采矿工程毕业设计（论文）-祁东矿1.5Mt新井设计.doc

2 井田境界及储量2.1 井田境界2.1.1 井田范围祁东矿西以F22断层为界与祁南矿相邻；东边以33勘探线为界，并且与龙王庙勘探区接壤；南到太原组灰岩顶界面，北方以32煤层的-900m 底板等高线垂直投影为界；井田走向长4.7-8.6km，平均8.2km。倾斜宽2.6-3.5km，平均约3.3km，面积约27.0km2。井田赋存状况示意图见图2-12.2 矿井工业储量计算2.2.1 井田勘探类型经过地质勘探，查明了祁东井田的煤层赋存情况、构造形态、煤质及水文地质条件。得知祁东井田勘探类型为中等类型。2.2.2 矿井工业储量的计算及储量等级的圈定本次设计中只针对对71煤层进行开采设计，71煤层的平均倾角=13，71煤层的平均容重1.40 t/m3。边界煤层露头线为-300 m，-900 m以下的煤炭储量目前尚未探明，作为矿井的远景储量。矿井地质资源量：在CAD中将矿井划分为几个块段（根据等高线的疏密程度即煤层倾角来划分），用CAD命令计算面积小块的水平面积，由此可计算得出每个块段的不同储量，矿井地质总储量即为各块段储量相加之和。A块段水平面积为6.467平方千米，倾角12，平均厚度4.1 m；B块段水平面积为8.571平方千米，倾角13，平均厚度4.0 m；C块段水平面积为6.705平方千米，倾角14，平均厚度4.1 m；D块段水平面积为5.189 平方千米，倾角12，平均厚度3.9 m。矿井工业储量可以用下式计算： (2.1)式中: m 各块段煤层的平均厚度，m；r 煤层容重，1.40 t/m3；S 各块段的水平面积，km2； 各块段煤层的倾角；把各块段的数值带入式2-1得：ZA=4.11.406.467/cos12=37.96 MtZB=4.01.408.571/cos13=49.28 MtZC=4.11.406.705/cos14=39.68 MtZD=3.91.405.189/cos12=28.97 Mt则矿井地质资源量：Z=ZA+ZB+ZC+ZD=155.89 Mt 矿井工业储量：根据钻孔布置，在矿井地质资源量中，60%是探明的，30%是控制的，10%是推断的。根据大纲对矿井工业储量的计算要求，所给煤层底板等高线图上的储量均设定为经济的储量和边际经济的储量，并设定为经济的储量，为边际经济的储量，矿井工业储量可用式2.2计算： (2.2)式中：Zg矿井工业储量，Mt；Z111b探明的资源量中经济的基础储量，Mt；Z122b控制的资源量中经济的基础储量，Mt；Z2M11探明的资源量中边际经济的基础储量，Mt；Z2M22控制的资源量中边际经济的基础储量，Mt；Z333推断的资源量，Mt；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0.9；地质构造复杂、煤层赋存不稳定的矿井，K取0.7，本井田取0.9。则Z111b=Z60%70%=155.8960%70%=65.474MtZ122b=Z30%70%=155.8930%70%=32.737MtZ2M11=Z60%30%=155.8960%30%=28.060MtZ2M22=Z30%30%=155.8930%30%=14.030MZ333k=Z10%k=155.8910%0.9=14.030Mt把以上数据代入式2.2得Zg=65.474+32.737+28.060+14.030+14.030=154.331Mt2.3 矿井可采储量2.3.1 井田边界保护煤柱根据祁东矿的实际情况，按照煤矿安全规程的有关要求，井田边界内侧留30m的宽度作为祁东矿边界保护煤柱煤柱，则井田边界保护煤柱的损失按下式计算。 （2.3）式中：P井田边界保护煤柱损失，Mt；H井田边界煤柱宽度，30 m；L井田边界长度，m；m煤层厚度，4.0 m；r煤层容重，1.40 t/m3；代入数据得：P=3024273.30104.01.40=4.07 Mt2.3.2 工业广场保护煤柱工业广场的占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明中第十五条，工业场地占地面积指标见表2-1：表2-1 工业广场占地面积指标表井型/Mta-1占地面积指标/ha0.1Mt-12.4及以上1.01.21.81.20.450.91.50.090.31.8 此次矿井设计井型为1.5Mt/a，因此根据上表可以确定工业广场为1.8km2。