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-620m水平主采4煤层设计说明书第一章 概况及地质特征第一节 井田概况 一、交通位置一号矿地理坐标在北纬363810364121、东经11744581174920。井田东部以20573500经线为界，其东部以禹王山断层（F1）与淄博煤田相邻，为勘探东边界。西部以朱家庄断层（F6）与本矿宝山矿井田分界，南至10-2.3煤层露头，北至山东省国土资源厅2008年5月12日颁发的采矿许可证批准边界。全井田东西长5.2km，南北宽4.3km，面积22.47km2。胶济铁路自井田西北5km处横向穿过，西至济南与津浦线相连，通往全国各地；矿有铁路专用线在王村车站与胶济线接轨。此外，尚有济青公路和昆王公路，呈十字交叉穿过本井田，交通便利。 二、地形地貌及水系井田地形属山间谷地型，南部为奥陶系灰岩组成的山脉（+200+400m），北部为侏罗系地层和岩浆岩组成的白云山脉（+744m），南北高山所夹的山间凹地之间，有崇山山岗（+320m），使井田形成南北两个不对称的东西开口的槽状地形。南部槽较狭长，地形起伏不平；北部槽较平坦开阔，多为第四系沉积层覆盖，仅残留有芙蓉山、碾子山和太师山三个侏罗系地层组成的小山岗（+154+157m）。故井田地貌呈驼峰形，地面标高+100+320m。井田内河流不发育，有4条季节性的河流：范阳河：在本井田西部边界呈南北流向，至井田中部偏北折向东，横穿井田汇入萌山水库。该河自上游接受沿途矿坑排水，常年有水，但水量不大，一般为300500m3/h。雨季大面积地表迳流水汇入该河，水量较大。该河从-620m水平上部由西向东折向穿过，距4煤埋深633.7m，对-620m水平开采无影响。马当口河：在井田的中西部，属季节性河流，发源于井田南部山区，向北汇入范阳河，仅雨季短时过水。十八道河：位于崇山南麓与井田走向大致平行，发源于崇山和南部奥灰山区两大分水岭之间的地表迳流水，并沿途接受矿坑排水，自岭子镇张家庄、下店、下河、杨家店、河洼、磁村镇上甘泉流出井田之外，汇入萌山水库。碾子山河：发源于碾子山北部山区的地表迳流水，自西北东南向流入碾子山水库，经溢洪道汇入范阳河，该河也是短时过水的季节性河流。第二节 矿井地质-620m水平南部为F14断层，该断层走向为73、倾向为163、倾角为70、落差040m。-620m水平东部为F13断层，该断层走向为245、倾向为155、倾角为70、落差050m。该水平位于F13和F14两条断层形成的交叉地带，煤层产状呈单斜构造。煤层倾角810，平均9左右。-620m水平主采4煤层赋存期为石炭二叠系太原组（C3t），整合沉积于本溪组之上，下界面为11煤层底板，上界面为一灰以上3煤层底板砂岩或砂页岩底面，总厚度为68.79266.5m，平均172.14m，为本井田主要含煤地层。岩性有砂岩、砂质页岩、砂页岩、页岩、粘土页岩、薄层石灰岩及煤层组成，共含煤10余层，其中可采煤层有4煤层、7煤层和10-2、3煤层。三、岩浆岩侵蚀情况一号矿4煤层受岩浆侵蚀破坏比较严重，在井田中深部仅有两小块区域未被侵蚀，但因煤层薄无开采价值；在井田西南及东南的中浅部残留部分未遭侵蚀块段，局部可采，岩浆侵蚀范围占井田总面积的43.68%。-620m局部可采4煤层就位于井田深部。第三节 煤层及煤质一、煤层-620m水平开采4煤层上距3煤21.733.0m，平均27.4m；下距7煤层54.574.5m，平均61.9m。4煤层顶板为第一层石灰岩，煤层厚度在可采储量区内为0.30.75m，平均0.57m，区内可采厚度0.63m，煤质较好。二、煤质4煤 均一结构，以镜煤为主，夹少量亮煤和暗煤，为光亮型煤。灰份（Ad）：原煤14.5718.47%，平均15.96%。挥发份（Vdaf）：原煤7.4513.26%，平均11.79%。全硫（Std）：原煤1.592.06%，平均1.76%。发热量（Qqrd）：原煤23.4729.64MJ/kg，平均28.46MJ/kg。粘结性指数（GRI）：12因此，4煤为低中灰、中硫、高发热量、无粘结性的贫煤。第四节 水文地质条件一、含水层-620m水平4煤层主要含水层为顶板一灰。一灰平均厚度为0.46m，为薄层灰岩，属弱含水层，开采过程中该灰岩含水以淋水和滴水头形式充水，对开采影响不大。其上覆和下伏砂岩弱含水层距离4煤层较远，经410采区回采证实，对4煤层开采没有影响。二、岩浆岩和断层水情况一号矿4煤层受岩浆侵蚀破坏比较严重，属不稳定煤层，仅局部小地段可采。经本煤层和上下3、7、10煤层实际揭露岩浆侵蚀通道不含水、不导水；-620m水平南部为F14断层，该断层走向为73、倾向为163、倾角为70、落差040m，经790平推石门和770二节实际揭露证实该断层不含水、不导水；该水平东部为F13断层，该断层未实际揭露，根据分析，该断层不含水、不导水，但在开采过程中要对F13断层进行探查。