毕业设计---阳泉一矿15#煤开拓开采与通风设计.doc

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1、阳泉一矿15#煤开拓开采与通风设计说明书摘 要本设计主要是针对煤矿通风系统而进行的设计。主要是对阳泉一矿的煤层的开采及通风设计。本设计以阳泉一矿的15#煤层的实际情况结合收集到的资料，遵照安全工程专业毕业设计大纲的要求,根据国家煤炭建设有方针政策和我国数十年来通风的先进经验,而进行的设计。本设计主要对矿井设计概况、井田开拓方式、采区巷道布置、矿山基本巷道、矿井通风设计、煤矿安全设计等六章以进行了设计，其中以矿井通风为重点，进行了细致精确的计算、分析和论述，对其余部分也作了充分的描述，对全矿的开拓及通风系统都做了详尽的阐述和计算，并附有图纸。矿井开拓开采与通风是本设计的重点，其中瓦斯在煤矿安全方

2、面的影响不可轻视，因此在设计的最后又进行了一个对瓦斯防治方面的专题，不光对本设计很有价值而且对煤矿防治瓦斯也有重要的启示。关键词：矿井设计 井田开拓方式 矿井通风设计The Manual of Ventilation Design in YangQuanYiKuang No.15 mineAbstractThis design is the designation that goes on according to the ventilation system of coal mine mainly. This design, with the actual condition of the

3、coal seam 15# in Yang Quan No.15 coal mine, combines the information that collected, conform to the outline “safely project professional graduation is designed “requirement, according to national coal construction with the proper method needle policy and the advanced experience of our country that t

4、ens of years come to ventilate, and the design that goes on. This design is major to design general situation and well field developing way for pit , pick district tunnel arrange , the 6s such as mining basic tunnel, pit ventilation design and the safety design of coal mine Zhang with design , in wh

5、ich, put pit ventilation first , have carried out careful accurate calculation, analysis and exposition, for others have also made ample describe , for ventilation and the developing of whole mine system make detailed elaborate and calculate , and is prepared with blueprint. Pit ventilation is the f

6、ocal point of design, in which, the influence of gas in the safe aspect of coal mine cannot be despised, therefore there is being final as designing to have again carried out a special subject in the aspect of gas prevention and cure, not only for this design very valuable also for the gas of coal m

7、ine of prevention and cure also have important hint. Keyword: Mine design; Mining methods; Ventilation system of coal mine目 录摘 要IAbstractII前 言1第一章 矿井概况2第一节 矿区概况2第二节 井田地质特征及煤层特征2第三节 井田境界及其储量3第四节 矿井生产能力及服务年限5第二章 矿井开拓方式8第一节 井筒的位置、形式、数目8第二节 划分布置9第三节 采区的划分和开采顺序10第四节 确定井田开拓方式12第三章 采区巷道布置13第一节 采煤方法的选择13第二节

8、 采区有关参数的确定13第三节 采区巷道布置的确定15第四节 采区工作面的布置及开采顺序16第五节 回采工艺设计17第四章 矿山基本巷道22第一节 井 筒22第二节 井 巷22第五章 矿井通风设计24第一节 拟定矿井通风系统24第二节 计算矿井的总风量和风量分配25第三节 计算矿井通风阻力及总等积孔28第四节 选择矿井通风设备32第五节 矿井通风网络的风量调节35第六节 概算矿井通风费用37第六章 煤矿安全技术38第一节 瓦斯爆炸事故的预防措施38第二节 矿井火灾的预防措施39第三节 煤尘爆炸的预防措施40结 论42致 谢42参考文献43外文原文44中文翻译48IV前 言本设计是以阳泉一矿的1

9、5#煤层的情况为基础进行的设计。井田走向长5.5km，倾斜长3.5km，面积19.2km2。整个井田煤层赋存稳定，埋藏较深，达到460多米，倾角为2-3。田地质储量为14293.125万吨，可采储量10520.25975万吨，15#煤层瓦斯相对涌出量2.82m3/t。 本设计采用立井单水平上下山分区式开采，划分为三个采区。采区内采用走向长壁采煤法，布置单工作面。双立井开采，其井筒较短，提升速度快，两井口相距较近，布置集中，对工业场地规划有利，且两井口均在最高洪水位之上，不受洪水影响。全井田共计开凿四个井筒。主井：主要用于运煤。副井：主要用于进风和运料。前期风井和后期风井，用于回风。其中，为防止

