采矿工程毕业设计（论文）-七台河精煤集团公司龙湖三矿1.8Mta新井设计【全套图纸】 .doc

摘 要本设计为七台河精煤集团有限公司龙湖三矿1.8mt/a的新井设计，共有6层设计可采煤层，分别为58#、59#、62c#、63#、65b#、67上#，平均总厚度为15.2m，煤的工业牌号为1/3焦煤。设计井田的可采储量为170.814mt。服务年限为67a。划分两个水平开采，一水平采用倾斜长壁开采，二水平采用走向长壁开采。井田走向长4.5km，平均倾斜宽5.0km，井田面积22.5km2。本设计矿井采用双立井的开拓方式，集中大巷及带区石门的大巷布置方式。共划分8个带区，投产工作面1个。大巷运输采用ssi1200/2315胶带运输机运输，采煤工艺为综合机械化采煤工艺，顶板处理方法为沿空留巷法。工作面年工作日为330d，采用“四、六”工作制，工作面长为180m，循环进度为0.8m。关键词：可采储量 倾斜长壁 采煤工艺 全套图纸，加153893706abstractthis is longhu no3 coal mine of qitaihe coal group limited company 1.8mt/a new mine design. it altogether have 6 coal seams,they are 58#、59#、62c#、63#、65b#、67#,the average total thickness is 15.2m,the coal industry trademark is 1/3 coking coal. the design mine field recoverable reserves is 170.814mt. it service life is 67a. it have two mine levels. the first level uses long wall mining method along dip, the second uses long wall mining method along strike.the longth of the mine field is 4.5km, the dipth of the mine field is 5.0 km, the square meter is 22.5 km2 .this design mine adopts double vertical shaft and adopt gathering main roadway and strip district cross-cut fashions. it have 8 districts,1 working face goes into production.the main roadway transportation uses ssi1200/2315 adhesive transport aircraft.the coal mining technology adopt compositive mechanize fashions. apical plate adopt gob-side entry retaining. the working days of the working face is 330 days every year, using “four, six”working system.the length of the working face is 180m and the advance of working cycle is 0.8m。key words：recoverable reserves long wall mining method along dip coal minning technology 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31.1.3 河流 气候 温度 雨量 风向 风速31.1.4 地震史31.1.5 现有生产和在建矿井及小窑生产情况31.1.6 水源和电源41.2 地质特征41.2.1 矿区范围内的地层情况41.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造51.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征61.2.4 岩石性质及厚度特征71.2.5 井田内的水文地质情况81.2.6 瓦斯和煤尘的爆炸性及煤的自然性81.2.7 煤质 牌号及用途91.3 地质勘探程度及可靠性10第2章 井田境界 储量 服务年限112.1 井田境界112.1.1 井田周边状况112.1.2 井田境界确定的依据112.1.3 井田境界未来发展情况112.2 井田储量112.2.1 储量计算范围112.2.2 保安煤柱122.2.3 储量计算方法122.2.4 储量计算的评价132.