1、 煤礦開采專業(yè)畢業(yè)設計畢業(yè)設計的目的：熟悉和掌握有關煤炭工業(yè)生產(chǎn)建設的路線、方針和各項技術政策，再設計中給予貫徹執(zhí)行。通過畢業(yè)設計結合生產(chǎn)實際綜合運用所學的理論知識和實際知識，以鞏固和擴大理論知識。增強運算、繪圖和編制技術文件等基礎技能的訓練，培養(yǎng)和提高學生分析和解決具體工程問題的能力。在畢業(yè)設計中通過對某一實際問題的深入分析研究使學生對煤礦生產(chǎn)的相關環(huán)節(jié)，生產(chǎn)技術問題有一個比較全面的了解。培養(yǎng)和鍛煉學生熱愛本專業(yè)、熱愛勞動、尊重科學和實踐的良好思想作風。使學生獲得初級工程技術人員的基本培訓。 畢業(yè)設計大綱內(nèi)容： 目錄第一章 礦井概述 -第2頁第二章 采區(qū)地質概況 -第23頁第三章 采區(qū)儲量與

2、生產(chǎn)能力 -第26頁第四章 采區(qū)巷道布置方案的選取 -第26頁第五章 采煤工藝設計 -第51頁第六章 采煤工作面生產(chǎn)技術管理 -第67頁第七章 安全技術措施 -第57頁第一章礦井概況第一節(jié)礦井位置1.1.1 礦區(qū)地理位置與交通條件峰峰集團薛村礦位于河北省邯鄲市西南部，峰峰礦區(qū)大社鎮(zhèn)。薛村礦地處鼓山東麓，區(qū)內(nèi)有公路與主干道相通，向北22.5km到邯鄲市與107國道和京沈公路接壤，并向北15km與309國道相連，向南10km到峰峰集團公司。有運煤專用鐵路自本礦儲煤廠經(jīng)牛兒莊礦、羊渠河礦到新坡編組后，到馬頭站與新線接軌。交通四通八達，十分便利。附礦井交通位置圖1-1。圖1-1 礦井交通位置圖1.1.

3、2 礦區(qū)地形特點 峰峰礦區(qū)位于河北省南部，太行山余脈鼓山之東翼為平緩丘陵，地帶為黃土臺地。地勢西北高東南低，驚天最高海拔314.0m最低178.9m，比高139.1m。地形由西向東傾斜坡度約16.7%東西高差48m，為第四系黃土覆蓋。南北長40km,東西寬25km。為NNE向較狹長隆起地帶，區(qū)內(nèi)地層除鼓山西側及局部地區(qū)叫陡，傾角高達60度左右，大部分地區(qū)地層傾斜較緩，一般在715度之間。1.1.3 礦分布及建材礦區(qū)內(nèi)煤、水、電峰峰礦區(qū)位于邯鄲市南部，面積為353.0km2，東西窄，南北寬呈長條形。建材：礦區(qū)內(nèi)盛產(chǎn)料石、水泥及鋼鐵等建筑材料，運輸距離均不超過25km。電源：本礦井采用電源，一是由

4、牛二莊輸送的電荷，二是本礦矸石發(fā)電廠輸送的電荷。水源：本井田內(nèi)的沖積層及井田周圍的沖積層及奧陶紀灰?guī)r中均含豐富的水源。 1.1.4 礦區(qū)氣候條件薛村礦井田屬溫帶大陸性氣候，每年11月至次年3月為冬季，寒冷干旱，多刮西北風，二月至九月為雨季，多刮南風與東南風。年最高氣溫43，最低-15.7，平均氣溫13對礦井建設影響較小。1.1.5 礦區(qū)水文情況本井田沒有較大的河流，在井田邊界的香山村北有水泉兩個，常有水涌出，形成小河，水量234.6公升/分，下流注入滏陽河。 第二節(jié) 井田地質特征1.2.1 井田地形（邊界尺寸及井田面積）薛村井田地表地貌為簡單平緩丘陵與黃土臺地。地形由西向東傾斜，坡度約16.7

5、，為第四系黃土覆蓋，有垂直節(jié)理直立不倒之特性。井田西部以F4斷層為界，南部以技術邊界與牛兒莊礦為界，東部以F2斷層與小屯礦為界，北部以大煤-250米等高線垂直下切與大淑村礦為界。井田走向長平均約3850m，傾向長平均約5670m，面積約19.3km2，開采標高100-350m。煤層最大傾角15º，最小傾角4º，多數(shù)煤層為4º12º，平均7.4º。西部較窄東部寬，形狀不規(guī)則。1.2.2 井田的勘探程度1地質勘探（1）建井前的地質勘探計劃用1-2年的時間在井田內(nèi)進行普查、詳查和精查勘探。（2）補充勘探精查報告提交后至建井期間，為滿足建井與生產(chǎn)的要求

6、及礦井延深設計要求，需要不斷補充鉆孔。并仔細收集、處理、保存鉆孔資料，以備生產(chǎn)使用。1.2.3煤系地層概況薛村井田為一掩蓋區(qū)，僅在沖溝內(nèi)有基巖露頭，通過鉆探、地質調查及井巷工程揭露。 井田內(nèi)地層包括（自下而上）有：奧陶系中統(tǒng)峰峰組、石炭系中統(tǒng)及上統(tǒng)、二迭系上統(tǒng)及下統(tǒng)、第四系。見圖12附煤層綜合柱狀圖1-2。1.2.4 地質構造薛村井田位于峰峰煤田的東北部，鼓山復背斜之東翼。地質構造單元屬亞洲東部新華夏構造體系的一部分?？偟臉嬙燧喞獮閱涡?，煤巖層大致以西南高，東北低呈扇形展開。在井田淺部形成以西部F4斷層、東部F3斷層為邊界的地塹構造，構成西部構造區(qū)。井田東深部（原為擴大區(qū)）以褶曲構造為特征，形

