畢業(yè)設(shè)計說明書PPT

1、畢業(yè)設(shè)計說明書畢業(yè)設(shè)計說明書霍爾辛赫煤礦霍爾辛赫煤礦3號采區(qū)設(shè)計號采區(qū)設(shè)計煤礦開采技術(shù)煤礦開采技術(shù) 何銳杰何銳杰 前前 言言n一、概述n 本采區(qū)設(shè)計在畢業(yè)實習(xí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合收集的相關(guān)資料，把山西霍爾辛赫煤礦3號煤作為一個獨立的井田進(jìn)行礦井采區(qū)初步設(shè)計，命名為霍爾辛赫煤3號煤初步采區(qū)開采設(shè)計。n二、編制依據(jù)n 1、陽泉學(xué)院下發(fā)的關(guān)于2008屆畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書編制規(guī)范和采煤教研室編制的采煤專業(yè)畢業(yè)設(shè)計大綱。n2、2004年版的煤礦安全規(guī)程;n3、煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范;n4、建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程：n5、礦井通風(fēng)安全裝備標(biāo)準(zhǔn)MT/T501696;n三、設(shè)計的指導(dǎo)思想n在

2、設(shè)計過程中，嚴(yán)格遵守國家的規(guī)章制度，力求應(yīng)用當(dāng)代煤炭開采的新技術(shù)、新理論，解決經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、安全和資源環(huán)境各方面的矛盾，體現(xiàn)現(xiàn)代大型、特大型礦井建設(shè)的發(fā)展方向。n本設(shè)計得到了指導(dǎo)老師周貴全老師以及教研室各位老師的精心指導(dǎo)和大力幫助。在此，向各為老師表示誠摯的謝意！n由于作者水平有限，加之時間倉促，本設(shè)計的錯誤和不妥之處，懇請各位老師批評指正。摘摘 要要n本設(shè)計涉及的內(nèi)容主要有：n礦井采區(qū)地質(zhì)工作概況、地層、構(gòu)造；n瓦斯、煤塵及煤的自燃；地溫；n礦井開拓方式；井底車場形式；礦井服務(wù)年限；n采區(qū)主要巷道斷面及支護(hù)形式；n水平劃分及標(biāo)高；礦井通風(fēng)方法及系統(tǒng)；n以及采區(qū)劃分；采區(qū)儲量及開采順序采區(qū)能力；

3、n無村莊壓煤區(qū)域的開采方法等關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：n3號煤、采區(qū)、煤層條件、主要生產(chǎn)系統(tǒng)、采煤工作面采煤工藝及勞動組織、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)目目 錄錄n第一章 礦井概況n第二章 采區(qū)基本開采條件n第三章 采區(qū)巷道布置n第四章 采煤工作面采煤工藝n第五章 采區(qū)通風(fēng)與安全n第六章 安全技術(shù)措施n結(jié) 束 語n參 考 文 獻(xiàn)n致 謝 詞第一章第一章 礦井概況礦井概況第一節(jié)第一節(jié) 礦井基本概況礦井基本概況1.1.1井天范圍井天范圍n本井的地理位置為：東經(jīng)1125319”1205735，北緯360438361211。井田范圍根據(jù)山西省國土資源廳晉礦采劃2003155號文“山西省國土資源廳劃定礦區(qū)范圍批復(fù)”，由以下四

4、個坐標(biāo)點圈定（3帶坐標(biāo)）：n1、X=3994754.660Y38405780.000n2、X=3994854.660Y38400000.000n3、X4005450.000Y38400000.000n4、X=4008486.000Y=38405932.0001.1.1井天范圍井天范圍n本井的地理位置為：東經(jīng)1125319”1205735，北緯360438361211。井田范圍根據(jù)山西省國土資源廳晉礦采劃2003155號文“山西省國土資源廳劃定礦區(qū)范圍批復(fù)”，由以下四個坐標(biāo)點圈定（3帶坐標(biāo)）：n1、X=3994754.660Y38405780.000n2、X=3994854.660Y384000

5、00.000n3、X4005450.000Y38400000.000n4、X=4008486.000Y=38405932.0001.1.2儲量儲量n(1)儲量計算范圍n本井田儲量計算的3號煤層為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，儲量計算范圍與井田邊界相同。儲量計算面積71.39km2。n(2)儲量計算成果n儲量計算采用公式nQ=Smd10n其中：Q儲量(萬噸)； S儲量塊段的水平面積(km2)用求積儀按塊段直接測量，采用相對誤差不超過35的三次測量數(shù)據(jù)的平均值；m塊段的煤層平均厚度(m)，采用塊段內(nèi)及鄰近工程點的煤層儲量計算厚度之算術(shù)平均值；d計算面積內(nèi)所測各點容重的算術(shù)平均值(tm3)。n附地質(zhì)儲量表。地質(zhì)

6、儲量為55935萬噸。n礦井設(shè)計儲量與可采儲量計算n根據(jù)本礦井煤層賦存特點及井田開拓方式、巷道布置形式，礦井設(shè)計可采儲量按照礦井設(shè)計利用儲量減去井田境界煤柱、斷層煤柱、工業(yè)場地保護(hù)煤柱以及井下主要巷道保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)回采率的方法進(jìn)計算確定，對地面村莊壓煤采取控制性開采，即按照條帶式短壁開采方法保證一定的回收率進(jìn)行計算1.1.3地形地貌地形地貌n本井位于太行山中段西側(cè)的上黨盆地西部，地形標(biāo)高一般910-1060m；相對高差30-150m。區(qū)內(nèi)最高點位于西南部的堯廟山(井田以外)，標(biāo)高1062.0m，最低點位于漳河河床，標(biāo)高為912.7m(井田北部界線附近)，相對高差149.3m。區(qū)內(nèi)地形總趨勢

7、是西高東低，西北、西南部為丘陵地帶，中東部地勢平坦。1.1.4地表水系地表水系n本區(qū)屬海河流域漳衛(wèi)南運河水系，濁漳南源為區(qū)內(nèi)主要河流，雍河、嵐水河為其支流，均常年流水。n濁漳河發(fā)源地有兩處：一在境內(nèi)刁黃山陰的陽泉溝，即陽泉水，流經(jīng)岳陽村至南山坪與南源相會；一在發(fā)鳩山的靈湫廟四星池，泉水由靈湫殿下潛伏流出，注入廟前的四星池，由池內(nèi)流出經(jīng)刁黃、晉義到南山坪與北源相會。濁漳南源由西向東橫穿本區(qū)，最終注入漳澤水庫。濁漳河南源支流為區(qū)內(nèi)主要河流，由西向東在井田南部橫穿本區(qū)，河床寬50200m，深度0.501.00m。據(jù)歷年觀測資料記載：其最小流速為0.17ms，最大流量為489m3s，最大含砂量為172

8、kgm3。n雍河，嵐河由西向東從井田北部穿過。雍河發(fā)源于長子縣西13km的龍泉山，經(jīng)壁村東流，到城北折向東北，至谷村鄉(xiāng)的李莊與西來的嵐河匯合，再東流至長治邊境的店上村南注入濁漳河，境內(nèi)全長25km，流域面積106.5km2，流速45ms，流量0.2m3s。嵐河發(fā)源于屯留縣境內(nèi)的盤秀山，東南流至碾張鄉(xiāng)營里村境內(nèi)，東流至谷村鄉(xiāng)的何村與西南來的雍河匯合，再東流至長治境內(nèi)店上村南注入濁漳河。在境內(nèi)長32.5km，流域面積187km2，流速0.37ms，流量0.3m3s。n本礦井外排水河流為濁漳南源。區(qū)內(nèi)防洪水溝構(gòu)筑簡單，防洪、排澇能力較強(qiáng) 1.1.5礦區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及開發(fā)情況礦區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及開發(fā)情況n該

