04-2三矿初步设计说明书改毕业设计.doc

毕业设计（或论文）说明书85页04-2三矿初步设计说明书改毕业设计目 录目 录I前 言1第一章 井田概况及地质特征3第一节 井田概况3第二节 地质特征4第三节 地质勘探程度及存在问题8第二章 井田境界与储量10第一节 井田境界10第二节 井田储量10第三节 矿井设计生产能力及服务年限12第三章 井田开拓15第一节 概述15第二节 井口与工业场地位置选择15第三节 井筒19第四节 井底车场及峒室21第三章 大巷运输及设备24第一节 运输方式的选择24第二节 矿车24第三节 运输设备选型25第四章 采区布置及装备29第一节 采区布置29第二节 采煤方法31第三节 巷道掘进34第四节 移交标准及建井工期36第五章 通风与安全37第一节 概述37第二节 矿井通风39第三节 灾害预防及安全装备46第六章 提升、通风、排水和压缩空气设备50第一节 提升设备50第二节 通风设备53第三节 排水设备55第四节 压缩空气设备57第七章 技术经济60第一节 劳动定员及劳动生产率60第二节 原煤生产成本估算62第三节 矿井设计主要技术经济指标64第八章 环境保护72第一节 概 述72第二节 各种污染的防治措施75第三节 地表塌陷区综合治理78第四节 机械设置及专项投资80第九章 结 论82参考文献8385前 言一、概述根据黑龙江科技学院成教院教学计划的安排，05届采矿工程于2007年8月开始进行毕业实习和毕业设计，在毕业实习过程中，收集了东荣三矿的资料，进行了东荣三矿矿井初步设计。 二、编制设计的依据1、黑龙江省集贤煤田东荣三矿井田精查地质报告及其审批决议书。2、关于双鸭山矿务局东三井优化设计专家评议意见的函。3、双鸭山矿业集团东荣矿区总体设计、4、东荣矿区总体设计说明、5、东荣矿区中心区详细规划设计6、煤矿安全规程。7、煤炭工业矿井设计规范（2006年1月1日实施）。三、设计的指导思想编制本初步设计的指导思想是：认真贯彻国家及煤炭工业的有关方针政策，积极推进矿井设计改革，学习其它矿先进生产经验，结合双鸭山矿区的具体特点，采用先进合理，符合国情的要求、工艺及设备。降低工程造价，缩短建井工期，改革传统经营管理模式，减人提效，提高经济效益，把东荣三矿设计成具有国内先进水平的现代化矿井。四、设计的主要特点、技术经济指标和分析本设计在原初步设计为东二、东九采区的基础上，设计为两个现在生产的东八、东九采区。井巷工程总长度为27653.365m，掘进总体积为319823.68m。职工在籍总人数2204人。全员效率3.69t/工，井下工效率6.654t/工。原煤成本101.23元/t。第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、交通位置东荣三矿位于黑龙江省集贤县城东北31km处，南距双鸭山市km。地理坐标为东经，北纬，面积为.km2。行政区属双鸭山市四方台区。本井田南距福（福利屯）前（前进镇）铁路线15km，哈（哈尔滨）同（同江）公路由井田南部边缘通过，交通方便。井田内有二九一农场通往三十一连的沙石公路及其他田间机耕土路。本井田范围：东起20勘探线，西至26勘探线。北以60号煤层露头为界，南以49号煤层底界-500米标高垂直投影为界。走向长5.54公里，倾向宽2.31公里，面积12.797平方公里。二、地形 地势东荣三矿煤矿地势平坦, 地面最大高差约50m.西部玄武岩覆盖,地势稍高,往东地势渐平,多为农田。三、气象 地震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2.0m，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，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。虽本区地处地震多发带，有感地震亦有过记载，但未矿井生产造成影响。根据国家地震局资料，本区地震强度在度以下，无强烈地震史。第二节 地质特征一、矿区内的地层情况东保卫矿区位于双鸭山南端，含煤地层为中生界上侏罗统鸡西群，从老至新有元古界麻山群，中生界下白垩统，以及新生界第三、第四系。分别表述如下：1、元古界麻山群：主要分布在煤田外围，由拓榴石片岩，石英黑云母片岩及花岗片麻岩等 组成的变质岩系，厚度不清。2、下白垩统鸡西群城子河组：城子河组为主要含 煤地层，不整合覆于麻山群及古生代花岗岩之上，为陆相沉积，以灰白色砂岩与粉砂岩组成夹泞灰岩层10余层。