年产1.5Mt-a煤矿矿井设计说明书.doc

前 言毕业设计是采矿工程专业对本专业所学知识的全面复习和巩固，加深理解所学的专业知识，并系统的熟悉矿山开采设计，建设，生产，及安全的各个环节和系统的掌握有关知识，为以后从事矿山设计，建设及安全技术工作，技术管理工作及经营管理工作做好准备，对矿山开采规划与设计基本知识能力进行系统的教育，对矿山开采，矿山安全筹划等知识和技术全面，系统的应用能力的初步训练，对综合分析和解决生产实际问题的能力的培养，对矿山规划与设计基础技能（绘图技能。文字表达与计算机处理技能）的全面的初步的训练，了解矿山开采中的有关技术政策和法规，熟悉并能正确应用，有关规定。在未来的五十年中，煤炭仍将位居我国能源的总需求和供给结构之首。预计2030年我国对煤炭的总需求量将超过20亿吨。为了实现我国资源发展战略，已经开始大规模开发西部煤田。陕北黄陇侏罗纪大煤田面积1.1万平方公里，东起陕西富县葫芦河经xx、宜君、耀县、淳化、彬县、风翔、陇县、直到千阳县，保有储量140亿吨，分布有xx、焦坪、旬耀、彬长四大矿区，具有煤层稳定厚度大，低灰、特低硫、低磷，高发热量和瓦斯含量高、富油的特点。xx井田位于延安市xx境内，西距县城28km。煤田总面积 1000平方公里，地质储量19.58亿吨，可开采储量13.75亿吨.设计依据1、xx井田地质报告，xx井田储量图，xx井田地质地形图，xx井田2#煤等高线图。2、煤矿安全规程（2001年版）、煤炭工业矿井设计规范等有关的规程、规范及规定。一 设计指导思想xx井田煤层赋存条件好，倾角为35，平均煤厚为2.02m。良好的地质条件为建设高产高效矿井提供了优势。因此，本设计的指导思想为：坚持以经济效益为中心，依靠科技进步，本着高起点、新机制、投资少、用人少、效率高的原则，采用先进设备、先进工艺、先进技术，将矿井建设成高产高效的现代化矿井。二 设计的主要特点1、矿井工业场地矿井工业场地选择在靠近井田中部，烧火沟北堤。场地自然高程+1168.42m左右。2、井田开拓方式采用斜井单水平开拓，初期开凿二条斜井和一条斜井，其中一条主斜井，一条副斜井和一条回风斜井。主、副井口均布置在矿井工业场地中，井口高程为+1168.42m和+1168.42m，开采水平高程为+880m。主井倾角14，斜长1319m；副井倾角12，斜长1387m；风井为斜井，井口标高为+1244.8m，倾角20斜长994m。井下通风方式为抽出式，初期采用中央边界式通风系统，后期在井田西部边界设置回风斜井。3、采区布置及装备井下移交盘区为二盘区，回采2#煤层。布置一个综采工作面，年产量为1.5Mt/a。目 录前 言.1第一章 井田地质概况.61.1矿井田位置及交通.61.1.1交通位置61.1.2地形地貌81.1.3气象及水文情况81.2矿（井）田境界及储量.91.2.1井田境界91.2.2井田储量.91.3矿（井）田地层及地质构造.101.3.1地层特征101.4矿体赋存特征及开采技术条件.121.4.1 煤层121.4.2煤层自燃发火、瓦斯、煤尘等141.4.3 水文地质15第二章 工作制度、生产能力及服务年限.162.1 矿井工作制度.162.2 矿井生产能力及服务年限.162.2.1 矿井生产能力162.2.2 矿井生产能力的确定.162.2.3 矿井储量、生产能力和服务年限的关系.17第三章 井田开拓.193.1井筒形式数目及位置的确定.193.1.1井筒形式的确定193.1.2井筒数目的确定193.1.3工业场地位置的确定193.2开采水平的划分及大巷布置.253.3井底车场.293.3.1车场形式293.3.2 井底车场硐室303.3.3井底车场主要巷道及硐室支护方式303.3.4井底车场工程量计算303.4 开拓方案比较.313.4.1开拓方案313.4.2开拓方案比较33第四章 采矿方法.354.1采区概况及地质特征.354.1.1 