S煤礦礦井井采區(qū)巷道布置及采煤方法設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u31541S煤礦礦井井采區(qū)巷道布置及采煤方法設(shè)計(jì)案例 1191931.1煤層地質(zhì)特征 1212681.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 150571.2.1確定采區(qū)走向長(zhǎng)度 1187371.2.2確定區(qū)段斜長(zhǎng)和區(qū)段數(shù)目 1315331.2.3煤柱尺寸的確定 210911.2.4區(qū)段平巷的布置 225781.2.5聯(lián)絡(luò)巷的布置 2232611.2.6傾斜長(zhǎng)壁開(kāi)采巷道布置 2126751.3采區(qū)采掘計(jì)劃 3172601.3.1采區(qū)主要巷道參數(shù)的確定 3146781.3.2確定采區(qū)生產(chǎn)能力 3197421.3.3計(jì)算采區(qū)回采率 420201.4采煤方法 5125831.4.1確定采煤工藝方式 5135171.4.2回采工作面參數(shù) 5181721.1.3回采工藝及工作面設(shè)備選型 599201.1.4回采工作面支護(hù)方式 8152171.1.5端頭支護(hù)方式 9155101.1.6回采工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè) 10107331.5回采巷道布置 11174791.5.1回采巷道布置方式 11286821.5.2回采巷道參數(shù) 111.1煤層地質(zhì)特征本礦區(qū)有可采7號(hào)煤層，7號(hào)煤層上距龍?zhí)督M頂界85m，下距8號(hào)煤層5m，其最小厚度為6.80m，最大厚度為7.30m，平均厚度為7.05m。頂板巖性為粉砂巖，底板巖性為泥巖。穩(wěn)定性良好，傾角9°。煤的容重為1.40t/m3。1.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)1.2.1確定采區(qū)走向長(zhǎng)度井田走向沒(méi)有較大的地質(zhì)變化，本礦井開(kāi)采緩傾斜煤層，開(kāi)采條件較好，機(jī)械化程度較高，生產(chǎn)能力較大，所以確定其采區(qū)長(zhǎng)度為1500m。1.2.2確定區(qū)段斜長(zhǎng)和區(qū)段數(shù)目本礦井使用走向長(zhǎng)壁采煤法，區(qū)段平巷寬度為3m，護(hù)巷煤柱傾斜尺寸為10m，工作面長(zhǎng)度取240m。所以區(qū)段斜長(zhǎng)為253m。采區(qū)斜長(zhǎng)為1000m，布置4個(gè)區(qū)段。1.2.3煤柱尺寸的確定本井田煤層傾角為9°，單層煤開(kāi)采，受采動(dòng)影響較小。在區(qū)段平巷布置時(shí)，采用雙巷布置留設(shè)煤柱為10m。各個(gè)大巷留設(shè)煤柱確定為30m。1.2.4區(qū)段平巷的布置本礦井開(kāi)采單一緩傾斜煤層，所以采用雙巷布置區(qū)段煤柱留設(shè)10m的煤柱保護(hù)。1.2.5聯(lián)絡(luò)巷的布置因?yàn)楸镜V井煤層傾角為9°小于15°~20°，且本礦井只開(kāi)采7號(hào)煤層，所以大巷之間采用斜巷聯(lián)絡(luò)，進(jìn)、回風(fēng)交叉處巷道直接通過(guò)。大巷間距20m（巷中～巷中），大巷兩側(cè)各留30m保護(hù)煤柱。1.2.6傾斜長(zhǎng)壁開(kāi)采巷道布置傾斜長(zhǎng)壁工作面采用單工作面布置，采用后退式開(kāi)采，可以為工作面和巷道的維護(hù)創(chuàng)造好的條件使技術(shù)工藝和生產(chǎn)管理更佳簡(jiǎn)。傾斜條帶設(shè)定為1200m。傾斜長(zhǎng)壁回采巷道為斜巷，采用單軌吊輔助運(yùn)輸。在工作面運(yùn)輸斜巷和運(yùn)輸大巷的連接處設(shè)立一個(gè)煤倉(cāng)，4個(gè)工作面共同使用。1.2.7采區(qū)運(yùn)輸、通風(fēng)生產(chǎn)系統(tǒng)的確定運(yùn)煤系統(tǒng)運(yùn)料系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)具體如圖4-1所示。圖4-1采區(qū)巷道布置圖1.3采區(qū)采掘計(jì)劃1.3.1采區(qū)主要巷道參數(shù)的確定1、尺寸由于綜采放頂煤工作面巷道斷面大小必須與運(yùn)煤、輔助運(yùn)輸和通風(fēng)一一對(duì)應(yīng)。所以，回風(fēng)巷道凈斷面大小為4200mm×3500mm，運(yùn)輸巷道凈斷面大小為4500mm×3500mm。