10、煤尘飞扬。故以副井为主要进风井。本设计通风系统依据本矿的特点进行设计，考虑到多种因素的作用影响。设计出符合本矿井条件的开拓及通风方式、怎么样才能使瓦斯对于矿井的危害降到最低。保证矿井能够安全生产，并且能够减少对环境的危害。第一章 阳泉一矿矿井概况第一节 矿区概况阳泉矿务局一矿位于阳泉矿区的西北部，山西沁水煤田的东北边缘，太行山平缘大背斜西翼，距市中心8公里处。阳泉矿务局矿区地理位置约为东经11325，北纬3750，阳泉矿区的桃河南岸，有石太铁路横贯矿区，东达石家庄与京汉铁路接轨，为矿区重要运输干线，东西方向有与铁路平行的公路线，矿区有讨论支线6-11公里，公路网通到各个厂房地点。本矿区距太行山

11、中部西侧是山西高原东部之山岳丘陵地带，区内山势急缓不一，河谷纵横，矿区标高在东部阳泉车站附近+600米处，最高为北头嘴西部的庙梁，标高为+1364米。本区内的桃河为主要河流，其最大流为蒙村河，义井河等。桃河为间歇性河流，河床宽度达300-500米， 平时流量甚小，雨季则水量大增，水位上升，浸没河岸。夏季流量为2-4m3/s，最大为1995年8月，达到2200m3/s。本矿区气候干燥，属大陆性气候区域，矿区内最大降雨量为844.2毫米，最小降雨量为240毫米，最高气温为40.2，最低气温为-19.2，春、冬季多西北风，夏季南风，秋季多西风，矿区土壤冻结深度为0.5-0.7米，冻结期为十一月至次年

12、三月。矿区电源有太原经榆次至阳泉，和娘子关至阳泉的110KV输电线及阳泉发电厂组成的网络供给电源。矿区水源主要由桃河冲击层中开凿的水井供水，另有一个钻孔取地下岩层水，补充供水不足，沽水期供水较困难，娘子关东水西调解决了一部分问题。第二节 井田地质特征及煤层特征一、地质特征阳泉矿务局一矿井田位于山西沁水煤田阳泉矿区西北部，区内广泛发育波壮短轴褶曲，形式以倾壮褶曲和马鞍壮褶曲为主，褶曲幅度向深部变大。井田内无断裂构造，无正断层。柱状陷落：在井田内分布不均，呈零星状和密集状分布。在陷落柱密集区一个回采面可遇10个陷落柱，密集度可达每平方公里28个。本区地貌为高山区，无承压水及奥陶纪石灰岩水威胁，水文

13、地质条件简单，矿井涌水量一般在30m3/h以下，主要为局部含水层及裂隙含水。采空区及老窑积水是本矿威胁矿井安全生产的主要水文地质因素。工作面开采前需要全部疏放才能进行开采。吨煤排水量一般为0.029-0.22m3/t。二、煤层特征矿井井田主要含煤地层为石炭纪上统太原群及二迭纪下统山西组。太原群为海陆相沉积，岩性以砂岩、砂质页岩、泥岩、石灰岩及煤层组成，地层平均厚度为1.07米，岩层总体走向西南，倾向东南，倾角在10以下。煤层特征详见图1-2-1地质柱状图。本区主要可采煤层一层，即15#煤（丈八煤）。煤质中硬，普氏系数F=2-2.5，顶板多为页岩、砂质页岩，厚1-5米，易冒落，老顶为砂岩或石灰岩

