采区设计培训教材.doc

煤矿采区设计 昭通市 采掘接替计划编制施行监管 “三 图”交换 教 材 提 纲 根据昭煤发【2008】93号文通知精神，本次培训的主要对象是市、县区煤矿的监管人员和煤矿矿长或总工程师（技术负责人）。培训的主要内容为煤矿采区设计、采掘计划的编制、实施和监管，“三图”的交换管理。下面分十个问题和各位领导共同探讨。 一、 培训的重要意义和目的 二、 煤矿设计现状和发展趋势 三、 采区设计依据、程序和步骤 四、 采区划分、采区参数和生产能力 五、 采煤方法和工艺 六、 采区巷道布置和发展方向 七、 采区设计的内容和格式 八、 采区接替和采掘计划 九、 “三图”交换 十、 实施和监管 一、培训的重要意义和目的 昭通是云南省产煤大市，全市含煤面积15100km2，1000m以浅资源总量达166亿吨。但由于历史原因，开发较晚，规模能力低，技术管理相对滞后，安全生产被动。 “设计是把科学技术成果转化为生产力的桥梁”，“设计是先进技术工程化的纽带”，“设计是整个工程建设的灵魂”，“工程设计是工程建设的首要环节”。昭通市煤炭工业局非常重视采区设计工作，2008年曾以1号、8号、93号文通知，强制推行煤矿采区设计和图纸交换工作。但是，由于认识不到位，概念不清，设计不能指导生产、安全。为此，市局要求“强化培训，把煤矿采区设计、采掘计划和图纸交换工作贯穿于煤矿生产和监督管理全过程”。 为确保煤矿采区设计、采掘计划和图纸交换落到实处，必须对各级煤矿安全监管人员和煤矿企业按不同的层次进行强制培训。通过培训，把煤矿采区设计、采掘计划和图纸交换工作贯穿于煤矿生产和监督管理全过程，确保煤矿安全、有序生产。 市、县区煤矿安全监管人员和煤矿矿长或总工程师（技术负责人）由市煤矿安全培训中心组织培训。 通过培训，使煤矿矿长或总工程师（技术负责人）充分认识采区设计和采掘计划的重要性和必要性，能按照采区设计编制切实可行的采掘计划并组织实施，能按期填制“三图”并按照图纸交换程序按时实施图纸交换。 通过培训，使煤矿监管人员充分认识采区设计、采掘计划和图纸交换的目的意义，能有效指导和帮助煤矿按时填制“三图”、按时实施图纸交换、严格按采区设计和采掘计划组织施工，最终达到能有效利用采区设计和采掘计划实施监管。 煤矿管理机构人员和班组长由各县区煤矿安全培训中心组织采区设计和采掘计划培训。通过培训，使煤矿管理机构人员和班组长充分认识采区设计和采掘计划的重要性和必要性，能组织和带领井下职工严格按照采区设计和采掘计划实施作业。煤矿井下作业人员由煤矿矿长或总工程师（技术负责人）组织采区设计和采掘计划培训。通过培训，使煤矿井下作业人员了解采区设计和采掘计划，并严格按照采区设计和采掘计划施工作业。 二、煤矿设计现状和发展趋势 1、煤矿设计的核心是“回采工艺” “回采工艺”是煤矿开拓设计，采区设计以及各生产系统如运输、通风、排水、压风、供电设计和地面工业场地设计的核心。 2、我国煤矿设计现状 改革开放以来，煤炭设计作为煤炭建设的排头兵，伴随着国外先进采掘设备、技术引进和国内设备制作水平的提高，伴随着煤炭工业的发展，煤炭设计水平取得了长足的进步，已接近或超过世界先进国家，目前我国已有能力自行设计全引进采掘设备的现代化矿井和复杂开采、建井条件的矿井。 最大设计规模矿井已达1500万t/a，露天矿已达2000万t/a，最深的矿井已超过千米，井筒穿过的最厚表土层已达600m；有能力自行设计各种工艺要求、各类规模的洗煤厂。 煤矿设计呈现生产能力大型化，生产效率高效化，矿井生产集中化，开拓及生产系统简单化，工业系统自动化、无人化，运输系统连续化，地面布置集约化、社会化的特点。 3、我国煤矿生产技术和设计现状 （1）采煤工艺技术的发展促进了高产高效矿井建设 自1985年煤炭工业部采取措施加快现代化矿井建设步伐，以及1992年起大力推进高产高效矿井建设以来，采煤工艺技术及生产指标取得显著进展。与1975年以来相比，单产、效率由缓慢增长变为大幅度增长，采煤工作面数目经历了由不断增加变为大幅度减少的良性发展过程，增产减面、减员提效，显著提高了矿井的经济效益。 综采技术水平提高是采煤工艺发展的基础。2000年全国重点煤矿综采工作面平均年产达87.24万t，综采总产量达23179万t，综采机械化程度达到56.73，均创历史新高。