煤矿开采方法
精品课程课件
?第三篇 开采设计
第十六章 采区方案设计
第十六章 采区方案设计
1.采区设计的依据、程序和步骤
2.采区设计内容
3.采区设计内容
4.采区准备方式的发展方向
5.采区方案设计案例
第十六章 采区方案设计
第一节 采区设计的依据、程序和步骤
? 一, 采区设计的依据
? 1.已批准的地质报告
? 2）采区地质说明书；
? 3）附图。
? 2.矿井开采设计
? 采区设计通常分两个阶段,
? （ 1）方案设计：确定采区主要技术特征的采区方案设计。
? （ 2）施工设计：根据批准的方案而进行的采区单位工程
巷道施工图设计。
第一节 采区设计的依据、程序和步骤
?二, 采区设计的程序和步骤
?（ 1）明确设计任务，掌握设计依据。
?（ 2）深入现场，调查研究。
?（ 3）研究方案，编制设计。
?（ 4）审批方案设计。
?（ 5）进行施工图设
第二节 采区设计内容
? 一, 采区设计说明书
?共计 11项内容
?（ 1）采区基本概况,
?（ 2）采区煤层及围岩,
?（ 3）储量及生产能力确定：。
?（ 4）采区巷道布置方案设计,
?（ 5）采煤方法设计：。
第二节 采区设计内容
?（ 6）采区机电设计,
?（ 7）采区通风设计,
?（ 8）采区其他系统,
?（ 9）安全技术及组织措施。
?（ 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。
? 二, 采区设计的程序和步骤
第一节 采区设计的依据、程序和步骤
? 二、采区设计图纸
? 采区设计所需图纸包括：地质柱状图、采区井上下
对照图、煤层底板等高线土、储量计算及剖面图等。
? 采区设计图纸主要包括,
? （ 1）采区巷道布置平面及剖面图
? （比例,1∶ 1000或 1∶ 2000）；
? （ 2）采区采掘机械配备平面图
? （比例,1∶ 1000或 1∶ 2000）；
? （ 3）采区工作面布置图（比例,1∶ 50或 1∶ 200）；
? （ 4）采区通风系统（最大、最小负压）示意图；
第二节 采区设计内容
?（ 5）瓦斯抽放系统图（低瓦斯矿井不要）；
?（ 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∶ 1000
或 1∶ 2000）；
?（ 8）采区供电系统图（比例,1∶ 1000或
1∶ 2000）；
第二节 采区设计内容
?（ 9）采区避灾路线图；
?（ 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）采区轨道交岔点图
?（比例,1∶ 50或 1∶ 100）；
?（ 13）采区硐室布置图
?（比例,1∶ 200）。
第三节 采区设计内容
? 一, 采区尺寸
? （ 一 ） 影响采区尺寸的因素
? 1.地质条件
? （ 地质构造, 围岩特征, 煤层产状, 瓦斯及自燃等 ）
? 2.生产技术条件
? （运输条件、设备特征、采区供电、设备搬运）
? 3.经济因素
? （吨煤投资、生产成本、生产效率、优化采区程度）
? 4.采区尺寸数值
第三节 采区参数的确定
? （二）采区尺寸数值
?采区尺寸包括采区走向长度和倾斜长度。
?使用单体液压支柱的普采工作面采区，其走
向长度一般为 1500～ 2000m。
?综采采区宜用单面布置，其走向长度一般不
小于 1000m；当双面布置时，一般不小于
2000m
第三节 采区参数的确定
? 二, 采煤工作面长度
? （ 一 ） 影响工作面长度的因素
? 1.煤层赋存条件
? 2.机械设备及技术管理水平
? 3,巷道布置
? （ 二 ） 采煤工作面长度
? 综采,150～ 200m；
? 普采,120～ 150m；
? 炮采,80～ 150m；
? （ 综采目前有已达 300m以上 ）
第三节 采区参数的确定
? 三, 采区煤柱尺寸
? 1.上山之间一般 20m以上，厚煤层 25m以上；
? 2,上山一侧煤柱一般 30m以上，有达到 60m以上；
? 3.区段煤柱采用煤柱护巷要达到 8~15m以上；
? 4.大巷煤柱在 2.~30 m 以上。距煤层 20m以上可采
用跨大巷开采 。
? 5.采区之间煤柱宽度一般在 10m左右；
? 6.断层落差大的时，一般留 10~15m煤柱，含水大时
煤柱质宽度可达 30m 以上。
第三节 采区参数的确定
? 四, 采区生产能力
? （ 一 ） 采区生产能力的影响因素
?1、地质因素；
?2、采煤、掘进、运输的机械化程度和通风、
供电能力；
?3、采区储量；
?4、采区产量的稳定性。
第三节 采区参数的确定
?（ 二 ） 确定采区生产能力的方法
?1.一个采煤工作面产量计算
?2.采区内同时生产的工作面数目
?3.进行采区生产能力验算
第四节 采区准备方式的发展方向
?一, 准备方式多样化
?（ 采区, 盘区, 带区布置方式 ）
?二, 采区大型化
?(工作面单产高, 走向长度大, 采区生产能力大 )
?三, 单层化和全煤巷化
?支护技术改进, 巷道将向煤层巷道发展 。