9、區(qū)為農(nóng)業(yè)種植密集區(qū)，農(nóng)業(yè)作物以高崗作物為主，盛產(chǎn)玉米、谷子等旱地作物。只有很少的水田。n井田內(nèi)無礦井及小窯開采歷史，在井田外東部有南寨煤礦、經(jīng)坊煤礦，在井田外南部有色頭煤礦。n1、經(jīng)坊煤礦：位于長治縣城北黎嶺村，屬長治縣縣營。位于本礦東南約20km，隔再建的西南呈煤礦與本礦相望。1986年開始建井，1997年投入生產(chǎn)，設(shè)計能力120萬ta，現(xiàn)年產(chǎn)180萬t，開采山西組3號煤層，一對斜井開拓，采用機(jī)械化綜合開采，排水量1400m3日，相對瓦斯涌出量為1.91m3t，低沼氣礦井。n2、南寨煤礦n位于長治市區(qū)西南寨村，屬長治市營，設(shè)計能力90萬t/a，現(xiàn)年產(chǎn)120萬t，一對豎井開拓，開采山西組3號煤

10、層，綜采和炮采相結(jié)合，低沼氣礦井，排水量1000m3/日。n3、色頭煤礦n位于長子縣南色頭鎮(zhèn)，屬長子縣縣營煤礦，主、副斜井加一個立風(fēng)井組合開拓，開采山西組3號煤層，原年產(chǎn)60萬t，2004年技改后，能力擴(kuò)大為120萬t/a。輕型綜放和高檔相結(jié)合。低沼氣礦井，排水量1200m3/日。n4、其他礦井n正在建設(shè)的有井田東南側(cè)西南呈礦井、井田東側(cè)的司馬礦井、井田南部的大趙莊礦井。1.1.6外部運輸條件外部運輸條件n在井田東部1.5km的太焦鐵路有北部小宋車站，南部東田良車站，中部西南呈車站，各車站的運輸能力都在500萬t/a以上，北經(jīng)長治，南經(jīng)高平可通往各地。區(qū)內(nèi)公路密布，為煤炭產(chǎn)品、材料用汽車運輸提

11、供了便利條件。n根據(jù)鄭州鐵路分局總工辦函關(guān)于山西霍爾辛赫煤業(yè)有限公司擬建鐵路專用線與國鐵接軌的復(fù)函，本礦將在太焦鐵路的西南呈車站接軌。1.1.7水源和電源水源和電源n1、水源n本礦區(qū)地貌屬平川地帶，開闊、平坦，利用地表潛流水，作為生活用水十分便利。另距長治縣1號水井奧灰?guī)r溶水抽水資料，奧灰?guī)r溶含水層含水豐富，水質(zhì)好，且開采方便，是礦井理想的供水水源。本礦可以考慮落實當(dāng)?shù)貖W灰?guī)r溶水作為水源地開采的可能性。n礦井井下排水經(jīng)處理后，可作為礦井消防和灑水等工業(yè)用水，節(jié)省水資源。n2、電源n本礦區(qū)四周10km之內(nèi)有6處變電站。東有韓店110KV變電站，南有東田良變電站、南院變電站，西有孟家莊變電站和長子

12、縣110KV變電站，北有宋村變電站，其中：孟家莊、宋村、長子縣變電站為110KV變電站，東田良、韓店為110KV變電站。n根據(jù)甲方與長治市供電公司達(dá)成的供電協(xié)議，礦井所需的兩路雙電源可分別引自位于礦井東部距礦井6公里的宋村110kV變電站和位于礦井西北部礦井6公里的長子110kV變電站。1.1.8煤層分類煤層分類n1、含煤性n井田內(nèi)主要含煤地層為山西組和太原組。n(1)山西組(P1)n為主要含煤地層之一，含煤13層，含煤系數(shù)為1192；由上而下編號為1號、2號、3號，其中下部的3號煤層為主要可采煤層，其它煤層為極不穩(wěn)定的薄煤層，不具工業(yè)價值。n(2)太原組(C3)n含煤8-10層，含煤系數(shù)為8

13、84； 自上而下編號為5號、6號、7號、8-1號、8-2號、9號、10號、11號、12號、13號、14號、15號。其中主要可采煤層15號煤位于本組下段，9、14號煤為局部可采煤層，其余煤層僅見可采點。n3號煤層距下部9號煤層約65米，距下部15號煤層約107m；15號煤層距上部9號煤層約42m。n2、可采煤層n(1) 3號煤層n厚度最小4.75米，最大7.95米，平均5.95米。在煤層下部距底板平均1.09米處，多有一層較為穩(wěn)定的夾矸，其厚度平均為0.26米，一般是泥巖或炭質(zhì)泥巖。此外，在該層夾矸以下及煤層上部，尚有極不穩(wěn)定的薄層夾矸。頂板一般為砂質(zhì)泥巖、泥巖或粉砂巖，僅局部為不同粒級的砂巖。

14、底板為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，局部為泥巖、細(xì)粒砂巖。該煤層厚度穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，全區(qū)乃至整個晉東南普遍發(fā)育，俗稱“香煤”，為穩(wěn)定型全區(qū)可采煤層(一型)。n(2) 9號煤層n厚度0-2.75米，平均1.17米。頂板為一較穩(wěn)定之泥灰?guī)r或石灰?guī)r，其厚度約0.80米左右；底板多為砂質(zhì)、含砂質(zhì)巖石，此外為泥巖。n(3) 14號煤層n厚度為0.60-1.55米，平均0.89米。頂板為K2石灰?guī)r，底板為黑色泥巖，局部為泥灰?guī)r。煤層無夾矸。屬穩(wěn)定型局部可采煤層(二型)。下距主要可采煤層15號煤2.04-6.45米，平均4.14米。n(4) 15號煤層n厚度3.20-7.60米，平均4.67米，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常有3-4

15、層泥巖或炭質(zhì)泥巖夾矸，頂板巖性以泥灰?guī)r為主，局部為鈣質(zhì)泥巖、泥巖，底板為泥巖、粉砂巖、局部為砂巖，屬穩(wěn)定可采煤層(一型)。1.1.9瓦斯、煤塵及煤的自燃瓦斯、煤塵及煤的自燃n1.瓦斯n井田內(nèi)鉆孔采取3、15煤層瓦斯煤樣，分析測試結(jié)果（見表6-2）。從表中可看出，3、15號煤層甲烷含量平均值分別為7.17m1g.daf 和9.65m1g.daf 。煤層甲烷成分平均值分別為71.18%和90.35%，15號煤層甲烷含量較3號煤層高。n根據(jù)鉆孔煤層瓦斯成分分析，3號煤層以甲烷帶為主，其次為氮氣甲烷帶。2111孔附近為二氧化碳氮氣帶。15號煤層為甲烷帶。n2、煤塵爆炸性及煤的自燃n據(jù)長治勘探區(qū)詳查地質(zhì)

16、報告資料，3、15號煤層的煤塵均具有爆炸危險性。n3號煤層屬不自燃煤層，15號煤層屬較容易自燃煤層。第二節(jié)第二節(jié) 礦井開拓的概況礦井開拓的概況1.2.1開拓方式開拓方式n井田屬于全隱伏煤田，煤層埋藏較深，地表比較平坦，第四系地層厚度大，根據(jù)最新補(bǔ)勘資料，第四系地層中普遍發(fā)育兩層流砂層，其中一層厚度達(dá)10m，故本井田適宜采用立井開拓。n鑒于本井田東南部邊界處第四系地層厚度較小，距鐵路接軌站場較近，設(shè)計也對斜立井混合開拓方式的方案也進(jìn)行了分析比較。n預(yù)可研和可行性研究報告對礦井井口位置做了大量工作，根據(jù)本礦井煤炭運輸流向為東南部的特點，提出了斜井立井混合開拓、立井開拓共四個井位方案，即上霍村南的主

