【正文】 路經(jīng)過(guò)，大大減少了煤柱的留設(shè)。采區(qū)內(nèi)無(wú)褶曲，陷落柱 及火成巖的侵入情況，地址條件對(duì)煤層的開采幾乎沒有多大的影響。二1煤層位于山西組底部 S10 砂巖之下，底為 S9砂巖，下距 L8灰?guī)r 35m，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。老頂為S10 砂巖，多為灰褐色中粒砂巖，層理多富集碳質(zhì)及白云母片，厚度 ~，平均厚度 ，煤層底版為泥巖或砂質(zhì)泥巖，厚度為 ~，平均厚度 。老頂垮落布距 20~25m，老頂垮落對(duì)回采作業(yè)場(chǎng)所有一定的壓力顯現(xiàn)。 四． 采區(qū)的瓦斯、煤塵情況 二 .4 采區(qū)內(nèi)，瓦斯相對(duì)涌出量為 12m3/t，屬于高 瓦斯礦井。 0m，絕對(duì)瓦斯涌出量， 1984 年開采深度 150m，絕對(duì)瓦斯涌出量 m3/min，2021 年開采深度 400 m，絕對(duì)瓦斯涌出量 51 m3/min，形成這一規(guī)律的原因是由于覆蓋層增厚，瓦斯不易逸散而致。鶴壁三礦的瓦斯隨埋藏的深度增加而增加，同時(shí)受構(gòu)造條件的控制，具有水平分帶性，影響瓦斯水平分帶的主要原因是斷層性質(zhì)、褶曲形式。采區(qū)內(nèi)，煤塵爆炸指數(shù)為 8，所以煤塵 具有爆炸性。底板直接充水含水層為 L8灰?guī)r，該含水層鉆孔單位涌水量~，礦井涌水量穩(wěn)定在 5m3/min 以下，巖溶裂隙含水量為主要充水含水層，含水較少，對(duì)煤層開采影響較小。 該采區(qū)沒有對(duì)開采有影響的含水層，周圍采區(qū)沒有積水等特殊情況，含水層對(duì)本采區(qū)沒有影響，所以該采區(qū)水文地質(zhì)穩(wěn)定。 確定采區(qū)生產(chǎn)能力時(shí)，應(yīng)考慮以下原則。應(yīng)盡量使回采工作面有較高的單產(chǎn)水平。對(duì)單一薄及中厚煤層，一般情況下，最好一翼布置 1 個(gè)工作面，雙翼采區(qū)共有 2個(gè)工作面同時(shí)生產(chǎn)。 （ 3） 根據(jù)回采工作面的接替的安排，應(yīng)力求使采區(qū)正常生產(chǎn)期間保持均衡穩(wěn)定。 （ 4）確定采區(qū)生產(chǎn)能力時(shí)，應(yīng)考慮與新采區(qū)的準(zhǔn)備工作相適應(yīng)，與采區(qū)主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)（ 運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸，通風(fēng)等）的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，與礦井井型相適應(yīng)。采區(qū)運(yùn)煤能力包括區(qū)段集中巷，上，（下）山和下部裝車站等環(huán)節(jié)的運(yùn)輸能力，應(yīng)大于采區(qū)生產(chǎn)能力。 故 T=*= 采區(qū)特征及地質(zhì)情況 序號(hào) 指標(biāo) 單位 數(shù)量 1 生產(chǎn)能力 萬(wàn) t/a 100 2 煤質(zhì) 3 煤層傾角 176。 4 煤層厚度 米 4 5 地質(zhì)儲(chǔ)量 萬(wàn) t 1120 6 可采儲(chǔ)量 萬(wàn) t 7 可采期 a 8 涌水量 m/min 2 9 采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量 M3/t 12 10 采區(qū)工作面?zhèn)€數(shù) 個(gè) 1 第四章 采區(qū)方案設(shè)計(jì) 第一節(jié) 采煤方法的選擇 采煤方法 的選擇 ，必須滿足安全、經(jīng)濟(jì)、煤炭采出率高的基本原則，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效安全生產(chǎn)。