煤矿生产实习设计报告.doc

生产实习设计 实习人： 学号： 班级：安全2010专本（汾西）班一、 实习目的 生产实习是学生在完成了公共基础课、专业基础课和部分专业技术课程学习之后，大部分专业技术课开始这习这前的一个重要教学环节。通过生产实习，使学生加深对已学过的专业技术理论和应用的理解，并为后续专业技术课的学习打下实践基础。1、向实习企业的工程技术人员和工人学习，增强学生为实现祖国社会主义现代化而贡献为量的决心，加强学生对安全工程专业知识在安全技术与管理实践中起着重要作用的认识；2、联系生产实际，学习安全工程技术和安全管理知识，掌握做实际调查研究的方法，系统地综合运用所学知识，培养理论联系实际，提高分析和解决实际问题的能力；3、有条件时，可参与企业的安全检查活动，利用所学知识对实习企业的安全现状进行评价并提出合理化建议；4、培养学生处理问题和独立工作的能力和素质。二、实习要求 1、根据生产实习目的和任务，应当做到理论联系实际，虚心向工程技术人员和工人学习。2、在实习过程中应做好笔记或日记，注意随时记录观测到的数据、心得体会和问题。3、整理资料和编写实习报告时，尽量用图表反映收集到的资料，并附文字说明。编制的图表和文字说明应准确、整齐、明晰，并要经过反复核实。4、实习前学生必须认真学习生产实习大纲，准确把握大纲规定的内容，并准备好必要的实习用品、参考书及绘图工具。5、实习过程中加强纪律，加强团结，遵守现场规章制度，按时返校。6、注意安全，避免发生事故。7、保守国家机密，防止资料丢失。三、实习时间 8月 1日至 10 月 30日 四、实习地点 山西汾西矿业集团公司中兴煤矿。五、实习人员 中国矿业大学成人教育学院 安全工程2010全班同学六、指导老师 晋明月老师七、实习单位简介山西汾西中煤业有限责任公司中兴煤矿位于交城县城西北10km处的岭底乡境内，行政区划隶属岭底乡管辖，井田位于西山煤田的清交勘探区，山西省晋中煤炭基地西山矿区八、煤矿实习内容（一）井田概况1、地理位置中兴煤矿位于山西省交城县岭底乡境内，距交城县城约10km。该区交通较为便利，自矿井现工业场地有岭（底）交（城）简易公路与太（原）-军（渡）公路相连，北可达太原，南可至军渡入陕西。交城往东可达夏-汾高速公路及大-运高速公路。2、地形地貌井田位于吕梁山脉中段东翼，晋中盆地西缘。属构造剥蚀成因的低山及中高山地形，区内山峦起伏，沟谷纵横，地形比较复杂，基岩大面积出露，黄土零星分布于山坡及山颠。井田东、西、北三面高，中部及南部相对较低，最高点位于井田东北部白草沟梁，绝对标高+1535.0m，最低点在井田东南角东沟河沟谷，绝对标高为+990.0m，最大相对高差545.0m。3、地质构造西山煤田位于祁吕贺山字型东翼及新华夏系的复合部位。清交矿区处于西山煤田东南边缘，矿区总体为一走向北东，向北西倾斜的单斜构造，在此背景上发育着一系列褶曲和断层。井田内NNW向褶曲较发育，由东向西平行排列。受其控制地层走向为北西、北北西向，倾向受褶曲控制，倾角3°23°，一般小于12°。断层稀少，井田内仅发育2条，断距425m。生产中偶见陷落柱，无岩浆岩侵入影响。总体来看构造属简单类。井田内褶曲构造特征见表1。表1 褶曲构造特征表顺序褶曲名称位 置井田内延展长度（km）轴 向两翼地层倾角（度）1山庄头背斜井田西部3.1NNW3102柏崖头向斜井田西部8.5NNW4123磁窑沟背斜井田北部1.5N40°W5114窑儿头向斜井田北部1.3N1045°W4155西雷庄背斜井田南部1.2N520°W4236东雷庄向斜井田东南角1.3N535°W3237申家圪垛背斜井田东部3.6N20°W5238王山岭向斜井田东北角0.5N1030°W410井田内断层不发育，仅发现2条，其走向北东或北北东向，F2位于井田西北角，断距25m，倾角80°。F3位于井田东部，断距4m，倾角75°，规模不大。另外井田西北和东南外围发现3条断距45m的小断层，延伸不远即消失，其走向与褶曲斜交。总之，井田构造以褶曲为主，断层稀少，无大的陷落柱，煤层连续性较好，褶曲对煤层开采有一定影响，但对采区布置影响不大。