采区设计编制指南试行.docx
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采区设计编制指南试行
采区设计说明书提纲
前言
简要说明矿井概况、矿井生产布局现状及其对本采区的接续要求。
简要说明本设计的主要内容：
采区生产能力；采区大巷、总回风巷布置；单翼或双翼采区、单层或联合布置，采区上下山数目及位置，采区车场形式；采区主要硐室；采区主要设备；采区内设计采煤工作面（走向或倾向）数目及开采顺序；工程量及工期。
列出本采区设计的主要依据：
经批准的矿井设计或改扩建设计、水平延深设计、区域设计等（编制单位、批准时间），经批准的地质说明书（编制单位、批准时间），采区设计任务书或委托书，有关的矿压观测资料及其它相关资料。
第一章采区概况及地质特征
第一节采区概况
一、采区位置与范围：
描述采区位于井田的具体位置，开采范围（边界）、走向及倾斜长度、上下水平标高，开采煤层数等。
二、采区四邻及地面情况：
详细描述周围临近采区或矿井、煤层开采情况，描述采区在地面的相对位置、地面标高（最高、最低）、地面建筑物和重要设施（如铁路、公路、桥梁、村庄、建筑物、高压线路、河流、湖泊、水库、堤坝等）。
三、开采对地面的影响：
描述采区开采对地面可能造成的影响，包括地面塌陷区范围、塌陷程度预计，以及对地面建筑物和设施的影响程度。
插图：
井上下对照图。
第二节煤系地层与煤层
一、煤系地层：
描述煤系地层的层序、厚度及产状变化情况。
二、煤层：
描述可采煤层厚度及其变化规律、煤层稳定性及可采范围；描述采区范围内煤层产状（走向、倾向、倾角）及其变化情况；描述煤层结构（夹矸）、层理、节理、裂隙等构造特征，硬度（f）、容重；各煤层层间距及其变化规律。
三、煤层顶底板：
描述煤层顶板（伪顶、直接顶、老顶）、底板（直接底、老底）岩石性质、层理、节理、厚度、强度（硬度）、分类、底板比压等情况及对开采影响。
四、煤种、煤质：
描述煤的牌号、煤质（灰分、含硫、发热量）及用途等。
插图：
综合柱状图。
可采煤层特征表
煤层
编号
煤种
灰分
硫分
发热量
（MJ）
倾角
（°）
厚度
（m）
层间距
（m）
容重
煤层
结构
稳定
分类
直接顶
直接底
第三节地质构造
一、断层:
描述采区内断裂（断层、裂隙）的发育特点和规律，断层性质、产状及其对煤层的破坏和对开采的影响。
二、褶曲:
描述采区内褶曲的发育特点和规律，褶曲性质、产状及其对煤层和开采的影响程度。
三、其它：
描述砾岩层、陷落柱、风氧化带、火成岩侵蚀、冲刷带等地质情况。
断层特征表
断层名称
性质
走向（°）
倾向（°）
倾角（°）
落差（m）
对回采的影响
第四节水文地质
一、含水层：
描述影响采区开采的含水层特征、充水条件及其与地表水的联系。
二、隔水层：
描述隔水层分布发育情况及变化规律。
三、断层与陷落柱含水导水性：
描述影响采区开采的断层与陷落柱的含水、导水性。
四、四邻涌水积水情况：
地面水体情况，邻近老空积水及小煤窑涌、积水情况，钻孔的封孔质量及含水情况。
五、采区涌水量预计：
根据以上情况，结合临近生产区域实际涌水量，预计本采区最大和正常用水量。
第五节其它开采技术条件
一、瓦斯：
预计采区瓦斯涌出量及其变化规律，确定瓦斯等级，瓦斯突出危险性。
二、煤的自燃：
描述煤的自燃倾向性和自然发火期。
三、煤尘爆炸性：
描述煤尘爆炸指数。
四、地温：
描述地温情况。
五、地压：
描述地压、煤岩冲击倾向性。
第六节储量计算
一、各煤层走向长、倾斜长、煤层厚度、容重等。
二、各种煤柱留设：
描述各种煤柱的留设依据及其宽度。
三、分煤层分块段的储量情况（工业储量、煤柱损失、设计可采储量、采区回采率等）及汇总表。
四、储量计算图。
注：
储量计算参照《煤炭工业矿井设计规范》执行；采区回收率厚煤层不应小于75%、中厚煤层不应小于80%，薄煤层不应小于85%。
