双鸭山矿业集团集贤煤矿3.0Mta新井设计

摘 要本设计为双鸭山市集贤煤矿的3.0Mt/a新井设计。此矿区内有3层煤全区可采，总厚度16.6m,井田平均走向长5.5km，平均倾斜长6.0km，煤层平均倾角6,设计井田的可采储量为279Mt,服务年限为79年。关键词： 中央边界式 单一走向长壁 放顶煤 可采储量AbstractThis design is the new wells for Jxian mineral of 3 Mt/a in Suangyashan. Three coal layers can be mine in whole well, coal seam total thickness is 16.6m, the strike length is 5.5km, the incline length is 6.0km, and the average inclination of coal seam is 6 degree. Designed well reserves is 279 million tons, the service length of well is 79 years. The key words： Central boundary type Unitary trend grows wall Put top coal Recoverable reserves目 录摘要 .1Abstract2目 录.3绪 论 7第1章 井田概况及地质特征.81.1井田概况81.1.1交通位置81.1.2地形 地势81.1.3气象 地震81.1.4水源及电源91.2 地质特征91.2.1矿区内的地层情况91.2.2地质构造111.2.3岩石性质、厚度特征121.2.5煤质 牌号及用途14第2章 井田境界 储量 服务年限 162.1 井田境界162.1.1井田周边状况162.2.1井田储量的计算17第3章 井田开拓.203.1 概述203.1.1井田内外及附近生产矿井开拓方式概述203.1.2影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况203.2矿井开拓方案选择203.2.1井筒形式和井口位置203.2.2开采水平数目和标高223.2.3开拓巷道布置233.3 选定开拓方案的系统描述233.3.1井筒形式和数目233.3.2井筒位置及坐标253.3.3水平数目及高度253.3.4石门大巷数目和布置263.3.5井底车场形式选择283.3.6煤层群的联系283.3.7采区划分283.4 井筒布置和施工293.4.1井筒穿过的岩层性质及井筒支护293.4.2井筒布置及装备293.4.3井筒延伸的初步意见313.5 井底车场及硐室323.5.1井底车场形式确定及论证323.5.2井底井场的布置、存车线路、行车线路布置长度323.5.3井底车场通过能力验算343.5.4主要硐室363.6 开采顺序363.6.1沿井田走向的开采顺序363.6.2沿井田倾向的开采顺序363.6.3采区接续计划363.6.4“三量”控制情况37第4章 采区巷道布置及采区生产系统394.1 采区概述394.1.1设计采区的位置、边界、范围、采区煤柱394.1.2采区的地质和煤层情况394.1.3采区的生产能力、储量及服务年限394.2 采区巷道布置404.2.1区段划分404.2.2采区上山布置404.2.3采区车场布置414.3 采区准备464.3.1采区巷道的准备顺序464.3.2采区主要巷道的支护方式46第5章 采煤方法.475.1 采煤方法的选择475.2 回采工艺475.2.1选择和决定回采工作面的工艺及使用的机械设备475.2.2选择采面循环方式和劳动组织形式47第6章 井下运输和矿井提升.506.1 矿井井下运输506.1.1运输方式和运输系统的确定506.1.2巷煤炭运输设备选型506.1.3采区运输设备的选择546.1.4工作面运输巷设备的选型556.2 矿井提升系统556.2.1 矿井主提升系统的选择与计算55第7章 矿井通风与安全.587.1 矿井通风系统的确定587.1.1概述587.2 风量计算与风量分配587.2.1风量计算587.2.2矿井总的风量计算617.2.3.