14、，厚5-10米。15#煤（丈八煤）：井田范围内全部可采，含夹石1-3层，厚度一般为5.06-6.5米，平均厚度在5.5米左右，煤层赋存稳定，西部扩区内部分厚度略有增加，平均厚度可达6.12米。三、煤层瓦斯含量与爆炸性：15#煤层为低沼气，q=2.82m3/t（相对），Q=7.056m3/min（绝对）。因为爆炸火焰长度Vr10mm无爆炸危险性，所以15#煤层无爆炸危险。此结果是根据太原理工大学安全工程系对扩区煤层挥发分大于10%的点进行煤尘爆炸试验得出的。 四、地温、地压、二氧化碳、自燃倾向性1、地温：根据矿井开采和勘探资料，地温显示不明显。2、地压：在井田范围内无较强的地压显现。3、二氧化碳

15、涌出量：15#煤（丈八煤）：Q=8.28m3/min，q=2.23m3/t。4、自燃倾向性：丈八煤无自燃发火期，无自燃倾向性。五、水文地质本区地貌为高山区，无承压水及奥陶水的威胁，水文地质条件简单，矿井涌水量一般在30m3/h以下，主要为局部含水层及裂隙含水层。采空区及老窑积水是威胁矿井安全的主要水文地质因素，工作面开采需疏放。根据地质报告资料，含水系数为0.5m3/t，正常涌水量计算如下：Q=KT/36524=0.51200000/36524 =68.5m3/h式中：K含水系数； m3/t Q正常涌水量； m3/h T矿井年生产量； t365年天数；24日小时数。矿井最大涌水量为正常涌水量的

16、2倍，根据地质资料表明，各煤层特征见图1-1。第三节 井田境界及其储量确定井田境界井田境界应根据地质构造、储量、煤层赋存状况、开采技术条件、开拓形式、并结合地貌、地形等因素，进行技术经济比较后确定。井田一般以下列情况为界：1、 以地表大气层，褶曲和煤层露头为界；2、 以山谷河流、铁路、较大城镇或建筑物的保护煤柱为界；3、 人为境界。a、 单一煤层以煤层的底板等高线和倾斜线为界；b、煤层群按煤组划分及按自燃条件的天然形成划分，对于近水平的煤层可采用垂直划分，对于倾斜和急倾斜煤层可以采用水平划分，倾角10-25的可采用垂直划分和水平划分。因为丈八煤是近水平煤层，所以我们设计的煤田可确定井田境界如下

17、：东部以蒙村河为界，北面与荫营矿相邻，西北为勘探境界，西南与三矿相邻为认为境界。井田范围如下：井田走向长5.5km，井田倾斜长3.5km，井田面积为19.2km2。1、计算地质储量：井田内地质储量是综合太原理工大学安全工程系提供的精查地质报告和矿务局补充地质钻探成果进行设计。4图1-1 地层综合柱状图10第四节 矿井生产能力及服务年限一、确定矿井生产能力根据规范，矿井生产能力的类型及其服务年限的关系如下：表1-3 矿井生产能力的类型及其服务年限的关系矿井设计能力服务年限缺煤区非缺煤区300及以上不少于50不少于70120240不少于40不少于604590不少于30不少于50二、计算矿井的服务年

18、限矿井的服务年限T计算如下：T=E/AK =10520.25975/1201.4=62.62a式中： T设计矿井的服务年限；a E矿井的可采储量；t A矿井的生计生产能力；t/a K储量备用系数；取1.4所以，本设计中的矿井井型为120万t/a，矿井服务年限为62.62年。 第五节 矿井工作制度一、确定矿井的工作制度矿井年工作日为300天，每天的净提升时间为14小时，回采工作面的工作循环采用四六制作业，其中三班生产，一班检修，实行专业工种追机作业，生产班每班割煤两刀，全队日割煤六刀，回采工作面循环进度3.6 米/日。二、计划采区生产能力本设计中矿井井型为120万t/a，确定一个采区生产，布置为

19、单翼工作面，工作面的生产能力为108万t/a。三、井田境界及储量境界的确定井田一般以下列情况为界：1、地表大断层，褶曲和煤层露头为界。2、以山谷、河流、铁路、较大的城镇或建筑物的保安煤柱为界。3、人为境界 单一煤层以煤层的底版等高线和倾斜线为界。 煤层群按煤组划分及按自然条件的天然形状划分。对于近水平的煤层可采用垂直划分。对于近水平的煤层可采用水平划分；对于1025。的煤层可采用垂直划分和水平划分。本煤层（15#）根据以上规则，井田境界的划分情况为：东南两侧以自然边界为界，西侧以蒙村河为界，与阳泉矿务局三矿，四矿为邻，北部以采沟为界，与荫营煤矿相接。南北走向长约3.5km，东西宽约5.5km，

