采區(qū)設(shè)計(jì)正文定稿

潞安環(huán)能股份公司五陽(yáng)煤礦78采區(qū)設(shè)計(jì)五陽(yáng)煤礦二00九年四月目錄前言………………………3第一章礦井主要系統(tǒng)環(huán)節(jié)現(xiàn)狀……………4第一節(jié)礦井開(kāi)拓、開(kāi)采現(xiàn)狀…………4第二節(jié)礦井系統(tǒng)現(xiàn)狀…………………4第二章采區(qū)地質(zhì)概況……………………12第一節(jié)采區(qū)概況……………………12第二節(jié)采區(qū)煤層及其頂?shù)装逄卣鳌?2第三節(jié)采區(qū)地質(zhì)特征………………13第四節(jié)煤質(zhì)、瓦斯、煤塵、地溫……14第五節(jié)水文地質(zhì)特征…………………15第六節(jié)采區(qū)儲(chǔ)量計(jì)算…………19第三章采區(qū)巷道布置……………………21第一節(jié)采區(qū)巷道布置可行性方案確定………………21第二節(jié)采區(qū)巷道布置…………………22第四章采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限…………26第一節(jié)礦井工作制度…………………26第二節(jié)采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限……26第五章采煤方法及采區(qū)參數(shù)……………28第一節(jié)采煤方法選擇…………………28第二節(jié)采區(qū)參數(shù)的確定………………35第六章采區(qū)系統(tǒng)及設(shè)備配備………………36第一節(jié)采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)…………………36第二節(jié)采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)…………………42第三節(jié)采區(qū)供電系統(tǒng)…………………52第四節(jié)采區(qū)防排水系統(tǒng)………………59第五節(jié)采區(qū)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)……………61第六節(jié)采區(qū)壓風(fēng)系統(tǒng)…………………64第七章安全技術(shù)措施………66第八章采區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)…………………77前言山西潞安環(huán)保能源開(kāi)發(fā)股份有限公司五陽(yáng)煤礦是一座國(guó)有省屬大型礦山企業(yè)，地處潞安煤田中東部，井田面積78.3649km2，井田內(nèi)可采煤層和局部可采煤層有3號(hào)、15-1號(hào)、15-3號(hào)，目前開(kāi)采對(duì)象為3號(hào)煤層，該層煤為貧煤、貧瘦煤、瘦煤，屬優(yōu)質(zhì)低硫配焦煤。礦井屬高瓦斯礦井，煤塵具有爆炸性，自燃等級(jí)為=3\*ROMANIII級(jí)不易自燃煤層。礦井地理位置優(yōu)越，煤層賦存條件好，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于開(kāi)拓開(kāi)采。2008年6月4日，山西省煤炭工業(yè)局下發(fā)晉煤行發(fā)【2008】520號(hào)文件“關(guān)于山西潞安環(huán)保能源股份有限公司王莊煤礦等4座礦井生產(chǎn)能力核定結(jié)果的批復(fù)”，核定五陽(yáng)煤礦生產(chǎn)能力為300萬(wàn)噸/年。五陽(yáng)煤礦原主立井提升系統(tǒng)于1985年12月投產(chǎn)，擔(dān)負(fù)著礦井原煤提升任務(wù)，由于使用時(shí)間較長(zhǎng)，原主立井提升設(shè)備老化、可靠性低，井筒裝備部分銹蝕破損，井筒結(jié)構(gòu)局部變形，影響礦井的正常安全生產(chǎn)。2007年礦方新鑿一主斜井，裝備帶式輸送機(jī)，現(xiàn)已投入運(yùn)行，擔(dān)負(fù)全礦井的原煤提升任務(wù)。一、設(shè)計(jì)依據(jù)1、河南省煤炭地質(zhì)勘察研究院2004年12月提交的《五陽(yáng)煤礦礦井生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告》；2、山西省煤炭工業(yè)局（2008）520號(hào)文件“關(guān)于山西潞安環(huán)保能源股份有限公司王莊煤礦等4座礦井生產(chǎn)能力核定結(jié)果的批復(fù)”；3、《潞安環(huán)能公司五陽(yáng)煤礦南豐擴(kuò)區(qū)層瓦斯基本參數(shù)測(cè)定報(bào)告》；4、礦井采掘工程平面圖及井上下對(duì)照?qǐng)D；5、《煤礦安全規(guī)程》；6、《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50215-2005）；7、《礦山安全條例》和《礦山安全監(jiān)察條例》；8、《礦山安全法》；9、《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》；10、《礦井防滅火規(guī)范》（試行）；11、《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》；12、《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》；13、《礦井電力設(shè)計(jì)規(guī)程》。第一章礦井主要系統(tǒng)環(huán)節(jié)現(xiàn)狀一、礦井提升系統(tǒng)1、主斜井提升提升采用主斜井,在主斜井井筒內(nèi)裝備一臺(tái)鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)，擔(dān)負(fù)礦井原煤的提升任務(wù)。井底設(shè)有1個(gè)緩沖煤倉(cāng)，倉(cāng)容量為700t。煤倉(cāng)下裝備1臺(tái)GLD2000/5.5/S型甲帶式給煤機(jī)，最大給煤能力為2000t/h，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)無(wú)級(jí)變速器的輸出速度，可以很容易地根據(jù)井下生產(chǎn)煤量來(lái)控制主斜井帶式輸送機(jī)上的煤流量。為防止煤倉(cāng)下口因原煤堵塞造成不能正常生產(chǎn)，煤倉(cāng)下部周邊設(shè)置了破拱器破拱清倉(cāng)裝置,提升能力達(dá)758萬(wàn)噸/年。2、副立井提升副立井采用單繩雙鉤罐籠提升方式，擔(dān)負(fù)矸石、人員、材料和設(shè)備等輔助提升任務(wù)。副立井現(xiàn)裝備一臺(tái)2JK-3.5/20-1.7B型提升機(jī)，提升容器為GLGY-3×1/1型單繩3噸罐籠，拖動(dòng)設(shè)備配用YR99/59-8型交流繞線電機(jī)，630kW，6kV，最大提升速度為6.79m/s,提升能力滿足300萬(wàn)噸/年。二、礦井通風(fēng)系統(tǒng)礦井具有獨(dú)立、完整的通風(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)方式采用兩翼對(duì)角式，通風(fēng)方法采用抽出式通風(fēng)。其中，北風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)主要擔(dān)負(fù)51采區(qū)的通風(fēng)，西風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)主要擔(dān)負(fù)75采區(qū)的通風(fēng),礦井通風(fēng)能力為230萬(wàn)噸/年。三、礦井運(yùn)輸系統(tǒng)1、主運(yùn)輸系統(tǒng)主運(yùn)輸系統(tǒng)采用STJ-1200/2×250膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，運(yùn)輸能力達(dá)480萬(wàn)噸/年。2、輔助運(yùn)輸系統(tǒng)大巷采用CJZ12/6P型變頻電機(jī)車(chē)運(yùn)輸方式，運(yùn)輸能力達(dá)到330萬(wàn)噸/年。四、礦井供電系統(tǒng)五陽(yáng)煤礦地面現(xiàn)有35kV變電站兩座。采用雙回路電源線路分別引自五陽(yáng)熱電廠35kVⅠ、Ⅱ母線35kV出線間隔。地面6kV變電所2回路6kV電源引自五陽(yáng)35kV變電站6kV配電裝置室的Ⅰ、Ⅱ母線6kV出線間隔。供電能力達(dá)230萬(wàn)/年。五、礦井排水設(shè)備本礦新主立井井底附近現(xiàn)有一座主排水泵房，礦井涌水經(jīng)敷設(shè)于新主立井井筒中的排水管路排至地面工業(yè)場(chǎng)地井下水處理站水池。六、壓風(fēng)設(shè)備本礦井現(xiàn)有地面空壓機(jī)站，位于本礦新井場(chǎng)地，站內(nèi)共裝備3臺(tái)空氣壓縮機(jī)主要供主立井裝、卸載用氣和原主、副立井井底及附近采區(qū)用氣。七、礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)1、安全監(jiān)控礦井現(xiàn)有一套KJ－66NA型礦用安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)集電子、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體、光纖通信、單片機(jī)、軟件之先進(jìn)技術(shù)為一體。系統(tǒng)軟件功能齊全，操作方便，穩(wěn)定可靠。通過(guò)RS485智能接口，可以接納任一子系統(tǒng)的并入，具有良好的兼容性和擴(kuò)展性。系統(tǒng)的各項(xiàng)功能完全符合《煤礦安全規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)要求和礦井安全生產(chǎn)的實(shí)際需要。2、產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)本礦地面監(jiān)控室現(xiàn)安裝有一套BH－WTA型煤礦產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)具有視頻監(jiān)控、信號(hào)傳輸、中心控制、遠(yuǎn)程監(jiān)管等功能，可以對(duì)煤礦產(chǎn)品產(chǎn)量進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)量、核準(zhǔn)、監(jiān)測(cè)，為煤礦監(jiān)管部門(mén)提供了準(zhǔn)確的管理依據(jù)。該系統(tǒng)可與各級(jí)煤礦安全監(jiān)督部門(mén)的監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)該礦原煤產(chǎn)量的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控。