风量分配617.2.4量调节方法与措施637.2.5风量的调节方法与措施637.3 矿井通风阻力的计算647.3.1确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力647.4 通风设备的选择677.4.1主扇的选择计算677.4.2电动机的选择687.4.3 反风措施687.5 矿井安全技术措施687.5.1预防瓦斯及煤尘爆炸687.5.2 火灾与水患的预防697.5.3 其他事故的预防69第8章 矿井排水.718.1 概述718.1.1矿井水来源及涌水量718.1.2对排水设备的要求718.2 矿井主要排水设备728.2.1排水方式与排水系统简介728.2.2主排水设备及管路的选择计算73第9章 技术经济指标 .76致谢辞 78参考文献 79附录 80附录 85绪 论通过大学四年的学习，我掌握了很多专业知识，为了能更好的巩固和运用这些知识，借毕业设计这个机会我做了黑龙江省双鸭山市集贤县集贤矿新井设计，而且我在毕业实习中也收集到了很多集贤矿的资料。本设计主要是关于新矿井的建设，其中包括开拓方式、采煤工艺、支护方式、设备选型以及矿井的各个系统。本设计包括通风安全方面、采煤工艺方面、岩石力学方面以及CAD制图方面的知识。采矿方面的知识更新很慢，本设计采用了一种创新模式，这是一个新的方案，主要是针对小倾角煤层群的开采方法，本方法采用反倾向的巷道布置，不需要布置上下山，因此，可以节省很多开采费用，也更利于矿井的生产和管理。本设计主要是通过绘制矿井的各种图纸来进行矿井的优化设计，这其中文字部分包括大量的方案比较，以便使设计更加合理。在设计时，需要对矿井的地质情况、煤层的受力等情况进行分析，这样才能使建成的矿井更加与实际相符。第1章 井田概况及地质特征1.1井田概况1.1.1交通位置集贤煤矿位于双鸭山市集贤城区下团堡乡全武营村北约1km处，井田向南4km有简易公路与公路干线相连接，向南到火车站11km。由朔州至太原235km，到大同130km，尚有公路连通。井田东南约8km处，有与铁路配套的刘家口煤炭集运站，年发运量0.4Mt，该矿到集运站有公路连接。井田西南部有铁路支线与北同蒲线相连，火车站可通达全国各地。矿井交通十分便利。1.1.2地形 地势集贤井田为低山丘陵区，地面多被黄土覆盖，经侵蚀切割，形成黄土梁峁。地势总趋势西南高，东北部低，最高点在西南角标高为1338.3m，最低点在东南角，标高为1215.3m，相对高差123m。区内沟呈弧状(向北凸)将全区地形划成南北两部分，北侧沿井田边界为一条长梁，南侧为掌状台梁，两侧地势均呈缓坡状，向麦地掌沟谷底倾斜，沿沟两侧沟谷发育，其深度多在2030m间。冲沟两壁基岩裸露。麦地掌沟谷底大部分比较开阔，多呈“U”字形，部分地段狭窄呈“V”字形。地表流水基本汇于沟，向东南流出井田，汇入七里河。1.1.3气象 地震本区位处高寒地带，气候寒冷干燥，风沙大，属典型大陆性气候。日温差一般在l825，年温差可达34以上，最高气温可达38，最低气温在西部山区达-46。降水期集中于六、七、八三个月，占年降雨量67%75%，最高可占到90%，年平均降雨量462mm，最大日降雨量72mm。年蒸发量在2028mm到2516mm之间，平均为2351mm左右，5月初到7月之间蒸发量可达470mm，最大日蒸发量可高达30mm。霜冻结冰期自十月下旬至次年四月，冻土深度在1.23m左右，最大可达1.5m。平均每年出现八级以上大风(风速大于17.2ms)达25d，风沙日290d，且多集中于冬春两季，风向以西北最多，最大风速可达21m/s。国家地震局将本井田所属地区的地震烈度定为7度。1.1.4水源及电源集贤矿现有一回10kV专用线引自店坪35kV站，该站电源引自铺上220kV站，铺上变电站距本矿仅4km。正在建设的选煤厂拟建35kV变电所，矿井改扩建后的电源可直接取自铺上变电所或由选煤厂转供，双回路供电系统建成后，能满足矿井生产的用电需求。1.2 地质特征1.2.1矿区内的地层情况集贤井田内多为黄土覆盖，在沟谷两侧出露有上石盒子组地层。根据勘探钻孔揭露，结合邻区资料，对本井田地层由老至新分述如下: 1、中奥陶统马家沟组(O2m)为含煤地层的基底。本组地层在井田内揭露不全。据邻区资料本组厚约180m。主要为灰深灰色石灰岩、白云岩及白云质灰岩夹薄层黄绿色泥岩组成。