【正文】 。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。 按照開采順序，先采 2煤層，后采 5煤層。礦井初期開采的 2 號(hào)煤層全井田劃分為 七個(gè)采區(qū)，為 21 21 21 21 21 22 222采區(qū)。采區(qū)開采順序?yàn)橄炔?21 21 21 21 215 采區(qū)，最后開采 22 222 采區(qū)。開采順序?yàn)橄炔?51 51 51 51 515 采區(qū)，最后開采52 522 采區(qū)。 井 軌 道大巷（上、下山）沿 2 號(hào) 、 5號(hào) 煤 層 底板布置， 膠帶 大巷（上、下山）沿2號(hào) 、 5 號(hào) 煤 層頂 板布置。斜 長 、 m 的巖巷穿 過 落差 40m 的 F3斷層 。斜 長 、 m 的巖巷穿 過 落差 40m 的 F3斷層 。煤層厚度～ ，平均 ，結(jié)構(gòu)簡單，含 0～ 2層夾矸，夾石單層厚度為 ～ ，井田內(nèi)西部部分剝蝕，井田內(nèi)賦存區(qū)穩(wěn)定可采。 本采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造總體為一單斜構(gòu)造，走向近北北西，傾向北東東，地層傾角 3176。西部煤層露頭附近產(chǎn)狀較陡，東部產(chǎn)狀較緩。井田內(nèi)無巖漿巖侵入。井田內(nèi)延伸長度 500m，落差 20m。斷層北東段走向近東西向，南西段走向轉(zhuǎn)為近南北向，北東段傾向南，南西段傾向東，傾角 65176。 F4正斷層：位于井田東南部， F3斷層之東南，走向北東，傾向南東，傾角 75176。 F5正斷層：位于井田中部，走向北西，傾向南西，傾角 75176。井田內(nèi)延伸長度 600m，落差 10m。 。 二、水文地質(zhì)特征： 井田中部 2號(hào)煤層有一背簍井，屬老窯，其內(nèi)會(huì)有一定積水。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，正常礦坑涌水量 24m3/d，最大礦坑涌水量 72m3/d。偽頂巖性為炭質(zhì)泥巖、粘土質(zhì)泥巖，在開采過程中會(huì)隨著煤層冒落；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。底板巖性多為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，個(gè)別地段有炭質(zhì)泥巖，厚度為 － ，平均 ，底板穩(wěn)定性一般。 （二）煤質(zhì) 5號(hào)煤：弱玻璃 — 玻璃光澤，參差 — 階梯狀斷口，夾有透鏡狀裂隙內(nèi)充填有方解石脈的鏡煤條帶，上部呈線理狀分布的亮煤、鏡煤較多，可見透鏡狀絲炭；中部亮煤、鏡煤、暗煤呈線理狀交互分布，亮煤組分較多；下部亮煤與暗煤呈線理狀分布，暗煤條帶所占比列較大，含黃鐵礦、菱鐵礦結(jié)核與星 散狀黃鐵礦。 灰 分（ Ad）：原煤 %； 浮煤 %。 全硫（ ）：原煤 %； 浮煤 %。 粘結(jié)指數(shù) ()： 浮煤 13。 可采煤層煤質(zhì)特征見表 213。 表 213 煤質(zhì)特征表 項(xiàng) 目 煤 層 工業(yè)分析 Mad % Ad % Vdaf % % Pd % MJ/kg Y （ mm） 5 號(hào) 原煤 38 0 浮煤 48 13 煤的種類及用途 井田內(nèi)批采的 5號(hào)煤層煤類的確定依據(jù)《煤炭質(zhì)量分級(jí)》（ GB/T15224— 20xx）， 5號(hào)煤為中灰，中硫，中熱值長焰煤 。 四、瓦斯、煤層及自然發(fā)火情況： 瓦斯 根據(jù) 20xx 年山西省煤炭工業(yè)局晉煤安發(fā) [20xx]38 號(hào)文件“關(guān)于忻州市所屬煤礦 204對(duì)礦井 20xx 年瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出量的批復(fù)”，原神池縣九牛溝煤礦 20xx 年度礦井瓦斯和二氧化碳等級(jí)鑒定結(jié)果， 5 號(hào)煤瓦斯相對(duì)涌出量為 ，絕對(duì)涌出量為，二氧化碳相對(duì)涌出量為 ，絕對(duì)涌出量 ，屬低瓦斯礦井。 