【文章內(nèi)容簡介】 采區(qū)劃分圖Fig. 31 Mining area partition下水平巷道布置及裝備根據(jù)勘探資料，（見表42）。設(shè)計儲量 = 工業(yè)儲量—永久性煤柱損失 = —=工作面煤損 =(工業(yè)儲量—永久性煤柱損失—主要井巷煤柱)=設(shè)計可采儲量 = 設(shè)計儲量—主要井巷煤柱—工作面煤損= m,屬于中厚煤層,采區(qū)回采率=設(shè)計可采儲量/設(shè)計儲量=，符合要求。煤柱損失計算見表443。表41 下水平永久煤柱損失計算表Tab. 41Levels under permanent pillar loss calculation table序號平均角度/176。平均厚度/m面積/㎡質(zhì)量/t1邊界煤柱112F11103F10104F975F876F78總計表42下水平工業(yè)儲量計算 industrial reserves calculation塊平均角度/176。平均厚度/m面積/㎡質(zhì)量/t12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334總計 表43 下水平主要井巷煤柱損失計算表Tab. 43 Levels under the main mine pillar loss calculation table序號平均角度/176。平均厚度/m面積/㎡質(zhì)量/t三條準備巷道保護煤柱工作面三角煤1工作面三角煤2工作面三角煤3工作面三角煤4工作面三角煤5工作面三角煤6工作面三角煤7工作面三角煤8工作面三角煤9工作面三角煤10工作面三角煤11工作面三角煤12工作面三角煤13工作面三角煤14順槽煤柱(左)1順槽煤柱(左)2順槽煤柱(左)3順槽煤柱(左)4順槽煤柱(左)5順槽煤柱(左)6順槽煤柱(左)7順槽煤柱(左)8順槽煤柱(右)1順槽煤柱(右)2順槽煤柱(右)3順槽煤柱(右)4順槽煤柱(右)5順槽煤柱(右)6順槽煤柱(右)7順槽煤柱(右)8總計a、工作制度礦井年工作日為330d，每天三班作業(yè)，其中二班生產(chǎn)，一班準備，每班工作8h。每天凈提升時間為18h。b、設(shè)計生產(chǎn)能力本設(shè)計為通風系統(tǒng)改擴建設(shè)計，不改變原礦井生產(chǎn)能力，礦井生產(chǎn)能力為120萬t/a 。c、服務(wù)年限服務(wù)年限用下式計算：T＝ (41)式中：T——服務(wù)年限，a；Z——可采儲量，萬t；A——礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，萬t/a；K——儲量備用系數(shù)。由于下水平地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層賦存穩(wěn)定，礦井生產(chǎn)能力按120萬t/a計算，由式(41)計算得下水平服務(wù)年限為：T＝(120)=。本礦井所開采煤層為5煤組。5煤組沉積普遍，厚度較大，為全區(qū)可采煤層，4煤組可分為444煤層分別計量，2煤組為局部可采煤層?！?。42煤層位于沙海組（J3sh）中下部，沉積較穩(wěn)定，厚度較大，局部發(fā)育并可采?！?m， m；～ m，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，夾矸層數(shù)1～４層，夾矸巖性為泥巖、粉砂巖。煤層頂板巖性為深灰色砂質(zhì)泥巖，底板巖性為粗砂巖。 m左右。43煤層位于沙海組（J3sh）中下部，沉積穩(wěn)定，厚度較大，局部發(fā)育并可采。～ m， m，～ m，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，夾矸層數(shù)1～8層，夾矸巖性為泥巖、粉砂巖。煤層頂板巖性為深灰色砂質(zhì)泥巖，底板巖性為粗砂巖。 m左右。4煤層位于沙海組（J3sh）中下部，煤層沉積穩(wěn)定，厚度較大，全區(qū)發(fā)育并可采。該組煤層向深部合并變厚，向南部分叉，～ m， m。埋藏深度為1029～，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，夾矸層數(shù)多達10層,夾矸巖性以泥巖、粉砂巖、砂巖為主；煤層頂板巖性為深灰色砂質(zhì)泥巖，底板巖性為泥巖、砂巖，為礦井主采煤層。 m左右。5煤組位于沙海組（J3sh）中下部，煤層沉積穩(wěn)定，厚度較大，全區(qū)發(fā)育并可采?！?m， m?！?m。