采区设计指导书Word文档下载推荐.docx
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l·
M·
r（万吨）
Z工＝Z地－P＝Z地－L·
b·
Z设＝Z工·
（万吨）
Z可＝Z设·
C（万吨）
式中：
L——采区走向长（m）
l——采区斜长（m）
M——煤厚（m）
m——采高（m）
采高确定的依据：
①顶板破碎需留护顶煤时m＝M－0.2（m）
②采高应随煤层倾角α增大而降低，一般规定是：
α＝0°
m为2.6mα＝20°
m为2.2m
α＝10°
m为2.4mα＝30°
m为2.0m
③m≤柱高
r——煤的容重（t/m3）
P——阶段隔水煤柱储量（万吨）
b——阶段隔水煤柱宽度，一般取20－30m
C——采区回采率（%）规范规定不低于薄煤层85%，中厚煤层80%，厚煤层75%。
3、采区形式应根据走向长度，地质条件和采煤工艺确定：
1）当走向长度L＜500m时，应采用后上山单面采区布置；
2）当走向长度L≥600m时，应采用双面采区布置，根据下述条件可分为：
①采区两翼地质条件和采煤工艺相同或相近时，应采用对称式双面采区布置；
②采区两翼地质条件和采煤工艺不相同时，应采用非对称式双面采区布置，其中，地质条件好，采用机采工艺的一翼走向长度可大些，而地质条件较差，采用炮采工艺的另一翼走向长度应小些。
4、区段划分
1）划分原则
①确定的采面斜长，区段平巷宽度、区段煤柱宽度及沿空送巷的煤皮宽度等应符合有关规定或符合本矿实际。
所取参数均应为整数，其中采面斜长应等于5的倍数；
②各区段采煤面的实际采煤长度应相等或相近；
③区段煤柱的回采率应不低于80%。
2）划分方法
①计算采区可供划分区段的斜长l'
l'
＝l－b（m）
②初步确定一区段采面斜长l上面（一般是中厚煤层取80～100m、薄煤层取60～80m）、区段平巷宽度B（炮采面一般取2m）、不同煤厚条件下的区段煤柱宽度l柱（一般取10～20m，煤薄取下限，煤厚取上限），沿空送巷的煤皮宽l皮（一般取2～3m）
③计算上区段的斜长l上
l上＝l面＋l柱＋2B（m）
④计算区段数n
n＝
（个）
⑤计算中、下区段的斜长l中、l下
l中＝l中面＋l柱＋2B（m）
l下＝l中面＋B（m）
l中面＝l上面－l回柱（m）
l回柱＝l柱－l皮－B'
（m）
l中面——中部采煤面斜长（m）
l回柱——区段煤柱带采宽度（m）
B'
——煤柱补充风巷宽度（m）
⑥根据l'
＝l上＋nl中＋l下的原则，对上述各参数进行调整平衡，并最后确定l上、l中、l下、l上面、l回柱、l皮等参数。
⑦经过计算或作图，得出各区段的段高及区段平巷的标高，加上有关参数列表如下：
区段编号
段高（m）
斜长（m）
面长（m）
风巷标高（m）
运巷标高（m）
机巷标高（m）
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
……
5、采区巷道布置
1）采区上山
应提出2个不同方案，经技术对比后，选定一个较优方案。
方案对比的内容：
①巷道的掘进和维修量；
②巷道施工的难易和进度快慢；
③上山煤柱的宽窄；
④上山设备的多少；
⑤通风安全状况的好差；
⑥采区生产能力的大小。
①上山条数：
应根据《煤矿安全规程》的相关规定及上山运输方式确定：
a.凡采用运输机或溜槽运输方式时，对于有煤与CH4突出或CH4高或煤易自燃或产量大（15万吨/年以上）的采区，应布置3条上山，即1条轨道上山运料运矸兼进风，1条运煤上山兼行人，1条专用回风上山；
对于其他条件下的采区可布置2条上山，即1条轨道上山运料运矸兼进风；
1条运煤上山兼行人、回风。
b.凡采用矿车运输方式时，对于有煤与CH4突出或CH4高或煤易自燃或产量大的采区，应布置3条上山，即1条轨道上山，1条行人上山，1条专用回风上山；
产量小时，也可只布置2条上山，即1条全能上山，1条专用回风上山。
②上山的层位：
应根据煤岩性质和煤层倾角确定：