采区工业资源/储量表
煤层编号
块段编号
地质资源量（万t）
探明资源量331（万t）
控制资源量332（万t）
推断资源量333（万t）
工业储量（万t）
111b
2M11
小计
2S11
122b
2M22
小计
2S22
K值
333K
合计
采区可采储量表
煤层编号
块段编号
工业储量（万t）
永久煤柱（万t）
设计资源量
（万t）
保护煤柱（万t）
采区回采率（%）
设计可采储量（万t）
断层
防水
井田境界
地面建筑物
其它
小计
工业场地
井筒
主要巷道
小计
合计
第七节存在的问题与处理意见
叙述本采区勘探程度、地质构造、水文地质等方面存在的问题，以及对设计和开采工作的意见和建议。
第二章采区巷道布置
第一节设计方案
根据煤层赋存条件、地质构造、开采技术条件、采煤方法、机械化装备水平及矿井设计方案等因素，提出两个以上技术上可行、并且符合国家煤炭安全生产方针、政策的采区设计方案，分别进行简要叙述。
一、方案一：
简要叙述采区大巷、总回风巷布置；采区上下山在采区中的位置、单翼或双翼采区、单层或联合布置；采区上下山数目、层位、长度、断面及支护形式等；采区上、中、下部车场布置；采区运输方式、设备；采区内各煤层区段划分（沿走向或倾向、数目）、工作面长度、层间联络方式、开采顺序等；工程量及工期。
（一般情况下将主导方案作为第一方案）
二、方案二：
要求同方案一，可以只叙述与方案一的不同点。
三、方案三：
要求同方案一，可以只叙述与方案一的不同点。
插图：
采区巷道布置平面图、剖面图（所有方案）
第二节方案比较
对上述方案从经济和技术两个方面进行全面比较，选择技术先进、经济合理、安全可靠的最优方案作为主导方案。
一、经济比较：
主要对开拓和准备巷道费用、设备和材料费用、经营费用进行比较。
对表格比较内容和结果进行文字说明。
设计方案经济比较表
项目
方案一
方案二
方案三
数量
投资
（万元）
数量
投资
（万元）
数量
投资
（万元）
井巷工程
采区大巷
总回风巷
采区运输上山
采区轨道上山
采区回风上山
采区上部车场
采区中部车场
采区下部车场
采区煤仓
采区变电所
采区泵房水仓
…
小计
设备与材料
皮带运输机
绞车
水泵
排水管路
供水管路
压风管路
供电设备
电缆
…
小计
经营费用
提升费
运输费
通风费
排水费
巷道维护费
…
小计
百分比
100
100
合计
注：
表中内容根据实际情况增减。
二、技术比较：
主要对采区的通风、运输、供电、排水等生产系统进行技术合理性比较，充分考虑生产能力、施工难易程度、工期、回采率、管理复杂程度及安全性等，确保系统简化畅通、安全可靠。
详细叙述各方案的优缺点。
三、综合结论：
用简洁的文字综合以上经济、技术比较，选择最优方案，推荐为主导方案。
技术经济比较表
方案
技术比较
经济比较
优点
缺点
优点
缺点
方案一
方案二
方案三
第三节采区巷道布置
一、开拓准备巷道布置：
详细叙述选取的主导方案的开拓、准备巷道的布置方式。
①采区大巷、总回风巷布置：
分别详细叙述采区大巷、总回风巷的层位、开门位置、方位、坡度、长度等。
②采区上下山布置：
分别详细叙述采区运输上下山、轨道上下山、回风上下山的层位、开门位置、方位、坡度、长度等。
③采区上、中、下部车场布置：
分别详细叙述采区上、中下部车场的形式、层位、位置、方位、坡度、长度等。
④采区主要联络巷布置：
分别详细叙述采区主要联络巷的层位、位置、方位、坡度、长度等。
⑤采区主要硐室布置：
分别详细叙述采区煤仓、变电所、水仓及泵房等的层位、位置、方位、坡度、长度、容量等。
二、采煤工作面布置
详细叙述采区内各煤层工作面布置情况，包括各煤层区段沿走向或倾向划分、数目、区段煤柱的留设，工作面长度、推进方向及长度，层间联络方式、不同煤层上下两个工作面的巷道错距等。
三、采区工程量
