【正文】 ，均處于正常地溫值中 采區(qū)通風(fēng)（一）采掘工作面通風(fēng)系統(tǒng)采掘工作面通風(fēng)線路：副井→井底車場→運輸石門→一水平軌道大巷→階段軌內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書29道大巷→采區(qū)軌道大巷→采區(qū)上部車場繞道→區(qū)段軌道平巷→6101 采煤工作面（局部通風(fēng)機→掘進工作面）→區(qū)段運輸平巷→采區(qū)運輸上山→階段運輸大巷→一水平運輸大巷→風(fēng)井→風(fēng)硐→地面。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書27圖 3－3－7 頂煤垮落線圖第四章 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 采區(qū)運輸 采區(qū)運輸系統(tǒng)運煤系統(tǒng)采煤工作面→刮板輸送機→轉(zhuǎn)載機、破碎機→區(qū)段運輸平巷→采區(qū)運輸上山→階段運輸大巷→一水平運輸大巷→井底煤倉→主井→地面。因此，提高頂煤放出率應(yīng)重點抓好以下幾方面工作：（1）采用高強度放頂煤支架，避免頂煤因支護強度不足引起整體下沉而產(chǎn)生大塊冒落現(xiàn)象；增大支架放煤口尺寸并增設(shè)輔助破煤機構(gòu)，提高支架在放煤過程中回收大塊煤的能力；（2）適當加大工作面尺寸，減少初末采煤炭損失量占工作面圈定儲量的比例；（3）盡量減少初末采不放頂煤量。因此，頂煤損失形式很多，大致有以下幾類：初采損失初采損失是從切眼到正常放頂煤期間未放出的頂煤損失。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書23圖 3－3－3 頂煤預(yù)爆破鉆孔布置示意圖圖 3－3－4 頂板預(yù)爆破鉆孔布置示意圖架間或架前松動爆破在支架前或支架上方放松動炮。6 號煤層底板巖性多為泥巖、粘土巖、砂巖等巖性，在遇水可能產(chǎn)生塑性變形。放頂煤(1)當采煤機割完一刀后，由工作面一端（軌道平巷或運輸平巷）向另一端（運輸平巷或軌道平巷）依次放落頂煤；(2) 放頂煤分兩次進行，第一輪放出一半，第二輪再放剩余的部分，這種方式可使頂煤充分放出，提高放煤率；(3)放煤時，相鄰兩架同時放煤，以利于松動頂煤，提高放煤效果；(4)放煤過程中如遇大塊煤卡住放煤窗口出，則利用支架尾梁插板、尾梁將大塊頂煤松動、搗碎后放出；若仍然難以放出時，可小幅度升降支架，已達到破碎效果；(5)放煤工除要注意觀察頂煤流動情況，當煤流中含矸量驟增時立即關(guān)閉插板，還應(yīng)做好放煤口噴水消塵工作外。 回采工藝一水平 6 煤層采用走向長壁綜合機械化采放頂煤采煤法，按水平分段的方法布置巷道，沿傾斜方向布置工作面，走向推進。當工作面長度 150m、采高 、放煤高度 （采放比 ）的條件下，工作面每循環(huán)進一刀的割煤量為：Qg=h1blrCg=150=式中 Q g — 工作面每刀割煤產(chǎn)量，t； h1 — 工作面采高,； L — 工作面長度,150m； B — 采煤機截深，B=； Cg — 工作面割煤回采率，95%；γ— 煤體容重。當前高產(chǎn)高效礦井工作面截深一般為 ～，本礦井采煤機截深取為 。工作面布置如圖 331 所示：圖 331 工作面布置圖內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書18 綜放工作面參數(shù)工作面長度確定對于綜采工作面，為了延長工作面服務(wù)年限，減少搬家次數(shù)，應(yīng)盡量加大工作面的推進長度，國內(nèi)其它礦區(qū)的綜采工作面一般都在 1000m 以上。本設(shè)計中采用留小煤柱法，將巷道與采空區(qū)通過小煤柱隔離，從而防止采空區(qū)的水與有害氣體串入巷道，危及安全生產(chǎn)。缺點：由于工作面推進長度大，準備巷道工程量大，巷道服務(wù)年限較長，巷道維護工作量增加，相應(yīng)的維護成本高。