毕业设计（论文）-鸡西矿业集团东海矿新井设计.doc

中国矿业大学2008届本科生毕业设计摘 要4第1章 井田概况及矿井地质特征51.1 井田概况51.1.1 井田位置及范围51.1.2 交通位置51.1.3 地形地势61.1.4 气候61.1.5 河流71.2 地质特征71.2.1 矿区范围内的地层情况71.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造91.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征111.2.4 岩石性质 厚度特征121.2.5 井田内水文地质情况121.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性131.2.7 煤质 牌号及用途14第2章 井田境界 储量152.1井田境界152.1.1 井田周边状况152.1.2井田境界确定的依据152.1.3 井田未来发展情况152.2.1 井田储量的计算152.2.2 保安煤柱162.2.3 储量计算方法162.2.4 储量计算的评价18第3章 矿井工作制度 生产能力及服务年限183.1矿井工作制度183.2矿井生产能力的确定183.3矿井服务年限18第4章 井田开拓204.1 概述204.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述204.1.2 影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况204.2 矿井开拓方案的选择204.2.1 井硐形式和井口位置204.2.2 开采水平数目和标高254.2.3 开拓巷道的布置264.3.1 井硐形式和数目264.3.2 井硐位置及坐标274.3.3 水平数目及高度274.3.4 石门 大巷 数目及布置274.3.5煤层群的联系284.3.6 采区划分284.4 井筒布置及施工294.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护294.4.2 井硐布置及装备304.4.3 井筒延伸的初步意见324.5 井底车场及硐室324.5.1 井底车场形式的确定及论证324.5.2 井底车场的布置 存储线路 行车线路布置长度334.5.3 通过能力计算354.5.4 井底车场主要硐室394.6 开采顺序394.6.1 沿煤层走向的开采顺序394.6.2 沿煤层倾向的开采顺序394.6.3 采区接续计划40第5章 采区巷道布置与采区生产系统405.1 采区概述405.1.1 设计采区的位置 边界 范围 采区煤柱405.1.2 采区地质和煤质情况415.1.3 采区生产能力 储量 服务年限415.2 采区巷道布置425.2.1 区段划分425.2.2 采区上山布置425.2.3 采区车场布置435.2.4 采区煤仓形式、容量及支护505.2.5 采区硐室简介525.2.6 采区工作面的接续525.3 采区准备535.3.1 采区巷道的准备顺序535.3.2 采区主要巷道的断面及支护方式54第6章 采煤方法556.1 采煤方法的选择556.2 回采工艺566.2.1 选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备566.2.2 工作面循环方式和劳动组织形式57第7章 井下运输和矿井提升597.1 矿井井下运输597.1.1 运输方式和运输系统的确定597.1.2 矿车的选型及数量607.2 矿井提升系统637.2.1 矿井主要提升设备的选择及计算63第8章 矿井通风系统与安全658.1 矿井通风系统的确定658.1.1 矿井通风原始条件658.1.2 矿井通风系统类型658.1.3 选择矿井通风系统的依据668.2 风量计算与风量分配668.2.1风量计算与风速验算668.2.2 风量分配718.2.3 风量的调节方法718.3 矿井通风阻力计算728.3.1 矿井通风最容易时期通风网络图及最小通风阻力计算728.3.2 矿井通风最困难时期通风网络图及最大通风阻力计算738.3.3 矿井等积孔计算748.4 通风设备选择758.4.1 主要通风机选择计算758.4.2 电动机的选择768.5 矿井安全技术措施778.5.1 顶板安全技术措施778.5.2 瓦斯防治措施778.5.3 粉尘防治措施788.5.4 防灭火措施798.5.5 防治水措施79第9章 矿井排水809.1 概述809.2 矿井主要排水设备809.2.1 排水方式与排水系统简介809.2.2 主排水设备及管路的选择计算80第10章 技术经济指标82结论84致谢85参考文献86 摘 要本设计矿井为鸡西矿业集团东海矿新井设计，设计生产能力为1.20Mt/a，可采储量为87.34Mt，设计服务年限52a。