平顶山天安煤业股份有限公司十一矿——毕业设计.doc

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1、第一章 矿井概况第一节 矿井基本概况1、地理位置平顶山天安煤业股份有限公司十一矿位于平顶山市以西香山脚下，距市中心约13Km，行政区划分属平顶山新华区和宝丰县管辖。2、交通连接京广、焦枝两大干线的孟（庙）宝（丰）支线和矿区铁路专用线在该矿南部通过。本矿井已有铁路与矿区专用线接轨，铁路运输已形成，平（顶山）宝（丰）公路、许（昌）南（阳）公路在矿区相交通过，组成方便、迅达的交通网络。3、地形地貌十一矿位于平顶山矿区西南缘，属剥蚀残余丘陵地貌单元。井田北部为丘陵山体，最高山脊（红石寨）标高+320.4m；山脊两侧南北向冲沟发育；山体南中部为剥蚀残丘与坡洪积层组成的北西南东向槽形谷地，最低标高为+11

2、0m，井田南缘为寒武系灰岩组成的呈现北西南东向展布的剥蚀残丘和垄岗位于平顶山煤田的西南缘，属剥蚀残余丘陵地貌。第二节 井田境界及储量1、井田境界十一矿井田范围为：东以50勘探线与五矿相邻，西以凤凰岭断层为界，55勘探线以东南部边界为各煤层风化带的下限，55勘探线以西南部边界以各煤层-450m水平底板等高线为上限，深部以各煤层-1000m水平底板等高线为限。井田走向长约6.6km，倾斜宽约3.9km，面积 23.5km2 。2、储量矿井现有工业储量3.08亿吨，可采储量2.31亿吨。第三节 地质特征1、地质构造本区主体为北东倾向的单斜构造，浅部陡深部缓。浅部倾角67，局部直立甚至倒转，深部517

3、。区内主要断层有张庄逆断层、艾山逆断层、边庄逆断层、岳庄逆断层、凤凰岭逆断层。2、地层本矿区地层由老至新有寒武系、石碳系、二迭系和新生界第三系、第四系。3、可采煤层本区煤系地层总厚度为794.03m，共含煤九组88层，煤层总厚度25.31m。主要可采和局部可采煤层8层，分别为：庚20煤、己16-17煤、己15煤和戊9-10煤戊8煤、丁5-6煤、丁5煤和丙3煤等，其中丙3、戊8、己15、和庚20煤层分布不均，厚度变化较大，局部地段不可采。可采煤层总厚14.30m，可采煤层含煤系数1.80% 。4、煤质各煤层的煤种分别为：丙3煤为气煤三号、富硫、特低磷、中灰、发热量6290卡/克；丁5、丁6为肥气

4、煤二号，特低磷、低硫、中灰、发热量5590-5674卡/克；己15、己15-16为肥气一号，特低硫、特低磷、低灰，高发热量 6980-6799卡/克。5、煤层顶底板顶底板多为泥岩、砂质泥岩，为较稳定至稳定型。6、瓦斯、煤尘、自燃瓦斯：矿井为高瓦斯矿井。煤尘：各煤层均属有煤尘爆炸危险煤层。自燃：各煤层均为具有自然发火倾向性煤层，发火期1-3个月。7、地温井田内地温随深度增加而增高。平均地温梯度为2.43/100m，-440670mm为一般热害区（31C37C），-670m以下为二级热害区（37C）。第四节 水文地质本井田北部为平顶山砂岩及石千峰组红色沙岩组成的低山，南部为寒武系灰岩组成的残丘，含

5、煤地层分布于低山与残丘之间的槽形谷地中，地形南北两侧高、中部低、受水面积不大，地表水东西向流入湛河。大气降雨为主要补给水源，补给条件好。主要含水层易于疏干。水文地质条件为复杂中等类型。1、主要含水层区内含水层自上而下划分如下：第四系底部砾岩含水层、第三系泥灰岩含水层、平顶山砂岩裂隙含水层、丁煤层顶板砂岩含水层、戊9-10顶板砂岩含水层、己16-17煤层顶板砂岩含水层、石炭系太原组上段灰岩岩溶裂隙含水层、石炭系太原组下段灰岩岩溶裂隙含水层、寒武系灰岩岩溶裂隙含水层。 2、隔水层（1）寒武系底部隔水层。（2）本溪组铝土泥岩隔水层。（3）太原组中部砂泥岩段隔水层。（4）己16-17煤层底板隔水层。

