采矿毕业设计-X矿业公司北平硐矿井34采区设计说明书.doc

XX大学毕业设计

X矿业公司北平硐矿井34采区设计说明书

设计人：XXX
指导老师：XXX
完成日期：XXXX.X.X

目录
目录 - 1 -
第一章、矿井概况 - 1 -
第一节、矿井基本概况 - 1 -
第二节、矿井地质概况 - 3 -
第三节、水文地质概况 - 6 -
第二章、采区地质情况 - 8 -
第一节、采区概况 - 8 -
第二节、采区地质情况 - 8 -
第三章、采区储量与生产能力 - 12 -
第一节、采区储量 - 12 -
第二节、采区生产能力及服务年限 - 13 -
第四章、采区方案设计 - 16 -
第一节、采煤方法选择 - 16 -
第二节、采区巷道布置 - 16 -
第三节、区段划分 - 19 -
第四节、开采顺序 - 21 -
第五章、回采工艺与技术管理 - 22 -
第一节、回采工艺 - 22 -
第二节、回采工作面技术管理 - 23 -
第三节、回采工作面技术经济指标 - 26 -
第六章、采区生产系统 - 28 -
第一节、采区运输系统 - 28 -
第二节、采区排水系统 - 28 -
第三节、采区通风 - 29 -
第四节、采区供电 - 33 -
第七章、采区车场与硐室 - 34 -
第一节、采区车场 - 34 -
第二节、采区硐室 - 37 -
第八章、安全技术措施 - 39 -
第一节、瓦斯防治 - 39 -
第二节、水害防治 - 40 -
第三节、粉尘防治措施 - 40 -
第四节、顶板灾害防治措施 - 41 -
第五节、电气事故防治 - 42 -
第九章、采区施工准备与采掘交替计划 - 44 -
后记 - 46 -
参考文献 - 47 -

第一章、矿井概况
第一节、矿井基本概况
北平硐煤矿隶属于湖南省煤业集团宝源矿业有限公司，系原资兴矿业集团宝源煤矿2004年经破产改制后重组的国有控股企业。北平硐矿井于1956年开工兴建，1959年投产，设计生产能力30万吨/年，2006年以后核定生产能力为23万吨/年。
一、地理位置
宝源矿业公司北平硐煤矿位于湖南省资兴市三都东约2.6km，距资兴市区8Km，距郴州市46Km。行政地域隶属资兴市三都镇管辖。
矿山地理坐标为东经113°15′59″---113°17′43″，北纬26°00′19″---26°02′03″。矿井范围位于资兴三都矿区中北部，南以葆梨断层为界，与南平硐煤矿、周源山煤矿相邻；北至同日垄垅河，与宇字煤矿相邻；东至煤层露头；西至三都平野大断层，浅部有三都镇煤矿、石拱村煤矿等。井田沿走向长3.4公里，斜宽2.4公里，面积7.0322平方公里。
矿区内交通发达。有京广铁路许（家洞）三（都）支线通到井田内；有矿区公路2.6公里与省道S213线联接，距资郴高等级公路8Km，距京珠高速公路30Km，公路四通八达。如插图1-1（交通位置图）所示。
耒阳
塘门口镇
复和
碧塘
永兴
资兴市
郴州市
路
高
珠
铁
速
京
宜章
东
江
湖
京
广
湘阴渡镇
太平
五里牌
廖王坪
岗脚
高亭
油市镇
黄泥
鲤鱼塘镇
千冲
波水
蓼江镇
团结瑶族乡
上洞
碑记
石头园
石坪
三都镇
何家山
兴宁镇
山背
仁里
东江镇
鲤鱼江镇
侨口镇
龙溪
塘溪
白露塘
黄草镇
清江
大奎上
坳上
石盖塘
安和
1806
荷叶塘
107
1813
1813
煤 矿 矿 山 交 通 位 置 图 （1：520000）
北平硐矿
南平硐井
周源山矿
唐洞矿
宇字煤矿
1833

