矿井的开采与开拓生产系统毕业论文.doc

目 录矿井的开采与开拓生产系统毕业论文第一部分 矿井设计基本情况1矿井与矿体特征11.1矿井的自然情况11.2矿井地质情况21.3煤层情况42矿井的开拓与开采62.1矿井开拓62.2 矿井开采72.2.1采区划分及开采顺序72.3 开采顺序73矿井的生产系统83.1 矿井的主要生产系统83.2井筒93.3井底车场93.4矿井的辅助生产系统113.5防水、防火、防沼气煤尘爆炸的安全措施134地面工业广场及民用建筑154.1场前区154.2选煤生产储运区154.3辅助生产仓库区154.4风井区165矿井的主要技术经济指标17第二部分 矿井施工组织设计1建井施工准备19 1.1 建井施工条件19 1.2 建井技术准备20 1.3 矿井开工前的工程准备22 1.4 准备工作及工期23 2井筒施工24 2.1 井筒概况24 2.2 表土段施工31 2.3 基岩段施工33 2.4 井筒安装383井筒过渡期与井底车场施工组织40 3.1 井巷过渡期施工组织40 3.2 井底车场巷道及硐室的施工顺序45 3.3 过渡期及车场施工阶段的辅助生产系统464采区巷道施工49 4.1 巷道布置49 4.2 采区巷道施工技术49 4.3 采区巷道支护505工业广场施工总平面布置51 5.1工业广场布置原则51 5.2 “五通一平”施工安排51 5.3工业广场施工总平面布置516建井总进度计划52 6.1工程特点及工程安排原则52 6.2 矿建工程排队52 6.3安装工程排队52 6.4土建工程排队53 6.5矿井建设主要矛盾线及建设总工期53第三部分 专题+翻译专题54结论68参考文献69翻译部分71致谢771矿井与矿体特征1.1矿井的自然情况位置和交通巨野郭楼井田位于巨野煤田的中部，北距郓城县城约22km，东距巨野县城西约13km。井田大部分面积在郓城县境内，南部小部分在巨野县，地理坐标：东经11547301155900，北纬352130352700，行政区划归郓城县、巨野县管辖。井田范围：其范围以山东省国土资源厅所批复14个拐点坐标圈定（表1），南北长约9.9km，东西宽约1215.9km，面积约144.89km2。表1 井田拐点坐标一览表点 号坐 标点 号坐 标XYXY13925231.4920392565.1283915088.4720390171.1323925062.9820407696.3193917861.4420390204.9933917665.6120407620.24103917815.9820393992.1943917681.2720406108.36113919665.9220394013.9953915832.1220406089.04123919648.1820395528.0663915864.2720403058.46133921496.9820395549.5773914940.0820403048.51143921532.7320392520.82兖（州）新（乡）铁路及327国道自井田南部经过，自龙固集车站向东102 km至兖州过京沪线可直达石臼港，向西约40 km经菏泽过京九铁路至新乡与京广线连接；日照至东明的高速公路从郭屯和巨野郭楼井田边界上通过，并与京福高速公路相连，可直达济宁、菏泽、徐州等地；区内县级公路四通八达，井田内有郓城至巨野郭楼的郓赵公路，巨野至鄄城的053省道从井田中部穿过，交通十分方便（附交通位置图 1-1）。图 1-1 交通位置地形地貌巨野锅炉矿井田地处黄河冲积平原，地形平坦，地势略呈西北高东南低，地面标高+42.12+45.69m，平均+44.03m，自然地形坡度 2。本区水系比较发育，河流沟渠纵横成网，多为人工挖掘的季节性河流，主要有洙赵新河、新赵王河，并以区内各沟渠相贯通，旱季可引水灌溉，雨季可防洪排涝。潜水面至地表59m，平均6m。井田中部南北向呈条带状地带内潜水面较深为79m，其它地段潜水面较浅为57m。由于井田处于黄河冲积平原，土地比较肥沃，农业经济比较发达，因此村庄比较稠密，人口比较多。巨野郭楼井田开采范围内（天然焦范围除外）有村庄24个，6416户，23852人（2000年底统计资料）。地面村庄稠密，给井下开采增加了难度。 气象及地震 气象本区气候温和，四季分明，属温带半湿润季风区海洋大陆性气候。具有四季分明，春旱多风，夏热多雨，晚秋又旱，冬长干冷多北风的特点。全年主导风向为东南风。年平均气温14.8，月平均最低气温-5.2（1998年1月），月平均最高气温32.4(1998年7月) ，日最高气温42.4(1966年7月19日)，日最低气温-18.7(1957年1月2日)，常年最低气温一般在每年的1月份，平均-1.8。