采礦學(xué)課程設(shè)計說明書

1、采礦學(xué)課程設(shè)計說明書學(xué)號：班級：采礦B101題目采礦學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)教師:段緒華職稱：教授評語:2013 年7月12 日1 礦井概述及井田地質(zhì)特征 31.1 礦區(qū)概述 31.2 井田地質(zhì)特征 51.3 煤層特征 102 井田境界和儲量 112.1 井田境界 112.2 礦井工業(yè)儲量 112.3 礦井可采儲量 122.3.1 永久煤柱留設(shè) 123 工作制度和設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 153.1 礦井工作制度 153.2 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 154 礦井開拓方式 154.1 確定井筒位置 154.2 確定井田開拓方式 164.3 確定開采水平位置，標高及水平垂高 174.4 確定運輸大巷布置及

2、位置 175 準備方式 - 帶區(qū)巷道布置 175.1 煤層的地質(zhì)特征 175.11 可采煤層的基本概況 185.12 煤層頂?shù)装宓刭|(zhì)條件 195.2 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 195.21 區(qū)段斜長確定 195.22 帶區(qū)上山位置及布置方式 205.23 帶區(qū)工作面的接替順序 205.24 帶區(qū)各種巷道的掘進方法 205.25 帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 205.3 帶區(qū)車場選型設(shè)計 215.31 帶區(qū)下部車場選型設(shè)計 215.4 帶區(qū)主要硐室的布置 225.41 帶區(qū)煤倉 225.42 帶區(qū)絞車房 235.43 帶區(qū)變電所 236 采煤方法 246.1 采煤工藝方法的確定 246.11 帶區(qū)地質(zhì)條件

3、和煤層賦存條件 256.12 回采工作面長度和推進度以及推進方向 256.13 回采工作面的破，裝，運煤方式及其設(shè)備選型 266.14 勞動組織表 326.15 工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表 336.2 回采巷道布置 346.2.1 確定回采巷道布置形式 346.2.2 回采巷道支護 346.2.3 確定回采巷道斷面及其具體施工技術(shù)要求 347 設(shè)計礦井基本的技術(shù)經(jīng)濟指標 35總 結(jié) 361 礦井概述及井田地質(zhì)特征1.1 礦區(qū)概述回坡底煤礦隸屬于霍州煤電集團公司。其礦井工業(yè)場地位于省洪洞縣城西北家垣鎮(zhèn)回坡底村東 1.0km 處，距洪洞縣城 25km ，距城發(fā)煤站 17km ，緊鄰（城）克（城）公路，

4、公路交通方便的木V利!tun臨汾rtf隈山卽加he 左七曹E圖1-1地理及交通位置UUl± I ICXMDOCJ<5037礦區(qū)經(jīng)濟狀況本區(qū)多為山地，農(nóng)產(chǎn)品主要有小麥、棉花、玉米、谷子、高粱、薯類、大豆等。工業(yè)生產(chǎn)以煤炭、電力、建材、化工為主。礦區(qū)氣候條件本區(qū)地處低山黃土丘陵區(qū)，四季分明，晝夜溫差較大。據(jù)洪洞縣氣象站觀測資料，降水量316.7 542.0mm,年平均降水量428.03mm,蒸發(fā)量1380.8 1820.6mm,年平均蒸發(fā)量1587.03mm,蒸發(fā)量大于降水量3.7倍，冬春少雨，夏末秋初雨水較大，且多集中在 7、8、9三個月。年平均氣溫15.8 C,結(jié)冰期在11月下

5、旬至次年3月上旬,最大凍土深度為530mm。無霜期180天左右 夏季多東南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)，最大風(fēng)速 18m/s ，屬溫暖帶季風(fēng)型大陸氣候。 礦區(qū)水文及工農(nóng)業(yè)供水井田無經(jīng)濟、 可靠的地表水可利用。 地下奧系石灰?guī)r含水層可做為礦井永久 水源之一，但需做進一步的勘探工作。礦井建成后，井下正常排水量為 120 240m3/h ，經(jīng)處理后可作為井下消防灑水及地面生產(chǎn)、防塵灑水、綠化等用水 水源。1.2 井田地質(zhì)特征井田地形及勘探程度 礦區(qū)位于呂梁山南端東麓， 汾河西岸，地形切割強烈， 溝谷縱橫形成了以黃 土梁、塬、峁為特征的低山基巖丘陵地貌。主要山梁走向近南北向，溝谷縱橫， 地形復(fù)雜。最高點位于區(qū)西北

6、邊界溝北村東北山梁， 標高 985.2m ，最低點位于 東北邊界溝谷，標高 624.17m ，相對高差 361.03m 。井田煤系地層含煤地層區(qū)含煤地層為中石炭統(tǒng)組、 上石炭統(tǒng)組和下二疊統(tǒng)組及下石盒子組， 其中組 和組為主要含煤地層。組地層含煤層 12 層，其中全區(qū)穩(wěn)定可采煤層 2 層（10 、 11 號），現(xiàn)就主要的含煤地層敘述如下：石炭系上統(tǒng)組組由泥巖、粉砂巖、石灰?guī)r及煤層組成， 夾不穩(wěn)定砂巖。厚 73.84 97.86m ， 平均 87.59m 。厚度變化在走向上大致為南西部厚、 北東部及中部地帶較??； 傾 向上厚度變化不大。 本組地層的沉積為濱海三角洲平原及前緣沉積， 期間發(fā)生了 三次

