采矿工程毕业设计（论文）-七台河精煤集团公司新兴七矿0.9Mta新井设计【全套图纸】 .doc

摘 要本设计矿井为七台河精煤集团公司新兴七矿0.9mt/a新井设计，井田内一共有5层可采煤层，分别为60#、63#、65#、67#、68#层， 煤层总厚度为5米。煤层工业牌号为1/3焦煤，设计井田的可采储量63mt，设计服务年限为50年，本矿井设计采用以立井为主的综合开拓方式，划分为二个水平，四个采区。每个采区为双翼开采，三个工作面达产，达产时采区个数为两个。采用分层布置，60#层单独开采，63#、65#、67#、68#层集中开采。大巷运输采用10t架线式电机车牵引5t底卸式矿车运输，采用的采煤方法为走向长壁采煤法，采煤工艺为普通机械化采煤工艺。顶板处理方法为全部跨落法。关键词：矿井设计；联合开采；联合开拓；全套图纸，加153893706abstractthis is a new design gor 0.90mt/a of xinxing no.7 in qitaihe coal mining group.it has five workable coal seams,they are 60#、63#、65#、67#、68#.total thickness of coal seam is 5 meters.the coal seam industry trademark is 1/3 coking coal. this mie field recoverable resources is 63mt.this mines life is 50years. this mine pit design uses take the double vertical shaft development,the division as two levels,four pick area.three workings face can achieve 0.90 mt/a. the big lanetransportation uses 10 tons wire laying type electric locomotive to tow the 5tons bottom-dump mine cars to transport,uses long wall mining on the strike to mine.coal wining technology is the full mechanized coal wining technology.we wse the caving method for all working faces. key words:mineral well design; consociation mine; consociation expand;目 录摘要iabstractii绪论- 1 -第1章 井田概况及地质特征- 2 -1.1 井田概况- 2 -1.1.1交通位置- 2 -1.1.2地形地势- 3 -1.1.3气象及地震情况- 3 -1.1.4水文地质情况- 3 -1.1.5煤田开发史- 3 -1.1.6工农业及原料供应状况- 3 -1.1.7水源及电源- 3 -1.2 地质特征- 3 -1.2.1矿区范围内的地质情况- 3 -1.2.2井田范围内和附近的主要地质构造- 5 -1.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征- 5 -1.2.4岩石性质、厚度特征- 5 -1.2.5井田内水文地质情况- 6 -1.2.6煤质、牌号及用途- 7 -1.3 勘探程度及可靠性- 7 -第2章 井田境界、储量、服务年限- 8 -2.1 井田境界- 8 -2.1.1井田周边状况- 8 -2.1.2井田境界确定的依据- 8 -2.1.3井田未来发展情况- 8 -2.2 井田储量- 8 -2.2.1井田储量计算- 8 -2.2.2保安煤柱的设计方法- 9 -2.2.3储量计算方法- 10 -2.2.4储量计算评价- 10 -2.3矿井工作制度、生产能力、服务年限- 10 -2.3.1矿井工作制度- 10 -2.3.2设计生产能力和服务年限- 11 -2.3.3矿井服务年限的确定- 11 -第3章 井田开拓- 12 -3.1概述- 12 -3.2 矿井开拓方案的选择- 12 -3.2.1井筒形式和井筒位置- 12 -3.2.2井筒的位置- 14 -3.2.3开采水平的数目及高- 16 -3.2.4开拓巷道的布置- 16 -3.3 选定开拓方案的系统描述- 17 -3.3.1井硐形式和数目- 17 -3.3.2井筒位置及坐标- 19 -3.3.3水平数目及高度- 19 -3.3.4石门、大巷数目及布置- 19 -3.3.5井底车场的形式及选择- 20 -3.3.6煤层群的联系- 21 -3.3.7采区划分- 22 -3.4 井硐布置和施工- 23 -3.4.1井硐穿过的岩层性质及井硐支护- 23 -3.4.2井硐布置及装备- 24 -3.4.3井筒延深意见- 24 -3.5 井底车场及硐室- 28 -3.5.1井底车场形式的确定及论证- 28 -3.5.2井底车场的布置，存车线路，行车路线布置长度- 29 -3.5.3通过能力计算- 32 -3.5.4井底车场主要硐室- 34 -3.6 开采顺序- 34 -3.6.1沿煤层走向的开采顺序- 35 -3.6.2沿井田倾向的开采顺序- 35 -3.6.3采区接续计划- 35 -3.6.4“三量”控制情况- 36 -第4章 采区巷道布置及采区生产系统- 38 -4.1 采区概述- 38 -4.1.1采区布置的要求- 38 -4.1.2设计采区的位置、边界，范围及采区煤柱- 39 -4.1.3采区的地质和煤层情况- 39 -4.1.4采区的生产能力、储量和服务年限- 39 -4.2 采区巷道布置- 40 -4.2.1区段划分- 40 -4.2.2采区上山布置- 40 -4.2.3采区车场布置- 41 -4.2.4煤仓形式、容量及支护- 48 -4.2.5采区硐室简介- 49 -4.2.6回采工作面的接续- 50 -4.3 采区准备- 51 -4.3.1采区巷道的准备顺序- 51 -4.3.2主要巷道的断面图- 52 -第5章 采煤方法- 55 -5.1 采煤方法的选择- 55 -5.2采煤方法选择- 56 -5.2.1选择和决定回采工作面的工艺过程及机械设备- 56 -5.2.2设备选型- 57 -5.2.3选择采煤工作面循环方式和劳动组织形式- 57 -第6章 井下运输与矿井提升- 60 -6.1 矿井井下运输- 60 -6.1.1运输方式和运输系统的确定- 60 -6.1.2矿车的选型及数量- 60 -6.1.3采区运输设备的选择- 61 -6.2 矿井提升系统- 61 -第7章 矿井通风安全- 62 -7.1 矿井通风系统的确定- 62 -7.1.1概述- 62 -7.1.2矿井通风系统的确定- 62 -7.1.3主扇工作方式的确定- 63 -7.2 风量计算与风量分配- 63 -7.2.1矿井风量计算的规定- 63 -7.2.2风量计算- 63 -7.2.3风量分配- 65 -7.2.4风速的验算- 65 -7.2.5风量的调节方法与措施- 66 -7.3 矿井通风阻力计算- 66 -7.3.1确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力- 66 -7.3.2矿井等积孔计算- 67 -7.4 通风设备的选择- 68 -7.4.1主扇的选择计算- 68 -7.4.2电动机的选择- 69 -7.5 矿井安全生产措施- 70 -7.5.1预防瓦斯及煤尘爆炸- 70 -7.5.2火灾与水患的预防- 70 -7.5.3其他事故的预防- 70 -7.5.4避灾路线及自救规程规定- 71 -第8章 矿井排水- 72 -8.1概述- 72 -8.1.1矿井水来源及涌水量- 72 -8.1.2对排水设备的要求- 72 -8.2 矿井主要排水设备- 72 -8.2.1排水方式与排水系统简介- 72 -8.2.2主排水设备及管路的选择计算- 74 -第9章 技术经济指标- 77 -结论- 79 -参考文献- 80 -致谢辞：- 81 -附录1- 82 -小矿车和大矿车- 82 -附录2- 84 -mine trbs and cars- 84 -vi绪论两年来，我国煤炭工业循环经济发展态势良好，煤炭工业开始步入健康发展的阶段。我国划定和公告了45个煤炭国家规划矿区，加强了矿区管理。我国在山西等8省区开展了深化煤炭资源有偿使用制度改革试点。同时，我国还开全国煤炭资源回采率专项检查，遏制了部分地区破坏、浪费煤炭资源的势头。作为采矿专业的学生，通过大学四年的学习，我掌握了采矿专业的一些知识，为了能更好的巩固和运用这些知识，借毕业设计这个机会我做了黑龙江省七台河精煤集团公司新兴七矿的新井设计，而且在实习过程中收集了有关新兴七矿的资料。本设计主要是关于新矿井的建设，其中包括开拓方式、采煤工艺、支护方式、设备选型以及矿井的各个系统。设计包括通风安全方面、采煤工艺方面、岩石力学方面以及cad制图方面的知识。训练我们应用所学的基本理论和设计方法，增强分析设计问题，解决设计问题的能力。我国煤矿生产建设正迅速发展，煤矿开采技术在不断进步，需要我们在工作中努力奋斗，高效发展现代化的煤炭工业，改变煤矿生产面貌，使我国煤炭工业加速赶上国际先进水平。