降雨多集中在69月，年平均降雨量694.70mm，最小363.9mm(1966年)，最大1219.5mm(1964年) ，日最大降水量223.0mm(1975年9月19日)。年最大蒸发量1381.3mm(1966年)，年最小蒸发量226.4mm(1964年)。年平均风速3.3m/s。霜期一般在1 0月下旬至次年4月上旬。最大积雪深度0.15m，最大冻土深度0.31m。自然地震郓城县地质构造比较复杂，属地震多发区，据记载：历史上直接发生地震10次，其中造成重大灾害的2次；周围地区发生地震波及郓城县的21次，其中造成灾害的3次。根据中华人民共和国国家标准GB50011-2001建筑抗震设计规范，该井田抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g（山东省第一组）。区域经济简况本区位于鲁西南平原，东南部濒临南阳湖，土地较为肥沃，村庄较稠密，农、牧业较发达，是国家定点的粮棉生产基地。农作物以小麦、棉花、玉米、大豆等为主，粮、油、肉、蛋、蔬菜等主副食品供应充足。1.2矿井地质情况地质构造及煤层特征地层本区地层属华北地层区鲁西地层分区，区内多被第四系覆盖，基岩出露甚少。本井田为全隐蔽的华北型石炭二迭系煤田，煤系以奥陶系为基底。地层从上而下依次为第四系、新近系、二迭系下统石盒子组、山西组、太原组、石炭系中统本溪组、奥陶系中、下统，主要含煤地层为二迭系山西组和太原组。现分述如下：1、第四系（Q）厚131.80188.10m，平均160.90m。分为上、下两段，上段主要为黄褐、棕黄色粘土质砂、砂质粘土，夹粉细砂及中砂薄层，松散且透水性好，是第四系的主要含水层。下段主要为灰绿、棕黄、浅紫红色砂质粘土、粘土，夹粘土质砂及透镜状粉砂，底部多为一层含铁锰质结核及姜结石的粘土层，隔水性良好，属冲积河湖相沉积，不整合于新近系之上。 2、新近系(N) 厚372.60559.80m，平均419.99m，按岩性和物性特征可分为上、下两段：（1）上段：厚184.00383.80m，平均216.59m，上部以棕黄、浅红色厚层粘土、砂质粘土为主，夹粉砂、细砂及粘土质砂，含较多钙质结核及少量铁锰质结核，岩性松软，大部分未固结，局部微固结；下部为灰绿、棕黄色细砂、粉砂、粘土质粉砂夹浅紫色粘土，为新近系主要含水段。粘土层中含块状、板状及晶簇状石膏。大部分未固结，局部微固结、半固结。粘土、砂质粘土易吸水膨胀，具可塑性。砂层松散、具流动性。（2）下段：厚80.30278.10m，平均203.40m，主要为棕色、灰绿色厚层粘土、砂质、粉砂质粘土，局部夹粉砂、细砂薄层，大部半固结，局部未固结。粘土、砂质粘土常含较多块状及晶簇状石膏，具吸水性、可塑性。底部为含较多钙质结核或砾石的粘土及粘土质砂、砾层，与下伏地层呈不整合接触。3、二迭系（P）（1）石盒子组（P1-2s）：最大残厚362.50m，主要由杂色泥岩、粉砂岩、灰绿色中、细砂岩组成，上部有厚层状灰白色石英砂岩（奎山砂岩）可作为区域性对比的标志；下部含12层B层铝土岩（或相变为铝质泥岩），底部以不稳定的厚层砂岩与山西组为界。（2）山西组（P1s）：厚52.7988.10m，平均69.37m，由浅灰至灰白色砂岩、深灰至灰黑色泥岩、粉砂岩及煤层组成，为主要含煤地层，局部有岩浆岩侵入，与太原组连续沉积。上部以泥岩、粉砂岩为主，夹中砂岩，局部有灰绿色粗砂岩或细砂岩；中、下部以中、细砂岩为主，夹薄层泥岩、粉砂岩。以交错层理为主，次为斜层理、水平层理、波状层理。见泥岩、粉砂岩包裹体，含2、3（3上、3下）煤层，3（3上）煤层为主要可采煤层。3（3上）煤层底板由上而下颗粒变细、泥质增多，具波状、混浊状层理，见底栖动物通道。（3）太原组（C2P1t）：属海陆交互相沉积，平均厚174.20m，由灰至灰黑色泥岩、粉砂岩、砂岩、薄层灰岩及煤层组成，底部有杂色含鲕粒泥岩，局部地段有岩浆岩侵入。与本溪组连续沉积。 4、石炭系中统本溪组（C2b）厚8.4014.50m，平均10.90m，主要由紫色、灰色泥岩、砂岩底部常为一层紫红色铁铝质泥岩。与下伏奥陶系地层呈假整合关系。 5、奥陶系中、下统（O12）区内共3个孔揭露，揭露最大厚度54.66m，主要为灰至深灰色厚层状石灰岩，夹多层白云质灰岩、白云岩及薄层泥岩，岩溶裂隙发育，为煤系下伏地层的主要充水含水层，含腕足类、介形虫类化石。构造区内地层总体呈走向近南北、倾向东的单斜构造，发育有次一级宽缓褶曲并伴有一定数量的断层，局部地段煤系地层中有岩浆侵入，构造复杂程度中等。 1、地层产状及主要褶曲井田内次一级宽缓褶曲比较发育，轴向主要为北东及北西向，具有中、西部延展较长，东部延展较短，背、向斜相间排列的特点。