7、較大的海侵，形成潮下低能帶的三層石灰?guī)r沉積，該組巖性、巖相穩(wěn)定，旋 回結(jié)構(gòu)明顯。下二迭統(tǒng)組 (P1)本組地層 K7 砂巖底至 K8 砂巖底。巖性主要由中、細粒砂巖、粉砂巖、泥 巖及煤層組成。厚 29.20 53.39m ，平均 42.95m ，含煤層 7 層(1 上、1 、2 上、2 、2 下、 3 及一層未編號)，其中較穩(wěn)定大部可采煤層 1 層，零星可采或不 可采煤層 6 層。本組地層的沉積繼承了期的沉積特點， 不同的是在海退作用占主導(dǎo)地位前提 下，該組下部為三角洲平原過渡帶沉積， 上部為上三角洲分流河道的洪泛平原沉 積。總之，本區(qū)主要含煤地層組和組地層， 通過各組地層厚度及各標志層研究分

8、析，總的認為其巖性巖相橫向上變化不大且具有一定的規(guī)律性。井田地質(zhì)構(gòu)造本區(qū)處于萬安詳查勘探區(qū)的北部。 下端正斷層下團柏正斷層為其南北自然邊 界，其構(gòu)造形跡展布服從于區(qū)域構(gòu)造規(guī)律， 基本走向為北東向。 擴區(qū)除西部及南 西部零星出露上石盒子組地層及第三系地層外， 東部大面積為黃土覆蓋， 根據(jù)鉆 探成果，結(jié)合地表地質(zhì)調(diào)查，歷次勘查在區(qū)共發(fā)現(xiàn) 15 條斷層。除北部上團柏斷 層與南東邊界下團柏斷層規(guī)模較大外，其余多為落差 5 25m 的小型斷層，均 為走向北東的正斷層。回坡底煤礦井下揭露小斷層 13 條,落差一般為 1-5m, 地 層傾角平緩，一般為 515 °，總體地層走向北東向，傾向北西。南

9、、北邊界 附近與大斷層相伴生有寬緩的背、向斜，軸向和地層總體走向一致，亦為北向。地表及鉆孔中均未見到陷落柱，但在原回坡底礦界圍10 、11 號煤層井下揭露14個規(guī)模較小的陷落柱?？v觀全區(qū)，構(gòu)造復(fù)雜程度應(yīng)屬簡單類。詳見地質(zhì)構(gòu)造綱要圖1.2 。圖1-2地質(zhì)構(gòu)造綱要圖1）上團柏斷層位于擴區(qū)北部邊界附近，走向 NEE，傾向SE，向北東、南西延伸出區(qū)外，區(qū)全長約5km。斷層北側(cè)中奧統(tǒng)地層出露，東段附近溝谷中可見下盤中石炭統(tǒng)組地層與上盤的上二疊統(tǒng)上段地層直接接觸，落差550m。2）下團柏斷層位于擴區(qū)東南部邊界，走向N60 ° E，傾向SE，為南東盤下降的正斷層，落差280 350m，地表下盤自西

10、向東依次出露 P2s1、P1x2、P1x1、C3t3地 層，上盤為黃土覆蓋，并受 91號和92號鉆孔，W9和96號鉆孔，團-14和 105號鉆孔的控制，該斷層本區(qū)延伸 1.5km,兩側(cè)基本被新生界地層覆蓋，落差 350m。向區(qū)外北東沒入汾河。3）F19斷層為團柏擴區(qū)勘探施工的901號鉆孔揭露的正斷K9砂巖下部地層（P1x1）與K7砂巖上部地層（P1s）接觸，落差45m，傾向SE，因地表黃土覆蓋，無出露點，但據(jù)區(qū)整體受力狀態(tài)及斷層總體走向推斷該斷層超產(chǎn)獎同為N35 ° E，延伸長1100m。4) F20斷層為團柏擴區(qū)勘探1201號鉆孔所揭露的斷層，據(jù)鉆孔揭露缺失9號煤層底板 至11號煤

11、層底板巖層，為正斷層，據(jù)推斷斷層走向為 N53 E，傾向SE，延 伸長約500m，地表黃土覆蓋，無出露點。5 )其它斷層其它斷層大部分在溝谷中有出露點或有鉆孔，揭露均為正斷層，傾向南東，落差多小于20m，詳見表1-3表1-3 斷層特征表斷 層 編斷層產(chǎn)狀落差(m)性質(zhì)延伸長度(m)控制情況F1N35 ° ESE70 °15正90083號孔745.86m 遇斷層P1X1斷開F2N70 ° ESE75 °20正1350P2S1地層中斷開F3N45 ° ESE65 °5正800P2S1地層中斷開F4N35 ° ESE70 

12、6;5正370P2S1地層中斷開F5N35 ° ESE70 °5正900北東部P2S2地層中斷 開西南部P2S1地層中斷 開F6N35 ° ESE70 °5正400P2S1地層中斷開F7N40 ° ESE70 °5正860P2S1、P2S2地層中斷開F9N70 ° ESE70 °10正370P2S1地層中斷開F10N40 ° ESE70 °8正400P2S1、P1X2地層中斷開F11N15 ° ESE70 °8正350P2S1地層中斷開F16N33 ° ESE65

