平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书（改）
平禹煤电公司四矿技术改造
初步设计说明书
1 平煤集团设计院有限公司
平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书（改） 前 言
一、说明
根据2007年10月9日河南省煤炭工业局组织专家对平煤集团平禹煤电公司四矿技术改造初步设计进行了评审，形成了《平禹煤电公司四矿技术改造初步设计评审专家组意见》，我院于2007年12月按照专家组提出的意见，组织相关专业人员对《平煤集团平禹煤电公司四矿技术改造初步设计》进行了修改补充。
二、概述
新峰四矿位于禹州市境内，在市区西南8km处。东至许昌45km，北至郑州89km，南至平顶山62km。
该矿是1985年12月7日经省地方煤矿公司审查并由新峰矿务局自行设计、施工的一对改扩建矿井。于1996年10月份投入生产，原设计开采五2、六4煤(根据2006年12月30日河南省煤田地质局四队提交的《河南平禹煤电有限责任公司四矿生产矿井地质报告》描述五
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煤变更为六2煤层、六4变更为七2煤层)，因煤层薄、煤质差现暂时
不采，现主采二1煤层，采用斜井单水平上、下山开拓全井田，设计生产能力0.30Mt/a ，1997年核定生产能力30万t。
现有二个生产采区（Ⅰ采区、Ⅱ采区）和一个下山准备采区（即本次设计投产的技改采区）。
截止2006年10月31日，采矿证限定标高范围内（矿区范围内0～-400m水平）二1煤层资源储量估算水平面积约4167×103m2，其中采空区水平面积241×103m2；六
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煤层资源储量估算水平面积约
2161×103m2，其中采空区水平面积约511×103m2；七2煤层资源储量估算水平面积约3636×103m2，其中采空区水平面积约819×103m2。
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平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书（改） 本次报告共获资源储量2925.5万吨。二1煤层资源储量2028.4万吨，其中动用储量（111b）155.3万吨，保有经济基础储量（121b）1402.9万吨，推断的内蕴经济资源量（333）470.2万吨；六2煤层资源储量343.5万吨，其中动用（111b）77.6万吨，保有经济基础储量（121b）、（122b）分别为102.0万吨和53.0万吨，推断的内蕴经济资源量（333）110.9万吨；七2煤层资源储量553.6万吨，其中动用（111b）121.1万吨，保有经济基础储量（121b）、（122b）分别为125.2万吨和52.0万吨，推断的内蕴经济资源量（333）255.3万吨，详见下表。
采矿证限定标高范围内各煤层资源储量汇总表
经济基础储量(万吨) 煤层 二1 六2 七2 合计 动用储量 (111b) 155.3 77.6 121.1 354.0 基础储量 (121b) 1402.9 102.0 125.2 1630.1 基础储量 (122b) 53.0 52.0 105.0 资源量(万吨) (333) 470.2 110.9 255.3 836.4 合 计 2028.4 343.5 553.6 2925.5 随着新峰矿务局归入平煤集团以及平禹煤电公司的成立，根据集团公司意见，对原下山采区初步设计进行修改，特别是依据该矿井的煤层地质特点，把原设计的采煤方法炮采变为综采，一来可大幅度提高产量和生产效率，降低成本，二来可为下一步矿井东部Ⅲ采区的综合机械化生产打下基础，同时也可以充分利用平煤集团在长期综合机械化采掘方面所积累的设备资源和技术、人力资源等优势。因此，适时的对矿井的采掘布置进行设计优化、修改，以及对矿井外部的各生产系统进行改造是保证矿井正常接替，增产提效的前提。
三、编制设计文件的依据
1、平禹煤电公司四矿提供的《审查批准河南省禹县煤田梁北一号井田精查综合勘探地质报告决议书》
2、平禹煤电公司四矿提供的《新峰四矿下山采区初步设计说明
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平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书（改） 书》