地层倾角多为510，沿田桥断层的附近地段及玉皇庙附近，地层倾角较陡，局部达25。纵观全井田，地层倾角呈中、西部较缓，东部较陡的趋势。区内褶曲从西向东依次为吕堂向斜、孙庄背斜、霍庄向斜、李集背斜、巨野郭楼向斜、林集向斜、韩庄背斜、徐庄向斜、赵河背斜 2、断层井田内断裂受区域构造的控制，主要分为近南北向、北西向及北东向三组；其中以北东向断层较多，除东张断层、康垓断层、陈庙断层及F20断层落差较大外，其余均为落差50m的中、小断层；其次为近南北向断层组，以田桥断层、毕垓断层为主要代表；北西向断层组则多为落差、延展长度较小的断层。根据断层的性质、落差及空间展布规律，组合断层46条，其中查明断层32条，基本查明断层14条。落差100m的7条；50m落差100m的5条，30m落差50m的9条，落差20m的25条。1.3煤层情况本区含煤地层为山西组和太原组，平均总厚约 243.57m，含煤25层。其中山西组含煤3层（1、2、3（3上、3下）；太原组含煤22层（4、5、6、7、8、9、10上、10中、10下、12上、12中、12下、14、15上、15中、15下、16上、16下、17、18上、18中、18下）。煤层平均总厚14.21m，含煤系数5.8%。可采及局部可采煤层（2、3（3上）、3下、15上、16上、16下、17）平均总厚度9.86 m，占煤层总厚度的69%，其中3（3上）煤层平均厚6.19 m，占可采煤层总厚度的60%，是主采及首采煤层。可采、局部可采煤层的厚度、结构、稳定性及间距变化情况见表1-2-2。表1-2-2 可采煤层一览表煤层名称煤 层夹 石全区厚度(m)可采范围厚度(m)结构稳定性可采性层间距(m)层数岩 性名 称两极值平均值两极值平均值两极值平均值20.001.560.590.701.561.07简单较稳定局部8.8945.2321.3201泥 岩炭质泥岩30.0011.366.190.9011.366.38较简单较稳定大部03泥 岩炭质泥岩0.798.322.653上0.736.835.020.736.835.02较简单较稳定全区02粉砂岩炭质泥岩3下0.938.573.000.938.573.00较简单较稳定全区03炭质泥岩119.50127.77124.1615上0.611.050.770.701.050.81简 单较稳定大部01泥 岩21.3531.3426.5416上0.001.700.820.701.701.20简 单较稳定局部01细砂岩1.808.625.8916下0.001.130.590.751.130.94较简单较稳定局部00.337.032.26170.401.210.900.791.210.98较简单较稳定大部02泥 岩粉砂岩2矿井的开拓与开采2.1矿井开拓2.1.1 井田境界根据已批准的巨野总体规划，本矿井井田边界为东起田桥断层，西至18中煤层露头；南起陈庙断层及第一勘探线与龙固井田为界，北至3925000纬线与郭屯井田为界，南北长约9.9km，东西宽约1215.9km，面积约144.89km2。3（3上、3 下）煤层范围（本设计规划区）南北长约9.5km，东西宽约9.5km，面积约91.0km2。2.1.1储量计算矿井地质储量中能利用储量57254.9万t，暂不能利用储量50326.4万t，工业储量为44888.1万t，矿井设计储量为35219.4万t。2.1.3矿井工作制度按我国现行规定，设计矿井年工作日为330d，井下生产人员“四六”制，井上人员“三八”制，其中井下三班生产一班检修，每班工作8h，每天净提升时间16h。 2.1.4矿井(设计)生产能力及服务年限设计推荐矿井设计生产能力3.0Mt/a（330d，16h）。本矿井上组煤设计计算服务年限为60.5a。2.1.5开拓方式本井田为全隐蔽的华北型石炭、二迭系煤田，煤系地层被第四系Q(131.80175.30m)和新近系N(372.60586.60m)所覆盖，煤层埋藏深，故采用立井开拓方式。2.1.7井口位置及井田标高井口位置在构造验证孔附近， 地面标高为 +42.50。2.1.8煤层分组与煤层开采顺序本区含煤地层为山西组和太原组，平均总厚约 243.57m，含煤25层。其中山西组含煤3层（1、2、3（3上、3下）；太原组含煤22层（4、5、6、7、8、9、10上、10中、10下、12上、12中、12下、14、15上、15中、15下、16上、16下、17、18上、18中、18下）。开采顺序考虑前期先集中开采地质构造简单、勘探程度比较高的南部块段。中后期（30a以后）再开采勘探程度较低，构造比较复杂的北部块段。采区开采顺序按由近而远的顺序进行。 2.1.9开采水平划分本矿煤层平缓，采用-810m单一水平开采。