《煤矿设计》word版.doc

目 录第一章 矿区概述及井田地质特征1第二章 井田境界和储量9第三章 矿井工作制度及设计生产能力服务年限11第四章 井田开拓12第五章 矿井基本巷道17第六章 采煤方法和采区巷道布置21第七章 井下运输42第八章 矿井提升45第九章 矿井通风及安全48第十章 基本技术经济指标61第一章 矿区概述及井田地质特征第一节 矿区概述一、地理位置及交通条件本井田位于山西省太原市古交镇西南,距太原市约60km。地理坐标为东经1120252-1120947;北纬375042-375638。区内有三条公路与外相通。（1）太原-汾河水库经古交镇由本井田北缘通过；（2）文水开掘-古交线汾原平川通过；（3）清徐-古交线沿大川河通过。此外区内尚有河谷及山问简易公路可通行马车、汽车。国铁太原-古交-岚铁路经井田北缘已通车到镇城底.屯马铁路支线亦已铺轨,且前已具备通车条件,交通尚属便利。太 原45天 津679秦皇岛912石家庄276郑 州688连云港1069北 京559上 海1562汉 口1202地 名里程 km地 名里程km地 名里程km矿井交通位置（见图1-1）二、地形地势及河流本井田位于吕梁山东翼,为中低山区,切割强烈,沟谷纵横,以山地地形为主,仅在河谷中分布有宽度250-600的冲积洪积平原。全区地势为西南高东北低，最高标高为1400m,最低标高为970m。相对标高为150-250m。汾河自西向东流经本区北缘，河谷宽敞400-600m,流量易受上游水库控制,最大流量为673m/s。其支流屯兰河，原平河，分别自南南向东北或自南向北流经本区，在北缘注入汾河。平时流量仅每秒几十升，雨季则可形成洪流。三、气象与地震本区属温暖带大陆性气候。四季分明，春多风沙，夏热多雨，秋季凉爽，冬季干寒。年最大降水量为632.6mm ,最小为172.1mm , 平均475.8mm 。雨季集中在7-9月份。年平均气温为9.4,极端气温曾达斡尔39.4,极端最 低气温达-28。结冰期一般以11月至翌年3月，冻土深度为0.5-1.1m 。全年多西北风，年平均风速2.4m/s ,最大风速成25m/s。根据山西省地震局烈度区划分，本区地震烈度为6度。 四、煤田开发情况 古交矿区为在建的新矿区,规划开发有西曲,镇城底(已投产)和东曲,马兰(在建)及屯兰五对矿井,总设计规模为1650万t/a。屯兰井田内无生产小煤窑,仅在井田的北角古交镇附近有几处很小。与四邻井田比较，本井田由于煤层埋藏较深，受小煤窑开采破坏程度最低，是井田开发的有利条件之一。五、矿区经济情况 古交矿区是国家重点生产炼焦基地，已探明的煤碳地质储量达到一个新的水平45亿吨。 另外本区兴建了炉峪口和嘉乐泉两对矿井，用来生产煤气秋出中焦煤。随着矿区 煤碳工业的发展，本区的钢铁、化肥、水泥等工业以及制砖业、烧石业、采矿业都在逐步壮大。农业以产小麦、玉米、高梁、谷子为主,河滩地可产一部分蔬菜。该区人少地多,劳动力资源充足。六、水源和电源水源：本井田内的汾河，屯兰河谷冲积屋经水源详堪获得地下水可采储量为17917m，水质良好，易于开采，但动态不稳定，并易受污染，有与农业争水的矛盾，所以只好作建井临时的水源。永久水源取自汾河上游的汾河水库。电源：矿井电源引自屯兰草110kv区变电站及矿山热电车间。第二节 井田地质特征本井田精查地质勘探报告综合了历次勘探结果,对本井田主要褶曲,断层等基本探明,控制了地层变化规律,可采煤层的赋存特征,水文地质条件及煤质牌号,煤层分析资料基本可靠,勘探程度能满足设计生产之要求。附地质综合柱状图1-2 一、煤田和井田的地质构造及其相互关系本井田位于西山煤田西北部,按山西省构造体系的划分,太原西山煤田属新华夏构造体系次一级多字型构造盆地的一部分,又位于祁吕贺山字型构造东翼内带的中部.阳曲-孟县纬向亚带(即3750-3820之间)西南端,太岳山经向构造北延处的东侧。按构造形迹特征及其组合规律，初步将西山煤田划分为三个构造体系，即经向构造，新华夏构造以及施枢构造。经向构造展布煤田向泰山式断裂展布在经向构造以东，呈带呈束出现,煤田西北,东南有帚状构造展示。井田位于马兰向斜东翼，受新华夏系泰山式断裂的控制，大面积地质走向北西30-60度，倾向南西，倾角膜2-10度，基本呈一伴有宽缓波状褶皱的单斜构造。断层多分布在井田的西北部，呈地垒地堑赋存。