區(qū)段運(yùn)輸巷道和區(qū)段聯(lián)絡(luò)巷道凈斷面設(shè)為4m高，5m寬。2、支護(hù)方式各個(gè)巷道極工作面均采用錨網(wǎng)支護(hù)和錨索加固。設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度為1.5m，高為1.0m，掘進(jìn)斷面為和18m2，凈斷面為15m2。3、掘進(jìn)通風(fēng)以防通風(fēng)系統(tǒng)故障從而導(dǎo)致新鮮空氣不足影響礦井掘進(jìn)工作，應(yīng)該設(shè)立風(fēng)門(mén)來(lái)保證掘進(jìn)工作面的施工安全。具體位置見(jiàn)4-1采區(qū)巷道布置圖。1.3.2確定采區(qū)生產(chǎn)能力1、工作面生產(chǎn)能力計(jì)算采區(qū)綜采工作面長(zhǎng)度為280m，采煤機(jī)截深為0.6m，選用雙向割煤的割煤方式。兩個(gè)采煤班每班每日4個(gè)循環(huán)，共進(jìn)行8個(gè)循環(huán)。工作面生產(chǎn)能力按下式計(jì)算：2、采區(qū)生產(chǎn)能力計(jì)算（4-1）式中：——；——；——；——。代入可得：3、采區(qū)生產(chǎn)能力按下式計(jì)算：（4-2）式中：——，Mt/a；——；——，；——，2.89Mt/a。代入可得：礦井設(shè)計(jì)為2.4Mt/a的新井設(shè)計(jì)，計(jì)算首采區(qū)生產(chǎn)能力為2.89Mt/a，所以可以滿足礦井生產(chǎn)要求。1.3.3計(jì)算采區(qū)回采率一采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量為111.8t。結(jié)合該礦具體情況，井田上山保護(hù)煤柱寬度取20m。區(qū)段保護(hù)煤柱損失計(jì)算如下：（4-3）式中：——，H=15m；——，L=62332m；——，m=7.05m；——，γ=1.4t/m3；代入可得：計(jì)算初采、回采損失、工藝損失和端頭損失的煤量為12.8Mt。首采區(qū)采出率=（111.8-11.4）/111.8×100%=87.2%，符合要求。1.4采煤方法1.1.1確定采煤工藝方式本采區(qū)可采煤層的特征如表4-1所示。表4-1可采煤層特征表煤層編號(hào)煤厚(m)頂?shù)装鍘r性間距(m)穩(wěn)定性傾角(度)容重(t/m3)煤的牌號(hào)頂板底板7號(hào)6.80-7.307.05粉砂巖泥巖90穩(wěn)定91.40焦煤根據(jù)本礦區(qū)的地質(zhì)條件和對(duì)煤層特征分析，本礦井煤層較厚，傾角較小，頂、底板穩(wěn)定，經(jīng)采煤法的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比，決定采用一次采全高的采煤方法。1.1.2回采工作面參數(shù)該采區(qū)的煤層特征如表4-1所示，井田構(gòu)造簡(jiǎn)單，為緩傾斜煤層，儲(chǔ)量充足。因此設(shè)計(jì)本礦井為機(jī)械化程度較高的跡象礦井。配套設(shè)備見(jiàn)下表4-2。表4-2三機(jī)型號(hào)液壓支架采煤機(jī)刮板輸送機(jī)ZB4100/20/40MK330-WSKS—843/310A1.1.3回采工藝及工作面設(shè)備選型1、工作方式因?yàn)楸镜V井的煤層較為穩(wěn)定，頂、底板穩(wěn)定，煤層屬于緩傾斜。因此采用采煤機(jī)雙向割煤，在工作面前端斜切進(jìn)刀。來(lái)回一次割兩刀，采煤機(jī)切割完成后，首先移動(dòng)液壓支架，然后推動(dòng)刮板輸送機(jī)。倆次停留距離分別為6～12m和12～18m。其進(jìn)刀方式參照下圖4-2所示。圖4-2端部斜切進(jìn)刀圖3、工作面設(shè)備選型（1）工作面配套設(shè)備的選擇工作面的關(guān)鍵參數(shù)見(jiàn)表4-3。表4-3工作面部分參數(shù)表工作面長(zhǎng)度煤厚煤層結(jié)構(gòu)所需支架類型傾角280m7.04m無(wú)夾矸支撐掩護(hù)式9°（2）采煤機(jī)選型①最小生產(chǎn)能力： （4-4）得：②平均牽引速度： （4-5）得：③裝機(jī)功率 （4-6）得：④采煤機(jī)所需牽引力采煤機(jī)牽引力一般為P的0.5~1倍。采煤機(jī)技術(shù)特征如表4-4所示。表4-4MB350-K型采煤機(jī)主要技術(shù)特征特征單位型號(hào)MB350-K開(kāi)采高度704m硬度F=1.5～3.5截深650mm臥底量90mm電機(jī)型號(hào)YBHBC—350A/320功率320kW電壓1300V冷卻水冷45T總重太原煤機(jī)廠生產(chǎn)⑤滾筒直徑因?yàn)樽畲蟛筛邽?.04m，所有滾筒直徑不該比70.7m小，故取1.9m。