2.2 矿井开采 2.2.1采区划分及开采顺序 采区划分按照矿井的开拓部署，本着合理开采、简化工艺、有利于回采、保证接续的原则，并尽量利用断层等自然边界，将整个井田划分为七个采区，以南部大巷为界，大巷南部FZ14. 断层两侧及Fd47断层以东划分为三个采区，即一、二、三采区，Fd47断层以西为五采区，南部大巷以北中部大巷以东为四采区，北部大巷两侧分别为划分为六、七采区。2.3 开采顺序开采顺序考虑前期先集中开采地质构造简单、勘探程度比较高的南部块段。中后期（30a以后）再开采勘探程度较低，构造比较复杂的北部块段。采区开采顺序按由近而远的顺序进行。3矿井的生产系统3.1 矿井的主要生产系统本矿井生产能力大，主井装载系统采用全上提方式，不在井底车场水平。根据目前国内大型现代化矿井生产经验证明，胶带输送机具有运量大、效率高、成本低、事故少、管理维护简单、易于实现集中控制和自动化等优越性，能够充分发挥综采设备的效能，保证矿井持续、稳定的高产高效。根据本矿井的条件，设计采用胶带输送机作为大巷胶带输送机选用一条强力阻燃胶带输送机运煤，采区煤炭经工作面顺槽输送机运至下山胶带输送机再转载至大巷胶带输送机，大巷胶带输送机将煤运入井底煤仓。井下煤流运输系统示意图见图 胶带大巷带式输送机选型表名称参数机长(m)1441m(水平运距Lh=1436m)倾角（0）070提升高度(m)90运量 (t/h)2700带宽(mm)1400带速(m/s)4胶带强度(N/mm)St2500（阻燃）电机功率(kW台数)7104驱动方式台数CST750KS4传动滚筒直径x数量14002低速逆止器DSN1302制动器SHI1062拉紧装置型号ZLY500J(02-200)矿井投产时，根据辅助运输工作量的大小及对不同材料和人员矸石的运输要求，辅助运输设备的选型如下：1、ZK10-9/550-3架线式电机车2台，其中1台工作，1台备用。2、运输车量：选用900mm轨距1.5t标准矿车、材料车、平板车，并配备运输液压支架用的重型平板车。选用900mm轨距PRC-18型平巷人车，负责上、下班人员的接送。3、大巷进入斜巷后再增加6辆防爆低污染柴油机驱动普通轨机械传动齿轨机车（JCP-8/900，900轨距 ），因开拓斜巷不在投产巷道内，故本设计暂不考虑。3.2井筒巨野郭楼矿设计为三个井筒，主井直径为7.2m，副井直径为7.5m，风井直径为6.5m。主井用作提升矸石和煤。副井作为人员进出，材料设备下放，风井作为通风使用。3.2.1主井井架该主井井架为生产、凿井两用井架，提升系统采用2套4.65m4落地式绞车。提升主轴中心标高62.6m,天轮直径为4.5m，由斜架、天轮平台和立架组成，前后斜架支承于井筒之外的混凝土锥台基础上。井架总高度70.6m，总用钢量728t。主井绞车房 平面尺寸为20m39m，高度28m，有吊车。设计为地上二层，底层为设备层，二层为绞车大厅层，钢筋混凝土框排架结构，屋面为钢网架结构。基础采用灌注桩基础。建筑面积1580m2；建筑体积22120m3。3.2.2副井井架副井采用二套提升系统，一套为4.65m4落地式绞车，提升主轴中心标高34.0m,天轮直径为4.5m，另一套为2.25m2落地式绞车，提升主轴中心标高34.0m,天轮直径为2.25m，由斜架、天轮平台和立架组成。前后斜架支承于井筒之外的混凝土锥台基础上，锥台下采用灌注桩基础。井架总高度42m，总用钢量330t。副井绞车房 绞车房平面尺寸为20.5m20.5m，高度18.5m，有吊车。设计为二层，底层为地下设备层，二层为绞车大厅层，钢筋混凝土框排架结构，屋面为钢网架结构。基础采用灌注桩基础。建筑面积840m2；建筑体积7770m3。3.3井底车场3.3.1 井底车场型式根据以上原则，设计经多方案技术经济分析比较后，确定井底车场形式为卧式环形车场， 。本车场具有以下特点：(1)环形车场调车方便、通过能力大；(2)避免了有轨机车在副井重车线弯道上顶车，列车运行平稳；(3)乘车方便。人员下井后，通过副井进车线、调车线即可到达乘人车场；(4)在保证硐室永久使用的前提下，兼顾建井期间临时改绞的要求；(5)在满足运输、通风和行人要求的基础上，尽量缩小断面，以利于巷道施工和维护。调车方式3.3.2 井底车场主要硐室1、主井系统硐室主井装载系统采用全上提方式布置。主要包括：主井井下装卸载系统硐室、井底煤仓、清理撒煤系统硐室等。（1）主井井下装卸载系统：主要硐室有胶带机头硐室、井底煤仓、给煤机硐室、装载胶带机巷及箕斗装载硐室。装卸载方式：胶带输送机大巷运来的煤，经胶带输送机机头硐室卸入煤仓，煤仓为两个净直径为10m的园筒仓，总容量约3000t。