放顶煤工作面开采设计说明书

前言一、概况察布查尔县联发煤炭开发有限责任公司煤矿位于察布查尔县坎乡东南部，康萨依沟源头，隶属察布查尔县坎乡管辖。

井田向北9KM有简易公路与县级公路相连，过卡拉塔姆吊桥，沿县级公路向东行4KM与S216省级公路连通,北西距察布查尔县城约62KM,距伊宁市约68KM,交通较方便。

矿井建于1989年，原生产能力3万t/a，“十五”期间，该矿井被列为新疆煤炭工业“十五”结构调整规划9万t/a改扩建井。

2006年开始9万t/a改扩建工程施工，现即将完工验收。

该矿井采用斜井开拓，目前生产水平为+1065m，主要开采8号煤层，采用炮采放顶煤采煤方法，轻型放顶煤液压支架支护。

为了加强放顶煤工作面安全生产管理，减少重大事故发生，根据国家安全监管总局、国家煤矿安监局下发的《关于加强煤矿放顶煤开采安全管理工作的通知》（安监总煤行[2008]130号）精神，该矿根据实际情况进行对8号煤层放顶煤工作面进行专项设计。

二、设计依据1、《关于加强煤矿放顶煤开采安全管理工作的通知》（安监总煤行[2008]130号）。

2、《煤矿安全规程》。

3、《煤炭工业小型矿井设计规范》。

4、新疆伊犁703勘查大队于2004年5月提交的《新疆察布查尔县联发煤矿生产地质报告》及评审意见书。

5、该矿井的初步设计等相关文件。

三、指导思想及原则本设计结合矿井开采技术条件、矿井现有巷道系统、生产系统、生产设备、地面设施等，尽量采用先进开采工艺，提高资源回收率，投资少，见效快，工程量小，力求实用、安全、可靠，加强放顶煤开采的安全管理，遏制重特大事故的发生。

四、应注意的问题1、该矿井未作煤的力学参数测试，如煤的硬度、单向抗压强度等，建议矿井开采前作煤的相关力学参数，以便更好的掌握放顶煤冒落规律。

2、井田内采空区范围及积水性需要进一步加强勘查，在生产中应做好掘进超前探放水工作，以防突水事故的发生。

3、矿井虽然为低瓦斯矿井，但放顶煤开采增加了瓦斯的涌出，生产中应加强矿井的瓦斯管理工作，严防瓦斯事故发生。

4、矿井煤层易自燃，自然发火期短，生产中应加强工作面防灭火工作。

第一章：井田概况及地质特征第一节：井田概况一、交通位置察布查尔县联发煤炭开发有限责任公司煤矿位于察布查尔县坎乡东南部，康萨依沟源头，隶属察布查尔县坎乡管辖。

井田向北9KM有简易公路与县级公路相连，过卡拉塔姆吊桥，沿县级公路向东行4KM与S216省级公路连通,北西距察布查尔县城约62KM,距伊宁市约68KM,交通较方便。

二、地形地貌察布查尔县联发煤炭开发有限责任公司煤矿位于伊犁盆地南缘察布查尔山脉北坡山前丘陵区，地形南部高北部低，向北缓倾斜，海拔高程1140～1250m，相对高差110m。

地形平缓，切割深度在15～55m左右，冲沟走向北偏东和近南北向。

三、气象与地震井田气候属大陆性干旱气候。

年平均降水量260mm，蒸发量1631m，平均气温8.40C，最高气温37.90C，最低气温度33.40C，无霜期140天。

冻结期在10月初到次年3月底，最大面积雪厚度78cm，最大冻土深度100cm。

春季多西北风，秋季多东南风，最大风速可达17m/s（7级风）。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），该区地震动峰值加速度为02，地震基本烈度为Ⅷ度。

四、地表水体井田位于康萨依沟干谷源头，平时干涸，沟谷内堆积的砂砾石层，接受大气降水补给，是井田地下水主要补给源之一。

当浅部开采时，地表洪水及第四系砂砾石层潜水可通过煤层及煤层顶板基岩裂隙进入矿坑，成为矿坑冲水水源，甚至通过冒落带和局部导水裂隙带突入矿井，造成淹井事故。

基于上述原因，故建议矿井在开拓过程中，要远离现代冲沟及第四系砂砾石层，留足防水煤柱，避免塌陷和裂缝的产生，以防止地表水及第四系砂砾石层潜水溃入矿井，造成淹井事故。

