宝丰煤矿中号煤层开采设计毕业设计说明书.doc

内蒙古科技大学本科生毕业设计（论文）题 目：宝丰煤矿6-2中号煤层开采设计姓 名：李彦鹏学 号：1072101302专 业：采矿工程班 级：采矿10-3班指导教师：吴国良 郑文翔摘 要本次毕业设计的题目是宝丰煤矿6-2中号煤层的开采设计，该矿位于鄂尔多斯高原东部，井田面积为4.089km2，煤层平均厚度为2.15m，倾角13度，属于近水平煤层。该矿的地质储量为1178.05万吨，可采储量为991.49万吨，设计年产量为60万吨，矿井的服务年限为12年。在该矿井的西南方向布置工业场地，采用斜井单水平开拓方式，并设置主斜井、副斜井和专用的回风斜井来负责运输及通风。井下主运输系统采用胶带运输机运输，辅助运输采用轨道运输机运输。对于该矿选用单一长壁走向采煤法，井田内共划分七个带区，由南向北依次开采，采用综合机械化采煤工艺，设置一个回采工作面，一个掘进工作面。采空区采用全部垮落法来处理，本矿采用抽出式的通风方式，中央并列式的通风系统，掘进工作面采用局部通风机通风，整个系统满足该矿井的生产需求。关键词：斜井开拓，单一走向长壁采煤法，综合机械化采煤，抽出式。AbstractThe topic of this graduation design is # 6-2 baofeng coal mine coal seam mining design, the mine is located in the eastern ordos plateau, field area of 4.089 km2, average thickness of coal seam is 2.15 m, 1-3 degrees Angle, belongs to the nearly horizontal coal seams. The mines geological reserves of 11.7805 million tons, the recoverable reserves of 9.9149 million tons, design the annual output of 600000 tons, the mines length of service for 12 years. Decorate in the southwest of the mine industrial site, using inclined single level development way, and set up the main slope, slope and special return air inclined to responsible for the transportation and ventilation. Main transportation system using belt conveyor, underground auxiliary transportation by rail transport. For the mine choose single to longwall mining method, were divided into seven area, within the field from south to north in turn, USES the comprehensive mechanized coal mining technology, set up a working face, a tunneling faces. Mined-out area all caving method is used to deal with, drawer-type ventilation mode is applied in this mine, the ventilation system of the central side-by-side, tunneling faces by local fan ventilation, the system can meet the production demands of the mine.Keywords: Inclined to develop、A single to longwall mining method 、Comprehensive mechanized coal mining、Draw out type .35目录第一章 井田概况与地质特征11.1 井田概况11.2 地 质 特 征2第二章 井田开拓62.1 井田境界及储量62.2 矿井设计生产能力及服务年限82.3 井田开拓92.4 井筒122.5 井底车场及硐室14第三章 井巷运输及设备143.1 运输方式的选择143.2 