井田内共划分为2个水平开采，6个采区。共有22#、24#、26#共3层可采煤层, 三层煤层间距较近采用联合开采。井田平均走向长度为4.14km，平均倾斜长度为2.76km，煤层平均倾角16左右，属缓倾斜煤层。由于井田走向长度较大，以及煤层地质条件等因素影响，决定本井田内采用走向长壁后退式采煤法进行开采,工作面采用综合机械化开采。本设计矿井采用双立井,分区式通风。关键词: 井田；矿井设计；综合机械化；立井开拓。 第1章 井田概况及矿井地质特征1.1 井田概况1.1.1 井田位置及范围东海矿位于黑龙江省鸡东县的哈达、东海两镇之间，井田范围：北界为煤层露头，南界与杏花矿相连；东界为F38号断层；西界以F23号断层为界。东西走向长约4.14公里，南北倾斜长约为2.76公里，面积约11.43平方公里。其地理坐标在北纬4521，东经13110。1.1.2 交通位置本区位于黑龙江省鸡东县的哈达、东海两镇之间。其地理坐标在北纬4521，东经13110。勘探区内公路四通八达,南部有林口至密山铁路线,国家级公路方虎线.通往东海矿有铁路专用线,距牡密线的东海站，哈达河站约10Km，公路可通鸡西，密山，交通较为方便，交通位置见图1-1：图1-1 交通位置图1.1.3 地形地势东海煤矿地处完达山与老爷岭结合部,地表为丘陵地带.西部玄武岩覆盖,地势稍高,往东地势渐平,多为农田.地面最大高差约110m。 1.1.4 气候本区处中温带湿润区,属大陆性多风气候, 区内由11月至翌年4月为冻结期，冻结深度为1.5至2.0米，最高气温在零上27至31，最低气温在-29至-34，有两条季节性小溪由北向南流过,夏季有水，冬季干涸，夏季地表水通过这两条小河排泄向南汇入穆棱河。汛期常发生在每年的七、八月份。年平均降水量533.3mm，季内最大降水量312.5mm。唯哈达河在六五年八月十日，连续几天暴雨后，洪水位置骤然上升，溢出河床。淹没了井田内标高183184m以下的田地，是解放后最大一次洪水泛滥。虽本区地处地震多发带，有感地震亦有过记载，但未对矿井生产造成影响。1.1.5 河流东海矿区水源来自开采地下水，能够满足生产与生活需要。生产与生活用电均来自鸡西市供电局。1.2 地质特征1.2.1 矿区范围内的地层情况东海矿区位于鸡西盆地北部条带东端，基底是元古界麻山群，含煤地层为中生界上侏罗统鸡西群，包括滴道组，城子河组和穆棱组，煤系地层综合图1-2，区域地层一览表如表1-1。图1-2 煤系地层综合图表1-1 区域地层一览表界系统群组接触关系地层厚度m新生界第四系全新统Q4冲积层Q4整和整和假整和整和假整和整和整和1-20第三系上新统N2玄武岩0-40中生界侏罗纪上统J3鸡西群穆棱组J3m6城子河组J3ch660-740滴道组J3a0-130元古界麻山群Ptms变质岩系15001.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造鸡西煤盆地的古构造轮廓受近于南北向压应力的影响，大体上可分为二组：一是位于盆地中央的平阳麻山古背斜，在古背斜轴部发育一条逆冲断裂称平麻断裂，将鸡西煤盆地的基底分成了中间凸起，走向近东西的南北两个凹陷盆地。二是走向近北东或北西方向的剪切断裂。侏罗纪晚期，含煤地层形成。沉积前的古构造以及后来的燕山运动都对汗煤地层起了一定的控制作用。在煤田形成之后，南北向压力进一步加强，使东西向褶皱和北东、北西断裂进一步发展，形成了煤田的今日构造形态。东海矿区位于鸡西煤盆地北部条带的东端，地层走向近东西、倾向南、单斜。地层倾角1120之间。矿区所涉及的断层分述如下：F23:为勘探区西部边界断层，发育规模较大，延展长度在4Km以上，为较大的枢纽断层，其转动枢纽处在47剖面线附近，为正断层，走向南北弧形，向东倾斜，倾角5075，落差由转动枢纽处向东西两侧逐步加大，在1020m之间。F25:位于勘探区近中部，走向近似南北，倾向东西，落差5010m，正断层，属推断断层。F38:为勘探区东部边界断层，走向南北，向东倾斜，倾角55，落差约90m，正断层，延展长度4公里以上，由49号钻孔控制，程度基本可靠。