4、河流水系井田内河流属黄河流域汾河水系。磁窑河为井田内较大的季节性河流，从井田中部流过。该河发源于狐偃山东南侧解板沟、塔棱一带，流向东南，于交城县城北部转成南北向汇入白石南河，然后流入汾河。磁窑河在岭底村东分成东西两个支流，分岔处以上不远处，各建一座缓洪蓄清水库，库容分别为34、80万m3。汛期空库拦洪，秋冬蓄水，供次年春灌。磁窑河年径流模数正常年1210万m3/km2，丰水年1450万m3/km2，枯水年937万m3/km2。另外，井田东南边界处的东沟河，沟深谷长，一般常年流水，水量不大，雨季山洪泄入后水量猛增。5、气象及地震区内气候属暖温带大陆性气候，四季分明，昼夜温差悬殊。冬季少雪，春季风大雨少，夏季雨量高度集中，秋季阴雨天较多。据19811990年的气象资料统计，年平均气温10.1。七月份最热，平均气温24.0，极端最高气温36.7；一月份最冷，平均气温-4.9，极端最低气温-20.1。通常初霜出现在十月中旬，终霜期在翌年四月上旬，无霜期为190天。年降水量249.5495.7mm，降雨量主要集中于7、8、9三个月，占全年降雨量的63%。年蒸发量1715.62047.6mm，年蒸发量大于降水量。风向以西北风为主，平均风速1.6m/s，最大冻土深度77cm。根据中国地震动参数区划图（GB183062001）鉴定：本区抗震设防烈度为7度，地震动反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度为0.15g。6、区域经济简况本区多为山地，居民们主要以农业生产为主。农产品主要有小麦、谷子、玉米、山药等，经济作物有苹果、核桃、红枣等，粮食产量基本能自给自足。大多村庄都设有供销商店和面粉加工厂等，有的村庄开办了小煤窑，农民逐步走上了富裕之路。交城县有52座小煤矿，除火山煤矿等个别矿外，大多数以掘代采、工艺落后、生产能力不大，是该县支柱产业。7、运输条件从矿井工业场地到太（原）军（渡）公路有长约8km岭交简易公路相连，该条公路现只承担着本矿及邻近个别煤矿煤炭外运任务，运量有余，但局部地段需适度维修。太（原）军（渡）公路已经过拓宽改造，技木等级高，运力大，可确保本矿煤炭外运。总之，中兴煤矿产业升级的外运条件较为良好。8、电源条件根据山西省电力公司1674号文件，由广兴220kV变电站为峁上场地110kV变电站提供一回110kV电源，由前火山110kV变电站提供第二回110kV电源。中兴场地35kV变电站二回35kV电源由新建的峁上场地110kV变电站提供，线路导线型号为LGJ240mm2、线路长度为2km。两回路均地处山西省级气象区，砼杆架设。9、煤层井田内含煤地层为山西组和太原组，共含煤16层。其中，山西组2、4、5号和太原组6、8、9号煤层为较稳定稳定可采煤层。含煤地层总厚143m，可采煤层平均厚13.24m，可采含煤系数9.3%。可采煤层特征见表1。表1 可采煤层主要特征表煤层编号见煤点可采点不可采点合并点尖灭点见煤点厚度(m)最小最大平均煤层间距(m)最小最大平均夹石层数可采系数%可采性稳定性2202000.78-2.261.542.4-12.76.10100全井田可采稳定4761130.35-1.851.03086大部可采较稳定0-6.02.75131300.70-5.392.980-2100全井田可采稳定27.4-36.731.96141400.87-1.751.150-1100全井田可采稳定19.2-25.521.78141402.50-4.543.651-2100全井田可采稳定1.8-10.65.29141401.55-3.001.900-1100全井田可采稳定1、2号煤层位于山西组中下部，K4砂岩下4057m。煤厚0.782.26m，平均1.54m。煤层厚度变化为东北部及南部薄，中部和西部厚，不可采区分布在井田东北部，面积很小。煤层结构简单，不含夹石。煤层顶板以泥岩为主，底板为泥岩、细粒砂岩，局部为粉砂岩。本层属基本全井田可采的稳定煤层。2、4、5号煤层位于山西组下部，2号煤下6m左右，中西部4、5号煤合并，合并区称5号煤层，分叉区称4、5号煤层。