20、井田的总面积约为19.2km2。储量的计算由于本煤层的倾角为2.8。，属近水平煤层，故可将其水平投影的面积当成真实的面积来计算。工业储量：Zg= SHD式中： Q储量（kt） S块段储量计算面积（m2） H煤层平均厚度（m） D煤层平均容重（tm3）,取1.35。Zg=19.21061.355.5=14293.125万吨各种保安煤柱的损失：本煤层构造及其简单，只有井田境界需要留设20m的煤柱，因井田境界留设煤柱而损失的煤为P=266.112万吨。设计储量：Zs=Zg-P=14027.013万吨矿井设计可采储量：Zk=（Zg-P）（1-K） =（11979.8-309.357）75%=10520

21、.25975万吨 式中:P各种保护煤柱的损失量K开采损失（取25%）四、矿井生产能力与服务年限矿井的生产能力（井型）矿井井型应该根据煤田的资源条件，开采条件，技术装备，经济效益，以及国家对煤炭的需求等因素，经多方案比较或系统优化后确定。一般，对储量丰富，煤层储藏稳定，构造简单，开发条件好的煤田，特别是冲击层厚，井筒深的井田，宜建设大型骨干矿井，对储量分散，埋藏较浅，煤层较薄，地质条件较复杂的煤田，应建设中小型矿井。在以上规定的基础上，还应该考虑到当时达到的机械化程度，瓦斯突出情况，因情况制宜。综合考虑本煤层的具体条件，本矿井设计的生产能力为120万吨/年。矿井的服务年限为：T=Z/Ak式中：T

22、-设计矿井的服务年限Z-矿井的可采储量万吨A-矿井的设计生产能力 万吨/年K-储量备用系数 取1.4 T=10520.25975/1201.4=62.62年根据设计规范第2-6条规定：矿井的井型和服务年限之间，应满足表1-2表1-2 矿井的井型和服务年限关系表矿井设计能力矿井设计服务年限矿井设计生产能力矿井设计服务年限240及以上90以上30-6030-5090-18060-809-2415-25则T= 62.62年，根据上表可知：本矿井设计服务年限基本符合表1-2要求。五、确定矿井的工作制度考虑到提高劳动效率，结合本方案采用的采煤工艺，用四六作业制，每日三班出煤，一班准备的作业方式。矿井的设

23、计生产能力按年工作日300天计算，每天净提升时间为18小时，不得预留翻番能力。六、确定矿井中同时生产的采区数目由于本矿井的设计生产能力为120万吨/年，根据规定，结合本矿井的地质构造简单，煤层储藏条件好，布置1个综采工作面即可达到设计的生产能力。第二章 矿井开拓方式矿井开拓设计，是在已经划定的井田范围内，根据精查地质报告和其他补充资料，认真研究主要井巷如何深入山体，以便接近或进入煤层的预定位置，为开采打开通路，其中包括确定主、副井和风井的井筒形式、深度、数量、位置、阶段高度、大巷布置、采区划分、开采顺序与通风运输系统。井田开拓方式分类如下：1按井筒形式分为：立井开拓，斜井开拓，平硐开拓，综合开

24、拓。2按开采水平数目可分为：单水平开拓，多水平开拓3按开采准备方式可分为：上山式，下山式，上下山式及混合式。上山式开采：开采水平只开采上山阶段，阶段内一般采用采区式准备；上下山式开采：开采水平分别开采上山街道及下山阶段，阶段内采用采区式准备或条带式准备；近水平煤层，开采水平分别开采井田上山部分及下山部分，采用盘区式或条带式准备。上下山混合式开采是上述方式的结合应用。4按开采水平大巷布置方式分煤层大巷：每个煤层设大巷集中大巷：煤层群集中布置大巷，通过采区石门与各煤层联系分组集中大巷：煤层群分组，分组中设集中大巷。5、确定的原则：在确定这些问题时，应根据国家的方针政策，针对该井田的地形、地质、水文