第五节 储 量一、钻探情况-620m水平区内共有勘探钻孔19个，钻孔揭露4煤层情况见下表： 单位：m孔号3煤4煤一灰7煤厚度底板标高厚度底板标高厚度底板标高厚度底板标高67无无0.3-476.461.77-511.41690.65-455.920.35（焦）-479.210.23-478.240.35（焦）-538.8870.62（火）-643.930.75-671.150.35-699.171.47（焦）-733.79980.32-580.440.6-558.720.9-608.962.07-665.88990.61-705.650.46-738.690.45-735.871.50-803.531170.59-539.590.7-565.961.40-622.851180.30-661.380.40-688.450.40-688.051.22（焦）-748.01190.68-474.993.74（火）-506.790.40-503.051.79-566.651201.32-582.310.48-617.630.20-616.452.07-676.501240.30-554.860.20（火）-580.900.50-580.401.46-637.651280.78-494.101.77（火）-521.781.35-577.051290.60-677.620.50-677.01.80-748.181300.40-625.780.30-649.910.38-648.450.52-709.921321.46（焦）-601.370.45-628.690.15-625.171.64-687.121421.02-475.621.0（焦）-499.381.12-553.881450.75-589.340.50（焦）-618.501.96-689.911480.62-482.191.0（火）-508.40.40-507.431.63-568.311500.78-504.214.40（火）-534.960.90-530.560.33-603.831540.35-630.591.9（火）-655.2321.77-729.75二、储量情况-620m水平开采4煤层，4煤层储量区内厚度0.300.75 m，平均0.57m，区内可采厚度为0.63m。经估算-620m水平总资源量53.02万t，其中保有经济基础储量（111b）49.9万t，可采储量（111）42.4万t，次边际经济资源量（2S22）3.9万t。具体情况见下表：资源储量计算基础及汇总煤层块段编号平面积m2平均厚度m倾角（）视密度t/m3资源储量(万t)回收率%可采储量(万t)4111b-15657900.6391.449.98542.42S22-170220.6391.40.622S22-2281690.6391.42.5合计53.0242.4第二章 开拓与开采第一节 水平划分原则及其概况一、水平划分原则由于-620水平走向短，倾向长，不适合单采区进行开采，为便于开采，该水平划分为上、下山两个采区进行回采。4煤层全区赋存较稳定，四周为岩浆岩侵蚀边界，结构简单。水平的划分考虑以下几个原则：1、利用790下山作为开拓-620水平的集中下山，同时利用其提升运输系统、通风系统、排水系统等生产系统。2、利用火成岩侵蚀边界作为开采边界。3、该区下部和西部，钻孔资料不全，布置采区时采用巷探的方法进行找煤扩量，进一步扩大开采边界。二、采区位置及概况根据煤层走向和煤层储量分布情况，以-620水平进回风巷为边界划分为上下两个采区，即420上山采区和430下山采区。1、420采区420采区位于一号矿风井以北1890 m，东为岩浆岩侵蚀区，西为煤层变薄区，南为F14断层，留有40m的保护煤柱，北为人为边界。地面无建筑物，多为耕地，地面标高+120m左右，井下标高在-528-617m之间，开采深度648737m。2、430采区430采区位于一号矿风井以北2510m，东、西、北部均为岩浆岩侵蚀变薄区域，南部为人为边界。东北部为F13断层，采区东部倾斜下方为770采区采空区，采区西部倾斜下方为790采区二节采空区，对开拓布置有一定影响。地面标高+120m左右，井下标高在-614.0-700m之间，开采深度734.0820m。