首采盘区及首采工作面位置.doc

鄂尔多斯市昊华精煤有限责任公司高家梁矿井及选煤厂初步设计说明书 第四章 盘区布置及装备 第四章 盘区布置及装备 第一节 首采盘区及首采工作面位置 一、首采盘区位置 矿井首采的201盘区位于井田中部以北，矿井工业场地以南，该盘区开采2-2上、2-2中煤层。201盘区2-2上煤层可采区厚度为0.8～7.04m，47个大于0.8m见煤钻孔平均煤层厚度2.88m；2-2上煤层开采范围小，厚度变化大，赋存极不稳定，开采范围大部分集中在201盘区内。2-2中煤层可采区厚度为0.8～4.57m，55个大于0.8m见煤钻孔平均煤层厚度3.30m； 2-2中煤层是井田主要可采煤层之一，201盘区内大部分可采，厚度变化有规律，赋存稳定。 二、首采工作面选择 首采盘区首采工作面应布置在井底附近，以缩短建井工期，减少工程量与投资。 由于本矿井采矿权范围与井田范围不同，鄂尔多斯市昊华精煤有限责任公司只获得高家梁井田范围内38.50km2的采矿权，矿井的首采工作面必须布置在采矿权范围内。 工作面推进长度应以回采时间一年左右为宜，过短则搬家频繁，接续紧张，产量无法保证；过长则会带来管理困难、存在采空区着火、设备可靠性降低等问题。神东矿区活鸡兔矿井工作面推进长度达5300m，补连塔矿井亦达4500m以上，2003年榆家梁矿井45202工作面推进长度达6380m。 本井田主采2-2中煤层赋存稳定，地质构造简单，开采技术条件优越，工作面推进长度受地质条件限制少，具有加长工作面推进长度的资源条件，但受采矿权范围的限制，为了减少工作面搬家次数，提高工作面产量和效率，并结合井田开拓布置方式，设计确定首采工作面布置在201盘区的中部，工作面推进长度为约2800m。 第二节 采 煤 方 法 一、采煤方法的选择 采煤方法的选择，应根据煤层赋存情况、开采技术条件、地面保护要求、设备供应状况以及安全、产量、效率、成本和煤的回收率等诸多因素，综合考虑后确定。 本井田具有以下特点 ⑴ 井田地质构造简单，煤层赋存平缓，总体为一向南西倾斜的近水平产状的单斜构造，倾角小于5。井田内无岩浆活动，井田地表未发现大的断裂构造。 ⑵ 井田含可采煤层6层（自上而下编号为2-2上、2-2中、3-1、4-2中、5-1、6-2中煤层），其中主采煤层为2-2中、3-1、4-2中、6-2中煤层。2-2上煤层可采区厚度为0.8～7.04m，平均2.38m；2-2中煤层可采区厚度为0.8～8.95m，平均3.56m；3-1煤层可采区厚度为0.8～6.09m，平均2.31m；4-2中煤层可采区厚度为0.8～4.43m，平均2.49m；5-1煤层可采区厚度为0.8～5.88m，平均2.17m；6-2中煤层可采区厚度为0.8～6.06m，平均3.06m。 201盘区开采的2-2上煤层开采范围小，厚度变化大，赋存极不稳定；初期开采的2-2中煤层是井田主要可采煤层之一，井田内大部分可采，厚度变化有规律，赋存稳定。 ⑶ 井田内各主要可采煤层顶板以上30m至底板以下20m范围之内的岩石以深灰色砂质泥岩为主，次为粉砂岩及细粒砂岩。各主要可采煤层直接顶底板岩石则主要为深灰色砂质泥岩。岩石的抗压强度多数小于30MPa，除4-2中煤层底板、5-1煤层顶板的个别点为半坚硬岩类，其余各可采煤层的顶底板岩石均为软弱岩类。井田内各煤层顶底板岩石的稳固性较差。井田内各煤层瓦斯含量低，瓦斯分带属二氧化碳氮气、氮气～沼气带。各煤层具有煤尘爆炸性危险。井田无热害。 ⑷ 本井田煤层埋深较浅，工业场地处各煤层埋藏深度在110～280m之间。 ⑸ 本井田地面村庄稀少，仅有零星住户，房屋简陋，因此设计按搬迁考虑。 ⑹ 矿井为现代化大型矿井，生产能力大。 根据上述特点，设计认为适合本井田2-2上煤层的采煤方法有两种长壁综合机械化采煤法和连续采煤机高效短壁柱式采煤法（旺格维利采煤法）；2-2中煤层及其它煤层的采煤方法为长壁综合机械化采煤法。 1. 