5号煤层厚0.70-5.39m，平均2.98m，东薄西厚，规律明显。不含或含1-2层夹石，结构简单-中等，属全井田可采煤层。分叉区4号煤层厚0.35-1.85m，平均1.03m，4号煤层属4、5号煤层分叉区大部可采煤层。4、5号煤层板岩性为泥岩、炭质泥岩，底板岩性为砂质泥岩、泥岩。3、6号煤层位于太原组上部，L5石灰岩下811m左右，煤厚0.871.25m，平均1.15m。煤层厚度大多大于1m，全井田可采，最薄处在东南角603号孔，厚度为0.87m，向中部及东北部变厚。煤层结构简单，常含一层夹矸，夹矸厚度0.110.40m。顶板岩性为炭质泥岩，底板岩性为泥岩。本层属全井田可采的稳定煤层。4、8号煤层位于太原组中下部，煤厚3.204.54m，平均3.65m。煤层厚度变化大，相对中部厚，最厚点在623号孔，为4.54m，为本井田赋存最好的一层煤。煤层结构简单，不含或含一层夹矸。顶板岩性多为炭质泥岩，局部为L1石灰岩，底板岩性为砂质泥岩或细粒砂岩。本层属全井田可采的稳定煤层。5、9号煤层位于太原组下部，8号煤下5.18m，煤层厚度1.553.00m，平均1.90m。煤层厚度变化为西部薄、东部厚。煤层结构简单，不含或偶含一层夹矸。顶底板岩性均为泥岩或砂质泥岩。本层属全井田可采的稳定煤层。10、井田水文地质中兴煤矿位于清交矿区西南部，地形陡峻，沟谷深切，基岩裸露，黄土零星分布。地势大体为北部高、南部低。磁窑河为井田内较大的河流，在岭底村东500m处分叉，分为东沟和西沟，两沟汇入磁窑河，最后汇入汾河。井田处于煤层深埋区，基岩出露上石盒子组，石千峰组及刘家沟组地层。1含水层组（1）奥陶系中统石灰岩岩溶含水层组奥陶系中统上马家沟组及峰峰组石灰岩为主要含水层组。含水结构以溶隙、溶孔为主。奥陶系石灰岩在井田内处于深埋区。井田内无抽水试验资料，据清徐详查区SK6号孔水文资料，奥灰岩溶不发育，富水性弱。钻孔单位涌水量仅为0.0012-0.0015L/s·m，渗透系数为0.0037m/d，水位标高787.21m。矿化度1.64g/1，硬度60-80度，为极硬的弱矿化水。（2）石炭系上统太原组石灰岩溶蚀裂隙含水层组太原组以碎屑岩类夹石灰岩为主，为主要含煤地层之一。含水层主要为L5、L4、K2。据火山精查区的541号孔水文资料，单位涌水量为0.0492-0.0690L/ s·m，渗透系数0.71m/d，水位标高789.40m，说明本组含水层富水性弱。本层水质属硫酸盐重碳酸盐钙钠型。矿化度1.53g/l，硬度46.76度，为极硬的弱矿化水，水温13。（3）二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层组本组砂岩不发育，常见有2号煤以上砂岩，5号煤下砂岩和K3砂岩，均不发育。以细粒砂岩为主。据火山精查区的541号孔资料，单位涌水量为0.005L/ s·m，渗透系数0.04m/d，水位标高800.01m，水质属重碳酸硫酸盐钠钙型。矿化度0.576g/1，硬度17.55度，为硬的淡水，水温9。（4）二叠系石盒子组砂岩裂隙含水层组本组含厚砂岩多层，由于广泛出露，易于接受补给，所以常在沟谷有一些泉水涌出，水量一般很小，最大0.61/s。据火山精查区资料，本组含水层其富水性弱。（5）第四系全新统砂砾孔隙含水层分布于磁窑河沟谷中，磁窑河河谷冲积层由砂砾层组成，厚5m左右，含孔隙潜水，根据SK6水文孔资料，单位涌水量为0.677L/s·m，渗透系数3.62m/d，水量丰富，水质属重碳酸硫酸盐钙钠型。矿化度0.264g/l，硬度8.27度，为软的淡水。2隔水层9号煤底至奥陶系顶面之间的岩层，厚60m左右，以泥质岩类为主，为隔水层。各基岩含水层之间的岩层，厚度较大，裂隙不发育，可视为隔水层。3充水因素分析井田内主要可采煤层2、5、6、8、9号。赋存于山西组及太原组。各可采煤层由于其充水含水层富水性弱，一般不对煤矿床充水，故对煤层开采无多大影响。煤系下伏奥灰含水层，其水位标高为787m左右，井田内最下一层可采煤层的最低标高为450m左右，最上一层准采的2号煤层的最低标高为520m，超越了所有的煤层。