求煤矿开采 采区设计：采区生产能力80万t/a

求煤矿开采 采区设计：采区生产能力80万t/a
设计采区为一采区,该采区位于井田西翼,西至井田勘探线,东部边界到工业广场保护煤柱线,大巷布置在-580水平,采区平均走向长2016m,倾斜长1200m,采区内共发育两个可采煤层,即M3和M4.上部为M3煤层,下部为M4煤层,煤层间距15-20m,煤层倾角平均为23°M3煤厚为3.3—3.9m、容重r=1.42t/m3,f=1-2,全区稳定可采；其直接顶为沙质页岩,厚1.8-2.2m属中等稳定顶板；老顶为细砂岩,厚4.8-5.5m,底板为泥岩.M4煤厚4.2—5.3m,容重r=1.40t/m3,f=1.5-2,全区稳定可采；其直接顶为砂质泥岩,厚2.8-3.2m,老顶为粉砂岩厚4.0-5.8m底板为粉砂岩.煤层赋存简单,无断层及火成岩侵入等地质构造,煤层倾角平均为14度.煤变质程度高,煤质好；矿井为低瓦斯矿.发火期短,煤层直接顶较厚并且软弱.矿井最大涌水量419.6 m3/h正常涌水量256.3 m3/h.

采区设计编制的内容,包括采区设计说明书,采区设计图纸.
一、采区设计说明书
(1)采区设计说明书应说明：采区位置、境界、开采范围及与邻近采区的关系；可采煤层埋藏的最大垂深,有无小煤窑和采空区积水；与邻近采区有无压茬关系等.
(2)采区所采煤层的赋存情况(走向、倾斜、倾角及其变化规律、煤层厚度、层数、层间距离、夹矸层厚度及其分布,顶底板的岩石性质及其厚度等)及煤质.
瓦斯涌出情况及其变化规律,瓦斯涌出量及确定依据；煤尘爆炸性,煤层自然发火性及其发火期；地温情况等.
水文地质：井上、下水文地质条件；含水层、隔水层特征及发育情况变化规律；矿井突水情况、静止水位和含水层水位变化；断层导水性；现生产区域最大及正常涌水量,邻近采区周围小窑涌水和积水情况等.
煤层及其顶底板的物理、力学性质等.
说明对地质资料进行审查的结果,包括资料的可靠性及存在的问题.
(3)确定采区生产能力,计算采区储量(工业储量、可采储量)和高级储量所占的比例,计算采区服务年限并确定同时生产的工作面数目.
(4)确定采区准备方式.区段和工作面划分、开采顺序,采掘工作面安排及其生产系统(包括运煤、运料、通风、供电、排水、压气、充填和灌浆等)的确定.当有几个不同的采区巷道准备方案可供选择时,应该进行技术经济分析比较,择优选用.
(5)选择采煤方法和采掘工作面的机械装备.
(6)进行采区所需机电设备的选型计算,确定所需设备型号及数量,采区信号、通讯与照明等.
(7)洒水、掘进供水、压气、充填和灌浆等管道的选择及其布置.
(8)采区风量的计算与分配.
(9)安全技术及组织措施：对预防水、火、瓦斯、煤尘、穿过较大断层等地质复杂地区提出原则意见,指导编制采煤与掘进工作面作业规程编制,并在施工中加以贯彻落实.
(10)计算采区巷道掘进工程量.
(11)编制采区设计的主要技术经济指标：采区走向长度和倾斜长度、区段数目、可采煤层数目及煤层总厚度、煤层倾角、煤的容重、采煤方法、主采煤层顶板管理方法、采区工业储量和可采储量、机械化程度、采区生产能力、采区服务年限、采区采出率和掘进率,巷道总工程量、投产前的工程量.
二、采区设计图纸
设计图纸一般包括：
地质柱状图、采区井上下对照图、煤层底板等高线图、储量计算图及剖面图等应进行复印,作为采区设计的一部分.此外,还须有：
(1)采区巷道布置平面及剖面图(比例：1：1 000或1：2 000)；
(2)采区采掘机械配备平面图(比例：1：1 000或1：2 000)；
(3)采煤工作面布置图(比例：1：50或1：200)；
(4)采区通风系统(最大、最小负压)示意图；
(5)瓦斯抽放系统图(低瓦斯矿井不要此图)；
(6)采区管线布置图(包括防尘、洒水、灌浆管路布置等)；
(7)采区轨道运输系统图(比例：1：1 000或1：2 000)；
(8)采区供电系统图(比例：1：1 000或1：2 000)；
(9)避灾路线图；
(10)采区车场图(比例：1：200或1：500)；
(11)采区巷道断面图(比例：1：50或1：20)；
(12)采区巷道交岔点图(比例：1：50或1：100)；
(13)采区硐室布置图(比例：1：200).
前9张图属方案设计附图,后4张图是施工图.以上仅是一般情况,具体设计时应根据情况适当增删.
