煤矿地下开采设计说明书.doc

内蒙古科技大学本科生毕业设计（论文）题 目：万利煤矿6-1上煤层开采设计学生姓名：郑锋学 号：0601101230专 业：采矿工程班 级：采矿06-2班指导教师：吴国良 I内蒙古科技大学毕业设计说明书摘 要万利煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市西北约7km处，距包头市约87km，行政区划隶属鄂尔多斯市万利镇。井田东西长约为11.4km，南北宽约13.5km，井田面积约为10万km2，煤层平均厚度1.48m，煤层倾角13。井田工业储量为11344.7万吨，可采储量为7625万吨，该矿井设计生产能力为150万t/a，服务年限为40a。矿井工作制度为“三八”制，全矿布置一个综采工作面，工作面长度为340m。开拓方式为斜井单水平开拓，布置一组大巷贯通全矿井，采用长壁采煤法，综合机械化开采。运输大巷采用胶带运煤，大巷辅助运输采用采用无轨胶轮车运输材料和人员。矿井采用中央集中式通风方式，抽出式通风方法，掘进面采用局扇通风。设计完成说明书97页，图纸7张。关键词：开拓、采煤、通风Wan 7 - 87km, , . 11.4km -, 13.5km, 100000 2, 1.48m, 1 3 . 113 447 000 , 76250 , 1,5 . , 40 . 38 , , 340. , , . , . -, . 97, 7. ：、 、 摘 要I第一章 井田概况及地质特征11.1 井田概况11.1.1位置与交通11.1.2 地形地貌21.1.3水源及电源情况21.1.4 气象及地震31.1.5 矿区经济概况31.1.6 煤炭运销和经济效益情况31.2地质特征41.2.1 地质构造41.2.2 矿区构造61.2.3 煤层及煤质71.2.4 瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温81.2.5 水文地质9第二章 井田开拓122.1 井田境界及储量122.1.1 井田境界122.1.2 资源储量122.2 矿井设计生产能力及服务年限132.2.1 矿井工作制度132.2.2 矿井设计生产能力及服务年限132.3 井田开拓142.3.1地质构造、煤层及水文条件对开采的影响142.3.2井田开拓142.4 井筒182.4.1 井筒用途、布置及装备182.4.2 井壁结构182.5 井底车场及硐室192.5.1 井底车场形式192.5.2 主要硐室名称及位置的设定19第三章 井下运输及设备203.1 运输方式的选择203.1.1 运输方式选择203.1.2 主要运输巷道断面、支护方式213.2 运输设备213.2.1主运胶带机选型213.2.2 辅助运输设备选型22第四章 带区布置及装备234.1 采煤方法234.1.1 采煤方法的选择234.1.2 采、装 、运设备选型234.1.3、工作面采煤、装煤、运煤方式304.1.4 工作面顶板管理方式，支护设备选型314.1.5 工作面回采方向324.1.6 采煤工作面循环数、年进度及工作面长度324.1.7带区及工作面回采率334.2 带区布置344.2.1 移交生产和达到设计能力时带区数目、位置344.2.2 开采顺序344.2.3 带区尺寸及回采巷道布置344.3 巷道掘进354.3.1 巷道断面及支护形式354.3.2 巷道掘进进度指标354.3.3 掘进工作面个数、组数及掘进机械配备364.3.4 井巷工程量37第五章 通风与安全385.1 概 况385.1.1瓦斯385.1.2煤尘385.1.3自燃385.2 矿井通风395.2.1通风方式和通风系统395.2.2风井数目、位置及服务年限405.2.3掘进通风及硐室通风405.2.4井下通风设施405.2.5安全逃生路径405.2.6矿井风量、风压及等积孔的计算415.3 通风设备475.3.1设计依据475.3.2选型计算：475.3.3风机技术参数485.4 灾害预防及安全装备485.4.1瓦斯预防措施485.4.2火灾的预防措施495.4.3防爆、隔爆措施495.4.4预防顶板事故措施505.4.5预防井下水灾的措施505.5 井下消防、洒水及防灭火515.5.1井下消防、洒水515.5.2矿井防灭火52第六章 职业安全卫生536.1 概 述536.2 建筑及场地布置546.3 职业危害因素分析及防范措施556.4 主要防范措施566.5 