插图1-1（交通位置图）
二、矿井主要开拓系统简介
北平硐矿井为平硐+斜井混合方式开拓，井口坐标：X=2879426，Y=38429106，z=+191.09m,矿井内采用多水平分区式的布置方式，+193、-200、-375大巷及井底车场，与南风井，北风井构成两翼对角式通风系统。矿井开采分为四个水平5个阶段开采，即+193水平，±0水平、-200水平、-375水平（分上下山开采），现生产水平为-200、-375水平。
三、主要生产系统
北平硐矿井按《煤矿安全规程》定期对主提升系统进行了设备技术性能测试，各种安全保护装置设施有效，记录完整，有效地保证了提升设备的正常运转和矿井的安全生产。
北平硐井口及工业广场有完整防排水系统，防排水设施完善，北平硐矿井采用二级排水，+193m水平以上矿井水自流出井，±0水平和-200水平均建有中央泵房，分别经244绞车道和副井排出地表，经沉淀池沉淀后排入宝源河，-200m水平以下由-375m中央泵房先排至-200m中央泵房，再从-200m泵房排至地表。矿井最大涌水量为1446.6m3/h，最大排水能力为3270m3/h。矿井排水能力能在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量，工作、备用及检修泵符合规程要求，保障了设备的完好率。
北平硐矿井采用对角式机械抽出式通风，分南、北风井抽风，南风井安装两台BDK-65C-№17弯掠组合正交型隔爆对旋轴流式风机，电机功率90KW，一台运行，一台备用。北风井安装两台4-72-20B离心式抽风机， 电机功率185KW， 一台运行， 一台备用。
矿井总进风量3360m3/min，总排风量3630m3/min,其中南风井排风2436m3/min，负压2300Pa，北风井排风1203m3/min，负压2250Pa,矿井等积孔南风井1.45m2,北风井0.58m2。
北平硐矿井风量能满足生产的需要，有完整的防尘、消尘管路系统，有专职的安检员定期测风测尘，建立了完善的安全监控系统，健全了各项管理制度，各种台帐报表齐全、完整，管理制度执行情况良好。
公司供电系统采用10KV双回路，井下6KV供电，主变三台（S9-6300一台，SIED114.1-3150二台）北平硐有三根高压电缆通往井下，主、副井、各水平都采用双回路环形供电，抽风机、压风机、机厂采用双回路供电。

第二节、矿井地质概况
一、地层
井田内出露的地层，由老到新有：石炭系下统石磴子组；三叠系上统出炭垄组、杨梅垄组、唐垄组；侏罗系下统茅仙岭组、中统石鼓组；第四系。根据当年井巷工程揭露，本次检测对地层的认识与原资源储量核实报告和第一次储量检测的认识基本一致。现分述如下：
①石炭系下统石磴子组（CIS）:灰--深灰色灰岩，裂隙发育，充填次生方解石脉，厚度不祥。分布于井田东部、东南部和三都平野断层以西一带，其地表大部为第四系所覆盖。
②三叠系上统出炭垄组（T3Ch）：以角度不整合覆盖在早石炭系地层之上，由砂砾岩、粗一细粒砂岩、砂质页岩、炭质页岩和煤组成；含九煤、十煤、十一煤三个煤层, 其中九煤、十煤不可采,十一煤为局部可采煤层，由于灰份含量变化大，煤质差，属尚难利用的储量。最大厚度262.84米，最小厚度27.51米，平均170.02米。
③三叠系上统杨梅垄组（T3y）：呈假整合覆盖于出炭垄组之上，是本井田内的主要含煤组。主要由浅灰色粗、中、细砂岩、砂质页岩、黑色页岩和煤组成，含一、二、付三、三、四、五、六等七个煤层，其中付三煤和四煤为主采煤层，一煤、二煤、五煤、六煤层为局部可采煤层；三煤由于结构复杂，灰分过高，钻孔见煤厚度变化较大，故不作为主要开采煤层。该组最大厚度137米，最小厚度76米，平均106米。
④侏罗系下统唐垄组（J1t）:与杨梅垄组为假整合接触。主要由长石英砂岩、薄层细砂岩与粉砂岩互层、灰色粉砂岩、深灰色砂质岩及页岩组成，分布于矿井西南边沿与东北边沿。厚度变化由38.17-108.87米，平均76.26米。
⑤侏罗系下统茅仙岭组（J1m）：与唐垄组为角度不整合接触。以中、细粒砂岩为主，夹粉砂岩。由于本组地层在井田内大面积出露，其上部地层遭受风化剥蚀，一般保留不全，厚约450米左右。
⑥侏罗中统系石鼓组（J2sh）：与茅仙岭组为连续沉积。由于大部分遭受剥蚀，故沉积厚度不详。以灰色、黑色、灰绿色、紫红色粉砂岩与砂质泥岩为主，夹灰白---灰色细砂岩。
⑦第四系（Q）：广泛覆盖地表，主要为黄色腐植土、黄色砂质土、亚粘土、卵石等，厚0-21.5米。
二、构造
三都平野断层是井田的主干构造。断层按走向分为两组。一组属北东向逆断层；有三都平野断层、西大断层；另一组属北西西向正断层：有葆梨断层、宝二断层。区内构造分述如下：
1、褶皱
①、北平硐向斜：为井田深部的次一级褶曲，西翼被三都平野和西大断裂切割，靠近向斜轴部保存甚窄。轴面向北西倾，倾角72°-75°，向斜轴呈北东-南西延伸，长3公里左右，脊线向南西倾伏，倾伏角约7°。东翼地层倾角较缓，一般12°-30°，西翼地层倾角较陡，约45°。
②、将军寨向、背斜：由同日垄河沟内木垄向南西方向延伸至将军寨。地表出露于茅仙岭地层中，大部分被表土覆盖。在同日垄河沟内木垄至将军寨有地质点控制。向斜东翼地层倾角13°-20°，西翼地层倾角平均25°左右，背斜西翼地层倾角22°左右。向、背斜轴大致平行，间距60-150米，轴面向西倾，倾角76°-80°，为一斜歪褶皱构造。
2、断层：
①、三都平野断层：构成井田西部的自然边界，走向北东，倾向北西，为走向逆断层。垂直断距300-800米，倾角41°-57°。断层上盘为石炭系下统石磴子组、测水组，下盘为侏罗系下统茅仙岭组。
由于该断层上盘石灰岩裂隙水与岩溶水丰富，对断层下盘采煤影响十分严重。
②、西大断层：走向北北东，倾向北西西，倾角55°-57°，为走向逆断层，垂直断距150米左右。在黄仙坪附近与三都平野断层呈“入”字型斜交。
③、葆梨断层：为横向正断层，走向北西，倾向南西，倾角75°-64°，垂直断90米，构成本井田与南平硐、周源山井田的自然边界。
该断层与宝源河斜交，钻孔穿过断层破碎带时有涌水、漏水现象，从垂直、水平方向对采煤均有威胁，采煤时应留设足够保安煤柱防止涌水。
④、葆四断层：为横向正断层，走向北西，倾向南西，倾角60°-70°。断层在地表末出露，在北斜井往下20米处见到，一直向下延伸至-230米消失，断距0.5-2米，对煤层开采有影响，但影响不大，主要是使煤层顶、底板岩层产生破碎，在开采时易发生冒顶。
⑤、葆五断层：为横向正断层，走向北西，倾向南西224°-240°，倾角70°-75°。垂直断距40米，深部减小至消失。断层横穿工农水库，并且，断层破碎带中有涌水、漏水现象，与宝源河斜交，对采煤影响较大。
综上所述，矿井内构造总体属中等偏简单类型。
3、含煤层煤层特征
矿井内杨梅垄组中含一、二、三、付三、四、五、六等七个煤层，其中付三煤层和四煤层为主要可采煤层，一煤、二煤、五煤、六煤为局部可采煤层，三煤层结构复杂，灰分过高，钻孔内的厚度变化大，故不做为主要开采煤层。