13、°5正330P2S3地層中斷開F18N34 ° ESE65 °15正740501 號孔 604.02m 遇斷層，C3t2斷開F19N35 ° ESE65 °45正1350901 號孔 487.10m 遇斷層，P1S缺失F20N53 ° ESE75 °15正6001201 號孔 208.35m遇斷層，Cat1斷開3）褶曲本區(qū)大部被新生界地層覆蓋，僅在溝谷中有基巖零星出露，故據(jù)零星基巖露 頭和地質(zhì)產(chǎn)狀及鉆孔控制的煤層底板標高，查明有4條寬緩的背、向斜構(gòu)造，現(xiàn)分述如下：（1）1號向斜位于901、501號鉆孔一線北側(cè)與上團柏正斷層間

14、。軸向與斷層走向大致 平行，為上團柏斷層上盤下降的牽引作用所形成的構(gòu)造。軸部零星出露上石盒子組上段地層，傾向5-8 °，區(qū)延伸長約10.5m。（2）1號背斜位于團-12、604號鉆孔一線，軸部北北東向，兩翼傾角，北東翼約 7°左 右，南東翼5。左右，軸部在溝谷中出露 P2s1和P2s2地層，延伸長3.00m 左右,該背斜受地面地質(zhì)產(chǎn)狀和團-12、604號鉆孔對軸部的控制以及503、603、 401、504號鉆孔對兩翼的控制，基本向北北東傾伏。（3）3號背斜位于下團柏斷層北西側(cè)，為下團柏斷層牽引形成的褶曲構(gòu)造， 軸向北東東一 南西西向，北翼傾角5。左右，南翼受下團柏斷層影響為

15、 10。左右。軸部出露P1s，P1x地層。區(qū)延伸長約4.5km。軸部及兩翼受團-14及506號鉆孔的控制,基本向北東東傾伏。（4 ）4 號背斜位于 89 、90 號鉆孔西側(cè)一線。軸向近南北向，兩翼傾角 5°左右，延伸長 約 1km 。軸部及兩翼受 89 、84 （區(qū)外）、90 、83 號鉆孔及地質(zhì)產(chǎn)狀的控制 ,基 本向北傾伏。4 ） 陷落柱擴區(qū)大部被新生界地層覆蓋， 地表及鉆孔未發(fā)現(xiàn)陷落柱， 且從鉆孔資料分析 奧灰?guī)r溶不甚發(fā)育，反映 O2f 地下水活動性弱，陷落柱不易生成，在回坡底礦 井下揭露有陷落柱 6 個，又據(jù)北西界相鄰團柏煤礦調(diào)查資料陷落柱的發(fā)育密度 為 14 個 /km2 ，

16、推斷本區(qū)陷落柱在一些地區(qū)較發(fā)育，只是遠不及團柏煤礦?？傊?，本區(qū)地層走向西部變化不大，區(qū)斷層走向基本為北東向，傾向南東， 落差小，延伸短，地表及鉆孔未發(fā)現(xiàn)陷落柱，屬構(gòu)造復(fù)雜類。1.3 煤層特征組 10 、11 號兩層煤層厚度變化不大或具規(guī)律性，間距穩(wěn)定，煤層厚度變化 不大，間距變化不大。10 號煤層位于組下段上部，上距 9 號煤層平均間距 2.42m 。厚度 3.84-5.0m ，平均 4.3m 。一般不含夾矸或含一層夾矸，局部含 2 層夾矸。結(jié)構(gòu)簡單。頂板為黑色 泥巖，厚度約 2.4m ，底板為粉砂巖，頂?shù)装遢^好管理。 10 號煤層屬穩(wěn)定型全 區(qū)可采煤層。11 號煤層位于組下段下部， 上距 1

17、0 號煤層平均間距 7.11m 。厚度 3.79-5.32m ，平均厚度 4.1m 。一般含 2-3 層夾矸，個別點含 4-5 層夾矸。 頂板為厚約 0.7m 的 黑色泥巖偽頂，直接頂為厚約 2m 的灰黑色泥巖，底板為石英砂巖，較好管理。 11 號煤層屬穩(wěn)定型全區(qū)可采煤層。2 井田境界和儲量2.1 井田境界井田圍西北以上團柏斷層為界， 東南以下團柏斷層為界， 井田形狀為不規(guī)則 多邊形，井田以西南 - 東北為走向，以東南 -西北為傾向，走向全長為 4.5km ， 傾向全長為 2.5km 。煤層傾角為 2-8 度，平均傾角為 4 度，水平面積為 11.25 平方公里，傾斜面積為 11.27 平方公

18、里。本礦的井田境界以下列標高來確定；西北：以上團柏斷層為界；東南：以下團柏斷層為界；西南：以 11 煤 700m 等高線為界；東北：以 11 煤 400 底板等高線為界。2.2 礦井工業(yè)儲量本礦井設(shè)計只對 10 煤層和 11 煤層進行開采設(shè)計，本次儲量計算是在精查 地質(zhì)報告提供的 1 ：5000 煤層底板等高線圖上計算的，儲量計算可靠。井田圍的煤炭儲量是礦井設(shè)計的基本依據(jù)， 煤炭工業(yè)儲量是由煤層面積、 容重及厚度相乘所得，其公式一般為：Zg=S X M X R其中：Zg礦井的工業(yè)儲量；S 井田的傾斜面積， 11.25 平方公里；M 煤層的厚度， 9m ；R 煤的容重， 1.32 噸/ 立方米；