设计采区的位置及地面概况354.1.2盘区地层及地质概况354.1.3煤层特征及开采条件354.2盘区划分.364.2.1盘区划分364.2.2盘区工作面参数的确定374.3采煤方法.384.3.1 采煤方法的选择384.3.2采煤工艺394.3.3采煤工作面生产管理和劳动管理46第五章 通风与安全.495.1概述.495.1.1矿井瓦斯495.1.2煤尘495.1.3煤的自燃性505.2矿井通风.505.2.1通风方式及通风系统505.2.2掘进通风及硐室通风505.2.3安全设施、防止漏风及降低风阻措施505.3矿井通风容易与困难时期通风阻力计算.505.3.1矿井风量计算505.3.2通风阻力计算525.3.3通风等积孔计算555.3.4通风设备选择555.4 预防瓦斯、火、矿尘、水和顶板等事故的安全技术措.575.4.1 预防瓦斯575.4.2 防火585.4.3 防矿尘605.4.4预防水615.4.5 预防顶板冒落625.4.6避灾路线及安全出口62第六章 矿井主要设备.646.1主要提升设备.646.1.1设计依据646.1.2设备选型646.2 排水设备.666.2.1设计依据666.2.2排水系统676.2.3设备选型676.3供电设备.676.3.1 变电所及配电点676.4.2井下供配电68第七章 环境保护.717.1 环境现状.717.1.1自然环境717.1.2社会环境717.1.3环境质量现状727.2 主要污染源及主要污染物.727.2.1气体污染源及污染物727.2.4噪声737.3资源开发对生态环境影响及其防治措施.737.3.1地表沉陷防治措施737.3.2水土保持措施737.3.3 大气污染防治措施747.3.4污废水处理措施757.3.5固体废弃物处置措施及矸石综合利用途径767.3.6噪声防治措施777.4 矿区环境保护及环保投资估算.777.4.1环境管理机构777.4.2环保投资78第八章 建井工期.798.1移交标准.798.2井巷工程量.798.3建井工期.80致谢信.83参考文献.84第一章 井田地质概况1.1矿井田位置及交通1.1.1交通位置xx一号煤矿位于xx县店头镇西北，距店头镇1.5km。行政区划属xx县店头（七里镇）、双龙 、隆坊、仓村及富县寺仙、张村驿等镇。井田内公路交通方便，从店头镇至xx县25km与西（安）-包（头）公路衔接。xx县北至延安199km，南距铜川107km。从店头镇向南有简易公路经腰坪建庄至坪焦矿区60km，西经双龙到上畛子，北经隆坊至富县张村驿均有简易公路相通。矿区东部的西（安）-延（安）铁路至该井田约32km，南部梅家坪-七里镇线已建成通车。后附交通位置图11井田地理坐标东经1085310915，北纬35373751。 图1-1-1 交通位置图1.1.2地形地貌井田地处陕北黄土高原的南部，地形西北高，东南低，东北部为黄土塬。由于冲刷侵蚀作用，塬面支离破碎，沟谷纵横，地表复杂。塬面标高为+1200m左右，沟底标高+9501000m，沟谷切割深度100200。井田西南部山峦起伏，峡谷陡崖发育，井田内最高标高1463.8m，属于中低山森林区。1.1.3气象及水文情况本区最大河流为沮水河，属洛河水系。沮水河在点头镇观察流量为0.1926.814m3s,平均为2.07 m3s。沮水河与南川河交汇后流量0.52413.994 m3s。最高洪水位平均高出地面23m。井田北部沟谷多为树枝状间隙性水系，主要有西沟、北沟、王村沟、李章河、河寨沟、米家沟、烧火沟等。井田东部的郑家河水库面积1km2，水库容量200万m3设计正常水位高+1031.35m。 本区属温带干旱大陆性气候。根据宜君气象站6577年观察资料：年平均降雨量：977.7mm（1975年）年蒸发量大于1300mm日最大降水量82.1mm（1973年8月30日）最长降雨时间为13天（1975年9月）最低气温-19，最高气温34.4（1966年）冰冻期为11月至次年2月底最大积雪厚度为240mm（1974年3月）冻土深度650mm（1986年2月）风向多为东南风，最大飞速25ms据国家地震局兰州地质大队资料，地震烈度为六度1.1.4矿区概况1 矿区开发本井田沿沮水河北岸煤层埋藏浅，有煤层出露，早在明清时代已有小窑开采。