根据采矿规程中有关工业广场的规定，工业广场属于级保护，需要留设15m宽的维护带。本设计选定的工业广场长450m，宽400m。本矿的地质条件及松散层和基岩层移动角见表2-2：表2-2 矿井地质条件及松散层和基岩层移动角广场中心煤层深度煤 层 倾 角煤层厚度松散层厚度松散层移动角走向移动角下山移动角上山移动角mmm-550134.029145757568由此根据上述已知条件，画出如图2-3所示的工业广场保安煤柱的尺寸，并由图得出保护煤柱的尺寸为：图2.3中红色梯形的面积S=1/2（上底+下底）*高 =1/2(1174.8+1320.3)* 1218.2 =1519929.9m2 则工业广场压煤为：P1SMr/cos (2.1)1519929.94.01.40/ cos13873.88万t=8.74Mt2.3.3 断层保护煤柱祁东矿71煤层现已查明主要断层有F1断层和 F2 断层以及DF5 断层，这些断层可靠并且容易控制，故在这些断层的两侧各留20 m的保护煤柱，则其煤柱损失可由下式求得Pf=Lf2m 30 （2.4）式中：Pf煤柱损失，t；Lf断层长度，m；m 煤层厚度，m；煤层容重，t/m3，取1.40 t/m3Pf=500024.01.402010=1.12 Mt2.3.4 风井保护煤柱按照建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程（2000版）中参数计算，取东西和南三采区风井工业场地为100 m100 m，因其保护煤柱处于防水保护煤柱中，因而只需计算防水煤柱压煤量即可。风井保护煤柱即为0。2.3.5 防水保护煤柱按照建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程中近水体采煤的安全煤岩柱设计方法，再根据本矿井实际情况，留取80m作为防水煤柱，计算得防水煤柱损失为2.44 Mt。2.3.6 大巷保护煤柱取大巷保护煤柱的宽度为20 m计算可得大巷保护煤柱总量为：3.15 Mt。综上，矿井的永久保护煤柱损失量汇总见表2-3。表2-3 永久保护煤柱损失量煤柱类型储量/Mt工广煤柱8.74井田边界煤柱4.07断层煤柱1.12风井煤柱0防水煤柱2.44大巷煤柱3.15合计19.522.3.7 矿井可采储量井田的可采储量Z按下式计算：Z=(QP) C (2.5)式中：Q矿井工业储量，154.331Mt； P各种永久煤柱的储量之和，19.52 Mt； C采区回采率，厚煤层不低于0.75，中厚煤层不低于0.80，薄煤层不低于0.85；设计开采的71煤层属厚煤层，采区回采率取为0.80。则计算可采储量为：Z=(QP) C=（154.33119.52）0.8=107.85 Mt由此可以得出祁东矿的可采储量为107.85Mt。3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限按照煤炭工业矿井设计规范的规定，参考关于煤矿设计规范中若干条文修改决定的说明，确定本矿井设计生产能力按年工作日330d计算。“三八制”作业（两班生产一班准备检修）每天两班出煤，净提升时间为16h。3.2 矿井设计生产能力服务年限3.2.1 确定依据煤炭工业矿井设计规范第2.2.1条规定：矿井设计生产能力应根据资源条件、开采条件、技术装备、经济效益及国家对煤炭的需求等因素，经多方案比较或系统优化后确定。矿区规模可依据以下条件确定：（1）资源情况：煤田的煤储量丰富，地质条件简单，要加大对矿区规模的建设，如果是建设大型矿井，煤田的地质条件也相当复杂，并且储量有限，那么则不能将矿区规模定得太大；（2）开发条件：包括井田所处的地理位置（是否靠近老矿区以及大城市），交通（铁路、公路、水运），供电，供水，建筑材料及劳动力来源等。如果这些条件都比较好，那么应加大开发的强度和矿区的规模建设；（3）国家需求：对国家煤炭的需求量预测是确定矿区规模的一个重要依据；（4）投资效果：工期短、投资少、效率高、生产成本低、投资回收期短的矿井应该加大矿区的规模建设，反之则需要缩小矿井规模。3.2.2 矿井设计生产能力祁东矿区煤的储量丰富，设计开采的71煤层赋存稳定，煤层属于厚煤层，且煤层厚度比较稳定，为缓倾斜煤层（倾角13）。