三矿竖井15#煤扩三区采区设计说明书 精品Word格式.docx
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煤层直接底为粉砂质泥岩，厚度为0.40-4.33米，平均为2.03米，呈灰黑色。
四、煤质
15#呈钢灰色，有金属光泽，硬度为2-3，容重1.435，呈光亮、半光亮型。
其主要工业指标为：
煤层
Mad
A
V
FC
S
P
Q
Y
工业牌号
15#
1.40％
19.39％
8.55％
2.32％
36.09MJ/Kg
WY-3
五、地质构造
综观本区15#煤层为一轴向NE的褶皱构造形态，北东部地层产状变化较大，紧密褶皱发育，西南部产状变化较小，呈宽缓褶皱状态，东西畛风井至本区西南为一轴向EW转NE的向斜构造，两翼倾角平缓，为3°
—6°
，其西北为一轴向NE，向SW倾伏的背斜构造，两翼倾角4°
—8°
。
预计在向斜的东翼，背斜的西翼有走向断裂构造发育。
本区上覆煤层仅开采裕公井的扩二区3#煤，根据3#煤层及15#煤层邻近区开采资料分析，本区东部及东南部陷落柱较为发育。
预计长轴在60—130米之间不等，短轴40—60米，其他地段陷落柱发育较差。
六、水文地质
本区地表芦湖沟及其支流均为季节性河沟，上覆煤层仅3#煤层开采，其它煤层均未开采。
K2、K3、K4灰岩及K6砂岩为弱含水层。
区内7个钻孔封孔情况不详。
1、15#煤层盖山厚度在371—624米，预计芦湖沟河流对开采无直接影响。
2、本区与上覆3#煤层平均层间距128米，与15#煤一次采全高防隔水煤岩柱高度相近。
根据全局开采资料分析认为，3#煤积水（无导水情况下）对15#煤的开采不会造成灾害性的威胁，但必须采取相应的防范措施。
3、K2、K3、K4灰岩及K6砂岩为本区主要含水层，本区在向斜轴部采掘期间局部会出现淋头水或小的涌水，对生产会产生一定的影响。
4、本区勘探钻孔封孔情况不详，当采至钻孔附近时，应注意观察出水征兆，确保生产安全。
本区预计最大涌水量为15m3h，正常涌水量为5--8m3h。
七、瓦斯煤尘、自然、地温、地压
本区瓦斯主要来自本煤层及其上部邻近煤、岩层（特别是12#煤层与15#煤层平均层间距约35.4米），当15#煤层开采时，受采动影响，在矿负压下，上部临近层瓦斯沿采动裂隙大量下行，建议开采时充分利用高抽巷，内错尾巷等形式加强瓦斯抽放工作。
预计本层涌出量临近层涌出量涌出总量
绝对涌出量（m3/min）63541
相对涌出量（m3/t）317.520.5
盖山厚度在490米左右，15#煤埋藏较深，地温、地压相对较高，采掘期间应加强巷道支护和顶板管理。
同时，受采动影响，裂隙发育，透气性较好，供氧充分，在采掘时应加强煤层自燃的防治工作。
XX通字（2004）401号文件：
竖井为高瓦斯矿井，有煤尘爆炸危险性。
根据扩一区K8104工作面煤层自燃情况分析，预测本区煤层有自燃危险性。
第二章采区准备
第一节采区范围及储量
一、采区范围
本采区范围为：
北部与扩二区相邻；
西部与南部为XX和新景矿矿界：
东部为扩一区。
采区走向长1820m，倾斜长1450m，面积2.639km2。
埋藏深度为371—624m，平均深度为490m。
二、储量
本采区地质储量为2352.5万吨。
矿界煤柱：
66.2万吨，东西畛风井煤柱196.7万吨。
预计可以采出的煤量为：
1595.139万吨。
大巷可回收煤柱为163.133万吨。
三、采区回采率
采区回采率＝预计可以采出煤量／动用储量×
100%
＝（1595.139+163.133）/2352.5×
＝75％
第二节：
采区生产能力及服务年限
一、采区工作制度
本采区采用“二九·
一六制”作业，两班生产，一班检修。
年工作日为330天。
二、采区生产能力
本设计安排一个放顶煤综采队生产，两个综掘队施工煤巷，一个普掘队施工岩石巷道。
