新疆龟兹矿业有限公司西井采煤方法专项设计毕业设计.doc

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1、新疆龟兹矿业有限公司西井采煤方法专项设计 摘 要一、概 述河南煤化集团新疆龟兹矿业有限公司西井原名为新疆库车县库孜翁牧场煤矿西井，为新疆煤炭工业“十五”结构调整规划中库车县规划矿井的六号井，规划矿井生产能力为0.09Mt/a。矿井位于库车县阿艾矿区北端。矿井初步设计及安全专篇由新疆煤炭设计研究院有限责任公司于2005年1月编制完成，并经自治区煤炭工业管理局组织有关专家审批通过。为适应现有煤炭产业政策，实现规模化、集约化生产经营思路，河南煤化集团新疆龟兹矿业有限公司近期拟对矿井进行采煤方法技术改造工作，并委托中煤科工集团武汉设计研究院（原中煤国际工程集团武汉设计研究院）编制河南煤化集团新疆龟兹矿

2、业有限公司西井采煤方法专项设计。二、设计指导思想1、贯彻现行有关技术“规程” 、“规范” 。2、依靠科技进步，积极推广各项行之有效的先进技术和经验。3、贯彻改革精神，在公共设施方面，本着高能低耗，有利生产，方便生活，环保的原则。4、贯彻安全生产方针，提高机械化水平。三、设计依据1、新疆煤田地质局综合地质勘查队编制的新疆库车县库孜翁牧场煤矿西井生产地质报告。2、新国土资储评审2003077号新疆库车县库孜翁牧场煤矿西井生产地质报告评审意见书 。3、现行煤矿安全规程、煤炭工业矿井设计规范。4、矿井当前开采现状及矿方提供的其它相关资料。四、设计主要内容1、矿井采煤方法改造后，设计开采A6煤层，首采工

3、作面布置在A6煤层+1760m+1750m西翼，设计采用走向长壁综采放顶煤采煤法。 2、根据工作面推进度及掘进速度，设计布置两个A2煤层西翼综掘工作面。 关键词：设计指导思想；设计依据；设计主要内容目 录第一章 井田概况及地质特征1第一节 井田概况1第二节 地质特征4第二章 矿井现状13第一节 井田境界及储量13第二节 矿井开拓/开采现状14第三节 其他主要生产系统现状15第四节 矿井现有系统存在的问题及技术改造主要内容16第三章 矿井采煤方法改造方案18第一节 采煤方法选择18第二节 工作面生产能力及推进度23第三节 工作面设备选型25第四节 回采工作面工艺流程38第五节 工作面巷道布置及各

4、系统流程39第六节 巷道掘进41第七节 作业形式及劳动组织43第八节 采煤方法改造井巷工程量44第四章 工作面安全技术措施49第一节 一般措施49第二节 顶板管理49第三节 “一通三防”管理55第四节 防治水措施60第五节 机电运输管理65第六节 避灾路线68第五章 项目建设工期69第六章 建设资金概算71附 件：1、主要机电设备及器材目录。2、概算书。3、附 图。图 纸 目 录序号图 名图 号比 例1采区巷道布置及机械配备平、剖面图J1616TS-163-11：20002采煤方法图J1616TS-157-11：100第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、交通位置河南煤化集团新疆龟兹矿

5、业有限公司西井位于距库车县城以北约101km的库车河西岸，库车县阿艾矿区北端，行政区划隶属阿克苏地区库车县管辖。井田中心地理坐标：东径831300，北纬421410。217国道（独库公路）从矿区东部、库车河西岸横穿而过，北可达独山子、伊宁；向南与314国道相接可至库车、拜城等地。库车县城有南疆铁路相通，交通十分方便。交通位置详见图1-1。二、地形地貌井田位于天山南麓低中山区，塔里木盆地北缘。处于库车河与其支流克格拉克厄肯河所夹的三角地带，东、北两方向为深切的河谷和悬崖陡壁。井田东部仅有少部分属于库车河河漫滩及一级阶地，地形较为平坦，高程约+1788.40m，其余大部分为山地。地形西高东低，冲沟

6、发育，海拔高程+1860m+1749.2m之间，地形条件复杂。三、地表水体井田东界为库车河，库车河由北向南从井田东部流过，与井田范围对应的库车河河床上游标高为+1781m，河床下游标高为+1767.4m，为矿井最低侵蚀基准面。库车河为常年性河流，发源于井田以北铁里买德达坂的南麓，以冰雪融化水、大气降水及泉水为补给源，年平均径流量为2.441亿m3。河水流量随季节性变化大，冬季和初春为枯水期，径流量仅占全年总量的5.6%；夏、秋两季和春天融雪期为丰水期，78月份常有山洪爆发。井田北界为库车河支流。四、气象及地震矿区属北暖温带大陆性干旱气候，气候干燥，降水稀少。夏季炎热，冬季干冷，年温差和日温差均

