采矿工程毕业设计（论文）-鸡西矿业集团城子河矿0.9Mta新井设计[4]【全套图纸】

I 摘摘 要要 该设计矿井为鸡西矿业集团城子河煤矿的新井设计，设计生产能力为 0.9Mt/a，服务年限 63a。井田共划分为 2 个水平开采，井田内有 4 层可采煤 层。井田平均走向长 4150m，平均倾斜长 3800m，煤层平均倾角 11，属缓倾 斜煤层。 本设计矿井采用双立井和集中大巷布置方式。共划分 19 个带区，其中首 带区为 1 个，达产工作面 1 个。由于井田倾斜长度较大，且为缓倾斜煤层，以 及煤层地质条件等因素影响，决定本井田内全部采用倾斜长壁采煤法开采,工 作面全部为年工综合机械化采煤。作日为 330 天，采用“三、八”式工作制， 工作面长为 200m，每刀进度为 0.8m，每日割六刀。 提升设备为主井采用箕斗提升，副井采用罐笼提升。 由于本人所学知识有限，并缺乏相应的现场经验。因此，本设计中难免会 出现一些问题，请各位老师不吝指正。 关键词关键词: : 采煤工艺 倾斜开采 综合机械化 缓倾斜煤层 全套图纸，加全套图纸，加153893706153893706 II Abstract This design mine pit for Jixi mining industry collection round wall sub-river coal mine new shaft design,Design productivity is 0.9Mt/a, service life 63a.Well field altogether division is 2 level mining,in the well field has 4 to be possible to mine coal the level.The well field moves towards long 4150m equally,medium bank long 3800m,coal bed average inclination angle 11,is the easy gradient coal bed. This design mine pit uses the double vertical shaft and concentrates the big lane arrangement way.Because the well field incline length is big,also is the easy gradient coal bed,as well as factor influences and so on coal bed geological condition,decided in this well field uses completely inclines long wall mining coal law mining,Working surface completely for synthesis mechanization mining coal.The year working day is 330 days,using“ three eight“type working system,the work face length is 200m,each knife progress is 0.8m,shears six knives every day. The lift technique primarily well uses the ore basket promotion, the vice-well uses the cage promotion,Because myself study the knowledge to be limited, and lacks the corresponding present s experience.Therefore, in this design can have some problems III unavoidably, asks fellow teachers the liberal with to point out mistakes. Key words: Mining coal craft Inclined mining Synthesis mechanization Easy gradient coal bed 绪论绪论 毕业设计是对我们大学四年所学知识的检验，可以考察我们综合运用的能 力。通过大学四年的学习，我掌握了很多专业知识，这对能够良好的完成毕业 设计打下了坚实的基础。我毕业设计的题目是：黑龙江省鸡西市城子河煤矿新 井设计。我在毕业实习中收集到了很多城子河煤矿的资料，我的设计基本都是 依据这些资料来进行的。由于是新井设计，所以井下所有系统都要由我来完成， 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 计中用到了非常多的专业知识，主要有采煤工艺、方法，通风、CAD 制图以及 很多电脑知识。由于本矿煤层是小倾角，所以我采用的一种新的方案：反倾向 的巷道布置。它有很多优点，不需要布置上下山，因此，可以节省很多开采费 用，也更利于矿井的生产和管理。设计中通过大量的方案比较，最终得到最优 方案。