灰岩含泥质，风化后呈土黄斑块，俗称豹皮灰岩。地层中常夹同生角砾岩。与下伏地层呈整合接触。井田内钻孔揭露最大厚度为15.74m。 2、中石炭统本溪组(C2b) 井田内钻孔揭露不全，揭露最大厚度为34.90m。根据邻区资料本组厚在2148m。主要由灰色、灰白色、灰黑色砂岩、砂质泥岩及泥岩和铝土泥岩组成。地层中夹13层薄层石灰岩，其中最下一层比较稳定，厚度最大可达3m，常含腕足类动物化石。底部常见山西式铁矿，呈鸡窝状赋存。铁矿层之上为一层品位较高的铝土岩，最大厚度可达78m，中、上部可见0.20.5m薄煤一层(12号)。 3、上石炭统太原组(C3t) 厚7298m，平均78.5m。以灰白色砂岩、灰黑色粉砂岩、泥岩及煤层组成，底部常发育泥灰岩一层，主要厚煤层赋存本组顶部及底部，按煤及岩性特征可分为上、中、下三段。下段地层由K2砂岩至7号煤层顶。厚度2746m，平均35m。主要由煤层、砂岩、砂质泥岩组成。底部发育泥灰岩一层。太原组底界砂岩为中细粒石英砂岩，一般厚23m，部分地段相变为粉砂岩，煤层是本段地层的主体，由下向上发育3层(11号、9号、7号)稳定、较稳定，可采煤层，一层(10号)局部可采煤层。总厚度达19.23m。11号及9号煤层之间夹一层泥灰岩，含动物化石。中段由7号煤层顶至5号煤层底。厚度1627m，平均22m，主要由灰白色中粒砂岩，浅灰色粉砂岩及灰黑色泥岩和煤组成。中部常发育12层中粒砂岩，厚410m，有时相变为细砂岩或粉砂岩。其中部有时赋存6号煤层。上段由5号煤层底至K3砂岩，厚1923m，平均21m。主要由煤层、砂岩、粉砂岩组成。4、二叠系下统山西组(P1s)井田内厚8293m，平均87m。主要由灰色、灰白色砂岩，灰褐色泥岩、砂质泥岩组成。砂质泥岩常含菱铁矿结核。中、下部含薄煤13层，一般不可采，其中3号煤发育好。底界砂岩(K3)为灰白色粗中粒砂岩，其底部含砾石及煤屑。与下伏太原组地层整合接触。5、二叠系下统下石盒子组(P1x)厚约88m，主要为灰黄色砂岩、灰色、灰黄色粉砂岩及泥岩等组成。顶部发育一层鲕状铝土泥岩，底界砂岩(K5)为灰白色粗粒砂岩，含砾，发育不稳定。与下伏地层成整合接触。6、二叠系上统石盒子组(P2s)本组上部多被剥蚀。钻孔揭露的赋存地层最大厚度为46m，岩性主要为灰黄色砂岩、灰绿色夹紫色粉砂岩，泥岩等组成。底界砂岩(K6)为黄绿色含砾粗砂岩，与下伏地层呈整合接触。7、第三系上新统(N2)深红色、黑红色粘土，夹有砂砾及铁质、钙质结核。底部为砾石层及红土互层，平均厚15m。1.2.2地质构造集贤煤矿井田位于平朔矿区宁武主向斜西翼南部。区内沿沟谷有上石盒子组地层成片出露，属煤田地质半裸露区。该区地质构造以向背斜褶曲为主，伴随少数中、小型断裂。主要构造线均为北东东向。其中北部断层稀少，南部断裂较为发育。地层产状主要受褶曲控制，总的地层走向为北东，倾角平缓。其中北部一般为510，南部一般为820。在井田西南角地面出露最大倾角达45度。主要褶曲构造均为北东向，两翼倾角一般北冀比南翼平缓。1、褶曲 、下黑水沟背斜：位于井田西北部下黑水沟南侧，背斜区内延伸约1.2km，走向为北东，两翼倾角平缓，一般为212左右。 、下黑水沟南向斜：位于井田中部，下黑水沟背斜南侧。本区内延伸长约2.3km，走向约为北东60，与下黑水沟背斜近似平行。两褶曲轴线相隔0.40.6km。北翼比南翼均较平缓,倾角为218。 、下窑子向斜：位于井田东南部，为平朔矿区南部一个主要区域向斜构造之一，区内延伸约0.5km，为该向斜构造西部变小尖灭部分。走向为北东70,两翼倾角近20左右。 、集贤沟北背斜，位于井田东南部，下黑水沟南与下窑子两向斜之间，井田内延长约0.9km。背斜南北西北两翼在麦地掌沟两侧均有上石盒子组地层出露。背斜两翼地层倾角一般510，其中南翼靠近F2逆断层局部倾角增大达20左右。2、断层 、集贤沟正断层(F1)：位于井田南部边缘。断层走向为北东80，倾向南南东，倾角75。本区内延长约2.1km，断层落差15240m，为井田南部临近边界的主要断裂构造。 、F2逆断层：位于井田东南部，根据矿井地质资料，在该矿4-1号煤14304巷东部北侧及其东侧403巷道中均见4-1号煤断失，上盘砂岩由北向南推覆于4-1号煤层之上，断面清楚，实测走向北东80，向北北西倾斜，倾角40，落差1215m。 