7、较大。年平均气温在7.611.5，海拔高度+2000m的山区年平均气温为6.9，7月份为高温季节，平均最高气温25.8，元月份平均最低气温-8。67月份为雨季，9月下旬降雪，10月底冰冻，次年3月解冻。年降水量70.1mm，年蒸发量2850mm，无霜期172266d。灾害天气主要为冰雹、洪水和大风引起的沙暴。根据中国地震动参数区划图（GB183062001），该区地震动峰加速度值为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.45s。对应的地震基本烈度为7度。五、经济地理矿井及邻近区是阿克苏地区的能源基地，区内的工业主要为煤炭开采，除此致之外，还有旅游业及其他产业。居民有维、汉、回等民族。区内无农业及

8、轻工业生产，主要建材如钢筋、水泥、砖、木材以及生活所需的粮食、蔬菜由阿克苏市或库车县供给。六、矿井水源及电源1、矿井水源矿区现有生产及生活用水取自矿区东部的库车河，矿化度0.3g/l，属优质饮用水。2、矿井电源矿井现供电电源为库车供电公司新建的一座35/10kV变电所，该变电所位于新疆龟兹矿业公司办公楼北侧约600m处，现一期变压器容量为16.3MVA，可做为矿井的一回电源。根据煤矿安全规程的要求生产矿井必须采用双回路电源供电，库车县政府为保证俄霍布拉克煤矿及附近煤矿的正常生产，现正将俄霍布拉克110kV变电所改扩建变为双回路电源，近期能够投入使用，矿井双回路才能形成。为解决矿井双回路形成之前

9、的双电源问题，矿井已按原初步设计要求安装2160kW+1300kW柴油发电机站，临时解决10kV电源停电时，矿井的通风及排水等主要设备用电。第二节 地质特征一、井田地层井田地层属于塔里木地层区中的库车地层分区，拜城地层小区，亦属库-拜煤田东部。井田附近分布地层主要为中上三叠统和下侏罗统，其次为第四系。中上侏罗统、白垩系、第三系则主要分布于井田以南的较远地带。井田内出露的地层由老到新分别为侏罗系下统塔里奇克组（J1t）、第四系上更新统全新统冲洪积层和风积崩积层（Q3eol+col、 Q4al+pl），分述如下：1、侏罗系下统塔里奇克组（J1t）以灰白色、浅灰绿色粉砂岩、中砂岩及含砾砂岩夹灰色、灰

10、绿色细砂岩、粉砂岩为主，含有炭质泥岩、煤层及菱铁矿层，局部可见枝脉蕨及苏铁、银杏类植物化石。本组区域含煤1315层，井田内上部煤层基本均已自燃或遭剥蚀，仅有A6以下煤层保留。本组与下伏地层整合接触，按岩性组合特征及含煤性和本井田上部基本为烧变岩的特点，以ZK2-1、ZK3-1、ZK3-2三个钻孔揭露的A6煤层以上薄煤层顶板厚层状石英砂岩为界，将该组地层分为上、下两段。（1）塔里其克组上段（J1t2）井田内零星出露，大部分被第四系上更新统风积亚砂土覆盖，由于下段煤层的自燃，该段底部岩层受到了不同程度的烘烤，在井田北部地形较高处为烧变岩，其正常岩层为中、粗砂岩、粉砂岩等，根据ZK2-1、ZK3-1

11、、ZK3-2号钻孔揭露烧变岩厚度为66.46m。该段下部为一套浅灰色、灰白色巨厚层状石英砂岩，分选中等，局部含砾粗砂岩，夹有细砂岩，厚约35m。该地层以上煤层基本火烧殆尽。地层厚度约100m。（2）塔里奇克组下段（J1t1）全区分布，出露于井田东部边界库车河西岸一级与二级阶地间陡崖的下部。岩性主要以黄灰、浅灰、深灰色粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩为主，含A6、A5、A3、A2、A1煤层。该段地层底部有灰绿色、灰黄色中、粗砂岩与下伏地层分界。地层厚度156m。2、第四系上更新统全新统（Q3+4）（1）第四系上更新统风积、崩积层（Q3eol+col）除库车河外全区均有不同程度的分布，主要以松散亚砂