第二节 开拓方式一、开拓方案根据4煤层地质构造情况及现790采区所形成的通风、排水、提升、运输等系统情况，设计两个方案：方案一：420采区从790采区座底七反三轨道上山一路横贯内开门掘进上山巷道，待找到4煤层后沿4煤层顶板起底共掘进530m作为-620水平进风道，然后调线掘进420轨道上山，通过420进风道与790采区顶盘车场绕道相连，并通过联络巷与420皮带道相连，形成进风系统；从790轨道下山4路横贯平推车场，调线反掘巷道65m与790皮带道座底上仓巷道贯通，然后正掘-620水平回风巷道270m与420风道上山相连，并通过煤仓与420皮带道相连，形成回风系统和运输系统。在420轨道上山西侧按巷道中至中25m间距平行布置420皮带道、420风道上山。单翼布置工作面开采420采区。430采区从-620水平进风道最东端按巷道中至中25m间距平行布置三条下山。首先在420轨道上山座底平推掘进甩车场，然后下山掘进430轨道下山，通过联络巷与430皮带道相连形成进风系统；430皮带道通过煤仓与-620水平回风道相连形成运输系统，通过联络巷与430风道、-620水平回风道相连形成回风系统。双翼布置工作面开采430采区。方案二：420采区从790采区座底七反三轨道上山一路横贯内开门掘进上山巷道，待找到4煤层后沿4煤层顶板起底共掘进530m作为-620水平进风道，然后按巷道中至中25m间距平行布置三条上山。420轨道上山通过联络巷与420皮带道相连，形成进风系统；从790轨道下山4路横贯平推车场，调线反掘巷道65m与790皮带道座底上仓巷道贯通，然后正掘-620水平回风巷道270m与420风道上山相连，并通过煤仓与420皮带道贯通，形成回风系统和运输系统。在420轨道上山西侧按巷道中至中25m间距平行布置420皮带道、420风道上山。单翼布置工作面开采420采区。430采区从-620水平进风道导线点D15#前71m处平推开掘甩车场，然后下山掘进430轨道下山，通过联络巷与430皮带道相连，形成进风系统；430皮带道通过煤仓与-620水平回风道相连形成运输系统，通过联络巷、绕道与430风道、-620水平回风道相连形成回风系统。双翼布置工作面开采430采区。在430轨道下山东侧按巷道中至中25m间距平行布置430皮带道、430风道下山。二、方案比较方案一方案二优点：1、能充分利用790采区三条下山和巷探工程量已形成的通风、运输、排水系统，减少延深工程量。2、该水平通风网路远、通风阻力大，掘进420进风道能够解决通风问题，并更利于瓦斯的管理。3、缩短运输路线，减少运输环节，提升设备更集中，减少采区设备投入，提高劳动效率。缺点：1、需全岩掘进420进风道350m，掘进工程量大于方案二。优点：1、能充分利用790采区三条下山和巷探工程量已形成的通风、运输、排水系统，减少延深工程量。缺点：1、该水平通风网路远、通风阻力大，不利于通风和瓦斯的管理。2、运输路线长，运输环节多，增加了提升设备，降低了劳动效率。通过两个方案比较，方案一开拓布局合理，有利于通风和瓦斯的管理，选择方案一为主导方案。三、主方案的主要生产系统1、运输系统（1）主要运输系统 工作面煤炭通过下出口皮带运输机经采区上下山运输机运至该水平煤仓,然后经-620水平皮带（回风）道到790皮带下山运至-550水平煤仓。采区皮带上下山及-620皮带道选用带宽800mm皮带运输机运煤。（2）辅助运输系统 掘进煤、矸石经430轨道下山、420轨道上山、420进风道、均采用JD-55型绞车配1.1m3标准矿车提升。采掘设备和材料反方向下放。（3）在420轨道上山、430轨道下山安设乘人器上下人员。2、排水系统420上山采区内涌水通过巷道内水沟经420轨道上山、-620水平进风道、七反三轨道上山流入790采区水仓，最后通过排水管路经-550泵房排至地面。430下山采区涌水由采区水仓经水仓泵房排水管路排至-620水平进风道，然后经水沟流入790采区水仓，最后通过排水管路经-550泵房排至地面。3、通风系统420、430采区由420进风道和-620水平进风道进风经采区轨道、皮带道上下山进入各用风地点，然后由风道上下山经-620水平回风道、790采区总回风道，由风井排至地面。4、供电系统420采区由790采区变电所经-620水平进风道输送到420采区变电所，430采区由790采区变电所经-620水平进风道输送到430采区变电所，最后由各采区变电所输给采区内各用电地点。5、压风系统420、430采区均利用-550压风机房供风，经790回风道至790座底分两路供两采区各个采掘工作面。四、水平生产能力及服务年限-620m水平总资源量53.02万t，储量42.4万t，次边际经济资源量3.9万t。分420、430两个采区开采，设计年生产能力均为8万t，根据薄煤层普采工作面的生产能力、与4煤层配煤量、煤层赋存条件，-620m水平正常情况下对420采区、430采区进行顺序开采的方法。确定-620水平生产能力为8万t/a。