【文章內(nèi)容簡介】 井田兩翼已開拓的部分地質(zhì)儲(chǔ)量； Zp:開拓煤量可采期內(nèi)不能開采的煤量； C：帶區(qū)回采率；2）準(zhǔn)備煤量計(jì)算公式為：ZZ= （42）式中：ZZ:準(zhǔn)備煤量； C:帶區(qū)回采率； Zc:各帶區(qū)所圈定的地質(zhì)儲(chǔ)量 Zs:帶區(qū)內(nèi)的地質(zhì)??︶A@180。212。t呆滯煤量；3）回采煤量 計(jì)算公式為：Zh= （43）式中：Zh:回采煤量； L:工作面的推進(jìn)長度；l:工作面的長度； γ:煤的容重； C:工作面的回采率；移交生產(chǎn)時(shí)的三量可采期限1）開拓煤量可采期限Tk=ZT/A （44）式中：ZT:開拓煤量；A:年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力；2）準(zhǔn)備煤量可采期限TZ=ZZ/AZ （45）式中：ZZ:準(zhǔn)備煤量；AZ:平均月設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力；3）回采煤量可采期限Th=Zh/Ah （46）式中:Zh:回采煤量；Ah:當(dāng)年平均月計(jì)劃回采煤量； 煤炭部規(guī)定三量可采期限：開拓煤量在3～5年以上，準(zhǔn)備煤量在1年以上，回采煤量在4～6個(gè)月以上。5 帶區(qū)巷道布置 設(shè)計(jì)帶區(qū)的地質(zhì)概況及礦層特征 設(shè)計(jì)帶區(qū)煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造本設(shè)計(jì)帶區(qū)為東南帶區(qū),帶區(qū)邊界北以帶區(qū)邊界線為界,南以井田境界線為界,西以運(yùn)料大巷為界,東以井田境界線為界,此帶區(qū)平均走向長度約為1540m,平均傾斜長度約為1900m,集中運(yùn)輸大巷布置在+160米的煤層底板巖石中，距1煤層底板80m，皮帶大巷在+160米的底板巖石中，該帶區(qū)可采煤層有三層，即1號煤層，2號煤層，3號煤層，均為中厚煤層，，煤層賦存穩(wěn)定，平均傾角為0o,煤質(zhì)中硬，煤質(zhì)牌號均為長焰煤，煤層頂?shù)装鍘r石為粉砂巖,泥巖,細(xì)砂巖,中等穩(wěn)定。 生產(chǎn)能力及服務(wù)年限本帶區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為240萬噸/年,則帶區(qū)服務(wù)年限為： T=Z/A=5854/240=(年) （51）式中：T：帶區(qū)服務(wù)年限，年； A：帶區(qū)生產(chǎn)能力，萬噸/年； Z：帶區(qū)可采儲(chǔ)量，萬噸； 帶區(qū)形式 帶區(qū)形式的確定 本帶區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡單，傾角很小，屬于近水平煤層，適用于傾斜長壁采煤法，帶區(qū)走向長度為1540米，傾斜長度平均為1900米，為使工作面有合理的連續(xù)推進(jìn)長度，決定采用單區(qū)布置，根據(jù)《煤礦開采學(xué)》[1]帶區(qū)準(zhǔn)備方式的選擇主要取決于層間距及技術(shù)裝備條件，本設(shè)計(jì)采區(qū)共三層煤，層間距為17m，30m，再結(jié)合其他因素，決定采用集中運(yùn)輸大巷的聯(lián)合布置方式，大巷布置在煤層底板巖石中，這樣布置的優(yōu)點(diǎn)是；1) 利于集中生產(chǎn)，充分利用地質(zhì)因素，使采準(zhǔn)巷道有合理的生產(chǎn)能力與增產(chǎn)潛力。減少輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)，設(shè)備和人員，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。2) 保證了生產(chǎn)系統(tǒng)的完善，有利于充分發(fā)揮機(jī)電設(shè)備的效能，并為采用新技術(shù)，發(fā)展綜合機(jī)械化和自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。3) 集中運(yùn)輸大巷布置在底板巖石中，采動(dòng)影響小，維護(hù)容易，費(fèi)用低，并且可提高回采率，降低煤炭損失。