本科采矿课程设计指导书.doc

河 南 理 工 大 学 采 矿 课 程 设 计 指 导 书 能源科学与工程学院 采矿工程系 二ｏｏ六 年十二月 第一章 井田地质特征、矿井储量及年产量 井田地质特征及矿井储量是采矿课程设计的基础资料。编写本章说明书时，应扣紧指导教师拟定的设计题目，按课程设计大纲的要求进行，应尽量用图表说明问题。 第一节 井田地质特征 叙述清楚煤层埋藏条件如煤层层数、煤层名称、倾角、厚度、层间距；煤的容重、硬度、煤层结构；顶底板岩性、表土厚度及性质、风化带深度等。并将煤层及顶底岩性特征列入表1-1。 说明井田内的主要地质构造如断层性质和要素、褶曲分布形态。 说明矿井最大涌水量、正常涌水量。矿井相对瓦斯涌出量。煤尘爆炸性、煤的自燃性等。 表1-1 煤层及顶底岩性特征说明书中附 序 号 煤层 名称 倾角 （0） 煤层 平均 厚度 （m） 层间 距 （m） 容重 t/m3 硬度 f 煤层 生产率 t/m2 围 岩 性 质 备 注 顶板 底板 1 2 3 第二节 井田范围及储量 一、井田范围 课程设计说明书中应明确说明设计的井田范围、井田走向长度、倾斜长度、井田内煤层面积，井田面积km2。并把确定的井田范围标注在主采煤层或指导教师指定的煤层的开拓方式平面、剖面示意图插图上。应注意煤层面积、井田面积的区别。井田煤层面积是井田走向长度与倾斜长度的乘积，井田面积是井田走向长度与倾向长度（即倾斜长度的水平投影）的乘积。 二、矿井储量 井田范围内煤炭储量是进行矿井设计的基本依据。在具体设计之前必须把储量计算清楚。矿井工业储量计算可采用地质块段法和等高线法，有关知识可参考煤矿地质学、矿山测量等教材。 矿井工业储量是勘探精查地质报告提供的“能利用储量”中的A、B、C三级储量。 矿井设计储量是矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久性煤柱损失后的储量。 矿井设计可采储量是矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道及上、下山保护煤柱煤量后乘以采区采出率的储量。 上述各种煤柱计算可参照矿山测量、采矿学的有关章节内容，用图解法求得。井田境界煤柱，在设计井田一侧可按20～30m宽度留设，断层两侧煤柱可按30～50m留设。 计算工业场地压煤时，其场地占地面积可参考表1-3。工业场地一般布置成长方形，其长边垂直于走向。因工业场地、矿井井下主要巷道等煤柱损失与井田开拓方式、采煤方法有关，其煤柱损失量待第三章井田开拓、第四章采煤方法确定后才能确定。为便于利用矿井可采储量初步确定矿井设计生产能力，上述永久煤柱损失与工业场地、井下主要巷道煤柱损失等可暂按工业储量的5～7计入，初步估算矿井设计可采储量。但此计算过程不列入设计说明书中，待后续有关设计确定后，再对上述各种损失进行修正，并按表1-2的格式正式填入矿井可采储量汇总表，统计出矿井设计可采储量。 表1-2 矿井可采储量计算表说明书中附 煤层 名称 工业 储量 Mt 永久煤柱损失Mt 工广 主巷 煤柱 采煤方法损失 矿井设计储量Mt 矿井设计可采储量Mt 断层 井田境界 其它 合计 合计 表1-3 矿井工业场地占地面积指标 序号 井型 设计生产能力Mt/a 占地面积指标公倾/Mt 1 大型 2.40 3.00 7～8 2 1.20 1.50 1.80 9～10 3 中型 0.45 0.60 0.90 12～13 4 小型 0.09 0.15 0.21 0.30 15 注占地面积指标中小井取大值、大井取小值。确定井型时，不应出现介于两种生产能力之间的中间井型。 第三节 矿井年产量及服务年限 一、矿井工作制度 “技术政策”第14条规定“矿井设计能力按年工作日300d，每天提升14h”计算。每天3班作业，每班工作8小时。综采工作面可采用每日4班作业，每班工作6小时。 