25、、煤层赋存情况，结合井型大小，设备供应，施工技术等条件，综合分析，全面比较，确定合理的方案。在解决井田开拓问题时，应遵循以下原则：（1）贯彻执行有关规定，为多出煤，早出煤，出好煤，投资少，成本低，效率高创造条件。要使生产系统完善，有效，可靠。在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量，尤其是初期建设工程量，节约基建成本，加快矿井建设。（2）合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，为集中生产创造条件。（3）合理开发国家资源，减少煤炭损失。（4）必须贯彻执行有关煤矿安全生产的有关规定，要完善通风系统。（5）要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，为采用新技术，新工艺发展采煤机械化，综合机械化

26、创造条件。（6）根据用户需要，应照顾到不同煤质，煤种的煤层分层开采，已经其他有益矿物的综合开采。第一节 井筒的位置、形式、数目一、井筒形式的选择由于本煤层赋存较深，如果采用斜井，则即使斜井倾角为20，斜井长为1277m。不利于提升，影响运煤、运料进而影响生产。若采用斜井，立井联合布置，除了上述不利条件外，还可能导致斜井和立井相距太远，工业场地不集中，不符和工业场地集中的原则，故采用立井，其井筒较短，提升速度快，两井口相距较近，布置集中，对工业场地规划有利，且两井口均在最高洪水位之上，不受洪水影响。立井井筒短可以缩短各种管线的长度，井筒通风阻力小，容易维护。二、井筒数目的选择全井田共计开凿四个井

27、筒。前期开凿三个井，其中，主井：主要用于提煤、进风。副井：主要用于进风、运送人员、排矸和运料，主、副井为主要进风井，服务整个矿井。回风井，用于回风，服务于第一采区。后期再开凿一个专用回风井，服务于第二、三采区。三、井筒的位置井筒的位置的确定主要考虑井上，井下的地质条件以及煤层的赋存状况。在本设计中，可以不考虑井下的地质构造及井上地形，由于煤层的赋存状况良好，对井筒位置影响不大，主要考虑在开采水平有2000m左右的上山。故将风井筒布置在靠整个井田位置的中央。风井位置与总回风道布置有密切关系。由于煤层倾角小于5，属于近水平煤层。用盘区上，下山开采以及条带综合开采。总回风道与运输大巷靠近布置自然要考

28、虑混合式通风。 第二节 划分布置一、盘区、带区在井田范围内，沿倾斜方向，按一定标高根据开采要求将井田划分为若干长条部分，每一个长条部分称为一个阶段，其走向长度等于井田走向全长，倾斜长度由阶段的垂高决定，一般可以从100m到1000m以上。但对于近水平煤层的矿井，不再以垂高来划分为阶段，应根据井田的具体情况而定。通常划分为盘区式和带区式准备，盘区上下山开采，上山长度一般不超过2000m，下山长度不超过1500m.盘区和带区斜长可按具体情况而定。结合本矿实际情况和煤炭工业设计规范有关规定，整个井田划分为三个盘区。二 、水平 运输或通风等平巷所在的任一标高的水平面，即为水平。而具有井第车场及主要运输

29、大巷的水平，称为开采水平。根据煤层赋存条件，一个井田可以有一个或多个水平，即单水平或多水平开拓。用一个开采水平把井田沿倾斜分为两个阶段，在水平以上的阶段叫上山阶段；水平以下的阶段叫下山阶段。一般上山阶段长度大于下山阶段长度。本设计开采一层煤，一次采高2.5米，3米为放顶煤。井田走向大致是南-北，倾向东-西，倾角2-3。，采用立井单水平分区式开拓。运输大巷的布置及其同井筒和煤层间的联系方式应遵循以下原则：（一）主要运输大巷一般布置在煤层的底板岩石中，距离煤层约10-30米，特殊情况下可布置在煤层中。岩石运输大巷应布置在坚硬、稳固、厚度较大的岩层中或砂岩、石灰岩、砂质页岩中。距煤层应有上述距离以避

