1、第 72 页贵州大学课件设计煤矿开采学课程设计 课程设计名称： 车集煤矿南翼29采区设计 学 院： 贵州大学 专 业： 采矿工程 姓 名： 学 号： 年 级： 2013专升本 任课教师： 2014年 4 月 6日目 录前 言- 3 -第一章 29采区概况及地质特征- 5 -第一节 29采区概况- 5 -第二节 29采区地质特征- 5 -第二章 29采区储量的确定、服务年限- 14 -第一节 采区储量- 14 -第二节 采区设计生产能力及服务年限- 15 -第三节 方案确定- 15 -第三章 采区布置、主要生产指标预算及装备- 29 -第一节 采区布置- 29 -第二节 采煤方法、装备、主要经济
2、指标及预算- 29 -第四章 回采工艺设计- 34 -第一节 回采工艺过程- 34 -第二节 循环工作组织- 34 -第三节 作业方式- 44 -第四节 作业循环- 45 -第五节 主要经济技术指标- 46 -第五章29采区排水、供风、供水、运输、提升、供电、照明系统- 47 -第一节 采区排水系统- 47 -第二节 采区供风、供水系统- 47 -第三节 采区运输系统- 47 -第四节 采区提升系统- 59 -第五节 采区供电系统- 61 -第六章 课件结语- 71 - 前 言车集煤矿南翼29采区为23延伸采区的接替采区，25采区将于2014年3月回采完毕，按车集煤矿的矿井采区接替计划（详细见
3、附件），只有提前对29采区进行设计及施工，才能满足南翼二2煤层采区回采接替的需要。南翼29采区的工程施工必须先对南翼大巷进行延伸，南翼23、25采区在二2煤回采结束后，接着将设计及布置对应区域内三煤组工作面的掘进及回采，从经济的角度出发，三煤组的开拓布置必须要利用南翼二2煤层回采时所开掘的进风、运输及回风大巷，这势必要求南大巷的延伸不仅要利于29采区开拓巷道的布置，而且南翼延伸大巷的布置同样要便于39采区的设计及施工，避免对后期的采掘活动造成影响。 按车集煤矿的采掘接替计划，29采区将在2015年10月进行回采，此时25采区已回采结束，对35采区的开拓工程已开始施工， 27采区仍在进行回采（预
4、计结束时间2019年年底）。由于29采区距离南1风井较远，如采用南翼延伸轨道、皮带大巷进风、回风大巷回风、回风流进入南1风井的通风方式，通风距离过长、风阻较大，在车集煤矿现有风量紧张及风阻较大的条件下，显然不能满足29采区生产通风的需要，为此在29采区的浅部开凿南2风井进风、在南翼大巷的延伸过程中开凿一条南翼延伸回风大巷，继续利用南1风井进行回风是解决南翼29采区及三煤采区回采最可行的通风方式。同时由于29采区的地质储量有较大一部分处于呼庄煤柱之内，采区地质储量为1196.96万t，其中呼庄煤柱地质储量为422万t。对呼庄煤柱的煤炭资源采用条带仰采、超高水材料充填采空区进行顶板管理、确保呼庄地
5、表的不下沉或地面建筑不受采动影响，是车集煤矿29采区在生产过程中必须要面临的现实问题。在上述思想的指导下，车集煤矿进行了南翼29采区的设计工作，但由于车集煤矿不具备风井设计的技术资质，在设计过程中对南2风井与29采区的连接、39采区与南翼延伸大巷的连接、39采区的巷道布置及39采区与南2风井的连接等与29采区设计相关的技术问题，在设计过程中仅作了关联技术性分析，并绘制了相关图件。按公司的要求，我矿进行车集煤矿南翼29采区设计(含相关图纸及说明书)，设计工作中所参考的相关资料如下：1、车集煤矿矿井初步设计及精查地质报告2、车集煤矿煤尘爆炸性鉴定报告；3、河南省工业和信息化厅关于2009年度全省煤
6、矿瓦斯等级鉴定结果的批复；4、车集煤矿煤自燃倾向性鉴定报告；5、2009年度车集煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定工作报告；6、车集煤矿29采区综合水文地质图（1:10000）；7、车集煤矿29采区二2煤层采区地质图（1:5000）；8、车集煤矿29采区二2煤层底板等高线及储量计算图（1:5000）；9、车集煤矿29采区二2煤层边界煤柱图（1:5000）；10、车集煤矿29采区二2煤层瓦斯地质平面图(1:5000);11、车集煤矿第1勘探线地质剖面图（1:2000）；12、车集煤矿第02勘探线地质剖面图（1:2000）；13、车集煤矿第03勘探线地质剖面图（1:2000）； 存在的问题及建议
