采矿工程毕业设计（论文）-内蒙古大雁二矿0.6Mta新井设计【全套图纸】.doc

I 摘 要 该设计矿井为内蒙古自治区大雁矿业集团公司二矿的矿井设计，设计生产 能力为 0.6Mt/a，服务年限 47a。井田共划分为 3 个水平开采，井田内有 3 层 可采煤层。井田平均走向长 2200m，平均倾斜长 3400m，煤层平均倾角 19， 属倾斜煤层。 由于井田为倾斜煤层，以及煤层地质条件等因素影响，所以本井田采用走 向长壁采煤法开采。工作面全部为综合机械化采煤。 关键词关键词 矿井设计 综合机械化 走向长壁 全套图纸，加全套图纸，加153893706153893706 II Abstract The design of the Inner Mongolia Autonomous Region Dayan Mine Mining Group 2 ore mine design, design production capacity of 0.6 Mt / a, 47a service life. Mine is divided into three levels of exploitation, mine within a three-tier coal seam. Mine average to 2200 m long, with an average inclination 3,400 m long, coal average 19 angle, is inclined seam. As for the tilt coal mine and coal geological conditions and other factors, so the mine used to longwall mining exploitation. Face all of the integrated mechanized mining. Key words Mine planning Synthesize the mechanizati lengthways the wall III 绪 论 在四年的大学学习中，我学到了很多东西，掌握了很多煤炭方面的专业知 识。为了能够更好的巩固和运用这些知识，在老师的指导下我做了该矿的新井 设计。 本设计主要是关于新矿井的建设，其中包括开拓方式、采煤工艺、支护方 式、设备选型以及矿井的各个系统。本设计包括通风安全方面、采煤工艺方面、 岩石力学方面以及 CAD 制图方面的知识。 我希望通过本次设计，巩固以往的知识以及学到更多的专业知识，并且能 够更好的运用他们，从而为以后工作打下坚实的基础。 IV 目 录 摘摘 要要 .I I ABSTRACTABSTRACT .IIII 绪绪 论论 .IIIIII 目目 录录 .IVIV 第第 1 1 章章 井田概况及矿井地质特征井田概况及矿井地质特征 .1 1 1.1 井田概况.1 1.1.1 井田位置及范围 .1 1.1.2 交通位置 .1 1.1.3 地形与河流 .2 1.1.4 气象 .2 1.2 地质特征.2 1.2.1 矿区范围内的地层情况 .2 1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造 .3 1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征 .4 1.2.4 岩石性质 厚度特征 .4 1.2.5 水文地质情况 .5 1.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性 .5 1.2.7 煤质 牌号及用途 .5 第第 2 2 章章 井田境界井田境界 储量储量 服务年限服务年限 .6 6 2.1 井田境界.6 2.1.1 井田境界确定的依据 .6 V 2.1.2 井田周边情况 .6 2.1.3 井田未来发展情况 .6 2.2 井田储量.6 2.2.1 井田储量计算的依据 .6 2.2.2 工业广场保护煤柱 .7 2.2.3 储量计算方法 .7 2.