最新双鸭山煤矿设计.docx

最新双鸭山煤矿设计.docx

《最新双鸭山煤矿设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新双鸭山煤矿设计.docx（72页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

最新双鸭山煤矿设计

双鸭山煤矿设计

摘要

本设计为岭东煤矿1.8Mt/a设计。

岭东矿井田地质构造简单，煤层倾角18o～23o。

煤种以焦煤为主。

井田内共有5层可采煤层，煤层总厚13m，井田面积14km2。

可采储量182.99Mt，矿井设计服务年限72.6a。

岭东煤矿采用双立井、划分两个水平，一个工作面达产。

采用集中大巷布置，大巷采用10t架线式电机车牵引3t底卸式矿车运输，采煤方法走向长壁采煤法，采空区处理方法为全部垮落法，主井采用多绳箕斗提升，副井采用刚性组合罐笼提升，“四-六”工作制。

岭东煤矿属于低瓦斯矿井，采用两翼对角抽出式通风。

关键词：

立井开拓；上山；综合机械化采煤工艺

Abstract

ThisdesignforLingDongcoal1.8Mt/adesign.Lingdongminegeologicalstructuresimple,seamdipangle180~230.Coalforcokingcoal.5layerminingcoalseamintheminefield,totalthicknessofcoalseam13mmineareaof14km2.Recoverablereservesof182.99Mt,lifeofminedesign72.6a.Lingdongcoalwithtwinshaft,dividedintotwolevels,aworksurfaceproduction.Centralizedlayout,mainroadwayusing10Toverheadlineelectriclocomotivetraction3Tbottom-unloadingminecartransport,coalminingmethodsoflongwallminingmethod,methodofgoafdisposalmethodforallfailing,multiropeofmainshaftskiphoisting,userigidcompositecagehoistinginauxiliaryshaftof"four-six"work.Lingdongcoalminebelongstothelowgasmine,exhaustventilationwingdiagonal.

Keywords:

verticaldevelopment;Hill;fullymechanizedminingtechnology.

摘要I

AbstractII

第1章井田概况及矿井建设条件0

1.1井田概况0

1.1.1交通位置0

1.1.2地形地貌1

1.1.3地面水系1

1.1.4气象特征1

1.1.5地震情况1

1.1.6地区经济概况1

1.1.7矿区开发简史2

1.1.8地面建（构）筑物及设施2

1.2矿井外部建设条件及评价2

1.2.1运输条件2

1.2.3水源条件2

1.2.4其它建设条件3

1.3矿井资源条件3

1.3.1地层3

1.3.2构造4

1.3.3煤层4

1.3.4煤质5

1.3.5水文地质7

1.3.6其他开采技术条件7

1.3.7储量7

1.4井田勘查程度及开采条件评价8

1.4.1地质勘探程度8

1.4.2地质勘探评价8

第2章矿井资源/储量、设计生产能力及服务年限10

2.1井田境界及资源/储量10

2.1.1井田境界10

2.1.2资源储量10

2.2矿井设计生产能力及服务年限14

2.2.1矿井工作制度14

2.2.2矿井设计生产能力14

2.2.3矿井设计服务年限16

第3章　井田开拓17

3.1开拓方式及井口位置17

3.1.1井口位置及工业场地选择的原则和主要因素17

3.1.2矿井开拓方案的选择17

3.2开拓部署35

3.2.1井筒形式和数目35

3.3.2　井筒位置及坐标35

3.2.3水平划分及标高35

3.2.4石门、大巷布置35

3.2.5煤层开采顺序37

3.2.6采区划分与接替37

3.3井筒39

3.3.1井筒净断面（或净直径）及布置39

3.3.2井筒施工方法42

（1）普通法42

3.3.3井壁结构43

3.3.4井筒延深的初步意见43

3.4井底车场及硐室44

3.4.1　井底车场形式的确定及论证44

3.4.2　井底车场主要硐室45

专题瓦斯抽采方法研究与措施46

岭东煤煤矿瓦斯涌出量比较大，威胁着矿井安全生产。

开展了岭东煤矿瓦斯抽采技术研究，设计了瓦斯抽采方案，并在实践中解决了瓦斯抽采问题，对保障矿井安全起到了重要作用。

本文研究了岭东煤矿煤层瓦斯含量及分布规律，建立了采空区上履层顶板裂隙带模型。

通过钻孔研究确定集贤煤矿5层采空区上履裂隙带裂隙带高度，据此确定仰角钻孔的终孔高度不要超过此高度为3～12米，终孔距隔离煤柱的距离为10～35米，当钻场间距为40米时，其钻孔长度为120米。

