礦井采區(qū)設(shè)計(jì)說明書

礦井采區(qū)設(shè)計(jì)說明書前言一、概述1、項(xiàng)目名稱、所在位置及隸屬關(guān)系代付無候煤礦隸屬于代付，位于銅川市沁水縣鄭村鎮(zhèn)侯村，距銅川市45公里，屬沁水煤田，距陽端公路1.5公里，礦井建有年發(fā)運(yùn)能力達(dá)90萬2002年改制，隸屬代付，礦井現(xiàn)核定生產(chǎn)能力1.2Mt/a，開采3號煤層。2、建設(shè)單位概況DirectPowerInternationalLtd沁水縣國有資產(chǎn)經(jīng)營公司、銅川中嘉煤炭實(shí)業(yè)有限公司等三家單位共同出資組建而成的中外合資企業(yè)，地處聞名于世的沁水煤田腹地，主要從事煤炭開采、銷售、洗選加工、鐵路運(yùn)輸?shù)葮I(yè)務(wù)。公司的主要產(chǎn)品為國內(nèi)外久負(fù)盛名的“蘭花”炭，是化工工業(yè)的基礎(chǔ)性原材料，具有低灰、低硫、發(fā)熱量高、機(jī)械強(qiáng)度大、含炭量高、可選擇性好等特點(diǎn)，倍受國內(nèi)外化工、電力、冶金、建筑等行業(yè)用戶的青睞，具有很強(qiáng)的產(chǎn)品特色和資源優(yōu)勢。821個煤炭集運(yùn)站和1個焦化廠，均地處全國最大的煤田――沁水煤田腹地，資源優(yōu)勢突出，主要產(chǎn)品為優(yōu)質(zhì)無煙煤和優(yōu)質(zhì)型焦。代付創(chuàng)建以來，致力于打造具有國際競爭力的大型現(xiàn)代化企業(yè)集團(tuán)，堅(jiān)持以做大、做強(qiáng)煤炭產(chǎn)業(yè)為主線，走生產(chǎn)經(jīng)營和資本經(jīng)營相結(jié)合的道路，不斷實(shí)踐著鑄能源基地建百年代付集團(tuán)還成立了代付投資有限公司，組建了天和化工有限公司，并參股陜西蘭花煤炭實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司、陜西天澤煤化工集團(tuán)股份有限公司和銅川市商業(yè)銀行，初步形成煤、焦、電、氣、化、金融共同發(fā)展的新格局。13、項(xiàng)目前期工作與核準(zhǔn)過程代付無候煤礦始建于1990年，1995年投產(chǎn)?，F(xiàn)采用斜井開拓方式。根據(jù)陜西省煤礦企業(yè)兼并重組整合工作領(lǐng)導(dǎo)組辦公室文件晉煤重組辦發(fā)[2009]38號”《關(guān)于銅川市沁水縣煤礦企業(yè)兼并重組整合方案（部分）的批有限公司和陜西沁水半峪煤業(yè)有限公司四礦被劃為十三號整合區(qū)，兼并重組整合后的煤礦企業(yè)名稱為代付無候煤礦，2012年7月20C1400002009121220049496315號煤層，井田面積為2，證載能力1.2Mt/a。2010年3月銅川市煤田地質(zhì)勘探隊(duì)為礦井編制了《代付無候煤礦生產(chǎn)20101016號“關(guān)于代付無候煤礦生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告的批復(fù)”予以批復(fù)；2009年該礦委托煤炭科學(xué)研究總院沈陽研究院編制了《代付無候120/年礦井瓦斯抽放工程初步2010年陜西省煤炭工業(yè)廳以晉煤瓦發(fā)【2010782號文予以批復(fù)。按省煤炭工業(yè)廳晉煤行發(fā)【200981號文件規(guī)定，受代付無候煤礦委托，2009年11產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場核查、能力計(jì)算，并編制完成了《代付無候煤礦生產(chǎn)能力核定報(bào)告書》，2010年2月，陜西省煤炭工業(yè)廳以晉煤行發(fā)〔2010115號文《關(guān)于代付能源有限公司永安煤礦等八座煤礦核定生產(chǎn)能力的批復(fù)》”文件進(jìn)行了批復(fù)，批復(fù)后的核定結(jié)果為礦井生產(chǎn)能力1.2Mt/a。本礦現(xiàn)開采井田四、五采區(qū)，采用綜采放頂煤開采工藝，從目前開采情況來看，由于本礦3號煤層含夾矸～4層，屬簡單～復(fù)雜煤層，采用綜采放頂煤開采工藝，存在回收率低，含矸率高等缺點(diǎn)，而本礦3號煤屬優(yōu)質(zhì)無煙煤，屬稀缺煤種，目前的開采工藝嚴(yán)重影響了3號煤的產(chǎn)品質(zhì)量，2另外，近兩年煤炭市場整體疲軟，因此，為提高礦井整體經(jīng)濟(jì)效益，適應(yīng)煤炭市場的變化，無候煤礦特委托我公司就礦井下一步的主采九采區(qū)編制《代付無候煤礦3二、主要編制依據(jù)1、代付無候煤礦委托我公司編制《代付永無候煤礦九采區(qū)開采設(shè)計(jì)》的“委托書”2、陜西省煤礦企業(yè)兼并重組整合工作領(lǐng)導(dǎo)組辦公室文件晉煤重組辦發(fā)[2009]38號《關(guān)于銅川市沁水縣煤礦企業(yè)兼并重組整合方案（部分）的批32010年3地質(zhì)報(bào)告》及批復(fù)文件。4、采礦許可證、安全生產(chǎn)許可證、營業(yè)執(zhí)照、礦長資格證。5、煤塵爆炸及煤層自燃傾向性檢測報(bào)告。6、陜西省煤炭工業(yè)廳文件晉煤瓦發(fā)〔682〕號《關(guān)于代付無候煤礦37120萬噸/年礦井瓦斯抽放工程初步設(shè)計(jì)》及批復(fù)。8、陜西煤炭工業(yè)廳晉煤行發(fā)〔2010115號文《關(guān)于代付能源有限公9、銅川市煤炭工業(yè)局文件晉市煤局安字〔2008822號文銅川市煤炭工業(yè)局關(guān)于代付無候煤礦通風(fēng)系統(tǒng)改造方案設(shè)計(jì)的批復(fù)。102008134號關(guān)于沁河無候三號回風(fēng)立井改建項(xiàng)目安全專篇的批復(fù)。、銅川市煤炭工業(yè)局文件晉市煤局安字〔2009614號文銅川市煤3炭工業(yè)局關(guān)于對代付無候煤礦通風(fēng)系統(tǒng)改造工程開工建設(shè)的批復(fù)”。122008308號關(guān)于《無候煤礦穿越寺河礦東膠東軌大巷方案》的實(shí)施意見”。13、代付無候煤礦的基礎(chǔ)資料；14業(yè)的技術(shù)政策等；三、設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想在貫徹執(zhí)行國家和陜西省政府有關(guān)能源開發(fā)的方針、政策及煤炭工業(yè)為手段，以安全生產(chǎn)為原則，以經(jīng)濟(jì)效益為中心。在充分考慮現(xiàn)有開拓系統(tǒng)、提高3號煤層回采率和煤質(zhì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步合理優(yōu)化九采區(qū)準(zhǔn)備巷道和回采工作面巷道布置，從生產(chǎn)系統(tǒng)上為礦井安全生產(chǎn)創(chuàng)造條件，通過合理的開拓開采設(shè)計(jì)，最終將九采區(qū)建成工程量少、投資省、工期短、見效快的高產(chǎn)高效采區(qū)。四、設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)：本次3號煤開采設(shè)計(jì)是在充分利用礦井已有設(shè)施和設(shè)備的條件下通過優(yōu)化采區(qū)巷道布置，選用合理的回采、運(yùn)輸、支護(hù)等關(guān)鍵設(shè)備，達(dá)到保證采區(qū)生產(chǎn)能力，完善安全設(shè)施之目標(biāo)，設(shè)計(jì)有以下特點(diǎn)：1、充分利用了現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)和設(shè)施，節(jié)省了大量的工程量及投資，縮短了建設(shè)工期。2、采用分層綜采采煤方法，該工藝具有機(jī)械化程度高、安全可靠、管理方便等優(yōu)點(diǎn)。3、采區(qū)移交生產(chǎn)時(shí)布置一個分層綜采工作面和兩個掘進(jìn)工作面來保證4采區(qū)采掘的正常接替。五、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力：1200kt/a。2、3號煤層九采區(qū)服務(wù)年限：6.0a。3、采區(qū)移交生產(chǎn)時(shí)以一個分層綜采工作面保證設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。4、回采工效：14.2t/工5、設(shè)計(jì)采區(qū)建設(shè)工期：18個月6、項(xiàng)目建設(shè)總投資：16270.95萬元。六、存在的主要問題及建議以防瓦斯積聚，井下風(fēng)量應(yīng)嚴(yán)格按風(fēng)量計(jì)算細(xì)則進(jìn)行計(jì)算，確保井下各用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量分配合理，防止角聯(lián)、短路等原因造成其它地點(diǎn)欠風(fēng)的通風(fēng)事故。2、在掘進(jìn)采區(qū)聯(lián)絡(luò)巷時(shí)，需對現(xiàn)有巷道的密閉啟封，本礦又屬高瓦斯礦井，因此，應(yīng)制定詳細(xì)的修建密閉以及密閉啟封的安全措施，要注意防范施工過程中瓦斯積聚問題。5第一章采區(qū)概況及地質(zhì)特征一、采區(qū)位置及范圍代付侯村煤礦井田范圍由南、北兩部分組成，北部井田范圍由4個坐標(biāo)拐點(diǎn)連線圈定，南部井田范圍由21個坐標(biāo)拐點(diǎn)連線圈定，礦井目前在南區(qū)進(jìn)行開采，北區(qū)即為本次設(shè)計(jì)的九采區(qū)。九采區(qū)位于井田北部，采區(qū)西部、北部為陜西晉煤集團(tuán)沁秀煤業(yè)有限公司岳城煤礦，南部和東部為陜西晉煤集團(tuán)寺河煤礦，四鄰關(guān)系詳見圖1.1-1。九采區(qū)形狀基本呈矩形，東西最長1.145km，南北最寬1.493km，總面積1.706916km2。采區(qū)由下列4個坐標(biāo)點(diǎn)連線圈定。詳見表1.1-1。表1.1-1九采區(qū)境界坐標(biāo)表北京54坐標(biāo)系（6°帶）西安80坐標(biāo)系（6°帶）西安80坐標(biāo)系（3°帶）13941679.0019642093.003941629.56819642024.5273941444.09238370143.60523941094.0019643052.003941044.56719642983.533394083029233939835.0019642420.003939785.56019642351.532393959328043940314.0019641339.003940264.56019641270.5263940103.00738369348.911二、采區(qū)現(xiàn)狀九采區(qū)位于無候煤礦北部，尚未開采。