采矿学巷道设计

第一章采区地质特征
1.1 采区概况
1.1.1、采区位置
1、采区位置、范围、煤层的赋存情况：采区位于井田东部地理坐标：东经110°10' 10.00"—110°11' 00.00"，北纬30°10'00.00"—40°10'00.00"
本采区位于第一水平，采区上部边界为1号煤层露头线，下部边界为+1000m采区运输大巷水平，东部以东二采区边界线为界。

本采区位于第一水平，采区上部边界为1号煤层露头线，下部边界为+1000m采区运输大巷水平，采区运输大巷位于3号煤层中，采区倾斜长度为500m，走向长度为3000m。

本采区含煤层有1、3层，对1、3煤层的特征叙述如下：
1号煤层：位于上部,1号煤层为中厚煤层，煤层厚度变化不大，比较稳定，局部有突然增厚或变薄现象属于可采煤层，中部厚度较大，向东及向西厚度逐渐变小，无夹石，顶底板为砂岩和砂质页岩，顶板中等稳定。

煤层厚度平均为3.5ｍ。

煤层结构简单，煤的容重为
1.40t/m3。

煤层平均倾角为15°
3号煤层：位于下部，3号煤层厚煤层，属于可采煤层，无夹石，顶底板为砂岩和砂质页岩，顶板中等稳定。

且属于较稳定煤层。

煤厚平均为4.0ｍ。

煤层结构简单。

煤的容重为1.50t/m3。

煤层平均倾角为15°
距1号煤层20m左右，煤层厚度有一定变化，1、3号煤层的层间距离较小平均为25m
1.1.2、与地面关系
采区上部边界为1号煤层露头线，采区东部有村庄，目前村庄尚未搬迁，西邻河流，由于地面有交通线路，所以要留设道路保护煤柱，按照当地地质资料，煤层埋藏深度由上到下逐渐增加，平均按
100m,150m,200m,250m 的埋藏深度计算，在道路两旁各留10m后以60°的垮落角计算保护煤柱宽度。

1.1.3、采区内煤系产状
煤层平均倾角为15º，根据地面钻孔揭露地质资料分析,该采区煤层厚度分别为3.5m和4.0m
1.2 地质特征及煤层情况
1.2.1、采区地质构造
本采区内地质结构单一没有或者很少断层。

1.2.2、煤层情况
（1）煤质
1号和3号煤层为黑色、线理状结构，块状构造，金属光泽，属光亮型、半光亮型煤。

均为低硫分煤；且都为低中灰分，发热量大的优质煤，是工业、民用、动力燃料和良好的化工原料。

（2）瓦斯
瓦斯涌出量较少，属低瓦斯矿井。

瓦斯的主要成分是CH4，从煤层中会涌出，其浓度处于爆炸极限范围（5%-16%），在有氧和点火源情况下便有发生爆炸的危险，所以应当注意通风。

瓦斯含量与煤层的埋深有较大的关系，所以在采煤时应当根据埋深制定相应的通风时间与工作时间，在瓦斯浓度低于危险浓度时组织相关人员进行工作。

（3）煤的自燃倾向性
1号、3号煤层均无自燃倾向性，不易自然。

1.2.3、煤尘
煤尘具有一定的爆炸性，当悬浮于空气中达到一定浓度遇到引燃爆炸的高温热源时便可发生爆炸，颗粒越细的煤层，其单位体积的表面积越大，越容易飞扬，所需点火能量越小，越易发生爆炸，所以在采煤是应当适当的向煤层注水，可采用湿式凿岩等方法降低煤尘。

1.2.4、地温
本煤田经钻孔测量地温资料，地温随深度增加而升高，其中500m以上深度地温梯度为平均每百米1.1～1.5℃；500～900m深度每百米增温1.5～2.5℃。

