煤矿专业毕业设计论文.doc

毕业设计说明书用纸目录前 言3第一章 井田概况及地质特征4第一节 井田概况 4第二节 地质特征 6第二章 井田开拓12第一节 井田境界及储量 12第二节 矿井设计生产能力及服务年限15第三节 井田开拓18第四节 井筒29第五节 井底车场及峒室32第三章 大巷运输及设备 39第一节 运输方式的选择39第二节 矿车41第三节 运输设备选型42第四章采区布置及装备 49第一节 采区布置49第二节 采煤方法52第三节 巷道掘进64第四节 移交标准及建井工期69第五章通风与安全 72 第一节概况 72 第二节矿井通风 73 第三节灾害预防 83第六章提升通风和压缩空气设备 87第一节通风设备 87第七章经济部分 89第一节劳动定员与劳动生产率 89第二节原煤成本佑算 90第三节矿井设计主要技术经济指标 91前言一、编制设计的依据：1、根据黑龙江省煤田公司一一队提供的经过上级批准了的红旗第一勘探区最终精查地质报告；2、根据学院及采煤部下达的毕业设计任务书；3、根据地下采煤专业毕业设计指导书中国矿院采煤教研室1987.8发4、根据下列资料为主要衡量标准：1煤矿安全规程煤炭工业部1992年发；2煤炭工业部设计规范煤炭工业部1978.12发；3煤炭工业技术政策煤炭工业部1979.9发；4矿井建设工程设计概算指标1978.3发；二、设计的指导思想：认真贯彻党的路线、方针、政策。并根据我国急需能源的现状，力争加速开发煤炭资源，支援国家建设。本设计中力求在生产上安全，技术上先进，经济上合理的原则。在设计过程中，我们尽量坚持投资少，见效快的观点，用科学的方法指导设计，避免设计标准过高，保守等问题。按当前的设备制造情况并结合长远规划，尽量采用先进设备，争取达到的效果。三、本设计的主要特点：这次设计，不论是在理论上，还是从实际中我们都收到了一定效果。我们在设计中也采用了一些新技术和新设备。但由于时间仓促，知识水平和实践认识有限，在设计中难免出现一些问题，请各位阅审老师给预指教。四、勘探程序及存在问题：1、六三年以前打的钻孔封孔质量不好，生产时过钻孔应注意采取措施保证安全；2、煤层深度勘探程度差，特别是西翼补充勘探提高储量级别。第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、交通位置：七星矿区位于双鸭山市东南50公里，属双鸭山煤田，七星河区，地理坐标为13136，北纬4630，双鸭山铁路横贯井区北部，东段连接双阳新安两矿，西段至双鸭山站，佳双线可达全国各地，公路也四通八达交通方便（见交通位置图）。二、地形地势：该区地貌为一平缓丘陵，海拔标高一般在100公尺至160公尺，最高地炮台山213公尺，最低处为七星河100公尺，大部分为农场耕地，井田南部有扁石河最大流量为596米3/秒，扁石河在杨家围子附近汇入七星河对井田开采无影响，扁石河最大流速2.12米/秒，河宽1020公尺，河深35尺，不通航。三、地象地震情况：矿区的气候为典型的大陆型气候，冬长夏短，冬季寒冷干燥，夏季多雨炎热，平均气温为3C，最高31度，最低28C，每年降雨期为七、八、九月份，平均降雨量452737mm之间。最大降雨量737mm，七八月份为洪水期，最高洪水102.26米，且主导风向为西北风。结冻及结冰：封河时间一般为11月1213日，解冰时间：一般为四月一日，最迟不超过四月十五日，最大结冻深度为2米，平均结冻深度400mm。四、矿区的资源及经济情况：资源：矿区南方5公里处为再生森林，隶属牡丹江区，双鸭山林业局所辖，年产18万立方米。建筑材料：有保安村附近的粗砾岩，石英闪长岩，扁石河，七星河两岸的玄武岩，还有太古界中的大理石用以烧石灰，质星良好，矿区内有砖厂三座，利用砂质粘土加工砖瓦。五、水源和电源：水源：七星矿的水源井位于杨家围子和西北侧，在七星河的南岸建一眼和北岸建二眼5000mm深30米左右的水源井，已安装三台深水泵两台工作，一台备用，水井的水质较好水量丰富，水量在270米3/小时。电源：矿区电源来自发电厂，并和八分场电场相接，形成环形供电。第二节地质特征一、地质构造：双鸭山煤田位于华夏系第二隆起带上，经后期地质运动构造，呈现近东西且向南凸出的弧形构造，七星煤矿位于双鸭山煤田的东部，即弧形构造东翼的内侧。双鸭山煤田煤系地层为中生界上侏罗纪陆相含煤构造，不整合接触在下元古界之上由老至新简述如下：太古界：主要是麻山群的一套古老变质岩系组成了煤系基底。