1601工作面设计.docx
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1601工作面设计
贵州华瑞鼎兴能源有限公司大田煤矿
1601回采工作面设计
一、概况
（一）工业场地及地面生产系统
1、工业场地所在位置；
设计生产能力30万t/a的大田煤矿井筒已施工完，截止2012年10月份，各大系统已经完成，并且通过验收合格的生产矿井。
2、地面生产系统
大田煤矿设计的生产能力为30万t/a，斜井开拓，主斜井采用带式输送机运输煤炭，将原煤送至储煤场，储煤场容量为3万t，满足矿井生产30天的需要，经人工选矸后，原煤经汽车装车外运。
（二）开拓开采系统及采空区情况
1、开拓方式及水平划分、采区划分
大田煤矿设计开拓方式为斜井开拓，划分为一个水平二个采区进行开采，水平标高为+1360.0m。
2、采区巷道布置；采掘设备配备；采煤方法
大田煤矿（30万t/a）采用斜井开拓，设计布置主斜井、副斜井和回风斜井三条井筒，在一采区井筒兼作做上山，布置石门揭各煤层布置采区巷道回采。
设计以一个综采工作面达产，采面为6-1号煤层中的1601采面，由于矿界圈定的走向长度较短，且受村寨煤柱和公路保护煤柱的影响，导致采区巷道仅能单翼布置。
采煤方法；均采用走向长壁式采煤法，采煤工艺均综采工作面。
3、采空区情况
整合前的大田煤矿有原有的大田煤矿和合理煤矿整合而成，整合前的大田煤矿和合理煤矿主要开采2、5号煤层。
整合后合理煤矿已关闭，保留大田煤矿生产系统继续生产，主要开采6-1，6-2，34号煤层，现已开采至1426.0m标高。
（三）主要设备配备
1、运输、提升设备
大田煤矿现有DTL1000－630/2×75KW型皮带运输机3台，B=1000mm，电机功率N＝75kW，运量Q＝300t/h；
大田煤矿副井现有JT－1.6×1.2P/20型提升机1台，电机型号为YRJ250M2－8型，功率110kW，转速721r/min；JTB－0.8×0.6W型提升机3台，滚筒尺寸800×600mm，绳速1.5m/s，功率22kW；JSDB-25绞车2台，11.4绞车5台。
2、通风设备
大田煤矿现有FBCZ－№19/2×90型2台，风量28～75m3/s，负压780～2050Pa，电机型号YBFh200L－4型，电机功率90kW。
现有YBT－30型局部通风机10台，风量130～240m3/min，负压1300～2250Pa，电机功率11kW。
3、排水设备
大田煤矿现有MD155－30×6型水泵3台，电机功率132kW；
4、压风设备
大田煤矿现有采用G110SCF-8型空压机1台，功率110kW；BLT175-8型空压机1台，功率132kW；。
5、瓦斯抽放设备
煤矿有瓦斯抽放设备:
高负压水泵瓦斯抽放泵2BEC-40型2台，电机型号YB315L1-4，功率160kW；低负压水泵瓦斯抽放泵2BEC-50型2台，电机型号YB315L1-4，功率160kW
6、瓦斯监控设备
煤矿使用瓦斯监控设备；KJ90N监控系统，
7、采掘设备
自移支架ZYG6000/18/400/98架，割煤机MG300/710-WD型1台。
二、生产规模与服务年限
（一）工作面范围与资源/储量
1、工作面范围
大田煤矿处于比德向斜西南翼中段，矿区范围：
浅部和深部（即东面和西面）以规划的化乐矿为界，北部以宏宇煤矿（整合）为界，南部朝阳煤矿（整合）为界。
根据贵州省国土资源厅2008年12月颁发的采矿许可证（证号：
5200000831102），大田煤矿由8个拐点坐标圈定，走向长0.58～1.10km，倾斜宽2.05～2.10km，面积1.558km2。
矿界拐点坐标见表4－1－1。
表4－1－1矿区拐点坐标表
拐点
X（m）
Y（m）
1
2930882
35519960
2
2930883
35520356
3
2930790
35520356
4
2930362
35521990
5
2929779
35521991
6
2929777
35520785
7
2930000
35520785
8
2930000
35519961
矿区面积：
1.558km2，开采深度：
+1540m～+1020m
1601采面走向长580m，倾斜宽143m，面积72940m2。
2、资源/储量
（1）矿井设计可采储量
矿井设计可采储量＝（矿井设计资源/储量－工业场地和主要井巷煤柱）×采区回采率