根据我矿放顶煤综采队现在实际生产能力，结合本采区地质条件、生产系统以及设备配置情况，将采煤队的生产能力定为240万吨／年，掘进出煤12万吨／年，采区的年生产能力确定为252万吨／年。
三、服务年限
采区服务年限＝可以采出煤量／采区生产能力
＝1758.272/252
＝6.98（年）
考虑生产过程中的不均衡性以及产量递增、递减期等因素，将采区服务年限定为7.5年。
第三节采区巷道布置
一、巷道布置
本采区属于新景矿划归XX竖井的井田范围，划归以前，本采区已打出三条采区巷道，即二北石门回风巷、二北石门轨道巷、二北石门皮带巷。
1、材料车场
从扩一区轨道巷（距扩一区第六联络巷30米处）开口，以4‰的坡度做扩三区采区车场。
采区车场全长258m。
后以-12°
坡与采区轨道巷（即：
二北石门皮带巷）联通。
该巷主要承担本采区进风、下料、存车、调车、排矸等任务。
2、采区回风巷（原二北石门回风巷）
该巷开设在15#煤上层掘进，在K8302工作面的中部位置与东西畛风井联通，全长1465m。
该巷道承担采区回风任务。
3、采区皮带巷（原二北石门轨道巷）
该巷开设在15#煤下部的岩层中，全长940m，掘至二顺副巷6m处，以12°
上坡与扩三区材料车场联通。
该巷主要承担本采区进风、下料、排矸、供水、排水、供电等任务。
4、暗斜井轨道巷
该巷开设在15#煤下部的岩层中，全长333m，其中平巷200m、斜巷103m。
该巷主要负责联通采区轨道巷与扩三区材料车场。
承担本采区出煤、进风、行人、供水、供电等任务。
5、采区皮带巷（原二北石门轨道巷）
采区皮带巷开设在采区回风巷与采区轨道巷的中间，沿15#煤下部的岩层中掘进，全长754m，与爬坡皮带巷联通。
主要承担本采区进风、下料、排矸、供水、排水、供电等任务。
6、爬坡皮带巷
爬坡皮带巷联接采区皮带巷和采区煤仓。
该巷从三顺煤仓处开始施工，以15゜坡掘至采区煤仓上方。
全长353m，其中平巷93m，斜巷260m。
承担本采区出煤、进风等任务。
7、采区猴车专用巷
采区猴车专用巷由扩三区材料车场开口，平走约88m，以15°
上坡见15#煤后，沿15#煤层顶板掘进至西六边巷与西六边巷联通。
全长约1435m。
主要承担进风和行人任务。
8、采区煤仓
采区煤仓联接装车站与采区皮带巷。
垂深45.5m，直径Φ=6m，有效容积为1173.38m3。
9、顺槽煤仓
K8301、K8303、K8304工作面进风顺槽与采区皮带巷立体交叉处设工作面煤仓。
其参数为：
名称
仓径（m）
断面（m2）
垂深（m）
面积（m3）
备注
三顺煤仓
5
12.56
58
240
四顺煤仓
34
227
五顺煤仓
15
10、配电室
为解决远距离供电压降损失问题，本设计布置了两个变电所。
位置见平面布置图。
变电所有独立进回风系统，每个变电所巷道长度为48m，其中峒室长度与约为30m。
11、回采巷道
每个工作面布置回采巷道，分别是进风顺槽、回风顺槽、内错尾巷、高抽巷。
进、回风顺槽沿15#煤层底板布置，内错尾巷沿15#煤层顶板布置。
高抽巷沿11#煤层底板布置，距15#煤层间距约56m。
12、水仓、水泵房
采区水仓从采区轨道巷与采区皮带巷永久闭墙以外的横管处开口，向南开掘水仓。
巷道长度为70m，工程量为700m3，水仓有效容量约583m3。
水泵房布置在采区皮带巷与采区轨道巷之间，巷道长度约为31m。
13、回采巷道
每个工作面布置回采巷道，分别是进风顺槽、回风顺槽、双内错尾巷、高抽巷。
高抽巷沿11#煤层底板布置。
二、巷道断面及支护形式
采区轨道巷、皮带巷、采区回风巷已经打出，故本设计不在说明。
爬坡皮带巷采取拱形断面，锚喷支护，巷道净宽4.2m，直墙高1.2m，巷道净断面积为11.96m2。
材料车场、暗斜井轨道巷均采用拱形断面，锚喷支护，巷道净宽4.5m，直墙高1.6m，巷道净断面积为15.15m2。