三、采區(qū)地表情況及井上下關(guān)系對照采區(qū)地貌屬侵蝕山地，以低山丘陵為主。地形呈南北低、中間高，最818.45m632.41m，相對高差為。四、采區(qū)勘探現(xiàn)狀62010年3月銅川市煤田地質(zhì)勘探隊(duì)為本礦編制了《代付無候煤礦生產(chǎn)研究編制而成，其成果詳實(shí)、可靠。五、采區(qū)地質(zhì)勘探程度綜合評價(jià)九采區(qū)3號煤無采掘工程控制，由于沒有足夠的鉆孔來控制其儲量級別，因此陜西晉煤集團(tuán)沁秀煤業(yè)有限公司岳城煤礦J4號見煤點(diǎn)及330鉆孔來控制其儲量級別，以J4號見煤點(diǎn)及330鉆孔外推，確定為控制的122b333壞區(qū)周邊3050m確定為推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333內(nèi)勘探程度基本滿足本次設(shè)計(jì)的需要。由于九采區(qū)塊段高級資源/儲量比例小，建議開采時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充勘探。一、采區(qū)地層采區(qū)內(nèi)大部分為黃土覆蓋，采區(qū)內(nèi)地層由老至新主要有：奧陶系中統(tǒng)OCC223系下統(tǒng)陜西組（PsP11組（PQQ2241、奧陶系中統(tǒng)峰峰組（Of）2埋藏于井田深部，為煤系地層的基底。主要由灰——深灰色中厚層石灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r組成，局部夾角礫狀灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r。頂部含較多的星散狀黃鐵礦；下部泥質(zhì)灰?guī)r中含脈狀及微薄層狀石膏。本組厚度一般為100m左右。2、石炭系中統(tǒng)本溪組（Cb）27巖性主要以淺灰色鋁質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖組成。厚度為8.08～23.32m，平均厚，與下伏奧陶系灰?guī)r呈平行不整合接觸。中上部夾17號煤層，不穩(wěn)定不可采。3、石炭系上統(tǒng)太原組（Ct）3連續(xù)沉積于下伏本溪組之上，為一套海陸交互相含煤建造，井田主要含煤地層之一，主要以泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、砂巖、煤層及石灰?guī)r組成。本組有5~6層海相石灰?guī)r及9層煤層組成。其中9號、15號煤層為井5號煤層厚0.72~0.87m5層灰?guī)r自下而上依次為K、2K、K、K345和K6石灰?guī)r，其中KK23和K5石灰?guī)r最為穩(wěn)定，K6石灰?guī)r缺失。該組底部以一層淺灰色中細(xì)粒砂巖（K）與本溪組分界。本組厚度150.77～，平均。4、二疊系下統(tǒng)陜西組（Ps）1為一套陸相碎屑巖含煤地層，井田主要含煤地層之一。與下伏太原組——中粒砂巖及煤層組成，以石英砂巖（K）與太原組分界，本組地層厚度727.90～平均。5、二疊系下統(tǒng)下石盒子組（Px）1連續(xù)沉積于下伏陜西組之上，為一套陸相碎屑沉積巖。厚34.73~72.86m，平均55.26m。頂部灰、灰紫、雜色的桃花泥巖”，中下部為中細(xì)粒砂巖和粉砂巖，間夾泥巖，含大量菱鐵礦鮞粒，底部為淺灰色K8中細(xì)砂巖，以石英為主。6、二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P）2本組亦屬陸相碎屑巖沉積地層，與下伏下石盒子組呈連續(xù)沉積，其上8部層段被剝蝕，在井田內(nèi)有大面積出露。黃綠色、灰綠色、綠灰色、紫紅色泥巖、粉砂巖間夾砂巖，具交錯層理，其次為緩波狀層理，底部為中細(xì)砂巖。本組地層殘留厚度。7、第四系中更新統(tǒng)（Q）2中更新統(tǒng)廣泛分布于井田各梁坡之上，巖性主要是砂、砂土組成。本統(tǒng)厚度0.00~8.95m，平均。8、全新統(tǒng)（Q）4分布在井田西部沁河、中部侯村河和南部湘峪河兩岸，巖性主要為卵石、礫石。二、含煤地層采區(qū)內(nèi)含煤地層主要為二疊系下統(tǒng)陜西組（Ps）和石炭系上統(tǒng)太原組1（Ct31、石炭系上統(tǒng)太原組（Ct）3本組厚度50.77122.64m，平均。本組屬半咸水、三角洲一碳酸鹽臺地沉積環(huán)境，共有5個較大沉積旋回，根據(jù)巖性、化石組合及區(qū)域?qū)Ρ?，自下而上分為三段。?）一段(C1)3K1砂巖底至K2灰?guī)r底，由泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖及煤層組成。15號15K1砂巖較發(fā)育，與底部本溪組分界，本段厚，平均。（2）二段(C2)3K2灰?guī)r底至K4灰?guī)r頂，巖性由石灰?guī)r、砂巖、泥巖、粉砂巖和～4層薄煤線組成。本段厚10.49~39.34m，平均。①K2灰?guī)r：厚1.06~12.70m，平均，石灰?guī)r。9②泥巖、粉砂巖：厚2.19~12.88m，平均厚，頂部為不穩(wěn)定的13號煤層，厚0.19~0.56m，平均，屬穩(wěn)定不可采煤層。中部為14號煤層，屬不穩(wěn)定不可采煤層。③K3灰?guī)r：厚1.60~4.92m，平均厚。④泥巖、粉砂巖：厚5.40~8.84m，平均，頂部為11號煤層（線）厚120.25~0.64m，平均。煤層穩(wěn)定不可采。⑤K4灰?guī)r：厚0.00~1.60m，平均0.94m。（3）三段(C3)：3K4灰?guī)r頂至K7砂巖底。由砂巖、粉砂巖、泥巖、煤及灰?guī)r組成，上部為5號煤層，中上部夾6、7、8號煤，下部為9號、10號煤。本段厚37.29~61.31m，平均。泥巖、粉砂巖、砂巖、砂質(zhì)泥巖：厚19.74~34.45m，平均厚，本層砂巖發(fā)育，煤層較多，中上部夾78910號煤，除9號煤層外其余均為不穩(wěn)定不可采。K5灰?guī)r：厚0.40~1.95m，平均，為灰色灰?guī)r。砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖和泥巖：厚17.15~24.91m，平均厚20.39，中部5號煤穩(wěn)定，厚0.72~0.80m，平均0.77m，為井田內(nèi)零星可采煤層。2、陜西組（P）1為一套陸相碎屑巖含煤沉積，厚27.90~67.25m，平均。巖性主要以泥巖、粉砂巖及煤層組成。3號煤層為井田穩(wěn)定可采煤層。（1）K7砂巖井田內(nèi)不發(fā)育，多為薄層粉細(xì)砂巖，厚0.00~7.96m，平均。（23號煤層104.85~7.24m沉積。（33號煤層頂K8砂巖底厚23.05~52.05m，平均，由泥巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖構(gòu)成。是三角洲平原分流河道、分流河灣、沼澤、瀉湖等沉積。三、采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造九采區(qū)北部有一大于10m的褶曲(B1背斜)，軸向?yàn)楸蔽魑?，向北西西方向傾伏，傾伏角6°，區(qū)內(nèi)延伸長度約為，兩翼對稱，地層傾角約2°，褶皺幅度約為，為寬緩褶皺。九采區(qū)西北邊界附近有一逆斷層，走向近南北，傾向西，傾角56°，3#煤層落差為。九采區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)陷落柱和大的地質(zhì)構(gòu)造。四、采區(qū)可采煤層賦存特征1、3號煤層K8砂巖23.01~52.05m均34.14mK7砂巖，下距9號煤層36.24~64.60m，平均。該礦現(xiàn)開采煤層，煤層厚度為4.85~7.24m，平均，為井田穩(wěn)定可采煤層。夾矸1~42、9號煤層賦存于太原組中部，上距3號煤層51.74m。煤層厚度1.21~2.44m，平均，為井田穩(wěn)定可采煤層。該煤層結(jié)構(gòu)簡單~復(fù)雜，夾矸0~4層。至今未開采。315號煤層11賦存于太原組底部，下距1砂巖，上距9號煤層。煤層厚度2.04~3.13m，平均，為井田穩(wěn)定可采煤層，煤層結(jié)構(gòu)簡單~較簡單，夾矸數(shù)0~3層。采區(qū)內(nèi)可采煤層特征見表1.2-1。表1.2-1可采煤層特征表含煤））煤層地編性性層號3采9巖采3采五、煤質(zhì)1、物理性質(zhì)及煤巖特征3構(gòu)，少量帶狀結(jié)構(gòu)，層狀及塊狀構(gòu)造。鏡煤條帶在2mm左右，呈強(qiáng)似金屬光澤。條痕為灰黑色，絲炭呈薄狀或透鏡狀，礦物夾層很少，常見貝殼狀與眼球狀斷口。比重中等、致密堅(jiān)硬，裂隙少。視密度為1.45m3/t。顯微煤巖組分：本井田3號煤層未做過顯微煤巖鑒定，從永紅煤礦與鄰區(qū)3號煤層顯微煤巖組分鑒定結(jié)果看，無結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體中均質(zhì)鏡質(zhì)體占主要地位，有部分結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體。鏡質(zhì)體各向異性十分明顯?；|(zhì)鏡質(zhì)體中常12散布有粘土顆粒、絲質(zhì)碎屑等。顯微煤巖類型為微鏡惰煤。礦物以粘土為主。充填于細(xì)胞腔內(nèi)，或呈粗粒、細(xì)粒分散狀態(tài)。有少量次生方解石填充于裂隙之中，個別黃鐵礦呈小結(jié)核狀和細(xì)晶狀。石英含量甚少，偶有出現(xiàn)?？傮w上礦物含量小于10%，多在5%~8%之間。分布呈分散狀態(tài)，以層狀、夾矸形式出現(xiàn)的不多。2、煤的化學(xué)性質(zhì)及工藝性能（1）化學(xué)性質(zhì)根據(jù)330、長20、武2、武4、武5鉆孔煤質(zhì)資料和陜西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心2009年3月29日對該礦3號煤層煤質(zhì)測試資料，其結(jié)果如下：水份（Mad:原煤0.40%~2.40%，平均1.24%；浮煤0.97%~3.73%；平均1.64%;灰分(Ad)：原煤8.25%~14.92%，平均；浮煤4.64%~8.30%，平均6.79%;揮發(fā)分(Vdaf):原煤5.75%~7.76%，平均6.72%；浮煤5.14%~6.20%，平均5.70%;全硫(St.d)原煤0.29%~0.38%,平均0.34%；浮煤0.33%~0.34%，平均0.33%；磷含量（0.004%~0.018%,平均；浮煤0.002%~0.006%，平均0.004%；發(fā)熱量（:原煤31.74~35.27平均34.17MJ/kg；浮煤34.12~34.69，平均34.41MJ/kg；固定碳（d80.91%~86.12%,平均83.52%；元素分析如下：13碳（92.92%~93.74%,平均93.33%；浮煤93.17%~93.96%，平均93.57%；氫（Hdaf2.74%~2.86%,平均2.80%；浮煤2.67%~2.69%，平均2.68%；氮（Ndaf0.97%~1.05%,平均1.01%；浮煤0.79%~0.83%，平均0.81%；氧（Odaf2.20%~2.79%,平均2.50%；浮煤2.21%~2.97%，平均2.59%；焦渣特征(CRC)2（2）工藝性能結(jié)合永紅煤礦3號煤層，敘述如下，供參考。