【文章內容簡介】 A——采區(qū)生產能力，萬t/a； Q——采區(qū)可采儲量，萬t； C——采區(qū)采出率.T=CQ／A=80％792/75 =8年設計符合規(guī)定。第四章、采區(qū)方案設計第一節(jié)、采煤方法的選擇本采區(qū)煤層的平均傾角為11176。，屬緩傾斜、中厚煤層，開采一層煤，適宜采用單一走向長壁采煤法；該采區(qū)內煤層賦存穩(wěn)定，頂底板條件較好，適合運用綜合機械化采煤工藝。據《規(guī)范》規(guī)定：綜采面長度一般不小于150m。故取150m的工作面長度。第二節(jié)、采區(qū)巷道布置（一）采區(qū)設計方案選擇采區(qū)，要求有一定的走向長度，本采區(qū)平均走向長度為2000m，布置為雙翼采區(qū)，可滿足綜合機械化采煤對采煤工作面長度的要求，故采區(qū)布置采用雙翼采區(qū)布置形式。采區(qū)上山：該礦井屬低瓦斯礦井，瓦斯涌出量較小，故無需布置專門的回風上山。根據采區(qū)煤層賦存穩(wěn)定、采區(qū)地質構造簡單的條件，采區(qū)上山可以提出三種布置方案。第一方案：采區(qū)上山單層布置。在距煤層15m的底板巖層中布置兩條上山。上山位于采區(qū)走向中央，通過石門與煤層聯(lián)系，每一個區(qū)段設置兩個溜煤眼分別與兩條上山連接，兩條上山間距20m。第二方案：采區(qū)上山單層布置。在煤層中布置兩條上山，間距20m，上山位于采區(qū)走向中央。第三方案：采區(qū)上山單層布置。其中一條上山布置在采區(qū)中央的煤層中，另一條上山布置在煤層底板巖層中，距煤層15m。煤層上山為輸送機上山，巖層上山為軌道上山。區(qū)段平巷布置：采區(qū)內煤層為中厚煤層，可一次采全高，根據采區(qū)的煤層條件，決定采用沿空留巷。由于該采區(qū)煤層瓦斯含量小，煤層埋藏穩(wěn)定，涌水量不大，綜采工作面因運輸平巷設置轉載機、帶式輸送機、泵站以及變電站等電氣設備，維護大斷面平巷有困難時，可掘兩條斷面較小的平行巷道，1條設置帶式輸送機，1條設置電氣設備，形成雙巷布置。實際上下側雙巷布置是把鄰近工作面的回風平巷提前掘出，為本工作面服務，或放置設備，或排水運料，或兼而有之。它與單巷布置相比并沒有多掘巷道，只是延長了回風平巷的維護時間。故采用雙巷布置，要采取措施加強巷道密閉或充填，以減少漏風，預防煤層自燃發(fā)火。聯(lián)絡巷道：在聯(lián)絡巷道的布置上，第一方案中，在煤層的區(qū)段運輸平巷中設溜煤眼與采區(qū)上山聯(lián)系。第二方案中輸送機上山布置在煤層中，故不需設置溜煤眼，而軌道上山在巖層中，需設置溜煤眼、石門等。各方案的軌道上山均用石門與煤層區(qū)段軌道平巷相聯(lián)系。方案比較:根據已提出的方案及方案比較原則，三個方案相同的部分可不參與比較，僅就采區(qū)上山及聯(lián)絡巷進行比較。方案的技術比較見表4—1。由比較可以看出，第三方案實際為第一、二兩個方案結合的結果，較第一、二方案并無明顯的特點，故該方案不參與經濟比較。方案的經濟比較見表4—2.表4—1 采區(qū)方案技術比較表 方案項目 第一方案雙巖上山方案第二方案雙煤上山方案第三方案一煤一巖上山掘進工程量工程量大。因兩上山均布置在巖層中，故要多掘進石門和溜煤眼工程量小工程量較大比第二方案多掘進石門工程難度困難，一是巖巷施工，二是巷道聯(lián)接復雜較容易困難通風距離長短較長管理環(huán)節(jié)管理環(huán)節(jié)多。一是溜煤眼多；二是漏風地點多少多（同第一方案）巷道維護維護工程量少，維護費用低煤層上山，u形金屬支架受采動影響大，維護工程量大，費用高第一條煤層上山，維護工程量大，費用較高支架回收無法回收可以回收，70%可以復用煤層上山支架可以回收復用工程期巖石上山掘進速度慢，約需12個月才能投產煤層上山掘進速度快，約8個月就可以投產同第一方案表4—2 采取方案經濟比較表 方案項目第一方案雙巖上山方案第二方案雙煤上山方案 上山長度/m掘進單價，元/m費用/元 聯(lián)絡巷石門長度，m單價，元/m單條上山費用，元總費用（7）10002 395 790000上山到煤層，15m395592571100100022765520000溜煤眼（Φ=2m）體積，m179。