《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　采</b></p><p><b>　　礦</b></p><p><b>　　學(xué)</b></p><p><b>　　課</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p

2、><b>　　計(jì)</b></p><p>　　1 礦井概況及井田地質(zhì)特征4</p><p>　　1.1 礦井概況4</p><p>　　1.1.1 井田位置、范圍和交通位置4</p><p><b>　　1．1.2地形5</b></p><p><b>

3、;　　1．1.3氣象5</b></p><p><b>　　1．1.4地震6</b></p><p>　　1．1.5經(jīng)濟(jì)概況7</p><p>　　1.2 井田地質(zhì)特征7</p><p>　　1.2.1 井田地質(zhì)構(gòu)造7</p><p>　　1.2.2 水文地質(zhì)10</

4、p><p>　　1.3 煤層特征11</p><p>　　1.3.1煤質(zhì)11</p><p>　　1.3.2瓦斯11</p><p>　　1.3.3 煤塵及煤的自燃12</p><p>　　2 采區(qū)、帶邊界及儲(chǔ)量13</p><p>　　2.1 采區(qū)邊界13</p><

5、;p>　　2.2 采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量13</p><p>　　2.3 采區(qū)可采儲(chǔ)量14</p><p>　　2.3.1永久煤柱留設(shè)14</p><p>　　2.3.2礦井可采儲(chǔ)量計(jì)算15</p><p>　　3 采區(qū)巷道布置15</p><p>　　3.1煤層地質(zhì)特征15</p><p&

6、gt;　　3.1.1可采煤層情況15</p><p>　　3.1.2煤種及煤質(zhì)變化15</p><p>　　3.1.3其他開采技術(shù)條件15</p><p>　　3.2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)16</p><p>　　3.2.1確定采區(qū)走向長(zhǎng)度16</p><p>　　3.2.2確定區(qū)段斜長(zhǎng)和區(qū)段數(shù)目16&l

7、t;/p><p>　　3.2.3煤柱尺寸的確定16</p><p>　　3.2.4采區(qū)上下山的布置17</p><p>　　3.2.5區(qū)段平巷的布置18</p><p>　　3.2.6聯(lián)絡(luò)巷道的布置18</p><p>　　3.2．7采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)18</p><p>　　3.3 采區(qū)車場(chǎng)形

8、式選擇19</p><p>　　3.3.1采區(qū)上部車場(chǎng)19</p><p>　　3.3.2采區(qū)中部車場(chǎng)20</p><p>　　3.3.3采區(qū)下部車場(chǎng)20</p><p>　　3.4 采區(qū)采掘接替計(jì)劃21</p><p>　　3.4.1采區(qū)主要巷道參數(shù)確定21</p><p>　　3

9、.4.2確定采區(qū)生產(chǎn)能力23</p><p>　　3.4.3計(jì)算采區(qū)回采率23</p><p><b>　　4 采煤方法24</b></p><p>　　4.1 采煤工藝方式24</p><p>　　4.1.1確定采煤工藝方式24</p><p>　　4.1.2 回采工作面參數(shù)25&l

10、t;/p><p>　　4.1.3采煤工作面破煤、裝煤方式25</p><p>　　4.1.4 各工藝過程安全注意事項(xiàng)36</p><p>　　5 礦井及首采區(qū)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表38</p><p>　　6課程設(shè)計(jì)總結(jié)與心得39</p><p>　　1 礦井概況及井田地質(zhì)特征</p><p>

11、<b>　　1.1 礦井概況</b></p><p>　　1.1.1 井田位置、范圍和交通位置</p><p>　　邑陽(yáng)煤礦位于河北省武安市北部，以高村為中心，南距武安市約5km。邯鄲-長(zhǎng)治公路橫跨礦區(qū)南端，邢臺(tái)-都黨公路縱貫礦區(qū)東緣。煤礦運(yùn)煤專用線在上泉車站與褡午環(huán)形鐵路接軌，交通十分便利（見圖1-1）。</p><p>　　圖1-1 交通

12、位置圖 </p><p><b>　　1．1.2地形</b></p><p>　　礦區(qū)位于太行山東麓山前丘陵地帶，武安盆地的西部，屬山間平原地貌，地形微向東傾斜。礦區(qū)范圍內(nèi)全為新生界近代和下更新統(tǒng)松散沉積物所覆蓋。除現(xiàn)代河谷和黃土分布的低平地帶外，余者均為下更新統(tǒng)的冰磧泥礫和冰水沉積的灰綠、灰白夾褐紅色粘土。在卵石表面可見到擦痕和壓坑，卵石大小不一，大者直徑可達(dá)

13、0.8m，由紅色粘土及砂充填。</p><p><b>　　1．1.3氣象</b></p><p>　　本區(qū)為溫帶大陸性氣候，四季分明，春旱、夏熱、秋雨、冬寒，根據(jù)武安市氣象站資料統(tǒng)計(jì)，年降雨量介于1472mm（1963年）～135mm（1966年），平均降雨量600mm，最大月降雨量1026mm（1963年8月），，降雨多集中在7、8、9三個(gè)月。年蒸發(fā)量2000mm

14、左右。平均氣溫12.6℃,最高溫度41.3℃(1968年6月11日)，最低溫度-19.9℃(1967年1月15日)。降雪及凍結(jié)日期自11月中旬至次年3月初，約90余天，最大凍結(jié)厚度41cm。平均風(fēng)速2.7m/s左右，最大風(fēng)速22.7m/s，風(fēng)向北東，北北東居多。</p><p>　　邯鄲礦區(qū)地處中緯度地帶，屬半干旱暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，冬季寒冷少雪，春季干燥，風(fēng)沙盛行，夏季炎熱多雨，秋季晴朗，寒暖適中。

15、據(jù)武安氣象站資料，多年平均氣溫12.6℃，月平均氣溫最低為-3.4℃（1月份），最高為26.4℃（7月份），極端最低氣溫為-19.9℃（1967年1月5日）；極端最高氣溫為42.5℃。多年平均日照時(shí)數(shù)為2297，年日照百分率平均為52%，平均無(wú)霜期192天，霜凍期一般為每年11月中旬左右至次年3月份，約120余天。積雪最大厚度14.00～16.00cm，凍土最大深度42.00cm。風(fēng)向多為南風(fēng)和西北風(fēng)，年平均風(fēng)速2.7m/s，極端最大風(fēng)

16、速29m/s。本區(qū)降水主要受太平洋東南季風(fēng)氣候影響，因距海洋較遠(yuǎn)，故而偏少，多年平均降水量為560mm，歷年最大降水量為1472.7mm（1963年），最小降水量為135.0mm（1966年），月最大降雨量1026.3mm(1963年8月)，最大日降雨量286.3mm（1963年8月4日），降水主要集中在夏季，汛期一般在6～9月份，降水量占全年總量的76%。年最大蒸發(fā)量2792.9mm(1960年)，最小1257.1(196</p

17、><p>　　主要自然災(zāi)害有旱災(zāi)、水災(zāi)、雹災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、蟲災(zāi)、地震、霜凍等。</p><p><b>　　1．1.4地震</b></p><p>　　本區(qū)位于環(huán)太平洋地震構(gòu)造帶，因而地震極為頻繁，且震級(jí)較高。邯邢礦區(qū)屬國(guó)家地震重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)，按照《中國(guó)地震裂度區(qū)劃圖（1990）》劃分，本區(qū)地震裂度為7度區(qū)。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-20

18、01）劃分，本區(qū)所屬地震動(dòng)峰值加速度分區(qū)為0.10～0.15g。</p><p>　　據(jù)河北省歷史地震資料，歷史上有記載并影響到本區(qū)的地震有：</p><p>　　1、1314年10月5日在涉縣、武安（北緯36°5′，東經(jīng)113°8′）發(fā)生6級(jí)地震，地震烈度8°，壞官民廬舍，涉縣死326人，武安死14人。</p><p>　　2、170

19、8年10月26日在永年（北緯36°7′，東經(jīng)114°7′）發(fā)生5.5級(jí)地震，地震烈度7°，震倒城垛數(shù)十處，壞民舍無(wú)數(shù)，人多露宿。沙河縣同年地震。</p><p>　　3、1805年在邢臺(tái)（北緯37°1′，東經(jīng)114°5′）發(fā)生5級(jí)地震，地震烈度6°，屋有壞者，沙河縣亦震。</p><p>　　4、1830年6月12日在磁縣（北緯3