6、(5)各煤层之间的砂质泥岩和泥岩隔水层。3、矿井充水因素(1)充水水源：直接充水来自戊9-10、丁组的顶板砂岩裂隙水；己16-17煤层顶板砂岩裂隙水和底板灰岩岩溶裂隙水。间接充水含水层主要为太原组下段和寒武系灰岩含水层。(2)突水点：突水点在平面上多分布在矿井东南部，一般突水水量不大。4、矿井涌水量全矿井正常涌水量1165m3/h，最大涌水量 2330m3/h。其中一水平（-450m以上）正常涌水量590m3/h，最大涌水量 1180m3/h。二水平（-450m-800m以上）正常涌水量575m3/h，最大涌水量 1150m3/h。第五节 开采技术条件1、开采煤层顶底板可采煤层老顶、老底砂岩和

7、灰岩的围岩类别属- 类。即稳定性属稳定稳定性较好类；直接顶、底板及围岩类别属-类，即稳定性属中等较差类。2、瓦斯2007年年度瓦斯鉴定结果矿井瓦斯相对涌出量为10.86 m3/t，绝对涌出是为36.49m3 /min。3、煤尘各煤层煤尘爆炸指数较高，均具有爆炸危险性。2006年鉴定丁组煤煤尘爆炸指数为34.44 37.4%，戊9-10煤为36.71 37.44%，己16-17 煤为30.6 34.97%。4、煤的自燃丁组煤发火期2-3个月，自燃等级为二级。戊9-10煤易自燃，发火期2-3个月，自燃等级为二级。己16-17煤发火期为1-3个月，自燃等级为一级。全矿井自燃等级为一级，容易自燃。5、

8、地温本矿地温梯度2.02 2.83C，属地温正常区，但-400m以深沿走向由西向东地温梯度有加大趋势。第六节 矿井现状概述一、井田开拓和采区布置1、井田开拓矿井开拓方式为立井开拓，目前矿井有井筒八个：老主井、老副井、南风井、新主井、新副井、中央回风井、西翼进风井、西翼回风井。矿井共分两个水平和一个辅助水平，其中辅助水平（-70m水平）已结束； 一水平（-180m）只剩一个工作面；二水平（-593m）为上下山开拓，上山为-450m-593m，下山为-593m-800m（丁组、戊组煤）、-1000m（己组煤），丁组煤煤、己组煤-593m以上已基本采完。矿井通风方式为抽出式。2、采区布置十一矿目前-

9、450m水平以上只剩一个采区，正在生产的二水平采区有丁二、丁戊六、己二采区；本设计为为己四采区。3、工作面装备采煤工作面全部为综采工作面。二、井下运输二水平西翼煤炭运输为带式输送机运输，大巷内平行布置两条皮带；丁戊组煤和己组煤分采分运，设计运量均为700t/h，带宽1000mm，带速3.15m/s。辅助运输为1t固定式矿车，600mm轨距，30kg/m钢轨；电机车为XK8-6/140-KBT蓄电池电机车，每次可牵引1t矸石车20辆。三、提升、通风、排水和压风设备1、提升设备：老主井已暂停使用。新主井：使用JKMD-44()E型低速直联落地式多绳摩擦轮提升机2套，电动机均为2300KW,53r/

10、min直流电动机，两对JDG-16/1504型钢罐道4绳16t箕斗。老副井：使用JKMD1.854型塔式多绳摩擦轮提升机，配备一台ZD2 65/36.5-5B型400KW直流电动机，提升容器为一对1t矿车单层单车罐笼。新副井：使用JKMD-3.54（）型落地式多绳摩擦轮提升机，配用一台YR800-16/1730型6KV、800KW交流异步电动机，提升容器为一对1t双层两车罐笼。西翼进风井：装备JKMD-3.54()E型落地式多绳摩擦轮提升机，配用660V、800KW直流电动机，提升容器选用一对GDG1.0/6/1/2(K)型1t双层两车四绳罐笼，一个宽罐，一个窄罐。西翼主井：使用JKMD-44

11、()E型低速直联落地式多绳摩擦轮提升机2套，电动机均为2300KW,53r/min直流电动机，两对JDG-16/1504型钢罐道4绳16t箕斗。2、通风设备：南风井:使用两台BDK-8-No28型对旋式通风机，一台工作，一台备用，电机容量2500KW。中央回风井：使用ANN-2884/1400N型不停车动叶可调矿用轴流式通风机2台，一台工作，一台备用；每台风机配用6极990r/min、6KV、1250KW电动机。西翼回风井：装备FBCDZ(13DK)-10-No36型对旋式轴流风机2台，一台工作，一台备用；配用YRVF-10型、6KV、630KW专用防爆电动机。3、排水设备：目前本矿井井下有三