力求做到技术上可行，经济上合理。 通过此次毕业设计，我学到了更多的东西，其中包括理论知识和对问题的 灵活处理。相信对我将来的工作会有非常有益。 IV 目录目录 摘要.I AbstractII 绪论.III 第一章 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 气象和地震情况.2 1.1.4 井田附近工矿农业概况及建设情况.2 1.1.5 矿区材料水电的供给情况2 1.2 地质特征 2 1.2.1 矿区内的地层情况.2 1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造.4 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.5 1.2.5 井田内的水文地质情况.5 1.2.6 沼气、煤尘及煤的自然性.5 1.2.7 煤质牌号及用途.6 第二章 井田境界、储量、服务年限7 V 2.1 井田境界 7 2.1.1 井田境界确定的依据.7 2.1.2 井田的未来发展情况.7 2.2 井田储量 7 2.2.1 井田储量的计算.7 2.2.2 保安煤柱.8 2.2.3 储量的计算方法.8 2.2.4 储量计算方法的评价.9 2.3 矿井的工作制度、生产能力、服务年限 .10 2.3.1 矿井的工作制度10 2.3.2 矿井设计生产能力的确定原则10 2.3.3 矿井服务年限.11 第三章 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的概述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 12 3.2.1 井筒形式和井口位置12 3.2.2 开采水平数目和标高13 3.2.3 开拓巷道的布置14 3.3 选定开拓方案的系统描述 25 3.3.1 井筒形式和数目25 3.3.2 井筒位置及坐标25 3.3.3 水平数目及高度25 3.3.4 石门、大巷(运输大巷、回风大巷)数目及布置 .25 3.3.5 井底车场形式的选择26 3.3.6 煤层群的联系27 3.3.7 带区划分28 3.4 井筒布置和施工 29 3.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护29 3.4.2 井硐布置及装备29 3.4.3 井筒延伸的初步意见33 3.5 井底车场及硐室 .33 3.5.1 井底车场形式的确定及论证33 3.5.2 井底车场的布置、存储线路、行车线路布置长度34 VI 3.5.3 井底车场通过能力验算.35 3.5.4 井底车场主要硐室38 3.6 开采顺序 38 3.6.1 沿煤层走向的开采顺序39 3.6.2 沿煤层倾斜方向的开采顺序.39 3.6.3 带采区接续计划.39 3.6.4 三量的控制情况 .40 第 4 章 带区巷道布置及带区生产系统.43 4.1 带区概述 43 4.1.1 设计带区的位置、边界、范围、带区煤柱 .43 4.1.2 带区的地质和煤层情况 .43 4.1.3 带区的生产能力、储量及服务年限 .43 4.2 带区巷道布置 44 4.2.1 区段划分 .44 4.2.2 带区斜巷布置 .45 4.2.3 带区车场布置 .45 4.2.4 带区煤仓形式、容量及支护 .48 4.2.5 带区硐室简介 .49 4.2.6 带区工作面接续 .50 4.3 带区准备 50 4.3.1 带区巷道的准备顺序 .50 4.3.2 带区主要巷道的断面示意图及支护方式 .50 第 5 章 采煤方法.53 5.1 采煤方法的选择 53 5.1.1 采煤方法选择的制约因素 .53 5.1.2 采煤方法的选择 .53 5.2 回采工艺 53 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 .53 5.2.2 选择采面循环方式和劳动组织形式 .55 第 6 章 井下运输和矿井提升.58 6.1 矿井井下运输 .58 6.1.1 运输方式和运输系统的确定58 6.1.2 矿车的选型与数量58 6.1.3 采区运输设备的选择59 62 矿井提升系统60 VII 6.2.1 矿井主提升设备的选择及计算60 第 7 章 矿井通风与安全.62 7.1 矿井通风系统的确定 62 7.1.1 概述 .62 7.1.2 主扇工作方式的确定： .62 7.2 风量计算与风量分配 63 7.2.1 风量计算 .63 7.2.2 风量分配 .66 7.2.3 风量调节方法与措施 .67 7.2.4 风速的验算 .67 7.3 矿井通风阻力的计算 68 7.3.1 确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力 .68 7.3.2 矿井等积孔的计算 .71 7.4 通风设备的选择 72 7.4.1 主扇的选择计算 .72 7.4.2 电动机的选择 .73 7.4.3 反风措施 .73 7.5 矿井安全技术措施 73 7.5.1 预防瓦斯及煤尘爆炸 .73 7.5.2 火灾与水患的预防 .74 7.5.3 其他事故的预防 .74 第 8 章 矿井排水.76 8.1 概述 76 8.1.1 矿井水来源及涌水量 .76 8.1.2 对排水设备的要求 .76 8.2 矿井主要排水设备 77 8.2.1 排水方式与排水系统简介 .77 8.2.2 主排水设备及管路的选择计算 .77 第 9 章 技术经济指标.81 总结83 致谢84 参考文献85 附录 1 中文翻译 .86 附录 2 英文原文93 VIII 1 第一章第一章 井田概况及地质特征井田概况及地质特征 1.1 井田概况井田概况 1.1.1 交通位置 城子河矿位于鸡西市鸡西火车站东北，距离约 5 公里。