煤矿设计说明 采煤设计 矿井设计.doc

前 言山西高平科兴高良煤业有限公司隶属于山西高平科兴集团有限公司，该矿始建于1985年，2006年投产。该矿批准开采3号煤层，设计生产能力300kt/a，根据山西省煤炭工业厅晋煤行发【2010】96号关于山西高平科兴高良煤业有限公司核定生产能力的批复，批复核定生产能力为450kt/a。2009年11月，山西省国土资源厅换发采矿许可证，证号为:C1400002009111220043326。2008年1月由山西省煤炭工业局换发生产许可证，证号为201405810248。根据国家安全监管总局国家煤矿安监局关于加强煤矿放顶煤开采安全管理工作的通知，安监总煤行2008130号文件和山西省煤局晋煤安发2008702号文的要求。该矿采用长壁综采放顶煤采煤法，特委托我院进行放顶煤开采设计，在井下布置长壁综采放顶煤工作面。另根据晋城市煤炭工业局晋市煤局便字【2010】366号关于同意山西高平科兴高良煤业有限公司暂按新批准核定能力组织生产的通知，本次报告设计3206轻型综放工作面，依靠一个长壁工作面、一个综掘工作面、一个炮掘工作面来实现矿井年产450 kt的产量。一、编制设计的主要依据1、2009年颁发的证号为C1400002009111220043326的采矿许可证。2、山西省煤炭工业局2008年颁发的证号为201405810248的煤炭生产许可证。3、2010年2月，山西省煤炭工业厅晋煤行发【2010】96号关于山西高平科兴高良煤业有限公司核定生产能力的批复。4、晋城市煤炭工业局晋市煤局便字【2010】366号关于同意山西高平科兴高良煤业有限公司暂按新批准核定能力组织生产的通知。5、国家安全监管总局国家煤矿安监局关于加强煤矿放顶煤开采安全管理工作的通知，安监总煤行【2008】130号。6、山西省煤局晋煤安发2008702号文。7、晋城市煤田地质勘探队编制的山西高平高良煤业有限公司生产矿井地质报告及批复文件。8、晋城泽泰安全评价中心编制的山西高平科兴高良煤业有限公司安全现状评价报告。9、晋城煤炭规划设计院编制的山西高平科兴高良煤业有限公司生产能力核定报告。10、矿方提供的3206工作面地质说明书及采掘工程平面图；矿方提供的瓦斯鉴定结果及煤尘检测报告。11、矿方提供的初步设计及批复文件和初步设计安全专篇及批复文件。12、煤炭工业矿井设计规范、煤矿安全规程等有关法律、法规。二、设计的指导思想充分利用矿井现有的生产系统及装备，尽可能不影响矿井生产，轻型综采放顶煤设计既结合该矿地层地质条件，又充分体现出先进、合理、安全、经济、高效。三、设计的主要特点1、一矿、一井、一面、两掘进头实现年产450 kt/a。2、采用“长壁轻型综采放顶煤”采煤方法，一综掘和一炮掘掘进工艺。3、工作面巷道布置一面二巷，即运输顺槽、回风顺槽。运输顺槽和回风顺槽均沿3号煤层底板布置。工作面长度120m，采用轻型综采放顶煤采煤法，采高2.2m，放顶煤高度2.9m，循环进尺0.60m。4、采煤工作面采用6MG200-W型采煤机割煤，SGZ630/180型刮板输送机运煤，运输顺槽采用SZB-730/75型转载机、PLM1000型破碎机和DSJ80/2×30型伸缩式皮带运输机运输，工作面支护采用ZF2800/16/24型放顶煤支架，工作面端头选用ZFG3200/16/26型过渡支架支护；炮掘工作面采用ZRS-50型风煤钻打眼，放炮落煤，采用SGB-420/30型刮板输送机配合SSJ-80胶带输送机运输；综掘工作面综掘机后配桥式胶带转载机、SSJ-80皮带机运输。四、主要技术经济指标1、矿井年产量450 kt/a。2、工作面可采储量33.8万吨，回采工效25.2t/工。3、工作面服务年限8个月。五、存在的问题及建议1、本矿虽为低瓦斯矿井，但建议矿方在生产过程中必须严格执行“三大规程”，加强通风瓦斯管理。2、在采区南部存在采空区，故建议矿方在巷道掘进时严格执行“有掘必探，先探后掘”的原则，并查明采空区的积水、积气情况。3、工作面顶板裂隙较为发育，回采时要结合实际情况，加强支架的稳定性，确实搞好工作面顶板管理工作，确保安全生产。第一章 采区概况及地质特征第一节 矿井概况一、矿井概况山西高平科兴高良煤业有限公司位于高平市西北约13km处的寺庄镇高良村，为有限责任公司，行政区划隶属高平市寺庄镇。