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1、1 矿井概述及井田基本特征1.1 矿区概述 1.1.1 地理位置及交通条件屯留井田位于山西省屯留、襄垣县境内，潞矿集团的西部，矿区对外交通有太（原）焦（作）铁路、邯（郸）长（治）铁路和太（原）洛（阳）公路。太焦铁路经矿区东部由北向南通过，太焦铁路的夏店站距潞矿集团约 7 km，距五阳站16 km。以夏店站为起点距太原市约 230 km，距焦作市约 204 km，距邯郸市约216 km。本矿选煤厂装车站距邯长铁路长治北站约 29 km。屯留矿井在潞矿集团西南 23 km 处的后庄村北，距长治市约 35 km，距常村矿约 11 km。屯留县城在井田东南部 6 km 处，有公路通往太原、临汾、长治等
2、市。交通比较方便。矿井交通位置见图 1-1。图 1-1 矿井交通位置1.1.2 矿区自然地理及气候条件屯留井田位于太行山中段西侧，长治盆地西部。井田内广为第四系黄土覆盖。北部西部边缘为高原丘陵地带，冲沟发育，地形复杂，仅沟底有零星基岩出露。中部绛河由西向东流入漳泽水库，形成河谷阶地。南部及工业场地附近地形较平缓，总体上地势为西北高，东南低，井田内最高点在北部的老干庄东南的白云山(1113.1 m)，最低点在屯留县南侧 1 Km 的绛河河滩处(906.3 m)，工业场地和东风井场地地面标高在十 950970 m 之间。矿区主要河流为浊漳河(由南向北)、西漳河(由西向东)汇合于五阳村；井田范围内主
3、要河流为绛河，为海河水系浊漳河的支流。由西向东穿越井田，注入漳泽水库，其流量为 0.37 m3/s5.06 m3/s。井田西北余吾镇北侧有一条交川河，流量为 0.02 m3/s0.17 m3/s，属季节性小河。另外，在工业场地东北部有“七一”水库，库容量为 l.07Mm3，工业场地西北有一贾庄水库。本区属典型大陆性气候，干燥多风，四季分明，年平均气温 8.9 ，日最高气温 37.4 ，最低气温-29.1 。年平均降水量为 583.3 mm，最大 917.0 mm，最小 414.0 mm，雨季集中在7、8、9 三个月，日最大降水量 109.7 mm。年平均蒸发量为 1755.3 mm(高于降水量
4、 2.01 倍)；最高为 1996.3 mm，最低为 1502.1 mm。年主导风向为西北风，夏季风向为东南风，最大风速为 17 m/s，最大风压为350 Pa。冰冻期为每年 10 月末到翌年 4 月，最大冻土深度为 0.75 m。1.2 井田地质特征1.2.1 井田煤系地层井田煤系地层表 1-1 井田地层特征表地层系统组地 层 代 号地层厚度最小最大平均简 要 特 征第 四系Q0139.4844.53为黄褐色含砂亚粘土夹粉砂、细 砂、中砂及粗砂和砾石组成，顶部为 耕植土。三 叠系下 统刘 家 沟 组T1L=2000mm.。净高度 ：H= h+ h4 =3000mm。h4:为输送机到巷道顶板的
5、高度取 1800mm。巷道净断面积 S=15.06m2。 周长 L16.5m。如图 6-2-2。B 开切眼的选择开切眼断面图，由于 ZFS6200/18/35 型液压支架的最小安装尺寸为 7.5m，为了满足安装要求，所以断面为 8.2m 宽，大于 5.3m 采高，取 5.5m。交接钢梁和木支架支护。图 4-4-6 开切眼断面图C 煤层运煤平巷本带区为了便于集中生产，矿井设计采用多分带的带区式准备，六个分带共用一个带 区煤仓，少开了岩巷，减少了准备时间，提高了掘进速度，便于采掘的衔接。煤层运煤平巷主要担任运煤的任务，巷道采用梯形巷道，装输送机。根据输送机的型 号，布置设计巷道断面。D 煤层运料平
