礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦后期開采設計說明書

1、柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦 后期開采設計陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦后期開采設計說 明 書 陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦 二零一二年二月附 圖 目 錄序號圖 紙 名 稱圖紙編號比 例1資源儲量估算平面圖f108-103-1150002后期開采方式平面圖f108-109-1150003工作面接續(xù)平面圖f108-111-1/目 錄總 論1第一章 井田概況及開采條件4第一節(jié) 井田概況4第二節(jié) 地質特征6第二章 井田開拓12第一節(jié) 井田境界及儲量12第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務年限15第三節(jié) 礦井后期開采設計方案17第四節(jié) 井田開拓19第三章 大巷運輸及設備22第一節(jié)運輸方式22第二節(jié)

2、 運輸系統(tǒng)22第三節(jié) 運輸設備22第四章 盤區(qū)布置及裝備25第一節(jié) 采煤方法的選擇25第二節(jié) 后期盤區(qū)巷道布置40第三節(jié) 巷道掘進41第四節(jié) 采、掘生產(chǎn)接續(xù)安排42第五章 礦井主要系統(tǒng)46第六章技術經(jīng)濟分析與評價50第一節(jié) 勞動定員50第二節(jié) 建設項目投資估算51第三節(jié) 原煤生產(chǎn)成本估算與分析53第四節(jié) 經(jīng)濟分析與評價55第五節(jié) 礦井主要技術經(jīng)濟指標56附錄： 一、礦井后期投產(chǎn)井巷工程數(shù)量表二、陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦后期開采設計主要機電設備及器材目錄三、陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦后期開采設計投資概算書iv柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦 后期開采設計總 論一、項目名稱、所在

3、位置、隸屬關系項目名稱：陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦后期開采設計。柴家溝煤礦位于陜西省銅川市西北41km處，行政區(qū)劃屬陜西省宜君縣太安鎮(zhèn)管轄。陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦現(xiàn)隸屬于神華集團神東公司。宜君縣煤炭管理局監(jiān)管。二、礦井概況柴家溝煤礦屬原國家計委以煤代油資金投資建設的地方煤礦，也是陜西省原計委批準的重點扶貧項目，礦井自1992年10月開始籌建，1993年10月開工，1996年試生產(chǎn)，2000年11月通過竣工驗收,現(xiàn)礦井生產(chǎn)能力已達到100萬t/a。柴家溝煤礦為三個斜井單水平開拓，主井斜長697.8m，副井斜長681.7m，主副井坡度均為23，回風斜井長468.1m，坡度為

4、25。井田可采煤層為4-2煤層，煤層傾角35，煤層平均厚度為5.61m。煤質牌號為低變質煙煤，即屬長焰不粘煤范疇，具有低灰、中硫、低磷、高發(fā)熱量的特點，可作為動力、氣化及煉油用煤。礦井地質構造簡單、涌水量較大，屬低瓦斯礦井。礦井采用中央分列式通風，即主副井筒進風邊界風井回風。三、編制設計依據(jù)1、柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦后期開采設計委托書。2、國家工程建設強制性條文及有關設計規(guī)范、安全規(guī)程及技術規(guī)定。3、陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦基本情況調查及部分實測圖。4、國家煤礦安全監(jiān)察局2011年制定的煤礦安全規(guī)程。5、建設部制定的煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范。6、設計人員實地踏勘收集的資料。7、陜

5、西省煤田地質局一九四隊編寫的陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司 柴家溝煤礦資源儲量核實報告。四、設計指導思想設計充分考慮到柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦的具體條件和實際情況，在技術可行、方案合理、保證安全的前提下，設計積極采用新技術、新設備、新工藝，以資源回收為中心，考慮經(jīng)濟效益，進一步優(yōu)化環(huán)節(jié)系統(tǒng)。五、設計中的不足之處及生產(chǎn)過程中應注意的問題1、工作面布置受煤層賦存的影響，采煤工作面走向較短，增加了搬家倒面的頻率，提高了原煤成本。2、礦井煤層為易自燃煤層，須堅持使用以黃泥灌漿為主的綜合防滅火措施。3、礦井水文地質條件較簡單，但必須加強對礦區(qū)內(nèi)水文地質資料的調查，在掘進過程中必須嚴格執(zhí)行探放水制度，堅持

6、“預測預報，有疑必探，先探后掘，先治后采”的探放水原則，預防老空區(qū)積水和有害氣體涌入作業(yè)場所。并建立完善、可靠的排水系統(tǒng)。 4、對井下已報廢巷道要全部進行充填或密閉，以減少安全隱患。5、井巷留設煤柱的回收要在確保安全的前提下進行。6、須按采煤工作面的接替順序開采，以提高資源回收率。64 第一章 井田概況及開采條件第一節(jié) 井田概況一、交通位置柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦位于陜西省銅川市西北41km處，行政區(qū)劃屬陜西省宜君縣太安鎮(zhèn)管轄。礦區(qū)有烈柴公路與銅川、焦坪公路相接通，向東25km接西（安）包（頭）公路干線，前河火車站位于礦區(qū)西南方約8km，距梅家坪火車站70km，礦區(qū)交通較為便利（圖1-1）