12、套排水系统:分别为-70m水平排水系统，-180m水平排水系统和-593m水平排水系统。-70m水平排水系统安装了200D-436型离心式水泵4台，D250mm排水管路系统共3趟，排水能力为480m3/h。-180m水平排水系统安装MD450-606型水泵2台和250D606型水泵5台；电动机容量均为680KW；排水管为D325mm钢管4趟，通过老副井到地面；排水能力为1876m3/h。-593m水平排水系统安装PJ150-6512型水泵5台，排水管路为D325 6钢管3趟，沿新副井敷设，最大排水能力为1607m3/h 。4、压风设备：老工业广场内设压风站，现有4台5L-40/8型空气压缩机和

13、1台60m3/min螺杆式空气压缩机。从老副井下敷设一趟D2737焊接钢管。西翼工业广场新增SAV-400型PN 0.7MPa，产气量为58.9m3/min的螺杆式空气压缩机3台；配用6KV、300KW电动机；压风管D2737焊接钢管1趟，沿西进风井敷设。5、黄泥灌浆：十一矿原建有地面黄泥灌浆站，现西翼回风井地面新建有黄泥灌浆站，管路沿风井敷设。四、地面生产系统：在主井井口东北侧对应布置一个箕斗受煤仓，原煤由受煤仓下往复式给煤机经1号转载站带式输送机及原煤带式输送机（B=1000mm）进入筛分楼，卸入SL-U150/2-B螺旋分级筛上进行分级，筛上煤(+50mm级块煤)上手选带式输送机（B=1

14、000mm）,经人工选矸后进入双齿辊破碎机破碎至-50mm级后，再与筛下品（-50mm级）汇合进入3号转载站带式输送机，再经胶带机头部溜槽给入上仓带式输送机（B=1000mm），将原煤分别配入6个圆筒仓中，容量为65500t。煤仓下设往复式给煤机经带式输送机运至装车点，装车外运。五、水源、电源1、水源矿井现有一座日处理能力10000m3的水处理厂，水源为矿井排水。污水处理厂出水标准满足污水综合排放标准(GB8978-1996)中的一级标准要求，日处理能力为3000 m3/d。2、电源十一矿工业场地内现有110/6KV岳庄变电站一座，两回110KV电源线路分别来自平顶山新华区的滍阳220KV变电

15、站和肖营110KV变电站，主变容量3x20MVA，两台工作，1台备用。各种保护齐全，系统运行安全可靠。第二章 采区开拓第一节 采区边界及储量一、采区边界己四采区位于井田西北部，东邻己二采区，西邻井田边界，采区南部以己16-17煤层-500m底板等高线与香山矿为界，己16-17煤层-800m底板等高线。己四采区走向平均长度3100m，倾斜平均长度1200m，采区面积约3.72km2。二、资源/储量1、采区地质储量己四采区地质报告中，煤炭资源/储量己16-17煤A级6.656Mt，B级11.644Mt，C级12.34Mt，A+B级18.3Mt，A+B+C级30.64Mt。己四采区设计可采储量是指采

16、区设计资源/储量减去工业场地、井筒和主要井巷保护煤柱的煤量后再乘以采区回采率。己16-17煤层采区回采率取75。经计算，采区设计可采储量为22.23Mt。2、煤柱留设（1）工业场地煤柱己四采区风井工业场地煤柱根据平顶山矿区生产矿实测岩层移动角计算留设。岩层移动角为：表土段=45，基岩段 =65，=64，=68。（2）断层煤柱导水断层煤柱采用矿井水文地质规程中导水断层防隔水煤柱留设公式，计算导水断层煤柱。L=0.5kM(m)式中：k安全系数，取2；M煤层厚度或采高，己16-17煤取5.0m；p水头压力，Pa；Kp煤的抗张强度，己16-17煤1.6105Pa。根据平顶山矿区经验，设计确定导水断层两

17、侧煤柱为80m。矿井生产中要进一步收集水头压力及煤的抗张强度值，以及时调整煤柱宽度，确保安全生产。非导水断层煤柱根据平顶山矿区经验,设计暂按上盘留设50m煤柱，下盘留设80m煤柱。（3）其它煤柱井田边界煤柱为20m,采区边界煤柱为两侧各5m,采区下山煤柱两侧各为50m。3、各煤层采区回采率己16-17煤为厚煤层，采区回采率75%。第二节 采区设计生产能力及服务年限一、矿井工作制度设计年工作日为330d，日工作班数为三班，其中两班生产，一班检修，每天净提升时间为16h。二、采区设计生产能力及服务年限通过对采区储量、煤层赋存条件及工作面生产能力、开采技术条件、矿井总体规划等方面综合分析，设计确定己