7、1、29采区设计是依据精查地质报告及其它成果资料而进行的，缺少必要的物探资料，需要进一步做物探验证。2、29采区工作面及巷道过断层构造带时要进行探放水设计或底板改造。3、采区内有呼2孔为长观孔，回采前需要注浆封孔，回采时要坚持“有疑必探”的原则施工。4、岩浆岩侵蚀范围较大，巷道靠近岩浆岩分布边界时要加强探煤工作，以便回采更多煤炭资源。5、本采区地表村庄较多，压占煤炭资源量较大，工作面回采时对地表建筑物可能产生一定的影响，应提前采取相应的措施，及时协调好工农关系。第一章 29采区概况及地质特征第一节 29采区概况一、采区位置及概况29采区位于25、27采区南部，北至25、27采区边界，与25、
8、27采区接壤，南部和东部至矿界煤柱，西至F8断层保护煤柱。对于29采区二2煤层来说，岩浆侵蚀及呼庄的存在直接影响到采区工作面的整体布置，29采区二2煤层西部南北宽约1220m，东部南北宽约770m，整个采区东西长约2600m，平面积3174966m2。采区地表村庄有任湖和呼庄，区域内有永宿公路从呼庄中间东西向穿过，其余为基本农田。地面标高+28.6m+33.7m之间，地势较为平缓。 第二节 29采区地质特征一、采区地层发育情况29采区煤系地层上覆第三、第四系冲积层，由于基岩面遭受侵蚀、风化的程度不同，造成基岩面波状起伏较大，冲积层堆积厚度因此而有较大的变化，厚度变化范围204.8260m，其中
9、在采区的上山南部基岩面较为平缓，其余地带基岩面起伏较大，冲积层厚度变化也较大。29采区煤系地层主要为石炭二叠系地层，现分述如下。（一）、中下奥陶统（O1+2）区域内总厚度不详，根据精查地质报告资料，钻孔最大揭露深度为117.76m，主要由厚层状灰岩、豹皮灰岩、白云质灰岩组成。灰岩质纯而致密，溶隙发育，多被方解石脉充填，含水丰富。（二）、石炭系（C）：下统缺失，仅存中统及上统。1、中石碳统本溪组（C2）：主要为海相豆状、鲕状铝土岩（G层）及不稳定的赤铁矿层组成，全厚620m，平均14m左右。其假整合于奥陶系灰岩之上。2、上石炭统太原组（C3）：本组层厚120150m，一般136m左右。是一套标准
10、的海陆交互相地层，由陆相碎屑岩及海相灰岩组成。陆相碎屑岩主要为泥岩、砂质泥岩及细、粉砂岩及煤线或薄煤组成。海相地层多为浅海相石灰岩，分912层。其中以L2、L9灰岩最厚，且赋水性强，厚度均超过12m，以L7底部为界，将其分为太灰上段和太灰下段。在L2上部及L9上部均有一层燧石结核，致密坚硬，层位稳定，岩性特征明显，分别定为K2、K3标志层。 （三）、二叠系（P）是本区主要含煤地层，分为上统和下统，最大厚度近240m。1、下二叠统（P1）（1）、山西组（P11）厚88140m。平均厚度100m。由砂岩、泥岩、炭质泥岩及煤层组成，这三层从上至下依次为二1、二2、二3煤。其中二2煤层厚0.673.3
11、9m，平均厚2.6m左右，为主采煤层。山西组以二煤层为轴线分上下两个沉积旋回。上旋回一般具有上粗下细的特点。下旋回的特点是下细上粗底部有一层纯而细腻的泥岩，黑色，厚10m左右。山西组上界以鲕状铝质泥岩（K4）之底界与下石盒子组分界。（2）、下石盒子组（P12）厚5981m。平均厚70m。本组由深灰：灰黑色泥岩、铝质泥岩、砂岩泥岩、砂岩及46层薄煤层组成。这46层煤统称为三煤组，从下至上依次为三1、三21、三22、三3、三4、三5煤，其中三22及三3煤为可采煤层。2、上二叠统（P2）本区只发育上石盒子组，全组厚730m，从下而上分四个段：（1）、第一段P21：1，厚0：167m左右，呈东厚西薄的