4) 有利于縮短建井工期，減少開拓工程量及工程費(fèi)用，能滿足早出煤，快出煤的要求。5) 兩層煤公用一組集中大巷，比單一煤層布置要減少一組大巷，達(dá)到經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的最佳配合，減少巷道掘進(jìn)及維護(hù)量，減少設(shè)備占用臺數(shù)及生產(chǎn)費(fèi)用，利于采掘正常接替。 帶區(qū)巷道的數(shù)目、位置及用途該帶區(qū)共有三層煤，將運(yùn)輸大巷和皮帶大巷布置在3號煤層底板巖石中，第三條巷為煤層運(yùn)輸平巷。皮帶大巷主要作為運(yùn)煤；運(yùn)輸大巷和煤層運(yùn)輸平巷均為一端進(jìn)風(fēng)，另一端回風(fēng)，兩巷由穿煤層斜巷相聯(lián)系，主要作用為運(yùn)料、運(yùn)人、排水、排矸等。 帶區(qū)的劃分及層間聯(lián)系 帶區(qū)的劃分根據(jù)《煤礦開采學(xué)》[1]，帶區(qū)劃分要合理地確定條帶的長度及數(shù)目，條帶長度等于回采工作面的長度加上兩順槽的寬度（和護(hù)巷煤柱的寬度），合理的回采工作面不僅取決于工作面內(nèi)部的生產(chǎn)技術(shù)條件，而且還受條帶劃分的影響，帶區(qū)一般以主要開采煤層為準(zhǔn)，兼顧其它煤層，以便取得較高的帶區(qū)產(chǎn)量和效率，條帶劃分還應(yīng)考慮以地質(zhì)變化或地質(zhì)構(gòu)造作為條帶邊界，以免影響回采工作面的正常生產(chǎn)。該設(shè)計(jì)帶區(qū)走向長度為1540米，傾斜長度為1900米，參照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]規(guī)定，綜采工作面長度不小于160米，年進(jìn)度不小于1200米，在地質(zhì)條件穩(wěn)定的中厚煤層，綜采面的長度可適當(dāng)增加，考慮到上述因素及設(shè)計(jì)帶區(qū)的生產(chǎn)能力、地質(zhì)條件、管理水平和現(xiàn)有裝備水平等，初選工作面長度為220米，采用沿空掘巷，無護(hù)巷煤柱，則條帶數(shù)目為： 1540/220=7（個(gè)） （52） 帶區(qū)巷道的布置本帶區(qū)由于帶區(qū)運(yùn)料巷和回風(fēng)巷都只為一個(gè)煤層服務(wù)，故服務(wù)年限較短，為了減少掘進(jìn)費(fèi)和縮短準(zhǔn)備時(shí)間，將其布置在煤層中，與運(yùn)料大巷通過穿煤層斜巷相連，與皮帶大巷通過煤倉或溜煤眼相連。兩個(gè)順槽沿煤層傾向布置于煤層中，直接于平巷相連，各煤層平巷單獨(dú)布置。 在確定首采采區(qū)巷道的布置方式時(shí)，有兩種布置方式均為可行方案。 方案一：布置兩條煤層平巷，一個(gè)帶區(qū)煤倉，煤層平巷一個(gè)運(yùn)料，一個(gè)回風(fēng)。 方案二：布置一條煤層平巷，平巷一端進(jìn)風(fēng)另一端回風(fēng)，每個(gè)條帶設(shè)一溜煤眼，共5個(gè)溜煤眼。 這兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，且在經(jīng)濟(jì)上無明顯差別，故進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較：如（表51）表51方案技術(shù)比較表 Plan technology parison table方案一方案二優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)，不易于維護(hù)兩種方案技術(shù)上可行，下面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較：說明：1）兩種方案的開拓巷道，帶區(qū)劃分相同，相同部分不參與比較。 2）兩種方案的運(yùn)輸線路及費(fèi)用基本一致，故運(yùn)輸費(fèi)用方面也不參與比較。 3）比較的內(nèi)容包括：巷道掘進(jìn)費(fèi)、巷道維護(hù)費(fèi)兩部分。 4）由有關(guān)資料查得：巖巷的維護(hù)費(fèi)為100元/（），煤巷的維護(hù)費(fèi)為400元/（）。 5）查資料知帶區(qū)集中巖巷掘進(jìn)費(fèi)3738元/10米；煤巷斷面小于12 m2 的為1736元/10米，斷面小于13 m2的為1932元/10米。 