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A5煤层首采工作面设计方案

一、井田概况

矿区位于水溪沟复式向斜的北翼及西转折端，该向斜控制了矿区的总体构造形态，对煤层产状、形态、厚度及煤类控制作用明显。向斜北翼发育次级向斜和背斜,断裂构造不发育。矿区内未见较大的断层，仅在生产井中见一些小断裂。构造复杂程度属中等。

编号煤层7层（A1-A7），累计总厚22.35m，其中可采及局部可采编号煤层5层（A1、A2、A4、A5、A6），可采总厚度17.30m。A5煤层地表大部已火烧，仅在东部Ⅲ线-Ⅳ线之间可见煤层露头，连续性较好。位于A4煤层之上，煤层间距4.5～18.0m，平均10.59m，其顶板为含炭泥岩，底板为含炭泥岩、粉砂质泥岩、泥岩；全层厚度1.38～6.03m，平均厚度4.30m，煤层结构较简单，可见1～3层0.29～0.56m厚的含炭泥岩夹矸；纯煤厚度及可采厚度均为1.09～6.03m，平均可采厚度4.09m。（厚度＞3.51m），属厚煤层；变异系数为36%（25%≤γ≤40%），可采指数1.0（Km≥0.95），属较稳定厚煤层，全区可采。

煤类属气煤，具有低水分、特低-低灰分、特低-低硫、特低-低磷分、高-特高热值、弱-中等粘结性。矿井瓦斯等级均为低沼气矿井。煤尘有爆炸性。A5煤层主要为不自燃，少部分为不易自燃及很易自燃。

A5煤层：顶板西部为细砂岩，向东渐变为粗砂岩；底板以粉砂质泥岩为主，部分为泥质粉砂岩。根据勘查区水文地质条件及煤层在空间上的分布状况,分析影响矿床充水的主要因素有含水层岩性、构造、地表洪水、火烧区及采空区积水等。井田属顶、底板直接充水、水文

地质条件简单－中等的煤矿床，该矿井正常涌水量为220.63m3/h，最大涌水量为263.88m3/h。

煤层特征一览表

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二、设计依据

1、新疆地矿局第九地质大队编制的《新疆吉木萨尔县顺通煤矿勘探报告》。

2、新疆科源设计研究院《新疆神新发展有限责任公司顺通煤矿初步设计》。

3、新煤规发[2019]285号文“关于对新疆神新发展有限责任公司顺通煤矿0.3Mt/a可行性研究报告的意见”。

4、新国土资采划[2019]202号文“顺通煤矿划定矿区范围的批复”。

5、现场收集及公司有关部门提供的相关资料。

三、设计指导思想

1、本着“少投入、多产出”、单面产量高的原则。

2、以经济效益为中心，以安全生产为重点，设计必须投入少、工期短、安全可靠。

3、通风系统必须安全可靠，通风设施尽可能少。

4、运输系统应简单、合理。

5、沿煤层伪斜方向布置工作面，减小设备下窜。

6、应综合考虑A4准备工作面的掘进工程，从运输、通风上应具备合理、优化性。

7、在考虑西翼各可采煤层开采的同时，应兼顾东翼煤层采区布置方案。

四、工作面参数确定

两套方案工作面均布置于A5煤层之中，上、下顺槽和开切巷均沿A5煤层底板掘进，采用金属等强锚杆(Ф18×2000mm，间排距700×700)、冷拔丝网、钢带(Ф12mm)、(Ф15.24×6500mm)联合支护，上顺槽开口20m段、下顺槽开口30m段均采用锚网喷支护。上顺槽高程为+899m，长度1000m；方案一下顺槽高程为+822m，长度940.5m。方案二下顺槽高程为+827m，长度951.0m；方案一开切巷高程为+822-+899m，长度159.0m。方案二开切巷高程为+827-+899m，长度148.2m。上、下顺槽设计宽度为3.8m，高度3.0m，净断面积为11.4m2。开切巷设计宽度为7.0m，高度2.8m，净断面积为19.6m2。煤层平均厚度5.2m，可采长度(至收作线)940m，工作面回采率75%，原煤采出量60.55万吨。

五、通风设计

1、矿井通风系统为中央并列式，通风方法为抽出式。

2、采煤工作面配风量为720m3/min,掘进工作面配风量300 m3/min，+822m中央水泵房、+822m中央变电所、+822m等候硐室各60 m3/min，、+822m井底车场240 m3/min，副斜井配风量1440 m3/min，风速3.17m/s，主斜井配风量540 m3/min。

3、采用下行通风

采用下行风，将大型电气设备置于进风巷中，利于散热和电气管

理，但风流将电气设备热量带回工作面；减小上隅角瓦斯聚集，可将瓦斯压回采空区；运煤方向与风流方向一致，不易引起煤尘飞扬，但一旦工作面发生火灾，由于风流的节流效应和浮力效应，会引起风流逆转，不利于灭火。

副斜井（新风）→+899水平石门→+899m水平A5煤层轨道运输顺槽→综采工作面→+822m水平A5煤层皮带运输顺槽→回风措施巷→+822-+899mA4煤层回风上山→+899-+978mA2煤层回风上山→回风斜井→地面。

4、采煤工作面风量

①按瓦斯涌出量计算

Q采=100×q二氧化碳×K采通÷1.5=100×6.13×

1.5/1.5=613m3/min=10.22m3/s（综采）

Q采=100×q二氧化碳×K采通÷1.5=100×6.74×

1.5/1.5=674m3/min=11.23m3/s（综放）

式中：K采通—采煤工作面的风量备用系数，取1.5。

Q采—采煤工作面绝对二氧化碳涌出量，由于二氧化碳相对涌出量为7.79m3/t，是CH4相对涌出量2.83m3/t的2.75倍，大于1.5倍，计算风量时按CO2计算。

q瓦采=7.79×A日/1440=7.79×985×1.15/1440=6.13m3/min

（综采）

q瓦采=7.79×A日/1440=7.79×1078×

1.15/1440=6.71m3/min（综放）

式中：A日－矿井平均日产量，985t（综采），1078t（综放）；

q相对—二氧化碳相对瓦斯涌出量，m3/t.d。

②按工作面风流温度计算

Q采=60×Ｖ采×S×K=60×1.0×7.83×

0.9=423m3/min=7.05m3/s

式中：V采—采煤工作面的风速，温度为18℃时取1.0。

S—采煤工作面的平均有效过风断面积，4.44×2.52×0.7=7.83m2。

K—工作面长度系数，取0.9。

③按回采工作面人数计算需风量

Q采=4×N=4×25=100m3/min=1.67m3/s

式中：N—采煤工作面同时工作的人数，取25人。

④按《井工矿井生产能力核定办法》中通风能力核定的公式计算，即按工作面气象条件确定需风量

式中：Q采—采煤工作面需要风量，m3/min；

Q基本—不同采煤方式工作面所需的基本风量，