【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，經(jīng)重慶煤科院測(cè)試， K1 煤層水分 %、灰分%、揮發(fā)分 %，煤塵爆炸指數(shù)為 %，煤塵火焰長(zhǎng)度平均 10mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉量 30%，有煤塵爆炸危險(xiǎn)性。 煤質(zhì)分析結(jié)果及其工業(yè)用途 煤層主要煤質(zhì)指標(biāo)是：灰份 (Ad)%～ ％，平均為 ％，屬高灰煤；全硫 (Std)％～ %，屬高硫煤；發(fā)熱量 ()～ ，平均為 MJ/kg，屬中等發(fā)熱量煤；磷 (Pd)%～ ％，平均為 %，屬特低磷煤；揮發(fā)份 (Vdaf)平均 ％；膠質(zhì)層厚度 (Y)13～ 19mm。煤層屬高灰、高硫、 特低磷、中等發(fā)熱量的煉焦煤和動(dòng)力用煤，經(jīng)簡(jiǎn)選試驗(yàn)及煤層大樣半工業(yè)重慶大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) [鍵入文字 ] [鍵入文字 ] 性試驗(yàn)，采用重 —— 浮流程，精煤產(chǎn)率為 %～ %，精煤灰分為 %～ %，含硫?yàn)?%～ ％。若作動(dòng)力煤，回收可達(dá)到 84%～ 85％，硫分可降到 %～%。 煤的工業(yè)牌號(hào)為焦煤、瘦煤，用途是動(dòng)力燃煤。 主要用戶(hù)是廣安發(fā)電有限公司火力發(fā)電廠(chǎng) 帶 區(qū)儲(chǔ)量及服務(wù)年限 帶 區(qū)邊界煤柱 根據(jù)《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》中規(guī)定，采區(qū)邊界煤柱寬度一般為 10～ 20m（兩個(gè)采區(qū)間），煤層大巷和上（下）山一側(cè)煤柱： 20～ 30m（薄及中厚煤層）， 30～40m（厚煤層）。當(dāng)采區(qū)處于帶壓開(kāi)采時(shí)，所留煤柱還必須滿(mǎn)足隔水要求，在突水危險(xiǎn)區(qū)域開(kāi)采時(shí)，所保留的煤柱寬度必須是安全的隔水厚度。該設(shè)計(jì)帶區(qū)的煤層均為中厚煤層又考慮到帶區(qū)大巷的影響，故走向邊界煤柱寬度 B1 取 30m 和傾向邊界煤柱寬度 B2 取 15m。 （一）在 K1 煤層中 K1 煤層 永久煤柱損失量 P1=2 L B1 m1 γ +2 (H2B1) B2 m1 γ柱損失 ，式中 B1 為 帶區(qū)走向邊界煤柱寬度取 30m， B1 為 帶區(qū)傾向邊界煤柱寬度取 15m。故 P1 =30 2 2900 +15 2 (2248?30 2) =萬(wàn)噸 （二）在 K2 煤層中 K2 煤層 永久煤柱損失量 P2=2 L B1 m2 γ +2 (H2B1) B2 m2 γ柱損失 ，式中 B1 為 帶區(qū)走向邊界煤柱寬度取 30m， B1 為 帶區(qū)傾向邊界煤柱寬度取 15m。故 P2 =30 2 2900 +15 2 (2248?30 2) = 萬(wàn)噸 （三） P = P1 + P2 = 萬(wàn) 噸 (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(wàn) 噸 ) 重慶大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) [鍵入文字 ] [鍵入文字 ] 帶區(qū) 煤炭?jī)?chǔ)量 帶 區(qū)的工業(yè)儲(chǔ)量 Zg = H L (m1 + m2) ??1 式 中 Zg帶 區(qū) 工 業(yè) 儲(chǔ) 量 ， 萬(wàn) 噸 ； H帶 區(qū) 傾 斜 長(zhǎng) 度 ， 2248m； L帶 區(qū) 走 向 長(zhǎng) 度 ， 2900m； 煤 的 容 重 γ1 = m1K1 煤 層 煤 的 厚 度 ， 為 ； m2K2 煤 層 煤 的 厚 度 ， 為 ； Zg1=2248 2900 = 萬(wàn) t Zg2=2248 2900 = 萬(wàn) t Zg =2248 2900 ( + ) = 萬(wàn) 噸 帶區(qū)的可采儲(chǔ)量 Zk = (Zg ? P) C 式 中 Zk設(shè)計(jì) 可 采 儲(chǔ) 量 ， 萬(wàn) 噸 ； Zg工 業(yè) 儲(chǔ) 量 ， 萬(wàn) 噸 ； P 永 久 煤 柱 損 失 量 ， 萬(wàn) 噸 ； C 帶 區(qū) 采 出 率 ， 帶區(qū)采出率，厚煤層取 75%，中厚煤層取 80%，薄煤層 85% C1=, C2=。 