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限.8 2.3.1 矿井工作制度 .8 2.3.2 矿井设计服务年限 .8 第第 3 3 章章 井田开拓井田开拓 .1010 3.1 概 述.10 3.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述 .10 3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况 .10 3.2 矿井开拓方案的选择.10 3.2.1 井硐形式和井口位置 .10 3.2.2 开采水平数目和标高 .11 3.2.3 开拓巷道布置的依据 .12 3.3 选定开拓方案的系统描述.12 3.3.1 井硐形式和数目 .12 3.3.2 井硐位置及坐标 .13 3.3.3 水平数目及高 .13 3.3.4 井底车场形式的选择 .13 3.3.5 煤层群的联系 .14 3.4 井筒布置及施工.14 3.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护 .14 3.4.2 井硐布置及装备 .15 3.4.3 井筒延伸的初步意见 .15 3.5 井底车场及硐室.16 3.5.1 井底车场形式的确定及论证 .16 3.5.2 井底车场的布置 存储线路 行车线路布置长度 .16 3.5.2 通过能力计算 .17 3.5.4 井底车场主要硐室 .19 VI 3.6 开采顺序 .19 3.6.1 沿煤层走向的开采顺序 .19 3.6.2 采区接续计划 .20 3.6.3 “三量”的控制 .22 第第 4 4 章章 采区巷道布置与采区生产系统采区巷道布置与采区生产系统 .2424 4.1 采区概况 .24 4.1.1 设计采区的位置 边界 范围 采区煤柱 .24 4.1.2 采区地质和煤质情况 .24 4.1.3 采区生产能力 储量及服务年限 .24 4.2 采区巷道布置.24 4.2.1 采区划分 .24 4.2.2 采区平巷布置 .25 4.2.3 采区下部车场布置 .25 4.2.4 采区煤仓形式、容量及支护 .25 4.2.5 采区硐室简介 .26 4.2.6 采区工作面的接续 .27 4.3 采区准备.27 4.3.1 采区巷道的准备顺序 .27 4.3.2 采区主要巷道的断面及支护方式 .28 第第 5 5 章章 采煤方法采煤方法 .2929 5.1 采煤方法的选择.29 5.2 回采工艺.29 5.2.1 选择和决定回采工作面的工艺过程 .29 5.2.2 设备选型 .29 5.2.3 工作面循环方式和劳动组织形式 .30 第第 6 6 章章 井下运输和矿井提升井下运输和矿井提升 .3333 6.1 矿井井下运输.33 6.1.1 运输方式和运输系统的确定 .33 6.1.2 矿车的选型及数量 .33 6.1.3 采区运输设备的选择 .34 VII 6.2 矿井提升系统.35 6.2.1 矿井主提升设备的选择及计算 .35 第第 7 7 章章 矿井通风安全矿井通风安全 .3636 7.1 矿井通风系统的确定.36 7.1.1 概述 .36 7.1.2 主扇工作方式的确定 .37 7.2 风量计算与风量分配.37 7.2.1 风量计算 .37 7.2.2 风量分配 .41 7.2.3 风量的调节方法与措施 .42 7.2.4 风速的验算 .43 7.3 矿井通风阻力计算.44 7.3.1 确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力 .44 7.3.2 矿井等积孔计算 .46 7.4 通风设备的选择.46 7.4.1 主扇的选择计算 .46 7.5 矿井安全生产措施.47 7.5.1 预防瓦斯爆炸的措施 .47 7.5.2 预防煤尘爆炸的技术措施 .48 7.5.3 水患的预防措施 .48 7.5.4 火灾的预防措施 .49 7.5.5 其他事故的预防 .49 7.5.6 避灾路线及自救规程规定 .49 第第 8 8 章章 矿井排水矿井排水 .5151 8.1 概述.51 8.1.1 矿井水来源及涌水量 .51 8.1.2 对排水设备的要求 .51 8.2 矿井主要排水设备.52 8.2.1 排水方式与排水系统简介 .52 8.2.2 主排水设备及管路的选择计算 .52 第第 9 9 章章 技术经济指标技术经济指标 .5555 VIII 结结 论论 .5757 致致 谢谢 .5858 参考文献参考文献 .5959 附录附录 1 1 .6060 附录附录 2 2 .6363 1 第 1 章 井田概况及矿井地质特征 1.1 井田概况 1.1.1 井田位置及范围 大雁矿区位于大兴安岭西麓的海拉尔河中游，隶属于内蒙古自治区呼伦贝 尔鄂温克族自治旗管辖。矿区东接牙克石市，西连海拉尔区，南邻巴彦嵯岗苏 木，北至海拉尔河与陈巴尔虎旗相望。大雁二矿则位于大雁矿区的东北部。矿 区走向长 2.2km，倾向宽 3.4km。 1.1.2 交通位置 矿区东接牙克石市，西连海拉尔区，南邻巴彦嵯岗苏木，北至海拉尔河与 陈巴尔虎旗相望。矿区交通便利，铁路在矿区中部穿过。大雁火车站东距牙克 石市 18 公里，向西至海拉尔区 64 公里。向东经牙克石市可达加格达奇、齐齐 哈尔、哈尔滨、沈阳、北京以及全国各地。向西经海拉尔市可到我国边陲重镇 满洲里市。 图 1-1 大雁矿区交通图 位位位位位位位 2 1.1.3 地形与河流 本区地表水系以河流为主，矿区北部有海拉尔河由东向西流过，矿区内 有胜利沟小溪及布洛莫也沟小溪由东向西流过。 海拉尔河总体流向为由北东流向南西，属老年期河流，弯曲率较大，沿河 两岸牛轭湖及河漫滩广泛分布。其最大洪峰流量为 1057m3/s， ，多年平均流量 为 66m3/s。该河流距离矿区最近点在 1km 以外，又为丘陵所隔，对矿井开发 影响不大。该小溪汇集有大气降水及火山岩风化裂隙水，全长 35km，流域面 积 97km2，冬季干涸，夏季畅流，汛期水量骤增，最大流量为 3.38m3/s，最小 流量为 0.067m3/s，沿河遍布沼泽。 1.1.4 气象 本区属亚寒采大陆性气候，冬季漫长而寒冷，春季干燥风大，夏季湿润短 促，秋季气温骤降，年降雨量小，蒸发量大，年平均降水量为 345。2m，年平 均蒸发量为 1314.7mm，年平均气温为-3.1C,最低气温为-46.7C ，最高气 温为+36.5C ，年平均风速为 2.9m/s，最大风速为 23 m/s，风向多为西南， 降雪期为每年 9 月到翌年的 5 月中旬，结冻期为每年 10 月至翌年 4 月末，冻 结厚度一般在 3m 左右，并有岛状永久冻土层。本地区地震动峰值加速度（g） 为 0.05，对照地震裂度为 6 度。 1.2 地质特征 1.2.1 矿区范围内的地层情况 二矿井田附近出露的地层有中生界白垩系下梅勒图组、大磨拐河组、甘 河组、龙江组、伊敏组以及新生界的第四系地层。 1.中生界白垩系下统(K1)： （1）梅勒图组(K1m)： 该组地层划分为上、中、下三个岩段。 下部泥岩段： 本段地层由灰-黑色泥岩夹薄层粗、中、细砂岩和薄煤层(0.41m 厚)组成。 地层总厚度约 65m，与下伏地层呈平行不整合接触。 中部基性熔岩段： 本段地层由黑色致密的块状玄武岩组成，裂隙发育，地层总厚度约 3 50m，与下伏地层呈整合接触。 上部泥岩段： 本段地层由灰黑色的泥岩夹薄层玄武岩和薄煤层。地层总厚度约 15m， 其与下伏地层呈整合接触。 （2）大磨拐河组(K1d)和伊敏组(K1ym)： 该组地层全区发育，由砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。是一套 陆相含煤地层，是本区的主要含煤地层。本地层全部被第四系地层掩盖，与下 伏地层呈不整合接触。 （3）第四系海拉尔组(Qh)： 本组地层分布广泛，以不整合形式覆盖于各个不同时代地层之上，由未 胶结的松散沉积物组成。