第1章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1交通位置新兴七矿位于七台河矿区西部，距七台河精煤集团公司约12公里，行政区划属黑龙江省七台河市新兴区管辖。区内有矿用铁路专线与勃七线、牡佳线接轨。铁路交通方便。公路可通往桦南、佳木斯、双鸭山、宝清、密山、鸡西、勃利、依兰和哈尔滨等市县。公路交通十分方便。交通位置见图1-1图1-1 交通位置图1.1.2地形地势新兴七矿井田地表为丘陵起伏，整个地势为东南高，西北低。海拔最低标高为-70m，最高标高为+268m。1.1.3气象及地震情况新兴七矿区属于中温带大陆性气候。年平均降水量为540mm。最高气温为34c，最低气温为32c。春季秋季多风，春夏之际以西南风为主冬季以西北风为主。最大风速为28m/s新兴矿在史料中无地震发生过。1.1.4水文地质情况七台河发源于本区南部山区，为倭肯河支流，河宽20m左右，水深0.3m左右，平常期流量为0.51.5 m3/s，洪水期流量为10200 m3/s，属于季节性河流，该河位于本区西部，泾流方向由南向北，垂直煤系地层走向，基本切割本矿区全部煤系地层对矿区的开发有一定的影响。1.1.5煤田开发史新兴煤田为新近开发，无开发历史。1.1.6工农业及原料供应状况新兴井田周边有农田和国有林地分布，可为矿区提供一部分农产品及生产原料。矿井建设及生产所需设备可由附近厂家提供。1.1.7水源及电源新兴七矿区水源来自开采地下水，能够满足生产与生活需要。生产与生活用电均来自七台河供电局。1.2 地质特征1.2.1矿区范围内的地质情况矿区煤系地层属上侏罗统鸡西群售煤地层，主要由城子河组上部和穆棱组下部组成。下部界限从74号煤层底板开始，上至60号煤层，地层厚度1265m，共含煤5层，总厚度4m。含煤系数2.33%，其中可采5层，60#、63#、65#、67#、68#层根据岩性特征和含煤性，本矿区的地层主要在城子河组第八段和第九段。 图1-2 综合柱状图1.2.2井田范围内和附近的主要地质构造表1-1 新兴七矿断层统计一览表顺序号断层编号断层性质产状落差备注走向倾向倾角最大最小1f11正n30-10wws70250100较可靠2fa正n51we 708030基本可靠1.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征60煤层组：在间距230m范围内含煤10层，可采一层，为60层。可作为局部煤层对比标志。67煤层组：在间距189米范围内含煤10层，可采煤层4层，为63#、65#、67#、68#层各煤层间距比较稳定。煤层特征：60层煤层为磷片状；67层煤层较厚、块状，煤层中间含炭质页岩。新兴七矿煤系地层共含可采煤层5层，均为薄煤层，可采煤层总厚度为5m。可采煤层为60#、63#、65#、67#、68#层各煤层厚度、结构、发育范围、顶底板岩性等特征见表1-2表1-2 顶底板岩性特征煤层号煤层厚度煤层结构层间距可采程度顶板岩性底板岩性601.2单5872大部可采粉砂岩粉砂岩630.9单2240大部可采粉砂岩粉砂岩650.9单814大部可采粉砂岩粉砂岩670.9单1727大部可采砂岩粉砂岩680.9单6798大部可采粉砂岩粉砂岩1.2.4岩石性质、厚度特征本区内岩性较细，主要由粉砂岩、粉细砂岩、中砂岩及煤层组成，仅有较少的粗砂岩含砾砂岩。煤层和岩层的物性差异均比较明显，各种岩层的密度差别较小， 曲线在各种岩层上反应平直（破碎带除外），煤层异常反应明显。煤岩层的电阻率变化不大，电阻率曲线能够较清楚地反映出煤层，岩层，电性方面的差异，凝灰岩和含凝灰质砂岩电阻率最低，是用测井资料进行煤岩对比的重要标志。煤岩层的天然放射性同位素含量也有明显的差异，煤层中含量低，与含砾粗砂岩含量相近，与粉、细砂岩的储量相差较大，凝灰岩储量最高。表1-3 岩石性质及厚度特征名称容重kg/cm3孔隙度%抗压强度102kg/cm3抗拉强度102 kg/cm3变形模量102kg/cm3弹性模量kg/cm3砂岩2.02.65252200.50.40.58110砾岩2.32.65151150.21.50.8828灰岩2.22.75205200.52.0185101.2.5井田内水文地质情况本区以大气降水补给为主，根据多年来矿井涌水量观测资料可知，每年七、八、九月份矿井涌水量明显增加。因此，大气降水通过第四系含水层补给煤系地层含水层是主要补给水源。涌水量预计：涌水量与产量有一定的关系，含水系数 k=q/t（q为涌水量，t为产量）。根据以上数据取k=18398，每月产量按7.5万吨计算。涌水量为：1.839880000/3024=204.4m3/h通过以上数据可知，年平均涌水量的1.5倍，即qmax=306.6m3/h总之，新兴七矿的水文地质条件为较强坚硬裂隙岩层充水的矿床。