采(盘)区设计说明书

辽源职业技术学院
项目设计说明书项目任务：舒兰七矿北一采区巷道方案设计
班级：高采0932
专业：煤矿开采技术
姓名：殷建超
指导人：郭力
2010年12月28日
辽源职业技术学院
课程设计任务书
1. 设计题目：舒兰七矿北一采区巷道方案设计
2. 学生提交设计期限：自 2010年11月19日开始至2010年 12月30日完成
3. 设计所用原始资料：
1)基本条件
该采区位于该矿第一水平，开采2号煤层。

采区上以—140为界，以—380为界，左以F10断层为界，右以断层为界。

采区走向长2500m，倾斜长2000m，煤层走向为东西走向，煤层平
均厚度3m，倾角平均7°左右，煤的密度为1.5t/m³采区瓦斯相对
涌出量15 m³/t，采区正常涌水量为120 m³/h，煤层自然发货期6
个月，煤尘具有爆炸性，煤质中硬。

地面无需保护地物，邻近采空区对本采区开采无影响，井底车场位于采区左侧，水平运输大巷在笨采区走向中部距煤层底板
20m的岩层中。

煤层顶板: 无伪顶，直接顶为厚8.0m的细砂岩，基本顶为厚11m的石灰岩。

煤层底板为中砂岩。

2）基础图纸
采区煤层底板等高线图；煤层综合柱状图
3）采区设计年产量为1.5Mt/a
4 设计的主要内容：采区储量与生产能力，采区巷道布置方案比较。

5 图标目录：
1) 储量计算表;
2）采区主要巷道断面及支护形式表;
3）方案技术比较表;
4) 采区巷道布置平.剖面图；
目录
第1章采区地质概况 (1)
第2章采区储量与生产能力 (2)
第一节，采区储量 (2)
第2节，采区生产能力及服务年限 (10)
第3章采区巷道布置 (14)
第4章采区巷道布置方案的技术比较 (16)
第一章采区地质概括
1，采区概括
该采区位于该矿第一水平，开采2号煤层，采区上以—140为界，下已—380为界，左已F10断层为界，右以F11断层为界。

采区走向2500米，倾斜长2000米，（已是煤层实际倾斜长）煤层走向为东西走向。

煤层的平均厚度3米，倾角平均为7°左右，煤的密度为1.5t/m³，采区瓦斯相对涌出量15 m³ /t，采区正常涌水量为120 M³/h，煤层自燃发火期为6个月，煤尘具有爆炸性，煤质中硬。

地面无需保护地物，邻近采空区对本采区开采无影响，井底车场位于采区左侧，水平运输大巷在本采区走向中部煤层底板20米的岩石中。

2 采区煤层及其顶底板特征
煤层自然发货期6个月，煤层顶板 无伪顶，直接顶为厚8.0m
的细砂岩，基本顶厚度为11m厚度的石灰岩。

煤层底板为砂页岩。

3采区瓦斯.相对涌水量.煤质
采区瓦斯相对涌出量15M³/t，采区正常涌水量为120 M³/h，煤层自然发货期6个月，煤尘具有爆炸性，煤质中硬。

第二章采区储量与生产能力
第一节，采区储量
采区工业储量及可采量，确定设计损失量
由采区地质资料得知，煤层走向长2500m，倾斜长度2000m，煤的密度为1.5t/m³由上述设计方案可算出煤炭的工业储量.损失量和可采储量。

方案Ⅰ 采用走向长壁采煤法
方案Ⅰ 的工业储量计算
式中Zg=L×Cp×m×r=2250
——采区工业储量，单位 万t
L ——采区倾斜长度，2000m
——采区走向长度，2500m
m ——采区煤的厚度，3.0m
r ——煤的密度， 1.5t/ M³
方案Ⅰ的损失量
根据《煤矿安全规程》和《煤炭工业设计设计规范》等有关规定：采区左右边界各留10m保护煤柱，采区上下边界各留15m保护煤柱，护巷煤柱：采区上下水平间距为20m，两条山下山的护巷煤柱左右各至停采线30m。

