【正文】 （ 3）對(duì)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，要求系統(tǒng)簡(jiǎn)單、環(huán)節(jié)少，把材料、設(shè)備方便地運(yùn)送至工作地點(diǎn)，作為提高工作面生產(chǎn)能力的一個(gè)重要因素考慮，并在巷道布置上加以保證。同時(shí)各設(shè)備間要相互配套，保證運(yùn)輸暢通，并增加運(yùn)輸環(huán)節(jié)的緩沖能力，以期達(dá)到采運(yùn)平衡，最大限度地發(fā)揮綜采優(yōu)勢(shì)。 二、回采工作面設(shè)備選型 本礦井的資源條件因處于寧武煤田邊緣，非常適合建設(shè) 300kt/a 的小型礦井的條件，不宜建中、大型礦井。綜采要求技術(shù)水平、管理水平和職工素質(zhì)相對(duì)較高。 綜采放頂煤是一種技術(shù)經(jīng)驗(yàn)較成熟的采煤工藝，與炮采放頂煤工藝的根本區(qū)別是落煤和裝煤均采用機(jī)械化。頂煤靠自重壓力山西煤炭 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 17 破落，節(jié)省了電耗； ⑥避免了多次采動(dòng)煤層形成裂隙而漏風(fēng)，對(duì)防止煤層自燃極為有利； ⑦提高了煤炭的塊煤率，提高了煤炭的售價(jià)； ⑧生產(chǎn)人員少，工效高，成本大大降低。 ③ 工作面隨機(jī)掛梁、推移輸送機(jī)和支架，縮短了作業(yè)循環(huán)時(shí)間，同時(shí)縮短了機(jī)道上方頂板空頂時(shí)間，改善了機(jī)道頂板支護(hù)，減少了頂板事故。 綜采放頂煤采煤工藝與炮采放頂煤采煤工藝相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)： ① 綜采工作面裝備采煤機(jī)組 ,機(jī)械落煤 ,實(shí)現(xiàn)了采、裝、運(yùn)的機(jī)械 化，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 通過(guò)初步分析，本礦井開采煤層具有冒放性，煤層厚度適宜，適合采用放頂煤采煤工藝。 ⑥采放高度對(duì)頂煤冒放的影響分析 采放比影響著頂煤冒落充分松散與否的空間條件。 ⑤頂板條件對(duì)頂煤冒放性的影響分析 本礦井 5 號(hào)煤層直接頂板為細(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。對(duì)于比較軟的夾矸層，它成了煤層的弱面，而比較硬的夾矸則成了頂煤中的“骨架”，使頂煤強(qiáng)度增加，夾矸越硬、越厚，頂煤就越難冒放。本礦井 煤層垂直裂隙發(fā)育，有利于頂煤的冒放。根據(jù)其它礦井煤類條件估算，本井田煤層頂煤冒放的臨界深度在 80m 左右，而礦井可采煤層埋深基本在 100m 以上，從開采深度上分析，本礦井煤層處于可冒放范圍。煤層埋深越大，工作面煤壁前方頂煤受超前支撐壓力越大，越易預(yù)先發(fā) 生變形、破碎直至松散，是頂煤能否放出的先決條件。預(yù)計(jì)本礦井頂煤將會(huì)順利破壞而冒落。 （ 2）煤層冒放性分析 影響頂煤冒放的自然因素主要有：煤層開采深度、煤層厚度、煤層結(jié)構(gòu)、夾矸層數(shù)及硬度和厚度、煤層頂板巖性及其厚度、老頂巖 性及其厚度和巖、煤體發(fā)育程度、煤巖層交界面地質(zhì)結(jié)構(gòu)程度等。因此，采用分層開采不僅投入大，而且不利于安全生產(chǎn)，不利于資源回收。分層采煤法目前是我國(guó)中厚、厚及特厚煤層的主要采煤工藝之一，在大中型礦井得到普遍采用，積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)。 并且，炮采放頂煤開采與綜采放頂煤適用范圍相比，還可適用于： 1）地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)，如斷層密集的窄條不規(guī)則地帶、采區(qū)邊角煤、火成巖侵入?yún)^(qū)等難以分層開采的地區(qū)；2）厚煤層分層開采殘留煤； 3）小煤柱的回收 但炮采放頂煤開采需適用如下條件： 1）頂煤的冒放性好或較好， 這與煤層的賦存條件、煤及其頂板的力學(xué)性質(zhì)、層理發(fā)育狀況及夾矸層特性等多種因素有關(guān)； 2）煤層 6～ 10m為宜，煤層厚度不超過(guò) 15m； 3）煤層結(jié)構(gòu)：頂煤中夾矸單層厚度一般不大于 300mm，其強(qiáng)度不影響頂煤冒落。這種采煤工藝具有掘進(jìn)率低、材料消耗量少、生產(chǎn)集中、成本低、布置靈活、適應(yīng)范圍廣泛等明顯優(yōu)點(diǎn)。 炮采放頂煤技術(shù)在我 國(guó)亦是成熟的采煤工藝。緩及傾斜厚煤層和急傾斜特厚煤層； 4）采深 H（ m）與煤層單向抗壓強(qiáng)度 Rc（ MPa）的比值： H/Rc≥ 17； 5）煤層頂?shù)装鍘r性：直接頂板能隨采隨冒，頂煤放出后能及時(shí)充填放出空間，巖性以泥巖、頁(yè)巖、粉砂巖等中等穩(wěn)定以下為好；底板巖性以支架不鉆底，能較好發(fā)揮支架支撐能力的巖性為宜； 6）煤層結(jié)構(gòu)：當(dāng)夾矸強(qiáng)度大于煤層強(qiáng)度時(shí)，以?shī)A矸厚度小于 為宜。 并且綜采放頂煤需適用如下條件： 1）頂煤的冒放性好或較好，這與煤層的賦存條件、煤及其頂板的力學(xué)性質(zhì)、層理發(fā)育狀況及夾矸層特性等多種因素有關(guān)； 2）煤層厚度：緩山西煤炭 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 14 傾斜煤層 5～ 10m 為宜，急傾斜煤層 15m 以上，一般不宜小于 20m； 3）煤層傾角： 0176。組合頂梁液壓支架放頂煤采煤方法已發(fā)展成為厚及特厚煤層開采 的一個(gè)重要分支。實(shí)踐證明，組合頂梁液壓支架放頂煤開采是一種投資比較少，見效快，布置靈活，安全性較高，適合用于地方煤礦的一種比較先進(jìn)的采煤方法。 組合頂梁液壓支架放頂煤是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的綜合機(jī)械化放頂煤采煤方法的方式之一。 （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(méi)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。 