矿内有运煤专用铁 路与国铁林密线与鸡西车站相连，距离为 7.5 公里，往东至正阳煤矿 6.5 公里。 此外还有公路通往鸡西、勃利、哈达、四海店等地，交通便利。地理坐标为东 经北纬。如图（1-1） 0 1303340 0 452040 滴道矿 城子河矿 正阳矿 杏花矿 东海矿 通密山 鸡东 通密山 鸡西 鸡西矿务局 张新矿 二道河子矿 小恒山矿 恒山矿 水 源 地 通桦木林场 石墨矿 柳毛矿 至牡丹江 滴道 至林口 交通位置图 比例尺 1：600000 2 1.1.2 地形地势 井田地形呈丘陵起伏。区内有四条河流，穆陵河、城子河、正阳河、白石 河。其中穆陵河最大，该河在本井田深部流过，对本井田影响不大，此外城子 河、正阳河，白石河均在井田内流过，是季节性小河，冬季干涸。对深部开采 影响也不大。 1.1.3 气象和地震情况 该地区属于大陆性气候，年降水量在 325.7692.3mm,年蒸发量在 1095.51430.6mm，年平均风速 4.14.7m/s 风向多为西北风。最高气温 ，最低气温。结冻期由 11 月初至次年 4 月，结冻深度一般在 2.0 0 38 C 0 33 C 米。依据国家地震局资料，最大地震在 3.43.6 级。 1.1.4 井田附近工矿农业概况及建设情况 本井田周围为农业区，基本无其他企业。井田没有在建、生产、关闭的小 矿。在井田外 6.5km 处有正生产的鸡西矿物局正阳煤矿。矿井瓦斯涌出量不 大，属低沼气矿井。 1.1.5 矿区材料水电的供给情况 本区内第四系地层广泛分布，地下含水量极其丰富，水源充足。 矿区东 部还有一座规模较大的砖瓦厂，供给市内用。建井用的各种材料均可就近购买。 矿区电源来源于鸡西发电厂，电压 35 千伏。变电所设有 35、3.15、56 千伏安 三相变压器及 4000 千伏安变压器各两台。 1.2 地质特征地质特征 1.2.1 矿区内的地层情况 全矿地层为向南倾斜的单斜构造，一般倾角在之间，矿山内断层很 00 812 少，城子河矿水文地质条件简单第四纪含水层叫发育矿井涌水随季节变化。 本井田的可采煤层均赋存在上侏罗系鸡西群城子河组，鸡西群穆棱组。第 三系地层处均广泛分布，该地区由粉沙岩，泥岩组成，岩石胶结松散，以灰绿 色为主，厚度变化不大。地层综合柱状图（12） 3 煤 矿立 井 地 层 综 合 柱 状 地层层序 层统系界 新 界 生新 系 全 四 第 统 冲积层 柱 状 (西 东) 厚 度 最小 最大接 触 关 系 不 整 合 整 合 间 距 层厚 地 层 描 述 由砾石粗砂。中砂。细砂组成，上复有亚粘土 和腐植土，分布在穆棱河冲积平原及其几个 支流的两侧，多为河床的冲积物。 上部是灰绿色，细砂岩为主，白色中砂岩次 之，夹35层黄绿凝灰质泥岩和薄煤层数层 可采13层 下部以灰白色粗砂岩、和细砂岩为主，夹凝 灰岩和煤层，岩性往下变粗局部为含砾砂 岩，复盖在城子河含煤组这上。 西采煤厚1.5 往东厚1.9 西部1.9 ，往东浅部2.0 深部变厚2.5MM M 720800 78.01.7 14-2 . 0 1.8-2.6 2.2014 10 -18 界系群 生 罗西 组 中侏鸡 城 穆 棱 组 层 号 平均 0-20 10 600 - 780 690 (K Z ) (Q)(Q 4) (J3m) (J3ch) (Mz) (J)(J3) 36B# 36A# 1.6 1. 2-2 . 0 岩性主要以各种粒度的灰灰白岩白色 砂岩和沙砾岩 下部以灰白色粗砂岩、和细砂岩为主，并伴凝 灰岩和煤层，岩性往下变粗局部为含砾砂 是砂岩和沙页岩，砾岩等，胶结好，致密坚硬 此层发育稳定，凝灰岩厚度在0.05-0.07 煤层变化较大，厚度在1.2-2.0米 主要是沙岩 8# MM 子 河 含 煤 城 子 河图 1.9 1.6 . 2.1 23# 例例例例例例例例例例1.6-2.1例 地层综合柱状图（12） 4 1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造 该井田地层倾角在，基本构造形态为南倾的单斜构造，区内共有号 0 8 0 12 断层一条，为正断层，断距 2030 米， 特征如下表 断层特征表 11 基本特征 序 号 断 层 号 与 煤 层 走 向 关 系 走向倾向倾角性 质 落差/米 摆 动 可 靠 程 度 影 响 范 围 1F1斜 交 南北东西 0 12 正2030 5 可 靠 整 个 井 田 1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征 全区共有可采煤层 4 层，全部可采，稳定性非常好。