17、斜井南鮑村東北立副井的I方案；南鮑村東北立井的II方案；東、西郭村之間立井的III方案；上霍村南立井的IV方案。經(jīng)過對以下九個方面因素進(jìn)行分析比較，推薦采用位于中南部的立井開拓II方案。n本設(shè)計根據(jù)可行性研究報告關(guān)于下階段設(shè)計應(yīng)進(jìn)一步落實方案I的第四系地層結(jié)構(gòu)和含水性的建議，根據(jù)最新補(bǔ)勘中間資料和補(bǔ)勘過程中進(jìn)一步了解的勘探成果信息，尤其是第四系地層結(jié)構(gòu)、其流砂層厚度和層數(shù)、煤層賦存形態(tài)和等高線變化情況等，在調(diào)整水平標(biāo)高的基礎(chǔ)上進(jìn)一步論證比較了I、II兩個方案。其它方案不再贅述。n井位方案比選考慮的主要因素如下：n地面煤炭運輸流向，占地少，不占或少占良田；減少工業(yè)廣場煤柱；減少井筒過第四系厚度；

18、減少鐵路、公路長度和跨河工程量；開拓工程量省,工期短；井筒安全快速施工的可靠性；投資省見效快；首采區(qū)勘探程度高，儲量可靠；減少環(huán)境影響。n方案：斜立井混合開拓方式。主斜井口位于上霍村南，標(biāo)高936.2m，井底標(biāo)高420m，井筒傾角15,斜井長度2014m，井筒總長度2734m。副井和風(fēng)井位于南鮑村東南，形成主井工業(yè)區(qū)和副井工業(yè)區(qū)兩個工業(yè)場地，工業(yè)場地壓煤426萬t。首采區(qū)為南分區(qū)二分區(qū)。見圖2-3-1。該方案特點是斜井連續(xù)化運輸，主運系統(tǒng)簡單，安全性高，無需建鐵路專用線,煤炭直接運至西南呈車站。但工業(yè)場地分散，管理較復(fù)雜，井筒壓煤量增加，功能區(qū)不能連接，地面建筑有重復(fù)。第四系地層厚度120m，

19、根據(jù)最新資料表明第四系普遍發(fā)育2-4層流砂層，厚度分別為2m和10m，第四系對施工的影響大、風(fēng)險大,即使采取各種措施勉強(qiáng)通過，其工期長費用大，井筒將長期受到較大地應(yīng)力而維護(hù)量增加。該方案井底距開采條件較好的首采區(qū)位置較遠(yuǎn)，初期總工程量大。另外，主斜井膠帶輸送機(jī)垂高532m，井筒斜長達(dá)2014m，膠帶帶強(qiáng)大、功率大，檢修絞車型號大等，也是一個值得考慮的問題。n方案：立井開拓。立井位于南鮑村東北，鐵路專用線長6.6km。進(jìn)場公路300m，工業(yè)場地壓煤387萬t,第四系厚度166m，其它同方案，但其首采面處于最長條帶處，推進(jìn)長度達(dá)到2700m。見圖2-3-2。方案特點是距首采區(qū)近，初期開拓工程量最小

20、。工業(yè)廣場位置為一地表急坡，不占良田，共用村莊煤柱減少壓煤。n方案與方案比較，優(yōu)點是主井工業(yè)場地位置有利于減少鐵路、公路工程量,地面少占良田, 井上下煤流運輸順暢。缺點是初期井巷工程量較大，尤其是方案的主斜井施工難度大,在第四系松散含水地層中的施工長度達(dá)464m，在厚度10m的流砂層施工的長度為38.6m，有可能在地下水和砂層的影響下無法通過第四系地層，或施工費用昂貴、工期長，即使勉強(qiáng)通過井筒可能長期受到地壓作用，維護(hù)費用高。該種地質(zhì)條件下的斜井施工和維護(hù)處于研究階段尚無突破性進(jìn)展，所冒風(fēng)險大。據(jù)了解，與本礦相鄰的南寨煤礦施工主立井采用普通法施工過第四系，遇流砂層使施工難以進(jìn)行，不得已重新進(jìn)行

21、凍結(jié)施工，嚴(yán)重影響工期和費用。距本礦不遠(yuǎn)的西南呈煤礦第四系厚度薄，在井筒開拓施工過程中遇2m薄層流砂層，施工非常困難，勉強(qiáng)通過。因此，相比而言采用立井開拓更加安全可靠。n方案則具有初期工程量省、回采煤量和準(zhǔn)備煤量充足、接近井田儲量中心、煤炭運輸線路順暢(折返運輸量少)、工業(yè)場地主要占用非耕地和少數(shù)非良田，購地容易，公路鐵路工程量較小，工業(yè)場地壓煤少，對村莊環(huán)境影響小，第四系地層厚度相對較小，立井過第四系和流砂層施工安全可靠等突出優(yōu)點。n故本設(shè)計推薦采用立井開拓的方案方案II。1.2.2井口數(shù)目和位置井口數(shù)目和位置n設(shè)計工業(yè)場地位于井田內(nèi)南鮑村東北的未耕種坡地，原始地形標(biāo)高為926m939m。根

22、據(jù)前述開拓方式論證，本設(shè)計采用立井開拓。在工業(yè)場地內(nèi)部分別設(shè)置主井、副井、回風(fēng)井三個立井井筒。n主井井筒平面位置位于中間，南距副井井筒35m，北距回風(fēng)井井筒45m。副井東距主井95m，回風(fēng)井西距主井35m。n主井井底設(shè)置在副井井底標(biāo)高405m水平，即裝載硐室上置式布置。以便于井底煤倉與膠帶輸送機(jī)大巷布置、避免運輸高度損失。n副井水窩深度根據(jù)過卷揚裝置布置和尾繩長度確定為31m。n回風(fēng)井回風(fēng)標(biāo)高設(shè)置在405.5m，便于三井貫通施工。n礦井生產(chǎn)后期擬在火京村南開鑿一回風(fēng)立井，擔(dān)負(fù)北分區(qū)回風(fēng)，以縮短通風(fēng)路線，形成后期兩進(jìn)兩回的通風(fēng)系統(tǒng)，以適應(yīng)礦井兩翼開采、增加產(chǎn)量的需要和礦井瓦斯等級提高的可能性。1

23、.2.3水平劃分及標(biāo)高水平劃分及標(biāo)高n本井田共有14個煤層，其中3、15煤為主采煤層，全區(qū)可采，9、14煤為局部可采煤層，其余煤層僅見可采點。n根據(jù)3號煤層與9號煤層層間距為65m、距15號煤層層間距107m，以及15號煤層為高硫禁采煤層、本設(shè)計僅考慮3號煤層的開拓開采，而礦井地層為寬緩褶曲的近水平煤層適合分區(qū)開拓布置的特點，將礦井3號煤層作為一個單一煤層進(jìn)行單一水平開拓。n如果以后技術(shù)和政策允許開采15號煤層，則可以采用膠帶暗斜井和軌道暗斜井延深建立輔助水平，開拓15號煤層和局部可采的9號煤層。n綜合分析井田煤層賦存深度（煤層賦存范圍為480m-+300m）與形態(tài)，前期以開拓南分區(qū)為主（煤層

