大西煤矿15#煤层900Kta矿井初步设计.doc

太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书采矿工程专业毕业设计（论文）设计题目：大西煤矿15#煤层900Kt/a矿井初步设计 专 业: 采矿工程 学习形式： 自 考 准考证号： 姓 名： 指导教师： 设计日期： 目 录目 录1摘 要3第一章 井田概述和井田地质特征5第一节 矿区概述5第二节 井田地质特征6第三节 煤层的埋藏特征8第四节 水文地质9第二章 井田境界与储量12第一节 井田境界12第二节 地质储量的计算12第三章 矿井工作制度及生产能力15第三节 井田开拓15第二节 达到设计生产能力时工作面的配备17第四章 矿井基本巷道及建井计划19第一节 井筒、石门与大巷19第二节 井底车场21第三节 建井工作计划22第六章 采煤方法26第一节 采煤方法的选择26第二节 确定采（盘）区巷道布置要素31第三节 回采工艺及劳动组织31第四节 采（盘）区的准备与工作面接替32第七章 井下运输32第一节 运输系统和运输方式的确定32第二节 运输设备的选择和计算33第八章 矿井提升45第一节 主斜井的提升45第二节 副斜井的提升51第三节 矿井的排水54第九章 矿井通风与安全56第一节 瓦斯的抽放56第二节 矿井的通风67第三节 矿井的通风系统和风量分配68第四节 计算负压及等积孔68第五节 选取扇风机73第六节 安全生产技术措施76第十章 经济部分78第一节 劳动定员和劳动生产率78 第二节 技术经济指标表79致 谢82参考文献83摘 要本次设计所选的题目为山西煤炭运销集团阳城大西煤业15#煤层900kt/a初步设计，根据山西煤炭运销集团阳城大西煤业的井田概况和地质特征资料。井田概况包括井田境界；地表的交通位置以及自然地理和水源、电源的供应情况。地质特征资料包括地层；地质构造；煤层及煤质；煤层顶、底板情况及煤层的瓦斯、煤尘、煤的自燃性；以及矿井的水文地质情况。此次设计的目的是运用大学阶段所学的知识联系矿井生产实际进行矿井开采设计，并就本专业范围的课题进行比较深入的研究，以培养和提高学生学习分析和解决实际问题的能力，是学生走上工作岗位前进行的一次综合性能力训练，也是对一个未来采矿工程高级工程技术人才的基本训练。设计时应以当前煤矿开采发展的趋势和方向，结合本煤矿的特征以综合机械化大采高开采为首选采煤方法，并合理的布置开拓巷道和工作面，以简化采煤生产系统，提高煤炭的利用率。此次设计需要解决的专题是高瓦斯煤层的开采，要求我们需要在采区巷道的布置上（尤其是通风问题）及以后的生产管理上采取特殊的措施，以实现矿井的安全生产。该矿井的设计生产能力为900Kt/a，采用综采一次性采全高，采用顶板完全垮落法管理顶板。设计过程中我对矿井的各个系统又有了一次比较全面的认识和了解，同时在老师的指导和帮助下也解决了一些实际的问题，是我在掌握专业知识的同时也提高科自己以后在现实工作岗位上的能力。关键词：初步设计；15号煤层；综采；一次性采全高；垮落法AbstractThe selected design entitled Shanxi Coal Group Yangcheng Atlantic Coal and off the preliminary design, Yangcheng Atlantic Coal Mine profiles and geological characteristics information in accordance with the sales Shanxi Coal Group. Ida Ida profile includes realm; supply surface traffic location and natural geography and water, power. Information includes the formation geological features; and hydrogeological conditions of the mine; geological structure; seams and coal quality; roof and floor conditions and coal seam gas and coal dust, coal spontaneous combustion.The purpose of this design is to use the knowledge learned in college stage production of actual contact of mine underground mining design and conduct more in-depth study on a topic of the