运输设备16第四章 采区（盘区、带区）布置及装备174.1 采煤方法174.2 采区（盘区、带区）布置234.3 巷道掘进24第五章 通风与安全285.1 概 况285.2 矿井通风285.3 通风设备355.4 灾害预防及安全装备365.5 井下消防、洒水及防灭火39第六章 职业安全卫生416.1 概 述416.2 建筑及场地布置416.3 职业危害因素分析及防范措施426.4 主要防范措施436.5 消防设施486.6 机构设置和人员配备48第七章 环境保护497.1 概 述497.2 各种污染的防治措施507.3 水土保持与绿化527.4 地表塌陷治理537.5 环境管理与环境监测54第八章 建井工期548.1 施工准备及移交标准548.2 建井工期55第九章 技术经济589.1 劳动定员及劳动生产率589.2 主要技术经济指标60附录65第一章 井田概况与地质特征1.1 井田概况1.1.1位置与交通 鄂尔多斯广厦煤炭运销有限责任公司宝丰煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗境内，行政区划隶属准格尔旗羊市塔镇。具体位置在准格尔旗羊市塔镇松树焉村南、古城区东、推猫沟掌一带。井田距准格尔旗羊市塔镇8公里，羊市塔镇向西北31公里（柏油路）与包府公路相接，继续往北54公里到达鄂尔多斯市东胜区，井田向北4公里（自然路）到松树焉，由松树焉向西北4公里与曹羊公路相接，继续往北45公里与109国道相接；鄂尔多斯市东胜区也有包神铁路穿过。交通支线、干线四通八达，因此矿区交通便利。详见图交通位置图。1.1.2地形地貌 煤矿位于鄂尔多斯高原东部，井田地形总体为北高南低，最高点位于井田东部古城区，海拔标高1402.10米，最低点位于井田南部推猫沟沟底，海拔标高1253.80米，最大地形标高差为148.30米，一般地形海拔标高在13811331米之间，一般地形标高差为51米左右。区内具典型的高原侵蚀性丘陵地貌特征。1.1.3水系井田内最大的沟谷为推猫沟，并由井田中部通过，其支流呈树枝状分布在井田内，均为季节性沟谷，无常年地表径流，夏季节出现地表径流，雨季流量增大，偶有山洪爆发，水流汇入井田南界外的沙梁川自北向南径流至陕西省境内的窟野河最终注入黄河。1.1.4气象及地震矿区属干旱沙漠温带高原大陆性气候，降雨量少、蒸发量大，阳光辐射强烈，日照丰富。春季多风少雨，夏季炎热短暂，秋季凉爽多雨，冬季寒冷漫长。据鄂尔多斯市气象局资料，年降水量194.70531.60毫米，年蒸发量2297.402833.00毫米。最高气温36.60，最低气温-27.90，年日照时数为2856.003246.20小时。一般10月份便开始结冰，次年4月份解冻，最大冻土深度1.71米。冬春季节多刮西北风，夏秋季节多刮东南风，冬春季月的平均风速为2.215.21米/秒，夏秋季月的平均风速为1.823.92米/秒，风速最大达15米/秒。据“中国地震烈度区划图”划分，此区地震动峰值加速度（g）为0.05，地震烈度小于6度。据调查本区历史上未发生过较大的破坏性地震。1.1.5矿区经济概况区域内人口稀少，居民居住分散，地方经济以种植业为主，畜牧业、养殖业为辅，自然条件差，几乎没有其它工业，经济基础较薄弱。近些年随着乡镇工业的发展以及煤矿开发，使当地投资环境有所改善，道路与电力设施已初具规模，为当地经济发展起到了推动作用。1.1.6 水源、电源情况矿井电源引自矿井西北部约7公里的乌日图高勒35KV变电站10KV母线的不同母线段，构成双回路供电电源。另外矿井在地面设预装箱式变电站。1.1.7其他自然灾害本区属半沙漠、干旱半干旱高原大陆性气候，主要自然灾害为气象灾害，气象灾害为旱灾，产生的扬尘、沙尘暴对矿井井下生产基本没有影响，但对主井地面生产系统的环境有一定的污染。1.2 地 质 特 征1.2.1地质（1）区域地层东胜煤田是以三叠系上统延长组为沉积基底的侏罗纪早、中期沉积含煤建造，主要含煤地层为侏罗系中下统延安组（J12y），上覆地层有：侏罗系中统直罗组（J2z）、安定组（J2a）；白垩系下统志丹群（K1zh）;第三系上新统（N2）;第四系上更新统马兰组（Q3m），第四系全新统（Q4）。 （2）矿区地层根据钻孔揭露成果和区域资料整理，区内地层由老至新有：三叠系上统延长组（T3y）、侏罗系中下统延安组（J12y）、第三系上新统（N2）、第四系（Q）。现将本区地层由老至新分述如下：1、三叠系延长组（T3y）该地层地表无出露，钻孔揭露最大厚度3.26米。岩性为灰绿色细砂岩，具板状交错层理，次园状，分选好，泥质填隙。2、侏罗系中下统延安组（J1-2y）为本井田主要含煤地层，井田内大面积出露，钻孔揭露厚度82.9399.92米。岩性为灰白浅灰色各粒级砂岩，灰色深灰色粉砂岩、砂质泥岩泥岩夹煤层，含煤1层。