采煤-设计本科学位论文.doc

前 言
佛洼分区位于新景矿的西南部，东西长4600m，南北宽平均3200m，面积为14.76km2，主要可采煤层有3号、8号、15号煤。该分区东部与芦湖南、芦湖北分区相邻，靠东部约一半区域地质勘探程度较高、构造相对简单；靠西部约一半区域勘探程度较低，大部分为C级储量。
目前佛洼分区正处于准备阶段，佛洼分区的525轨道大巷已掘出1400m左右，四条采区准备巷合计掘出3500m左右，靠分区东侧有五个回采工作面的顺槽巷道基本掘出，并计划于2005年3月将3203工作面安装完毕，4月开始正式出煤。该分区还计划于2005年布置四个综掘头和多个普掘头，以保证南条带3号煤的正常生产衔接。

第一章 矿井概况
第一节 井田概况
一、交通位置
新景矿井田位于阳泉市西部，距阳泉市中心11公里。地理坐标：东经113°21′10″—113°31′17″，北纬37°51′07″—37°56′31″。
佛洼分区四邻关系：东部为现生产的芦湖南分区及芦湖北分区，北部为新景矿北条带，西部为集团公司规划中的寿阳区七里河矿，西南部为阳泉市郊区保安煤矿，南部隔桃河为阳煤集团二矿。
井田南部有石太铁路线沿桃河南岸横穿矿区，往西直达太原与南、北同蒲线接轨，往东至石家庄与京广线接轨。307国道沿桃河北岸横穿矿区，往西至太原，往东至石家庄。太旧高速公路横穿矿区南部，新景矿工业广场往西1km有太旧高速公路入口，四周均有公路通往各村镇，交通十分便利。阳泉至国内主要城市的距离见表1—1—1；交通位置见图1—1—1。
阳泉至国内主要城市距离 表1-1-1

