【導(dǎo)讀】期間學(xué)習(xí)的理論知識，對其礦井進行的初步設(shè)計。設(shè)計的井田面積為平方。公里，礦井年產(chǎn)45萬噸，井田內(nèi)賦存穩(wěn)定可采煤層為15#煤層，傾角8-12度，單，礦井水文地質(zhì)類型為中等。和制約關(guān)系進行了有關(guān)說明。在設(shè)計過程中，盡量利用原有設(shè)備和采用先進的

　　

【正文】 520m，裝備絞車，擔(dān)負下放材料、設(shè)備、人員等輔助任務(wù)，兼做礦井進風(fēng)井和安全出口。 回風(fēng)立井： 井筒凈 直徑 ， 垂深 117m，凈斷面為 ， 井口裝備兩臺軸流式對旋主通風(fēng)機，一用一備擔(dān)負全礦井的回風(fēng)任務(wù)，井筒內(nèi)設(shè)封閉梯子間兼作礦井的一個安全出口。 2. 水平劃分 全井田設(shè)一個開采水平， 15 號煤的水平標(biāo)高為 +1000m。 3. 大巷 第一章 礦井概況及地質(zhì)特征 15 由主斜井、副斜井井筒底部向西南方向引二條平行巷道，分別為膠帶大巷、軌道大巷，其間距 30m，與之平行 30m 布置一條回風(fēng)巷為總回風(fēng)大巷；三條大巷延伸到井田邊界后，沿井田邊界的方向向西繼續(xù)掘進至斷層煤柱處。 膠帶大巷、軌道大巷沿 15 號煤層底板布置，回風(fēng)大巷 沿 15 號煤層頂板布置。 4. 通風(fēng) 礦井通風(fēng)方式為中央并列式，主斜井、副斜井進風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)。 5. 采區(qū)劃分 本礦井井田內(nèi)布置的三條大巷將全井田劃分為兩個采區(qū)。 6. 采區(qū)接替 采區(qū)接替采用順序接替，先一采區(qū)后二采區(qū)的開采順序。 第一章 礦井概況及地質(zhì)特征 16 第二章 采區(qū)地質(zhì)特征 17 第二章 采區(qū)地質(zhì)特征 采區(qū)范圍 采區(qū)位置 一采區(qū)設(shè)在整個井田的西南部，三條大巷的北面，南北走向長約 700 米，東西傾斜長 1200 米 ，面積約 840000 平方米。 采區(qū)鄰近情況 在該采區(qū)的南面鄰顯王煤業(yè)礦井邊界，西面公共煤區(qū)，北面是該礦整合前的舊采空區(qū)，在該采區(qū)的東部是接替采區(qū)的二采區(qū)。 采區(qū)地質(zhì)情況 采區(qū)地形地勢 采區(qū)地形與礦井整體地形基本相同，東西走向，南北傾斜的單斜構(gòu)造，地層傾角平緩，一般 4176?！?8176。 采區(qū)內(nèi)煤層賦存特征 15 號煤層是穩(wěn)定可采煤層，煤層厚度 ，平均 ，含夾矸 05層。 頂板巖石性質(zhì) 15 號煤層頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粗、細砂巖 ，底板為砂質(zhì)泥巖、泥巖、粗砂巖。 老頂為一堅硬、厚層狀、深灰色的石灰?guī)r（ K2），厚 —，平均厚，裂隙較發(fā)育。根據(jù)本次收集到的西南部鄰近的東莊井田內(nèi) ZK5 ZK71的頂板物理力學(xué)性質(zhì)成果，干燥狀態(tài)下抗壓強度 ，抗拉強度 ，第二章 采區(qū)地質(zhì)特征 18 內(nèi)摩擦角 40176。29′，凝聚力系數(shù) ；飽和狀態(tài)下抗壓強度 ，為堅硬巖層。 直接頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粗、細砂巖，裂隙不甚發(fā)育，一般厚 。根據(jù)本次收集到西南部鄰近的東莊井田內(nèi) ZK5 ZK71 的頂板物理力學(xué)性質(zhì)成果，干燥狀態(tài)下抗壓強度 ，抗拉強度 ，內(nèi)摩擦角 35176。24′，凝聚力系數(shù) ；飽和狀態(tài)下抗壓強度 ，為軟弱～半堅硬巖層。 