3、平禹煤电公司四矿提供的《平禹煤电公司四矿矿井生产能力核定说明书》
4、平禹煤电公司四矿提供的2005年矿井瓦斯、煤尘以及煤的自燃倾向性等鉴定报告、资料。
5、河南省煤田地质局四队提供的《河南平禹煤电有限责任公司四矿生产矿井地质报告》。
6、平煤地便[2007]9号《关于平禹煤电公司四矿矿井修编地质报告的初审意见》。
四、设计指导思想
设计着重体现矿井各环节生产能力，兼顾眼前利益并考虑长远效益的情况下，保证矿井生产正常接替；以经济效益为中心，以市场为导向，依靠科技进步，提高矿井技术装备水平和工作面单产能力，简化生产环节，实现合理集中生产，同时设计充分体现“以人为本、安全第一”的生产方针。如在矿井煤与瓦斯突出的治理上，结合矿井实际，初期采用井下移动式抽放泵站，在生产中根据瓦斯实际涌出情况，进一步研究采用其它瓦斯治理方法；在主、辅运输系统方面尽可能减少环节，实现生产的连续性，既能提产增效，又可减少事故，保证安全生产。
五、设计的主要特点
1、矿井开拓方式经多方案比较、优化，结合四矿实际选择合理的开拓开采方式。
2、矿井生产按一区单面布置（配风按一区一面一准备），保证采掘接替正常。
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平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书（改） 3、井下煤炭运输实现胶带化及连续化。
4、设计充分考虑了采区的地质条件及现行施工中的经验与教训，投产的技改采区暂按三条下山进行布置，在采区投产后，根据实际揭露情况，再确定是否布置第四条下山（第二条回风下山）。
5、采区下山布置在斜井保护煤柱中，压煤量少，提高了煤炭回收率。
6、采掘机械化程度较高，矿井配备的综采设备以租赁的方式组织生产。
7、充分利用矿井现有主、辅助运输等生产系统，减少了技改投资并能缩短工期。
六、问题与建议
1、为减少投资，并与现有的生产系统相衔接，在设计中充分考虑利用现有的井巷工程，由于部分巷道年久失修，甚至有的已经封闭，所以，在主下山采区达到投产条件以前，应及时维护，以满足矿井生产及安全的需要。
2、在煤层底板灰岩附近进行采掘活动必须坚持“有疑必探，先探后掘”的原则，结合现场实际施工L6的泄水巷；采用多种物探手段进一步查明矿井内的构造发育情况，以便提前做好过断层的防治水工作。
3、在形成采面之前，应先打区段泄水巷（兼作下区段的回风顺槽）泄水，以保证采面的回采安全。
4、由于该矿井没有综采的历史，为保证综采设备的顺利运输、安装、运行，需对井上、下部分环节进行配置和改造，如井下-20m
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平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书（改） 主石门巷道高度较低，不利于大型设备的运输，就应该及时的进行扩修，从而保证生产的顺利进行，又如根据综采生产配风要求，在采区的回风通道中，Ⅱ采区总回风上山、Ⅱ采区总回风平巷等断面过小，风速超限，达不到《规程》要求，就必须进行工程补套或环节改造。
5、在主下山采区二1煤层回采之前，必须对该矿-270m水平泵房、水仓及变电所进行核算，根据设计要求进行扩容或扩建工作。
6、为应对井下突发事故的发生，加强职工日常职业，培训提高职工素质，熟悉避灾路线。
因此，只有解决以上各问题，才能保证矿井技改后的顺利开采。
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平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书（改） 第一章 矿井概况及地质特征
第一节 矿井概况
一、交通位置
矿山有公路与外界相通，东北至禹州市5km，至许昌市33km，北部1.5km左右有许昌～禹州地方铁路穿过，至许昌与京广铁路相连。禹州市与新郑市、许昌市、郏县、平顶山市均有公路相连，交通十分便利。详见交通位置示意图1-1-1。
图1-1-1
二、开采范围
技术改造后投产的采区位于井田中部，-270m运输大巷下部，东起I采区断层，西至井田西部边界，南（深部）以-400m水平为界，