二、矿井年产量及服务年限 课程设计一般为新建井，分析确定矿井设计生产能力和设计服务年限时，可先试取1个矿井设计生产能力（比如0.90 Mt/a），然后按下式计算矿井服务年限 式中T矿井设计服务年限，a； ZK矿井设计可采储量，Mt； A矿井设计生产能力，Mt/a； K储量备用系数，K1.3～1.5。 计算出的矿井设计服务年限必须符合表1-4中规定的服务年限。如小于规定服务年限，则必须调整矿井设计生产能力。对缺煤地区，其服务年限可适当缩短见技术政策14条。 应注意上式计算矿井服务年限所采用的矿井设计可采储量是本章第二节的初算储量，故当利用后续章节所确定的准确煤柱损失量后，必须用修正后的矿井设计可采储量对矿井服务年限进行复核，仅需将复核后的矿井设计生产能力和服务年限的计算过程编入设计说明书中。上述试算、调整和修正过程不列入设计说明书。 表1-4 矿井井型和服务年限 井型 矿井设计生产能力Mt/a 新矿井服务年限a 改扩建后矿井服务年限a 大型 3.00～5.00 70 50 1.20～2.40 60 40 中型 0.45～0.90 50 30 小型 0.30及以下 由各省煤炭厅局自定 同左 第二章 井田开拓 第一节 井田内划分 一、保证年产量的工作面长度和个数，区段斜长和区段数目 1、确定达到设计产量时工作面总线长 式中采煤工作面总线长，m； 矿井设计年产量，t/a； 回采出煤率，可取0.9； 同采煤层总厚度，m； 煤层容重，t/m3； 工作面采出率，薄煤层97、中厚煤层95、厚煤层93； 年推进度， 其中300矿井年工作日，天； 日循环数，个； 循环进度，m； 正规循环系数， 0.8～1。 计算年推进度值应符合设计规范第6.2.2条及6.2.3条规定，即采煤工作面年推进度，应按所选采煤设备的技术性能、采煤循环图表计算。但厚度大于3.2m一次采全高的煤层及厚度小于1.4m的薄煤层的综合机械化采煤工作面年推进度不应小于1000m，煤层厚度1.4～3.2m的综合机械化采煤工作面年推进度不应小于1200m，普通机械化工作面不应小于700m。 2、确定同采工作面个数 式中同采工作面数，个； 工作面总线长，m； 同采煤层数或分层数； 回采工作面长度，m，第三章述之。 3、采区工作面配置 采区内同采工作面数目应根据煤层赋存特征，所确定的回采工艺等确定，同时应以符合合理的开采顺序，保证安全生产提高工作面单产为原则。采区内同时生产的综采工作面宜为一个面，不应超过两个面，普采工作面宜为两个面，不应超过三个面。 4、矿井年产量的验算 根据所配置同采工作面的具体条件，验算投产初期矿井年产量，验算公式如下 式中矿井同采工作面产量总和，万t； 第i号工作面采高，m； 第i号工作面长，m； 第i号工作面年推进度，m/a； 第i号工作面煤的容重，t/m3； 同采工作面数； Ki第i号工作面采出率，薄煤层97、中厚煤层95、厚煤层93； 计算结果加上全矿井掘进煤之和应大于矿井设计产量A，但不宜超过1.15A。 5、区段斜长及区段数目 采用走向长壁采煤法的采区，应先对区段平巷布置方式进行论证，条件允许时，应优先考虑采用无煤柱护巷。有煤柱护巷时，区段斜长等于回采工作面长度加区段平巷和护巷煤柱的宽度。根据设计规范有关规定，回采工作面长度可参考表2-1。 表2-1 工作面长度参考表 回采工艺类型 工作面长度m 综合机械化采煤 不宜小于160 普通机械化采煤 薄煤层不小于120，中厚煤层不小于140 炮采工艺 100～120 为了保护采区内各种煤层巷道处于良好状态，目前比较常用的是留设一定尺寸的煤柱。煤柱尺寸主要根据实际经验来确定。对于缓斜煤层，可参考表2-2的尺寸留设。 表2-2 采区煤层巷道护巷煤柱尺寸 巷道类别 薄及中厚煤层 巷道一侧m 厚煤层巷道 一侧m 备注 水平大巷 20～30 25～50 主要回风巷 20左右 20～30 采区上下山 20左右 30～40 区段平巷 8～20 15～20 采区边界 5～10 5～10 较大断层 1050 10～50 视断层落差情况而定 区段斜长确定后，根据下面设计确定的采区斜长，减去采区范围内应留设的其它倾斜方向的煤柱后，除以区段斜长，即得到区段数目。