、F3逆断层，位于井田西南边缘，地面见上石盒子组断开，紫色泥岩与黄绿色砂岩接触，断层走向北东24，倾向南东，倾角38，区内延长约140m，落差约5m。 、F4正断层：位于井田西南边界外侧，断层走向与F1相同，为北东东向，延长约1.2km，断层倾向北北西，倾角78，落差18m。 、F5正断层：位于井田北中部边缘，地面见上石盒子组地层断开，断层走向北东16，倾向北西，倾角78，本区内延长约140m，落差5m。 、F6正断层：位于井田东侧中部边缘，地面见上石盒子组地层断开，上盘为紫色泥岩，下盘为黄绿色细砂岩；断层为近东西走向，向南倾斜，倾角55，延长约190m。落差35m。 、F7正断层：位于F6断层南侧，地面见上石盒子组地层断开，断层近南北走向，向西倾斜，倾角75，延长约80m，落差35m。 、F8逆断层：位于井田南部边缘，F2逆断层南侧，断层走向北东，倾向北西。推定断层倾角40，落差约10m。为层间逆断层，向上至下石盒子地层逐渐消失。 、根据集贤煤矿提供的4-1号煤层采掘平面图，在井下14503巷西端，还见有一条小正断层，该巷道位于4-1号煤层顶部，沿前进方向见煤层断失，走向北东45，倾向北西，倾角50，落差2m左右。1.2.3岩石性质、厚度特征井田内赋存含煤地层总厚为200m左右，主要可采煤层含煤达10层，煤层总厚约32m，含煤系数16%。均为稳定煤层，从上向下编号为6号、7号、8号，主要可采煤层叙述如下： 6号煤层位于5号煤层之下1825m，煤层平均间距30m，为井田内赋存厚度最大煤层，结构复杂，具有条带状结构，厚10-13.92m，平均厚度达10.7m,全区稳定可采。顶底板多为砂质泥岩及泥岩。煤层在中南部偏厚、北部偏薄。7号煤层位于6号煤层之下30m。最大厚度2.4,平均厚度2.1m,稳定的全部可采煤层，顶底板多为砂质泥岩。8号煤层位于7号煤层之下30m。厚度在2.32.90m，平均厚度2.6m，属稳定的全部可采煤层，顶底板多为砂质泥岩。1.2.4井田水文地质情况1、含水层 集贤煤矿与矿床充水有关的有二叠系上石盒子组(P2s)、下石盒子组(Plx)和山西组(P1s)的裂隙水含水层组，石炭系太原组(C3t)裂隙含水层组，奥陶系上马家沟组(O2s)、下马家沟组(O2x)及亮甲山组(O1l)岩溶含水层组。 矿床主要充水含水层分述如下： 、上石盒子组裂隙水 该组含水层离煤层较近，且靠近较大背斜轴部地段较富水，从而成为太原组上段煤层开采的主要充水含水层。本层有3个水文孔资料，q值0.0050.417L/s.m，表明在补给好的背斜轴部附近富水性达到中等程度，而在埋藏较深的下黑水沟南向斜轴部富水性为弱至极弱程度。该层裂隙水为循环强烈的近源补给水。分析麦地掌矿西北部靠近芦子沟背斜部，该含水层相对富水，可能达到中等富水程度，但因补给范围不大，矿井涌水量受大气降水的直接制约将会明显。 、下石盒子组裂隙水 构成本区基岩风化壳的主要含水层是下石盒子组，主要含水层位为底部的含砾粗砂岩(K4)和上、中部的(K5)砂岩带。局部构成基岩风化壳含水层的尚有上石盒子组和山西组的砂岩带。 基岩风化壳裂隙发育，裂隙水的主要补给来自大气降水的入渗，局部地段受河谷潜水补给。七里河未改道前下石盒子组基岩风化壳组达到强富水程度，q位为1.35661.9703L/s.m，改道后其富水性可能减弱，但在雨季其富水性将有所增强，基岩风化壳富水达到中等以上程度的都处于河谷区域构造比较发育的浅埋藏区。麦地掌矿基岩风化壳补给条件差，富水性差。 、山西组裂隙水 含水层主要位于下段的砂岩带，底部粗砂岩(K3)局部变为细砂岩，是太原组4-1号煤层的直接顶板，是太原组上段煤层开采的主要顶板充水含水层。本层富水性不均匀，为极弱至中等程度，q值0.0001570.479L/s.m。本层达到中等富水程度的部位，是补给条件较好的风化壳层或处于埋藏较浅的向斜轴附近(下黑水沟南向斜),而在背斜部和深埋藏的向斜轴部，本层富水为极弱程度。麦地掌矿的中西部靠近下黑水沟向斜部位及下窑矿东部，山西组含水层达到中等富水程度，其余地段富水性较弱。 、太原组层间裂隙水 含水层段主要为7号煤以上的砂岩带，这是太原组下段9号与11号煤层开采的主要顶板充水含水层。该含水层的流场较大，已超过芦子沟背斜向北延展，但由于芦子沟背斜以北受到二铺煤矿及安太堡露天矿开采疏干影响，则北部流场已无径流。