本矿区开采煤层均为中厚煤层，计算可采储量时，中厚煤层采区回采率为80%，厚煤层采区回采率为75%。
大田煤矿共获得工业资源/储量1570.00万t。
（2）工作面设计资源/储量
1601采面走向长580m，倾斜宽143m，面积72940m2，平均厚度5m,综采支架采高是4.5m。
可采储量=72940×4.5×1.4=460922t
（二）生产能力及服务时间
1、生产能力
（1）矿井工作制度
矿井年工作日为330天，工作制度：
井下工人按“三·八”制；地面工人及其他人员按“三·八”工作制，井下工人每天三班作业，每班工作八小时；地面工人每天三班作业，每班工作八小时。
（2）矿井设计生产能力的确定
合理确定矿井生产能力，对保证矿井生产的稳定性和可靠性，生产能力主要依据井田内资源条件、其它开采技术条件、市场及外部建设条件、目前国内煤矿机械化装备及管理水平等因素综合确定。
矿井设计以一个采区、一个综采工作面和二个综掘工作面达到设计生产能力，首采工作面布置在6-1号煤层，经计算，矿井一采区开采2号煤层时工作面相对瓦斯涌出量为17.60m3/t，详见表4－2－1。
表4－2－1矿井各煤层瓦斯涌出量表
采区
首采煤层
瓦斯涌出量（m3/t）
本煤层
邻近层
合计
涌出比（本煤层/邻近层）
一采区
2
8.49
9.12
17.60
48.0/52.0
结合本矿实际情况，一采区设计主要采用边掘边抽、边采边抽和在采空区后方设密闭墙插管抽放，在采取以上抽放措施后，根据“煤矿瓦斯抽放规范”（AQ1027—2006），抽出率按60%计算，工作面配风16m3/s，产量可达到30～45万t/a。
综上所述，从煤层赋存条件，井下开拓部署、采区布置和工作面安排方面及生产管理等因素综合考虑，大田煤矿布置一个综采工作面达到30～45万t/a的设计生产能力，从井田的资源量控制程度和瓦斯勘查程度来看，资源量控制程度较低，瓦斯资料欠缺；考虑到矿井具有合理的服务年限和接替，大田煤矿布置一个高档普采工作面较为合理。
因此，矿井设计生产能力推荐30万/a比较合理可靠，该能力对大田内部生产条件及外部市场需求的变化有较强的适应和调节能力，设计同时考虑为大田煤矿增产留有余地。
2、工作面服务年限
工作面服务年限按下式计算
T=Z可/K×A
式中：
T：
服务年限，a
Z可：
可采储量，万t
A：
设计年生产能力，万t/a，按30万t/a计算。
K——储量备用系数，取1.4。
T=46.0922/1.4×30=1.097（a）
三、开采与工作面巷道布置
（一）开采现状
大田煤矿为盘县扩能扩界后的整合矿井，原设计生产能力21万t/a，变更后设计生产能力30万t/a，企业性质为私营，隶属水城县煤炭工业局管辖。
整合前的大田煤矿有原有的大田煤矿和合理煤矿整合而成，整合前的大田煤矿和合理煤矿主要开采2、5号煤层。
整合后合理煤矿已关闭，保留大田煤矿生产系统继续生产，主要开采5号煤层，现已开采至1426.0m标高。
原开采方案设计（21万t/a）的大田煤矿开拓方式为斜井开拓，划分为一个水平两个采区开拓全井田。
采煤方法采用走向长壁采煤法，采煤工艺均为炮采。
采区划分与煤层赋存条件、开采方式及采煤机械化装备有直接的关系。
由于本煤矿为整合后矿井，为了使采区划分能够做到全井田合理开采，井田划分为一个水平上、下二个采区开拓全井田；采区间开采顺序：
移交生产时一采区生产，一采区→二采区；区段间的开采顺序为区段下行式。
（二）开采
1、采区巷道布置
矿井采用斜井开拓，在一采区内井筒兼作下山，利用设计生产能力30万t/a已施工井筒，优化开拓巷道布置和水平划分。
主斜井、副斜井和回风斜井井口标高均为+1530.0m，方位角均为285°；主斜井长度为769m，倾角为9～20°；副斜井长度为553m，倾角为19°；回风斜井长度为772m倾角为9～18°；主斜井、副斜井回风斜井掘至+1350.0m水平沟通并布置水仓、泵房、井底车场及相关硐室。
副斜井、回风斜井掘进至+1510.0m标高后掘进11上车场、11轨道石门和11专用回风石门，11轨道石门和11专用回风石门见煤层后沿煤层向南掘进1601回风顺槽至井田边界；主斜井在+1489.5m标高掘进11运输石门。
副斜井在+1484.5m标高分别掘进11中车场、12轨道石门，12轨道石门掘至煤层后沿煤层向南掘进1601运输顺槽至井田边界布置1601工作面与1601回风顺槽连通，同时布置1602运输顺槽掘进工作面和13轨道石门掘进工作面形成完整的生产系统。