煤層結(jié)構(gòu)較簡單～較復(fù)雜，夾矸層數(shù)2～5層,夾矸巖性以泥巖、粉砂巖、砂巖為主；煤層頂板巖性為深灰色砂質(zhì)泥巖，底板巖性為泥巖、砂巖，為礦井主采煤層。 m左右。根據(jù)上述礦井煤層的賦存特點與國內(nèi)外厚煤層開采技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合井田開采技術(shù)條件，設(shè)計認為可供選擇的采煤方法有：分層綜采和綜采放頂煤采煤法；炮采和炮采放頂煤采煤法分層長壁綜采采煤方法優(yōu)點：與放頂煤綜采相比，生產(chǎn)工藝簡單，割煤速度快，工作面人員少。缺點：巷道掘進率高，分層巷道布置困難。綜采放頂煤采煤法主要優(yōu)點：易于實現(xiàn)高產(chǎn)高效，巷道掘進率和材料消耗量低，巷道維護條件有所改善，可減少綜采設(shè)備的搬家次數(shù)和費用，動力消耗小，采煤成本低，對煤厚變化大、構(gòu)造比較復(fù)雜的地質(zhì)條件有較好適應(yīng)性，設(shè)備若以國產(chǎn)為主，設(shè)備投資低。缺點：煤層回收率低，工作面設(shè)備管理及工藝復(fù)雜，易混入矸石、原煤灰分高，工作面作業(yè)條件較差，殘留煤易發(fā)火。根據(jù)鄰近清河門礦的開采實踐，四層煤頂板易冒落，底板常發(fā)生底鼓。頂板屬于Ⅱ級老頂，Ⅱ類直接頂，屬中等冒落性頂板。若采用分層采煤法，頂板很難管理。厚煤層分層開采，不鋪假頂，扒皮開采，在國內(nèi)外的實踐很多。波蘭的試驗表明，當煤層頂板含有足夠量的粘土質(zhì)巖石（大于40％），在采空區(qū)濕度大，采深大于150 m的情況下，經(jīng)過10個月到3年的時間，可自然形成具有一定強度的再生頂板。東一生產(chǎn)采區(qū)現(xiàn)使用的綜采放頂煤采煤法，一次采全高，通過一年多的生產(chǎn)實踐證明，效果很好。又由于開采較深，開采700 m～950 m間的煤炭，地表標高+150 m，開采深度平均為975 m，一次采全高，對地表的村莊會造成一定影響。因此，對地表的村莊應(yīng)采取相應(yīng)安全措施，保證居民住宅安全。通過以上分析，本設(shè)計下水平仍采用綜采放頂煤一次采全高采煤法。對于綜放不能回采的地點（三角煤、不規(guī)范地點），采用炮采和炮采放頂煤采煤法。本礦現(xiàn)生產(chǎn)采區(qū)為西一采區(qū)，接續(xù)采區(qū)為下水平，分別位于700 m水平以上和以下。本設(shè)計設(shè)計下水平。下水平有5個可采煤層，煤層4為主要可采，443層實際揭露局部可采，各煤層間距較小，故采用合層開采。；煤層傾角平均為710176。煤層構(gòu)造較復(fù)雜，小斷層發(fā)育。頂板主要為砂質(zhì)泥巖，底板為砂質(zhì)泥巖和粉砂巖。下水平巷道布置已經(jīng)形成大部分，采用三巷布置，由700m回風巷、700南軌道巷，布置下水平專用回風下山，下水平軌道下山，下水平皮帶下山。采區(qū)下山道穿層布置。在采區(qū)運輸、回風上山兩側(cè)布置回采工作面，工作面上下順槽沿5層煤底板施工。下水平布置13個工作面分別為E1S1～E1S6面、E1N1～E1N6面和E1S1外面。因煤層中構(gòu)造較復(fù)雜，煤層厚度變化大，工作面的布置回采原則為：綜放工作面煤層厚度夠上綜放的上綜放，不夠的上綜采，上綜采不合乎要求的上炮采。在采區(qū)運輸、回風下山兩側(cè)布置回采工作面。開采順序為從上至下兩側(cè)分別開采，禁止一側(cè)同時回采兩個工作面。在850水平形成車場，采區(qū)水倉等硐室。下水平上部2煤層局部可采，該礦委托資質(zhì)設(shè)計院論證，2煤層薄布置不經(jīng)濟，故本設(shè)計，沒有對2煤層做設(shè)計布置。希望礦方在下水平回采前，對2煤層進行探查。下水平上部地表有部分民房，希望礦方在下水平回采前，對回采影響的民房進行搬遷處理。采區(qū)巷道布置見《九道嶺煤礦采掘平剖面圖》，縮略圖見圖41。圖41 采區(qū)巷道布置縮略圖Fig. 41 Mining roadway layouta、通風系統(tǒng)：新鮮風流從地面→主、副井→700 m水平軌道大巷（700帶式輸送機大巷）→下水平軌道下山、皮帶下山→工作面運輸順槽→工作面。乏風由工作面→回風順槽→下水平專用回風下山→700回風巷→西一采區(qū)回風上山、專用回風上山→500回風大巷→風井→地面。b、運煤系統(tǒng)回采工作面采出的煤炭經(jīng)刮板輸送機、順槽轉(zhuǎn)載機、破碎機、順槽帶式輸送機→一采區(qū)上山帶式輸送機巷→700帶式輸送機大巷→經(jīng)主井提升至地面。