井田带区巷道布置与设计方案

合理的准备方式应遵循以下几项原则［5：］（1）有利于矿井合理集中生产，使采准巷道系统有合理的生产能力和增产潜力；（2）保证具备完善的生产系统，有利于充分发挥机电设备的效能，并为采用新技术、发展综合机械化和自动化创造条件；（3）力求在技术和经济上合理，尽量简化巷道系统，减少巷道掘进和维护工程量，减少设备占用台数和生产费用，便于采掘正常衔接；（4）煤炭损失少，有利于提高采出率；（5）安全生产条件好，符合《煤矿安全规程》的有关规定。根据以上原则，结合本矿井的实际情况，提出两套采准巷道布置方案进行比较。一、已知条件该采区走向长度为1100米，倾斜长度为1680米，面积为1848000平方米。该采区内主要可采煤层为五层，煤层的平均倾角为10°，煤层为单斜构造、稳定，表5-1煤层特征Table5-1seamcharacteristics编号厚度稳定性顶板岩石性质煤层间距4-24.3米稳定泥岩8米7-23米稳定沙页岩10米123米稳定沙页岩10米132米稳定粉沙岩12米15-22.5米稳定沙页岩采区的工业储量为36923040吨，生产能力为300万吨/年，服务年限9年。二、采准巷道布置方案提出及比较根据该采区的地质和赋存条件，可提出两种方案分别是：石门盘区巷道布置和倾斜长壁采煤法（带区布置）巷道布置方案。由于盘区内各煤层间距较小，故将盘区巷道进行联合布置，盘区走向长度为1100米，为双翼开采，带区布置时：工作面长度为220米，倾斜长度为1680米，划分为五个条带。

方案一：石门盘区巷道布置方案见图5-1图5-1石门盘区巷道布置Figure5-1Shihmenpanelroadwaylayout盘区巷道布置特点是：水平运输大巷布置在15-2煤层底板岩石中，距煤层底板20米。在盘区中部沿15-2煤层底板岩石中布置石门（按3%。〜5%。坡度掘进），为了便于煤的运输，在盘区石门内布置二个溜煤眼。盘区轨道上山沿4-2煤层布置，用做盘区运料和回风。盘区石门与区段运输平巷以及溜煤眼和进风行人斜巷相同。盘区石门与盘区轨道上山以及盘区石门尽头回风斜巷联系。水平大巷与盘区轨道上山之间开掘一条盘区材料斜巷，用于材料、设备运输。盘区轨道上山与总回风巷相连，以利于盘区进行回风，如图所示运煤系统回采工作面的煤一区段运输平巷一煤仓一盘区石门一装车外运。通风系统新鲜风流由岩石运输大巷一盘区石门一进风行人斜巷一区段运输平巷，冲洗回采工作面，其乏风经区段轨道平巷一盘区轨道上山一总回风巷一排除地面。运料系统材料和设备由运输大巷一材料斜巷一轨道上山一区段轨道平巷一回采工作面。方案二：倾斜长壁巷道布置方案见图5-2倾斜长壁巷道布置特点水平运输大巷布置在15-2煤层的底板岩层中，距离煤层底板为30米。总回风巷布置在距离煤层底板15米，在该区域内布置五个条带，由一个带区溜煤眼、一条带区集中运输斜巷、进风行人斜巷与大巷相联系。各煤层分带采用单层准备即煤层群一般不设分带集中巷。这种方式要开掘为五个条带服务的带区运煤平巷和运料平巷，但少掘了岩石巷道，提高了掘进速度，缩短了准备时间，特别是在综采时，并与采掘衔接。掘进系统：由运输大巷沿煤层倾斜掘进，各条带运输斜巷通过煤仓和进风行人斜巷与运输大巷相连，条带回风巷与总回风巷相连。运输大巷与回风巷之间开掘一条材料斜巷，用于辅助运输。运输系统：采煤工作面的煤经运输平巷f煤层运煤平巷到带区煤仓经运输大巷中的胶带运送机运至煤仓由主井提升。通风系统：风流经运输大巷，经行人进风斜巷至运输平巷洗刷工作面，乏风Figure5-2inclinedlongwallminingmethod表5-2技术比较表Table5-2technologycomparisontables方案石门盘区巷道布置方案倾斜长壁巷道布置方案方案石门盘区巷道布置方案倾斜长壁巷道布置方案（1）盘区石门巷道维护工作量小，优维护费用低，有利于生产条件和降低煤炭损失。（1）盘区石门巷道维护工作量小，优维护费用低，有利于生产条件和降低煤炭损失。（2）将盘区上山的倾斜巷道改变为盘区石门的水平巷道，电机车可以通点过水平运输大巷直接进入盘区石门，从而简化了运煤系统，减少了运输环节。岩石掘进工程量大，掘进速度慢，掘缺进费用高，盘区准备时间较长。点八、、（1）巷道掘进量少。倾斜长壁采煤法回采工作面两端的巷道直接与运输大巷和回风大巷相连，取消了盘区上山或石门等巷道的掘进，可以节省行道15%〜20%的掘进。（2）系统简单，占用设备少，运输效率高，运输费用低。（3）通风系统简单，成本低。（1）工作面两端的巷道均为倾斜巷道，掘进需要提升设备。（2）有淋水需要增加掘进排水设备。（3）轨道斜巷运送材料有一定的困难。通过上述技术分析，上述两个方案各有利弊，尚难决定取舍，因此，需要进行经济比较。具体比较的项目如下：（1）盘区巷道工程量和费用；（2）盘区运煤费用；（3）盘区巷道维护费用；将上述各项工程量及费用计算结果列于下表，从表中可知，方案一与方案二相比较总费用均超过45%。因此，最后确定方案二——倾斜长壁巷道布置方案。表5-3盘区石门巷道布置方案费用表Table5-3panelShihmenroadwaylayoutprogramcostsTable序号工程项目单位总工程量单价（元）用（万元）一、掘进费用1.盘区石门m16802423.754072.轨道上山m16801423.752393.运输平巷m4800909.75437