18、四采区设计生产能力为1.0Mt/a。具体分析如下：1、储量/服务年限己16-17煤可采储量为22.23Mt。按1.0 Mt/a生产能力，按1.4备用系数计算采区服务年限为15.9a。2、煤层的赋存条件和开采技术条件己16-17煤层厚度1.519.0m，平均6.24m。煤层属于厚煤层，为稳定较稳定煤层。煤层结构虽然稍复杂，但对实际生产影响不大。己16-17煤层平均厚度6.24m，结合煤层结构情况，设计采用分层综采，分层采厚3.0m左右。经初步计算，工作面能力1.1Mt/a。因此，己四采区按一个己16-17煤工作面开采能保证采区1.0Mt/a设计生产能力。第三节 采区开拓系统形成独立的己四采区开拓

19、运输系统：己四采区井下主运输线路为：回采工作面运输顺槽己四采区运输下山运输石门己四采区转载煤仓-593m水平西翼运输大巷井底煤仓西翼主井。己四采区井下辅助运输系统线路为：人员、材料、设备等由西翼进风井西翼井底车场-593m进风大巷己四采区车场己四采区轨道下山采区各中车场至采掘工作面。回风利用西翼回风井时，己四采区通风系统线路为：新鲜风流由进风井井底车场-593m进风大巷己四采区车场己四采区轨道下山采区各中车场至采掘工作面。乏风由工作面回风顺槽己四采区回风下山回风石门回风斜巷西翼回风井。此方案针对性地解决了辅助运输线路长，运输环节多，运输时间长，辅助运输时间紧张的问题。同时，由于进风距离大大缩短

20、，通风负压也有所降低，对有效解决己四采区的高温热害也有很大帮助。第三章 采区巷道布置设计第一节 采区上山布置该采区巷道单独布置，由于该采区-593m水平以上仅可布置一个工作面，因此，设计把该采区的上下山一起布置，-593m水平以上不布置上山巷道；-593m水平以下布置轨道下山、2条回风下山和胶带输送机下山四条下山。根据调查，东翼己22采区布置在煤层中的巷道，片帮地鼓严重，翻修工作量大。为给矿井今后生产创造有利条件，减少维修费用，设计推荐采区上（下）山均布置在煤层底板岩石L2中。1、采区布置方式从整个采区看，采区走向长度大部分在3100m左右，适合双翼开采；从局部看，采区上部己16-17煤层底板

21、等高线-579-800m之间走向长度在3000m3200m之间，有利于采面的布置和采区下山施工。因此，己四采区采用双翼布置。2、采区巷道布置根据资料，己四采区为煤与瓦斯突出采区，采区通风容易时期需风量为130m3/s，通风困难时期需风量为180m3/s，经计算，采区布置一条回风下山不能满足采区通风要求。本着初期工程省、系统简单、生产过程中运输费用少、能耗低的原则，考虑采区通风的需要，设计己四采区-800m水平标高以上需布置四条下山，即轨道下山、运输下山、专用回风下山、辅助回风下山。根据地质资料，己16-17煤层伪顶为炭质泥岩，直接顶即是己15煤层的底板，己16-17煤层直接底岩性为砂质泥岩，老

22、底为细砂岩，局部地段变相为砂泥岩。设计考虑将运输下山和轨道下山布置在己16-17煤层底板中，专用回风下山、辅助回风下山布置在己15煤层顶板砂岩中。巷道均采用半圆拱型断面，采用锚网喷联合支护，局部岩层破碎地段采用锚网喷+锚索联合支护。运输下山、轨道下山都布置在煤层底板，有利于-800m水平水仓、泵房和变电所的布置，同时，也有利于采区下山的水平延深。运输下山根据煤层情况分三段布置，采区运输下山上段长477.9m，倾角15，中段长398.7m，倾角6，下段长521.2m，倾角16；轨道下山长度1088.4m，倾角16；专用回风下山、辅助回风下山布置在己15煤层顶板砂岩中，长度和倾角相同，长度为100

23、0m，倾角16。第二节 采区车场及硐室（一）采区上部车场及硐室采区上车场为平车场，连接西翼进风大巷和采区轨道下山，布置有采区绞车房，在变坡点以下，设防跑车安全装置。在采区的上部，还设有采区上部变电所、火药库、蓄电池机车库等硐室，运输下山设机头硐室、煤仓与运输石门相连。胶带输送机机头硐室、轨道下山绞车房由采区上部变电所供电。（二）采区中部车场中部车场为单侧甩车场。（三）采区下部车场下部车场标高为-800m水平。采区下部车场位于己16-17煤层底板以下1535m的比较稳定的岩层中。下部车场硐室主要有：采区-800m水平变电所、水泵房、水仓、皮带机尾清理硐室等。各采区、-593m水平运输石门、-59

