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1、现代化矿井设计的步骤方法现在学习的是第1页，共50页主要内容1.1.设计依据设计依据 2.2.设计准备设计准备 3.3.井田开拓方案的确定井田开拓方案的确定 4.4.采区布置采区布置 5.5.采煤方法及工艺采煤方法及工艺6.6.井下运输井下运输7.7.矿井通风矿井通风8.8.采矿制图采矿制图 9.9.设计体会设计体会现在学习的是第2页，共50页设计依据基础资料依据政策法规依据 现在学习的是第3页，共50页不同设计阶段，由于设计内容和深度要求不同，对基础资料的要求也不尽相同。拿可研和初设阶段来说，其依据如下：基础资料依据一、可研阶段1、基本依据（1）经审批的矿区总体规划、评估报告和批复文件（2）
2、经评审备案的井田勘探地质报告和评审、备案文件2、支撑文件（1）建设地土地管理部门的占地及土地利用的意向性意向性许可文件（2）矿井建设是否影响军事设施、文物保护、自然资源保护等的证明文件（3）铁路专用线接轨协议（4）用电许可意向性意向性文件（5）取用水许可意向性意向性文件（6）贷款批准文件或承诺函（7）与产品煤用户签订的产品销售意向性意向性协议包括基本依据和支撑文件。现在学习的是第4页，共50页二、初设阶段1、基本依据：（1）经审批的矿区总体规划、评估报告和批复文件（2）经评审备案的井田勘探地质报告和评审、备案文件（3）经评审的矿井建设项目可行性研究报告和评审报告（4）经核准的矿井建设项目申请报
3、告、评估报告和核准文件（5）经评审批准的矿井建设项目安全预评价报告和评审、批复文件（6）经审查备案的矿井建设项目地质灾害危险性评估报告和审查、备案文件（7）经评审批准的矿井建设项目环境影响报告书和评审、批复文件（8）经评审批准的矿井建设项目水土保持方案和评审、批复文件基础资料依据现在学习的是第5页，共50页2、支撑文件（1）矿井供电电源及用电的协议文件（2）水资源论证报告及批复文件（3）经审查批准的矿井水源详查报告及取用水的批复文件（4）铁路专用线接轨和产品外运协议（以铁路运输为主的矿井应有）（5）矿井建设用地及土地利用的批复文件（6）经城市规划部门审核同意的矿井建设场地选址批复文件（7）井口
4、及工业场地洪水位、井田气象环境和地震烈度等资料文件（8）当井田内有制约矿井开拓开采的军事设施、文物保护目标、水资源保护 区、生态保护区等时，应有相关单位和部门的审核批准（或同意）文件（9）其他应具备的协议或批复文件基础资料依据现在学习的是第6页，共50页政策法规依据（1）煤炭工业矿井设计规范（GB 502152005）（2）煤炭工业小型矿井设计规范（GB 50399-2006）（3）煤矿安全规程（4）建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程（5）煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范(AQ1055-2008)（6）煤矿防治水规定（7）矿井通风安全装备标准（GB/T 5051820
5、10）（8）煤矿井工开采通风技术条件（AQ1028-2006）（9）煤矿建设安全规范（10）矿山救护规程（11）防治煤与瓦斯突出规定（12）煤矿瓦斯抽采工程设计规范（GB504712008)（13）煤炭工业矿井工程建设项目可行性研究报告编制标准（MT/T1151-2011）（14）煤炭工业矿井工程建设项目设计文件编制标准(GB/T50554-2010)1、国家有关煤矿建设的规程、规范、标准现在学习的是第7页，共50页政策法规依据 2、项目所在地地方有关规定 不同时期，各个产煤省（区）都会根据当地、当时煤炭行业发展的现状，出台一些指导、规范当地煤炭行业发展的政策、规定等。因此，在哪里搞设计，就要
6、了解、掌握哪里的特殊规定，否则，设计就不会通过当地行业主管部门的批准。山西省：山西省煤矿建设标准、山西省煤矿管理标准、山西省煤矿现代化矿井标准等等中都有一些与设计有关的规定，如关于同采工作面个数的规定，最大班下井人数的规定等。新疆自治区：关于自治区煤矿建设项目初步设计和安全专篇审查原则和标准等有关问题的会议纪要中规定，突出危险性评估的临界值较现行国家标准下浮20%，即吨煤瓦斯含量6.5m3/t，瓦斯压力0.6Mpa。例如：现在学习的是第8页，共50页设计准备1、明确设计阶段，据此判断业主提供的资料能否满足设计要求。如资料不全，不能 满足设计要求，应向业主及时提出进行补充，否则会影响设计进度。2