經(jīng)濟(jì)就是指高產(chǎn)、高效、低耗、低成本，煤炭質(zhì)量好。選擇采煤方法應(yīng)當(dāng)遵循的三個(gè)基本原則，是密切聯(lián)系相互制約的，在選擇時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考慮。 （ 1）煤層傾角 煤層傾角是影響采煤方法選擇的重要因素。一般條件下，煤層傾角小于 12176。的煤層，多數(shù)采用走向長(zhǎng)壁采煤法。宜選用走向長(zhǎng)壁采煤法。無(wú)火成巖入侵等的地質(zhì)發(fā)育情況。 本采區(qū)煤層的平均厚度平均為 4 米，屬于中厚煤層，故選用一次采全高的采煤方法。 區(qū)內(nèi)可采煤層的層數(shù)、厚度、間距、傾角、走向、傾向 及變化情況；瓦斯涌出量、煤層自燃發(fā)火期；煤層內(nèi)夾矸及火成巖的入侵的情況，煤層尖滅、分叉及合并的情況；煤層頂?shù)装宓膸r性、厚度、穩(wěn)定性及對(duì)采掘的影響。走向?yàn)?2021，傾向長(zhǎng)為 1000 ，采區(qū)煤層相對(duì)瓦斯涌出量為 12m3/t,煤層具有自燃發(fā)火性，且自燃發(fā)火期為六個(gè)月，煤層內(nèi)無(wú)夾矸及火成巖入侵的情況，煤層內(nèi)無(wú)尖滅、分叉及合并的情況，煤層賦存完好，煤層頂板（直接頂）為碳酸巖，屬于中硬巖層，煤層底板為頁(yè)質(zhì)砂巖，屬于比較堅(jiān)硬的底板。由于地質(zhì)構(gòu)造的影響，有時(shí)不得不放棄技術(shù)先進(jìn)的采煤方法，而采用適應(yīng)性較強(qiáng)、安全可靠性較高的采煤方法。因此，在選擇采煤方法之前，必須加強(qiáng)地質(zhì)勘查和測(cè)量工作，準(zhǔn)確掌握開采范圍 內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造情況，以便正確地選擇適宜的采煤方法。無(wú)火成巖入侵等的地質(zhì)發(fā)育情況。 （ 5）煤層含水性 煤層及其頂、底板含水量較大時(shí)，需要在采煤工作面開采前采取疏排水措施，或在采煤過(guò)程中布置疏排水設(shè)施，應(yīng)在選擇采煤方法時(shí)加以充分考慮。 （ 6）煤層瓦斯含量 煤層瓦斯含量較 高時(shí)，在選擇采煤方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮布置預(yù)抽瓦斯專用巷道和預(yù)抽瓦斯鉆孔，并通過(guò)瓦斯管網(wǎng)進(jìn)行瓦斯抽放。 本采區(qū)煤層瓦斯相對(duì)涌出量為 12m3/t，屬于高瓦斯煤層，在巷道布置中應(yīng)考布置瓦斯專用巷道和欲抽瓦斯鉆孔，并通過(guò)瓦斯管網(wǎng)進(jìn)行瓦斯抽放，在采煤工作面應(yīng)布置瓦斯抽放系統(tǒng)。本采區(qū)煤炭的自燃發(fā)火期 6個(gè)月，采空區(qū)采用全部跨落法處理。 第二節(jié) 采區(qū)巷道布置 一． 采區(qū)形式（單翼采區(qū)布置）、采區(qū)上、下山的數(shù)目和位置、區(qū)段平巷（包括集中平巷及分層平巷）與聯(lián)絡(luò)巷的形式、位置和布置方式。 1 采區(qū)設(shè)計(jì)方案選擇及其參數(shù)的確定： 影響采區(qū)參數(shù)包括：采區(qū)尺寸、工作面及區(qū)段長(zhǎng)度、采區(qū)煤柱尺寸及采區(qū)生產(chǎn)能力等。 確定合理的采區(qū)長(zhǎng)度，應(yīng)考慮采區(qū)地質(zhì)條件、開采技術(shù)裝備條件、采區(qū)生產(chǎn)能力、工作面接替以及經(jīng)濟(jì)因素的影響。較大的地質(zhì)構(gòu)造，對(duì)采區(qū)長(zhǎng)度影響較大。 (2)煤層及圍巖穩(wěn)定程度。