【正文】 圖49）均布置于煤層之中，為便于維護(hù)，并根據(jù)現(xiàn)場使用情況，決定其斷面均采用半圓拱型。各主要開拓巷道的斷面尺寸，均按運(yùn)輸設(shè)備的外形尺寸以及《規(guī)程》第19條，第20條有關(guān)安全間隙的要求而確定其斷面尺寸，并按通風(fēng)要求驗(yàn)算其風(fēng)速，驗(yàn)算結(jié)果見第九章。 巷道支護(hù)根據(jù)本礦井的設(shè)計(jì)的地質(zhì)條件和煤層埋藏特點(diǎn)，經(jīng)過開拓方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，將膠帶輸送機(jī)大巷和輔助運(yùn)輸大巷都布置在煤層中。膠帶輸送機(jī)大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸。主要大巷（膠帶輸送機(jī)大巷和輔助運(yùn)輸大巷）均采取錨噴，其支護(hù)效果好，經(jīng)濟(jì)效益可觀。圖42 主井井筒斷面圖圖43 副井井筒斷面圖圖44 中央風(fēng)井井筒斷面圖圖45 東風(fēng)井井筒斷面圖圖46 西風(fēng)井井筒斷面圖圖48 運(yùn)輸大巷巷道斷面圖 圖49 軌道大巷巷道斷面圖5 準(zhǔn)備方式——帶區(qū)巷道布置 煤層的地質(zhì)特征 首采帶區(qū)煤層特征本首采帶區(qū)所采為二2煤層，其煤層特征如表51。表51 二2煤層特征表煤層名稱煤厚/m平均傾角/ 186。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性容重/tm3普氏硬度/f牌號二2單一穩(wěn)定.本首采帶區(qū)煤層瓦斯含量較低，主要涌出氣體為CH4，另有少量CO2，；煤塵無爆炸性危險(xiǎn)；煤無自燃發(fā)火傾向。地溫29～30℃。 地質(zhì)構(gòu)造該首采帶區(qū)為背斜構(gòu)造的一翼，淺部傾角較小，平均為8 186。；深部傾角偏大， 186。走向有一定的變化。 頂?shù)装逄卣鞫?煤層頂?shù)装鍘r性特征見表52。表52 二2煤層頂?shù)装鍘r性特征表偽 頂直接頂老頂直接底老底巖性泥巖粉砂巖細(xì)砂巖粉砂巖細(xì)砂巖厚度/m普氏硬度/f 水文地質(zhì)本首采帶區(qū)水文地質(zhì)條件屬簡單型，該首采帶區(qū)上部為井田邊界留設(shè)高度為25m的邊界煤柱，預(yù)計(jì)不會(huì)對首采帶區(qū)開采造成突水威脅。除此之外，煤系地層砂巖裂隙含水層是首采帶區(qū)的主要充水水源。由于砂巖裂隙發(fā)育不均，一般富水性弱，只在局部相對較強(qiáng)，以靜儲(chǔ)量為主，補(bǔ)給源不足，在開采時(shí)可能表現(xiàn)為少量突水、淋水、滴水。地質(zhì)報(bào)告提供首采帶區(qū)內(nèi)正常涌水量為3m3/min， m3/min，涌水量不大。 地表情況本首采帶區(qū)地表為農(nóng)田、小水溝，無大的地表水系和水體。 首采帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 帶區(qū)位置及范圍首采帶區(qū)位于井田東部第一水平，北以保護(hù)煤柱為界，西以工業(yè)廣場保護(hù)煤柱為界，南部為一水平運(yùn)輸大巷，東鄰第二帶區(qū)。該帶區(qū)東西走向平均長約1315m，南北傾向平均長約1634m，首采帶區(qū)垂高約為160m。 采煤方法及工作面長度的確定，176。，屬近水平煤層。由于煤層較厚，采用綜采一次采全高采煤法。根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定：綜采面長度一般不小于150m。