20、6°4′，東經(jīng)114°2′）發(fā)生7.5級(jí)地震，地震烈度10°，山崩地裂，涌出黃黑沙土，井水浸溢，漳、洼兩河涸，房屋倒塌十之八九，達(dá)20余萬(wàn)間，壓死5485人。受波及的武安縣房屋倒塌無(wú)數(shù)，城垣坍塌，半成廢墟。地震波及邯鄲、武安、廣平、肥鄉(xiāng)、永年、館陶等縣。</p><p>　　5、1966年3月8日5時(shí)29分，在河北省邢臺(tái)地區(qū)隆堯縣東的馬蘭、白家寨一帶，發(fā)生6.8級(jí)強(qiáng)烈地震，震源深度1

21、0公里，震中烈度為9度強(qiáng)。極震區(qū)面積300平方公里。繼這次地震之后，3月22日在寧晉縣東汪鎮(zhèn)分別發(fā)生了6.7級(jí)和7.2級(jí)地震各一次，地震震源深度9公里，震中烈度為10度，極震區(qū)面積約137平方公里，東汪鎮(zhèn)一帶房屋幾乎全部塌平，地裂冒水，村內(nèi)外寬大裂縫縱橫交錯(cuò)，裂縫寬0.7m以上，綿延數(shù)十米至數(shù)公里不等。沙河縣以褡褳、顯德旺等地較重，倒房394間，嚴(yán)重破壞324間，山區(qū)有6處大滑坡，3月26日在老震區(qū)以北的束鹿南發(fā)生了6.2級(jí)地震，3月2

22、9日在老震區(qū)以東的巨鹿北發(fā)生了6級(jí)地震。從3月8日至29日在21天的時(shí)間里，邢臺(tái)地區(qū)連續(xù)發(fā)生了5次6級(jí)以上地震，此次地震一直延續(xù)到5月15日，4.9級(jí)以上地震達(dá)10次之多。這一地震群統(tǒng)稱為邢臺(tái)地震。</p><p>　　6、1972年10月12日7時(shí)在沙河縣西秦莊公社樊下曹一帶（北緯36°57.5′，東經(jīng)114°18.5′）發(fā)生5.2級(jí)地震，地震烈度6°，先聽到爆破聲大的巨響，隨即感

23、到地面上拱，激烈跳動(dòng)，房屋個(gè)別倒塌，余震持續(xù)到10月18日。</p><p><b>　　1．1.5經(jīng)濟(jì)概況</b></p><p>　　邑陽(yáng)煤礦位于武安市境內(nèi)。</p><p>　　武安市位于邯鄲市西北，太行山東麓，西北與山西省交界。面積1806平方公里，城區(qū)面積16.5平方公里。現(xiàn)轄22個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、502個(gè)行政村，人口69.1萬(wàn)。1988年設(shè)武

24、安市，撤銷武安縣，以原武安縣行政區(qū)域?yàn)槲浒彩行姓^(qū)域。為省屬縣級(jí)市，由邯鄲市代管，素有“太行明珠”之稱。2005年，武安市完成生產(chǎn)總值235億元，財(cái)政總收入達(dá)到30.24億元，其中縣級(jí)財(cái)政收入達(dá)到9.58億元。綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力在2003年再進(jìn)全省“十強(qiáng)”，2004年晉位全省“三強(qiáng)”、并跨入全國(guó)“百?gòu)?qiáng)”。武安市礦藏豐富，以煤、鐵為主，還有鋁礬土、硫磺、云母、石棉、石膏、石英、鎢等共20余種。</p><p>　　礦區(qū)內(nèi)

25、農(nóng)業(yè)耕地多為旱地，耕地較少，地方采礦、洗選、冶煉工業(yè)是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的重要經(jīng)濟(jì)來源。主要農(nóng)作物有小麥、玉米等，經(jīng)濟(jì)作物有棉花、大豆、花生等，礦藏以煤、鐵、石材為主。主要工業(yè)有煤炭、鋼鐵、冶煉、化工、水泥和電力。</p><p>　　1.2 井田地質(zhì)特征</p><p>　　1.2.1 井田地質(zhì)構(gòu)造</p><p>　　邑陽(yáng)井田基本構(gòu)造形態(tài)為一單斜構(gòu)造，以斷裂構(gòu)造為主，，褶

26、曲次之。此外，尚有巖漿巖的侵入。斷裂方向以北北東－及北東向最為發(fā)育，以高角度正斷層為主，將礦區(qū)切割成若干小型的地壘、地塹和斷塊。區(qū)內(nèi)伴有寬緩的褶曲及巖漿巖侵入，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等類型。地層在第10地質(zhì)剖面線以北近南北走向，傾向東。第10地質(zhì)剖面線以南走向轉(zhuǎn)為北東，傾向南東。地層傾角15º～30º，一般15～20°。</p><p><b>　　1）褶曲</b>

27、;</p><p>　　在南部沿11線有較明顯的向斜，軸向約北70º西。其次，在F4以西的淺部地段第10及4地質(zhì)剖面線附近也具有短軸向斜的特征。</p><p><b>　　2）斷層</b></p><p>　　邑陽(yáng)井田內(nèi)已發(fā)現(xiàn)大小斷層共119條。其中落差≥20m的大中型斷層19條；落差20～3m的中小型斷層32條；落差≤3m的小型斷

28、層68條（表3－1）。中小型斷層均為在2#煤層開采過程中所揭露。斷層性質(zhì)均為高角度正斷層，斷層傾角一般為60º～70º。斷層走向主要為北北東～北東向?？傆^全區(qū)，南部斷層多落差大，加之巖漿巖發(fā)育，使構(gòu)造趨向復(fù)雜化。現(xiàn)將區(qū)內(nèi)的主要斷層分述如下表：</p><p>　　邑陽(yáng)井田斷層數(shù)目統(tǒng)計(jì)表</p><p><b>　?。?）大中型斷層</b></

29、p><p>　　在邑陽(yáng)井田內(nèi)，已揭露大中型斷層19條。將各斷層的主要特征及控制情況描述如下：</p><p>　　含煤地層：本井田的主要含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組、中統(tǒng)本溪組。地層總厚度200—240m，平均220m，共含煤16層，煤層總厚13.08m，總含煤系數(shù)5.9％，</p><p>　　① 山西組（P11s）</p><p&

30、gt;　　地層厚度70～80m，平均76m。巖性以灰、深灰色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖與淺灰色、灰白色細(xì)粒至中粒砂巖為主。底部常以一層灰、深灰色細(xì)、中粒砂巖或粉砂巖與太原組分界，整合接觸。下部為砂質(zhì)泥巖，泥巖偶夾煤線。中部以灰、深灰色中、細(xì)粒砂巖、粉</p><p>　　邑陽(yáng)井田內(nèi)大中型斷層一覽表 </p><p>　　砂巖為主，間夾灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖，含煤3層，編號(hào)分別為1上＃、1＃、2＃，煤層

31、總厚4.56m，總含煤系數(shù)7.0％。位于該組下部的2#煤層為主要可采煤層，1＃煤層為局部可采煤層?？刹擅簩涌偤?.16m，可采含煤系數(shù)6.4％。2#煤夾矸深灰色(晶質(zhì))水云母粘土巖是極可靠的標(biāo)志層。上部為灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖，局部具泥質(zhì)或菱鐵質(zhì)細(xì)鮞粒結(jié)構(gòu)，間夾粉砂巖，細(xì)粒砂巖。</p><p>　　本組地層中含有豐富的植物化石，尤以各煤層頂板植物化石居多，其中常見的有貓眼鱗木和苛達(dá)木等。動(dòng)物化石僅在少數(shù)鉆孔中偶爾發(fā)

32、現(xiàn)，多為瓣腮類，常與植物化石共生。山西組地層沉積是在海退漸遠(yuǎn)的大環(huán)境條件下以三角洲相為主的沉積。沉積環(huán)境決定了巖性和煤層的變化。</p><p>　?、?太原組（C3t）</p><p>　　總厚125～150m，平均140m。巖性以灰、深灰色粉砂巖和灰、淺灰色細(xì)粒至中粒砂巖組成，局部見粗粒砂巖或含礫粗粒砂巖，間夾石灰?guī)r4～7層，其中沉積普遍，厚度穩(wěn)定者有大青、中青、伏青和野青灰?guī)r四層，為

