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1、各位老师上午好： 感谢您我毕业答辩的支持！,霍尔辛赫煤矿3#煤一采区设计说明书,概 述 一、采区设计的依据和原则： 1、采区设计的依据： 本采区设计是以霍尔辛赫煤矿提供的初步设计说明书、3#煤煤层底板等高线图（1：10000）、综合柱状图（1：200）、井上下对照图（1：5000）作为依据而进行设计的。 2、采区设计的原则： 依据地质资料知，本区煤层平均厚度为5.95米，采区较规整，厚度变化不大，因此本采区设计的主要原则是: (1)按综采低位放顶煤采区设计。 (2)遵循综放工作面开采特点，简化采区巷道布置，力求施工简单易行。 (3)采区准备巷见3#煤巷道布置图，均沿3#煤层底板布置，给开采后的
2、通风密闭工作创造条件。 (4)工作面采长及走向尽可能适应高产高效的要求。,二、采区设计的主要特点： 1、本采区巷道布置简单。 2、工作面巷道布置采用一进一回的布置形式，为高产高效创造了条件。 3、工作面顺槽与采区回风巷立交处采用立式风桥，便于通风管理及施工组织。 4、便于采区和工作面接替，有利于采空区侧巷道的施工。,第一章 矿井概况 11矿井基本概况,一、井田境界 井田南北约10.713.8km，东西约5.8km，面积71.39km2。北刘逆断层以南部分面积约为41.33km2。 二、储量 地质储量为55935万吨,矿井可采储量28875万t。 三、水文地质勘探类型划分 矿床为以裂隙充水的简单
3、充水矿床，即第二类第一型。由于构造等因素影响，使局部富水或沟通与强含水层的水力联系，将造成局部地段水文地质条件的复杂化。 四.矿井涌水量预计 正常情况下，开采3号煤层的正常涌水量应为109m3h，最大涌水量356m3/h。,五、煤层顶底板岩石工程地质特征 直接顶板为泥质岩，局部为粉砂岩及砂岩，厚0-11.68 m厚度稳定性差,结构松软,吸水易软化、强度较低。 老顶为砂岩，厚0.00-20.10m，不规则裂隙发育，见有方解石脉及泥质物充填现象。 煤层直接底板为泥质岩石，局部为粉砂岩、厚0-3.05 m，其下为砂岩，属软弱-坚硬型。 六、瓦斯、煤尘及煤的自燃 1.瓦斯 井田内钻孔采取3瓦斯煤样，3
4、号煤层甲烷含量平均值为7.17m1g.daf 。煤层甲烷成分平均值为71.18%，根据钻孔煤层瓦斯成分分析，3号煤层以甲烷带为主，其次为氮气甲烷带。2111孔附近为二氧化碳氮气带。 七、地温 井田内无测温孔，据高河井田测温资料：井田恒温带深度在40m左右，恒温带温度为13.5。最高地温为2113号孔550m处，为22.2，地温梯度为1.3/100m，属地温正常区。,12、开拓方式,一、开拓方式 井田属于全隐伏煤田，煤层埋藏较深，地表比较平坦，第四系地层厚度大，根据最新补勘资料，第四系地层中普遍发育两层流砂层，其中一层厚度达10m，故本井田适宜采用立井开拓。 鉴于本井田东南部边界处第四系地层厚度
5、较小，距铁路接轨站场较近，设计也对斜立井混合开拓方式的方案也进行了分析比较。 二、井筒位置方案比选 方案与方案比较，优点是主井工业场地位置有利于减少铁路、公路工程量,地面少占良田, 井上下煤流运输顺畅。缺点是初期井巷工程量较大，尤其是方案的主斜井施工难度大,在第四系松散含水地层中的施工长度达464m，在厚度10m的流砂层施工的长度为38.6m，有可能在地下水和砂层的影响下无法通过第四系地层，或施工费用昂贵、工期长，即使勉强通过井筒可能长期受到地压作用，维护费用高。该种地质条件下的斜井施工和维护处于研究阶段尚无突破性进展，所冒风险大。,方案则具有初期工程量省、回采煤量和准备煤量充足、接近井田储量