城市名称
石家庄
太原
北京
天津
上海
广州
距离（km）
112
119
393
532
1378
2139

二、地形地貌及河流
1、地形地貌
井田位于太行山脉北段西侧，庙梁及绿岩脑分水岭以南，地势北部、西北部高，南部桃河低。全区山高坡陡、河谷深切，形成复杂的高山地貌。区内最高点是西北部担山，高程为+1372.6米，最低点为桃河东部河床，高程为+721.0米。
2、河流
本区属于海河流域滹沱河水系，桃河是本区最大的河流，发源于西部寿阳高原的温家庄、太安泽、坪头等地一带。全长44km，河床宽约300～400m，流域面积为503km2，由西向东横穿整个矿区南部，汇入滹沱河。据1996年资料记载：平均流量仅为0.3m3/s，夏季流量一般为2～8m3/s，最大流量是1959年8月的2200m3/s。
三、气象及地震情况
气温：本区属暖温带大陆性气候。据阳泉气象站统计资料，年平均气温10.7℃，一月份最冷，平均气温为4.6C°，最低气温为-19.1C°。七月份最热，平均气温为24.3C°，最高气温可达40.2℃。
降雨量：矿区历年平均降雨量为609.8mm，降雨期主要集中在7、8、9三个月。历年平均蒸发量为1885.9mm，最大2831mm，最小1319mm。蒸发量大于降水量2～3倍，因而属于半干旱的大陆性气候。
风向：夏季为东南、冬季为西北。最大风速为2.8m/s，一般为1.4～1.7m/s，年平均为1.7m/s。冻结期为11月中旬至次年的3月中旬，最大冻土深度为0.7m。
据《山西地震基本烈度区划图》，该区地震烈度最大为7度。
第二节 地质特征
一、地质构造
（一）井田地层
在南条带范围内，根据地表出露和井下巷道钻孔揭露，最老的有奥陶系，最新的为第四系，现分述如下：
1、奥陶系（O）：
1）、下奥陶统亮甲山组（O2 l）
本组全厚为60—140米，这段主要以灰白色的白云质灰岩和深灰色的石灰岩及白云质灰岩与石灰岩的互层组成，有时含有少量的燧石结核条带。
2）、中奥陶统下马家沟组（O2 x）
本组以厚层状的深灰色石灰岩为主，中下部夹厚层状的角砾状泥灰岩和白云质灰岩，局部夹薄层状的泥质灰岩。总厚度180—190米左右。
3）、中奥陶统上马家沟组（O2s）
上段（O2s3）：为厚层状的深灰色石灰岩、灰黄色泥灰岩和深灰色角砾状石灰岩组成，厚60—70米。
中段（O2s2）：为巨厚层状的深灰色石灰岩微密质纯性脆，夹方解石细脉。顶部常夹一层黑色泥岩，在中部常夹一层比较薄的深灰黄色角砾状石灰岩，总厚为120米。
下段（O2s1）：为巨厚层状的深灰色、灰色、白色、杂色角砾状泥质灰岩和少量的白云质灰岩组成，具豹皮状，裂隙多为泥质和石膏所充填，厚度80—90米。
4）、中奥陶统峰峰组（O2f）
由深灰色石灰岩和泥灰岩组成，在中部含有大量的石膏，呈似层状和脉状水平分布，最大厚度可达4—8米，夹于石灰岩和泥灰岩之间，底部还常出现1—2层角砾状的泥质灰岩和角砾状的石灰岩，全组总厚160—190米。
2、中石炭统本溪组（C2b）：
本组平行不整合于奥陶系峰峰组之上，岩性为灰黑色、黑色的砂质泥岩、泥岩、灰白色细—中粒砂岩、灰色的铝质粘土岩以及2—3层的深灰色石灰岩组成。在灰岩下部，常夹一层无开采价值的薄煤层。下部层段以铝质岩为主，上部层段以砂泥岩为主。三层灰岩以下部一层最厚，多在7米左右，最上一层较薄，多在1.0米以下。本组总厚最大可达52米，最小41.95米，平均50.7米，总的趋势是东部较厚，西部较薄。
3、上石炭统太原组（C3t）：
太原组是本区主要含煤岩系之一，连续沉积于本溪组地层之上。全组厚度107.33—140.60米，平均125米。由灰黑色、黑色砂质泥岩、泥岩、灰白色细—中粒砂岩和煤层组成。全组共有3层石灰岩和9层煤层，其中，主要可采煤层2层（15号、12号）局部可采煤层4层，含煤系数11.9%。
4、下二叠统山西组（P1s）：
山西组也属于本区的主要含煤岩系，连续沉积于太原组煤系地层之上，在本区东部的一些沟谷中有出露。厚度东部较厚，可达75.2米，西部地区较薄，最小为43.7米，平均为56米左右。主要为灰黑色砂质泥岩、泥岩、灰白色细—粗粒砂岩和煤层组成。共含有煤层6层，其中，主要可采煤层1层（3号），局部可采煤层1层（6号），含煤系数7%。
5、二叠系下石盒子组（P1x）：
下石盒子组出露于本区东部，连续沉积于山西组地层之上，根据岩性和特征，大致分为三段：
1）、绿色岩层段（P1x1）
由灰黑色砂质泥岩及灰白带绿色的砂岩组成，底部为一层灰白色的细—粗粒砂岩（K8），厚度平均为5—8米，此层砂岩层位稳定，在地表出露标志明显，是良好的标志层，也是本段的基底砂岩。在本段中部，一般多为细粒砂岩，有时相变为砂质泥岩。下部多为砂质泥岩，含1—2层鲕状和鳞片状的粘土岩夹菱铁矿结核，在一些局部地区有时还出现2—3层煤线，上部多为粗粒砂岩。本段由于地表风化后砂岩及砂质泥岩呈浅绿色，因而称绿色岩段。总厚度36-105米。
2）、黄色岩层段（P1x2）
本段由灰黑色砂质泥岩与黄绿色中粒砂岩组成。底部为一层灰白色的中—粗粒砂岩（K9），其特征是泥质胶结疏松易风化，厚度较大，一般多在10米左右，该层砂岩层位比较稳定，在地表出露比较明显，是本组的良好标志层，属于本段的基底砂岩。在砂岩中常含有菱铁矿，呈扁豆状薄层分布，常呈球状风化。本段岩层在地表风化后多呈灰黄色，因而称黄色岩层。总厚度平均为50米左右。
3）、砂岩段（P1x3）
