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1、编号：序号：山东金阳矿业集团有限公司金阳煤矿3109工作面放顶煤开采设计方案 说明书技术处编制日期：2012年5月16日编制会审人员编制：张晓波会审人员签字：生产处：机电处：安全处：技术处：安全矿长：机电矿长：总工程师:第一章矿井概况第二章方案设计编制依据第三章工作面概况第一节工作面位置第二节地形地物第三节采煤工作面参数第四节储量情况第四章地质构造第五章水文地质及水害评价第六章防水煤柱留设第七章工作面巷道布置第一节 工作面回采巷道布置第二节回采巷道参数第八章采煤方法及工作面设备 9第一节采煤工艺9第二节工作面设备配备 14第九章生产系统19第一节运输系统19第二节辅助运输系统19第三节防尘系统
2、20第四节排水系统20第五节压风系统第六节通讯系统第七节通风系统及风量计算 21第八节瓦斯防治23第九节防灭火系统25第十卜节安全监控系统26第十卜一节供电系统27第十卜二节矿压观测28第十三节避灾路线29第十四节三下”开采30第十章安全技术措施30第一节通风、综合防尘、防治瓦斯措施30第二节 防治煤层自然发火措施 33第三节防治水措施35第四节预防煤壁片帮措施 35第五节工作面初采和收尾措施 35第六节顶板管理措施37第七节高温热害防治措施 39第八节机电、运输管理措施 40第九节工作面安装、回撤设备措施 45第十节 其它措施47第一章矿井概况山东金阳矿业集团有限公司金阳煤矿位于宁阳煤田东部
3、，在县城东北6km处，井田东西长约3km南北宽约2km井田面积6.12km2。矿井1990年5月开始建设， 1996年6月试生产，1996年11月15日由泰安市煤炭局组织投产验收并准于生 产。矿井设计生产能力21万吨/年，核定生产能力30万吨/年。现生产水平-350 水平。矿井开拓方式：一立一斜单水平上下山开拓方式；现开采煤层：晚二叠系山西组第3层煤，厚度1.95-9.05米，平均厚度5.0米；煤尘爆炸指数36.39%;第3层煤有 自燃倾向，属自然发火煤层。采煤方法：走向长壁炮采放顶煤采煤方法，顶板管理 方法：全部垮落法管理顶板。本矿区平均降雨量710mm且降雨多集中在7、8月份，月最大降雨量
4、568mm（ 1964 年），日最大降雨量150mm（ 1964年7月8日），本区最大洪水位+66米，低于井 口标咼。矿井生产系统主要有：通风系统、供电系统、压风自救系统、运输系统、排水系统、供水施救（防尘）系统、安全监控系统、通讯联络系统、人员定位系统等，矿 井各生产系统齐全有效、正常运行。矿井供电系统：矿井在工业广场设置 35/6kv变电站，配备S9-2500/35变压器2 台。矿井有两条35KV供电回路，一条为金阳变电站，线路长度 3.8km，线路规格 LGJ-120。另一条为石集变电站，线路长度 2.1km，线路规格LGJ-120。双回路下井 电缆MYJV423X 70敷设在井筒内，电
5、压6kv。中央变电所设置在-350井底车场内 与中央泵房相邻；西翼采区变电所、东翼二采区变电所和三采区变电所，电源通过 两回路 MVV223X 35、MYJV223X 353107下顺现场排放记录850米型电缆供给，电压6kv，通过采 区变电所降至660V后供采区用电。排水系统：矿井在-350水平井底车场设置中央泵房 和水仓。水仓容量3，泵房内装备三台D30065 Xco2 %，扬程455m，功率 560kw，在井筒内共敷设两路 $X0无缝钢管，水通过-350泵房由管路排 至地面。东翼二采区底部车场设置采区泵房和水仓，标高-550m，水仓容量850ma，泵房内装备三台 PJ80型多级离心泵，