第三节、水文地质概况
矿井地表系山地，为低山地貌区，地形多为高山峻岭，矿井所在区域冬春多雨，阴冷潮湿，夏秋干旱，酷热干燥，属亚热带季风性湿润气候区，气候变化大。气温以7-9月份炎热，平均气温28-30度，年平均气温17-18度，年降雨量899-2043毫米左右，多年平均降雨量1346.3毫米左右，降雨量集中于3-5月份，平均年蒸发量为1324.5毫米。
三都矿区北平硐井田南北边界处分别有宝源河、同日垅河流过，雨季流量较大，旱季流量较小。
井田内分布有7个含水层，其主要特征由新到老分述如下：
①第一含水层：茅仙岭组中粒砂岩，岩性均一，硅质胶结，孔隙与节理较发育，导水性好，单位涌水量为0.02-0.021公升/秒、米。最大厚度654米，最小厚度154米，平均422米，井田范围大面积暴露地表，补给条件良好，为煤层顶部主要的含水层。
②第二含水层：唐垄组顶部中——细粒砂岩，硅质胶结，为裂隙水，补给 条件不好，最大厚度37.36米，最小厚度1.29米，平均厚度8.93米，对开采影响不大。
③第三含水层：唐垄组底部粗砂岩（上标志层），硅质胶结，间夹砂质泥岩。最大厚度49.27米，最小厚度0.56米，平均15.32米，对开采影响较大。
④第四含水层：为三到四煤中间的细砂岩，硅质胶结，裂隙不发育，巷道穿过此层有淋水现象。最大厚度9.25米，最小厚度0，平均2.64米，对开采影响不甚大。
⑤第五含水层：杨梅垄组底部粗砂岩（下标志层）：局部含燧石砾，硅质胶结，为裂隙水，最大厚度28.93米，最小厚度1.85米，平均14.95米。
⑥第六含水层：出炭垄组十一煤顶部砂砾岩组，以细砂岩，粗砂岩，砾岩和砂质泥岩组成，砂砾中含燧石，硅质胶结，裂隙水比较发育，对开采十一煤层影响大。
⑦第七含水层：石磴子灰岩，岩溶较发育，不均一，一般分布在地形低洼处，富水性较差，水不量丰富。
以上含水层，对开采影响较大的是唐垄组底部粗砂岩。
矿井内三都平野断层和宝梨断层对采区煤层开采均具有较大水患威胁。宝梨断层为张扭性正断层，其上与宝源河斜交，钻孔穿过破碎带时有涌、漏水现象，断层含水与地表水、宝源河水在垂直、水平方向上均有联系，为透水的断裂带。
三都平野断层为走向逆断层，据钻孔揭露，层断上盘为石炭子下统，石磴子组、上盘为三叠系上统出炭垄组，上盘石灰岩裂隙与岩溶水发育，钻孔穿过破碎带时没有涌水、漏水现象。但据矿井内开采情况证明，对开采该断层下盘煤层危害极大。三都矿区还没有矿井采至三都平野断层，对断层情况不完全了解，可能断层导水性强，对矿井、采掘会带来很大的危害。
井田煤层露头附近老窿，开采历史悠久、小煤窑星罗棋布，存在严重的超深越界现象，井田隔水煤柱被严重破坏，大气降水长期渗入采空区和废弃老窿是本矿井充水的隐患之一。
本区地质构造复杂程度中等，煤层上下含水层富水性弱，主要含煤段中的含水层间无密切水力联系，断层的富水性和导水性较差，但宝梨断层导水性较强，地表水体对矿井开采影响不大，大气降水和老窑水是各含水层的主要补给来源。
坑道涌水量根据2008年统计资料，结合2007年“圣帕”洪灾水文资料，最大涌水量1446.6m3/h，一般在254.9-621.5m3/h，平均330.1m3/h。
矿井充水因素主要是大气降水和老窑水，矿井水文地质条件属中等类型。