①煤的熱穩(wěn)定性3號煤層Ts+6為74.12%，均屬高熱穩(wěn)定性煤層。②對CO2的反應(yīng)性經(jīng)取樣測定，當(dāng)試驗(yàn)溫度在9003號煤層CO2還原率為5.80%，950℃時(shí)為。③煤的可磨性據(jù)測定，HGI為32.5，屬難磨煤。④抗碎強(qiáng)度經(jīng)采用落下試驗(yàn)法測定，大于25mm煤塊占86.78%，屬高強(qiáng)度煤。⑤可選性評價(jià)根據(jù)1972年144隊(duì)在礦區(qū)附近施工的鉆孔采取的、15號煤樣測試資料，可選性評價(jià)如下：篩分結(jié)果：上分層大于50mm的塊煤占到67.32%50~1mm的煤占到1439.44%，1~0mm的粉煤僅占1.18%，灰分變化無規(guī)律。浮沉結(jié)果：上分層浮煤回收率為55.44%，灰分為8.66%，評為良等；中煤含量為41.93%，灰分為16.50%，屬很難選煤。下分層浮煤回收率為46.42%，灰分為7.53%，評為中等；中煤含量為45.57%，灰分為18.65%，屬很難選煤。（3）煤類根據(jù)煤層化驗(yàn)資料及鄰區(qū)煤層化驗(yàn)資料，按中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)（GB5751-2009）執(zhí)行，3號煤層為無煙煤二號(WY)。02（4）煤的風(fēng)化和氧化井田內(nèi)無煤層露頭，且煤層埋藏較深。從所采煤樣的化驗(yàn)結(jié)果看，主要煤質(zhì)指標(biāo)如水分、灰分、發(fā)熱量、碳?xì)浜康染鶡o異常，沒有風(fēng)化及氧化現(xiàn)象。（5）煤質(zhì)及工業(yè)用途3號煤層為特低硫、特低灰~低灰、特低揮發(fā)份、特低磷分、高強(qiáng)度、~特高固定碳、高熱穩(wěn)定性無煙煤二號。該礦生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)無煙煤主要作合成氨用煤，供應(yīng)本省與鄰近省區(qū)。部分作為電廠的鍋爐用煤及民用燃料。六、其它開采技術(shù)條件1、頂?shù)装鍡l件3號煤層偽頂為泥巖，厚度較薄，約0.1~0.24m，隨采隨落；直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚度17m左右。老頂為深灰色粉砂巖，厚約8m左右。底板為泥巖、細(xì)砂巖，厚約。3放能量，保持應(yīng)力平衡。直接頂板巖石硬度系數(shù)f為2~4;底板為2~3；煤層15硬度1~3。對井田3號煤層頂、底板巖石力學(xué)性質(zhì)樣進(jìn)行了采樣，并將巖石力學(xué)樣送至陜西煤田地質(zhì)研究所進(jìn)行巖石力學(xué)試驗(yàn)，如下敘述：頂板粉砂巖自然抗壓強(qiáng)度40.9MPa2剪4.44MPa拉3.72MPa2，底板砂質(zhì)泥巖自然抗壓強(qiáng)度20.8MPa2，抗剪4.39MPa。根據(jù)以上化驗(yàn)資料，3號煤層頂板屬堅(jiān)硬巖層，底板為中硬巖層。2、巖石工程地質(zhì)特征（1）巖層分類井田內(nèi)煤系地層，按巖性分類為碎屑巖、碎屑巖夾碳酸鹽巖。碎屑巖在垂向分帶上變化大，工程地質(zhì)條件復(fù)雜；碳酸鹽巖沉積穩(wěn)定，工程地質(zhì)條件簡單。①堅(jiān)硬的單層結(jié)構(gòu)巖組：為細(xì)、中粒砂巖、石灰?guī)r層構(gòu)成，一般強(qiáng)度較高，無塑性，做為直接頂、底板或老頂時(shí)視為穩(wěn)定區(qū)。②多層結(jié)構(gòu)的半堅(jiān)硬巖組：為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、煤層構(gòu)成，強(qiáng)度低，微具可塑性，做為直接頂、底板或老頂，可視為不穩(wěn)定區(qū)。③半松軟單層結(jié)構(gòu)類型：為泥巖、鋁質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖構(gòu)成，強(qiáng)度甚低，具有可塑性，做為直接頂、底板或老頂，可視為極不穩(wěn)定區(qū)。（2）構(gòu)造因素井田構(gòu)造屬于寬緩褶曲帶，未見20m以上的斷層，組成煤層頂、底板的巖性多為堅(jiān)硬—松軟巖層，遇水后具有離層軟化現(xiàn)象，不可能聚積有大量的變形能，可以認(rèn)為本區(qū)構(gòu)造應(yīng)力低，一般不會對巷道采區(qū)造成太大威脅，但在沿向斜、背斜的軸部轉(zhuǎn)折部位，會產(chǎn)生一定應(yīng)力場和應(yīng)力改變，形成相應(yīng)部位的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件的復(fù)雜化。（3）頂板管理16井田現(xiàn)開采3質(zhì)泥巖，厚17m左右，老頂為深灰色粉砂巖，厚8m左右，根據(jù)巖石工程地質(zhì)特征分類為不穩(wěn)定巖石，其頂板管理方法為全部垮落法。工作面老頂初次來壓步距30m左右，周期來壓步距為20m左右。3號煤層頂板粉砂巖自然抗壓強(qiáng)度40.9MPa/m2，抗剪4.44MPa，抗拉3.72MPa/cm2，底板砂質(zhì)泥巖自然抗壓強(qiáng)度20.8MPa2，抗剪4.39MPa。3、瓦斯、煤塵及煤的自燃（1）瓦斯根據(jù)陜西省煤炭工業(yè)廳文件晉煤瓦發(fā)〔682〕號《關(guān)于代付無候煤礦3涌出量為3/t，最大絕對瓦斯涌出量為3/min，屬高瓦斯礦井。（2）煤塵爆炸性據(jù)陜西煤礦設(shè)備安全技術(shù)檢測中心2013年8月（晉煤檢[2013]0502-MB-E0017）鑒定報(bào)告，依據(jù)AQ1045-2007《煤層爆炸性鑒定規(guī)范》，經(jīng)測試：3號煤層火焰長度為0mm，判定3#煤塵無爆炸。（3）煤的自燃據(jù)陜西煤礦設(shè)備安全技術(shù)檢測中心2013年8月（晉煤檢號煤層吸氧量1.24cm3/g，判定3#自燃傾向等級為Ⅲ級，類別為不易自燃煤層。4、地溫、地壓據(jù)區(qū)域和礦井調(diào)查，井下未發(fā)現(xiàn)地溫與地壓異常，據(jù)潘莊2號井田鉆孔測溫資料，3號煤層的地溫最高為25℃，15號煤層為28℃，屬正常區(qū)，恒溫帶深度75~85m，地溫梯度為℃。17一、采區(qū)地表水采區(qū)內(nèi)沒有河流，溝谷切割較深，但地表水系極不發(fā)育。泉水流量一般不大，且為大氣降水所控制。二、采區(qū)內(nèi)主要含水巖組采區(qū)內(nèi)可劃分為6個含水層段，由老至新分述如下：1、奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層在井田內(nèi)隱伏于煤系之下，埋藏深度一般約，最深達(dá)。鄰區(qū)102號孔揭露最大厚度總厚度400500m。含水部位主要在馬家溝組的中段，該礦1998年在工業(yè)廣場鑿井一眼，取奧灰?guī)r溶水，水位標(biāo)高，水位降深130.7m時(shí)，水井涌水量3/h。單位涌水量7.96L/s·。巖溶埋藏在距古侵蝕面較遠(yuǎn)的下部。因無大的斷裂構(gòu)造切穿，所以對太原組和陜西組無水力聯(lián)系。水質(zhì)類型為HCO3·SOCa·Mg高為495~505m之間。2、上石炭統(tǒng)太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層KKK235三層石灰?guī)r。K2石灰?guī)r平均厚度K3石灰?guī)r平均厚度K5石灰?guī)r平均厚度，層位一般穩(wěn)定。據(jù)鄰區(qū)町102、長102317、343號（涌水孔）等四孔，分層或混合抽水試驗(yàn)資料，單位涌水量為0.0003~0.36L/s·。水位標(biāo)高521.93。水質(zhì)類型為3·SO4—K+Na·Ca。據(jù)鉆孔揭露情況，各含水層富水性和巖溶發(fā)育有兩個主要特點(diǎn)：（1）裂隙的發(fā)育隨埋藏深度增加而減弱。如井田北東煤系以淺成水118號孔抽水試驗(yàn)資料，單位涌水量0.058L/s·m；而南部較深部，長102號孔單位涌水量則為0.02L/s·。且有明顯的減小趨勢。（2）構(gòu)造形態(tài)與巖層富水性密切相關(guān)，一般在向斜部位富水性強(qiáng)，如井田北西長343與町102號兩孔抽水試驗(yàn)資料，單位涌水量為0.360.03L/s·m；而北東背斜部則相反，富水性差，如317號孔單位涌水量為0.004L/s·。該層富水性弱。3、下二疊統(tǒng)陜西組砂巖裂隙含水層埋藏深度179。由細(xì)—中粒砂巖組成。主要含水層位為3號煤層頂板砂巖，次為3號煤底部7砂巖。頂板砂巖厚度—，一般為8m。其富水性主要是受裂隙發(fā)育程度影響。據(jù)鄰區(qū)位于井田以北和以西的317孔與永紅礦30.00173L/s·m透系數(shù)0.0065，水位標(biāo)高為549.16m，水質(zhì)類型為HCO3K·Na型水。該層富水性弱。4、上二疊統(tǒng)上石盒子組砂巖裂隙含水層井田內(nèi)地表出露普遍，位置較高。含水層以中、粗粒砂巖為主，靠大氣降水補(bǔ)給，多呈下降泉泄出，最大流量0.50L/s，一般流量不大，季節(jié)性變化極大。該層富水性中等。5、基巖風(fēng)化帶潛水含水層井田基巖由于風(fēng)化侵蝕作用不同，因而裂隙發(fā)育程度差異性較大，在不同地段因溝谷切割可構(gòu)成單獨(dú)含水體。在沖溝、河溪及第四系覆蓋下，主要接受覆蓋層松散層水補(bǔ)給，其它補(bǔ)給來源較差。據(jù)井田北部潘莊一號井田9—10.0009L/s·m。水質(zhì)類型為3K·Na型水。該層富水性弱。6、第四系松散沉積物含水層19由砂、礫、卵石組成。含水層位以松散砂礫石為主，一般富水性因地而異，在沁河和無候河河谷富水性較強(qiáng)。分布厚度大而范圍廣。厚度0。富水性一般受限于含水層的成分組合及其徑流補(bǔ)給條件影響。據(jù)井田以北279號民井抽水資料，單位涌水量11.8L/s·m。