30、免支撑压力的影响。本设计中由于煤层为近水平煤层，主要运输大巷距煤层20m左右。第一水平运输大巷的标高是+635,总回风道布置原则与本设计相关仅一条：如果总回风道与运输大巷距离较近构成双巷布置,其间距应大于20米。一般使回风道略高于运输大巷上部，水平错距20米垂直错距为20米，两巷道同时掘进。由于本煤层设计生产能力为120万吨/年，根据要求及开拓方式的需要选择刀把式环型车场。井底车场的巷道断面尺寸主要根据通风和运输的要求决定，其支护全部采用半圆材料石砌旋。如图2-1所示。该车场存车线和回车线与主要运输大巷垂直，而且主副井距主要运输大巷较远，有足够的长度布置存车线。井底车场布置在+635水平，运输

31、大巷用10t底卸式电机车送至井底车场煤仓，经煤仓口喂入主井由箕斗提升。本设计矿车能力可以满足矿井运输材料、设备、矸石和人员的需要。井底车场内有中央变电所以及水泵房，机车房，消防材料库和列车库等。井田内有硐室式火药库，布置在运输上山和轨道上山交替处的上侧，在采区及工作面内设有采区变电所和绞车房。第三节 采区的划分和开采顺序按照采区划分原则和本矿实际生产技术水平，再结合当前采掘设备，在本设计中采用盘区上、下山以及带区式准备开采。上山开采2000m,下山开采1500m。设计中以上、下山以及大巷为分界线共形成3个采区。这种布置充分利用了煤层地质情况，对标高变化不大的、沿水平大巷布置倾斜条带，为兼顾技术

32、可行和经济合理的原则，、两个采区用盘区上、下山来解决标高变化对巷道布置的影响。采区的开采顺序依次为：第一水平的采区，再开采、采区。由于本设计同一水平布置三采区。采区内布置一个工作面。采区生产能力应根据地质条件，煤层生产能力和采区内工作面交替关系等因素确定，由于煤层赋存条件好，可采用综合机组采煤。采区内工作面布置原则：尽量加大采区的开采强度，减少矿井内同时生产的采区数目，以利于集中生产。采区工作面单面布置沿倾斜上下并行开采，采区根据地质条件采用单面布置工作面。 图2-1 井底车场11第四节 确定井田开拓方式一、田开拓方式由于本设计井田为单一煤层开采，所以15#煤层开拓方式确定为：立井单水平分区式

33、开拓。二、开拓顺序由于矿井建设时期需要掘进井筒，巷道比较多而且工程量较大。需要掘进不同类型的巷道和井筒，为了使建井费用尽量降低，时间尽量缩短，必须合理地安排矿井的开拓顺序。（一）建井时期第一期工程是从地面开拓两立井（主井和副井）到达15#煤层标高后开掘井底车场、主石门、运输大巷、运输上山、轨道上山与此同时从地面开拓立井（回风井）到达+700标高。（二）建井时期第二期工程是开掘井底车场硐室、火药库、进风行人斜巷、采区下部车场。（三）建井时期第三期工程是从运输大巷沿煤层向上开掘运输上山和轨道上山至采区边界，再由区段运输平巷向上开掘开切眼，安装好设备进行开采。三、矿井的各系统构成（一）运煤系统工作面

34、运输顺槽工作面溜煤眼运输上山井底煤仓635水平大巷井底车场主井地面 （二）运料系统地面副井井底车场635水平大巷采区下部绕道轨道上山工作面上部绕道回风顺槽工作面（三）通风系统主、副井井底车场635水平大巷进风行人斜巷运输上山进风行人斜巷运输顺槽工作面回风斜巷回风立井扇风机地面（四）排矸系统 与运材料系统相反第三章 采区巷道布置第一节 采煤方法的选择一、采煤方法选择的要求具体选择煤层的采煤方法，应参考煤炭工业设计规范遵循以下原则和要求：1煤炭资源损失少，采用正规采煤方法。2安全及劳动条件好。3尽可能采用机械化采煤达到工作面高产、高效。4材料消耗少，生产成本低。5便于生产管理。二、影响采煤方法的主

