矿井采用斜井开拓方式的研究毕业论文.doc

矿井采用斜井开拓方式的研究毕业论文 绪 论一、 矿井概况交子里矿井是一座几经挖潜改造和扩建而成的大型矿井，开采历史44年，矿井采用斜井开拓方式，现主采水平为交子里水平，采煤方法为走向长壁全部垮落法，使用综采和综放工艺，矿井提升采用强力皮带提升，通风方式为分区抽出式。交子里矿井设计能力200万吨/年，2005年山西省煤炭工业管理局晋规发2005256号文件批准核定交子里矿井生产能力为200万吨/年。交子里矿井现采用斜井开拓方式，井下为单水平开拓，水平标高为交子里m。共有2个斜井和2个立井，其中主斜井为胶带机提升，井筒坡度为0816、斜长950米，担负矿井煤炭提升任务；副斜井装备为2JK-250型双滚筒绞车，坡度16，斜长382m，三个斜井共同担负矿井辅助提升任务；回风立井，担负矿井回风任务；矿井通风方式为中央分区式，通风方法为机械抽出式通风。井下布置两条运输大巷，一条交子里水平轨道运输大巷采用电机车牵引1T矿车运输完成辅助运输，一条交子里胶带运输大巷，担负矿井的煤炭运输任务。矿井主采盘区为交子里盘区，由于交子里盘区9#煤层大部分被小煤窑开采和破坏，故本次设计针对10#、11#煤层。二、 设计依据：1、设计委托书。2、交子里矿井地质报告。二零零五年五月四日山西省煤炭工业局以晋煤规发2005256号文批准交子里矿井生产能力为200万吨。附：晋煤规发2005256号文件。4、煤矿安全规程。5、煤炭工业矿井设计规范。6、建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程。7、矿井防灭火规范。8、矿井通风安全装备标准。三、设计的指导思想：1、本设计依据山西汾西矿业（集团）有限责任公司交子里矿井改扩建工程，并结合交子里矿井现状，利用交子里矿现有生产系统进行设计。2、最大限度开发利用煤炭资源，合理布置工作面。3、本着降低投资，加快投产进度，促进合理衔接的思想。四、设计的主要特点及技术经济指标：设计特点：井下煤炭运输全部采用胶带输送机连续运煤方式，运输量大，安全可靠。五、存在的主要问题及建议：1、问题根据地质资料提供，交子里盘区由于受小煤窑越层越界开采，9#煤资源损失贻尽，且10#、11#煤也越层采动，小煤窑采空区的低洼处存有一定积水；盘区开采时会与小煤窑贯通，造成漏风；上部9#煤有大量煤柱，造成下部开采时局部压力增大，容易发生冒顶。2、措施（1）、交子里盘区在开采中接近小煤窑时，必须坚持“有疑必探，先探后掘”的原则。及时进行探放水。（2）、交子里盘区在采掘过程中一定要加强通风管理，回采有漏风时实行均压通风，巷道贯通处及时做闭墙。（3）、交子里盘区在采掘过程中一定要加强矿压观察，在压力大的区域及时加强支护。（4）、工作面回采结束后，及时对采空区进行灌浆处理。（5）、及时向地方上级部门打报告，共同制止私挖乱采现象。第一章 采区概况及地质特征第一节 采区概况一、井田概况：交子里煤矿位于孝义市交子里村。交子里井田位于山西省孝义市境内,属阳泉曲、西泉、驿马及朴柱乡（镇）管辖，其地理坐标为东经：11128511113747，北纬365655370434，南北长14.220 Km，东西宽13.170Km。井田南北长14.220 Km，东西宽13.170Km。面积107.663km2。二、采区概况；1、地形地貌及河流水系交子里盘区位于山西黄土高原中部，黄河流域汾河水系中游之西岸，地形绝对标高995.11184.8米，为低山丘陵区，沟谷纵横，区间有乡村公路交错，交通较为便利，井口以西约400米处为胡家窊至门楼凹村河沟，属季节性河流，无雨则干涸。2、气象与地震本区属暖温带大陆季风型气候，四季分明，温差较大，雨量集中。春秋干燥，风沙较大，夏季酷热多雨，冬季寒冷干燥。根据历年气象计录资料：日平均气温78月最高，极端最高气温达40，12月下旬次年1月最低，为-20，年平均气温10。年平均降水量500mm左右，最大年降水量671.81mm，最小降水量373.2mm，降水多集中在6、7、8、9月份；年平均蒸发量1800mm左右。11月15日前后开始结冰，次年3月初解冻，最大冻土深度900mm，无霜期180天左右。本区位于我省临汾原平强震带，在霍州、洪洞一带发生5级以上地震多起。其中公元前646年洪洞县赵城发生5级地震，震中烈度为级。1291年（元朝）临汾地震死亡万余人，1303年9月25日洪洞、赵城一带发生8级地震，震中烈度度。据历史记载，在赵城、洪洞、临汾三县地裂成渠，村堡移徒，死亡20余万人，伤数十万人。1556年（明朝）永清地震也十分剧烈，1979年介休地震，本区亦有较强震感。