【文章內(nèi)容簡介】 采區(qū)設(shè)計工程量及施工工期 采區(qū)設(shè)計工程量 序序號 井 巷 名 稱 煤巖類別(f) 斷面形狀 支護(hù)方 式 巷道斷面（㎡） 工程量（ m） 概算（萬元） 凈 毛 單價 總額 1A B C D E F G H I J 11 上車 場繞道 巖 半 圓拱 錨噴錨索 12 14 90 81 12 總回 風(fēng)巷 巖 半圓拱 錨噴錨索36U 12 14 346 13 軌道 下山 巖 /煤 半圓拱 錨噴錨索36U 12 14 400 320 14 回風(fēng) 下山 巖 半圓拱 錨噴錨索 12 14 410 369 15 運(yùn)輸 下山 巖 半圓拱 錨噴錨索36U 12 14 350 315 16 皮回 聯(lián)巷 巖 半圓拱 36U 12 14 20 14 17 瓦斯抽放泵站 巖 半圓拱 36U 12 14 60 54 18 采區(qū)變電所、泵房通道 巖 半圓拱 錨噴錨索 12 14 60 60 89 采區(qū)水倉（外倉） 巖 半圓拱 錨噴錨索 10 12 120 96 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 12 采區(qū)水倉（內(nèi)倉） 巖 半圓拱 錨噴錨索 10 12 80 64 1 1 1 21041 下副巷 煤 半圓拱 36U 13 530 371 21041 上副巷 煤 半圓拱 36U 13 440 308 21041 切巷 煤 半圓拱 36U 13 30 21 回風(fēng) 聯(lián)巷 巖 半圓拱 36U 13 30 0.8 24 311 采區(qū) 煤倉 巖 圓 砼 5 9 112 進(jìn)風(fēng)斜巷 巖 半圓拱 錨噴錨索 9 40 28 合合計 3015 施工安排及工期 井巷平均成巷進(jìn)度指標(biāo) 按照《煤炭礦井建設(shè)工期定額》結(jié)合本礦井實際情況，井巷成巷進(jìn)度指標(biāo)如下： 巖巷平巷 70m/月；巖層斜巷 60m/月；煤巷平巷 180m/月；斜巷 160m/月；硐室 300m3/月。 從 2021 年 12 月開始 施工， 21 采區(qū)總回風(fēng)巷 346 米，采用兩頭對接施工，掘進(jìn) 150 米，需三個月。至 2021 年 2 月底貫通。開始向南部施工回風(fēng)下山 230 米和軌道下山工期是 240 米，需 4 個月，至 2021 年 6 月底完成。然后施工 21 采區(qū)泵房、變電所、水倉，需兩個月，至 2021 年 8 月底完成。然后施工 21041 工作面上下巷，總工程量 1000 米，雙頭掘進(jìn)，總工期三個月，至 2021 年 10月底完成。 2021年 12 月， 21041 下巷進(jìn)行底板加固改造，上巷進(jìn)行瓦斯抽放，為 2021 年元月工作面投產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 13 3 采煤方法 采煤方法選擇 及頂板管理方法 21 采區(qū)儲量有限，不適于大規(guī)模機(jī)械化采煤。根據(jù)采區(qū)煤層賦存情況，結(jié)合本礦現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，決定采用采用整體頂梁懸移支架配合采煤機(jī)開采，一次采全高，工作面布置方式為走向長壁后退式，回采巷道原則上沿煤層底板掘進(jìn)，采用全部跨落法管理采空區(qū)。 回采工藝 回采工藝選擇、回采工作面主要裝備及回采工藝流程 (1)回采工藝選擇： 根據(jù)本礦現(xiàn)有的設(shè)備情況和技術(shù)條件，采用整體頂梁懸移支架炮采放頂煤回采工藝。 (2)回采工作面主要設(shè)備： 回采工作面主要采用 SGW40T 型刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤， 采用 ZH2021/20/28Z（ A）型整體頂梁組合懸移液壓支架支護(hù) ,每架四柱 。最大控頂距 米，最小控頂距 米，放頂步距 1 米，采用邊采邊準(zhǔn)，三班采煤。 (3)回采工藝流程： 注水→打眼→放炮→落煤→伸出伸縮梁護(hù)頂→移溜→移架→移托梁→放煤。 （ 4）工作面長度確定： 按月生產(chǎn)能為 3 萬噸，日產(chǎn) 900 噸，每天采 2 排巷，平均煤厚 米，經(jīng)計算，工作面長度在 80— 90m 之間。 根據(jù)工作面的基本情況和炮采生產(chǎn)出煤不均勻的特點(diǎn)及該礦已采工作面的經(jīng)驗，工作面集中出煤時間為每天 12 小時。工作面先用 SGW40T 型刮板輸送 機(jī)運(yùn)輸量為 150t/h, 滿足要求。 采區(qū)生產(chǎn)能力計算 達(dá)到采區(qū)設(shè)計能力的采面?zhèn)€數(shù)及產(chǎn)量配置 21 采區(qū)投產(chǎn)時，以 21041 工作面保證礦井 30 萬噸的生產(chǎn)量，以 1個回采工作面和 1～ 2個煤巷掘進(jìn)頭保證礦井年產(chǎn)量。 采掘工作面生產(chǎn)能力計算 A=L S h r k 330 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 14 =90 90% 330 =282097（ t） 掘進(jìn)頭出煤量按回采工作面產(chǎn)量 10%計算，則礦井年產(chǎn)量為： A0=A(1+10%)=282097 =（萬噸） 回 采工作面接替順序 21041→ 21041→皮帶運(yùn)輸大巷煤柱 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 15 4 采區(qū)通風(fēng) 通風(fēng)設(shè)計依據(jù)及通風(fēng)方式 通風(fēng)設(shè)計依據(jù) 采區(qū)內(nèi)新的煤質(zhì)資料較少，根據(jù)地質(zhì)報告提供的瓦斯資料， 二 1煤層瓦斯成分為甲烷 CH氮?dú)?N2及二氧化碳 CO2，含少量重?zé)N。 處于氮?dú)?沼氣帶。根據(jù)礦井技改設(shè)計， 11 采區(qū)瓦斯相對涌出量為 ,絕對涌出量是 ,按垂深每增加 10 米，瓦斯梯度增加 1m/t3，預(yù)計 21采區(qū)垂深增加 30 米，預(yù)計 21 采區(qū)瓦斯涌出量為 ，因此 21 采區(qū)按高瓦斯礦井設(shè)計及管理。 通風(fēng)方式 礦井通風(fēng)方式為邊界對角分列式，通風(fēng)方法為機(jī)械抽出式。副井、 主井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)。采區(qū)運(yùn)輸下山和軌道下山，回風(fēng)下山回風(fēng)。 21 采區(qū)為單翼采區(qū)，一個回采工作面生產(chǎn)，投產(chǎn)工作面 21041 回采工作面下副巷進(jìn)風(fēng)，上副巷回風(fēng)，形成“ U”型全負(fù)壓通風(fēng)。 設(shè)計兩個煤巷掘進(jìn)工作面準(zhǔn)備，同時考慮一個備用工作面瓦斯預(yù)抽。 21041 工作面通風(fēng)路線： 新鮮風(fēng) →副井、主井→軌道運(yùn)輸大巷、皮帶運(yùn)輸大巷→軌道運(yùn)輸下山、皮帶運(yùn)輸下山→ 21041 下副巷→ 21041 工作面。 工作面乏風(fēng)→ 21041 上副巷→ 21采區(qū)回風(fēng)下山→ 21采區(qū)回風(fēng)巷→ 11 采區(qū)回風(fēng)上山→總回風(fēng)巷→風(fēng)井→地面。 安全檢測監(jiān)控設(shè)計 本礦井為高瓦斯礦井，煤塵有爆炸性，煤層不易自燃。按照《煤礦安全規(guī)程》、《礦井通風(fēng)安全監(jiān)測裝置使用管理規(guī)定》、《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范》 AQ1029— 2021 的有關(guān)規(guī)定布置各類傳感器。依照礦井的災(zāi)害種類及災(zāi)害程度，結(jié)合礦井的建設(shè)規(guī)模，確定監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。