其上部是黑色腐殖土和浅黄色风成砂，下部是粘土、 亚粘土和砂砾等。地层厚度 6-57m，平均 30m 左右。 （4）龙江组(K1lj)： 本组地层呈大面积的出露在大雁煤田的南北两侧，按其岩性及岩性组合 可分为上下两个岩段。 下部中酸性熔岩段： 由灰-灰紫-灰绿色的流纹岩、松脂岩、流纹岩凝灰、熔凝灰角砾岩、含 角砾凝灰熔岩、晶屑岩屑凝灰岩、酸性凝灰岩等组成。地层总厚度约 500m， 与下伏大民山组地层呈不整合接触。 上部凝灰碎屑岩段： 本段地层下部为晶屑岩屑凝灰岩，之上为凝灰砾岩及凝灰角砾岩。上部 为凝灰粉砂岩，并夹有凝灰粗、细砂岩和晶屑凝灰岩等，地层总厚度约 430m，与下伏地层呈整合接触。 1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造 大雁煤田位于新华夏系第三隆起采的西坡，第三沉降采的东缘，在海拉尔 盆地的五九至南屯凹陷中段，大雁煤田为向斜构造，即大雁-扎尼河向斜。 大雁煤田出露地层由下往上主要有：中生界白垩系下统龙江组（K1l）的 陆相中酸性火山沉积岩组合，白垩系下统梅勒图组（K1m）的中基性火山岩 夹中酸性火山碎屑岩及火山碎屑沉积岩， （主要岩性为气孔状、杏仁状、致密 块状玄武岩、安山玄武岩及少量碎屑岩） 、白垩系下统大磨拐河组（K1d）的含 煤碎屑岩层，白垩系下统伊敏组（K1ym）含煤地层及第四系海拉尔组（Qh）的 松散沉积物。 4 大雁煤田内断层大部分是向南倾斜，与煤系地层倾向相反，造成含煤地 层在平面上重复出现，沿倾斜方向呈阶梯状抬起，二矿井田属大雁煤田被 F1 断层抬起的北翼部分。 二矿井田内断层较发育，构造条件属中等，断层性质均为张扭性正断层， 有逢断必正的规律。 经钻探与井巷揭露，本区内发育有大、中型断层，其中 F17、F18、F20三 条断层为产状基本相似的平行断层，共同组成一个较大的断裂采，是二矿井田 的北部边界断层。受上述大断层的影响，在井田内还发育若干条小断层。 1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征 16 煤层：赋存稳定，煤层厚度变化于 2.8-3.00m 之间，平均 2.9m。煤层 结构较简单。其可采程度为可采。 18 煤层：赋存稳定，煤层厚度变化于 3.00-3.4m 之间，平均 3.2m，煤层 结构较简单，其程度为可采。 25 煤层：赋存较稳定，煤层厚度变化于 3.4-3.6m 之间，平均 3.5m。煤 层结构简单，其可采程度为可采。 表 1-1 煤层特征表 1.2.4 岩石性质 厚度特征 表 1-2 岩石主要物理力学性质指标表 名 称 容重 kg/cm3 孔隙度 % 抗压强 度 kg/cm3 抗拉强度 102 kg/cm3 变形模量 kg/c3 弹性模量 kg/cm3 煤厚（m）层 次 最小最大平均 平均 间距 （m） 稳定性发育 范围 顶板底板 162.83.002.9 稳定全区 发育 泥岩粉砂岩 125 183.03.43.2 稳定全区 发育 粉砂岩粉砂岩 343.43.63.5 25 稳定全区 发育 粉砂岩细砂岩 5 砂岩2.02.65252200.50.40.58110 砾岩2.32.65151150.21.50.8828 泥岩2.7 2.851.65.2 12.83 0.62.027 510 灰岩2.22.75205200.52.018 510 页岩2.02.416301100.21.013.528 石英2.652.70.120.515351.03.06 20 620 1.2.5 水文地质情况 大雁煤田位于大兴安山脉西北麓，属于海拉尔盆地的一部分，煤田的南 北两侧由火成岩组成，地表标高一般在+637-+900m 左右，由于是后期剥蚀 （侵蚀）构造的影响构成了现代低山-丘陵地形。本区地表水系以河流为主， 矿区北部有海拉尔河由东向西流过。二矿井田位于大雁煤田的东北部，地势较 高，地表无水系。 本区含水层以煤系风化裂隙采含承压水为主，风化采以下为煤系风化裂 隙含水层为辅。