滕县煤田的北部122采区设计说明书

第一章 采区概况第一节 地面位置及地貌特征122采区位于井田东部，工广保护煤柱东南。地面位于工业广场东南方向，徐楼村北120-1340m，奎子以西约380米。地表为平坦农田，无其它建筑或设施。地面标高+34.44+36.21。本区被第四系覆盖，无下伏地层出露，原始地表平坦，后因人类的生产活动，造成地表起伏较大，多为农田，植被良好。本采区水系简单，仅有一条东西向排洪沟穿过本区，地表无积水区。第二节 井下位置及四邻关系1.边界、平面尺寸、标高122采区边界东至F9断层保护煤柱线，西至F7至 F7-1断层保护煤柱线，南至北徐楼断层保护煤柱线，北至12下煤隐伏露头顶板界线。采区东西长11382230m，南北宽121956m，面积约520218m2。开采上限-680m标高，下限-880m标高。附：122采区位置示意图2.邻区采掘情况122采区为矿井东翼12下煤层第二个采区，本采区东部为未开拓区域，采区南部和西部为121采区，北部是东翼轨道巷和东翼皮带巷正在施工中。第三节采区地质概况一、采区地质特征1.地层根据建井地质报告和东翼勘探资料，该采区地层，自上而下特征如下：第四系(Q)：厚82.396.9m，平均厚87.96m，为冲积松散沉积物，由粘土、砂质粘土、粘土质砂、含砾粘土及中、细砂和粉砂组成，全区广泛分布。侏罗系(J3m)：厚516.38660.4m，平均厚582.08m，由粉砂岩、细砂岩、砂泥岩互层和砂砾岩等组成，颜色自下而下由深灰色、灰绿色逐渐向棕色、棕红色过渡。与下伏地层呈角度不整合接触。二叠系(P1s)：绝大部分被剥蚀，仅在ZY06-1钻孔揭露，残厚7.65m，包括泥岩和3下煤，其中3下煤厚约1.25m。泥岩深灰色，厚层状，泥质结构，夹少量细料砂岩条带，产丰富植物根茎化石。与下伏地层呈整合接触关系。石炭系(C3t、C2b)：太原组部分被剥蚀，厚79.2172.32m，平均厚139.5m，由灰至灰黑色泥岩、粉砂岩、灰至浅灰色细粒砂岩以及石灰岩和煤层组成。含石灰岩12层，含煤16层，其中12下煤和16煤为可采和局部可采煤层。与下伏地层呈角度不整合接触。奥陶系(O2)：为含煤岩系的下伏基底岩层，由厚层状石灰岩和泥质白云岩组成，区内揭露资料较少，据兖西水源勘查资料，总厚达742m。以上地层中，二叠系(P1s)和石炭系(C3t、C2b)为含煤岩系，本区的可采和局部可采煤层均在该系中。本区的主要标志层有侏罗系底砾岩和含煤岩系的多层石灰岩和煤层，主要包括二灰、三灰、五灰、七灰、八灰、九灰、十下灰和十二灰共八层灰岩， 6煤、9煤、11煤、12下煤和16煤共六层煤。其中七灰、八灰、十下是开拓掘进施工过程中经常遇到的标志层，八灰和12下煤是本采区的主要标志层。2.煤层及其顶底板特征本采区12下煤层赋存较稳定，煤厚0.551.85m，平均厚1.14m，可采指数为83%，厚度变异系数为34。煤层结构简单，局部有夹矸，厚00.4m，岩性为泥岩或炭质泥岩。赋存形态总体构造形态为一局部受断裂构造控制的较宽缓单斜构造，南翼被奎子、北徐楼断层切割为阶梯状的断块，北部遭受侏罗系剥蚀，局部呈现隐伏露头，煤系地层西南部浅，东北部深。根据建井地质报告和东翼勘探资料，12下煤顶底板特征如下： (1)直接顶：以粉砂岩为主，局部为细砂岩，厚度2.654.65m，浅灰色，厚层状、细粒砂状结构，成分以石英、长石为主，水平层理，夹泥质条带，裂隙发育，充填方解石脉，次圆状，分选性差。 (2)伪底:泥岩，厚度0.210.6m，深灰色，中厚层状，泥质结构粉砂泥质结构，含少量植物根部化石。 (3)老底：石灰岩（八层），厚度1.853.75m，灰色，厚层状、细晶质结构，裂隙发育，充填方解石脉，产丰富的海百合茎化石，局部岩芯破碎。3.地质构造特征 （1）断裂构造本采区断裂构造较发育，走向多为NEE及近NS向，其中NEE向断层较发育，根据已有的揭露资料和勘探资料（钻探资料和三维地震资料）综合分析，采区内对采区设计和采掘施工影响较大的断层（或断层组）有9条（组），包括F4、F2、F7、F7-1、F8、F9 、F122-1 、F122-2、 F122-3，本采区内重要断层构造较复杂，随着资料的丰富，仍需进一步分析判断。对采区影响较大的各类断层的详细情况见下表。附表1：122采区断层情况一览表编号构造性质产状（褶曲轴面）实见位置及控制情况走向（）倾向（）倾角（）落差（m）F2断层正NESE70050西翼已揭露，东翼尚未揭露。F122-1断层正NENW701020东翼皮带巷东翼轨道巷已揭露。F122-2断层正NENE30512101东面已揭露。F122-3断层正NESNNWW5558东翼轨道巷已揭露。