張礦集團蔚西礦業有限公司四井980m北二采區方案設計說明書(更新版)

　　

【正文】 ?K 掘 =100??= m3/min 式中： Q 煤 —炮掘工作面供風量， m3/min； q 煤 —炮掘工作面瓦斯絕對涌出量， 根據 2021 年礦井瓦斯鑒定結果，礦井瓦斯絕對涌出量為 ； 張礦集團蔚西礦業有限公司四井 980m 北二采區方案設計說明書 28 K 掘 —掘進工作面瓦斯涌出不均衡系數，取 。 張礦集團蔚西礦業有限公司四井 980m 北二采區方案設計說明書 26 乏風由工作面→運輸順槽→北二采區運輸上山→回風上山→回風立井→地面。井下各種通風設施齊全、可靠。 則回采工作面年產量： 464300= 萬 t。 工作面接替： 4201 工作面 → 4202 工作面 → 4203 工作面 → 4204 工作面 → 4205 工作面。 工作面運輸順槽、軌道順槽：沿 4 號煤層布置，跟煤層底板掘進，采用 礦用 11 號工字鋼棚支護 ， 棚距中 — 中 700mm，梯形 斷面， 上凈寬，下凈寬 ，凈高 2m； S=， 作為采區的 回風、運煤 上山。 作為采區 進風、行人 、 運料 上山。 工作面軌道順 槽 輔助運輸選用 型調度絞車 。 三、 采區開拓 方案選擇 與確定 經過對兩方案的細致比較和綜合分析，方案一 為雙翼布置，利于采掘工作面布置和接替，工作面兩道與采區上山正交，采區采出 煤量較多，采區通風系統簡單、穩定，風流控制容易，首采工作面投產井巷工程量少，施工時間短等顯著優點。 方案一的缺點： 采區主系統布置在 火成巖侵入區一東側 ， 火成巖侵入區一的范圍不是太清楚，采區主系 統施工時可能要穿過火成巖侵入區。 各工作面軌道順槽與軌道上山直接溝通，運輸順槽與 運輸 上山直接連接，形成工作面煤炭、材料運輸及進、回風等生產系統，采區單翼布置。 根據礦井接續，采區準備時間 5 個月 以內，以確保礦井礦聯合試運轉期開采的工作面的 接替 ，要求該采區首采工作面 2021 年 11 月前投產。 /100 m，礦井地溫低，地溫不超過 23176。 預計本采區開采時正常涌水量 Q 正常 =5m3/h ，最大涌水量為正常涌量的 倍 , 即 Q 最大 =8m3/h 。此外，生產接近 F1斷層上盤時必須留設防水煤柱或采取超前探 水措施，防止水患發生。 二、隔水層 第四系隔水層，第四系中有 Q2 紅黃土和其他粘土、亞粘土隔水層，使地表洪水、大氣降水和第四系下部地層沒有直接水力聯系。巖性以紫色砂頁巖為主，間夾竹葉狀及鮞狀泥質灰巖，裂隙不發育，富水性弱，最大涌水量 m3/h 左右。煤層中分布有黃鐵礦結核及散晶。 二、 煤層頂底板 張礦集團蔚西礦業有限公司四井 980m 北二采區方案設計說明書 12 本采區 不可采煤層 7號煤頂板以中、粒砂巖為主，厚度一般為 5～ 10m，抗壓強度平均為 290Kg / cm2,底板主要為粉砂巖，厚度 左右，抗壓強度平均為 310kg / cm2。 5 號煤層：依據勘探鉆孔、井巷工程及鄰近礦井揭露，本采區 5 號煤層厚度 ~，平均 。 第二節 煤層與煤質 一、煤層特征 井田及采區內侏羅系下、中統下花園組為含煤地層，厚度為~ m，平均 186m 左右，井田南部厚、北部薄。落差 0～ 10m。 三、采區地質構造 一 )斷層 本采區位于 F1 斷層以東、 F2 斷層以北，地層傾角 8～ 15/10176。總厚度 0～ 30 m。 ②上統（∈ 3） 下部為灰色、灰白色石灰巖及泥質條帶灰巖、竹葉狀灰巖、鮞狀灰巖，巖溶裂隙不發育；上部為灰、深灰、暗紫、灰綠色石灰巖、泥灰巖、鈣質粉砂巖，葉巖夾竹葉狀、礫狀石灰巖，巖溶一般不發育，頂部為紫紅色鮞狀粘土巖，厚度不大于 m。 根據規定，采區設計及開采時 F F F22斷層留設不小于 20 m 的斷層保護煤柱。 張礦集團蔚西礦業有限公司四井 980m 北二采區方案設計說明書 7 第二節 采區煤柱及資源回收率 經鉆探 本采區 共發現 3 條斷層 ，其中 F1 斷層為正斷層，走向北東20176。 工作面采用懸移支架放頂煤開采，開采過程中要及時對工作面及兩道進行礦壓觀測，確保工作面頂板支護有效。 