据中国地震烈度区划图和山西省地震动峰值加速度区划图，GB（183062001）图A1，本区属烈震区，地震烈度为V，动峰值加速度（g）为0.20。3、采区内小煤矿分布及开采情况，有无压茬关系， 对开采的影响。采区西北部为孝柱煤矿，越层越界开采9#煤多年；梁上庄矿开采5#煤，已关闭；贺家庄矿曾越层开采9#煤，已关闭；区域中部为越层开采9#煤的宏楼、胡家洼、井沟、及泉沟矿，其中泉沟矿已关闭填埋。南翼分布王才堡矿、马圈沟矿，批采9#10#11#煤，严重影响采区南翼布置。小窑遇水后并不排出地面，而是将水排至废弃巷道，对交子里煤矿的正规开采构成极大威胁。4、与奥灰水的关系本区位于奥灰水的地下迳流区，据测量奥灰水水位标高在570580m，水位埋深365.00m左右，除L39号孔一带有很小面积的煤层处于奥灰水水位以下外，绝大部分是在奥灰水位以上，奥灰水对矿井的开采不构成威胁，奥灰水是本区水源唯一发展方向，其水质需加以保护。5、地面村庄建筑及文物古迹区域地表分布有渔湾、梁上庄、三河口、门楼凹、胡家洼、贺家庄等六个村庄，没有重点文物。第二节 地质特征 一、地质构造（包括煤系地层）该矿井井田内绝大部分为新生界覆盖，仅在较大沟谷中有二叠系下统下石盒子组和山西组部分地层出露。据钻孔揭露地层资料，基岩地层主要有古生界二叠系上统上石盒子组、下统下石盒子组和山西组、石炭系上统太原组、中统本溪组及奥陶系中统峰峰组、马家沟组。自下而上简述如下：（一）、奥陶系中统马家沟组（O2m）本组分上下两段：上段（O2ms）一般厚270m左右，以深灰色、灰黄色、石灰岩、泥灰岩为主。下部为角砾状泥灰岩、石灰岩，夹薄层状硬石膏，上部岩溶较发育，裂隙及层面充填有纤维状石膏。下段（O2mx）一般厚110.0m，以灰黄色泥灰岩，深灰色灰岩为主。底部为灰色角砾状灰岩和泥灰岩，裂隙较发育。改组地层在区内未出露，区内水源井钻探揭露上段厚度381.75m；下段厚度14.75m。本组为主要供水水源地层。（二）、奥陶系中统峰峰组（O2f）本组与下伏马家沟组呈整合接触，厚100.00180.00m，一般140.00m左右。上部为深灰、灰黑色中厚层状致密、质纯的石灰岩，含黄铁矿晶粒，局部为粗晶灰岩，豹皮状灰岩、白云质灰岩。下部由浅灰、灰白、灰黄色白云质泥灰岩、纯灰岩与石膏层及泥灰岩的互层组成，石膏为土状，有的以脉状充填于泥灰岩中。灰岩中裂隙和小岩溶溶洞较发育。本组属滨海相沉积，在本区内未出露，在区外东南部灵石一代有广泛出露，区内钻孔揭露厚度132.67m。本组地层为煤系地层沉积基地。（三）、石炭系（C）1中统本溪组（C2b）本组地层平行不整合于下伏中奥陶统地层之上。其岩性组成以灰色、灰黑色泥岩、铝质泥岩、石灰岩、砂岩为主，夹薄煤层两层，单层厚度在0.20m左右，不可采；下部含铝土矿层（G层铝土）两层，最下部为山西式铁矿，厚度为02.0m左右；在钻孔中揭露，多为黄铁矿与铝土矿共生出现；露头处变为褐铁矿或赤铁矿。该层铁矿极不稳定，呈鸡窝状。该组厚度一般在1230m，平均厚度23.10m。本组地层在本井田西部有小范围出露。2上统太原组（C3t）本组与下伏本溪组整合接触，该组厚度6090m，平均厚度约85.80m。其岩性组成为灰黑色、黑色泥岩、砂质泥岩，灰白色、灰色、石灰岩、砂岩和810层煤层，其中主要可采煤层三层。为井田主要含煤地层。该组地层北部发育厚度较小，中南部厚度较大。底界为(K1)砂岩，厚度510m，为区域标志层。本组地层中富含动、植物化石。可分为3段，下段（C3t-1）厚13.6430.51m，平均约21.35m；中段（C3t-2）厚24.9740.00m，平均约37.12m；上段（C3t-3）厚17.7047.64m，平均约27.23m。本组地层在井田西北部有出露。（四）、二叠系（P）1下统山西组（P1s）本组与下伏太原组呈整合接触，本组由深灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及浅灰色中、细砂岩和13煤层组成。厚29.548.0m，平均38.18m。为本区主要含煤地层之一。该底界为K7砂岩，厚010.5m，区域标志层。本组地层在井田范围内有广泛出露。2下统下石盒子组（P1x）本组与下伏山西组呈整合接触，下段为灰色深灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及23层煤线。该段底部为浅灰色中、粗砂岩（K8），厚013.14m，为区域标志层。上段为灰绿色砂岩、砂质泥岩，顶部夹紫斑泥岩，相当于太原西山的“桃花泥岩”，为上石盒子与下石盒子地层分界辅助标志层。