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限13第3章 井田开拓153.1 概述153.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述153.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况153.2 矿井开拓方案的选择153.2.1 确定井田开拓方式的原则153.2.2 井筒形式和井口位置163.2.3 水平划分及水平标高确定183.2.4 开拓巷道的布置193.3 选定开拓方案的系统描述203.3.1 井筒形式和数目203.3.2 井筒位置及坐标203.3.3 水平数目及标高203.3.4 大巷数目及布置203.3.5 井底车场的形式及选择223.3.6 煤层群的联系223.3.7 带区划分223.4 井筒布置和施工233.4.1 井筒穿过的岩层性质及井筒支护233.4.2 井筒布置及装备233.4.3 井筒延深的初步意见243.5 井底车场及硐室243.5.1 井底车场形式的确定及论证243.5.2 井底车场的布置及储车线路和行车线路布置长度263.5.3 井底车场通过能力验算283.5.4 井底车场主要硐室293.6 开采顺序293.6.1 沿井田走向的开采顺序293.6.2 沿井田倾向的开采顺序293.6.3 带区接续计划303.6.4 三量的控制情况30第4章 带区巷道布置324.1 带区概述324.1.1 设计带区的位置 边界 范围 带区煤柱324.1.2 带区的地质和煤层情况324.1.3 带区的生产能力 储量及服务年限324.2 带区巷道布置334.2.1 区段划分334.2.2 带区巷道布置344.2.3 带区车场布置344.2.4 带区煤仓形式 容量及支护374.2.5 带区硐室简介384.2.6 带区工作面接续384.3 带区准备384.3.1 带区巷道的准备顺序384.3.2 带区主要巷道的断面示意图及支护方式39第5章 采煤工艺405.1 采煤方法的选择405.2 回采工艺405.2.1 选择和决定回采工作面的工艺过程及使机械设备405.2.2 工作面循环方式和劳动组织形式40第6章 井下运输和矿井提升456.1 矿井井下运输456.1.1 运输方式和运输系统的确定456.1.2 矿车的选型及数量456.1.3 带区运输设备的选择466.2 矿井提升系统466.2.1 矿井主提升系统的选择与计算46第7章 矿井通风与安全497.1 矿井通风系统的确定497.1.1 概述497.2 风量计算与风量的分配507.2.1 风量计算507.2.2 风量分配527.2.3 风量调节方法与实施537.3 矿井通风阻力的计算547.3.1 通风容易时期和通风困难时期的阻力计算547.3.2 矿井等积孔的计算567.4 通风设备的选择567.4.1 主扇选择计算567.4.2 电动机的选择577.4.3 反风措施577.5 矿井安全技术措施587.5.1 预防瓦斯及煤尘爆炸587.5.2 火灾与水患的预防587.5.3避灾路线及自救58第8章 矿井排水608.1 概述608.2 矿井主要排水设备608.2.1 排水方式和排水系统简介608.2.2 主排水设备及管路选择计算61第9章 技术经济指标63结 论65致 谢66参考文献67附录168附录27358绪 论在经过大学四年系统学习专业知识后，为了检验自己的真实能力，在这次毕业设计中，我选择了七台河龙湖三矿进行新井设计，在本次设计中，我将在学校四年里所学的专业知识完全融汇到本次设计中，从矿井的地质构造到井下的具体的施工，都做了详细的设计，设计中主要对井田的开拓方式，井筒的位置、车场的布置、采煤工艺、运输方式、通风方式、设备选型等方面做了细致的分析和计算。为了保证设计的准确性，对多个方案进行技术经济比较，从中选择最优的方案进行施工，本设计中采用了集中大巷的布置方式，本次设计采用了倾斜长壁采煤法，不需要上山，从而将少了工程量，降低了施工费用，同时还保证了矿井正常运输能力。通过这次设计，我学到了许多课本上没学到的专业知识并巩固了以前所学的知识，从而使我能够更加全面的考虑问题，对细节的分析水平都有了一定的提高，但由于本人的能力有限，错误和不妥之处还是不可避免的，这些我自己今后都将加以改进，从而减少失误，为今后适应实际工作打下坚实的基础。第1章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 交通位置龙湖三矿位于七台河矿区东部，距七台河市中心25公里，行政区划属黑龙江省七台河市勃利县北兴农场。地理坐标东经1311213115,北纬45504553。