24、大部分賦存在400m以上）兼顧北分區(qū)（煤層大部分賦存在350m以上），考慮井口位置和初期采區(qū)選擇，井底煤倉和裝載硐室高度及井底車場工程地質(zhì)條件良好，將本礦井開拓水平確定在405m水平標(biāo)高。n根據(jù)主井井檢鉆孔資料，3號煤層頂?shù)装逯饕獛r性為泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖，巖性較穩(wěn)定，工程地質(zhì)條件較好，可以滿足設(shè)置井底車場和主要裝載硐室的要求。1.2.4分區(qū)劃分與大巷布置分區(qū)劃分與大巷布置n由于本井田為近水平煤層，區(qū)內(nèi)發(fā)育軸向為南北的寬緩背向斜，3號煤層?xùn)|南部最高處（500m）與井筒東北角最低處（280m）近8km距離的最大高差為220m，平均坡度不到2，適合單一水平分區(qū)式開拓。全井分南北兩個分區(qū)，以一組南北

25、大巷貫穿北劉斷層南、北兩翼的分區(qū)。n在井田中部南北方向設(shè)置回風(fēng)、膠帶輸送機(jī)、輔助運輸共三條大巷，大巷均沿煤層布置。膠帶輸送機(jī)大巷沿煤層頂板布置，其它兩條大巷沿煤層底板布置。膠帶輸送機(jī)大巷布置在中間，西側(cè)為回風(fēng)大巷，東側(cè)為輔助運輸大巷。膠帶輸送機(jī)大巷與回風(fēng)大巷的中心線間距為35m，膠帶輸送機(jī)大巷與輔助運輸大巷的中心線間距為25m。n井底車場和井筒連接部分設(shè)在3號煤層底板粉砂巖巖石中，井底車場標(biāo)高405m。根據(jù)礦井規(guī)模比較大和近水平煤層開采特點，礦井輔助運輸采用膠輪自行車，因此輔助運輸大巷標(biāo)高在副井車場為405m，在副井車場水平以外，巷道以7坡度進(jìn)入煤層后再沿煤層底板布置。n由于井底主煤倉和裝載系

26、統(tǒng)采用上置式布置，主煤倉上口標(biāo)高約高于井底車場100m，故膠帶輸送機(jī)大巷在井底車場附近從煤層中仰頭上挑布置與煤倉上口連接。n回風(fēng)井與回風(fēng)大巷在405m標(biāo)高連接，沿南北方向布置在煤層底板巖石中并逐步抬升進(jìn)入3號煤層。1.2.5井底車場形式井底車場形式n根據(jù)井田賦存形態(tài)、開拓方式和大巷布置關(guān)系、地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置、井下煤炭運輸方式，尤其是礦井輔助運輸采用防爆無軌膠輪車，本設(shè)計礦井井底車場采用臥式車場。1.2.6井底車場能力井底車場能力n由于本礦井矸石量少，礦井集中化程度高，人員、材料、設(shè)備運輸量也比較少。故本井底車場主要為輔助運送材料和人員，能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于運輸需要，滿足前后期能力需要，并保有很大的富裕

27、能力。故對井底車場能力不予驗算。1.2.7礦井通風(fēng)方法礦井通風(fēng)方法n礦井通風(fēng)方法為機(jī)械抽出式通風(fēng)。n礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)為：副井入風(fēng)，輔運大巷或膠帶大巷進(jìn)風(fēng)，經(jīng)由分區(qū)中部車場到工作面運輸巷，再到工作面，工作面乏風(fēng)由回風(fēng)巷到回風(fēng)大巷，經(jīng)總回風(fēng)巷，最后由回風(fēng)立井排至地面第二章第二章 采區(qū)基本開采條件采區(qū)基本開采條件第一節(jié)第一節(jié) 采區(qū)基本條件采區(qū)基本條件2.1.1四鄰關(guān)系及開采情況四鄰關(guān)系及開采情況n本礦井內(nèi)無小煤礦，鄰近的經(jīng)坊煤礦，現(xiàn)開采3號煤層，斜井開拓，先期設(shè)計生產(chǎn)能力為30萬t/a，1995年擴(kuò)建成60萬t /a礦井，2003年改建為120萬t /a，采用綜合機(jī)械化采煤，現(xiàn)擬擴(kuò)建為300萬t /a礦

28、井。3號煤層偽頂為炭質(zhì)泥巖，厚0.13-0.16m，不穩(wěn)定，直接頂為泥巖，厚2.5-3m，老頂為砂巖。直接底為泥巖或粉砂巖，未見底鼓現(xiàn)象。n該礦井經(jīng)鑒定為低瓦斯礦井，涌水量1400m3/d，未發(fā)生過煤的自燃現(xiàn)象，未見地溫異常。2.1.2采區(qū)設(shè)計生產(chǎn)能力確定采區(qū)設(shè)計生產(chǎn)能力確定n擬投產(chǎn)的南二采區(qū)平均東西長5.88km，南北寬2.66km，面積9.88k。地表標(biāo)高+916+940m。開采上限+500.7m，本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為300萬t/a，當(dāng)建井工程達(dá)到一個完善的生產(chǎn)系統(tǒng)時，便可移交生產(chǎn)。移交生產(chǎn)和達(dá)到生產(chǎn)時盤區(qū)數(shù)目是兩個，即一盤區(qū)和二盤區(qū)。本礦井采煤工作面為綜采工作面，移交生產(chǎn)時工作面為一個，

29、為二盤區(qū)3煤第一分帶工作面，是主采工作面。礦井達(dá)產(chǎn)時，為了保證礦井的可靠產(chǎn)量以及工作面的合理接替，在二盤區(qū)設(shè)一個配采生產(chǎn)工作面，為分帶式跳采綜放采煤。n主采面年產(chǎn)量 Q主 =LSmvcn =20029005.001.3580%n =3132.00kt/a.n式中 L主采面工作面長度，取200m；n S主采面年推進(jìn)度，取2900m；n M工作面煤層厚度，取5.00m；n v煤的容重，取1.35t/m3；n c工作面回收率，綜采工作面取80%。 n配采工作面產(chǎn)量按Q配=250kt/a計，則n回采產(chǎn)量Q采=Q主+Q配=3132.00+250=3157.00kt/an本礦井設(shè)計時，煤巷較多，故掘進(jìn)過程

30、中煤的產(chǎn)量大，按5%計，則n掘進(jìn)產(chǎn)量Q掘=31575%=157.85kt/a；n故礦井年產(chǎn)量Q=3157+157.85=3314.85kt/an滿足礦井設(shè)計生產(chǎn)能力3.0Mt/a的要求。n在2003-2004年完成的礦井預(yù)可研和可研設(shè)計階段，針對240萬ta，300萬ta，初期240萬ta后期400萬ta三種井型方案進(jìn)行了大量分析和充分論證，本設(shè)計根據(jù)最新補(bǔ)充勘探資料，經(jīng)過進(jìn)一步分析比較，同意可研報告的推薦意見，推薦礦井生產(chǎn)能力為300萬t/a。2.1.3采區(qū)服務(wù)年限采區(qū)服務(wù)年限n根據(jù)最新補(bǔ)勘中間成果，礦井儲量的探明和控制程度得到較大提高。按照煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范（DZ/T 02152002）

31、關(guān)于儲量分類計算的規(guī)定，采區(qū)可采儲量3873萬t，設(shè)計生產(chǎn)能力300萬t/a，鑒于本采區(qū)北部區(qū)域（即北分區(qū)）鉆孔數(shù)量少、控制程度較低，以及礦井村莊壓煤面積大、村莊煤柱下開采影響因素較多資源回收率受到限制，故儲量備用系數(shù)取1.4。n礦井服務(wù)年限采用下列公式計算：nT=Z/（AK）n3873/（3001.4）n=9.2an式中：T礦井服務(wù)年限，a；nZ礦井可采儲量，萬t；nA礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，萬t/a；nK儲量備用系數(shù)，根據(jù)規(guī)范和本井具體條件取1.4。n按上述原則計算礦井生產(chǎn)服務(wù)年限為9.2年，滿足設(shè)計規(guī)范要求。n需要說明的是，通過投產(chǎn)后試采、觀測、分析村莊下短壁放頂煤開采方法，可以逐步優(yōu)化、調(diào)整