消防设施626.6 机构设置和人员配备62第七章 环境保护637.1 概 述637.1.1设计采用的环境保护标准637.1.2环境保护目标637.2 各种污染的防治措施647.2.1大气污染物及防治措施647.2.2污废水治理647.2.3固体废弃物处理657.2.4噪声控制657.3 水土保持与绿化667.4 地表塌陷治理687.5 环境管理与环境监测68第八章 建井工期698.1 施工准备及移交标准698.2 建井工期70第九章 技术经济749.1 劳动定员及劳动生产率749.2 主要技术经济指标75参考文献79致谢80V万利煤矿6-1上煤层开采设计第一章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1位置与交通1、地理位置万利一矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市西北约7km处，距包头市约87km，行政区划隶属鄂尔多斯市万利镇。 2、交通210国道(包头至东胜段已改造为高速公路)、包（头）府（谷）公路从井田中部通过，包（头）神（木）铁路从井田西部边缘通过，技改后矿井煤炭拟由包神铁路韩家村车站装车外运,交通较为便利。详见交通位置图1-1-1。井田范围、见图1-1-2。图1-1-1 交通位置图图1-1-2 井田范围 1.1.2 地形地貌本井田为高原低山丘陵地貌，海拔标高约13251465m，相对高差不大，总体地势呈西北高，东南低。由于地形长期遭受风化剥蚀和雨水冲蚀，沟谷极为发育。地形较为复杂。1.1.3水源及电源情况1、水源本区气候干旱，无长年稳定地表水体，地下水源也比较贫乏。矿井目前利用城塔水源地作为供水水源。2、电源距本矿井南约10km处有1座鄂尔多斯北郊220kV变电站。距本矿井南偏东约15.4km处有1座鄂尔多斯东郊110kV变电站。距本矿井西南约16km处有1座铁西110kV变电站。距本矿井北约25km处有1座段家壕110kV变电站。该站目前正处施工阶段。原万利一井现有一回35kV电源线路，电源引自鄂尔多斯东郊110kV变电站，导线为LGJ-95，线路长约15.4km，已建成。原万利一井工业场地35kV变电所现已建成, 内设主变压器2台，35/6kV，（18003150）kVA。1.1.4 气象及地震1、气象本井田地处鄂尔多斯黄土高原，属半沙漠高原大陆性气候。2、地震本矿井所在地区鄂尔多斯市抗震设防烈度为6度。1.1.5 矿区经济概况万利矿井所属的鄂尔多斯市，万利矿区内居民稀少，居住分散。当地居民多从事农业、蔬菜业、养殖业，部分农民兼营采煤及运输业。工业不甚发达。居民人均耕地面积约0.35hm2。1.1.6 煤炭运销和经济效益情况万利矿区煤炭主要为低中灰、低硫、特低磷、中高发热量的不粘煤及部分长焰煤。其主要用户为包头地区的电煤市场以及华东和华南地区部分电厂，产品供不应求，经济效益明显。随着国家“西电东送”工程的实施，蒙西地区火力发电厂新建和改建装机容量将大幅增长。包头电厂目前装机容量为873MW，根据西部大开发的战略以及自身的区位优势，为了实现跨越式发展，在改造现有电厂的同时，将建设一批新电厂。市场对煤炭需求的增加将会进一步促进万利矿区的开发建设。1.2 地质特征1.2.1 地质构造1、区域地层本井田位于东胜煤田东北部，东胜煤田地层区划分属于华北地层区鄂尔多斯分区，主要含煤地层为侏罗系中下统延安组（J1-2y），其沉积基底为三迭系上统延长组（T3y），其上覆地层有侏罗系中统直罗组（J2z）、安定组（J2a）、白垩系下统志丹群（K1zh）、第三系上新统（N2）、第四系（Q3-4）。东胜煤田区域地层见表1-2-1。2、矿区地层万利的地层与东胜煤田区域地层基本一致，但因矿区地处东胜煤田东缘隆起区，地层遭到了严重的风化剥蚀与侵蚀而残缺不全。据地表出露及钻孔揭露，区内赋存的主要地层有：侏罗系下统富县组（J1f）、侏罗系中下统延安组（J1-2y）、第三系上新统（N2）、第四系上更新统全新统（Q3-4），现由老至新分述如下：（1）侏罗系下统富县组（J1f）表1-2-1 东胜煤田区域地层表系统组厚度（m）最大最小岩性描述第四系全新统（Qal+pl）025为湖泊相沉积层、冲洪积层和风积层上更新统马兰组（Q3m）040浅黄色含砂黄土，含钙质结核，具柱状节理。不整合于下伏老地层之上。第三系上新统（N2）0100上部为红色、土黄色粘土及其胶结疏松的砂质泥岩，下部为灰黄、棕红、绿黄色砂岩、砾岩，夹有砂岩透镜体。