ZK1=( Zg1P1) C 1=( ) = 萬(wàn) t ZK2=( Zg2P2) C 2=( ) = 萬(wàn) t Zk = (Zg?P) C = ( –) = 萬(wàn) 噸 帶區(qū)服務(wù)年限的計(jì)算 T = Zk/(A K) 100% 式 中 T帶 區(qū) 服 務(wù) 年 限 （年） A帶 區(qū) 生 產(chǎn) 能 力 150 萬(wàn)噸 /年 Zk設(shè)計(jì) 可 采 儲(chǔ) 量 萬(wàn)噸 K儲(chǔ) 量 備 用 系 數(shù) ， 取 重慶大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) [鍵入文字 ] [鍵入文字 ] T =(150*)= 年 帶區(qū)采出率的驗(yàn)算 兩個(gè)煤層均為中厚煤層，《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》中規(guī)定，中厚煤層采區(qū)采出率不應(yīng)小于 80% （ 1）在 K1 煤層中 ： C1=(Zg1Z1P1)/Zg1 式中： C 帶區(qū)采出率， % ； Zg1 K1 煤層的工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn) t ； Z1 工作面落煤損失 ，萬(wàn) t，取 Zg1 6% ； P1 — 煤柱損失，萬(wàn)噸 Zg1 = H L m1 ??1=2248 2900 = 萬(wàn)噸 Z1= Zg1 6%= 6%= 萬(wàn)噸 故 C1=(Zg1Z1P1)/Zg1=（ ） /= （ 2）在 k2 煤層中： C1=(Zg2Z2P2)/Zg2 式中： C 帶區(qū)采出率， % ； Zg2 K2 煤層的工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn) t ； Z2 工作面落煤損失 ，萬(wàn) t，取 Zg2 6% ； P2 — 煤柱損失，萬(wàn)噸 Zg2 = H L m2 ??2=2248 2900 = 萬(wàn)噸 Z2= Zg2 6%= 6%= 萬(wàn)噸 故 C2=(Zg2Z2P2)/Zg2=（ ） /= 采區(qū)的工作制度 本帶區(qū)采煤工作面按“三八制”工作 ， 礦井年工作日 330d， 每天三班作業(yè)：每班工作 8 小時(shí)（ 進(jìn)出井時(shí)間不在內(nèi)） 每天凈提升（運(yùn)輸）時(shí)間 16h。 2 采礦方法的選擇 方案比較（技術(shù)分析比較和主要經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目的概算比較） 開(kāi)采煤層可選用走向長(zhǎng)壁采煤法和傾斜長(zhǎng)壁采煤法。 重慶大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) [鍵入文字 ] [鍵入文字 ] 走向長(zhǎng)壁采煤法： 采區(qū)式布置。大巷可布置在底板巖層中，在采區(qū)中央布置兩條煤層上山，由采區(qū)車(chē)場(chǎng)連接上山與區(qū)段平巷，工作面數(shù)目多， 工作面較長(zhǎng) ,采落的煤沿平行于采煤工作面煤壁的方向運(yùn)出工作面 。 應(yīng)用條件 是 ： 近水平、緩傾斜薄及中厚煤層 。 走向長(zhǎng)壁采煤法的優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 在采煤工作面兩端至少有一條回采巷道用于通風(fēng)和運(yùn)輸 （ 2） 隨著工作面的推進(jìn)能及時(shí) 有計(jì)劃的處理采空區(qū)。 走向長(zhǎng)壁采煤法的缺點(diǎn)： （ 1） 區(qū)段平巷、聯(lián)絡(luò)巷掘進(jìn)工程量大，維護(hù)費(fèi)用高 （ 2） 保護(hù)煤柱多，煤炭損失大。 傾斜長(zhǎng)壁采煤法 ： 傾斜長(zhǎng)壁采煤法的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）取消了采區(qū)上（下）山巷道，巷道布置簡(jiǎn)單，巷道的掘進(jìn)及維護(hù)費(fèi)低。巷道掘進(jìn)工作量少 15%，相應(yīng)工期短。 （ 2）運(yùn)輸系統(tǒng)簡(jiǎn)單，占用設(shè)備少。