32、開采參數(shù)，提高村莊下開采的資源回收率，從而增加采區(qū)可采儲量，增加采區(qū)生產(chǎn)服務(wù)年限。當(dāng)然，也存在逐步提高村莊下開采工作面產(chǎn)量的可能性，從而使礦井服務(wù)年限略有減少。第二節(jié)第二節(jié) 采區(qū)開采煤層條件采區(qū)開采煤層條件2.2.1煤層賦存條件煤層賦存條件n該井田只有一層可采煤層為3號層。煤層大部分厚度在4.157.90m之間，計入夾矸厚度，開采厚度在4.5m6.3m左右，平均厚度5.95m。n擬投產(chǎn)的南二采區(qū)平均東西長5.88km，南北寬2.66km，面積9.88k。地表標(biāo)高+916+940m。開采上限+500.7m，下限到+370m?？蓜澐謮K段回采的儲量及可采厚度見采區(qū)布置及機(jī)械配備圖，總的工業(yè)儲量為66

33、577kt，可采儲量38731kt。采區(qū)煤層儲量豐富，開采厚度平均5.8m（純煤厚度5.5m），煤質(zhì)較好，發(fā)育穩(wěn)定，單層夾矸?。?.20.3m），構(gòu)造比較簡單，煤層產(chǎn)狀平緩，傾角一般在05左右。煤層頂?shù)装鍘r層多為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖等。n采區(qū)水文地質(zhì)條件比較簡單，距離深部奧陶系120m以上。但由于該區(qū)域周圍礦井都有陷落柱，估計本井也有少許陷落柱出現(xiàn)的可能 2.2.2煤質(zhì)n3號煤層：n原煤灰份為（Ad）13.2825.56%，平均18.62%；洗煤灰分（Ad04.4112.75%，平均8.14%，屬低中中灰分煤。原煤揮發(fā)分（Vdaf）為12.2118.25%，平均14.84%，洗煤揮發(fā)

34、分（Vdaf）為11.3114.82%，平均13.08%；原煤硫為（St,d）為0.230.81%，平均0.36%，洗煤硫分（St,d）0.290.81%平均0.39%屬特低低硫煤。洗煤磷（P）含量為0.0010.029%，平均0.015%；原煤干基彈筒發(fā)熱量（Qb,d）為25.3031.01MJ/kg，平均28.68 MJ/kg；洗煤干基彈筒發(fā)熱量（Qb,d）為32.1433.90 MJ/kg，平均32.81 MJ/kg。原煤干基高位發(fā)熱量(Qgv,d)為29.56931.290 MJ/kg，平均29.317 MJ/kg。洗煤干基高位發(fā)熱量（Qgv,d）為33.44933.949 MJ/kg

35、，平均33.694 MJ/kg，屬高熱值特高熱值煤。煤灰成分：據(jù)井田內(nèi)鉆孔的煤芯煤樣化驗質(zhì)料，3號煤層以酸性的二氧化硅和三氧化二鋁為主，其次為三氧化二鐵，其中二氧化硅含量為43.50%，三氧化二鋁含量為32.56%，三氧化二鐵含量為5.00%煤灰熔融性（ST）大于1423。第三章第三章 采區(qū)巷道布置采區(qū)巷道布置第一節(jié)第一節(jié) 采區(qū)上山布置方案采區(qū)上山布置方案3.1.1布置方案對比布置方案對比n本采區(qū)上山數(shù)目及布置類型有兩個方案：n 方案一：一巖一煤上山。當(dāng)煤層下層維護(hù)條件較好時，可將軌道上山布置在該煤層中，運輸上山布置在底板巖石中。n 方案二：兩巖一煤上山。在煤層中增設(shè)一條通風(fēng)行人上山，先掘煤層

36、上山為兩條巖石上山導(dǎo)向。n 本采區(qū)為：n (1) 生產(chǎn)能力大的厚煤層采區(qū)n (2) 瓦斯涌出量也較大n (3) 經(jīng)常出現(xiàn)上下區(qū)斷同采的情況，便于安排通風(fēng)系統(tǒng) 采區(qū)上山主要巷道布置方案具體采區(qū)上山主要巷道布置方案具體如下如下:n方案一:n掘柱內(nèi)集中運輸大巷、柱內(nèi)輔助運輸大巷、柱內(nèi)回風(fēng)大巷。采區(qū)主要大巷服務(wù)該采區(qū)。 n柱內(nèi)回風(fēng)大巷:水平延伸90米后，以-12坡度穿過斷層，原則布置在3#和巖層之間水平布置，各工作面分別由順槽小斜巷與其聯(lián)系。n柱內(nèi)集中運輸巷:原則沿3#煤布置，與皮順相交處打一溜煤眼形成運煤系統(tǒng)。n柱內(nèi)輔助運輸巷:集中材料巷由大巷拐點至260米處開口，形成下部車場后，按+15斜坡遇3#

37、煤接輔助運輸巷，輔助運輸巷原則沿3#煤與大巷平行布置，各順槽與其連通 。n1、運煤系統(tǒng):n工作面煤皮帶順槽溜煤眼柱內(nèi)集中運輸巷采區(qū)煤倉主運大巷主n煤倉主立井運至地面卸載站。n2、運料系統(tǒng):n地面材料副井井底車場平硐輔運大巷柱內(nèi)輔助運輸巷軌道順槽工作面。n3、人員運輸:n地面人車副井平硐大巷采區(qū)侯車點。n4、通風(fēng)系統(tǒng):n進(jìn)風(fēng)由副井主運大巷柱內(nèi)集中運輸巷工作面軌道、皮帶順槽；回風(fēng)由工作面回風(fēng)巷柱內(nèi)集中回風(fēng)巷回風(fēng)大巷回風(fēng)主井地面。n5、供電系統(tǒng)n地面35KV變電站雙回路10KV主進(jìn)風(fēng)井主運大巷采區(qū)變電所各采掘工作面及各用電點。n方案二:n掘柱內(nèi)集中運輸大巷、柱內(nèi)回風(fēng)大巷。其中柱內(nèi)回風(fēng)大巷1951.6

38、09米、柱內(nèi)集中運輸大巷1789.485米。采區(qū)走向長度1300米，傾斜長1100米。n1、運煤系統(tǒng):n工作面煤皮帶順槽溜煤眼采區(qū)煤倉主運大巷主n煤倉主立井運至地面卸載站。n2、運料系統(tǒng):n地面材料副井井底車場平硐輔運大巷柱內(nèi)運輸大巷軌道順槽工作面。n3、人員運輸:n地面人車副井平硐大巷采區(qū)侯車點。n4、通風(fēng)系統(tǒng):n進(jìn)風(fēng)由副井主運大巷柱內(nèi)運輸大巷工作面軌道、皮帶順槽；回風(fēng)由工作面回風(fēng)巷柱內(nèi)回風(fēng)巷回風(fēng)大巷回風(fēng)主井地面。n5、供電系統(tǒng)n地面35KV變電站雙回路10KV主進(jìn)風(fēng)井主運大巷采區(qū)變電所各采掘工作面及各用電點。三、巷道布置方案比較三、巷道布置方案比較:n方案一:n優(yōu)點:n巷道傾斜長度適中，利