special areas of expertise to develop and improve students learn to analyze and solve practical problems , is a comprehensive sexuality training , but also for a future mining engineering senior engineering and technical personnel basic training before students go to work carried out .Should be designed to current trends and directions of development of coal mining , coal mines in the binding characteristics of large mechanized coal mining height is the preferred method , and reasonable arrangement to develop roadway and face to streamline coal production systems , improve coal utilization.The design needs to be addressed is the topic of high gas coal mining requirements we need to take special measures in the arrangement Roadway (especially ventilation problems ) and subsequent production management in order to achieve safe production of the mine . The mine is designed to produce 900Kt / a, a one-time mining mechanized mining using full-height , full roof caving method using management roof .My design process for each system of the mine , there has been a more comprehensive knowledge and understanding of both the teachers guidance and help it solve some practical problems , is my master professional knowledge but also improve their future families ability in the real job .Keywords: preliminary design; 15 coal seam; mechanized mining4第一章 井田概述和井田地质特征第一节 矿区概述一、交通位置山西煤炭运销集团阳城大西煤业有限公司,位于山西省阳城县西北芹池镇大西村北1km处，隶属阳城县芹池镇管辖。其地理坐标为北纬353629 353820，东经11212111121252。井田位于山西省阳城县芹池镇境内，晋（城）韩（城）干线公路从井田东侧约10km处芹池乡南东北西向通过，井田至晋韩干线公路有县级沥清油路相连，通过晋（城）韩（城）干线公路北西1km可达侯（马）月（山）铁路沁水火车站，往南东16km可至阳城县城，交通十分便利。二、地形地貌井田位于沁水盆地南缘，中条山隆起的北东部。地貌划属为侵蚀山地，以中低山丘陵为主，区内沟谷发育，局部为黄土覆盖，主要山梁及沟谷走向呈北西南东向，地形北西高，南东低。最高点位于井田北西部边界黄山庄村东40m处的山梁上，标高为1163.52m，最低点位于井田南部边界董王沟沟谷，标高为844.12m，相对高差319.40m左右。三、河流本区属黄河流域沁河水系，地表水汇集于井田内董王沟沟谷内，向南至芹池镇汇入芦苇河，芦苇河发源于沁水县芦坡，流经阳城县羊泉、芹池、町店等乡镇，长41km，流域面积291.3km2，向南东至润城镇下河村汇入沁河。沁河向南穿切太行山经河南济源、沁阳，在武涉县嘉应关汇入黄河。除北东部有矿井排水形成的短暂溪流外，井田内大小沟谷平时均为干沟，无其它地表河流、水库等。四、气象及地震情况井田属东亚暖温带大陆性气候。一年内四季分明。据阳城县气象部门近几十年的统计资料：无霜期184天左右，气候干燥，多年平均降水量583.9mm，最大降水量为895.7mm（2003年），最小降水量为335.2mm（1965年），最大日降水量为144.7mm（1982年8月1日），最大小时降雨量为49.3mm。