35、要地质因素1、煤层倾角 倾角的变化不仅直接影响到回采工作面的落煤方法，运煤方式，采场支护和采空区处理，还影响巷道的布置、运输、通风及采煤方法。2、煤层厚度 根据煤厚选择采煤方法，薄及中厚煤层通常一次采全高，厚及特厚分层开采。3、煤层围岩的特征 煤层的软硬及其结构特征（含夹石的情况）围岩的稳定性直接影响巷道布置及维护方法。4、煤层的地质构造情况 多走向断层时，宜采用走向长壁；多倾向断层时，宜采用倾斜长壁。5、煤层的含水性、瓦斯涌出及煤的自燃情况，含水多时要在采煤之前预先疏干。瓦斯含量大时，要预抽。有自燃倾向要灌浆。15#煤层位于K2灰岩以下，埋藏深度为460m左右，在本区分布较广，为本区主采煤层

36、，煤层的平均厚度为5.5m。直接顶是黑色的泥岩，厚度约为4.25m，强度较高，含有黄铁矿，下部含有植物化石，老顶为灰白色细粒砂岩，平均厚度为10m，含有黄铁矿成分，以石英砂为主，硬度较大，不松散，底板中直接为灰黑色砂质泥岩，局部地区为细粒砂岩，厚度平均为3m，上部含有较多的植物化石，本层为中等强度的底版，其膨胀相对较小。三、采煤方法的选择及采空区管理方法综合以上条件和国家的关于煤炭生产的政策方针，结合本矿实际，采用走向长壁的综合采煤法，采区采用走向长壁采煤法开采，、采区中央布置上、下山，采区采用单面开采，所有采区均采用综合机械化采煤。 根据顶板岩石性质不同，采空区处理办法有垮落法、充填法、煤柱

37、支撑法等。本设计采用垮落法处理采空区，其实质是有步骤的，使采空区的直接顶人为的冒落下来，从而减轻直接顶对回采工作面的压力，并利用垮落的岩石支撑上部未垮落的岩体。主要优点是经济和方便，以及煤炭损失少。第二节 采区有关参数的确定一、确定采区走向长度、倾斜长度采区走向长度，倾斜长度是采区范围内的两个主要参数。主要根据煤层地质条件，开采的机械化水平，采区巷道布置类型和可能取得的经济技术效果决定。具体到本设计，由于煤层倾角小，煤层赋存条件好，故采用综合机械化采煤，为保证生产任务达标和工作面的顺利接替，减少巷道维护时间，减少准备巷道及硐室量，必须尽可能地合理设计走向和倾向长度，保证最好的经济效益。由于采区

38、采用了走倾斜长壁式上行开采，其倾斜长度取2000m较适宜，采区有2000m左右的上山，采区有1500m左右的下山，以此作为确定采区倾向长的依据，确定采区工作面推进长度。在本设计中，工作面日进3.6m，共割6刀，则月进108m,年进为1080m。以上数据中，以工作面推进最为缓慢，若定为每一年半搬家一次即换工作面，则工作面推进长度宜为1750m。具体尺寸如下：采区走向长为3500m，倾斜长度均为2000m.采区、采区走向长均为3500m,倾斜长度分别为2000m，1500m,二、确定回采工作面的合理长度工作面长度的影响因素是多方面的。煤层厚度，煤层倾角，围岩性质，地质构造，采煤机，输送机的性质能力

39、，顶底板管理方式，工作面通风，以及巷道布置等因素皆是其中之一。由于采用综合机组采煤，为了充分发挥综采设备性能，最大限度地降低成本，考虑以上诸多因素，将工作面长度定为175m。三、确定煤层采高由于15#煤层平均厚度为5.5m，为保证尽可能将采区内的煤开采出来，降低损耗，提高采区回采率，必须确定合理的分层采高，根据采矿设计手册的相关规定，采高与工作面有如下关系：1.3平均采高2.2米时，综采工作面为150200m；2.2平均采高3.0m时，综采工作面长为135165m；3.0平均采高75%符合煤炭工业技术政策中关于厚煤层采区回采率大于75%的规定。第三节 采区巷道布置的确定一、综采对采区巷道布置的