年平均涌水量204.4m3/h，最大涌水量为306.6m3/h，遇个别断层会发生出水现象。但其水量有限，且在短期内就会被疏干。因此，将该区水文地质类型定为简单。1.2.6煤质、牌号及用途本矿井煤属低硫、低磷，中低灰分的焦煤和1/3焦煤，其中1/3焦煤占25.76%，发热量一般在70007500大卡/千克。1、物理性质多为亮煤、半亮煤及半暗煤。水平层状构造，结构致密、脆质，垂直节理发育，玻璃光泽，距状或平面断口。比重在1.351.45g/cm3之间，摩氏硬度约22.5。2、化学性质及煤种煤质变化规律符合希尔特定律1）挥发分随着深度的增加而降低；2）煤的变质程度随着深度的增加而提高。上部的60#、63#两层为1/3焦煤，下部的65#、67#、68#三层均为焦煤。3、煤的工艺特性煤层属中低灰份。灰份多为内在灰份，系二氧化硅、氧化铁等，氧化镁、氧化钙较少，故灰熔点可达1250以上。4、用途一般作为配煤炼焦使用，民用和工业用煤。1.3 勘探程度及可靠性新兴七矿矿井开拓方式为立井二水平区式。采煤方法为走向长壁式，即生产一水平为-215m标高，主要开采煤层有60#、63#、65#、67#、68#层共计五层。为了更好的满足矿井需要，合理利用煤炭资源，给一水平延伸提供可靠的地质资料。根据精煤集团公司勘探愉和产补勘资料和十余年的井巷工程资料，为矿井生产，开拓延伸和设计提供可靠的地质资料。本矿区断层密度分区明显，矿区内褶曲不发育，地层产状变化不大很少有波状起伏，对采区的正常划分无影响，属单斜构造，综合评定本矿区煤层稳定程度高。第2章 井田境界、储量、服务年限2.1 井田境界2.1.1井田周边状况井田北界74层煤层露头，与新立矿，新建矿相邻；南界到桃七三区44号煤层-800m标高；东界为f11号断层，与桃山矿相连；西部以fa断层为界，与东风矿相邻。东西走向长约4km，南北倾斜宽度约3km，面积约12km2。2.1.2井田境界确定的依据1、以大的断层和勘探边界为矿界；2、以保证井田的合理尺寸，及与邻近矿区处理好关系。2.1.3井田未来发展情况由于本井田几条断层的影响，投产时的产量可能不能及时达到设计生产能力，但随着开采深度的增加，煤层赋存条件好，采用新技术防治矿井瓦斯，产量会有较大的提高幅度 。2.2 井田储量2.2.1井田储量计算西界：fa断层，东界f11断层。北界：煤层氧化带界。 深部界：-800m标高为计算范围。参与表内储量计算的可采煤层有60#、63#、65#、67#、68#层共5层。表2-1 可采煤层储量计算总表层号总面积设计损失面积煤层厚度/m容重t/ma+b+c级储量/ta+b级储量/ta+b级储量占该层总储量的%可采储量/t在第一水平的可采储量/t60105865285860001.21.49660710338124835%9500000420000063105865285976550.91.414974100524093535%14500000640000065106725386226650.91.412985598454495935%12500000550000067106835726327580.91.414623900511836535%14000000620000068106954266215350.91.413013446455470635%125000005500000合计652577542284021335%63000000278000002.2.2保安煤柱的设计方法1、立井井筒保护煤柱设计采用垂直剖面法。（见开拓剖面图）2、工业场地保护煤柱按照数字标高投影法，工业场地压煤近似为梯形。一般来说，井田边界煤柱40m，河流保护煤柱为河床两侧各40m，大的断层一侧留煤柱1540m，有时也要根据具体的情况而定。1)井筒煤柱地面受护面积，包括井架、提升机房和围护带，围护带的宽度为20m，主副井筒保护煤柱以岩层边界角圈定。2)工业广场地面受护面积包括工业产地内为煤炭生产直接服务的工业厂房、服务设施和围护带，围护带的宽度为20m，煤按岩层移动角圈定。3、煤柱留取尺寸断层煤柱留取尺寸：断层落差很大，断层一侧煤柱宽度不小于30m，落差较大的断层一侧煤柱一般为1015m，落差较小的断层通常可以不留设断层煤柱。井田境界煤柱按40m留设。表2-2 护巷煤柱尺寸名称薄及中厚煤层厚煤层备注巷道一侧两巷之间巷道一侧两巷之间水平大巷30404050煤层倾角较小时煤柱可小一些采区上（下）山20左右20左右304020252.2.3储量计算方法采用分水平及投影块段法，用煤层真厚度和斜面积计算储量，块段平均厚度采用钻孔见煤厚度，以算术平均法求出。计算公式：式中：q块段储量；s块段平面积；煤层平均倾角；m 块段平均厚度；煤的容重。 