7、、认真分析和消化矿区总体规划和地质报告等基础资料，了解和掌握矿井的特点、设计难点：（1）总规批复的矿井井田范围和生产规模；（2）地质报告的井田范围（勘探范围）与总规批复的井田范围是否一致；（3）外部建设条件分析：煤炭外运条件、电源条件、水源条件、通信条件等；（4）地面地形条件：地形的大致情况，可选的井位有几个等等。（5）矿井资源条件：地层条件、地质构造条件、煤层赋存条件、水文地质条件、其他开采技术条件（瓦斯、煤尘、煤的自燃倾向性、地压、地温等）。通过分析，应有以下基本认识：可供选择的井筒及工业场地位置有几个，井田适宜采用什么样的开拓方式，应该采用什么样的通风方式、需要布置几个井筒，首采区选择的
8、大致位置等等。如果认为井田勘探程度不够，应提出补充勘探的要求。现在学习的是第9页，共50页井田开拓方案的确定确定井田开拓方案的关键：1、定井位（工业场地位置）2、定开拓方式3、定水平（水平划分、水平标高、水平连接方式）开拓方案确定的步骤：初选井筒与工业场地位置初步确定开拓方式提出开拓方案开拓方案比较确定推荐方案。井口及工业场地位置与井田开拓方式相互关联，密不可分。需将二者结合起来，组成不同的开拓方案一起进行比较，不能孤立的各比各的。现在学习的是第10页，共50页井口与工业场地位置初选 1、井口与工业场地位置选择的原则（1）地面1）井口位置应选在地形比较平坦、开阔的地方，便于工业场地布置，尽量减
9、少挖、填方工程量。2）井口要避开地面滑坡、泥石流、流砂等危险地方；工业场地应尽可能选在工 程地质条件好的地段。3）工业场地要选在距煤炭外运主干道路、供电电源、供水水源比较近的地方。4）井口应满足防洪设计标准，高于当地最高洪水位，不受洪水威胁。5）开采技术条件，注意高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井，煤层容易自燃的矿井，风井位置的选择。（2）井下1）井筒尽量靠近井田储量中心，减少运输、通风、巷道维护等费用。2）井筒尽量靠近先期开采地段，减少初期井巷工程量及投资。3）井筒尽量避开或少穿地质及水文复杂的地层或地段。4）尽量减少井筒及工业场地压煤量，特别是不压或少压先期开采地段的煤层。现在学习的是第11页，
10、共50页（1）少占土地、少压资源、保护生态、和谐环境。（2）地面简单井下复杂，则地面服从井下；地面复杂井下简单，则井下服从地 面；要做到井上下相结合，统筹考虑。要选好井位关键要抓住两个字：一是“找”，二是“看”，所谓“找”即在地形 地质图上找，所谓“看”即到现场进行实地踏勘，看比找更重要。2、井口与工业场地位置确定的原则（1）挖填方工程量（2）进矿道路、供电电源、供水水源的距离（3）工业场地压煤量3、井口与工业场地位置比较的主要内容井口与工业场地位置初选 现在学习的是第12页，共50页根据以上因素和原则，在所有可能的井筒与工业场地位置可选方案中，初选若干个井位方案参与进一步的比较（结合开拓方式
11、）。初选的井位方案不宜太少，也不宜太多，一般不少于3个。在此注意一点，一般来说，井位选择主要是指主、副井位选择，但不能忽视风井井位的选择。否则，有可能由于风井位置选择的不当，导致设计返工，甚至工程无法实施。对于瓦斯矿井、煤层为自燃或不易自燃的矿井，风井（或初期风井）可以和主、副井放在一个场地内，不用过多考虑。而对于有煤与斯突出危险的矿井、高瓦斯矿井、煤层易自燃的矿井及有热害的矿井，验收规范第3.3.1规定，应采取分区式或对角式通风。因此，风井位置应同时选择。特别是对于高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井，按照煤矿建设安全规范的规定，风井位置应有利于井筒到底后通过大巷或石门等二期工程和主、副井贯通，保证矿井
12、进入三期工程前，地面主要通风机投入使用并保持正常运行，实现全风压通风。井口与工业场地位置初选 现在学习的是第13页，共50页井田开拓方式的初步确定 1、确定井田开拓方式应考虑的主要因素（1）井田水文与工程地质条件：主要是表土层厚度、含水层的个数、厚度、富水性等。深厚表土层，水文地质条件复杂，需要冻结法施工时，一般要考虑采用立井开拓，尽量不要采用斜井开拓。（2）煤层赋存条件：主要是煤层埋藏深度、山岭、丘陵地区侵蚀基准面以上是否赋存煤层，赋存范围、可采储量；煤层倾角、煤层间距等。（3）地质构造条件：断层的断距、倾角、断层带的宽度，是否对井筒施工有影响。如果断层带很宽，含水或者导水，断层带岩性破碎，