不整合于下伏老地层之上。侏罗 系白垩系上侏罗下白垩统（志丹群）东胜组(J3-K2d)40230浅灰、灰紫、灰黄、黄、紫红色泥岩、粉砂岩、细砂岩、砂砾岩、泥岩、砂岩互层，夹薄层泥质灰岩。交错层理较发育。顶部常见一层中粗粒砂岩，含砾，呈厚层状。伊金霍洛组（J3-K1y）3080浅灰、灰绿、棕红、灰紫色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩、细砾岩，中夹薄层钙质细砂岩。斜层理发育，下部常见大型交错层理。与下伏地层呈不整合接触。侏罗系中统安定组（J2a）1080浅灰、灰绿、黄紫褐色泥岩、砂质泥岩、中砂岩。含钙质结核。直罗组（J2z）1278灰白、灰黄、灰绿、紫红色泥岩、砂质泥岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩。下部夹薄煤层及油页岩，含1煤组。与下伏地层呈平行不整合。中下统延安组（J12y）78247灰灰白色砂岩，深灰色、灰黑色砂质泥岩，泥岩和煤层。含2、3、4、5、6、7煤组。与下伏地层呈整合接触。下统富县组（J1f）110上部为浅黄、灰绿、紫红色泥岩，夹砂岩。下部以砂岩为主，局部为砂岩与泥岩互层；底部为浅黄色砾岩。与下伏地层呈平行不整合。三叠系上统延长组（T3y）35312黄、灰绿、紫、灰黑色块状中粗砂岩。夹灰黑、灰绿色泥岩和煤线。与下伏地层呈平行不整合接触。下统二马营组（T2er）87367以灰绿色含砂砾岩、砾岩、紫色泥岩、粉砂岩为主。岩性以紫褐色、杂色砂质泥岩为主，夹紫灰色、紫褐色细粒砂岩及粗粒砂岩，局部含鲕粒。砂岩的特点是基底式胶结，泥质含量高。该地层为矿区含煤地层的沉积基底，区内地表没有出露，据钻孔(4号孔)揭露地层赋存厚度48.75m。（2）侏罗系中下统延安组（J1-2y）岩性主要为灰色、深灰色砂质泥岩、泥岩，浅灰色、灰白色细粒砂岩，次为灰白色粗粒砂岩、粉砂岩，夹褐黑色、黑色炭质泥岩及煤层。该组地层为矿区的主要含煤地层，由于受后期的风化剥蚀，区内仅赋存J1-2y3下部及其以下地层，据地质填图成果，主要在山不拉沟与瓷窑沟两侧出露。钻孔揭露赋存厚度为127.99270.37m，平均179.83m。地层呈整合接触。（3）第三系上新统（N2）岩性为紫红色、褐红色、浅红色砂质泥岩及泥岩，含有丰富的呈层状分布的钙质结核，呈半固结状态。据地质填图成果，该地层分布较为广泛，但因受沟谷切割，连续性差，主要分布在区内梁峁地带、沟掌、沟谷上部及缓坡之上。钻孔揭露地层赋存厚度为016.08m，平均13.12m。上新统（N2）与下伏延安组（J1-2y）地层呈不整合接触。（4）第四系（Q4）岩性为灰黄色、浅黄色、棕黄色黄土，为残坡积砂土（Q3-4）、风积砂（Q4eol）、冲洪积砂砾石（Q4al+pl），均呈松散状态。据地质填图成果，该地层在区内分布广泛，但不同成因类型的分布位置差异较大：Q3-4主要分布在梁峁地带及缓坡之上，Q4eol零星分布于矿区南部的南坡与洼地中，Q4al+pl主要分布在山不拉沟和瓷窑沟的阶地与河床中。地层赋存厚度为046.82m，一般小于10m。不整合接触于一切老地层之上。1.2.2 矿区构造井田处于华北地台鄂尔多斯台向斜东胜隆起区之东北部，沉积基底为三迭系，基本构造形态为一向南西倾斜的单斜构造，地层产状平缓，倾角一般小于3度，褶曲不发育，仅沿走向有宽缓的波状起伏。没有发现断距大于20m的断层，无岩浆岩侵入，亦无岩溶陷落柱存在。但浅部小型断层还是存在的，落差一般小于10m。井田属于较简单地质构造类型，即a型。才 井田内大中型构造各勘查阶段已经控制，没有发现大中型断层，仅有宽缓的波状起伏。但对小型构造控制不够，从原万利一井开采上部2、3煤层的巷道实际揭露情况来看，多条断距在10m以下的小断层在勘查阶段并未发现。今后开拓开采过程中仍会遇到小断层，断层断距虽然不大，但它们使煤层错动，失去了煤层的连续性，造成煤层顶板破碎，致使采煤机械无法正常推进，也增加顶板管理难度，应予注意。另外，在原万利一井开拓区范围内还碰到了局部冲刷带，在勘探时期亦未控制，未开拓区域情况怎样，有待于今后生产勘探进一步探明。1.2.3 煤层及煤质1、煤系地层侏罗系下统延安组J1Y为本井田主要含煤地层，井田南部有出露，是在陆相、河流相环境下沉积的地层，由砾岩、含砾粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩及煤层组成。