据调查，张湾，芋子渠，鲁寺西沟及候庄等处均有老窑分布，分别开采1号及2号煤层。近年来，井田四周乡镇煤矿及地方国营煤矿蓬勃发展，年生 产能力已超过3.0Mta。2 矿区经济本区以农业为主，工业不发达，经济基础比较薄弱，生产力水平低，经济效益差。主要农作物以产玉米、小麦为主。经济作物有烟、麻等。耕地面积分布在塬上及河流两岸。工业有煤炭、电力、化肥、森林采伐及木材加工等。近十年来，煤矿开采迅速发展，煤炭工业及伴随煤炭工业发展的运输、建材、服务行业的发展对促进地方经济起着十分重要的作用，所以煤炭工业已成为当地的支柱产业。12矿（井）田境界及储量1.2.1井田境界xx矿业集团一号煤矿二号井位于一号井田的北部。井田地理坐标为：东经10905 10915，北纬35373544。井田平均走向长度为9.2km，平均倾向长度为7.8km，平均面积71.76 km2。1.2.2井田储量二号井主采煤层为2号煤层，条带状亮煤,煤层结构简单，煤层厚度0.67m 2.88m,纯煤层平均厚度为2.02m。工业储量由于煤层储存比较稳定,平均煤厚在2.02m,故储量按整体计算:Q=SM式中 Q-煤炭工业储量 万吨S-储量整体面积 米M-煤层平均厚度 米 -煤的容重 取1.35吨/米故Q=71.76102.021.35=19569万吨可采储量Z=(Q-P)C式中 Z-矿井可采储量, 万吨Q-矿井工业储量，万吨P-保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱损失量,按实际情况为843.1万吨。 C-采区回采率,取80%。故Z=（19569843.1）85%=15917万吨1.3矿（井）田地层及地质构造1.3.1地层特征本区内地层由老从新主要有上三叠统延长群，下侏罗统富县组，下侏罗统延安组，中侏罗统直罗组，上侏罗统安定组，下白垩统六盘山群，第 三系及第四系。中、下侏罗统延安组（J1-2Y）地层沿沮水河谷相继都有出露，为本区的主要含煤地层，一般层厚114m。划分为四段，自上而下叙述为：第一段（J1-2Y1）:下部为灰白色中、细粒砂岩，上部为深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩和粉砂岩，夹细砂岩和2、3号煤层。本段厚度029.37m， 一般厚16m，南厚北薄。第二段（J1-2Y2）：下部为灰白色中、细粒砂岩，发育大型交错层理。中部为深灰色粉、细砂岩互层夹泥及一号煤层。上部为灰黑色泥岩，水平层理发育。第三段（J1-2Y3）:下部为灰、灰白色粉、细砂岩互层，夹泥岩及薄层泥灰岩，局部含一层薄煤，上部为灰黑色泥岩，水平层理发育。本段厚度062.84m，一般为36m，本段在井田南部缺失。第四段（J1-2Y4）：灰、灰绿色泥岩，泥质粉砂岩，粉砂岩夹细砂岩。厚度021.85m。本段仅分布在井田北部后附岩层柱状图1-2 岩层柱状图 1.3.2井田构造本区内地层倾角平缓，走向北东至北北东，倾向北西，倾角23。其间发育次一级的起伏不大的宽缓背向斜，褶曲幅度一般在50m左右，宽度30004000m。断层稀少，只发现四条断层，落差均小于10m。无火成岩活动，构造简单，主要构造有:秋林子向斜，葫芦沟背斜，寺湾向斜，南峪口背斜，花家庄向斜，鲁寺背斜，双龙向斜及西峪背斜。本区内可见断层四条，分别为:F1断层:位于芋子渠井田西南约50m处，为一正断层，落差10m。F2断层：位于店头东沟南侧，落差小于10m。F3断层：位于鲁寺煤矿开口，落差小于5m的正断层。1.4矿体赋存特征及开采技术条件1.4.1 煤层下侏罗统延安组为本区内含煤地区，煤层赋存于中下部，共含煤四层，自上而下编号为0号煤，1号煤，2号煤，3-1号煤，3-2号煤。0号煤和1号煤无开采价值。2号煤层:位于延安组下部，七里镇砂岩之下，分布全区，为主要可采煤层，煤层厚度05.65m。