F7断层正NESE70045在3101工作面中揭露。F7-1断层正NESE702020未揭露F9断层正SNW55652570未揭露F8断层正NESNNWW556530105未揭露F4断层正NENW70040东翼皮带巷已揭露，东轨迎头前方经钻探已证实存在。122采区断层情况一览表 表1（2）褶皱构造本采区总体为走向NE向的单斜构造，次一级褶曲较发育，并主要集中在北部和南部，本区地层倾角变化较大，一般约为618，局部达到20左右，南部煤系地层倾角相对较大。已揭露资料证实，本采区北部断层、节理异常发育，以NE向为主，局部煤岩层异常破碎，产状变化较大，总体倾向为SESW，倾角1024。（3）其它地质构造本采区内目前没有发现陷落柱和岩浆侵入等地质现象。根据三维地震勘探报告12下煤局部存在冲刷现象。4.其它开采技术条件：瓦斯、煤尘、自燃、地温、地压等(1)瓦斯：根据2008年瓦斯等级鉴定结果，为低瓦斯矿井，本采区瓦斯含量低。(2)煤尘：有爆炸危险性，爆炸指数49.58。(3)煤的自燃：三类不易自燃。(4)地温：本区为地温正常区，煤系地层地温梯度为2.23，非煤系地层地温梯为1.86。根据本采区煤层埋深推断，本采区的正常地温为2527。(5)地压：本区属地压正常区。开采前，根据实际揭露情况取样，及时作12下煤层冲击倾向性鉴定，根据鉴定结果做好相应的防范措施。二、水文地质特征1.含水层本井田位于滕县煤田的北部，北徐楼断层与凫山断层之间的地堑构造中。煤系上覆侏罗系和第四系含水层，主要含水层包括：（1）第四系含水层第四系为河湖相沉积，主要物源为井田北部寒武系基岩和东北部的花岗片麻岩丘陵风化产物，区内第四系厚74.0592.13m，平均86.28m，根据第四系钻孔、测井资料，按岩性组合，可划分为上部含水层段、中部隔水层段和下部含水层段。上部含水层段：厚36.3358.80m，平均45.45m，岩性由粘土、砂质粘土、粘土质砂及砂层组成，颜色呈淡黄色、棕黄色，含砂27层，一般34层，砂层累厚326m，平均12.15m，砂层万分以长石为主，组织松散，富水性强，据钻孔抽水试验资料，单位涌水量q=1.4743.436L/s.m，水化学类型为重碳酸钙型，矿化度0.2150.312g/L，富水性强。下部含水层段：厚033m，平均为14.36m，岩性由粘土、砂质粘土、粘土质砂和砂砾层组成，颜色呈灰色、棕灰色、浅黄色、灰绿色，含砂最多可达8层，砂层累厚014.65m，平均5.88m，成分以长石、石英为主，一般粘土含量较高，组织紧密。砂层连续性较上段差，平面展布面积也较小，富水性较弱。据级索井田抽水试验资料，单位涌水量q=0.0002L/s.m，水化学类型为硫酸氯化钙钠型，矿化度1.383g/L，富水性较弱。（2）侏罗系上统砂砾岩含水层最大残厚931.49m（ZY7号孔），按岩性和物性特征由下至上分三段，第一、二段砂砾岩层为含水层组，第三段粉砂岩、砂质泥岩夹细粒砂岩相对隔水层。侏罗系上统二段砂砾岩含水层二段厚77.62117.15m，平均96.13m，由灰绿色、灰紫色粉细砂岩为主，底部含12层砾岩，多为2层，砾岩厚2.8016.70m，平均11.01m，砾岩成份以石英、石灰岩为主，次为岩浆岩、泥岩、砂岩，细粒砂屑充填，钙泥质胶结，砾石磨园度、分选性均较差，砾径570mm。该层细粒砂岩、砾岩为主要含水层，井田内仅37-31号孔发现漏水，漏水率6.7%。该含水层在精查勘探中未发现漏水。据滕北区域资料，侏罗系二段砾岩富水性较强。侏罗系上统一段砂砾岩一段厚60.25116.10m，平均90.96m。岩性以紫红色粉、细砂岩、砾岩为主，底部发育12层砾岩，多为1层，砾岩厚1.7021.00m，平均10.24m，砾岩成分以石英岩、石灰岩为，岩浆岩、泥岩、砂岩次之，砾径530mm，分选性差中等，泥钙质胶结，主要含水层为细粒砂岩和砾岩。据ZY1号孔注水试验资料，单位涌水量q=0.00000960.000697L/s.m，渗透系数0.000012480.002447L/s.m，富水性较弱。该层下距3下煤层2.7453.24m，平均19.95m，因此该含水层在3下煤冒裂带高度影响范围内，为开采3下煤的直接充水含水层。（3）山西组3下煤层顶底板砂岩含水层3下煤层顶板砂岩厚2.2226.47m，平均9.62m，底板砂岩厚1.404.0m，平均2.43m，均以细粒砂岩为主，局部为中、粗砂岩和粉砂岩，裂隙局部发育，充填方解石脉。勘探阶段未发现漏水点。富水性较弱。（4）太原组石灰岩含水层三灰厚6.208.30m，平均7.24m，裂隙发育，常充填方解石，并发育小溶洞，充填小灰岩块及燧石块，为方解石胶结。据ZY5号孔注水试验资料，单位涌水量q=0.000394L/s.m，渗透系数0.004442L/s.m，矿化度0.536g/L，水化学类型为氯化硫酸钠型。