第二章、采区地质情况
第一节、采区概况
一 、采区位置、范围、四邻关系
北平硐34采区位于井田北翼、上临-200m水平24采区，下与-375m水平44采区相接,南为32采区相邻,北于宇字煤矿井界相邻、采区走向长1300m、倾向长为510m、含煤真面积约1.402km2 。
二、井上下对照关系
采区对应地表东半部为高山、西半部为丘陵、农田和零星建筑，对应地表标高为+138m—+226m,井下标高为-140m—-370m。地表水系不甚发育,仅北部边界有同日垄河。
三、相邻采区地质情况和生产状况
34采区南面的32采区现正在开采四煤，32采区四煤走向N7°—N35°。倾向西北，倾角0°—57°不等，三煤和五煤局部可采， 但因煤层薄和煤质等问题尚未开采。32采区地质构造复杂；断层、褶皱相当发育，断层、褶皱的分布及其发育特征呈现出一定的规律性。南翼以断层为主、多为正断层，采区北翼以次级褶皱为主，方向呈北东向，轴长在300—500m之间。波长幅一般不大，但长度比较大，均为现状褶皱、轴面多直立、两翼多对称，褶曲枢纽均向北东向倾伏。
34采区东面（采区的倾向上部）24采区以接近开采尾声。24采区煤层走向N0°—N26°，倾向西北、倾角0°—30°不等。三煤和五煤也因煤薄及质劣未进行开采 。24采区地质构造简单，断层、褶皱、煤层分叉均发育。断层多呈倾向南东的正断层。采区下部次级褶皱发育，轴线方向呈北东方向，轴长200m左右，均为线状褶皱，轴面直立，两翼基本对称。24采区水文地质条件复杂，主要水源为宇字矿周边小窑矿井水。

第二节、采区地质情况
一、煤层特征
区内钻孔见煤七层，其中付三煤为半亮型、结构单一、呈块状、属于焦煤，为低硫、中磷、中灰分，其特征与四煤相差不大。煤厚1-1.42m，平均厚度为1.10m，属于薄煤层。是本区的一个主采煤层。
四煤特征为：半亮型、结构单一，呈块状、属焦煤，为低硫、中磷、低灰分、高热值优质煤，可作炼焦用煤。煤厚0.34—1.72m，平均1.16m属薄煤层。可采指数0.95，变异系数40％,属较稳定煤层,是本区内的另一主采煤层。
顶底板岩性：
付三煤层顶板：直接顶为灰色至黑色砂质泥岩，含有植物化石，抗压性能一般，其厚度为0-12.1/3.96m。
付三煤层底版：为深灰至黑色砂质泥岩，其厚度为0-12.8/6.01m。
四煤层顶板：直接顶为灰黑至黑色砂质泥岩局部为粉砂岩、泥岩或麻黑色石英细—中粒砂岩。砂质泥岩中含铁质结核和植物化石叶片，抗压性能一般，放顶易垮落，其厚0-12.8/6.01m。
四煤底版：为黑色泥岩，含植物化石。其厚0.32—1.64/1.0m。
煤层特征表
煤层名称
厚度
最小-最大/平均
容重t/m³
角度°
层间距m
顶板性质
伪顶
直接顶
基本顶
岩性
厚度
岩性
厚度
岩性
厚度
付三煤
1-1.42/1.10
1.4
20