二、层层序,沉积厚度及岩石特征本区地层出露仅有山西组顶部及以上地层,其余均在邻区和煤田外围出露,现就勘探所及 煤系地层由老至新简述如下。1奥陶系中统马家沟组（O2）：为煤系地层斟盘，全厚400m，岩性一般以深灰色厚层状致密石灰岩为主，其次有角砾状泥灰岩、白云质灰岩、泥岩及石膏层。2石炭系中统本溪群（C2）：厚度19.43-32.76m平均25.70m。平行不整合于奥陶系中统之上，为海陆交互相底部为山西式铁矿及G层铝土，上为灰色泥质岩，砂岩，局部含不稳定薄煤层，偶有达可采点。3石炭系上统太原群（C3）：厚度89.9-131.20m，平均113.60m。连续沉积于本溪群之上，为海陆交互相是主要含煤地层之一含6-11号煤层，含煤系数7.1%。本群按其岩性分为上下两段。下段：下起K1砂岩底界，上至11号煤，厚45m左右，K1为细粗砂岩，最大厚度20.71m。其上以泥岩，粘土泥岩及砂岩为主，局部含不稳定石灰岩1-2层沉积物，并常含数层薄煤，局部地方达可采厚度。上段：上至K3砂岩底界，厚69m左右，含6-11号煤，其若性以灰灰黑色泥质岩为主，在11号煤上部含石（泥）灰岩四层。太原群灰岩富含腕足类的石燕，长身贝及蜓科等化石。4二迭系下统山西组（P11）：厚36.1-50.9m，为陆向沉积。本井田东北角有小面积出露，岩性为灰灰黑色砂岩及泥质岩，含01-03、1-4、4下号煤层，含煤系数17%。5二迭系下统下石盒子组（P12）：厚68.34-124.91m，平均95.8m，为陆相。出露于井田北部，岩性为灰绿、黄绿、深灰色的砂岩和泥质岩，粘土泥岩，含薄煤层及煤线。6二迭系上统上石盒子组（P21）：平均厚378m在本区广泛出露。本组以K7砂岩标志层分为上、下两段：下段平均厚175.3m，岩性为灰白、灰绿色砂岩及泥质岩：上段平均厚203.1m，由灰白色，紫色长石石英砂岩及葡萄紫色泥质岩组成。7二迭系上统石千峰组（P22）：本区仅见于南缘，最大厚度约200m。岩性主要为紫色长石石英砂岩和酱紫色泥质岩。8、第三系上新统保德阶（N2）：最大厚度44.43m，在沟谷两侧及山顶常见出露。其成份以石灰岩及变质岩为主。上部为泥土，其中含钙质结构。9第四系中更新统（Q2），上更新统（Q3）及全新统（Q4）：中更新统最大厚度30.66m，由红色土夹砾石层组成。上更新统为黄土，最厚26.6m。全新统为近代冲积层，分布于河谷，一般厚10-20m由复以砂质粘土的砾，砂层组成。三、地质构造1.褶曲本井田小型波状褶曲发育，明显的较大断层有三条：鲜则背斜，元家山向斜，起特征见表：序号名称位置轴向（km）算作延伸长度1鲜则背斜井田西部边缘SN向52元家山向斜鲜则背斜以东SN向3.83东大岭向斜井田东南部NE30度60度52.断层本井田内断层较多，均属于高角度正断层。断距5米以上者有66条，其中断距30以上者有7条，100米以上者有4条，最大断层距达180米。走向以NE3565者居多占三分之二。本井天断层赋存有以下规律。层成组出现。本井天共出现两组，每组断距10米以上者46条，并伴生许多成束出现的小断层，走向为NE方向，组距25003000米。断层断距一般为北东方向大，向南方向变小，带有压扭性质为起特点。绝大多数断层走向为北东3565度，均为高角度正断层。3.节理 本区节理与断层发育之处，节理相应发育。按方向分主要两组，一组北东50度，另一组北西35度，节理交角近于垂直，因而被切割的岩块近似正方形，形成细格状棋盘格式构造。4.滑坡及陷落发育于河谷两侧和山坡地带，屯兰河和原平河两岸更为发育，鹿壮后一个大滑坡东西延伸近1.5千米。滑坡分布较广，但影响深度不大。四、井田的水文地质条件1.奥陶系中统含水层组：本组在井田内大多埋藏较深，岩性以石灰岩为主，泥灰岩、角砾状泥灰岩次之。石灰岩及泥灰岩为含水层，以前者含水性较好。由于角砾状泥灰岩位于侵蚀面下30余米，由次生石膏和泥质所胶结，裂隙及岩深溶极不发育，可视为隔水层。2.太原群石灰岩含水组：由L1、K2、L4三层石灰组成，其段距约20米。K2最厚，平均2.8m岩性纯，为主要含水层：L1厚1.96m不稳定，岩性为泥灰岩，因之含水性差，本组埋藏较深，裂隙、岩溶均不发育透水性及含水性均差，水位标高为964.18-1038.19m。3.山西组砂岩含水组：以K3和2号、4号煤间砂岩组成，埋藏较深，极少出露，含水性差，水位标高964.04m。