回采工作面进风顺槽采用矩形断面，锚杆支护，锚索补强，巷道净宽4.5m，净高2.8m，巷道净断面积为12.6m2。
回采工作面回风顺槽采用矩形断面，锚杆支护，锚索补强，巷道净宽4.5m，净高3.0m，巷道净断面积为13.5m2。
内错尾巷采用矩形断面，锚杆支护，巷道净宽3.5m，净高2.2m，巷道净断面积为7.7m2。
高抽巷采用矩形断面，锚杆支护，巷道净宽2.7m，净高2.2m，巷道净断面积为5.94m2。
爬破皮带巷采用拱形断面，锚喷支护，巷道净宽3.5m，直墙高1.4m，巷道净断面积为9.71m2。
猴车专用巷车房采用拱形断面，锚喷支护，巷道净宽4m，直墙高1.2m，巷道净断面积为11.08m2。
猴车专用巷岩层巷道，采用拱形断面，锚喷支护，巷道净宽3.2m，直墙高1.4m，巷道净断面积为8.5m2。
猴车专用巷煤层巷道，采用矩形断面，锚喷支护，巷道净宽3.2m，净高2.5m，巷道净断面积为8m2。
三、采区生产系统（以K8301工作面为例说明）
1、出煤系统
K8301工作面---西六边巷---补出煤巷---五顺煤仓---采区皮带巷---爬破皮带巷---采区煤仓---扩区皮
带巷---四下山新补皮带巷---四下山新补皮带巷煤仓---606运输大巷。
606—660补皮带巷---裕公井底卸仓---660—780皮带---
660—780煤仓---780运输大巷。
2、下料系统
竖井606水平运输大巷---四下山材料车场---转车路---扩区材料车场---扩区轨道巷---材料车场---采区轨道巷---六顺边巷---工作面。
五顺正巷
3、通风系统
竖井606水平运输大巷---四下山材料车场---转车路---扩区材料车场---扩区轨道巷---材料车场---采区轨道巷---五顺正巷---工作面。
竖井606水平运输大巷---四下山材料车场---转车路---扩区材料车场---扩区轨道巷
---扩二区轨道巷---扩二区皮带联络巷---爬坡皮带巷---采取皮带巷---五顺联络巷
竖井606水平运输大巷---四下山材料车场---转车路---扩区材料车场---扩区轨道巷---材料车场---猴车专用巷---五顺正巷---工作面。
污风从K8301工作面---六顺边巷---采区回风巷----回风联络巷----东西畛风井
4、抽放系统
K8301工作面走向高抽巷---扩三区高抽回风巷---北二石门副巷---635北大副巷---神堂咀风井---地面
第四节采煤方法
根据煤层赋存条件，综合现有采掘设备以及我矿开采技术、管理水平、开采习惯等因素，本设计将采煤方法规定为走向长臂后退式放顶煤综采一次采全高采煤方法，全部跨落法管理顶板。
一、工作面主要设备配备
序号
设备名称
设备型号
单位
数量
主要技术参数
1
采煤机
MGTY400/930-3.3D
台
3300V，930kw
2
液压支架
ZF6200-1.7/3.2
架
176
3
端头支架
ZFG6600-1.7/30
4
前工作溜
SZZ-1000/1400
部
3300V,2×
700KW
后工作溜
3300V，2×
700KW
转载机
SZZ-1000/400
1140V,400KW
6
破碎机
PCM—3000
1140V,200KW
7
移变
KSGZY-2000-6/3.3
8
KSGZY-1000-6/1.14
9
KSGZY-630-6/1.14
10
矿用干式变压器
KBSG-500
11
皮带运输机
SSJ-1000/2×
2500
12
泵站
GRB-315/31.5
二、工作面支护及顶板管理
工作面采用ZF6200-1.7/3.2型低位放顶煤液压支架支护顶板。
工作面端头安装ZF6600-1.7/3.2型过渡架支护顶板。
全部跨落法管理顶板，即随着工作面向前推进，拉移液压支架，机头（尾）落山回柱放顶，使顶板自行跨落。
三、工作面割煤、装煤、运煤
工作面采用MGTY400/930-3.3D型无链牵引双滚筒采煤机割煤并装煤。