全国年产超100万t的综采队的数目及生产指标逐年发展，队数由1985年9个发展到2000年78个；队平均年产量由103万t提高到167.8万t。队最高年产量大幅度提高。 最高年产为神华大柳塔矿全部引进大功率装备综采队803.4万t，效率为543.6t/工。矿井年产920万t，全矿职工仅30人，这在世界上也是罕见的。 目前晋城新建的寺河矿，全部引进国外大功率、大采高综采装备，最大采高达5.5m，是我国目前采高最大的综采工作面，具有年产8001000万t的前景。 普采队最高年产量为峰峰万年矿创造的，年产曾达80.74万t，是目前为止的最高纪录。采煤工艺技术的改革及发展，同时又有力的推进了高产高效矿井建设的进程。 （2）矿井生产高度集中化 随着综采工作面高产高效的发展，矿井同采工作面个数不断减少。 一矿（井）一面是矿井高度集中化生产及提高经济效益的发展方向。 合理的开拓部署，应能适应现代化采煤技术和装备的发展需要，能创造优异的经济和社会效益。我国高产高效矿井建设，在开拓部署上出现了向集中化发展的趋势，由传统部署逐步向单一煤层集中开拓、集中准备、集中回采方向变革。采区双翼改单翼，采区上（下）山部署在井筒（工业场地）煤柱附近；煤层群由联合开采向逐层开采、开拓准备由岩巷向煤巷方向发展；井田范围大的大型、特大型矿井初期主、副、风井集中布置，以减少井筒数目等等，都已成为必然趋势。 在条件许可情况下，加大工作面长度、截深、工作面连续推进长度等对生产能力进一步发挥、降低掘进率、提高采出率等方面也起重要作用。效益突出的高产高效工作面，工作面长度一般在200m以上，潞安王庄矿达到270m；截深可达0.81.0m；连续推进长度20003000m，神华神东矿区有的甚至达30004000m，并有进一步发展的趋势。 神东公司工作面长度已达350400m，连续推进长度达6000m。 （3）矿井生产技术现代化 在薄煤层刨煤机综采工作面已成功的实现全自动无人工作面采煤。 小青矿刨煤机无人工作面采煤实验成功，开创薄煤层高产高效的新途径，给薄煤层储量大的矿区带来了希望，促进了煤炭科技的发展。 在小青矿刨煤机无人工作面采煤实验成功后，山西焦煤集团公司马兰矿、晋城凤凰山矿以及大同煤矿集团晋华宫矿都创造了辉煌的业绩，马兰矿创日产8000t，凤凰山矿创出日产10000t的好成绩。 螺旋钻机无人工作面采煤法是无人开采中已成熟的方法。该方法适用于开采厚0.451.5m，倾角1215以下的煤层。 新汶矿业集团应用“薄煤层螺旋钻无人工作面开采技术”实现了1m以下煤层螺旋钻机无人工作面的开采，实现了采煤工艺单一化和煤炭开采的车间化，工效比炮采提高了10倍，直接成本每吨降低了85.7元，大大减轻了工人的劳动强度，改善了工人的作业环境。这项技术用人少，工效高，可使平衡表外的储量得到开采，提高了资源利用率，延长了矿井的服务年限。 （4）矿井生产规模的大型化 进行高产高效矿井建设以来，由于工作面单产的不断提高，高产高效矿井生产能力大幅度提高。特别是高产高效矿井建设集中的一些矿区，大型化发展趋势更显著。如兖州矿区4处高产高效矿井1992年生产原煤981万t，平均年产245万t，2000年6处高产高效矿井（含薄煤层矿井），生产原煤2736.4万t，矿井平均年产量增加到456万t，矿井平均年产量提高了近一倍；神华大柳塔矿原设计一矿二井生产，能力600万t/a，2000年实行一矿一井一面生产，矿井年产量达到920万t。从而可以看出，高产高效矿井建设有力的促进了矿井向大型化发展。 （5）矿井设计也呈现了系统简单化，设备大型化、自动化的格局 系统越简单，系统损耗就越小，系统效率也就越高，系统故障率越小，系统越可靠。由于高产高效矿井生产的高度集中，对系统可靠性和高效性的要求越来越高，目前矿井设计中普遍采用了大型提升机，长距离、大运量胶带输送机，先进可靠的控制技术。 按采掘设备选型划分，设计逐步形成以下模式 全引进大采高综采成套设备 2002年以引进设备装备的大采高工作面，在大柳塔、榆家梁矿其一井一面年产量已分别达到了1094万t和1060万t，全员效率达到了117.82t/工和122.7t/工。在高瓦斯的晋城寺河矿年产量也达到了500万t，设计效率达到了54t/工。 国产综采成套设备 我国国产综采成套设备品种齐全，基本满足了各类地质条件的需要。在一般地质条件下，采用国产中厚煤层综采设备可达到日产1万t，年产200300万t的水平。 