水質(zhì)類型為SO4—K·Na型水。三、主要隔水層1、太原組底部及本溪組泥巖、鋁土泥巖隔水層：位于15號煤層底板至峰峰組頂界，厚度24.03m左右，由泥巖、鋁土泥巖等塑性巖層夾砂巖組成，可起隔水作用。2、二疊系砂巖含水層層間隔水層：位于下石盒子組頂部及上石盒子組3號煤層上的相對隔水層。四、充水因素分析1、大氣降水對礦坑充水的影響由于3號煤層埋藏較淺，大氣降水是開采3號煤層的主要充水水源。礦井的充水規(guī)律主要為：充水程度與地區(qū)降水量的多少、降水性質(zhì)、強(qiáng)度和延續(xù)時(shí)間有相應(yīng)關(guān)系；礦井充水具有明顯的季節(jié)性變化，最大涌水量均出現(xiàn)在雨季。2、地下水對礦坑充水的影響3程中產(chǎn)生的裂隙塌陷，容易溝通導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)其它含水層，其導(dǎo)水裂隙帶計(jì)算采用下面公式：Hli20M1020式中：H—導(dǎo)水裂隙帶高度（li∑M—累計(jì)采厚（式中：ΣM3號煤層厚度為4.85，經(jīng)計(jì)算，本井田3號煤層開采后，導(dǎo)水裂隙帶高度54。對照地層綜合柱狀圖，井田開采后3號煤層導(dǎo)水裂隙帶最大高度可達(dá)二疊系下石盒子組地層中下部，從而使3號煤層上部陜西組砂巖含水層受到破壞。3、奧灰水對礦坑充水的影響本采區(qū)內(nèi)奧灰水水位標(biāo)高為，3號煤層九采區(qū)底板標(biāo)高最低為，奧灰水位高出3號煤層底板最低標(biāo)高，3號煤層底板距奧灰界109.98m，因奧灰水文地質(zhì)資料偏少，僅能用突水系數(shù)法預(yù)測奧灰水對3號煤層開采時(shí)底板突水的可能性，公式如下：KPM其中：—突水系數(shù)(MPa/m)P—隔水層承受的壓力(MPa)M—底板隔水層有效厚度（）經(jīng)計(jì)算，3號煤層突水系數(shù)為0.02，小于0.06。一般情況下不會發(fā)生突水。45、九采區(qū)內(nèi)東北部存在原南河灘煤礦破壞區(qū)，采區(qū)西側(cè)、北側(cè)為岳城煤礦采空區(qū)，且采空區(qū)開采年限也比較早，故在其附近開采時(shí)應(yīng)引起足夠的重視，并靠其一側(cè)留有足夠的保安煤柱。綜上所述，采區(qū)開采3號煤層水文地質(zhì)條件屬中等類型。五、涌水量預(yù)算21礦井實(shí)際涌水量：正常涌水量3/d，最大涌水量約為3/d。一、采區(qū)資源、儲量1、資源儲量分類（1）分類依據(jù)依據(jù)《固體礦產(chǎn)資源/GB/T17766－1999）DZ/T0215-2002）的規(guī)定，結(jié)合九采區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行資源/儲量分類。（2）分類原則由于九采區(qū)內(nèi)沒有足夠的鉆孔來控制其儲量級別，本次報(bào)告中采用鄰近的原夏荷煤業(yè)有限公司東南部的一個見煤點(diǎn)J4來控制井田北部儲量級122b3332、采區(qū)3號煤層資源儲量計(jì)算儲量計(jì)算采用地質(zhì)塊段法，即公式計(jì)算。式中：—塊段煤炭儲量，t；—煤的容重，1.45t/m3；—塊段煤層平均厚度；S—塊段煤層水平投影面積，2。根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定對井田內(nèi)設(shè)計(jì)儲量和設(shè)計(jì)可采儲量進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。（1/資源量/儲量為14600kt儲量（122b；推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（3333560kt。（2）工業(yè)儲量22工業(yè)儲量按下式計(jì)算：Q=111b+122b+333k式中：Q——礦井工業(yè)資源儲量，kt；111b——探明的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲量，kt；122b——控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲量，kt；333——推斷的資源量，kt；k——可信度系數(shù)，一般為0.7~0.9，取0.9。Q=11040+3560×0.9=14244kt。（3）設(shè)計(jì)資源儲量設(shè)計(jì)儲量=工業(yè)儲量－永久煤柱損失永久煤柱損失包括采區(qū)境界、已有的地面建（構(gòu)）筑物、村莊、防水煤柱、采空區(qū)保護(hù)煤柱等永久性煤柱，經(jīng)計(jì)算，采區(qū)境界保護(hù)煤柱損失920kt；地面建筑物、村莊保護(hù)煤柱損失276kt，采區(qū)設(shè)計(jì)儲量13048kt。（4）設(shè)計(jì)可采儲量Z=（Zs—P）×Ck式中：Z——礦井設(shè)計(jì)可采儲量，；kZs——礦井設(shè)計(jì)儲量，kt；P——開采煤柱損失；開采時(shí)需留設(shè)的煤柱有：工業(yè)場地及井筒保護(hù)煤柱，大巷保護(hù)煤柱。C——采區(qū)回采率，3號煤取78%大巷保護(hù)煤柱1073kt，開采損失2635kt，采區(qū)設(shè)計(jì)可采儲量9340kt。3、采區(qū)煤柱留設(shè)（1）村莊、工業(yè)場地建筑物保護(hù)煤柱留設(shè)在村莊、建筑物、工業(yè)場地四周外推15～20m作為維護(hù)帶，然后按表土層45°，基巖段72°外推至可采煤層，據(jù)此圈定隔離煤柱范圍，煤柱留設(shè)23寬度為80。（2）邊界保護(hù)煤柱采區(qū)邊界保護(hù)煤柱按20m水平寬度留設(shè)。（3）大巷、采區(qū)巷保護(hù)煤柱大巷保護(hù)煤柱按30m寬度平行邊界留設(shè)，順槽煤柱按20m寬度留設(shè)。二、采區(qū)生產(chǎn)能力本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1200kt/a，礦井采用“一井一區(qū)一面”的方式達(dá)產(chǎn)，九采區(qū)作為代付侯村煤礦的一個接替采區(qū)，其生產(chǎn)能力不應(yīng)小于礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，確定九采區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1200kt/a。三、采區(qū)服務(wù)年限九采區(qū)設(shè)計(jì)服務(wù)年限按下式計(jì)算：T=TZA?K式中：——服務(wù)年限，a；——設(shè)計(jì)可采儲量，9340kt?！O(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，1200kt/a；——儲量備用系數(shù)，取1.3。采區(qū)服務(wù)年限T=6a。24第二章采區(qū)設(shè)計(jì)方案一、對煤層賦存條件的分析本次設(shè)計(jì)的九采區(qū)開采煤層為33號K8砂巖23.01~52.05mK7砂巖，下距9號煤層，平均。該礦現(xiàn)開采煤層，煤層厚度為4.85~7.24m，平均，為井田穩(wěn)定可采煤層。夾矸1~4層，屬結(jié)構(gòu)簡單~復(fù)雜煤層。3號煤層偽頂為泥巖，厚度較薄，約0.1~0.24m，隨采隨落；直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚度17m左右。老頂為深灰色粉砂巖，厚約8m左右。底板為泥巖、細(xì)砂巖，厚約。3放能量，保持應(yīng)力平衡。直接頂板巖石硬度系數(shù)f為2~4;底板為2~3；煤層硬度1~3。3682〕號《關(guān)于代付無候煤礦3號煤層瓦斯涌出量預(yù)測的批復(fù)》，預(yù)測本礦井九采區(qū)生產(chǎn)時(shí)，最大相對瓦斯涌出量為39.29m3/t，最大絕對瓦斯涌出量為100.50m3/min，屬高瓦斯礦井。二、采區(qū)設(shè)計(jì)方案1、礦井開拓開采現(xiàn)狀（1）井田開拓?zé)o候煤礦現(xiàn)開采3號煤層，礦井兼并重組后，全井田分為七個采區(qū)，膠帶、軌道和回風(fēng)大巷東西兩翼為一、二采區(qū)，井田東南部為三采區(qū)，北大巷東西兩翼分別為四采區(qū)和五采區(qū)，北部井田范圍為九采區(qū)，本次兼并25重組后整合的原陜西沁水無候鄭嘉煤業(yè)有限公司井田范圍為七采區(qū)，其中，一、二采區(qū)已開采結(jié)束，無候煤礦目前正在開采四采區(qū)、五采區(qū)。井田開拓方式采用斜井開拓，礦井工業(yè)場地內(nèi)現(xiàn)布置由主副和進(jìn)風(fēng)立井。主斜井為三心拱斷面，料石砌碹支護(hù)，井筒凈寬凈斷面12.8m2,傾角25°長1000mm寬大傾角膠帶輸送機(jī)，另一側(cè)鋪設(shè)檢修軌，軌道上方安設(shè)活動猴桿架空乘人器，主要擔(dān)負(fù)全礦井原煤提升任務(wù)及全礦井人員升降，兼作進(jìn)風(fēng)井和安全出口，落底于3號煤層后，在井底設(shè)有下臥式井底煤倉；副斜井為三心拱斷面，料石砌碹，井筒凈寬，凈斷面2，傾角22°，斜長，單鉤串車提升，并設(shè)有水溝、行人臺階和排水管道，擔(dān)負(fù)全部輔助提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井和，凈斷面9.1212.562；三號回風(fēng)立井，該井筒凈直徑，凈斷面19.63m2，混凝土碹支護(hù)，井筒裝備鋼結(jié)構(gòu)梯子間，該回風(fēng)立井落底于3號煤層，擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)，兼作安全出口。副斜井落底于3號煤層，在井底+380水平布置有井底車場。主斜井落底于3號煤層底板巖層中，布置有井底煤倉。井底煤倉上口與膠帶大巷相連，煤倉下口通過清理撒煤斜巷與軌道大巷相連。軌道大巷、膠帶大巷和回風(fēng)大巷由斜井井底垂直于井田東、西部邊界布置。北軌道大巷、北膠帶大巷和北回風(fēng)大巷垂直于軌道、膠帶和回風(fēng)三條大巷向北布置。（2）井筒根據(jù)3號煤層現(xiàn)有開拓系統(tǒng)，無候煤礦現(xiàn)有五個井筒，主斜井、副斜井、進(jìn)風(fēng)立井，二號進(jìn)風(fēng)立井，三號回風(fēng)立井。主斜井：井筒斷面為三心拱，荒料石砌碹支護(hù)，壁厚415mm。井筒凈26寬，凈斷面2，傾角25°，裝備一條1000mm寬膠帶輸送機(jī)，直達(dá)井底煤倉，擔(dān)負(fù)全礦井煤炭提升任務(wù)。