服务年限为：P = Z/（AK）式中： P服务年限 Z采区可采储量 万t A年生产能力 8万t/a K生产能力富余系数，取1.2P=42.4 /（81.2 ）= 4.4（a）考虑到下山采区西部钻孔稀少、资料不全，4煤层储量有扩大的可能，所以-620m水平服务年限预计为5.0年。五、水平涌水量计算选择4煤第一个采区涌水量情况，按面积比拟法计算涌水量。-620水平4煤面积0.57km2，。已知410采区开采面积为900000m2，采区最大涌水量50m3/h，正常涌水量30m3/h单位涌水量q最大=50/900000=5.5510-5m3/h.m2。q正常=30/900000=3.3310-5m3/h.m2。-620m水平实际开采面积为565790m2，计算-620m水平：Q最大=31.0m3/hQ正常=18.8m3/h六、4煤层的开采方式4煤层顶板为厚度约0.6m厚的石灰岩，工作面单巷布置、巷道采用沿空留巷、无护巷煤柱开采。各采煤工作面除最上一个工作面上出口，最下一个工作面皮带道外，其它工作面出口均兼上一工作面的皮带道和下一工作面的上出口。第三节 首采采区概况及其方案比较一、首采采区的选择420采区为-620水平上山开采采区，该采区地质构造简单，煤层赋存稳定，断层较少。上山掘进，采区涌水能够自然外排，节省排水设备的投资，尽快形成工作面，缓解矿井采场接续紧张的局面。首采420采区，运输环节较少，从技术上可行，经济上合理，所以选择420采区为首采采区。二、首采采区涌水量预计1、采区地表南部区域位置有范阳河由西向东南流迳，4煤层垂深633.0737.0m，埋深较大，对4煤层开采无影响，无其它水体。采区井下四周本煤层无采空区，在F14断层以南有积水，但不属于同一煤层，平面距离290m，因此对420采区无影响。东南部垂直下方小范围面积为770采空区，有积水，层间距为60m，留有16.1m防水隔离煤柱；采区西南垂直下方为1040东翼部分采空区，无积水，对420采区无影响。开采时的涌水主要是来自顶板砂岩水，不会对4煤层的开采造成危害。通过比拟法计算，采区内正常涌水量为7.3m3/h，最大涌水量为12.1m3/h。三、首采区的开拓方案方案一：420采区为上山单翼采区。从790采区座底七反三轨道上山一路横贯使用-620水平进风道做采区辅助轨道运输巷，然后调线沿4煤层上山掘进420采区轨道、皮带道、风道，三条上山均沿4煤层布置。420轨道上山通过420进风道与790采区顶盘相连形成轨道运输系统，并通过联络巷与420皮带道上山连接形成进风系统；从790轨道下山四路横贯布置-620水平回风道，并与420风道上山相连接形成回风系统；420皮带道上山通过煤仓与-620水平回风道相连接形成运煤系统。采区为“两进一回”通风方式，工作面为上行通风方式。方案二：420采区为上山单翼采区。从790采区座底七反三轨道上山一路横贯使用-620水平进风道做采区主要轨道运输巷，然后调线沿4煤层上山掘进420采区轨道、皮带道、风道，三条上山均沿4煤层布置。-620水平进风道与420轨道上山相连形成轨道运输系统，并通过联络巷与420皮带道上山连接形成进风系统；从790轨道下山四路横贯布置-620水平回风道，并与420风道上山相连接形成回风系统；420皮带道上山通过煤仓与-620水平回风道相连接形成运煤系统。采区为“两进一回”通风方式，工作面为上行通风方式。四、主要掘进工作量和费用比较由于二个方案的开拓形式不同，产生不同的技术、经济效果。为选择最佳方案，保证-620水平安全、经济合理的进行开拓和回采，对各方案的工程量和费用进行比较。1、采区设计方案的比较和选择（一）巷道掘进工程量及工程费用比较第方案 利用-620水平进风道做采区辅助轨道巷1、-620水平进风道，长度530m，在其顶部选用一台JD-55型调度绞车提升，主要用途为提矸、运料、进风、行人等。2、-620水平回风道，长度410m，选用一部SPJ-800型吊挂式皮带运输机，皮带安装长度350m。巷道主要用途为运送煤炭、回风、行人、敷设风水管路、电缆等。3、采区皮带上山，长度400m，选用一部SPJ-800型吊挂式皮带运输机，皮带安装长度350m。巷道主要用途为运送煤炭、进风、行人、敷设风水管路、电缆等。4、采区轨道上山，长度510m，在其顶部选用一台JD-55型调度绞车提升，主要用途为提矸、运料、进风、行人等。5、采区风道上山，长度510m，为采区专用回风上山。6、420进风道，长度350m，在其顶部选用一台JD-55型调度绞车提升，主要用途为提矸、运料、进风、行人等。该方案中420进风道、420轨道上山为采区主要轨道巷，-620水平进风道为采区辅助轨道巷。巷道掘进长度2755m，巷道工程量22279.8m3，巷道工程费用595.13万元，详见“420采区方案主体巷道工程量及工程（估算）费用明细表”。 