鼎盛煤业2、3号煤层60万吨矿井初步设计

0目录第一章井田概述和井田地质特征1第一节矿区概述1第二节井田地质特征4第三节煤层的埋藏特征7第四节水文地质8第二章井田井界与储量13第一节井田境界13第二节地质储量的计算13第三章矿井工作制度及生产能力15第一节矿井工作制度15第二节矿井设计生产能力及服务年限15第四章井田开拓16第一节井田开拓方式的确定16第二节达到设计生产能力时工作面的配备19第五章矿井基本巷道及建井计划20第一节井筒、石门及巷道20第二节井底车场及硐室22第三节建井工作计划23第六章采煤方法25第一节采煤方法的选择25第二节盘区巷道布置和要素36第三节回采工艺及劳动组织39第七章井下运输42第一节运输系统和运输方式的确定42第二节运输设备的选择和计算43第八章矿井提升54第一节主斜井提升54第二节副斜井提升64第九章矿井通风与安全72第一节矿井瓦斯抽放72第二节矿井的通风系统和风量分配80第三节矿井通风86第四节风压及等积孔的计算86第五节选择扇风机87第六节安全生产技术措施90第十章经济部分99第一节劳动定员及劳动生产率99第二节矿井设计主要技术经济指标1020第1章井田概述和井田地质特征第一节矿区概述一、交通位置山西煤炭运销集团鼎盛煤业有限公司位于太原市晋源区西南10KM，岭村南09KM处，东北距太原市约23KM，地理坐标为东经11221201122229，北纬374228374318。2010年5月31日，山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发201031号文关于太原市山西煤炭运销集团鼎盛煤业有限公司煤矿企业重组整合方案的批复，批准太原国立实业有限公司晋源鼎盛煤矿为单独保留矿井。批准开采2、3号煤层，开采深度1120M至860M,井田面积0649KM2，批准生产能力60万吨年，矿井地质储量985万吨，可采储量518万吨，矿井服务年限约10年。井田位于太原市西南约23KM处，东南距晋祠公路约85KM，其间有简易公路与之相连，交通较为便利。二、矿区的工农业生产建设状况由于其地形结构特征，矿区内基本没有大面积的农田，有极小的贫瘠的土地用于农作物的耕种，且种植作物单一。矿区四周有一些报废的老窑。矿区内没有工厂的其他占用土地的建筑物和法律规定的用于保护建设的用地。三、矿区电力供应基本情况井下总负荷为有功功率11984KW，无功功率为13595KVAR。本矿井下供电电源为两回路，均引自矿井工业场地10KV变电所10KV不同母线段，下井电缆采用MYJV2287/10，395MM2长850M交联聚乙烯绝缘阻燃电力电缆，其中地面线路长116M，井筒长576M，井底至主变电所长113M，富裕系数105倍，经主斜井下井引至井下主变电所，查表可知，MYJV2287/10，395MM2单位负荷距电压损1失百分数为,则电压降为02920851198030。两回电源一回工作，互为备用，即当任一回电源停止供电时，另一回电源仍能保证井下全部设备正常运行。四、矿区水文简况根据现场调研，本矿井重组后生产和生活用水由本矿井已有深水井供给,日出水量为1500M3/D，深水井水源取自奥陶系含水层，奥陶系含水层岩溶裂隙发育，富水性强，可作为本矿井地面生产、生活永久、可靠的供水水源。五、矿区的地形与气象本井田地处晋西黄土高原，为温带大陆性气候，四季分明，昼夜温差大，冬季寒冷干燥，春季干旱无雨，夏季炎热多雨，秋季温度适中。年平均气温95，最高气温在七月份，平均温度237，极端最高气温394，最低气温在一月份，平均温度7，极端最低气温275；年降水量在2545MM5474MM之间，多集中于七、八、九三个月内。年蒸发量平均18493MM，为平均年降水量的4倍多；无霜期约170天，全年冻结期为当年10月中旬次年4月中旬，最大冻土深度080M，全年春、夏两季多为东南风，秋、冬两季多为西北风，最大风速可达187M/S。2山西煤炭运销集团鼎盛煤业有限公司3第二节井田地质特征一、井田地质勘探程度及地质报告批准文号本井田位于太原西山煤田清徐详查勘探区东部、官地井田南部。2006年11月，由山西省煤炭地质公司编制了太原国立实业有限公司晋源鼎盛煤矿矿井地质报告。山西省煤炭工业局文件晋煤行发20071785号文关于对太原国立实业有限公司晋源鼎盛煤矿矿井地质报告评审意见书的批复二、地质构造1地层井田内地层由老到新有奥陶系中统峰峰组O2F、石炭系中统本溪组C2B、石炭系上统太原组C3T、二叠系下统山西组P1S、二叠系下统下石盒子组P1X、二叠系上统上石盒子组P2S及第四系中上更新统Q23，井田内出露的地层有二叠系下统下石盒子组、上统上石盒子组，在山梁、坡上，有零星的第四系中上更新统不整合覆盖其上，现简述如下1）奥陶系中统峰峰组02F为煤系地层之基底，厚度117142M，平均134M左右，中下部岩性以浅灰、灰色角砾状泥灰岩、白云质灰岩为主，夹脉状纤维石膏及结晶石膏层；上部为深灰、灰色厚层状石灰岩，夹薄层白云质灰岩。2）石炭系中统本溪组C2B厚度18502966M，平均2575M，平行不整合于下伏峰峰组之上，岩性主要为深灰、灰色砂岩、砂质泥岩、泥岩、铝质泥岩，夹有数层透镜状石灰岩及薄煤层。底部为透镜状分布的山西式铁矿、浅灰色G层铝土矿。3）石炭系上统太原组C3T4连续沉积于本溪组之上，为井田内主要含煤地层之一，厚度710210240,平均8521M,岩性主要由深灰色、灰黑色、黑色泥岩、砂质泥岩、石灰岩、煤层及灰白色砂岩组成，为一套海陆交互相含煤沉积。