采區準備巷道沿煤層頂板布置，回采巷道沿煤層底板布置，采區設計總工程量 5223m，其中煤巷 4914m，巖巷 309m；采區首采工作面設計投產工程量 1711m，其中 巖巷 309m，煤巷 1402m。 二、編制設計的依據和原則 《冀中能源張礦集團蔚西礦業有限公司生產礦井地質報告》、《冀中能源張礦集團蔚西礦業有限公司四井 980m 北二采區地質報告》等地質資料； 《煤礦安全規程》； 《煤炭工業礦井設計規范》； 《冀中能源張礦集團蔚西礦業有限公司四井初步設計》； 冀中能源張礦集團蔚西礦業有限公司四井 980m 水平開拓布置及開采情況 。 9 月中旬冀中能源張礦集團再次向張家口市安全生產監督管理局呈報了《關于蔚西礦業有限公司四井聯合試運轉的請示》，后根據張家口市煤炭工業辦公室的要求，冀中能源張礦集團組織專家現場審查，并將審查驗收資料報張家口市煤炭 工業辦公室。后因《冀中能源張礦集團蔚西礦業有限公司四井職業衛生專篇》在 2021 年 11月底才批復，職業衛生 專篇要求的地面設施在冬季無法施工，張礦集團以張煤辦字 [2021]14 號文批復，同意礦井聯合試運轉時間延續至 2021 年 7 張礦集團蔚西礦業有限公司四井 980m 北二采區方案設計說明書 4 月 21 日。 軌道 上山和 運輸 上山均沿 4 號煤層頂板 布置。 四、存在的主要問題 與建議 由于礦井勘探程度較低，影響采區布置 F F F22斷層控制程度較差，巖漿巖侵入區的范圍也有待在采掘過程中繼續驗證，因此，采掘過程中要加強地質資料的收集，為回采工作面的合理布置創造條件。 980m 北二 采區 西起 F1斷層保護煤 柱線 和巖漿巖侵蝕帶一 ，東至 F22斷層及北三軌道上山（規劃）保護煤 柱線， 北起 F2斷層保護煤 柱線 、南至 980m 4 煤底板等高線。 F2 斷層：位于井田內 F1斷層東部，與 F1 斷層斜交，為正斷層，走向南東 65176。 第三節 采區儲量 根 本采區 4 號 煤工業儲量 萬 t，其中 F F F22斷層保護煤柱分別為 萬 t、 萬 t、 萬 t，北三軌道上山、回風上山保護煤柱 萬 t。下部與下伏寒武系地層呈假整合接觸。厚度為 ～ m。落差 90～160m，南北縱貫全井田，將井田分為東西兩部分，井田范圍內延 伸長度3300m。～ 15176。根據勘探鉆孔、井巷工程及鄰近礦井揭露，平均 。 經鉆探和巷探資料證實，井田內 F2斷層以北 5 號煤層因地質構造復雜，賦存極不穩定，本采區 5 號煤層不可采。抗壓強度為 295～ 342kg / cm2； 偽頂為厚度 厚的碳質泥巖，灰、深灰色、細膩光滑、塊狀， 致密性脆。 依據煤科總院撫順分院煤質化驗資料結果： 7 號煤原煤灰份（ Ad）一般為 %；可燃基揮發份（ Vdaf）為 %；水分 (Mad)為 %；全硫（ Sq） %；磷（ Pg） %。 輝綠巖含水層 分布于井田西北部，厚度 50～ 170 m，裂隙不發育，富水性弱。 煤系底部與奧灰裂隙含水層之間有鮞狀泥巖隔水層。 根據礦井水文地質類型劃分，礦井水文地質類型為中等，涌水量小。 第四節 瓦斯、煤塵、煤層自燃發火情況 一、瓦斯 2021 年礦井瓦斯鑒定結果：瓦斯相對涌出量為 ，瓦斯絕對涌出量為 ，為瓦斯礦井。 第 三 章 采 區開采方案及比較 第一節 對采區開采設計的要求 980m 北二 采區位于礦井 980m 軌道大巷、回風大巷北側，西起 F1斷層保護煤 柱線 和巖漿巖侵蝕帶一 ，東至 F22 斷層及北三軌道大巷（規劃）保護煤 柱線，北起 F2 斷層保護煤 柱線 。 軌道大巷 和 運輸大巷 均沿 4 號煤層頂板 布置。 技術 比較 方案一的優點： ⑴ 工作面兩道與采區上山正交，工作面回采結束線與采區主系統平行，工作面采出煤量相對較多。 ⑵ 礦井回風立井、副立井、主立井在采區主系統的同側，采區回風線路長，通風阻力較大。 表 1 采區準備時間及首采面投產日期表 張礦集團蔚西礦業有限公司四井 980m 北二采區方案設計說明書 20 序號 巷 道名 稱 工程量 （ m） 煤巖 別 日進（ m） 掘進 天數 施工 日期 施工隊伍 1 采區下部車場 97 巖 4 24 掘進一 2 運輸石門 142 巖 4 36 掘進二 3 軌道上山 360 煤 8 45 掘進一 4 運輸上山 350 煤 8 44 掘進二 5 采區變電所 30 煤 6 5 . 