420采区方案主体巷道工程量及工程（估算）费用明细表 序号巷道名称长度（m）荒断面（m2）工 程 量（m3）工程费用（万元）1-620水平回风道4108.583517.898.502-620水平进风道4706.543073.880.03420皮带上山4007.83313281.44420轨道上山5107.833993.3103.85420风道上山5108.144151.4107.96420进风道2908.582488.269.77车场30412.021442.440.48采区变电所3511.46401.111.29采区煤仓107.9879.82.23合计275522279.8595.13注：全岩巷道按280元/m3计算；半煤岩巷道按260元/m3计算。第方案 利用-620水平进风道做采区主要轨道巷1、-620水平进风道，长度500m，在其顶部选用一台JD-55型调度绞车提升，主要用途为提矸、运料、进风、行人等。2、-620水平回风道，长度410m，选用一部SPJ-800型吊挂式皮带运输机，皮带安装长度350m。巷道主要用途为运送煤炭、回风、行人、敷设风水管路、电缆等。3、采区皮带上山，长度400m，选用一部SPJ-800型吊挂式皮带运输机，皮带安装长度350m。巷道主要用途为运送煤炭、进风、行人、敷设风水管路、电缆等。4、采区轨道上山，长度510m，在其顶部选用一台JD-55型调度绞车提升，主要用途为提矸、运料、进风、行人等。5、采区风道上山，长度510m，为采区专用回风上山。该方案主体巷道掘进长度2405m，巷道工程量19070.4m3，巷道工程费用505.23万元，详见“420采区方案主体巷道工程量及工程（估算）费用明细表” 420采区方案主体巷道工程量及工程（估算）费用明细表 序号巷道名称长 度（m）荒 断 面（m2）工 程 量（m3）工程费用（万元）1-620水平回风道4108.583517.898.502-620水平进风道4706.543073.880.03420皮带上山4007.83313281.44420轨道上山5107.833993.3103.85420风道上山5108.144151.4107.96车场30212.02721.220.28采区变电所3511.46401.111.29采区煤仓107.9879.82.23合计240519070.4505.23注：全岩巷道按280元/m3计算；半煤岩巷道按260元/m3计算。（二）采区主要机电设备安装投资（估算）比较：第方案需要投资236.9万元，第方案较第方案多使用2部绞车提升，故第方案需要投资467.6万元。（三）综合比较 综 合 比 较 表方案工程量（m2）工程费用（万元）可采储量（万吨）吨煤投资（元/吨）合计主体巷道机电22279.8832.03595.13236.914.955.8419070.4972.83505.23467.614.965.29- 3209.4-140.889.9-230.70-9.452、开拓方案比较表方案一方案二优点：1、能充分利用-620水平进风道作为本采区的辅助轨道巷，节省掘进工程量，采区投产快，利于缓解矿井采掘接续紧张的局面。2、开掘420进风道作为采区主要轨道巷，缓解了350采区的运输紧张，有效解决该水平通风网路远、通风阻力大的问题，更利于瓦斯的管理。缺点：1、需全岩掘进420进风道350m，掘进工程量大于方案二。优点：1、能充分利用-620水平进风道作为本采区的主要轨道巷，节省掘进工程量，采区投产快，利于缓解矿井采掘接续紧张的局面。缺点：1、采区通风线路较长，通风阻力大，不利于瓦斯的管理。2、-620水平进风道作为水平的主要轨道巷，增加了水平提升运输环节，加重了790轨道下山的运输量。通过方案比较，第方案布局合理、运输安全、通风可靠，故选择第方案为主方案。第三章 选定方案的巷道布置及主要生产系统第一节选定方案的巷道布置一、巷道布置1、本采区为上山单翼采区。从790采区座底七反三轨道上山一路横贯使用-620水平进风道做采区辅助轨道运输巷，然后调线沿4煤层上山掘进420采区轨道、皮带道、风道，三条上山均沿4煤层布置。420轨道上山通过420进风道与790采区顶盘相连形成轨道运输系统，并通过联络巷与420皮带道上山连接形成进风系统；从790轨道下山四路横贯布置-620水平回风道，并与420风道上山相连接形成回风系统；420皮带道上山通过煤仓与-620水平回风道相连接形成运煤系统。采区为“两进一回”通风方式，工作面为上行通风方式。2、-620水平回风道，全长410m，安装一部SPJ -800型吊挂式皮带运输机。巷道主要用途为采区运煤、回风、敷设风水管路、电缆等。3、-620水平进风道，全长520m，在其顶部安装一部JD55型调度绞车提升。