本组厚74.60117.20m，平均约104.40m。本组地层在井田范围内有广泛出露。3. 上统上石盒子组（P2s）本组与下伏下石盒子组呈整合接触，本组地层分下、中、上三段，地层总厚约335.13m。下段为紫色、黄绿、杏黄、灰色泥岩、砂质泥岩、砂岩互层。厚度85.50125.50m,平均厚度约112.09m，底部为一层黄绿色中粗粒含砾砂岩（K10）,厚度1.008.45m,平均厚约3.44m,为区域性标志层。中段为紫色、黄绿、杂色泥岩、砂质泥岩、砂岩互层。厚度66.80110.45m平均厚度约89m。上段为紫红色、猪肝色、黄绿色泥岩、砂质泥岩夹中厚层砂岩，据实测剖面厚度为104.04m(顶部被剥蚀)。本组地层主要出露在井田东部。（五）、新生界新第三系上新统（N2）在井田内较大沟谷中均有出露，角度不整合于其它时代基岩之上。由棕红、紫红、红黄色及灰褐色的粘土，砂质粘土夹钙质结核和凸镜体砾岩组成，厚度50m以下。（六）、第四系（Q）沿沟谷及其两侧、山脊顶部分布，覆盖在第三系或基岩之上，由黄色、土黄色、浅棕色，浅红色亚砂土、亚粘土、钙质结核、砾石和冲积层组成。厚度变化较大，080m。采区大部被黄土覆盖，该黄土直立节理发育、松散干燥，常形成陡峭的冲沟，厚度042.4m，均厚22.7m 左右，与下伏二叠系地层呈不整合接触。二叠系地层分为下石盒子组和山西组。下石盒子组以灰色砂岩、页岩组成，厚度约74.7m,底部以K8中砂岩与山西组分界，K8中砂岩厚约5.0m，以石英为主，含黑色矿物。山西组地层以砂页岩、页岩、砂岩及三层煤及煤线组成，厚约67.6m，其中1#、3#煤不可采，2#煤局部可采,底部以K7细砂岩与石炭系太原组分界，K7砂岩厚约3.8m，灰白色，以石英及黑色矿物为主,胶结良好。石炭系太原组为本区主要含煤地层，以砂页岩、页岩、三层石灰岩及七层煤及煤线组成，其中K4、K3、K2三层灰岩可作太原组的标志层，9#、10#、11#煤全区稳定可采。采区地质构造：交子里盘区位于交子里井田的东部，大致呈背向斜相间的构造，北部为一门楼凹-胡家凹背斜，轴向西北-东南向，南部为一胡家凹-贺家庄向斜，轴向东西向，均延伸几公里，造成本区岩层呈南北向的波状起伏，地层倾角1-8。二、煤层及煤质1、9#煤：以亮暗煤为主，不含夹石，厚度0.91.9m，均厚1.45m，根据盘区西北部C4钻孔揭露，最薄为0.9m，盘区西北部才3、东部才24钻孔揭露，最厚为1.9m，9#煤直接顶为灰黑色页岩，大部分厚0.20.4m，随采随落，风化后呈米黄色粘土，而在梁上庄村东部一带直接顶厚达0.7m左右，老顶为K2灰岩，厚56m，致密、坚硬，含方解石脉、动物化石，抗压强度940Kg/cm2，区域内K2灰岩疙瘩顶较为发育，有时达数十米，下沉一米以上，致使9#煤变薄，9#煤底板为灰黑色页岩，一般厚1.62-2.74m左右，平均2.1m,盘区北部约1.7m，南部较厚约2.6m。据统计资料，9#煤可采性指数为0.876，变异系数0.284，属较稳定煤层，从钻孔揭露及采样化验结果表明:9#煤全硫1.496.88，平均2.94，灰份4.7833.42，平均12.36，挥发份24.6535.10，平均29.53%,发热量为35.71MJ/Kg，煤种为焦肥煤。2、10#煤：煤厚1.382.4m，平均1.7m左右，盘区北部较厚,据才-3钻孔揭露为2.4m，向南逐渐变薄,据南部J38钻孔揭露为1.38m， 10#煤顶板即为9#煤底板,为灰黑色页岩,抗压强度389 Kg/cm2，10#煤底板为黑色页岩、性脆，厚0.784.4 m,平均2.51 m,盘区西南部较厚,据C-7钻孔揭露为4.4 m,东北部较薄,据J36钻孔揭露为0.78 m, 抗压强度389Kg/cm210#煤在本区发育稳定，属结构简单稳定煤层，可采性指数0.980，变异系数0.319，从钻孔揭露及采样化验结果表明：含硫1.27-5.35，平均2.45，灰份10.5-28.95，平均15.02，挥发份27.47，发热量为35.94MJ/Kg,煤种为焦肥煤。3、11#煤：埋深126279米，南部较深，北部较浅，煤层结构复杂，含46层夹矸，一般为0.020.4米，煤层厚度4.25.8m，平均厚度4.8米,区域中部较厚西北部较薄,11#煤底板多为高岭土泥岩,性软遇水变软膨胀。据统计资料看，11#煤可采性指数0.938，变异系数0.369，属较稳定煤层。从钻孔揭露及采样化验结果表明：全硫为1.13-2.30，平均1.45%,灰份22.54，挥发份26.83，发热量为34.68MJ/Kg煤种为焦煤。