煤矿采区设计文本教材.docx
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煤矿采区设计文本教材
目录
第一章采区概况及建设条件2
第一节采区概况2
第二节地质情况及可采煤层情况3
第三节采区储量5
第二章采区生产能力及服务年限7
第一节采区生产能力的确定7
第二节采区服务年限8
第三章采煤方法选择及采区参数选择计算9
第一节采煤方法选择9
第二节采区（或盘区、分区）参数选择计算11
第四章采区巷道布置14
第一节采区巷道布置方案的、采区上（下）山的位置、数目和用途选择14
第二节采区生产系统综述15
第三节采区回采工作面配备和生产能力验算16
第四节开采顺序17
第五节采区准备工作及组织17
第五章回采工艺19
第一节设计回采工作面概况19
第一节回采工艺的确定21
第三节循环方式、作业形式的选择及循环图表的编制22
第1章采区概况及建设条件
第一节采区概况
一、采区位置、开采范围
宏杰煤矿四采区位于井田南翼二水平，上（浅部）以+1400m标高煤层底板等高线为界，与一水平二采区相接；下（深部）以+1200m标高煤层底板等高线为界；南以井田边界为界，北与二水平5采区为界。
二、与邻近采区关系、采区内煤系产状、可采层厚度
含煤地层为龙潭组，井田内自下而上共有6层可采煤层，其中全井田可采和基本可采煤层3层，厚度8.40m；三采区可采煤三层，见表1－2－2。
1、1号煤层
位于龙潭组中段上部，一般厚2.10～3.20m，可采平均厚2.65m，容重为1.46t/m3。
全区可采，煤层稳定，属特低硫中灰煤，煤层硫份在0.82%，灰份平均16.23%，可选性好。
顶板条件：
1号煤层煤层直接顶板为粉砂质，厚3.50m左右，具水平层理，节理较发育。
底板条件：
底板为泥岩、炭质泥岩，较软，无夹矸，吸水性较强。
2、2号煤层
位于龙潭组中段中部，一般厚2.40～3.10m，可采平均厚2.75m，容重为1.56t/m3。
全区可采，煤层稳定。
顶板条件：
9煤层顶板为粉砂质泥岩，厚4.0m左右，为灰色泥质粉砂岩，具水平微波状层理。
底板条件：
底板为粉砂岩，为灰色泥质粉砂岩，具水平微波状层理。
3、3号煤层
位于龙潭组中段中部，一般厚2.10～3.00m，可采平均厚2.55m，容重为1.43t/m3。
全区可采，煤层稳定。
顶板条件：
3号煤层伪顶为粉砂岩,厚3.0m左右，直接顶板多为泥质粉砂岩、粉砂岩，水平层理发育。
底板条件：
3号煤层底板为铝质泥岩，遇水易膨胀。
煤层编号
煤层厚度（m）
夹石层数
对比
程度
可采程度
稳定
程度
煤层间距（m）
极值
均值
极值
均值
极值
一般
1
2.10～3.20
2.65
0～3
0～1
可靠
全区
稳定
15.0～20.0
17.0
2
2.40～3.10
2.75
0～4
0～2
可靠
全区
较稳定
12.0～23.0
15.0
3
2.10～3.10
2.55
0～2
0～1
可靠
全区
较稳定
表1－1－1煤层特征表
第二节、地质情况及可采煤层情况
一、地质构造
（一）区域构造
煤田的区域地层，自下而上赋存有：
二叠系（P）和三叠系（T）地层。
宏杰煤矿勘探区出露地层由老到新有：
二叠系上二叠统峨眉山玄武岩组（P2β）、龙潭组（P2l）。
地层特征见表1－2－1。
地层系统
厚度（m）
主要岩性及特征
系
统
组
段
第四系（Q）
残坡积层：
分布于矿区岩溶洼地，缓斜坡及沟谷地带。
为含碎石粘土及亚粘土。
三叠系
（T）
下统
（T1）
夜郎组
（T1y）
玉龙山段
厚大于150m，未见顶。
分布于矿区南部，为灰色中厚层状泥细晶灰岩。
沙堡湾段
厚20～30m。