本区第四系地层基本无水，但却是大气降水及火山岩裂隙水渗 入补给煤系地层含水层的良好通道。大雁煤田内没有主要河流通过， 1.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性 瓦斯含量：平均日产一吨煤的沼气涌出量最大为 1.04m3，最小为 0.38m3，属于低级沼气矿井。有煤尘爆炸危险和自燃现象 三采区 25 号煤层的煤尘指数为 42.15 g/m3。 本区煤样的燃点试验结果为原样燃点为 241、还原样燃点为 257、氧 化样燃点 250，说明煤的燃点比较低。本区煤种为褐煤，煤化程度低、燃点 比较低，极易风化成粉末和碎块，煤层含水分又较高，煤炭采出后堆积在一起， 因湿度较大，煤堆很容易发热，会发生煤的自燃。井下煤层裸露点封闭或通风 不及时，也会发生煤层的自燃现象。本区煤层自燃发火期为 36 个月。 1.2.7 煤质 牌号及用途 本区煤种为褐煤，煤的灰分产率较高，发热量较低，全硫含量为低硫或 特低硫煤，所以本区煤主要用于发电、锅炉用煤及民用生活燃料。 6 第 2 章 井田境界 储量 服务年限 2.1 井田境界 2.1.1 井田境界确定的依据 1.要适于选择井筒位置，合理安排地面生产系统和各建筑物； 2.以地理地形、地质条件作为划分井田境界的依据； 3.井田要有合理的走向长度，以利于机械化程度的不断提高； 4.划分的井田范围要为矿井发展留有空间。 2.1.2 井田周边情况 矿区东接牙克石市，西连海拉尔区，南邻巴彦嵯岗苏木，北至海拉尔河与 陈巴尔虎旗相望。经确定本设计井田境界为：东部（深部）以露头线为界，西 （深部）以人为境界为边界，南以 F19断层为界；北以 F17断层为界。 井田走向长度：2200m 倾向长度： 3400m 2.1.3 井田未来发展情况 随着技术的进步和勘探水平的全面提高，井田范围内的储量会越来越精确， 可能在更深部发现可采煤层。 2.2 井田储量 2.2.1 井田储量计算的依据 矿井储量是指矿井内所埋藏的数量，具有工业价值的煤炭数量。它不仅包 含着煤矿在地下埋藏的数量，而且还表示煤炭的质量，反映井田的勘探程度及 开采技术条件。矿井储量可分为矿井地质储量、矿井工业储量和矿井可采储量。 矿井工业储量是指平衡表内 A+B+C 级储量的总和。 矿井设计储量是矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田 境界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量 后的储量。 7 矿井可采储量是指矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷 道及上下山保护煤柱后乘以采区回采率的储量。 井田范围内计算的煤层有 16#、18#、25#三层，各煤层储量计算边界与井 田境界基本一致。 2.2.2 工业广场保护煤柱 参照保护煤柱的设计原则 （1）地面受护面积包括受护对象及周围的受护采。 （2）在一般情况下，保护煤柱应根据受护面积边界和移角值进行圈定。 （3）断层煤柱留取尺寸：断层落差很大，断层一侧煤柱宽度不小于 m，落差较大的断层一侧煤柱一般为m，落差较小的断层通常可 以不留设断层煤柱。 （4）当受护边界与煤层走向斜交时，根据基岩移动角求得垂直与受护边 界方向的上山方向移动角和下山方向移动角，然后再确定保护煤柱。 （5）井田边界煤柱 40m，河流保护煤柱为河床两侧各 40m，大的断层一侧 留煤柱 1540m，有时也要根据具体的情况而定。 （6） 根据煤炭工业设计规范中矿井工业广场，占地指标的规定，本 井田取 1.30 公顷/10 万 t，则工业广场占地面积为： 601.3/10=7.8 公顷=7.8104m2 表 2-1 工业广场占地面积指标 井 型 （万 t/a） 占地指标 （h/10 万 t） 井 型 （万 t/a） 占地指标 （h/10 万 t） 井 型 （万 t/a） 占地指标 （h/10 万 t） 9 230 60 130 240 090 15 210 90 110 300 085 21 190 120 105 400 080 30 170 150 100 500 075 45 150 180 095 附注：H面积，公顷。 