單價，元/m每區(qū)段費用，元總費用（6）461255233120 維護巷道長度，m單價，元/m?a維護時間，a費用，元10002+152966137100029741600費用總計，元9305491293600通過經濟技術比較可以看出，第二方案工程量小，施工容易，投產期短，但第二方案中因煤質松散性脆易碎對支護起來不易，況且服務年限長，第一方案經濟上相對較省，維護工程量少，維護費用低，從經濟安全角度考慮故選擇第一方案。采煤工作面回采順序選擇后退式，即由采區(qū)邊界向采區(qū)上山方向推進。采煤工作面前進時開采時，雖然能使采區(qū)早投產，但存在以下明顯的缺點：在采煤工作面生產的同時，必須超前一定距離掘進區(qū)斷運輸平巷和回風平巷，采掘之間相互影響干擾嚴重；區(qū)段平巷維護困難，而且向采空區(qū)漏風，可能造成工作面風量不足；當采空區(qū)發(fā)生火災時，必將危及工作面。因此采用后退式開采順序。綜合機械化采煤工作面雙巷布置，可減小巷道斷面，減少支護困難。作為下區(qū)段回風巷。雙巷布置可將帶式輸送機和電器設備布置在兩條巷道內。輸送機隨采隨廢，電器設備平巷加以維護，作為下區(qū)段回風巷。，%—%的坡度掘進，區(qū)段回風平巷中鋪設軌道，采用礦車運輸材料，設備。巖巷掘進應用光面爆破技術，選用錨噴支護方式。煤層巷道掘進選用國產ELMA—90型掘進機，采用錨噴支護。巷道掘進速度參見表4—3.表4—3 巷道掘進速度指標巷道名稱（A）掘進速度指標，m/月巷道名稱（B）掘進速度指標，m/月巖巷100巖巷≤150半煤巖巷200半煤巖巷250—300煤巷300煤巷400—500A—為普通方法掘進， B—為掘進機掘進采區(qū)上部車場：根據對采區(qū)圍巖情況及采取運輸量的綜合考慮，采區(qū)上部車場宜采用單向甩車場，上部甩車場使用安全，方便可靠，效率高，勞動量少，可減少工程量。但需加強對絞車房的通風管理。見圖41采區(qū)中部車場薄及中厚煤層采區(qū)，軌道上山布置在巖層中，宜采用雙向甩入式中部車場。采區(qū)下部車場：由于采區(qū)上山坡度小于12176。，上山提前下扎，并在大巷底板處逐步變平，周圍圍巖條件好，宜采用大巷裝車底板繞道式下部車場。見下圖42：第三節(jié)、采區(qū)硐室選擇采區(qū)煤倉：煤倉的形式有垂直式，傾斜式，混合式，水平式。 煤倉的高度以20m為宜，位置在軌道下山，和運輸下山底部。采用圓形斷面形式，主要優(yōu)點是受力性能好，斷面利用率高，施工方便，便于維護，不易堵倉。根據采區(qū)的地質情況及采區(qū)的生產能力，采區(qū)煤倉應選擇垂直式圓形斷面煤倉，該形式煤倉倉體受力性能好，不容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，便于維護，施工速度快。采區(qū)煤倉的容量大小取決于采區(qū)生產能力，采區(qū)下部車場裝車站和運輸大巷的通過能力。按《煤炭設計規(guī)范》規(guī)定，采區(qū)煤倉容量一般為采區(qū)上山輸送機半小時左右的運量，但實際使用中，采區(qū)煤倉容量一般選用50t—300t。煤倉容量與采區(qū)生產能力的關系參考表4—4.表4—4 煤倉容量與采區(qū)生產能力采區(qū)生產能力，萬t/a30以下30—4545—6060以上采區(qū)煤倉容量，t30—100100—150150—250250—300按裝車站的裝車間隔時間來計算采區(qū)煤倉容量：Q=AG?t0?kb （4—1） 式中 AG——采區(qū)高峰生產能力，t/h，—； t0——裝車間隔時間，一般可按15—30分鐘計算； kb——運輸不均衡系數，—。 Q=AGt0kb =1782 =214t按循環(huán)產量計算煤倉容量：Q=L?l?h?Υ （4—2）式中 L——工作面長度，m； l——循環(huán)進度，m； h——采高，m； Υ——煤的容重，t/m179。 Q=L?l?h?Υ =1503 =綜合考慮，煤倉容量選擇300t。煤倉的結構及支護：煤倉上口：由于煤倉斷面較大，為了保證煤倉上口安全，選用混凝土收口。為了防止大塊煤、矸石、廢木料等進入煤倉 絞車房 采區(qū)絞車房的位置應選擇在堅硬、穩(wěn)定的巖層或煤層中，應避開較大的地質構造、較大的含水層以及有煤和瓦斯突出的煤層，同時應考慮不受正常開采巖層移動的影響，絞車房與相鄰巷道間應留有不小于10m的巖（煤）柱。并且滾筒直徑為2m及以上的絞車房，電氣設備應與操作室割開。 絞車房應有兩個出口，一是鋼絲繩通道，根據絞車最大件的運輸要求，～，～. 