采矿工程毕业设计（论文）-鸡西矿业集团盛和煤矿1.8Mta新井设计【全套图纸】 .doc

摘 要本设计矿井为鸡西矿业集团盛和煤矿1.8mt/a新井设计。本矿区内有五层可采煤层，分别为18#、23#、34-2#、48#和54#均为全区可采，平均总厚度11.1m。走向长度6500m,倾向长度3500m,煤层平均倾角20,视密度1.4g/cm3,煤层工业牌号为1/3焦煤，矿井涌水量一般为93.27m3/h，最大涌水量为140m3/h,设计井田的工业储量为223.03mt,可采储量166.32mt，服务年限为66a，本矿井设计采用斜井方案开拓，划分三个水平，八个采区，一水平可回采第一、二、三采区，采用集中上山布置，走向长壁后退式采煤法采煤，综合机械化回采工艺。矿井的年工作日为330d，采用“四、六”工作制，净提升时间为16h。矿井的主斜井采用波纹挡边胶带输送机提升，副斜井采用串车提升,大巷采用14t架线式电机车牵引3t底卸式矿车运输。通风方式为分区抽出式通风。关键词：斜井 可采储量 分区抽出式 走向长壁后退式 全套图纸，加153893706abstractthe new well designs 1.80 mt/a designing that the shaft is that ji xi city corp. of mining industry holds the sum coal mine originally. the earths surface is the closed country. the basalt covers western part , the physical feature of a place is slightly high, moist area of temperate zone , category continental are many wind the climate in the place.this mining area inner has a five layer of coal , is 18#respectively tier,23#tier, 34-2#tier, 48#tier, 11.1 meters of 54#layer of satisfy area but the spirit , average general thickness. the trend length inclines to 3500 meters of length 6500 meters,average 19-23 degree of coal seam dip angle , unit weight 1.4 m3, the coal seam industry shop sign is 1/3 charred coal , the shaft pours being 93.27 m3/h like the water yield , the maximum pours the water yield is 140 m3/h, 166.32 mt designing the well-field workable reserves, the level opening up , three dividing , eight mining area the be 66 , this shaft of length of service is designed adopt the inclined shaft scheme, one level but backstoping one , two , three mining area, adopt go up the hill all together arranging, the long unitary trend wall coal mining follows cut coal , synthetical machinized backstoping handicraft. the shaft host inclined shaft adopt big dip angles to transport machine being advanced , subsidiary inclined shaft adopts to string vehicle lifting together, big alleys adopt dyadic electromobile of 14 tons of stringing to drag 3 tons of drop-bottom car transportation , the way being ventilated is that the subarea draws out the dyadic