按其沉积特征可将太原组分为五段（1）下部过渡相段岩性由深灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩，灰色砂岩、粘土岩及L2层薄层石灰岩组成，夹L2层煤线。底部K1砂岩晋祠砂岩为中、粗粒砂岩，成份以石英为主，含长石及暗色矿物，分选性较好，硅质胶结，厚度5M左右。本段是在滨海环境和地壳振荡频繁的条件下形成的，包括了前海相、泄湖海湾、沙洲、沙坝及泥炭沼泽相相互迭加交替的典型过渡相沉积。（2）泥炭沼泽相段从9号煤层底至L1灰岩庙沟灰岩底，厚度一般1220M左右。岩性以深灰、灰黑色砂岩、砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩和煤层组成。本段形成于海进过程中。首先是滨海平原沼泽化，大面积沼泽分布，堆积了泥炭层，之后海侵的发生为泥炭层埋藏保存创造条件。（3）浅海相段由L1灰岩、K2灰岩毛儿沟灰岩夹泥岩、钙质泥岩及粉砂岩等组成。L1灰岩为深灰色石灰岩、泥灰岩，顶部含泥质增多，含海相动物化石，厚292M左右。K2灰岩厚873M左右，为深灰色石灰岩，质较纯，致密、坚硬，常具溶孔与裂隙，为方解石脉和细晶充填，含海相动物化石，中间常夹L2层薄层泥岩或粉砂岩。这是晚石炭世海水广泛入侵并伴随地壳的振荡运动，形成了以浅海相沉积为主，间夹短期的泄湖海湾相，称之为庙沟、毛儿沟海侵期，这时期地壳以下沉为主，在毛儿沟期之后，地壳逐渐抬升，以短期的泄湖海湾相沉积了7号煤层下的泥岩层，含黄铁矿及植物化石碎片。（4）中煤组段5从7号煤层底至L5灰岩东大窑灰岩顶，厚1772M左右，以灰岩、灰白色砂岩、深灰色泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩及煤层组成。下部L4灰岩斜道灰岩厚246M左右，上部K灰岩厚107M左右，两层灰岩顶部多含泥质，含大量海相动物化石。本段含煤3层，自上而下为6上、6、7号，其中6号煤层为全井田稳定可采煤层。本段由泥炭沼泽相、海相、沼泽相、泥炭沼泽相海相变化。（5）上部过渡相段从L5灰岩顶至K3；砂岩北岔沟砂岩底，厚672M左右，以灰黑色泥岩、砂质泥岩为主。本段岩层层理发育，以水平及微波状层理为主，常含黄铁矿、菱铁矿结核。本段为晚石炭世最后一次海侵后地壳开始抬升，形成了沼泽相、泥炭沼泽相，并向三角洲相过渡。4）山西组P1S从K3砂岩底到K4砂岩骆驼脖砂岩底，厚度58886422M，平均6026M，与太原组整合接触，为井田主要含煤地层之一。岩性主要为灰、灰白色砂岩，深灰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩泥岩及煤层。以陆相沉积为主。按其成煤条件分三段来叙述。（1）下部无煤段从K3砂岩底至3号煤层底，厚1691M左右。由灰色砂岩、灰黑色砂质泥岩、泥岩组成，底部K3；砂岩为灰白色砂砾岩，厚层状，砾石成分以长石、石英为主，粒度由下而上逐渐变细，分选、磨圆较差，泥质或钙质胶结，具交错层理，厚872M左右。本段为三角洲分流河道相，并随着河床的退化，河漫滩相逐渐扩大发展到沼泽相，进而向泥炭沼泽相过渡。（2）中部富煤段由3号煤层底到2号煤层顶，厚1775M左右。由灰色砂岩、灰黑色砂质泥岩、泥岩及煤层组成，所含2、3号煤层均为全井田稳定可采煤层。本段为泥炭沼泽相、河漫滩相、泥炭沼泽相沉积。3）上部含煤段从2号煤层顶至瞄砂岩底，厚2560M左右，由灰色砂岩、灰黑色砂质泥岩、泥岩及煤层组成，所含01、02号煤层均为不稳定零星可采煤层。65）二叠系下统下石盒子组P1X从K4砂岩底到K6砂岩底，连续沉积于山西组之上，厚713012100M，平均10145M，按岩性可分两段下段P1X1从K4砂岩底到K5砂岩底，厚度37107980M，平均5582M，岩性主要为深灰、灰色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩互层，下部夹煤线及粘土泥岩；底部K4砂岩为灰白、黄绿色细砂岩，成分以石英、长石为主，含暗色矿物及炭屑。上段P1X2从K5砂岩底到K6砂岩底，厚度25136570M，平均4563M。岩性为黄绿、灰绿色砂岩、砂质泥岩、粉砂岩夹紫色、黑色泥岩。底部K5砂岩为灰绿、黄绿色粗砂岩，巨厚层状，底部局部含砾，坚硬，钙质胶结，分选差，次棱角状颗粒。6）二叠系上统上石盒子组P2S井田内广泛出露，与下石盒子组整合接触，井田内赋存不全，最大残留厚度220M左右。岩性为灰绿、黄绿、杏黄、灰白色中、细砂岩粒砂岩与紫色砂质泥岩、泥岩互层，局部夹砂砾岩。底部K6砂岩为灰绿、黄绿色粗砂岩，局部含砾，结构疏松，孔隙度大，成分复杂，具交错层理，泥质或钙质胶结，风化后呈灰白色，厚1450M左右，为一良好的分界标志层。7）第四系中、上更新统Q23下部为浅棕红色粘土，含钙质结核，上部为浅黄色粘土，垂直节理发育，直立性好。不整合覆盖在山坡、梁上。厚度0L0M，一般5M左右。2构造该矿位于太原西山煤田复式向斜的东翼，井田内基本上为走向北西，向南西倾伏的单斜构造，地层倾角3左右。尚未发现断层、陷落柱、岩浆岩等地质构造，构造属简单类型。7第三节煤层的埋藏特征一、煤层的赋存特征井田内主要含煤地层为山西组自上而下为03、1、2、3、其中034号煤层赋存于山西组，2、3、稳定可采煤层，其余煤层为不可采或局部可采煤层。