鶴煤三礦礦井采區(qū)方案設(shè)計(jì)采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)論

1、前 言本采區(qū)設(shè)計(jì)是根據(jù)鶴壁煤電三礦的原資料進(jìn)行編寫(xiě)的。設(shè)計(jì)中的一些重要數(shù)據(jù)和圖表都是以三礦的地質(zhì)資料、地質(zhì)勘探圖、底板等高線圖、綜合柱狀圖等為依據(jù)，嚴(yán)格依照畢業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱的要求進(jìn)行的。在本人的努力及老師的指導(dǎo)下，注重思想性、科學(xué)性、啟發(fā)性、實(shí)踐性。在進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，嚴(yán)格按照煤礦安全規(guī)程和設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，注重加強(qiáng)基本理論、基本方法和基本技能方面的學(xué)習(xí)，并結(jié)合設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益、安全觀念和所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)。勇于創(chuàng)新認(rèn)真完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容。設(shè)計(jì)主要分為九大部分：包括井田概況及地質(zhì)特征，采區(qū)地質(zhì)概況采區(qū)儲(chǔ)量與生產(chǎn)能力，采區(qū)方案設(shè)計(jì)，采煤工藝，采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)，采區(qū)施工設(shè)計(jì)，安全技術(shù)措施等。設(shè)計(jì)在內(nèi)容上以設(shè)

2、計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法為主線，力求在闡明基礎(chǔ)原理的基礎(chǔ)上，密切結(jié)合礦井的條件，采用先進(jìn)的開(kāi)采方法進(jìn)行開(kāi)采，解決了設(shè)計(jì)中的各種主要技術(shù)問(wèn)題。由于學(xué)識(shí)水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有限，加上時(shí)間的倉(cāng)促，本設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)某些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，在此懇請(qǐng)各位老師提出寶貴意見(jiàn)，進(jìn)行批評(píng)指導(dǎo)。李旭娟2007.12.24目錄第一章 礦井概況 第一節(jié) 井田地質(zhì)概況第二節(jié) 地質(zhì)特征 第三節(jié) 礦井生產(chǎn)狀況 第二章 采區(qū)地質(zhì)情況第三章 采區(qū)儲(chǔ)量與生產(chǎn)能力 第一節(jié) 采區(qū)儲(chǔ)量第二節(jié) 采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限第四章 采區(qū)方案設(shè)計(jì) 第一節(jié) 采煤方法的選擇第二節(jié) 采區(qū)巷道的布置第五章 采煤工藝第一節(jié) 落煤裝煤和運(yùn)煤第二節(jié) 工作面支護(hù)頂板管理及采空區(qū)處理第三

3、節(jié) 綜采工藝第四節(jié) 生產(chǎn)技術(shù)管理第五節(jié) 工作面設(shè)備第六章 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)第一節(jié) 采區(qū)運(yùn)輸?shù)诙?jié) 采區(qū)通風(fēng)第三節(jié) 采區(qū)供電第四節(jié) 壓風(fēng)系統(tǒng)第五節(jié) 防塵注漿第六節(jié) 采區(qū)排水第七章 采區(qū)施工設(shè)計(jì)第八章 安全技術(shù)措施第九章 采區(qū)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表第一章 井田概況及地質(zhì)特征第一節(jié) 井田地質(zhì)概況一 地理位置及交通位置 鶴壁三礦位于鶴壁煤田中部，礦井北至F11， F13斷層，西部以二.1煤層露頭為界，南距鶴壁市中心4.4km，距京廣鐵路湯陰車(chē)站21km，鶴壁鐵路支線從本礦工業(yè)廣場(chǎng)穿過(guò)，距鶴壁北站1千米，鶴壁集至湯陰公路從本礦東北穿過(guò)，公路及鐵路交通方便。礦井南北走向5,東西走向4.5，面積15.6交通位置圖詳見(jiàn)圖

4、1-1-1。二 地形地貌 本區(qū)處于太行山及華北平原過(guò)度地帶，地勢(shì)北西高，東南低。區(qū)內(nèi)呈低緩丘陵地貌，最高為黃牛坡北嶺，海拔+247m，最低為酉河河谷，海拔+140m，溝谷大致南北走向。三 . 地表水 區(qū)內(nèi)有兩條小河經(jīng)過(guò)，湯泉河位于本井田南翼，發(fā)源于北圣溝村角的湯泉，向東流經(jīng)較場(chǎng)，羅村而流出井田，平均流量0.30.4m3/s，洪水期最大流量25.44m3/s , 河流經(jīng)鶴壁集，馬駒河村，位于井田北部邊界，水源來(lái)源于一礦井下排水和鶴壁集工業(yè)廢水，常年有水，平時(shí)流量很小。四 氣象及地震本區(qū)屬北溫帶大陸干旱性氣候，根據(jù)有關(guān)氣象資料，1958年以來(lái)，鶴壁礦區(qū)氣候溫和，光熱資源充足，年日照時(shí)日數(shù)為2331

5、.6h左右，日照率53.2%，年平均氣溫為15.3，最高氣溫42.3，最低氣溫-15.5年平均相對(duì)溫濕度60%，平均絕對(duì)濕度為11.63mpa。年均降雨量673.65 mm多集中在7、8月，年降雨量最大值1394.1mm，最小值266.6 mm，年平均降雨量679.8 mm，年最大蒸發(fā)量為mm 2695.0mm，年最小蒸發(fā)量1859.3 mm年平均蒸發(fā)量為2264.1 mm。年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟媳毕?，平均風(fēng)速3.4m/s最大風(fēng)速23m/s。凍土深度一般為0.3-0.4m.根據(jù)兩年的統(tǒng)計(jì)資料，8月至來(lái)年2月多為北風(fēng)，最大風(fēng)速23 m/s。3月至7月，多為南風(fēng)，最大風(fēng)速14 m/s 根據(jù)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督

6、局發(fā)布“中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18306-2001中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖”，鶴壁市地震動(dòng)峰值為0.2g對(duì)應(yīng)的基本烈度為度。五 礦區(qū)煤炭生產(chǎn)以及規(guī)劃概況鶴壁煤電股份有限公司是鶴壁煤業(yè)有限責(zé)任公司控股的股份公司，公司2004年在冊(cè)員工19437人，資產(chǎn)總額19.97億元，主營(yíng)業(yè)務(wù)收入15.03億元，利潤(rùn)總額1.79億元，凈利潤(rùn)1.18億元。公司所屬礦井保有儲(chǔ)量544.25Mt可采儲(chǔ)量264.55Mt，6對(duì)生產(chǎn)礦井，2004年年產(chǎn)量6.127Mt另有 三座洗煤廠年入洗能力3.60Mt。公司目前擁有三、四、六、八、九，十礦六對(duì)主力井和坑口電廠。集團(tuán)公司目標(biāo)能力為2007年煤炭產(chǎn)量穩(wěn)定在7.00Mt以

7、上，公司資產(chǎn)總額和銷(xiāo)售收入均超過(guò)50億元。 六. 現(xiàn)有水源，電源概況<一> 水源目前礦井的水源為奧陶系灰?guī)r水。取水方式：井下鉆孔，現(xiàn)有6個(gè)鉆孔。其中5個(gè)使用，總?cè)∷繛?493m3/<二> 電源目前礦井現(xiàn)有一座35/6kv變電所，設(shè)主變2臺(tái)，型號(hào)為SI-7500/35，7500kv,35/6kv雙回路35kv電源分別取自大湖110kv變電站（導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GT150/5.5Km），和康加110kv變電站(導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ_150/2.02Km)。第二節(jié) 地質(zhì)特征一 . 地質(zhì)構(gòu)造三礦井田位于鶴壁煤田中部，地層走向NNE傾向SE傾角8480，平均210左右，井田構(gòu)造以斷層為主

