采矿工程毕业设计（论文）-龙煤集团鹤岗分公司兴山矿1.2Mta新井设计【全套图纸】 .doc

摘 要本设计新井为鹤岗兴山煤矿1.2mt/a的新井设计，共有6层设计可采煤层，平均总厚度为14m，煤的工业片牌号为1/3焦煤。设计井田的可采储量为 104.16mt。服务年限为62a。划分两个水平开采。本设计矿井采用双立井的开拓方式，集中大巷及采区石门的大巷布置方式。共划分12个采区，其中首采区为1个，投产工作面1个，本设计采区为一采区，工作面年工作日为330天，采用“三、八”工作制，工作面长为190m，滚筒截深0.8m，日进刀数为6刀。提升设备为主井采用箕斗提升，副井采用罐笼提升。关键词 可采储量 立井开拓方案 “三、八”工作制全套图纸，加153893706abstractthe task of this design is to construct a 1.2million tons new shaft for hegang xingshan administration.this mine has six minable coal seams, and its average thickness is 14 meters, the types of the coal seam is 1/3 coking coal. designed field of minable capacity is 104.16 million tons. it can adapt for 62 years, and is divided into two levels.this mine shaft is applied to double indined shaft development method, layout of gathing gallergand mining district cross heading, the level is divided into 6 mining districts and 1 worked faces. this worked face is 1 worked face, works 330 days every year and adapts “theree-eight” work situation, the work face is 190 meters, the length of circle is 0.8 meters, and the time is 6 one day.key words can adopt to keep the quantisty the shaft project expand theree-eight” work situation目 录摘 要iabstractii目 录iii绪 论vii第1章 井田概况及地质特征- 1 -1.1 井田概况- 1 -1.1.1交通位置- 1 -1.1.2地形地势- 2 -1.1.3气象及地震情况- 2 -1.1.4工农业及原料供应状况- 2 -1.2 地质特征- 2 -1.2.1矿区范围内的地质情况- 2 -1.2.2井田范围内和附近的主要地质构造- 3 -1.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征- 4 -1.2.4岩石性质 厚度特征- 4 -1.2.5井田内水文地质情况- 4 -1.2.6煤质 牌号及用途- 5 -1.3 勘探程度及可靠性- 6 -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- 9 -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 -第3章 井田开拓- 12 -3.1概述- 12 -3.1.1井田内外及附近生产矿井开拓方式概述- 12 -3.1.2影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况- 12 -3.2 矿井开拓方案的选择- 13 -3.2.1井筒形式和井筒位置- 13 -3.2.2井筒的位置- 15 -3.2.3开采水平的数目及标高- 16 -3.2.4开拓巷道的布置- 17 -3.3 选定开拓方案的系统描述- 18 -3.3.1井硐形式和数目- 18 -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- 21 -3.3.6煤层群的联系- 22 -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- 26 -3.5 井底车场及硐室- 26 -3.5.1井底车场形式的确定及论证- 26 -3.5.2井底车场的布置 存车线路 行车路线布置长度- 26 -3.5.3通过能力计算- 28 -3.5.4井底车场主要硐室- 29 -3.6 开采顺序- 29 -3.6.1沿煤层走向的开采顺序- 30 -3.6.2沿井田倾向的开采顺序- 30 -3.6.3采区接续计划- 30 -3.6.4“三量控制”情况- 31 -第4章、采区巷道布置及采区生产系统- 32 -4.1 采区概述- 32 -4.1.1采区布置的要求- 32 -4.1.2设计采区的位置 边界 范围及采区煤柱- 32 -4.1.3采区的地质和煤层情况- 32 -4.1.4采区的生产能力 储量和服务年限- 32 -4.2 采区巷道布置- 33 -4.2.1区段划分- 33 -4.2.2采区上山布置- 34 -4.2.3采区车场布置- 34 -4.2.4煤仓形式 容量及支护- 36 -4.2.5采区硐室简介- 37 -4.2.6回采工作面的接续- 37 -4.3 采区准备- 38 -4.3.1采区巷道的准备顺序- 38 -4.3.2主要巷道的断面图- 39 -第五章 采煤方法- 40 -5.1 采煤方法的选择- 40 -5.2回采工艺- 41 -5.2.1选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备- 41 -5.2.2设备选型- 42 -5.2.3选择采煤工作面循环方式和劳动组织形式- 43 -第6章 井下运输与矿井提升- 45 -6.1 矿井井下运输- 45 -6.1.1运输方式和运输系统的确定- 45 -6.1.2矿车的选型及数量- 45 -6.1.3采区运输设备的选择- 46 -6.2 矿井提升系统- 47 -6.2.1矿井提升设备的选择与计算- 47 -第7章 矿井通风安全- 49 -7.1 矿井通风系统的确定- 49 -7.1.1概述- 49 -7.1.2矿井通风系统的确定- 49 -7.2 风量计算与风量分配- 50 -7.2.1矿井风量计算的规定- 50 -7.2.2风量计算- 50 -7.2.3风速的验算- 52 -7.2.5风量的调节方法与措施- 53 -7.3 矿井通风阻力计算- 54 -7.3.1确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力- 54 -7.3.2矿井等积孔计算- 56 -7.4 通风设备的选择- 57 -7.4.1 主扇的选择计算- 57 -7.4.2电动机的选择- 57 -7.4.3反风措施- 58 -7.5 矿井安全生产措施- 59 -7.5.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施- 59 -7.5.2 预防井下火灾- 60 -7.5.3 预防水灾措施- 60 -7.5.4 其它事故预防- 60 -7.5.5 避灾路线及自救- 61 -第8章 矿井排水- 62 -8.1概述- 62 -8.1.1矿井水来源及涌水量- 62 -8.1.2对排水设备的要求- 62 -8.2 矿井主要排水设备- 63 -8.2.1排水方式与排水系统简介- 63 -8.2.2主排水设备及管路的选择计算- 64 -第9章 技术经济指标- 67 -总 结- 69 -参考文献- 70 -致谢辞- 72 -附 录1- 73 -附 录2- 77 -绪 论我国是煤炭资源丰富，储量和产量均居世界前列。近年来随着国民经济的发展和综合国力的提高，石油、天然气、水力、核电等其他能源有了较大的发展，但是煤炭仍然是我国的主要能源，预计在今后相当长的时间内这种状况不会有根本性改变。煤炭作为我国最要的一次能源，在为国家经济建设中作出了重要的贡献。而我们大量的技术人员在为此却付出了毕生的精力，特别是在进入二十一世纪以后人们更注重环保问题的时候，怎样很好的利用好一次能源，是摆在我们技术人员面前的一项重要责任。作为一名采矿专业的学生，即将成为煤炭行业的工程技术人员。在通过大学四年的学习，我掌握了很多专业知识，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鹤岗市兴山矿的新井设计，而且我在毕业实习中也收集到了很多兴山矿的资料。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。本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。在设计时，需要对矿井的地质情况、煤层的受力等情况进行分析等工作。我通过做本次毕业设计，学到更多的采矿专业知识，巩固我所学过的各种知识，并且能够很好的运用他们，从而也为我以后的工作打下良好的基础。viii第1章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1交通位置兴山矿位于黑龙江省鹤岗市区境内，其地理坐标为：东经1301440北纬471150，北距鹤岗火车站15km，西部有鹤大公路，交通方便。图11 交通位置图1.1.2地形地势兴山矿区井田地势东高西洼，洼地面积占三分之二左右，区内只有鹤立河在井田上方流过，后经过人工改造从西部边界通过。最高洪水位238m，最大流速180立方每米。地下水原始流向与地表河流一致。水为坡度20/00左右，年平均降水量为600mm左右，雨季集中在六、七、八三个月。1.1.3气象及地震情况兴山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36c，最低气温为36c。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25m/s兴山矿在史料中无地震发生过。1.1.4工农业及原料供应状况兴山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。1.2 地质特征1.2.1矿区范围内的地质情况煤系地层中的主要可采煤层可做为地层对比的重要标志层。而且各煤层赋存都比较稳定，结构特征明显。