ventilation.key words: inclined shaft workable reserves the subarea draws out style the unitary trend grows wall 目 录摘 要iabstractii绪 论1第1章 井田概况及地质特征21.1 井田概况21.1.1 交通位置21.1.2 地形、地势21.1.3 气象、地震21.1.4 水源及电源31.1.5 煤田开发史31.2 地质特征31.2.1 矿区内的地层情况31.2.2 地质构造31.2.3 煤层赋存状况既可采煤层特征41.2.4 岩石性质、厚度特征41.2.5 井田水文地质情况51.2.6 沼气、煤尘及煤的自燃性51.3 勘探程度及可靠性6第2章 井田境界、储量、服务年限82.1 井田境界82.1.1 确定井田的依据82.1.2 井田境界82.1.3 井田未来发展情况82.2 井田储量82.2.1 井田储量的计算82.2.2 保安煤柱92.2.3 储量计算的评价92.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限102.3.1 矿井工作制度102.3.2 矿井生产能力及服务年限102.3.3 矿井设计服务年限11第3章 井田开拓123.1 概 述123.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述123.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况123.1.3 确定井田开拓方式的原则123.2 矿井开拓方案的选择123.2.1 井硐形式和井口位置123.2.2 开采水平数目和标高163.2.3 开拓巷道的布置173.3 选定开拓方案的系统描述193.3.1 井硐形式和数目193.3.2 井硐位置及坐标193.3.3 水平数目及标高203.3.4 石门、大巷数目及布置203.3.5 井底车场的形式选择233.3.6 煤层群的联系233.3.7 采区划分233.4 井硐布置和施工253.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐支护253.4.2 井筒布置及装备253.4.3 井硐延伸的初步意见253.5 井底车场及硐室283.5.1 井底车场形式的确定及论证283.5.2 井底车场的布置、储车线路、行车线路的布置长度283.5.3 井底车场通过能力计算293.5.4 井底车场主要硐室303.6 开采顺序333.6.1 沿井田走向的开采顺序333.6.2 沿煤层垂直方向的开采顺序333.6.3 采区接续计划33第4章 采区巷道布置364.1 采区概述364.1.1 设计采区的位置、边界、范围、采区煤柱364.1.2 采区地质及煤层情况364.1.3 采区生产能力，储量及服务年限364.2 采区巷道布置374.2.1 区段划分374.2.2 采区上山布置384.2.4 采区煤仓形式、容量及支护404.2.5 采区硐室简介414.2.6 采区工作面接续424.3 采区准备434.3.1 采区巷道准备顺序434.3.2 主要巷道断面示意图及支护方式43第5章 采煤方法475.1 采煤方法的选择475.1.1 采煤方法的选择475.2 回采工艺475.2.1 选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备485.2.2 选择采煤工作面循环方式和劳动组织形式48第6章 井下运输和矿井提升506.1 矿井井下运输506.1.1 运输方式和运输系统的确定506.1.2 矿车的选型及数量506.1.3 采区运输设备的选择516.2 矿井提升系统526.2.1 矿井主提升设备的选择与计算52第7章 矿井通风与安全537.1 矿井通风系统的确定537.1.1 概述537.1.2 通风系统确定的因素537.2 风量计算与风量分配537.2.1 风量计算537.2.2 矿井风量分配587.3 矿井通风阻力的计算607.3.1 确定全矿井最大通风阻力和最小通阻力607.4 通风设备的选择667.4.1 主扇的选择计算667.4.2 电动机的选择677.4.3 反风措施677.5 矿井安全技术措施677.5.1 预防瓦斯爆炸的措施677.5.2 预防煤尘爆炸的技术措施687.5.3 水患的预防措施687.5.4 火灾的预防措施697.5.5 其他事故的预防69第8章 矿井排水718.1 概 述718.1.1 矿井水来源及涌水量718.1.2 对排水设备的要求718.2 矿井主要排水设备718.2.1 排水系统和排水方式简介718.2.2 主排水设备及管路选择计算72第9章 矿井主要技术经济指标74参考文献76结 论77致谢辞78附录一79附录二82 67绪 论鸡西矿业集团盛和煤矿1.8mt/a新井设计。