16.采區(qū)方案設(shè)計(jì)

第十六章米區(qū)方案設(shè)計(jì)第T采區(qū)設(shè)計(jì)的依據(jù)、程序和步驟一、采區(qū)設(shè)計(jì)的依據(jù)1、已批準(zhǔn)的地質(zhì)報(bào)告1)礦井開采設(shè)計(jì)3)采區(qū)地質(zhì)說明書；3)附圖。采區(qū)設(shè)計(jì)通常分兩個(gè)階段：(1)方案設(shè)計(jì)：確定采區(qū)主要技術(shù)特征的采區(qū)方案設(shè)計(jì)。(2)施工設(shè)計(jì)：根據(jù)批準(zhǔn)的方臻加進(jìn)行的采區(qū)單位工程巷道施工圖設(shè)計(jì)。2、采區(qū)設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行采區(qū)設(shè)計(jì)要認(rèn)真學(xué)習(xí)有關(guān)煤礦生產(chǎn)、建設(shè)的政策法規(guī)，收集有關(guān)地質(zhì)和開采技術(shù)資料，掌握上級(jí)管理部門對(duì)采區(qū)設(shè)計(jì)的具體規(guī)定。依據(jù)礦井開采設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要步驟：(1)明確設(shè)計(jì)任務(wù)，掌握設(shè)計(jì)依據(jù)。(2)深入現(xiàn)場(chǎng)，調(diào)查研究。(3)研究方案，編制設(shè)計(jì)。(4)審批方案設(shè)計(jì)。 (5)進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。

第二節(jié)采區(qū)設(shè)計(jì)的內(nèi)容一、采區(qū)設(shè)計(jì)說明書(1)采區(qū)基本概況：采區(qū)位置、境界、開采范圍及與鄰近采區(qū)的關(guān)系；可采煤層埋藏的最大垂深，有無小煤窯和采空區(qū)積水；與鄰近采區(qū)有無壓茬關(guān)系等。(2)采區(qū)煤層及圍巖：煤層的走向、傾斜、傾角及其變化規(guī)律、煤層厚度、層數(shù)、層間距離、夾葉層厚度及其分布，頂?shù)装宓膸r石性質(zhì)及其厚度等賦存情況及煤質(zhì)，采區(qū)主要地質(zhì)構(gòu)造對(duì)采區(qū)設(shè)計(jì)影響情況。(3)儲(chǔ)量及生產(chǎn)能力：確定采區(qū)生產(chǎn)能力，計(jì)算采區(qū)儲(chǔ)量(工業(yè)儲(chǔ)量、可采儲(chǔ)量)和高級(jí)儲(chǔ)量所占的比例，計(jì)算采區(qū)服務(wù)年限并確定采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)的工作面數(shù)目。(4)采區(qū)巷道布置方案設(shè)計(jì)：確定采區(qū)準(zhǔn)備巷道布置方式。(5)采煤方法設(shè)計(jì)：選擇采區(qū)主要采煤方法和選擇進(jìn)行采掘工作面的開采機(jī)械裝備選擇設(shè)計(jì)。(6)采區(qū)機(jī)電設(shè)計(jì)：進(jìn)行采區(qū)所需機(jī)電設(shè)備的選型計(jì)算，確定所需設(shè)備型號(hào)及數(shù)量，采區(qū)信號(hào)、通訊與照明等。(7)采區(qū)通風(fēng)設(shè)計(jì)：進(jìn)行采煤工作面、掘進(jìn)工作面通風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算，計(jì)算采區(qū)總需風(fēng)量的并進(jìn)行風(fēng)量分配計(jì)算。(8)采區(qū)其他系統(tǒng)：煤體灑水、掘進(jìn)供水、壓氣、充填和灌漿等管道的選擇及具布置。(9)安全技術(shù)及組織措施。(10)計(jì)算采區(qū)巷道掘進(jìn)工程量。(11)編制采區(qū)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