2.2.3 储量计算方法 （1）以储量管理规程 为依据，计算公式如下： 块段储量 =块段面积 cos(平均倾角 )平均厚度 容重 8 矿井设计储量工业储量永久煤柱 块段可采储量 =（工业储量永久煤柱） 设计回采率 附注：根据煤炭工业矿井设计规范关于回采率要求：厚煤层不小于 75%，中厚煤层不小于 80%，薄煤层不小于 85%，矿井煤层属于中厚煤层，回采率取 80%。 本矿井的煤层发育良好，厚度较稳定，井田范围内构造控制可靠，水文地 质条件中等，储量计算较为可靠。 各煤层储量见表 2-2 表 2-2 大雁煤矿储量计算表 煤层号工业储量/Mt 永久煤柱 /Mt 可采储量 /Mt 1621.75.316.4 1824.15.718.4 2529.67.522.1 总计 75.418.555.9 根据上式计算本井田工业储量为：75.4Mt，可采储量为： 55.9Mt。 2.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限 2.3.1 矿井工作制度 根据煤炭工业矿井设计规范关于矿井工作制度的要求：矿井年工作 日为 330d，矿井每日净提升时间为 16h，采用三八工作制制度。 2.3.2 矿井设计服务年限 1.设计生产能力的确定原则 应根据国民发展需要和国内外市场需求，考虑矿井技术装备和管理水平，充分利用 先进科学技术，以投资少、出煤快、经济效益好为原则，合理确定矿井生产能力。 2.矿井生产能力的计算 T=Zm/(AK) 式中 T 设计计算服务年限 Zm可采储量，万t； A年产量，万t/a 9 K储量备用系数，宜 采用1.31.5； 根据本设计矿井实际情况， K值取1.4。 3.设计生产能力 矿井生产能力的大小主要根据井田储量、煤层赋存状况、矿井地质条件等情况来确 定，还应考虑当前及今后市场的煤炭需求量。 根据该井田的实际情况，初步拟定了三种矿井年生产能力方案，具体如下： 方案： 0.9 Mt/a 方案： 0.6 Mt/a 方案： 0.45 Mt/a 上述三种方案，具体选择哪一种，还应根据矿井服务年限来确定。 （） 式中 矿井设计可采储量， Mt 生产能力， Mta K矿井储量备用系数， K.31.5 根据本设计矿井实际情况， K值取1.4。 依据以上拟定的矿井生产能力，服务年限对应计算如下： 方案： 0.9 Mt/a （）37a 方案： 0.6Mt/a （）49a 方案： 0.45Mt/a （）74a 根据煤矿工业矿井设计规范 中对矿井及第一开采水平设计服务年限的要求，参 照表2-3： 表 2-3 矿井及第一开采水平设计服务年限参照表 第一开采水平设计服务年限 a矿井设计生产能力 Mt/a 矿井设计服 务年限 a煤层倾角 45 6及以上 7035 3.05.0 6030- 1.22.4 50252015 0.450.9 40201510 10 参照煤矿工业矿井设计规范 规定， 方案B较合理，即：矿井生产能力： 0.6t/a，矿井服务年限 49a。 第 3 章 井田开拓 3.1 概 述 3.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述 本矿区地面属于丘陵区，地区起伏不大。矿区煤层赋存稳定，断层少，矿区附近各 个矿井井型不同，开拓方式以斜井居多。 3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况 井田开拓方式的选择应全面考虑各种因素，主要因素包括： （1）煤层赋存和开采技术条件； （2）地形地貌和地面外部条件； （3）技术装备和工艺系统条件； （4）井田地质和水文地质条件（特别是表土层情况）； （5）施工技术和设备条件； （6）总体设计和矿井生产能力要求等。 对以上各种因素要综合研究，通过系统优化和多方案技术经济比较后确定。