采区巷道布置及采煤方法1.docx
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采区巷道布置及采煤方法1
第二章采区巷道布置及采煤方法
第一节采区边界及储量
一、采区边界
东采区为矿井西采区的接替采区，东采区位于井田东北部是一个双翼采区，采区北部和南部以并田边界为界，采区西部以井简及三条集中大巷为界，东部为人划定三号井开采边界线。
根据划定的采区范围，东采区南北长1920m,东西宽952m，采区面积1.828km2。
9+10号煤层底标高从1150m至1240m。
二、采区储量
采区资源/储量
（1）储量计算范围和工业指标
储量计算范围为划定的采区范围，面积1.828km2，参与储量计算的煤层为9+10号煤层。
煤的容重：
9+10号煤层为1.35t/m3。
根据《煤、泥炭在质勘查规范》，储量计算的工业指标确定如下：
能利用储量最低可采厚度为0.8m，最高可采灰分为40%，最高硫分为3%，矿井工业资源/储量111b+122b+2M11+333k,可信度系数k取0.9.
鉴于采区巷道已见9+10煤，采区内9+10煤层赋存、地质构造已基本摸清，所以采区9+10号工层储量级别划分为111b级。
（2）储量计算方法
储量计算采用地段法，计算公式如下：
Q=SMd
式中：
Q—地段煤炭储量，t；
S—地段水平投影面积，m2；
M—地段内煤层平均厚度，m；
D—煤层视密度，t/m3。
根据地质报告提交的9+10号煤层底板等高线及储量计算图，对设计采区开采煤层的能利用储量进行了核算。
核实后，本采区地质储量为4927kt，全部为111b级储量。
矿井地质储量计算结果见表2—1—1。
东采区资源/储量汇总表
单位：
kt表2—1—1
煤层
111b
122b
133
111b+122b
工业储量111b+122b+133
111b+122b
111b+122b+133
（%）
备注
9+10
4927
4927
100
合计
4927
4927
100
2、可采储量
东采区设计可采储量计算公式如下：
设计可采储量=（工业资源/储量-永久煤柱损失）×采区回采率
式中:
永久煤柱失量为保护工业场地及井筒、村庄和为保护安全生产的井田边界、断层、大巷等留设的煤柱失量。
采区回采率根据《煤炭工业矿井设计规范》中的规定选取，中厚煤层80%。
经计算，矿井东采区设计可采储量为3835kt.
矿井可采储量计算结果见表2—1—2。
采区可采储量汇总表
单位：
Mt表2—1—2
煤层
储量
永久煤柱损失
开采
损失
可采
储量
备注
采空区防水煤柱
断面防水煤柱
小计
9+10
4927
87
46
133
959
3835
80%
合计
4927
87
46
133
959
3835
三、采区煤柱
水平大巷之间30m煤柱，大巷两侧留30m煤柱，采区边界两侧留10m。
井筒按一级保护，工业场地按二级保护，再根据表土层和基岩厚度（表土移动角45。
，基岩移动角72。
）计算保安煤柱。
第二节采工生产能力及服务年限
矿井井型300kt/a，年工作日330d，每开四班作业，三班生产，一班准备，日净提升时间16h.
1、采区和产能力
矿井投产时，全矿井共布置一个开采，采区生产能力等同于矿生产能力，即采区生产能力为300kt/a。
采区内共布置1个综采面，2个掘进面来保证矿井生产能力。
2、服务年限
采区服务年限按下式计算：
T=
式中：
T—服务年限，a；
ZK—可采储量，kt；、
A—采区设计生产能力，kt/a；
K—储量备用系数，取1.4；
则采区服务年限为：
A矿＝======9.1a
第三节采煤方法
一、开采方法选择
采区内批准开采9+10和11号煤层，现开采9+10号煤层。
1、9+10号煤层：
位于太原组下段的顶部，厚度1.80—3.52m，平均2.40m.煤层厚度的变化情况，除与沉积环境有关外，与井田构造也有一定的关系，其特点是在褶曲中发育带，煤层厚度一般均小。
顶板为k2石灰粉砂岩、局部为炭质泥岩，一般含夹矸一层，局部二层，夹矸部厚度0—0.4m，平均0.16m.上距8号煤11.21—30.50m平均18.47m。
2、根据矿井地质报告和本矿开采所揭露煤层的情况来看，煤层倾角较平缓，一般为7—10。
。
根据矿方多年的开采经验该矿9+10号煤层东采煤层最大采高只有2.5m，矿井水文地质条件较简单，为低瓦斯矿井。
根据初步设计确定的开煤方法结合矿方意见，开采东采区9+10号煤层采用综采采煤方法，全部垮落法管理顶板。
采高2.4m，工作面长100m，最大控顶距3900mm，最小控顶距3300mm.
