【文章內(nèi)容簡介】 二 2煤層在 650 m 以深，除 63 至 65 線范圍地溫低于 31℃，其余均高于 31℃，屬一級熱害區(qū)；三 2煤層僅在 0312 孔至 650m 以深出現(xiàn)小范圍的一級熱害區(qū)。井田內(nèi)其余地段地溫均屬正常。 . 煤層的埋藏條件 煤層埋藏在 300m~800m 之間，地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層傾角 變化 小，傾角在3176。~ 17176。 之間，煤層埋藏穩(wěn)定，涌水量為 275m3/h，地表為農(nóng)田 。總體可見，該煤層的開采條件相當(dāng)好。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院煤礦開采技術(shù)課程設(shè)計(jì) 11 . 帶區(qū)煤層特征 本帶區(qū)所采煤層為 二 2 煤層，煤層特征如表 31 所示 。 表 如表 煤名層稱 煤厚 (m) 傾角 (度 ) 結(jié) 構(gòu) 穩(wěn)定 性 容重（ t/ 3m ） 硬 度 牌 號 二 2 2． 5 6— 8 簡單 穩(wěn)定 ～ 無煙煤 二 2煤層為高變質(zhì)階段的年青無煙煤。煤層低灰分，特低硫、磷，高發(fā)熱量；理論分選比重 時(shí)，可選性為易選至極易選；化學(xué)活性好；抗碎強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性中等，可作動(dòng)力及民用煤，亦可用于氣化。 . 地質(zhì)構(gòu)造 三 帶區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層起伏不明顯，沒有斷層，煤層傾角約為 6176。煤層賦存條件相當(dāng)好。 . 頂?shù)装?特性 二 2煤層頂板以砂巖為主，完整性和穩(wěn)定性較好，頂板較易管理，底板一般不會(huì)發(fā)生“底鼓”。 . 水文地質(zhì) 本井田水文地質(zhì)類型為中等 ~簡單，其主要依據(jù)是： （ 1）直接充水含水層，二 2 煤層頂板砂巖含水性弱，單位涌水量一般小于 m，為簡單類型。 （ 2）上覆新生界含水層與基巖界面之間有厚度大于 30m 的粘土層阻隔，正常地段對煤系地層無充水作用； （ 3）下覆太原組灰?guī)r含水層與二 2 煤層之間有砂巖和泥巖組成的隔水層，厚度在 50m 以上，正常地段二 2煤層的開采不存在底板突水的威脅； （ 4）井田內(nèi)斷層富水性及導(dǎo)水性弱 q m； （ 5）主采煤層頂?shù)装鍘r層穩(wěn)定； （ 6）礦床遠(yuǎn)離地表水體。 井田南部和西部均以斷層構(gòu)成阻水邊界，東部煤層露頭與粘土隔水層相接，采用“集水廊道”法計(jì)算，礦井預(yù)計(jì)正常涌水量 275 m3/h 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院煤礦開采技術(shù)課程設(shè)計(jì) 12 . 地表情況 一帶區(qū)對應(yīng)的地表無村莊、無河流、無湖泊、無鐵路，開采不受地表的限制。 2. 帶 區(qū)巷道布置 設(shè)計(jì)的帶區(qū)（三 帶區(qū)）位于井田南翼，大巷的西側(cè)。 . 帶區(qū)的生產(chǎn)能力 (一 )帶區(qū)生產(chǎn)能力 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范對工作面采出率的規(guī)定是：厚煤層不低與 ，中厚煤層不低與 ，薄煤層 不低與 。因此，本設(shè)計(jì)工作面的采出率為 。 (1)一個(gè)炮采工作面一晝夜生產(chǎn)能力 CBMLNA r ?????? ? (51) 式中： N—— 晝夜落煤次數(shù)，次； L—— 面長， m； M—— 采高， m； B—— 落煤一次的進(jìn)度， m； γ —— 煤的質(zhì)量密度， t/m3。 C—— 工作面采出率。 則，炮采工作面年生產(chǎn)能力： A=2 250 = 2660 t (2)帶區(qū)生產(chǎn)能力 ??? ni iB AkkA 1 021 (52) 式中： n—— 同時(shí)生產(chǎn)的采煤工作面數(shù)； k1—— 帶區(qū)掘進(jìn)出煤系數(shù)，取為 左右； k2—— 工作面之間出煤影響系數(shù)， n=2 時(shí)取 ， n=3時(shí)取 ； 本礦井設(shè)計(jì)為兩個(gè)帶區(qū)工作面同時(shí)生產(chǎn)，所以帶區(qū)生產(chǎn)能力為： A= 2660 365= 90Mt 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院煤礦開采技術(shù)課程設(shè)計(jì) 13 通過計(jì)算，帶區(qū)的生產(chǎn)能力達(dá)到礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。 