8、，褶曲不發(fā)育，構(gòu)造線展布方向以NNE，NE向?yàn)橹鳎F(xiàn)將三礦井田的主要構(gòu)造分述如下：（一）斷層目前礦井共發(fā)現(xiàn)47條斷層，落差大于5m以上的斷層共有41條，落差大于50m以上的主要斷層有9條，各主要斷層的特性如下：1. F16斷層: 淺部系三、五礦井井田分界斷層，深部交與F40-3斷層，延展長(zhǎng)度大于3km，走向N510E傾向SE，傾角680，落差50-115m。2. F20斷層：該斷層與F16斷層相互平行，向東交于F16斷層，淺部同F(xiàn)16斷層均為三、五礦井井田分界斷層，延伸長(zhǎng)度大于1.3km，走向N600E，傾向S300E傾角450落差40-180m.3. F3斷層：67-3，383-1兩孔控制，

9、389-25，389-14，389-27孔見(jiàn)到，走向N470E，傾向NW，傾角43-700 ，落差70-85m4. F40斷層：為三礦井田東部邊界斷層，為三礦和六礦邊界斷層，走向N100E，傾向NE，傾角400-570，落差155-450m延伸長(zhǎng)度大于4km。5. F40-1斷層：為三礦深部和六礦的邊界斷層，有16-29，676-22，585-4鉆孔，揭露，南北延伸合并入F40斷層，走向N400E，傾向NE傾角47-600 ，落差200-375m左右，延伸長(zhǎng)度1.5km.6 . F40-3斷層： 有18-4、16-6、17-31、42-2、585-7，等孔控制，走向N5045oN，中部向東南彎

10、曲呈弓型，傾向500，傾角60-160m，落差，延伸長(zhǎng)度大于4Km。7 . F42斷層：位于新青農(nóng)場(chǎng)以西，北起F20斷層 ，向南西方向尖滅。走向N250E，傾向NW，傾角500，落差50m，延伸長(zhǎng)度950m。該斷層42-1,389-34孔見(jiàn)到。(二) 褶皺三礦井田內(nèi)發(fā)育的褶皺有五礦向斜；323背斜，321向斜，以及322背斜四個(gè)明顯的褶曲，褶曲搌布方向N430-600E近于平行，呈多字形排列，向斜南翼（背斜北翼）較緩，是在同一邊界條件下，南部向NNE北部向SSW的壓扭作用下形成的。另外，323背斜與321背斜相接處，呈現(xiàn)出鞍狀構(gòu)造，這是由于地層產(chǎn)狀的明顯變化，致使321向斜軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)的緣故，各

11、褶皺特征見(jiàn)表1-2-2。（三）井田的構(gòu)造特征從井田內(nèi)揭露的構(gòu)造行跡來(lái)看，井田邊界斷層較發(fā)育，邊界斷層在起行跡形成的過(guò)程中由于派生應(yīng)力場(chǎng)的作用，起附近形成叫多的小斷層，這些小斷層在平面上的搌布方向有一定的規(guī)律性，尤其是在兩條較大的斷層交接復(fù)合部位，派生構(gòu)造的密度明顯增加，井田中部以褶皺構(gòu)造為主，形成一套褶曲構(gòu)造。本井田的復(fù)雜程度屬中等。 樞紐走向兩翼夾角兩翼產(chǎn)狀長(zhǎng)度1321向斜N530-570 ESE翼走向：S40傾向：NE傾角：0-170NW走向：N190-260E傾向NE，傾角0-260，2322背斜120SE翼走向S210770W傾向：SE傾角5-210NW3323背斜120二 . 煤層本

12、井田含煤地層為石炭系本溪群、太原群和二選系山西組，總厚度平均210m，發(fā)育兩個(gè)煤組，即一煤組和二煤組，共含煤層24層，總厚度11.47m，含煤系數(shù)5.46%，山西二1煤為主要可采煤層，太原群一11煤大部分可采，一22煤局部可采。其他煤層均屬于不穩(wěn)定薄煤層分部范圍小，沒(méi)有工業(yè)價(jià)值，但在地層對(duì)比中有重要意義。二1煤層位于山西組底部S10砂巖之下，底為S9砂巖，下距L8灰?guī)r35m，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，煤層厚5.959.23m，平均8.26m,屬穩(wěn)定特厚煤層，煤層下部有23層夾矸，比較穩(wěn)定的夾矸，有一層，厚度0.00.67m,平均0.30m,夾矸上下煤厚平均1.72.0m。三. 煤的物理性質(zhì)二1煤為黑色，玻

13、璃金剛光澤，條帶灰色略帶淺灰色，屬半亮型煤，具條帶狀結(jié)構(gòu)，比重1.38左右，松軟易碎。四、水文地質(zhì)（一）水文地質(zhì)的概況井田地貌屬太行山山前緩丘陵地貌，地勢(shì)西高東低，海拔高度在+140+280m之間。丘陵和溝谷大致呈南北向，區(qū)內(nèi)有東馬駒河、黃斗坡、劉家溝、胞泉、胡家溝等幾個(gè)村莊。礦區(qū)西部奧陶系灰?guī)r廣泛出露，石灰系地層在山前零星出露。本井田為第三、四系地層所覆蓋。井田內(nèi)有兩條小河經(jīng)過(guò)，湯泉位于本井田南翼，發(fā)源于孫圣溝村西北角的湯泉，向東流經(jīng)教場(chǎng)，繞村而流出井田，平時(shí)流量6.30.4 m3/s,洪水期最大流量25.44 m3/s。菱河：流經(jīng)鶴壁集，馬駒河村，位于井田邊界。 (二)生產(chǎn)礦井水文地質(zhì)條件

14、三礦自1985年12月穩(wěn)定生產(chǎn)以來(lái)，巷道揭露斷層出水4次，1977年7月掘進(jìn)101上山回風(fēng)巷遇到落差13m的斷層，L8灰?guī)r水從巷道涌出，涌水量達(dá)80m3/h。1979年北翼新軌道下山掘進(jìn)時(shí)，揭露一落差1.3m的斷層，L8灰?guī)r水沿?cái)鄬佑砍觯鯐r(shí)涌水量1m3/h，而后逐漸增大到20m3/h。（三）礦井涌水量計(jì)算。三礦多年開(kāi)采實(shí)踐證明，涌入礦井的水來(lái)自兩方面，來(lái)自頂板的是S10砂巖水；來(lái)自底版的有L8灰?guī)r水，L2灰?guī)r水，O2灰?guī)r水以及底版S9砂巖水，其中主要為L(zhǎng)8據(jù)1999年統(tǒng)計(jì)資料，礦井正常涌水量為286.26m3/h,其中頂板砂巖水31.49m3/h,底板水254.77m3/h-550m-800

15、m涌水量計(jì)算，分底板和頂板兩部分。1、頂板水據(jù)以往回采情況，頂板砂巖水隨回采面積增大而略有增加，故采用比擬法計(jì)算： Q頂=Q0=31.49×=59.43 m3/h式中：F-550m以下首采面積3.49(km)2 F0二、三水平回采面積 0.98(km)2 Q0相應(yīng)的頂板砂巖涌水量 31。49m3/h2、底板水據(jù)本礦一、二水平放水實(shí)驗(yàn)資料Q1=157m3/h S1=86mQ2=302m3/h S3=313m采用曲度判別法，判別涌水量方程類(lèi)型為指數(shù)關(guān)系（n=1.97）即Q=sb求得=16.60 b=51在-550以下L8灰?guī)r放水后，動(dòng)水位降至-800，水位降深約為937m，由此求得-55

