毕业设计---煤矿矿井初步设计.doc

河南理工大学毕业设计（论文）任务书 能源与安全工程学院 院 采矿工程 系（教研室）系（教研室）主任: 陈书平 （签名） 年 月 日学生姓名: 樊小军 学号: 专业: 采矿工程 1 设计（论文）题目及专题： 宝源北二号井矿井初步设计 2 学生设计（论文）时间：自2012 年 8月 1 日开始至 2012年 9月 17 日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：（1） 煤矿地形地质图；（2）煤矿煤层底板等高线图；（3）地质综合柱状图；（4）煤矿精查地质报告；（5）煤矿安全规程；（6）煤炭工业设计规范；（7）采矿工程专业毕业设计指导书。综合柱状图与原图相同，井田范围见地质地形图，B9煤层厚度（8m）。4 设计（论文）应完成的主要内容：1井田概况及矿井地质；2井田境界及储量；3矿井设计生产能力及服务年限；4井田开拓；5矿井基本巷道；6采煤方法和采区巷道布置；7井下运输；8矿井提升；9矿井通风及安全；10矿井排水；11动力供应及照明；12技术经济分析及主要技术经济指标。5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：宝源北二号井矿井初步设计说明书；开拓系统平面图（1:5000）；剖面图（1:5000）；采区巷道平面图（1:2000）；剖面图（1:2000）； 采煤工艺图；通风系统图（立体图） 6 发题时间： 二一二年 八 月 一 日指导教师： （签名）学 生： （签名）河南理工大学毕业设计（论文）指导人评语主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价 指导人： （签名）年 月 日 指导人评定成绩： 河南理工大学毕业设计（论文）评阅人评语主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价 评阅人： （签名）年 月 日 评阅人评定成绩： 河南理工大学毕业设计（论文）答辩记录日期： 学生： 学号： 班级： 题目： 提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2 设计（论文）图 纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价答辩委员会主任： （签名）委员： （签名）（签名）（签名）（签名） 答辩成绩： 总评成绩： 前 言本矿井设计是根据宝源北二号井的地质资料进行编写的。设计中的一些重要数据和图表都是以宝源北二号井的地质报告、地质地形图、综合柱状图等为依据，按照毕业设计大纲要求进行的。在进行设计过程中，严格依照煤矿矿井采矿设计手册、煤炭工业矿井设计规范和煤矿安全规程等多种规程规范的要求计算和设计，注重加强基本理论、基本方法和基本技能方面的学习，并注重与其它课程的联系，特别是课本与规程的衔接与配合。设计主要分为十二大部分：井田概况及地质特征、井田境界及储量、矿井设计生产能力及服务年限、井田开拓、矿井基本巷道、采煤方法和采区巷道布置、井下运输、矿井提升、矿井通风及安全、矿井排水、技术经济分析及主要技术经济指标等。设计在内容上以设计原理和设计方法为主线，力求在阐明基础原理的基础上，密切结合矿井的条件，采用合适的开采方法进行开采，解决了设计中的各种主要技术问题。例如在方案法中对矿井的开拓方式进行多方案比较后选定，在多目标决策中阐明了井筒位置的确定问题。本次设计得到了指导老师唐海老师以及采矿工程教研室各位老师的精心指导和大力帮助。在此，向各位老师表示诚挚的谢意！由于作者水平有限，加之时间仓促，本设计的错误和不妥之处，恳请各位老师批评指正。作者：樊小军 2012年9月1日摘 要本设计通过详细介绍宝源煤矿北2号井的井田概况和地质特征，经过一系列的方案论证比较，选择了适合本矿井的开拓方式、采煤方法和各生产系统。井田内地质构造复杂，井区内有有断层对生产有一定的影响。宝源煤矿北2矿井属于底瓦斯矿井，相对瓦斯涌出量为1.92m3/t；主要有一层可采煤层，为B9煤层，平均厚度分别为8m，+180到-260的煤层倾角为10，属于近水平煤层，-260到-600煤层倾角为15属缓倾斜煤层。矿井划分二个水平三个阶段，第三阶段采用下山开采。经过技术经济比较，煤矿设计生产能力为150万t/a，服务年限为59年，为多水平斜井加暗斜井开拓，矿井采用一次采全厚放顶采煤方法，采煤工艺为综采。