附可采煤层特征表：可采煤层特征表地层编号煤层厚度(m)最小最大平均间距最小最大平均夹石层数(层)顶板岩性底板岩性稳定性山西组20-1.700.817.35-34.2824.490泥岩、粉砂岩泥岩、砂质泥岩不稳定太原组50-1.720.590泥岩、砂质泥岩泥岩、砂质泥岩不稳定11.40-23.516.4070-1.200.6501粉砂岩、泥岩、砂岩粉砂岩、泥岩、砂岩极不稳定12.45-49.4524.7990-2.401.220石灰岩泥岩、砂质泥岩稳定0.25-7.403.51100.40-5.701.7002泥岩、砂质泥岩砂岩、泥岩砂质泥岩稳定0.07-23.02.66110-8.954.7004泥岩、砂质泥岩、砂岩泥岩、砂质泥岩、石英砂岩稳定各煤层煤质特征汇总表（交子里）附后三、瓦斯、煤尘、煤的自燃性（一）瓦斯对11#煤取样三个，测定其瓦斯含量为0.0173-0.0652mL/g；对10#煤取样5个，测定瓦斯含量0.00098-0.089mL/g；9#煤取样1个，测定不含瓦斯。据交子里矿坑下测定，（多年平均）相对瓦斯涌出量0.54m3/t，自建矿以来该矿未发生瓦斯突出现象，未发生过瓦斯燃爆事故，属低沼气矿井。2003年9月10日山西省安全生产监督管理局鉴定，矿井瓦斯绝对涌出量为1.144m3/min，相对涌出量为0.634m3/t，属低沼气矿井。据我省煤矿瓦斯分布规律，瓦斯含量将随煤层埋深的增加而增大。另外在构造破坏带、古空区及独头上山巷道等瓦斯局部聚集。（二）、煤尘井下煤尘一般有以下几项：机械割煤产生60%，放炮产生20%，落煤10%，取煤尘试样经抚顺科学院分院分析结果为：10#煤尘：Mad1.6%，Ad15.18%，Vdaf33.35%，火焰长度20cm，加煤粉量65%。9#煤尘：Mad 0.77%，Ad 4.6%，Vdaf 23.32%，火焰长度100cm，加煤粉量60%。9#、10#煤煤尘挥发分与可燃物之比均超过10%，故本区主采煤层9#、10#、11#煤均有爆炸危险，其爆炸指数为27%（三）、煤的自燃井田内三层主采煤层属中-高硫煤，硫的燃点较低，煤层有自燃可能性，据交子里地面及井下工作面自燃情况，测定煤层的自燃发火期为六个月一年。自燃等级为级。（四）、煤与瓦斯突出、冲击地压及地温情况本区瓦斯涌出以游离态逸出为主要形式，即煤层和围岩中的瓦斯通过裂隙和孔隙从煤壁和围岩不断缓慢逸出。本区地压约为678mmHG，地温14-25，属地温正常区。四、区域水文地质本区主采煤层均位于太原组三层灰岩下部，三层灰岩K2、K3、K4岩溶、裂隙较为发育，从多年开采情况分析，K3、K4灰岩的富含水性较弱，只有K2灰岩富含水性较强，距可采煤层甚近，故K2灰岩水是矿井充水的主要来源。在9#煤层巷道掘进过程中，如在向斜轴部或低洼地带即盘区南部K2灰岩水对采掘均有一定影响。另外，盘区西北部的孝柱矿、西南部的王才堡、马圈沟矿、贺家庄矿、中部的宏楼、胡家洼、井沟、新建矿、泉沟矿、均越层开采9#煤多年，尤其是王才堡矿、马圈沟矿已越层采动10#、11#煤，破坏范围较大，其采空区的低洼带存有一定量积水，所有本区在接近小煤窑采掘时，必须坚持“有疑必探，先探后掘”的原则，确保安全生产。隔水层情况：本区隔水层有以下4类：1中下更新统粘土类隔水层该由红黄色亚砂土、亚粘土、砂质粘土、钙质结核或泥灰粘土、古土壤层组成，厚约27m，该夹在新生界砂、砾层或泥灰岩含水层之间，分布稳定，隔水性较好。2石炭系和二叠系含水层间隔水层该隔水层由泥岩、含铝质泥岩、砂质泥岩和煤层组成，厚几米几十米，夹在各层砂岩和石灰岩含水层之间构成平行复合结构，起层间隔水作用。3本溪组和太原组底部隔水层该由泥岩、铝质泥岩，砂质泥岩和薄煤层组成，厚约3040m，为奥陶系岩溶裂隙含水层和石炭系石灰岩间夹砂岩裂隙岩溶含水层之间的隔水层，岩性致密，分布稳定，隔水性良好。4奥陶系泥灰岩、石膏隔水层该主要为石膏泥灰岩带，由泥灰岩和石膏组成，按上、下关系分为两个带，厚度分别为13.432.7m，平均14.0m和35.854.6m，平均42.6m。该夹在奥陶系第一含水组与第二含水组之间，岩层致密，分布稳定，具有较好的隔水性能。本区内断层发育少落差一般在5米以下，大部分为张扭性高角度正断层，断层破碎带不发育，再加之本区陷落柱垮落地层大多未及地表，因此构造导水对生产影响不大。本区水文地质条件应为简单型，预计正常涌水量为35M3/H，最大涌水量约为150M3/H。五、 采区地质勘探评价及建议依据交子里井田的勘探报告对本区主要构造和可采煤层的控制和论述是可靠的，储量计算结果基本可靠。