【正文】 ..... 28 采煤機(jī)的選型及驗算 ........................................... 28 運(yùn)輸機(jī)的選型及驗算 ........................................... 28 順槽設(shè)備的選型 ............................................... 28 支架的計算與選型 ............................................. 30 其他設(shè)備的選型 ............................................... 30 8環(huán)境保護(hù)及 采區(qū)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ..................................... 31 環(huán)境保護(hù)管理制度 ............................................. 31 采區(qū)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ......................................... 32 4 1 礦井概況 井田地理位置及交通條件 山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)申南凹焦煤有限公司煤礦井田地處山西河?xùn)|煤田東南部，位于鄉(xiāng)寧縣管頭鎮(zhèn)鋪上溝一帶，其地理坐標(biāo)為：北緯 36176。 05′ 05″，東經(jīng) 110176。 00′ 00″。鄉(xiāng)寧 — 臺頭 — 臨汾一級公路從礦井工業(yè)場地南約 2km東西向通過。該區(qū)尚無鐵路通達(dá)，礦井工業(yè)場地南約 2km為臨汾 — 吉縣高速公路，礦井距南同蒲鐵路侯馬站 60km。 山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)申南凹焦煤 有限公司交通位置見圖 11 地質(zhì)勘探程度 本論文所依據(jù)的地質(zhì)報告是在鄉(xiāng)寧礦區(qū)詳查地質(zhì)報告、臺頭井田精查勘測探及煤礦補(bǔ)充勘探成果的基礎(chǔ)上編制而成，可為煤礦生產(chǎn)、設(shè)計提供一定的依據(jù)。煤礦擴(kuò)區(qū)東部位于臺頭精查區(qū)西部 C 級儲量區(qū)內(nèi)， 2 號煤層共獲得探明的（ 111b）、控制的（ 122b）、推斷的（ 333）資源量。 井田的水文地質(zhì)情況及主要地質(zhì)構(gòu)造的分布情況 1）含水層 礦區(qū)及周圍地帶含水層，根據(jù)巖層含水性特征劃分的含水層自下而上有： （ 1）中奧陶統(tǒng)峰峰組石灰?guī)r溶隙含水層 奧灰?guī)r溶地下水是煤系地層下伏的主要含水層。 （ 2）太原組石灰?guī)r溶隙含水層 含水層包括 K K2石灰?guī)r， K3石灰?guī)r厚度變化不大，裂隙不發(fā)育 ,為弱含水性， K2石灰?guī)r為主要含水層，成為 9號煤層頂板直接充水含水層，厚度 7m左右，由于補(bǔ)給條件所限，且隨埋深增大，富水性減弱，富水性與埋藏條件有關(guān)，一般含水性弱， 606 號孔附近，用空壓機(jī)抽干，抽水試驗，單位涌水量只有 ，水位標(biāo)高 +，含水性極弱，因此，該層為含水性弱的裂隙含水層。 （ 4）第四系砂礫孔隙含水層 分布在山澗河谷地帶，巖性為黃白色砂質(zhì)粘土、亞粘土，砂礫層及礫石層，厚度變化大，由于大氣降水和地表水補(bǔ)給條件較好，同時排泄條件也好，因此，埋藏厚度大時，將成為地下水較豐富的孔隙潛水含水層。 2 號煤層至風(fēng)化裂隙帶含水層之間的隔水層，主要由具可塑性泥巖、粉砂巖組成，各層砂巖層之間均有泥巖分布，一般厚 度 2 米至數(shù)米不等，可起到良好的層間隔水作用。 