12、土、砾石、火烧岩块等构成，分选差。厚度约0.52m。（2）第四系全新统冲、洪积层（Q4al+pl）分布于井田东部的库车河河漫滩内及一级阶地上，岩性主要为砂土、砾石、亚砂土、粘土、碎石等，分选差，厚度约0.55m。3、烧变岩由侏罗系下统塔里奇克组上段岩层经煤层自燃的高温烘烤形成，颜色以褐红色为主，夹有浅黄色条带，裂隙发育、破碎，主要分布在井田北部呈条带状东西向展布。各煤层在向斜北翼即井田北部边界及东部转折端露头部分均已自燃。二、井田构造井田位于捷斯德里克向斜北翼，向斜轴位于井田南部，井田大部位于北翼，北翼地层倾角310，轴部及南翼的地层倾角为35。井田内未发现明显的断裂构造。总体看来，本井田为一

13、宽缓向斜构造，属构造简单类型。三、煤 层井田内主要含煤地层为侏罗系下统塔里奇克组下段，地层厚度156m。含煤5层，煤层总厚22.61m，含煤系数14.49%。所含煤层编号自上而下依次为A6、A5、A3、A2、A1号，分叙如下：1、A6煤层位于下侏罗统塔里奇克组下段上部，煤层平均厚度为4.70m，属于稳定煤层，煤层结构简单。顶板为一厚2.50m左右的黄绿、黄灰、灰黑色薄层叶片状粉砂岩。底板为厚层状粉砂岩。2、A5号煤层位于下侏罗统塔里奇克组下段上部，煤层平均厚度为5.20m，属于较稳定煤层，煤层结构简单。距上部A6煤层间距为16.50m。顶板为巨厚层状中砂岩。底板为厚层状细砂岩。3、A3煤层位于

14、下侏罗统塔里其克组下段下部，煤层平均厚度为5.53m，属于稳定煤层，煤层结构简单。距上部A5煤层间距为19.00m。顶板为厚层状细砂岩，底板为粉砂岩。4、A2煤层位于下侏罗统塔里其克组下段下部，煤层平均厚度为5.08m，属于稳定煤层，煤层结构单一。距上部A3煤层间距为22.00m。老顶为厚层灰白色中砂岩，直接顶为薄层状灰黑色粉细砂岩，底板为深灰色粉砂岩。5、A1煤层位于下侏罗统塔里其克组下段下部，煤层平均厚度为2.10m，属于较稳定煤层，煤层结构单一，煤层厚度沿走向向西略有变薄。距上部A2煤层间距为14.00m。顶板为白色、深灰色粉砂岩，底板为深灰色粉砂岩。煤层特征见表1-1。煤层特征表表1-

15、1编号厚度（m）间距（m）倾角（）结构稳定性顶板岩性底板岩性视密度（t/m3）最小-最大平均A64.245.304.7016.50310简单稳定粉砂岩粉砂岩1.3A53.456.675.20310简单较稳定中砂岩细砂岩1.319.00A35.066.005.53310单一稳定细砂岩粉砂岩1.322.0A24.675.485.08310简单稳定细砂岩粉砂岩细砂岩1.314.0A12.012.212.10310单一较稳定细砂岩粉砂岩粉砂岩1.3四、煤 质井田内各煤层的物理性质大致相似。原煤多为粉末状碎块状，肉眼鉴定为黑色，在自然光下光泽暗淡，仅在碎块煤中可见沥青光泽和玻璃光泽及层状节理和贝壳状断口

16、，比重大，性脆。其宏观煤岩型属半亮煤类型。开采的A5煤层宏观煤岩特征为黑色，暗淡无光泽，无节理，煤岩组份为暗煤。矿物组成主要有粘土矿物和碳酸盐矿物。变质阶段为阶。井田内各煤层属于特低灰、特低硫、特低磷、高发热量的煤。其中A6号煤层为42号长焰煤（42CY）；A5号煤层为45号气煤（45QM）；A3号煤层为45号气煤（45QM），均属于优质的动力、民用和炼焦配煤。五、水文地质1、概况井田位于库车河西岸，东界紧邻217国道和库车河的一、二级阶地。该段河床标高+1781.0+1767.4m，而井田的地面标高在+1860.0+1749.2m。井田北高南低，西高东低，在井田东部形成四周高中间低山区构造盆

17、地。井田内地表水不发育，东西向冲沟发育，沟底到山梁的高差达100m。区内冲沟底及帮脚处分布有第四系冲洪积层、坡积层。山梁的顶部有第四系风成亚砂土分布。井田内的冲沟仅春季冰雪融化期和夏秋两季遇降暴雨时才有短暂水流流向井田东部低洼处向下渗透以泉水形式补给库车河，井田内无常年性地表水体，在井田东界的悬崖陡壁捷斯德里克向斜轴附近一级阶地低洼处发育有两处下降泉，泉水量为0.6264l/s，水质类型为氯化物、硫酸盐钠、钙、镁类型水，矿化度为1.083g/升。2、含水层及隔水层井田内可采煤层均赋存于侏罗系下统塔里奇克组，其岩性主要为黄灰、浅灰和灰黑色砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层。在煤层顶底板均未发现强含水

