【正文】 ，～。煤層傾角平均12176。煤層大致是南北走向，東西傾向。～。傾角平均在12176。 煤質(zhì)與地質(zhì)情況1）煤層情況根據(jù)礦井地質(zhì)勘探資料，本采區(qū)內(nèi)煤層為黑色塊狀、平坦斷口，亮煤為主、半光亮型，有玻璃光澤，性脆，低硫、發(fā)熱量高的肥煤和焦煤類。%。煤層底板標(biāo)高為150m～350m，～。煤層傾角為12～16176。，平均12176。采區(qū)內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2）水文條件本區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件尚屬簡(jiǎn)單，主要充水因素有：上覆巖層中含水層水，其中KK10砂巖層含水影響較大；大氣降水。預(yù)計(jì)工作面最大涌水量為60m3/h，正常涌水量為30m3/h。3）其它地質(zhì)情況其它地質(zhì)情況見(jiàn)表31。表31 其它地質(zhì)情況表瓦斯～，屬低瓦斯面。煤塵%，火焰長(zhǎng)度為5mm，有煤塵爆炸危險(xiǎn)。二氧化碳～煤的自燃易自燃傾向，但未發(fā)生過(guò)自燃現(xiàn)象。地溫12～16186。C地壓～ MPa普氏硬度煤層直接頂直接底1～2～～4）各煤層頂?shù)装迩闆r(1)9煤層頂、底板①偽頂：無(wú)偽頂。②直接頂板：以深灰色粉砂巖為主，小斷層、節(jié)理十分發(fā)育，比較破碎。北三石門以北相變?yōu)榧?xì)砂巖。③老頂：大部為淺灰色細(xì)－中砂巖，斜層理發(fā)育，中厚－厚層狀，較硬，有時(shí)該層直接覆于煤層之上，采后不易冒落。,炭質(zhì)薄膜，分布穩(wěn)定。④直接底板：大部分區(qū)域?yàn)榉凵皫r，近煤處含大量植物根化石，.,局部缺失。頂部含大量植物根化石。井田中部較厚。⑤間接底板：灰色細(xì)砂巖，微發(fā)褐，成分以石英為主，含少量長(zhǎng)石；堅(jiān)硬，巖性不均勻，多為深灰色粉砂巖和灰色細(xì)砂巖互層的條帶狀結(jié)構(gòu)，平行層理。硅質(zhì)膠結(jié)，堅(jiān)硬，局部相變?yōu)榉凵皫r。⑥開(kāi)采技術(shù)條件：9煤層少量偽頂分布較普遍，在掘進(jìn)和回采過(guò)程中隨煤體一起垮落，使原煤灰分增大。煤層直接頂、底板較為平整，絕大部分范圍的頂板在煤體采出后冒落。在老頂發(fā)育區(qū)，采后不易冒落。(2)12煤層頂、底板①直接頂板：以黑色粉砂巖和泥巖為主，局部為細(xì)砂巖，巖性變化規(guī)律性不明顯，巖性致密均一，中厚層理，沿層理方向常分布著與周圍界線不明顯的褐色菱鐵質(zhì)結(jié)核，炭質(zhì)含量很高，呈腐泥質(zhì)泥巖，褐色條痕，分布比較穩(wěn)定，與老頂之間存在明顯層見(jiàn)滑動(dòng)。南四以南炭質(zhì)成分逐漸減少成致密泥巖。頂部常夾灰色細(xì)砂巖條帶，～。一般無(wú)偽頂。②間接頂板：粉砂巖，,致密，塊狀結(jié)構(gòu)。含結(jié)核，順層呈串珠狀分布③直接底板：南二石門以北較薄，松軟含化石。南二至南五較厚，巖石完整，為灰色塊狀結(jié)構(gòu)。下為12半煤層。南五石門以南12煤與12半煤基本合群。④間接底板：為灰色細(xì)砂巖，成分以石英為主，其次為暗色巖屑，厚層狀，斜層理，有時(shí)呈條帶狀的平行層理。⑤開(kāi)采技術(shù)條件：頂、底板較為平整，僅局部節(jié)理和裂隙發(fā)育，直接底板局部見(jiàn)底鼓現(xiàn)象。 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 采區(qū)數(shù)目及位置根據(jù)礦井開(kāi)拓布置，范各莊井田共劃分為兩個(gè)開(kāi)采水平，其中一水平沿走向上山布置2個(gè)采區(qū)、下山部分布置2個(gè)采區(qū)。