煤塵 20xx 年 4月 17 日山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心對(duì)山西忻州華基煤業(yè)有限公司 5號(hào)煤層進(jìn)行采樣測試。在煤層開采時(shí)，要經(jīng)常灑水，定期清理井巷壁上的浮塵，防止煤塵爆炸事故的發(fā)生。 山西煤炭 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 表 214 煤塵爆炸性測試 項(xiàng) 目 煤層號(hào) 煤 塵 爆 炸 測試時(shí)間 火焰長度 mm 加巖粉量 % 有無爆炸性 5 190 55 有 20xx417 煤的自燃 20xx 年 4月 17 日 山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心對(duì)山西靈石安苑 煤業(yè)有限公司 5號(hào)煤層進(jìn)行采樣測試。 表 215 煤的自燃傾向性 項(xiàng) 目 煤層號(hào) 吸氧量（ ml/g） 自燃等級(jí) 傾向性質(zhì) 測試 時(shí)間 5 Ⅱ 自燃 20xx417 據(jù)調(diào)查，煤的自燃隨氣候變化而變化， 5號(hào)煤層自燃發(fā)火期為 4～ 5 個(gè)月。在接近原采空區(qū)時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取有效措施；同時(shí)要及時(shí)密閉廢棄巷道。 二、采區(qū)儲(chǔ)量： 地質(zhì)儲(chǔ)量： W1=L179。 h179。 275179。 = 噸 煤量損失按盤區(qū)地質(zhì)儲(chǔ)量的 5%計(jì)算： P=179。 = 噸 三、采區(qū)年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力： 后期 首采 的 5煤層為傾斜 特 厚煤層， 工作面回采率：綜采 97%。 l179。 r179。 100179。 179。 100% =()179。 有利于采區(qū)和工作面的銜接，有利于采空區(qū)側(cè)巷道的施工和維護(hù)。 與方案二相比，減少了保護(hù)煤柱損失的布設(shè)，減少了煤的損失。 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壁式。 缺點(diǎn)： 工作面布置受涌水的影響較大，造成工作面積水。 增設(shè)采區(qū)邊界煤柱，造成煤炭損失。 （三）方案確定： 通過比較，以上兩種方案，各有利弊，但總體上講，雖然方案一的工作面比較短 ，但考慮到方案一具有巷道布置簡單，工作面不受涌水的影響，布設(shè)的邊界煤柱少，煤炭損失量少，有利于采區(qū)和工作面的銜接，有利于采空區(qū)側(cè)巷道的施工和維護(hù)，經(jīng)研究后，我們確定方案一為該采區(qū)的布置方案。在 5 號(hào)煤層主、副斜井井底，平行布置膠帶、軌道二條下山，二條上山均傾斜布置，傾角 220。軌道下山與下部 5號(hào)煤層 +1370 水平軌道大巷相連，形成 5 號(hào)煤層 514 下山采區(qū)的輔助運(yùn)輸系統(tǒng)；膠帶下山直 接和 5 號(hào)煤層井底煤倉相連，形成 5號(hào)煤層 514 下山采區(qū)的煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)； 5 號(hào)煤層回風(fēng)通過 5 回風(fēng)大巷和5號(hào)煤層總回風(fēng)大巷相連，形成 5號(hào)煤層 511 下山采區(qū)的回風(fēng)系統(tǒng)。軌道順槽直接與軌道下山相連；運(yùn)輸順槽直接與膠帶下山相連，并通過聯(lián)絡(luò)巷與軌道下山相接，從而構(gòu)成采區(qū)運(yùn)輸、通風(fēng)、排水等系統(tǒng)。 輔助運(yùn)輸系統(tǒng) 副斜井（礦車）→ 5 號(hào)煤層 +1370m 水平材料車場及大 巷（礦車178。