第四章 盘区布置及装备第一节 采煤方法一、首采盘区及工作面位置根据本井田煤层赋存条件和现大地精煤矿、大水沟煤矿的煤层开 采情况及吴滁壕区的开采范围，首采盘区位置选择主要考虑以下几 点：八、、•（1）煤层赋存条件好，开采技术条件较优越2）地质构造简单3）资源可靠，储量级别高4）地面无建筑物，村庄少，不压煤5）应位于井底附近，初期工程量省根据本矿井目前的开采情况，考虑以上设计原则，设计将 301盘 区作为本矿井的首采盘区301盘区南北走向长1500m，东西宽 1500m可采储量约3.94Mt，服务年限2.5年由于本矿井为小煤窑 的技术改造矿井，盘区储量少，盘区服务年限偏短二、采煤方法（一）开采技术条件1. 构造本井田煤田基本构造形态为一向南西倾斜的单斜构造，地层产状 平缓，倾角一般 1—3°，无明显褶皱及较大的断层，仅在局部发育 有宽缓的波状起伏，无岩浆岩侵入，地质构造简单2.煤层及顶、底板条件II —3煤层为零星可采煤层，在301盘区已采完仅在302盘区局部有分布，不宜于机械化开采III—2煤层：井田内均有赋存，除东南部不可采外，其余地段可 采，煤层自然厚度0.15〜4.52m，平均2.92m，可采纯煤厚度1.40〜 4.52m，平均3.12m,煤层结构简单，不含夹矸。
顶板岩性为泥质粉 砂岩及砂质泥岩，底板为粉砂岩与下部W— 2煤层间距38.93〜 68.85m，平均 50.36mW—2煤层：井田内全部可采，煤层自然厚度0.18〜4.57m,平 均2.66m,可采纯煤厚度0.88〜4.57m,平均2.77m，煤层结构简单， 不含夹矸或含 1 层夹矸，夹矸岩性为灰黑色泥岩顶板岩性为细粒砂 岩、砂质泥岩，底板以砂质泥岩为主与下部V—1煤层间距37.60〜 87.00m，平均 47.00mV—1煤层：井田内全区可采，煤层自然厚度0.13〜2.00m，平 均1.40m，可采纯煤厚度0.82〜2.00m，平均1.46m，煤层结构简单， 不含夹矸顶板岩性为细粒砂岩或泥质粉砂岩，底板以粉砂质泥岩、 泥岩为主与下部V—2号煤层间距10.11〜29.16m,平均17.57mV—2 煤层：井田内全区可采，煤层自然厚度即为可采厚度，厚 度1.36〜2.12m，平均1.66m，煤层结构简单，不含夹矸顶板岩性 为粉砂岩或砂质泥岩，底板为砂质泥岩3. 其它开采技术条件本矿井煤层属低瓦斯煤层，煤尘有爆炸性，III-2煤层属易自燃煤 层，本井田无地热危害水文地质类型确定为第二类第一〜二型，即 以孔隙充水为主，水文地质条件为简单〜中等。
本矿井由于III-2煤层埋藏较浅，仅30〜50m,且地表有5〜15m 厚的风积沙，故开采III-2煤层时预计浅层地压显现强烈综上所述，本矿井开采范围内各煤层均为中厚煤层，煤层埋藏较浅，赋存平缓稳定，倾角平缓（1〜3°左右），地质构造及水文地质条件较简单，瓦斯含量低，顶、底板中等稳定开采技术条件较好， 适于长壁综合机械化开采二）采煤方法1. 采煤方法确定考虑的主要原则：（1） 预计浅层地压显现强烈，需要选择高支撑强度的综采支架设 备2） 与煤层赋存条件相适应，有利于提高工作面单产和矿井稳产3） 依靠科技进步，采用新技术、新工艺、新设备、新材料，提高采、掘、运技术配套装备水平，利于矿井生产集中化管理4）简化采煤工艺，减少运输环节，降低巷道掘进率5）有利提高矿井生产安全性，有效防止煤层自燃发火和其它灾 害，为工人创造舒适的井下工作环境6）提高资源回收率，减少资源损失2. 采煤方法根据以上采煤方法的选择原则及本矿井煤层的赋存条件，考虑III-2 煤层浅层地压的影响，结合本矿井技术改造可行性研究报告于 2005年12 月24日经内蒙古煤炭工业局主持进行审查，以内煤局字 [2005] 198号文进行的批复。
