河南理工大学采煤工艺-实习报告.docx

河南理工高职学院采煤工艺实习报告系 别： 采矿工程系专 业： 煤矿开采学 号： 101012081姓 名： 典叶楠班 级： 开采12-1 2014年11月09日课程设计成绩评定专业班级：煤矿开采12-1 学生姓名： 典叶楠一评语二成绩 指导老师： （签名）2014年 11月 09 日 目 录前言第一章 矿井概况第一节 井田基本情况第二节 井田地质构造第二章 采区边界及储量第三章 采区地质构造及水文地质条件 第一节 采区地质第二节 采区煤层及地质第三节采区水文地质条件及涌水量预计第四节开采技术条件第四章采区生产能力和服务年限第五章 采区巷道布置及开采 第一节 采煤方法第二节 采区巷道布置第六章 技术经济指标前 言本次实习来到了焦作演马庄矿，在矿上进行了将近一个月的实习，演马庄矿矿井是由煤炭工业部武汉设计研究院设计，1958年建井，1961年4月投产，设计生产能力45万t/a，主采煤层为二1煤。2000年以来，矿井各生产系统改造投资加大，生产能力显著提高，2005年核定生产能力确定为90万t/a，2008年生产能力核定120万t/a。演马庄矿井田分二个水平开采，即一水平、二水平，经过五十年的开采，目前一水平已基本结束，仅剩西一煤柱正在回采。二水平可布置采区四个，即二一、二二、二五、二七采区，目前矿井正在开采二二、二五、二七三个采区。按矿井规划，二二采区于2011年7月底结束后，将无采区进行接替；二五采区的接替采区为二一下山采区，目前二一下山采区三条下山已落底，正在施工二一下山采区泵房水仓，预计2013年2月首采工作面21011工作面形成；27采区的接替采区为二七下山采区和二七采区下段。从以上情况可看出，二二采区结束后，矿井只剩2个开采采区，即二五、二七采区，为确保二五、二七采区的顺利接替，只有加快二七下山采区的开拓，才能保证矿井生产的顺利接替和稳定产量。二七下山采区共估算出二1煤储量2042.6万t，其中（111b）级储量1559万t，（333）级储量483.6万t。扣除煤柱损失，采区回采率按0.75计算，则二七下山采区可采储量为1014.27万t。第一章 矿井概况第一节 井田基本情况一、位置和交通演马庄矿井田位于焦作市东北部约20km，行政隶属焦作市管辖，地理坐标东经113211124，北纬35153517，井田西部与韩王井田相邻，东部与九里山井田相邻，南部以凤凰岭断层为界。北部至二1煤露头。矿区走向长4.37.5km，倾向宽0.93.1km，面积约14.8733km2。井田内交通便利，地理位置优越，东距京广线新乡站55km，南接陇海线、新焦线、焦太线、焦枝线和焦柳线等铁路干线，与本矿专用铁路直接相连。二、自然地理该区属太行山前平原和冲积、洪积扇的边缘地带，地势平坦，海拔+83+123m，一般在100m左右，全区地势北西高，南东低，最大坡度225。气象：本区属暖温带典型大陆性半干旱气候，四季分明，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季风和日丽、日照长，冬季寒冷、雨雪少。据19631988年气象资料，最低气温-19.9（1971年），最高气温43.3（1966年），平均气温15，最大冻土厚度为190mm（1977年元旦）。年降水量457.6mm(1986年)689mm(1988年)，年平均降水量552.45mm，降水量多集中于7、8、9三个月，占年降水量的32.7，1、2月份降水量最少，仅占年降水量的1.5。年蒸发量为17002000mm，蒸发量6、7、8三个月最大，蒸发量大于降水量。风向59月份以东风、东南风为主，10月份至翌年4月以西风、西北风为主，一般风速23级，最大11级（1978年6月30日晚）。西北风频度最大，对本地区影响也较大。地震：据焦作市地震办公室提供的资料，自1038年1978年6月，发生的较大地震且对焦作有影响的共有35次。据中华人民共和国国家标准GB183062001中国地震动参数区划图焦作市地震动峰值加速度g为0.1，对应烈度为度。