为弱富水性含水层。五、八、九灰五灰厚1.132.34m，平均1.88m，揭露钻孔无漏水孔；八灰厚1.302.73m，平均2.09m，静止水位标高32.86m，单位涌水量0.0000196L/s.m；九灰厚1.051.94m，平均1.53m，揭露钻孔无漏水孔。十下灰十下灰厚2.804.80m，平均3.72m。据北徐楼井田资料，单位涌水量0.0006210.00989L/s.m，静止水位标高6.447.26m，水化学类型为硫酸钾钠型，矿化度4.259g/L。中奥陶统石灰岩井田内有3孔揭露，其中37-20号孔漏水，最大揭露厚度35.05m（37-31号孔），局部裂隙发育，且充填方解石。北徐楼井田35-22号孔在奥灰全漏的情况下，抽水试验一次，静止水位标高6.99m，单位涌水量0.111L/s.m，水化学类型为硫酸钙钠型，矿化度4.215g/L。本采区开采12下煤层水文地质类型属裂隙岩溶类简单型。2.隔水层（1）松散沉积物含（隔）水层由第三系、第四系粘土、砂质粘土、粘土质砂、砂及砂砾层组成，厚0513m，其变化规律由东北向西南增厚。第四系上部砂层连结性好，接受大气降水和地表水的直接补给，富水性强。松散层中部含多层粘土、砂质粘土，隔离了含水层上部与下部的水力联系。底部的砂、砂砾层与基岩含水层有一定的水力联系。（2）侏罗系上统砂、砾岩裂隙隔水层组本统沉积厚度在01300m以上，岩性由粉砂岩、砂质泥岩、中、细粒砂岩互层、砂砾岩及砾岩组成，不整合于煤系地层之上。根据岩性组合由下而上分为三段，上部第三段为粉砂岩和砂质泥岩，颗粒较细，为相对隔水层段，下部第一、二段以中细粒砂岩、砾岩为，富水性相对增强，是矿井主要充水水源之一。（3）石炭、二叠系隔水层组主要含水层有石盒子组砂岩、三灰、八灰、九灰、十下灰、十二灰、十四灰等薄层灰岩。其相间的泥岩、粉砂岩是相对隔水层。（4）奥陶系石灰岩含水层奥陶系为区域含煤岩系沉积基底，为奥灰水的补给区。由于奥灰的富水性与补给条件、埋深及构造部位有密切关系，造成其富水性不均一。区域范围内，奥灰在隐伏露头局部地段富水性强，浅部断裂带附近局部富水性中等，煤系地层覆盖区大部分为弱富水性。奥陶系含水层与其它含水层存在不同程度的水力联系。奥灰水的原始自然水位1958年在+42m以上，1977年为+35m。1986年8月对滕北五号井43-4号孔奥灰抽水试验时水位标高为+1.89m。1998年8月对金庄井田J98-5号孔奥灰抽水试验时水位标高为-29.33m，十二年来（1986年1998年）年平均降幅达2.60m。3.影响回采的主要含水层12下煤层的直接充水含水层为七灰、八灰、九灰，局部影响至五灰，但因各灰岩富水性不强，故正常情况下，无重要充水危害。三、储量计算采区范围内区有6点穿过层位，其中见正常煤5点，断缺一点，剥蚀一点，按点计算的可采系数为83%，纯煤厚0.551.85m，平均1.14m，可采范围内平均厚度1.14m，厚度变异系数为29%。本采区储量计算范围：西至工广保护煤柱线及F7断层保护煤柱线，东至F9断层保护煤柱线，北至12下煤层隐伏露头顶板边界，南至及F7-1保护煤柱线。1.按储量级别计算根据生产矿井储量管理规程（试行）规定，对照121采区的煤层勘探和研究程度，将本采区储量确定为A级。（1）煤层厚度：取采区内6个钻孔ZY06-4、ZY06-5、ZY06-7、ZY06-8、ZY33-1、ZY34-2，揭露12下煤层厚度的平均值：M=1.14m；（2）计算面积：扣除断层和工广保护煤柱剩余面积S=520218m2；（3）煤层密度：取自建井地质报告：1.46tm3；（4）回 采 率：采区回采率取K85。（5）计算公式：工业储量：Q工业SM=5202181.141.46=865850 T可采储量：Q可采Q工业K=86585085=735972 T计算结果：工业储量865849吨，可采储量735972吨。本122采区储量计算根据现有资料的计算结果，可能与实际有一定出入，待矿井东翼勘探结束，取得东翼精查地质报告后，需根据勘探结果重新计算。附表2：122采区储量计算表 122采区储量计算表 表2四、煤柱留设按断层落差大小在断层两侧各留一定水平宽度的安全煤柱。具体的留设方法（留设依据为山东省朝阳矿业有限责任公司矿井初步设计）：落差大于等于50 m的断层两侧各留50 m；落差小于50 m大于等于30 m的断层两侧各留30 m；落差小于30 m大于等于20 m的断层两侧各留20 m；落差小于20 m的断层不留煤柱。五、存在问题和建议根据本采区勘探实际情况，对本采区生产提出以下建议：1.