经计算，祁东矿总的工业储量为154.331 Mt，可采储量为107.85 Mt。但因为祁东矿地质构造简单，同时煤田的范围比较大，开采技术比较好，所以本设计初步确定矿井的设计生产能力为1.5 Mt。3.2.3 矿井服务年限矿井服务年限必须与井型相适应。矿井可采储量Z、设计生产能力A、矿井服务年限力T三者之间的关系为：T=Z/(AK) (3.1)式中：T矿井的设计服务年限，年； Z矿井可采储量，107.85 Mt； A矿井的设计生产能力，1.5Mt /a； K储量备用系数，取1.3；由3-1式得：T=107.85/(1.51.3)= 55.31 a50 a 因此，本矿井的开采年限符合规范的要求。具体规范参看表3-1。表3-1 我国各类井型的矿井和第一水平设计服务年限矿井设计生产能力万/ta-1矿井设计服务年限/a第一开采水平服务年限煤层倾角45600及以上7035300500603012024050252015459040201515930各省自定一水平可采储量为55.4Mt，故一水平服务年限28.41a，符合要求。中国矿业大学2014届本科毕业设计4 井田开拓4.1 井田开拓的基本问题井田开拓是为整个矿井和各水平开采进行的总体性的井巷布置、工程实施和开采的部署。井田开拓解决的是矿井全局性的生产建设问题。井田开拓具体有下列几个问题需要确定：（1）确定井筒的形式、位置、坐标及数目（包括主井、副井和风井）；（2）确定工业广场的位置，形状及面积；开拓问题解决的好坏，关系矿井生产的长远的利益，关系到整个矿井的基建工程量、初期投资和建设速度，并且影响到矿井的经济效益。因此，在确定开拓方式是要遵循以下的几点原则：（1）实施有关煤炭技术产业的国家政策，创造高产高效的条件。减少在保证生产的可靠和安全的条件下开拓工程;特别是在早期建设工程，节约基建投资，加快矿山建设。（2）合理的重点发展的部署，简化生产系统，以避免产生分散。（3）国家资源的合理开发利用，减少煤炭损失。（4）建立和完善通风，运输，供电系统，创造良好的生产条件，降低巷道维护量，使主巷道保持良好状态。（5）为适应技术和设备供应国目前的水平应该为采用新技术，新工艺，采煤机械化发展，综合机械化，自动化的条件。4.1.1 井筒形式、位置、数目的确定（1）井硐形式的确定井筒形式有三种：平硐、斜井、立井，各井筒形式优缺点比较及适用条件见表4-1。表4-1 各井筒形式优缺点比较及适用条件祁东矿为深井开采，煤层的平均倾角为13，为缓倾斜煤层，主采煤层71煤埋深平均-300-900 m，表土层厚约291 m，综上所述确定采用立井施工，井筒需采用特殊施工方法表土段采用冻结法施工，基岩段采用地面预注浆施工。（2）主、副井井筒位置的选择本设计在选择井口位置时主要依据以下原则：工业场地应尽量靠近煤层赋存稳定的地方，以利于首采区的布置，并尽量减少初期工程量，减少投资，缩短建井工期；工业场地要尽量避开村庄、道路和沟渠等；井筒、井底车场尽量避开断层、陷落柱等构造带；井底车场巷道特别是主要硐室的岩性要好；场地尽量少压煤，特别是少压开采条件较好的煤；井位的确定兼顾分区划分的合理性；工业场地尽量布置在开阔地带，并尽量靠近已有的公路及铁路，尽量减少铁路、公路、供电线路的长度，以降低工程造价；井田两翼储量基本平衡。基于上述原则，结合本矿井实际地质资料，本设计将主副井定于井田中央偏北出。（3）风井位置的选择祁东矿煤层赋存较稳定，属于缓倾斜煤层，采用采区式开采。井田走向较长，故选用两翼对角式通风。因表土层较厚，共设计东西翼两个风井：西风井服务第一、二水平的西翼。东风井服务第一、二水平的东翼。风井井口位置的选择，应在满足通风要求的前提下，与提升井筒的贯通距离最短，并利用各种煤柱以减少保护煤柱的损失。东、西翼风井均布置在采区上边界与井田边界之间，并且要留风井保护煤柱。4.1.2 工业广场的位置、形状和面积的确定工业场地的选择有以下因素：（1）尽量位于储量中心，使矿井的运输各方面得以平衡；（2）占地要少，尽量做到不搬迁村庄；（3）尽量布置在地质构造简单的区域，同时工业场地的标高要高于最高洪水位；（4）尽量减少工业广场的压煤损失。根据以上原则并且结合本矿井的实际情况，工业广场与主副井筒布置位置相同，其面积及保护煤柱的大小详见第二章第三节内容，工业广场面积18104 m2，定为400 m450 m的矩形。