16采区方案设计

第十六章采区方案设计第三篇开采设计第十六章采区方案设计1.采区设计的依据、程序和步骤2.采区设计内容3.采区参数的确定4.采区准备方式的发展方向5.采区方案设计实例第一节采区设计的依据、程序和步骤一、采区设计的依据要做好采区设计，必须有正确的设计指导思想和充分可靠的设计依据.必须贯彻执行《煤炭工业技术政策》、《煤矿安全规程》和《煤炭工业矿井设计规范》等。1.已批准的地质报告2）采区地质说明书采区地质说明书包括：详细的采区地质特征，地质构造状况；煤层赋存条件和煤层稳定程度；矿井瓦斯登记；有无煤与瓦斯突出危险；自然发火期；水文地质特征；煤种和媒质以及国家对产品的要求；钻孔布置及各级储量的比例等。•3）附图。•图纸包括：采区井上下对照图、煤层底板等高线图、储量计算图、勘探线剖面图、钻孔柱状图、采区工程平（立）面图等。•2.根据矿井生产、接替和发展对设计采区的要求•主要是生产矿井提出的对设计采区的生产能力、采煤工艺方式、采准巷道布置及生产系统改革等要求。以适应生产技术不断满足生产的需要。二、采区设计程序采区设计一般是根据矿井设计和矿井改扩建设计以及生产技术要求，由矿主管单位提出设计任务书报局批准，而后由矿或局的有关部门、单位根据批准的设计任务书进行设计。采区设计通常分两个阶段：（1）采区方案设计：确定采区主要技术特征的采区方案设计。（2）采区施工设计：根据批准的方案而进行的采区单位工程巷道施工图设计。三、采区设计的步骤采区设计按下列步骤进行：（1）学习政策法规，掌握相关规定认真学习有关煤矿生产建设的政策法规，收集有关地质和开采技术资料，掌握上级管理部门对采区设计的具体规定。要按照具体条件，因地适宜创造条件提高采、掘、运输机械化水平，提高采煤工作面单产；积极推广无煤柱护巷技术，降低掘进率和减少煤炭损失；实现合理集中生产，提高劳动生产率。（2）明确设计任务，掌握设计依据根据矿井生产技术发展及生产衔接的需要，明确采区设计中重大问题的设计任务，如采准巷道布置及采煤工艺的改革、采区生产能力的确定等主要技术原则。矿井地质部门应提出采区的地质说明书及附图，并应有分煤层和分等级的储量计算图。必要时设计人员需对储量进行核算，设计人员真正掌握设计依据，使设计建立在可靠的基础上。（3）深入现场，调查研究根据采区设计所需要解决的问题，确定调查的课题、内容、范围和方法。例如，调查原有采区的部署、巷道布置及生产系统、车场形式等，作为巷道布置方案设计时借鉴；调查采煤、掘进、运输、提升等的生产能力，煤仓容量等数据，作为设备选型的参考；搜集巷道掘进、运输、提升、排水、通风和巷道维护等方面的技术经济指标，以便进行不同方案的技术经济比较．充分掌握第一手资料，使设计建立在客观实际的基础上。（4）研究方案，编制设计在进行实际调查研究的过程中，一定要注意汇集各有关单位对设计的具体要求及设想，根据设计条件提出几个可行方案，广泛征求意见，认真研究、修改和充实设计方案内容，在此基础上，集中为两三个较合理的方案，进行技术经济比较，确定出采用的方案，正式编制设计。（5）审批方案设计•将已完成的方案设计经有关单位会同审查后，由有关上级部门批准。（6）进行施工图设计•根据已批准的方案设计，进行各单位工程的施工图设计。第二节采区设计内容一、采区设计说明书共计11项内容（1）采区概况（2）采区煤层赋存及地质情况（3）采区储量及生产能力确定（4）采区巷道布置方案设计（5）采煤方法设计（6）采区机电设计（7）采区通风设计（8）采区其他系统（9）安全技术及组织措施（10）计算采区巷道掘进工程量（11）编制采区设计的主要技术经济指标采区设计所需图纸包括：地质柱状图、采区井上下对照图、煤层底板等高线土、储量计算及剖面图等。采区设计图纸主要包括：（1）采区巷道布置平面及剖面图（比例：1∶1000或1∶2000）；（2）采区采掘机械配备平面图（比例：1∶1000或1∶2000）；（3）采区工作面布置图（比例：1∶50或1∶200）；（4）采区通风系统（最大、最小负压）示意图；二、采区设计图纸（5）瓦斯抽放系统图（低瓦斯矿井不要）；（6）采区管线布置图（包括防尘、洒水、灌浆管路布置等）;（7）采区轨道运输系统图（比例：1∶1000或1∶2000）；（8）采区供电系统图（比例：1∶1000或1∶2000）；（9）采区避灾路线图；（10）采区车场图（比例：1∶200或1∶500）；（11）采区巷道断面图（比例：1∶50或1∶20）（12）采区轨道交岔点图（比例：1∶50或1∶100）；（13）采区硐室布置图（比例：1∶200）。第三节采区参数的确定一、采区尺寸（一）影响采区尺寸的因素1.地质条件（地质构造、围岩特征、煤层产状、瓦斯及自燃等）2.生产技术条件（运输条件、设备特征、采区供电、设备搬运）3.经济因素（吨煤投资、生产成本、生产效率、优化采区程度）4.采区尺寸数值（二）采区尺寸数值采区尺寸包括采区走向长度和倾斜长度。