三、矿井开发状况矿井开拓方式为立井多水平上、下山开拓，一水平大巷标高-75m，二水平大巷标高-200m。共有5个井筒：主、副井筒位于井田中央，均为进风井；西风井和东风井分别位于井田上部边界的西部和东部，均为回风井；另有东四进风斜井，主要担负矿井进风。在矿井上部煤层露头附近布置一条（或两条平行）总回风大巷，贯穿矿井东、西两翼，并通过风井联络巷与风井相连，用于矿井回风。矿井属中央边界与两翼对角式混合通风，通风方法为抽出式。第二节 井田地质构造焦作煤田的分布基本上受太行山隆起和武陟隆起所控制，构造形式以北东向和近东西向断裂为主，褶皱不发育，断裂多为高角度正断层，形成一系列地垒、地堑构造及阶梯状单斜构造，整个矿区受断裂构造控制。演马庄矿井田作为焦作煤田的一部分基本上被高角度正断层所包围，处在九里山、凤凰岭、方庄三条断层所形成的三角状断块中部，地层走向N5070E，倾向SE，倾角415，一般9左右，井田内构造以断裂为主，褶皱不发育。矿区共发育三组不同方向的断裂，即：北东、东西和北西向。浅部构造简单，深部和东部相对复杂，西部由于受九里山断层和凤凰岭断层不同方向构造作用，其构造、水文地质、瓦斯等地质条件更复杂。第二章 采区边界及储量一、采区边界二七下山采区边界按地质条件和开采条件进行划分，本设计二七下山采区边界：东至第十一勘探线（井田边界），南至井田边界，西至第七勘探线，北至马坊泉断层（F204）。上限标高-210m，下限标高-440m，地面标高+87+96。二七下山采区走向长1210m，倾向长1170m，面积约1.42km2。二、采区储量据焦煤集团演马庄矿二七下山采区地质说明书，本采区二1煤储量计算范围：北部以马坊泉断层保护煤柱为界，东部以井田边界为界，南部以F210断层为界，西部以第七勘探线为界。区内煤层均达可采厚度，断层防水煤柱属永久性防水煤柱，矿界不计算可采储量。1.地质储量二七下山采区共划分7个储量块段，共估算二1煤储量2042.6万t，其中（111b）级储量1559万t，（333）级储量483.6万t。如下表： 二七下山采区地质报告二1煤储量估算汇总表 表2-1-1块段编号平面积（万）倾角（）平均厚度（m）容量（t/m3）储量（万t）A1-111b63.028.06.021.47557.7A2-111b69.917.08.1021.47832.7A3-111b20.4011.05.6231.47168.6A4-3337.9311.06.021.4770.2A5-33321.837.08.1021.47260A6-33310.328.06.021.4791.3A7-3337.5411.05.6231.4762.1合计200.952042.6其中111b级储量1559万t，333级储量483.6万t。2.工业资源储量采区二1煤层工业资源储量为111b+333k1945.88万t。K可信度系数，取0.83.各类煤柱的留设二七下山采区留设采区边界防水煤柱、断层防水煤柱、村庄保护煤柱。（333）乘以0.8的系数后，采区边界防水煤柱损失56.16万t，断层防水煤柱330.72万t，村庄保护煤柱206.64万t。各种煤柱损失总计为593.52万t。4.设计利用储量设计利用储量为采区工业资源储量减去各种煤柱损失储量所得储量，即：1945.88-593.52=1352.36万t。5.可采储量可采储量为设计利用储量乘以采区回采率所得储量。二1煤层回采率按75计算。二1煤层可采储量=1352.3675%=1014.27万t。二七下山采区设计可采储量为1014.27万t。详见表2-1-2。 