19、則： Zg=11.25 X 9 X 1.32=13365 萬 t2.3 礦井可采儲量1）邊界煤柱可按下列公式計算Z=L X bX M X R其中：Z邊界煤柱損失量；L邊界長度，b邊界寬度，取b=50 ；M 煤層厚度， M=9 ；R煤的容重，R=1.32 。則井田的邊界斷層煤柱為：上團柏斷層： 5000/cos4 X 50 X 9X 1.32 X 10 -4=297.73 萬 t；下團柏斷層： 2000/cos4 X 50 X 9X 1.32 X 10 -4=119.10 萬 t。2.3.1 永久煤柱留設(shè)工業(yè)廣場煤柱根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)第5-22條規(guī)定：工業(yè)廣場的面積為公頃/10萬噸。本礦井設(shè)計生

20、產(chǎn)能力為120萬噸/年，所以取工業(yè)廣場的尺寸為300m x400m的長方形。煤層的平均傾角為4度，工業(yè)廣場的中心處在井田走 向的中央，傾向中央偏于煤層中上部，其中心處埋藏深度為 350，主井、副井, 地表建筑物均布置在工業(yè)廣場。工業(yè)廣場按U級保護留維護帶，寬度為 15m。 本礦井的地質(zhì)掉件及沖積層和基巖層移動角見表 2-1。表2-1巖層移動角廣場中心深度/m煤層傾角煤層厚度/m沖擊層厚度/m©Y3350491004576.876.868.4由此根據(jù)上述以知條件，畫出如圖2-2所示的工業(yè)廣場保護煤柱的尺寸圖 2-2 工業(yè)廣場保護煤柱由圖可得出保護煤柱的尺寸為：S=梯形面積=(上寬+下寬

21、)X高/ (2 X cos4 )-式2-3=473653.80 m2則：工業(yè)廣場的煤柱量為：Zi=S X M X R式中： Zi 工業(yè)廣場煤柱量；S 工業(yè)廣場壓煤面積， 473653.80 m；M 煤層厚度， 9m ；R 煤的容重。貝U: Zi=473653.80 X 9 X 1.32 X 10-4=562.70 萬 t總煤柱量=297.73+119.10+562.70=979.53礦井的可采儲量礦井的可采儲量按下式計算:Zk=(Zg-P) X C其中: Zk 礦井的可采儲量；萬 tZg 礦井的工業(yè)儲量，計算得出 Zg=13365 萬 t ；P 保護工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物

22、等留設(shè)的永久煤柱損失量， p=979.53 萬 t；C 采區(qū)采出率，厚煤層不低于 0.75 ，中厚煤層不低于 0.80 ，薄 煤層不低于 0.85 ，本礦取 0.85貝U: Zk= （13365-979.53 ）X 0.85=10527.65 萬 t3 工作制度和設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.1 礦井工作制度按照煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)中規(guī)定，參考關(guān)于煤礦設(shè)計規(guī)中若干條文 修改的說明，確定本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日 330 天計算，四六制作業(yè)（三 班生產(chǎn)，一班檢修） ，每日三班出煤，凈提升時間為 14 小時。3.2 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限因為本井田煤層豐富，主采煤層賦存條件簡單，井田部沒有較大斷層

23、，比 較合適布置大型礦井，初步設(shè)定服務(wù)年限為 60 年。年生產(chǎn)能力為：K=Zk - A- T=10527.65 - 1.4 - 60=125.3 萬噸/ 年經(jīng)校核后確定本礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力為 120 萬噸/年服務(wù)年限：T=Zk - A - K=10527.65 - 1.4 - 120=62.67 年4 礦井開拓方式4.1 確定井筒位置1 ）有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石門的工程量要盡量少；（2）有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)要盡量少遷村或不 遷村；（3）井田兩翼的儲量基本平衡；（4）井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破壞帶、煤與瓦斯

24、突出煤層 或軟弱巖層；（5）工業(yè)廣場應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低 洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水的威脅；（6）工業(yè)場地宜少占耕地，少壓煤；（7）水源、電源較進，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。4.2 確定井田開拓方式本井田開拓方式的選擇，主要考慮到以下幾個因素：1）本井田煤層埋藏較淺，煤層可采線在 -250m ，最深處到 -400m ，表土層 厚度大，平均厚度為 100m 。2）表土層有四個含水層，其中第四含水層直接覆蓋在煤層露頭上。3）本礦地表地勢平坦，且多為農(nóng)田，無大的地表水系和水體。由于本礦表土層較厚，水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜，井筒需要才用特殊法施工， 故第一水平只能

25、用立井開拓。 根據(jù)礦井提升的需要與本礦的地質(zhì)條件及 煤礦安 全規(guī)程的規(guī)定，在本井田的中上部設(shè)立主副井筒各一個。主井用來提升煤炭， 副井用來運送人員、材料、矸石等。本礦井的瓦斯含量比較小， 能夠達到低瓦斯礦井的水平。 井田的走向長度比較短，平均為 2.5km ，故采用中央并列式通風(fēng)，由副井進風(fēng)，主井回風(fēng)4.3 確定開采水平位置，標高及水平垂高根據(jù)本礦的煤層賦存條件和水平的服務(wù)年限， 確定把第一開采水平大巷設(shè)在 煤層底板等高線 600m 標高的煤層底板巖層中，距離煤層 30m ，巖性為砂巖。 水平走向沿 600m 底板等高線方向，第一水平的垂高約 100m 。第二水平沿著 450m 底板等高線布置

