【正文】 第四節(jié) 采煤工藝 綜放工作面采、裝、運、支等作業(yè)工序全部機械化，其主要工藝過程為：頭部斜切進刀→采煤機向尾部割煤→前移支架→推前運輸機→放頂煤→拉后運輸機→運煤→回空刀→采煤機向尾部割煤→移架→推前運輸機→。 工作面生產系統 （ 1）運煤系統： 15112 工作面 → 15112 皮帶運輸順槽 → 51 號煤層南翼皮帶大巷 →主井裝卸煤倉→主斜井→地面 （ 2）輔助運輸系統：副斜井 →＋ 1494 m 水平車場→ 51號煤層南翼東軌道大巷→ 51 號煤層南翼軌道聯絡大巷→ 51 號煤層南翼軌道大巷→ 15112 運料回風順槽→ 15112 綜放工作面。 軌道回風順槽鋪設22Kg/m的木枕道床， 2, 錨網索支護。 皮帶進風順槽布置為機軌合一巷道，巷內鋪設一部皮帶運輸機，移動變電站、開關組及乳化液泵站設置在該巷。 （二）首采工作面 本設計將首采工作面選在 XX煤礦 2號回風斜井底 5－ 1南翼膠帶 機大巷東側的 15112工作面，該工作面距離主斜井底煤倉 700m，距 51 回風斜井底 270m，主輔運輸距離較短，井巷工程量小，可以滿足礦井盡快達產的要求。 本礦井 51煤層夾矸巖性為泥巖、炭質泥巖，強度較低，冒放性良好。 夾石層強度 夾石層強度對頂煤冒放性影響取決于夾石層強度與煤層強度之比值。因此以 300mm 為界，大于 300mm 時視頂煤可放性“極差”，厚度越小冒放性越好。 本礦井 51煤層煤層節(jié)理列隙發(fā)育程度一般。頂煤放出時具有明顯的規(guī)律性，回收率高。 節(jié)理裂隙發(fā)育程度 煤體中 節(jié)理裂隙發(fā)育大大降低了頂煤的整體強度。 采放高度比 頂煤破碎主要依靠支承壓力和支架反復支撐卸載使用來實現，頂煤太厚，上部頂煤破碎不充分，破碎塊度大不易放出。巖性越好，傳遞支承壓力的能力越強，對頂煤破碎越越有利，但來壓步距相對要加大，來壓強度加劇。 本礦井 51號煤層頂板為粗砂巖、炭質泥巖、中砂巖，偶見含礫砂巖、泥巖 ，頂板大部分 屬中等冒落頂板、局部屬易冒落頂板。 直接頂巖性 直接頂板能隨采隨冒，頂煤放出后能及時充填滿放出空間，減少了頂煤放出損失。 49 采深與煤層強度比值 采深與煤層強度對頂煤冒放性而言是相對概念，這一指標代表支承壓力的破煤能力。目前，放頂煤開采中頂煤的可放性主要表現為頂煤在到達放煤口上方的破碎程度。建議礦井整合工程建設期間進一步查明剩余 42 號煤層的具體開采情況，從而優(yōu)化首采煤層，確定 42 號煤層剩余儲量安全回收開采的方案，盡量回收煤炭資源。 第三節(jié) 首采煤層及首采工作面位置選擇 本井田 41號煤層局部賦存， 儲量主要分布在 F1斷層以北； 42號煤層經過長期開采，剩余儲量分布在各工業(yè)場地和村莊煤柱、 F1 斷層以北、 F2 斷層以西以南，東南部火區(qū)威脅的局部區(qū)域，不利布置正規(guī)回采工作面；受 42號煤層開采影響， 32 32號煤層存在大面積蹬空區(qū)也不宜布置 回采工作面。 A=H/M=比值也小于 5 通過計算可以看出，比值均小于 5，不滿足安全開采的條件，因此為 了安全起見，該部分 蹬空儲 量 不予開采。42號煤層距 32號煤層平均間距為 。 