红阳三矿矿井概况
红阳三矿通风阻力测定与通风系统优化

现
代 矿 业
M 0DERN MI NI NG
总 第5 8 1 期 2 0 1 7 年 9 月第 9期
红 阳三矿 通 风 阻力测 定 与通 风 系 统优 化
王守信 高军军 李俊桥
l a t i o n s y s t e m o f t h e mi ne, t h e v e n t i l a t i o n r e s i s t a n c e i s me a s u r e d b y c o mbi ng wi t h t h e b a r o me t e r me t h o d a n d d i f f e r e n t i a l p r e s s u r e g a u g e me t ho d.By p r o c e s s i n g a n d a na l y z i n g t h e v e n t i l a t i o n r e s i s t a n c e me a s u r e — me n t d a t a, t h e i n d i c a t o r s s uc h a s v e n t i l a t i o n r e s i s t a n c e, r e s i s t a n c e d i s t ib r u t i o n o f t h r e e—z o n e a n d e q ui v a — l e n t o if r ic e . Ba s e d o n t he s e i n d i c a t o r s, t he pr o b l e ms o f t he v e n t i l a t i o n s y s t e m i s a na ly z e d, a n d i t i s o p t i — mi z e d. Th e s t u d y r e s u l t s s h o w t ha t t h e e q u i v a l e n t o if r ic e i s 6. 5 5 m , wh i c h i n d i c a t e d t ha t t h e c o a l mi ne i s e a s y t o v e n t i l a t e; t h e r e s i s t a nc e o f r e t u r n a i r wa y i s l a r g e r t h a n o t h e r s , a n d i t c a n be r e d u c e d b y 2 7 0~38 0
红阳三矿矿井概况

第一章矿井概况第一节地理概况1、井田位置、交通及范围(1)井田位置及交通红阳三矿井田位于辽宁省沈阳市南部,行政区划隶属沈阳市苏家屯区红菱镇及辽阳灯塔市柳条乡管辖,位于灯塔市西北12km。
其地理座标为东经123°09′42.9″~123°15′23.7″,北纬41°27′16.4″~41°32′18.8″。
红阳三矿已有专用铁路与国铁张台子火车站相接,距张台子火车站15Km,北距沈阳站40Km,南距灯塔站12Km,辽阳站23Km,鞍山站45Km。
哈大公路通过矿区东侧,距井田中心5Km。
矿区内各村镇均有公路相通,交通较为便利。
矿区交通位置详见图1-1-1。
(2)井田范围①红阳三矿原境界井田北部以煤层露头线为界,东以F48、F58、F59号断层为界,南部以F19号断层为界,西部以各煤层-1000m底板等高线为界。
2007年2月14日,国土资源部颁发了红阳三矿采矿许可证,采矿许可证号:1000000720026。
矿区面积28.2607km2。
有效期限:自2007年2月14日至2031年1月31。
采矿权人为沈阳煤业(集团)有限责任公司。
原井田境界拐点坐标见表1-1-1。
②深部扩大区范围沈煤集团为加大红阳三矿开采深度,延长服务年限,实现矿区可持续发展,于2005年提出红阳三矿深部扩大勘探区探矿权申请,辽宁省国土资源厅将该区的探矿权授予沈煤集团,勘查许可证号2100000610344,勘探面积28.95Km2,于2006年6月提交报告,2006年11月20日备案,备案机关为辽宁省国土资源厅,评审备案证明的文号为辽国土资储备字[2006]350号。
其境界由11个拐点圈定,其勘探高程为-1000~-1320m,详见表1-1-2。
图1-1-1矿区交通位置表1-1-1 原井田境界拐点坐标表单位:m表1-1-2 深部井田境界拐点坐标单位:m③合并后井田境界合并后井田境界把原浅部井田(28.2607km2)和深部扩大勘探区(面积28.95km2)合并为一个井田。
东北地区重点煤企及煤炭储量

沈阳煤业(集团)有限责任公司下属林盛煤矿、红阳三矿、红菱煤矿、西马煤矿、蒲河煤矿、清水煤矿等林盛煤矿林盛煤矿隶属于沈阳煤业(集团)有限责任公司,位于沈阳市苏家屯区林盛堡镇。
矿区及生活区占地38.7公顷,其中井田面积为31.3平方公里。
东临沈辽,西靠沈大高速公路,国铁长大线横贯井田南北,距沈阳南站9公里,交通十分便利,是东北地区稀缺煤种的重要产地。
矿井年设计生产能力为98万吨,现核定能力为158万吨。
矿井煤炭牌号为肥煤、气煤、焦煤,其中肥煤占90%,气煤和焦煤占11%。
矿拥有一座与之相配套的洗煤厂,年入洗能力可达178万吨。
红菱煤矿沈煤集团红菱煤矿有限责任公司隶属沈阳煤业(集团)有限责任公司,位于沈阳苏家屯红菱堡镇境内,沈大公路32公里处。