采区设计的编制和实施是矿井生产技术管理工作的一项重要内容,一般由矿总工程师负责组织地质、采煤、掘进、通风、安全、机电、劳资、财务等部门共同完成.
随着系统工程及计算机在采矿设计中的应用,对采区技术方案进行优化设计,计算机辅助设计,是设计改革的一个重要方向中的应用,对采区技术方案进行优化设计,计算机辅助设计,是设计改革的一个重要方向
采区设计的依据、程序和步骤
一、采区设计的依据
要做好采区设计,起到正确指导生产的作用,必须有正确的设计指导思想和充分可靠的设计依据.
采区设计必须贯彻执行《煤炭工业技术政策》、《煤矿安全规程》和《煤炭工业矿井设计规范》等.
采区是组成矿井生产的基本单位.采区设计被批准后,在采区的施工及生产过程中,一般不能任意改变.因此,采区设计要为矿井合理集中生产和持续稳产、高产创造条件；尽量简化巷道系统,减少巷道掘进和维护工程量；有利于采用新技术,发展机械化和自动化；煤炭损失少,安全条件好等.
采区设计的主要依据有：
1．已批准的采区地质报告
地质报告主要包括地质说明书和附图两部分.
在采区地质说明书中,应有详细的采区地质特征,地质构造状况；煤层赋存条件和煤层稳定程度；矿井瓦斯等级；有无煤和瓦斯突出危险；自然发火期；水文地质特征；煤种和煤质以及国家对产品的要求；钻孔布置及各级储量的比例等.
图纸包括：采区井上下对照图、煤层底板等高线图、储量计算图、勘探线剖面图、钻孔柱状图、采掘工程平(立)面图等.
2．根据矿井生产、接替和发展对设计采区的要求
主要是生产矿井提出的对设计采区的生产能力、采煤工艺方式、采准巷道布置及生产系统改革等要求,以适应生产技术不断发展的需要.
二、采区设计程序
采区设计一般是根据矿井设计和矿井改扩建设计以及生产技术要求,由矿主管单位提出设计任务书,报局批准,而后由矿或局的有关部门、单位根据批准的设计任务书进行设计.
采区设计通常分为两个阶段进行,即确定采区主要技术特征的采区方案设计和根据批准的方案设计而进行的采区单位工程施工图设计.
采区方案设计除了需要阐述采区范围、地质条件、煤层赋存状况、采区生产能力、采区储量及服务年限等基本情况外,应着重论证和确定以下问题：采准巷道的布置方式及生产系统、采煤方法选择、采掘工作面的工艺及装备、采区参数、采区机电设备的选型与布置、安全技术措施等.
在进行具体采区方案设计时,应根据煤炭工业技术政策、地质和生产技术条件、设备供应状况,拟定数个技术上可行的方案,然后计算各方案相应的技术经济指标,通过对这些方案进行技术经济比较,选择出技术上先进、经济上合理、安全上可靠的方案,为进一步进行采区施工图设计打下基础.
采区施工图设计是在采区方案设计被批准后进行的.在施工图设计中,主要是根据采区方案设计的要求,对采区某些单位工程,如采区巷道断面、采区上、中、下部车场、巷道交岔点及采区硐室等进行具体的设计,确定有关尺寸、工程量和材料消耗量,绘制出图纸和表格,以便进行施工前的准备工作及施工.
应该指出,采区方案设计和施工图设计是紧密相联系的整体和局部的关系.采区方案设计中技术方案要通过单位工程来实现,在进行采区方案设计时应考虑施工图设计的可能性和合理性；但施工图设计要以批准的方案设计为依据,体现方案设计的技术要求.必要时,应根据实际情况的变化和施工的具体要求,本着实事求是的精神,进行适当的修改,并报上级批准,使设计更加完善、更加符合施工和生产的要求.
三、采区设计的步骤
采区设计按下列步骤进行：
(1)认真学习有关煤矿生产、建设的法规政策,并了解局、矿对采区设计的具体要求和规定.
要按照具体条件,因地制宜同时又积极创造条件,提高采、掘、运机械化水平,提高采煤工作面单产；积极推广无煤柱护巷技术及巷旁支护技术,降低掘进率和降低煤炭损失；实现合理集中生产,提高劳动生产率.
(2)明确设计任务,掌握设计依据.根据矿井生产技术发展及生产衔接的需要,明确采区设计中重大问题的设计任务,如采准巷道布置及采煤工艺的改革、采区生产能力的确定等主要技术原则.矿井地质部门应提出采区的地质说明书及附图,并应有分煤层和分等级的储量计算图.必要时设计人员需对储量进行核算,设计人员真正掌握设计依据,使设计建立在可靠的基础上.
(3)深入现场,调查研究.根据采区设计所需要解决的问题,确定调查的课题、内容、范围和方法.例如,调查原有采区的部署、巷道布置及生产系统、车场
形式等,作为巷道布置方案设计时的借鉴；调查采煤、掘进、运输、提升等的生产能力,煤仓容量等数据,作为设备选型的参考；搜集巷道掘进、运输、提升、排水、通风和巷道维护等方面的技术经济指标,以便进行不同方案的技术经济比较.充分掌握第一手资料,使设计建立在客观实际的基础上.