4.1.3 开拓方案比较根据井田条件和煤炭工业矿井设计规范的有关规定，本井田可划分为2-3个阶段，设置1-3个开采水平，由于祁东矿井田斜长较长，所以排除了单水平开拓的方案，提出了以下四种在技术上可行的开拓方案，如下。方案一:立井双水平（-600m，-900m）开拓，主井、副井均为立井，布置于井田中央，设两个开采水平，立井井筒工业广场内，立井直接延伸至第二水平，一、二水平均上山开采，岩层大巷。具体如图4-1图4-1 方案一表4-2 方案一粗略比较项目数量/10m基建费用主立井开凿表土段29.1203752592.91830.69基岩段33.072053237.78副立井开凿表土段29.1267845779.421121.15基岩段33.0103554341.73主立井延伸岩巷30.072053216.16216.16副立井延伸岩巷30.0103554310.66310.66井底车场岩巷20041874837.48837.48石门开凿岩巷20915680327.71327.71项目系数生产费用立井提升1.2煤量/万t提升距离/km基价/元t-1km-1费用/万元暗立井提升1.2107850.6211.612859.17项目涌水量/m3h-152450.301.63021.12排水586时间/h服务年限/a基价/元t-1km-1费用/万元项目系数876055.310.411357.05石门运输1.2煤量/万t平均运距/km基价/元t-1km-1费用/万元34577.4755401.3900.43696.28合计/万元110%方案二：双水平（-600m，-900m）开采，立井井筒位于工业广场，暗斜井延伸至第二水平，一、二水平均上山开采，岩层大巷。具体如图4-2图4-2 方案二表4-3 方案二的粗略比较项 目方案二粗略经济费用数量/10m 基价/元费用/万元费用/万元基建费用主井开凿表土段29.1203752592.91830.69基岩段33.072053237.78副井开凿表土段29.1267845779.421121.15基岩段33.0103554341.73主暗斜延伸岩巷127.942156539.17539.17副暗斜井岩巷127.942156539.17539.17井底车场岩巷20041874837.48837.48石门开凿岩巷01568000小计3687.66生产费用项目系数煤量/万t提升距离/km基价/元t-1km-1费用/万元暗斜井提升1.252451.2790.423381.00立井提升1.2107850.6211.612859.17项目涌水量/m3h-1时间/h服务年限/a基价/元t-1km-1费用/万元排水586876055.310.411357.04项目系数煤量/万t平均运距/km基价/元t-1km-1费用/万元石门运输1.21078500.40小计27597.21合计31284.87百分比100%方案三：三水平（-550m，-725m，-900m）开采，双暗斜井延伸至二、三水平立井，岩层大巷。具体如图4-3图4-3 方案三表4-4 方案三粗略经济比较项 目方案三粗略经济费用数量/10m基价/元费用/万元费用/万元基建费用主井开凿表土段29.1203752592.91787.45基岩段27.072053194.54副井开凿表土段29.1267845779.421059.02基岩段27.0103554279.60主暗斜井岩巷142.142156599.04599.04副暗斜井岩巷142.142156599.04599.04井底车场岩巷300418741256.221256.22石门开凿岩巷801568025.6525.65小计4325.42生产费用项目系数煤量/万t提升距离/km基价/元t-1km-1费用/万元立井提升1.2107850.5711.611823.81暗斜井提升1.230550.6980.421074.721.230971.4210.422218.02项目涌水量/m3h-1时间/h服务年限/a基价/元t-1km-1费用/万元排水586876055.310.411357.04项目系数煤量/万t平均运距/km基价/元t-1km-1费用/万元石门运输1.2107850.4050.42096.60小计30570.19合计34895.61百分比104%方案四：三水平（-550m，-725m，-900m）开采，立井直接延伸至二水平，二水平至三水平采用暗斜井延伸，岩层大巷，具体如图4-4 