可采煤层厚度1115M，可采含煤系数695。山西组可采煤层赋存于中部，地层厚6000M。可采煤层厚440M，可采含煤系数733。主要可采煤层2层、3层情况见表131。表131煤层特征表地层煤层号煤层厚度最小最大平均煤层间距最小最大平均夹石层数稳定性可采情况顶板底板22830630512稳定全区可采泥岩或砂质泥岩细砂岩6129山西组3122210160202935623001稳定全区可采砂质泥岩砂质泥岩二、可采煤层1、2号煤层位于山西组中部，煤厚305M左右，稳定，全区可采，结构简单，含12层夹石，夹石厚度02M左右，顶板为泥岩或砂质泥岩，底板为细砂岩。2、3号煤层位于山西组中下部，2号煤层下9M左右，厚度16M左右，稳定，全区可采，结构简单，有时含一层夹石，夹石厚02M左右，顶底板均为砂质泥岩。各煤层均为贫煤均可作为良好的动力用煤，亦可作为民用煤。第四节水文地质一、地表水8井田内无常年性水流，有一条沟谷自北部向东南穿过井田，平时无水，大雨后有短暂水流，向东南流出井田外，汇入汾河。属黄河流域，汾河水系。二、井田内主要含水层1、奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层奥陶系中统岩溶裂隙含水层岩性以石灰岩、白云岩为主。本井田位于西山煤田东部，官地井田南部，奥陶系中统石灰岩溶隙溶孔较发育，富水性强，据西山矿务局官地矿矿井地质报告，1996年在本井田东北部施工的官水一L、官水一2供水井，水位降深分别为O20M、O38M时，单位涌水量分别为6266LSM、3064LSM，水位分别为79920M、80095M。推断本井田水位798M左右。2、石炭系太原组石灰岩岩溶裂隙含水层该含水层主要为L1、K2、L4、L5四层石灰岩，平均厚度分别为292、873、246、107M，总计1518M左右。其中K2灰岩厚度最大，溶蚀裂隙较发育，富水性相对较强，据西山矿务局官地矿矿井地质报告，1958年官19号钻孔该层抽水试验，水位降深1685M时，单位涌水量QO00359LSM，渗透系数K00158MD，富水性弱，水位标高1216051M。3、二叠系山西组砂岩裂隙含水层含水层多为中、粗粒砂岩，由于埋藏较深，补给条件差，富水性弱。据西山矿务局官地矿矿井地质报告，1958年官19号钻孔该层抽水试验，水位降深4276M时，单位涌水量QO00244LSM，渗透系数KO00304MD，富水性弱，水位标高121422M。4、二叠系石盒子组砂岩裂隙含水层含水层多为中、粗粒砂岩，井田内大面积出露，大部分处于当地侵蚀基准面以上，只形成透水层。在风化裂隙带，钻孔冲洗液往往大量漏失；在侵蚀基准面以下区域，于浅部可形成风化裂隙带潜水，总的来说富水性弱。据西山矿务局官地矿矿井地质9报告，1958年小井峪勘探区II一5号钻孔抽水试验，K6砂岩含水层单位涌水量QO00047LSM，渗透系数KO0036MD，富水性弱。三、地下水的补、径、排条件本井田属区域岩溶水的迳流区，岩溶水向东南排向晋祠泉。石炭系及二叠系含水层在裸露区接受大气降水补给和季节性河流补给后，顺岩层倾向迳流，在沟谷中出露时以侵蚀下降泉的形式排泄，下部含水层中地下水则一直沿岩层倾向迳流，部分则以矿坑、水井排水的方式排泄。四、井田主要隔水层1、山西组隔水层山西组发育23层较稳定连续的泥岩、炭质泥岩地层，这些地层隔水性较好，可将该类泥岩地层视作山西组煤层与太原组灰岩含水层及上部含水层间较好的隔水层。2、本溪组及太原组下部隔水层五、矿井充水因素分析本区平均年降水量为459MM，属于干旱地区，本井田地形坡度较陡，植被不发育，有利于自然排水，入渗补给地下水条件差，对于山西组砂岩含水层，由于其上有较多隔水层分布，接受大气降水的直接补给很少。本井田可采煤层2、3号的直接充水含水层是山西组砂岩裂隙含水层，间接充水含水层主要为下石盒子组砂岩裂隙含水层、太原组岩溶裂隙含水层。井田内可采煤层底板最低标高880M，均位于奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层水位之上，奥灰岩溶水对本井田煤炭生产无影响。本井田含水层除奥陶系岩溶裂隙含水层外富水性均弱，因此矿井涌水一般不大。六、构造对井田内水文地质条件的影响本井田大致为一向斜构造，断裂构造不发育，只在井田东南边界附近有碾底正断层，落差40M，未发现陷落柱。10据山西省太原西山煤田清交矿区清徐勘探区详查地质报告，勘探时有20个钻孔遇断层，遇陷落柱4次，水文观察均无异常。生产矿井调查，巷道见断层和陷落柱一般无水，偶有少量渗水。由此分析，构造对井田水文地质条件不会有明显影响。七、各煤层开采时顶板岩石冒落带及导水裂隙带计算2、3号煤层顶板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，老顶为细砂岩、中砂岩，全部冒落管理顶板时，根据三下采煤规程，冒落带（HM）、导水裂隙带（HLI）的高度可用下式计算HMA12202MLI式中，A1100M/47M19，M为开采煤层厚度。井田内各可采煤层冒落带高度、导水裂隙带最大高度见下表。冒落带高度、导水裂隙带最大高度统计表煤层煤层厚度（M）层间距（M）冒落带高度（M）导水裂隙带最大高度（M）22830630587917449861293122210160202935623049723898经计算，井田内各可采煤层导水裂隙带最大高度均大于各可采煤层之间的层间距。