勃利至宝清公路从井田中部通过。七台河市距佳木斯市172km，距牡丹江市232km，距哈尔滨市587km。区内有矿用铁路专用线与勃七线、牡佳线接轨，依宝公路横贯区内，交通方便，详见图1-1 交通位置图。图1-1 交通位置图1.1.2 地形地势本区地貌为丘陵地形，地面被第四系残积，坡积及洪积层所覆盖，仅东南火山熔岩地形局部裸露。地势总的趋势市东南高，西北低，地面最低标高为190.00m。最高标高为382.92m，一般标高为230.00m。本区地貌主要分为三种形态： 堆积地形：西部龙湖河床两岸及沟谷为冲积地层，地势平缓沼泽湿地遍布。 堆积侵蚀地形：煤系地层受长期侵蚀，流水冲刷及堆积作用结果，形成缓波状丘陵地形。 火山熔岩地形：为中性火山熔岩组成，经剥蚀和刻切后形成陡坡峭壁。呈穹窿及脊状低山。1.1.3 河流 气候 温度 雨量 风向 风速井田西部有一季节性河流龙湖河，位于本区西部，发源于龙湖东沟，全长约19km，流向西北注入倭肯河。该河无固定河道，河谷与沼泽相连。每年的12月至翌年3月结冻。最大结冻深度为1.52.0m。区内11月至翌年4月为冻结期，最大冻结深度为1.271.95m。年最高气温2832，年平均气温33.5.年降水量为360710mm,年蒸发量959.81642.3mm。年间多西北风，年平均风速为2.44.6m/s，最大风速1532m/s，属于寒温带大陆性气候。 1.1.4 地震史根据辽宁省地震大队1964年地震资料本区地震强烈度为度。1.1.5 现有生产和在建矿井及小窑生产情况本区开发历史较长，根据七煤集团的地理位置，矿区分为东部区和西部区，西部区首先开发，目前主要生产的矿井为1985年投产的新建矿，设计生产能力为630kt/a，1987年扩建为1200 kt/a，现生产能力为2000 kt/a，一对斜井开拓；1958年投产的新兴矿，设计生产能力为750 kt/a，1990年扩建到1200 kt/a，现生产能力为1200 kt/a，一对斜井开拓；1958年投产的桃山矿，设计生产能力为750 kt/a，1987年扩建到1050 kt/a，现在生产能力为1050 kt/a，一对斜井开拓。东部区1986年投产的富强矿，设计生产能力为900 kt/a，现生产能力1500 kt/a，一对立井开拓；1991年8月移交的铁东矿，设计生产能力为1500 kt/a，一对立井开拓。与本区以f17断层为界的中心矿以完成初步设计，尚未建设。本区小煤窑开采历史较长，分布范围广，数量多。据二四勘探队调查了解，已查清的生产和已废弃小煤窑139个这些小煤窑主要分布于913勘探线北部。911勘探线之间及1416勘探线南部的可采煤层出露部分。小煤窑开采的煤层主要有：44#、44下#、46#、54上#，年产量在5.040kt不等。小煤窑开采垂深一般在50m内。1.1.6 水源和电源1.水源根据已批准的七台河矿区总体发展规划，矿井用水取自桃山水库。2.电源本井电源引自七台河市发电站及七台河矿务局发电厂。1.2 地质特征1.2.1 矿区范围内的地层情况本区赋存的地层为中侏罗统万隆组（jw），上侏罗统鸡西群滴道组（j8d）城子河组（j3ch），白垩系桦山群东山组（k、d）及第四系（q）。自下而上分述如下：(1)万隆组（jw）本区仅分布在f1断层以北，本区所见为万隆组地层的一部分，其岩性为正常沉积岩，以粗粒碎屑岩为主，夹粉砂岩，细砂岩及凝灰岩等。本区实控厚度为500m。 滴道组（d）本组仅赋存于本区南部，控制厚度为180m，本组含煤层16层，总厚度12.65m。复结构煤层较多，稳定性差。可采煤层有109、110两层，岩性为粗砂岩,含粒粗砂岩,时夹砾岩曾,岩性在横向上变化较大，不稳定。本组与下伏万隆组呈不整合接触。 城子河组（ch）本组是本区主要含煤地层，地层厚度1880m,含煤89层，其中可采及局部可采煤层39层，可采煤层总厚度37.64m。本组岩性为粉砂岩，细砂岩，粗砂岩，页岩。 东山组（k、d）本组地层出露于南部。本区控制厚度为400m。岩性主要为灰灰绿色安山质角砾岩，砾径213cm，偶夹含凝灰质的沉积岩。与城子河组呈不整合接触。 第四系（q）为残积、坡积、冲洪积层，由粘土、砂砾石及粉、细、中砂等组成，厚0.510m。冲洪积层本区仅在沟谷地带有所分布。与东山组呈不整合接触。详见图1-2 煤系地层综合柱状图。1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造勃利煤田大地构造处于新华夏系第二隆起带之上的三江穆棱河中生代聚煤坳陷带的中部。煤田内主要由一系列褶皱及逆冲断裂所组成，呈现向南突出的弧形构造。本区位于弧形构造东翼，区内断层较发育，并伴随岩浆活动。1.断层本区断层比较发育，其中大断层有5个，几个倾向断层将井田划分为四大块。主要构造如表1-1。本区断层构造规律如下：(1)本区较大的 走向断层为主干断层，其次生断层十分发育。