二、开煤工作面装备
回采工作面配备6MG200-W型采煤机采煤，运煤选用1部SGZ630/24型可弯曲刮板输送机，工作面运输顺槽DSP—1010/65O型胶带输送机运煤工作面支护选用ZY4000/14/30型液压支护顶板，端头支护选用SDA型端头液压支架支护顶板。
工作面主要采煤设备选择分述如下
1、采煤机
9+10号煤层以一个长壁综采工作面和一个综掘、一个炮掘面和棋证年产300kt/a的生产能力，长壁综采工作面日产量在1000t左右。
设计按采高2.40m、日产1000t选择设备。
据资料统计，国外高产高效工作面开机率一般在70%以上，最高达95%；国内高产工作面的开机率平均先进水平在45—55%以上，设计按照比国内平均先进水平有所提高，确定综采机组每班开机率为50%。
根据目前国内设备情况，确定综采工作面选用6MG200－W型采煤机，其主要技术参见表3－2－1。
经计算，综采工作面小时能力约为101t。
在选择配套刮板机、转载机、顺槽可伸缩胶带输送机等运输设备时，考虑了生产矿井实际使用情况和计算机的生产能力两方面因素，并遵循《综采综掘高档普采设备选型配套图集》中的“运煤系统能力外部要大于采面20%为宜”的原则。
表3－2－1采煤机技术特征表
型号
采高
（m）
电机功
率（kw）
滚筒
直径
（mm/个）
截深
（mm）
牵引
速度（m/min）
机面
高度
（mm）
重量
（t）
6MG200-W
1.4-2.5
200
1600/2
600
0-6.5
1150
21.0
2、工作面可变曲刮板输送机
工作面刮板输送机选型需满足三个方面要求：
一是运输能力与采煤机生产能力相适应，采煤机生产能力为：
Q=60V1V1Brη=60×0.96×2.40×0.6×1.35×0.9=101（t/h）
式中：
Q——采煤机小时割煤量，t/h;
V——采煤机牵引速度，取0.96m/min;
M——割煤厚度，取2.40m;
B——截深，取0.6m;
R——煤的容重，1.35t/m³;
Η——有效截割系数，取0.9.
二是外型尺寸和牵引方式与采煤机相匹配。
三是运输机长度与工作面长度相一致。
考虑上述因素，工作面采煤选用SGZ630/264型可弯曲刮板输送机，其主要技术参数见表3－2－2。
表3－2－2刮板输送机技术特征表
型号
铺设
长度
（m）
输送
能力（t/h）
刮板
链速（m/s）
中部槽
（长×宽×高）
（mm）
电机
功率
（KW）
电压
等级
（V）
备注
SGZ630/264
180
450
1.18
1500×630×222
132×2
1140/660
3、顺槽转载机
顺槽转载机的转载能力要与工作面的生产能力相适应，并要求与工作面刮板输送机和顺槽和伸缩胶带输送机相配套，为此选用SZZ730/75型刮板转载机。
其主要技术参数见表3－2－3.