本段主要由1—2层灰白色中—粗粒砂岩和2—3层黄绿色砂质泥岩及一层黄红色和灰白色的铝质粘土岩组成，全厚28--50米。顶部为一层5—8米厚的黄红色、灰白色的铝土泥岩（K10），由于含铁质，风化后铁质侵染，呈红白色，犹如桃花，故名桃花泥岩。本层层位稳定，厚度变化不大，在地表出露标志明显，是本段良好的标志层。本段的中部及下部，均系两层厚度较大的中—粗粒砂岩，砂岩中常含有砾石，局部为细砾岩，该层砂岩多属于硅质胶结，坚硬耐蚀力强，在地表因风化常形成断崖陡壁。
6、二叠系上石盒子组（P2s）：
本组总厚度为305米左右，连续沉积于下石盒子组地层之上。根据其岩性特征，主要分为三个层段，由上往下依次为：
1）、黄红色岩层下段（P2s1）
本段为黄红色、灰绿色砂质泥岩、泥岩及细粒砂岩组成。砂岩不稳定，呈透镜状和扁豆状，连续性差。泥岩中含有大量的紫斑。总厚度55—77米左右。
2）、黄红色岩层上段（P2s2）
本段主要为黄色、紫色、黄褐色的砂质泥岩与红绿色的砂质泥岩组成。上部为紫色与黄褐色，下部为黄色、黄绿色，含透镜状砂岩，变化大，连续性差。在本段的底部为一层灰绿色的中—粗粒砂岩（K11），亦称中间砂岩，厚度一般为10米左右。成分以石英为主，胶结较好，但分选较差。该层砂岩层位稳定，在地表出露标志明显，是本段中的良好标志层。本层砂岩由于胶结较好，耐风化，在地表常形成陡崖，同时含水性也较好，在一些向斜部位，常形成下降泉。砂岩的顶面，常分布一层0.3—0.6米厚的锰铁矿，但连续性差，全段总厚度为52--93米。
3）、褐色岩层段（P2s3）
本段出露于西部较高的山顶部位，主要由紫红色、暗黄色的泥质岩和砂质泥岩及灰白色、黄绿色和紫色的砂砾岩组成，并含有铁矿。在本段的底部是一层巨厚的灰白色砂砾岩（K12），称狮脑峰砂岩。该层砂岩为硅质胶结，砾石为石英、蛋白石和燧石，粒度不等，最大可达2—3厘米。由于胶结致密，岩石坚硬，耐蚀力强，常形成断崖陡壁。由于此层砂岩厚度较大，层位稳定，标志明显，是本区上石盒子组中的良好标志。砂岩底部常夹有一层0.1—0.2米暗绿色砂质泥岩，是良好的不透水层，因此在一些低洼处，常出现一些狮脑峰砂岩含水的下降泉。本层砂岩在本区的分布情况是北厚南薄，从马家坡村往北逐渐分为两层，中间被一层黄绿色的砂质泥岩所分割，全层总厚度为50-160米。
7、二叠系石千峰组（P2sh）
主要分布于本区西部的高岭，佛洼以北的担山和双足山顶一带，底部为一层浅红色含砾石的中—粗粒砂岩（K13），连续沉积于上石盒子组地层之上。砂岩厚度一般10—15米，层位比较稳定，标志明显，为本组良好的标志层。砂岩往上由紫红色、砖红色的泥岩和砂质泥岩与细粒砂岩所组成，上部夹数层扁豆状的淡水灰岩，该组由于颜色鲜艳，与下伏石盒子组极易区别，但在本区因风化剥蚀，出露不全，最大出露厚度达80米左右。
8、第四系（Q）
第四系地层以不整合覆于各时代地层之上，大多分布于一些比较平坦的山顶和平缓的山坡地带。由于露头零星分布，岩性变化甚大，在对比上有一些困难，大致分为中上更新统的马兰黄土和离石黄土（Q2+Q3）。
1）、中更新统离石组（Q2l）
浅棕黄微带红色的粉砂土和亚粘土，富含钙质结核，并夹有1—2层古土。此层粉砂土较致密，局部地段钙质较高，质较坚硬。古土壤有大孔构造，有黑色的植物遗留根孔，总厚度0—20米左右。
2）、上更新统马兰组（Q3 m）
马兰黄土普遍分布于山梁和一些比较平缓的山坡上，与中更新统呈不整合接触或直接覆与基岩之上。岩性为浅黄色的亚砂土和细粉砂土，孔隙较大，垂直节理发育，由于水流的切割作用，常形成两壁陡峭不易坍塌，在冲沟发育地区，还常常形成一些黄土立柱。本层中钙质结核较多，常形成姜结石状，全组总厚度0—20米。
9、全新统（Q4）
本组主要分布于河谷1、2级阶地和河滩中，为现代河床冲积和洪积以及一些坡积，其岩性为砂卵石、碎石及粉砂组成。根据在桃河勘探资料，冲积层结构上下多为砂卵石，中间普遍有一层1—2米厚的黄褐色亚粘土。全统厚度为10—20米，另外在一些山麓，由于地壳的上升，侵蚀切割，地形陡峻，岩层的软硬相间的组合，因耐蚀力的不同，在一些坚硬厚度较大的岩层中，常形成断崖陡壁，又经长期的风化和重力作用，断崖和陡壁发生崩塌和滑落，形成了较多的滑坡堆积物，呈零星分布，厚度不等，应属全新统的堆积。厚度多在10—20米左右。
（二）新景矿井地质构造
新景矿井田位于阳泉矿区大规模单斜构造的西部，即太行山背斜西翼，寿阳向斜东翼，是沁水煤田的东北部分。煤层赋存呈东北部高而西南部低的态势，倾角一般6°一10°。井田内褶皱构造在平面上大体呈北北东—北东方向展布，以波状起伏的短轴褶皱构造为主，呈背向斜相间，斜列式、平列式组合，特别在局部地区，还出现一些小型的帚状、环状、S形等组合。在垂直剖面上多以上部比较开阔平缓，下部比较弯曲或紧闭的平行褶皱为主要特征。但在一些局部地区也出现一些不协调的层面褶皱，这些不同形态，不同组合的褶皱群，构成了本区构造的主体轮廓。
三、瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温
1、瓦斯
根据新景矿地质测量部门提供的新景矿南条带补充勘探地质报告资料，本矿井瓦斯主要来源于回采工作面、掘进工作面及已采区瓦斯涌出，矿井瓦斯相对涌出量平均为16.0m3/t，绝对涌出量平均为78m3/min。
2、煤尘
本区对3号煤层取样进行了煤尘爆炸性试验，结果为3号煤层具有煤尘爆炸危险性。见表1-2-2 。
煤尘爆炸性试验表 表1-2-2