根据122采区揭露的地质资料分析，本采区的地质资料也很复杂，又因勘探程度较低，区内大、中型断层较发育，有些断层的确切位置可能有一定出入，当接近这些断层，尤其是规模较大的断层时，应严格执行先探后掘的规定，超前探明准确位置、导水及断层带富水情况，防止接近或直接揭露断层造成突水事故。确保施工安全。2.采区内大、中型断层应根据矿井水文地质规程（试行）计算的断层防隔水煤柱的留设宽度留足防隔水煤柱。3.因含水层均以静储量为主，各含水层水力联系较弱，可在工作面两巷掘进时，每间隔一定距离，对有关含水层施工超前钻孔，进行疏放降压，一定程度上降低工作面回采时的水害威胁。4.建立完善的排水系统，在防治水工作中应采取“以查清水文地质条件为前提，小水疏，大水堵，疏堵结合”的原则。5.本采区在掘进过程中，应注意及时收集、整理地质和水文地质资料，以便有效指导安全生产。第二章采区生产能力及服务年限一、生产能力验算1工作面日产能力aa=HLbrk1k2式中：H 平均采高，1.14m ；L 工作面长，按一个工作面计算，120m ；b 工作面日推进度，1.6m；r 12下煤视密度，1.46t/m3 ；k1 工作面回收率，薄煤层取97% ；k2 出煤不均衡系数，取0.9 ；则a = 1.141201.61.4697%0.9=278( t /d )2首采区平均年生产能AA= Da k.3 式中：D 矿井年生产天数，取330天；;a 工作面日产能力，t / d ；k3 采区掘进出煤系数，取1.1；则A= 3302781.1=10.0 (万吨/年)二、采区服务年限T= 73.5101.16.6年式中：ZK 采区可采储量，73.5万吨 ；A 采区设计生产能力，10.0万吨/年 ；K 采区储量备用系数，取1.1 ；所以该采区的服务年限约为6.6年。第三章采区布置第一节 采区开采方案的比较井田内12下煤整体赋存形态为长条形，地质构造整体较复杂，煤层被切割为若干块断，因此采用沿大巷延展方向将井田划分为若干个盘区。根据煤层赋存状态及地质构造分布情况，以采区中部F8断层为界，将122采区划分为东西两个块段。西部块段大部在沉缺区范围内，不作考虑。122采区内巷道主要布置在东块段，如下三个方案：方案一：采区内单翼布置，区内集轨、集皮沿F8断层和沉缺区边界煤柱布置，方位角为178，集中皮带巷布置在靠近工作面一侧，集中轨道巷布置在集中皮带巷外侧，两巷间距30m。在东翼皮带下山开门，掘回风联络巷约40m，预留采区煤仓12m高差，以方位角178平掘集中皮带巷，过东翼轨道下山后平掘约130 m，以16上山掘进72m，达到-727m层位标高后平掘300m，以12上山掘进82m，达到-695m层位标高。集中轨道巷开门后，施工完30m平巷车场，继续掘平巷80m，以18上山掘进约60m，达到-727m层位标高后平掘300m，以12上山掘进82m，达到-695m层位标高。回采工作面按照盘区内断层走向方位布置，利用集轨、集皮构成系统。方案二：采用边开拓边布置回采面的方式。即在6号联络开门后以方位角105施工集皮、集轨，施工至采区边界时调向沿F9断层继续施工集皮、集轨，掘至F7断层下盘处布置首采工作面。然后逐次形成工作面系统。集中皮带巷在6号联络巷处开门后，掘进约40米后，预留采区煤仓12m高差，以方位角105平掘集中皮带巷，掘至采区边界线预留保护煤柱，施工122采区水仓，然后调向沿F9断层继续施工至F9断层下盘。集中轨道巷在东翼轨道巷开门后以105平掘集中轨道巷，两巷间距约30m。方案三：采用开拓兼准备及掘集中巷联合布置方式。区内布置2个生产系统，首先是在4号联络巷附近开门沿F8断层和沉缺区边界煤柱布置集轨、集皮，方位角为178，集中皮带巷布置在靠近工作面一侧，集中轨道巷布置在集中皮带巷外侧，两巷间距30m。同时，6号联络巷附近开门以方位角105施工集皮、集轨。集中皮带巷布置在靠近工作面一侧，集中轨道巷布置在集中皮带巷外侧，两巷间距30m。集中皮带巷在6号联络巷处开门后，掘进约40米后，预留采区煤仓12m高差，以方位角105平掘集中皮带巷，掘至采区边界线预留保护煤柱，集中轨道巷在东翼轨道巷开门后以105平掘集中轨道巷，掘至采区边界时构成两翼回采系统。 第二节 采区巷道布置根据本矿开采12下煤的条件和本矿井已形成的开拓巷道。充分考虑到运输、排水、通风等系统构成，根据盘区内断层分布情况，以技术可行、安全可靠、经济合理为前提，主导方案采区巷道布置如下：1.122采区集中轨道巷布置：122采区集中轨道巷施工方位角为178，在东翼轨道下山距上变坡196m位置开门，轨面标高约-743m。开门施工甩车场，后预留30m平巷双轨车场。