明书》，批准时间为2010年5月。三、矿压观测资料断层附近围岩应力集中，巷道压力较大。3102工作面放顶煤开采方案设计编制以3100采区设计、3100采区地质说明书、3102工作面地质说明书为依据，3102工作面放顶煤开采必须保证安全生产，符合《煤矿安全规程》和《煤矿设计规范》及《煤矿安全技术操作规程》的有关规定，最大限度回收煤炭资源，提高煤炭回采率，实现安全高效开采。第三章概况第一节工作面位置及井上下关系3102采煤工作面为3100采区首采工作面，位于该采区西南部。3102采煤工作面边界为：西南至矿界，东北至3102采面工作面设计停采线原测量点运21点。可采面积29400m2，基础储量15.5万吨，可采储量14.4万吨。具体位置、周边关系及开采情况如下表一所示。5表：工作面位置及井上下关系水平名称-26m水平采区名称3100采区地面标高（m）+78井下标高（m）±0~-26地面的相对位置位于井田西南部，地表均为农田，无任何建筑物。回采对地面设施的影响对应地面无任何建筑物，所以无任何影响。井下位置和相邻关系位于井田西南，西部到边界煤柱，以东为3100采区运输下山保护煤柱。走向长度（m）420倾斜宽(m)70面积（m2）29400第二节煤层本工作面设计为复采3煤层，通过地质资料及掘进巷道实际揭露情况，如下表所示表：煤层情况表煤层厚度（m）3.9煤层结构复采煤层倾角（°）7—25开采煤层3煤层煤种气煤稳定程度稳定煤层情况描述3102采煤工作面回采煤层为山西组3层煤位于山西组下部，根据掘进巷道实际揭露3102采煤工作面煤层倾角7～25°，f=1.5。属简单结构厚煤层。煤层走向大致为210°—230°，倾向300°—320°。3层煤属山西组气煤，多为条带状结构的半亮～半暗煤型煤。颜色为黑色及褐黑色，光泽暗淡，条痕为褐色，贝壳状及不平整状断口，条带状及线理状结构，薄层状构造。煤质坚硬，性脆，节理不太发育，裂隙内有次生方解石脉充填。其煤质稳定，属中灰/特低硫煤。本采面为我矿复采原葛石矿留下的遗煤，复采时煤质相对降低，剩余煤层赋存稳定，全区可采。第三节煤层顶底板表：煤层顶底板情况表6顶底板名称岩石名称厚度特征顶板中粗砂岩或细砂岩24m左右原葛石矿采动后，3煤层以上的顶板冒落的岩石填充采空区，重新胶结成再生顶板。再生顶板上部为灰色中粗砂岩，中下部为细粉砂岩，岩石松软，破碎、容易冒落。底板粉细砂岩互层4-19m平均13m左右灰至暗灰色，含根部化石。附图：工作面煤岩层综合柱状图第四节地质构造根据3102采面上下顺槽揭露情况，共揭露正断层2条，落差在1.0-2.5m之间，局部煤层波折起伏，产状发生变化，对工作面的回采有一定影响。表：断层产状及断层控制程度一览表断层名称走向（°）倾向（°）倾角（°）断层性质落差m对回采的影响F128719775正2.5有F1-127618675正1.0无附图:工作面运输平巷、回风平巷、采面切眼平面图第五节水文地质根据开拓揭露，该采煤工作面运输巷和回风巷均已出现淋水点，但运输巷涌水量不大，约为0.6m3/h，回风巷涌水量约为5m3/h，3煤顶板砂岩裂隙水主要7通过采动裂隙进入工作面。1、地表水：井田内仅在井田北部有一季节性河流。年降水量平均在710mm，在雨季河流对第四系潜水有补给作用。矿区西部有一引汶干渠，基本常年无水。2、含水层井田内含水地层共有5层：第四系砂层孔隙潜水、山西组三层煤顶板砂岩裂隙弱含水层、第三层石灰岩中等含水层、第十下层石灰岩含水层、奥陶系石灰岩含水层，其中对3100采区有影响的含水层为第四系沙层孔隙潜水、山西组三层煤顶板砂岩裂隙弱含水层。