此次设计是根据我自己在大学四年来学习到的知识并结合实习过程中遇到的实际问题，经过总结及自己对一些问题的思考，通过此次设计进行一次系统的探讨。此设计共九章，根据矿区建设可行性研究报告进行矿区总体设计，分别对井田开拓、采区准备和采煤方法，以及巷道掘进、矿井提升、运输、通风、排水等各个生产系统进行了比较详细的分析和论证。并本着所选用的方案及参数在技术上是优越的，经济上是合理的，安全上是可靠的原则。由于本人实际工作经验欠缺，只通过实习对现场情况有所了解但也相当有限，所以本设计中难免会出现错误及一些不适合现场工作的设计，望各位专家及老师多多给予批评指正。第1章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 交通位置盛和矿位于黑龙江省鸡西市滴道区境内，其地理坐标在北纬451842452216，东经13042201305131。勘探区内公路四通八达,国家级公路方-虎线横穿本区而过。国有铁路林-密线,公路可通鸡西，密山，交通较为方便。见交通位置图（1-1）。图1-1 交通位置图1.1.2 地形、地势盛和煤矿地处完达山与老爷岭结合部,地表为丘陵地带.西部玄武岩覆盖,地势稍高,往东地势渐平,多为农田.地面最高标高约250m。1.1.3 气象、地震本区处中温带湿润区,属大陆性多风气候,区内由11月至翌年4月为冻结期，冻结深度为1.5至2.0m，最高气温在零上27至31，最低气温在-29至-34，全年平均气温在零上0.5。年平均降水量533.3mm，季内最大降水量312.5mm。风向多为西北，风力3-4级。盛和矿区无地震史。1.1.4 水源及电源盛和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鸡西市及鸡东县供电局可实现双回路供电。1.1.5 煤田开发史盛和矿为新开发的煤田，所以无开发史。1.2 地质特征1.2.1 矿区内的地层情况盛和矿区位于鸡西盆地北部条带东端，基底是元古界麻山群，含煤地层为中生界上侏罗统鸡西群，包括滴道组，城子河组和穆棱组，勘探区地层层序表如表（1-1）。1.2.2 地质构造鸡西煤盆地的古构造轮廓受南北向压应力的影响，大体上可分为二组：一是位于盆地中央的平阳麻山古背斜。二是走向近北东或北西方向的剪切断裂。在煤田形成之后，南北向压力进一步加强，使东西褶皱和北东、北西断裂进一步发展，形成了煤田的今日构造形态。表1-1 勘探区地层层序表界系统群组接触关系地层厚度m新生界第四系全新统q4冲积层q4整和整和假整和整和假整和整和整和1-20第三系上新统n2玄武岩0-40中生界侏罗纪上统j3鸡西群穆棱组j3m6城子河组j3ch660-740滴道组j3a0-130元古界麻山群ptms变质岩系1500盛和矿区位于鸡西煤盆地北部条带的东端，地层走向近东西、倾向南、单斜。地层倾角825之间。矿区所涉及的断层分述如下：见断层发育及落差表（1-2）。1.2.3 煤层赋存状况既可采煤层特征盛和矿区煤层都赋存在穆棱、城子河两个含煤组中，本次报告以城子河含煤组为主，根据煤层群发育特点，共有可采煤层五层，均为全部可采。盛和矿区城子河组地层，含煤性好，主要可采煤层平均总厚度为11.1m，煤层最大总厚度15.98m，地层总厚度700m，含煤系数2.28%。盛和矿区煤层发育较稳定。详见图（1-2）煤层综合柱状图及可采煤层特征如表（1-3）煤层赋存特征表：1.2.4 岩石性质、厚度特征盛和矿区内岩性较细，主要由粉砂岩、细砂岩、粉细互层、中砂层及煤层组成，含有较少的粗砂岩，含烁砂岩。煤层和岩层的物性差异比较明显，各岩层的密度差别较小，岩石硬度多数为中等硬度的砂岩类。表1-2 断层发育及落差表序号编号产状性质落差（m）控制程度备注倾向倾角1f9 n-s81逆断层70210控制可靠向南被f10截断2 f10w-s52正断层6001200基本可靠向东被f11截断 3f11n-s76正断层120500控制可靠 4f12s-e45正断层150700控制可靠向东被f11截断 5f30n-s50正断层30270控制可靠1.2.5 井田水文地质情况矿井涌水量一般为93.27m3/h，最大涌水量为140m3/h。1.2.6 沼气、煤尘及煤的自燃性根据现有资料和邻近生产矿井的调查，盛和矿区内煤层含有瓦斯，相对涌出量4.36m3/t，绝对涌出量为4.09m3/h。属低瓦斯矿井。煤尘爆炸指数为25.353.7%，属于有爆炸危险的煤层。盛和矿井田范围内的煤均属低硫特低磷不易自燃煤层。表1-3 煤层赋存特征表煤层号煤层厚度(m)煤层结构层间距(m)可采程度顶板岩性底板岩性18# 2.7 简单30 全层可采粉-细砂沙岩23# 2.3 简单全层可采中砂岩粉质砂岩35 34-2# 2.1 简单全层可采粉砂及粗沙岩中砂岩细纱岩30 48# 1.9 简单全层可采粉砂岩粗砂岩25 54# 2.1 简单全层可采中砂及细砂粗砂岩1.3 勘探程度及可靠性盛和矿井田范围内勘探网度在400500-500500米，勘探已达到精查程度。