E第五章 采区布置及装备

安徽界沟矿业有限公司 界沟矿井修改初步设计 第五章 采区布臵及装备

第五章 采区布臵及装备

第一节 采煤方法

一、采煤方法选择 （一）开采条件

本井田位于童亭背斜的西翼、五沟向斜的南部，主体构造为一不对称的向斜有限（界沟向斜）盆地构造，向斜两端各被一条东西向的断层所切割，形成地堑向斜；向斜内部含有次一级的平缓褶曲，在9线至14线各剖面的中部呈波状起伏形态，构成复向斜形式。地层倾角，向斜轴部平缓，一般为4°～10°，两翼倾角北缓南陡，北翼倾角为6°～20°，南翼倾角为15°～50°。

井田内断裂构造较发育，通过资源勘探、井筒检查孔和地震补勘，共发现落差大于等于10m的断层45 条，其中南翼断层更趋密集；除界沟断层和李家断层作为井田边界断层外，其余断层对井田开采均存在不同程度的影响。

本井田含有51、52、71、72、82、10煤共6个可采煤层，平均总厚度12.35m。其中72、82、10煤层为矿井的主要可采煤层，平均厚度分别为2.90m、2.75m、3.52m，平均总厚度为9.17m，占可采煤层平均总厚的71.3%。

主要可采煤层以全区可采和大部分可采的中厚煤层为主，结构简单～较简单，可采块段基本完整，均属稳定～较稳定煤层。72煤层顶板绝大多数为泥岩，仅局部见有少量砂岩和粉砂岩，底板以泥岩为主；82煤层顶板主要为砂岩，底板以泥岩为主；10煤层顶板多为砂岩，泥岩和粉砂岩次之，底板多为粉砂岩。

本矿井瓦斯最大含量为7.03 m3/t〃r；可采煤层均具有煤尘爆炸危险；各煤层的自然发火倾向介于自然发火～易自然发火之间。

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经过对6个可采煤层的储量分析计算，全井田共获得可采储量61956.23kt，主采煤层72、82、10煤层可采储量为54655.32kt，占矿井可采储量的88.2%；适合于综采的储量约44770.6kt，占72.26%。

（二）采煤机械化发展现状

随着世界煤炭技术的发展，国外主要煤炭企业，如美国切维朗集团、澳大利亚BHP公司、英国RJB采矿有限公司、南非英格威煤炭公司等，采煤机械化程度均为100%。

至2004年，我国煤矿采煤机械化程度仅有40%左右，仅有国有重点煤矿的采煤机械化程度达到82.7%。根据煤炭行业发展规划，“十一五”期间，我国大、中型煤矿采煤机械化程度将分别达到95%和80%以上。目前潞安、大同、晋城煤业、淮南谢桥矿区、新集矿区大部分矿井综合机械化开采程度均达100%。

根据界沟井田主采煤层赋存较稳定，主采块段较完整，且具有相当比例的综采储量、开采条件较好等特点，结合目前煤炭生产技术发展水平以及淮北矿区的综采实践经验，设计确定界沟矿井今后生产将以综采为主，对于开采条件较好的块段优先考虑采用综合机械化开采。矿井投产时移交中央（10）采区，装备1个10煤层综采工作面。

（三）采煤方法

1．国内采煤方法应用和发展现状

根据构造分布情况，落差较大的F1 、F5 、F6（ F7）和F11断层将井田划分为东一、中央、西一和西二共4个开采块段。其中F6（ F7）断层以东的中央和东一采区为主要开采块段。从主采块煤层的赋存条件看，构造较为简单，煤层倾角一般为8°～20°，以缓倾斜中厚煤层为主。

对于缓倾斜煤层的开采，目前我国一般采用走向长壁垮落采煤法，当煤层倾角小于12°、且条件适合时，也可以采用倾斜长壁垮落采煤法。走向长壁采煤法开采技术业已成熟，并被广泛采用。淮北矿区以及邻近的淮南矿区均以走向长壁采煤法开采为主。倾斜长壁采煤

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法多在大同、兖州、鸡西等24个矿区、100多对矿井采用，并取得了较好的经济效果，积累了丰富的开采经验，现正在条件适宜的地区推广。淮南潘谢矿区张集矿井初期移交的两个13-1煤层工作面（煤层倾角7°～8°）均采用倾斜长壁布臵，2003年2个综采工作面年产量达到6.08Mt。

根据大同燕子山矿（4.0Mt/a）对2种采煤方法的比较结果，倾斜长壁较走向长壁布臵，矿井初期巷道工程量减少4.0%，矿井前后期巷道工程量减少35.8%，矿井前后期总运输量减少42.4%，经济效益显著。