兖州集团采用国产综放设备，2001年工作面年产量达到500万t，2002年兖州东滩矿综放支架配电液阀使工作面年产量达到600万t。采用国产综采成套设备可达到投资少、产出多，经济效益好的效果。 引进薄煤层刨煤机综采设备 铁法小青矿引进薄煤层刨煤机及配套设备，在平均1.11.35m煤厚的条件下，工作面年产达120150万t，达到了开采同类煤层的世界先进水平，为薄煤层实现高产高效指明了一条新路。 山西马兰矿、晋城凤凰山矿、大同晋华宫矿、沈阳红阳山矿等都相继引进了刨煤机全自动机组。 连续采煤机开采技术 受地质构造的影响，矿井有大量不能采用正规长壁工作面开采地段，可采用连续采煤机开采。上湾矿采用连续采煤机开采，较好的解决了这一问题，最高年产量达224万t，创造了世界纪录。 快速机械化掘进设备 引进连续采煤机或国产综掘机配备机械化锚杆支护设备的快速掘进系统，最高月进度达到2200m，满足了回采工作面快速推进的需要。 （6）选煤厂设计呈现了模块式、自动化的格局 选煤工艺从20世纪5070年代的以跳汰、浮选为主，发展到80年代的跳汰粗选、重介旋流器精选、浮选工艺，90年代形成跳汰、重介分选、动筛跳汰选、风选、微泡浮选等工艺并存的局面。近几年，由于解决了介质回收、高效泵送、设备及其管道的耐磨问题，重介选煤工艺的基建投资和生产成本不断降低，重介质选煤技术在我国得到了迅速发展，其易操作和高效率的特性越来越受到欢迎，并逐渐成为主导工艺。 （7）辅助附属企业专业化、社会化、经济效益最大化 随着市场经济不断完善，逐步形成了辅助附属企业要么依托社会，要么服务社会的理念，地面布置越来越简化，努力实现辅助附属企业社会化，使其成为规模经营的市场经济主体。 4、煤矿设计发展趋势 坚持发展先进生产力，不断提高煤炭工业科技水平，实现煤炭的高效、清洁利用，提高煤炭资源综合利用率，加强环境保护，走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路，实现煤炭工业的可持续发展是我国煤炭工业中长期的发展方针。积极推行工程总承包和项目管理，是深化煤炭设计企业改革，保证工程质量和投资效益，提高企业竞争力的有效途径。在新的形式下，煤炭设计呈现新的发展趋势。 1 项目利润最大化是设计追求的根本目标 设计要紧紧围绕企业追求的目标，消除计划经济时期思维方式影响，以适应市场经济为基础，以追求企业效益最大化和项目价值最大化为目标。 以下为设计需要处理好的几个关系 正确处理好投资与技术方案的关系，不以单纯追求节省投资为目的，而以追求投资回报率最大化为技术方案选取的标准； 正确处理好管理模式与技术方案的关系，管理模式要适应技术方案的要求，创建“效益型”的模式，要在管理模式上做到“稳定职能”和“发展职能”分离。 正确处理好筹资方案与技术方案的关系，要使筹资方案与技术方案匹配，以达到尽可能缩短投资回收期； 正确处理好当前与长远的关系，要着眼长远，兼顾近期，以使项目从开始就具有可持续发展能力； 正确处理好专业化与社会化的关系，要实现主业做强做大，辅业彻底社会化，努力提高企业的核心竞争力。 设计要树立一个观念树立以顾客为关注焦点的观念。 坚持一个观点坚持可持续发展观点，站在更高的角度去审视项目，为业主当好参谋，使项目经得起历史的考验。要以煤炭项目为主线，抓好产业链延伸项目规划，实现上下游产业联营，搞好资源综合利用，为企业创造更大的经济效益，提高企业的核心竞争力。 2 依靠技术进步，进一步提高煤炭设计水平 煤炭工业的可持续发展是未来煤炭工业设计面临的主要课题，煤炭设计应在下列方面将取得长足发展 发展计算机信息技术，建立矿井地质条件评价系统，科学分析和预测地质构造，煤尘、水、火、瓦斯、地温等开采技术条件，要用科学、量化的数据指导矿井建设和生产、安全。 开展矿山压力及规律的深入研究，科学巷道支护设计和液压支架的选型。 要采用计算机模拟技术对矿井的生产过程进行优化设计，使各系统达到最佳配置状态，减小设备不必要的功率，最大限度的节约能源，使系统配置集约化。 采用短壁开采技术，无煤柱开采技术等最大限度的回收煤炭资源。应重视无人工作面开采技术的应用，重视薄煤层的开采，扩大刨煤机、螺旋钻机、薄煤层采煤机的应用和发展，最大限度的回收煤炭资源。 矿井瓦斯、水害、矿压、地温的综合治理技术应用，实现矿井安全生产。 