沟谷中源于本组的下降泉较多，但流量小，并随降雨季节而变化，最大泉流量0.61/s，所以本组含水性很差，并且愈深愈差。本组水位标高最高，为993.13-1042.92m。4.石盒子组砂岩含水组：以厚层砂岩为主，出露范围较广，但一般含水性差，只是风化裂隙带砂岩含水性及透水性较好。沟谷中源于本组的下降泉较多，但流量小，并随降雨季节而变化，最大泉流量0.61/s，所以本组含水性很差，并且愈深愈差。本组水位标高最高，为993.13-1042.92m。5.第四系全新统砂砾含水层，由砾石及砂层组成，厚约10-15m，渗透性强，易接受降水及地表水补给故富含潜水。如汾河冲积层，水位一般小于2m.q0.87-9.321/smk9.38-53.08m/d，屯兰河冲积层以姬家庄往下游水量丰富：q2.510.41/smk40.6-96.68m/d水位一般5m以内，姬家庄至鹿庄间潜流泄出量可达851/s水质良好，属HCO3SO4CaMg型矿化度245-310mg/l。 第三节 煤层特征一、煤层情况井田内含煤地层为山西组和太原群，含煤18层，参与储量计算的13层。即：02、03、1-4、4下、6-8、8a、9、10号，其中02-4下赋于山西组称上组煤：6-10号赋于太原群称下组煤。平均总厚15.7米，煤系含煤系数10%。可采煤层中2、7、8、9号为稳定煤层02、6号为较稳定煤层，其余为不稳定煤层，可采煤层分述如下：1.02号煤，位于K4砂岩1-5米,仅有两个孤岛式的可采区。可采区内厚度比较稳定，厚约1米，为薄煤层局部最厚达2032米，含夹矸1-2层。顶板为砂质泥岩、泥岩或砂岩，属较稳定煤层。2.03号煤：位于02号煤下7米为薄煤层可采范围在井田内零星分布大部分不可采，厚度为0-1.03米，结构简单，偶有一层夹石，顶板为砂质泥岩或泥岩属不稳定型煤层。3.1号煤：仅在井田东西缘及东南缘独立存在约占井田面积的1/3，大部分不可采，蓁部分与2号煤合并，可采区内厚度多为0.7米，位于03号煤下3米左右。顶板为砂质泥岩属不稳定型煤层。4.2号煤：位于1号煤下3。78米，厚1.47-5.22米，上与1号煤，下与3号煤合并，结构复杂含夹石1-3层，属稳定型煤层。顶板以砂质泥岩和泥岩为主，次为细砂岩及炭质泥岩，底板以炭质泥岩为主，次为砂质泥岩，为本井田主要可采煤层之一。5.3号煤：位于2号煤层下1米左右，以炭质泥岩或泥岩相隔，除在井田西南、南及东部独立存在外，蓁大部分与2号煤合并，底板为砂质泥岩。本层厚一般小于1米结构简单，属不稳定煤层。6.4号煤：上距3号煤7米左右，可采范围约占全井田的十分之七，颁连续性差。可采区内厚度一般为1-2米，以薄煤层为主。417与5号孔联线以北与4下层合并而变最厚，厚达3.54米，其次在南及东南部厚度亦较大。含夹石1-3层，结构复杂。顶板以泥岩，炭质泥岩为主，其次为细砂岩，底板以砂质泥岩为主。本层煤为不稳定型煤层。7.4下号煤：在井田北及西北部与4号煤合并，延至417、5号孔以南分岔独立存在为东西条带状分布面积达6km2。可采区内厚度变化较大，从0.7-2.4与4号煤间距为0-11.7米。结构较简单，局部有一层夹石、顶、底板均为砂质泥岩和粉砂岩。属不稳定型煤层。8.6号煤：距4号煤7.8-31.3米，平均21.88米。417、T50、T48等孔联线以西大片可采，厚度一般1-2米。顶板为炭质泥岩，底板以砂质泥岩和粉砂岩为主，含夹石1-2层，结构较复杂，煤层较稳定。9.7号煤：距6号煤15-36米，全井田只有T38、T32、T35三个孔为不可采点，大部分都可采，煤层厚度为0.7-1米，结构简单，属基本稳定型煤层。10.8号煤：上距7号煤11.9-23.1米，煤层厚1.15-5.81米，为中厚及厚煤层。结构复杂，含夹石2-4层，在T23、T66孔，由于夹石变厚，上方形成独立分层，称8上。顶板为L1灰岩，其间有时隔以零点几米的炭质泥岩，底板以砂质泥岩为主。本层属稳定煤层。11.8a号煤：在井田西部与8号煤合并，合并线大致在424、426、445、T43孔附近以东为独立区。在可采内为薄煤层厚质泥岩，属不稳定型煤层。12.9号煤：上距8号煤，3.18-31.9米，井田内仅西北角428孔附近局部不可采外，其余厚约在1.5-2米之间，最大厚度为2.88米，该煤含夹石1-3层结构复杂。顶板、底板大多为砂质泥岩。