采礦工程論文

第一章礦井概況第一節(jié)井田地質(zhì)特性一、礦井概述1.地理位置大同礦區(qū)位于晉北，地跨大同、左云、右玉、山陰等五個(gè)縣市。忻州窯礦位于大同煤田東北端，大同市SW75°，距大同市17.5kM，距口泉站5.3kM。井田內(nèi)有五九公路貫穿，交通方便。忻州窯礦北鄰云崗礦和晉華宮礦，東接大同市地方煤礦和小煤窯采空區(qū)，西南和西面為煤峪口礦。井田走向長(zhǎng)4.179kM，傾向長(zhǎng)4.588kM，面積14736634.64㎡。地理坐標(biāo)為東經(jīng)113°7″，北緯40°4″。2.地形、地貌特點(diǎn)井田內(nèi)為低山丘陵黃土地貌景觀，地形比較復(fù)雜，黃土梁及“V”字溝谷發(fā)育，地勢(shì)大體為北西高，東南低，地表最高點(diǎn)位于井田東部邊界，高程1299.91m,最低點(diǎn)位于井田東南忻州窯溝內(nèi)，高程1132.8m，相對(duì)高差204.13m。3.交通條件忻州窯礦S27oW為同蒲鐵路運(yùn)煤專線站──口泉站。北同蒲線往南至太原，往東和往西有京包線，井田中部有大同至左云公路由南往北貫區(qū)，東南角與同泉路相接，交通條件四通八達(dá)。井田內(nèi)有五九公路穿越而過(guò)，每日有班車通往各處，十分方便。4.氣候條件本區(qū)屬典型的大陸性氣候，半干旱地區(qū)，其特點(diǎn)冬季嚴(yán)寒，夏季炎熱，風(fēng)沙嚴(yán)重，晝夜溫差較大，現(xiàn)將具體資料分述如下：⑴氣溫：一般較低，以年溫差大為特點(diǎn)，年平均氣溫為5.1℃，極端最高氣溫在39.9℃，極端最低氣溫在-35℃。⑵凍土：歷年來(lái)凍土月份為11月至次年4月份，最大凍土深度1610mm。⑶降水量:降水多集中在7、8、9三個(gè)月，約為全年降水量的60-75%，歷年平均最大降水量為628.3mm，歷年平均最小降水量為259.3mm，歷年平均降水量448.7mm，最大日降水量為79.90mm。⑷蒸發(fā)量：歷年來(lái)蒸發(fā)量大大超過(guò)降水量，年一般蒸發(fā)量在1644-2105mm之間，平均蒸發(fā)量為1847.8mm。⑸風(fēng)：大同地區(qū)歷來(lái)以風(fēng)沙多而著稱，西北風(fēng)幾乎貫穿全年，每年有風(fēng)時(shí)間占全年總時(shí)間的70%，多集中在冬春季節(jié)，年平均風(fēng)速為3.2m/s，最大可達(dá)17m/s。5.地震屬地震裂度Ⅶ度區(qū)，根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，本地區(qū)地震烈度為7度，所屬地震動(dòng)峰值加速度分區(qū)為0.1～0.15g。6.礦井周邊小窯情況井田內(nèi)小窯有五座：分別是大同市南郊區(qū)云崗鎮(zhèn)劉官莊村股份煤礦，批準(zhǔn)開采3#層；大同市南郊區(qū)云崗鎮(zhèn)張榆聯(lián)營(yíng)煤礦，批準(zhǔn)開采2#、7#層；大同市南郊區(qū)水泊寺鄉(xiāng)泉子溝煤礦，批準(zhǔn)開采2#層；大同市南郊區(qū)平旺鄉(xiāng)煤忻煤礦，批準(zhǔn)開采12#、13#層。井田周邊小窯有六座，分別是大同市南郊區(qū)興旺煤礦，批準(zhǔn)開采9#、10#、-12-1#合并層。大同市南郊區(qū)口泉鄉(xiāng)三腳溝煤礦，批準(zhǔn)開采石炭系3#、5#、8#煤層；大同市城區(qū)新河煤礦，批準(zhǔn)開采10#、15#煤層；大同市南郊區(qū)平旺鄉(xiāng)大北溝村煤礦，批準(zhǔn)開采10#層；大同市礦區(qū)大北溝聯(lián)營(yíng)煤礦，批準(zhǔn)開采7#、9#、10#、12#層；大同市精通實(shí)業(yè)公司興旺煤礦，批準(zhǔn)開采9#、10#、12#煤層。7.礦區(qū)工業(yè)概況及建材供應(yīng)情況礦區(qū)地處山區(qū)，土地貧瘠，又受干旱影響，基本沒(méi)有農(nóng)作物。工業(yè)生產(chǎn)重要是采煤，在礦區(qū)內(nèi)有磚瓦廠、水泥廠，沙石能就地解決，其它鋼材等靠外購(gòu)。8.河流水源、電源情況本區(qū)屬海河流域，桑干河水系，井田內(nèi)無(wú)大的地表水體，較大的溝谷為明燈寺與忻州窯溝，且常年無(wú)水，只是在雨季有短時(shí)洪水流經(jīng)，并與甘河相接，向東匯入桑干河。忻州窯溝為本區(qū)重要河溝，由西北向東南斜穿本井田，通過(guò)主、副井口附近，全長(zhǎng)8700m，匯水面積28kM2，平時(shí)僅有礦井排水，洪水季節(jié)水位忽然猛漲。一般使用明燈寺水廠供水。礦井供電重要來(lái)自忻州窯變電站，該變電站由雙回路電源供電，分別為煤州線和四州線，供電電壓35kV，經(jīng)兩臺(tái)6300kVA主變降壓后輸出6kV電壓。二、井田地質(zhì)特性1.地層A寒武系中統(tǒng)為紫紅、豬肝色頁(yè)巖，灰色白云質(zhì)灰?guī)r，與下部地層整合接觸關(guān)系。B寒武系上統(tǒng)為深灰色及淺灰色灰?guī)r，灰色竹葉狀灰?guī)r、頁(yè)巖及泥灰?guī)r等。與下部地層整合接觸關(guān)系。C石炭系中統(tǒng)本溪組厚15.3---35.36m，平均厚度25.93m。下部為紫紅色、暗紅色粉砂巖及風(fēng)化殼成巖物質(zhì)，上部為紫紅色、灰綠色泥巖，粘土巖夾粉砂巖及細(xì)砂巖，中下部有1---2層鋁土質(zhì)巖層。與下部寒武系灰色竹葉狀灰?guī)r地層為平行不整合接觸關(guān)系。D石炭系上統(tǒng)太原組厚15.66---67.81m，平均厚度40.67m，為大同煤田下部含煤系地層。巖性中上部以深灰色、黑灰色泥巖，碳質(zhì)泥巖為主，下部以灰色、灰白色粗砂巖為主，夾粉砂巖及碳質(zhì)泥巖或兩者互層。重要含三個(gè)煤組，1---5號(hào)煤組，8—9號(hào)煤組，10號(hào)煤組。煤層總厚度2.5---26.4m，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜。本組與下部地層整合接觸關(guān)系。E二疊系下統(tǒng)山西組厚6.51----58.54m，平均厚度24.41m。上部以灰色細(xì)砂巖為主，局部為灰色中粒砂巖、中下部為灰色粗砂巖，含煤三層，但均不可采，與下部地層整合接觸關(guān)系。F侏羅系下統(tǒng)永定莊組厚19.69---83.80m，平均厚度56.68m。上部重要為紫紅、雜紅、灰色粉砂巖，中部為灰白色中粒砂巖、底部為灰色粗砂巖。與下部地層為微角度不整合接觸關(guān)系。G侏羅系中統(tǒng)大同組為大同煤田上部重要含煤地層，厚度116.09---248.0m，平均厚度216.0m。為灰白色中粗砂巖，灰白色細(xì)粉砂巖，碳質(zhì)泥巖組成。中粗砂巖成分為石英、長(zhǎng)石及少量云母等，膠結(jié)物重要為泥質(zhì)與鈣質(zhì)，大同組底部普遍發(fā)育一層粗砂巖。與下部地層平行不整合接觸關(guān)系。H侏羅系中統(tǒng)云崗組巖性為白色、灰白色中、粗砂巖，上部為灰黃色，紫色、紫紅色、灰綠色砂巖、粉砂巖及砂質(zhì)泥巖組成，底部為灰白色含礫粗砂巖或礫巖（K21標(biāo)志層）；厚11.14-210.69m，平均厚124.42m，與下伏地層呈整合接觸。I第四系中、上更新統(tǒng)分布于梁茆及溝谷兩側(cè)，上部為淺黃、褐黃色松散狀黃土，下部為棕紅色亞粘土、亞砂土；厚0-37.2m，平均8.46m，與下伏地層呈角度不整合接觸。