3、礦用人員管理及定位系統(tǒng)礦井已有一套KJ139型礦用人員管理及定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由具有組網(wǎng)通訊功能的井下工作人員考勤管理與跟蹤定位系統(tǒng)兩部分組成。井下人員定位系統(tǒng)由人員標(biāo)識(shí)卡、數(shù)據(jù)采集器、綜合數(shù)據(jù)傳輸接口、手持式定向搜索儀和監(jiān)控計(jì)算機(jī)等設(shè)備組成，在系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)的支持下，對(duì)井下員工進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，使井下人員動(dòng)態(tài)分布和基本情況在地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)中得以及時(shí)反映，確保了搶險(xiǎn)救災(zāi)、安全救護(hù)工作的迅速展開(kāi)和高效運(yùn)作。八、礦井通信系統(tǒng)五陽(yáng)煤礦調(diào)度程控機(jī)投入使用的江西南昌聯(lián)創(chuàng)通訊有限公司生產(chǎn)的DDK6本安型程控調(diào)度交換機(jī)，總?cè)萘?00門(mén)，另外還100門(mén)遠(yuǎn)端模塊，供地面風(fēng)機(jī)房、變電所及井下通訊使用。第二章采區(qū)地質(zhì)概況第一節(jié)采區(qū)概況一、采區(qū)位置七六采區(qū)位于五陽(yáng)井田西南部襄垣縣境內(nèi)，東以淤泥河為界，與75、51采區(qū)相連，南至文王山北斷層，西至經(jīng)線38408000，北與七八采區(qū)相連，以南豐斷層及天倉(cāng)向斜軸為界。二、地面交通的關(guān)系五陽(yáng)礦區(qū)交通便利，太焦鐵路縱貫全區(qū)。南經(jīng)焦作、新鄉(xiāng)與京廣、隴海線相連，北至太原可達(dá)石大線及同蒲線，東出邯鄲可達(dá)津浦線；距離襄垣車(chē)站3.5km。208國(guó)道經(jīng)采區(qū)西約2km處自北向南通過(guò)，榆黃公路橫跨井田東部，東有邯長(zhǎng)公路，南有長(zhǎng)臨公路，區(qū)內(nèi)交通四通八達(dá)（附五陽(yáng)井田交通位置圖）。第二節(jié)采區(qū)煤層及其頂?shù)装逄卣饕?、采區(qū)煤層采區(qū)主要含煤地層為二迭系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組，共含煤5--17層，其中3號(hào)和153號(hào)煤層為主要可采煤層，其它均為局部可采和不可采煤層。主要可采的3號(hào)煤層位于山西組中下部，俗稱(chēng)12號(hào)香煤，全區(qū)穩(wěn)定，厚度為4.69--7.31m，平均厚度6.13m，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含0-2層夾矸，夾矸厚度一般在0--0.1m，巖性為炭質(zhì)泥巖，局部地段中底煤分界夾矸增厚，可達(dá)0.5m左右，煤層普氏硬度系數(shù)為，節(jié)理較為發(fā)育。偽頂為炭質(zhì)泥巖夾煤線隨采隨落；直接頂為中厚層狀黑色泥巖及砂質(zhì)泥巖；老頂為厚層狀中細(xì)粒石英砂巖；直接底為泥巖，含植物根部化石，呈團(tuán)塊狀；老底為黑色泥巖或條帶狀砂巖。采區(qū)煤層總體呈南北走向，向西傾斜，傾角4°--16°,由于地質(zhì)構(gòu)造影響，采區(qū)內(nèi)煤層底板波狀起伏變化較大，產(chǎn)狀要素變化明顯，煤層傾角局部可達(dá)20°—24°。二、頂?shù)装逄卣鲹?jù)相鄰75、51采區(qū)生產(chǎn)中所見(jiàn)，煤層裂隙節(jié)理較為發(fā)育，主裂隙方向呈北東東向，與區(qū)域構(gòu)造方向基本一致，傾角70°--80°，產(chǎn)生原因可能是地殼運(yùn)動(dòng)中受張扭性作用力，與形成區(qū)域構(gòu)造同時(shí)生成。根據(jù)精查勘探取樣試驗(yàn)和以往試驗(yàn)資料，采區(qū)內(nèi)煤層及其頂?shù)装逯饕锢砹W(xué)性質(zhì)見(jiàn)表3號(hào)煤層及頂?shù)装逯饕锢硇再|(zhì)巖層巖性特征天然容重最小--最大平均比重最小---最大平均天然含水量%最小---最大平均吸水率%最小---最大平均孔隙率%最小---最大平均3號(hào)煤1.421.451.393.093.73號(hào)煤直接頂中厚層狀黑色泥巖及砂質(zhì)泥巖2.622.731.542.214.33號(hào)煤老頂厚層狀細(xì)粒石英砂巖2.662.740.881.593.43號(hào)煤底板層狀中細(xì)粒砂巖2.852.790.460.631.53號(hào)煤層及頂?shù)装逯饕W(xué)性質(zhì)巖層巖性特征單向抗壓強(qiáng)度MPa抗拉強(qiáng)度MPa抗剪切強(qiáng)度MPa普氏硬度系數(shù)3號(hào)煤8.60.833號(hào)煤直接頂中厚層狀黑色泥巖及砂質(zhì)泥巖36.60.683.272.133號(hào)煤老頂厚層狀細(xì)粒石英砂巖49.852.0315.95.73號(hào)煤直接底黑色泥巖及砂質(zhì)泥巖36.02.165.383.893#煤老底層狀中細(xì)粒石英砂巖64.12.6514.05.76第三節(jié)采區(qū)地質(zhì)特征一、地層及構(gòu)造1、地層采區(qū)地表為第四系黃土覆蓋，自下而上，從老到新地層分別為：奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）：地層厚度大，為煤系地層基底，由石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r和石膏層組成，本采區(qū)鉆孔揭露最大厚度為202m。石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）：巖性以鋁土泥巖為主，局部夾砂巖，底部為山西式鐵礦，與下伏地層呈不整合接觸，厚度，平均厚度為9.46m。石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）：為海陸交互相沉積,巖性為泥巖、砂巖、石灰?guī)r和煤層，厚度56.41-118.84m,平均厚度100.7m，含可采和局部可采煤層5--7層，其中153號(hào)煤層為全區(qū)可采煤層。二迭系下統(tǒng)山西組（P1S）：巖性主要由泥巖、砂巖及煤層組成，厚度，平均厚度63.54m，為主要含煤地層，其中3號(hào)煤層厚度穩(wěn)定，是本擴(kuò)區(qū)的主采煤層，與下伏地層呈整合接觸。二迭系下統(tǒng)下石盒子組（P1X）：巖性為灰白色中粒砂巖和雜色泥巖組成，頂部為桃花泥巖，含鋁質(zhì)，厚度，平均厚62.3m。二迭系上統(tǒng)上石盒子組（P2S）：巖性主要由黃、灰綠、灰白、黃綠色中粒石英砂巖及雜色泥巖、砂泥巖組成，厚度變化大，為，平均厚度335.42m。第四系（Q）：由紫紅色粘土及土黃色砂土組成，局部夾數(shù)層流砂，近濁漳河一帶為古河床及河漫灘沉積，厚度0-50.55m，平均厚度20.78m，不整合于二迭系地層之上。3、構(gòu)造特征五陽(yáng)井田地質(zhì)構(gòu)造是以寬緩褶曲伴生大、中型高角度正斷層和次級(jí)小型斷裂，構(gòu)造線方向多為北東東向。采區(qū)主要褶曲為天倉(cāng)向斜和東周背斜，其中天倉(cāng)向斜為采區(qū)一級(jí)控制性構(gòu)造，縱貫采區(qū)北部，軸向?yàn)楸?5°東，向西傾伏。文王山北斷層為采區(qū)南部邊界控制斷層，其次為南豐斷層、西大巷斷層、果園東斷層、75-6#至75-8#、76-1#至76-6#斷層等大中型斷層。以上斷層經(jīng)生產(chǎn)準(zhǔn)備過(guò)程中實(shí)際揭露，斷層落差和延伸方向均已查明，與五陽(yáng)井田構(gòu)造特征基本相符；此外，在近年的地面三維地震勘探中還解析出28條落差不等的大中型斷層，集中分布在天倉(cāng)向斜軸附近，還需進(jìn)一步驗(yàn)證。采區(qū)內(nèi)巖溶陷落柱集中發(fā)育在天倉(cāng)向斜軸部及其兩翼500--700m范圍內(nèi)。經(jīng)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)際揭露直徑大小不等的陷落柱3個(gè)，長(zhǎng)軸直徑最大達(dá)80m；另外經(jīng)物探圈定陷落柱12個(gè)，有待進(jìn)一步證實(shí)。采區(qū)范圍內(nèi)無(wú)沖刷帶及小煤窯破壞，煤層開(kāi)采過(guò)程主要受斷層和陷落柱影響。第四節(jié)煤質(zhì)、瓦斯、煤塵、地溫一、煤質(zhì)經(jīng)勘探取樣及生產(chǎn)準(zhǔn)備中取樣化驗(yàn)，3號(hào)煤層揮發(fā)份（Vdaf）在10--20%之間；膠質(zhì)層厚度（Y）為0--6mm，灰份（Ad）為16--18%，發(fā)熱量（quetar）為26.5--27.5Mj/kg，含硫量（St）小于0.5%，根據(jù)《中國(guó)煤分類(lèi)》方案，3號(hào)煤層為貧瘦煤或貧煤。二、瓦斯1、瓦斯3/t，平均4.18m3/t。78采區(qū)掘進(jìn)巷道根據(jù)實(shí)際揭露煤層情況實(shí)際的瓦斯涌出量將已到3.00m3/min以上,預(yù)計(jì)隨著采掘部署向南豐向斜軸附近的轉(zhuǎn)移,瓦斯涌出量將明顯增加。78采區(qū)截止目前未發(fā)生過(guò)煤與瓦斯突出現(xiàn)象。2、煤塵根據(jù)重慶煤科院2004年4月鑒定結(jié)果，78采區(qū)煤塵爆炸火焰長(zhǎng)度為10mm，煤塵有爆炸性，煤層無(wú)自燃發(fā)火現(xiàn)象。3、地溫78采區(qū)實(shí)測(cè)地溫在14--16℃之間，屬地溫正常區(qū)，無(wú)地?zé)嵛：?，生產(chǎn)準(zhǔn)備過(guò)程所施工的巷道工程均未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。第五節(jié)水文地質(zhì)特征一、地表水區(qū)內(nèi)發(fā)育一條河流—淤泥河。淤泥河系濁漳河支流，自南而北流經(jīng)本區(qū)東部邊緣，流量小，為季節(jié)性河流，在東李村匯入濁漳河，歷史上測(cè)得流量為360m3/h。二、含水層特征區(qū)內(nèi)共有12個(gè)含水層，按其含水性和巖性可分成3種類(lèi)型：1、Ⅰ---Ⅴ含水層為灰?guī)r裂隙溶洞含水層，主要由奧陶系灰?guī)r和太原組地層灰?guī)r組成，層理節(jié)理發(fā)育，有方解石脈充填。其中Ⅰ號(hào)含水層單位涌水量q=6.77L/s·m，滲透系數(shù)K=3.168m/d，靜止水位標(biāo)高為+661.29m，屬含水豐富的含水層。Ⅱ---Ⅴ號(hào)含水層水位標(biāo)高為676.4m。根據(jù)礦井多處揭露，含水性不均勻。2、Ⅵ---Ⅹ號(hào)含水層為砂巖孔隙、裂隙含水層，巖性主要有中細(xì)?；蛑写至Ｊⅰ㈤L(zhǎng)石砂巖組成，巖性、巖相及厚度橫向變化較大，可相變?yōu)樯澳鄮r互層，抽水試驗(yàn)結(jié)果為q=0.0714L/s·m，K=0.132m/d，靜止水位856.03m。