二、采區(qū)設(shè)計(jì)圖紙采區(qū)設(shè)計(jì)所需圖紙包括：地質(zhì)柱狀圖、采區(qū)井上下對(duì)照?qǐng)D、煤層底板等高線土、儲(chǔ)量計(jì)算及剖面圖等。采區(qū)設(shè)計(jì)圖紙主要包括：(1)米區(qū)巷道布置平囿及剖囿圖(比例:1：1000或1：2000);(2)米區(qū)米掘機(jī)械配備平面圖(比例:1：1000或1：2000);(3)米區(qū)工作卸布道圖(比例：1：50或1：200);(4)采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)(最大、最小負(fù)壓)示意圖；(5)瓦斯抽放系統(tǒng)圖(低瓦斯礦井不要) ；(6)采區(qū)管線布置圖(包括防塵、灑水、灌漿管路布置等) ；(7)采區(qū)軌道運(yùn)輸系統(tǒng)圖(比例： 1：1000或1：2000);(8)采區(qū)供電系統(tǒng)圖(比例： 1：1000或1：2000);(9)采區(qū)避災(zāi)路線圖；(10)采區(qū)車場(chǎng)圖(比例：1：200或1：500);(11)米區(qū)巷道斷面圖(比例： 1：50或1：20)(12)米區(qū)軌道交岔點(diǎn)圖(比例： 1：50或1：100);(13)米區(qū)胴室布置圖(比例： 1：200)。

第土節(jié)米區(qū)參數(shù)的確定一、采區(qū)尺寸（一）影響采區(qū)尺寸的因素1、地質(zhì)條件（1）地質(zhì)構(gòu)造。 （2）煤層及圍巖穩(wěn)定程度。（3）自然發(fā)火。 （4）再生頂板形成時(shí)間。（5）煤層傾角。2、生產(chǎn)技術(shù)條件（1）區(qū)段平巷的運(yùn)輸設(shè)計(jì)。（2）設(shè)備搬遷。（3）采區(qū)供電。3、經(jīng)濟(jì)因素（二）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米區(qū)，其走向長(zhǎng)度一般為 1500?2000ml綜米米區(qū)宜用單面布置，其走向長(zhǎng)度一般不小于1000m；當(dāng)雙面布置時(shí)，一般不小于 2000mo二、采煤工作面長(zhǎng)度（一）影響工作面長(zhǎng)度的因素1、煤層賦存條件。煤層厚度；煤層傾角；圍巖性質(zhì)；地質(zhì)構(gòu)造。2、機(jī)械裝備及技術(shù)管理水平采煤機(jī)、輸送機(jī)、頂板控制、工作面通風(fēng)。3、巷道布置（二）采煤工作面長(zhǎng)度綜采：150?200ml普采：120?150m；炮采：80?150m；對(duì)拉工作面：200?300ml急斜煤層采用偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法的工作面： 30?60ml三、采區(qū)煤柱尺寸1、采區(qū)上（下）山間的煤柱寬度（沿走向）：薄及中厚煤層為 20m；厚煤層為20?25ml2、上下區(qū)段平巷之間的煤柱寬度：薄及中厚煤層約為 8?15ml厚煤層約為30ml3、運(yùn)輸大巷一側(cè)煤柱寬度： 薄及中厚煤層約為20?30m；厚煤層約為25?50ml4、回風(fēng)大巷一側(cè)煤柱寬度：薄及中厚煤層約為20m；厚煤層約為20?30ml5、采區(qū)邊界兩個(gè)采區(qū)之間的煤柱寬度為 10ml6、斷層一側(cè)煤柱寬度根據(jù)斷層落差及含水等具體情況而定：落差大且含水時(shí)留30?50m,落差較大時(shí)留10?15m；采區(qū)內(nèi)落差小的斷層通常不留煤柱。