上侏罗纪鸡西群：本群以一号煤层之上的厚层砂岩为界，分城子河组和穆棱组。城子河组：为本区主要含煤岩系。含煤50余层，可采和局部可采达18层，煤层总厚度20.9m，含煤系数0.0003，根据含煤性的好坏，人为划分为上、中、下三个含煤段，其中上中两段含煤最佳。本组由白砂岩，深灰色粉砂岩、页岩、凝灰岩和煤层组成。不整合与太古界接触。穆棱组：在城子河组之上为连续沉积的深灰色，灰白色的粉砂岩和泥岩组成。第四系：主要是由冲积，洪积和坡积物组成，有砂砾岩玄武岩，厚度各地不一，约130m，其上为腐植土约1030m。二、煤层及煤质：1、煤层：本区含煤地层为鸡西群城子河组，共含煤10余层。其中可采层18层，1、2、5层为表外储量，其余4、6上、6、7、8上,8、8下、10、11、12、13、14、15、16、21等15个煤层均为表内储量。可采煤层总厚度20米左右。其中4、6、8三层全区发育。其次8上、12、14三个煤层可采范围较大。这里为了方便设计，我们只计算4、6、8、8上、8下五层的平衡内储量，做为设计计算储量来确定井型的大小。 主要断层特征一览表 断层名称性质走 向倾向落差可靠程度R2 逆N 10W70E2040m控制较可靠 R3逆N0-10E75W 1000m可靠F1逆N 6065SE 250m可靠煤层发育情况：6线以北发育有2、4、6、7、8上、10、11、14等八个煤层。东翼第六勘探线以南有1、4、6上、6、8等五个煤层，其中1、6上层局部可采。2、 煤质情况：物理特征：该区的煤岩类型是以半亮煤为主，其次为半亮型和半暗型交替相互状，多呈线理、条带结构，煤层质硬且有块状，呈油脂弱玻璃光泽。煤质特征：（1）牌号：本区以气煤1号为主，深部出现气煤2号，局部有少量弱粘结煤，全区煤的挥发份一般为3743%，煤的胶质层，厚度一般为本区煤的变质程度和粘结性低。（2）灰分：全区灰分变化较大，8层以上各层为低灰分，其中6层煤灰分最低（Ag10%），8层以下为中灰分（Ag15%25%）及高灰分煤层（Ag25%）约以11层为中心，灰分量高（平均Ag为31.96%）；（3）硫磷含量：硫含量极低，一般为0.210.55%，仅21层煤为0.85%，磷含量变化大，1116层煤属于低磷，46为中磷，2层和21层为高磷煤。（4）发热量：一般为55457230卡/克，100标高以上气煤一号为主，可做动力用煤，100标高以下，以气煤2号为主，部分中，高灰煤洗选后可做配焦用煤。3、煤层的顶底板岩性：该区各煤层的顶底板岩性多以砂岩为主，比较稳定。三、瓦斯及煤尘，煤的自燃1、瓦斯：在各勘探阶段没有取得瓦斯资料，但根据生产瓦斯鉴定资料来看，该矿属于低瓦斯矿井，二水平及深部水平瓦斯涌出量还不能准预测。2、煤尘：根据辽宁煤炭研究所对七星矿4、6、8层的煤尘化验鉴定有爆炸危险性，为了安全，在开采过程中要加强防尘措施。3、煤的自燃：根据辽宁煤炭研究所鉴定，6层煤的上、上分层均为一类自燃发火。8上层为二类自燃发火，下分层可能自燃发火。鉴于上述情况，长期暴露的煤层及落地煤，易氧化自燃发火，井下生产时应采取相应措施，防止煤自燃及井下火灾的发生。四、水文地质情况：该区北西两面的花岗岩，南面侵入的辉绿岩，均起隔水作用。东西两面的偏食河与七星河流过，水砂层较厚，为良好的第四系含水层。主要含水层：1、第四系孔隙含水层：主要分布在矿区东，南两面仅在向斜东翼含水层丰富2、侏罗系含水层：主要是煤系地层上部的风化裂隙含水带，一般在垂深10120米段发育最强，富水性强；3、矿井涌水量：一水平近年来生产过程中井下涌水量一般稳定在200米3/时，再往深部开拓，矿井涌水量将要减少，但采区往东开拓和生产时可能增加涌水量。预计正常涌水量为350米3/时，最大可达到616米3/时，矿井水的主要来源是煤系裂隙水，除东部靠七星河一侧有一定砂层水补给外，其余均为消耗静储量为主。五、地质勘探程序及存在问题：1、勘探程序：地质构造和煤层对比可靠，高级储量占总储量的满足设计和生产的要求。2、存在的问题：（1）向斜东翼12号煤层第2、3勘探线，234、253孔勘质量较差，结构不清，暂时认为不可采。 （2）矿区深部地质不清，有待于进一步查明。第二章井田开拓第一节井田境界及储量一、井田境界：七星矿区东部以F1断层为界与双阳矿相接，西部以R8断层为界与东保卫矿相接，南部以煤层600标高为界，北至各煤层露头，全区平均走向长度10公里，倾斜2.5公里。