雨季多集中于七、八月，多年平均蒸发量1735.7mm，超过降水量的近三倍；旱季为12月至翌年2月。多年平均气温11.8，68月气温最高，极端最高温度可达40.2（1966年6月22日），12月至翌年2月气温最低，极端最低温度为-19.9（1958年1月16日）。每年11月至次年3月为冻结期，最大冻土深度为39cm，冻结期与降雪从11月至翌年3月；冬春多为西北风，夏秋多为东南风，风力一般34级。据历史记载地震台网监测，阳城县历史上共发生有感地震23次，表现为震级小、频率低。根据中国地震动峰值加速度区划图（GB18306 -2001），该地区地震动峰值加速度和地震动反应谱周期分别为 0.05g和 0.45s。根据国家地震局 1:400万中国地震综合等震线图，本区地震烈度为度区。第二节 井田地质特征井田内地层出露主要为二叠系下统山西组（P1s）、下石盒子组（P1x）及二叠系上统上石盒子组（P2s），第四系分布于山梁及沟谷两侧阶地，根据钻孔揭露地层和沁水普查报告地质成果，井田内赋存地层由老到新依次有：奥陶系中统峰峰组（O2f）；石炭系中统本溪组（C2b）；石炭系上统太原组（C3t）；二叠系下统山西组（P1s）；二叠系下统下石盒子组（P1x）；二叠系上统上石盒子组（P2s）；第四系中更新统（Q2）、全新统（Q4）。现依次叙述如下：一、奥陶系中统峰峰组（O2f）为含煤地层之基底，岩性以灰色厚层状隐晶质石灰岩为主，夹有白云质灰岩、角砾状灰岩和泥灰岩，质纯、性脆、节理发育，多为方解石充填。据邻近井田内XS-1水文孔揭露，本组厚78.48m。二、石炭系中统本溪组（C2b）岩性主要为菱铁矿、黄铁矿、鲕状结构铁铝岩、灰色粘土岩、不稳定的煤层组成，底部常见窝状褐铁矿层。一般厚2.456.69m，平均厚6.06m。与下伏奥陶系中统峰峰组呈平行不整合接触。三、石炭系上统太原组（C3t）为区内主要含煤地层之一，岩性主要为砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层（线）和石灰岩等。本组厚72.4597.66m，平均厚82.42m。与下伏石炭系中统本溪组呈平行整合接触。本组属半咸水、三角洲碳酸盐台地沉积环境，沉积旋回5个较大旋回，根据岩性、化石组合与区域对比，自下而上分为三段。一段（C3t1）：K1砂岩底至K2灰岩底，由泥岩、砂质泥岩、铝土质泥岩、细粒砂岩及煤层组成。15号煤层位于该段顶部，煤层顶有一薄层黑色泥岩伪顶。中部夹不稳定不可采的16号煤层。以底部的K1砂岩与本溪组分界，本段一般厚16.98m。二段（C3t2）：K2灰岩底至K4灰岩顶，岩性由石灰岩、泥岩、粉砂岩和4层薄煤组成，以色深、粒细、灰岩比例大为特征。一般厚34.76m。三段（C3t3）：K4灰岩顶至K7砂岩底。由砂岩、粉砂岩、泥岩、煤及灰岩组成。全段厚30.68m。四、二叠系下统山西组（P1s）自K7砂岩底至K8砂岩底，厚度28.6352.50m，平均38.73m。与下伏太原组整合接触，为本井田主要含煤地层之一。下部岩性主要由深灰色中细粒砂岩、粉砂岩、泥岩及15号煤层组成。其中15下煤层零星可采，不稳定。中部以灰黑色粉砂岩、泥岩、深灰色细粒砂岩及15号煤层组成。15号煤层厚度1.303.60m，平均厚度2.82m。上部以灰白色中粒砂岩、灰黑色粉砂岩为主，中夹黑色泥岩和极不稳定的1号、2号薄煤层组成。五、二叠系下统下石盒子组（P1x）连续沉积于山西组地层之上，K8砂岩底至K10砂岩底，厚度97.76120.60m，平均106.85m。底部K8中粒砂岩不稳定，常相变为细粒砂岩，下部为灰色及灰黑色泥岩、粉砂岩、灰白色砂岩组成。上部为浅黄色、灰绿色及黄绿色夹紫色泥岩与灰白色中粒砂岩互层。顶部为一层紫红色含铁质鲕粒铝质泥岩，其层位通称“桃花泥岩”，稳定，特征明显，为本区上、下石盒子组地层的辅助标志。与下伏山西组地层呈整合接触。六、二叠系上统上石盒子组（P2s）一段（P2s1）：K10砂岩底至K12砂岩底，厚度181.00222.20m，平均205.40m。下部以灰绿、灰黄、紫红色砂质泥岩、泥岩、粉砂岩互层为主，夹数层砂岩，成条带状，并有铁质结核（铁锰质）出现，呈透镜体，有时也出现鲕状结构，但鲕粒小而少。底部K10砂岩为灰白色中细粒砂岩，厚7.2518.40m，平均8.40m。在地表常形成陡壁。二段（P2s2）：本井田最大残留厚度约130m，以黄绿色及紫红色泥岩、粉砂岩互层，夹薄层中细粒砂岩，顶部泥岩中常含燧石结核。K12底砂岩为灰白色厚层状中、粗粒砂岩，厚4.3015.30m，平均10.70m，在地表常形成陡壁。七、第四系中更新统、全新统中更新统（Q2）：主要为残积黄土，由当地风化壳剥蚀而沉积。