a.上山坡度与煤层倾角一致时，应采用顺层方式布置；
b.上山应布置在稳定、坚硬、厚度适中的同一煤层或同一底板岩层中。
③上山的坡度：
应根据上山用途和运输方式确定：
a.采用矿车运输方式时，主提升α≤25°
辅提升≤28°
b.采用搪瓷溜槽运输时：
α＝30～35°
c.采用皮带机运输时，上山α≤15°
，下山α≤17°
d.采用刮板机运输时，α≤25°
e.采用上链式刮板运输时，α=25°
～28°
。
④上山的位置，应根据有利于通风、运输和行人确定：
a.采用3条上山布置时，运煤（或行人）上山应位于采区走向中央，专用回风上山应位于靠井田边界侧，轨道上山应位于靠井底侧；
b.采用2条上山布置时，应根据上山的运输方式，确定其上山的位置，采用运输机、溜槽运煤时，运煤上山应位于靠井底侧，而轨道上山应位于采区走向中央；
采用矿车运煤时，轨道上山应位于靠井底侧，而回风上山应位于采区走向中央。
⑤上山的断面形状和支护方式应根据煤岩类别确定（其原则也适用于采区其他巷）
a.凡位于煤层中的上山，可根据煤岩的软硬分别采用梯形断面，矿用工字钢棚支护或矩形断面，锚杆支护；
b.凡位于岩层中的上山，应一律采用拱形断面，其中位于坚硬的茅口灰岩或石英砂岩的上山可采用裸体不支护，位于其他岩层的应采用锚喷支护。
⑥布置参数
a.上山净高：
岩石上山和中厚煤层上山不小于2.0m，薄厚落煤层上山不小于1.8m；
b.上山净宽一般为2～2.4m；
c.上山间距一般为20m；
d.岩石上山距煤层底板法线距不小于10m；
e.岩上山应位于硬岩层中部，其上下部硬岩厚度应不小于巷高。
2）采区车场
①上车场，一般采用平车场；
②中车场，一般采用甩车场。
其中，煤层轨上山布置时，应采用顶板绕道式甩车式甩车场，岩石轨上山布置时，应采用石门底板绕道式甩车场。
③下车场，应根据采区轨上山和运输大巷的煤岩层及采区运输方式及采区位置确定：
a.凡采用煤大巷和煤上山布置时，应采用平车场；
b.凡采用岩大巷和岩上山布置时，也应采用平车场；
c.凡采用岩大巷和煤上山布置时，应采用甩车场；
d.凡中部采区轨上山下车场一律采用顺向车场；
e.凡边界采区轨上山下车场，应视采区运输方式而定，采用矿车运输时应采用顺向车场，采用采区煤装车时，则应采用反向车场，以解决装车站的通风。
④采区中、下车场的起坡方式：
凡属主提升应采用双道起坡高低道布置方式，凡属辅提升应采用单道起坡方式。
采区装车站，应根据底板岩石大巷距煤层法线距确定：
a.岩石大巷距煤层法线距＞20m时，多采用石门装车方式；
b.岩石大巷距煤层法线距＜20m时，多采用大巷装车方式。
⑤布置参数
a.平曲线半径机车运输12.15m，串车运输6.9m，人力推车4.6m；
b.竖曲线半径9，12，15m；
c.插入直径段长2～3m（指平、竖向曲线间，道岔与平、竖曲线间的直线）
d.存车场长大巷（石门）装车站空重车线长不少于1列车长，区段平巷车场长不少于1.5个列车长（主提升）或1列车（辅提升）轨道上山上、中、下车场长3～4个串车长（主提升）或2～3个串车长（辅提升）
e.绕道岩柱高度顶板绕道不小于2m，底板绕道不小于3m。
3）区段平巷
①区段中巷应根据采区上山布置类型确定：
a.凡采用煤上山布置时，区段中巷必须采用双煤巷布置；
b.凡采用一煤一岩或二煤一岩上山布置时，区段中巷可采用双煤巷布置，也可采用单煤巷沿空留巷或沿空掘巷方式布置；
c.凡采用岩石上山或二岩一煤上山布置时，区段运输中巷必须采用底板岩石平巷和单煤巷分段掘进方式布置。
②采区上、下平巷一律为单煤巷布置
③布置参数
a.区段岩石中巷距煤层底板法线距不小于8m；
b.岩巷应位于硬岩层中部，且上、下部硬岩厚度不小于巷高；
c.沿空掘巷的煤皮宽2～3m；
d.巷道高度岩石中巷不小于2m；
煤层轨道中巷不小于2m，机、风巷不小于1.8m（中厚煤层）；
落煤层的煤巷高度可降低0.2m。
4）区段石门（巷高不小于2m）
①石门数：
应与岩石上山条数相同；
②相互位置：