灰色，灰绿色薄层泥质粉砂岩、页岩夹薄层灰岩。
二
叠
系
（P）
上
统
（P2）
龙潭
组（P2l）
上段
厚约125m，
主要由粉砂岩、泥质粉砂岩或粉砂质泥岩组成，夹煤层、煤线和炭质泥岩，为海陆交互相沉积，该套地层中含可采煤层6层，编号为1、2、3、4、5、6，其中1、2、3为全矿可采煤层，为本矿主要勘查煤层。
中段
下段
表1－2－1井田地层特征表
（二）构造情况
1、褶曲
井田内地层为一单斜构造，比较平缓。
2、断层
四采区内无任何断层。
二、开采煤层特征
1、煤系地层
含煤地层为龙潭组，井田内自下而上共有6层可采煤层，其中全井田可采和基本可采煤层3层，厚度8.40m；三采区可采煤三层，见表1－2－2。
三、瓦斯、煤尘、煤的自燃性、地温、其它
1、瓦斯
据相邻矿井瓦斯等级鉴定资料，该矿属于高瓦斯突出矿井。
2、煤尘
1、2、3煤层均属无爆炸性煤层。
3、煤的自燃
1、2、3煤层属于不易属自燃煤层。
4、地温
据矿井资料，煤层地温均为正常地温区。
5、其它
本矿为煤与瓦斯突出矿井，有煤尘爆炸危险，不易自燃
四、井上下及采区水文地质条件，上部及浅部开采情况等
1、水文地质
本井田水文地质条件属二类一型，即以大气降雨为主要补给来源的裂隙充水矿床，水文地质条件简单；滑坡掩盖地段，水文地质条件中等偏简单。
2、上部及浅部开采情况
可采煤层有三层M1，M2,M3层,一水平基本采空。
第三节、采区储量
一、工业储量的计算
经过对该采区M1煤层的投影面积计算得:
S投=492225×4=1968900
计算空间的面积:
S实=S投÷cos12=1968900÷cos12°=2012886㎡
因为M1的煤层平均厚度为2.65m；M2的煤层平均厚度为2.75m；M3的煤层平均厚度为2.55m。
S故，M1煤层的体积:
A1=S实×h1=2012886×2.65=5334148m3
M2煤层的体积:
A2=S实×h1=2012886×2.75=5535436m3
M3煤层的体积:
A3=S实×h3=2012886×2.55=5132859m3
则，M1的工业储量为：
Z1=A1×1.46=5334148×1.46=7787856吨
M2的工业储量为：
Z2=A2×1.56=5535436×1.56=8635280吨
M3的工业储量为：
Z3=A3×1.43=5132859×1.43=7339988吨
所以，该采区的工业储量：
Zg=Z1+Z2+Z3=7787856+8635280+7339988=23763124吨
S投----煤层底板上的投影面积
S实----煤层真实的空间面积
Z----煤层的工业储量
表1－3－1储量计算表
Zg----该采区的煤层总工业储量
由计算可知该采区的煤层工业储量约为2376万吨
煤层编号
投影面积（m2）
倾角（度）
实际
面积（m2）
煤厚（m）
容重（t/m3）
工业储量（t）
煤层采区回采率（%）
可采储量（t）
备注
M1
1968900
12°
2012886
1.022
2.65
1.46
7787856
82
6361993
M2
1968900
12°
2012886
1.022
2.75
1.56
8635280
82
7054265
M3
1968900
12°
2012886
1.022
2.55
1.43
7339988
82
5996125
合计
12°
2012886
1.022
2.65
1.48
23763124
82
19412383
二、可采储量的计算
1、准备方式的的确定及煤柱损失量的计算
该矿井是煤与瓦斯突出矿井，含有三层煤三条上山，可以确定为“三条岩石上山”
各种煤柱的留设尺寸参考：
