某矿庚一采区设计方案

某矿庚一采区设计方案设计附图目录前言一、概述平煤集团**矿是武汉院设计的年生产能力为120万t/a的大型矿井，1956年开工兴建，1958年12月建成投产开采一水平，1984年结束一水平进入二水平开采。

目前矿井生产的采区有己二扩大采区、己三及己三下延采区和庚一下山采区。

正在建设的采区有己四采区和三水平己二采区。

矿井采用立井多水平分组大巷、分区石门上、下山开拓，一水平标高-80m、二水平-225m标高，三水平-650m标高。

2005年经河南省煤炭工业局以豫煤行（2005）576号文批准核定矿井综合能力143万t/a。

**矿庚一下山采区安全生产的最大隐患是水害，根据《平煤集团天安**矿庚一下山采区地质说明书》，庚一下山采区充水水源主要是石炭系太原组灰岩含水层水、寒武系白云质灰岩含水层水和己一下山采区的老空水，特别是己一下山采区的老空水，积水量达到190932m3，所以要安全、可靠的开采庚一下山采区，不仅仅需要采取安全的防治水措施，而且还应该在开拓庚一下山采区巷道之前，对己一下山采区的老空水进行探放，以确保庚一下山采区的安全开采。

我院所作的“平煤天安**矿庚一下山采区方案设计”是在己一下山采区老空水疏放完毕的前提下进行的。

二、编制设计文件的依据：1、平煤天安**矿庚一下山采区设计委托书。

2、平煤[2007]68号文：《关于**矿庚一下山采区地质说明书的批复》。

3、**矿提供的“**矿庚20－21煤层底板等高线及储量计算图、**矿庚一采区综采柱状图”。

三、设计的主要特点：1、**矿井下各种灾害齐全（煤与瓦斯突出、水害、瓦斯煤尘爆炸、煤层自燃、地温高、地压大等）。

其中水害为庚一下山采区各种灾害重中之重，设计则采取了相应措施，如要求**矿提前对己一下山采区老空水进行疏放、在各个采煤工作面都要设置一条泄水巷等。

2、庚一下山采区三条下山：皮带下山、回风下山均沿煤层布置，轨道下山部分沿煤，部分为岩巷，减少岩石工程量，节省了投资。

3、井下主、辅助运输系统，充分利用**矿原有的运输、提升系统，减少了设备投资。

4、本设计只考虑开采锅底山断层次生断层以上（-280m以上）的庚组煤层。

-280m以下庚组煤，因受锅底山次生断层影响，其中三条较大断层交叉，将大部分煤层切割的支离破碎，很难布置正规采面，就是能开采还受到水的威胁，需留隔水煤柱，故本次设计对-280m以下庚组煤不再考虑。

5、为避免-220m以上庚一采区的开采影响，留足够的防水煤柱，先开采次生断层以上的庚20-21-21130采面，最后开采庚20-21-21110采面，具体见开拓方式平面图。

6、充分利用己一上山采区的己一疏水下山作为本采区的回风上山，减少了工程量。

7、根据推荐的方案，将三条下山布置在采区的西部，靠近**矿工业广场煤柱，减少了压煤。

8、移交标准为庚一下山采区在-280m形成完整的生产系统，一个综采面投产，两个掘进头掘进。

四、主要技术经济指标设计生产能力：0.45Mt/a服务年限：2.03年工业储量：138.7万t可采储量为138.7万吨（扣除下山保护煤柱10.7万t，剩余128万t）开拓井巷工程量：2465m，其中岩巷1154m，半煤岩巷1311m。