二水平沿走向上山部分布置2個(gè)采區(qū)、下山部分布置2個(gè)采區(qū)。礦井首采區(qū)位于井田東北部第一水平上山部分，東以呂范邊界為界，北以呂林邊界為界，西與西翼四采區(qū)相鄰，南以一水平運(yùn)輸大巷與下山部分相望。采區(qū)內(nèi)無(wú)其它地質(zhì)構(gòu)造，開(kāi)采布置簡(jiǎn)單。采區(qū)走向長(zhǎng)3400～3600m，平均3500m，傾斜平均長(zhǎng)850m，采區(qū)垂高180m。 采區(qū)走向長(zhǎng)度的確定，無(wú)較大斷層。煤層厚度及傾角變化不大，因此，采區(qū)的劃分受地質(zhì)條件的限制不大。又由于本礦采用綜合機(jī)械化開(kāi)采，機(jī)械化水平較高，可設(shè)計(jì)一個(gè)采區(qū)滿足礦井產(chǎn)量，故取較長(zhǎng)的采區(qū)走向長(zhǎng)度。本礦采區(qū)走向長(zhǎng)3500m左右，第一水平沿走向上山部分下山部分各布置兩個(gè)采區(qū)。首采走向長(zhǎng)度1724m。 確定區(qū)段和區(qū)段數(shù)目采區(qū)傾斜長(zhǎng)度為690m，區(qū)段平巷可以采用單巷掘進(jìn)，在回采下區(qū)段時(shí)，采用留煤柱護(hù)巷。，區(qū)段煤柱大約為10m。確定工作面長(zhǎng)度：區(qū)段斜長(zhǎng)=工作面長(zhǎng)度+區(qū)段煤柱寬度+區(qū)段進(jìn)回風(fēng)平巷寬度即：L=M+N+2B （31）式中：L—區(qū)段斜長(zhǎng)；N—工作面長(zhǎng)度M—區(qū)段煤柱寬度；B—區(qū)段進(jìn)回風(fēng)平巷寬度為減少搬家的次數(shù)，發(fā)揮綜合機(jī)械化采煤工作面的優(yōu)勢(shì)，確定工作面長(zhǎng)度大約為200m，一個(gè)采區(qū)大約有3個(gè)區(qū)段。 煤柱尺寸的確定采區(qū)內(nèi)的煤柱主要有采區(qū)邊界煤柱、采區(qū)上下山保護(hù)煤柱、區(qū)段煤柱以及水平大巷保護(hù)煤柱。該采區(qū)上部為第四系沖積層含水層，為了防止該含水層對(duì)采區(qū)開(kāi)采造成威脅，留設(shè)垂高為50m的防水煤柱，并可將回風(fēng)石門布置在該防水煤柱的底板巖石中，不必再留設(shè)回風(fēng)井的保護(hù)煤柱。為防止采空區(qū)矸石的冒落，采區(qū)兩邊各留設(shè)10m的采區(qū)邊界煤柱。水平運(yùn)輸大巷布置在煤層底板20～70m下的穩(wěn)定巖石中，考慮跨大巷開(kāi)采，不必留設(shè)大巷保護(hù)煤柱。采區(qū)上山布置在煤層底板巖石中，由于上山使用時(shí)間長(zhǎng)，距煤層距離比較短，上山每側(cè)留設(shè)30m的上山保護(hù)煤柱。采區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)大斷層、大陷落柱等影響回采的復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造，所以采區(qū)內(nèi)不留設(shè)此類煤柱。區(qū)段平巷采用煤柱護(hù)巷的方法，在沿空掘進(jìn)區(qū)段平巷時(shí)，留設(shè)10m寬的煤柱，以利于巷道回風(fēng)和支護(hù)。采區(qū)煤柱留設(shè)方法見(jiàn)表32。表32 采區(qū)煤柱尺寸煤柱上邊界防水煤柱上山保護(hù)煤柱采區(qū)邊界煤柱區(qū)段護(hù)巷煤柱寬度（m）503021010 采區(qū)上山布置由于設(shè)計(jì)考慮采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)方式，因此第一水平東西兩翼的上山要作為第二水平開(kāi)采時(shí)的回風(fēng)巷道，即該采區(qū)上山在礦井開(kāi)采的整個(gè)時(shí)期都要保留。