15 掘進二 6 4101 運輸順槽 及進料巷 70 巖 4 18 掘進三 7 4101 運輸順槽 290 煤 8 36 掘進三 8 4101 軌道順槽 325 煤 8 41 掘進四 9 4107 切眼 95 煤 8 12 掘進四 掘進總工期 114 注：采區巷道施工開工日期暫定為 2021 年 7 月 1 日。 三、 采區巷道布置 區段劃分 980 m 北二采區 4 號 煤在開采范圍內，傾斜長度 620m 左右 ，扣除 F2斷層保護煤柱 、火成巖傾入區一、二的影響， 可采傾斜長度 600m 左右 ，設計將 4 號煤層劃分 為 5 個區段，區段 長度 100m，區段煤柱 15m，工作面傾斜長度 85 m(扣除兩道寬度，工作面凈長度 82m） 。 工作面切眼 ： 沿 4 號煤層布置，跟煤層底板掘進 。 前期安排 2 個炮掘工作面施工軌道上山下車場（軌道上山）和運輸石門（運輸上山），當施工軌道上山、運輸上山施工至首采工作面軌道順槽開口位置后，再安排 2 個炮掘工作面施工首采工作面的回采巷道。 張礦集團蔚西礦業有限公司四井 980m 北二采區方案設計說明書 24 采用 三八制作業、二班生產，一班檢修。 三、采掘工作面個數 根據采區煤層開采條件，本著集中生產、便于管理，結合礦井生產經驗，采區投產后 980m 北二采區布置 1 個懸移支架炮采工作面和 2 個炮掘工作面保證采區生產能力和接替，采區采掘比例為 1:2。 反風設施：通風機反轉反風。 Ki—工作面長度系數，取 。 按 局部通風機吸風量計算 Q 掘 =Q 扇 I i+15S 掘 進 工作面 風量 ： Q 煤 =Q 煤扇 I i+15S=1451+15=250m3/min 式中： Q 扇 —炮掘工作面局部通風機吸風量， 根據掘進巷長度，選KDF5 型局部通風機向掘進工作面供風，局部通風機全負壓 吸風量136~250 m3/min，取 145m3/min。 ② 火災、瓦斯、煤塵爆炸事故避 災 路線 現場人員發現 火災、瓦斯、煤塵爆炸事故 ，迅速組織人員按避災路線撤離危險區 ， 具體路線 如下 ： 礦井正常通風情況下：采、掘工作面→北二采區軌道上山→采區 下 張礦集團蔚西礦業有限公司四井 980m 北二采區方案設計說明書 30 部車場→ 980m 軌道大巷→副立井→地面。另利用原風機專供變壓器，對掘進頭風機實行雙電源供電，運輸系統的 2 部皮帶的供電由中央變電所供電。因此，運輸 順槽 超前 運輸機選用 SGB620/40T 型刮板運輸機 ，工作面運輸順和 采區運輸 上山 均 選用 SJ80 型膠帶運輸機（ 運輸能力 150t/h） 。采掘工作面管徑Φ 57mm。按規定設置在運輸順槽、運輸大巷、回風大巷巷道內每隔 50m 設置三通閥門， 其他巷道每隔 100m 設置三通閥門。 張礦集團蔚西礦業有限公司四井 980m 北二采區方案設計說明書 38 灌漿所需土量 Q 土 ： Q 土 ＝ kG/γ 煤 ＝ 425/＝ 10m3/d 式中， G－－回采工作面日產量 425t，γ 煤 －－原煤容重， 灌漿所需水量：考慮水量備用系數 用于沖洗管路防止堵塞，日制泥漿所需水量 Q 水 ， Q 水 ＝ 104=44m3 日制漿量： Q 漿 ＝（ Q 土 ＋ Q 水 ） M＝（ 10+44） 9 5%= 式中： Q 漿 －－日制漿量， m3； Q 土 －－制漿站需土量， m3/d； M－－泥漿制成率，取 95%； 制漿設備： 移動制漿站設在回采工作面軌道順槽外，站內設一臺，輸漿管路為Φ 75mm 全膠管，制漿用水取自灑水管路。滿足設計要求。 第五節 主要設備目錄 采區主要設備目錄見表 4。礦井按計劃對瓦斯檢查人員進行培訓，提高瓦斯員的業務素質及應知應會能力，增強瓦斯員特殊崗位作業的責任心和使命感；全部瓦斯員培訓合格、持證上崗。報廢巷道和采空區及時封閉。 礦井所有煤層相連的巷道及采煤工作面兩道、煤巷、半煤巷掘進面均設立隔爆水棚，安設的位置、水量