第一章采区巷道布置第一节采区储量与服务年限1、设计生产能力90万t/年。

2、采区工业储量、设计可采储计算（1）采区工业储量Zg=H×L×(m1+m2)×γ (公式1-1)式中： Zg---- 采区工业储量，万t；H---- 采区倾斜长度，1040m；L---- 采区走向长度，2780m；γ---- 煤的容重，1.50t/m3；m1---- 煤层煤的厚度，为4米；m2---- 煤层煤的厚度，为3.5米；m3---- 煤层煤的厚度，为2米Zg1=1040×2780×4.0×1.5=1734.72万tZg2=1040×2780×3.5×1.5=1517.88万tZg3=1040×2780×2.5×1.5=1084.2万tZg=1040×2780×（2.5+3.5+4）×1.5=4336.8万t（2）设计可采储量ZK=（Zg-p）×C式中：ZK---- 设计可采储量, 万t；Zg---- 工业储量，万t；p---- 永久煤柱损失量，万t；C---- 采区采出率，厚煤层取75%，中厚煤取80%，薄煤层85%。

P1=15×2×2780×4×1.5+15×2×(1040-15×2)×4×1.5=82.36万tP2=15×2×2780×3.5×1.5+15×2×(1040-30)×3.5×1.5=73.8万tP3=15×2×2780×2.5×1.5+15×2×(1040-30)×2.5×1.5=52.74万tZ 1= ( Zg1-p1)×C=(1734.72-82.36)×0.75=1238.82万tZ 2=( Zg2-p2)×C=(1517.88-73.8)×0.8=1155.3万tZ 3= ( Zg3-p3)×C=(1084.2-52.74)×0.8=825.17万tZ K= Z1+Z2+Z3=1238.82+1155.3+825.17=3219.29万t（3）采区服务年限T= ZK/(A×K) (公式1-3) 式中： T----采区服务年限，a;A----生产能力，90万t；ZK----设计可采储量；K----储量备用系数，取1.3。

T= ZK/(A×K) =3219.29 /（90×1.3）=27.52a取T=28年。

(4)验算采区采出率采区采出率C=(Zg-P)/Zg (公式1-4) 式中： C-----采区采出率，%Zg ---- 采区的工业储量，万tP ---- 采区的煤柱损失量，万t1煤层：C1=（Zg1－P1）／Zg1=(1734.12-82.36)／1734.12=95.2% > 75%2煤层：C2=（Zg2－P2）／Zg2=(1517.88-73.8)／1517.88=95.1% > 75%2煤层：C3=（Zg3－P3）／Zg3=(1084.2-52.74)／1084.2=95.1% > 75%则1#、2#、3#均满足采区回采要求。

(符合国家对采区采出率的要求。

)第二节 采区内的再划分1、确定工作面长度由已知条件知：该煤层左右边界各有15m 的边界煤柱，上部、下部留15m 护巷煤柱，故其煤层倾向共有：1040-30=1010m 的长度，走向长度2780-30=2750m 。

地质构造简单，煤层附存条件较好，瓦斯涌出量小。

且现代工作面长度有加长趋势，且采煤工艺选取的是较先进的综采。

又知，一般而言，考虑到设备选型及技术方面的因素综采工作面长度为180～250m ，巷道宽度为4m ～4.5m,本采区选取4.5m ，且采区生产能力为90万t/a ，一个中厚煤层的一个工作面便可以满足生产要求，采用双巷布置,巷道间留煤墙， 取5米，如图1-2：取区段平巷的宽度为4.5m ，留5m 煤墙，则采煤工作面长度为：L 1=(b-2×q-((2×L 2+p) ×n-p))/n (公式1-5)式中：L 1——工作面长度，m ； L 2——区段平巷宽度，m ；b ——采区倾向长度，m ；q ——采区上下边界预留煤柱宽度，m ； P ——护巷煤柱宽度，m ； n ——区段数目，个；L 1=(1040-2×15-((2×4.5+5)×5)-5)/5=181m ，取L=180 2、工作面生产能力Qr = A/(T ×1.1) (公式1-6) 式中：A----采区生产能力，90万t/a ；Qr ----工作面生产能力，t /天； T----每a 正常工作日，330天。

故： Qr = A/（T ×1.1） =90/(330×1.1) =2479.3t目前，煤炭企业生产系统向高产高效集中化生产的方向发展，新建大型化矿井均朝“一矿一井一面”的设计思想改革，采用提高工作面单产，用一个工作面的产量来保证整个矿井的设计生产能力，故为适应现阶段煤炭行业的知道规范，本采区设计一个采煤工作面。

其工作面接替顺序如下表：图1-2 采区工作面划分示意图对于1#煤层：1#煤层工作面接替顺序：1101→1102→1103→1104→1105→1106→1107→1108→1109→11102101→2102→2103→2104→2105→2106→2107→2108→2109→21103101→3102→3103→3104→3105→3106→3107→3108→3109→3110 注：箭头表示回采工作面的接替顺序。

第三节确定采区内准备巷道布置及生产系统一、根据所选题目条件，完善开拓巷道为了减少煤柱损失提高采出率，利于灭灾并提高经济效益，根据所给地质条件及采矿工程设计规划，在1#煤层中上部边界+50处开掘一条阶段回风大巷。