J第四系全新統(tǒng)分布于溝谷內(nèi)，由現(xiàn)代河流沖積、洪積物組成，與下伏地層為不整合接觸。上述所敘井田內(nèi)地層，除寒武系外，其它地層在鉆孔中均有揭露，并且與大同煤田東部邊沿出露地層可靠對(duì)比，特別含煤地層，在大同煤田內(nèi)均有煤礦開采，其對(duì)比標(biāo)志層明顯，可將大同組地層與太原組地層可靠對(duì)比。附地質(zhì)綜合柱狀圖圖1-1綜合柱狀圖2.煤系地層井田為雙紀(jì)煤田，上煤系為侏羅系大同組和云岡組，下煤系為石炭系太原組和二疊系山西組。上煤系大同組由陸相碎屑及煤層組成，底部K11為含礫粗砂巖，出露厚度116.09--248.0m，平均210m，含煤20層其中可采13層，煤層平均厚度22.69m，含煤系數(shù)10.8％云岡組重要由礫巖及砂巖組成，夾薄煤層1--3層，局部可采。下煤系太原組重要由礫巖、砂質(zhì)頁(yè)巖與煤層組成，底部Ｋ２為礫巖和含礫粗砂巖，太原組厚15.66--67.81m，平均40.67m，含煤1--5層，可采煤層兩層，上煤層為層1＃--5#（20m），見煤鉆孔厚0.15～18.40m，平均5.21m,下煤層為層8＃--9#（5m），見煤鉆孔厚1.90～5.77m,平均厚3.08m，太原組煤層平均總厚9.8m，含煤系數(shù)24.09％，太原組煤層中含多層夾矸，煤厚向東變薄，逐漸尖滅，煤質(zhì)為氣煤。3.地質(zhì)構(gòu)造忻州窯井田位于大同煤田向斜的東北端，井田呈一不對(duì)稱的向斜構(gòu)造（忻州窯向斜）。向斜軸位于井田中央，南部與煤峪口向斜相接，呈一弧形向斜軸走向，井田南部為NW10°，向北逐漸轉(zhuǎn)為NE40°延至?xí)x華宮礦，向斜軸略有起伏，下部分向北傾伏。向斜西翼平緩，傾角1°～5°，東翼較陡，傾角2°～20°，向斜西翼煤巖層稍呈波狀起伏，形成寬緩的次一級(jí)褶曲。井田范圍內(nèi)沒(méi)有大的斷層和陷落柱，地質(zhì)構(gòu)造比較簡(jiǎn)樸。4.水文地質(zhì)1.區(qū)域水文地質(zhì)概況本井田水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)樸。含水層重要有三個(gè)：覆蓋層及風(fēng)化層段含水層，為孔隙、裂隙含水層，水位不穩(wěn)定，出水量47～95m3/d；石炭二疊系煤系地層含水層，重要為砂巖裂隙含水層，水量薄弱，僅為0.01m3/d；奧陶系灰?guī)r含水層，重要為巖溶、裂隙含水層，伏于井田深部，水位深度為215.01～250.24m，水位標(biāo)高為1161.58～1200.58m。抽水實(shí)驗(yàn)結(jié)果，降深3.18m，單位涌水量0.934L/min。`.2.礦井充水條件井田所屬區(qū)域?qū)儆诟吆貛В緟^(qū)云崗組及大同組的巖層微含水，其它均無(wú)含水層。3.礦井涌水量本區(qū)云崗組及大同組的巖層微含水，地表雨水通過(guò)斷層裂縫滲入井下，開采過(guò)程中，煤層的滴水和淋水是礦井水的重要來(lái)源。據(jù)記載目前礦井正常涌水量為2300m3/d，最大涌水量為6000m3/d,含水系數(shù)0.4～0.5，不隨產(chǎn)量增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。4.礦井重要水害及其防治措施礦井充水因素重要為頂板以上砂巖裂隙水，由于山西組砂巖含水層在井田范圍含水性不強(qiáng)，水量有限，只要正常進(jìn)行抽排，一般不會(huì)發(fā)生水害事故。另一個(gè)因素為鄰近生產(chǎn)礦井廢棄巷道和采空區(qū)積水。此后若靠近邊界附近開采時(shí)，應(yīng)具體調(diào)查相鄰煤礦開采情況和廢棄巷道和采空區(qū)積水情況，以防巷道互相貫通引發(fā)水害事故。5.供水水源由于井田所屬區(qū)域?qū)儆诟吆貛В緟^(qū)云崗組及大同組的巖層微含水，不能滿足用水規(guī)定，重要靠明燈寺水廠供水。第二節(jié)煤層的埋藏特性一、煤層侏羅系大同組含煤20余層，其中可采煤層9層，由上而下為3#、4#、7#、9#、10#、11#、12#、14#、15#層，12#層為本井田批準(zhǔn)開采煤層。詳見煤層特性表表1-3-1表1-3-1地層時(shí)代煤層號(hào)煤層厚度（m）最小～最大平均間距（m）最小～最大平均煤層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性頂板巖性底板巖性侏羅系125.4～7.56.24.0～13.6復(fù)雜夾石2～4層穩(wěn)定全區(qū)可采砂礫巖砂質(zhì)泥巖泥巖砂質(zhì)泥巖二、煤質(zhì)本礦開采12＃層煤，12#層煤成黑色，由亮煤及暗煤組成。瀝青～玻璃光澤，質(zhì)地較硬，斷口平坦，參差狀，偶見階梯狀，發(fā)育少許內(nèi)生裂隙，水平層理，碎塊狀構(gòu)造，條帶狀，透鏡及均一狀結(jié)構(gòu)。12#煤的宏觀煤巖類型以半亮型煤為主，半暗型煤為輔。煤巖成份亮煤為主，暗煤次之。12#煤層全井田為富灰煤，低硫～中硫煤，氣肥煤，長(zhǎng)煙煤。根據(jù)表1-3-2及有關(guān)地質(zhì)資料，對(duì)煤的化學(xué)性質(zhì)及工藝特性分析如下：水分：煤的分析基水分（Mad）在2.78%～4.16％之間變化，水分從上到下有下降的趨勢(shì)。實(shí)際生產(chǎn)原煤全水分(Mt)在7％左右。因此本礦井煤屬于低水分煤?；曳郑ˋd）：灰分為24.91％，屬中灰分煤揮發(fā)分（Vdaf）:揮發(fā)分大于38％,屬高揮發(fā)分煤。硫分（St.d）：硫分為2.42％，屬中硫煤。磷含量（Pdaf）：磷含量小于0.005％，屬于低磷煤。發(fā)熱量（Qnet.ad）：發(fā)熱量為21.51MJ(5147大卡/kg)。屬于低發(fā)熱量煤。煤質(zhì)指標(biāo)詳見下表。表1-3-2煤層水分（%）灰分（%）揮發(fā)分（%）硫分（%）發(fā)熱量（MJ/kg）煤灰成分（%）無(wú)機(jī)組分（%）12#原煤2.25-4.203.3220.42-32.1526.438.37-43.4740.720.78-3.412.4218.1-24.121.50879.2413.4-38.025.7精煤1.63-5.103.236.35-8.957.4338.73-42.5439.930.85-1.531.24三、其它開采技術(shù)條件1.圍巖狀況井田侏羅系大同組各煤層頂?shù)装鍘r石均為陸相碎屑巖，大部分地區(qū)有偽頂，巖性多為薄層粉砂巖、巖質(zhì)頁(yè)巖夾薄層煤層和煤線；直接頂及老頂巖性多為細(xì)砂巖、細(xì)粉砂巖互層或中粗粒砂巖，僅煤層頂板為砂礫巖；頂板巖性一般為鈣質(zhì)膠結(jié)及泥質(zhì)膠結(jié)，致密堅(jiān)硬。在沖刷區(qū)由煤層直接頂與中粗粒砂巖接觸。底板巖石為粉砂巖或細(xì)砂巖，各可采煤層頂?shù)装鍘r性見煤層特性表。2.瓦斯、煤塵和煤的自燃⑴瓦斯等級(jí)礦井瓦斯相對(duì)涌出量14.24m3/t，絕對(duì)涌出量26.8m3/min，屬高瓦斯礦井。⑵煤塵爆炸性據(jù)有關(guān)地質(zhì)資料提供，本區(qū)域煤層火焰長(zhǎng)度大，有爆炸危險(xiǎn)性，煤層爆炸指數(shù)39%。⑶煤的自燃傾向性煤的自燃傾向性屬容易自燃煤層，自燃發(fā)火期為6個(gè)月左右。⑷地溫根據(jù)調(diào)查本區(qū)域地溫小于3℃/100M，屬正常區(qū)。