在开采下部煤层时，上部煤层采古空区积水如不及时探放，会沿裂隙导入下部煤层，形成水害。在煤层埋藏浅，在井田东部各煤层开采后，产生的裂隙波及到地表，使大气降水、地表水沿裂缝导入井下，造成灾害。11八、矿井涌水量由于矿井水文地质条件中等，而且周边矿井已有多年的开采历史，矿井涌水量与产量有一定的相关性，因此，可用类比法预计矿井涌水量。矿井涌水量预计公式KPQO/P。QKPPKP含水系数M3/TQO矿井涌水量M3/DPO产量T/DQ矿井预算涌水量P设计生产能力根据山西煤炭运销集团鼎盛煤业有限公司采（古）空区积水、积气及火区调查报告，原太原国立实业有限公司源鼎盛煤矿开采2号煤层，正常矿坑涌水量382M3/D，最大矿坑涌水量627M3/D。矿井兼并重组后，设计能力60万T/A，平均日产1818/D。预算矿井正常涌水量Q正常1818042763M3/D。最大涌水量Q最3/D考虑到井下消防洒水、采空区探放水等因素，确定本次设计正常涌水量为32M3/H，最大涌水量为52M3/H九、供水水源设计确定矿井生产、生活用水采用井田东南奥陶系富水区域的奥灰水，矿井井下排水经净化处理后，可作为生产用水和消防用水。12第二章井田井界与储量第一节井田境界根据山西省国土资源厅2010年6月25日颁发的采矿许可证证号C1400002010061220071324，该矿井田境界由19个拐点坐标连线圈定。井田面积0649KM2，批准山西煤炭运销集团鼎盛煤业有限公司开采2号3号煤层,井田范围由下列19个拐点坐标点连线圈定。详见井表211。表211井田境界拐点坐标表拐点编号北京54坐标系西安80坐标系纬距X经距Y纬距X经距Y14176400001962111000417635185119621040156241762900019620910004176241849196208401563417657000196208300041765218491962076015444176485001962039000417643684519620320153541766000019620370004176551845196203001526417647000196196800041764218391961961015274176870001961961000417682183919619540148841771100019620915004177061851196208451499417688000196209000041768318501962083015113井田南北长1215KM，东西宽0407KM，井田面积0649KM2。山西煤炭运销集团鼎盛煤业有限公司矿井东南部与大光窑煤矿相邻，东北部为大炭窑煤矿，其它区域均与官地煤矿相邻。第二节地质储量的计算矿井保有能利用资源/储量汇总表见表221。矿井设计可采储量汇总表见表223。表221资源/储量估算结果汇总单位MT资源储量煤层煤类11LB122B333现保有111B总量111B122B总量2PM1662005171297973PM741874180100合计PM166274180059230100矿井设计储量是扣除矿井井田境界煤柱，断层煤柱，建（构）筑物煤柱和333的折减量后剩余的资源储量。井田内333资源储量可信度系数取K09。矿井设计储量计算结果773MT，见表322。表322矿井设计储量计算表单位MT永久煤柱损失煤层编号工业资源/储量111B122B33309井田边界水体地面建筑构造蹬空区小计设计储量21541022022132137491081086409小计90311313773矿井设计可采储量是矿井设计储量扣去工业场地、大巷煤柱和开采损失后剩余的资源储量。采区回采率2、3、均为中厚煤层，采区回采率取80。表323矿井设计可采储量计算表单位MT开采煤柱损失煤层编号设计储量工业场地大巷采区、采空区边界小计开采损失设计可采储量213120160330490164065814364190470901137109793448小计77310631231186111434106第三章矿井工作制度及生产能力第一节矿井工作制度根据煤炭工业矿井设计规范，确定矿井的工作制度为年工作日为330D，每天四班作业，日净提升时间16H。第二节矿井设计生产能力及服务年限一、矿井设计生产能力根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发201031号文关于太原市山西煤炭运销集团鼎盛煤业有限公司煤矿企业重组整合方案的批复，确定兼并重组整合后山西煤炭运销集团鼎盛煤业有限公司（矿井）生产能力为06MT/A。净增生产能力为03MT/A。二、矿井服务年限矿井服务年限按下式计算412906KZTAA式中15T服务年限,A；ZK设计可采储量,MT；A矿井设计生产能力,MT/A；K储量备用系数,取14。经计算,矿井服务年限49A。第四章井田开拓第一节井田开拓方式的确定一、井田开拓方案（一）井口及工业场地位置的选择该矿位于太原西山煤田复式向斜的东翼，井田内基本上为走向北西，向南西倾伏的单斜构造，地层倾角3左右。尚未发现断层、陷落柱、岩浆岩等地质构造，构造属简单类型。山西煤炭运销集团鼎盛煤业有限公司矿井东南部与大光窑煤矿相邻，东北部为大炭窑煤矿，其它区域均与官地煤矿相邻。