6）對首采區(qū)考察得出兩方案的各巷道長度：方案一：（圖 53） 煤層平巷 2條 均為1200m 煤 倉 1個(gè) 長70m/個(gè)方案二：（圖 54） 煤層平巷 1條 長1200m 溜煤眼 5個(gè) 70m/個(gè) 圖 53 方案一 Design one圖 54 方案二 Design two7）。 8）帶區(qū)采用后退式開采，以減少分層開采的維護(hù)費(fèi)用。9）由各巷道長度及服務(wù)年限計(jì)算兩方案的掘進(jìn)及維護(hù)費(fèi)用。方案一： 掘進(jìn)費(fèi)用：Cj1 =(15402) 1932247。10+703738247。10 （53）=489846(元)維護(hù)費(fèi)用：Cw1=(15402) 400+70100 （54）=6188800(元)總費(fèi)用：C1=Cj1+Cw1 （55）=489846+6188800=6678646(元)方案二：掘進(jìn)費(fèi)用：Cj2=15401932247。10+703738247。105 （56）=362670(元)維護(hù)費(fèi)用：Cw2=1200400+701005 （57）=3296000(元)總費(fèi)用：C2=362670+3296000 （58） =3658670(元)由以上計(jì)算知兩方案總費(fèi)用：方案一：C1=6678646(元) 方案二：C2=3658670(元)兩方案相比較，總費(fèi)用相差大約50％，在經(jīng)濟(jì)上方案二優(yōu)于方案一，同時(shí)考慮系統(tǒng)的簡單程度，工程量少等諸多優(yōu)點(diǎn)，我選用方案二，即：布置一條煤層平巷，平巷一端進(jìn)風(fēng)另一端回風(fēng)，每個(gè)條帶設(shè)一溜煤眼，共5個(gè)溜煤眼的布置方式。 煤層間的聯(lián)系 本設(shè)計(jì)帶區(qū)采用傾斜長壁采煤法，層間聯(lián)系通過斜石門聯(lián)系。 帶區(qū)車場及硐室 帶區(qū)車場本帶區(qū)采用傾斜長壁采煤法，由于用單軌吊運(yùn)輸，只有輔助材料車場，無一般意義上的上、中、下車場，由于采用皮帶運(yùn)輸，沒有裝車站線路，煤直接由帶區(qū)煤倉運(yùn)至井底煤倉。 帶區(qū)硐室1) 帶區(qū)煤倉及溜煤眼 每個(gè)帶區(qū)設(shè)置一個(gè)一定容量的煤倉，對于保證采掘工作面的高產(chǎn)高效是十分必要的。它可以有效的提高采掘設(shè)備的利用率，充分發(fā)揮生產(chǎn)運(yùn)輸設(shè)備的潛力。保證連續(xù)均衡生產(chǎn)，結(jié)合本采區(qū)的通風(fēng)特點(diǎn)，每個(gè)條帶設(shè)一個(gè)溜煤眼，在溜煤眼附近設(shè)一個(gè)靜儲(chǔ)式水平煤倉。它僅在皮帶大巷中皮帶出現(xiàn)故障時(shí)，起到一個(gè)臨時(shí)緩沖作用。靜儲(chǔ)式水平煤倉的特點(diǎn)是：運(yùn)動(dòng)部件較其他形式煤倉少，因而維護(hù)量較小，壽命較長，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，煤倉分節(jié)可分別儲(chǔ)存煤炭或矸石，實(shí)行煤矸分運(yùn)；倉上給煤輸送機(jī)和倉下輸送機(jī)均易靠近，易維修。 2) 帶區(qū)變電所 帶區(qū)變電所是帶區(qū)供電樞紐，合理確定帶區(qū)變電所的位置及尺寸是保證帶區(qū)正常生產(chǎn)，減少工程費(fèi)用的重要措施。采區(qū)變電所應(yīng)布置在穩(wěn)定的且無淋水，礦壓小及通風(fēng)良好的地方，并位于采區(qū)中心，采區(qū)變電所采用不可燃燒的材料支護(hù)。本采區(qū)采用錨噴支護(hù)，底版采用00號混凝土鋪底，并高出臨近巷道200～300mm，并采用3‰坡度，以防礦井水流流入變電所。硐室內(nèi)不設(shè)電纜溝，電纜沿墻敷設(shè)，電纜穿過密封門處時(shí)，需要套管保護(hù)，硐室與通道的連接處裝向外的防火柵欄，變電所尺寸如圖：圖 55。 