主要运输系统采用皮带运输。矿井前期采用中央并列式通风后期采用分区式通风系统。总之，通过技术经济等多方面的比较得出本设计的开拓方案、采煤方法等均能满足矿井的开采需求。关键词：斜井开拓；单一走向长壁、一次采全厚放顶煤采煤法；综合机械化采煤；中央边界式通风。ABSTRACTThis design through introduced in detail Fengcheng Yikuang well field survey and the geological feature, undergo a series of project concept demonstration comparison, chose has suited this mine pit the development way, the coal-mining method and each production system. In well field geologic structure intricate, in the well area mainly has 1faults, but its dropping variance is quite small, belongs to the low gaseous mine and coal dust explosion danger; This well field mainly has two to be possible to mine coal the level, respectively is the B3 coal bed and the B4 coal bed, the average thickness respectively is 5.6m and 6.2m, coal bed inclination average angle 10 , belongs to the easy gradient coal bed. After the technical economy comparison, coal mine design productivity is 600,000 t/a, the service life is 40 years, has chosen the slope development to the first level, the second level and the third level is the inside vertical shaft development, the first working areas coal-mining method uses the coal mining method with the false-inclined flexible hydraulic powered shield supports, the coal winning technology is blast-winning technology. Mine ventilation system using the two-way diagonal type. In a word,after a series comparisons of technique and economy and so on,the development scheme and the mining method can both be fulfilled the request of the mine production.key word: Vertical shaft development; Working area type; The sole trend long well one time picks the entire high mining coal law; Synthesis mechanization mining coal; The central boundary type ventilates .