F27:位于勘探区南下部，走向NE15，倾角25，落差在00.5m之间，正断层，规模较小，上部尖灭，未在地表出露，程度基本可靠。见断层发育及落差表。表1-2 主要断层一览表位置编号产状性质落差（m）控制程度备注倾向倾角西部勘探区边界F23NW325NE155070正断层102047剖面，控制可靠来源于81年报告及生产实见东部勘探区边界F38NE709555正断层90基本可靠49号孔控制孔实见资料来源于以往地质报告1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征本区煤层都赋存在穆棱、城子河两个含煤组中，地层总厚度700m，主要可采煤层发育在城子河组地层中。本区城子河组地层，含煤性好，主要可采层总厚8.2m，地层总厚度700m，含煤系数2.28%。本区煤层发育较稳定，标志层清楚，物性特征明显，煤岩层对比可靠。可采煤层特征如下：22号煤层：全区发育且稳定，为本区主要可采层，煤层结构简单，厚度较大，煤质较稳定，肉眼鉴定为半亮半暗型、块状。本煤层有少量夹矸，多数见煤点无夹矸。煤层厚度2.903.10m，平均厚度3.00m，顶板粉砂岩，平均厚度3.77m，底板粉砂岩，平均厚度3.09 m，下距24号煤层约30m。24号煤层：全区发育且稳定，为本区主要可采层，煤层结构较简单，肉眼宏观煤岩型为半亮型、粉、块状。煤层顶板为粉砂岩或细砂岩，平均厚度为3.7m，底板是粉砂岩或中砂岩，平均厚度4.81m，煤层厚度2.402.60 m，平均厚度2.50m，下距26号煤层约为25m。26号煤层：全区发育，较稳定，宏观煤岩为半亮型、粉状。煤层厚度2.602.80m，平均厚度2.70m。煤层顶底板为粉细砂岩，顶板平均厚度2.22m，底板平均厚度2.43m。煤层赋存状况见可采煤层特征详见表1-3：表1-3 可采煤层特征表煤层号煤厚层间距（m）可靠性223.0全局可靠30242.5全局可靠35262.7全局可靠801.2.4 岩石性质 厚度特征本区内岩性较细，主要由粉砂岩、细砂岩、粉细互层、中砂层及煤层组成，仅有较少的粗砂岩，含烁砂岩。煤层和岩层的物性差异均比较明显，各岩层的密度差别较小，曲线在各种岩层反应平直煤层异常反应明显，岩石硬度多数为中等硬度的砂岩类。岩石主要物理力学性质指标详见表1-4：表1-4 岩石主要物理力学性质指标名称孔隙度容重kg/cm3抗压强度102kg/m3抗拉强度102 kg/cm3弹性模量kg/cm3泥质岩1.65.21.82.011.260.51.548细砂岩4222.02.81150.20.6218中砂岩5161.32.72230.31.4161.2.5 井田内水文地质情况冲积孔含水层：分布在河流两面岸，成狭长条带状相等距离的由东往西分布排列，宽为50120m。含水层厚度一般东薄西厚，其厚度主要决定于河流的大小而异。西部：哈达河冲积层一般814m，富水性强，渗透系数为35.88m/day，单位涌量为6.34m3/h。部分地段由于表土复盖较薄，仅0.51m，且含水层直接受地面水的补给，因次地下水呈自由水出现。东部：自长山沟以东厚1.54.5m，含水性弱，渗透系数为0.0091.802m/day，单位涌量为0.10.122m3/h，由于表土复盖较厚，25.5m，对降水的补给与渗透起到到控制作用，使地下水呈承压水出现。地下水补给来源主要是大气降水和冲积孔含水层水，水力性质呈潜水状态，对浅部矿井充水造成良好条件。构造裂隙含水带：埋藏于风化裂隙含水量水带之下，两者为渐变过渡关系，呈承压水，据简易水文，抽水及矿井调查证实，此带含水性弱，岩芯较为完整，在60m以上冲洗液消耗不大于0.35m3/h，以下则不大于0.15m3/h，随着深度的增加涌水量则显著减少。矿井涌水量一般为236.65 m3/h，最大涌水量为278.88m3/h。1.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性本矿属于低瓦斯矿井，相对涌出量8.4，绝对涌出量为7.6 。随着开采深度的延伸，瓦斯赋存条件好涌出量大给矿井的安全生产带来一定的困难。煤尘爆炸指数为34.86 ，属于有爆炸危险的煤层。开采煤层均属低沼气煤层，矿井属低沼气等级矿井，属有煤尘爆炸危险煤层，属低硫特低磷不易自燃煤层。随着今后矿井开采深度的不断增加，瓦斯涌出量也逐步加大，这给矿井生产会带来不利影响，因此，未来矿井通风、瓦斯防治技术措施将需进一步增强。