毕业设计煤层初步设计Word格式.docx
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12#
337.7
281.4
14#
346.0
308.3
表2盘区位置及井上下关系表：
水平名称
同矿1013水平
盘区名称
14#层412盘区
地面标高
1358.3——1413.0
1359.1
盘区标高
1041.4～1065.3
1053.4
地面的相对位置
地面位于达子沟东北部的山沟及高山、平地上。
回采对地面设施的影响
对应地面无设施。
井下位置及与四邻关系
井下位于410盘区西部，南部为已采完的81019和81021工作面，西部和北西部分别与四老沟矿和城区达子沟矿毗邻，其余未开拓。
走向长度M
1000
倾斜长度M
1150
可采面积M2
表3煤层情况表
煤层厚度M
2.10～4.05
2.7
煤层结构
煤层倾角（°
）
2～3°
2.5°
煤层硬度
开采煤层
14#层
煤种
2#弱粘结煤
稳定程度
稳定
煤层情况描述
该盘区煤层为14-2#与14-3#合并煤层,其最小煤层厚度为2.10M，最大煤层厚度为4.05M,平均煤层厚度为2.7M。
煤层可采指数1，变异系数为12%，容重为1.34T/M3.
二、盘区煤层及其顶底板特征
该盘区12#层为12-1#与12-2#分叉合并区，主采层为12-1#层，煤层厚度为1.2-3.6米，平均厚度为2.4米，局部含两层夹石，夹石厚度为0.05-0.42米；
12-2#层煤层厚度为0.5米左右，为不可采层。
该盘区14#层为14-2#与14-3#分叉合并区，主采层为14-3#层，煤层厚度为0.8-4.76米，平均厚度为2.7米，煤层中含有一至两层夹石，夹石厚度0.05-0.27米；
14-2#层不可采。
该盘区12#、14#层，伪顶为深灰色粉砂岩，局部为细砂岩或无伪顶，厚度为0-0.35米，层理、节理发育，结构松散，易塌落。
直接顶为灰色粉细砂岩互层，局部为中砂岩，以细砂岩为主，厚度为1.5-4.5米，层理、节理发育，结构致密，胶结坚硬，成分以石英为主，层面含植物碎屑化石及炭线。
老顶：
12#层为中砂岩与细砂岩；
14#层为细、中砂岩，厚状层理，胶结致密，含黄铁矿结核。
各层层间距情况见下表：
表4
平均
11#-12#
20.8
12.7
19.4
12#-14#
32.8
12.8
18.0
——11#、12#、14#煤层层间距表
盘区煤系地层综合柱状图（见附图1）:
三、盘区地质构造
12#层以矿界、断层、1.3m煤厚线，盘区界线为设计开采范围，处于盘区的东北翼，面积为856800㎡；
14#层以矿界、断层、1.3m煤厚线，410盘区已采空，工作面边界线为设计开采范围，在410盘区与412盘区之间有一条断层（H=4.5～7.0m），将该断层作为两盘区的开采界线，面积为850200㎡。
该盘区内有两组正断层，走向长为NE向，倾向分别为南东、西北向，落差为0.3-0.4米和1.4-4.0米，断层破碎带较发育，影响煤层的开采速度。
四、煤质、瓦斯、煤尘
煤质情况：
全区范围内所有钻孔无煤质化验资料，故在此只有参考同家梁矿煤质工业分析成果（见下表）
表5
M%
A%
V%
S%
Q
11#
7.5
15.7
32.41
0,8
8087
1.25
12.0
29.77
8079
2.1
8.29
32.92
0.85
8225
上表为矿煤质工业分析结果
瓦斯情况：
该盘区西部部分地段被城区达子沟煤矿破坏，采空区内瓦斯含量较高。
盘区内瓦斯含量一般为3.5M3/t左右，在断层附近可能增大。
盘区煤尘爆炸指数为31.17-35.76%之间。
表6其它地质情况
瓦斯
绝对涌出量:
0.12M3/min相对涌出量:
0.18M3/T
瓦斯等级:
低瓦斯
二氧化碳
1.43m3/min
煤尘爆炸指数
31.17～35.76%
煤的自燃倾向性
煤层自燃发火期为3～6个月。
地温危害
常温，对回采无影响。
地压危害
常压
五、盘区水文地质特征
该盘区对应中部2#层为大斗沟南井采空区，通过地面打孔，监测采空区积水面积为23.8万M2，积水量为35.6万M3,西部的11#层部分被城区达子沟煤矿破坏，预计采空区低凹处有积水。
相邻盘区实见地质、水文地质情况：
该盘区东南部的410盘区在11#层21017巷与21021巷揭露出一条H=4.5-7.0米的正断层，断层较破碎；