7、。二、氣象及地震本區(qū)為大陸性半干旱氣候，四季分明，溫差大，年蒸發(fā)量大于降水量，降水集中在79月份。根據(jù)宜君氣象站歷年統(tǒng)計，年平均降水量586mm、蒸發(fā)量為6.892mm。年平均氣溫13.6左右，最低氣溫-16（元月），最高氣溫38.3（七月）。霜凍為10月下旬至2月中旬，最大凍結深度約0.23m左右。根據(jù)宜君縣志記載，自1555年至1783年，宜君地區(qū)曾發(fā)生多次地震。根據(jù)國家地震局和建設部發(fā)布的中國地震強度區(qū)劃圖（1990）所示，該地區(qū)地震烈度為vi度。三、礦區(qū)經(jīng)濟概況本區(qū)以農(nóng)業(yè)為主，工業(yè)不發(fā)達，經(jīng)濟基礎比較薄弱，生產(chǎn)力水平低，經(jīng)濟效益差。主要農(nóng)作物有小麥、玉米、水果等，糧食可以自給。工業(yè)有煙

8、草、電力、煤炭、水泥、酒、肉類及糧食加工等。近10年來煤炭工業(yè)發(fā)展迅速，先后建設了一批地方煤炭、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦及中小型煤礦井，煤炭工業(yè)及伴隨煤炭工業(yè)發(fā)展的運輸、建材、服務性行業(yè)的發(fā)展，對促進地方經(jīng)濟起著十分重要的作用，煤炭工業(yè)已經(jīng)成為當?shù)氐闹еa(chǎn)業(yè)之一。第二節(jié) 地質特征一、 煤層賦存條件4-2煤層為礦井唯一可采煤層，煤層厚度一般58m，最厚可達8.59m，平均5.61m（中央?yún)^(qū)域最厚，邊界薄）。煤層傾角35。煤層結構為13層，頂層煤相對較硬，中間層煤質最好，下部0.10.4m煤質相對較差。夾矸巖性多為炭質泥巖、泥炭及粉砂巖，厚度為0.100.35m。煤層中局部含fes2結核。煤層賦存較為穩(wěn)定。圖1-

9、8為井下煤層賦存情況。圖1-9所示為位于井田中心的ly3鉆孔煤巖層柱狀圖。煤層頂板直接頂為粉細砂巖，局部為泥巖及砂質泥巖，粉、細砂巖互層分布在向斜兩翼邊部，一般厚3m，屬不堅實至中等堅實頂板。局部有偽頂炭質泥巖，厚度為0.10.5m。老頂為5.0319.81m的粗砂巖，含斜層理，主要成份為石英長石，泥質膠結，較為堅硬。老頂之上多為粉砂巖和粗砂巖，層厚一般為310 m。含斜層理，主要成份為石英長石，泥質膠結，較為堅硬。煤層底板多為炭質泥巖及泥巖，局部為粉砂巖、根土巖，厚0.53.3m。根土巖遇水膨脹，最大鼓起0.4m/a，一般回采后加劇，其下花斑泥巖為富縣組鋁質雜色泥巖，含鮞狀團塊結構，厚度11

10、5m，一般厚約10m，個別最大厚27.87m，分布普遍，遇水膨脹，可發(fā)生嚴重底臌，其膨脹率為5.8%34.9%，多滑面，屬不堅實至極不堅實底板。根據(jù)地質勘探階段的測定結果，4-2煤層頂?shù)装鍘r石基本力學性質如表1-1所示。從表1-1可知，煤層頂?shù)装鍘r層硬度不大。圖1.1-1 4-2煤層鉆孔煤巖層柱狀圖表1.1-1 煤層頂?shù)装鍘r性特征參 數(shù)巖 性單軸抗壓強度/mpa單軸抗拉強度/mpa彈性模量/mpa泊松比粘結力/mpa內(nèi)摩擦角/ 頂板粉細砂巖49.35.258280.215.638偽頂粉砂頁巖34.32.4底板泥巖34.82.0對于煤層的力學性質，地質報告中沒有具體指標，但通過煤炭科學研究總院北

11、京開采研究所煤巖物理力學試驗可以看出，煤的單向抗壓強度為17.7725.79mpa，煤質中硬（表1.2-21.1-5）。表1.1-2 柴家溝煤礦煤樣力學性質測試結果項 目樣 別單向抗壓強度/mpa單向抗拉強度/mpa彈性模量/103mpa泊松比內(nèi)摩擦角/粘結力/mpa強度公式1#煤樣126.241.2814.330.2339.93.97=3.97+*tg39.9227.691.437.830.24323.430.87.400.24平均值25.791.179.850.245#煤樣123.810.866.220.153.9339.2=3.97+*tg39.9218.370.958.850.2132

12、2.261.248.270.22平均值21.481.027.780.199#煤樣116.301.196.130.146.1438.2=3.97+*tg39.9219.362.388.990.20317.340.728.540.15平均值17.771.437.890.16表1.1-3 柴家溝煤礦煤樣抗剪強度測試結果 項 目 樣 別45/mpa53/ mpa61/mpa正應力剪應力正應力剪應力正應力剪應力1#煤120.2920.296.558.693.897.03217.0417.044.155.512.674.82317.8217.825.717.584.067.33平均值18.3818.385