确立了高瓦斯工作面采用下行通风时瓦斯抽放的方法，研究了邻近层瓦斯斜角钻孔抽采、本煤层瓦斯扇形钻孔抽采、隅角瓦斯仰角钻孔抽采、工作面采空区埋管抽采、掘进过程中的瓦斯抽采等抽采技术方案，通过多种方法联合使用，取得了良好的瓦斯抽采效果。

46

1.1井田概况与背景及意义47

1.1.1井田概况47

1.1.2本课题研究的背景及意义47

1.2研究现状及发展趋势48

1.2.1煤岩瓦斯渗流和煤层卸压瓦斯抽放研究现状48

1.2.2采动覆岩移动变形及裂隙演化研究现状49

1.2.3矿井瓦斯抽放方法研究现状50

1.2.4瓦斯抽采技术53

1.2.5研究存在的问题57

1.3研究方法与技术路线57

1.4瓦斯赋存及运移规律58

1.4.1矿煤层瓦斯含量58

1.4.2煤层瓦斯运移规律58

1.5采空区瓦斯分布规律61

1.5.1采空区瓦斯分布规律61

1.5.2封闭区瓦斯分布规律62

1.6防治煤矿瓦斯爆炸的措施62

1.7加强煤矿瓦斯综合治理和利用的一些要求64

1.8结论65

开展了双鸭山矿业集团集岭东矿瓦斯抽采技术研究，设计了瓦斯抽采方案，并在实践中解决了瓦斯抽采问题，对保障矿井安全起到了重要作用。

通过本文研究得到以下结论：

65

致谢66

参考文献67

第1章井田概况及矿井建设条件

1.1井田概况

1.1.1交通位置

岭东煤矿位于双鸭山矿区西部，距双煤公司约12km，行政区划属

黑省双鸭山市岭东区管辖。

即地理位置为：

东经130°30′00＂～130°31′00＂

北纬45°46′00＂～45°47′00＂。

矿区内有矿用铁路专用线与勃七线，牡佳线接轨。

公路可通往桦南、佳木斯、双鸭山、宝清、密山、鸡西、勃利、依兰和哈尔滨等市县。

铁路交通、公路交通十分方便。

岭东煤矿交通位置，见图1-1。

图1-1交通位置图

1.1.2地形地貌

本区位于双鸭山市煤田东部，三面为低山区，西为西石山、南为洪涛山、东南为口泉山脉。

本井田内为低山丘陵地形，地势东南部高，西北部低，黄土梁及“V”字型沟谷发育。

本区最高点1709m，位于井田东南部，最低点在七星河河床，标高1412m，相对高差297m，一般地形标高1450～1600m。

1.1.3地面水系

双鸭山岭东矿发源于本区南部山区，为倭肯河支流，河宽20米左右，水深0.30米左右，平常期流量为0.5-1.5立方米/秒，洪水期流量为10-200立方米/秒，属季节性河流。

1.1.4气象特征

本区属于湿润温带大陆性季风气候，常年受季风和西伯利亚寒流影响，因此温度变化差异大，冬季长而寒冷，夏季短而温暖，春秋两季气候变化多变。

昼夜温差大。

一般日温差20℃。

降水主要集中于7、8、9三个月，多年平均降水量为409.7mm，年最小降水量259.3mm，极端降雨量32.6mm（1976年9月20日），相对湿度53％。

年平均蒸发量为1787.6mm，其中4～7月蒸发量大，最大日蒸发量21mm西北风几乎贯穿全年，4、5月份风力最大，多年平均风速2.8m/s，最大风速20m/s（1979年4月30日东北风）。

平均8级以上大风日数20.1天，最多达36天（1979年），沙尘暴平均6.2天/a。

冰冻期：

每年结冰期从11月至翌年4月，年平均168.6天，最大冻土厚度1860mm（1993年10月连续13天），最大积雪厚度220mm。

1.1.5地震情况

双鸭山市位于东北地震区大，小兴安岭地震带之间，根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），根据国家地震局资料，岭东矿及其邻区地震裂度在5°以下，地震设防烈度为Ⅶ度。

1.1.6地区经济概况

2013年，岭东区生产总值实现8.8亿，比上一年增长35%；公共财政预算收入实现1亿元，比上年下降33.6%；规模以上生产增加值完成1.47亿元，增长8.2%；城镇居民人均收入实现12644元，增长10.6%。