平均厚度2.02m(纯煤)，属中厚和厚煤层。煤层构造简单，倾角35。厚度变化规律是向斜轴部厚，两翼渐薄。煤层结构由简单至较复杂，含夹矸2-3层，单层厚度在0.050.15m之间，最大总厚度1m，多为炭质泥岩及泥岩。3-1号煤层：位于延安组之下部，为2号煤之分岔，厚度02.88号m。平均厚度0.60m，多为不可采，下距3-2号煤层0.616.70m。3-2号煤层：位于3-1煤层之下，厚度01.91m，平均0.63m。除井田南部局部可采之外，其余均不可采，煤层结构较复杂。详见表1-4-1表1-4-1 煤层特征表煤层编号最小厚度最大厚度平均厚度（m）煤层间距煤层结构稳定程度备 注000.200.1046-6115-2515-253-5简 单不可采101.200.30简 单稳 定同上205.5652.02简单较复杂稳 定较稳定主要可采3-102.880.60较复杂较稳定不可采3-201.910.63较复杂较稳定不可采2 煤质区内2号煤层颜色为黑色，粉色为褐黑色，玻璃或油脂状光泽，阶梯参差状断口，质硬而脆，呈细条状或线理状结构，层状块状构造，内生裂隙较为发育，裂隙中充填有石膏、方解石或黄铁矿等。易燃具熔膨现象。2号煤宏观煤岩组分以亮煤、暗煤为主，镜煤次之，丝炭少量。宏观煤岩类型：中上部以半亮型、半暗型为主，下半部以半暗、暗淡型为主。显微煤岩类型为丝炭暗煤质亮煤型，成分以镜质组、丝质组为主，少量稳定组。矿物质含量不大，主要为石英、黄铁矿、方解石和粘土矿等，且呈星点状、侵染状散布于基质体内，部分充填于丝炭的胸腔中。煤质分析资料表明：2号煤层变质程度属类变质阶段之烟煤。2号煤层的算术平均视密度为1.30t/m3。煤的工业用途区内2号煤属低中灰中灰、特低低硫、中磷、高热值、中等软化温度灰的富油煤，并有一定的粘结性，但单独炼焦尚难获得高质量焦炭，可作为气化、动力低温干馏及配焦用煤。1.4.2煤层自燃发火、瓦斯、煤尘等煤层自燃发火煤的燃点：342349，氧化后燃点降低至314330。据本矿区的红石崖煤矿未氧化燃点332348，T1-3 12.533。在本井田仓村平峒采样，经抚顺煤研所化验成果是：未氧化燃点343，氧化后燃点降低330.5，两者相差12.5。仓村平峒在基建过程中，1973年采出四万吨煤堆放在广场上，约八个月后发现自燃成红白色之煤灰。1976年元月采出之煤堆放广场至八月发现自燃起火。所有上述现象均说明本井田的煤采出后具有氧化自燃倾向，发火期68个月。但各矿在井下均未发现自燃发火现象。瓦斯区内自然瓦斯成分以氮气为主，含量098.87%，平均为64.69%。深部沼气含量增加，最高可达99.67%。克可燃物含量 22.30毫升。瓦斯带以CO2N2带为主，CH4N2带次之，西部及北部局部出现CH4带。瓦斯成分及含量与煤层埋藏深度及煤层顶底板岩性关系密切。区内瓦斯含量一般不高，但考虑到勘探中的采取率及采样、解吸、密封等0. 条件的影响，其分析数据多偏低。据1970年测定的结果，芋子渠矿平峒瓦斯平均含量03%，瓦斯相对涌出量达9.29 m3/吨煤。据此确定该矿瓦斯等级为二级管理，向深部瓦斯级别可能增高。煤尘详查勘探过程中1975年，分别在芋子渠矿平峒和鲁寺矿平峒用巷道扫尘方法采集煤尘样2个，火焰长度40100cm，有爆炸危险。油气本井田处于矿区之浅部，位于含煤盆地之边缘，其中的情况较其它井田经勘探表明，仅存在井田之北部的直罗底部中细粒砂岩中和富县组之中。井田南部和东部，据现有钻孔资料，上述含油层位减薄和被剥蚀，未发现含油钻孔。但因本区富县组很不稳定，不能排除局部含油地段的赋存。