图4-4 方案四表4-5 方案四粗略经济比较项目方案四粗略经济费用数量/10m基价/元费用/万元费用/万元基建费用主立井开凿表土段29.1 203752592.91787.45基岩段27.072053194.54副立井开凿表土段29.1267845779.421058.84基岩段27.0103554279.60主暗立井岩巷17.572053126.09126.09副暗立井岩巷17.5103554181.22181.22主暗斜井岩巷76.042156320.39320.39副暗斜井岩巷76.042156320.39320.39井底车场岩巷300418741256.221256.22石门开凿岩巷86.015680139.55139.55小计4190.15生产费用项目系数煤量/万t提升距离/km基价/元t-1km-1费用/万元立井提升1.246330.5711.65079.251.261520.7461.68811.63暗斜井提升1.230970.7600.42988.56项目涌水量/m3h-1时间/h服务年限/a基价/元t-1km-1费用/万元排水586876055.310.411357.04项目系数煤量/万t平均运距/km基价/元t-1km-1费用/万元石门运输1.252450.3950.41243.071.2107850.3800.41967.19小计29446.74合计33636.89百分比100%方案二、四均属技术上可行，水平服务年限也都符合要求。两方案还需要通过具体的经济比较，才能确定其优劣。（2）开拓方案经济比较第二、第四方案有差别的建井工程量、生产经营工程量、基建费、生产经营费和经济比较结果，分别计算汇总于下列表中：表4-6 基建工程量项目方案 2方案 4初期主井井筒/m表土段291291基岩段330270副井井筒/m表土段291291基岩段330270井底车场/m10001000主石门/m0860运输大巷/m60006000后期主井井筒/m0175副井井筒/m0175主暗斜井/m1279760副暗斜井/m1279760运输大巷/m48009600井底车场/m10002000主石门/m115800表4-7 基建费用表方案2方案 4工程量/m单价/元m-1费用/万元工程量/m单价/元m-1费用/万元初期主井井筒表土段29120375.2592.9129120375.2592.91基岩段3307205.3237.772707205.3194.54副井井筒表土段29126784.5779.4329126784.5779.43基岩段33010355.4341.7327010355.4279.60井底车场10004187.4418.7410004187.4418.74主石门01568.008601568.0134.84运输大巷60001568.0940.860001568.0940.8小计/万元3311.383340.86后期主井井筒07205.301757205.3126.09副井井筒010355.4017510355.4181.22主暗斜井井筒12794215.6539.177604215.6320.39副暗斜井井筒12794215.6539.177604215.6320.39井底车场10004187.4418.7420004187.4837.48主石门1151568.018.038001568.0125.44运输大巷48001568.0752.6496001568.01505.28小计/万元2267.753418.29共计/万元5579.136757.154-8 生产经营工程量项目方案 2方案 4运输提升/万tkm工程量工程量主井提升1.20.62110785=8036.981.20.57110785=7389.88一水平石门运输01.20.2604633=1445.50一水平大巷运输1.22.675540=17750.161.22.674633=14844.13二水平暗斜井运输1.21.0615245=6677.930二水平石门运输01.20.456152=3322.08二水平大巷运输1.22.205245=13846.81.22.203055=8065.2三水平暗斜井运输01.20.7593097=2820.75三水平石门运输00三水平大巷运输01.22.203097=8176.08排水/万m35862436555.3110-4=28392.615862436555.3110-4=28392.61表4-9 