鸡西矿务局通过对50个倾斜长壁面的数据进行统计分析，得出煤层倾角α与工作面月产量Q和系统有效度As的相互关系图，见图5-1-1。

由图5-1-1中可以看出，倾斜长壁工作面工艺系统有效度和工作面产量随着煤层倾角加大而呈下降趋势；当煤层倾角在12°以下时，系统有效度和工作面产量下降幅度较缓；当煤层倾角在12°～17°时，系统有效度和工作面产量下降速度加快；当煤层倾角大于17°时，系统有效度和工作面产量急剧下降，说明系统各环节故障率明显上升，设备损坏较为严重，产量递减幅度大。

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开采实践表明，我国倾斜长壁采煤法多用于开采倾角≤12°的缓倾斜煤层。当煤层倾角≤12°、条件适宜、工作面连续推进长度能满足要求时，应优先采用倾斜长壁采煤法；对于＞12°的煤层，是否采用倾斜长壁开采，应结合矿区开采经验、煤层赋存条件、以及对工作面采、运、支设备是否有可靠的技术措施等综合考虑，合理确定。因此，在条件适宜的煤层应优先采用倾斜长壁采煤法。

2．采煤方法选择

界沟矿井前期开采的中央（10）首采区及东一采区（接替采区），煤层倾角变化大（8°～20°），且块段尺寸较小且不规则，采区巷道走向布臵形成的“三角煤”少；另外矿井生产期间，煤层回采上限有上提的可能，若采用倾斜长壁采煤法，不仅开采范围内丢煤严重，而且也不利于以后井田浅部部分资源回收。

鉴于倾斜长壁采煤法在淮北矿区应用尚未普及，其开采技术和管理水平尚待提高，结合本矿井各采区几何尺寸、煤层倾角及构造等情况，设计确定界沟矿井初期宜采用走向长壁机械化采煤方法，顶板管理采用全部冒落法。

（四）工作面推进方向

本井田各开采煤层具有自然发火倾向，结合邻近生产矿井现行开采煤层自然发火的实际情况，按照《煤矿安全规程》有关规定，本设计确定回采工作面全部采取后退式回采。即走向长壁工作面沿煤层走向向上山方向推进，倾斜长壁工作面沿煤层倾斜方向向主要大巷方向推进。此种方式有利于切实掌握工作面内煤层产状及构造变化情况，充分发挥采煤机械化的效能，保证矿井安全高产稳产。

（五）回采工艺的选择

本井田共有可采储量61956.23kt，其中主采煤层72、82、10三层煤可采储量为54655.32kt，占88.2%；适合综采的储量约44770.6kt，约占72.26%。

井田主采煤层主要以缓倾斜中厚煤层为主，倾角一般为10°～

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20°，厚度一般在3.5m以下，局部块段（如东一采区72煤层中部）达到7m以上，赋存较稳定，主采块段较完整，大部分适合综采。故设计确定井田开采选择以综采为主的采煤工艺。

根据国内外采煤工艺的发展水平，结合淮北矿区生产矿井的开采经验，设计确定4.5m以下的厚及中厚煤层，优先采用综采一次采全高为主的回采工艺；对于煤层厚度大于4.5m的局部块段，可采用放顶煤回采工艺；至于构造复杂，开采条件差的块段，可考虑采用普采或炮采工艺。

对于首采块段，根据其煤层赋存、开采条件，设计确定采用综采一次采全高回采工艺。

二、工作面主要技术参数的确定 （一）工作面采高

本矿井主采煤层72、82和10煤层平均厚度分别为2.90m、2.75m和3.52m。根据已确定的采煤工艺和目前国内采煤技术及设备现状，除局部煤层较厚块段考虑采用放顶煤开采外，其余煤层（块段）均采用一次采全高方式回采，其平均采高与煤层平均厚度相一致。

（二）工作面长度

根据淮北矿区多年来开采的实际经验，结合本井田煤层的开采条件，为便于生产管理，设计确定综采、高档工作面长度为150m。

（三）工作面年推进度

根据淮北矿区生产矿井的实践经验，综采面一般采用“两班采煤，一班检修”的作业方式，采煤机每班割煤4～5刀，每刀进尺0.60m，日循环进尺4.8～6.0m；按年工作日330天，循环率取0.9计算，综采工作面年推进度为1425～1782m。据此，综采工作面年进度取1400～1600m。

高档普采工作面，设计暂按年推进度取1100m考虑。 （四）工作面单产

根据上述确定的回采工作面参数，按年推进度测算工作面单产。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9jwa.html