(2)总体为北部上升，南部下降的规律。(3)断层成组出现，且性质相同。(4)沿底层走向、地堑、地垒相同出现的规律。图1-2 煤系地层综合柱状图2.岩浆活动本区岩浆活动主要分为两期：第一期为大规模侵入活动时期，岩浆侵入煤系地层之中呈岩床产出，镜下鉴定为闪长粉岩，本期岩浆活动在本区有三个岩体。第二期岩体以岩盖形态产出，覆盖于含煤地层之上，分布高山顶部。镜下鉴定岩性为安山岩。1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征本区含煤地层为城子河组。含煤10 层，其中可采煤层为6层，可采煤层总厚度为15.2m。可采煤层中均为中厚煤层。表1-1 主要断裂构造表序号断层编号断层性质走向（）倾向（）落差（m）破碎带（m）查明程度1f1逆n45en40601500130可靠2f17正n30wsne53759040可靠3f20正nw15nsw38628525较可靠4f31正n60es25368030可靠5f69正n2040ww707010可靠参与能利用储量计算的煤层有6层，自上而下分别为58#、59#、62c#、63#、65b#、67上#煤层，参与暂不能利用储量计算的有60上#、62a#、64#、65a#。可采煤层具有以下特征:（1） 可采煤层均为中厚煤层，其中62c#层最厚，平均厚度为2.8m，最薄的63上#层平均厚度2.3m。（2）全区可采煤层均为结构简单煤层。（3）煤层厚度变化具有明显规律性。主要煤层的富煤带分叉变薄带一般都是nee向条带状分布，有时富煤带与变薄带在纵向上具有一定交叉，但也有一定继承性。详见表1-2 可采煤层及顶底板岩性特征表。1.2.4 岩石性质及厚度特征本设计井田主要有四种岩石，其各种岩石的性质及其特征详见表1-3 岩石主要物理学性质指标表。表1-2 可采煤层及顶底板岩性特征表层次煤厚（m）层平均间距（m）稳定性发育范围顶板底板最小最大平均582.12.92.6稳定全区粉砂岩细砂岩592.22.82.612稳定全区粗砂岩粉砂岩62c2.42.92.823较稳定全区粗砂岩粉砂岩632.02.62.311稳定全区粗砂岩粉砂岩65b2.12.62.410较稳定全区细砂岩粉砂岩67上2.12.72.511稳定全区细砂岩页岩表1-3 岩石主要物理力学性质指标表名称容重kg/cm3孔隙度抗压强度102 kg/cm3抗拉强度102 kg/cm3变形模量102 kg/cm3弹性模量kg/cm3页岩2.0-2.416-301- 100.2-1.01- 3.52- 8粗砂岩2.1-2.710- 301- 100.2-0.30.7- 91- 7细砂岩2.0-2.65- 252- 200.5-0.40.5- 81- 10粉砂岩2.3-2.65- 151- 150.2-1.50.8- 82- 81.2.5 井田内的水文地质情况本区地下水补给来源以大气降水为主。岩层富水性与区内地质构造、地形地貌、岩石性质等因素有关。1. 含水层根据煤层分布情况，自上而下分为两个含水层：第含水层：位于煤系地层上部的第四系底层中，局部发育，主要分在勘探区北部、西部、中部的地势低洼处，含水层厚2.0m ，为孔隙承压水，含水性较弱。第含水层:位于煤系地层浅部的风华裂隙中，深7080m，呈面状分布，含水厚度57.73m.地下水存在类型多位潜水。地势低洼处富水，丘陵顶部贫水。岩性较粗，富水性好；岩性较细，富水性差。2.临近矿井及小窑涌水及积水情况根据地质报告提供的临近矿井及小窑水资料，矿井涌水量与雨季和开采深度有直接关系。本区煤层浅部生产与废弃小窑较多，采空区积水将给矿井涌水带来一定补给。3.矿井用水量根据地质部门对矿井涌水预计，正常涌水量为170m3/h，最大用水量为260.0m3 /h。1.2.6 瓦斯和煤尘的爆炸性及煤的自然性1.沼气全区沼气可分三带，浅部为 带,中部为带,深部为带。瓦斯绝对涌出量为6.3m3/min，属低瓦斯矿井。2.煤尘爆炸性在本区6个煤层全部做了煤的爆炸实验，实验结果全有爆炸性。火焰长度为4mm大于390mm，加岩粉量12%79%才能制止。3.煤的自然性对本区各煤层的煤芯煤样进行化验，结果表明井田范围内煤有自燃倾向，自燃发火期约为15个月左右。1.2.7 煤质 牌号及用途本区煤层以光亮-半光亮型为主。煤硬度小，裂隙发育，质脆易碎。煤的比重为1.341.67 ，平均为1.58。 煤的容重为1.281.59平均为1.39。煤的变质阶段为焦煤、肥煤、1/3焦煤为-阶段、无烟煤、贫煤为-阶段。原煤煤质主要指标：水分：肥煤为0.15%1.54% ，平均为0.75% ;1/3焦煤为0.44%1.55% ，平均为0.83% ；焦煤为0.31%1.18% ，平均为0.76% ；瘦煤为0.73% 0.83% ，平均为0.64% ；贫煤为0.52%1.06% ，平均为0.67% ；无烟煤为1.40%1.69 ,平均为1.55% 。