块段面积在1：5000的煤层储量计算图上用电子求积仪求得，块段倾角采用余切尺量得。2.2.4储量计算评价此次报告的储量计算工作均由人工完成，计算工作严格按照各煤层的储量计算图，并依据科学的计算方法以及合理的参数计算而得，计算过程比较细致，计算结果比较精确。2.3矿井工作制度、生产能力、服务年限2.3.1矿井工作制度根据煤矿安全规程，煤矿生产许可法和劳动法有关规定，结合新兴七矿的实际情况，拟制定工作制度如下：设计年工作日330天，日提升16小时，采用“四六”作业制，三班生产，一班准备。2.3.2设计生产能力和服务年限1、矿井设计生产能力是确定原则应根据地质条件，国民发展需要和国内外市场需求，技术装备和管理水平，充分考虑科学技术进步等因素，依据投资少，出煤快，经济效益好的原则合理确定。2、确定矿井生产能力的重要因素1）储量是指基础储量中经济可采部分；2）地质和开采条件技术装备和管理水平矿井与水平服务年限，矿井与水平服务年限计算公式。2.3.3矿井服务年限的确定矿井服务年限的计算公式如下：tz/(ak)式中：t矿井设计服务年限，；z矿井设计可采储量，mt；a生产能力， mt/a；k矿井储量备用系数，取1.4。该井田煤炭储量丰富，煤层赋存稳定，属倾斜煤层，煤质优良且当前市场对煤炭的需求日益增加，其设计能力为0.9mt/a。该井田的地质储量为63mt，可采储量65.257754mt，储量备用系数取1.4，根据公式p=z/(ak)得到服务年限为50年。第3章 井田开拓3.1概述影响本矿井开拓方式选择的因素及具体情况如下：1、该井田所在位置属于丘陵地形，南北两侧高， 中部受七台河之侵蚀，较低洼。区内河床标高+150m,最低标高+135m. 洪水位高程在+176m-800m,之间，因此工业场地宜选择在相对比较开阔的河流阶地上，标高高于+180m；2、井田内煤层埋藏深度为+150-800m，煤层倾角20左右，其中63#、65# 煤层间距30m，65#、67#为56m，67#、68#为18m可联合开采；3、倾角约20左右，且含水层较少，只能采用自流；4、构造简单，无大、中型构造，在井田东侧有断层；5、顶底板为粉砂岩，粉细砂岩等硬质岩层。确定井田方式的原则：1、贯彻执行有关煤炭工业技术政策，多出煤，早出煤，出好煤，投资少，成本低，效率高创造条件。要使生产系统完善有效可靠，在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量，尤其是初期建设工程量，节约基建工程量，加快矿井建设；2、合理集中开拓布置，简化生产系统，避免生产分为集中生产创造条件；3、合理开发国家资源，减少煤炭损失；4、必须执行有关煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风系统，创造良好的条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常性保持良好状态；5、适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术，新工艺，发展采煤机械化，自动化创造条件。3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1井筒形式和井筒位置井筒形式的确定根据该井田的地表及煤层等实际情况，平硐开拓方式技术上不合理，应直接否定。现依据该井田的地形，地质构造，煤赋存等因素，提出两种井筒开拓方案具体情况如下：方案1 双斜井开拓方案2 双立井开拓以上两种井筒开拓方案技术粊如下：1、双斜井开拓斜井与立井相比有如下优点：井筒掘进技术各施工设备比较简单，掘进速度快，地面工业建筑，井筒装备，井底车场及硐室都投资少；井筒装备和地面建筑物少，不用大型提升高设备，钢材消耗量小；胶带输送机提升增产潜力大，改扩建比较方便，容易实现多水平生产。并能减少井下石门长度。缺点：在自然条件相同时，斜井要比立井长的多；围岩不稳固时，斜井井筒维护费用高，采用绞车提升时，提升速度低能力小钢丝绳磨损严重，动力消耗大，提升费用高，当井田斜长较大时，采用多断绞车提升，转载环节多，系统复杂，更要多占用设备和人力；由于斜井较长，沿井筒铺设管路，电缆需要的管线长度较大；斜井通风的风路较长，对瓦斯涌出量大的大型在矿井，斜井井筒断面小， 能风阻力过大，可能满足不了通风的要求，不得不另开专用进风或回风的立井并兼做辅助提升；当表土为富含水的冲积层或流砂层时，斜井井筒掘进技术复杂有进难以通过。适用条件：煤层赋存较浅，垂深在200m以内煤层赋存深度为0500m，含水砂层厚度小于2040m，表土层不厚，水文地质情况简单的煤层，井筒不需要特殊方法施工的缓倾斜及倾斜煤层。