影响本 设计井田开拓方式的具体因素如下： 1. 断层构造、顶板条件、地形及水文地质条件、矿井生产能力、煤层赋存情况及 储量等对矿井开拓方式有较大影响。 2.矿区共有三层可采煤层，即 16#、18#、25#全区发育。煤层走向长度为 2.2km，倾 向3.4km。本井田煤层系倾斜中厚煤层， 3.本矿煤层赋存深度达 750m，煤层倾角19，地质构造不多，冲击层不厚，属低 瓦斯矿井。 3.2 矿井开拓方案的选择 3.2.1 井硐形式和井口位置 1.井筒形式： 井筒形式选择斜井井筒开拓。由于表土层较薄、煤层赋存较浅、水文地质 11 条件简单的煤田，故采用斜井开拓。 2.井口位置： （1）考虑因素 井口位置的选择是井田开拓的重要组成部分。井口位置与开拓方式要相互 协调，经综合比选后择优确定，特别是提、运煤炭的主井位置还要与地面生产 系统、工业广场布置相匹配，需要综合考虑的主要因素和原则如下： 井下条件： 在井田走向的储量中央或靠近中央位置，使井田两翼可采储量基本平衡； 井筒应尽量避开或少穿地质及水文复杂的地层或地段； 勘探程度及初期工程量。 地面条件： 井筒位置应选在比较平坦的地方，并且满足防洪设计标准；井口及工 业场地位置必须符合环境保护的要求； 井口要避开地面滑坡、岩崩、雪崩、泥石流、流砂等危险地区； 井口位置要与矿区总体规划的交通运输、供电、水源、居住区、辅助企 业等的布局相协调，使之有利生产、方便生活。 （2）位置确定 在本设计井田中，井筒沿走向的有利位置应在井田的中央。当井田储量呈 不均匀分布时，应在储量分布的中央。 3.2.2 开采水平数目和标高 1.概述： 煤层赋存倾斜状态时，一般由浅部向深部开采，以达到工程量少、建设速 度快、投资省、成本低的效果。 根据煤层的赋存条件和倾斜长度，一个井田可以单水平开采，亦可以多水 平开采。 随着煤矿科技的猛发展，在高度机械化的基础上实现高度集中化是主要的 发展方向，高产高效矿井要求集中在一个水平，12 个工作面生产。这就要 求加大工作面、采区和水平的走向及倾斜尺寸，要求有丰富的资源储量和较长 的服务年限。 2.设计井田水平标高的确定主要考虑的因素： 1)合理的水平服务年限； 12 2)生产成本； 3)水平接替 4)井底车场及其主要硐室的位置应尽量处于较好的岩层内。 3.提出方案： 根据上述因素，本设计井田设计提出水平划分方案如下： 井田划分两个开采水平：一水平标高在+350m，二水平标高在+50m。一 水平实行上山开采，二水平实行上下山开采，三水平实行下山开采。 水平储量及服务年限如下表 3-1： 表 3-1 水平储量及服务年限表 可采储量（Mt）服务年限（a） 一水平 20.521 方案 二水平 28.423 三水平 7.05 3.2.3 开拓巷道布置的依据 在一定的井田地质条件、开采技术条件下，矿井开拓巷道有多种布置三方 式，开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。 煤层群开拓时，主要巷道布置方式一般可分为三类： （1）单层布置：自井底车场开掘主要石门后，分煤层设置水平运输大巷。 （2）集中布置：在开采近距离煤层群时，只开掘一条水平集中运输大巷， 用采区石门联系各煤层。 （3）分组集中布置：在煤层群中，相近的煤层为一组设集中大巷，由集 中运输大巷开采石门与各煤层联系。 3.3 选定开拓方案的系统描述 3.3.1 井硐形式和数目 根据井田的地形地势，煤层赋存，地质构造等因素，经过井筒形式确定方 案的技术分析和经济比较，该矿井采用双斜井开拓，即主井、副井。主井用以 提升煤炭，副井用以提矸、升降人员、下放材料和设备及兼作进风井。 13 3.3.2 井硐位置及坐标 井筒确定在 86-6 钻孔附近，理由是： （1）地处井田储量中央； （2）较好的地形条件：井口处标高+650 m，地面坡度不足 1； （3）交通条件好。 主井井口坐标为： Xa=5456800 YA=540900 ZA=650 副井井口坐标为： XB=5456900 YB=541000 ZB=650 主井井口标高为+650 m，副井井口标高为+650m，提升方位角为 17。 