= km2參加儲量計算的煤層為 6 號煤層，煤容重取 t/m3。表 123 煤的燃點試驗表煤層揮發(fā)分Vad(%)還原樣著火點℃氧化樣著火點℃ΔTo℃傾向等級6 330 281 49 很易自燃(1)9 330 284 46 很易自燃(1) 據(jù)相鄰煤礦資料表明，自燃發(fā)火期為一年。礦區(qū)和井田內(nèi)有工程地質(zhì)孔兩個，即 38 號和 112 號鉆孔，經(jīng)巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗表明，大部分巖石屬半堅硬～堅硬巖石，只有煤層、泥巖等抗壓強度低于100kg/cm2。通過上述含水層分析，礦區(qū)和井田均屬于孔隙裂隙巖層為主的水文地質(zhì)條件簡單的礦床，即一類～二類一型。（5）山西組（P 1sx）：地表被覆蓋，鉆孔中厚度 53～72m，由砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖、粘土巖夾 1～5 號煤層組成。由于地下水補給主要來源于大氣降水，但地表沖溝切割很深，所以不利于地下水富集。煤的可選性差，屬難選煤。（四）煤的可選性及工業(yè)用途可選性評價普查～勘探階段，對小魚溝礦區(qū) 9 上 及 9 號煤層經(jīng)多次簡易篩分，浮沉試驗及 23 套大樣試驗表明：6 號煤層上段厚度 米，灰分高（%） ，煤質(zhì)差、精煤回收率低，當精煤灰分為 10%時，回收率僅 %，精煤灰分為 12%時，回收率可達 %，177。9 號煤層變化較大，為 ～%，平均值為 %，屬于低硫煤。煤的顯微特征本區(qū)煤質(zhì)特征為絲炭含量高，6 號煤層平均值為 %，8 號煤層平均值%，9 上 煤層平均值 %，9 號煤層平均值 %。當 8 號煤層缺失時，與 6 號煤間距為 ～，平均 。8 號煤層：位于太原組中上部，主要分布井田西部，大部分可采，煤層厚度 0～，平均 ，可采厚度 ～，平均 ，厚度變化大，屬不穩(wěn)定煤層。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書4太原組平均厚度 ，含煤 6 層，含煤系數(shù) 33%，分別為 6 上 、9 上 、10 號煤層，可采煤層 4 層，為 9 上 、9 號煤層；不可采煤層為 6 上 、10 號2 層。東北端緊密，西南端寬緩，南翼陡，北翼緩，南翼傾角為 13176。全新統(tǒng)（Q h）：地表為風(fēng)積砂及風(fēng)成砂土，地質(zhì)填圖未分，礦區(qū)鉆孔所見厚度最大 118m。第二旋回為（K 1）粗砂巖～9 上 號煤層結(jié)束；第三旋圖 121 柱狀圖內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書3回由 9 上 號煤層頂部粗砂巖開始，到 8 號煤層結(jié)束；第四旋回由粗砂巖（K 2）～6 上號煤層頂部砂質(zhì)泥巖結(jié)束（見圖 121） 。 地質(zhì)特征 地層與構(gòu)造（一）井田地層井田內(nèi)大部被第四系黃土以及風(fēng)積砂土覆蓋，基巖露頭很少，僅在井田北部腦包溝、東部腦包溝支溝，井田南部小魚溝有少量白堊系下統(tǒng)志丹群出露，地層由老至新分述如下：石炭系上統(tǒng)太原組（C 2t）：是區(qū)內(nèi)主要含煤地層，地表未出露。 地震根據(jù)國家地震區(qū)劃圖，本區(qū)按 7 度設(shè)防。井田對外交通便利。通過本次設(shè)計，我已經(jīng)基本掌握了采區(qū)乃至礦井設(shè)計的方法和步驟，培養(yǎng)了搜集、整理、運用技術(shù)資料和技術(shù)經(jīng)驗的能力，提高了撰寫技術(shù)文件和解決實際問題的能力。采區(qū)設(shè)計是采區(qū)施工開掘的依據(jù),在采區(qū)的施工過程中及生產(chǎn)過程中通常不能隨意更改。要采用新技術(shù),機械化和自動化。