目录目录第一章 井田概况及地质特征11.1 井田概况11.1.1 井田位置、范围及交通条件11.2 地质特征21.2.1 井田地质构造21.2.2 含煤地层41.2.3 煤层特征41.2.4 井田地质构造：91.2.5 水文地质条件101.2.6 生产安全条件111.2.7 环境地质条件11第二章 井田境界及储量122.1 井田边界122.2 井田储量及可采储量计算122.3 安全煤柱162.3.1 安全煤柱留设162.3.2 煤柱损失计算162.3.3 矿井设计储量18第三章 矿井设计生产能力及服务年限193.1 工作制度193.2 矿井设计生产能力及服务年限193.2.1 矿井设计生产能力193.2.2 服务年限19第四章 井田开拓214.1 矿井开拓方式的确定214.1.1 井田开拓的基本问题214.1.2 井筒形式214.1.3 水平划分及阶段垂高的确定，各水平间连接暗井和布置234.1.4 工业场地的位置244.1.5 主要运输大巷及回风道的布置方式和位置选择254.1.6 影响选择矿井开拓方案的因素264.1.7 预提开拓方案274.1.8 开拓方案技术比较294.1.9 经济比较314.1.10 开拓方案确定35第五章矿井基本巷道365.1 井筒365.1.1 井筒及井筒位置选择365.1.2 井筒断面设计365.2 井底车场425.2.1 井底车场形式的选择425.2.2 斜井井底车场的基本类型425.2.3 井底车场形式的选择435.2.4 井底车场硐室455.3 主要开拓巷道465.3.1运输大巷475.3.2 总回风巷485.3.3主石门和采区石门断面设计50第六章 采煤方法和采区巷道布置526.1 煤层地质特征526.2采煤方法和回采工艺526.2.1 采煤方法的确定526.2.2 采煤工艺的确定546.2.3 采高的确定566.2.4 工作面长度的确定566.2.5 回采工艺的选择576.2.6 工作面支护方式596.2.7 液压支架的移架和工作面支护方式596.2.8 各工艺过程安全注意事项606.2.9 回采工作面循环作业图表的编制626.2.10 采区生产能力的确定636.3 采区巷道布置及生产系统646.3.1 采区走向长度、采区内各种煤柱的尺寸，区段斜长和数目的确定646.3.2 采区巷道的形式、位置和布置方式646.3.3 煤层开采顺序及采区生产能力的确定656.3.4 采区回采率的计算676.3.5 采区生产系统676.3.6 采区煤仓686.4 采区车场696.4.1 采区上部车场696.4.2 采区中部车场726.4.3 采区下部车场736.5 井巷掘进与采掘计划776.5.1 采区巷道设计776.5.2 巷道掘进796.5.3 矿井掘进率806.5.4 建井工期80第七章 井下运输827.1 概述827.1.1 井下运输系统的设计应符合以下规：827.1.2 井下运输系统827.2 采区运输设备的选择837.2.1 回采工作面运输设备选择837.2.2 区段运输平巷和采区上山运输设备选择837.2.3 采区运输设备选择汇总847.3 大巷运输设备的选择847.3.1 确定大巷运输方式及选择运输设备847.3.2 电机车牵引重量计算867.3.3 矿井电机车台数的确定89第八章 矿井提升918.1 概述918.2 主井提升918.3 副井提升968.3.1 确定一次提升的矿车数968.3.2 钢丝绳的选择998.3.3 提升机选择1008.3.4 提升电动机的选择计算101第九章 矿井通风及安全1049.1 矿井通风系统的选择1049.1.1 通风系统的选择1049.1.2 通风机工作方式的选择1059.2 采区及全矿所需风量1069.2.1 风量计算的有关规定1069.2.2 计算矿井所需风量1069.3 扇风机选型1109.3.1 矿井通风总阻力及等积孔的计算1109.3.2 设备选型设计1139.3.2通风设备选型设计1139.4 防止特殊灾害的安全措施115第十章 矿井排水11810.1 概述11810.1.1井下涌水情况11810.1.2中央水泵房和水仓的位置及水仓清理方法11910.2 排水设备选型计算11910.2.1初选水泵11910.2.2管路的确定12110.2.3计算管路特性12310.2.4 核验计算124第十一章 动力供应及照明12711.1 供电12711.1.1电力用户的分级和电压等级12711.1.2井下供电系统12711.1.3 绘制生产区供电系统图12811.2 照明12811.2.1常用电光源12811.2.2要求和选择灯具12811.3 压气供应13111.3.1矿井压气站总供气量计算13111.3.2估算空压机必须的出口压力13111.3.3选择空气压缩机型式和台数13211.3.4压气管道选择13211.3.5压气供应的经济指标132第十二章 技术经济分析及主要技术经济指标13412.1 技术经济分析13412.2 主要技术经济指标135结 束 语138参 考 文 献139v 河南理工大学专科毕业论文第1章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 井田位置、范围及交通条件 资兴宝源煤业有限责任公司北二矿井位于湖南省资兴市三都东约2.6Km，距资兴市区8Km，距郴州市46Km。