礦井 設計 首采 工作面 為 51號煤層一盤區(qū) 15112工作面 ， 51號煤層一盤區(qū)布置在 42號煤層采空區(qū)和 32 32號煤層 蹬空 區(qū)之下， 41號煤層一盤區(qū)位置基本無賦存； 作為 32 32號煤蹬空儲量是否可采，現通過計算進行分析論證。設計推薦 51號煤層采用綜采放頂煤一次采全高 開采。由于煤層的開采強度增加，在同一個工作面有兩個平行作業(yè)的出煤點，可以使工作面單產迅速提高，可以有效地促進礦井集中生產。同時，放頂煤的塊煤率較大采高綜采高，使礦井的經濟效益明顯提高。 利用地壓落煤，電能消耗少。減少了分層鋪網工序，節(jié)省材料等費用；減少了工作面搬家次數，降低了綜采面設備搬遷、安裝的工作量及費用；降低了噸煤成本。 在厚及特厚煤層中，綜采放頂煤開采與分層鋪網開采相比具有明顯優(yōu)勢。 （二） 放頂煤綜采采煤法近 20 年來得到了迅速的發(fā)展，目前國內放頂綜采開采技術、設備配套技術已趨成熟。巷道系統復雜，巷道掘進率高，巷道的掘進與維護費用高；上分層開采時要鋪設人工假頂， 加大了工人的體力勞動強度，同時增加了工作面采煤作業(yè)循環(huán)時間和礦井的生產成本；下分層開采不僅單產低、效率低、 效益低。 （一） 分層鋪網采煤工藝是我國開采厚及特厚煤層的主要采煤方法之一，在大中型礦井得到普遍采用，積累了豐富的經驗。各煤層為薄～厚煤層 ,厚度穩(wěn)定，礦井水文地質條件較簡單、涌水量小，煤層瓦斯含量低，但煤層易自燃發(fā)火，設計采取注漿防滅火、注氮防滅火、控制工作面漏風量和加強監(jiān)測監(jiān)控等綜合防治措施，總之，本礦井5 52和 8號煤層開采技術條件較好，適合于沿走向和傾向布置較大規(guī)格尺寸的長壁開采工作面，實現綜合機械化長壁開采，根據開拓部署，本設計推薦采用長 壁后退式采煤方法，沿走向或傾向布置機械化開采工作面。 在將來本礦及相鄰煤礦開采后形成采空區(qū)的低洼處可能會有積水存在，一定要堅持 “預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采 ”的原則，做好對采空區(qū)積水的探防工作，防止發(fā)生透水事故。 采空區(qū)積水的威脅：據原山西山陰 XX 煤業(yè)有限公司礦方提供，井田總體為前進式開采，井下涌水主要為頂板淋水和井筒水，本井田內原整合礦井開采 42 號煤層，經調查， 42號煤層共有 5 處采空區(qū)積 45 水， 1 處巷道積水。 井田內所采 煤層底板標高均高于奧灰?guī)r溶水位標高，故奧灰?guī)r溶水對本井田內煤層開采基本無影響。在生產過程 中應對溝谷附近的地表裂隙采取積極的預防處理并疏通河道，以減少地表水的滯留時間，減弱地表水對礦井的充水影響。據現掘進的 42 號煤層觀測資料，太原組砂巖裂隙含水層富水性弱，礦井涌水主要是頂 44 板淋水和井筒水。 礦井瓦斯對開采的影響 本礦井屬低瓦斯礦井，但整合礦井存在現有井巷不詳、采掘存在導通盲巷和老空區(qū)可能，易出現瓦斯聚積，對采掘產生影響。因 42 號煤層已大面積回采，由于回采工藝特點，殘留煤柱較多，在開采下部煤層時，易存在應力集中。 