煤层结构和煤层之间的岩石性质，也是做为地层对比的重要标志。本区地层基本与鹤岗区域性地层一致。区内自上而下：前古生界，上侏罗系，石头河子组，石头庙子组，下白垩东山组，第三系和第四系地层。表12 地质成分表界系统组厚度(m)岩 性中生界第四系下统东山组2-55腐植土，灰白色砾岩，粗砂岩，细砂岩第三系大于450山灰绿色，半胶结的粗砂岩，中砂岩白垩系大于230为绿，紫色安山质集块岩侏罗系上侏罗系石头庙子组120-500上部：灰白色砂岩，黑色粉砂岩下部：以砾岩为主石头河子组1000上部：岩性较粗，以灰白色中砂岩为主，中部：岩性较细，以灰白色中，细砂岩下部：岩性较粗，以砾岩为主前古生界不详由花岗岩花岗片麻岩，石灰石，角闪片岩1.2.2井田范围内和附近的主要地质构造 兴山井田范围内的主要地质构造为断层，有极少数的向斜和背斜，其中断层共有3个，都为正断层，铅直地层断距在20140m之间，都是倾向断层。详见表13：断层特征表。表13 断层特征表顺序名称性质断层面走向断层面倾向倾角落差（m）水平断距(m)1f5正snew757正ewsn75o150左右200 3f8正snew75o120140501.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征全区可采的煤层有6个层，即：17#、21#、22-1#、22-2#、23#、30#煤层。煤层赋存不太深，倾角在 20左右，总厚度12.15m，发育都比较完整。表14 煤层赋存特征表序 号煤层号煤 厚（m）密 度（t/m3）工业储量mt最小最大平均1172.02.22.11.4238002211.72.42.051.452450322-11.82.01.91.432397422-21.62.82.21.4715505231.91.91.91.4417706302.02.02.01.4228341.2.4岩石性质 厚度特征煤层顶底板的厚度一般都大于8m，多为砂岩。1.2.5井田内水文地质情况本设计煤矿地形大部分属漫岗，标高在160190米之间，井田北部及中部为河谷水文地质区，西部及南部为丘陵水文地质区。岩层的富水性主要取决于构造裂隙的发育和补给条件，浅部各煤层除大气降水补给地表强风化带外，没有其他来源，由于岩层裂隙发育程度而减弱，所以岩层的富水性有明显的垂直分带。由于岩性的不同，岩层的含水性极不均匀，不但存在着分带规律且有分层规律。 从涌水量可以看出，只有大气降水通过强风化带渗入井下，补给单一，采掘工程一般不受水害影响，防水工作较简单，故水文地质条件属简单型。涌水量预计： k=q/t式中:k为充水系数，q为实测涌水量，t为原煤产量。143000选含水系数为1.3，产量按11万t/月，则最大涌水量按1.5倍的正常涌水量计算，为297.9m3/h。表15 岩石的物理性质指标表岩石类型颗粒密度(g/cm3)块体密度(g/cm3)空隙率n(%)吸水率（%）软化系数kr凝灰岩2.56-2.782.29-2.501.5-7.50.5-7.50.52-0.86砂岩2.60-2.752.20-2.711.6-28.00.2-9.00.65-0.97泥灰岩2.70-2.802.10-2.701.0-10.00.5-3.00.44-0.54表16 岩石力学强度指标表岩石名称抗压强度c(mpa)抗拉强度t(mpa)摩擦角()内聚力c(mpa)砂岩20-2004-2535-508-40泥灰岩10-1002-1015-303-201.2.6煤质 牌号及用途本矿区内的煤层是由高等植物所形成的腐植煤，其肉眼煤岩成份主要是亮煤、暗煤、夹镜煤丝带、丝炭较少，黑色光亮内生裂隙发育，质脆，黑色条带状，层状结构，其煤岩类型多为光亮型、半亮型和半暗型；镜下鉴定为煤岩组成多是凝胶物质体，色鲜红以镜煤煤化物质为主树脂胶体占次要地位，矿物杂质多见。原煤灰分变化较大，一般在20.15至31。净煤灰分一般在10左右，胶质层厚度在13.0至18.5mm，粘结指数g在75-85%之间，原煤分析基高位发热量为58006400千卡规律，精煤挥发分一般在32%左右，硫含量在0.22-0.37之间。磷含量一般在0.0030.014之间，是低硫、低磷的1/3焦煤。主要工业用途以冶金用煤、火电厂作动力用煤为主。1.3 勘探程度及可靠性本矿井的勘探分普查、精查、补堪和深部补堪四类。表17 勘探程度及煤层控制程度表时间施工单位孔数（个）工程量（m）可采煤层点质量甲乙丙废1956年109地质队15有芯4835.53281412319581959年109地质队43其中无芯2411433.426838301119601962年109地质队9全部无芯2527.60163219651967年109地质队37其中无芯414599.891122111973年矿务局地质队3全部有芯2560.6026819741975年110地质队70全部为阶段取芯33052.5539991968年鹤岗局地质队1有芯308.901972年鹤岗局地质队2有芯1175.601977年鹤岗局地质队4有芯1450.151978年鹤岗局地质队2有芯1940.55合 计186个73884.846491527417表18 煤层点质量统计表煤层号钻 探测 井采 用甲乙丙计甲乙丙计甲乙丙计175216208852314876627171102141182988632539178231411522-148242496632469380231812122-24619269160265917525161162350172285502958263251811530421729846224490792413115第2章 井田境界 储量 服务年限2.1 井田境界2.1.1井田周边状况该矿的井田境界如下：北部境界：以纬线4150和13勘探线为界。