资源储量及各种资源损失量计算表 表2-1-2保有资源量 （万t）储量(111b)（333）小计合计1559483.62042.6保有工业资源储量（万t）1559+483.60.8=1945.88各种煤柱边界煤柱块段编号边1小计(333)k合计块段储量类别（333）面积(万m2)7.93煤层厚度(m)6.02煤层倾角（）11视密度(t/m3)1.47占有资源量70.270.256.1656.16断层煤柱块段编号断1断2断3小计(333)k合计块段储量类别（333）（333）（333）面积(万m2)21.8310.327.51 煤层厚度(m)8.1026.025.623煤层倾角（）7811视密度(t/m3)1.471.471.47占有资源量26091.362.1413.4330.72330.72村庄煤柱块段编号村1小计(333)k合计块段储量类别(111b)面积(万m2)17.35煤厚(m)8.102煤层倾角（）7视密度(t/m3)1.47占有资源量206.64206.64206.64合计储量级别111b(333)小计(333)k合计总计206.64483.6593.52386.88593.52设计利用储量(万t)1945.88-593.52=1352.36开采损失量(万t)1352.36(1-75%)=338.09可采储量(万t)1352.3675%=1014.27第三章 采区地质构造及水文地质条件第一节 采区地质二七下山采区共有地质钻孔17个，其中有8个L8灰岩水文观测孔（即811、812、916、917、10-7、10-8、11-11、11-12钻孔）基本控制了二七下山采区的大型地质构造。基本探明了二七下山采区水文地质特征。一、地层本区为第三、四系全掩盖区，据区内钻孔揭露，地层由老至新 为：奥陶系中统马家沟组，石炭系中统本溪组，上统太原组，二迭系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组下段、中段及第三、 四系，现由老至新分叙如下：1.奥陶系中统马家沟组（O2）据区域资料，厚310420m，区内揭露最大厚度141.3米（3-3孔），底部厚约20m为灰色厚层状石灰岩，致密性脆，顶部稍含泥质，中下部厚约80m，岩性为灰深灰色厚层状石灰岩，较致密，层面含炭质及泥质，上部约20m为灰深灰色厚层状石灰岩，致密性脆呈块状，顶部厚约20m，为白云质杂色似砾状灰岩和角砾岩状石灰岩，顶部因风化和铁质侵染，呈棕红色，岩性混杂。2.中石炭统本溪组（C2）本组与下伏奥陶系中统马家沟组呈假整合接触，厚7.4033.2m，平均 16.92m，底部多为铝土质泥岩，致密有滑感，含有黄铁矿结核及晶粒，偶为粗粒石英砂岩，中部为铝土质泥岩，夹灰色泥质粉砂岩，砂质泥岩及薄层状细、中粒石英砂岩，据镜鉴资料，砂岩主要成份为石英（85+%），长石占（7+%），杂基主要为高岭石，水云母及粘土矿物，占（20+%），为孔隙-接触式胶结，上部为浅灰色青灰色铝土质泥岩，夹黄铁矿条带，具水平纹理，据镜鉴资料，该层铝土质泥岩多为针状和叶片状，为标志层之一。3.上石炭统太原组（C3）该组为一套海陆交互相沉积含煤岩系，上限以L9灰岩顶界与山西组分界，下限以一2煤底部含铝土质泥岩与C2分界，与下伏地层呈整合接触，厚69.0686.75外一般78.83m，按其岩性组合及含煤情况，自下而上可分为三段：下部灰岩含煤段：本段自太原组底界至L5灰岩顶，一般厚37.42m，主要由 L1L5五层石灰岩组成，其间夹灰色粉砂岩、灰色泥岩及薄煤，L2石灰岩位于该段下部，全区稳定，厚4.8514.35m，平均10.81m，灰深灰色，致密坚硬、泥晶结构，中夹不规则隧石团块，中部夹泥岩薄层，局部含泥质，具裂隙及溶洞，含有较多的蜒类等动物化石L2石灰岩为本区重要标志层之一，其余各层灰岩均在1.502.84m左右，变化较大，本段共含煤5层，一5煤一1煤，其中一2煤（俗称三煤），全区较稳定，平均厚1.20m，其余各煤层较薄，不稳定，无开采价值。中部碎屑岩段：自 L5灰岩顶至 L7灰岩顶，平均厚 16.8 7米，由灰色粉砂岩、灰色泥岩、灰色细、中粒石英砂岩及薄层石灰岩组成，含灰岩2层（L7、L6）厚1.882.38m其中L7石灰岩不稳定，常相变为泥质粉砂岩或泥岩，含煤2层（一6及一7），其中一6煤层位较稳定，以一61、一62两层煤出现（俗称二煤），煤层厚度在0.40m左右，不可采，泥岩中有少量植物化石碎片及菱铁质鲕粒。