详见表1-4-2表1-4-2 油气探测资料表孔号含油 层位见一止油深度(m)油层厚度(m)含油情况上距2号煤(m)下距2号煤(m)备注X18J1f151.80-153.852.05断续油迹39.82J1f155.75-159.503.75断续渗出43.77T3y218.80-222.403.60油迹106.82X28J2z78.92-85.156.23油迹97.84J1f223.86-227.093.23外渗39.07X29J2z103.91-121.5817.67油迹97.21X31J2z192.83-203.7410.91油迹131.33X35J1f183.94-195.9512.01油迹88.45井田北部和西部，上述含油层位均有分布。其直罗组仅表中所列钻孔有油迹，下距2号煤97.21131.33m，中间有很厚泥岩和砂岩隔开。富县组地层在井田北部增厚，凡钻孔打到初富县层位者均见有油迹。上距2号煤39.0788.45m，距煤较远，中间有较致密的砂泥岩隔离。煤层围岩所含油气对开采造成影响是无疑的。一方面要考虑到在开采过程中可能在煤层顶底板中产生新的裂隙，破坏油气原来的动态平衡，从而产生运移，可能出现油气突然涌入工作面的现象。1.4.3 水文地质本井田水文地质条件比较简单，全井田共有七个含水层，即：第四系河谷卵砾含水层；第四系黄土潜水含水层；下白垩统六盘山群洛河砂岩含水层；中侏罗统安定组灰岩局部含水层；中侏罗统直罗组下段砂岩含水层；中、下侏罗统延安组砂岩裂隙承压水含水层及上三叠统延安群砂岩、泥岩含水 层。除下白垩统六盘山群洛河沙砂岩含水层由于洛河河砂岩下降型侵蚀泉 较多，含水量稍强以外，其余各层含水层均富水性不强，对开采影响不大。第二章 工作制度、生产能力及服务年限2.1 矿井工作制度矿井工作日按年300天计算.矿井每昼夜三班工作,采用“三八制”.每日净提升时间为14小时.2.2 矿井生产能力及服务年限2.2.1 矿井生产能力 矿井生产能力是指矿井设计的年产量，是煤矿建设的重要指标，也是选择井田开拓方式的重要依据之一。矿井生产能力是一个定值，而不是变量，矿井生产能力和矿井实际产量不同，矿井实际产量是指矿井每年实际生产的原煤量，可能高于生产能力，也可能低于生产能力，一般每年产量不同。矿井生产能力是矿井各系统和环节的综合能力，是全面反映矿井面貌的一个重要的综合指标。xx矿业集团一号井2号煤矿井田地质条件简单，煤炭储量近2亿吨，因此适宜建设大型矿井。综合考虑国家有关法规的要求，该井田可建设1.50Mt3.0Mt大型矿井。2.2.2 矿井生产能力的确定确定工作面的生产能力式中 -工作面生产能力,万吨/年。 -工作面年推进度,米，取3000米。L-工作面长度,米, 取200米。m-采高,米,取2.00米。 -煤的容重,取1.35吨/米c-工作面回采率,取95%故,工作面生产能力=28002002.01.3585%=153.9万吨/年确定采区生产能力采区生产能力是采区内同时生产的回采工作面和掘进工作面产量的总合,即式中 -采区生产能力,万吨/年 -掘进出煤系数,取0.1 -第i个工作面的生产能力,n- 采区内同时生产的工作面个数,n取1故,采区生产能力=(1+0.1)1153.9=169.29万吨/年确定矿井生产能力式中 A-矿井生产能力n-矿井内同时生产的采区数,n=1 -第i个采区的生产能力故,矿井生产能力A=169.291=169.29吨/年取标准值A=150万吨/年2.2.3 矿井储量、生产能力和服务年限的关系式中 A-矿井生产能力,万t/a-矿床可采储量,万tT-矿井服务年限,aK-储量备用系数矿井服务年限是指矿井正常生产的时间,以年计.为了使矿井建设工程和设备投资以及因该矿井而建立的工业和服务设施的建设投资等发挥最大的效能，矿井服务年限和矿井生产能力应相匹配。式中 T-矿井服务年限，年 -矿井可采储量，万吨A-矿井生产能力,万吨/年K-储量备用系数，取K=1.4T=159171501.4=74.1本次设计矿井为150万吨/年的大型矿井,平均日产量4000吨.从以上计算可知,当井型为150万吨/年时,矿井服务年限为74.1年,符合设计规范中“大型矿井在非缺煤地区服务年限不得少于50年”的规定.第三章 井田开拓3.1井筒形式数目及位置的确定3.1.1井筒形式的确定二号井井田为山区地表，黄土层厚度在200m以上。区内多V型沟壑，少平地，整个井田被森林覆盖。