7、成東部構造區(qū)，其中有代表性的為南旺向斜構造。1.2.5 水文地質特征1區(qū)域概況峰峰煤田位于太行山中段東麓山前丘陵與黃土臺地地帶。南北向鼓山將煤田分為東西兩個部分，多年平均降雨量560 mm，雨季為7、8、9三個月。薛村井田處于鼓山東麓奧灰水強徑流帶之東緣，西部奧灰水強徑流帶對井田水文地質條件影響較大。鼓山東麓強徑流帶地下水通過F4斷層補給井田內(nèi)煤系薄層灰?guī)r含水層，并向深部逕流、排泄。2礦井充水條件及充水因素（1）地表水系井田內(nèi)主要有東西向沖溝四條。在井田內(nèi)香山村西北有泉兩個，經(jīng)常有水涌出，形成一條小河，水量234.6 L/min。此外有觀音溝、南崗溝、二十四合溝及斷頭溝四條。平時干枯無水，每逢

8、雨季水流傾溝而下，但幾小時即降落無水，故稱一時河。（2）主要含水層上石盒子砂巖含水層：下石盒子組、山西組砂巖含水層：礦井正常涌水量為120m3/h，最大涌水量為200m3/h。第三節(jié) 煤層特征1.3.1 煤層埋藏條件 井田西翼左側煤（巖）層產(chǎn)狀由穹窿頂部向ES、EN、NW、SW方向傾斜。西翼右側上部為樂意莊向斜，煤層平均傾角5°，下部為香山背斜，軸向近SN，向南軸向轉為NENNE向。向斜西翼傾角58°，東翼傾角735°，受斷層影響局部達40°。東翼煤層走向近SN，多數(shù)煤層傾角為4º12º。1.3.2 可采煤層及其頂?shù)装褰Y構2號煤（大煤

9、）為可采煤層中最上部也是最厚一層，上距駱駝缽砂巖45 m，下距4號煤3238 m，平均34 m，最大厚度7.8 m，最小厚度2.3 m，平均厚度6.5 m。煤層穩(wěn)定，結構復雜，含夾矸24層，由上而下，第一層夾矸距頂板0.5 m，厚度0.05 m，粉砂巖，穩(wěn)定普遍存在。第二層夾矸距底板1.82.5 m，厚0.040.6 m。不穩(wěn)定。第三層夾矸距底板0.81.8 m，平均1.3 m，厚0.150.2 m，含炭質砂巖，較穩(wěn)定，井田普遍存在。第四層夾矸，距底板0.5 m，厚0.040.2 m。泥炭質粉砂巖，常呈軟泥狀出現(xiàn)，不穩(wěn)定。1.3.3 煤層的圍巖性質可采煤層特征表表11煤層編號煤層名稱煤層厚度煤

10、層間距穩(wěn)定性煤層結構夾矸數(shù)可采性頂板巖性底板巖性最小-最大平均2大煤2.37.86.5323734穩(wěn)定復雜2-4可采粉砂巖粉砂巖煤層頂?shù)装鍘r石物理性質表12層位巖石名稱物理特征力學特性比重（A）容重（濕）（t/m³）含水量（M%）抗壓強度（kg/cm2）抗拉強度（kg/ cm2）干燥狀態(tài)飽和狀態(tài)2號煤層頂板粉砂巖2.752.691.584512987995 2號煤層底板粉砂巖2.752.621.045880901.3.4 煤的特征大煤（2號煤）：物理性質：顏色為深黑色，條痕色為黑色帶褐色，具玻璃狀光澤，脆度較大，內(nèi)生裂隙及外生裂隙發(fā)育，肉眼鑒定為半亮型，一般由鏡煤、亮煤、和暗煤組成，

11、有絲炭夾層，具有參差狀或貝殼狀斷口。煤的比重為1.341.57。煤質的基本特征是水份一般在0.672.08，平均1.22，灰份較高，一般在10.5123.69，平均17.27。揮發(fā)份含量10.6417.13，平均14.29。硫份0.130.59，平均0.31，屬于低硫煤。固定炭含量66.2-79.9%平均70.57%,發(fā)熱量在26.6836.11MJ。1.3.5 煤層的瓦斯、自燃發(fā)火及煤塵經(jīng)鑒定該礦井為底瓦斯礦井，其中相對瓦斯涌出量12m³/t、絕對瓦斯涌出量為27m³/min。經(jīng)煤科院撫順分院鑒定該礦井2號煤自燃發(fā)火為三類自燃發(fā)火煤層，發(fā)火期312個月。發(fā)火原因是采后密閉

12、不及時或密閉質量不好漏風而造成自燃發(fā)火。采用筑密閉墻、井下直接注漿，或地表向火區(qū)鉆孔注漿滅火。杜絕煤層自燃發(fā)火事故的發(fā)生。煤塵薛村礦井田煤塵經(jīng)多次鑒定，具有爆炸性。第四節(jié)、井田境界和儲量1.4.1 井田境界 井田劃分的原則：1.要充分利用自然條件劃分；2.要有合理走向長度；3.要處理好相鄰礦井關系；4.要為礦井發(fā)展留有余地；5要有良好的安全經(jīng)濟效果。井田境界：東以F1斷層為界；北部以K2及第三勘探線為界，西以煤層露頭線為界；南部東邊以2108和1902好鉆孔連線為界，界外為邯鄲礦務局郭二莊煤礦，向西以F4、F6斷層為邊界外，其間以1603、1630、1608、1730號鉆孔連線為界。井田的東西

13、走向約4.3公里，南北傾向4.7公里，面積約為15.4平方公里。1.4.2井田工業(yè)儲量本井田地層產(chǎn)狀平緩，褶皺寬緩，但大、中型斷層較為發(fā)育，又有火成巖的侵入影響，故地質構造屬中等類型。1.4.3儲量計算原則(1)最低可采厚度0.7m，灰分最高小于40(2)斷層及井田邊界要有保護煤柱，井田內(nèi)斷層落差大于50m，落差大于30m，兩側各留保護煤柱30m，井田邊界斷層保護煤柱50m，井田邊界留保護煤柱30m。1.4.4 井田勘探類型井田共布置9條勘探線，1.4.5工業(yè)儲量計算1.儲量計算參數(shù)的確定(1) 面積（S）：當煤層傾角<15º時,采用煤層的水平投影面積13653125.915；