33、良好標(biāo)志層；其余下架、小青和一座灰?guī)r僅局部或偶有沉積。含煤層14層，煤層總厚8.36m，總含煤系數(shù)6.0%。從上到下煤層編號(hào)為3#、4#、4下#、5上#、5#、5下、6#、6下#、7上#、7#、7下#、8上#、8#、9#，其中可采煤層5層，分別為4#、6#、7#、8#、9#，除4＃煤層局部可采外，其余均為大部可采煤層?？刹擅簩涌偲骄穸?.95m，可采含煤系數(shù)4.3%。位于太原組底部的8＃、9#煤層受巖漿巖侵入影響嚴(yán)重。</p&g

34、t;<p>　　本組地層粉砂巖中含豐富植物化石，常見的有翅羊齒和櫛羊齒植物化石?；?guī)r中海相動(dòng)物化石豐富，常見的網(wǎng)格長(zhǎng)身貝，紡綞蜒、希瓦格蜒及海百合莖等。</p><p>　　太原組是以淺海入侵頻繁的海陸交替相沉積，每個(gè)沉積旋回中陸相、過渡相、海相幾乎齊全，但以過渡相較為發(fā)育，沉積旋回韻律明顯。從太原組所含4—7層灰?guī)r（或海相泥巖）在地層剖面中的分布、間距、厚度可以看出，海水侵入的間隔由下至上逐漸增大

35、，而侵入強(qiáng)度逐漸變?nèi)跻灾料А?lt;/p><p><b>　　③本溪組（C2b）</b></p><p>　　地層總厚15～20m，平均18m。中下部為灰、灰黑色鋁土質(zhì)泥巖，砂質(zhì)泥巖，具鮞狀結(jié)構(gòu)，間夾細(xì)砂巖，粉砂巖。上部為一層深灰色石灰?guī)r，含蜒科動(dòng)物化石，層位較穩(wěn)定，稱本溪灰?guī)r或盡頭灰?guī)r。本組含不穩(wěn)定薄煤層1層，即10#煤層，為不可采煤層，煤層厚度平均0.15m，含煤系

36、數(shù)為0.8%。</p><p>　　本組地層為海陸交替相沉積，以瀉湖、潮坪等過渡相為主。底部普遍沉積一層比較穩(wěn)定的鐵質(zhì)泥巖（山西式鐵礦），與奧陶系呈假整合接觸。</p><p>　　1.2.2 水文地質(zhì)</p><p>　　邑陽(yáng)井田礦區(qū)為一單斜構(gòu)造，本礦區(qū)可劃分為兩個(gè)不同的水文地質(zhì)塊段。位于F4斷層以西地段，構(gòu)造復(fù)雜，巖溶裂隙發(fā)育，煤層賦存淺，覆蓋層薄，地表有北洺河

37、河道穿過，因此水文地質(zhì)條件復(fù)雜。而位于F4斷層以東地段，煤層埋藏深，覆蓋層厚，水文地質(zhì)條件相對(duì)簡(jiǎn)單。本區(qū)開采上部煤層時(shí)，水文地質(zhì)類型屬于堅(jiān)硬裂隙巖層為主的水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單偏中等的礦床；如果開采下三層煤，則為以裂隙巖溶巖層為主的水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦床。</p><p><b>　　1、含水層</b></p><p>　　本區(qū)含水層自上而下依次為：第四系砂礫石及砂層、二疊

38、系石盒子組（三段、一、二段）砂巖，山西組大煤頂板砂巖、太原組野青灰?guī)r、伏青灰?guī)r、大青灰?guī)r、奧陶系灰?guī)r，共計(jì)7個(gè)含水層。其中，大煤頂板砂巖、伏青灰?guī)r、大青灰?guī)r及奧灰為煤層開采時(shí)的主要充水含水層，含水層特征。</p><p><b>　　2、隔水層</b></p><p>　　在各含水層之間，普遍賦存有良好的相對(duì)隔水層（以下稱隔水層）。礦區(qū)東部覆蓋層下段普遍分布15~70

39、m厚的土類（粘土、砂質(zhì)粘土、砂土）隔水層，層位較穩(wěn)定，連續(xù)性較好，可阻擋地表水及潛水向下滲漏。</p><p>　　二疊系石盒子組（三段、一、二段）砂巖與山西組大煤頂板砂巖含水層之間，賦存有40~50m左右的泥質(zhì)巖層，這套巖層厚度穩(wěn)定，巖石完整。在正常情況下能夠起到良好的隔水作用。當(dāng)大煤回采塌陷后有效充水裂隙帶將會(huì)勾通石盒子組一段砂巖含水層。</p><p>　　大煤頂板砂巖，野青灰?guī)r、伏

40、青灰?guī)r、大青灰?guī)r各含水層之間，均賦存有30~40m的粉砂巖、膠結(jié)致密的細(xì)粒砂巖及裂隙不發(fā)育的巖漿巖，可視為隔水層。</p><p>　　6號(hào)煤下距伏青灰?guī)r3~7m，巖性為黑色粉砂巖。因厚度小，裂隙發(fā)育，隔水性差，所以在開采6號(hào)煤層時(shí)，伏青灰?guī)r是坑道充水的主要含水層。</p><p>　　大青灰?guī)r下距奧灰一般為37m左右，巖性主要為粉砂巖及鋁土泥巖，穿插有巖漿巖。奧灰第八段（O28）也視為隔

41、水層，這樣便增加了隔水層厚度。</p><p><b>　　構(gòu)造的導(dǎo)水性</b></p><p>　　本區(qū)發(fā)育的構(gòu)造基本為階梯狀正斷層。煤系地層多為柔性巖石，斷層帶多為泥質(zhì)成份，斷層角礫巖有膠結(jié)現(xiàn)象，在天然狀態(tài)下的導(dǎo)水是微弱的。邑陽(yáng)井田礦自建井投產(chǎn)以來，截止到2007年6月底，由于斷層因素導(dǎo)致的突水大小共11次，最小0.05L/s.m，最大為4.67L/s.m，但絕大

42、多數(shù)發(fā)生在建井期間，近年來生產(chǎn)中雖有斷層揭露，均未發(fā)生明顯突水。但當(dāng)煤層與下盤大青和奧灰接觸時(shí)情況則可能相反，如郭二莊礦一坑大煤與奧灰對(duì)口接觸，造成了礦坑突然涌水。該情況說明，當(dāng)?shù)V井開拓揭露斷層時(shí)，由于失去平衡狀態(tài)，當(dāng)對(duì)應(yīng)盤含水層水壓大于斷層帶抗壓強(qiáng)度時(shí)，斷層將失去隔水作用，造成地下水充入。因此，采掘過程中對(duì)落差較大的斷層應(yīng)保留適當(dāng)?shù)拿褐⒓訌?qiáng)防探水工作。</p><p><b>　　1.3 煤層特征

43、</b></p><p><b>　　1.3.1煤質(zhì)</b></p><p>　　按照我國(guó)現(xiàn)行的煤炭分類標(biāo)準(zhǔn)《中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》，結(jié)合本礦區(qū)煤樣的化驗(yàn)資料分析確定，本區(qū)煤類以高變質(zhì)無(wú)煙煤為主，部分為天然焦。</p><p>　　各煤層煤質(zhì)主要特征。</p><p><b>　?。ㄒ唬┟旱奈锢硇再|(zhì)

44、</b></p><p>　　各煤層均為濱海沼澤沉積的腐植煤。具有典型高變質(zhì)無(wú)煙煤的特征。外觀呈黑、灰黑或鋼灰色，似金屬光澤，反射率高達(dá)15%以上，階梯狀或次平坦?fàn)顢嗫?，均一狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，比重和硬度均較大，變質(zhì)程度愈高，塊度愈佳。</p><p>　　天然焦呈鋼灰色，略染手，堅(jiān)硬塊狀，與焦炭近似，但孔隙度低，鏡下觀察見有氣孔和花紋構(gòu)造。</p><p&g