本组含水层埋藏较深(一般为150340m),接受上覆含水层组的越流和大气降水渗入补给条件较差。其主要补给区，是在矿区西部的本地层条带和零星露头区段，补给面积很有限。因此，本区太原组裂隙含水层一般为极弱富水程度，只在靠近补给区的浅埋藏区(如604号孔部位)局部达到中等程度。 、奥陶系灰岩(奥灰)底板岩溶水主要含水层位是下马家沟组(O2x)和亮甲山组(O1l)。9号和11号煤层开采有底板突水影响的是上马家沟组(O2s)和O2x含水层。矿区内O2s层较薄(067m)，富水不均匀，富水带不稳定。2、充水因素井田中西部靠近下黑水沟向斜部位，含水层的汇水补给条件较好，局部富水性可达到中等程度。井田西北部靠近913孔部位，上石盒子组含水层的富水性局部达到中等程度，将会影响矿井涌水量，但其影响范围较小。井田西北部靠近芦子沟背斜，煤层埋藏较浅，老窑开采情况不清，应注意老窑水的防范。井田其余区段顶板充水含水层富水程度较弱。3、矿井涌水量地质报告对矿井涌水量未做详细预测，根据矿井含水系数，考虑到改扩建后长壁开采对顶板的大规模破坏，参照矿井实际情况，暂推测矿井正常涌水量为70m3/h，最大涌水量为100m3/h，必要时有关部门需进一步做这方面的工作。1.2.5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20.1531。净煤灰分一般在10左右，胶质层厚度在13.018.5mm，粘结指数G在7585%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0.220.37之间。磷含量一般在0.0030.014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2章 井田境界 储量 服务年限2.1 井田境界2.1.1井田周边状况集贤煤矿位于朔州市朔城区下团堡乡全武营村北约1km处，地理坐标为东经ll21530，北纬394310，井田境界以证号1400000041616号采矿许可证批准的7点坐标连线圈定。 点号 X Y l、 4366500 19615000 2、 4366300 196165003、 4366500 19616500 4、 4366500 196170005、 4365200 19617000 6、 4364900 19615720 7、 4364560 19615000矿区形态为一不规则多边形，井田东西长约1980m，南北宽约11901920m，面积2.9789km2。2.1.2井田境界确定的依据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2.1.3井田未来发展状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,远景储量丰富。2.2 井田储量 2.2.1井田储量的计算井田内共有工业储量（A+B+C）280280kt，A+B级的储量为227650kt，占总储量的80.4。2.2.3储量计算方法计算标注以储量管理规程为依据，公式如下：块段储量=块段面积cos(平均倾角)平均厚度容重矿井设计储量工业储量永久煤柱块段可采储量=（工业储量永久煤柱）设计回采率回采率要求：厚煤层不小于75%，中厚煤层不小于80%，薄煤层不小于85%根据储量诸图、通过等高线块段法计算本井田工业储量为297Mt，可采储量为248Mt。2.2.4储量计算评价 集贤煤矿的煤层对比可靠，煤层厚度比较稳定，倾角较缓，煤层地板起伏不大，构造控制基本可靠，无火成岩，水文地质条件中等，储量计算教可靠。2.2.5储量计算评价集贤矿区的煤层厚度稳定，层倾角不大，且稳定，煤层底板起伏不大构造控制基本可靠。2.3 矿井工作制度 生产能力及服务年限2.3.1工作制度矿井设计年工作日为300天，每天四班作业，三班生产，一班准备，每天净提升时间为14小时。2.3.2生产能力井田煤炭储量丰富（地质储量为297 Mt，可采储量为248Mt），地质构造及水文地质简单，煤层赋存平缓（最大倾角310），煤质优良，具有建设大型矿井的条件。方案一：建2.40Mt/a的矿井。方案二：建3.00Mt/a的矿井。方案三：建4.00Mt/a的矿井。根据煤矿工业矿井设计规范矿井投产后服务年限不应过长，可由服务年限确定。