设计确定111-2、W-2煤层采用综合机械 化一次采全高采煤工艺；V-1、V-2煤层采用薄煤层综合机械化采煤 工艺三、井下工作面装备矿井初期开采的III-2煤层及W-2煤层赋存稳定，结构简单，厚 度适中，适合综合机械化开采，且易实现高产高效按目前国产综采 装备的生产水平，设计生产能力1.20Mt/a，设计确定井下布置一个综采工作面，一个综掘工作面，一个炮掘工作面四、工作面参数的确定1. 工作面采高根据井下盘区布置，投产工作面布置在 301 盘区，煤层厚度在2.34〜3.82m之间，平均厚度3.08m，适宜长壁综合机械化开采，为提高煤层回采率，故设计综采工作面初期平均采高为 3.0m2. 工作面长度工作面长度是决定其产量和效率的主要因素，适当加大工作面长 度，不仅可以减少工作面的准备工程量，提高回采率，而且也可以减 少工作面端头进刀等辅助作业时间，有利于提高工作面产量和效率 同时，工作面长度与开采条件、采煤设备能力、刮板输送机长度、技 术水平、管理水平等因素有关，因此必须综合考虑，合理选择根据对近年来我国部分矿井综采工作面和炮采工作面的调查研 究，目前我国综采工作面长多在150〜300m之间。
因本矿井井田范围 较小，又工作面长度越大综采设备投资越大，故综合考虑，设计确定 工作面长度为 150m3. 工作面走向长度由于本井田南北为无煤带，井田范围小，III-2煤层采区采用单翼 布置，工作面走向长度尽量增大， 301 盘区平均长度约 1500m 左右五、工作面主要设备选型1.采煤机矿井初期开采的III-2煤层煤质坚硬，节理裂隙不发育，故设计采 用较大功率采煤机，根据国产采煤机在国内应用的实际情况，结合本 矿井具体条件，综采工作面采煤机选用MG300/700—AWD型双滚筒 采煤机其主要技术参数如下：最大计算生产能力：800t/h；采 高： 1.60~3.20m：装机总功率： 687.5KW；供电电压： 1140V；滚筒直径： 1600mm；截割深度： 630mm；牵引速度： 0~7.7~12.8m/min；机身高度： 1085mm；主机重量： 36t；最大不可拆卸尺寸：2600 X 1000 X 700mm；最大不可拆卸重量： 4.5t；2. 刮板输送机综采工作面选用 SGZ764/400 型刮板输送机，其主要技术参数如 下：功 率： 2X 200KW；电 压： 1140V；运输能力： 800t/h；链 速： 1.1m/s；3. 转载机综采工作面选用SZB764/132型桥式转载机，其主要技术参数如下：功率： 132KW电压： 1140V；运输能力： 800t/h；链速： 1.3m/s；4.破碎机综采工作面选用 PCM--110型破碎机，其主要技术参数如下功 率： 110KW；电 压： 1140V；破碎能力：1000t/h；5. 可伸缩带式输送机综采工作面选用 SSJ1000/160 型可伸缩带式输送机两台，其主要 技术参数如下：功 率： 160KW；电 压： 1140V；运输能力： 800t/h；运输距离： 1000m；带 速： 2.5m/s ；6. 支护设备矿井初期开采III-2煤，首采工作面埋深40〜55 m,并上覆有3〜15 m 厚的沙层，属于典型的浅层地压工作面，根据相邻矿区与国外部分 浅层地压综采工作面综采支架使用实践经验，必须合理确定综采支架 的支护参数，才能取得预期的效果。