在松軟的煤層中布置區(qū)段巷道，維護(hù)較困難，采區(qū)走向長(zhǎng)度不宜過(guò)大。 (3)自然發(fā)火。 (4)再生頂板形成時(shí)間。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，工作面錯(cuò)距一般為 120～ 200m。由于開采條件和所使用的采煤方法的限制，急斜煤層采區(qū)走向長(zhǎng)度較緩斜和傾斜煤層短。 采區(qū)參數(shù)包括 ：采區(qū)尺寸、工作面及區(qū)段長(zhǎng)度、采區(qū)煤柱尺寸及采區(qū)生產(chǎn)能力等。 1）區(qū)段平巷的運(yùn)輸設(shè)備 （ 1）膠帶輸送機(jī)。所以選用膠帶輸送機(jī)一般都能夠滿足目前采區(qū)走向長(zhǎng)度的要求?？蓮澢伟遢斔蜋C(jī)每臺(tái)有效鋪設(shè)長(zhǎng)度可達(dá) 200m，在區(qū)段平巷中串 2~3臺(tái)串聯(lián)運(yùn)輸即可滿足一般采區(qū)走 向長(zhǎng)度的要求。中、小型礦井區(qū)段運(yùn)輸平巷常采用無(wú)極繩、小絞車牽引礦車運(yùn)煤，采區(qū)長(zhǎng)度一般較短。區(qū)段平巷坡度起伏較大時(shí)，工作面多采用小絞車運(yùn)料，采區(qū)走向長(zhǎng)度宜適當(dāng)縮短，以免多段運(yùn)料并增加輔助工人數(shù)。 3）采區(qū)供電 采區(qū)走向長(zhǎng)度加大，采區(qū)變電所至負(fù)荷供電距離增加，電壓降大，影響工作面機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 3．經(jīng)濟(jì)因素 合理的采區(qū)走向長(zhǎng)度，應(yīng)當(dāng)使噸煤費(fèi)用最低。因此，在經(jīng)濟(jì)上存在著使噸煤費(fèi)用最低的采區(qū)走向長(zhǎng)度的合理值。 采區(qū)尺寸數(shù)值 采區(qū)尺寸包括采區(qū)走向長(zhǎng)度和傾斜長(zhǎng)度。綜采采區(qū)宜用單面布置，其走向長(zhǎng)度一般不小于 1000m；當(dāng)雙面布置時(shí)，一般不小于 2021m。盤區(qū)走向長(zhǎng)度可按采區(qū)走向長(zhǎng)度考慮。 采煤工作面長(zhǎng)度 (一 )影響工作面長(zhǎng)度的因素 合理的工作面長(zhǎng)度應(yīng)能為實(shí)現(xiàn)工作面高產(chǎn)、高效提供有 利條件。但是，工作面過(guò)長(zhǎng)，將會(huì)導(dǎo)致工作面推進(jìn)度降低，不利于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，影響經(jīng)濟(jì)效益。在確定工作面長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)考慮以下影響因素： 1．煤層賦存條件 (1)煤層厚度。 (2)煤層傾角。行人運(yùn)料即感不便，特別是急斜煤層，由于工作面作業(yè)條 件困難、勞動(dòng)強(qiáng)度大、滑落煤塊巖塊易于傷人等原因，工作面宜較短。頂板松軟破碎的工作面或堅(jiān)硬頂板工作面頂板控制工序占用時(shí)間較長(zhǎng)，工作面均不宜過(guò)長(zhǎng)。采區(qū)中小的斷層多或頂?shù)装迤鸱^大，會(huì)使采煤工作困難、支護(hù)復(fù)雜，容易打亂正規(guī)循環(huán)作業(yè)，工作面不宜過(guò)長(zhǎng)。 如果煤層傾角較小、采高適中，圍巖性質(zhì)便于頂板控制，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，則可合理加大工作面長(zhǎng)度。由于 滾筒采煤機(jī)和刨煤機(jī)落煤較爆破落煤進(jìn)度快、效率高，為了充分發(fā)揮采煤機(jī)械的效能，條件相同的普采工作面長(zhǎng)度宜大于炮采工作面。 (2)輸送機(jī)。 (3)頂板控制。因此，確定工作面長(zhǎng)度要考慮采空區(qū)處理能力。頂板穩(wěn)定時(shí)，可實(shí)行采回平行作業(yè)，但頂板壓力大或破碎時(shí)，采回平行作業(yè)即比較困難，故工作面長(zhǎng)度不宜過(guò)大。 (4)工作面通風(fēng)。當(dāng)工作面進(jìn)度一定時(shí)，工作面愈長(zhǎng)，則產(chǎn)量愈高，愈需要增加風(fēng)量，由于工作面斷面的限制，易導(dǎo)致風(fēng)速過(guò)大，引起煤塵飛揚(yáng)，影 響安全生產(chǎn)。 巷道布置 采區(qū)巷道布置方式對(duì)工作面長(zhǎng)度有一定影響?？赡軐?duì)某一煤層而言工作面長(zhǎng)度不大合適，但為了便于巷道布置，必須采用同主要可采煤層相適應(yīng)的工作面長(zhǎng)度。 采煤工作面長(zhǎng)度 綜合機(jī)械化采煤工作面的長(zhǎng)度，一般為 150～ 200m；普采工作面的長(zhǎng)度 ，一般為 120～ 150m；炮采工作面長(zhǎng)度，一般為 80～150m。小型礦井采煤工作面長(zhǎng)度可采用大、中型礦井的下限或適當(dāng)降低。 采區(qū)煤柱尺寸 確定煤柱合理尺寸的因素是煤層所受壓力的大小以及煤柱本身的強(qiáng)度。煤柱強(qiáng)度主要決定于煤層的物理力學(xué)性質(zhì)，并與煤柱的形狀尺寸、巷道的服務(wù)年限及巷道支護(hù)情況有關(guān)。 二． 采區(qū)生產(chǎn)能力 采區(qū)生產(chǎn)能力是采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的采煤工作面和掘進(jìn)工作面出煤量的總和。 (一 )采區(qū)生產(chǎn)能力的影響因素 確定采區(qū)生產(chǎn)能力，應(yīng)綜合考慮以下因素： (1)地質(zhì)因素。瓦 斯等級(jí)、煤層自然發(fā)火和水文情況對(duì)采區(qū)生產(chǎn)能力也有程度不同的影響。 (3)采區(qū)儲(chǔ)量。 (4)采區(qū)產(chǎn)量的穩(wěn)定性 采區(qū)服務(wù)年限除了遞增遞減期外，采區(qū)產(chǎn)量要保持在生產(chǎn)能力以上，波動(dòng)幅度不宜大，且穩(wěn)定時(shí)間以不少于整個(gè)采區(qū)服務(wù)年限的 3/4 為宜。 要盡量避免礦井出現(xiàn)兩個(gè)以上的采區(qū)同時(shí)處于生產(chǎn)接替狀態(tài)，以減少同時(shí)生產(chǎn)的采區(qū)個(gè)數(shù)并簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理工作。 確定采區(qū)生產(chǎn)能力主要是確定一個(gè)采煤工作面產(chǎn)量和同時(shí)生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)。 采煤工作面的設(shè)計(jì)能力一般應(yīng)選取如下數(shù)值：綜采工作面，采高在 2m 及 2m以上的為 50～ 80萬(wàn) at/ ， ～ 2m 的為 30～ 50萬(wàn) at/ ；配備有單體液壓支柱的普采工作面產(chǎn)量為 20～ 30 萬(wàn) at/ ；炮采工作面能力為 10～ 20 萬(wàn) at/ 。同時(shí)生產(chǎn)工作面過(guò)多，則管 理復(fù)雜，接續(xù)緊張。 3．采區(qū)生產(chǎn)能力的驗(yàn)算 初步確定采區(qū)生產(chǎn)能力后，應(yīng)經(jīng)過(guò)以下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的驗(yàn)算。