邢台煤矿2.4MTa新井设计（全套图纸） .doc

原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 摘摘 要要 邢台煤矿的新井设计，全篇共分十个部分：矿区概况及地质特征、井 田境界和储量、矿井工作制度及设计生产能力和服务年限、井田开拓、准 备方式采区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿井提升、矿井通风及 安全、设计矿井基本技术经济指标。 河北金牛能源股分有限公司邢台矿位于河北省邢台市西南部，矿区内 公路四通八达，交通非常方便。本矿区井田南北走向长约 9 公里，东西倾 斜宽度 3 公里，井田面积约 27 平方公里。煤层赋存稳定，倾角 611， 平均 8，为缓倾斜煤层。本矿井属于低瓦斯矿井，煤层具有煤尘爆炸危险 性，产尘点需喷雾降尘，有自然发火倾向。 本矿井为立井井筒开拓，工业储量 30960.6300 万 t，可采储 18876.024 万 t。本矿井设计生产能力 240 万 t/a，矿井总服务年限 57 年， 矿井划分两个开采水平，第一水平为-320m，第二水平为-450m，其中第一 开采水平服务年限为 35 年。矿井工作制度为“四六制” 。其采煤方法为综 合机械化开采。 矿井有两个工作面，一个达产，一个备用。年生产能力 240 万 t，工作 面长 190m，煤矿的主要运输系统采用胶带运输，辅助运输采用矿车和绞车， 矿井采用混合式通风，即副井进风，东翼及西翼少部分利用主井回风，通 风方式为中央并列式，西翼大部分利用西风井回风，通风方式为对角式。 关键词：立井开拓 ；综采机械化采煤 ；胶带输送机 ；中央并列式通风. 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 目目 录录 第一章第一章 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征.1 第一节 矿区概述.1 第二节 井田地质特征.2 第三节 煤层特征.14 第二章第二章 井田境界和储量井田境界和储量.19 第一节 井田境界.19 第二节 矿井工业储量.20 第三节 矿井可采储量. .21 第三章第三章 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限矿井工作制度、设计生产能力及服务年限.25 第一节 矿井工作制度.25 第二节 矿井设计生产能力及服务年限.25 第四章第四章 井田开拓井田开拓.27 第一节 井田开拓的基本问题.27 第二节 矿井基本巷道.36 第五章第五章 准备方式准备方式采区巷道布置采区巷道布置.47 第一节 煤层的地质特征.47 第二节 采区巷道布置及生产系统.50 第三节 采区车场选型设计.54 第六章第六章 采煤方法采煤方法.56 第一节 采煤工艺方式.56 第二节 回采巷道布置.72 第七章第七章 井下运输井下运输.76 第一节 概述.76 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 第二节 采区运输设备选型.77 第三节 大巷运输设备选型.82 第八章第八章 矿井提升矿井提升.84 第一节 概述.84 第二节 主副井提升.84 第九章第九章 矿井通风及安全技术矿井通风及安全技术.87 第一节 矿井通风系统选择.87 第二节 防止特殊灾害的安全措施.89 第十章第十章 矿井基本技术经济指标矿井基本技术经济指标.91 主要参考文献主要参考文献.93 致谢致谢. .95 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 第一章 矿区概述及井田地质特征 第一节第一节 矿区概述矿区概述 一一 井田位置、居民点分布、范围和交通位置井田位置、居民点分布、范围和交通位置 河北金牛能源股分有限公司邢台矿位于河北省邢台市西南部,地理坐标 为：东经 11424151143034，北纬 36583137 0353。悟思、李村等 10 个村庄分布于井田内附近，总人口 13240 人， 农副业以棉、粮、梨为主，特别以产梨著名，矿井工业广场及附近均为梨 树林。井田内的冲积层及井田周围的冲积层及奥陶纪灰岩中均含有丰富的 水量，工业广场及工人村的工业及生产用水皆可打钻由该两层抽取。邢台 矿行政区除南部及东西两侧分别隶属沙河县管辖外，其余均归邢台市管辖。 矿区东侧有京广铁路通过，东北距邢台火车站 7km，东距小康庄站 4km，并 有煤矿专用铁路线与矿区沟通，此外，矿区内公路四通八达，交通非常方 便，见矿区交通位置图（图 1-1） 。 图 1-1 邢台矿矿区交通位置图 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 二二 地形及河流地形及河流 该区属于海河流域，区内地表水系不甚发育，主要河流有：七里河、 沙河。 