6
\
\
砂质泥岩
3.96m
石英砂岩
4.17m
四煤
0.34-1.72/1.16
1.4
20
\
\
砂质泥岩
6.01m
\
\

二、煤层开采条件
（一）、瓦斯与煤尘
北平硐为低沼气，高二氧化炭矿井。其瓦斯相对涌出量为1.566m3/T，绝对涌出量为8.8m3/min，煤尘爆炸指数为22.12％，具有爆炸危险性无煤尘自燃发火现象。
（二）、水文地质条件：
1、第一含水层：茅仙岭组中粒砂岩，岩性均一，硅质胶结，孔隙与节理较发育，导水性好，单位涌水量0.02—0.021公升/秒.米，最大厚度320.9m，最小厚度12.36m，平均169.668m，该含水层大面积暴露地表，补给条件良好，由于距四煤较远，对井下开采无直接影响。
2、第二含水层：唐垄组顶部中—细粒砂岩，硅质胶结，为裂隙水，补给条件不好，最大厚度53.55m，最小厚度1.45m，平均厚度13.197m，对开采影响不大。
3、第三含水层：唐垄组底部粗砂岩（上标志层），硅质胶结，间夹砂质泥岩。为裂隙水，有漏、涌水现象，最大厚度62.56m，最小厚度6.55m，平均26.95m，对开采影响较大。
4、第四含水层：为三到四煤中间的细砂岩、硅质胶结，裂隙不发育，巷道穿过此层有淋水现象。最大厚度20m，最小厚度0m，平均7.78m，对开采影响不大。
5、第五含水层：杨梅垄组底部粗砂岩（下标志层）。局部含燧石，硅质胶结，为裂隙水。最大厚度23.5m，最小厚度0.49m，平均12.06m，对开采九煤、十煤影响较大。
6、第六含水层：出炭垄组十一煤顶部以细砂岩、粗砂岩和砂质泥岩组成。砂岩中含燧石，硅质胶结，为裂隙水。比较发育，最大厚度61.5m，最小厚度0m，平均33.9m，对开采十一煤影响较大。
7、第七含水层：石磴子灰岩。厚度不祥，岩溶发育，不均一，一般分布在地形低洼处，浅部30m以上岩溶极为发育，洞宽大者达6—7m左右，一般0.5—1.5m，30-70m岩溶发育，洞宽一般0.2—0.5m，部分为溶蚀裂隙，70—110m溶洞只在局部地段发育，110m以下岩石完整岩溶极少出现，单位涌水量0.144—0.59公升/秒.米，对三都平野断层附近煤的开采有较大威协。
二、 采区内地质构造情况及其对开采的影响
由于北平硐向斜、三都平野大断层、将军寨向、背斜和西大断层的存在，34采区煤层产状变化较大。
将军寨向、背斜轴大致平行，间距60—150m，煤层倾角0°-18°/15°，煤层走向0°—20轴面向西斜，倾角76°—80°。将军寨向斜东翼煤°，倾向北西，向斜西翼煤层倾角0°—22°/20°，煤层走向0°—20°，倾向北东，将军寨背斜东翼煤层倾角0°—22°，走向0°—20°。
北平硐向斜西翼被三都平野断层和西大断层切割，靠近向斜轴部保存较窄，倾角72°—75°，向斜轴呈北东—南西向延伸。向斜东翼倾角0°—28°/25°，走向0°—20°，倾向北西，两翼倾角0°—54°/39°，走向0°—20°倾向北东。
三都平野断层构成井田西翼的自然边界，走向北东，倾向北西，垂直断距300—800m，倾角41—57°。
西大断层，走向北东，倾向北西，倾角55—57°，垂直断距150m左右，在13b勘探线以北附近于三都平野断层呈“入”型斜交。