13、斜井穿过困难时，就要考虑采用立井开拓。（4）矿井瓦斯等开采技术条件：对于突出矿井，由于岩巷工程量较大，副井采用斜井往往不能满足辅助提升要求，那么，副井就要考虑采用立井。（5）矿井生产规模。井型大小有时能左右井田的开拓方式。比如，对于1000万吨以上的特大型矿井，如采用立井提升，井筒内需装备2对45t箕斗，井筒直径9.5m左右。如葫芦素煤矿，能力13Mt/a井筒内布置2对50t箕斗，井筒直径9.6m。工程量大，投资高，管理复杂。因此对大型、特大型矿井，有条件时，主井要尽可能采用斜井。现在学习的是第14页，共50页 原则：先平后斜再立。也可根据具体情况采用综合开拓方式，在综合开拓方式中，一般采用主
14、斜副立综合开拓的较多。（1）对于平硐开拓，要注意平硐以上可采储量，即第一水平可采储量满足规范的要求。（2）对于斜井开拓，要注意以下三点：1）要正确理解“煤层埋藏较浅”的含义。对于倾斜、急倾斜煤层，其浅部和深部埋深相差较大，即煤层赋存垂高较大，如果其某一标高之上，有足够的可采储量，满足规范对第一水平服务年限的要求，也可以考虑采用斜井开拓。2）随着斜井大倾角、长距离强力胶带装备技术的不断提高，斜井做为主提升井的应用范围也不断扩大。为了满足大型、特大型矿井对主提升能力的要求，有时在煤层埋藏深度较大（400-500m甚至更大）的矿井中也采用斜井做为主提升井。3）我国立井冻结技术比较成熟（特别是在中、东
15、部），而斜井冻结技术尚不十分成熟、冻结费用高（每米冻结费用12-15万元），在表土层较厚、水文地质条件复杂，需要冻结施工的情况下，一般尽量不要采用斜井开拓方式。井田开拓方式的初步确定 2、井田开拓方式的初步确定现在学习的是第15页，共50页国家发改委、国家安监总局等四部委2014年5月6日发布“关于加强煤矿井下生产布局管理控制超强度生产的意见”(发改运行2014893号),意见规定：新建大中型矿井开采深度（第一水平）不应超过1000m，改扩建大中型矿井开采深度不应超过1200m，新建、改扩建小型矿井开采深度不应超过600m。开采深度超过规定应由省级煤炭管理部门组织安全开采及灾害防治技术专项论证
16、并按程序批准。通过对影响井田开拓方式选择的各种因素进行分析，提出适合本井田条件的开拓方式。井田开拓方式的初步确定（3）对于立井开拓，要注意国家政策对开采深度的限制。现在学习的是第16页，共50页井田开拓方案的提出与比较 根据初步确定的井田开拓方式及井口与工业场地位置，提出不少于3个开拓方案时行分析比较。井口位置及开拓方案比较的内容：1、井口标高：地面标高、井口标高、井下水平标高；2、表土层厚度；3、工业场地压煤量；4、移交采区：采区个数，工作面个数5、井巷工程量：井筒、巷道；6、建井工期；7、场外道路；8、铁路专用线；9、供电线路；10、后期风井个数；11、工业场地土方量；12、可比投资：井巷
17、、场外道路、铁路、供电、土方13、运营费用：运输、通风、排水通过对以上内容的综合分析比较，提出井田开拓方案的推荐方案。现在学习的是第17页，共50页井筒个数要结合提升、通风等综合确定。主、副井筒相对位置要结合地面生产系统布置和主导风向确定，使地面主要生产区布置在主导风向的下风向，尽量减小对辅助生产区和行政福利区的影响。进风井与回风井的相对位置要结合矿井瓦斯、煤的自燃性等确定，符合验收规范3.3.1、煤矿建设安全规范6.2.1.12对矿井通风方式的要求。井筒个数 现在学习的是第18页，共50页水平划分1）煤层赋存的倾斜长度与垂高：如果煤层赋存的斜长或垂高较大，难以以一个水平开发全井田时，应划分为
18、多水平开发。2）煤层倾角及可采煤层个数：对于可采煤层个数不多的缓倾斜和倾斜煤层，一般划分为一个水平开发；当可采煤层个数较多时，一般根据煤层间距划分为若干煤组，按煤组划分为若干个水平开发。3）注意规范对不同倾角煤层阶段高度的规定。近水平、缓倾斜煤层：200-350m，急倾斜煤层：100-250m。对于某个具体的井田，水平划分的方案可能很多，需要通过对煤层埋藏的垂高、煤层倾角、煤层间距等进行综合分析比较后确定。水平划分及水平标高的确定应通过方案比较完成。比较内容：水平个数、水平标高、可采储量，第一水平服务年限，初期井巷工程量及投资等。1、水平划分的原则尽量加大水平的开采范围、可采储量和服务年限，尽
19、量减少水平的数量。2、水平划分应考虑的因素现在学习的是第19页，共50页主要巷道布置 1、主要巷道层位：现在，锚喷支护（锚网喷支护、锚网喷索支护）技术非常成熟，在我国的煤巷支护中得到了普遍应用。因此，为减少岩巷工程量，减少初期投资，缩短工期，一般情况下，如煤层顶底板较稳定，煤层较坚硬，易维护，没有煤与瓦斯突出等情况，主要巷道均应考虑沿煤层布置。岩石大巷仅在少数特殊情况下使用。如突出矿井，如果所有煤层均突出，不具备在非突出煤层中布置主要巷道的条件，那么根据防治煤与瓦斯突出规定规定，其运输和轨道大巷、主要风巷、采区上、下山等主要巷道应布置在岩层中。2、主要巷道布置方式：对于煤层群开采的矿井，为了减