主井内装备两对22t多绳箕斗，采用四角布置方式，箕斗装载硐室为两侧式布置，设两条装载胶带输送机巷，每个煤仓底下设有一个给煤机硐室，分别与两条装载胶带输送机巷连接，将煤仓中的煤分别装入两个箕斗装载硐室中的定量仓，由箕斗提到地面。这种装卸载系统灵活可靠，硐室布置合理，能确保矿井稳产高产的需要。（2）井底清理撒煤系统硐室：该系统位于主井井底，水平标高-860m,井底布置有清理井底撒煤硐室、沉淀水窝。 撒煤清理方式：箕斗撒煤落入井底，用扒装机装入矿车，由电机车拖矿车至一采区上部车场附近，通过1302工作面胶带顺槽煤仓联络斜巷提至煤仓上口水平，通过前倾式翻车机将矿车内的煤炭翻入煤仓内。井筒淋水由沉淀水窝溢出直接进入大巷，流入井底车场水仓。（3）机头水平其它硐室：机头变电所、尾绳换装硐室、机头联络斜巷绞车房等硐室。2、副井系统硐室设有副井井筒与井底车场连接处、副井井底水窝及水泵硐室、电机车修理间、主排水系统硐室、井下主变电硐室及井下爆破材料库等。（1）井下辅助运输系统硐室：电机车修理间、井下调度室，主要担负电机车修理、井下调度等作用。（2）主排水系统硐室：主要由主排水泵房、水仓、管子道及井下水处理硐室等组成。水仓容量满足8矿井正常涌水量的要求。（3）井下主变电硐室：由变压器室、配电室及通道等组成，主要供给井底车场各硐室和采区变电所等地点用电。（4）其它硐室：有井下制冷硐室、井下水处理硐室、井下消防材料列车库、井下医疗室、等候室、工具备品保管室等硐室。3 车场巷道及硐室支护方式车场巷道及硐室均处于较坚硬的岩石中，车场巷道及部分硐室采用锚(网)喷+锚索联合支护方式，主要硐室采用砼或钢筋混凝土砌碹支护。在施工过程中，应根据实际揭露围岩情况进行调整。4井底车场巷道及硐室工程量井底车场巷道及硐室工程量见表。井底车场巷道及硐室工程量表序号项目长度(m)掘进体积(m3)1车场巷道520.010176.52交岔点104.93773.03硐室1617.330905.274排水系统683.69135.35供电系统197.02708.2合计3122.856698.273.4矿井的辅助生产系统3.4.1通风系统根据开拓部署，针对本矿井埋藏较深、地温较高的特点，采取分区通风的方式，矿井开采前期采用中央并列抽出式通风方法。后期在G-51钻孔附近再打进、回风井各一个，解决由于开采范围增大引起通风负压过大的问题，实现分区通风。最大风量为252 m3/s。考虑自然风压，经过计算初期的通风负压1914.1Pa，前30年内最大通风负压为3425.4Pa，最小为1500Pa。前、后期选用同一电机，即同步电机TD型 10kV 1400 kW一台，通风机房内布置二台风机，一台工作，一台备用，并在通风机房内设置16t手动单梁起重机一台。为改善矿井电网功率因数，两台通风机均选用同步电动机驱动，采用可控硅励磁装置直接起动。通风机房设通风机监测装置，具有风量、负压、电压、电流、振动、湿度、温度、沼气含量及开关和风门位置等检测功能。通风机房的二回电源分别引自矿井地面35kV变电所10kV两段母线。3.4.2压风系统根据矿井井上、下风动工具及设备的配备、用气量及地点，经计算矿井需气量地面为17.2m3/min，井下为106.8m3/min。经计算在工广设置五台SA-250A螺杆式风冷空气压缩机。其中四台工作，一台备用。排气量40.5m3/min，排气压力0.8MPa。每台配380V,250kW电动机。供给井下采区风动工具及主井井底气动设备和矿井修理间及综采设备间、地面煤仓用风。3.4.3排水系统 1、设计依据正常涌水量 304 m3/h排水高度 78m（由标高-935m排到-857m）排水长度 约900m2、设备选型选用MD450-60X2型多级离心水泵三台，一台工作，一台备用，一台检修。配10kV，250kW防爆电动机。水泵流量450 m3/h，扬程120m。正常涌水一台水泵工作排水时间16.6h. 3、主排水管路敷设二趟325X8管路，一趟工作，一趟备用。排水管由一采区泵房经轨道下山敷设至大巷水沟。 4、电气设备主排水泵电动机10kV电源引自一采区水泵房变电所。水泵电机直接启动。其配电柜安装于一采区水泵房变电所内，水泵房内设就地控制箱，并显示电流、电压等电机工作参数。泵房与井下变电所设有信号联系。防爆电动闸阀工作电压660V，控制电压36V。 5、其它技术装备由于本矿井煤层埋藏较深，地压偏大，瓦斯赋存局部可能偏高的特点，矿井除配备液压支架压力下缩自记仪、顶板动态仪和瓦斯检定器等检测仪表外，还装备了地压槽波地震勘探和环境监测系统。3.4.4井下供电、照明、信号系统 供电井下设有中央变电所、南部中央变电所、大巷胶带机头变电所和采区水泵房变电所各一座。井下中央变电所电源引自地面35kV变电所10kV两段母线，采用4回MYJV42 8.7/10kV 3X150mm2电缆，通过副井井筒敷设至中央变电所。