生产经营费用项目方案 2方案 4运输提升工程量/m单价/元m1费用/万元工程量/m单价/元m1费用/万元主井提升8036.981.612859.177389.88 1.611823.81一水平石门运输00.401445.500.4578.2一水平大巷运输17750.160.47100.0614844.130.45937.65二水平暗斜井运输6677.930.422804.7300.420二水平石门运输00.403322.080.41328.83二水平大巷运输13846.80.45538.728065.20.43226.08三水平暗斜井运输0002820.750.421184.72三水平石门运输00000.40三水平大巷运输0008176.080.43270.43小计28302.6828349.72排水28392.610.411556.2228890.550.411556.22总计39858.939905.94表4-10 费用汇总表方案方案2方案4项目费用/万元百分率/%费用/万元百分率/%初期基建费3311.38103%3340.86100%后期基建费2267.75100%3418.29151%生产经营费39858.9100%39905.94100%总费用45438.03100%47665.09103%由表4-7可知，虽然方案4的前期基建费用低，但后期基建费用要比方案2高出51%。而且本矿井采用两翼对角式通风，方案4后期通风线路布置较复杂，很难满足高瓦斯矿井的通风需要，相对而言方案2通风线路较简单，适于本矿井的地质条件。因此，综合技术比较、粗略和详细的经济比较所得出的结论，可确定选择方案2，即双立井双水平暗斜井延伸开拓，东、西两翼采用全采区划分井田，通风方式采用两翼对角式通风，于东西两翼各布置一个风井，轨道大巷、运输大巷都布置在71煤层底板岩石中。4.2 矿井基本巷道4.2.1 井筒矿井共有四个井筒，分别为主井、副井、东翼风井和西翼风井。（1）主井位于井田中央工业场地之中，担负矿井1.5Mt/a的煤炭提升任务。井筒中装备16t侧卸式箕斗两套带平衡锤；井筒采用混凝土支护的支护方式，直径6.5 m，净断面积33.18m2，支护厚度450 mm，掘进断面35.6 m2，两侧钢丝绳罐道；每天提升16小时。井筒断面布置如图4-5所示。（2）副井位于中央工业场地之中，与主井距离67 m，担负着全矿的材料、人员、设备、矸石的提升和兼做进风井。装备一对多绳1 t矿车双层四车宽罐笼；安装行人梯子，分别有一躺输水、排水管路和两躺主干动力电缆。井筒采用混凝土支护的支护方式，直径7.2 m，净断面积40.71 m2，支护厚度500 mm（表土段壁厚1400 mm）。井筒断面布置如图4-6所示。（3）风井本矿井有两个风井：东翼风井和西翼风井。东、西翼风井分别位于井田上部边界的东侧和西侧。直径6.5m，净断面积33.17m2，基岩段毛断面积44.16m2，表土段毛断面积63.59m2。井筒混凝土支护，基岩段混凝土厚450mm，表土段混凝土厚1200mm。井筒内设有封闭式玻璃钢梯子间和洒水管、瓦斯抽采管各一趟。井筒断面布置如图4-7所示。4.2.2 开拓巷道布置一条运输大巷和一条回风大巷均布置在煤层底板岩层中，大巷水平间距40m，共两条大巷。为便于在巷道交叉时架设风桥等构筑物，大巷沿走向布置，坡度控制在3以内。运输、轨道大巷均为锚喷支护半圆拱断面，局部锚索组合梁支护的支护方式，喷射的厚度为120 mm。运输大巷的掘进宽度为4440 mm，高为3820 mm，设计掘进断面14.8 m2；轨道大巷的掘进宽度为4440 mm，高为3820 mm，设计掘进断面14.8 m2。运输大巷和轨道大巷断面如图4-8、4-9所示。4.2.3 井底车场及硐室矿井为立井开拓，煤炭由运输大巷运至井底煤仓，后经箕斗提升运至地面；物料经副井运至井底车场，经井底车场由电机车牵引运到采（带）区；少量矸石由矿车直接排运到非通行的巷道横贯中。