【文章內(nèi)容簡介】 6 采區(qū)內(nèi)的再劃 分 以首采面 1K 煤層設計為例。 確定 采煤 工作面長度 由已知條件知 ： 該煤層左右邊界各有 10m的邊界煤柱， 上山保護煤柱 80m， 上部留10m防水煤柱，下部留 30m護 大 巷煤柱，故其煤層傾向共有： 11 00 40 10 60?? m的長度，走向長度 11 00 2 10 80 29 00? ? ? ?m。地質(zhì)構造簡單，煤層附存條件較好，瓦斯涌出量小。且現(xiàn)代工作面長度有加長趨勢，且采煤工藝選取的是較先進的綜采。又知，一般而言，考慮到設備 選型及技術方面的因素，巷道寬度為 4m～ ， 本采區(qū)選取 ，且采區(qū)生產(chǎn)能力為 90萬 t/a，采用沿空掘巷方式 ，區(qū)段間 留較小煤柱 ， 取 5米，如圖 2所示。 圖 2 采區(qū)工作面劃分示意圖 采區(qū)傾斜長度可用如下公式表示： 1 2 3 4 5( 1 ) 2L n L L n L n L L? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （公式 15） 式中： L ——采區(qū)傾向長度， 1100m； n ——區(qū)段數(shù)目，擬定 8個； 1L ——工作面長度， m； 2L ——上部邊界煤柱，取 10m； 3L ——區(qū)段 煤柱 ， 取 5m； 4L ——回采 巷道寬度 ， 為 ； 5L ——護 大 巷煤柱寬度， 取 30m； 《采礦學》課程設計 蔡武 01060063 7 因此，求得工作面長度 1L ： 2 3 4 51 ( 1 ) 2 1 1 0 0 1 0 7 5 2 8 4 . 5 3 0 1198L L n L n L LLmn? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? 確定采區(qū)內(nèi)的區(qū)段數(shù)目 回采工作面是沿傾斜方向布置，沿走向推進，采用走向長壁法開采。 工作面數(shù)目： 00LSN LL?? ? （公式 16） 式中： L ——采區(qū)傾向長度， 1100m； ； 0S ——采區(qū)邊界煤柱寬度 10+30m； 1L ——工作面長度， 119m； 0L ——兩回采巷道寬度，為 9m。 于是， 1 1 0 0 1 0 3 0 8 .31 1 9 9N ????? ， 取 8。 確定 工作面生產(chǎn)能力 采區(qū)生產(chǎn)能力的基礎是采煤工作面的生產(chǎn)能力，采煤工作面的 生產(chǎn)能力取決于煤層厚度、工作面長度和推進度。 參照《采礦學》 P208，可知 一個采煤工作面的生產(chǎn)能力可由下式計算： 0 mA LvM C?? (公式 17) 式中： 0A ——工作面生產(chǎn)能力 ， 萬 /ta； L——采煤 工作面長度； 119m； v——工作面年推進度， 4 33 0 10 56 /ma? ? ? （截深 ，每天進 4刀）； M ——放頂煤工作面采放高度， 。 ? ——煤 的 密度 ， 3/tm mC ——工作面采出率， 根據(jù)《采礦學》 P139可知，綜放面的采區(qū)率平均達到81%～ 83%，取 81%。 《采礦學》課程設計 蔡武 01060063 8 于是， 0 1 1 9 1 0 5 6 6 .9 1 .3 0 .8 1 9 1 .3mA L v M C?? ? ? ? ? ? ?萬 t 確定采區(qū)同采工作面數(shù)目及接替順序 目前 ， 煤炭企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)向高產(chǎn)高效集中化生產(chǎn)的方向發(fā)展 ， 新建大型化礦井均朝 “一礦一井一面 ”的設計思想改革，采用提高工作面單產(chǎn) ， 用一個工作面的產(chǎn)量來保證整個礦井的設計生產(chǎn)能力，故為適應現(xiàn)階段煤炭行業(yè)的 指導 規(guī)范，本采區(qū)設計 1K 煤層 采 煤工作面。其工作面接替順序 見 表 1。 