平掘80m，以18上山掘进约60m，进入F122-1断层下盘，达到-727m层位标高后平掘300m，以12上山掘进82m，进入F7断层下盘，达到-695m层位标高，平掘90m，施工2号轨皮联络巷与122采区集中皮带巷贯通，构成系统。掘进期间有两个上山段施工，切距离较短，其余多为平巷，对提升运输较为有利。2、122采区集中皮带巷布置：鉴于施工122采区煤仓，前期在东翼皮带下山开门，掘40 m回风联络巷与东翼皮带下山预留12m净岩柱，后以方位角178平掘集中皮带巷，过东翼轨道下山后平掘约120 m，以14上山掘进72m，进入F122-1断层下盘，达到-727m层位标高后平掘300m，以12上山掘进82m，进入F7断层下盘，达到-695m层位标高。通过2号轨皮联络巷与122采区集中轨道巷构成系统。集中皮带巷布置在靠近工作面一侧，集中轨道巷布置在集中皮带巷外侧，两巷间距30m。集中皮带巷采取定坡施工，并且相对坡度较缓，有利于掘进和回采期间运输，两条集中巷间联络巷的布置，为设备检修提供便利。3、工作面切眼布置：依据区内F7、F8、F9三条断层的产状，待工作面两顺槽掘至距断层预留足够保护煤柱后，调向掘切眼。其中首采工作面切眼布置在F7和F9断层分布区域三角块段内，沿F9断层走向方位布置，随着回采工作面推进，柱梁等设备逐步上齐。其余工作面切眼大多也沿断层走向方位布置，如回采面地质构简单，设备到位后，可一次性回采推进。4、采区水仓布置：考虑到双下山开拓斜巷长度约790m，上下变坡位置高差约165m，工程量大、工期长等因素，并结合区内工作面布置方式，采区水仓建在122采区两条集中巷标高相对较低位置，靠近东翼双下山布置。其一考虑为采区排水服务，其二考虑在-860水平排水系统形成前负责接力完成排水任务。水仓蓄水量按照区内4h最大涌水量设计，并留有1.3倍的仓容系数，能够满足需要。水仓通过联络巷与东翼双下山沟通连接，设备检修及排水管路敷设较为方便。第三节 采区巷道支护1、采区集中轨道巷、集中皮带巷和联络巷采用直墙半圆拱形断面，锚网喷支护方式，规格为：净高净宽2800mm2800mm，其中 30m平巷车场段规格为：净高净宽2900mm3400mm，采用202000mm左旋螺纹钢锚杆、9003300mm钢筋网，锚杆间排距700mm700mm,喷射混凝土强度等级C20，喷厚100mm。 2、工作面皮带巷为矩形断面，采用锚网支护方式，巷道断面规格为：净高净宽2200mm2600mm，顶板采用双层网（塑料网、钢筋网）配合202000mm左旋螺纹钢锚杆支护，帮部采用塑料网配合162000mm圆钢锚杆支护，锚杆间排距700mm700mm。3、工作面材料道为矩形断面，采用锚网支护方式，规格为：净高净宽2200mm2500mm，顶板采用双层网（塑料网、钢筋网）配合202000mm左旋螺纹钢锚杆支护，帮部采用塑料网配合162000mm圆钢锚杆支护，锚杆间排距700mm700mm。4、皮带机头硐室长度约24m，为直墙半圆拱形断面，采用锚网喷支护方式，规格为：净高净宽3200mm3400mm，锚杆均采用202000mm左旋螺纹钢，锚杆间排距700mm700mm, 喷射混凝土强度等级C20，喷厚100mm。 5、工作面切眼规格为：净高净宽1200mm3200mm，采用单体液压支柱配合铰接顶梁进行支护。6、采区水仓为直墙半圆拱形断面，规格为：净高净宽3000mm3500mm，先期掘进采用锚网喷支护，初喷50mm封闭围岩、充填裂隙、加强支护，后期采用C30混凝土浇灌，厚度300mm。7、122采区煤仓：净高12m，直径4m，设计存储煤量约150吨。前期反井施工，扩孔1.2m，后期从上到下逐步刷大到设计断面，采用锚网支护，喷射C20混凝土厚度200mm。煤仓下口安装K3点振给煤机。第四节 采掘比例关系1. 为保证首采工作面的尽快具备生产条件，根据首采面两顺槽及其联络巷施工进展情况，逐步将队伍转入回采巷道的施工，形成两条回采巷道同时施工的局面。待首采面布置完毕后，为了保证工作面正常掘进 ，设计采掘面比例为1:2，即一个回采工作面生产，两个掘进队伍分别施工下一个工作面两顺槽。2.附表5：掘进设备配置表； 掘进设备配置表 表5序号名称型号序号名称型号1耙斗式装岩机P30B（17660V）8污水泵7.5KW18.5KW2喷浆机CP-5A9局扇GDK-1523风动凿岩机765510煤电钻MZ12C4风动锚杆机MQT100C111刮板输送机SGB620/40T5发爆器FD200D12胶带输送机DSJ80402406调度绞车JD型13胶带输送机SDJ1507风镐G10第五节 采区工作面划分及首采面的确定采区内工作面按照单面布置，以区内断层走向确定工作面两顺槽掘进方位角，按照区内断层切割块段大小，确定工作面宽度。区内从南向北，共布置5个回采工作面。