設(shè)計中難免有不妥和錯誤之處，懇請審閱老師批評指正。 地形水系黃河是流經(jīng)井田東部邊緣唯一的地表水，年均最大流量 930～3390m 3/s，年均最大含砂量 ～％，井田內(nèi)最低標高 ，低于黃河水位 140 多米。當?shù)鼐用穸鄰氖罗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)，牧副業(yè)次之，經(jīng)濟發(fā)展滯后。本組厚度 ～，平均厚度。 二疊系下統(tǒng)～中統(tǒng)石盒子組（P 12sh）：主要由砂泥巖、紫紅色砂巖、砂質(zhì)粘土巖、泥巖及粗砂巖構(gòu)成。腦包溝背斜：位于井田北部，長約 ，軸向北東 45176。之間，褶皺已控制查明。6 號煤層：太原組頂部，是井田內(nèi)主要可采煤層，全區(qū)可采，厚度～，平均 ，可采厚度 ～，平均 ，屬較穩(wěn)定煤層。距 6 號煤層 ～，平均 。煤層頂?shù)装鍘r性為粘土巖、砂巖和泥巖。（三）煤的化學(xué)性質(zhì)及工藝性能煤灰成分與灰熔融性：本區(qū)煤灰的熔融性很高，各煤層均屬難熔灰分煤,利于煤的氣化和燃燒。砷含量較高，且變化大，9 上 及 9 號煤層平均值分別為 ，41PPM，不能用于釀酒或食品業(yè)燃燒用煤。 值分別為 （難選） 、（易選） 。煤炭經(jīng)粗選后可作為火車、船舶等蒸汽機用煤，原煤可用于火力發(fā)電，氣化和液化用煤。（1）第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Qh al+pl）：分布在腦包溝、小魚溝及其支溝中，以中粗砂、礫為主，厚度不大，水量不豐富，潛水位變化大。（6）太原組（C 2t）：厚度 ～，砂巖、泥巖夾 6～10 煤層，鉆孔施工過程中大部分鉆孔嚴重漏水。該空共計抽了三個試段水；下石盆組、山西組中上部、山西組中下部。底板 炭質(zhì)泥巖 平均厚度 黑色,主要成分為粘土礦物含炭質(zhì)較高污手階梯狀斷口,水平薄層節(jié)理發(fā)育 井田工地程地質(zhì)類型屬Ⅲ類二型～三型，即層狀巖類，工程地質(zhì)條件中等～復(fù)雜。二采區(qū)最大走向長度 ，最小長度 ；傾斜方向最大長度。優(yōu)點：工作面運輸、回風(fēng)巷服務(wù)時間短，維護工程量較小，采空區(qū)遺失煤炭的自燃發(fā)火危險較低，防火防煤炭自燃成本減少。 圖 311 采區(qū)巷道布置方案一 圖 312 采區(qū)巷道布置方案二 綜合考慮各種因素，最終選取方案一作為采區(qū)巷道布置方案。2 巷道支護方式由于工作面開采時間較長，巷道支護要求大。工作面采高越大，煤壁越容易片幫，且較嚴重；同時支架的初期投入大。工作面長度及日循環(huán)數(shù)本礦井屬改造新建的礦井，為確保綜放工作面設(shè)備配套能力滿足礦井實現(xiàn)一井一面、達到年產(chǎn) 120 萬 t 以上的要求，為減少工作面設(shè)備投資且便于綜放工作面的管理，首采工作面長度確定為 150m。 煤柱留設(shè)尺寸隔離煤柱隔離煤柱是采區(qū)與采區(qū)之間留設(shè)的安全煤柱。（一）回采工藝過程：回采工藝過程：交接班→端頭斜切進刀→采煤機割煤→推前溜→拉架→放頂煤→移后溜→清浮煤→檢修。注水孔的布置見圖 3－3－2。爆破位置距工作面 25m。使用煤礦許內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書24用硝胺炸藥卷，藥卷規(guī)格為 φ37180mm，炮泥封孔長度為 2m。端頭損失端頭損失包括兩部分：一部分是兩個順槽上方的頂煤隨工作面推進無法回收而丟失；一部分是工作面兩端端頭支架不放煤，或為保證端頭頂板的穩(wěn)定性兩端各有1～2 架普通支架(或過渡支架)不放煤而丟失的頂煤。 0102030405060末 采 損 失 放 頂 步 距 端 頭 損 失圖 3－3－6 頂煤損失影響因素圖6 號煤層采取一定的技術(shù)措施，不僅可以實現(xiàn)一次采全厚放頂煤工藝，而且可以保證 60％～80％的工作面回采率。 