絞車房的寬度應根據安裝和檢修起吊設備高度的要求確定，一般為3～,高度H可用以下式計算： H=h1+h2+h3+h4+h5式中 h1—部件起吊高度，m h2—部件高度，m h3—起吊葫蘆長度，m h4—工字梁高度，m h5—工字梁至頂高度，m。一般取200～500m。 ，凈寬8000m，離左側人行巷700m，右側人型巷1020m。自地面起墻高1150m，拱高4000m，凈高5150m，前面人行道寬1200，后面人行道寬1000，凈長7800。絞車房斷面一般設計成半圓拱形，用全混凝土砌碹或混凝土拱料石墻砌拱。有條件采用錨噴支護。 變電所 采區(qū)變電所應在圍巖穩(wěn)定、地壓小、通風良好、無淋水地點及用電負荷中心。 井下機電硐室必須設在進風風流中。如果硐室深度不超過6m、,而無瓦斯涌出時，可采用擴散通風。當硐室長度超過6m，必須在硐室的兩端個設一個出口，當變電所設在兩條上山之間時，其中一個出口應與軌道上山相連。 采區(qū)變電所的形式有一字形，L型和II型等。 采區(qū)變電所的尺寸是根據變電所內設備布置，設備外形尺寸，設備維修和行人安全間隙來確定的，長度一般為8～24m。 硐室內的設備排列，一般將高壓和低壓設備分別布置在硐室兩側， 硐室高度是根據人，設備及吊掛電燈的高度要求確定?！? ～采區(qū)變電所硐室一般為半圓拱形，用混凝土砌筑。有時采用梯形斷面，用鋼筋混凝土支護。中央水泵房水泵房硐室是井下主要硐室之一，能否正常安全運行關系重大，故水泵房硐室位置的選擇應考慮以下因素：（1）管線敷設最短，不僅節(jié)約管線電纜，而且管道阻力和電壓降最小。（2）一旦井下發(fā)生水患，人員，設備便于撤出，或便于下放排水設備，增加排水能力，迅速排除事故，恢復生產。（3）要求具有良好的通風條件根據以上要求，硐室位置應選在井底車場與副井連接處附近空車線一側，以便于設備運輸，與中央變電所硐室組成聯(lián)合硐室。對中央水泵房硐室施工方面以及安全方面的要求如下：（1）必須采用不燃性材料支護，如砌料石或混凝土碹，在堅固的巖層中也可是用錨噴支護，但不得有淋水。（2）出口通道處需設置向外開啟的能防水防火的密閉門。從硐室出口密閉門起5米內的巷道，應砌碹或采用其它不燃性材料支護。（3），設有流水坡，以防硐室積水。（4）水泵工作的總能力應滿足20小時內排出礦井24小時的正常涌水量。井底水倉 井底水倉是按照礦井正常涌水量計算的，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，當礦井正常涌水量在1000m3/h以下，主要水倉有效容積能容納8小時的正常涌水量。同時主要水倉的有效容積不得小于四小時的礦井正常涌水量。礦井主要水倉必須含有內水倉和外水倉，當一個水倉清理時，另一個水倉能正常使用，特殊情況應設多條水倉。據上述可知，本礦設計正常涌水量m3/h，其容量：V=Q8m3 V——水倉容積,m3； Q——礦井正常涌水量，m3/h；V= Q8=28=16m3 本礦井水倉斷面為半圓拱形，用混凝土砌碹，考慮到支架間隙亦可儲水。為使淤泥易于沉淀和清理，水倉向配水倉方向設立反坡，其坡度常為1‰～2‰，在水倉最低點既清理斜巷底部附近應設積水窩，在清理水倉時能將積水排出，以方便清理工作。等候室 在副井井筒附近應設置等候室，作為工人候跟休息的場所。等候室多和工具房相鄰，以便于工人領取工具。其他硐室 其他硐室主要有：調度室、醫(yī)療室、架線機車庫及修理間、蓄電池電機車庫及充電硐室、防火門硐室、防水門硐室、井下火藥庫、消防材料庫、人車站 第五章采煤工藝 第一節(jié)、 落煤、進刀方式、割煤方式。： 本工作面采取雙向割煤往返一次進兩刀。： 本工作面采取端頭斜切進刀方式（附進刀方式示意圖）進刀方式采用割三角煤端部斜切進刀方式。圖5—1—1 采煤機進刀方式圖見圖51：工作面兩端采用先進刀后移機頭的斜切進刀方式。割煤方式采用滾筒相背旋轉，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤。采煤機截落的煤炭在螺旋滾筒和前輸送機鏟煤板的配合下，裝入輸送機后帶走。采煤機在割煤過程中，要隨時注意觀察頂、底板，煤層、煤質，以及構造變化；注意運輸機載荷情況。根據這些變化選擇適合的牽引速度，在頂板破碎易片幫冒頂的區(qū)域，要適當提高采煤機的牽引速度，快速通過。同時，支架工在采煤機割過煤后，可以先將支架伸縮梁伸出，移架時采用帶壓移架；若冒頂片幫嚴重時，要采用做超前板的方法進行處理。第二節(jié)、支護、頂板管理及采空區(qū)處理支護： 支護方式：