XXXX矿芦湖北分区15#煤二采区设计毕业设计Word文件下载.docx

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平均1.02％；

原煤灰份（Ad）：

5.41~19.88％，平均10.74％；

原煤挥发份（Vdaf）：

5.72~6.93％，平均7.32％。

原煤硫份（St.d）：

0.63~2.19％，平均0.97％；

发热量（Qbdaf）：

35.11~36.08MJ/kg，平均35.53MJ/kg；

灰熔点（ST）：

＞1500℃

煤层顶板：

老顶为深灰色石灰岩，厚17.4米，含腕足类化石，裂隙内充填方解石脉，夹2～3层泥岩或砂质泥岩，俗称四节石灰岩。

直接顶：

为灰黑色泥岩，厚0.9米，含植物化石，底部炭质增多。

直接底：

为灰黑色砂质泥岩，厚4.4米，含黄铁矿结核和植物化石碎片，上部含砂量少。

老底：

为灰白色细粒砂岩，厚8.45米，成份以石英为主，长石次之，含少量黑色矿物和云母。

地质构造：

本采区西部为一总体轴向NNE较宽缓的向斜构造，两翼倾角2°

～12°

之间，中部总体为一走向NE,倾向NW的单斜构造，倾角6°

之间，东部总体为一轴向NE的背斜构造，两翼倾角3゜～12゜之间，基本平缓。

煤层节理：

以N25゜～55゜E、SE∠45゜～65゜一组为主。

顶板节理：

以N30゜～60゜E、SE∠80゜一组为主。

根据已揭露和坑透巷探资料显示，在东部巷道及工作面揭露的四条断层，预计本区掘进、回采过程中还会揭露一些落差1米～3.5米的断层，并对采区东部已揭露的四个陷落柱分析，对回采无大的影响。

东北部已探明的三个陷落柱已影响到采区的正常布置，弃采的边角煤层考虑今后的煤柱开采，采区中部一处小型陷落柱构造对正常开采无大的影响，西部三北石门已揭露的一较大陷落柱对采区布置有一定影响。