20、少掘进工程量，一般根据煤层分组情况，采用分组联合布置的方式；当煤层个数少，煤层间距较小时，可采取集中布置方式，用一组大巷（石门）开拓全井田；当煤层个数少，但煤层间距较大，可采用单层布置方式，即分煤层布置大巷。3、大巷条数：根据运输、通风需要确定，对于产量较高，风量较大的矿井，一般均布置3条大巷；对于高瓦斯矿井或煤与瓦斯突出矿井，为满足通风需要，甚至要布置4条（2条回风大巷）或者更多。现在学习的是第20页，共50页采区划分 采区划分的一般原则1、采区走向长度应根据煤层地质条件、开采机械化水平、集中化生产的要求、开拓及采准巷道布置等综合考虑。有条件时应尽可能加大采区走向长度，延长工作面连续推采时间
21、，减少搬家倒面时间。如：日前刚刚贯通的神东煤炭集团与布尔台煤矿22105综采工作面走向长度达5060m，工作面长度240m。2、要尽可能以落差较大的断层或断层带、无煤区、火成岩体、向背斜轴、永久煤柱（村庄、铁路、高速公路）为界，保证在同一采区内，工作面能连续回采不搬家。3、应考虑煤层厚度、倾角变化规律和采煤工艺，将煤层厚度、倾角接近的煤层或区域划分为一个采区，以便于选用相同的采煤方法和采煤设备；4、矿井有多个煤种，需要分采分运时，相同煤种的煤层或同一煤层煤种不同的区域，应划分为一个采区，即以煤质分界线为采区划分边界。5、煤层群开发的井田，一般按煤层间距将所有煤层划分为若干煤组,按煤组划分采区，
22、每组煤层布置一组采区巷道联合开采。现在学习的是第21页，共50页开拓方案、采区划分选择实例 国投新疆宝地三矿（1）基本情况：井田位于新疆伊犁州尼勒克县城东偏南约50km处的乌拉斯台乡一带。井田内含可采煤层18层。煤层结构一般属简单或较简单，煤层稳定程度除C12-1煤层属不稳定型外，其余煤层均属较稳定型；煤层倾角一般在1060左右，但以35以上者居多。井田的构造形态总体为一往北倾的单斜构造，井田构造复杂程度属中等。井田内发育3条断层，2条近东西向，1条南北向。F2正断层：井田北部，走向近东西，倾向北，倾角65左右，落差500m左右，走向延伸大于10km。边界断层。F3逆断层：井田中部，走向近东西
23、，倾向北，倾角55-75，落差从西往东从950m变为350m。F6平移正断层：位于井田西部边界，走向近南北，两端延出区外。倾向260280，倾角60 70，水平断距为3050m，落差2080m。F2、F6为井田边界断层，对井田开拓开采无影响。F3对井田开拓开采有一定影响。矿井水文地质条件复杂，矿井第一水平（1250m）为高瓦斯矿井，无突出危险性。各煤层均有煤尘爆炸危险性。各煤层均属、类的易自燃或自燃煤层。地温、地压正常。井田地质资源量（331+332+333）为607.78Mt，设计可采储量为328.187Mt设计生产能力为1.2Mt/a，生产服务年限为195a。一水平可采储量为131.397
24、Mt，服务年限为78a15a。现在学习的是第22页，共50页煤的流向：井田东部约19km的公司内部焦化园。运输方式：不具备铁路运输条件，采用公路运输。S315省道由南而北从井田中部通过，跨过喀什河后折向东。电源：本矿两回电源引自位于井田东部的本公司二矿集中110kV变电所，其两回电源引自农四师电力公司工业园区110kV变电所。水源：取自井田北部的喀什河。（2）矿井主要特点1）可采煤层多（共18层）；煤层厚度变化大，1.2-10.25m，薄、中厚、厚及特厚煤层均有，而且初期开采的上部煤层为薄煤层；井田可采储量大。2）煤层倾角大，变化大，一般在1060左右，但以35以上者居多。上组煤（C13-1C
25、11）在+1450m水平以浅倾角比较大，一般为4062，+1450m以深倾角较小，一般为 640。下组煤（C10C3）F3断层上盘+1000m水平以浅倾角较大，一般为30 65，在煤层露头附近可达74，+1000m水平以深倾角较小，一般为445；F3断层下盘倾角较大，一般为3773。全井田基本属倾斜-急倾斜大倾角煤层开采。矿井开拓方案选择实例 现在学习的是第23页，共50页（3）井筒及工业场地位置选择场址一：位于井田北部边界外，喀什河南岸。标高介于15051525m之间，东距315省道约2.5km。进矿道路选择较难。场址二：位于井田南部边界以北，315省道以西。标高介于16501675m之间，