长壁综合机械化采煤法 长壁综合机械化采煤法是我国二十世纪70年代以来广泛使用的中厚煤层采煤技术。它是采用滚筒式采煤机、液压支架、刮板输送机及其他附属设备等进行配套生产，实现落煤、运煤、支护、顶板管理以及工作面巷道运输全过程机械化。 长壁综合机械化采煤法具有高产、高效、安全、生产集中等优点；但对地质条件适应性较差，设备多，投资高，适用于煤层赋存稳定的大、中型矿井。 2. 连续采煤机高效短壁柱式采煤法（旺格维利采煤法） 旺格维利采煤法是澳大利亚在房柱式开采技术基础上发展起来的一种高效短壁柱式采煤法，它与传统房柱式采煤法的主要区别是采煤区段划分和区段内煤体切割及回收方法不同，顶板类似长壁工作面一样充分冒落，使煤房、煤柱的回采避开支撑压力高峰区。该采煤方法因首先在澳大利亚新南威尔士州的旺格维利煤层中试采成功而得名。 旺格维利采煤法的工艺系统按运煤方式一般分为两种一种是连续采煤机运煤车转载破碎机带式输送机工艺系统；一种是连续采煤机连续运输系统带式输送机工艺系统。目前神东矿区旺格维利采煤工艺系统主要采用的是上述两种形式。 近年来，随着连续采煤机技术的发展，国内连续采煤机设备得到越来越广泛的运用。一方面可实现煤层巷道的连续快速掘进，另一方面还可用于工作面煤层的回采。特别是运用连续运煤系统后，工作面生产能力可达1.0Mt/a以上。神东公司上湾煤矿采用两套连续采煤机进行短壁回采，2002年生产原煤334万t，最高月产13800t，工效54.07t/工，创国内短壁开采新纪录。该矿一套连续采煤机配连续运煤系统2002年生产原煤224万t，最高日产10276t，创国内同类设备最高记录。连续采煤机开采煤层厚度适应性强，工作面灵活，对不规则区域煤层的开采特别有利。但缺点是煤炭回收率不高。 旺格维利采煤法可回采普通综采无法回收的煤炭资源，较房柱式采煤法煤炭回收率高、产量大、掘进率低。在煤柱回收时，工作面回风需穿过冒空区，工作面风流及风量不易控制，易引起采空区丢煤自燃；在一定范围内，工作面仅有一个安全出口。旺格维利采煤法的顶板管理、支护参数、设备配套、通风系统、工作面安全出口等问题有待进一步改进和完善。 3. 采煤方法选择 设计认为本矿井首采的2-2上煤层开采范围小，厚度变化大，赋存极不稳定，适合采用旺格维利采煤法；首采的2-2中煤层是井田主要可采煤层之一，井田内大部分可采，厚度变化有规律，赋存稳定，适合采用长壁综合机械化采煤法。其余的3-1、4-2中、5-1、6-2中煤层宜采用长壁综合机械化采煤法。 顶板管理方式为全部垮落法管理顶板。 连续采煤机旺格维利采煤方法见图4-2-1。 综采工作面采煤方法见图4-2-2。 二、矿井装备标准 根据矿井生产能力、煤层赋存条件，设计认为2-2上煤层适合连续采煤机 图4-2-1 连续采煤机旺格维利采煤方法图 图4-2-2 综采工作面采煤方法图 回采，2-2中煤层确定采用长壁综合机械化采煤方法，矿井规模6.0Mt/a时，设计确定2-2上煤层装备两套连续采煤机设备开采，尽快解放主采的2-2中煤层；2-2中煤层装备一套部分引进的高产高效长壁综采设备和一套连续采煤机设备用于掘进。 三、工作面参数确定 1．工作面长度 工作面长度是决定其产量和效率的主要因素之一，适当加大工作面长度，不仅可以减少工作面准备和回采的工程量，提高回采率，而且可以减少工作面辅助作业时间，有利于提高工作面产量和效率。同时，工作面长度与地质条件、开采技术条件、采煤设备能力、技术水平、管理水平等因素有关。因此，必须综合考虑，合理选择。 近年来国内外一些使用连续采煤机采煤的矿井，工作面单侧布置的其长度一般为70m～90m，工作面双侧布置的其合理长度在140m～180m之间。本矿井生产规模6.0Mt/a，根据2-2上煤层与2-2中煤层的厚度，以及为了尽快解决2-2上煤层与2-2中煤层的压茬关系，该两层煤合理的生产能力产量分配是2-2上煤层为2.50 Mt/a，2-2中煤层生产能力为3.50 Mt/a。设计确定2-2上煤层布置双翼对拉旺格维利采煤工作面，装备两套连续采煤机设备，首采工作面长度定为2120m。 