1.2.7 煤质 牌号及用途本矿区内的煤层是由高等植物所形成的腐植煤，其肉眼煤岩成份主要是亮煤、暗煤、夹镜煤丝带、丝炭较少，黑色光亮内生裂隙发育，质脆，黑色条带状，层状结构，其煤岩类型多为光亮型、半亮型和半暗型；镜下鉴定为煤岩组成多是凝胶物质体，色鲜红以镜煤煤化物质为主树脂胶体占次要地位，矿物杂质多见。原煤灰分变化较大，一般在20.15至31。净煤灰分一般在10左右，胶质层厚度在13.0至18.5mm，粘结指数G在75-85%之间，原煤分析基高位发热量为5800-6400千卡规律，精煤挥发分一般在32%左右，硫含量在0.22-0.37之间。磷含量一般在0.003-0.014之间。是低硫、低磷的1/3焦煤。主要工业用途以冶金用煤为主，火电厂作动力用煤次之。第2章 井田境界 储量2.1井田境界2.1.1 井田周边状况井田北部以+50标高线为界，南（深部）以-700米标高为界，西以F23断层为界；东以F38断层为界。煤层平均倾角为16，平均容重1.40t/m3.2.1.2井田境界确定的依据东海矿内的断层不大，上界以以+50标高线为界，下界以-700米标高为界，西部以F23号正断层为界，东部以F38断层为界。均为自然边界。2.1.3 井田未来发展情况该矿井南部与杏花矿相邻，随着技术的进步和勘探水平的全面提高，井田范围内储量会越来越精确。可能在更深部发现可采煤层，随着煤炭事业的发展，其他的产业也相应的产生如：煤矸石的利用，煤炭的深加工等，有利于环境的保护和能源的合理利用。2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算东海矿井田范围内的煤层有22#、24#、26#三层可采煤层。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。矿井可采储量是指矿井工业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。2.2.2 保安煤柱依据煤矿安全规程规定，留设保安煤柱如下：1.根据设计地面建筑物范围留设20m保安煤柱；2.井田内部有两条断层，分别留设30m，15 m保安煤柱；3.边界断层留设50m保安煤柱；根据以上煤柱留设情况得煤柱损失量计算如下：（1）工业广场煤柱损失：1.42 Mt；（2）断层、边界、巷道保安煤柱损失：9.63 Mt； 断层煤柱：2555（30+30）8.2=1.26 Mt 2275308.2=0.56 Mt 边界煤柱：13005508.2=5.33 Mt 巷道煤柱：包括下水平延伸巷和上山大巷等共留设煤柱2.48 Mt （3）总损失量：11.05 Mt。2.2.3 储量计算方法1.工业储量计算计算公式如下：块段储量=块段面积/cos(平均倾角)平均厚度容重。2.可采储量计算可采储量计算公式如下： 式中 Z 可采储量；Zc 工业储量；Py 永久煤柱损失；Ps 设计煤柱损失；C 采区回采率，厚煤层不低于0.75；中厚煤层不低于0.8；薄煤层不低于0.85。本设计矿井煤层厚度属于中厚煤层回采率按80%计算，经过计算可采储量为87.34Mt。矿井可采储量汇总详见表2-1：表2-1 矿井可采储量汇总 单位：万t序号煤层号A+B+C工业储量煤柱损失量设计采出率可采储量122#3994.124398.39404.270.803195.30224#3594.713958.55363.840.802875.77326#3328.433665.32336.890.802662.74总计10917.312022.2611050.808733.81表2-2 矿井可采储量汇总表 单位:万t水平煤层工业储量A+B+C煤炭损失量可采储量工业场地井田境界断层巷道合计22#2276.6534108.837.0650.32216.922182.1224#2049.393199.233.7945.88209.871639.5126#1897.213511238.1551.8236.951517.77合计6623.251003201091486775298.622#1717.4715.5472.4227.0137151.971373.9824#1545.7213.8666.0324.0933136.981236.5826#1431.2212.674.5521.930139.051144.98合计4694.4142213731004283755.53总计10917.314253318224811058733.812.2.4 储量计算的评价本设计矿井内的可采储量是通过精确的科学计算而得，勘探准确，计算精度高。