第三節(jié)井田境界與儲(chǔ)量一、井田境界根據(jù)山西省國(guó)土資源廳批準(zhǔn)的同煤忻州窯礦《采礦許可證》，井田境界由11個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)連接圈定：1、X=3437.88539Y=849.210982、X=3437.90280Y=851.589803、X=3438.75300Y=851.584304、X=3438.75300Y=853.800005、X=3434.57315Y=853.793956、X=3434.57417Y=853.208777、X=3434.64320Y=853.071808、X=3434.64489Y=852.283789、X=3435.25511Y=852.2859210、X=3435.25550Y=850.3289211、X=3435.67356Y=849.21141井田走向長(zhǎng)度最大4.179kM，最小2.211kM,平均3.195kM;傾向長(zhǎng)度最大4.588kM，最小1.51kM,平均3.049km。井田的水平面積14736634.64㎡。二、礦井工業(yè)儲(chǔ)量和可采儲(chǔ)量1.儲(chǔ)量估算范圍本次參與儲(chǔ)量估算的煤層為該礦批準(zhǔn)開采的12號(hào)層，儲(chǔ)量估算邊界范圍為井田邊界所圈定的范圍。2.工業(yè)指標(biāo)參照《煤、泥炭地質(zhì)勘察規(guī)范》中有關(guān)規(guī)定，擬定各工業(yè)指標(biāo)如下：煤層最小可采厚度為0.7m，最高可采灰分為40%，最高可采硫分為3%。根據(jù)現(xiàn)有資料，井田12號(hào)層在上述限定之內(nèi)。3.儲(chǔ)量估算方法與有關(guān)參數(shù)的擬定井田范圍煤層傾角平緩，基本在0～6o，故本次儲(chǔ)量估算采用地質(zhì)塊段算術(shù)平均法，計(jì)算公式如下：Q=S·H·D/10(2-1)式中：Q----塊段儲(chǔ)量（萬(wàn)噸）S----塊段面積(M2），采用水平投影面積，用求積儀在煤層底板等高線上直接求得。H----塊段平均厚度（M），為塊段內(nèi)及鄰近見煤工程點(diǎn)煤層資源估算厚度的算術(shù)平均值，各工程點(diǎn)煤層采用厚度的擬定按照有關(guān)規(guī)程的規(guī)定擬定。D----煤層視密度（T/M3），12#煤層視密度（容重）為1.34T/M3，4.儲(chǔ)量估算結(jié)果按上述方法估算，獲得12#煤層地質(zhì)儲(chǔ)量為126381.4kT。5.礦井可采儲(chǔ)量.1礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量計(jì)算礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量=礦井工業(yè)儲(chǔ)量—永久煤柱損失—已采儲(chǔ)量經(jīng)計(jì)算，礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量為115896kT。具體見礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量計(jì)算表表2-1-1單位：kT煤層工業(yè)儲(chǔ)量永久煤柱損失設(shè)計(jì)儲(chǔ)量井田邊界工業(yè)場(chǎng)地風(fēng)井村莊12#1263812835215611053841158962礦井可采儲(chǔ)量礦井可采儲(chǔ)量按下式計(jì)算：ZK=（ZS—P）·C(2-2)式中：ZK——礦井可采儲(chǔ)量，kT；ZS——礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量，kT；P——開采煤柱損失，kT；C——采區(qū)回采率，薄煤層取C=85%；中厚煤層取C=80%；厚煤層取C=75%。經(jīng)計(jì)算，礦井設(shè)計(jì)可采量為82443kT，具體見下表：表2-1-2單位：kT煤層設(shè)計(jì)儲(chǔ)量大巷煤拄損失可采儲(chǔ)量12＃115896597282443第四節(jié)礦井開拓一、礦井工業(yè)場(chǎng)地位置選擇根據(jù)礦井現(xiàn)狀及目前交通運(yùn)送、電力供應(yīng)等外部環(huán)境，工業(yè)廣場(chǎng)布置在該礦大北溝村到忻州窯村之間的開闊場(chǎng)地。礦井工業(yè)廣場(chǎng)選擇在此處具有以下優(yōu)點(diǎn)：工業(yè)場(chǎng)地緊靠五九公路、同蒲鐵路運(yùn)煤專線，交通運(yùn)送便利，地面較開闊，生產(chǎn)區(qū)對(duì)生活區(qū)及鄰近村莊環(huán)境影響較小。二、井硐形式、數(shù)目及位置井田開拓方式為斜井單水平開拓，共開掘有兩個(gè)進(jìn)風(fēng)井（副斜井、主斜井）和一個(gè)回風(fēng)立井。井田共劃分有四個(gè)盤區(qū)，開采煤層為12#，礦井生產(chǎn)區(qū)隊(duì)設(shè)立有：一個(gè)綜放隊(duì)和兩個(gè)機(jī)掘隊(duì)。三、采區(qū)劃分及開采順序根據(jù)井田開拓方案，全井田劃分四個(gè)盤區(qū)，即西一、二盤區(qū)和東一、二盤區(qū)。礦井投產(chǎn)時(shí)移交西一盤區(qū)，盤區(qū)接替順序?yàn)椋何饕槐P區(qū)→西二盤區(qū)→東二盤區(qū)→東一盤區(qū)。四、礦井工作制度礦井設(shè)計(jì)年工作日為300天。作業(yè)方式為“四·六”制作業(yè)，即三個(gè)班生產(chǎn)，一個(gè)班檢修。天天凈提高時(shí)間為18小時(shí)。五、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限1.礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的擬定根據(jù)本地用煤需求，結(jié)合煤層賦存條件、可采儲(chǔ)量、裝備水平、資金來(lái)源等因素，擬定礦井生產(chǎn)能力為1800kT/a。2.同時(shí)生產(chǎn)的水平數(shù)目的擬定本井田可采煤層為12#層煤，可以保證1800kT/a設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。3.礦井及水平服務(wù)年限的計(jì)算礦井及水平服務(wù)年限均按下式計(jì)算：T=ZK/（A·K）(2-3)式中：T——服務(wù)年限；ZK——設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，kT；A——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，kT/a；K——儲(chǔ)量備用系數(shù)，取1.4。則：礦井及水平服務(wù)年限均為T=82443/（1800×1.4）≈33年該服務(wù)年限均符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。