第一开采水平为该采区服务的一条运输大巷，布置在3#煤层底板下方-250的稳定岩层中。

二、确定巷道布置系统及采区布置方案分析比较确定采区巷道布置系统，采区内有三层煤，采用联合布置，每一层都布置5个工作面，根据相关情况初步制定以下三个方案进行比较。

方案一：（一）. 煤层上山方案一示意图1. 优缺点煤层上山掘进容易，费用低，速度快，联络巷道工程量少，生产系统简单并可补充勘探资料。

但是巷道维护困难，成本高。

2. 适用条件（1）、开采薄或中厚煤层的采区，采区服务年限短；（2）、开采分层数少的厚煤层，煤层顶底板岩石比较稳固、煤质中硬以上；（3）、煤层群联合准备的采区，下部有维护条件好的薄及中厚煤层。

方案二：（一）. 岩石上山1.优缺点岩石上山布置在煤层底板岩层中，掘进速度慢，准备时间长，受煤层倾角变化和走向断层影响小，维护条件好，维护成本低。

2.适用条件服务年限长的采区。

上山条数的确定采区上山至少要有两条，即一条运输上山，一条轨道上山。

当采区生产能力较大、瓦斯涌出量较大、下山采区、后煤层采区以及煤层群联合布置时，常增加一条通风上山，并兼作行人和辅助提升之用。

本采区采用2条上山。

上山间的相互关系采区上山之间在层面上需要保持一定间距。

当采用两条岩石上山布置时，其间距一般取20～25m；采用三条岩石上山布置时，其间距缩小到10～15m。

采区上山可以在同一层位的煤岩层中，也可以根据需要，在层位上保持一定的高差。

上山的用途上山布置在岩层中，分别为轨道上山、运输上山。

轨道上山是用于运输采区的材料、工作人员、设备、矸石、铺设管路和电缆线以及铺设轨道，主要担负采区辅助运输工作，常在轨道上山的上部布置绞车房，同时还作为采区的进风巷道，新鲜空气从轨道上山分别向采区各地方供给；在轨道上山内可以修水沟，起由工作面，经区段运输平巷流下来的矿水的引流的作用。

运输上山主要是用于运输煤炭。

综上所述，确定本采区的上山布置在煤层底板岩层中，采用双岩布置上山，上山间距为20m。

分别为为轨道上山、运输上山。

三、采区巷道的形式我国煤矿井下使用的巷道断面形状，按其结构的轮廓线可以分为两种：折线型：矩形、梯形、不规则形；曲线型：直墙拱形(如三心拱形、半圆拱形、圆弧拱形)以及封闭拱形、椭圆形、圆形等。

见图 3-1 巷道断面形状。

图 3-1 巷道断面形状1、影响巷道断面选择的因素1、作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷道断面形状时起主要作用。

2、巷道用途和服务年限也是选择巷道断面形状不可缺少的重要因素。

3、矿区的支架材料和习惯使用的支护方式，也直接影响巷道断面形状的选择；4、掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定影响。

5、需要风量大的矿井，选择通风阻力小的断面和支护方式，有利于安全和具有经济效益。

综上所述，采区上山的断面形状选择拱形巷道，其宽取4m，墙高取1.8m。

因此采区上山的总净高度为3.8m，以保证能满足运输能力、通风和行人的要求。

采区平巷（区段运输平巷和区段回风平巷）也是拱形巷道，借以缓和地应力对巷道的影响。

（巷道断面图如下）采区上山断面图区段回风平巷断面图在采区中，上山布置在煤层底板相对较稳定岩层中，围岩比较稳定，可以采用锚网联合支护。

其余的巷道也可用同样支护方式支护，必要或局部需要时，还可使用一些加强支护。

2、采区巷道掘进顺序注释：在上表中，步骤二轨道上山、运输上山应当同时掘进，以减少贯通的时间。

步骤四中，应先掘进运输和回风石门，然后一组掘进区段平巷（区段运输平巷或区段回风平巷皆可），一组掘进溜煤眼。

第四节确定工作面回采巷道布置方式及工作面推进终点位置1、根据煤层储存条件可知，1#煤层厚4m，2#煤层厚3.5m，为厚煤层和中厚煤层，瓦斯含量较低，涌水量也较小，易于维护。

采用双巷布置，且一个工作面就可以达到设计生产能力的要求。

该采区有三层煤，采用采区多煤层集中上山联合布置的准备方式。

煤层与上山间通过石门及采区上部甩车场联系。

区段平巷采用双巷布置，设在煤层中，上区段的进风平巷在采煤后，作为下区段的回风平巷，平巷与上山之间以石门连接。

2、在采区巷道布置平面内，工作面布置及推进到的位置应以达到采区设计产量为准。

该采区采用双翼开采，在采区两侧各留15m煤柱，开始布置工作面，进行推进。

在采区巷道布置中，工作面布置及推进到的位置应以达到采区设计产量安全为准，工作面应推进到距上山20m处停采线位置处，即为避开采掘影响对上山的影响而留设的20m护巷煤柱处。