见表（12） 城子河煤矿煤层及顶底版板岩性特征表（12） 厚度/米层间距 煤层号最大-最小 平均 最大-最小 平均 顶板岩性底板岩性可采程度稳定程度 36B#2.52.1 2.2 29.520.5 25 砂页岩 砂岩 砂岩全层可采全层稳定 36A#2.01.4 1.7 4743.5 45 砂岩 凝页岩 砂岩 凝灰岩 全层可采全层稳定 23#2.01.2 1.9 6655.5 60 砂岩 页岩 砂岩 灰岩 全层可采全层稳定 8#1.81.3 1.6 砂页岩 砾岩 砂岩 泥岩 全层可采全层稳定 5 1.2.4 岩石性质、厚度特征 城子河组为鸡西的的主要含煤层之一，下部砂岩开始到上部的砂岩止，由 灰色砂岩和页岩泞灰岩组成，见表（13）厚度南北不一，由-650 米到-710 米。 （14）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 102kg/cm3 抗拉强度 102 kg/cm3 变形模量 102kg/c3 弹性模量 kg/cm3 砂岩2.02.65252200.50.40.58110 砾岩2.32.65151150.21.50.8828 泥岩2.7 2.851.65.212.830.62.027510 灰岩2.22.75205200.52.018510 页岩2.02.416301100.21.013.528 石英2.652.70.120.515351.03.06 20620 1.2.5 井田内的水文地质情况 城子河矿矿区地势北高南低，地下水成因的类型为第四纪冲击层孔隙水及 基岩风化的裂隙水，矿井涌水量随大气降水而变化，水文地质条件简单，矿井 涌水量较小。目前矿井正常涌水量 240 /h 最大时650/h。含水层分布于煤 3 m 3 m 层底板中岩石裂隙和构造裂隙中，随着矿井的深度增加有含水程度减弱的趋势。 穆棱河离本矿的上方较远，向东逐渐流向立井井田的深部。本井的地层为陆相 沉积地层，组成的岩性多为细粒物质，岩石的胶结良好，坚硬致密，地下水主 要赋存与裂隙中。 1.2.6 沼气、煤尘及煤的自然性 城子河矿在开采范围内各煤层煤尘爆炸指数在 33%67%之间，属于有煤 尘爆炸危险的煤矿。 城子河全矿为低瓦斯突出煤矿，瓦斯的相对涌出量是:8.7/h。未来各煤 3 m 层瓦斯的涌出量随着开采深度的不延伸，涌出量有逐渐的增大的趋势。但基本 对开采无影响。 6 1.2.7 煤质牌号及用途 全区可采煤层 4 层，均属中厚煤层，媒质程度中等，灰分 6.038.3%挥 发分 26.539.6%，胶质层厚度 9.124.4mm 煤种皆为 1/3JM，煤的发热量多 在 5000 大卡/千克以上.原煤挥发分：26.3740.90%。胶质煤层厚度： 825mm。 煤中含硫量：0.250.55%属于低硫煤。 含磷量：0.00200.027%属于低磷煤。 发热量：56488130 卡/克 一般作为炼焦煤使用。煤经洗选加工后可做为优良的配焦和化工精练，副 产品可供动力或民用。 7 第二章第二章 井田境界、储量、服务年限井田境界、储量、服务年限 2.1 井田境界井田境界 2.1.1 井田周边状况 本矿井东西部均以断层为界，深部以 -700 米标高为技术境界。井田走向 4.1 公里，倾向 3.8 公里，井田面积 15.6 平方公里。东部在勘探时为了增加本 井深部储量，经勘探结果分析以断层为界。 2.1.1 井田境界确定的依据 井田境界确定的依据： 1、保证井田的合理尺寸中型矿井走向不小于 4000 米； 2、要适于选择井筒位置，合理安排地面生产系统和各建筑物； 3、划分的井田范围要为矿井发展留有空间； 4、以井田的勘探边界为矿界； 5、以地理地形、地质条件作为划分井田境界的依据； 2.1.2 井田的未来发展情况 随着技术的进步和勘探水平的全面提高，井田范围内的储量会越来越精确， 开采方法会进一步提高，可能在更深部发现可采煤层。产量会超过设计生产能 力！ 2.2 井田储量井田储量 2.2.1 井田储量的计算 矿井工业储量是指平衡表内 A+B+C 级储量的总和。矿井可采储量是指矿井 设计储量减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道及上下山保护煤柱后乘以 采区回采率的储量。 8 矿井设计储量是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、构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量 后的储量。 2.2.2 保安煤柱 参照保护煤柱的设计原则如下： (1)在一般情况下，保护煤柱应根据受护面积边界和移动角值进行圈定。 (2)地面受护面积包括受护对象及周围的受护带 (3)当受护边界与煤层走向斜交时，洋感根据基岩移动角求得垂直与受护 边界方向的上山方向移动角和下山方向移动角，然后再确定保护煤柱。 (4)立井保护煤柱应按其深度，用途，煤层赋存条件和地形特点留设，立 井深度大于或等于 400m 的以边界角圈定，小于 400m 的以移动角圈定。为了安 全生产，本设计矿井依据煤矿安全规程 ，留设保安煤柱如下： 1.边界断层留设 30m50m 保安煤柱； 2.井田内部断层留设 30m 保安煤柱； 3.河流两侧各留设 15m 宽围护带； 4.