【文章內容簡介】 期為燕山期。根據(jù)勘探及井下開拓資料，斷層大致都平行展布，傾向一致，斷層面傾角都較大。 水文地質及瓦斯 根據(jù)勘探采樣試驗結果 表明，井田內部各煤層瓦斯含量較低，相對涌出量低于 10m3 /t，但煤層瓦斯含量隨深度增加加大。 除東部微山湖和京杭大運河外，無較大的地表水，微山湖水流域 面積 31700 k㎡，積水面積 1266 k ㎡，湖水常年標高 +～ ，雨季水位增高 2～ 3 米，地表水系簡單，不對井下開采造成影響。 （ 1） 采區(qū)工業(yè)儲量 Q=SMR/104 （ 式 21） 式中： Q——采區(qū)工業(yè)儲量 S——采區(qū)面積 M——煤層厚度 R——煤容重 代入上式 Q = 18380007 （ 式 22） = 1737（萬噸） （ 2）采區(qū)煤柱損失 P1 =（ 302750+20750+103250+3102450） 7 =（萬噸） （ 式 23） （ 3） 落煤損失 P2 = P1 4% （ 式 24） =（萬噸） 因此采區(qū)采出率為 （ 式 25） 按《規(guī)程》規(guī)定，要求采出率：厚煤層不低于 ，中厚煤層不低于 ，薄煤層不低于 ，經(jīng)過驗算符合安全規(guī)程規(guī)定。 首采取 區(qū) 尺寸及參數(shù)設計 礦井首采區(qū)位于第一水平上山部分，煤層平均傾角 24176。，走向長度 ，本%%1001 7 3 7 ) 7 3 7(C ???河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計 2 采區(qū)基本條件 13 礦采用綜合機械化開采，可設計一個面滿足礦井產(chǎn)量。 采區(qū)生產(chǎn)狀況 采區(qū)生產(chǎn)能力 本采區(qū)一個工作面達產(chǎn)，年產(chǎn)量 180 萬噸 /年。工作面生產(chǎn)能力按照確定的工作面長度，選取工作面進度及采高，其日產(chǎn)量確定為 CNLMBQr γ= （ 式 26） M ——采高 B ——循環(huán)進尺 γ ——煤的容重 C ——工作面采出率 N ——每日循環(huán)數(shù) （ 1）計算每割一刀煤的時間 a：純割煤時間 T割 割割 rLLT /)( 1+= （ 式 27） L ——工作面長 1L ——斜切段長 割r ——采煤機牽引速度 b：割煤作業(yè)輔助時間 T空 （分）空空 （ 式 28） 式中 空r 為采煤機運行時候的牽引速度 取 6m/s c： 必須的問題時間 停T 其中包括割一刀煤檢查機器，更換截齒時間，正常開停時間，采煤機改變牽引方向時翻擋煤板的時間及滾筒調位時間。根據(jù)實際一般取 T停 =20 分 所以每割一刀所需的時間 = T割 +T 停 +T空 （ 式 29） =++20 =（分） （ 2）計算端頭作業(yè)時間 T端 本工作面端頭支護采用端頭液壓支架，選取端頭作業(yè)時間 25 分鐘。 （ 3）故障時間 T故 （分） 4/)25200(? ??河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計 2 采區(qū)基本條件 14 根據(jù)大量調查，國產(chǎn)綜采設備機電事故影響時間約為總工時的 8%～ 15%。每割一刀影響時間為 15～ 30 分鐘。在次取 25 分鐘。 因此每割一刀循環(huán)時間 T循 =T+ T端 + T故 （ 式 210） =+25+25 =（分） （ 4）綜放工作面生產(chǎn)能力 NLSMRCnQr = （ 式 211） 33 )( 06 ????????? 年）（萬噸 / 5? 掘進出煤 Q掘 =5% （ 式 212） =（萬噸） 采區(qū)生產(chǎn)能力 Q=+ （ 式 213） =（萬噸） 確定區(qū)段斜常與數(shù)目 區(qū)段斜長 =采煤工作面 +區(qū)段煤住寬度 +區(qū)段上下平巷寬度 BmlL 2++= （ 式 214） 則： )(69231642004321mllllD=+=+++= （ 式 215） 取 m=10m, B=4m L ——區(qū)段斜長 m l ——工作面長度 m m ——煤柱寬度 m B ——區(qū)段平巷寬 度 m （ 式 216） 其中首采面工作面長度由于工業(yè)廣場限制取 200 米，其他 2 區(qū)段平均分配，取 164m。 )(7 6 4 484106 9 2mL? ?????河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計 2 采區(qū)基本條件 15 煤柱留設 采區(qū)內煤柱主要為采區(qū)邊界煤柱，采區(qū)上山煤柱，區(qū)段煤柱。 該采區(qū)上部以風氧化帶為界，留設 20m 煤柱。為防止采空區(qū)矸石冒落，采區(qū)兩邊各留設 20m 煤柱。水平運輸大巷布置在煤層底板 20m 以下的穩(wěn)定巖層中，不必留設保護煤柱，采區(qū)上山布置在煤層底板巖層中，但是由于其服務年限 比較長，要服務于第二，三水平的通風，故留設 30m 煤柱。在礦井服務后期可回收部分煤柱，兩條大斷層兩側各留設 40m 煤柱。 見表 22 表 22 煤柱名稱 斷層煤柱 上山保 護煤柱 邊界煤柱 區(qū)段煤柱 煤柱寬度 2 40m 230m 20m 10m 河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計 3 采區(qū)巷道 布置 設計 16 3 采區(qū)巷道布置設計 采區(qū)上（下）山布置 采區(qū)上山布置 首采區(qū)第一水平布置在采區(qū)中央，整個礦井原打算用兩翼對角式通風，但是由于井田中央部分煤需要采用帶區(qū)開采，所以決定雙巷掘進，在井天中央打回風風井，形成混合式通風。整個礦井分三個水平，上一水平采完，其運輸大巷和上山供下一水平回風用。 因此上山和大巷的維護時間比較長。每個水平上山布置在 二 3煤層底版巖層中， 兩煤層間距 20m，采用聯(lián)合布置上山開采。軌道上山布置在 8 號煤層底版 10m 巖石中，運輸上山布置在距煤曾底版 14m 巖石中， 2 條上山平均距離 20m。如 右 圖所示。 采區(qū)車場形式選擇設計 （ 1）采區(qū)上部車場 采區(qū)上部車場是采區(qū)上山與上部區(qū)段回風平巷或階段回風大巷之間的一組聯(lián)合巷道和硐室，它的基本形式有平車場的甩車場。 由于采區(qū)上部順向平車場車輛運行順當，調車方便，所以本礦采用采區(qū)上部平車場作為采區(qū)上部車場。缺點：巷道斷面大，易出現(xiàn)跑車事故，所以應加強安全措施。 順向平車場與逆向平車場選擇主要是根據(jù)軌道上山絞車房及回風大巷相對位置和運輸量確定。貨運量大，車場線路與總回風巷相接宜采用順向平車場。而甩車場主要用于煤層軌道上山，所以這里不適用。 （ 2） 采區(qū)中部車場 聯(lián)系上山和中部區(qū)段平巷的一組巷道稱為采區(qū)中部車場，采區(qū)中部車場，般為甩車場。根據(jù)采區(qū)巷道布置，區(qū)段劃分不同，采區(qū)里可以設置一個或幾個中部車場。在此采用石門式中部車場。中部車場多采用石門式甩車場，根據(jù)采區(qū)航道軌道上山 運輸上山圖 31 河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計 3 采區(qū)巷道布置設計 17 布置，在單一薄及中厚煤層中多采用繞道式中部車場或平巷式中部車場。 （ 3）采區(qū)下部車場 采區(qū)下部車場與階段運輸大巷相聯(lián)結的一組巷道。采區(qū)下部車場通常設有裝車站繞道、輔助提升車場和煤倉等。根據(jù)裝車站位置不同，下部車場可分為大巷裝車式，石門裝車和繞道式裝車三種形式。 由于上山傾角大于 12176。，且 起坡點落在大巷頂板，且頂板圍巖條件好，顧采用大巷裝車頂板繞道式下部車場。該車場調車方便，線路布置緊湊。工程量省。但繞道維護量大，影響大巷通過能力。 采區(qū)回采平巷布置 該采區(qū)開采單一煤層，煤層厚度為 ，且煤層硬度為 f=2，屬于中硬煤層，故將區(qū)段平巷布置在煤層中，為了盡量減少護巷煤柱，區(qū)段上下平巷均布置在煤層中，區(qū)段平巷基本上沿著煤層低板等高線布置，但區(qū)段上下兩個平巷必須保持直線，并且要相互平行，以保證工作面長度的穩(wěn)定。區(qū)段平巷均采用半圓拱型斷面，錨網(wǎng)支護。