6、中心、煤炭运输线路顺畅(折返运输量少)、工业场地主要占用非耕地和少数非良田，购地容易，公路铁路工程量较小，工业场地压煤少，对村庄环境影响小，第四系地层厚度相对较小，立井过第四系和流砂层施工安全可靠等突出优点。故本设计推荐采用立井开拓的方案方案II。 三、井口数目和位置 设计工业场地位于井田内南鲍村东北的未耕种坡地，原始地形标高为926m939m。根据前述开拓方式论证，本设计采用立井开拓。在工业场地内部分别设置主井、副井、回风井三个立井井筒。 主井井筒平面位置位于中间，南距副井井筒35m，北距回风井井筒45m。副井东距主井95m，回风井西距主井35m。,13井底车场及硐室,一、井底车场形式 根据
7、井田赋存形态、开拓方式和大巷布置关系、地面生产系统布置、井下煤炭运输方式，尤其是矿井辅助运输采用防爆无轨胶轮车，本设计矿井井底车场采用卧式车场。,二、列车运行及调车方式 井下煤炭采用胶带运输方式。由于井下主要大巷和开采巷道均布置在煤层中，仅有少量岩石和半煤岩巷道，设计拟将掘进矸石用无轨胶轮车送至废巷进行充填，仅部分半煤岩需提升至地面。因此，本井底车场主要用于辅助运输，主要承担人员、少量矸石和半煤岩、材料、设备运输。 三、井底车场能力 由于本矿井矸石量少，矿井集中化程度高，人员、材料、设备运输量也比较少。故本井底车场主要为辅助运送材料和人员，能力远远大于运输需要，满足前后期能力需要，并保有很大的
8、富裕能力。故对井底车场能力不予验算。 四、井底车场主要巷道和硐室支护 井底车场所处围岩均在3号煤层底板的泥岩、细砂岩、粉砂岩互层段，岩石中硬，是本井比较好的岩层段。除井筒连接部分和主要硐室采用混凝土砌碹外，井底车场巷道尽可能采用锚喷支护。如个别地段遇构造破碎带或者较松软岩层，采用挂网锚喷。,第二章 采区基本开采条件 21 采区基本条件,一、工作面的能力、采高、长度 工作面设计能力 采用类比法确定工作面的生产能力为2.4Mt/a。一采区可划归综放的4个工作面的采出量为29822kt。 工作面走向长度 对于综放工作面，为了延长工作面寿命，减少搬家次数，应尽量加大工作面的推进长度，加大推进长度有利于
9、高产高效综放工作面的能力发挥和降低成本。国内其它矿区的高产综放工作面一般都在1000m以上。而美国的高产面的推进长度大约在2400m左右。理想的推进长度应该是达到2000m以上。根据对周边矿井实地考察得到的情况，一般回采巷道维护2.5a比较合适（再长了费用聚增或无法维护）。因此，工作面的推进长度应该在1000-2900m，在采区布置上要尽量考虑回采面能够推进长一些。初采的工作面的走向长度为1740m。, 工作面割煤高度与放煤高度 综合考虑，将工作面采煤机割煤高度定为2.6m。煤层开采厚度为5.8m，则放顶煤高度为3.2m，采放比为1：1.23。 采煤机截深与放煤步距 考虑放煤步距最佳的要求，将
10、采煤机截深定为0.8m。根据国内综放工作面生产经验，当采煤机截深为0.8m时，为提高资源回收率并降低混矸率，宜采用1刀1放循环作业方式，则放煤步距为0.8m。,第三章 采区巷道布置 31 采区巷道布置方案,一、方案叙述： 考虑到该采区倾向较长，储量丰富，地质构造复杂，参考邻近矿有陷落柱，为使采区的生产准备灵活多变，并兼顾采区的通风、瓦斯问题处理，以及防止煤层自燃发火，且该区为300万吨的投产采区，因而在采区的巷道布置上必须具备生产系统灵活可靠，对开采设备适应，在技术上可行，经济上合理的条件，为此我们在采区的巷道布置上考虑了两种方案。 方案一、采区巷道沿采区倾向布置，工作面采用走向开采，准备巷垂