该巷道为本采区提矸、运料、行人、进风、敷设风水管路、电缆等服务。4、采区主上山为420皮带道，全长400m，安装一部SPJ -800型吊挂式皮带运输机。巷道主要用途为采区运煤、进风、行人、敷设风水管路、电缆等。从工作面运出的煤经下出口至420采区皮带道，经吊挂式皮带运输机运至420采区煤仓，接-620水平回风道输送至790强力皮带，然后由790强力皮带运送至-550水平煤仓。5、采区副上山为420轨道上山，全长510m。在其顶部安装一部JD55型调度绞车提升，主要用途为采区提矸、运料、行人、进风、敷设风水管路、电缆等。采区掘进矸石由掘进迎头经420轨道上山运至420采区顶车场，经420进风道运至790采区顶车场，由电机车牵引从790平推石门至三水平轨道座底提升上井。6、420进风道，长度350m，在其顶部选用一台JD-55型调度绞车提升，主要用途为采区提矸、运料、行人、进风、敷设风水管路、电缆等。7、采区回风上山，全长510m，为采区的专用回风道。二、巷道及主要峒室断面支护参数1、巷道掘进全部采用锚喷支护，锚杆采用161500mm的螺纹锚杆，配树脂锚固剂一块，锚杆支护间排距全岩为0.80.8m，半煤岩巷道顶板按间排距为1.01.4m，顶板布置2排锚杆，两帮不支设锚杆，各巷道及峒室喷浆厚度1030mm，砂浆采用水泥与石粉按1：2.5配比拌匀使用。当施工中遇顶板破碎压力大或施工巷道断面较大时可采用182000mm的螺纹锚杆，无法采用锚喷支护时，可编制补充措施改为架棚支护。2、-620水平回风道：该巷道为本采区运煤、回风、行人、敷设风水管路等服务。巷道长度410m，从790轨道下山四路横贯处施工，先平掘70 m到4煤主巷位置，按15下坡反掘50m与790皮带道贯通，然后正掘290 m 到设计位置。巷道采用三心拱锚喷支护，巷道净宽：3.0m，平平墙高：1.6m，拱高：1.0m，净高：2.6m，净断面：7.18m2，喷浆厚度30mm。3、-620水平进风道：该巷道为本采区提矸、运料、行人、进风、敷设风水管路、电缆等服务。巷道长度520m，从350采区七反三轨道一路横贯处开门平推掘进20m车场，然后按15上坡掘进上山520m到420轨道上山底车场位置。巷道穿层全岩段采用三心拱锚喷支护，巷道净宽：2.6m，平墙高：1.6m，拱高：0.87m，净高：2.47m，净断面：5.94m2，喷浆厚度30mm，待找到4煤沿4煤顶板掘进施工时采用矩形锚喷支护，巷道净宽：2.6m，净高：2.1m，净断面：5.46m2，喷浆厚度30mm。3、420皮带上山：该巷道为本采区运煤、进风、行人、敷设风水管路、电缆等服务。巷道长度400m，在轨道上山西侧平行布置，中中25m，布置在4煤中，平均坡度9。巷道采用矩形锚喷支护，巷道净宽：3.0m，净高：2.3m，净断面：6.9m2，喷浆厚度30mm。4、420轨道上山：该巷道为本采区提矸、运料、行人、进风、敷设风水管路、电缆等服务。巷道长度510m，从采区底车场按方位1814238，沿4煤顶板起底上坡掘进，平均坡度9。巷道采用矩形锚喷支护，净宽3.0m，净高2.3m，净断面6.9m2，喷浆厚度30mm。5、420风道上山：该巷道为采区的专用回风道，为采区回风服务。长度510m，与采区轨道上山、皮带上山平行布置，布置在皮带上山的西侧，中中25m，布置在4煤中，平均坡度9。巷道从420轨道一路横贯处开门掘进，首先沿4煤顶板起底下坡掘进，与四煤主巷贯通，然后再沿4煤顶板起底上坡掘进。巷道采用矩形锚喷支护，巷道净宽：3.0m，净高：2.4m，净断面：7.2m2，喷浆厚度30mm。6、420进风道：该巷道为采区提矸、运料、行人、进风、敷设风水管路、电缆等。长度350m，为穿层巷道，平均坡度810。全岩段采用三心拱锚喷支护，巷道净宽：2.8m，平墙高：1.6m，拱高：0.93m，净高：2.53m，净断面：6.55m2，喷浆厚度30mm，透7煤层、4煤层施工时采用矩形锚喷支护，巷道净宽：2.8m，净高不低于：2.3m，净断面：6.44m2，喷浆厚度30mm。7、工作面皮带道（出口）：工作面单巷布置、巷道采用沿空留巷、无护巷煤柱开采。各采煤工作面除最上一个工作面上出口，最下一个工作面皮带道外，其它工作面出口均兼上一工作面的皮带道和下一工作面的上出口。该巷道分别为采煤工作面运输、排水、敷设管线、回风和运料、进风、行人等服务；巷道沿煤层顶板起底掘进，采用矩形断面锚喷支护，巷道净宽：2.6m，净高：2.1m，净断面：5.46m2，喷浆厚度30mm。当遇顶板破碎带或断层时，采用矿用11#工字钢梯形架棚支护，棚梁里口：2.2m，下宽：3.0m，净高：2.1m，净断面：5.46m2。