张集矿资料

第二节 采区布置

一、首采煤层选择

根据开拓布局，张集北区采用立井、石门、大巷开拓方式。在三六线2孔东北约350m处布置一组立井（北区主、副、回风井），井底车场设在-492m水平6煤层底板岩石中，自井底车场沿东、南方向分别布置一组石门，与东一和西二采区联接。根据分区划分，西一13-1、11-2煤层属中央区开采，东一13-1、11-2煤层属北区开采。13-1、11-2、8三层主采煤层平均间距为75.85m和79m，具备上行开采的条件，先采哪一层在技术上都是可行的。但受构造影响，东一13-1煤层开采范围小，距离北区工广远，显然不宜做为首采层。虽然东一11-2煤层位于8煤层上方，但其平面位置距工广煤柱线也较远；且煤质灰分较高，影响北区投产初期煤炭销售价格。因此，11-2煤层也不宜做为张集北区首采煤层。位于8煤层之上的9-1煤层，平均厚度仅1.26m，为部分可采的不稳定煤层，更不宜做为首采煤层。根据邻近生产矿井开采经验，8煤层煤质中硬，顶底板条件较好，而且平均厚度达到2.94m，具备高产的条件，因此，为了减少初期工程量、缩短建井工期，提高初期煤层开采效益，本着先近后远、先优后差的原则，本设计确定张集北区首先开采赋存稳定、煤质中硬、煤厚适中、生产能力大的8煤层。

二、首采区位置

1．首采区位置选择原则

（1）首采区应有较高的勘探程度和丰富可靠的储量，尤其要有足够的综采储量，且煤层赋存稳定、地质构造简单。

（2）首采区应布置在井筒附近，尽量减少初期工程量、缩短建井工期。 （3）首采区布置要有利于采场接替，北区投产后易于拓展空间。

（4）应尽量避免初期搬迁较大的村庄、尽量避开主要河流、公路及重要构筑物。

（5）首采区应尽量布置在有邻近矿井生产实践经验的煤层中，以确保北区投产后能够尽快达产。 （6）首采区布置要有利于瓦斯治理。 2、首采区位置选择

按照上述原则，结合北区开拓布局，对北区首采区位置，本设计提出了2个方案进行比较。 方案Ⅰ：移交东一（9-1～7-1）采区，装备1个8煤层综采工作面，见图5-2-1。 方案Ⅱ：移交西二（9-1～7-2）采区，装备1个8煤层综采工作面，见图5-2-2。 两方案技术经济比较见表5-2-1。 两方案相比，方案Ⅰ具有以下优点： （1）井巷工程量小，工期短，投资省。

（2）工作面推进长度长，有利于综合机械化设备能力的发挥。 （3）系统简单可靠，生产管理容易。

（4）可采储量较多，服务年限较长。 而方案Ⅱ主要缺点在于：

（1）井巷工程量多3352.2m，工期长4个月，井巷工程投资约多2737.7万元。

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（2）区内有3条0～9m的小断层分布，对工作面回采有一定的影响。 首采区技术经济比较表 表5-2-1

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1矿井万吨掘进率(m) 0 （3）煤层倾角较大，可采储量较少，服务年限较短。 （4）地面村庄分布较多，搬迁工程量较大。

综合上述分析比较可知，方案Ⅰ具有井巷工程量少、工期短、投资省、系统简单、安全可靠等优点。而方案Ⅱ与之相比，井巷工程量较大，工期长，投资较多；且区内有3条0～9m的小断层，对工作面回采有一定的影响；另外，该采区投产时，中央区也在其上部开采11-2煤层，相互之间有影响。因此，本设计确定采用方案Ⅰ，即张集北区达产时移交东一（9-1～7-1）采区，装备1个8煤层综采工作面，工作面单产为2850kt/a。考虑6%的掘进出煤后，即可达到3.00Mt/a设计生产能力。

三、采区巷道布置 （一）采区布置方式

考虑到张集北区初期开采范围内8煤层与9-1、7-1、7-2煤层层间距较小（小于15m），倾角平缓（一般3°～5°），本设计确定首采块段8煤层与9-1、7-1、7-2煤层采用联合布置。

（二）采区巷道布置

东一（9-1～7-1）采区紧靠北区工业场地东侧煤柱线，由于受东西向F216和F217断层的切割，采区南北走向长度平均约1300m，而东西倾斜宽度长达4300m。关于其巷道布置方式，本设计考虑过倾斜长壁与走向长壁两种方案，通过分析比较认为，倾斜长壁布置虽然存在高瓦斯矿井倾斜长壁仰斜开采，工作面瓦斯容易