钻孔号
煤厚
煤尘爆炸
挥发分V%
火焰长度%
加岩粉量%
有无爆炸性
原煤
精煤
3—18
1.98
10
50
有
10.94
9.16
3—39
2.26
10
50
有
10.97
9.94
3—42
1.97
10
50
有
10.33
9.77
3--68
2.73
5
50
有
11.52
9.01

3、煤的自燃
根据山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告：3号、8号煤层均无自燃发火性。
依据相邻矿井情况，15号煤层有自燃发火性。
4、煤与瓦斯突出
依据山西省煤炭工业局晋煤安发〔2005〕270号文“关于确定阳煤集团新景矿芦北区3#煤层为突出煤层、新景矿为突出矿井的批复”，确定新景矿为煤与瓦斯突出矿井。
5、地温及地压
本区煤系地层平均地温梯度值为1.6-2℃/100m。本区属地温地压正常区。
四、水文地质
（一）含水层及隔水层
1、奥陶系马家沟组石灰岩含水层组
本层主要为岩溶裂隙水，是矿区主要含水层，也是矿区主要供水水源。它广泛出露于矿区的东部和北部的广大地区。西部埋藏较深，一般水位多在300—800m，东部较浅。
本层厚度在700—800m左右，由深灰色的厚层状石灰岩夹薄层状泥灰岩和中厚层状的角砾状石灰岩组成，裂隙和溶隙比较发育，在上部的峰峰组中含有似层状和凸镜状的石膏层，混合厚度约10m左右。
本区主要含水层为上马家沟组上段及下段几层角砾状石灰岩含水，岩溶裂隙和含水量很不均匀。静止水位一般在+390—+400m之间。
2、中石炭统本溪组含水层组
本层主要由灰白色和黑灰色的铝质岩和粘土岩、深灰色石灰岩、灰白色细砂岩、少量的薄煤层组成。三层石灰岩均具有不同程度的透水性和含水性，本层的透水性比较强。
3、上石炭统太原组含水层组
本组主要含水层有：K2灰岩（四节石）、K3灰岩（钱石）、K4灰岩（猴石）及上部的第一砂岩和K6（第二）砂岩。K2灰岩位于太原组的下部，厚度6—12m。K3、K4灰岩厚度较薄，含水量甚小。
4、二叠系山西组含水层组
本组主要含水层：K7砂岩（第三砂岩）、S4砂岩（6号煤老顶）和S5砂岩（3号煤老顶），此三层砂岩裂隙均不太发育，因此含水性较差。
5、二叠系石盒子组含水层组
本组地层在区内广泛出露，主要含水层有K8砂岩（下石盒子组基底砂岩）、K9砂岩（黄色岩层段的底部砂岩）、K11砂岩（红黄色岩层段的中间砂岩）、K12砂岩（上石盒子组的狮脑峰砂岩）等四层。K8砂岩，厚度一般7—10m，为中—粗粒砂岩。K9砂岩与K8砂岩间距80m左右，厚度一般在10m左右，为中—粗粒砂岩。
K11砂岩位于上石盒子组红黄色岩层段上段和下段之间，平均厚度为10m左右，层位也比较稳定，由中—粗粒砂岩组成。
K12砂岩位于上石盒子组的中上部，由一套灰白色的粗砂岩和砾岩组成，厚度为25—35m左右，砂岩的底部是一层灰色的泥岩，属不透水层，因此本层含水较好，但由于层位较高，多裸露于地表，经长期风化和剥蚀，风化裂隙和荷载裂隙比较发育，因此含水以下降泉形式全部泄出地表。
6、第四系全新统、河床冲积层和坡积层含水层组
本区冲积和坡积层，主要集中分布在桃河、马家坡河、芦湖沟河、保安沟河、蒙村河的河床内及两岸的阶地内。坡积层主要分布在一些沟谷的两岸和山麓地带。这些现代沉积，是本区浅层水的主要源地，可视为相对隔水层。
（二）井田水文地质条件
新景矿位于阳泉矿区的西部，由于受寿阳向斜的影响，煤层埋藏相对较深，地表水的补给条件相对变差，井下涌水量变小。主要含水的岩层与区域的含水层基本相同，在煤系地层中，太原组有五层，即K2、K3、K4、K5、K6 ，除K2、K6在局部地段富水相对较好一些外，其它三层均较差。在山西组煤系中，主要含水层有三层，即K7、S4、S5砂岩。这些砂岩分布较广，层位比较稳定，但厚度变化较大，在井下开采中的涌水量极小。
上述含水层的储存量非常小，补给条件也非常差。
井田开采过程中揭露的断层均为中、小断层，构造破碎带不发育，对矿床充水的作用和影响不大，揭露的陷落柱基本不含水，只是在雨季向斜部位出现少量涌水。
（三）主要充水因素分析
煤系地层中的裂隙水和下部太原组层段的岩溶水以及大气降水的渗入和采空区低洼地带中的老空水，是本区矿井的主要充水水源。
1、裂隙水：本区构造裂隙不太发育，多数层间裂隙，规模较小，连通性差，大多以节理、劈理等形式出现。断裂的形式相对较少，没有直通地表的构造裂隙。因此，本区因构造裂隙的补给条件相对较差。