砂岩矿物成分以长石、石英为主，含少量岩屑及暗色矿物，泥质胶结。泥岩及砂质泥岩中含较多不完整的植物化石，地层下部含数层煤，煤层厚度变化较小，底部以灰白色石英中粗粒砂岩与三叠系上统延长组分界。与下伏地层呈现平行不整合接触。3、第三系（N2）该地层主要出露在冲沟两侧，分布广泛。钻孔揭露厚度10.8022.40米，岩性为紫红色砂质粘土，未胶结成岩，水平层理，含钙质结核，与下伏层为不整合接触。4、第四系（Q）第四系地层主要分布于平缓的山脊、山坡、冲沟及沟谷阶地，依据成因可分为：（1）残坡积物：主要为残积、坡积砂土、砾石、风积黄土及沼泽泥土、黄土，垂直节理发育，含钙质结核。（2）冲洪积物：分布于沟谷及阶地，由砾石及各粒级砂、泥岩充填组成。（3）风积砂：分布于半坡（背风），主要为亚粘土。钻孔揭露的厚度为2.5012.90米，于一切老地层之上不整合。1.2.2矿区构造（1）区域构造东胜煤田地处鄂尔多斯台向斜的东北边缘，位于次级构造单元东胜隆起的东部。基本构造形态表现为南西倾斜的单斜构造，倾角为15度，倾向南西，无大的断裂构造和褶皱，仅沿地层走向和倾向有宽缓的波状起伏，未有岩浆侵入。（2）井田构造井田构造与区域构造一致，为一简单的单斜构造，倾角13度，区内无较大的褶曲和断裂构造，但发育有宽缓的波状起伏，无岩浆岩侵入。地质构造属简单类型。1.2.3煤层及煤质（1）含煤地层井田含煤地层是侏罗系中下统延安组（J1-2y），依据其岩性组合及沉积旋回特征结合区域地层对比，该井田含煤地层为延安组第一岩段（J1-2y1）。该段位于延安组下部，自延安组底界至5煤组顶板砂岩底界，钻孔揭露厚度为82.9399.92米,平均91.42米。岩性为灰白色砂岩、灰色深灰色粉砂岩、砂质泥岩及煤层，砂岩多为泥质胶结，底部为为一厚层状灰白石英细粒砂岩。本段含有4个层煤。（2）含煤性井田含煤地层是侏罗系中下统延安组（J1-2y），含有1个层煤。含煤地层总厚度91.24米，煤层总厚2.102.20米，平均厚度2.15米，含煤系数平均为2.36%。 (3)煤层根据钻孔揭露和煤层的对比成果，井田内共含具有工业开采价值的煤层1层。即6-2中煤层，煤层均为对比可靠，属全区可采和大部可采的较稳定煤层。煤层的发育及层赋存的情况分述如下：6-2中煤层：位于延安组一岩段（J12y1）的下部，厚度2.102.20米，平均2.15米，含一层夹矸，夹矸位于煤层下部，厚度0.200.30米。顶板岩性砂质泥岩，底板泥岩。该煤层层位稳定、对比可靠，属全区可采的较稳定煤层。（4）煤质（一）、煤的物理性质与煤岩特征区内煤呈黑色，条痕褐黑色，弱沥青-沥青光泽，煤岩组分以丝炭、暗煤为主，夹亮煤条带。线理结构或细条带状结构，层状构造，内生构造多为方解石、黄铁矿充填，属于半暗型煤。显微煤岩组分以镜质组和丝质组为主，稳定组分大多数为零，煤层变质程度为烟煤阶段。燃点291-327C，燃烧试验为剧燃，残灰为灰白、黄灰色粉末状。(二)、煤层容重（视比重）6-2中煤层的容重值为1.34。 （三）、煤的化学性质和工艺性能1、煤的化学性质储量核实报告所提交的化验成果均未分层，将6-2中煤层合化验。原煤水分94.60-8.12%，平均5.69%；洗煤水分略低于原煤的水分；原煤灰分4.76-7.53%，平均6.13%；属低灰煤。洗煤挥发分32.88-38.24%，平均34.41%。原煤全硫含量0.09-0.28%，平均0.15%；属特低硫煤。原煤磷含量0.008-0.0167%，平均0.012%；属低磷煤。洗煤碳含量80.55-81.18%，平均80.79%；氢含量5.17-5.64%，平均5.34%；氮含量1.00-1.10%，平均1.05%；氧含量12.41-13.04%，平均12.63%。本井田煤属低磷、低灰、特低硫煤，煤层中微量元素均未达到工业利用品位，其有害元素对工业利用无影响。2、煤的工艺性能原煤干燥基低位发热量(Qnet,d) 28.48-29.52 MJ/kg，平均29.05 MJ/kg；为高热值煤。煤的粘结指数为零，焦渣类型2，所以区内煤无粘结性。结渣率为29.50-42.55%，平均36.03%；属中强结渣煤。温度在950C时，煤对二氧化碳的反应性为54.30-71.80%，平均63.10%，说明煤对二氧化碳的反应性高；灰熔融性一般处1180-1200之间，属于低熔灰分煤。热稳定性一般在27.44-23.92之间，说明热稳定性好；煤的焦油产率一般在于8.10-9.00%之间，属富油煤。根据浮沉试验，浮煤产率主要集中于前三级，即1.3、1.3-1.4、1.4-1.5。所占本级比例在90%以上，煤的可选性等级采用分选比重0.1含量法进行评定，当理论精煤灰分为5%时，0.1含量均小于0.2%，因此煤的可选性等级为极易选。