地理坐标为：东经112°4901 112°4953，北纬35°515135°5218。井田范围由4个坐标连线圈定： 表1-1-1 井田境界拐点坐标表拐点编号纬距（X）经距（Y）拐点编号纬距（X）经距（Y）13972851.1219665331.2723972051.1119665331.2733972051.1119664031.2543972851.1219664031.25批准开采3号煤层，现在开采3号煤层。生产许可证载明能力30万吨/年，核定能力批复为45万吨/年，采矿许可证能力为45万吨/年。井田面积1.04km2。该矿始建于1985年，2006年投产。2009年3月晋城市煤炭设计室为该矿编制完成山西高平高良煤业有限公司采煤机械化改造初步设计。2009年3月晋城市煤炭工业局以晋市煤局行字2009354号文对矿采煤机械化改造初步设计进行了批复。采煤机械化改造安全设施由高平市安监局于2009年11月验收后上报上级部门。二、矿井开拓开采矿井采用立井开拓方式，井田范围内共布置有3个井筒，分别为主立井、副立井、回风立井，大巷沿井田东西方向布置。工作面为后退式回采。现采用走向长壁综采放顶煤采煤法，全部垮落法管理顶板。其中：主立井为圆形断面，净直径4.0m，净断面积12.56m2，垂深240米，双钩箕斗提升，担负矿井的原煤提升任务，井筒内装备梯子间，担负矿井的进风任务兼作为矿井的一个安全出口。副立井：断面为圆形，净直径4.5m，净断面积15.90m2，垂深240米，罐笼提升，担负矿井的辅助提升、人员提升和进风任务。回风立井：圆形断面，净直径3.5m，净断面9.62m2，垂深236米，井筒内装备梯子间，担负矿井的回风任务兼作为矿井的一个安全出口。按照“一采两掘”生产格局布置，即一个综采放顶煤工作面、一个综掘工作面和一个炮掘工作面。全井田共划分为两个采区，现矿区剩余可采采区为二采区。矿井现生产采区为井田西部的二采区，现生产面为3204综采工作面，准备掘进工作面为3206的两个顺槽掘进工作面，即本次新设计的回采工作面。3206综放工作面位于二采区中部，井下标高+550m+570m，东面为3205回采工作面，为实体煤，西面为西部矿界，南邻采区运输巷和老空区，北接北部矿界，北部矿界外为村庄。该工作面地表为荒坡和山地，地面标高+900m+920m。矿井现有的开拓、开采及主要系统与原批复的初步设计无重大变更。三、各大系统现状：1、提升系统主立井装备2JK-2.5×1.2/20X型双滚筒绞车，配用电机功率为250kW，电机型号为YR500-10，双箕斗JQ-3.0提升，担负矿井的原煤提升任务。副立井装备2JK-2×1.25/20X型提升绞车，配用电机功率160kW，电机型号为Y355M-8，罐笼GLS1-1提升，担负矿井的辅助提升和人员上下井任务，设备大件为采煤机和掘进机的最大不可拆卸件、轻型放顶煤液压支架及移动变压器，大件设备均已由矿方从副立井下放到井下。2、运输系统矿井采用两条大巷布置，运输大巷部分半圆拱断面，料石砌碹支护，净宽4m，直墙高度1.2m，净断面积为11.08m2，运输大巷部分半圆拱断面，料石砌碹支护，净宽3m，直墙高度1.0m，净断面积为6.53m2，运输大巷部分为矩形断面，宽4.2 m，高2.9 m，断面积为12.18 m2。大巷运输采用DSJ80/2×30型伸缩式胶带运输机运输煤炭，输助运输采用JD-1型调度绞车牵引矿车运输。3、排水系统主立井井底布置主要设有水仓、水泵房，主、副水仓容量分别为800m3、600m3。主水泵房内安设型号为D85-45×7型主水泵3台，配备电机功率132KW。排水管沿主立井敷设2趟100mm钢管至地面，一趟工作，一趟备用。4、通风系统矿井采用机械抽出式通风方式，采用中央并列式通风系统。布置两个进风井，分别为主立井和副立井；一个回风井，即回风立井。主要通风机选用两套FBCDZ-6-N016型防爆抽出式对旋轴流通风机，配2×55kw的电动机，供风量为1080-3714m3/min，风压为981972Pa，额定转速980rpm，额定电压为380/660V，额定电流为104.9/60.4A，系山西运城安瑞节能风机有限公司制造，一台使用、一台备用。