采区工作人数：225人工效：4t/工估算总投资：5280.12万元（不含采掘设备租赁费，顺槽、切眼及煤巷下山、联络巷费用）吨煤投资：117元／t。

建设工期：20.4月（未含对己一下山采区采空水疏放的时间）五、存在问题与建议1、根据“平煤天安**矿庚一下山采区设计委托书”，要求庚一下山采区和己一下山采区联合布置，我们认为两组煤层联合布置不合适，原因如下：（1）己一下山采区剩余的可采储量少且都在锅底山断层及其次生断层附近，因为构造原因煤层变得不太稳定，使煤层顶板破碎，裂隙、节理发育，不易于顶板支护，也使得煤层倾角变化异常，局部煤岩层直立或倒转；（2）整个己一下山采区被老空水淹没，要恢复系统投入较大，从经济方面考虑，开发剩余的己一下山采区资源不合算。

所以本次庚一下山采区方案设计只对庚组煤层进行设计。

2、在开发庚一下山采区之前，必须对原**矿-225m水平水泵房、水仓及变电所进行核算，根据设计要求进行扩容或扩建。

3、在形成采面之前，应先打区段泄水巷（兼作下区段的回风顺槽）泄水，以保证采面的回采安全。

4、应及时应对突发事件的发生，加强职工培训，熟悉避灾路线。

5、本采区地质构造条件复杂，尤其是断层的走向延伸长度及摆动幅度有待查明。

6、己一下采采区老空积水严重，积水量大，应该采取措施提前探放，以确保庚一下山采区的安全开采。

7、采区范围内灰岩含水层的富导水区域不清，应在生产过程中加强超前探放水工作，避免突水事故发生。

8、煤层顶底板岩石物理力学参数没有测定，需及时取样测定。

9、煤层瓦斯含量测定数据较少，应随生产进度及时取样测定，以便采取瓦斯治理措施10、需进一步收集有关水文地质资料进行分析研究，找到地下水活动规律，更好的指导矿井生产，减小水害的威胁，确保矿井生产安全。

11、原设计0.3Mt/a时，采面采高按1.15m，但根据庚一上山、庚20－21都是一起开采，再根据**矿提供庚一下山部分六个钻孔，庚20夹矸最大厚度0.75m，最小0.2m，所以今次设计采高按2.08考虑。

－21因从储量计算块段看，只有一个块段为1.88m，其它五个块段都在2.02至2.23之间。

第一章采区概况及地质特征第一节采区概况一、交通位置**矿位于平顶山市区西北约8km处，市区东部及西部分别有京广、焦枝两大铁路干线通过，矿区铁路可直达**矿主井煤楼，铁路运输十分方便。

公路有柏油马路、水泥路与周边县市相通，交通十分便利。

见交通位置图1-1-1。

二、地形及地貌特征对应庚一下山采区地表属山前坡地，地面标高从+100.0～+135.0m，地势北高南低，与地面对应的村庄有谢庄、刘庄及**矿口（已搬迁），崔庄（已搬迁）等，采区回采时将对其产生不同程度的影响。

三、主要河流及水体该区段无有地表水体，仅有两条季节性冲沟从区内通过。

地下水补给来源主要是大气降水、井田南部边缘的乌江河水及灌溉农田的红旗渠。

四、区内小煤矿开采情况区内开采的小煤矿有：新华四矿，谢庄煤矿，安兴煤矿，据调查了解，这三个小煤矿都开采戊组煤层，距庚组煤层较远，不影响庚一下山采区的开采。

五、气象与地震本区属南温带、季风区，大陆性半干旱气候。

年平均降雨量为742.6mm，最大降雨量为1323.6mm（1964年），最小降雨量为373.9mm （1966年），降水多集中在7~9月，约占全年降水量的70%左右。