井筒另一側(cè)鋪設(shè)43kg/m檢修軌，軌道上方安設(shè)活動猴桿架空乘人器，擔(dān)負(fù)人員升降，并設(shè)有行人臺階，井筒內(nèi)，沿井壁一側(cè)敷設(shè)消防灑水管路。，凈斷面222°600mm的單軌，井筒內(nèi)設(shè)有水溝、行人臺階，井壁一側(cè)敷設(shè)礦井通信電纜和兩趟排水管路，井壁另一側(cè)敷設(shè)動力電纜和一趟消防灑水管路。主要擔(dān)負(fù)開采3號煤層時(shí)全部輔助提升任務(wù)，兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口。進(jìn)風(fēng)立井：混凝土碹支護(hù)，井壁厚。井筒凈直徑，凈斷面2，垂深，主要擔(dān)負(fù)進(jìn)風(fēng)任務(wù)。二號進(jìn)風(fēng)立井：混凝土碹支護(hù)，井壁厚。井筒凈直徑，凈斷面2，布置有鋼結(jié)構(gòu)梯子間，擔(dān)負(fù)進(jìn)風(fēng)任務(wù)。三號回風(fēng)立井：凈直徑，凈斷面19.63m2，混凝土碹支護(hù)，井筒裝備鋼結(jié)構(gòu)梯子間，主要擔(dān)負(fù)回風(fēng)任務(wù)兼作安全出口。井筒特征見表。（3）根據(jù)開拓方式，全井田共布置一個水平，該水平設(shè)在3號煤層內(nèi)，3號煤層井底車場水平標(biāo)高。（4）采煤方法無候煤礦目前正開采3號煤層，采用綜采放頂煤開采工藝，全部垮落，采放比為：1.17。表2.2-1井筒特征表27項(xiàng)目標(biāo)高井)口+++井)底傾角（m）22、九采區(qū)開拓方案本次設(shè)計(jì)的九采區(qū)不考慮新打井筒，利用本礦井現(xiàn)有井筒進(jìn)行生產(chǎn)。根據(jù)銅川市煤炭工業(yè)局文件晉市煤局安字〔2009614號文銅川市煤炭工業(yè)局關(guān)于對代付侯村煤礦通風(fēng)系統(tǒng)改造工程開工建設(shè)的批復(fù)”，無候煤礦現(xiàn)已按原設(shè)計(jì)將北膠帶大巷、北軌道大巷、北回風(fēng)大巷三條大巷按原有方位沿煤層底板進(jìn)行施工，現(xiàn)北回風(fēng)大巷與三號回風(fēng)井連通。北膠帶大巷、北軌道大巷、北回風(fēng)大巷掘至井田南區(qū)北部邊界附近大概距邊界90米左右28分別以5°傾角鉆入3號煤層底板中進(jìn)入井田南區(qū)和北區(qū)（九采區(qū)）區(qū)（九采區(qū)）井田邊界4拐點(diǎn)連線緊靠井田邊界保護(hù)煤柱布置九采區(qū)回風(fēng)巷、九采區(qū)膠帶巷、九采區(qū)軌道巷，三條巷道均沿3號煤層底板布置，相距30米。北軌道大巷在進(jìn)入井田北區(qū)前以7°傾角爬坡通過九采區(qū)車場與九采區(qū)軌道巷相連，北膠帶大巷與九采區(qū)膠帶巷相交處布置下臥式九采區(qū)煤倉，過煤倉下口后，向西北布置一條14°坡的通風(fēng)行人斜巷，北回風(fēng)大巷在進(jìn)入井田北區(qū)前以15°傾角爬坡與九采區(qū)回風(fēng)巷相連。在九采區(qū)回風(fēng)巷和九采區(qū)膠帶巷之間布置九采區(qū)變電所。上述工程現(xiàn)已基本施工完畢。根據(jù)現(xiàn)已布置的九采區(qū)工程，設(shè)計(jì)九采區(qū)工作面平行于九采區(qū)井田邊界2、3膠帶巷進(jìn)北區(qū)煤倉，再由北膠帶大巷運(yùn)至膠帶大巷，經(jīng)膠帶大巷進(jìn)入井底煤倉，然后由主斜井膠帶輸送機(jī)提升出井；材料通過副斜井下至井底車場，經(jīng)材料巷轉(zhuǎn)運(yùn)至軌道大巷，然后由軌道大巷運(yùn)至北軌道大巷，再由北軌道大巷經(jīng)九采區(qū)車場進(jìn)入九采區(qū)軌道巷，最后由工作面軌道順槽進(jìn)入工作面。開拓布置詳見圖2.2-12。三、采區(qū)開采順序整個井田目前劃分為七個采區(qū)。目前，礦井正在四、五采區(qū)進(jìn)行開采，根據(jù)礦井開采計(jì)劃，四、五采區(qū)開采結(jié)束后，接替采區(qū)為本次設(shè)計(jì)的九采區(qū)。29第三章采區(qū)開采一、采煤方法選擇依據(jù)3號煤層平均厚度組中下部，上距K8砂巖23.01~52.05m，平均，下距K7砂巖，下距9號煤層36.24~64.60m，平均，全區(qū)可采。3號煤層偽頂為泥巖，厚度較薄，約0.1~0.24m，隨采隨落；直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚度17m左右。老頂為深灰色粉砂巖，厚約8m左右。底板為泥巖、細(xì)砂巖，厚約。3放能量，保持應(yīng)力平衡。直接頂板巖石硬度系數(shù)f為2~4;底板為2~3；煤層硬度1~3。據(jù)礦方經(jīng)驗(yàn)值：初次來壓步距為30m，周期來壓步距為20m。2010682號“關(guān)于代付無候煤礦3據(jù)陜西煤礦設(shè)備安全技術(shù)檢測中心2013年8月對無候煤礦3號煤層進(jìn)行采樣測試，3號煤層無煤塵爆炸性危險(xiǎn)，煤的自燃傾向性為Ⅲ類，屬不易自燃煤層。九采區(qū)3號煤層突水系數(shù)為0.02，根據(jù)國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局與國突水系數(shù)正常值取0.10MPa/m3對其構(gòu)成影響，采區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件中等。二、采煤方法選擇根據(jù)九采區(qū)3號煤層賦存條件及開采技術(shù)條件，結(jié)合礦井現(xiàn)有開采工30藝，在確保安全的前提下，考慮最大限度的提高資源回收率和煤質(zhì)，本設(shè)計(jì)對九采區(qū)3號煤層提出以下幾種回采方法進(jìn)行比較。1、大采高一次采全高采煤方法分析（1）根據(jù)目前國內(nèi)設(shè)備情況一次采全高的采厚一般為3.5～；國外一次采全高設(shè)備采厚可以達(dá)到5.0m以上，但設(shè)備投資較大。本采區(qū)3號煤層厚度，若用一次采全高，需采用國外進(jìn)口設(shè)備，初期投資較大。（）根據(jù)我國使用大采高一次采全高工藝的經(jīng)驗(yàn)，其適用條件為煤質(zhì)較硬，頂板中等穩(wěn)定以上。否則工作面將會發(fā)生較為頻繁的冒頂和片幫現(xiàn)象。3巖、砂質(zhì)泥巖和粉砂巖互層。因此采用一次采全高開采時(shí)將難以控制工作面的片幫、冒頂，造成工作面推進(jìn)困難。（3）大采高設(shè)備重量大，外型尺寸大，大采高支架重量將超過25t，最小運(yùn)輸高度為3.0m左右。根據(jù)本井田目前的巷道運(yùn)輸條件，部分巷道需刷大，否則將不能實(shí)現(xiàn)支架的整架運(yùn)輸。如拆架運(yùn)輸，則井下需設(shè)安裝硐室，安裝工藝較為復(fù)雜，同時(shí)影響安裝質(zhì)量，并增加了運(yùn)輸時(shí)間。因此，根據(jù)本礦井的輔助運(yùn)輸條件，可以得出在本采區(qū)3號煤層中不宜采用重型的大采高支架進(jìn)行開采。否則，將需要大量資金用于擴(kuò)巷和輔助運(yùn)輸設(shè)備的改造。（4）使用大采高一次采全高的設(shè)備初期投資過大，其支架、采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等主要配套設(shè)備均為大功率，高強(qiáng)度的重型設(shè)備，其成套投資也很高。裝備一個150m長的工作面最少設(shè)備投資也需3000萬元以上。例如，一架支架就需1820萬元，僅支架費(fèi)用就達(dá)2000萬元左右。而采用分層或放頂煤采煤方法的設(shè)備初期投資可大幅度減少，僅為大采高一次采全高設(shè)備投資的6065％即可。31（）大采高一次采全高設(shè)備的生產(chǎn)能力很大，一個大采高綜采工作面的生產(chǎn)能力均在2.0Mt/a型（1200kt/a）相匹配，造成巨大的設(shè)備資源浪費(fèi)。根據(jù)以上分析，本設(shè)計(jì)認(rèn)為對于無候煤礦3號煤層九采區(qū)采用一次采全高的采煤方法是不適宜的。2、厚煤層分層開采方法分析1）經(jīng)濟(jì)效益方面（1）分層開采時(shí)，回采巷道的掘進(jìn)率比其他兩種采煤方法高一倍，巷道的維護(hù)時(shí)間較長，這將大幅度地增加噸煤巷道成本；（2用工多，噸煤生產(chǎn)成本高；（3）分層開采搬家頻繁，設(shè)備搬家倒面費(fèi)用比其他兩種采煤方法高30～50％；（4）結(jié)合本采區(qū)3號煤層含矸14層的實(shí)際情況，采用分層采煤工藝，較之放頂煤開采，可有效的提高資源回收率，降低原煤含矸率，提高煤質(zhì)，在目前煤炭市場較疲軟的情況下，較其它同類型的采用綜采放頂煤開采的礦井，在原煤售價(jià)上可增強(qiáng)競爭優(yōu)勢，資源回收率提高，也符合國家關(guān)于稀缺煤種增加回收率的要求。2）安全方面（）采用分層開采時(shí)，下分層是在煤層經(jīng)過較長時(shí)間的風(fēng)化和氧化之后開采的，所以當(dāng)下分層開采時(shí)將比放頂煤開采更容易產(chǎn)生漏風(fēng)，對防治瓦斯和自然發(fā)火不利；（2）采用分層開采時(shí)，主要產(chǎn)塵點(diǎn)為采煤機(jī)割煤。放頂煤開采則增加了放煤過程和移架過程中產(chǎn)生的煤塵；32（3）采用分層開采時(shí)，工作面單產(chǎn)低，絕對瓦斯涌出量小，有利于工作面風(fēng)量控制，另外，上分層開采后，有利于煤層瓦斯的釋放，因此，開采時(shí)，可大大減輕工作面通風(fēng)壓力；而采用放頂煤開采工藝，由于放頂煤產(chǎn)量大，絕對瓦斯量也大，通風(fēng)管理難度增加。3）技術(shù)方面（1晉煤集團(tuán)公司采用綜采分層采煤法的礦井主要為岳城煤礦，過去，古書院礦、鳳凰山礦，王臺鋪礦開采3號煤層時(shí)均使用過此采煤方法；（2）正規(guī)開采的分層工作面回采率一般高于放頂煤工作面；（3）正規(guī)分層開采的含矸率低于放頂煤開采；（43號煤層直接頂板為易冒落的不穩(wěn)定頂板，分層開采時(shí)，上分層的頂板管理將會較為困難。采用放頂煤開采時(shí)，則為煤層頂板，受直接頂破碎的影響很小，頂板控制容易。3、放頂煤開采方法分析（）由于綜放開采可以實(shí)現(xiàn)采放平行作業(yè)，使工作面實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)同時(shí)出煤，便于實(shí)現(xiàn)工作面高產(chǎn)高效。（230％的巷道掘進(jìn)與維護(hù)費(fèi)用，避免了采掘接續(xù)緊張的情況出現(xiàn)。同時(shí)，工藝簡單，不用鋪設(shè)人工假頂，節(jié)省了大量的材料、工資等支出，工作面搬家次數(shù)也可減少50%。