【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 采區(qū)，最后開采 22 222 采區(qū)。 礦井后期開采的 5號(hào)煤層全井田劃分為 七個(gè)采區(qū)，為 51 51 5151 51 52 522 采區(qū)。開采順序?yàn)橄炔?51 51 51 51 515 采區(qū)，最后開采52 522 采區(qū)。 采用走向長(zhǎng)壁式開采。 井 軌 道大巷（上、下山）沿 2 號(hào) 、 5號(hào) 煤 層 底板布置， 膠帶 大巷（上、下山）沿2號(hào) 、 5 號(hào) 煤 層頂 板布置。 2 號(hào) 煤 層 +1440 水平 軌 道、 膠帶 大巷以 傾 角 8186。，斜 長(zhǎng) 、 m 的巖巷穿 過 落差 40m 的 F3斷層 。 5 號(hào) 煤 層 +1370 水平 軌 道、 膠帶 大巷以 傾 角 9186。，斜 長(zhǎng) 、 m 的巖巷穿 過 落差 40m 的 F3斷層 。 第二章 采區(qū)基本開采條件 第一節(jié) 采區(qū)基本條件 一、采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造 ： 5 號(hào)煤層位于太原 組下部，上距 2 號(hào)煤層 ～ ，平均 。煤層厚度～ ，平均 ，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含 0～ 2層夾矸，夾石單層厚度為 ～ ，井田內(nèi)西部部分剝蝕，井田內(nèi)賦存區(qū)穩(wěn)定可采。頂板為泥巖或細(xì)砂巖，底板為泥巖、粉砂巖。 本采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造總體為一單斜構(gòu)造，走向近北北西，傾向北東東，地層傾角 3176。～22176。，西部煤層露頭附近產(chǎn)狀較陡，東部產(chǎn)狀較緩。本區(qū)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，發(fā)育有北東向、山西煤炭 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 北西向兩組正斷層，井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)陷落柱。井田內(nèi)無(wú)巖漿巖侵入。 F2 正斷層：為 F1 斷層的分支斷層，位于井田西 南部，走向北西向，傾向北東，傾角75176。井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度 500m，落差 20m。 F3正斷層：貫穿井田南東部，向東和向南延伸至區(qū)外。斷層北東段走向近東西向，南西段走向轉(zhuǎn)為近南北向，北東段傾向南，南西段傾向東，傾角 65176。井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度 1300m，落差 40m。 F4正斷層：位于井田東南部， F3斷層之東南，走向北東，傾向南東，傾角 75176。井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度 600m，落差 15m。 F5正斷層：位于井田中部，走向北西，傾向南西，傾角 75176。 。井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度 600m，落差 10m。 F6正斷層：位于井田北部，走向北東，傾向南東， 傾角 75176。 。井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度 280m，落差 5m。 二、水文地質(zhì)特征： 井田中部 2號(hào)煤層有一背簍井，屬老窯，其內(nèi)會(huì)有一定積水。在局部裂隙帶的部位，一般頂板破碎，且有裂隙水涌出或滲出。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，正常礦坑涌水量 24m3/d，最大礦坑涌水量 72m3/d。 三、煤層、煤質(zhì)及其頂?shù)装鍘r性： （一）煤層頂、底板巖性特征 5號(hào)煤層以直接頂為主，老頂次之，局部出現(xiàn)偽頂。偽頂巖性為炭質(zhì)泥巖、粘土質(zhì)泥巖，在開采過程中會(huì)隨著煤層冒落；直接頂板為細(xì)砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，厚度 ，穩(wěn)定性一般，頂板易于放落。