小峪煤矿东IV盘区4801放顶煤工作面开采设计说明书前 言一、概况山西大同煤矿集团朔州朔煤小峪煤矿（以下简称本井田）位于朔州市怀仁县、小峪镇（原）与新家园镇之间。本井田距怀仁县城25km，行政区划属怀仁县。井田向东14Km处与北同蒲的宋家庄车站相接，铁路编组站并有铁路专线与之相连，西南有左云至应县公路通过，村与村之间有乡镇公路相通，交通十分方便。井田南北宽约4.5km，东西长4.5 km，面积为15.1449 4km2。批准开采山4、2、3、5、8号煤层，生产规模210万t/年，批准开采深度由1430.7m至1220.7m标高。二、设计的主要依据1、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）2、国家安全生产监督管理局和国家煤矿安全监察局令第6号煤矿建设项目安全设施监察规定；3、国务院1982年颁发的矿山安全条例和矿山安全监察条例；4、煤矿安全规程；5、煤炭工业矿井设计规范（GB50215-94）；6、中华人民共和国煤炭法；7、中华人民共和国安全生产法；8、矿山安全法；9、矿井防灭火规范(试行)；10、矿井通风安全装备标准；11、矿井通风安全监测装备使用管理规定；12、煤矿救护规程；13、矿井水文地质规程；14、建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程；15、矿山电力设计规程；16、煤矿井下粉尘防治规范(试行)；17、工业企业设计卫生标准；18、采矿许可证；19、2005年11月由山西省煤田地质115勘查院山西省怀仁县小峪煤矿补充勘探地质报告；20、2008年5月山西省煤炭地质研究所煤自燃倾向性、煤尘爆炸性检测报告工业局综合测试中心煤尘爆炸性及煤层自燃倾向性鉴定检验报告21、2009年2月关于同煤集团2009年度30万吨/年及以上煤矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复；22、2009年8月山西省煤炭工业厅关于印发山西省放顶煤开采工作面设计审批和验收方案的通知。三、设计的指导思想与主要特点坚决贯彻执行“安全第一、预防为主”的方针，建立健全和完善煤矿各系统、各环节的安全设施、装备及机构，将矿井建设成安全程度高、抗灾能力强的现代化矿井。四、存在的主要问题与建议1、对采区断层进行进一步勘探，查明采区大小断层，为采区巷道的布置提供地质保障，合理布置综放(综采)工作面，加大工作面推进长度，从而发挥综采设备的效率，实现矿井高产高效。2、采区断层较多，对断层的含水性及导水性没有充分说明，应做抽水试验，以进一步确定断层的含水性及导水性，确定合理防水煤柱，防止承压水上开采时断层突水，同时进一步查明邻近矿井采空区老窑积水情况。进行采掘作业时，要严格做到“有疑必探，先探后掘（采）”。3、小峪煤矿煤矿属于低瓦斯矿井，但东IV盘区煤层厚，应进一步加强瓦斯、煤尘的防治工作。4、由于矿井东、北周边小煤矿分布较多，采空区较多，目前采空区以及积水范围、火区范围不清，矿井生产时必须进一步详细调查或做物探工作，查清周边煤矿采空区情况，以便指导矿井安全生产。53第一章 采区概况及地质特征第一节 矿井概况小峪煤矿位于朔州市怀仁县小峪镇小峪村以西，地理坐标：东经11251301125440，北纬394801395021，2005年10月山西省国土资源厅为该矿焕发证号为1400000530953采矿许可证，批准开采为16号、18号、19号、22上、22号、25号六层煤层，井田面积为15.1449km2.该矿位于怀仁县城西25公里，煤矿铁路专用线向东14km与北同蒲的宋家庄车站相接，向北直通怀仁县、大同市、向南通朔州市和太原市，向东10km与大运公路相接，交通方便。