南部境界：以煤系地层边缘，即上覆第三系地层不整合接触面为界。西部境界：以17号煤层露头为界。深部境界：以30号煤层500等高线为界，走向长5.9公里，小、倾斜长3.6公里，井田面积20平方公里。2.1.2井田境界确定的依据井田境界的划分应综合考虑是否可以以自然的地理地形、地质条件作为划分井田境界；或者以大的断层和勘探边界为矿界；所划分的井田要有合理的走向长度，利于综合机械化水平的不断提高。2.1.3井田未来发展情况随着技术的进步和勘探水平全面的提高，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。 2.2 井田储量2.2.1井田储量计算（一）矿井初步设计应计算以下储量：1. 矿井地质储量：勘探（精查）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（精查）地质报告提供的“能利用储量”中的a、b、c三级储量，a、b、c三级储量的计算方法，应符合国家现行标准煤炭资源地质勘探规范的规定；3. 矿井设计储量：矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱，防水煤柱，井田境界煤柱和已有的地面建筑物，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，矿井井下主要巷道及上、下山保护煤柱煤量后乘以采区回采率。（二）矿井工业储量是指井田精查地质报告提供的平衡表内a+b+c级储量，它是矿井设计的依据。本矿井参加储量计算的煤层有17#、21#、22-1#、22-2#、23#、30#共七层煤。 102.2.2保安煤柱的设计方法（一）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（1）共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。移动角数值应采用本矿区实测数据或与本矿区条件类似的矿区的实测数据选取。工业场地地面受保护面积应包括受保护对象及围护带，围护带宽度为15m。（2）不包括在工业场地范围内的立井，圈定其保护煤柱时，地面受保护对象应包括轿车房，井口房或通风机房风道等，围护宽度为20m。圈定立井保护煤柱时，应根据井筒深度、岩性、用途、煤层赋存条件及地形特点等因素，按国家现行标准建筑物、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执行。（3）斜井受保护对象应包括绞车房、景田、斜井井筒及井底车场。井口围护宽度应为10m。（4）当斜井大巷、上、下山位于煤层中时，其保护煤柱宽度，可按本矿区或与本矿区条件类似的矿区经验确定；或根据实测资料用分析法确定。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。2. 断层带几井田径界煤柱的留设断层带及井田境界煤柱可按照实习矿井所留设煤柱尺寸获取3050m的煤柱宽度来计算。并不是所有的地面建筑物、河流等均须留置保护煤柱，设计时应结合实习井的具体情况和“三下”采煤理论进行分析。（二） 本井田边界煤柱留设及断层、井筒周边煤柱的留设井田边界煤柱留设为40m；断层带煤柱留设为40m；井筒周边煤柱留15m。2.2.3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。式中： q-块段储量，ts-块段平面积，s2m-块段平均厚度，m-煤层平均倾角，度-煤的容重，取1.4 2.2.4储量计算评价本矿井的煤层发育比较完整，倾角在22度左右，属于缓倾斜煤层，厚度平稳，断层数量较少，水文地质等条件简单，储量计算可靠。煤层储量见表表21 煤矿储量计算表煤层号面积/m2工业储量/mt永久煤柱/mt可采储量/mt占总储量百分比1723.691063812.6925.3124.5%2114.9310624.55.6818.8218.22%22-114.3110623.974.3619.6118.99%22-210.5610615.56.079.439.13%2311.62106175.811.210.84%3018.5610628.349.4218.9218.32%总计147.3144.02104.162.3矿井工作制度 生产能力 服务年限2.3.1矿井工作制度依据煤矿安全规程、煤矿生产许可法等有关规定，结合兴山矿的实际情况，拟制定工作制度如下：设计年工作日330天，日提升14小时，采用“三八”作业制，两班生产，一班准备。2.3.2设计生产能力和服务年限一. 根据煤炭工业矿井设计规范，矿井的设计生产能力如下表：表22 设计生产能力表名称井型(mt/a)大型矿井1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0及以上中型矿井0.45、0.60、0.90小型矿井0.09、0.15、0.21、0.30除上述井型外，不应出现介于两种设计生产能力的中间井型。