统计采区开拓巷道、准备巷道（硐室）、回采巷道（首采面）工程量，并区别岩性（全岩、全煤、半煤岩）。
采区巷道工程量一览表
序号
巷道
名称
性质
断面形式
支护方式
面积（m2）
工程量（m）
坡度（º）
备注
岩巷
煤巷
半煤巷
小计
合计
第四节采区巷道断面与支护
一、分别简要叙述设计范围内各类巷道的断面形式、断面尺寸、断面积，永久支护方式、支护参数、支护材料与规格等。
要有支护设计计算及依据。
二、插图：
巷道断面图，硐室平、剖、断面图，采区主要车场平面、断面图
第五节采区巷道施工与工期
一、施工方法：
分别说明设计范围内各类巷道的施工方法（综掘或炮掘、一次成巷或分次成巷），简要说明落岩、装岩等施工机具（名称、型号、数量、简要技术参数等，可列表）。
二、施工工期：
简要说明采区同时安排几个掘进头施工，分别说明各掘进头的接续顺序、施工工艺、月进尺，确定采区施工工期（至首采工作面形成）。
采区施工进度表
施工队伍
工程名称
岩性
掘进方式
工程量（m）
月进尺（m）
工期（月）
第一年
第二年
备注
02
4
6
8
10
12
02
4
6
8
10
12
区队
1
2
3
区队
1
2
3
注：
此表根据情况调整。
第三章采煤方法、采区生产能力及服务年限
第一节开采程序
详细叙述采区内各煤层及同一煤层内的正常开采程序，确定首采工作面、同时回采工作面个数，采煤工作面接续安排等。
第二节采煤方法与采煤工艺
一、采煤方法：
根据煤层实际赋存条件、顶底板岩性、受水威胁程度和技术装备现状确定采煤方法。
二、采煤工艺：
确定采煤工艺方式、采高、循环进度，叙述采煤工作面落煤、装煤、运煤、顶板管理方式（含采空区管理），简要叙述采煤工作面回采工艺流程。
三、采煤工作面支护设计计算和支架（柱）选型：
应有详细计算过程，矿压等参数选取应有依据。
四、采煤设备选型：
进行简要计算，选取采煤机、工作面刮板输送机、转载机、破碎机、可伸缩带式输送机、乳化液泵站等设备；描述设备名称、型号、主要技术参数和数量。
设备配置表
序号
名称
型号
数量
主要技术参数
备注
1
采煤机
2
工作面刮板输送机
3
支架
4
转载机
5
胶带机
6
乳化液泵
…
插图：
工作面支架布置平面图和剖面图，工作面设备布置示意图。
第三节采区生产能力
一、工作面生产能力：
确定作业制度，计算、论证采煤工作面生产能力。
二、采区生产能力：
根据同时回采工作面个数、工作面生产能力、掘进出煤量，计算采区生产能力。
第四节采区服务年限
根据采区可采储量、采区回采率、采区生产能力，计算采区服务年限。
第四章采区通风系统
第一节通风系统
一、矿井通风现状：
简要说明矿井通风方式、主扇型号、矿井需要风量、矿井实际进风量、主扇排风量、矿井负压等参数。
二、新采区投产后矿井采场分布情况：
简要说明新设计采区投产后矿井生产采区个数、每个生产采区内同时生产的采煤工作面个数、掘进工作面个数、硐室个数及其它用风地点。
三、采区通风系统：
用文字叙述从进风井到工作面的采区进风路线、从工作面到回风井的回风路线。
（要求：
采区必须有单独的回风道实行分区通风，回采工作面和掘进工作面要采用独立通风，采区变电所必须独立通风；采区进回风上、下山必须贯穿整个采区，联合布置的采区必须设置专用回风上、下山，不得用于运料、安设电器设备）。
四、采区通风方式：
说明设计采区采掘工作面通风方式，如采煤工作面采用U形通风方式、上（下）行风，掘进工作面采用局部通风机、压入式供风。
六、采区通风设施：
简要叙述新设计采区投产时采区通风设施的类型、数量、位置。
第二节采区风量计算
一、采煤工作面风量计算
工作面实际需要风量，根据瓦斯（二氧化碳）涌出量、工作面的气象条件、同时工作的最多人数、炸药量等因素分别进行计算后，取其中最大值进行风速验算，满足要求时，该最大值即是工作面实际需要风量。