目前神东矿区高产高效综采工作面长度普遍为200～300m，部分已达到350m，设计确定本矿井2-2中煤层工作面长度为240m，业主在以后的生产中可摸索更合适的工作面长度。 2. 工作面采高 本井田201盘区2-2上煤层可采区厚度为0.8～7.04m，47个大于0.8m见煤钻孔平均煤层厚度2.88m。首采工作面采高2.5m。 201盘区2-2中煤层可采区厚度为0.8～4.57m，55个大于0.8m见煤钻孔平均煤层厚度3.30m。工作面采高随煤层厚度变化而变化，首采工作面平均采高为3.2m。 3. 工作面推进长度 工作面推进长度应以回采时间一年左右为宜，过短则搬家频繁，掘进工程量大，生产成本高，接续紧张，产量无法保证；过长则会带来管理困难、存在采空区着火、设备可靠性降低等问题。神东矿区活鸡兔矿井工作面推进长度达5300m，补连塔矿井亦达4500m以上，2003年榆家梁矿井45202工作面推进长度达6380m。 本井田2-2中煤层赋存稳定，地质构造简单，开采技术条件优越，工作面推进长度受地质条件限制少，具有加长工作面推进长度的资源条件。根据本矿井6.0Mt/a的生产能力，综采工作面开采2-2中煤层采高3.2m，工作面年推进长度按3432m计，其生产能力约为3.26Mt/a；两套连续采煤机回采工作面生产能力约为2.54Mt/a；一套连续采煤机掘进煤量约为0.30Mt/a，可以满足矿井6.0Mt/a的生产能力。 为了减少工作面搬家次数，提高工作面产量和效率，并结合井田开拓布置方式，以及尽快解决2-2上煤层与2-2中煤层的压茬关系，设计确定综采工作面年推进长度约3400m，连采工作面年推进长度约4100m。首先开采的连采、综采工作面推进长度均为2800m左右，重叠布置。2-2上煤布置的连采工作面回采5个月后，再回采2-2中煤综采工作面 四、回采工艺 一 长壁综采工作面 1. 工艺参数 采煤机截深 根据矿井生产能力、煤层赋存条件和所选用的采煤机特点，设计确定采煤机截深为0.8m。 2. 回采工艺 1 综合机械化回采工艺 采煤机落煤、装煤刮板输送机运煤、液压支架支护顶板，端头采用端头支架支护。采用工艺为采煤机落煤刮板输送机运煤破碎和桥式转载机破碎转载可伸缩胶带输送机运送。工作面循环作业方式采煤机由机头斜切进刀→移端头支架和过渡支架→移端头刮板输送机→采煤机反向割机头煤→采煤机反向空驶→采煤机割第一刀煤→移架→推刮板输送机→采煤机由机尾斜切进刀，进行下一个循环。 ① 割煤方式 采煤机在工作面的进刀方式，将直接影响工作面的工时利用以及采煤机效能的发挥。根据我国综采工作面的实际情况，设计采用端部斜切进刀方式，双向割煤。 采煤机斜切进刀及割煤见图4-2-3。 双向割煤具有辅助工序少，采煤速度快，工序紧凑，工时利用率高及生产能力大的特点，因此，结合本矿井具体条件，设计工作面采用双向割煤方式。 ② 移架 工作面实行追机作业，顺序移架，邻架操纵，移架滞后采煤机5m左右进行。移架时，先收护帮板，同时降立柱，操作移架千斤顶，以前溜为支点向前移架。移动一个步距后，立即升柱，打出护帮板。 ③ 推溜 推溜在采煤机割煤、移架后推溜。推溜滞后采煤机20～25m左右进行，推溜时以支架为支点操作手把，并应保证至少有2～3个推溜千斤顶同时动作。 二 连续采煤机旺格维利法采煤回采工艺 用连采机进行煤房掘进，煤柱回收，运煤车运煤或连续运煤系统运煤，掘进时用锚杆机支护，回采时利用行走液压支架支护。采用的工艺系统为 图4-2-3 采煤机斜切进刀及割煤示意图 连续采煤机连续运煤系统胶带输送机运煤。 三 连续采煤机掘巷道工艺 连续采煤机掘进，运煤车运煤、锚杆机支护，给料破碎机转载破碎，胶带输送机运煤。采用工艺系统为连续采煤机掘进→运煤车→锚杆机支护→破碎机破碎转载→胶带输送机。 由于2-2上煤层和2-2中煤层存在压茬关系，两煤层工作面尽可能重叠布置，尽快解放下层煤。