井田内奥灰含水层的富水性弱，断裂构造及陷落柱规模小，9号煤底至奥陶顶面存在约60m的隔水层。据山西省煤炭地质148勘查院2007年1月汾西矿业（集团）公司中兴矿奥灰水突水危险性评价报告（以下简称奥灰突水评价报告）评价，井田西部占井田面积3/5左右的范围为开采8、9号煤层带压开采危险区。遇陷落柱及断层时一定留设防水煤柱，以防奥灰水的涌入。井田内煤层埋藏较深，2号煤层的最小埋深也有380m，煤矿床充水不易接受大气降水及地表水的补给。另外，井田内及周围无生产矿井及小窑，故不存在小窑采空区积水对矿井的充水。4水文地质条件评述井田内地形、植被条件不利于大气降水入渗。对矿床充水的含水层富水性弱，且井田内断层及陷落柱稀少，对岩层破坏程度小，含水层之间联系微弱或无联系。综上所述，井田内水文地质条件简单。井田2、4、5号煤层开采以其上覆砂岩裂隙含水层为主要充水含水层。井田水文地质勘探类型确定为二类一型和三类一型。5矿井涌水量补充勘探地质报告对矿井涌水量采用了富水系数法、大井法分别进行了预算，并确定了中兴矿井300万t/a 生产规模达产后，正常矿井涌水量可采用2200m3/d，最大矿井涌水量3000m3/d。由于井田未进行专门水文地质工作，水文地质资料缺乏，给矿井涌水量预算带来困难。矿井初期开采2号煤层，多年生产中因未破坏顶板含水层，井下尚无涌水现象，矿井产业升级改造后，预计正常排水量160m3/h，最大排水量200m3/h。开采时应密切注意涌水量的变化情况，配备好相应的排水没备，以防透水事故的发生。考虑井筒淋水、井下消防洒水等，设计确定正常矿井涌水量为2200/24+10（井筒淋水）+2394/24（井下防尘）=201m3/h，取200 m3/h；最大矿井涌水量400m3/h。（二）矿井生产系统1、井田境界中兴井田地理坐标：北纬37°371837°3929，东经112°0427112°0812。按照山西省国土资源厅2005年颁发的采矿许可证（证号：1400000530590），井田范围由下列5个坐标点连线圈定而成。全井田东西长5.5km，南北宽4.0km，面积19.86km2。拐点坐标见表2，井田范围见图2-1-1。表2 井田范围拐点坐标点号XY14166150.1960030024170150196003003417015019594800441690001959480054166150195963002、储量根据中兴煤矿补勘地质报告、山西省交城县中兴煤矿补勘地质报告和山西省交城县中兴煤矿煤炭资源储量核实报告，参与储量计算的煤层有2、4、5、6、8、9号6层。本报告储量计算的2号煤资源量以批复的山西省交城县中兴煤矿补勘地质报告（2003年4月）为准，4、5、6、8、9号煤资源量以中兴煤矿补勘地质报告（2007年7月）为依据，这两个报告经过整理形成了山西省交城县中兴煤矿煤炭资源储量核实报告，资源储量估算截止日期为2008年11月30日。计算范围由井田边界、采空区边界及可采边界线共同组成。井田边界保安煤柱宽度取20m。井田内有3个村庄，其中：光足村、安则上村两个村庄靠近井田东北部边界，设计留设永久煤柱，马庄村位于井田中部压煤多，按规划搬迁；村庄保安煤柱的留设，在村庄范围外推10m，然后松散层按45°、基岩按70°外推确定。工业场地保护煤柱由围墙范围外推15m，再按规定留设煤柱。大巷及上下山两侧分别留50m保安煤柱。考虑断层对煤层的破坏影响，断层煤柱水平宽度按落差大小确定，落差大于50m的断层留50m；落差5020m的断层留30m；小于20m的不留。根据中兴煤矿补勘地质报告和山西省交城县中兴煤矿补勘地质报告，全井田2、4、5、6、8、9号6层地质资源/储量29450.0万t，其中111b为7146.0万t，占111b+122b+333的24.3%，111b+122b为25417.0万t，占111b+122b +333的86%。在资源/储量中有各类永久保护煤柱量1394.5万t。本井田构造简单，且已生产多年，资源可靠性高，故333折减系数取10%，经计算全矿井工业资源/储量29046.7万t，扣除永久煤柱损失后的设计资源/储量27652.2万t，再考虑工业场地、大巷和开采损失等因素后，共获得可采储量20558.1万t。