2006年实施改扩建后,核定能力178万吨/年,井田面积为16平方公里。
截止2008年末,矿井剩余储量为9789.8万吨。
煤种为肥煤和主焦煤,产品主要面向鞍钢等国内大中型钢铁企业。
红阳三矿红阳三矿座落在沈阳市苏家屯区与辽阳灯塔市柳条寨镇接壤处,矿井工业广场座落在灯塔市柳条寨镇,交通便利、资源丰富、煤质优良。
煤田总面积30平方公里,地质储量2.58亿吨,资源可采储量2.3亿吨,井田赋存的煤种有焦煤、瘦煤、贫煤、贫瘦煤和无烟煤,其中瘦煤和贫瘦煤占可采储量的80%,是东北地区的稀有煤种。
目前矿井开采的是贫煤和贫瘦煤,为热值高、硫分低的优质煤。
矿井设计年生产能力180万吨,并配有与矿井生产能力相匹配的年入洗量150万吨的大型现代化洗煤厂,经过实施技术改造和优化设计,08年矿井核定生产能力为280万吨。
西马煤矿沈阳煤业(集团)有限责任公司西马煤矿是沈煤(集团)下属的骨干企业,是东北地区最大的无烟煤生产矿井,矿井所产主要煤种为无烟原煤和洗精煤,广泛适用于冶金、建筑、化工、电力等行业。
西马煤矿位于辽宁省灯塔市西马峰镇。
矿井地理位置在沈阳与辽阳之间,北距沈阳56公里,灯塔13公里,南距辽阳10公里,东有长大铁路,西有202国道,沈大高速公路横穿井田,交通十分便。
年产100万吨煤矿西一煤采区设计说明书 精品

沈阳煤业(集团)有限责任公司红阳三矿西一七煤采区设计说明书设计能力:年产100万吨矿长:总工程师:项目负责人:红阳三矿参加设计人员前言红阳三矿于1991年12月26日破土动工,1997年5月投入试生产,2000年12月27日正式移交生产。
矿井原设计生产能力为150万吨。
矿井为立井单水平开拓,现有的生产采区为北二上、下采区。
准备采区为西一采区和南一采区。
本次的采区设计只作7煤层的设计,由于3煤层可采范围小,12煤层在本采区内以-1000米等高线为界,开采范围小,储量少,将来可以利用北二上、下采区系统联合开采,所以此次采区设计只作七煤的设计说明书。
本次设计主要依据:1、原东煤公司煤田地质局一O三勘探队编制的《红阳煤田三井精查地质报告》;2、红阳三矿地测科编制的《西一采区地质说明书》;3、《煤矿安全规程》、《煤炭工业设计规范》及公司和矿有关指示精神。
目录1.地质概况 (1)1.1地层 (1)1.2构造 (2)1.3煤层与煤质 (3)1.4水文地质 (5)1.5瓦斯、煤尘、煤自燃倾向和地温 (6)2.生产能力及工作制度 (8)2.1储量 (8)2.2设计生产能力及服务年限 (8)2.3工作制度 (8)3.开拓与开采 (9)3.1开拓方式与开拓系统 (9)3.2掘进方式 (9)3.3采区布置及采煤方法...................................................................... 9·4.设备选型及计算 (12)4.1工作面设备选型 (14)4.2采区运输设备能力校核 (15)5.采区通风 (18)5.1概况 (18)5.2通风系统 (19)5.3采区风量计算 (19)5.4通风阻力计算 (22)6.采区供电与通讯系统 (23)6.1采区机电设备 (23)6.2采区供电 (34)6.3采区压风、排水、降温系统 (42)6.4采区监测监控及通讯系统 (50)7.安全技术措施 (51)7.1安全设施 (51)7.2灾害预防 (52)8.采区主要经济技术指标 (55)1.地质概况1.1地层西一采区地层由第四系,第三系、侏罗系、二迭系、石炭系、奥陶系地层组成。
辽宁红阳煤田控煤构造与深部煤炭资源潜力

辽宁红阳煤田控煤构造与深部煤炭资源潜力钟和清;朱炎铭;陈尚斌;邹明俊;张建胜【摘要】Aimed at exhaustion of shallow coal resources of local mining district in Hongyang coal field in Liaon-ing Province, through study of development regularities of structure and evolution history in the coal field, interpretation of oil and gas seismic exploration data, recovery of balanced section and other techniques and methods, the paper predicted the occurrence of coal resources in great depth and peripheral areas of the coal field, prospective areas for exploration and development as well as amount of coal resources. The second district of the coal field is a normal anticline, a structure controlling coal, the coal reserves at depth less than -1 500 m are 83 148 x 104t. In the south of the coal field, Yuejiabao anticline is developed southward. In the east of Xuwangzi exploration area, there are anticline and syncline of lower order, which can be considered as a prospective exploration area, the estimated coal resources at depth less than -1 500 m are 18 500 x 104t.