3、Ⅺ---Ⅻ為風(fēng)化基巖和第四系含水層，Ⅺ號(hào)含水層為基巖風(fēng)化帶含水層，巖性為不同粒級(jí)的破碎砂巖泥巖組成，巖石松散，裂隙發(fā)育，抽水試驗(yàn)結(jié)果q=0.318L/s.m，K=1.112m/d，靜止水位標(biāo)高為871.95m，含水豐富。Ⅻ號(hào)含水層由粘土和細(xì)砂土及薄層細(xì)砂組成，主要分布于濁漳河流域，水位2m左右，受大氣降水影響大。三、隔水層根據(jù)巖性特征，井田內(nèi)主要隔水層自上而下有：石炭系中統(tǒng)本溪組鋁土質(zhì)泥巖和上統(tǒng)太原組底部砂泥巖段隔水層、石炭系中統(tǒng)太原組中段砂泥巖隔水層和3#煤層底板隔水層等。1、石炭系中統(tǒng)本溪組鋁土質(zhì)泥巖和上統(tǒng)太原組底部砂泥巖段隔水層層段厚11.25～73.37m，平均28.78m，厚度變化較大。主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、薄層砂巖和鋁土泥巖組成，底部為鮞狀鋁土泥巖及山西式鐵礦?？捎行ё韪糁袏W陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r水向上的垂直補(bǔ)給。2、石炭系中統(tǒng)太原組中段砂泥巖隔水層位于K4與K5灰?guī)r之間。層間距35～45m，由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖組成?？捎行У刈韪羯?、下灰?guī)r水的聯(lián)系。3、其它隔水層井田內(nèi)含水層與含水層之間，一般被互層狀泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖夾薄層砂巖相隔，其厚度不等。這些組合巖層可有效隔斷含水層之間的水力聯(lián)系。從以上各含水層的水位標(biāo)高看，在無(wú)導(dǎo)水構(gòu)造影響時(shí)，以上隔水層均有良好的隔水性能。四、斷層帶及陷落柱水文地質(zhì)特征1、斷層帶本礦區(qū)已揭露大小斷層近212條，其中落差大于50m的11條、大于10~50m的17條、小于10m的184條，而逆斷層只有3條。這些大小不等的斷層在勘探期間均未做專(zhuān)門(mén)抽水試驗(yàn)。礦區(qū)中落差大于100m的正斷層有礦區(qū)西北邊界的西川正斷層、礦區(qū)北中部的王家莊正斷層和小黃莊正斷層、礦區(qū)中東部的崔家莊2#、1#正斷層、礦區(qū)南部邊界斷層文王山北正斷層等6條，落差60～100m的正斷層有礦區(qū)中部的崔家莊3#正斷層和倉(cāng)上正斷層、礦區(qū)南中部的南豐正斷層和西大巷正斷層等4條。由于斷裂的存在勢(shì)必改變了含水層的原有形態(tài)，從而導(dǎo)致強(qiáng)含水層與弱含水層、含水層與可采煤層的對(duì)接，無(wú)疑將造成礦井充水水源的復(fù)雜化。以上落差大于100m的正斷層，均形成了下伏奧灰強(qiáng)含水層與區(qū)內(nèi)可采煤層的部分或全部對(duì)接，而落差60～100m的正斷層又造成了下伏富水性中等的太原組灰?guī)r含水層與區(qū)內(nèi)可采煤層的部分或全部對(duì)接。但在開(kāi)采過(guò)程中揭露的大小斷層、特別是落差大于20m斷層（如南豐正斷層、西大巷正斷層、崔家莊2#正斷層）均未發(fā)生突水事故。說(shuō)明區(qū)內(nèi)斷層帶不富水或富水性較弱。另?yè)?jù)在+760水平北翼上山1505工作面上形成的沉降盆地內(nèi)積水達(dá)40天，而礦井涌水量沒(méi)有明顯變化這一現(xiàn)象看，該處的斷層帶是不導(dǎo)水的。但隨著礦井開(kāi)采水平的向下沿深，地下水的水壓將會(huì)增大，突水的危險(xiǎn)性也在逐漸增加。所以應(yīng)注意和防范在七六采區(qū)揭露落差大于20m的斷層時(shí)，特別是東周正斷層與文王山北正斷層構(gòu)成的地塹斷塊內(nèi)采掘時(shí)的突水。2、陷落柱五陽(yáng)井田內(nèi)共發(fā)現(xiàn)95個(gè)巖溶陷落柱，其中井下揭露52個(gè)，三維地震勘探等地面物探解析發(fā)現(xiàn)43個(gè)。從生產(chǎn)資料來(lái)看，巖溶陷落柱主要集中在天倉(cāng)向斜軸兩側(cè)，井下揭露的陷落柱，長(zhǎng)軸方向大多與天倉(cāng)向斜軸垂直，說(shuō)明其具有張裂性質(zhì)；另外，揭露的陷落柱的標(biāo)高多在+690～+570m，僅27#、28#兩陷落柱標(biāo)高在+403～+450m水平。在陷落柱內(nèi)的巖性雜亂無(wú)章、大小不等、膠結(jié)較差、相對(duì)沉陷30～80m，除個(gè)別含水外，其余絕大多數(shù)不含水。這可能與揭露的陷落柱所處位置和自身富水性有關(guān)：一是陷落柱本身不富水或富水性較弱，二是陷落柱所處位置及附近無(wú)水，三是陷落柱自身的隔水性足以抵當(dāng)承壓水的水頭壓力。山西煤田內(nèi)陷落柱突水事故較少。但是如果陷落柱所處位置不能滿足以上條件，則極可能造成礦井突水。五、充水因素與涌水量預(yù)計(jì)1、充水因素分析⑴、地表水七六采區(qū)位于井田西南部，煤層埋藏深度大，覆蓋層厚，且具有多層巨厚層狀泥巖隔水層，在煤層開(kāi)采過(guò)程中采區(qū)受大氣降水影響不大。⑵、頂板裂隙水頂板各含水層在煤層開(kāi)采中所形成的裂隙帶，為煤層開(kāi)采時(shí)的主要充水因素。各含水層的平均厚度及與3#煤層的距離：Ⅶ含水層：平均厚度5.95m，距3#煤層0～3.4m，平均間距2m。Ⅷ含水層：平均厚度6.5m，平均間距36.8m。Ⅸ含水層：平均厚度7.2m，平均間距55m。Ⅹ含水層：平均厚度8.25m，平均間距102.5m。導(dǎo)水裂隙帶最大高度（包括冒落帶）分層開(kāi)采情況如下：Hf=100M/（2.4n+2.1）+11.2=100×6.2/(2.4×2+2.1)+11.2=101.1m一次采全高的情況下：Hf=100M/（2.4n+2.1）+11.2=100×6.2/(2.4+2.1)+11.2=149m式中：M—累計(jì)采厚m；n—煤分層層數(shù);Hf—導(dǎo)水裂隙帶最大高度m。公式來(lái)源于煤炭工業(yè)部1984年頒發(fā)《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》。由以上情況分析，Ⅶ—Ⅹ含水層均處于裂隙帶范圍內(nèi)，為3#煤層開(kāi)采時(shí)的主要充水因素。⑶、底板裂隙水在3#煤層開(kāi)采中，水平巷道的開(kāi)拓直接揭露灰?guī)r含水層時(shí)均為導(dǎo)水因素。⑷、奧灰水隨著生產(chǎn)水平日益向深部延伸，水壓不斷加大，在天倉(cāng)向斜軸與各斷層的交匯處以及西大巷斷層與果園東斷層的交匯處，均有可能成為奧灰水的出水段；向斜軸部的陷落柱也可能成為奧灰水突入井下的自然通道。2、涌水量計(jì)算采區(qū)經(jīng)過(guò)精查勘探、三維地震、水文補(bǔ)勘及相應(yīng)生產(chǎn)準(zhǔn)備工程，地質(zhì)及水文地質(zhì)條件基本查清，礦井涌水量主要來(lái)自3#煤層頂板以上Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ號(hào)砂巖含水層。采區(qū)涌水量依據(jù)《礦井地質(zhì)工作手冊(cè)》采用“大井法”和“水文地質(zhì)相似法”分別進(jìn)行預(yù)計(jì)，“大井法”計(jì)算選用《潞安煤田四勘探區(qū)（落江）精查地質(zhì)報(bào)告》中422號(hào)鉆孔抽水試驗(yàn)資料，“相似法”采用73采區(qū)開(kāi)采的實(shí)際面積和實(shí)測(cè)涌水資料，分別進(jìn)行計(jì)算。⑴、“大井法”計(jì)算采用公式：Q=1.366k(2HM-M2-h2)/（LgR0-Lgr0）式中：Q----預(yù)計(jì)采區(qū)涌水量（m3/d）K----滲透系數(shù)（m/d）R----含水層抽水時(shí)的影響半徑（m）r0----采區(qū)引用半徑（m）M----上伏含水層的平均厚度（m）H----煤層距上伏主要含水層水位的平均距離（m）h----巷道內(nèi)水柱的高度（m）R0----礦井排水的引用影響半徑（m）S----由于礦井排水而產(chǎn)生的水位降低值（m）因上覆各主要含水層單位涌水量、滲透系數(shù)、靜止水位標(biāo)高等相同，故將有關(guān)含水層視為一層，采用其平均厚度累加值參與計(jì)算：r0=0.565√3645500=1079mR=10×445.85√0.132=1620mR0=1079+1620=2699m將上述各參數(shù)代入公式計(jì)算：Q=1.366k(2HM-M2-h2)/（LgR0-Lgr0）2）／（Lg2699-Lg1079）=10863.75m3/d=452.6m3/h⑵、水文地質(zhì)相似法計(jì)算采用公式：Q=KF·FKF=Q0/F0式中：Q----設(shè)計(jì)采區(qū)涌水量（m3/d）KF-----富水系數(shù)（m3/m2）Q0-----生產(chǎn)采區(qū)實(shí)際涌水量（m3/d）F0-----生產(chǎn)采區(qū)面積（m2）F----設(shè)計(jì)采區(qū)面積（m2）KF=4015.2/1911750=2.1×10-3（m3/m2）設(shè)計(jì)采區(qū)一般涌水量：Q=2.1×10-3×3645500=7655.55m3/d=319.0m3/h上述兩種方法經(jīng)計(jì)算，采區(qū)涌水量分別為452.6m3/h和319.0m3/h，兩種方法差值133.6m3/h，取其平均數(shù)即（452.6+319.0）/2=385.8m3/h作為采區(qū)預(yù)計(jì)涌水量?？紤]到計(jì)算過(guò)程所取各種參數(shù)誤差和其它原因,在上述預(yù)計(jì)采區(qū)涌水量385.8m3/h的基礎(chǔ)上乘以1.1系數(shù)，即385.8×1.1=424.4m3/h作為采區(qū)預(yù)計(jì)的最大涌水量。第六節(jié)采區(qū)儲(chǔ)量一、采區(qū)范圍根據(jù)山西煤管局統(tǒng)晉煤生字(1990)第1006號(hào)批文，南豐擴(kuò)區(qū)范圍為南以文王山北斷層為界，西以38408000經(jīng)線為界，北以小黃莊斷層為界，東與現(xiàn)五陽(yáng)礦井田相連接，南北長(zhǎng)約4.5km，東西寬3km，面積為13.5km2。七六采區(qū)作為南豐擴(kuò)區(qū)設(shè)計(jì)的一個(gè)采區(qū)，位于擴(kuò)區(qū)南部，東以75、51采區(qū)相連，南至文王山北斷層，西至經(jīng)線38408000為界，北與七八采區(qū)相連，以南豐斷層及天倉(cāng)向斜軸為界。七六采區(qū)東西長(zhǎng)約3.5km，南北寬約3.1km，面積約為8.2km2。二、采區(qū)儲(chǔ)量本設(shè)計(jì)儲(chǔ)量計(jì)算范圍僅以3號(hào)煤層考慮，其余煤層不予考慮。依據(jù)1996年3月批復(fù)的擴(kuò)區(qū)補(bǔ)充勘探地質(zhì)報(bào)告，南豐擴(kuò)區(qū)3號(hào)煤層地質(zhì)儲(chǔ)量為10768.61萬(wàn)噸，其中七六采區(qū)圈定工業(yè)儲(chǔ)量為6809.5萬(wàn)噸，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量為0。