圖55 帶區(qū)變電所 mittee electricity institute 采準(zhǔn)系統(tǒng)及生產(chǎn)系統(tǒng) 采準(zhǔn)系統(tǒng)在帶區(qū)范圍內(nèi)完成集中運(yùn)輸巷，煤層運(yùn)料巷等準(zhǔn)備巷道，這一系統(tǒng)稱為采區(qū)準(zhǔn)備系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)帶區(qū)采用傾斜長壁采煤法，單面布置，各煤層間采用材料斜巷、進(jìn)風(fēng)行人斜巷聯(lián)系。該帶區(qū)準(zhǔn)備系統(tǒng)如下：由于采用沿空掘巷，故配備一個(gè)掘進(jìn)隊(duì)，該隊(duì)負(fù)責(zé)掘進(jìn)條帶順槽、開切眼及由運(yùn)料大巷進(jìn)入煤層的斜巷和溜煤眼等，當(dāng)各巷道及硐室的規(guī)格質(zhì)量經(jīng)檢驗(yàn)合格后，即可安裝機(jī)電設(shè)備移交生產(chǎn)。在生產(chǎn)的同時(shí)，應(yīng)掘進(jìn)下一個(gè)工作面的有關(guān)巷道，在回采工作面結(jié)束前10～15天，完成下一個(gè)工作面的巷道掘進(jìn)及設(shè)備安裝工作。 通風(fēng)系統(tǒng) 地面新風(fēng)174。副井174。運(yùn)輸大巷174。穿煤層進(jìn)風(fēng)斜巷174。煤層運(yùn)輸平巷174。運(yùn)輸順槽174。工作面174?；仫L(fēng)順槽174。煤層回風(fēng)平巷174。穿煤層回風(fēng)斜巷174。回風(fēng)大巷174。風(fēng)井174。地面 運(yùn)輸系統(tǒng)1) 運(yùn)煤系統(tǒng)回采工作面落煤174。運(yùn)輸順槽174。溜煤眼174。皮帶大巷174。皮帶石門174。井底煤倉174。主井174。地面選煤場2) 運(yùn)料系統(tǒng) 地面材料174。副井174。運(yùn)輸大巷174。穿煤層進(jìn)風(fēng)斜巷174。煤層運(yùn)輸平巷174。回風(fēng)順槽174。工作面3) 排矸系統(tǒng)掘進(jìn)工作面矸石174?；仫L(fēng)順槽174。煤層運(yùn)輸平巷174。穿煤層進(jìn)風(fēng)斜巷174。運(yùn)輸大巷174。副井174。地面4) 排水系統(tǒng)回采工作面174。回風(fēng)順槽174。煤層運(yùn)輸平巷174。穿煤層進(jìn)風(fēng)斜巷174。運(yùn)輸大巷174。井底水倉174。水泵房174。副井174。地面 帶區(qū)開采順序 對于一個(gè)帶區(qū)來說，合理的開采順序應(yīng)該是在考慮采動(dòng)影響的關(guān)系的前提下，保證帶區(qū)內(nèi)回采工作面的正常接替，保證礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，最大限度地采出煤炭資源，減少巷道掘進(jìn)和維護(hù)工程量，合理集中生產(chǎn)，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，便于災(zāi)害防治，保證生產(chǎn)安全可靠。 帶區(qū)巷道支護(hù)形式1. 帶區(qū)巷道斷面尺寸及支護(hù)形式的確定依據(jù)：1) 巷道所處的位置及圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)及地壓作用的大小。2) 為帶區(qū)機(jī)械化采煤的需要，帶區(qū)內(nèi)各巷道斷面應(yīng)滿足各機(jī)械設(shè)備的要求。3) 巷道的支護(hù)形式及支護(hù)材料應(yīng)滿足巷道的服務(wù)年限。4) 帶區(qū)巷道斷面還要滿足通風(fēng)和安全的需要。根據(jù)以上所述及帶區(qū)實(shí)際的自然條件，本設(shè)計(jì)帶區(qū)進(jìn)、回風(fēng)煤層平巷均采用梯形斷面，工作面順槽亦采用梯形斷面。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》[2]規(guī)定：綜采工作面，其運(yùn)輸順槽的斷面不小于12m2，回風(fēng)順槽凈斷面不小于10m2，運(yùn)料、通風(fēng)和行人上、下山的凈斷面不宜小于10m2，由于半圓拱形巷道斷面受壓能力大，維護(hù)費(fèi)用低，故運(yùn)料斜巷、行人進(jìn)風(fēng)斜巷均采用拱形斷面，錨噴支護(hù)，工作面回采巷道均選用支撐掩護(hù)式支架支護(hù)，帶區(qū)各種巷道的斷面規(guī)格如圖；（見圖 56）圖 56 工作面布置圖 W