%针对辽宁红阳煤田局部采区浅部煤炭资源逐渐枯竭的问题,通过煤田构造发育规律和演化史研究、油气地震勘探资料解译、平衡剖面恢复等技术和方法,预测了该煤田深部及外围煤炭资源的赋存状况、远景勘探开发区及煤炭资源量.结果显示:煤田二区为正常背斜的控煤构造,-1 500 m以浅的煤炭资源储量为83 148万t;煤田南部岳家堡背斜往南发育,徐往子勘探区东部存在一个低次序含煤向、背斜构造,可作为远景勘探区,估算-1 500 m以浅的煤炭资源量为1.85亿t.【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2011(039)004【总页数】4页(P1-4)【关键词】控煤构造;构造分析;深部煤炭资源;红阳煤田【作者】钟和清;朱炎铭;陈尚斌;邹明俊;张建胜【作者单位】中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室,江苏徐州221116;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221008;中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室,江苏徐州221116;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221008;中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室,江苏徐州221116;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221008;中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室,江苏徐州221116;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221008;中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室,江苏徐州221116;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221008【正文语种】中文【中图分类】P618.11红阳煤田位于辽宁沈阳市南20km,其南北长50km,东西宽15km,煤田总面积约750km2。
沈阳煤业(集团)公司红阳三矿北二南翼713工作面采煤作业规程

保存单位:编号:2006-沈阳煤业(集团)公司红阳三矿北二南翼713工作面采煤作业规程作业地点:北二南翼713工作面采煤队:综采二队采煤队长:****编制人:采煤部分****通风部分****机电部分****地质部分****编制日期:2006年8月25 日开工日期:2006年9月5 日第一章概况第一节工作面位置及井上下关系工作面位置及井上下关系,见表1表1 工作面位置及井上下关系表第二节煤层本工作面开采煤层为7煤的7-2煤和7-3煤。
通过地质资料分析煤层贼存比较稳定,具体情况见表2表2 煤层情况表第三节煤层顶底板工作面煤层顶底板情况见表3表3 煤层顶底板情况表附图1:工作面地层综合柱状图第四节地质构造一.断层情况以及对回采的影响该工作面回采巷道实见断层32条,其中落差大于1米的断层3条,产状详见7煤底板等高线实测图、剖面图及实见断层一览表,过断层时应加强围岩的管理。
表4 断层情况表二.褶曲情况以及对回采的影响无。
三.其他因素对回采的影响(陷落柱、火成岩等)该工作面运顺巷道实见5条火成岩,其中运顺巷道实见四条火成岩墙。
回顺实见五条火成岩墙,具体位置,产状见7煤底板等高线图及剖面图。
附图2:底板等高线图及运、回顺、工作面剖面图。
第五节水文地质一.含水层(顶部和底部)分析该工作面围岩富水性弱,对回采无影响。
二.其他水源分析该工作面过922、919、949号钻孔,有出水可能。
三.涌水量单位涌水量为0.00334秒/米,渗透系数0.00913米/日。
第六节影响采煤的其他因素一.影响回采的其他地质情况(表5)表5 影响回采的其他地质情况表二.应力集中区应力集中区为采空区悬顶地段,由于7煤弱冲击倾向,虽然顶板具有冲击倾向,但因裂隙发育,不易形成大面积悬顶冲击,地压显现不十分明显。
第七节储量及服务年限一.储量工作面基础储量:56.9万吨,回采储量54.1万吨。
二.工作面服务年限工作面服务年限=54.1万吨/8.8(万吨·月)=6.2月第二章采煤方法第一节巷道布置一.工作面设计及巷道布置概况北二南翼713工作面位于北二采区南翼,集运巷西侧。
红阳三矿地质概况资料
红阳三矿地质情况简介
1 概况 1.1 矿井所在位置、范围、四邻关系
红阳三矿位于辽宁省沈阳市苏家屯区与灯塔市的接壤部位,行政区划属
沈阳市苏家屯区红菱镇及辽阳灯塔市柳条寨镇管辖,位于灯塔市西北 11.6km。地理座标为:东经123°10′~123°17′,北纬41°25′~41°36′。