综合上述地质特征，在采区设计、巷道布置时，要充分考虑这些构造的影响因素，并在施工生产过程中加大巷探力度，加强构造边缘的巷道支护强度，预防事故的发生。

矿芦北分区15#煤二采区主要煤层埋藏特征表（表一），煤层地质综合柱状图（图一，后附）。

表一：

煤层埋藏特征表

煤层

煤层厚度

煤层间距

结构

稳定性

夹石层

最小—最大

平均（m）

最小—最大

3

1.3—2.7

2.25

简单

稳定

0~1

8

0.2—2.30

1.6

19.38—96.84

48.98

不稳定

1~2

9

0—2.48

1.7

0.78—28.57

11.29

12

0.71—1.76

1.29

9.18—76.58

31.63

15

4.17—7.36

5.23

17.27—91.47

34.76

复杂

1~3

第三节井田境界与储量

本采区境界由以下坐标圈定：

X＝102693～103350、Y＝86662～88215。

东与二北石门、15#煤一区毗邻；

南与芦北风井保护煤柱及+525回风、轨道、皮带西大巷毗邻；

西与三北石门回风、轨道、皮带大巷毗邻；

北为矿界与三矿毗邻，采区边界关系示意图（图二）。

图二：

矿芦北分区15#煤二采区边界关系示意图

采区总面积为1021874㎡，工业储量：

932.6万吨，永久煤柱：

122.6万吨，其中边界煤柱：

45.5万吨，芦北风井工业广场保护煤柱77.1万吨，可采储量：

824.6万吨，采区设计可采储量：

659.7万吨，工作面设计可采储量：

455万吨；

采区回采率按规定不低于80％，工作面回采率不低于93％。

第四节矿井开拓

一、矿井开拓方式

矿井主工业场地位于黄沙嘴酒厂西侧，采用主斜井、副立井综合开拓方式，井下采用集中运输、分区开拓。

全井田划分为南北两个条带，北条带又划分为芦湖北分区和保安分区；

南条带划分为芦湖南分区和佛洼分区，井田东部自成一体为张家岩分区。

矿井分两个水平进行开采，即+525水平和+420水平，主要开采芦湖南分区、佛洼分区、保安分区和芦北分区。

+525水平主要开采上组煤和芦湖北分区与张家岩分区北部的15#煤层；

+420水平主要开采芦湖南分区、佛洼分区、保安分区和张家岩分区中部与南部的15#煤层。

二、矿井井筒位置及数目

1、主工业广场：

位于黄沙嘴酒厂的西侧，布置有主斜井和副立井。

其中主斜井敷设带宽1.4米的强力皮带，担负全矿的井下原煤运输；

副立井装备两套三层四车带平衡锤的宽罐笼辅助提升。

2、芦湖南风井工业场地：

布置有一对进、回风立井，其中进风立井井筒直径7.5m，装备有JKMD2.8×

4

（1）型落地式多绳提升机，井筒内布置一对1.5t单层双车多绳提升罐笼，担负芦湖南分区和佛洼分区的矸石提升和芦湖南分区的通风，并布置有行人梯子间，兼作安全出口。

回风立井井筒直径6.5m，为专用回风井，安装两台GAF35.5-16.8-1型轴流式通风机，一台使用一台备用。

担负芦南分区的回风。

3、芦湖北风井工业场地：

布置有一对进、回风立井，其中进风立井井筒直径7.5m，布置装备同芦南进风井基本相同，担负芦北分区、保安分区前期的进风、排矸和安全出口。

回风立井直径为6.5m，只落底于+525水平，安装有2台BDK-10-No38型对旋式通风机，担负芦北分区和保安分区前期的回风任务。

4、佛洼风井工业场地：

布置有一对进、回风立井，其中进风立井井筒直径6.5m，只担负佛洼分区的进风任务；

回风立井井筒直径6m，装备两台GAF35.5-22.4-I型高效轴流式通风机，担负佛洼分区的回风任务。

5、张家岩风井工业场地：

布置有一个回风立井，井筒直径6m，装备有2台G4-73-11No29.5型离心式风机，主要负担芦湖北分区东部和张家岩分区的回风任务。

6、在建的保安风井工业场地分别布置一对进回风立井，进风井井筒直径为7m，井筒内装备梯子间，主要担负保安分区的进风任务，兼作安全出口。

回风立井井筒直径为7m，井筒内装备梯子间，作为保安分区反风期间的安全出口。

主要担负保安分区回风任务。

全矿所属回风井的主通风机工作方法均为抽出式通风，在遇到矿井灾害时均可独立进行反风作业。

三、矿井运输方式

+525、+420水平的主运输均采用胶带输送机运输煤炭；

辅助运输采用轨道运输，配备XK12-6∕192KBT防爆特殊型蓄电池电机车牵引MG1.7-6A型固定式1.5t矿车和MLC-1.5-6型材料矿车组列运输矸石和材料设备。