第3章 矿井工作制度 生产能力及服务年限3.1矿井工作制度东海矿年工作日为330天，实行“四六”工作制，三班工作，一班检修，每日净提升煤炭16小时。3.2矿井生产能力的确定经过地质勘探已查明东海矿范围内的工业储量为120.22Mt，井田内工业广场煤柱，境界煤柱等永久煤柱损失量约占工业储量的9.2%，各可采煤层均为中厚煤层，按煤炭工业矿井设计规范要求确定本矿的采区采出率为80%，由此计算本井田的可采储量为87.34Mt，根据煤炭工业矿井设计规范中对矿井井型的规定，设计生产能力为1.20Mt/a。3.3矿井服务年限根据地质报告的资料描述，煤层生产能力大、储量丰富以及赋存深等因素，初步决定采用中型或大型矿井设计。并初步确定三个方案，即矿井生产能力为0.90Mt/a，1.20Mt/a和1.80Mt/a三个方案，分析论证如下：由上节得到矿井可采储量为83.74Mt，按公式确定合理的服务年限，公式为：式中 P 为矿井设计服务年限，a；Z 井田的可采储量,Mt；A 为矿井生产能力,Mt/a；K 为矿井储量备用系数，一般取1.4； P1=87.34/0.901.4=69 aP2=87.34/1.201.4=52 aP3=87.34/1.801.4=35 a经与采矿设计手册和煤矿安全规程相核对，最终确定，52a为本矿井设计服务年限，矿井生产能力为1.20Mt/a。第4章 井田开拓4.1 概述4.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述东海矿南部与杏花矿相邻，相互沟通良好，井田境界明确相互生产间互不影响和干扰。4.1.2 影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况本井田属于缓坡丘陵地形，地表起伏较缓,平均标高+70m左右，井田的煤层上部标高在+50m，下部标高在-700m整个矿共有三层可采煤层，全区发育。煤层走向长度为4.14公里，倾向长度为2.76公里。本井田煤层属于缓倾斜中厚煤层，平均倾角在16左右。4.2 矿井开拓方案的选择4.2.1 井硐形式和井口位置1.井筒形式方案比较：依据本井田的地质状况、煤层赋存情况及井型、服务年限等要求，对本井田井筒选择提出四种方案：图4-1：方案1：双立井开拓方式 图4-2方案2：双立井开拓（暗斜井延伸）图4-3方案3：双斜井开拓方式图4-4方案4：双斜井开拓（暗立井延伸）四个方案在技术上均比较合理，各个方案之间的区别在于井筒掘进费用、维护费用、提升费用等；因此，只需要比较它们的不同之处。开拓方案经济比较详见表4-1： 表4-1各方案粗略估算费用表方案项目方案1方案2 基建费万元立井开凿石门开凿井底车场230030004104=72015008004104=48010009004104=360主暗斜井开凿副暗斜井开凿井底车场100010504104=420100010504104=4206509004104=234小计1560小计1704 生产费万元立井提升石门运输立井排水1.24795.010.30.85=1467.211.25203.311.5 0.38=3568.43236.324365200.1525104=2525.4斜井提升立井提升排水1.24795.011.0 0.48=2761.931.25203.310.4 1.02=2547.54236.324365200.161044=2649.6小计7561.1小计7959.07 总计费用万元9121.1费用万元9033.07百分率100.97%百分率100%方案项目方案4方案3 基建费万元暗立井石门开凿井底车场230030004104=72015008004104=48010009004104=360主暗斜井开凿副暗斜井开凿井底车场100010504104=420100010504104=4206509004104=234小计1560小计1704 生产费万元立井提升石门运输立井排水1.24795.010.70.85=3423.641.247950.11.50.38 =3568.43236.324365200.14 104=2318.39斜井提升斜井提升斜井排水1.24795.011.00.48=2761.931.24795.011.450.48=4004.79236.324365200.091044=1540.07小计9310.46小计8306.79 总计费用万元10870.46费用万元9380.79百分率1158.88%百分率100%表4-2建井工程量项目方案2方案3 