区内有铁路专用线和公路通过,距井田东部9km有长大铁路,北距红菱 煤矿铁路专用线8.5km,红菱煤矿距长大铁路林盛堡车站5km,有矿专用铁路 与国铁相接。哈大公路通过本区东侧,距井田中心部位5km,区内各村镇均 有公路相通,可通行汽车,交通较为方便。
1.2 自然地理情况 本区位于下辽河平原东部,浑河及沙河冲积扇的前缘与河间地块接壤地
带,地面平坦,东北高,西南低,微微向西南倾斜。区内局部地区地面低洼, 地下水涌出地表,常出现一些沼泽地,散布在本区西部。煤田东部外围为山 前倾斜平原,往东有缓丘和低山起伏,呈南北向展布,系由下古界地层和局 部燕山期花岗岩组成。
红阳三矿简介 沈阳焦煤股份有限公司辽阳红阳三矿井田位于辽宁省沈阳市南25km,行政区划隶属于沈阳市 苏家屯区红菱镇及辽阳灯塔市柳条镇,井田面积49.11km2。井田内地面平坦,东北高,西南低, 地表标高+20~+26m。距井田东部9km有沈大铁路,矿区内设专用铁路与国铁相接,沈大高速公 路从井田东部通过,距井田中心部位5km,交通较为便利。 本井田含煤地层上覆有第四系、第三系和侏罗系地层,属隐蔽型井田。煤系地层属石炭系、 二叠系。主要可采煤层分别为3煤、7煤、12-1煤、12-2煤及13煤,其中3煤属局部可采的薄煤层, 其它为中厚煤层。井田为轴向北东35~45°、向南西倾伏,西冀宽缓,东翼窄陡的不对称宽缓倾 伏背斜,区内小构造以断层为主。 本井田水文地质条件类型为中等型。矿井正常涌水量为74m3/h,最大涌水量为143.4m3/h。 煤层自燃倾向等级:7、12-1、12-2煤层自燃倾向性等级为Ⅱ类自燃,有煤尘爆炸性。井田内瓦斯 含量沿背斜轴倾伏方向由北向南逐渐增加,背斜轴部是瓦斯的富集区,背斜的西翼瓦斯含量小, 为低瓦斯区,东翼瓦斯含量大,为高瓦斯区。矿井为突出矿井,12煤为突出煤层。 现矿井保有资源储量为31492.7万吨,可采储量18330.3万吨。煤种为贫瘦煤、贫煤。 本矿1991年12月建井,2000年正式投产。矿井核定生产能力为500万吨。矿井为立井单水平 开拓,建有五座井筒(2个主井、1个副井、2个风井),井底运输水平标高-850m。现有四个采区: 北二采区、北三采区、西二采区、南一采区;三个采煤工作面(北二1216、西二1201、南一 703);一个拆除面(西二1209);六个掘进工作面(南翼1#回风斜巷联络道、西翼轨道斜巷、 北三1203-2运顺、北三1203-2回顺、西二1206运顺、西二1206回顺)。矿井通风方式为两翼对角 式,矿井总排风量为19990m3/min,有效风量率为96.9%。矿井现有1套监测监控系统、5套瓦斯抽 采系统(地面3套、井下2套),2套注浆系统,消防火、防尘系统完善,主提主运安全保护齐全可
红阳三矿地质概况
本区处于华北地区辽南地震十度带内,据最早地震记载始于1765年沈阳5.5 级地震,至1975年2月4日海城7.3级地震止,在210年内共发生大于4.8级浅源地 震十次,其特点是震中位置呈带状分布,强度大,频率高。据历史记载,最大 是1976年2月4日海城地震,震级为7.3级,在沈阳地区有震感,对红阳煤田几个 矿区无影响,采矿工作正常进行。 辽阳地区地震动峰值加速度为0.10g,抗震设防烈度为Ⅶ度。 矿井煤层平均瓦斯含量9.22 m3/t,2013年矿井相对瓦斯涌出量7.27 m3/t,绝对 瓦斯涌出量38.52 m3/min。红阳三矿为高瓦斯突出矿井,12煤为突出煤层。 2002年10月6日西一胶带入风斜巷曾发生过一次煤与瓦斯突出,突出强度1400t。 煤层自燃倾向等级为Ⅱ类自燃,12煤煤尘有爆炸性,7煤无煤尘爆炸性。 井田恒温带深度为25m,温度为9.8℃。全矿平均地温梯度3.078℃/100m; 煤系地层平均地温梯度为3.27℃/100m。本区地温属于基本正常情况下的热害区, -850m水平绝大部分属于一级热害区(31℃~37℃)。-850m水平以下,绝大部 分属于二级热害区。 地温梯度:地球不受大气温度影响的地层温度随深度增加的增长率。
1.3 矿井建设和生产概况 红阳三矿为国有重点煤矿,隶属于沈阳煤业(集团)有限责任公司。红阳 三矿始建于1991年12月,1997年投入试生产,正式投产日期2000年12月26日。 矿井设计年生产能力为150万t。地面建有选煤厂,设计年入洗能力150万t。矿 井设计服务年限55.6a。2007年矿井核定生产能力280万t。2013年生产能力为 500万t。 矿井开拓方式为立井单水平上下山开拓,运输水平-850m,回风水平700m。矿井通风方式为中央分列式,通风方法为抽出式。矿井采煤方法为倾 斜或走向长壁后退式采煤方法,综合机械化采煤工艺。顶板管理方法为全部垮 落法。大巷运输方式采用带式输送机运输煤炭,辅助运输采用CDXT-8型防爆 特殊型8t蓄电池电机车牵引1t矿车。矿井供电方式为双回路,运行方式为解列 运行。矿井现有二套地面瓦斯抽放系统和一套井下移动瓦斯抽放系统。 现在全矿五个采区生产:北二下采区、北三采区、南一采区、西二采区, 各采区均有专用回风道。有四个采煤工作面,分别为北二下采1216工作面、西 二采区1201工作面、南一采区703工作面正在生产。准备采区为西三采区。
红阳三矿回采巷道支护设计