24、3m水平西翼运输大巷均设有采区（转载）煤仓，煤仓高度为2030m，净直径67m，有效容量均为8001000t。此外，采区内的硐室有绞车房、采区变电所、带式输送机机头、机尾硐室等。第三节 采区通风设计一、通风方式及通风系统：十一矿当前通风方式为抽出式，分区式通风系统。新鲜风流由西翼进风井井筒-593m水平西翼进风大巷采区轨道上山采区中车场工作面运输顺槽回采工作面；泛风风流由回采工作面回风顺槽采区回风上山-593m水平西翼回风大巷西翼回风井。二、掘进通风及硐室通风：掘进工作面采用对旋轴流式局部通风机，采区变电所、绞车房、火药发放硐室、注氮硐室均独立供风。三、采区风量、负压及等积孔计算：（一）采面风

25、量计算1、综采工作面风量计算（1）按瓦斯涌出量计算Q采=100q瓦采K采通=式中：Q采采煤工作面的实际需风量，m3/min；Q瓦采采煤工作面瓦斯绝对涌出量，取0.6m3/min；K采通采煤工作面瓦斯涌出不均衡的备用习俗，取1.6。（2）按人数计算Q采=4N式中：N采面同时工作的最多人数，取40人。（3）按工作面温度计算Q采=60V采S采式中：V采采煤工作面风速，根据工作面温度取2.5m/s；S采采煤工作面的平均断面积，6m2。（4）按风速进行验算15S采Q采240S采。综合以上计算，采面风量取900m3/min，即15m/s。2、综掘工作面风量计算（1）按瓦斯涌出量计算Q掘=100q瓦掘K掘通

26、=900m3/min式中：Q采采煤工作面的实际需风量，m3/min；Q瓦掘采煤工作面瓦斯绝对涌出量，取0.6m3/min；K掘通采煤工作面瓦斯涌出不均衡的备用习俗，取1.6。（2）按炸药用量计算Q掘=25A=900m3/min式中：A掘进工作面一次爆破的最大炸药用量，取2.7kg。（3）按人数计算Q掘=4N=900m3/min式中：N掘进面同时工作的最多人数，取20人。（4）按局部通风机实际吸风量Q掘=Q扇n+15S=900m3/min式中：Q扇局部通风机实际吸风量，FBDNo6.3型，取260m3/min；n局部通风机数量；S机巷局部通风机到机巷回风口之间的巷道断面积。综合以上计算，采面风量

27、取900m3/min，即15m/s。（5）按风速进行验算15S掘Q掘240S掘式中：S掘掘进巷道的断面积，取12.15m2；Q掘掘进工作面的风量。综合以上计算，煤巷掘进工作面风量取900m3/min，即15m/s。3、硐室需风量计算根据煤矿安全规程要求和十一矿生产实际配风情况，硐室配风实际风量如下：每个采区有绞车房1个，变电所3个，注氮硐室1个，各自配风为2 m3/sQ硐=2+32+2=10 m3/s（二）采区风量计算1、通风容易时期风量计算：按照采煤、掘进、硐室实际需要风量的总和进行计算。Q=（Q采+Q掘+Q硐）K式中：Q采区总风量，m3/s；Q采 综采工作面所需风量之和，252=50 m3

28、/s；Q掘综掘工作面所需风量之和，104=40 m3/s；Q硐硐室所需风量之和，10 m3/s；K矿井通风系数，取1.25。采区总风量Q=(50+40+10)1.25=125 m3/s。2、通风困难时期风量计算：按采区最后两个综采工作面，一个接替面掘进头，两个岩巷掘进工作面所需风量总和进行计算：Q=（Q采+Q掘+Q硐）K式中：Q采区总风量，m3/s；Q采 综采工作面所需风量之和，252=50 m3/s；Q掘综掘工作面所需风量之和，10+72=34 m3/s；Q硐硐室所需风量之和，12 m3/s；K矿井通风系数，取1.25。采区总风量Q=(50+34+12) 1.25=125 m3/s。（三）采