45、t;　　（二）煤的主要化學(xué)特征</p><p>　　由于煤的變質(zhì)程度高，視密度均大于1.2，用密度1.1的浮選液浮不出浮煤，各項(xiàng)化驗(yàn)和測(cè)定均為原煤樣。</p><p><b>　　1.3.2瓦斯</b></p><p>　　邑陽(yáng)井田礦從建井到投產(chǎn)以來，從未發(fā)生過瓦斯突出事故，礦井瓦斯在涌出形式上，均表現(xiàn)為普通涌出。</p><

46、;p>　　根據(jù)河北省煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)督管理辦公室文件《關(guān)于邯鄲礦業(yè)集團(tuán)公司2005年度礦井瓦斯等級(jí)鑒定的批復(fù)》冀煤安辦[2006]18號(hào)文，邯鄲礦業(yè)集團(tuán)邑陽(yáng)井田煤礦的瓦斯鑒定結(jié)果：礦井瓦斯絕對(duì)涌出量4.20m³/min，相對(duì)涌出量1.34 m³/t。鑒定結(jié)果為低瓦斯礦井。</p><p>　　2004年5月至2007年5月，山東省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)和第二勘探隊(duì)在邑陽(yáng)井田煤礦深部擴(kuò)大區(qū)進(jìn)行

47、勘探，分別對(duì)2號(hào)煤層采取了6孔6個(gè)瓦斯樣，現(xiàn)場(chǎng)解吸無(wú)氣。分析結(jié)果表明：其瓦斯(CH4)成分和含量最高分別為67.60%和2.493cm3/g，二氧化碳(CO2)成分和含量最高為0.03%和0.206cm3/g，氮?dú)?N2)成分和含量最高為99.94%和3.703cm3/g。2號(hào)煤層屬于瓦斯N2帶，瓦斯含量低，平均含量分別為0.693ml/g。煤層瓦斯成分以氮?dú)鉃橹?，次為二氧化碳、甲烷氣體；瓦斯含量普遍低，應(yīng)屬瓦斯風(fēng)化帶。</p&g

48、t;<p>　　煤層瓦斯成分及含量表 </p><p>　　本區(qū)各煤層瓦斯含量不高，但由鄰區(qū)和本井田生產(chǎn)資料來看，局部利于瓦斯儲(chǔ)存的地段（如背斜軸部）瓦斯可達(dá)二級(jí)，郭二莊煤礦和賀莊煤礦均為一級(jí)瓦斯礦，但局部地段可達(dá)二級(jí)。另外，本區(qū)大部分地段有巖漿侵入，使煤層變質(zhì)程度普遍增高，煤層有產(chǎn)生氣體的條件，某些地段如果賦存條件良好，瓦斯含量可能會(huì)相對(duì)聚集，因此，在生產(chǎn)過程中應(yīng)加強(qiáng)瓦斯管理，以防瓦斯聚集發(fā)生瓦斯

49、爆炸事故。</p><p>　　1.3.3 煤塵及煤的自燃</p><p>　　依據(jù)煤炭科學(xué)研究總院撫順分院對(duì)邑陽(yáng)井田礦2＃煤煤塵爆炸性鑒定報(bào)告，煤樣水份Wf4.70%，灰份Af 7.08％，揮發(fā)份Vf4.70﹪，Vr 5.35﹪，無(wú)火焰長(zhǎng)度，鑒定結(jié)果為煤塵無(wú)爆炸性。</p><p>　　根據(jù)河北煤田地質(zhì)研究所對(duì)礦井2號(hào)煤層煤塵爆炸性煤樣鑒定報(bào)告，礦井2號(hào)煤煤樣

50、水分0.83％，干基灰分17.87％，干基無(wú)灰基揮發(fā)分5.90％，無(wú)火焰長(zhǎng)度，鑒定結(jié)果為煤塵無(wú)爆炸性。</p><p>　　鄰近章村井田、郭二莊煤礦、顯德汪煤礦等生產(chǎn)礦井開采上組煤均未發(fā)生過煤塵爆炸，但郭二莊煤礦下組煤補(bǔ)充勘探報(bào)告試驗(yàn)資料表明下組煤有煤塵爆炸性。</p><p>　　邑陽(yáng)井田深部擴(kuò)大區(qū)勘探試驗(yàn)結(jié)果表明6、8、9＃煤均無(wú)煤塵爆炸性，但采樣數(shù)量較少，結(jié)論有一定的片面性。<

51、/p><p>　　依據(jù)煤炭科學(xué)研究總院撫順分院對(duì)邑陽(yáng)井田煤礦2＃煤自燃傾向煤樣鑒定報(bào)告，自燃傾向等級(jí)為三類，不易自燃。</p><p>　　2 采區(qū)、帶邊界及儲(chǔ)量</p><p><b>　　2.1 采區(qū)邊界</b></p><p>　　本井田煤層為緩傾斜煤層，井田境界采用垂直劃分法，本井田劃分的原則有：</p>

52、<p>　　1) 井田范圍儲(chǔ)量、煤層賦存及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)；</p><p>　　2) 保證井田有合理的尺寸；</p><p>　　3) 充分利用現(xiàn)有的自然條件劃分井田；</p><p>　　4）合理規(guī)劃礦井的開采范圍，處理好相鄰礦井之間的關(guān)系。</p><p>　　根據(jù)以上規(guī)則和礦區(qū)總設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，結(jié)合煤層的

53、賦層情況，地質(zhì)構(gòu)造，開采技術(shù)條件，并保證各井田都有合理的尺寸和邊界。</p><p>　　圖2.1井田境界示意圖</p><p>　　井田形狀呈一個(gè)規(guī)則的長(zhǎng)方形，東西寬5km，南北長(zhǎng)2.9km，面積14.5km2。邑陽(yáng)煤礦井田境界示意圖如圖2.1所示。</p><p>　　2.2 采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量</p><p>　　本礦井設(shè)計(jì)只對(duì)2號(hào)煤層、6號(hào)

54、煤層和7號(hào)煤層進(jìn)行開采設(shè)計(jì)，本次儲(chǔ)量計(jì)算是在精查地質(zhì)報(bào)告提供的1：5000煤層底板等高線圖上計(jì)算的，儲(chǔ)量計(jì)算可靠。</p><p>　　井田范圍內(nèi)的煤炭?jī)?chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，煤炭工業(yè)儲(chǔ)量是由煤層面積、容重及厚度相乘所得，其公式一般為：</p><p>　　Zg=S/cosα×M×γ

55、 式1.2.1</p><p>　　式中，Zg——采區(qū)的工業(yè)儲(chǔ)量；</p><p>　　S——采區(qū)的水平面積，2.6km2；</p><p>　　α——煤層平均傾角，2、6、7號(hào)煤層取12°；</p><p>　　M——煤層的厚度，2號(hào)煤層平均厚度4.16m， 6、7號(hào)煤層平均厚度5.95m；</p><p

56、>　　γ——煤的容重，煤層1.7t/m3。</p><p><b>　　全礦總計(jì)：</b></p><p>　　Zg=S/cosα×M×γ=2.6/cos12°×(4.16+5.95×2)×1.7=72.6Mt</p><p>　　2.3 采區(qū)可采儲(chǔ)量</p>&l

57、t;p>　　2.3.1永久煤柱留設(shè)</p><p>　　為確保地面建筑物及工程設(shè)施和井下開采的安全，設(shè)計(jì)對(duì)井筒、大巷、工業(yè)場(chǎng)地、鐵路、公路、井田境界、構(gòu)造等留設(shè)安全煤柱，嚴(yán)格按《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》的要求進(jìn)行采煤設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　1)井田邊界煤柱</b></p><p>　　本井田境界屬人

58、為邊界，根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求按50留設(shè)煤柱。邊界煤柱可按下列公式計(jì)算：</p><p>　　Zjb＝Ljb×b×M×γ 式1.2.2</p><p>　　式中，Zjb——邊界煤柱損失量，Mt；</p><p>　　Ljb——邊界總長(zhǎng)度

59、，3400m；</p><p>　　B——煤柱寬度，人為邊界煤柱50m，斷層煤柱30m。</p><p><b>　　煤柱總壓煤量：</b></p><p>　　Zjb＝Ljb×B×M×γ=3400×50×(4.16+5.95×2)×1.7=4.6Mt</p>

