【正文】 第三節(jié) 回采工藝及勞動組織 一 、 回采工藝設(shè)計 在確定采煤方法及回采工藝的類型的基礎(chǔ)上，對首采區(qū)首先投產(chǎn)工作面回采工藝設(shè) 4 計，回采工藝設(shè)計主要包括機(jī)械設(shè)備選型、確定作業(yè)方式、確定支護(hù)方式和采空區(qū)處理方法、繪制 機(jī)械配備平剖面圖、編制循環(huán)圖表及工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表。 運煤路線： 綜采工作面的煤炭 —— 采區(qū)運輸平巷 —— 采區(qū)運輸上山 —— 采區(qū)煤倉 —— 皮帶運輸大巷 —— 井底中央煤倉 —— 主井提升至地面 2．輔助運輸系統(tǒng) 采區(qū)內(nèi)以軌道上山及材料材料運輸平巷構(gòu)成輔助運輸系統(tǒng)，擔(dān)負(fù)著設(shè)備、材料、矸石和人員的運輸任務(wù)。 八 、 采區(qū)千噸掘進(jìn)率、采區(qū)掘進(jìn)出煤率及采區(qū)回采率 采區(qū)掘進(jìn)巷道及其煤巷統(tǒng)計見表 42表 422。 采區(qū)上部車場形式 運輸上山2軌 道上山3絞 車房4聯(lián) 絡(luò)石門5平 車場6總 回風(fēng)道 圖 421 采區(qū)上部車 場 4 采區(qū)中部車場形式 運輸上山 2 軌道上 山 3 甩車道 4繞道 5 區(qū)段 軌道平巷 圖 422 采區(qū)中 部車場 采區(qū)下部車場形式 軌道上山采區(qū)煤倉運輸上山運輸大巷 圖 423 采區(qū)下部車場 4 七 、 采區(qū)硐室 1．采區(qū)煤倉 圓形垂直煤倉，凈直徑 3m，高度為 30m。采區(qū)走向長度 ,傾向長度 。平均 16176。 采用金屬罐道梁，型鋼組合罐道，端面布置，罐道梁采用通梁式布置方式。一般來說，立井井筒橫斷面形狀有圓形、矩形兩種，但圓形斷面的立井服務(wù)年限長，承壓性能好，通風(fēng)阻力小，維護(hù)費用少及便于施工的特點，因此 ，主、副立井及風(fēng)井均采用圓形斷面。礦井的排水量比較 中由于兩個方案中第三水平的延伸方式相同，在費用比較上只比較第二水平的。km 工 程 量 運 輸 提 升 /萬 t 方案三：三水平開采，第一水平在 250m 處，第二水平標(biāo)高在 450m 第三水平標(biāo)高在 650m，二水平立井延伸，石門到達(dá)大巷， 三水平暗斜井延深，一、二水平均上山開采，巖層大巷。 雙立井延伸：采用雙立井延伸時可充分利用原有的各種設(shè)備和設(shè)施，提升系統(tǒng)單一，轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)少，經(jīng)營費低，管理較方便。 考 慮到北翼上部要滿足礦井初期的開采要求，在此精確提出風(fēng)井的位置： 風(fēng)井井筒中心位置：經(jīng)距 m，緯距 m。因此，為避開太原組承壓含水層的影響，一水平以下延伸方式的不同，將會選擇不同的井筒坐標(biāo)。 根據(jù)自然地理條件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等因素，綜合考慮石臺煤礦的實際情況：第三、第四系覆蓋層較厚，井筒需要特殊鑿井方法施工；地勢平坦，地面標(biāo)高平均 +33m 左右，煤 層埋藏較深；礦井年設(shè)計生產(chǎn)能力為 ，為大型礦井。因為斷層需要留設(shè)一定的保護(hù)煤柱，可考慮將工業(yè)廣場煤柱和斷層保護(hù)煤柱留設(shè)在一起，可以節(jié)省 4 40m 的 煤柱損失。平均 16176。立井開拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制；立井的井筒短，提升能力大，對輔助提升特別有利。 （ 4）儲量條件校核 礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)與礦井的工業(yè)儲量相適應(yīng)，以保證有足夠的服務(wù)年限。工作面生產(chǎn)的原煤一律用強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)運到采區(qū)煤倉，運輸能力也很大，自動化程度較高。 （ 3）通風(fēng)安全條件的校核 本礦井有煤塵爆炸性，瓦斯含量一水平低，屬于低瓦斯礦井。井田內(nèi)大斷層有 Fj F6，對于開拓有一定的影響，留設(shè)有保護(hù)煤柱。 下面按礦井的實際煤層開采能力，各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力，儲量條件及安全條件因素對井型進(jìn)行校核： （ 1）煤層開采能力 礦井的開采能力取決于回采工作面和采區(qū)的生產(chǎn)能力，根據(jù)本設(shè)計第三章（礦井開拓）與第四章（采煤方法）的設(shè)計可知，該礦由于煤 層地質(zhì)條件較好， 3號煤厚度較厚，布置一個一次采全高綜采工作面完全可以達(dá)到本設(shè)計的產(chǎn)量。） γ（176。 工業(yè)廣場的煤柱保護(hù)：計算工業(yè)廣場地壓煤量時其場地面積可參考表 2— 2— 3?！?2176。它不僅反映了煤炭資源的埋藏量，還表示了煤炭的質(zhì)量。礦井涌水 量與地表水無水力聯(lián)系，斷層導(dǎo)水性弱，本礦井水文地質(zhì)條件屬于以裂隙巖層充水為主的簡單類型。（ 3） .上石盒子組砂巖含水組（Ⅱ上），以中，粗粒砂巖為主，南部 1 煤以下為粗砂巖，裂隙發(fā)育，鉆 孔時揭露時有露水現(xiàn)象，露失量 1～ 3L/H，鉆孔抽水單位涌水量 ～ L/S 太原群灰?guī)r含水組（Ⅰ）：以灰?guī)r裂隙、溶洞為主的含水組，灰?guī)r厚度 55m～ 60m，自上而下共 12 層 ， 12 層較厚，單層厚度最大者達(dá) 15m～ 25m， 2～ 4 層灰?guī)r露水，裂隙、溶洞一般在淺部盆地邊緣較發(fā)育，富水性強(qiáng)，自深部還逐漸減弱，鉆孔單位涌水量 ～ 礦井為高瓦斯礦井。頂板為 K7 中砂巖泥巖，有一層泥巖偽頂，底板為 K6 中砂巖。6 號煤層最小厚度為 ,最大厚度為 ,平均厚度為 。 4 礦井涌水量 該礦現(xiàn)開采 3 和 6 號煤層，井下水量不大，日涌水量約 60— 100m3，水源主要來自井筒淋水和采空區(qū)積水，工作面一般無水。根據(jù)冠溝村前水井抽水實驗結(jié)果，涌水量 ，滲透系數(shù)為 20m3/h。厚度 2— 8M，巖性堅硬，鉆孔中有被水溶蝕 ，或為方解石脈充填現(xiàn)象，有漏水現(xiàn)象。根據(jù) 119 隊精查勘探資料，該區(qū)奧陶系石灰?guī)r卡斯特溶洞發(fā)育，水量豐富，但水位較深，水位標(biāo)高在 650 米左右。 K35：位于井田西南角礦界處，呈圓形，軸 長約 80m，陷落傾角 75— 80186。一般8186。 （五）二疊系下統(tǒng)下石盒子組（ P1x） 本組為陸相沉積，以黃綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖及砂巖組成，由下而上分為灰綠色地層、淺黃色地層，區(qū)內(nèi)零星出露， 厚約 0— 150m，平均 110m。巖性主要為黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖、石灰?guī)r及煤層，其中石灰?guī)r 3— 4 層 ，與砂巖、泥巖、煤層有規(guī)律地相互交替出現(xiàn)，構(gòu)成明顯的海侵與海退巖序。根據(jù)礦井巷道揭露和井田內(nèi)及附近鉆孔資料，現(xiàn)將井田內(nèi)地層自下而上分述如下： （一）奧陶系中統(tǒng)峰峰組（ O2f） 本組為煤系地層之基底。 五、該礦的地形與氣象 ： 本區(qū)屬中低山丘地帶，井田內(nèi)基巖大面積裸露，黃土覆蓋面少，地形復(fù)雜。 