初期主井井筒/m 副井井筒/m 井底车场/m 主石门/m运输大巷/m 400+20400+10 6501600 1450+10 1450+10 1000 150 1600 续表项目方案2方案3 后期主井井筒/m 副井井筒/m 井底车场/m 主石门/m运输大巷/m 100010009002251500 1000 1000 900 225 1500表4-3基建费用表方案项目方案2方案3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 副井井筒 井底车场 主石门运输大巷42041065018003000300090080012612358.5144146014601000150180010501050900800800153.3153.39012144小计451.5552.6续表方案项目方案2方案3工程量/m单价/元m-1费用/万元工程量/m单价/元m-1费用/万元后期主井井筒 副井井筒 井底车场 主石门运输大巷10001000900225170010501050900800800105105811813610001000900225170105010509008008001051058118136小计445445共计896.599.76表4-4费用汇总表方案项目方案2方案3费用/万元百分率/%费用/万元百分率/%初期建井费451.50100552.60122.39基建工程量896.50100997.60111.28生产经营费16979.2410018772.98110.56总费用18327.2410020323.18110.89从经济比较表可知，方案2开拓比方案3开拓费用低，投资少，所以该设计矿井选择方案2，双立井开拓暗斜井延伸方式。2.井口位置：本井田煤层均为倾斜中厚煤层，井田走向长度较大，从有利于井下运输和保证第一水平合理服务年限出发，应该将井筒布置在井田中部位置，该位置地面比较平坦，并且满足防洪设计标准，并与矿区总体规划相协调，工业广场符合环境保护的要求。本井田内有F26正断层，为了少压煤，可初步确定本设计井田的井筒位置在井田的中部靠近断层附近。4.2.2 开采水平数目和标高本设计井田水平标高的确定主要考虑了以下几个因素：（1）煤层赋存条件及地质构造；（2）合理的水平服务年限；（3）水平接替。根据上述因素，本设计井田设计提出水平划分方案如下：方案1：井田划分两个开采水平；一水平运输标高-350m，二水平运输标高为-650m。方案2：井田划分三个开采水平，一水平标高-250m，二水平标高-450m，三水平标高-650m。水平储量及服务年限详见表3-4：表3-4 水平储量及服务年限方案水平储量（Mt）服务年限（a）方案1一水平52.9931.54二水平37.5622.36方案2一水平34.9420.8二水平27.9516.64三水平24.4614.56从表3-4中可知，方案2的一水平服务年限达不到规范要求的服务年限，水平储量不足，而方案一的水平服务年限能够满足一水平服务年限不小于25年的基本要求，储量充足，且有利于采区的接续。故采用方案1的水平划分方法。4.2.3 开拓巷道的布置运输大巷的布置：运输大巷服务于整个开采水平的煤炭和辅助运输以及通风、排水和管线敷设，服务年限较长。依据本井田的地质条件及煤层赋存状况：本井田共有可采煤层三层，即22#、24#、26#三层煤，且22#,24#,26#三层煤相邻煤层间距较近，最上层和最下层平均间距约65m左右。因此22#、24#、26#可用一组上山联合准备。所以根据本井田的实际情况，本井田采用集中大巷布置。4.3 选定开拓方案的系统描述4.3.1 井硐形式和数目本设计井田采用一对立井开拓，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。4.3.2 井硐位置及坐标井筒确定的理由是：（1）位于井田储量中央；（2）有较好的地形条件，井口处标高+70m，地面平缓；（3）交通条件好。确定井筒坐标为： 主井井口坐标为：XA=5024468.664，YA=-60920.934 副井井口坐标为：XB=5024609.619，YB=-60971.306主副井井口标高都为+70m，拟定二水平为井筒最终水平。主井井深420m，副井井深410m，两井筒中心线间距为60m。4.3.3 水平数目及高度本井田采用两水平开拓,拟定第一水平为-350m,垂深400m，第二水平拟定标高为-650m，垂深300m。