第三章、采区储量与生产能力
第一节、采区储量
采区储量是指在采区范围内，通过地质勘查手段查明的符合国家煤炭储量计算标准的全部储量。
采区内付三煤平均厚度为1.10m，四煤的平均厚度为1.16m，定付三煤、四煤最低开采厚度均为0.5m。付三煤和四煤均为薄煤层，确定采出率为85%，付三煤煤的容重为r=1.4t/m³，四煤的容重r=1.4t/m³。最高灰分为13.74%。根据公司地质资料中的《宝源煤业公司北平硐井田34采区地质说明书》中四煤储量估算表对其储量的估算结果为：34采区四煤总工业储量105.38万吨。则依据四煤已估算的工业储量估算出付三煤的工业储量为108万吨。
付三煤、四煤储量估算表
煤层编号
块段编号
平面积
（㎡）
倾角
（度）
真面积
（㎡）
厚度
（m）
容重
（t/m³）
工业储量
采出率
（%）
备注
四煤
1-B
84024
27
94302
1.20
1.4
15.84
85

2-B
323322
24
353920
1.00
1.4
49.55
85

3-C
21501
19
22740
1.08
1.4
3.44
85

4-C
20262
37
92935
1.08
1.4
9.52
85

5-C
49669
40
34877
1.08
1.4
9.81

平野断层煤柱
6-C
71210
46
102511
1.20
1.4
17.22

合计
599988

701285

105.38

付三煤
1-B
84024
27
94302
1.10
1.4
14.52
85

2-B
323322
24
353920
1.00
1.4
49.55
85

3-C
21501
19
22740
1.01
1.4
3.21
85

4-C
20262
37
92935
1.00
1.4
13.01
85

5-C
49669
40
34877
1.28
1.4
6.24

平野断层煤柱
6-C
71210
46
102511
1.22
1.4
17.50

合计
599988

701285

104.03

三四采区总储量估算表
序号
煤层面积㎡
煤层生产量t/㎡
工业储量wt
保安煤柱损失
回采率%
可采储量wt
备注
付三煤
701285
1.48
104.03
23.74
85
68.24

四煤
701285
1.50
105.38
27.03
85
66.59

即付三煤与四煤的工业储量之和为34采区的总工业储量，209.41万吨，可采储量为134.83万吨。

第二节、采区生产能力及服务年限
一、采区生产能力
采区生产能力是采区内回采与掘进出煤量的总和，也是各辅助生产环节综合平衡的结果。采区生产能力要根据采区自然条件与生产技术水平综合分析后确定。
采区生产能力按采区内可同时生产的工作面数量及其单产来确定：
A=∑A。·k·k。（万t/a） 式中：
A—采区的生产能力；
∑A。—各个回采工作面生产能力之和（万t/a）；
k—掘进出煤系数（长臂式为1.05-1.20）；
k。—工作面产量不均衡系数（两个工作面同时生产时取0.95，三个工作面同时生产时取0.9）。
一个采煤工作面的产量：
A。=L·V。·ρ·m·C。（万t/a） 式中：
L—采煤工作面长度（m）；
V。—工作面推进度（m/a）；
ρ—煤的体积密度（t/m³）；
m—煤层厚度或采高（m）；
C。—采煤工作面采出率（薄煤层不低于97%，中厚煤层不低于95%，厚煤层不低于93%）。
工作面推进度：
V。=N·n·l·ρ
N—年工作日数（一般按300—330天计算）；
n—日循环数目（个）；
l—循环进度（m）；
ρ—正规循环率（70%-100%，一般不应低于80%）。
双翼采区同时生产工作面个数：
近距离煤层群联合布置采区：2-3个。依据本矿井采区的实际情况和生产条件，确定34采区同时生产工作面个数为2个。
确定采区生产能力需尽量实现集中生产，生产系统健全完善，且符合《煤矿安全规程》的规定和要求。各个工作面产量之和要不小于采区设计能力，但也不能超过采区设计能力的10%。
根据以上陈述的公式以及各要求，以下为34采区生产能力的具体计算：
34采区同时生产的工作面数量为2个，采用“三八”工作制度，每日三班，每班八个小时。
工作面推进度V。：
V。=N·n·l·ρ=300×1×1.2×80%=288m
付三煤采煤工作面的产量：
A。付三=L·V。·ρ·m·C。=100×288×1.4×1.10×97%=43021t
四煤采煤工作面的产量：
A。四=L·V。·ρ·m·C。=100×288×1.4×1.16×97%=45368t
采区年产量：
A=∑A。·k·k。=（A。付三+ A。四）×1.10×0.95=9.2万t/a
二、采区服务年限
采区服务年限按储量、生产能力、年限三者关系式确定：
T=Zk/Ak（年）
采区服务年限等于采区中煤的可采储量除以年生产能力。则：
T=134.83÷（9.2×1.3）=11.2（年）
三、采区生产能力（AB）验算
初步确定的采区生产能力，在完成采区巷道布置以及生产系统设计后，通过采区的运输能力和通风能力进行验算。
1、采区下山运输能力验算
A≤（AnTη。／K）×330
An—设备生产能力（t/h）；
T—日出煤（运输）时间（h）；
η。—运输设备正常工作系数，取0.7-0.9；
K—产量不均衡系数1.2-1.3。
《规范》规定：每班净运输时间，采煤工作面与区段巷用运输机是5小时；轨道运输为5.5小时。
A≤（AnTη。／1.2）×330=（45×10×0.9/1.2）×330=111375t
2、通风能力验算
A≤300×24×60×VS/CC1
V—巷道最大允许风速（m/s）；
S—巷道净断面积（㎡）；
C—生产1t煤需要的风量（m³/min·t）；
C1—风量备用系数。
注：当相对瓦斯涌出量q＜10m³/t的时候，C取1-1.25m³/min·t，在相对瓦斯涌出量q＞10m³/t的时候，C≥1.5m³/min·t。
A≤（300×24×60×VS）/（CC1）=300×24×60×8×6/（1.2×1.2）=14400000t
根据以上运输能力和通风能力的验算后，采区的设计生产能力符合要求。