考虑到先期开采的两层煤间距较小，2-2上煤层2012-2上01和2012-2上02两个连采工作面开采5个月后，再回采2-2中煤层2012-2中07综采工作面。 五、工作面主要设备选型 一 综采工作面设备选型 本矿井为现代化大型矿井，工作面生产能力大，生产高度集中，工作面主要设备以先进可靠的进口设备为主。 1. 采煤机 根据神东矿区取得的生产经验，无论是成套引进的综采工作面、半引进的综采工作面，还是全国产工作面，其采煤机组的平均开机率均在75以上。本矿井为万利矿区高产高效矿井，高产高效矿井普遍使用技术含量高，功率大的电牵引采煤机，结合本矿地质条件，设计根据已确定的工作面采高，截深以及工作面生产能力来选择综采工作面采煤机。工作面采用双向割煤、端头斜切进刀的工作方式。设计暂按90开机率计算选取采煤机。 1 采煤机割煤速度 按产量要求，可求得采煤机平均割煤速度为 Vc＝n（L－L1）/[TKnt1]60 式中 Ⅴc采煤机平均割煤速度，m／min； n采煤机日进刀数，取13刀； L工作面长度m，取240m； L1进刀长度m，取30m； T工作面生产班时间h，取16小时； t1每循环进刀时间h，取25min K采煤机开机率，取80； 代入上式得Vc＝13（240－30）/166080－1325 ＝6.16m/min 考虑到工作面产量不均衡性，采煤机最大割煤速度 Vmax＝KcVc＝1.356.16＝8.3m/min 式中 Ⅴmax采煤机最大割煤速度，m／min； Kc采煤机割煤速度不均匀系数； 2 采煤机装机功率 采煤机装机功率取决于煤层硬度、采高、截深、割煤速度。设计根据能耗系数法估算采煤机装机功率，用下式估算 N＝60BHgV max rHw ＝600.83.28.31.300.7 ＝1160kW 式中N采煤机装机功率，kW。 Hg采煤机割煤高度m，取3.2m； B采煤机截深m，取0.8m； r煤层容重t/m3，1.30 t/m3； Hw比能耗值，开采软煤层时一般取0.7kwh/t； 根据上面的计算结果，并考虑矿井预留后期生产能力10.0Mt/a时的具体现实，本矿井采煤机选用美国久益公司7LS6型电牵引双滚筒采煤机，主要技术参数如下 额定装机功率1810kW 供电电压3300V 采高1.8～5.5m 截深800mm 滚筒直径2.6m 牵引方式电牵引 牵引速度28m/min 2. 工作面可弯曲刮板输送机 Qm60BHgVcγ600.83.26.161.30 1230t/h Qq≥KcKhKvKyQm1.3511.0511230 1744t/h 式中Qm采煤机平均落煤能力, t/h； Qq输送机运输能力，t/h； Kh采煤机割煤高度不均匀系数； Kv采煤机与输送机同向运动的修正系数； Ky运输方向及倾角系数。 根据上面的计算结果，并考虑矿井预留后期生产能力10.0Mt/a时的具体情况，工作面可弯曲刮板输送机设计选用德国DBT公司PF5/1142型双中链交叉侧卸式可弯曲刮板输送机，主要技术参数如下 额定输送能力2500t/h 装机功率2700kW 供电电压3300V 设计长度240m 链速1.25m/s 3. 转载机、破碎机及可伸缩胶带输送机 为了保证工作面采放平行作业，转载机、破碎机和可伸缩胶带输送机运输能力应满足刮板输送机运煤能力，且可伸缩胶带输送机配自移装置，运输能力为 Qs≥2500t/h 式中Qs转载机、破碎机和可伸缩胶带输送机运输能力，t/h。 1 转载机 设计初步选用德国DBT公司PF3/1332型，主要技术参数如下 额定输送能力2750t/h 装机功率315kW 供电电压1140V 设计长度60m 2 破碎机 设计初步选用德国DBT公司SB0912U型破碎机，主要技术参数如下 额定破碎能力2500t/h 装机功率132kW 供电电压1140V 最大入口1000800 破碎粒度-300mm 3 工作面运输巷带式输送机 设计初步选用澳大利亚AEC公司BLT1400-3.5型，主要技术参数如下 输送能力2500t/h 装机功率3315kW 供电电压1140V 带宽1400mm 最大输送长度3000m 带速3.5m/s 4 带式输送机自移机尾 设计初步选用DSZ1200型，其主要参数为 适用输送带宽度1000～1400mm 推移液压缸推移力402kN（单缸） 推移液压缸侧移力138kN 泵站压力31.5MPa 总重量28t 外形尺寸1084521001795mm 4. 