含煤59余层，其中可采者17层，集中分布于城子河组中段，总厚度878m。3、穆棱组：由 深灰色、浅灰绿色及灰色的粉砂岩、泥岩组成，夹灰白色粉砂岩及薄层泞灰质岩石。含煤性差，仅24层薄煤，均不可采。与下覆的城子河组地层为整合接触。总厚度558m。4、下白垩统桦山群：见于向阳南部，由一套陆相碎屑岩类及中性火山碎屑岩类组成。厚度达400m。5、第三系：见于向阳区南部及新安区东南部，以浅绿色细、中、粗粒泥质胶结的砂岩为主，夹黄绿色粉砂岩，呈半胶结状。下部砾岩层与城子河组地层不整合接触，其上被第四系所覆盖。厚度280m。6、第四系：分布近代河床及低洼湿地，主要由腐植土、砂、砾、亚粘土及玄武岩等组成。厚度80米二、地质构造本区位于新华夏系第二隆起带北端的三江盆地西部。由于受东西向压应力的作用及新华夏构造体系的改造，使盆地形成了一系列的轴向北东的富锦、绥滨新安、佳木斯等隆拗相间排列的隆起带与拗陷带，同时产生了不同序次和不同方向的断裂构造。本井田位于绥滨新安镇拗陷带的东辉东荣东翼的中断。井田内以近南北走向、宽缓的、不对称的向南倾伏的背、向斜及与其相伴生的弧形断裂构造为主。井田内主体部分走向近南北，倾角一般1525。局部地段受基底断裂影响形成急倾斜带。断裂构造：井田内断层按走向可分为四组，其中以第一期的南北向和东西向的两组断裂为主干断裂，北东向与北西向的两组断裂分别为第二期和第三期断裂，但它们较主干断裂发育，对煤层有不同程度的破坏。全井田共查出断层40条，其中正断层30条，逆断层10条，落差大于100m的15条，50100m的5条，3050m的4条，小于等于30m的16条。褶皱构造：井田内主要褶皱有轴向南北的福山背斜、福山东向斜和次一级的二九一背斜。在F10与F11两条断层之间还有牵引褶皱，但延展长度小，对煤层无影响。井田内岩浆岩活动微弱，无大的侵入岩体，仅于钻孔中见有厚度不大的浅成侵入岩脉，岩性为中性闪长玢岩和基性辉绿岩。对煤层、煤质影响甚微。井田内较大断层统计表序号断层名称断层属性断层走向断层倾角落差（）备注1F33正北东755285井田北东边界2F87正北西7048120井田北西边界3F10正南北70750186将井田分为东西两部4F11逆北南60650195井田西部边界5F74正南北750122井田西南边界6F4正南北75082井田南边界7F48逆东西75170340井田东南边界8F79正东西7510170井田北部边界9F35逆东西50030采区边界10F36正东西65750115采区边界11F87正东西75032东二采区边界12F40正东西7075058东八、东九采区边界13F41正南北651636东九上部边界14F19正北东750164东五、东八采区边界15F72正东北西南70025西六与西一边界16F73正东北西南75155西六与西一边界17F70逆东北西南600100西六与西七边界18F67正东西800100西七采区边界19F84逆西北东南60030西九采区边界20F32正东西750115东二、东九北部边界三、 井田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。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。四、 沼气 煤尘及煤的自燃性本矿属于低瓦斯矿井，随着开采深度的延伸，。随着深度增加，瓦斯涌出量逐渐增加，不同煤层瓦斯含量也有不同。根据勘探资料9号煤层瓦斯含量较高，其它各煤层含量较小。煤尘爆炸指数为34.86 ，属于有爆炸危险的煤层。开采煤层均属高沼气煤层，矿井属高沼气等级矿井，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。五、 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。第三节 地质勘探程度及存在问题一、本次初步设计的依据是：110勘探队与第三物测队提供的“黑龙江省集贤煤田东荣三矿井田精查地质报告”精查报告资料完整、数字、图表比较齐全，对比了邻近生产矿井的地质、水文地质及矿井开采的有关资料，丰富了报告的内容。二、对地质勘探程度的评价：设计认为地质报告已经达到了精查的要求，可以作为设计的依据。三、对地质构造的评价：每条断层由钻孔实际见到的较少，缺乏必要的钻探验证工作。本井田边界基本上由断层所组成，无一钻孔实见。四、储量可靠性分析：地质报告中确定的储量计算方法和参数合理，煤层厚度的确定符合“规范”要求。