红阳三矿回采巷道支护设计申金超【摘要】针对红阳三矿1212工作面回风顺槽大埋深下两帮移近量大、顶板局部破坏严重等问题,基于理论分析、现场测量和数值模拟,提出对1212工作面回风顺槽和顶板进行锚杆、锚索联合支护设计.通过现场试验和模拟对比,发现在综采工作面顺槽和顶板锚杆、锚索联合支护能够起到减少顺槽的两帮变形和有效减小顶板严重破损的效果,并且能够为矿井安全生产提供可靠保障.【期刊名称】《矿业工程研究》【年(卷),期】2017(032)004【总页数】6页(P27-32)【关键词】巷道支护;数值模拟;悬吊理论;矿压观测【作者】申金超【作者单位】中国矿业大学(北京) 资源与安全工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD353张金龙[1]论述了回采巷道设计的现状和重要性,并且提出了回采巷道支护设计的发展趋势;李飞等[2]揭示了通过岩层深基点位移监测和巷道围岩表面位移监测的方法,对围岩性质研究对回采巷道支护设计起到很重要性;马念杰等[3]论述了深部开采要保持顶板围岩稳定,支护体必须要有足够的长度和延伸性能;许梦国等[4]利用数值模拟软件建立巷道支护方式模型,可以分析巷道变形及应力分布变化情况,能够指导回采巷道支护;于先福等[5]介绍了在回采巷道中巷道支护的特点及我国目前所采用的锚杆支护设计方法;张金山等[6]采用悬吊理论对锚杆支护参数进行选择和设计;郭力等[7]阐述了FLAC3D技术在巷道支护设计中的重要作用以及分析方法.本文针对红阳三矿回采巷道的破坏与变形问题,提出合理有效的支护设计方案,并且对现场进行监测.结果表明针对红阳三矿回采巷道的支护设计合理可行.红阳三矿是沈阳焦煤有限责任公司的主力矿井,主采7,12,13煤层,单一水平-850 m,地面标高+24 m.12煤顶板,泥岩,黑色致密,贝壳状断口,含菱铁矿结核,并含海百合茎化石和长身贝、石燕、马丁介等化石.12-1#煤层,黑色碎块状,金刚光泽,以亮煤为主,底板,细砂岩,深灰色粘土质胶结,夹炭质泥岩薄层,含植物根部化石印痕.由于红阳三矿受采深大、巷道所在地层条件复杂多样,并且多数巷道在服务期限内还要经受各种采动的影响,因此大部分巷道维护难度较大.1212工作面位于北二采区,水平标高-850 m,东部为北二下采胶带巷,北邻北二采区1210-1采空区,南邻未采动区.本工作面所采煤层为12-1煤.工作面设计采高为4.0 m.工作面回采巷道断面为宽4.2 m,高4.0 m.煤层顶板:泥岩,黑色致密,细砂岩、砂质泥岩,厚约11.5 m;底板:细砂岩、泥岩,深灰色粘土质胶结,夹炭质泥岩薄层,厚约6.6 m.煤层顶底板岩性如图1所示.巷道开挖后顶板围岩应力会发生转移、集中,层状顶板的下位岩层变形后容易发生离层破坏,由此产生事故隐患,根据顶板不同深度围岩位移观测来掌握离层破坏区域等情况;根据两帮不同深度围岩位移观测来掌握两帮围岩松动圈变化、形成过程和形态特征,由此了解两帮煤体的塑性区分布,并为锚杆(索)长度参数的设计和应力分析获得基础现场数据.根据试验研究设计需要,分别在1212工作面的回风顺槽和运输顺槽进行安装、观测,图2为工作面顺槽深基点及表面位移测点布置.为了研究采场矿压与巷道锚杆、锚索支护方式及支护工艺,在红阳三矿1212工作面回采巷道安装深基点位移计,针对在掘进影响巷道中出现的顶板离层和位移等问题进行研究.深基点位移监测采用四基点数显深基点位移计,实时监测记录顶板各位置岩层位移情况,以便及时发现冒顶隐患,进行冒顶监测与预报,并且为支护设计提供基础数据.深基点位移监测的数据如表1所示.表面相对位移是指巷道开挖一定时间内巷道顶底板与两帮的相对位移量.目的是为了掌握巷道表面位移随时间的变化规律,从而找出巷道围岩移动与支护参数之间的联系,为合理地进行支护设计提供可靠的基础数据,为准确地评估支护效果提供量化指标.监测方法采用十字布点法,在巷道两帮和顶底板的中点安设外露端带孔的300 mm长短的煤杆,然后在孔中穿入线绳.图3为表面位移观测结果曲线.1)从顶板位移量来看,1212回风顺槽距1212工作面160 m处的主要位移变形范围在2 m处,20 d的累积位移量150 mm,1212运输顺槽距1212工作面170 m 处的主要位移变形范围也在2 m处,20 d累积位变形移量200 mm,由此表明,在支护过程中支护主要破坏变形范围在2 m处.2)从巷道两帮位移来看,1212运输顺槽距离工作面170 m的相对位移量大于1212回风顺槽距离工作面160 m处的两帮相对位移量.由此表明在支护过程中,应该加强对1212运输顺槽的支护.FLAC3D利用动态的运动方程进行求解,可精确模拟巷道开挖后的塑性破坏范围,模型和巷道尺寸分别为45.4 m×45 m(宽×高),4.2 m×4.0 m(宽×高),巷道位于模型中部,网格大小0.2 m.煤岩体力学参数为掘进至500 m时所取得24 m岩芯的实验室实测值,具体见表2.侧压系数取1.2,边界条件:四周铰支,底部固支,上部为自由边界;采用Mohr-Coulomb屈服准则,分析巷道开挖后岩体的破坏特征,如图4所示.由数值模拟结果可知,1212工作面顺槽在开挖后的塑性区范围:两帮在1 m左右,顶板在2 m左右,底板塑性区较小,进而结合对现场的顺槽检测结果进行锚杆、锚索支护参数设计.锚杆使用时,每根锚杆的周围都形成重叠连接的挤压加固拱,可以保持自身稳定并且承受地压,进而阻止围岩的松动和变形;锚索利用长度和刚度的优势,将平衡拱内形成的组合拱以及拱外松散围岩共同悬吊在平衡拱外的坚硬岩层中;因此依据组合拱理论设计锚杆支护参数,依据悬吊理论设计锚索支护参数.4.1.1 组合拱理论1)锚杆长度L的确定.锚杆的长L≥L1+L2+L3[1].其中:L1为锚固长度,取0.7 m;L2为锚杆的有效长度,m;L3为锚杆外露长度,取0.1 m.L2=(b×tanα+a)/tanα[8].其中:b为组合拱厚度,取0.7 m;α为锚杆在松散岩层中的控制角,取45°;a为锚杆的间距,取0.8 m.