60、<p><b>　　2) 采區(qū)邊界煤柱</b></p><p>　　采區(qū)邊界煤柱的作用是將兩個(gè)相鄰采區(qū)隔離，以防止萬(wàn)一發(fā)生火災(zāi)、水害和瓦斯涌出時(shí)相互蔓延；避免從采空區(qū)大量漏風(fēng)。采區(qū)邊界煤柱一般寬約10m左右。</p><p>　　Zcb=Lcb×B×M×γ

61、 式1.2.3</p><p>　　式中，Zcb——采區(qū)邊界煤柱損失量，Mt；</p><p>　　Lcb——采區(qū)邊界總長(zhǎng)度，3878m。</p><p>　　Zcb= Lcb×B×M×γ=3200×10×(4.16+5.95×2)×1.7=0.9Mt</p>

62、<p>　　2.3.2礦井可采儲(chǔ)量計(jì)算</p><p>　　求得各種煤柱的儲(chǔ)量損失后，可按下式計(jì)算礦井可采儲(chǔ)量：</p><p>　　Z=(Zg-P)·C 式1.2.6</p><p>　　式中，Z——礦井可采儲(chǔ)量，Mt；</p>

63、<p>　　Zg——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，Mt；</p><p>　　P——各種煤柱儲(chǔ)量損失之和，P=Zjb＋Zcb＋=4.6＋0.9=5.5Mt；</p><p>　　C——采區(qū)回采率，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。本礦井主采煤層屬厚煤層，因此C取0.85。</p><p><b>　　則計(jì)算可采儲(chǔ)量為：<

64、;/b></p><p>　　Z=(Zg-P)·C=(72.6－5.5)×0.8=54Mt</p><p>　　由此可得本采區(qū)的可采儲(chǔ)量為54Mt。</p><p><b>　　3 采區(qū)巷道布置</b></p><p><b>　　3.1煤層地質(zhì)特征</b></p&g

65、t;<p>　　3.1.1可采煤層情況</p><p>　　采區(qū)內(nèi)主要可采煤層為煤2、6、7。2、6、7煤層為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的中厚煤層，煤層厚度變化不大。煤層的賦存狀態(tài)較好，有利于采區(qū)巷道的布置。</p><p>　　3.1.2煤種及煤質(zhì)變化</p><p>　　各煤層均為濱海沼澤沉積的腐植煤。具有典型高變質(zhì)無(wú)煙煤的特征。外觀呈黑、灰黑或鋼灰色，似金屬光澤，

66、反射率高達(dá)15%以上，階梯狀或次平坦?fàn)顢嗫?，均一狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，比重和硬度均較大，變質(zhì)程度愈高，塊度愈佳。</p><p>　　天然焦呈鋼灰色，略染手，堅(jiān)硬塊狀，與焦炭近似，但孔隙度低，鏡下觀察見有氣孔和花紋構(gòu)造。</p><p>　　3.1.3其他開采技術(shù)條件</p><p><b>　　1．瓦斯</b></p><p&

67、gt;　　邑陽(yáng)井田礦從建井到投產(chǎn)以來，從未發(fā)生過瓦斯突出事故，礦井瓦斯在涌出形式上，均表現(xiàn)為普通涌出。分析結(jié)果表明：其瓦斯(CH4)成分和含量最高分別為67.60%和2.493cm3/g，二氧化碳(CO2)成分和含量最高為0.03%和0.206cm3/g，氮?dú)?N2)成分和含量最高為99.94%和3.703cm3/g。2號(hào)煤層屬于瓦斯N2帶，瓦斯含量低，平均含量分別為0.693ml/g。煤層瓦斯成分以氮?dú)鉃橹?，次為二氧化碳、甲烷氣體；瓦

68、斯含量普遍低，應(yīng)屬瓦斯風(fēng)化帶。</p><p>　　2．煤的自然發(fā)火情況</p><p>　　依據(jù)煤炭科學(xué)研究總院撫順分院對(duì)邑陽(yáng)井田礦2＃煤煤塵爆炸性鑒定報(bào)告，煤樣水份Wf4.70%，灰份Af 7.08％，揮發(fā)份Vf4.70﹪，Vr 5.35﹪，無(wú)火焰長(zhǎng)度，鑒定結(jié)果為煤塵無(wú)爆炸性。</p><p>　　3.2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)</p><

69、;p>　　3.2.1確定采區(qū)走向長(zhǎng)度</p><p>　　根據(jù)沿井田走向有無(wú)大的地質(zhì)變化，如斷層，無(wú)煤帶，傾角變化很大等地質(zhì)條件，利用這些地質(zhì)變化帶劃分采區(qū)，確定走向長(zhǎng)度。若沒有地質(zhì)地質(zhì)條件限制時(shí)，采區(qū)走向長(zhǎng)度應(yīng)從技術(shù)上可行和經(jīng)濟(jì)上有利的原則來確定。技術(shù)上的因素主要考慮區(qū)段巷道的運(yùn)輸維護(hù)和供電問題。經(jīng)濟(jì)上有利的采區(qū)走向長(zhǎng)度，應(yīng)是與采區(qū)走向有關(guān)的巷道掘進(jìn)、維護(hù)、運(yùn)輸?shù)鹊膰嵜嘿M(fèi)用最低的長(zhǎng)度。根據(jù)我國(guó)煤礦實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

70、：對(duì)于緩傾斜和傾斜煤層，如果開采條件好，采掘機(jī)械化程度較高，區(qū)段集中巷采用帶式輸送機(jī)。生產(chǎn)能力較大的采區(qū)，其走向長(zhǎng)度為1000-1500米。綜合機(jī)械化開采，采區(qū)單面布置時(shí)，走向長(zhǎng)度一般不小于1000米；雙面布置時(shí)，走向長(zhǎng)度不小于2000米。普通機(jī)械化開采時(shí)，一般為1200-1500米。</p><p>　　本設(shè)計(jì)先開采西南方向的西一采區(qū)，其內(nèi)沒有大的地質(zhì)變化，采用綜合機(jī)械化開采，采區(qū)內(nèi)平均走向長(zhǎng)度4700米。&l

71、t;/p><p>　　井田內(nèi)沒有大的地質(zhì)變化，采用綜合機(jī)械化開采，采區(qū)走向長(zhǎng)度為1000米。</p><p>　　3.2.2確定區(qū)段斜長(zhǎng)和區(qū)段數(shù)目</p><p>　　使用走向長(zhǎng)壁采煤法的采區(qū)，區(qū)段斜長(zhǎng)等于回采工作面長(zhǎng)度加上區(qū)段平巷和護(hù)巷煤柱的寬度。區(qū)段平巷寬度，根據(jù)巷道斷面的確定，這里取4米。采用沿空掘巷，不留護(hù)巷煤柱。</p><p>　　首

72、采采區(qū)斜長(zhǎng)為1400m,工作面長(zhǎng)度暫定為300m，區(qū)段平巷寬度為40m,則區(qū)段斜長(zhǎng)為：300＋2×40＝380 m，一個(gè)采區(qū)區(qū)段數(shù)目為1400/380＝3個(gè)。</p><p>　　3.2.3煤柱尺寸的確定</p><p>　　為了使采區(qū)內(nèi)各種煤層巷道保持良好狀態(tài)，有時(shí)留設(shè)一定的煤柱。如留設(shè)開采水平運(yùn)輸大巷、上下山、總回風(fēng)巷、區(qū)段平巷，以及采區(qū)邊界煤柱和大斷層煤柱等。目前，煤柱尺寸

73、主要根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來確定。緩傾斜及傾斜煤層煤柱參考尺寸見表5.2。</p><p>　　邑陽(yáng)礦北礦井采區(qū)實(shí)行無(wú)煤柱開采，區(qū)段平巷不留煤柱，采區(qū)上山一側(cè)需留20m煤柱。采區(qū)下山和采區(qū)邊界不留煤柱，大巷布置在巖層中也不留煤柱。</p><p>　　表3.2采區(qū)煤層巷道護(hù)巷煤柱尺寸</p><p>　　3.2.4采區(qū)上下山的布置</p><p>　　