采區(qū)的運(yùn)輸能力應(yīng)大于采區(qū)生產(chǎn)能力，其中主要是運(yùn)煤設(shè)備的生產(chǎn)能力要與采區(qū)生產(chǎn)能力相適應(yīng)。 3000 ??? KTAA nB ? 式中 nA —— 設(shè)備生產(chǎn)能力， ht/ ； 0? —— 運(yùn)輸設(shè)備正常工作系數(shù)，取 ～ ； K —— 產(chǎn)量不均衡系數(shù)，取 ～ ； T —— 日出煤時(shí)間， h 。采區(qū)的生產(chǎn)能力應(yīng)和通風(fēng)能力相適應(yīng)。 1?t ； 1C —— 風(fēng)量備用系數(shù)。 采區(qū)主采煤層為二 .1 煤，煤層附存穩(wěn)定，煤層傾角為 19176。無(wú)火成巖入侵等的地質(zhì)發(fā)育情況。地 質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單。走向基本上是東西的，傾角為 19176。為穩(wěn)定煤層，無(wú)夾矸、媒質(zhì)中硬，節(jié)理發(fā)育較高高，且屬于高瓦斯煤層。 ⑷才采區(qū)儲(chǔ)量 該采區(qū)地質(zhì)儲(chǔ)量為 1120 萬(wàn)噸，其中可采儲(chǔ)量為 萬(wàn) t。 該采區(qū)年產(chǎn)量為 100萬(wàn)ｔ。 ⑹采區(qū)巷道布置 一 采區(qū)形式 采用綜合機(jī)械化采煤方法的采區(qū)要求有一定的走向長(zhǎng)度，采區(qū)走向長(zhǎng)度為 1980米，采用單翼布置，滿足綜合機(jī)械化工作面走向長(zhǎng)度的要求，所以采區(qū)形式采用單翼采區(qū)布置的形式。 第一方案：在距二１煤層 20m的底板巖層中布置兩條上山，上山位于采區(qū)走向中央，通過(guò)石門與煤層聯(lián)系。 第二方案：在二１煤層中布置兩條上山，間距 20 米，上山位于采區(qū)走向中央。 三 區(qū)段巷道 因二１煤層為中厚煤層，可以一次采全高，本采區(qū)布置區(qū)段巷道根據(jù)采區(qū)煤層附存條件，決定采用沿空留巷，區(qū)段巷道單巷布置的方式。 采區(qū)方案技術(shù) 比較表 方案 項(xiàng)目 第一種方案 雙巖上山 第二種方案 雙煤上山 掘進(jìn)工程量 工程量大，因?yàn)樯仙骄趲r層中掘進(jìn)且掘進(jìn)的距離為2021米 工程量小 巷道維護(hù) 巷道維護(hù)工程量小 成本低 維護(hù)困難 費(fèi)用高 通風(fēng)距離 長(zhǎng) 短 安全狀況 好 差 管理環(huán)節(jié) 管理環(huán)節(jié)多，一是溜煤眼多，二是漏風(fēng)地點(diǎn)多 管理環(huán)節(jié)少 巷道維護(hù) 維護(hù)工程量少，維護(hù)費(fèi)用低 煤層上山梯形金屬支架受采動(dòng)影響大，維護(hù)工程量大費(fèi)用高 支架回收 無(wú)法回收 可以回收，約 70%可以復(fù)用 工程期 巖石上山掘進(jìn)速度慢，約需要 14個(gè)月才能投產(chǎn) 煤層 上山掘進(jìn)速度快，約需要 10 個(gè)月可以投產(chǎn) 煤柱失及安全性 煤柱損失量少，回收率高，安全性好 階段煤柱損失量大，采區(qū)采出率低，安全性低主要因?yàn)樯仙介_拓在煤層中，且采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量大 通過(guò)技術(shù)比較可以看出第三種方案跟第一種方案類似，故在經(jīng)濟(jì)需要比較。 方案的經(jīng)濟(jì)比較表 方案 項(xiàng)目 第一種方案 雙巖上山 第二種方案 雙煤上山 上山 長(zhǎng)度 /m 掘進(jìn)單價(jià) /元 /m 費(fèi)用 /萬(wàn)元 960*2 433 960*2 聯(lián)絡(luò)巷 石門 長(zhǎng)度 /m 單價(jià) 元 /m 單條上山費(fèi)用 /元 總費(fèi)用