勘探钻探甲，乙孔率为88.4%，物探甲、乙级孔率和煤层层点率均为100%。经综合评定，本区勘探类型为二类二型中等。第2章 井田境界、储量、服务年限2.1 井田境界2.1.1 确定井田的依据1.合理划分井田范围，处理好附近矿井的关系；2.要充分利用好自然条件；3.井田的范围要与矿井生产能力相适应。2.1.2 井田境界盛和矿井田北部以+150m标高线为界；南以-900m标高线为界；西以f30断层为界；东以f11断层为界。2.1.3 井田未来发展情况随着开采技术的不断进步和勘探水平的日益提高，井田范围内探明储量会越来越精确。可能发现更多可采煤层。2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算1.矿井初步设计应计算以下储量：（1）矿井地质储量：勘探报告提供的储量，包括“能利用储量”和“暂不能利用储量”；（2）矿井工业储量：勘探地质报告提供的“能利用储量”中的a、b、c三级储量；（3）矿井设计储量：矿井工业储量减去需要留设的保护煤柱等永久性煤柱损失量后的储量；（4）矿井设计可采储量：矿井设计储量减去工业场地的保护煤柱，矿井井下保护煤柱煤量后乘以采区回采率。2.矿井工业储量的计算井田工业储量应按储量块段法进行计算。块段储量=块段面积块段平均厚度视密度/cos为煤层平均倾角计算得zc=6425000011.11.4/cos20=223.03mt3.矿井可采储量的计算z=(zc-p)c式中：z可采储量，mt；zc工业储量，mt；p永久煤柱损失，mt；c采区回采率,厚煤层不低于0.75；中厚煤层不低于0.8；薄煤层不低于0.85；地方小煤矿不低于0.7。计算得：z=(zc-p)c=（223.03-20.2）0.85=166.32mt详见表2-1可采煤层储量总表。2.2.2 保安煤柱1.保护煤柱的留设方法（1）工业场地及主要井巷保护煤柱留设斜井受保护对象应包括绞车房、井田、斜井井筒及井底车场；斜井或巷道上方的煤层是否留设保护煤柱，应根据巷道距地表的垂深，巷道所在的围岩性质，巷道与煤层的法线距离等因素确定。斜井或巷道下方煤层，应从巷道保护煤柱边界起，用岩层移动角圈定保护煤柱；工业场地保护煤柱留设，应在确定地面受保护面积后，用移动角圈定煤柱范围。（2）断层带及井田边界煤柱的留设断层和井田边界煤柱可根据实习矿井所留设煤柱尺寸，取1030m的煤柱宽度来计算。2.盛和矿井田边界煤柱留设及断层周边煤柱的留设井田边界煤柱留设为20m；断层带煤柱留设为20m。2.2.3 储量计算的评价盛和矿矿井的各类储量计算应严格遵守有关规定。由于目前技术水平有限，储量的计算涉及所得到的各种储量可能与实际有一定误差。表2-1 矿井可采储量汇总表 单位：mt序号煤层号a+b+c工业储量损失量设计采出率可采储量 118#49.3454.254.9182%40.46 223#42.0346.224.1982% 34.46 334-2#38.3742.193.82 82% 31.47 448#34.7238.183.46 82% 28.46 554#38.3742.193.82 82% 31.47总计202.83223.0320.2 166.322.3 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炭工业矿井设计规范规定：1.矿井年工作日330d；2.每日净提升时间16h；3.矿井每昼夜四班工作，其中三班进行采煤，一班进行检修。2.3.2 矿井生产能力及服务年限1.矿井的设计生产能力应为：大型矿井：1.20、1.50、1.80、2.40、3.00、4.00及以上（mt/a）；中型矿井:0.45、0.60、0.90（mt/a）；小型矿井：0.09、0.15、0.21、0.30（mt/a）；除上述井型以外，不应出现介于两种设计生产能力中间的井型。2.矿井设计生产能力方案比较盛和矿矿井已查明的工业储量为223.03mt，估算本井田内工业广场煤柱，境界煤柱等永久煤柱损失量占工业储量的10%，各可采层均为厚煤层，按煤炭工业矿井设计规范要求确定本矿的采区采出率为82%，由此计算确定本井田的可采储量为166.32mt。地质构造及水文地质情况简单，煤质优良，具有建设大型矿井的有利条件。方案一：建1.5mt/a的矿井；方案二：建1.8mt/a的矿井；方案三：建2.4mt/a的矿井；根据煤炭工业矿井设计规范矿井投产后服务年限不应过长，可由服务年限确定选择方案。2.3.3 矿井设计服务年限矿井设计服务年限的计算公式： （）式中：矿井服务年限，a；矿井可采储量，mt；k矿井储量备用系数，k.31.5；a矿井设计生产能力，mt/a。