挥发分:肥煤为23.59%34.52% ，平均为27.97% ；1/3焦煤为28.15%35.94% ，平均为30.68% ；焦煤为19.98%27.88% ，平均为24.46% ；瘦煤为17.45%19.89% ,平均为18.59% ；贫煤为12.30%18.78% ,平均为15.70% ；无烟煤为7.66%7.80% ，平均为7.73%。灰分：全区煤灰分为8.04%39.85% ,平均为23.69% ，属中灰-富灰煤，以中灰煤为主。粘结指数：肥煤为90103 ，平均为97 ；1/3焦煤为87102 ，平均为95 ；焦煤为5398 ，平均为89 。发热量：肥煤为21.5132.68mj/ kg ，平均为27.97% mj/ kg ；1/3焦煤为21.5931.26 mj/ kg ，平均为27.69 mj/ kg ；焦煤为21.2632.25 mj/ kg ，平均为27.19 mj/ kg ；瘦煤为22.6130.68 mj/ kg ,平均为27.17 mj/ kg ；贫煤为25.3727.70 mj/ kg ,平均为26.30 mj/ kg ；无烟煤为24.9827.06 ，平均为26.02 mj/ kg 。胶质层厚度：肥煤为25.739.7mm ，平均为29mm ；1/3焦煤为9.125.2mm ，平均为21.1mm ；焦煤为7.825.2mm ，平均为19.3mm 。全区为高熔灰煤，煤层磷的含量基本属于低磷中磷煤。煤层硫的含量为0.28%，属于低硫煤。本区煤的主要用做炼焦用煤，也可作为动力和民用煤。1.3 地质勘探程度及可靠性1.地质报告中缺少地震烈度和洪水位资料，矿井部分钻孔封孔质量较差。 2.煤层顶底板岩性不全，厚度不清，应分层列出，并应有物理机械性质资料。3.井田地面小窑较多，对小窑的开采范围，现有小窑生产情况应进一步调查清楚，以便留设安全防水煤柱，断层导水性明确，不是所有断层都导水。第2章 井田境界 储量 服务年限2.1 井田境界2.1.1 井田周边状况本井田位于黑龙江省七台河市勃利县北兴农场境内，距七台河市中心25km，勃利至宝清公路从井田中部通过。目前主要生产的矿井为1985年投产的新建矿， 1958年投产的新兴矿， 1958年投产的桃山矿， 1986年投产的富强矿，1991年8月移交的铁东矿。2.1.2 井田境界确定的依据根据龙湖三矿的勘探（精查）地质报告圈定的井田境界为北以f1断层为界，东以19勘探线为界，西以9勘探线为界，深部以-600m标高为界。井田走向长4.5km，倾斜宽5.0km，井田面积22.5km2。2.1.3 井田境界未来发展情况伴随技术的不断进步和勘探水平全方位提高，井田范围内探明储量会越来越精确,可能在更深部发现可采煤层, 但随着矿井开采区域的延深，煤层赋存情况趋于复杂，开采难度也将越来越大。2.2 井田储量2.2.1 储量计算范围北以f1断层为界，东以19勘探线为界，西以9勘探线为界，深部以-600m标高为界，浅部至煤层风氧化带露头，氧化带垂深为25m，储量计算深部为-600m标高。2.2.2 保安煤柱 1.井田境界煤柱 井田西部与中心矿为界，本井侧留20m煤柱。井田东部境界以外尚有煤量，且无建井可能，将划入本井开采，暂不留煤柱。 2.断层煤柱 根据地质报告提供的资料，进行分析比较决定本井断层两侧分别留设20m煤柱。3.工业广场煤柱 根据资料本次设计工业广场煤柱按：冲积层，基岩，岩层移动角设计。2.2.3 储量计算方法1.工业储量工业储量计算标准以煤炭工业矿井设计规范为依据，如下：计算公式： 块段储量=块段面积块段平均厚度容重/ =1042897015.21.4/cos10 =225.352mt ：煤层平均倾角2.可采储量可采储量=（工业储量-永久煤柱）（1-地质及水文地质损失系数）采区回采率 计算公式如下：=(-p)c 式中： 为可采储量 为工业储量 p为永久煤柱 c为带区回采率，取80% 回采要求：中厚煤层不应小于80%，薄煤层不应小于85%。=（22535.2-1183）80% =170.814mt2.2.4 储量计算的评价此次报告的储量计算工作均由本人人工完成，计算过程严格按照各煤层储量计算图，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，但由于本人水平有限，储量的计算设计所得各种储量与实际可能有一定的误差，详细储量见表2-1。表2-1 可采煤层储量表 单位：mt煤层名 称工业储量（mt）设计损失量（mt）可采储量（mt）回采率a+bca+b+c5828.9099.63738.5469.32929.217 80%5928.13810.40838.546 9.32929.217 80% 62c31.13410.37841.512 10.04631.466 80% 6325.5768.52534.101 8.25325.848 80% 65b26.6878.89535.582 8.61126.971 80%67上27.7989.26737.065 8.97028.095 80%合计168.24257.11225.352 54.538170.814 80%2.