属稳定型煤层。13.10号煤：在井田西部可采，厚0.1-1.4米距9号煤0.7-11.3米。含夹矸1-2层，顶板以砂质泥岩为主，其次为细砂岩，底板为砂质泥岩。属不稳定煤层。二、煤质及煤的可选性本井田有肥、焦、瘦、贫煤四种，各层煤均以焦煤为主。全井田焦煤储量占总储量的62.5%，瘦煤约占27%肥煤约占9.6%，井田煤质变化大致有以下规律：1.纵向自上而下变质逐渐加深，层位越低，肥煤范围越小，相反则瘦煤范围渐大，挥发分自上而下渐小，反射率渐大。2.横向自西北而东南变质逐渐加深煤种则由肥至瘦依次排列，其分带宽度5km左右。3.灰分含量以煤厚变化小的稳定层低，厚度小而变化大的稳定层高，而厚度较大的煤层灰分含量中等。以7号最低1号最高。4.硫分含量山西组以低硫为主，太原群多为中、低硫而高硫比例增大，唯1号煤以高硫，富硫为主，为全井田最大者。煤的可选性：井田内因无生产煤窑，未取可选性大样，地质报告中是参考邻区的大样资料，结合本井田煤芯样资料评述各煤层可选性，初步认为02、03、2、3、7、8、9号煤中等可选性，以7号煤可选性最好，9号煤最差，近难选，6号、10号煤难选1号和4号煤很难选。第二章 井田境界和储量 第一节 井田境界屯兰区井田境界为1979年太原院编制的古交矿区总体设计所划定。北以汾河最高水位线煤拄为界，与东曲矿毗连；东以古交断层为界，与大川河矿相邻；东南以土地沟断层为界；南、西南及西部以土地沟断层延交425#、454#、448#、446#、T38#、451#钻孔连线为界；西北以风坪岭断层延交汾河为界。井田走向7km左右，倾向8km左右，水平面积50.366km2，其中含煤面积49.806km2。 第二节 井田的工业储量 在本设计中,参加储量计算的煤层有2,8,且为中厚煤层按最小可采厚度0.7米,灰分最在不超过去时40%的规定来计算工业储量。一、工业储量的计算1.储量计算采用地质块段法2.煤厚用各块段内钻孔见煤厚度，用算术平均法求出3.容重采用化验平均值 2，r=1.36吨/米 ； 8, r=1.36吨/米4.面积利用比例量边长,采用梯形和三你形累加法5.储量计算公式 Q = 式中 Q - 储量，万吨； S- 块段的面积，米；M- 块段煤层的平均厚度，米；r- 块段内煤层的平均容重，吨/米；a- 块段内煤层的平均倾角，度。二、保护煤柱储量计算1.边界保护煤柱 根据规程规定,结合井田边界的地质情况,在本井田一侧留设防20米的保护煤柱,以断层为边界时,在井田一侧留设30米的保护煤柱2.断层保护煤柱根据有关规定,为保证矿井正常生产,落差大于采高小小于10米者,每侧留20米,落差大于10米者,每侧留30米。3.工业广场河流铁路的保护煤柱。三、可采储量的计算可采储量的计算公式 Z =(ZP)C式中 Z - 可采储量,万吨;P - 永久保护煤柱损失量,万吨;C - 采区采出率，本设计取0.8;Z-工业储量，万吨。、四、工业储量和可采储量计算结果汇编表.表2-12煤层（5米）8煤层（4米）工业储 量 损失煤柱可采储量工业储量损失煤柱可采储量边界小煤窑河流及铁路工业广场边界小煤窑河流及铁路工业广场合计24660.36347.96358.91758.98321.1918585.49619728.55268.37278.45660.42214.6714644.87总计工业储量 45388.91可采储量33230.368第三章 矿井工作制度及设计生产能力服务年限第一节 矿井工作制度按照设计手册的规定,确定本矿井设计生产能力按年工作日300天计算，每天三班作业，其中两班生产，一班准备，同时实行随机检修的工作制度。每天净提升时间为14h。第二节 矿井设计生产能力及服务年限一、矿井设计生产能力的确定1.本井田可采煤层多，储量丰富，煤层以稳定型和较稳定型为主，赋存条件较好，宜建特大型矿井。2.国家需要大量优质焦煤供炼钢用，本井田焦煤量约36828.77万吨，占全井田可采储量的62.3%。3.屯兰矿井位于古交矿区的中部，是矿区最后建设的一对矿井，有前四对矿井建设的经验，且交通、供电、生活福利设施等外部条件都初具规模，具备建特大型矿井的条件。4.屯兰矿井位于吕梁山山区,工业广场不易选择,本着适当集中,建设大井,可以少占农田,建年产品成本300万吨的大型矿井符合当前煤矿建设的有关方针政策,为国家多出煤,早出煤,经济上合理。