12、趋势，西部部分地段因受剥蚀影响而缺失。由灰色的泥岩、砂质泥岩、铝质泥岩、砂岩及不稳定的四煤组组成；底部以K5砂岩标志层下界与下伏的下石盒子组整合接触。四煤组一般厚0.2m,不可采。（2）、P21-2全段厚0206m，呈东厚西薄的趋势，西部部分地段因受剥蚀影响而缺失。主要由砂质泥岩、铝质泥岩、砂岩及不稳定的16层煤线或炭质泥岩（五煤组）组成。下部以灰白色的石英砂岩，标志层K6与下伏的P21：1地层整合接触。（3）、第三层（P21-3）本段厚015m，区域内大部分地段因受剥蚀影响而缺失。本段主要由灰色，紫红色砂质泥岩、粉砂岩及薄层中粗粒砂岩组成，底部夹一层煤线或炭质泥岩。底部以标志层K7砂岩与P2
13、1：2整合接触。（4）、第四段（P21-4）本段在本区全部被风化、剥蚀，岩性以紫红色砂岩、粉砂岩与花斑状砂泥岩组成。二、采区煤层赋存特征1、29采区煤层发育情况29采区共发育、三4、三3、三22、二2等四个可采煤层。三4煤层大部分的钻孔达到了可采厚度以上，煤层厚度在01.5m，平均煤厚约1.2m，三3煤层厚度在0.42.1m，平均1.6m。三22煤层厚度在0.32.3m，平均1.5m。二2煤层厚度在0.63.6m，平均2.6m。29采区的二煤组和三煤组的煤层均为低至中灰、特低硫、特低磷、高发热量、高熔灰分、抗碎强度较高，热稳定性较好，并具有一定的技术加工性能的优质年轻无烟煤，煤层普氏硬度一般在
14、2.5左右，研磨性和可磨性较好，应用范围广。三4与三3煤层间距为211m，平均5.4m；三3与三22煤层间距为6.50.7m，平均3.3m；三22与三21煤层间距为1.67.8m，平均4.6m。层间距一般呈现出褶曲的轴部较厚，褶曲的两翼较薄的特点。二2 煤层结构简单，属于较稳定煤层；三22煤层结构复杂，发育13层夹矸，其中底板向上0.30.5m左右，通常发育一层厚约0.20.6m的夹矸，属较稳定煤层；三3煤层结构复杂，发育13层夹矸，通常位于顶板向下0.5m、底板向上0.7m处分别发育一层夹矸，夹矸本身比较稳定，三3煤层属较稳定煤层。2、29采区主要煤层的起伏形态从29采区煤层底板等高线图可以
15、看出：29采区上山部分位于呼庄向斜的西翼，区内煤系地层总体上为走向NNE，倾向SEE的单斜形态。向北东方向至呼庄向斜轴部附近开始急剧转弯，走向由NNE转变为SSE方向，倾向也相应地转变为NWW。呼庄向斜东翼煤岩层角度比西翼稍微小34。呼庄向斜以东是呼庄背斜，二者是相连的，因此，呼庄向斜的东翼即是呼庄背斜的西翼。岩层由西向东，走向在呼庄背斜的轴部开始转弯，呼庄背斜东翼煤岩层走向逐渐变为NNW向，倾向则变为NEE而逐渐趋于正常。受褶曲影响，煤岩层不仅走向、倾向变化较大，角度变化也同样较大。呼庄向斜西翼煤岩层倾角约1214，呼庄向斜的东翼和呼庄背斜的两翼煤岩层倾角为610，较平缓。三、地质构造1、呼
16、庄向斜因呼庄而命名，位于15勘探线之间。向斜轴走向NNWNNE，倾向SSE，倾伏角58，浅部倾伏角较大，向深部逐渐变缓。西翼倾向SEE，倾角1214，轴部和东翼较平缓，东翼倾向NWW，倾角约68。向斜轴全长约3000m，在井田内延伸长度约2200m。2、呼庄背斜因呼庄而命名，位于16勘探线之间。向斜轴走向NNWNNE，倾向SSE，倾伏角48，浅部倾伏角较大，向深部逐渐变缓。西翼倾向SEE，倾角68，轴部和东翼较平缓，东翼倾向NWW，倾角约610，向斜轴全长约2200m。3、断层根据目前所掌握的地质资料分析，29采区由于受区域构造运动的影响，地质条件相对较复杂，本区域及周边范围内共发育大中型断层
17、9条，密度较大。受这些断层及呼庄向背斜影响，通过和相邻采区对比分析认为，区域内伴生及次生的小断层也将较为发育。现将已知的9条断层情况介绍如下： 29采区大中型断层一览表断层名称断层性质断层产状区内延展长度（m）可靠程度备注走向倾向倾角（）落差（m）F1-1正NNESEE7070990可靠西边矿界F8正NNENWW651302500可靠采区边界DF5正NENW5006900可靠F2507-10正NNWNEE7522980F14正NNENWW65025405可靠南至2、3线间F13正NNENWW70251182可靠DF2正NNWNEE7020850可靠DF19正NESE650251100较可靠F2