第五节 采区方案设计案例
? 采区境界 m1煤层底板等高线图
16-2
13 4,6 2.2 0
16-1
13 4,9 2.0 8
17-1
13 5,1 2.2 1
17-2
13 4,0 2.3 0
83,7
72,2
+10 0
+8 0
+6 0
+4 0
+2 0
±0
矿
井
边
界
J
七
采
区
第五节 采区方案设计案例
? 第一方案采区巷道布置图
16-2
134.6 2.20
16-1
134.9 2.08
17-1
135.1 2.21
17-2
134.0 2.30
83.7
72.2
+100
+80
+60
+40
+20
±0
矿
井
边
界
J
七
采
区
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ Ⅰ
10
8
3
45
6
7
11
12
13
8
1
9
9 ˊ
8 ˊ
11
3
6
10
9
9 ˊ
8 ˊ
12
2
13
2
4
5
14
3
第五节 采区方案设计案例
? 第二方案采区巷道布置图
16- 2
134.6 2.20
16- 1
134.9 2.08
17- 1
135.1 2.21
17- 2
134.0 2.30
83.7
72.2
+10 0
+8 0
+6 0
+4 0
+2 0
±0
矿
井
边
界
J
七
采
区
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ Ⅰ
10
8
3
45
6
7
11
12
13
8
1
9
9 ˊ
8 ˊ
1
3
4,5
6
10
9
9 ˊ
8 ˊ
12
2
13
2
第五节 采区方案设计案例
? 第三方案采区巷道布置图
16-2
134.6 2.20
16-1
134.9 2.08
17-1
135.1 2.21
17-2
134.0 2.30
83.7
72.2
+100
+80
+60
+40
+20
±0
矿
井
边
界
J
七
采
区
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ Ⅰ
10
8
3
45
6
7
11
12
13
8
1
9
9 ˊ
8 ˊ
13
4,5
6
10
9
9 ˊ
8 ˊ
12
213
采区方案技术比较
? 采区方案技术比较表
方案
项目
第一方案
双岩上山方案
第二方案
双煤上山方案
第三方案
一煤一岩上山方案
1.掘进工程量
工程量大。因两上山均在岩层
中，故要多掘进 252m石门
和 60m溜煤眼
工程量小 工程量较大比比第二方案 多掘 170m石门
2.工程难度 困难。一是岩巷施工，二是巷 道联接复杂 较容易 困难
3.通风距离 场。每区段要增加 130m的通风距离 短 较长。每区段增加 60m通风距离
4.管理环节 管理环节多。一是溜煤眼多； 二是漏风地点多 少 多（同第一方案）
5.巷道维护 维护工程量少，维护费用低
煤层上山，梯形金属支架
受采动影响大，维护
工程量大，费用高
第一条煤层上山，维护工
程量较大，费用较高
6.支架回收 无法回收 可以回收,70％可以复用 煤层上山支架可以回收复 用
7.工程期 岩石上山掘进速度慢，约需 14个月才能投产 煤层上山掘进快，约 10个月投产 同第一方案
采区方案经济比较
? 采区方案经济比较表
方案
项目
第一方案
双岩上山方案
第二方案
双煤上山方案
1.上山
2.长度 /m
3.掘进单价 /元 ·m － 1
4.费用 /元
560× 2
394.4
441728.0
560× 2
433.5
485520.0
2.联络巷
（ 1）石门,
长度 /m
单价 /元 ·m － 1
单条上山费用 /元
总费用（ 4条）
两煤层间 42m，上山到 m2煤层 63m
394.4
41412.0
165648.0
两煤层间距 42m
394.4
16564.8
66259.2
（ 2）溜煤眼（ φ＝ 2m）,
体积 /m3
单价 /元 ·m － 1
每区段费用 /元
总费用（ 3组）
63
45.53
2868.4
11473.6
0
（ 3）维护巷道
长度 /m
单价 /元 ·m － 1
维护时间 /a
费用 /元
560× 2＋ 63× 2
3.62
7.7
34731.0
560× 2
41.2
7.7
355308.8
采区方案经济比较
? 采区方案经济比较汇总表
方案
项目
第一方案 第二方案
1.初期投资 /元
（包括上山、石门、溜煤眼各一
组，铺轨两组
537050.3 520350.5
初期投资比较 /％ 103.21 100
2.总费用 /元
（ 1）总投资
（ 2）总费用
（扣除可回收部分后的费用）
661873.8
695005.4
912190.7
622690.9
总费用比较 /％ 105.83 100
?作业,
?1、编制采区设计的依据是什么？
?2、试述采区设计的步骤。
?3、简述采区设计应包括的内容。
?4、影响采区尺寸的因素有哪些？
?5、试述采煤工作面合理长度以及影响工作面
长度的因素。