煤系地层下部为上三迭系延长组（T3Y）地层，是煤系地层之基底，井田内无出露。煤系地层上部为中侏罗系直罗组（J2）地层，井田内主要分布于沟谷两侧。2、煤层6-1上煤：位于延安组第一岩段中部，自然厚度06.02m，煤层结构简单。井田内可采面积约62.4km2，占井田面积的比例为67.8%，平均采厚1.48m。由北向南有增厚趋势，中部为无煤带，南部平均厚度为1.8m左右。地质储量119.249Mt，约占全井田储量的7.2%。煤层顶板以粉砂岩、泥岩为主，中细粒砂岩次之；底板以砂质泥岩、粉砂岩为主。煤层特征见表1-2-2。3、煤层露头及风化带本井田2-2中5-1煤层在当地侵蚀基准面以上。5-1以上煤层在哈什拉川有出露，而4-2中以上煤层在马厂窑沟、昌汉沟均有出露，4-1以上煤层在很多支沟内均有露头。根据地质报告统计资料，本区煤层的风化带斜深为28m左右，垂深平均18.28m。4、煤质特征井田内煤呈黑色，条痕褐黑色，弱沥青-沥青光泽，内生裂隙发育，常为方解石、黄铁矿薄膜充填，煤层中含有黄铁矿结核。断口一般为参差状、贝壳状。性脆，线理状、条带状结构，层状、块状构造，摩氏硬度2左右。各可采煤层的比重一般为1.521.55，视比重一般为1.321.40 t/m3之间。燃点300左右，燃烧试验为剧燃，局部地段为缓燃，燃烧时火焰不大，残灰粉状，灰白灰黄色。表1-2-2 井 田 煤 层 特 征 表煤层编号煤层自然厚度 (m)煤层间距（m）可采厚度（m）结构情况可采程度稳定性夹矸层数类型两极值两极值两极值两极值一般值一般值一般值一般值3.254.1835.763.49016-1上06.0216.600.805.3502简单局部可采不稳定1.431.011.471.411各煤层煤岩组分以暗煤、丝煤为主，夹线理状、条带状亮煤、镜煤组分，其中4-2中、5-1两煤层含亮煤、镜煤组分较其它煤层为高，故这两煤层煤岩类型以半暗型为主，而其它煤层以暗淡型为主。煤的抗碎强度较高，结渣性中强，灰熔性偏低，属易选极易选煤。精煤回收率：36-1上平均在30.445.1%，其它各煤层在14.520.3%。根据煤分类指标，洗煤可燃基挥发分、粘结指标及透光率来看，井田内煤的粘结性指标y值均为零，透光率在5977%左右，洗煤挥发分除4-2中煤层平均在38.27%和2-2上煤层平均在37.18%左右以外，其它各煤层均在35.5736.43%范围，故除上述两煤层以长焰煤（CY41）为主以外，其它各煤层均以不粘煤（BN31）为主。总之，井田各煤层中丝质组分含量较高，为低中灰，低硫特低硫，低磷特低磷，易选极易选，发热量较高之长焰煤和不粘煤。可用作动力用煤、气化用煤和民用煤。1.2.4 瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温1、瓦斯煤层瓦斯含量00.74ml/g，瓦斯含量不大，属低瓦斯煤层。井田内及附近小型煤矿也未发生过瓦斯爆炸事故。2、煤尘井田内煤层的挥发份较高，均在36%左右，据井田及邻近矿井取样鉴定结果，煤尘爆炸火焰长度为65750mm，使煤尘不爆炸所需岩粉量为65%75%，故煤尘具有爆炸危险性。3、煤层自燃据井田及其附近矿井采样试验结果，煤的着火点在300左右。5-1煤层还原样与氧化样T之差为41。本井田煤层的自燃倾向等级属容易自燃煤层。自然发火期为23个月。4、地温根据地质报告部分钻孔简易测温成果，井田内垂深在400m之内时，地温均小于20。地温梯度为2.23.3/100m，平均为2.8/100m，恒温带一般为4080m。地温属正常区，无高温异常。1.2.5 水文地质1、水文地质特征矿区地表水系不发育，井田西侧的罕台川和东侧的哈什拉川均为间歇性河谷，旱季干涸或有溪流，雨季可形成短暂的洪流。本井田含水岩组的划分和区域含水岩组一致，分为松散岩层孔隙潜水含水组，半胶结岩层孔隙潜水含水岩组，碎屑岩类裂隙孔隙潜水承压水含水岩组三类。（1）第四系松散岩类孔隙潜水含水组由风积沙、黄土状亚沙土、台梁上堆积亚砂土及砂和砂砾层等组成。一般厚度小于10m，多为小面积分布，含水微弱。阶地砂，砾石层分布在沟川两侧，含水不均，堆积厚度变化较大，含水性相差悬殊。 第四系水井多分布在沟川附近，台地、梁上水井数量相对较少。以简易抽水资料来看，涌水量随季节性变化也很大，雨季水位高，水量大，旱季水位低，水量甚小，甚至干涸无水。用量一般为0.030.3 L/s。水井一般较浅，涌水量不大。