1、煤礦采區(qū)設計說明書湖南理工職業(yè)技術學院采區(qū)設計說明書指導老師：陳繼英實習生：粟慧斌時間：2007年12月1 / 26煤礦采區(qū)設計說明書目錄第一章采區(qū)開采范圍及地質情況2第二章采區(qū)地質、工業(yè)和可采儲量3第三章采區(qū)參數及區(qū)段的劃分4第四章采區(qū)巷道布置5第五章采煤方法及回采工藝10第六章采區(qū)生產能力及服務年限15第七章采區(qū)生產系統(tǒng)17第八章采區(qū)準備方式20第九章安全措施21第十章附圖4 / 26第一章采區(qū)的開采范圍及地質情況1 .采區(qū)的位置及開采范圍11采區(qū)位于礦井一水平東翼的第一個采區(qū)，采區(qū)上下邊界為+100100m采區(qū)走向長800m。2 .采區(qū)地質構造、巖層、煤層1 .地質構造：煤層賦存穩(wěn)定，地

2、質構造簡單，無大的斷層，在采區(qū)東翼有一條落差為5m的傾斜正斷層，對采掘工作造成一定的影響。2 .地層：為石炭統(tǒng)測水組，共含煤4層，僅2煤一層可采，該層煤賦存穩(wěn)定，煤系地層厚601n左右。3 .煤層：可采煤層一層為2煤，厚度2.2m,傾角20。，煤層結構簡單，無夾礫。灰分16%,屬中灰，含硫L4%,發(fā)熱量5500大卡，煤的硬度fV3,屬中硬煤，容重為無煙煤。三.開采技術條件1.直接頂為砂質頁巖，厚10m,屬D類中等穩(wěn)定；老頂為砂巖，厚8叫屬D級來壓明顯；底板為砂質頁巖，厚6m,其下為厚30nl的石登子灰?guī)r。2.采區(qū)瓦斯，采煤面的瓦斯絕對涌出量為2m3/分，屬高瓦斯區(qū)，無突出現象。3.煤層無自然發(fā)

3、火傾向，灰分16%,爆炸指數8%,無爆炸性。煤礦采區(qū)設計說明書4.水文條件較為簡單，無富含水巖層，也無老窯積水威脅,主要水的來源為采區(qū)涌水，其正常涌水量為30ms/h,雨季為60m3/ho5.采區(qū)上方地面標高+150in+160m,無大的河流、鐵路、公路穿過，也無大村莊。第二章米區(qū)地質、工業(yè)和可米儲量一.采區(qū)地質、工業(yè)和可采儲量計算1 .采區(qū)地質、工業(yè)儲量計算Q地二Qz=LlMr=800X585X2.2X1.4=144（萬噸）式中：Q地、Q工地質儲量和工業(yè)儲量L采區(qū)煤層走向長m1采區(qū)傾斜長ml=-=585msina夕煤層傾角為20M一一煤層厚度（因煤厚為2.2m可采故Q地二Q工）r煤的容重2

4、.采區(qū)可采儲量計算Q可采=Llmrc=800X585X2.2X1.4X0.84 / 26煤礦采區(qū)設計說明書=144X0.8=115.2（萬噸）式中：因M=m故取值同上一樣C取0.8第三章采區(qū)參數及區(qū)段的劃分1 .采區(qū)傾斜長度計算采區(qū)傾斜長：1=sina=585m2 .采煤而斜長的確定1 .區(qū)段煤柱的確定采區(qū)傾角20。，煤厚2.2m,頂板為屬H類中等穩(wěn)定，區(qū)段煤柱可留16m。2 .區(qū)段平巷（風巷、機巷和運巷）設計寬2.5m,高2.2m。3 .采區(qū)最下部階段隔水煤柱留設27m。4 .采區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，地質構造簡單，無大的斷層，結合湖南礦實際情況，采煤面斜長設計為90m。5 .采區(qū)邊界煤柱留設10m