工作面前后溜分别运送采放煤。
四、劳动组织及作业方式
工作面劳动组织为“二九·
一六制”作业，两班生产，一班检修，作业方式为追机作业。
五、循环数及推进度
工作面循环进度为0.8m，煤层平均厚度为5.53m，工作面长265m，循环产量1514吨，日产量8024吨。
日循环个数5.3个。
日进4.24m，月进127m，年推进度1397m。
第五节采区煤柱
根据我矿的地质条件和采区巷道煤柱留设的实际经验，采区大巷靠采空区侧留设50m煤柱，采区巷道之间留20m煤柱，工作面顺槽留10m煤柱。
第三章采区通风与安全
第一节通风
一、通风方式与通风系统
本采区采用分区抽放式独立通风方式。
通风系统，采区所需新鲜风由扩区轨道巷进入，乏风经总回风联络斜巷进入东西畛风井排出地面。
具体通风系统见采区通风系统图。
二、风量计算与分配
（一）回采工作面风量计算
工作面配风量：
Q采=Qh+Qw
=[100q采+qW/2.5%]KCH4
=[720+9.2/2.5%]×
1.45
=1088×
=1577.6m3/min
其中：
Q采：
采煤工作面实际需要风量，m3/min
q采：
采煤工作面回风巷风流中瓦斯（或二氧化碳）的平均绝对涌出量，取7.2m3/min；
qw：
采煤工作面尾巷的风排瓦斯量，取9.2m3/min；
KCH4：
采煤工作面瓦斯涌出量不均衡通风系数。
在正常生产条件下，工作面一个月中日最大绝对涌出量为23.78m3/min，月平均日瓦斯绝对涌出量为16.4m3/min，其比值为1.252。
计算取1.25。
按工作面温度选择适宜的风速计算需要风量
Q采=60×
V采×
S采=60×
1.0×
12=720m3/min
按采煤工作面同时作业人数计算需要风量
Q采=4N=4×
35=140m3/min
按风速进行验算
15×
S=15×
12=180m3/min
240×
S=240×
12=2880m3/min
采煤工作面需要取其中最大风量1577.6m3/min，大于15×
S，小于240×
S。
采煤工作面需要风量1578m3/min符合要求，计算时取1578m3/min。
（二）备用工作面需要风量
准备面布置专用排瓦斯巷“U+I”型综放工作面需要风量计算，由于尾巷和进风巷已构成系统按备用面计算风量：
按综放工作面回风流（尾巷）中瓦斯浓度不超过1%计算需要风量。
风排绝对瓦斯量1.5m3/min，瓦斯涌出不均衡通风系数1.2。
Qk8301=100×
q采×
KCH4=100×
1.5×
1.2=180m3/min
Qk8301=60×
V采×
S采=60×
0.5×
10=300m3/min
Qk8301=4N=4×
20=80m3/min
按照规定备用工作面在满足瓦斯、二氧化碳、气温等规定计算的风量的前提下，最少不得低于采煤工作面实际需要风量的50%，Qk8302 ≥Qk8301 /2=300m3/min符合要求，现计算取300m3/min。
10=150m3/min
10=2400m3/min
准备工作面需要风量取其最大值300m3/min，大于15×
S所以准备面需要风量300m3/min。
（三）掘进工作面需要风量
1、掘进进风巷煤巷综掘工作面需要风量
按瓦斯绝对涌出量计算风量
Q进=100q掘×
0.6×
1.3=78m3/min
根据瓦斯绝对涌出量确定的需要风量需要选用2×
30KW（实际吸入风量300m3/min）对旋式风机供风。
按局部通风机实际吸风量计算风量
Q进=Q扇×
Ii+15S=300×
1+15×
14.5=517m3/min
按掘进面同时作业人数计算风量
Q进 ≥4N=4×
15=60m3/min
按风速进行计算
Q进 ＞15S=15×
14.5=217.5m3/min
Q进 ＜240S=240×
14.5=3480m3/min
掘进进风巷煤巷综掘工作面需要取其中最大风量为517m3/min，现取520m3/min，大于15S，小于240S。