二、服务年限的计算矿井服务年限与矿井的生产能力相适应。矿井的设计服务年限： T = 式中 T - 矿井服务年限，年； A- 矿井设计生产能力，万吨； Z- 矿井可采储量，万吨； K- 储量备用系数，本设计中取1.4。则屯兰矿井设计服务年限： T = =79.1年第四章 井田开拓第一节 概述 本井田为一波浪单斜构造，煤层倾角35度，地质构造复杂程度属于第二类构造中等，褶曲不发育，鲜则背斜在西部边缘，对开采的影响教小；井田西南部地质构造复杂，除东大岭向斜构造外还有小断层。针对以上本设计采取以下措施：主要运输巷道避免放在向斜轴部，采煤以综采为主，各采煤面平行于煤层布置，不至于因断层切割使综采工作面频繁搬迁等。这些构造虽给局部开菜采带来一定困难，但对整个井田的开发影响不大。第二节 开拓方式的确定由于本井田煤层为近水平煤层，不适应用平硐开拓。采用斜井开拓的优点有：可用胶带连续运输,提高运输量,减少运输设备,系统简单,费用低;斜井的工面工业建筑简单,不需结构复杂的井架,且巷道维护费用低。本井田煤层埋藏较浅，赋存平缓，煤厚适中，具备斜井开拓的先决条件，所以本设计采用斜井开拓系统。一、开拓方案的简述方案：双斜井单水平开拓本方案沿+510米单水平集中开采全井田。在+510米水平布置三条大巷，分别为东、西、中三条，其中东大巷开采区，西大巷开采区，中大巷开采、区，其中、区为前期开采以满足矿井300万吨/年之生产能力，可采34年，然后由西大巷、中大巷接替。方案：一斜一立单水平开拓本方案将井田沿煤走向划分为、三个区,其中区为前期开采,、区为后期开采,三条大巷分别为南、北、中三条大巷且都沿550米水平布置,区可采35年,满足矿井300万吨/年之生产能力,然后由、区接替。方案：斜井两水平开拓本方案沿井田倾斜方向划分+810米，+560米两个水平开发全井田。+810米，+560米各布置两条运输大巷，各水平运输大巷沿煤层走向布置，按矿井水平及煤层的开采顺序从上往下依次开采。该方案初期+810米水平布置两条平硐，上下山开采来满足矿井300万吨/年的生产能力，然后由+560米接替。同时开掘一对明斜井送至+560米水平，两水平同时生产。二、开拓方案的分析比较1技术比较经过比较,方案在技术上不合理,不与方案、进行经济比较。方案与方案进行经济比较，以供选择。2经济比较 综上所述，可一认为：方案在技术上和经济等方面均优于方案。所以决定采用方案。三、井筒数目及位置的选择1.工业广场位置的选择 屯兰矿是古交矿区最后建设的一对矿井,可供作矿井的工业广场的工业场地已修了屯马铁路,公路及矿区辅助设施限在屯兰川屯村附近是一个人财产300*1800m长方形。由于这一限制，井口位置可供选择的余地很小，并且主要取决于地面总平面布置。2.矸石斜井位置的选择3.进、回风井位置的选择4.主要大巷布置及位置的选择四、开采顺序及分区接替顺序粗略比较 方案 方案基建费（万元）立井开凿248.57主斜井副斜井斜 巷120.5688.98330.27小 计248.57小 计539.81生产费（万元）立井提升26137.88斜井提升29363.11维护费（万元）维护费（万元）斜 井斜 井251.62251.62总 计费 用39547.77费 用43907.38百分率111.2%百分率100% 方案 方案基建费（万元）立 井248.57主立井副斜井斜 巷64.7547.86330.27小 计248.57小 计442.88生产费（万元）立井提升26137.88斜井提升15769.08立井排水13161.32斜井排水9538.26小 计39299.2小 计25307.34维护费（万元）斜 井135.21总计费 用39547.77费 用25885.43百分率152.78%百分率100%建井工程量项 目方 案方 案初期主斜(立)井（米）580+20830+20副斜井（米）355+5500+5井底车场（米）10001000运输与轨道大巷（米）4700*29400*4上下山（米）3000*4回风立井（米）2*（180+320）180+320后期井底车场（米）10001000斜巷（米）3100*2+52100*2+5运输与轨道大巷（米）4700*29400*2回风立井（米）2 *500500上下山（米）3000*4生产经营工程量项 目方 案方 案运输提升（万吨*公里） 