5、,采區(qū)兩邊各留5mo6 .采區(qū)上山煤柱留設20m。7 .區(qū)段斜長、標高及區(qū)段數目的確定：1 .區(qū)段數目的確定：采區(qū)斜長585m,結合湖南礦井的實際情況，采煤面斜長設計90m,采區(qū)劃分為5個區(qū)段。2 .區(qū)段斜長計算:L斜長=L1+L2+2B=90+16+2x2.5=lllm式中Li采煤面斜長mL2區(qū)段煤柱寬mB區(qū)段平巷寬m3 .各區(qū)段平巷標高計算：第一區(qū)段風巷標高為+100,運巷標高：H=L斜長xsin20=lllXsin20=38mh=100-38=62所以第二區(qū)段運巷標高為+62,根據經驗取+60。下面標高計算同上。第二區(qū)段運巷標高：+24,取+25；第三區(qū)段運巷標高為T4,取-15；第四區(qū)

6、段運巷標高為-52,取-50；第五區(qū)段機巷標高為-84,取-85。第四章采區(qū)巷道布置一.采區(qū)上山位置、條數、間距、長度、坡度、斷面形狀及支護方式26煤礦采區(qū)設計說明書L兩套設計方案對比：方案一：布置兩條巖石上山，巖石上山布置在穩(wěn)定的巖層中，有利于巷道的維護，降低維護費用，服務年限較長，但是該采區(qū)是中厚煤層，服務年限也不長,因此布置兩條巖石上山在經濟上是不合算的。方案二：一煤一巖上山，由于該煤層是中厚煤層，賦存也比較穩(wěn)定，瓦斯涌出量不高，采煤面的瓦斯絕對涌出量為2m3/分。一煤一巖不同標高布置使區(qū)段主運輸和輔助運輸系統(tǒng)互相干擾小，同時少掘一條巖石巷道費用低、速度快、聯絡巷工程量少，生產簡單，綜上

7、所述，故采用方案二。2.采區(qū)上山位置、間距、長度、坡度、斷面形狀及支護方式: .采區(qū)運輸上山布置在采區(qū)的正中心，沿煤掘進，長585m,兼作回風用，坡度同煤層傾角為20,斷面為梯形，寬2.5叫高2.2m。采用20號工字鋼金屬支架支護。 .采區(qū)軌道上山布置在煤上山西側25m,距煤層底板10m處，避開上山煤柱下方應力集中區(qū)，有利于巷道的維護。上山長585m,坡度20,運輸材料兼作進風用。斷面形狀為三心拱，寬2.5m,高2.2m。采用錨噴支護。二.區(qū)段平巷的布置方式、長度及支護方式，聯絡巷的間距、位置、長度及支護方式:1 .采區(qū)平巷采用雙巷布置，軌道巷不掘到采區(qū)邊界，只掘到走向的處，后段采用沿空掘巷方

8、式掘出下區(qū)段的回風巷。機巷長395m,沿頂板掘進，巷道斷面形狀為不規(guī)則梯形，采用20號工字鋼金屬支架支護。2 .軌道巷只掘到機巷的處,既266m處掘一聯絡巷，每后退88m掘一個，共3個聯絡巷。巷道寬2m,高2.2m（既煤厚），長16m,端面梯形，采用20號工字鋼金屬支架支護。四.采區(qū)上、中、下車場的形式、支護方式及長度：1 .采區(qū)上部車場：采用順向平車場的形式停車線長度：Lp=nXLmXLhm=2X2+2=6m式中：Lp停車線長度n鉤的礦車數，n=2L一一礦車長度，U=2mLh.富裕長度，U=2m變坡點至絞車房的長度計算:L=Lp+Lu=6+10=16m式中：Lu安全過卷距離。Lu=10m支護