行政地域隶属资兴市三都镇管辖。矿山地理坐标为东经1131559-1131743，北纬260019-260203。矿井范围位于资兴三都矿区中北部，南以葆梨断层为界，与南平硐、周源山煤矿相邻；北至同日垄垅河，与宇字煤矿相邻；东至煤层露头；西至三都平野大断层（见图1）。井田沿走向长3.4公里，斜宽2.4公里，面积7.1931平方公里。矿区内交通发达。有京广铁路许（家洞）三（都）支线通到井田内；有矿区公路2.6公里与省道213线联接，距资郴高等级公路8Km，距京珠高速公路30Km，公路四通八达。如图1.1所示。 图1.1 矿山位置及矿井关系平面图1.2 地质特征1.2.1 井田地质构造 井田内出露的地层，由老到新有：石炭系下统石磴子组；三迭系上统出炭垄组、杨梅垄组、唐垄组；侏罗系下统茅仙岭组、中统石鼓组；第四系。现分述如下：1、石炭系下统石磴子组（CIS）:灰-深灰色灰岩，裂隙发育，充填次生方解石脉，厚度不祥。分布于井田东部、东南部和三都平野断层以西一带，其地表大部为第四系所覆盖。2、三迭系上统出炭垄组（T3Ch）：以角度不整合覆盖在早石炭系地层之上，由砂砾岩、粗一细粒砂岩、砂质页岩、炭质页岩和煤组成；含九煤、十煤、十一煤三个煤层, 其中九煤、十煤不可采,十一煤为局部可采煤层，由于灰份含量变化大，煤质差，属尚难利用的储量。最大厚度262.84米，最小厚度27.51米，平均170.02米。 3、三迭系上统杨梅垄组（T3y）：呈假整合覆盖于出炭垄组之上，是本井田内的主要含煤组。主要由浅灰色粗、中、细粗砂岩、砂质页岩、黑色页岩和煤组成，含一、二、付三、三、四、五、八等七个煤层，其中四煤为主采煤层，五煤为次要可采煤层, 一煤、二煤、三煤层为局部可采煤层，由于灰份含量变化大，煤质差,属尚难利用的储量。付三煤、八煤为不可采煤层、。该组最大厚度137米，最小厚度76米，平均106米。 4、侏罗系下统唐垄组（J1t）:与杨梅垄组为假整合接触。主要由长石英砂岩、薄层细砂岩与粉砂岩互层、灰色粉砂岩、深灰色砂质岩及页岩组成，分布于矿井西南边沿与东北边沿。厚度变化由38.17-108.87米，平均76.26米。 5、侏罗系下统茅仙岭组（J1m）：与唐垄组为角度不整合接触。以中、细粒砂岩为主，夹粉砂岩。由于本组地层在井田内大面积出露，其上部地层遭受风化剥蚀，一般保留不全，厚约450米左右。 6、侏罗中统系石鼓组（J2sh）：与茅仙岭组为连续沉积。由于大部分遭受剥蚀，故沉积厚度不详。以灰色、黑色、灰绿色、紫红色粉砂岩与砂质泥岩为主，夹灰白-灰色细砂岩。 7、第四系（Q）：广泛覆盖地表，主要为黄色腐植土、黄色砂质土、亚粘土、卵石等，厚0-21.5米。1.2.2 含煤地层 矿井内杨梅垄组中含一、二、三、付三、四、五、八等七个煤层，均为不可采煤层。出炭垄组含九煤、十煤、十一煤三个煤层，其中九煤可采，十煤、十一煤厚度变化大,为不可采煤层。 1、一煤层：煤层直接顶为砂质泥岩,老顶为粗砂岩, 底板均为砂质泥岩 , 煤层厚度在0-0.90m,平均0.5m, 属不稳定型煤层，+150m以上为局部可采。检测期内该煤层无井巷工程，厚度统计资料无变化。依据湖南省资兴市三都矿区北平硐井资兴宝源煤业有限公司煤矿资源储量核实报告储量评审备案书（湘国土资储备字2005013号），将其归类为2S22，本次检测归类为333（表外），该资源以后开发利用,归为表外资源量，作为不可采煤层。2、二煤层:煤层顶、底板均为砂质泥岩, 煤层厚度在0-1.36m, 平均0.8m, 属不稳定型煤层，+100m以下为局部可采。检测期内该煤层无井巷工程，厚度统计资料无变化。 依据湖南省资兴市三都矿区北平硐井资兴宝源煤业有限公司煤矿资源储量核实报告储量评审备案书（湘国土资储备字2005013号），将其归类为2S22，本次检测归类为333（表外），该资源以后开发利用,归为表外资源量，作为不可采煤层。3、三煤层：三煤虽较稳定，煤层顶、底板均为砂质页岩。