6、流量3/h，扬程396m，功率200kw，在采区轨道巷内敷设两路机33X3的无缝钢管，通过采区泵房的管路一路排至-350水仓入口，一路排至-350大巷水沟内，大巷内的积水通过水沟自流到 中央泵房的水仓内。三采区底部车场设置采区泵房和水仓， 标高-600m，水仓容量(i)PJ80型多级离心泵，流量 100m3/h330m，功率160kw，在采区 轨道巷内敷设两路机08X4的无缝钢管，通过采区泵房的管路一路排至-350水仓入口，一路排至 -350(通风系统：矿井采用中央边界抽出式通风，立井为提升井并 进风，斜井回风，风井装备两台4-72-11NO 20B型离心式通风机，功率110kw,矿井总进风量
7、 2755m3/min。矿井通风网络： 分区并联形式。压风自救系统：集中供风，地面设压风机房一座，装备4台OGFD-9.6/8B55kw电机，压风管 机08X4焊接钢管。管路敷设由压风机房至(3)200米设置了供气阀门。提升运输系统：为主提升机选用JKMD-2.8 X4 (I)型落地式磨擦轮绞车，配 YR500-12/1180(6kv绕线式电动机，提升容器为一对一吨双层四车罐笼，提 煤四车、提矸石二车，人员60人，提速6.25m/s,井筒装备组合钢罐道，提升钢丝绳6 ( 34、特，尾绳用 6X44.5-1375-I。1安全监控系统：矿井安装了KJ76N型安全监控系统，矿井传感器布置齐全，监控有
8、效。实现了对井下的甲烷和一 氧化碳的浓度、温度、风速等的动态监控。）供水施救系统：矿井结合自身实际，建立完善了井下 巷道所有供水管路的供水施救系统。在矿井采区避灾路线供 水管路，安装了应急的供水阀门。供水水源引用矿井总回风 井的地表水源（1）（1）在井底车场、采区变电所、水泵房、采掘工作面等人 员集中的地点，安设了直通矿井调度室的电话。（2）第二章、地质说明书及批准时间（3）批准时间为2012年3月30日三、矿压观测资料断层附近围岩应力集中，巷道压力较大3109工作面放顶煤开采设计方案编制以西翼首采区设计、首采区地质说明书、 3109采煤工作面地质说明书为依据。3109( 3第三章工作面概况3
9、109工作面位于西翼上山采区北部，属首采区的一部分，其北部为3108工作面。3109工作面为矿井西翼首采面剩余的一部分煤量，矿井西翼首采面原开采方式为分层开采，采面支护方式为铰接顶梁配金属摩擦支柱，由于该支护方式安全性差，1995年12月该采面发生了一起顶板事故，之后该采面停产并进行了封闭。为了最大限度回收煤炭资源，提高煤炭回采率，经过讨论研究，决定回收该采面剩余部分煤量。通过西翼采区3101、3102、3103、3104及3105回采工作面和3108进、回风巷实际揭露，该区域内断层较少，只在 3109工作面运输巷南部有一条断层，致使该位置煤层变薄。该工作面西北部为采空区，北部为3108工作面
10、。煤层平均走向155；倾向235 ；煤层倾角5-10；走向长度平均90m倾向长度平均 60m 煤层厚度在4.63-6.6m，平均5.6m。工作面回采过程中靠近断层附近的运 输巷需加强支护，保证工作面运输巷断面符合规程要求。第一节工作面位置3109采煤工作面位于西翼上山以北，该工作面北部为3108工作面，西北部为采空区，工作面井下标高-270-266m工作面走向长度平均90m,倾斜长度平均60m第二节地形地物3109工作面对应的地面位置位于工业广场西北，地面为农田，无建筑物及水系,对工作面开采无影响。第三节采煤工作面参数、采煤工作面长度根据剩余块段煤的面积及形状，将该采煤工作面沿倾斜长度确定为6