16、0m-800m開(kāi)采期間礦井涌水量為Q底=sb=16.6×9370.51=498m3/h上述水量不含O2灰?guī)r水和L2灰?guī)r水直接，涌入礦井的突水量，該水量目前尚難以計(jì)算，在臨近斷層帶部位須做好放水工作，以防斷層帶突水導(dǎo)致O2、 L2灰?guī)r水大量涌入礦坑。五、開(kāi)采技術(shù)條件（一）可采煤層頂?shù)装宥?煤直接頂板主要為黑色及深灰色砂質(zhì)泥巖，厚2.6529.22m，平均厚度10.20m。二1煤老頂為砂巖多為S10灰褐色中粒砂巖，層里多富集碳質(zhì)及白云母片，厚度2.0319.02，平均厚8.98m。二1煤底版為黑色泥巖或砂質(zhì)泥巖，厚度10.5013.00m，平均11.5m。二1煤直接頂板一般情況下能隨采隨

17、落，不須采取強(qiáng)制落頂措施，若頂跨落步距2025m，老頂跨落時(shí)對(duì)回采作業(yè)場(chǎng)所有較明顯壓力顯現(xiàn)。(二) 瓦斯據(jù)三礦開(kāi)采以來(lái)積累了實(shí)際資料，一水平絕對(duì)瓦斯涌出量一般在7m3/min以下，相對(duì)瓦斯涌出量一般在9m3/t以下,屬低瓦斯礦井。二水平瓦斯涌出量比一水平有所增加。一般絕對(duì)瓦斯涌出量在920m3/min之間，相對(duì)瓦斯涌出量更高，絕對(duì)瓦斯涌出量平均51m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量為1020m3/t，平均15.29m3/t。六. 瓦斯涌出一般規(guī)律 瓦斯隨開(kāi)采深度的增加而明顯增加，1959年開(kāi)采深度±0m，絕對(duì)瓦斯涌出量3.23m3/min，1984年開(kāi)采深度-150m，絕對(duì)瓦斯涌出量14.

18、1m3/min，2001年開(kāi)采深度-400m，絕對(duì)瓦斯涌出量51m3/min。形成這一規(guī)律的原因是由于覆蓋層增厚，瓦斯不易逸散所致。開(kāi)采順序不同，瓦斯涌出量的大小也隨之變化。分層工作面的第一分層，由于回采過(guò)程中及回采后，中、下層的瓦斯都往回采空間及老塘涌出，致使第一分層比下面好幾層的瓦斯涌出量大的多。第三節(jié) 礦井生產(chǎn)狀況鶴壁三礦采用四六制，三采一準(zhǔn)（附礦井開(kāi)拓平面圖）礦井開(kāi)拓是立井開(kāi)拓，井田根據(jù)多水平劃分開(kāi)拓，共有三個(gè)開(kāi)采水平：-50水平、-220水平、-550水平，現(xiàn)開(kāi)采二1煤層，開(kāi)采方式：地下開(kāi)采。開(kāi)拓方式：立井開(kāi)拓；采煤方法：1967年進(jìn)行水采擴(kuò)建，1968年5月開(kāi)始水采生產(chǎn)，1980年

19、初水采下馬，僅三、四分層及邊角地段采用水采作配采。水采改旱采以后，有三個(gè)高檔普采隊(duì)，一個(gè)炮采隊(duì)，一次性采全高。共有三個(gè)開(kāi)采水平，其中-50水平已回采完（報(bào)廢水平），-220水平正在生產(chǎn)（生產(chǎn)水平），-600水平（延伸水平）。節(jié)制2006年11月底，我礦共動(dòng)用儲(chǔ)量5150.4萬(wàn)噸，累計(jì)采出量3166.8萬(wàn)噸，累計(jì)損失量1983.6萬(wàn)噸，保有儲(chǔ)量14038.0萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量449.4萬(wàn)噸，2006年度我礦共動(dòng)用56.9萬(wàn)噸，（其中：落煤損失8.1萬(wàn)噸，采區(qū)塊短攤消18.8萬(wàn)噸，礦井永久煤柱攤消30.0萬(wàn)噸），采區(qū)回采率79.8%，礦井回采率65.2%。主要采煤工作面有：2109工作面、101工作面

20、、26052工作面、2808工、2814外段工作面、2003工作面。 2007年度計(jì)劃回采產(chǎn)量115.0萬(wàn)噸，掘進(jìn)產(chǎn)量按5.0萬(wàn)噸，實(shí)際年產(chǎn)量120.0萬(wàn)噸左右，回采率按80%計(jì)算，動(dòng)用儲(chǔ)量在150萬(wàn)噸左右，主要開(kāi)采工作面：2808工作面計(jì)劃產(chǎn)量28.1萬(wàn)噸，21431作面計(jì)劃產(chǎn)量4.9萬(wàn)噸，26052作面計(jì)劃產(chǎn)量10.8萬(wàn)噸，28031作面計(jì)劃產(chǎn)量11.5萬(wàn)噸，2122工作面計(jì)劃產(chǎn)量；10.6萬(wàn)噸，21161作面計(jì)劃產(chǎn)量14.8萬(wàn)噸，21211作面計(jì)劃產(chǎn)量13.2萬(wàn)噸。井筒位置大約在井田中央，分別為主井和副井，主井主要為提升煤炭，副井為提升人員、材料、矸石及進(jìn)新鮮風(fēng)流等用途，技術(shù)裝備為絞車(chē)提

21、升。井底車(chē)場(chǎng)形式和通過(guò)能力（附井底車(chē)場(chǎng)簡(jiǎn)圖） 主井臥式環(huán)形式車(chē)場(chǎng)礦井主要通風(fēng)、運(yùn)輸、排水、供電、壓風(fēng)、注漿、灑水系統(tǒng)簡(jiǎn)述；主要設(shè)備技術(shù)特征。本礦區(qū)二.1煤層儲(chǔ)備條件好，瓦斯含量高，逸散條件差，構(gòu)造發(fā)育，煤炭的堅(jiān)固性系數(shù)低，突出危險(xiǎn)性指數(shù)高等特點(diǎn)，特別是在向斜軸部及附近、斷層尖滅處等地帶采煤時(shí)應(yīng)加強(qiáng)瓦斯涌出檢測(cè)、通風(fēng)和防塵以防患于未然。第二章 采區(qū)地質(zhì)情況一. 采區(qū)位置采區(qū)二.4位于該礦井的西北部。北臨二.1采區(qū)，南面為二.5采區(qū)，東以F20斷層為采區(qū)邊界，西為采區(qū)邊界，斷層落差較大，不含水。采區(qū)走向長(zhǎng)度為2000m，傾斜長(zhǎng)度1000m。該采區(qū)與相臨采區(qū)主采煤層為二1煤層，煤層平均厚度4m，煤層

22、地質(zhì)構(gòu)造較穩(wěn)定。采區(qū)地面無(wú)明顯建筑物，沒(méi)有河流及鐵路經(jīng)過(guò)，大大減少了煤柱的留設(shè)。（附井上下對(duì)照?qǐng)D，采區(qū)工程平面圖，煤層底版等高線平剖面圖）二. 地質(zhì)構(gòu)造該采區(qū)地址構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，在采區(qū)東部有一F20斷層，該斷層落差比較大，地址構(gòu)造簡(jiǎn)單，斷層內(nèi)沒(méi)有含水層，比較穩(wěn)定。采區(qū)內(nèi)無(wú)褶曲，陷落柱及火成巖的侵入情況，地址條件對(duì)煤層的開(kāi)采幾乎沒(méi)有多大的影響。三. 煤層及頂?shù)装逍再|(zhì)采區(qū)內(nèi)可菜煤層為二1煤層和一1煤層，煤層平均厚度4m，煤層傾角190，煤質(zhì)中硬，為黑色，玻璃金剛光澤，條帶黑色略帶淺灰色，屬半亮型煤，具條狀結(jié)構(gòu)，比重1.4m3t。二1煤層位于山西組底部S10砂巖之下，底為S9砂巖，下距L8灰?guī)r35m，