但結(jié)合本礦井的實(shí)際情況，帶區(qū)工作面的長度為210m可以滿足產(chǎn)量的要求，確定帶區(qū)工作面的長度為210m。 確定帶區(qū)各種巷道的尺寸、支護(hù)方式及通風(fēng)方式（1）尺寸分帶巷道的尺寸應(yīng)能滿足綜放工作面運(yùn)煤、輔助運(yùn)輸和通風(fēng)的需要，由此確定分帶回風(fēng)巷的尺寸（寬高）為3300mm3000mm，分帶運(yùn)輸巷的尺寸為3200mm3000mm。（2）支護(hù)方式采用錨網(wǎng)支護(hù)，錨索補(bǔ)強(qiáng)，這種支護(hù)方式經(jīng)濟(jì)效益好，且掘進(jìn)速度快。（3）掘進(jìn)通風(fēng)采用壓入式局扇進(jìn)行通風(fēng)，局扇應(yīng)在新鮮風(fēng)流處。為了防止回風(fēng)短路，在兩分帶巷道設(shè)置風(fēng)門，具體位置見帶區(qū)巷道布置平面圖。 煤柱尺寸的確定帶區(qū)內(nèi)的煤柱主要是帶區(qū)邊界煤柱、分帶之間保護(hù)煤柱、集中巷保護(hù)煤柱。井田一水平內(nèi)布置兩個(gè)帶區(qū)，帶區(qū)兩邊各留設(shè)4m帶區(qū)邊界煤柱。水平運(yùn)輸大巷和軌道大巷布置在煤層中，水平間距30m，外側(cè)各留設(shè)20m保護(hù)煤柱。帶區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造情況簡單，無大斷層、大褶皺、陷落柱及其它影響回采的復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造。各分帶巷道采用留小煤柱沿空掘巷的方法，在沿空掘進(jìn)區(qū)段回風(fēng)小平巷時(shí)，以利于巷道回風(fēng)和支護(hù)。表53 帶區(qū)煤柱尺寸上邊界防水煤柱帶區(qū)邊界煤柱分帶護(hù)巷煤柱寬度/m2010 帶區(qū)巷道的聯(lián)絡(luò)方式由于礦井采用分區(qū)對角式通風(fēng)，副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)。開拓巷道布置兩條大巷，一條運(yùn)煤和回風(fēng)，另一條輔助運(yùn)輸和進(jìn)風(fēng)行人，通過帶區(qū)下部車場和帶區(qū)集中巷相連接。在帶區(qū)內(nèi)部，各個(gè)分帶共用一個(gè)帶區(qū)煤倉和下部車場。具體布置見帶區(qū)巷道布置圖。 帶區(qū)接替順序由于采空區(qū)上覆巖層尚未跨落穩(wěn)定之前不能進(jìn)行沿空掘巷，因此工作面接替要采用跳采方式。在保證一個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)的同時(shí)，注意另一分帶的準(zhǔn)備，保證工作面的正常接替。分帶接替順序見表54。表54 分帶接替順序142536 帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)帶區(qū)內(nèi)的開采采用后退式開采（面向集中大巷），通風(fēng)方式采用U型通風(fēng)方式。這種通風(fēng)方式有風(fēng)流系統(tǒng)簡單，漏風(fēng)小的優(yōu)點(diǎn)。風(fēng)流線路為：副井→井底車場→軌道大巷→行人運(yùn)料進(jìn)風(fēng)斜巷→帶區(qū)運(yùn)料平巷→分帶運(yùn)料斜巷→工作面→分帶運(yùn)煤斜巷→帶區(qū)運(yùn)煤平巷→回風(fēng)斜巷→運(yùn)輸大巷→風(fēng)井。運(yùn)煤系統(tǒng)為：工作面→分帶運(yùn)輸巷→帶區(qū)運(yùn)煤平巷→帶區(qū)煤倉→運(yùn)輸大巷→井底煤倉→主井。