4）礦井充水因素分析 （ 1）主要可采 2 號煤層以頂板 k8 砂巖充水為主，其次為開采過程中產(chǎn)生的塌陷裂隙帶，使得局部地帶與風(fēng)化裂隙帶發(fā)生水力聯(lián)系，補(bǔ)給 k8砂巖含水層而進(jìn)入巷道。 （ 3）地 表水對巷道的充水影響，區(qū)內(nèi)地表水為季節(jié)性沖溝，雨季尚有水流且很小，不會對礦井產(chǎn)生影響。 根據(jù)鄰近礦井井下涌水量情況，預(yù)計正常涌水量為 20m3/h，最大涌水量為 30m3/h。因此 ，形成了區(qū)內(nèi)北東向的構(gòu)造走向，本區(qū)地層基本上為一傾向北西的單斜構(gòu)造。在礦區(qū)東南部沿北東走向有一急傾向帶，寬度 400m左右。 7 圖 111 交通位置圖 8 煤層賦存狀況 本區(qū)含煤地層包括石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組及二疊系下統(tǒng)山西組和下石盒子組。山西組共含煤四層 (1 上、 3 號 )，平均總厚5. 70m,平均含煤系數(shù) %；平均可采總厚 ，平均可采含煤系數(shù)%。 山西組 1 上、 3號煤層和太原組 9號煤層均變化很大。詳見煤層賦存特征表 121。其中主要可采煤層為 2 號煤層。 （ 2）直接頂：厚度為 左右的砂巖，局部有離層現(xiàn)象。 2．底板巖石性質(zhì) （ 1）直接底：厚度為 左右的炭質(zhì)泥巖，灰黑色，上部含砂量交小，含植物化石碎片。 煤層瓦斯等級 據(jù)本礦測定結(jié)果，相對瓦斯涌出量為 ，小于 10m3/，經(jīng)計算絕對瓦斯涌出量為 ，小于 40m3/min,屬底沼澤礦氣。 煤的爆炸性及爆炸指數(shù) 據(jù)礦井 2 號煤層煤塵爆炸性試驗結(jié)果，火焰長度為 50㎜，最低巖粉用 9 量為 60%， 2號煤有爆炸性性；爆炸指數(shù)為 7%。精煤干燥基灰分為 — %。 （ 7）發(fā)熱量： 2號煤層干燥無灰基彈筒發(fā)熱量為 ，屬高發(fā)熱量煤。 （ 2）用 途：發(fā)熱量高煤、中等粘結(jié)性煤、極易選煤、煉焦冶金。 (2)．確定依據(jù) 山西省國土資源廳 2021年 11 月 26日頒發(fā)的《采礦許可證》，證號為C1400002021111220215112。 依據(jù)報告 , 2號煤層共獲得 (l11b)探明 的、 (122b)控制的、 (333)推斷的礦井地質(zhì)儲量為 。 b 工業(yè)儲量 礦井工業(yè)資源 /儲量由地質(zhì)資源量中探明的資源量 331 和控制的資源量 332 中經(jīng)分類得出的經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量 111b 和 122b、以及推斷的 333資源量的折減量構(gòu)成。 本礦井工業(yè)資源 /儲量 =111b+122b+333k =++ = c 開采儲量 12 （ 1）開采范圍的確定 井田共含一層可采煤層 ,即 2號煤。 （ 2）開采儲量 礦井設(shè)計儲量為工業(yè)儲量減去斷層煤柱、村莊煤柱、井田境界煤柱和已有建、構(gòu)筑物煤柱后的儲量。 經(jīng)計算，礦井設(shè)計開采儲量為 。 ：設(shè)有三條井筒。三條井筒位于同一場地。 （ 1）主斜井：傾角 20176。 （ 2）副斜井：傾角 30176。 （ 3）回風(fēng)立井：傾角 90176。 采區(qū)的劃分及劃分依據(jù)、采區(qū)開采順序 根據(jù)井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造及煤 層賦存特點(diǎn)，結(jié)合工作面裝備水平，為適應(yīng)綜合機(jī)械化工作面布置的要求，本著適當(dāng)加大采區(qū)尺寸、增加工作面推進(jìn)產(chǎn)度、盡量減少工作面搬家次數(shù)，提高工作面單產(chǎn)及效率的原則，設(shè)計確定工作面推進(jìn)長度為 至 。 開拓巷道的布置 井筒及井底車場掘砌完工后，在 2 號煤層 +1190m 標(biāo)高沿北方向（方位角 360176。主運(yùn)輸大巷凈寬 ，凈高 ，凈斷面積 ；回風(fēng)大巷凈寬 ，凈高 ，凈斷面積 。 ：本礦通風(fēng)機(jī)型號選用 47220B 軸流式通風(fēng)機(jī)；通風(fēng)機(jī)工作方法為抽出法。 目前礦井的年工作日數(shù)及每周夜生產(chǎn)班數(shù) ：現(xiàn)本礦井的年平均工作天數(shù)為每月 ，全年按 12 個月計算，全年平均工作天數(shù)為 天。 、生產(chǎn)采區(qū)數(shù)目、位置及生產(chǎn)能力、采煤工作面數(shù)目 ：根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局頒發(fā)的煤炭生產(chǎn)許可證（編號： 202126310292），確定礦井生產(chǎn) 能力為 110 萬噸 /年。 3. 采煤工作面數(shù)目：本采區(qū)共設(shè)計了 5個采煤工作面，現(xiàn)已準(zhǔn)備完成了一個采煤工作面，即 102101 綜采工作面。 表 211 采區(qū)圈定拐點(diǎn)坐標(biāo)表 拐點(diǎn)編號 X 坐 標(biāo) Y 坐 標(biāo) 備 注 1 2 3 4 5 ： 21 采區(qū)長約 ，寬約 ，面積為 。 ： 21采區(qū)的計劃接替采區(qū) 22 采區(qū)， 22 采區(qū)位于 21采區(qū)北部 1km 范圍內(nèi)。區(qū)內(nèi)地形復(fù)雜，切割強(qiáng)烈，河谷縱橫，多呈“ V”字型。山西組共含煤四層 (1 上、 3)，平均總厚 ，平均含煤系數(shù) 17%；含主要穩(wěn)定 16 可采煤層 2號，較穩(wěn)定的局部可采煤層 1 號及不穩(wěn)定的局部可采煤層 3號。 2 號煤層厚 — ，平均 。結(jié)構(gòu)較為簡單，頂板大多為粉砂巖，局部為中砂巖；底板以泥巖為主，粉砂巖次之。 地質(zhì)構(gòu)造的分布 本采區(qū)位于本礦井田中東部，構(gòu)造體系為祁呂賀蘭山字型構(gòu)造前弧東翼內(nèi)側(cè)，采區(qū)內(nèi)地質(zhì)應(yīng)力的方向大體為北西～南東向的擠壓。東部有一組規(guī)模不大的背向斜及一條落差 10m 的正斷層 可能穿過本采區(qū)，地表未發(fā)現(xiàn)陷落柱，總述本采區(qū)構(gòu)造比較簡單。 ：厚度為 左右的粉砂巖，深灰色、灰黑色粉沙巖為主，夾灰色砂巖。 頂：厚度為 ，深灰色炭質(zhì)泥巖為主，局部為粉砂巖。區(qū)外東南部依次出露石炭系、奧陶系石灰?guī)r，碳酸鹽 地層為區(qū)域地下水的補(bǔ)給區(qū)。山坡和山梁生長著茂密的灌木叢和森林，植被覆蓋率較大，為大氣降水滲入補(bǔ)給地下水創(chuàng)造了天然的優(yōu)越條件。 含水層對采區(qū)煤層開采的水文影響和充水影響因素：作為煤層直接充水含水層，由于含水性弱，上覆地層有厚厚的泥巖、粉砂巖隔水層存在，且含水性弱，所以對采區(qū)開采一般不會造成威脅。 老窯和采區(qū)積水情況 由于采空區(qū)均已塌落和密閉，人無法進(jìn)入，其積水情況只能夠向礦方知情人員調(diào)查訪問，并結(jié)合位置、開采時間、方法、煤層埋深、開采標(biāo)高，開采過程中井巷涌水、排水情況、地表變形特征及所處地形地貌條件等綜合分析推斷，未采用地面物探方法。 17 根據(jù)本礦實際情況，采用經(jīng)驗公式對井田內(nèi) 2 號煤層采空區(qū)積水量進(jìn)行估算如下： W 靜 =K h/cosα 式中： W 靜 — 預(yù)測采空區(qū)積水量（靜儲量）（ m3） F— 采空區(qū)積水水 平投影面積（ m2） M— 煤層采厚（ m）（ 2號煤層平均厚度 ） K— 采空區(qū)充水系數(shù)（取 ） α — 煤層傾角（取 11186。由于該采空區(qū)位于本礦的上山方向，煤層埋深淺，大氣降水或風(fēng)化裂隙水可能會沿導(dǎo)水裂隙帶進(jìn)入采空區(qū)，從而積水。 本礦與相鄰煤礦礦井井田邊界和本礦采空區(qū)都留有可靠的防水保安煤柱，并有專人觀測維護(hù)，因此以上敘述的采空區(qū)和老窯積水不會對本礦及采區(qū)開采造成影響。 