14、當煤層傾角>15º時,采用煤層真面積.真面積水平投影面積×1/cos,為煤層真傾角.各煤層的傾角 表13煤層編號平均傾角(º)傾角范圍(º)煤層編號平均傾角(º)傾角范圍(º)2#7.44128#16430各煤層儲量計算總面積 表14煤層號面積（m2）煤層號面積（m2）2#136531268#142033392.計算方法本次儲量計算直接在1：5000煤層底板等高線圖上，采用地質塊段法計算儲量，為了滿足有關規(guī)程規(guī)定的要求和便于使用，地質塊段的劃分原則如下：(1) 首先以各級儲量邊界為自然邊界，然后在做進一步劃分；(2)分四個水平（

15、即50米、50米、200米、200米）分別計算儲量，也就是將這些標高的等高線做為塊段邊界；2、參數(shù)的確定(1)厚度(m),在采用媒厚成果時,對部分質量低劣鉆孔及構造等原因造成的煤厚異常點未考慮.對9#煤層的開采厚度按復雜煤層夾矸取舍方法合并計算；其余煤層均按規(guī)程規(guī)定的夾矸取舍方法計算開采厚度.然后,采用塊段內(nèi)及周圍附和質量要求鉆孔的煤層開采厚度以及巷道見煤厚度算數(shù)平均值作為該塊段儲量計算厚度.表15煤層編號平均厚度(m)厚度范圍(m)煤層編號平均厚度(m)厚度范圍(m)2#6.52.37.298#0.8502.8(2)容重(t/m3),因薛村礦自投產(chǎn)以來,未進行煤的容重測定工組,所以本次儲量計

16、算仍沿用原精查勘探時的容重值. 煤層容重采用值 表16煤層編號容重(t/m3)煤層編號容重(t/m3)2#1.508#1.45 (3)各煤層的工業(yè)儲量ZC的公式各煤層的工業(yè)儲量(萬噸)=煤層面積()×平均厚度(m)×容重(t/m3)煤層的工業(yè)儲量表 表17煤層編號工業(yè)儲量（萬噸）煤層編號工業(yè)儲量（萬噸）2#13311.308#1750.56其中4#、6#、7#煤層為遠景儲量543.17萬噸（萬噸）高級儲量（萬噸）高級儲量（萬噸）低級儲量D（萬噸）低級儲量（萬噸）工業(yè)儲量（萬噸）礦井地質儲量13311.301750.5602543.1715061.8617605.03第五節(jié)井

17、田可采儲量1.5.1 煤柱留設（1） 井田境界煤柱：井田東部以F1斷層為界，留設50m防水煤柱。南部與郭二莊井田分界處留設40m煤柱，煤礦技術邊界處，留設50m井田邊界煤柱，其他井田邊界留設30m保護煤柱（2）工業(yè)廣廣場煤柱：工業(yè)廣場按一級保護級別留設維護帶15m,（3）村莊煤柱：（4）井田內(nèi)斷層煤柱：（5）礦用鐵路下不留設煤柱，隨采隨填。1.5.2井田可采儲量（1）計算公式：=(Z-P)*k式中：Zk礦井可采儲量，萬噸Z 礦井工業(yè)儲量，萬噸P 礦井煤柱損失量，萬噸K 礦井回采率7080，本礦采用75根據(jù)煤炭工業(yè)部對采區(qū)回采率不得小于以下數(shù)值： 薄煤層為： 85 中厚煤層為：80 厚煤層為：

18、75 地方小礦為：70本礦2#煤為可采煤層，均為中厚煤層，故回采率取85是合理的。（2）礦井留設煤柱損失量 煤層編號永久煤柱損失量煤層編號永久煤柱損失量2#935萬噸8#114萬噸第六節(jié)礦井年產(chǎn)量、服務年限及工作制度1.6.1礦井年產(chǎn)量本礦井適合設大型礦井，其理由如下：（1）儲量一般，工業(yè)儲量15061.86萬噸，可采儲量14012.86萬噸；（2）煤層賦存較穩(wěn)定，傾角變化不太大，適宜用綜采設備采掘；（3）根據(jù)我國目前技術發(fā)展水平，提升，運輸排水，通風等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，均能保證正常運行；（4）本井田距京廣鐵路褡褳車站25KM，距礦山鐵路權村站6KM，地理位置較優(yōu)越，交通便利。綜合考慮以上因素，結合規(guī)

19、范規(guī)定，確定井型為150萬噸/年。1.6.2核算礦井服務年限 根據(jù)礦井實際的地層和煤層特征，主要可采煤層為2#煤層，均厚為6.5m,平均傾角為7.4 º賦存狀況穩(wěn)定。根據(jù)公式：T=Z/(A*k)式中: T=礦井設計服務年限，年Z=礦井可采儲量，萬噸A=礦井設計生產(chǎn)能力，萬噸/年K=儲備系數(shù)，因本礦地質條件復雜，本設計采用k=1.3，所以：T=Z/(A*k)=14012.86（150×1.3）=71.9年根據(jù)規(guī)范規(guī)定對生產(chǎn)120-240萬噸/年的礦井，服務年限不少于60年，本礦符合規(guī)程規(guī)定。本設計是150萬噸/年，達產(chǎn)后與技術條件相適應時，可以提高年產(chǎn)量，因此，服務年限為70

20、年是合理的。1.6.3礦井工作制度礦井年工作日為300天。采煤每晝夜“四六制”，三班出煤，一班準備；掘進工序簡單，也可以四班連續(xù)工作，設備隨時修理，邊掘進邊準備；地面采用“三八制”，每晝夜提升時間為18小時。第七節(jié) 井田開拓井田開拓的在井田范圍內(nèi)，從地面向地下開掘一系列巷道進入煤層，建立礦井提升、運輸、通風、排水和動力供應等生產(chǎn)系統(tǒng)。礦井開拓設計已經(jīng)是地總體設計劃定好的井田范圍內(nèi)根據(jù)精查地質報告和其它補充資料具體體現(xiàn)設計的合理原則。認真研究主要井巷工程如何深入地下，以便接近或深入煤層預定位置，為采區(qū)開采打通道路。其主要內(nèi)容包括確是主副井的井筒形式、深度、數(shù)量、位置、階段高度、大巷位置、采區(qū)劃分