技术评价：本井田一水平设在-215m水平标高，根据煤层的赋存情况可以采用双斜井开拓，本矿井田赋存深度为+150-800m，所以，采用斜井开拓，技术上不可行。2、双立井开拓优点：立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利；机械化程度高，易于自动控制；井筒为圆形断面，结构合理，维护费用低，有效断面大通风条件好管线短，人员升降速度快。缺点：井筒掘进技术各施工设备相对复杂，掘进速度慢，地面工业建筑，井筒装备，井底车场及硐室等初期投资较多。适用条件：煤层赋存深度2001000m，含水砂层厚度2040m，立井开拓的适用性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件限制，技术上也比较可靠，当地质条件不利于平硐或斜井开拓时均采用立井开拓方式。根据本矿井田的地表，地质构造，煤层赋存状况等因素，满足采用双立井开拓，故此方案在技术上可行。由于所选择的井口位置的不同，提出两种技术上可行的方案进行经济比较。经济比较见表3-1。3.2.2井筒的位置对井筒的位置对矿井的井筒位置有以下的要求：1、井筒沿走向的有利位置应在井田的中央。当井田储量呈不均匀分布时，应在储量分布的中央,在此开成两翼储量比较均衡的双翼井田,应尽量避免井筒偏于一侧,造成单翼开采的不利局面。2、井筒沿煤层倾向的位置，应使总的石门工程量小，初期工程量及投资小，建井期短，且煤柱损失小。3、为使井筒的开掘和使用安全可靠，减少其掘进的困难及便于维护，应使井筒通过的岩层及表土层有较好的水文，围岩和地质条件。依据本井田的储量分布图，及剖面图考虑到水平划分及主要巷道布置，确定井口的位置在整个井田的储量中央。表3-1 开拓方案经济比较表 方案双立井开拓双斜井开拓内容工程量单价（元）费用（元）工程量单价（元）费用（元）单位 名称数量单位数量数量数量单位数量数量基岩段主井掘进5010m39690198450012010m217532610360基岩段副井掘进5010m44457222285011710m248172903589 基岩段主井辅助费5010m42787213935012010m147741772880基岩段副井辅助费5010m45214226071011710m147741728558表土层副井辅助费5010m23435117175012010m118221418640主井提升费用5010m0.72536.2511710m0.39846.566副井提升费用5010m2.675133.7512010m0.69883.76 箕 斗2个166000332000罐 笼2个162200324400钢丝绳输送机110m28102810串 车10个970097000主井提升机1个7820007820001个752400752400副井提升机1个7130007130001个667000667000总计1193073011953364经过对各方案的经济比较，从而得出双立井开拓方案在经济上合理。3.2.3开采水平的数目及高开采水平的尺寸以水平垂高表示，水平垂高是指该水平开采范围的垂高，合理的水平垂高的要求：1、具有合理的阶段斜长；2、具有合理的区段数目；3、要有利于采区的正常接替；4、保证开采水平有合理的服务年限及足够的储量；5、经济上有利的垂高。根据以上各方面原因及井田的实际情况，确定水平划分如下：水平标高-215m；阶段垂高400m；一水平储量27.8mt；二水平储量35.20mt；一水平面服务年限22a；二水平服务年限28a。一水平上山开采，二水平上下山开采。3.2.4开拓巷道的布置水平巷道的主要任务是担负煤矸，物料和人员的运输，以及通风排水，铺设管线，对大巷的基本要求是便于运输，利于掘进和维护，能满足原矿井通风安全的需要。1、开拓巷道的布置方式的选择根据煤层的数目和间距，大巷的布置方式分为单煤层布置（称为煤层运输大巷），分煤组布置（称为组集中运输大巷）和全煤组集中布置（称为集中运输大巷）。采用集中运输大巷时，各煤层（组）间用采区石门联系。当煤层倾角太大时，层间联系也可用溜井或斜巷。各种方式的适用条件如下：1）分煤层大巷适用条件a、煤层数不多，层间距大，石门长；b、井田走向长度短，服务年限不长；c、井底车场或平硐在煤层顶板；d、煤质牌号不同，要求分采、分运；e、产量、风量均大，需疏解；f、各煤层底板，均有坚硬岩层。2）分组集中大巷适用条件a、煤层数多，层间距大小悬殊；b、按煤层的特点根据运输，通风要求组合，经济上有利；c、多水平生产，容易解决运输、通风的干扰。3）集中运输大巷适用条件a、适于煤层层数多，层间距不大的矿井；b、井田走向长度大，服务年限长；c、下部煤层底板有坚硬岩层，容易维护；d、煤质牌号相同，要求分采、分运；e、自然发火严重，便于分区、分段处理事故；f、采区尺寸过大，石门长度短。