6、巷煤层运料平巷主要担任运输矸石物料和人员的任务，同时兼与回风。平巷采用梯形断 面，采用防爆柴油机齿轨车，铺设轨道。5.3 采区车场设计本矿井选用倾斜长臂放顶煤采煤法，因此不设采区车场，仅仅需要设计井底车场。5.4 采区主要硐室的布置采区主要硐室包括采区煤仓、采区绞车房和采区变电所等。（一）采区煤仓(1) 煤仓的形式及参数井巷式煤仓按煤仓的中轴与水平面的夹角分为垂直煤仓和倾斜煤仓两种。垂直煤仓一般为圆形断面，圆形断面利用率高，不易形成死角，便于维护，施工方便，施工速度快。本矿采区煤仓都选用垂直煤仓。煤仓的断面直径取 5 m, 煤仓高度取 25 m。(2) 煤仓容量合理的煤仓容量应在保证正常生产和
7、运输的前提下，工程量最省。按采煤机连续割煤的产量计算：Q = Q0 + LMbC0kt 式中：Q 采区煤仓容量，t；Q0 防空仓漏风留煤量，一般取 510t；L 工作面长度，m；M 采高，m；b 进刀深度，m； 煤的容重，t/m3；C0 工作面采出率；kt 同时生产的工作面系数，综采时，kt = 1；则 Q = 5 + 1803.30.81.3597%1630.5 t本设计中采用胶带运输机连续运输,根据经验设计煤仓容量 500 吨(3)采区煤仓的结构及支护煤仓结构包括:煤仓上部收口，仓身，下口漏斗及溜口闸门基础，溜口和闸门装置。上部收口：根据规程、规范规定为保证煤仓上部收口安全与改善煤仓上口的
8、受力状况，需以混凝土收口筑成圆台体。仓身：采用锚喷支护下口漏斗及溜口闸门基础：煤仓下口用混凝土砌筑圆台体收口，收口斗仓可作成曲面圆台体以解决起拱堵仓问题，为了大巷的安全，煤仓与大巷连接处加强支护，一般应在煤仓下口处四周铺设数根钢梁灌入混凝土使其与大巷支护联为一体。本采区煤仓采用砌碹支护，壁厚 350 mm，为避免堵仓，煤仓下口采用双曲线型，煤仓上口设置铁篦子，防止大块煤及矸石进入煤仓。煤仓内采取预埋钢丝绳等措施，处理万一堵仓事故。（二）采区绞车房的布置采区绞车房主要依据绞车房的型号及规格、基础尺寸、绞车房的服务年限和所处的围岩性质进行设计。绞车选用 JTY1.6/1.5B 型其主要参数：表 5
9、-5 绞车参数表钢丝绳负荷 （kN）滚筒尺寸 （mm）最大 静张 力最大静 张力差绳速 m/s直径宽度容绳量 m外形尺寸 长宽高（mm）重量(kg)45.0045.000316001500113056003800260015200采区绞车房布置在围岩稳定，无淋水、地压小、易维护的地点，绞车房与相邻巷道要有足够的保护煤柱或岩柱，一般不小于 10 m。（三）采区变电所的布置采区变电所是采区供电的枢纽，采区变电所布置在围岩稳定、无淋水、地压小、通风良好的地点，设在采区用电负荷的中心。高压电气设备与低压电气设备宜分别集中在一侧布置，硐室宽度取 3.6 m。变电所的高度根据人行高度、设备高度及吊挂电灯的
10、高度要求确定为 3.5 m。采区变电所采用不可燃材料支护，本采区选用锚杆(喷)支护。采区变电所硐室见下图：图 5.4 采区变电所断面示意图5.4 带区采掘计划5.4.1 带区主要巷道参数确定主要巷道断面图根据开采条件直接从标准巷道断面图册中选取。图 5.5 煤层运煤平巷断面表 5-6 断面参数表断面/m2掘进尺寸/mm锚 杆 （mm）围岩 类别净掘宽高喷射 厚度 /mm型 式外露 长度排 列 方 式间 排 距锚深规格 L净周 长 /m煤巷11.712.744003800100树 脂100菱 形80018002100 1612.9图 5.6 煤层运料平巷断面表 5-6 断面参数表断面/m2掘进尺
11、/mm锚 杆 （mm）围岩 类别净掘宽高喷射 厚度 /mm型 式外露 长度排列 方式间排 距锚深规格 L*净周 长/m岩巷11712.740003800100脂100菱形600180021001612.9图 5.7 运输顺槽图图 5.8 回风顺槽图 5.9 开切眼5.4.2 确定带区生产能力带区生产能力应根据地质条件、煤层生产能力、采掘机械化程度和采区内同时生产的工作面个数等因素来确定。本带区地质条件较简单，煤层厚度较大，煤层生产能力大，工作面带用棕采，煤巷掘进采用综掘。用一个综采面保证带区生产能力综采面采煤机截深为 0.8 米，每天进 6 刀，主采煤层厚度 5.99 米，工作面长度为 180