（1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算：
Q=100（67）×q×k
式中：
Q—工作面需要风量，m3/min；
100（67）—单位瓦斯涌出量配风量（以回风流瓦斯浓度不超过1％或二氧化碳浓度不超过1.5％换算值）；
q—采煤工作面瓦斯（二氧化碳）绝对涌出量，m3/min；
k—采煤工作面瓦斯（二氧化碳）涌出不均衡的备用风量系数（正常生产时连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日瓦斯绝对涌出量的比值；通常机采工作面可取k=1.2～1.6，炮采工作面可取k=1.4～2.0）。
▲高瓦斯工作面实际需要风量应根据瓦斯抽放后的实际情况计算：
Q=100×q×k×（1-K抽放率）
式中K抽放率—采煤工作面的瓦斯抽放率，％。
（2）按气象条件计算：
Q=60×70%×Vcf×Scf×Kch×Kcl
式中:
Q—采煤工作面需要风量，m3/min；
Vcf—采煤工作面的风速，按采煤工作面进风流的温度从表中选取，m/s；
Scf—采煤工作面的平均有效断面积，按最大最小控顶距平均值计算，m2；
Kch—采煤工作面采高调整系数，从表中选取；
Kcl—采煤工作面长度调整系数，从表中选取；
70%—采煤工作面有效通风断面系数；
60—为单位换算产生的系数。
采煤工作面进风流气温与对应风速
采煤工作面进风流气温（℃）
<20
20～23
23～26
采煤工作面风速（m/s）
1.0
1.0～1.5
1.5～1.8
采煤工作面采高调整系数
采高（m）
<2.0
2.0～2.5
＞2.5及放顶煤面
采高调整系数（Kch）
1.0
1.1
1.2
采煤工作面长度调整系数
采煤工作面长度（m）
<15
15～80
80～120
120～150
150～180
＞180
长度调整系数（Kcl）
0.8
0.8～0.9
1.0
1.1
1.2
1.3～1.4
（3）按工作面每班工作最多人数计算：
Q=4n
式中:
n—工作面同时工作的最多人数，人。
（4）按炸药量计算：
Q采≥25A（一级煤矿许用炸药）
Q采≥10A（二、三级煤矿许用炸药）
式中：
A——采煤工作面一次爆破所用的最大炸药量，Kg；
25——每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min；
10——每千克二、三级煤矿许用炸药需风量，m3/min。
（5）按风速进行验算：
取上述最大值进行风速验算：
最大风速：
V大＝Q/（60×S小）﹤4m/s
最小风速：
V小＝Q/（60×S大）＞0.25m/s
式中：
S小—最小控顶距下的通风断面，m2；
S大—最大控顶距下的通风断面，m2。
（6）根据上述计算，确定工作面实际需要风量。
二、掘进工作面风量计算
（1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算：
Q=100（67）qk
式中：
Q——掘进工作面需要风量，m3/min；
100（67）——单位瓦斯涌出量配风量，以回风流瓦斯浓度不超过1%或二氧化碳浓度不超过1.5%的换算值；
q——掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量，m3/min；
k——瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，应根据实际观测的结果确定（掘进工作面最大与平均瓦斯绝对涌出量之比）通常机掘工作面：
k=1.5-2.0，炮掘工作面k=1.8-2.0。
（2）按炸药使用量计算：
Q≥25A（一级煤矿许用炸药）
Q≥10A（二、三级煤矿许用炸药）
式中：
A——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，Kg；