（1）井底车场的形式和布置方式井底车场是连接矿井主要提升井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称。它联系着井筒提升和井下运输两大生产环节，为提煤、提矸石、下料、通风、排水、供电、升降人员等各项工作服务，是井下运输的总枢纽。根据矿井开拓方式，主井、副井和大巷的相对位置关系，确定采用卧式环形井底车场。该车场利用主要运输巷道作为调车线和通过线，车场巷道工程量小。井底车场布置如图4-10所示。（2）空重车线长度副井空重车线调车线长度按1.5倍列车长度考虑，一列矿车共有22个车厢，采用1.5 t固定箱式矿车作为辅助运输方式，型号为MGC1.7-9，外形尺寸（长宽高）：240011501150（mm），故取调车线长度为80 m。（3）调车方式1.5t固定矿车调车方式：右翼来重列车时，列车驶进副井调车线或翻车机硐室卸载后，进入左侧线路经主井调车线绕回右翼线路；左翼来车时，列车先驶进翻车机硐室再经副井车线由专用机车从尾部牵引驶回左翼，原牵引机车进入专用机车原位置等待下列车。（4）硐室井底车场硐室主要有：井底煤仓、中央变电所、主排水泵房、消防材料库及工具室、井底清理斜巷、水仓、调度室、等候室、医疗室、机头硐室，联络巷、箕斗装载硐室等。主井井底煤仓为垂直圆断面煤仓，坐落于主井运输大巷侧下段，煤仓直径为7.0m，有效装煤高度为21 m，经计算煤仓容量为1100 t；工作面日生产能力为6000t/d，据设计经验和规范，可知煤仓有效容量在日生产能力的0.150.25倍之间，所以煤仓的尺寸设计符合要求；煤仓采用上装式布置，通过检修清理斜巷清理。水仓布置在井底车场副井的南侧，水仓开口在调车线的中部，矿井正常涌水量为468m3/h，最大涌水量为586 m3/h，所需水仓的容量为：Q0=7008=5600（m3）根据水仓的布置要求,水仓的容量为:4-1式中水仓容量，m3；水仓有效断面积，10 m2；水仓长度，700m。则：=10700=7000（m3）由上面计算得知：，故设计水仓容量满足要求。1：50 图4-5 主井表4-11 主井井筒特征表井 型1.5 Mt/a提升容器两套16 t箕斗带平衡锤井 筒 直 径6.5 m井 深621 m井 断 面 积33.18 m2井筒支护混凝土井壁厚450 mm充填混凝土50 mm基岩段毛段面积44.18 m2表土段毛段面积44.18 m21：50图4-6 副井表4-12 副井井筒特征表井 型1.5 Mt/a提升容器一对1.5 t矿车双层四车窄罐笼一个1.5 t矿车双层四车宽罐笼带平衡锤井 筒 直 径7.2 m井 深621 m井 断 面 积40.17 m2井筒支护混凝土井壁厚500 mm表土段井壁厚10001400 mm基岩段毛断面积66.47 m2表土段毛断面积78.54 m2图4-7 风井井筒断面表4-13 风井井筒特征 井 型1.5Mt/a井 筒 直 径6.5m净 断 面 积33.17m2基岩段毛断面积44.16 m2表土段毛断面积63.59m21：50图4-8 胶带运输大巷表4-14 巷道特征表断 面/m2设计掘进尺寸喷射锚 杆净周长/m净设计掘进宽度/mm高度/mm厚度/mm形式外露长度/mm排 列方 式排间距/mm长度/mm直径/mm12.814.644403770120树脂100三花80022002013.61：50图4-9 轨道运输大巷表4-15 巷道特征表断 面/m2设计掘进尺寸喷射锚 杆净周长/m净设计掘进宽度/mm高度/mm厚度/mm形式外露长度/mm排 列方 式排间距/mm长度/mm直径/mm12.814.644403620120树脂100三花70022002013.6图4-10 井底车场平面图1-主井；2-副井；3-中央变电所；4-中央水泵房；5-水仓6-运输大巷；7-辅助运输大巷； 8-等候室；9-主、副井联络巷；10-进风联络巷；11-卸载站；12-煤仓5 准备方式采区巷道布置5.1 煤层地质特征为了有利于矿井早投产，资金早回笼，缓解前期建设资金的紧张状况，本设计选用西一采区7101工作面为首采面，设计如下：5.1.1 采区位置本设计选取的首采采区南一采区位于井田东南部，南一采区东西走向平均长约3100 m，南北倾向平均长约1250 m。