下组煤延深设计.说明书 4-8章 (毕业设计)07.09.05

第页45第四章采区设计第一节采区地质特征一、采区概况首采区为11煤层的二采区，范围：南界为F19-1断层，北邻F1-1，东为F12断层，西以井田边界为界，面积约0.23km2。二、采区煤层及顶底板特征：本矿井在下组煤开采过程中，前期集中开采第11煤层。首采区勘探程度较高，煤层赋存较稳定，倾角3~7，厚度为0.58~2.09m，平均为1.44m，煤层不含有夹矸，岩性以粉砂岩为主，结构较复杂，煤质中硬。与上下两层煤的间距分别为118.00m和48.48m。第11煤层顶板为粉砂岩，但有互层现象，底板为粉砂岩。三、采区地质构造：采区内地质构造较简单，仅有一条断层F1-5东西向纵穿本区，且落差较小。四、其它开采条件本井田煤层均属有爆炸危险、易自燃煤。2007年5月份检测，其中煤尘爆炸指数煤11为42.60%，煤13为46.25%，二者均为Ⅱ类自燃煤层。属地温正常区及低瓦斯矿井。五、采区储量计算本井田下组煤为肥煤，容重1.35t/m3，则首采区工业储量为31.05万t，回采率为80%，其可采储量为24.84万t。第二节采区生产能力及服务年限一、回采工作面作业方式及回采产量本采区根据实际情采用高档普采工艺，工作面作业方式采用“边采边准”方式；第页46回采工作面产量A(万t)为：crmVLA式中：L—回采工作面长度，140m；V—工作面年推进度，750m；m—煤厚，1.44m；r—容重，1.35t/m3；c—回采工作面的回采率，取95%。则二采区工作面产量为：A2=140×750×1.44×1.35×95%=19.39(万t)。二、采区生产能力及服务年限采区生产能力为：Ac=A×(1+10%)=21.33(万t)；采区服务年限为：Tc=ckcAZ=24.84/21.33=1.2(a)。需要说明的是，为保证矿井生产能力，下组煤投产初期，矿井有3个采区同时生产，其中上组煤2个，下组煤1个(二采区)。第三节采煤方法及采区参数一、采煤方法选择针对上述首采区煤层开采条件，及上级主管部门对可行性研究报告的批复意见，设计首采区采用长壁式采煤法，高档普采工艺，后退式回采，全部垮落法管理顶板。二、采区参数根据矿井开拓布局，煤层开采条件、三维物探范围及村庄压煤情况，为保证矿井能顺利转入到下组煤的开采，设计确定11煤的二采区为下组煤投产采区。采区倾斜长300米，走向长750米；针对本矿井开采条件、工作制度、煤层条件和技术装备水平，为保证采煤工作面正常接续，设计暂定工作面长度为140m，工作面推进度为750m。采区断层煤柱：北邻F1-1断层煤柱20米，东邻F12断层煤柱50米，南邻F19-1断层煤柱20米，西邻下组煤副暗斜井预留护巷煤柱50米。第页47205625003979500205627002056290020563100205623002056210020562900205631002056230020562100397950039797003979700397930039793003979100397910039789003978900首采区(1102采区)巷道布置平面图2007年1月1:2000汪华君曹建军马其华山东泰丰矿业集团有限公司王家寨煤矿日期比例图号设计单位审校制图设计14山东科技大学建筑设计研究院图例现井巷工程原井巷工程-510m运输大巷-510m轨道大巷-510m轨道大巷-510m联络巷-510m车场南翼副(轨道)暗斜井4#-510m总回风巷4#化工厂397885820562409H=25m∠65°01.07甲200.49-444.771150.90丙∠9211.35-397.38450.80丙∠24199.69-425.2441.33甲218.14-397.80113F1-8H=0-6m∠75°H=0-12m∠60°H=0-6m∠70°F1-10F1-7H=6m∠60°H=0-8m∠70°-450-400-400-450∠65°F1-9H=