在51007、21009巷通过巷探揭露出一条H=5.0米的正断层，故以该组断层划分410盘区与412盘区界线。
根据城区达子沟煤矿和2#层大斗沟南井区资料，推断将有两条正断层穿越该盘区中部，一条为H=1.4-2.4米，另一条为H=4.0米。
将会影响该盘区工作面正常布置。
该盘区北西部为南郊区小南头乡碾子沟煤矿正在开拓。
在2004年6月，该盘区打了一个地面孔，探测结果大斗沟南井区2#层积水面积为23.8万M2，水量为35.6万M3。
该盘区对应上部为12#层未采区和11#层达子沟矿破坏区，对应11#层已施工6个放水孔，均无水，另外，针对2#层施工了3个地面探放水孔，均无水，但为以防万一，工作面应安装大功率水泵和相应的排水系统。
11#层-14#层间距为30—38米。
盘区正常涌水量0.28M3/min，最大涌水量0.44M3/min。
第二章盘区储量与产能力
第一节盘区储量
1、面积计算：
因煤层赋存不规则，帮采用求积仪计算。
2、各煤层厚度采用算术平均法计算。
3、该盘区12#层为12-1#与12-2#分叉区，故计算储量12#层在12-1#内计算。
14#层为14-2#与14-3#分叉合并区，以14-3#层为主采层，故计算储量在14-3#煤层内计算。
4、与410盘区以断层为界煤柱为20米，矿界煤柱为20米。
5、各煤层容重按我矿一九八二年测定值计算。
6、盘区内可采储量按国家规定的回采率薄、中厚、厚煤层分别按85%、80%、75%计算。
7、储量情况见下表
表7：
容重（T/M）
面积（M2）
工业储量（万吨）
可采储量（万吨）
12-1#
1.35
856800
219.7
175.8
14-3#
1.34
850200
298.8
224.1
表8：
层别
工业
可采
回采
38.8
57.1
合计
518.5
399.9
95.9
盘区设计回采率：
23.9%
第二节盘区生产能力及服务年限
一、工作制度
依照煤矿设计规范，年工作日数按350天计算，“四、六”制作业方式，每天三班生产、一班检修。
二、盘区生产能力
本区按综采面设计，分煤层布置，安排一个队生产，先采下层，后采上层按生产衔接计划执行，保持一个待采的备用工作面，工作面长125～150m，采高2.3～2.7m，日推进5.5m，日产2500吨，年产86万吨。
核定盘区生产能力：
A=KA1=1.1×
86=95万吨K：
掘进出煤系数
确定盘区设计生产能力为95万吨/年
三、盘区服务年限
其中：
T——盘区服务年限
Z——盘区可采储量
C——盘区设计回采率
A——核定盘区生产能力
第三章盘区巷道布置
一、采煤工作面长度及区段长度
表9回采工作面参数
层别
工作面
巷道长（m）
面长（m）
推进长（m）
采高（m）
开采期（天）
81202
1551
125
420
2.4
16.4
66
81204
1368
600
2.3
22.4
106
81201
2042
150
772
2.8
39.1
159
81203
1055
400
2.6
17.9
71
6026
95.8
二、盘区形式
准备巷布置3条，由14#层410盘区的81013面对应位置平行顺槽巷沿14-3煤层向开掘，进入本盘区，在本盘区内分煤层布置各煤层的盘区准备巷，两层煤开采用暗斜井，溜煤眼及回风眼的方式连接，形成联合布置的生产系统，两翼开采，西南翼采14#层，东北翼采12#层，在14#层布置有两个工作面，即81201和81203面。
在12#层布置有两个工作面，即81204和81202面。
三、盘区巷道的数目及位置
该盘区准备巷布置3条，即412巷、412－1巷、412－2巷，分别用作皮带运输巷、轨道运输巷、专用回风巷，12＃层与14＃层联合布置，形成两翼开采的布局。
盘区内布置有14#层412-2回风巷、412辅助皮带巷、412-1轨道巷共三条盘区巷道，三条巷道平行布置，其中412-2回风巷、412辅助皮带巷、412-1轨道巷三条巷道间煤柱，煤柱宽分别为30M、15M。
盘区准备巷道间煤柱净留16～30m，区段煤柱净留20m，断层煤柱净留20m，矿界煤柱净留20m，距已采空边界线净留20m煤柱，停采线煤柱距回绕口净留15m，在14#层盘区中布置变电所及水仓泵房。
四、区段平巷的布置
1、巷道布置原则
（1）要考虑尽量减少工程量的原则进行布置巷道；
（2）巷道尽量少掘岩巷，多掘煤及半煤岩巷道；
（3）巷道本着运输方便的原则进行布置；
（4）考虑开拓期间生产系统的方便。
五、盘区主要巷道断面的确定