該礦建設(shè)規(guī)模 30 萬 t/a，安全監(jiān)測與生產(chǎn)監(jiān)控合并，系統(tǒng)選用 KJ209N 監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。在地面調(diào)度室設(shè)總站 ，在提升機(jī)房、通風(fēng)機(jī)房、井下中央變電所和采區(qū)變電所泵房、 21 運(yùn)輸皮帶巷、工作面進(jìn)風(fēng)巷、 21041 工作面回風(fēng)巷等地點(diǎn)設(shè)置測點(diǎn)。確定瓦斯，風(fēng)速、負(fù)壓、煙霧、風(fēng)門開關(guān)、設(shè)備開停傳感器和風(fēng)電瓦斯閉鎖環(huán)節(jié)等測點(diǎn)位置，實現(xiàn)全礦井的安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控，保證礦井安全。 同時為增強(qiáng)礦井的人員管理水平， 21 采區(qū)設(shè)計增設(shè)一套 KJ211— G型人員定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)由監(jiān)控基站和中心控制計算機(jī)系統(tǒng)之間通過電纜相連接，將井下人河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 16 員攜帶的無線數(shù)據(jù)收發(fā)機(jī)發(fā)出的信號，通過監(jiān)控基站發(fā)送至中心控制計算機(jī)，實時了解井下人員的數(shù)量及分布情況，從而為生產(chǎn)指揮 調(diào)度、安全監(jiān)測檢查、人員考勤、緊急事件處理等工作提供有效手段。 瓦斯抽放 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，回采工作面瓦斯涌出量大于 5m3/min、掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大于 3m3/min，必須進(jìn)行瓦斯抽放。 (1)21 采區(qū)在軌道下山和回風(fēng)下山之間建立瓦斯抽放硐室，安裝瓦斯抽放泵，型號為 2BE— 303，耗水量 70L/min,最大抽氣量 60m3/min,絕對壓力 ，電機(jī)功率 110kw,外型尺寸 ,電壓等級 380V/660V。 鉆機(jī)使用 ZLY— 537 型鉆機(jī)（采掘探水共用），孔徑 選用∮ =89mm。 臨時抽放系統(tǒng)管路選用抗靜電玻璃鋼管，法蘭盤膠墊接頭。管路進(jìn)入專用回風(fēng)巷排放，專用回風(fēng)巷瓦斯排放口前后設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)瓦斯探頭，保證回風(fēng)流瓦斯不超過 %。 抽放設(shè)備應(yīng)裝備有流量計，并作出專門記錄，視抽放量確定抽放時間，最后作出效果檢驗報告。 抽放泵站根據(jù)需要設(shè)在回風(fēng)下山與軌道下山之間的聯(lián)巷內(nèi)，抽放的瓦斯進(jìn)入專用回風(fēng)巷內(nèi)。 (2)鉆場及鉆孔布置 掘進(jìn)巷道可在巷道兩側(cè)開設(shè)鉆場，加強(qiáng)支護(hù)，鉆孔以控制巷道二側(cè) 4～ 5m為宜，鉆孔數(shù)目應(yīng)根據(jù)瓦斯情況制定專門設(shè)計方案，一般每側(cè)鉆孔 4～ 6個。鉆孔長度 40～ 50m。 回采工作面瓦斯涌出量大時，采取順層抽放措施，可在上、下順槽內(nèi)向煤層打孔；鉆孔深度以控制回采工作面長度一半以上為宜。鉆孔數(shù)目應(yīng)根據(jù)抽放半徑制定專門設(shè)計方案。 為使煤層卸壓更加充分，應(yīng)盡可能布置密集鉆孔，∮ 89mm 直徑鉆孔間距應(yīng)不小于 3m。 要保證足夠的抽放時間，和一定的抽放負(fù)壓，其鉆孔抽放負(fù)壓不應(yīng)小于 13kpa，鉆孔封堵必須嚴(yán)密，沿層鉆孔的封孔深度不應(yīng)小于 5m。 (3)提高抽放率的措施 ① 針對二 1煤層屬透氣性差的單一煤層之特點(diǎn)，在瓦斯抽放時應(yīng)輔以增大鉆孔直徑、長度和密 度，以及平行孔與交叉鉆孔相結(jié)合的強(qiáng)制性卸壓措施。 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 17 ② 應(yīng)合理安排掘進(jìn)、抽放、采煤三者的超前與接替關(guān)系，保證抽放瓦斯所需時間。 ③ 工作面抽放瓦斯應(yīng)與上下巷注水防塵緊密結(jié)合。 ④ 組織專職瓦斯抽放隊伍，嚴(yán)格培訓(xùn)，熟練操作規(guī)程。 采區(qū)風(fēng)量計算與分配 需風(fēng)量計算 （ 1）采煤工作面的需要風(fēng)量 ① 按回采工作面回風(fēng)流中瓦斯涌出量計算 Q 采 ＝ 100q 采 KCH4 式中： Q 采 ―回采工作面需 要風(fēng)量 m3/min q 采 ―回采工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯的平均絕對涌出量 KCH4―采面瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù) ～ ，取 計算 Q 采 ＝ 100 ＝ 554m3/min 取 Q 采 ＝ 554m3/min（ ） ② 適宜的風(fēng)速進(jìn)行計算 Q 采 ＝ 60 V 采 S 采 m3/min 式中： V 采 ―回采工作面風(fēng)速 m/s 回采工作面空氣溫度取 23～ 26℃，采煤工作面風(fēng)速取 ，配風(fēng)調(diào)整系數(shù)取 ，則回采工作面風(fēng)速 V 采 ＝ ＝ 。 S 采 ―回采工作面的平均斷面積 ㎡， 5㎡ 則 Q 采 ＝ V 采 S 采 60＝ 60＝ 594m3/min。 ③ 按回采工作面同時作業(yè)人數(shù)計算需風(fēng)量 每人供風(fēng)量 Q 采 ≥ 4 m3/min 式中采煤工作面作業(yè)最多人數(shù)取 40 人 /班 計算 Q 采 ≥ 40 4＝ 160 m3/min ④ 按回采工作面炸藥消耗量計算需風(fēng)量 每千克炸藥供風(fēng)≥ 25 m3/min Q 采 ＞ 25A m3/min 式中： A－ 一次爆破炸藥取大用量 kg A＝ 4kg 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 18 Q 采 ＞ 25 4＝ 100m3/min ⑤ 按風(fēng)速進(jìn)行驗算 15S＜ Q 采 ＜ 240S m3/min 式中： S－回采工作面平均斷面積㎡，取 ㎡ 計算 Q 采 ＝ 15 5～ 240 5 ＝ 75～ 1200 m3/min 經(jīng)計算，采煤工作面需風(fēng)量取最大值，即按回采工作面溫度計算值 594m3/min（ ）。 風(fēng)速驗算： V＝ Q 采 247。 S 采 ＝ 247。 ＝ ＜ 4 m/s （ 2）掘進(jìn)工作面需風(fēng)量 ① 按瓦斯涌出量計算 根據(jù) 11 上山掘進(jìn)中統(tǒng)計，絕對瓦斯涌出量 q 絕 為 m3/min 左右，按 q 掘絕 ＝ m3/min 計算，需風(fēng)量 Q 煤掘 ： Q 煤掘 ＝ 100 q 掘絕 KCH4 m3/min 式中： KCH4－瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù)取 則 Q 煤掘 ＝ 100 ＝ 216 m3/min，取 220 m3/min（ m3/ s）。 礦井布置 2 個煤巷掘進(jìn)工作面，共需風(fēng)量 440 m3/min（ m3/s） ② 按人數(shù)計算掘進(jìn)工作面實際需風(fēng)量 Q 掘 ＝ 4N m3/min 式中： N－掘進(jìn)工作面同時工作的最多人數(shù)，取 10人 則 Q 掘 ＝ 4 10＝ 40 m3/min ③ 按風(fēng)速進(jìn)行校驗 15S 煤掘 ≤ Q 煤掘 ≤ 240S 煤掘 式中： S 煤掘 －煤巷掘進(jìn)工作面的斷面積 ㎡ 135≤ 440≤