七里河位于矿区北部，全长约 68km，上游黄店以上流量为 80000.15m/s 在北会以下变为潜流，计算平均渗漏量为 0.346m/s，矿 区内常年干涸，河床宽 300500，雨季有流水。 沙河位于矿区南部，上游分南、北两支又名渡口川，发源于沙河县蝉 房，全长 35km，渡口以上常年有水，流量 97860.24m/s，上游在八里庙 边为潜流，1975 年 8 月 22 日在佐村实测漏湿量 2.00m/s，北支又称朱庄 川，起源于邢台县白鹿角，全长 50km，上游朱庄以常年有水，流量 83600.068m/s，平均 3.96m/s,至东坚固附近变为潜流，1975 年 8 月 22 日实测，漏湿量 4.18m/s，在矿区内属季节性河流。 现已分别在七里和、沙河上游修建了东川水库、朱庄水库和东石岭水 库，用于防洪和灌溉，库容量分别为 0.06，4.16，0.68108m。 三三 气象气象 本区属温带大陆性气候，四季分明。据邢台气象 1954-1987 年观测资料， 最高气温 41.8（1961 年 6 月 12 日） ，最低温度-22.4（1958 年 1 月 16 日） ，平均气温 13.2，最大降水量 1269mm（1963 年） ，最小降水量 222.9mm（1986 年） 。年平均降水量 532.7mm 蒸发量年平均为 1887.0mm，大 雨降水量。春末夏初多风，南风为主，北风次之。年平均风速为 2.0m/s， 矿区内雨季集中在 79 月份，占全年降水量 6575%。丰水年与枯水年降 水量相差 35 倍，并存在 10 年左右的气象周期，从而形成了地下水“集 中补给”的条件，自 1972 年以来，受全球性气候的影响，区内年平均气温 与蒸发量逐年曾高，降水量和相对湿度逐年减少。 四四 自然地震自然地震 矿区属地震活动区，历史上多次发生地震，其东边的隆尧县曾于 1966 年 3 月 8 日发生过 7.2 级地震。 第二节第二节 井田地质特征井田地质特征 一一 地层及地形地层及地形 太行山东麓煤田峰峰煤产地，处在太行山中段山麓与京广线铁路间南 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 北狭长地带，北起邢台南至漳河，地理座标略为东经 114 度-114 度 30 分， 北纬 36 度 10 分-37 度 15 分。邢台煤田处于峰峰煤产地的北部，往北隔邢 北勘探区与临城煤产地的东庞煤田相接。 从构造形态和特征看，由于本区处在山西中台隆东缘的上升和华北断 拗西侧的下降之间的过度地带，区内构造由于受着地台振荡运动的垂直应 力的控制，其特点表现为： 1、构造线的方向：区内地层走向，褶皱轴向及断层线，基本上是沿着 n10 度-25 度 e 的方向。 2、构造性质：断裂性质全属高角度（65 度-80 度）的正断层，地层基 本产状为一向东倾伏的单斜层，倾角 5-25 度，单斜层上次一级褶皱为小型， 平缓而对称的褶皱居多。 3、构造形态：以块状断裂为主要形态，小型轻微的褶皱次之。断层面 的倾向不定，形成一系列的阶梯状和地斩地垒式的块状升降，此起彼落， 严重地破坏了地层分布的连续性。褶皱方面以斜列式开阔的短轴褶皱为主， 多显示倾伏向斜（喇叭口向斜） ，倾伏背斜（鼻状背斜）和挠折式的单斜层， 并有小型而完整的穹隆构造和盆地构造。 4、断层本身特点：断层的滑动多具有明显的不均衡性，错距沿走向呈 逐渐变化。断层两盘滑动基本上垂直方向的，平移现象不明显。 本区断层方向除了北东一组（n15 度-45 度 e）占绝对优势外，尚有南 北至北北东向和北东东至东西两组。此三组断层南北走向断层最先生成一 般错距较大，多在山脉边缘和山麓与平原相接处，起着控制煤田分布的东 西向范围，并在后期的构造运动中加剧，阻止了其它断层的发展。北东向 组断层：生成时间大致与南北向组同时活稍靠后一些，这组断层相当发育， 错距和延展性规模大小均有，起着控制区内基岩构造的轮廓，严重地破坏 了地层分布的连续性。 东西向组断层：断层不甚发育但错距一般较大，多以倾斜断层出现， 多切割北东向组断层，而形成“之”状断层网。此组断层起着限制和改变 地层沿走向的分布。 含煤系地层包括有：自下而上顺序为中石炭统本溪组上石炭统太原组， 下二迭统山西组和下石盒子组，上二迭统上石盒子组中下部（上部已被剥 蚀） 。煤系地层的基底为中奥陶统马家沟组石灰岩。各个时期地层的岩石特 征，沉积厚度等请参阅综合状图，不在赘述。 煤系地层上部为厚度层新生代松散掩盖层所覆，该层系由第三、四纪 山前冲积洪积的松散地层组成，结构较为复杂，分层有 25-44 层之多，其中 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 砾石层有两层，砂层有 11-20 层，粘土类有 12-22 层，分层的砂层和粘土相 间排列，形成交互层结构，分层的厚度一般不大，但变化大，有几厘米到 几十米，呈透镜体分布，交叉变薄的现象很普遍。