该矿2、3号煤层自燃等级均为，均为不易自燃煤层。井田内可采的2、3、号煤层赋存稳定，为主要可采煤层。井田内水文地质条件中等，水文地质类型属简单型。由上述情况可以看出，采空区、小窑对开采工作影响不大。该矿为高瓦煤矿，主、副斜井设在地形较平坦，宽阔处，可以满足060MT/A斯矿井，为满足安全、通风等生产的要求，经现场实地踏探副井工业场地西南距副井井口65M的区域作为矿井风井场地。（二）井田开拓方案161开拓方案根据地质条件和煤层赋存情况，本次设计共提出如下方案根据井田、煤层赋存特征及开采技术特征，在选定的工业场地内，开拓井筒，主提升井，井筒净宽42M，净断面积136M2，倾角165到3号煤层斜长576M，装备带式输送机和单钩串车,担负全矿井的主提升任务和辅助提升，为机轨合一井筒。设有井下电缆两趟,敷设通信电缆等设施，副斜井，井筒净宽30M，净断面积80M2，到2号煤层斜长430M，倾角17,设架空乘人装置，担负上下行人任务，作为矿井的进风井和一安全出口。新掘回风立井至3号煤层作为回风井，井筒净直径45M，净断面159M2，到2号煤层垂深156M，一次开凿到到3号煤层，垂深170M，井筒中装备梯子间,作为矿井的回风井及安全出口。根据煤层赋存条件，2号煤层和3号煤层层间距9M，利用一个水平开拓2、3号煤层，水平标高为971M，采用联合布置。2号煤层开拓系统方案为主斜井3号煤层见底后，设井底煤仓，井底煤仓上口在2号煤层，下口在3号煤层。沿煤仓上口在2号煤层东西方向布置集中胶带巷，掘至井田中部，南北方向布置采区胶带、轨道、回风巷。主斜井在2号煤层设井底甩车场，2号煤层西部原回风巷改为2号煤层集中轨道巷和2号煤层甩车场连通，在3号煤层新建井底平车场、水仓、主变电所等硐室。副斜井见2号煤层和2号煤层集中胶带大巷相连。回风立井向西新掘一段集中回风巷和采区回风巷连接，形成回风系统。东西方向两翼回采。2）3号煤层开拓方案开拓3号煤层时，利用井底煤仓和在2号煤层中东西方向布置的集中胶带巷、集中回风大巷。沿3号煤层车场巷道方向向西新掘集中进风巷（3号煤层中布置），然后沿井田西部边界保护煤柱线向北分别掘进采区回风、运输和轨道巷（3号煤层中布置）至井田南部边界保护煤柱线，东西方向倾向单翼回采。二、资源/储量17根据地山西省煤炭工业局文件晋煤行发20071785号文关于对太原国立实业有限公司晋源鼎盛煤矿矿井地质报告评审意见书的批复矿井资源/储量按下列原则计算1最低可采厚度08M；2煤层灰分不大于40；最高可采硫分STD3；3剔除夹矸以纯厚度计算储量；4储量计算的煤层为2、3号煤层；5最低发热量不低于170MJ/KG。62、3号煤层视密度采用134、145T/M3。资源储量估算范围由井田边界圈定,本次对该矿批准的2、3号煤层进行了估算，各煤层估算面积均为06488KM2。经估算，共获得井田范围2、3号煤层资源/储量423MT，探明的经济基础储量（111B）1712MT，内蕴经济资源量（333）005MT，控制的经济基础储量（122B）为7468MT。首采煤层2号煤层探明的经济基础储量控制的经济基础储量（111B122B）1662MT，占2号煤层保有资源/储量的97。三、安全煤柱及各种煤柱的留设与计算方法1巷道煤柱MH2506SF式中S1巷道保护煤柱的水平宽度，M；H巷道的最大垂深，M；M煤层厚度，M；F煤的强度系数。1M25061250632MFS巷道煤柱取30M。182其它煤柱井田边界煤柱留20M，工业场地按二级保护,井筒按一级保护，再根据表土层和基岩厚度表土移动角45，基岩移动角72计算保安煤柱。第二节达到设计生产能力时工作面的配备（一）选型原则综采工作面的采、装、运、支工序全部采用机械化。从目前综采的发展趋势，设计安全高效的综采面要求加大工作面的长度，加大截深，选用能切割硬煤的大功率采煤机，提高采煤的截割速度，相应要求提高移架速度，与大运量的重型可弯曲刮板输送机相匹配，加强端头支护，采用长距离顺槽胶带输送机。针对上述要求，对于综采系统设计考虑了以下原则1机械设备的选择首先满足技术先进，生产可靠，提高综采设备的开机率，达到安全高效。同时各设备间要相互配套，保证运输畅通，并增加运输环节的缓冲能力，以期达到采运平衡，最大限度地发挥综采优势。2为综采工作面创造快速连续开采的条件，加大工作面推进长度，减少搬家次数，并保证快速搬家。同时做到采准工作快，增大巷道断面特别是顺槽断面，采用掘进机掘进，利用顶板完整，煤层比较坚硬的条件，采用树脂锚杆支护，以提高掘进速度，保证工作面的接替要求。3对辅助运输系统，要求系统简单、环节少，把工作人员及材料快速方便地运送至工作地点，作为提高工作面生产能力的一个重要因素考虑，并在巷道布置上加以保证。综采工作面总体配套设计包含以下内容1成套设备生产能力、技术参数的配套计算和校核；2根据设备特点对工作面长度和巷道断面进行参数优化；3工作面成套设备的合理布置19第五章矿井基本巷道及建井计划第一节井筒、石门及巷道一、井筒用途、布置及装备据开拓布置，达产时布置有3个井筒，即主斜井、副斜井和回风立井。（一）主斜井净宽42M，净断面136M2，至3号煤层斜长576M，倾角165，装备胶带输送机和单钩串车,担负全矿井的提煤和下料及升降设备任务,每40M设躲避硐室，为矿井的进风井。（二）副斜井净宽3M，净断面8M2，至2号煤层斜长430M，担负全矿井的行人任务,装备架空乘人装置并设行人台阶，为矿井的进风井和一安全出口。