0-25H=0-24m∠50-80°H=0-8m∠65°∠65°H=0-25F1-9F19-1∠55°F1-5H=0-13H=0-15m∠60°F1-2F1-1H=0-45m∠45°图5-1首采区(二采区)平面图第四节采区巷道布置一、采区准备巷道根据投产采区煤层赋存特点及构造分布情况、开采技术条件，对投产采区巷道布置，本设计的基本思路为：沿井田边界布置两条近水平斜巷，一条为轨道平巷，直接由南翼轨道下山穿透煤层处甩出，用于进风、行人和辅助运输；另一条安设皮带，用于运煤和回风，该斜巷通过煤仓和行人回风联络斜巷与-510m总回风巷联系。二、采区巷道布置根据初期采区煤层赋存特点、开采技术条件和水文地质情况，在可行性研究报告中对首采区准备巷道和采煤工作面布置，以及准备巷道与开拓巷道的联系方式，进行了多方案比较后，集中提出了以下两个方案：方案I：沿伪倾斜方向布置两个工作面，工作面接续采用窄小煤柱掘巷。由二采运第页48输平巷打溜煤斜井和回风联络斜巷与-510m总回风大巷相连。南翼副暗斜井穿透11煤处甩出连接二采轨道平巷，用于运料进风。再由二采轨道平巷和运输平巷两条准备巷道开拓该采区的回采系统。平面图如图5-2。图5-2首采区准备巷道布置方案IH=0-8m∠65°H=0-14m∠50°F1-10H=0-45m∠45°F1-1F1-2H=0-15m∠60°H=0-13F1-5∠55°F19-1F1-9H=0-25∠65°H=0-8m∠65°H=0-24m∠50-80°H=0-25F1-9∠65°-450-400-400-450H=0-8m∠70°H=6m∠60°F1-7F1-10H=0-6m∠70°H=0-8m∠65°H=0-10m∠60°F1-3F1-4H=0-30m∠70°H=0-12m∠60°H=0-6m∠75°F1-8113-397.80218.14甲1.334-425.24199.69∠24丙0.80312-411.64198.45∠8乙1.15313-469.96195.871.34-397.38211.35∠9115-444.77200.49甲1.070195.87甲1.34化工厂H2SⅢ-342.3-342.8-346.1-510m总回风巷煤11二采区采区边界4#L1H2工广保护煤柱-510m轨道大巷-510m运输大巷21101轨道斜巷21101运输斜巷八采区轨道平巷八采区运输平巷南翼副(轨道)暗斜井-510m轨道大巷-510m车场-510m联络巷变坡点1102运输平巷回风斜巷1102轨道平巷205625003979500205627002056290020563100205623002056210020562900205631002056230020562100397950039797003979700397930039793003979100397910039789003978900首采区(二采区)巷道布置平面图2007年4月1:2000山东泰丰矿业集团有限公司王家寨煤矿日期比例图号设计单位审校制图设计21101工作面21102工作面21101运输顺槽21101轨道顺槽21102轨道顺槽21102运输顺槽14山东科技大学建筑设计研究院图例现井巷工程原井巷工程21102运输斜巷21102轨道斜巷21101运输斜巷煤11二采区采区边界21102运输顺槽21102轨道顺槽21101运输顺槽21101轨道顺槽方案II：沿伪倾斜方向布置两个工作面，工作面接续采用窄小煤柱掘巷。由二采回风平巷打行人回风联络斜巷与-510m总回风大巷相连，并在该联络斜巷的约-485m水平留设一平台，在此设立二采区的采区煤仓与-510m总回风巷相连。南翼副暗斜井穿透11煤处甩出二采轨道平巷，用于运料进风。再由二采轨道平巷和二采回风平巷两条准备巷道开拓该采区的回采系统。平面图如图5-3。