3、矿井服务年限储量备用系数取1.4，矿井生产能力按300万t/a计算，矿井服务年限为49a，其中第一水平服务年限20a。需要说明的是，虽然矿井服务年限比设计规范少了1a，考虑到西山矿区总体规划已经通过国家发改委审查，规划扩大了本井田的面积，规划估算的地质储量为41497.1万t、井型为300万t/a和服务年限60a均满足设计规范要求，推荐的中兴矿井扩建到300万t/a，也是符合矿区总体规划要求。4、采煤方法和采煤工艺1采煤方法的选择矿井开采的煤层多为缓倾斜薄及中厚煤层，地质构造简单，煤层赋存较稳定，采用单一长壁采煤法，后退式回采，全部冒落法管理顶板。2采煤工艺矿井目前在一采区布置一套薄煤层高档普采工作面，二采区布置一套中厚煤层高档普采工作面。此次产业升级本着改革创新的精神，依靠科学技术进步，高产高效集约化生产，以经济效益为中心，走规模化效益型经营之路。通过优化开采工艺和主要生产系统，在实现煤炭生产工艺综合机械化的基础上，提高矿井生产的集约化程度，推动煤炭工业由劳动密集型向资本密集和技术密集型转变，推进传统产业不断升级。提高科技进步对煤炭生产和经济增长的贡献率。中兴煤矿在扩大生产能力的同时，肩负技术装备升级的重任。本次扩建重点是综采综掘改造，以提高单产，提高资源回收率，提高矿井经济效益，符合国家企业技术进步精神。改变原来技术落后，形不成规模生产，资源浪费，经济运行质量较低的被动局面。长壁采煤法按机械化程度可分为炮采、普采和综合机械化开采。炮采工艺落后，产量低，不宜采用。普采虽可实现机械化开采，但因支护手段和设备的限制，不利于提高单产。综合机械化开采由于采面支护条件好，机械化程度高，因此大大提高了工作面开采程度，提高了工作面单产，合理集中生产，高产高效，同时也使矿井生产的安全性得以提高。井田内上组煤2号、4号、5（4+5）号煤层平均厚度分别为1.54、1.03m和2.98m，下组煤6号、8号、9号煤层平均厚度分别为1.15m、3.65m和1.90m，详见下表：表3 可采煤层情况一览表煤层编号见煤点厚度（m）最小-最大平均可采性稳定性20.78-2.261.54全井田稳定可采40.35-1.851.03大部较稳定可采5（4+5）0.70-5.392.98全井田稳定可采60.87-1.751.15全井田稳定可采82.50-4.543.65全井田稳定可采91.55-3.001.90全井田稳定可采通过上表结合煤层底板等高线分析：上组煤的2号煤层约40%可采区的煤层厚度大于1.5m，5（4+5）号煤层大部分区域煤层厚度大于1.5m，下组煤8号煤层全井田煤层厚度大于2.5m，8号煤层全井田煤层厚度大于1.5m。这些煤层大于1.5m的区域比较适宜采用中厚煤层综采一次采全高。近年来国内综采技术发展迅速，随着科技进步，国内机械化程度也越来越高，单产提高很快。然而，井田内上组煤的2号煤层大部分区域、4号煤层全区和下组煤的6号煤层绝大部分区域煤层厚度均小于1.5m，以薄煤层为主，其可采储量已超过5000万t。因此如何实现薄煤层的高产高效，不仅是实现矿井高产高效的关键，也是提高回采率，延长矿井服务年限的需要。针对井田内煤层厚度小于1.5m的可采区域薄煤层，从开采技术条件分析可供选择的采煤工艺有两种：刨煤机工作面和滚筒采煤机综采。刨煤机工作面在德国、法国及美国等国家广泛使用，其中德国刨煤机产量约占其总产量的50%，法国占30%，其他国家在1115%之间。美国使用德国产刨煤机，单个工作面年产量达到248万t。德国从1941年开始使用刨煤机开采工艺，开采煤层厚度在0.62.2m之间，其机械化程度达到95%以上，处于世界领先水平。目前刨煤机向着大功率、高强度、高效率、自动化方向发展，新研制的GH42型刨煤机最大功率可达2×800kW，刨煤速度超过3m/s。由德国DBT公司生产长壁刨煤机在其国内鲁尔矿区1.3m的薄煤层中，工作面平均日产达到13500t，最高日产18900t，工作面全部实现了智能化、自动化控制。