2、老采空区积水：由于上部煤层采空，在一些低洼部位常形成老采空区积水。
（四）涌水量预计
根据水文地质条件，采用历年的平均含水系数0.3709（55—88年）而适当增加到0.5，按照本区年设计生产能力350万吨，日产量为10000吨进行涌水量预计：本区正常涌水量为210 m3/h，最大涌水量为320m3/h。
第三节 矿井开拓概况
1、开拓方式
矿井采用主斜井、副立井的综合开拓方式。其开拓分为两个水平，分别为+525水平和+420水平。目前矿井仅在+525水平进行生产，+420水平还未开拓。+525水平的主运输采用胶带输送机，辅助运输原采用ZK10—6/550—1F型架线式电机车，下一步将更换为12t防爆特殊型蓄电池电机车牵引1.5t系列矿车。
主斜井巷道净宽4.8m，倾角13.5°，装备带宽1.4m的胶带输送机，设检修道。主要负担矿井的煤炭提升任务，兼作进风井及安全出口。
副立井井筒直径7.5m，装备JKD3.5×4（2）型多绳提升机，井筒内布置一套三层四车带平衡锤的宽罐笼，用于矿井人员、材料及设备的提升，兼作进风井。该井装备为一次设计分期安装,一期工程安装一套宽罐笼,预留另一套安装位置。
矿井以X=103000线为界将井田划分为南、北两个条带，即南条带和北条带。南条带以+525西一石门为界划分为东、西两个区，分别为芦湖南分区和佛洼分区；北条带以准备开拓的+525三北石门为界划分为东、西两个区，分别为芦湖北分区和保安分区。即全矿井分为两个条带：南条带和北条带；四个分区：芦湖南分区、佛洼分区、芦湖北分区和保安分区。
2、设计生产能力
新景矿现设计生产能力为3.2Mt/a，改扩建后设计生产能力为7.5Mt/a，即：竖井分区为1.0Mt/a，芦湖南分区为1.0Mt/a，佛洼分区为2.4Mt/a，芦湖北分区为3.1Mt/a。
新景矿现有生产采区为芦湖南3号煤（两个采煤队，生产能力2.5Mt/a）、芦湖北3号煤（一个综采队1.0Mt/a）、丈八一区（一个综放队1.5Mt/a）。准备采区为佛洼分区3号煤和芦湖南分区8号煤。
3、地面工业广场
新景矿主工业广场位于黄沙嘴酒厂的西侧。
在芦湖南分区地面建有风井工业场地，布置有芦湖南进、回风一对立井；芦湖南进风立井井筒直径7.5m，装备JKMD2.8×4（1）型落地式多绳提升机，井筒内布置一对1.5t单层双车多绳罐笼，担负芦湖南分区和佛洼分区的矸石提升和芦湖南分区的通风，兼作安全出口。芦湖南回风立井井筒直径6.5m，为专用回风井，安装两台GAF35.5-16.8-1型轴流式通风机，一开一备，配套TD143/59-8型2000kW电动机。
在芦湖北分区地面建有风井工业场地，布置有芦湖北进、回风一对立井，其进、回风井的布置、装备及井筒直径均与芦湖南进、回风立井相同。
第二章 采区基本开采条件
第一节 采区基本条件
佛洼分区位于新景矿的西南部，东部 以y=86600 与芦湖南、芦湖北分区为界，西部 以y=82000 与规划中的七里河井田为界，北部以 x=103000 与新景矿北条带为界，西南部为保安煤矿，南部隔桃河为阳煤集团二矿，分区东西长4600m，南北宽平均3200m，面积为14.76km 2 。
第二节 储量
一、地质储量
佛洼分区地质构造简单，煤层稳定。参加储量计算的煤层为3号、8号、15号煤层（注：本次设计未计算9号煤储量，其原因在开拓方案部分叙述）。根据《煤炭资源地质勘探规范》，确定能利用储量最低可采厚度为0.8m，最高可采灰分为40%。
1、储量计算方法
储量计算方法采用地质块段法：
计算公式：Q=S×M×D
式中：Q——储量 ，万吨
S——水平投影面积 ，m 2
M——平均厚度 ，m
D——容重， t/m 3
2、煤层厚度：根据南条带储量计算图，单独对佛洼分区的储量块段进行加权平均后计算得各煤层平均厚度分别为：3号煤2.25m；8号煤2.06m；15号煤5.23m。
3、煤的容重：3号煤层为1.40t/m 3 ；8号煤层为1.52t/m 3 ；15号煤层为1.435t/m 3 ；
经计算，本分区保有地质储量分别为：3号煤为4646.4万吨；8号煤为4258.4万吨；15号煤为11033.8万吨；合计为19939万吨。
二、可采储量
根据《煤炭工业矿井设计规范》的有关规定对本分区设计储量和设计可采储量进行计算，计算结果见表2-1-1、2-1-2。