水文地質(zhì)條件和其它開采技術(shù)條件 15 號煤層的礦井水文地質(zhì)條件，井田內(nèi)各含水層富水性較差， 15 煤層在西南角局部為帶壓開采，經(jīng)計算其突水系數(shù)小于受構(gòu)造破壞塊段臨界突水系數(shù)，奧灰水突水可能性小，井田內(nèi) 15 號煤層中存在大面積的采空區(qū)，煤層開采面 臨采空區(qū)積水威脅； K2K 4等灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育，不排除局部 K2K 4 等灰?guī)r巖溶裂隙發(fā) 育，局部富水性大，對 15 號煤層開采造成突水影響。另外開采 15 號時由于各可采煤層間導(dǎo)水裂隙帶的傳遞作用可溝通其與上部各可采煤層積水采空區(qū)的水力聯(lián)系，可導(dǎo)致上部采空積水涌入其巷道內(nèi)，對生產(chǎn)、開采造成威脅。本井田 15 號煤層水文地質(zhì)類型為中等。 根據(jù)區(qū)內(nèi)各礦的瓦斯等級鑒定結(jié)果及勘探瓦斯資料，該井田 15 號煤層屬低瓦斯礦井，具有煤塵爆炸性、屬容易自燃煤層。 采區(qū)儲量和生產(chǎn)能力 采區(qū)煤柱尺寸 首采區(qū)三條大巷分別為軌道大巷、膠帶大巷、回風(fēng)大巷，三條大巷間距為 30m。工作面布置長度 120m，順槽長 度 600m，工作面間距 20m。 儲量情況 一采區(qū)東西走向長約 1200 米，南北傾斜長 700 米，面積約 840000 平方米，煤層厚度 ，地質(zhì)儲量約 萬噸，可采儲量 約萬噸。 生產(chǎn)能力與服務(wù)年限 按工作面生產(chǎn)能力計算，在一采區(qū)布置 1 個綜采放頂煤工作面，工作面生產(chǎn)能力按下式計算： 第二章 采區(qū)地質(zhì)特征 19 A=M１ . +M２ . 式中： A——采煤工作面年產(chǎn)量， t/a； M１ ——工作面采煤高度， ； M２ ——工作面放煤高度， ； l——采煤工作面長度， 120m； a——采煤工作面?zhèn)€數(shù)； 6 L采煤長度， 600； r——煤的容重， ； C１ ——工作面采煤回采率，取 ； C２ ——工作面放煤回采率，取 。 則： A=1206006+1206006 = 掘進煤量按回采煤量的 5%計算，則該采區(qū)總產(chǎn)量為 （ 1+5%）= 服務(wù)年限 根據(jù)礦井生產(chǎn)能力 45 萬噸 /年，則服務(wù)年限為 247。450000＝ 年。 第三章 采煤方法與采區(qū)巷道布置 20 第三章 采煤方法及采區(qū)巷道布置 采煤方法的選擇 15 號煤層：位于太原組下部，上距 14 號煤層 ，平均，煤層厚度 —，平均 。 15 號煤層一般含 0—5 層泥巖及炭質(zhì)泥巖夾矸，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，煤層頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粗、細砂巖，底板為砂質(zhì)泥巖、泥巖、粗砂巖。該煤層僅在井田西南部尚未開采，其余地段均已形成大面積采空。 合理的采煤方法是建設(shè)高產(chǎn)高效礦井的關(guān)鍵。影響采煤方法的因素很多，概括起來主要有地質(zhì)構(gòu)造、 煤層埋深、煤層賦存狀況、煤層厚度及硬度、煤層結(jié)構(gòu)、頂、底板條件、煤質(zhì)條件及礦井生產(chǎn)能力等。依據(jù)本礦井煤層賦存條件和開采技術(shù)條件，選擇采煤方法時，主要考慮了以下原則： （ 1） 適應(yīng)煤層地質(zhì)和開采條件，提高工作面單產(chǎn)，保證礦井合理集中生產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)。 （ 2） 簡化采煤工藝，減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)，節(jié)省巷道和設(shè)備，降低掘進率，盡量不掘或少掘巖石巷道。 （ 3） 可靠地保證礦井安全生產(chǎn)。 （ 4） 提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，節(jié)約開采成本。 （ 5） 提高資源回收率。 本礦井批準(zhǔn)生產(chǎn)能力為 450kt/a。結(jié)合國內(nèi)外采煤技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，綜合考慮各影響因 素，設(shè)計認為礦井可供選擇的采煤方法有以下幾種：一是 長壁綜采放頂煤采煤法 ；二是人工假頂分層綜采；三是綜采一次采全高。 人工假頂分層綜采采煤法以前在我國大中型礦井也普遍采用，隨著采煤支護設(shè)備的不斷發(fā)展，大中型礦井分層開采的應(yīng)用正在逐漸減少，正在被 放頂煤 或一次采全高 采煤法 取而代之，其缺點是生產(chǎn)能力有限，分層開采頂班不易管理，生產(chǎn)能力較小，安全程度相對要低。 綜采一次采全高采煤法目前在我國大中型礦井厚煤層開采普遍采用，其優(yōu)點是技術(shù)成熟、生產(chǎn)能力大、安全程度高；其缺點是一次性投資大，比較適合于大中型礦井。 根據(jù)本井田 內(nèi) 15 號煤層埋藏深度、煤層賦存狀況、煤層厚度及煤層頂?shù)椎谌? 采煤方法與采區(qū)巷道布置 21 板特性等條件，為節(jié)省投資，并充分考慮了企業(yè)的實際需要，設(shè)計推薦 綜采放頂煤采煤法 ，全部垮落法管理頂板。此采煤方法在國營地方煤礦較普遍采用，比較適合鄉(xiāng)鎮(zhèn)中小型煤礦進行采煤方法的改革選用，可以在保證滿足450kt/a 的設(shè)計生產(chǎn)能力的同時，使礦井取得最佳經(jīng)濟效益。 回采工作面采高 ，放煤平均高度為 ，采放比為 1： 。 位于井田西部有一落差為 120m 的大斷層，當(dāng)開采到該區(qū)域時，大巷沿 16176。掘進斜巷，進入該區(qū)域?qū)⒃搮^(qū)域的剩余資源回收。 礦壓觀測情況 礦井現(xiàn)有的礦壓觀測情況： 0—60MPa 的氣體彈簧式壓力表直接顯示液壓支架立柱內(nèi)壓； 。沿工作面內(nèi)設(shè)上、中、下三個測站。上、下測站各設(shè)一條測線，中部測站設(shè)二條測線。 礦壓觀測內(nèi)容 1. 支架支護阻力監(jiān)測定 （ 1） 觀測目的：主要了解工作面頂板運動規(guī)律及項板對支架產(chǎn)生的壓力特征，由此可確定頂板初次來壓和周期來壓強度，掌握綜放工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律。根據(jù)礦井現(xiàn)采綜采工作面的礦壓觀測結(jié)果，預(yù)測工作面的來壓步距為 15—20 米 。工作面測站布置同現(xiàn)采工作面，布置三個站四條測線。 （ 2） 觀測內(nèi)容：支架受力，主要前后及前梁受力測定，包括測定受力時間和工序。 （ 3） 工作面支護質(zhì)量監(jiān)測：工作面每 10 組支架配備壓力表，對液壓支架初撐力、工作阻力進行監(jiān)測確保工作面支護質(zhì)量，準(zhǔn)確及時地預(yù)報工作面頂板來壓，保證安全生產(chǎn)。 2. 統(tǒng)計觀測 在工作面及兩端頭處進行頂板穩(wěn)定性統(tǒng)計，每班統(tǒng)計一次，統(tǒng)計內(nèi)容有支架接頂，片幫深度，端面頂面冒落情況，頂煤及頂板垮落情況。 3. 巷道測區(qū)觀測 第三章 采煤方法與采區(qū)巷道布置 22 觀測目的：掌握工作面在初采期間，巷道壓力變化情況及超前影響范圍 。 觀測內(nèi)容：頂?shù)装逡平俊蓭鸵平?、底臌量? 測區(qū)位置：在工作面風(fēng)巷及運輸巷從開切眼開始至工作面前方 150 米范圍內(nèi)，按照在掘進期間設(shè)置的每 30 米一組巷道表面位移觀測點，對兩巷進行觀測。 使用工具及觀測要求 ? 每個測區(qū)采用 “十字 ”布區(qū)法觀測巷縮量；使用測槍、鋼尺等工具，每天測量一次，頂板活動劇烈時每班測量一次，并測出測點至工作面煤壁的距離。 ? 利用預(yù)先設(shè)置好的巷道表面位移觀測點進行兩巷的連續(xù)觀測。 