井下采煤仅在+50-250米水平之间，煤层走向0-60，倾向270-330，倾角17-25，因灰份过高而停采，井内煤层分布于+500-200米水平之间，钻孔见煤厚度变化较大，厚度在0-3.35米之间。检测期内该煤层无井巷工程，厚度统计资料无变化，该资源以后开发利用,层归为表外资源量，作为不可采煤层。4、四煤层：距三煤层5.98-51.85米，一般29.49米。顶板为砂质泥岩，底板为页岩。煤层走向0-60，倾向270-330，倾角17-25。在59个钻孔中均见到煤，其中：小于可采厚度的钻孔3个（厚度为0.25-0.43米），厚度在0.71-1.17米的钻孔34个，厚度在0.53-0.66米的钻孔5个，厚度在1.42-1.83米的钻孔12个，厚度在2.1-3.07米的钻孔3个。在坑道内所见煤层厚度大多在0.7-1.4米之间，巷道内煤层厚度绝大部分在可采厚度以上。检测期内该煤层井巷工程主要在44413、44411、6243、6242，6241煤层厚度一般0.75-1.4米,煤厚与相应块段煤厚略有增加，是不采可采煤层。5、五煤层：距四煤层0.36-3.34米，一般1.5米。顶板为页岩，底板为砂质泥岩。在55个钻孔中，厚度在0.5-1.26米之间的钻孔17个，厚度为1.73米的钻孔1个，厚度在0.5米以下的钻孔25个，未见为煤钻孔12个；五煤为不可采煤层,属不稳定煤层；.五煤层在井田内主要分布于+300300米水平内。0至-300米之间多为不可采地段；0至+300米之间，厚度变化也较大，沿走向往南、往北均变薄。6、 十一煤层:煤层顶、底板为砂质泥岩,十一煤层在井田内有18个孔见到了十一煤，厚度在0.29-1.90米之间，厚度变化也较大。检测期内该煤层无井巷工程，厚度统计资料无变化。主要分布于-170-650米水平内，十一煤为局部可采煤层，且灰分大于50%煤质差，属尚难利用的储量。十一煤矿井尚无工程揭露和开采布置，储量控制级别太低，为不可采煤层。见柱状图2.1图2.1 柱状图1.2.3 煤层特征表2.1 煤层特征表煤层标号煤层厚度（m）煤层倾角（）煤层结构稳定性平均最小最大北九煤8.07.28.810简单稳定1.2.4 井田地质构造：三都平野断层是井田的主干构造。断层按走向分为两组。一组属北东向逆断层；有三都平野断层、西大断层；另一组属北西西向正断层：有葆梨断层、宝二断层。区内构造分述如下：(一） 褶皱1、北二向斜：为井田深部的次一级褶曲，西翼被三都平野和西大断裂切割，靠近向斜轴部保存甚窄。轴面向北西倾，倾角72-75，向斜轴呈北东-南西延伸，长3公里左右，脊线向南西倾伏，倾伏角约7。东翼地层倾角较缓，一般12-30，西翼地层倾角较陡，约45。（二）断层：1、三都平野断层：构成井田西部的自然边界，走向北东，倾向北西，为走向逆断层。垂直断距300-800米，倾角41-57。C13b线以北，断层上盘为石炭系下统石磴子组、测水组，下盘为侏罗系下统茅仙岭组。综上所述，矿井内构造总体属中等偏简单类型九煤层的顶、底板的情况如下：（1）伪顶，岩性为炭质粉砂岩或炭质页岩，一般厚0-0.4m，平均为0.2m，具西薄东厚的变化特点，中央采区西部常无伪顶，东翼采区局部见厚0.6-1.2m。（2）直接顶，为深灰色细质砂岩，底部含炭具煤线，厚6.0-8.0m，最大限度10m，层厚较稳定。（3）老顶，为灰色石英砂岩，厚3-5m。1.2.5 水文地质条件 矿井地表系山地，为低山地貌区，地形多为高山峻岭，矿井所在区域冬春多雨，阴冷潮湿，夏秋干旱，酷热干燥，属亚热带季风性湿润气候区，气候变化大。气温以7-9月份炎热，平均气温28-30度，年平均气温17-18度，年降雨量899-2043毫米左右，多年平均降雨量1346.3毫米左右，降雨量集中于3-5月份，平均年蒸发量为1324.5毫米。三都矿区北二矿井田南北边界处分别有宝源河、同日垅河流过，雨季流量较大，旱季流量较小。井田内分布有2个含水层，其主要特征由新到老分述如下：1第一含水层：茅仙岭组中粒砂岩，岩性均一，硅质胶结，孔隙与节理较发育，导水性好，单位涌水量为0.02-0.021公升/秒、米。最大厚度654米，最小厚度154米，平均422米，井田范围大面积暴露地表，补给条件良好，为煤层顶部主要的含水层。2第二含水层：唐垄组顶部中-细粒砂岩，硅质胶结，为裂隙水，补给 条件不好，最大厚度37.36米，最小厚度1.29米，平均厚度8.93米，对开采影响不大。