為了減少上山的維護(hù)費(fèi)用，因此將上山布置在9煤層底板巖石中，確定采區(qū)上山的數(shù)目為兩條，即一條運(yùn)輸上山，一條軌道上山。軌道上山布置在距煤層底板20m的巖石中，運(yùn)輸上山距煤層底板15m，兩條上山水平距離為30m。采區(qū)上山布置如圖31所示。 圖31 采區(qū)上山布置圖 區(qū)段平巷的布置區(qū)段平巷布置在煤層中，為達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量，盡量集中生產(chǎn)、區(qū)段依次接替。由于采區(qū)的涌水量不大，煤層賦存穩(wěn)定，而且煤層采用綜合機(jī)械化開(kāi)采，工作面需要等長(zhǎng)布置，因此，區(qū)段平巷采用單巷布置。為了防止掘進(jìn)時(shí)巷道受采空區(qū)矸石竄入的影響，在掘進(jìn)平巷時(shí)留設(shè)10m寬的小煤柱。區(qū)段平巷均采用梯形斷面，錨網(wǎng)支護(hù)。 采區(qū)內(nèi)工作面的接替順序?yàn)榱四軌蛟诓煽諈^(qū)上覆巖層穩(wěn)定后再進(jìn)行沿空掘巷，采區(qū)內(nèi)工作面的接替順序?yàn)樽笥覂梢硖山犹?，區(qū)段接替由上到下依次接替。214365圖32 工作面接替順序 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)煤系統(tǒng)工作面→運(yùn)輸平巷→溜煤眼→運(yùn)輸上山→采區(qū)煤倉(cāng)→運(yùn)輸大巷→井底煤倉(cāng)→主井→地面工業(yè)廣場(chǎng)運(yùn)料系統(tǒng)地面工業(yè)廣場(chǎng)→副井井底車場(chǎng)→運(yùn)輸大巷→采區(qū)下部車場(chǎng)→采區(qū)軌道上山→采區(qū)上部（中部）車場(chǎng)→區(qū)段回風(fēng)平巷→工作面通風(fēng)系統(tǒng)新鮮風(fēng)流：地面工業(yè)廣場(chǎng)→副井井底車場(chǎng)→運(yùn)輸大巷→采區(qū)下部車場(chǎng)→采區(qū)軌道上山→采區(qū)中部車場(chǎng)→區(qū)段運(yùn)輸平巷→工作面污風(fēng)風(fēng)流：工作面→區(qū)段回風(fēng)平巷→運(yùn)輸上山→回風(fēng)石門→風(fēng)井→地面出矸系統(tǒng)掘進(jìn)工作面→回風(fēng)運(yùn)料平巷→采區(qū)中部車場(chǎng)→軌道上山→采區(qū)下部車場(chǎng)→運(yùn)輸大巷→井底車場(chǎng)→副井→地面供電及排水系統(tǒng)供電系統(tǒng)：地面變電所→副井→井下中央變電所→采區(qū)變電所→移動(dòng)變電站→工作面排水系統(tǒng)：工作面（掘進(jìn)頭）→區(qū)段運(yùn)輸平巷→采區(qū)中部車場(chǎng)→軌道上山→采區(qū)下部車場(chǎng)→運(yùn)輸大巷→井底水倉(cāng)→副井→地面如工作面內(nèi)涌出的積水或區(qū)段平巷內(nèi)的積水不能自流到中部車場(chǎng)時(shí)，應(yīng)安設(shè)局部小水泵進(jìn)行抽排。 采區(qū)內(nèi)各種巷道的掘進(jìn)方法采區(qū)內(nèi)巷道采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)，選用AM50型掘進(jìn)機(jī)、SEP160A型轉(zhuǎn)載機(jī)、SGB620/40（SDW40T）型刮板輸送機(jī)。