使用PRC12-6∕3型人车组列运送人员到达各个采区。

四、生产方式及劳动组织

目前矿井采用综采工艺开采3#煤层和8#煤层，采用综放工艺开采15#煤层。

矿井现有芦南分区8#煤采区、佛洼分区3#煤采区、芦北分区15#煤一采区、芦北3#煤采区的三个综采工作面一个综放工作面生产。

有保安分区3#煤东采区、420水平芦南分区15#煤采区正在开拓准备。

矿井所属采掘队组实行的是“二九一六”三班工作制，其余开拓及辅助队组均采用“三班八小时”作业制。

年工作天数330天，每日昼夜24小时不间断生产。

全矿生产能力由初期的220万吨∕年向近期的700万吨∕年逐渐提升。

第二章采区地质特征

第一节采区范围

矿芦北分区15#煤二采区除80201工作面上行开采实验已提前开采外，另布置有80202、80203、80204、和80205四个综放工作面。

该区开采范围为：

X=102693～103350、Y=86662～88215，东西向长1553米，南北向宽657米，面积1.02km2。

采区东部为15#煤一采区，已开采至80112工作面，距本区边界尚有1585米；

采区西部为保安分区的三北石门，准备开采的是3#上组煤的3103工作面；

采区的南部是芦北分区的3#上组煤，已经基本采完，剩余本区顶部的7316和7318工作面尚未开采；

采区北部的三矿3#上组煤扩二区已经开采结束。

本区所属4个工作面采完后，其接替采区为芦南分区420水平15号煤采区。

第二节采区地质情况

一、基本特征与瓦斯情况

本采区地表为沟谷山梁地貌，东部芦湖沟为一季节性河流，上覆各煤层属本矿芦北分区，3#煤除7301、7316、7318三个工作面未开采外，其余均已开采。

其余6、8、9、12#煤层均未开采布置。

本采区探明的瓦斯地质情况为：

预计瓦斯绝对涌出量：

61.2m3/min，相对瓦斯涌出量：

2.44m3/t（不计抽放）、21.68m3/t（计抽放），采掘期间除采取高抽巷预抽、瓦斯尾巷辅助抽放等措施外，还需要加强通风瓦斯管理工作。

二、水文地质情况

本区所采15#煤上方的K2、K3、、K4石灰岩和各砂岩层均为弱含水层，3#煤采空区低洼区域有积水，西北部有一处老空积水，积水量：

1350ｍ³

，采掘过程中可能出现水洇顶板或少量淋头水现象。

本采区地表汇水面积较大，又有芦湖沟从采区中部穿过，属季节性河流，在雨季降水汇集到沟谷中随岩层裂隙下渗，补给3#煤采空区，积水量和积水面积将扩大，再间接补给15#煤层，对15#煤开采有一定影响。

届时应对上方积水进行探放，消除水灾隐患。

三、采区储量和生产能力

本采区边界煤柱20米，大巷保安煤柱100米，巷道间煤柱20～25米，芦湖北工业广场保护煤柱压煤77.1万吨，经计算，本采区工业储量932.6万吨，可采储量824.6万吨，设计可采储量659.7万吨。

根据本采区实际地质条件，综合生产中的各种因素，设计安排一个综放队，采取“二九一六”工作制，全天两班2×

9小时生产，一班6小时检修，按全年生产330天计算，年产原煤210万吨。

设计安排一个综掘队，年掘进煤量为5万吨。

本采区设计日产原煤6364吨，年设计生产能力为215万吨，采区服务年限为3.07年。

第三章采煤方法及采区巷道布置

第一节采煤方法

根据×

矿开采历史和开采经验以及15#煤层厚度等因素，设计本采区各工作面均按走向长壁后退式放顶煤工作面布置，并根据15#煤层的顶板岩性特点采取全部垮落法处理采空区顶板，要求在回采的同时，进行进回风两端头及时退锚，保证工作面在推进的同时落山放顶也正常跟进，防止工作面大面积悬顶隐患。

第二节矿压观测情况

矿自采煤工作面进回风顺槽永久支护形式全面改型后，在采用锚杆锚索和单体液压支柱支护区域积极采取了矿压观测措施，一般要求进回风两端头工作面煤帮向外每隔5米、10米、15米、30米、50米、80米和125米位置布置观测站点，矿压观测站根据工作面的推进度倒替迁移，每3～4天对站点巷高、巷宽观测记录一次，并做好观测记录分析。

各回采队要在工作面生产溜机头第三架和机尾倒数第三架各安设一块矿压观测压力表，其余每隔20架安设一块，并配备有单体液压支柱测压表，对工作面进回风各设5个点进行观测记录分析。