黄土颗粒及颜色受当地影响，在河谷两旁偶见有搬运沉积粘土和砂。厚约050m，平均30.0m。全新统（Q4）：由砾、砂砾、砂不同粒度的岩块及次生亚砂土组成。分布于现代河床和沟谷中，厚约010m，平均8.0m。第三节 煤层的埋藏特征15号煤层：位于太原组一段顶部，下距K1砂岩顶14.23m，煤层厚度1.303.60m，平均2.82m，无夹矸，结构简单。顶板为K2石灰岩，直接顶下常有一层薄泥岩伪顶，底板为泥岩。井田内15号煤层层位稳定，结构简单，为全区稳定可采煤层。 煤层特征表煤层编号煤层厚度（m）煤层结构顶板岩性底板岩性煤层稳定程度可采性最大最小平均矸石层数类别151.303.602.820简单石灰岩泥岩稳定全区可采15号煤的物理性质：黑色灰黑色，成分以亮煤为主，含透镜状、细薄层状的镜煤，强玻璃似金属光泽，条带状结构，层状构造，贝壳状、阶梯状断口，条痕为灰黑色，性脆，常见有细脉状、结核状黄铁矿，视密度为1.45t/m3，真密度为1.71t/m3，宏观煤岩类型为半亮光亮型煤。镜下观察，其显微煤岩组分含量及其特征如下：镜质组：主要为无结构均质镜质体，其次为基质镜质体和团块镜质体。组分含量约60.72%，镜质体最大反射率为2.624%。惰质组：以丝质体、半丝质体为主，次为碎屑惰质体，组分含量约7.58%。矿物质：以层状粘土为主，次为分散状（似层状）粘土、黄铁矿及石英。组分含量约31.7%。黄铁矿多呈结核状分布，含量为0.8%。石英多为半棱角状，含量0.8%。第四节 水文地质一、井田地表径流矿区位于沁水煤田南部，地貌类型属侵蚀低山丘陵区，区内地形北高南低，海拔高程为1163.52844.12m，相对高差319.40m，地表水排泄条件较好，地下水主要靠大气降水补给，区域内主要河流为芦苇河，属沁河水系一大支流。井田内无地表径流和水体，井口及工业广场周边标高均高于历史最高洪水位。二、井田内主要含水层依据井田内分布含水层的时代、岩性、地下水类型等，井田内综合划分以下主要含水层（组）：（一）第四系松散沉积物孔隙潜水含水层该含水层主要为第四系松散沉积物，岩性为砂质粘土夹砂、砾石，据水文地质调查，其含水层埋藏较浅，渗透性强，富水性较差，受季节变化影响较大。（二）上石盒子组风化裂隙含水层井田大面积出露，出露岩性为灰白色细砂岩、粉砂岩，裂隙发育，该层地下水主要接受大气降水的渗入补给，地下水类型为潜水，单位涌水量0.0340.038L/s.m，水温12.5，弱富水性，水化学类型为HCO3-K+Na型。（三）下石盒子组及山西组碎屑裂隙含水层该含水岩组含水层岩性为灰白色细砂岩、泥质砂岩，据井田东南1km的XS-1水文孔（2010.1.9-2010.3.14）抽水试验资料，上部地层较破碎，下部地层完整，局部裂隙发育，地下水类型为承压水，地下水主要接受大气减税的渗入补给，含水层厚度28.90m，静止水位埋深14.53m（水文标高851.35m），抽水试段14.53173.26m，经抽水试验，单位涌水量7.4810-4L/s.m，弱富水性，PH值8.3，总硬度141.88mg.L-1，矿化度548.83 mg.L-1，水化学类型为HCO3SO4-Na型。（四）太原组碎屑岩碳酸盐岩溶裂隙含水岩组含水层岩性为砂岩和灰黑色含燧石灰岩，据XS-1水文孔抽水试验资料，局部地段地层破碎，局部裂隙发育，地下水类型为承压水，含水层厚度23.69m，静止水位埋深28.85m（水位标高837.03m），抽水试段28.85256.74m，经抽水试验，单位涌水量1.7510-4L/s.m，弱富水性，PH值8.3，总硬度79.68mg.L-1，矿化度461.19mg.L-1，水化学类型为HCO3-Na型。（五）奥陶系碳酸盐岩溶裂隙含水层组含水层岩性为峰峰组和上马家沟组的深灰色灰岩、泥灰岩和白云质泥灰岩，局部地层裂隙发育，溶洞不发育，据XS-1水文孔资料，该孔于2010.3.16-2010.3.18对奥陶系峰峰组及上马家沟组进行了混合抽水试验，抽水试段165.40501.00m，静止水位埋深165.40m（水位标高700.48m），奥陶系地层顶面标高为614.83m，该水头高度高出O2地层顶面85.65m，在泉域的边界灰岩裸露区大气降水渗入补给地下水，经抽水试验，单位涌水量0.0063L/s.m，弱富水性，PH值7.9，总硬度193.21mg.L-1，矿化度562.53mg.L-1，水化学类型为HCO3-Na型。结合区域等水位线图，井田内奥灰岩溶水由北西向南东径迳流，水位标高701703m。三、井田内主要隔水层（一）本溪组及太原组底部泥岩、铝土质泥岩隔水层组由15号煤底板至奥陶系灰岩顶面，为一套以泥质岩为主的细碎屑岩地层，平均厚度20.29m左右，岩性致密，不透水，特别是本溪组的铝土泥岩，质地细腻，具有极好的隔水性能，为矿区主要隔水层组，对下伏奥灰水起到了重要的阻隔作用。