26、东侧紧邻315省道。场址三：位于井田北部边界外，铁木力克村以东，喀什河南岸。地形平坦，标高介于14421455m之间。进矿道路选择较难。结合开拓方式推荐井位一。3）煤层埋深南部较浅，北部较深，最深处达1250m。4）地形条件复杂，南高北低，最高点高程为1935m，最低1421m，高低差514m。（4）井田开拓方式提出三个开拓方案，开拓方案比较见下表。方案一：北部斜井开拓方案（推荐方案）方案二：南部斜井开拓方案方案三：西北部平硐开拓方案矿井开拓方案选择实例 现在学习的是第24页，共50页矿井开拓方案选择实例 推荐方案特点：井口及工业场位于井田北部勘探边界外，喀什河南岸。在工业场地内布置一对斜井，
27、作为矿井的主提升井和辅助提升井；在井田中部，布置一个立井，作为矿井生产初期（一水平上组煤开采时）的专用回风井。全矿井划分为四个水平开采，一水平标高+1250m，二水平标高+1050m，三水平标高+850m，四水平标高+650m。主、副斜井井口标高+1514.0m，井底标高+1250m。主斜井采用直接延深和暗斜井延伸相结合的方式，副斜井采用暗斜井延深方式。回风井不再延深，后期在井田中部ZK1910西南约296m处布置一个立井，作为一水平下组煤及二、三、四水平开采时的专用回风井。主斜井倾角17，至一水平斜长1058m，至二水平斜长1905m，井筒净宽5.0m，净高3.9m，井筒内装备宽1000mm
28、带式输送机及架空乘人器，担负全矿井煤炭提升和人员运送任务，敷设人行台阶和扶手，兼作进风井和安全出口；副斜井倾角17，斜长903m，井筒净宽5.0m，净高3.7m，井筒内铺设30kg/m钢轨，担负矿井辅助提升任务，设人行台阶和扶手，兼作进风井和安全出口；回风立井深度220m，直径5m，净断面积19.6m2，井筒内布置梯子间，担负矿井初期回风任务，兼安全出口。主副斜井到底后，在一水平布置三条石门，揭露各煤组后布置三条上山巷道，上山两侧布置走向长壁工作面。现在学习的是第25页，共50页井口位置及开拓方案比较表井口位置及开拓方案比较表序号比较项目方案一方案二方案三一比二一比三1井口位置井田北部边界外，
29、喀什河南岸，距井田北部边界约250m，南距ZK1901钻孔约819m井田南部边界以北，315省道以西，南距ZK1910孔约1km井田北部边界外，铁木力克村以东，喀什河南岸，距井田北部边界约475m，南距ZK1801孔约810m2高程（m）地面+1505+1525+1650+1675+1442+1455井口151416601446一水平标高1250125012503表土层厚度（m）3428136214工业场地及井筒压煤量（Mt）33.4521.8233.4511.6305移交采区采区个数11100工作面个数222006井巷工程量（m）井筒222332133519-990-1296巷道129011
30、552112901-26200小计151241512418734187341642016420-36136100-1291296 6矿井开拓方案选择实例 现在学习的是第26页，共50页矿井开拓方案选择实例 序号比较项目方案一方案二方案三一比二一比三7建井工期（月）31.339.534.3-8.2-3.08场外道路（km）5.124.63.10.59供电线路（km）24.52.5-2.5-0.510工业场地土方量（万m3）挖方8167-81填方152012-5311可比投资（万元）井巷22414.427764.624335.1-5350.2-1920.7场外道路2342.5571.32056.8
31、1771.2285.7铁路00000供电122.3275.2152.9-152.9-30.6土方914.51554.9769.4-640.6145.1合合计计25793.73016627314.2-4372.5-1520.512运营费用（万元）运输1088.31628.21107.0-539.9-18.7通风380.8471.5380.8-90.70排水421.9669.5273.9-247.6148合合计计1891.02769.21761.7-878.2129.3现在学习的是第27页，共50页矿井开拓方案选择实例 开滦库车中山北部煤矿1、矿井特点可采煤层多；突出矿井；地形较复杂，北高南低，北