如为整数，可按此整数划分区段，如得到的区段数不是整数，则应在合理的工作面长度范围内对工作面长度加以调整，或调整相关的其它方面的参数，使其区段数为一整数。多煤层的联合布置采区，区段划分以主要煤层为准，兼顾其它煤层。当采区范围内煤层倾斜方向有较大变化或遇到落差较大的断层时，区段划分，应考虑以这种自然变化为界，以利于工作面生产。 二、井田内划分 根据煤层赋存特征、井田内划分一般根据以下原则 1、井田划分阶段时，阶段要有合理的斜长，以利于运输、通风、巷道维护等。上山采用输送机时，辅助提升一般采用一段单钩串车提升，绞车滚筒直径一般不大于1.6m，根据绞车的缠绳量、阶段斜长一般不超过800m，对煤层赋存条件好、生产能力较大的采用滚筒直径2.0m绞车，有效提升距离可达900余米。根据以上分析，阶段垂高一般可按下列范围确定缓斜、倾斜阶段垂高为150～250m，急斜煤层100～150m，倾角16及以下煤层、瓦斯含量低、涌水量小时，应采用上、下山开采相结合的方式。 阶段内采区划分一般应考虑沿走向有无大的地质构造变化，如断层、无煤带、倾角变化较大等，若有可利用这些地质变化带作为采区边界。在无地质条件限制时，采区划分应综合考虑技术经济的合理性，确定最优方案。在课程设计中，采区走向长度可参照下列数值确定综采工作面单翼布置时，走向长度一般不小于1000m，双翼布置时一般不小于2000m；高档普采的双翼采区，其走向长度一般为1000～1500m；炮采工作面，双翼采区走向长度一般为800～1000m。对于顶底板松软巷道难以维护，地质构造复杂或自然发火期短的煤层，以及装备水平低的小型矿井，采区走向长度适当缩短。具体划分时，应该使矿井初期开采的采区，尽量布置在井筒附近，应优先考虑布置中央采区的可能性。采用胶带输送机斜井开拓时，初期中央采区上山可利用主、副斜井，以减少井巷工程量；采区一般宜双翼布置。当受地质构造限制，或在安全上有特殊要求时，也可布置单翼采区。 采区内要有合理的区段数目，以保证采区正常生产和工作面接替。在我国目前技术条件下，缓斜煤层可按3～5个选取，倾斜和急斜煤层不少于2～3个。 2、煤层倾角小于12，采用倾斜长壁时，条带斜长上山部分一般为1000～1500m，下山部分一般为700～1000m。也可参考实习矿井实际采用的尺寸。 3、煤层倾角在8～10以下的近水平煤层，宜采用盘区开采。如果煤层层数不多，间距较近，可以用一个开采水平开采所有煤层，盘区上山的长度一般不超过1500m，盘区下山的长度不宜超过1000m。如果煤层数目多，上下煤层间距又较大，此时开采水平的位置决定着盘区的倾斜尺寸。 三、开采水平数目及位置 开采水平的数目、位置，应根据煤层赋存条件、阶段的划分、生产技术水平和水平接替等因素综合考虑。一般应注意以下几点 1、要保证第一水平有足够的服务年限，其服务年限不应小于表2-3的规定。 表2-3 第一开采水平设计服务年限 井型 Mt/a 第一开采水平设计服务年限a 缓斜煤层 倾斜煤层 急斜煤层 3.0～5.0 35 _____ _____ 1.2～2.4 30 25 20 0.45～0.9 25 20 15 0.3 1.5 _____ _____ 2、在开采水平以上的上山斜长过大，用一个阶段开采技术上有困难、安全上不可靠，或由于地质构造和煤层产状变化而使井田局部区域用某一个开采水平开采有困难时，可考虑设计辅助水平； 3、为解决下山采区排水、通风和辅助提升，对某些涌水量大或阶段斜长较长的下山采区，亦可考虑设置辅助水平。 第二节 开拓方案的选定 一、井硐形式、数目及其配置 应根据煤层赋存条件、地形、水文地质、冲积层组成和厚度、井型、设备供应、施工条件等因素来考虑。 1、井硐型式的选择 如煤层赋存于较高的山岭、丘陵和沟谷地区，上山部分煤的储量大致满足同类井型的水平服务年限要求时，应优先考虑采用平硐开拓。