采區(qū)通風(fēng) 概況瓦斯礦區(qū)和井田內(nèi)瓦斯含量均不高，通過井田北部外圍 8 線共 11 個瓦斯樣化驗，6號煤層瓦斯平均含量 ，瓦斯成分 CH4 ％，CO2 %，N2 %；9 號煤層瓦斯含量 毫升/克燃，瓦斯成分 CH4 0%，CO2 %，N2 %；為二氧化碳氮氣帶，通過鄰井訪問從未發(fā)生過瓦斯爆炸事故。Q 礦井 =480=368m3/min= m3/s(2)按工作面溫度計算采 煤 工 作 面 應(yīng) 有 良 好 的 勞 動 條 件 ， 溫 度 和 風(fēng) 速 應(yīng) 符 合 表421 的 要 求 。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書31S局部通風(fēng)機安設(shè)巷道凈斷面，取 。檢修水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的 25%。（1）確定直徑：D 排 = =?（2）計算管壁厚度：δ=( 1)+?? =根據(jù)以上計算，排水管選用外徑 60mm，壁厚 4mm 的鋼管。電控：水泵控制開關(guān)設(shè)在井下中央變電所內(nèi)，水泵房內(nèi)設(shè)就地控制按鈕。變電所低壓總開關(guān)選用 BKD1－400Z/660Z 礦用隔爆型真空饋電開關(guān)，其它開關(guān)選用 BKD9 系列饋電開關(guān)。掘進工作面?zhèn)鞲衅髋渲镁蜻M工作面設(shè)瓦斯、溫度、粉塵、風(fēng)筒開關(guān)以及設(shè)備開停傳感器，每個掘進工作面均配備一套風(fēng)電閉鎖裝置，在瓦斯超限時立即斷電，防止事故發(fā)生。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書35 采區(qū)安全監(jiān)控 煤礦安全監(jiān)控是煤礦安全現(xiàn)代化管理的重要手段，為更好地發(fā)揮其效能，在安裝、使用和維護上必須嚴格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定和原煤炭部關(guān)于礦井通風(fēng)安全監(jiān)測裝置使用管理規(guī)定。供電電源引自中央變電所 6KV 的兩段不同的母線上，當一回電纜故障或檢修時，另一回電纜仍能擔負采區(qū)主要負荷用電。=所以水泵穩(wěn)定（2）排水能力校驗正常涌水時的排水時間：T 正常 = =（3）電動機容量N= =.? 選型結(jié)果水泵：D12259 型 3 臺，標稱流量 ，標稱揚程 225m，轉(zhuǎn)速2950r/min，一臺工作，一臺備用，一臺檢修，為了減少阻力損失，降低電耗，提高水泵運行效率，本設(shè)計采用無底閥排水。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書32 設(shè)計依據(jù)：202 m 3/d；：130m。采區(qū)中應(yīng)包含規(guī)范的水倉、泵房設(shè)計；必須有工作、備用和檢修水泵。 Q=601=648m3/min=(3)按炸藥消耗量計算內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書30Q 采 =25AA 工作面一次消耗炸藥最大用量 kgQ 采 =257=175 m3/min= m3/s(4)按瓦斯涌出量計算按瓦斯涌出量計算：按平均日產(chǎn) 1 噸煤每晝夜實際涌出或預(yù)計涌出的采區(qū)瓦斯涌出量計算。表 421　煤的燃點試驗表煤層揮發(fā)分Vad(%)還原樣著火點℃氧化樣著火點℃ΔTo℃傾向等級6 330 281 49 很易自燃(1)9 330 284 46 很易自燃(1) 據(jù)相鄰煤礦資料表明，自燃發(fā)火期為一年。以上的計算只是理論上的估算，實際生產(chǎn)時可能有些出入。工藝損失煤量壓在采空區(qū)后方，無法檢測，很難用公式計算，只有在工作