39、于采煤生產(chǎn)的管理。n輔助聯(lián)。n可進(jìn)一步探明地質(zhì)構(gòu)造和煤層情況。n符合生產(chǎn)能力大的厚煤層采區(qū)。n缺點:n巷道工程量大。n運輸環(huán)節(jié)復(fù)雜。 n徑上述方案比較，宜采用方案一。n方案二:n優(yōu)點:n巷道工程量少，系統(tǒng)簡單，易于管理。n開采煤量大，損失煤量小。n工作面單面儲量大，減少了工作面安裝，搬家次數(shù)。n缺點:n順槽長度遠(yuǎn)，工期長。n掘進(jìn)其間供電、供風(fēng)能力受影響。n情況，而且在生產(chǎn)中煤層上山可用作通風(fēng)和行人；為減少維護(hù)費用煤層上山可以隨著區(qū)段的開采逐漸報廢。n 對于本采區(qū)來說，應(yīng)采用方案二較妥。第二節(jié)第二節(jié) 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)采區(qū)各環(huán)節(jié)系統(tǒng)采區(qū)各環(huán)節(jié)系統(tǒng)n1、運煤系統(tǒng):n工作面煤皮帶順槽溜煤眼柱內(nèi)

40、集中運輸巷采區(qū)煤倉主運大巷主n煤倉主立井運至地面卸載站。n2、運料系統(tǒng):n地面材料副井井底車場平硐輔運大巷柱內(nèi)輔助運輸巷軌道順槽工作面。n3、人員運輸:n地面人車副井平硐大巷采區(qū)侯車點。n4、通風(fēng)系統(tǒng):n進(jìn)風(fēng)由副井主運大巷柱內(nèi)集中運輸巷工作面軌道、皮帶順槽；回風(fēng)由工作面回風(fēng)巷柱內(nèi)集中回風(fēng)巷回風(fēng)大巷回風(fēng)主井地面。n5、供電系統(tǒng)n地面35KV變電站雙回路10KV主進(jìn)風(fēng)井主運大巷采區(qū)變電所各采掘工作面及各用電點。n6、供水系統(tǒng)n地面5KT泵房平硐主運大巷加壓泵進(jìn)風(fēng)井500T水池柱內(nèi)集中運輸大巷各采掘工作面及各用水點。n7、壓風(fēng)系統(tǒng)n廣場壓風(fēng)機(jī)房平硐主運大巷柱內(nèi)集中運輸巷各采掘工作面及各用風(fēng)點。n 8

41、、供液系統(tǒng)在進(jìn)風(fēng)順槽設(shè)備列車處，設(shè)置有一臺乳化液箱及兩臺乳化液n加壓泵，給工作面液壓支架及單體柱提供壓力液。井上通過管路直接將乳n化液輸送到設(shè)備列車處的液箱內(nèi)。n9、照明、信號及通訊系統(tǒng)： n（1）、照明: 在工作面溜頭、溜尾、工作面間隔15m 處及設(shè)備列車上各安設(shè)一盞照明信號燈，共14盞。在運輸巷中每隔25m，及每部設(shè)備機(jī)頭、機(jī)尾各安設(shè)一盞安全防爆燈用作照明。n（2）、信號: 工作面采煤機(jī)，前、后工作溜使用照明信號燈做聯(lián)系信號，并設(shè)有可靠的急停裝置與機(jī)組，前、后溜聯(lián)閉鎖。進(jìn)回風(fēng)順槽運輸系統(tǒng)內(nèi)任意相鄰兩設(shè)備之間設(shè)置有往返聲光信號裝置進(jìn)行聯(lián)系。n（3）、通訊: 在轉(zhuǎn)載機(jī)、順槽皮帶、七采小井皮帶各

42、機(jī)頭處及配件庫內(nèi)各安設(shè)一部通訊電話與井區(qū)調(diào)度站形成通訊系統(tǒng)。第三節(jié)第三節(jié) 采區(qū)開采順序采區(qū)開采順序n由于本礦只開采3號煤層，是單煤層開采，所以開采順序比較簡單，簡單的按盤區(qū)劃分，我們先開采離井口近的2盤區(qū)。根據(jù)煤層賦存條件、礦井開拓方式及盤區(qū)劃分，大巷及主要硐室均沿煤層布置，采用大巷條帶式和盤區(qū)式開采。n礦井以北劉斷層為界劃分為兩個分區(qū)，北劉斷層以南為南分區(qū)，以北為北分區(qū)。南分區(qū)東西寬度約5.8km，南北長度平均約7km，南分區(qū)面積約41.33km2。北分區(qū)面積約30.06km2。n井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，煤層厚度在南區(qū)平均達(dá)到5.8m，北區(qū)平均達(dá)到6.2m。南分區(qū)的地質(zhì)儲量30137萬t，長壁面

43、開采區(qū)域可采儲量10056萬t，村莊煤柱可采儲量5012萬t，可采儲量15068萬t，服務(wù)年限35.8a。北分區(qū)的地質(zhì)儲量25798萬噸，長壁面開采區(qū)域可采儲量10715萬噸，村莊煤柱可采儲量3092萬噸?？刹蓛α?3807萬噸，可采年限32.9a?；夭杉熬蜻M(jìn)工作面安排回采及掘進(jìn)工作面安排n一、回采工作面銜接n回采工作面采用后退式回采。：n二、掘進(jìn)工作面安排n投產(chǎn)前，分別安排兩個掘進(jìn)工作面。擴(kuò)采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)施工巷，進(jìn)入采區(qū)后安排四個掘進(jìn)工作面，分別施工采取皮帶巷、采區(qū)軌道巷、采區(qū)回風(fēng)巷及工作面內(nèi)錯尾巷。另外，安排兩個掘進(jìn)工作面施工下料系統(tǒng)和出煤系統(tǒng)。n投產(chǎn)后，安排兩個綜掘工作面施工進(jìn)、回風(fēng)順槽和

44、內(nèi)錯尾巷，安排一個綜采工作面施工高抽巷。n主要工藝流程：采煤機(jī)割煤（裝煤）刮板運輸機(jī)運煤拉架移溜采區(qū)處理。n采煤機(jī)采用雙滾筒電牽引式破煤，刮板輸送機(jī)和可申縮膠帶輸送機(jī)運煤裝運煤，支撐掩護(hù)式液壓支架支護(hù)頂板，兩巷超前支護(hù)采用第四章第四章 采煤工作面采煤工藝采煤工作面采煤工藝第一節(jié)第一節(jié) 采煤方法采煤方法n 根據(jù)國內(nèi)外厚煤層開采技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合本礦，3號煤層賦存條件及國內(nèi)外厚煤層開采技術(shù)水平，可供選擇的采煤方法主要有：大采高綜采和放頂煤一次采全高。設(shè)計經(jīng)過比較確定采用綜放開采工藝，這是因為：n 本井不適合用大采高采法。n大采高綜采方法是國外高產(chǎn)工作面采用的主要方法，在我國由于受到設(shè)備制造能力的限

45、制而沒有得到發(fā)展。大采高綜采可以實現(xiàn)高產(chǎn)高效，但由于大采高綜采在國內(nèi)應(yīng)用較少，技術(shù)相對不是很成熟。大柳塔及補(bǔ)連塔等神東礦區(qū)礦井為國內(nèi)目前應(yīng)用大采高綜采較好的礦井，但其幾乎都是全套引進(jìn)設(shè)備，采高4m，產(chǎn)量8.5Mt/a。首采采區(qū)中部煤層厚度一般平均在5.6m以上，而目前國內(nèi)大采高綜采最大采高為5.0m，大部分采高小于4.5m；另外采區(qū)煤層煤質(zhì)脆，且埋藏深地壓大，因此采用大采高綜采不僅存在工作面管理經(jīng)驗不足、設(shè)備初期投資大、設(shè)計上存在丟煤等問題，而且工作面存在頂板難控制和煤壁片幫等問題?？梢姶蟛筛呔C采在現(xiàn)階段情況下仍不是3號煤層合理的采煤方法。n 綜采放頂煤適合本井煤層特點，更易實現(xiàn)高產(chǎn)高效。n綜