工業(yè)儲(chǔ)量中111b級(jí)儲(chǔ)量2850.1萬(wàn)噸，122b級(jí)儲(chǔ)量為2994.4萬(wàn)噸，333級(jí)儲(chǔ)量965.0萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量5107.1萬(wàn)噸。七六采區(qū)儲(chǔ)量匯總表煤層編號(hào)3號(hào)采區(qū)面積（km2）8.2地質(zhì)儲(chǔ)量（萬(wàn)噸）工業(yè)儲(chǔ)量（萬(wàn)噸）111b2850.1設(shè)計(jì)損失永久煤柱井田邊界煤柱39.5122b2994.4斷層煤柱965.0333965.0管線井煤柱273.5合計(jì)6809.5合計(jì)1278.0采區(qū)損失424.4合計(jì)1702.4可采儲(chǔ)量村莊下壓煤1951.1護(hù)巷煤柱128.5遠(yuǎn)景儲(chǔ)量0綜采圈定1949.0邊角煤223.2合計(jì)6809.5合計(jì)5107.1第三章采區(qū)巷道布置第一節(jié)采區(qū)巷道布置可行性方案確定一、巷道布置可行性方案1、采區(qū)巷道布置方案五陽(yáng)礦井現(xiàn)有的運(yùn)煤系統(tǒng)為75.3#皮帶巷→75.1#皮帶巷→75煤倉(cāng)→主皮帶巷→主斜井（新主井）。76采區(qū)位于75采區(qū)西部，東西長(zhǎng)2.1km，南北3.15km，面積約6.61km2。根據(jù)采區(qū)范圍同現(xiàn)有運(yùn)煤系統(tǒng)的位置關(guān)系，采區(qū)巷道布置考慮兩個(gè)方案：1.1、方案一⑴在75.3#皮帶巷、75.3#軌道巷處，向西延長(zhǎng)新掘一條采區(qū)皮帶巷、采區(qū)軌道巷、采區(qū)專(zhuān)用回風(fēng)巷；向北垂直新掘一條采區(qū)皮帶巷、采區(qū)軌道巷、采區(qū)專(zhuān)用回風(fēng)巷，共六條準(zhǔn)備巷道。工作面采用后退式回采。⑵76采區(qū)回采工作面推進(jìn)長(zhǎng)度為1142～2404m，工作面長(zhǎng)度平均為180m，采區(qū)共布置10個(gè)回采工作面。1.2、方案二在75.3#皮帶巷、75.3#軌道巷處，向南新掘一條皮帶巷、軌道巷、專(zhuān)用回風(fēng)巷；向西北新掘一條皮帶巷、軌道巷、專(zhuān)用回風(fēng)巷，共六條準(zhǔn)備巷道。采用后退式回采。76采區(qū)回采工作面推進(jìn)長(zhǎng)度為1142～2404m，工作面長(zhǎng)度在180---240m之間，平均為190m，采區(qū)共布置有11個(gè)回采工作面。1.3、采區(qū)巷道布置方案比較方案一：優(yōu)點(diǎn)：1、巷道布置能充分布置回采工作面，資源能得到很好的回收；2、減少了三角煤損失量缺點(diǎn)：1、工作面布置較小，增加了搬家倒面次數(shù)；2、新增準(zhǔn)備巷道6條，巷道掘進(jìn)工作量大，采區(qū)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)；3、東周斷層與文王山斷層間煤炭不利于回收；方案二：優(yōu)點(diǎn)：1、利用現(xiàn)有部分準(zhǔn)備巷道，巷道掘進(jìn)量少，采區(qū)準(zhǔn)備時(shí)間短；2、巷道順槽在1000—2400m間，工作面面長(zhǎng)在200-240m間，利于采掘銜接，減少搬家倒面次數(shù)；3、東周斷層與文王山斷層間煤炭能夠充分回收；缺點(diǎn)：1、三角煤損失量大，采區(qū)煤炭回收率較低；采區(qū)巷道布置方案的選擇比較，主要考慮了巷道掘進(jìn)工程量、回采面推進(jìn)長(zhǎng)度、回采面搬家次數(shù)、地質(zhì)構(gòu)造、村莊壓煤等因素，巷道總工程量統(tǒng)計(jì)詳見(jiàn)表。表巷道掘進(jìn)總工程量比較表方案一方案二方案比較備注皮帶巷m39503410+540軌道巷m39503410+540專(zhuān)用回風(fēng)巷m39503410+540回采巷道合計(jì)1185010230從表中可以看出，采區(qū)準(zhǔn)備巷道工程量方案一比方案二多1620m，回采巷道方案一比方案二多m。方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)比較項(xiàng)目運(yùn)輸距離運(yùn)行電費(fèi)巷道工程量方案一49752867.2元/d方案二39507741元/d方案二同方案一比較可知：方案二中采區(qū)準(zhǔn)備巷道掘進(jìn)工程量少；工作面回采推進(jìn)長(zhǎng)度合理，減少了回采工作面搬家次數(shù)；減少三角煤損失，采掘接替關(guān)系緩和。根據(jù)以上方案分析比較，76采區(qū)巷道布置采用方案二。（附：76采區(qū)巷道布置平面圖）第二節(jié)采區(qū)巷道布置一、準(zhǔn)備巷道布置1、采區(qū)上山1.1、巷道名稱(chēng)采區(qū)上山共布置3條準(zhǔn)備巷道，采用“一進(jìn)兩回”通風(fēng)。分別為76皮帶上山、76軌道上山、76上山專(zhuān)用回風(fēng)巷共3條準(zhǔn)備巷道。1.2、巷道支護(hù)形式巷道支護(hù)形式采用矩形錨網(wǎng)支護(hù)。1.3、巷道斷面、皮帶上山：A、巷道凈寬的確定：B=a+b+c+d式中：B——巷道自底板起1600mm高處的寬度，mma——膠帶運(yùn)輸機(jī)H架寬度，mm；取1400mmb——膠帶運(yùn)輸巷行人側(cè)寬度，mm；取1500mmc——膠帶運(yùn)輸機(jī)另一側(cè)安全間隙，mm；取600mmB=a+b+c=1400+1500+600=3500mmB、巷道凈高的確定：H=Lcos12-m-ha式中：H——巷道凈高，mmL——工字鋼棚腿長(zhǎng)度，mm；取3200mmm——柱窩深度，mm；取200mmha——巷道平整厚度，mm；取150mmH=3200×cos12-200-150=2780mmC、斷面大?。嚎紤]巷道掘進(jìn)設(shè)備的布置及通風(fēng)的要求，巷道采用礦用11#工字鋼梯形棚支護(hù)，梁長(zhǎng)3500mm，腿長(zhǎng)3200mm，水泥板背幫背頂，頂上14塊，每幫各13塊，棚距500mm。、軌道上山A、巷道凈寬的確定：B=a+b+c+d式中:B——巷道自底板起1600mm高處的寬度，mma——軌道運(yùn)輸車(chē)輛的寬度，mm；按支架考慮取1500mmb——軌道運(yùn)輸巷行人側(cè)寬度，mm；取1000mmc——軌道運(yùn)輸機(jī)另一側(cè)安全間隙，mm；取300mmB=a+b+c=1500+1000+300=2800mmB、巷道凈高的確定：H=Lcos12-m-ha式中：H——巷道凈高，mmL——工字鋼棚腿長(zhǎng)度，mm；取3000mmm——柱窩深度，mm；取200mmha——巷道平整厚度，mm；取150mmH=3000×cos12-200-150=2584mmC、支護(hù)形式考慮巷道掘進(jìn)設(shè)備的布置及通風(fēng)的要求，巷道采用礦用11#工字鋼梯形棚支護(hù)，梁長(zhǎng)3200mm，腿長(zhǎng)3000mm，水泥板背幫背頂，頂上13塊，每幫各12塊，棚距500mm。、專(zhuān)用回風(fēng)巷專(zhuān)用回風(fēng)巷為錨網(wǎng)支護(hù)，斷面4m×3.2m.2、采區(qū)下山2.1、巷道名稱(chēng)采區(qū)下山共布置5條準(zhǔn)備巷道，采用“兩進(jìn)三回”通風(fēng)。分別為76皮帶巷、76.1#軌道巷、76.2#軌道巷、76專(zhuān)用回風(fēng)巷、76架空人車(chē)巷。2.2、巷道支護(hù)形式巷道支護(hù)形式采用矩形錨網(wǎng)支護(hù)或工字鋼支護(hù)。2.3、巷道斷面76皮帶巷為工字鋼支護(hù)，梁×退=3.5m×3.2m，砼板背幫背頂；76.1#軌道巷為為工字鋼支護(hù)，梁×退=3.2m×3m，砼板背幫背頂；76.2#軌道巷為錨網(wǎng)支護(hù)，斷面4m×3.2m；76專(zhuān)用回風(fēng)巷為錨網(wǎng)支護(hù)，斷面5m×4m；76架空人車(chē)巷為錨網(wǎng)支護(hù)，斷面5m×4m.3、巷道位置關(guān)系：76皮帶巷東側(cè)巷道依次為：76.1#軌道巷、76.2#軌道巷、76專(zhuān)用回風(fēng)巷，76皮帶巷與76.1#軌道巷、76.1#軌道巷與76.2#軌道巷中至中間距均為30m，76.2#軌道巷與76專(zhuān)用回風(fēng)巷中至中間距為20m。76皮帶巷西側(cè)巷道為架空人車(chē)巷，中之中間距為30m；二、回采巷道布置工作面采用雙煤巷布置，沿底掘進(jìn)。分別布置一條運(yùn)輸巷、一條回風(fēng)巷。巷道采用錨網(wǎng)支護(hù)，錨網(wǎng)斷面大小為5m×3.2m；三、切眼布置工作面切眼分兩橫掘進(jìn)，第一橫靠老塘側(cè)掘進(jìn)，第二橫靠煤墻側(cè)掘進(jìn)，兩橫均采用全長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力錨固錨桿錨索組合支護(hù)系統(tǒng)，矩形斷面，第一橫寬3.5m，高3.0m，第二橫寬4.5m，高3.0m，錨桿排距1.0m。三、采區(qū)車(chē)場(chǎng)形式的確定根據(jù)76采區(qū)的范圍及采區(qū)巷道布置情況，需要在采區(qū)上、中、下部均設(shè)置車(chē)場(chǎng)。車(chē)場(chǎng)形式均為平車(chē)場(chǎng)，回采工作面車(chē)場(chǎng)同軌道連接采用甩車(chē)場(chǎng)形式。經(jīng)計(jì)算車(chē)場(chǎng)能夠滿足采區(qū)年產(chǎn)150萬(wàn)噸的需求。第四章采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限第一節(jié)礦井工作制度礦井設(shè)計(jì)年工作日為330d，每天凈提升時(shí)間為16h。工作制度采用“三.八”工作制，每天兩班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每班工作時(shí)間為8h。第二節(jié)采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限一、采區(qū)生產(chǎn)能力1、采煤面生產(chǎn)能力：AC=10-4l*h*r*b*n*N*c*a(萬(wàn)t/a)式中： AC——采區(qū)工作面年生產(chǎn)能力，萬(wàn)t/a；l——采區(qū)工作面平均長(zhǎng)度，m；取215h——采區(qū)工作面煤層平均采高，m；放頂煤開(kāi)采時(shí)為采放總厚度；r——原煤視密度，t/m3；取1.35b——采區(qū)工作面平均日推進(jìn)度，m/d，取3.2m/d；n——年工作日數(shù)，d,330d;N——正規(guī)循環(huán)作業(yè)系數(shù)，%；應(yīng)根據(jù)采煤設(shè)備技術(shù)性能、生產(chǎn)組織和職工素質(zhì)等因素確定，一般取0.8；c——采煤工作面回采率，%；按礦井設(shè)計(jì)規(guī)范選取；取93%a——采煤工作面平均個(gè)數(shù)，個(gè)。