山西煤炭 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 提高資源回收率，減少資源損失。 簡(jiǎn)化采煤工藝，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)，降低巷道掘進(jìn)率。屬水平 傾斜煤層，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、煤層穩(wěn)定可采。 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。 ⑥兩巷單體支柱均穿鐵鞋 (直徑 320mm 或工字鋼鞋 )支護(hù)。 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。 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。 100mm。 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(shuō)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。 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。 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。 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。調(diào)度絞車）→回采工作面。調(diào)度絞車）→軌道上山（礦車178。 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(shuō)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。 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。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。 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。 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)。 巷道掘進(jìn)量增加，采區(qū)運(yùn)輸距離較長(zhǎng)。該方案 山西煤炭 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)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)： 工作面推進(jìn)長(zhǎng)度較小，不利于工作面的高產(chǎn)高效。 采區(qū)準(zhǔn)備巷位置合理，系統(tǒng)靈活可靠。 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(wèn)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(shuō)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。 =（ 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。 179。 C1 =707179。 m1179。 山西煤炭 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 8 回采工作面生產(chǎn)能力按下式計(jì)算： A 工 =L179。 5%= 噸 可采儲(chǔ)量：厚煤層的采出率為 ， ZK=（ ） 179。 179。γ =300179。 Q179。 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。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。 5號(hào)煤層自燃發(fā)火等級(jí)為Ⅱ級(jí)，屬自燃。煤塵爆炸性試驗(yàn)成果見附表 214 。試驗(yàn)結(jié)果各煤層煤塵均有爆炸危險(xiǎn)性。 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?？勺鳛閯?dòng)力用煤、民用煤?？刹擅簩用嘿|(zhì)檢驗(yàn)報(bào)告見附件。 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。 發(fā)熱量（ ）：原煤 ； 浮煤 。 揮發(fā)分（ Vdaf）：原煤 %； 浮煤 %。 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(shuō)明書 6 5號(hào)煤層 水 分（ Mad）：原煤 %； 浮煤 %。 5 號(hào)煤底板未發(fā)現(xiàn)底鼓現(xiàn)象。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。 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。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。井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度 280m，落差 5m。 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 600m，落差 15m。井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度 1300m，落差 40m。 F3正斷層：貫穿井田南東部，向東和向南延伸至區(qū)外。 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。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(shuō)明書 5 北西向兩組正斷層，井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)陷落柱。～22176。頂板為泥巖或細(xì)砂巖，底板為泥巖、粉砂巖。 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)