可求得:L2=1.5 m,结合井筒支护要求,故选定锚杆长L=2 300 mm.2)锚杆间排距及直径确定.锚杆排距a1≤0.5L,考虑到锚杆对锚固力的要求和服务年限,故选用直径20 mm锚杆.4.1.2 悬吊理论在地层中开挖巷道时,巷道顶板岩层的滑移和分离可能导致顶板的破碎甚至冒落在巷道中;在软弱岩层中开挖时,巷道围岩破碎带内不稳定的岩块在自重作用下可能发生冒落.若锚杆加固系统能够提供足够的支护阻力足以将松脱顶板或危岩悬吊在稳定岩层中,就能保证巷道围岩的稳定.1)锚杆的长度是锚杆的锚固长度,根据经验此处取0.3 m;Lm2是锚杆的有效长度,Lm2=(b×tanα+a)/tanα[8],经计算得1.8 m;Lm3为锚杆的外露长度,取0.1 m.计算得Lm=2.2 m.2)锚索的长度是锚索的外露长度,取0.2 m;Ls2是破碎岩层厚度,取4 m,Ls3是锚索的锚固长度,取2.3 m.3)顶锚杆选用Φ20 mm×2 200 mm的等强锚杆,其间距800 mm,排距800 mm.4)帮锚杆选用Φ20 mm×2 200 mm的等强锚杆,其间距700 mm,排距800 mm.5)锚索选用Φ22 mm×6 500 mm的钢绞线,是7股钢丝扭制而成,并且配用矿工钢加工的托盘,托盘的长度为400~500 mm;或采用20 mm厚钢板加工的托盘,300 mm×300 mm;或采用36#U型钢加工的托盘,长度300 mm,如图5所示.为了对支护方式的设计进行验证,在红阳三矿1212工作面顺槽对不同位置、不同条件下的锚杆锚索测量进行受力检测和表面位移观测.通过锚杆和锚索的受力以及表面位移大小,判断支护效果和巷道稳定性,验证支护设计的合理性,锚杆受力检测结果如图6和图7所示.图6为回风顺槽中超前工作面50 m处的顶板锚杆、锚索受力检测图,在8 d的时间内表现出稳定的受力状态,通道1是锚索,通道2是锚杆;图7是回风顺槽中超前工作面50 m处负帮上的锚杆在16 d内的受力检测图,图6和图7显示工作面顺槽锚杆、锚索受力比较稳定,说明锚杆锚索联合支护比较可靠.在工作面顺槽内不同地点,对巷道不同部位进行表面位移观测,观测结果如图8所示. 图8显示的是支护后,运输和回风顺槽内超前工作面不同距离下相对和绝对的表面位移量.通过与支护前比较,可以看出表面位移量在顺槽锚杆、锚索联合支护前后的变化很大,而且最大位移量也是在160 mm左右,所以说锚杆锚索联合支护能够大大的减小巷道变形,提供安全的生产环境.1)通过对红阳三矿1212工作面顺槽进行锚杆、锚索联合支护,可以有效控制巷道围岩的塑性区范围,能够使巷道变形量大大减小.2)通过数值模拟和现场观测进行验证得出顺槽表面位移变化较小和锚杆受力比较稳定,从而验证了在大埋深下巷道的锚杆、锚索联合支护的高效性、合理性,为锚杆锚索联合支护方法提供了更可靠的依据.【相关文献】[1] 张金龙.煤矿回采巷道支护设计研究[J].今日科苑,2009(13):150-151.[2] 李飞,刘克安.煤矿围岩性质研究常用的科学方法[J].科技视界,2014(21):272-272.[3] 马念杰,赵希栋,赵志强,等.深部采动巷道顶板稳定性分析与控制[J].煤炭学报,2015,40(10):2287-2295.[4] 许梦国,王明旭,王平,等.不同巷道支护方式的数值模拟分析[J].矿冶工程,2013,33(6):19-23.[5] 于先富,阎石.回采巷道锚杆支护设计[J].煤炭技术,2008,27(2):48-50.[6] 张金山,孟国胜,孙建岭,等.综采工作面回采巷道锚杆支护设计[J].山西焦煤科技,2011,35(12):4-8.[7] 郭力,赵静,元永国.FLAC3D在巷道支护中的模拟分析[J].山西焦煤科技,2011,35(3):20-22.[8] 钱鸣高,刘听成.矿山压力及其控制[M].北京:煤炭工业出版社,1984.。
红阳三矿热害综合治理的研究与实践
红阳三矿热害综合治理的研究与实践夏洪满;赵建安;罗志雄【摘要】立足于红阳三矿热害及治理状况的实践,借鉴国内外矿井热害治理措施,分别从技术、管理两个层面对红阳三矿热害综合治理提出了系统性的解决方案.该系统解决方案包括冰冷却降温系统及优化、井下冷量配置及优化、通风系统降温及优化、非机械制冷降温措施及管理措施5个方面.【期刊名称】《中国煤炭》【年(卷),期】2011(037)012【总页数】4页(P109-112)【关键词】矿井热害;综合治理;冷量配置【作者】夏洪满;赵建安;罗志雄【作者单位】沈阳焦煤有限责任公司,辽宁省沈阳市,110122;沈阳焦煤有限责任公司红阳三矿,辽宁省辽阳市,111307;国家安全生产监督管理总局信息研究院,北京市朝阳区,100029【正文语种】中文【中图分类】TD727.2红阳三矿矿井设计能力为150万t/a,经改扩建后,矿井的核定能力可达500万t/a。
经测定,该区域恒温带深度为25m,温度为9.8℃,全孔平均地温梯度为3.087℃/hm,煤系地层平均地温梯度为3.27℃/hm。
红阳三矿当前的开采深度为-1050m,煤温约为47℃,属于二级热害区(围岩温度高于37℃),在不采取降温措施的情况下,其采煤工作面平均风温为38℃,掘进工作面平均风温为33℃。
根据我国《煤矿安全规程》(2009年版)规定,当采掘工作面的空气温度超过30℃、机电硐室的空气温度超过34℃时,必须停止作业。
因此,为了保障矿井的正常生产及井下作业人员的身体健康,必须采取措施对红阳三矿热害进行治理,保证其在《规程》要求的范围内。