煤層頂板賦存條件對采煤工藝的影響 51 號煤層頂板為粗砂巖、炭質泥巖、中砂巖，偶見含礫砂巖、泥巖，平均厚度 ，屬中等堅固的軟質巖石。 。 煤層傾角選擇對采煤方法和工藝的影響 煤系地層傾角變化不大，井田北部地層傾角平緩，傾角約 2～4176。 本礦井未見有地溫異常和礦壓異常。斷層破碎帶不寬，但具導水性。本礦井51號煤層水文地質條 件為中等。 井田內未發(fā)現巖漿巖。井田內發(fā)育有 3 條斷層（ F F F3），未見陷落柱，未發(fā)現巖漿巖侵入。 ，井田東南部地層傾角稍陡，傾角約 5～ 7176。該礦東南部的后石門煤礦現開采 51 號煤層，據調查其頂板不易自行垮落，在開采過程中頂板易管理。底板為泥巖、高嶺質泥巖， 42 局部為粗砂巖及含礫砂巖。 51號煤層 ： 頂板為粗砂巖、炭質泥巖、中砂巖，偶見含礫砂巖、泥巖。 5 8號煤層尚未開采。 煤層注水系統 為防止煤塵飛揚和抑制瓦斯逸出，在工作面順槽設置了煤層注水系統，隨工作面推進沿順槽對 煤體進行注水。 盤區(qū)排水系統 主要大巷內均設有水溝，井下涌水由大巷水溝流入盤區(qū)水倉，再經水泵排至副斜井底水倉，后經井底水泵房由管路排至地面。 掘進工作面通風采用局部通風機壓入式通風，配備 FBD № 179。 新鮮風流 → 主斜井 → 51 號 南翼輔助運輸大巷、 51 號 南翼膠帶大巷 → 膠帶運輸機順槽 → 回采工作面 。 材料和設備通過副斜井絞車運至水平車場，再經水平車場 → 輔助運輸大巷 → 回風順槽內的軌道系統達至各使用地點。 40 三、盤區(qū)生產系統 煤炭運輸 采掘工作面煤炭 → 刮板輸送機 → 轉載機 → 順槽可伸縮膠帶輸送機→ 51號 南翼膠帶機大巷 → 井底煤倉 → 主斜井 膠帶輸送機 → 地面。根據對礦井的地質構造、煤層賦存條件、勘查程度和外部條件的分析， 確定布置 1個 工作面 ，即：一盤區(qū) 15112 工作面 ，回采 51號煤層，設計生產能力 。 資源勘探控制程度高，煤層賦存穩(wěn)定，地質構造簡單， 開采技術條件好。 盡量擴大 工作面 尺寸，以減少工作面搬家倒面次數，增加 工作面 儲量，以滿足生產能力和服務年限要求。鉆進深度 250m 臺 2 12 小水泵 KWQX1515/ 型 臺 3 13 濕式除塵器 SCF7型 臺 2 14 風鎬 臺 3 15 調度絞車 臺 2 16 調度絞車 臺 2 第三節(jié) 井巷工程量和掘進率 按回采工作面正常接續(xù)考慮，一盤區(qū)的準備巷道在投產時均應完成，特別是排水等生產系統，則投產時 井巷工程總長度 為 7624m， ；萬噸掘進率為 91m； 掘進總體積 81894m3， 井巷工程量匯總表 38 序號 工 程 名 稱 斷面 形狀 支護方式 掘進斷 面 (m2) 煤巖 性質 工 程 量 備注 長度 (m) 體積 (m3) 1 51 號煤層軌道大巷 矩形 錨噴 100mm，φ22 錨桿 4 根 /m（頂） ,φ 20 錨桿6 根 /m（幫），錨索 2 根 /3m 煤 2033 23318 鋪 30Kg/m 單道 2 51 號煤層皮帶大巷 矩形 錨噴 100mm，φ22 錨桿 5 根 /m（頂） ,φ 20 錨桿6 根 /m（幫），錨索 2 根 /3m 