12、 米，则带区生产能力为5.991800.863301.350.97 = 230.3 万 t5.4.3 计算带区回采率采区回采率是反映采区巷道布置优劣的主要指标之一，采区回采率的计算公式为：采区回采率 = （采区工业储量开采损失）/采区工业储量100%采区开采过程中的煤炭损失主要有：工作面落煤损失，约占 5%，采区边界煤柱约占15%（本采区上下山及区段平巷均不留煤柱） 。则采区回采率约为 80%。5.4.4 带区工作面接续编制采煤工作面接替计划的原则及注意的问题。(1) 为确保合理的开采顺序， 。上下煤层（包括分层）工作面之间，保持一定的错距和时间间隔煤层之间，除间距较大或物殊要求允许上行开采外
13、要接自上而下的顺序开采。(2) 年度内所有进行生产的采煤工作面产量总和加上掘进出煤量。必须确保矿井计划产量的完成。并力求各月采煤工作面产量较均衡。 (3) 矿井两翼配采的比较与两翼储量分布的比例大体一致。防止后期形成单翼生产。为实现合理集中生产，尽量减少同时生产的采数目及工作面数，避免工作面布置过于散。为便于生产管理，各采煤工作面的接替时间尽量不要重合，力求保持一定的时间间隔，特别是综采工作面要防止两个面同时搬迁接替。根据采区的实际情况，选用放顶煤采煤法,均采用沿空掘巷。表 5-7 工作面接替表生生产产 采采区区区区段段 编编号号保保有有 储储量量( (万万t t) )生生产产 能能力力 1
14、15 50 0万万t t一采区15年610111516202122年年年年6 采煤方法6.1.采煤方法和采煤工艺6.1.1 选择采煤方法主采采区主要煤层平均厚度 5.99m，为厚煤层，平均倾角 315为缓倾斜；采用放顶煤采煤法采煤，全部跨落法处理采空区；采用综合机械化回采工艺方式采煤，工作面长度 180m，工作面年推进度为 1584 m 。表 6-1 主要采煤方法及其特征序号采煤方法体系整层与分层推进方向采空区处理采煤工艺适应条件1放顶煤壁式整层倾向全部跨落综采缓斜厚煤层6.1.2 综采工作面回采工艺设计邢台矿首采工作面位于第一水平中央，所采煤层平均厚度 5.99 米，倾角315，普氏系数 f
15、=13。(1) 综采工作面的设备选型及配套综采工作面的设备选型及配套A 采煤机的选择采煤机的选择1）采煤机平均截割速度考虑掘进出煤，掘进煤按年产量 5%计算。本矿设计综采工作面年产量为180 万吨，理论日产量为 5454 吨，日循环数 6 个，则采煤机一个循环的平均时间为：t=2T*60/n=2660/8=90min （式 5.1）式中： t采煤机每个循环的作业时间，min；T每班工作时间，8h；N日循环数，8 个。采煤机平均割煤速度按下式计算：V（L+2L1）/（tt1） （式 5.2）（160+30）/（90-60）6.m/min 式中： V采煤机割煤速度，m/min；L工作面割煤机割煤长度，m；L1斜切进刀长度，L1=B/tan3=15m；B采煤机截深，m；t采煤机每个循环的作业时间，min；t1辅助作业时间，取为 60min。2）采煤机生产能力）采煤机生产能力采煤机实际落煤能力按下式计算：Q60MBV采 （式 5.3）605.30.63.161.25750 t/hQ实=60MBV采K605.30.63.161.250.4300 t/h式中： Q采煤机理论生产率，t/h；Q实采煤机实际生产率；M回采工作面平均采高，m；B采煤机滚筒截深，m；V采采煤机牵引速度， m/min；容重，取 1.25t/m3；K总时间利用系数，取为 0. 4；3）采煤机
