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1、某能源贵州公司某煤矿首釆工作面开拓方案1一釆区地质条件概述1.1釆区范围及调整方案首采区东到F16断层，南到+925m水平回风大巷煤柱线，西以F13断层西端与大巷煤柱线连线，北到F4断层与井田边界的23、24、25点连线为界，采区走向长2.23.5km,倾斜宽0.70.9km,面积2.4km2,根据地质报告，一釆区煤层赋存条件较好，煤层倾角在25左右，适合机械化开采。首采工作面为11802东，位于采区上部。11802东工作面作为首采面，存在的主要问题有以下几点：1、采区上部车场处位于F3和F4断层交汇处，构造复杂。区段巷道布置受断层影响严重，需要增加斜巷、立眼等辅助巷道，巷道工程量多，施工难度
2、大。2、首采工作面位于采区上部，首采工作面的开拓需要经过采区系统和矿井系统，运输环节多，占用人员多，效率低，开拓工期长。3、一采区西部水文地质条件复杂。井筒物探检查结果表明，一采区西部存在一条自南向北在井筒中部转向西北的岩溶通道。因为该通道的走向、范围、侵蚀深度、流量等尚未查明，对井下开采的影响程度尚未确定，所以，短期内无法开采，从而导致采区接续困难。为了加快基建进度，确保安全生产，需要对首采区开采方案进行调整。调整原则如下：1、调整采区边界，一采东翼范围扩大至F10号断层。2、采区内部采用分区段开采。每个区段形成独立的生产系统与采区系统衔接，区段内按煤层自上而下开采；一个区段开采结束后，再转
3、入第二个区段开采。3、调整巷道保护煤柱。一采区范围内水平大巷煤柱不再留设。基于上述原则，新的一采区东翼开采范围是：上边界为F4断层和井田边界煤柱；下边界为各煤层+925m水平底板等高线；开采西边界为井底车场保护煤柱和采区上山，东至F10断层。平均走向长度2100m,倾斜宽度1000m,面积约为2.1km2。1.2地层与构造一釆东翼为单斜构造，地层倾角2030,平均25左右，局部地点可达40。自西向东地层倾角由逐渐加大的趋势。主要有3条断层，即F4断层，落差40120m,F16断层落差025m,F10断层落差015m。其中，F4断层位于采区上边界，F10断层位于采区西边界，对开釆影响较小。1.3
4、水文地质条件根据矿井地质报告，井田内发育有编号为19号的九条溪流，其中1号溪流为区内最大的地表水系，其源头为17号岩溶大泉，总体上由南向北径流，与8、9号溪流在井田外汇合后最终汇入驮煤河。39号七条溪流分别进入6、16、17、18、21、22、23号落水洞，转为暗流补给地下水。这些溪流发育受地层、岩性、构造控制，大致由南向北径流，流量受大气降水控制，雨季常表现为短时间内流量增大，枯季又常常流量减少甚至断流，季节性变化明显。其中4、5、6号溪流位于井田南部，分别进入16、17、18号落水洞，经过一釆区西翼向北经17号泉涌出。是井田南部山区主要泄水通道。调整后的一釆东翼位于井田南部分水岭附近，地下
5、水分别向北、向南径流。6号溪自东向西流经釆区南部，地表无无大的溪流和落水洞，水文地质条件相对简单。1.4煤层与储量区内开釆的煤层有18、19、20、21、25五层煤，全区可釆煤层三层（18、20、25）,局部可釆煤层两层（19、21,局部可采）；18号煤层厚度2.195.89m,平均3.13m；19号煤层厚度0.871.42m,平均1.25m；20号煤层厚度1.12-4.99m,平均2.60m；21号煤层厚度0.921.24m,平均1.08m；25号煤层厚度0.961.46m,平均1.21m。粗略估算，首釆区可釆储量1850万t,设计生产能力90万Z/a服务年限14.7a。1.5环境影响一釆东