運(yùn)輸設(shè)備及輔助人員可減少 30%40%。 （ 3）回采巷道沿煤掘進(jìn)，易固定方向，采面可等長(zhǎng)布置，利于等長(zhǎng)布置 （ 4）通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，風(fēng)路短，通風(fēng)構(gòu)筑物減少約 30% （ 5）技術(shù)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)顯著，采面單產(chǎn)增加，巷道掘進(jìn)率降低，采出率增加，工效（ 噸 /工）增加。 傾斜長(zhǎng)壁采煤法的缺點(diǎn)： （ 1）長(zhǎng)距離傾斜巷道輔助運(yùn)輸和行人困難。 （ 2）當(dāng)前采掘運(yùn)機(jī)械不完全適應(yīng)傾斜長(zhǎng)壁的要求。 （ 3）大巷裝車(chē)點(diǎn)多，可設(shè)帶區(qū)，共用一個(gè)煤倉(cāng)。 本著“安全上可靠，技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理” 三原則，進(jìn)行綜合分析比較以及煤層情況（煤層傾角為 6176。小于 12176。， 傾斜長(zhǎng)度 2248m， K1 煤層 ，屬 中厚 煤層， K2 煤層 ，屬中厚煤層）。故采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法，帶區(qū)布置。沿傾斜方向推進(jìn)，工作面長(zhǎng)度 200m以上，單工作面即可達(dá)產(chǎn)，減少采煤機(jī)搬家次數(shù)。 重慶大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) [鍵入文字 ] [鍵入文字 ] 3 帶區(qū)巷道布置 帶區(qū)的布置方案 巷道布置方案 方案一：帶區(qū)巷道單一布置 分帶單獨(dú)布置。系統(tǒng)簡(jiǎn)單，通風(fēng)容易，每一個(gè)分帶分別開(kāi)斜巷進(jìn)入上部煤層，每一個(gè)分帶都布置一個(gè)煤倉(cāng)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→分帶運(yùn)輸斜巷→采煤工作面→分帶運(yùn)料斜巷→回風(fēng)大巷。 方案二：帶區(qū)巷道聯(lián)合布置 （ 1） 運(yùn)輸大巷通過(guò)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(cāng)直通運(yùn)輸大巷。 （ 2）仰斜推進(jìn)采場(chǎng)頂板水直接流入采空區(qū)，工作面干燥；可以利用煤的自重裝煤，殘留煤量少；但如果采高較大時(shí)煤壁易片幫，且由于重力作用設(shè)備工作條件變差。 俯斜推進(jìn)不易發(fā)生片幫事故；工作面不易積聚瓦斯；但工作面易積水，設(shè)備易向煤壁滑動(dòng)，且采煤機(jī)自裝率低。比較適合厚煤層和煤層傾角較大的情況 設(shè)計(jì)煤層煤層頂板穩(wěn)定，煤層易自燃，煤層厚度屬于中厚煤層，傾角12176。， 礦井水文地質(zhì)類(lèi)型為復(fù)雜型 。 綜合考慮，選擇仰斜推進(jìn) ： 設(shè)置專(zhuān)用排水巷以防止工作面的涌水 流入采空區(qū) 不易排出的問(wèn)題 。 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(mén)→回風(fēng)大巷。 重慶大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) [鍵入文字 ] [鍵入文字 ] 方案比較 方案 評(píng)價(jià) 方案 一 方案 二 優(yōu)點(diǎn) 系統(tǒng)簡(jiǎn)單，通風(fēng)容易，巷道掘進(jìn)費(fèi)用比采區(qū)少，投產(chǎn)快。采用無(wú)煤柱護(hù)巷煤柱損失比方案一少。 減少了煤倉(cāng)和聯(lián)絡(luò)斜巷的施工量，使運(yùn)煤、運(yùn)料集中處理，符合集中化生產(chǎn)理念，采用集中化生產(chǎn)，從根本上克服了方案 一的缺點(diǎn)。雖然方案二 維護(hù)費(fèi)用高，但從技術(shù)和管理等方面的分析，更優(yōu)越方案 一 缺點(diǎn) 生產(chǎn)調(diào)度復(fù)雜，煤倉(cāng)太多，維護(hù)困難，裝煤點(diǎn)多，管理復(fù)雜 本礦井涌水量較大需要布置泄水巷和排水設(shè)施 綜上所述，從技術(shù)和管理等方面的綜合分析，選擇方案二：帶區(qū)巷道聯(lián)合布置，采用仰斜推進(jìn) 。 