三都平野断层为走向逆断层，据钻孔揭露，层断上盘为石炭子下统，石磴子组、上盘为三迭系上统出炭垄组，上盘石灰岩裂隙与岩溶水发育，钻孔穿过破碎带时没有涌水、漏水现象。本区地质构造复杂程度中等，煤层上下含水层富水性弱，主要含煤段中的含水层间无密切水力联系，断层的富水性和导水性较差，地表水体对矿井开采影响不大，大气降水和老窑水是各含水层的主要补给来源。矿井充水因素主要是大气降水和老窑水，矿井水文地质条件简单。坑道涌水量根据历年统计资料，结合2006年7.15洪灾水文资料，最大涌水量1300.3m3/h，一般在324.8-635.5m3/h，平均433.9m3/h。1.2.6 生产安全条件1瓦斯北二号矿井瓦斯相对涌出量1.92m3/t，属低瓦斯矿井。2煤层自燃与煤尘爆炸性煤尘爆炸指数为1.03%，无煤尘爆炸性危险。3地温矿井内地温随开采深度的加大而加大，在+100米水平以下，每加深100米，温度增加31.2.7 环境地质条件矿坑水对地表水、地下水的污染矿井内煤层含的有害成份低，为低硫、低磷的含煤岩系，加上煤层厚度不大，开采后形成的导水裂隙较小；而充水又多为地表水经含水岩层过滤渗透（含水层本身基本上也无有害物质），因此坑道内所充水为含有害成份低的矿坑水，加上坑道内矿坑水抽到地表后，又经过坑口沉淀池过滤后，流入宝源河，故坑道内矿坑水及煤炭对矿井及周围地表水、地下水的污染现象较轻。第二章 井田境界及储量2.1 井田边界图2.1 井田边界图井田境界各主要边界点坐标如下： A X2880.600, Y38425.200；BX2883.400,Y38427.400 C X2882.324, Y38431.079； D X2881.200; Y38431.000 EX2878.800, Y38430.000; F X2879.000 ,Y38428.000. 表2.1 煤层产状统计表走向长度/斜长/平均倾角/()水平面积/2备注3.874.6071017.132.2 井田储量及可采储量计算表2.2固体矿产资源储量分类表地质可靠度经济意义查明矿产资源潜在矿产资源探明的控制的推断的预测的经济的可采储量（111）基础储量（111b）预可采储量（121）预可采储量（122）基础储量（121b）基础储量（122b）边际经济的基础储量（2M11）基础储量（2M21）基础储量（2M22）次边际经济的资源量（2S11）资源量（2S21）资源量（2S22）内蕴经济的资源量（331）资源量（332）资源量（333）资源量（334）说明：表中所用编码（111334）：第1位数表示经济意义：1=经济的，2M=边际经济的，2S=次边际经济的，3=内蕴经济的，？=经济意义未定的；第2位数字表示可行性评价阶段：1=可行性研究，2=预可行性研究，3=概略研究；第3位数字表示地质可靠程度：1=探明的，2=控制的，3=推断的，4=预测的，b=未扣除设计、采矿损失的可采储量。 矿井工业储量按下式计算： 矿井工业储量111b122b2M112M22333k式中 k可信度系数，取0.70.9。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井k值取0.8；地质构造复杂、煤层赋存不稳定的矿井，k值取0.7。 按照等高线法求井田储量：所谓等高线法就是在煤层底板等高线图上，按煤层厚度或倾角大致稳定的范围内沿煤层底板等高线分为若干块段，分别计算各块段的储量，煤层总储量即为单个块段储量之和，本设计采用此储量计算方法。煤炭储量，其计算按标高和倾角不同将煤层划分为不同的块段如下图2.2：图2.2 煤层等高线储量划分按上图：1，2，3，4为111b储量 5，6，7，8，9，10，为122b储量 11，12，13，14为333储量煤层工业储量为：式中 Q煤炭工业储量，万t；Si块段水平投影面积,km2；煤层倾角，采用块段内的平均倾角，10；Mi块段煤层的平均厚度，m；Yi块段内煤层的容重，t/m3。