矿井设计一般取k=1.4，地质条件复杂的矿井及矿区总体设计可取k=1.5，地方小煤矿可取k=1.3 。根据本设计矿井实际情况，k值取1.4。方案一：tz/ak=166.32/(1.51.4)=79a方案二：tz/ak=166.32/(1.81.4)=66a方案三：tz/ak=166.32/(2.41.4)=49a根据煤炭工业矿井设计规范见矿井与水平服务年限表（2-2）表22 矿井与水平服务年限矿井生产能力mt/a矿井服务年限(a)第一水平设计服务年限（a）煤层倾角小于25煤层倾角2545煤层倾角大于453.0及以上60-7030-35_1.2-2.450-6025-3020-2515-200.45-0.940-5020-2515-2010-15因本井田地质储量大，可采储量多，则选择方案二合理。盛和矿矿井生产能力为1.8mt/a，矿井服务年限为66a。第3章 井田开拓3.1 概 述3.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述附近有新建矿井采用立井开拓，单水平开采。3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况1.盛和矿井田所在位置属于丘陵地形，南北两侧高，中部受茄子河之侵蚀，较低洼；2.井田内煤层埋藏深度为+150-900m，煤层平均倾角20，煤层间距离分别为30m、35m、30m、25m；3.有f9、f10、f11、f12、f30五条断层；4.底板为粉砂岩，粉细砂岩等硬质岩层，稳定性较好。3.1.3 确定井田开拓方式的原则1.贯彻执行有关煤炭工业的技术政策,为多出煤、快出煤、出好煤、节省投资、提高效率高创造条件。在保证生产可靠和安全的条件下尽量减少开拓工程量，加快矿井建设速度；2.简化生产系统，避免生产分散，为集中生产创造条件；3.必须严格惯彻执行有关煤矿安全生产的有关规定。4.要建立完善的通风系统，减少井巷的维护量，使主要巷道经常性保持良好状态；5.合理开发资源，减少煤炭损失。3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1 井硐形式和井口位置1.井硐形式方案比较开拓方式的选择应全面考虑各种因素，主要因素包括：地面外部条件；水文地质条件；技术装备条件；施工技术条件；煤层赋存条件；矿井生产能力要求等。对以上因素经综合研究，通过系统优化设计和多方案技术经济比较后再进行确定。现根据具体情况提出三种方案： 方案一:双斜井开拓；方案二:双立井开拓；方案三:主斜副立开拓。如图3-1井筒开拓方案示意图对三种井筒开拓方案技术比较如下：（1）双斜井开拓斜井与立井相比有如下优点：井筒装备和地面建筑物少，不用大型提升设备，钢材消耗量小；井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，地面工业广场建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井投资少；带式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，斜井要比立井长得多；当斜井较长时，敷设管路长度较大；斜井通风风路较长，对瓦斯涌出量大的大型矿井，斜井井筒断面小，通风阻力过大，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。适用条件：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-250m水平，根据煤层的赋存情况可以采用双斜井开拓，在技术上是可行的。（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，维护费用低、有效断面大、通风条件好、敷设管线短、人员升降速度快。缺点：与斜井优点相反。适用条件：立井开拓的适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件限制。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。技术评价：根据本井田的地表情况，地质构造，煤层赋存等因素，采用双立井开拓方案在技术上可行。（3）主斜副立井开拓优点：兼有斜井和立井的优点。缺点：如果井口相距近，则井低车场相距较远，布置及调度不太方便。如井底相距近，则井口相距较远，地面建筑物比较分散，占地较多，相应地增加煤柱损失。适用条件：介于双立与双斜之间。技术评价：根据盛和矿的实际情况，该方案在技术上不合理。根据规程规定，对技术上可行的方案还要进行经济上的比较。