（1）采区上山煤柱沿走向一侧宽度
薄及中厚煤层：
20m
厚煤层：
30～40m
（2）区段一侧煤柱宽度：
厚煤层:
8～15m
薄及中厚煤层:
15～20m
根据采区的地质条件，采区边界留保护煤柱15m，采用留小煤柱护巷控掘巷，煤层端留50m保护煤柱。
所以得可采储量为1941万吨。
第二章、采区生产能力及服务年限
第一节采区生产能力的确定
一、煤层生产能力及地质条件
1、资源条件
根据开采范围，本井田工业资源量2376万t，计算矿井可采储量1941万t，从资源量上具有建设90万t/a的资源条件。
2、煤层厚度及稳定性
本井田主采煤层可采厚度较大。
全井田共有可采煤层3层，可采总厚度8.40m，稳定煤煤层赋存比较稳定，具备建设90万t/a的资源条件。
3、其他开采技术条件
矿区内工程地质岩组主要由粉砂岩、泥质粉砂岩或粉砂质泥岩组成，夹煤层、煤线和炭质泥岩，等软弱层，工程地质条较差，可采煤层的顶、底板稳定性差，可能出现顶板跨塌、片帮、底鼓、支架下陷等工程地质问题，矿区工程地质条件复杂程度为中等。
煤矿大面积开采后，将出现地面沉降、开裂、塌陷，还可能引起滑坡、崩塌的发生，从而造成房屋开裂、道路下陷、耕地破坏，地表水疏干，局部地下水位下降等环境地质问题。
目前矿井涌水量小几乎无污水排放。
而扩能后随着采掘规模扩大及开采深度加深，矿井涌水量变大。
矿井大量的疏干排水，对地表水、地下水产生不同程度的污染。
矿区目前及扩大生产后主要的大气污染源为煤矿燃煤煤烟、矿井废气、动筛跳汰选煤工艺粉尘及储运煤粉尘，区域内主要的污染物是粉尘，SO2次之，烟尘最小。
矿井属于突出矿井，在未鉴定前及鉴定有突出性危险时应按照有突出性进行设计和管理。
M1，M2，M3，煤层都属不易自燃煤层，M1、M2、M3煤层煤尘均为不具有爆炸性。
根据分源预测法计算矿井各开采层工作面相对瓦斯涌出量，各主要可采煤层采用瓦斯抽放后，工作面瓦斯含量降低到安全值内，实现高产高效。
第二节采区服务年限
为了保证采区均衡生产，采取服务年限应在3～5年以上比较合理。
该采区的生产年限T=21年
第三章采煤方法选择及采区参数选择计算
第一节采煤方法选择
一、按煤层的倾角及厚度选择采煤方法
1、煤层倾角和厚度
M1煤层位于龙潭组中段上部，全区煤层平均厚度为2.65m可采，煤层稳定。
M2煤层位于龙潭组中段中部，可采平均厚度为2.75m，全区可采，煤层稳定。
M3煤层位于龙潭组中段中部，可采平均厚2.55m，全区可采，煤层稳定。
三层煤的平均煤层倾角都为12°。
2、煤层产状
三层煤层的厚度基本稳定，属缓倾斜煤层。
3、顶底板条件
M1号煤层：
直接顶为板为粉砂岩，厚3.50米，具水平层理节理较发育。
底板条件：
底板为泥岩，炭质泥岩，较软，无夹矸，吸水性强。
M2号煤层：
煤层顶板为粉砂质泥岩，厚4.0m左右，为灰色泥质粉砂岩，具水平微波状层理。
底板条件：
底板为粉砂岩，为灰色泥质粉砂岩，具水平微波状层理。
M3号煤层：
3号煤层伪顶为粉砂岩、厚3.0m左右，直接顶板多为泥质粉砂岩、粉砂岩，水平层理发育。
底板条件：
3号煤层底板为铝质泥岩，遇水易膨胀。
基于该矿煤层的赋存情况，设计采用走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板。
采煤工作面采用液压支架支护。
根据矿井煤层倾角及煤层赋存特点，矿井投产可以布置一个综采工作面，两个掘进头。
理由如下：
该矿为煤与瓦斯突出矿井，在一采区布置一个综采工作面，液压支架支护。
该方案工程量少，见效快，经济效益好，机
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