鉴于采区南侧F7、F9和北徐楼断层产状的不确定性，需边探边掘，同时考虑到采掘生产正常接续问题，首采工作面确定为12202工作面。该工作面在预留足够安全保护煤柱的前提下，根据断层的分布情况，按照最大采出量布置为不规则多边形，工作面倾斜长度为130m，走向长度约570m。综合考虑盘区内煤层及F7、F122-2断层总体走向，决定顺槽按方位角66施工，沿F7断层北侧布置皮带巷，沿F122-2断层南侧布置材料道。在F7、F9断层三角块段内布置工作面切眼。工作面停采线位置与集中皮带巷之间留设20m保护煤柱。第四章 采煤方法第一节 采煤方法的选取一、12下煤层开采采煤工艺选择应遵循的原则1煤炭资源损失少，采取回采率高；2与12下煤层赋存条件、矿井生产能力相适应 ；3安全及劳动条件好；4安全及劳动条件好能实现工作面高产高效；5材料消耗少，生产成本低；6便于生产管理；二、采煤方法选择1、高档普通机械化采煤：简称高档普采，即采用滚筒式采煤机、刮板输送机、单体液压支柱、金属顶梁及其他附属设备等进行配套生产，实现采煤工艺过程部分机械化。优缺点及适用条件：其优缺点介于综合机械化采煤和爆破落煤采煤之间，适用于煤层赋存较稳定的中型矿井，也可作为大型矿井的辅助采煤方式。单一长壁普采技术特征：工作面采高0.63.2m，工作面长度薄煤层不宜小于120m，中厚煤层不宜小于140m，年推进度不小于700m。工作面采用煤机，煤炭运输方式同综采。工作面采用单体液压支柱和金属顶梁进行支护，也可以采用悬（滑）移支架支护，一般排距0.81.2m，柱距0.60.8m。支架的布置：顶板特别完整，采用戴帽点柱；顶板完整，压力不大，采用顶梁长与截深相等的齐梁直线柱布置；顶压大时，可用一梁二柱布置，一般用无密集放顶，垮落方法管理顶板。2、爆破落煤采煤：简称炮采，即利用打眼放炮落煤，人工装煤、刮板输送机或溜槽运煤，并用金属支柱或木支柱进行支护，实现采煤工艺过程部分机械化。优缺点及适用条件：对地质条件适应性强，设备简单，投资少；但工艺落后，安全性差，产量和效率低。适用于地质条件较复杂或小型矿井，也可用作中型矿井的辅助采煤方式。单一长壁爆破落煤采煤技术特征：工作面采高0.62.5m，薄煤层工作面选用可弯曲刮板输送机或其他轻型输送机时工作面长度为80100m；中厚煤层工作面选用可弯曲刮板输送机时工作面长度为100150m，年推进度420540m。工作面采用爆破落煤、人工装煤，炮眼布置根据采高、煤层硬度来确定，常用的有单排、双排及三排眼。炮采一般每次进0.81.2m，采用每眼少放药，一次多放炮。支架的布置：顶板完整，压力不大，可用带帽金属点柱；采高较大，伪顶易冒落或顶板破碎时，采用金属支柱和顶梁支护；支架排距0.81.2m，柱距0.60.8m，齐梁直线布置，无密集放顶。3、根据现有勘探地质资料和部分揭露情况分析，并结合采区内煤层赋存稳定性、施工的简易程度和现有的生产接续条件等方面综合考虑，爆破落煤采煤优于高档普通机械化采煤，所以优先选用炮采。通过以上分析，根据东翼122采区的实际情况及优选原则，采用如下采煤方法及工艺：单一倾斜长壁后退式采煤法，爆破落煤、可弯曲刮板输送机、单体液压支柱、金属顶梁及其他附属设备等进行配套生产，顶板管理方式为全部垮落法。备注：根据实际揭露情况，如区内12下煤层赋存较稳定，并且断层少，煤层厚度等符合上高档普采条件，从提高生产机械化水平和生产效率的角度出发，选择高档普采，具体视现场情况再确定。第二节 开采顺序根据集中皮带巷、集中轨道巷布置方式，选择先对集中皮带巷以东的12下煤层进行开采 ，以西部分沉缺区范围内暂不作考虑。前期，掘采区内两条集中巷，完善各辅助配套工程，构成系统后，按照12202工作面12201工作面12203工作面12204工作面12205工作面顺序布置回采工作面。第三节 回采工艺一、落煤方式人工打眼，爆破落煤。区内12下煤平均厚度为1.14m，因此确定采高为1.14m，工作面选用长度1m的铰接顶梁，循环进尺定为1m。二、工作面装煤及运输工作面爆破落煤后，人工将煤装入工作面刮板输送机中，经皮带巷铺设的顺槽转载机到皮带运输机上，由其将煤运至集中皮带巷。工作面及皮带巷各铺设一部SGW-40T、电机功率240KW的可弯曲刮板输送机，工作面皮带巷铺设的皮带运输机为DSJ-80/240，带宽为800mm.。工作面材料道安设一部JD-11.4KW调度绞车运送工作面所需物料。三、工作面支护1合理支护强度的计算 采用经验公式计算：t 89.81hr =89.811.142.5=223.67（kNm2）式中：Pt工作面合理支护强度（KN/m2） h采高（m） r顶板岩石容重（t/m3 ），一般可取2.5。