五、煤层开采条件分析：井田内主要开采的煤层共10层，其中基本全区可采的煤层2层，大部可采煤层3层，其余均为局部可采煤层。主要可采煤层：为30煤层。该煤层结构较复杂，夹矸层数为14层，煤层厚度平均为3.90米。16层平均厚度2.20米。大部分可采煤层还有24层、18层、14层三层。局部可采煤层：9层、202层、23层、291层、30上五层。六、水文地质条件分析本井田是以静储量为主，水文地质条件属简单类型的裂隙充水矿床。裂隙含水带在400m以下富含水性弱、透水性差，可视为隔水层。而上部仍需要警惕突水现象的发生。另外，由于勘探过程中的客观原因，启封的12个钻孔的封孔质量存在不少问题。在开采过程中应严加防范，防止突水事故的发生。七、存在的问题1、24煤层顶底板自然状态下的抗压强度数值与其他煤层的数值相差悬殊，无参考价值。2、报告没有说明钻探发现的断点总数及其组成断层后剩余的断点数。3、精查报告中没有对井田内煤系基底岩层水文地质条件作出交代。4、有些平、剖面图的误差较大，互相之间不能吻合。第二章 井田境界与储量第一节 井田境界一、确定井田的依据1.以地理地形,地质条件作为划分井田境界的依据.2.要适于选择井筒位置,安排地面生产系统和各建筑物.3划分的井田范围要为矿井发展留有空间.4.井田要有合理的走向长度,以利于机械化程度的不断提高.二、井田境界及井田周边情况依据东荣三矿可行性研究报告的论证结果和建议，本矿井的井田境界确定如下：东部边界：以30煤层浅部露头为界。西部边界：以F11、F74、F75断层为界。北部边界：以F81、F10、F33、F79和F5断层为界。南部边界：以F48、F10、F4及其延长线和F2断层为界。井田南北走向长6.5km7.9km，东西倾斜宽5.8km7.0km，平均6.4km。井田面积约46.37km2。三、井田未来发展情况随着技术的进步和勘探水平全面的提高，井田范围内探明储量会越来越精确。可能在更深部发现可采煤层。第二节 井田储量一、地质储量及可采储量（一）储量计算基础及方法1、储量计算基础（1）范围：确定的井田范围，即东荣三矿精查报告中的、区和区南部边界至F48和F10断层之间的块段。对上述范围内的储量进行了复算。（2）最低可采厚度：气煤为0.70m，长焰煤和弱粘结煤为0.80m。（3）煤层灰分：小于40%。（4）煤层容重：采用各层煤的算术平均值。（5）煤层面积：均换真面积计算。（6）计算最低标高：-900m。2、储量计算方法（1）风氧化带：其深度为基岩面向下垂深30m，不计算储量。（2）可采边界：用内插法圈定。（3）断层煤柱：暂按断层落差大小，分别于断层两侧各留30m和50m作为煤柱储量，并单独计算。（4）区南部边界至F48和F10断层之间的储量单列，并计入井田总储量。（二）储量计算结果全井田储量共有A+B+C级储量为198.6138Mt。其中A级为64.8535Mt,B级为42.0357Mt。A+B级共106.8892Mt，占A+B+C级的53.8%。-500以上全井田共有A+B+C级储量为143.6052Mt，其中A级为55.3043Mt, 占-500m以上的38.5%，A+B级为85.5382Mt。此外，还有表外量8.8Mt。主要可采煤层储量为103.5496Mt。占总储量的52.1%。（三）安全煤柱一、永久煤柱留设1、防水煤柱：计算出全矿井最大防水煤柱高度为24.3m，其工业储量合计为2.081Mt。2、断层煤柱：设计对断层落差大于30m的断层两侧各留50m煤柱，落差小于30m的断层两侧各按30m留设煤柱，全井田留设断层煤柱的工业储量合计为22.795Mt，其中-500m以上为15.947Mt。3、工业场地煤柱：工业场地储量合计为8.078Mt，其中-500m以上为4.219Mt。4、“二九一”农场条带煤柱：留设工业储量为5.891Mt，其中-500m以上为3.901Mt。二、设计利用储量在全矿井的工业储量中，扣除各种煤柱后，即为本矿井的设计利用储量为159.7688Mt。占全井田工业储量的80.4%，其中，-500m以上设计利用储量共计为116.404Mt，占-500m以上工业储量的81.0%。矿井设计可采储量：159.7688Mt80%（采区回采率）127.815MT，500以上可采储量：116.404Mt80%（采区回采率）93.12MT。第三节 矿井设计生产能力及服务年限一、矿井工作制度根据设计规范规定：（1）矿井年工作日按300天计算；（2）矿井每昼夜三班工作，其中两班进行采、掘工作，一班进行检修；（3）每日净提升时间14小时。