23、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。煤層直接頂板主要為黑色及深灰色砂質(zhì)泥巖，厚度2.6529.22m，平均厚度10.20m。老頂為S10砂巖，多為灰褐色中粒砂巖，層理多富集碳質(zhì)及白云母片，厚度2.0319.02m，平均厚度8.98m，煤層底版為泥巖或砂質(zhì)泥巖，厚度為10.5013.00m，平均厚度11.5m。煤層頂板一般情況下能隨采隨落，不需要采取強(qiáng)制落頂措施。老頂垮落布距2025m，老頂垮落對(duì)回采作業(yè)場(chǎng)所有一定的壓力顯現(xiàn)。 可采煤層主要特征煤層編號(hào)見(jiàn)煤情況厚度（m）夾矸距二1煤層間距（m）可采情況穩(wěn)定程度穿見(jiàn)空見(jiàn)煤點(diǎn)兩極值平均值1數(shù)層點(diǎn)2層點(diǎn)數(shù)二.13653650.72-17.517.484860全區(qū)可采較穩(wěn)定一

24、.153380-2.001.3520128.88局部可采不穩(wěn)定主采煤層二.1煤層為中厚煤層，中間無(wú)夾矸情況，無(wú)陷落柱、火成巖侵入等，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層厚度較穩(wěn)定，煤層自然發(fā)火期為六個(gè)月，有自燃發(fā)火傾向，有爆炸性，指數(shù)為8，涌水量為2m3/min 。四 采區(qū)的瓦斯、煤塵情況二.4采區(qū)內(nèi)，瓦斯相對(duì)涌出量為12m3/t，屬于高瓦斯礦井。瓦斯隨著開(kāi)采的深度增加而增加，1959年開(kāi)采深度±0m，絕對(duì)瓦斯涌出量3.23m3/min，1984年開(kāi)采深度-150m，絕對(duì)瓦斯涌出量14.1 m3/min，2001年開(kāi)采深度-400 m，絕對(duì)瓦斯涌出量51 m3/min，形成這一規(guī)律的原因是由于覆蓋層增

25、厚，瓦斯不易逸散而致。開(kāi)采順序不同，瓦斯涌出量的大小也隨之變化。鶴壁三礦的瓦斯隨埋藏的深度增加而增加，同時(shí)受構(gòu)造條件的控制，具有水平分帶性，影響瓦斯水平分帶的主要原因是斷層性質(zhì)、褶曲形式。由于本采區(qū)所才煤層為單一煤層，位于礦井一水平，瓦斯涌出量較少，所以瓦斯對(duì)采煤工作影響不大。采區(qū)內(nèi)，煤塵爆炸指數(shù)為8，所以煤塵具有爆炸性。四. 采區(qū)水文地質(zhì)2401采區(qū)內(nèi)，正常涌水量在2 m3/min以下，煤層頂板為S10砂巖，頂板砂巖含水層裂隙發(fā)育程度較低，富水性差。底板直接充水含水層為L(zhǎng)8灰?guī)r，該含水層鉆孔單位涌水量0.021.01/s.m，礦井涌水量穩(wěn)定在5m3/min以下，巖溶裂隙含水量為主要充水含水層

26、，含水較少，對(duì)煤層開(kāi)采影響較小。采區(qū)邊界有一F20斷層，落差較大，斷層兩盤(pán)含水層對(duì)接，水壓高的一側(cè)通過(guò)斷層補(bǔ)給水壓低的一側(cè)。該采區(qū)沒(méi)有對(duì)開(kāi)采有影響的含水層，周?chē)蓞^(qū)沒(méi)有積水等特殊情況，含水層對(duì)本采區(qū)沒(méi)有影響，所以該采區(qū)水文地質(zhì)穩(wěn)定。第三章 采區(qū)儲(chǔ)量與生產(chǎn)能力第一節(jié) 采區(qū)儲(chǔ)量根據(jù)二.4采區(qū)鉆空探測(cè)可知 該采區(qū)的工業(yè)儲(chǔ)量為ZG=1120萬(wàn)噸 可采儲(chǔ)量ZK=ZG-PC 式中 ZK可采儲(chǔ)量 ZG工業(yè)儲(chǔ)量 P采區(qū)煤柱損失及構(gòu)造地質(zhì)和水文地質(zhì)損失，萬(wàn)噸 C設(shè)計(jì)采區(qū)采出率故 ZK=851.6萬(wàn)噸第二節(jié) 采區(qū)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 一. 采區(qū)生產(chǎn)能力 采區(qū)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件，煤層生產(chǎn)能力，采掘機(jī)械化程度和采區(qū)

27、內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)及其接替關(guān)系等因素來(lái)確定。 確定采區(qū)生產(chǎn)能力時(shí)，應(yīng)考慮以下原則。（1） 根據(jù)煤層賦存條件，頂?shù)装鍘r石情況和回采技術(shù)條件（厚煤層分層開(kāi)采時(shí)，還有分層厚度），確定合理的回采工作面長(zhǎng)度和推進(jìn)度。應(yīng)盡量使回采工作面有較高的單產(chǎn)水平。（2） 安排采區(qū)內(nèi)同采工作面的書(shū)目時(shí)，應(yīng)以符合開(kāi)采順序，保證安全生產(chǎn)為原則。對(duì)單一薄及中厚煤層，一般情況下，最好一翼布置1個(gè)工作面，雙翼采區(qū)共有2個(gè)工作面同時(shí)生產(chǎn)。在低瓦斯礦井，最多能安排上，下兩個(gè)區(qū)段同時(shí)生產(chǎn)，即最多能安排4個(gè)工作面同時(shí)生產(chǎn)；對(duì)單一厚煤層采區(qū)，一般在一翼一個(gè)區(qū)段同時(shí)開(kāi)采的分層數(shù)目最多為2個(gè)，同采的上，下分層工作面應(yīng)保持一定的錯(cuò)距；對(duì)開(kāi)

28、采煤層群的聯(lián)合布置采區(qū)，煤層數(shù)目多，層間距離近的，一個(gè)區(qū)段內(nèi)同采的煤層數(shù)，一般以不超過(guò)兩個(gè)為宜；如果層間距離大，同一區(qū)段內(nèi)，某幾層煤同采時(shí)不影響，同采的煤層數(shù)目可多些，但要考慮通風(fēng)能力。 （3） 根據(jù)回采工作面的接替的安排，應(yīng)力求使采區(qū)正常生產(chǎn)期間保持均衡穩(wěn)定。采區(qū)正常生產(chǎn)期，必須大于采區(qū)產(chǎn)量遞增期和遞減期只和，最好使之占采區(qū)服務(wù)年限的75%以上。（4）確定采區(qū)生產(chǎn)能力時(shí)，應(yīng)考慮與新采區(qū)的準(zhǔn)備工作相適應(yīng)，與采區(qū)主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)（運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸，通風(fēng)等）的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，與礦井井型相適應(yīng)。為保證采區(qū)接替，應(yīng)使扣除采區(qū)產(chǎn)量遞減期的服務(wù)年限，不少于新采區(qū)的準(zhǔn)備時(shí)間。采區(qū)運(yùn)煤能力包括區(qū)段集中巷，上，（下）

29、山和下部裝車(chē)站等環(huán)節(jié)的運(yùn)輸能力，應(yīng)大于采區(qū)生產(chǎn)能力。鑒于以上要求，初步確定采區(qū)使用綜合機(jī)械化采煤，采區(qū)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為60萬(wàn)噸/a，采區(qū)內(nèi)布置一個(gè)采煤工作面和一個(gè)掘進(jìn)工作面 二.服務(wù)年限 T=ZK/AK式中 ZK采區(qū)可采儲(chǔ)量 T采區(qū)設(shè)計(jì)服務(wù)年限，a； A礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬(wàn)噸/a； K儲(chǔ)量備用系數(shù)，一般取1.3-1.5。 故 T=851.6/60*1.3=10.9a 采區(qū)特征及地質(zhì)情況序號(hào)指標(biāo)單位數(shù)量1生產(chǎn)能力萬(wàn)t/a1002煤質(zhì)3煤層傾角°19°4煤層厚度米45地質(zhì)儲(chǔ)量萬(wàn)t11206可采儲(chǔ)量萬(wàn)t851.67可采期a8.58涌水量m/min29采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量M3/t12