2支柱实际支撑能力计算Rt = kgkzkbkhkaR =0.990.950.91.01.0（309.81） =249.1（kN） 式中：Rt支柱实际支撑能力（KN/根）。 Kg工作系数取0.99 Kz增阻系数取0.95 Kb不均匀系数取0.9 Kh采高系数取1.0 Ka倾角系数取1.0 R支柱额定工作阻力，KN3工作面合理的支护密度计算： R= 234.65/236.7 = 0.9845 （根m）根据合理的支护密度及顶板完整情况，确定排距为 1.0 m、柱距为 0.7 m。4、 选择合理的控顶距:根据工作面的支护强度和支护密度，单体液压支柱排距为1.0 m，最多支护4排单体。控顶距为34峒（见四回一），最大控顶距为4.2m，最小控顶距为3.2m。采用DZ12-30/100DZ25-30/100型单体液压支柱，HDJB1000型金属铰接顶梁支护，循环进尺定为1m。放顶步距1.0m。第四节 劳动组织及工作制度 1、作业方式122采区回采工作面选用炮采工艺，采用“三八”制作业制度，每班作业8小时，一个圆班由两个生产班和一个检修班组成。每天检修时间应保持8个小时以上。工艺过程：打眼装药放炮（并依次装填每组预留的间隔炮眼）攉人行道内的落煤挂梁（铺竹笆、支临时支柱）挂梁（铺竹笆、支临时支柱）攉开帮煤（支设贴帮柱）移溜支柱回柱放顶清理浮煤、码放备用柱梁和物料。2、劳动定员错误！未找到引用源。工区各岗位人员配备根据生产管理需要，工区需配备管理干部6人，其中区长、技术员、常务副区长（书记）各一人，生产班跟班副区长2人，机电副区长1人；文书1人；材料管理员1人；班长6人；采煤工32人，打眼、放炮工10人；溜子司机6人；泵站工3人；铁管员7人；机工6人；大班整修工8人；下料工5人；其它机动人员5人，工区全员98人。错误！未找到引用源。劳动组织122采区回采工作面每班由一名跟班副区长和两名带班班长负责组织生产，配有放炮员、机电维修工、溜子司机、支柱管理工、泵站工等相关工种的操作人员若干名，每个圆班出勤共计88人。附表6：回采工作面劳动组织表 回采工作面劳动组织表 表6工 种出 勤 人 数早班夜班中班合计班 长2248采煤工161632打眼放炮工5510溜子司机2226泵站工1113铁管员2237电工1146下料工55大班整修工88跟班区长1113合计30302888在册人数98第五章 采区运输及提升设备第一节 概述一、东翼主运输根据现有地质资料，本采区主采12下层煤，平均厚度1.14m，以炮采为主。122采区工作面生产时，原煤经两部刮板输送机运至皮带巷皮带机，经122集中皮带巷皮带机进入122采区中转煤仓，经给煤机进入东翼皮带下山皮带机，由皮带下山皮带机运至东翼皮带巷两部皮带机，然后进入井底煤仓，再经箕斗装载设备，装入箕斗，提到地面。原煤运输流程如下：炮采工作面 刮板输送机 皮带巷刮板转载机 胶带输送机采区集中皮带巷胶带输送机 122采区煤仓东翼皮带下山胶带输送机 东翼第二部入仓皮带输送机 东翼第一部入仓皮带 井底煤仓 地面根据采区布置情况，东翼皮带巷选用两部SDJ-150皮带机，东翼皮带下山选用一部SDJ-150皮带机，122采区集中皮带巷选用一部DSJ80/240型皮带机，三部皮带组成原煤主运输系统。东翼皮带巷第一部输送机运输距离600m，其中15上山229m，电机功率为150KW；第二部输送机（平巷）运输距离780m，电机功率150KW；东翼皮带下山输送机运输距离353m，电机功率150KW。以上三部输送机均为带宽1000mm，胶带采用PVG1000S型整芯阻燃胶带。122采区集中皮带巷皮带机，运输距离670m，带宽800mm，功率80KW，胶带采用PVC800S型整芯阻燃胶带。122采区中转煤仓安设一台GLD1200/4/S型带式给料机，功率2.2KW。二、井下辅助运输122采区回采期间，东翼轨道下山安装一部JD-2.5(40KW)型调度绞车牵引一吨标准矿车串车提升矸石或物料，提升斜长450米，坡度为12上山，一次提升矿车数为3辆。采区辅助运输斜巷（122采区集中轨道巷）为12上山，选用一部JD-2.5(40KW)型调度绞车牵引一吨箱式标准矿车串车提升矸石或提升掘进用物料，提升矿车数为3辆，提升距离450米。如到后期40KW容绳量不足可更换成55KW绞车。东轨下山2米绞车必须在-860水平车场形成之前安装调试完毕具备运行条件。1、运矸路线：掘进工作面的矸石，利用1t标准矿车，经采区轨道上山运至东翼轨道下山中转车场，再通过东翼轨道下山运至东翼轨道巷，沿东翼轨道巷运至井底车场，由副井提升至地面。2、材料、设备运输：井下所需要的材料和设备从副井运至井底车场，材料利用材料车，设备使用平板车经东翼轨道巷、东翼轨道下山运至各使用地点。