c、輔助運輸系統(tǒng)700水平井底車場為環(huán)形立式車場，700水平軌道運輸大巷已貫穿各采區(qū)石門。副井，絞車雙鉤罐籠提升運輸至700水平井底車場→700水平軌道運輸大巷，采用10t蓄電池機車牽引1t礦車組列運輸，石門和大巷采用平巷人車運送人員→下水平軌道下山，絞車單鉤串車運輸至850水平車場。d、排水系統(tǒng)：由采掘工作面水泵→經(jīng)運輸順槽和回風順槽→下水平水倉→下水平軌道下山→700 m水平軌道大巷→井底車場→井底水倉→管子道→副井→地面。為解決本礦井的通風阻力大的問題，對下水平軌道下山、皮帶下山就行擴面（不改變形狀），擴建后巷道的規(guī)格見下表44。巷道斷面尺寸的確定是根據(jù)機電設(shè)備尺寸及通風、行人的需要，并留有一定富裕系數(shù)。根據(jù)本井巖性以及實際生產(chǎn)經(jīng)驗，井下主要硐室采用混凝土砌碹支護，主要開拓巷道斷面形狀均為矩形斷面，采用錨網(wǎng)噴支護形式；順槽斷面形狀矩形斷面，采用錨桿支護形式。對于局部地質(zhì)情況較復(fù)雜，上述支護形式不能滿足要求時，可根據(jù)實際情況調(diào)整。表44 巷道規(guī)格尺寸Tab. 44 Size of roadway巷道名稱軌道上下山皮帶上下山回風上下山運輸順槽回風順槽綜放開切眼炮放開切眼采區(qū)水倉支護形式拱形錨噴拱形錨噴拱形錨噴錨桿錨鎖網(wǎng)梯支護錨桿錨鎖網(wǎng)梯支護錨桿錨鎖網(wǎng)梯支護錨桿錨鎖網(wǎng)梯支護拱形錨噴寬（m）高（m）凈面積（m2）毛斷面（m2）由于下水平的煤層厚度變化較大，而且是下山開采，選擇從煤層賦存條件較好的E1S5工作面開始開采。工作面接替見圖42。165圖42 工作面接替Fig. 42 Coal mining working face replacement tablea、工作面長度長壁工作面的產(chǎn)量及效率隨著工作面長度的合理加大而提高。適當加大工作面長度，既可減少巷道準備工作量和搬家次數(shù)，又可相對減少端頭、進刀等輔助作業(yè)時間，提高設(shè)備利用率。根據(jù)本井煤層賦存條件，借鑒周圍礦井的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，結(jié)合本煤層特點，由于現(xiàn)有工作面推進長度比較短，工作面搬家次數(shù)比較頻繁，所以工作面長度確定為150 m。生產(chǎn)過程中，可根據(jù)地質(zhì)條件的變化及生產(chǎn)經(jīng)驗加以調(diào)整，以期達到最好的經(jīng)濟效果。b、采高根據(jù)煤層厚度、選擇的采煤工藝和配套設(shè)備生產(chǎn)能力，參照類似條件礦井的生產(chǎn)實踐， m，其中： m，放頂煤平均厚度， m。c、月進度及年進度二班生產(chǎn)，一班準備， m，年推進度為1188 m，工作面回采率為95％，工作面原煤生產(chǎn)能力為110萬t /a。礦井設(shè)計生產(chǎn)能力120萬t /a。工作制度：330d/a。布置一個綜放工作面，工作面設(shè)計生產(chǎn)能力為110萬t /a。綜放工作面平均日產(chǎn)量應(yīng)不低于：a、設(shè)計依據(jù)1）工作面條件：面長150 m， m；2）采煤工藝：截煤高度Hg= m，計算截深Bs=630=600 mm；放煤高度Hf= m；采放比1：；采、放、推同時進行。3）單循環(huán)出煤量：∑Q=+=4）每天采放循環(huán)次數(shù)：5）一次循環(huán)時間： b、采煤機計算采煤機的平均截割速度： (42)式中：L——工作面長度，150 m；H——采高， m；B——截深， m；r——煤層容重，；I——采煤機開缺口行程，25m；γ——工作面回采率，95%；td——每天工作時間，16h；η——采煤機開機率。由式(42)計算得采煤機平均截割速度：采煤機的最大截割速度：Vmax＝KV式中：K——采煤機割煤不均勻系數(shù)。由式(43)計算得采煤機最大截割速度：Vmax＝＝ m/min采煤機截割功率：N＝60BHVmaxHw/＝60(～)/＝348～418kW式中：Hw——采煤機能量消耗系數(shù)，～?h/m3。設(shè)計選擇一臺MG250/600—AWD交流變頻電牽引采煤機，該采煤機截割頭功率為2250kw，裝機總功率為600kW，滿足要求；技術(shù)參數(shù)見表45。表45 MG250