工程量工程量采区上下山运输一区段5677.8396948.78二区段4731.5248475.8三区段3785.2284573.6四区段2838.9151361.73大巷运输2013.322196.36斜巷运输1234.92035.6斜井提升35891.3335891.6斜 井 筒12.0517.15大 巷125.7455.61斜 巷42.9420.06采区上下山80.24排水（万*立方米）40671.9640671.95 基 建 费 用 表 方 案项 目方 案方 案工程量（米）单价（元/米）费 用（万元）工程量单 价（元/米）费 用（万元）初期主斜(立)井6001116.366.988501116.394.89副斜井井筒3601348.2448.545051348.2468.09井底车场1000922.0892.211000922.0892.21运输与轨道9400922.08866.7637600922.083467.02回风立井10003863.7386.375003863.7193.19上 下 山12000922.081106.5费用小计 2567.36 3915.4后期井底车场10922.0892.211000922.0892.21斜 巷6205922.08572.154205922.08387.73运输与轨道94922.08866.7618800922.081733.51回风立井103863.7386.375003863.7193.19上 下 山12922.081106.5费用小计 3023.992406.64 共计 5591.35 6322.04生 产 经 营 费 方案项目方案方案工程量（万吨*公里）单价（元/吨/公里）费用（万元）工程量（万吨*公里）单价（元/吨/公里）费用（万元）采区上下山运输60235.630.562131261.364325.320.562135631.2 一区段5677.830.11691663.8二区段4731.520.1188562.1三区段3785.220.1207456.88四区段2838.910.1273361.39小计4848.48一水平96948.780.135213107.4二水平48475.80.13526553.93小计19661.0219661.41斜巷运输95916.480.18117360.884573.60.16413870.0斜井提升35891.330.52518842.951361.730.52526964.9小计 36203.83 40834.98运提费合计 60713.33 60496.39采区上山80.2442.483408.6斜井筒12.0511.22135.217.1511.22192.42大巷125.711.221410.35455.6111.225111.94斜巷42.9411.22481.7920.0611.22225.07小计 5435.94 5529.43排水费23420.86一水平26871.30.359404.96二水平13800.650.4586320.7小计 14275.86 15725.66合计80425.13 81751.48费 用 汇 总 表方 案项 目 方 案 方 案 费用/万元百分率费用/万元百 分 率初期建井费2567.36100%3915.4152.51%基建工程费5591.35100%6322.04113.07%生产经营费80425.13100%81751.48105.65%总 费 用88583.84100%98988.92113.84% 开采顺序基本上遵循先近后远，分区前进式开采；煤层先上组，后下组，先上水平，后下水平的原则。开采分区顺序接替顺序为：12五、井筒特征及用途1主、副斜井：主要担任全矿的运输任务，兼作进风筒。副斜井除运送煤炭外，还负担人员、设备及材料的运输任务。2一、二、三、四号回风井分别担任、区的回风任务。第五章 矿井基本巷道第一节 井筒一、主斜井 主斜井采用采用锚喷支护，支护厚度75mm。井筒断面（见图51）。 二、副斜井副斜井采用采用锚喷支护，支护厚度75mm。井筒断面（见图52）。三、回风立井回风立井采用锚喷支护，支护厚度为100mm，表土及风化岩段适当加大厚度（见图5-3)。第二节 井底车场主斜井来煤与提升均为胶带输送机，采用全提升式井底煤仓，开凿斜巷与副井井底车场相联系。