老頂巖性 為中粗砂巖、細(xì)砂巖，厚度 － ，平均，巖石致密堅(jiān)硬，穩(wěn)定性好，不易冒落。底板巖性多為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，個(gè)別地段有炭質(zhì)泥巖，厚度為 － ，平均 ，底板穩(wěn)定性一般。 5 號(hào)煤底板未發(fā)現(xiàn)底鼓現(xiàn)象。 （二）煤質(zhì) 5號(hào)煤：弱玻璃 — 玻璃光澤，參差 — 階梯狀斷口，夾有透鏡狀裂隙內(nèi)充填有方解石脈的鏡煤條帶，上部呈線理狀分布的亮煤、鏡煤較多，可見透鏡狀絲炭；中部亮煤、鏡煤、暗煤呈線理狀交互分布，亮煤組分較多；下部亮煤與暗煤呈線理狀分布，暗煤條帶所占比列較大，含黃鐵礦、菱鐵礦結(jié)核與星 散狀黃鐵礦。 煤的化學(xué)組成和工藝性能 20xx 年 4月 24 日山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心對(duì) 安苑 煤業(yè)有限公司石炭系 5 號(hào)煤進(jìn)行煤質(zhì)測(cè)試的資料，其分析結(jié)果現(xiàn)敘述如下： 山西煤炭 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 5號(hào)煤層 水 分（ Mad）：原煤 %； 浮煤 %。 灰 分（ Ad）：原煤 %； 浮煤 %。 揮發(fā)分（ Vdaf）：原煤 %； 浮煤 %。 全硫（ ）：原煤 %； 浮煤 %。 發(fā)熱量（ ）：原煤 ； 浮煤 。 粘結(jié)指數(shù) ()： 浮煤 13。 據(jù)《中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ GB5751— 86）》， 5號(hào)煤為長(zhǎng)焰煤（ CY），代碼 42。 可采煤層煤質(zhì)特征見表 213。可采煤層煤質(zhì)檢驗(yàn)報(bào)告見附件。 表 213 煤質(zhì)特征表 項(xiàng) 目 煤 層 工業(yè)分析 Mad % Ad % Vdaf % % Pd % MJ/kg Y （ mm） 5 號(hào) 原煤 38 0 浮煤 48 13 煤的種類及用途 井田內(nèi)批采的 5號(hào)煤層煤類的確定依據(jù)《煤炭質(zhì)量分級(jí)》（ GB/T15224— 20xx）， 5號(hào)煤為中灰，中硫，中熱值長(zhǎng)焰煤 ?？勺鳛閯?dòng)力用煤、民用煤。 四、瓦斯、煤層及自然發(fā)火情況： 瓦斯 根據(jù) 20xx 年山西省煤炭工業(yè)局晉煤安發(fā) [20xx]38 號(hào)文件“關(guān)于忻州市所屬煤礦 204對(duì)礦井 20xx 年瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出量的批復(fù)”，原神池縣九牛溝煤礦 20xx 年度礦井瓦斯和二氧化碳等級(jí)鑒定結(jié)果， 5 號(hào)煤瓦斯相對(duì)涌出量為 ，絕對(duì)涌出量為，二氧化碳相對(duì)涌出量為 ，絕對(duì)涌出量 ，屬低瓦斯礦井。 后村煤礦 20xx 年度瓦斯相對(duì)涌出量 ，絕對(duì)涌出量 ，二氧化碳相對(duì)涌出量 ，絕對(duì)涌出量 ，屬低瓦斯礦井。 煤塵 20xx 年 4月 17 日山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心對(duì)山西忻州華基煤業(yè)有限公司 5號(hào)煤層進(jìn)行采樣測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果各煤層煤塵均有爆炸危險(xiǎn)性。在煤層開采時(shí)，要經(jīng)常灑水，定期清理井巷壁上的浮塵，防止煤塵爆炸事故的發(fā)生。煤塵爆炸性試驗(yàn)成果見附表 214 。 山西煤炭 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 表 214 煤塵爆炸性測(cè)試 項(xiàng) 目 煤層號(hào) 煤 塵 爆 炸 測(cè)試時(shí)間 火焰長(zhǎng)度 mm 加巖粉量 % 有無(wú)爆炸性 5 190 55 有 20xx417 煤的自燃 20xx 年 4月 17 日 山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心對(duì)山西靈石安苑 煤業(yè)有限公司 5號(hào)煤層進(jìn)行采樣測(cè)試。 