帶區(qū)生產(chǎn)能力定 90 萬 t/a 。 . 帶區(qū)工業(yè)儲量 本次儲量計(jì)算是在精查地質(zhì)報(bào)告提供的 1:10000 煤層底板等高線圖上計(jì)算的，儲量計(jì)算可靠。 煤炭工業(yè)儲量是由煤層面積、容重及厚度相乘的結(jié)果，其公式一般為： Zg=[HL(m 1+m2)]/cos6176。 γ 式中： Zg 工業(yè)儲量， t； H 帶區(qū)傾斜長度， 1200m； L 帶區(qū)走向長度 5500m； γ 煤的容重 ； m2 2煤層煤的厚度，為 米； Zg=[1200 5500 )]/cos6176。 =462 萬 t/a (2) 設(shè)計(jì)帶區(qū)可采儲量 ZK= (Zgp)C 式中： ZK 設(shè)計(jì)帶區(qū)可采儲量 , t； Zg 帶區(qū)工業(yè)儲量， t； p 永久煤柱損失量， t； C 采區(qū)采出率，本設(shè)計(jì)條件下取 80%。 P=302 1200 1. 4+152( 5500－ 302) = 萬 （ P包括上下兩端永久煤柱損失量和左右兩邊永久煤柱損失量 ,萬 t） 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院煤礦開采技術(shù)課程設(shè)計(jì) 14 ZK=( ZgP) C =（ ） 80%= 萬 t . 計(jì)算 帶區(qū)的服務(wù)年限； T= ZK/(AK) 100% ( 公式 13) 式中： T 帶區(qū)服務(wù) a限， a。 A 帶區(qū)生產(chǎn)能力， 90 萬 t； ZK 設(shè)計(jì)可采儲量； K儲量備用系數(shù)，取 。 T= ZK/(AK)= 萬 t/（ 90 萬 t ） = . 驗(yàn)算采區(qū)采出率。 對于 M2 煤層 : C1=(ZgP1)/Zg1 ??( 公式 14) 式中： C 帶區(qū)采出率， % ； Zg M2 煤層的工業(yè)儲量，萬 t ； P M2 煤層的永久煤柱損失，萬 t ； C1=(ZgP)/Zg=(462－ )/462=% 75% 滿足要求 . 帶區(qū)內(nèi)的再劃分 帶區(qū)劃分為 12 個(gè)分帶，每個(gè)分帶里布置兩個(gè)采煤工作面，分帶中巷道沿傾斜布置，采煤工作面呈近水平狀態(tài)，沿傾斜推進(jìn) . . 確定采煤工作面長度； 該煤層組左右兩邊界各留 15m 的邊界煤柱，上部留 30m 防水煤柱，下部留30m護(hù)巷煤 柱，從而其煤層傾向長度共有： 202060=1940m，走向長度為650030=6470m。又各煤層埋藏平穩(wěn) ,地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層 ,煤層附存條件較好，瓦斯涌出量較低 ,涌水量也小 ,自然發(fā)火傾向較弱 ,且現(xiàn)代采礦工作面長度有加長趨勢，故采煤工藝選取較先進(jìn)的綜合機(jī)械化采煤方法。一般而言，考慮到設(shè)備選型及技術(shù)方面的因素 ,綜采工作面長度為 180～ 250m，巷道寬度為 4m～ 5m,本帶區(qū)開掘巷道寬度為 5m，且?guī)^(qū)生產(chǎn)能力為 240 萬 t/a，一個(gè)厚煤層或中厚煤層的一個(gè)工作面便可以滿足生產(chǎn)要求，將帶區(qū)劃分為兩個(gè)大的分帶 , 兩大 分帶間留取內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院煤礦開采技術(shù)課程設(shè)計(jì) 15 30m較大煤柱，再分別劃分為 6個(gè)小分帶 ,最后將整個(gè)帶區(qū)劃分為 12 個(gè)分帶，采用沿空掘巷方式 ,巷道間留取 5m較小煤墻。故工作面長度為： L=（ 55001523012 66 28） /12=433m . 確定采區(qū)內(nèi)的區(qū)毆數(shù)目或帶區(qū)內(nèi)的工作面數(shù)目； 回采工作面沿走向布置，沿傾向推進(jìn)，采用下行后退式傾斜長壁采煤法開采。 工作面數(shù)目： N=(LS0)/(l+l0) （公式 14） 式中： L 煤層走向長度 (m)； S0 帶區(qū)邊 界煤柱寬度 (m)； l 工作面長度 (m)； l0 回采巷道寬度，因采用綜采采煤法，故 l0 取 5m。 則 : N=(55002 153012 5)/(250+5+5) =20 . 