经济比较见表（3-1）表3-1 开拓方案经济比较表项目名称方案二（万元）方案一（万元）井筒主井700300010-4=2101050150010-4=157.5副井700300010-4=2101150150010-4=172.5风井150150010-4=22.550300010-4=15井底车场100090010-4=90100090010-4=90石门开凿75080010-4=6075080010-4=60暗斜井开凿1200115010-4=1381200115010-4=138总计739.5633经过对井筒开拓方案的经济比较，得出双斜井开拓方案在经济上合理。因此，由技术和经济比较后确定盛和矿矿井采用双斜井开拓。2.井口位置井口位置的选择是井田开拓的重要组成部分。在选择开拓方式的同时，就要考虑各种可能的井口位置。（1）井下条件开拓方式和井口位置选择时，一定要与初期移交达产采区的位置及其接续统一考虑。井筒应靠近初期移交、达产采区；采用多水平开拓时，在考虑各水平石门工程量总和小的同时，应首先考虑第一水平的开采，然后兼顾其他水平。井筒与井底车场及主要运输大巷位置的选择统一考虑；图3-1 井筒开拓示意图井筒应尽量避开或少穿地质及水文复杂的地层，并注意不要受底部强含水层承压水威胁；选择在井田走向方向的储量中央或靠近中央位置，使井田两翼可采储量基本平衡，若因地面、井下某种因素影响不能靠近中央位置，需要偏离时，尽量避免井筒偏于一侧，形成单翼生产的不利局面。（2）地面条件井筒应建在比较平坦的地方；井口应满足防洪设计标准；井口要避开地面滑坡、岩崩、泥石流、流砂等危险地区；井口及工业场地位置必须符合环境保护的要求；工业场地要少占或不占良田；依据盛和矿井田的储量分布图，及勘探线剖面图考虑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，坐标为：主井：（403490,502485）；副井：（403550,502500）。3.2.2 开采水平数目和标高1.开采水平开采水平的尺寸以水平垂高表示。合理的水平垂高要求：（1）具有合理的阶段斜长；（2）具有合理的区段数目；（3）证明开采水平有合理的服务年限及足够的储量；（4）要有利于采区的正常接替。根据以上各方面原因及盛和矿井田的实际情况：盛和矿井田范围内共有五层可采煤层，均全区可采，煤层平均倾角20，平均总厚度11.1m。根据z=（z-p） 可得 z=48574.35l因为盛和煤矿的生产能力为1.8mt/a，可根据矿井与水平服务年限表（3-2）得表32 矿井与水平服务年限矿井生产能力mt/a矿井服务年限(a)第一水平设计服务年限（a）煤层倾角小于25度煤层倾角25-45度煤层倾角大于45度3.0及以上60-7030-35_1.2-2.450-6025-3020-2515-200.45-0.940-5020-2515-2010-15第一水平服务年限至少为25年。由p= 得z=p得根据开拓面图量出斜长l=1.29km综合以上：盛和矿矿井为三个水平，一水平标高为-250，二水平标高为-550,三水平标高为-900。如图（3-2）水平划分示意图2.水平划分方案比较表3-3 水平划分方案比较表方案方案一方案二方案三水平数目232水平标高-400，-900-250，-550，-900-250，-900方案分析煤炭损失量大，巷道布置困难比较合理在-250-800之间斜长大，开采困难，难于运输。比较结果选择方案二比较合理图3-2 水平划分示意图3.2.3 开拓巷道的布置1.开拓巷道布置方式的选择：运输大巷服务于整个开采水平的煤炭和辅助运输材料、设备以及通风、排水和管线敷设，服务年限很长。煤层群开拓时，主要巷道布置方式一般可分为三类：(1)单层布置：自井底车场开掘主要石门后，分煤层设置水平运输大巷；(2)分组集中布置：在煤层群中，相近的煤层为一组设集中大巷，由集中运输大巷开采石门与各煤层联系。自井底车场开掘主要石门与个分组集中大巷贯通；(3)集中布置：在开采近距离煤层群时，只开掘一条水平集中运输大巷，用采区石门联系各煤层。现依据矿井设计生产能力及技术可行条件，特提出以下两种大巷布置方式：方案一：分组集中大巷；方案二：集中大巷。两种技术方案的优缺点详见表（3-4）技术比较表。盛和矿井田的可采煤层为18#、23#、34-2#、48#和54#煤层，各煤层相距较近，煤质相同，不需要分采分运，所以根据本井田的实际情况，盛和矿井田采用集中大巷布置方式。见水平切面图（3-3）表3-4 大巷布置技术比较表特点分组集中大巷布置集中大巷布置优点1.总的巷道工程量较少；2.生产比较集中；3.采区巷道分组联合布置；4.大巷容易维护，运输条件好。1.大巷工程量少；2.生产比较集中，运输条件好；3.采区巷道集中联合布置，开采程序比较灵活；4.大巷维护容易。缺点1.石门长度较长；2.掘进工程量大。1.总石门长度大；2.初期工程量大，建井时间长；3.有反向运输。适应条件1.可采煤层数目多，间距大小不同；2.