南部中央变电所电源引自地面35kV变电所10kV两段母线，采用3回MYJV42 8.7/10kV 3X185mm2电缆，通过主井井筒敷设至南部中央变电所。大巷胶带机头变电所电源引自井下中央变电所10kV两段母线，采用2回MYJV428.7/10kV 3X95mm2电缆。采区水泵房变电所电源引自南部中央变电所10kV两段母线，采用2回MYJV22 8.7/10kV 3X50mm2电缆。 井下高压供电电压为10kV，10kV用电设备为主排水泵、井下制冷机组、大巷胶带输送机、顺槽胶带输送机、下山胶带输送机。综采放顶煤工作面的采煤机、刮板运输机、转载机、破碎机设备采用3.3 kV电压供电，采煤工作面其他设备及掘进工作面设备采用1140 V、660V电压供电。照明井底车场、机电硐室、轨道大巷、胶带输送机大巷、综采工作面等地点设固定照明。井下照明电压为127V。照明灯具选用矿用防爆荧光灯或矿用防爆高压钠灯。井下变压器为中性点不接地系统，所有电气设备非带电的金属外壳采用保护接地。在主水泵房水仓内设主接地极，各变电所、配电点设局部接地极。主接地极与局部接地极、铠装电缆金属护套、聚乙烯绝缘电缆及橡套电缆的接地芯线相连接组成完整的接地网。接地网上任一保护接地点测得的接地电阻值，不得超过2。通信调度通信系统选用一套DDK-6数字程控调度交换机，初装模拟用户200线，配置2Mb/S数字中继电路1套，安装于工业场地综合办公楼。该机除完成矿井生产调度业务外，还可“虚拟”出多个调度子系统，以满足矿井电力调度、防火灌浆调度和选煤厂生产调度的需要。矿井另装备KT25型PHS无线通信系统一套，用于井下辅助运输调度、胶带机运输调度、流动人员机动调度及地面流动人员通信使用。无线通信系统通过为井下工作人员配发身份标识牌，同时用于井下人员跟踪及考勤。3.5防水、防火、防沼气煤尘爆炸的安全措施水灾防治(1)在矿井建设和生产过程中自始至终都要认真做好水文地质工作，切实掌握水文情况，保证矿井安全施工和生产。(2)为了防止钻孔沟通第三系和第四系含水层，采区准备施工前，应严格检查封孔质量，不合乎要求的必须重新启封。(3)在落差较大的断层两侧必须留有足够的防水煤柱。当掘进工作面接近断层时，必须打超前钻孔探水。(4)从建井阶段到生产初期还没有充分掌握水文情况并建立相应可靠的排水设施之前，应尽量避免穿过深部石灰岩和断层，以保证矿井安全。(5)在灌浆区附近掘进时，必须先探放水在确认无水时，方能掘进。(6)为了防止第三系底部砾岩含水层溃入井下，在开采张庄断层附近煤层时，要对上覆岩层和第三系下部砾岩含水层、隔水层进行研究，不要盲目地提高开采上限。要限制采高或采取其它采煤方法，确保裂隙带的高度不使第三系底部砾岩水溃入井下。开采下组煤时，应进一步搞清奥灰的水文情况及其对开采的影响，并制定包括设置防水闸门硐室和排水能力在内的专门防水措施。 防火措施(1)加快综放面的推进速度，防止采空区自燃。(2)实施区域性的均压通风，减少漏风。(3)利用井下移动式膜分离制氮机进行采空区连续注氮防火。(4)对采煤工作面及顺槽喷洒和灌注阻化剂，尤其是“两道两线”处。(5)利用XK系列胶体压注机,向煤层高温区域压注复合凝胶胶体,防止其自燃。(6)对采空区进行预防性灌浆，利用风井的防火灌浆管路，随采随灌,采后封闭，集中灌浆和洒浆相结合，防止自然发火。(7)搞好沿空顺槽的喷涂堵漏处理。(8)在开拓部署方面仍要坚持无煤柱区段顺序开采，避免过多地切割煤层，为快速推进和实施均压通风创造条件。(9)加强矿井的监测工作，经常测定可能发火地点的风量和温度，定期检查废弃巷道的密闭情况，分析掌握发火动态。 瓦斯灾害的预防（1）建立瓦斯的个体巡回检测和连续检测的双重监测系统，可靠地预防和控制瓦斯事故的发生。（2）严格掌握风量分配，加强通风管理，保证井下各用风地点有足够的新鲜风流。生产中严格管理制度，设专职瓦斯检查员，对工作地点经常进行各种有害气体和风量测定。（3）在采掘工作面、采区回风巷及与其相互连接的上、下顺槽中设置瓦斯超限警报仪，监测风流中的瓦斯含量，并将信息及时传送到地面控制室。在工作地点设置瓦斯断电仪，当瓦斯含量超限时及时自动切断电源。（4）加强对各种通风设备及安全设施的管理。（5）加强机电设备的检查和维修，保持良好的防爆性能。（6）按井下在册人员配备过滤式自救器。4地面工业广场及民用建筑本矿井为一现代化煤、电综合发展的新型矿井，本设计总平面布置的主要内容包括矿井及选煤厂，但也充分考虑了后期热电厂的发展方向,在工艺布置上尽可能为后期发展创造条件。