该矿始建于1954年，1960年投产，设计生产能力600kt/a,1979年进行改扩建，设计生产能力1200kt/a,1985年达产。2004年并入大同煤矿集团有限责任公司，2005年山西省煤炭工业局核定生产能力为2100kt/a,斜井开拓，现开采16号、18号、19号煤层，采煤方法为走向长壁式，全部垮落法管理顶板。区内交通十分方便，本矿东南8km处有北同蒲铁路及大运公路通过，并有铁路专用线与之相连，井田西南有左云至应县公路经过，村与村之间还有乡镇公路相通，交通十分方便，图1-1-1为矿井临近关系示意图。图1-1-1 矿井临近关系示意图小峪煤矿主采煤层山4号、2号、3号、5号和8号煤层，矿井采用斜井混合开拓方式，近距离煤层联合开采。矿井布置有五个斜井和一个主回风主井，矿井通风方式为中央并列式。分别是：一号主斜井、一号副斜井、一号行人斜井、二号进风斜井、二号回风斜井和一号回风主井。全井田划分1110 m和1020 m两个水平进行开采，现开采1020m水平。按照煤炭工业太原设计研究院所做的初步设计，井田内共划分4个生产采区，既：南I、南IV、东IV和301采区，目前开采东IV 3号煤层。采煤方法采用长壁综采放顶煤一次采全高的采煤方法，顶板采用全部垮落法管理。东IV采区3号煤层的平均厚度7.92m，依据3号煤层可采厚度，设计确定首采区3号煤层回采工作面的采煤机割煤高度2.8m，放煤高度为5.72m，3号煤层回采工作面长度为150m。下面为矿井生产系统介绍。一、通风系统（1）一号行人井、一号副斜井北石门406巷428巷420运输顺槽4801工作面（2）污浊风流：4801工作面4202回风顺槽429专回 506回风巷5号层回风巷一号回风立井地面二、供水、供液、排水系统（1）管路布置：回风顺槽布置两趟管路。一趟2吋为静压水管，每隔100m出一个三通截门，以供设备冷却、冲洗巷道及水幕用水；另一趟为4吋排水管，及时排出巷道低洼处积水和防治工作面透水。进风顺槽设置一趟2吋管路，用于排除巷道低洼处积水和防止工作面透水；设置两趟4吋管路：一趟为静压水管，每隔50m出一个三通截门，供架间喷雾、乳化泵供水、机组冷却及前后溜子电机冷却等用水。（2）供水、排水系统：洒水：一号井井口净化站和井口静压水塔一号行人井5064206巷回风巷道406巷4205巷428巷4201、4202巷及4801工作面各用水点。排水：工作面及4201、4202428巷4205巷406巷北石门一号井中央水仓一号行人斜井地面井下水处理站。（3）供液系统：WRB315/31.5WRW315/31.5乳化箱乳化泵供支架各阀进液管回液管乳化泵三、运输系统（1）运煤：4201顺槽428巷、4205盘区皮带巷406集中皮带巷五百吨煤仓一号主斜地面（2）运料：一号副斜井北石门406集中轨道巷4205、428盘区轨道巷4202回风顺槽4801工作面四、供电系统406第II变电所工作面五、安全监测系统矿井装备了完善的安全监测系统，4801工作面监测传感器与矿井安全监测系统联接完好。依据煤矿安全规程要求，工作面及采区主要巷道监测传感器布置如下：工作面回风流中（回风巷距机尾10米内）及工作面上隅角安装甲烷传感器一台，瓦斯报警浓度1%，断电浓度1.5%，复电浓度小于1%。断电范围为工作面内全部非本质安全型电气设备。采煤机上安装机载式断电仪一台，当机组附近瓦斯浓度达到1%时，发出报警，达到1.5%时，自动切断采煤机电源。在联络风门处均安装风门传感器。各台传感器及各台传感器的主机安装质量要符合规定要求。六、照明系统4201、4202巷每隔30米安装一套防爆灯管；工作面每隔12米安装一套隔爆支架灯；转载机头、皮带头各安装一套防爆灯管。