布置2条区段石门时，运输（回风）石门应高于轨道石门3～４m；
布置3条区段石门时，运输（回风）石门应高于轨道石门3～４m和回风石门3～4m。
5）采区石门（巷高不小于2m）
①采区回风石门1条，应利用运输上山或回风上山上部连通总回风巷的石门，再补掘一段连通煤层回风巷的石门即可。
不需要另掘1条全长的石门巷；
②采区运输（进风）石门1条，应布置在采区煤的上风侧。
6）煤柱尺寸
①阶段煤柱20～30m；
②煤上山煤柱每侧各为20m；
③区段煤柱10～20m；
④采区边界煤柱10m。
7）采区硐室
①绞车房
a.应根据设计的绞车型号设计其尺寸；
b.根据上车场长度设计其位置。
②变电站
a.根据供电设计确定的变压器，高爆和低爆开关的型号和数量设计其尺寸；
b.根据采区用电的中心确定其位置。
③采区煤仓
a.根据上山运输机能力或大巷机车一列车的运革量计算煤仓容量Q。
Q1＝上山运输机的小时运量（t）
Q2＝大巷机车2列车运量（t）
从中取其大值。
b.根据煤仓容量Q，计算煤仓体积V。
V＝
（m3）
K1——煤仓有效系数，取0.9；
K2——松散煤的容量，取0.9t/m3。
c.根据煤仓体积V和选定的煤仓断面积S，计算煤仓长度L
L＝
＋I（m）
I——为煤仓下部漏斗长度（m）
④下山采区的泵房
①水泵选型a.工作泵能力F2=1.2Q正（m3/h）；
b.备用泵能力F备≮FI的70%；
c.FI+F备≥1.2Q大（m3/h）式中：
Q正、Q大——分别为采区正常，最大涌水量
②水泵参数：
a.当Q正≤50m3/h，且Q大≤100m3/h时，可选用2台泵，一台工作，一台备用。
b.当Q正＞50m3/h，应按规程规定，选用3台及以上水泵。
即要有工作，备用，检修三种泵。
③泵房长度L=nLφ+（n+1）l（m）
宽度B=Bφ+b1+b2（m）
高度H=3.0～4.5（m）
水泵工作轮直径＜350mm取3.0m≥350mm，取4.5m
n——水泵台数（台）l——水泵机组间距，取1.5m
Lφ——水泵机组总长度（m），可查产品样本
b1——水泵基础边到水井侧墙壁距离，取0.8m。
Bφ——水泵基础宽度（m），可查产品图纸
b2——水泵基础边到轨道道侧墙壁距离，取1.5m。
④水仓有数容量V=4Q正（m3）净面积S≥4m2（单轨巷道）
（应分内、外水仓）长度
K——水仓有效利用系数，取0.9
⑤吸水井直径一般为1.2m，个数应根据水泵排水量和台数设计，排水量＞100m3/h的泵，采用一泵一小井设计，排水量＜100m3/h的泵，可采用二泵一小井设计。
6、采煤方法及回采工艺
1）、采煤方法名称
2）回采工艺
①采面炮眼布置形式，爆破说明书及爆破三视图（1：
100）；
②采面支护方式、材料、支护密度计算及采场支护平剖面图（1：
200）
③采面装运煤方式及设备选型计算，确定采面和机巷需用运输机台数；
④采面移溜及机巷缩机尾的方法；
⑤回柱放顶及特殊支架；
⑥采面作业方式及循环方式；
⑦采面正规循环作业图表。
7、采区设计生产能力及服务年限
1）、以采面循环产量A级为基础，计算采煤面班产A班、日产A日、月产A月及年产A年。
A班=A循（t）A月=30·
A日·
K（t）
A日=3A班（t）A=12A月×
10-4（万t）
式中K——月正规循环率，一般取80%。
2）、根据采掘出煤矿量计算采区生产能力AB
AB7=K1·
K2
（万吨/年）
K1——掘进出煤系数，一般取1.1；
K2——工作面同时生产影响系数，1个面取1，工作面取0.95，3个面取0.9
3）、本着采区生产能力应为整数且应等于或略低于计算能力的原则，确定采区设计生产能力AB，即AB≤A′B（万吨/年）
4）、根据采区可采储量的设计生产能力，计算采区服务年限T
（年）
8、采区主要生产安全系统
1）、运输系统
①运煤系统
A、上山采用运输机连续运输方式时
a.根据上山班最大小时出煤量进行运输机选型计算
Q机≥Q大（t/h）
Q大=K·
Q均（t/h）
Q均=
（t/h）
Q机——运输机的额定生产能力（t/h）