21、、開采順序通風運輸方式等。1.7.1確定井田開拓方式的原則井田開拓所要解決的問題是，在一定的礦山地質和開采技術條件下，根據(jù)礦區(qū)總體設計的原則規(guī)定，正確解決下列問題：（1）確定井筒的形式、數(shù)目及其布置，合理選擇井筒及工業(yè)廣場的位置；（2）合理地確定開采水平數(shù)目和位置；（3）布置大巷及井底車場；（4）確定礦井開采程序，做好開采水平的接替；（5）進行礦井開拓延伸、深部開拓及技術改造。1.7.2 開拓方式的確定薛村礦地形復雜井田中央地勢低洼,有一定厚度的沖積層,采用立井開拓相比較好,井筒位置盡量靠近儲量中心.具體方案及分析見下節(jié).1.7.3 井筒位置、數(shù)目的確定井筒的位置的選擇涉及地面、井下一系列因素

22、，原則性強，關系重大，影響因素很多。選擇井筒形式對井下開采有利，又要便于井筒 開掘和維護。1影響井筒位置的因素（1）地面條件：1）工業(yè)場地占地面積 井口附近要有一定范圍，用以布置工業(yè)場地，其中包括主、副井生產(chǎn)系統(tǒng)建筑物與結構物。2）地形與工程地質條件 選擇井筒位置應當充分利用地形，井口附近不能過分低洼，不僅要避免洪水災害。而且盡可能避開滑坡巖崩流砂和泥石流危險區(qū)，以及其他不利于施工的工程地質條件。（2）井下條件：1）按最小運輸功確定井筒位置通常把運量與運距的乘積叫做運輸功，以噸公里表示。在同一井田內(nèi)大巷運輸費高低與所所消耗的運輸功近似成正比。井田儲量一定時，沿井田走向大巷運輸功的變化因井筒位置

23、不同而成倍增加。2）根據(jù)地質條件井筒位置應該選擇以丘陵坡地為主的寬緩地帶。該處沖擊層薄，地下水補給范圍有限、工程地質條件較好，土地畝產(chǎn)較低。即:主副井井筒開拓至第一水平在煤層底板中布置井底車場,然后直接延深至第二水平,用石門與-200水平運輸大巷聯(lián)系.綜上考慮采用雙立井開拓，風井設在井田的淺部邊界，也用立井開拓方式。2井筒數(shù)目的確定本礦井瓦斯含量比較大，經(jīng)有關部門鑒定為高瓦斯礦井。故礦井通風問題是整個礦井重要內(nèi)容。同時考慮到礦井傾向較長平均長度為5670m.確定該礦才有中央邊界式通風，在井田淺部開拓風井。井筒特征表井筒名稱主立井副立井東立風井西立風井橫坐標21959.108021994.542

24、018254.00縱坐標182030.7055182079.4475183531.000井口標高239.75239317.5井底標高-50-50150.0井筒直徑m5.06.05.55.5井筒凈斷面19.628.623.723.7提升容器兩套12t雙箕斗一對1.5t雙層箕斗井筒支護混凝土砌碹混凝土砌碹混凝土砌碹混凝土砌碹主井斷面圖 風硐平行于安全出口布置圖第八節(jié) 開采水平設計1.8.1 水平高度的確定 本井田2 #主采煤層，傾角在4°12°之間，大部分在7.4°左右，采用下山比上山開采具有技術簡單、生產(chǎn)條件優(yōu)越等優(yōu)點，因此采用上山開采。根據(jù)本礦實際條件,結合實際礦

25、井的現(xiàn)場經(jīng)驗,第一水平標高訂為-60,這樣既保證第一水平服務年限60年符合規(guī)范要求,又能減少初期工程量,盡早出煤,第一水平可采儲量為12358.3萬噸,服務年限60年. 第二水平標高為-200各水平開采方式:本井田大部分采用上山開采,因為上山開采技術簡單,通風系統(tǒng)好,排水容易 ,巷道掘進維護容易等優(yōu)點1.8.2巷道布置本礦主采2煤層,主要運輸大巷及開采運輸上山布置即在2#煤層的底板巖石中,先開采第一水平,然后開采第二水平.本礦井主采2#煤層，煤質較硬，頂?shù)装逡草^穩(wěn)定，故將運輸大巷布置在2#煤層底板巖石中。其優(yōu)點是后期維護相對簡單，維護費用低，受采動影響小。缺點是掘進速度慢，掘進費用高，前期投資

26、高。第九節(jié)井底車場1.9.1 概述井底車場是井筒附近連接井筒和主要運輸大巷的一組巷道和硐室的總稱，是連接礦井提升和井下運輸?shù)臉屑~，井下的煤炭和矸石通過井底車場運到地面，地面的材料和設備通過井底車場運到井下用料場所、排水、動力供應及人員上下必須通過井底車場。因此，井底車場設計是否合理，直接影響著礦井的安全的生產(chǎn)。由于井底車場要為整個礦井服務，服務年限長，以此將井底車場布置在2#煤層底板巖石中。1.9.2 確定井底車場的形式及布置方式1 井底車場的平面布置(1) 存車線長度的確定： 底卸式礦車運煤的井底車場主井空、重車線長度：掘進煤集中在井底車場用翻車機處理時，由掘進煤列車空、重車線長度確定底卸式

27、礦車空、重車線長度。 副井進、出線長度：大型礦井應各容納0.51.0列車。 副井材料線設在出車側，即在副井出車線旁增設一股道，其長度：中型礦井應容納510個以上材料車。(2) 存車線長度的計算： 主、副井空、重車線：主井空、重車線長度：L=mnl1+Nl2+l3=米取整數(shù)為123米。副井空、重車線長度：L=mnl1+Nl2+l3=米取整數(shù)為64米。式中 m-列車數(shù)，主井取1.5列，副井取1列； n-每列車的礦車數(shù)，按車組成計算確定，15輛； l1-一個礦車帶緩沖器的長度，1.5噸固定式礦車2.4米，3.0噸底卸式礦車3.45米； N-電機車數(shù)，臺； l2-每臺電機車的長度，米； l3-列車制動