设计储量计算表 单位:万吨 表2-1-1
煤层
编号
块段
面积
(km 2 )
工业
储量
平均
厚度
(m)
容重
(t/m 3 )
永久煤柱损失
设计
储量
矿界
高速公路
小计
3
14.76
4646.4
2.25
1.4
46.9
359.4
406.3
4240
8
13.61
4258.4
2.06
1.52
44.8
410.6
455.4
3803
15
14.76
11033.8
5.23
1.435
133.5
1108.0
1241.5
9792
合计

19939

225.2
1878
2103.2
17835

设计可采储量计算表 单位:万吨 表2-1-2
煤层
编号
设计
储量
开采煤柱损失
开采
损失
设计可
采储量
大巷
风井广场
小计
3
4240.1
237.9
53.7
291.6
789.7
3159
8
3803.0
235.1
61.4
296.5
701.3
2805
15
9792.3
563.6
178.4
742.0
2262.6
6788
合计
17835
1036.6
293.5
1330.1
3753.6
12752
根据煤层赋存条件、可采储量、工作面装备水平等情况，确定本分区设计生产能力为3.50Mt/a，日生产能力为1万吨。其主要理由如下：
1、本分区设计可采储量为12752万吨，其中，3号煤：3159万吨；8号煤：2805万吨；15号煤：6788万吨。储量丰富，煤层赋存稳定，煤层倾角 6°一10° ，适宜于综合机械化开采。
2、依据地质报告，本区地质构造简单，断层、陷落柱稀少，水文地质条件简单，适宜布置高产高效工作面进行开采。
3、集团公司经过多年开采，已有多个中厚煤层单产超100万吨/年的综采队，本区东部现已装备一个高产高效工作面，设计生产能力为150万吨/年。本矿已经积累了建设、管理特大型矿井的丰富经验。
为此，从资源、煤层开采条件以及管理水平等方面综合考虑，确定本分区设计生产能力为3.50Mt/a是比较合理的。
三、分区服务年限
按下式计算：T=Z/（A×K）
式中：T——服务年限，a；
Z——设计可采储量，万吨；
A——设计生产能力，万吨/a；
K——储量备用系数，取1.4；
则：分区服务年限为T= 12752/（350×1.4）≈26(a)
其中分煤层服务年限分别为：3号煤为6.4年；8号煤为5.7年；15号煤为13.8年。
1、佛洼分区设计生产能力为3.5Mt/a。采用一次设计、一次建成投产的移交方式。
2、设计在本分区中部的佛洼村东南侧附近新建一对进回风立井。进风立井装备梯子间、排水管、压风管、消防洒水管以及动力电缆等，为进风井兼安全出口；回风立井为专用回风井。形成佛洼风井除提升之外相对独立的供电、通风、排水、压风等系统。
3、井下主运输采用胶带输送机，可实现从佛洼分区到芦湖南分区直至地面胶带输送机一条龙连续运输，用人少、效率高、故障率低、安全性好，有利于实现集中自动化控制与管理。辅助运输采用无极绳连续牵引绞车牵引1.5t系列矿车运输，可以保证本区辅助运输的连续性。主辅运输的连续性为新景矿的高产高效提供了有利条件。
4、本分区井下巷道除525轨道大巷少量延伸、佛洼风井井筒及井底部分硐室外其余巷道均沿煤层布置，分区移交生产时井巷总工程量为23670m，其中岩巷为2170m，占9.2%，煤巷为21500m，占90.8%。
5、本区移交生产时，共布置两个综采工作面、 四个综掘工作面、四个普掘工作面。
6、佛洼风井工业场地总平面布置，充分结合地形的特点，因地制宜地布置在三个台阶上，场地布置紧凑而合理，场地运输环节简单，土方工程量较少。
第三节 采区开采煤层条件
一、煤层
1、可采煤层叙述
本区开采石炭系上统太原组及二迭系下统山西组煤系地层，共含16层煤，其中l—6号煤产于山西组，8—15号煤产于太原组。煤层总厚度18.63m，煤系地层总厚为181m，含煤系数为10.6％。 现将本区主要煤层情况分述如下：