采区巷道布置详见一采区巷道布置及机械设备配备平、剖面图。
3、采煤方法与采煤工艺
（1）采煤方法选择
①采煤方法选择考虑的因素
A、地质构造条件简单，水文地质条件较为简单，地层倾角在8～13°之间。
本井田煤层属缓倾斜煤层。
B、大田煤矿可采及局部可采煤层为2、3－1、5、6－1、6－2、32号煤层6层煤，2、3－1号煤层2层为稳定煤层；5、6－1、6－2号煤层3层为较稳定煤层，32号煤层为不稳定煤层。
C、可采及局部可采煤层的顶板岩性主要为泥岩、泥质粉砂岩、灰岩等；底板为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩及泥岩等。
D、本次设计按煤与瓦斯突出矿井设计，根据六枝工矿（集团）恒达勘察设计有限公司提交的大田煤矿煤尘爆炸危险性和煤炭自燃倾向等级鉴定报告结果，本矿井煤尘均有爆炸性，煤层自燃倾向分类均为Ⅲ级（不易自燃）。
②采煤方法的选择
根据上述考虑因素，本矿具备机械化采煤条件，结合煤层赋存及构造特点，确定采用走向长壁式采煤法，后退式回采，全部垮落法管理顶板。
（2）采煤工艺及机械配备
工作面采煤及运输设备：
MG300/710－WD型交流电牵引双滚筒采煤机，电机功率330kW，适应采高1.70～4.50m；配备1台SGZ－760/500型可弯曲刮板输送机，运输能力300t/h，电机功率2×75kW；支护选用ZYC6000/18/40自移式液压支架，支撑高度1800～4500mm，工作阻力350kN。
运输顺槽配备N转载机SCB620/40T及DTC1000/650/2×75KW可伸缩带式输送机，运输能力350t/h，电机功率75kW。
1601工作面主要设备配备详见表5－3－1。
煤巷掘进工作面及运输设备：
配备EZ2－2.0岩石电钻和ZMS－12型煤电钻，并配备ZLJ－520型安全钻机；选用YBT－18.5型局部通风机，25WGF型污水泵。
掘进工作面采用调度绞车牵引矿车作辅助运输。
岩巷掘进工作面：
选用ZY－24型风动凿岩机，耗气量3.8m3/min；配备EZ2－2.0型岩石电钻，配备P－15B型耙斗装岩机（尽量使用原有生产设备提高机械化水平），装载能力15～20m3/h，电机功率11kW；选用YBT－11型局部通风机及25WGF污水泵。
矿井达到生产能力30万t/a时配备一个综采工作面，二个煤巷综掘工作面和一个岩巷普掘进工作面。
（3）采煤工作面布置
①工作面主要参数
大田煤矿开采煤层为中厚及厚煤层群，2、3－1、5、6－2、32均为中厚煤层，6－1煤层可采煤厚5.20～7.31m，平均厚度6.26m，拟采用分层开采，根据贵州省分层开采的现有技术，分三层分别开采。
在开采过程中应充分考虑煤层的配采和分层开采，为了充分发挥煤层生产能力大的特点。
目前国内新设计的综采工作面长度一般为100～160m，设计结合水城县大田煤矿矿井的生产能力、开采煤层情况、水平划分及工作面技术装备，确定机采工作面长度为140m。
②顺槽布置方式
工作面均采用U型通风，布置二条顺槽，运输顺槽运煤、进风、行人；回风顺槽回风风、运材料、行人。
③工作面推进度及设计生产能力
矿井生产能力为30万t/a，以一个采区一个综采工作面达到生产能力，首采工作面布置在C-1号煤层，工作面长度140m，平均采高4.5m，工作面回采率85%，推进度580m，工作面生产能力为：
140×4.5×580×1.4×0.85=43.4826万t
工作面采用自移式液压支架支护；顶板管理均采用全部垮落法管理。
4、巷道掘进、支护与工程量
（1）巷道掘进及支护方式
根据巷道的不同用途，满足运输、管线敷设、通风及行人安全的要求考虑断面的形式及大小，决定其支护方式。
开拓巷道采用锚网喷、采区巷道岩巷采用锚喷支护；煤层巷道采用“锚网+钢带”或“梯工钢”支护；交岔点采用锚索加强支护。
（2）工程量
根据矿井开拓布置及达产时的采区巷道布置，1602运输巷工程量为580m，1602回风巷580m3，1602切眼140m。
（四）井下运输
1、井下煤炭运输
煤流方向：
1602工作面→1602运输顺槽→11运输石门→主斜井→地面。
表5－3－8井巷工程量表
序号
巷道名称
岩性
支护方式
净
巷道
长度（m）
掘进
体积
（m3）
备注
净
掘进
一
井筒
1
主斜井（明槽开挖段）
岩
砼碹
9.37
12.37
20
247
2