五、水源和电源1、水源本矿用井下水机泵地面进行沉底后再抽到净化池进行净化后满足全矿职工用水。

2、电源联发煤矿现有一回10KV电源取自伊犁电网坎乡变电所，电源线路为LGJ-95/3km。

另一回路为734火电厂6KV变电所电源，引自本矿变电所变压器容量3150kvA，距本矿井70km，以10kv向矿井供电，矿井新架设一回10kv线路导线LGJ-95/3km，作为矿井主供电源，734电厂一回线路作为备用电源，形成双回路供电。

第二节、地质特征一、井田地层1、地层井田出露地层为中侏罗统西山窑组、第四系中更新统乌苏群及全新统冲洪积层。

（1）中侏罗统西山窑组（J2x）在划定井田范围，被第四系中更新统乌苏群（Q2ws）及全新统冲洪积层（Q4al+pl）所覆盖，依据岩性、岩相及含煤特征，改组细分为上、中、下三个岩性段。

A、下段（J2x1）：岩性为灰白色、土黄色、褐色、紫红色等杂色相间的砂岩、砾岩、泥岩沉积组合，厚度68-93m。

B、中段（J2x2）：岩性为灰白色—深灰色、红褐色—土黄色砂岩、细砂岩、砂砾岩及深灰—黑泥岩、炭质粉砂岩夹多层煤，是本区主要含煤地层，厚度253.18～312.3米，未见顶。

上被第三、第四系覆盖。

C、上段（J2x3）：岩性以红棕色的砂岩、含砾砂岩、泥岩为特征，在勘查范围内被冲蚀掉。

（2）第四系中更新统乌苏群（Q2ws）呈大面积沉积盖层覆盖在中侏罗统西山窑组（J2x）之上，以高阶地状垄岗地形出现。

岩性为砂砾松散堆积层，属河流冲积相沉积建造。

地层北倾，层理清楚，倾角5°左右，厚度32～96.21m，砾石成份为流纹岩、凝灰岩、花岗岩、砂岩、灰岩等，磨圆较好。

表层为含砾砂质亚粘土层，厚0.5～3.0m。

2、构造井田位于察布查尔河东----塔拉地萨依向斜南翼中偏西部，地层为向北偏东倾斜的单斜构造，地层产状：倾向50～65°，倾角5～１３°之间，未发现地层褶皱及断层构造，井田内构造复杂程度可定为简单类（Ⅰ类）。

二、煤层及煤质1、煤层勘探煤层属于侏罗系中统西山窑组中段（J2x2）C煤组。

井田内共有11层煤，编号分别为C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11，含煤地层总厚度288.02米，煤层累计厚度34.67米。

C2、C3、C4、C5、C6、C9、C11为不稳定煤层，结构复杂，在井田内不可采；可采煤层有3层，分别为C1、C7、C8，可采总平均厚度23.70m，含煤系数为12.04%，可采系数为8.24%。