地面新鲜风流主立井（副立井）运输大巷工作面运输顺槽工作面工作面回风顺槽回风大巷总回风巷回风立井地面。通风系统详见通风系统图。5、供电系统矿井采用双回路架空线路供电电源，一回路引自赵庄110KV变电站10KV母线段，导线型号为LGJ-95mm²，供电线路长3.0km；另一回路引自杨家庄35KV变电站10KV母线段，导线型号为LGJ-95mm²，供电线路长2.0km。当任一回电源停止运行时，另一回应能担负起矿井全部负荷用电。地面工业广场内设10 KV变电所，所内设有S9-630/10/0.4 、S9-500/10/0.4型变压器各一台，担负地面工业广场内全部负荷供电。变压器正常工作时一台工作、一台备用。主井提升绞车电机为高压电机，采用10KV直供。矿井采用10KV高压入井，下井电缆型号为MYJV42-8.7/10 3×35mm²型铠装电缆，中央变电所内设KBSG-630/10/0.69型变压器两台，担负除局扇外的井下全部负荷用电，另设KBSG2-T-100/10/0.69、KBSG-100/10型变压器各一台，作为局部通风机双回路供电的专用变压器。采区变电所选用KBSG-800/10型矿用隔爆型变压器一台，由井下中央变电所供电。6、监控系统该矿井生产能力450kt/a，开采煤层属低瓦斯矿井，煤尘无爆炸危险性，属不易自燃煤层。矿井采用由山西科隆高新技术有限公司开发的KJ120N型。该系统可对矿井中的瓦斯、风量、温度、一氧化碳等环境参数及地面、井下的各种设备的开/停、馈电及风门等状态实时监控和监测、记录，并实现甲烷风电闭锁等控制功能和报警功能要求，通过系统功能将各种监测信息传送到矿信息中心，通过网络传输至上级监控中心。在进风顺槽安装KJ120N监控分站，在工作面和进回风顺槽按规定安装各种传感器。对工作面瓦斯情况进行连续监测，并传入计算机系统。7、压风系统：矿井地面空压机房现装备BLEST-75W型空气压缩机2台，额定排气量10m3/min，额定排气压力0.7MPa，配用电机功率55kW。一趟95×3.5型无缝钢管，压风管路沿副立井敷设至井下，井下主管路采用95×3.5型无缝钢管，支管采用68×3.0型无缝钢管。各工作面每50米安设一个三通阀门，末端设有1020个自救袋，能满足井下发生灾害时自救的用风需求。该压风系统经晋城市煤炭工业局验收合格。8、通讯系统矿井采用行政和调度合一的通信系统，地面调度室设程控交换机，通信线路在入井处装设熔断器和防雷电装置，井下的通信、信号和控制装置均采用本质安全型设备，通信电缆采用阻燃橡套电缆，为ZQ20500V 3×1.51×1.5通讯电缆。在工作面顺槽机头、中央变电所、大巷胶带机、井底车场、井下底板最高点标高处等设调度电话，井下电话采用本安型电话机。9、供水消防系统矿井地面设有静压消防洒水水池，容量600m3。在井底和井底车场连接处、机电硐室等附近，均设置消火栓，并在设置消火栓处同时存放有水龙带2条和DN15 mm的胶带输水管以及连接管件。另外，运输大巷、运输顺槽每隔50 m、轨道巷每隔100 m设置带有DN50阀门和三通1套，平时用于冲洗巷道，发生火灾时可替代消火栓用，运输大巷、运输顺槽、轨道巷管路均采用DN50的无缝钢管。井底煤仓、各转载点设置了洒水器。工作面进风巷、回风巷、总进风巷、总回风巷设置了风流净化水幕。10、井下人员考勤定位系统为确保煤矿井下作业人员安全，自动检测下井时间、路径、作业地点等相关信息，设计采用KJ125型井下人员定位跟踪管理及考勤管理系统。由地面监控室、传输系统、井下定位分站及无线信息采集设备组成。地面监控室配置监控主机1台，服各器1台，数据传输接口1台，打印机1台，显示器1台，机房避雷器1台，不间断电源1台，监控系统软件1套。地面至井下传输电缆采用四芯矿用阻燃通信电缆，井下主要巷道设置现场总线，在井口房、井底车场等候室，井下采掘工作面作业点设置井下定位分站。四、矿井周边矿井情况井田内无其它小煤矿开采，井田位于山西兰花科创股份有限公司伯方煤矿井田内东北部，高良煤业东南部与山西兰花高平百盛煤业有限公司相望。1、山西兰花科创股份有限公司伯方煤矿该矿始建于1980年，1993年投产，井田面积为27.5092km2，批准的可采煤层为3号、9号、15号煤层。现开采3号煤层，设计生产能力1.8Mt/a。