5號(hào)煤層自燃發(fā)火等級(jí)為Ⅱ級(jí)，屬自燃。 表 215 煤的自燃傾向性 項(xiàng) 目 煤層號(hào) 吸氧量（ ml/g） 自燃等級(jí) 傾向性質(zhì) 測(cè)試 時(shí)間 5 Ⅱ 自燃 20xx417 據(jù)調(diào)查，煤的自燃隨氣候變化而變化， 5號(hào)煤層自燃發(fā)火期為 4～ 5 個(gè)月。整合前九牛溝煤礦、后村煤礦 5 號(hào)煤層采空區(qū)多處發(fā)生自燃，現(xiàn)火區(qū)均已封閉。在接近原采空區(qū)時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取有效措施；同時(shí)要及時(shí)密閉廢棄巷道。 第二節(jié) 采區(qū)儲(chǔ)量、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 一、采區(qū)范圍： 采區(qū)范圍為 :東西分別為 5煤層 +1370m 水平以上至 井田邊界保安煤柱 ，南北分別為F3斷層至 下 山保安煤柱，南北走向長(zhǎng) ，東西傾斜 ，采區(qū)面積 239200萬(wàn)平方米。 二、采區(qū)儲(chǔ)量： 地質(zhì)儲(chǔ)量： W1=L179。 Q179。 h179。γ =300179。 275179。 179。 = 噸 煤量損失按盤區(qū)地質(zhì)儲(chǔ)量的 5%計(jì)算： P=179。 5%= 噸 可采儲(chǔ)量：厚煤層的采出率為 ， ZK=（ ） 179。 = 噸 三、采區(qū)年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力： 后期 首采 的 5煤層為傾斜 特 厚煤層， 工作面回采率：綜采 97%。 山西煤炭 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 回采工作面生產(chǎn)能力按下式計(jì)算： A 工 =L179。 l179。 m1179。 r179。 C1 =707179。 100179。 179。 179。 =（ kt/a） 式中： A 工 — 回采工作面年產(chǎn)量， t／ a； L— 回采工作面年推進(jìn)速度， m； l— 回采工作面長(zhǎng)度， m； m1— 回采工作面采煤高度， r— 煤的容重， t／ m3； C1— 回采面采煤回采率取 ； 加 10%的掘進(jìn)煤，為 A 掘 =（ kt/a）， 則：采區(qū) 生產(chǎn)能力為 A 礦 = A 工 + A 掘 =+=（ kt/a） 四、采區(qū)回采率： 采區(qū)回采率 = 179。 100% =()179。 100% =80% 五、采區(qū)服務(wù)年限： 工作面服務(wù)年限＝采區(qū)可采儲(chǔ)量 /采區(qū)年生產(chǎn)能力 ＝ （年） 第三章 采區(qū)巷道布置 第一節(jié) 采區(qū)上山布置方案 一、巷道布置方案比較： (一 )考慮到該采區(qū)走向較長(zhǎng)，儲(chǔ)量豐富，為使采區(qū)的生產(chǎn)準(zhǔn)備靈活多變，并兼顧采區(qū)的通風(fēng)、瓦斯問題處理，以及防止煤層自燃發(fā)火，因而在采區(qū)的巷道布置上必須具備生產(chǎn)系統(tǒng)靈活可靠，對(duì)開采設(shè)備適應(yīng)，在技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理的條件，為此我們?cè)诓蓞^(qū)的巷道布置上考慮了兩種方案： 山西煤炭 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 方案一、采區(qū)巷道沿采區(qū)傾向方向布置，工作面采用走向開采； a －后退式125634b －前進(jìn)式1 25634 方案二、采區(qū)巷道沿采區(qū)走向方向布置，工作面開采方式為傾斜長(zhǎng)壁式； （二）方案一、采區(qū)巷道沿采區(qū)傾向布置，工作面采用走向開采，準(zhǔn)備巷垂直于大巷布置，該方案的優(yōu)缺點(diǎn)如下： 優(yōu)點(diǎn)： 采區(qū)下料系統(tǒng)沿煤層掘進(jìn)，節(jié)省大量巖巷，采區(qū)采出煤量較多。 