该层在井田西部及南部 最薄（80 米左右） ，东部较厚（200 米左右） ，中部最厚（290 米左右） 。最 厚地方是接近井田中心的卧庄附近。由于该层对井田的开采有特殊意义， 现将掩盖层中各层的岩性及厚度变化分述于下： 1、表土层（指上部砾石层至地表一段）：由 1-2 层粘质砂土或砂层 （流砂）组成。总厚度 10-20 米，一般为 15 米左右，变化不大，一般是井 田北部和南部边缘的河床附近厚度较薄，且主要为砂层组成，其他地段厚 度均匀，砂层多为粘质砂土的夹层或上部砾石层的顶板。 2、砾石层：共分两层，分别在掩盖层的上部和底部。 上部砾石层：砾石成分为石英砂岩或石英岩，呈次棱状或菱角状，其 间混杂有流砂。属沙河及七里河冲洪积扇沉积，砾石直径 60-2 厘米。砾石 层分布稳定，厚度有 10-20 米，一般为 5 米。有于本层空隙发育，其上又为 砂层及含透镜体砂质粘土的砂层所覆盖，其渗透性能亦很强，故与降雨和 地表水有密切的水力联系，因而富水性极强。 底部砾石层：砾石成分同上，砾石层分布极不稳定，厚度随地形起伏 而变化，地形低洼处沉积较厚，地形突起部分则较薄或尖灭，形成透镜体， 此厚彼薄，比较零乱，但厚度在 5-15 米之间者居多，个别地方有尖灭和特 厚现象。 3、两层砾石层间粘土类和砂层：此段内的粘土类和砂层呈交互层结构， 多呈透镜体分布，分叉变薄现象很普遍。 砂层：有 10-19 层之多，为粉砂至粗砂，一般为细中砂。以井筒附近为 界，南北表现多不相同，南部砂层多厚度大（一般分层厚度大于 5 米，最 厚可达 30 米左右） ，且多分布在垂深 150-200 米以浅的层段。北部砂层少， 多呈薄层的透镜体，一般分层厚度小于 5 米。 粘土类：包括粘土，砂质粘土，粘质砂土等。有 11-20 层之多，垂深 150 米以浅主要为粘土和砂质粘土，150 米以深主要为砂质粘土和粘质砂土。 在粘土地层中有三层是厚度较大，分布较稳定： 上层：底板深度为 45-75 米，厚度为5 米-28 米。 中层：底板深度为 100-140 米，厚度为5 米-60 米。 下层：底板深度为 150-200 米，厚度为50 由计算可知，矿井的服务年限于 57 年， 三三 井型校核井型校核 通过对实际煤层开采能力、辅助生产能力、储量条件及安全条件等因 素对井型进行校核。 （1）煤层开采能力 根据储量及服务年限计算，煤层开采能力满足设计的年产量要求。 （2）辅助生产系统能力校核 设计矿井为大型矿井，开拓方式为立井双水平开拓。 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 第四章第四章 井田开拓井田开拓 第一节第一节 井田开拓的基本问题井田开拓的基本问题 一一 概述概述 按第一章中的叙述知本井田为厚掩盖层所覆的隐蔽煤田，这个自然条 件对开拓方式的选择起着决定性的影响。其次是煤系地层倾角小，井筒附 近 10 度11 度，其他地方 13 度15 度，仅在个别地段由于一些原因倾角 增大至 20 度左右；井田中部偏东的向斜构造存在，在开拓方式选择中亦需 考虑。 本井田另一特点是井田附近既没有生产矿井，井田四周有不与可采区 相连的独立井田，所以井田开拓方式的选择只是井田境界范围内的开拓如 何布置，不与境界外的井田发生关系。 二二 确定井筒（硐）形式及位置选择确定井筒（硐）形式及位置选择 井筒（硐）是井下与地面出去的咽喉，是全矿生产的枢纽。井筒（硐） 形式机器位置的选择，对于建井期限、基本建设投资、矿井劳动生产率以 及吨煤生产成本都有重要影响。 井筒（硐）形式主要有平硐、斜井和立井三种，他们各有优缺点： （1）平硐开拓的优点： 井下煤炭运输不需要转载即可有平硐直接外运，运输环节和设备少、 系统简单、费用低；平硐地面工业设施较简单，不需结构复杂的井架、绞 车房和硐口车场；不留设工业广场煤柱、井内不设井底车场、水自流、无 水仓，排水费用低；平硐施工条件简单、建井工期短、综合经济效益好。 平硐开拓的不足之处是受地形及埋藏条件的限制，只有在地形条件合 适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或谷地区，且便于布置工业场地和引进铁 路，上山部分的储量大致能满足同类井型水平服务年限要求时，才可应用。 （2）斜井开拓与立井开拓的优缺点比较： 斜井开拓与立井开拓相比，井筒施工工艺、施工设备与工序比较简单， 掘进速度快，井筒施工单价低，初期投资少；地面工业建筑井筒装备、井 底车场及硐室比立井简单，井筒延深施工方便，对生产干扰少，不易受底 版含水层的威胁；主井提升胶带化有相当大的提升能力，可满足特大型矿 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 井主提升的需要；斜井井筒可作安全出口，井下一旦发生透水等事故，人 员可迅速从井筒撤离。 