第二章采區(qū)地質(zhì)特性第一節(jié)采區(qū)范圍一、采區(qū)數(shù)目和位置根據(jù)推薦的井田開拓方案，結(jié)合礦井的井型和工作面裝備水平，礦井達(dá)成設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)共布置一個(gè)傾斜長(zhǎng)壁放頂煤工作面，首采區(qū)選擇在礦井的西一盤區(qū)，該采區(qū)儲(chǔ)量可靠，地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)樸，煤層賦存穩(wěn)定，有助于礦井達(dá)產(chǎn)和穩(wěn)定生產(chǎn)。第二節(jié)采區(qū)地質(zhì)情況一、煤層的地質(zhì)特性侏羅系大同組含煤20余層，其中可采煤層9層，由上而下為3#、4#、7#、9#、10#、11#、12#、14#、15#層，12#層為本井田批準(zhǔn)開采煤層。詳見煤層特性表（表1-3-1）二、煤質(zhì)本礦開采12＃層煤，12#層煤成黑色，由亮煤及暗煤組成。瀝青～玻璃光澤，質(zhì)地較硬，斷口平坦，參差狀，偶見階梯狀，發(fā)育少許內(nèi)生裂隙，水平層理，碎塊狀構(gòu)造，條帶狀，透鏡及均一狀結(jié)構(gòu)。12#煤的宏觀煤巖類型以半亮型煤為主，半暗型煤為輔。煤巖成份亮煤為主，暗煤次之。12#煤層全井田為富灰煤，低硫～中硫煤，氣肥煤，長(zhǎng)煙煤。12#煤的化學(xué)性質(zhì)及工藝特性分析如下：水分：煤的分析基水分（Mad）在2.78%～4.16％之間變化，水分從上到下有下降的趨勢(shì)。實(shí)際生產(chǎn)原煤全水分(Mt)在7％左右。因此本礦井煤屬于低水分煤。灰分（Ad）：灰分為24.91％，屬中灰分煤揮發(fā)分（Vdaf）:揮發(fā)分大于38％,屬高揮發(fā)分煤。硫分（St.d）：硫分為2.42％，屬中硫煤。磷含量（Pdaf）：磷含量小于0.005％，屬于低磷煤。發(fā)熱量（Qnet.ad）：發(fā)熱量為21.51MJ(5147大卡/kg)。屬于低發(fā)熱量煤。煤質(zhì)指標(biāo)詳見表1-3-2。三、其它開采技術(shù)條件1圍巖狀況井田侏羅系大同組各煤層頂?shù)装鍘r石均為陸相碎屑巖，大部分地區(qū)有偽頂，巖性多為薄層粉砂巖、巖質(zhì)頁(yè)巖夾薄層煤層和煤線；直接頂及老頂巖性多為細(xì)砂巖、細(xì)粉砂巖互層或中粗粒砂巖，僅煤層頂板為砂礫巖；頂板巖性一般為鈣質(zhì)膠結(jié)及泥質(zhì)膠結(jié)，致密堅(jiān)硬。在沖刷區(qū)由煤層直接頂與中粗粒砂巖接觸。底板巖石為粉砂巖或細(xì)砂巖，各可采煤層頂?shù)装鍘r性見煤層特性表。.2.瓦斯、煤塵和煤的自燃⑴瓦斯等級(jí)礦井瓦斯相對(duì)涌出量14.24m3/t，絕對(duì)涌出量26.8m3/min，屬高瓦斯礦井。⑵煤塵爆炸性據(jù)有關(guān)地質(zhì)資料提供，本區(qū)域煤層火焰長(zhǎng)度大，有爆炸危險(xiǎn)性，煤層爆炸指數(shù)39%。⑶煤的自燃傾向性煤的自燃傾向性屬容易自燃煤層，自燃發(fā)火期為6個(gè)月左右。⑷地溫根據(jù)調(diào)查本區(qū)域地溫小于3℃/100M，屬正常區(qū)。第三節(jié)采區(qū)儲(chǔ)量和生產(chǎn)能力一、回采工作面生產(chǎn)能力計(jì)算礦井移交生產(chǎn)及達(dá)成設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)，在煤層西一盤區(qū)布置一個(gè)放頂煤工作面，工作面生產(chǎn)能力按下式計(jì)算：⑴工作面長(zhǎng)度的擬定l=n×T/t×B×r（4-1）=(1～2)×360÷(2～5)×1.5×0.85=230～150式中：l：工作面長(zhǎng)度，米T:每班工作時(shí)間，分鐘t:每架支架放煤時(shí)間，分鐘B:支架寬度，米r：每班時(shí)間運(yùn)用率工作面越長(zhǎng)煤的損失率越小，所以取工作面長(zhǎng)度為180米。⑵循環(huán)產(chǎn)量：W=L×S×（h+D）×r×c（4-2）=180×0.6×(3.0×95%+3.4×60%)×1.34=707.68T式中：L：工作面長(zhǎng)度，米S：循環(huán)進(jìn)度，米c：煤的容重，t/m3h：機(jī)采高度，米D:放頂煤高度，米r：工作面回采率取95%，頂煤回收率取60%。⑶日循環(huán)數(shù)：依據(jù)采煤機(jī)割煤、移架、推前溜、放頂煤、拉后溜等工序擬定。A.按割煤時(shí)間擬定循環(huán)時(shí)間:機(jī)組割一刀煤約需180米/3.6米/分鐘=50分鐘,頭尾斜切進(jìn)刀約需30分鐘，合計(jì)一個(gè)割煤循環(huán)需80分鐘。B.按放煤時(shí)間擬定循環(huán)時(shí)間:按每架支架放煤1.5分鐘計(jì),全支架放煤共需180分鐘，采用同時(shí)放兩架的形式，全工作面需放煤時(shí)間90分鐘。用“兩采一放”的形式，則每放一次需要的時(shí)間為：80+80+90=250分鐘則日循環(huán)數(shù)為：（24-6）×60/250×0.85=4個(gè)其中（24-6）×60-250×4=80分鐘為事故影響時(shí)間。⑷日產(chǎn)量：707.68×（4×2）=5660（噸）⑸回采面年生產(chǎn)量=年生產(chǎn)天數(shù)×日生產(chǎn)量=300×5660=1698000噸掘進(jìn)產(chǎn)量取回采面產(chǎn)量的10％礦井年總產(chǎn)量=1698000+1698000×10％=1867800（噸）所以滿足礦井180萬(wàn)噸∕年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。下表為達(dá)成設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)生產(chǎn)采區(qū)回采工作面特性情況：表5-2-1采區(qū)名稱采煤工作面工作面?zhèn)€數(shù)煤層平均厚度機(jī)采高度長(zhǎng)度年推動(dòng)度放頂厚度裝備年生產(chǎn)能力（KT）12#煤層西一盤區(qū)16.4318012963.4綜采放頂1867二、首采區(qū)尺寸及巷道布置1.首采區(qū)尺寸礦井移交生產(chǎn)達(dá)成設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)首采區(qū)為12#煤層西一盤區(qū)，盤區(qū)為矩形，東西長(zhǎng)3.163km，南北寬為1.294km，面積約3.87km2。2.首采區(qū)巷道布置根據(jù)推薦的煤田開拓方案，首采區(qū)布置在12#煤層西一盤區(qū)，工作面只布置回風(fēng)順槽（材料巷）和膠帶順槽(進(jìn)風(fēng)巷），膠帶順槽與皮帶運(yùn)送大巷及軌道運(yùn)送大巷同時(shí)相連。3.采區(qū)運(yùn)煤、輔助運(yùn)送、通風(fēng)及排水系統(tǒng)⑴運(yùn)煤系統(tǒng)回采工作面→膠帶順槽→皮帶大巷→井底煤倉(cāng)→主斜井→地面。⑵輔助運(yùn)送系統(tǒng)地面材料及設(shè)備→副斜井→軌道運(yùn)送大巷→回風(fēng)順槽→工作面。⑶通風(fēng)系統(tǒng)地面新鮮風(fēng)→主、副斜井→軌道運(yùn)送大巷（皮帶運(yùn)送大巷）→膠帶順槽（中間巷道Ⅰ、Ⅱ）→回采工作面→回風(fēng)順槽（排瓦斯巷）→回風(fēng)大巷→主回風(fēng)井→地面。