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方 案 项 目 移交采区名称 工作面装备及数目 工作面单产(kt/a) 同采煤层数 首采块段平均煤厚(m) 采区可采储量(kt) 采区计算服务年限(a) 矿井移交井巷工程量(m) 建井工期（月） 方 案 Ⅰ 东一（9-1～7-1） 1个8煤层综采面 2850 1 8煤层：2.94 31370 7.47 20057.6 32.5 66.86 方 案 Ⅱ 西二（9-1～7-2） 1个8煤层综采面 2850 1 8煤层：3.4 25640 6.10 23409.8 36.5 78.03

积聚，接替需要排放采空区的积水，顺槽下山施工较为困难等不足；但能增大综采面推进长度，具有初期工程量小、工期短、生产系统简单等优点；根据最新的三维地震补勘资料，本着省、快、简的原则，经与建设单位共同研究，确定东一（9-1～7-1）采区采用倾斜长壁布置方式，即在工业场地煤柱线内（煤柱线作为工作面的收做线）布置一组大巷，顺F217断层布置倾斜长壁工作面。

（三）大巷布置

1．大巷数目

张集北区为高瓦斯矿井，地温较高，为满足矿井通风和降温要求，本设计提出3条大巷和2条大巷2个布置方案。3条大巷布置即布置1条轨道大巷、1条胶带机大巷和1条回风大巷。该布置方式的主要优点是专巷专用、互不影响、安全可靠。轨道大巷、胶带机大巷共同进风，可使胶带机大巷风速降低，有利于降低采区煤尘污染和改善工作面作业环境。大巷断面小，有利于加快巷道施工进度、便于维护。其缺点是增加1条大巷的工程量。2条大巷布置即布置1条胶带机及轨道联合大巷和1条专用回风大巷。虽然工程量较少，但主要缺点是：联合大巷风速大、工作面作业环境差、煤炭运输与辅助运输互相干扰、生产安全难以保证；且巷道断面大，施工及维护较困难。结合淮南矿区的实际生产经验，本设计确定采用3条大巷布置。

2．大巷位置 （1）大巷平面布置

东一（9-1～7-1）采区大巷平面位置，沿F226断层布置，在工业场地东侧煤柱线内，距离F226断层140m～200m。以工广煤柱线作为回采工作面的停采线。

（2）大巷层位

关于东一（9-1～7-1）采区大巷层位，根据确定的大巷平面位置与煤层的相互关系，结合东一轨道石门标高，设计提出了2个方案进行比较：

方案Ⅰ：2煤1岩布置方式。轨道大巷布置在7-1煤层底板岩石中，标高-490m；胶带机大巷布置在7-1

煤层中，标高约为-482m，回风大巷布置在8煤层中。

方案Ⅱ：2岩1煤布置方式。轨道大巷和胶带机大巷布置在8煤层底板岩石中，轨道大巷标高-490m，胶带机大巷标高-485m；回风大巷布置在8煤层中。

两方案相比，方案Ⅱ虽然对大巷维护较为有利，但存在岩巷工程量较大、工期长等缺点。而方案Ⅰ两煤大巷布置在不同煤层中，即可避免顺槽与胶带机煤大巷交叉处巷道需局部变坡起拱问题，又有利于胶带机大巷的施工（半煤岩巷道），加快进度，缩短工期。因此，结合张集北区瓦斯、地温、通风安全、工作面单产以及邻近生产矿井实际状况，本设计确定采用方案Ⅰ，即轨道大巷布置在7-1煤层底板岩石中，胶带机大巷沿7-1煤层布置，回风大巷布置在8煤层中。

（四）回采巷道布置

为了提高采区回采率，防止煤层自然发火，回采工作面上、下顺槽均采用无煤柱护巷布置方式。对于无煤柱护巷的两种方式：沿空掘巷和沿空留巷的选择，本设计主要考虑以下因素：

（1）目前国内尤其是淮南矿区沿空留巷使用较少，巷道的二次支护及巷壁充填技术不够完善，不能

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满足高产高效工作面的快速推进要求。

（2）张集北区综采面单产高，推进速度快，而且首采煤层具有自然发火危险。

（3）张集北区煤层埋藏较深、地压较大，若顺槽采用沿空留巷方式，则顺槽的二次变形大，巷道维护较困难。

综上分析，张集北区工作面顺槽布置确定按沿空掘巷考虑。另外，为保证综采工作面等长，工作面上、下顺槽均采用平行布置（即沿中线掘进）。

（五）瓦斯抽放巷

为解决8煤层开采瓦斯超限问题，本设计确定，在工作面轨道顺槽内侧30m，距8煤层顶板18m左右、平行于轨道顺槽布置1条专用瓦斯抽放巷。

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