矿井目前的生产盘区为一盘区和二盘区，一盘区现布置有3116综放工作面、3112备用工作面，3109运输顺槽和回风顺槽综掘工作面正准备开掘；二盘区现布置有3203综放工作面，3207运输顺槽和回风顺槽综掘工作面正准备开掘。2、山西兰花高平百盛煤业有限公司山西兰花高平百盛煤业有限公司位于井田东部，由原山西高平王报煤业有限公司、山西高平百胜煤业有限公司和山西高平宝塔煤业有限公司整合而成。山西高平百盛煤业有限公司设计生产能力为900kt/a，井田面积6.9097 km2，批准的可采煤层为3号15号煤层。矿井四邻情况见相邻矿井关系位置图1-1-1。第二节 采区概况一、采区在井田中的位置该矿井田剩余采区为井田西部的二采区，现布置生产采区为二采区，在井田的西部，布置综放工作面位于采区西部的3206综放工作面。二、采区可采储量和服务年限二采区剩余保有储量约为608万吨，可采储量为267万吨，服务年限约为4.3年。三、采区巷道布置及装备情况二采区布置为两翼开采，布置有采区运输大巷和采区回风大巷。运输大巷部分半圆拱断面，料石砌碹支护，净宽4m，直墙高度1.2m，净断面积为11.08m2，运输大巷部分半圆拱断面，料石砌碹支护，净宽3m，直墙高度1.0m，净断面积为6.53m2，运输大巷部分为矩形断面，宽4.2 m，高2.9 m，断面积为12.18 m2；回风大巷部分梯形断面，12号工字钢棚支护，上宽2.8 m，下宽3.2，净高2.5m，净断面积为7.5m2，回风大巷部分为矩形断面，宽3.6 m，高2.7 m，断面积为9.72m2；3206运输顺槽采用锚网支护，矩形断面，净断面积为8.88m2，净宽3.7m，净高2.4m，沿着煤层底板布置；3206回风顺槽采用锚网支护，矩形断面，净断面积为8.88m2，净宽3.7m，净高2.4m，沿着煤层底板布置。大巷运输采用DSJ80/2×30型伸缩式胶带运输机运输煤炭，电机功率为2×30kW，输助运输采用JD-1型调度绞车牵引矿车运输，电机功率为11.4kW。四、采区生产系统1、运煤系统3206回采工作面的煤由工作面前后部刮板输送机经过运输顺槽转载机、破碎机至3206运输顺槽DSJ80/2*30型可伸缩胶带输送机和运输大巷胶带输送机（DSJ80/2*30，30kW），再经上仓胶带巷胶带输送机（DSJ80/2*30）转至主立井箕斗运至地面。2、辅助运输系统3206工作面所需的设备及材料，由副立井、井底车场、联络巷（人工推车）、运输大巷、联络巷、3206回风顺槽运至3206工作面。3、采区通风新鲜风主立井（副立井）运输大巷运输顺槽3206工作面。乏风3206回风顺槽回风大巷回风立井地面。4、采区排水根据提供的二采区及3206工作面地质情况说明，预测3206工作面正常涌水量10m3/h左右，最大涌水量20m3/h。3206工作面、运输顺槽和回风顺槽的积水汇集至顺槽低洼处，由低洼处小水泵排至运输大巷临时水仓，由小水泵排至中央水仓，顺槽和大巷临时水仓小水泵型号为BQW25-40-5.5，电机功率为5.5kW，排水能力20m3/h，额定电压为660V，再由中央水泵房主水泵排至地面。5、采区供电采区变电所利用已有KBSG-800/10/0.69kV，800kVA型和KBSG-630/10/0.69kV，630kVA矿用隔爆干式变压器各一台供回采和掘进工作面除局扇以外的设备用电；另有 KBSG2-T-100/10/0.69、KBSG-100/10型变压器各一台，专供局部扇风机供电，形成“三专、两闭锁”供电。第三节 地质特征结合矿方现开采采区巷道揭露情况及地质报告说明书，现将开采的二采区采区地质特征介绍如下：一、采区地层根据区域地层及井田钻孔以及现有采区巷道所揭露的资料，井田自下而上主要为奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、二叠系下统下石盒子组、二叠系上统上石盒子组以及第四系中、上更新统等。现叙述如下：1、奥陶系中统峰峰组（O2f）为含煤地层之基底，埋藏于井田深部。岩性为灰、深灰、青灰色中厚状、厚层状石灰岩，夹灰黄色、黑灰色泥灰岩，含次生黄铁矿，具节理，节理面常被方解石充填，厚度一般100m。2、石炭系中统本溪组（C2b）平行不整合于下伏奥陶系中统峰峰组地层之上，地层厚3.5016.50m，平均13.00m。