5.1.2 采区煤层特征71煤层为赋存较稳定、且地质构造结构简单，煤厚3.54.51 m，均厚4.00 m，厚度变化不大。该煤层倾角在515，平均12 ；为气煤，容重为1.40 t/m3，硬度2.5左右；井田内瓦斯含量较高，一般相对瓦斯涌出量为14.34 m3/t；煤尘偶有爆炸性和自然发火危险。5.1.3 煤层顶底板岩石构造情况老顶：一般主要构成部分为浅灰色的细砂岩，局部为粉砂岩及中砂岩，厚度为010 m，平均5.0 m。 直接顶：一般主要构成部分为深灰色的泥岩，破碎，厚度不太稳定，厚度在1232 m之间，平均厚约24 m，局部为浅灰色的细砂岩。直接底：浅灰色泥岩，泥质结构，致密、块状、含植物碎片，厚度28.3 m,平均5.7 m。自然状态下单向抗压强度216289 kg/cm2,平均253 kg/cm2。老底：一般主要构成部分为浅灰色的中砂、细砂岩，厚度在015.88 m之间,平均厚度约9.1 m。综合评定该顶板类型为一类。5.1.4 水文地质水系主要为泥河、小黑河、利民新河及其引出的灌溉渠，地面积水区域主要为河流和沟渠，由于泥河两岸地势低洼，雨季易积水形成内涝。水文地质条件总体较简单矿井预计正常涌水量440 m3/h；最大涌水量586 m3/h。经过详细的地质勘探和数值模拟，工作面掘进过程中有可能出现局部顶板滴淋水现象。5.1.5 地质构造 南一采区内地质构造比较简单，在此基础上发育了一系列宽缓褶曲，造成煤层底板有一些小幅度的波动，局部变化不大，煤层的平均倾角12，总体呈缓（倾）斜。经初步勘探无断层，具体有待开采过程中确认，煤层赋存情况较好。表5-1 煤层顶底板岩石构造顶板顶底板名称岩石名称厚 度（m）岩石特征老 顶细砂岩0105浅灰色灰白色，主要成分为石英，以细粒结构为主，纵向裂隙发育。直接顶泥岩123224灰深灰色，含植物化石碎片，局部夹粉砂岩。伪 顶无底板直接底泥岩28.35.7深灰色，泥质结构，多见植物化石碎片，纵向裂隙发育。老 底中细砂岩015.889.1浅灰色，碎屑成分以石英主，次为长石，泥质胶结，条带状结构，纵向裂隙发育。5.1.6 地表情况祁东矿位于淮北平原中部，地势平坦，地面标高+17.02+22.89 m左右，平均+21.00 m，井田范围内西北、东北地势略比东南的地势高。矿区内的最大地表水体是，浍河从祁东矿南部穿过，河水自西北流向东南。浍河属淮河支流，为季节性河流，宽50150 m，深35 m，两岸有人工河堤，每年79月为雨季，一般流量510 m3/s,枯水季节为每年10月至次年3月。地面积水区域主要为河流及沟渠，由于泥河两岸地势低洼，雨季易积水形成内涝。采区对应地面有少数的几个村庄，村庄面积都不大，人口少，搬迁费用相对较少，采取全部搬迁措施，特殊地带运用条带开采或者充填开采的特殊采煤方法。5.2 采区巷道布置及生产系统5.2.1 采煤方法及工作面长度的确定首采采区煤层平均厚度为4.0 m，倾角12，属缓倾斜煤层。由于煤层较厚，采用综采一次采全高采煤法。首采区段宽250 m，长平均1550 m。根据相关规范规定：综采工作面长度一般不小于150 m。但结合本矿井的实际情况，采区工作面的长度为169 m即可以满足产量的要求，经过计算确定采区工作面的长度平均为250 m。因此采区一共划分为5个区段。5.2.2 采区巷道布置针对首采区，其参数设计如下：（1）采区煤柱每个工作面共布置两条区段平巷，一侧布置一条：一条进风兼运煤，一条回风兼辅助运输。为后期可能需要在工作面开采前预先抽放瓦斯，有利于掘进通风及安全，并结合煤层赋存情况，设计采用双巷掘进施工，两巷间留设10 m的区段煤柱。由于首采区两侧均无采空区，故不留设采空区保护煤柱。（2）开采顺序首采区为南一采区，然后依次开采南三采区、南五采区和南七采区。由于南一采区双巷掘进，各区段间之间按顺序回采，首采工作面为7101工作面，然后依次开采下一个区段，具体如下：7101710271037104710571067107710871097110 处理边角煤。（3）采区通风采区内各工作面采用一进一回U型通风系统。（4）采区运输在采区内的区段运输平巷内铺设有B=1200 mm的胶带输送机，煤炭经溜煤眼经过运输上山胶带运输机到达采区的采区下部煤仓，再由带式输送机集中到井底煤仓，由主井箕斗提升至地面；采区内辅助运输采用连续牵引车运输，材料车从井底车场出来，经轨道大巷、采区下部车场、轨