6、翼中部为山脊，南北两翼分别为陡峭的山体。地面最高点为1551.5m,最低处为1400mo地表除6号溪流流经釆区南部外，无大的溪流和水体。自南向北，地表出露地层分别为龙潭组（P）、长兴组（P3C）、沙堡湾组（T】y】）、玉龙山祖（Tiy2）和九级滩组（Tiy，）。主要含水地层为长兴组灰岩和玉龙山组灰岩。从地形图看,长兴组灰岩位于分水岭南侧山坡上，受水面积小且无存储条件，对开釆有直接影响，但水量不会很大。玉龙山灰岩位于分水岭北侧的山坡上，虽然出露面积大，补水条件好，但因为底部沙堡湾灰岩厚度较大，隔水作用好，对开采影响理应不大。因为地表多为坚硬灰岩，开釆后，预计将形成延展长度较大、宽度及深度不一的山
7、裂。釆区南部露头附近，可能会造成山体崩塌、地表塌陷等地质灾害。本釆区累计开釆厚度将达到7m以上，地表又为陡峭山地，所以，开采范围内，所有建筑均无法保持完好。开采前，对开采影响范围内的建筑物应进行搬迁。2首釆工作面的确定2.1原设计方案原设计选择11802工作面为首釆工作面。理由是：该工作面煤层埋藏较浅，瓦斯含量稍小；有利于初期瓦斯的治理和煤层顺槽的施工。工作面为俯斜开采，有利于工作面的瓦斯治理。工作面走向长度长（1900m）,回釆时间在2年左右，为矿井连续生产创造了条件，同时为准备下一个接替回采面赢得了时间。缺点是：工作面煤层倾角较大，在2230左右;工作面走向长度长，初期井巷工程量大，建井工
8、期较长。2.2确定首釆工作面位置建议的首采区段为106区段，首釆面为11806工作面。主要原因是：1、靠近矿井主要生产系统，便于回釆巷道施工。2、能够在+925轨道大巷或冋风大巷位置施工106-1底板瓦斯抽放巷，本区段结束后，经过修复，可作为西段大巷使用。3、区段走向长度在1350m,倾斜长度150m。根据钻孔资料，主要可釆煤层为M18、M20两层煤，均为中厚以上煤层，适合机械化开采。4、釆用区段集中开釆方式，利用底板瓦斯巷兼做区段集中运输巷，实现集中开釆，保证瓦斯抽放效果，节约瓦斯抽放工程量。该方案主要缺点在于，受中部F16断层影响，采面需要搬家。另外受井底车场保护煤柱影响，区段走向长度较小
9、。2.3釆区巷道布置1、采区上山按照原设计布置，其中冋风上山层位位于主副上山以上10m处。2、阶段划分根据煤层倾角，按照工作面平均长度150m,阶段隔离煤柱不小于20m原则，确定阶段段为60m,其中，阶段隔离煤柱段高10m,工作面段高50m。根据煤层底板等高线，本区可釆范围为+925m+1300m,在F16断层和F10断层之间，开釆上限达到+1400m。按照段高6065m,将釆区划分为6个区段，一区段+1235+1300m,二区段+1170+1235m,三区段+1105+1170mm,四区段+1045+1105m,五区段+985+1045m,六区段+925+985m。1300m以上区段，利用一
10、区段底板巷开拓。3、釆区车场布置釆区内每一亚阶段均需布置进、回风联络石门，回风石门高于进风石门510m。进风石门兼做胶带和轨道运输。轨道和回风上山分别布置阶段车场，自上山车场与煤层走向垂直布置进冋风石门。进风石门与工作面上、下顺槽连通；回风石门与工作面专用冋风巷连通。首采工作面在+950m同样布置进、回风石门分别与工作面运输顺槽和专用冋风巷连通。需要开采25号煤层时，布置反向区段联络平巷与25号煤层顺槽连通。4、釆面顺槽根据内地经验，采煤工作面建议釆取“U+L”型通风系统，其中首釆面采用双U型通风系统，釆用两进一回、两进两回方式，加大釆面风量，防止瓦斯超限和突出。瓦斯抽放巷：在M21煤层底板1
11、0m处布置瓦斯抽放巷，抽放巷每个亚阶段布置一条。抽放巷平面位置在上一工作面下顺槽附近，以布置钻孔工程量较少为依据。抽放巷自阶段进风石门引出，在工作面边界附近，利用反上山与工作而进风巷贯通，形成系统。工作面顺槽：在工作面开釆边界处布置，原则同一般综采工作面。当煤层倾角大于20时，下顺槽应沿煤层顶板布置，上顺槽应沿煤层底板布置。专用回风巷：每一回采工作面应有专用回风巷。首釆工作面在釆面上下巷外侧各布置1条，其他工作面在上方布置1条。根据煤层顶板条件及釆后护巷难度，确定回风联络巷间距,初步确定为50m。3+925m车场布置的调整3.1原方案初步设计井底车场全抬高装载方式布置。井底煤仓、砰石仓均布置在