地面建筑物留设 20m 宽围护带； 5煤层大巷两侧煤柱各宽 50100m， 按以上方法计算得： 工业广场煤柱损失：3.82 Mt； 断层保安煤柱损失：4.26 Mt； 大巷保安煤柱损失：3.52Mt 边界保安煤柱损失：6.12 Mt； 总损失为： 17.72Mt； 2.2.3 储量的计算方法 本矿有可采煤层 4 层，是 36B#、36A#、23#、8#，采用地质块段法，用求 积仪求出面积，进行斜面积换算，再乘以煤厚和容重。 计算公式： M S Q cos 式中 块段储量Q 9 块段平均面积S 煤层平均倾角 块段平均厚度M 煤的容重 2.2.4 储量计算方法的评价 具体情况如下表 表 2-1 可采煤层储量总表 煤层别面积/k 2 m 工业储量 /万吨 永久煤柱 /万吨 可采储量 占总储量 的百分比 备注 36B#12.853698.5361.92580.433.7% 36A#13.363067.1320.32304.828.7% 23#13.212264.8562.61509.620.9% 8#13.292033.4410.31294.416.6% 总计51.8111528.11665.17679.299.9% 永久煤柱包括 工业广场、井 筒、井田边界、 断层、河流建 筑 10 表 2-2 分煤层分水平储量计算表 2.3 矿井的工作制度、生产能力、服务年限矿井的工作制度、生产能力、服务年限 2.3.1 矿井的工作制度 矿井设计年工作日为 330d，每天净提煤时间 16h。采用“3、8”工作制， 两班生产，一般检修。 水 平 煤层别工业储 量 (万 t) 工业场 地 井田境 界 断层开采 损 失 其他 损 失 合计可采储 量（万 t） 36B1749.8115.182.752.420%564270611002 36A1268.390.563.940.520%42120919236 231199.395.960.138.120%37920587124 8#907.067.845.128.620%20215076032 合计5124.4371.3251.8159.620% 167 6 838133404 36B2059.40102767520%796200814788 36A1690.1079451720%613154412117 231378.2074748720%51213969828 8#1136.7056037120%44311048134 合计6243.403128203 5 20%236 4 603643357 总计11528.137135646362 1 20%404 0 1664278752 11 2.3.2 矿井设计生产能力的确定原则 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 井生产能力的大小主要根据井田储量、煤层赋存状况、地质条件等情况来 确定，还应该考虑到当前及今后市场的需煤量。根据该井田的实际情况，初步 拟定了三种矿井年生产能力方案，具体如下： 方案 A：1.2Mt/a 方案 B：0.9Mt/a 方案 C：0.6Mt/a 上述三种方案，具体选择哪一种，还应该根据矿井服务年限来确定。 2.3.3 矿井服务年限 矿井服务年限计算公式如下： T=Z /（Ak） 式中 Z 矿井设计可采储量，Mt；() c ZZP C A 矿井生产能力，Mt/a； k 矿井储量备用系数，k=1.31.5。 根据本矿井实际情况，取 k=1.4。 依据以上拟定的矿井生产能力，服务年限的确定现提出三种方案，具体如 下： 方案 A：1.2Mt/a T=Z /（Ak）= 78752/（1201.4）= 46.5a； 方案 B：0.9Mt/a T=Z /（Ak）= 78752/（901.4）= 63a 方案 C：0.6Mt/a T=Z /（Ak）= 78752/（601.4） =92.3a； 参照煤矿工业设计规范规定，方案 B 较为合理，即：矿井生产能力 为 0.9Mt/a；矿井服务年限为 T= 63a。 12 第三章第三章 井田开拓井田开拓 3.1 概概述述 3.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式的概述 本矿区地面标高在0 至28m 之间属于丘陵区，地区起伏不大，矿 区煤层赋存稳定，断层少，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、斜立井联合开拓居多，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 该区水文地质条件较单调，含水层带分布较有规律，火成岩裂痕含水且具 有导水性，断层基本无水井田被火成岩带多条且裂痕发育。部分火成裂岩墙出 露地表与冲沟及河流相通，构成岩裂痕水的补给来源，同时含水层还可能通过 火成岩墙互相连通导入井下，充水因素较多，所以要加强对裂痕性质、裂痕密 度、富水性及发育程度的调查，认真分析矿井充水条件，井田为一单斜构造， ，再加上煤层赋存较深，故采用立井开拓方式。 13 3.2 矿井开拓方案的选择矿井开拓方案的选择 3.2.1 井筒形式和井口位置 井口附近要有一定范围用以布置工业场地，其中包括主辅井生产系统建筑 物与结构物矿井工业场地占地指标。选择井井筒位置应当充分利用地形，以地 面生产条件系统布置要求，平坦地形最适合矿井建设，不仅平场工程量较小， 大型建筑物基础处理也比较简单。 1井筒形式： 井筒形式选择立井井筒开拓。