18、正NE705505400较可靠东边矿界由于断层落差较大，靠近其施工时将可能遇见伴生或次生的小断层，且断层褶曲附近，岩层裂隙较发育，给顶板管理带来一定困难。四、其它影响开采的地质条件1、岩浆岩根据综合资料分析，本采区岩浆岩侵入范围广泛。岩浆岩成分为辉绿岩，致密坚硬，以岩墙方式顺断层、裂隙侵入为主，在地层薄弱地带向两侧顺层侵入形成岩床。区域内岩浆侵入呈现出三个条带，其中第一个条带位于区域西边界，岩浆侵入带是沿F8断层方向展布，主要分布在F8断层的下盘。在1线以北呈岩墙状，岩墙带宽度约60m，1线以南呈岩床状分布，岩床宽度范围较大。第二个条带位于区域的中部，呈岩墙状顺F14断层下盘和呼庄向斜东翼侵入
19、岩墙带宽度约25m，在煤层等薄弱地带向两侧扩展，呈岩床状侵入。第三个条带位于采区的下部，岩浆侵入范围在F13和F2断层之间，北至3线、4线之间，南至矿界。其中，在1线、2线之间，呼庄背斜附近，有一个椭圆形区域没有岩浆侵入活动。因为，岩浆顺断层等大裂隙侵入后，在煤层等薄弱地带顺层扩散入侵，形成岩床，最后连成一片，而在呼庄背斜轴部附近由于岩层挤压紧密，所以存在一个椭圆形的未侵入区域。三煤组只受第二条带岩墙侵蚀影响，其余两个条带岩浆侵蚀未进入三煤组。2、瓦斯根据精查地质报告资料，矿井南翼采区以一条基本横贯全境的岩浆岩条带根据精查地质报告资料，矿井南翼采区以一条基本横贯全境的岩浆岩条带为界，之上为低
20、瓦斯区域，瓦斯含量一般为0.02m3/t。之下瓦斯含量相对较高，其中126钻孔瓦斯含量为2.45 m3/t，根据矿井瓦斯地质图及27采区瓦斯分布规律分析，126钻孔向下可能有增高趋势，推测最大瓦斯含量为6 m3/t，具体分布规律详见矿井瓦斯地质图。4、地温根据恒温观测孔观测结果，井田内的恒温带深度为23m，温度为16.5。覆盖层平均地温梯度为2.56/百m，基岩段地温梯度平均2.04/百m，全井田平均2.25/百m，属于地温正常区。覆盖层平均厚度按230m计算，通过上述参数可以计算出29采区的地温情况如下：浅部：360m标高地温为25.1，深部：650m标高地温为31，地温正常，采取通风降温等
21、措施，可以比较容易控制工作环境的温度。5、煤尘与自燃发火（1）、煤尘：本井田煤层为年青无烟煤，无爆炸危险性。（2）、自燃发火：本井田各煤层均为不自燃煤层。6、煤层顶板结构特征二2煤层结构简单，一般不发育夹矸，采区内平均厚度为2.6m。二2煤层的老顶：以中、细粒砂岩居多、亦见有粗粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩等。二2煤层直接顶：二2煤层直接顶板结构较为复杂，由于沉积环境的变化，岩性多变。从二2煤层顶板5m内岩性分布情况来看，29采区内二2煤层直接顶以中细粒砂岩为主，2线浅部地区以砂质泥岩为主，局部地段如101、208附近也可见砂质泥岩。7、煤层底板结构特征二2煤层直接底板一般为砂质泥岩，局部为泥岩或砂
22、岩，厚度07.5m，老底以中细粒砂岩及粉砂岩为主，局部夹薄层砂质泥岩或泥岩。老底厚度较大，一般为1638m。砂岩抗压强度3.1610.63MPa，泥岩抗压强度1.336.12MPa。三煤组层间一般为泥岩或砂质泥岩，三3煤直接顶和三22煤直接底局部可见中细粒砂岩，且三3煤和三22煤局部呈现出合并现象。三煤组直接顶一般为泥岩或砂质泥岩，局部可见细粉砂岩，厚度为118m，变化较大。直接底为泥岩或砂质泥岩，厚度016.7m。局部地段缺失，直接见老底。老顶以砂质泥岩为主，局部可见细粉砂岩，厚度一般超过30m。三煤组顶板砂质泥岩的抗压强度为2.223.14MPa，砂岩为3.128.59MPa，底板泥岩的抗