11、0m走向长度为90m、开采技术条件第3层煤顶底板特征:顶板：三煤顶板常有一层厚度为 0.2m的伪顶，由灰黑色炭质页岩组成，常受采动 影响随煤层跨落而跨落。直接顶一般由深灰色砂质页岩组成，厚度2m左右，富含羊齿类植物叶部化，岩石层理明显，脆性大，硬度低，f=4，冒落性较强，能随采随冒，全区分布稳定。基本顶（老顶）灰白色中粗砂岩，无层理，块状构造，含角 闪石、黑云母等矿物，f=56,均厚6m中等硬度全区稳定，可作为煤系地层内 的辅助标志层。底板：直接底一般为薄层状粉细砂岩互层，颜色由深灰及灰白相间组合而成，f=3-4，水平层理为主，波状层理次之，厚度 2-6m，较稳定。老底为浅灰绿色中粗砂岩，块状
12、构造，硅质胶结，无层理，f=5-6，平均厚度8m三、煤层赋存特征3109采煤工作面煤层厚度与煤层倾角较稳定。煤层结构简单，不含夹矸，煤层厚 度平均5.6m，煤层倾角为5-10o，煤的硬度系数f为1.0-1.5。附图：矿井综合柱状图。第四节储量情况、工作面储量计算工业储量按照块段法计算储量，该工作面走向长度平均90m倾向长度平均 60m煤层平均厚度平均5.6m，煤的容重1.33吨/m3工业储量=90x 60x 5.6 x 1.33= 4 万 t可采储量=90x 60x 5.6 x 1.33 x 93%=3.7万 t。二、工作面服务年限工作面服务年限二可采推进长度/ （月推进度x 90%=90/
13、（30x 0.8 ） =3.75 个月0.8 天平均推进长度，m;30-平均每月生产天数；第四章地质构造该块段煤层平均走向155,倾向235。煤层倾角平均5-10。根据已掘 回采巷道（3108工作面进、回风巷及开切眼）实际揭露，该工作面内无构造， 3109工作面运输巷靠近落差10-15m断层，因此在工作面推采过程中，加强工作 面运输巷顶板管理，防止出现顶板事故。第五章水文地质及水害评价、水文地质情况:根据附近已掘巷道实际揭露，水文地质情况简单。煤层及顶底板均不含水。经 过巷道实际揭露附近区域的断层不含水也不导水，对工作面回采无影响。为确保矿井施工安全，预防突水事故的发生，在工作面回采过程中应坚
14、持预测预报，有疑 必探，先探后掘，先治后采的探放水原则。二、老空水情况：3109采煤工作面位于西翼上山采区以北，该 工作面西北部为采空区，北部为3108工作面，南部为断层。 工作面煤层顶、底板及煤层 均不含水。西北部采空区内有少量的防尘积水， 2009年3月经探放水，已疏放完 毕，因此3109工作面开采时不受工作面老空水及断层导水的威胁。第六章 防水煤柱留设在工作面采空区和3108工作面之间留设10米的保护煤柱。第七章工作面巷道布置第一节工作面回采巷道布置采煤工作面运输顺槽、回风顺槽、开切眼沿煤层底板布置；回风顺槽、运输顺槽斜距 60m （即工作面长度）。第二节回采巷道参数一、工作面回风顺槽根
15、据巷道用途、使用年限、巷道围岩性质，结合本矿同类巷道支护效果，工作 面回风巷采用11号工字钢棚支护。巷道采用梯形断面，上净宽2m下净宽2.7m，净高2m,净断面积4.68川。二、工作面运输顺槽根据巷道用途、使用年限、巷道围岩性质，结合本矿同类巷道支护效果，工作 面运输巷采用11号工字钢棚支护，巷道上净宽为 2.0m,下净宽2.7m，净高 2.0m，净断面4.68讥两巷断面均可满足工作面通风、行人、运输及辅助运输的 需要。三、工作面开切眼开切眼初掘时为梯形断面，采用11号工字钢棚支护，巷道上净宽为 2.0m，下 净宽2.7m，净高2.0m，净断面4.68讥安架时开切眼断面要刷扩，以满足安装悬 移支架的需要。第八章采煤方法及工作面设备第一节采煤工艺一、采煤方法选择西翼上山采区上部煤层平均厚度 5.6m，煤层厚度变化较大，煤层底板也有起 伏，若采用分层开采工作面防火困难较大；煤层直接顶主要是砂质页岩，能随采