04? 34?，南北長 Km，東西寬 。該礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力為 240t/a，采用兩個水平分組開采，采用條帶式布置后退式開采一次采全高，采用完全垮落法管理頂板。地質(zhì)特征資料包括地層；地質(zhì)構(gòu)造；煤層及煤質(zhì)；煤層頂?shù)匕迩闆r及煤層的瓦斯采用綜合機(jī)械化開采。本礦交通方便 ,鐵路有南同蒲線介西支線通至井田北部，終點陽泉曲車站距本礦 ,并有鐵路專用線通至柳灣礦煤倉；孝 — 柳鐵路從井田北側(cè)通過，在白璧關(guān)與介支線連通。整體地勢呈中部高四周低、沖溝發(fā)育，溝向為東向或西向，最高點位于井田中南部的黃峰腦，海拔 ，最低處位于井田北角的靈芝溝內(nèi)，海拔 970m，相對高差為 。巖性主要為海相淺灰色厚層石灰?guī)r，巖性致密、堅硬、質(zhì)純性脆。本組為區(qū)內(nèi)主要含煤地層，厚度 90— 4 125m。 （六）二疊系上統(tǒng)上石盒子組（ P2s） 本組為陸相沉積，以紫色、雜色泥巖、砂質(zhì)泥巖及黃綠色中粗粒砂巖組成，厚約 0— 100m，平均 65m。 背斜：位于井田西南部，軸向近東西向，傾角平緩，一般傾角 5— 8186。 綜上所述，井田內(nèi)沒有大中型斷裂，也無巖漿巖侵入，雖以褶曲構(gòu)造為主，但煤層穩(wěn)定，傾角平緩。又據(jù)滴水崖村深井調(diào)查，該奧灰水位標(biāo)高約 610 米。其厚度及含水性不及 K2 灰?guī)r，鉆探過程中，沖洗液消耗量為 — ，但埋藏淺，易接受地表降水之補(bǔ)給，故亦是本區(qū)含水層之一。水量較豐富。 采用富水 系數(shù)法預(yù)算其涌水量：其富水系數(shù)采用 — ，可知其涌水量預(yù)計為 260— 440m3/d，其中正常涌水量為 250m3/d，最大涌水量為 500m3/d。 3 號煤層與 6 號煤層的最小層間距為 10m，最大層間距為 20m，平均間距為 15m。 （二）煤的物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)和工藝性能 9 號和 10 號煤層物理性質(zhì)和煤巖特征基本相近。 隨著井田煤層的開采，開采深度之增加，開采面積的增大，開采規(guī)模的增大，礦井瓦斯含 量會逐漸增加，有可能出現(xiàn)瓦斯局部富集現(xiàn)象，因此在建設(shè)和生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)對瓦斯的防治工作。 M，水質(zhì)類型為 HCO— SO3— MG4— NA 型水，水量豐富，水質(zhì)良好，是礦主要供水水源。 M。在 250m 水平以上預(yù)計全礦涌水量為 ,在250m 水平以下預(yù)計正常涌水量為 m3/h，最大涌水量為 。 本井田采 用塊段法計算的各級儲量，塊段法是我國目前廣泛采用的儲量計算方法之一 。采用斜面積和真厚度，采用的計算公式為： Q=S Secα M d 式中 Q— 儲量 萬噸 S— 塊段井田面積 平方米 α — 塊段煤層平均傾角 4 M— 塊段煤層平均厚度 米 ｄ — 煤的容重，均采用 一 、 礦井工業(yè)儲量 礦井工業(yè)儲量是勘探（精查）地質(zhì)報告提供的“能利用儲量”中的探明的資源量（ 111） ，控制的資源量（ 121）， 預(yù)可采 資源量（ 122）三級儲量之和 ，其中高級儲量111， 121 之和所 占比例應(yīng)符合表 2— 2— 1 的規(guī)定。工業(yè)場地一般布置成長方形，其長邊垂直于走向。 ） β (176。 （ 2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 本礦井為大型礦井，開拓方式為立井開拓，主井提升容器為 一 對 8t底卸式提升箕斗，運煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計井型的要求。 