采區設計編製依據

采區設計

第一節采區設計的依據、程序和步驟

一、采區設計的依據

要做好采區設計，起到正確指導生產的作用，必須有正確的設計指導思想和充分可靠的設計依據。

采區設計必須貫徹執行《煤炭工業技術政策》、《煤礦安全01manbetx 》和《煤炭工業礦井設計規範》等。

采區是組成礦井生產的基本單位。采區設計被批準後，在采區的施工及生產過程中，一般不能任意改變。因此，采區設計要為礦井合理集中生產和持續穩產、高產創造條件；盡量簡化巷道係統，減少巷道掘進和維護工程量；有利於采用新技術，發展機械化和自動化；煤炭損失少，安全條件好等。

采區設計的主要依據有：

1．已批準的采區地質報告

地質報告主要包括地質說明書和附圖兩部分。

在采區地質說明書中，應有詳細的采區地質特征，地質構造狀況；煤層賦存條件和煤層穩定程度；礦井瓦斯等級；有無煤和瓦斯突出危險；自然發火期；水文地質特征；煤種和煤質以及國家對產品的要求；鑽孔布置及各級儲量的比例等。

圖紙包括：采區井上下對照圖、煤層底板等高線圖、儲量計算圖、勘探線剖麵圖、鑽孔柱狀圖、采掘工程平(立)麵圖等。

2．根據礦井生產、接替和發展對設計采區的要求

主要是生產礦井提出的對設計采區的生產能力、采煤工藝方式、采準巷道布置及生產係統改革等要求，以適應生產技術不斷發展的需要。

二、采區設計程序

采區設計一般是根據礦井設計和礦井改擴建設計以及生產技術要求，由礦主管單位提出設計任務書，單位根據批準的設計任務書進行設計。

采區設計通常分為兩個階段進行，即確定采區主要技術特征的采區方案設計和根據批準的方案設計而進行的采區單位工程施工圖設計。

采區方案設計除了需要闡述采區範圍、地質條件、煤層賦存狀況、采區生產能力、采區儲量及服務年限等基本情況外，應著重論證和確定以下問題：采準巷道的布置方式及生產係統、采煤方法選擇、采掘工作麵的工藝及裝備、采區參數、采區機電設備的選型與布置、安全技術措施等。

在進行具體采區方案設計時，應根據煤炭工業技術政策、地質和生產技術條件、設備供應狀況，擬定數個技術上可行的方案，然後計算各方案相應的技術經濟指標，通過對這些方案進行技術經濟比較，選擇出技術上先進、經濟上合理、安全上可靠的方案，為進一步進行采區施工圖設計打下基礎。

采區施工圖設計是在采區方案設計被批準後進行的。在施工圖設計中，主要是根據采區方案設計的要求，對采區某些單位工程，如采區巷道斷麵、采區上、中、下部車場、巷道交岔點及采區硐室等進行具體的設計，確定有關尺寸、工程量和材料消耗量，繪製出圖紙和表格，以便進行施工前的準備工作及施工。

應該指出，采區方案設計和施工圖設計是緊密相聯係的整體和局部的關係。采區方案設計中技術方案要通過單位工程來實現，在進行采區方案設計時應考慮施工圖設計的可能性和合理性；但施工圖設計要以批準的方案設計為依據，體現方案設計的技術要求。必要時，應根據實際情況的變化和施工的具體要求，本著實事求是的精神，進行適當的修改，並報上級批準，使設計更加完善、更加符合施工和生產的要求。

三、采區設計的步驟

采區設計按下列步驟進行：

(1)認真學習有關煤礦生產、建設的法規政策，並了解局、礦對采區設計的具體要求和規定。

要按照具體條件，因地製宜同時又積極創造條件，提高采、掘、運機械化水平，提高采煤工作麵單產；積極推廣無煤柱護巷技術及巷旁支護技術，降低掘進率和降低煤炭損失；實現合理集中生產，提高勞動生產率。

(2)明確設計任務，掌握設計依據。根據礦井生產技術發展及生產銜接的需要，明確采區設計中重大問題的設計任務，如采準巷道布置及采煤工藝的改革、采區生產能力的確定等主要技術原則。礦井地質部門應提出采區的地質說明書及附圖，並應有分煤層和分等級的儲量計算圖。必要時設計人員需對儲量進行核算，設計人員真正掌握設計依據，使設計建立在可靠的基礎上。