选煤和水煤浆工程技术的有机整合，将成为煤炭加工和清洁利用的主要方式。这种整合，既可简化选煤厂的煤浆水处理系统，又可降低水煤浆的生产成本。中、高灰水煤浆在矿区和周边城市就地燃烧，可节约大量原煤，提高资源利用率，减少烟尘和煤泥水污染，有利用矿区城市的环境保护。 自动化控制技术将更加广泛应用。要求通过机电一体化，具备工况自动检测、监控、调节的智能化功能，在操作上实现程序控制、离机遥控，整体提高煤矿自动化水平。 将更加注重资源的开发利用与环境保护，运用清洁生产技术，注重环境保护和生态平衡，特别是开采后塌陷区或排土场的治理，矿井水的回用和煤泥、煤矸石的综合利用等。走开发建设与环境保护协调发展的道路。 三、采区设计依据、程序和步骤 1、采区设计的主要依据 （1）采区设计任务书或委托书 （2）国家相关法律、规章、规程、规范、文件规定 （3）批准的采区地质说明书 （4）矿井设计或改扩建设计及开拓开采现状 （5）煤矿安全现状评价报告及评审意见 （6）“瓦斯”、“煤尘”、“自燃”鉴定报告 （7）邻矿同类型矿井开采情况 （8）现场调查相关资料 （9）矿井规划和主管部门意见 2、采区设计的程序 （1）部门或主管单位提出设计任务书报上级批准； （2）确定设计部门或单位； （3）编制采区方案设计； （4）按批准的采区方案设计进行单位工程施工图设计。 3、采区设计的步骤 （1）学习、掌握国家当前有关煤炭资源、建设、生产、安全的方针政策，明确煤矿开采技术的发展方向，主管部门和煤矿对设计的具体要求； （2）明确设计任务、掌握设计依据。对采区设计中的重大问题，如采准巷道布置、生产能力、采煤工艺等要明确技术原则，掌握设计依据。 （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。充分掌握第一性资料，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对设计的具体要求及设想，根据设计提出几个可行方案，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23个较合理方案，进行技术经济比较，确定出采用的方案，正确编制设计。 （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，进行各单项（位）工程的施工图设计。 四、采区划分、采区参数和生产能力 1、采区的划分 （1）影响采区划分的因素采区地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件、采区装备水平。 （2）采区划分的规定 当井田内有对采区巷道布置和工作面回采影响较大的断层或褶曲构造时，应以其断层和褶曲轴部作为采区划分的自然边界； 当井田地面有重要建（构）筑物，按其保护等级划分必须留设保护煤柱时，采区划分应以其保护煤柱为边界； 当井田内无影响工作面正常回采的断层或断层构造较少时，应按开采工艺、通风、运输和巷道维护要求，合理划分采区； 开采有煤与瓦斯突出危险和突水威胁的煤层时，应按开采保护层、抽放瓦斯及单独开采等技术措施要求，合理划分采区； 井田内小断层较多且对工作面回采有一定影响，当采区划分避不开时，宜避免工作面回采方向和断层走向呈小角度斜交； 开采煤层群时，应按集中和分组布置开采方式的不同，划分集中煤组采区和分煤组采区； 近水平煤层开采，宜在开采水平运输大巷两侧划分盘区； 有条件时，应在井筒附近划分中央采区。 3 采区布置的要求 一般原则 ■合理集中生产 ● 采煤工作面合理集中。通过合理选择采煤方法，发展机械化采煤及适当加大工作面长度和加快工作面推进度来获得。 ● 采区合理集中。通过改革采区巷道布置系统，合理加大采区尺寸来实现。 ■ 合理确定采区生产力 根据地质条件、煤炭生产能力、开采技术条件及机械装备标准，综合考虑合理确定采区生产能力。采区应具有足够的开采储量和合理的服务年限。 ■ 良好的经济效果 工程量省、投资少、投产快、巷道维护量少、回采率和生产效率高、采区生产成本低。 ■ 合理的通风运输系统 通风运输系统要简单、安全、可靠。 ■ 其它 ● 合理配采； ● 便于采后密闭； ● 施工方便，尽量避免长距离单孔掘进； ● 在采区布置时应统一考虑有开采价值的其它有益矿物。 