矿井热害主要是由围岩散热、机电设备散热以及热水散热等几个因素共同作用而导致的一种灾害。
据统计,截至2008年5月,我国共有62座煤矿热害矿井,其热害灾害基本上都是由以上几种因素共同作用的结果。
因此,对矿井热害的治理必须采取系统性、综合性的措施,通过联合技术、管理等多种手段共同解决矿井热害。
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第一章矿井概况第一节地理概况1、井田位置、交通及范围(1)井田位置及交通红阳三矿井田位于辽宁省沈阳市南部,行政区划隶属沈阳市苏家屯区红菱镇及辽阳灯塔市柳条乡管辖,位于灯塔市西北12km。
其地理座标为东经123°09′42.9″~123°15′23.7″,北纬41°27′16.4″~41°32′18.8″。
红阳三矿已有专用铁路与国铁张台子火车站相接,距张台子火车站15Km,北距沈阳站40Km,南距灯塔站12Km,辽阳站23Km,鞍山站45Km。
哈大公路通过矿区东侧,距井田中心5Km。
矿区内各村镇均有公路相通,交通较为便利。
矿区交通位置详见图1-1-1。
(2)井田范围①红阳三矿原境界井田北部以煤层露头线为界,东以F48、F58、F59号断层为界,南部以F19号断层为界,西部以各煤层-1000m底板等高线为界。
2007年2月14日,国土资源部颁发了红阳三矿采矿许可证,采矿许可证号:1000000720026。
矿区面积28.2607km2。
有效期限:自2007年2月14日至2031年1月31。
采矿权人为沈阳煤业(集团)有限责任公司。
原井田境界拐点坐标见表1-1-1。
②深部扩大区范围沈煤集团为加大红阳三矿开采深度,延长服务年限,实现矿区可持续发展,于2005年提出红阳三矿深部扩大勘探区探矿权申请,辽宁省国土资源厅将该区的探矿权授予沈煤集团,勘查许可证号2100000610344,勘探面积28.95Km2,于2006年6月提交报告,2006年11月20日备案,备案机关为辽宁省国土资源厅,评审备案证明的文号为辽国土资储备字[2006]350号。
其境界由11个拐点圈定,其勘探高程为-1000~-1320m,详见表1-1-2。
图1-1-1矿区交通位置表1-1-1 原井田境界拐点坐标表单位:m表1-1-2 深部井田境界拐点坐标单位:m③合并后井田境界合并后井田境界把原浅部井田(28.2607km2)和深部扩大勘探区(面积28.95km2)合并为一个井田。
北以煤层露头为界(即拐点Q19~S1连线),东以F48、F58、F59号断层为界(即拐点Q2~Q19连线与红阳二矿划界),南以F19号断层及7煤-1200m底板等高线向下垂直投影为界(即拐点S4~Q2连线),西部为7煤-1200m底板等高线向下垂直投影为界(即拐点S1~S4连线)。
浅、深部合并后井田南北走向长5.0~9.0km,平均7.7km,东西倾向宽5.0~7.5km,平均6.5km,面积为49.11 Km2(由于浅部区和深部区煤层有纵向重合部分,故井田合并后面积小于两者之和),由43个拐点圈定而成,见表1-1-3。
合并后井田范围与国土资源部划定的矿区范围一致。
2011年6月,中煤协会对《沈阳煤业(集团)有限责任公司红阳三矿井及选煤厂改扩建工程矿产资源开发利用方案》进行了评审,并以中煤协会咨询函[2012]24号文出具了专家评审意见。
目前已报送至国土资源部待批,待批境界与本次设计井田境界一致。
表1-1-3 合并后红阳三矿井田境界拐点坐标表单位:m2、地形地貌本井田位于辽河平原东部,地形平坦,东北高,西南低,高程为+26~+20m,稍向西南倾斜,坡度约0.6‰。
井田内局部地区低洼,地下水涌出地表,常出现一些沼泽地,遍布在井田西部。
3、地面水系井田内无大的河流,只有沙河从北向南,呈北东至西南走向延展,流经本区东南缘,河床宽10~50m,水深1~2m,雨季最大流量990m3/s,水量随季节而变化,属季节性河流,向南流入太子河。
近年来,区内修筑了一些水渠线,两侧配套有大面积网状水渠道,大部分农田为水田区,地表水十分充实。
潜水面一般在2m左右,枯水期亦不低于3m,地下水源充足。
4、气象特征本区平均最高气温29℃,月平均最低气温-16.5℃,最高气温为34℃,年平均气温8.7℃。
年降水量686.3mm,一般多集中在七、八月份,计359.4mm,占全年平均降水量的52%,年蒸发量为1780.8mm,年矿区属于温带半湿润气候,冬季寒冷,夏季气温也较高。
冬夏温差达45.5℃,月平均相对湿度65.5%,每年十一月至翌年四月为冻结期,最大冻结深度为0.85m。
常年主导风向为西南风,最大风速22m/s,冬季主导风向为北风,平均风速为2.8m/s。
夏季主导风向为东南风,平均风速为2.7m/s。
5、地震情况据历史记载1765年至今240年间共发生大于5级的地震十次,最大为1975年2月4日海城7.3级地震。
在沈阳、辽阳地区均有震感,对红阳矿区生产影响不大。
根据辽宁省地震局《辽阳市红阳三矿地区地震基本烈度报告》中确定本区地震基本烈度为Ⅶ度。
6、地区经济概况本区工业主要是煤矿。
区内以农业为主,主要农业作物为水稻,用水靠沙河供给,潜水位在2m左右,供水水源充足。
7、矿区开发简史沈煤集团前身沈阳矿务局,成立于1958年7月1日。
1998年8月,沈阳矿务局下放到辽宁省。
2000年12月5日,沈阳矿务局改制为“沈阳煤业(集团)有限责任公司”,并授权经营沈煤集团所拥有的国有资产。
沈煤集团本部设在沈阳市新城子区虎石台镇,所辖单位分布在沈阳、辽阳、鞍山、本溪、铁岭以及黑龙江省鸡西和牡丹江市,山西省临汾市。