表2.3 储量计算见下表格 编号容重m/t 煤厚m投影面积煤层倾角标高 储量t11.45846915158.7+200-2054485203.35621.458325816910.1-20-26037854336.13731.45861175810.4-40-2407108254.141241.45842810412.2-40-2404977434.761551.45843480911.7-240-3605054458.184161.45839638312.6-420-5404609331.050671.45817323812.5-420-5402014416.140381.4582537828.2-540-6002946928.564491.45814856219.1-20-2601733066.8405101.45850550515.1-360-5205884551.6722111.45887358313.9-220-42010163852.65121.458957338.9-220-2801111861.6367131.458893558.6-220-2801037702.1644141.458835618.7-220-280970440.9082412044057139951838.21 由上表格知 煤炭工业储量Zg=111b122b2M112M22333k =139Mt2.3 安全煤柱2.3.1 安全煤柱留设根据煤矿设计规范中若干条文修改决定的说明中第十五条，工业场地占地面积指标见表2.4。表2.4 工业产地占地面积指标井型/Mta-1占地面积指标/ha（0.1Mt）-12.4及以上1.01.21.81.20.450.91.50.090.31.8按表2.4本矿井取工业场地面积为230400ha2.3.2 煤柱损失计算采区煤柱包括大巷，上山和区段巷道的保护煤柱，采区边界煤柱及采区内较大断层的煤柱。采区煤柱尺寸与煤柱上的矿山压力大小和煤体本身的强度有关。煤体本身强度愈大，采区煤柱的尺寸就愈小，反之，采区煤柱尺寸愈小。关于煤柱的留设的请参阅下表2.5。表2.5 煤柱宽度表位置名称中厚煤层煤柱宽度（m）厚煤层煤柱宽度（m）巷道一侧两巷之间巷道一侧两巷之间水平大巷2025主要回风巷2020采区上山20203020区段巷道采区边界1010断层境界30m （断层不含承压水）两井田之间40m（两边各留20 m）断层落差大，含水断层一侧留3050m；落差大，断层一侧留1015m；采区内落差小的断层通常不留煤柱。各种保护煤柱损失量见表2.6。表2.6 保护煤柱损失量Mt井田边界保护煤柱1.29断层保护煤柱2.14工业广场2.67主要井巷煤柱1.54合计7.642.3.3 矿井设计可采储量矿井设计储量（ZS）为矿井工业储量（Zg）减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建（构）筑物煤柱等永久煤柱损失量（P1）后的储量。则本矿井设计储量为ZS=(Zg-P1) =135.57 Mt。矿井设计可采储量Zk=(Zs-P2)C =105Mt 式中 Zk可采储量；Zs可采储量Zg工业储量；P2工业场地和主要井巷煤柱损失量之和； C采区回采率，薄煤层不低于0.85；中厚煤层不低于0.80；厚煤层不低于0.75，本矿井取0.80。 第三章 矿井设计生产能力及服务年限3.1 工作制度本矿井的生产制度按设计规定为：每年工作日数为330天，矿井每昼夜分三班工作。采煤工作面为两班生产，另一班维修设备，通风、排水则须三班工作，每日为24小时生产。每天净提升小时数为16小时。 表3.1 矿井工作制度表年工作日数（天）班/日净提升小时/日3303163.2 矿井设计生产能力及服务年限3.2.1 矿井设计生产能力设计3种方案：1设计生产能力1.2Mt/a，则服务年限为68年。2设计生产能力1.5Mt/a，则服务年限为54年。3设计生产能力1.8Mt/a，则服务年限为44年。3.2.2 服务年限根据表3.2 3.4确定本矿井的生产能力为1.50Mt/a。根据下面公式可计算出矿井的设计服务年限T其计算公式为： T=Zk/AK式中： A工作面生产能力；K煤矿储量备采系数 取K=1.3。第一水平的服务年限可依据上述公式：T1=ZK/AR式中： T1第一水平的服务年限；K同上。表3.2 新建矿井设计服务年限矿井设计生产能力/Mta-1矿井设计服务年限/a第一开采水平设计服务年限/a煤层倾角456.0及以上70353.05.060301.22.4502520150.450.940201515 按年工作日为330天，可知本矿的日生产能力为： =A/330 =4545t所确定的结果是符合煤炭工业设计规范的要求。表3.4 服务年限比较表矿井设计生产能力/Mta-1矿井设计服务年限/a第一开采水平设计服务年限/a矿井储量备用系数备注1.267341.31.554281.84423第四章 井田开拓4.1 矿井开拓方式的确定4.1.1 井田开拓的基本问题井田开拓主要研究如何布置开拓巷道等问题具体有下列几个问题需要认真研究：1）确定井筒的形式、数目和配置，合理选择井筒及工业场地的位置。