主要由砂岩、粉砂岩及铝质泥岩组成，底部含一层透镜状局部为团块状的铁铝矿层，俗称山西式铁矿。该组地层由于沉积于古风化壳上，故厚度变化较大。3、石炭系上统太原组（C3t）连续沉积于下伏本溪组之上，自太原组底部k1中细粒砂岩至k7砂岩底，地层厚71.0086.00m，平均厚81.00m。，为本区主要含煤地层之一。主要由灰黑色、黑色泥岩，灰黑色、灰色中细粒砂岩，粉砂岩夹石灰岩及煤层组成，为一套海陆交互相含煤沉积建造，沉积厚度较稳定。共含煤4层，其中15号煤层位于该组下部，为本区稳定可采煤，9号煤层位于该组上部，局部可采。4、二叠系下统山西组（P1s）连续沉积于太原组之上，为区内主要含煤地层之一。主要由灰色、深灰色中细粒砂岩夹黑色泥岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成，沉积厚度稳定。本组厚度43.0060.00m，平均47.00m。5、二叠系下统下石盒子组（P1x）连续沉积于山西组地层之上，井田内中部及北部见出露，为陆相沉积，K8砂岩底至K10砂岩底，本组厚度78.00109.00m，平均厚95.00 m主要由黄绿色中细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、铝土质泥岩组成。下部泥岩颜色为灰黑色，向上渐变为黄绿色，到顶部为紫红色含铁质鲕粒铝土质泥岩，其层位俗称“桃花泥岩”，稳定而特征明显，为本区上、下石盒子组地层分界的辅助标志，与下伏山西组地层呈整合接触。6、二叠系中统上石盒子组（P2s）主要岩性为黄色、紫色泥岩与中粗粒砂岩互层，底部为灰白色含砾粗砂岩，保留最大厚度约156m。井田西北部大面积分布。7、第四系（Q）中更新统离石组黄土，厚012m，平均厚10.0m，其上部为黄色粉质粘土、砂士等组成，含钙质结核与砂砾石，与下伏地层呈角度不整合接触。井田内大面积分布。二、构造受区域地质构造的控制和影响，井田内的地层总体走向北东，倾向北西，地层倾角不大，大部地段为46°。井田内有断层两条，另外，在井田的东南角发育有一个陷落柱。除此之外，未发现其它地质构造。综述井田构造属简单类。F1断层（北河村正断层）：发育于井田的西南部，呈弓背形，在矿界处走向N81°E，在45号孔南为S74°E，倾向NWNE，倾角75°，落差在井田外>10m，在井田内<5m，消失于627孔附近。断层全长4200m，景田内延伸长度为770m。F2断层（松村山正断层）：走向N68°EN54°E，倾向NW，倾角73°，南部落差10m，北部落差5m，在井田内落差为7m，断层全长2000m。在井田内延伸长度为700m。地表断层附近岩性为P2S杏黄色夹紫红色斑块的长石石英砂岩与紫红、灰黄色粉砂岩、砂质泥岩。X1陷落柱：以3号煤层底板等高线图为准，其位于627孔东南部70m处，长轴近百米，短轴约80m。以上构造对本次设计的3206工作面无影响。三、煤层及煤质1、本次设计开采3号煤层，现对3号煤层介绍如下：位于山西组底部，下距K7砂岩6.20m，为全区厚度最大的煤层。厚度4.305.40m，平均5.1m。该煤层全区稳定可采。可采性指数（km）为1，厚度变异系数（）为11.2%。下距9号煤顶49.69m，井田东西部均有煤层露头。该煤层结构简单，一般含1层泥岩夹矸。井田北部顶板以泥岩、砂质泥岩为主，中部以粉砂岩为主，南部以泥岩为主，西南部为中砂岩顶板。顶板裂隙比较发育，局部发育薄层泥岩伪顶。底板岩性为灰黑色泥岩，局部为粉砂岩。厚6.70m。2、煤质（1）物理性质3号煤层：黑灰黑色，似金属、强玻璃光泽，均一或条带状结构，层状、块状构造，内生裂隙发育，硬度34级。宏观煤岩组分以亮煤为主，镜煤次之，夹暗煤及丝炭条带，为光亮型煤。容重1.45t/m3。（2）煤的化学性质、工艺性能据山西省煤炭工业局综合测试中心于2008年编制的3号煤层的检验报告。结果如下：3号煤层（原煤）水 分（Mad）： 原煤0.60；灰 分（Ad）： 原煤15.35；挥发分（Vdaf）： 原煤11.60；视密度1.45（t/m3），硫分：0.34。（3）煤类及工业用途评价采区内3号煤层为低灰、特低硫、高热质、高熔灰分（ST）、高强度之无烟煤，为良好的动力用煤和一级合成氨气化用煤。