表（21） 矿井及第一开采水平设计服务年限矿井设计生产能力 Mt/a矿井设计服务年限 a第一开采水平设计服务年限 a煤层倾角453.0及以上60703035-1.22.45060 2530 202515200.450.9 4050 2025 152010152.3.3矿井设计服务年限矿井设计服务年限公式： （）式中：矿井设计可采储量，Mt 生产能力， Mta K矿井储量备用系数，K.31.5矿井设计一般取K=1.4，地质条件复杂的矿井及矿区总体设计可取K=1.5，地方小煤矿可取K=1.3 。根据本设计矿井实际情况，K值取1.4。方案一：PZ/AK=297（2.41.4）=88.4年方案二：PZ/AK=297（3.01.4）=79年方案三：PZ/AK=297（4.01.4）=53年从保证矿区均衡生产来看，井型较大的矿井对保证矿区产量起骨干作用，其服务年限也应略长些，因本井田地质储量大，可采储量多，则选择方案二合理。该矿井生产能力为3.0Mt/a，矿井服务年限为79年。第3章 井田开拓3.1 概述3.1.1井田内外及附近生产矿井开拓方式概述集贤矿为生产矿井，现有工业广场位于井田的中部，场地面积能满足300kt的生产系统及行政、公共建筑要求。矿方新开掘的井口位置距现在工业广场约500m，井口地面地形开阔，建后3.0Mt/a的储煤要求.3.1.2影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况.贯彻执行有关煤炭工业的技术政策,为多出煤、早出煤、出好煤、投资少、成本低、效率高，创造条件要使生产系统完善、有效、可靠，在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量，尢其是初期建设工程量，节约基建工程量，加快矿井建设.合理集中开拓布置，简化生产系统，避免生产分散，为集中生产创造条件。.合理开发国家资源，减少煤炭损失。.必须贯彻执行有关煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风系统，创造良好的条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常性保持良好状态。.要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术，新工艺，发展采煤机械化，自动化创造条件。根据用户需要，应将不同煤质，煤种的煤层分别开采3.2矿井开拓方案选择3.2.1井筒形式和井口位置根据地形地貌、煤层赋存条件及确定的工业场地位置，本着合理开发全井田，集中生产运输环节简单、初期井巷工程量少、投资省、出煤早、达产快、安全、高效的原则，设计提出了三个开拓方案：方案一：双立井加暗斜井开拓方案二：双立井开拓方案三：双斜井开拓以上三种井筒开拓方案比较如下：斜井与立井相比斜井 优点：井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，地面工业建筑，井筒装备，井底车场及硐室都投资少；井筒装备和地面建筑物少，不用大型提升设备，钢材消耗量小；胶带输送机提升增产潜力大，改扩建比较方便，容易实现多水平生产，并能减少井下石门长度。缺点：在自然条件相同时，斜井要比立井长得多；围岩不稳固时，斜井井筒维护费用高，采用绞车提升时，提升速度低，能力小钢丝绳磨损严重，动力消耗大，提升费用高，当井田斜长较大时，采用多段绞车提升，转载环节多，系统复杂，更要多占用设备和人力；由于斜井较长，沿井筒敷设管路，电缆所需的管线长度较大；斜井通风风路较长，对瓦斯涌出量大的大型矿井，斜井井筒断面小，通风阻力过大，可能满足不了通风的要求，不得不另开专用进风或回风的立井并兼做辅助提升；当表土为富含水的冲积层或流砂层时,斜井井筒掘进技术复杂,有时难以通过。适用条件 ：斜井煤层赋存较浅，垂深在200m以内，煤层赋存深度为0500m，含水砂层厚度小于2040m，表土层不厚，水文地质情况简单的煤层井筒不需要特殊方法施工的缓倾斜及倾斜煤层立井优点：立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，机械化程度高，易于自动控制，井筒为圆形断面机结构合理，维护费用低，有效断面大通风条件好，管线短，人员升降速度快；缺点：与斜井优点相对。