取1AC=10-4l*h*r*b*n*N*c*a=10-4×220×6.3×1.35×3.2×330×0.8×93%×1=147.01萬(wàn)t/a2、掘進(jìn)面生產(chǎn)能力nAJ=10-4r*∑*Si*Lia=1式中：AJ———掘進(jìn)煤量，萬(wàn)t/a；r——原煤視密度，t/m3；取1.35Si——i巷道純煤面積，m2，取17m2；Li——i巷道年總進(jìn)尺，m，取6000m。AJ=10-4×1.35×17×6000=12.075萬(wàn)t/a；則采區(qū)生產(chǎn)能力為159.08萬(wàn)t/a。結(jié)合76采區(qū)裝備初步設(shè)計(jì)，確定年生產(chǎn)能力為150萬(wàn)t。二、采區(qū)服務(wù)年限可采儲(chǔ)量采區(qū)服務(wù)年限=---------A*KA---采區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，150萬(wàn)噸/年K---儲(chǔ)量備用系數(shù)取1.2—1.476采區(qū)屬Ⅱ類(lèi)礦井（中等地質(zhì)構(gòu)造），K取1.3根據(jù)采區(qū)范圍，可計(jì)算出采區(qū)可采儲(chǔ)量為5107.1萬(wàn)噸。采區(qū)服務(wù)年限=5107.1/（150×1.3）=26.19年第五章采煤方法及采區(qū)參數(shù)第一節(jié)采煤方法選擇一、采煤方法比較現(xiàn)76采區(qū)采用分層綜采和開(kāi)天窗放頂煤一次采全高兩種采煤方法。從采區(qū)煤層及其頂?shù)装逯饕锢砹W(xué)性質(zhì)來(lái)看，這兩種采煤方法同樣適合采區(qū)?，F(xiàn)將兩種采煤方法比較如下：1、分層綜采優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：分層綜采能適應(yīng)煤層厚度、傾角變化，工作比較安全，采出率高等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：1.1、分層綜采開(kāi)采強(qiáng)度低，區(qū)段和工作面增產(chǎn)潛力小。1.2、相鄰上下分層不能及時(shí)接替。1.3、為減少采動(dòng)對(duì)分層巷道的影響，上下相鄰區(qū)段的采煤工作面也往往難以接替，因而常實(shí)行兩翼倒替或區(qū)段間隔回采（跳采）。1.4、同區(qū)段上下分層的回采間隔時(shí)間長(zhǎng)，假頂可能腐爛，對(duì)下分層回采頂板管理不利。2、放頂煤優(yōu)、缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：2.1、單產(chǎn)高。工作面內(nèi)具有多個(gè)出煤點(diǎn)，而且在工作面內(nèi)可實(shí)行分段平行作業(yè)，即在不同地段采煤和放煤同時(shí)進(jìn)行，因而易于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。2.2、效率高。由于綜放工作面的一次采出厚度大，生產(chǎn)集中，放煤工藝勞動(dòng)量小以及出煤點(diǎn)增多等原因，其生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益大幅提高，目前許多綜放工作面的效率達(dá)到100t/工以上。2.3、成本低。放頂煤采煤法比分層綜采減少了分層數(shù)目和鋪網(wǎng)工序，由此節(jié)省了鋪網(wǎng)費(fèi)用。此外，其他材料、電力消耗、工資費(fèi)用等也都相應(yīng)減少。2.4、巷道掘進(jìn)量小。掘進(jìn)率和巷道維護(hù)費(fèi)用減少，便于采掘銜接。2.5、減少搬家到面次數(shù)，節(jié)省了采煤工作面的安裝和搬遷費(fèi)用。2.6、對(duì)煤層厚度變化及地質(zhì)構(gòu)造適應(yīng)性強(qiáng)。76采區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，有2個(gè)較大的褶曲構(gòu)造；有落差在10m以上的正斷層6條；有陷落柱8個(gè)；這些構(gòu)造相互作用，造成采區(qū)內(nèi)拌生小斷層多，局部應(yīng)力集中、節(jié)理發(fā)育，使煤體變的相對(duì)酥軟。缺點(diǎn)：綜采放頂煤主要存在煤損多、易發(fā)火、煤塵大、瓦斯易于積聚等缺點(diǎn)。3、分層綜采與放頂煤開(kāi)采的比較：我礦自1990年開(kāi)始采用放頂煤開(kāi)采方法以來(lái)，這種對(duì)開(kāi)采厚煤層行之有效的技術(shù)日趨成熟，在我礦厚煤層礦井中得到了普遍采用。實(shí)踐證明，在厚及特厚煤層中，綜采放頂煤較分層開(kāi)采，簡(jiǎn)化了巷道布置和回采工序，降低了回采巷道掘進(jìn)率，減少了工作面搬家次數(shù)，節(jié)省了人工、材料和時(shí)間消耗，降低了成本；提高了工作面單產(chǎn)和工效；生產(chǎn)高度集中，有利于礦井的管理與控制，實(shí)現(xiàn)安全文明生產(chǎn)；對(duì)于地質(zhì)條件比較復(fù)雜、小斷層多、煤層厚度變化大的煤層適應(yīng)性強(qiáng)。本礦井現(xiàn)采用的就是綜采放頂煤開(kāi)采，是本礦井應(yīng)用較為熟練、技術(shù)較為成熟的采煤工藝，在實(shí)際應(yīng)用中取得了不錯(cuò)的成效。因此在76采區(qū)選擇的采煤方法為綜采放頂煤。二、采區(qū)采煤方法設(shè)計(jì)參數(shù)選擇76采區(qū)宜采用開(kāi)天窗放頂煤一次采全高的采煤方法。該法五陽(yáng)煤礦已于一九九零年開(kāi)始使用并取得成熟經(jīng)驗(yàn)。這種方法是我礦實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效的基本保證。1、巷道布置幾何尺寸76采區(qū)單翼布置回采工作面，工作面長(zhǎng)度在200-230m之間，走向長(zhǎng)度在1000-2100m之間，工作面布置較大，適合放頂煤一次采全高綜合機(jī)械化采煤。2、回采工藝采煤機(jī)雙向割煤，截深0.8m，一刀一循環(huán)，即循環(huán)進(jìn)尺為0.8m，端頭斜切進(jìn)刀，追機(jī)作業(yè)，全部垮落法管理頂板。工作面回采工藝為：采煤機(jī)端頭進(jìn)刀→割煤→移架→放煤→推前部溜→拉后溜→采煤機(jī)在另一端頭進(jìn)刀，工作面端頭則先推移刮板輸送機(jī)而后移架。3、采區(qū)及工作面回收率根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求及規(guī)定，并結(jié)合我礦煤層厚度、地質(zhì)條件、回采工藝等因素。采區(qū)回采率在75%以上、工作面回采率在93%以上。4、采區(qū)煤柱留設(shè)：按《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》中規(guī)定：一般煤層大巷煤柱兩側(cè)各寬50~~100m；上下山保護(hù)煤柱，其間寬20~~40m，兩側(cè)各寬50~~80m。76采區(qū)煤層大巷煤柱按50m留設(shè)；上下山保護(hù)煤柱按30m留設(shè)，符合《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》要求。三、工作面采煤、裝煤、運(yùn)輸方式及設(shè)備選型1、采煤機(jī)的選型：1.1、采煤機(jī)工作面生產(chǎn)率計(jì)算公式如下：Qm＝60B.H.V.γ.Kg式中：Qm——采煤機(jī)的落煤能力；B——采煤機(jī)截深，取0.8m；H——工作面煤層厚度，取6.3m；V——采煤機(jī)割煤牽引速度，3.5m/min；γ——煤的容重，取1.35t/m3；Kg——采煤機(jī)割煤回收率，取0.95Q采=60×6.3×0.8×3.5×1.35×0.95=1314.3t/h1.2、工作面生產(chǎn)率：Q=LHγlk/h=(215×6.3×1.35×3.2×0.8)/16=283.28t/hQ——工作面生產(chǎn)率，t/h；L——工作面長(zhǎng)度，取215m；H——煤層平均厚度，取6.3m；l——工作面日推進(jìn)度，3.2m/d；h——工作面日生產(chǎn)時(shí)間，取16h根據(jù)采高及目前國(guó)內(nèi)設(shè)備情況，綜合76采區(qū)地質(zhì)條件，根據(jù)采煤機(jī)械適用類(lèi)型和適用條件，76采區(qū)宜選用雙滾筒牽引采煤機(jī)。確定采煤工作面選用MGTY-930/400型采煤機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)采煤機(jī)技術(shù)特征表。采煤機(jī)技術(shù)特征表型號(hào)采高(m)電機(jī)功率(kW)滾筒直徑(m)截深(mm)牽引速度(m/min)機(jī)面高度(mm)重量(t)MGTY-930/4002、其它設(shè)備選型在選擇配套刮板機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等運(yùn)輸設(shè)備時(shí)，考慮了生產(chǎn)礦井實(shí)際使用情況和計(jì)算的生產(chǎn)能力兩方面因素，并遵循《綜采綜掘綜合機(jī)械化設(shè)備選型配套圖集》中的“運(yùn)煤系統(tǒng)的能力外部要大于采面20%為宜”的原則。2.1、刮板輸送機(jī)選型：工作面刮板輸送機(jī)選型需滿足以下三個(gè)方面要求：一是運(yùn)輸能力與采煤機(jī)生產(chǎn)能力相適應(yīng)；二是外型尺寸和牽引方式與采煤機(jī)相匹配；三是運(yùn)輸機(jī)長(zhǎng)度與工作面長(zhǎng)度相一致?？紤]上述因素，綜放工作面“三機(jī)”配套關(guān)系，工作面前部刮板輸送機(jī)選用SGZ-764/630型，后部刮板輸送機(jī)選用SGZ960/1140型。選用SGZ960/1140型可彎曲刮板輸送機(jī)。刮板輸送機(jī)技術(shù)特征表型號(hào)鋪設(shè)長(zhǎng)度(m)輸送能力(t/h)刮板鏈速(m/s)中部槽(長(zhǎng)×寬×高)(mm)電機(jī)功率(kW)電壓等級(jí)(V)備注SGZ960/11403、液壓支架選型：3.1、液壓支架選型支架工作阻力確定p=200+8L0P——支架支護(hù)強(qiáng)度；L0——老頂初次來(lái)壓步距，22.3mp=200+8×22.3=378.4KN/m2P=p*SP——支架工作阻力KN；S——支架支護(hù)面積7.02m2P=378.4×7.02=2656.368KN支架高度確定Hzmax=H+（0.1～0.3）=3+0.2=3.2mHzmin=Hmin－h(huán)d－h(huán)eHzmax——支架最大高度，mHzmin——支架最小高度，mHmin——最小采高，取2.5米hd——預(yù)計(jì)的頂板下沉量，（0.04～0.05）H，取0.045Hhe——避免支架壓死的撤出高度，0.05～0.1m，取0.08mHzmin=2.5－0.045×3－0.08=2.285m根據(jù)對(duì)礦壓資料分析及支架選型計(jì)算，結(jié)合我礦76采區(qū)地質(zhì)條件綜合評(píng)定，選定ZF7000/20/40型液壓支架。