总平面布置认真贯彻执行现行规范规程要求，本着统一规划、专业协作，提高管理效能及满足井下技术经济合理开采的原则，因地制宜，力求功能分区明确、工艺流程合理、地面建筑简化、布置紧凑合理、少占良田、少压煤炭资源，充分利用矿井良好的外部交通条件，方便对外联系、职工上下班以及货物、煤炭及矸石的运输，为巨野郭楼矿井的开发建设、生产经营、协调稳定发展奠定较好的总体布局基础。由于主井、副井、风井位置受目前建井技术制约，按功能主要划分为四个区，即场前区、选煤生产储运区、辅助生产仓库区、风井区。4.1场前区基本位于场地东北部，主要由建筑形象较好、建筑体量大的行政办公楼、任务交待福利楼、食堂及正大门等设施围合而成。该区为全矿行政管理和生产指挥中心，是矿井对外开放联系的主要窗口，也是职工上下班必经之地，故正大门北开，顺接053省道。任务交待福利楼及食堂基本呈对称式布置在行政办公楼两侧，围合成一个较为封闭的场前空间，并设有中心广场、绿地和四季花卉，通过弧形道路与井字形道路的衔接以及建筑小品的点缀，场前区布局严谨活泼，场前气氛强烈，环境优雅清静。4.2选煤生产储运区位于场地的西南部，以主井为核心，主要承担原煤提升、加工及外运任务，由主井绞车房、综合楼、主厂房、重介排矸车间、压滤车间、浓缩车间、原煤仓（二个）、产品仓（四个）、储煤场、块煤仓、矸石仓、介质库、地磅房及有关带式输送机栈桥组成。这些设施为全矿噪声、粉尘和废气的主要污染源，根据全年主导风向为东南风的气象资料，集中设在场地的西南部，有利场地的环境卫生。4.3辅助生产仓库区设在场地的中部，以副井为核心，承担着人员、材料及设备的上下井任务，主要由副井井口房、副井绞车房、压风机房、冷却塔、矿井维修车间及综采设备库联合建筑、器材库（棚）联合建筑、材料加工房及其材料堆放场地、汽车库、油脂库、日用消防泵房及水池、矿井水处理站等设施组成。这些设施大都与副井井口联系密切。35kV变电所设在副井西北侧，除靠近主要负荷外，还具有进出线方便、环境清静的优点。污水处理站、锅炉房及制冷机房由西至东分别设在选煤厂主厂房东南侧，靠近场地边缘设置，远离生活设施，对周围环境影响小。锅炉房位置上煤、除渣便利；污水处理站位置既有利于承接来自矿井及选煤厂的污水，又有利于处理后的污水向南侧新赵王河排放。4.4、风井区 位于场地中西部，有围墙与周围相隔，独立成区。主要由通风机房及防火灌浆系统组成。工业场地占地面积及技术经济指标表顺序项目名称单位数量备注1围墙内总占地面积hm237.743不含临时矸石堆场5.0 hm2其中：(1)矿井工业场地占地hm216.017(2)选煤厂工业场地占地hm211.90(3)单身宿舍及救护队占地hm22.215(4)铁路装车站占地hm27.6112建构筑物占地面积hm25.323专用场地占地面面积hm29.644道路广场及人行道占地面积hm26.355绿化面积hm27.536建筑系数17.667专用场地占地系数31.998道路广场及人行道占地系数21.079场地利用系数68.6310绿化系数255矿井的主要技术经济指标矿井建主要指标如下表年生产能力500万吨服务年限60.5年井田面积144.89km2煤质各煤层结焦性能良好，成焦率高，精煤可作为炼焦配煤、动力燃料、气化、液化及炼油原料；中煤可作为火力发电燃料。可采煤层7层煤层倾角510煤的地质储量107581.3万t煤的工业储量44888.1万t沼气井田瓦斯含量普遍偏低通风方式抽出式正常涌水量320m3/h开拓方式立井分区-单水平-采区式水平标高-860m移交时井巷工程量21424.54m/480002.4m3移交时土建工程量建筑面积：18694m2，建筑体积：76069m3采煤方法长壁式采区数目7设计总概算25亿吨煤成本450元工作效率50吨/d/人第二部分巨野郭楼矿施工组织设计编制依据1. 煤矿安全手册2. 采矿工程设计手册3. 煤矿工业设计规范4. 简明建井工程手册5. 煤矿井底车场硐室设计规范6. 煤矿井下辅助运输设计规范7. 矿山井巷工程施工及验收规范8. 巨野郭楼矿区井井筒检查孔地质报告9. 巨野郭楼矿区井田首采区地震勘探工作报告10. 中华人民共和国矿山安全法实施条例和中华人民共和国矿山安全法1建井施工准备通过施工准备，解决“五通一平”，做好井筒开工准备。施工准备具有工作量大和涉及面比较广的特点，因此磨刀不费砍柴工，努力做好施工准备，为井筒开工创造好的条件，在矿井建设中有时甚至可以取得可谓事半功倍的效果。1.1 建井施工条件1.1.1 供水1. 供水水源本矿可以选择的水源有地表河流水和第四系冲积层和新近系的砂层及奥陶系灰岩的地下水。地表河流水大多引自黄河，由于卫生指标严重超标，并受季节影响，因此不能作为生活用水和生产用水的固定水源。地下水中第四系和新近系的砂层水水量可以满足本矿用水，但由于矿化度、氟离等子含量较高，使得水质较差，只能作为工业用水。而埋藏1100m的奥灰水水量较充沛，经一定处理后可以作为饮用水。