28、距離，1.5噸固定式礦車取7米，3.0噸底卸式礦車取40米。 材料車線：L=nl1=米式中 L-材料存車線長度，米； n-容納的材料車，10輛； l1-一個材料車帶緩沖器的長度，2.4米。 人車線： 一般為一列車加1520米。 調車線長度：L=mnl1+Nl2+l3=米取整數(shù)為72米。 線路布置：（見圖3-5）(3) 車場通過能力： 區(qū)段劃分：首先將井底車場線路繪制在1：500的平面圖上，并在圖中標出主要線路長度、道岔位置及其編號等，然后按下列原則把整個線路劃分為若干區(qū)段。凡一臺電機車（或列車）未駛出之前，另一臺電機車（或列車）不能駛入的線路，應劃分為一個區(qū)段。區(qū)段劃分時，必須考慮設置信號的合

29、理性和可能性。對通過線和有跟蹤列車（或電機車）形式的線路，區(qū)段劃分不宜太多、太密。綜上所述，車場巷道及硐室除煤倉、裝卸硐室都采用混凝土支護其他采用錨噴支護，遇到圍巖破碎的地方加金屬網(wǎng)錨噴。本礦井井底車場和大巷輔助運輸用礦用防爆特殊性蓄電式電機車和1.5t礦車運輸，軌距為600mm。采用立井環(huán)形臥式車場，運輸大巷運煤采用sgz-1000/1200型膠帶輸送機，回風大巷的 材料、運矸等用MG-1.1-6A型固定式礦車，采用蓄電式電機車。第二章 采區(qū)地質概況第一節(jié) 采區(qū)概況：2.1.1、采區(qū)的位置及范圍 八采區(qū)位于薛村礦井田南部邊界。東西長10001600米，南北長400750米。工業(yè)儲量576.4

30、萬噸,可采儲量307.6萬噸.(包括F3斷層防水煤柱)就我礦目前的開采技術水平來說,做為一個采區(qū)開采是比較合理的。2.1.2、四鄰邊界 八采區(qū)位于我礦南部邊界：其西南部和南部與牛兒莊礦相鄰，東部以F3斷層與小屯礦為界，西北部和北部為我礦東二采區(qū)（已采）。采區(qū)內(nèi)以F20斷層為界。2.1.3、鄰區(qū)對本區(qū)的影響因素 （1）、水的影響 本采區(qū)東部以F3大斷層為界,此段含水層沿斷層裂隙突出的危險。施工時必須探清斷層要素,編制防水措施,核定防水煤柱。（2）、其它采區(qū)西翼還受到東二采區(qū)以探明的陷落柱的影響。在此處作業(yè)時，應有防止受其危害的措施。第二節(jié) 采區(qū)內(nèi)煤層賦存的條件開采煤層特征：煤層煤厚傾角傾向走向穩(wěn)

31、定性硬度牌號大煤平均6(m)12°400-780（m）1000-1600（m）穩(wěn)定0.91.2PM最大最小7.8-3.5（m）4-16°第三節(jié) 地質構造及水文地質條件2.3.1地質構造概述 本采區(qū)西部為南崗穹隆，東部為小屯穹隆，南部為牛兒莊向斜，采區(qū)構造變化較大，主要呈現(xiàn)鞍部構造，局部小褶曲發(fā)育。本采區(qū)斷層發(fā)育，主要以NE走向為主。斷層控制程度低。2.3.2水文地質條件概述 本采區(qū)處于單斜及構造盆地單元，主要來源于大煤頂板砂巖水和大煤頂板灰?guī)r水，也受F3斷層水和鄰區(qū)考空積水的威脅。 其中：大煤頂板砂巖水 正常最大1.0（m3/min）, 最大1.5（m3/min） 大煤頂板

32、灰?guī)r水 正常0.3（m3/min），最大0.5（m3/min） 另外考慮鄰區(qū)積水本區(qū)綜合：正常涌水量為2（m3/min） 最大涌水量為3（m3/min）第四節(jié) 開采煤層及頂?shù)装?開采煤層頂?shù)装逄卣髅簩宇悇e巖石名稱厚度(M)主 要 特 征大煤直接頂粉砂巖6.5深灰色，較細含植物化石老 頂中細砂巖4.2灰白色，石英長石為主，具空隙水直接底粉砂巖10.0黑灰色，頂部軟，含植物化石，有石遂石第五節(jié) 其它因素2.5.1 瓦斯由地質提供的資料： 回采絕對瓦斯涌出量預計27.084 m3/min；相對瓦斯涌出量為12 m3/t。瓦斯等級屬于高瓦斯。2.5.2煤塵爆炸系數(shù) 該數(shù)據(jù)經(jīng)97年7月份實測，煤塵具有爆

33、炸性，爆炸指數(shù)為14.0818.76。2.5.3自然發(fā)火期采區(qū)大煤煤層自然發(fā)火期為312個月。第三章 采區(qū)儲量與生產(chǎn)能力第一節(jié) 采區(qū)的儲量3.1.1采區(qū)儲量計算 本采區(qū)工業(yè)儲量為514.9萬噸，可采儲量為397.6萬噸。（不包括F3斷層煤柱） 大煤工業(yè)儲量： 514.9萬噸； 其中: 上山煤柱煤量 138.71萬噸； 上山煤柱損失 31.49萬噸； 煤柱損失 66.69萬噸； 回采煤量 376.19萬噸。 Zk=(Zg-P)C式中Zk-采區(qū)可采儲量，萬噸；Zg-采區(qū)工業(yè)儲量，萬噸；P-采區(qū)煤炭損失量，萬噸； C-設計采出率。采區(qū)采出率：薄煤層不低于85%；中厚煤層不低于80%；厚煤層不低于75