運(yùn)料系統(tǒng)為：副井→井底車場→軌道大巷→行人運(yùn)料進(jìn)風(fēng)斜巷→帶區(qū)運(yùn)料平巷→分帶運(yùn)料斜巷→工作面。運(yùn)矸系統(tǒng)為：工作面→分帶運(yùn)料斜巷→帶區(qū)運(yùn)料平巷→行人運(yùn)料進(jìn)風(fēng)斜巷→軌道大巷→井底車場→副井。供電、排水系統(tǒng)為：地面變電站→副井→井下中央變電所→帶區(qū)變電所→移動(dòng)變電站→工作面。排水：分帶運(yùn)輸巷→帶區(qū)軌道集中巷→帶區(qū)下部車場→運(yùn)輸大巷→井底車場→中央水泵房→副井→地面。 帶區(qū)內(nèi)各種巷道的掘進(jìn)方法帶區(qū)內(nèi)巷道采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)，選用AM—50型掘進(jìn)機(jī)，SEP—160A轉(zhuǎn)載機(jī)，SGB—620/40（SGW—40T）型刮板運(yùn)輸機(jī)，SSJ650/222（SJ—44）型可伸縮帶式輸送機(jī)，JBT—52—2局部扇風(fēng)機(jī)。掘進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)載機(jī)接刮板運(yùn)輸機(jī)和可伸縮膠帶輸送機(jī)。掘進(jìn)機(jī)前進(jìn)時(shí)，延長刮板運(yùn)輸機(jī)，當(dāng)延長到刮板運(yùn)輸機(jī)長度時(shí)，拆除刮板運(yùn)輸機(jī)中部槽，將其縮到25～50m，并將可伸縮帶式輸送機(jī)延深50～75m。掘進(jìn)通風(fēng)方式為壓入式局扇通風(fēng)。 帶區(qū)生產(chǎn)能力本礦井初期采用一個(gè)工作面回采。工作面工作制度采用“三八”工作制，即兩班采煤，一班檢修。雙向割煤，往返一次割兩刀，，每班兩個(gè)循環(huán)。1）工作面的生產(chǎn)能力A0=LV0MγC0 (51)式中：L—工作面長度，m； M—煤層厚度，m； V0—工作面年推進(jìn)長度，m/a；由后面章節(jié)可得：V0=3308＝2112 m/a； γ—煤層容重，t／m3； C0—工作面回采率，取c＝。則：A0=2102112=104 t/a。2）帶區(qū)生產(chǎn)能力 (52)式中：AB——帶區(qū)生產(chǎn)能力；k1——帶區(qū)掘進(jìn)出煤系數(shù)，；k2——工作面之間出煤影響系數(shù)，由于同采的工作面?zhèn)€數(shù)為1，故k2取1；A0i——工作面生產(chǎn)能力。則：AB=1=104 t/a240104 t/a。故帶區(qū)將能滿足礦井產(chǎn)量要求。3）帶區(qū)采出率 首采帶區(qū)工作面平均推進(jìn)長度1560m，分帶巷道為沿空掘巷，停采線距離運(yùn)輸集中巷15m。兩條集中巷間距8m，軌道集中巷距運(yùn)輸大巷10m。帶區(qū)實(shí)際出煤量：15602106= 10456992 t計(jì)算帶區(qū)煤柱損失時(shí)，要考慮集中巷之間聯(lián)絡(luò)巷出煤和軌道大巷原有煤柱寬度。帶區(qū)煤柱損失：15605+107013－87=帶區(qū)回采率：(+)=%75%符合規(guī)范要求。 帶區(qū)車場選型設(shè)計(jì) 確定帶區(qū)車場形式176。，為近水平煤層。帶區(qū)車場一般由裝煤車場和輔助提升車場組合而成。本設(shè)計(jì)帶區(qū)車場的裝煤車場采用大巷裝車式車場，輔助提升車場采用底板繞道式車場。帶區(qū)車場見圖51。工作面生產(chǎn)的煤由分帶運(yùn)輸巷到帶區(qū)煤倉后，直接在運(yùn)輸大巷裝車，經(jīng)皮帶輸送機(jī)送至井底煤倉。