二、矿井设计生产能力根据设计规范，矿井的设计生产能力应为：大型矿井：1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0及以上（Mt/a）；中型矿井:0.45、0.6、0.9（Mt/a）；小型矿井：0.09、0.15、0.21、0.3（Mt/a）；除上述井型以外，不应出现介于两种设计生产能力的中间井型。根据地质报告的资料描述，煤层储量适中，地质构造比较简单，煤层生产能力大以及煤层赋存深等因素，初步决定采用大型矿井设计。并初步确定三个方案，即矿井生产能力为1.2Mt/a，1.5Mt/a和1.8Mt/a三个方案，分析论证如下：按照公式P=Z/AK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；现分析如下：1、按1.2MT计算矿井服务年限：127.815MT1.4（储量备用系数）1.276.1年。2、按1.5MT计算矿井服务年限：127.815MT1.4（储量备用系数）1.560.8年。3、按1.8MT计算矿井服务年限：127.815MT1.4（储量备用系数）1.850.7年。对1.2MT、1.5MT、1.8MT三个方案进行优化对比，从井下条件、煤层储量、回采工作面生产能力及采区个数等考虑，1.2MT服务年限太长，1.8MT服务年限刚刚超过矿井设计规范中“1.2MT-2.4MT矿井服务年限大于50年的要求，不宜采用。所以，本设计按矿井生产能力为1.5Mt设计。三、矿井及水平服务年限矿井设计服务年限 P=Z/AK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按年生产能力为1.5Mt计算。矿井设计服务年限为60.8a。其中，上山部分服务年限为93.12MT 1.4（储量备用系数）1.544.3年。第三章 井田开拓第一节 概述根据本井田的特点：第三系地层与第四系冲积层较厚；煤层层数多；井田面积较大，地形平坦，在确定矿井开拓方式时，不宜采用平峒开拓方式。在斜井与立井两个方案中，考虑到东荣三矿井田煤层埋藏较深、第四系含水层较厚、水文地质条件较复杂，需采用特殊凿井法施工的特点，确定本设计采用立井，单水平，主要石门，分组大巷，上下山开拓方式。第二节 井口与工业场地位置选择经计算东荣三矿井田储量中心坐标为；X=5198120、Y=44456320，其位置在12勘探线758孔东南400m处，矿井储量中心偏于井田东部，-500m以上储量中心约距全井田储量中心东北90m，在布置井口位置时，综合考虑了离储量中心近、煤炭运输距离短、距首采区近、主要运输大巷工程量小、压煤少的特点，选择了井口位置在11勘探线745孔以南约90m处，距东荣矿区中心居住区2.2km。工业场地内设主、副井两个井筒。一、风井井口位置本设计在矿井移交生产前，考虑到能满足井田东部采区开采的独立通风要求，系统简单、风流稳定，并对缩短通风线路，减少通风负压有利；地面条件表土层厚度小，尽量不压煤或少压煤、工程量小的特点，在井田东部30煤层露头处第13勘探线东北230m 处设计一个东风井，通风方式为中央分列式通风。在后期生产中，为保证矿井风量要求，在井田西部设置进、回风各一个，位置在12勘探线824孔东北250m处，进、回风井共用同一风井井底通过采区进风上山，与运输水平联系，形成分区式通风。二、井筒个数及后期风井井位1、初期井筒数目根据矿井提升、通风要求和井下开拓布置，矿井初期井筒个数为3个，即主井、副井、东风井。主井提煤兼回风；副井担负提矸、升降人员与设备、下放材料及进风任务；东风井回风。2、后期井筒个数及井位对于后期开发的西区井井筒个数，本设计作了如下考虑：确定西区后期设置进、回风井各一个，形成该区的独立进、回风井系统。西风井位置确定在12勘探线824孔东北250m处，进、回风井共用同一风井井底通过采区进风上山，与运输水平联系。三、水平划分及标高（一）回采上限及回风水平的确定根据矿井防水煤柱高度的计算结果，考虑到各自然地质块断状况和采区布置条件，为便于井下巷道的布置和生产管理，在一定范围内取同一标高作为相应煤层的回采上限标高，见主要煤层回采上限表。