46、采放頂煤采煤方法同我國過去傳統(tǒng)的分層綜采采煤方法相比較，不失為符合我國國情的一種好的采煤方法。綜放開采目前已成中國厚煤層開采的首選采煤方法，已遍及中國厚煤層礦區(qū)，成為厚煤層礦區(qū)實現(xiàn)高效集約化生產(chǎn)的重要途徑。這是因為，綜采放頂煤較大采高綜采有以下的優(yōu)點：n對厚度變化大及地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的煤層適應(yīng)性強(qiáng)。南二采區(qū)以及全井田煤層厚度從4.76.9m，因而使用大采高，必然因為煤層厚度變化影響造成大量丟煤現(xiàn)象。n利用地壓落煤，電能消耗少。據(jù)統(tǒng)計，綜放開采比綜采每噸煤可節(jié)約電能1.32kWh。同時，放頂煤的塊煤率較大采高增加，使礦井的經(jīng)濟(jì)效益明顯提高，例如，陜西彬縣下溝煤礦采用綜放開采以后，塊煤率提高20個百分

47、點，僅此一項每年可增加收益400萬元。n采高較小，煤壁穩(wěn)定性較好。采高越大，煤壁穩(wěn)定性越差。n本井煤底板有厚度在01m左右的泥巖，大采高綜采工作面液壓支架重，支架底部受力集中，因此大噸位的支架易造成支架扎底。而綜放支架噸位相對大采高支架來說，屬于“輕量級”，且不用支撐老頂壓力，因此綜放支架不會因為留有底煤或軟底而出現(xiàn)嚴(yán)重的支架下扎現(xiàn)象。n綜采放頂煤初期投入小。支架的造價與噸位基本上成正比例，噸位越大，支架造價也越大，由于大采高工作面支架噸位較大，尤其是當(dāng)采高超過一定限度后，支架的重量和用采材質(zhì)要求都會大幅度增加。同時，大采高采煤機(jī)的功率及造價也大大地提高。因此，從初期投資來看，綜采放頂煤大大優(yōu)

48、于大采高。n支架穩(wěn)定性較大采高好。隨著采高的增加，支架的穩(wěn)定性降低。n采用雙輸送機(jī)放頂煤液壓支架的工作面，采煤與放煤平行作業(yè)，可以實現(xiàn)高產(chǎn)高效。由于煤層的開采強(qiáng)度增加，在同一個工作面有兩個平行作業(yè)的出煤工作面，可以使工作面單產(chǎn)迅速提高，可以有效地促進(jìn)礦井集中生產(chǎn)。n綜采只能將采高定在4.7m左右，這樣一來，扔煤皮將達(dá)到1.1m左右，加上綜采本身的回采率只為93%，再扔煤約合厚度0.3m，則總?cè)用汉穸葹?.4m。工作面回采率合計為76%，與綜放的近80%比回采率偏低。n綜上所述，利用綜采放頂煤開采3號煤層無論是在技術(shù)方面還是在經(jīng)濟(jì)方面，均比大采高優(yōu)越。本次設(shè)計確認(rèn)在非“三下”塊段內(nèi)采用綜采放頂煤

49、開采方法。2、工作面的能力、采高、長度、工作面的能力、采高、長度n采用類比法確定工作面的生產(chǎn)能力為2.4Mt/a。南二采區(qū)可劃歸綜放的15個工作面的采出量為29822kt，與潞安王莊4Mt/a高產(chǎn)綜放面比，除平均開采厚度小1.0m左右外，其余開采條件基本相同。參照臨近的王莊、南寨、經(jīng)紡、色頭等礦現(xiàn)有的綜放面回采實踐，結(jié)合本井勘探資料和現(xiàn)場對鉆孔提樣分析，本礦的煤的特點是脆而節(jié)理發(fā)育，也是較易放煤層。而只要我們針對本礦的實際情況選擇好最優(yōu)的先進(jìn)裝備，把能力定在2.4Mt/a是可行的和合理的。n 工作面走向長度n對于綜放工作面，為了延長工作面壽命，減少搬家次數(shù)，應(yīng)盡量加大工作面的推進(jìn)長度，加大推進(jìn)

50、長度有利于高產(chǎn)高效綜放工作面的能力發(fā)揮和降低成本。國內(nèi)其它礦區(qū)的高產(chǎn)綜放工作面一般都在1000m以上。而美國的高產(chǎn)面的推進(jìn)長度大約在2400m左右。理想的推進(jìn)長度應(yīng)該是達(dá)到2000m以上。根據(jù)對周邊礦井實地考察得到的情況，一般回采巷道維護(hù)2.5a比較合適（再長了費用聚增或無法維護(hù)）。因此，工作面的推進(jìn)長度應(yīng)該在10002900m，在采區(qū)布置上要盡量考慮回采面能夠推進(jìn)長一些。初采的工作面的走向長度為1740m。n 工作面割煤高度與放煤高度n工作面割煤高度除應(yīng)滿足通風(fēng)行人的要求外，還應(yīng)考慮設(shè)備投入和機(jī)道上方頂煤和煤壁的穩(wěn)定性，本井的煤較脆，裂隙比較發(fā)育，采高過大容易片幫。同時支架高度增加也會帶來初

51、期投入大。但增大機(jī)采高度，縮小采放比，可以提高工作面的回收率。另外，增大機(jī)采高度，可減少放煤時間，提高整個工作面的開采速度。綜合考慮，將工作面采煤機(jī)割煤高度定為2.6m。煤層開采厚度為5.8m，則放頂煤高度為3.2m，采放比為1：1.23。n 采煤機(jī)截深與放煤步距n考慮放煤步距最佳的要求，將采煤機(jī)截深定為0.8m。根據(jù)國內(nèi)綜放工作面生產(chǎn)經(jīng)驗，當(dāng)采煤機(jī)截深為0.8m時，為提高資源回收率并降低混矸率，宜采用1刀1放循環(huán)作業(yè)方式，則放煤步距為0.8m。n 工作面長度及日循環(huán)數(shù)n綜放工作面長度越大，工作面兩端不放煤（利用過渡支架放出的煤也明顯減少）造成的煤損占工作面總儲量的比例越小，有利于提高綜放工作

52、面的資源回收率，但工作面過長不利管理。工作面過長，受運輸機(jī)強(qiáng)度限制的事故率明顯增加，且目前國產(chǎn)的工作面運輸機(jī)設(shè)備的極限長度在300m左右。根據(jù)南二采區(qū)的地質(zhì)情況，將首采工作面長度確定為200m，接續(xù)采面的長度在170260m之間（視塊段分割而定），工作面的日循環(huán)數(shù)可用下式計算：n n式中： 工作面日產(chǎn)量，按年產(chǎn)2.4Mt、年生產(chǎn)300d計算， =8000t；n 工作面正規(guī)循環(huán)率，取 =0.85；n 工作面長度，首采工作面長度為200m；n 日循環(huán)數(shù)；n 煤層厚度，南二采區(qū)工作面平均為5.5m；n 循環(huán)進(jìn)尺，采煤機(jī)截深0.8m，1刀1放，則B=0.8m；n 工作面回采率，采煤機(jī)割煤部分取95%，