34、%。C=376.19/(514.9-98.18)=0.9符合要求。T=Zk/Ak式中Zk-采區(qū)可采儲量，萬噸； T-采區(qū)服務年限，a； A-采區(qū)設計生產(chǎn)能力，萬噸/a； K-儲量備用系數(shù)，一班取1.3-1.5T=376.19/150*1.3=1.93(取整為2年)第四章 采區(qū)方案設計第一節(jié)采煤方法的選擇.4.1.1選擇采煤方法的原則 采煤方法的選擇是煤礦安全生產(chǎn)的重要內(nèi)容，它將直接影響礦井安全生產(chǎn)和煤礦企業(yè)各項技術經(jīng)濟指標。選擇采煤方法應當結合區(qū)域經(jīng)濟特點，根據(jù)煤層賦存條件、礦井開采技術水平等因素，選用技術先進、經(jīng)濟合理、安全條件生產(chǎn)好、資源回收率高的采煤方法。選擇采煤方法，必須滿足安全、經(jīng)濟

35、、煤炭采出率高的基本原則，努力實現(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，做到采煤工藝先進合理，采煤系統(tǒng)可靠技術措施完善。經(jīng)濟就是高產(chǎn)、高效、低耗、低成本，煤炭質量好。采出率高就是要求盡量減少煤柱損失，減少工作面留煤損失和潑撒損失，最大限度地提高煤炭資源采出率，已達到國家要求。選擇采煤方法應當遵循的三個基本原則。4.1.2影響采煤方法選擇的因素 影響采煤方法選擇原則要求，在選擇和設計采煤方法時，必須考慮到具體的地質、技術和經(jīng)濟因素的影響。 1、地質因素（1）煤層傾角 煤層傾角的變化不僅直接影響到采煤工作面推進方向、破煤方式、運煤方式、工作面長度、支護方式、采空區(qū)處理方法

36、，而且還直接影響到采區(qū)巷道布置、運輸方式、通風系統(tǒng)、頂板災害防治措施以及各種參數(shù)的選擇。一般條件下，傾角小于12°的煤層，有利于采用巷道系統(tǒng)簡單的傾斜長壁采煤法；傾角大于12°的煤層，多數(shù)采用走向長壁采煤法。（2）煤層厚度 一般條件下，薄及中厚煤層通常采用一次采全高的采煤方法，厚煤層可采用大采高綜合機械化采煤一次采全高、放頂煤采煤法，也可以采用分層開采的方法。在開采自然發(fā)火期較短的厚煤層時，就必須采區(qū)綜合預防煤層自然發(fā)火的措施。（3）煤層特征及頂?shù)装宸€(wěn)定性 煤層的硬度、煤層的結構、含煤層數(shù)及煤層頂?shù)装鍘r石的穩(wěn)定性，都直接影響到采煤機械、采煤質構造復雜、埋藏條件不穩(wěn)定的煤層，

37、可選擇普通機械化采煤方法、爆破落煤采煤方法以及其他適應性較強、安全可靠性較高的采煤方法。多走向斷層的煤層宜采用走向長壁采煤法；多傾斜斷層的煤層，宜采用傾斜長壁采煤方法。因此在選擇采煤方法之前，必須加強地質勘查和測量工作，準確掌握開采范圍內(nèi)的地質構造情況，以便正確的選擇適應的采煤方法。（4）煤層含水性 煤層及其頂?shù)装搴枯^大時，需要在采煤工作面開采前采取疏排措施，或在采煤過程中布置疏排水設施，應在選擇采煤方法時加以充分考慮。（5）煤層瓦含量 煤層瓦斯含量較高時，在選擇采煤方法時，應當考慮布置預抽瓦斯專用巷道和預抽瓦斯鉆孔，并通過瓦斯管網(wǎng)進行瓦斯抽放。還要考慮在煤礦開采過程中加強通風和瓦斯管理，

38、防止瓦斯事故的發(fā)生。（6）煤層自然發(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)、巷道維護方法和采煤工作面推進方向等，決定著是否需要采取防火灌漿措施或選用充填采煤法。2、技術發(fā)展及裝備水平工作面采煤工藝技術、裝備能力不斷提高，工作面單產(chǎn)水平和勞動效率迅速增長。因此在采煤方法選擇時應考慮不同裝備水平的工藝技術、工作面單產(chǎn)水平必須同礦井各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)能力相適應，并留有相當?shù)陌l(fā)展余地。3、礦井管理水平礦井管理水平及員工素質對采煤方法的選擇也會有一定影響，在選擇和應用那些技術要求高、生產(chǎn)組織復雜、管理比較復雜的采煤方法時，應在加強對員工安全技術培訓前提下，按照先易后難原則，有計劃地、循

39、序漸進地逐步試用，在掌握其技術要領并積累一定實踐經(jīng)驗后推廣應用。4、礦井經(jīng)濟效益礦井的經(jīng)濟效益是選擇采煤方法的重要因素。在選擇采煤方法時，要研究擬采采用采煤方法的投入和產(chǎn)出關系，考慮企業(yè)的投資能力和采煤方法經(jīng)濟效果。還要考慮設備供應和配件、消耗材料的供應情況，盡量保證生產(chǎn)消耗材料能就地取材，以降低原煤生產(chǎn)成本。綜上因素考慮采用一次采全厚放頂煤采煤方法。（詳見第五章第一節(jié)）第二節(jié)采區(qū)巷道布置4.2.1采區(qū)設計方案的選擇及其參數(shù)的確定 1采區(qū)參數(shù)確定采區(qū)參數(shù)包括：采區(qū)尺寸、工作面及區(qū)段長度、采區(qū)煤柱尺寸及采區(qū)生產(chǎn)能力。(1)采區(qū)尺寸數(shù)值 采區(qū)尺寸包括走向長度和傾斜長度。使用單體液壓支柱的普采工作面

40、采區(qū)，其走向長度一般為10001500m；綜采采區(qū)以用單面布置，其走向長度一般不小于1000m；當雙面布置時，一般不小于2000m。綜放走向長度一般不宜小于8001000m。(2)采煤工作面長度合理的工作面長度應能為實現(xiàn)工作面高產(chǎn)、高效提供有利條件。在確定工作面長度時，應考慮一下因素;煤層賦存條件；機械設備及技術管理水平；巷道布置等因素。 綜合機械化采煤工作面長度，一般為150200m；普采工作面長度，一般為120150m；炮采工作面長度80-150m；對拉工作面總長度一般為200-300m。小型礦井工作面長度可采用大、中型礦井的下線或適當降低。急傾斜采用偽傾斜柔性掩護支架采煤法的工作面一般為