每7天用数据采集器采集一次数据，对工作面液压支架工作情况进行检测分析，对顶板压力情况每月进行一次书面分析总结。

掘开队组在煤巷300米、岩巷500米对巷道顶板进行一次岩性窥视探测，在上述间距内煤巷每隔50米、岩巷每隔100米进行一次常规顶板岩性探测。

矿压观测内容包括：

顶板离层情况、表面位移量、锚杆锚索受力状况。

具体布站距离：

15#煤采空侧巷道及综采工作面切巷，布站距离不得超过50米；

15#煤下层实体煤巷道，布站距离不得超过100米。

15#煤上层巷道及二次动压巷道布站距离不超过150米。

第三节采区巷道布置

一、采区巷道布置方案

根据15#煤二采区地质特征和所处地理位置以及现有的生产及通风运输系统，从技术和经济方面综合考虑，提出如下两种巷道布置方案。

第一方案：

利用二北石门已有的进回风巷和出煤系统巷及80201首采面（上行开采实验面）出煤系统的布局，沿东西向在芦北风井保护煤柱区域布置两条出煤进风、回风巷到采区中部与采区三条准备巷，即采区胶带巷、采区轨道入风巷和采区回风巷联通，形成本采区独立的运煤系统。

出煤进回风巷总工程量合计为1595米，均为煤巷。

采区皮带巷：

沿15#煤顶板布置，全长624米，分两个阶段将工作面原煤转载至专用出煤巷再到二北石门皮带巷卸载，然后拉运至中条带15#煤西皮带机尾煤仓卸载。

采区轨道巷：

沿15#煤顶板布置，通过轨道联络巷与＋525轨道西大巷联通，全长796米，主要担负本区西部三个综放工作面的进风、行人和辅助运输任务。

采区回风巷：

沿15#煤顶板布置，通过回风横贯与＋525回风西大巷联通，全长764米，主要担负本区西部三个综放工作面的回风、瓦斯管路铺设、内错尾巷布置和瓦斯抽放任务。

第二方案：

即在+525轨道西大巷先行开拓布置进入采区的采区轨道联络斜巷，与采区三条准备巷道联通，同过三巷间横贯分别向北施工采区回风、皮带和轨道巷，并从采区皮带巷南端向南按＋10°

起坡爬至15#煤上部顶板岩层中，向南施工延长皮带巷和采区煤仓上部硐室，同时在+525轨道西大巷开口施工采区煤仓通风联络斜巷，并将丈八一区15号煤西皮带巷向西延伸80米至煤仓下部，并同+525轨道大巷用横贯联通，施工煤仓下部硐室，再将采区煤仓30m（容积370m³

）施工完毕，延长下巷皮带，直至形成有采区煤仓支持的、独立的采区出煤系统。

采区皮带巷工程量790米，煤仓30米，技改总工程量990米，其中岩巷336米。

采区轨道巷和采区回风巷以及采面布局同第一方案，不在详叙。

二、方案比选

1、井巷工程量比较

第一方案与第二方案工程量比较，3779米-2550米=1229米，

一方案煤巷掘进量多1229米，煤巷相对比第二方案多，但岩巷开拓量少336米。

有利于快速掘进和当前的掘进生产衔接。

第二方案与第一方案比较，岩巷掘进量较一方案多336米，已有

巷道利用率低，但巷道布置较集中，在施工改造期间势必影响15#煤一采区西部的正常生产及宏厦一建三北石门的正常施工。

2、投产工期比较

第一方案在80201上行开采实验面开采结束后，后期开拓准备巷道施工完，即可上综掘，充分利用二北石门已有出煤系统，即可完成本区西部采区准备巷道的施工，对宏厦一建现施工建设的保安区和15#煤一区的正常生产毫无影响。

第二方案在开拓准备时对西部三北石门宏厦公司有一定的影响，短期内影响宏厦保安区的正常通风和施工排矸，且用风量受限。

岩巷开拓量较大，势必延长施工工期，并在延伸15#煤西大皮带巷到皮带延伸形成出煤系统时，对15#煤一采区正常生产也要造成较大影响。

通过综合比较，第二方案投产工期比第一方案最少要迟6个月。

3、掘进煤采出量比较

一方案掘进煤产出量为19647吨；

二方案掘进煤产出量为1402吨。

两方案比较一方案多出原煤18245吨。

且利用了芦北风井煤柱，增加了原煤采出量，初步计算按现市场800元∕吨原煤价格，可增加原煤纯收入1459.6万元。

4、初期投资比较：

经过上述两方案比较，井巷初期投资第一方案比第二方案（按0.27万元/米平均单价计算）多投入332万元，考虑掘进煤的产量收入1459.6万元-332万元=1127.6万元，结果为第一方案比第二方案减去成本费用后，原煤产量多收入1127.6万元。