二、储量：根据我国的能量政策和煤炭资源情况，按目前煤矿的开采技术水平适合本地区的标准，经上级有关部门批准后执行煤层最小可采厚度及最高灰分指如下表：储量类别能利用储量煤的种类炼焦用煤非炼焦用煤褐煤最低可采厚度缓倾斜煤层（025）0.70.80.8倾斜煤层（2545）0.60.70.7急倾斜煤层（45）0.50.60.6最大灰分%40% 计算煤层储量最小可采厚度为0.7米，最高灰分小于40%，七星矿根据设计任务书所给的煤层数及提出的煤层底板等高线及储量计算图，计算得该井田的地质储量为11182.6万吨，没有平衡表外储量，因此，工业储量也是11182.6万吨，全井田高级储量占工业储量的67.5%，满足规定最高要求。该区共划分三个水平来开拓，第一水平在-250标高至各煤层露头，东以F1断层为界，西以R8断层为界；第二水平标高在-250-350之间，阶段垂高为100米；第三水平标高在-350-500之间，阶段垂高为250米。其中第一水平的储量占工业储量的72.6%。可采储量的计算：矿井的可采储量应为可采储量减去全矿煤柱损失地质构造和水文地质损失。=(G-P) 式中，可采储量，万吨；G工业储量，万吨； P各种损失，万吨； K采区的采率。对于采区回采率，厚煤层75%，中厚煤层80%，薄煤层85%。除去各种损失及开采时的损失，井田可采储量为万吨；开采损失（ZS）(G-P) (1K），公式符号同前。三、安全煤柱的留设方法：矿井的境界煤柱，水平及采区间的阶段煤柱等各侧都留20米宽，对于薄煤层，区段煤柱留10米宽，断层间的煤柱按15米留设，对于厚煤层和中厚煤层区段煤柱留14米宽，当以断层作为矿井边界时要在断两侧各留30米宽的煤柱。矿井可采储汇总表 单位：万吨水平煤层工业储量 永久煤柱损失开采损失可采储量断层境界小计一四2156.847.239.686.6414.11656.3六1321.427.422.950.3254.71018.8八上700.719.416.435.8131.8527.1八1750.838.031.869.8336.31345.3八下369.96.55.411.97201288.4合计6299.6138.5116.1254.612094836二四830.431.226.257.3161.6646.5六530.118.115.133.299.4397.7八上281.112.810.623.751.4225.3八158.025.121.146.1131.3525.1八下148.14.33.67.9628.2112.0合计2527.791.576.7168.2471.91887.6三四773.831.826.758.4149.8598.4六493.918.415.433.892.0368.1八上261.913.010.824.145.6208.5八703.325.621.346.9121.3486.0八下120.44.43.78.126.0103.2合计2355.393.278.1171.3436.81747.2矿井合计11182.6323.2270.9594.12117.78470.8矿井地质储量汇总表单位：万吨煤层水平ABC工业储量ABCDABCD备注四一1798.8358.02156.883.4%二440.9389.5830.453.1%三438.7335.1733.856.7%计2678.41073.63752.071.4%3732.0六一1038.6282.81321.478.8%二367.3277.2530.169.3%三252.9241493.951.2%计1658.8677.62336.470.9%2336.4八上一407.8292.9700.7582.2%二176.5104.6281.162.8%三183.678.3261.970.1%计767.9475.81243.761.7%1243.7八一1041.7709.11750.859.2%二580.2197.8758.073.9%三444.5258.8703.363.2%计2046.41165.73212.163.7%3212.1八下一229.7140.2369.962.1%二101.446.7148.168.5%三70.849.6120.458.9%计401.9236.5638.462.9%638.4矿井合计7553.43629.211182.667.5%11182.6第二节矿井的设计生产能力及服务年限一、矿井工作制度：设计年工作日300天，每日三班作业，每班工作8小时，每天净提升按14小时计算。