立井煤层赋存深度200900m，含水砂层厚度20400m,立井开拓的适应性很强，一般不受煤层倾角，厚度，瓦斯，水文等自然条件限制技术上也比较可靠当地质条件不利于平硐或斜井开拓时均采用立井开拓方式技术评价：本井田煤层倾角小、倾向长度大、生产能力大、瓦斯涌出量大，斜井开拓井筒过长，井筒断面较小通风较差。兼于对斜井和立井的优缺点及适用条件的综合考虑立井方案技术上可行，从而选用立井一水平加暗斜井两水平开拓。立井一水平加暗斜井与双立井开拓比较：立井加暗斜井开拓兼有立井和斜井开拓的优点，矿井建井初期选用立井，延伸选用斜井，但这两种设计一水平为350m如用斜井在此水平延伸根据煤层的赋存情况技术上可行，如采用立井用石门与井底车场相连，石门过长。立井井筒延伸过长。故立井一水平加暗斜井技术上可行。根据上述井筒开拓方案的技术比较，确定立井与立井一水平加暗斜井开拓方案在技述上可行。根据规定，对技术可行方案应进行经济比较。井筒开拓方案比较表如对矿井井筒位置有以下的要求：井筒沿走向的有利位置应在井田的中央当井田储量呈不均匀分布时，应在储量分布的中央，在此开成两翼储量比较均衡的双翼井田，应尽量避免井筒偏于一侧，造成单翼开采的不利局面；井筒沿煤层倾向的位置，应使总的石门工程量小，初期工程量及投资小，建井期短，且煤柱损失小；为使井筒的开掘和使用安全可靠，减少其掘进的困难及便于维护，应使井筒通过的岩层及表土层有较好的水文，围岩和地质条件。开拓方案技术比较： 方案一和方案二比较，在建井初期相比，所有的投资相等，方案一建井位置与方案二相同，两方案工业广场压煤量相同，方案一从第一水平用暗斜井开拓，减少二、三水平石门长度，方案二延伸立井井筒和是门工程量大。所以选用第一方案； 方案一和方案三比较，第三方案的斜井井筒过长石门也长。第一方案大大减少了井筒的长度经济上极其有利。所以第一方案优先。 方案二和方案三比较，方案三斜井的井口在井田之外，偏离储量中心，巷道往返量大，相应的增加了运输、提升、排水费用。总投资大于第二方案。 综合上述各种方案的优缺点，方案二还是比较优越。因此，选用方案二进行井田开拓。依据本井田的储量分布图，及剖面图考虑水平划分及主要巷道布置，确定井口的位置在整个井田的储量中心.3.2.2开采水平数目和标高根据井田条件和设计有关规定，本井田可划分一个水平方案一：一水平布置标高：400方案二：二水平布置标高：270 500 3.2.3开拓巷道布置开采水平布置的核心问题是运输大巷的布置，运输大巷可有单煤层布置（称分煤层运输大巷）分煤组布置（称分组集中运输大巷）或全煤组集中布置（称集中运输大巷）主要根据煤层的数目和间距来定。采用分煤层或分组集中大巷时，各煤层大巷之间、各大巷与井底车场之间用石门联系；用集中运输大巷时，各煤层组之间用采区石门联系。详见图3-1。图3-1 开拓巷道布置图3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1井筒形式和数目立井开拓适应性很强，可用于各种地质条件，同时在技术上也成熟、可靠。根据煤矿安全规程规定，一个矿井必须有两个通向地面的出口，以策安全和通风需要，采用两井筒不太远的采区，用风井回风，共建四个立井。详见图3-2、图3-3，及开拓方案比较表3-1。图32图33表31 开拓方案经济比较表方案一方案二基建费/万元工程量m单价元费用万元工程量m单价元费用万元立井4353000130.5立井 4353000130.5暗斜5立井延伸4403000132石门70080056石门1800800144井底车场65090058.5井底车场65090058.5大巷2300800184大巷2300800184合计578.56493.3.2井筒位置及坐标选择井筒的条件：井下条件 在井田走向的储量中央或近中央使两翼可采储量平衡，减少走向运输大巷的运输费用。巷道好维护，通风费用低保持两翼均衡生产和采区正常接续，采用多水平开采，井田倾斜方面各水平石门工程量总和小同时考虑第一水平兼顾其他水平，减少煤柱数量，少压、不压开采条件好的煤层。地面条件 井筒位置比较平坦，满足防洪设计标准；符合环境保护要求有利生产、方便生活。