采区巷道为分组联合布置，煤层分组间距大；3.井底车场在煤层群上部或中间时，初期工程少，工期短。1.煤层间距小；2.井田走向长度大，服务年限长；3.下部煤层底板有坚硬岩层，采区尺寸大。图3-3 水平切面图3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1 井硐形式和数目盛和矿矿井采用双斜井开拓方式，一主井一副井。3.3.2 井硐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位置，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）生产建设与住宅位置；（2）工业场地占地面积；（3）地形与工程地质条件；（4）煤的运输方向。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）勘探程度和初期工程量；（4）煤柱量。根据盛和矿井田的实际情况，并考虑到上述的条件，盛和矿矿井井筒位置详见开拓平面图。两斜井位于井田中央，坐标分别为：主井：（403490，502485）；副井：（403550，502500）。3.3.3 水平数目及标高盛和矿矿井为三个水平，一水平标高为-250m、二水平标高为-550m、三水平标高为-900m。3.3.4 石门、大巷数目及布置盛和矿矿井中，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相同。盛和矿矿井大巷，石门断面的各项参数见图(3-4)、(3-5)。图3-4 石门断面图图3-5 大巷断面图3.3.5 井底车场的形式选择与井底车场形式选择有关的因素：调车要简单、管理要方便、弯道及交叉点要少；要保证有足够的富裕系数，有增产的可能性；井巷工程量小，建设投资省，便于维护；各井筒间，井底车场巷道与主要巷道间能迅速惯通；当大巷或石门与井筒距离较小时，不能够布置下存车线和调车线，可选择卧式井底车场，否则，可选择立式井底车场。见表3-5斜井井底车场的基本类型。表3-5 斜井井底车场的基本类型类型结构特点适用条件环形式立式1.存车线和回车线与主要运输大巷垂直2.主副井距主要运输大巷较远，有足够长度布置存车线适于单一水平的箕斗斜井或带式输送机斜井卧式1.存车线与主要运输线平行2.主、副井距主要运输大巷较近适于单一水平的箕斗斜井或带式输送机斜井折返式折返式主井空、重车线设于平行于大巷的顶板巷道内适用于单一水平的箕斗斜井主井空、重车线设于大巷内适用于多水平的箕斗斜井或带式输送机斜井甩车场主井空、重车线设于井筒的一侧适用于多水平的串车斜井根据盛和矿矿井井筒形式及集中大巷、石门的布置，结合上述井底车场型式的选择因素，盛和矿矿井选用斜井立式环形井底车场。3.3.6 煤层群的联系盛和矿矿井井田范围内共有五层可采煤层，即18#、23#、34-2#、48#和54#，参见可采煤层特征表。煤层间距较小适合采用石门联系。3.3.7 采区划分将井田划分为若干采区时，应考虑如下所述原则：1.根据，采区宜双面布置；2.如果井田两翼均不超过1500m，可以不划分采区，直接从井田边界进行后退式回采；3.初步设计一般负责划分第一水平全部采区，不但要全井合理，更要有利于初期；4.采区走向长度应根据煤层地质条件、开采机械化水平、采区储量、生产能力及巷道维护等因素综合考虑；5.采区划分要有意识地缩短大巷，还要充分注意人为境界外延的可能性；6.采区划分要考虑采区接续关系，方便各翼储量及产量分配；7.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；8.开采多煤层的井田，应尽量联合布置采区，进行集中生产；9.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；10.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。根据盛和矿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，盛和矿矿井第一水平划分为三个采区，分别为一采区，二采区和三采区。见图（3-6）采区划分示意图。图3-6 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参见综合柱状图和井田开拓剖面图。盛和矿矿井井筒穿过的岩层性质如下：主要以粉沙岩为主。按煤矿安全规程规定，确定支护方式为：喷泥混凝土支护。3.4.2 井筒布置及装备筒断面布置应综合考虑井筒围岩性质，运输方式，通风安全等因素具体遵循如下原则：（1）符合，对运输、通风、管线等布置的要求，满足施工需要；（2）合理使用断面空间，减少井筒工程量；（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）有利于井筒检修、维护、清扫和人员通行安全；根据盛和矿矿井年产量、提升方式等实际情况，盛和矿矿井井筒按有关规定布置运输设施及辅助设施。