5、方案优缺点比较

优点：

初期投资小，工期短，煤巷多，能提前上综掘，便于我矿的生产衔接。

缺点：

巷道维护量较大，出煤系统较复杂，工序环节多相应辅助岗位多、占用设备多。

生产环节简单，有独立出煤系统，且有煤仓支持，能保证连续生产。

缺点:

初期投资较大，工期长，不利于目前的生产衔接，且与15#煤一采区和保安分区的正常施工生产发生冲突，势必造成上述区域停产。

岩巷开拓工程量大，已有巷道利用率低。

6、长远经济效益比较

第一方案能及早缓解我矿目前生产衔接紧张问题，投资小，见效快，可提前六个月投产，多产原煤108万吨，减去各种费用，提前给企业创纯利润8.71亿元。

第一方案明显优于第二方案，所以选用第一方案。

第四节回采工艺与劳动组织

一、回采工艺

本采区各工作面均为走向长壁后退式综合机械化放顶煤采煤方法，采用全部垮落法处理采空区顶板。

各工作面顺槽间煤柱一般与相邻面进回风顺槽间煤柱按25米留设；

本工作面停采线煤柱按30～60米预留；

工作面采长200米；

走向长度780～800米。

根据生产部署和采区条件，本区设计一个工作面生产，一个工作面备用。

二、劳动组织

工作面劳动组织采用割煤、拉架、移溜、追机作业形式，“二九一六”工作制度，两班2×

9小时生产，一班6小时强制检修。

工作面日进设计为6个正规作业循环，循环推进度0.8米，日推进4.8米，日产原煤6364吨。

工作面采用MGTY-700型电牵引双滚筒采煤机组割煤、落煤和装煤，采高控制在2.6米，工作面运煤采用SGZ-764∕630型可弯曲刮板输送机一部，放顶煤的后溜采用SGZ-764∕630型可弯曲刮板输送机一部，顺槽选用SGZ-880∕250型自移式刮板转载机一部，配套PCW-160型破碎机一部。

工作原理即是将工作面所采煤炭和放顶落煤通过前后煤溜拉运至顺槽转载机，经过破碎再转载至顺槽皮带，拉运至专用皮带巷皮带，转载至二北石门皮带巷，运至15号煤西皮带机尾煤仓卸载。

三、支架布置方式与控顶距

根据矿传统的生产方式，工作面采用ZFSB4000-17∕28型支撑掩护式低位放顶煤液压支架，机头、机尾各三架ZFG-4800H18∕29型过渡液压支架。

支架单列顺序直线布置，采用及时支护方式管理工作面顶板。

支架空间由架间侧护板伸出支护。

进、回风两端头采用单体液压支柱配木质板梁或钢制∏型梁交错抬棚支护；

同时两顺槽切口向外超前20米使用单体液压支柱配合∏型钢梁抬棚支护，支柱一般不少于两排，压力较大时，加支走向抬棚支护。

支架最大控顶距离设计为1140mm，最小控顶距离340mm，有效控制工作面顶板提前冒落。

在顶板破碎区域，配合向破碎区域注射“马力散”凝固剂加固顶板措施。

四、劳动组织及正规循环作业图表

9小时生产，一班6小时强制检修，见后附表（综采工作面劳动力配备表）和（工作面正规作业循环图表）示意。

第五节采区准备

根据矿目前15#煤二采区风量的配制，采区准备初期，安排一个综掘队分双头同时施工采区进回风专用皮带巷；

后期再上两个开拓队担负采区运输下料斜巷和15#煤工作面走向高抽巷；

首采面投产工期约14个月。

采区准备巷道工程量7034米，回采巷道工程量4921米，月进尺854米，经测算采区万吨掘进率为：

岩巷1.4米∕万吨；

半煤岩巷2.16米∕万吨；

煤巷14.82米∕万吨。

掘进出煤率为5～8％。

（详见后附技术经济指标表）

第四章采区运输防排水与供电

第一节采区运输

矿井主运系统均采用胶带运输，即工作面原煤通过顺槽皮带转载至采区煤仓下放至15#煤西皮带，拉运至北石门15#煤专用煤仓卸载，下放至北石门皮带在转载至主斜井皮带拉至地面选煤厂。