二. 矿井设计生产能力方案比较矿井设计服务年限公式： （）式中：矿井设计可采储量，mt z可采储量，mt a生产能力， mta k矿井储量备用系数，k.31.5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=104.16/（0.91.4）=82.9年方案二：tz/ak=104.16/（1.21.4）=62年方案三：tz/ak=104.16/（1.51.4）=49.7年从保证矿区均衡生产来看，井型较大的矿井对保证矿区产量起骨干作用，其服务年限也应略长些，因本井田地质储量大，可采储量多，所以该矿井生产能力为1.20mt/a，矿井服务年限为62年。10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区地面标高在250至+150m之间属于丘陵区，地区起伏不大，矿区煤层赋存稳定，断层少但落差大，大的断层都作为矿区的边界，矿区附近各个矿井井型不同，开拓方式以立井开拓、斜井开拓居多，平硐开拓少见。3.1.2影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况1.该井田所在位置属于丘陵地形，南北两侧高。工业场地宜选择在相对比较开阔的阶地上，标高高于+150m.2.井田内煤层埋藏深度不深，煤层倾角20左右。本矿井所采6层煤间距都在10m左右，所以采用联合开采的方式。3.煤层平均倾角约20，且含水层较少，可以采用上山开采。4.构造简单无大、中型构造，有f5、f7、f8三条断层。5.顶、底板为粉砂岩，粉细砂岩等硬质岩层，稳定性较好。确定井田开拓方式的原则：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，尢其是初期建设工程量，节约基建工程量，加快矿井建设。合理集中开拓布置，简化生产系统，避免生产分散，为集中生产创造条件。合理开发国家资源，减少煤炭损失。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。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，使主要巷道经常性保持良好状态。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。根据用户需要，应将不同煤质，煤种的煤层分别开采。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：根据兴山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。现依据兴山井田的地形，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i 立井开拓方案ii 斜井开拓以上两种井筒开拓方案技术比较如下：（一）立井开拓优点：1. 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2. 机械化程度高，易于自动控制。3. 井筒为圆形断机结构合理，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：1. 井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，地面工业建筑，井筒装备，井底车场及硐室都比投资少。2. 井筒装备和地面建筑物少，不用大型提升高备，钢材消耗量小。3. 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。适用条件：煤层赋存深度2001000m，含水砂层厚度20400m，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。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。技术评价：根据井田的地表情况，地质构造，煤层赋存等因素，采用立井开拓方案可行。本矿井田的地表，地质构造，煤层赋存等因素，适合采用立井开拓，故此方案在技术上可行。（二）斜井开拓斜井与立井相比有如下优点：1. 井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，地面工业建筑，井筒装备，井底车场及硐室都比投资少。2. 井筒装备和地面建筑物少，不用大型提升高备，钢材消耗量小。3. 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：1. 在自然条件相同时，斜井要比立井长得多。2. 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，采用多段绞车提升，转载环节多，系统复杂，更要多占用设备和人力。3. 由于斜井较长，沿井筒敷设管路，电缆所需的管线长度较大。4. 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。5. 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,有时难以通过。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250m水平标高，根据煤层的赋存情况不宜采用斜井开拓。