53、頂煤回收率取75%，加權(quán)計算首采工作面 為84%；n 煤體容重，1.39t/m3。n則對于煤層厚度為5.5m的工作面： n n根據(jù)上述計算，首采工作面需日進(jìn)10刀，推進(jìn)8m，完成10個循環(huán)，達(dá)到年產(chǎn)2.4Mt的要求。3、工作面設(shè)備選型與配套、工作面設(shè)備選型與配套n（1）架型選擇n支架工作阻力確定n支架工作阻力確定的基本條件：綜放工作面采厚5.8m，采煤機(jī)割煤高度2.6m，放煤高度3.2m，采深420550m，煤層頂?shù)装鍡l件直接頂為中等穩(wěn)定的砂巖、泥質(zhì)頁巖等，厚度大約13m；老頂為穩(wěn)定的堅硬或半堅硬砂巖、砂頁巖、泥巖等互層。底板為泥巖、泥質(zhì)砂巖、細(xì)砂巖等。n采用估算法確定支架工作阻力。這種計算方

54、法的基礎(chǔ)是工作面支架工作阻力支撐直接頂和頂煤的重量，并平衡基本頂失穩(wěn)時對支架的動載，計算公式為：n n式中： 工作面支架所需支護(hù)強(qiáng)度；n 基本頂失穩(wěn)時的動載系數(shù)。n根據(jù)綜放工作面礦壓觀測結(jié)果，一般 =1.11.8； 為直接頂自重應(yīng)力， ， 為直接頂容重，取25kN/m3，根據(jù)煤層結(jié)構(gòu)，取 =14.74m； 為支架上方頂煤自重應(yīng)力， ， 為頂煤容重，取13.9kN/m3。n由于3號煤層頂板為強(qiáng)度較低的泥巖和較堅硬的砂巖互層，頂煤冒落后，其上巖層垮落后不能迅速將采空區(qū)充填滿，基本頂失穩(wěn)時的動壓對支架工作阻力影響較大，因此取Kd=1.8，即n =1.8(14.7425+3.213.9)= 743.4

55、 kN/m2n據(jù)上面計算選擇基本支架及主要技術(shù)參數(shù)n型 號 ZF6400/16/28n型 式 四柱支撐掩護(hù)式正四連桿大插板低位放頂煤液壓支架；n中心距 1500mm；n寬 度 14301600mm；n初撐力 5216kN；n工作阻力 6400kN；n支護(hù)強(qiáng)度 0.8MPa；n高 度 16002800mm；n泵站壓力 31.4MPa；n操縱方式 電液鄰架控制；n移架步距 8001000mm；n質(zhì) 量 20675kgn底板比壓 01.8MPan(2)采煤機(jī)n采煤機(jī)小時生產(chǎn)能力核算n采煤機(jī)端部斜切進(jìn)刀單向割煤，采放平行作業(yè)1刀1放。割煤和放煤可以完全平行作業(yè)，互不干擾，互不等待。采煤機(jī)割完1刀煤后，

56、不管放煤作業(yè)是否結(jié)束，立即反向跑空刀清浮煤。當(dāng)采煤機(jī)清浮煤到達(dá)端頭時，輸送機(jī)的機(jī)頭已經(jīng)推向煤壁，可立即進(jìn)行斜切進(jìn)刀，端頭作業(yè)對割煤和放煤都沒有影響。因此，綜放工作面采用端部斜切進(jìn)刀單向割煤，采煤機(jī)的平均落煤能力為：n n式中： 采煤機(jī)平均落煤能力, t/h；n 工作面平均日產(chǎn)量，8000 t/d；n 采煤機(jī)截深，0.8m；n 平均采高，5.8m；n 實體煤容重，1.39t/m3；n 工作面采煤機(jī)割煤回采率，95%；nL工作面長度，200m；nLs刮板輸送機(jī)彎曲段長度，15m；nLm采煤機(jī)兩滾筒中心距，12m；nTd采煤機(jī)返向時間，1min；n 綜放工作面平均頂煤厚度，分別為3.2m；n 頂煤回

57、收率，75%；nK采煤機(jī)平均日開機(jī)率，0.56；nT1綜放工作面日生產(chǎn)時間，1440min；n 采煤機(jī)割煤速度 與空刀牽引速度 之比, ，取 =0.5。n則工作面采煤機(jī)平均落煤能力：n n= n采煤機(jī)型號及主要技術(shù)參數(shù)n根據(jù)上述計算，按照采煤機(jī)裝機(jī)功率大于461kW的原則，選機(jī)型及主要參數(shù)如下：n型 號： MG300/700-WDn采高范圍： 1.43.0mn供電電壓： 1140Vn裝機(jī)總功率： 700kWn滾筒直徑:： 1400 mmn滾筒截深： 800mmn牽引方式： 交流變頻電牽引n牽引速度： 07.9m/minn牽引力： 535kNn噴霧滅塵方式： 內(nèi)、外噴霧n采煤機(jī)整機(jī)重量： 51t

58、n（3）工作面輸送機(jī)n大斷面巷道支護(hù)比較困難，不利于垂直布置。煤層傾角小，工作面設(shè)備不容易下滑上竄。因此，為了確保首采綜放工作面實現(xiàn)高產(chǎn)高效，工作面前后部輸送機(jī)采用平行布置方式。n前部輸送機(jī)能力核算n選擇工作面刮板輸送機(jī)的運輸能力應(yīng)滿足采煤機(jī)最大落煤能力的要求:n n式中 刮板輸送機(jī)運輸能力，t/h；n 考慮運輸方向及傾角系數(shù)，取1.0。n 采煤機(jī)割煤速度不均勻系數(shù)，可取1.3；n 考慮采煤機(jī)與刮板輸送機(jī)同向運動時的修正系數(shù)，n n 刮板輸送機(jī)鏈速，取1.1m/s；n按開采3號煤層時采煤機(jī)平均落煤能力應(yīng)達(dá)到513t/h進(jìn)行計算，前部刮板輸送機(jī)運輸能力為：n =1.01.051.3513=700

59、t/h第二節(jié)第二節(jié) 工作面勞動組織工作面勞動組織n工作面回采時采用專業(yè)工種追機(jī)作業(yè)的勞動組織形式，即工作面各個專業(yè)組，以采煤機(jī)截割作業(yè)為中心，沿工作面全長跟采煤機(jī)，進(jìn)行各自分擔(dān)的工序，如移架、推移輸送機(jī)等。此種勞動組織形式的優(yōu)點是工種單一，分工明確，工時利用充分，有利于綜采設(shè)備效能的發(fā)揮，是較常用的一種，其缺點是容易出現(xiàn)忙閑不均的窩工現(xiàn)象，所以必須進(jìn)行有效的組織管理。出勤率不低于80%。工作組織祥見勞動組織n回采工作面中的循環(huán)作業(yè)是指回采工作面在規(guī)定時間內(nèi)保質(zhì)、保量、安全地完成采、裝、運、支、處這樣一個采煤全過程，以放頂為標(biāo)志，循環(huán)方式有一日單循環(huán)?；夭晒ぷ髅鎸崿F(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)，在一晝夜內(nèi)工作面

60、中采煤工作與準(zhǔn)備工作在時間上的配合關(guān)系設(shè)計為“兩采一準(zhǔn)”即將一晝夜劃為三個班，兩個采煤班，進(jìn)行“落、裝、運、支、移”等工序，一個準(zhǔn)備班進(jìn)行回柱放頂、檢修設(shè)備、推移轉(zhuǎn)載機(jī)及伸運輸巷膠帶輸送機(jī)等工作，一日完成一個循環(huán)。n循環(huán)工序要求工作面采用多循環(huán)方式作業(yè)，作業(yè)形式為“兩采一準(zhǔn)”即兩個班生產(chǎn)，一個班檢修。見正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表4-2-2n工作面每班進(jìn)五刀，一個工作日兩班生產(chǎn)，共進(jìn)十刀工作面循環(huán)進(jìn)度為0.8米。每正規(guī)循環(huán)產(chǎn)量=2000.85.8080%1.35=1002.24t。取10000t。每月推進(jìn)240米，年推進(jìn)度為2900米。工作面回采率為80%。附：附：3201工作面主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指工作面主要經(jīng)