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平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书（改） 北（浅部）至-300m二1煤层等高线；采区标高范围：上限标高为 -300m，下限为 -400m，地面标高为 +165m，煤层埋深465～565m。采区走向长2900m，倾斜斜长413m，面积约0.85km2。
三、地形及地貌特征
本区为丘陵区，海拔高度为+125.3～+309.35m，相对高差184m左右。区内地势中间高四周低，西部高东部低，冲沟发育，有利于地表水排泄。
四、地表水
本区地表水系不发育，仅在井田北部边界外有发源于嵩山南麓属淮河水系的颍河，自西北向东南流过，河谷宽150～320m，历年最大流量1720m3/s（1957年7月10日），最小近于零（1958年12月10日、1970年1月12日，实际受上游水库控制而减小）；年最大迳流量8.772×108m3（1964年），最小0.082×108m3（1960年）；最高水位标高+130.85m（1974年8月7日），最低+102.12m（1953年6月4日）。颍河上游的禹州市白沙镇筑水库一座，配有人工灌渠直达矿区北部边界外的郭村、秦村一带，当灌渠放水时地下水位升高。此外，矿区内还有数条人工改造的河溪，仅在丰水期补给地下水和汇集地表水，形成季节性地表迳流。
五、气象及地震
本区属大陆性半干旱气候，根据禹州气象站历年的观测记载，年平均降水量为664.4mm，最大降水量为1076.0mm(1964年)，最小降水量为439.9mm(1968年)，降水量多集中在6～9月。年平均气温14.4℃，最高气温42.9℃（1972年6月11日），最低温-13.9℃（1958年1月6日）。最大风速19m/s，冬季多东北风，夏季多东南风。历
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平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书（改） 年霜冻期为11月至翌年3月，最大冻土深度200mm。
据国家地震局编制的地震烈度区划图，本区属低于地震烈度六度区。
据禹州市志记载，公元前5年至1949年发生地震13次，其中大震3次。解放后，成立了禹州市地震观测台，1966年至1980年先后观测到地震10次，其中2级以上6次。1975年至1993年18年间，汝州、郏县、禹州三地发生28次地震，震级一般2.1～3.5级，最大4.7级。本地区地震频繁，说明新构造活动强烈。本设计震烈度暂按6度考虑。
六、经济概况
区内经济较为繁荣。工业以煤炭、建材、陶瓷为主；农业以小麦、玉米、烟叶为主；牧业以牛、羊为主；矿产资源主要有煤炭、铝土矿、耐火粘土矿、水泥灰岩等。
第二节 地质特征
一、地质构造
（一）、地层
根据钻孔揭露、地表出露及区域资料，本区地层由老到新有：上寒武统长山组；中石炭统本溪组、上石炭统太原组；下二叠统山西组、下石盒子组，上二叠统上石盒子组、石千峰组及第四系。平顶山砂岩在三峰山东、西峰一带出露，三峰山北有上石盒子组地层零星出露。总厚度约1103m。其中上石炭统太原组～上二叠统上石盒子组为含煤地层，含煤52层，总厚706.5m。由老到新分述如下：
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平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书（改） <一>寒武系（∈） 1、上寒武统（∈3）
据区域资料，为一套海相碳酸盐岩沉积。
长山组（∈3ch）：厚65m，浅灰色、灰色白云质灰岩，上部中～厚层状，下部薄层状；夹泥质条带，下部夹黄绿色泥岩。与下伏崮山组整合接触。
<二>石炭系（C）
1、中石炭统（C2）——本溪组（C2b）：厚3.5～7.5m，平均4.5m，灰色铝质泥岩，块状，偶含紫斑，具鲕粒，含黄铁矿散晶及结核。本组属泻湖～海湾相沉积，层位稳定，是对比的良好标志。与下伏寒武系地层呈角度不整合接触。主要化石有：
Lepidodenolron oculus-felis 猫眼鳞木 Sphenopteris parbaeumleri 凸模楔羊齿
2、上石炭统太原组（C3t）——一煤段
下界起于铝质泥岩顶界，上界止于L11灰岩（泥灰岩、致密泥岩）顶界，厚64.5～77m，平均68.5m。由深灰色厚层状石灰岩、泥岩、细、中粒砂岩及煤组成，含石灰岩11层，煤及炭质泥岩6层。煤层均不可采。与下伏本溪组地层整合接触。依岩性组合特征分为下部石灰岩段、中部砂泥岩段及上部石灰岩段三个岩性段。下部石灰岩段：上界止于L4灰岩顶界面，平均厚度20.5m；中部砂泥岩段：上界止于L7灰岩顶界面，平均厚度16m；上部石灰岩段：上界止于L11灰岩顶界面，平均厚度32m。主要动物化石有：