11、直于大巷布置，分别布置采区辅运巷、道、皮带巷该方案的优缺点如下：,优点：1、工作面走向较长，适应高产高效的要求； 2、采区准备巷位置合理，系统灵活可靠； 3、有利于采区和工作面的衔接，有利于采空区侧巷道的施工和维护； 4、与方案二相比，工作面拆除、安装搬家次数较少。 缺点：采区采出煤量少。 方案二、采区巷道沿采区走向方向布置，工作面开采方式为倾斜长壁式。该方案的优缺点如下： 优点：1、采区采出煤量较多； 2、工作面布置受陷落柱、大巷保护煤柱的影响较小。 缺点：1、工作面推进长度较小，不利于工作面的高产高效； 2、不利于采区和工作面的衔接，不利于采空区侧巷道的施工和维护； 3、采区运输距离较长；
12、 4、与方案一相比，工作面拆除、安装搬家次数较多。,二、方案确定： 通过比较，以上两种方案，各有利弊，但总体上讲，虽然方案一岩巷进尺较多，但考虑到方案一具有巷道布置简单，工作面走向较长，能够满足高产高效的要求，有利于采区和工作面的衔接，有利于采空区侧巷道的施工和维护，经矿有关领导研究后，我们确定方案一为该采区的布置方案。,32采区生产系统,一、非“三下”开采的系统 工作面的煤直接搭上大巷胶带运输机，辅助系统仍用水平辅运大巷。总回风巷为工作面回风流汇入点。 生产系统如下： （1）运煤系统 工作面镏子皮带运输巷主运输大巷井底中央煤仓主井 （2）运料系统 副井井底车场辅助运输大巷工作面辅助运输巷工作
13、面 （3）排矸系统 工作面工作面辅助运输巷运输大巷井底车场副井 （4） 通风系统 新鲜风流副井（主井）井底车场运输大巷（辅助运输大巷）工作面辅助运输巷工作面,二、“三下”开采的系统、 “三下”开采面投产位置在大巷以东，需要用集中运输和回风巷道将其连接起来。集中巷做3条，分别为S2E回风巷、S2E运输巷、S2E辅助运输巷，巷道断面特征与水平大巷相同。采煤工作面经过此3条集中巷构成开拓开采系统。运输和通风方式与前述面基本一样，只是多了条转运集中胶带运输巷。,第四章 采煤工作面采煤工艺及劳动组织 41 采煤工作面采煤工艺,一、无村庄压煤区域的开采方法 1、采煤方法 根据国内外厚煤层开采技术发展现状，
14、结合本矿，3号煤层赋存条件及国内外厚煤层开采技术水平，可供选择的采煤方法主要有：大采高综采和放顶煤一次采全高。设计经过比较确定采用综放开采工艺，这是因为： 本井不适合用大采高采法。 大采高综采方法是国外高产工作面采用的主要方法，在我国由于受到设备制造能力的限制而没有得到发展。大采高综采可以实现高产高效，但由于大采高综采在国内应用较少，技术相对不是很成熟。大柳塔及补连塔等神东矿区矿井为国内目前应用大采高综采较好的矿井，但其几乎都是全套引进设备，采高4m，产量8.5Mt/a。首采采区中部煤层厚度一般平均在5.6m以上，而目前国内大采高综采最大采高为5.0m，大部分采高小,于4.5m；另外采区煤层煤