主斜井（岩巷段）
岩
锚网喷
9.37
10.19
749
7632
3
副斜井（明槽开挖段）
岩
砼碹
8.65
11.51
20
230
4
副斜井（岩巷段）
岩
锚网喷
8.65
9.43
533
5026
5
回风斜井（明槽开挖段）
岩
砼碹
8.65
11.51
20
230
6
回风斜井（岩巷段）
岩
锚网喷
8.65
9.43
752
7091
二
车场及硐室
1
井底车场及绕道
岩
锚网喷
12.83
13.77
180
2479
2
一号溜煤眼
岩
砼碹
8.80
10.20
10
102
3
采区变电所及通道
岩
砼碹
15.10
20.00
40
800
4
消防材料库
岩
砼碹
9.95
13.12
40
525
5
泵房
岩
砼碹
17.30
22.14
40
886
6
水仓
岩
砼碹
6.30
8.87
220
1951
7
管子道
岩
锚网喷
7.10
7.70
30
231
三
采区
1
11上车场
岩
锚网喷
12.83
13.77
50
689
2
11专用回风石门
岩
锚网喷
8.65
11.51
196
1382
3
11轨道石门
岩
锚网喷
8.65
11.51
196
1382
4
11中车场
岩
锚网喷
12.83
13.77
60
826
5
11运输石门
岩
锚网喷
8.65
11.51
288
2439
6
12轨道石门
岩
锚网喷
8.65
11.51
226
1593
7
1601运输顺槽
煤
锚网、钢带
8.65
8.65
480
1740
8
1601工作面开切眼
煤
自移式支架架柱
10.5
11.5
140
826
9
1601F回风顺槽
煤
锚网、钢带
8.65
8.65
480
1531
10
煤
锚网、钢带
7.50
7.50
80
600
11
12中车场
岩
锚网喷
12.83
13.77
60
826
12
13专用回风石门
岩
锚喷
6.35
7.05
50
353
13
13轨道石门
岩
锚网喷
6.35
7.05
50
353
14
联络巷道
岩
锚喷
6.35
7.05
200
1410
15
引风道
岩
砼碹
9.10
12.10
15
182
16
安全出口
岩
砼碹
2.40
3.90
10
39
合计
煤巷
岩巷
2、井下辅助运输
井下辅助运输主要包括矸石、材料、设备和人员的运输，由于煤炭采用胶带输送机运输，采区掘进煤进入煤流系统，因此，辅助运输总量并不大。
本着安全、经济、可靠的原则，根据矿井的生产能力、运输条件及辅助运输量，副斜井采用提升机牵引矿车运输。
材料运输方向：
地面→副斜井→各个车场→使用地点。
3、矿井车辆配备
矿井达到设计生产能力时配备MGC1.1－6A型固定式矿车87辆；MC1－6B材料车10辆；斜巷猴车。
矿井达到设计生产能力时各类矿车配备见表5－4－1。
表5－4－1矿井达到设计生产能力时各类矿车数量表
矿车类型
使用地点
矿车数
备注
MCC1.1－6A
型固定式矿车
副斜井
12
清理洒煤矿车
3
采区上部运矸石、材料车场
12
1列
采区岩石掘进头
3
地面矸石系统
18
1.5列车
副斜井井口车场
12
1.0列车
井上每台工作机车
12
1.0列车
其它
12
1.0列车
小计
84
备用
13
备用15％
合计
87
MC1－6B材料车
10
斜巷猴车
四、通风与安全
（一）概况
1、瓦斯
参照《贵州省六盘水市黑塘矿区化乐煤矿二井煤炭勘探地质报告》瓦斯资料，主要煤层瓦斯含量详见表6－1－1。
贵州省煤炭管理局文件黔煤生产字〔2006〕67号“对六盘水市煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”、〔2007〕514号“对六盘水市煤矿2007年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”、〔2008〕1504号“对六盘水市煤矿2008年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”。
2006、2007、2008年度矿井相对瓦斯涌出量分别为2.88m3/t、7.99m3/t、9.53m3/t。
矿井瓦斯等级鉴定报告均为低瓦斯矿井，根据大田煤矿煤层埋藏深度及近三年的瓦斯等级鉴定报告说明大田煤矿瓦斯含量不高，但本次设计的煤层开采深度较原有大田煤矿的深，井田深部瓦斯含量没有勘探资料。