23、压强度为3.86 MPa，砂岩4.98 MPa。8、冲击地压采区范围内无冲击地压威胁，但在断层、褶曲等构造地段和采区的深部需要加强巷道及顶板管理。五、水文地质条件根据29采区生产实践及区域水文地质条件分析，29采区水文地质条件较复杂。开采二2煤层时，以顶板砂岩裂隙和太原组灰岩岩溶水为主要充水水源，其中，太灰上段灰岩水是影响生产的主要充水水源，采区下部由于采深较大，灰岩水头值也较大，在设计和生产时，必须引起足够重视，以免发生水患。开采三煤组时，主要以顶底板砂岩裂隙水为主要充水水源，特别是顶板砂岩裂隙水，水量较大，给生产带来一定的难度， 区域水文地质条件为中等偏复杂型。（一）、充水水源1、新生界含
24、水层组新生界含水层组地层平均总厚230m，其间发育有四层含水层：（1）、第四系全新统松散孔隙潜水含水层组；（2）、第四系更新统松散孔隙承压含水层组；（3）、上第三系上部松散孔隙承压含水层组；（4）、上第三系下部松散孔隙承压含水层组。新生界底部发育一层隔水层段，厚度一般在31m左右，其中粘土厚25m，可塑性良好，为一良好的隔水层，使其上部的四个含水层均不能直接对下部进行水源补给。2、基岩风化带含水层厚度最大32.75m，最小9.5m，平均18.08m。该层富水性较微弱，渗透性差，一般不对下伏岩层进行直接充水。3、下石盒子组三煤顶板砂岩裂隙承压含水层组该层段由中：细粒砂岩、泥岩、砂质泥岩组成，总厚
25、一般为44.7m。其中中：细粒砂岩的厚度在13.44m左右，裂隙不甚发育，富水性弱且不均一，地下水处于近似封闭环境，迳流滞缓，以静储量为主，易于疏干，属弱含水层，对掘进施工影响较小，回采前对顶板砂岩水进行提前疏放，效果不好。但是当工作面回采后，顶板产生新的裂隙，使原来近似封闭的环境打开了，径流量变大，涌水量也较大，是三煤回采时的直接充水水源，对三煤回采会造成较大影响。4、山西组二2煤层顶板砂岩裂隙承压含水层组该层段由中：细粒砂岩、泥岩、砂质泥岩组成，总厚一般为50.4m。含水层中细砂岩厚度变化较大，本采区内平均厚度约27m，裂隙不发育，富水性微弱，地下迳流条件不良，以静储量为主，易于疏干，属弱
26、含水层，是二2煤回采时的直接充水含水层。5、太原组上段灰岩岩溶承压含水层组该含水层组由L7L12共6层灰岩组成，灰岩累厚32m，其中以L9和L10灰岩最厚，L9灰岩厚度一般在12m左右，全井田稳定发育，岩溶裂隙发育，含水丰富，是二2煤回采时的直接充水水源。二2煤层底板距太原组第一层灰岩之间，为细、粉砂岩及泥岩组成，最大厚度71.49m，最小厚度32.79m，平均50m左右，为一良好的隔水层。但若不进行底板注浆改造，因采动及底板原始导高、构造裂隙等因素的影响，将会使二2煤层底板的有效隔水层厚度减小，使工作面的突水系数增大，严重影响二2煤的回采安全。6、太原组下段灰岩岩溶承压含水层组该含水层由L6
27、L2共5层灰岩组成，灰岩累厚24m左右，其中以L2灰岩最厚，一般在13m左右，岩溶裂隙发育，含水性丰富，水位恢复快且稳定，属中等含水层，是二2煤层开采的间接充水水源。太原组上、下段灰岩岩溶承压含水层组之间，主要由粉砂岩、泥岩、砂质泥岩组成，厚度稳定，一般在60m左右，为一良好的隔水层。正常情况下它们之间无水力联系，若遇构造及采动影响，太灰下段灰岩水将越流补给上段灰岩含水层。7、奥陶系灰岩岩溶承压含水层组该含水层总厚不祥，含水层厚度变化较大，岩溶裂隙发育不均，富水性具明显差异，是二2煤开采的间接充水水源。太原组下段灰岩岩溶承压含水层组与奥陶系灰岩岩溶承压含水层组之间，普遍发育有一层泥岩、砂质泥岩
28、及铝土岩，厚度在1130m，平均20m，分布稳定，是良好的隔水层。正常情况两者之间无水力联系，若遇构造及采动影响，其将越流补给上部含水层。（二）、突水通道1、断层破碎带导水由于受区域构造影响，29采区及其周边发育有多条大中型断层，断层落差在6m55m，对采区的边界设定和区内工作面的布置有较大影响，采掘巷道通过这些断层时，由于断层落差较大，裂隙发育，若遇采矿扰动，有可能形成导水通道，造成突水。南大巷延伸施工时，将穿过F14号断层带，需要做好超前物探工作，根据物探情况，采区针对性的防治措施，确保安全施工。2、封闭不良钻孔导水由于井田勘探钻孔施工的周期长、施工单位多，根据详、精查阶段检查，普遍存在封