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限本矿井年工作日330d，三班生产一班准备，每日净提升时间16h。本矿井已查明的工业储量为225.352mt，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5.25%，各可采煤层均为中厚煤层，按矿井设计规范要求确定本矿的采区采出率为80%，由此计算确定本井田的可采储量为170.814mt。根据地质报告的资料描述、煤层赋存、地质构造、煤层储量条件等因素，初步确定三个方案，即矿井生产能力为1.2mt/a,1.8 mt/a，和2.4mt/a三个方案，分析论证如下：按照公式 p=z/ak其中 p为矿井设计服务年限； z井田的可采储量； a为矿井生产能力； k为矿井储量备用系数，一般取1.4；计算得: =17081.4/1201.4 =101.68a =17081.4/1801.4 =67.78a =17081.4/2401.4 =50.83a =101.68a； =67.78a； =50.83a；经与煤炭工业矿井设计规范核对，确定为67.87年比较合理的服务年限，即本矿井的生产能力确定为1.8mt/a。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本矿与新强矿、向阳矿为邻。两个矿分别采用双立井开拓方式和双斜井开拓方式，都采用上山开采。3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况1.本井田所在位置属于丘陵地形,工业广场宜选在相对比较开阔的地方，标高为+150m。2.本井田埋藏深度为750m，煤层倾角-200米往上为10，-200米到-600m为17。煤层浅部赋存标高一般为+150m，深部开采到-600m，垂深在750m左右。3.顶底板为粉砂岩、粗砂岩等硬质岩层，稳定较好。3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1 确定井田开拓方式的原则1.合理开发国家资源，减少煤炭损失。2.贯彻执行有关煤炭工业的技术政策，为多出煤，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，简化生产系统，避免生产分散，为集中生产创造条件。3.要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。4.必须贯彻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。3.2.2 井筒形式和井口位置1.井筒形式根据龙湖三矿的地表及煤层等实际情况，平硐开拓方式技术上就不合理，应直接否定。现依据龙湖三矿井田的地形，地质构造，煤层赋存等因素，提出三种井筒开拓方案，具体情况如下：方案一 双斜井开拓方案二 双立井开拓方案三 主立井副斜井开拓详见开拓方案示意图3-1方案一：双斜井开拓方案二：双立井开拓 方案三：主立副斜井开拓图3-1 开拓方案示意图以上三种井筒开拓方案技术比较如表 3-1 开拓方案技术比较表。表3-1 开拓方案技术比较表方案名称优 点缺 点一双斜井开拓1.掘进速度快初期投资较双立井开拓省；2.井筒设备较简单；3.建井期稍短些；1.井筒过长，煤柱损失严重；2.通风线路长，通风阻力大，费用增加；3.井筒过长，地质条件复杂时，不易维护，安全性降低；4.辅助运输时间长。二双立井开拓1.适应性强，技术成熟可靠2.井筒短，提升速度快，提升能力大；3.通风断面大，风阻小，满足大风量要求4.便于井筒延伸5.对于开采深部赋存煤层有长处。1.初期投资大，建井期限稍长；2.需要大型的提升设备；3.多水平开拓，立井石门长度大，掘进工程量大，掘进费用高。三主立副斜井1.掘进速度快；2.满足最大风量的通风要求；3.有助于辅助运输。1.井口相距较远，不利工业广场的布置；2.地面工业建筑分散，生产调度联系不方便；3.地面工业建筑占地多，增加了煤柱损失。根据上述井硐开拓方案的技术比较，确定双立井开拓与双斜井开拓方案在技术上可行，而主立副斜技术上不就不可行。根据规定，对技术可行的方案还应进行经济比较,如表3-2 经济比较表所示。2.井筒位置井筒位置就是确定井筒沿煤层走向和倾向上的具体尺寸，并用直角坐标和方位角予以表示，对矿井井筒位置有以下的要求：(1) 为使井筒的开掘和使用安全可靠，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。