74、對(duì)于單一厚煤層和聯(lián)合布置的采區(qū)，一般應(yīng)將上山布置在煤層底版巖層中，但在下部煤層的底版巖層距涌水量特大的巖層很近，不能布置上山，或者當(dāng)上山只為開采上部煤層服務(wù)，而開采下部煤層便報(bào)廢不用時(shí)，可以考慮把上山布置在煤層群的中部或上部。</p><p>　　采區(qū)上山至少有兩條，一條運(yùn)輸上山，一條軌道上山，同時(shí)用來通風(fēng)行人。在生產(chǎn)能力較大的特厚煤層采區(qū)，集中聯(lián)合布置的采區(qū)；或產(chǎn)量較大，瓦斯涌出量也大的采區(qū)；以及其他情況需要時(shí)

75、，也可以增設(shè)一條專用的上山，增設(shè)的上山如果服務(wù)年限不長(zhǎng)，可沿煤層布置。</p><p>　　兩條上山，可以是一巖一煤上山。這種布置適用于產(chǎn)量小，服務(wù)年限不長(zhǎng)的采區(qū)而且煤層群的最下一層煤為維護(hù)條件較好的薄及中厚煤層，可將軌道上山布置在該煤層中，運(yùn)輸上山布置在底板巖石中；當(dāng)煤層群最下一層煤為厚煤層，或開采單一厚煤層的采區(qū)，可把兩條上山都布置在底板巖石中。</p><p>　　1—軌道上山；

76、2—運(yùn)輸上山</p><p>　　圖3.1采區(qū)上山布置圖</p><p>　　3.2.5區(qū)段平巷的布置</p><p>　　由于采區(qū)兩煤層間距較小，實(shí)行聯(lián)合布置；深井開采為防止應(yīng)力集中，推行不留煤柱，沿空掘巷；工作面運(yùn)輸平巷、軌道平巷定向平行布置，以保證工作面等長(zhǎng)。</p><p>　　3.2.6聯(lián)絡(luò)巷道的布置</p><

77、p>　　采區(qū)聯(lián)絡(luò)巷道有集中平巷與區(qū)段平巷之間的聯(lián)絡(luò)巷，采區(qū)上山與區(qū)段集中巷之間的聯(lián)絡(luò)巷，采區(qū)上山與各煤層區(qū)段平巷之間的聯(lián)絡(luò)巷道。</p><p>　　本采區(qū)采用集中上山布置方式，集中上山與兩煤層區(qū)段平巷采用石門進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。</p><p>　　3.2．7采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)</p><p><b>　　1）采區(qū)運(yùn)煤系統(tǒng)</b></p>

78、<p>　　采區(qū)內(nèi)運(yùn)輸上山鋪設(shè)膠帶輸送機(jī)，運(yùn)輸煤炭到主運(yùn)輸大巷膠帶輸送機(jī)，經(jīng)井底煤倉(cāng)到主井膠帶輸送機(jī)運(yùn)送至地面。運(yùn)輸路線如圖3.3</p><p>　　工作面→區(qū)段運(yùn)輸平巷→采區(qū)運(yùn)輸上山→采區(qū)煤倉(cāng)→采區(qū)運(yùn)輸石門→水平運(yùn)輸大巷→主運(yùn)輸石門→井底車場(chǎng)→地面</p><p>　　圖3.3 運(yùn)煤系統(tǒng)路線圖</p><p><b>　　2）采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)

79、</b></p><p>　　采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)路線如圖3.4</p><p>　　新鮮風(fēng)流：副井→井底車場(chǎng)→軌道大巷→采區(qū)軌道上山→區(qū)段運(yùn)輸平巷→工作面→區(qū)段回風(fēng)平巷→回風(fēng)上山→風(fēng)井→地面。</p><p>　　污濁風(fēng)流→區(qū)段回風(fēng)平巷→采區(qū)回風(fēng)石門→回風(fēng)大巷→回風(fēng)石門→風(fēng)井→地面</p><p>　　圖3.4 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)路線&l

80、t;/p><p>　　為調(diào)節(jié)風(fēng)量和控制風(fēng)流方向，在適當(dāng)位置設(shè)置風(fēng)門、風(fēng)窗和風(fēng)簾等通風(fēng)構(gòu)筑物。</p><p><b>　　3）運(yùn)料排矸系統(tǒng)</b></p><p>　　采煤工作面和開切眼所需的材料和設(shè)備，用礦車從副井下放到井底車場(chǎng)，經(jīng)主運(yùn)輸石門、運(yùn)輸石門、采區(qū)運(yùn)輸石門、采區(qū)下部車場(chǎng)，由軌道運(yùn)輸上山提升至采區(qū)上部車場(chǎng)，然后進(jìn)入?yún)^(qū)段回風(fēng)平巷，再運(yùn)到采煤

81、工作面和開切眼。</p><p>　　采煤工作面回收的材料、設(shè)備和掘進(jìn)工作面運(yùn)出的矸石用礦車經(jīng)由與運(yùn)料系統(tǒng)相反的方向運(yùn)至地面。</p><p><b>　　4）供電系統(tǒng)</b></p><p>　　通過敷設(shè)在副井中的高壓電纜，礦井地面變電所向井下井底車場(chǎng)的中央變電所供高壓電；通過敷設(shè)在運(yùn)輸大巷和運(yùn)輸上山幫上的電纜，中央變電所向各采區(qū)變電所供電，

82、采區(qū)變電做則將輸送來的電降壓或不降壓供采煤工作面和掘進(jìn)工作面用電設(shè)備。工作面的供電線路簡(jiǎn)圖如圖3.5</p><p>　　地面變電站→副井→中央變電所→采區(qū)變電所→區(qū)段運(yùn)輸平巷→移動(dòng)變電站→工作面</p><p><b>　　5）供電系統(tǒng)</b></p><p>　　高壓電纜由井底中央變電所經(jīng)軌道大巷至采區(qū)變電所，降壓后由低壓電纜分別送到回采和

83、掘進(jìn)工作面附近的配電站，以及膠帶運(yùn)輸機(jī)和絞車房等用電地點(diǎn)。</p><p><b>　　6）供水系統(tǒng)</b></p><p>　　采掘工作面和運(yùn)輸機(jī)巷及運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)所需要的防塵噴霧用水，由副井的供水管下井，然后送至各個(gè)用水地點(diǎn)。</p><p>　　圖3.5 供電線路</p><p>　　3.3 采區(qū)車場(chǎng)形式選擇<

84、;/p><p>　　3.3.1采區(qū)上部車場(chǎng)</p><p>　　采區(qū)上部車場(chǎng)常用的有甩車場(chǎng)和平車場(chǎng)，，平車場(chǎng)又有順向和逆向等形式。平車場(chǎng)和甩車場(chǎng)的選擇主要根據(jù)絞車房的布置和維護(hù)條件。本設(shè)計(jì)中有兩層煤，煤層距離較大，采用單層布置，由于上山布置在巖層中，故采用甩車場(chǎng)，且甩車場(chǎng)具有通過能力大，調(diào)車方</p><p>　　便，勞動(dòng)量小等優(yōu)點(diǎn)。</p><p&

85、gt;　　圖3.6采區(qū)上部車場(chǎng)</p><p>　　3.3.2采區(qū)中部車場(chǎng)</p><p>　　采區(qū)中部車場(chǎng)只能是甩車場(chǎng)，它的基本形式按甩車方向分，有雙向甩車和單向甩車兩種；按甩入地點(diǎn)不同，又分為甩入繞道車場(chǎng)，甩入平巷車場(chǎng)和甩入石門車場(chǎng)三種。開采單一薄及中厚煤層的采區(qū)中部車場(chǎng)多采用甩入繞道式；聯(lián)合布置的采區(qū)或采用巖石上山的采區(qū)其中部車場(chǎng)多采用單向甩入石門式車場(chǎng)。</p>&l

86、t;p>　　本采區(qū)中部車場(chǎng)采用甩入石門式車場(chǎng)，由軌道上山提升的礦車，通過甩車道甩入中部軌道石門，再進(jìn)入?yún)^(qū)段軌道平巷。圖3.7所示：</p><p>　　圖3.7采區(qū)中部車場(chǎng)</p><p><b>　　調(diào)車方式：</b></p><p>　　區(qū)段運(yùn)輸平巷所需材料設(shè)備由采區(qū)軌道上山經(jīng)過區(qū)段軌道石門，運(yùn)之運(yùn)輸平巷。工作面采下的煤炭通過區(qū)段運(yùn)輸