表10盘区巷道工程量（m）
开拓巷
准备巷
回采巷
总计
1100
2920
12344
3373
1400
3100
变电所
75
水仓泵房
270
溜煤眼
9.6
暗斜井
62
回风眼
回风斜井
25
3398
2944
6020
六、盘区万吨掘进率：
M——盘区准备巷道和回采巷道的总长
Q——盘区核定生产能力
七、生产系统
（一）、12#层的生产系统：
1、运煤：
工作面→12#层412巷→溜煤眼→14#层412巷→14#层311巷→14#层集中溜煤眼→1013强皮→矿井运煤系统。
2、运料：
1013大巷→14#层311—1巷→14#层412—1巷→412材料暗斜井→12#层412—1巷→工作面。
3、排水：
工作面→14#层412集中水仓泵房→1013大巷水沟。
4、供水：
静压水由1013大巷→14#层311—1巷→12#层412—1巷→工作面。
5、供电：
由14#层412盘区变电所向各采掘面供电。
6、供压风：
采用移动压风机向用压风作业点供用。
7、供液：
由14#层311盘区的加压泵站向本区供液。
8、通风：
进风由14#层410盘区进风巷→14#层412—1巷→12#层412—1巷→工作面。
回风由工作面→12#层412—2巷→回风眼→14#层412—2巷→14#层410—2巷→总回风巷→西三风井。
（二）、14#层的生产系统
工作面→14#层412巷→14#层311巷→14#层集中溜煤眼→1013强皮→矿井运煤系统。
1013大巷→14#层311—1巷→14#层412—1巷→工作面。
静压水由1013大巷→14#层311—1巷→14#层412—1巷→工作面。
进风由14#层410盘区进风巷→14#层412—1巷→工作面。
回风由工作面→14#层412—2巷→14#层410—2巷→总回风巷→西三风井。
（三）、盘区运煤方式采用皮带运输方式。
在412巷内铺设两部SSJ1000／200型快速皮带运输机，全长1730m；
盘区运料方式采用调度绞车接力拉运，轨道为24kg/m，轨距为600mm，稳设若干部JD-25型绞车。
在材料暗斜井的运输则稳设提升绞车或双速回柱绞车，排水管路铺设一趟4寸水管，吊挂于412-1巷内，其他管路用2寸管铺设在盘区3条准备巷，通风方式为全负压供风，工掘巷道施工采用局部供风，采掘通风要各自有独立的通风系统。
第四章采煤工艺
第一节巷道布置
一、采区设计、采区巷道布置情况：
根据地质条件和煤层赋存情况，本盘区采用区内后退式回采，选择盘区末端的14#层81201面为首采面,其采用的是双巷布置。
二、工作面运输巷：
21201巷为运输巷，该巷为机轨合一巷，该巷靠煤柱侧安装皮带运输机，靠工作面侧钉道停放泵站、电气开关组、移动变压器等移动设备，此巷主要为运煤进风用，兼作行人。
巷道断面为矩形，巷宽4.0M巷高2.8M,断面为11.2M2，。
巷道支护方式为:
钢带锚栓和锚索钢梁混合支护,钢带锚栓间距为1米、锚索钢梁间距为2M（每隔两根钢带打一根锚索钢梁）。
巷道两帮各打二或三排护帮锚栓，锚栓板为水泥板，按“三花”或“五花”布置，排间距均为1.0M，局部挂网。
三、工作面回风巷：
51201巷为回风巷，此巷主要为运料回风，兼作行人。
巷道断面为矩形，巷宽4.0M巷高2.8M,断面为11.2M2,巷道支护方式为：
钢带锚栓和锚索钢梁混合支护，钢带锚栓间距为1米、锚索钢梁间距为2M（每隔两根钢带打一根锚索钢梁）。
巷道两帮各打二或三排护帮锚栓板，锚栓板为水泥板，按“三花”或“五花”布置，排间距均为1.0M。
四、工作面切眼巷：
切眼与回风巷、皮带巷垂直布置，断面为矩形，巷高2.8M，巷道净宽6.2m,断面17.36m2,巷道支护方式为:
钢带锚栓和锚索钢梁混合支护,钢带锚栓、锚索钢梁间距分别为1.0M。
附图2：
工作面运输巷、回风巷、切眼巷素描图
五、联络巷：
工作面与盘区412辅助皮带巷、412-1轨道巷共有2条巷道联通。
六、溜煤眼：
溜煤眼断面为圆形，工作面煤经顺槽皮带，14#层412盘区两部辅助皮带运输机，14#层311盘区两部辅助皮带运输机，将煤运入溜煤眼。
七、峒室及其它巷道：
在该工作面开采范围内无峒室。
切眼剖面图
注:
巷道、切眼均为钢带锚栓和锚索钢梁混合支护
81201工作面布置图（附图3）
工作面支护布置图和断面图（附图4）
其中最大控顶距为5240mm，最小控顶距为4690mm
第二节采煤工艺
一、现生产盘区采煤方法