采區(qū)儲量和生產(chǎn)能力 18 確定有關(guān)煤柱尺寸、計算采區(qū)地質(zhì)儲量、可采儲量 根據(jù)本礦井田采區(qū)規(guī)劃、 21 采區(qū)布置和采區(qū)工作面布置及實際生產(chǎn)情況確定煤柱尺寸。 、可采儲量 根據(jù) 21采區(qū)圈定范圍、采煤工作面設(shè)計個數(shù)及采高計算，本采區(qū)保有地質(zhì)儲量為 390萬噸，可采儲量為 350 萬噸。 確定采區(qū)生產(chǎn)能力 本采區(qū)保有儲量為 390 萬噸，可采儲量為 350 萬噸，采區(qū)設(shè)計范圍和采區(qū)工作面設(shè)計符合 110萬噸 /年設(shè)計生產(chǎn)能力，同時符合 80 萬噸 /年實際生產(chǎn)能力。 19 3 采煤方法及采區(qū)巷道布置 、結(jié)合開采經(jīng)驗、選擇采區(qū)內(nèi)采煤方式并選擇采煤方法。含夾矸 12 層，夾肝主要為炭質(zhì)泥巖或泥巖。屬穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。 根據(jù)賦存煤層頂?shù)装鍡l件選擇頂板管理方法。 頂板管理方法：根據(jù)采掘?qū)嶋H情況和頂板巖石性質(zhì)、厚度及變化情況，確定本采區(qū)巷道及掘進(jìn)巷道頂板采用錨梁網(wǎng)支護(hù)管理，回采工作面頂板隨回采工作面推進(jìn)采取自行跨落法和強(qiáng)行跨落法管理。系統(tǒng)將計算機(jī)檢測技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)和傳感器技術(shù)融為一體。 系統(tǒng)包括五個組成部分： 計算機(jī)及數(shù)據(jù)處理軟件； KJ216J 礦用數(shù)據(jù)通訊接口； KJ216Z 礦用監(jiān)測主站； KJF70 礦用數(shù)據(jù)通訊分站； KGE30 頂板離層監(jiān)測傳感器 :本安型供電電源。 KJ216 型煤 礦頂板壓力監(jiān)測系統(tǒng)主要用于觀測主要開拓大巷、采區(qū)巷道、回采工作面上下巷、掘進(jìn)中順槽巷道及其他掘進(jìn)巷道的頂板變化及離層情況。 ： KJ216 型煤礦頂板壓力監(jiān)測兩點(diǎn)式離層傳感器在監(jiān)測頂板離層時，離層位置會產(chǎn)生如圖所示的幾種情況。發(fā)生離層時，A 點(diǎn)數(shù)據(jù)逐漸增大， B點(diǎn)數(shù)據(jù)不變， AB 數(shù)值逐漸增大。 20 圖321 頂板離層示意圖 （ 2）離層位置在 B點(diǎn)之下 當(dāng)離層位置發(fā)生在 B點(diǎn)之下，如圖 322所示。因此，可以把 A或 B數(shù)值可作為監(jiān)測分析數(shù)據(jù)。發(fā)生離層時， A點(diǎn)數(shù)據(jù)不變， B點(diǎn)數(shù)據(jù)不變， AB數(shù)值也不變。應(yīng)增大 A 點(diǎn)的固定位置或采用多點(diǎn)離層傳感器。離層 1 的出現(xiàn)，將造成 A 點(diǎn)數(shù)據(jù)量增大， B 點(diǎn)的數(shù)據(jù)不變，（ AB）的數(shù)據(jù)將增大；離層 2 的出現(xiàn)，將導(dǎo)致 A、 B 兩點(diǎn)的下沉量同時增大，（ AB）的數(shù)據(jù)為零。若 S1 S2，可能會出現(xiàn)在離層 1位置整體冒落；若 S1 S2，則會在離層 2處先冒落，在離層 1后冒落的分層冒落情況。 ： 方案一：主運(yùn)輸大巷和主回風(fēng)大巷按煤層傾向布置， 21采區(qū)內(nèi)采掘工作面垂直大巷，順槽和掘進(jìn)工作面沿走向布置，切巷沿傾向布置，為走向長壁式回采工作面。 ： 方案一：走向掘進(jìn)和走向長壁式回采。容易觀測； （ 2）開采技術(shù)條件。掘進(jìn)工作面采用局扇形成通風(fēng)系統(tǒng)，回采工作面上巷為回風(fēng)，下巷為進(jìn)風(fēng)，形成下行通風(fēng)，上隅角瓦斯不予以積聚；