87、平巷，區(qū)段運(yùn)輸石門，溜煤眼之采區(qū)回風(fēng)上山。</p><p>　　3.3.3采區(qū)下部車場(chǎng)</p><p>　　采區(qū)下部車場(chǎng)由采區(qū)裝車站和輔助提升下部車場(chǎng)組合而成。主要根據(jù)裝車地點(diǎn)的不同，采區(qū)下部車場(chǎng)可分為大巷裝車式、石門裝車式和繞道裝車式三種。本設(shè)計(jì)采區(qū)采用大巷裝車式下部車場(chǎng)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用串車進(jìn)行大巷的輔助運(yùn)輸，為了滿足采區(qū)掘進(jìn)出煤、出矸和進(jìn)料，在

88、采區(qū)下部車場(chǎng)的輔助提升部分，軌道上山通過繞道和大巷相連，由于該采區(qū)煤層傾角為10°，小于12°，故選用底板繞道。如圖3.8：</p><p>　　圖3.8采區(qū)下部車場(chǎng)</p><p>　　3.4 采區(qū)采掘接替計(jì)劃</p><p>　　3.4.1采區(qū)主要巷道參數(shù)確定</p><p><b>　　1）巷道掘進(jìn)速度&l

89、t;/b></p><p>　　根據(jù)鄰近礦井或條件類似礦井所達(dá)到的巷道掘進(jìn)速度和施工隊(duì)伍的技術(shù)管理水平分析研究確定巷道掘進(jìn)速度。不同機(jī)械化程度的巷道掘進(jìn)速度不宜低于《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定。如表5.7：</p><p>　　表3.1平巷掘進(jìn)速度</p><p><b>　　2） 軌道上山斷面</b></p><p&

90、gt;　　軌道上山是沿煤層底板掘進(jìn)的半圓拱形式的半煤巖巷，支護(hù)方式采用錨網(wǎng)+噴射混凝土支護(hù)，其中布置600mm軌道，采用綜合掘進(jìn)機(jī)組進(jìn)行施工，月進(jìn)度為250m/月。</p><p>　　斷面及其特征見圖3.8和表3.2。</p><p>　　圖3.8 軌道上山斷面示意圖</p><p>　　表3.2 軌道上山巷道斷面特征表</p&

91、gt;<p><b>　　3）運(yùn)輸上山斷面</b></p><p>　　運(yùn)輸上山是布置在煤層中的沿煤層底板掘進(jìn)的半圓拱形的半煤巖巷，支護(hù)方式采用錨網(wǎng)+噴射混凝土支護(hù)，其中布置膠帶輸送機(jī)，采用液壓、鑿巖臺(tái)車機(jī)械化作業(yè)線施工，月進(jìn)度為250m/月。</p><p>　　斷面及其特征見圖3.9和表3.3。</p><p>　　圖3.9

92、運(yùn)輸上山斷面示意圖</p><p>　　表3.3 運(yùn)輸上山巷道斷面特征表</p><p>　　3.4.2確定采區(qū)生產(chǎn)能力</p><p>　　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)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)等因素來確定。</p><p>　　本采區(qū)地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單，煤層厚度較大，煤層生產(chǎn)能

93、力大，工作面采用棕采，煤巷掘進(jìn)采用綜掘。用一個(gè)綜采面保證采區(qū)生產(chǎn)能力</p><p>　　綜采面采煤機(jī)截深為0.6米，每天進(jìn)6刀，主采煤層厚度4.16米，工作面長(zhǎng)度為300米，則采區(qū)生產(chǎn)能力為</p><p>　　4.16×300×0.6×6×330×1.4×0.9= 186萬(wàn)噸</p><p>　　3.4

94、.3計(jì)算采區(qū)回采率</p><p>　　采區(qū)采出率為采區(qū)內(nèi)實(shí)際采出煤量與采區(qū)可采儲(chǔ)量的比值</p><p>　　采區(qū)回采率R=采區(qū)實(shí)際采出量/采區(qū)可采儲(chǔ)量×100﹪ （式3-1）</p><p>　?、?采區(qū)可采儲(chǔ)量為：Qs</p><p>　　Qs =采區(qū)可采面積×煤厚×煤平均容重 （式3-2）&l

95、t;/p><p>　　=22.6×(4.16+5.95×2)×1.7=61.7Mt</p><p>　?、?采區(qū)實(shí)際采出量Qk</p><p>　　考慮到三層煤厚度不一樣，其工作面回采率也相應(yīng)不一樣，可大概計(jì)算采區(qū)實(shí)際采出量見公式5-6。</p><p>　　采區(qū)實(shí)際采出量=∑（煤層可采儲(chǔ)量—采區(qū)煤柱）×工

96、作面回采率 （式3-3）</p><p>　　Qk =72.6－5.5 =67.1Mt</p><p>　?、?采區(qū)回采率R，見公式3-1</p><p>　　R=(Qs/Qk)×100%=93%</p><p>　　《煤炭工業(yè)技術(shù)政策》規(guī)定采區(qū)回采率：薄煤層不低于85%，中厚煤層不低于80%，厚煤層不低于75%，本設(shè)計(jì)符合上

97、述規(guī)定。</p><p>　　采區(qū)回收率一般不得低于國(guó)家規(guī)定： 厚煤層為75%；中厚煤層為80%；薄煤層為85%。</p><p>　　邑陽(yáng)礦采區(qū)回采率約為84%，符合要求。</p><p><b>　　4 采煤方法</b></p><p>　　4.1 采煤工藝方式</p><p>　　4.1.1

98、確定采煤工藝方式</p><p><b>　　1）回采工藝</b></p><p>　　（1）回采工藝流程：</p><p>　　采煤機(jī)割煤—— 移架—— 推移運(yùn)輸機(jī)</p><p><b>　?。?）落煤方式</b></p><p>　　工作面跟煤層底板回采，采用MG500

99、/1180-WD型采煤機(jī)截割落煤，往返一次進(jìn)兩刀，進(jìn)刀采用端頭斜切進(jìn)刀方式。</p><p><b>　?。?）裝、運(yùn)煤</b></p><p>　　裝煤：在采煤機(jī)截割煤的同時(shí)，利用滾洞螺旋齒片和弧型擋煤板自動(dòng)將煤運(yùn)輸機(jī)；余煤由鏟煤板隨移溜鏟入運(yùn)輸機(jī)；少量煤由人工裝到運(yùn)輸機(jī)內(nèi)。</p><p>　　運(yùn)煤：采用刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤。</p>

100、<p><b>　　（4）移架方式</b></p><p>　　移架采用滯后采煤機(jī)后滾筒2～4架追機(jī)順序移架，移架步距為800mm，追機(jī)移架速度趕不上煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，必須停采煤機(jī)移架。</p><p><b>　?。?）移刮板運(yùn)輸機(jī)</b></p><p>　　移運(yùn)輸機(jī)應(yīng)滯后煤機(jī)不小于15m，沿移架方向逐架順序移

101、動(dòng)輸機(jī)。移運(yùn)輸機(jī)過程中彎曲段長(zhǎng)度應(yīng)不小于15m，移運(yùn)輸機(jī)步距保持800mm，并做到一次到位，移好后要使運(yùn)輸機(jī)成一直線，其偏差不得超過±50m。</p><p><b>　　2）支護(hù)方式</b></p><p>　　支護(hù)方式一般分為兩種：</p><p>　?。?）及時(shí)支護(hù) 即在采煤機(jī)割煤后先移支架，再移輸送機(jī)，工藝過程為采煤—移架—

102、推溜。此方式應(yīng)用較多，特別是在頂板不穩(wěn)定的條件下，為防止端面冒頂，必須采用及時(shí)支護(hù)方式。</p><p>　　（2）滯后支護(hù) 即在采煤機(jī)過后，先推溜再移架?；夭晒に嚪绞綖椋翰擅骸乒伟遢斔蜋C(jī)—移架。移架滯后割煤較大距離，頂板懸漏面積較大。該方式用于頂板不易冒落的條件下。</p><p>　　遵循安全第一的原則，本礦采用及時(shí)支護(hù)的工藝方式。</p><p>　　4.

