采区的巷道布置以及采煤工艺的设计项目计划书

采区的巷道布置以及采煤工艺的设计计划书第一章 采（盘）区或带区巷道布置第一节 采（盘）区或带区概况第二节 采（盘）区或带区储量与服务年限1. 采区（盘区）或带区生产能力， 150万吨/年2.采区的工业储量,设计可采储量 γ⨯⨯⨯=M L H Z c式中： C Z ——采区工业储量，万t ；H ——采区倾斜长度，1150m ； L ——采区走向长度，2400m ； M ——煤的厚度，M 1=3.5m ，M 2=6.0m ； γ——煤的容重，1.30t/m ³；1c Z =1150×2400×3.5×1.3=1255.8万t2c Z =1150×2400×6.0×1.3=2152.8万t C Z =1c Z +2c Z =1255.8+2152.8=3408.6万tC P Z Z c k ⨯-=)(式中： k Z ——设计可采储量, 万t ；C Z ——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%。

分别取左右边界煤柱各5m ，上部防水煤柱与下部护巷煤柱各30m ，中部留60m 停采线煤柱，则对于3#煤层:%75%12.998.2152/)884.188.2152(/)(2222>=-=-=c c Z P Z C 则2#、3#均满足采区回采要求。

第三节 采区或带区内的再划分一、确定工作面长度煤层左右边界各有20m 的边界煤柱，上部留30m 防水煤柱，下部留30m 护巷煤柱。

因为该矿地质构造简单，煤层附存条件较好，瓦斯涌出量小，另外现代工作面长度有加长趋势，且采煤工艺选取的是较先进的综采。

结合我国实际情况以及考虑到设备选型及技术方面的因素，综采工作面长度一般为150～240m ，巷道宽度为4m ～4.5m,本采区选取4.5m ，且采区生产能力为150万t/a ，一个中厚煤层的一个工作面便可以满足生产要求。

采用沿空掘巷方式,巷道间留较小煤柱，取5米。

采煤工作面长度为：n n L n P q H L /]2)1(2[21⨯⨯--⨯-⨯-=式中：1L ——工作面长度，m ；2L ——区段平巷宽度，m ；H ——采区倾向长度，m ；q ——采区上下边界预留煤柱宽度，m ； P ——护巷煤柱宽度，m ； n ——区段数目，个；1L =[1150-2×30-5×(n-1)-4.5⨯2⨯n]/n ∈(150,240) 因为4.3<n<6.7，取n=5，则1L =205m 。

二、确定采区内的区段数目或带区内的分带数目三、确定采煤工作面生产能力Qr = A/(T ×1.1)式中 A ——采区生产能力，150万t/a ；Qr ——工作面生产能力，t /天； T ——每年正常工作日，330天。

则： Qr = A/（T ×1.1） =1500000/(330×1.1) = 4132.23t 四、确定采（盘）区或带区内同采工作面数目及工作面接替顺序20⨯+-=L L SH N式中 N ——工作面数目，个； H ——采区倾向长度，m ； S ——边界煤柱宽度，m ； L ——工作面长度，m ； 0L ——区段回采巷道宽度，m ； 带入数值得，2.525.42052201150=⨯+⨯-=N取5，所以工作面数目为5个。

目前，煤炭企业生产系统向高产高效集中化生产的方向发展，新建大型化矿井均朝“一矿一井一面”的设计思想改革，提高工作面单产，用一个工作面的产量来保证整个矿井的设计生产能力。

为适应现阶段煤炭行业的指导规范，本采区设计一个采煤工作面。

其工作面接替顺序为左右两翼跳采方式。

对于2#煤层：K1煤层工作面接替顺序：1101→1102→1103→1104→1105→1106→1107→1108→1109→1110 对于3#煤层：K2煤层工作面接替顺序：2101→2102→2103→2104→2105→2106→2107→2108→2109→2110 对于K3煤层：K3煤层工作面接替顺序：3101→3102→3103→3104→3105→3106→3107→3108→3109→3110注：箭头表示回采工作面的接替顺序。

第四节确定采（盘）区或带区内准备巷道布置及生产系统一、根据设计题目条件，完善开拓巷道为了缩短采区准备时间并提高经济效益，根据所给地质条件，在第一开采水平中，把为该采区服务的运输大巷和回风大巷均布置在3#煤层底板下方15m的稳定岩层中。

二、确定采（盘）区或带区巷道布置系统布置方案分析比较首先确定回采巷道布置方式，由于地质构造简单，无断层,煤层赋存条件好，瓦斯涌出量较小，无自然发火倾向,2#煤层直接顶为砂页岩，3#煤层直接顶为较厚的页岩。

同时为减少煤柱损失，提高采出率，降低巷道维护费用等，采用沿空掘巷的方式。

因此采用工作面布置图（见下文）所示工作面接替顺序，就能弥补沿空掘巷时工作面接替复杂的缺点。

根据相关情况初步制定以下两个采区上山布置方案进行比较：方案一：两条岩石上山将两条上山都布置在3#煤层底板岩石中，轨道上山布置在距离底板10m处，运输上山布置在距离底板15m处，两上山分别联结两翼的区段，平巷不交叉。