当平硐以上煤层垂高或斜长过大时，可采用阶梯式平硐开拓；一般应优先考虑垂直走向或斜交平硐开拓；当受地形条件限制时，也可采用走向平硐开拓，但要注意单翼生产的特点，适当确定井型。 对于赋存较浅、表土不厚、水文地质情况简单、井筒不需要特殊施工的缓斜和倾斜煤层，一般可采用斜井开拓方式。采用不同提升方式的斜井，其井筒倾角一般规定如下 串车提升时，井筒倾角不大于25；箕斗提升时为25～30。但斜井垂高不超过300m，胶带输送机提升时，则不大于16。 立井开拓的适用条件较广，当不受地形条件限制时，大多可以采用。尤其是在埋藏较深、表土层厚、水文地质条件比较复杂、井筒需要特殊凿井法施工时，一般均采用立井开拓。多水平开拓的急斜煤层，也常用立井开拓。 根据井田特点，结合地面布置，当采用单一井硐形式不能满足通风、安全、辅助提升等不同需要，或者在技术经济上不合理时，也可采用综合开拓方式。 2、井筒数目 采用斜井或立井开拓时，一般只开凿一对提升井筒主、副井。在技术经济上合理时，也可开凿两个以上的提升井筒。 风井的个数应根据安全生产、通风要求和一井多用的原则合理确定。当利用箕斗提升井或装有胶带输送机的井筒兼作风井使用时，必须符合煤矿安全规程以下简称规程第110条的规定。 确定井筒数目，还必须符合规程第18条关于安全出口规定。 3、井筒位置的选择 应首先满足第一水平的开采、缩短贯通距离，减少井巷工程量。在一般情况下，井筒位置应选择在井田中央或最小货载运点上，但遇下列情况，可视具体条件而定。 ①井田附近有较大的村镇，应使广场煤柱与村镇煤柱合二为一，要避免首采区迁村； ②工业场地布置应尽量不压或少压煤，尤其不压好煤，以便为首采区创造较好的开采条件； ③应避免工业场地处于高山、洼地和受洪水威胁处； ④井筒和井底车场运输巷道尽量不穿过断层破碎带和少穿过松散岩层。 风井布置应根据选定的通风系统合理确定。一般根据以下原则 ①采用中央并列式通风系统时，在设计中必须规定井田境界附近的安全出口，当矿井发生灾害，井田一翼走向长度不能保证人员安全撤出时，必须形成井田境界附近的安全出口； ②采用对角式通风系统时，风井设在井田两翼的上部边界； ③采用中央分列式通风系统时，主、副井设在井田中央，风井设在井田上部边界的中央； ④采用分区式通风系统时，回风井设在各采区的上部边界，条件适合时，也可利用各采区上山直透地面作为回风井。 确定风井数目及其配置时，应因地制宜，灵活运用。例如，在浅部开采，表土层不厚，开凿小风井不困难时，开采第一水平时可采用分区通风。开采第二水平时再改为其它通风系统。又如井田走向长度大的矿井，初期可采用中央式通风系统，以后随着开采的发展，再开凿两翼风井，逐步过渡到对角式通风系统。 二、运输大巷和总回风巷的布置及与煤层间的联系方式 1、运输大巷的布置与煤层间的联系 确定运输大巷的布置及其煤层联系时，一般应遵循下列原则 ①开采煤层群时，根据煤层数目、煤层间距，可以采用分层运输大巷主要石门的布置方式；集中运输大巷采区石门的布置方式或分组集中运输大巷主要石门的布置方式。根据某些矿区的实际经验，煤层间距小于50米时，一般可采用集中运输大巷的布置方式，要用分组集中运输大巷布置方式时，分组间距一般应大于70m。这些经验仅作参考。 ②有些煤层的层间距离较大，但煤层受断层切割，或者赋存状态不稳定，只有局部地段可采，是且储量较小，不宜单独布置运输大巷，可根据具体情况与其它邻近煤层划为一组布置大巷。对瓦斯量很大或有突然涌水危险的煤层，在技术和安全上必要时，可考虑分别划成煤组单独布置大巷； ③主要运输大巷一般应布置在煤组底板岩石中，但在下列情况下，也可考虑布置在煤层中；a距其它煤层很远，储量有限的单个薄及中厚煤层；b煤组或煤系底部有距离很近的强含水层和富水溶洞，特别是较大的承压水时应慎重；c井田走向长度短，运输大巷服务年限不长，而煤层厚度不大，大巷维护不困难时；d煤组或煤系底部有煤质坚硬，围岩稳定，无自然发火危险的薄及中厚煤层，经过技术经济比较比布置岩巷有利时。 ④岩石运输大巷应布置在坚硬、稳定、厚度较大的岩层中，如砂岩、石灰岩和砂质页岩等。避免在松软、吸水膨胀、易风化的岩层中布置。运输大巷应距煤层有一定距离，以避开支承压力的不利影响，这个距离一般与煤层10～30m，对急斜煤层，为避免底板移动影响，一般应布置在底板移动范围以外10～20m的地方。 ⑤在个别情况下，煤层底部岩层水文条件复杂，煤组内煤岩均较松软，维护困难，也可将运输大巷布置在煤层顶板岩层中，此时，必须根据开采后岩层垮落范围，留设护巷安全煤柱。 2、总回风巷的布置及其与煤层的联系 当矿井通风系统要求设置总回风巷时，其布置原则同运输大巷基本相同。当井田上部边界标高不一致时，总回风巷可按不同标高分段设置，但分段不宜过多。当井田上部冲积层厚、含水丰富，留有防水煤柱时，总回风巷可以布置在防水煤柱内。 煤层群分组为了合理开发煤炭，多煤层开采时，应首先考虑煤层群分组。煤组一般根据以下原则划分 1将层间距近的煤层划分为一组，但要注意各煤层的倾角、厚度、顶底板岩性的一致性，以及地质构造方面的情况，以利于开采； 2对不同煤种和煤质，根据国家需要和用户要求，可考虑分别划组，以便分采分运，保证煤质； 3对有突然涌水危险的煤层或层间距离大的单个煤层，可以考虑单独布置； 4对瓦斯涌出量很大，有煤及瓦斯突出危险的煤层，应划分为一组联合布置巷道，以便采取开采解放层的措施。 三、井底车场形式选择 井底车场是井田开拓的重要内容之一。它与井型、大巷位置、井筒及位置等有密切关系。 进行井底车场形式选择时，需要明确下列问题 1、大巷运输设备的型号及外型尺寸； 2、主、副井空、重车线与大巷的相对位置； 3、矿井提升方式及提升容器在井筒中的布置； 4、矿井矸石量； 5、规范、规程中有关井底车场的规定。 选择井底车场形式时，参考下列几点 1、对于开采缓斜和倾斜煤层的立井和穿岩斜井，当井筒距运输大巷较近如40～60m可采用卧式环行车场或梭式车场；井筒距大巷较远时如大于120m可采用立式环形车场或尽头式车场；井筒距大巷适中，井筒出车方向与大巷斜交，且距离不太远时，可选用斜式环行车场；开采急斜煤层，可采用刀式环行车场或尽头式车场。 对多水平开拓的矿井，主、副井的相对位置、提升方位角、井下出车方向等是固定的，各水平的井底车场要适合这些共同要求； 2、井底车场的形式应与矿井井型相适应。大、中型矿井可采用环行式或折返式车场。年产1.2Mt以上的矿井可采用增设主井复线的环行式车场。大巷用底卸式矿车运煤时，一般应采用折返式车场。大巷用皮带运输机运输时，可采用环行或折返式车场，小型矿井，按距井筒的远近，可采用刀式环行车场、尽头式或梭式车场； 3、选择井底车场的形式还应考虑地面出车方向的限制，为此有时要求采用斜式环行车场；如果井下需风量较大，要求增加巷道断面，可采用立式环行车场或大断面的折返式车场。 根据设计矿井地质条件，井型大小、井筒和运输大巷的位置关系等，再参考上述原则，参考标准井底车场图册、煤矿矿井采矿设计手册等资料，绘制或选取井底车场形式。 四、提出技术可行方案，并进行技术经济比较 根据上述所提出的水平数目、阶段内布置，井筒型式等，提出2～3个技术上可行的开拓方案，经过详细的技术分析和经济比较，最终选择技术上最优、经济上最省和安全性最好的方案。对所提出的方案，必须充分考虑其提升、运输、通风、排水等各主要生产系统以及所采用的设备。绘制各方案开拓方式平、剖面示意图插图，并对各方案的主要内容进行简要说明说明书附各开拓方案插图，图中标明井筒位置、深度、开拓巷道、通风系统等， 1、技术比较 主要包括下列几方面内容基建工程量、施工条件及施工技术、生产管理方面难易程度、煤炭损失量、施工期长短、大型设备及器材占用量等。 方案的技术比较应注意的是分析各方案对比的优缺点，而不是方案本身的优劣。 