1.3采区水文地质
1.3.1、地表径流
本采区属江河支流，井田内无河流，井田方圆三十公里内没有大型水库，水源大多来自于自然降雨。

1.3.2、含水地层特征
井田内含水岩层自下而上有奥陶系石灰岩承压含水层、石灰系石
灰岩岩溶裂隙含水层、二叠系砂岩裂隙含水层及第四系松散岩类空隙
含水层。

1.3.3、充水因素及威胁程度
该矿井的充水方式主要是大气降水，地表水，对矿井的正常生产有影响，所以矿井在开采过程中尤其要加强雨季防治水管理工作，确
保井矿安全生产，其充水条件如下：
（1）大气降水
大气降雨是井下开采涌水的主要补给来源，沿风化裂隙、构造裂隙、采空区裂隙渗入矿井，这种充水方式属于正常地质现象，对
矿井的正常生产有一定影响将会对回采工作面有安全威胁。

（2）采空、古空积水
本矿采空区有一定的积水，对矿井采空区的积水进行调查，掌握采空区和古空区积水情况，采取相应的防治水措施。

1.4 采区储量
1.4.1、采区工业储量
本设计中采区的投影面积为s=3000*500*cos15°=1440000m2
工业储量Q1=S×M×γ÷α
cos=1440000*3.5*1.4÷cos15=735万吨工业储量Q3=S×M×γ÷α
cos=1440000*4.0*1.5÷cos15=900万吨采区的总的工业储量为：Q1+Q3=1635万吨
1.4.2、采区采出率
采出率是指工业储量中，设计或实际采出的那一部分储量，约占工业储量的比例，以百分数表示，厚煤层可取75%，中厚煤层取
80%，薄煤层85%。

本设计条件下1号煤层取80%，2号煤层取75%。

采区的采出率为：（采区工业储量－开采损失）/采区工业储量×100％
采区的工业储量为1635万吨；开采损失主要有：工作面的落煤损失为3%；采区内煤柱的损失为2%。

所以总的工业储量损失为82万吨所以采区的采出率为：（1635-82）/1635×100％＝94.0％
第二章采区生产能力及服务年限
根据采区所处的位置以及地质条件的限制设定为该采区的年产
力为120万吨
所以根据工业储量可以计算开采年限为： T=1635* 94.0％÷120=12.8a
第三章采煤方法及采区参数
3.1 采煤方法选择
本采区综合煤层特点不适合布置带式开采，因此决定采区采用走向长壁布置，采煤工艺选取的方法有综采和普采两种。

（1）普采
此采煤工艺用机械方法破煤和装煤、输送机运煤、单体支柱支护顶板，普采适合面长120～150米，年推进度不小于600米／年；年产量在30—60万t，且支护和处理采空区工序，需要人工完成，年产量达不到要求，所以不宜采用此法。

（2）综采
此采煤工艺是机械方法破煤和装煤、输送机运煤和液压支架支护顶板，机械自动化程度高，适用于面长150～200米，年推进度900～1200米／年，且安全系数也高，所以采用此法比较合理。

3.2 采区参数
3.2.1、采区的倾斜长度与走向长度
本采区倾斜长平均为500m，走向长平均为3000m，煤层平均倾角为15°，为缓斜煤层，开采条件较好，采掘机械化程度高。

3.2.2、煤柱尺寸
1号煤层的平均厚度3.5m，属于中厚煤层；3号煤层平均厚度为
4.0m，属于厚煤层，因此采区采出率应不低于75%，综合考虑采区的
实际情况。

留设20m的储量作为采区西面的保护煤柱；采区的东面是东另一采区，因此在此处留设20m的储量作为采区右面的保护煤柱；
大巷和上山布置在煤层底板岩层中，有一定的岩柱厚度，所以不必留设保护煤柱，但是上部风化带应留设20m的保护煤柱，下部留设20m 的保护煤柱，其煤层倾向长度共有：500-20×2=460m的长度，走向长度3000-20×2=2960m。

3.2.3、区段斜长和数目
区段斜长=工作面+区段平巷宽+护巷煤柱宽
区段数目=采区斜长／区段斜长
采区的倾斜长度为460m，所以将采区划分为2个区段，每个区段的倾斜长度为230m，区段斜长内一般设置一个走向长壁采煤工作
面，护巷煤柱取20m，综采工作面长度为150～200m，巷道宽度为4m～5m,本采区选取5m，且采区生产能力为120万t/a，一个中厚煤层的一个工作面便可以满足生产要求，最终选定2个区段，采用沿空掘巷方式，采用抽出式通风。