本矿井为一井一面高产高效矿井，只有有效地发挥综采设备的效 能才能确保矿井达到高产高效的目标，综采设备的关键是支架选择 为此，设计针对本矿井实际情况进行了支架选择的专项调研工作，现 将调研报告的主要成果概述于下：1、 大柳塔1203、1209 工作面，印度某矿井浅层地压工作面，补 连塔、乌兰木伦矿某两个工作面，均为浅层地压工作面，工作阻力小 于6500KN，支护强度小于0.9Mpa的支架均未取得预期的效果2、 大柳塔 1203、1209 工作面矿压分析得出以下结论：“在松散 沙层薄基岩条件下开采，工作面上覆岩层在其自身重力和松散沙层重 力作用下，会出现全厚切断式折断岩石折断的瞬间沙层产生流动形 成一种动压，造成工作面压力明显加大全厚切断式来压顶板垮落， 不存在裂隙带和弯曲下沉带，地面也是台阶式下沉3、 工作阻力大于7000KN，支护强度大于1.0Mpa的引进支架在 神东矿区和印度 PVK 矿井取得了良好的业绩；本矿井除上述松散沙 层、薄基岩外还有II-3煤房柱式开采留下的不利矿压影响，支架支护 强度应适当加大4、 国内正在仿制国外先进厂商的支架，应将仿制的成功经验用 于本矿井选择的支架上。
5、 本矿设计选用 ZY720O/16/32（或 ZZY7200/16/32）,架宽 1500mm,支撑阻力7200KN，支护强度1.15Mpa左右,重量为22.5~23t/ 架的仿制支架采煤机截深 600mm综上所述，本矿井综采工作面支架选择 ZY7200/16/32 ,架宽 1500mm,支撑阻力7200KN，支护强度1.15Mpa左右，重量为22.5t/ 架的仿制支架采煤机截深 600mm第二节 盘区布置一、移交时的盘区数目及位置矿井采用下行开采的顺序，初期开采III-2煤层根据矿井的开拓 方式及III-2煤层的赋存范围III-2煤层划分为两个盘区即301 （原大 地精矿井）、 302（吴滁壕区）盘区由于301 盘区位于井底附近，储 量级别高，储量可靠，煤层厚度大，走向长度较长约1500m，有利于 发挥综采设备效率故移交盘区为 301 盘区301盘区位于井底附近，南北长约1500m,东西宽约1500m可 采储量3.94Mt，服务年限约2.5年二、移交时的工作面数目及位置本矿井设计生产能力1.20Mt/a,井下布置一个综采工作面即3011 工作面该工作面位于井底车场西侧附近工作面长度150m，工作 面采高3.0m，工作面走向长度1650m。
三、工作面的年推进度及生产能力1.截深目前我国综采工作面采煤机截深一般为0.6m根据矿井生产能力、煤层赋存条件及所选采煤机的特点，设计确定截深为 0.6m2. 工作面年推进度 提高采煤机割煤速度有利于实现快速移架，减少片帮，有利于工作面顶板管理根据本矿井设计生产能力1.20Mt/a、所选采煤机型号、煤层开采技术条件，工作面年推进度为 2250m3. 工作面年生产能力 采煤工作面生产能力按下式计算：Q=LXhXrXlXkX10-6式中：Q----工作面生产能力，Mt/a；L 工作面长度， 150m；h 工作面采高， 2.1m；r 煤层视密度， 1.28t/m3；l 工作面年推进度， 2250m/a；k 工作面煤炭回收率,0.95；综采工作面生产能力：Q =150X3.0X1.22X2250X0.95X10-6综=1.1735（Mt/a）矿井设计生产能力1.20Mt/a,由一个回采工作面和两个掘进工作面的产量构成具体见表 4—2—1 表 4 2 1 综采工作面生产能力表采区工作面回采煤层工作面长度采高年推进度生产能力（Mt）备注编号装备(m)(m)(m)月产量年产量301盘区3011综米III-2煤层1503.022500.09781.1735掘进综掘46000.00720.0859掘进炮掘。