2、方案经济比较 对技术比较后所保留方案进行经济比较，即计算各方案不同项目的经济费用，包括基本建设费、生产经营费。其计算结果分别按表2-4、表2-5格式列入。末了编制经济比较汇总表2-6。 3、确定方案 对各方案的技术比较和经济计算结果，综合分析对比，择优确定采用的开拓方案。在评定各方案优劣时，要全面考虑各种因素的影响，如果各方案经济上相差不大，就要根据技术上的优越性、初期投资的大小、施工难易程度、建井工期长短、材料设备供应条件等因素综合考虑，合理确定。 在进行矿井开拓方案经济比较时，应注意 1拟定先进合理的技术方案是进行方案比较的基础。因此，首先应深入细致地研究方案，使参加经济比较的方案在技术上是优越的、完整的、切实可行的。要仔细分析各方案的不同之处，详细编制比较项目，反复核对，避免遗漏。 2需认真分析相同项目和不同项目，只比较不相同项目。例如，两方案都采用相同的井底车场，当两方案井型相同时，井底车场可看作相同项目，不参加比较。相反，如果两方案的井型不同，则分摊于吨煤生产能力的投资不同，就不能看作相同项目，而应进行全面计算，参加比较。 3进行经济比较时，应抓住重点，比较主要项目的费用。对于影响不大，差别很少的项目可以不比。至于哪些项目是主要的，哪些项目影响不大，应根据具体情况而定。例如对于低沼气矿井的通风费用，可作为影响不大的费用，不必进行计算。但如果比较的方案是专门研究通风问题，那就作为主要项目，必须进行计算，加以比较。 4应比较不同项目的整体，而不能仅比较它们的差值。例如两方案的大巷运输距离不同，需比较两方案大巷运输的总运输工作量，而不能仅比较两方案大巷运输工作量的差值。 5正确选用各项原始计算数据。例如，采用的运输单价应与所采用的运输设备适当，采用的巷道维护费用单价应与该方案巷道的维护条件相适应。 6应把基本建设费用和生产经营费用分别列出，把基本建设费用的初期投资和后期投资分别列出。从经济上评定各方案的优劣时，不仅要看各方案总费用绝对值大小，而且也应分别对基建投资、初期投资、生产经营费进行对比，综合考虑其影响。 7参加比较的方案涉及范围较大时，为了简化计算，在进行大方案全面比较前，可先进行类型相同方案的局部问题的比较，得出该类型方案中较合理的方案，而后以此方案参加不同类型方案的比较。 井田的开拓方案选择，除采用上述方案比较法外，也可采用数学分析法、统计法、标准定额法及电子计算机模拟进行优化设计等。 表2-4 方案工程量计算表说明书中附 序号 工程项目名称 单位 每项工程量 项数 总工程量 备注 一 一 1 2 二 1 2 基本建设工程量 初期 后期 二 一 1 2 二 1 2 三 1 2 四 1 2 四 1 2 生产经营工程量 提升 运输 巷道维护 通风 排水 注井底车场总容积可参考表2-7的扩大指标 表2-5 方案费用计算表说明书中附 序号 工程项目 名称 单位 总工程量 单价元/m 费用 万元 直接费 辅助费 管理费 合计 一 一 1 2 二 1 2 基本建设费 初期 初期小计 后期 后期小计 基建费合计 二 一 1 2 二 1 2 三 1 2 四 1 2 五 1 2 生产经营费 提升、 运输 井巷维护 通风 排水 生产经营费合计 三 全部费用合计 表2-6 经济比较汇总表说明书中附 方案 项目 方案 方案 注意总费用是基建工程费与生产经营费之和,不要多加了初期建井费． 费用（万元） 百分率（﹪） 费用（万元） 百分率（﹪） 初期建井费 基建工程费 生产经营费 总费用 表2-7 井底车场掘进容积扩大指标m3 井筒 形 式 矿 矿井生产能力 Mt提升 巷道 方式 或硐室 0.30 0.45 0.60 0.90 1.20 1.50 1.80 立 井 立井双箕斗 一个矸石箕斗 副井一对普罐 巷道 3970 11110 13870 13390 14050 硐室 11980 111501 14100 12200 16110 立井双箕斗 副井一对普罐 巷道 3520 8870 13430 15760 硐室 3630 