29、孔质量差的问题。因此在采掘期间要加强过钻孔时的防治水工作，防止因钻孔封闭质量差造成突水事故的发生。另外，本区内有呼2孔，该钻孔为水文长观孔，终孔于石炭系太原组上段灰岩，目前正常水位为-98m，回采前必须对该钻孔进行有效封堵，确保回采安全。3、其它通道高角度的走向纵深裂隙突水：通过对永夏矿区多次突水的再认识，发现在永煤各矿均存在走向上的纵深裂隙突水。该种突水形式在国内其它矿区未见有报道，是永夏矿区突水的一大特点，也是以后防治水工作的难点和重点。另外，需要对本采区进行三维地震勘探，做好超前物探工作，查明底板富水异常区和陷落柱等其他危险因素，做好预测预报工作，采取相应的防范措施，确保施工安全。（三）
30、采区涌水量计算1、计算范围：29采区二煤层标高由-360m至-650m范围，走向长约1220m，倾斜宽约2600m，平面积3174966m2。2、水文地质条件及计算公式选择由于29采区为一个多边形轮廓，二2煤层顶板砂岩水为承压转无压，根据经验，采用“大井法”公式进行计算应该比较接近实际。计算公式如下：式中：Q 涌水量（m3/h）K 渗透系数（m/d） M 含水层厚度（m） H 水位降低高度（m） h0 含水层底板至动水位的距离（m） R0 “大井”的影响半径（m），R0=r0+ r0 “大井”的引用半径（m），a 坑道长度（m）b 坑道宽度（m） 与有关的系数（见表2）d 坑道边界至隔水层边
31、界距离（m）表2值00.20.40.60.81.0值1.01.121.141.161.181.18二2煤层顶板砂岩裂隙水水文地质条件简单，补给条件不良，矿井涌水量不致因水平延伸、开采范围增加而成比例增加。石炭系上段灰岩含水层通过底板注浆加固后对采区的回采基本无影响，但是在计算采区二2煤层正常涌水量时需要考虑到精查报告里预测的-600m水平灰岩水的突水量，在计算二2煤层采区最大涌水量时需要加上精查报告里预计的矿井正常突水量330 m3/h。3、主要参数来源（1）、渗透系数K：二2煤层顶板含水层K值采用623钻孔抽水资料，取0.0292m/日。（2）、含水层厚度M：取采区钻孔的二2煤层平均顶板含水
32、层厚度，为27m。（3）、水位降低高度H：一般以二煤和三煤的底板深度为最大水位降深来计算采区的涌水量（根据精查地质报告）。 （4）、坑道边界至隔水层边界的距离h0：针对本采区实际情况，岩墙等自然隔水层边界一般不留设煤柱，可以取0 40m，根据巷道的具体位置而定。（5）、大井引用半径r0：计算时把29采区二2煤层分成5个块段计算涌水量，可按公式计算出相应的数值。4、计算结果含水层涌水量计算结果见下表（表3）：29采区涌水量计算表煤层渗透 系数 K （m/日）含水层 厚度 M （m）（水头高度） 水位降低高度H（m）水位 降深S（m）坑道长度a（m）坑道宽度b（m）与b/a有关的系数大井引用半径r
33、0（m）大井影响半径R0（m）坑道边界至隔水边界距离 （m）按公式直接计算出每日涌水量Q（m3/D）每小时 涌水量（m3/h）含水层底板至动水位的距离h0 （m）合计二煤0.02922756356311505001.14470.31432501337.78560水能自流进入大巷0.0292275835836745561.18362.9135901068.144400.0292276036039773411.13372.3140301100.84600.0292276036038886951.18467149701253.15200.02922767367370514251.15612.4176
34、201545.26640263表3：29采区涌水量计算表5、计算结果评述二煤计算时所划分的5个块段中，其中两个是位于采区的上山部分，有水能自流进入南翼延伸大巷的水沟内，不影响采区的排水。这两个块段的涌水量约100 m3/h，在考虑采区水仓设计时可以不予考虑。对于太原组上段灰岩水突水量的计算，29采区采用精查报告里：-600m水平太灰水突水的初期水量和稳定水量为依据，精查报告里预测的初期最大突水量为218 m3/h，稳定涌水量为100 m3/h，因此，29采区回采时的正常涌水量就等于大井法计算的涌水量263 m3/h 再加上精查地质报告里预测的：-600m水平太灰水突水的稳定水量100 m3/h