四、采區(qū)生產(chǎn)能力是采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的采煤工作面出煤量的總和。（一）采區(qū)生產(chǎn)能力的影響因素1、地質(zhì)因素；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、米區(qū)儲(chǔ)量；4、米區(qū)J里的穩(wěn)7E性。（二）確定采區(qū)生產(chǎn)能力的方法ABk1k2 A0ii1式中：Ab——采區(qū)生產(chǎn)能力，萬t/a；A——第i個(gè)米煤工作回產(chǎn)量，萬t/a;n——同時(shí)生產(chǎn)的采煤工作面?zhèn)€數(shù)；ki——采區(qū)掘進(jìn)出煤系數(shù)，取 1.1;k2——工作面之間出煤影響系數(shù)，n=2時(shí)取0.95,n=3時(shí)取0.9。1、一個(gè)米煤工作卸產(chǎn)量Ao Lv°mpCo式中：L——采煤工作面長(zhǎng)度，m；vo工作面推進(jìn)度，m/a;m—煤層厚度或田）,mP——煤的體積密度，t/m3;C0——采煤工作面采出率。2、采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的工作面數(shù)目(1)采區(qū)運(yùn)輸能力AB AnT-0-300KA——設(shè)備生產(chǎn)能力，t/h;y]0——運(yùn)輸設(shè)備正常工作系數(shù)，取0.7K——產(chǎn)量不均衡系數(shù)，取1.2?1.3;T——日出煤時(shí)間，ho3002460vSab3002460vSabCC1v 巷道內(nèi)允許的最大風(fēng)速， m/s;S——巷道凈斷面積， m2；C 生產(chǎn)1t煤需要的風(fēng)量，m3/(min?t)Ci——風(fēng)量備用系數(shù)。第四節(jié)采區(qū)準(zhǔn)備方式的發(fā)展方向準(zhǔn)備方式的多樣化，采（盤、帶）區(qū)的大型化，采區(qū)布置的單層化和全煤巷化。一、準(zhǔn)備方式多樣化國(guó)有重點(diǎn)煤礦中，主要采用采區(qū)式、盤區(qū)式和帶區(qū)式準(zhǔn)備，其產(chǎn)量比重分別占65%20咐口15%分段式準(zhǔn)備僅在個(gè)別礦井中采用。20世紀(jì)80年代以前，除近水平煤層外，均采用采區(qū)式準(zhǔn)備； 20世紀(jì)80年代以來，我國(guó)在傾角 12。以下煤層，推廣發(fā)展傾斜長(zhǎng)壁開采的帶區(qū)式準(zhǔn)備。采區(qū)式準(zhǔn)備的主要發(fā)展方向：①擴(kuò)大采區(qū)尺寸及生產(chǎn)能力，增大采煤工作面連續(xù)推進(jìn)長(zhǎng)度；②普采采區(qū)發(fā)展多種形式的聯(lián)合布置，減少礦井同采采區(qū)數(shù)、生產(chǎn)集中化；③綜采采區(qū)及單產(chǎn)較高的變更采區(qū)內(nèi)，在區(qū)段、采區(qū)范圍內(nèi)發(fā)展單層化布置， 減少巖石巷道及大巷聯(lián)絡(luò)巷， 簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)。帶區(qū)式準(zhǔn)備的主要發(fā)展方向：① 12。以下煤層，進(jìn)一步發(fā)展各種帶區(qū)式布置；②擴(kuò)大分帶、帶區(qū)尺寸，增加采煤工作面連續(xù)推進(jìn)長(zhǎng)度；③適應(yīng)不同地質(zhì)、開采技術(shù)條件，分別采用仰斜開采、俯斜開采、偽斜開采；④我國(guó)煤層傾角在10。?15。的礦區(qū)很多，在井田內(nèi)因地制宜得采用盤區(qū)式、帶區(qū)式混合布置方式，以適應(yīng)不同地質(zhì)、開采技術(shù)條件。二、采區(qū)大型化采區(qū)大型化的含義：采（盤、帶）區(qū)尺寸增大、可采儲(chǔ)量增多、生產(chǎn)能力增大等。20世紀(jì)50年代初期：采（盤）區(qū)走向長(zhǎng)度一般不超過500?600m（雙翼）；20世紀(jì)70年代末，大中型礦井采區(qū)走向長(zhǎng)度在 1000m左右；20世紀(jì)80年來以來，我國(guó)開始推廣帶區(qū)式布置，系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化與集中，效果顯著。采區(qū)參數(shù)發(fā)展方向：①新設(shè)計(jì)采區(qū)（雙翼） ，炮采、普采區(qū)走向長(zhǎng)度應(yīng)取1500?2000m；綜采采區(qū)一般在2000m以上；②大型煤層上山采區(qū)，為了達(dá)到投產(chǎn)快及避免煤的長(zhǎng)距離折返運(yùn)輸， 后上山的單翼采區(qū)呈發(fā)展趨勢(shì)，走向長(zhǎng)度1000?2000m,有的達(dá)3000m以上；③分帶斜長(zhǎng)一般在700?1500m,有的達(dá)到2000?3000m或以上；④改造合并采區(qū)，擴(kuò)大采（盤）區(qū)尺寸，普采采區(qū)聯(lián)合布置等；⑤采區(qū)生產(chǎn)能力不斷加大。三、單層化和全煤巷化全煤巷化布置的優(yōu)點(diǎn)：（1）大幅度或全部取消巖石巷道，最大限度利用綜掘設(shè)備，加快進(jìn)度，降低成本，減少輔助工作量。（2）可減少大量聯(lián)絡(luò)巷道的工程量及費(fèi)用。（3）為實(shí)現(xiàn)運(yùn)煤系統(tǒng)連續(xù)化創(chuàng)造了條件。（4）便于實(shí)現(xiàn)輔助運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械化、連續(xù)化。