4.轨道平巷m48001005.54835.材料斜巷m801303.25106.联络斜巷m2001206.25247.溜煤眼M3251.2193.854.9小计1604.9二、运输费用1.运输平巷t-km16929002.2253772.盘区石门t-km14107500.85120小计497三、巷道维护费用1.盘区上山a.m360078.67528.32.盘区石门a.m300054.1516.23.材料斜巷a.m72080.1255.84.联络斜巷a.m110059.1256.55.运输平巷a.m360011544.46.轨道平巷a-m6000123.273.9小计175.1全部费用总2277表5-4倾斜长壁巷道布置方案费用计算表Table5-4inclinedlongwallroadwaylayoutprogramcostscalculationtable顺序工程项目单位总工程量单价（元）费用（万元）一、掘进费用1.条带运输斜m4800951.5456.7巷2.条带轨道斜m48001047.475502.7巷3.材料斜巷m601303.257.8

4.联络斜巷m4401206.2553.15.溜煤眼M3502.4193.859.7小计1030二、运输费用条带运输斜t-km16929002.025342.8巷小计342.8三、巷道维护费用1.条带运输斜a.m3600119.643.1巷2.条带回风斜a.m6000128.12576.9巷3.联络斜巷a.m22059.1251.34.材料斜巷a.m72080.1255.8小计127.1全部费用总1499.9合设计带区的地质概况及煤层特征采区在矿井中的位置本设计带区为开采水平东北部附近的一个带区，是矿井开采的首采区，离工业广场最近，有利于矿井的快速投产。邻区开采情况此带区的邻区没有开采。矿层的赋存条件、地质构造等该带区可采煤层有五层，即4-2煤层、7-2煤层、12煤层、13煤层、15-2煤层，煤层厚度4.3米、3米、3米、2米、2.5米煤层赋存稳定，平均倾角为10°，煤质中硬，煤质牌号均为长焰煤，煤层顶底板岩石为粉砂岩，泥岩，细砂