上部灰岩段：本段自L 7灰岩顶至 L9灰岩顶，厚度 24.54m左右岩性以石灰岩为主，含L8、L9两层石灰岩，间夹灰灰黑色泥岩砂质泥岩、煤，其中L8石灰岩厚度大，全区发育，为本区重要要标志层之一，岩性为深灰色、中厚层状，致密、泥晶结构，顶部略含泥质含不规则燧石团块及较多的蜒类化石等， 本段含煤2层（一8、一9煤），不发育，不可采，L9灰岩厚度在2.5m左右，全区稳定，是划分P11与C3的重要标志层。4.二迭系下统山西组（P1l）该组为本区主要含煤地层，与下伏太原组呈整合接触，下自太 原组L9石灰岩顶上至砂锅窑砂岩（S12）底界，厚84.36119.20m,平均99.72m，由灰深灰色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、含铝土质泥岩及煤层组成，按其岩性组合自下而上可分为三段：下段（含煤段）：本段（L9顶大占砂岩S10底）平均厚 16.5m岩性由深灰色泥岩、砂质泥岩、细粒岩屑杂砂岩，薄层菱铁质泥岩及煤层组成，本段含煤2层（二0、二1），其中二l煤（俗称大煤）位于本段顶部，是该矿主要可采煤层，平均厚 6.68m全区稳定可采，底板泥岩含有植物化石，二l煤层下约37m偶有薄煤一层（俗称冯营层，二O煤），多为炭质泥岩代替，极不稳定，再下夹23层菱铁质泥岩，致密性脆坚硬。中段（大占砂岩段S10）：该段平均 16.76m，由深灰色薄层状砂质泥岩和大占砂岩组成，大占砂岩为二1煤层顶板，多为老顶，一般厚15.04m岩性为灰色、厚层状，成份以石英为主（70+%），岩屑（15+%），据镜鉴资料，石英表面多具溶蚀外形，岩屑成份较杂，多碳酸盐化有叶腊石化，填隙物以次生白云石和叶腊石化等粘土矿物为主，含晶粒、显微鳞片状结构，重矿物的锆石，泥硅质胶结，铁质鲕粒常顺层分布形成小型交错层理，层面含炭质腊及较多白云母碎片，底部常有泥质包体和亮煤小包体，特征明显，易于辨认，为本区重要标志层，大占砂岩之下常为黑色泥岩，偶夹薄煤一层（二2煤），极不稳定，砂岩之上常为深灰色砂质泥岩，具水平纹理，含较多植物化石，偶见薄煤一层（二3），极度不发育。上段（香炭砂岩段）该段厚66.48m，岩性以浅灰灰色细中粒石英杂砂岩为主，次为深灰色粉砂岩、砂质泥岩，含鲕状铝质泥岩组成，香炭砂岩一般为 2个分层姑（S111及 S112），间距15米左右，上层（S112）厚5.18m，下层（S111）厚 6.61m。多为石英岩屑杂砂岩，硅泥质胶结，石英（70+%），岩屑（20+%），杂基为水云母，粘土等518%,全晶粒鳞片状结构，孔隙接触式胶结，分选磨园度较好，石英有次生加大，偶含泥质 小包体，S112砂岩水平层理及脉状层理及小型交错层理明显，砂岩中 含有铁质鲕粒和少量铁质结核Sll1砂岩以下以粉砂岩、泥岩为主， 厚 19.78m泥岩中含铝质，具暗班及小鲕粒，泥岩中含较多植物化石。5.二迭系下统下石盒子组（P12）本组以砂锅窑砂岩（S12）底界与山西组（P11）分界，厚77.69110.65m，平均95.49m，由灰白浅灰灰绿色细中粒砂岩、砂质 泥岩、泥岩和铝土质泥岩组成，含植物化石碎屑。底部的砂锅窑砂岩为灰色，细中粒局部为粗粒，薄层状，硅泥质胶结，成份以石英为主（90%），长石4%，岩屑6%，有少量泥质包体，杂基为高岭石粘土矿物 10%，正长石表面叶腊石化，石英有微弱次生加大现象，底部含石英小砾石，为本区重要标志层，其上34m处，常有浅灰灰白色铝土质泥岩（俗称A层铝土）厚层状、致密，有滑感，具暗班及少量紫斑，富含菱铁质鲕粒，中部以灰灰绿色砂质泥岩和含铝土质泥岩为主，夹薄层细砂岩，砂质泥岩含暗斑较多，少含菱铁质鲕粒，中上部发育Sl4砂岩，一般由23个分层组成（Sl41、Sl42、Sl43），岩性为灰、灰绿色中粗粒，岩屑石英砂岩，层面偶含炭质及少量菱铁质，具平行及交错层理，中夹粉砂岩条带，泥岩中含植物化石。6.