（2）半胶结岩层孔隙潜水含水岩组岩性为第三系上新统砂质泥岩、含砾粗砂岩、砾岩等。厚度一般小于10m。该含水岩组的涌水量为0.427L/s，单位涌水量为0.171L/s.m，矿化度0.351g/l，PH=7.9，水质为HCO3-Ca.Mg.K+Na型水。2、碎屑岩类裂隙孔隙、潜水承压水含水岩组根据地层的岩性组合特征及含水特征将碎屑岩类含水岩组划分为5个含水岩段和4个相对隔水层。（1）第I含水岩段：志丹群裂隙孔隙、潜水承压水。岩性主要为紫红色砾岩、含砾粗砂岩及中粗粒砂岩，局部夹粉砂岩及砂质泥岩。该含水层的富水性变化较大，其富水性主要取决于所在位置。当含水层位于地下水位以下时，可构成富水性较强的良好含水层。（2）第一隔水层：侏罗系中统顶部。岩性为砂质泥岩、粉砂岩及泥岩，厚度一般2.054.55m。该隔水层连续性差，隔水性不强，只起局部隔水作用。（3）第II含水岩段：侏罗系中统裂隙空隙、潜水承压水。岩性以中细粒砂岩为主，局部夹含砾粗粒砂岩、粉砂岩及煤线。该含水层富水性微弱。（4）第二隔水层：侏罗系中下统延安组第三岩段顶部。岩性以砂质泥岩、粉砂岩为主，中夹泥岩、炭质泥岩及煤层，厚度一般3.979.70m。该隔水层层位较稳定，连续性好，隔水性较强。（5）第III含水岩段：位于侏罗系中下统延安组第二、第三岩段内，4-1上煤层顶板砂岩至2-1下煤层顶板砂岩之间的裂隙孔隙承压水。岩性主要为中粗粒砂岩，次为细粒砂岩，局部夹有粉砂岩和砂质泥岩，含2、3两个煤组。3煤顶板砂岩裂隙发育，透水性强，是该段的主要含水岩层。（6）第三隔水层：位于延安组第二岩段之内，4-1上煤层顶板砂质泥岩至4-1煤层底板泥岩之间。岩性主要为砂质泥岩、粉砂岩，次为泥岩，局部相变为细粒砂岩。厚度一般为4.5410.36m，该隔水层层位稳定，隔水性能好。（7）第IV含水岩段：位于延安组第一、第二岩段之内，4-1煤层底板砂岩至6-2中煤层顶板之间的裂隙孔隙承压水。岩性以细粗粒砂岩为主，局部为砂质泥岩及粉砂岩，含5、6两个煤组，4煤组和5煤组之间的厚层状砂岩透水性好，为该段的主要含水层。（8）第四隔水层：位于延安组第一岩段之内，岩性为砂质泥岩、粉砂岩，中夹泥岩及煤层。厚度一般为2.704.93m。该隔水层层位不稳定，连续性差，只起局部隔水作用。（9）第V含水岩段：位于延安组第一岩段底部三迭系上统延长组。岩性以中粗粒砂岩为主，次为细粒砂岩及含砾粗砂岩，下部夹粉砂岩。含水层揭露厚度一般为1820.50m。区内各含水岩组的单位涌水量较小，富水性微弱，松散岩类含水岩组在各大沟谷中富水性相对较强。井田综合水文地质柱状。3、矿井充水因素区内地表水、地下潜水主要受气候影响而产生动态变化，大气降水是其主要影响因素。地表水、潜水与大气降水之间的关系较为密切。大气降水对地表水、潜水的水位、水量起控制作用。4、矿井水文地质类型区内直接充水含水层的富水性弱，单位涌水量小于0.1L/s.m，补给条件差。主要可采煤层虽然位于地下水位以下，但地下径流缓慢，水量贫乏。矿井充水水源以贫乏的大气降水及微弱的地下水为主，水量不充分。区内地表水稀少，一般与直接充水含水层的联系不大，第四系松散沉积物在区内虽分布广，但厚度不大，水文地质边界条件简单。依据地质报告结论，井田水文地质类型属III类一型，即以裂隙孔隙充水为主的水文地质条件简单的矿床。5、矿井涌水量经地质部门抽水试验和计算结果，预测矿井涌水量为第四系裂隙潜水，正常及最大涌水量均为7.4m3/h；3-14-1下煤层潜水承压水混合含水组正常涌水量47.9m3/h，最大涌水量91.5.0 m3/h；4-2中5-1煤层承压含水组正常涌水量120.4m3/h，最大涌水量130.8m3/h；5-16-2中煤层承压含水组正常涌水量102.8m3/h，最大涌水量144.5m3/h。根据2004年12月20日会议纪要意见，矿井排水系统按正常涌水量103m3/h，最大涌水量145m3/h设计。矿井涌水量可能会随着井巷工程量延长、开采面积、深度以及产量的增加而逐渐加大。设计留有排水系统扩建的位置。