第四章、采区方案设计
第一节、采煤方法选择
一、采煤方法选择
付三煤，四煤均为18-25°的缓斜煤层，平均倾角为20°，采用单一走向长壁采煤法，使用全部跨落法处理采空区。介于该两层煤的平均厚度和赋存条件，确定选用爆破采煤法。
二、采煤方法参数的确定
1、采高，付三煤和四煤均为薄煤层，一次采全高。
2、工作面长度，回采工作面长度要依据煤层赋存条件与地质构造条件，开采技术水平，矿井阶段斜长等因素综合分析确定付三煤工作面和四煤工作面的长度均为100m左右。
3、煤柱尺寸，为了使巷道处于良好状态及保证相邻采区的正常生产，按照巷道的服务年限、煤层厚度及矿山压力的大小，留适当宽度煤柱。薄及中厚煤层巷道一侧的护巷煤柱尺寸：水平大巷20m，主要回风巷20m，采区下山20m，区段平巷10m，采区边界10m，较大的断层为20m。

第二节、采区巷道布置
34采区尺寸参数表
采区巷道布置形式
煤层
情况
开采煤层
采区走向平均长度
采区倾斜平均长度
垂高
地质构造情况
集中下山联合布置
缓斜、倾斜煤层
付三煤、四煤
1300m
510m
175m
中等
采区方案比较
方案一：采区两下山沿4煤煤层底板布置。（见图：采区方案比较《方案一》）
此方案布置一对下山，分别为轨道下山和行人回风下山，其中轨道下山斜长为510m，回风下山为500m。两下山在同一层位上相隔20m，倾角均为20°，与4煤的法相距离为14m左右。绞车房安装JT1600/1000单滚筒绞车,绞车单钩串车提升。轨道下山作为进风、提矸、运送材料之用；行人回风下山作为行人、回风之用，兼安装管路、线缆。在采区上部，轨道下山通过甩车道与上部车场相连。该方案投产井巷工程量为5350m。
方案一工程量计算表
序号
项目名称
工程量（m）
1
水平运输大巷
1000
2
采区石门
100
3
上部车场
90
4
行人斜巷
60
5
绞车房
30
6
变电所
30
7
采区回风石门
80
8
轨道下山
510
9
行人回风下山
510
10
区段石门
70
11
中部车场
70
12
3441回风平巷
700
13
3441运输平巷
700
14
3431回风平巷
700
15
3431运输平巷
700
16
总和
5350

方案二：采区两下山沿4煤层布置。（见图：采区方案比较《方案二》）
此方案布置一对下山，分别为轨道下山和行人回风下山，其中轨道下山斜长为510m，回风下山为500m。两下山均布置在4煤煤层中，同一层位上相隔20m，倾角均为20°，与付三煤的法相距离即付三煤与四煤的层间距，约6m。绞车房安装JT1600/1000单滚筒绞车,绞车单钩串车提升。轨道下山作为进风、提矸、运送材料之用；行人回风下山作为行人、回风之用，兼用安装管路、线缆。在采区上部，轨道下山通过甩车道与上部车场相连。该方案投产井巷工程量为5370m。
方案二工程量计算表
序号
项目名称
工程量（m）
1
水平运输大巷
1000
2
采区石门
100
3
上部车场
90
4
行人斜巷
60
5
绞车房
30
6
变电所
30
7
采区回风石门
80
8
轨道下山
510
9
行人回风下山
510
10
斜巷、绕道
80
11
中部车场
80
12
3441回风平巷
700
13
3441运输平巷
700
14
3431回风平巷
700
15
3431运输平巷
700
16
总和
5370