二迭系上统上石盒子组下段（P21-1）本段以四煤底砂岩（S15）与下石盒组（P12）分界，整合接触，据区内钻孔揭露最大厚度为167.11m，底部四煤底砂岩（S15），平均 数5.85m，呈灰白灰绿色，岩屑石英杂砂岩，硅泥质胶结，成份以石英为主（90%），岩屑10%m，以燧石为主，重矿物锆石1%，孔隙式胶结，底部含有少量泥质包体和石英小砾石，分选磨圆度较差， 为本区重要标志层之一，中下部多为灰色砂质泥岩及泥岩，夹薄层 细砂岩，含铁质结核、具暗斑，少含水量铝质，中上部以灰折色、细、中粒石英砂（S16）硅质胶结，底部含有泥质包体及石英小砾石，分选较差，成份以石英为主（90%）重矿物有磁铁矿，锆石1%，孔隙接触式胶结，具小型交错层理，该层砂岩多以3层连续出现（S161-3）而区别于其它砂岩标志层，顶部多以浅灰、青灰色泥岩、砂质泥岩，夹薄层细粒砂岩组成，具紫红色、暗兰色斑块，少许铁质鲕粒和结核，黑色泥岩含有化石。7.二迭系上统上石盒子组中段（P21-2）本段以田家沟砂岩（S17）底板与（P21-1）分界，区内钻孔揭露不全，最大厚度为 31.77m，底部砂岩（S17），呈灰白灰绿色，中粗粒石英岩屑石英杂砂岩，厚层状，具交错层理，局部韵律层理明显，为本区重要标志层之一，其上多为青灰、灰绿色，灰紫色泥质粉砂岩、泥岩等，少含铝质，具紫斑。8.第三四系（QR）该地层不整合于各基岩地层之上，厚31.97173.20m，平均 85.7m，由北西向南东有递增的趋势，黄土层厚度4.25m，顶部0.81.0m腐植土，其下为流砂、砾石层，一般厚10m，固结差，中上部为黄褐色综红色粘土及粘土质砂，具可塑性，中下部夹砾岩48层，单层厚2.0016.5m，砾石成份多以石灰岩为主，石英砂次之，钙质胶结，具裂隙及溶洞，充填方解石脉，下部粘土中夹有不规则钙质结核，底部多为砾石层，少有粘土，夹砾石层。二、采区构造区内无陷落柱、岩浆岩及河床冲刷等不良地质现象。区内地层走向N45E，倾向南东，倾角712。构造以断裂为主。王母泉断层、马坊泉断层、F210断层为本采区边界断层，属中型大型断层，上部马坊泉断层落差030m左右，西南部为王母泉断层，落差大于100m，为本区最大的断层，南部F209和F210两条大断层形成“地垒”构造，地质条件较复杂。另据三维地震资料，还有多条落差为06m可疑断点，待采掘过程中进一步查明。总之，掘进时仍可能遇到5m落差以下的断层。主要断层见下表。 二七下山采区主要断层 表3-1-1编 号构 造性 质产状（褶曲轴面）实见位置及控制情况走向倾向倾角（）落差（m）王母泉断层（F212）正断层N60E北西601205-10、5-11、5-13、6-16、6-17等钻孔控制，本采区控制程度较差。马坊泉断层（F204）正断层N35E北西60030二七采区中段巷道钻探，地震勘探DF15、DF16断层控制。在11-6孔附近走向由东西向变为近南北向。F207正断层近东西南655201989年物探异常点控制。F209正断层近东西北65755609-8、9-4、10-15、11-12、9-17、10-8、10-11等钻孔、1989年物探异常点及DF5、DF7断层所控制。F210正断层近东西南65750408-12、10-8、9-17、9-4、11-12孔、1989年物探异常点及DF9断层所控制。F07正断层近东西南65755257-12、7-13、7-4、8-11、8-15、8-16、8-21等钻孔、1989年物探异常点及DF9断层所控制。第二节 采区煤层及煤质一、煤层区内可采煤层为二1煤层，赋存于山西组底部，上距砂锅窑砂岩70m左右，下距山西组底界（L9灰岩顶）10m左右，距L8灰岩18m左右，煤层厚度3.210.65m，平均7.03m，平均倾角8。煤层赋存良好，无分叉现象，仅个别孔含有0.050.30m夹矸，属厚特厚煤层、较稳定煤层。纵观全局，煤层变化不大，大于6m或小于6m的煤层厚度呈波浪状北西南东向展布，煤层顶板稳定且平整，底板局部有隆起现象，但范围不大，工作面褶曲不发育，但煤层在倾向上有小型的宽缓波状，煤层小范围变化系受煤层基底小型隆起所致。