（）相對于大采高一次采全高開采而言，可避免因設(shè)備的大型重型化而帶來的工作面設(shè)備運(yùn)輸與安裝的困難，節(jié)省了擴(kuò)巷及運(yùn)輸設(shè)備改造的支出。同時(shí)，由于3號煤層節(jié)理裂隙發(fā)育，頂板穩(wěn)定性較差，采用綜放開采可減輕工作面煤壁片幫冒頂?shù)耐{，針對3號煤層的具體條件，從技術(shù)方33面看具有大采高無法比擬的優(yōu)越性。（4）放頂煤開采時(shí)，為減少煤炭損失，放煤過程中也不可避免的要混入一部分矸石，使煤炭的含矸率較高。就礦井目前的技術(shù)條件而言，難以解決。（5）放頂煤開采回采率低，其回采率難以達(dá)到國家的有關(guān)規(guī)定。綜上所述，分層開采采煤方法目前是我國厚及特厚煤層的主要采煤方法之一，在大中型礦井得到普遍采用，積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)。雖然分層開采工序復(fù)雜，勞動強(qiáng)度較大，但作為一種傳統(tǒng)的采煤方法，技術(shù)較為成熟，容易掌握，只要加強(qiáng)管理，在產(chǎn)量和安全上還是有保障的。另外，分層開采采煤方法尤其是在提高資源回收率、降低煤炭含矸率方面具有其它幾種采煤方法無可比擬的優(yōu)勢，因此，結(jié)合本采區(qū)3號煤層賦存特點(diǎn)、原煤產(chǎn)品要求，市場需求情況等多方面因素考慮，設(shè)計(jì)無候煤礦3號煤層九采區(qū)采用分層綜采采煤方法。工作面頂板管理采用全部垮落法管理。三、采煤工藝1、回采工藝流程采煤機(jī)采用端部斜切進(jìn)刀方式，液壓支架支護(hù)方式為及時(shí)支護(hù)。工藝流程為：割煤→移架→推溜→鋪網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)→清煤。工作面兩端作業(yè)流程為：割煤→移機(jī)頭（尾）→清煤→移架→聯(lián)網(wǎng)。a、當(dāng)采煤機(jī)割至工作面端頭時(shí)，其后的運(yùn)輸機(jī)已移近煤壁，采煤機(jī)機(jī)身段尚留下一段下部煤。b、調(diào)換滾筒位置，前滾筒降下，后滾筒升起，并沿運(yùn)輸機(jī)彎曲段返向割入煤壁，直至運(yùn)輸機(jī)直線段為止，然后將運(yùn)輸機(jī)彎曲段移直。c34d、將三角煤割掉，煤壁成直線后，再次調(diào)換上下滾筒位置，返程正常割煤。2、割煤采煤機(jī)采用雙向割煤，截深，往返一次進(jìn)兩刀。采煤機(jī)割煤時(shí)，要求嚴(yán)格按操作要求操作，具體要求如下：（1）控制采煤機(jī)牽引速度，防止壓溜、涌煤事故發(fā)生，保持割煤過程中的底板平整。（2）采煤機(jī)割煤時(shí)，應(yīng)保證齒軌的安設(shè)緊固完整，并應(yīng)經(jīng)常檢查。（）采煤機(jī)上必須裝有能停止工作面刮板輸送機(jī)運(yùn)行的閉鎖裝置。采煤機(jī)因故暫停時(shí)，必須打開隔離開關(guān)和離合器，采煤機(jī)停止工作或檢修時(shí)，必須切斷電源，并打開其磁力起動器的隔離開關(guān)。啟動采煤機(jī)前，必須先巡視采煤機(jī)四周，確認(rèn)對人員無無危險(xiǎn)后，方可接通電源。（4）采煤機(jī)割煤時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按采煤機(jī)安全操作規(guī)程的要求進(jìn)行操作。3、移架（1）支架操作方式：本架操作。（24～6架。（3）推溜方式：推移運(yùn)輸機(jī)應(yīng)滯后煤機(jī)1215米，采用液壓支架推移千斤頂推移機(jī)頭機(jī)尾。（4）兩巷支架的回撤：采用回柱絞車或拔柱器有里向外、自下而上進(jìn)行回撤。4、推溜推移刮板輸送機(jī)在移架工序之后，滯后采煤機(jī)后滾筒15m追機(jī)作業(yè)，除斜切進(jìn)刀段外，每次推進(jìn)度應(yīng)保持0.6m，彎曲段長度不小于，割煤35和推刮板機(jī)保持平行作業(yè)。推移刮板輸送機(jī)時(shí)應(yīng)符合以下要求：（1）每次推進(jìn)度應(yīng)保持0.6m的推進(jìn)度，并與煤壁保持平行成一直線，其直線誤差在±30mm以內(nèi)。（2必須要保持采煤機(jī)之后的彎曲段長度不得小于。（3）刮板輸送機(jī)必須單方向推移，嚴(yán)禁從兩頭向中間推移。（4）為防止卡死刮板輸送機(jī)，停機(jī)時(shí)嚴(yán)禁推溜，但推移機(jī)頭、機(jī)尾時(shí)必須停機(jī)作業(yè)。（5在推刮板輸送機(jī)時(shí)，應(yīng)同時(shí)使用3個千斤頂一起推。（6）完成推移刮板輸送機(jī)后，必須及時(shí)清掃散落在電纜槽內(nèi)、刮板輸送機(jī)與液壓支架之間等處的浮煤，并且把煤和矸石一起裝入刮板輸送機(jī)內(nèi)。5、鋪網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)鋪底網(wǎng)時(shí)，金屬網(wǎng)垂直工作面鋪設(shè)，網(wǎng)卷裝在支架后端的掩護(hù)梁下，網(wǎng)卷分為架中網(wǎng)和架網(wǎng)，兩網(wǎng)接前后排交替間隔安放，網(wǎng)邊搭接，網(wǎng)卷隨支架前移自動展開，在刮板輸送機(jī)推移過后由人工進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。安裝接續(xù)網(wǎng)卷時(shí)兩卷短邊亦搭接，初次鋪聯(lián)網(wǎng)在工作面切眼支架安裝好后進(jìn)行，并用錨桿將網(wǎng)端固定在底板上。6、各工序安全技術(shù)措施礦井有關(guān)規(guī)定。1）采煤機(jī)割煤36（1油位必須符合要求，保護(hù)裝置齊全可靠，開機(jī)前要認(rèn)真對頂板、煤幫、底板進(jìn)行觀察，以便在割煤過程中隨時(shí)進(jìn)行處理和調(diào)整，并巡視四周，確認(rèn)無危及人身安全時(shí)，方可發(fā)出開機(jī)信號，進(jìn)行開機(jī)。（2）割煤過程中，機(jī)組司機(jī)應(yīng)站在有掩護(hù)的地點(diǎn)操作，嚴(yán)禁把頭伸在機(jī)組與支架頂梁之間，在機(jī)組前后5m范圍內(nèi)有人作業(yè)或在此停留。（3）割煤時(shí)，必須先送水，后開機(jī)，嚴(yán)禁無水開機(jī)。（4經(jīng)檢查處理后，方可開機(jī)。處理機(jī)組故障時(shí)，要將隔離開關(guān)打到零位，切斷電源，摘掉滾筒離合器，并閉鎖工作面刮板輸送機(jī)，支架互幫板打出，有效閉鎖鍵不少于2個。（5）割煤時(shí)，上滾筒司機(jī)負(fù)責(zé)觀察支架護(hù)幫板是否收回，以防止割前6m范圍內(nèi)的支架護(hù)幫板可以全部收回。（）負(fù)責(zé)看護(hù)電纜的司機(jī)必須密切注意割煤時(shí)電纜的動態(tài)，清理電纜槽內(nèi)的煤塊、矸塊，防止擠壞電纜。（7）機(jī)組司機(jī)要跟支架工配合好，嚴(yán)格執(zhí)行追機(jī)作業(yè)。（8）機(jī)組司機(jī)要精心操作，割過煤后要保持頂?shù)装迤秸罕谥饼R。（9）機(jī)組割到距機(jī)頭、機(jī)尾5m時(shí)，要放慢速度，緩慢割透，防止三角煤片幫撞到棚梁，同時(shí)巷道內(nèi)距工作面3m范圍內(nèi)不準(zhǔn)有人。（10）機(jī)組在通過頂板破碎區(qū)段時(shí)，司機(jī)要掌握好機(jī)組速度，發(fā)現(xiàn)有異常情況時(shí)，必須立即停機(jī)及時(shí)拉架護(hù)頂，防止漏矸。（）檢修機(jī)組時(shí)，視煤壁情況在機(jī)組前后3m范圍內(nèi)打臨時(shí)支護(hù)。（12）更換截齒時(shí)，身體與滾筒保持在0.3m以上距離。37（13）檢修班試運(yùn)轉(zhuǎn)后，停機(jī)時(shí)，機(jī)組各手把全部打在零位，摘開滾筒離合器。2）移架（）工作面支架必須達(dá)到完好，支架工操作支架前要先熟悉各操作各手把功能，以免誤動作造成傷人事故。（2）割過煤后，距機(jī)組后滾筒46架進(jìn)行拉架。（3）移架時(shí)，支架周圍不得有人，先將側(cè)護(hù)板、護(hù)幫板收回，方可降架、拉架，支架可下降150～，移動支架為準(zhǔn)，在破碎頂板下，必須帶壓拉架，移架過程中，應(yīng)隨時(shí)調(diào)整支架。（4）支架拉到位后，要及時(shí)將支架升緊，頂梁升平，如頂板較破碎，煤幫片幫嚴(yán)重時(shí)，要超前移架，并打出護(hù)幫板護(hù)幫、控頂，然后及時(shí)將操作手把打到零位，任何人不得隨意拉動操作手把。（10m必須及時(shí)把手把打到零位。（6）檢修支架時(shí)，必須先關(guān)閉本架截止閥。（7）工作面排頭架、排尾架拉架前，要將工作刮板輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾推移到位，清凈煤后才能拉架。3）移、拉刮板輸送機(jī)（1）移溜由支架工負(fù)責(zé)進(jìn)行。（2）移溜時(shí)，支架與擋煤板、支架架間不準(zhǔn)有人，防止推移千斤頂擠傷人。（3）移溜工作應(yīng)在刮板輸送機(jī)運(yùn)行中進(jìn)行。（4）嚴(yán)格執(zhí)行順序追機(jī)作業(yè)，移溜滯后拉架4～6架，從一端到另一端，不準(zhǔn)任意分段或由兩端向中間擠推。38（5）移溜時(shí)，必須依次順序前移，嚴(yán)禁出現(xiàn)急彎，刮板輸送機(jī)要保持平、直、穩(wěn)。頂不動時(shí)，必須查清原因，處理后，方可移溜，嚴(yán)禁強(qiáng)行移溜。（6柱要放置平穩(wěn)，單體柱尾部與支架底座聯(lián)接牢固，送液采取遠(yuǎn)方送液，送液速度要緩慢，人員要撤到安全地點(diǎn)，防止單體柱濺起傷人，嚴(yán)禁單體柱頂住電機(jī)、減速器、連接筒。（7）刮板輸送機(jī)發(fā)生前后竄時(shí)，要及時(shí)調(diào)整，保證安全出口寬度。（8）處理刮板輸送機(jī)事故時(shí)，要閉鎖前后部刮板輸送機(jī)（閉鎖鍵不少于2個）起吊刮板輸送機(jī)時(shí)，要用道木、柱帽墊實(shí)，嚴(yán)禁任何人的身體部位進(jìn)入刮板輸送機(jī)底下。4）清煤（1）清煤時(shí)，要密切觀察周圍支架、頂板及放頂煤情況，確認(rèn)無危險(xiǎn)后，方可作業(yè)。（2）清煤作業(yè)時(shí)，任何人不得操作清煤地點(diǎn)相鄰的4個架。（3）清煤作業(yè)時(shí)，必須面向機(jī)尾，隨時(shí)注意刮板輸送機(jī)上拉過來的大塊碳，雜物及煤壁片幫情況，以及傷人。