（1）2号煤层：大部分地区不可采，向北部逐渐尖灭，仅芦湖、坡头、张家岩一带有一片可采区。见煤点厚度为0—1.42m，平均厚度为0.46m，可采区厚度一般仅0.8m，属薄煤层。
（2）3号煤层：位于2号煤层下6.05—26.63m，平均间距为11.75m。见煤点厚度为1.87～3.30m，平均厚2.25m。
（3）6号煤层：距3号煤层7.60—52.53m，平均间距23.5m，全区只有东部的张家岩，中部的芦湖、高岭、新庄窝以及西部的枣园、旧街三片可采区，其余大部尖灭。
（4）8号煤层：位于6号煤下11.78—44.31m，平均间距25.48m，见煤点厚度0.48～3.30m，平均2.06m，属薄—中厚煤层。本区域北部有一些不可采区（厚度小于0.8米）。
（5）9号煤层：位于8号煤下0．78～28．57m，平均11.29m，见煤点厚度0．00～3.48m，平均2.03m，属中厚煤层，该层在李家山、东西畛一带尖灭，向南及南西方向变厚。
（6）12号煤层：位于9号煤下9.18—76.58m，平均31.63m，见煤点厚度0.71～1.76m，平均1.29m。该煤层在东西畛、候家山、张家岩一带厚度较大，普遍1.Om以上，向南、向西方向厚度薄至不可采。
（7）13号煤层：距12号煤层2.35—27.55m，平均间距11.07m，见煤点厚度0.00～1.40m，平均0.74m。该煤层北部、西部尖灭，不可采，仅张家岩、芦湖、新庄窝、旧街一带可采。
（8）15号煤层：距13号煤层14.92～63.92m，平均23.69m，见煤点厚度3.94～8.21m，平均5.23m，该煤层东部、北部厚度大，向西部新庄窝、旧街、枣园一带，由于下部夹石加厚，分出15 下 号煤，因而煤层厚度减到4m左右。为全区稳定主要可采煤层。
（9）15 下 号煤层：为15号煤层下分层，距15号煤0.90一5.22m，平均1.92m，见煤点厚度0.18—3.83m，平均1.87m，单独分层出现在芦湖、东西畛两个不可采区，可采区主要分布于西部和西南部的保安、旧街一带，可采区属中厚煤层。
二、主要可采煤层顶底板
（1）3号煤层 顶底板 ：
顶板： 分为伪顶、直接顶、老顶。伪顶：为灰黑色高岭石泥岩，厚度0.00-0.45m。直接顶：为灰-灰黑色砂质泥岩，厚度平均3.10m。老顶：为灰色中-粗粒砂岩，厚度平均为4.85m。
底板：直接底为灰黑色砂质泥岩。老底为灰黑色砂质泥岩和细粒砂岩。
（2）8号煤层 顶底板 ：
直接顶：为黑色泥岩，厚度平均为11.51m。老顶：为灰白色中—粗砂岩，属K7砂岩。厚度最大可达20m，平均为5.64m。
底板：为灰黑色砂质泥岩，厚度平均为3.83m。老底：为灰白色中粒砂岩，厚度平均5.15m，最大可达17.75m，为K 6 砂岩。
（3）15号煤层 顶底板 ：
直接顶板：为黑色泥岩，厚度在东部地区平均2.00m，最厚可达5.15m。西部地区逐渐变薄而尖灭，被石灰岩所代替。老顶：为灰黑色石灰岩（K 2 灰岩），平均厚度8.16m。
底板：灰黑色砂质泥岩，东部地区较薄，平均厚度1.92m，最厚可达5.22m，西部地区较厚。老底为灰白色中粒砂岩（ K1砂岩），在东部地区较厚，西部地区变薄，平均厚度为8.45m，最厚可达22m。
三、煤 质
各煤层均为中~高变质煤层，煤种属无烟煤。原煤灰分分别为3号煤16.54%；8号煤25.17%；9号煤20.4%；12号煤17.7%；15号煤13.37%。硫分分别为：3号煤0.39%；8号煤1.02%；9号煤0.62%；12号煤2.72%；15号煤2.33%。原煤挥发分分别为：3号煤10.55%；8号煤11.99%；9号煤10.9%；12号煤9.43%；15号煤8.4%。各煤层发热量分别为：3号煤35.63MJ/kg；8号煤34.69MJ/kg；9号煤35.3MJ/kg；12号煤35.87MJ/kg；15号煤35.58MJ/kg。

可采煤层特征表 表1-2-1
煤层
煤层厚度
煤层间距
煤层
结构
稳定性
夹石层
最小—最大
平均(m)

最小—最大
平均(m)

