棗泉煤礦首采區放頂煤綜采設備選型報告

一、棗泉煤礦設計概況

棗泉井田東北部以趙兒塔向斜軸與羊場灣煤礦為界，正北部以29勘探線與英子梁井田為界，東西南三面均以1煤層+600m水平底板等高線在地面的投影線為界。其地理坐標為東經106°30′~106°35′，北緯37°52′~38°02′。井田南北長13km，東西寬平均約4km，面積為52km²。

全井田地質儲量為964.68Mt，工業儲量949.36Mt，可采儲量529.30 Mt，按5.0Mt/a的生產能力，考慮1.4的儲量備用系數，其服務年限為75.6 a，

棗泉煤礦設計生產能力為500萬噸/a，在1、2煤中各布置一個綜采工作面生產，其中1煤綜采工作面設計生產能力150萬噸/a，2煤綜采工作面設計生產能力330萬噸/a。2煤綜采工作面先投產，1煤滯后投產。

二、棗泉煤礦首采區開采技術條件

根據礦井開拓布置，首采區位于24_Ⅰ線以北，237線以南，碎石井背斜東側、＋980m水平以上、走向長6km左右的井田東中部區域。其東西平均寬1.4km左右，面積約7.8km²左右。

1、構造

首采區內褶曲構造單一，主體為碎石井背斜東翼的單斜構造帶，總體形態為北淺南深，向南傾伏，軸部寬緩，翼部變陡。背斜軸在平面上呈南北走向。

背斜軸部地段，地層傾角較緩，一般為8°～15°。背斜軸以東，地層傾角變陡，至首采區深部地段，最大傾角為36°。其單斜構造帶的走向與背斜軸基本一致，為N15°～20°E。以井筒為界，首采區北部傾角較大，均在20°以上；南部傾角相對平緩。

1^#、2^#煤的深度由西北部露頭處的15～25m，向東部逐漸加深，至東部首采區邊界，煤層埋深為500m左右。

根據首采區三維地震勘探報告，首采區內共查明斷層18條，斷點1個。斷層落差為5～25m，斷點落差小于4m。斷層多具逆沖性質，最大延展長度（DF2）為660m，最小延展長度（DF15）僅為80m，首采區小斷層比較發育。斷層多發生在采區中部背斜軸部煤層變淺地段及翼部煤層在傾向方向急傾的部位，主要為走向斷層。

2、煤層

井田內含煤地層為中侏羅統延安組，共含煤41層，平均總厚41.24m。礦井前期主采煤層為1、2煤。1煤主要分布于井田東翼，西翼多不可采，煤層厚度0.10～5.37m，平均2.20m，煤層結構簡單，屬較穩定煤層，少數含夾矸達四層，夾矸巖性多為砂質泥巖，少數為粉砂巖。2煤層位穩定，全井田可采，單層地質儲量占全井田儲量的40%左右，是井田內最主要的可采煤層，煤厚4.74(2514孔)～9.42m（L64孔），平均7.88m。2煤厚度變化小，結構單一，少數鉆孔含1～3層夾矸，屬穩定煤層。

首采區內南翼1煤厚度為0.57～4.31m，平均2.2m；2煤厚度為6.52～9.28m，平均7.83m，傾角5°～32°。采區北翼1煤厚度為2.39～4.48m，平均3.72m；2煤厚度為7.62～9.28m，平均7.83m，傾角18°～35°。煤層賦存穩定（個別鉆孔靠近火燒區或煤層露頭處變薄），結構簡單，個別鉆孔含1或2層夾矸，夾矸巖性多為砂質泥巖，厚度一般在300mm以下。

3、頂底板巖性

1煤：首采區頂板為厚度3m左右的細粒砂巖、粉砂巖，抗壓強度為137～186kg/cm²，抗拉強度為15kg/cm²。底板以厚4m左右的粉砂巖、細粒砂巖為主，次之為砂質泥巖、局部為炭質泥巖，粉砂巖抗壓強度為210～295 kg/cm²；砂質泥巖抗壓強度為263 kg/cm²。

2煤：首采區頂板以厚2～4m的炭質泥巖為主，次之為砂質泥巖，局部為粉砂巖。砂質泥巖抗壓強度為196～289 kg/cm²；粉砂巖抗壓強度為380～399 kg/cm²。底板以厚3m左右的粉砂巖、砂質泥巖為主，泥巖次之。粉砂巖抗壓強度為208～337 kg/cm²。

4、礦井水文情況

井田基巖含水層為直接充水含水層，但富水性極弱，井田最大的含水層為火區燒變巖I、III含水體，但不是直接充水含水層；井田位于年均降水量200mm的半沙漠區，地下水唯一補給來源是大氣降水，大氣降水滲入補給洪積溝谷潛水，而基巖含水層滲透極差補給量甚微。其水文地質勘探類型屬水文地質條件簡單的裂隙充水礦床，即二類一型。根據寧夏煤田地質局提供的《棗泉煤礦礦井涌水量預計》（2004年3月）資料，礦井正常涌水量為239 m³/h，最大涌水量為359m³/h。預計首采工作面最大涌水量120 m³/h。

5、瓦斯：

小于1m³/t，屬低瓦斯礦井。

6、其它開采技術條件

首采區1煤、2煤無地溫異常區。煤層屬很易自然發火煤層，煤塵爆炸指數（V_daf）一般為29～35%，有爆炸危險。

三、采煤方法

《棗泉煤礦初步設計說明書》設計的“1煤采用一次采全高走向長壁綜合機械化開采，2煤在投產初期采用大采高分層開采，后期根據鄰近礦井放頂煤開采的試驗效果決定是否采用綜采放頂煤”。根據寧煤發（2005）196號專題會議紀要，對棗泉煤礦2煤開采工藝進行討論，形成以下確定：

1、棗泉煤礦12205首采工作面上分層采用一般綜采，沿偽頂開采，采高控制在3.5m以下。下分層根據再生頂板的形成情況，再確定開采工藝。

2、剩余2煤工作面均采用放頂煤開采工藝。

3、1煤仍采用初步設計確定的一般綜采。

四、放頂煤工作面開采順序及其參數

棗泉煤礦2煤首采工作面12205采用分層開采，放頂煤開采工藝從12207工作面開始，按照下表開采順序進行。各工作面的參數見下表。

棗泉煤礦12采區2煤開采順序及其參數表

五、綜采設備選型

根據確定的回采工藝，棗泉煤礦2煤按照放頂煤工藝選型綜采設備，生產能力330萬t/a。12207工作面傾向長度220m，走向長度2900m，平均煤厚8.50m，煤層傾角1～19.5°。根據棗泉煤礦的煤層賦存情況，結合磁窯堡二礦兩套綜放設備的設備選型和使用情況，擬定采3.0m，放5.5m。

我處對放頂煤綜采設備初步選型如下：

棗泉煤礦放頂煤綜采設備配套表

主要綜放設備的技術參數，仍需繼續論證、優化，其他設備待主要設備選定后再進行配套。