5）端頭支護(hù)及超前支護(hù)（1）在端頭進(jìn)行各項(xiàng)工作之前，必須嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度，找掉活矸、活碳，詳細(xì)檢查頂板、煤幫情況，徹底清除不安全隱患，確保退路暢通無阻，方可作業(yè)。（2）端頭作業(yè)時(shí)，必須閉鎖工作面刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)，同時(shí)端頭架棚、回棚、回柱時(shí)，不準(zhǔn)拉轉(zhuǎn)載機(jī)。（3）端頭及超前支護(hù)范圍內(nèi)，支架齊全，單體柱支設(shè)要迎山有力，確39保支護(hù)強(qiáng)度，不得使用壞柱、卸壓柱，保證支護(hù)完好；單體柱要用小鏈聯(lián)接，栓牢，回柱后，要重新拴好小鏈以防柱倒傷人。（4）架設(shè)單棚或抬棚由～6人操作，由專人指揮，不夠高時(shí)，可踩高凳進(jìn)行。架棚時(shí)，棚梁接頂嚴(yán)密，將巷道頂板，兩幫背好。（5）回取鐵棚時(shí)，一人操作，專人指揮，專人監(jiān)護(hù)。回棚時(shí)下棚腿拉鉤不允許取掉，操作者站在鐵棚腿側(cè)面的安全地點(diǎn)，用大錘將板銷打松，回下的鐵棚，單體柱由兩人抬出放到指定地點(diǎn)碼放整齊，兩人互相配合好，以防碰手碰腳事故發(fā)生。（6）回收單體柱時(shí)，要一人觀山，一人扶柱，一人放液。（7）支設(shè)的單體柱必須四爪都接頂，不得出現(xiàn)三爪、二爪柱。（8）煤幫上的鋼帶、錨桿上的螺絲，在機(jī)組距端頭煤壁10m的拆卸，同時(shí)將網(wǎng)剪下。割煤時(shí)，錨桿要及時(shí)檢出，不準(zhǔn)把網(wǎng)片、錨桿拉到皮帶上。6）拉轉(zhuǎn)載機(jī)（1）拉轉(zhuǎn)載機(jī)要先停機(jī)閉鎖，然后檢查各聯(lián)接裝置是否牢固可靠，戧柱是否牢固可靠，戧柱一組不得少于3根，跑道上有無雜物，保持跑道平穩(wěn)，整理好電纜、液管等，并保證設(shè)備突出部分與兩側(cè)的單體柱有200mm間隙后，方可推移。（2）拉轉(zhuǎn)載機(jī)由端頭維護(hù)工負(fù)責(zé)操作，一人操作，一人到轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭5m外觀察指揮，操作閥組人員要站在端頭安全地點(diǎn)進(jìn)行操作，拉轉(zhuǎn)載機(jī)時(shí)要緩慢送液，如遇阻力大時(shí)，必須停下來查找原因，處理后方可作業(yè)。（3）拉轉(zhuǎn)載機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)載機(jī)兩側(cè)不許有人停留和通過。（4）轉(zhuǎn)載機(jī)拉過后，要檢查機(jī)頭是否正確搭接在跑道上，如有偏差要及時(shí)調(diào)整。7）工作面預(yù)防咬架、拉架、倒架、歪架技術(shù)措施40（1）工作面采高要控制在規(guī)定范圍內(nèi)，嚴(yán)禁超高，使支架不接頂造成倒架。（2）升架時(shí)，應(yīng)給支架足夠的支撐力，與頂板接觸嚴(yán)密，相鄰支架間側(cè)護(hù)板上、下不超過2/3。(3)當(dāng)出現(xiàn)底板不平或底板松軟時(shí)，要在支架底座下墊道木、板梁等，使支架升平，防止倒架、拉架。（4）處理支架倒架和壓架時(shí)，要制定專項(xiàng)措施。四、采煤工作面生產(chǎn)能力1、上分層工作面3號煤層平均厚度，設(shè)計(jì)采用分層綜采工藝開采，按上、下兩分層進(jìn)行開采，分層高度。工作面長度設(shè)計(jì)為223m，順槽設(shè)計(jì)長度為1300m，上分層采高為。工作面可采煤量為1251kt。8個，循環(huán)進(jìn)度，循環(huán)率按85%考慮，年工作日考慮一次搬家，按300天計(jì)算。生產(chǎn)能力按下式計(jì)算為：8kt式中：300—年工作日（8—2.97—3號煤層分層厚度（223—工作面長度（410.6—采煤機(jī)截深（1.45—3號煤容重（30.85—工作面正規(guī)循環(huán)率；0.95—工作面回采率；可見，礦井按一井一區(qū)一面”設(shè)計(jì)，一個回采工作面能力為1116kt/a加上兩個掘進(jìn)工作面100kt/a，共計(jì)1216kt/a，能夠滿足礦井1200kt/a生產(chǎn)能力的要求。工作面日進(jìn)度為，年進(jìn)度為。2、下分層工作面下分層工作面內(nèi)錯上分層工作面，長度設(shè)計(jì)為，順槽設(shè)計(jì)長度為，下分層采高為。工作面可采煤量為。8個，循環(huán)進(jìn)度，循環(huán)率按90%考慮，年工作日考慮一次搬家倒面時(shí)間（30d300d計(jì)算。生產(chǎn)能力按下式計(jì)算為：Q30082.972130.61.450.900.951129kt式中：300—年工作日（8—2.97—3號煤層下分層厚度（213—下分層工作面長度（0.6—采煤機(jī)截深（1.45—3號煤容重（30.90—工作面正規(guī)循環(huán)率；420.95—工作面回采率；可見，礦井按一井一區(qū)一面”設(shè)計(jì)，1個回采工作面能力為，加上兩個掘進(jìn)工作面100kt/a，共計(jì)1229kt/a，能夠滿足礦井1200kt/a生產(chǎn)能力的要求。工作面日進(jìn)度為，年進(jìn)度為。3、采區(qū)及工作面回采率根據(jù)設(shè)計(jì)布置，以及煤層厚度、3盤區(qū)回采率為，工作面回采率95％。4、工作面接替順序根據(jù)采區(qū)布置方案，九采區(qū)布置四個工作面，屬單翼開采，考慮到相鄰工作面接替時(shí)，礦壓未完全穩(wěn)定，在上一個工作面開采結(jié)束后，接著開采相鄰接替工作面，順槽巷道維護(hù)難度增加，從安全生產(chǎn)的角度考慮，宜在上一個面開采結(jié)束后，間隔一段時(shí)間再開采相鄰接替面，結(jié)合無候煤礦開采計(jì)劃，設(shè)計(jì)建議礦方開采九采區(qū)時(shí)，對九采區(qū)上分層四個工作面和下分層四個工作面實(shí)行跳采。一、工作面采煤、裝煤、運(yùn)煤方式及設(shè)備選型工作面回采方式為后退式回采，采煤機(jī)雙向自開缺口，落煤、裝煤，刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，自移液壓支架支護(hù)頂板，綜采工作面的采、裝、運(yùn)、支工序全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。1個3號煤分層綜采工作面、2個煤巷掘進(jìn)工作面的配置滿足礦井1200kt/a生產(chǎn)能力要求。本次主要對投產(chǎn)驗(yàn)收時(shí)3號煤層工作面采煤設(shè)備及配套進(jìn)行設(shè)計(jì)。433號煤工作面主要采煤設(shè)備型號及數(shù)量如下：MG200/500-AWD型采煤機(jī)；SGZ-764/400型刮板輸送機(jī)；SZZ-764/160型轉(zhuǎn)載機(jī)；PLM1500型破碎機(jī)；工作面順槽裝備DSJ100/80/2160型膠帶輸送機(jī)。3號煤采煤設(shè)備主要技術(shù)特征及選型驗(yàn)算如下。1、采煤機(jī)選型驗(yàn)算（1）采煤機(jī)的最小生產(chǎn)能力QQ1dntk式中：Q–工作面設(shè)備最小生產(chǎn)能力，t/h；Q1–工作面設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，1.2×106；d–年工作日，300d（考慮工作面搬家時(shí)間30天n–每日割煤班數(shù)，n=2；t–每班工作時(shí)數(shù)，8h；k–采煤機(jī)開機(jī)率，取0.5；則，Q1.210628t/h（2）采煤機(jī)的平均牽引速度vcQ60SMK式中：vc–采煤機(jī)平均牽引速度，；S–采煤機(jī)截深，；44M–工作面平均采高，；γ–煤的容重，3；K–工作面回采率，取0.95；則，vc500600.62.971.450.953.4mmin。表3.2-1MG200/500-AWD型采煤機(jī)主要技術(shù)特征表序號名稱單位參數(shù)1采高范圍m1.8-3.3

2機(jī)面高度mm1212

3裝機(jī)總功率kW500

4供電電壓V1140

5滾筒最大中心mm9324距6滾筒直徑mm16007滾筒截深mm6308截割進(jìn)度m/s3.179牽引速度m/min0-7.7~12.810截割部功率kW2×20011液壓泵功率kW2012搖臂長度mm195013牽引力KN550~32514重量T43（3）采煤機(jī)裝機(jī)功率按采煤機(jī)單位能耗計(jì)算采煤機(jī)功率：PQHw式中：P–采煤機(jī)裝機(jī)功率，；Q–采煤機(jī)生產(chǎn)能力，取500t/h；w–比能耗，一般取0.7~0.8；則，P~0.8~考慮到3號煤層硬度較大，存在夾矸，采煤機(jī)的實(shí)際功率應(yīng)比理論功率高出20%左右，即實(shí)際功率：45Ps1.2P~400~綜上計(jì)算，設(shè)計(jì)利用現(xiàn)有MG200/500-AWD型采煤機(jī)。MG200/600-WD型采煤機(jī)主要技術(shù)特征見表3.2-1。2、刮板輸送機(jī)選型驗(yàn)算根據(jù)三機(jī)配套原則，結(jié)合采煤機(jī)工作情況，刮板輸送機(jī)選型技術(shù)參數(shù)選型如下：（1）采煤機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)能力Qc60vcSMK式中：Qc–采煤機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)能力，t/h；vc–采煤機(jī)牽引速度，3.5m/min；S–采煤機(jī)截深，；M–工作面平均采高，；γ–煤的容重，3；K–工作面回采率，取0.95；則，Qcth（2）刮板輸送機(jī)的輸送能力QsQs1.2Qc式中：s–刮板機(jī)的理論生產(chǎn)能力，t/h；c–采煤機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)能力，515t/h；則，Qs618th現(xiàn)工作面裝備SGZ-764/400型刮板輸送機(jī)，能夠滿足要求。SGZ-764/400型刮板輸送機(jī)主要技術(shù)特征見表3.2-2。