区段煤柱为10m。

由以上数据可算出煤炭的损失量和采区采出率并判断是否符合相
关规定从而得知方案在技术上是否可行。

（1） 采区右边界损失量
=L×m× Cb×r=27万t
式中 ——方案Ⅰ采区左右边界损失量，单位万t L ——采区倾斜长度，2000m
m ——煤层煤的厚度，3.0m
Cp——煤柱尺寸，30m
r ——煤的密度，1.5t/m³
（2） 采区上边界损失量
Pc=Lz×Cb×m×r=33.75
式中 ——方案Ⅰ采区上下边界损失量，单位万t ——采区走向长度，2500m
m——煤层煤的厚度，3.0m
Cp——煤柱尺寸，30m
（3）采区护巷煤柱损失量
①采区上下山采区护巷煤柱损失量
=L×m×Cb×r=54
式中——方案Ⅰ采区护巷煤柱损失量，单位万t
L ——采区倾斜长度，2000m
m ——煤层煤的厚度，3.0m
Cb——煤柱尺寸，60m
r ——煤的密度，1.5t/m³
2 采区区段护巷道煤柱损失量
Pg=4×L×m×Cp×r=45
L——采区走向长度，2500m
m ——煤层煤的厚度，3.0m
Cp——区段煤柱尺寸，10m
r ——煤的密度，1.5t/m³
（4）方案Ⅰ煤炭损失总量
P=Py+Pc+Ps+Pq=27+33.5+54+45=159.5
P总1——方案Ⅰ煤炭损失总量，
Py——采区上下边界损失量，27万t
Pc——采区左右边界损失量，33.75万t Ps——采区护巷煤柱损失量，54万t
Pg——采区上下山采区护巷煤柱损失量,45万t
方案Ⅰ的采区可采储量计算
Zk=Zg-Pe=2090.25万t
式中 Zk——方案Ⅰ设计可采储量；2090.25万t Zg ——工业储量；2250万t
Pe——采区煤炭总损失量；159.5万t
由上述数据可算出方案Ⅰ的采区采出率
C=Zk/Ze×100%=92.9%
式中 Zk——方案Ⅰ设计开采储量，2090.25万t
Ze——工业储量，2050万t
C——方案Ⅰ采区采出率。

根据《煤炭工业设计规范》；《煤矿安全规程》等有关规定，采区采出率，薄煤层不低于85%,中煤层不低于80%，厚煤层不低于75%。

因此方案Ⅰ是可行的方案
方案Ⅱ选用倾斜长壁采煤法
Zg=L×Lz×m×r/cos7°=2250
式中 ——采区工业储量，单位 万t
L ——采区倾斜长度，2000m
——采区走向长度，2500m
m ——采区煤的厚度，3.0m
r ——煤的密度， 1.5t/ M³
方案Ⅱ 的损失量
采区左右边界断层10m煤柱，上边界各留10m，下边界停采线距采区边界70m：相邻分带间保护煤柱为10m.
由上述数据可算出煤炭的损失量和采区采出率并判断是否符合相关规定从而得知方案级数上是否可行。

（1）采区左右边界损失量
Py=L×m×r×2×C/cos7°=9.06
式中 Py——方案Ⅰ采区左右边界损失量，单位万t
L ——采区倾斜长度，2000m
m ——煤层煤的厚度，3.0m
C——煤柱尺寸，10m
r ——煤的密度，1.5t/m³
（2）采区上下边界损失量
Pr=L×（m+M）×Lz×2×r/cos7 °=145万t
式中 Pr——方案Ⅱ采区上下边界损失量，单位万t L——采区走向长度，2000m
M——煤层煤的厚度，3.0m
r ——煤的密度，1.5t/m³
Lz----煤柱尺寸，10米
m——停采线边界的距离，70m
（3）采区相邻分带间保护煤柱损失量
Pc=Lz×m×C×r/cos7°=11.3万t
式中 Pc——方案Ⅱ采区区段护巷煤柱损失量，单位万t Lz——采区走向长度，2500m
m ——煤层煤的厚度，3.0m
r ——煤的密度，1.5t/m³
C——相邻分带间保护煤柱尺寸，10m
（4） 方案Ⅱ的煤炭损失总量
P=Py+Pr+Pc=165.36万t
式中 P——方案Ⅱ采区煤炭总损失量，单位万t
Py——方案Ⅱ采区左右边界损失量，9.06万t
Pr——方案Ⅱ采区上下边界损失量，145万t
Pc——方案Ⅱ采区区段护巷煤柱损失量，11.3万t
方案Ⅱ的采区可采储量
C=Ze-Zg=2084.64万t
式中 C——方案Ⅱ设计开采储量，单位万t
Ze——工业储量，2250万t
Zg——方案Ⅱ采区区段护巷煤柱损失量，165.36万t
由上述数据可算出方案Ⅱ的采区采出率
C=Zk/Ze×100%= 92.6%
式中 ——方案Ⅱ设计可采储量2084.64万t
——工业储量，2250万t
——方案Ⅱ采区采出率
根据《煤炭工业设计规范》；《煤矿安全规程》等有关规定，采区采出率，薄煤层不低于85%，中厚煤层不低于80%，厚煤层不低于75%。

因此方案Ⅱ是可行方案
储量计算表表1
方案名称2号煤层方案Ⅰ 2号煤层方案Ⅱ
工业储量 2250万t 2250万t
煤炭损失量 159.5万t 165.36万t
采区采出率 92.9% 92.6%
设计可采储量 2090.25万t 2084.64万t
第二节，采区生产能力及服务年限
（1）方案Ⅰ采用走向长壁采煤法。