第五節(jié)采區(qū)方案設(shè)計(jì)示例1、采區(qū)概況該采區(qū)位于XX礦一水平右翼， 東以礦井邊界為界，西與七采區(qū)相鄰，南以±0等高線為界，走向平均長(zhǎng)度1230m，采區(qū)平均傾斜長(zhǎng)560mt北+107m以上為煤層風(fēng)化帶），采區(qū)面積為68880mt如圖16-1所示。+10017-1135.12.2116-1+80134.92.0872.2+6083.716-2134.6+402.20+20±0采區(qū)境界m煤層底板等高線圖采區(qū)內(nèi)有m、mi兩層可采煤層，煤層賦存穩(wěn)定，煤層傾角 11°,東部邊界附近的煤層傾角略有變化。

17-1井邊界134.0134.6+20±03135.183.7134.972.2J121礦+100?16-1+80+6017-216-2+40第二方案采區(qū)巷道布置圖J七采區(qū)礦井邊界16-2134.0134.6+20i一1+10017-1135.1 -2.2183.7-_-;16-1134.972.22.08+80+6017-2+40第三方案采區(qū)巷道布置圖表16-1采區(qū)方案技術(shù)比較'、方案項(xiàng)目\第一方案雙巖上山方案第二方案雙煤上山方案第三方案一煤一巖上山方案1.掘進(jìn)工程量工程量大。因兩上山均在巖層中，故要多掘進(jìn)252m石門和60m溜煤眼工程量小工程量較大比比第二方案多掘170m石門2.工程難度困難。一是巖巷施工，二是巷道聯(lián)接復(fù)雜較容易困難3.通風(fēng)距離場(chǎng)。每區(qū)段要增加130m的通風(fēng)距離短較長(zhǎng)。每區(qū)段增加60m通風(fēng)距離4.管理環(huán)節(jié)管理環(huán)節(jié)多。一是溜煤眼多；二是漏風(fēng)地點(diǎn)多少多（同第一方案）5.巷道維護(hù)維護(hù)工程量少，維護(hù)費(fèi)用低煤層上山，梯形金屬支架受采動(dòng)影響大，維護(hù)工程量大，費(fèi)用高第一條煤層上山，維護(hù)工程量較大，費(fèi)用較高6.支架回收無法回收可以回收，70%可以復(fù)用煤層上山支架可以回收復(fù)用7.工程期巖石上山掘進(jìn)速度慢，約需14個(gè)月才能投產(chǎn)煤層上山掘進(jìn)快，約10個(gè)月投產(chǎn)同第一方案表16-2采區(qū)方案經(jīng)濟(jì)比較表方案項(xiàng)目第一方案雙巖上山方案第二方案雙煤上山方案.上山.長(zhǎng)度/m.掘進(jìn)單價(jià)/元?m1.費(fèi)用/元560X2394.4441728.0560X2433.5485520.02.聯(lián)絡(luò)巷(1)石門：長(zhǎng)度/m單價(jià)/元?m1單條上山費(fèi)用/元總費(fèi)用(4條)兩煤層間42m,上山到m2煤層63m394.441412.0165648.0兩煤層間距42m394.416564.866259.2(2)溜煤眼(小=2m)：體積/m3單價(jià)/元?m1每區(qū)段費(fèi)用/元總費(fèi)用(3組)6345.532868.411473.60(3)維護(hù)巷道長(zhǎng)度/m單價(jià)/元?m1維護(hù)時(shí)間/a費(fèi)用/元560X2+63X23.627.734731.0560X241.27.7355308.8表16-3采區(qū)方案經(jīng)濟(jì)比較匯總表■案第一方案第二方案1.初期投資/元(包括上山、石門、溜煤眼各一組，鋪軌兩組)