26、， 采用暗斜井延伸， 水平垂高約 150m ，利用兩個水平開 采整個井田圍的煤層。4.4 確定運輸大巷布置及位置由于本井田煤層埋藏比較淺，設(shè)計可采煤層的厚度為 4.3m 和 4.1m ，運輸 大巷為兩個煤層服務(wù)， 服務(wù)年限較長， 為便于維護和使用， 使大巷不受煤層開采 的影響，所以將大巷布置在煤層底版下方 30m 處的砂巖中。其優(yōu)點是巷道維護 條件好，維護費用底，巷道施工條件夠按要求保持一定方向和坡度； ，減少煤柱 損失，同時便于設(shè)置煤倉。5 準備方式 - 帶區(qū)巷道布置5.1 煤層的地質(zhì)特征井田煤系地層區(qū)含煤地層為中石炭統(tǒng)組、 上石炭統(tǒng)組和下二疊統(tǒng)組及下石盒子組， 其中組和組為主要含煤地層。組

27、地層含煤層 12 層，其中全區(qū)穩(wěn)定可采煤層 2 層（10 、11 號），現(xiàn)就主要的含煤地層敘述如下：石炭系上統(tǒng)組組由泥巖、粉砂巖、石灰?guī)r及煤層組成， 夾不穩(wěn)定砂巖。厚 73.84 97.86m ， 平均 87.59m 。厚度變化在走向上大致為南西部厚、 北東部及中部地帶較薄； 傾 向上厚度變化不大。 本組地層的沉積為濱海三角洲平原及前緣沉積， 期間發(fā)生了 三次較大的海侵，形成潮下低能帶的三層石灰?guī)r沉積，該組巖性、巖相穩(wěn)定，旋 回結(jié)構(gòu)明顯。下二迭統(tǒng)組 （P1）本組地層 K7 砂巖底至 K8 砂巖底。巖性主要由中、細粒砂巖、粉砂巖、泥 巖及煤層組成。厚 29.20 53.39m ，平均 42.95

28、m ，含煤層 7 層（1 上、1 、2 上、2 、2 下、 3 及一層未編號），其中較穩(wěn)定大部可采煤層 1 層，零星可采或不 可采煤層 6 層。本組地層的沉積繼承了期的沉積特點，不同的是在海退作用占主導(dǎo)地位前提 下，該組下部為三角洲平原過渡帶沉積， 上部為上三角洲分流河道的洪泛平原沉 積。總之，本區(qū)主要含煤地層組和組地層，通過各組地層厚度及各標志層研究分 析，總的認為其巖性巖相橫向上變化不大且具有一定的規(guī)律性。5.11 可采煤層的基本概況組 10 、 11 號兩層煤層厚度變化不大或具規(guī)律性，間距穩(wěn)定，煤層厚度變化 不大，間距變化不大。10 號煤層位于組下段上部，上距 9 號煤層平均間距 2.4

29、2m 。厚度 3.84-5.0m ，平均4.3m 。一般不含夾矸或含一層夾矸，局部含 2 層夾矸。結(jié)構(gòu)簡單。頂板為黑色 泥巖，厚度約 2.4m ，底板為粉砂巖，頂?shù)装遢^好管理。 10 號煤層屬穩(wěn)定型全 區(qū)可采煤層。11 號煤層位于組下段下部，上距 10 號煤層平均間距 7.11m 。厚度 3.79-5.32m ，平 均厚度 4.1m 。一般含 2-3 層夾矸，個別點含 4-5 層夾矸。 頂板為厚約 0.7m 的 黑色泥巖偽頂，直接頂為厚約 2m 的灰黑色泥巖，底板為石英砂巖，較好管理。 11 號煤層屬穩(wěn)定型全區(qū)可采煤層。5.12 煤層頂?shù)装宓刭|(zhì)條件10 號煤層頂板為黑色泥巖， 厚度約 2.4m

30、 ，底板為粉砂巖， 頂?shù)装遢^好管理。11 號煤層頂板為厚約 0.7m 的黑色泥巖偽頂，直接頂為厚約 2m 的灰黑色泥 巖，底板為石英砂巖，較好管理。5.2 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)5.21 區(qū)段斜長確定分帶工作面的傾斜長度就是工作面連續(xù)推進的距離， 約為上山或下山工作面 的斜長。我國 2005 年發(fā)布的煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)的相關(guān)規(guī)定為：分帶傾斜 長度不宜小于工作面一年的連續(xù)推進長度。一般上山部分的傾斜長度在 1000m 以上，下山部分的傾斜長度為 700-1200m 。在老師的指導(dǎo)下，根據(jù)我礦的實際地質(zhì)情況，煤層傾角平均為 4 度，局部為2 度。第一水平均采用上山開采，工作面傾斜長度平均定為 15

31、00-2000m5.22 帶區(qū)上山位置及布置方式帶區(qū)上山均布置在煤層中，垂直等高線雙巷掘進，一個工作面生產(chǎn)，相鄰的 另一個工作面準備接替。5.23 帶區(qū)工作面的接替順序按礦井產(chǎn)量計劃要求， 一個采煤工作面開采結(jié)束后， 由另一個工作面投入生 產(chǎn)，所形成的相互銜接關(guān)系稱為采煤工作面接替。帶區(qū)回采巷道均采用雙巷掘進，一個工作面生產(chǎn)，相鄰的另一個工作面準 備，采煤工作面結(jié)束后，由相鄰的工作面接替。帶區(qū)前進式開采，前進式接替。5.24 帶區(qū)各種巷道的掘進方法帶區(qū)的回采巷道均為煤巷采用綜合機械化掘進機掘進，帶區(qū)車場的巖巷均 采用放炮掘進。5.25 帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率因為本井田煤層豐富，主采煤層賦存條件簡