（4）煤的风化氧化在本采区范围内无煤的风化氧化现象。四、水文地质条件1、含水层矿区位于延河泉域岩溶地下水系统的东北部，为埋藏型隐伏岩溶区，井田外东北部有中奥统灰岩小面积出露，接受降水渗入补给，井田北部有一季节性漳河，井田内出露第四系松散层和上石盒子组地层。井田内未施工专门水文地质孔，但紧邻井田南部约2km处有608、617号和井田西南部1.2km处有43号水文地质孔，分别山西组砂岩进行了抽水试验。中奥陶统碳酸岩含水层组据区域水文地质资料，峰峰组灰岩含水层岩溶裂隙较发育，但富水性较差，上、下马沟组灰岩含水层是主要富水含水层，推测本区奥灰水位标高约683m，为H.S-C.M型水，由于奥灰岩溶水水位埋藏较深，开采奥灰岩溶水困难。太原组层间灰岩裂隙岩溶含水层组该含水层主要由K2、K3、K4、K5灰岩组成，K2灰岩是直接充水含水层，K2灰岩厚度约10m，据608和617号孔抽水试验资料，太原组灰岩水位标高730.08764.31m，钻孔单位涌水量0.00270.017L/s.m，渗透系数0.02710.213m/d，属富水性弱含水层组。碎屑岩类砂岩裂隙含水层组该含水层组主要由基岩风化壳、K8、K9砂岩及3号煤层顶板砂岩组成，据43孔抽水试验结果，风化壳裂隙水位标高874.91 m，单位涌水量0.0595 L/s.m，渗透系数0.535m/d，据608号和617号孔抽水试验结果，山西组砂岩裂隙水水位785.17878.13 m，钻孔单位涌水量0.000510.0145 L/s.m，渗透系数0.00620.090 m/d，属富水性弱含水层组。第四系松散岩类砂砾石孔隙含水层组松散岩类孔隙水主要分布于漳河沟谷地，主要含水介质为砂砾石层，地下水受降水季节影响较大，就近开采孔隙水能解决用水需求。2、隔水层15号煤以下及本溪组隔水层组主要由铝土泥岩、泥岩及砂质泥岩组成，地层厚度约15m，其中铝质泥岩厚4m左右，构造裂隙不发育，隔水性能良好，构成奥灰含水层的直接隔水顶板。各标志层（砂岩及灰岩）沉积厚度稳定，其间沉积的泥岩、砂质泥岩也稳定，构造裂隙不发育，钻进中洗液消耗小，构成各含水层间良好的隔水层组。3、充水因素分析（1）大气降水：大气降水通过不同成因的基岩裂隙及松散堆积物孔隙在裂隙沟通的情况下进入矿坑，成为矿坑充水的间接但重要的补充来源。矿坑涌水量受降水的季节变化影响，具明显的动态变化特征，且有延后特征。（2）采空区积水：在采区南部存在有采空区，可能存蓄着地下水。在矿坑顶板岩石冒落导水裂隙带或地质构造等不同沟通渠道的作用下，可对该采区的煤层矿坑产生不同程度的充水。（3）含水层地下水：采区矿坑顶板冒裂带将沟通其影响高度范围内各含水层之间的水力联系，使地下水进入矿坑，成为矿坑充水的主要来源。在开采过程中也不排除在特殊构造部位（如隐伏断裂构造）的越层补给。4、矿井涌水量及预测该矿现开采3号煤层，矿井涌水量不大，采用3寸泵抽水，排水能力50m3/h，每日抽67h，矿井正常涌水量一般为33.542m3/h；主要为顶板淋水以及采空区积水。涌水量受产量、采空区扩大的影响不大，主要受雨季影响，在雨季期及延后的半月内，矿井涌水量增大，涌水量可达1600m3/d，即为67m2/h。5、工作面水文地质条件3206综放工作面位于二采区西北部，井下标高+610m+660m，东邻3204工作面保护煤柱，西邻3208工作面实体煤，北接北部矿界，南邻大巷及采空区。3206工作面地表为荒坡和山地，地面标高+900m+930m。3206工作面地表有一条季节性的南河沟，溪流流量受季节性影响甚大，雨季有洪水流过，干旱时流量甚少或近于干涸。发育的主要沟谷为“V”字型冲沟，一般无水流，若遇雨季，常有洪水流过。3206回采工作面井下标高+610m+660m，奥灰水水位标高+683m，高于工作面3号煤层底板标高，存在带压开采的可能性。根据晋城市煤炭地质勘探队提供的地质报告计算出该采区的工作面突水系数为0.019MPa/m，低于受构造影响地段的临界突水系数经验值0.06MPa/m，又3号煤层下距奥陶系灰岩顶界达96.75m，其间有多层隔水层，在正常情况下奥灰岩溶水不会对该工作面形成突水危险。