1.2.4瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温1、瓦斯本区主要可采煤层可燃物中气体含量较低,为0.000.113 ml/克燃，煤层中自然瓦斯成分CH4含量在0.0012.10%，CO2含量在4.8011.69%，N2含量在76.2192.72%，瓦斯分带均属氮气带。 2、煤尘本区煤层具有很高的挥发分，各煤层挥发分均在30%以上，远大于10的界限指标，属于易爆炸煤层。邻区勃牛川普查区鉴定的结果：其火焰长度均大于400mm，抑制爆炸的最低岩粉量为80%。表明各煤层均有爆炸性危险。3、煤的自燃本区的煤主要是低变质的不粘煤。煤中丝炭含量高，吸氧性强，煤中水分含量较低，挥发分产率高，化学活性好，自燃发火的倾向强。内蒙古煤矿设计院对部分电厂用煤资料调查，东胜煤田煤的自燃发火期是4060天，与煤堆的堆积方式、堆积高度有关。据东胜煤田详查报告对煤的自燃趋势测定成果，各煤层还原样与氧化样之差T1-3为1521（12），着火温度T1350，自燃等级倾向是易自燃煤。1.2.5水文地质（1）概况东胜侏罗纪煤田位于鄂尔多斯台向斜东北部，北部是库布其沙漠，南西是毛乌素沙漠，地处于半干旱的大陆性气候区。年降水量194.70531.60毫米，降水集中在7-9月份，最大连续降水量一般为100-150毫米。最高气温36.60，最低气温-27.90。霜冻期200天左右，最大冻土深度1.71米。年蒸发量2297.402833.00毫米。强烈的蒸发，少量的降雨，影响地表水的发育和地下水的补给。黄河距煤田百余公里，外围的三面径流是区域性的唯一常年地表径流。纳林-东胜-独贵加汉-鄂托克旗是一天然地表分水岭，使地表间歇河谷汇水分别向北西以及南东两个方向注入黄河。东胜煤田南部在伊金霍洛旗有东红海子、西红海子，新街南部有红碱淖，紫登南部有布尔江海。（2）矿井水文地质条件依据邻区纳林庙详查报告资料将井田内含水层组划分为第四系松散岩层孔隙潜水含水组和裂隙、孔隙型水文地质条件简单含水组。（1）第四系松散岩层孔隙的潜水含水组岩性主要是亚沙土、第四系积沙及冲洪积沙砾石。厚度为2.5012.90米。据邻区纳林庙详查报告资料：Q=0.0330.186L/s，水化学类型HC03CaMg及HCO3Ca型水，矿化度0.2560.259/L，PH=7.37.5，富水性差异较大。第一隔水层：第三系红土层，其岩性主要为半胶结的红色砂质粘土，根野外观测，分布广泛，是第四系松散岩层孔隙潜水含水组与下部的碎屑岩类孔隙-裂隙潜水-承压水含水岩组的良好隔水层。（2）碎屑岩类孔隙裂隙潜水承压水含水岩组岩性主要为浅灰、灰、灰白色细粒中粒砂岩。据邻区纳林庙详查报告资料：q=0.0003540.00546L/sm，k=0.002960.0419m/d。水质类型HCO3Na及HCO3C1Na水型，矿化度0.3770.619/L，PH=8.18.5，富水性较弱。第二隔水层：延安组第一岩段（J）的底部6-2下煤层底板，岩性为深灰、灰色砂质泥岩，厚度为3.7411.65米，隔水性良好，煤系基底三叠系（T）在东胜煤田总体上含水微弱，q=0.00467 L/sm，k=0.00586m/d。（3）埋藏条件及裂隙发育情况本区地层倾角平缓，一般35，浅部地层露出面积很宽，由于地形切割厉害，将浅部裸露区分成多块，含煤区大部分煤层位于地下水位以上，第四系虽然在区内有部分覆盖，但沉积厚度小，一般仅能供农民耕种。纳林庙详查区施工钻孔全部作了钻孔简易水文观测，冲洗液消耗量一般岩层为0.050.18m/h，煤层为0.306.00 m/h，井田内的2个钻孔所作简易水文观测，煤层为0.050.10 m/h，水位一般不超过10米，由此说明，井田内岩、煤层裂隙发育较差。 (4)、地下水的迳流、补给与排泄煤田内地下水的补给来源主要是大气降水，其次为地表水，在煤田深部亦接受侧向迳流的补给。由于区内地表水体不发育，地下水的迳流的条件较差，大气降水成为区域地下水的主要的补给来源。第四系潜水直接接受大气降水和地表水的渗入补给，其承压水在深部则以接受侧向迳流补给为主。（3）、矿井的水文地质勘查类型区内岩层倾角平缓，基岩露出面积较大，对接受降水补给形成有利条件，但降水量较少，使地下补给来源受到限制。第四系在本区覆盖呈小块出现，厚度薄，一般含水微弱，地下水补给来源有限，直接充水含水带含水性弱（q0.1L/sm），构造比较简单，以孔隙水为主裂隙水次之特点，定为第一类第一型的水文地质条件简单的矿床。矿井正常涌水量10-15m3/d。最大涌水量25m3/d。第二章 井田开拓2.1 井田境界及储量2.1.1井田境界 鄂尔多斯广厦煤炭运销有限责任公司宝丰煤矿，位于内蒙古自治区鄂尔多斯市的准格尔旗境内。根据矿区总体规划确定的井田范围东西长1.543.25km，南北宽1.621.98km，井田范围由7个拐点连线圈定，面积为4.089km2。 