（三）回风立井直径45M，净断面159M2，至2号煤层垂深156M，一次开凿到到3号煤层，垂深170M，倾角90，井筒施工采用井圈背板普通施工法。担负全矿井的回风任务,设梯子间,作为矿井的另一安全出口。井筒特征表，见表511。二、井筒井壁结构主斜井表土段为钢筋混凝土砌碹支护，支护厚度为400MM；基岩段为锚喷支护，支护厚度为100MM。副斜井表土段为料石碹支护，支护厚度为350MM；基岩段为锚喷支护，支护厚度为100MM。回风立井表土段为钢筋混凝土支护，支护厚度为600MM；基岩段为混凝土砌碹支护，支护厚度为400MM。20表511井筒特征表井筒名称序号井筒特征主斜井副斜井回风立井西安坐标196205060851962051727119620462045经距Y北京坐标196205759031962058711619620531890西安坐标4176659865417663112141765967201井口坐标M纬距X北京坐标4176708015417667927141766448702井口标高M1128205113027211530003方位角度80804井筒倾角度163017905落底水平标高M6井筒垂深或斜长M5764301567井筒净径或净宽M42345表土段钢筋混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土支护形式基岩锚喷锚喷混凝土表土段4003506008井筒支护支护厚度MM基岩100100400断面形状半圆拱半圆拱圆形净1368159表土段16711218859断面积M2掘进基筒装备B800型带式输送机、单钩串车架空乘人装置、扶手、行人台阶梯子间11备注21第二节井底车场及硐室一、井底车场形式的选定本矿为斜井开拓方式，主斜井在2号煤层中布置甩车场，用于运输设备、材料及矸石等，车场设双轨线路，作为重、空车线，存车线长度为60M。车场内铺设有30KG/M轨道系统，轨距为600MM。经计算，车场通过能力满足矿井辅助运输需要。主斜井在3号煤层中布置平车场，并设有主变电所、主水泵房、井底水仓等硐室。二、井底车场硐室名称及位置井底车场设有主变电所、主水泵房、井底水仓、管子道、井下消防材料库、等候室、医疗硐室等硐室。井底水仓有主、副水仓，长度分别为42M、36M，容量290M3、248M3，采用绞车清理方式。井底煤仓直径4M，垂深26M，有效容量460T，采用矿车清理撒煤方式。井底车场硐室布置详见插图521。三、井底车场主要巷道和硐室的支护方式及支护材料井底车场巷道采用半圆拱断面，荒料石砌碹支护，支护厚度300MM；主水泵房及变电所采用半圆拱断面，混凝土砌碹支护，支护厚度300MM；井底水仓及管子道采用半圆拱断面，混凝土砌碹支护，支护厚度300MM。消防材料库半圆拱断面，锚喷支护，支护厚度100MM。井底车场巷道和及硐室工程量表，见表521。22表521井底车场巷道及硐室工程量表断面积M2掘进体积M3备注序号巷道及硐室名称半煤岩巷支护形式巷道长度净掘进井巷硐室合计1巷道煤巷荒料石9471732191207492074930KG/M2主水泵房煤巷混凝土29611815214502450222KG/M3主变电所煤巷混凝土401141521608460844通道煤巷混凝土2011415213042304222KG/M5井底水仓岩巷混凝土20569964197621976215KG/M6管子道岩巷混凝土326497282373237322KG/M7消防材料库煤巷锚喷161782063296329622KG/M8合计437923266713882246549第三节建井工作计划一、巷道断面和支护形式主斜井采用半圆拱断面，净宽40M，净断面127M2，表土段料石支护，基岩段锚喷支护。副斜井采用半圆拱断面，净宽3M，净断面80M2，表土段料石支护，基岩段锚喷支护。回风立井采用圆形断面，净宽4M，净断面1256M2，表土段钢筋混凝土浇筑，基岩段混凝土支护。集中运输大巷采用矩形断面，净宽4M，净断面144M2，锚杆支护；集中进风大巷采用矩形断面，净宽33M，净断面99M2，锚杆支护。回风大巷采用矩形断面，净宽4M，净断面144M2，锚杆支护。工作面运输顺槽采用矩形断面，23净宽33M，净断面99M2，锚杆支护。工作面回风顺槽采用矩形断面，净宽33M，净断面99M2，锚杆支护。二、巷道掘进进度指标根据设计规范结合本地区矿井现场施工实际情况，确定掘进进度指标如下斜井120M/月；井底硐室600M3/月；大巷300M/月；顺槽300M/月。三、掘进工作面个数、组数，掘进的机械配备矿井达产时，为保证工作面的正常衔接，2号煤层配有2个综掘工作面，综掘掘进工作面机械设备有EBZ150型综掘机，EZ20型岩石电钻，MYZ200型探水钻,MQT120/26型锚杆打眼安装机，YBT622型局部通风机，ZP型混凝土喷射机和安型混凝土搅拌机等设备。其中，EBZ150型综掘机技术特征见表531。表531EBZ150型综掘机技术特征表项目名称技术指标型号EBZ150采高（M）40生产能力（T/MIN）80适应倾角范围（）16总功率（KW）2251015其中截割功率（KW）150电压等级（V）660/1140外形尺寸长宽高（M）90228168总重量（T）40截割硬度（MPA）70四、矿井生产时采掘比例关系，矸石率的预计矿井达产时，为保证工作面的正常衔接，2号煤层配有1个综采工作面和2个综掘工作面、矿井采掘比为12。