18、层存在，以弱含水层及隔水层为主。含水层及隔水层由老到新分述如下：（1）三叠系上统黄山街组（T3h）隔水层（G1）三叠系上统黄山街组主要分布于勘探区以南，岩性主要以灰黄、灰绿色粉砂岩、泥岩、细砂岩为主，呈不等厚互层状，局部可见菱铁矿薄层，水平层理发育，上部见有炭质泥岩、煤线、薄煤层。未见底，厚度不详。由于该组以泥岩和泥质含量较高岩层组成，属于隔水层。（2）侏罗系下统塔里奇克组（J1t）含水层（H1）按岩性组合特征及含煤性和井田上部基本为火烧岩的特点，将该组地层分为上、下两段。a侏罗系下统塔里奇克组上段（J1t2）侏罗系下统塔里奇克组上段在勘探区内广泛分布，在井田冲沟内出露，出露的岩性为中砂岩、细

19、砂岩、粉砂岩等。烧变岩厚度约51.4983.36m。该段下部为浅灰黄、灰白色巨厚层状石英砂岩，分选中等，局部为中、粗砂岩夹细砂岩，厚度约100m。b侏罗系下统塔里奇克组下段（J1t1）侏罗系下统塔里奇克组下段分布于井田之内塔里奇克组上段之下，出露于井田东部边界库车河西岸一级与二级阶地间陡崖下部。岩性主要以黄灰、浅灰、深灰色中砂岩、细砂岩、粉砂岩为主，含A6、A5、A3层煤。该段地层底部为灰绿、灰黄色中、细砂岩及粉砂岩。该下段地层厚度80m。根据本区现有生产矿井揭露，流入矿井水主要是从煤层顶板裂隙向下渗出。根据本次勘探对该组地层进行抽水试验，渗透系数为：0.073m/d，单位涌水量为0.0712

20、l/s.m，经采水样化验属于氯化物、硫酸盐钾、钠、钙类型水，矿化度为2174mg/l。（3）第四系上更新统风积、崩积层（Q3eol+col）透水而不含水层第四系上更新统风积层在勘探区内山顶处零星出露，岩性主要以松散砂土、砾石等，第四系全新统崩积层出露在现代冲沟低洼处，岩性以松散砂土、砾石、烧变岩块等组成，该层厚度0.52m，在勘探区内厚度极不均匀，由于含水层厚度极不均匀，冰雪融化大气降水为补给源，补给条件差，为透水不含水层。（4）第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）含水层（H3）第四系全新统冲洪积层分布于井田东部库车河河漫滩及现代河床的沟谷内，直接覆盖在下侏罗统塔里奇克组含煤地层之上，其岩性

21、主要由漂砾、砾石、砂、碎石、亚砂土、亚粘土等组成，分选差，厚度0.55m，该含水层直接接受库车河水的补给，含水层富水性强。（5）烧变岩层含水层（H2）烧变岩层含水层为一特殊含水层，广泛分布于井田。受煤层火烧垮落、烘烤影响，裂隙发育，贯通性极好。根据本次勘探在井田中东部施工的3个钻孔，该烧变岩层厚度为51.4983.36m，西部3线烧变岩层厚度大于83.36m，东部2线烧变岩层厚度小于51.49m。根据所施工的3个钻孔，地下水静止水位均在烧变岩层底界以下，该含水层位于当地侵蚀基准面以上，大气降水为唯一补给源，补给条件差，其富水性较差。3、断层导水性矿区内褶皱构造发育，断裂构造不发育，未发现断层及

22、因断层而导水的生产矿井。4、地表水与地下水的水力联系井田内地表冲沟发育，在暴雨期间（雨季）或冰雪融化期间易形成短暂的水流，通过第四系砂砾石层向下渗透补给地下水。根据该区所施工的3个钻孔所揭露的地下水水位标高为ZK3-1钻孔1808.746m、ZK3-2钻孔1839.986m、ZK2-1钻孔1805.611m，该区地下水由北向南顺层径流，以泉水形式补给井田东部的库车河，库车河河谷宽阔，河谷内沉积有较厚的第四系全新统冲洪积层由砾石、漂砾、亚砂土、砂质粘土、碎石等组成，直接覆盖在侏罗系含煤地层之上，使得河水通过该冲洪积层侧向补给该区地下水，成为该区地下水的补给水源。5、地下水的补给、径流与排泄井田地