对外贸完成388万美元，增长40%。

全区招商引资完成6.22亿元。

1.1.7矿区开发简史

双鸭山矿业集团生产矿井8对，本井田没有正在生产、建设及停闭个矿井，更没有小煤窑。

但在井田外的西南方约15km处有正在生产的双鸭山矿业集团矿，西南约18km处有集贤升平小煤矿。

岭东煤矿采用立井开拓，设计生产能力1.8Mt/a，一水平标高为-320m，目前正开采48#，58#，63#,65#和67#五个煤层，共布置三个采区。

矿井的正常涌水量为104m3/h，最大涌水量为186m3/h，矿井瓦斯不大，属于低瓦斯矿井。

1.1.8地面建（构）筑物及设施

岭东矿区位于黑龙江省东部，行政区划涉及双鸭山市所辖矿区、四方台区、岭东区、宝清县和集贤县。

矿区资源范围涵盖整个双鸭山煤田，属国家大型煤炭基地黑龙江东部煤炭基地规划区。

1.2矿井外部建设条件及评价

1.2.1运输条件

矿区内有矿用铁路专用线与勃七线，牡佳线接轨。

公路可通往桦南、佳木斯、双鸭山、宝清、密山、鸡西、勃利、依兰和哈尔滨等市县。

铁路交通、公路交通十分方便。

1.2.2电源条件

双鸭山地区现有区域变电站两座及正在兴建的小型核发电厂一座。

在矿区总体设计阶段，供电电源方案已与达成协议。

所以，供电电源容易解决。

1.2.3水源条件

井田及附近第四系松散层中均含有不同程度的潜水，为当地的主要饮用水源。

根据《双鸭山煤矿集团有限责任公司岭东矿井水资源论证报告》（双鸭山市水资源技术开发服务公司，2008.7），岭东矿井、铁路专用线及选煤厂生产用水利用本矿井下排水。

地下含水量还算丰富，供水水源充足。

1.2.4其它建设条件

本井田范围内分布多处村庄，对井下煤炭开采有一定影响，但是由于拆迁难度较大，设计仅对初期开采影响较大的王冒庄和桂里窑两个小村庄考虑搬迁，其他村庄暂按留设安全煤柱考虑，不搬迁。

矿井建设所需砖、白灰、碎石、料石等建材均可当地解决；所需钢材、高标号水泥、木材等需由外地购置。

1.3矿井资源条件

1.3.1地层

岭东矿区位于双鸭山盆地北部条带东端，基底是元古界麻山群，含煤层为中生界上侏罗纪鸡西群，井田煤层倾角在21º左右，都为单斜构造，局部有四个断层。

应附地层特征表，并符合表1-1的规定。

区域地层特征，见表1-1。

表1-1地层特征表

界

系

统

组

符号

厚度/m

岩性变化情况

新生界

第四系

海拉尔组

Qh

6-57

上部为黑色腐植土和黄色风成砂，下部为粘土，亚粘和砂砾。

中生界

白垩系

下

统

伊敏组

K1ym

33-250

主要为泥岩和粉砂岩，夹细、中、粗砂岩、煤层及碳质泥岩。

与下部地层整合接触。

大磨拐河组

K1d

20-220

为主要含煤组，含4个煤层，编号为：

48#、58#、63#、65#煤层。

梅勒图组

K1m

50-370

上为泥岩、砂岩和薄煤层，中为中基性熔岩，下为泥岩夹玄武岩和薄煤层。

龙江组

K1lj

50-120

上部为凝灰碎屑岩，下部为中酸性熔岩。

古生界

泥盆系

上泥统

大民山组

D3d

不详

主要为蚀变安山岩、酸性熔岩、薄层凝灰岩、凝灰质砂岩。

1.3.2构造

1、井田地质构造特征

岭东煤矿属于侏罗纪晚期，含煤地层形成。

沉积前的古构造以及后来的燕山运动都对煤层起了一定的控制作用。

在煤田形成之后，南北压力进一步加强。

2、断层

岭东煤矿井田范围内主要地质构造为断层，其中断层有3个，铅直断距在20m左右，主要断层特征，见表1-2。

表1-2主要断层特征表

序号

断层名称

断层性质

断层产状

区内走

向长度

（m）

控制程度

备注

走向

倾向

倾角

（°）

落差

（m）

1

F7

正

WE

SN

60～85

15～50

12～42

可控

可划分采区

2

F14

正

WE

SN

56～80

10～40

12～55

可控

3

F10

正

WE

ES

10～33

3～30

50～65

可控

1.3.3煤层

1、含煤地层

设计矿井具有经济价值的可采煤层均集中于鸡西群城子河组，该组地层总厚度为881.5m，煤层的平均可采厚为2.6m，可采煤层有48#，58#，63#,65#和67#共5个煤层，其倾角在21°左右,平均容重1.4。