该设计井田的可采煤层为60#、63#、65#、67#、68#层，60#和63#层间距70m，63#和65#层是30m，65#和67#是56m，67#和68#是18m。所以63#、65#、67#、68#层共用一组上山，联合准备，60#单一布置上山。本井田采用集中运输大巷和采区式石门布置方式，该井田采用分煤组布置。见开拓方式剖面图。3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1井硐形式和数目根据井田的地形地势，煤层赋存，地质构造等因素，经过第二节中井筒形式确定方案的技术分析和经济比较，布置方案见图3-1 a、斜井主布置在最下煤层底板 b、分两个主井布置通过计算比较a优于b。图3-1 井筒布置方案通过经济技术分析d 优于c，d优于e。所以，选择b 方案。3.3.2井筒位置及坐标井筒位置就是确定井筒沿煤层走向和倾斜方向上的具体尺寸，并用直角坐标和方位角予以表示，选择井筒位置的条件：1、地面条件1）工业场地占地面积；2）地形与工程地质条件；3）煤的运输方向；4）生产建设与住宅位置。2、井下条件1）按运输量确定井筒位置；2）根据地质条件确定井筒位置；3）煤柱量；4）勘探程度和初期工程量。根据本井田的实际情况，并考虑到上述的条件，该设矿井井筒位置详见开拓示意图，其井筒坐标为：主井：（5071100 -84000）副井：（5071000 -84370）3.3.3水平数目及高度根据井田的赋存条件，地质构造等因素，合理的水平划分方案的技术分析和经济评价，该设计矿井在-215m水平标高处划分一个水平，阶段垂高400m。在水平标高上布置水平开拓巷道，井底车场及各类硐室，井田范围内各煤层以-215m开采水平为界，采用上山开采。3.3.4石门、大巷数目及布置根据设计矿井开拓巷道布置方案的技术分析和经济评价，确定设计矿井采用的开拓巷道布置方式为集中运输大巷及采区石门布置。设计矿井中，大巷和石门服务年限较长，运输能力要求大，所以大巷和石门的断面和支护设计在本设计中基本相同。其内部设施也基本相同。巷道断面设计合理与否，直接影响煤矿生产的经济效果和生产的安全条件，其基本原则是在满足安全与技术要求的条件下，力求提高断面利用率，缩小断面，降低造价并有利于加快施工速度。该设计矿井大巷，石门断面的各项内容见图3-2图3-2 大巷石门断面3.3.5井底车场的形式及选择井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是连接井下运输和提升两个环节的枢纽，是矿井生产的咽喉，因此井底车场设计是否合理直接影响矿井的安全和生产。1、设计依据1）矿井设计生产能力及工作制度；2）矿井开拓方式；3）井筒及数目；4）矿井主要运输巷道的运输方式；5）矿井瓦斯等级及通风方式；6）矿井地面及井下生产系统的布置方式；7）各种硐室有关的资料。2、设计要求1）井底车场富裕通过能力，应大于矿井设计生产能力的30%；2）井底车场设计时，应该考虑到增产的可能性；3）尽可能提高井底车场的机械化水平，简化调车作业，提高井底车场通过能力；4）应该考虑主、副井之间施工时便于贯通；5）井底车场线路不止应该结构简单，运行及操作系统安全可靠，管理使用方便，布局合理，注意节省工程量，便于施工和维护；6）为了保护井底车场的巷道和硐室，在其所在范围内应该留设相应的保安煤柱。3、立井井底车场的基本类型1）环形式：立式、斜式、卧式；2）折返式：梭式、尽头式。4、井底车场形式选择1）保证矿井生产能力，有足够的富裕系数，有增产的可能性；2）调车简单，管理方便，弯道及交岔点少；3）操作安全，符合有关规程、规范；4）井巷工程量少，建设投资省，便于维护，生产成本低；5）施工方便，各井筒间、井底车场与主要运输巷道间能迅速贯通，缩短建井工期；6）当大巷或石门与井筒的距离较大时，能够布置下存车线和调车线，可选择立式井底车场；7）井底车场形式也取决于矿车的类型，当采用定向卸载的底纵卸式、底侧卸式矿车时，其卸载站（即主井车线）可布置折返式，亦可布置环形式。但其装车站的线路布置必须与其相对应。 综上所述，结合设计矿井的有关设计参数，通过对各种形式井底车场的适用条件及优缺点做简单比较后，初步拟定设计井田井底车场形式为立式环形车场，采用两翼来车的形式。3.3.6煤层群的联系设计矿井井田范围内共有5层可采煤层，即60#、63#、65#、67#、68#层，参见可采煤层特征表及巷道开拓方案示意图，五层煤分两组采。各煤层间采用石门联系。