礦用提升絞車）→軌道順槽（礦車178。 通風(fēng)系統(tǒng) 地面新鮮風(fēng)流（主斜井、副斜井）→井底車場→膠帶上山→膠帶順槽 →回采工作面 → 軌道順槽 →軌道上山→ 5號(hào)煤層 +1370m水平軌道大巷→ 5號(hào)煤層總回風(fēng)大巷→ 回風(fēng)斜井→ 地面。 第三節(jié) 采區(qū)開采順序 一、 煤層開采順序關(guān)系 ： 礦井后期開采的 5號(hào)煤層 首采區(qū)為 514 采區(qū)， 為下山單翼開采 采區(qū) ，首采工作面連續(xù)推進(jìn)至下山保安煤柱后，停采，搬家至下一區(qū)段工作面連續(xù)推回上山保安煤柱。 二、有關(guān)支護(hù)技術(shù)參數(shù)： 工作面 回采方向 采用后退式回采 ，工作面上下平巷的超前支護(hù)。超前支護(hù)以外的巷道出現(xiàn)變形時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行支護(hù)。 DZ25 系列單體液壓支柱參數(shù)： 初撐力： 50kN，最大工作阻力： 245kN，支撐高度： ～ 支護(hù)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)： ①支柱走向一條線，偏差不超過177。 ②支柱應(yīng)支到實(shí)底，并做到迎山有力 (迎山角度為 20左右 )；單體液壓支柱初撐力不小于 50kN。 ④所有單體液壓支柱手把方向一致，朝向平巷以外。 在兩巷超前支護(hù)之間 (支設(shè)π鋼梁柱檔中 )各支設(shè)兩棵關(guān)門點(diǎn)柱，支柱戴帽，初撐力不低于 50kN。 第四章 采煤工藝及勞動(dòng)組織 第一節(jié) 采煤工藝 一、采煤方法： 礦井無瓦斯突出現(xiàn)象，屬低瓦斯礦井，煤塵有爆炸性危險(xiǎn)，煤層屬自燃煤層?！?22186。 （一）采煤方法的選擇原則 選擇采煤方法及工藝主要考慮了以下原則： 與煤層賦存條件相適應(yīng)，有利于提高工作面單產(chǎn)和礦井的穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)礦井生產(chǎn)的高度集中化，以達(dá)到礦井高產(chǎn)高效的目的。 保證礦井安全生產(chǎn)，有效地防止煤層自然發(fā)火和其它災(zāi)害，為工人創(chuàng)造舒適的井下工作環(huán)境。 和地方煤礦生產(chǎn)、技術(shù)管理水平相適應(yīng)。 采煤工藝 根據(jù)上述原則及初期 5煤層 514 采區(qū)開采技術(shù)條件，參照國內(nèi)外中厚煤層的開采和鄰近礦區(qū)的安全高效生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)根據(jù)煤層賦存情況，提出如下三種采煤方法： 方案 I: 綜采放頂煤采煤工藝 方案Ⅱ：炮采放頂煤采煤工藝 方案Ⅲ：中厚煤層分層綜采采煤工藝 上述三個(gè)方案的分析比較如下： 方案 I：綜采放頂煤采煤工藝 綜采放頂煤采煤工藝即采用滾筒式采煤機(jī)、組合頂梁液壓支架、 刮板輸送機(jī)（ 2 部）及其他附屬設(shè)備等配套進(jìn)行的綜合機(jī)械化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)采煤工藝過程的全部機(jī)械化。自 20xx 年山西省煤炭工業(yè)實(shí)行采煤方法改革以來，在山西省鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦得到了廣范應(yīng)用。目前，在陜西、甘肅、遼寧、四川、新疆等省區(qū)的工作面開采中，取得了比較好的經(jīng)濟(jì)效益。 綜 采放頂煤采煤工藝有如下特點(diǎn)： 1）推進(jìn)速度較快，煤炭產(chǎn)量較高； 2）機(jī)械落煤，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較低； 3）切割煤層中含有的硫化鐵結(jié)核時(shí)容易產(chǎn)生火花，影響安全生產(chǎn)，采煤機(jī)截齒消耗量大，生產(chǎn)成本高； 4）初期投資較大，噸煤能耗較多； 5）對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件的適應(yīng)性較好?！?5176。 