2）合理确定开采水平的数目和位置。3）布置大巷及井底车场。4）确定矿井开采程序，做好开采水平的接替。5）进行矿井开拓延伸、深部开拓及技术改造。6）合理确定矿井通风、运输及供电系统。4.1.2 井筒形式宝源矿井根据井田内水文地质、井田边界、矿井设计生产能力和服务年限等综合因素，一般开拓主井(专用提升煤)、副井(用于提升矸石通风运输材料和上下人员)以及回风井(与副井一起通风回风)。1 井筒形式的选择参阅表4.1井筒选择表表4.1 井筒选择表井筒形式优点缺点适应条件立井开拓立井的适应性强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制1.施工复杂，设备多技术要求高；2.施工困难掘进速度慢；3.不能躲开煤层顶底板含水层。1.煤层埋藏较深，或冲击层厚；2.水文条件复杂，围岩不稳定需特殊施工；3.倾斜长度大，用立井开采兼顾小开采。斜井斜井1.地质条件较好井筒掘进技术简单;2.斜井开采每个水平井底车场易靠近储量中心;3.井口可靠近井田边界，工业广场留煤少;4.主井做斜井时可做安全出口;5.建井工期短;6.可用皮带运输，实现连续运提。受地形及煤层埋藏条件限制。1.便于布置工业广场和引进铁路，2.水文地质条件好。综合开拓可充分利用各种开拓方式的优点。根据根据宝源矿水文地质条件，地面地下情况及地形地貌特征，本矿井只宜采用立井开拓、斜井开拓或综合开拓。2 井筒位置选择井口位置视井硐形式而定。双立井开拓时，井口位置在井田中央；主斜井开拓时，井口位置可设于北部边缘中央，副立井设于井田中央；双斜井开拓时，井口位置均设于井田东部边缘中央；选择井筒位置就是确定井筒沿走向和倾斜方向上的具体尺寸，并用直角坐标和方位角予以表示。 3 主副井相对位置的选择：斜井或立井在同一工业场地内相对位置一般如下：(1) 斜井根据煤矿安全规程，矿井各出口之间的距离不得小于30m。该规定系指岩柱最小尺寸。考虑到斜井井口经常设有人车站人车存车线等，使井筒断面增大，故在方案或初步设计阶段确定主副井位置时，一般使两互相平行的主副井中线或提升中线相距3060m。(2) 立井主副井之间距离按规定同样不得小于30m，设计时考虑井上井下生产流程能够合理衔接以及井塔施工安装和设备布置需要，主副井中心距约变动于50100m，本井田即可采用立井开拓(主井设箕斗、副井为罐笼)也可采用斜井(主井为皮带，副井串车)开拓，井筒位于井田东部边缘中央。4.1.3 水平划分及阶段垂高的确定，各水平间连接暗井和布置设计时，井田沿煤层倾斜方向划分阶段数量多少，主要取决于井田倾斜长度和阶段高度的尺寸大小，井田开拓设计着重欲选择开采水平的标高，使其贯穿于全部煤层有利于开采。阶段高度或斜长往往随煤层倾角与回风道标高不同而有较大变化，阶段斜长在一定程度上受采区斜长控制，缓斜煤层和近水平煤层的深部以及倾斜长度过大的局部块段，往往采用上下山或增设中间水平开采。本井田可行的几种水平划分和阶段垂高确定 表4.2 水平划分比较方案 标高划分阶段数目/个阶段斜长/m阶段垂高/m一个水平-260223421409440340两个水平-40-2603109712311409220220340本井田的前两个阶段煤层平均倾角为10o，属近水平煤层，根据煤炭工业矿井设计规范规定：阶段垂高为200350m划分一个水平，阶段垂高比较大，斜长比较长，不符合煤矿安全生产规范。划分两个水平，三个阶段，第一、二阶段采用上山开采，第三阶段采用下山开采，利用第二开采水平的运输大巷打下山，采用下山开采，这样有利于接替，相对节省开拓时间，节省开拓费用。开采水平间的连接可采用暗斜井，暗井的开拓可充分利用原有设备和设施，尽量使提升系统单一，转运环节少，经营费用低，管理较方便。通过比较，本矿井设两个水平，为三个阶段，第三阶段采用下山开采。4.1.4 工业场地的位置提出以下两种工业广场位置布置方案（见图4.1）：方案I：布置在井田中央。方案II：布置在井田东部边缘中央。方案III：布置在井田边界南部。本井田地形属于群山地带，方案一的工业广场位置地势比较高，不容易修建交通要道，电力设施的架设，涌水的外排，不便于煤炭的外运，所以方案一技术上不可行。因此，对方案二和方案三比较，这两种方案在技术上都可行，故本设计最终选择的工业广场位置通过后面开拓方案的比较确定为方案二。 图4.1