1. 采区生产能力
一个工作面日产量计算
6
式中 A——工作面日生产能力
L——方案Ⅰ工作面长度，150m
l——工作面日推进量，3.6m/d
m——工作面采高，3.0m
r ——煤的密度，1.50t/m³
C——工作面回采率，95%
一年按330个工作日计算则年产量
A=L×l×m×r×330×95%=76.18万t
2. 计算采区采出能力
A1= ∑Ai×K1×K2=189×1.1×95%=159.21万t
式中 A1——方案Ⅰ采区生产能力
∑——采区内同时生产的工作面能力之和
K1——产量不均衡系数，两个同时生产可取0.95，三个工作面同时生产时去0.9.
K2——掘进出煤率，一般可取1.1。

采区生产能力为159.21万t
3,服务年限
采区服务年限计算
T=Zg/A×K=14年
式中 Zg——采区可采储量
Z——方案Ⅰ可采储量
A ——采区生产能力
K ——工作面回采率
采区服务年限14.6 年
（2） 方案Ⅱ采用倾斜长壁采煤法
1. 采区生产能力
一个工作面日产量计算
6
式中 ——工作面日生产能力
L——工作面长度，150m
l——工作面日推进量，3.6m/d
m——工作面采高，3.0m
r ——煤的密度，1.5t/m³
C——工作面回采率，95%
一年按330个工作日计算则年产量
A=L×l×m×r×C=76.18万t
2. 计算采区采出能力
A1= ∑Ai×K1×K2=189×1.1×95%=159.21万t
式中 A1——方案Ⅰ采区生产能力
∑——采区内同时生产的工作面能力之和
K1——产量不均衡系数，两个同时生产可取0.95，三个工作面同时生产时去0.9.
K2——掘进出煤率，一般可取1.1。

采区生产能力为159.万t
3. 服务年限
采区服务年限计算
T=Zg/A×K=14年
式中 T——方案Ⅱ矿井设计服务年限
Zg——方案Ⅱ可采储量
A ——采区生产能力
K——工作面回采率
采区服务年限14年
第三章采区巷道布置
为了减少煤柱损失量提高采出率，利于灭灾并提高经济效益，根据巷道布置课程设计布置要求，把为该采区服务的运输大巷布置在距煤层底板岩石20m处。

由于，采区巷道布置课程设计方案Ⅰ为走向长壁采煤法采煤系统，方案Ⅱ为倾斜长壁采煤法采煤系统。

将两种方案的采区巷道布置进行比较。

1，工作面的长度
工作面的长度：1号方案采用走向长壁采煤法采煤系统工作面长
度200m。

2 号方案采用倾斜长壁采煤法采煤系统工作面长度为
200m。

2，采区上下山的数目和位置
Ⅰ号方案采用走向长壁采煤法采煤系统采区上下山的数目为两条，一条运输上山，一条轨道上山。

采区山下山的
位置均布置在煤层中，维护费用相当高
Ⅱ号方案采用倾斜长壁采煤法采煤系统采区为倾斜长壁采煤法布置巷道。

采区上下山输为两条，一条运输上山，
一条轨道上山。

Ⅰ号方案采用走向长壁采煤法采煤系统采区区段平巷布置在煤层中，区段留10m的联络巷。

Ⅱ号方案采用倾斜长壁采煤法采煤系统分带倾斜之间留10m的保护煤柱。

第四章采区巷道布置方案的技术比
较
采区巷道布置提出了两个可行的方案，通过技术比较都确定
表3 方案技术比较表
方案名称
方案1走向长壁采煤法方案2倾斜长壁采煤法
方案简单说明
该方案采用走向长壁采煤法采煤系统
巷道布置：
1，由于运输大巷距煤层底板岩石30m处给最后的一个区段的回采工作带来了困难。

2，采区下步车场.中部车场.回风大巷.打在岩层中，这样一来给巷道的掘进工程又提高了难度。

3，运输上山和轨道上山间距
20m。

并在运输山上和轨道山上每侧各留30m的护巷煤柱以此保障上山的稳定性。

合理的减轻维护巷道。

4，区段平巷之间留10m的联络巷。

5，采区采用综合机械化采煤，走向长壁采煤法采煤系统。

每个工作面200m。

该方案采用倾斜长壁采煤法次啊没系统巷道布置：
1，运输大巷布置在底板岩石30m 处。

2，采区划分行人斜巷直接与运输大巷相连即可。

3，两分带间回风斜巷留10m保护煤柱。

4，采区采用综合机械化采煤，倾斜长壁采煤法采煤系统。

工作面长度200m。

方案技术比较
运输上山和轨道上山布置在煤层里掘进容易维护费用过高，工作面长度200m.年产量低，服务年限长。

由于运输大巷距地面20m 处，给最后一个区段的回采工作带来困难。

巷道万吨掘进率，回采率低。

由于倾斜长壁采煤法采煤系统在整个采区回采完后仍然能把回风巷和运输巷的煤柱采完巷道百万吨掘进率降低，回采率提高。

且工作面长度200m，年产量大。

服务年限短。

由此可见，在技术上的个方面比较，在根据《煤炭工业设计规范》；《煤矿安全规程》等有关规定。

我们将Ⅱ号方案作为此次课程设计的巷道布置设计。

巷道布置详情见巷道布置图，采区巷道平面图，剖面图。