本区蒸发量大，约为降水量的一倍以上，湿润系数0.616。

年均蒸发量为2825mm。

年平均气温为15℃。

常年风向多为北西和北东，以北西风速最大，风速达24m/s。

最大积雪厚度为16cm，冻土深度为22cm，历年最早初冻日期为10月14日（1962年），最晚解冻日期为次年4月18日（1962年），最长冰冻期为170天。

本区地震烈度为6度。

第二节地质概况一、相邻采区地质及水文地质情况与**矿二水平庚一下山采区相邻的采区有**矿二水平庚一上山采区、上覆的**矿二水平己组一采区。

**矿二水平庚一上山采区现在正在开采，从实际揭露的地质及水文地质情况看，庚20煤层厚度稳定1.2m左右，与下伏的庚21煤层（厚度0.5~0.8m）之间的间距0.3~1.5m。

地质构造条件简单，无有褶皱构造存在，断层也多以小断层出现，落差也多在2.5m以下，构造发育相对简单，仅在采区上山底部附近见一条落差5~7m的正断层。

煤层顶板以L5灰岩为其直接顶板，完整性较好。

煤层瓦斯含量较低，瓦斯涌出量较小，相对瓦斯涌出量0.99m3/t，煤层倾角变化较大，一般15°左右，局部变大至35°左右，庚一上山采区水文地质条件比较复杂，采掘过程中，煤层顶板滴淋水、出水现象比较严重。

庚一皮带上山在探水过程中遇水起钻时涌水量聚增，最大达300m3/h，严重影响安全生产，庚20-21070机巷在掘到32点前16m时，煤层底板突水，涌水量在50m3/h左右，至今稳定在40m3/h左右。

庚20-21070采面被迫后退做切眼，丢煤回采。

庚一采区上山最大涌水量590m3/h，正常涌水量260m3/h.**矿二水平己组一采区现已报废，从开采实际情况看，己一上山采区煤层稳定，构造简单，开采技术条件相对较好，但水文地质条件相对较为复杂。

上部首采面回采时，采面涌水量30～40m3/h，己17-21070采面1986年6月贯通后，安装期间切眼下部底板突水，涌水量最大达500m3/h，现在虽经地面截流注浆封堵，仍以100m3/h左右的涌水量进入庚一上山采区，由庚一泄水巷排出。

己一下山采区从揭露情况看，煤层因构造原因变得不太稳定，厚度从 2.0～17.36m。

地质构造条件变得较为复杂，己一轨道、皮带两条下山揭露的一组断层落差超过5m以上的就有5条，且走向延伸较长，落差有的超过30m 以上，对煤层的破坏非常严重，这些断层可能要延伸到庚一下山采区范围内。

也因为构造原因，使煤层顶板破碎，裂隙、节理发育，不易于顶板支护，也使得煤层倾角变化异常，局部煤岩层直立或倒转。

也使得煤层瓦斯含量急聚增加，在己17-21150机巷掘进施工中，曾发生煤与瓦斯突出。

己一下山采区水文地质条件相对较为简单，开采过程中未发现突水现象，但仍受底板水的威胁。

受己一上山采区水文地质条件影响，现在己一下山采区所有老空区均被老空水充满，积水量约19万m3，这将给庚一下山采区的开采带来重大的水患威胁。

二、地质构造庚一下山采区位于李口向斜构造的西南翼，锅底山正断层的上盘。

区内地质构造条件复杂，主要以断层为主，褶皱构造不发育，仅由于锅底山断层引起的引捩现象显示的宽缓的向斜。

其轴向与锅底山断层走向一致，断裂构造对煤层破坏严重，各主要断层情况描述如下：1、锅底山正断层（F1）锅底山正断层，走向NW-SE方向展布，断层面倾向SW，NE盘抬升，SW盘下降，落差100～260米不等，倾角30°～60°，为高角度正断层，在43和44勘探线间以阶梯状错动显示。

2、F2逆断层F2逆断层，走向与锅底山正断层走向展布基本一致，中间稍有弯曲变化，断层面倾向SW，倾角40°～65°不等，落差30～90米。

该断层在43勘探线，以43-4、43-5孔控制。

在44勘探线以44-19孔控制、己一轨道下山与皮带下山实际揭露时也有较明显的显示，向西延伸到45勘探线附近，向东延伸到七矿井田。

3、F3逆断层F3逆断层己一皮下山皮9号测点附近，倾向S45°W，走向为S45°E，倾角50°，落差约13.0米，走向延伸长度约300米。