第二章 井 田 开 拓第一节 井田境界及储量一、 井田境界根据中煤计字第337号文、能源部综计规(1990)149号文、能源部统计规 (1990)166号、煤规字 (1994)第 503号文，矿井井田境界如下 ：1 X=4097840， Y=19547725；2 X=4097840， Y=19549000；3 X=4096545， Y=19549000；4 X=4096545， Y=19547725。 井田东西宽 7.0-11.0m，南北长约 13.5m，井田面积约107.663m2。二、储量 交子里盘区煤层倾角平缓，一般为5度。故采用地质块段法估算储量，在1：5000煤层底板等高线及储量计算图上进行。计算公式：Q=Smd 式中：Q-块段的储量（万吨） S-块段水平投影面积（平方米） m-块段煤层平均伪厚度 （米） d-煤层的是密度（t/m3） 1、煤层厚度： 各块段所采用厚度为圈定该块段钻孔、生产小窑见煤等煤层厚度的平均值。对复杂结构煤层，夹矸厚度不超过煤分层总厚度的1/2时，以煤分层的总厚度作为煤层的采用厚度。 2、煤层视密度：11#煤取1.40t/m3。 3、工业广场、村庄、铁路、公路等建筑物保安煤柱以建筑物边界点至第四系45。，下推至基岩面，再以70。下推至各煤层底板。储量计算结果如下：煤层工业资源/储量永久煤柱损失设计资源/储量井田边界铁路村庄断层小计10#3981.3224.9224.93756.411#6119646.7646.75472.3合计10100.3871.6871.69228.7 采区设计可采储量计算表 单位：万吨永久煤柱损失开采损失设计资源/储量工业场地井筒大巷小计44.821.998.9165.6165.62262.6131.964.4275.5471.8471.43184.4176.786.3374.4637.4637.45447.0采区设计资源/储量计算表 单位：万吨三、安全煤柱的留设1、盘区工作面与盘区边界线的煤柱。盘区工作面与盘区边界线留设30m的煤柱。2、工作面与工作面的煤柱 工作面与工作面留设20m的煤柱。3、三条开拓巷道保护煤柱。 三条准备巷道间留30m安全煤柱。4、工作面与准备巷道、村庄煤柱的安全煤柱 工作面与准备巷道和村庄煤柱留设30m安全煤柱。第二节 矿井设计生产能力及服务年限一、矿井工作制度矿井设计年工作日300d，每天三班作业，两班生产，一班检修，每日净提升时间14h。二、矿井设计生产能力根据原初步设计及批复文件和设计委托要求，确定矿井设计生产能力为2.OMt/a。三、矿井设计服务年限矿井服务年限均按下式计算:T=Z/AK式中：T- 服务年限，a；Z- 设计可采储量，Mt；A- 生产能力，Nt/a；K- 储量备用系数，取1.20。经计算矿井设计生产能力为2.OMt/a时，矿井服务年限为101a。 第三节 井 田 开 拓一、井田开拓现状现采用斜井立井开拓方式，一个主斜井，装备1.2m宽钢绳芯胶带输送机，担负矿井煤炭提升任务；一个副斜井，装备2JK-2.0双滚筒绞车，担负矿井部分辅助提升任务；一个进风立井，担负矿井部分辅助提升任务；一个回风立井，装备TZK-58N024轴流式风机，担负矿井回风任务。井下布置两条运输大巷，一条交子里水平轨道运输大巷，采用电机车牵引lt矿车运输完成辅助任务；一条交子里胶带运输大巷。设计将全矿井划分了1个盘区。矿井采用机械抽出式通风方式，混合式通风系统。二、井田开拓根据目前煤炭技术的发展和采掘设备的更新换代，结合矿井采掘现状和地方煤矿对井田的破坏情况，本次设计对井田开拓调整如下:根据建设单位提供的风井场地位置，设计对新增风井考虑了两个方案:方案一:立井方案在胡家凹风井场地新增一对进、回风立井，井筒净径4.5m，垂深170m，回风立井装备梯子间作为安全出口。方案二:斜井方案进、回风斜井参数均为净宽5.0m，净断面l5，斜长497.0m。两方案技术经济比较如下:方案一： 优点：1、井筒工程量小，井筒投资408万元，井筒装备投资51万元，投资少395.8万元。2、根据目前国内外立、斜井平均施工进度指标，建井工期短。3、井筒压煤量少，对工作面正常布置影响小。缺点：1、煤巷工程量大，比方案二多12OOmo2、大安全出口少。方案二：优点：1、煤巷工程量小。2、安全出口多一个，安全性好。缺点：1、井筒工程量大，井筒投资795.2万元，井筒装备投资59.6万元，投资多。2、建井工期长。3、井筒压煤量多，对工作面正常布置影响大。综合比较，设计推荐方案一。煤炭运输方式采用胶带输送机方式，完善原设计的胶带运输系统;辅助运输利用现有的运输系统，即电机车牵引1t矿车方式。通风方式仍为机械抽出式、通风系统为混合式。