32、單，井田部沒有較大斷層，比 較合適布置大型礦井，初步設(shè)定服務(wù)年限為 60 年。年生產(chǎn)能力為：K=Zk - A- T=10527.65 - 1.4 - 60=125.3 萬噸/ 年經(jīng)校核后確定本礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力為 120 萬噸/年。因本礦井采用帶區(qū)開采，煤層平均厚度為 4.3m ,屬于中厚煤層，根據(jù)相關(guān) 規(guī)定：厚煤層一般不小于93%，中厚煤層不小于95%，薄煤層不小于97% , 所以本礦井的采出率定為95% 。5.3帶區(qū)車場選型設(shè)計5.31帶區(qū)下部車場選型設(shè)計5-1帶區(qū)下部車場井底車場設(shè)計如圖所示，礦車通過繞道用牽引絞車拉上軌道斜巷，然后在甩入煤層。軌道斜巷的垂高約為 50m，傾角為38度。通

33、風(fēng)行人斜巷主要用于 行人和通風(fēng)，軌道運輸斜巷通過斜巷直接和回風(fēng)大巷聯(lián)通，用于回風(fēng)。通風(fēng)行人斜巷和絞車斜巷與運輸大巷間的水平距離約為10m，通過繞道與斜巷相連構(gòu)成運輸系統(tǒng)5.4帶區(qū)主要硐室的布置5.41 帶區(qū)煤倉井巷式煤倉按煤倉的中軸與水平面的夾角分為垂直煤倉和傾斜煤倉兩種。垂直煤倉一般為圓形斷面，圓形斷面利用率高，不易形成死角，便于維護，施工方 便，施工速快。本礦帶區(qū)煤倉都選用垂直煤倉 ，直徑5m。斜長30m。合理的煤倉容量應(yīng)在保證正常生產(chǎn)和運輸?shù)那疤嵯?，工程量最省。按采煤機 連續(xù)割煤的產(chǎn)量計算：Q = Q o + LMb YCoKtN式中：Q 帶區(qū)煤倉容量，t;Qo 防空倉漏風(fēng)留煤量，一般取

34、 510t ;L 工作面長度，m ;M 米咼，m;b 進刀深度，m ；丫一煤的容重，t/m 3;Co 工作面采出率；kt 同時生產(chǎn)的工作面系數(shù)，綜采時，kt = 1 ； N 同采工作面?zhèn)€數(shù)；Q = 5 + 150 X 4.3 X 0.8 X 1.32 X 95%=652.10 t表5-6煤倉容量與帶區(qū)生產(chǎn)能力關(guān)系帶區(qū)生產(chǎn)能力60 10030以下30 4545 60/ 萬 t a-1以上帶區(qū)煤倉容量100 200 25050 100/t200300500' 2容積驗算：:Q =3.14 X 2.5 X 30 X 1.32 X 0.9=699.44t> =652.10t所選煤倉尺寸合

35、理，煤倉直徑為 5m，高度為30m，容量為699.44t5.42帶區(qū)絞車房帶區(qū)絞車房主要依據(jù)絞車房的型號及規(guī)格、 基礎(chǔ)尺寸、絞車房的服務(wù)年限和 所處的圍巖性質(zhì)進行設(shè)計。1）絞車房的位置帶區(qū)絞車房布置在圍巖穩(wěn)定，無淋水、地壓小、易維護的地點；在滿足絞車房施工、機械安裝和提升運輸要求的前提下， 絞車房應(yīng)盡量靠近變坡點，以減少 巷道工程量；絞車房與相鄰巷道要有足夠的保護煤柱或巖柱， 一般不小于10 m， 以利絞車房的維護。2 ）絞車房斷面形狀及支護絞車房端面一般設(shè)計成半圓拱形，用全料石或混凝土料面墻砌筑。有條件的地方 用錨噴支護。本礦井的絞車房斷面采用半圓拱形，采用錨噴支護。5.43帶區(qū)變電所帶區(qū)變

36、電所的布置帶區(qū)變電所是帶區(qū)供電的樞紐，帶區(qū)變電所布置在圍巖穩(wěn)定、 無淋水、地壓 小、通風(fēng)良好的地點，并位于在帶區(qū)用電負荷的中心。高壓電氣設(shè)備與低壓電氣設(shè)備宜分別集中在一側(cè)布置，硐室寬度取3.6 m變電所的高度根據(jù)人行高度、設(shè)備高度及吊掛電燈的高度要求確定為3.5 m。帶區(qū)變電所采用不可燃材料支護，本帶區(qū)選用錨噴支護，底板用100號混凝土鋪底。帶區(qū)變電所硐室見下圖圖5-2帶區(qū)變電所斷面示意圖6采煤方法6.1采煤工藝方法的確定對于緩斜、傾斜、薄及中厚煤層，一般使用單一走向長壁采煤法；傾角小于 12。時，則應(yīng)考慮用傾斜長壁采煤法。本帶區(qū)煤層均賦存穩(wěn)定，傾角較小，厚度適中，頂?shù)装宥酁榧毶皫r、粉砂巖 易