30、10采區(qū)工作面?zhèn)€數(shù)個(gè)1 第四章 采區(qū)方案設(shè)計(jì) 第一節(jié) 采煤方法的選擇采煤方法的選擇，必須滿足安全、經(jīng)濟(jì)、煤炭采出率高的基本原則，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效安全生產(chǎn)。所謂安全，就是必須貫徹“安全第一”的生產(chǎn)方針，做到采煤工藝先進(jìn)合理，采煤系統(tǒng)可靠，技術(shù)措施完善。經(jīng)濟(jì)就是指高產(chǎn)、高效、低耗、低成本，煤炭質(zhì)量好。采出率高就是要求盡量減少煤柱損失，減少采煤工作面留煤損失和潑灑損失，最大限度地提高煤炭資源采出率，以達(dá)到國(guó)家的要求。選擇采煤方法應(yīng)當(dāng)遵循的三個(gè)基本原則，是密切聯(lián)系相互制約的，在選擇時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考慮。一、 影響采煤方法選擇的因素為了滿足采煤方法三方面的原則要求，在選擇和設(shè)計(jì)采煤方法時(shí)，必須充分考慮到具體的地質(zhì)

31、、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素的影響。1.地質(zhì)因素（1）煤層傾角煤層傾角是影響采煤方法選擇的重要因素。煤層傾角的變化不僅直接影響到采煤工作面推進(jìn)方向、破煤方式、運(yùn)煤方式、工作面長(zhǎng)度、支護(hù)方式、采空區(qū)處理方法，而且還直接影響到采區(qū)巷道布置、運(yùn)輸方式、通風(fēng)系統(tǒng)、頂板災(zāi)害防治措施以及各種參數(shù)的選擇。一般條件下，煤層傾角小于12°的，有利于采用巷道系統(tǒng)簡(jiǎn)單的傾斜長(zhǎng)壁采煤法；傾角大于12°的煤層，多數(shù)采用走向長(zhǎng)壁采煤法。本采區(qū)的傾角為19°，宜選用走向長(zhǎng)壁采煤法。（2）煤層厚度本采區(qū)內(nèi)無(wú)斷層、褶曲較小，無(wú)熔巖陷落柱。無(wú)火成巖入侵等的地質(zhì)發(fā)育情況。煤層賦存穩(wěn)定、完好，適合于機(jī)械化采煤工作面

32、的布置。本采區(qū)煤層的平均厚度平均為4米，屬于中厚煤層，故選用一次采全高的采煤方法。（3）煤層特征及頂?shù)装宸€(wěn)定性煤層的硬度、煤層的結(jié)構(gòu)（含夾矸情況）、含煤層數(shù)及煤層頂、底板巖石的穩(wěn)定性，都直接影響到采煤機(jī)械、采煤工藝以及采空區(qū)處理方法的選擇，影響著采區(qū)巷道布置、巷道維護(hù)方法、采區(qū)主要參數(shù)的確定。區(qū)內(nèi)可采煤層的層數(shù)、厚度、間距、傾角、走向、傾向及變化情況；瓦斯涌出量、煤層自燃發(fā)火期；煤層內(nèi)夾矸及火成巖的入侵的情況，煤層尖滅、分叉及合并的情況；煤層頂?shù)装宓膸r性、厚度、穩(wěn)定性及對(duì)采掘的影響。采區(qū)內(nèi)可主采煤層二.1煤，煤層平均厚度為4，傾角為19/°，走向?yàn)?000，傾向長(zhǎng)為1000 ，采區(qū)煤

33、層相對(duì)瓦斯涌出量為12m3/t,煤層具有自燃發(fā)火性，且自燃發(fā)火期為六個(gè)月，煤層內(nèi)無(wú)夾矸及火成巖入侵的情況，煤層內(nèi)無(wú)尖滅、分叉及合并的情況，煤層賦存完好，煤層頂板（直接頂）為碳酸巖，屬于中硬巖層，煤層底板為頁(yè)質(zhì)砂巖，屬于比較堅(jiān)硬的底板。（4）煤層地質(zhì)構(gòu)造采煤工作面內(nèi)的斷層、褶皺、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造，直接影響著采煤方法的選擇和應(yīng)用。由于地質(zhì)構(gòu)造的影響，有時(shí)不得不放棄技術(shù)先進(jìn)的采煤方法，而采用適應(yīng)性較強(qiáng)、安全可靠性較高的采煤方法。一般情況下，對(duì)于地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，埋藏條件穩(wěn)定的煤層，有利于選用綜合機(jī)械化采煤方法；對(duì)于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、埋藏條件不穩(wěn)定的煤層，可選用普通機(jī)械化采煤、爆破落煤采煤方法以及其它適應(yīng)性較

34、強(qiáng)、安全可靠性較高的采煤方法；多走向斷層的宜采用走向長(zhǎng)壁采煤法；多傾斜斷層的，已采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法。因此，在選擇采煤方法之前，必須加強(qiáng)地質(zhì)勘查和測(cè)量工作，準(zhǔn)確掌握開(kāi)采范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造情況，以便正確地選擇適宜的采煤方法。本采區(qū)煤層附存狀態(tài)穩(wěn)定，采取內(nèi)無(wú)斷層、無(wú)褶曲，無(wú)熔巖陷落柱。無(wú)火成巖入侵等的地質(zhì)發(fā)育情況。煤層賦存穩(wěn)定、完好，適合于機(jī)械化采煤工作面的布置。（5）煤層含水性煤層及其頂、底板含水量較大時(shí)，需要在采煤工作面開(kāi)采前采取疏排水措施，或在采煤過(guò)程中布置疏排水設(shè)施，應(yīng)在選擇采煤方法時(shí)加以充分考慮。煤層底板無(wú)含水層，且采區(qū)涌水量為2 m/min，涌水量小，不需要在采區(qū)另設(shè)置采區(qū)水倉(cāng)，只需要在采

35、區(qū)巷道中布置排水溝就可以滿足設(shè)計(jì)要求。（6）煤層瓦斯含量煤層瓦斯含量較高時(shí)，在選擇采煤方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮布置預(yù)抽瓦斯專(zhuān)用巷道和預(yù)抽瓦斯鉆孔，并通過(guò)瓦斯管網(wǎng)進(jìn)行瓦斯抽放。還要考慮在開(kāi)采過(guò)程中加強(qiáng)通風(fēng)和瓦斯管理，防止瓦斯事故的發(fā)生。本采區(qū)煤層瓦斯相對(duì)涌出量為12m3/t，屬于高瓦斯煤層，在巷道布置中應(yīng)考布置瓦斯專(zhuān)用巷道和欲抽瓦斯鉆孔，并通過(guò)瓦斯管網(wǎng)進(jìn)行瓦斯抽放，在采煤工作面應(yīng)布置瓦斯抽放系統(tǒng)。（7）煤層自燃發(fā)火傾向性煤層自然發(fā)火傾向性直接影響著采區(qū)巷道布置、工作面參數(shù)、巷道維護(hù)方法和采煤工作面推進(jìn)方向等，決定著是否需要采取防火灌漿措施或選用充填采煤法，在選擇采煤方法時(shí)應(yīng)予以考慮。本采區(qū)煤炭的自燃發(fā)火