(2) 井筒沿走向的有利位置应在井田的中央，应尽量避免井筒偏于一侧，造成单翼开采的不利局面。(3) 井筒沿煤层倾向的位置，应使总的石门工程量小。依据本井田的储量分布图及剖面图。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较少的地方，坐标为：主井：（5081700，439900）副井：（5081580，444160）表3-2 经济比较表项目名称双立井开拓（万元）双斜井开拓（万元）井 筒主井11096（元/米）380（米）10-4=421.66438（元/米）1400（米）10-4=901.3副井11096（元/米）36010-4=399.56438（元/米）1380（米）10-4=888.5风井9634（元/米）35010-4=337.29634（元/米）350（米）10-4=337.2井底车场3426（元/米）400（米）10-4=137.13426（元/米）400（米）10-4=137.1石门开凿2200（米）800（元/米） 10-4=1762450（米）800（元/米）10-4=196提升费用1800.738=132.841800.364=65.52总计1604.242525.62 由表可得双立井开拓最优，所以本矿井采取双立井开拓。3.2.3 水平划分及水平标高确定开采水平的尺寸以水平垂高表示，合理的水平垂高的要求：(1) 阶段斜长和区段数目必须合理，并且保证经济方面最优。(2) 必须做到有利于带区的正常接替。(3) 必须保证开采水平有足够的储量及合理的服务年限。根据以上各方面原因及本井田的实际情况，现确定水平划分方案如下：方案一：单水平上山开采 水平标高 600m 阶段垂高 750m储量zk=（22535.2-1183）80%=17081.4万吨服务年限p=17081.4/1801.4=67.8a方案二：两水平开采，二水平采用上下山开采 水平标高 -200m,400m 阶段垂高 350m，200m一水平储量zk =（13473.5-726.3）80%=10197.6万吨二水平储量zk =（9061.7-456.7）80%=6883.8万吨 一水平服务年限 p=10197.6/1801.4=40.4a 二水平服务年限 p=6883.8/1801.4=27.4a参照上述三种方案的各项数据，各方案评价如下：方案一：该方案的阶段垂高不符合规定，因此本方案不可行。方案二：该方案的一水平服务年限及垂高均符合煤炭工业设计规范规定，根据本井田的实际情况，本方案技术上可行。综合上述方案评价，选取方案二为最优方案。水平详细划分见图3-2 水平划分示意图。图3-2 水平划分示意图3.2.4 开拓巷道的布置水平巷道的主要任务是担负煤矸、人员和物料的运输，以及排水、通风、敷设管线。对大巷的基本要求是利于掘进和维护，便于运输，达到矿井通风安全的需要。本设计井田的可采煤层为58#、59# 、62c# 、63# 、65b#、67上#煤层，各煤层间距较小的特点，采用集中布置运输大巷。各煤层之间，与运输大巷用石门相连生产区域比较集中，利于提高井下运输效率，开采顺序灵活。3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1 井筒形式和数目经分析比较本矿设有4个井口。其中主、副井各1个，风井2个，均为立井，主井用于提升煤炭，副井运送人员、提升矸石、运输材料及入风作用。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，选择井筒位置的理由是：1）井筒距北部边界2.5km，南部边界2.2km，西部边界1.6km，东部边界3.6km，地处井田储量中央。2）井口处标高+150m，地面坡度不足2平正土方量小地形条件适合。3）靠近勃宝公路，井口距公路 1500m，具有较好的交通条件。4）工人村距井口 400m左右，居民点条件适合。根据上述理由最后确定，该设矿井井筒井口坐标为：主井：（5081700，439900）副井：（5081580，444160）3.3.3 水平数目及标高本设计采用两个水平开拓，一水平为地面至-200m标高，垂深350m。二水平为-200m标高-400m标高，垂深200m。3.3.4 大巷数目及布置1.大巷数目根据运输及通风需要，本设计矿井初步设计一条运输大巷、两条回风大巷，以保证矿井正常安全生产。2.大巷布置大巷布置形式主要有煤层大巷、岩石大巷两种。 本设计井田对大巷布置提出两种方案：方案一：煤层大巷布置方案二：岩石大巷布置煤层大巷与岩石大巷相比较有下列缺点：当煤层起伏褶曲较多时，巷道弯曲转折多，机车运行速度受到限制，运输能力也将随之降低；煤层大巷的巷道维护困难，维护费用高于岩石大巷。