有利于采區(qū)和工作面的銜接，有利于采空區(qū)側(cè)巷道的施工和維護(hù)。 采區(qū)準(zhǔn)備巷位置合理，系統(tǒng)靈活可靠。 與方案二相比，減少了保護(hù)煤柱損失的布設(shè)，減少了煤的損失。 缺點(diǎn)： 工作面推進(jìn)長(zhǎng)度較小，不利于工作面的高產(chǎn)高效。 方案二、采區(qū)巷道沿采區(qū)走向方向布置，工作面開采方式為傾斜長(zhǎng)壁式。該方案 山西煤炭 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 的優(yōu)缺點(diǎn)如下： 優(yōu)點(diǎn)： 工作面走向長(zhǎng)度較長(zhǎng)，適應(yīng)高產(chǎn)高效的要求。 缺點(diǎn)： 工作面布置受涌水的影響較大，造成工作面積水。 巷道掘進(jìn)量增加，采區(qū)運(yùn)輸距離較長(zhǎng)。 增設(shè)采區(qū)邊界煤柱，造成煤炭損失。 不利于采區(qū)和工作面的銜接，不利于采空區(qū)側(cè)巷道的施工和維護(hù)。 （三）方案確定： 通過比較，以上兩種方案，各有利弊，但總體上講，雖然方案一的工作面比較短 ，但考慮到方案一具有巷道布置簡(jiǎn)單，工作面不受涌水的影響，布設(shè)的邊界煤柱少，煤炭損失量少，有利于采區(qū)和工作面的銜接，有利于采空區(qū)側(cè)巷道的施工和維護(hù)，經(jīng)研究后，我們確定方案一為該采區(qū)的布置方案。 二、采區(qū)準(zhǔn)備巷布置： 后期開采的 5 號(hào)煤層采用下山的開拓布置方式，單翼式開采。在 5 號(hào)煤層主、副斜井井底，平行布置膠帶、軌道二條下山，二條上山均傾斜布置，傾角 220。膠帶上山沿 5號(hào)煤層頂板布置，軌道上山沿 5 號(hào)煤層底板布置。軌道下山與下部 5號(hào)煤層 +1370 水平軌道大巷相連，形成 5 號(hào)煤層 514 下山采區(qū)的輔助運(yùn)輸系統(tǒng)；膠帶下山直 接和 5 號(hào)煤層井底煤倉(cāng)相連，形成 5號(hào)煤層 514 下山采區(qū)的煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)； 5 號(hào)煤層回風(fēng)通過 5 回風(fēng)大巷和5號(hào)煤層總回風(fēng)大巷相連，形成 5號(hào)煤層 511 下山采區(qū)的回風(fēng)系統(tǒng)。 5號(hào)煤層軌道順槽沿煤層底板布置，運(yùn)輸順槽沿煤層底板布置。軌道順槽直接與軌道下山相連；運(yùn)輸順槽直接與膠帶下山相連，并通過聯(lián)絡(luò)巷與軌道下山相接，從而構(gòu)成采區(qū)運(yùn)輸、通風(fēng)、排水等系統(tǒng)。 三、巷道斷面參數(shù)： 表 531 巷道斷面和支護(hù)形式 巷道名稱 斷面形狀 凈斷面 (m2) 掘進(jìn)斷面 (m2) 支護(hù)形式 支護(hù)厚度 mm 軌道上山 矩形 掛網(wǎng)錨噴 膠帶上山 矩形 掛網(wǎng)錨噴 回風(fēng)上山 矩形 掛網(wǎng)錨噴 膠帶順槽 矩形 6 6 錨網(wǎng) 軌道順槽 矩形 6 6 錨網(wǎng) 山西煤炭 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 回采開切眼 矩形 錨桿 第二節(jié) 采區(qū)主要生產(chǎn)系統(tǒng) 一、采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)： 煤流系統(tǒng) 工作面（可彎曲刮板輸送機(jī)） → 運(yùn)輸順槽（膠帶輸送機(jī)）→膠帶上山（膠帶輸送機(jī)）→ 5 號(hào)煤層井底煤倉(cāng)→主斜井（膠帶輸送機(jī)）→ 地面。 輔助運(yùn)輸系統(tǒng) 副斜井（礦車）→ 5 號(hào)煤層 +1370m 水平材料車場(chǎng)及大 巷（礦車178。調(diào)度絞車）→軌道上山（礦車178。礦用提升絞車）→軌道順槽（礦車178。調(diào)度絞車）→回采工作面。 通風(fēng)系統(tǒng) 地面新鮮風(fēng)流（主斜井、副斜井）→井底車場(chǎng)→膠帶上山→膠帶順槽 →回采工作面 → 軌道順槽 →軌道上山→ 5號(hào)煤層 +1370m水平軌道大巷→ 5號(hào)煤層總回風(fēng)大巷→ 回風(fēng)斜井→ 地面。 