副立井担负运矸、运料、运人三重任务，采用运输能力较大、可以两翼进车的卧式环行车场。副立井系统主要硐室有主排水泵硐室水仓硐室主变电室。 井底车场（见图5-4）第三节 主要开拓巷道主斜井来煤与提升均为胶带输送机，采用全提升式井底煤仓，开凿斜巷与副井井底车场相联系。副立井担负运矸、运料、运人三重任务，采用运输能力较大、可以两翼进车的卧式环行车场。副立井系统主要硐室有主排水泵硐室水仓硐室主变电室。本设计的运输大巷和主要石门，回风大巷和辅助运输断面（见图5-5）。图5-1 主斜井断面 图5-2副斜井断面副斜井断面主要技术特征名称普氏岩石硬度系数净断面掘进断面基础断面喷厚掘进宽度拱厚掘进高度净周长单位mmmmm锚喷4616.979.20.09120120412015.8 图5-3回风立井断面图5-4 井底车场 图5-5 回风大巷断面回风大巷特征断面形状半圆拱形净周长15.5m掘进断面m2支护形式锚喷净断面16.7m2支护厚度100mm第六章 采煤方法和采区巷道布置 第一节 煤层的地质特征一、2煤层1.煤层赋存情况该煤层结构简单,赋存稳定,厚度在3.555.86m之间,平均厚度为5m。含夹石1-3层，倾角35顶板硬度f=2.6,煤质为焦煤。2.顶、底板岩性 老顶:细砂岩,厚度为4.7m,深灰色,质硬均一,水平层理。 直接顶：细砂岩，厚度为1.7m深灰色,具有水平层理,质硬。 为顶：泥岩，厚度为0.6m,黑色,裂隙发育,性脆,易冒落。3.地质构造情况 直接底:炭质泥岩,厚度为0.7m,黑色,块状,性脆。老底：细砂岩，厚度为4.5m灰色,硅质賋洁,质硬。4水文地质情况预计矿井正常涌水量为250m3/h，最大涌水量为400 m3/h。 5.影响回采的其它地质情况瓦斯:高瓦斯,涌出量:29.5m/min;煤的自然:自然发火类型为一类,发火期为36月;煤尘:具有爆炸性,爆炸指数为避免24.08%二、8煤层1.煤层赋存情况该煤层结构简单,赋存稳定,厚度在3.04.56m之间,平均厚度为4m。含夹石1-3层，倾角35顶板硬度f=2.5,煤质为焦煤。2.顶、底板岩性 老顶:细砂岩,厚度为4.7m,深灰色,质硬均一,水平层理。 直接顶：细砂岩，厚度为1.7m深灰色,具有水平层理,质硬。 为顶：泥岩，厚度为0.6m,黑色,裂隙发育,性脆,易冒落。3.地质构造情况 直接底:炭质泥岩,厚度为0.7m,黑色,块状,性脆。老底：细砂岩，厚度为4.5m灰色,硅质賋洁,质硬。第二节 采煤方法和回采工艺一、选择采煤方法的原则及影响因素1.选择采煤方法的原则 安全生产安全是煤矿企业生产中的头等大事,安全为了生产,生产必须安全。对于所选择的采煤方法，应使其符合煤矿安全规程的各项规定。 经济合理一般应当符合：采煤工作面单产高；劳动效率高；材料消耗少；煤炭质量好；成本低等方面的要求。 煤炭采出率高减少煤炭损失，提高煤炭采出率，充分利用煤炭资源，是国家对煤矿企业的一项重要技术政策。上述三方面的要求是密切联系相互制约的，应当综合考虑，力求得到充分满足。2.选择采煤方法的影响因素 地质因素直接影响采煤方法选择的主要因素有：煤层倾角；煤层厚度；煤层及围岩的特征；煤层的地质构造情况；煤层的含水性；瓦斯涌出量及煤的自然情况。 技术发展及装备水平的影响 管理水平因素管理水平及职工素质对选择采煤方法产生一定影响。二、倾斜长壁采煤法的选取及适用条件1.倾斜长壁采煤法的优点巷道布置简单，巷道掘进及维护费用低，投产快。运输系统简单，占用设备少，运输费用低。采煤工作面易保持等长，对综合机械化采煤有利。通风线路短，通风构筑物少对某些地质条件适应性强，如倾斜和斜交断层比较发育时布置倾斜长壁工作面可以减少断层对开采的影响，保证工作面的有效推进长度。 技术经济效果比较显著。2.倾斜长壁采煤法的适应条件是否布置成倾斜长壁工作面主要考虑到煤层的倾角的大小，其次考虑地质特征特点，着重于断层的分布规律，并保证工作面有足够的连续推进长度。具体有以下几个方面。按照目前的设备条件，倾斜长壁采煤法主要使用于12度以下的煤层。当对采煤工作面设备采取有效的技术措施后，可应用于1217度的煤层。对于倾斜和斜交断层较多的区域，能大致划分成为较为规则分带的情况下，可采用倾斜长壁采煤法或伪倾斜长壁采煤法。其他因素对采用倾斜长壁采煤法的影响较小。