采区设计说明书

采区设计说明书目录第一章采区概况和地质条件............................... 错误！未定义书签。

第一节采区概况 . (1)第二节采区地质 (1)第二章采区储量和生产能力 (2)第一节采区储量 (2)第二节采区生产能力和服务年限 (3)第三章采区巷道布置 (4)第一节采区巷道布置方案选择 (4)第二节工作面长度确定 (6)第三节工作面接替顺序 (7)第四章采煤工艺 (8)第一节采煤工艺方式确定 (8)第二节工作面设备选型和支护方式 (8)第五章采区生产系统 (10)第一节采区运煤运料排矸系统 (10)第二节采区运输系统及运输方式 (10)第六章采区通风 (10)第一节采取通风系统 (10)第二节采掘工作面及硐室所需风量计算 (12)第三节采区总供风量 (14)第四节风量分配 (14)第五节风量验算 (15)第七章采区主要技术经济指标 (16)第一章采区概况和地质条件第一节采区概况本采区西部为井田边界，东部为三采区，上部-50m标高以上为风化带煤柱，下部边界标高-250m。

采区内地质构造简单，为单斜构造。

区内无断层和褶曲，东部局部有火成岩侵入。

无大的含水层和地下水，开采条件较好。

运输和回风石门标高分别为-250m和-50m。

采区生产能力110万吨第二节采区地质本采区内仅有两成煤，厚度及顶板岩性见下图。

煤层埋藏稳定，构造简单，煤质中硬，自然发火期为3-12个月。

煤岩爆炸指数为34-70%。

煤层瓦斯含量小，采区所属矿井属于低瓦斯矿井。

地层岩性柱状图第二章 采区储量与生产能力第一节 采区储量1采区资源储量储量计算公式为：d M S Q ⋅⋅=/cos θＱ——储量（万吨） Ｓ——面积（m2） M ——厚度（m ） d ——容重（t/m3） θ──煤层倾角采取储量：Q= 2000×910×(4.0+4.2)×1.3÷cos12°=1983.63(万吨)2采区设计可采储量设计可采储量公式:ZK=（Zg-p ）×C 式中： ZK---- 设计可采储量, 万t ； Zg---- 工业储量，万t ；p---- 永久煤柱损失量，万t ；C---- 采区采出率，厚煤层可取75%，中厚煤层取80%，薄煤层85%。

30m30m30m60m30m采区留煤柱示意图第一煤层煤柱损失：P1=30×2×2000×4.0×1.3+15×2×(910-30×2)×4.0×1.3+60×(910-30×2) ×1.3×4.0=102万t第二煤层煤柱损失：P2=30×2×3000×4.2×1.3+15×2×(910-30×2)×4.2×1.3+60×(910-30×2) ×1.3×4.2=138万t第一煤层可采储量：ZK1=( Zg1-p1)×C1=（967-102)×0.8=865万t第二煤层可采储量：ZK2=( Zg2-p2)×C2=(1015-138)×0.8=877万t采区设计可采储量：ZK= ZK3 +ZK3 =692+877=1742万t第二节采取生产能力和服务年限1采区生产能力采区生产能力的煤主要来自回采工作面。

掘进出煤一般不超过5%～10%。

A=n×A0×B×K(万吨/年)式中：A --采区生产能力(万吨/年)；A0—每个回采工作面的生产能力万吨/年；n—采区同时生产的工作面个数（个）；B—掘进出煤率取1.05～1.10K—工作面产量不均衡系数（沿空留巷取下限，其余取上限，区内单工作面取1，两个工作面时取0.95，三个工作面时取0.9。

）所以Aⅰ=N×A1×B×K(万吨/年)=1×112×1.1×1=123Aⅱ=N×A2×B×K(万吨/年)=1×118×1.1×1=129A= Aⅰ+ Aⅱ=2522采区服务年限采区服务年限公式：式中：T----采区服务年限，a;A----生产能力，110万t；ZK----设计可采储量；K----储量备用系数，取1.3。

T= ZK/(A×K) =1742/（110×1.3）=12a第三章采区巷道布置第一节采区巷道布置方案选择1采煤方法本采区地质构造简单，为单斜构造，首采煤层为本区的主要可采煤层，全区发育，煤层赋存稳定，倾角较小，12º左右，可采煤层厚度平均4.0m，为中厚煤层，煤层结构较简单，适合采用综采工艺。

2采煤工艺针对本条件的采煤提出了两种方案：一方案为大采高综采，二为放顶煤综采。

两方案的特点如下：一方案：大采高综采采煤机高度超过3.5m的大采高综采近10年来的发展较快，已取得显著成效，已经成为我国建设高产高效矿井的重要采煤方法。

大采高综采长壁工作面开采后，跨落带高度随采高增大而增加，如垮落的直接顶岩层不能填满采空区，而在坚硬岩层下方出现较大的自由空间，折断后的基本顶岩层往往在靠直接顶附近难以形成“砌体梁”式的平衡，在其回转运动过程中往往对下位岩层和工作面支架形成冲击载荷及在工作面前方的煤体中形成较高的支撑力，并在工作面引起强烈的周期来压。