底板繞道式井底車場先由軌道大巷做一段平的斜巷，然后用15176。的斜巷向上，直到與軌道集中巷同一標(biāo)高，然后再通過一段平巷與軌道集中巷相接。車場采用絞車提升。絞車房獨(dú)立通風(fēng)，從絞車房打一條斜巷與運(yùn)輸大巷直接相連，為避免通風(fēng)短路，在絞車房的回風(fēng)斜巷上打一個(gè)風(fēng)窗，調(diào)節(jié)風(fēng)量，滿足絞車房的通風(fēng)要求即可。 帶區(qū)主要硐室布置1）帶區(qū)煤倉根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)指南》第742頁關(guān)于采/帶區(qū)煤倉容量的計(jì)算，可以按照工作面半小時(shí)的最大產(chǎn)量來確定。帶區(qū)煤倉采用垂直煤倉，斷面為圓形。用混凝土砌碹支護(hù)，壁厚300mm，其容量為Q=Q0+LMBγC0 (53)式中： Q——煤倉容量，t；Q0——防空倉漏風(fēng)留煤量，取10t；L——割煤機(jī)半小時(shí)運(yùn)行距離，120m；（按采煤機(jī)最大割煤速度4m/min計(jì)算）M——煤層厚度，；B——進(jìn)刀深度，；γ——煤的容重，；C0——工作面的采出率。Q=10+120=煤倉的斷面半徑：R＝sqrt（）=。所以煤倉斷面直徑取5m，煤倉高度15m。圖51 帶區(qū)下部輔助運(yùn)輸車場1. . 帶區(qū)煤倉4. 行人運(yùn)料進(jìn)風(fēng)斜巷5. 絞車房6. 帶區(qū)運(yùn)輸集中巷7. 帶區(qū)軌道集中巷8. 回風(fēng)斜巷2）絞車房絞車房布置在煤層頂板，絞車房要有專門的回風(fēng)斜巷。3）帶區(qū)變電所帶區(qū)變電所應(yīng)設(shè)在帶區(qū)用電負(fù)荷集中的地方，故放在兩條大巷之間。高壓電氣設(shè)備與低壓設(shè)備應(yīng)分別在一側(cè)布置，；高度根據(jù)行人的高度和吊掛電燈的高度確定，故硐室高度取3m。硐室斷面形狀為半圓拱，采用不可燃材料支護(hù)和錨噴支護(hù)。硐室與通道相連處，設(shè)有向外的防火柵欄兩用門。6 采煤方法 采煤工藝方式 帶區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件帶區(qū)所采煤層為二2煤層， 186。，近水平煤層，結(jié)構(gòu)單一，賦存穩(wěn)定。帶區(qū)內(nèi)無大斷層影響。，／m3。煤層直接頂為粉砂巖，厚度4～11m；老頂為中砂巖，厚度2～5m；直接底為粉砂質(zhì)泥巖，；老底為細(xì)砂巖。，煤無自燃傾向性，煤塵無爆炸性。正常用水量為120m3/h，最大用水量為180m3/h。本首采帶區(qū)可采煤層的特征見表61所示。表61 可采煤層特征表煤層名稱二2煤層厚度m傾角176?！€(wěn)定性穩(wěn)定硬度f煤層牌號.直接頂巖性粉砂巖厚度m老頂巖性細(xì)砂巖厚度m 采煤工藝方式的確定根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，采煤方法及工藝的選擇，應(yīng)符合下列規(guī)定：1）選擇采煤方法，應(yīng)根據(jù)地址條件、煤層賦存條件、開采技術(shù)條件、地面保護(hù)要求、設(shè)備狀況及其發(fā)展趨勢等因素，以安全、高率、低成本、高回收率為目的，經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定；2）大型礦井應(yīng)以綜合機(jī)械化采煤為主，條件適宜的中型礦井，也宜采用綜采工藝；3），條件適宜，應(yīng)采用先進(jìn)成套綜采設(shè)備，設(shè)計(jì)高產(chǎn)高效采煤工作面。