方案优缺点比较

优点
缺点
方案一
1、一对下山沿煤层底板岩石中布置，利于支护，维护费用较低。
2、采区中部车场设计较简单。
1、下山沿煤层底板布置，岩巷工程量大，掘进速度慢。
2、中部车场为甩入石门式，岩石巷道掘进量稍大。
方案二
1、一对下山沿煤层中布置可以充分获取地质资料。
2、岩巷工程量少，两下山掘进速度快。掘进费用较少。
1、下山沿煤层布置坡度变化不一，随着掘进的深入围岩性质有一定的变化，需要变换支护形式。
2、中部车场为顶板绕道式，需留设较大的煤柱，不能夸下山开采，。
3、煤巷维护难，费用高。
考虑采区的服务年限达11.2年，巷道的维护时间比较长，所以以维护费用为主导，从经济效益出发选择方案一作为34采区的开采方案。

第三节、区段划分
一、区段参数的确定
该采区属于缓倾斜、中等构造煤层。采用走向长壁式采煤方法，所以区段斜长即为工作面的长度。
采区主体部分为-375m水平至-200m水平，垂高为175m。平均倾斜长度510m。划分为5个区段，区段平均长度为100m,区段平均垂高约为35m。

区段
区段标高
区段垂高
煤层倾角
区段斜长
工作面斜长
1
-200至-230
30
20°
90
87
2
-230至-260
30
19°
95
92
3
-260至-290
30
18°
100
97
4
-290至-330
40
22°
109
106
5
-330至-375
45
23°
109
106
二、工作面允许的最大长度验算
1、工作面运输机的最大长度：
结合北平硐煤矿目前的机械化发展水平，34采区采用单体液压支柱支护爆破落煤的采煤工艺，工作面采用SGW-40型可弯曲刮板输送机运输，其铺设长度可满足回采工作面的设计长度。
2、根据回采工作面通风条件验算工作面长度：
L=(60×v×B×M付三×C)/(q×l×p付三×n)
L—工作面长度（m）；
v—工作面允许的最大风速（m/s）；
B—工作面最小控顶距3.8（m）；
M付三—采高1.10（m）；
M四—采高1.16（m）；
C—风流系数，一般为0.9—0.95，取0.9；
q—昼夜产煤一吨所需的风量（1.2m3/min）；
l—循环进度，（m）；
p付三—付三煤单位面积出煤量1.48（t/m2）
p四—四煤单位面积出煤量1.5（t/m2）
n—昼夜循环个数；1
L付三=(60×v×B×M付三×C)/(q×l×p付三×n)
=（60×4×3.8×1.10×0.9）/(1.2×1.2×1.48×1)=423m
L四=(60×v×B×M付三×C)/(q×l×p付三×n)
=（60×4×3.8×1.16×0.9）/(1.2×1.2×1.5×1)=440m
以上两工作面经通风条件验算后，都能满足要求。
经工作面允许最大长度验算后，采区内两工作面的设计长度都能满足需要，可实行。

第四节、开采顺序
一、煤层开采顺序
采区内采用自上而下的下行开采顺序，工作面沿走向采用后退式开采。
二、错动距离
付三煤与四煤的层间距约为6m。按下列公式参考计算：
L≥M/tanδ+b+（20—25）
M—上下煤层层间距；
δ—岩层沿走向移动角（坚硬岩石取60°至75°，松软岩石取45°至55°）；
b—上煤层工作面最大控顶距。
L≥6/tan55°+1.2+25=30.4m
根据现场实际情况和生产情况分析，确定上下煤层的错动距离为50m。

第五章、回采工艺与技术管理
第一节、回采工艺
一、落煤
根据煤层赋存条件和煤厚等条件的约束，决定采用爆破落煤方式。
爆破材料消耗表

炮眼
深度

每循环
炮眼数量

每孔
装药量
循环
消耗量

循环产量
万吨消耗
雷管
炸
药
雷管
炸药
m
个
g
个
kg
t
个
kg
顶
腰
底
顶
腰
底
合计
顶
腰
底
100
15
184.8(付三煤)
194.8（四煤）
5400
810
0
1.2
0
0
100
0
100
0
150
0
5100
765
二、装煤与运煤
工作面铺设刮板输送机，爆破