与立井开拓相比，斜井开拓的缺点的：斜井井筒长，辅助提升能力少， 提升深度有限；通风线路长、阻力大，管线长度长；斜井井筒通过含水层、 流沙层时，施工技术复杂。 因此，对井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质情况简单，井 筒不需特殊法施工的缓斜和倾斜煤层，一般可采用斜井开拓。 （3）立井开拓的优缺点： 立井开拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制。 在采深相同的条件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提 升特别有利，井筒通风断面大，可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需 风量的要求，且阻力小，对深井开拓更有利；当表土层为富含水的冲积层 或流沙层时，立井井筒比斜井井筒施工容易；对地质构造和煤层产状均特 别复杂的井田，能兼顾井田浅部和深部不同产状的煤层，适应性强。 立井开拓的主要缺点是：井筒施工技术复杂，需要设备多，要求有较 高的技术水平，井筒装备复杂，掘进速度慢，基本建设投资大。 以上井筒（硐）形式，对于不同的实际条件具有不同的适应性，各有 优缺点。具体选择时，应结合实际条件加以考虑。 根据以上分析并结合本矿的实际情况由于井田煤系地层上覆巨厚掩盖 层，在此条件下就形成采用竖井开发的合理性，故本井田决定以一对竖井 开发整个井田。 井筒位置的选择主要是根据煤层分布情况，使整个井田两翼走向长度 趋于近似；考虑到掩盖层的厚度尽量减小便于凿井；并井筒位置尽量靠近 运输道以减小石门的长度。在地面上要考虑七里河及沙河的洪水线高度， 不受洪水威胁。根据以上原则井筒位置确定于悟思村南约 600 米处。井筒 坐标为： 主井：x4097502.074，y40116.433。 副井：x4097429.968，y40098.374。 由于地面掩盖层之覆盖，浅部煤层需留防水煤柱，一般为垂深 60 米米， 按此距离计算，浅部的可采边界约在-200 左右，为确能保证此距离，故将 回风水平定为-210 米（实为-209.33m） 。其原因是走向距离较长，回风巷以 一定坡度由井筒向边界掘进，如以-200 为回风巷标高，距井筒愈远则防水 煤柱愈小。 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 三三 工业广场位置、形状与面积工业广场位置、形状与面积 工业场地的选择主要考虑以下因素： （1）尽量位于井田中央或沿煤炭运量的中心，以形成双翼井田，降低 运输、通风、巷道维护费用，生产均衡，综合经济效益好； （2）尽量利用荒山、坡地，不占良田，不搬迁村庄，尽量避开挖深、 高填工程点，应有合理的运输流向，根据煤炭工业设计规范的有关规 定，确定矿井工业场地的占地面积。 （3）工业场地布置位置要有较好地形和工程地质条件、避开断层、洞 穴、采空区、陷落区、含水层和软弱地层，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。 根据以上原则和本矿井的实际情况，工业场地与主付井筒布置位置相 同，工业场地以井筒为中心。 根据关于煤矿设计规范中若干条文修改的决定的十五的规定，工 业场地采用垂直走向长方形布置，工业场地长 600m，宽 300m，面积 18 公 顷。 四四 开采水平和阶段的参数确定开采水平和阶段的参数确定 （1）要有合理的阶段斜长 合理的阶段斜长是指在采用合理的回采工艺及合理的工作面参数，带 区巷道布置及生产系统，在一定的带区设备条件下所能达到的阶段斜长。 需要考虑以下因素： 煤的运输：开采水平的矿井，采用带区布置时，可以采用绞车牵引 矿车或者采用无极绳绞车牵引，近年来，多数矿井逐步布置胶带运输，实 现连续运输，降低生产成本，提高了运输速度。 辅助运输：辅助运输采用绞车时，由于井下的运输安装不方便，所 以绞车的直径一般不大于 1.8m，开采近水平煤层或者采用倾斜长壁开采时 的阶段斜长可达 20003000m，可采用两段式三段提升，现在流行趋势是 用无轨胶轮车代替轨道运输。 行人：对于没有人车或其他运人的设备到工作面的矿井，阶段斜长 过大致使行人不方便。 （2）要有合理的分采数目 为保证采区内的正常生产和接待，要有合理的分采数目。 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 （3）要有利于采区的正常接替 为保证矿井均衡生产，一个采区开始减产，另一个采区开始减产，另 一个采区应投入生产，因此，一个采区的服务年限应大于另一个采区的服 务准备时间。阶段斜长大时，采区储量服务年限就长，并且吨煤的开拓准 备工作量也少。 （4）水平高度在经济上有利 从经济与技术统一的观点来看，技术上合理的水平、垂高、应能获得 较好的经济效果，可以通过经济的比较方法，选择有利的水平垂高。经济 比较法的项目包括：水平范围内的开拓工程量及掘进费用，井巷维护费， 排水费等。如果分带布置类型和参数不同，还应该比较分带斜巷的维护及 煤的运输费用。根据比较的结果综合考虑技术管理，安全等因素，从而确 定合理的水平高度。 遵循煤炭作业规范 ，建井快，多出煤效率高，设备利用率高等原则 的同时，要求矿井投产能够得到较高的技术经济指标为矿井今后发展留下 空间。为矿井稳定高产、高效创造条件。 煤层埋深，倾角 511，平均倾角为 8，缓倾斜煤层， 五五 阶段垂高及主要巷道阶段垂高及主要巷道 阶段垂高的决定主要取决于采区上山的长度及整个井田沿倾斜的宽度， 同时要有一定的服务年限。分别以垂高 100m，110m，120m，按井田各采 区位置的煤层倾角计算采区上山的长度列于下表 4-1： 表表 4-1 不同垂高的上山长度不同垂高的上山长度 垂高 倾角 上山 长 101113148 100m576528444413718 110m634576489455790 120m691629533496862 从储量计算知第一水平如采用 100m 的阶段垂高其服务年限将减少于 20 年，嫌短些。垂高如选用 120m 上山长度有的地方略长些；深部煤层亦 不能再通过一水平采出，仍需再划分为两个水平；第一水平的上山增长势 必造成第二水平及第三水平的上山变的更短；另一是受井筒东侧 f11 断层 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 的影响，如延深井筒更靠近 f11 断层，此断层的摆动范围及破碎带的宽度 尚未掌握准确资料。故只要第一水平阶段垂高的长度能使矿井服务年限有 一定的时间延续，上山长度一般在 500600 米之间，对深部水平的划分适 宜，即可采用。所以本矿井的第一水平阶段垂高采用 110m，第一水平的标 高定为-320 米。第二水平标高的确定主要考虑了深部煤层（向斜盆地部分） 至-320 水平尚有约 1000 米左右的斜长（西侧） ，仍需划分为两个较合适。 由于该部分煤层愈靠近向斜轴角度愈小，在上部角度变为 14 度左右，为了 将-320m 水平以下的 1000m 左右斜长划分为近似的两分段，通过计算确定 第二水平标高为-450m，而第三水平标高确定为-550m。 为了第二水平及第三水平的西侧通过-320m 回风，在-305m 水平仍需掘 一回风水平。-305m 水平在矿井建设时期即掘出，作为第一水平西翼运输 道至第一采区的掘进配风巷及东翼第二、三、四采区的回风用。 根据上述本矿井的各运输水平及回风水平的标高如下： 运输水平：第一水平-320m（东翼中间水平-250m） 第二水平-450m 回风水平：第一水平-320m 第二水平-450m 阶段集中运输道的位置曾考虑了两个位置，第一种方式为沿第四 1 煤 层掘进，另一种方式是布置在可采煤层的底板薄煤层即第四煤层中。对这 两种方式进行了掘进费用，煤柱压煤量及巷道维护等三个方面的比较，分 述如下： 1、进费用比较：主运道掘进断面 14.51m2，费用按扩大指标选用。巷 道长度只计算两种方式的不同部分。 第一种方式： 达到设计产量时：巷道长 1555m 掘进费用：562019.1 元 第一水平：巷道长：4020m 掘进费用：1452936.9 元 第二种方式： 达到设计产量时：巷道长 1570m（其中岩巷 650） 掘进费用：612216.6 元 第一水平：巷道长：4170m(其中岩巷 670m) 掘进费用：1596177.3 元 2、煤柱压煤量比较： 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 第一种方式：在运输道的上方和下方为保护巷道需各留煤柱 30 米。第 一水平的压煤量为：（只计算可比部分，工业广场煤柱范围内的长度不计） 5250m1.3m1.3560=552825 吨。 第二种方式：不压煤。 3、巷道维护费用比较： 第一种方式：虽然为保护巷道留了护巷煤柱，但当-320m 水平上下都 采空后，主运道处在上下采空的边缘，静压力将集中作用在煤柱和巷道上， 对巷道维护很不利，尤其-320 m 水平西翼主运道的服务年限很长，差不多 由矿井投产开始直至矿井结束底 0 年左右时间都需要维护。在考虑主运道 布置时应尽量避免在采空区边缘维护这样性质的巷道。 第二种方式：由于主运道处在可采的薄煤层中且上距可采煤层一般在 13m 以上的距离，上部煤层采空后又处在免压带内。这些条件对需要长时 期维护底巷道很有利。 综合以上三个方面的分析：虽然第二种方式投资大于第一种方式，但 可以节约几十万吨煤柱及今后维护的费用。因本矿的可采储量较少，各种 煤柱占去的储量数字很大，尽量减少煤柱损失增加矿井储量是有实际意义。 