（二）石炭系灰岩、砂岩及二叠系砂岩含水层之间的层间隔水层石炭系灰岩、砂岩及二叠系砂岩含水层之间，均分布有厚度不等的泥岩、砂质泥岩等泥质岩层，其岩性比较致密，不透水，阻隔了各含水层之间的水力联系，起到了层间隔水作用。但在近地表段，由于受风化作用以及构造、断裂与裂隙发育的影响，不同程度地破坏了其隔水性能。四、井田充水因素（一）大气降水对矿坑充水的影响降水通过不同成因的基岩裂隙及松散沉积物孔隙在裂隙沟通的情况下进入矿坑，成为矿坑充水的间接但重要的补给来源。矿坑涌水量受降水的季节变化影响，具有明显的动态变化特征。（二）地表水体对矿坑充水的影响井田内各沟谷虽然平时基本干枯无水，但在雨季河水较大，洪水期水位骤然增高，可通过不同成因的基岩裂隙及松散沉积物孔隙在裂隙沟通的情况下进入矿坑，也可通过15号煤层采空区上部的地层下沉形成的导水通道进入矿坑。（三）地下水对矿坑充水的影响二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层含多层中细粒砂岩，局部裂隙较发育，该含水岩组砂岩裂隙水为15号煤层主要直接充水水源。矿井巷道顶板冒裂带将沟通其影响高度范围内各含水层之间的水力联系，使地下水进入井巷，成为矿井充水的主要来源。二叠系石盒子组砂岩裂隙含水层，由二叠系上、下石盒子组含多层中、粗、细不同粒级砂岩构成，直接接受大气降水补给和上部第四系松散孔隙水渗透补给，该含水层及第四系松散孔隙水含水层一般构成15号煤层的间接充水水源。石炭系上统太原组分布有15号煤层，该组砂岩灰岩层间岩溶裂隙水为15号煤层的直接充水水源对于15号煤层覆岩坚硬的本井田来说，采用煤矿防治水规定中的厚煤层分层开采的导水裂隙带最大高度计算公式：式中：Hli导水裂隙带高度，m；累计采厚，m。本井田15号煤层最大厚度为3.60m。经计算，本井田15号煤层开采，裂隙导水带高度为66.9m。五、井田水文地质类型井田15号煤层为以裂隙含水层充水为主的矿床，位于当地侵蚀基准面以下，煤层与各上覆含水层之间的岩层较稳定，主要充水含水层富水性均弱，地下水补给条件差，隔水性较好，煤层正常涌水量为170m3/d，最大涌水量为340 m3/d，因此该矿井15号煤水文地质类型为中等。第二章 井田境界与储量第一节 井田境界山西省国土资源厅以证号为C1400002009111220044535的采矿许可证批准山西煤炭运销集团阳城大西煤业有限公司井田境界由以下4个拐点坐标连线圈定。井田面积为2.884km2，批准的可采煤层为15号煤层。井田境界拐点坐标表拐点编号1980西安纬距（X）经距（Y）13924210.3219626800.0023924210.3219628200.0033922150.3219626800.0043922150.3219628200.00第二节 地质储量的计算一、矿井地质储量（一）资源/储量估算范围和工业指标本次资源/储量估算煤层为15号煤层，估算范围以采矿许可证圈定的井田范围、钻孔揭露的开采标高以及煤层露头线为准，井田面积为2.884km2。（二）资源/储量估算方法与参数确定1、资源/储量估算方法井田内煤层厚度稳定，产状平缓，采用地质块段算术平均法计算资源/储量。资源/储量估算公式为：式中：Q资源/储量，t；S块段水平投影面积，m2；M块段内煤层平均厚度，m；D煤的视密度，t/m3。2、资源/储量估算参数厚度（M）：为块段内及邻近工程见煤点煤层资源/储量估算厚度的算术平均值。单层厚度小于0.05m的夹矸和煤层合并计算采用厚度，夹矸厚度小于煤层最低可采厚度，且煤分层厚度均等于或大于夹矸厚度时，可将上下煤分层厚度相加作为资源/储量估算采用厚度；夹矸厚度小于煤层最低可采厚度时，小于夹矸厚度的煤分层不计入估算厚度。面积（S）：因井田内地层产状平缓，构造简单，块段面积采用水平投影面积，用AutoCAD软件计算。根据煤芯煤样试验结果，15号煤层视密度取1.45t/m3。（三）资源/储量估算结果经估算本井田共获得15号煤层保有资源/储量13650kt。其中探明的经济基础储量8690kt，占保有资源/储量的63.7%；控制的经济基础储量4520kt，推断的内蕴经济资源量440kt。经济基础储量占保有资源/储量的96.8%。二、矿井工业资源/储量矿井工业资源/储量依据下式进行计算：矿井工业资源/储量=111b+122b+2M11+2M22+333k式中：k推测资源/储量的可性度系数，15号煤未揭露，可信度系数k取0.8。 15号煤层工业资源/储量汇总表 单位：kt煤层资源/储量类别111b+122b111b+122b+333111b122b333111b+122b+33315869045204401365096.8合计869045204401365096.8三、矿井设计储量矿井设计储量依据下式进行计算：矿井设计储量=矿井工业储量-永久煤柱损失式中：永久煤柱损失为井田边界、风氧化带、断层、采空区防水等保安煤柱。