沈煤集团以煤炭生产为主业,现有生产矿井13对,其中沈阳矿区6对,分别为林盛煤矿、红阳二矿、红阳三矿、西马煤矿、蒲河煤矿和清水二井煤矿;黑龙江鸡西矿区5对,分别为青山煤矿、鸡东煤矿、碱场煤矿、新城煤矿和立新煤矿;山西临汾古县矿区2对,分别为山西古县晋辽柳沟煤业有限公司和山西古县晋辽下辛佛煤业有限公司。
矿井东邻红阳二矿,于1969年建井,1978年10月投产,设计生产能力为90万t/a。
矿区内无其它生产、在建和关闭小煤矿。
8、地面已有建(构)筑物及设施本矿井厂址远离城市,井田开采影响的范围内无文物古迹、自然保护区、军事防务区、高速公路、高压线、输油管路、油气管道、油气井设施、水库等。
仅有东广善村、树碑台村、柳条寨、连三台、东、西大堡村、小东堡村、尤家甸子村、蒿子村、杨家甸子村、朱官台、长沟沿等10余处村庄。
第二节外部建设条件1、交通运输条件矿区铁路为煤矿自营,1970年开始建设红阳一井、二井专用线,与国铁长大线林盛车站临时接轨。
红阳三矿在红阳二井接轨,矿区永久接轨位置为长大线张台子站。
矿井工业场地外部公路、北风井、南风井公路均已建成通车。
矿井技术改造的交通运输条件已经具备。
2、电源条件红阳三矿两回66kV供电电源分别引自灯塔一次变电所和邵二台子一次变电所,架空线路导线型号为LGJ-95,。
3、水源条件本区第四系含水层普遍发育,水量丰富,属重碳酸镁、钙钾钠型水,水质良好,适合饮用,为良好的供水水源。
在主工业场地有5眼水源井,在北风井工业场地有2眼水源井,可满足技术改造工程用水需求。
4、通信条件红阳三矿设有以矿调度为中心的井上、下通讯系统,交换机型号为DH-2000数字程控调度机,洗煤厂形成独立通信系统。
达到了信息资源共享,实现了信息现代化。
可满足技术改造通信条件的需要。
5、迁村、土地征用情况井田内村庄较为密集,共有大小村庄10余个。
由于本井田煤层埋藏深度较深(-700m以下),村庄多为砖石结构建筑。
井下开采对地面村庄影响很小,故暂不考虑迁村。
因开采影响的房屋下沉开裂,采用加固维修、回填或就地重建等措施解决。
技术改造所需建设用地均已购置完毕。
第三节资源条件一、井田地质及构造特征㈠区域地层及地质构造1、地层⑴地层分区红阳煤田系晚古生代石炭—二叠系煤田,属于华北赋煤区。
华北赋煤区石炭—二叠系含煤地层属于典型的华北地台沉积区。
根据华北赋煤区沉积特征可将红阳煤田煤系地层进一步划分为华北地层分区,石炭—二叠系有老至新划分为本溪组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组,主要含煤地层为下二叠统太原组和山西组。
⑵地层序列与分布红阳煤田为晚古生代石炭—二叠系煤田。
奥陶系(O)、震旦系(Z)地层构成了红阳煤田煤系地层基底,煤系上覆地层为侏罗系(J)、新近系(N)、第四系(Q)。
红阳煤田区域地层层序见图1-3-1。
图1-3-1 红阳煤田区域地层层序图2、构造⑴大地构造位置红阳煤田位于华北地台新华夏系第二沉降带中,下辽河凹陷带的东坡,与东西向的太子河凹陷带的复合部位。
煤田南部温香~鞍山东西向断裂和北部苏家屯~浑河北东东向断裂是红阳煤田的边界大断裂,控制了古生界含煤地层的展布,也是煤田南北两侧的自然境界。
⑵主要构造特点:区内北北东向的褶皱有:①深沟子断陷带;②张良堡背斜;③林盛堡向斜;④葛针堡背斜;⑤上岗子向斜;⑥岳家堡背斜;⑦张台子向斜;⑧唐马寨背斜;⑨新台子向斜。
其中以张良堡背斜和林盛堡向斜为该区的主要褶皱,轴长30~50km。
与之相伴生的低次序构造断裂以高角度压扭性断裂为主,走向与褶皱大致平行。
主要断裂有:①羊尔屯~小北河断裂;②林盛堡~刘二堡断裂;③岳家堡~穆家断裂;④张台子~新台子断裂。
其中以林盛堡~刘二堡断裂规模最大,走向延长50km,至使南端的奥陶系地层直接直接覆盖于石炭二叠系之上,使煤系地层局部呈直立和倒转。
与北北东向大断裂相伴生的NE、NW向的低次生张性,张扭性断裂,形成了多字形的构造。
3、岩浆岩本区岩浆活动主要有两期:一期为燕山期,呈多次间歇喷发之火山岩,由中、酸、基性岩流,即安山岩、流纹岩、玄武岩和一些火山碎屑岩组成,构成本区上侏罗统大明山组地层中段,一般对煤层煤质无影响。
另一期为喜山期,为基性浅层侵入岩即辉绿岩。
该辉绿岩呈岩床和岩脉分别侵入到煤系地层和煤层中,对煤层和煤质均有不同程度的破坏和影响。
㈡井田地层及地质构造全区被第四系覆盖,其下为下侏罗统不整合覆于古生界地层之上。
1、井田地层井田地层由老至新叙述如下:⑴中奥陶统马沟家组(O):2m本组平行不整合于上石炭统本溪组之下,深灰色、灰褐色厚层状石灰岩,白云质石灰岩为主,含有大量的头足类及角石类化石为特征。
厚度约400m。
):⑵石炭系上统本溪组(C2b平行不整合于中奥陶统马沟家组之上,按岩性大致可分为上下两段,总厚约150m。
下段以紫色、杂色粘土质泥岩为主,夹灰绿色砂岩、粘土岩及黑色泥岩,底部为山西式铁矿及G层耐火粘土。
上段由5~7层薄层灰岩和浅灰绿色砂岩、黑色粉砂岩互层组成,灰岩厚度一般不大。
):⑶二叠系下统太原组(P1t该组为本区主要含煤地层之一,含煤7层(层号8~14,其中12、13号煤层为可采煤层,并为沉积较稳定的中厚煤层)。
该组岩性组合特征为:底部砂岩段,下部含煤段(该区底部为D层耐火粘土),中部砂岩段和上部黑色泥岩夹薄层灰岩段。
本组约80m。
⑷二叠系下统山西组(P):1s该组为本区主要含煤地层之一,仅次于太原组,含煤7层(层号1~7,7煤为本区普遍发育可采层,3煤为局部可采层)。