⑷排水系統(tǒng)工作面順槽→井底輔助水倉(cāng)→軌道聯(lián)絡(luò)巷→軌道運(yùn)送大巷→井底水倉(cāng)→副斜井→地面井下水解決站第三章采煤方法及采區(qū)巷道布置第一節(jié)采煤方法的選擇一、采煤工藝方式1.進(jìn)刀方式由于煤層賦存穩(wěn)定，傾角較緩，所以工作面采用端部斜切進(jìn)刀割三角煤的進(jìn)刀方式，往返一次割兩刀。生產(chǎn)工藝：采煤機(jī)斜切進(jìn)刀→割煤→移架→推前溜→放頂煤→拉后溜⑴采煤機(jī)斜切進(jìn)刀：以溜頭斜切進(jìn)刀為例：當(dāng)機(jī)組在溜頭割通之后，待移架、推前溜、放頂煤、拉后溜各工序完畢后，將頭滾筒搖下，尾滾筒搖起，反向牽引，使?jié)L筒沿溜子彎曲段逐漸切入煤壁，距溜頭30m之外停機(jī)，將退出段按生產(chǎn)工藝完畢各道工序，使溜子、支架推移成一條直線。之后，將機(jī)組頭滾筒搖起，尾滾筒搖下，向溜頭割煤。當(dāng)割通溜頭后，再將機(jī)組頭滾筒搖下，尾滾筒搖起開始由溜頭向溜尾方向正常割煤。當(dāng)機(jī)組割通溜尾后，斜切進(jìn)刀與溜頭斜切進(jìn)刀方式相同。⑵割煤：機(jī)組前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，依靠后滾筒旋轉(zhuǎn)自動(dòng)裝煤，剩余的煤在推溜過(guò)程中由鏟煤板自行裝入前部刮板輸送機(jī)。⑶移架：降前探梁→收前伸梁→降主頂梁→移支架→升主頂梁→升前探梁→伸前伸梁。⑷推前部刮板輸送機(jī)：滯后機(jī)組后滾筒15m外推入，彎曲段長(zhǎng)度不得小于15m，彎曲度小于3度。⑸放頂煤：按“兩采一放”正規(guī)循環(huán)作業(yè)。放煤時(shí)采用兩人相鄰順序同時(shí)兩架放煤，并嚴(yán)格執(zhí)行“見矸關(guān)窗”的原則。⑹拉后部刮板輸送機(jī)：放煤結(jié)束后，順序?qū)⒑蟛抗伟遢斔蜋C(jī)拉前，規(guī)定和推前部刮板輸送機(jī)規(guī)定相同。（附采煤機(jī)進(jìn)刀方式示意圖）圖6-1-1采煤機(jī)進(jìn)刀方式示意圖本井田設(shè)計(jì)煤層為12#煤層，12#煤層平均厚度6.4米，屬厚煤層，煤層傾角不大，屬近水平煤層，宜采用傾斜長(zhǎng)壁放頂煤綜合機(jī)械化采煤方法。頂板管理采用垮落法，由于煤層頂板較堅(jiān)硬，所以需采用強(qiáng)制放頂措施，以減少采空區(qū)懸露面積，這種方法即經(jīng)濟(jì)又合理，方便可行。第二節(jié)礦壓觀測(cè)情況第三節(jié)采區(qū)巷道布置一、開拓方案的選定方案一：斜井開拓上下山開采方案：該井田煤層賦存穩(wěn)定，埋藏深度平均達(dá)270米，考慮井根據(jù)礦井工業(yè)場(chǎng)地及擬定的斜井開拓方式，結(jié)合礦井規(guī)模、煤層賦存特點(diǎn)、提高設(shè)備、井筒位置以及礦井目前的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)針對(duì)12號(hào)層的開拓提出兩個(gè)方案進(jìn)行比較，方案分述如下：⑴方案的提出:結(jié)合礦井規(guī)模、地質(zhì)條件、技術(shù)設(shè)備等因素，采用斜井開拓的方式，主、副井井筒均采用斜井開拓，回風(fēng)井井筒采用立井。主斜井、副斜井分別以13。、11。的坡度從地面延伸到12號(hào)煤層，在12號(hào)煤層中在井田走向的中間位置向東西方向開掘運(yùn)送大巷、軌道大巷、回風(fēng)大巷。各大巷均到礦井的東西邊界。主井與運(yùn)送大巷相連，副井通過(guò)煤門與軌道大巷相連。在井田內(nèi)的石巖莊村南部開掘回風(fēng)立井，與回風(fēng)大巷相連，用于整個(gè)礦井的通風(fēng)。通風(fēng)采用機(jī)械抽出式通風(fēng)方式。方案二：斜井開拓上下山開采方案：主斜井、副斜井分別以14。、18。的坡度從地面延伸到12號(hào)煤層，在12號(hào)煤層中在井田走向的中間位置由南向北開掘運(yùn)送大巷、軌道大巷、回風(fēng)大巷。主井與運(yùn)送大巷相連、副井通過(guò)煤門與軌道大巷相連。在井田的中部開掘回風(fēng)立井，與回風(fēng)大巷相連，用于整個(gè)礦井的通風(fēng)。通風(fēng)采用機(jī)械抽出式通風(fēng)方式。⑵方案的比較上述兩方案在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上各有優(yōu)缺陷，兩方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較如下：方案一：優(yōu)點(diǎn)：A.巷道掘進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)樸，施工管理簡(jiǎn)樸。B.都是煤巷，見煤快，矸石少對(duì)環(huán)境有利。C.巷道掘進(jìn)快，工程進(jìn)度高。D.大巷可作為盤區(qū)巷道，不需要掘進(jìn)山下山巷道。E.巷道拐點(diǎn)少，系統(tǒng)簡(jiǎn)樸，漏風(fēng)少,環(huán)節(jié)少，事故發(fā)生率低。缺陷：A.工作面推動(dòng)時(shí)間超過(guò)發(fā)火期，需滅火費(fèi)用高。B.大巷難維護(hù)，應(yīng)力集中與運(yùn)送、皮帶大巷。C.運(yùn)用上、下山開采，準(zhǔn)備巷道和聯(lián)絡(luò)巷道較多，增長(zhǎng)了成本，不宜管理。D.主副斜井太長(zhǎng)，井巷工程量大，維護(hù)時(shí)間長(zhǎng)。E.工作面數(shù)目多，搬家次數(shù)多； 方案二：優(yōu)點(diǎn)：A.工作面數(shù)目少，搬家倒面次數(shù)少；B.工作面推動(dòng)長(zhǎng)度大，放頂煤損較方案一少。缺陷：A.大巷的總長(zhǎng)度大，掘進(jìn)費(fèi)用與維護(hù)費(fèi)用多；B.推動(dòng)長(zhǎng)度大于方案一，滅火注漿費(fèi)用多于方案一。C.由于巷道拐點(diǎn)多，運(yùn)送轉(zhuǎn)載點(diǎn)多，系統(tǒng)復(fù)雜，易漏風(fēng)且易出事故。⑶方案的擬定又考慮綜采放頂工作面的連續(xù)推動(dòng)長(zhǎng)度一般不小于800—1000m，這樣除了考慮工作面的搬家倒面次數(shù)，重要也考慮減少工作面初、末采時(shí)煤炭損失所占的比例，所以應(yīng)盡也許加大工作面推動(dòng)長(zhǎng)度，但也得考慮因煤炭自燃對(duì)回采產(chǎn)生的影響，故工作面長(zhǎng)度也不宜太長(zhǎng)。綜上所述，本設(shè)計(jì)推薦方案一作為礦井井田重要開拓方式。圖4-1-1井田開拓方案一圖4-1-2井田開拓方案二第四節(jié)回采工藝與勞動(dòng)組織一、工作面采煤、裝煤、運(yùn)煤方式及設(shè)備選型根據(jù)開采煤層的地質(zhì)因素（煤層厚度、煤層傾角、圍巖性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造等）、技術(shù)因素（工作面設(shè)備條件和工作面的通風(fēng)能力）、采區(qū)內(nèi)煤層聯(lián)系方式以及經(jīng)濟(jì)因素綜合考慮，擬定工作面長(zhǎng)度為180m,工作面沿著走向方向推動(dòng)。