中国矿业大学2014届本科生毕业设计 第 四十五 页
准备方式—采区巷道布置
5.1煤层地质特征
5.1.1带区位置
矿井设计决定首采区为东三带区，带区位于井田的中央东部。
5.1.2带区煤层特征
所采煤层为太原组的5号煤，煤层厚度4.1～4.9m，平均4.53m，多以半亮型煤为主，半暗型煤为辅，煤层赋存稳定，结构简单。该煤层顶板岩性为砂质泥岩、高岭质泥岩。底板岩性为炭质泥岩。
5号煤层特征表 煤层 名称 5 煤层厚度(m) 4.53 倾角 (°) 1~5 结构 简单 稳定性 较稳定 容重 (t/m3) 1.43 硬度 中硬 牌号 贫煤 根据矿井瓦斯瓦斯涌出情况资料，结合钻孔瓦斯测定情况，按照《煤矿安
全规程》规定，日产一吨煤瓦斯涌出量在10m3以下的为瓦斯矿井，而白洞矿井的瓦斯相对涌出量为 0.60m3/t，故白洞矿应属于瓦斯矿井。其5号煤自燃等级为Ⅱ级，倾向性属于自燃，据调查一般贮煤露天堆放6-12个月就有自燃发生。 5.1.3煤层顶底板岩石构造情况
5号煤层
伪顶：厚度0.2-0.4m，岩性为炭质泥岩。
直接顶：岩性为高岭质泥岩、砂质泥岩、泥岩和粉砂岩，薄层状，水平层理，质软，厚度1.2-6.00m。
老顶：老顶直接覆盖在煤层上，岩性以砂岩为主，其次为中砂岩，粗砂岩，由东至西粒级变粗，厚层状，以泥质胶结为主，半坚硬，厚度1.3～11.0m。
底板：岩性以泥岩、砂质泥岩、高岭质泥岩为主，局部为粉砂岩，中细砂岩，厚度0.6～6.12m。
煤层直接底板为泥质岩石，局部为粉砂岩，厚0~3.05 m，其下为砂岩，属软弱—坚硬型。 5.1.4水文地质
本矿井水文地质条件简单，正常涌水量为200m3/h，最大涌水量为260m3/h。 5.1.5主要地质构造
带区内煤层赋存稳定，地质构造简单，有两条断层，煤层平均倾角3°。
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5.1.6地表情况
带区对应地面没有建筑物不存在村庄搬迁等问题，也没有河流湖泊，地表不对井下开采造成影响。
5.2带区巷道布置及生产系统
5.2.1带区范围及区段划分
本井田水平标高840m～1000m，平均走向长度6km，平均倾斜宽度为3.1km，水平面积约为18.72km2，煤层倾角为1°~ 5°，平均3°。根据井田面积及实际情况，划分为6个带区，一个盘区，如图图5-1所示。
图5-1.井田带区划分
5.2带区巷道布置及生产系统
5.2.1带区准备方式的确定
带区准备方式的优点：系统简单，掘进工程量少，费用低运输系统的环节少，花费费用低，系统简单，辅助人员和运输设备、数量少；可以保持等长工作面长度，非常有利对综合机械化；受到断层的影响小；技术经济效果比较明显。
国内实践表明，带区准备方式工作面单产高、巷道掘进率低、采出率高、劳动生产率高和吨煤成本低。本设计中胶带运输大巷和辅助运输大巷布置在煤层底板稳定岩层中，辅助运输采用无轨胶轮车。
5.2.2带区巷道布置
1）分带要素
首采带区位于井田东翼，走向长度平均787 m，倾向长度平均3100m。带区划分为8个分带。工作面长180 m，两条回采巷道每条宽5 m，回采巷道间留设5m煤柱。
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2）带区回采巷道布置及通风
带区采用皮带输送，由工作面进风顺槽直接打一条斜巷连通皮带运输大巷。白洞矿为瓦斯矿井，瓦斯含量低，故采用单巷掘进，带区内各工作面采用一进一回U型后退式通风系统，风流系统简单，漏风小。新鲜风流从主、副井经胶带运输大巷、辅助运输大巷，经由联络斜巷进入进风运煤顺槽，从而到达工作面；污风经回风斜巷，进入回风大巷，通过中央风井排到地面。