二、矿井设计生产能力及报务年限：根据本井田的地质条件及煤层赋存情况，储量开采条件等因素来确定；1)本矿井的设计生产能力：年设计生产能力120万吨，日生产能力为120万吨/3004000吨；2）矿井服务年限：TZ/AK8470.8/12.01.354.3（年）。式中：T矿井设计服务年限，年；Z井田的可采储量，万吨 ； A矿井设计的生产能力，万吨/年； K储量备用系数，取K=1.3选择矿井的服务生产能力，应该在国家能源指导下，根据国民经济的发展需要，充分考虑地区经济发展的特点，结合井田的尺寸和储量时开发技术条件，装备水平和安全生产的要求等均衡确定：1、煤炭储量：井田储量是确定矿井生产能力的一个主要因素，本井田储量丰富，而且从地质勘探角度看高级储量所占比例较高，在设计方面，煤柱损失及开采损失少。2、开采条件：井田储量精确度为高级储量占工业储量的67.5%，可采层比较稳定，煤层倾角平均14，地质构造简单，瓦斯赋存少，根据所给资料，该区水文地质条简单，采区生产能力稳定，同时能保证正常生产的采区个数。3、技术装备水平决定矿井生产能力，最主要的因素是采掘技术和技术装备，七星矿区设计机械程度较高，提升运输，通风等主要生产系统配备设备合适。4、安全生产条件：主要指瓦斯、矿井等方面的影响，由勘探资料知，七星矿区低沼气矿区且水文地质简单。从上述四个方面中，储量是基础，开采能力是关键，根据七星矿区储量，开采条件，技术装备水平，安全生产条件等因素，七星矿生产能力为120万吨/年。如果按90万吨/年的井型开发本井田，势必增加矿井的服务年限，从而增加井巷的维护费用，运输费用，井型过小服务年限过长，不适应采用现代化先进技术和逐渐发展的要求，由于现代化先进技术发展的要求，设备更新时间逐渐缩短，一个矿井全部服务年限内改造23次为宜。服务年限长的矿井将影响新技术的采用，不但积压大量煤炭而且积压资源、勘探资金和矿区建设投资，不能充分发挥经济效益，因此，七星矿区采用90万吨以下的矿井是不合理的。如果采用150万吨/年以上的矿井开发本井田，因为表内储量有限，这样，增加开发强度势必造成服务年限过短，不能很好地发挥固定机械资产的经济效益，不符合设计规范的规定，特别是有部分地质情况还需进行补充勘探，这样过大的并会造成采掘比例失调，生产接续紧张，故采用150万吨以上的井型开发本井田是不合理的。矿井服务年限要与矿井的生产能力相适应。储量备用系数K取1.3，七星矿区由于局部地质变化勘探的G级储量不可靠，采区回采率短期内不能达到规定的要求。原因：使矿井的储量减少，由于挖掘生产潜力，会使矿井产量增大，因此，K取1.3第三节井田开拓一、井田内地质构造：老空范围，煤层及水文地质条件对开采的影响：根据勘探地质说明书知：井田内地质构造简单，有4条断层，煤层赋存条件好，该区的主要水源来源于煤系裂隙小，除东部靠七星河一侧有一定砂层补给外，其余以消耗储量为主，对矿井生产无影响，属低沼气矿井，煤层有自燃现象。二、列举各主要开拓方案的经济技术比较，阐述选定方案的理由：根据煤层赋存条件，通过全面的衡量比较，初步拟定三个开拓方案：（三）第三方案主斜副立开拓方案（二）第二方案立井开拓方案（一）第一方案斜井开拓方案（集中） 该区煤层赋存地表之下，煤层倾角较小不具备平峒开拓的条件。开拓方案的初选：第一方案斜井开拓方案：由于七星矿区属于后陵地带，各层煤均有露表土层，厚为15-45米，顶底板岩性多为中细砂岩，没有流沙层，不存在第三，第四线的松软岩层，水文地质条件比较简单，根据上述地质情况考虑斜井开拓，具有投资少，见效快，施工简单，工期短，该方案的井筒设在5、6勘探线之间，井口标高在132.7米，井筒斜长1050米，井口设集中工业场地，主斜井采用钢丝绳牵引胶带机，副井采用标准一吨矿车串车提升，副井选二个井筒。第二方案立井开拓方案：由于考虑二水平延深及通风要求，因此采用立井时，运输系统简单，占用设备少，风阻力小井口标高及地势较好，双立井井口标高128.5米，井筒长238.2米，主井采用箕斗提升，副井采用罐笼提升第三方案主斜副立方案：考虑到二水平通风和集中排矸问题，因副立井井位在炮台山至第二勘探线中间，地势较好，但此方案存在不足，一是工业广场分散，地面运输系统复杂；二是工业广场压煤量大，初期投资多工期长，见效慢，矿此方案在技术经济上都是不合理的。