第二章 井田开拓2.1 井田境界及储量2.1.1 井田境界拐点编号XY拐点编号XY14423965.00374076800337415661.7724423965.0037405221.70164417176.8137415471.7234422996.2137404737.26174417278.4437416173.0644421519.9337405130.94184416960.0737417516.7454420622.9737406227.2194421052.3137416957.9564417010.4737408284.31204420765.8937415792.2874415010.0737408424.34214420341.4137414489.2384413200.8837409412.28224423235.4337413965.0094414300.4337411014.67234424787.8837413965.00104414946.5237411997.77244427505.9037411840.68114414946.5237411714.69254427328.3737411485.06124415731.3337411767.26264425985.0037411485.06134415735.0037415368.77274425985.0037409859.01144416057.2837415405.6284422469.0637408574.142.1.2 资源储量1、煤炭资源储量本次对井田内6-1上煤层进行了资源储量估算，截止2006年6月30日，全区获得煤炭资源保有储量119.249Mt。2、工业储量各个分区的工业储量为122b区的3633.3万吨，333区的5481.4万吨，111b区的2320万吨。该区的工业储量为11344.7万吨。2.1.3 可采储量矿井的可采储量按下式计算： 矿井可采储量（设计储量-各种煤柱损失） 带区回采率1、各种煤柱的留设（1）、井田境界煤柱留设20m保护煤柱；（2）、对于穿过该区两条公路，各留25m的保护煤柱；（3）、各大巷，各运输顺槽之间的保护煤柱为20m。2、可采储量的计算矿井可采储量（设计储量-永久煤柱损失） 带区回采率Zk=（Zc-P）C Zk矿井可采储量，吨；C带区回采率，0.85；Zc设计储量；P各种煤柱损失；解得Zk=7625万吨表2-1-2 矿井可采储量计算表煤层序号资源储量（万吨）工业储量（万吨）煤柱损失（万吨）矿井可采储量（万吨）6-1上11924911344.779176252.2 矿井设计生产能力及服务年限2.2.1 矿井工作制度矿井年工作日为330d，每天三班作业，其中两班生产，一班检修2.2.2 矿井设计生产能力及服务年限1、矿井设计生产能力：15M吨资源条件：本矿井煤炭资源丰富，煤质优良，开采技术条件优越，产品市场前景广阔。赋存条件：本矿井煤层赋存稳定，为中厚煤层，适合机械化采煤。综上所述，确定矿井生产能力为150万吨/年，日产原煤4090.9吨。2、矿井的服务年限 T Q / (AK)式中：T设计矿井服务年限，a；Q矿井可采储量，762.5Mt； A-矿井生产能力， Mt/a，为15M吨；K储量备用系数，为1.3;解得：T =40年2.3 井田开拓2.3.1地质构造、煤层及水文条件对开采的影响井田处于华北地台鄂尔多斯台向斜东胜隆起区之东北部，沉积基底为三迭系，基本构造形态为一向南西倾斜的单斜构造，地层产状平缓，倾角一般小于3度，褶曲不发育，仅沿走向有宽缓的波状起伏。没有发现断距大于20m的断层，无岩浆岩侵入，亦无岩溶陷落柱存在。但浅部小型断层还是存在的，落差一般小于10m。井田属于较简单地质构造类型，即a型侏罗系下统延安组J1Y为本井田主要含煤地层，井田南部有出露，是在陆相、河流相环境下沉积的地层，由砾岩、含砾粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩及煤层组成。煤系地层下部为上三迭系延长组（T3Y）地层，是煤系地层之基底，井田内无出露。煤系地层上部为中侏罗系直罗组（J2）地层，井田内主要分布于沟谷两侧。矿区地表水系不发育，井田西侧的罕台川和东侧的哈什拉川均为间歇性河谷，旱季干涸或有溪流，雨季可形成短暂的洪流。本井田含水岩组的划分和区域含水岩组一致，分为松散岩层孔隙潜水含水组，半胶结岩层孔隙潜水含水岩组，碎屑岩类裂隙孔隙潜水承压水含水岩组三类。2.3.2井田开拓1、开拓方案的提出为了开采地下煤层，从地面掘进一系列的巷道通达煤层，使之形成完整的提升、运输、通讯、排水和动力供应等系统，称为井田开拓。煤矿地下开拓方式按井筒倾角不同分平硐开拓、斜井开拓、立井开拓。用一种井筒形式开拓的属于单一开拓，否则为综合开拓。根据矿床埋藏条件，煤层产状、区域地质、地质构造、煤层与围岩的物理力学性质、围岩的稳固性、煤层地质地貌、水文地质等，来确定矿床开拓方式。