首采区位置的规定 ■ 和井田内其它采区相比，煤层赋存条件好，地质构造和开采技术条件简单，地质勘查程度高； ■ 资源可靠、可采储量丰富，探明的经济基础储量比列不应低于井田内其它采区； ■ 采区生产能力大，服务年限长，能保证接替采区的正常接替； ■ 地面一般应无影响开采的重要建（构）筑物，村庄少； ■ 首采区应位于工业场地保护煤柱线附近，工程量省、贯通距离短； ■ 当有中央采区时，中央采区应作为矿井首采采区。 储量分析及围岩性质判断 采区布置时应着眼于主采煤层的完整可靠块段。一般综采采区选择在地质构造简单、储量大、小断层和陷落柱少的块段。 储量分析要结合煤田的特点，可由以下几个方面进行分析。 ■ 主采煤层与非主采煤层 主采煤层是指在保证生产能力中起骨干作用的煤层。 ■ 完整稳定块段 一般指能够布置完整采区，并能够保证生产、储量可靠稳定的块段。 ■ 瓦斯、煤层和自然危害较大或不大的安全划分标准 按照各煤层间相对的危害程度进行选定。 ■ 围岩性质 围岩性质的判断应从以下几方面进行考虑顶底板岩体的岩石强度；相变结构和各种断裂、节理、层面结构；覆盖层厚度突变。我国在生产矿井中试行的是岩体强度指数判断法。 2、采区参数的确定 （1）影响采区参数的因素煤层赋存条件、地质构造、开采技术条件、采煤方法及机械化装备水平等。 （2）采区参数确定的规定 缓倾斜煤层综合机械化开采的采区，当采用走向长壁开采时，其采区一翼走向长度，或采用倾斜长壁开采时，其采区倾斜宽度，均不宜少于回采工作面连续推进一年的长度；普通机械化开采，其采区一翼长度不宜小于600m。 按盘区划分开采的煤层，当开采技术条件简单、不受断层限制、综合机械化采掘装备标准较高时，其盘区沿采煤工作面推进方向的长度不宜小于3000m。 倾斜和急倾斜煤层的采区参数，应根据地质构造、选用的采煤方法及工艺确定，一般应小于缓倾斜煤层采区参数。 3 采煤工作面长度 影响采煤工作面长度的因素 ■ 地质因素 ● 煤层厚度。煤层薄，工作面运料不便时，工作面不宜太长。煤层厚度较大时，工作面长度应与采煤工艺开采厚度是否分层及其厚度、开采能力相适应。 放顶煤工作面长度除受到与单一煤层和分层开采煤层工作面具有共同的制约因素外，还受到顶煤厚度的影响。设备能力一定的情况下，顶煤厚度加大，采放比提高时，工作面长度应适当缩短。对于厚及特厚煤层，一次开采厚度大的放顶煤工作面，当工作面产量主要由放煤能力决定时，工作面长度不宜太大。煤层厚度较大，采用普通支柱时，采高大于2.5m，顶板支护困难，或顶板垮落有推倒放顶煤处支柱的危险，应打斜撑柱，工作面不宜太长。 ● 倾角。煤层倾角大于30行人运料很不方便。特别是急倾斜煤层，工作面作业条件比较困难，劳动强度大，为了安全起见，防止滑落煤和岩块砸伤人员或冲倒支架，工作面宜短不宜长。 ● 围岩性质。顶板松软破碎的工作面，放顶时矸石宜窜入工作空间影响作业，工作面越长、暴露顶板面积越大，采场压力越大，对采场生产和安全都不利。因此，顶板松软破碎或坚硬时，工作面不宜太长。 ● 地质构造。地质构造主要包括断层、褶曲、陷落柱与岩浆侵入，其中以断层和陷落柱影响为最大。 不同的回采工艺方式，对地质构造的适应性有所不同。一般来说机械化程度越高，对地质构造的适应性则较差。 ■ 技术因素 ● 采煤机滚筒式采煤机或刨煤机采煤比爆破落煤的进度快、效率高、产量大。条件相同时机采工作面长度应大于炮采工作面长度。工作面越长，相对减少了辅助工作时间，同时也相应减少了采区区段数目和工作搬家次数，节约了工程量。 ● 输送机设计选用输送机的运输能力和有效铺设长度应满足工作面长度、产量和进度要求。 ● 顶板管理顶板不稳定时，工作面不宜过长，综采工作面长度一般情况下是不受顶板管理要求的限制，故条件相同时综采工作面长度一般应大于普采工作面。 ● 工作面通风一般情况下工作面长度与通风无直接关系。瓦斯涌出量较大的煤层，需要用来冲淡瓦斯的风量越大。工作面风速大，引起煤层飞扬，所以在高瓦斯矿井中，应按采煤工作面的通风能力确定工作面长度 式中L依工作面通风能力确定的工作面最大长度，m； V工作面内允许的最大风速4m/s； B工作面最小控顶距，m； m工作面采高，m； Cf风流收缩系数，取0.90.95； qb生产吨煤所需风量，m3/min； SN循环进度，m； P煤层生产率，即单位面积上出煤量，Pmc，t/m2； 煤的视密度，t/m3； c工作面回采率； 昼夜循环数，个。 ● 巷道布置在煤层群联合布置采区，由于各煤层的赋存条件和开采技术条件不同，根据工作面生产技术条件所确定的合理工作面长度也不尽相同。这时，应在分析各煤层合理工作面长度的基础上，以主要开采煤层为主，兼顾其它煤层，统筹考虑选定一个对采区内各煤层都比较合理的工作面长度。 ■ 经济因素 由于工作面长度与地质因素和技术因素关系十分密切，直接影响生产效益，所有应根据条件，以产量高、效益高为原则选取合理的工作面长度。合理的工作面长度应以生产成本最低、经济效益最好为目标。 采煤工作面一般长度范围 综合机械化采煤工作面长度，一般为150220m，如开采技术条件许可工作面长度可达250300m，每个工作面长度尽可能保持一致。普通机械化采煤工作面的长度，一般宜为120160m，对拉工作面，其总长度一般为200300m；炮采工作面长度一般为80150m，当受断层等构造影响时，根据实际情况决定其长度。急倾斜煤层采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法的工作面长度一般为3060m。水砂充填的工作面长度，可参照条件类似的分层下行陷落采煤法工作面长度的数值确定。 放顶煤开采，当工作面端头受条件限制无法放煤时，应适当增加工作面长度。对于日产万吨的高产高效放顶煤工作面，当煤层厚度较小、采煤机割煤时间大于放顶煤时间时，工作面长度以180200m为佳；当煤层厚度较大、放煤时间较长时，工作面长度以150180m为宜。 采煤工作面连续推进长度 影响综采工作面连续推进长度的主要经济因素是搬家费和巷道掘进费。在我国当前设备技术条件下，工作面连续推进方向长度以不小于10001200m为宜；高产高效综采工作面连续推进长度可取10003000m。根据潞安矿区高产高效矿井生产经验，单面年产在200万t以上，工作面年最多搬家一次，工作面长180200m，工作面连续推进长度以10002300m为宜。 4 采区尺寸范围 采区准备时，采区上山长度一般不超过1500m，采区下山不宜超过1200m。用采区石门和溜煤眼开采时，采区斜长可按具体条件确定。 采区（盘区）宜采用双翼布置。当受地质构造限制或在安全上有特殊要求时可单翼布置。采区走向长度应适当加大，减少设备搬家次数。有条件的可采用跨上山或石门连续回采。综采采区单翼布置时，走向长度一般不小于1000m；当双翼布置时，走向长度一般不小于2000m。高产高效综采矿井采区（盘区）一翼长度已扩大到2000m以上，薄煤层及跨上山开采可适当减小；高档普采的双翼采区，其走向长度一般为10001500m。采用沿大巷两侧直接布置工作面时，工作面沿推进方向的长度应根据具体条件确定。对于顶底板松软、巷道难于维护、地质构造复杂或自燃发火期短的煤层，及装备水平低的小型矿井，采区走向长度可适当缩短。当受煤层赋存条件、地质构造限制时可单翼布置。 煤层倾角小于12，条件适宜时，可采用倾斜长壁布置，上山部分倾斜长度宜为10001500m，下山部分倾斜长度宜为7001200m。 根据调查部分矿井资料统计，炮采双翼采区走向长度为8001000m。急倾斜煤层单翼采区走向长度为200300m；双翼采区为400600m。 对于顶底板松软、巷道难于维护，地质构造复杂或自燃发火期短的煤层，以及装备水平低的小型矿井，采区走向长度可适当缩短。 随着采、掘、运设备的发展，采区走向长度有逐渐加大的趋势。 3、采区生产能力 （1）影响采区生产能力的因素采区内地质条件、煤层生产能力、采掘机械化程度、同时生产的采煤工作面个数及其接替关系等。 （2）采区、采面同时生产个数的规定 采区内同时生产的采煤工作面个数，应体现工作面合理集中生产和保证工作面正常接替的原则，并符合下列规定 ■ 综合机械化装备的采区，同时生产的综采工作面宜为一个，条件适宜的盘区可布置2个综采工作面； ■ 普通机械化装备的采区，当开采单一煤层时，回采工作面不宜超过2个；近距煤层群联合布置开采，经工作面接替排产适宜时，可布置3个普采工作面； ■ 开采有煤与瓦斯突出的煤层和开采有冲击地压的煤层，采区内采掘工作面布置，必须符合现行煤矿安全规程的有关规定。 矿井同时生产的采区个数，应体现采区合理集中生产和保证采区正常接替的原则，一般不宜超过3个，条件适宜时可考虑一矿一区一面。 