因此，方案不参加经济比较，该方案井筒斜长1150米，副井采用立井井口标高233.2米，井筒233.0米，设罐笼提升。方案的技术比较优点缺点1.主皮带运煤，运煤连续，运输能力第大，费用低；一2.井筒掘进技术和施工工艺，设备简方单，掘进速度快；案3.工业广场不压煤；：4.斜井可做安全出口，人员升降方便；斜5.初期投产较立井快；井6.工业广场布置集中，便于管理；开7.有利于一水平开采兼顾二段延伸；拓8.修铁路费用低。1、开拓井筒长维护费用高；2、井筒通风线路长，通风阻力大；3、井筒易采动影响。第1、井筒短，提升能力大，速度快，二2、井筒维护容易；案3、工业广场布置集中容易管理；方4、井筒断面大，有利于通风；：5、副井提升能力大，占用人员少；双6、敷设各处管线长度短。立井方案1、工业广场及井筒占大量保护煤柱，呆滞煤量大；2、井筒掘进速度慢装备复杂；3井筒造价高，施工工艺要求高；4、地面修铁路费用较大，压煤多；5、井底车场及峒室较复杂。从技术比较来看，这两个方案各有优缺点，无法从技术比较来确定那个方案，故只有通经济比较来确定：斜井开拓方案费用表：顺序工程项目每项工程单位总工程量次数单价（元）费用总额1前期主井明槽30米201748.4149682前期副井明槽30米602688412803主井井筒1080米10601784.4885924副井井筒870米1690278114214205前期运输石门90米1802538968401后期主井井筒1490米14901782180822后期副井井筒1860米2720278221739603后期运输石门130米2602530139880合计：4955088运输提升费用表： 单价费用1主井运输吨一公里10159.11041.150.125146037062副井运输吨一公里3818.751040.940.12544870313排水费用吨一公里0.191P536524(270.94150281.39250) 0.191=30373898.4合计：3486092.4斜井开拓方案费用表：前期风井明槽3068820640风井井筒848781662288后期风井13607821063520维护费8189481894斜井设备购置费设备名称单位型号指标钢丝绳输送机套GDS1000478360一付绞车套ZJK2.52088730二付绞车套JK2.52088000合计套695090斜井巷道维护费序工程项目单位115053+151026单位费用金额1主井年一米2194053+1390262元年米2004202一副二副年一米18053+260262元年米34381403运输石门年一米18053+260261.3元年米16300总计560560立井开拓方案费用表序工程项目每项工程项数总工程量单价费用金额1前期立井井颈米301302929878702付井301303258977403主井井筒2381238276865933764付井2201220300861182725前期运门输石门27025405382905206反主井4101410295012115507付井3931393308512185708后石门运输1800236005381936800合计：8049014.8立井运输提升费用表1名称单价元吨公里0.2710159.11040.295286002主井0.20.273818.751040.2102398163付井排水费：36524(270.2682150+260.4250) 0.27=295600设备购置费JD-16型340000GSD2型800000合计1140000巷道维护费1主井井筒238.253+410262元年米48588合计2付井井筒238.253+390262元年米45789.23运输石门54053+3600261.5元年米183330275887以上各工程单价根据矿山井巷工程概算指标查得：通过以上经济比较，立井开拓费用8049014.8元，运输提升费29758416元，排水费2956000元，设备购置费1140000元，巷道维护费275687元，共计68788117元，计6879万元；斜井排水费30373898.4元，设备购置费655090元，巷道维护费642454元，共计57463715.4元，计5746万元；因此，从经济上看，斜井比立井优越，另外我们还缺乏立井开拓管理经验，所以本矿井采用斜井开拓方案。