1）、第四系砂层孔隙潜水全区除台里北、八里庙北无砂层分布外，其它地区都有不同厚度的沉积，层次有1~4层，厚度1.5~13.0m，其沉积规律由东向西逐渐增厚，层次增多。据民井简易抽水试验资料，单位涌水量1.06~11.861l/s.m，矿化度小于0.5g/l,为重碳酸钙钠型水，水位埋深1.0~5.0m。属含水丰富、补给面广的强含水层。2）、山西组三层煤顶部砂岩裂隙弱含水层山西组3煤层顶板砂岩累计厚度约20m，以灰白色中砂岩为主，其次为灰色细砂岩，3煤层与3下煤层之间则为厚度10m左右的灰白色中砂岩。为砂岩裂隙型承压含水层，单位涌水量为0.0741l/s.m，矿化度为0.79g/l,水质类型HCO3•CL•SO4-Na•Ca。该含水层为3煤层开采时的主要直接充水含水层。3煤层分层开采后，顶部砂岩冒落、裂隙发育，采空区充水、含水。目前，我矿利用原葛石矿的主副斜井进行排水，根据抽排水情况分析，3100采区的正常涌水量为40m3/h。3、采空区积水：本矿井从对老空积水进行排放以来，目前已排放到-120m8标高以下，本工作面作业水平为-26m水平，经掘进该工作面运输巷和回风巷揭露均未发现采空区低洼地段或老巷内局部积水，但回采时必须加强防治水意识。4、断层水：根据井下实际揭露的两条断层也不倒水，对矿井构不成威胁。5、钻孔水：本井田因是复采区域，原3煤顶板已冒落，钻孔已被破坏，通过揭露和对比原钻孔位置无出水现象。在现阶段开采时，3100采区出水大多表现为3煤顶部出现少量滴水、淋水，对回采该块段煤层影响较小。因此，该工作面水文地质情况较为简单，但在施工过程中仍应坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水十六字方针，发现顶板淋水增大或有其它异常现象，要立即停止施工，撤出所有受水威胁地点的人员，及时报告矿调度室，待采取措施后再施工。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：影响回采的其它地质情况表瓦斯矿井相对涌出量0.93m3∕t，绝对涌出量0.17m3/min，低瓦斯矿井。二氧化碳矿井相对涌出量1.26m3∕t，绝对涌出量0.23m3/min，低二氧化碳矿井。煤尘具有爆炸危险性，爆炸指数为41.14％。煤的自然倾向性煤层有自然发火倾向。地温危害无冲击地压危害无二、冲击地压和应力集中区:无冲击地压和应力集中区，所以对本工作面的开采没有威胁。9第七节储量及服务年限一、储量基础储量：15.5万吨可采储量：回采率为93%，可采储量为14.4万吨。二、工作面服务年限工作面的服务年限=可采推进长度/月设计推进长度=420/(0.8×1×30)=17.5个月第四章采煤方法第一节巷道布置一、巷道布置概况：回采工作面采用走向长壁布置，顶板管理采用全部垮落法。采用悬移支架支护顶板。采面设计两条主巷道，一条为回风巷，担负行人、运料、回风等生产任务，一条为运输巷，担负运煤、进风等生产任务。工作面回风巷、运输巷均采用11#矿用工字钢支护，支护规格：上宽2.0m，下宽2.6m，净高2.0m，棚距0.8m。巷道采用梯形断面，净断面积4.6m2。水泥板背顶帮，棚腿间使用撑木固定（水泥板规格：1m×0.2m×0.05m,撑木规格：0.77m×0.08m×0.06m）。三、采煤面切眼3102工作面切眼沿3煤层底板布置，梯形工字钢支护，支护规格：上宽2.0m，下宽2.6m，净高2.0m，断面积4.6m2，棚距1.0m。10附图三：工作面位置及巷道布置图第二节采煤工艺一、采煤方法的选择及工艺1、根据我矿煤层赋存情况、煤层厚度、支护材料及集团公司金阳煤矿开采经验，本工作面采用走向长壁后退式悬移支架