【正文】 顯建筑物，沒有河流及鐵路經(jīng)過，大大減少了煤柱的留設(shè)。采區(qū)內(nèi)無褶曲， 陷落柱及火成巖的侵入情況，地址條件對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，老頂垮落對回采作業(yè)場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)，瓦斯相對涌出量為 12m3/t，屬于高 瓦斯礦井。 0m，絕對瓦斯涌出量， 1984 年開采深度 150m，絕對瓦斯涌出量 m3/min，2021 年開采深度 400 m，絕對瓦斯涌出量 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，對煤層開采影響較小。 該采區(qū)沒有對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，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。對單一薄及中厚煤層，一般情況下，最好一翼布置 1個工作面，雙翼采區(qū)共有 2個工作面同時生產(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，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 指標(biāo) 單位 數(shù)量 1 生產(chǎn)能力 萬 t/a 100 2 煤質(zhì) 3 煤層傾角 176。 4 煤層厚度 米 4 5 地質(zhì)儲量 萬 t 1120 6 可采儲量 萬 t 7 可采期 a 8 涌水量 m/min 2 9 采區(qū)相對瓦斯涌出量 M3/t 12 10 采區(qū)工作面?zhèn)€數(shù) 個 1 第四 章 采區(qū)方案設(shè)計 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)遵循的三個基本原則，是密切聯(lián)系相互制約的，在選擇時應(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)采用走向長壁采煤法。宜選用走向長壁采煤法。無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)定性及對采掘的影響。走向?yàn)?2021，傾向長為 1000 ，采區(qū)煤層相對瓦斯涌出量為 12m3/t,煤層具有自燃發(fā)火性，且自燃發(fā)火期為六個月，煤層內(nèi)無夾矸及火成巖入侵的情況，煤層內(nèi)無尖滅、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，煤層底板為頁質(zhì)砂巖，屬于比較堅硬的底板。由于地質(zhì)構(gòu)造的影響，有時不得不放棄技術(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，需要在采煤工作面開采前采取疏排水措施，或在采煤過程中布置疏排水設(shè)施，應(yīng)在選擇采煤方法時加以充分考慮。 （ 6）煤層瓦斯含量 煤層瓦斯 含量較高時，在選擇采煤方法時，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，并通過瓦斯管網(wǎng)進(jìn)行瓦斯抽放。 本采區(qū)煤層瓦斯相對涌出量為 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，對采區(qū)長度影響較大。 (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)走向長度不宜過大。 (3)自然發(fā)火。 (4)再生頂板形成時間。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，工作面錯距一般為 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)走向長度的要求?？蓮澢伟遢斔蜋C(jī)每臺有效鋪設(shè)長度可達(dá) 200m，在區(qū)段平巷中串 2~3 臺串聯(lián)運(yùn)輸即可滿足一般 采區(qū)走向長度的要求。中、小型礦井區(qū)段運(yùn)輸平巷常采用無極繩、小絞車牽引礦車運(yùn)煤，采區(qū)長度一般較短。區(qū)段平巷坡度起伏較大時，工作面多采用小絞車運(yùn)料，采區(qū)走向長度宜適當(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)走向長度和傾斜長度。綜采采區(qū)宜用單面布置，其走向長度一般不小于 1000m；當(dāng)雙面布置時，一般不小于 2021m。盤區(qū)走向長度可按采區(qū)走向長度考慮。 采煤工作面長度 (一 )影響工作面長度的因素 合理的工作面長度應(yīng)能為實(shí)現(xiàn)工作面高產(chǎn)、高效 提供有利條件。但是，工作面過長，將會導(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。在確定工作面長度時，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硬頂板工作面頂板控制工序占用時間較長，工作面均不宜過長。采區(qū)中小的斷層多或頂?shù)装迤鸱^大，會使采煤工作困難、支護(hù)復(fù)雜，容易打亂正規(guī)循環(huán)作業(yè)，工作面不宜過長。 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)造簡單，則可合理加大工作面長度。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，確定工作面長度要考慮采空區(qū)處理能力。頂板穩(wěn)定時，可實(shí)行采回平行作業(yè)，但頂板壓力大或破碎時，采回平行作業(yè)即比較困難，故工作面長度不宜過大。 (4)工作面通風(fēng)。當(dāng)工作面進(jìn)度一定時，工作面愈長，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)巷道布置方式對工作面長度有一定影響?？赡軐δ骋幻簩佣怨ぷ髅骈L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)的工作面長度。 采煤工作面長度 綜合機(jī)械化采煤工作面的長度，一般為 150～ 200m；普采工作面 的長度，一般為 120～ 150m；炮采工作面長度，一般為 80～150m。小型礦井采煤工作面長度可采用大、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、煤層自然發(fā)火和水文情況對采區(qū)生產(chǎn)能力也有程度不同的影響。 (3)采區(qū)儲量。 (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，波動幅度不宜大，且穩(wěn)定時間以不少于整個采區(qū)服務(wù)年限的 3/4為宜。 要盡量避免礦井出現(xiàn)兩個以上的采區(qū)同時處于生產(chǎn)接替狀態(tài)，以減少同時生產(chǎn)的采區(qū)個數(shù)并簡化生產(chǎn)管理工作。 確定采區(qū)生產(chǎn)能力主要是確定一個采煤工作面產(chǎn)量和同時生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)。 采煤工作面的設(shè)計能力一般應(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 at/ ， ～ 2m 的為 30～ 50萬 at/ ；配備有單體液壓支柱的普采工作面產(chǎn)量為 20～ 30 萬at/ ；炮采工作面能力為 10～ 20 萬 at/ 。同時生產(chǎn)工作面過多 ，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。無火成巖入侵等的地質(zhì)發(fā)育情況。地質(zhì)構(gòu)造簡單。走向基本上是東西的，傾角為 19176。為穩(wěn)定煤層，無夾矸、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)儲量 該采區(qū)地質(zhì)儲量為 1120 萬噸，其中可采儲量為 t。 該采區(qū)年產(chǎn)量為 100萬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度，采區(qū)走向長度為 1980 米，采用單翼布置，滿足綜合機(jī)械化工作面走向長度的要求，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 維護(hù)困難 費(fèi)用高 成本低 通風(fēng)距離 長 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影響大，維護(hù)工程量大費(fèi)用高 支架回收 無法回收 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個月才能投產(chǎn) 煤層上山掘進(jìn)速度快，約需要 10 個月可以投產(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)相對瓦斯涌出量大 通過技術(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 長度 /m 掘進(jìn)單價 /元 /m 費(fèi)用 /萬元 960*2 433 960*2 聯(lián)絡(luò)巷 石門 長度 /m 單價 元 /m 單條上山費(fèi)用