液压支架支护强度 液压支架主要用于2-2中煤层的总采面。2-2中煤层厚0.80～8.95m，平均3.56m，其顶板岩性为砂岩，抗压强度为10.2～21.0Mpa， 属软弱顶板；从试验成果分析，各煤层顶板岩石的抗压强度多数均小于30.0Mpa。 根据神东矿区相似条件的高产高效工作面的经验，结合国内外支架发展现状和我国架型选择要求，本矿井液压支架选用二柱掩护式。 支架高度根据采煤方法确定的平均回采高度3.5m，液压支架的最大高度为4.5m，最小高度以满足运输要求为宜。 支架支护强度 1 按经验公式PnrH62.63.554.6t/m20.546MPa 式中 P支架阻力，MPa； n计算参数，原苏联取6～8，英国取5～7，我国多取4～6，此处，取6； r岩石容重，t/m3； H采高，m。 2 根据缓倾斜煤层工作面顶板分类MT554-1996确定液压支架支护强度。 2-2中煤基本顶为砂岩，单轴抗压强度为21.0Mpa，属软弱顶板，易冒落。与此类似的万利一号井基本顶初次垮落步距为20m，按此计算2-2中煤基本顶初次来压当量Pe。Pe241.3lnLf-15.5N52.6hm 241.3ln20-15.50.752.63.5 896.15kN/m2 0.89615MPa 式中 Pe基本顶初次来压当量，kN/m2； Lf基本顶初次来压步距，m；参考邻近矿区的值 N直接顶充填系数，为直接顶厚度（hi）与采煤高度（hm）的比值； hm煤层采高，m； 根据缓倾斜煤层工作面顶板分类，2-2中煤基本顶属Ⅱ级，液压支架的支护强度不得低于0.58MPa。 设计选用北京煤矿机械厂生产的液压支架，型号为ZY8500/20/45，后期为了确保快速移架，配德国DBT公司液压支架PM4控制系统，移架速度不大于10s/架，该支架主要技术特征如下 架型二柱掩护式 支柱数量2 支架高度2.0～4.5m 支架中心距1.75m 额定工作阻力8500kN 额定初撑力6413kN 支护强度1.011.10MPa 对底板比压3.4～3.5MPa 支架重量约31t 5．乳化液泵站 设计选用选用英国雷波泵站公司S300型三泵一箱，其主要参数为 功率3224kW 流量2318L/min 压力37.5MPa 供电电压1140V 6．喷雾泵站 设计选用英国雷波泵站公司S200型两泵一箱，其主要参数为 功率112kW 流量227L/min 压力31.5MPa 供电电压1140V 7. 其他主要设备 除上述主要设备外，还配备有与之配套的煤层注水泵、探水钻机、阻化剂发射泵、小水泵、调度绞车等设备。 二 连采工作面设备选型 结合本矿井的具体条件及国内外一些使用连续采煤机工作面的设备配置情况，本矿井工作面主要设备如下 1. 连续采煤机 连续采煤机选用英国久益公司12CM15D型，其主要参数为 采高2.16～4.6m 功率750kW 电压等级1140V 2. 连续运煤系统 连续运煤系统选用LY1500/865-13，其主要参数为 设计长度130m 总装机功率865kW 电压等级1140V 输送能力1500t/h 破碎能力1500t/h 物料力度200～300mm 行走方式履带式 总重量约280t 3. 行走支架 行走支架选用XZ7000/20/45型，该支架主要技术特征如下 支架高度2.0～4.5m 额定工作阻力7000kN 额定初撑力5665kN 支护强度≥0.85MPa 泵站电机功率75kW 电压等级1140V 行动方式履带式 对底板比压0.13～2.4MPa 支架重量约42t 4. 