兴山矿井田赋存深度为200m450m在技术上是不可行的。10井筒开拓方案示意图图31 方案一 立井开拓方式 图32 方案二 斜井开拓方式表33 比较方案费用表 方 案项 目方 案方 案工程量/米单价/元米-1费用（万元）工程量/米单价/元米-1费用（万元）主井井筒340900030616003000480副井井筒3359000301.514003000420主石门120025003006002500150运输大巷665022001463665022001463回风大巷665018501230.25665018501230.25合 计费用(万元)3600.753743.25比 较-142.53.2.2井筒的位置井口位置的选择是整个井田开拓的重要组成部分之一。要经过综合的技术经济比选后择优确定，特别是提升煤炭的主井井筒位置还要与地面生产系统、工业广场布置相协调，所需要考虑的主要因素和原则如下：（一）井下条件：1. 应该布置在井田走向的储量中央或靠近中央位置，使井田两翼可开采的储量基本平衡；2. 井筒应尽量避开或较少的穿过地质及水文复杂的地层或地段；（二）地面条件：1. 井筒位置应选在比较平坦的地方，并要满足防洪设计的标准；2. 井口及工业场地位置必须符合环境保护的要求；3. 井口要避开地面滑坡、岩崩、雪崩、泥石流、流砂等危险地区；4. 井口位置要与矿区总体规划的交通运输、供电、水源、居住区、辅助企业等的布局相协调，使之有利生产、方便生活。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央，坐标为：主井：101150、111600副井：101130、1117003.2.3开采水平的数目及标高煤层赋存为倾斜状态时，一般由浅部向深部开采，以达到工程量少、建设速度快、投资省、成本低的效果。根据煤层的赋存条件和倾斜长度，一个井田可以单水平开采，亦可以多水平开采（从上往下逐水平开采）。每个开采水平设井底车场和运输大巷，供该水平各采区煤的外运、辅助运输和通风用。随着科学技术在煤矿事业方面的迅猛发展，高智能机械化在煤矿范围内的应用，高产高效矿井的产生，在一个水平生产，12个工作面就可以达产。这就要求在工作面的长度、采区数量及水平的走向等方面多下工夫研究。本设计井田水平标高的确定主要考虑了以下几个因素：必须要有合理的水平服务年限；生产成本；煤层赋存条件及地质构造；区段平巷及主要硐室的位置应尽量处于较稳定的岩层内。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：单水平上下山开采 水平标高-200m 服务年限62年方案二：两水平上山开采 水平标高 50m,350m 一水平服务年限32a 二水平服务年限30a参照上述二种方案的各项数据，各方案评价如下：方案一：该方案的阶段垂高，设计不符合煤矿安全规程规定，初期投资大，见效慢，本方案不可取。方案二：该方案的一水平服务年限及垂高均符合煤矿安全规程规定，根据本井田的实际情况，本方案技术上可行。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，敷设管线。对大巷的基本要求是便于运输，利于掘进和维护，能满足矿井通风安全的需要。根据煤层埋藏特征和煤炭设计规范的有关规定，并考虑到各煤层的间距较小，宜采用集中大巷，采区联合布置方式，为减少煤柱损失和 保证大巷维护条件，运输大巷布置在30#煤层的底板下的厚砂岩中，上水平的运输巷用做下水平的回风巷，这样有利用井下运输效率。生产系统较简单。开拓巷道布置方式的选择开拓巷道是指为全矿井、一个水平或若干采区服务的巷道，如井筒、井底车场、主要石门、运输大巷和回风大巷（或总回风道）、主要风井等。（一）运输大巷的布置：运输大巷服务于整个开采水平的煤炭和辅助运输（人员、矸石、材料、设备等）以及通风、排水和管线的铺设，服务年限的考虑。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。本设计井田的可采煤层为17#、21#、22-1#、22-2#、23#、30#号煤层，各煤层的煤质相同，不需要分采分运。所以根据本井田的实际情况，本井田采用集中运输大巷和采区式石门布置方式。（二）方案比较：根据规定，对技术可行的方案进行经济比较 方案一、分组集中运输大巷 方案二、集中运输大巷表34 开拓方案技术分析比较表方 案优 点缺 点适 用 条 件方案一1、总的巷道工程量较少2、生产比较集中3、采区巷道联合布置4、大巷维护容易，运输条件好石门长度较大1、可采煤层数目多，间距大小不同2、采区巷道为分组集中联合3、井底车场在煤层群上部或中间时，初期工程少，工期短方案二1、大巷工程量少2、生产区域比较集中，运输条件好3、采去行道集中联合布置，开采程序比较灵活，开采强度大4、大巷维护容易1、总的石门长度大2、初期工程量大3、建井时间较长4、有反向运输1、煤层间距大2、井田走向长度大，服务年限长3、下部煤层底版有坚硬岩层，采区尺寸大，石门长度短3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1井筒形式和数目本设计井田采用双立井的开拓方式，即主井，副井作用 主井：提升煤炭；副井：提矸、升降人员、下放材料和设备及兼作进风井。