所以各項安全條件均可以得到保證，不會影響礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力。水文地質(zhì)條件中等，在副井中鋪設(shè)兩趟水管路可以滿足排水要求。輔助運輸采用雙層罐籠，大巷輔助運輸采用 600mm 軌距的 固定車廂式礦車，同時本礦井井底車場調(diào)車方便，通過能力大，滿足矸石，材料和人員的調(diào)動要求。 礦井井型和服務(wù)年限應(yīng)滿足表 2— 3— 1 表 2— 3— 1 礦井井型和服務(wù)年限 井型 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力（ Mt/a） 新礦井服務(wù)年限（ a） 擴(kuò)建后礦井服務(wù)年限（ a） 大型 及以上 ～ ～ 70 60 50 60 50 40 中型 ～ 40 30 小型 及以下 由各省煤炭廳自定 同左 注：改礦井的服務(wù)年限，不應(yīng)低于同類型新建礦井服務(wù)年限的 50%。而斜井開拓掘進(jìn)和施工技術(shù)比較簡單，掘進(jìn)速度快，初期投資少，建井期短，掘進(jìn)石門的工程量少，延深井筒的施工方便。表土層 60m～80m，走向長度較大，井田中央有一大斷層 Fj2 斷層 ,落 差在 40m～ 90m,該斷層將井田分為兩部分。石臺礦井田內(nèi)的走向長度較大，況且第一水平內(nèi)煤層埋藏較淺，同時在井田的北部煤層露頭處風(fēng)氧化帶面積大，綜合考慮礦井的遠(yuǎn)期開采時的通風(fēng)線路問題，采用采區(qū)式通風(fēng)；考慮后期開采時采用中央對角式通風(fēng)，在 Fj2 斷層的東西兩翼各布置風(fēng)井，風(fēng)井位于煤層露頭處，這樣由于煤層露頭處的煤不采，風(fēng)井就不需要留設(shè)保護(hù)煤柱，減少了煤柱的損失。 綜上所述， 本礦采用一對 立井開拓 。 ⑦ 井口位置應(yīng)便于布置工 業(yè)場地 井口附近要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線。 四 、 運輸大巷的布置 由于運輸大巷要為上下水平的開采服務(wù)以及本煤層厚度為 ，且煤層頂板穩(wěn)定，為便于維護(hù)和使用，且不受煤層開采的影響，將第一水平大巷布置在距離煤層底板 30m的巖層中，第二水平大巷布置在距煤層底板 30m 處的中細(xì)砂巖中。 但采用這種方法延伸時，受地下石灰?guī)r含水的限制，致使井筒需打在煤層較深處，增大井筒的保護(hù)煤柱量。 方案四：三水平開采，第一水平在 250m 處，第二水平標(biāo)高在 450m 第三水平標(biāo)高在 660m， 二、三水平暗斜井延伸，一 、二水平均上山開采，巖層大巷。km 工 程 量 一水平石門運輸 = 一水平 石門運輸 0 二水平石門運輸 = 二水平 石門運輸 0 二水平 立井提升 = 二水平 斜井提升 = 排水 /萬 m3 工程量 排水 /萬 m3 工程量 二 水 平 24365104 = 二 水 平 2436515.1 1 04= 表 326 生產(chǎn)經(jīng)營費用 項目 方 案 三 方 案 四 運輸提升 工程量 /m 單價 /元 （ 4）綜合比較及結(jié)果： 方案三的總費用比方案四的總費用多了 %， 在經(jīng)濟(jì)上具有可行性的為方案四，另外，從礦井后期的開采過程中，尤其是在延伸立井時，對礦井的生產(chǎn)干擾較大，需要短期的停產(chǎn)，造成生產(chǎn)的脫節(jié)。 主井主要用于提煤。副井內(nèi)除裝備罐籠外，還設(shè)有梯子間作為安全出口，并設(shè)有管子道，電纜道。煤層平均厚度為 。 三 、 確定采區(qū)走向長度及工作面數(shù)目 具前所述，工作面長度定為 190m，回采巷道寬 4m，本采區(qū)劃分為 8個工作面，上山兩翼開采，一翼布置 4 個工作面。（ 運輸 大巷布置在煤層底板下垂距為 20m的巖