23、下水以大气降水、北部高山区雪融水补给为主。根据该区所施工的3个钻孔所揭露的地下水水位，该区地下水的径流趋势为沿地层倾向，流向向斜轴部，然后沿向斜轴由西向东径流，在井田东界的悬崖陡壁捷斯德里克向斜轴附近库车河一级阶地低洼处以泉水形式向外排泄补给地表水库车河。由于地下水补给条件差，运动迟缓，故地下水矿化度较高，在该区1号生产矿井及捷斯德里克向斜轴泉水采集水样经化验为氯化物、硫酸盐钠、钙、镁类型水，矿化度为1082.8mmg/l，详见水质分析表。本区地下水除大气蒸发、矿山开采人为排泄以外，井田东部的库车河是本区地下水的排泄区。综上所述，井田地下水以大气降水、北部高山区雪融水补给为主，主要可采煤层A5

24、位于当地最低侵蚀基准面（库车河）以上，井田岩层富水性弱，井田充水水源主要是煤层顶板基岩裂隙水为主，因此，井田水文地质条件为二类一型，即以基岩裂隙水为主，水文地质条件简单的矿床。6、矿井涌水量预测预计矿井开采时的正常涌水量为2089.5m3/d。六、其它开采技术条件1、瓦斯依据矿井2010年瓦斯等级鉴定结果：矿井瓦斯相对涌出量为0.55m3/t，绝对涌出量为2.89m3/min；二氧化碳相对涌出量为0.58m3/t，绝对涌出量为3.05m3/min。矿井瓦斯等级属为低瓦斯矿井。2、煤尘爆炸性根据测试结果表明，井田各煤层煤尘均具有爆炸危险性。3、煤的自燃根据矿井2010年12月采取的煤样，经新疆维

25、吾尔自治区煤炭产品质量检测中心检验结果，井田内各煤层均属类的自燃煤层，即矿井设计规范划分的自燃煤层。4、地温本区未发现地温异常。第二章 矿井现状第一节 井田境界及储量一、井田境界井田位于库车县以北库车河西岸，距离库车县城约101km，库车县阿艾矿区北端，行政区划隶属阿克苏地区库车县管辖。井田东西走向长约2.12km，南北倾向宽约0.51km，面积约1.085km2。井田拐点坐标：X YS1 4678490 28437213S2 4677965 28436828S3 4678002 28435400S4 4678495 28435400开采标高范围+1787+1660m。二、储 量根据地质报告评

26、审意见书，批准的井田内地质资源量21.39Mt，其中控制的内蕴经济资源量（122b）3.42Mt，推断的内蕴经济资源量（333）5.95Mt，预测资源量（334）12.02Mt。根据西安中正矿业信息咨询有限公司提交的新疆龟兹矿业有限公司煤矿西井2009年度矿山储量年报，截止2009年12月底，查明矿界限采+1787+1660m范围内保有资源储量总量9.09Mt。其中： 控制的经济基础储量（122b）5.56Mt；推断的内蕴经济资源量（333）3.53Mt；预测资源量（334）？12.02Mt。第二节 矿井开拓/开采现状矿井现有开拓系统为平硐-暗斜井开拓。在井田西北部布置有混合平硐，采用蓄电池电

27、机车牵引矿车担负全矿井的煤炭、矸石、材料、设备等运输任务；铺设22kg钢轨；并兼作矿井的进风井及安全出口；混合平硐井口标高为+1795m，长度为60m，向出口方向呈3坡度。在混合平硐端部沿A6煤层顶板向下穿层布置有混合暗斜井，井筒倾角17，采用单钩串车混合提升，担负矿井提升煤炭、矸石；下放材料；升降人员、设备等任务，井筒中设台阶、扶手；铺设22kg钢轨。落底水平标高为+1725m。在混合平硐东北方向约126m处，布置有回风斜井，担负矿井的回风任务，并作为矿井的另一个安全出口。井筒中设有行人台阶。全矿井划分为两个水平上山开采，水平标高分别为+1725m和+1645m，现开采水平为+1725m水平

28、。矿井现开采A6煤层，在+1760m与+1725m之间沿A6煤层布置有回风及运输上山。在混合暗斜井+1725m水平设井底车场及主要硐室。矿井现开采工作面为A602工作面。工作面煤层厚度为2.8m3.2m，平均厚度3.0m，采用走向长壁单体液压支柱配铰接顶梁炮采采煤方法。工作面支护采用DW-315型单体液压支柱配HDJA-1200型金属铰接顶梁，上铺塑编顶网，全部垮落法管理顶板。工作面单体液压支柱三、四排管理，见四回一，排距1.2m，柱距0.6m，一梁一柱，工作面最大控顶距4.8m，最小控顶距3.6m。工作面采用爆破落煤，配备一台SGB-620/40可弯曲刮板输送机运煤。运输顺槽采用800mm可