方案Ⅱ：炮采放頂煤采煤工藝 炮采放頂煤采煤法即利用爆破落煤、人工裝煤、刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，并用懸（滑）移支架進(jìn)行支護(hù)，實(shí)現(xiàn)采煤工藝過程部分機(jī)械化。自 1982 年開始試驗(yàn)放頂煤開采方法以來，這種對(duì)開采厚煤層行之有效的技術(shù)已得到了很大發(fā)展。近幾年來，炮采放頂煤采煤技術(shù)有了迅速發(fā)展和重大突破。 方案Ⅲ：中厚煤層分層綜采采煤法 我國中厚及厚煤層產(chǎn)量占原煤總產(chǎn)量的 45％左右。 但分層開采造成采區(qū)巷道布置復(fù)雜，巷道掘進(jìn)工程量大，加重了采掘接續(xù)緊張程度；對(duì)采空區(qū)重復(fù)供氧，增加了煤層自然發(fā)火的幾率，不利 于防止煤層自然發(fā)火；縮短了工作面開采周期，增加了工作面的搬家次數(shù)；重復(fù)切割煤層，電能消耗高；需要鋪設(shè)金屬網(wǎng)，影響了工作面的推進(jìn)度，材料消耗高，成本高。 山西煤炭 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 頂煤的冒放性分析 : （ 1）煤層厚度分析 本井田 5 號(hào)煤層煤厚 － ，平均 ，具備放頂煤采煤方法的煤厚條件，回采工藝簡單，資源回收率高。 ①煤層強(qiáng)度對(duì)頂煤冒放性的影響分析 煤層強(qiáng)度是煤層本身抗破壞能力的主要指標(biāo)，影響著頂煤在壓力作用下破壞的過程和程度，與頂煤跨落角有密切的關(guān)系，即煤層強(qiáng)度越大，頂煤跨落角就越小，頂煤冒放性就越差，反之則較好。 ②煤層賦存深度對(duì)頂煤冒放性的影響分析 煤層賦存深度（ H）直接影響著原巖應(yīng)力（ rH）大小，同時(shí)也影響著回采工作面四周圍巖內(nèi)支撐壓力峰值（ krH）的大小。理論研究表明，在不考慮構(gòu)造應(yīng)力場的情況下，頂煤發(fā)生破壞的臨界賦存深度與煤層的單向抗壓強(qiáng)度密切關(guān)系，即煤層的單向抗壓強(qiáng)度一定時(shí)，煤層埋深大于臨界值越多，頂煤冒放效果越好。 ③頂煤節(jié)理、裂隙對(duì)頂煤冒放性的影響分析 節(jié)理、裂隙發(fā)育的煤層完整性較差，頂煤在支撐壓力的作用下，易于破壞破碎，裂隙越密集，頂煤冒放性越好。 ④煤層夾矸對(duì)頂煤冒放性的影響分析 煤層夾矸對(duì)頂煤的冒放性影響比較復(fù)雜，其影響程度與夾矸的硬度、厚度、層數(shù)及賦存位置有關(guān)。根據(jù)地質(zhì)資料，煤層結(jié)山西煤炭 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 構(gòu)簡單，不含夾矸。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。本區(qū)工作面采煤高度為 ，放頂煤高度為 左右，采放比為 1： ，有助于提高回采率。在采用放頂煤開采時(shí)，必須遵守 《煤礦安全規(guī)程》第 68條規(guī)定。 ② 機(jī)械裝備水平高，生產(chǎn)集中，生產(chǎn)能力較大。 綜采放頂煤采煤工藝與分層綜采采煤工藝相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)： ①對(duì)于煤層厚度變化大以及過小斷層有較強(qiáng)的適應(yīng)性； ②生產(chǎn)集中化程度高，所需占用的設(shè)備數(shù)量較分層開采成倍減少，設(shè)備成本及維修費(fèi)用顯著降低； ③由于放頂煤開采工作面的一次開采厚度大，從而大大減少了工 作面設(shè)備安裝、拆卸與搬家的次數(shù)，縮短了工作面的非生產(chǎn)時(shí)間，工人的作業(yè)環(huán)境