2、煤层特征

可采煤层特征，见表1-3。

表1-3可采煤层特征表

煤层名称

煤层全区厚度（m）

煤层可采区厚度（m）

煤层层间距（m）

煤层结构

顶底板岩性

煤层稳定性

煤层容重

最小~最大

平均

最小~最大

平均

最小~最大

平均

夹矸层数

夹矸厚度（m）

顶板

底板

48#

2.7~3.3

3.0

40.5~41.6

41

10~22

16

2

0.35

砂页岩

砂岩

稳定

1.4

58#

2.6~3.0

2.8

36.5~38.6

37

10~16

13

2

0.36

砂岩

砂岩

稳定

1.35

63#

1.9~2.5

2.2

37.5~38.6

38

10~20

15

3

0.34

砂岩

泥岩

稳定

1.4

65#

2.4~2.8

2.6

35~25

30

25~21

23

2

0.34

泥岩

砂岩

稳定

1.4

67#

2.1~2.7

2.4

30~20

25

26~14

20

2

0.34

泥岩

砂岩

稳定

1.4

1.3.4煤质

1、煤类（包括各煤层及其分布规律）；

岭东矿区内的煤层是由高等植物所形成的腐植煤，其肉眼煤岩成份主要是亮煤、暗煤、夹镜煤丝带、岩性较细，主要由粉砂岩、细砂岩、粉细互层、中砂层及煤层组成，仅有较少的粗砂岩，含烁砂岩。