井田内村庄均为散户，大部分住户已搬迁，少数住户由矿方协调搬迁事宜，故本次设计未给出村庄保安煤柱。经计算，15号煤层工业资源/储量为13606kt。矿井设计储量汇总见下表。15号煤层设计储量计算表 单位：kt煤层水平工业储量111b122b333k111b+122b+333k15一8690452039613606四、矿井设计可采储量矿井设计可采储量依据下式进行计算：矿井设计可采储量=（矿井设计储量-保护煤柱损失）采区回采率式中：保护煤柱损失为工业场场地、井筒及大巷保安煤柱，采区回采率为80%。根据以上计算，15号煤层设计可采储量为11970kt。 矿井设计可采储量计算表 单位：kt煤层编号水平工业资源/储量111b+122b+333k永久煤柱损失设计储量井田境界断层古空区及风氧化带防水采空区防水小计15一13606886250190310163611970五、安全煤柱及各种煤柱的留设和计算方法本次设计中对工业场地、井筒、大巷、井田边界、水体等均留设了保安煤柱。设计中井田边界保安煤柱为20m，主要巷道间煤柱及巷道两侧煤柱均按30m宽留设。矿井工业场地及井筒保护煤柱是在其边线外留出保护等级围护带宽度，根据表土层和基岩厚度（表土移动角45，基岩移动角72）使用垂线法计算工业广场保安煤柱。井田内村庄均为散户，大部分住户已搬迁，少数住户由矿方协调搬迁事宜，故本次设计未给出村庄保安煤柱。主井工业场地：保护等级为级，围护带宽度取15m；15号煤层保护煤柱为50m，15号煤层保护煤柱为80m。副井工业场地：保护等级为级，围护带宽度取15m；15号煤层保护煤柱为55m。风井工业场地（含回风立井井筒、通风机房、瓦斯抽放泵站）：保护等级为级，围护带宽度取20m，15号煤层保护煤柱为125m。主斜井保护煤柱：保护等级为级，围护带宽度取20m；15号煤层保护煤柱为85m。副斜井保护煤柱：保护等级为级，围护带宽度取20m；15号煤层保护煤柱为60m。第三章 矿井工作制度及生产能力第一节、矿井工作制度矿井设计年工作日为330d，井下四班作业，三班生产，一班准备；地面三班作业。每日净提升时间16h。第二节、矿井生产能力及服务年限根据井田储量及煤层埋藏深度、煤层赋存条件、装备水平、煤炭外运条件和市场需求等因素，综合确定矿井设计年生产能力为900kt/a。15号煤层服务年限：式中：T矿井服务年限，a；ZK矿井设计可采储量，11970kt；K储量备用系数，取1.3；A矿井生产能力，900kt/a。第四章 井田开拓第一节 井田开拓方式的确定 一、矿井工业场地位置的选择本次设计立足于对现有工业场地的改造。矿井工业场地位于井田北部，风井场地位于主斜井场地南侧，直距约210m。二、井田开拓方案根据矿井工业场地位置及井田开拓现状，本着合理集中、方便生产、有序接替，尽可能利用已有井筒，减少井巷工程量，并结合井田地质条件和煤层赋存特点，本次设计针对15号煤层开采提出了两个开拓方案（垂直延深89m），现分述如下：方案一：工作面倾向布置矿井采用斜井开拓，共布置主斜井（原有）、副斜井（原有）、回风立井（原有3#煤层开采后期新建）三个井筒，均为利用已有井筒，均一次落底15号煤层。主斜井为三心拱料石砌碹，净宽3.40m，净断面积7.13m2，倾角15，斜长527m，内设1000mm带式输送机和600mm轨距检修轨道，担负矿井煤炭提升任务兼做矿井的进风井；副斜井为三心拱料石砌碹，净宽2.8m，净断面积6.40m2，井筒倾角9，斜长478m，内设600mm轨距30kg轨道，担负矿井辅助提升任务兼做矿井的进风井和安全出口；回风立井净直径5m，净断面积19.63m2，垂深255m，井筒内装备梯子间，担负全井田的回风任务，兼做矿井另一安全出口。主斜井与胶带巷相接，副斜井与轨道大巷相接，回风立井与回风大巷相接，井筒延深及井下三条巷道均为新掘巷道。设计在井田中部东西方向布置三条大巷，在轨道大巷南面布置工作面，工作面顺槽与三条大巷通过联络巷相接，形成完整的运输、通风系统。矿井采用中央并列式通风系统，主斜井、副斜井进风，回风立井回风。通风方法为机械抽出式。本次15号煤层设计为一个采区。矿井移交的首采区为一采区。方案二：工作面走向布置矿井采用斜井开拓，共布置主斜井、副斜井、回风立井三个井筒，均一次落底15号煤层。方案二与方案一在工业场地及井下三条巷道均为新掘巷道布置上与方案一完全一样，不同的是三条巷道延伸至井田边界，沿南北方向布置一组大巷，即煤层倾向布置三条下山，工作面沿煤层走向布置。本方案二水平开拓方式同方案一。开拓方案比较：(1)方案一优点：运输环节少，较二方案少一个环节，可节省一条带式输送机。工程量较方案二少，节省投资。通风线路短，后期通风较方案二容易。工作面过断层较方案二少一个工作面，较少一次工作面设备搬家。缺点：工作面沿倾向布置，不利于排水。(2)二方案二方案的优缺点基本上与一方案相反。