為了減輕動壓對巷道的影響，保證工作面順利向 前推進，根據(jù)本工作面超前動壓的影響范圍，對工作面安全出口 30m 范圍內進行超前支護，由于上下平巷為采用錨桿支護的矩形巷道，頂板壓力比較大，故超前支護形式為在巷道內側設以單體液壓支柱作腿，礦用工字鋼作梁的加強支護。 巷道掘進方法 由于本設計中運輸上山和軌道上山均布置在巖石中，都屬于巖巷掘進，因此采用先進的 “新奧法 ”施工和光面爆破。這樣，可以盡可能的減少對圍巖的破壞，充分跳動圍巖自身的承載能力并盡可能的控制圍巖的變形，有效的防止圍巖的松動，達到施工最大的安全度和最好的經(jīng)濟效果。 巷道支護方式 根據(jù)所選取的采區(qū)上山和區(qū)段平巷斷面，結合實習礦井的實習經(jīng)驗，決定采取運輸上山和軌道上山采用錨噴支護方式，而區(qū)段平巷采用錨網(wǎng)支護方式。 通風驗算 又第九章礦井通風與安全可知，巷道的凈斷面均滿足通風要求。 河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計 3 采區(qū)巷道布置設計 18 采區(qū)主要硐室布置 采區(qū)煤倉 井巷式煤倉有垂直式、傾斜式、混合式三種。煤倉斷面分為圓形、拱形，少數(shù)為矩形。由于垂直式煤倉多為圓形，利用率高，不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，便于維護，施工速度快等優(yōu)點，所以選擇垂直式圓形斷面采區(qū)煤倉。 目前煤礦采用采區(qū)煤倉，一般采用圓形垂直式。直徑為 2～ 5m。以直 徑 4～ 5m煤倉應用較多。煤倉過高易引起煤壓實起拱，引起堵塞 現(xiàn)象，一般不超過 30m。 采區(qū)絞車房 采區(qū)絞車房是采區(qū)輔助提升的安裝硐室，絞車硐室是否合理將直接影響到采區(qū)提升運輸。 a 絞車房的位置 絞車房應位于圍巖穩(wěn)定的底版巖石中，不受巖層移動的影響，避開大的地質構造和含水層及有煤與瓦斯突出危險的地區(qū)。與相鄰巷道之間應有足夠的煤巖柱，以利于巷道維護。 b 絞車房通道 絞車房應有兩個安全出口，即鋼絲繩道和絞車房風道。絞車房設備均由絞車房繩道運入。繩道尺寸應能使設備最大部件通過，繩道內一般只設單邊人行道 ，人行道位置最好與軌道上山人行道相一致，以利于行人安全。 風道主要用于回風、存放電器設備，絞車房通道長度應大于 5m，并用不可燃材料支護。 采區(qū)變電所 采區(qū)變電所是采區(qū)供電設備硐室，也是采區(qū)供電樞紐。由于低壓供電壓降較大，為保證采區(qū)正常生產(chǎn)，必須合理的選擇采區(qū)變電所的位置。 a 采區(qū)變電所的位置和形式 確定采區(qū)變電所位置時，應該考慮采區(qū)變電所設在通風良好，圍巖穩(wěn)定，地壓小，無淋水，易維護，易搬遷設備，并使其位于采區(qū)用電負荷中心。 為適應綜合機械化采煤，常在工作面下部巷道設置移動變電站。當工作面推進 100～ 200m 時變電所移動一次。 河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計 3 采區(qū)巷道布置設計 19 變電所的布置及尺寸 變電所內設備布置應該符合《煤礦安全規(guī)程》，變電所高度應根據(jù)行人高度，設備高度及掉掛燈高度的要求確定，取 ，通道高度取 。變電所應用不可燃材料支護（錨噴支護），底版用 100 號混凝土鋪底并高出鄰近巷道底版 200～300mm，且具 %坡度。 采區(qū)主要生產(chǎn)系統(tǒng) 運輸系統(tǒng) 工作面 → 區(qū)段運輸平巷 → 區(qū)段運輸石門 → 溜煤眼 → 采區(qū)運輸上山 → 采區(qū)煤倉 → 大巷 → 井底 運料系統(tǒng) 大巷 → 軌道上山 → 采區(qū)上部車場 → 采區(qū)回風石門 → 軌道平巷 → 工作面 通風系統(tǒng) 新鮮風：大巷 → 采區(qū)軌道上山 → 區(qū)段軌道石門 → 上層煤下區(qū)段軌道平巷 → 聯(lián)絡巷 → 區(qū)段運輸平巷 → 沖洗工作面后進回風平巷 → 采區(qū)回風石門 → 回風巷 → 風井。 下區(qū)段時，區(qū)段軌道石門，上區(qū)段巖石集中運輸平巷作回風用，因此要求軌道石門與運輸上山也要相通。上區(qū)段生產(chǎn)時，在軌道石門與運輸上山的連接處設風門，下區(qū)段生產(chǎn)時應將風門移到