29、区通风负压计算：采区负压根据矿井通风阻力计算公式及采区通风系统图计算，矿井通风阻力计算公式：h= LPQ2/S3=RQ2式中：h摩擦阻力，Pa；摩擦阻力系数，NS2/m4；L巷道长度，m；P巷道净断面周长，m；Q通过井巷的风量，m3/s；S井巷净断面积，m2；R井巷摩擦风阻，NS2/m8。计算结果为：h容易= h困难=具体数据详见表4-2-1和表4-2-2。（四）等积孔计算Amax=0.38Q/=0.38000=1.00m2Amin=0.38Q/=0.38000=1.00m2五、通风设施：1、在进风与回风相通的巷道内均设有双向双道控制风门，在需控制风量的地方设调节风门。2、生产期间加强通风设施

30、的管理和维修。3、对压坏巷道及时修复，及时封闭废弃巷道。第四节 采区主要生产系统1、煤炭生产运输线路己24采区：工作面顺槽胶带输送机下山胶带输送机采区煤仓-593m水平西翼运输大巷胶带输送机西翼主井地面。2、辅助运输线路矸石从掘进工作面装1t固定矿车采区中部车场轨道上（下）山采区下（上）部车场西翼大巷（石门）西翼井底车场西翼进风井提升至地面。材料设备从采区（上）下部车场轨道下（上）山采区中部车场采掘工作面。3、通风系统：新鲜风流：进风井西翼风井井底车场西翼进风大巷己四采区上车场己四采区轨道下山（己四采区运输下山）运输顺槽采面。乏风：采面工作面回风顺槽己四采区回风下山（辅助回风下山）-593m西

31、翼回风大巷西翼回风立井。4、排水系统工作面涌水运输顺槽采区轨道下山-800m水平水仓采区轨道下山-593m西翼大巷（石门）西翼井底水仓西翼风井地面。5、人员运输人员经进风井乘罐笼至-593m水平，经轨道石门至己四采区。在采区运输下山设置架空乘人装置以方便人员上下。第四章 采煤工作面回采工艺第一节 工作面基本条件一、己24采区开采技术条件1、构造平十一矿井田位于李口集向斜西南翼之西端。井田内含煤地层总的构造形态为一单斜构造，走向北西50，倾向北东。煤层倾角沿倾向变化比较大，浅部为急倾斜煤层(5070)，中深部变缓（2040），深部更缓（517）。采区边界断层风凰岭逆断层，构造复杂程度属中等复杂程

32、度。2、煤层特征己 16-17煤层厚度0.2720.54m，平均6.42m。煤层属于厚煤层，结构较简单，为稳定-较稳定煤层。-593m到-800m水平，煤层倾角16左右，-800m到-1000m水平煤层倾角7左右。3、顶底板岩性己16-17煤层：煤层直接顶板以砂质泥岩、泥岩为主，底板以泥岩、砂质泥岩为主，围岩类别为类,局部为类。4、矿井的开采现状己组煤采用的采煤方法为走向长壁分层开采。5、其他开采技术条件本矿井为高瓦斯矿井，煤层属容易发火煤层，并有煤尘爆炸危险。井田水文地质条件复杂中等。二、采煤方法的选择1、己组煤采煤方法对于已组煤倾斜煤层区域的采煤方法设计，考虑了倾斜长壁仰斜采煤法、倾斜长壁

33、俯斜采煤法,走向长壁采煤法三种采煤方法。倾斜长壁仰斜采煤法虽具有巷道工程量小,建井工期短,工作面不需排水的优点,但仰斜开采移架推溜困难,不利于采煤机割煤,特别是对瓦斯较大的己组煤的开采,安全性差。因此设计不采用倾斜长壁仰斜采煤法。倾斜长壁俯斜采煤法对采煤机割煤及移架推溜有利,亦有利于瓦斯较大的己组煤开采。但俯斜开采对本矿井来说,巷道工程量大,运输环节多。因此设计亦不采用俯斜采煤法。走向长壁采煤法在平顶山矿区应用比较广泛，技术成熟，工作面布置比较灵活，工程量适中。因此,设计推荐己组煤采用走向长壁综合机械化采煤方法。根据煤层的特点，设计对于平十一矿己16-17煤层是采用综合机械化放顶煤一次采全高或

34、采用分层开采，设计进行了调查分析。放顶煤综采国内综采放顶煤在煤层厚度512m，倾角小于15的条件下己取得了成功的经验,如兖州、郑州矿区。放顶煤综采与分层开采相比,具有产量高,效率高,巷道掘进率低,搬家次数少,工作面吨煤成本低,经济效益好的优点；但综采放顶煤开采目前还没有很好地解决工作面通风防突及防尘问题，这是目前正在研究的重点科研项目之一。（2）分层综采分层综采适用于煤层顶板不十分坚硬，易于垮落，直接顶具有一定厚度的缓倾斜及倾斜厚煤层。我国自1974年在开滦矿务局唐山矿试验成功缓倾斜厚煤层下行垮落金属网假顶综合机械化采煤以后，分层开采的综合机械化采煤工艺已在十多个矿区得到广泛应用，积累了较丰富