表2-1-1 井田境界拐点的坐标表序号拐点编号经距纬距备注113746820043648002237471000436456033374708304362940443747921043628205537469280436342066374685104363900773746773043645002.1.2资源储量1、煤炭资源储量 本井田6-2中煤层倾角很小，倾角13度，储量计算面积直接在平面图上得。 地质储量（Q）=平均煤厚（h）含煤面积(S) 平均容量（d）即，Q=S*h*d =4.089*106*2.15*1.34=1178.05（万吨） 地质储量在数值上等于其工业储量，即同样等于1178.05万吨。2、矿井的可采储量矿井的可采储量由下式计算： 可采储量（设计储量-各种煤柱损失） 带区回采率1、各种煤柱的留设（1）、井田境界煤柱留设15m保护煤柱；（2）、各大巷，各运输顺槽之间的保护煤柱为20m。2、可采储量的计算矿井可采储量（设计储量-永久煤柱损失） 带区回采率Zk=（Zc-P）C Zk矿井可采储量，吨；C带区回采率，0.85；Zc设计储量；P各种煤柱损失；解得Zk=991.49万吨。2.2 矿井设计生产能力及服务年限2.2.1矿井工作制度采煤工作面实行三八制度，两班采，一班检修，年工作日为330天，可以保证矿井生产在设备安全的条件下，高产高效产煤。应当制定详细的劳动组织表、和工作循环图表，确保每一个工序有条不紊的进行，各辅助系统也应相互配合，确保顺利完成年生产任务。2.2.1矿井的设计生产能力及服务年限1、矿井设计生产能力（1）储量大小本矿井6-2中煤层的工业储量为1178.05万吨，储量比较小，限制了其生产能力。（2）优越的地质开采条件给工作面高产奠定了基础本矿井为低瓦斯、近水平煤层，主要可采煤层厚度适中，赋存稳定，水文地质及构造简单，没有断裂构造及岩浆岩侵入，以上条件为综采工作面高产高效奠定了基础。（3）煤炭科技进步为矿井的高产高效创造了条件我国煤矿生产中普遍使用中厚煤层长壁综采，占综采比例75%以上，装备、技术和生产管理已成熟，其中综采近年来更是取得了飞速发展，本矿井6-2中煤层为中厚煤层，平均厚度为2.15m，采用引进的综采设备开采，即可实现煤炭资源的高回收率。（4）先进的采掘设备为工作面的高产提供了保证国内外综采设备均向大型化、重型化以及自动化方向发展，国外高产高效综采工作面长度已达450m，最大采高已达6m，综采工作面实现了自动化控制。在综采设备方面，采煤机装机功率超过2200kW，牵引速度平均为1523m/min，生产能力达到80t/min；刮板机长度已超过461m，装机功率已达3000kW，大幅度地提高了设备的可靠性。根据本矿煤层赋存及资源情况，综合考虑储量大小、开采条件、机械化程度、井型等因素，同时，根据煤炭市场供求关系及该矿生产环节能力情况，确定矿井技术改造后生产能力为60Mt/a。2、矿井的服务年限 T Q / (AK) =991.49/(60*1.4)=12 a； 式中：T设计的矿井服务年限，a；Q矿井可采储量，991.49万吨；A-矿井生产能力，60 万吨/年；K储量备用系数1.4； 2.3 井田开拓2.3.1地质构造、老窑范围、煤层及水文等条件对开采的影响东胜煤田地处鄂尔多斯台向斜的东北缘，位于次级构造单元东胜隆起之东部。基本构造形态表现为南西倾斜的单斜构造，倾角为15度，倾向南西，无大的褶皱和断裂构造，仅沿地层走向和倾向有宽缓的波状起伏，无岩浆侵入。侏罗系中下统延安组（J1-2y）是本井田主要含煤地层，井田有内大面积出露，钻孔揭露厚度82.9399.92米。岩性为灰白浅灰色各粒级砂岩，灰色深灰色粉砂岩、砂质泥岩泥岩夹煤层含煤1层。砂岩矿物成分以石英、长石等为主，含少量岩屑及暗色矿物，泥岩及砂质泥岩中含较多不完整植物化石，地层下部含数层煤，煤层厚度变化较小，底部以灰白色石英中粗粒砂岩与三叠系上统延长组分界。田内最大的沟谷为推猫沟，并由井田中部通过，其支流呈树枝状分布井田内，均为季节性沟谷，无常年地表径流，夏季出现地表径流，雨季流量增大，偶有山洪爆发，水流汇入井田南界外的沙梁川自北向南径流至陕西省境内的窟野河最终注入黄河。2.3.2井田开拓矿山工业广场的位置首先取决于井筒的坐标，但是在确定井筒的坐标时，除考虑资源的开拓与开采方法等因素，还要考虑布置工业广场是否方便，必须全面考虑，才能确定最经济合理的位置。工业广场的位置应符合的基本要求：1、充分利用荒山、坡地、劣地进行布置，尽可能不占农田不影响农田水利设施，不占用重要文化古迹、园林，避免迁村及改移河流。2、选择地形平整或缓坡的地区，以减少土方工程量节约基建投资，便于铺设运输线路。广场应尽量避免布置在洼地或斜坡，否则使地面布置复杂化，给生产造成不便。3、广场应尽量布置在交通便利或便于与铁路支线、专用线连接地区，节省建设铁路的基建投资。