12、+925m水平井底车场以上，主斜井井底位于+925m水平井底车场以上10m,井底撒煤釆用平巷清理，煤泥水经沉淀后自流入井底水仓。井底水泵房、变电所及水仓布置在东翼轨道运输大巷北侧，井下爆炸材料库布置在西翼轨道运输大巷北侧、后期砰石翻车机酮室及绕道布置在西翼轨道运输大巷南侧。+925m水平井底车场釆用全抬高方式布置的主要原因是：1、减少主斜井井筒工程量，煤仓抬高35m,减少井筒90m。2、主斜井井底不设水仓、泵房和消理撒煤提升斜巷，井巷工程量少；设备投资少。全抬高方案虽然有减少主井井筒工程量优点，但是存在的弊端是显而易见的。现有布置方式的主要问题在于：1、井底车场布置过于复杂。按照现方案，主斜井
13、井底车场位于+960m水平，副斜井车场位于+925水平，又增加了肝石运输的辅助车场位于+935水平。三个水平都要采用不同方式进行连接，导致巷道连接关系殳杂，施工困难。2、根据物探资料，在井底车场附近，煤系地层和长兴组灰岩间，存在一个低阻异常区，当前尚无法证实。全抬高方式将导致车场系统接近富水异常区，存在一定风险。3、全抬高方式虽然节约了主井井筒工程量，但是增加了釆区石门和联络巷道工程量，所以得不偿失。3.2建议方案根据某矿井生产规模及地质水文条件，建议采用水平装载方式布置+925m车场。1、主副井均延伸至+890m,并布置30m平车场，通过主副井联络巷与回风上山连接。2、主井煤仓平面位置不变，
14、高程由+970+935m,改为+925+890m。砰石仓布置在副斜井+890车场中部，高程同主井煤仓。3、主副斜井在+925水平均采用甩车场同+925轨道大巷连接。车场规模根据需要确定。4、原设计井底水仓泵房、药库、消防列车库等酮室设计不变。5、在+925m轨道大巷开门，施工砰石仓绕道。绕道自副井车场附近开门，到主井以西结束。6、一釆主上山釆用平车场连接胶带大巷，同时甩片口与砰石绕道连通。副上山甩片口与砰石绕道连通。回风上山自回风大巷施工下山至+890m水平，并在+925m设片口与轨道大巷连接。7、轨道、胶运大巷同水平布置，交叉点釆用胶运大巷提高巷道高度方式通过。回风大巷布置在+935m水平，
15、防止进回风巷道平面交叉。同原方案相比，工程量相差不大，但是新方案巷道布置简单，便于机械化施工，能够大大提高施工进度。3.3关键路线按照新方案，路径和工期最长的路线有两条，一是副井一+925车场一+925轨道大巷（东）-106进风石门一106-2瓦斯抽放巷一进风上山一1806切眼；二是北风井一车场一回风上山一回风上山995片H995回风石门一11806专用回风巷。基建施工的关键节点如下：1、主副井+925m贯通后，形成通风系统（副井进风、主井回风）。在+925m水平增加两个综掘队，施工水平大巷和11806X作面下部巷道。2、南风井到底后，抓紧施工一釆回风上山，并与+925轨道大巷明风。釆区运输改到北斜井。南风井尽快装备，形成全矿井通风系统。一釆区能够增加两个综掘队，施工11806工作面上部巷道。3、瓦斯抽放巷施工前，矿井瓦斯抽放系统必须正式运转。否则应铺设临时管路，安装临时抽放泵站。4工作面的通风与瓦斯抽放系统4.1工作面通风方式高瓦斯工作面的通风系统设计采用传统U”型通风系统，以钻孔抽放来保证开采安全。事实证明，钻孔抽放具有很大的局限性和不确定性，难以保证工作面的正常开采。U型通风条件下，采空区进风口处风压最大，上隅角处风压最小，且两点附近风压梯度最大，从而使两点的漏入和漏出釆空区的风流较为集中。工作面中部漏风相对应减少。采面瓦斯浓度以进风口