现生产盘区为14#层410盘区，工作面长度120～180m，推进长度为562～1172m。
采用近水平长壁后退式全部垮落法综合机械化开采。
二、本盘区采煤方法：
1、采煤方法：
根据地质条件和煤层赋存及盘区系统与采掘接替情况，盘区内工作面均采用近水平长壁后退式全部垮落法综合机械化开采。
工作面平均采高3.30M范围内循环产量437.5T，其余循环产量397.7T。
2、首采面确定依据：
根据地质条件和煤层赋存情况，本盘区采用区内后退式回采，选择盘区末端的14#层81201面为首采面。
三、回采工艺
（一）、工艺要求:
根据本工作面的技术装备,工作面采用尾部斜切进刀的单向采煤工艺。
即往返一次进一刀的作业方式,每刀循环进度0.55M。
具体采煤工艺过程为:
采煤机尾部斜切进刀→采煤机向头部割煤→追机移架→采煤机返向装浮煤→推移运输机→采煤机尾部斜切进刀的单向采煤工艺。
（二）、工作面破煤、装煤方式:
1、割煤:
采煤机割煤时,要求见顶开采,但采高控制在2.8m,有效循环进度0.55m,采煤机从工作面尾部斜切进刀,斜切长度为20-25m,采煤机采用端部割三角煤斜切进刀、往返一次割一刀的割煤方式，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤。
割三角煤进刀过程如下：
（1）当采煤机至工作面端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，采煤机机身处尚留有一段下部煤[附图5（a）]；
（2）调换滚筒位置，前滚筒降下、后滚筒升起并沿输送机弯曲段返向割入煤壁，直至输送机直线段为止。
然后将输送机移直[附图5（b）]；
（3）再调换两个滚筒上下位置，重新返回割煤至输送机机头、机尾处[附图5（c）]；
（4）将三角煤割掉，煤壁割直后，再次调换上下滚筒，返程正常割煤，
[附图5（d）]。
附图5工作面端部割三角煤斜切进刀
（a）起始（b）斜切并移直输送机（c）割三角煤（d）开始正常割煤
1-综采面双滚筒采煤机；
2-刮板输送机
工作面装煤方式
在采煤机截割煤的同时，利用滚筒螺旋齿片自动将煤装到工作面刮板输送机；
返空刀时再把没装上的煤用螺旋叶片装入刮板输送机，余煤由铲煤板随移溜铲入刮板输送机；
2、移架:
工作面支护形式为及时支护式,采煤机下行割煤时,距采煤机后滚筒3～5M追机移架,移架必须少降快拉一次到位,端面距小于340MM。
降支架时，活柱下降10～30CM，及时移架，支架移过后顶梁必须与顶板接触严密,升紧升牢,达到额定初撑力的80%以上。
工作面最大控顶距5.24M,最小控顶距4.69M,支架要成一直线,其偏差不得超过±
50MM,中心距偏差不得超过±
100MM。
3、推移运输机:
采煤机割通头部返向装煤15～20M时,开始推移运输机。
推移运输机距采煤机不得小于10M,运输机弯曲段长度不小于15M,严禁推成急弯、死弯。
运输机推移后要成一直线,其偏差不得大于150MM,铲煤板前端距煤壁保持150MM,推移运输机头、尾时必须停止运输机运转，一般推移运输机必须在运输机运转中进行。
四、工作面正规循环作业生产能力：
工作面（采高为3.3M时）W1=L1×
S×
h1×
γ×
c
=150×
0.55×
3.30×
1.34×
0.97
=437.5（T）
工作面（采高为3.0M时）W2=L2×
h2×
3.00×
=397.7（T）
式中W1、W2---工作面正规循环生产能力T
L2---工作面平均长度。
L2=150M
h---工作面规定采高。
h1=3.30Mh2=3.00M
C---回采率97%
S---工作面循环进度0.55M
Y---煤的容重1.34T/M3
附图7:
正规循环作业图
五、采高选择
根据本盘区钻孔资料分析，14#煤层赋存比较稳定，煤层厚度2.10～4.05m，平均2.7m，采高可选择在1.7～3.7m。
第三节设备配置
表11主要机电设备配置一览表：
序号
设备名称
型号
功率
（KW）
能力
（T/h）
备注
1
采煤机
MGTY-300-700-1.1D
300×
2+20+80
1台
2
支撑掩护式支架
ZZS6000/17/37
102架
4
桥式转载机
SZB-830/200型
200
27M
5
破碎机
PCM-160型
160
6
乳化液泵站
MRB-20
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