主要煤层回采上限表范围 煤层1416182430福山东向斜东翼F33F78-300-330F78F32-280-275-275-270北翼-235 南翼-250工业场地煤柱F32F40北翼-250南翼-255-250-250-240-250工业场地煤柱F40F48-240-240-230-240-200福山东向斜西翼F33F78-280-280F78F19-300-300-300F19F10-300-300-300F10F72风氧化带下限风氧化带下限风氧化带下限F71断层煤柱-210福山东背斜西翼F73F70-280-280-280F70F67-300F67断层煤柱F67F85-300F85F81-300（二）运输水平标高的确定本矿井运输水平标高的确定，主要以上山部分的储量、服务年限、阶段斜长、煤层埋藏情况和采区布置，及上、下山开采和难容等方面来综合考虑。在矿井初步设计中就-450m和-500m两个方案进行了详细的技术经济分析与论证，最终确定水平运输标高为-500m水平。四、大巷布置（一） 主要运输巷道在500主要运输巷道煤炭运输方式的选择中，考虑了三种方案：1是采用胶带输送机运送煤炭，2是采用3T底卸矿车运送煤炭。方案1具有运输能力大、连续化运输的特点，但考虑到东荣三矿煤层构造复杂、采区多，布局分散、近远处储量基本均衡的特点，采用综合1、2方案的3方案：即主井近部采区使用胶带运输机运输煤炭；远部采区用3T底卸矿车运送煤炭。在500水平布置两条大巷，即运输大巷和轨道大巷。轨道大巷供下井物料、运送矸石及人员行走，运输大巷供胶带运输机和3T底卸矿车从采区煤仓向主井3T底卸仓运送煤炭。（二）主要回风巷道根据地质报告的提供，将各段主要回风道，均布置在风氧化带以下。在井田东，回风大巷采用分组布置方式，服务于29130煤组各采区的回风大巷布置在30煤层及30煤层底板岩石内，其回风大巷水平标高-250m，并与东风井联系。主要回风巷道布置。五、采区划分、采区储量及开采顺序（一）采区划分、采区储量根据井田形态、地质构造以及煤层分组、层间距等情况，在确定采区划分时主要以井田内落差在30米以上的大断层为界，将全矿井共划分为30个采区，其中-500m以上共有22个采区，-500m以下水平有8个采区。矿井采区情况表分区东区西区合计 项目水平采区数（个）经济可采量（MT）采区数（个）经济可采量（MT）采区数（个）经济可采量（MT）上山采区（-500m以上）1373.581926.75822100.339下山采区（-500m以下）512.898314.554827.476合计：1886.4791241.31230127.815（二）开采顺序根据煤组的分布情况、煤层储量条件及开拓要求其开采顺序为：先采30煤层，因为储量大，其工业储量占全矿井的29.9%，作为初期采区开采极为有利。（三）配采关系1、厚、薄煤层适当配采，保证矿井的正常接续和均衡生产。2、两个综采产量要保持相对稳定。3、矿井前期开采东区，后期为东、西区同时生产，尽是在前后期内，使各区产量保持相对稳定。4、条件差、生产能力低、运距较长的采区，宜在中后期生产。根据配采计划安排，矿井产量递增年限为1.2a。生产均衡年限为54a。产量递减年限为5a，生产延续年限为60.2a。第三节 井筒一、井壁结构1、井筒检查孔资料，井筒穿过的表土层和岩层的性质及开凿施工方法（1）水文地质资料由于各井筒检查孔资料尚未提交，本矿井三个井筒的井壁结构设计依据邻近钻孔资料。主、副井井筒处第四系地层厚188.2m，第三系地层厚107.3m，基岩风化带厚约30.0m。东风井井筒处第四系地层厚181.5m，第三系地层厚81.0m ,基岩风带厚约30.0m。（2）施工方法选择本井三个井筒均穿过262295m的第四、第三系地层，因此必须采用特殊凿井法施工。由于受东北的影响，本矿井的三个井均采用冻结法施工。2、井壁结构及厚度（1）冻结段主、副、东风井三个井筒的冻结段井壁采用塑料夹钢筋混凝土复合结构型式，即在双层钢筋混凝土井壁之间铺设一层聚乙烯塑料板。主井井筒冻结段支护深度327.0m，井壁厚度8001000mm，内夹1.5mm厚塑料板。副井井筒冻结段支护深度327.0m，井壁厚度10001200mm，内夹厚1.5mm塑料板。东风井井筒冻结段支护深度298.0m ,井壁厚度700900mm，内夹厚1.5mm塑料板。（2）基岩段本矿井主、副、东风井三个井筒的基岩段均采用普通法施工，井壁结构型式均为素混凝土。主井井筒基岩段支护高为327.0m645.124m，井壁厚度450mm。副井井筒基岩段支护高度为327.0m594.0m，井壁厚度450mm。东风井支护段高度为298.0m 323.5m，井壁厚度350mm。第四节 井底车场及峒室本矿井采用立井，单水平，主要石门，分组大巷，上下山开拓方式。