采礦學(xué)巷道設(shè)計

1、采區(qū)地質(zhì)特征1.1 采區(qū)概況1.1.1、采區(qū)位置采區(qū)位置、范圍、煤層的賦存情況：采區(qū)位于井田東部地理坐標(biāo)：東經(jīng)11010 10.0011011 00.00，北緯301000.00401000.00 本采區(qū)位于第一水平，采區(qū)上部邊界為1號煤層露頭線，下部邊界為+1000m采區(qū)運(yùn)輸大巷水平，東部以東二采區(qū)邊界線為界。本采區(qū)位于第一水平，采區(qū)上部邊界為1號煤層露頭線，下部邊界為+1000m采區(qū)運(yùn)輸大巷水平，采區(qū)運(yùn)輸大巷位于3號煤層中，采區(qū)傾斜長度為500m，走向長度為3000m。本采區(qū)含煤層有1、3層，對1、3煤層的特征敘述如下：1號煤層：位于上部,1號煤層為中厚煤層，煤層厚度變化不大，比較穩(wěn)定，局

2、部有突然增厚或變薄現(xiàn)象屬于可采煤層，中部厚度較大，向東及向西厚度逐漸變小，無夾石，頂?shù)装鍨樯皫r和砂質(zhì)頁巖，頂板中等穩(wěn)定。煤層厚度平均為3.5。煤層結(jié)構(gòu)簡單，煤的容重為1.40t/m3。煤層平均傾角為153號煤層：位于下部，3號煤層厚煤層，屬于可采煤層，無夾石，頂?shù)装鍨樯皫r和砂質(zhì)頁巖，頂板中等穩(wěn)定。且屬于較穩(wěn)定煤層。煤厚平均為4.0。煤層結(jié)構(gòu)簡單。煤的容重為1.50t/m3。煤層平均傾角為15距1號煤層20m左右，煤層厚度有一定變化，1、3號煤層的層間距 離較小平均為25m1.1.2、與地面關(guān)系采區(qū)上部邊界為1號煤層露頭線，采區(qū)東部有村莊，目前村莊尚未搬遷，西鄰河流，由于地面有交通線路，所以要留

3、設(shè)道路保護(hù)煤柱，按照當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)資料，煤層埋藏深度由上到下逐漸增加，平均按100m,150m,200m,250m 的埋藏深度計算，在道路兩旁各留10m后以60的垮落角計算保護(hù)煤柱寬度。1.1.3、采區(qū)內(nèi)煤系產(chǎn)狀煤層平均傾角為15，根據(jù)地面鉆孔揭露地質(zhì)資料分析,該采區(qū)煤層厚度分別為3.5m和4.0m1.2 地質(zhì)特征及煤層情況1.2.1、采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造 本采區(qū)內(nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)單一沒有或者很少斷層。1.2.2、煤層情況 （1）煤質(zhì)1號和3號煤層為黑色、線理狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，金屬光澤，屬光亮型、半光亮型煤。均為低硫分煤；且都為低中灰分，發(fā)熱量大的優(yōu)質(zhì)煤，是工業(yè)、民用、動力燃料和良好的化工原料。 （2）瓦斯 瓦斯涌

4、出量較少，屬低瓦斯礦井。瓦斯的主要成分是CH4，從煤層中會涌出，其濃度處于爆炸極限范圍（5%-16%），在有氧和點(diǎn)火源情況下便有發(fā)生爆炸的危險，所以應(yīng)當(dāng)注意通風(fēng)。瓦斯含量與煤層的埋深有較大的關(guān)系，所以在采煤時應(yīng)當(dāng)根據(jù)埋深制定相應(yīng)的通風(fēng)時間與工作時間，在瓦斯?jié)舛鹊陀谖ｋU濃度時組織相關(guān)人員進(jìn)行工作。 （3）煤的自燃傾向性1號、3號煤層均無自燃傾向性，不易自然。 1.2.3、煤塵 煤塵具有一定的爆炸性，當(dāng)懸浮于空氣中達(dá)到一定濃度遇到引燃爆炸的高溫?zé)嵩磿r便可發(fā)生爆炸，顆粒越細(xì)的煤層，其單位體積的表面積越大，越容易飛揚(yáng)，所需點(diǎn)火能量越小，越易發(fā)生爆炸，所以在采煤是應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)南蛎簩幼⑺?，可采用濕式鑿巖等方

5、法降低煤塵。 1.2.4、地溫 本煤田經(jīng)鉆孔測量地溫資料，地溫隨深度增加而升高，其中500m以上深度地溫梯度為平均每百米1.11.5；500900m深度每百米增溫1.52.5。1.3采區(qū)水文地質(zhì) 1.3.1、地表徑流本采區(qū)屬江河支流，井田內(nèi)無河流，井田方圓三十公里內(nèi)沒有大型水庫，水源大多來自于自然降雨。 1.3.2、含水地層特征 井田內(nèi)含水巖層自下而上有奧陶系石灰?guī)r承壓含水層、石灰系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層、二疊系砂巖裂隙含水層及第四系松散巖類空隙含水層。 1.3.3、充水因素及威脅程度該礦井的充水方式主要是大氣降水，地表水，對礦井的正常生產(chǎn)有影響，所以礦井在開采過程中尤其要加強(qiáng)雨季防治水管理工作