35、的经验。如晋城古书院综采一队在顶分层运用铺顶网综合机械化采煤工艺创造了年产1.8Mt的好水平，兖州东滩综一队倾斜分层开采，采高2.9m，年产2.05Mt，平一矿开采戊8-10煤层21191工作面上分层，年产也在2.04Mt以上，随着大采高分层综采技术的应用，工作面单产水平已有了进一步提高。据统计，2000年全国76个百万吨综采队中，采用分层综采技术和综放开采技术的综采队分别为49个和27个，各占全国创水平综采队的64.5%和35.5%。预计今后相当长时期内，分层综采技术仍是我国厚煤层主导的开采技术。根据上面的分析，考虑到十一矿瓦斯高，压力大以及目前矿井采用采煤方法的现状等情况。建议己组煤采用分

36、层综采。三、己24采区首采面己16-17-24011开采条件1、工作面位置：该工作面位于二水平丁二采区西翼，东起丁二回风下山保护煤柱线，西止于56勘探线以西220m处。2、工作面范围：走 向 长：1700m，倾 斜 长：148151m，平均为 150m，可采储量：107.7万吨。3、与邻近煤层及采区关系: 东与同煤层22061工作面采空区跳隔106m煤柱，北为丁5-6煤层原生煤体。4、与工作面相对位置：地面标高为170250m，工作面标高-582.3-633.7，煤层埋藏深度为580650m。5、采面与地面建筑物关系：地表为红石寨北坡中部，地势南高北低，北高南低。6、采煤工作面地质条件见下表项

37、目序号内容说 明1产状走 向N：292310倾向NE：40度倾角16度2煤的坚固系数f=0.40.83瓦斯绝对涌出量1.24m3/min相对涌出量4煤质牌号水分灰分挥发分煤尘爆炸指数自然发火期1/3JM29%29.3036.137.4%1-3个月储量1可采储量107.7万吨2储量损失顶底板特性1顶板岩性及关系煤层直接顶为2.1m厚的砂质泥岩或泥岩，节理发育，易垮落，基本顶厚5.5m砂质泥岩。2顶板垮落步距直接顶初次垮落距基本顶初次垮落距基本顶周期垮落距随采随落1821米1416米3顶板分类直接顶类别基本顶类别2类中等稳定级4底板特性煤层直接底为泥岩或砂质泥岩，泥岩遇水膨胀。老底为砂质泥岩，局部

38、为中细粒砂岩。5底板比压3.21MPa水文1涌水涌水方式正常涌出量最大涌水量水质预计涌水量一般涌水15m3/h30m3/hPh=72老空水3钻孔水裂隙水顶板砂岩水，其正常涌水量为15m3/h。最大涌水量为30m3/h。第二节 工作面回采工艺方式一、设备选型原则和装备标准1、设备选型原则根据本井田煤层特点，在工作面主要设备选型时考虑以下原则：（1）机械设备的选择首先满足技术先进、生产可靠、提高综采设备的开机率，达到高产高效。同时设备间相互配套，保证运输畅通，并增加运输环节的缓冲能力，以期达到采运平衡，最大限度地发挥综采优势。考虑煤层增产潜力，适当增大主要环节能力。（2）为综采工作面创造快速连续开

39、采的条件，加大工作面推进方向长度，减少搬家次数，并保证快速搬家。（3）对辅助运输系统，要求系统简单、环节少，工作人员能快速方便地到达工作地点。（4）充分利用现有设备。（5）三个面生产能力相差不大，设备选型尽量考虑一致，可保证设备的互换性。2、设备装备标准根据选型原则和矿井煤层赋存情况和开采技术条件，结合矿区其他矿井的设备装备情况，确定矿井的装备标准为国产设备为主。二、设备选型1、采煤机（1）采煤机应具有的生产能力采煤机应具有的最小生产能力由下式计算：Qh=Qyf/D(N-M)tK式中：Qh工作面设备所需最小生产能力；Qy要求的工作面年产量，己1617煤0.6Mt/a（采放产量各按50%）；D年