36、期6個(gè)月，采空區(qū)采用全部跨落法處理。綜合考慮采用一次采全高的采煤方法。 第二節(jié) 采區(qū)巷道布置一 采區(qū)形式（單翼采區(qū)布置）、采區(qū)上、下山的數(shù)目和位置、區(qū)段平巷（包括集中平巷及分層平巷）與聯(lián)絡(luò)巷的形式、位置和布置方式。對(duì)采區(qū)巷道布置提出幾個(gè)可行性方案，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定采區(qū)巷道布置的形式。1采區(qū)設(shè)計(jì)方案選擇及其參數(shù)的確定： 影響采區(qū)參數(shù)包括：采區(qū)尺寸、工作面及區(qū)段長(zhǎng)度、采區(qū)煤柱尺寸及采區(qū)生產(chǎn)能力等。采區(qū)參數(shù)包括：采區(qū)尺寸、工作面及區(qū)段長(zhǎng)度、采區(qū)煤柱尺寸及采區(qū)生產(chǎn)能力等。 確定合理的采區(qū)長(zhǎng)度，應(yīng)考慮采區(qū)地質(zhì)條件、開(kāi)采技術(shù)裝備條件、采區(qū)生產(chǎn)能力、工作面接替以及經(jīng)濟(jì)因素的影響。 (一)影響采區(qū)尺寸的

37、因素采區(qū)尺寸 1地質(zhì)條件 (1)地質(zhì)構(gòu)造。較大的地質(zhì)構(gòu)造，對(duì)采區(qū)長(zhǎng)度影響較大。為了便于布置采區(qū)巷道，往往以大的斷層及褶曲軸作為劃分采區(qū)的界限。 (2)煤層及圍巖穩(wěn)定程度。圍巖的穩(wěn)定程度影響區(qū)段巷道的維護(hù)狀況。在松軟的煤層中布置區(qū)段巷道，維護(hù)較困難，采區(qū)走向長(zhǎng)度不宜過(guò)大。如采用巖石集中平巷且圍巖較穩(wěn)定時(shí)，工作面采用超前平巷，煤層巷道維護(hù)時(shí)間很短，采區(qū)長(zhǎng)度可適當(dāng)增大。 (3)自然發(fā)火。有自然發(fā)火危險(xiǎn)的煤層，在確定采區(qū)走向長(zhǎng)度時(shí)，要保證開(kāi)采、收尾及封堵期間不發(fā)生煤層自燃發(fā)火，并在采完以后，能將采區(qū)迅速封閉。(4)再生頂板形成時(shí)間。緩斜、傾斜近距離煤層群或厚煤層分層開(kāi)采時(shí)，上下煤層(分層)工作面要保持

38、一定錯(cuò)距。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，工作面錯(cuò)距一般為120200m。(5)煤層傾角。由于開(kāi)采條件和所使用的采煤方法的限制，急斜煤層采區(qū)走向長(zhǎng)度較緩斜和傾斜煤層短。隨著開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展，急斜煤層采區(qū)走向長(zhǎng)度有加大的趨勢(shì)。采區(qū)參數(shù)包括：采區(qū)尺寸、工作面及區(qū)段長(zhǎng)度、采區(qū)煤柱尺寸及采區(qū)生產(chǎn)能力等。采區(qū)尺寸的因素 確定合理的采區(qū)長(zhǎng)度，應(yīng)考慮采區(qū)地質(zhì)條件、開(kāi)采技術(shù)裝備條件、采區(qū)生產(chǎn)能力、工作面接替以及經(jīng)濟(jì)因素的影響。1）區(qū)段平巷的運(yùn)輸設(shè)備（1）膠帶輸送機(jī)。一般吊掛膠帶輸送機(jī)有效鋪設(shè)長(zhǎng)度為300400m/臺(tái)，新系列可伸縮吊掛膠帶輸送機(jī)鋪設(shè)長(zhǎng)度為5001000m/臺(tái)。所以選用膠帶輸送機(jī)一般都能夠滿足目前采區(qū)走向長(zhǎng)度的要求。

39、（2）刮板輸送機(jī)?？蓮澢伟遢斔蜋C(jī)每臺(tái)有效鋪設(shè)長(zhǎng)度可達(dá)200m，在區(qū)段平巷中串23臺(tái)串聯(lián)運(yùn)輸即可滿足一般采區(qū)走向長(zhǎng)度的要求。（3）礦車(chē)。中、小型礦井區(qū)段運(yùn)輸平巷常采用無(wú)極繩、小絞車(chē)牽引礦車(chē)運(yùn)煤，采區(qū)長(zhǎng)度一般較短。（4）輔助運(yùn)輸設(shè)備。區(qū)段平巷坡度起伏較大時(shí)，工作面多采用小絞車(chē)運(yùn)料，采區(qū)走向長(zhǎng)度宜適當(dāng)縮短，以免多段運(yùn)料并增加輔助工人數(shù)。2）設(shè)備搬遷緩斜、傾斜煤層群或厚煤層分層開(kāi)采使用集中運(yùn)輸平巷的采區(qū)，宜有較大的走向長(zhǎng)度以充分發(fā)揮運(yùn)輸設(shè)備效能、減少設(shè)備拆裝次數(shù)及工作面搬遷次數(shù)。3）采區(qū)供電采區(qū)走向長(zhǎng)度加大，采區(qū)變電所至負(fù)荷供電距離增加，電壓降大，影響工作面機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。所以在確定采區(qū)走向長(zhǎng)度

40、時(shí)，要顧及電壓降的影響。3經(jīng)濟(jì)因素合理的采區(qū)走向長(zhǎng)度，應(yīng)當(dāng)使噸煤費(fèi)用最低。采區(qū)走向長(zhǎng)度的變化會(huì)引起多項(xiàng)費(fèi)用的變化，如區(qū)段平巷的維護(hù)費(fèi)和運(yùn)輸費(fèi)隨著采區(qū)走向長(zhǎng)度的加大而增加；采區(qū)上（下）山采區(qū)車(chē)場(chǎng)和硐室的掘進(jìn)費(fèi)和機(jī)電設(shè)備安裝費(fèi)隨著采區(qū)走向長(zhǎng)度的加大而減少；而區(qū)段平巷的掘進(jìn)費(fèi)則與采區(qū)走向長(zhǎng)度的變化無(wú)關(guān)。因此，在經(jīng)濟(jì)上存在著使噸煤費(fèi)用最低的采區(qū)走向長(zhǎng)度的合理值。采區(qū)參數(shù)包括：采區(qū)尺寸、工作面及區(qū)段長(zhǎng)度、采區(qū)煤柱尺寸及采區(qū)生產(chǎn)能力等。采區(qū)尺寸數(shù)值采區(qū)尺寸包括采區(qū)走向長(zhǎng)度和傾斜長(zhǎng)度。使用單體液壓支柱的普采工作面采區(qū)，其走向長(zhǎng)度一般為10001500m。綜采采區(qū)宜用單面布置，其走向長(zhǎng)度一般不小于1000m；

41、當(dāng)雙面布置時(shí)，一般不小于2000m。煤層傾角平緩，采用盤(pán)區(qū)上（下）山布置時(shí)，盤(pán)區(qū)上山長(zhǎng)度一般不超過(guò)1500m，盤(pán)區(qū)下山長(zhǎng)度不宜超過(guò)1000m；采用盤(pán)區(qū)石門(mén)布置時(shí)，盤(pán)區(qū)斜長(zhǎng)可按具體條件確定。盤(pán)區(qū)走向長(zhǎng)度可按采區(qū)走向長(zhǎng)度考慮。煤層傾角較大時(shí)，采區(qū)傾斜長(zhǎng)度由水平高度確定，在這種情況下確定采用尺寸主要是確定采區(qū)走向長(zhǎng)度。采煤工作面長(zhǎng)度 (一)影響工作面長(zhǎng)度的因素 合理的工作面長(zhǎng)度應(yīng)能為實(shí)現(xiàn)工作面高產(chǎn)、高效提供有利條件。在一定范圍內(nèi)加長(zhǎng)工作面長(zhǎng)度能獲得較高的產(chǎn)量和提高效率，減少采區(qū)巷道的開(kāi)掘工程量和維護(hù)量，降低噸煤成本。但是，工作面過(guò)長(zhǎng)，將會(huì)導(dǎo)致工作面推進(jìn)度降低，不利于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，影響經(jīng)濟(jì)效益。因此