6、，確保井礦安全生產(chǎn)，其充水條件如下：（1）大氣降水 大氣降雨是井下開采涌水的主要補(bǔ)給來源，沿風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙、采空區(qū)裂隙滲入礦井，這種充水方式屬于正常地質(zhì)現(xiàn)象，對礦井的正常生產(chǎn)有一定影響將會對回采工作面有安全威脅。（2）采空、古空積水本礦采空區(qū)有一定的積水，對礦井采空區(qū)的積水進(jìn)行調(diào)查，掌握采空區(qū)和古空區(qū)積水情況，采取相應(yīng)的防治水措施。1.4 采區(qū)儲量 1.4.1、采區(qū)工業(yè)儲量 本設(shè)計中采區(qū)的投影面積為s=3000*500*cos15=1440000m2 工業(yè)儲量Q1=SM=1440000*3.5*1.4cos15=735萬噸 工業(yè)儲量Q3=SM=1440000*4.0*1.5cos15=90

7、0萬噸 采區(qū)的總的工業(yè)儲量為：Q1+Q3=1635萬噸1.4.2、采區(qū)采出率 采出率是指工業(yè)儲量中，設(shè)計或?qū)嶋H采出的那一部分儲量，約占工業(yè)儲量的比例，以百分?jǐn)?shù)表示，厚煤層可取75%，中厚煤層取80%，薄煤層85%。本設(shè)計條件下1號煤層取80%，2號煤層取75%。采區(qū)的采出率為：（采區(qū)工業(yè)儲量開采損失）/采區(qū)工業(yè)儲量100采區(qū)的工業(yè)儲量為1635萬噸；開采損失主要有：工作面的落煤損失為3%；采區(qū)內(nèi)煤柱的損失為2%。所以總的工業(yè)儲量損失為82萬噸所以采區(qū)的采出率為：（1635-82）/163510094.0 第二章 采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限根據(jù)采區(qū)所處的位置以及地質(zhì)條件的限制設(shè)定為該采區(qū)的年產(chǎn)力為1

8、20萬噸所以根據(jù)工業(yè)儲量可以計算開采年限為： T=1635* 94.0120=12.8a 第三章 采煤方法及采區(qū)參數(shù)3.1 采煤方法選擇本采區(qū)綜合煤層特點(diǎn)不適合布置帶式開采，因此決定采區(qū)采用走向長壁布置，采煤工藝選取的方法有綜采和普采兩種。普采 此采煤工藝用機(jī)械方法破煤和裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤、單體支柱支護(hù)頂板，普采適合面長120150米，年推進(jìn)度不小于600米年；年產(chǎn)量在3060萬t，且支護(hù)和處理采空區(qū)工序，需要人工完成，年產(chǎn)量達(dá)不到要求，所以不宜采用此法。 （2）綜采 此采煤工藝是機(jī)械方法破煤和裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤和液壓支架支護(hù)頂板，機(jī)械自動化程度高，適用于面長150200米，年推進(jìn)度9001200

9、米年，且安全系數(shù)也高，所以采用此法比較合理。3.2 采區(qū)參數(shù)3.2.1、采區(qū)的傾斜長度與走向長度 本采區(qū)傾斜長平均為500m，走向長平均為3000m，煤層平均傾角為15，為緩斜煤層，開采條件較好，采掘機(jī)械化程度高。 3.2.2、煤柱尺寸 1號煤層的平均厚度3.5m，屬于中厚煤層；3號煤層平均厚度為4.0m，屬于厚煤層，因此采區(qū)采出率應(yīng)不低于75%，綜合考慮采區(qū)的實(shí)際情況。留設(shè)20m的儲量作為采區(qū)西面的保護(hù)煤柱；采區(qū)的東面是東另一采區(qū)，因此在此處留設(shè)20m的儲量作為采區(qū)右面的保護(hù)煤柱；大巷和上山布置在煤層底板巖層中，有一定的巖柱厚度，所以不必留設(shè)保護(hù)煤柱，但是上部風(fēng)化帶應(yīng)留設(shè)20m的保護(hù)煤柱，下

10、部留設(shè)20m的保護(hù)煤柱，其煤層傾向長度共有：500-202=460m的長度，走向長度3000-202=2960m。 3.2.3、區(qū)段斜長和數(shù)目 區(qū)段斜長=工作面+區(qū)段平巷寬+護(hù)巷煤柱寬 區(qū)段數(shù)目=采區(qū)斜長區(qū)段斜長 采區(qū)的傾斜長度為460m，所以將采區(qū)劃分為2個區(qū)段，每個區(qū)段的傾斜長度為230m，區(qū)段斜長內(nèi)一般設(shè)置一個走向長壁采煤工作面，護(hù)巷煤柱取20m，綜采工作面長度為150200m，巷道寬度為4m5m,本采區(qū)選取5m，且采區(qū)生產(chǎn)能力為120萬t/a，一個中厚煤層的一個工作面便可以滿足生產(chǎn)要求，最終選定2個區(qū)段，采用沿空掘巷方式，采用抽出式通風(fēng)。故工作面長度為：L=230-52-20=200(