由于表土层不厚，煤层埋藏浅，水文地质简单，所以选用单一开拓方式适宜。又由于煤层赋存于空也场地标高以下，不能用平硐开拓；，井田煤层埋藏深度小于200米，选用立井开拓不太适宜。但煤层倾角很小，属近水平煤层，表土层不厚，水文地质情况简单，井筒不需特殊法施工的近水平煤层首选斜井开拓。初步选定方案：斜井开拓（顶板穿层斜井）。斜井开拓与立井开拓比较的优点：（1）井筒施工简单，速度快，投资少。（2）井筒设备和地面建筑少，不用大型提升设备，钢材消耗少。（3）胶带输送提升机增产潜力大，改扩建比较方便。容易实现多水平开采，并能减少井下石门长度。2、开拓方案简介（1）对于斜井开拓提出以下两种方案： 方案一：井筒布置在西北方向，工业场地布置在井田西北部靠近井田境界边缘地区，场地标高在+1458+1464左右，煤层底板标高+1160+1180，地形平坦，有总够的空间布置办公设施，地下不压煤。煤的运输线路：开采工作面运输顺槽运输大巷主斜井地面。副井进风并兼做设备、材料的运输和人员的进出。通风路线:副斜井运输大巷运输顺槽开采工作面回风顺槽回风斜井地面。回风斜井作为专门的回风井。详见图2.3.1 方案二: 井筒布置在井田的中部，工业场地布置在井田中间靠近井田境界边缘地区，场地标高在+1450+1458左右，煤层底板标高+1210+1210地形开阔平坦，有足够的空间布置办公设施，并且靠近井田范围内的运煤专线，运输方便，地下也不压煤。煤的运输线路：开采工作面运输顺槽运输大巷主斜井地面。副井进风并兼做设备、材料的运输和人员的进出。通风路线:副斜井运输大巷运输顺槽开采工作面回风顺槽回风斜井地面。回风斜井作为专门的回风井。见图2-3-2图2-3-1 井田开拓一图2-3-2 井田开拓二（2）开拓方案比选 见表2-3-1表2-3-1 开拓方案比选表 方案内容一方案二方案一比二施工工程量 (23771.1m)3（18907.7m）3大回采工作面第三带区工作面不规整，工作面搬家次数多，不好布置。损失太多。第三带区工作面规整，工作面搬家次数少。损失少。不规整，损失多通风与运输通风运输系统复杂通风方便，运输灵活、容易差井筒高差276m256m大交通运输井筒位于沟谷的上坡上，运输困难，离公路比较远，运输不方便井筒位置离告诉公路和运煤专线很近，且与周围的城镇相邻，交通极为便利不便利一方案优点：a:用一个开采水平开采整个煤田，井巷和硐室工程量小，基建投资少；b:水平服务年限长，井筒装备简单，可充分利用各种设备、设施和开拓巷道；c：不需要延伸井筒，有利于矿井稳定生产，井筒维护费用少。一方案缺点a:工业场地离公路远，运输不方面。b:管线电缆铺设长，通风线路长。c: 第三带区工作面不规整，工作面搬家次数多，不好布置，损失太多d：巷道交叉太多，对该地区的支护困难。二方案优点：a:巷道布置及生产系统简单，运输环节少，通风线路短并有建井速度快，投产早。b:深度较深时，提升速度快；c：在水文地质条件复杂时同样适用。d：井筒位置离告诉公路和运煤专线很近，且与周围的城镇相邻，交通极为便利。二方案缺点：a:施工工程量大。b:该井筒高差比方案一大。c: 占用人员多。d: 通风运输系统复杂。（四）开拓方案选择 通过技术比较，综合来看选择方案二，见附图。2.4 井筒2.4.1 井筒用途、布置及装备主井：主井运煤，装备胶带输送机，进少量风；副井作辅助（矸石、材料、机械、设备、人员）运输，用无轨胶轮车车运输，兼作排水、进风井；风井专门用作回风，不装备，兼作安全出口。2.4.2 井壁结构围岩稳定性不够好，不便用直线性断面；井筒埋深较浅，穿过岩层强度小，所以选择井筒形状为半圆拱形。用混凝土砌碹支护，厚度：100mm。见表2-4-1表2-4-1 井筒特征表序号井筒特征井筒名称主井副井风井1井筒坐标纬距（X）374710752.93374710729.4537410772.16经距（Y）4419192.224419229.124419165.432井口标高（m）1200120012003井筒倾角（）1612164井筒方位（）北偏东57度北偏东57度北偏东56度5井筒宽度（m）净宽3.02.72.5掘宽3.22.92.96断面（m2）净12.7820.457.81掘进10.116.956.857砌壁（mm）厚度100100100材料混凝土混凝土混凝土8井筒装备胶带输送机防爆无轨胶人行台阶车2.5 井底车场及硐室2.5.1 井底车场形式本矿井采用斜井开拓，主运采用胶带运输，辅运采用无轨胶轮车运输，省略了传统意义上的井底车场，井底大巷之间只需通过联络巷连接即可满足运输和通风的要求。