8、采区车场：420进风道底车场：设在420进风道与790采区顶盘车场绕道相连接处，为采区提矸、运料调车服务，长度30m。采用三心拱锚喷支护，净宽：4.2m，平墙高：1.6m，拱高：1.4m，净高：3.0m，净断面：11.38m2，喷浆厚度30mm。轨道上山顶车场：设在轨道上山底部与420进风道相连接处，为采区提矸、运料调车服务，长度60m。采用三心拱锚喷支护，净宽：4.2m，平墙高：1.6m，拱高：1.4m，净高：3.0m，净断面：11.38m2，喷浆厚度30mm。中部车场：设在工作面出口（皮带道）绕道门口，为工作面提矸、运料调车服务，长度12m。采用矩形锚喷支护，净宽：4.0m，净高：2.2m，净断面：8.8m2，喷浆厚度30mm。9、采区变电所：根据采区供电需要，在采区中下部设采区变电所，布置在轨道上山与风道上山之间联络巷中，长度35m。采用三心拱锚喷支护，净宽：3.8m，平墙高：1.7m，拱高：1.27m，净高：2.97m，净断面：10.27m2，喷浆厚度30mm。10、采区煤仓：为采区储煤和给煤机接皮带服务，布置在420皮带上山与4煤主巷立面交叉处，煤仓长度10m。采用三心拱锚喷支护，净宽：3.0m，平墙高：1.6m，拱高：1.0m，净高：2.6m，净断面：7.18m2，喷浆厚度30mm。煤仓容积71.8m3。三、工作面及各类煤柱确定1、工作面尺寸的确定工作面走向长432659m，平均540m，面长80m。2、采区各类煤柱尺寸的确定根据410采区工作面的矿压观测资料，采区轨道上山与皮带上山间距25m，皮带上山与风道上山间距25m，两侧留保护煤柱40m；采区上部留断层保护煤柱40m；采区东部工作面与断层留保护煤柱40m。第二节采煤方法、顶板管理及采掘机械化的确定一、采煤方法4煤层厚度0.420.74m，平均厚度0.63m左右，参照-350水平410采区开采情况，确定采用普采，滚筒采煤机割煤、刮板输送机运煤、单体液压支柱配铰接顶梁支护顶板。二、顶板管理4煤层顶板为石灰岩，平均厚度0.6m，较为稳定，工作面采用DZ系列单体液压支柱配合HDJC-800型铰接顶梁支护，单排密集切顶，全部垮落法管理工作面顶板。工作面支柱柱距0.8m，排距0.8m，机道宽度1.0m，工作面最大控顶距3.7m。工作面支柱“见四回一” 方式放顶，全面陷落法管理顶板。三、采掘机械采煤工作面选用ZB2-111型电牵引采煤机和配套的SGB-620/40T型刮板输送机，下出口选用SGB-620/40型刮板输送机、SPJ-800型吊挂皮带机。掘进工作面均采用炮掘机装工艺，分别配ZY-24型气腿式风动凿岩机、锚杆钻机打眼，HPC-V型喷浆机喷浆，JD-11.4、JD-25型调度绞车配合MG1.1-6（1吨）标准矿车运输，P-30B耙斗式装岩机装车。第三节 主要生产系统一、提升运输系统煤炭运输系统：采出的煤炭由工作面刮板运输机经下出口胶带输送机、采区上、下山胶带输送机运入煤仓，然后由-620水平回风（皮带）道胶带输送机经790采区钢绳芯胶带运输机运往-550水平井底煤仓，最后由-350钢绳芯胶带运输机、箕斗提至地面运往选煤厂。矸石、物料运输系统：掘进矸石和掘进煤由采区上、下山经420进风道运至790平推石门，经-550水平大巷，三水平轨道、延深副巷、提矸副井提升到地面。物料运送由提矸副井、延深副巷、三水平轨道、经-550水平大巷、790平推石门、420进风道、420轨道上山、430轨道下山为主提升运输。人员运送：人员运送通过安设在采区上下山的架空人车运送。(一)矸石提升设备选型计算：1、420进风道上山调度绞车选型计算：（1）原始数据轨道巷道斜长 L=520m最大倾角 =10生产能力 矸石、物料95车/班每钩提升矿车数 MJG1.1型 5个矸石容量 1.8 t/m3（2）设备参数拟选用JD4型调度绞车，用于提升矸石、物料，其参数为：配用21.5-619s钢丝绳，容绳量850m,钢丝绳悬挂长度520m,绳速1.21m/s，电动机功率55kw，牵引力40kN。钢丝绳每米重1.658kg，破断力总和为27150kg。（3）验算设备各参数验算最大静张力Fjmax=n(Q+Qz)(sin+f1cos)+PL(sin+f2cos)=5(1800+600)(sin10+0.015cos10)+1.66520(sin10+0.2cos10)=2581kg=25.3KN6.5钢丝绳的安全系数符合煤矿安全规程。验算电机功率P=FjmaxVm/(102)=25811.21/(1020.85)=36kW电机功率小于55kW，能够满足提升要求。验算提升能力该绞车提升上车场为甩车场，长度LD=30m, 上车场为平车场，平均运行速度V0=1.21m/s。休止时间为=60S。