煤炭运输采用3t底卸式矿车和胶带运输机运输，辅助运输采用1t固定式矿车。煤列车由17节3t底卸式矿车组成，胶带运输机采用SDJ-150C式胶带运输机带宽1m，矸石及煤矸混合列车由30节1t固定式矿车组成。各种列车均由10t架线式电机车单机牵引，井下矸石率为15%，掘进煤按产量的6%计算。一、井底车场形式的选择井底车场选择时即考虑了首采区运输，又兼顾了后期南翼运输石门的运输能力，经综合考虑布置为环形车场，位于-500m水平，24煤层底板，30煤层顶板。根据方案对比选择：主井空、重车线置于主井北侧，-500m北翼轨道石门直接与车场相接。-500井底车场平面示意图（附后）。二、空重车线的长度的确定、列车运行及调车方式、车场通过能力的计算1、空重车线的长度：1879.2m。2、调车方式采用：副井重车侧采用调车线调车。3、车场通过能力的计算：N0.252Q/1.15T。N车场通过能力（Mt/a）Q每一调度循环进入井底车场的所有煤列车和载有煤的混合列车的净载煤重T每一调度循环时间（min）0.252年运输工作时间和Mt换算系数乘积 1.15运输不均衡系数车场煤通过能力N=0.252(10173+251)/1.1554.3=2.10(Mt/a)富裕系数：2.10/1.5=1.40车场矸石通过能力N=0.252(22511.7)/1.554.3=0.343Mt/a富裕系数：0.343/ 1.515%=1.52三、井底车场的峒室和峒室的支护方式及支护材料。1、主井系统：主井箕斗装载-位于主井底，采用矩形断面，砼砌碹支护。3t底卸式矿车卸载站峒室-峒室位于主井-500m标高，采用直墙半园拱断面，砼砌碹支护。井底煤仓-位于主井的北侧采用圆形断面 ，素混凝土支护。主井井底清理撒煤斜巷及峒室-用于清理煤与副井相连。2、副井系统：主排水泵系统峒室，位于副井的左侧，采用直墙半圆拱断面，料石砌碹支护。主水仓：主水仓分设内外两条，总容量为8h矿井正常涌水量和井筒淋水量。再加上4h防火灌浆水量，计4952m3。仓内铺设轨道，采用水仓清理机进行清仓。3、主变电所：位于副井底，采用直墙半圆拱断面，料石砌碹支护。4、其它峒室：车场内还设有等候室、保健站、工具室、调度室、消防材料库、电机车修理间等。四、井底车场工程量见表：2-5-1。序号类 别长 度(m)掘进体积(m3)备注1巷道801.6809996.112交岔点177.5553655.943硐室1353.49916581.24小计2332.73430233.294排水系统硐室919.4939397.535供电系统硐室56.9181055.53合计3309.14540686.41第三章 大巷运输及设备第一节 运输方式的选择一、大巷运输方式的选择本矿井-500m 运输水平的煤炭，分别由矿井东、西两翼向井底车场集中。经济对比，设计确定主井近部采区使用胶带运输机运输煤炭；远部采区用3T底卸矿车运送煤炭。本矿为低沼气矿井，故确定井下主要巷用ZK-6/550-5型架线式电机车。500米水平运输集中石门和大巷，采用600MM轨距，双轨、单面人行道断面，大巷采用锚喷支护和局部砌碹支护。净断面11.3M2，锚喷掘进断面为13.3M2，料石砌碹掘进断面为15.2M2。大巷坡度为3，集中石门及大巷铺设24KG/M钢轨。第二节 矿车一、矿车选型3t底卸式矿车及1t固定式矿车，选型见表321。矿车类型容积（m3）载重（t）外形尺寸(mm)轨距（mm）轴距（mm）自重（kg）备注装煤装矸长宽高底卸矿车3.3336801200140060011001900CDC-6/3形固定矿车1.11.01.82000880.1150600550592MG1.1-6B形二、矿车及其它车辆数量计算按排列法进行计算，并根据具体的运输配置情况，本矿井达到设计生产正常能力时，3t底卸式矿车共计123辆，1t固定车箱式矿车共计304辆，1t材料车43辆，3t平板车20辆，13.5t重型平板车10辆，油车、油品车各2辆。采区上山人车两列（共6辆）。其中13.5重型平板车运送液压支架等综采设备。第三节 运输设备选型一、设计依据（一）矿井生产能力；1.5mt/a，矸石率15%。（二）矿井沼气等级：低沼气矿井。（三）工作时间：年工作日300天，每天工作2班，每班工作8小时。（四）轨距：600mm。（五）矿车规格：运煤：3t底卸式矿车，自重q=1.9t,载重q=3t，运矸石：1t固定式矿车，自重q=0.59，载重tq=1.7t。（六）调车时间：井底车场11min，采区下部车场3.5min。