表 1 1K 煤層工作面接替順序表 1101 停 采 線 80 m 1102 1103 1104 1105 1106 1107 1108 1109 1110 1111 1112 1113 1114 1115 1116 1K 煤層工作面接替順序： 1101→1102→1103→1104→1105→1106→11 07→1108→1109→1110 →1111→1112→1113→1114→1115→1116 注：箭頭表示回采工作面的接替順序。 確定采區(qū)內(nèi)準備巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng) 完善 采區(qū)所需的 開拓巷道 為了縮短采區(qū)準備時間并提高經(jīng)濟效益，根據(jù)所給地質(zhì)條件，在第一開采水平中，把為該采區(qū)服務的運輸大巷和回風大巷均布置在 3K 煤層底板下方 25m的穩(wěn)定巖層中。 《采礦學》課程設計 蔡武 01060063 9 確定巷道布置系統(tǒng) 首先確定回采巷道布置方式，由于地質(zhì)構造簡單，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 。 同時為減少煤柱損失，提高采出率，降低巷道維護費用，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，就能彌補沿空掘巷時工作面接替復雜的缺點。 確定采區(qū)巷道布置系統(tǒng)， 采區(qū)內(nèi)有三層煤，采用聯(lián)合布置， 首采面煤層 布置 8個工作面，根據(jù)相關情況初步制定以下三個方案進行比較 (由于 1K ， 2K 煤層在我的設計中相同，所以僅以 3K 煤層為例說明 )。 方案一：雙巖石上山 參照《采礦學》 P198， 將兩條上山都布置在 3K 煤層底板巖石中，其中運輸上山布置在距離底板 15m處，軌道上山布置在運輸上山上方 5m，即距離 3K 煤層 10m處。如圖 3所示。 圖 3 雙巖石上山示意圖 方案二：雙煤層上山 將兩條上山都布置在 K3 煤層中。如圖 4所示。 圖 4 雙煤層上山示意圖 方案三：一巖一煤上山 《采礦學》課程設計 蔡武 01060063 10 將兩條上山分別布置在 3K 煤層的底板和煤層中，運輸上山布置在距離 3K 煤層 底板5m處，軌道上山布置在 3K 煤層中。如圖 5所示。 圖 5 一煤一巖上山示意圖 方案間 技術經(jīng)濟比較 表 2 掘進費用表 方案 工程 名稱 單價 方案一 方案二 方案三 工程量 費用 （萬元） 工程量 費用 （萬元） 工程量 費用 （萬元） 巖石 上山（ m） 1578 2 11002640??? 1100=1320 煤層 上山（ m） 1284 2 11002640??? 1100=1320 煤倉 (元 /m3) 144 215/ cos16 8? ? ???? 25/ cos16 8? ? ???? 甩入石門(元 /m) 1152 10/sin168 ???? 合計 《采礦學》課程設計 蔡武 01060063 11 表 3 維護費用表 方案 工程 名稱 單價 方案一 方案二 方案三 工程量 費用 （萬元） 工程量 費用 （萬元） 工程量 費用 （萬元） 巖石上山（ m） 40 264029=76560 132029=38280 煤層上山（ m） 90 264029=76560 132029=38280 甩入石門 (元 /m) 80 29= 合計 表 4 輔助費用表 方案 工程名稱 單價 方案一 方案二 方案三 工程量 費用 （萬元） 工程量 費用 （萬元） 工程量 費用 （萬元） 煤倉 (元 /m3) 951 甩入石門 (元 /m) 951 合計 表 5 費用總匯表 方 案 費用項目 方案一 方案二 方案三 掘進費用 維護費用 輔助費用 費用總計 百分率 % % 100% 《采礦學》課程設計 蔡武 01060063 12 表 6 技術 經(jīng)濟 比較表 方案一 方案二 方案三 優(yōu) 點 兩條上山均布置在演示中，巷道穩(wěn)定，受采掘干擾較小，且維護容易 兩條上山均布置在同一煤層中，降低了出矸量，提高了煤炭的生產(chǎn)率，掘進容易 兼有方案一和二的優(yōu)點，維護較容易 缺 點 巖石工程量大，掘進費用高，工期長 維護困難， 受采掘影響較大 增加了巖石工程量，降低了生產(chǎn)率，增加了掘進成本 綜上所述，方案 二 、方案三在技術可行，經(jīng)濟上有利，又考慮到采區(qū)服務年限不長，雙煤上山的管理比較容易，掘進速度快，有利于迅速達產(chǎn)，故選擇方案二，即雙煤上山的煤層群聯(lián)合布置的準備方式 其示意圖如圖 4所示 。 