42、，工作面長(zhǎng)度有其合理范圍。在確定工作面長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)考慮以下影響因素： 1煤層賦存條件 (1)煤層厚度。煤層很薄時(shí)，工作面行人運(yùn)料不便；煤層采高過(guò)大(超過(guò)2.5m)時(shí)，工作面支柱和回柱操作困難，工作面不宜過(guò)長(zhǎng)。 (2)煤層傾角。煤層傾角大于30°行人運(yùn)料即感不便，特別是急斜煤層，由于工作面作業(yè)條件困難、勞動(dòng)強(qiáng)度大、滑落煤塊巖塊易于傷人等原因，工作面宜較短。 (3)圍巖性質(zhì)。頂板松軟破碎的工作面或堅(jiān)硬頂板工作面頂板控制工序占用時(shí)間較長(zhǎng)，工作面均不宜過(guò)長(zhǎng)。 (4)地質(zhì)構(gòu)造。采區(qū)中小的斷層多或頂?shù)装迤鸱^大，會(huì)使采煤工作困難、支護(hù)復(fù)雜，容易打亂正規(guī)循環(huán)作業(yè)，工作面不宜過(guò)長(zhǎng)。落差較大的走向斷層常

43、作為劃分區(qū)段的境界，在客觀上也限制了工作面長(zhǎng)度。 如果煤層傾角較小、采高適中，圍巖性質(zhì)便于頂板控制，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，則可合理加大工作面長(zhǎng)度。機(jī)械裝備及技術(shù)管理水平 (1)采煤機(jī)。由于滾筒采煤機(jī)和刨煤機(jī)落煤較爆破落煤進(jìn)度快、效率高，為了充分發(fā)揮采煤機(jī)械的效能，條件相同的普采工作面長(zhǎng)度宜大于炮采工作面。由于使用液壓支架能保證采煤機(jī)有較高的牽引速度，輔助時(shí)間少，所以綜采工作面長(zhǎng)度可比普采工作面更長(zhǎng)，但工作面過(guò)長(zhǎng)管理復(fù)雜，遇到地質(zhì)變化的可能性也愈大，因此，工作面也不宜過(guò)長(zhǎng)。 (2)輸送機(jī)。工作面輸送機(jī)的運(yùn)輸能力和有效鋪設(shè)長(zhǎng)度應(yīng)滿足工作面生產(chǎn)的要求，使采落的煤炭在規(guī)定時(shí)間內(nèi)運(yùn)出。 (3)頂板控制。頂板控制

44、對(duì)工作面長(zhǎng)度的影響，通常表現(xiàn)為采空區(qū)處理能力趕不上采煤的速度，尤其在使用單體支架的普采工作面，常出現(xiàn)這種現(xiàn)象。因此，確定工作面長(zhǎng)度要考慮采空區(qū)處理能力。傾角小時(shí)，可采用分段同時(shí)回柱以提高放頂能力；傾角大時(shí)，分段回柱則不夠安全。頂板穩(wěn)定時(shí)，可實(shí)行采回平行作業(yè)，但頂板壓力大或破碎時(shí)，采回平行作業(yè)即比較困難，故工作面長(zhǎng)度不宜過(guò)大。綜采工作面實(shí)現(xiàn)了“支回合一”，減少了頂板控制對(duì)加大工作面長(zhǎng)度的影響。(4)工作面通風(fēng)。瓦斯涌出量較大的煤層，風(fēng)速是限制工作面長(zhǎng)度的重要因素。當(dāng)工作面進(jìn)度一定時(shí)，工作面愈長(zhǎng)，則產(chǎn)量愈高，愈需要增加風(fēng)量，由于工作面斷面的限制，易導(dǎo)致風(fēng)速過(guò)大，引起煤塵飛揚(yáng)，影響安全生產(chǎn)。所以，在

45、高瓦斯礦井中，要考慮工作面通風(fēng)能力對(duì)工作面長(zhǎng)度的影響。巷道布置 采區(qū)巷道布置方式對(duì)工作面長(zhǎng)度有一定影響。例如煤層群聯(lián)合布置的采區(qū)，應(yīng)使各區(qū)段上下煤層工作面長(zhǎng)度相適應(yīng)?？赡軐?duì)某一煤層而言工作面長(zhǎng)度不大合適，但為了便于巷道布置，必須采用同主要可采煤層相適應(yīng)的工作面長(zhǎng)度。 實(shí)際工作中，都是根據(jù)煤層賦存條件、機(jī)械裝備情況、采空區(qū)處理能力以及通風(fēng)能力等因素綜合考慮確定工作面長(zhǎng)度。 采煤工作面長(zhǎng)度 綜合機(jī)械化采煤工作面的長(zhǎng)度，一般為150200m；普采工作面的長(zhǎng)度，一般為120150m；炮采工作面長(zhǎng)度，一般為80150m。對(duì)拉工作面總長(zhǎng)度一般為200300m。小型礦井采煤工作面長(zhǎng)度可采用大、中型礦井的下限

46、或適當(dāng)降低。急斜煤層采用偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法的工作面長(zhǎng)度一般為3060m。采區(qū)煤柱尺寸 確定煤柱合理尺寸的因素是煤層所受壓力的大小以及煤柱本身的強(qiáng)度。在通常情況下，煤層埋藏深度和厚度較大、圍巖較軟時(shí)，煤柱承受的壓力就較大。煤柱強(qiáng)度主要決定于煤層的物理力學(xué)性質(zhì)，并與煤柱的形狀尺寸、巷道的服務(wù)年限及巷道支護(hù)情況有關(guān)。在選擇合理煤柱尺寸時(shí)，須綜合分析確定。 二 采區(qū)生產(chǎn)能力 采區(qū)生產(chǎn)能力是采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的采煤工作面和掘進(jìn)工作面出煤量的總和。合理確定采區(qū)生產(chǎn)能力，可以充分發(fā)揮采區(qū)主要巷道和設(shè)備的效能，改善采區(qū)各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，合理提高采區(qū)生產(chǎn)能力，是實(shí)現(xiàn)采區(qū)集中化生產(chǎn)，不斷提高礦井產(chǎn)量、減少同時(shí)生產(chǎn)

47、采區(qū)個(gè)數(shù)的重要措施。 (一)采區(qū)生產(chǎn)能力的影響因素 確定采區(qū)生產(chǎn)能力，應(yīng)綜合考慮以下因素： (1)地質(zhì)因素?？刹擅簩訑?shù)目、厚度、傾角、層間距、煤層結(jié)構(gòu)、頂?shù)装鍘r石性質(zhì)、煤層定程度和地質(zhì)構(gòu)造等是影響采區(qū)生產(chǎn)能力的主要因素。瓦斯等級(jí)、煤層自然發(fā)火和水文情況對(duì)采區(qū)生產(chǎn)能力也有程度不同的影響。 (2)采煤、掘進(jìn)、運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械化程度和通風(fēng)、供電能力。 (3)采區(qū)儲(chǔ)量。采區(qū)的生產(chǎn)能力要與采區(qū)儲(chǔ)量相適應(yīng)，使采區(qū)具有相應(yīng)的服務(wù)年限。 (4)采區(qū)產(chǎn)量的穩(wěn)定性采區(qū)服務(wù)年限除了遞增遞減期外，采區(qū)產(chǎn)量要保持在生產(chǎn)能力以上，波動(dòng)幅度不宜大，且穩(wěn)定時(shí)間以不少于整個(gè)采區(qū)服務(wù)年限的3/4為宜。為了保證采區(qū)的正常接替，生產(chǎn)采區(qū)處