排水系統(tǒng) 工作面→ 5號(hào)煤層軌道（膠帶）上山→ 5 號(hào)煤層 +1370m 水平軌道大巷（水溝））→ 5號(hào)煤層井底水倉(cāng)及泵房→副斜井（管道） → 地面礦井水處理站水池。 第三節(jié) 采區(qū)開采順序 一、 煤層開采順序關(guān)系 ： 礦井后期開采的 5號(hào)煤層 首采區(qū)為 514 采區(qū)， 為下山單翼開采 采區(qū) ，首采工作面連續(xù)推進(jìn)至下山保安煤柱后，停采，搬家至下一區(qū)段工作面連續(xù)推回上山保安煤柱。 后期開采的 5號(hào)煤層 設(shè)二個(gè)開采水平，開采水平標(biāo)高為 +1370 m、 +1340 m，煤層按開采水平分層，自上至下分別為 +1370 和 +1340 水平， 2水平 層間距 平均 30m，煤層 采用 分層布置的 開拓 方式 ， 大剝皮式開采。 二、有關(guān)支護(hù)技術(shù)參數(shù)： 工作面 回采方向 采用后退式回采 ，工作面上下平巷的超前支護(hù)。 支護(hù)要求： 上、下平巷超前支護(hù)采用 DZ25 型單體支柱配π型頂梁支護(hù)的方式，兩巷超前 支護(hù)分別距工作面支架尾梁不少于 20m。超前支護(hù)以外的巷道出現(xiàn)變形時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行支護(hù)。 支護(hù)材料及支護(hù)密度： 上、下平巷超前支護(hù)采用 DZ25 系列單體支柱配π型頂梁聯(lián)合支護(hù)；其中上平巷自上出山西煤炭 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 口以外 20m 為一梁三柱，下平巷自下出口至轉(zhuǎn)載機(jī)為一梁三柱。 DZ25 系列單體液壓支柱參數(shù)： 初撐力： 50kN，最大工作阻力： 245kN，支撐高度： ～ 支護(hù)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)： ①支柱走向一條線，偏差不超過177。 100mm。 ②支柱應(yīng)支到實(shí)底，并做到迎山有力 (迎山角度為 20左右 )；單體液壓支柱初撐力不小于 50kN。 ⑧頂粱與頂板鋼帶或鐵物之間要用木板枇墊實(shí)，并保持平直。 ④所有單體液壓支柱手把方向一致，朝向平巷以外。 ⑤兩巷的人行道高度不得低于 ，行人道寬度不得小于 ，單體支柱活柱行程不得小于 200mm。 在兩巷超前支護(hù)之間 (支設(shè)π鋼梁柱檔中 )各支設(shè)兩棵關(guān)門點(diǎn)柱，支柱戴帽，初撐力不低于 50kN。 ⑥兩巷單體支柱均穿鐵鞋 (直徑 320mm 或工字鋼鞋 )支護(hù)。 第四章 采煤工藝及勞動(dòng)組織 第一節(jié) 采煤工藝 一、采煤方法： 礦井無(wú)瓦斯突出現(xiàn)象，屬低瓦斯礦井，煤塵有爆炸性危險(xiǎn)，煤層屬自燃煤層。 根據(jù)礦井地質(zhì)報(bào)告和本礦開 采所揭露煤層的情況來(lái)看，煤層賦存平穩(wěn)，傾角一般為3186?！?22186。，屬水平 傾斜煤層，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、煤層穩(wěn)定可采。 （一）采煤方法的選擇原則 選擇采煤方法及工藝主要考慮了以下原則： 與煤層賦存條件相適應(yīng)，有利于提高工作面單產(chǎn)和礦井的穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)礦井生產(chǎn)的高度集中化，以達(dá)到礦井高產(chǎn)高效的目的。 簡(jiǎn)化采煤工藝，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)，降低巷道掘進(jìn)率。 保證礦井安全生產(chǎn)，有效地防止煤層自然發(fā)火和其它災(zāi)害，為工人創(chuàng)造舒適的井下工作環(huán)境。 山西煤炭 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 提高資源回收率，減少資源損失。 和地方煤礦生產(chǎn)、技術(shù)管理水平相適應(yīng)。 （二）采煤方法及工藝的選擇 采煤方法選擇 由于本礦井煤層埋藏淺、厚度大，地面沒有村莊分布，井下開采條件簡(jiǎn)單，因此 設(shè)計(jì)采用長(zhǎng)壁式采煤方法。 采煤工藝 根據(jù)上述原則及初期 5煤層 514 采