9、方式：采用錨噴支護。2 .采區(qū)中部車場：采用單鉤提升繞道式單道起坡甩車場。采用20號工字鋼金屬支架支護3 .采區(qū)下部車場：采用大巷裝車式采區(qū)下部車場形式。裝車線路總長度的計算：Lli+lz+ls+sL=67.5+60+5.5+36=169(m)式中：11空車存車線長度。l1=le+nlm+3=4.5130X2+3=67.5mLe機車長。Le=4.5mn列車個數。n=30L礦車長度。U=2m3一一制動，安全距離12重車線存車長度。12=nXlB=30X2=60m13一一煤倉溜煤閘門至渡線道岔長度。l3=le+0.51m=5.5mL一一渡線岔道的長度。l4=12m支護方式：采用錨噴支護。五.采區(qū)煤

10、倉設計1.煤倉容量計算：按一個班產量計算Q=Qo+LMbrCok/=8+45x2.2x0.8x0.95x1.5=113噸式中：Q煤倉的容量，t；Qo防空倉漏風留煤量，取8t；L個班采的斜長，m；M采高m；b次循環(huán)進度，m；r煤的容重，t/m；;Co一一工作面采出率；k/同時生產工作面系數，k/=i+o.25n0：n0一一采區(qū)內同時生產的工作面數目。煤倉體積V=2rxc113-=140m0.9x0.8式中：Q煤倉的容量，t；r一一松散煤的容重，0.9t/m；c有效系數，0.9o2 .煤倉設計為自由降落式垂直煤倉，設在第五區(qū)段機巷煤上山處。該處標高-84,大巷標高TOO,有16m的垂高，斷面形狀為

11、圓形,直徑4mo設計煤倉體積V二底面積X高=12.56X16=200.96nl140nr滿足要求。3 .支護方式采用噴射混凝土支護，噴厚150mm左右。六.采區(qū)石門和區(qū)段石門條數、長度及支護方式采區(qū)有進風和回風兩石門，進風石門46米，錨噴支護。區(qū)段石門五道石門，長10米。金屬支架支護。第五章采煤方法及回采工藝一.采煤方法名稱采區(qū)工作面采用單一長壁跨落采煤法二.回采工藝1.采面炮眼布置形式及爆破參數炮眼布置形式：采用雙排對眼，眼距為hn,上排眼距頂板0.4叫向上仰510,底眼距底板0.3叫向底板保持1020,炮眼與煤壁成65的夾角。炮眼裝藥量按0.225kg/眼，每次循環(huán)布置炮眼176個，每次循

12、環(huán)采深0.8m。爆破參數表爆破參數表炮眼類別毫秒雷管段數炮眼參數角度裝藥量聯線方式深度(m)筒/眼Kg/眼頂眼1516510.15串底眼5165。1.50.225聯24 / 26爆破三視圖3 .采區(qū)支護方式、材料，支護密度計算采區(qū)的支護方式：采區(qū)工作面采用單體液壓支柱和n梁配合使用，因為頂板為n類中等穩(wěn)定，煤質中硬，可采用錯梁并列式，無貼幫柱。支護密度計算：n=pt41.3x2500.85x300=1. 27 （根/ ）式中：n支護密度P,工作面支護強度，取1.3X250KN/m2；R,一一支柱額定工作阻力，取300KN/棵；n一支柱額定工作阻力系數，取0.85。支護參數:排距b=0. 8m柱

13、距a=bn10.8x1.27=0. 8mII梁長2.0m,2梁5柱，主梁3柱，副梁2柱，主副梁距0.2m,探頭長0.2m。上下端頭2m,超前一個排距，采用四對八梁支護。采場支護平面、剖面圖.4 .采面移溜方法工作面支護好后移溜，先移機頭，再移身和機尾。機頭、機尾可用液壓柱推移，機身人工推移。5 .頂板管理及采空區(qū)處理頂板采用n梁配單體液壓支柱用，2梁5柱，3排3空，最大和最小控距相等為2.8m,先采后移柱，回柱放頂同時進行,切頂時需增設密集柱，以利切頂和擋砰。采空區(qū)采用頂板全部跨落法處理,回柱自下而上，采用調度絞車回柱。6 .采區(qū)斷層的處理：（采區(qū)東翼有一落差為5m的正斷層，斷層傾角65,與煤