第页4921101轨道顺槽21101运输顺槽21102轨道顺槽21102运输顺槽H=0-45m∠45°F1-1F1-2H=0-15m∠60°H=0-13F1-5∠55°F19-1F1-9H=0-25∠65°H=0-8m∠65°H=0-24m∠50-80°H=0-25F1-9∠65°-450-400-400-450H=0-8m∠70°H=6m∠60°F1-7F1-10H=0-6m∠70°H=0-12m∠60°H=0-6m∠75°F1-8113-397.80218.14甲1.334-425.24199.69∠24丙0.8045-397.38211.35∠9丙0.90115-444.77200.49甲1.070H=25m∠65°205624093978858化工厂4#-510m总回风巷煤11二采区采区边界4#21101轨道斜巷21101运输斜巷21102轨道斜巷21102运输斜巷原井巷工程现井巷工程图例山东科技大学建筑设计研究院1421102运输顺槽21102轨道顺槽21101轨道顺槽21101运输顺槽21102工作面21101工作面设计制图审校设计单位图号比例日期山东泰丰矿业集团有限公司王家寨煤矿马其华曹建军汪华君1:20002007年4月首采区(二采区)巷道布置平面图397890039789003979100397910039793003979300397970039797003979500205621002056230020563100205629002056210020562300205631002056290020562700397950020562500八采区轨道平巷21101轨道斜巷八采区运输平巷南翼副(轨道)暗斜井二采区轨道平巷21101运输斜巷21102轨道斜巷变坡点-450轨道大巷-510m车场-510m轨道大巷-510m运输大巷回风联络斜巷图5-3首采区准备巷道布置方案II方案I、II均为伪倾斜长壁采煤法，只是在1102回风平巷与-510m总回风大巷的联系方式上有所不同，其技术条件各有优缺点，方案I相对于方案II少一运输环节，运输系统简单可靠；方案II相对于方案I则大大减少溜煤斜井(采区煤仓)的工程量。其技术上均可行，需进一步进行经济比较。从经济条件分析，上述两个方案的不同点在于方案II通过增加一级运输，避免方案I使用的长溜井，以试图减少煤仓的开拓及维护费用。但从多年的煤矿的生产实际经验，增加一级皮带运输不仅会增加煤炭的运输成本，而且需付出较高的设备成本，单从经济角度来看，方案II势必得不偿失。同时从安全角度看，增加一级运输会带来一定的安全隐患，方案I在安全可靠性上同样优于方案II。从以上分析比较可看出，方案I具有明显的优越性，故本设计采用方案I。第五节采区车场及硐室一、车场形式及支护方式本采区采用倾斜长壁采煤法，工作面轨道顺槽上部车场为简易车场，下部车场也为第页50简易甩车场，不设高低道。根据本矿井巷道围岩状况，借鉴邻近矿井的巷道支护经验，初步确定车场巷道及斜巷直墙半圆拱断面(开拓、准备巷道)，设计采用锚网喷支护。二、采区硐室采区主要硐室有采区变电所及顺槽胶带机头硐室等。（1）采区变电所位于采区中部的用电中心位置。变电所主断面积（净）8.09m，净宽3.2m，净高3.2m，长度25m；半圆拱形断面，支护形式为锚网喷支护，喷浆厚度不小于10cm。（2）采区绞车房按简易硐室布置，安装一部JTY-1.6型单滚筒提升机，其固定采用混凝土基础二次浇筑固定，硐室净宽6.0米，净高4.2米，长度10米，半圆拱形断面，支护形式为锚网喷支护，喷浆厚度不小于15cm。（3）区段胶带输送机头硐室，工作面运输巷与一采区运输巷为平面搭接，机头硐室净宽3.2米，净高不低于3.2米，长度不少于6米。第六节采煤工作面配备和生产能力验算一、采煤工作面产量验算根据第二节计算矿井单面回采产量为193.91kt，加上掘进出煤40kt，则该采区单面年产原煤总量为233.91kt。二、采区内同时生产的工作面数目二采区共有两个工作面，且两面单独回采，在第一个工作面回采时，对第二个面采用窄小煤柱掘巷进行接续准备。所以，本采区共设1各回采工作面和3个掘进工作