一2煤勘探程度不足，水文地质条件复杂，故不计算储量，本设计部考虑一2煤。二、煤质1.物理性质物理性质：二1煤为灰黑色，粉末状或块状，似金属光泽，容度1.47t/m3，具参差状、贝壳状断口。二1煤宏观煤岩组分，以亮煤为主，含少量丝炭透镜体，属半光亮光亮型。2.化学性质（1）元素组成二1煤以碳元素为主，次为氢元素。（2）有害组分灰分：二1煤原煤灰分平均为14.73，属低中灰煤。煤灰成分：二1煤以硅、铝氧化物为主，次为三氧化二铁和氧化钙。硫分：二1煤原煤硫分平均为0.39，属特低硫煤。磷分：二1煤原煤磷分平均为0.04，属低磷分煤，符合各类工业用煤要求。3.工艺性能二1煤原煤平均发热量为29MJ/kg，属特高热值煤；二1煤原煤灰熔融性属低高熔融性。4.煤类及工业用途评价综上所述，二1煤为低中灰煤、特低硫、低磷分、高热值、低高熔灰分无烟煤三号。二1煤块煤可做合成氨用煤，粉煤可做动力或民用燃料。第三节 采区水文地质条件及涌水量预计一、概况本采区水文地质条件一般规律为：上部及东翼相对简单，深部及西翼相对复杂。区内含水层数较多，富水性强，主要通过断层破碎带发生水力联系。F204、F213、F212等周边断层均属中型或大型断层，均具垂直和水平导水现象，其中F204（马坊泉断层）在九里山矿巷道揭露时曾发生巷道底鼓及滞后突水，应为导水断层。受中型或大型断层影响，预测区内小构造较发育，尤其是第八及第九勘探线附近水文地质条件极为复杂。二、采区充水因素1二1煤层至冲积层底板距离在200m以上，故无冲积层水害威胁。2顶板充水水源主要是大占砂岩水，其富水性较差，掘进过程中局部有滴淋水现象，回采过程中顺冒落带下来，但无水害威胁。3底板充水水源主要是L8灰岩水，L8灰岩厚6.113.1m，平均8.85m，上距二1煤底板12.2621.5m，水压2.54.7MPa，突水系数0.20.22MPa/m，有突水威胁。4L2、O2灰岩上距二1煤底板分别在70m及100m以上，隔水层较厚， 但可在周边大中型断层及次生小构造的破碎带补给L8灰岩水，有突大水的威胁，要留足断层防水煤柱。三、涌水量预测据焦煤集团演马庄矿二七下山采区地质说明书可知，二七下山采区正常涌水量预算为26.27m3/min；最大涌水量预算为31.15 m3/min。四、矿井水文地质类型矿井水文地质类型为极复杂型。五、防治水建议1对中型断层要查明准确位置，并留足防水煤柱，对巷道过5m以上的断层要进行预注浆加固处理。2在采区投产时，井下对受影响的观测孔和封孔质量不合格的钻孔应重新封孔。3该采区有较大突水威胁，顶层工作面形成后，应对其底板进行预注浆加固后，方可进行回采。4为防止误揭断层，应保持一条巷道超前钻探。5建造必不可少的防排水设施，并定期对防排水设施进行检查、试验。第四节 开采技术条件一、煤层瓦斯瓦斯仍然是影响生产的主要因素。二1煤埋深大于300m，煤层中瓦斯赋存量1020m3/t，除8-12孔外，其它钻孔瓦斯含量均大于17m3/t，其中11-12孔瓦斯含量高达19.1m3/t，瓦斯压力0.61.6MPa。总之，本区瓦斯含量高，压力大，属煤与瓦斯突出危险区。二、煤尘的爆炸性和煤的自燃发火本矿煤尘爆炸指数为9.44%，无煤尘爆炸危险。本矿二1煤层为三类不易自燃煤层，无自然发火倾向，不存在自然发火而引起的火灾。三、地温地温21左右，属正常地温区，最大埋深500m，矿压较大。四、二1煤层顶底板工程地质条件二1煤伪顶为炭质泥岩，局部发育。二1煤直接顶板为粉砂岩和砂质泥岩，厚8.32m左右。灰黑色，中厚层状及薄层状，质软性脆，具滑痕，上部夹有菱铁质结核，为隔水层。二1煤老顶多为砂岩，厚9.91m左右。灰色，硅质胶结，细中粒，具小型交错层理，含菱铁质，具纵向张裂隙，为弱含水层。二1煤直接底为粉砂岩、泥岩，厚9.15m，灰黑色，质软性脆，含植物化石及白云母碎片，为隔水层。二1煤老底为石灰岩（L9），厚0.61m，灰黑色，隐晶质结构，薄层状，致密坚硬，含海百合茎化石。