煤 1837 25461 3 51 號煤層回風大巷 矩形 錨噴 100mm，φ22 錨桿 5 根 /m（頂） ,φ 20 錨桿6 根 /m（幫），錨索 2 根 /3m 煤 1484 25822 4 首采工作面皮 帶順槽 矩形 φ 22 錨桿 5 根 /m（頂） ,φ 20 錨桿6 根 /m（幫），錨索 2 根 /3m 煤 585 9068 鋪 22Kg/m 單道 5 首采工作面回 風順槽 矩形 φ 22 錨桿 5 根 /m（頂） ,φ 20 錨桿6 根 /m（幫），錨索 2 根 /3m 煤 585 7605 鋪 22Kg/m 單道 6 切眼 矩形 φ 22 錨桿 6 根 /m（頂） ,φ 20 錨桿6 根 /m（幫），錨索 2 根 /3m 煤 150 2520 合計 7624 81894 39 第四章 井下開采 第一節(jié) 工作面布置 一、工作面位置和生產能力 工作面 開采位置選擇著重考慮了如下因素： 首采 工作面 應盡量布置在井筒附近，減少大巷的開拓工程量，投產時間短，節(jié)省礦井投資。 30 型 臺 4 6 巖石電鉆 KHYD50 臺 4 7 發(fā)爆器 MFB150 型 個 2 8 錨桿錨索打眼安裝機 MQT120 臺 6 9 錨桿錨索打眼安裝機 ZQST65 臺 6 10 混凝土噴射機 ZPⅡ型 臺 1 11 探水鉆機 ZY2400 型 。 采掘比為 l:2。 （三）南、北翼回風大巷，矩形斷面 ，錨 桿、錨索支護，凈寬 、凈高 ，凈斷面積 。 51號煤層各主要大巷均沿煤層底板布置，巷道斷面及支護形式如下： （一）南、北翼皮帶大巷，矩形斷面 ，錨 桿、錨索、金 屬網聯合支護，凈寬 ，凈高 、凈斷面積 。 5 8 號煤層平均間距 ， 8 號煤層 南翼膠帶機大巷、輔助運輸大巷和回風大巷 與 51 號 煤層水平南翼三條大巷重疊布置。 F1斷層以北 32 3 4 42號煤層利用 51號煤層巷道或通過暗斜井穿越 F1斷層布置盤區(qū)巷道進行回采； F1 斷層以北 32 3 442 號煤層三條盤區(qū)巷道基本采用重疊布置，分別為北翼膠帶機大巷、北翼輔助運輸大巷和北翼回風大巷，均沿北部井田邊界方向布置，垂直大巷方向布置工作面。）分別與 51號煤層 北翼膠帶機大巷、輔助運輸大巷和回風大巷相連，三條 51號煤層 北翼大巷沿北部井田邊界方向布置，垂直大巷方向布置工作面。）、輔助運輸暗斜井（傾角 20176。 35 第三章 礦井準備、回采巷道布置 第一節(jié) 礦井地質條件 根據煤層賦存特點、地質構造發(fā)育規(guī)律和井下各可采煤層采動情況，特別是結合現有井下巷道、開拓系統布置情況，主要開拓大巷布置在 51號煤層中。 奧陶系中統巖溶水水量豐富，水質良好，但埋藏較深，取水困難。 （八）供水水源 本礦井目前沒有永久性供水水源，礦區(qū)飲用水是從外地拉水。 鑒于原生產礦井開采范圍有限 ,水文條件簡單 ,考慮到整合后礦井水文勘探不足 、斷層存在導水、老空區(qū)積水等影響，設計暫取礦井正常涌水量為 720m3/d，最大涌水量為 960m3/d。 Q0 式中： P0為現礦井生產能力，萬 t； Q0為現礦井涌水量， m3/d； P為兼并后的生產能 力，萬 t； Q為兼并后