煤层有自燃发火危险时，一旦发火就要封闭大巷，导致矿井停产，而且处理火灾困难。为了便于巷道维护，巷道维护留设保安煤柱增多，资源损失大；综上所述，煤层大巷与岩石大巷相比缺点较多，岩层大巷的优越性大。在本设计井田中，由于58#、59#煤层间距小，62c#、63#、65b#、67上#煤层间距较小，因此可将运输大巷布置在59#底板岩层中，有关大巷断面技术特征详见图3-3 大巷断面图所示，石门断面与大巷断面相同。图3-3 大巷断面图3.3.5 井底车场的形式及选择井底车场是矿井生产的咽喉，它是连接井下运输和提升两个环节的枢纽。所以，井底车场设计是否合理，直接影响着矿井的生产和安全。按照矿车在井底车场内运行特点，井底车场可分为：环行式和折返式两大类型。井底车场型式选择的因素如下：(1)调车简单，管理方便，弯道及交叉点少，符合有关规程，规范。 (2)保证矿井生产能力，留有足够的富裕系数，以备增产的可能性。 (3)保证井底车场巷道与主要巷道间能迅速惯通，缩短建设时间。 (4)尽量减少工程量小，节省建设投资，便于维护，生产成本低。 根据本设计矿井井筒形式及大巷，石门的布置，结合上述井底车场型式的选择因素，该设计矿井采用卧式环型井底车场。3.3.6 煤层群的联系该矿可采煤层为六层，层间距最大为23m,一般在11 m左右，故煤层群开采的联系方式属于联合准备，即58#、59#煤层成一个统一采准系统，62c#、63#、65b#、67上#煤层成一采准系统，准备巷道为多层煤共用，采用集中大巷布置方式。3.3.7 带区划分将井田划分成若干带区时，应考虑如下所述原则：(1)带区走向长度根据煤层地质条件，生产能力，带区储量，开采机械化水平与巷道维护等因素综合考虑。(2)初步设计要负责划分第一水平的所有带区，所以要沿井田走向全长统一考虑，作到初后期统筹兼顾，不仅要全井合理，还要有利于初期。(3)带区划分一定要考虑好带区接续关系。(4)带区划分既要尽量地缩短大巷，又要注意人为境界处延的可能性。(5)多煤层开采的井田，应尽量联合布置带区，做到生产集中。(6)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，带区区尺寸要适当缩小；(7)初期带区尺寸要适应当前输送机的实际长度，后期带区可根据该设计井田的地质构造及煤层赋存等因素逐步加大尺寸。结合上述带区划分原则，以井田内自然断层为界，将整个井田划分为8个带区。详见如图3-4带区划分示意图所示。图3-4 带区划分示意图3.4 井筒布置和施工3.4.1 井筒穿过的岩层性质及井筒支护根据主副井围岩性质，并按煤矿安全规程规定，确定主副井筒支护方式如下：1.主井井筒表土段：混凝土砌碹煤层段：料石砌碹2.副井井筒表土段：混凝土砌碹煤层段：料石砌碹3.4.2 井筒布置及装备1.井筒断面布置井筒断面布置应综合考虑全井通风安全、运输方式、井筒围岩性质等因素。具体遵循原则如下：(1)符合煤炭工业设计规范和煤矿安全规程中对通风、运输、管线等布置的要求，必须满足施工需要。(2)必须确保人员通行安全，且容易检修。(3)尽量降低意外事故对井筒中各种管线或其它设备的破坏程度。(4)尽量减少工程量，在达到标准的前提下注意经济比较。根据该设计矿井年产量、提升方式等实际情况，本设计矿井井筒按有关规定布置运输设施及辅助设施。详见图3-5 主井筒断面图，图3-6 副井井筒断面图。主井井筒：井筒直径7.0m，净断面面积38.5m2，掘进断面面积43m2井筒深度（350+30）m。井筒内装备一对16t刚性罐道立井多绳箕斗（jdg16/1504y）。副井井筒：井筒直径7.5m，净断面面积44.2m2，掘进断面积55.4m2。井筒深度（350+10）m，井筒装备一对1t固定式矿车600mm轨距，双层四车刚性立井多绳罐笼，担负矿井辅助提升任务，兼作进风井筒。3.4.3 井筒延深的初步意见 根据本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还需延伸，在经过进一步地质勘探后，详细分析具体情况决定井筒仍按原有主副井延深。3.5 井底车场及硐室3.5.1 井底车场形式的确定及论证地面的材料和设备通过井筒、井底车场运到各个工作面，井下的煤也是通过井底车场经井筒运至地面的；通风、排水、人员上下及动力供应等，也必须通过井底车场。井底车场的形式必须适应井下运输和井筒提升的要求，由于大巷运输方式、提升方式和井筒形式的不同，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)保证车场的通过能力比矿井生产能力有30%以上的富裕系数，以备增产的可能性。图3-5主井井筒断面图图3-6 副井井筒断面图 (2)调车简单，管理方便，弯道及交叉点少，操作安全，符合有关规程、规范要求。(3)尽量减少井巷工程量和建设投资，便于维护，降低生产成本，保证施工方便和建设工期短。井底