综上所述，鉴于一方案具有投资省，易于施工和管理、工期短、工作面过断层次数少、安全等优点，设计推荐一方案，即工作面沿倾向布置方案。 第二节 达到设计生产能力时工作面的配备一、移交生产和达到设计能力时的采区数目，工作面生产能力计算根据矿井开拓布置，为节省投资，减少井巷工程量，投产采区为15号煤层的一采区，矿井达产时布置一个综采回采工作面。设计回采工作面长度为120m，每班3个循环，循环进尺0.6m，三班生产一班检修，每天9个循环，日循环进度为5.4m，正规循环率取80%。回采工作面生产能力 式中：回采工作面年生产能力，kt/a； 回采工作面日产量，t/d； L工作面长度，120m； h煤层平均采高，2.82m； 原煤视密度，1.45t/m3； b工作面日推进度，5.4m； n年工作日数，330d； c工作面回采率，0.95； N正规循环率，取0.80。掘进工作面生产能力：式中：掘进工作面年生产能力，kt/a；S掘进巷道纯煤面积，12.60m2；L掘进巷道年总进尺，综掘工作面进度为240m/月，年净掘进时间按九个月计算，则两个综掘工作面年掘进进尺为3615m。则矿井年产量为，满足矿井设计生产能力900kt/a的要求。二、采区尺寸及采区巷道布置投产采区为一采区，采区巷道采用三巷布置，胶带大巷、轨道大巷和回风大巷沿东西方向间隔30m平行布置，均沿15号煤层底板布置。首采工作面长度120m，采高2.82m，其顺槽长度为1030m。回采工作面采用两巷布置，即运输顺槽、回风顺槽，均沿15号煤层底板布置。回采工作面运输、回风顺槽均为矩形断面，锚网支护，净宽4.5m，净高3m，净断面积13.5m2；回采工作面顺槽沿煤层底板垂直于采区巷道布置，运输顺槽与胶带大巷直接联接，回风顺槽与回风大巷直接联接，形成走向长壁工作面。三、采区运输、通风和排水（一）运煤系统回采工作面（可弯曲刮板输送机）工作面运输顺槽（刮板转载机搭接可伸缩胶带输送机）胶带大巷（固定式胶带输送机）主斜井（胶带输送机）地面。（二）运料系统地面材料设备副斜井（提升绞车）井底车场（调度绞车）轨道大巷（无极绳绞车）工作面回风顺槽（调度绞车）回采工作面。（三）通风系统地面新鲜风流副斜井、主斜井、轨道大巷、胶带大巷运输顺槽回采工作面；工作面污浊风流回风顺槽回风大巷回风立井地面。（四）排水系统采区水泵房中央水泵房（主排水泵）地面井下水处理站调节池。达到设计能力时采区工作面特征表采区名称回采工作面个数装备煤层平均厚度（m）平均采高（m）长度（m）年推进度（m）年生产能力（kt）一采区1双滚筒采煤机2.822.821201700834第五章 矿井基本巷道及建井计划第一节 井筒、石门与大巷一、井 筒根据矿井的开拓布置，矿井达到设计生产能力时布置三个井筒，即主斜井、副斜井和回风立井。主斜井：井口坐标x=3924097.331，y=19627133.248，z=+638.000m，三心拱断面，净宽3.40m，净断面积7.13m2，倾角15，斜长160.0m（原有）现需延深367m，井筒内设1000mm带式输送机和600mm轨距检修轨道，担负矿井的煤炭提升任务，兼作为矿井的进风井。副斜井：井口坐标x=3924097.331，y=19627093.248，z=+635.000m，三心拱断面，料石砌碹支护，净宽2.8m，净断面积6.40m2，倾角9，斜长190.0m（原有）现需延深288m，井筒内设600mm轨距30kg/m轨道，担负矿井的材料、设备等辅助提升任务，并设行人台阶，兼作为矿井的进风井和一个安全出口。回风立井：井口坐标x=3923915.329，y=19627295.524，z=+670.001，圆形断面，净直径3.5m，净断面积9.61m2，垂深166m（原有）现需延深89m，井筒内装备封闭梯子间，作为矿井的回风井和一个安全出口。各井筒主要特征见下表。井筒特征表序号井筒特征主斜井副斜井回风立井1井口坐标80坐标纬距3924097.3313924097.3313923915.329经距19627133.24819627093.24819627295.524标高+638.000+635.000+670.0012方位角（度）2191543井筒倾角（度）159904落底水平标高（m）+826+837+7605原井筒垂深或斜长（m）160.0190.01666井筒净径或净宽（m）3.42.85.07井筒支护支护形式表土段料石砌碹料石砌碹砼基 岩料石砌碹料石砌碹砼支护厚度表土段400400500基 岩4004003008断面积m2断面形状三心拱三心拱圆形净7.136.4019.63掘进表土段10.849.7828.26基 岩10.849.7826.419井筒装备带式输送机检修轨道轨道、台阶梯子间10备注（需延深）36728889二、主要大巷胶带大巷：矩形断面，锚喷支护，支护参数为：选用螺纹钢锚杆，规格为182000mm，三花布置，间排距为13001500mm，铺6060mm间距矩形金属网，沿巷道中线打一根6m长锚索补强，间距3000mm。