五、环境地质问题演马庄矿在煤炭开发、加工、储运过程中，对环境产生的影响主要有以下几个方面。矿井开采时造成的地面塌陷：该区为第三、四系地层所覆盖，井田内地势平坦开阔，村庄较少，地下潜水位高，地表沉陷后将会形成一定范围的沉陷区域。对煤炭开采造成的沉陷应采取沉陷治理及生态恢复等措施。矿井和洗煤厂在生产过程中排放的废水：坑口建有污水处理站，矿井水经混凝沉淀、净水器、消毒处理，生活污水经地埋式污水处理设施进行二级生化处理，经处理后达标排放标准，部分水用于选煤场补充用水，井下消防用水，地面降尘洒水，场地绿化等，多余的水量外排，对沿途河道、农田等不会造成污染。生产过程产生的矸石将全部用于制矸石砖。机械噪音、储运过程中散发的粉尘等对环境也产生一定的影响。第四章 采区生产能力和服务年限一、矿井工作制度矿井工作制度为年工作日330天，每天三班作业，其中两班生产，一班检修，每天净提升时间16h。二、设计生产能力本设计二七下山采区的生产能力为60万t/a。三、采区服务年限二七下山采区二1煤层位稳定，结构简单，属稳定型煤层，根据采区储量和矿井现有生产现状，选用走向长壁分层综采采煤法，加快煤炭开采速度，降低吨煤成本，提高矿井综合经济效益。 二七下山采区为双翼采区，划分为8个区段，12个采煤工作面，工作面走向长400660m。采区服务年限：式中：T服务年限，a； A设计生产能力，万t/a； Z可采储量，万t； K储量备用系数。经计算，二七下山采区服务年限为13a。第五章 采区巷道布置及开采第一节 采煤方法一、采煤方法的选择二七下山采区位于27采区下部，走向1210m，倾向1170m，区内二1煤层赋存稳定，构造简单。煤层厚度3.210.65m，平均煤厚7.03m。煤尘无爆炸危险，煤层不自燃，倾角平缓，平均8左右。本区资源储量可观，可以保证矿井后期煤炭产量，因该地区为煤与瓦斯突出地区，煤层瓦斯含量高，不宜采用放顶煤一次采全高，宜采用分层开采。目前，随着长壁采煤技术、装备的日臻完善，长壁采煤法在我国已普遍使用，走向长壁采煤法在焦作矿区应用比较广泛，技术成熟，工作面布置比较灵活。综合机械化采煤工艺具有高产、高效、安全、生产集中等优点。根据国内外厚煤层开采技术发展现状，结合井田煤层赋存及开采技术条件，设计认为二1煤可供选择的综采采煤方法有：综采一次采全厚，综采分层开采，综采放顶煤开采，分述如下：1.综采一次采全厚采煤方法：综采一次采全厚采煤方法工艺简单，由于采用重型化、强力化、自动化和机电一体化的设备，其工作面单产和工效得到大幅度提高，尤其是在近水平、中等硬度、顶板稳定、瓦斯含量较小的条件下，其效果更好。二七下山采区二1煤层厚度3.210.65m，煤厚变化较大，本矿井煤层厚度不适合采用综采一次采全厚采煤方法。2.综采分层开采采煤方法：综采分层开采是我国一直沿用的传统采煤方法，在煤层稳定、厚度变化较小的矿井中应用较普遍，且积累了较丰富的经验，煤炭回收率较高，上层开采后瓦斯得到很好释放，为下分层开采创造有利条件；但分层开采，上下分层是以煤体作底板，支架易下沉，同时需铺设金属网，工艺较复杂；下分层处在假顶之下采煤，顶板破碎，上下口维护困难。3综采放顶煤采煤方法：综采放顶煤采煤方法，实践证明其单产高、效率高、成本低，搬家次数少，对煤层有较好的适应性，因而近年来，在厚煤层中得到了普遍推广和应用。但放顶煤开采还存在一些比较严重的不足，从理论上讲，放顶煤开采的工作面回收率比分层开采减少510%，如储量管理不严，放煤参数及放煤工艺不合理，回收率将更低；工作面产量增加，瓦斯绝对涌出量和风流中瓦斯含量都可能增加；煤尘的相对含量也会增加；此外放顶煤容易诱导突出煤层发生煤与瓦斯突出事故，采用放顶煤采煤法必须首先解除突出煤层工作面在开采过程中发生煤与瓦斯突出的危险性。综上所述，结合本矿实际生产情况，以及管理、安全、效率和煤的回收率等因素，设计采用走向长壁布置，综采分层开采采煤方法，全部陷落法管理顶板。