32、部为火烧区，烧变岩工程地质条件差；水文地质条件复杂，火烧区有大量积水。2、井位选择选择在井田西南部。3、开拓方式采用立井开拓方式，主、副、风井位于一个场地。现在学习的是第28页，共50页（一）首采区位置的选择首采区位置选择的原则：1、位于勘探控制程度高，地质构造相对简单、煤层赋存条件好的块段。2、尽量靠近井筒及井底车场，减少初期工程量。3、应有足够的高级储量、合理的服务年限，以有利于采区接替和稳定生产。（二）采区布置方式根据煤层倾角大小，可采用盘区或采区布置方式。对于近水平煤层或煤层倾角小于12度的缓倾斜煤层，一般采用盘区布置方式，大巷兼做盘区巷道，此时，要注意回风大巷的风速要按采区回风巷对待
33、，不能超过6m/s。对于12度以上的缓倾斜煤层或倾斜-急倾斜煤层（煤层倾角界于35-55之间），一般采用上下山布置方式。（三）同采采区及工作面个数前述发改委意见规定：推广“一井一面”、“一井两面”生产模式。原则上一个采（盘）区只布置一个采煤工作面生产。中小型矿井同时生产的采煤工作面不得超过2个。大型矿井同时生产的采煤工作面不得超过3个。采区布置现在学习的是第29页，共50页煤矿安全规程第48条：一个采区内同一煤层的一翼最多只能布置1个回采工作面和2个掘进工作面同时作业。一个采区内同一煤层双翼开采或多煤层开采的，该采区只能布置2个回采工作面和4个掘进工作面同时作业。产业结构调整目录（2011年本
34、）（国家发改委第9号令）规定：井下回采工作面超过2个的新建煤矿项目为限制类项目。采区布置现在学习的是第30页，共50页采煤方法及工艺（一）采煤方法选择的原则采煤方法的选择，应根据煤层赋存情况、开采技术条件等因素，经综合比较后确定。采煤方法的选择应遵循以下主要原则：1、应与煤层赋存条件相适应，有利于提高工作面单产；2、有利于发挥采煤设备的效能，实现高产高效；3、有利于改善和提高矿井的安全生产条件，实现安全生产；4、有利于提高资源回收率，减少煤炭损失；5、根据设备的有效使用寿命，采煤工艺和设备主要研究对象是首采区，同时兼顾后期采区。尽可能同类煤层共用一套采煤设备。（二）采煤方法选择应注意的问题1、
35、应对煤层的厚度、稳定性、倾角进行认真分析。要以见煤钻孔的见煤厚度为基础对各个煤层进行归类，厚度相近的煤层归为一类；如果煤层倾角变化较大，也要对其进行分析归类；如果煤层赋存不稳定，厚度变化较大，也可以按厚度将煤层分成不同的区域，按分区选择采煤方法和采煤设备。不加分析的利用地质报告提供的全矿井的煤层厚度选择采煤方法和采煤设备是不合适的。现在学习的是第31页，共50页2、应对煤层的埋藏深度、顶底板岩性、煤层结构（夹矸层数，厚度、岩性）、煤的硬度等进行认真分析。3、应对煤层的瓦斯、自燃倾向性等进行分析。4、要注意规程规范等对某些采煤方法使用的限制性规定。煤矿安全规程第68条第2款，验收规范第3.2.2
36、.7条规定：有下列情形之一的，严禁采用放顶煤开采：1）煤层平均厚度小于4m的；2）采放比大于1：3的；3）采区或工作面回采率达不到矿井设计规范规定的；4）煤层有煤（岩）和瓦斯（二氧化碳）突出危险的；5）坚硬顶板、坚硬顶煤不易冒落，且采取措施后冒放性仍然较差，顶板垮落充填采空区的高度不大于采放高度的；6）矿井水文地质条件复杂，采放后有可能与地表水、老窑积水和强含水层导通的。采煤方法及工艺现在学习的是第32页，共50页（三）采煤工作面三机配套在初设阶段设计院根据煤层厚度、倾角、顶底板条件等对采煤机、可弯曲刮板输送机、液压支架进行初步选型，供建设单位参考。实践中具体的操作方法是在订货前，由某个生产厂
37、家（一般是液压支架生产厂家）牵头，会同采煤机和刮板机生产厂家对工作面三机进行详细的配套设计（空间尺寸的配套、生 产能力的配套）。1、采煤机选型：采煤机选型要解决两个问题，一是采煤机的采高，二是装机功率。确定采煤机的采高，应当对首采区煤层的钻孔见煤厚度进行认真的统计分析，选用的采煤机的采高应能适应设计的最大和最小采高。采煤机装机功率的计算，各院的方法不尽相同。我院的计算方法如下：（1）根据工作面应具有的生产能力，计算采煤机应具有的生产能力，公式为：Qh=Qyf/D（NM）tK 式中 Qh工作面设备所需最小生产能力，t/h；Qy要求的工作面年产量，Mt/a；D年生产天数，330d；f能力富裕系数，
38、一般取1.2；N日作业班数，4班；M每日检修班数，1班；t每班工作时数，6h；K开机率。采煤方法及工艺现在学习的是第33页，共50页（2）计算采煤机牵引速度采煤机平均截割牵引速度：Vc=Qh/（60BHC）式中：Vc采煤机平均截割牵引速度，m/min；Qh采煤机应具有的生产能力，t/h；B截深，m；H平均采高，m；煤的视密度，t/m3；C工作面回采率；采煤机最大牵引速度：Vmax=KCVC式中：KC采煤机割煤不均匀系数，一般取KC=2。（3）计算采煤机装机功率 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。公式：P=Kb QHw 式中：P