Schwagerina sp. 希瓦格蜓 Dictyoclostus sp. 网格长身贝
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平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书（改） Schubertella sp. 苏伯特蜓
Quasifusulina longissima 长似纺缍蜓 S. elongates 细长曲鄂刺
Quasifusulina cayeuxi 凯佑氏似纺缍蜓 Schwagerina cervicalis. 枕形希瓦格蜓 Chonetes carbonifera 石炭戟贝
<三>二叠系（P）
根据古植物群面貌及岩石组合特征，二叠系含煤地层自下而上划分为下统的山西组、下石盒子组和上统的上石盒子组及石千峰组，各组的上界依次为砂锅窑砂岩（Ss）、田家沟砂岩（St）和平顶山砂岩（Sp）的底界，各组之间以及与下伏石炭系太原组之间均为整合接触。山西组、下石盒子组及上石盒子组为含煤地层，总厚度638m。根据沉积旋回、煤岩层组合特征划分为八个煤段，含煤46层，其中山西组为二煤段，下石盒子组划分为三～六煤段，上石盒子组划分为七～九煤段。
1、下二叠统（P1）
（1）山西组（P1s）——二煤段
为二1煤赋存层位。厚度66～83m，平均70m。由深灰、黑灰色泥岩、砂质泥岩及细、中粒砂岩及煤层组成，含煤及炭质泥岩7层，其中下部的二1煤层为主要可采煤层，其余煤层均不可采，二3煤层偶达可采厚度。依其岩性组合特征自下而上划分为：二1煤段、大占砂岩段、香炭砂岩段和小紫泥岩段。二1煤段：上界止于大占砂岩底界，平均厚度10m。大占砂岩段：上界止于大占砂岩顶界，平均厚度21m。香炭砂岩段：上界止于小紫泥岩底界，平均厚度21m。小紫泥岩段：平均厚度18m。植物化石丰富，主要有：
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平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书（改） Lepidodendron posthumil 斜方鳞木 L. oculus-felis 猫眼鳞木 L. acutangulum 锐角鳞木 Stigmaria ficoides 脐根座
Callipterdium koraiense 朝鲜丽羊齿 Cordaites principalis 带科达 Palaeoneilo sp. 古尼罗哈 Spbenophyllum kawsakii 马齿楔叶 S. cf. minor 宽卵楔叶
Cladophlebis cf. manchurica 东北枝脉蕨 （2）下石盒子组（P1x）
划分为三、四、五、六煤段，含煤及炭质泥岩22层。平均厚310m。 ①三煤段：厚度73～100m，平均81m。按其岩性组合特征自下而上划分为三个清晰的岩性段：下部砂锅窑砂岩段、中部大紫泥岩段及上部泥岩段。其中砂锅窑砂岩（Ss）为浅灰～绿灰色中、粗粒石英砂岩，次棱角～次圆状，分选中等，硅质胶结，大型板状交错层理及平行层理；下部粗粒，上部中粒，正粒序，底部含石英、燧石砾及泥砾，局部为细砾岩。该层砂岩层位稳定，易于对比，为本区主要标志层之一。上部泥岩段偶含薄煤及炭质泥岩层位8层，均不可采；含舌形贝和丰富植物化石，其下为含菱铁质颗粒的细粒砂岩，含少量紫斑、暗斑。
主要植物化石有：
Plagiozomites oblongifolius 椭圆斜羽叶 Lobatannularia ensifolia 剑瓣轮叶
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平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书（改） L. cf. heianensis 平安瓣轮叶 Taeniopteris sp. 带羊齿 Lingula sp. 舌形贝
②四煤段：厚度55～85m，平均66m。由灰色中、细粒砂岩，灰绿～深灰色泥岩、砂质泥岩组成。底部为浅灰～灰绿色菱铁质细～中粒岩屑石英砂岩（S4），本煤段下部及上部含紫斑、暗斑；中部含丰富的植物化石，夹薄煤及炭质泥岩7层，均不可采。其中四2、四3、四6煤层较发育，偶达可采厚度。主要动植物化石有：