103、1.2 回采工作面參數(shù)</p><p>　　根據(jù)前面開拓、準(zhǔn)備的巷道布置，采煤工作面沿傾向布置，走向推進(jìn)，工作面長(zhǎng)度為300m，區(qū)段長(zhǎng)度為1700m；采高4m，頂部留煤皮。</p><p>　　工作面布置三條順槽：上部布置一條，為回風(fēng)巷及輔助運(yùn)輸巷；下部布置兩條，為進(jìn)風(fēng)運(yùn)煤巷，靠近煤壁的一條巷道布置膠帶輸送機(jī)，另一條作為運(yùn)輸行人巷道。順槽斷面均為5m寬，3.5m高；上區(qū)段工作面運(yùn)輸平巷和下

104、區(qū)段工作面回風(fēng)平巷的煤柱留設(shè)20m。</p><p>　　順槽之間每隔50m覺聯(lián)絡(luò)巷。</p><p>　　工作面配套設(shè)備見表4-1。</p><p>　　表4-1 工作面配套設(shè)</p><p>　　4.1.3采煤工作面破煤、裝煤方式</p><p>　　工作面采煤機(jī)螺旋滾筒完成破煤裝煤過程，部分遺留碎煤由輸送機(jī)上的

105、鏟煤板裝入溜槽。結(jié)合礦上實(shí)際使用情況，工作面選用美國(guó)JOY公司生產(chǎn)的SL500 AC型雙滾筒電牽引采煤機(jī)，美國(guó)JOY公司生產(chǎn)的JOY700型刮板輸送機(jī)。雙向割煤法，即采煤機(jī)往返為兩個(gè)循環(huán)。采煤機(jī)及刮板輸送機(jī)技術(shù)特征見表4-2</p><p>　　表4-2 采煤機(jī)技術(shù)特征</p><p>　　工作面支護(hù)設(shè)備的選型</p><p&g

106、t;<b>　　① 工作面液壓支架</b></p><p>　　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(jì)中最基本參數(shù)，支架所有強(qiáng)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(chǎng)觀測(cè)，然后根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行估算或折算。</p><p>　　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

107、。在實(shí)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250～350mm。同時(shí)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(shí)需綜合各項(xiàng)因素，進(jìn)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。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的開采煤層為中厚煤層，采用放頂煤開采。放頂煤有高位、中位和低位放頂煤三種，其中低位放頂煤因?yàn)榘踩愿?，放矸率低而被廣泛運(yùn)用，根據(jù)低位放頂煤的

108、特點(diǎn)和實(shí)習(xí)礦井放頂煤的經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)采用低位放頂煤，一次采全高綜合機(jī)械化開采方法。采高為2.1m,放煤高度為1.9m。采用放頂煤液壓支架。液壓支架是以液壓為動(dòng)力，完成對(duì)工作面頂板的支撐、切頂、擋矸、護(hù)幫、移架，以及推移工作面刮板輸送機(jī)等一套動(dòng)作。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的頂板來壓周期較明顯。根據(jù)實(shí)際礦壓觀測(cè)的結(jié)果：工作面直接頂垮落步距為6～8m，初次來壓步距為25～30m，周期來壓步距為10～13m。此外，工作

109、面老頂分類為Ⅱ級(jí)，支護(hù)強(qiáng)度必須滿足參與運(yùn)動(dòng)的頂板巖石的重量，其厚度見公式4-1。</p><p>　　H=m/(Kp-1) 　 （4-1）</p><p>　　=2.1/(1.15-1)=14m</p><p>　　式中 H—參與運(yùn)動(dòng)的頂板巖石的厚度，m</p><p><b>

110、　　m—回采高度，m</b></p><p>　　Kp—巖石的碎脹系數(shù)</p><p>　　其所產(chǎn)生的壓強(qiáng)為：P=H×r=14×2.1=29.4t/m2=0.2881Mpa</p><p>　　式中 r—巖石容重,2.1t/m3</p><p>　　工作面選用ZFQ2400-16/24型輕放支架，其額定工作阻

111、力位22.496t/架，工作面的壓力不大于支架額定工作阻力的80%，初撐力也滿足要求。ZFQ2400-16/24型支架的技術(shù)特征見表4-3。</p><p>　　表4-3 ZFQ2400-16/24型支架技術(shù)參數(shù)</p><p>　?、?工作面端頭支護(hù)設(shè)備選型</p><p>　　由于工作面的上下出口處懸頂面積大，機(jī)械設(shè)備多，又是材料和人

112、員出入的交通口，所以，必須加強(qiáng)支護(hù)。針對(duì)本設(shè)計(jì)工作面的具體特點(diǎn)，不僅要采煤，而且要放煤，機(jī)械設(shè)備比一般的工作面要多，同時(shí)，端頭受到水的影響，如果采用液壓支柱則因液壓支柱承受能力低造成支柱扎底，所以決定采用端頭支架支護(hù)，其支架型式為自移式液壓端頭支架。</p><p>　　根據(jù)支架選型要求及設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，選用ZT4410/18/34.5型端頭支架，其技術(shù)參數(shù)見表4-4。</p><p>　　表

113、4-4　 ZT4410/18/34.5型端頭支架技術(shù)參數(shù)</p><p>　　⑷ 區(qū)段平巷膠帶運(yùn)輸機(jī)</p><p>　　表4-5 膠帶輸送機(jī)參數(shù)表</p><p>　　選用SSJ1000/2×160型可伸縮膠帶輸送機(jī),技術(shù)參數(shù)如下表4-5所示。</p><p>　?、?綜采工藝

114、方式的選擇</p><p>　　綜采工藝方式一般分為兩種：</p><p>　?、?及時(shí)支護(hù) 即在采煤機(jī)割煤后先移支架，再移輸送機(jī)，工藝過程為采煤</p><p>　　—移架—推溜。此方式應(yīng)用較多，特別是在頂板不穩(wěn)定的的情況下，為防止端面冒頂，必須采用及時(shí)支護(hù)方式。</p><p>　?、?滯后支護(hù) 即在采煤機(jī)過后，先推溜再移架。回采工藝

115、方式為：采煤—推刮板輸送機(jī)—移架。移架滯后割煤較大距離，頂板懸露面積較大。因此，該方式使用于頂板不宜冒落的條件下。</p><p>　　遵循安全第一的原則，本礦回采工作面采用及時(shí)支護(hù)的工藝方式。</p><p>　?、?采煤機(jī)的工作方式和進(jìn)刀方式</p><p>　　⑴ 綜采工作面采用雙滾筒采煤機(jī)采煤時(shí)，普遍采用先進(jìn)刀后移架的斜切進(jìn)方式。根據(jù)煤層采高及人工清煤的大小

116、，雙滾筒采煤機(jī)一般采用雙向割煤。在特殊的條件下也可采用單向采煤。</p><p>　?、?綜采工作面中部斜切進(jìn)刀，其特點(diǎn)是輸送機(jī)彎曲段在工作面中部，其過程為；采煤機(jī)割煤至工作面左端，采煤機(jī)跑空車至工作面中部，沿輸送機(jī)彎曲段斜切進(jìn)刀，割煤至右端；移直輸送機(jī)，采煤機(jī)跑空至工作面中部，自中部割煤至工作面左端，移半部輸送機(jī)到煤壁，恢復(fù)初始狀態(tài)。</p><p>　　采用端部斜切進(jìn)刀，工作面端頭作業(yè)

117、時(shí)間較長(zhǎng)，采煤機(jī)等待移機(jī)頭時(shí)間較長(zhǎng)，影響有效割煤時(shí)間長(zhǎng)；采用中部斜切進(jìn)刀，可以提高開機(jī)率，可以提高采煤機(jī)的裝煤效果。</p><p>　　SL500 AC型采煤機(jī)為雙滾筒采煤機(jī)，割煤方式為雙向割煤。向右牽引時(shí)，前滾筒為右螺旋，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，沿頂煤割煤；后滾筒向左割煤，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，沿底割煤；向左牽引則與次相反。這種割煤方式優(yōu)點(diǎn)是：司機(jī)操作安全，煤塵少，裝煤效果好。本設(shè)計(jì)鑒于實(shí)際礦井的情況，采煤機(jī)進(jìn)刀方式采用工作面端部