三、井筒位置和数目的选择：1、井筒数目：根据矿井生产能力和通风需要，以及人员安全问题，确定初期井筒数目为三条（后期在两翼开凿风井），一条主皮带斜井，担矿井运煤及运送人员，一付采用双钩串车提升，担负提矸、下料、运输、二付采用单钩串车作为辅助提升，初期作为回风井，主井作辅助入井，一付作为入风井。2、井筒位置的选择：根据煤炭工业设计规范213条规定，并综合考虑井筒位置位于最高洪水位（100.26米）以上，井田两翼的储量，基本平衡，通风开采合理井底，车场设在一水平储量中心延伸井底车场设在二水平的储量中心，工业广场不压煤，充分利用地形，使地面生产系统，运输系统合理，见井筒特征表。四、水平划分及阶段垂高的确定，各水平间连续暗井布置：（一）水平的划分：根据本矿区地质构造简单，水文条件煤层赋存条件稳定，煤层倾角在1315之间，有利于采用上、下山回采的方法将本井田划分为三个水平：一水平由煤层露头到250标高，二水平由250标高到350标高；三水平由350标高至600标高。（二）阶段垂高的确定：根据本井田的三个水平确定阶段垂高及水平的垂高：一水平：阶段垂高：上山阶段100米，下山阶段150米，水平垂高：250米二水平：上山阶段100米，阶段垂高100米；三水平：上山阶段250米，阶段垂高250米。水平划分方案对比：第一方案：设两个水平，标高分别为100和450两个开采水平，均为上下山开采，其优点是减少了巷道开拓和车场硐室，工程量及施工费用，水平服务年限增加了，减少了下山阶段的提升费用；其缺点是：施工工期长，井巷维护、提升、排水、通风费用增加，运输能力降低，下山掘进排水困难，漏风较多，井田深部矿压增大巷道维护困难。第二方案：设三个水平，标高分别是100、350和600，一水平上下山开采，二、三水平为上山开采。经过比较认为第二方案优于第一方案，理由是：（一）水平高度均在250米左右，符合设计规范的水平高度为150250米（缓倾斜煤层）的规定；（二）是一水平上下山开采，保证了水平有较大储量和服务年限，二、三水平上山开采避免了下山开采的缺点；（三）是水平高度大小在经济上有个合理点，过大过小在经济上都不够合理；（四）是水平高度大一般需设辅助水平，也必然开掘辅助水平巷道，全部上下山开采比单一上山开采相比，巷道工程量不一定减少多少，而且辅助运输能力明显降低，且下山开采在生产中遇到的困难往往很难预料；（五）水平高度过大，设备选型、按装、运输、峒室施工，在技术上均有一定困难。综上所述，根据七星矿具体条件，我认为一水平上下山开采，二、三水平上山开采方案是技术上优越，经济上比较合理的方案。（三）水平间连接暗井的布置：根据一水平的开拓方式和下部地质构造及煤层倾角，水文条件综合考虑确定二水平采用暗斜井的开拓方式，与一水平主付井相连接，充分利用原有的生产系统及地面的工业广场，减少不必要的建井投资，达到技术上可行、经济上合理。五、主要运输大巷及总回风道的布置方式和位置选择：运输大巷服务于整个水平的开采是矿井生产的动脉，所以要有利于井下运输和巷道维护，为合理布置采区和为井下生产创造良好条件根据安全规程为93条规定：保证通风运输的畅通和行人安全，则水平大巷采用集中双巷布置在100水平标高，8层煤底板岩层中，两巷水平间距20米，运输大巷采用双巷布置主要是为解决前期掘进独头作业，通风网路长，局扇通风能力有限使巷道风阻增加，满足不了及时排除污浊风流的目的，双巷掘进有助于通风，为掘进施工创造条件，另外也是为下山开采创造有利条件，如果只一条水平大巷，在进行下山水平开采时，将出现能进风而无法回风的问题。一水平回风大巷设在上部可采煤层底板岩层中100标高，避免采动影响。六、矿井各水平煤层，上下山和采区的开采顺序，第一水平采区划分和配采关系：一根据前述，该井田划分三个水平，上下山开采，开采顺序：先采一水平，在一水平结束前完成延深主付井到二水平350，进行二水平采掘准备接替，三水平亦是这样；第一水平开始减产，第二水平即投入生产，在两个水平过渡期间，以两个水平同时生产条件保证矿井产量。二采区划分：主要根据地质构造，自燃条件，开采技术及关于改革开拓布置的若干技术规定（试行）条例，第十五条规定：综采一般不小于2000米，将第一水平划分为九个采区，上山五个，即一采区、二采区、三采区、四采区、五采区，下山采区四个：中央下山采区（东一采区）、东二采区、西一采区、西二采区。