矸石率预计5。24第六章采煤方法第一节采煤方法的选择一、根据地质构造，煤层的稳定性及其开采条件，具体分析适用于各种采煤设备的块段及储量，说明采煤方法的选择及其依据2号煤层剩余储量范围内煤层赋存及开采技术条件如下（一）2号煤层剩余储量范围内有1个钻孔，厚度分别为28M。（二）煤层倾角13，一般为2左右，属近水平煤层。（三）2号煤层顶板为粉砂岩或泥岩，厚2M左右，岩性较破碎，较易冒落，底板为细、中砂岩。（四）本矿为高瓦斯矿井，自燃倾向等级为级，属不易自燃煤层，。煤尘具有爆炸危险性。（五）该矿井水文地质类型为简单类型。根据该矿煤层赋存条件，2号煤层平均煤厚305M左右，选择的采煤方法为一次采全高综合机械化采煤方法。二、工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型（一）选型原则综采工作面的采、装、运、支工序全部采用机械化。从目前综采的发展趋势，设计安全高效的综采面要求加大工作面的长度，加大截深，选用能切割硬煤的大功率采煤机，提高采煤的截割速度，相应要求提高移架速度，与大运量的重型可弯曲刮板输送机相匹配，加强端头支护，采用长距离顺槽胶带输送机。针对上述要求，对于综采系统设计考虑了以下原则251机械设备的选择首先满足技术先进，生产可靠，提高综采设备的开机率，达到安全高效。同时各设备间要相互配套，保证运输畅通，并增加运输环节的缓冲能力，以期达到采运平衡，最大限度地发挥综采优势。2为综采工作面创造快速连续开采的条件，加大工作面推进长度，减少搬家次数，并保证快速搬家。同时做到采准工作快，增大巷道断面特别是顺槽断面，采用掘进机掘进，利用顶板完整，煤层比较坚硬的条件，采用树脂锚杆支护，以提高掘进速度，保证工作面的接替要求。3对辅助运输系统，要求系统简单、环节少，把工作人员及材料快速方便地运送至工作地点，作为提高工作面生产能力的一个重要因素考虑，并在巷道布置上加以保证。综采工作面总体配套设计包含以下内容1成套设备生产能力、技术参数的配套计算和校核；2根据设备特点对工作面长度和巷道断面进行参数优化；3工作面成套设备的合理布置。由于进口设备价格昂贵，后期维护成本高，而国产设备目前已能够满足厚煤层综采工作面的要求，并且在国内很多矿井得到应用，因此本次设计工作面设备中液压支架电液控制系统进口、刮板输送机立足国产，为了满足进度的要求，采煤机也选用国产设备。（二）设备选型工作面主要采煤设备选择分述如下1采煤机1）采煤机选型原则（1）适合特定的煤层地质条件，并且采煤机采高、截深、牵引速度等参数选取合理，有较大的适用范围。26（2）满足工作面开采生产能力要求，采煤机实际生产能力要大于工作面设计生产能力1020。（3）与液压支架和刮板输送机相匹配。影响采煤机选型的主要因素是煤层的力学特性，厚度和倾角，工作面生产能力。2）采煤机性能参数的确定（1）采高的选择采煤机的采高应与煤层厚度的变化范围相适应，根据2号煤层赋存条件和开采技术条件，确定采煤机的最大采高为30M，最小采高为16M。（2）滚筒直径的确定双滚筒采煤机的滚筒直径以大于工作面最大采高的05倍为宜。2号煤层最大采高为305M，所以双滚筒采煤机的滚筒直径大于或等于15M即可满足使用要求，根据采煤机滚筒直径系列，取滚筒直径D16M。（3）截深的确定截深的选取与煤层厚度，煤层软硬，顶板岩性以及支架移架步距，综合考虑取采煤机的截深，目前国内普遍采用的截深为600800MM，考虑到矿井设计生产能力及要求，设计选用采煤机截深为630MM。（4）工作面日循环数工作面日循环数可用下式计算NQR/KLLHBC式中QR工作面日产量，2号煤层采掘工作面年产量为06MT/A，按330D计算，QR1727T；KL工作面正规循环率，K09；L工作面长度，L135M；H工作面煤层厚度，H305M；27B循环进尺，B063M；煤的容重，134T/M3；C工作面回采率，C95。N581，取整数N6（5）采煤机割煤方式采煤机双向割煤具有辅助工序少，采煤速度快，工序紧凑，工时利用率高及生产能力大的优点，因此工作面采用双向割煤方式。采煤机在工作面的进刀方式，将直接影响工作面的工时利用率以及采煤机效能的发挥。为减少工作面人员工作量，设计采用端部斜切进刀方式，进刀割煤长度30M。工作面采用4班作业，3班生产，1班准备。采煤机计算割煤速度式中VCNL30LC/KCTDNTCVC计算割煤速度，M/MIN；N工作面日循环数，N6；L工作面长度，L135M；LC采煤机总长，LC98M；30进刀割煤长度，M；KC采煤机平均日开机率，K05；TD工作面日生产时间，TD1080MIN；TC采煤机进刀停顿时间，TD2MIN。VC176M/MIN采煤机计算循环时间TL30LC/VCTC28式中T采煤机计算循环时间，MIN；L工作面长度，L135M；30进刀割煤长度，M；LC采煤机总长，LC98M；VC采煤机计算割煤速度，M/MIN；TC采煤机进刀停顿时间，TD2MIN。T90MIN采煤机最大割煤速度VMAXKVC式中VMAX采煤机最大割煤速度，M/MIN；K采煤机割煤不均均衡系数，取12；VC采煤机计算割煤速度，176M/MIN。VMAX21M/MIN采煤机最大生产能力QMAX60BHVMAXQMAX采煤机最大生产能力，T/H；B循环进尺，B063M；H工作面煤层厚度，H305M；煤的容重，134T/M3；VMAX采煤机最大割煤速度，21M/MIN。