29、伸缩带式输送机。第三节 其他主要生产系统现状一、矿井提升混合平硐铺设22kg/m钢轨，采用2.5t蓄电池电机车牵引矿车的运输方式。混合暗斜井采用单钩串车的提升方式，安装JTPB-1.21.0/24型单绳缠绕式单滚筒提升机一台，配套电机为JBRO315M-6型，90kW、380V、986r/min。提升煤炭矸石时，提升容器为MFU1.1-6型1t矿车。升降人员时，选用XRB156/6型斜井人车，载15人。提煤时每次串煤车6辆，提矸时每次串矸石车3辆，升降人员时每次串车1辆（头车）。二、矿井通风矿井通风系统为并列式，通风方式为机械抽出式。即由混合平硐进风，回风斜井回风。地面主要通风机为FBCZNO

30、12-40型轴流式通风机二台，其中一台工作，一台备用。其配套电动机为YB225S-4型，37kW、380V、1480 r/min。三、矿井排水矿井在+1725m水平井底车场设置矿井主排水泵房，排水管沿混合暗斜井、混合平硐敷设到地面。水泵房安装三台MD150-303型离心泵。其中一台工作，一台备用，一台检修。每台水泵配套电动机为YB280S-4型，75kW、660V、1480r/min。排水管路为2198无缝钢管。四、井筒防冻井筒冬季防冻利用在混合斜井附近设SRFL-2500型热风炉一台，配 4-7210C型主风机一台。冬季将矿井通风空气加热到2后再送入井下。第四节 矿井现有系统存在的问题及技术

31、改造主要内容经分析验算，本矿井现有系统存在的问题主要有：（1）提升运输系统能力不足；（2）采煤方法落后，生产效率低；（3）通风系统需要完善。针对现有系统存在的问题，矿方拟对现有系统进行综合技术改造。在本次采煤方法专项设计的同时，矿方委托我院编制了河南煤化集团新疆龟兹矿业有限公司西井提升系统专项设计及河南煤化集团新疆龟兹矿业有限公司西井通风系统专项设计，现对该两项设计的主要内容概述如下:1、在提升系统专项设计中，为配合在开采A6煤层时采用综采放顶煤开采，对矿井提升系统进行了改造。（1）矿井提升系统改造后，共布置四个提升井筒。即主平硐、副平硐、带式输送机暗斜井及轨道暗斜井。其中利用原有混合平硐作为

32、副平硐。利用原有混合暗斜井作为轨道暗斜井，新建主平硐和带式输送机暗斜井。 （2）主平硐采用宽度为800mm普通带式输送机，带式输送机暗斜井采用宽度为800mm大倾角钢丝绳芯带式输送机。（3）副平硐采用5t蓄电池电机车牵引矿车运输，轨道暗斜井 采用2.0m单滚筒缠绕式提升机单钩串车提升。2、在通风系统专项设计中，为配合在开采A6煤层时采用综采放顶煤开采，设计更换FBCZ- 6-17A型高效、节能、低噪声、防爆轴流式通风机二台。第三章 矿井采煤方法改造方案第一节 采煤方法选择一、矿井采煤方法现状评述矿井现开采工作面为A602工作面。工作面煤层厚度为2.8m3.2m，平均厚度3.0m，采用走向长壁单

33、体液压支柱配铰接顶梁炮采采煤方法。工作面支护采用DW-315型单体液压支柱配HDJA-1200型金属铰接顶梁，上铺塑编顶网，全部垮落法管理顶板。工作面单体液压支柱三、四排管理，见四回一，排距1.2m，柱距0.6m，一梁一柱，工作面最大控顶距4.8m，最小控顶距3.6m。工作面采用爆破落煤，配备一台SGB-620/40可弯曲刮板输送机运煤。运输顺槽采用800mm可伸缩带式输送机。该采煤方法存在以下缺点：1、工作面支护条件较差，尤其对破碎的顶煤不能进行较好的控制。2、推进速度慢，不利于控制采空区自燃发火。3、工作面机械化设备少，工人劳动强度大，工效低。完全靠工人人工攉煤、打眼、放炮，工作环境较差，

34、回采工效低，工作面产量较低。根据地质报告中煤质化验成果，井田煤层属特低灰、特低硫低硫、特低磷、高发热量的长焰煤及气煤，是优质动力、民用和炼焦配煤。经多年的生产经营，矿井已形成一批固定的用户群体。由于交通便利、煤质好、信誉高，本矿井煤炭供不应求，且随着区域经济发展的进一步加快，本矿井煤炭销售市场份额也会进一步增加，市场潜力较大。鉴于以上原因，本矿井采煤方法的改造势在必行。二、采煤方法技术改造方案矿井采煤方法改造后投产A6煤层，根据地质资料，设计A6煤层回采工作面范围厚度为4.245.30m，平均厚度4.70m，倾角310。适用于该煤层特征的采煤工艺有：悬移顶梁液压支架高档普通机械化放顶煤采煤工艺