年产6万吨及以下的矿井，年产6万吨以上矿井的一个采区只准一个采煤工作面、两个掘进工作面同时生产（安监总煤调【2007】95号文）。 大中型矿井每个矿井最多两个生产采区，每个采区最多两个回采工作面；在一个采区内同一煤层只能布置一个回采工作面和最多两个掘进工作面同时作业。小型矿井（30万t/a及以下）只能布置一个回采工作面 和两个掘进工作面同时生产（昭煤发【2007】19号文）。 除保证矿井设计生产能力所需的初期采区和工作面个数外，不应配置备用采区和备用工作面。 （3）确定采区生产能力 采区生产能力的基础是采煤工作面生产能力，而采煤工作面的产量取决于煤层厚度、工作面长度及推进度。 一个采煤工作面产量A0（万t/a）为 A0LV0mγC0 式中L采煤工作面长度，m； V0工作面年进度，m/a； m工作面采高（放顶煤工作面时包括顶煤厚度），m； γ煤的视密度，t/m3； C0工作面采出率。 采煤工作面年进度一般可达综采工作面10001200m；普采工作面700m；炮采工作面420540m。 采区的生产能力与采区内同采工作面的个数有关。采区中同时生产的工作面个数一般为12个。（少数可达3个），综采时宜为1个，普采宜为2个，炮采时可达23个。 采区生产能力AB（万t/a）为 式中n同时生产的工作面个数； K1采区掘进出煤系数，可取为1.1左右； K2工作面之间出煤影响系数，n2时可取0.95.n3时可取0.9. 对AB需按各环节通过能力进行验算。 五、采煤方法及工艺 1、采煤方法及工艺的选择，应符合下列规定 （1）选择采煤方法应根据地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件、设备状况及其发展趋势等因素，以安全、高效、低成本、高回收率为目的，经综合技术经济比较后确定； （2）大型矿井应以综合机械化采煤工艺为主，条件适宜的中型矿井，也宜采用综采工艺； （3）设计生产能力3.0Mt/a及以上的矿井，条件适宜，应采用先进成套综采设备，设计高产高效采煤工作面。 2、缓倾斜、倾斜煤层采煤方法及工艺的选择，应符合下列规定 （1）缓倾斜、倾斜煤层一般应采用长壁采煤法。当煤层倾角大于12时，宜采用走向长壁采煤法后退式开采；当煤层倾角小于12且条件适宜时，可采用倾斜长壁采煤法后退式开采； （2）低瓦斯矿井，地质构造简单，煤层厚度小于2.5m，煤层不易自燃，可采用长壁采煤法前进式开采； （3）煤层倾角大于35时，可采用伪斜走向长壁采煤法后退式开采； （4）地质条件，煤层赋存条件及开采技术条件适宜时，可采用连续采煤机开采的房柱式或短壁采煤法； （5）厚度5m以上的无煤与瓦斯突出危险煤层，符合现行综合机械化放顶煤开采技术规定条件的，宜采用综放开采工艺。不具备综放开采条件的，应采用分层综采或分层普采工艺； （6）厚度4.05.5m的煤层，地质构造较简单、煤层赋存稳定、煤层较硬，宜采用一次采全高综采工艺。不具备一次采全高综采工艺条件的，宜采用分层综采或普采工艺； （7）厚度1.54.0m的煤层，地质构造简单，煤层赋存稳定，应采用综采工艺。不具备综采条件的，宜采用普采工艺； （8）厚度1.5m以下的煤层，条件适宜，应积极推行薄煤层综采工艺。不具备综采条件的可采用普采工艺。 3、急倾斜煤层采煤方法及工艺的选择，应符合下列规定 （1）厚度大于15m的无煤与瓦斯突出煤层，条件适宜，应采用水平分段综采放顶煤工艺。不适宜综采放顶煤开采工艺时，可采用水平分层普采或爆破装煤开采工艺； （2）厚度715m的煤层，宜采用水平分层或斜切分层采煤方法； （3）厚度26m、倾角大于55、赋存较稳定的煤层，宜采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法，其工作面伪倾斜角度以煤炭能自溜为宜； （4）当煤层赋存条件不适宜采用本条13款的采煤方法时，可根据具体条件采用俯伪斜分段走向密集采煤法、俯伪斜掩护支柱采煤法、正台阶采煤法等。 4、旱采机械化开采有一定困难的无煤与瓦斯突出危险煤层，可采用水力采煤方法及工艺，但需经技术经济比较，且和旱采相比在开拓、开采、安全、效率、效益等方面具有较明显优势。 5、初期采区地面有村庄或其它建（构）筑物，应按搬迁规划迁移，一般不宜实施建（构）筑物和村庄压煤开采。