QMAX3244T/H采煤机计算装机功率按采煤机单位能耗计算采煤机功率29NQMAXHW式中N采煤机计算装机功率，KW；QMAX采煤机最大生产能力，QMAX3244T/H；HW采煤机能耗系数，HW06KWH/T。N1946KW6采煤机型号及主要技术参数采煤机选用4MG200W1型，其技术参数如下采高范围1430M；滚筒截深630MM；最大牵引速度055M/MIN；装机功率200KW；滚筒直径16M；牵引力250KN；煤层倾角30；灭尘方式内外喷雾；供电电压660V/1440V；机身高度1174MM；卧底量288MM；最大不可拆卸尺寸2556907442MM；整机重量202T；煤层硬度3；其主要技术参数见表611。经计算，综采工作面小时最大生产能力约为324T左右。在选择配套刮板机、转载机、顺槽可伸缩胶带输送机等运输设备时，考虑了生产30矿井实际使用情况和计算的生产能力两方面因素，并遵循“运煤系统的能力外部要大于采面20为宜”的原则。表611采煤机技术特征表型号采高M电机功率KW滚筒直径M/个截深MM牵引速度M/MIN机面高度MM重量T4MG200W1163020016/263005511742022工作面可弯曲刮板输送机工作面刮板输送机选型需满足三个方面要求一是运输能力与采煤机生产能力相适应，根据前述计算采煤机最大生产能力为324T/H。二是外型尺寸和牵引方式与采煤机相匹配。三是运输机长度与工作面长度相一致。选用1部SGB630/180型可弯曲刮板输送机，其主要技术参数见表612。表612刮板输送机技术特征表型号铺设长度M输送能力T/H刮板链速M/S中部槽长宽高MM电机功率KW电压等级V备注SGB630/180180400115006302222906603顺槽转载机和破碎机顺槽转载机的转载能力要与工作面的生产能力相适应，并要求与工作面刮板输送机和顺槽可伸缩胶带输送机相配套，为此选SZB730/40型刮板转载机。其主要技术参数见表613。表613转载机技术特征表型号出厂长度M输送能力T/H电机功率KW电压等级V备注31SZB730/402540040660顺槽破碎机的破碎能力亦应不小于工作面的生产能力，并与刮板转载机相配套，为此选用PEM1000650型高效破碎机。其主要技术参数见表614。表614破碎机技术特征表型号破碎能力T/H最大给料尺寸MM最大排料尺寸MM电机功率KW电压等级VPEM1000650600100065037055660/11404顺槽可伸缩胶带输送机顺槽胶带输送机要与工作面推进长度相适应，小时运量应与工作面生产能力相匹配。工作面生产能力为Q324/H，取输送机带速V2M/S，则BQ/（KVRC）324/40020101064M2121式中B胶带宽度，M；K货载截面系数，20时，K400；R货载散集容重，取10TM3；C输送机倾角系数，A010时，C1。根据计算选用DSJ800302可伸缩胶带输送机主要技术参数见表615。表615可伸缩胶带输送机技术特征表型号输送能力T/H输送长度M带速M/S带宽MM电机功率KW电压等级VDSJ800302400800280060380/660三、工作面顶板管理方式，支护设备选型综采能否实现高产高效关键于架型选择是否合理。32据地质报告，2号煤层位于山西组中部，煤厚305M左右，稳定，全区可采，结构简单，含12层夹石，夹石厚度02M左右，顶板为泥岩或砂质泥岩，底板为细砂岩。根据生产经验和有关技术文件，选用支撑掩护式液压支架。一选型原则影响液压支架选型的主要因素有顶板直接顶，老顶和底板岩性，煤层可采厚度，煤层倾角，煤层瓦斯含量等。（二）支架支撑高度的确定HMAXMMAX021HMINMMIN02032式中HMAX、HMIN支架最大、最小高度，M；MMAX、MMIN工作面最大、最小采高，M。则支架最大高度HMAX30502325M支架最小高度HMIN200317M确定支架高度HMAX325MHMIN17M（三）支架支护强度的计算按岩石自重法计算P（68）MR式中M为最大采高，305M；R为顶板岩石容重，28KN/M3；则P6MR430KN/M2取043MPA取上述计算的最大值，支架支护强度应不小于043MPA。33（四）支架工作阻力计算液压支架工作阻力下限应为FPSCBC/K式中F支架工作阻力KN/架P额定支护强度取430KN/M2SC支架中心距15MBC支架最大控顶距46MK支撑效率075代入数据F3956KN。则支架工作阻力应不小于3956KN。选取支架支护阻力为4000KN。（五）支架主要参数支架型号ZZ4000/17/35支架型式支撑掩护式支架高度17003500MM支架工作阻力4000KN支护强度078MPA支架中心距15M支架控制方式电液控制支架重量约108T（六）支架设计特点该支架是在总结国内外液压支架的使用经验，融汇液压支架技术发展最新成果的基础上设计而成的。1采用分式铰接顶梁，前梁支撑力大，对顶板适应性强。2经过总体参数优化设计，支架结构受力合理，梁端距变化小。343支架具有双人行通道，通道宽畅，有利于保证安全生产。4采用了快速移架液压系统，提高了移架速度。5支架切顶能力大，抗冲击能力强。6采用4根双伸缩立柱，调高范围大，采高适应性广。7结构件采用高强度钢板，按高可靠原则设计。表616液压支架技术特征表型号工作阻力KN初撑力KN支护