25——每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min；
10——每千克二、三级煤矿许用炸药需风量，m3/min。
（3）按人数量计算：
Q=4n
式中：
4——每人每分钟应供应的最低风量，m3/min·人；
n——掘进工作面同时工作的最多人数，人。
根据以上计算，选取其中最大值进行风量验算。
（4）风量验算：
按风速验算：
9S≤Q≤240S（岩巷掘进面）
15S≤Q≤240S（煤巷、半煤岩掘进面）
式中：
9——岩巷掘进工作面最低风速的换算系数
15——煤巷和半煤岩掘进工作面最低风速的换算系数
S——掘进工作面的净断面积，m2
（5）局部通风机选型计算：
局部通风机需要吸风量的确定
Qf=Q×P供
式中：
Qf——局部通风机需要吸风量，m3/min；
Q——掘进工作面需要风量，m3/min；
P供——风筒漏风系数，P供=100/（100-送风长度*百米漏风率）。
通风距离（m）
300
300-5OO
500-1000
>1000
百米漏风率（%）
<15
<1O
<6
3～5
根据上述计算的风量要求，对照局部通风机性能参数选择合适的局部通风机和风筒规格,并说明该局扇实际吸风量大小。
（6）局部通风机安装地点全风压风量计算：
Q全=Qaf×I+60×0.15Shd（无瓦斯涌出的岩巷）
Q全=Qaf×I+60×0.25Shd（有瓦斯涌出的岩巷、半煤岩巷和煤巷）
式中：
Q全——局部通风机安装地点全风压风量，m3/min；
Qfmax——选定局部通风机的最大吸风量（井下实测或按局部通风机出厂参数查得），m3/min；
I——掘进工作面同时运转的局部通风机台数；
0.15——无瓦斯涌出岩巷的允许最低风速；
0.25——有瓦斯涌出的岩巷、半煤岩巷和煤巷的允许最低风速；
Shd——局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积，m2。
根据上述计算结果最终确定掘进工作面需风量。
三、采区硐室风量计算
按采区内各个独立通风硐室实际需要风量的总和来计算
∑Q硐＝Q硐1+Q硐2+Q硐3+……+Q硐n
式中：
∑Q硐——所有独立通风硐室需要风量总和，m3/min；
Q硐1、Q硐2、Q硐3、…Q硐n——不同独立硐室需要风量，m3/min,按《生产矿井风量计算办法》计算。
四、其它用风地点风量计算
按《生产矿井风量计算办法》计算。
五、采区需风量：
计算确定采区需风量，并进行风量分配，标注在通风系统图上。
Q区进＝（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它）×K区通
式中：
Q区进——采区实际需要总风量，m3/min；
∑Q采——采区内全部采煤工作面需要风量，m3/min；
∑Q掘——采区内全部掘进工作面需要风量，m3/min；
∑Q硐——采区内全部机电硐室需要风量，m3/min；
∑Q其它——采区内其它地点需用风量m3/min；
K区通——风量备用系数，取1.15～1.25。
插图：
通风系统图
第三节矿井通风阻力计算
按照通风路线顺序，即进风井、主要进风大巷、采区进风巷、采煤工作面、采区回风巷、主要回风大巷、风井等逐段计算其通风阻力，各段风量选取以该地点实际供风量为依据。
求出新设计采区投产和生产最困难时期全矿井通风阻力、矿井风压和矿井等积孔，附通风阻力计算表。
矿井通风阻力计算表
时期
节点序号
巷道名称
支护形式
阻力系数（）
巷道长度（m）
巷道周长（m）
净断面（m2）
摩擦
风阻
（）
风量（m3/s）
阻力（）
风速（m/s）
容易
时期
H容易=1.15×∑阻力
困难
时期
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