4、广场应尽量选择在地质较好、地下水位较低，并尽可能避开溶洞、滑坡、流砂、采空区等不良地段，以及软土地段。5、广场要选择在便于供电、供水和排矸的地点，考虑将来扩建的可能性。（1）开拓方案的提出井田构造为一简单的单斜构造，倾角13度，区内无断裂和较大的褶曲构造，但发育有宽缓的波状起伏，无岩浆岩侵入。地质构造属简单类型。井田含有1个层煤，煤层总厚2.102.20米，平均厚度2.15米。属于中厚煤层，可采用斜井开拓方式。（2）开拓方案简介根据井田地质特征、煤层赋存条件和矿井现有井上、下生产系统、设施、设备、井巷工程的现状分析，以下主要针对井田范围内的6-2中可采煤层的开拓、开采提出以下两个开拓方案比选：方案一：采用斜井开拓方式，该井田沿走向划分为两个个盘区，设置一个开采水平，盘区内再分带开采；在井田中央沿煤层倾向布置运输大巷、轨道大巷、回风大巷，分两个盘区，工作面沿东西两翼布置。 图2-3-1 开拓方案一图方案二：采用斜井开拓方式，沿走向方向划分为若干个带区，设置一个开采水平。在矿井东方沿井田边界倾向方向开掘运输大巷、轨道大巷、回风大巷到井田边界条带开采，工作面沿西翼布置。图2-3-2 开拓方案二图（3）开拓方案比选一方案优点：（1）工作面较短，减小突发因素；（2）初期投资少，后期巷道维护费用少；（3）工作面可双向开采，达产较快。一方案缺点：（1）巷道交叉太多，对该地区的支护困难；（2）一盘区西南部的煤层难采，浪费较多；（3）两翼开采搬家次数较多,劳动强度大费用较大。二方案优点：（1）首采工作面较近，容易较快达产；回采巷道逐渐加长，搬家次数少；（2）巷道布置及生产系统简单，运输环节少，通风线路短并有建井速度快，投产早；（3）水平服务年限长，井筒装备简单，可充分利用各种设备、设施和开拓巷道；（4）用一个开采水平开采整个煤田，井巷和硐室工程量小，基建投资少。二方案缺点：（1）掘进支护强度大，费用高；（2）采煤工作面后期巷道较长，维护费用高；（3）后期回采巷道长，通风困难，阻力增多。（4）开拓方案选择通过技术比较，综合来看选择方案二，见附图。2.3.3井口数目和位置 （一）井筒数目的确定结合本矿开拓方式的布置情况，矿井开拓总共3个井筒，达产时利用3个井筒分别为主斜井、副斜井和回风立井。（二）井筒位置的确定1井筒位置的确定原则有利于第一水平开采，并兼顾其他水平，有利于井底车场和主要运输大巷的布置，石门工程量少；有利于首采区布置在井筒附近的富煤阶段，首采区少迁村或不迁村；井田的两翼储量基本平衡；井筒不宜穿过厚表土层、厚含水层、断层破碎带、煤与瓦斯突出煤层或软弱岩层；工业广场应充分利用地形，有良好的工程地质条件且避开高山、低洼和采空区，不受崖崩滑坡和洪水威胁；工业广场宜少占耕地，少压煤；水源、电源较近，矿井铁路专用线短，道路布置合理。2井筒位置的确定根据以上确定原则，结合井下开拓布置以及地面要求，尽可能节省建设投资，缩短建井工期，为矿井提供最有利的生产条件，以获得最佳经济效益，特别是初期经济效益，主斜井、副斜井及回风井均设在井田西南方的工业场地内。 2.3.4矿井水平划分全井田分一个水平开采井田内的6-2中号可采煤层，开采标高为+133.12m。 2.3.5盘区划分及开采顺序考虑现有井筒位置情况及6-2中煤层可采储量南北分布的情况，将全井田的煤层由南向北依次划分为七个带区，即6-2中煤层一带区、二带区、三带区、四带区、五带区、六带区、七带区。可采煤层带区回采顺序为：6-2中号煤层一带区6-2中号煤层二带区一6-2中号煤层三带区6-2中号煤层四带区6-2中号煤层五带区6-2中号煤层六带区6-2中号煤层七带区。2.4 井筒2.4.1井筒用途、布置及装备根据矿井井田开拓方案及矿井工业广场现建设情况，投产时主斜井、副斜井、回风井井筒均位于在现有工业场地内，其中：主斜井：井口坐标（80坐标）为：X=73477.2580，Y=56640.1499，Z=+1276，方位角=100，倾角10。净宽4.5m，墙高3.25m，净断面12.44m2，斜长766.6m，井筒采用半圆拱断面，混凝土砌碹支护，支护厚度为200mm。主斜井装备1000mm皮带，担负全矿井的煤炭提升任务，井筒内设扶手和人行台阶，并兼作进风井及安全出口。副斜井：井口80坐标为：X=73476.6151，Y=56647.1203，Z=+1278，方位角=100，倾角10。净宽4.5m，墙高3.25m，净断面12.44m2，斜长766.6m，井筒采用半圆拱断面，采用混凝土砌碹支护，支护厚度为200mm。副斜井铺设38kg/m单轨，运送液压支架、装备人车上、下人员及材料、设备等辅助运输，井筒内设扶手和人行台阶，同时兼作进风井及安全出口。回风斜井：井筒采用半圆拱断面，采用混凝土砌碹支护，支护厚度200mm。回风立井井口中心80坐标为：X=73488.5022，Y=56655.1850，Z=+1282，净宽3.8 m，墙高2.9m，投产时井筒深度369.2m，回风立井担负6-2号中煤层的回风任务。