在美国西弗吉尼亚steel 50#煤矿，刨煤机生产创造世界新纪录，煤厚1.38m、工作面长度380m，日推进40m，刨煤机安装功率2×270kW，平均日产1800020000t，最高日产量23000t。我国铁法煤业公司在2000年采取“买核”引进、国内配套的方式引进一套德国DBT公司全自动化刨煤机系统，引进设备为9-34Ve/4.7滑行刨煤机，采高0.81.675m，电机功率2×315kW，生产能力900t/h，配套PF2.3/732输送机；工作面远程控制采用PROMOS监控系统和PM4支架电液控制系统，技术配置实现了计算机远程控制和自动化操作，该套设备2001年1月到2002年4月期间在小青矿使用，除去搬家及停产时间实际生产时间为271d，共生产原煤106万t，面长195m，平均日产3911t，最高日产6480t，工作面年产量可达到120150万t的水平，随着小青矿的成功使用，各煤炭公司对薄煤层开采重视，从20012004年相继在西山、铁法、晋城、大同引进四套全自动化操作和远程控制刨煤机，从目前使用情况来看效果较好。薄及中厚煤层综采设备，从最初引进国外采煤机组到现在国产设备，通过十几年的创新发展，已经走出了国产化设备开采薄煤层的高产高效之路。现在薄煤层综采面设备已发展成大功率、集中控制型，设备成熟可靠。2003大同晋华宫矿在煤厚1.11.3m条件下，配备MG200/450-WD采煤机，年产量达到了101.6万t，最高月产量16.039万t，最高日产量6766t，最高推进度27.1m，最高班产量4521t；同样大同马脊梁矿装备JOY4LS采煤机工作面，创造了最高年产量152万t，最高月产15.6万t，最高日产7200t的好成绩。刨煤机工作面和滚筒薄及中厚煤层综采相比具有如下优点：（1）设备自动化程度高，可实现工作面无人作业，减少原煤生产人员，提高劳动效率，安全性高。（2）刨煤机为静力破煤定高开采，其行走速度一般在2.5m/s，小于滚筒截齿线速度4m/s，工作面粉尘浓度低。（3）刨煤机落煤工艺是浅截深多循环，对顶板振动小，有利于顶板管理。但是刨煤机工作面具有如下缺点：（1）刨煤机生产厂家少，功率大、能力强的产品需要引进，维修和更换配件不方便，价格昂贵。（2）设备投资高，按主要设备进口，配备支架国产，工作面投资约为800010000万元；滚筒薄煤层综采工作面按引进采煤机考虑，设备投资在4000万元左右。（3）由于半煤岩巷掘进速度慢，不能发挥刨煤机系统快速推进的特点，将影响矿井年产量；（4）刨煤机工作面对煤层构造及顶底板要求比较高。（5）设计调研国内刨煤机使用现状，月产量较高，但是没有年产量的统计数据，一方面说明掘进设备不配套，另一方面说明国内刨煤机的使用并不成熟。通过上述比较：从煤层赋存条件分析：虽然本矿井可采区域薄煤层赋存稳定，但构造相对复杂，从目前井下回采的情况揭露，局部有隐伏小断层和陷落柱，且煤层顶底板条件较差，均以泥岩、砂质泥岩为主。比较适合采用滚筒综采工艺。从工作面单产分析：两种工艺基本相当，但刨煤机工作面投资高，顺槽掘进速度限制了设备性能，而滚筒综采设备应用可靠，经验丰富，投资低的优点，设计推荐采用滚筒综采工艺。根据上述采煤工艺的比选并结合目前中兴煤矿井下一、二采区回采工作面采煤工艺，矿井产业升级投产时维持一采区中厚煤层综采工作面，二采区普采升级为薄煤层综采工作面，同时在三采区增加一套2号煤薄煤层综采工作面。井下初期以三个综采工作面来保证300万t年生产能力，中后期当回采5（4+5）号煤层或8号煤层时，2个综采工作面即能满足300万t/a能力。5、采区划分目前井下有两个生产采区（即一采区和二采区），均布置于在现井底车场附近，一采区布置有一个普采面，二采区布置一个综采工作面，两采区尺寸较小，东西长约1.4km，南北宽不足1km。本次改造对上煤组开拓维持这两个采区生产现状，下煤组统一划分采区。对其它区域，考虑到井田构造简单，为适应产业升级开采的需要，应加大采面推进长度，减少采面搬家次数，提高生产效率。除现生产的一、二采区外，全井田上煤组划分为两个采区：三采区（单翼采区）和四采区（双翼采区）；全井田下煤组共划分为两个双翼采区：五采区（东翼采区）和六采区（西翼采区）。