同时第二种方式与第一种方式比较有优点而无缺点，故在设计中决定将主 运道布置在第四煤层中。 六六 矿井开拓延深及深部开拓方案矿井开拓延深及深部开拓方案 1、技术上可行的开拓方案 本井田的表土层不厚，故本矿采用主立井、副立井、立风井混合式开 拓方式；且由于矿井的水平大巷服务年限即矿井的服务年限长，故在设计 时不考虑使用煤层大巷，因此对矿井的开拓提出以下四种开拓方案。 、采用两水平开采，布置320 m 和450 m 两水平。两水平间采用 延伸井筒的方式联络。 、采用两水平开采，布置布置320m 和450 m 两水平。两水平间 采用暗斜井的方式联络。 、采用三水平开采，布置210m、-320 m 和-600 m 三个水平。一、 二水平间采用延伸井筒进行联络，二、三水平采用暗斜井进行联络。 、采用三水平开采，布置210 m、-320 m 和-600 m 三个水平。各 水平间采用延伸井筒进行联络。 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 -50 方案 方案 -150 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 2、开拓方案技术比较 开拓方案提出了四个，方案和方案在技术上都是可行的，都是两 水平开采，区别在于方案采用暗斜井连接两水平，工程量相比差不多， 两方案的生产系统较简单可靠，方案需要多开井筒 150 m+200 m，并相应 增加了井筒和石门的运输，提升，排水费用。方案暗斜井直接连通井下- 450 m 处的运输上山和井底车场，暗斜井内布置皮带和猴车对于煤炭运输极 为方便，能使煤炭尽早的运到地面上，对于人员的运送也极为方便且本矿 的地势较好，暗斜井开掘方便，因此采用方案。 方案和方案的区别也仅在于第三水平是用延伸井筒或暗斜井开拓， 很明显方案工程量大，且方案生产系统复杂，所以决定选用方案， 余下的，方案均属技术上可行，水平服务年限也符合要求，所以进行 工程量和基建费用比较： 现对其进行经济比较 对方案和方案进行经济技术比较时，按照相同工程量不作比较的 原则，工程量比较及经济技术比较如下页表所示： （1）基建工程量比较如表 42 所示： 方案 方案 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 表表 4-24-2 基建工程量比较表基建工程量比较表 项目 方案 方案 主井井筒/m 1000+20833+20 副井井筒/m 300+5250+5 井底车场/m 10001000 初期 运输大巷/m 17001700 主井井筒/m 500333+333 副井井筒/m 150100+333 井底车场/m 10002000 主石门/m 8001200 后期 运输大巷/m 6000+770021400 （2）经济技术比较见表 43 所示 经济比较得：方案和方案基建工程量相差不大，但方案初期投 资大，工程量多，但开采水平少，后期工程量明显减少，且仅需延伸一次 井筒，对生产影响少于方案，水平的设置技术上完全满足要求，所以决 定选用方案 表表 4 43 3： 基建费用比较表基建费用比较表 方案方案 工程量/m单价/元/m费用/万元工程量/m单价/元/m费用/万元 主井井筒/m 10201050107.1853105089.56 副井井筒/m 305300091.5255300076.5 井底车场/m 100090090100090090 主石门/m 8008006480080064 运输大巷/m 17008001361700800136 初期 小计 488.6 456.06 主井井筒/m 500105052.5666105069.93 副井井筒/m 1503000454333000129.9 井底车场/m 1000900902000900180 主石门/m 80080064120080096 运输大巷/m9214008001712 后期 小计 1348.4 2187.83 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 七七 开采水平内的巷道布置方式、主运巷的位置开采水平内的巷道布置方式、主运巷的位置 本矿井的大巷布置为集中石门分煤层大巷，各煤层顶底板主要为砂岩， 岩性稳定，运输大巷由于服务时间长，因此应布置在煤层底板岩层中，且 距煤层有一定的距离，以避开开采动力影响，根据该矿井开采的设计经验 及煤层顶底板岩性，运输大巷应布置在距煤层底板法向距离 20 米位置，上 层胶带运输机大巷布置在煤层底板岩石中，距煤层法线距离 20m。 第二节第二节 矿井基本巷道矿井基本巷道 由以上分析可知，本井田采用一对立井开发，主副井都为立井。立井 井筒横断面形状有圆形，矩形两种，圆形断面的立井服务年限长，承压性 能小，通风阻力小，维护费用少，以便于施工等特点。