装备梯子间兼作安全出口。2.4.2井壁结构围岩稳定性不够好，不便用直线性断面；井筒埋深较浅，穿过岩层强度小，所以选择井筒形状为半圆拱形。用混凝土砌碹支护，厚度：200mm。见表2-4-1表2-4-1 井筒特征表序号井筒特征井筒名称备注主斜井副斜井回风井1井筒坐标纬距（X）73374.424373373.867273379.7181经距（Y）55592.247455599.225255607.48672井口标高（m）1276127812823井筒倾角（）1010204井筒方位（）1001001105井筒宽度（m）净宽4.54.53.8掘宽4.94.94.26断面（m2）净12.4412.449.86掘进14.5914.5911.757砌壁（mm）厚度200200200材料混凝土混凝土混凝土8井筒装备胶带输送机运输矿车人行台阶车 2.5 井底车场及硐室2.5.1井底车场形式本井田采用斜井开拓，主运输由主斜井经胶带输送机运至煤仓，再由带式输送机运至地面。辅助运输采用脚轮车运人、运料，由副斜井从地面运至井底车场，根据以上运输特点及矿井设计生产能力，副斜井采用折返式车场，即可满足要求。2.5.2主要硐室名称及位置的设定在本设计方案中，主要峒室有主井井底的集中煤仓、水泵房、水仓、中央变电所。分布在带区的峒室有：分带下部的绞车房。主要硐室与井底车场位置均处于斜井与石门交汇不远处，绞车房布置在轨道运输石门与轨道运输大巷相连不远处。第三章 井巷运输及设备3.1 运输方式的选择3.1.1运输方式选择1、主运输系统根据矿井规模、井筒的提升方式、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，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布置，就本矿设计的规模和目前国内井下煤炭运输技术装备而言，选择带式输送机运输较为合理。（2）矿井开拓巷道呈直线型布置，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。（3）井下大巷主运输采用胶带输送机运输，可实现自回采工作面至地面胶带一条龙的连续运输，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。（4）大巷主运输方式采用带式输送机直接搭接的方式，与主斜井带式输送机直接搭接，提升出井。2、辅助运输系统辅助运输具有多样性、复杂性和运输不均衡性，因此，选择合适的辅助运输方式极其重要，既要与矿井开拓部署相适应，又要适应现代化矿井的发展需要。根据井田6-2号中煤赋存条件和矿井开拓布置情况，轨道运输大巷辅助运输采用矿车运输，采区巷道内采用调度绞车运输。3、人员入井人员进出井从辅助运输巷乘坐机车不方便时也可以走人行道。3.1.2主要运输巷道断面、支护方式、坡度 矿井初期主要巷道为轨道运输大巷、回风巷、胶带运输大巷、一带区运输平巷、一带区回风平巷。轨道运输大巷采用半圆拱断面，锚喷支护。巷道内铺设单轨，轨距600mm，巷道铺设38kg/m钢轨。巷道净宽4.50m，墙高2.7m，净断面12.15m2。巷道沿6-2号中煤层底板布置，坡度03。胶带运输大巷采用半圆拱断面，采用锚喷支护，巷道内铺设带宽1000mm的固定带式输送机。巷道净宽4.50m，净高2.8m，净断面12,6m2。巷道沿6-2号中煤层底板布置，坡度03。一带区运输平巷，矩形断面，采用锚喷支护，巷道内铺设带宽1000mm的固定带式输送机。巷道净宽3.90m，净高2.60m，净断面10.14m2。巷道沿6-2号中煤层底板布置，坡度03。一带区回风平巷矩形断面，锚喷支护，锚索加钢带补强支护。巷道内无设备，净宽3.4m，净高2.5m，净断面8.5m2。巷道沿3号煤层顶板布置，煤岩巷道，坡度为03。3.2 运输设备3.2.1主运胶带机选型1、运输能力的确定根据矿井开采系统的要求及顺槽胶带机的运输能力，确定本输送机的运量为Q=630t/h。2、胶带宽度的确定B=0.639 m 式中：B胶带宽度，m；K断面系数，取270；物料散密度，取0.85t/m3;带速，m/s速度系数，取1.0；C倾角系数，取1.0.再结合煤的最大粒度为300mm，选取胶带宽度B=1000mm。通过上述的计算，确定胶带宽度为1000mm。设计主运石门及主平硐均选用SDJ-150型固定式带式输送机。 3.2.2辅助运输设备选型1、辅助运输系统矿井在达到设计能力时布置一个综采工作面和一个掘进工作面。井下辅助运输主要为下放材料、运输人员、设备的运输以及工作面搬家倒面，由于井下巷道全部沿煤层布置，矸石量很少，少量矸石可随煤流运出或排弃至井下废弃的巷道中，运量较少，根据运输量及巷道特征，轨道运输大巷采用无极绳连续牵引车担负辅助运输任务。