35、所以二煤层回采后采区的正常涌水量为363 m3/h；采区的最大涌水量则需要加上218m3/h，而第四系松散含水层对本采区的渗流补给量可以不予考虑，所以，二2煤层回采后的最大涌水量为481 m3/h。由于采区上山块段约100 m3/h的涌水量可以自流排入南大巷水沟内，不必进入采区的水仓。第二章 29采区储量的确定、服务年限第一节采区储量29采区位于25、27采区南部，北至25、27采区边界，与25、27采区接壤，南部和东部至矿界煤柱，西至F8断层保护煤柱。对于二煤层来说，岩浆侵蚀直接影响采区工作面的布置，29采区二煤层上山部分南北宽约1220m，下山部分南北宽约770m，整个采区东西长约260
36、0m，平面积3174966m2。煤层储量计算参数仍按精查地质报告确定的原则，各煤层储量计算参数仍按精查地质报告确定的原则，煤层最低可采厚度按0.8m，煤层底板倾角小于15，计算储量时采用真厚度、倾斜面积。储量/cosh其中：S平面积cos煤层倾角余弦h煤层厚度容重通过对29采区二2煤层的储量计算，各种参数及及计算结果如下表：块段级别平面积（m2）倾角（）煤厚（m）容重（t/m3）地质储量（万t）29延伸采区A13174966122.61.451196.96需要减去的各种保护煤柱量F2507：10断层煤柱A122458122.61.458.47南翼延伸大巷煤柱A1108530122.61.454
37、0.92F14断层煤柱A128489122.61.4510.74DF2断层煤柱A121480122.61.458.1F13断层煤柱A172394122.61.4527.29岩浆岩块段A154172122.61.4520.4小计115.92合计1081.04工作面可采储量见下表：工作面可采储量表块段级别地质储量（万t）采区回采率地损系数可采储量29采区二2煤层A1081.0480%0.936809.48第二节 采区设计生产能力及服务年限设计年工作日300d，每天运输时间按14h。设计能力为70万t/a，日生产能力2500t，南翼29采区服务年限8.26年（储量备用系数取1.4）。第三节 方案确定
38、一、车集煤矿南翼29采区通风方式的确定在南翼29采区的浅部开凿南2风井为29采区进行回采的必然条件，但对于南2风井作为回风井或进风井使用，其巷道的布置及功能也完全不同，方案如下：方案一：将南2风井作为出风井使用，南2风井施工完成后南1风井变为进风井。方案二：将南2风井作为进风井使用，南1继续作为出风井使用。方案比较：对于方案一，由于在南翼29采区投入回采前，35采区的开拓工作已经开始，而此时23延伸采区及27采区仍然在进行回采工作，对南翼的通风方式只能有两种选择：1、南2风井建成后，只等29采区形成生产系统，南1即变为进风井，这要求南翼大巷的延伸过程中，必须施工专门的南翼回风大巷1882m，同
39、时还必须沿29采区目的方向施工专门的1022m的总回风巷，该方案还需将南1风井的风机及附属设备全部搬迁到南2风井地面，施工中有一个撤出及安装的过程，势必会影响矿井的正常生产。2、南2风井建成后，等27采区全部回采完毕，南1才变为进风井，这不仅要求施工1882m的回风大巷及沿29采区上山方向施工专门总回风巷1022m以外，南2风井地面势必要增加一套通风设备，同时南1风井的2*580KW的风机还得正常运转5年零2个月的时间，仅电费投入为2*580*1*0.68*24*(53652*30)=3568.53(万元）。对于方案二，只需施工南翼回风大巷1882m，减少了沿29采区上山方向1022m的进风斜