46表3.2-2SGZ-764/400型刮板輸送機(jī)主要技術(shù)特征表序號名稱型號單位備注1運(yùn)輸能力800t/h2設(shè)計(jì)長度200m3刮板鏈速0.95m/s4電機(jī)功率2×200kW5額定電壓1140v3、工作面轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)及順槽膠帶輸送機(jī)選型驗(yàn)算：設(shè)計(jì)選用現(xiàn)有SZZ764/160型轉(zhuǎn)載機(jī)，其主要技術(shù)特征見表3.2-3。表3.2-3SZZ764/160型轉(zhuǎn)載機(jī)主要技術(shù)特征表序號名稱單位參數(shù)1出廠長度m552輸送量t/h11003與皮帶搭接長度m124爬坡角度105電動機(jī)型號YBSS1605裝機(jī)功率kW1606刮板鏈速m/s1.247電動機(jī)電壓V11408刮板鏈間距mm1209刮板間距mm92010中部槽規(guī)格mm1500×730×22211緊鏈形式閘盤緊鏈+伸縮機(jī)頭12推移形式油缸和錨固裝置本次設(shè)計(jì)選用現(xiàn)有PLM1500型破碎機(jī)，其主要技術(shù)特征見表3.2-4。表3.2-4PLM1500型錘式破碎機(jī)主要技術(shù)特征表序號名稱單位型號備注1破碎能力t/h15002出口粒度mm150~2503裝機(jī)功率kW132474電壓等級v1140本次設(shè)計(jì)選用DSJ100/80/2×160型可伸縮膠帶輸送機(jī)，其主要技術(shù)特征見表3.2-5。表3.2-5DSJ100/80/2160型膠帶輸送機(jī)主要技術(shù)特征表序號名稱單位型號備注1運(yùn)輸能力t/h8002運(yùn)距m130021603電機(jī)功率kW4帶速m/s2.55帶寬mm10006額定電壓v1140二、工作面頂板管理方式、液壓支架選型1、工作面頂板管理工作面采用自移式液壓支架支護(hù)頂板，全部垮落法管理頂板。上分層工作面回采時(shí)，沿底板鋪設(shè)金屬網(wǎng)作為采下分層工作面的假頂。金屬網(wǎng)假頂采用12#鍍鋅鐵絲編織的經(jīng)緯網(wǎng)，網(wǎng)孔為×20mm，長邊每間隔100mm采用12號鐵絲雙絲聯(lián)接，網(wǎng)片間長邊搭接，短邊搭接。2、液壓支架選型根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，3號煤層偽頂為泥巖，厚度較薄，約0.1~0.24m，隨采隨落；直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚度17m左右。老頂為深灰色粉砂巖，厚約8m左右。底板為泥巖、細(xì)砂巖，厚約3號煤層平均厚度，上分層采高為，下分層采高為2.97。液壓支架主要技術(shù)參數(shù)選型如下：(1)支架支護(hù)強(qiáng)度計(jì)算48設(shè)計(jì)采用經(jīng)驗(yàn)估算法對支架工作阻力進(jìn)行計(jì)算，公式如下：P6~8M9.8cos式中：P–支架支護(hù)強(qiáng)度，MPa；M–回采工作面采高，取煤層平均采高；γ–頂板巖石的容重，取2.70t/m3；α–煤層傾角，取煤層平均傾角5°；則，P6~82.79.8~MPa即所選液壓支架支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)不低于0.62MPa。（2）支架支護(hù)高度計(jì)算支架的最大高度：Ha3.6mMmaxmax支架的最小高度：H式中：minMminS2b2.2mHmax–支架最大支護(hù)高度，；Hmin–支架最小支護(hù)高度，；Mmax–最大采高，；Mmin–最小采高，；S1,S2–前后柱處頂板下沉量，取0.1~；a–支架支撐高度富裕量，；b–支柱伸縮量，；綜上計(jì)算，考慮一定的安全系數(shù)，3號煤層設(shè)計(jì)選用ZZ4400/17/35型支撐掩護(hù)式液壓支架(143架)用ZZG5000/17/35型過渡支架(6架)作面端頭使用DZ35-300/110單體液壓支柱配π梁支護(hù)。中間、過渡支架均為鋪底支架。49ZZ4400/17/35型支撐掩護(hù)式液壓支架主要技術(shù)參數(shù)見表3.2-6。表3.2-6ZZ4400/17/35型液壓支架主要技術(shù)特征表序號名稱技術(shù)數(shù)據(jù)13958kN支架額定初撐力24400kN支架額定工作阻力331.5MPa泵站供液壓力41.7~3.5m支撐高度51500mm中心距6＞0.7MPa支護(hù)強(qiáng)度71.4MPa底座平均比壓8操作方式本架手動915.2t支架重量105850×1450×1800mm支架參數(shù)（長×寬×高）3、乳化液泵設(shè)計(jì)選用現(xiàn)有箱組成，一臺工作，一臺備用。乳化液泵站主要技術(shù)參數(shù)見表3.2-7。表3.2-7乳化液泵站主要技術(shù)參數(shù)單位序號名稱數(shù)量1公稱壓力MPa31.52公稱流量L/min2503電機(jī)功率kW1604外形尺寸mm2730×980×12255重量kg30006配套液箱型號RX200/167工作液含3~5%乳化油的乳化液5、回采工作面主要裝備詳見表3.2-8。表3.2-8回采工作面主要機(jī)械設(shè)備配備表序號設(shè)備名稱型號單位數(shù)量1工作面液壓支架ZZ4400-17/35架143502過渡支架ZZG5000/17/35架63采煤機(jī)MG200/500-WD臺14刮板輸送機(jī)SGZ764/400臺15轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ764/160臺16破碎機(jī)PLM1500臺17可伸縮膠帶輸送機(jī)DSJ100/80/2×160臺18乳化泵BRW250/31.5臺29乳化液箱RX400/25臺110輔助乳化液箱W10FX臺111噴霧泵BPW315/6.3臺212清水箱QX320/20臺113探水鉆機(jī)ZDY1200S臺214小水泵BQW15-80-9.2臺415單體液壓支柱DZ35-300/110根14016π型鋼梁DHL-3000根7017回柱絞車JH-14臺218調(diào)度絞車JD－1.6臺419無極繩連續(xù)牽引絞車SQ-80/75B臺120注水泵7BZ-3/80臺121注水鉆MYZ-200臺14、噴霧泵根據(jù)工作面噴霧降塵及設(shè)備冷卻的需要，工作面噴霧泵站選用兩臺BPW315/6.3型噴霧泵及一臺水箱組成，一臺噴霧泵站供采煤機(jī)外噴霧、支架噴霧；一臺噴霧泵供輸送機(jī)、采煤機(jī)冷卻。三、采區(qū)布置1、達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)盤區(qū)數(shù)目、位置及工作面生產(chǎn)能力51設(shè)計(jì)移交生產(chǎn)和達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)共布置11個分層綜采工作面，工作面能力為1116kt/a。九采區(qū)位于井田北部，首采工作面為3601上分層工作面。九采區(qū)巷道及機(jī)械設(shè)備配備見圖。2、煤層分組、分層關(guān)系和開采順序根據(jù)3號煤層厚度，確定工作面分兩層開采，工作面上分層采高為2.97m左右，下分層采高為2.97m左右。采區(qū)內(nèi)各工作面開采順序，根據(jù)巷道布置形式及開采方法，工作面均采用長壁后退式開采法。3、采區(qū)尺寸及巷道布置（1）采區(qū)尺寸九采區(qū)特征見表3.2-9。表3.2-9九采區(qū)特征表煤層號盤區(qū)名稱盤區(qū)位置尺寸(m)東西南北可采儲量(Mt)生產(chǎn)能力(Mt/a)服務(wù)年限(a)３號煤層九采區(qū)井田北部114514939.341.206.0（2）巷道布置九采區(qū)巷道按３條巷道布置，均沿煤層底板布置，采用錨、網(wǎng)、噴支護(hù)，并進(jìn)行錨索補(bǔ)強(qiáng)。各巷道斷面特征如下。①采區(qū)巷九采區(qū)膠帶進(jìn)風(fēng)巷：凈寬，凈高3.9，凈斷面2；九采區(qū)軌道進(jìn)風(fēng)巷：凈寬，凈高，凈斷面2；九采區(qū)專用回風(fēng)巷：凈寬，凈高4.45，凈斷面20.57m2；②上分層工作面順槽上分層工作面順槽采用+L”高，52凈斷面12.92，采用錨、網(wǎng)、索聯(lián)合支護(hù)。③下分層工作面下分層工作面順槽采用“一進(jìn)一回、U”型布置，進(jìn)回風(fēng)順槽分別內(nèi)錯，工作面及順槽頂板為金屬網(wǎng)假頂，架設(shè)鋼棚支護(hù)，順槽寬度，高度3.0m左右，梯形斷面，鋼棚排距，材料為礦用12號礦用工字鋼按設(shè)計(jì)巷道斷面加工。在膠帶運(yùn)輸順槽內(nèi)鋪設(shè)臨時(shí)軌道，用來運(yùn)送移動變電站、噴霧泵站、乳化液泵站、開關(guān)柜、電纜等設(shè)備列車。工作面膠帶進(jìn)風(fēng)順槽通過地溝溜與膠帶大巷相搭接；軌道回風(fēng)順槽通過風(fēng)門與軌道大巷連接，并經(jīng)由風(fēng)橋與專用回風(fēng)巷聯(lián)接。4、采區(qū)車場及硐室井下輔助運(yùn)輸采用無極繩連續(xù)牽引車配合調(diào)度絞車運(yùn)輸方式。+360m北軌道進(jìn)風(fēng)巷通過傾角為高3.0m。另外，為滿足采區(qū)生產(chǎn)需要，采區(qū)內(nèi)設(shè)置采區(qū)變電所、采區(qū)水泵房、水倉。采區(qū)布置詳見圖3.2-1。一、巷道斷面和支護(hù)形式1、采區(qū)巷道1）現(xiàn)有采區(qū)巷道施工情況根據(jù)礦方提供資料，九采區(qū)西翼回風(fēng)和膠帶巷均已掘進(jìn)成形部分巷道，53即九采區(qū)回風(fēng)巷現(xiàn)已掘進(jìn)高20.57m22，采用半圓拱斷面形式，凈寬，凈高，凈斷面2，掘進(jìn)斷面17.26m2。除掘進(jìn)成形上述巷道外，另九采區(qū)巷西翼軌道巷、西翼剩余回風(fēng)巷、部分膠帶巷也已施工完梯形工字鋼梁支護(hù)的掘進(jìn)斷面，巷道掘進(jìn)斷面形式為梯形斷面，上寬，下寬，高。根據(jù)井下現(xiàn)有實(shí)際情況，本著巷道承壓性能好，斷面利用率高、掘進(jìn)于支護(hù)費(fèi)用低、便于施工的原則，設(shè)計(jì)九采區(qū)剩余采區(qū)巷斷面設(shè)計(jì)如下。2）九采區(qū)巷道設(shè)計(jì)西翼采區(qū)巷西翼九采區(qū)剩余膠帶巷、剩余回風(fēng)巷、西翼軌道巷均采用矩形斷面，凈寬，凈高3.1m，凈斷面13.95m2，沿煤層底板布置。東翼采區(qū)巷：九采區(qū)膠帶巷：半圓拱斷面，凈寬，凈高3.5m，凈斷面2，沿煤層底板布置。九采區(qū)軌道巷：半圓拱斷面，凈寬，凈高3.5m，凈斷面2，沿煤層