因此，主副立井及 风井均采用圆形断面。 一一 井筒的主要参数井筒的主要参数 主井设有一对 8 吨箕斗，专供提煤及回风用。设有梯子间，井筒精径 5 米，金属罐道梁及罐道。副井为一对一吨矿车双层单车普通罐笼，专供提 升矸石，材料设备及人员升降，井筒内（设有梯子间） ，并敷设有排水管， 洒水管，压风管及电缆。 主副井井筒都将通过煤系地层上覆的掩盖层，在井筒位置的厚度为 240 米左右，井筒通过这部分松散含水大的地层时要采用冻结法凿井，在基岩 部分的井筒可采用普通凿井法施工。 当地石料生产规模不大，供应量小，价格较贵，尤砌井所需石料规格 要求较高，价格更昂，且在凿井当时石料生产尚无正式供应处，因而砌井 材料选用了砼。对于通过掩盖层部分井筒的砌筑，更需要采用砼。主副井 井壁壁厚皆为 450 毫米。见表 4-4： 表表 4-44-4 井筒的主要参数井筒的主要参数 顺序项目单位主井副井 1井口绝对标高米+86.0+86.20 2回风水平绝对标高米-209.33,305-209.33 3第一水平井底车场标高米-320-320 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 4井筒深度米406.0406.20 5井底水窝深度米33.211.70 6井筒总深度米439.20417.90 7井筒净直径米55,5.5 8井筒掘进直径米5.95.9,6.4 9井筒净断面m219.6319.63,23.75 10井筒掘进断面m227.3327.33,32.15 11井壁砌筑材料砼砼 x(纵距)4097502.0744097429.968 12井筒中心座标 y(横距)40116.43340098.374 13提升方位角562000562000 （二）井筒风速验算 根据“煤矿安全规程”规定：无提升设备的风井风速不得超过 15m/s， 升降人员和物料的井筒风速不得超过 8m/s。井筒风速验算见表 4-5 表表 4-54-5 井筒风速验算井筒风速验算 井筒名称井筒净断面通过风量风速 副井 23.74590.482.73 南风井 15.945.244.50 北风井 15.945.244.50 单位 m/s 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 图 4-1 主井井筒断面图 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 图 4-2 副井井筒断面图 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 图 4-3 风井井筒断面图 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 二二 井底车场井底车场 1车场形式 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、提矿 石、下料、通风、排水、供电、升降人员等各项工作服务，它是井下运输 的总枢纽。 井底车场的设计原则： （1）要留一定的富余通过能力，一般大于矿井设计生产能力的 30%； （2）设计时要考虑矿井增产的可能； （3）尽可能提高机械化水平，简化调车作业，提高通过能力。 从矿车在井底车场的运行特点看，井底车场有两大类，即环形式和折 返式。本矿井设计年产量为 240 万 t/a。大巷运输采用胶带输送机，直接运 煤入井底煤仓再到主井的形式。 本矿井选用了阶段（集中）平巷的开拓方式，并且可采煤层较少，只 用一条集中平巷即可开拓全部可采煤层。这样使立井的位置可能尽量靠近 集中平巷，避免使用过长石门与集中皮带巷连接；井底车场的布置形式受 f11 断层的影响；在井筒位置已定的情况下，提升方向只能选择北东方向， 由于这几种原因在设计中采用了卧式的井底车场布置形式。井底车场位于 第四 2 煤层顶板岩层内。 井底车场为环形运输系统，主副井各自布置有空重线。主井空重线长 度都是按能存放 1.5 列车布置的，副井重车线的长度由于需与主井重车线侧 的矸石停车线连接，其长度要大于一列车。副井空车线则按能停放一列车 考虑的，在副井空车线侧布置有材料车存放线，其长度能同时停放 20 辆材 料车。由于井底车场的运行系统及调车方式的要求在主井重车线侧专门布 置了矸石车空材料车及需要提升上井的设备车停放线，在此编组后便于整 列车的向副井重车线转送。副井重车线侧另布置有存放不能及时提升的破 旧设备的停车线。为了缩短机车的绕行在翻罐笼峒室东侧有机车绕道。井 底车场内的线路布置根据生产上的需要按以上所述在主井两侧布置有各种 线路。 2.