除北河寨和太平村两个塬外，井田内没有其他村庄和大面积的平地。井田河流不发育，烧火沟是区内主要的地表径流，该沟只有在洪水期才有较大流量。区内的侯村沟前沟石灰沟会出现季节性断流。井田内煤层距地表最浅为98米，位于井田东区。在井田中央，煤层距地表平均为260米。煤层的赋存情况表明有使用斜井的条件。综合考虑，决定采用主斜井，副斜井的井筒形式。主斜井采用胶带输送机，副斜井采用无轨胶轮作辅助运输。3.1.2井筒数目的确定初期布置三个井筒，分别为主斜井，副斜井，1号回风井。在开采后期，陆续布置2号回风井和2号进风井。3.1.3工业场地位置的确定 工业场地位置选择原则 井下开拓布置合理，系统简单，投资少，建井工期短； 场地平缓，土方工程量小； 利于矿井外部运输，交通运输便利，距煤炭供应点近； 为了保证建井工期 ，利于井筒施工，工业场地尽量选择在工程地质条件好、煤层埋深浅、表土层薄、沙层厚度小 、富水性弱的地方； 避开小煤矿开采区及地质不良地段，场地稳定性好； 工业场地尽量靠近储量中心，减少运营费。 工业场地位置选择受地形条件限制工业场地只能沿烧火沟侯村沟选择，结合工业场地选择原则，提出以下三个方案:方案一：南部工业场地北河寨下，侯村沟旁设立工业场地。该区域位于井田南部边界，北河寨下。且该区域煤层埋藏较浅，为80120米，工业场地在此处有利于矿井的快速建设和投产。但该区域有北河寨和太平村两个大煤柱，矿井先期开采时就遇到迁移村庄或者短工作面推进生产的困难，使得矿井的初期投资大。方案二：东部工业场地该工业场地在烧火沟旁，太平村下。该区域平地较侯村沟多且平地面积大，有利与工业场地的集中布置。且该区域煤层埋藏教浅，为98160米。井筒工程量较小，矿井易实现快速建设和投产。但该工业场地在北河寨和太平村煤柱之间，矿井先期开采有迁移村庄或短工作面推进生产的困难。方案三：中部工业场地该工业场地位于烧火沟内的X22钻孔旁，近井田中央。该区域有大面积平地，有利于工业场地的集中布置。且远离北河寨和太平村煤柱，靠近储量中心，有利于矿井先期开采。该区域煤层埋藏平均深度为266米，斜井立井均可布置。方案一二三各有利弊，综合考虑，采用方案三。东部工业场地北河寨煤柱太平村煤柱中部工业场地3-1-1工业场地示意图南部工业场地 井筒位置确定根据方案比较确定的开拓方案为主斜井，副立井。移交生产时共布置3条井筒，分别为 主斜井，副斜井，1号回风井。各井筒特征分别为下：主斜井：倾角14，斜长1319米，方向NE22，装备1200mm宽胶带输送机。斜井担 全矿井煤的提升任务，兼作进风井。井筒内设检修道，铺设880mm轨距轨道。井筒断面为半圆拱形，净宽3580mm，净断面积9.0m2。井筒表土段采用350mm厚混凝土砌碹支护，基岩段采用锚喷支护，喷厚300mm。 3-1-2主斜井断面图 S净=9.0 m2S掘=12.0 m2副斜井：地表标高+1168.42，斜长1387m,方位角NE22。巷道断面为半圆拱，净宽6.2m，采用无轨胶轮车做辅助运输。担负全矿井提矸，下料和人员进出。是主要的进风井。采用混凝土砌壁支护井筒，支护厚度为300mm。 3-1-3 副斜井断面图S净=21.19 m2S掘=26.30 m21号回风斜井倾角20，斜长994m。承担矿井回风任务。井筒净宽4.8m，净断面积16.2m2，井筒表土段采用400mm厚混凝土砌碹支护，基岩段采用锚喷支护，喷厚100mm。 3-1-4 回风斜井断面图 S净=16.2 m2 S掘=21.3 m2表3-1-1井筒断面特征表 井筒名称井口坐标(m)井口标高 （m）方位角 （。）井筒长度 （m）井筒用途X Y主 斜 井97367.8656816.121168.42NE221319运煤 进风副 斜 井97199.8158908.161168.42NE221378运料 提矸 进人一号回风井100842.459746.81244.8NE81994回风3.2开采水平的划分及大巷布置本井田可采煤层为一层，平均煤厚2.03m，煤层倾角1 3。