内容发布更新时间 : 2024/12/23 21:10:48星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
5 采区巷道布置及回采工艺
本设计开采8煤层,前期采用中央并列式。根据整个矿井的地质情况,以及为了通风安全,前期,在靠近工业广场的附近布置工作面。后期采用两翼对角式通风,工作面再向井田边界方向布置。为了矿井达产,在南翼布置带区,在北翼布置采区。本设计主要进行采区的巷道布置,以及采区回采工艺的设计。 5.1 煤层的地质特征
本井田位于淮南煤田南部的阜凤与舜耕山逆冲断层之间,含煤地层总体构造形态为一走向北西、倾向北东、倾角一般在20°左右且局部有倒转现象的单斜构造。
本设计以整个矿井的煤为基础,而本设计主要开采8煤,采区的设计以8煤层为基础,巷道的布置也是用来开采8煤层。 5.1.1 煤层情况
8煤层:厚度2.43~17.66m,平均4.94m,下距7煤4.30m,可采系数100%,变异系数47%,为主要可采煤层,但厚度变化特征十分显著,井线以西大片地段厚度极为稳定,一般变化在3.50~4.00m之间,变异系数23%;井线以东厚度显著增大,一般变化在6~10m之间,变异系数56%,因此,全区8煤层变异数偏大,但仍以稳定为主。煤厚变化见图5-22,煤层结构简单~较复杂,一层夹矸率31%,二层夹矸率29%,其岩性为泥岩、炭质泥岩,煤层顶板砂岩及砂页岩互层,底板泥岩、砂质泥岩,属稳定煤层。
8煤层顶板及其上部岩层为一植物化石带,主要为羊齿、瓣轮叶、斜羽叶等,而以椭圆斜羽叶及栉羊齿富集为其特征。 5.1.2 煤层瓦斯含量
本井田部分主要可采煤层瓦斯含量最大值介于8.40~17.85m3/t之间,且甲烷成分一般在80%左右,由此表明本井田深部主要位于瓦斯带。总体来看,本井田同一煤层的瓦斯含量除有随深度增加而增高的趋势以外,还可能在局部形成瓦斯富集带,8煤层为富瓦斯煤层。 5.1.3 煤尘爆炸性和煤的自燃倾向
本井田各可采煤层均有煤尘爆炸危险,浅部煤尘爆炸指数30%~35%。各可采煤层均有自然发火倾向,发火期一般为3~6个月。 5.1.4 地温
根据九龙岗矿长观孔资料,本井田所在地区的恒温带深度为自地表向下垂深30m,相应的温度为16.8℃。
本井田地温梯度介于0.75~2.07℃/hm之间,其中东部高于西部,属地温正常区。总体来看,本井田地温具有深高浅低和东南略高于西北的变化特点。
另据8煤层底板等温线可知:本井田-820m水平地温一般在23℃~32℃之间,-960m水平地温一般在24℃~37℃之间; -1000m水平以下Ⅶ线以东和井线以东已分别进入一级和二级高温区。 5.1.5 水文条件
-960m水平正常涌水量为641m3/h,最大涌水量为1015m3/h。 5.2 采区巷道布置及生产系统 5.2.1采区的范围及储量
所设计的采区位于工业广场的 ,南北两侧分别以断层F13-5和断层F12-11为采区边界,第一水平的开采上限为-660m,开采下限为-960m。采区的走向长度约为1.7km,煤层倾角为14.5°-17.3°,平均倾角为16.2°左右,倾斜长度为1075m左右。
根据《采矿工程设计手册》的规定,采用采区准备时,采区上山的长度一般不超过1500m,采区下山长度不宜超过1200m,由于本设计采用上山开采,倾斜长度为1075m,符合规定。
采区内的平均煤层厚度为4.94m,本采区的煤层地质储量为: 1504658÷cosα×4.94×1.42 =10991299t =11.0Mt 所留设的煤柱如下:
工业广场的保护煤柱有一部分在本采区内,所以在本采区内的工业广场的煤柱为:78961÷cosα×4.94×1.42 =576798t =0.577Mt
在两个边界断层的一侧要留设30的保护煤柱,所以需要留设的边界煤柱为: (1002+758)×30÷cosα×4.94×1.42 =385696t =0.386Mt 本采区的可采储量为 11.0-0.577-0.386 =10.0Mt
5.2.2 区段的划分及工作面参数
本采区的走向长度为1700m左右,本矿井采用综采技术,综采采区单翼布置时,走向长度一般不小于1000m,当双翼布置时,走向长度一般不小于2000m。现如今,高产高效综采矿井采区一翼长度已经扩大为2000m以上。因此,为了减少设
备的使用,以及通风与管理方面的安全,在本采区采用单翼布置。
本采区的倾斜长度为1050多米,可划分为5个区段,因此每个区段斜长为210m。区段斜长,为采煤工作面长度、区段煤柱宽度和区段上下两平巷的宽度。区段上下两个平巷宽度都为5m,所以两平巷的宽度之和为10m。
本采区的两区段之间采用区段无煤柱护巷,采用沿空掘巷的方法,即沿着已采工作面的采空区边缘掘进区段平巷。这种沿空掘巷的方法,充分利用采空区边缘压力较小的特点,沿着上覆岩层已经垮落稳定的采空区边缘进行掘进,有利于区段平巷在掘进和生产期间的维护。
沿空掘巷虽然没有减少区段平巷的数目,但是不留设煤柱,或者少留煤柱,可以减少煤炭的损失、减少区段平巷之间的联络巷道,尤其是减少巷道维修的工程量,甚至基本上可以不用维修的费用,而且对巷道支护的要求也不怎么严格、易于推广。
沿空掘巷的区段平巷的布置与回采顺序有关,本采区沿空掘巷时,采煤工作面的接替方式采用跳采接替的方式。从开采上限到开采下限,共分为5个区段,依次为区段1、区段2、区段3、区段4、区段5。所以开采顺序为:区段1→区段3→区段5→区段2→区段4,先开采区段1,区段2在回采时,区段3和区段5正在煤体中掘进上下两平巷,然后区段2和区段4将采用沿空掘巷。在整个回采过程中,采区内仅有一个采煤工作面生产。
沿空掘巷的巷道位置的确定主要考虑掘进施工安全等方面因素,在此,由于本采区较深,地压大,并且为了避免采空区的矸石窜入,因此本采区使用留5m窄小煤柱的布置方法。
因此,每个区段的采煤工作面长度为200m。 而采煤工作面的长度选取要求如下: 煤层 缓斜中厚煤层及厚煤层 采煤工艺 综采 普采 炮采 缓斜薄煤层 综采 普采 工作面长度/m 150~240 120~180 100~150 120~150 100~120 炮采 所以,采煤工作面的长度合适。
80~100