井底车场的调车方式 井底车场的调车方式：两翼来的重列车均经西翼的三角道由机车牵引 直接进入主井重车线，在至 n028 道岔之前机车与列车摘离，机车经过 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 no28、29 道岔至机车绕道，由机车绕道至主井空车线侧挂取空车或至付井 重车线挂取材料车（或空车） ，通过车场的东翼三角道和西翼运输道驶回采 区。重列车则由设置在主井重车线处的钢丝绳下方推车机继续前送与前方 重车连接起来。然后由翻罐笼前的推车机将重列车不摘钩送入翻笼，通过 翻笼将煤卸入倾斜的箕斗煤仓中，再装入主井箕斗提升至地面。矿车经翻 笼卸装后成列的自动滑行至主井空车线等待机车挂取。 若机车牵引来的为煤矸混合车，亦由车场西翼三角道进入主井重车线， 在至 no28 道岔之前将矸石车与煤列车摘离，由机车牵引通过 no28、29 道岔，矸石车通过道岔后，机车反向将矸石车顶入主井重车线侧的矸石停 车线存放。当矸石车集存满 20 辆以上时，由最后一列煤矸混合车的机车将 成列的矸石车顶入付井重车线，由付井提升至地面。付井空车出罐笼后自 动滑行至停车线。 井底车场内设有下列峒室： 1.中央水泵房 2.中央变电所 3.等候室 4.医疗室 5.调度室 6.机车修理间 7.消防列车及消防材料库 8.充电室 9.推机车及翻笼峒室 10.整流室 11.火药库 12.水仓及清理水仓绞车房 13.乘人车场 14.机车停车线 15.箕斗装峒室 16.清理主井斜巷绞车房 17.沉淀池 三三 主要开拓巷道主要开拓巷道 1、开拓巷道确定： 运输大巷及运输石门、轨道运输大巷及轨道运输石门，总回风大巷的 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 断面形式、规格和支护方式见图 4-6、图 4-7。 由于辅助运输石门运输量大，为满足要求，辅助运输石门采用双轨， 主运为胶带机运输，在巷道内设置检修道，采区运输石门和轨道运输石门 相同断面，胶带机大巷和主石门相同断面，东西翼轨道运输大巷采用相同 断面。 各巷道风速验算按该巷通过最大量验算，见表 46： 表表 4-64-6 巷道风速的验算巷道风速的验算 巷道名 称 断面 形状 支护 形式 净断面积 () 风量( m3/s ) 风速 (m/s) 允许风速 (m/s) 井底车 场及石 门 半园 拱 砌碹 12.864.65.08 轨道大 巷 半园 拱 锚喷 12.845.73.68 采区上 部车场 半园 拱 锚喷 12.845.73.68 胶带机 石门 半园 拱 锚喷 6.46 胶带机 大巷 半园 拱 锚喷 6.46 总回风 石门 半园 拱 锚喷 11.8848.04.00.75 dg dk z z 符合煤炭工业矿井设计规范的规定。 2、采区生产能力 一个综采工作面产量： a0=lv0mc0 式中：l采煤工作面长度，l=190m； v0工作面推进度，v0=0.89330=2376m/a； 其中，0.8m 为采煤机截深，9 为每天进刀数，330 为年工作日数。 m采高，m=4.5 m； 煤的容重，=1.35 t/m3； c0采煤工作面采出率，c0=0.8。 带入数据，可得： a0=lv0mc0 =19023764.51.350.8 =219.9 万 t 采区生产能力为：采区生产能力为： ab=k1k2 n i a 1 0 式中式中 n同时生产的工作面数，同时生产的工作面数，n=1； k1采区掘进出煤系数，取采区掘进出煤系数，取 k1=1.1； k2工作面之间出煤影响系数，工作面之间出煤影响系数，n=1 时，时，k21。 则 ab=k1k2 n i a 1 0 1.11219.9 242.32400.9=216 万 t （生产能力的（生产能力的90% % 由综采完成，由综采完成，10% %由掘进完成）由掘进完成） 原创通过答辩毕业设计说明书论文 qq 194535455 通过计算，采区的生产能力完全达到矿井的设计生产能力。 第三节第三节 采区车场选型设计采区车场选型设计 一一 确定采区车场的形式、线路布置和调车方式确定采区车场的形式、线路布置和调车方式 采区车场的形式和线路布置 本设计在轨道大巷和回风巷间布置一个采区车场，车场与轨道上山之 间用小斜巷相连接，除了采区下部车场，采区内没有其它车场。 采区下部车场采用顺向平车场，通过提升绞车提升；绞车房独立通风， 并设置风窗调节风量；轨道上山内采用无极绳绞车牵引矿车进行辅助运输。 二二 采区主要硐室布置采区主要硐室布置 1、采区煤仓 在运输上山对应运输大巷的上方布置一个采区煤仓。采区煤仓采用垂 直煤仓，断面为圆形，煤仓高度为 20m，用混凝土砌碹支护，壁厚 300mm。 煤仓容量按采煤机连续作业割一刀煤的产量计算： q=q0+lmbc0kt 式中：q煤仓容量，t； q0防空仓漏风留煤量，取 q0=10t； l工作面长度，l=190m； m采高，m =4.5m； b进刀深度，b=0.8m； 煤的容重，=1.35t/m3； c0工作面的采出率，c0=0.8； kt同时生产的工作面数目，取 kt=1。 q=10+2