掘進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)載機(jī)接刮板輸送機(jī)和可伸縮膠帶輸送機(jī)。掘進(jìn)通風(fēng)方式為壓入式局扇通風(fēng)。 采區(qū)生產(chǎn)能力1）工作面生產(chǎn)能力本采區(qū)為一個(gè)工作面生產(chǎn)。工作面生產(chǎn)能力按照確定的工作面長(zhǎng)度、選取工作面進(jìn)度及采高，便可算出工作面單產(chǎn)。A=LMRC （32）式中：A—工作面日產(chǎn)量，噸/天L—工作面長(zhǎng)度，200m；—工作面日進(jìn)度，*7=；M—煤層厚度，；R—煤的容重，；C—工作面采出率，（厚煤層不應(yīng)小于93%）則： A=200=(t/d)工作面的年生產(chǎn)能力為：330==（萬(wàn)t/a）2）采區(qū)生產(chǎn)能力 采區(qū)生產(chǎn)能力由公式33計(jì)算：A=∑A (33)式中：AB—采區(qū)生產(chǎn)能力，萬(wàn)t/年；—工作面產(chǎn)量不均衡系數(shù)，由于同采工作面?zhèn)€數(shù)為1個(gè)，故=1；—采區(qū)內(nèi)掘進(jìn)出煤系數(shù)，一般選取5%～10%的工作面生產(chǎn)能力來(lái)估計(jì)掘進(jìn)工作面的生產(chǎn)能力；∑A—采區(qū)內(nèi)同時(shí)回采工作面日產(chǎn)量之和。則： AB=1=442 (萬(wàn)t/a)故采區(qū)生產(chǎn)能力能夠滿足礦井產(chǎn)量要求。 采區(qū)采出率采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量由下式計(jì)算：Q=SMR （34）式中：Q—采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn)t；S—采區(qū)面積，m2；M—煤層厚度，R—煤的容重，；； 則： Q9煤層=23800000 =Q12煤層=23800000 =Q= Q9煤層+ Q12煤層 =采區(qū)煤柱損失為：P=( P1+ P2+ P3+ P4+ P5) （+） P1=110010—為采區(qū)邊界煤柱損失；P2=1380302—采區(qū)上下山保護(hù)煤柱損失；P3=138020—采區(qū)上下山間距煤柱損失；P4=138050—井田邊界煤柱損失；P5=1023500—區(qū)段護(hù)巷煤柱損失。P=注：該煤柱損失不包括防水煤柱。首區(qū)采出率由下公式計(jì)算得出： 采區(qū)開(kāi)采過(guò)程中的煤柱損失主要有：工作面的采出率為95%，落煤損失為5%。 采區(qū)車場(chǎng)選型1）采區(qū)上部車場(chǎng)選型由于該采區(qū)煤層傾角為12176。，為緩傾斜煤層，絞車房總回風(fēng)石門的距離較近，故采區(qū)上部車場(chǎng)采用順向平車場(chǎng)。其優(yōu)點(diǎn)是車輛運(yùn)行順當(dāng)，調(diào)車方便，通過(guò)能力大；缺點(diǎn)是車場(chǎng)巷道斷面大，不宜維護(hù)。軌道上山以水平的巷道與區(qū)段回風(fēng)平巷相聯(lián)，絞車房布置與回風(fēng)巷同一水平的巖石中，采區(qū)上部車場(chǎng)如圖33所示。圖33 采區(qū)上部車場(chǎng)2）采區(qū)中部車場(chǎng)選型本采區(qū)生產(chǎn)能力大，煤層傾角12176。左右，軌道上山布置在距煤層底板20m的巖石中，故選用中部車場(chǎng)的形式為雙道起坡不設(shè)高低道甩入石門的中部車場(chǎng)，其斜面線采用一次回轉(zhuǎn)方式。該車場(chǎng)特點(diǎn)是提升牽引角小，鋼絲繩磨損小，操作方便，斜面線路短，有利于減少提升時(shí)間，但交叉點(diǎn)長(zhǎng)，對(duì)開(kāi)掘維護(hù)不利。