40、生产天数，300d；f能力富裕系数，1.2；N日作业班数，3班；M每日检修班数，1班；t每班工作时数，8h；K开机率，0.60.8。则己1617煤Qh =0.61061.2/30080.7=428t/h（2）采煤机牵引速度采煤机平均截割牵引速度VcVc=Qh/(60BHCK)式中Vc采煤机平均截割牵引速度，m/min；Qh采煤机可实现的生产能力，810t/h；H平均采高，己煤3.2m，丁戊煤2.8m；B截深，0.8m；煤的容重, ,己煤1.32t/m3，丁戊煤1.48 t/m3；C工作面回采率，己煤0.93，丁戊煤0.95；K有效割煤时间利用率，0.85。经计算，己煤Vc=5.39m/min,

41、丁戊煤Vc=5.43m/min。（3）采煤机装机功率装机功率包括截割电动机、牵引电动机、破碎电动机、液压泵电动机、机载增压喷雾泵电动机等电动机功率总和。装机功率由下式估算：P=QHw式中：P装机功率，kW；Q采煤机生产率， t/h；Hw比能耗，一般0.60.7，取0.7。经计算丁5-6煤为233kW；戊9-10煤为187kW ，己1617煤为280kW。（4）采煤机所需牵引力据经验统计，采煤机牵引力一般为其装机功率数值的0.51倍。（5）确定滚筒直径滚筒直径一般按最大采高的0.6倍考虑，己1617煤层平均厚度6.42m，采用分层开采，上分层厚度为3.2m，滚筒直径取1.6m。（6）采煤机设备型

42、号根据以上分析结果，参照国内外高产高效矿井工作面装备情况，结合本矿井煤层硬度及结构，考虑设备的互换性三个工作面均选用国产MG375-W型电牵引采煤机。主要技术参数如下：功率：475 kW电压：1140V截深：0.8m牵引速度：06.0m/min2、刮板输送机、转载机、破碎机及可伸缩胶带输送机工作面刮板输送机生产能力的选择原则是保证采煤机采落的煤被全部运出，并留有一定的备用能力。考虑工作面运输条件差，刮板输送机实际运输能力按工作面最大出煤量的1.2倍设计，工作面（1）刮板输送机的运输能力应满足：Qc=KcKmKyQm式中：Qc刮板输送机应具有的运输能力，t/h；Kc采煤机截割速度不均衡系数，1.

43、1； Qm采煤机平均落煤能力，己1617煤工作面400t/h；Km采煤机与刮板输送机同向运动时的修正系数，1.08；Ky运输方向及倾角系数，0.9。经计算考虑工作面运输条件差，刮板输送机实际运输能力按工作面最大出煤量的1.2倍设计，己1617煤工作面应不小于512t/h。转载机、破碎机能力应大于刮板输送机能力。（2）转载机、破碎机的型号己1617煤工作面设计选用SGZ764/320型刮板输送机（700t/h）、SZZ764/132型转载机（800t/h）、PC90B型破碎机（800t/h）。3、顺槽可伸缩胶带输送机己煤工作面运输顺槽带式输送机设备选型工作面运输顺槽长度1760m左右，倾角015

44、左右，顺槽带式输送机的输送能力应与采煤机及刮板输送机的输送能力相配套。经计算本顺槽带式输送机技术要求如下：输送能力Q=700t/h，带宽B=1000mm，带速V=3.15m/s。胶带为PVG2000S阻燃型整芯胶带，贮带长度为120m，机尾自行，驱动电机功率为220kW，减速器为B3SH11，设有盘形制动装置，拉紧装置采用液压自动拉紧装置。三、工作面顶板管理方式及支架选择煤层直接顶板以砂质泥岩、泥岩为主，底板以泥岩、砂质泥岩为主，围岩类别为类,局部为类。参照平顶山矿区百万吨综采工作面液压支架使用情况和十一矿现在支架的架型,支撑掩护式支架具有适应老顶来压能力强，初撑力和支护强度高，支护效率高，底

45、座前端比压小，适于松软底板的优点，己煤工作面选用支撑掩护式液压支架，全部垮落法管理顶板。（一）工作面支架选择1、支架选型（1）支架支护强度确定P=（68）9.810-3M式中：P支架支护强度，MPa；M采高，己煤3.2m；岩石密度，取2.4t/m3。计算结果为：己煤P=0.420.56MPa。(2)支架所需工作阻力按支架的有效支护面积6m2计算，己煤液压支架所需工作阻力为25203360kN (3)支架选型结合本矿煤层厚度等条件，目前支架的使用情况和设备的互换性，设计选用目前矿上正在使用的ZY3200/17/37型支撑掩护式支架， ZY3200/17/37型支撑掩护式支架的主要技术参数如下：工作高度：1.73.7m初撑力：3958kN工作阻力：32