使用单体液压支柱的普采工作面采区，其走向长度一般为1500～2000m。综采采区宜用单面布置，其走向长度一般不小于1000m；当双面布置时，一般不小于2000m二、采煤工作面长度（一）影响工作面长度的因素1.煤层赋存条件2.机械设备及技术管理水平3.巷道布置（二）采煤工作面长度综采：150～200m；普采：120～150m；炮采：80～150m；（综采目前有已达300m以上）三、采区煤柱尺寸1.上山之间一般20m以上，厚煤层25m以上；2.上山一侧煤柱一般30m以上，有达到60m以上；3.区段煤柱采用煤柱护巷要达到8~15m以上；4.大巷煤柱在2.~30m以上。距煤层20m以上可采用跨大巷开采。5.采区之间煤柱宽度一般在10m左右；6.断层落差大的时，一般留10~15m煤柱，含水大时煤柱质宽度可达30m以上。四、采区生产能力（一）采区生产能力的影响因素1、地质因素；2、采煤、掘进、运输的机械化程度和通风、供电能力；3、采区储量；4、采区产量的稳定性。（二）确定采区生产能力的方法1.一个采煤工作面产量计算2.采区内同时生产的工作面数目3.进行采区生产能力验算第四节采区准备方式的发展方向一、准备方式多样化（采区、盘区、带区布置方式）二、采区大型化(工作面单产高、走向长度大、采区生产能力大)三、单层化和全煤巷化支护技术改进，巷道将向煤层巷道发展。第五节采区方案设计实例采区境界m1煤层底板等高线图16-2134.62.2016-1134.92.0817-1135.12.2117-2134.02.3083.772.2+100+80+60+40+20±0矿井边界J七采区第一方案采区巷道布置图16-2134.62.2016-1134.92.0817-1135.12.2117-2134.02.3083.772.2+100+80+60+40+20±0矿井边界J七采区ⅠⅠⅠⅠ108345671112138199ˊ8ˊ11361099ˊ8ˊ12213245143第二方案采区巷道布置图16-2134.62.2016-1134.92.0817-1135.12.2117-2134.02.3083.772.2+100+80+60+40+20±0矿井边界J七采区ⅠⅠⅠⅠ108345671112138199ˊ8ˊ134，561099ˊ8ˊ122132第三方案采区巷道布置图16-2134.62.2016-1134.92.0817-1135.12.2117-2134.02.3083.772.2+100+80+60+40+20±0矿井边界J七采区ⅠⅠⅠⅠ108345671112138199ˊ8ˊ134，561099ˊ8ˊ12213采区方案技术比较采区方案技术比较表方案项目第一方案双岩上山方案第二方案双煤上山方案第三方案一煤一岩上山方案1.掘进工程量工程量大。因两上山均在岩层中，故要多掘进252m石门和60m溜煤眼工程量小工程量较大比比第二方案多掘170m石门2.工程难度困难。一是岩巷施工，二是巷道联接复杂较容易困难3.通风距离场。每区段要增加130m的通风距离短较长。每区段增加60m通风距离4.管理环节管理环节多。一是溜煤眼多；二是漏风地点多少多（同第一方案）5.巷道维护维护工程量少，维护费用低煤层上山，梯形金属支架受采动影响大，维护工程量大，费用高第一条煤层上山，维护工程量较大，费用较高6.支架回收无法回收可以回收，70％可以复用煤层上山支架可以回收复用7.工程期岩石上山掘进速度慢，约需14个月才能投产煤层上山掘进快，约10个月投产同第一方案采区方案经济比较采区方案经济比较表方案项目第一方案双岩上山方案第二方案双煤上山方案1.上山2.长度/m3.掘进单价/元·m－14.费用/元560×2394.4441728.0560×2433.5485520.02.联络巷（1）石门：长度/m单价/元·m－1单条上山费用/元总费用（4条）两煤层间42m，上山到m2煤层63m394.441412.0165648.0两煤层间距42m394.416564.866259.2（2）溜煤眼（φ＝2m）：体积/m3单价/元·m－1每区段费用/元总费用（3组）6345.532868.411473.60（3）维护巷道长度/m单价/元·m－1维护时间/a费用/元560×2＋63×23.627.734731.0560×241.27.7355308.8采区方案经济比较采区方案经济比较汇总表方案项目第一方案第二方案1.初期投资/元（包括上山、石门、溜煤眼各一组，铺轨两组537050.3520350.5初期投资比较/％103.211002.总费用/元（1）总投资（2）总费用（扣除可回收部分后的费用）661873.8695005.4912190.7622690.9总费用比较/％105.83100作业：1、编制采区设计的依据是什么？2、试述采区设计的步骤。3、简述采区设计应包括的内容。4、影响采区尺寸的因素有哪些？5、试述采煤工作面合理长度以及影响工作面长度的因素。