故将本井田划分为盘区，采用盘区式开采。为此提出两个方案。方案一：将整个井筒划分为5个盘区，其中太平村，北河寨煤柱位于同一盘区。如图所示。 三盘区五盘区二盘区一盘区四盘区 3-2-1方案一盘区划分及大巷布置示意图在该方案中，首采区为二盘区。在一二四五盘区之间布置运输辅助运输回风三条集中大巷。在二四三盘区之间布置运输辅助运输回风三条集中大巷，因为煤层为2米厚，故回风大巷为半煤岩巷，其余大巷均布置在距煤层20米的底板岩层中。方案二：将井田划分为两个盘区，见3-2-2示意图二盘区一盘区 3-2-2 方案二盘区划分及大巷布置示意图在该方案中，沿井田长轴方向将井田划分为大致等宽的两个盘区。首采区布置在二盘区， 沿盘区边界布置运输辅助运输回风三条集中大巷。回风大巷仍然为半煤岩巷，其余大巷布置在距煤层20米的底板岩层中。 两方案的经济比较见下表 表 3-2-1大巷布置方案经济比较表 项 目半煤岩巷工程量（m）岩巷工程量（m）方案一630020方案二31216.50 由上表知，方案二具有明显的经济优势。所以，确定方案二为最终的盘区划分和大巷布置方案。井下辅助运输采用无轨胶轮车，辅助大巷采用双车道断面。管道布置在运输大巷中，采用简易井底车场。 3-7 运输大巷断面图 3-8无轨胶轮车辅助运输大巷3.3井底车场3.3.1车场形式本矿井井下采用无轨胶轮车辅助运输，所以井底车场形式比较简单。车场水平标高为+880，位于井田中部。水仓采用矿车清理。见图3-3-1。3.3.2 井底车场硐室本矿井井底车场及其附近布置的矿井主要硐室有：井下中央变电所、井下中央水泵房、管子道、井下医疗、水仓、等候硐室等。3.3.3井底车场主要巷道及硐室支护方式 根据现有地质资料及开拓系统确定的+880m车场水平位于煤层中，不存在奥灰水威胁，设计按照类围岩选取支护参数，井底车场巷道采用锚喷支护，交岔点采用挂网锚喷支护，硐室以混凝土砌碹支护为主。 3.3.4井底车场工程量计算本次计算只针对井底车场的主要硐室，其工程量如表3-3-1所示：表3-3-1井底车场工程量表序号巷道 硐室名 称断面形 状支护方 式断面积（m2）长 度（m）容积（m3）备注净 掘净 掘1石 门半圆拱锚喷21.926.3118.22588.583108.662水仓清理斜巷半圆拱锚喷8.710.938.8337.6422.93井底水仓半圆拱锚喷8.710.9565.74921.66166.14主排水泵房半圆拱锚喷18.724.345.0841.51093.55主变电所半圆拱锚喷13.217.345.0594.0778.56管子道半圆拱锚喷10.112.542.0424.2525.0 3-10 井底车场3.4 开拓方案比较3.4.1开拓方案结合井田地形地质，煤层赋存情况和矿井设计产量，提出两个开拓方案进行比较。在开拓方案的设计中，将设计分为工业场地，井筒与井底车场，井下巷道系统三部分。对三部分进行了分别的方案比较，确定了经济合理技术先进的工业场地和井下巷道系统，故本节比较只比较井筒与井底车场。方案一：双斜井开拓。工业场地为中部工业场地，井筒地面标高为+1168.42。主斜井井底标高为+850，倾角为14，斜长1319m；副斜井井底标高为+880，倾角12，斜长1387m。辅助运输采用无轨胶轮车，故井底车场简易。主斜井安装1200mm宽胶带，承担全矿井提煤任务。方案一开拓剖面图如3-11所示。图3-11 方案一开拓剖面图方案二：主斜井副立井。工业场地为中部工业场地，井筒地面标高为+1168.42。主斜井井底标高为+850，倾角为14，斜长1319m。立井井底标高为+880，垂高289m。井底车场设转载室，无轨胶轮车辅助运输。主斜井安装1200mm宽胶带，承担全矿井提煤任务；副井装备GLG(Y)-322型罐笼，担负全矿井提矸，下料和人员进出，是主要的进风井。方案二开拓剖面图如3-12所示图3-12 方案二开拓剖面图3.4.2开拓方案比较（1）各方案技术比较,见表3-2-1表3-4-1开拓方案技术比较表方 案优 点缺 点方案一 双斜井1井筒掘进技术和施工设备比较简单。