帶 區(qū)車(chē)場(chǎng) 布 置 設(shè)置材料車(chē)場(chǎng)與運(yùn)輸大巷斜交水平連接，通過(guò)坡度約為 17 度的斜巷與絞車(chē)房連接。采用絞車(chē)提升方式提升材料然后以平車(chē)場(chǎng)的形式連接 K2 煤層帶區(qū)運(yùn)料平巷，當(dāng)采 K1 煤層時(shí)再用甩車(chē)場(chǎng)的形式與 K2 煤層帶區(qū)運(yùn)料平巷連接。 帶區(qū)硐室 帶 區(qū)變電所 布置方式：帶 區(qū)變電所單獨(dú)通風(fēng) 并 分別與運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷相連。 帶區(qū) 煤倉(cāng) 布置： 整個(gè)帶區(qū)只布置一個(gè)帶區(qū)煤倉(cāng)，通過(guò)帶區(qū)煤倉(cāng)直接連通運(yùn)輸大巷與帶區(qū)巖層集中運(yùn)輸平巷。 帶區(qū) 煤倉(cāng) 初步定為 圓形立式倉(cāng)，凈直徑 Ф10，容量 1000t。 重慶大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) [鍵入文字 ] [鍵入文字 ] Q=Q0+L M b r C0 kt 式中： Q—— 帶區(qū)煤倉(cāng)容量， t； Q0—— 防空倉(cāng)漏風(fēng)留煤量，一般取 5～ 10t； L—— 工作面長(zhǎng)度， m； M—— 采高， m； b—— 進(jìn)刀深度， m； r—— 煤的容重， t/m3； C0—— 工作面回采率； kt—— 同時(shí)生產(chǎn)工作面系數(shù)。綜采時(shí)取 1； n0—— 采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)的工作數(shù)目。 Q=10+185 (+) 1 1=760t，取 1000t。 各類(lèi)硐室均為混凝土砌筑支護(hù)。 帶區(qū)內(nèi)的劃分 分帶劃分 采煤工作面長(zhǎng)度的選擇 先進(jìn)的綜合機(jī)械化采煤方法。考慮到設(shè)備選型及技術(shù)方面的因素，帶區(qū)式布置工作面長(zhǎng)度選擇范圍為 150～250m， 選擇 235m 煤柱尺寸確定 與巷道尺寸確定 該煤層組左右兩邊各留 15m 的邊界煤柱，下部留 30m 露頭煤柱，上部留 30m護(hù)巷煤柱，從而其煤層傾向長(zhǎng)度共有 2248－ 60＝ 2188m，走向長(zhǎng)度為 2900－ 15*2＝ 2870m。 因采用綜采采煤法 ， 帶區(qū)開(kāi)掘巷道寬度為 5m。 重慶大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) [鍵入文字 ] [鍵入文字 ] 帶區(qū)內(nèi) 分帶數(shù)目 的計(jì)算 回采工作面沿走向布置，沿傾向推進(jìn)，采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法開(kāi)采。 工作面數(shù)目： N=(LSL1) /A 式中： L 煤層走向長(zhǎng)度 (m)； S 帶區(qū)邊界煤柱寬度 (m)； A 工作面長(zhǎng)度 (m)； L1 回采巷道寬度，因采用綜采采煤法，取 5m。 于是 N=(29002*1516*5) /185=15（個(gè)） 采煤工作面長(zhǎng)度與分帶數(shù)目的確定 將帶區(qū)劃分 15 個(gè)分帶 。工作面長(zhǎng)度為 185m,工作面的推進(jìn)長(zhǎng)度為 2188m, 由于帶區(qū)生產(chǎn)能力為 150 萬(wàn)噸 /年， K K2 聯(lián)合開(kāi)采，每個(gè)分層 一個(gè)工作面就可以滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。 符合《煤礦安全規(guī)程》（ 20xx 版）一礦一區(qū)一面的要求。 帶區(qū)內(nèi)分帶巷道布置 確定工作面生產(chǎn)能力 A=Ab/k1/k2 式中 Ab— 采區(qū)生產(chǎn)能力（ t/d） K1— 工作面產(chǎn)量不均衡系數(shù)，由于只有一個(gè)工作面開(kāi)采，取 1 K2— 采區(qū)內(nèi)掘進(jìn)出