根據(jù)煤層賦存條件、巷道布置方式以及以往開采經(jīng)驗(yàn)，本工作面采用單一走向長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械化低位放頂煤開采的采煤方法。配套選用的重要設(shè)備有MXG—700DA型采煤機(jī)、ZFS7500型液壓支架、SGZ764/400型前部刮板輸送機(jī)、SGZ764/630型后部刮板輸送機(jī)、SZZ830/200型轉(zhuǎn)載機(jī)、YSB—160型破碎機(jī)、DSP1000—1000/3×200型皮帶機(jī)。工作面機(jī)采高度3米，循環(huán)進(jìn)度0.6米，采用兩端頭斜切進(jìn)刀，自行開缺口。MXG—700DA型采煤機(jī)牽引方式為電動(dòng)機(jī)牽引，牽引速度為0～8.3m/min。截割方式按行走方向，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤。放頂煤高度平均4米,采放比3:4。頂煤采用低位放頂煤回收方式，按“兩采一放”的正規(guī)循環(huán)作業(yè)，即放煤步距為1.2米。從采煤機(jī)推出開切眼后就可以放頂。距停采線10米工作面實(shí)行收尾工作，故從此位置開始頂煤不再回收。二、采煤工作面的日進(jìn)度，年進(jìn)度及工作面長(zhǎng)度依據(jù)采煤機(jī)割煤、移架、推前溜、放頂煤、拉后溜等工序擬定。A.按割煤時(shí)間擬定循環(huán)時(shí)間:機(jī)組割一刀煤約需180米/3.6米/分鐘=50分鐘,頭尾斜切進(jìn)刀約需30分鐘,合計(jì)一個(gè)循環(huán)需80分鐘。B.按放煤時(shí)間擬定循環(huán)時(shí)間:按每架支架放煤1.5分鐘計(jì),全支架放煤共需180分鐘，采用同時(shí)放兩架的形式，全工作面需放煤時(shí)間90分鐘。工作面采用“兩采一放”，每一次放頂步距為1.2米，時(shí)間為80+80+90=250分鐘，則日循環(huán)數(shù)為：N=（24-6）×60/120×≈4個(gè)日循環(huán)進(jìn)度為1.2×4=4.8米.采煤工作面年進(jìn)度按下式計(jì)算：年進(jìn)度=日循環(huán)進(jìn)度×年工作日×循環(huán)率=4.8×300×0.9=1296米三、采區(qū)及工作面面回采率初期開采的12#煤層為厚煤層，依據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，采區(qū)回采率為75%，工作面回采率取93%。頂煤回收率取60%。四、采區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)表和勞動(dòng)組織表表6-3-3采區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)表序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)量1工作面長(zhǎng)度m1802工作面推動(dòng)長(zhǎng)度m12963煤層厚度（平均）m6.44煤層傾角度0～65采高m3.06放煤高度m3.47循環(huán)進(jìn)度m0.68循環(huán)產(chǎn)量t7079日循環(huán)數(shù)（采）個(gè)810日產(chǎn)量t566011放煤步距m1.212月推動(dòng)長(zhǎng)度m14413回采率%7514出勤率%90表6-6-4采區(qū)勞動(dòng)組織表（采）工種班次合計(jì)早班二班三班四班組長(zhǎng)11114副組長(zhǎng)11114機(jī)組司機(jī)22228移溜司機(jī)244414皮帶司機(jī)21115支架工433313轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)01113泵站工22228檢修工1011113打眼工02226爆破工01113支柱工422210瓦檢員22228清煤工02226合計(jì)30252525105表6-6-5采區(qū)勞動(dòng)組織表（掘單隊(duì)）工種班次合計(jì)早班二班三班四班組長(zhǎng)11114機(jī)組司機(jī)22228皮帶司機(jī)11114轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)11114支護(hù)工32229檢修工61119瓦檢員11114錨桿機(jī)司機(jī)22228送料工22228清煤工01113合計(jì)1914141461第五節(jié)采區(qū)準(zhǔn)備一、巷道斷面和支護(hù)形式主斜井、副斜井均為半圓拱形斷面，采用錨噴支護(hù)；回風(fēng)立井采用混凝土整體灌注式支護(hù)；運(yùn)送大巷、軌道大巷、回風(fēng)大巷均采用矩形斷面，錨噴支護(hù)；工作面運(yùn)送巷、工作面回風(fēng)巷也采用矩形斷面，采用錨網(wǎng)支護(hù)；中間工藝巷和排瓦斯巷采用錨桿支護(hù)。具體支護(hù)及支護(hù)形式見《巷道斷面圖》。二、巷道掘進(jìn)進(jìn)度指標(biāo)巷道掘進(jìn)進(jìn)度以滿足回采工作面正常接替為原則，結(jié)合現(xiàn)有裝備及技術(shù)水平，不同巷道掘進(jìn)進(jìn)度如下：立井井筒：55m/月斜井井筒基巖段：100m/月半煤巖錨噴巷道：250m/月巖層大巷：150m/月煤層大巷：500m/月傾斜巖巷：150m/月硐室：300m/月三、掘進(jìn)工作面?zhèn)€數(shù)及裝備根據(jù)回采工作面年推動(dòng)進(jìn)度和巷道掘進(jìn)進(jìn)度指標(biāo)，本著以保證礦井正常生產(chǎn)時(shí)合理的采掘關(guān)系為原則，礦井移交生產(chǎn)時(shí)，共布置兩個(gè)掘進(jìn)工作面，初期由先掘進(jìn)大巷，達(dá)成兩個(gè)工作面長(zhǎng)度后再掘進(jìn)順槽；生產(chǎn)期間同樣先布置大巷機(jī)掘面，再布置兩個(gè)順槽機(jī)掘面。大巷機(jī)掘面重要配備EDJ-135型掘進(jìn)機(jī)、JDB-17-800型轉(zhuǎn)載機(jī)、YBJ-800型膠帶機(jī)等。表5-3-1序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)數(shù)量安裝位置運(yùn)送方式運(yùn)送距離1掘進(jìn)機(jī)EDJ-135型1工作面刮板運(yùn)送8.5m2轉(zhuǎn)載機(jī)JDB-17-800型1掘進(jìn)機(jī)后皮帶運(yùn)送15m3膠帶輸送機(jī)YBJ-800型2轉(zhuǎn)載機(jī)后皮帶運(yùn)送1364四、礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)采掘比例關(guān)系，矸石量預(yù)計(jì)礦井達(dá)產(chǎn)后，共布置一個(gè)放頂煤工作面，兩個(gè)機(jī)掘工作面，采掘比例為1：2。礦井移交生產(chǎn)時(shí)，由于有部分回風(fēng)繞道和溜煤眼等回風(fēng)和出煤系統(tǒng)巷道等，但巷道均在煤層中，所以預(yù)計(jì)井下矸石量不大。五、井巷總工程量礦井移交生產(chǎn)時(shí)，井巷工程量總長(zhǎng)度為12376米，煤巷為9090米，巖巷為3286米。