由于立井井筒的适应性很强，具有通过复杂 地质地段的能力强，提升能力大，机械化程度高，易于自动控制，维护费用低， 有效断面大，通风条件好，管线短，物料和人员升降速度快等优点。 2.井口位置： 井口位置的选择是井田开拓的重要组成部分。井口位置与开拓方式要相互 协调，经综合比选后择优确定，特别是提、运煤炭的主井位置还要与地面生产 系统、工业广场布置相匹配，需要综合考虑的主要因素和原则如下： （1）井下条件： 在井田走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； 井筒应尽量避开或少穿地质及水文复杂的地层或地段； 勘探程度好及初期工程量少。 （2）地面条件： 井筒位置应选在比较平坦的地方，并且满足防洪设计标准； 井口要避开地面滑坡、岩崩、雪崩、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； 工业场地不占或少占用良田； 已确定井口位于井田走向方向的中部，但倾斜方向还不能确定，于是提出 三种沿井田倾斜方向的井筒位置方案： 方案一：井筒位于井田浅部 方案二：井筒位于井田中部 方案三：井筒位于井田深部 （3）经过简单的技术比较后认为： 井筒位于井田浅部，煤柱尺寸最小，压煤最少，但石门最长； 14 井筒位于井田中部时，煤柱尺寸稍大，但石门长度较短，且沿石门的运 输工程量也小； 井筒位于井田深部，煤柱尺寸最大，压煤量最大，且初期工程量大，石 门也较长，但对于开采井田深部煤层及井通延伸有利； 本井田煤层均为缓倾斜中厚煤层，井田走向长度不大，但倾斜长度较大， 从有利井下运输和保证初水平合理的服务年限出发，也应该将井筒布置在井田 中部或稍靠上方的位置，由此可初步确定本设计井田的井筒位置在井田的中部 稍靠上方。 3.2.2 开采水平数目和标高 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。 本设计井田水平标高的确定主要考虑了以下几个因素： 1合理的水平服务年限； 2.煤层赋存条件及地质构造； 3.生产成本； 4.水平接替 井底车场及其主要硐室的位置应尽量处于较好的岩层内。 根据上述因素，本设计井田设计提出水平划分方案如下： 方案一：井田划分两个开采水平； 一水平运输标高-350m，上山开采，水平垂高 360m； 二水平运输标高为-700m，上山开采。 方案二：井田划分三个开采水平， 一水平标高-250m， 二水平标高-500m， 三水平标高-700m。 各水平均实行上山开采水平储量及服务年限如表 3-1： 表 3-1 水平划分比较表 可采储量（万吨）服务年限（年） 15 一水平 3340.426.7 方案一 二水平 4335.734.8 一水平 2059.116.8 二水平 3553.226.5 方案二 三水平 2062.516.2 经过比较，方案一最优，故选用方案一，分两个水平开采。 3.2.3 开拓巷道的布置 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。 1运输大巷的布置： 阶段或水平主要巷道是沟通采区与井底车场的交通运输干线，并进行通风 排水及布置管线，当上一阶段采完后，又可作为下阶段开采水平的总回风道 ，其工作年限较长，如果用单一水平开拓，其工作年限与矿井服务年限相同。 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分组集中大巷， 由分组集中运输大巷开联络巷与各采区联系。自井底车场开掘主要石门与分组 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， 用采区石门联系各采区。 现依据矿井设计生产能力及技术可行角度，特提出以下二种大巷布置方式， 如图 3-1 所示： 16 5025500 5025000 5024500 5024000 5023500 5023000 5022500 5022000 8# -450 8# -500 8# -550 8# -600 8# -650 8# -700 8# -700 8# -650 8# -600 8# -550 8# -500 8# -450 8# -400 8# -100 8# -50 8# 0 8# -400 8# -350 8# -300 8# -250 8# -200 8# -150 8# -100 8# -50 8# 0 8# -350 8# -300 8# -250 8# -200 8# -150 423000 422500 422000 421500421000 420500 420000419500 F1 F 1 9 36B# -500 36B#-550 36B# -600 36B#-650 36B#-650 36B#-600 36B#-550 36B#-500 36B#-450 36B# -400 67 36B# -350 36B# -250 36B# -200 36B# -150 36B# -100 36B# -50 36B# -300 36B# 0 36B# -400 36B# -350 36B# -300 36B# -250 36B# -200 36B# -150 36B# -50 36B# 0 60 例例例例例例例 例例 