（七）达产时运量及运距：（见表331）采 区东 九 采 区东 八 采 区煤矸 石煤矸 石运量（t/班）1350202.51333.3200运距(m)880880760760二、选型计算设计选用SDJ-150C胶带运输机和ZK10-6/550-5型架线式电机车（一）胶带运输机设备选型1、设计依据输送机运量：700T/h运输距离：760m输送机倾角：05度原煤粒度：0300mm2、选型计算经计算-490m东部集中石门主运输设备选用橡胶整芯胶带输送机1台，其带宽1.0m，带速2.0m/S、运量700T/h，据此选用SDJ-150C胶带输送机。（二）列车组成及机车台数计算1、按起动条件列车重量Q2=(1000p/wz+wr+110a)-p式中：p电机车粘着重量，t 粘着系数，=0.24 Wz列车起动基本阻力系数 Wr坡道阻力系数 a列车加速度运矸：Qz=(10000.2410/13.5+3+4.4)-10=104.8(t)运煤：Qz=(10000.2410/10.5+3+4.4)-10=124(t)2、列车组成n=Qz/(q+p)运矸：n=Qz/(q+p)=104.8/(0.61+1.7)=45.4(辆)运煤：n=Qz/(p+p)=124/(1.9+3)=25.3(辆)根据运行经验及车场布置，列车组成如下：运矸由30辆1t矿车组成，运煤由17辆3t底卸式矿车组成。3、列车组成校验经计算，每台牵引电动机的均方根电流分别为I煤=18.9A，I矸20.56A。均小于每台牵引电动机长时制电流Ic=26.5A，满足温升要求。重列车实际制动距离分别为L煤38.8m，L矸=40.2m，均大于规程允许制动距离L=40m，为此采用斩波调速将列车重车下坡速度限制在：V煤=15km/h，V矸=16km/h。4、电机车台数计算经计算，运煤4台电机车，运矸石2台电机车，备用2台电机车，电机车总台数为8台。（三）整流装置容量及数量选择1、牵引变流所连续负荷 p=117.3KW，I=195.4A。2、牵引变流所最大负荷Pm=182.58kw，Im=304.4A。选用CQA300/600KY型整流装置2台其中1台工作，1台备用。（四）牵引网路接触线选用TCG65铜电车线，馈电线及回流线选用ZQ201000，1120mm2单芯电缆。第四章 采区布置及装备第一节 采区布置一、矿井达到设计产量时采区个数及位置根据已确定的井型、井口位置及井下开拓布置，矿井达到设计产量时，首采区位置共提出三个方案。方案：移交东八、东九两个采区；方案：移交东二、东九采区；方案：移交东二、东九及东八F41断层上采区。经过全面分析论证后，设计认为方案：移交东八、东九两个采区，具有：工程量省、贯通距离短、投产快、生产管理方便、矿井能保持正常的厚薄搭配开采关系、有利于两个主采煤层同时配采、采区接替比较合理等优点。对矿井通风、运输等也均为有利，为矿井稳产、高产创造了有利条件。所以，本设计推荐方案：移交东八、东九两个采区，东八采区可采储量560.2万吨，服务年限7年。东九采区储量379.2万吨，服务年限4.8年。 二、采区巷道布置（一）采区巷道布置方式根据本矿井开拓布置、煤层群分组和各移交采区的具体地质条件，按照安全生产、开采方便、系统简单、经济合理及多掘煤巷、少掘岩巷的要求，本设计确定东八和东九采区均采用走向长壁、边界上山单翼布置方式。各开采煤层回采巷道的煤层及设备材料运输、工作面通风、均采用区段石门与边界上山联络。（二）上山数目每个采区为了更好地保证下料、通风、及煤炭运输各系统正常，并根据煤矿安全规程中关于“每个上、下山采区都必须配置至少一条专门的回风道”规定。设计确定采区布置三条上山（即：轨道、胶带机和回风上山），做到专巷专用，安全可靠。（三）上山布置方式根据地质报告所提供的资料，东八采区、东九采区，经分析认为，将轨道上山和胶带机上山布置在30煤层底板岩石内，参考东荣二矿和本矿井的实际情况，煤层有自然发火的危害，回风上山也设计在30煤层底板中。（四）回采巷道布置为便于巷道维护，回采巷道视实际情况，可选择适合本煤层和回采巷道布置方式。另外，为保证综采工作面采区推进，综采面回风巷和胶带机巷，均采用平行布置方式。后期对高档普采平巷，力求取直或分段取直布置，以简化运输环节。（五）采区煤炭运输本矿井采区工作面煤炭运输，均由胶带机平巷、区段溜煤眼、溜入胶带机上山，再由上山胶带机送到采区煤仓，再由胶带输送机运到井底车场主煤仓。三、对“二九一”农场煤柱开采本设计暂不对此考虑，待后期设计时再定。