照明系统电源由采区1140V配电点经ZXZB-4-II型信号照明综合保护装置提供。七、通讯系统工作面溜头、顺槽皮带头分别安置一部防爆调度电话。工作面处安装通讯声光信号器。第二节 盘区概况小峪煤矿3#煤层东IV盘区位于小峪井田东北角，东为芦子沟矿井田，西至406大巷，南为东III盘区采空区，北为东沟矿井田。盘区设计走向长度900m，倾斜长度500m，回采面积468000m2。3#煤层东IV盘区对应上部为2#层采空区，层间距56m。盘区工业储量：500.3856万吨、可采储量400.3084万吨。年设计生产能力100万t/a。设计服务年限400.3084100=4（年）盘区巷道布置：3#煤层东IV盘区由于过去曾经回采过，盘区内有以前掘至的空巷，部分地段可利用，设计从406巷开口掘4205巷（设计长度1150米，前期用途为3#煤层东IV盘区准备巷道进风运料。后期为4803工作面的运输顺槽），掘进307米处向北掘进2条巷道，428机轨合一巷、429专用回风巷，由于盘区仅服务于一个煤层，服务年限短，所以均布置煤层中。盘区内各区段采用后退式开采顺序，所以，巷道的掘进顺序为：由406大巷向西掘进4205巷307米后向北掘、428、429两条巷道，然后掘进4201、4202，形成盘区首采工作面，4801经检查上述巷道掘进的规格质量合格后，即可安装有门面机电设备，形成盘区的生产系统。随4801面的回采，应及时开掘第二区段4802工作面的2条顺槽和切眼，以保证工作面能够及时接替生产。在4802面回采时，同样应及时准备出4803面的有关巷道。盘区内煤矸运输和辅助运输、通风及排水（1）、运煤系统在回采工作面铺设刮板输送机，在工作面顺槽、428运输巷、4205巷铺设胶带输送机。其运煤路线为：工作面顺槽皮带428运输巷4205机轨合一巷盘区煤仓强力皮带地面。（2）运料排矸系统运料排矸采用600毫米轨距的矿车及平板车。运送材料和设备的路线是：物料自一号副斜井，经406轨道大巷、4205机轨合一巷、428轨道巷、然后运至工作面。掘进巷道时所出的矸石，利用矿车从各巷经428轨道巷、一号副斜井送至地面。（3）通风系统回采工作面所需的新风，从一号副斜井进入，经406轨道大世，4205巷、428轨道大巷，工作面运输顺槽到达工作面。工作面出来的污风经回风顺槽直接进入429盘区专用回风巷，到412回风巷，再到506回风大巷经一号回风井到地面。（4）供排水系统供水：采掘工作面及运输巷所需的防尘喷雾等用水，分别由地面贮水池专用管道送至盘区各需用地点。排水：采掘工作面的积水由所设的临时水仓排至盘区水仓，再由盘区水仓排至井底中央水仓，然后排到地面。图1-2-13#煤层一采区在井田中的位置示意图第三节 地质特征4801工作面总体地质构造比较简单。4801工作面煤岩层走向大致为130，倾向40，倾角13。根据已掘顺槽巷道资料，本回采工作面共发现一条岩墙，位于距顺槽巷口500m处，走向190。工作面对应上部采空区有积水，煤层及顶板有滴水及淋水现象，在巷道低洼处形成积水。据2008年瓦斯等级鉴定文件及煤层检验报告，矿井瓦斯绝对涌出量为10.10m/min，煤尘爆炸指数为39.96%，煤尘有爆炸危险性。2、3、5号煤层及顶底板物理力学性质如表1-3-1、表1-3-2、表1-3-3。 表1-3-1 小峪煤矿2、3、5号煤层及围岩试样物理性质测定结果项 目样 别视密度 /kgm-3真密度/kgm-3含水率/%自然吸水率/%2#层煤11366.721417.433.526.6321381.351423.492.624.0531390.091415.433.135.39平均值