三、采区划分及开采顺序1、采区划分根据近年来国内高产高效工作面生产经验，工作面推进长度较九十年代均有较大的提高，大大减少了工作面搬家次数，有利于矿井采掘接替，本次设计适当加大了采区范围，另外由于本井田近年来受地方煤矿的影响，也发生了一定的变化，据此，本次设计将全井田划分为1个盘区。2、开采顺序煤层开来顺序采用下行式，即从上往下采。盘区开采顺序采用前进式，即由井田北部往南部推进，在盘区内有盘区口往盘区边界推进。工作面开采采用后退式。第四节 井 筒一、井筒用途及装备1、井筒数目矿井共有井筒4个，即主、副斜井、胡家凹进、回风立井。2、井筒装备及用途设计对发生变化和新增井筒叙述如下:1、主斜井:更换现有胶带输送机，其它装备不变，担负全矿井 2.OMt吨煤炭提升任务，兼作进风井和安全出口。2、胡家凹进风立井:不装备，担负交子里盘区部分进风任务。 3、胡家凹回风斜井:装备梯子间，担负交子里盘区回风任务，兼作安全出口。第五节 井底车场及硐室本次设计沿用交子里煤矿交子里盘区原井底车场及硐室，井下布置两条运输大巷：一条交子里水平轨道运输大巷，采用电机车牵引lt矿车运输完成辅助任务；一条交子里胶带运输大巷，设计长度310Om。第三章 大巷运输及设备第一节 运输方式的选择交子里煤矿交子里盘区现有交子里水平运输大巷采用1Ot架线式电机车牵引1T矿车担负井下的全部辅助运输任务。本次设计根据原初步设计和矿井现状，确定煤炭运输方式维持原设计不变，即煤炭运输采用胶带输送机方式。辅助运输利用现有运输系统，即10T架线式电机车牵引1T或3T矿车担负井下的全部辅助运输任务。第二节 运输设备选型 井下大巷的煤炭运输全部采用带式输送机运输方式，经选型计算，主要技术参数如下：1、工作面顺槽胶带巷带式输送机胶带宽度： B=1200mm运输能力： Q=1200t/h胶带速度： V=2.5m/s总长： L=2300m倾角： =5(平均)电动机： YB450-54-4 N=710kw 二台减速器： H3SH17 i=45 二台胶带强度： St=3150N/mm2、交子里胶带运输大巷带式输送机胶带宽度： B=1400mm运输能力： Q=1500t/h胶带速度： V=3.15m/s总长： L=3100m倾角： =-4.53749”电动机： YB450-50-4 N=630kw 二台减速器： H3SH14 i=25 二台胶带强度： St=2000N/mm第四章 采区布置及装备第一节 采 煤 方 法 一、采煤方法的选择与确定：本设计不考虑9#煤的开采，只开采10#、11#煤，依据交子里煤矿井田地质条件及煤层赋存特征，为提高采煤安全程度，提高生产效率，确定采煤方法为10#、11#煤采用倾斜长壁综合机械化采煤法，顶板管理为全部自然垮落法。工作面采用后退式开采。二、工作面采、装、运方式及装备根据交子里矿多年的开采经验，本着尽量利用现有装备的原则结合实际情况，工作面实行综采工艺，采煤机割煤装煤，刮板输送机、皮带运输机联合运输。综采工作面主要装备见下表（10#煤）序 号设 备 名 称型 号1双滚筒采煤机MG150/375W2工作面刮板输送机SGZ630/4003液压支架KX2800.7/1.84单体液压支柱DZ20、DZ255金属顶梁型钢6转载机SZQ757乳化液泵站泵MRB125/31.5箱XPXT8喷雾泵型号XPB250/559皮带运输机SJJ1040/900（11#煤）序 号设 备 名 称型 号1双滚筒采煤机MGTY250/600-1.1D2工作面刮板输送机SGZ764/6303液压支架WS1.7-16/3.54单体液压支柱DZ25、DZ285金属顶梁型钢6转载机SZZ-764/1607乳化液泵站泵MRBZ-200/31.5箱RX200/16A8喷雾泵型号WPZ-320/6.39皮带运输机二部DSP-1080/160头部 DSP-1063/125 三、液压支架选型及顶板管理： 10#煤综采工作面采用KX2800.7/1.8型液压支架支护,11#煤综采工作面采用WS1.7-16/3.5型液压支架支护,上、下顺槽采用DZ20,DZ25型或DZ28型单体液压支柱支设型梁进行超前支护，工作面顶板管理采用全部自然垮落法。工作面采用后退式推进，即由切割巷向顺槽口方向推进。 四、采煤工作面参数及生产能力计算： 年进度=日循环进度年工作日循环率 =5.43000.9=1458m 五、采区及工作面回采率 本设计开采的10、11号煤层为中厚煤层，依据煤炭工业设计规范，采区回采率取80%，工作面回采率取95%。第二节 采 区 布 置一、 工作面数目及采区生产能力交子里盘区设计为采煤工作面一个，掘进工作面三个。