锚杆机 锚杆机选用德国DBT公司HDDR型，其主要参数为 机器类型双臂全液压驱动 作业高度2.2～5.0m 功率237kW 行动方式履带式 电压等级660/1140V。 5. 蓄电池运煤车 蓄电池运煤车选用美国LAD公司LAD848型，其主要参数为 运煤最大能力16.3t 牵引带速 8.04km/s 牵引电机218.75kW 外形尺寸1050030001600mm 充电输入电源660V，3相，50Hz 6. 铲车 铲车选用德国DBT公司DBT488型，其主要参数为 铲斗容量3.28m2 外形尺寸845028901066mm 最大载重4.5t 7. 给料破碎机 给料破碎机选用美国LAD公司1036型，其主要参数为 外形尺寸92003600900mm 破碎能力300t/h 破碎机马达功率75kW 输送机履带马达功率56kW 8. 工作面可伸缩带式输送机 根据工作面连续采煤机生产能力，工作面选用一台SSJ1200/2200型带式输送机，其主要参数为 输送能力 1200t/h 带宽 1200mm 最大输送长度 1000m 带速 2.5m/s 装机功率 2200kW 供电电压 1140V 9. 其他设备 除上述主要设备外，连采工作面还配备了湿式除尘风机、局部扇风机、混凝土喷射机、混凝土搅拌机、混凝土喷射机手、混凝土喷射机除尘器、煤电钻、岩石电钻、调度绞车、小水泵、激光指向仪等设备。 六、回采方式 一 综采工作面 由于工作面巷道为双巷布置，因此工作面之间采用顺序回采方式，工作面后退式回采。 工作面采煤机自开缺口，双向割煤，追机作业方式。采煤机截割落煤，由刮板输送机运煤。 二 连采工作面 对拉工作面共布置四条巷道，中间布置两条巷道，其中一条为胶带机运输巷道，一条为辅助运输巷道，两边巷道回风。工作面从盘区边界向大巷后退式回采。为适应采煤机回采及连续运输系统的运行，工作面巷道宽均为5.0m，各巷均采用锚杆支护，由锚杆钻机来完成。支巷采用连续采煤机掘进，顶部锚杆支护，由锚杆钻机来完成，采煤机和锚杆钻机进行交替作业，作业循环进度不超过6m。 当工作面支巷掘进到位后即可进行煤柱的回收，本设计采用左右侧交替进刀的双翼进刀回收煤柱，连续采煤机从回风巷侧后退式依次按45角斜切进刀，交替回收支巷左右煤柱，进刀规格为深度约12m，宽度3.3m，当连续采煤机进刀6m后退出，转向另一侧进刀，锚杆机及时进入，进行顶部锚杆支护，连续采煤机与锚杆机交替循环作业，循环进尺6m。工作面两条支巷的间距24m（中心线间距），采空区面积控制在8000～10000m2以内，留设煤柱，即每推进4对支巷留设20m宽的隔离煤柱，具体留设形式为隔离煤柱相邻支巷，两侧支巷中每个支巷只采单侧，另一侧不采。 工作面循环作业见图4-2-4。 七、工作面生产能力 矿井年工作日330天，每天三班作业，日净提升时间16h。 一 综采工作面 1. 循环进度及循环产量 循环进度决定于采煤机截深大小和综采工作面回采工艺，上面已经确定采煤机截深为0.8m，因此工作面一个循环进度为0.8m。 矿井首采工作面长度240m，工作面采高3.2m，工作面回采率取0.95，煤层容重1.30t/m3。则循环产量为 Q循环＝LhBγk 式中Q循环一个循环产量，t； L工作面长度，m； H工作面采高，m； B循环进度，m； γ煤层容重，t/m3； k工作面煤炭回收率，0.95。 Q循环＝2403.20.81.300.95＝758.78t/循环 2. 日循环数及日产量 综采工作面主要靠采煤机的快速割煤来达到设计产量，根据工作面设计生产能力，确定工作面采用“三八”作业制，二班生产。 图4-2-4 工作面循环作业方式图 设计日循环13刀，每班67个循环。 工作面日进度130.810.4m/d 工作面日产量758.7813＝9864.14t/d 3. 工作面年推进度及年产量 工作面年工作日330天，则 工作面年推进度10.4330＝3432m/a 综采工作面生产能力 ALhlrK 10-6 34323.22401.300.9510-6 3.26Mt/a 二 连采工作面 1. 