37、破碎，煤厚度為4.3m 。根據(jù)上述條件，決定用傾斜長壁綜合機械化采煤法（俯斜開采），采空區(qū)頂 板自行跨落法，以支撐掩護式支架支撐頂板。6.11 帶區(qū)地質(zhì)條件和煤層賦存條件本井田圍地質(zhì)構(gòu)造相對簡單，沒有大的斷層、陷落柱等，煤層賦存穩(wěn)定，儲 量較豐富。適合使用綜合機械化采煤方法。6.12 回采工作面長度和推進度以及推進方向帶區(qū)劃分要合理地確定條帶的長度及數(shù)目， 條帶長度等于回采工作面的長度 加上兩順槽間的寬度（本設(shè)計用沿空掘巷，無護巷煤柱的寬度）以及巷道寬度， 帶區(qū)劃分一般以主要開采煤層為準， 兼顧其它煤層，以便取得較高的產(chǎn)量和效率， 條帶劃分還應(yīng)考慮以地質(zhì)構(gòu)造作為條帶邊界，以免影響回采工作面的正

38、常生產(chǎn)。考慮到設(shè)計帶區(qū)的生產(chǎn)能力、 地質(zhì)條件、 管理水平和現(xiàn)有裝備水平等， 初步 選定條帶寬度為 150 米，采用沿空掘巷，無護巷煤柱，則條帶數(shù)目為：N=（2500-15 X 2”（150+8+2）=15。由于共有 2 層煤，因而帶區(qū)工作面數(shù)為 30 個。剩余的三角煤進行殘采。 由于本礦井煤炭儲量比較豐富， 井田主采煤層 10，11 煤層為簡單結(jié)構(gòu)厚煤 層，煤層平均厚度 4.3 米和 4.1 米，井田面積較大，采用兩水平開采整個井田 圍的煤層。第一水平全采用傾斜長壁俯斜后退式（上山條帶）開采，第二水平采 用傾斜長壁俯仰斜結(jié)合后退式（上下山條帶）開采，開采剩余井田圍的煤層。后退式開采的優(yōu)點： 由

39、采區(qū)邊界向大巷方向推進， 后退式開采順序所需的回 采巷道需要預(yù)先掘出， 通過掘巷可以預(yù)先探明煤層的附存情況， 生產(chǎn)期間采掘不相互影響，回采巷道容易維護，新鮮風(fēng)經(jīng)過實體煤，漏風(fēng)少，是我國煤礦最主要的工作面開采順序?；夭晒ぷ髅嫱七M度 根據(jù)循環(huán)作業(yè)圖標的安排，工作面每班割煤兩刀，三 班割煤，采煤機截深為 0.8m ，所以 回采工作面日推進度為 4.8m6.13 回采工作面的破，裝，運煤方式及其設(shè)備選型 綜采工作面采用采煤機破煤和裝煤， 采用輸送機運煤， 采用液壓支架支護頂 板。綜采工作面最大生產(chǎn)能力和安全生產(chǎn)， 采煤機、刮板輸送機和液壓支架 （簡稱“三 機“）之間在性能參數(shù)、工作面空間尺寸以及相互連

40、接部分的形式、強度和尺寸 等方面，必須相互匹配協(xié)調(diào)，保證適用。綜采工作面的設(shè)備選型及配套（1）采煤機的選用 用于長壁工作面的采煤機械有采煤機和刨煤機。綜采工作面由于效率較高， 一般都采用大功率的雙滾筒采煤機。采煤機的牽引方式有錨鏈式，適應(yīng)于傾角0。35。的回采工作面；無鏈齒銷式，應(yīng)用于傾角 0。55。的回采工作面。根據(jù)回采工作面的傾角大小， 采煤機的牽引方式選為無鏈電牽引。采煤機裝機功率根據(jù)工作面煤質(zhì)硬度， 采高及生產(chǎn)率等要求， 參考同類型采 煤機的使用條件來選定，類比見表 6-1 。表 6-1 采煤機的使用條件采高（m）米煤機功率（kw ）單滾筒雙滾筒0.6 0.905001000.9 1.

41、350 1001002001.3 2.0100 1502004002.0 4.5150 2004001000（注）因此采煤機選用MG600-W型采煤機，其技術(shù)參數(shù)如表6-2所示表6-2采煤機技術(shù)參數(shù)表型號MG600-W適應(yīng)條件米高圍（m）3 4.5傾角（°）< 35普氏系數(shù)（f）F=2 5牽 引 機 構(gòu)牽引力（kN ）550/296牽引速度（m/min ）012牽引方式無鏈調(diào)速方式液壓無級保護方式電機功率過載及恒壓保護液壓 元 件主液壓泵型號ZB 125斜軸泵工作流量（L/min ）271工作壓力（Mpa ）16.5液壓馬達型號ZM125斜軸馬達截割機構(gòu)戈滾筒直徑（mm ）23

42、00截深（mm ）800滾筒轉(zhuǎn)速（r/jmin ）37臥底量（mm）285配 套 電 動 機型號YBC 200功率（kw ）2 X 300電壓（V）660/1140轉(zhuǎn)速（r/min ）1472降塵方式外噴霧機器重量（t）40（2）工作面刮板輸送機刮板機的輸送能力必須與采煤機的生產(chǎn)能力相匹配，具體選型設(shè)計見第七章。選用型號為：SGZ880/（23）X 400型刮板輸送機，其技術(shù)參數(shù)如 6-3所示。表6-3刮板輸送機技術(shù)參數(shù)表SGZ880/（2 3 ）X 400設(shè)計長度（m）250出廠長度（m）150-200輸送量（t/h ）1200刮板鏈速（m/s ）1.6鏈條型式中雙鏈電動機型號EWJ400/