3
  1.87—3.30
2.25

19.38—96.84
48.98  

0.78—28.57
11.29

9.18—76.58
31.63

17.27—91.47
34.7
简单
稳定
0~1
8
0.48—3.30
2.06
简单
不稳定
1~2
9
0.00 —3.48
2.03
简单
不稳定
1~2
12
0.71 —1.76
1.29
简单
不稳定
0~1
15

3.94—8.21
5.23
复杂
稳定
1~3

第三章 采区巷道布置
第一节 采区巷道布置方案的确定
一、在确定了风井工业场地的情况下，本设计以佛洼风井为界将佛洼分区分为东西两个区，同时提出了两个开拓布置方案，分别叙述如下：
（一）方案一
本方案以辅助运输绞车服务范围为界将佛洼分区分为东西两个区。
1、3号煤
由于佛洼东区的3号煤已准备出1个回采工作面，并有5个回采工作面的顺槽将近掘完，因此，东区的开拓方案已成定局。其开拓布置方式为，利用分区中部的东西方向布置的525轨道大巷，向北间距30米布置分区北翼回风巷，向南间距30米分别布置轨道巷、胶带巷和分区南翼回风巷，分区巷道除东部边界处的部分轨道斜巷和上仓胶带巷为岩石巷道外，其余绝大部分为煤层巷道。与分区准备巷道垂直，南北方向条带式布置回采工作面。
当525轨道大巷掘至佛洼风井东侧距回风井437m左右时（y=84650m），煤层开始变为向西方向的倾角向下的单斜构造，煤层距525轨道大巷愈来愈远，其间距由50米逐步变为100米以上，设计525轨道大巷在y=84650m附近停掘，做一个上部平车场后在525轨道大巷南侧间距30米布置西区轨道巷，轨道巷以12°坡向下找煤，见煤后沿3号煤顶板掘进，同时向北、向南间距30米分别布置分区北翼回风巷、轨道巷、胶带巷和分区南翼回风巷。其回采工作面布置形式同东区。
轨道巷在见煤点附近需布置一段通风联络绕巷将东西区轨道巷连通，以作为下一步东区轨道巷的进风通道。
2、8号煤
由于8号煤标高介于+525m水平和+420m水平之间，利用两个水平均可开采，因此提出两个开拓方案。
（1）8号煤+525m水平开拓方案
本方案中辅助运输是利用525轨道大巷与8号煤煤层轨道巷连通；主运输是将8号煤采区胶带巷与8号煤胶带联络巷直接连接，通过芦湖南8号煤转载煤仓与芦湖南8号煤胶带大巷连接，以实现其主运输系统与3号煤系统的分装分运。具体方案叙述如下：
东区：在佛洼分区东部边界处，利用3号煤采区车场以20°下坡做8号煤材料斜巷，在8号煤底板做平车场，然后沿8号煤顶板布置东区轨道巷；东区胶带巷与8号煤胶带联络巷直接连接；分区北翼回风巷在东部边界处以25°上坡与西一上回风石门沟通，以形成8号煤抽放瓦斯管路系统。
西区：525轨道大巷在y=84770附近做8号煤西区上部平车场，然后与东区相同，以20°下坡做8号煤材料斜巷及相应的下部平车场以及8号煤西区轨道巷。
上述巷道均与3号煤重叠布置。
（2）8号煤+420m水平开拓方案
东区：在东部边界处，利用420轨道巷做8号煤下部平车场，然后以20°上坡做8号煤材料斜巷，在8号煤底板做上部平车场后，沿8号煤顶板布置东区轨道巷；东区胶带巷通过8号煤转载煤仓与15号煤上仓胶带巷搭接，然后进入15号煤煤仓，通过西一下胶带石门外运；分区北翼回风巷在东部边界处以25°下坡与15号煤回风联络巷沟通。
西区：420轨道大巷在y=84380附近进入8号煤层，然后沿8号煤层直接布置西区轨道巷。
上述巷道除水平大巷、岩石斜巷及上下部车场为岩巷外，其余巷道均为煤巷。
（3）8号煤两个方案的比较选择
利用+525m水平开采8号煤的主要优点是：
①从衔接方面考虑，由于3号煤的服务年限只有6.4年，当佛洼风井投运后，即可进行8号煤的开拓准备。
主要缺点是：
①在8号煤需布置一条1430米长的胶带联络巷，以完成本分区8号煤与芦湖南8号煤之间主运输系统的连接，以实现3号、8号煤的分装分运。
②西区辅助运输需通过两部绞车接力来完成。
利用+420m水平开采8号煤的主要优点是：
①主运输通过8号煤分区煤仓与15号煤混合，从而减少了一部胶带联络巷。
②420轨道大巷可直接进入8号煤层，只需布置一部辅助运输绞车即可与水平大巷连接。
主要缺点是：
从衔接方面考虑：在矿井总体衔接安排中，芦湖南分区的15号煤将于2014年投产。另外通过对420水平的工程量估算，从佛洼风井到副立井的单巷工程量约9000米左右，其