13、.477.263.546.395#煤116.3616.365.447.212.855.14216.0616.065.377.124.47.94314.9314.934.25.573.466.25平均值15.7815.7856.633.576.449#煤119.2319.2310.0313.316.7212.12222.3722.3710.0313.314.698.47314.0014.003.544.74.047.29平均值18.5318.537.8710.445.159.29表1.1-4 柴家溝煤礦煤樣浸水力學性質測試結果樣別項目抗拉強度/mpa抗壓強度/mpa原始浸水15a原始浸水15a浸

14、水20a1#和3#煤樣11.281.0026.2417.3915.7921.431.0927.6919.6712.9430.80.3823.43/平均值1.170.8225.7918.5314.37二、 煤質柴家溝井田范圍內(nèi)的4-2煤層為黑色塊狀，條帶狀或線理狀、層狀構造，多為玻璃或瀝青光澤，具貝殼狀斷口，質脆而易碎，稍具節(jié)理及裂隙，裂隙面被方解石及黃鐵礦薄膜充填。該煤層以半亮型煤為主，夾絲質薄層，底部多為半暗及暗淺型煤夾薄層炭質泥巖。經(jīng)煤巖鑒定及反射率測定結果認為4-2煤屬i變質階段的低變質煙煤，即長焰煤-不粘煤范疇。其煤質指標如表1.1-5所示。表1.1-5 煤質指標序號指標范 圍平 均1

15、灰 分 ag(%)11.0721.7614.762揮發(fā)分 vr(%)34.8741.6738.453硫 分 sgq(%)0.703.142.084磷分pg（%）0.0050.0560.0235發(fā)熱量（kcal/kg）668978927291三、瓦斯賦存、煤層自燃及煤塵爆炸危險性1、瓦斯：依據(jù)陜西省煤炭局關于2010年礦井瓦斯等級鑒定結果的批復文件，即陜煤局發(fā)（2011）4號文，柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦在2009年、2010年瓦斯鑒定結果為：絕對瓦斯涌出量分別為5.59m3min、7.88m3min，相對瓦斯涌出量分別為2.76m3t、3.34m3t。co2涌出量為0.81m3t，屬低瓦斯礦

16、井。2、煤塵：陜西煤礦安全裝備監(jiān)測中心依據(jù)煤塵爆炸性鑒定規(guī)范鑒定，本礦煤層有爆炸性，火焰長度大于400mm。3、煤的自燃傾向性陜西煤礦安全裝備監(jiān)測中心采用采樣色譜吸氧鑒定法鑒定，本礦煤層屬1類容易自燃煤層，礦井煤層自然發(fā)火期為3-6個月，最短為36天。四、水文地質正常涌水量為46m3/h，最大涌水量為82 m3/h。礦井總涌水量為1104m3/晝夜。目前礦井使用2臺離心水泵一趟管路排水，水泵型號為100d458，功率為160kw，排水管為d1405型無縫鋼管，控制設備為jj1b-160-380-2型自耦減壓起動器。五、地溫本礦井為地溫正常區(qū)。第二章 井田開拓 第一節(jié) 井田境界及儲量一、井田面積

17、井田境界內(nèi)可采煤層為4-2號煤層，根據(jù)陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦采礦許可證，礦井由11個拐點坐標圈定。 柴家溝井田境界西部以龍王玉華井田第一勘探線（o2，k12兩鉆孔連線）為界，北、東、南部皆以4-2煤層可采邊界線為界。全井田受龍玉向斜控制，形狀為一“b”字型，其東南翼走向長約2.0km，傾斜寬1.6km，西北翼走向長約1.1km，傾斜寬1.1km，兩翼走向大體與向斜軸平行亦呈北東、西南向，井田面積4.29km2。四鄰無其它礦井及小窯開采。礦區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)斷裂構造，只是在局部發(fā)現(xiàn)沖刷帶。二、儲量1、保有資源儲量總量（1）原評審備案證明資源儲量根據(jù)陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦資源儲

18、量檢測說明書評審備案證明（陜國土資儲備200883號）：截止2004年12月底，柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦采礦證范圍內(nèi)保有資源儲量2071.28萬噸。其中：探明的經(jīng)濟基礎資源量（111b）55.58萬噸，控制的經(jīng)濟基礎資源量（122b）461.30萬噸，探明的邊際經(jīng)濟基礎資源量（2m11）24.06萬噸，控制的邊際經(jīng)濟基礎資源量（2m22）90.79萬噸，推斷的內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量（333）1439.55萬噸。(2)近年開采量2004年12月底至2011年12月底，采用綜采放頂煤工藝，估算采出1096.77萬噸。（3）現(xiàn)剩余保有資源量估算現(xiàn)柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦范圍內(nèi)剩余保有資源量974.5

19、1萬噸，其中：探明的經(jīng)濟基礎資源量（111b）326.4萬噸，控制的經(jīng)濟基礎資源量（122b）87.49萬噸，探明的邊際經(jīng)濟基礎資源量（2m11）58.09萬噸，控制的邊際經(jīng)濟基礎資源量（2m22）144.99萬噸，控制的次邊際經(jīng)濟資源量（2s22）19.19萬噸，推斷的內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量（333）338.35萬噸。2、 礦井工業(yè)資源/儲量：（111b）+（122b）+（2m11）+（2m22）+（333）*0.85=326.4+87.49+58.09+144.99+338.35*0.85=904.57(萬噸)3、全井田設計可采儲量（1）礦井設計資源/儲量礦井工業(yè)資源/儲量減去各種永久性煤柱損失后