其布置特点为，岩石工程量大，掘进费用高，联络石门长。

但维护条件好，维护费用低，有利于通风，运输能力大。

-方案二：一岩一煤上山将两条上山分别布置在3#煤层的底板和煤层中，运输上山布置在距离3#底板10m处，轨道上山布置在3#煤层中。

这样节省了一条岩石上山，相对减少了岩石工程量。

但轨道上山不易维护，维护费用高，需要保护煤柱。

掘进费用表维护费用表维护费用表费用汇总表两者费用相差不大，经济上认为两者相同。

综合其他因素，选择双岩巷上山采区联合布置方式，巷道布置情况见采区巷道平面图、剖面图。

三、确定工作面回采巷道布置方式由于采区内煤层埋藏平稳，地质构造简单，无断层，各煤层瓦斯涌出量较低。

结合综放面特点，故采用双沿空掘巷掘进方式。

但由于巷道断面较大，要求采用强度较高的支护材料。

四、工作面推进位置的确定在采区布置平面图内、工作面布置及推进到的位置应以达到采区设计生产能力为准，工作面应推进到距上山20m 五、带区内相邻两工作面交替期间同时生产的通风系统 采区通风路线:新风从阶段运输大巷→采区主石门→采区下部车厂→轨道上山→中部甩车场→区段运输平巷→采煤工作面→区段回风平巷→回风石门→阶段回风大巷。

六、采区上部和下部车场选型(1)考虑到采用采区上部平车场有车辆运行顺当、调车方便等优点，确定采用上部平车场。

(2)由于采区生产能力大，故下部车场选用大巷装车式下部车场，装车站采用折返式 调车。

辅助提升下部车厂采用底板绕道式。

第五节 采区中部甩车场线路设计一、大巷（双轨），采区轨道上山（单轨），区段石门（单轨），均为 600 mm 轨距。

四、采区装车站及材料上山布置。

第二章 采煤工艺设计第一节 采煤工艺方式的确定一、采煤工艺选取选取3#煤层为对象，进行采煤工艺设计。

由于3#煤层厚度为6米，属于厚煤层，结构简单，无断层，瓦斯涌出量较低，故可用综合机械化采煤工艺，进行综采放顶煤开采。

二、综采工作面的设备选用国产设备。

三、采煤与装煤 （一）确定落煤方式采用综合机械化放顶煤开采，双滚筒采煤机直接落煤装煤。

（二）确定截深()γαβ⨯⨯⨯+⨯=2110L h h L A式中： L ——日推进度，m/天；0A ——工作面设计生产能力，t/天 ； 1L ——工作面长度，m ； 1h ——采煤机割煤高度，m ； 2h ——放煤高度，m ；β——顶煤放出率 α——工作面采出率,对于厚煤层取0.93；γ——煤的容重,t/3m ;而 A 0 =A/(330⨯1.1)=1500000/363=4132.23 t/天将数据带入可得:()21.33.193.08.00.40.220523.4132L =⨯⨯⨯+⨯=m选择滚筒截深600mm,日进6刀,采用“四六工作制”，即三采一准的工作制度。

(三)确定进刀方式为提高煤炭采出率，选取端部斜切进刀方式，如图所示：AA21AA21A2211A-A A-AAA-AA-A(a )(b )(c )(d )(四)采放比：割煤高度为2.0，则采放比为2.0∶(6.0-2.0)=1∶2。

(五)确定放顶步距为使放出范围内得顶煤能充分破碎松散，提高采出率，降低含矸率，此工作面放顶步距选用“两采一放”，即割两刀放一次顶煤。

据《采矿工程设计手册》，一般情况下，当采用小截深(0.5～0.6m)时，割两刀放一次顶煤，放煤步距为2倍的采煤机截深，则放顶步距0.6×2=1.2m 。

(六)确定放煤方式选用单轮，间隔，多口放煤。

实践证明，这种方式丢煤少，混矸少，又易于实高产高效，是一种较好的放煤方式。

装载机参数（三）移架方式因为此采区顶板不稳定，所以选用单架依次顺序式的移架方式。

这种方式容易保证移架和支护质量，操作简单，但是移架得速度慢，适用于顶板不稳定的采煤工作面。

（四）确定端头支架根据工作面条件，选用工作面液压支架支护端头。

（五）确定超前支护方式和距离由于采用综采开采，支撑压力分布范围为20～30米，峰值点距煤壁前方 5-15m,所以超前支护的距离为20米。

选用单体支柱和金属铰接顶梁支护。

铰接顶梁的长度为1000mm。

（六）支架高度与强度校核1.高度校核：在实际使用中，一般所选用的支架的最大结构高度比采高大200mm，200～300mm。

已知所选用得支架ZFS4400/16/28的最大结构高度为2.8m，采高为2.0m，则有△1=2.8-2.0=800mm≥200mm，满足要求；△≥200mm，满足要求；故所选支架高度满足工作要求。

2.强度校核：强度校核公式如下：P=k×h1×ρ×10-2式中：P——顶板对支架的作用力，MPa；k——顶板高度系数，一般取4～8，取k=6；——工作面采高，m；h1ρ——岩石密度, kg/m3；将各参数值代入则有：P=6×2.0×2.5×10-2=0.30Mpa由于 0.30Mpa支护强度)，因此支架选型满足工作要求。

(八)确定工作面支架的数量由于端头支架中心距1.5m，巷道宽度4.5m，则所需端头支架数量为： N1=4.5×2/1.5=6 架；即需要6架端头支架。

工作面所需支架数量为：N2=205/1.5=136.67 架,取N2=137架；则一个工作面共需要液压支架的数量为：N=N1+N2=6+137=143架。

(九)采空区处理一般采用全部跨落法处理采空区。

第二节工作面合理长度确定一、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，无断层煤层瓦斯涌出量低，2#和3#煤层属简单结构煤层。