2 可连续运输，运输量大，有利于矿井扩大生产能力。3 无轨胶轮车可出地面，辅助运输简单。1 斜井长度大，工业场地不能集中布置，不利于在山区布置。2 本井田黄土层厚，井筒的施工和维护费用高。方案二 主斜井副立井1 可连续运输，运输量大。2 副井长度小，节约初期投资， 且通风管理容易。3 初期建设工程量小，建井工期短，投产快。4 工业场地集中，适应山区地表。1 立井施工技术复杂。2 无轨胶轮车不出地面，在车场转载，增加了工作环节。3 提升设备投资大。（2）各方案经济比较经济比较参照99年煤炭建设井巷工程基础定额。两方案的主井一样，故不参与比较。经济比较两方案的副井和井底车场。详见表3-4-2.表3-4-2方案经济比较表方案井筒工程量（m）车场工程量（m3）井筒掘进单价（元/10m）车场掘进单价（元/ m3）提升机总费用万元方案一1387251651671（表土段）56600682.545675（基岩段）方案二30011906.899593（表土段）7511106774.91132m（石门）77137（基岩段）由上表可知，方案一具有明显的经济优势，综合考虑技术优势，决定采用方案一。即主斜井，副斜井的开拓方式。工业场地为中部工业场地，井筒地面标高为+1168.42。主斜井井底标高为+850，倾角为14，斜长1319m；副斜井井底标高为+880，倾角12，斜长1387m。辅助运输采用无轨胶轮车，井底车场简易。主斜井安装1200mm宽胶带，承担全矿井提煤任务。第四章 采矿方法4.1采区概况及地质特征4.1.1 设计采区的位置及地面概况本次设计采区为二盘区，位于井田东部。西以井田回风大巷为界，东以井田边界为界。盘区内为山区地表，区内群山起伏，植被覆盖率高，多为混合林和草地。采区内最低水平标高为+1103.2，最高水平标高为+1407.0。地表径流不发育，区内石灰沟水量不大。居民稀少，无村庄煤柱。无其他厂矿。4.1.2盘区地层及地质概况本区为一简易单斜构造，倾向东高西低，走向为ES。走向局部成缓波状起伏。倾角为1 3。采区内无断层和背向斜构造。4.1.3煤层特征及开采条件1、煤层采煤层为2号煤层，条带状亮煤,煤层结构简单，煤层厚度2.28m2.85m,纯煤层平均厚度为2.485m。夹矸分布不稳定，仅在个别地段分布1层夹矸，厚度0.08m0.12m,夹矸岩性为泥岩。2号煤之上20m左右为1号煤，厚度0.5m左右，不可采；2号煤之下3m为3号煤，厚度0.5m左右，不可采。2、顶板 伪顶：为炭质泥岩，厚度小于0.1m。 直接顶：为灰黑色泥岩厚度6m左右。 老顶:为粉砂岩、细粉砂岩互层，厚度10m20m。该顶板属中等冒落顶板。3、底板底板为泥岩，厚度3.0m左右，遇水膨胀，易底鼓。4煤质特征区内2号煤层颜色为黑色，粉色为褐黑色，玻璃或油脂状光泽，阶梯参差状断口，质硬而脆，呈细条状或线理状结构，层状块状构造，内生裂隙较为发育，裂隙中充填有石膏、方解石或黄铁矿等。易燃具熔膨现象。2号煤宏观煤岩组分以亮煤、暗煤为主，镜煤次之，丝炭少量。宏观煤岩类型：中上部以半亮型、半暗型为主，下半部以半暗、暗淡型为主。显微煤岩类型为丝炭暗煤质亮煤型，成分以镜质组、丝质组为主，少量稳定组。矿物质含量不大，主要为石英、黄铁矿、方解石和粘土矿等，且呈星点状、侵染状散布于基质体内，部分充填于丝炭的胸腔中。煤质分析资料表明：2号煤层变质程度属类变质阶段之烟煤。2号煤层的算术平均视密度为1.30t/m3。煤的工业用途区内2号煤属低中灰中灰、特低低硫、中磷、高热值、中等软化温度灰的富油煤，并有一定的粘结性，但单独炼焦尚难获得高质量焦炭，可作为气化、动力低温干馏及配焦用煤。5其他影响开采的因素瓦斯:采区为低瓦斯区，瓦斯相对涌出量为2.94 m3/t,二氧化碳相对涌出量为9.66 m3/t; 瓦斯绝对涌出量为30.92 m3/min， 二氧化碳绝对涌出量为1.03 m3/min。煤尘及煤层自燃：矿