39、装机功率，kW；Kb备用系数，取Kb=1.2；Q采煤机生产率；Hw比能耗，一般取0.8。采煤方法及工艺现在学习的是第34页，共50页根据以上计算初选采煤机时，要考虑煤层硬度、夹矸等影响，适当加大采煤机功率。2、刮板机选型一般按经验选。工作面刮板输送机的输送能力一般取采煤机生产能力的1.2倍，以保证采煤机采落的煤能被全部运出。3、液压支架选型（1）液压支架的选型设计应遵循的原则架型与顶板条件相适应；支护强度与工作面矿压相适应；支架结构与煤层结构相适应，便于人员的行走与作业；支架过风断面与通风要求相适应；支架与采煤机、刮板输送机等设备相配套。（2）选型计算没有统一的计算方法。有的只计算支架的结构高
40、度和支护强度，有的多一些。我院一般计算以下参数：支架结构高度、支护强度、支护阻力、初撑力、支架中心距。1）支架型式选择根据顶板岩性确定，一般选用两柱掩护式液压支架。采煤方法及工艺现在学习的是第35页，共50页 2）支架结构高度：Hmax=Mmax+0.2，Hmin=Mmin-0.2 式中：Hmax、Hmin分别为支架的最大和最小结构高度，m Mmax、Mmin分别为设计的最大和最小采高 3）支架支护强度的确定 采用目前较通用的岩石密度法计算：q=9.8KdM/(Kp-1)式中：q支架支护强度，MPa Kd为基本顶失稳时的动载系数，一般Kd=1.11.8 M采高，m 顶板岩石容重，t/m3 Kp
41、为冒落矸石碎胀系数，一般取1.2 4）支架工作阻力的确定 采用岩重法确定。根据经验资料，一般情况下，支架承受的荷载可取一定倍数的采高的岩石柱重量，以中等稳定的岩石为界，低者可取68倍，高者可取911倍。采煤方法及工艺现在学习的是第36页，共50页采煤方法及工艺计算公式为：P=（6-11）9.8SM式中：P支架承受的载荷，kNS支架支护面积，m2顶板岩石容重，t/m3M采高5）支架初撑力支架初撑力的大小由立柱的缸径、数量和泵站压力所决定。为使支架的阻力特性处于最佳工作状态，应使初撑力与工作阻力有一个合理的配比关系。提高支架初撑力，可使支架很快达到工作阻力，从而减少顶板下沉。支架的初撑力一般控制在
42、工作阻力的7085%。6）支架中心距的确定一般薄-中厚煤层液压支架中心距采用1.5m，大采高液压支架，考虑到支架的稳定性，确定支架中心距一般采用1.75m。根据以上计算确定的支架参数，初选液压支架。现在学习的是第37页，共50页（四）回采工作面参数 应根据地质构造、煤层赋存与开采技术条件、采煤方法及工艺、技术装备等因素，综合分析确定：1、综采长壁工作面长度，不宜小于150m；开采条件适宜的，宜大于200 m。2、工作面推进长度宜使工作面具有1年以上生产时间。工作面长度一般按经验，参考同类型矿井选取，大型矿井工作面长度一般200-300m，神东矿区个别矿井工作面长度甚至达到350-360m，榆家
43、梁煤矿中厚煤层工作面长360m，昌沟煤矿综采大采高工作面的长度为350m。工作面长度也可按下式进行计算，做为参考。L=K1Qr/(nHBC(1+K2)式中：L工作面长度；K1生产不均衡系数，一般取1.2；Qr工作面日产量，t/d；H平均采高，m；n日循环数；B循环进尺；煤的容重，t/m3；C工作面回采率，%；K2混矸率，一般取3%；工作面年推进度按式计算：L=d*n*s*k式中：L工作面年推进度，m/a；d年工作天数；n采煤机每天进刀数；s采煤机每刀截深；k正常循环率：0.8-0.9。采煤方法及工艺现在学习的是第38页，共50页（五）采煤方法选择实例：宝地三矿采煤方法选择首先按煤层厚度、倾角对
44、煤层进行分类、分区，再按分类、分区选择采煤方法。宝地三矿采煤方法选择结果表倾角小于35倾角3560倾角大于60煤层编号：C13-1 C13、C12-1、C12、C11-1、C11、C10、C8-1、C8、C7-1、C6-1、C6、C5-1煤厚小于5m二采区的C13-1、C13煤层，三采区的C12-1、C12、C11-1、C11煤层，七、八采区的C10、C8-1、C8煤层，八、九采区的C7-1、C6-1、C6、C5-1煤层。一采区和六采区的C13-1、C13、C12-1煤层，以及下组煤七、九采区的C10、C8-1、C8、C7-1、C6-1、C6、C5-1煤层四采区、五采区的C10、C8-1、C8