4.3.4 石门 大巷 数目及布置1.大巷数目：一条运输大巷。2.大巷布置：运输大巷布置在岩层中，易维护，费用低。大巷受地质构造的影响较少，煤柱损失少，安全条件好，受煤与瓦斯突出影响较小。大巷断面尺寸详见断面图3-5：图4-5 大巷断面4.3.5煤层群的联系本设计矿井井田范围内共有三层可采煤层，即22#、24#、26#煤层，平均倾角16左右，根据各煤层层间距大小，采用联合开采；联合开采的煤层共用一个溜煤眼向运输上山运煤，并且利用采区石门相互联系。4.3.6 采区划分东海矿采区划分原则如下：（1）开采多煤层井田，应尽量联合布置采区，集中生产；（2）采区走向长度根据煤层地质条件、开采机械化水平、采区储量、生产能力及巷道维护等因素综合考虑；（3）初步设计一般负责划分一水平采区，需要沿走向全长统一考虑，作到初后期统筹兼顾，全井合理，更有利于初期生产；（4）采区划分要考虑采区接续关系，使其适应各翼储量及产量分配； （5）煤层稳定、开采条件好、生产能力大的采区，走向长度要适当增大。结合上述原则，针对本设计井田以井田境界内的断层为界，将井田的三层划分为两个采区，采区划分示意图详见图3-6：图4-6 采区划分4.4 井筒布置及施工4.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护本设计井田采用双立井开拓方式，井筒布置范围内无涌水，井筒较易维护，所以本设计井筒支护形式为：混凝土整体灌注式，主副井井壁厚度均为450mm。4.4.2 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、煤炭工业矿井设计规范，对通风、运输、管线布置的要求，满足施工需要；（2）有利于井筒检修、维护、清扫和人员通行安全；（3）合理使用断面空间，减少井筒工程量。主井为提升煤兼做入风井，其直径为4.5m，副井为提升矸石、运料和人员所用，其直径为6.5m。主副井都采用料石砌碹支护和混凝土锚喷。主副井井筒断面详见图4-7，4-8： 图4-7 主井井筒断面图4-8 副井井筒断面图4.4.3 井筒延伸的初步意见为了保证采区正常接续和均衡生产，本矿井将采用暗斜井延伸，从-350m水平延伸至-650m水平。4.5 井底车场及硐室4.5.1 井底车场形式的确定及论证井底车场形式的确定应该根据井田地质条件、井型大小、井田开拓方式、大巷运输方式、地面布置及生产系统等因素来选择。该矿井井底车场形式的选择依据如下：（1）该矿井设计生产能力为1.20Mt/a，年工作日330d，实行四六工作制，每日净提升16h；（2）矿井采用双立井加暗斜井开拓方式，两个开采水平；（3）主要运输大巷采用3t底卸式矿车运输，每列车由24辆矿车组成，由一台10t架线式电机车牵引。卸载时，机车不通过卸载站。辅助运输、掘进煤和矸石列车采用1.5t固定式矿车，由30辆1.5吨矿车组成，两台10t架线式电机车牵引；（4）矸石量占矿井产量的20%，由副井提升，掘进煤占6%，由翻车机翻入井底煤仓，由主井提升。综合以上所述，结合设计要求，经分析比较后，本设计矿井选用梭式井底车场。4.5.2 井底车场的布置 存储线路 行车线路布置长度1存车线长度的确定根据煤炭工业矿井设计规范的规定，存车线可以选用下列长度：（1）大型矿井的主井空、重车线长度各为1.52列车长；（2）材料车线长度，大型矿井应能容纳15辆材料车；（3）副井空、重车线长度，大型矿井按1.01.5列车长。2.存车线长度的计算主井空、重车线，副井进、出车线：式中 L 主井空、重车线，副井进、出车线有效长度，m；M 列车数目，列；N 每列车的矿车数，按列车组成计算确定；Lk 每辆矿车带缓冲器的长度，m；N 机车数；Lj 每台机车的长数；Lf 附加长度，取10m。经过计算得：主井 m副井m材料车线有效长度式中 L 材料车线有效长度，m；nc 材料车数，辆；lc 每辆材料车带缓冲器的长度，m；ns 设备车数，辆；ls 每辆设备车带缓冲器的长度，m。L=ncLc+nsLs=242.6+24.5=71.4m根据实际需要，取主井车线长146m，副井车线长132m取材料车线长72m。