該支架適合我礦的地質(zhì)條件，該支架參數(shù)為P=7000KN，Hzmax=m，Hzmin=m，理論計(jì)算值均在所選定支架參數(shù)范圍內(nèi)。因此，采用ZF7000/20/40（雙輸送機(jī)低位插板式放頂煤支架）進(jìn)行支護(hù)，全部跨落法管理頂板。4、轉(zhuǎn)載機(jī)順槽轉(zhuǎn)載機(jī)的轉(zhuǎn)載能力要與工作面的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，并要求與工作面刮板輸送機(jī)和順槽可伸縮膠帶輸送機(jī)相配套，為此選用SZZ1200/400型刮板轉(zhuǎn)載機(jī)。刮板轉(zhuǎn)載機(jī)技術(shù)特征表型號(hào)出廠長(zhǎng)度(m)輸送能力(t/h)電機(jī)功率(kW)電壓等級(jí)(V)備注SZZ1200/4005、破碎機(jī)順槽破碎機(jī)的破碎能力亦應(yīng)不小于工作面的生產(chǎn)能力，并與刮板轉(zhuǎn)載機(jī)相配套，為此選用PLM3500型破碎機(jī)破碎機(jī)技術(shù)特征表型號(hào)破碎能力(t/h)最大給料尺寸（mm)最大排料尺寸（mm)電機(jī)功率(kW)電壓等級(jí)(V)PLM35006、可伸縮膠帶輸送機(jī)：由于一個(gè)采區(qū)布置一個(gè)回采工作面，且采區(qū)生產(chǎn)能力在150萬(wàn)t/a以上，根據(jù)輸送機(jī)的能力應(yīng)大于工作面的生產(chǎn)能力的原則，選用DSJ1200/150/3*400（2000m）型可伸縮膠帶輸送機(jī)?？缮炜s膠帶輸送機(jī)型號(hào)輸送能力(t/h)帶寬(mm)帶速（m/s）電壓（V）帶長(zhǎng)（m）DSJ1200/150/3*400（2000m）7、76采區(qū)工作面的設(shè)備型號(hào)為：1、液壓支架：ZF7000/20/402、排頭支架：ZFG7500/22/363、采煤機(jī)：MGTY-930/4004、刮板機(jī)：SGZ960/1140（前）5、刮板機(jī)：SGZ960/1140（后）6、轉(zhuǎn)載機(jī)：SZZ1200/4007、破碎機(jī)：PLM35008、移動(dòng)變電站：KBSGZY-16009、負(fù)荷中心：KBSGZY-8SKC9215（2500KVA）10、乳化液泵站：BRW-400/31.511、噴霧泵：BPW-315/1612、皮帶機(jī)：DSJ1200/150/3*400（2000m）四、勞動(dòng)組織、作業(yè)方式及循環(huán)數(shù)工作面采用多循環(huán)方式作業(yè)，作業(yè)方式為“三.八制”，即兩個(gè)班生產(chǎn)，一個(gè)班檢修；工作面回采采用專(zhuān)業(yè)工種追機(jī)作業(yè)的勞動(dòng)組織形式。生產(chǎn)班進(jìn)2刀，即完成2個(gè)循環(huán)，班進(jìn)尺1.6m，每天進(jìn)4刀，計(jì)3.2m，月推進(jìn)度為96m。工作面勞動(dòng)組織見(jiàn)表：勞動(dòng)組織表工種零點(diǎn)班捌點(diǎn)班肆點(diǎn)班小計(jì)班組長(zhǎng)3339機(jī)組司機(jī)3339前后溜司機(jī)1157轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)1124破碎機(jī)司機(jī)1113膠帶司機(jī)2226泵站司機(jī)1124支架工44715端頭工336端尾工336電氣工1135兩巷運(yùn)輸工44兩巷維護(hù)工44驗(yàn)收員1113看電纜112看工具1113機(jī)電大班工4放煤工224清煤工55313防塵工112送干糧1113隊(duì)干1113其它22合計(jì)353748120第二節(jié)采區(qū)參數(shù)的確定一、采區(qū)傾斜及走向長(zhǎng)度：76采區(qū)傾斜長(zhǎng)2100m,走向長(zhǎng)3150m。二、回采工作面長(zhǎng)度綜放工作面的長(zhǎng)度一般情況下應(yīng)根據(jù)所確定的工作面日產(chǎn)量和工作面的日進(jìn)度進(jìn)行計(jì)算。但在大多數(shù)情況，各生產(chǎn)礦井多是根據(jù)采區(qū)幾何尺寸和布置得工作面數(shù)進(jìn)行圈定或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)備能力（刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)長(zhǎng)度）確定。綜放工作面長(zhǎng)度的加大，不僅能提高工作面單產(chǎn)、降低巷道掘進(jìn)率，有利于礦井實(shí)現(xiàn)集中化生產(chǎn)，而且可以提高礦井資源回收率。由于綜放工作面兩端存在放煤損失，工作面長(zhǎng)度越長(zhǎng)，這部分損失在總量中的比例就越小，煤炭回收率就越高。但由于受工作面設(shè)備配套設(shè)備的裝備水平、通風(fēng)、安全及管理等方面的制約，工作面長(zhǎng)度不能無(wú)限增加。在一定時(shí)期內(nèi)，工作面長(zhǎng)度根據(jù)裝備水平有一合理范圍，當(dāng)工作面長(zhǎng)度超過(guò)這一范圍，工作面設(shè)備可靠性將降低，生產(chǎn)管理困難，工作面產(chǎn)量難以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。根據(jù)礦井地質(zhì)條件和巷道掘進(jìn)準(zhǔn)備過(guò)程中揭露的地質(zhì)構(gòu)造，結(jié)合對(duì)近年高產(chǎn)高效礦井工作面的統(tǒng)計(jì)，采區(qū)工作面運(yùn)回巷順槽一般在2000m左右較為適宜，工作面長(zhǎng)度一般在200m---240m左右。三、煤柱尺寸按《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》中規(guī)定：一般煤層大巷煤柱兩側(cè)各寬50--100m；上下山保護(hù)煤柱，其間寬20--40m，兩側(cè)各寬50--80m。根據(jù)76采區(qū)具體情況：76采區(qū)煤層大巷煤柱按50m留設(shè)，上下山保護(hù)煤柱按30m留設(shè)，采區(qū)隔離煤柱按20m留設(shè)，斷層安全煤柱按50m留設(shè)，全部符合《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》要求。四、區(qū)段數(shù)目確定：根據(jù)76采區(qū)范圍、準(zhǔn)備巷道布置、現(xiàn)有地質(zhì)資料等因素。76采區(qū)劃為采區(qū)上山、采區(qū)下山開(kāi)采，均為為單翼布置工作面。采區(qū)上山布置5個(gè)回采工作面；采區(qū)下山布置6個(gè)回采工作面?？紤]村莊搬遷后，可增加部分綜采圈定儲(chǔ)量。第六章采區(qū)系統(tǒng)及設(shè)備配備第一節(jié)采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)一、采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)：1、主運(yùn)輸系統(tǒng)2、輔助運(yùn)輸系統(tǒng)大巷軌道為電機(jī)車(chē)運(yùn)輸方式，采區(qū)75.2號(hào)、75.3號(hào)軌道巷和76軌道巷為小絞車(chē)接替運(yùn)輸方式。1、方案提出：根據(jù)76采區(qū)軌道巷的實(shí)際狀況提出三個(gè)方案方案一：小絞車(chē)運(yùn)輸。76采區(qū)軌道75.2號(hào)軌道巷布置一部JD-55型小絞車(chē),75.3號(hào)軌道巷布置JD-55型和JD-40型二部小絞車(chē),76軌道巷布置JD-55型和JD-40型二部小絞車(chē)運(yùn)輸。方案二：防爆液壓絞車(chē)運(yùn)輸。76采區(qū)軌道采用三部JKY2/1.8B型大功率液壓防爆絞車(chē),工作面順槽軌道采用小絞車(chē)運(yùn)輸。方案三：?jiǎn)诬壍踹\(yùn)輸。76采區(qū)軌道采用二套SDY-40型單軌吊機(jī)車(chē)，工作面順槽軌道也采用單軌吊機(jī)車(chē)運(yùn)輸。2、經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性比較見(jiàn)表：方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性比較表項(xiàng)目投資優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)方案一50萬(wàn)元（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，可靠性好。（2）操作簡(jiǎn)單，安全可靠。（3）無(wú)污染及噪音。（1）經(jīng)車(chē)場(chǎng)甩車(chē)、支車(chē)、摘掛鉤時(shí)需要其它小絞車(chē)設(shè)備配合調(diào)車(chē)。（2）運(yùn)輸效率低。方案二450萬(wàn)元（1）車(chē)場(chǎng)布置簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)。（2）可一次性將多輛材料、設(shè)備車(chē)輛甩入順槽車(chē)場(chǎng)。（1）液壓絞車(chē)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)量大。（2）摘掛鉤、拖繩不方便，工作勞動(dòng)強(qiáng)度大。（3）摘掛鉤、車(chē)輛換裝時(shí)間長(zhǎng)。（4）體積大，硐室施工難度大。（5）躲避硐室多，不安全因素大。方案三1700萬(wàn)元（1）運(yùn)輸方便，綜采支架能一次性運(yùn)到工作面。（2）中間運(yùn)輸環(huán)節(jié)減少。（3）運(yùn)輸量大，能滿足各種運(yùn)輸條件。（4）機(jī)械化程度高。（1）投資大。（2）需要增加井巷工程。（3）維護(hù)量大，配件、材料消耗大，成本增加。(4)坡度大,最大達(dá)21°。3、方案確定通過(guò)對(duì)方案一、方案二和方案三的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，方案一設(shè)備投資少,見(jiàn)效快；且操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠；適合目前五陽(yáng)礦76采區(qū)軌道運(yùn)輸?shù)囊蟆Ｒ虼瞬捎梅桨敢?，小絞車(chē)運(yùn)輸方式。4、運(yùn)輸能力計(jì)算（1）、752#軌道運(yùn)輸能力JD-40型絞車(chē)運(yùn)輸長(zhǎng)度500m，巷道坡度9°，繩徑d=18.5mm，鋼絲繩安全系數(shù)取6.5,絞車(chē)運(yùn)輸速度1.4m/s。