例例 例例例例 例例 例例 例例 例例 419000423500 36B# -100 36B# -450 方案一：分组集中运输大巷 17 5025500 5025000 5024500 5024000 5023500 5023000 5022500 5022000 8# -450 8# -500 8# -550 8# -600 8# -650 8# -700 8# -700 8# -650 8# -600 8# -550 8# -500 8# -450 8# -400 8# -100 8# -50 8# 0 8# -400 8# -350 8# -300 8# -250 8# -200 8# -150 8# -100 8# -50 8# 0 8# -350 8# -300 8# -250 8# -200 8# -150 423000 422500 422000 421500421000 420500 420000419500 F1 F 1 9 36B# -500 36B#-550 36B# -600 36B#-650 36B#-650 36B#-600 36B#-550 36B#-500 36B#-450 36B# -400 67 36B# -350 36B# -250 36B# -200 36B# -150 36B# -100 36B# -50 36B# -300 36B# 0 36B# -400 36B# -350 36B# -300 36B# -250 36B# -200 36B# -150 36B# -50 36B# 0 60 例例例例例例例 例例 例例 例例例例 例例 例例 例例 例例 419000423500 36B# -100 36B# -450 方案二： 集中运输大巷 图 3-1 大巷布置图 方案一：分组集中运输大巷 方案二：集中运输大巷 详细技术比较见表 3-2： 18 表 3-2 大巷布置比较表 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. 生产区域比较集中，运输条件 好 3. 采区巷道集中联合布置，开采 程序比较灵活，开采强度大 4. 大巷维护容易 特点分组集中大巷布置集中大巷布置 缺点 1石门长度较长 2掘进工程量大 1. 总的石门长度大 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， 工期长 1. 煤层间距小 2. 井田走向长度大，服务年限长 3. 下部煤层底版有坚硬有岩层， 采区尺寸大，石门长度短 依据本井田的地质条件及煤层赋存状况：本井田共有可采煤层 4 层，即 36B#、36A#、23#、8#，其中 36B#与 36A#平均间距 25m,36A#与 23#煤层平均间 距 45m。23#、和 8#相距 60 米针对上述情况，有对比表可知，本井田适合于集 中大巷布置，所以采用方案二。 2开拓和巷道布置 在一定的井田地质条件、开采技术条件下，矿井开拓巷道有多种布置方 式，开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。合理的开拓方式，一般应在技术可 行的多种开拓方式中进行技术经济分析比较后，才能确定。 根据本设计的矿井的条件，特列如下方案进行比较： 方案一：总石门分煤层大巷带区材料车场及带区入风石门分 带运输巷及运料巷倾斜长壁回采工作面； 方案一开拓及巷道布置如图 3-2 所示： 19 423000 422500 422000421500421000420500420000419500 5022000 5022500 5023000 5023500 5024000 5024500 5025000 419000418500 7# 0 7# -50 7# -100 7# -150 7# -200 7# -250 7# 300 7# -350 7# -400 7# -450 7# -500 7# -550 7# -600 7# -700 7# -750 7# -650 7# 0 7# -50 7# -100 7# -150 7# -200 7# -250 7# -300 7# -350 7# -400 7# -450 7# -500 7# -550 7# -600 7# -650 7# -700 36B# -450 36B# -500 36B#-550 36B#-600 36B#-650 36B#-650 36B#-600 36B#-550 36B#-500 36B#-450 36B# -400 67 36B# -350 36B# -250 36B# -200 36B# -150 36B# -100 36B# -50 36B# -300 36B# 0 36B# -400 36B# -350 36B# -300 36B# -250 36B# -200 36B# -150 36B# -100 36B# -50 36B# 0 回风石门 一水平总石门 分带运料回风巷 分带运输入风大巷分煤层运输大巷 分煤层回风大巷 带区材料车场 带区煤仓 风井 风井 L 图 3-2 方案一开拓及巷道布置图 方案一的优点如下： 由于方案一用总石门贯穿所有煤层，总石门、分煤层大巷和带区车场中可 以选用同一种运输设备，分煤层大巷与分带巷道之间再没有斜巷联系，所以， 模式一的运输段数最少。 