43、200功率（kW）2 （3 ）X 400電壓等級（V）1140轉(zhuǎn)速（r/min ）1480刮板鏈鏈規(guī)格34 X 126 C破斷拉力（kN ）1450中心距（mm ）180刮板距離（mm ）1080每米重量（kg）76.4中部槽型式鑄造式規(guī)格（長X寬X高）（mm ）1500 X 880 X 300擋板規(guī)格（長X寬X高）（mm ）1500 X 1646 X 950機頭卸載方式側(cè)卸最大尺寸（mm）3516 X 5330 X 1355單件重（kg ）30502牽引型式無鏈機器總重（t）379（3 ）工作面液壓支架選擇液壓支架必須有合理的工作阻力和初撐力。液壓支架的阻力式支架設(shè)計 中最基本參數(shù)，支架所有

44、強度都由此決定。它在一定程度上顯示了支架的工作能 力和特征。目前支架阻力主要是采用現(xiàn)場觀測，然后根據(jù)觀測數(shù)據(jù)進行估算或折 算。選擇液壓支架還必須確定合理支架結(jié)構(gòu)高度。合適的結(jié)構(gòu)高度是支架正常工 作的關(guān)鍵。在實際使用中，通常選用的支架最大結(jié)構(gòu)高度比最大采高大 200mm 左右。最小結(jié)構(gòu)高度比最小采高低 250350mm。同時它們又隨這地質(zhì)條件和 生產(chǎn)條件的變化而變化。選擇時需綜合各項因素，進行全面分析。除了以上要求 外，液壓支架的選型還必須和生產(chǎn)能力配套。根據(jù)本礦的地質(zhì)條件和生產(chǎn)實際，選用 ZZ500/25/38型低位放頂煤液壓支架，技術(shù)參數(shù)見表6-4所示。表6-4工作面液壓支架技術(shù)參數(shù)表型式四

45、柱支撐掩護式低位高度（最低/最高）3000/4500mm中心距1750mm寬度（最小/最大）1660/1860mm初撐力(P=31.5MPa )10096kN工作阻力（P=38.86MPa ）13000kN支護強度1.23MPa對底板平均比壓2.64MPa泵站壓力31.5MPa操縱方式本架操縱重量37103kG（4）運輸斜巷膠帶輸送機選用SSJ1000/2 X 300型可伸縮膠帶輸送機,技術(shù)參數(shù)如下表6-5所示表6-5 膠帶輸送機參數(shù)表型號SSJ1000/2 X 300整機性能輸送能力（t/h ）1500輸送距離（m）2000帶速（m/s ）3.3儲帶長度（m）200機頭尺寸寬乂高（mm ）2

46、646 X 1705機尾搭接長度（m）15軌距(mm )1362質(zhì)量（t）120電動機型號YSB160功率（kW）2 X 160電壓（V）660/1140減速比i23.39輸送帶寬度（mm ）1000類型阻燃輸送帶6.14 勞動組織表近水平中厚煤層的綜采工作面一般只有割煤、前移支架和推移輸送機三個主 要工序，習(xí)慣上，完成這三個主要工序后，就算完成了一個循環(huán)。因此，一般是 按多循環(huán)組織作業(yè)的，但在安排作業(yè)方式時，必須把機械設(shè)備檢修作為綜采工作 面的一個很重要的工序，進行適當?shù)陌才?。綜采工作面工序安排仍以保證割煤這 個主要工序順利進行為主要原則，前移支架和推移輸送機的工序應(yīng)積極配合割煤 工序，盡可

47、能實現(xiàn)平行作業(yè)。本工作面采用“四六”作業(yè)制。工作面的勞動組織有追機作業(yè)和分段作業(yè)兩種基本形式。追機作業(yè)適用于頂 板較好，支護工作簡單，移架速度快，工作面出勤人員較少，技術(shù)管理水平較高 的情況。分段作業(yè)適用于工作面長度較短，截深較小，采煤機牽引速度快，班進 多刀，頂板條件差，支護工作較復(fù)雜，工作面出勤人數(shù)較多的情況。根據(jù)實際情 況本礦井綜采工作面的勞動組織采用追機作業(yè)形式。用比較類推法，根據(jù)類似工作面的定員和工作面及勞動定額配備對各項工種序號工種出勤人數(shù)合計一班二班三班檢修班1采煤司機222282移架推溜工222283工溜司機111144轉(zhuǎn)載機司機111145泵站司機111146膠帶司機3331

48、2217端頭維護工3334138清煤工22269看電纜工111310驗收員111311班長33331212電工1115813庫工3314放煤工2226合計23232334103表6-6綜采面勞動組織表6.15工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表綜采工作面正規(guī)循環(huán)圖表表 6-7 正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表6.2 回采巷道布置6.2.1 確定回采巷道布置形式根據(jù)本礦煤層賦存情況和生產(chǎn)能力，回采巷道布置方式采用后退式雙巷布置 與掘進。6.2.2 回采巷道支護巷道的支護方式采用錨桿支護。6.2.3 確定回采巷道斷面及其具體施工技術(shù)要求根據(jù)運輸能力和通風(fēng)行人的需要回采巷道斷面設(shè)計如下：10046004800圖68回米巷道斷面圖回采巷道均采用綜合機械化掘進機掘進，一次成巷。7設(shè)計礦井