2.5.2 主要硐室名称及位置的设定中央变电所：在辅助运输巷北侧，副井井底附近 中央水泵房：在辅助运输巷北侧，与中央变电所并列，在靠近副井一侧，通过管子道与副井连接。 中央水仓：矿井正常涌水量为102.8m3/h、最大涌水量仅为144.5m3/h。因为本矿埋藏较浅，采用的斜井开拓，矿区涌水量较小，地表水对煤炭开采影响亦不大，且井筒大行连接处大巷标高最低，因此在井底车场附近设主、副水仓即可满足矿井需要。水仓容量及长度计算井底设主、副水仓、两仓定期交替清理，清理方式为人工清理。水仓容量Q=6QZ=6102.8=616.8m3式中：Q水仓容量，m3QZ矿井正常涌水量，m3/h。则水仓容量取：617m3水仓净断面S净=30m2水仓的长度为L=Q/S=617/9=20m随着产量提高，涌水量将会增大， 根据井底车场平面位置主仓长度为30m，副仓长度为30m。第三章 井下运输及设备3.1 运输方式的选择3.1.1 运输方式选择1、主运输系统井下原煤采用胶带输送机运输。回采工作面用刮板输送机运输，顺槽用可伸缩胶带输送机，掘进工作面用连采机落煤装煤，通过刮板输送机转入掘进巷道可伸缩胶带输送机。大巷、井筒都用胶带输送机运输；刮板输送机与顺槽胶带输送机用桥式转载机连接，顺槽、掘进巷道与大巷间通过胶带搭接连接，大巷与井筒通过主井井底车场用胶带搭接连接。2、辅助运输系统辅助运输具有多样性、复杂性和运输不均衡性，因此，选择合适的辅助运输方式极其重要，既要与矿井的开拓部署相适应，又要适应现代化矿井的发展需要。无轨运输井巷工程量大，投资高。但无轨运输车辆的车身一般为铰接，故可在起伏不平的巷道中自由行驶，且转弯半径小，机动灵活，运料容器采用插装式，可方便快速更换，可实现一机多用。系统维护工作量较少，且不受中间环节的影响，运输灵活、方便，为有效利用工时、提高工效及实现快速采掘创造了条件。本矿井构造简单，煤层倾角较小，属于近水平煤层，井筒采用砌碹支护，大巷采用锚喷支护，顺槽用锚杆支护，巷道均为煤巷，辅助运输量较少。因此，结合本矿井的具体条件，设计辅助运输方式采用无轨胶轮车运输。无轨胶轮车是一种以防爆低污染柴油机、蓄电池为动力，不需要铺设轨道，使用胶轮在道路上自由行驶的车辆。可分为防爆柴油机无轨胶轮车和防爆蓄电池无轨胶轮车两种。以蓄电池为动力的无轨胶轮车优点是无尾气排放，噪音低，缺点是外形尺寸较大，同时受蓄电池容量所限，难以满足整班长距离连续运输；以柴油机为动力的无轨胶轮车优点是载重量大，车速较快，外形尺寸较小，功能多，运行时间长，其缺点是有尾气排放，噪音和散热量都比较大。为了充分发挥无轨胶轮车运输快速、高效的特点，无轨胶轮车动力采用防爆低污染柴油机。材料、设备、人员从井口经大巷、顺槽到达工作面；矸石通过顺槽、大巷、井筒运到地面。3、人员入井人员进出井乘坐防爆无轨胶轮客车不方便时也可以走人行道。3.1.2 主要运输巷道断面、支护方式 井下大巷选用矩形断面，锚喷支护。大巷沿煤层顶板掘进。具体形状见主要巷道断面图。1-1主井表土段断面图，2-2主井岩层段断面图，3-3运输大巷断面图，4-4辅运大巷断面图，5-5回风顺槽断面图，6-6回风大巷断面图，7-7回风井断面图，8-8联络巷断面图，9-9运输顺槽断面图，10-10辅助顺槽断面图，11-11工作面开切眼断面图，12-12副井表土段断面图，13-13副井岩层段断面图。3.2 运输设备3.2.1主运胶带机选型1、运输能力的确定根据矿井开采系统的要求及顺槽胶带机的运输能力，确定本输送机的运量为Q=600t/h。2、胶带宽度的确定 B=0.639 m 式中：B胶带宽度，m；K断面系数，取270；物料散密度，取0.85t/m3;带速，m/s速度系数，取1.0；C倾角系数，取1.0.再结合煤的最大粒度为300mm，选取胶带宽度B=800mm。通过上述计算，确定胶带宽度为800mm。设计主运石门及主平硐均选用DP1040/1000型固定式带式输送机，其主要参数如下：表3-2-1 DP1040/1000型固定式带式输送机技术特征表技术特征单位参数型号DP1040/800带宽800带速m/s2.5运量t/h600主电机功率kw90重量t58.732最大运距m1500胶带强度kg/cm600生产厂家西北煤机二厂3.2.2 辅助运输设备选型一、辅助运输系统矿井