详见主副井井筒断面图（3-7）（3-8）井筒设备：井型：180mt/a井筒直径：4.5m提升设备：波纹挡边胶带输送机支护：锚喷混凝土支护其他设备：另设600mm钢轨，供运输设备，维修时使用。并敷设通讯信号电缆。3.4.3 井硐延伸的初步意见根据盛和矿矿井水平划分方案，盛和矿矿井主副井筒从地面布置到一水平后需要延深，在进一步进行地质勘探后，第二，第三水平仍采用暗斜井延深。图3-7 主井井筒断面图图3-8 副井井筒断面图3.5 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井下运输的枢纽，井下的煤、矸石通过井底车场转运至地面；地面的材料、设备和人员通过井底车场转运到井下各采区；排水、通风、动力供应及人员上下等，也要以井底车场为转运中心。所以井底车场的形式必须适应井筒提升和井下运输的要求，井筒形式、提升方式、大巷运输方式的不同，井底车场的形式也各不相同。井底车场形式必须满足下列要求：1.保证矿井生产能力，有足够的富裕系数，同时有增产的可能性；2.调车简单，管理方便，弯道及分岔点少；3.大巷和石门与井筒的距离较远时，能够布置存车线和调车线，可选择立式井底车场；大巷或石门与井筒的距离较近时，可选择卧式或斜式井底车场。盛和矿井底车场形式的选择依据如下：矿井设计能力为1.8mt/a，年工作日为330d，实行四、六工作制，每日净提升时间为16h；斜井开拓，主井装备大倾角波纹挡板胶带输送机，主要运输大巷采用3t底卸式矿车运煤，每列车由22辆矿车组成，由两台14t架线式电机车一前一后牵引，卸时，机车过卸载站。辅助运输和掘进煤采用1.5t固定式矿车，煤矸混合列车由22辆1.5t矿车组成，一台10t架线式电机车牵引。矸石量占矿井产量15，掘进煤量占10。根据以上原则盛和矿采用斜井立式环形井底车场。3.5.2 井底车场的布置、储车线路、行车线路的布置长度1.井底车场线路布置的要求（1）井底车场线路布置应有利于提高运输通过能力；（2）井底车场线路布置应能使列车在车场巷道内安全运行；（3）井底车场线路布置应尽量简化，方便施工和节省工程量。2存车线长度的确定井底车场各线段长度，应以部级煤矿设计规范为准。根据我国煤矿生产的多年实践经验，各类存车线可以选用下列长度：（1）主井空、重车线长度均按1.52.0列车长；（2）副井空、重车线长度，均按1.52.0列车长；（3）材料车线长度，大型矿井应能容纳10个以上材料车，一般为1520个材料车，中小型矿井应能容纳510个材料车；（4）调车线长度通常为1.0列车和电机车长度之和。3.存车线长度的计算（1）主、副井空、重车线计算公式：l=mnl1+nl2+ l3式中：l空重车线长度，m；n每列车的矿车数，辆；m列车数，列；l1一个带缓冲器列车的长度，m；l2每台电机车长度，m；l3列车制动距离，m；n电机车数量，台；a、主井：m=1列，n22辆，l14.2m，n=2台，l24.5m，l315m则：l1224.2+24.5+15116.4，取l117mb、副井：m=1.5列，n22辆，l12.2m，n=1台，l24.5m，l315m则：l1222.2+14.5+1567.9，取l68mc、调车线长度：l1224.2+14.5+15111.9m,取取l112m（2）材料车线长度lnl1式中：n容纳材料的车数，取10台l1材料车长度，为2.4ml102.424m根据实际需要，开设水泵硐室和变电所，取材料车线长60m。3.5.3 井底车场通过能力计算井底车场通过能力是指单位时间内通过井底车场的货载数量，通常以年运输的煤炭吨数表示。1、本设计车场能力为1.8mt/a，井底车场线路布置采用3t底卸式矿车运煤，14t架线式电机车牵引，每列车内由22辆矿车组成，辅助运输采用1.5t固定式矿车，掘进出煤由副井运至井外，列车在车场内平均运行时间s=11.2min，日产量5454.5t，矸石5454.515%=818.175t，掘进煤5454.510%=545.45t，3t底卸式矿车运煤量5454.590%=4909.05t，每日需3t底卸式矿车列数为4909.05/322=75列。根据矿井矸石量与掘进煤的比例（15%/10%=3/2），确定1.5t煤矸石混合列车由13辆矸石与9辆煤车组成，每列矸石车与煤车载重之比为（313）/（1.59）=3/2，故符合要求，每日混合列车数为（818.175+545.45）/（313+1.59）=26列，每日进入井底车场的3t底卸式矿车数与1.5t混合列车数之比为75/263/1，每一调度循环内有3列3t底卸式矿车和1列1.5t固定式矿车组成，每一调度循环时间22.5min，进车间隔5.6min；3t