數(shù)據(jù)處理 （ 1） 工作面壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)同微機處理。打印報表。 （ 2） 巷道固定測區(qū)數(shù)據(jù)由人工進行計 算。 （ 3） 由人工測得的其它內(nèi)容，先按照測線分班整理，每班留設(shè)一個最大值和最小值，求出各測線的最大值和平均值，并結(jié)合巷道的觀測結(jié)果，對頂板運動進行綜合描述，作為來壓預(yù)報的依據(jù)。 （ 4） 觀測工作三次周期來壓后，編寫觀測報告。 組織措施 （ 1）觀測前，要制定出崗位責(zé)任制。分班定崗定責(zé)，嚴格按照本設(shè)計進行觀測。 （ 2）要及時對觀測數(shù)據(jù)進行整理，隨時掌握時度和現(xiàn)場動態(tài)，及時指導(dǎo)現(xiàn)場施工。 （ 3）在開始觀測前，所有礦壓觀測人員必須認真學(xué)習(xí)觀測，掌握觀測技術(shù)要領(lǐng)和方法。 采區(qū)巷道布置 根據(jù) 礦井地質(zhì)構(gòu)造簡單，水文地質(zhì)條件簡單 —中等類型，和礦井為低瓦斯礦井，煤層自燃傾向為 1 類，屬容易自燃煤層，煤塵具有爆炸危險，以及目前巷道第三章 采煤方法與采區(qū)巷道布置 23 布置方式，一采區(qū)巷道布置有以下兩種方案： 方案一：在運輸、軌道、回風(fēng)大巷的基礎(chǔ)上，沿井田西南邊界布置運輸、軌道、回風(fēng)下山大巷，沿煤層走向向北布置工作面，工作面長度為 120 米。相鄰回采工作面之間相隔 20 米，工作面走向長度由區(qū)域長度確定。 方案二：在原運輸、軌道、回風(fēng)大巷的基礎(chǔ)上，直接向西沿煤層傾向布置工作面，相鄰工作面之間相間 20 米。根據(jù)井田范圍拐點的限制，該方案將一采區(qū)劃分后 ，留有三角煤田過多，會形成資源浪費。 顯然，方案一在經(jīng)濟上初期投資較少，投產(chǎn)快；在技術(shù)上沿煤層走向布置合理，而方案二在經(jīng)濟上初期投資比較大，投產(chǎn)慢；在技術(shù)上沿煤層傾向布置不太合理，因此方案一是從技術(shù)上最佳布置方式。 回采工藝與勞動組織 工作面布置 礦井采用綜合機械化放頂煤采煤方法， 回采工作面沿煤層走向單向布置，工作面走向長度由區(qū)域長度確定，工作面長度為 120 米。兩區(qū)段煤柱留設(shè) 20 米。 工作面生產(chǎn)能力 回采工作面能力計算： 工作面采煤機生產(chǎn)能力由下式計算： Qc=labMrφc 式中： l——工作面長度， 120m； a——工作面日推進度， ； b——年工作日 ,330d/a； M——工作面采高， ； r——煤的容重， ； φ——正規(guī)循環(huán)率， ； c——工作面回采率 ,。 Qc=120330=268155t=268kt 第三章 采煤方法與采區(qū)巷道布置 24 工作面放頂煤生產(chǎn)能力由下式計算： Qf= lab Mf rφc 式中： l——工作面長度， m； a——工作面日推進度， ； b——年工作日 ,330d/a； Mf——放頂煤高度， ； r——煤的容重， ； φ——正規(guī)循環(huán)率， ； c——工作面回采率 ,。 則： Qf=120330=260713t=261kt 則回采工作面生產(chǎn)能力為 : Q 面 =QC+Qf=268+260=528kt= 萬噸 工作面生產(chǎn)能力為 萬噸，滿足礦井 45 萬噸 /年生產(chǎn)能力。 采區(qū)內(nèi)同時采煤工作面?zhèn)€數(shù) 由上述計算可知道采區(qū)內(nèi)只能有一個工作面生產(chǎn)，即能滿足生產(chǎn)要求。 回采工藝 1. 采煤工藝 正常生產(chǎn)時工藝流程： 采煤機斜切進刀 ——割煤 ——移架 ——推前部輸送機 ——放頂煤 ——拉后部輸送機。 2. 采煤機斜切進刀 當(dāng)采煤機割至工作面端頭時其后的輸送機槽已移近煤壁，采煤機機身處尚留有一段下部煤；調(diào)換滾