(4)研究方案,编制设计.在进行实际调查研究的过程中,一定要注意汇集各有关单位对设计的具体要求及设想,根据设计条件提出几个可行方案,广泛征求意见,认真研究、修改和充实设计方案内容,在此基础上集中为两三个较合理的方案,进行技术经济比较,确定出采用的方案,正式编制设计.
(5)审批方案设计.将已完成的方案设计经有关单位会同审查后,由有关上级部门批准.
(6)进行施工图设计.根据已批准的方案设计,进行各单位工程的施工图设计.
煤矿名词的基本概念
一、基本概念
1.煤田：在地质历史发展过程中,由含炭物质沉积形成基本连续的大面积含煤地带.
2.矿区和矿区开发
开发煤田形成的社会组合,成为矿区.
根据煤炭储量、赋存条件、煤炭市场需求量、投资环境等情况,确定矿区规模,划分井田,规划井田开采方式、规划矿井或露天矿建设顺序、确定矿区附属企业的类别、数目和生产规模、建设过程等,总称为矿区开发.
3.井田：在矿区内,划归给一个矿井开采的部分煤田.
二、矿井巷道
矿井井巷按其所处空间位置和形状,可分为垂直巷道、水平巷道和倾斜巷道.
1．垂直巷道
立井——有直接通达地面出口的垂直巷道,一般位于井田中部.
暗立井——没有直接通达地面出口的立井,装有提升设备.
溜井——担负自上而下溜放煤炭或矸石任务的暗井.
2．倾斜巷道
斜井——有直接出口通达地面的倾斜巷道.
暗斜井——没有直接通达地面的出口、用作相邻的上下水平联系的斜巷.
上山——无直接出口通往地面,位于开采水平以上,为本水平或采区服务的斜巷.
下山——位于开采水平以下,为本水平或采区服务的倾斜巷道.
3．水平巷道
平硐——有出口直接通到地表的水平巷道称为平硐.
石门——和煤层走向正交或斜交的水平岩石巷道.
煤门——开掘在煤层中并与煤层走向垂直或斜交的水平巷道.
平巷——没有出口直接通达地表,沿煤层走向开掘的水平巷道.
根据巷道服务范围及其用途,矿井巷道分为开拓巷道、准备巷道和回采巷道三类.
⑴开拓巷道：为全矿井或一个开采水平服务的巷道.
⑵准备巷道：为采区、一个以上区段、分段服务的运输、通风巷道.
⑶回采巷道：形成采煤工作面及为其服务的巷道.
三、矿井生产系统
矿井生产系统是指在煤矿生产过程中的提升、运输、通风、排水、人员安全进出、材料设备上下井、矸石出运、供电、供气、供水等巷道线路及其设施,是矿井安全生产的基本前提和保证.矿井生产系统包括井下生产系统和地面生产系统.
（一）井下生产系统：运煤系统、通风系统、运料排矸系统、排水系统、（补充）供电系统、防火系统、防尘洒水系统、瓦斯抽放系统、瓦斯监控系统等.
（二）地面生产系统
地面生产系统通常包括：地面提升系统；运输系统；排矸系统；选煤系统和管道线路系统；变电所、压风机房、锅炉房、机修厂、坑木加工厂、矿灯房、浴室及行政福利大楼等专用建筑物.
1.地面生产系统类型
（1）无加工设备的地面生产系统.
（2）设有选矸设备的地面生产系统.
（3）设有筛分厂的地面生产系统.
（4）设有洗选厂地面生产系统.
2.地面排矸运料系统：矸石场的选址及类型,材料、设备的运输.
(1)矸石场的选址及类型.
矸石场一般选择在工业场地、居民区的下风方向,尽量不占或少占良田；距压风机房、入风井口不小于80m；距坑木场不小于50m；距居住区一般不小于700m；矸石不得堆放在水源上游和河床上.能自燃的矸石,不能堆放在煤层露头、表土下10m以内有煤层的地面上,或采空区可能塌陷而影响到井下的范围内.
矸石场按照矸石的堆积型式可以分为平堆矸石场和高堆矸石场两种.目前采用较广泛的是高堆矸石场,堆积高度一般为25～30m,自然坡角为40°～45°.
（补充）防止矸石场雨季出现滑坡、泥石流等地质灾害的措施：
①矸石场不能布置在山洪、河流可能冲刷到的地段.
②依山而建的矸石场要设置永久性排水系统,并保持畅通.
③矸石场四周必须设置厚度不小于1m倒梯形挡矸墙.
④矸石场中矸石堆积高度不得超过设计规定,
⑤矸石堆积坡度不得大于自然安息角（42°～45°）.
（2）材料、设备的运输.材料、设备的运输系统都必须以副井为中心.
3.地面管线系统：上下水道、热力管道、压缩空气管道、地下电缆、瓦斯抽放管路、灌浆管路等.