距离较近的南巨野郭楼镇有自来水厂。 2. 供水方式矿区用水由两口永久水源井分别承担，两口水源井分别布置在工业广场的西北角和东南角（布置位置见工业广场布置图）。西北角水源井口径300mm，深度300mm，东南角水源井口径300mm，深度400mm，两口井为矿井建设和生产提供用水。东南角水源井在井筒冻结开始前完工。南赵楼镇有自来水管路，生活用水通过铺设水南管从此处引来。1.1.2 供电在矿井施工准备阶段，于工业场地的永久变电所处建35kV临时变电所，以后不断完善为永久变电所。在矿井36kV临时变电所投运前，从西2千米的南巨野郭楼镇引10KV线路，利用变压器变电，作为前期照明，焊接等用电。在井筒冻结开始前，要求矿井36kV变电所已经建成并投入使用。36kv变电所电源为巨野县城西北三里庙，距离矿井12.5km，在井筒冻结前电缆架设完毕。1.1.3 运输 1. 场内运输土建工程施工运输时均采用汽车，胶轮翻斗车和手推车运输。井巷工程施工采用窄轨铁路运输为主，汽车运输为辅。在井口铺设材料线，矸石运输线，井下矸石在风井井井口上装载到矿车后，由机车牵引至矸石山。 2. 场外运输本矿井周边铁路、公路网纵横交错，交通发达。便利的交通为矿井建设创造了良好的条件。在建井准备期，可从省道053修一条9.2m宽的水泥路到工业广场，全长约1公里。通过此路与外部公路网相连，作为建井期间材料和设备进矿的运输通道。1.1.4 通讯郓城县电信局至距矿井4km处的南巨野郭楼乡电信支局间已开通8芯光缆通信线路，南巨野郭楼乡电信支局已建成3700线数字程控交换机，郓城县境内已实现移动无线电通信“无缝覆盖”。区内通信网络发达，有线无线通信方便、畅通，完全可以满足矿井建设需要。可以在准备阶段前期完工，完工前期利用手机进行通信。1.1.5 排水工业广场场地地势地形比较平坦，在道路一侧修建一条排水水沟与053省道公路边沟接通。根据巨野郭楼矿汇水面积计算得出排水沟面积，决定采用0.9 平方米矩形断面水沟。井下排出的水，处理后经管道排放到距离一公里的公路边沟，流入河流。1.1.6 工业广场平整及排矸巨野郭楼矿工业广场所在位置地势平坦，雨季场地容易积水，所以设计方案决定对工业广场进行垫高1.2m。工业广场垫高所用土石料采用矿井建设掘进出来的矸石，既解决了大量矸石的堆放，也节省了远处取土带来的运输麻烦。工业场地垫高顺序为：先从井口道路开始，接着垫高准备期建筑物周围，最后垫高其他后续需要修建的建筑物周围。垫高过程中，施工准备期从矸石场地取土，井筒施工时矸石用于垫高，等完成整个工业广场的垫高后，矸石回填取土矸石场地。巨野郭楼矿需要填方36万m3，建井掘出矸石约30万m3。1.1.7 其它建井条件矿井所需的建筑材料砖、瓦、沙、石等可以当地或附近解决，钢材、木材及部分水泥可以从兖州、徐州等地采购运来。建井工程所需人员由本公司抽调三支队伍进场，并雇佣当地民工及部分其他施工队伍。建井所需机械设备可通过租凭购买等方式获得。1.2 建井技术准备在矿井开拓系统时间安排上应该遵循以下原则：技术上具有可行性、经济上比较合理、施工条件较好、准备比较充分及能有助于短工期。由于本矿井一共三个井筒，主副风井都位于工业广场上，且井深度相同，所以其开工顺序与贯通点的选择都会与其他矿有所不同。1.2.1 矿井施工方案矿井建设中一般有以下两种施工方案： (1)单向掘进 工业广场上的井筒施工到底后，利用这些井筒进行材料、设备下放，人员上下和矸石提出，按照单一方向从井底车场掘砌到采区。优点： 人员和设备量比较小，初期投资小，管理方便；测量技术要求比较低。缺点：建井工期较长；通风管理工作较复杂；安全条件较差。(2)对头掘进 利用工业广场井筒和远处风井对头掘进然后贯通。优点：利用风井提前掘进采区巷道，缩短建井工期。缺点：增加施工人员和设备，初期投入大，管理协调工作较多。结合巨野郭楼矿矿井的实际情况，风井位于工业广场，主、副、风井距离约在100m左右，为了南部总回风大巷、南部辅助运输大巷、南部胶带运输大巷早日到达一采区，形成整个开拓系统，故利用回风大巷单向掘井到采区，再对胶带运输大巷和辅助运输大巷采用对头掘进。1.2.2主副风井的施工顺序主副、副井、风井有以下十种开工顺序方案：方案1：主井副井风井；方案2：主井风井副井；方案3：副井主井风井；方案4：副井风井主井；方案5：风井副井主井；方案6：风井主井副井；方案7：主井副井同时风井；方案8：主井风井同时副井；方案9：副井风井同时主井；方案10：主井、副井、风井同时。由于巨野郭楼矿主井和副井直径均大于7m，而风井位于工业广场，井筒直径相对较小，施工速度较快，可以最先到低，然后为断面较大井施工提供有利资料，其次风井与主井贯通路线较短，可以优先考虑风井先