五、瓦斯、煤尘及煤的自燃1、瓦斯根据晋煤安发2010532号文关于晋城市2009年度30万吨以上（含30万吨）煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复，山西高平高良煤业有限公司瓦斯绝对涌出量1.89m3/min，瓦斯相对涌出量4.01m3/t，二氧化碳绝对涌出量0.95m3/min，二氧化碳相对涌出量2.025m3/t，鉴定为低瓦斯矿井，无煤与瓦斯突出危险性。根据3204回采工作面设计，设计的3204回采工作年产量为30万吨/年，工作面瓦斯涌出量为0.17m3/min。预测3206回采工作面生产能力达到45万吨/年时，工作面瓦斯涌出量为0.25m3/min。2、煤尘、煤的自燃根据山西省煤炭工业局综合测试中心2008年9月20日对该矿3号煤层工作面进行了煤尘爆炸性和煤的自燃性试验，结果为：煤尘无爆炸危险性，3号煤属不易自燃煤层。3、地温据对矿井及邻近生产矿井的调查，参考区域资料，矿井范围及邻近煤矿均未发现地温和地压异常现象，该井田应属地温和地压正常区。六、临近老窑及采空区积水、积气情况采区周边无老窑存在，二采区除南部有采空区之外，其他周边无采空区存在，西临矿区西部边界，东临3204回采工作面，北部为矿界，除南部采空区外，其他地点不受采空区影响。在采区南部已采的3201工作面采空区，可能存在有积水积气情况。七、采区煤层及构造揭露情况、采区水文地质条件根据采区巷道揭露，煤层厚度4.305.40m，平均5.1m，该煤层结构简单，一般含1层泥岩夹矸。井田北部顶板以泥岩、砂质泥岩为主，中部以粉砂岩为主，南部以泥岩为主，西南部为中砂岩顶板。顶板裂隙比较发育，局部发育薄层泥岩伪顶。底板岩性为灰黑色泥岩，局部为粉砂岩。厚6.70m。根据实际水文地质调查，采区水文地质条件较简单，主要为顶板淋水，来源为顶板砂岩含水层的水，由于采区煤层埋藏较深，地表水影响不大。根据揭露情况，断层导水性弱，根据矿方预测，工作面正常涌水量约10m3/h，最大涌水量20m3/h。八、开采煤层顶底板岩性及岩石物理力学实验数据、煤层强度及节理裂隙发育情况根据采区开拓和回采揭露，该矿3号煤层的直接顶为深灰色粗粉砂岩，质较坚硬，直接顶上部有一层0.2m左右的伪顶，直接顶平均厚度2.0m，可以做到随采随冒，直接顶容重2.55gcm-3，单轴抗压强度为28.76MPa，单轴抗拉强度为2.84MPa；老顶为平均厚为灰白色中厚层细粒砂岩，容重2.67gcm-3，单轴抗压强度为35.15MPa，单轴抗拉强度为3.14MPa。3号煤层的底板为砂质泥岩，含有植物根、茎化石及炭质碎屑，一般厚为2m。岩石的单向抗压强度在24.94MPa，单轴抗压强度为3.06MPa。3号煤呈黑色、灰黑色，具阶梯状、贝壳状断口，内生裂隙发育，极脆易碎，块状、层状构造，煤岩组分以亮煤为主，夹有镜煤条带和少量暗煤。亮煤以玻璃光泽呈条带分布，镜煤为金刚光泽，结构均一，内生裂隙发育，呈小块状，多充填方解石或黄铁矿，暗煤光泽暗淡，硬度、比重均较大，具韧性，为光亮型煤。第四节 放顶煤工作面基本情况一、放顶煤工作面位置3206综放工作面位于二采区西北部，井下标高+610m+660m，东邻3204工作面保护煤柱，西邻3208工作面实体煤，北接北部矿界，南邻大巷及采空区。3206工作面地表为荒坡和山地，地面标高+900m+930m。二、工作面情况说明根据工作面钻孔柱状图及巷探，3204工作面煤层平均厚度5.1m，倾角46°，属近水平煤层。根据估算，3609回采工作面可采储量约33.8万吨，实际可采出量约29万吨，工作面服务年限为8月。根据工作面煤层厚度5.1m，采高厚度2.2m，放顶煤厚度2.9m，故采放比应为：1：1.32。本次设计工作面为3206工作面，该工作面长度为120m、运输顺槽长度387m，回风顺槽走向长度423m，循环进度取0.6m，日进2.4m。年工作天数按330天计算，正规循环率取0.8。工作面生产能力由下式计算：Ac=Lc×Hc×M×N×IC×D×k×rAf=Lf×Hf×M×N×If×D×k×r式中：A回采工作面年产量，Kt；Ac回采生产能力，Kta；Af放顶煤生产能力，Kta；Lc工作面回采长度，120m；Lf工作面放煤长度，114m；Hc工作面回采高度，2.2m；Hf放顶煤高度，2.9m；M日循环数，4个d：N工作面循环进尺，0.6m循环：Ic回采采出率，97；If放顶煤采出率，85；D年工作日，330d；K正规循环率，0.8；r3号煤容重，1.45tm3。