20、（井田邊界煤柱4.03萬噸）為：900.54萬噸。（2）盤區(qū)回收率根據(jù)礦井的煤層厚度、開拓部署及采煤方法，依據(jù)煤炭工業(yè)設計規(guī)范確定盤區(qū)回收率為75%，放頂煤工作面回收率為83%，高檔普采工作面回收率為95%。（3）礦井設計可采儲量礦井設計資源/儲量減去工業(yè)場地煤柱68.90萬噸、井筒煤柱21.30萬噸及主要巷道煤柱213.36萬噸后乘以盤區(qū)回收率為：447.74萬噸，考慮工業(yè)場地及井筒煤柱回收18.04萬噸（回收率20%），主要巷道煤柱回收64.01萬噸（回收率30%），煤柱總回收82.05萬噸，則全井田可采儲量為：529.79萬噸。表2.1-2 礦井設計可采儲量匯總表 單位：萬噸煤層 礦井工

21、業(yè)資源/儲量礦井永久煤柱損失設計資源/儲量工業(yè)場地和主要井巷煤柱回收煤柱礦井可采儲量井田境界小計工業(yè)場地井筒主要巷道小計4-2904.574.034.03900.5468.9021.30213.36303.5682.05529.794、礦井后期可采儲量（1）按100萬噸/a開采的工作面42206工作面、42204工作面、42202工作面、42209工作面按現(xiàn)生產(chǎn)能力（100萬噸/a）開采，其合計可采儲量為254.79萬噸。、42206工作面 綜采放頂煤工作面， 煤厚3.775.22 m，取5.2m，則:可采儲量q=3931055.21.40.83=249340（萬噸） 約24.93（萬噸）、4

22、2204工作面 綜采放頂煤工作面， 煤厚3.775.22 m，取平均值5.0m，則:可采儲量q=121612551.40.83=883120（萬噸） 約88.31（萬噸）、42202工作面 綜采放頂煤工作面， 煤厚3.775.22 m，取平均值5.0m，則:可采儲量q=121612551.40.83=883120（萬噸） 約88.31（萬噸）、42209工作面 綜采放頂煤工作面，煤厚1.45.2m，取平均值3.5m，則:可采儲量q=10071303.51.40.83=532411 （萬噸） 約53.24（萬噸）（2）礦井后期可采儲量礦井可采儲量減去上述工作面儲量，則礦井后期可采儲量為：274.

23、99萬噸，其中正規(guī)工作面192.94萬噸，煤柱回收82.05萬噸。4、安全煤柱設計留有安全煤柱的地面建筑物、構筑物及計算參數(shù)確定如下：、工業(yè)場地、井筒及地面建筑物、構筑物等保護煤柱采用垂線法計算。、計算保護煤柱時，表土層移動角=45，基巖移動角=72，下山移動角=71，上山移動角=73。工業(yè)場地圍護帶寬度按20米計。、井田邊界保護煤柱為20m，采空區(qū)邊界保護煤柱為20m。、大巷、下山間保護煤柱為30m。第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務年限一、礦井工作制度礦井年工作日為330d，作業(yè)方式為每天四班作業(yè)，三班生產(chǎn)，一班準備，日提升時間為16小時。二、礦井后期生產(chǎn)能力1、礦井后期正規(guī)工作面生產(chǎn)能力的確定礦

24、井設計生產(chǎn)能力是一個與井田地質構造、水文地質條件、煤炭資源量及煤質、煤層賦存條件及建井條件、采煤機械化裝備水平等諸多因素有關的綜合問題。礦井現(xiàn)在經(jīng)核定生產(chǎn)能力為100萬噸/a，礦井后期正規(guī)工作面生產(chǎn)能力宜為60萬噸/a或45萬噸/a的礦井。設計從以下幾個方面對設計生產(chǎn)能力進行論述：（1）資源/儲量及采煤工藝煤炭儲量是決定礦井生產(chǎn)能力的主要因素之一。礦井后期可采儲量為：274.99萬噸，其中正規(guī)工作面192.94萬噸，煤柱回收82.05萬噸。后期正規(guī)工作面設計生產(chǎn)能力60萬噸/a，則服務年限3.2a，盡管服務年限較短，不滿足煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范的要求。但由于采用綜采放頂煤工藝，如設計生產(chǎn)能力為4

25、5萬噸/a，采煤機一開便超產(chǎn)。因此，從資源/儲量及采煤工藝分析，礦井后期正規(guī)工作面合理的生產(chǎn)能力應為60萬噸/a。（2）煤層賦存情況及開采技術條件礦井后期盡管為邊角煤，從煤層的厚度、水文地質條件及地質構造、瓦斯含量、煤層頂?shù)装鍘r性穩(wěn)定性以及目前礦井的生產(chǎn)狀況來分析，礦井60萬噸/a的生產(chǎn)能力是可行的。（3）礦井開采的外部條件目前礦井主運輸系統(tǒng)、輔助運輸系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、壓風系統(tǒng)等能力經(jīng)核定，均滿足礦井100萬噸/a的生產(chǎn)能力，如果能力過小，對現(xiàn)有設施系統(tǒng)是一種浪費。綜上所述，確定礦井后期正規(guī)工作面設計生產(chǎn)能力為60萬噸/a。2、礦井后期煤柱回收生產(chǎn)能力礦井后期煤柱回收82.05萬噸，煤