40、要求及相关规定综合机械化采煤时，由于机械设备数量多，容量大，吨位重，工作面推进速度快，产量高，因此在采区巷道布置方面应满足以下特殊要求：1保证回采工作面的连续推进长度 由于综采产量高，工作面少，要求提高工作面生产的可靠性和连续性，保证矿井产量的持续稳定，力求避免频繁搬家。2回采巷道应具有较好的工作条件由于工作面设备在巷道中的附属设备较多，体积大，因而要求巷道要宽，断面要大，同时应保持巷道的稳定性。3有利于开采准备和采掘平衡由于工作面推进速度快，需要及时准备出新的工作面，故需在巷道布置及开采程序等方面给工作面创造有利条件。4保持工作面长度基本稳定在生产过程中工作面支架的增加或减少，在安装和拆卸及

41、运输上都受到一定限制，因而要求工作面长度尽量保持稳定。综采采区，工作面设计暂行规定对综采采区巷道布置的有关规定（与本设计相关的）1采区上、下山和各煤层的分阶段联络巷的形式。依据煤层的赋存条件和用途而定。做运输材料设备用的斜巷，其倾角不应大于30，溜煤斜巷其一段溜煤长度不宜大于70m。2阶段平巷位置依矿山压力而定，在开采期内巷道保持足够断面的情况下，工作面回风巷及运输巷一般应在煤层中布置。3工作面回风巷，运输巷要定向，平行布置，以保证工作面等长。4根据地质条件和开采程序，工作面设计的推进方向可以按走向，仰斜，俯斜，向斜方面推进，但不宜超过12。5在瓦斯较大，煤层有自燃发火的采区，设计中应提出预防

42、措施确保安全生产。二、走向长壁采煤法的采区巷道布置采用倾斜长壁采煤法，工作面运输顺槽与运输上山通过进风行人斜巷相连，轨道上山与运输大巷通过采区下部绕道相连,回风顺槽与回风石门相连。采用走向长壁采煤法，采区的运输上山与运输大巷通过进风行人斜巷相连，轨道上山与回风石门相连。由采区中央沿煤层顶板和底板向上开掘轨道上山和运输上山，然后由上山向两翼开掘运输平巷和回风平巷至采区边界，再由运输平巷向上开掘开切眼，布置工作面。三、采区主要硐室的布置采区主要硐室包括火药库、采区煤仓、采区绞车房和采取变电所。采区煤仓的形成为垂直式圆型断面，直径约为3.5m，高度约为10m，设在底板坚硬的岩石中。采区绞车房设在轨道

43、上山与回风石门之间，从轨道上山开掘材料斜巷与回风顺槽相连。采区变电所亦设在运输上山和轨道上山之间，利用两边的风压差来通风，用调节风窗来控制风量。第四节 采区工作面的布置及开采顺序一、确定采区生产能力本矿井设计生产能力为120万吨。在确定采区生产能力时，应考虑下列原则：1 应尽量使回采工作面有较高的单产水平。2 根据回采工作面接替的安排，应力求采取正常生产期间的产量保持均衡稳定采区正常生产期，必须大于采区产量递增和递减期之和，最好占采区服务年限的75%以上。3应考虑与新采区的准备工作相适应，与采区主要生产环节的生产能力相适应，与矿井井型相适应。由于本设计采用一个采区生产，采用综合机组采煤。由于煤

44、巷掘进速度较快，故在采区内有两个掘进工作面掘进即可。在下一个采区内掘进岩巷，故采区的生产能力即为120万吨/年。二、确定采区内同时回采的工作面数目（一）回采工作面生产能力的计算：公式为A=mLlrk式中：A 回采工作面的生产能力m 回采工作面采高，mL 回采工作面长度，ml 回采工作面年推进度r 煤的容重，取1.35k 回采工作面的回采率G工作面循环系数则代入得：A=5.517510801.3595%85% 万吨 =113.32 万吨（二）确定采区内同时生产的工作面数目采区同时生产的回采工作面数量，应以符合开采顺序，保证安全生产为原则，应根据煤层条件，开采顺序采掘机械化程度，管理水平，采掘关系等因素确定。保证采区内同时生产的回采工作面的出煤与掘进出煤量之和与采区生产能力相适应。其计算方法如下：nA采/A（ 1+K）式中：n 采区内同时生产的回采工作面数目，个A采 采区设计生