岩，中等稳定，煤层特征及顶底板岩性见煤层特征表表5-5煤层特征表Table5-5seamcharacteristicsTable编号厚度稳定性顶板岩石性质煤层间距4-24.3米稳定泥岩8米7-23米稳定沙页岩10米123米稳定沙页岩10米132米稳定粉沙岩12米15-22.5米稳定沙页岩煤层自燃发火期1-3个月，绝对瓦斯涌出量80m3/min,相对瓦斯涌出量为10m'/t,区内水文地质简单，区内预测涌水量93m3/h。采区的范围、工业储量[3]带区的范围：该带区是本矿井的首采面，距离井底车场的距离最近，煤炭赋存条件丰富，上部以井田边线为界，南以工业广场保护煤柱线为界，北以人为划分的带区边界，本带区为N1带区，走向长度为1100米，倾斜长度为1680米，带区面积为1.848平方千米，所以矿井的工业储量约为Z=1.848X106X14.81X1.35=3692万吨（5-1）带区内工业广场保护的煤柱的损失：Z=22000X1.35X14.8=44万吨2（5-2）设计可采储量：Z=Z-Z=3692-44=3648万吨12（5-3）5.1.5带区生产能力及服务年限本带区设计生产能力为300万吨/年，所以本带区的服务年限为P=Z/AK=3648/300X1.3=9年5-4)式中：P:带区的服务年限，年；A：带区生产能力，万吨/年；Z：带区可采储量，万吨；带区形式带区形式的确定带区走向长度为1100米，倾斜长度平均为1680米，为使工作面有合理的连续推进长度，决定采用带区布置。带区巷道的数目、位置及用途该带区共有五层煤，公用两条岩石巷，布置在15-2煤层底板岩层中一条做运输大巷，一条做回风大巷，在4-2煤层中布置两条平巷，一条作为运料回风，另一条作为运煤进风用。5.3带区的划分及层间联系带区的划分带区划分要合理地确定条带的长度及数目，条带长度等于回采工作面的长度加上两顺槽的宽度（和护巷煤柱的宽度），带区划分一般以主要开采煤层为准，兼顾其它煤层，以便取得较高的产量和效率，条带划分还应考虑以地质构造作为条带边界，以免影响回采工作面的正常生产。考虑到设计带区的生产能力、地质条件、管理水平和现有装备水平等，初选工作面长度为220米，采用沿空掘巷，无护巷煤柱，故条带宽度约为220米，则条带数目为：1100/220=5个由于该带区有五层煤，故该带区的条带数为：5X5=25个其余的三角煤进行残采条带斜巷的布置本带区由于采用倾斜长壁采煤法，工作面顺槽沿煤层倾向布置，为尽可能提高回采率和减少巷道维护费用，采用跳采，一个带区用一个带区煤仓的布置方式。煤层间的联系本设计带区采用倾斜长壁采煤法，层间联系通过斜巷联系。

带区车场及硐室带区车场本带区采用倾斜长壁采煤法，由于材料用齿轨机车运输，只有辅助材料车场，无一般意义上的上、中、下车场，由于煤用皮带运输，没有装车站线路，煤直接由带区煤仓运至井底煤仓。带区硐室1）由于本设计中上煤层采出的煤通过带区煤仓到达岩石大巷，再由皮带大巷运输到井底煤仓，所以带区中留设带区煤仓。采区溜煤眼:溜煤眼容量计算Q=Q+L・m・b・r・C•K（5-5）00t式中：Q—防空仓漏风量，10t。0L—工作面长度，220m。m一采高，4.3mb一进刀深度，0.75mmr—煤容重，1.35t/m3。C一工作面回采率，0.95。0K一同采工作面数，综采取1。tQ=10+220X4.3X0.75X1.35X0.95X1=909.9吨本区溜煤眼采用倾斜式圆形断面，倾角700,直径6m。斜长30m。溜煤眼有效容积：Q'=3.14X32X30X1.35X0.9=14501>909.9t所选溜煤眼合理。表5-6带区煤仓设计：煤仓容量与采区生产能力的关系Table5-6coalminingareawarehousedesign:coal-miningareawiththecapacityofproductive