15、质脆，且埋藏深地压大，因此采用大采高综采不仅存在工作面管理经验不足、设备初期投资大、设计上存在丢煤等问题，而且工作面存在顶板难控制和煤壁片帮等问题。可见大采高综采在现阶段情况下仍不是3号煤层合理的采煤方法。 综采放顶煤适合本井煤层特点，更易实现高产高效。 综采放顶煤采煤方法同我国过去传统的分层综采采煤方法相比较，不失为符合我国国情的一种好的采煤方法。综放开采目前已成中国厚煤层开采的首选采煤方法，已遍及中国厚煤层矿区，成为厚煤层矿区实现高效集约化生产的重要途径。这是因为，综采放顶煤较大采高综采有以下的优点： 对厚度变化大及地质构造复杂的煤层适应性强。 利用地压落煤，电能消耗少。 采高较小，煤壁稳
16、定性较好 本矿井煤层底板有厚度在01m左右的泥岩，大采高综采工作面液压支架重，支架底部受力集中，因此大吨位的支架易造成支架扎底。 综采放顶煤初期投入小。,二、“三下”采煤方法 1、开采沉陷预计 依据计算结果绘制了下沉等值线图。由计算结果和等值线图可知，设计综放正常开采工作面开采后的地面最大沉降为4.1m，除对东上村北部房屋有一定破坏影响外（S2W03工作面已进入村庄煤柱范围开采），其余村庄均未受到开采影响，开采后的移动与变形最大值见表4-1-3。 表4-1-3 柱外开采最大移动与变形值表,2、村庄下压煤开采设计 针对设计采区的地质、采矿条件，综合分析村庄煤柱的开采条件，本采区村庄煤柱决定以条带
17、开采为主的采煤方法。,42工作面劳动组织,一、作业方式 采用“三、八”制作业方式，早班检修，中晚班生产。 正规循环作业图如,二、劳动组织方式 劳动组织为追击作业，随机组割煤后，各专业工种及时完成各项任务。劳动组织图表如表所示：,第五章 采区通风与安全,51采区通风方式及系统 一、通风方式和通风系统的选择 根据矿井初期为低瓦斯矿井，矿井没有地温热害显现；一采区由副井进风，建立回风井。开采首分区时采用中央并列式通风方式。矿井工业场地内设置一个立式专用回风井，井筒直径5.0m，井筒内装备梯子间，兼作矿井的一个安全出口。 矿井通风方法为机械抽出式通风。 矿井通风网络为：副井入风，辅运大巷或胶带大巷进风
18、，经由分区中部车场到工作面运输巷，再到工作面，工作面乏风由回风巷到回风大巷，经总回风巷，最后由回风立井排至地面。参见立体通风示意图。 工业广场内有主井、副井和回风立井。其中副井为入风井，风井为回风井。,二、采区风量分配,表521 采区各工作面的配风量表,三、通风设施及措施 矿井通风设施有主扇风机房、主要通风机、风道及闸门、局部通风机、风筒、自动风门、调节风门、风桥等通风设施和构筑物。 由于本设计采用专门回风立井，主井为微量进风井或者称不进不回井。故矿井地面和井下的漏风率不大。为了保证矿井通风效率，采取如下降低风阻和防止漏风措施以及通风安全措施： （1）根据煤矿安全规程规定，矿井主要通风机具有反
19、风功能，能够保证在井底车场等主要进风井巷发生火灾时，在10分钟内实现全矿井反风； （2）在采区内部设置局部反风设施，保证在工作面进风巷道发生火灾时实现反风，避免烟尘进入工作面危及工人安全； （3）提高进回风巷道之间的风门、调节风门、密闭和风桥的施工质量，加强日常管理； （4）井底煤仓和主井卸载煤仓不能放空，以减少漏风； （5）在采区车场与回风顺槽连接处需要通过机车，应设置双向风门； （6）巷道内不堆放杂物，减少不必要的设备摆放，以减少局部风阻；,（7）提高巷道施工质量； （8）设置漏风和风量监控系统。 （9）降低摩擦阻力风阻的措施 井巷通风阻力是引起风压消耗的根源，因此减少阻力就能消耗较小的风压而通过较多的风量，使通风变得容易，改善矿井通风状,况。,第六章 安全技术措施,1、防瓦斯爆炸措施 2、防煤尘爆炸措施。 3、防矿井突水措施 4、防矿井火灾措施 5、其它,