Q大、Q均——上山班最大和班平均小时出煤量（t/h）
5.5——上山班运煤时间（h）
K——上山出其不意煤不均衡系数炮采K=1.3机采K=1
N——采区内同时生产的采面数（个）
b.根据上山需铺设运输机的长工度和每台运输机的设计铺设长度，确定上山运输机台数。
c.进行轨道上山辅助提升绞车的选型计算（采用1t固定标准矿车）
L绞≥L上山+L上车+L其他（m）
F额≥F=n（Q+Qm）（sinα+f1cosα）+mpL上山（sinα+f2cosα）（kg）
L绞——绞车的容绳量（m）L其他——其他绳之和（包括滚筒至绞车房前壁长3圈绳长及检验绳长）0.8m绞车取10m；
1.2m绞车取15m；
1.6m绞车取20m
L上山——轨道上山斜长（m）L上车场——上车场长度（m）
40——指包括上车场长和滚筒上不少于3个摩擦圈绳长之和（m）
F额——绞车额定最大牵引力（kg）F——计算的绞车最大牵引力
n—串车数，一般为煤车2个，矸石车1个
Q——矿车载重煤车0.85～0.9t，矸石车1.4～1.5（t）
Qm——一吨矿车自重取0.6t
f1——矿车滚动轴承阻力系数，取0.015；
f2——钢丝绳滑动阻力系数，取0.02；
mp——钢丝绳自重，查绞车技术特征得到（kg/m3）
α——上山的坡度（度）
B、上山采用矿车运煤间隔运输方式时，可根据下述进行绞车选型的粗略计算
a.根据采区设计生产能力，计算一次提升的煤车串车数；
n=
（辆）
A——采区设计生产能力（万t/a）；
K1——提升不均衡系数，取1.2；
K2——提升设备富裕系数，取1.1；
T1——年工作日数，取330天；
T2——日工作时数，取16小时；
T3——上山一次提升循环时间，对于单钩提升
双钩提升
2.5——绞车提升速度m/s
25,50——1次和2次摘挂钩时间（s）
b.根据一次提升的煤车串车数及重量，进行绞车选型：
c.根据上山提升的需绳量，验算绞车的容绳量：
L绞≥L上山+L上车场+L其他
式中各符号同上
②运矸系统
采用1t固定矿车，自掘进头装矸后经区段运巷运至各上中车场，自由采区轨道上山绞车放至采区下车场后运出。
③运料系统
采用1t材料车或平板车装运材料及设备，经区段运巷、采区轨道上山及各车场运进或运出。
2、通风系统
A、采区风量计算
a.根据采煤面的CH4涌出量计算采煤面的风量Q面
①Q面=0.1q相对·
A·
K1（m3/分）
②Q面=100q绝对·
K2（m3/分）
q相对、q绝对——采煤面的相对和绝对CH4涌出量（m3/t、m3/分）
0.1——计算系数
A——采煤面的平均日产量（t）
K1，K2——通风系数，低CH4面，K1取1.3，变CH4面，K2取1.5～2.0。
b.根据局扇额定吸风量计算掘进头的风量Q头
（m3/分）
Q局——局扇额定吸风量JBT-51（5.5kW）取150m3/分
JBT-52（11kW）取200m3/分
n——局扇同时运输台数（即需供风的掘进头数）
k——供风系数，岩巷1.2，半煤岩巷1.25，煤巷1.3
c.根据经验数据确定硐室风量Q硐
①采区变电所60～80m3/分
②采区绞车房100～200m3/分
③采区水泵房100～200m3/分
d.根据上述参数计算采区总进风量Q采
Q采=（∑Q面+∑Q头+∑Q硐）·
K
∑Q面、∑Q头、∑Q硐——采区内所有采煤面、掘进头、硐室风量之和
K——采区通风系数，取1.05～1.1
B、通风系统
1）、采区进风一律由轨道上山进风，采区回风应根据下述条件确定：
①凡属有煤与CH4突出危险或CH4高，或煤层及自燃应采用未用回风上（下）山回风；
②其他的可采用兼用回风上（下）山回风；
2）、采掘工作面应尽量采用并联通风，不用或少用串联通风，有CH4突出危险的采掘面严禁串联通风。
采用串联通风时，必须符合下述规定：
①只允许掘串掘、掘串采、采串采，不允许采串掘，且只能串1次；
②只允许同一区段同一翼、同一煤层上下2个采面串联；
③只允许同一煤层上下2个采面串联；