采區(qū)中部車場(chǎng)如圖34所示。圖34 采區(qū)中部車場(chǎng)3）采區(qū)下部車場(chǎng)選型由于煤層傾角為12176。，起坡點(diǎn)落在大巷的頂板，且頂板圍巖條件比較好，因此選用大巷裝車底板繞道式下部車場(chǎng)，其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)車方便，線路方便，線路布置緊湊，工程量小。但繞道維護(hù)量大，影響大巷通過(guò)能力。采區(qū)下部車場(chǎng)如圖35所示。 圖35 采區(qū)下部車場(chǎng) 采區(qū)主要硐室1）采區(qū)煤倉(cāng)采區(qū)煤倉(cāng)容量目前為50～500t，煤倉(cāng)容量與采區(qū)生產(chǎn)能力的關(guān)系參考下表：表33 煤倉(cāng)容量與采區(qū)生產(chǎn)能力關(guān)系采區(qū)生產(chǎn)能力（萬(wàn)t/a）3030～4545～6060～100100及以上采區(qū)煤倉(cāng)容量(t)50～100100～150150～250250～500500以上各種形式的煤倉(cāng)中以圓形斷面的煤倉(cāng)利用率最高，不易形成死角，便于維護(hù)，施工方便。結(jié)合本采區(qū)煤層底板巖性綜合考慮，本采區(qū)采用圓形斷面煤倉(cāng)。圓形斷面直徑一般取2～6m，以4～6m為佳，又因?yàn)槊簜}(cāng)過(guò)高，易使煤壓實(shí)而起拱，引起堵塞，一般不宜超過(guò)30m，以20m左右為好。但由于本采區(qū)生產(chǎn)能力比較大，尺寸為圓形斷面直徑5m，煤倉(cāng)高度26m，凈斷面19m2。凈斷面煤倉(cāng)利用率η=H/D=26/5=即煤倉(cāng)選型合理2）采區(qū)絞車房采區(qū)絞車房應(yīng)布置在圍巖穩(wěn)定無(wú)淋水、地壓小、易維護(hù)的地點(diǎn)。應(yīng)避開(kāi)較大的地質(zhì)構(gòu)造、含水層、并不受開(kāi)采影響。本采區(qū)上部為順向平車場(chǎng)，軌道上山以水平的巷道與區(qū)段回風(fēng)平巷相連，絞車房布置在與回風(fēng)巷同在一個(gè)水平的巖石中。所選用的絞車為JKY2/。設(shè)計(jì)絞車房有兩個(gè)出口，一是鋼絲繩通道，二是通風(fēng)巷道，硐室斷面為半圓拱型，高度為3900mm，用錨噴支護(hù)。3）采區(qū)變電所采區(qū)變電所應(yīng)布置在圍巖穩(wěn)定、地壓小、無(wú)淋水、通風(fēng)條件良好且采區(qū)用電負(fù)荷處。所以本采區(qū)變電所設(shè)在采區(qū)中心地區(qū)，即第三與第四區(qū)段中央，呈“一”型布置，采用錨噴支護(hù)。該變電所服務(wù)整個(gè)采區(qū)。 采煤方法 采煤工藝方式1）采煤工藝的確定根據(jù)礦井地質(zhì)勘探資料，本采區(qū)內(nèi)煤層為黑色塊狀、平坦斷口，亮煤為主、半光亮型，有玻璃光澤，性脆，低硫、發(fā)熱量高的肥煤和焦煤類。%。煤層底板標(biāo)高為－150～－350m。煤層傾角為12176?！?6176。，平均為12176。采區(qū)內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。因此采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤法，采用全部垮落法管理頂板。煤層有自然發(fā)火傾向，煤塵具有爆炸性，～，屬低瓦斯礦井。采區(qū)只有9和12煤層具有開(kāi)采價(jià)值，本設(shè)計(jì)只對(duì)9煤進(jìn)行設(shè)計(jì)。9。煤層傾角為12176。左右，不存在支架倒滑問(wèn)題。頂板為粉砂巖和中砂巖，煤層