二、工作面机械设备选型首采面煤层平均煤厚8.1m，属较稳定煤层，倾角平均7，本采区为综采分层开采工作面，走向长壁布置，选用MG300-W型采煤机、ZY2500/15/37型液压支架，全部垮落法处理采空区。回采工作面初步选型如下:1.采煤机:选用MG300-W型，主要技术参数如下：开采范围：2.13.6m，截深630mm，滚筒直径1600mm，采用无链牵引方式（销轮齿轨），牵引速度：6m/min，机面高度：1600mm，配套电机为YSKBC-300/300型，功率：300kW，电压：1140V，降尘采用内外喷雾方式，整机重量40t。2.液压支架：选用ZY2500-15/37型，主要技术参数如下：支撑高度：1.73.7m，中心距：1500mm，工作阻力：21962588kN，初撑力：17322042kN，支护强度：0.430.5MPa，对底板比压：0.581.93MPa，运输尺寸（长宽高）：30301402420mm，重量：9t，泵站工作压力：31.5MPa，铺联网采用人工后铺网方式。3.刮板输送机：选用SGZ630/220，主要技术参数如下：出厂长度：150m，输送量:450t/h，刮板链速：1m/s，链条型式：边双链，配套电机功率：2110kW，电压：660/1140V，转速：1470r/min，中部槽规格（长宽高）1500730222。4.转载机：选用SZD-730/90，主要技术参数如下：出厂长度：31m，输送量:500t/h，刮板链速：0.92m/s，与可伸缩带式输送机有效重叠长度9m，中部槽规格（长宽高）：1500730222，配套电机功率：90KW，电压：660/1140V，转速：1470转/min。5.破碎机：选用PEM1000/650型，主要技术参数如下：破碎能力：600t/h，出煤口宽：40370mm，功率：55kW。6.可伸缩带式输送机：选用SSJ800/90型，主要技术参数如下：运输能力：400t/h，运距：1000m，带速：2.0m/s，带宽:800mm，机头尺寸（宽高）：25411665，电机功率：90kW，电压：660/1140V。7.乳化液泵站：选用MRB125/31.5C型，主要技术参数如下：公称压力：31.5MPa，公称流量：125L/min，功率：75kW，电压：660/1140V 。 配套液箱型号：X10RX，容积1000L。8.喷雾泵站：选用XPB250/5.5，主要技术参数如下：公称压力：5.5MPa，公称流量：250L/min，功率：30kW，电压：660V。 8.其它设备：（1）调度绞车：工作面上顺槽设二部调度绞车，型号为JD-11.4，功率11.4kW（2）小水泵：70WB-13污水泵2台，功率：7.5kW，流量：38m3/h，扬程：13m。三、回采工艺及顶板管理二七下山采区煤层平均厚度7.03m，采用走向长壁综采分层开采采煤法，顶分层采高为3.0m，回采工作面采用后退式开采。主要回采工艺过程：打开喷雾割煤移架并铺底网推移输送机续网卷、联网。工作面采用双向采煤，上下端头斜切进刀；自开切口，切口长30m，滞后采煤机10m左右，追机移架；滞后采煤机15m推移刮板输送机。顶分层顶板管理采用全部垮落法处理采空区，底分层在人工金属网假顶下作业，工作环境安全。工作面上下端头加强支护，贴近煤壁线5m内使用木梁、DZ30-25/110Q型单体液压支柱进行换棚；煤壁线外540m范围内，采用双排叉子棚加强维护，叉子棚使用工字钢梁、单体液压支柱，一梁三柱；输送机机头或机尾处加设“四对八根”4.8m长型钢梁与单体液压支柱支护，一梁四柱，成双交错前移支护。四、采区及工作面回采率本采区二1煤属厚煤层，采区回采率按75%计算，工作面回采率平均按93%计。第二节 采区巷道布置一、采区下山1.方案比较设计对二七下山采区开拓系统提出二个开拓方案，各方案不同点是下山层位问题。现分述如下：方案一：三顶岩方案本方案将轨道、皮带、回风下山布置在煤层顶板岩层内。优点：（1）本区属煤与瓦斯突出地区，布置三条岩巷，有利于掘进施工；（2）巷道稳定，维修费用低。缺点：（1）煤的