当村庄或建（构）筑物无法迁移，且经技术经济论证压煤开采可行、合理时，可实施压煤开采，但采煤方法和技术措施必须符合现行建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程的有关规定。 六、采区巷道布置和发展方向 1、影响采区巷道布置的因素 煤层赋存条件、开采技术条件、采煤方法、采掘机械化装备水平、采区运输方式、采区设计生产能力等。 2、采区巷道布置方式的规定 （1）无煤与瓦斯突出危险的矿井，采区准备巷道层位的选择，应体现煤巷布置为主、少布置岩巷的原则。凡煤层倾角及顶底板岩性条件适宜，采区上（下）山及分阶段平巷均应布置在煤层中。 有煤与瓦斯突出危险的矿井，采区巷道布置应符合现行煤矿安全规程的有关规定。 （2）高瓦斯矿井、有煤与瓦斯突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，或低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采联合布置的采区，均必须按现行煤矿安全规程的有关规定设置专用回风巷；采区进、回风巷严禁一段进风、一段回风。 （3）采煤工作面回采巷道，一般应采用单巷布置。当煤层瓦斯含量大、采区涌水量大，或因掘进、通风、运输等要求，单巷布置不能满足要求时，可采用双巷或多巷布置，但应明确巷间煤柱的回收措施。 （4）缓倾斜、倾斜薄及中厚煤层、厚煤层分层开采，条件适宜，回采巷道应采用无煤柱护巷工艺；厚度小于2.5m、不易自燃或自燃煤层，可采用沿空留巷。沿空掘巷和沿空留巷，应采取巷旁密闭或填充措施。 （5）采区巷道断面，必须以支护最大允许变形后的断面能满足通风、运输、行人、管线及设备安装检修等需要为原则确定。净断面的选取，应符合现行煤矿安全规程和国家现行标准煤矿矿井巷道断面及交岔点设计规范MT/T5024的有关规定。 （6）采区巷道支护形式，应根据围岩性质、巷道用途及服务年限、巷道受采动影响程度等因素确定。岩石巷道宜采用光爆锚喷支护，煤及半煤岩巷道宜采用锚杆、锚带、锚网、锚索、金属支架等支护。 3、采区准备方式的发展方向 我国煤矿地质、开采技术条件的多样性、复杂性，技术结构及管理体制的多层次性，决定了在不同类型矿井中，准备方式的多样性和发展不平衡性。准备方式的改革与发展，可以归纳为准备方式的多样化；采（盘、带）区的大型化；采区布置的单层化和全煤巷化等。 1 准备方式多样化 国有重点煤矿中，主要采用采区式、盘区式和带区式准备，其产量分别约占65、20和15。分段式准备仅在个别矿井中采用。 采区式准备 20世纪70年代及以前，除近水平煤层外，均采用采区式准备。80年代以来，由于多种原因，12以下煤层采用采区式准备仍有相当的比重。从今后发展来看，采区式仍然是我国主要采用的一种准备方式。采区式准备的系统及参数在不同时期、不同类型矿井中，有着不同的发展，其主要方向 ■ 扩大采区尺寸及生产能力，增大采煤工作面连续推进长度； ■ 普采采区发展多种形式的联合布置，减少矿井同采采区数，生产集中化； ■ 综采采区及单产较高的普采采区，在区段、采区范围内发展单层化布置，减少岩石巷道及大量联络巷，简化生产系统。 盘区式准备 70年代及以前，近水平煤层均采用盘区式准备。80年代以来，在倾角12以下煤层推广应用倾斜长壁带区式准备后，盘区式准备产量比重呈下降趋势，但目前仍占一定比重，这是因为 ■ 过去设计的大型盘区，服务年限有的达1520年或以上，目前正在继续生产； ■ 开采块段内走向断层较多，采用倾斜布置较困难； ■ 开采块段受地质构造或为保护地面建筑物等设施需留设煤柱的限制，倾斜长度较短，采用分带布置易造成工作面搬迁频繁； ■ 倾角很小的煤层，从工作面推进方向上，沿走向与沿倾斜推进已无明显区别。主要依据区内是否设有上、下山进行判别；同时倾角很小时，大巷布置可成“T”、“Y”、“E”字型等，较难区别是石门盘区或带区；但盘区式准备方式今后发展呈下降趋势是不可避免的。 带区式准备 80年代以来，我国在倾角12以下煤层（可采储量占55），推广发展倾斜长壁开采的带区式准备。今后发展方向为 ■ 12以下煤层，进一步发展各种形式的带区式布置； ■ 扩大分带、带区尺寸，增加采煤工作面连续推进长度； ■ 适应不同地质、开采技术条件，分别采用仰斜开采、俯斜开采、伪斜开采； ■ 我国煤层倾角在1015的矿区也很多，在井田内因地制宜采用采区式、带区式混合布置方式，以适应不同