(3)深入現場，調查研究。根據采區設計所需要解決的問題，確定調查的課題、內容、範圍和方法。例如，調查原有采區的部署、巷道布置及生產係統、車場形式等，作為巷道布置方案設計時的借鑒；調查采煤、掘進、運輸、提升等的生產能力，煤倉容量等數據，作為設備選型的參考；搜集巷道掘進、運輸、提升、排水、通風和巷道維護等方麵的技術經濟指標，以便進行不同方案的技術經濟比較。充分掌握第一手資料，使設計建立在客觀實際的基礎上。

(4)研究方案，編製設計。在進行實際調查研究的過程中，一定要注意彙集各有關單位對設計的具體要求及設想，根據設計條件提出幾個可行方案，廣泛征求意見，認真研究、修改和充實設計方案內容，在此基礎上集中為兩三個較合理的方案，進行技術經濟比較，確定出采用的方案，正式編製設計。

(5)審批方案設計。將已完成的方案設計經有關單位會同審查後，由有關上級部門批準。

(6)進行施工圖設計。根據已批準的方案設計，進行各單位工程的施工圖設計

第二節采區設計的內容

采區設計編製的內容，包括采區設計說明書，采區設計圖紙。

一、采區設計說明書

(1)采區設計說明書應說明：采區位置、境界、開采範圍及與鄰近采區的關係；可采煤層埋藏的最大垂深，有無小煤窯和采空區積水；與鄰近采區有無壓茬關係等。

(2)采區所采煤層的賦存情況(走向、傾斜、傾角及其變化規律、煤層厚度、層數、層間距離、夾矸層厚度及其分布，頂底板的岩石性質及其厚度等)及煤質。

瓦斯湧出情況及其變化規律，瓦斯湧出量及確定依據；煤塵爆炸性，煤層自然發火性及其發火期；地溫情況等。

水文地質：井上、下水文地質條件；含水層、隔水層特征及發育情況變化規律；礦井突水情況、靜止水位和含水層水位變化；斷層導水性；現生產區域最大及正常湧水量，鄰近采區周圍小窯湧水和積水情況等。

煤層及其頂底板的物理、力學性質等。

說明對地質資料進行審查的結果，包括資料的可靠性及存在的問題。

(3)確定采區生產能力，計算采區儲量(工業儲量、可采儲量)和高級儲量所占的比例，計算采區服務年限並確定同時生產的工作麵數目。

(4)確定采區準備方式。區段和工作麵劃分、開采順序，采掘工作麵安排及其生產係統(包括運煤、運料、通風、供電、排水、壓氣、充填和灌漿等)的確定。當有幾個不同的采區巷道準備方案可供選擇時，應該進行技術經濟03manbetx 比較，擇優選用。

(5)選擇采煤方法和采掘工作麵的機械裝備。

(6)進行采區所需機電設備的選型計算，確定所需設備型號及數量，采區信號、通訊與照明等。

(7)灑水、掘進供水、壓氣、充填和灌漿等管道的選擇及其布置。

(8)采區風量的計算與分配。

(9)安全技術及組織措施：對預防水、火、瓦斯、煤塵、穿過較大斷層等地質複雜地區提出原則意見，指導編製采煤與掘進工作麵作業01manbetx 編製，並在施工中加以貫徹落實。

(10)計算采區巷道掘進工程量。

(11)編製采區設計的主要技術經濟指標：采區走向長度和傾斜長度、區段數目、可采煤層數目及煤層總厚度、煤層傾角、煤的容重、采煤方法、主采煤層頂板管理方法、采區工業儲量和可采儲量、機械化程度、采區生產能力、采區服務年限、采區采出率和掘進率，巷道總工程量、投產前的工程量。