根据煤矿生产能力核定标准中采煤工作面能力计算公式Ac=10-4lhrbnNca(万t/a)式中：Ac 采煤工作面年生产能力 万t/a l 采煤工作面平均长度 m h 采煤工作面的平均采高 m r 原煤视密度 T/m3 (平均) b 采煤工作面平均日推进度 m/ d n 年平均工作日 300d N 正规作业循环系数 0.9 c 采煤工作面回采率 a 采煤工作面平均个数 10#煤工作面：A11 = 10-4lhrbnNca(万t/a)= 10-41971.71.46.03000.90.930.92= 65万t/a11#煤工作面：A11 = 10-4lhrbnNca(万t/a)= 10-41973.61.46.03000.90.930.92= 137.5万t/a掘进煤量按10万t/a计算，则盘区采掘工作面生产能力为137.5+65+10=212.5万t/a。达到设计生产能力时，交子里盘区回采工作面生产能力见下表：煤层工作面个数工作面长度m平均采高m工作面装备年生产能力万吨10#0.921971.7综采6511#0.921973.6综采137.5二、煤层分组及开采顺序盘区内煤层可采煤层为9#、10#、11#煤，因盘区内9#煤已被小煤窑破坏殆尽，故本次设计可采煤层为10#、11#煤，开采顺序为先剥离10#煤，然后开采11#煤。但是10#煤层局部被小煤窑破坏，因此可以先布置11#煤工作面。三、采区运输、通风、排水系统1、 煤炭运输系统：工作面工作面顺槽交子里胶带巷交子里胶带联巷三盘区后期皮带巷煤库八八五胶带巷煤库二号主斜井地面。2、 辅助（材料、矸石）运输系统：工作面工作面顺槽交子里盘区轨道大巷交子里盘区轨道联络巷三盘区石门八八0轨道大巷3#付斜井地面。3、 通风系统： （2）交子里盘区通风线路为： 交子里进风立井立井井底车场进风联巷交子里轨道巷交子里1120材巷交子里1120工作面交子里1120运巷交子里回风巷交子里回风联巷交子里回风立井风硐地面4.采区排水系统：各采、掘工作面根据煤层底板等高线在低洼处设置一定容积的临时水仓，排水支管选择3寸管（特殊涌水点选用4寸管），各采掘工作面积水排至交子里盘区集中缓冲水仓。集中缓冲水仓缓冲水排至交子里轨道巷水沟，由自流方式流至交子里大巷水沟、中央水仓，利用大功率水泵排至地面。第三节 巷 道 掘 进 一、巷道断面和支护形式： 主斜井、副立井、回风立井及安全出口井均为已有井筒，料石砌碹支护。胶带大巷、轨道大巷、回风大巷均采用半圆拱形断面，锚喷支护；准备巷道采用矩形断面，锚喷支护方式；胶带顺槽和轨道顺槽采用矩形断面，加金属网和钢带锚杆支护。巷道断面尺寸图。 二、掘进工作面数目及装备 根据回采工作面推进度及各类巷道进度，结合交子里矿现有的装备水平，以保证系统生产时合理的采掘关系为原则，初期掘进为尽快投产应装备3个掘进工作面，应合理布置采掘队伍，科学组织，同时积极推广应用新技术，加大掘进速度，提高劳动工效，向高产高效发展。 根据交子里矿现有掘进队伍装备水平和煤巷的掘进特征，设计掘进队伍装备为综掘队，工作面设备如下：掘进工作面设备一览表序 号设 备 名 称型 号1掘进机EBJ132TP、EBJ160TP2转载机QZP1603皮带运输机SSJ650/2224刮板输送机SGB80T5移动变电站KSGZY500/66水煤电钻MZ1.2SA7煤电钻综合保护ZBD2.58锚杆钻机MQT90C9调度绞车JD11.410局扇KDF511水泵IS655016012磁力起动器DQZBH300/66013磁力起动器QBZ80（120）14矿车MG1.16A15移动压风机YVKB6/7 三、采掘比例及矸石量预计 矿井达产后，共布置了一个回采工作面，三个掘进工作面，采掘比为1：3。矿井移交生产时，由于井下大多为煤巷掘进工作面，预计井下矸石量为20t/a。 四、井巷总工程量 达到设计生产能力时，井巷总工程量7938.0m，掘进总体积125143.4m3。第五章 采区通风与安全第一节 概况一、瓦斯交子里煤矿矿井瓦斯主要来源于11#煤层的采掘工作面；回采区45.7%，掘进区36.2%，已采区18.1%（取于2006年瓦斯等级鉴定）M3/min。矿井瓦斯相对涌出量0.52 M3/t，矿井瓦斯绝对涌出量2.54 M3/min；二氧化碳相对涌出量1.94 M3/min，二氧化碳绝对涌出量9.60 M3/min。矿井瓦斯等级：低瓦斯矿井二、煤尘爆炸性根据山西省煤矿监测监控中心鉴定结果，交子里矿煤尘具有爆炸性，爆炸指数24.76-27.25%三、煤层自燃倾向性根据煤层自燃倾向性鉴定报告，交子里煤矿9#、10#、11#煤层均具有自然发火倾向性，其自燃倾向等级为一级，自然发火期为6-12个月。四、煤和瓦斯突出情况及地温情况我矿所采9#、10#、11#煤层未发生煤与瓦斯突出。