26、柱回收采用巷柱式炮采，生產(chǎn)能力應為30萬噸/a。三、礦井后期服務年限1、礦井后期正規(guī)工作面服務年限經(jīng)計算，礦井后期正規(guī)工作面可采儲量為192.94 萬噸，則礦井服務年限為： 192.94t= = = 3.2（a）a 60 式中：t計算服務年限，a； zk可采儲量，萬噸；a礦井年產(chǎn)量，萬噸；2、礦井后期煤柱回收服務年限經(jīng)計算，礦井后期煤柱回收可采儲量為82.05 萬噸，則礦井服務年限為： 82.05t= = = 2.7（a） a 30 式中：t計算服務年限，a； zk可采儲量，萬噸；a礦井年產(chǎn)量，萬噸；3、礦井后期服務年限3.2+2.7=5.9（a） 礦井后期服務年限5.9年，其中正規(guī)工作面3.

27、2年，煤柱回收2.7年。第三節(jié) 礦井后期開采設計方案一、井田特征1、本井田地質構造較簡單。2、煤層埋深較大，埋深為240m450m。3、后期煤層厚度變化較大，煤層厚度一般0.84.9m。4、煤層傾角不大，為35。5、礦井為低瓦斯礦井，煤層為易自燃煤層，煤塵具有爆炸性。二、后期開采設計方案經(jīng)對礦井的開拓布局、井巷現(xiàn)狀以及礦井提升、運輸、通風、排水等主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實際情況及存在問題進行井上、下實地調研了解，現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)比較完善，礦井主運輸系統(tǒng)、輔助運輸系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、壓風系統(tǒng)等能力經(jīng)核定，均滿足礦井100萬噸/a的生產(chǎn)能力，繼續(xù)利用現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)。礦井生產(chǎn)后期在一盤區(qū)中部布置南北向三條大巷

28、（一盤區(qū)皮帶運輸大巷、一盤區(qū)軌道運輸大巷、一盤區(qū)回風大巷），在二盤區(qū)布置南北向兩條上山（皮帶運輸上山、回風上山），主要巷道均布置在煤層中。鑒于剩余煤層厚度變化較大，為提高資源回收率，能布置長壁工作面的盡可能采用機采，能采用綜采放頂煤的區(qū)域盡可能采用綜采放頂煤采煤工藝，井巷煤柱采用巷柱式炮采由遠及近、由易到難預以回收?？紤]單體液壓支柱的可縮范圍，0.97米以下煤層采用殘采（因薄煤層范圍較小、上機采及小支柱不經(jīng)濟）。考慮采煤機的采高，1.3米以下煤層采用炮采（因薄煤層范圍較小、上小采煤機不經(jīng)濟）。1.3米以上煤層采用機采。形狀正規(guī)且煤層大于1.5米處布置輕型綜采放頂煤工作面，形狀不正規(guī)處布置高檔普

29、采工作面第四節(jié) 井田開拓一、井筒特征1、主斜井主斜井采用大傾角膠帶輸送機提煤，井筒傾角23，斜長681.7m，凈斷面5.7m2，設計掘進斷面7.8m2。內(nèi)設臺階、水溝等，主要擔負礦井提煤任務并兼作進風井。2、副斜井副斜井為單軌串車提升（設置人車）。井筒傾角23，斜長697.8m，凈斷面8.2m2，設計掘進10.6m2。砼軌枕，軌型24kg/m，軌距600mm。主要任務是上、下人員，運料提矸并兼作進風井。3、回風斜井回風斜井傾角25，斜長468m，凈斷面5.6m2，設計掘進斷面7.4m2。內(nèi)設臺階、水溝等，主要擔負礦井回風任務，并兼作礦井安全出口。4、井筒特征表井筒技術參數(shù)表井筒名稱副斜井主斜井

30、斜風井井口坐標x3914922.4783914895.4103914804.280y36586251.30536586212.46436586755.840井口標高（m）+1252.183+1249.66+1234.564井底標高（m）+986+965+1027.057水平標高（m）+986井筒傾角（度）232325井筒斜長（m）697.8681.7468井筒方位角（度）9423559423551063422斷面積()凈8.25.75.6掘進10.67.87.4斷面形狀支護形式半圓拱料石砌碹半圓拱料石砌碹半圓拱料石砌碹裝備單軌串車提升（設置人車）軌型24kg/m，軌距600mm大傾角強力膠帶輸

31、送機鋪設單軌軌型24kg/m，軌距600mm用途 上下人員、運料、提矸并兼進風井提升原煤并兼進風井礦井回風并兼安全出口二、水平劃分單水平生產(chǎn)，開采水平為+986m。三、 主要巷道布置礦井現(xiàn)布置三條上山、三條下山和三條大巷，礦井生產(chǎn)后期在一盤區(qū)中部布置南北向三條大巷（一盤區(qū)皮帶運輸大巷、一盤區(qū)軌道運輸大巷、一盤區(qū)回風大巷），在二盤區(qū)布置南北向兩條上山（皮帶運輸上山、回風上山）。由于采空區(qū)的限制，三條大巷間相距22米，大巷保安煤柱留設30米。三、盤區(qū)劃分沿軌道下山將井田劃分為兩個盤區(qū)，東部為一盤區(qū)，西部為二盤區(qū)。一盤區(qū)為單翼開采，二盤區(qū)為雙翼開采。盤區(qū)開采順序：先開采二盤區(qū)，后開采一盤區(qū)，盤區(qū)內(nèi)均