35、、倾斜分层悬移顶梁液压支架高档普通机械化采煤工艺、倾斜分层单体液压支柱配金属铰接顶梁机械化采煤工艺、倾斜分层(金属网假顶)综合机械化采煤工艺、综合机械化一次采全高采煤工艺和综合机械化放顶煤采煤工艺。悬移顶梁液压支架高档普通机械化采煤工艺、单体液压支柱配金属铰接顶梁机械化采煤工艺较落后，生产能力低，工人劳动强度大，因此设计不予考虑这两种采煤工艺。倾斜分层(金属网假顶)综合机械化采煤工艺巷道掘进率高，根据可采煤层的赋存条件，依据技术可行、经济合理、安全可靠和便于生产管理的原则，设计考虑三种采煤方法进行比较，即大采高一次采全高综采、分层综采和综采放顶煤。方案一：大采高一次采全高长壁综采工作面采用大采

36、高综采液压支架支护顶板，配一台采煤机一台刮板输送机，运输顺槽配一台可伸缩带式输送机。工作面平均采高4.7m，工作面设计长度150m，工作面主要设备投资约3850万元。大采高一次采全高长壁综采采煤方法是国内外高产高效工作面采用的主要方法，国内应用大采高一次采全高长壁综采工艺已有20余年，在神东公司大柳塔、补连塔、晋城寺河等多对矿井已有成功实践，工作面产量已达到3.009.00Mt/a。优点：1、与放顶煤综采相比，生产工艺简单，工作面推进速度快，工作面人员少；工作面回采率高。2、与分层开采相比较，简化了回采巷道，降低巷道掘进率和巷道维护工作量。3、避免了多层分层时必须的大量“煤厚精确勘探”工作量及

37、严格控制分层采高的困难。4、减少了工作面搬移次数及费用。5、大采高采场过风断面大，为稀释瓦斯创造了有利条件。缺点：1、大采高支架质量大，价格高。2、采煤工作面设备要求高，操作设备技术要求也高。搬家等相关工作相对困难。方案二：分层综采工作面采用综采液压支架支护顶板，配一台采煤机一台刮板输送机，运输顺槽配一台可伸缩带式输送机。工作面平均采高4.35m，分2层回采，工作面设计长度150m，工作面主要设备投资约2740万元。分层综采（含分层大采高综采）适用于煤层厚度大于36m，大采高综采不能够一次采全高或者不能实现经济开采的煤层，该采煤方法是厚-特煤层的传统采煤方法。优点：1、同放顶煤采煤方法相比，工

38、作面回收率高。2、分层综采（不含分层大采高综采），设备价格较低。3、随着综采整体装备水平的提高，特别是高支护阻力支架和电液阀的应用，大大提高了移架速度。大功率采煤机和大功率高运量的工作面刮板输送机的出现，提高了工作面长度和推进速度，工作面生产能力因此得到有效地提高。美国采煤机切割煤的最高速度已经达到35m/min，在确保资源回收率的大背景下，分层综采应该是大势所趋。缺点：1、分层综采的上一个分层需要铺设人工假顶，工艺复杂，且生产成本高。2、由于分层综采需要掘进分层巷道，巷道掘进率较高。3、在煤层厚度变化较大的煤层，若上分层采高控制不好，在煤层局部变薄的区块有可能造成底分层厚度小于支架有效开采厚

39、度，使得开采困难。因此必须进行大量的“煤厚精确勘探”工作及严格控制分层采高。4、不利于下分层的防火，增加防火工作的难度。方案三：综采放顶煤工作面采用放顶煤综采液压支架支护顶板，配二台刮板输送机，运输顺槽配一台可伸缩带式输送机。工作面采高平均2.5m，其余放顶煤。工作面设计长度150m。工作面主要设备投资约3130万元。我国综采放顶煤采煤方法始于1982年，先后在沈阳、平顶山、潞安、窑街、乌鲁木齐、阳泉矿务局等进行推广应用，取得了良好的技术经济效果。进入20世纪90年代以来，对综放开采中存在的瓦斯治理、火灾防治、粉尘治理、提高回收率、全煤巷锚杆支护技术难题进行攻关研究，取得了可喜进展。综放工作面

40、个数逐年增加，1997年全国有92个综放工作面，占工作面总数的4.4%，1999年有11个综放面年产超2.00Mt，占全国同类指标总数的68.8%。2000年超2.00Mt/a的19个综采队中，综放队占68%。设计年产6.00Mt/a的综放工作面已在兖州兴隆庄投产。2002年至今全国每年产量超3.00Mt/a的高产高效矿井中有综放面30个左右。 综放开采已成为厚煤层矿区实现高效集约化生产的主要途径。优点：1、易于实现高产高效。2、巷道掘进率和材料消耗量低。3、可减少综采设备的搬家次数与费用，动力消耗小，采煤成本低。4、对煤厚变化大、构造比较复杂的地质条件有较好的适应性。5、支架等工作面设备较大