（1）C1煤层：垂直厚度在5.13～11.37m之间，由7个见煤点控制，平均8.97m。

结构简单，无夹矸，呈层状展布。

顶板岩性为含砾粗砂岩，局部有红棕色泥岩及砾岩假顶。

底板岩性为泥质砂岩。

与C2煤层平均间距13.0m。

全区可采。

（2）C7煤层：厚度在5.0～6.0m之间，由9个见煤点控制，平均厚度5.5m。

结构简单、无夹矸，呈层状展布。

顶板岩性为粗砂岩，局部有泥岩假顶。

底板岩性为粗砂岩、泥质粉砂岩和泥岩。

全区可采。

与C8层煤间距在5.12～16.81m 之间，平均10.02m。

（3）C8煤层：厚度在8.23～12.05m之间，由12个见煤点控制，平均厚度10.14m。

结构简单，局部有一层泥岩夹矸透镜体，矸石厚度在0.86m，呈层状展布。

顶板岩性为砂岩、含砾粗砂岩，局部有泥岩假顶。

底板岩性为粗砂岩和泥岩。

全区可采。

与C9层煤间距在5.45～10.38m之间，平均7.92m。

总体上，在井田内，煤层沿走向和倾向上厚度、产状、煤质、煤层间距变化不大，煤层可定为稳定煤层（Ⅰ型）。

2、煤质（1）煤的物理性质井田内各煤层性质基本相同，煤岩外观为黑色，条痕黑褐—黑棕色，沥青质光泽，断口平坦—参差状，煤岩具条带状结构，层状构造，煤的视相对密度平均值见表1-2-1。

各煤层视相对密度统计表表1-2-1宏观煤岩组份以暗煤为主，丝炭次之，亮煤较少，宏观煤岩类型为半暗煤—半亮煤。

（2）煤的化学性质A、水份（Mad）各煤层原煤水份含量C1煤层为7.20～12.8%，6个样平均8.61%；C7煤层为10.61～14.6%，6个样平均12.04%；C8煤层为9.9～14.0%，9个样平均11.75%，属中水份煤。

B、灰份（Ad）各煤层原煤灰份含量分别为C1煤层7.46～16.20%，平均11.76%；C7煤层9.37～13.4%，平均11.10%；C8煤层11.78～15.4%，平均12.3%，均属低灰煤。

C 、 挥发份（Vdaf ）各煤层原煤挥发份含量分别为C1煤层33.52～41.60%，平均39.10%；C7煤层27.0～43.37%，平均34.65%；C8煤层30.0～34.92%，平均31.74%，C7、C8属中挥发份煤，C1属高挥发份煤。

可采煤层工业分析成果见表1-2-2。

可采煤层工业分析成果统计表 表1-2-2（3） 煤的元素分析井田内C1煤层原煤碳含量76.65%，氢含量4.21%，氮含量1.19%，氧含量17.60%；C7煤层原煤碳含量76.21%，氢含量3.62%，氮含量0.90%，氧含量8.94%；C8煤层原煤碳含量76.99%，氢含量3.65%，氮含量0.83%，氧含量18.19%。

详见可采煤层元素分析成果平均值统计表1-2-3。

可采煤层元素分析成果平均值统计表 表1-2-3（4）煤的有毒和有害元素勘探范围各煤层原煤氯含量为0%，C7煤层原煤氯含量0.020%。

原煤砷含量小于1x10-6，含量均较低，均小于地壳丰度值。

煤层原煤氟含量小于76ppb，均小于地壳丰度值。

各煤层有害元素含量普遍很低，含硫量均小于1.0%，含磷量均小于0.01%，为特低硫、低磷煤。

煤的有毒和有害元素分析结果见表1-2-4。

煤的有毒和有害元素统计表表1-2-4C8煤层原煤全硫中以硫化铁硫为主，占50%，有机硫次之，占43.75%，硫酸盐硫占6.25%。

（5）煤的工艺性能A、煤的发热量井田内各可开采煤层煤的可燃基发热量分别为C1 28.26～30.51MJ/kg，平均29.91MJ/kg；C7 28.21～29.521MJ/kg，平均28.641MJ/kg；C8 27.67～29.24MJ/kg，平均28.73MJ/kg。

均属高发热量煤。

B、煤的粘结性井田内各煤层粘结指数均为0。

C、煤的低温干馏焦油产率C1煤层焦油产率为4.70～6.30%，平均5.34%；C7煤层焦油产率为0.8～3.05%，平均1.66%；C8煤层焦油产率为0.87～6.00%，平均2.75%。

均属低含油煤。

D、煤的灰成份C7、C8煤层煤灰成分主要为二氧化硅、氧化钙、三氧化二铝组成，属于硅铝质灰分，C1煤层主要由三氧化二铁、二氧化硅、氧化钙、三氧化二铝组成，属于混合灰分。

E、煤灰的熔融性特征C1属易熔灰分，C7属低熔灰分，C8属高熔灰分。

F、煤的透光率煤层透光率C1为77%，C7为86%，C8为81%。