循环进度及循环产量 工作面采用连续采煤机采煤，与锚杆机支护交替循环作业，循环进尺6.0m，进尺宽度3.3m，采高2.5m，工作面回采率为0.95，煤层容重1.29t/m3。则循环产量由下式计算 Q循环＝LhBγk 式中Q循环一个循环产量，t； L循环进尺，m； H采高，m； B进尺宽度，m； γ煤层容重，t/m3； k工作面煤炭回收率，0.95。 Q循环＝6.02.53.31.290.95＝61t/循环 2. 日循环数及日产量 连续采煤机工作面主要靠连续采煤机的快速割煤来达到设计产量，根据工作面设计生产能力确定日循环数为63个。 工作面日产量63613843t/d 3. 工作面年产量 工作面年产量38433301.27Mt/a 工作面生产能力计算见表4-2-1。 表4-2-1 工作面生产能力计算表 项目 单位 综采工作面2012-2中07 连采工作面2012-2上01 工作面长度 m 240 2120 平均采高 m 3.5 2.5 年推进度 m 3432 4104 煤容重 t/m3 1.30 1.29 回采率 95 80 生产能力 Mt/a 3.26 21.27 八、采区及工作面回采率 首采201盘区回采率不小于80。工作面回收率不小于95。 九、生产时主要材料消耗指标 本矿井所在万利矿区尚属建设期间，无统计资料可循。参照国内管理水平较先进的矿井资料，确定本矿井投产后主要材料消耗指标为 火药100kg/万t 雷管270发/万t 坑木6m3/万t 钢材6t/万t 截齿40个/万t 第三节 盘 区 布 置 一、移交生产和达到设计能力时的盘区数目及位置 根据本矿井设计生产能力，结合煤层赋存条件、井田开拓布局，并综合考虑运输、通风、工作面接替等因素，设计确定矿井移交生产和达到设计能力时布置一个盘区，即201盘区。 201盘区位于井田北部，盘区走向长8.0km，倾斜宽5.0km，面积42.0km2。盘区内可采煤层为2-2上、2-2中煤层，盘区工业资源/储量154.04Mt，可采储量108.82Mt，按6.0Mt/a生产能力计算，盘区可服务13.0年。 二、移交生产和达到设计能力时的工作面数目及位置 矿井移交生产和达到设计能力时，在201盘区内共布置一个综采工作面和两个连采工作面。 首采的2012-2中07综采工作面位于201盘区中部，该工作面长度240m，煤层平均厚3.2m，工作面推进长度约2.8km。 首采的2012-2上01、2012-2上02连采工作面位于201盘区中部，2012-2中07综采工作面的上部，重叠布置，每个连采工作面长度2120m，煤层平均厚2.5m，工作面推进长度约2.8km。 三、盘区巷道布置 盘区巷道布置的主要原则是简化巷道系统和运输环节，并为无轨胶轮车运输创造条件；充分利用本井田煤层厚度适中，顶底板条件较稳定的优势，尽可能多做煤巷，少做岩巷。 矿井首采盘区为201盘区，利用大巷组条带式布置回采工作面。根据开采、运输及通风需要，共布置五条大巷，即2-2中煤胶带输送机大巷、辅助运输大巷、回风大巷和2-2上煤辅助运输大巷、回风大巷，大巷之间巷道中心线间距为40m。胶带输送机大巷和回风大巷沿煤层顶板布置，辅助运输大巷沿煤层底板布置。 移交的2012-2上01和2012-2上02连采工作面为对拉旺格维利工作面，垂交于大巷，布置于大巷的东侧，2012-2中07综采工作面的正上方，工作面运输巷及辅运巷布置在中间，两边布置回风巷。 移交的2012-2中07综采工作面垂交于大巷，布置于大巷的东侧，工作面运输巷及回风巷均为双巷布置。 2-2上煤盘区巷道布置见图4-3-1。 2-2中煤盘区巷道布置见图4-3-2。 四、盘区生产能力 全矿井移交生产和达到设计能力时，共布置一个201盘区，盘区内共布置一个半引进综采工作面、两个连采工作面和一个连掘工作面。综采工作面年生产能力为3.26Mt，连采及连掘工作面年出煤量2.84Mt。 则201盘区生产能力为6.1Mt/a。 