净宽4.50m，净高3m，净断面积13.5m2。沿15号煤层底板布置，倾角23，巷道内装备1000mm带式输送机和检修轨道，轨距600mm，轨型30kg/m。轨道大巷：矩形断面，锚喷支护，支护参数为：选用螺纹钢锚杆，规格为182000mm，三花布置，间排距为13001500mm，铺6060mm间距矩形金属网，沿巷道中线打一根6m长锚索补强，间距3000mm。，净宽4.50m，净高3m，净断面积13.5m2。沿15号煤层底板布置，倾角23，巷道内铺设单轨，轨距600mm，轨型30kg/m。回风大巷：矩形断面，支护参数为：选用螺纹钢锚杆，规格为182000mm，三花布置，间排距为13001500mm，铺6060mm间距矩形金属网，沿巷道中线打一根6m长锚索补强，间距3000mm。锚喷支护，净宽4.50m，净高3m，净断面积13.5m2。沿15号煤层底板布置，为专用回风巷。第二节 井底车场一、井底车场形式的选定在副斜井井底设平车场。平车场直线长为40m，设18m长的存车线，井底平车场仅承担矿井的辅助提升任务，由于矿井辅助提升量很小，可以满足矿井辅助提升要求。二、井底车场空重车线长度的确定、列车运行及调车方式矿井主运输采用带式输送机运输，设计辅助运输方式采用无极绳绞车牵引矿车或平板车运输，这种运输方式灵活，能够适应巷道起伏变化。材料和设备由副斜井下放到井底后，经无极绳绞车运往采掘工作面。采掘工作面调车方式采用调度绞车倒段调车。三、井底车场硐室名称及位置根据生产和安全需要，在副斜井15号煤井底西侧设有中央水泵房、中央水仓和管子道，在主斜井井底西侧设等候硐室；在采区设主变电所、消防材料库、采区水泵房和采区主副水仓等硐室。1、中央水泵房中央水泵房布置在副斜井井底西侧，长度30m，锚喷支护，设有管子道，管子道连接副斜井。水泵房通过井上主变电所供电，中央水泵房底板标高高于巷道底板500mm，管子道与副斜井连接，其出口标高高出泵房底板7.00m。2、井底水仓根据矿井井筒的布置形式及中央水泵房位置，设计将水仓布置在水泵房南侧。主、副水仓平行布置，锚喷支护，总长度100m，容积分别为250m3、150m3。8小时正常涌水量为170m3，水仓富裕系数为1.47倍。3、主变电所主变电所布置在轨道大巷南侧，同采区水泵房联合布置，长度40m，锚喷支护，独立通风。4、采区水泵房采区水泵房同主变电所联合布置，长度20m，锚喷支护，独立通风。5、井底水仓根据采区排水泵房位置，设计将水仓布置在水泵房南侧（向斜轴部）。主、副水仓平行布置，总长度100m，锚喷支护，容积分别为250m3、150m3。4小时正常涌水量为85m3，水仓富裕系数为2.94倍。6、消防材料库消防材料库布置在胶带大巷和轨道大巷之间，长度30m，锚喷支护。四、井底车场主要巷道和硐室的支护方式及支护材料井底车场巷道和硐室采用矩形断面，支护方式为锚喷支护，硐室支护方式为锚喷支护。详见井底车场及硐室工程量表。井底车场及井下主要硐室工程量表序号巷道及硐室名称煤岩倾角（）支护形式长度（m）断面积（m2）掘进体积（m3）巷道硐室1井底平车场半煤岩平锚喷40146682中央水泵房半煤岩平锚喷3010.003753井底水仓岩斜锚喷1007.048164主变电所半煤岩平锚喷4010.005005采区水泵房半煤岩平锚喷2010.002506采区水仓岩斜锚喷10089367井下消防材料库半煤岩 平锚喷3010.00375合计4825196.6五、主要开拓巷道1、大巷主运输方式根据矿井规模、井筒提升方式、井田开拓部署及目前国内井下煤炭运输技术装备发展情况，并结合省内对整合矿井井下主运输方式选择的文件精神，设计确定大巷主运输采用带式输送机。其理由如下：（1）矿井主要开拓巷道均沿煤层，呈直线型布置，采用带式输送机运输，可以充分发挥其效益，而且对矿井早达产和稳定生产都非常有利。（2）井下大巷主运输采用带式输送机运输可实现从回采工作面至地面胶带一条龙连续运输。这对于矿井实现高效益、高效率生产和现代化管理都十分有利。为此，大巷煤炭运输方式选用带式输送机。2、大巷辅助运输方式单轨无极绳绞车运输系统简单，运输连续，用人少，效率高。根据矿井开拓形式及井筒断面大小，确定地面、井下辅助运输大巷采用单轨无极绳绞车。担负大小型设备、长材、锚杆、矸石、散装材料的提升任务。第三节 建井计划一、施工准备的内容与进度根据该矿井的具体条件，结合有关规定，矿井从施工准备人员进场开始至新增工程开工之日止为施工准备期。在此期间的主要工作和任务是：1、完善施工需用的交通运输、供电、通讯、供水、排水及工业场地平整等“四通一平”工作。2、完成施工需要的供热采暖、机修加工、材料堆放、施工人员办公和膳宿等地面建筑和设施。应尽量考虑利用永久建筑和设施。3、安