3、东翼轨道大巷运输距离较长,选用6吨架线式电机车运输，根据其起动、发热、制动三个条件确定一列车最多可牵引十二辆矿车。第二节 采区主运输设备选型计算一、东翼皮带巷第一部皮带机基本参数:运输能力:Q=350t/h输送带长：L=238+229+33=500倾 角：10 215 3 = 0 带 速：V2 m/s带 宽：B1000mm原煤的堆积密度为900Kgm3输送带宽度由表知，倾角为15时，输送机的倾斜系数K0.91物料的最大堆积横断面积：由表知，动堆积角为20，槽角为30，带宽为1000mm时，物料堆积横断面积为0.10614m20.10614m20.0594m2，则带宽为1000mm的输送带能满足要求选用1000s输送带，输送带的单位长度qd15Kgm 牵引力及功率重段托辊旋转部分质量qg15Kgm(1.5m间距)空段托辊旋转部分质量qg7Kgm(2.5m间距)阻力系数重段为=0.04,空段为=0.035单位长度运送物料的质量: 用逐点计算法计算各点张力：S1=11760S7=15181.7S10=63001牵引力：所需电动机功率：N=54231.442/1000*0.85127.6KW15%余量取147KW选用275KW电机输送带强度验算：安全系数：则满足强度要求。二、东翼皮带巷第二部皮带机选型计算基本参数:运输能力:Q=350t/h输送带长：L=880米倾 角：10带 速：V2m/s带 宽：B1000mm原煤的堆积密度为900Kgm3输送带宽度查表知，倾角为2时，输送机的倾斜系数K1物料的最大堆积横断面积：查表知，动堆积角为20，槽角为30，带宽为1000mm时，物料堆积横断面积为0.10614m20.10614m20.054m2，则带宽为1000mm的输送带能满足要求选用800s输送带，输送带的单位长度qd17Kgm输送带的可用宽度b0.90.80.050.67m牵引力及功率重段托辊旋转部分质量qg14Kgm空段托辊旋转部分质量qg12Kgm单位长度运送物料的质量:各区段运行阻力，所受力主要是主要阻力和倾斜阻力:重段阻力系数=0.04，空段阻力系数=0.035重段运行阻力:空段运行阻力：用逐点计算法计算各点张力：则S19543.7N牵引力：功率：所需电动机功率：15的余量：117KW所选电动机功率为 275KW输送带强度验算：安全系数：则满足强度要求。三、东翼皮带下山皮带机选型计算基本参数:运输能力:Q=350t/h 输送带长：L=352米倾 角：112 带 速：V2m/s带 宽：B1000mm 原煤的堆积密度为900Kgm3输送带宽度查表知，倾角为12时，输送机的倾斜系数K0.93物料的最大堆积横断面积：查表知，动堆积角为20，槽角为30，带宽为1000mm时，物料堆积横断面积为0.06510m20.06510m20.05808m2，则带宽为800mm的输送带能满足要求选用1000s输送带，输送带的单位长度qd15Kgm牵引力及功率：重段托辊旋转部分质量qg22Kgm空段托辊旋转部分质量qg7Kgm单位长度运送物料的质量:各区段运行阻力，所受力主要是主要阻力和倾斜阻力:重段阻力系数=0.04，空段阻力系数=0.035重段运行阻力:空段运行阻力：用逐点计算法计算各点张力：则S112157N所需牵引力：所需电动机功率：所选电动机功率为 275KW输送带强度验算：安全系数：则满足强度要求。四、电控及保护设备以上三部皮带机均采用QJZ-400起动器进行控制，配KPJB-1型皮带机综合保护装置。皮带机的八大保护齐全有效，并具有速度控制、过速报警、制动、断带、跑偏、急停、烟雾、温度等连续监测报警保护装置，当火灾发生时能自动报警并自动灭火。上运皮带机必须设置逆止器和抱闸装置。第三节 东翼轨道下山提升设备一、 设计依据1、东翼轨道下山绞车提升运输4个掘进迎头矸石及物料，122采区两个掘进迎头，东翼集轨、集皮两个，均为岩石巷道，巷道断面分别为6m2、8 m2，每头月进度70米，生产系数为1.5，矿车容积1.1m3，矿车载重量1.8吨，自重0.6t2、工作制度：年工作日tr=330天，三班制，日工作th=14小时3、采用矿车组单钩串车平车场提升方式，只提矸石、物料，不提煤及人员。4、倾角12提升斜长L1 =450米；钢丝绳长470米 矿车阻力系数 =0.015 钢丝绳阻力系数 s=0.2二、需要牵引矿车数每月需排出的矸石：每小时排出的矸石：每次牵引矿车数：牵引矿车数2个足够运输需要。三、钢丝绳安全系数选用619-18.5钢丝绳，牵引3个车计算牵引力钢丝绳牵引矿车，沿倾斜轨道运行时所需的牵引力为：钢丝绳安全系数：四、电动机功率电动机功率：实际选用电动机功率为32.89（1.151.2）37.839