二、采區設計圖紙

設計圖紙一般包括：

地質柱狀圖、采區井上下對照圖、煤層底板等高線圖、儲量計算圖及剖麵圖等應進行複印，作為采區設計的一部分。此外，還須有：

(1)采區巷道布置平麵及剖麵圖(比例：1：1 000或1：2 000)；

(2)采區采掘機械配備平麵圖(比例：1：1 000或1：2 000)；

(3)采煤工作麵布置圖(比例：1：50或1：200)；

(4)采區通風係統(最大、最小負壓)示意圖；

(5)瓦斯抽放係統圖(低瓦斯礦井不要此圖)；

(6)采區管線布置圖(包括防塵、灑水、灌漿管路布置等)；

(7)采區軌道運輸係統圖(比例：1：1 000或1：2 000)；

(8)采區供電係統圖(比例：1：1 000或1：2 000)；

(9)避災路線圖；

(10)采區車場圖(比例：1：200或1：500)；

(11)采區巷道斷麵圖(比例：1：50或1：20)；

(12)采區巷道交岔點圖(比例：1：50或1：100)；

(13)采區硐室布置圖(比例：1：200)。

前9張圖屬方案設計附圖，後4張圖是施工圖。以上僅是一般情況，具體設計時應根據情況適當增刪。

采區設計的編製和實施是礦井生產技術管理工作的一項重要內容，一般由礦總工程師負責組織地質、采煤、掘進、通風、安全、機電、勞資、財務等部門共同完成。

隨著係統工程及計算機在采礦設計中的應用，對采區技術方案進行優化設計，計算機輔助設計，是設計改革的一個重要方向。

第三節采區參數的確定

一、采區尺寸

（一）影響采區尺寸的因素

1、地質條件

（1）地質構造。（2）煤層及圍岩穩定程度。

（3）自然發火。（4）再生頂板形成時間。

（5）煤層傾角。

2、生產技術條件

（1）區段平巷的運輸設計。（2）設備搬遷。（3）采區供電。

3、經濟因素

（二）采區尺寸數值

采區尺寸包括采區走向長度和傾斜長度。使用單體液壓支柱的普采工作麵采區，其走向長度一般為1000～2000m。綜采采區宜用單麵布置，其走向長度一般不小於　1000m　；當雙麵布置時，一般不小於　2000m　。

二、采煤工作麵長度

（一）影響工作麵長度的因素

1、煤層賦存條件。

煤層厚度；煤層傾角；圍岩性質；地質構造。

2、機械裝備及技術管理水平

采煤機、輸送機、頂板控製、工作麵通風。

3、巷道布置

（二）采煤工作麵長度

綜采：150～200m；普采：120～150m；炮采：80～150m；對拉工作麵：200～300m；急斜煤層采用偽斜柔性掩護支架采煤法的工作麵：30～60m。

三、采區煤柱尺寸

1、采區上（下）山間的煤柱寬度（沿走向）：薄及中厚煤層為　20m　；厚煤層為20～　25m　。

2、上下區段平巷之間的煤柱寬度：薄及中厚煤層約為8～　15m　；厚煤層約為　30m　。

3、運輸大巷一側煤柱寬度：薄及中厚煤層約為20～　30m　；厚煤層約為25～　50m　。

4、回風大巷一側煤柱寬度：薄及中厚煤層約為　20m　；厚煤層約為20～　30m　。

5、采區邊界兩個采區之間的煤柱寬度為　10m　。

6、斷層一側煤柱寬度根據斷層落差及含水等具體情況而定：落差大且含水時留30～　50m　，落差較大時留10～　15m　；采區內落差小的斷層通常不留煤柱。

四、采區生產能力

是采區內同時生產的采煤工作麵出煤量的總和。

（一）采區生產能力的影響因素

1、地質因素；

2、采煤、掘進、運輸的機械化程度和通風、供電能力；

3、采區儲量；

4、采區產量的穩定性。

（二）確定采區生產能力的方法

式中：A_B——采區生產能力，萬t/a；

A_0i——第I個采煤工作麵產量，萬t/a；

n——同時生產的采煤工作麵個數；

k₁——采區掘進出煤係數，取1.1；

k₂——工作麵之間出煤影響係數，

n=2時取0.95，n=3時取0.9。

1、一個采煤工作麵產量

式中：L——采煤工作麵長度，m；

v₀——工作麵推進度，m/a；

m——煤層厚度或采高，m；

ρ——煤的體積密度，t/m³；

C₀——采煤工作麵采出率。

2、采區內同時生產的工作麵數目

（1）采區運輸能力

A_n——設備生產能力，t/h；

η₀——運輸設備正常工作係數，取0.7～0.9；

K——產量不均衡係數，取1.2～1.3；

T——日出煤時間，h。

（2）采區通風能力

v——巷道內允許的最大風速，m/s；

S——巷道淨斷麵積，m²；

C——生產1t煤需要的風量，m³/（min·t）

C₁——風量備用係數。

第四節采區方案設計案例

1、采區概況

該采區位於××礦一水平右翼，東以礦井邊界為界，西與七采區相鄰，南以±0等高線為界，走向平均長度　1230m　，采區平均傾斜長　560m　（北+　107m　以上為煤層風化帶），采區麵積為　68880m²　，如圖下圖所示。

采區境界m1煤層底板等高線圖

采區內有m1、m2兩層可采煤層，煤層賦存穩定，煤層傾角11°，東部邊界附近的煤層傾角略有變化。

2、采區內地質構造

3、煤層要素及頂底板特征

4、采區儲量

5、采煤方法及采區生產能力

6、采區巷道布置方案

7、方案比較

第一方案采區巷道布置圖

第二方案采區巷道布置圖

第三方案采區巷道布置圖