45、、C7-1、C6-1、C6、C5-1煤层综采采煤方法大倾角综采采煤法。小阶段液压支架放顶煤采煤法（俗称巷放）煤层编号：C9、C7、C5、C4、C3煤厚5-10.25m八采区的C9、C7煤层；九采区的C5、C4、C3煤层五、七、九采区的C9、C7、C5、C4、C3煤层四采区的C9、C7、C5、C3煤层和C4煤层综合机械化放顶煤采煤法大倾角走向长壁综合机械化放顶煤采煤法。小阶段液压支架放顶煤采煤法采煤方法及工艺现在学习的是第39页，共50页井下运输（一）煤炭运输一般均采用带式输送机运输。（二）辅助运输应根据井下辅助运输巷道的布置确定井下辅助运输方式，并应符合煤矿井下辅助运输设计规范GB50533-
46、2009的规定。意见规定：井下运煤系统推广带式输送机连续运输，有条件的矿井优先采用无轨胶轮车辅助运输。不具备无轨胶轮车运输条件的采煤工作面顺槽，辅助运输应优先选用无极绳牵引车或单轨吊运输。斜巷运人优先选用架空乘人装置，加速淘汰调度绞车运输。现在学习的是第40页，共50页矿井通风（一）矿井通风方式选择应注意两点：1、要在确定开拓方式的同时，结合矿井瓦斯等级、煤的自燃倾向性以及有关规程规范的规定等确定矿井的通风方式。2、要注意有关规程规范对特殊开采条件矿井通风方式的规定。（1）验收规范第3.3.1规定，有煤与斯突出危险的矿井、高瓦斯矿井、煤层易自燃的矿井及有热害的矿井，应采取分区式或对角式通风。（
47、2）前述意见规定：高瓦斯及煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井，煤层容易自燃及热害严重的矿井，应优先选用分区式或对角式通风方式。（3）煤矿建设安全规范第6.2.11.12规定：主、副（风）井贯通后，应尽快改装通风设备，安装建井风机或地面主要通风机，实现全风压通风。瓦斯矿井施工二期工程，建井风机可根据实际情况安装在井下，但必须制定安全措施，实现全风压通风，确保通风安全。高瓦斯、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井不得将建井风机安装在井下，且在进入二期工程前，必须形成地面风机供风的全风压通风系统。矿井进入三期工程前，地面主要通风机必须投入使用并保持正常运行，实现全风压通风。现在学习的是第41页，共50
48、页 有些情况下，由于受井田范围、开拓方案等限制，矿井通风方式可能不能完全满足验收规范规定的分区式或对角式通风，个人认为，这种情况下至少应将主要进风井和回风井放在不同的场地内，采用分列式通风方式。例如：当采用主斜副立的综合开拓方式时，如果矿井为煤与斯突出危险的矿井、高瓦斯矿井或者是煤层易自燃的矿井，按验收规范的规定，矿井应采用分区式或对角式通风方式。同时，为了满足矿井建设安全规范规定的井筒到底后尽快贯通，二期工程开工前形成全风压通风；进入三期工程前，地面主要通风机投入使用并保持正常运行，实现全风压通风的要求，因而风井井底必须靠近主井井底，以便主斜井和风井贯通。这种情况下，就不是严格意义上的分区式
49、或对角式通风。（二）风量计算按规程规定的方法计算：1、按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3。2、按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算。注意：准备工作面需配风，其配风量按生产工作面风量一半计算。矿井通风现在学习的是第42页，共50页（三）规程、规范对矿井通风阻力的规定（1）规范规定：矿井通风容易时期负压一般不超过2940Pa,，后期不宜超过3920Pa。（2）煤矿井工开采通风技术条件对通风阻力规定矿井通风通风阻力要求矿井通风系统风量(m3/min)系统的通风阻力(Pa)3000（50m3/s）15003000-5000(50-83 m3/s)20005
50、000-10000(83-167 m3/s)250010000-20000(167-333 m3/s)294020000(333 m3/s)3920现在学习的是第43页，共50页矿井通风（三）矿井通风方式选择实例1、宝地三矿矿井为高瓦斯矿井，各煤层均为容易自燃和自燃煤层，初期通风方式为中央分列式。主、副斜井位于井田北部边界附近，初期回风井位于井田中部。2、开滦库车北山中部煤矿为突出矿井，初期采用中央并列式通风方式，主、副、风井均位于井田西南部。现在学习的是第44页，共50页（一）图纸数量要求不同设计阶段，对图纸数量的要求不同。1、可研阶段，采矿专业主要设计图纸有6张：1）井田开拓方式（推荐方案