三、采煤方法的选择及其依据 本设计初期要2、8煤层同时开采,煤层赋存稳定;倾角为35;厚度适中；2、8煤的顶、底板多为细砂岩、泥岩易破碎;其岩石力学为抗压强度一般为250750kg/cm,抗拉强度为50130kg/cm,抗剪强度为104187kg/cm,一般岩石强度大于顶板；2煤厚为5m左右,8煤厚为4m左右。根据上述条件和本矿井断层较多的构造特点，决定采用放顶煤开采综合机械化采煤法，工作面平行断层走向方向布置，以减少断层构造对回采的影响。四、工作面的长度、推进方向和推进度及生产能力1. 工作面的长度根据技术分析和目前我国煤矿实践经验,综合机械化采煤工作面的长度一般应在150m200m,对拉工作面，其总长度一般为200300m 。在结合屯兰矿井煤层赋存状况和西山矿务局目前的管理操作及维护水平，工作面的长度定为150m 。2. 工作面的推进方向本设计工作面首采区的工作面的推进方向为俯斜。3. 工作面的推进度本设计工作面长度为150m;按采煤机牵引速度4m/min计算,割一刀需用时45min。按照我我国目前的平均水平，采煤机的开机率取40%。二班采煤，一班检修，日循环9。2煤循环进尺0.8，8煤循环进尺0.8，即工作面日推进速度为，2：7.2，8：7.2。4.工作面的生产能力回采工作面的长度和采高确定以后,工作面的产量主要取决于推进度。计算公式为：Q =LHWC Q- 综采工作面的产量，万t/h; L- 综采工作面的长度，m; H- 综采工作面的采高，m; W- 推进度，m; C- 工作面的回采率,c = 0.85; - 煤的容重，t/m.带入数据得： 2：Q = 150*5*7.2*0.85*1.37=5589.6 8：Q = 150*4*7.2*0.85*1.37=4471.68五、回采工艺工作面回采工艺流程为:双滚筒采煤机割煤、装煤可弯曲刮板输送机运煤液压支架前移支护顶板推移刮板输送机清扫浮煤。1. 割煤、装煤本设计的首采工作面采用倾斜长壁,一次采全高，全部跨落式综合机械化采煤法。根据工作面煤层赋存情况及采煤机适用采高范围，决定选用下列采煤机：（见表6-2） 采煤机主要技术特征表 表6-2技术特征单 位MG2*300w1MG2*200-w采 高m2.13.61.53.1卧底量mm386340适应倾角()3035设计功率kw600400截 深m080.8滚筒转数rmin29.733.31滚筒直径m2.01.8摇臂长度mm6951463牵引形式液压无链销轨液压无链销轨牵引力kN500350牵引速度mmin0-607.4总功率kw600400电 压V11401140摇臂中心距mm78006090机面高度mm14881200质 量t4529.8制造产家西安采煤机械长西安采煤机械长 2-MG2*300w1 8-MG2*200w采用双向梭式割煤，工作面端部斜切进刀方式。进刀过程如下 （见图6-1） 当采煤机割至工作面端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，采煤机机身处尚留有一段下部煤图6-1（a）； 调换滚筒位置，前滚筒降下，后滚筒升起并沿输送机弯曲段反向割入煤壁，直至输送机直线段为止。然后将输送机移直图6-1（b）； 在调换两个滚筒上下位置，重新返回割煤至输送机机头处图6-1（c）； 将三角煤割掉，煤壁割直后，再次调换上下滚筒，返程正常割煤图6-1（d）。采煤机割煤的同时，装煤也在同时进行。过程为：当采煤机向待截煤体方向行使时，旋转滚筒上的截齿，依次接触并截落煤体，破落下的煤通过螺旋叶片推入側方向的输送机中洒落在工作面和输送机之间的煤可以通过安装输送机上的挡煤板装入输送机中。2. 运煤3. 综采面输送机选型符合以下原则: 输送机的结构尺寸应与所选采煤机有严密配套关系,确保采煤机以输送机为轨道往返运行割煤; 机槽及所属部件的强度应与所选采煤机的重量及运行特征相适应; 运输能力与采煤机割煤能力相适应,保证采煤机与输送机二者都能充分发挥生产能力; 输送机结构尺寸与液压支架的结构尺寸配套合理。根据上述原则，输送选用下列刮板输送机：2-SGB630/220型8-SGZ764/400型（见表63）输送机的输送能力与采煤机牵引速度关系为：Q= 60KVMBYC图6-1(a)-起始 图6-1(b)-斜切并移直输送机图6-1(c)-割三角煤图6-1(d)-开始正常割煤 1-双滚筒采煤机 2-刮板输送机 刮板输送机主要技术特征表