工作面推進位置的確定：在采區(qū)巷道布置中，工作面布置及推進到的位置應以達到采區(qū)設計產(chǎn)量安全為準，工作面應推進到距上山 30m處停采線位置處，即為避開采掘影響對上山的影響而留設的 30m保 護 上山 煤柱處。 確定工作面回采巷道布置方式 已知采區(qū)內(nèi)各 煤層埋藏平穩(wěn)，地質(zhì)構造簡單，無斷層，同時，各煤層瓦斯涌出量較低，自然發(fā)火傾向較弱，涌水量也較小。因此有利于綜合機械化作業(yè)，可以充分發(fā)揮 綜 采高產(chǎn)高效的優(yōu)勢。同時，為減小煤柱損失，提高采出率。綜合考慮各種因素，采用單巷沿空掘巷掘進方式。這種方式掘出的巷道正處在應力降低區(qū)，即好維護又提高了采出率，有取代沿空留巷的趨勢。 說明：在采區(qū)巷道布置平面圖內(nèi)，工作面布置和推進的位置應以達到采區(qū)設計產(chǎn)量及安全為準。工作面推進到距回風大巷 10m處的位置 ， 即為避開采掘 殘余支承壓力 影響所留設的 10m護巷。 確定通風系統(tǒng) 采用雙巷掘進時，可以很好的解決兩個工作面以上同時生產(chǎn)的情況。 第一區(qū)段和第二區(qū)段同時生產(chǎn)時的通風系統(tǒng)如圖 6 所示，即在采區(qū)上山附近，第二區(qū)段工作面的回風平《采礦學》課程設計 蔡武 01060063 13 巷中設風門，隔開第一區(qū)段工作面的進風，在中部車場附近開掘回風斜巷與運輸上山相通，第二區(qū)段工作面的污風由回風平巷經(jīng)運輸上山進入回風井。 第一區(qū)段2114435126791315第二區(qū)段1011812 圖 6 上下區(qū)段同時生產(chǎn)時的通風系統(tǒng) 其通風系統(tǒng)為： 第二區(qū)段工作面： 2→11→4→3→ 第二區(qū)段工作面（污風） →5→1→7→15 第二區(qū)段工作面： 2→8→6→ 第一區(qū)段工作面（污風 ） →7→9→7→15 采區(qū)上 、 下部車場選型 (1)考慮到 采區(qū)上部車場有車輛運行順當、調(diào)車方便等優(yōu)點和有通風不良，有下行風的缺點，確定采用上部平車場。 (2)由于 運輸大巷布置在 3K 煤層底版下方 25m處的穩(wěn)定巖層中， 采區(qū)生產(chǎn)能力 較 大，故下部車場可選擇大巷裝車式下部車場。 采區(qū)中部甩車場線路設計 該采區(qū)開采近距離煤層群，傾角為 16? ，鋪設 600mm軌距的線路，軌形為 15 /kgm ，采用 1t礦車單鉤提升，每鉤提升 3個礦車，甩車場存車線設雙軌道。 本設計線路布置采用 “道岔 —道岔 ”系統(tǒng)斜面線路二次回轉方式，為了使計算直觀簡便， 做 出車場線路布置草圖如圖 7所示。 《采礦學》課程設計 蔡武 01060063 14 圖 7 中部甩車場線路計算草圖 斜面線路聯(lián)接系統(tǒng)參數(shù)計算 (1) 道岔選擇及角度換算 由于是輔助提升 ， 故 兩個 道岔均 采用 DK615412(左 )道岔 。 道岔參數(shù)為 ：1214 15 39。??? ? ? ； 123340aa?? ； 123500bb?? 。 已知 斜面線路二次回轉角 12 28 30 39。? ? ?? ? ? ?，于是可計算得： 一次回轉角 1? 的水平投影角 139。? 為： 11 ta n ta n 1 4 1 5 39。39。 a r c ta n a r c ta n 1 4 4 7 39。 5 8 39。39。c o s c o s 1 6?? ? ?? ? ? ?? (β為軌道上山傾角 16176。) 二次回轉角 ? 的水平投影角 39。? 為： ta n ta n 2 8 3 0 39。39