本次设计暂按六枝工矿（集团）恒达勘察设计有限公司2009年4月提交的《贵州省六盘水市黑塘矿区化乐煤矿二井煤炭勘探地质报告》瓦斯资料进行设计。
矿井在今后的建设和生产过程中加强收集瓦斯资料，并取得瓦斯相关参数及资料，对瓦斯作专项抽放设计。
表6－1－1矿井各煤层可燃物瓦斯含量表
煤层
无空气基瓦斯成分（%）
瓦斯含量（ml/g·r）
N2
CO2
CH4
C2H6
N2
CH4
C2H6
可燃气体
含量
2
8-76
31.82（14）
1-18
3.14（14）
1.3-90
59.97（14）
1-28
5.07（14）
1.47-14.91
6.48（14）
2.37-31.05
13.62（14）
0.05-0.88
0.48（14）
2.97-31.43
14.1（14）
3-1
8.6-83.4
37.61（14）
0.4-18
3.74（14）
6.8-86.7
56.91（14）
0.3-6.1
1.74（14）
1.3-22.81
8.02（14）
1.87-21.48
11.48（14）
0.07-0.9
0.32（14）
1.99-21.56
11.83（14）
5
0.6-80.5
36.74（19）
0.6-13.3
2.49（19）
6.1-94.1
59.03（19）
0.1-7.7
1.74（19）
0.53-17.68
7.77（19）
1.35-30.2
14.77（19）
0.03-1.31
0.37（19）
1.38-30.43
15.13（19）
6-1
10.3-79.7
34.41（22）
0.5-18.8
4.06（22）
8.3-87.7
58.83（22）
0.2-7.4
2.7（22）
2.31-18.78
8.16（22）
1.63-45.38
16.24（22）
0.03-1.65
0.65（22）
1.66-46.22
16.89（22）
32
9.4-65.6
44.44（4）
1.5-3.1
2.02（4）
31.8-88.5
52.72（4）
0.3-1.3
0.82（4）
3.97-20.96
10.9（4）
4.82-37.22
16.49（4）
0.13-0.26
0.2（4）
4.98-37.35
16.69（4）
最小值～最大值
平均值（点数）
2、煤尘爆炸性
大田煤矿可采及局部可采煤层为2、3－1、5、6－1、6－2、32号煤层6层（其中32号煤层硫分＞3％，暂不设计开采），根据六枝工矿（集团）恒达勘察设计有限公司提交的大田煤尘爆炸性鉴定报告结果，该矿井2、3－1、5、6－1、6－2号煤层5层煤的煤尘均有爆炸性。
3、煤层自燃性
大田煤矿可采及局部可采煤层为2、3－1、5、6－1、6－2、32号煤层6层（其中32号煤层硫分＞3％，暂不设计开采），根据六枝工矿（集团）恒达勘察设计有限公司提交的大田煤矿煤炭自燃倾向等级鉴定报告结果，该矿井2、3－1、5、6－1、6－2、号煤层自燃倾向分类为Ⅲ级（不易自燃）。
4、煤与瓦斯突出
本井田未作煤与瓦斯突出鉴定，要求业主委托有资质的单位对本矿井煤层突出危险性作出鉴定。
以利于安全生产。
从邻近矿井实际生产情况及贵州省安全生产监督管理局、贵州省煤矿安全监察局和贵州省煤炭管理局联合下发的黔安监管办字〔2007〕345号文件“关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见”，本矿井位于煤与瓦斯突出矿区和突出危险矿区，故本设计按煤与瓦斯突出矿井进行设计。
5、地温
根据贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心2008年2月编制的《贵州省水城县大田煤矿资源储量核实报告》，本井田属地温正常区。
6、冲击地压
地质报告未提供冲击地压的相关资料，本区从未有发生冲击地压的情况。
暂按无冲击地压考虑。
7、煤层顶、底板
主要可采煤层顶、底板岩性为粉砂质泥岩、泥岩、粉砂岩、细砂岩及泥质粉砂岩等，岩性、厚度及其组合关系具有复杂多变性，稳定性具有复杂多变性。
顶板岩性为泥岩或泥质粉砂岩，其稳定性与抗压强度较差，底板岩性为细砂岩，岩石不易软化、膨胀，顶板强度降低，开采中应引起注意，并作好支护工作。
顶板岩性为泥质粉砂岩，其稳定性与抗压强度较好，但
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