井下气温一般在1417C之间，温差变化不大，属恒温矿井。第二节 采区通风一、通风方式和通风系统1、通风方式：中央并列式2、通风方法：抽出式通风3、通风系统：根据交子里矿井的开拓布置方式，交子里盘区为抽出式通风，利用交子里盘区进风立井进风，交子里盘区回风立井回风。全矿井通风方式为混合式，通风方法为抽出式。二、风井位置及服务范围交子里矿井共有三个进风井，分别为主（付）斜井、交子里进风立井；一个回风井，分别为交子里回风立井。交子里回风立井位于井田的东南部，服务于交子里盘区。其中交子里进、回风立井具体坐标如下： 1、交子里进风立井 交子里进风立井担负交子里盘区主要进风任务。井口坐标X =4100879.440，Y =19552151.4，Z =1057.636。 2、交子里回风立井 交子里回风立井担负交子盘区回风任务，兼作安全出口，装备梯子间，井口坐标X =4100803.010，Y =19552133.326，Z =1059.950。 3、交子里进、回风井的服务范围为交子里盘区，设计生产能力为200万吨/年，交子里盘区设计服务年限为101年。三、采掘工作面及硐室通风1、采掘工作面通风回采工作面在正常情况下采用“U”型后退独立通风方式；如在采动过程中，受上部小窑空巷造成的漏风、漏气严重，而又无法从堵漏上来克服小窑的危害，回采工作面将采用增阻增压通风方式。掘进工作面采用机械压入式通风方式，根据掘进巷道的长度及断面，分别配备有BDSF-5型和BDSF-6型局部通风机、BDSF-2*30KW局部通风机。2、硐室通风井下火药库、变电所均采用独立通风方式。四、采区风量、负压及等积孔计算（一）、采区风量计算 1、按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟供给风量不少于4 m3/min。 Q总=4N式中：Q总-总进风量，m3/min 4-每人每分钟供给风量； N-井下同时工作的最多人数。Q总=4200=800 m3/min2、按采煤，掘进，硐室、备用工作面及其他地点实际需风量总和进行计算 Q总=（Q采+Q掘+Q备+Q硐+Q其它）*K矿通式中：Q总-总进风量，m3/min Q采-回采工作面风量之和，m3/min Q掘-掘进工作面风量之和，m3/min Q备-备用工作面风量之和，m3/min 备用工作面风量按回采工作面风量的一半计算， Q硐-独立通风硐室风量之和，m3/min Q其它-其它风量之和，m3/min K矿通-取K矿通=1.15按以上两种风量计算方法，选取其中最大值。（1）、采煤工作面风量计算1）交1101采煤工作面风量计算按工作面气候条件计算Q交1101=Q基本K采面高K采面长K温式中：Q基本-不同采煤方式工作面所需的基本风量；（Q基本=L平均控顶距H工作面实际采高70%V适宜风速）K采面高-回采工作面采高调整系数，到1.5；K采面长-回采工作面长度调整系数，取1；K温-回采工作面温度与对应风速调整系数，取1。Q基本=3.893.370%60=540m3/minQ交1101=5401.511=810m3/min2)按工作面人数计算Q=4N式中：N-工作面同时工作最多人数，取45人。Q=445=180m3/min3)按工作面CH4涌出量计算Q=100qK式中：q-11#煤工作面CH4绝对涌出量，取1.72K-CH4涌出量不均匀系数，取1.5Q=1001.721.5=258m3/min4)按风速验算最大、最小风量Q最大=5S60=1638m3/minQ最小=0.255.466=82m3/min通过上述计算，Q交1101取最大值为810m3/min，经风速验算，符合要求。在交子里盘区的开采初期，为保证风量能满足该时期的最大用风量，需确定1个11#煤备用工作面，Q备交=（1/2）Q交1101=405 m3/min。（2）、掘进工作面风量计算1）Q交子里胶带巷风量计算按瓦斯涌出量计算Q交子里胶带巷=100q掘K式中q掘-掘进工作面瓦斯绝对涌出量，取1.72K-瓦斯涌出不均匀备用风量系数，取1.5Q交子里胶带巷=1001.721.5=258m/分按局部通风机实际吸风量计算Q掘=Q局n+15s =2001+159 =359 m/min按掘进工作面作业人数计算Q=4N =435 =140 m/min按风速进行验算15S掘 Q掘240 S掘108 Q掘1735经验算Q交子里胶带巷取359 m/min，符合要求。2）、Q交1002材风量计算按瓦斯涌出量计算Q交1002材=100q掘K式中q掘-掘进工作面瓦斯绝对涌出量，取1.72K-瓦斯涌出不均匀备用风量系数，取1.5Q交1002材=1001