二2煤條件較好，適合綜合機(jī)械化一次采全高開采，采煤方法為長壁采煤法。全部垮落法管理頂板。 回采工作面長度的確定影響工作面長度的因素：1）地質(zhì)因素煤層地質(zhì)條件是影響工作面長度的主要因素之一。凡在工作面長度方向有較大的地質(zhì)變化（如斷層、褶曲、煤層厚度、傾角等），應(yīng)以此為界限劃分工作面。高瓦斯礦井，通風(fēng)能力則是限制工作面長度的主要因素。2）技術(shù)因素當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件一定時(shí)，工作面設(shè)備是影響長度的主要因素。工作面長度要與刮板輸送機(jī)長度、采煤機(jī)能力相適應(yīng)。目前，國產(chǎn)刮板輸送機(jī)的尺度一般在200m左右，但隨著礦井生產(chǎn)能力，綜合技術(shù)水平提高，刮板輸送機(jī)長度也有增長的趨勢，而且大多廠家，提供特殊長度定制的刮板輸送機(jī)。3）經(jīng)濟(jì)因素從經(jīng)濟(jì)角度考慮，工作面存在一個(gè)產(chǎn)量和效率最高，效益最好的長度。根據(jù)工作面產(chǎn)量和長度的關(guān)系應(yīng)用數(shù)學(xué)分析法，給出經(jīng)濟(jì)上的最佳長度。由公式 Qr = AL∕（L+B） (61)P = Qr ∕（e+f） (62)式中 A — 常量； L — 工作面長度，m；B — 循環(huán)進(jìn)尺，m；Qr — 工作面日產(chǎn)量，t；e — 隨工作面變化的人數(shù)，個(gè)；f — 與工作面無關(guān)的固定人數(shù)，個(gè)；P — 工作面效率。式（6–1）和式（6–2）表示的曲線是Qr，P隨L的增加而增加，達(dá)到一定值后，L增加Qr、P值又會(huì)減小。由此可以確定經(jīng)濟(jì)上最佳的工作面長度。綜合機(jī)械化采煤工作面長度，一般為150～220 m，如開采條件許可工作面長度可達(dá)250～300m，每個(gè)工作面長度盡可能保持一致。根據(jù)城郊礦的生產(chǎn)實(shí)際情況和地質(zhì)狀況，確定首采帶區(qū)走向長度為1315m，可劃分6個(gè)條帶，每個(gè)條帶長度為222m。工作面長度為210m。 工作面的推進(jìn)方向和推進(jìn)度工作面推進(jìn)方向有前進(jìn)式，后退式、往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式等四種，它們的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)見表62。表62 工作面推進(jìn)方向適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)項(xiàng)目適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)前進(jìn)式減少了平巷掘進(jìn)的工程量，提高了采出率，但在采空區(qū)維護(hù)巷道較為困難，技術(shù)復(fù)雜，維護(hù)費(fèi)用高，且工作面漏風(fēng)大。后退式后退式初期需要掘進(jìn)較長距離的工作面巷道，但在生產(chǎn)過程中，工作面巷道維護(hù)量小，隨采隨放，漏風(fēng)小，也比較安全。往復(fù)式縮短了設(shè)備搬運(yùn)的距離，接省搬運(yùn)時(shí)間，但對于煤層厚度大、煤質(zhì)松軟、難支護(hù)的大斷面平巷，維護(hù)費(fèi)用小。旋轉(zhuǎn)式可以實(shí)現(xiàn)工作面不搬遷而連續(xù)回采。旋轉(zhuǎn)