表3－2－3刮板转载机技术特征表
型号
出厂
长度
（m）
输送
能力（t/h）
电机
功率
（KW）
电压
等级
（V）
备注
SZZ730/75
25
630
75
1140/660
顺槽破碎机的破碎能力亦应不小于工作面的生产能力，并与刮板转载机相配套，为此选用：
LPS-500型高效破碎机。
其主要技术参数见表3－2－4。
表3－2－4破碎机技术特征表
型号
破碎能力（t/h）
最大给料尺寸（mm）
最大排料尺寸（mm）
电机功率（KW）
电压等级（V）
LPS-500
500
700×700
300
75
1140/660
4、液压支架
根据矿方提供的实测数据东采式9+10号煤层厚度为2.3-2.5m，平均2.4m，根据生产经验和有关技术文件，选用ZY4000/14/30型液压支架。
支架支撑高度的确定：
H大＝M大+S1
式中：
H大—最大高度，m；
M大—煤层最大采高，取2.5m；
S1—伪顶或浮煤冒落厚度，一般取0.2m。
H大＝M大+S1＝2.5+0.2=2.70m
支架支护强度的计算：
根据回归经验分式：
qH＝9.768KM0.21γ2
式中：
qH—支护强度，MPa；
M—煤层最大高度，取2.5m；
K—备用系数，1.3；
γ2—顶板岩石容重，取26KN/m3。
9.768KM0.21γ2＝9.768×1.3×2.50.21×26＝400.2KN/m3＝0.40（MPa）
根据实测数据计算支架工作阻力为0.40MPa。
即要求所选支柱支护强度应不低于0.40MPa的顶板荷载。
根据支架高度和支护强度计算结果，选用ZY4000/14/30型液压支架。
其主要技术参数见表3－2－5。
表3－2－5液压支架技术特征表
型号
工作阻力（KN）
初撑力（KN）
支护
高度
（mm）
支架中心距（mm）
支护强度
对底板最
大比压（MPa）
重量
ZY4000/14/30
3635
3090
1400/3000
1500
0.62-0.71
0.8-1.41
13.5
工作面运输顺槽、回风顺槽超前20m加强支护，采用DW-25/250型单体液压支柱配合3.0m长的π型对梁进行支护，采用一梁三柱支护，既每根梁配三根支柱，一米一根，加强支护。
端头支护和超前支护必须架设在实底上，并必须有足够的安全出口空间，安全出口巷道高度不得低于1.8m，保证安全出口畅通。
若端头顶板破碎时，可采取木垛支护管理顶板。
端头支架选用SDA型，工作阻力4416（KN），初撑力3787（KN）。
5、顺槽可伸缩胶带输送机
顺槽胶带输送机要与工作面推进长度相适应，小时运量应与工作面生产能力相匹配。
顺槽胶带输送机能力为Q＝165t/h，取输送机带速V=2m/s，则：
B＝
＝
＝0.45m
式中：
B—胶带宽度，m；
K—货载截面系数，β＝25°时，K＝400；
r—货载散集容重，取1.0t/m3；
c—输送机倾角系数，a＝0～10°时，C＝1。
根据计算选用可伸缩胶带输送机主要技术参数见表3－2－6。
可伸缩胶带输送机技术特征表
型号
输送能力（t/h）
输送长度（m）
带速（m/s）
带宽（mm）
电机功率（kw）
电压等级（v）
DSP-1010/650
400
1000
2.0
650
2×40
1140/600
三、工作面回采方向与超前关系
根据开拓布置及采用的采煤方法，采煤工作面采用后退式开采，即自采区边界向采区巷道方向推进。
四、采煤工作面的循环数、月进度、年进度及工作面长度
根据《煤炭工业小型煤矿设计规范》，并考虑地方煤矿管理水平等因素，确定工作面长度100m，工作面工作制度为三班生产、一班准备，按80%的正规循环率，年推进度为950.4m。
五、回采率
据《煤炭工业小型煤矿设计规范》要求，9+10号煤层采区回采率为80%。
第四节采区布置
一、采区布置方式及采区划分
根据井田开拓东采区布置东采区胶带巷、东采区轨道巷和东采区回风巷，东采区胶带巷进风，东采区轨道巷和东采区回风巷回风，三条采区巷均沿9+10号煤层布置，在采区东北角布置2101回采工作面和两个掘进头，2101回采工作面采用一进两回回风方式，回采工作面运输顺槽进风，回采工作面轨道顺槽和回风顺槽回风。
东采区用双翼布置工作面，倾向长壁开采。
运输顺槽直接与采区运输巷相接，轨道顺槽和回风顺槽直接与采区轨道巷、采区回风巷相接。
详见采区巷道布置及机械设备配备平面图。
二、移交生产和达到设计能力时的工作面个数及生产能力计算
（1）矿井移交生产时，在东采区布置1个综采工作面，满足矿井300kt/a的生产能力。
（2）回采工作面能力计算：
回采工作面采煤生产能力按下式计算：
Q采=1abMrφc
式中：
1——工作面长度，m；
a——工作面日进度，3.6m/d;
b——年工作日，330d/a;
M——工作面采高，2.4m；
r——煤的容量，1.35t/m³;
Φ——正规循环率，0.80；
c——工作面回采率，0.95.
回采工作面生产能力为：
Q采=100×2.4×330×3.6×1.35×0.80×0.95=（t/a）
矿井掘进煤量按狂进回采煤量5%计为14627t/a。
故全矿井生产能力为：
Q=+14627=（t/a）
满足矿井300kt/a的设计能力。
三、采区运输、通风、排水、压风、给水、排水系统
（1）原煤运输系统
原煤：
回采工作面（刮板输送机）→运输顺槽（胶带输送机）→东采区运输
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