3线路道岔的计算单开道岔平行线路联接DK624/5/15 =92744 =45 a=4972mm b=5128mmR=25000mm B=9604mm m=9732mm T=2069mmn=m-T=7663mm D=13206mm单开道岔非平行线路联接DK624/5/15 =112516 =450 a=3258mm b=4142mmR=20000mm =-=333444 T=6034mm M=25503mm m=11218mm n=8884mm f=5921mm渡线道岔线路联接DX624/4/1216 =1415 =45 a=3496mm b=3404mm R=25000mm L0=9600mm L=19544mm N=9735mmD=18896mm C=2483mm对称道岔线路联接DC624/3/15 =182606 =45 a=2560mm b=2852mmR=25000mm T=2016mm m=4994mm L=9505mm B=4929mm 垂直三角道岔线路联接DC624/5/15=182516 a=3258mm b=4142mm R=25000mm1=185530 =690659 a1=2064mm b1=2736mmb1=2774mm T=1729mm m=27483mm M=25325mm 4.5.3 通过能力计算1井底车场线路布置和调度表详见图3-9，表3-5：2矿井日产原煤3830吨，日产掘进煤为38300.06=230t，3t底卸式矿车日运煤量为38300.94=3600t。3t底卸式矿车列车数为3600/（324）=50列。每日运矸石量为36000.2=720t，1.5t固定式矿车列车数为720/（1.530）=16列。每日进入井底车场的3t底卸式矿车数与1.5t固定式列车数之比为50/16=3:1，每一调度循环时间为44分，列车进入井底车场平均间隔时间为48.6/10=4.9分，列车在井底车场平均运行时间为7.5分，3t底卸式矿车在井底车场平均运行时间为7.6分，1.5t固定式列车在井底车场平均运行进间为7.8分。3通过能力计算按公式计算：N =TaQ/1.15T=3301080（2434+1.530）/(1.1544)=2.34Mt/a式中：N井底车场年通过能力； Ta每年运输工作时间等于矿井设计年工作日数与日生产时间的乘积,min Q每一调度循环进入井底车场所有列车的净载煤重，t T每一调度循环时间，min;通过能力富余系数为2.34/1.2=1.951.3，所以满足设计规范要求。图4-9梭式井底车场线路图表4-5井底车场调度表4.5.4 井底车场主要硐室1.主井硐室主井设有3t底卸式矿车卸载站硐室、翻车机硐室、井底煤仓及井底煤仓装载硐室、清理井底散煤硐室及水窝泵房等。2.副井硐室副井硐室有副井井筒与井底车场连接处、中央水泵房、水仓及清理水仓硐室、中央变电所及候车室等。4.6 开采顺序4.6.1 沿煤层走向的开采顺序根据该设计矿井的煤层分布及采区划分的具体情况，采用两翼开采有利于保障生产的连续性；有利于矿井通风、运输等主要生产系统的管理，依据本设计矿井的采区划分的具体情况，采用走向长壁后退式开采。4.6.2 沿煤层倾向的开采顺序东海矿采用上行式开采，由于三层煤层间距较近采用联合开采。井田内共有三层可采煤层，首先开采22#煤层，将其作为首采区达产。4.6.3 采区接续计划根据井田的地质条件，该井田内有两条正断层F25，F27，因此以该断层为界，将井田一水平划分为2个采区。采区接续详见表4-6：表4-6 采区接续表第5章 采区巷道布置与采区生产系统5.1 采区概述5.1.1 设计采区的位置 边界 范围 采区煤柱本设计采区为东一采区，位于井田东部。西部以正F25断层为界，东部以F38断层为界。浅部以+50标高为界，深部以-350标高为界。采区煤柱包括采区范围内的边界煤柱、断层煤柱、隔水煤柱等。本设计采区采用走向长壁后退式联合开采，采区煤柱留设如下：各煤层在采区边界留设20m煤柱，井田境界处留设50m保护煤柱。5.1.2 采区地质和煤质情况采区地面标高为+70米左右，采区内没有断层，地质构造简单，涌水量小，防水工作简单，水文地质类型为简单型。采区内有煤层三层，煤层倾角在16左右，中厚煤层，煤层厚度分别为3.0m、2.5m、2.7m，煤质主要是1/3焦煤。 5.1.3 采区生产能力 储量 服务年限1.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的产量的总和。一个采煤工作面产量A0（Mt）可由下式计算：A0 =LV0MrC0式中 L 采煤工作面的长度，m；V0 工作面年推进度，m/a；M 煤层厚度或采高，m；r 煤的密度，t/m3；C0 采煤工作面采出率，中厚煤层取95%。设计回采工作工艺为综采，日进尺数为4.8m。所以V0=4.8330=1584m，即工作面年推进度为1584m。A0=200