41、30-60m。綜放工作面長度一般不應小于80m，目前以130200m較為合理，在設備可靠性和技術熟練程度提高的前提下，綜放工作面程長度可適當增加。(3)采區(qū)煤柱尺寸煤柱留設應按照建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱及壓煤開采規(guī)程的相關規(guī)定確定。采區(qū)上山間的煤柱寬度（沿走向）：薄及中厚煤層為20m；厚煤層為20-25m。工作面停采線至上山的煤柱寬度：薄及中厚煤層為20m；厚煤層為30-40m。上下區(qū)段平巷之間煤柱寬度：薄及中厚煤層為8-15m；厚煤層為30m。運輸大巷一側煤柱寬度：薄及中厚煤層為20-30m；厚煤層為25-50m。回風大巷一側煤柱寬度：薄及中厚煤層為20m；厚煤層為20-30m。采區(qū)

42、邊界兩個采區(qū)之間的煤柱寬度為10m。斷層一側煤柱寬度根據(jù)斷層落差及含水等具體情況而定：落差大且含水時留30-50m；落差較大留1015m；采區(qū)內(nèi)落差小的斷層通常不留煤柱。應當指出:大巷布置在較堅硬的巖石中，或大巷距離煤層垂距在20m以上時，一般不受采動影響，其上方可不留護巷煤柱。(4)采區(qū)生產(chǎn)能力 采區(qū)生產(chǎn)能力是采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的采煤工作面和掘進工作面出煤的總和。合理確定采區(qū)生產(chǎn)能力，可以充分發(fā)揮采區(qū)主要巷道和設備效能，改善采取各項技術經(jīng)濟指標，合理提高采區(qū)生產(chǎn)能力，是實現(xiàn)采區(qū)集中化生產(chǎn)，不斷提高礦井產(chǎn)量、減少同時生產(chǎn)采區(qū)個數(shù)的重要措施。本礦井初步確定采用高產(chǎn)高效一井一面工作面開采，因此一個工作

43、面的生產(chǎn)能力即為礦井的生產(chǎn)能力1.50Mt/a。工作面工作制度采用“四六”工作制，即三班采煤，一班準備，年工作日為300天。則為達到礦井生產(chǎn)能力每天的產(chǎn)量為：1500000/3005000t1、 一個工作面生產(chǎn)能力確定、工作面采用雙向割煤，往返進兩刀所需時間tL為 （式5-1）式中：工作面長度，180m； 斜切進刀段長度，30m； 采煤機正常割煤牽引速度，取3m/min；采煤機反向操作及進刀所需時間，取10min。由上式計算得出60min。、 必須的間歇時間T停必須的間歇時間包括每割完一刀煤檢查機器更換截齒時間；正常的停開機時間；采煤機改變牽引方向時的翻擋煤板時間及滾筒調位時間等。根據(jù)實際情況

44、，T停取40min。、因此每割一刀煤用時100min，工作中保留一定的富裕系數(shù)即割一刀煤用時取180min。即每班可采2刀。 確定采區(qū)生產(chǎn)能力的確定采煤工作面產(chǎn)量A1=LvmrcL-采煤工作面長度，180m；V-工作面推進度，1134m/a；（每天進6刀，截深0.63m，日進度為3.78m，一年按300天計算）M-煤層厚度或采高，6m；r-煤的體積密度，1.5t/m3；c-采煤工作面采出率，放頂煤工作面采出率為0.9A1=180×1134×6×1.5×0.9=165萬噸 150萬噸符合要求。 采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的工作面數(shù)目以為本礦井為高產(chǎn)高效一井一面礦井所以

45、只有一個生產(chǎn)工作面。 采區(qū)生產(chǎn)能力的驗算a. 采區(qū)運輸能力驗算A1An（/K）×300式中設備生產(chǎn)能力，450t/h；輸設備正常工作系數(shù)，一般取0.7-0.9；產(chǎn)量不均衡系數(shù)，取1.2-1.3；日出煤時間，18h。A1450×18×0.8×300÷1.3168萬t，符合要求。采區(qū)通風能力驗算A1300×24×60×/CC1式中V巷道內(nèi)允許的最大風速，4/；S巷斷面積，19.8；C生產(chǎn)煤需要的風量，16m3/(min·t)；C1風量備用系數(shù)，取1.2 A1300×24×60×4

46、×19.8÷16÷1.2178.2萬t，符合要求。為了保證礦井穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，必須做好采煤工作面接替計劃。采區(qū)工作面接替表 表41注：采煤工作面以四位數(shù)字編號，第一位數(shù)字代表水平序號，第二位數(shù)字代表采區(qū)編號，第三位數(shù)字代表煤層編號，第四位數(shù)字代表區(qū)段編號。4.2.2.采區(qū)形式、采區(qū)上山的數(shù)目及位置1、采區(qū)上山位置的要求 采區(qū)上山是采區(qū)的主要巷道，應以有利于采區(qū)生產(chǎn)和巷道維護作為確定其位置的主要依據(jù)，同時考慮其經(jīng)濟效益。上山根據(jù)層位可分為：巖層上山和煤層上山兩種方式。采區(qū)上山在下列情況下，可以考慮在煤層中布置：對于可采單一煤層，薄及中厚煤層的采區(qū)，采區(qū)服務時間短；可采只有