矿井辅助运输系统，从副立井井底至芦北15#煤二采区，电车路全长7650米，轨道铺设使用30kg/m，大巷使用XK12-6/192KBT蓄电机车进行人员、材料、设备等的拉运工作。

沿途设有副立井井底、南石门、丈八、芦北等4个信号站，轨道运输电机车信号使用KJ15A“信集闭”系统由井上调度操控台直接控制，司机通过使用KXD-971型漏泄通讯进行相互之间的联系。

机车电瓶充电换瓶工作目前由在用的北石门充电库和芦北8000米保安区充电库来完成。

一、主运系统

以80203工作面为例：

工作面生产溜和后溜选用SGZ-764/630型可弯曲刮板输送机各一台；

进风顺槽转载机选用SGZ-880/250型自移式刮板输送机一台；

进风顺槽根据其走向长度选用两部SSJ-1200/2×

250型可伸缩胶带输送机；

采区皮带巷选用一部SSJ-1200/2×

专用皮带巷选用两部SSJ-1200/2×

250型可伸缩胶带输送机。

见附图中生产运输系统示意图所示：

工作面原煤通过生产溜和后溜运至转载机转载至顺槽皮带再拉运至采区煤仓下放至15#煤西皮带，拉运至北石门15#煤专用煤仓卸载，再下放至北石门皮带，转载至主斜井皮带拉至地面选煤厂。

二、辅助运输系统

采区各工作面材料、设备采用1部JD-40型绞车提到15#煤二采区联巷上部车场后，采区轨道巷使用2部JD-25型绞车将材料、设备等拉运到各顺槽口（联巷最大坡度为13度，坡长23.5米，轨道巷最大坡度约为5度，全长750米），后附JD-25型绞车和JD-40型绞车牵引力计算。

1、采区轨道巷80203、80204和80205工作面顺槽口三个车场的长度均不得小于20m，车场段巷道见平不小于35米。

在顺槽口必须设置平巷车场，顺槽口车场长度不得小于15m，车场段巷道见平不小于30米。

2、芦北15#煤二采区上下部车场长度不小于80米，车场段巷道见平不小于100米。

以80203工作面为例辅运系统说明：

（1）下料系统

80203工作面：

生产施工材料及采区工作面生产设备由付立井下放至井底车场——通过南石门轨道巷——北石门轨道巷——中条带轨道西大巷—-＋525轨道西大巷—-采区轨道上山—-采区煤层轨道巷—-西三正巷、西四付巷—-80203工作面。

（2）人员运输：

人员由副立井乘坐罐笼入井，然后通过乘坐蓄电机车牵引的人车经南石门轨道巷——北石门轨道巷——中条带轨道西大巷——＋525轨道西大巷——芦北采区车场——采区轨道上山—-采区煤层轨道巷—-西三正巷、西四付巷到达80203工作面。

（3）矸石、空车运输：

芦北15#煤二采区的矸石通过采区各施工巷——采区煤层轨道巷——采区轨道上山——下放到525西轨道巷——蓄电池电机车拉运到芦北排矸井上井进行排矸。

芦北15#煤二采区所需空车通过蓄电机车从芦北排矸井底拉运至525西轨道巷采区联络巷口——采区轨道上山——采区煤层轨道巷——通过调度绞车牵引提升，到达各工作地点车场。

（4）大型长材料运输：

大型长材料在井上通过汽车拉运至芦北排矸井下井，然后通过蓄电