8410 11140 16160 主井一对普罐 副井普罐 巷道 3720 4390 硐室 3110 4130 主井一对普罐 副井普罐 巷道 1450 硐室 1730 斜 井 主井胶带机 副井双钩 巷道 19800 硐室 12090 主井胶带机 副井双钩 巷道 10640 17080 19800 硐室 6010 10750 11790 主井箕斗 副井串车 巷道 5770 8070 6980 硐室 3460 5000 6060 主井双钩 副井单钩 巷道 3440 5330 硐室 1780 2040 主副井单钩 巷道 3060 硐室 860 第三节 开采顺序 一、开采顺序 在井田范围内，采区的开采顺序一般采用前进式，即从井田中央开始，向井田两翼推进的方式。如果采用上、下山开采时，上山阶段采用前进式，下山阶段可采用后退式。 水平间的开采顺序，采用下行式即先采一水平，然后依次开采二水平、三水平。阶段间的开采顺序亦是如此。 煤层组与组间的开采顺序，原则上采用下行式，即先采上煤组，然后依次开采下组煤层。但如果煤组间距离较远，上、下煤组不受采动影响时，也可以先开采下煤组。 至于采区范围的煤层和区段的开采顺序，一般也是下行式开采，即先采上层煤及上区段，然后依次开采下煤层及下区段，但在特殊情况下，也可考虑上行式的开采顺序，如近水平煤层，就可先布置盘区的下区段先采；缓倾斜煤层，顶板淋水较大时，为了减少水对开采的影响，也可采用上行式。 说明投产采区的数目、位置。并验算矿井生产能力。 二、保证年产量的同采采区数和工作面数 1、保证年产量的同采采区数和工作面数 采区的生产能力应根据地质条件、煤层生产能力、机械化程度和采区内工作面接替关系等因素确定，当采用综合机械化采煤时，采区生产能力一般为0.6～1.0Mt/a，采用普机采时，采区生产能力一般为0.4～0.8Mt/a，爆破落煤时，采区生产能力一般为0.2～0.6Mt/a。 各类矿井正常生产的采区个数一般按表2-8规定。 表2-8 矿井同时生产的采区个数 矿井设计生产能力Mt/a 采区个数个 2.4、3.0 3～4 1.5、1.8 2～3 1.2及以下 1～2 本节附矿井开拓方式平面图、剖面图插图。 第三章 采煤方法 本章设计的主要内容是选择采煤方法，确定合理的采煤系统，即采区巷道布置和生产系统、进行回采工艺设计。本章设计时，只需对一个主要煤层和一个投产采区或指导教师指定的煤层和采区作详细设计，而对矿井的其它煤层和采区，只作简要说明。 第一节 选择确定采煤方法 根据煤层赋存条件，矿井年生产能力，并结合我国当前技术水平和装备情况，分析确定指定煤层的采煤方法。 为了选择合理的采煤方法，必须详细研究煤层的赋存条件和地质特征，并参考实习矿井或矿区实际使用经验。在此基础上，可参照下列各点选择采煤方法 1、对缓斜、倾斜、薄及中厚煤层，一般使用单一走向长壁采煤法，倾角小于12时，可考虑采用倾斜长壁采煤法的可能性。 采用走向长壁采煤法，一般采用全部冒落法处理采空区。但直接顶为坚硬难冒落的岩层，或受其它条件限制时，可以考虑采用充填法或刀柱法处理采空区。 2、对煤层赋存稳定、顶底板条件较好的中厚煤层，大型矿井一般采用综合机械化的回采工艺方式；对中型矿井，煤层赋存较稳定，地质构造不太复杂的工作面，以及不适于综采的大型矿井工作面，可采用高档普机采和机采回采工艺方式；对小型矿井，或受其它条件限制不适于机采的工作面，可选用炮采回采工艺。 3、对缓斜、倾斜厚煤层，一般采用倾斜分层下行垮落走向长壁采煤法。分层厚度根据选用的支架类型确定，一般为1.63.5m，煤层厚度小于4.5m时，应尽可能一次采全高。对于特厚煤层如大于20～30m，难于使用分层垮落法开采或特殊条件限制不能使用垮落法开采时，可以采用全部充填法。厚度大于6m，煤质较软，顶板中等稳定以下，可采用综合机械化放顶煤采煤。 4、急斜煤层，厚度为1.5～6m，倾角大于55，赋存稳定时，应优先考虑采用伪斜柔性掩护支架采煤法，当不适宜采用伪斜柔性掩护支架采煤法时，厚度在2.0m以上煤层，可采用水平分层或其它采煤法。 