32、為后退式開采。四、通風系統(tǒng)1、通風方式中央并列式通風。2、通風方法機械抽出式。由主、副井進風，回風井回風。新鮮風流從主、副井進入井下，經(jīng)井底車場、皮帶運輸下（上）山、大巷到工作面運輸順槽進入回采工作面。污風流自工作面經(jīng)回風順槽、回風下（上）山、回風大巷進入回風井，通過主扇排入大氣。構成通風網(wǎng)絡。五、102工作面投產(chǎn)井巷工程數(shù)量巷道總長為4985m，其中煤巷4685m，巖巷300m。掘進總體積65763m3，其中煤巷61773m3，巖巷3990m3。柴家溝礦業(yè)有限公司柴家溝煤礦 后期開采設計第三章 大巷運輸及設備第一節(jié) 運輸方式一、煤炭運輸膠帶運輸具有安全、事故少、效率高的特點，煤炭運輸采用膠帶

33、運輸機運輸。二、輔助運輸方式采用無極繩絞車和調度絞車運輸。 第二節(jié) 運輸系統(tǒng)一、煤炭運輸回采工作面的煤經(jīng)運順膠帶運輸機運輸大巷膠帶運輸機主斜井膠帶運輸機地面。二、材料設備運輸材料副井（礦車）軌道運輸大巷（無極繩絞車、礦車）工作面。三、主要運輸巷道兩條大巷的坡度均為35度，斷面均為13.2 m2，人行道寬度為1.1米。第三節(jié) 運輸設備一、帶式輸送機 大巷膠帶輸送機按順槽膠帶輸送機運輸能力的1.25倍計算,根據(jù)順槽膠帶輸送機的運輸能力，大巷膠帶輸送機選用dsj1000/1000/300型膠帶運輸機，見表3.3-1。表3.3-1 膠帶輸送機技術特征表型號鋪設長度（m）輸送能力(t/h)帶寬mm帶速m

34、s傳動滾筒直徑(mm)托輥直徑(mm)電機功率(kw)dsj1000/1000/300900100010003.152001332*150二、輔助運輸絞車選型選用無極繩絞車、雙速回柱絞車和調度絞車運輸。1、無極繩絞車選用三臺無極繩絞車運輸，所選無極繩絞車技術參數(shù)見表3.3-2。表3.3-2 無極繩絞車主要技術參數(shù)表型 號最大牽引力（kn）繩速(m/s)鋼絲繩直徑(mm)容繩量(m)最大運距(m)電動機功率(kw)外形尺寸長寬高(mm)kwg-110/55-600850.636/1.26922-268001500110/55kw3009231021802、雙速回柱絞車選用兩臺雙速回柱絞車，所選的

35、調度絞車技術參數(shù)見表3.3-3。表3.3-3 雙速回柱絞車主要技術參數(shù)表型 號最大靜張 力（kn）繩速(m/s)鋼絲繩直徑(mm)容繩量(m)滾筒直徑(mm)電動機功率(kw)慢速快速慢速快速jsdb-19250250.1571.53830400545453、調度絞車選用兩臺調度絞車，所選的調度絞車技術參數(shù)見表3.3-4。表3.3-4 調度絞車主要技術參數(shù)表型 號鋼絲繩載荷（kn）繩速(m/s)鋼絲繩直徑(mm)容繩量(m)電動機外形尺寸長寬高(mm)最大靜張 力最大靜張力差型 號功率(kw)電壓(v)jd-1.616160.6-1.216400ybj25-425660135011401190

36、第四章 盤區(qū)布置及裝備第一節(jié) 采煤方法的選擇一、采煤方法的選擇柴家溝煤礦開采的4-2煤層剩余厚度為0.84.9m，煤層埋深約240m450m左右。實踐證明柴家溝煤礦4-2煤層頂煤的冒放性較好。鑒于剩余煤層厚度變化較大，為提高資源回收率，能布置長壁工作面的盡可能采用機采，能采用綜采放頂煤的區(qū)域盡可能采用輕型綜采放頂煤采煤工藝，井巷煤柱采用巷柱式炮采由遠及近、由易到難預以回收。二、輕型綜采放頂煤工作面采煤、裝煤、運煤方式及設備類型輕型綜采放頂煤工作面的采、裝、運、支工序全部機械化。工作面采、運、支設備的選擇需要滿足技術先進、生產(chǎn)可靠、開機率高的原則，采、運設備能力配套，運輸能力須適應放頂煤瞬時產(chǎn)量

37、高的要求，確保環(huán)節(jié)暢通，考慮搬家倒面較頻繁，設備選型盡可能輕?，F(xiàn)將工作面主要采煤設備分述如下：1、采煤機：（1）采煤機截深考慮到礦井可采儲量較小，礦井生產(chǎn)能力受到儲量的制約，工作面生產(chǎn)能力不宜過大，根據(jù)礦井年產(chǎn)60萬t，為充分利用礦山壓力，節(jié)約能耗，采煤機截深為0.6m。（2）采煤機裝機功率 按采煤機單位能耗計算采煤機功率為：式中：采煤機截割功率，kw；備用系數(shù)，取=1.5；b采煤機截深，m；h工作面采煤機采高，m；取2.4 m（最大）。采煤機割煤單位能耗，按鐵法、晉城等礦區(qū)實測，=0.550.85kwh/m3，考慮柴家溝礦后期由于煤層變薄，采煤機割頂、底板的原因，取=0.90kwh/m3。取