方案一的缺点如下： （1）由于煤层倾角小，造成各水平总石门长度大，工程量大； （2）每层煤都要掘进多条分煤层大巷，分煤层大巷总条数过多，井田开 拓掘进总工程量大，给费用和成本带来了过重的负担； （3）由于巷道多，总工程量大，所以巷道维护量大，维护费用高； （4）由于带区材料车场和带区入风石门（也担负掘进运矸的任务）是从 煤层底板穿向煤层，煤层倾角缓，要留大量的护巷煤柱；总石门和两翼回风石 门较长，压煤量较多；所以煤炭采出率低。 （5）由于工程量大，又是单层开拓、扒皮式回采，所以采掘干扰严重； （6）各煤层的分煤层运输大巷和回风大巷处在下层煤下山阶段的上方， 回风立井处在井田边界附近，煤层之间几乎不能实现同采，一般为扒皮式回采， 给各煤层间的搭配开采造成极大的困难，矿井生产期内的产量、煤质、煤种等 20 综合指标不稳定； （7）由于井田境界是铅垂划分，一、二水平是水平划分，造成上部煤层 俯斜工作面可推进长度过长，下部煤层俯斜工作面可推进长度过短，使得每层 煤的仰、俯斜回采工作面可推进长度不均匀，分带接续不均衡，增加了分带巷 道运输费用； （8）通风网路较长，通风费用较高； （9）当井田内存在倾向断层时，分煤层回风大巷要频繁找煤，大巷的弯 道数量增加，影响运输设备的运行速度且增加投资，所以，该模式对构造适应 能力差； （10）每层煤的护巷煤柱较大，在有自然发火危险的煤层中，护巷煤柱压 裂 方案二：首层：分煤层大巷带区车场及带区石门分带运输巷及运 料巷倾斜长壁回采工作面；其它层：集中大巷反斜集中斜巷分煤 层大巷带区材料车场及带区入风石门分带运输巷及运料巷倾斜长 壁回采工作面； 方案二开拓及巷道布置如图 3-3 所示： 423000 422500 422000421500421000420500420000419500 5022000 5022500 5023000 5023500 5024000 5024500 5025000 419000418500 7# 0 7# -50 7# -100 7# -150 7# -200 7# -250 7# 300 7# -350 7# -400 7# -450 7# -500 7# -550 7# -600 7# -700 7# -750 7# -650 7# 0 7# -50 7# -100 7# -150 7# -200 7# -250 7# -300 7# -350 7# -400 7# -450 7# -500 7# -550 7# -600 7# -650 7# -700 36B# -450 36B# -500 36B#-550 36B#-600 36B#-650 36B#-650 36B#-600 36B#-550 36B#-500 36B#-450 36B# -400 67 36B# -350 36B# -250 36B# -200 36B# -150 36B# -100 36B# -50 36B# -300 36B# 0 36B# -400 36B# -350 36B# -300 36B# -250 36B# -200 36 B# -150 36B# -100 36B# -50 36B# 0 回风石门 一水平总石门 分带运料回风巷 分带运输入风大巷 带区运输入风斜巷 带区煤仓 风井 风井 带区运料回风斜巷 分组集中回风大巷 分组集中运输大巷 回风石门 L 图 3-3 方案二开拓及巷道布置图 21 方案二的优点如下： （1）一水平井筒较短，建井工期较短，初期投资较低；（2）每层煤仰、 俯斜回采工作面的推进长度相差较小，分带接续较均衡，分带巷道运输费较低； （3）分带运输巷和分带运料巷掘进通风较容易。 方案二的缺点如下： （1）与方案一比较每层煤都要掘进多条分煤层大巷，分煤层大巷总条数 过多，井田开拓工程量大掘进总，给生产成本带来了过重的负担。 （2）由于带区材料车场和带区入风石门（也担负掘进运矸的任务）是从 煤层底板穿向煤层，煤层倾角缓，要留大量的护巷煤柱；集中斜巷和两翼回风 斜巷较长，压煤量较多；所以煤炭采出率低。 （3）由于工程量大，又是单层开拓，所以采掘干扰严重。 （4）由于巷道多，总工程量大，所以巷道维护量大，维护费用高。 （5）各煤层的分煤层运输大巷和回风大巷处在下层煤下山阶段的上方， 回风立井处在井田边界附近，煤层之间几乎不能实现同采，一般为扒皮式回采， 给各煤层间的搭配开采造成极大的困难。 （6）当井田内存在倾向断层时，分煤层回风大巷要频繁找煤，分煤层运 输大巷的弯道数量增加，影响运输设备的运行速度且增加投资，所以，该模式 对构造适应能力差。 与方案一类似，一般在井田走向短，煤层数目少，煤层间距大，采用集中 布置有困难且经济上不合理时，才采用此种布置模式。 方案三：集中大巷带区下部车场反斜带区斜巷及煤仓分带运 输巷及运料巷倾斜长壁回采工作面，方案三开拓及巷道布置如图 3-4 所示： 22 423000 422500 422000421500421000420500420000419500 5022000 5022500 5023000 5023500 5024000 5024500 5025000 419000418500 7# 0 7# -50 7# -100 7# -150 7# -200 7# -250 7# 300 7# -350 7# -