2、辅助运输车辆选型根据运距及辅助运输的工作内容，矿井需配备支架运输车、客货运输车以及双列弹簧式矿车。选择MG1.7-9B双列弹簧式矿车，主要技术参数：容积1.7立方米，载重量1.5吨，最大牵引力F6吨力。由于一采区南运输巷长度较短，矿井主运输采用带式输送机运输，辅助运输量较小，本着方便合理的原则，投产时一采区南运输巷内辅助运输选用2台JH-8调度绞车牵引矿车运输方式，可节省投资，简化井下运输系统。第四章 采区（盘区、带区）布置及装备4.1 采煤方法4.1.1采煤方法的选择井田内煤层赋存稳定，煤层厚度2.102.20m，平均2.15m，倾角13左右，为近水平煤层，断层较少，没有岩浆岩的侵入活动，水文地质条件简单。根据本矿井的实际开采条件以及上述分析，本矿开采设计选择走向长壁采煤法。4.1.2工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型1、采、装 、运方式综合机械化采煤方法：选用双滚筒采煤机采、装煤；刮板输送机装、运煤，通过单链转载机转入顺槽可伸缩胶带输送机进入大巷胶带输送机。1、 落煤方式：煤层平均厚度2.15m,倾角3度，工作面沿煤层倾向布置，属于倾向长壁工作面。工作面采用走向长壁采煤方法。采煤机的割煤是通过装截齿的螺旋滚筒旋转和采煤机牵引运行进行截割的。（1）割煤工序工作面采用双向割煤、往返两刀的割煤工序：双向割煤：进刀方式采用端部斜切割三角煤的进刀。进刀完成后，采煤机沿工作面向另一端割煤，机后6米移架，后13m移刮板输送机。到另一端后完成一个循环，工作面推移一个截深。接着采煤机进刀割下一刀煤，直至顺槽完成下一个循环。（2）采煤工艺要求a、设计平均采高2.15m，为保证工程质量，提高回收率，工作面必须沿底推进，煤层变化时要及时调整采高，防止出现漏割。b、顶底板割平，不留有台阶，底板留有台阶或不平时会使推溜困难，并且顶底板不平使支架的几何形状不好，仰俯角太大容易发生冒顶、空顶或采煤机滚筒割顶梁等事故。c、保证采煤机滚筒截齿的完好无缺，割煤时如发现截齿丢失或严重磨损等现象时，应急时停机更换截齿。d、工作面遇有坚硬矸石时，不能用采煤机强行截割，要尽量想办法通过。2、 装煤方式装煤是通过滚筒螺旋叶片上的螺旋面进行装载的，将煤壁上切割下的煤运出，再利用滚筒上的螺旋叶片将煤抛至刮板输送机溜槽内运走。没装上的浮煤通过推移刮板输送机装如入输送机。3、 运煤方式滚筒将煤装在输送机溜槽上，经过输送机运送到转载机，从可伸缩皮带机上运出。2、采、装 、运设备选型考虑首采煤层的开采技术条件、工作面产量要求、设备大修周期以及投资等情况，矿井按“一井一面” 设计，采煤工作面设备选型如下：1、采煤机：采煤机的生产能力应大于工作面的设计生产能力，同时选择采煤机应与支护设备、刮板输送机之间有良好配合关系。（1）采煤机的平均截割速度 考虑掘进出煤，掘进煤按年产量10%计算。本矿设计综采工作面年产量为60万吨，日产量为1818吨，日循环数6个，则采煤机一个循环的平均时间为：t=2T/n=2860/6=160min 式中：t采煤机的每个循环作业的时间，min； T每班工作时间，8h； n日循环数，6个。采煤机平均割煤速度的计算：V（L+2L1）/（tt1）（185+225）/（160-50）2.13m/min 式中：V采煤机割煤速度， m/min； L工作面割煤机割煤的长度，185m； L1斜切进刀长度，L1=25m； B采煤机截深，0.6m； t采煤机每个循环作业的时间，160min； t1辅助作业时间，取为50min。（2）采煤机实际生产能力采煤机实际落煤能力按下式计算：Q60MBV采K602.150.62.131.340. 95209.87t/h 式中：Q采煤机理论生产率，t/h； M工作面的平均采高，1.48m； B采煤机滚筒截深，0.6m； V采采煤机实际的牵引速度，取2.13m/min； 容重，取1.34t/m3； K工作面采出率，取为0.95。（3）采煤机功率采煤机总装机功率据采高及生产率、工作面煤质硬度要求，参考同类型采煤机适用条件，类比法确定。查采矿工程设计手册选取采煤机功率为150千瓦（4）采煤机截深、牵引力及滚筒直径通过计算得采煤机平均割煤速度为6.0m/min。本矿煤层的开采高度范围为2.10m2.20m，再结合设计采煤方法及所确定采高，参照设计手册的经验，采煤机的滚筒直径取1.25m，截割深度取为0.6m。根据以上计算，查手册选用无锡煤矿机械厂生产的MZS1-150型双滚筒采煤机。2、刮板输送机（1）选取原则a、刮板输送机输送能力应大于采煤机生产能力,一般取1.2倍。b、刮板机结构形式应与采煤机和液压支架相配套，应优先选用短机头和短机尾机构形式的可弯曲刮板输送机。c、刮板链的结构形式和数