47、兩個分層的單一厚煤層采區(qū)，開采深度小，頂?shù)装灞容^穩(wěn)定，煤質在中硬以上 ，上山不難維護時；聯(lián)合布置采區(qū)，下部為維護較好的薄及中厚煤層時；為部分煤層和區(qū)段服務的，維護年限不長的專用通風或運煤上山。 對于單一厚煤層和聯(lián)合布置的采區(qū)，一般應將上山布置在煤層底板巖石中。但如果下部煤層的底板巖層距涌水量大的含水層很近，不能布置上山，或者當上山只為采區(qū)上部煤層或部分區(qū)段服務，開采下部煤層便廢棄不用時，可以考慮把上山布置在煤層群的中部或上部。2、采區(qū)上山坡度一般情況下，采區(qū)內(nèi)煤炭的運輸都采用輸送機上山運煤或上山溜放。緩傾斜煤層一般采用輸送機上山，傾斜煤層采用自溜上山。 坡度小于15°的上山，可鋪設帶

48、式輸送機或刮板輸送機運煤；坡度在15°25°的上山，可鋪設刮板輸送機運煤；坡度超過25°的上山，可采用搪瓷或鑄石溜槽溜煤，自溜上山的自溜坡度為30°35°。3、軌道上山軌道上山的提升方式，一般采用絞車牽引的串車方式或循環(huán)絞車（無極繩）運輸方式。采用串車提升的，要求上山坡度小于25°；采用循環(huán)絞車運輸?shù)模笊仙狡露炔怀^10°。當煤層傾角大于25°時，無論是煤層軌道上山，還是巖層軌道上山，其坡度應與煤層傾角一致；當煤層傾角大于25°時，應將上山坡度控制在25°以下。上山坡度在6°25&

49、#176;之間，可采用單滾筒絞車輔助提升。4、采區(qū)上山的數(shù)目 采區(qū)上山至少為兩條，一條為運輸上山，一條為軌道上山，同時兼做通風和行人。 在生產(chǎn)能力很大的特厚煤層采區(qū)，聯(lián)合布置的采區(qū)；產(chǎn)量較大，瓦斯涌出量也很大的采區(qū)，特別是下山采區(qū)；產(chǎn)量較大，經(jīng)常出現(xiàn)上、下區(qū)段同時生產(chǎn)，需要簡化通風系統(tǒng)的采區(qū)，運輸上山和軌道上山均布置在底板巖石中。增設的上山如果服務年限不長，可沿煤層布置。 在以下情況下，需要三條上山：煤層層數(shù)多，生產(chǎn)能力大的煤層群聯(lián)合布置采區(qū)；生產(chǎn)能力較大，瓦斯涌出量也很大的采區(qū)，特別是需要有專門排出瓦斯上山；生產(chǎn)能力大，經(jīng)常出現(xiàn)上下區(qū)段同時生產(chǎn)，需要簡化通風系統(tǒng)的采區(qū)；集中運輸上山和軌道上山

50、均布置在底板巖層中，需要探清煤層情況，或為提前掘進其他采區(qū)的巷道以及需要泄水的采區(qū)。增設上山一般可用作運煤或通風用，也可兼做行人、輔助提升。增設的上山特別是服務年限不長的上山，多數(shù)可沿煤層布置，以便減少掘進費用，并起到探清煤層變化情況的作用。5、采區(qū)上山的布置方式 開采厚煤層的采區(qū)上山可布置在煤層底板巖層中，也可以布置在煤層中。當煤層厚度較大，采區(qū)儲量較豐富，采區(qū)上山服務年限較長時，如果將采區(qū)上山布置在煤層中，不僅巷道維護較為困難，維護費用高，而且要留設較大尺寸的煤柱，增大煤柱損失。因此，一般將采區(qū)上山布置在距煤層底板以下1015m的巖層中。只有煤層厚度不大，采深較淺，頂板和底板巖層穩(wěn)定，煤質

51、較硬，煤層自然發(fā)火危險小或者是煤層底板之下有一層含水量較大的巖層，或煤層底板為較厚的松軟巖層，布置巖巷有困難的情況下，才考慮將上山布置在煤層中。 采區(qū)上山數(shù)目一般為2條，其布置方式可以是兩巖、兩煤或一巖一煤等。但在特殊情況下，也可以布置三條上山，可以是三巖上、三煤上山或一煤二巖上山布置方式。上山之間應有一定的層位高差，一般運輸上山布置在上層位，軌道上山布置在下層位，這樣有利于巷道的排水及與區(qū)段巷道的銜接。當二條上山均在煤層中布置，且煤層厚度有限，而一條上山可能處于軟弱破碎巖層中時，為便于巷道維護，仍應在同一層位布置上山。巖石上山的布置應是其處于基本避開采動影響、較為穩(wěn)固的巖層中，因此 ，上山距

52、煤層底板應保持一定的距離。 采取兩條巖石上山布置的，其水平間距一般取2025m；三條巖石上山的，其間距可以縮小到1015m；如果是煤層上山，則間距要增加到2030m左右。上山間距，過大則會使上山之間的聯(lián)絡巷長度加大，過小不利于巷道維護，也不便于在其間布置機電硐室，給中部車場的布置和施工帶來困難。4.2.3.采區(qū)設計方案 采區(qū)形式：采用綜采放頂煤采煤法的采區(qū)，要求有一定走向長度，采區(qū)上部走向長度 1600，下部走向長度1000m， 平均走向長度 1200m。 采用單翼采區(qū)布置。走向為1200m。根據(jù)所有采區(qū)資料分析采用三條上山布置，有三種方案進行比較分別為三巖上山布置、兩巖一煤上山布置和三煤上山

53、布置。采區(qū)方案技術比較表 表42方案項目第一方案三巖上山方案第一方案二巖一煤上山方案第三方案三煤上山方案1.掘進工程量工程量大。因三條上山均在巖石中，故要多掘378m石門和60m溜煤眼工程量較大比第三種多掘170m石門工程量小2.工程難度困難。一是巖巷施工，二是巷道連接復雜困難較容易3.通風距離長。每個區(qū)段要增加180m的通風距離較長。每區(qū)段增加100m通風距離短4.管理環(huán)節(jié)管理環(huán)節(jié)多。一是溜煤眼多，二是漏風地點多多（同第一方案）少5，巷道維護維護工程量少，維護費用低煤層上山，維護工程量較大，費用較高煤層上山，梯形金屬支架受采動影響大，維護工程量大，費用高6.支架回收無法回收煤層上山支架部分可以回收復用可以回收，70%可以復用7.工