故工作面长度为：L=230-5×2-20=200(m)
第四章采区巷道布置
4.1 采区巷道布置初选及可行性方案确定
4.1.1、采区上（下）山的位置、数目和用途
本采区为低瓦斯矿井，只需要布置两条上山，一条轨道上山和一条运输上山，其中轨道上山的作用是轨道上山用作运料、排矸、人员的进出、通风；运输上山的作用是将煤仓的煤运输到地面。

因为两层煤之间的间距为20m，且设计开采的最下一层煤的厚度为4.0m，属于厚煤层；该矿井的瓦斯涌出量较少，煤层的赋存比较稳定，结合本采区的实际情况，该采区的上山布置类型，采区运输大巷位于3号煤层底板岩层当中，，将回风上山布置在3号煤层底板20m处，同时将轨道上山和运输上山布置在3号煤层底板20m处，两条上山布置在了同一水平。

4.1.2、区段平巷的布置
1、分段平巷的布置方式有单巷布置和双巷布置两种方式
(1)单巷布置
综采工作面采用单巷布置时通常区段轨道平巷超前运输平巷掘
进，便于辅助运输及排水，但维护比较困难，当瓦斯含量不大、煤层埋藏较稳定、涌水量不大时，一般采用单巷布置，但是须加强掘进通风管理，减少井筒的漏风量。

(2)双巷布置
采用双巷布置时，减少巷道断面，将输送机和电气等设备分别布置在两条巷道内，将电气设备平巷作为下一区段的回风平巷。

但是它的缺点是配电点至用电设备的输电点缆需穿过联络巷，这就要求进行移置和重新拆接电缆和油管等工作，给生产、维护带来了不便，最终确定采用集中上山联合双巷布置。

2、区段无煤柱护巷的选择
(1)沿空留巷
沿空留巷一般适用于开采缓斜和倾斜、厚度为2m以下的薄及中厚煤层，这样的方法与留煤柱护巷比可以减少保护煤柱的损失量，而且可以减少平巷的掘进工程量。

沿空留巷时区段的布置主要采用的是后退式沿空留巷的方式这种方式，可克服前进式回采时前方煤层赋存情况不明和留巷影响工作面端头采煤等缺点。

(2)沿空掘巷
沿空掘巷就是沿着已采工作面的采空区边缘掘进区段平巷，这种方法利用采空区边缘压力小的特点，沿着上覆岩层已垮落稳定的采空区边缘掘进，有利于区段平巷在掘进和生产期间的维护，多用于开采缓斜和倾斜的中厚煤层和厚煤层。

沿空掘巷虽然没有减少区段的数目，但是不留或少留保护煤柱，
减少了采区内煤炭的损失量。

又由于巷道布置在采空区的边缘，这样巷道的维护相对要简单许多。

所以该采区区段采用沿空掘巷。

4.1.3、煤层间、厚煤层分层间的联系方式；
采区内煤层间的联系方式采用石门联系各煤层。

4.1.4、采区车场形式的确定
由于轨道上山布置在3号煤层的底板岩石中，煤层倾角为15°，故选用中部车场的形式为甩入石门的中部甩车场，采区下部车场采用顶板绕道式。

第五章采区生产系统
5.1.1、采区运输系统
1.运煤系统
1号煤层：工作面-5-10-3-12-1
3号煤层：工作面-7-3-12-1
2辅助运输系统：材料与设备-1-2-4-9-6-工作面1
材料与设备-1-2-4-9-8-工作面2
5.1.2、通风系统
略
第三节供电系统
说明变电所位置，供电地点和电压等级及供电系统。

第六章安全技术措施
说明采区准备和生产过程中所需安全技术措施及避水、火路线。

第七章采区经济技术指标
采区技术经济指标参考下表：
采区技术经济指际表
项目单位指标
米
采区尺寸（走向×倾斜
长）
开采上限米
开采下限米
煤层厚度米
煤层倾角度
区段数目个
个
同时生产的工作面个
数
采区生产能力万吨/年
采区服务年限年
掘进头配备个。