三采区的开采顺序及配采关系：为了稳定矿井设计生产能力，采用三个生产采区来保证产量，首先投产二采区，继后投产一采区，当一采区减产或采完之后接采四采区，二采区与三采区接替，五采区与中央下山采区接替。七、对地面建筑物、水体、铁路下开采导致地面沉降变形的预计和预防措施：本矿区二采区和三采区上面有一条铁路通过，压煤量很大为节省能源，本设计决定对铁路下的煤层开采，在回采时在铁路下沉带设置，一组岩石移动观测站，发现有下沉的趋势及时充填矸石，保证铁路不受影响。第四节井筒一、井筒特征表：二、井壁结构：（1）井筒检查孔资料，井筒穿过的表土层和岩层的性质及开凿施工方法：井筒工程矿井建设的主要工程项目之一：井筒位置的选择是否合理，直接影响矿井以后，施工的快慢，直接影响其它井巷工程，根据检查孔资料，以及5、6、9勘探线综合分析，确定井筒的位置应是地质条件良好的8层底板，8层煤底板的岩性是粉砂岩有利于施工和围护。由于井筒位置应尽量选择在地质和水文条件较好的岩体中。避开松软岩层，特别是含水易膨胀的岩层，因此井筒选择在5、6勘探线之间。（2）井筒断面形状：为了避免井筒周边生产危险的拉应力，根据原岩应力特点和井筒的服务年限，因此主井一付，二付都选用半圆拱形，克服顶压，有利于施工，易采用光爆破锚喷支护新技术的广泛应用。（3）合理的开凿施工方法：井筒掘进在表土段，采用一般表土施工方法，斜井表土施工方法与井所处的地形有关，本矿井斜井井口选择在表土层较厚的平坦地带。四于直接开硐掘进顶板，使顶板难以维护，需预先挖明槽，进行砌碹，而后才能开硐，掘进斜井井筒在开凿井筒岩石段采用光面爆破先进的施工工艺，以减少对岩体的破坏。推广锚喷支护，以提高岩体强度和充分发挥围岩体的自支承能力，表土层砌碹300mm。二、井壁结构及厚度：井筒的基岩部分采用锚喷支护，根据：巷道室锚喷支护参数表，对于中等稳定岩层服务年限10年以上。净跨3m，净跨35m，净跨510m，单位：mm周岩分类服务年限10年以上名称喷射厚度锚扦厚度锚扦厚度锚扦锚深间距锚深间距锚深间距中等稳定岩层50701400-1600800-100070-1001600-1800800-100100-1001600-1800600-800（三）井筒的延深方式：为了便于井筒延深，在设一水平井底车场时，考虑在一水平井底车场的矸石列车线预留井筒延深位置，以便为下水平延深施工和设计创造有利条件，二段延深：主井倾角1530，斜长1050米，一付，二付倾角15，斜长860米。根据一水平采用集中皮带斜井开拓方案的实际情况，为充分利用一水平巷道和井底车场，减少延伸工程量，减少资金费用，实现矿井集中生产，方便管理，二水平选用了集中皮带斜井的延深方案，三水平也是这样。第五节井底车场和硐室一、井底车场形式的选择：井底车场是连接井下运输和井筒的枢纽，担负着煤矸、物料、设备的运输，并且为矿井的通风和排水供电服务，井底车场造型是否合理直接影响车场的通过能力的大小和施工等问题。本矿井的车场的要求是：通过能力大调车方便，由于水平车场井筒集中，距离较近，东西异来车，大巷运输矿车开型号不一，特别是三吨底御式矿车，单向卸载，而且车场的通过能力大等因素，故本水平井底车场选用卧式环形车场与采区车场相配套。其优点是：所有列车在车场内同向运行，不受两异进车不均匀的约束，三吨底御矿车不用摘钩换向，不调车，在车场内运行时间短，车场的通过能力大，同时巷道断面较小。二、空重车线长度的确定：储车线长度的确定根据这设计规范为228条规定：当运输大巷采用列车运行时空重车线能容纳1.52.0列车长的位置，另外，考虑下一段延伸，需在井底车场的重车段预留一列车的长度，因此，最后确定重线线的长度为： l重mnl1+N+l2+l3+l4 =2.5133.45+4.5+4.0+5.15161.72m式中：m列车数目取列；N电机车台数n每一列车辆数取14个l1每一列车一个的长度取l2机车长度取l3制动距离取l4矿车间三环链长每个取l4130.152.54.875m付井：空车线的长度因有井筒限制，过长会使通过能力降低，加大工程量，过短会使通过能力降低，加大工程量，过短会和井筒联系不上，根据这些条件约束，最后确定合理的存车线长度：l空mnl5+l2=2.52522+4.5=142m2、调车方 式：根据一水平两翼储量基本平衡和三吨底卸式矿车型式不同，故设计不考虑混合调车方式，其调车方式如下：东异煤列车机车牵引列车，经过区间.卸载后拉空车经区段.,驶向东西异采区，西异煤车经区间.