40、巷的施工，同时南1风井能继续运转，减少搬迁、安装环节，同时不再有额外电费的投入，经济效益明显是最优。经过比较，决定采用南2风井为进风井，南1继续为出风井的南翼采区的通风方式，针对矿井南北两翼的风量均衡问题，可采用风流调节的方式将主副井的进风流多往矿井北翼进行调节来解决。二、南大延伸方案的确定（一）、南翼大巷延伸平面位置的确定由于大巷的延伸关健在轨道大巷能满足于电机车的运输及便于对29采区的开拓布置，而皮带和回风大巷的延伸由于延伸距离近2000m左右，同时主体巷道要沿与延伸轨道大巷平行的方位进行布置，不受施工坡度的制约，故在该方案比较过程中仅针对轨道大巷的延伸平面位置进行比较。方案一：南翼延伸轨
41、道大巷沿火成岩墙的东翼（深部）进行延伸（详细见图南翼大巷延伸平面位置选择设计方案一）。方案二：南翼延伸轨道轨道大巷沿原南翼轨道大巷的施工方位进行延伸，为保证轨道大巷与29轨道下部石门的连接处距离二2煤层的岩柱较小，最后一段距离向西翼进行偏转（详细见图南翼大巷延伸平面位置选择设计方案二）。方案比较：沿火成岩墙的东翼延伸，轨道大巷的施工长度约为1994m，大巷相邻29采区轨道上山位置处于煤层顶板之上26m左右的空间层位，但由于受呼庄向斜的影响，29轨道上山的布置必须要跨过呼庄向斜轴部而最终到达呼庄向斜的西翼，沿29采区上山方向将会使29轨道下部石门距离煤层的岩柱进一步加大，在向斜轴部最大达55m左
42、右，将会对29采区的上山巷道布置带来较大的影响；沿现有南大巷的方向进行延伸，轨道大巷的施工长度约为1988m（包括拐弯施工的部分），大巷相邻29采区轨道上山位置处于煤层顶板之上24m左右的空间层位，但此位置已处于呼庄向斜的西翼，29轨道上山巷道的布置将不会受到岩柱过大的影响，对29采区下山部分，可采用下山施工的方式来进一步减小巷道与煤层间的岩柱，以减小工作面车场的施工工程量。通过比较决定采用方案二，即沿现有大巷方位进行延伸，轨道大巷的后段向29采区的上山方向进行偏转的延伸设计方案。（二）南翼大巷延伸方案确定方案一：两条大巷延伸，轨道、皮带按集中巷进行施工，另一条大巷作为南翼延伸回风大巷，巷道都
43、布置在岩层中（详细见图南翼大巷延伸设计方案一）。先按3的上山流水坡度延伸施工南大巷94m，南翼大巷的延伸可布置两个开拓队伍进行施工：开拓队伍1继续按原南大巷的延伸方位按3的上山流水坡度向前施工73m后，转向向东北方向按与南翼延伸大巷反向成30夹角的方位按614的上山坡度施工南翼回风联巷82m与2701工作面上巷贯通，以作为南翼延伸大巷施工的回风巷，接着在延伸南大巷内按原有的施工坡度及方位施工南翼延伸回风大巷1448m,之后向西转向32052按3的上山流水坡度施工30m后，按6下山坡度施工231m,再次变平按3的下山流水坡度施工50m与29回风上山下部石门相连；开拓队伍2接着向西偏转30按3的上
44、山流水坡度延伸施工南翼集中大巷进风联巷77m进入集中轨道皮带大巷的平面位置，之后转向向北沿南大巷施工方位的反向按3的上山流水坡度施工南翼延伸皮带大巷34m，接着按10上山坡度施工南翼延伸皮带大巷的斜坡段120m，再按3的上山流水坡度施工南翼延伸皮带大巷的皮带机头70m与27煤仓上口硐室贯通后，再次回到南翼延伸集中轨道皮带大巷的端头位置，按南翼延伸大巷的方位及3的上山坡度施工南翼延伸轨道皮带大巷1449m,之后向西偏转32052按3的上山流水坡度施工施工365m的南翼延伸轨道大巷与29轨道上山下部石门相连；其中开拓队伍2在施工过程中在距离南翼集中大巷进风联巷727m位置时开口增加施工平巷调车场共计157m，在南翼延伸轨道皮带大巷向西偏转位置点往前15m位置沿集中轨道皮带大巷的西侧按10的下山坡度及南翼集中轨道皮带大巷的施工方位下落巷道底板开始施工南翼延伸皮带大巷尾段274m后进入二2煤层,最后按同方位沿二2煤层50m后与29皮带上山相通。方案二：两条大巷延伸，轨道、皮带按集中巷进行施工，回风大巷沿二2煤进行施工。先按3的上山流水坡度延伸施工南大巷94m，南翼大巷的延伸可布置一个开拓队伍及一个掘进队伍进行施工：掘进队伍继续按原南大巷的延伸方位按15的上山坡度施工73m后进入天然焦内，转向
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