礦井施工工期為26個(gè)月（兩個(gè)掘進(jìn)隊(duì)），井巷工程與地面設(shè)施同步施工，同步建成。表5-3-2井巷施工進(jìn)度表巷道類型月進(jìn)度所需時(shí)間（月）主斜井10014.5副斜井10013回風(fēng)立井556.4煤層大巷5003工作面順槽50013硐室3001第四章采區(qū)運(yùn)送、防排水與供電第一節(jié)采區(qū)運(yùn)送在運(yùn)送平巷內(nèi)，為適應(yīng)產(chǎn)量大的需要均設(shè)立轉(zhuǎn)載機(jī)和膠帶運(yùn)送機(jī)，為減少增減支架的麻煩，規(guī)定工作面等長(zhǎng)，因此對(duì)區(qū)段兩平巷均應(yīng)力求做到直線且互相平行布置。在綜合機(jī)械化采煤時(shí)，采用單巷布置，區(qū)段運(yùn)送巷中一側(cè)需設(shè)立轉(zhuǎn)載機(jī)和膠帶機(jī)；另一側(cè)需設(shè)立泵站和移動(dòng)變電站等電氣設(shè)備，故巷道斷面較大，一般達(dá)12㎡以上。由于巷道斷面較大，不利于巷道掘進(jìn)和維護(hù)，規(guī)定平巷采用強(qiáng)度較高的支護(hù)材料。采用雙巷布置時(shí)，可減小巷道斷面，將膠帶輸送機(jī)和電氣等其他設(shè)備分別布置在兩條巷道內(nèi)。輸送機(jī)巷隨采隨棄，電氣設(shè)備平巷加以維護(hù)，作為下一區(qū)段的回風(fēng)巷。其缺陷是，派電點(diǎn)至用電設(shè)備的輸電電纜需穿過(guò)聯(lián)絡(luò)巷，當(dāng)配電點(diǎn)移過(guò)一個(gè)聯(lián)絡(luò)巷的距離時(shí)，需將輸電電纜和油管等也要從本來(lái)的聯(lián)絡(luò)巷倒到下一個(gè)聯(lián)絡(luò)巷，給生產(chǎn)維護(hù)帶來(lái)不便。本礦井屬低瓦斯，煤層傾角小于10度，平巷維護(hù)條件達(dá)成單巷布置規(guī)定，采用單巷布置方式。采區(qū)防排水和灑水根據(jù)工作面的實(shí)際情況，在兩順槽巷內(nèi)低洼處各安裝一臺(tái)功率為11KW及18KW排水泵，隨時(shí)抽放巷內(nèi)積水。在2407巷鋪設(shè)一趟φ57㎜鋼管，做排水管用，鋪設(shè)一趟φ108㎜鋼管，作配制乳化液及機(jī)組冷卻灑水用清水管，一趟φ57㎜鋼管，作打放頂孔用風(fēng)管。在5407巷鋪設(shè)φ57㎜排水管一趟，鋪設(shè)φ57㎜風(fēng)管一趟供打放頂孔用，該風(fēng)管在緊急情況下可作排水管用。第三節(jié)采區(qū)供電根據(jù)需要和使用電氣設(shè)備情況，做出采區(qū)的配電系統(tǒng)，并畫出采區(qū)供電系統(tǒng)圖。南羊路局35KV變電站分兩趟1553和1563，電纜截面ZQ30-3×185mm2，電壓等級(jí)6KV，送至西1070變電所，西1070變電所采用雙電源單母線分段式供電，電纜截面ZQ30-3×185mm2，電壓等級(jí)為6KV，長(zhǎng)度為1200米，送至第二中央變電所。由中央二所1553和1563兩側(cè)裝設(shè)BGP6-6-400A、BGP6-6由開關(guān)出兩趟電壓等級(jí)為6KV，截面為ZQ30-3×185mm2，長(zhǎng)度為2×800送至盤區(qū)(東翼)變電所。變電所(東翼)采用雙電源，單母線分段式供電。變電所共設(shè)高壓開關(guān)12臺(tái)，型號(hào)為BGP92-64臺(tái)，BGP6-68臺(tái)，400A2臺(tái)200A5臺(tái)100A5臺(tái)。第五章采區(qū)通風(fēng)與安全第一節(jié)采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)一、通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)井田開拓部署，礦井采用機(jī)械抽出式通風(fēng)方法。通風(fēng)系統(tǒng)方式采用中央分列式。采區(qū)和回采工作面的通風(fēng)方式為U型通風(fēng)方式。第二節(jié)風(fēng)量配備一、風(fēng)量分派1.分派的原則：⑴各高低沼氣礦井采煤工作面的風(fēng)量⑵對(duì)掘進(jìn)工作面風(fēng)量，一般根據(jù)巷道斷面大小，送風(fēng)距離，煤巖巷三個(gè)因素按所送局部通風(fēng)機(jī)性能供風(fēng)。⑶井下火藥庫(kù)，充電室，采區(qū)絞車房，應(yīng)單獨(dú)供風(fēng)。⑷分派風(fēng)量，各巷道的瓦斯和有害氣體的濃度，應(yīng)根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定不得超過(guò)規(guī)定限度。⑸備用工作面分派風(fēng)量，按相適應(yīng)條件的生產(chǎn)工作面風(fēng)量的一半。2.分派的方法：將礦井總風(fēng)量分派到井下各用風(fēng)地點(diǎn)：綜采工作面：57m3/s；綜掘工作面：14m3/s×2＝28m3/s；硐室實(shí)際需要風(fēng)量：6m3/s；其它：19m3/s。二、礦井通風(fēng)阻力1.通風(fēng)阻力的計(jì)算通風(fēng)阻力的計(jì)算涉及摩檫阻力和局部阻力兩個(gè)部分，摩檫阻力是風(fēng)流與井巷周壁摩擦以及空氣分子間的擾動(dòng)和摩擦而產(chǎn)生的阻力，由此阻力而引起的風(fēng)壓損失即摩擦阻力損失，摩擦阻力一般占礦井通風(fēng)阻力的90%，它是礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)選擇扇風(fēng)機(jī)的重要參數(shù)。而局部阻力是風(fēng)流通過(guò)井巷的一些局部地點(diǎn)，如井巷忽然擴(kuò)大或縮小，轉(zhuǎn)彎交叉處以及堆積物或遇礦車等，由于風(fēng)流速度或方向發(fā)生改變，導(dǎo)致風(fēng)流自身劇烈沖擊，形成極為紊亂的渦流，從而損失能量。導(dǎo)致這種沖擊與渦流的阻力即稱局部阻力，由于這種阻力所產(chǎn)生風(fēng)壓損失就稱局部阻力損失。井下產(chǎn)生局部阻力地點(diǎn)雖多，但其一般只占礦井通風(fēng)總阻力的10%。根據(jù)上述兩個(gè)時(shí)期通風(fēng)阻力最大的風(fēng)路，分別計(jì)算出各區(qū)段井巷的摩擦阻力。