卸载后拉空车经区段.驶向西异采区。东西异混合列车均采用顶推调车方式，东西异矸石列车，经过区段进入区段后，机车摘钩行至车尾部顶车解列，解列完毕。机车顶岩石车经过区段进入轨道，然后行空车线，拉空车线区段. 驶向东西异采区，见表：3、车场通过能力的计算：根据不同列车在底车场调车时的配化，各东西翼列车在井底车场调车的配化，各东西翼列车在井底的配比，编制井底车场的调度图表，最后根据调度图表编制计算出井底车场的通过能力。煤列车在井底车场平均运行时间5.3分，矸石车在井底车场的运行时间10.06分，根据运行图表排列法，得出列车进入井底车场的平均时间为2.84分，故井底车场的通力为：AX224万吨/年式中：AX车场的通过能力，t矸列车进入井底车场的平均时间，间隔2.84分，f每日工作时间，K矸石系数取G每列车煤的有效重量300年工作日数井底车场通过能力富裕系数：K1.86从设计规范第234条规定：井底车场的富通能力一般大于矿井设计能力的30%，验算后满足。煤列车由于3吨底卸式矿车组成，矸石车由25台一吨U型铁矿车组成。三、车场峒室，峒室的名称及设置：1、井底车场有以下峒室：卸载峒室翻笼峒室，中央变电所，中央水泵房，中央水仓，防火列车库，防火列车库，机车检修间，整流室，保健室等。2、井底煤仓的形式，容量，清理撒煤的方式：井底煤仓选用圆形立式煤仓，容易：考虑二段需用一段井底煤仓，设计按二小时的提量。计算：QtQ12400800T煤仓储量：皮带输送机每小时输送煤量800吨则煤仓容易：V941.2m3Q皮带小时提升量400TR煤的堆积容重取0.85T/ m3煤仓特征：圆形立式煤仓，直径6.5m，高32m。V11/3r2h1=1/33.143.25236V2r2h2=r12h23.143.25223.38775.4V31/3h(r12+r22+r1r2)1/35.37（3.252+0.42+3.250.4)133.2V=V1+V2+V3故该煤仓满足要求。3、水仓的布置及容量计算以及水他的清理方式：1、该井的最大涌量为616米3/小时，正常涌水量350米3/小时，故水仓按两个布置，分甲、乙仓，两仓均设在100车场巷道标高最低处，此点在混合列车调车线中部，对来往车辆都不妨碍，且水仓终点位置位于其配水井的联接处，甲、乙两仓彼此独立，互不渗透，以便一个清理时，另一个能正常使用。按试行规程21条规定水仓容积能容纳8小时的正常涌水量，所以水仓的总容量为：Q总Q正Q正35082800m3该水仓断面设成单轨巷道，净断面取6.5m2水仓总长度：l总431m式中：F水仓断面，Q正常涌水量，甲、乙两仓分别为220m和211m水仓的清理方式：采用1吨标准矿车人工清理，在水仓内铺设纯钢，在水仓入口处安设两台JD25型高度绞车，设置污水泵一台，型号4PWA型28KW以解决煤泥污水排放问题。4、井下火药的形式，容量及通风系统： 根据煤矿安全规程规定：井下火药库距井筒井底车场，主要峒室直线距离不得小于100m，库房地面必须高于所在外部巷道地面，以便防水防潮。第三章大巷运输及设备第一节运输方式的选择一、运输方式的比较及选定，煤矸，材料，设备的运输系统和转装站的布置，人员运送方式和系统。运输方式的选择原则，运输方式与设备的选择，根据煤层、井型、赋存条件上，瓦斯情况，巷道布置，开采方法和生产集中程度及条件确定，并与其它生产环节的装备标准协调一致，做到装卸，运送，调车，作业机械化。我国水平运输大巷的运输方式二种：胶带输送机与轨道运输。1胶带输送机运输优缺点：水平大巷采用胶带输送机时，其运输能力大且运输连续，效率高，易于实现自动控制。它要求巷道开得挺直，并需要另设轨道，解决辅助及检修问题。但大巷用做进风将造成煤尘飞扬对安全不利。2轨道运轨优缺点：水平大巷采用矿车运输可以同时解决矸石、材料、设备和人员的运输，并能适应矿车两翼生产不均衡的变化而随时间调整机车及矿车的调配工作，运煤过程中，产生的煤尘较少，对通风安全较为有利，这对本矿井尤为重要。采用矿车运输，对巷道的弯曲限制很少，可实现不同牌号的运轨，随矿区走向长度长度的加大，矿车运输更为有效和可靠。由于本矿区走向长度较长（运输大巷长5900米）其中东异2300米，西异3600米。由于胶带输送机长度受限制，采用胶带输送机需多机同时作业，不利于控制，因此，本设计采用电机车牵引运输，矿车采用三吨底御式运煤。一吨标准固定式矿车担负辅助运输，即矸石材料运输。根据煤矿