確定工作面生產(chǎn)能力； Qr = A/(T ) ?? (公式 15) 式中： A帶區(qū)生產(chǎn)能力， 90 萬 t/a ； Qr 工作面生產(chǎn)能力，萬 t ； T每 a 正常工作日， 330 天。 故： Qr = A/T =90/(330 ) = . 確定 帶區(qū)內(nèi)同采工作面數(shù)目及工作面接替順序。 生產(chǎn)能力為 90 萬 t/a,且工作面生產(chǎn)能力為 。目前開采準(zhǔn)備系統(tǒng)的發(fā)展方向是高產(chǎn)高效生產(chǎn)集中化，采用提高工作面單產(chǎn)，以一個(gè)工作面產(chǎn)量保證內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院煤礦開采技術(shù)課程設(shè)計(jì) 16 帶區(qū)產(chǎn)量，所以定為帶區(qū)內(nèi)一個(gè)工作面生產(chǎn)。各煤層采用跳采方式開采 ,12 個(gè)分帶工作面接替順序如下 : K2 工作面接替順序圖 序號 2101 2102 2103 2104 2105 2106 2107 2108 2109 2110 次序 1 3 5 7 9 2 4 6 8 10 K2煤層工作面接替順序：2101→2106→2102→2107→2103→2108→2104→2109→2105→2110 （說明：以上箭頭方向表示工作面推進(jìn)先后。） . 確定帶 區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) . 根據(jù)所選題目條件，完善采（帶）區(qū)所需的開拓巷道 。 為了縮短帶區(qū)準(zhǔn)備時(shí)間并提高經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)所給地質(zhì)條件，在第一開采水平中，把為該帶區(qū)服務(wù)的運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷均布置在煤層底板下方 25m的穩(wěn)定巖層中。 . 確定采（帶）區(qū)巷道布置系統(tǒng)時(shí)至少就上山數(shù)目、位置、或帶區(qū)布置方式提出兩個(gè)布置方 案，并進(jìn)行技術(shù)分析與經(jīng)濟(jì)比較。 首先確定回采巷道布置方式，由于地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層 ,煤層賦存條件好，涌水量較小，瓦斯涌出量較小，無自然發(fā)火傾向 ,直接頂較厚且易跨落。同時(shí)為減少煤柱損失，提高采出率，降低巷道維護(hù)費(fèi)用，采用沿空掘巷的方式。因此采用工作面布置圖所示工作面接替順序，就能彌補(bǔ)沿空掘巷時(shí)工作面接替復(fù)雜的缺點(diǎn)。 . 帶區(qū)布置方案分析比較 確定帶區(qū)巷道布置系統(tǒng)， 帶區(qū) M2 層煤，一層 布置 12 個(gè)工作面，根據(jù)相關(guān)情況初步制定以下兩個(gè)方案進(jìn)行比較： 方案一：分帶單獨(dú)布置 每一個(gè)分帶分別開斜巷進(jìn)入上部煤層，每一個(gè)分帶都 布置一個(gè)煤倉直通運(yùn)輸大巷。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院煤礦開采技術(shù)課程設(shè)計(jì) 17 通風(fēng)系統(tǒng)為：新風(fēng)從運(yùn)輸大巷→進(jìn)風(fēng)行人斜巷→煤層運(yùn)輸平巷→分帶運(yùn)輸斜巷→采煤工作面→分帶運(yùn)料斜巷→回風(fēng)運(yùn)料斜巷→回風(fēng)大巷。該方案的特點(diǎn)是，每個(gè)分帶都布置了煤倉，所以管理較復(fù)雜，煤倉和聯(lián)絡(luò)斜巷工程量大，但有利于通風(fēng)和工作面的接替。 方案二：帶區(qū)聯(lián)合布置 將帶區(qū)分成兩個(gè)大分帶，每一大分帶由 6個(gè)小分帶組成。運(yùn)輸大巷通過進(jìn)風(fēng)行人斜巷進(jìn)入上部煤層，在上部煤層布置兩條煤層集中平巷，一條煤層運(yùn)輸集中平巷，一條煤層回風(fēng)集中平巷。整個(gè)帶區(qū)布置一個(gè)煤倉直通運(yùn)輸大巷。 通風(fēng)系統(tǒng)為：新風(fēng)從運(yùn)輸大巷 →進(jìn)風(fēng)行人斜巷→煤層運(yùn)輸集中平巷→分帶運(yùn)輸斜巷→采煤工作面→分帶回風(fēng)斜巷→煤層回風(fēng)集中平巷→回風(fēng)石門→回風(fēng)運(yùn)料斜巷→回風(fēng)大巷。該方案簡化了運(yùn)輸系統(tǒng)，僅布置了一個(gè)煤倉和一