即全矿井共划分为六个采区：上煤组四个采区，下煤组两个采区。（三）矿井通风1、通风方式矿井通风方式采用抽出式。根据井下开拓部署，确定矿井通风系统为混合式，其中：中兴行人斜井、中兴副斜井、峁上主斜井进风，峁上回风斜井、马庄立井回风。2、通风系统通风系统的设计满足下列要求：（1）将足够的新鲜空气有效的送到井下工作场所，保证安全生产和良好的劳动条件.（2）通风系统简单，风流稳定，易于管理，具有抗灾能力。根据矿井开拓部署，达到设计产量时矿井通风系统为：新鲜风流从中兴副斜井、中兴行人斜井、峁上主斜井进入，经原井底车场/峁上主斜井与上煤组轨道大巷联络巷、上煤组轨道大巷（胶带输送机大巷）、工作面中部车场、工作面运输顺槽至采煤工作面。乏风风流经工作面回风顺槽、回风联络巷、回风大巷、上煤组回风大巷、至峁上回风斜井/马庄风井排至地面。矿井达到设计产量时通风系统见图5-2-1。矿井中后期最大负压时，主要通风系统为：新鲜风流从峁上主斜井、中兴副斜井、中兴行人斜井进入，经原井底车场/峁上主斜井与上煤组轨道大巷联络巷、上煤组轨道大巷（胶带输送机大巷）、工作面中部车场、工作面运输顺槽至采煤工作面。乏风风流经工作面回风顺槽、回风联络巷、回风大巷、回风下山、至马庄风井/峁上回风斜井排至地面。矿井中后期最大负压时通风系统见图5-2-2。3、矿井风量根据煤矿安全规程及设计规范有关规定，参考邻近生产矿井实际配风经验，矿井总风量采用两种方法计算，进行比选。（1）按井下同时工作的最大班下井人数计算Q=4NK=4×234×1.20/60=18.72m3/s。式中：N井下同时工作最多人数；K矿井通风系数（包括矿井内部漏风和配风不均等因素），根据煤炭工业矿井设计规范，混合式通风，K=1.20。（2）按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要的风量的总和计算：Q=（Q采+Q掘+Q硐+Q备+Q其它）×K式中：Q采采煤工作面实际需要风量的总和，m3/s。Q掘掘进工作面实际需要风量的总和，m3/s。Q硐硐室实际需要风量的总和，m3/s。Q备备用采煤工作面实际需要风量的总和，m3/s。Q其它矿井除了采煤、掘进、硐室和备用采煤工作面以外，其它井巷实际需要风量的总和，m3/s。采煤工作面实际需要的风量，应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、工作面温度、炸药用量、人数等分别计算，取其中最大值，并用风速验算。掘进工作面实际需要的风量，应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、局部通风机实际吸入风量、工作面温度、炸药用量、人数等分别计算，取其中最大值，并用风速验算。独立通风的硐室实际需要的风量，应根据不同类型硐室分别计算，机电设备散热量大的硐室，应按机电设备运转的发热量计算，其它硐室按经验配风。其它井巷实际需要风量，应按瓦斯涌出量和最低风速分别计算，取其中最大值。抽放瓦斯的矿井，应按抽放瓦斯后煤层的瓦斯涌出量计算风量。计算基础资料：各工作地点最大工作人数：综采工作面16人；综掘工作面14人；普掘工作面14人。普掘工作面一次最大炸药消耗量：33.3kg。普掘工作面最大净断面：17.3m2。风量计算：1）按炸药用量计算：普掘工作面使用炸药，按掘进最大断面配风。Q=A×b/t/c（m3/min）式中：A次起爆最大炸药消耗量，33.3kg；b每公斤炸药爆破后生成的当量CO的量，根据炸药有毒气体国家标准，取b=0.1m3/kg；t吹散炮烟时间，取30min；c爆破经通风后，允许工人进入工作面的CO浓度，取c=0.02%。计算结果：Q普掘=33.3×0.1/30/0.0002=555m3/min=9.25 m3/s2）按工作地点最大工作人数计算综采工作面：Q综采=16×4=84 m3/min=1.4 m3/s；普掘工作面：Q普掘=14×4=64 m3/min=1.1 m3/s；综掘工作面：Q综掘=14×4=64 m3/min=1.1 m3/s。