41、采高支架造价低。缺点：1、煤炭回收率稍低。2、工作面设备多、管理复杂。3、易混入矸石、原煤灰分高。4、放顶煤时煤尘飞扬，工作面作业条件较差。5、从广义的装备来看,包括机械装备和技术装备,几乎没有两个完全相同的放顶煤工作面,相对于普通综采工作面来讲,放顶煤工作面对技术装备的要求更高。生产过程中需要投入更多的科学技术研究工作。煤层可放性分析：1、采放比。采放比即综放工作面放煤高度与采煤高度之比，它对顶煤冒放性影响反映在两方面，一是采煤工作面支架的反复支撑对顶煤的破碎作用，二是采放高度比影响着顶煤冒落充分松散的空间条件。井田内A6煤层平均厚度4.7 m，按采煤机割煤高度2.5m计算，顶煤厚度平均2.

42、2m，采放比1:0.88，煤矿安全规程第68条规定放顶煤工作面采放比不大于1:3。从煤层厚度和采放比来看，井田煤层适合综采放顶煤开采。2、顶煤冒放性。煤层冒放性与煤层赋存条件、煤及其顶板的力学性质、层理和节理裂隙发育状况以及夹矸层特性等多种因素有关。我国综采放顶煤经验表明，冒放性好的煤层主要条件有：节理裂隙发育、脆性煤层、煤层坚固性中硬软的煤层、顶板易冒落、周期来压明显能够较好的预裂破碎顶煤的煤层。井田煤层内生裂隙较发育，性脆。煤层坚固性系数适中，基本符合条件。3、采用放顶煤开采存在的主要问题。在煤层埋藏100m以浅的区块可能顶板来压强度较低，对于顶煤的预裂破碎作用不明显，可能会降低顶煤的冒放

43、性。综上所述，根据本矿井煤层赋存条件，结合国内已运用成熟的采煤机械设备，设计推荐采用综合机械化放顶煤采煤法。第二节 工作面生产能力及推进度一、投产工作面参数1、工作面长度矿井以一个采区，一个回采工作面保证矿井生产能力，考虑矿井开拓巷道布置及A6煤层A603工作面开采界限等因素，设计工作面长度为150m。2、采放高度A6煤层平均厚度为4.70m，采煤工作面采煤机开帮高度2.5m，放顶煤高度2.2m，采放比1：0.88。3、采煤工序安排、工作面循环进度及循环数井下采用“三八”制作业，其中两班生产，一班准备，每班工作时间6h。工作面每割两刀放一次顶煤为一个循环，循环进度1.2m，每班一个循环，每日2

44、个循环。二、工作面及矿井生产能力工作面生产能力按下式计算。A采(L1C1h1L2C2h2)Tnd /10000(1500.952.51570.752.2)1.221.360.85330 /10000000.56Mt式中： A采工作面年产量，Mt；L1 工作面开帮长度，150m；L2 工作面放顶煤长度，157m；C1 工作面开帮回采率，95%；C2 工作面放顶煤回采率，80%；h1 工作面开帮高度，2.5m；h2 工作面放顶煤高度，2.2m；T循环进度，1.2m；n日循环数，2；煤的容重，1.36t/m3；正规循环率，85%；d年工作日，330d。掘进出煤率按10%计算，则矿井生产能力为：A矿A

45、采(10.10)56.3(10.10)0.62Mt三、工作面综合回采率及年推进度工作面综合回采按下式计算。C(C1h1C2h2)100/h(0.952.50.752.2)100/4.787%式中： C工作面年产量，%；C1工作面开帮回采率，95%；C2工作面放顶煤回采率，75%；h1工作面开帮高度，2.5m；h2工作面放顶煤高度，2.2m；h工作面采高，4.7m。工作面年推进度按下式计算。STnd1.220.85330674m式中： C工作面年推进度，m；T循环进度，1.2m；n日循环数，2；正规循环率，85%；d年工作日，330d。第三节 工作面设备选型一、回采工作面设备选型原则根据矿井开采条件和及本井田煤层结构特点，综采设备选型遵循以下原则：1、机械设备首先满足生产可靠、技术先进，提高综采设备的开机率，达到安全、高效。各设备间要相互配套，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。2、通过合理选型和配套，提高综采成套设备的可靠性。3、对于辅助运输设备选型，要求系统简单、环节少，以保证工作人员和设备能快速运送至工作地点为原则。二、回采工作面支护选型1、工作面顶板管理根据本矿井煤层赋存条件、顶