盘区工作面生产能力特征见表4-3-1。 五、盘区主要硐室 本矿井供电系统简单，设2-2中煤盘区变电所，从井下中央变电所至盘区变电所再向采、掘工作面移动变电站供电。该盘区变电所位于首采的2012-2中07综采工作面附近，需独立通风。 201盘区2-2中煤工作面运输巷带式输送机与2-2中煤带式输送机大巷直接搭接；2-2上煤工作面运输巷带式输送机来煤通过溜煤眼转载至2-2中煤带式输送机大巷。2-2中煤带式输送机大巷通过一水平集中溜煤眼转载至主斜井带式输送机，所选设备运输能力大，能满足各工作面的运输要求。 六、盘区主要生产系统 1. 煤的运输 2-2中煤综采工作面工作面运输巷2-2中煤带式输送机大巷→一水平集中溜煤眼→主斜井带式输送机→地面。 2-2上煤连续采煤机工作面工作面运输巷溜煤眼→2-2中煤带式输送机大巷→一水平集中溜煤眼→主 图4-3-1 2-2上煤盘区巷道布置图 图4-3-2 2-2中煤盘区巷道布置图 煤炭工业西安设计研究院 429 鄂尔多斯市昊华精煤有限责任公司高家梁矿井及选煤厂初步设计说明书 第四章 盘区布置及装备 表4-3-1 盘区工作面生产能力特征表 煤炭工业西安设计研究院 429 鄂尔多斯市昊华精煤有限责任公司高家梁矿井及选煤厂初步设计说明书 第四章 盘区布置及装备 斜井带式输送机→地面。 掘进工作面来煤，经其配套带式输送机到达2-2中煤带式输送机大巷，进入主煤流系统。 2. 辅助运输 ⑴ 井下矸石 井下大巷均沿煤层布置，掘进矸石量很小，仅在工作面运输巷、回风巷与大巷立交处施工时产生少量矸石。井下矸石利用无轨胶轮车运输，运出地面。 ⑵ 材料及设备 井下所需的材料及设备，装入无轨胶轮车内，直达井下各工作地点。 ⑶ 人员 下井人员从地面乘坐无轨胶轮车下井到各工作场所。 3. 通风系统 盘区采用大巷条带式开采，通风系统为 主斜井 胶带输送机大巷 → →工作面运输巷→工作面→工作 副斜井 辅助运输大巷 面回风巷→回风大巷→回风斜井→地面。 4. 排水 各工作面巷道积水可自流或由小水泵排至大巷水沟内，通过大巷水沟流入井下中央水仓内。 第四节 巷 道 掘 进 一、巷道断面与支护方式 根据巷道围岩特性、维护时间及矿井建设材料的供应情况，设计确定井下开拓巷道大巷一般采用锚喷支护，局部破碎地段或交岔口可视具体围岩条件增加钢筋网。回采工作面运输巷、回风巷及开切眼采用顶部锚杆支护，开切眼宽度较大可根据情况增加工字钢梁和木支柱。 井下大巷、工作面运输巷、回风巷及开切眼均采用矩形断面。 井下各种巷道断面尺寸及支护方式见表4-4-1。 表4-4-1 巷 道 断 面 对 照 表 断面编号 巷 道 名 称 围岩类别 支护 方式 断面 形状 净尺寸（mm） 断面积（m2） 宽 高 净 掘 1-1 2-2中煤带式输送机大巷 煤 锚 喷 矩 形 4200 3500 14.7 16.5 2-2 2-2上煤、2-2中煤辅助运输大巷 煤 锚 喷 矩 形 5000 3500 17.5 20.3 3-3 2-2上煤、2-2中煤回风大巷 煤 锚 喷 矩 形 5000 3500 17.5 18.7 4-4 2-2上煤连采工作面带式输送机巷 煤 锚 杆 矩 形 5000 2500 12.5 13.0 5-5 2-2上煤连采工作面辅助运输巷 煤 锚 杆 矩 形 5000 2500 12.5 14.0 6-6 2-2上煤连采工作面回风巷 煤 锚 杆 矩 形 5000 2500 12.5 13.0 7-7 2-2中煤综采工作面带式输送机巷 煤 锚 杆 矩 形 5400 3200 16.6 17.2 8-8 2-2中煤综采工作面辅助运输巷 煤 锚 杆 矩 形 5000 3200 16.0 17.5 9-9 2-2中煤工作面开切眼 煤 锚 杆 矩 形 6000 3200 19.2 19.8 二、掘进工作面个数及掘进机械配备 本矿井井下装备一个半引进综采工作面，年推进度3432m。为保证工作面正常接续，每年需掘进工作面巷道及开切眼15000m左右，另外尚需