5、顶板稳定，煤层条件适宜，电力、水力及其它条件能保证时，也可考虑采用水力采煤法。 第二节 采区巷道布置 布置采区巷道是为了把回采工作面、矿井主要开拓巷道联系起来，构成运输、通风、动力供应、材料供应等系统，保证工作面连续不断的生产。为了布置采区巷道，需要确定采区走向长度、区段斜长和数目，以及采区内各种煤柱尺寸，然后确定采区上下山、区段平巷、区段集中巷的位置、条数以及它们之间的联络巷道的形式。下面就缓斜或倾斜、薄及中厚煤层走向长壁采煤法的采区巷道布置，阐明设计的步骤和方法。 一、采区上山的布置 采区上山的数目可根据采区生产能力和开采技术条件确定，一般情况下二条，当采区生产能力较大，瓦斯涌出量亦较大情况下，也可布置三条或四条。 对开采缓斜及倾斜煤层，在下列情况下，可考虑将采区上山布置在煤层中 1、薄及中厚煤层，采区服务年限短时； 2、开采只有两个分层的单一厚煤层的采区，开采深度小，顶底板岩石比较稳定，煤质在中硬以上，上山不难维护时； 3、联合布置采区，下部为维护条件较好的薄及中厚煤层； 4、为部分煤层或区段服务的，维护年限不长的专用通风或运煤上山。 对单一厚煤层和联合布置采区，一般应将上山布置在煤层底板岩石中。但在下部煤层的底板岩层距涌水量特大的岩层很近，不能布置上山，或者当上山只为采区部分上部煤层或区段服务，开采下部煤层便废弃不用时，可以考虑把上山布置在煤层群中的中部或上部。目前国内外均有以煤巷代替岩巷的趋势。 采区上山沿煤层走向方向距离一般为20～25m。在垂直走向方向上，一般多使两条上山在层位上保持一定高差，把运输上山设在轨道上山之下，一般比轨道上山低2～4m。但如果采区涌水量大时，可将轨道上山布置在低于运输上山的位置。上山设在同一厚煤层中，一般轨道上山沿煤层顶板，运输上山沿煤层底板布置。 二、区段平巷的布置 开采厚煤层时，各分层的区段平巷，在煤层倾角小于15～20时，一般用内错式布置；倾角大于20～25时，可用水平式布置；倾角小于8～10的近水平煤层，一般可用重迭式布置。 对于开采煤层群的联合布置采区及单一厚煤层分层开采采区可以考虑设置区段集中巷。其位置应选在距煤层底板的垂直距离不小于h，并在支承压力传递影响角以外的地方。根据经验，最小的h值一般为8～12m，角介于25～55之间，区段集中巷还应布置在比较坚硬的稳定的底板岩层中，并应避开地质破坏的影响。 三、联络巷道的布置 采区联络巷道有区段集中巷与区段平巷之间的联络及采区上山与区段巷道之间的联络巷道。 区段集中巷与区段平巷间的联系方式，一般当煤层倾角大15～20，区段平巷为水平布置时，常采用石门联络；煤层倾角小于15～20，层间距较大时，可用斜巷联系；而近水平煤层，区段平巷为垂直布置时，则用立眼联系。 采区上山与区段集中巷之间的联系方式主要根据运输需要确定，一般轨道上山与区段集中巷之间采用石门联系，而运输上山与区段集中巷之间，广泛采用溜煤眼的联系方式。 四、盘区的巷道布置 开采近水平煤层时，盘区的巷道布置较普遍地采用上、下山盘区或石门盘区。其布置方式可参考有关教科书。 五、采区车场形式与采区硐室选择 根据大纲要求，对采区上、中、下车场主要应确定车场形式，线路布置不做具体设计计算。 采区上部车场常用甩车场和平车场，平车场又可分顺向和逆向二种型式。上部车场的选择主要根据绞车房的布置和维护条件，在阶段回风巷以上为采空区或松软风化带时，往往采用平车场。在联合布置采区、回风石门较长时，为便于回风石门联系，也多用平车场。其它情况下，可考虑采用甩车场，顺向和逆向平车场的选择，主要根据绞车房、上山和回风巷的相互位置决定。顺向平车场的变坡点同绞车房之间的距离比较短，如果绞车房位置受限制，为了便于同总回风巷相联系，可用顺向平车场。联合布置采区，有采区回风石门同阶段回风巷相联系时，可以采用逆向平车场。 采区中部车场一般多为甩车场，按甩入地点不同