④只允许为构成新区段通风系统的掘进巷道的回风串入进风中，构成独立通风系统后，必须立即停止串联；
⑤被串联工作面（硐室）风流中的CH4和CO2浓度都不得超过0.5%。
c.通风设施的设置
1）、为保证风流不短路、不串联，保证用风地点的风量，应在必要的地点设置风的风窗、风帘、风桥、密闭等构筑物。
2）、每组风门必须有两道（包括正向风门和反向风门），一般应设在平巷内，而不设在倾斜巷道中。
3）、调节采掘工作面风量的风窗，一般应设在进风侧，开采突出煤层采掘面时，严禁将风窗设在回风侧。
3、排水系统
①上山采区
采掘工作面的涌水应由区段轨道平巷水沟流入采区轨道上山（或回风上山）水沟，采区运输石门水沟，再经矿井水平运输大巷水沟流入井底水仓；
②下山采区
采掘工作面的涌水应由区段轨道平巷流入采区轨道上山（或回风上山）水沟经下车场水沟流入采区水仓，再由采区泵房的水泵经运输机下的（或回风下山）的排水管将水排至采区进风石门水沟，最后经矿井水平运输大巷水沟流入井底水沟流入井底水仓。
4、供电系统（由机电技术人员设计）
5、防尘系统
①采区主防尘水管一般可选用2～3寸钢管，且多铺设在运输上山或回风上山；
②采煤面的风、机巷及掘进巷道的防尘支管一般可选用7分或1寸钢管；
③采区进风石门前20～30m，掘进垱头后30～70m，采煤面上出口外20～30m处应设置一道净化风流水幕；
④运输机头应至少设1个喷嘴喷雾。
6、安全监控系统
1）、必须按《煤矿安全规程》的有关规定设计；
2）、安全监控系统必须具备甲烷断电仪和甲烷风电闭锁装置的全部功能；
3）、各种传感器的设置规定
CH4传感器
监控地点
数量
监测风流
安设位置
备注
采
煤
面
低CH4区
1
工作面风流
距上出口煤壁10m内的回风巷
1、传感器应悬挂在距顶板上300mm，距巷帮≮200mm的元淋水，无风筒漏风口，不是风筒出风口的安全地点。
2、掘进头指煤巷，半煤岩巷和有CH4涌出的岩巷。
3、报警，断电和复出的CH4浓度应严格执行《煤矿安全规程》168条的规定。
高CH4区
2
工作面回风流
距出风口10～15m处回风巷
CH4突出区
3
工作面进风流
距进口煤壁3～5m处机巷
掘
进
头
距垱头5m内元直接风流的空间
高CH4区及
距回风口10～15m处本巷内
串
联
风
采串采
被串联面的进风
距进口机巷上3～5m处采面
掘串采
掘串掘
被串联头的进风
距该巷局扇3～5m处进风巷
B、其它传感器
①温度传感器：
应设在温度＞26°
的采掘面及温度＞30°
的机电硐室；
②风速传感器：
应设在采区回风巷及总回风巷的测风站；
③CO传感器，应设在非自燃煤层采煤工作面回风巷放顶线以外1-2m处；
④设备开停传感器，应设在每台局扇处；
⑤风门开关传感器，应设在采区主要风门处；
8、采区准备方式：
1）、上山贯通方式：
①一般是先贯通采区轨道上山，以便为后掘的其他上山或平巷的煤矸运输创造条件；
②为此，需安排2个掘进头分别自上（矿井回风水平）而下（矿井运输水平）和自下而上相向掘进采区回风、运输石门、绞车房，并在轨道上山的中部贯通，以形成采区的负压通风系统。
2）、一区段投产采煤面及其他工程的安排
①轨道上山贯通后，应增加一个掘进头的力量，可安排3个头施工，1个头掘进首先投产采煤面的回风平巷；
1个头掘运输（回风）上山，采区煤仓、变电所、1个头掘一中车场及投产面的运巷、机巷和切眼；
②投产面的巷道投产后，可立即转掘一区段另一个采煤面相对应的巷道。
3）、其他区段接替采煤面工程的安排
①采区安排1个面生产时，可安排1～2个头力量分别掘下区段采煤面的运巷、机巷、切眼和生产面的补充巷及下区段采煤面的回风巷（二期工程）；
②采区安排2个面生产时，可安排2-3个头力量分别掘下区段2个面的运巷、机巷、切眼和2个生产面的补充巷及下区段采煤面的回风巷（二期工程）。
9、安技措施（应从实际条件出发制定，有针对性的安技
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