第二节 采煤方法一、开采条件如前所述，通过矿井储量分析，本矿井16煤层和30煤层除个别块段受断层影响外，其余均考虑采用综采开采。对于14、18和24煤层，从三层煤的分布情况来看，其开采面积约占全井田开采面积的45%，储量约占全井田的35%，在这三层煤中，其开采厚度大于1m以上的开采面积约占总面积的89%。储量也占其总储量的92%。而矿井主采的16和30煤层，其开采面积占全井田开采面积的34%。另外，14和18煤层的开采，也直接影响16煤层开采的接续。因此，本设计确定，对于14、16和24煤层条件较好的块段，使用薄煤层综采设备进行回采。全矿井适合综合机械化开采的经济可采储量为74.343Mt。占全矿井经济可采储量的60.4%，适合高档普采的经济可采储量为43.168Mt，占全矿井经济基础可采储量的35.4%。二、采煤方法根据双鸭山矿业集团对综采机械化采煤已有多年的生产实践经验，并针对井田煤层倾角多为1525，属于缓倾斜煤层，除个别开采块段，煤层小于12。可考虑倾斜条带布置采区外，其余均采用走向长壁布置采区。所以，本设计确定按走向长壁采煤法布置采区。从煤层赋存情况和采区开采条件来看初期移交的东八采区和东九采区30煤层均具有较好的开采条件。设计确定两采区使用轻型放顶煤综采开采。采用轻型放顶煤综采开采的主要依据是：降低采高，减少支架工作阻力，降低支架成本。充分利用煤层顶板矿山压力将顶煤压疏，有利于放煤和向高产高效方向发展。支架重量轻，有利于安装及回撤，缩短工期。三、工作面推进方向为在生产期间能够切实掌握采区内煤层构造及变化情况，避免新鲜风流窜入采空区，防止煤层自然，采区内均采用后退式开采。四、回采工作面长度及工作面走向长度据国内外统计资料分析，综采工作面长度在150180m内较为合理，能达到较高的产量和效率。本设计确定矿井移交生产时的东八采区工作面长度为170m、平均走向长度为1300m、采区内划分5个采煤工作面；东九采区工作面长度为170m、平均走向长度为1100m、采区内划分4个采煤工作面。五、工作面采高根据本井田的煤层赋存条件和当地国内采煤技术设备情况，本设计确定初期开采的30煤层均为综采轻型放顶煤回采。回采2.4米高、放1.5米高。六、工作面年推进度根据国内外生产矿井的实践证明，综采一般为两班采煤、一个班准备，采煤班4刀，日进8刀，每刀截深0.6m，每循环产量440吨，日推进度为4.8m，年推进度可达1296m，年产量78万吨。（循环率按90%、放煤率按85%、年工作日300日考虑）。每循环产量计算：QLMRFP1703.91.30.60.85 =440吨工作面每米产量：QLMRP1703.91.30.85 =730吨Q：每循环产量（吨）L：工作面面长（米）M：煤厚（米）R：煤的容重（1.3吨/米3）F：截深（0.6米）P：放煤率（85%）七、采区生产能力依据上述确定的回采工作面条件，从运输、通风及主要生产环节配套能力等考虑。本矿井达到1.5Mt/a设计生产能力时，共布置2个采区，2个工作面。东九采区、东八采区设计生产能力均为0.75Mt/a。（包括掘进出煤）八、采区装备（一）概述根据本矿井初期移交采区所采煤层的地质条件，设计确定在东九采区和东八采区分别装备一套综采设备。采区设备选型力求技术先进、经济合理、性能可靠。(二)、液压支架选型根据地质报告提供的煤层地质资料，液压支架选型用ZF2400-16/24轻型支架。按照煤岩组合的力学模型，符合“拱-传递梁组合结构”此时传递梁在支架上的载荷近似为：PC = Q/(2l)=1/(2l)LH=752.5/（23.5）12.5吨/2式中：L为基本顶周期来压步距。东荣三矿30号层周期来压步距为7米。H为基本顶一次垮落厚度为5米。l为控顶距3.5米。由此估算支架载荷为：PO = M21+h+PCPO = 2.61.32+11.72.5+12.544.39吨/20.36MPa式中: M2放顶煤高度，2.6米。h直接顶岩石厚度，按煤高3倍计算取3.9311.71煤的容重，1.32吨/立方米。岩石的容重，2.5吨/立方米。中心距1500mm的支架支撑的面积为5.25平方米，如支护强度为44.39吨/20.36MPa352.8KN/2时，则支架的工作阻力为352.85.25=1852.2KN。一般实际选择支架的工作阻力时都要大于理论计算的数值,但最大不大于计算值的25,以上计算的支架工作阻力为1852.2KN,故实际选择的支架工作阻力为:P=PO(1+10%)=1852.2(1+10%)=2037.4KN,考虑外局没有压坏支架的实际情况,选用ZF2400-16