48、在產(chǎn)量遞減期時(shí)，新采區(qū)的全部準(zhǔn)備工作（包括巷道掘進(jìn)、設(shè)備的安裝和試運(yùn)轉(zhuǎn)等），應(yīng)當(dāng)相應(yīng)結(jié)束并留有適當(dāng)余地。要盡量避免礦井出現(xiàn)兩個(gè)以上的采區(qū)同時(shí)處于生產(chǎn)接替狀態(tài)，以減少同時(shí)生產(chǎn)的采區(qū)個(gè)數(shù)并簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理工作。（二）確定采區(qū)生產(chǎn)能力的方法 式中 采區(qū)生產(chǎn)能力，萬(wàn)；一個(gè)采煤工作面產(chǎn)量，萬(wàn)；同時(shí)生產(chǎn)的采煤工作面?zhèn)€數(shù)；采區(qū)掘進(jìn)出煤系數(shù)，取1.1；工作面之間出煤影響系數(shù)，=2取0.95，=3取0.9。確定采區(qū)生產(chǎn)能力主要是確定一個(gè)采煤工作面產(chǎn)量和同時(shí)生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)。1一個(gè)采煤工作面產(chǎn)量 式中 采煤工作面長(zhǎng)度，m； 工作面推進(jìn)度，；煤層厚度或采高，m；煤的密度，tm3； 采煤工作面采出率。 采煤工作面的設(shè)計(jì)能

49、力一般應(yīng)選取如下數(shù)值：綜采工作面，采高在2m及2m以上的為5080萬(wàn)，1.12m的為3050萬(wàn)；配備有單體液壓支柱的普采工作面產(chǎn)量為2030萬(wàn)；炮采工作面能力為1020 萬(wàn)。 2采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的工作面數(shù)目 采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的工作面數(shù)目，應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件、采區(qū)主要巷道的運(yùn)輸能力、開(kāi)采程序、采掘機(jī)械化程度、管理水平和采掘關(guān)系等因素，綜合考慮確定。同時(shí)生產(chǎn)工作面過(guò)多，則管理復(fù)雜，接續(xù)緊張。 為保持采區(qū)合理的開(kāi)采強(qiáng)度，每個(gè)雙翼采區(qū)內(nèi)同采的工作面數(shù)目一般為12個(gè)： 在一個(gè)采區(qū)內(nèi)安排兩個(gè)綜采工作面，容易互相影響，可布置一個(gè)綜采工作面另外再布置個(gè)普采或炮采工作面。 3采區(qū)生產(chǎn)能力的驗(yàn)算 初步確定采區(qū)生產(chǎn)能力

50、后，應(yīng)經(jīng)過(guò)以下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的驗(yàn)算。 (1)采區(qū)運(yùn)輸能力。采區(qū)的運(yùn)輸能力應(yīng)大于采區(qū)生產(chǎn)能力，其中主要是運(yùn)煤設(shè)備的生產(chǎn)能力要與采區(qū)生產(chǎn)能力相適應(yīng)。對(duì)于普采或綜采工作面，采區(qū)集中巷和上(下)山運(yùn)煤設(shè)備的小時(shí)生產(chǎn)能力，應(yīng)與同時(shí)工作的工作面采煤機(jī)小時(shí)生產(chǎn)能力相適應(yīng)。 式中 設(shè)備生產(chǎn)能力，； 運(yùn)輸設(shè)備正常工作系數(shù)，取0.70.9；產(chǎn)量不均衡系數(shù)，取1.21.3；日出煤時(shí)間，。 (2)采區(qū)通風(fēng)能力。采區(qū)的生產(chǎn)能力應(yīng)和通風(fēng)能力相適應(yīng)。根據(jù)礦井瓦斯等級(jí)、進(jìn)回風(fēng)巷道數(shù)目、斷面和允許的最大風(fēng)速，驗(yàn)算通風(fēng)允許的最大采區(qū)生產(chǎn)能力如下： 式中 巷道內(nèi)允許的最大風(fēng)速，ms；巷道凈斷面積，m2；日產(chǎn)1t煤需要的風(fēng)量，m3min

51、·；風(fēng)量備用系數(shù)。采區(qū)概況該采區(qū)位于三礦二水平，在井底車(chē)場(chǎng)的左側(cè)，西為采區(qū)邊界，南于二.5采區(qū)相鄰，北是二.1采區(qū)，且采區(qū)走向長(zhǎng)度為2000米，采區(qū)傾斜長(zhǎng)為1000米，采區(qū)面積2000 000。采區(qū)主采煤層為二.1煤，煤層附存穩(wěn)定，煤層傾角為19°。采區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造采取內(nèi)無(wú)斷層、無(wú)褶曲，無(wú)熔巖陷落柱。無(wú)火成巖入侵等的地質(zhì)發(fā)育情況。煤層賦存穩(wěn)定、完好。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單。煤層要素及頂?shù)装逄匦悦簩右刂饕亲呦?、傾向和傾角。走向基本上是東西的，傾角為19°。煤層的平均厚度為4米，屬于中厚煤層，煤的視密度為1.4 t/m3。為穩(wěn)定煤層，無(wú)夾矸、媒質(zhì)中硬，節(jié)理發(fā)育較高高，且屬于

52、高瓦斯煤層。煤層內(nèi)無(wú)夾矸及火成巖入侵的情況，煤層內(nèi)無(wú)尖滅、分叉及合并的情況，煤層賦存完好，煤層頂板（直接頂）為碳酸巖，屬于中硬巖層，煤層底板為頁(yè)質(zhì)砂巖，屬于比較堅(jiān)硬的底板。才采區(qū)儲(chǔ)量該采區(qū)地質(zhì)儲(chǔ)量為1120萬(wàn)噸，其中可采儲(chǔ)量為851.6萬(wàn)t。采煤方法及采區(qū)生產(chǎn)能力根據(jù)煤層的附存條件，在二.1煤層中采用走向長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化采煤的方法采煤。該采區(qū)年產(chǎn)量為100萬(wàn)。服務(wù)年限為8.5年。采區(qū)巷道布置一采區(qū)形式采用綜合機(jī)械化采煤方法的采區(qū)要求有一定的走向長(zhǎng)度，采區(qū)走向長(zhǎng)度為1980米，采用單翼布置，滿足綜合機(jī)械化工作面走向長(zhǎng)度的要求，所以采區(qū)形式采用單翼采區(qū)布置的形式。二采區(qū)上山根據(jù)采區(qū)煤層賦存穩(wěn)定、采區(qū)

53、地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單的條件，采區(qū)上山可以提出兩種布置方案。第一方案：在距二煤層20m的底板巖層中布置兩條上山，上山位于采區(qū)走向中央，通過(guò)石門(mén)與煤層聯(lián)系。兩條上山間距20米。第二方案：在二煤層中布置兩條上山，間距20米，上山位于采區(qū)走向中央。且上山兩旁留米的保護(hù)煤柱。三區(qū)段巷道因二煤層為中厚煤層，可以一次采全高，本采區(qū)布置區(qū)段巷道根據(jù)采區(qū)煤層附存條件，決定采用沿空留巷，區(qū)段巷道單巷布置的方式。各種方案采區(qū)巷道布置圖 第一種方案 第二種方案方案比較根據(jù)已經(jīng)提出的的方案及方案比較原則，兩個(gè)方案中相同的部分可以不參加比較，所以區(qū)段巷道布置不參加比較，就采區(qū)上山、聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)行比較。采區(qū)方案技術(shù)比較表方案項(xiàng)目第一種方案雙巖上山第二種方案雙煤上山掘進(jìn)