h摩=aLPQ2/S3=RQ2（7-8）式中：h摩——摩擦阻力,Pa；a——摩擦阻力系數(shù)，N·s2/m4；L——井巷長(zhǎng)度，m；P——井巷凈斷面周長(zhǎng)，m；Q——通過(guò)井巷的風(fēng)量，m3/s；S1——井巷凈斷面積，m2；R——井巷摩擦風(fēng)阻將以上計(jì)算出來(lái)的各數(shù)值填如下表（其中表中的所列數(shù)值又是當(dāng)空氣為1.2kg/m3時(shí)數(shù)值）表8-3-1通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)阻力計(jì)算表巷道名稱支護(hù)類型摩擦阻力系數(shù)巷道長(zhǎng)度巷道周長(zhǎng)斷面風(fēng)量阻力風(fēng)速α(N·s2/m4)L(m)P(m)S(m2)S3Q(m3/s)Q2h(P)v(ms)副斜井錨噴0.0085143016.4518.86644.6770.04900147.43.72主斜井錨噴0.008129010.8711.371469.8830.00900.68.72.64軌道大巷錨噴0.0094001717.765601.8260.00360039.33.38運(yùn)送大巷錨噴0.01140013.610.81259.7140.00160076.03.70回風(fēng)大巷錨噴0.007540013.810.81259.7180.006400210.37.41采煤工作面液壓支架0.003180182413824.060.0036002.52.50運(yùn)送順槽錨網(wǎng)0.016129615.815.543752.7850.002500218.33.22回風(fēng)順槽錨網(wǎng)0.0085129615.815.543752.7850.002500115.93.22回風(fēng)立井灌注0.003134015.819.637564.16100.01000022.05.09合計(jì)1310.0附加阻力(總阻力的15%)196.5總計(jì)1506.5表8-3-2井巷困難時(shí)期通風(fēng)總阻力計(jì)算表巷道名稱支護(hù)類型摩擦阻力系數(shù)巷道長(zhǎng)度巷道周長(zhǎng)斷面風(fēng)量阻力風(fēng)速α(N·s2/m4)L(m)P(m)S(m2)S3Q(m3/s)Q2h(Pa)v(m/s)副斜井錨噴0.0085143016.4518.86644.6770.004900147.43.72主斜井錨噴0.008129010.8711.371469.8830.0090068.72.64軌道大巷錨噴0.00932001717.765601.8260.003600314.63.38運(yùn)送大巷錨噴0.011320013.610.81259.7140.001600608.03.70回風(fēng)大巷錨噴0.0075320013.810.81259.7180.0064001682.77.41采煤工作面液壓支架0.003180202413824.0060.0036002.82.50運(yùn)送順槽錨網(wǎng)0.016129615.815.543752.7850.002500218.33.22回風(fēng)順槽錨網(wǎng)0.0085129615.815.543752.7850.002500115.93.22回風(fēng)立井灌注0.003134015.719.637564.16100.001000021.95.09合計(jì)3698.4附加阻力(總阻力的15%)554.8總計(jì)4253.2通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期的通風(fēng)立體示意圖見附圖圖8-3-3通風(fēng)立體示意圖（容易）圖8-3-4通風(fēng)立體示意圖（困難）通風(fēng)構(gòu)筑物一、構(gòu)筑通風(fēng)設(shè)施時(shí)，必須嚴(yán)格按照安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定執(zhí)行。二、重要進(jìn)回風(fēng)巷做風(fēng)門時(shí)必須構(gòu)筑永久風(fēng)門不少于兩組正反向，通車風(fēng)門間距不小于一列礦車長(zhǎng)度，人行風(fēng)門間距不小于5m，風(fēng)門能自動(dòng)關(guān)閉，有閉鎖裝置，不能同時(shí)敞開。三、門框要沿口包邊，有襯墊四周接觸嚴(yán)密，門扇平整不漏風(fēng)，門框與門扇不歪曲，調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)節(jié)位置要設(shè)立在門墻上方，并能調(diào)節(jié)。四、構(gòu)筑風(fēng)門密閉等設(shè)施時(shí)必須掏槽。五、密閉內(nèi)有積水時(shí)，必須打混凝土底座，高度根據(jù)積水的大小而定，并在下部設(shè)返水管，既能保持水流暢通，又不能漏風(fēng)。第四節(jié)安全措施具體問(wèn)題具體對(duì)待。工人統(tǒng)一聽從井下值班領(lǐng)導(dǎo)或技術(shù)員的安排，發(fā)生災(zāi)害事故時(shí)，盡快安全撤離，等待對(duì)災(zāi)害事故的研究解決。一、防止瓦斯爆炸的措施⑴本礦井為高瓦斯礦井，須不間斷地向工作面輸送新鮮風(fēng)流，在順槽（回風(fēng)順槽）出口處安設(shè)瓦斯探測(cè)儀；⑵每個(gè)掘進(jìn)工作面均采用局部通風(fēng)機(jī)；⑶加強(qiáng)通風(fēng)管理，對(duì)調(diào)節(jié)風(fēng)窗應(yīng)定期檢查及調(diào)節(jié)校算；⑷經(jīng)常進(jìn)行瓦斯測(cè)定，時(shí)刻提高警惕。二、防塵措施⑴嚴(yán)格控制井下風(fēng)速，加強(qiáng)通風(fēng)工作，減少漏風(fēng)，減少粉塵濃度。⑵保證井下灑水滅塵的水源充足，并采用濕式鑿巖。⑶所有采掘工作面及進(jìn)回風(fēng)巷道必須敷設(shè)灑水管路，各轉(zhuǎn)載點(diǎn)使用噴霧灑水裝置，減少粉塵濃度。⑷定期在運(yùn)送巷道及回風(fēng)巷道內(nèi)撒巖粉，其長(zhǎng)度不小于300米，所有運(yùn)送及通風(fēng)巷道無(wú)論在掘進(jìn)或生產(chǎn)時(shí)期均需撒巖粉。⑸采用煤層注水，采煤工作面要安裝內(nèi)外噴霧裝置。⑹井下所有運(yùn)送大巷，和通風(fēng)巷道在裝車地點(diǎn)和煤塵發(fā)生的地點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)經(jīng)常灑水，減少煤塵飛揚(yáng)，并定期堆積煤塵。⑺運(yùn)送大巷和回風(fēng)大巷設(shè)立巖粉棚。三、防止井下火災(zāi)的措施⑴在井底車場(chǎng)巷道內(nèi)以及變電所沒(méi)有防火鐵門；⑵在井下電器設(shè)備選用隔爆型，硐室用耐火材料砌碹；⑶井下設(shè)有防火材料以及消防列車房；⑷安設(shè)防火水管，并備有水龍頭；⑸對(duì)井下采空區(qū)以及廢巷道要及時(shí)封閉，對(duì)采空區(qū)進(jìn)行灌漿；⑹通風(fēng)設(shè)備具有反風(fēng)功能⑺井下工作人員都必須熟悉滅火器材的使用，并熟悉自己工作區(qū)域內(nèi)器材的存放地點(diǎn)，硐室內(nèi)不準(zhǔn)放汽油、煤油和變壓器油，井下使用的潤(rùn)滑油、棉紗布和紙不準(zhǔn)亂扔亂放，應(yīng)放在蓋嚴(yán)的鐵桶內(nèi)，專人帶到地面解決，嚴(yán)禁將剩油、廢油灑在巷道、硐室內(nèi)。四、防止井下水災(zāi)措施⑴在變電所及水泵房出入口設(shè)密閉門；⑵強(qiáng)化超前鉆孔的探測(cè)作用，⑶對(duì)井下采空區(qū)以及廢巷道要及時(shí)封閉，對(duì)采空區(qū)進(jìn)行灌漿。五、礦壓顯現(xiàn)控制措施⑴大巷采用錨噴支護(hù)，順曹采用錨桿支護(hù)。⑵配置頂板檢測(cè)報(bào)警儀，礦壓遙測(cè)儀等設(shè)備，為掌握礦壓顯現(xiàn)規(guī)律提供有效的手段。六、礦井安全出口礦井共布置有主斜井、副斜井、回風(fēng)立井共三個(gè)井筒，其中主、副斜井及回風(fēng)井都為礦井安全出口。七、自救器及安全儀表的配備自救器配備：為了保證礦工的生命安全，防止突發(fā)性災(zāi)害事故的發(fā)