38、最大割煤速度= 2.5 m/min，則采煤機裝機功率：n=601.50.62.42.50.90=291.6kw。（3）采煤機型號及主要技術參數(shù) 根據(jù)上述計算，按照采煤機裝機功率大于291.6kw的原則，采煤機可選雞西煤礦機械有限公司的mg160/390-wd型電牽引采煤機，其主要參數(shù)如下：表4.1-1 采煤機技術特征表煤機型號技術特征mg160/390-wdmg150/375-w采高 m1.33.01.32.9截深 m0.6適應傾角(0)35滾筒直徑m1.2；1.4；1.6滾筒轉速r/min46；52搖臂長度mm1700搖臂擺動中心距mm58135169牽引力kn410350牽引速度 m/mi

39、n0706牽引型式電牽引銷軌式無鏈牽引機面高度mm1100最小臥底量 mm130；205；305167；242；342滅塵方式內(nèi)外噴霧裝機功率 kw2160+230+112150+75電壓 v1140設計生產(chǎn)能力t/h550500最大不可拆卸件尺寸mm24559757002245979940機重t27252、工作面前、后部可彎曲刮板輸送機運輸系統(tǒng)設備選型需滿足以下五個方面要求：（1）運輸能力與采煤機生產(chǎn)能力和放頂煤能力相適應a、輕型放頂煤工作面機采生產(chǎn)能力為：q=60.v.m.b.=6022.00.61.310.9=167.8（t/h）式中:q:采煤機小時割煤量：t/h； v:采煤機牽引速度取

40、2m/min m:采高取2.0m（平均）； b:截深取0.6m :煤的容重1.31t/m3； :有效截割系數(shù)取0.9根據(jù)經(jīng)驗,瞬時可達320t/h。b、輕型放頂煤生產(chǎn)能力根據(jù)目前放頂煤工作面的經(jīng)驗，放頂煤的生產(chǎn)能力不穩(wěn)定（因頂煤的冒落依靠礦壓的作用），一般為：080t/h。c、輕型綜采放頂煤工作面的生產(chǎn)能力輕型綜采放頂煤工作面的最大生產(chǎn)能力為320+80=400t/h。（2）槽子的外型尺寸及其配件（銷軌）與采煤機的牽引方式相匹配。（3）運輸機長度與工作面長度相一致。（4）運輸系統(tǒng)的運輸能力應大于采面生產(chǎn)能力的原則。根據(jù)輕型綜采放頂煤工作面的生產(chǎn)能力，考慮設備配件的通用性，在液壓支架的前、后部均

41、選用一臺sgb630/220型刮板輸送機，其技術參數(shù)見表4.1-2。4.1-2 前、后部刮板輸送機特征表型號鋪設長度（m）輸送能力(t/h)刮板鏈型式中部槽(長寬高)(mm)電機功率(kw)sgb630/220130450邊雙鏈150059022221103、順槽轉載機及破碎機順槽轉載機型號為szb730/90，其技術參數(shù)同表4.1-3。順槽破碎機型號為pem10001000，其技術參數(shù)同表4.1-4。4.1-3 順槽轉載機技術特征表型號鋪設長度（m）輸送能力(t/h)刮板鏈型式中部槽(長寬高)(mm)電機功率(kw)szb730/9030750邊雙鏈1500680222904.1-4 破碎機

42、技術特征表型號破碎能力(t/h) 進/出口塊度(長度不限) (mm)電機功率(kw)pem1000100070010001000/40370554、液壓支架（1）架型的選擇輕型綜放工作面支架架型是否與工作面煤層地質條件相適應，是輕型綜放工作面安全生產(chǎn)的關鍵。根據(jù)輕型綜放工作面礦壓顯現(xiàn)一般規(guī)律及支架與頂煤相互作用關系，輕型綜放工作面支架選型過程中需考慮以下幾個方面：煤層地質條件、生產(chǎn)技術條件、經(jīng)濟條件。輕型綜放開采支架選型設計應考慮以下幾個因素：、支架應有良好的通風、行人空間；、煤層底板巖層遇水膨脹，屬不堅實底板； 、支架可靠性高，但受工作面頻繁搬家的影響，支架重量不宜太重。、受煤層厚度的影響，

43、支架盡可能低。根據(jù)輕型綜放支架選型原則結合柴家溝煤礦擬開采煤層的賦存條件，建議采用雙輸送機插板式低位放頂煤支架。這種支架又可分為正四連桿和反四連桿放頂煤支架。反四連桿支架后部放煤空間大，有利于上部頂煤的回收；正四連桿支架行人空間大，與反四連桿支架同等支護強度時正四連桿支架重量較輕。由于柴家溝煤礦4-2煤層厚度較小，不易成大塊冒落，柴家溝煤礦宜采用正四連桿雙輸送機插板式低位放頂煤支架，為避免因端面距過大引起工作面端面冒頂，支架采用鉸接頂梁并配護幫板。其主要技術特征見表4.1-5。（2）支架工作阻力工作面支架工作阻力支撐冒落帶頂板巖層和頂煤的重量，并平衡基本頂失穩(wěn)時對支架的動載，計算公式為：式中:

44、 工作面支架所需支護強度；基本頂失穩(wěn)時的動載系數(shù)，根據(jù)輕型綜放工作面礦壓觀測結果，一般=1.11.8；冒落帶巖層自重應力，為頂板巖層容重，取25kn/m3，根據(jù)煤層結構，取=15m；支架上方頂煤自重應力，為頂煤容重，取13.0kn/m3。根據(jù)煤層結構，取=3m；由于4-2煤層直接頂為粉細砂巖，局部為泥巖及砂質泥巖，粉、細砂巖互層分布在向斜兩翼邊部，一般厚3m，屬不堅實至中等堅實頂板。局部有偽頂炭質泥巖，厚度為0.10.5m?；卷敒?.0319.81 m的粗砂巖，較為堅硬。頂煤冒落后，其直接頂巖層垮落后不能將采空區(qū)充填滿，因此老頂失穩(wěn)時的動壓對支架工作阻力存在較大影響，因此取=1.5，即=1.

45、5(1525000+3.013000)= 621 kn/m2支護強度確定后，根據(jù)配套尺寸、支架頂梁長度、空頂距算出支架工作阻力：式中：支架工作阻力，kn； 支架的支護強度， 621 kn/m2 空頂距 0.30m 頂梁長度 3.6m 支架寬度 1.5m根據(jù)計算結果，結合4-2號煤層的實際賦存條件，輕型綜放工作面液壓支架的工作阻力確定為4000kn。 表4.1-5 zf4000/15/24型輕型放頂煤液壓支架技術參數(shù)表支架型號 zf4000/15/24支架工作阻力 4000 kn支架高度 1500-2400 mm支護強度 0.71 mpa底板比壓 0.946 mpa推溜力 305 kn拉架力 4

46、83 kn5、工作面兩巷超前支護工作面兩巷超前支護金屬頂梁選擇hdja-1200型頂梁，單體液壓支柱選用dz28-25/100型，其技術特征見表4.1-6。表4.1-6 單體液壓支柱技術特征表型 號支撐高度(mm)額定工作阻力(kn)初撐力(kn)額定工作液壓(mpa)支柱可縮量(mm)支柱質量(kg)最大最小dz28-25/10028002000250118-15731.8800706、順槽可伸縮膠帶輸送機順槽膠帶輸送機要與工作面推采長度及生產(chǎn)能力相適應，順槽膠帶能力按工作面生產(chǎn)能力的1.25倍計算,根據(jù)工作面的推采長度、坡度及生產(chǎn)能力選用ssj1000/800/250型膠帶運輸機，見表4.

47、1-7。表4.1-7 順槽膠帶輸送機技術特征表型號鋪設長度（m）輸送能力(t/h)帶寬mm帶速ms傳動滾筒直徑(mm)托輥直徑(mm)電機功率(kw)ssj1000/800/250100080010003.152001332*125三、工作面參數(shù)確定1、采高及放頂煤高度根據(jù)北京開采所的研究報告，我國綜采放頂煤工作面的合理采高范圍為2.73.5m，考慮剩余煤層較薄，為提高資源回收率，采煤機的采高范圍是：1.33.0 m，液壓支架的支護高度為1.52.4m，設計工作面的機采高度為1.32.3m，如果煤層高度允許，工作面的機采高度盡可能大。放頂煤高度為02.6m左右，則采放比為1:1.13。2、工作

48、面長度確定為提高資源回收率，減小煤柱尺寸，工作面長度為100130米。3、回采工作面循環(huán)進度、年推進度及工作面單產(chǎn)的確定根據(jù)剩余煤層厚度，后期設計輕型放頂煤工作面采用間隔單輪放頂煤作業(yè)方式，放煤步距為一采一放，采煤機截深取0.6m，放煤步距為0.6m。（1）、循環(huán)割煤量：一采一放為一個循環(huán)，則：qg=l.b.h.r.k=1000.61.81.310.95=134(t)式中:qg:采煤機循環(huán)割煤量； l:工作面長度：100m；b:煤機截深：0.6m； h:采高：取1.8m（平均）； r:煤的容重：取1.31t/m3； k:煤機割煤回收率：取0.95。（2）、循環(huán)放煤量qf=l.b.h.r.k=1

49、000.61.21.310.8=75.5(t)式中:qf:循環(huán)放煤量：t； l:工作面長度：100m；b:放煤步距：0.6m； h:放煤高度：取1.2m（平均）； r:煤的容重：取1.31t/m3； k:放頂煤回收率：取0.8。（3）、每循環(huán)產(chǎn)量：割煤量+放煤量=134+75.5=209.5（t）（4）、每循環(huán)作業(yè)時間、割一刀煤所需時間t=l/v+tx+td=100/2+12+20=82（min）式中： t：割兩刀煤所需時間； tx：斜切進刀時間； td：推移機頭、機尾所需時間。、放頂煤所需時間放頂煤和煤機割煤同時進行，則工作面一個循環(huán)所需時間為:82min,考慮系統(tǒng)影響一個循環(huán)所需時間為:90min。工作面日循環(huán)數(shù)及年推進度計算結果見表4.1-84.1-8 工作