详见井筒开拓方案示意图：图35 方案一 立井开拓图36 方案二 斜井开拓3.3.2井筒位置及坐标确定井筒坐标为：主井：101150、111600副井：101130、111700确定井筒位置的理由是：运输大巷的运输费用较少，便于巷道维护，保护煤柱的数量少，压煤量少，并且符合环境保护的要求，有利生产，方便生活。1 103.3.3水平数目及高度本井田煤层倾角小，走向长度长，不利于用单水平开采并且煤层赋存较深，如选用单水平数目运输问题不满足规定无法解决。必须设辅助水平则引起投资费用增加和生产分散，由于运输、提升等技术设备的发展，对缓倾斜煤层矿井规定垂高为：150 m至250m，但实际工作中已经比规定中有较大提高，大型矿井水平垂高对于缓倾斜增加到200m至400m，故此矿中选用二水平，垂高最大为350m，满足技术要求和生产需要是较合理的水平数目。一水平标高为-50米，阶段垂高为300米，二水平标高为-350米，阶段垂高为300米，用上山式开采。3.3.4石门 大巷数目及布置本井田煤层倾角小，并且煤层赋存较深，不利于用单水平，如选用水平数目过少则上山长度不满足规定。必须设辅助水平引起投资费用增加和生产分散，由于运输、提升等技术设备的发展，对缓倾斜煤层矿井规定垂高为：150米至250米。本矿井的煤层划分为两个水平开采，水平垂高200米。满足技术要求和生产需要，是较合理的水平数目。该设计矿井大巷，石门断面的各项内容见图图37 大巷断面图图38 石门断面图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生产和产量。（一）设计依据包括：矿井开拓方式；井筒及数目；矿井设计生产能力及工作制度；矿井主要运输巷道的运输方式；矿井地面及井下生产系统的布置方式等。（二）设计要求：井底车场设计时，应该考虑到增产的可能性；所以井底车场富裕通过能力应大于矿井设计生产能力的30%；尽可能提高井底车场的机械化水平，提高井底车场通过能力；井底车场线路布置应该结构简单，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，便于施工和维护应该考虑主、副井之间施工时便于贯通等。（三）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；（四）井底车场形式选择：表39 立井井底车场的基本类型表类 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，有足够长度的布置存车线1、90-150万吨/年的矿井2、刀形车场适于60万吨/年的矿井，增加回车线，能力可提高到90-120万吨每年斜式1、存车线与主要运输大巷分段2、主要运输大巷可局部作回车线1、适于60-90万吨/年的矿井2、地面出车方向受限制时应用卧式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60-90万吨/年的矿井折返式梭式利用主要运输大巷作井，井空重线、调车线和回车线适于45万吨/年的矿井，利用大型底卸式矿车可用于大型矿井尽头式利用石门作主井空、重车线适于45万吨/年的矿井，利用大型底卸式矿车可用于大型矿井 综上所述，结合本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，初步拟定本设计井田井底车场形式为卧式环形车场，采用两翼来车的形式。10 143.3.6煤层群的联系本矿井共有四层煤，即：17#、21#、22-1#、22-2#、23#、30#号煤层。采用6层联合开采的形式，大巷布置在30#煤层的底板岩石中。开采时采用下行式开采。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：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；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。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。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；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；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；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；开采多煤层的井田，应尽量联合布置采区，搞集中生产；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，划分的具体情况如图310 采区划分示意图 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： 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：锚喷支护井筒穿过岩层主要为细砂岩。井筒支护见表表311 立井井筒支护类型类型名称采用材料适用情况优缺点砌筑式砂浆、料石、混凝土、预制块取材方便的普通法造井，井筒使用近年来，冻结法井筒在膨胀粘土层做临时支护1、