3）开采顺序
首采带区为东三带区，然后采东五带区、东七带区，最后东一带区、西二带区、西四带区、西二盘区。
4）带区运输
带区内分带运输顺槽铺设B=1200 mm的胶带输送机，煤炭由分带运输顺槽，经带区运输斜巷转载到运输大巷胶带运输机，至井底煤仓，由主井提升至地面；带区内辅助运输采用无轨胶轮车牵引平板车运输，材料车从井底车场出来，经辅助运输大巷通过辅助运输斜巷，再经带区辅助顺槽到达工作面。
5.2.3带区生产系统
带区生产系统包括运煤系统、运料系统、通风系统、排矸系统、供电系统、排水系统等，具体设计如下：
1）首采工作面运煤系统
工作面→带区运输进风顺槽→带区进风斜巷→胶带运输大巷→煤仓→主井 2）辅助运输系统
首采工作面的运输路线为：
副井→无轨胶轮车轨道大巷→工作面运料斜巷→带区轨道回风顺槽→工作面 3）通风系统
首采工作面的风流路线为：
主副井→胶带运输大巷、无轨胶轮车轨道大巷→带区进风斜巷→带区运煤进风顺槽→工作面→带区运料回风顺槽→回风大巷→回风井
4）排矸系统
矿井投产后，矸石由无轨胶轮车经由轨道大巷至井底车场，并由副井提出地面。 5）工作面供电系统
地面变电站→副井→中央变电所→轨道大巷→工作面运料斜巷→带区轨道回风顺槽→工作面。
6）排水系统
工作面→带区轨道回风顺槽→工作面运料斜巷→轨道大巷→井底水仓→副井→地面。
5.2.4带区内巷道掘进方法
带区内所有工作面顺槽均沿底板掘进，主要采用RBJ-120TP型悬臂式掘进机及其配套设备掘进，后配备胶带输送机和SGW-40T刮板输送机进行掘进，机载锚杆钻机及时支护相配合。
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铲车完成材料、设备的运送、搬移以及巷道浮煤的清理工作。
锚杆钻机配合锚杆机完成巷道顶锚杆和锚索的打眼、安装工作；选用手持风动钻机来完成帮锚杆的打眼和安装工作。
掘进通风：采用局扇为掘进面供风，每个掘进工作面配备两台FD-Ⅱ型2×55 kW局扇，通风方式为压入式。
5.2.5带区生产能力及采出率
（1）带区生产能力
以首采工作面为例进行计算： （1）带区生产能力 工作面生产能力计算
工作面长度180m，煤层厚度4.53m，采煤机截深0.8m，工作面工作制度采用“三八”工作制，即两班采煤，一班检修。双向割煤，每刀进尺0.8m，返一次割一刀，即一个循环，每班2个循环，每日共进行4个循环，每年生产330天。
工作面生产能力按下式计算： 式中：
A0——工作面采煤机生产能力，Mt/a； H——煤厚，8.4m；
γ——煤层容重，1.43t/m3； L——工作面长度，180m； a——采煤机截深，0.8m；
n——工作面昼夜进刀次数，取4次； C——工作面回采率，厚煤层取0.93。 把数据带入式5-1得：
A0?330?H???L?a?n?C?10?6 （5.1）
A0?330?4.53?1.43?180?0.8?5?0.93?10?6?1.15Mta
② 带区生产能力计算 带区生产能力按下式计算： （5.2）
式中：
A——带区生产能力，Mt/a；
K1——工作面不均衡系数，带区内同采的只有一个工作面，因此取1； K2——带区内掘进出煤系数，取1.1； A0——工作面年生产能力，1.15Mt。 把数据带入公式5-2得：
A?K1K2A0
A?1?1.1?1.15?1.26Mta
矿井设计井型为1.2 Mt/a，首采带区生产能力为1.26Mt/a，完全能够满足矿井的产量要求。
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