因此，大采高工作面基本顶周期来压更为剧烈，局部冒顶和煤壁片帮现象更为严重。

煤壁片帮深度随采高增加而增加。

此外大采高综采还包括以下问题：①需控制初采高度。

为了有利于在开切眼中进行大采高液压支架，采煤机，输送机等设备安装，开切眼高度一般不宜超过3.5m。

初采高度与开切眼高度一致。

②防治煤壁片帮。

工作面容易出现大面积片帮，片帮后端面距加大，顶板失去煤壁支撑，常造成冒顶事故。

③液压支架防倒防滑。

大采高综采工作面的装备重量达，高度高，工作面倾角加大后，输送机及液压支架下滑及倾倒的问题将很突出。

④煤层厚度超过采煤机采高是造成部分煤炭资源损失。

二方案：放顶煤综采我国综放开采经过将近10年的快速发展，已经取得了长足的进步，综采开采技术已经处于世界领先地位，作为一种高产高效，安全，低耗，经济效益好的采煤方法已经成为厚煤层开采的首选之一。

它有着如下的优点：①高产高效。

由于综采放顶煤实现了采放平行作业，能使一面多点同时出煤，一个工作面可相当与多个工作面同时生产，单产和工效均可提高80%--100%以上。

②巷道掘进率低。

③工作面搬家次数少。

一般同等条件下搬家次数较分层开采减少一半以上。

④吨煤成本低。

大幅度减少了材料与吨煤成本工资支出。

⑤对地质条件和煤层赋存条件适应性强。

综采放顶煤可在缓斜煤层中适应煤层厚度变化。

对落差不超过割煤高度的断层，对破碎顶板及“三软”煤层有更好的适应性。

根据上述分析，为提高矿井的机械化及劳动生产率水平，本次设计采用大采高一次采全厚的回采工艺。

3方案比较在综采低位放顶煤中还存在着三种巷道布置方案：一是单翼开采，在采区左侧开采轨道上山，运输上山及回风上山；二是两翼开采，在中部开掘轨道上山，运输上山；三是两翼开采，在中部开掘轨道上山，运输上山及回风上山（1）沿煤层走向在井田边界布置两条运输上山（运输上山回风、轨道上山进风），采用单翼开采。

（2）沿煤层走向在井田中央布置两条上山（运输上山回风、轨道上山进风），采用双翼开采。

（3）沿煤层走向在井田中央布置三条运输上山（运输上山进风、轨道上山进风、单独的回风上山回风)，采用双翼开采。

两条上山单翼开采两条上山双翼开采三条上山双翼开采根据已提出的方案及方案比较的原则，三个方案中相同的部分可不参加比较，固区段巷道布置方案不参加比较，仅就采区上山及联络巷道进行比较。

方案的技术比较见下表。

表2—1 采区方案技术比较法项目方案一单翼开采方案二双翼开采工程量大，与矿井主要航道掘进工程量工程量少之间的联络巷道长位于采区中间巷道联系错综较容易工程难度复杂通风距离长而复杂短而简单管理环节多，溜煤眼多，漏管理环节少风点多巷道维护维护工程量大，费用高维护工程量少工程期长短表2—2 采区方案经济比较汇总表序号项目方案一方案二备注1 初期投资537050.3 520350.52 初期投资比较/% 103.21 1003 总投资661873.8 912190.74 总费用659005.4 622690.95 总费用比较/% 105.83 100根据以上比较结果，选用方案二双翼两条上山作为本采巷道布置。

第二节工作面长度确定1煤层地质条件该采区上山阶段煤层埋藏稳定，地质构造简单，无断层，煤层属简单结构煤层，个煤层瓦斯涌出量低，无自然发火倾向小，涌水量小，一般综采工作面取180---200m。

2采区走向长度本采区平均走向长度2100m，西部为井田边界，东部有一条断层。

3工作面长和工作面数目煤层工作面走向长2100m，工作面长190m，煤层倾向长930米，煤层分为4个区段8个工作面。

4工作面生产能力工作面设计设计设计生产能力为110万t/年，，正规循环采用每天进8刀，每刀进500mm，一个工作面就可满足采区设计生产力要求。

工作面生产能力计算公式：A= L×l×m×r×K（吨/年）式中：A——回采工作面年生产能力，吨；L——工作面推进度m/年l——工作面长度mM——煤层厚度，m；R——煤的容重t/ m3K ——工作面的回采率,取0.95本采区采用综合机械化采煤工艺，两采一准，每天割八刀，截深为0.5M ，一年工作300天，工作面长度为Z=190米，工作面的回采率取K3=0.95，所以年推进度为L=8×0.5×300 =1200m 所以 A=L ×l ×m ×r ×K =1200×190×4.0×1.3×0.95 =112万吨5顶板管理该采区顶板较稳定，采用及时支护，可有效控制顶板冒落等不安全因素，采用全部垮落发处理采空区，如长距离顶板不垮落，可采用人工强制放顶的方法处理顶板问题。

6经济合理的工作面长度工作面的合理长度与地质因素和技术因素的关系十分密切，直接影响工作面的生产效率，现在煤矿都向 “一矿一井一面”的高产高效集中化方向发展，一个工作面就可满足采区，甚至是一个矿井的设计生产能力需要。

合理的工作面长度不仅生产成本低，而且易管理，可以加快工作面的推进速度，减少巷道的维护时间，降低回采成本，以达到最优的技术经济效益。