3.3.3 水平数目及高 本井田采用多水平开拓,拟定第一水平标高+350m,实行上山开采.第二水平 拟定标高为 +50m，实行上下山开采，第三水平实行下山开采。 3.3.4 井底车场形式的选择 井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是连 接井下运输和提升两个环节的枢纽，是矿井生产的咽喉。因此井底车场设计是 否合理直接影响矿井的安全和生产。 1.设计依据 （1）矿井设计生产能力及工作制度； （2）矿井主要运输巷道的运输方式； （3）井筒及数目； （4）矿井瓦斯等级及通风方式； （5）矿井开拓方式； （6）矿井地面及井下生产系统的布置方式。 2.设计要求 （1）尽可能提高井底车场的机械化水平，简化调车作业，提高井底车场 通过能力； （2）井底车场设计时，应该考虑到增产的可能性； 14 （3）井底车场线路不止应该结构简单，运行及操作系统安全可靠，管理 使用方便，布局合理，注意节省工程量，便于施工和维护； （4）为了保护井底车场的巷道和硐室，在其所在范围内应该留设相应的 保安煤柱； （5）井底车场富裕通过能力，应大于矿井设计生产能力的 30%； （6）应该考虑主、副井之间施工时便于贯通。 3.井底车场形式选择： （1）调车简单，管理方便，弯道及交岔点少； （2）操作安全，符合有关规程、规范； （3）施工方便，各井筒间、井底车场与主要运输巷道间能迅速贯通，缩 短建井工期； （4）井巷工程量少，建设投资省，便于维护，生产成本低； （5）当大巷或石门与井筒的距离较大时，能够布置下存车线和调车线， 可选择立式井底车场； （6）保证矿井生产能力，有足够的富裕系数，有增产的可能性。 综上所述，初步拟定本设计井田井底车场形式为甩车场。 3.3.5 煤层群的联系 本设计井田煤层群开采时的联系方式是分组联合准备，即 18#、25#煤层组 成一个采准系统，准备巷道为二个煤层共用。煤层倾角一般在 19左右。 本设计井田走向长度较大，地质构造复杂，欲井田后退式开采，按技术要 求将井田沿倾向划分为采区，并按一定的顺序回采，每个采区有一套生产设施， 包括上下山提升、运输设备，以便独立进行生产与准备。 本设计矿井采用走向长壁采煤法。由于各煤层的倾角约 19，且煤层赋 存稳定，构造简单，厚度为 3.2m 左右，顶底板良好。 3.4 井筒布置及施工 3.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护 本设计矿井采用斜井开拓，布置两个井筒，井筒穿过的岩石主要为粉砂岩， 有少量的细砂岩和中砂岩。根据井筒特征及装备情况，参考矿井地质及水文地 质资料，对本设计矿井井硐支护形式提出两种可行方案： 方案一：整体灌注式 15 方案二：砌筑式（砂浆砌体） 经比较，方案一与方案二相比，有以下优点： （1）整体性好，强度较高； （2）便于机械化，施工方便，劳动强度低； （3）防水性能好。 所以本设计井筒支护形式为：混凝土整体灌注式。 3.4.2 井硐布置及装备 井筒断面布置应综合考虑井筒围岩性质、运输方式、通风安全等因素，具 体遵循原则如下： （1）符合煤矿安全规程和煤炭工业设计规范的相关规定，对通 风、运输、管线布置的要求，满足施工需要； （2）当提升容器发生掉道或跑车事故，对井筒中各种管线或其他设备的 破坏减小到最低程度； （3）合理使用断面空间，减少井筒工程量。 主井提煤，副井提升矸石、运料和人员及入风。主副井都采用料石砌碹支 护和混凝土锚喷。 主井井筒：井筒斜长 1230m，井筒内装备皮带输送机。 副井井筒：井筒斜长 1090m，井筒串车提升，担负矿井辅助提升任务，兼 作进风井筒。 3.4.3 井筒延伸的初步意见 为了保证采区正常接续和均衡生产，本矿井将延伸原主副井至+50 水平。 井筒延伸方案主要有以下两种： 方案一：直接延伸原有主副井 优点：可以充分利用原有设备和设施，提升系统简单，转