重车在井巷中运行总长 L=490+30=520(m)耗时 t=520/1.21=430(s)一次提升循环时间T =2（ T+Q）=2（430+60）=980（s）每班提升车数n=563600/980=110（车）95车/班（4）结论：该轨道上山上运，选择JD4型调度绞车基本满足提升要求。安装位置在420进风道顶盘的位置。2、420轨道上山提升设备选型计算：（1）原始数据轨道巷道斜长 L=510m最大倾角 =12生产能力 矸石、物料 65车/班每钩提升矿车数 MJG1.1型 4个矸石容量 1.8 t/m3（2）设备选型拟选用JD4型调度绞车，用于提升矸石、物料，其参数为：配用21.5-619s钢丝绳，容绳量850m,钢丝绳悬挂长度520m,绳速1.21m/s，电动机功率55kw，牵引力40kN。钢丝绳每米重1.658kg，破断力总和为27150kg。（3）验算设备各参数验算最大静张力Fjmax=n(Q+Qz)(sin+f1cos)+PL(sin+f2cos)=4(1800+600)(sin12+0.015cos12)+1.66510(sin12+0.2cos12)=2478kg=24.3KN6.5钢丝绳的安全系数符合煤矿安全规程。验算电机功率P=FjmaxVm/(102)=24781.21/(1020.85)=34.58kW电机功率小于55kW，能够满足提升要求。验算提升能力该绞车提升上车场为甩车场，长度LD=15m, 上车场为平车场，平均运行速度V0=1.21m/s。休止时间为=60S。 重车在井巷中运行总长 L=495+15=510(m)耗时 t=510/1.21=421.5(s)一次提升循环时间T =2（ T+Q）=2（421.5+60）=963（s）每班提升车数n=463600/963=89（车）65车/班（4）结论：420轨道上山运输选择JD4型调度绞车满足提升要求。安装位置在420轨道顶盘位置。3、430轨道上山提升设备选型计算：（1）原始数据轨道巷道斜长 L=790m最大倾角 =10生产能力 矸石、物料 65车/班每钩提升矿车数 MJG1.1型 5个矸石容量 1.8 t/m3（2）设备选型拟选用JD4型调度绞车，用于提升矸石、物料，其参数为：配用21.5-619s钢丝绳，容绳量850m,钢丝绳悬挂长度520m,绳速1.21m/s，电动机功率55kw，牵引力40kN。钢丝绳每米重1.658kg，破断力总和为27150kg。（3）验算各参数验算最大静张力Fjmax=n(Q+Qz)(sin+f1cos)+PL(sin+f2cos)=5(1800+600)(sin10+0.015cos10)+1.66790(sin10+0.2cos10)=2747kg=26.92KN6.5钢丝绳的安全系数符合煤矿安全规程。验算电机功率P=FjmaxVm/(102)=27471.21/(1020.85)=38.3kW电机功率小于55kW，能够满足提升要求。验算提升能力该绞车提升上车场为甩车场，长度LD=10m, 下车场为平车场，平均运行速度V0=1.21m/s。休止时间为=60S。重车在井巷中运行总长 L=780+10=790(m)耗时 t=790/1.21=653(s)一次提升循环时间T =2（ T+Q）=2（653+60）=1426（s）每班提升车数n =563600/1426=76（车）65车/班（4）结论：该430轨道下山上运，选择JD4型调度绞车满足提升要求。安装位置在430轨道顶盘位置。 （二）煤炭运输设备选型计算：-620水平至-550水平的煤炭运输由790钢绳芯胶带输送机承担 ，790型号为DX3-800L。运输能力为300吨/小时,年运输能力162万吨。-620水平投产后，790强力皮带将承担-620水平和350采区、1040采区的运输任务。现350采区实际生产能力为600吨/天，1040采区实际生产能力为600吨/天，合计生产能力1200吨/天，年生产能力为36万吨。-620采区年生产能力为8万吨，合计生产能力44万吨。因此，790强力皮带运输能力满足-620水平的原煤运输要求。4、-620水平回风（皮带）道胶带运输设备选型计算：-620水平原煤最大生产能力8万吨/年，原煤经430、420采区皮带道420煤仓-620水平回风（皮带）道790强力皮带-550水平煤仓-350强力皮带主巷座底煤仓主巷箕斗主井箕斗地面。（1）上山皮带道原始技术参数巷道斜长: L=530m 巷道最大倾角: =8（设计计算按8计算）生产能力: 300吨/小时(420、430采区各150吨/小时)计算机房位置: 上山下部运输方式: 上山下运（2） 预选运输设备根据采区皮带道现场实际条件，初步选用运输设备为SPJ-800吊挂式皮带输送机。该型胶带输送机主要技术性能参数：带宽： B=800 mm， 带速： V=1.63