S. sino-coreanum 中朝楔叶
Neuropteridium coreanicum 朝鲜准脉羊齿 N.? nervosum 密脉羽羊齿 Pelourdea cf. hallei 匙剑叶 Lingula sp. 舌形贝
③五煤段：厚度59～86m，平均78m。由浅灰色中粒砂岩、深灰色砂质泥岩、泥岩组成。底部为浅灰色中、细粒长石石英砂岩（S5）；中部含丰富的植物化石碎片、煤及炭质泥岩6层，其中五1、五2、五
3煤层较发育。含舌形贝和丰富植物化石，常见有：
Lingula sp. 舌形贝
Plagioxamites oblongifolius 椭圆斜羽叶 Toeniopteris sp. 带羊齿 P. taiyuanensis 太原栉羊齿
Neuropteridium coreanicum 朝鲜准脉羊齿
④六煤段：厚度72～97m，平均85m。由灰白～浅灰色中、粗粒砂岩，深灰、灰绿色泥岩、砂质泥岩组成；底部为灰白色～浅灰色中
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平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书（改） 粒岩屑石英砂岩（S6）。煤段下部及上部含大量紫斑、铝质及菱铁矿鲕粒；中部为厚层状细粒砂岩夹泥岩、粉砂岩，含煤1层（六2），局部可采。其上泥岩含植物化石碎片。主要植物化石有：
Lingula sp. 舌形贝
Lepidodendron oculus-felis. 猫眼鳞木 Lepidostrobus sp. 鳞孢惠 Neuropteris sp. 脉羊齿
Lobatannularia ensifolia 剑瓣轮叶 Chiropteris reniformis 肾掌蕨 2、上二叠统（P2） （1）上石盒子组（P2s）
平均厚258m。划分为七、八、九煤段，含煤及炭质泥岩层位17层。
①七煤段：厚度79～91m，平均82m。由灰白～浅灰色中粒砂岩、深灰、绿灰色泥岩、砂质泥岩组成。底部为浅灰～灰白色厚层状中、粗粒石英砂岩，俗称田家沟砂岩（St），下部粗粒，局部含石英细砾；全区稳定，易于对比，为本区主要标志层之一。厚度0.80～19.60m，平均7.00m。煤段下部及上部含紫斑、暗斑，上部泥岩含菱铁质，中部含煤及炭质泥岩6层，其中七1、七2、七3煤较发育，七2煤大部可采。含舌形贝及植物化石。主要化石有：
Lingula sp. 舌形贝 Lobatannularia sp. 瓣轮叶 P. lativenosa 厚脉栉羊齿
Clabophlebis cf permica 二叠枝脉蕨
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平禹煤电公司四矿技术改造初步设计说明书（改） Compsopteris contracta 基缩蕉羊齿 Gigantonoclea lagrelil 波缘单网羊齿 G. rosulata 莲座单网羊齿 Chiropteris reniformis 肾掌蕨
②八煤段：厚度66～96m，平均78m。由浅灰～灰白色中粒砂岩、深灰、灰绿色泥岩、砂质泥岩组成。底部为浅灰～灰白色细、中粒长石岩屑石英砂岩（S8）；煤段下部及上部含紫斑、暗斑；中部含煤及炭质泥岩6层，均不可采，其中八3煤较发育。含植物化石，中部夹由隐晶质石英和粘土质组成的硅质海绵岩，单层厚度小于0.50m，为对比的良好标志。主要植物化石有：
Clabophlebis permica 二叠枝脉蕨 Compsopteris controcta 基缩蕉羊齿 Gigantonoclea sp. 单网羊齿 Rhipidopsis sp. 扇叶 Chiropteris reniformis 肾掌蕨
③九煤段：厚度95～123m，平均厚98m。由灰白～浅灰色细、中粒砂岩，深灰、绿灰色泥岩、砂质泥岩组成。底部为浅灰～灰白色细、中粒长石石英砂岩（S9），俗称大风口砂岩；该层较发育，为较好的标志层。煤段下部及上部含紫斑、铝质及菱铁矿鲕粒；中部含少量植物化石碎片。偶含煤及炭质泥岩5层。主要植物化石有：
Sphenophyllum sp. 楔叶 Lobatannularia sp. 瓣轮叶 Clabophlebis sp. 枝脉蕨 Giantonoclea sp. 单网羊齿
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