3）按工作地点风温计算工作地点的气温预测采用改进型“平松良雄实用近似计算法”，以井巷通风网络为基础，以井口年平均气象参数为依据，自井口至采掘工作面终端，逐段进行数次迭代，求出井巷通风网络各节点和终端年平均气温，加上对应的气温年变化波辐值，并用地面最高月平均气象参数直接计算进行校核。根据井田地质资料，区内地温梯度3/100m，属地温正常区。矿井首采区工作面温度低于26ºC，满足煤矿安全规程第一百零二条的规定，故工作地点风温对风量计算没有要求。但随着开采深度的增加，地温增加，由于矿井无二级高温区，在这种情况下，可以采取措施，人为地加大工作地点的风量，以达到降温效果。4）按瓦斯和二氧化碳涌出量分别计算产业升级初期2号煤层综采工作面最大相对瓦斯涌出量为13.29m3/t，绝对涌出量27.01m3/min，生产后期8号煤层综采工作面最大相对瓦斯涌出量为21.39m3/t，绝对涌出量61.11m3/min；。根据煤矿安全规程第一百四十五条规定，当1个采煤工作面瓦斯涌出量大于5m3/min或1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min时，用通风方法解决瓦斯问题不合理。根据以上工作面瓦斯涌出量的预计，本煤层瓦斯抽放率达到40%以上，邻近层抽放率达到60%70%，采空区瓦斯抽放量达到采空区瓦斯涌出的40%以上。中兴煤矿回采工作面抽放率取60%。Q=100×q×Kc式中：q工作面绝对瓦斯涌出量（经瓦斯抽放后剩余量）；Kc工作面瓦斯涌出不均匀备用风量系数，即工作面瓦斯涌出绝对量的最大值与平均值之比。综采取1.6，综掘取2.0，普掘取2.0。初期2号煤层综采工作面：Q综采-2=100×13.29×1.4=1860.6m3/min=31.01m3/s。取35 m3/s；后期8号煤层综采工作面：Q综采-8=100×21.39×1.4=2994.6m3/min=49.91m3/s。取55 m3/s；综掘工作面：Q综掘=100×3.92×2.0=783m3/min=13.1m3/s。取15 m3/s；普掘工作面：Q普掘=100×1.90×2.0=264m3/min=6.3m3/s；取10 m3/s。5）各用风地点风量取值根据上述计算，可以看出，由于该矿井为高瓦斯，决定各用风地点风量的主要因素为瓦斯涌出量，综合上述计算，设计取值如下：A、初期a、综采工作面综采工作面：3个，3×35=105m3/s ；备用工作面：1个，取20m3/s；Q采=105+20=125 m3/s。b、掘进工作面综掘工作面：3个，3×15=45m3/s；普掘工作面：3个，2条岩巷机械化作业线，1个煤岩巷混合普通钻爆法掘进头。3×10=30m3/s；Q掘=45+30=75m3/s。c、硐室风量独立通风的硐室风量按有关规程规定和生产矿井的经验数据配风：井下爆破材料库 1×4=4m3/s；中央变电所 2×4=8m3/s；采区变电所 3×3=9m3/s；Q硐=4+8+9=21m3/s。e、其他用风量Q其它=（Q采Q掘Q硐）×5 =（1257521）×5 =11.1m3/s；f、矿井总风量：Q=（Q采Q掘Q硐+Q其它）×1.20 =（125752111.1）×1.20 =278.5m3/s 根据上述计算结果，考虑到矿井开采边角煤，增加残采工作面及相应的掘进工作面，确定矿井总风量为300m3/s。B、后期矿井开采进入后期由两个8号煤层综采工作面保证300万t/a矿井产业升级设计生产能力，考虑到矿井开采边角煤，必要时增加残采工作面及相应的掘进工作面。此时，风量分配如下：综采工作面：2个，55×2=110m3/s；备用工作面：1个，55m3/s；Q采=110+55=165m3/s。综掘工作面：2个，2×15=30m3/s；普掘工作面：2个，2×10=20m3/s。Q掘=30+20=50 m3/s。硐室风量：井下爆破材料库 1×4=4m3/s；中央变电所 2×4=8m3/s；采区变电所 2×3=6m3/s；Q硐=4+8+6=18m3/s。a、其它用风量Q其它=（Q采Q掘Q硐）×5 =（165+50+18）×5%