Qmax====15279.75kg掛鉤時(shí)間取3min摘鉤時(shí)間取3min運(yùn)輸時(shí)間500/1.4=357.1秒=6min中間過(guò)道叉時(shí)間取3min運(yùn)輸一鉤時(shí)間t=3+3+6+3=15min每班按8小時(shí)計(jì)運(yùn)輸鉤數(shù)T=8*60/15=32每鉤按15噸計(jì)每班運(yùn)輸量32*15=480(噸)每班年運(yùn)輸量Q=330*1*480=158400噸=15.84萬(wàn)噸全年運(yùn)輸能力：Ap=2*15.84/10%=316.8萬(wàn)t/a（2）、753#軌道運(yùn)輸能力運(yùn)輸長(zhǎng)度1000m，采用JD-55型和JD-40型兩部絞車(chē)運(yùn)輸,巷道最大坡度10°，繩徑d=21.5mm和d=18.5mm，鋼絲繩安全系數(shù)取6.5,絞車(chē)運(yùn)輸速度1.4m/s,按最小JD-40型絞車(chē)運(yùn)輸能力計(jì)算,運(yùn)輸距離400m。Qmax====13703.7kg兩部絞車(chē)掛鉤時(shí)間取2*3min兩部絞車(chē)摘鉤時(shí)間取2*3min兩部絞車(chē)運(yùn)輸時(shí)間1000/1.4=714.3秒=12min兩部絞車(chē)運(yùn)輸一鉤時(shí)間t=6+6+12=24min每班按8小時(shí)計(jì)運(yùn)輸鉤數(shù)T=8*60/24=20每鉤按13.7噸計(jì)每班運(yùn)輸量20*13.7=274(噸)每班年運(yùn)輸量Q=330*1*274=90420噸=9萬(wàn)噸全年運(yùn)輸能力：Ap=2*9/10%=180萬(wàn)t/a（3）、76軌道運(yùn)輸能力運(yùn)輸長(zhǎng)度1100m，采用JD-55型和JD-40型兩部絞車(chē)運(yùn)輸,巷道最大坡度10°，繩徑d=21.5mm和d=18.5mm，鋼絲繩安全系數(shù)取6.5,絞車(chē)運(yùn)輸速度1.4m/s,按最小JD-40型絞車(chē)運(yùn)輸能力計(jì)算,運(yùn)輸距離450m。Qmax====13499.4.7kg=13.5(噸)兩部絞車(chē)掛鉤時(shí)間取2*3min兩部絞車(chē)摘鉤時(shí)間取2*3min兩部絞車(chē)運(yùn)輸時(shí)間1100/1.4=785.7秒=13min兩部絞車(chē)運(yùn)輸一鉤時(shí)間t=6+6+13=25min每班按8小時(shí)計(jì)運(yùn)輸鉤數(shù)T=8*60/25=19每鉤按13.7噸計(jì)每班運(yùn)輸量19*13.5=256.5(噸)每班年運(yùn)輸量Q=330*1*256.5=84645噸=8.5萬(wàn)噸全年運(yùn)輸能力：Ap=2*8.5/10%=170萬(wàn)t/a二、采區(qū)作業(yè)人員運(yùn)輸采區(qū)距離較遠(yuǎn)，人員行走不方便。因此,在采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、74暗斜井和76集中猴車(chē)巷設(shè)置三部架空人車(chē)。1、采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷架空人車(chē)設(shè)備選型設(shè)計(jì):在采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷初步選用SR-23J型猴車(chē),選型設(shè)計(jì)說(shuō)明如下:1.1、設(shè)計(jì)依據(jù)76采區(qū)運(yùn)輸距離1100m,最大坡度18°,平均坡度10°,乘人間距10m,運(yùn)行速度1.2m/s,乘員與吊椅重量90kg,Φ22鋼絲繩單位重量1.777kg/m,鋼絲繩與托繩輪間阻力系數(shù)為0.03,主繩輪輪襯與鋼絲繩間摩擦系數(shù)為0.24。1.2、受力計(jì)算①上行的阻力Wsh=(ZGa+PKe)(Wcosβ+sinβ)=(1100/10×90+1.777×1350)(0.03cos10°+sin10°)=2946kg②下行無(wú)人乘坐時(shí)阻力W′x=(ZGa′+PKe)(Wcosβ+sinβ)=(1100/10×10+1.777×1350)(0.03cos10°－sin10°)=-533kg1.3、鋼絲繩牽引力計(jì)算W=1.1(Wsh+W′x)=2654.3kg即:W=26012.14N1.4、安全系數(shù)校驗(yàn)直徑Φ22鋼絲繩總破斷力為250KN,系統(tǒng)鋼絲繩最大張力為2946kg。即:Wsh=28870.8Nm=250000/28870.8=8.66＞6安全系數(shù)滿足要求1.5、電動(dòng)機(jī)功率N=1.15W×V/1000η=1.15×2946×9.8×1.2/1000×0.85=46.87kw選用電動(dòng)機(jī)功率為90kw1.6、運(yùn)輸能力計(jì)算Q=(3600V-L)/Ld=(3600×1.2-1350)/10=297(人/小時(shí))能夠滿足76采區(qū)人員的運(yùn)輸。1.7、鋼絲繩校驗(yàn)Pk=〔140×90(sin10°+0.03con10°)+2940〕/〔110×1470/6－1350(sin10°+0.03con10°)〕=0.21kg/m＜1.777kg/m鋼絲繩滿足要求。經(jīng)過(guò)計(jì)算所選用的SR-23J型架空人車(chē)能夠滿足76采區(qū)人員的運(yùn)輸。2、74暗斜井運(yùn)人設(shè)備選型設(shè)計(jì):在74暗斜井初步選用SR-40J型架空人車(chē)，設(shè)計(jì)說(shuō)明如下:2.1、設(shè)計(jì)依據(jù)74暗斜井巷道長(zhǎng)1200m,最大坡度22°,平均坡度12°,乘人間距10m,運(yùn)行速度1.2m/s,乘員與吊椅重量90kg,Φ22鋼絲繩單位重量1.777kg/m,鋼絲繩與托繩輪間阻力系數(shù)為0.03,主繩輪輪襯與鋼絲繩間摩擦系數(shù)為0.24。2.2、受力計(jì)算①上行的阻力Wsh=(ZGa+PKe)(Wcosβ+sinβ)=(1200/10×90+1.777×1200)(0.03cos12°+sin12°)=3069kg②下行無(wú)人乘坐時(shí)阻力W′x=(ZGa′+PKe)(Wcosβ+sinβ)=(1200/10×10+1.777×1200)(0.03cos12°－sin12°)=-380kg2.3、鋼絲繩牽引力計(jì)算W=1.1(Wsh+W′x)=2687kg即:W=26333N2.4、安全系數(shù)校驗(yàn)直徑Φ22鋼絲繩總破斷力為250KN,系統(tǒng)鋼絲繩最大張力為3069kg。即:Wsh=30076.2Nm=250000/30076.2=8.31＞6安全系數(shù)滿足要求2.5、電動(dòng)機(jī)功率N=1.15W×V/1000η=1.15×3069×9.8×1.2/1000×0.85=48.3kw選用電動(dòng)機(jī)功率為90kw2.6、運(yùn)輸能力計(jì)算Q=(3600V-L)/Ld=(3600×1.2-1200)/10=312(人/小時(shí))能夠滿足擴(kuò)區(qū)猴車(chē)暗斜井運(yùn)輸人員的要求。2.7、鋼絲繩校驗(yàn)Pk=〔140×90(sin12°+0.03con12°)+2940〕/〔110×1470/6－1200(sin12°+0.03con12°)〕=0.322kg/m＜1.777kg/m鋼絲繩滿足要求。經(jīng)過(guò)計(jì)算所選用的SR-40J型猴車(chē)能夠滿足74暗斜井運(yùn)輸人員的要求。3、76集中猴車(chē)巷運(yùn)人設(shè)備選型設(shè)計(jì):在76集中猴車(chē)巷初步選用SR-23J型架空人車(chē),選型設(shè)計(jì)說(shuō)明如下:3.1、設(shè)計(jì)依據(jù)76集中猴車(chē)巷巷道長(zhǎng)1100m,最大坡度14°,平均坡度8°,乘人間距10m,運(yùn)行速度1.2m/s,乘員與吊椅重量90kg,Φ22鋼絲繩單位重量1.777kg/m,鋼絲繩與托繩輪間阻力系數(shù)為0.03,主繩輪輪襯與鋼絲繩間摩擦系數(shù)為0.24。3.2、受力計(jì)算①上行的阻力Wsh=(ZGa+PKe)(Wcosβ+sinβ)=(1100/10×90+1.777×1100)(0.03cos8°+sin8°)=2002kg②下行無(wú)人乘坐時(shí)阻力W′x=(ZGa′+PKe)(Wcosβ+sinβ)=(1100/10×10+1.777×1100)(0.03cos8°－sin8°)=-214kg3.3、鋼絲繩牽引力計(jì)算W=1.1(Wsh+W′x)=1789kg即:W=17532N3.4、安全系數(shù)校驗(yàn)直徑Φ22鋼絲繩總破斷力為250KN,系統(tǒng)鋼絲繩最大張力為2002kg。即:Wsh=19619.6Nm=250000/19619.6=12.74＞6安全系數(shù)滿足要求3.5、電動(dòng)機(jī)功率N=1.15W×V/1000η=1.15×2002×9.8×1.2/1000×0.85=31.85kw選用電動(dòng)機(jī)功率為90kw3.6、運(yùn)輸能力計(jì)算Q=(3600V-L)/Ld=(3600×1.2-1100)/10=322(人/小時(shí))能夠滿足76集中猴車(chē)巷運(yùn)輸人員的要求。3.7、鋼絲繩校驗(yàn)Pk=〔140×90(sin8°+0.03con8°)+2940〕/〔110×1470/6－1100(sin8°+0.03con8°)〕=0.25kg/m＜1.777kg/m鋼絲繩滿足要求。經(jīng)過(guò)計(jì)算所選用的SR-23J型猴車(chē)能夠滿足76集中猴車(chē)巷運(yùn)輸人員的要求。三、采區(qū)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)資金概算76采區(qū)輔助運(yùn)輸設(shè)備概算表序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)設(shè)備型號(hào)單價(jià)（萬(wàn)元）需用臺(tái)數(shù)（套）資金合計(jì)（萬(wàn)元）1小絞車(chē)JD-55型103302小絞車(chē)JD-40型73213架空人車(chē)SR-23J型和SR-40J型40034004合計(jì)450第二節(jié)采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)一、通風(fēng)系統(tǒng)新鮮風(fēng)流從地面經(jīng)進(jìn)南豐進(jìn)風(fēng)井→78膠帶運(yùn)輸巷、78架空人車(chē)巷→工作面運(yùn)輸順槽→工作面乏風(fēng)經(jīng)工作面→回風(fēng)順槽→78軌道巷、78專(zhuān)用回風(fēng)巷→南豐回風(fēng)立井→地面二、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)和通風(fēng)方式的選擇由于礦井屬高瓦斯礦井,且走向較長(zhǎng),在充分考慮到選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)所涉及的自然和經(jīng)濟(jì)因素的前提下,礦井通風(fēng)方式采用抽出式,通風(fēng)方法采用分區(qū)式。其中，78采區(qū)、76采區(qū)（原南豐擴(kuò)區(qū)）為五陽(yáng)礦的接續(xù)采區(qū)，布置一對(duì)進(jìn)、回風(fēng)井，即：南豐進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井。