3.3.7采区划分将井田划分成若干采区时，应考虑如下所述原则：1）根据炭工业设计规范采区宜双面布置，当受地质条件限制时或安全上有特殊要求时，可单面布置；2）如果井田走向长度不大，两翼均不超过1500m，可以不划分采区，直接从井田边界进行后退式回采；3）采区走向长度根据煤层地质条件，开采机械化水平，采区储量，生产能力与巷道维护等因素综合考虑；4）初步设计一般负责划分第一水平全部采区，故需要沿井田走向全长统一考虑，作到初后期统筹兼顾，不但要全井合理，更要有利于初期；5）采区划分要考虑采区接续关系，便其适应各翼储量及产量分配；6）要适应充填注砂井，回风井的既定位置，使分区充填，分区通风的联系巷道尽量缩短；7）采区划分既要有意识地缩短大巷，又要充分注意人为境界处延的可能性；8）对于煤层稳定，开采条件好，生产能力大的采区，走向长度要适当加大；9）为了充分发挥综合机械化效能，减少搬家次数，提高效率和回采率，减少采区煤柱损失，凡是厚度稳定，适合于综机开采的部分要单独划分出采区；10）开采多煤层的井田，应尽量联合布置采区，搞集中生产；11）对于自然发火倾向强烈的煤层或围岩压力大，难于维护的矿井，采区尺寸要适当缩小；12）初期采区尺寸要适应目前输送机的实际长度及电压降的控制范围，后期采区尺寸可逐步加大根据该设计井田的地质构造及煤层赋存等因素。结合上述采区划分原则，以井田内的断层为边界，从而划分的具体情况见图3-3采区划分示意图。图3-3 采区划分示意图3.4 井硐布置和施工3.4.1井硐穿过的岩层性质及井硐支护七台河盆地是在晚侏罗纪开始发展形成的内陆含煤盆地，基底为元古界麻山群，含煤地层是中生界侏罗统鸡西群，上覆白垩系华山统陆相沉积，新生界第三系陆相含煤沉积和玄武岩沉积，第四系河湖相及山间河床，河谷相沉积层。根据主副井围岩性质，并按规程规定，确定主副井筒支护方式如下： 主井井筒：表土段：混凝土砌碹煤层段：料石砌碹基岩段：锚喷支护副井井筒：表土段：混凝土砌碹煤层段：料石砌碹基岩段：锚喷支护3.4.2井硐布置及装备井硐布置应综合考虑井硐围岩性质、运输方式、通风安全等因素，具体遵循原则如下：1、符合煤矿安全规程，煤炭工业设计规范对运输、通风、管线等布置的要求，满足施工需要；2、有利于井筒检修、维护、清扫和人员通行安全；3、当提升容器发生掉道或跑车事故，对井筒中各种管线或其它设备的破坏应减少到最低程度；4、合理使用断面空间，减少井筒工程量。根据该设计矿井年产量、提升方式等实际情况，设计矿井井筒按有关规定布置运输。主副井井筒断面图详见图3-4、图3-5。3.4.3井筒延深意见开拓延伸的方案的原则：1、保持或扩大矿井生产能力；2、充分利用现有井巷，设施及设备，减少临时辅助工程时不时降低投资；3、积极采用新技术，新工艺和设备；4、加强生产管理，延深的组织管理与技术管理施工与和紧密配合，协调一致，尽量减少延深对生产的影响；5、尽可能缩短新、旧水平的同时生产时期。根据设计矿井水平划分方案，该设计矿井主副井筒从地面布置到一水平后需要延伸，但是在进一步进行地质勘探后，井筒仍按原有主副井延深。 图图3-4主井井筒断面图 图3-5 副井井筒断面图主井井筒特征见表3-2表3-2 主井井筒特征序号名称单位内容1井型mt/a0.92井筒净直径m6.53井筒掘进直径m7.44井筒净断面积m233.25井筒掘进断面积m243.06井壁支护形式混凝土砌壁7井壁厚度mm4508罐道规格球扁钢组合罐道9罐道梁规格槽钢（22b）组合10罐道梁层间距mm400011提升容器两套16t单箕斗带平衡锤12井筒装备防腐材料电弧喷涂副井井筒特征见表3-3表3-3 副井井筒特征序号名称单位数量1井筒直径m652提升容器一对1t矿车双层双车罐笼一个材料罐笼带平衡锤3井筒支护mm混凝土井壁/4004罐道规格216b卧放5罐道梁规格32c6罐道梁层间距mm41683.5 井底车场及硐室3.5.1井底车场形式的确定及论证井底车场是连接井上下运输的枢纽，井下的煤通过井底车场经井筒至地面，地面的材料和设备通过井筒，井底车场运到各个工作面。排水、通风、动力供应及人员上下等，也必须通过井底车场。 而井底车场的形式必须适应井下运输和井筒提升的要求，井筒形式、提升方式、大巷运输方式的不同，井底车场的形式各异。井底车场形式必须满足下要求：1、车场通过能力，应比矿井生产能力有30%以上的富裕系数，有增产的可能性；2、调车简单，管理方便，弯道及义叉点少；3、操作安全，符合有关规程、规范要求；4、井巷工程量少，建设投资省，便于维护，生产成本低；5、施工方便，建设工期短。设计依据：1）矿井生产能力为0.9mt，年工作日为330天，三班生产，一班准备，每天净提升时间16小时；2）立井开拓，井筒位置如图所示，两翼来煤量基本相等；3）主井筒净直径为6.5m。装备两套16单箕斗，副井筒净直径为6.5m，装备1t双层双车罐笼。井下主要大巷采用5t底缷式矿车运煤，10吨架线式电