14、壁成70的夾角）采區(qū)遇斷層的處理：當東翼采面后退式推近到斷層時，斷層上方采面采用保持傾斜方向不變，逐漸縮短采煤面長度，維護假機巷的方式進行采煤，與此同時，可沿斷層另一側順著斷層面方向掘補充斜風巷與上風巷連通，下采煤面采煤時亦按真傾斜推進，采煤面長度逐漸加長。見下圖。掘進遇該斷層的處理：掘區(qū)段平巷時掘到斷層處將揭露對盤的底板，可右向轉與對盤煤層斜交。見下圖。7 .采面作業(yè)方式及循環(huán)方式工作面采用三班采煤制，采面斜長90叫一個班采45m,先采后移，移放同時；循環(huán)方式：打眼、支護、出煤、移溜、回柱放頂。采面正規(guī)循環(huán)作業(yè)表（其它兩班同樣）打眼0放炮A運料移溜11支柱、放頂M出煤催知源、上1%H第六章采

15、區(qū)生產能力及服務年限一.采煤面班產、日產、月產及年產計算1 .班產量計算（循環(huán)產量）：=45X0.8X2.2X1.4X0.95=105（噸）式中：L采煤面長度，m；2 次采煤進度，取0.8叱m采高m；r煤容重C采面回采率，取0.95。3 .班日產量計算：A日二3A班=3X105=315（噸）4 .月產量計算：A=AbN=315X29X0.8=7308（噸）式中：N月工作天數，K正規(guī)循環(huán)率，取80%。5 .年產量計算：A年=12A月=12X7308=87696（噸）二.采區(qū)生產能力計算As=kkKoir=l=1.1X0.95X87696X2=18（萬噸）式中：k,采區(qū)掘進出煤系數，取1.1；k2

16、工作面之間影響系數，n=2時取0.95；Aoi兩采區(qū)年產量和。r=l驗算結果符合15萬噸的設計要求。三.采區(qū)服務年限計算 .采區(qū)的生產能力，設計采區(qū)生產為15萬噸 .采區(qū)的服務年限采區(qū)服務年限=_1153152x0.85150000=6.5（年）第七章采區(qū)生產系統(tǒng)一.運煤系統(tǒng)在運輸上山和運輸巷內均鋪設刮板輸送機。運煤路線為：工作面運出的煤，經運輸巷、運輸上山到采區(qū)煤倉上口，通過采區(qū)運輸大巷裝車外運。掘進煤、肝石經軌道上山下放到下部車場。見附圖。1 .刮板運輸機選型采煤面平均小時運煤量:n=Q_丫s=21（噸）5式中：Q班出煤量；5一一班出煤時間。班最大小時出煤量計算:Q大=kQ平=1.5X21

17、=31.5（噸）式中：K運輸不均衡系數，K=L5根據班最大小時出煤量選用SGWD-13型可彎曲刮板機。采區(qū)上山選用SGWD-20D型。上山需刮板機臺數：SGWD-20D型可彎曲刮板機的生產長度是100m,第一區(qū)段機巷到煤倉的斜長為444m,所以需要5臺刮扳機。2 .采區(qū)上山絞車選型：根據采區(qū)生產能力，上山坡度、長度條件選用JT-1200/1028型礦用絞車。配37kw電機。二.通風系統(tǒng)L采煤面風量計算(根據采煤面的瓦斯絕對涌出量)Qt=iooxQ絕對K=100X2X1.8=360(m5/min)式中：Q絕對采面CH4絕對涌出量，m7min；K一一采面CH4涌出不均衡系數，取1.8。2 .根據局