3.刮板輸送機(jī)選型①刮板輸送機(jī)的生產(chǎn)能力（4-7）式中：所以刮機(jī)的產(chǎn)力：②刮板輸送機(jī)的裝機(jī)功率采機(jī)功率刮機(jī)功率。③刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度工作面的長(zhǎng)度為280m，因此刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度應(yīng)不小于280m。通過(guò)上述分析，工作面前后刮板輸送機(jī)可選擇SBK—853/240A型刮板輸送機(jī)，參數(shù)見(jiàn)表4-5。表4-5SBK—853/240A型刮板輸送機(jī)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)單位型號(hào)SBK—853/240A設(shè)計(jì)長(zhǎng)度280m出廠長(zhǎng)度260m運(yùn)輸能力1000t/h鏈速2.30m/s電動(dòng)機(jī)型號(hào)KHB650-223功率2×140KW轉(zhuǎn)速1680r/min電壓1500V布置平行中間槽大小1500×800×250mm鏈規(guī)格（31×88-Cmm鏈形式中雙鏈刮板寬度1100mm牽引方式無(wú)鏈廠家河北煤機(jī)廠1.1.4回采工作面支護(hù)方式1、支架選型及布置回采工作面選用ZG6000/26/38支架和符合支護(hù)要求的端頭支架。2、確定支架高度(1)支架最大高度：（4-8）得：(2)最小高度（4-9）-采高（m）得：3、支護(hù)強(qiáng)度驗(yàn)算取機(jī)械采高5倍進(jìn)行計(jì)算。（4-10）得：P小于額定工作阻力的75%，能夠滿足支護(hù)要求。根據(jù)規(guī)定，取初撐力為75%。（4-11）所選支架初撐力為3256.1kN，符合要求。表4-6ZG4600/21/35液壓支架參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)單位標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)ZG4600/21/35支護(hù)支撐掩護(hù)式高度2.1-3.9m寬度1.68-1.82m中心距1.8m機(jī)壓80MPa尺寸56.563×1.65×2.1m重量18.5T廠家蘇南煤機(jī)廠1.1.5端頭支護(hù)方式端頭部分支架詳情參數(shù)見(jiàn)表4-7表4-7PZJ型端頭支架主要技術(shù)特征見(jiàn)表參數(shù)工作阻力8800kN初撐力7500kN最小高度2.3mm最大高度1.2mm支護(hù)強(qiáng)1.2MPa中心距2.3mm面積10.23m24．工作面采用DKG45－25/120Q型單體液壓支柱進(jìn)行超前支護(hù)。1.1.6回采工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)作業(yè)循環(huán)圖表見(jiàn)4-8。表4-8工作面勞動(dòng)組織表項(xiàng)目班次合計(jì)班生產(chǎn)一班生產(chǎn)一班檢修二班采區(qū)小隊(duì)長(zhǎng)1113采煤機(jī)司機(jī)2114膠帶輸送機(jī)司機(jī)2215端頭維護(hù)工3216支架工53411電工2248運(yùn)料員2237其他人員2237合計(jì)252021661）循環(huán)作業(yè)工作面采用“三八”作業(yè)制，為倆個(gè)班生產(chǎn)一個(gè)班檢修。采煤機(jī)雙向截煤，，上下雙向截煤，往返1次截2刀。2）循環(huán)產(chǎn)量的確定工作面原煤產(chǎn)量的公式為：（4-12）（4-13）式中：則：考慮到在煤層內(nèi)掘進(jìn)時(shí)，掘進(jìn)煤量約占工作面產(chǎn)量的10%，故本礦井原煤產(chǎn)量為：式中：則： 1.5回采巷道布置1.5.1回采巷道布置方式本礦井生產(chǎn)能力為240萬(wàn)T/A，根據(jù)本礦井的開(kāi)拓方式及瓦斯涌出量和對(duì)通風(fēng)的需求，采用了U型的通風(fēng)方式。工作面采用雙巷布置，一進(jìn)一退。工作面布置兩條斜道：倆條斜道分別布置在工作面?zhèn)z側(cè)，其中一條斜道用于輔助運(yùn)輸及進(jìn)風(fēng)口，一條斜道用于運(yùn)輸煤及回風(fēng)入口。兩條斜巷倆條巷道都采用長(zhǎng)方形斷面設(shè)計(jì)，根據(jù)采空區(qū)掘進(jìn)施工。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》；通過(guò)風(fēng)速驗(yàn)