按照78采區(qū)準(zhǔn)備巷道布置形式及采煤方法，充分滿足采區(qū)通風(fēng)的前提下，78采區(qū)采用“兩進(jìn)兩回”通風(fēng)系統(tǒng)。78采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷道：78架空人車(chē)巷、78膠帶巷。78采區(qū)回風(fēng)巷道：78軌道巷、78專(zhuān)用回風(fēng)巷。三、風(fēng)量計(jì)算與分配1、78采區(qū)回采工作面瓦斯涌出量計(jì)算1）預(yù)測(cè)方法確定回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法采用分源預(yù)測(cè)法。分源預(yù)測(cè)法是根據(jù)回采工作面瓦斯涌出來(lái)源及各源涌出規(guī)律，結(jié)合煤層開(kāi)采技術(shù)條件、煤層瓦斯賦存參數(shù)來(lái)計(jì)算回采工作面瓦斯涌出量，適應(yīng)于各種采煤方法的回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)，選取合理的預(yù)測(cè)參數(shù)，可以取得較高的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率。2）預(yù)測(cè)參數(shù)確定根據(jù)78采區(qū)工作面煤層開(kāi)采技術(shù)條件和煤層瓦斯賦存條件，確定預(yù)測(cè)參數(shù)如下：圍巖瓦斯涌出系數(shù)WkWk丟煤損失系數(shù)dkdk100-CK100-CKd100C——損失率%，取15%。C巷道預(yù)排瓦斯涌出系數(shù)zkzkLhLK2zL——回采工作面長(zhǎng)度，取200mLh——掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯預(yù)排等值寬度，貧煤取10m。h瓦斯涌出程度系數(shù)WkWk開(kāi)采層原始瓦斯含量wh：根據(jù)78采區(qū)煤層鉆孔采用間接法瓦斯含量測(cè)值和開(kāi)采層原始瓦斯含量測(cè)定值，經(jīng)計(jì)算78采區(qū)3號(hào)煤層瓦斯含量值為：3.12m3/t---5.24m3/t。開(kāi)采層煤層厚度m：m=6.13m。鄰近層煤厚mi：mi=2.51m。臨近層瓦斯涌出程度系數(shù)ibib WWiWciWibiLLi鄰近層原始瓦斯含量wi：取工作面中段所對(duì)應(yīng)開(kāi)采層的原始瓦斯含量值。Li鄰近層殘余瓦斯量wci：其值為在P=0.1MPa下的吸附量，由朗格繆爾方程計(jì)算得wci=0.65m3Li鄰近層的瓦斯排放帶寬度：m，按下式計(jì)算：tanδtanδHiLi2Hi——鄰近層與開(kāi)采層的間距，取30.5m。Hiδ——卸壓角，o取75o。綜采放頂煤日平均產(chǎn)量A：A=4500t/d（年產(chǎn)量150Mt/a）。掘進(jìn)工作面掘進(jìn)速度：炮掘150m/mon；綜掘300m/mon。根據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料表明，最大瓦斯涌出不均衡系數(shù)在1.3～1.8之間，一般取1.5，在確定工作面產(chǎn)量和通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須按工作面最大瓦斯涌出量考慮，以預(yù)測(cè)參數(shù)值乘以1.5倍的瓦斯涌出不均衡系數(shù)。3）瓦斯涌出量預(yù)測(cè)78采區(qū)瓦斯涌出來(lái)源主要分為兩個(gè)部分：在開(kāi)采3號(hào)煤層時(shí)，一部分瓦斯來(lái)源于開(kāi)采層本身，一部分瓦斯來(lái)源于其下鄰近層（包括圍巖）。3.1）回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)回采工作面瓦斯來(lái)源主要由開(kāi)采層瓦斯涌出和鄰近層（包括圍巖）瓦斯涌出兩部分組成。在實(shí)際涌出量計(jì)算中，圍巖瓦斯涌出用圍巖瓦斯涌出系數(shù)的形式并入開(kāi)采層瓦斯涌出之中：（1）開(kāi)采層瓦斯涌出量計(jì)算0zd0zdw1hWmmKKKqKsb（2）鄰近層瓦斯涌出量bniiiiWbmmq12Ks（3）回采工作面的瓦斯涌出量即為上述兩部分之和。q=q1+q2(4-7)回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4-1-1回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果表4-1-1開(kāi)采方法日產(chǎn)量（t）瓦斯涌出量預(yù)測(cè)值開(kāi)采層鄰近層合計(jì)m3/tm3/minm3/tm3/minm3/tm3/min綜采放頂45005.6317.590.742.316.3719.903.2）78采區(qū)綜掘工作面瓦斯涌出量綜掘工作面瓦斯涌出來(lái)源包括兩部分：煤壁和落煤瓦斯涌出。（1）煤壁瓦斯涌出量煤壁瓦斯涌出量計(jì)算公式：)1)12(01VLQVmnQ式中：Q1----煤壁瓦斯涌出量，m3/minn----暴露煤壁面?zhèn)€數(shù)，單巷掘進(jìn)時(shí)取n=3m----掘進(jìn)地點(diǎn)煤層厚度，mV----平均掘進(jìn)速度，m/minQo----煤壁瓦斯涌出初速度，m3/m2·min，按下式計(jì)算：02020)16.0)(0004.0(026.0wVQrVr----煤中揮發(fā)分含量，取15%。（2）掘進(jìn)落煤瓦斯涌出量（4-10）))(02cwwrvsQ式中：Q2----落煤瓦斯涌出量，m3/minS----巷道掘進(jìn)斷面，m2，取16.0m2r----煤的容重，t/m3，取1.35t/m3（3）掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量（4-11）221QQQ掘掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)表見(jiàn)表4--1--2掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)表表4--1--2序號(hào)地點(diǎn)煤層厚度（m）巷道長(zhǎng)度（m）掘進(jìn)速度（m/min）瓦斯涌出量（m3/min）煤壁落煤合計(jì)178采區(qū)（綜掘）6.1323000.024.830.735.563.3）回采、掘進(jìn)工作面瓦斯涌出分析：放頂煤開(kāi)采回采面的瓦斯涌出來(lái)源構(gòu)成為：開(kāi)采層占88.4%，鄰近層占11.6%。掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出來(lái)源構(gòu)成為：煤壁涌出占86.9%，落煤涌出占13.1%。4）78采區(qū)綜放工作面、掘進(jìn)工作面配風(fēng)量計(jì)算4.1）綜放工作面配風(fēng)量計(jì)算（1）按瓦斯涌出量計(jì)算Q采=100Q瓦×K，m3/min（4-12）式中：Q采—采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量，m3/minQ瓦—采煤工作面的瓦斯絕對(duì)涌出量，取抽放后瓦斯涌出量10.80m3/minK—采煤工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取k=1.5Q采=100×10.80×1.5=1620m3/min（2）按工作面人數(shù)計(jì)算Q采=4Nm3/min（4-13）式中：N—工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，取84人Q采=4×84=336m3（3）、按工作面溫度計(jì)算Q采=60ＶＳm3/min（4-14）式中：Ｖ—工作面平均風(fēng)速m/sＳ—采煤工作面的平均斷面積取12.8m2根據(jù)一通三防管理規(guī)定匯編采煤工作面空氣溫度與風(fēng)速對(duì)應(yīng)表，工作面溫度在15---18度，取風(fēng)速最大值0.8m/sQ采=60×0.8×12.8=615m3/min（4）按采煤工作面允許風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算15Ｓ＜Q采＜240Ｓ（4-15）式中：Q采—采煤工作面風(fēng)量m3/minＳ—采煤工作面的平均斷面積m2，采煤工作面的平均斷面積取8.5m15、240—允許最低最高風(fēng)速m/min則：15×12.8＜Q采＜240×12.8192m3/min＜Q采＜3072m3/min1620＜3072m3/min綜放工作面風(fēng)量按1620m3/min配備，符合《規(guī)程》允許最大風(fēng)速4m/s的規(guī)定。4.2）綜掘工作面配風(fēng)量計(jì)算：（1）按瓦斯涌出量計(jì)算Q掘=Q瓦×K/C，m3/min（4-16）式中Q掘—掘進(jìn)工作面實(shí)際需要的風(fēng)量，m3/minQ瓦—掘進(jìn)工作面瓦斯絕對(duì)涌出量，取抽放后的值3.76m3/minC—掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中瓦斯的允許濃度，取1.0%K—掘進(jìn)工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取1.50Q掘=Q瓦×K/C，=3.76*1.5*100=564m3/min（2）按人數(shù)計(jì)算Q掘=4N，m3/min（4-17）式中Q掘—掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量,m3/minN—掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，40人4—每人供給的最小風(fēng)量,m3/minQ掘=4N=4*40=160m3/min（3）局部通風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量計(jì)算Q局=1.2Q掘m3/min（4-18）式中Q掘—掘進(jìn)面（正頭）的需風(fēng)量1.2—風(fēng)筒最大漏風(fēng)率15％時(shí)的系數(shù)Q局=1.2*564=677m3/min（4）掘進(jìn)工作面最小全壓需風(fēng)量計(jì)算Q全=∑Q局+15S，m3/min（4-19）式中Q全—掘進(jìn)面全壓需風(fēng)量，m3/min;∑Q局—為一個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)供風(fēng)的各臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量之和，m3/min;S—局部通風(fēng)機(jī)至掘進(jìn)工作面回風(fēng)口之間巷道的凈斷面積，16.0m215—局部通風(fēng)機(jī)至掘進(jìn)工作面回風(fēng)口之間的最低風(fēng)速，m/min。Q全=∑Q局+15S=677+15*16.0=917m3/m