relations采区生产能力（万吨／年）3030－4545－60采区生产能力（万吨／年）3030－4545－6060以上采区煤仓容量（吨）采区煤仓容量（吨）30－100100－150150－250300以上图5-3采区煤仓示意图图5-3采区煤仓示意图Figure5-3districtbunkerMap2）移动变电站本设计中带区不设变电所，带区的高压电由移动变电站转变成可以供各种用电设备使用的低压电。己DUO己DUO图5-4采区变电所Figure5-4DistrictSubstation3）绞车房绞车房：主要是根据绞车的型号及规格、基础尺寸、绞车房的服务年限和所处的围岩性质等进行设计。其位置选择在围岩稳定、无淋水、地压小和易维护的地点，在满足施工、机械安装和提升运输要求的前提下，应尽量靠近上山变坡点，以减少巷道工程量。另外，它与临近的巷道间应有足够的煤柱或岩柱，一般情况下不小于10米，以利于绞车房的维护。采准系统及生产系统5.5.1采准系统该带区准备系统如下：先从运输大巷打斜巷穿过各煤层，再沿煤层走向分别掘进带区运煤平巷和带区运料平巷，然后再沿煤层开凿两条顺槽分别与平巷相连，最后开凿开切眼，完成采准工作。通风系统地面新风T副井T行人进风斜巷T行人进风平巷T运输顺槽T工作面T回风顺槽T带区回风平巷T总回风斜巷T风井T地面运输系统1）运煤系统回采工作面落煤T运输顺槽T集中运输巷T带区煤仓T皮带运输巷T井底煤仓T主井T地面2）运料系统地面材料T副井T井底车场T运料斜巷T带区回风平巷T回风顺槽T工作面3）排矸系统掘进工作面矸石T回风顺槽T带区回风平巷T运料回风斜巷T井底车场T副井T地面排水系统回采工作面T回风顺槽T带区回风平巷T运料回风斜巷T井底水仓T副井T地面带区开采顺序对于一个带区来说，合理的开采顺序应该是在考虑采动影响的关系的前提下，保证带区内回采工作面的正常接替，保证矿井持续稳产、高产，最大限度地采出煤炭资源，减少巷道掘进和维护工程量，合理集中生产，充分发挥设备的能力，提高技术经济效益，便于灾害防治，保证生产安全可靠。带区巷道断面尺寸、支护方式带区巷道断面尺寸及支护形式的确定依据：1）巷道所处的位置及围岩的物理力学性质及地压作用的大小。2）为带区机械化采煤的需要，带区内各巷道断面应满足各机械设备的要求。3）巷道的支护形式及支护材料应满足巷道的服务年限。4）带区巷道断面还要满足通风和安全的需要。根据以上所述及带区实际的自然条件，本设计带区进、回风煤层平巷均采用梯形断面，工作面顺槽亦采用梯形断面。根据《煤矿安全规程》规定：综采工作面，其运输顺槽的断面不小于12m2，回风顺槽净断面不小于10m2，运料、通风和行人上、下山的净断面不宜小于10m2,由于半圆拱形巷道断面受压能力大，维护费用低，故运料斜巷、行人进风斜巷均采用拱形断面，锚喷支护，工作面回采巷道均选用支撑掩护式支架支护，带区各种巷道的断面规格如图；（见工作面布置平剖面图）表5-7准备巷道工程量Tablet.5-7Tableofworkstoinfluencethevolume序号巷道名称支护方式断面/m2长度/m体积/m3净掘进净掘进1溜煤眼混凝土28.2636.3571610.822069.12运料斜巷锚喷12.915.75180232228353行人进风巷锚喷12.915.7511014191732.5

表5-8带区回采巷道工程量Tablet.5-8Tableofstopemineworksinazone序号巷道名称支护方式断面/m2长度/m工稈量/m3净掘进净掘进1运输顺槽锚喷12.113.6168022848228482回风顺槽锚喷11.913.61