AC=120×2.2×0.6×4×0.97×330×0.8×1.45=235KtaAf=114×2.9×0.6×4×0.85×330×0.8×1.45 =258KtaA采=Ac+Af=235+258=493Kta满足年产450kt的要求。矿井满足采掘衔接掘进年总进尺约为1800m，井下共装备一个炮掘、一个综掘工作面，根据矿方提供，炮掘进月以150m/月计算，综掘进月以200m/月计算，则年掘进总进尺约3080m，能满足采掘衔接要求。第二章 回采工作面布置及采煤方法第一节 工作面布置一、工作面布置方式设计回采的3206工作面为“U”型的布置方式。共布置两条顺槽：3206运输顺槽和3206轨道回风顺槽。其中：运输顺槽担负进风和煤炭运输任务；回风顺槽担负回风和辅助运输任务。3206运输顺槽、3206回风顺槽层位关系为：3206运输顺槽和回风顺槽均沿底板掘进。二、煤柱的留设3206工作面回风顺槽西侧与3208工作面留设20m区段保安煤柱；3206工作面运输顺槽东侧与3204工作面留设20m区段保安煤柱；3206工作面北部与矿界留设20m保安煤柱；3206工作面停采线与区段运输巷留设30m保安煤柱。三、巷道的支护形式1、运输顺槽及回风顺槽支护形式：锚杆锚索金属网联合支护运输顺槽和回风顺槽净宽3.7m，净高2.4m，锚杆金属网联合支护。顶锚杆布置：锚杆间距925mm，排距1000mm，顶锚杆距帮350mm，安设角度向外与垂直方向成20°角，其余与顶板垂直布置，采用钢筋托梁和托板固定。锚杆为15.24×5200mm，每排一根，排距为3m，杆尾螺纹M22；托板为钟型加球垫，规格为120×120×8mm；钢筋托梁为14的钢筋焊接，规格60×3100mm。锚索型号为20×2200，锚杆固定采用树脂加长锚固，锚固剂型号Z2360和S2360各一卷，锚固长度1200mm。帮锚杆布置：锚杆间距950mm，排距1000mm，巷帮两侧最上端锚杆距顶700mm，安设角度向上与水平方向成20°角，其余与巷帮垂直布置，采用钢筋托梁和托板固定。工作面侧锚杆为18×2000mm玻璃钢锚杆，杆尾螺纹M18。锚杆固定采用树脂加长锚固，锚固剂型号Z2360和S2360各一卷，锚固长度600mm。2、切眼支护形式：锚杆+钢筋托梁+金属网+锚索联合支护（1）顶板支护：锚索锚杆钢筋托梁金属网联合支护切眼掘进宽度为5.5m，掘进高度为2.4m。锚杆布置：锚杆间距950mm，排距1000mm，每排6根，切眼两侧巷帮顶锚杆距帮250mm，安设角度向外与垂直方向成20°角，其余与顶板垂直布置 ，采用钢筋托梁和托板固定。锚杆为20×2200mm，杆尾螺纹M22；托板为钟型加球垫，规格为120×120×8mm；钢筋托梁为14的钢筋焊接，规格60×3100mm，两端安设锚杆位置各焊两根加强纵筋。锚杆固定采用树脂加长锚固，锚固剂型号Z2360和S2360各一卷，锚固长度1200mm。锚索布置：锚索规格15.24×7200mm，采用梅花形布置。布置方式为三、二式，一排三根（配合250×250×16mm的钢托板和长250mm的14#槽钢梁），一排二根交错布置，间距1800mm，排距850mm，每隔一排打一排锚索，达到排距要求后应及时进行打注，严禁滞后。锚固方式为端头锚固，锚固剂型号Z2360和S2360各一卷，锚固长度为1500 mm。顶部金属网：采用12#铁丝编制而成的3300mm×1000mm的菱形金属网（网孔为40×40 mm）。 （2）巷帮支护锚杆布置：锚杆间距950mm，排距1000mm，每排2根，巷帮两侧最上端锚杆距顶700mm，安设角度向上与水平方向成20°角，其余与巷帮垂直布置 ，采用钢筋托梁和托板固定。工作面侧锚杆为18×2000mm玻璃钢锚杆，杆尾螺纹M16；老空侧锚杆为18×2000mm普通圆钢，杆尾螺纹M18；托板为钟型加球垫，规格为120×120×8mm；钢筋托梁为14的钢筋焊接，规格60×2000mm，两端安设锚杆位置各焊两根加强纵筋。锚杆固定采用树脂加长锚固，锚固剂型号Z2360和S2360各一卷，锚固长度600mm。巷帮金属网：采用12#铁丝编制而成的2500mm×1000mm的菱形金属网（网孔为40×40 mm）。四