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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