掘进进风巷煤巷综掘工作面需要风量为520m3/min。
根据衔接部署，同时掘进的工作面数最多为4个，每个掘进工作面配风量为520m3/min，掘进总配风量为2080m3/min。
3、峒室配风量
本区独立通风的硐室有：
采区水仓，采区变电室站、工作面配电室共3个，根据经验数据，每个硐室配风量为100m3/min，硐室配风量为300m3/min。
采区总风量：
Q=（∑Q采+∑Q备+∑Q掘+∑Q硐）×
k
其中k为采区通风系数，取1.175
Q=（1578+300+2080+300）×
1.175=5003m3/min
（四）、采区内风量分配
工作面名称
工作面个数
工作面配风量（m3/min）
回采
1557
回采备用面
300
掘进
2080
硐室
第二节采区安全
一、防治水
地质部门提供的资料表明，本区仅上覆3#煤开采，采空区积水对15#煤开采不会造成灾害性威胁，但必须采取相应的防范措施。
另外还有k2、k3、k4灰岩及k6砂岩为本区主要含水层，本区在向斜轴部采掘期间局部会出现淋头水或小的涌水，对生产会产生一定的影响。
本设计要求，在施工前和施工中，必须做到：
1、采掘工作必须执行“有疑必探，先探后掘，先放后采”的原则。
2、采掘前及采掘过程中，水文地质部门应会同施工单位制定可靠的探水和放水措施，水文地质部门要根据《水文地质规程》规定，对探、放水工程进行设计。
3、当巷道掘进至水泵房、水仓位置时，必须立即组织施工，及时安装投用。
4、由于本区勘探钻孔封孔情况不详，当采至钻孔附近时，应注意观测出水征兆，确保生产安全。
二、瓦斯防治
本区上覆12#煤层未开采，邻近层瓦斯将对生产造成影响。
为此，本设计布置了工作面走向高抽巷，利用地面瓦斯抽放站抽放瓦斯。
采掘过程中必须严格执行《煤矿安全规程》、《通风瓦斯管理实施细则》和集团公司、矿有关通风瓦斯管理的有关规定。
三、火灾及自然发火的预防
本井四采区、六采区均发生过煤层自燃发火现象。
所以，本采区要采取预防煤层自燃发火的措施。
1、加快开采进度，缩短煤层揭露时间。
2、提高工作面回采率，减少采空区丢煤，减小自燃发火概率。
3、工作面采完后要及时拆除、封闭。
4、坚强机电管理，严禁出现明火、电火花等火源。
5、水泵房、配电室要按规定配备灭火器材。
6、加强火灾监测，通风部门要密切关注O2、CO2、CO和N2的变化情况。
7、推广应用氮气灭火技术，阻化剂防灭火技术和均压灭火技术。
8、通风部门要制定严格的管理制度，保证火灾监测监控系统的正常运行和综合防火措施的贯彻落实。
四、综合防尘
1、采区皮带巷、轨道巷、回风巷、采煤工作面、进、回风顺槽、掘进巷道、煤仓放煤口、卸载点等地点都必须敷设防尘供水管路，并安设支管、阀门和喷雾装置或吸尘器。
所有煤仓都应保持一定的存煤，不能放空。
2、本采区口及相邻采煤工作面之间，煤层掘进巷道同与其相连的巷道间，煤仓同与其相连的巷道间，必须用水棚隔开。
水棚布置见“综合防尘系统图”。
五、避灾路线
1、在采区主要巷道、工作面进回风顺槽及所有岔路上，都要放置标志牌，标明巷道名称及撤退方向等。
第四章采区主要机械设备选型
第一节采区运输设备
一、原煤运输设备
本采区设计生产能力为252万吨/年，年工作时间为330天，每天运输按16小时计算。
（一）采区小时运输量
A=K252×
104/（330×
16）
=1.5×
252×
104/（330×
≈716吨/小时
式中：
A-----小时运输量，吨/小时
K-----产量不均衡系数
252-----采区年产量，万吨/年
330-----年工作天数
16-----每日运输时间
（二）采区胶带运输机选择
为满足采区运输能力，选用SSJ-1200/2×
250型胶带输送
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