煤层和岩层的物性差异均比较明显，γ─γ曲线在各种岩层反应平直煤层异常反应明显，岩石硬度多数为中等硬度的砂岩类，如煤层柱状图见下图1-2和煤质特征分析见表1-4。

图1-2煤层柱状图

表1-4煤质特征表

煤层名称

水分

Mad

（%）

灰分

Ad（%）

挥发分Vdaf

（%）

硫分St,d（%）

磷分Pd（%）

低位发热量Qnet.ar（MJ/kg）

煤灰软化温度ST（℃）

胶质层最大厚度Y（mm）

黏结指数GR.I

48#

1.80

23.95

33.75

0.27

0.033

28.66

30

12

1/3JM

58#

2.20

23.60

34.20

0.13

0.021

28.90

28

15

1/3JM

63#

1.46

20.40

35.07

0.26

0.054

28.74

27

11

1/3JM

65#

1.92

22.36

35.60

0.19

0.018

26.68

32

18

1/3JM

67#

1.67

23.52

35.79

0.23

0.022

27.58

29

17

1/3JM

1.3.5水文地质

第四系孔隙含水层在全矿广泛发展，除山坡地区较薄外，其余均很厚，发育的规律为：

由南向北逐渐增厚。

水的主要补给来源是大气降水及山区地下水，涌水量为0.715～7L/（s·m）。

岭东矿受大气降水直接补给，岩石风化裂隙不发育，地下水呈裂隙水形式。

已探明含煤地层风化裂隙带总深度在80～100m，而强风化裂隙带在50～60m以内。

对降水的补给与渗透起到到控制作用，使地下水呈承压水出现，地下水补给来源主要是大气降水，水力性质呈潜水状态。

1.3.6其他开采技术条件

1、本矿井煤尘无爆炸危险，且煤层无自燃倾向性，属于低瓦斯矿井。

相对涌出量1.43m3/min，绝对涌出量为2.4m3/min。

2、矿井地温（包括地温梯度、热害状况），应附地温等值线图；

本矿井的恒温带温度为＋5.6°C，深度为20m。

－500m水平的平均地温为19.5°C；－700m水平的平均地温度为25.3°C。

3、煤层顶底板（包括每层直接顶和老顶岩性及稳定性，煤层直接底板岩性及稳定性）。

煤层顶底板岩石主要为粉砂岩和细砂岩。

煤层顶底板条件好，抗压强度一般在500～1100kg/cm2左右。

1.3.7储量

本井田内共见煤层5层，参加资源/储量估算的煤层48#、58#、63#、65#和67#号煤层。

本次资源/储量估算范围平面上是以勘查许可证范围内各可采煤层的赋存范围。

垂向上最高标高为1360m，最低标高为700m。

矿井地质资源量汇总表，见表1-6。

表1-5矿井地质资源量汇总表表

开采水平

煤层

矿井地质资源量（Mt）

（%）

（%）

（331）

（332）

（333）

小计

Ⅰ

48#

17.53

6.53

3.76

27.82

63.01

86.52

58#

15..82

5.93

23.78

25.53

62.62

85.22

63#

16.94

4.04

43.71

24.69

63.56

84.99

65#

16.18

6.96

3.93

27.07

59.98

85.48

67#

15.90

4.99

3.58

24.47

65.06

85.23

合计

82.37

28.45

16.76

127.58

60.93

85.40

Ⅱ

48#

14.12

6.93

3.61

24.66

57.28

85.38

58#

13.94

6.72

3.68

24.32

57.33

84.98

63#

14.18

6.15

3.32

23.65

59.97

85.97

65#

14.01

6

3,35

23.36

59.98

85.68

67#

13.28

5.53

3.29

22.13

59.99

84.99

合计

56.49

31.33

17.88

118.12

59.94

84.87

总计

151.28

59.78

34.64

245.7

61.57

85..9

1.4井田勘查程度及开采条件评价

1.4.1地质勘探程度

自一九八九年至一九九九年经历了普查、精查阶段。

二零零一年十月，双鸭山矿业集团地质队提交了临东煤矿深部精查补充勘探地质报告。

共施工了398个钻孔，总工程量210381.86m，可采煤层点1221个、其中甲级306个、乙级168。

1.4.2地质勘探评价

1、井田构造形态已经查明，井田位于双鸭山煤田东南部，地层走向大致为东西向，倾向北，为一南高北低的单斜构造，地层倾角一般18-24°。

中部树儿里断层组附近断裂构造较发育对开拓布置有较大影响，岩浆岩不发育，地层产状平缓，有陷落柱4个，西部局部有岩浆岩侵入，井田构造复杂程度总体中等。

2、查明了可采48#、58#、63#、65#和67#煤层的厚度、深度、结构、可采范围及变化规律，同时查明了不可采煤层的层数、层位、厚度、结构及赋存特征，可采煤层对比可靠，评价了可采煤层的稳定性和可采性。

3、查明了井田内各可采煤层的煤质特征、工艺性能及其变化情况，确定了煤类，评价了煤的工业利用方向。

井田内各可采煤层以不粘煤为主，含少量的长焰煤和弱粘煤，并以低水分、特低灰～低灰、特低硫～中硫、特低磷～低磷、高～特高热值为特点，是理想的环保型民用及动力用煤。

4、水文地质条件复杂程度中等，矿坑以裂隙含水层直接充水为主、岩溶裂隙水底板间接充水为辅。

即井田水文地质勘探类型为二类二型。

5、查明了井田内各可采煤层顶底板的工程地质特征。

本井田为层状岩类，工程地质条件复杂程度为中等，即三类中等型。

6、通过对区内钻孔简易测温资料的分析，确定井田全区为地温正常区，通过本次地质勘查成果，查明了煤层的瓦斯、煤尘及煤的自燃趋势，井田内煤层瓦斯含量较低，煤尘具爆炸性，煤具有自燃倾向。

综上所述，本区勘查程度为勘探阶段，基本查明了井田总体构造形态，煤层赋存情况及煤类、煤质特征，对水文地质、瓦斯、煤尘、自燃等开采技术条件，并进行了评价；对矿区资源/储量进行了估算，先期开采地段内探明的资源量（331）占本地段总资源量的60.46％，探明的资源量（331）+控制的资源量（332）占本地段总资源量的85.15％，达到《煤、泥炭地质勘查规范》要求。

可以作为现阶段设计依据。

第2章矿井资源/储量、设计生产能力及服务年限

2.1井田境界及资源/储量

2.1.1井田境界

本井田西以F14断层为界与青龙山区和东风矿相邻，东以F7断层为界与新立矿和新兴矿相邻，北部以48#煤层露头线为矿界，南部以67#煤层底板-650m标高地面投影为界与新兴矿相邻。

井田走向5.0km，倾向2.8km，井田面积约14.0km2。

经黑龙江省双鸭山市国土资源局核实，黑龙江省国土资源厅《划定矿区范围名单》审批号（黑国土矿划[2005]127号）的意见，井田范围由8个国家拐点坐标圈定，详见表2-1井田范围拐点坐标表。

表2-1矿井境界拐点坐标表

拐点

坐标

拐点

坐标

X

Y

X

Y

1

5241560

22599900

5

5244265

2259160

2

5242400

22598550

6

5243635

22600030

3

5242965

22598545

7

5243240

22600060

4

5242885

22598309

8

5242910

22600120

开采上限+87m

开采下限-1000m

2.1.2资源储量

1、矿井地质资源量

探矿权登