11、m)第四章 采區(qū)巷道布置4.1 采區(qū)巷道布置初選及可行性方案確定4.1.1、采區(qū)上（下）山的位置、數(shù)目和用途 本采區(qū)為低瓦斯礦井，只需要布置兩條上山，一條軌道上山和一條運(yùn)輸上山，其中軌道上山的作用是軌道上山用作運(yùn)料、排矸、人員的進(jìn)出、通風(fēng)；運(yùn)輸上山的作用是將煤倉的煤運(yùn)輸?shù)降孛妗?因?yàn)閮蓪用褐g的間距為20m，且設(shè)計開采的最下一層煤的厚度為4.0m，屬于厚煤層；該礦井的瓦斯涌出量較少，煤層的賦存比較穩(wěn)定，結(jié)合本采區(qū)的實(shí)際情況，該采區(qū)的上山布置類型，采區(qū)運(yùn)輸大巷位于3號煤層底板巖層當(dāng)中，將回風(fēng)上山布置在3號煤層底板20m處，同時將軌道上山和運(yùn)輸上山布置在3號煤層底板20m處，兩條上山布置在了同一水

12、平。4.1.2、區(qū)段平巷的布置 1、分段平巷的布置方式有單巷布置和雙巷布置兩種方式(1)單巷布置綜采工作面采用單巷布置時通常區(qū)段軌道平巷超前運(yùn)輸平巷掘進(jìn)，便于輔助運(yùn)輸及排水，但維護(hù)比較困難，當(dāng)瓦斯含量不大、煤層埋藏較穩(wěn)定、涌水量不大時，一般采用單巷布置，但是須加強(qiáng)掘進(jìn)通風(fēng)管理，減少井筒的漏風(fēng)量。(2)雙巷布置采用雙巷布置時，減少巷道斷面，將輸送機(jī)和電氣等設(shè)備分別布置在兩條巷道內(nèi)，將電氣設(shè)備平巷作為下一區(qū)段的回風(fēng)平巷。但是它的缺點(diǎn)是配電點(diǎn)至用電設(shè)備的輸電點(diǎn)纜需穿過聯(lián)絡(luò)巷，這就要求進(jìn)行移置和重新拆接電纜和油管等工作，給生產(chǎn)、維護(hù)帶來了不便， 最終確定采用集中上山聯(lián)合雙巷布置。2、區(qū)段無煤柱護(hù)巷的選

13、擇(1)沿空留巷沿空留巷一般適用于開采緩斜和傾斜、厚度為2m以下的薄及中厚煤層，這樣的方法與留煤柱護(hù)巷比可以減少保護(hù)煤柱的損失量，而且可以減少平巷的掘進(jìn)工程量。沿空留巷時區(qū)段的布置主要采用的是后退式沿空留巷的方式這種方式，可克服前進(jìn)式回采時前方煤層賦存情況不明和留巷影響工作面端頭采煤等缺點(diǎn)。(2)沿空掘巷沿空掘巷就是沿著已采工作面的采空區(qū)邊緣掘進(jìn)區(qū)段平巷，這種方法利用采空區(qū)邊緣壓力小的特點(diǎn)，沿著上覆巖層已垮落穩(wěn)定的采空區(qū)邊緣掘進(jìn)，有利于區(qū)段平巷在掘進(jìn)和生產(chǎn)期間的維護(hù)，多用于開采緩斜和傾斜的中厚煤層和厚煤層。沿空掘巷雖然沒有減少區(qū)段的數(shù)目，但是不留或少留保護(hù)煤柱，減少了采區(qū)內(nèi)煤炭的損失量。又由于巷道布置在采空區(qū)的邊緣，這樣巷道的維護(hù)相對要簡單許多。所以該采區(qū)區(qū)段采用沿空掘巷。4.1.3、煤層間、厚煤層分層間的聯(lián)系方式；采區(qū)內(nèi)煤層間的聯(lián)系方式采用石門聯(lián)系各煤層。4.1.4、采區(qū)車場形式的確定由于軌道上山布置在3號煤層的底板巖石中，煤層傾角為15，故選用中部車場的形式為甩入石門的中部甩車場，采區(qū)下部車場采用頂板繞道式。 第五章 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)5.1.1、采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng) 1.運(yùn)煤系統(tǒng) 1號煤層：工作面-5-10-3-12-1 3號煤層：工作面-7-3-12-1 2輔助運(yùn)輸系統(tǒng)：材料與設(shè)備-1-2-4-9-6-工作面1