18、扇吸風量掘進工作面風量計算根據掘進巷道的長度選用YBT-11型局部通風機。通過查表的該型號的通風機的吸風量為150m3/minoQht=2Q局吸K=150X3X1.3=585(m5/min)式中：Q局吸YBT51型局部通風機的吸風量，150mVmin；K為防止局部通風機吸循環(huán)風的風量備用系數，取1.3；3采掘按1：1.5配備3個掘進面。3 .上山絞車房及采區(qū)變電所的風量根據經驗：絞車房和采區(qū)變電所的需風量為60n?/inin；絞車房和采區(qū)變電所的總風量Qrt=120m5/mino4 .采區(qū)總進風風量計算Qm=(2Qwt+Qht+2Qrt)K=(360X2+585+120)XI.05=1568(

19、m3/min)式中：EQ.采煤工作面所需風量之和;L8掘進工作面所需風量之和；K.采區(qū)通風(包括內部漏風和配風不均等數)系數；取1.Io5 .通風設施布置及進風、回風路線見附圖。6 .采區(qū)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)采煤工作面、掘進工作面瓦斯探頭安設位置見附圖，按煤礦安全規(guī)程規(guī)定瓦斯?jié)舛冗_到1.5%要斷電撤人。采區(qū)防塵系統(tǒng)機頭處必須安裝噴霧灑水裝置,風流凈化水幕布置位置及數量見附圖。在水平進風大巷，采區(qū)進風石門，采區(qū)回風巷以及煤斗下風側都必須安裝風流凈化水幕。第八章采區(qū)準備方式一.掘進工作面數安排1 .前期先安排一個掘進頭掘出運輸石門和下部車場,再安排兩個掘進頭分別掘煤上山和軌道上山，兩上山相距不少于20

20、m,至上山邊界后,掘出上部車場后與回風石門貫通，形成通風系統(tǒng)。另個掘進頭掘好煤上山后在第一區(qū)段掘中部車場,采用雙巷掘進的方法掘進雙翼的第二區(qū)段回風巷，掘到邊界開切眼。同時在采區(qū)上部邊界，從上部車場向兩翼掘第一區(qū)段的回風巷，掘出以上巷道的過程中，還要掘采區(qū)煤倉、變電所和絞車房。預計9個月第一個工作面可以投入生產。2 .雙面采區(qū)投產后掘進頭按采掘比L1.5配備，既3個掘進頭，準備下區(qū)段。二.上山貫通方式及順序軌道上山掘到上部邊界后掘出上部車場,再與回風石門貫通形成通風系統(tǒng)。隨著第一區(qū)段的回采，及時開掘第二區(qū)段的中部車場、回風巷、運輸巷和開切眼。采用區(qū)段下行式開采順序，依次準備下一區(qū)段的采煤工作面，

21、保證工作面的正常生產接替。第九章安全措施一.采區(qū)通風、防塵及瓦斯事故的防治L加強通風瓦斯檢查，瓦斯檢查員必須堅持進班在前，出班在后,時刻注意瓦斯變化情況，發(fā)現險情及時通知人員停止作業(yè)，及時撤出人員至安全地點，并向調度站匯報。2 .必須安裝瓦斯傳感器，規(guī)定報警濃度和斷電濃度符合規(guī)程規(guī)定，斷電范圍為工作面、回風巷中所有電器設備。3 .嚴格執(zhí)行“一炮三檢”和“三人連鎖”放炮制度。瓦斯超限嚴禁作業(yè)。4 .嚴格執(zhí)行“瓦斯、電閉鎖”，嚴禁使用失爆的電器設備。5 .各裝載點必須有撤水防塵裝置，并設專人維護，保證正常使用。6 .放頂時，如果煤塵太大必須在工作面及放頂處撤水。二.防頂板措施L加強現場管理，工作面做到“三直”、“一牢”，即煤壁直、支柱打直、切頂線放直；支柱要打牢（工作面所