主井坐标： 经度37611400，纬度4178975副井坐标： 经度37611380，纬度4179080风井一坐标：经度37610200，纬度4179140风井二坐标：经度37612768，纬度41791403.3.3水平数目及高度本井田煤层倾角小走向长度长，不利于用单水平或两水平开采并且煤层赋存较深，如选用水平数目过少上山长度不满足规定。必须设辅助水平则引起投资费用增加和生产分散，由于运输、提升等技术设备的发展，对缓倾斜煤层矿井规定垂高为：150m250m，但实际工作中已经比规定中有较大提高，大型矿井水平垂高对于缓倾斜增加到200m400m，故此矿中选用三水平垂高最大为325m，满足技术要求和生产需要是较合理的水平数目。3.3.4石门大巷数目和布置采用集中布置大巷并且此矿井选用三水平开拓煤层距小，在每一水平大巷数目为两个。主石门为一个，大巷布置在1，2，3层煤下部的岩石中便于维护，主石门因煤层的特点长度大小有所不同。本设计矿井中，大巷和石门服务年限较长，运输能力要求大，所以大巷和石门的断面和支护设计在本设计中相同其内部设施也相同巷道断面设计合理与否，直接影响煤矿生产的经济效果和生产的安全条件，其基本原则是在满足安全与技术要求的条件下，力求提高断面利用率，缩小断面，降低造价并有利于加快施工速度，该设计矿井大巷详见大巷断面示意图3-4，石门断面示意图3-5。井筒布置及装备：主井：井筒直径7.0m，净断面积38.465m2，掘进面积44.157m2，井筒深度510 m，井筒内装备两队16t刚性罐道，立井多绳箕斗。采用180mm180mm10mm方形空心型钢罐道，端面布置采用树脂锚杆固定托架。副井：井筒直径7.0m，净断面积38.465 m2，掘进断面积44.157 m2，井筒深度510 m，井筒装备一对1.5t固定式矿车，900mm轨距，双层四车刚性立井多绳罐笼，担负矿车辅助提升任务，兼做进风井筒，采用180mm180mm10mm方型空心型罐道，断面采用树脂锚杆固定托架。图34 大巷断面示意图图35 石门断面示意图3.3.5井底车场形式选择1-运输大巷 2-绕道 =15图（44）4、 竖曲线计算根据生产经验，竖曲线半径定为：RG=20000(高道，重车线) RD=12000(低道，空车线)-上山坡度角 =20-上山起坡角 =20车场双轨中心距2100竖曲线选用ZDK915/3/9=182606 a=3525 b=3675 L=7200图（44）竖曲线计算图存车线取半列车，即 AO=nLmLl=162400+4500=42900iG取9（高道动滚行坡，重车道）G=tan-10.009=0.5156iD取11（低道自动滚行坡，空车道）则高道竖曲线回转角低道竖曲线回转角 5、起坡点位置的确定绕道车场起坡后跨越大巷，需保持一定岩柱。根据经验，取运输大巷中心轨道面水平至轨道上山轨面垂直距离10m 采区上部车场采用的是平车场形式，中部车场为甩车场形式。6、采区煤仓形式、容量及支护1、煤仓容量 Q=(Ag-AN)TgKb Ag-采区高峰生产能力 t/h 944.5t/h AN-装车站通过能力 t/h 611.2t/h Tg-采区高峰生产持续时间 h 1.4h Kp-不均匀系数 机采 1.151.20 取1.15 Q=（944.5-611.2）1.41.15=536.6 t7、煤仓的支护煤仓的结构包括煤仓上部收口、仓身、下口漏斗及闸门基础、溜口和闸门装置。各处支护形式如下：由于煤仓的断面较大，为了保证煤仓上口的安全，作混凝土支护。为了防止大块煤、矸石、废木料等进入煤仓，在收口设铁篦。仓身设在坚硬的岩石中，可以不支护。下口漏斗用混凝土砌筑。为了保证安全，煤仓与大巷连接加强支护，在煤仓下部收口处四周铺设数根钢梁，灌入混凝土，并与大巷支护连为一体。8、采区硐室简介采区主要硐室包括采区煤仓、采区绞车房、采区变电所。采区绞车房设在围岩稳定、无淋水、地压小和容易维护的地点。宽度为2000mm2500mm，长度为6m，高度在34.5m之间。绞车房设两个安全出口，即钢丝绳通道、绞车房通道。采区变电所是采区供电的枢纽，硐室宽度在3.6m左右，高度为2.53m之间，采用不可燃材料支护。硐室与通道联接处，装设向外开的防火栅栏两用门。9、采区工作面接续编制采煤工作面接替计划的原则及注意的问题。1.年度内所有进行生产的采煤工作面产量总和加上掘进出煤量。必须确保矿井计划产量的完成。并力求各月采煤工作面产量较均衡。2.矿井两翼配采的比较与两翼储量分布的比例大体一致。防止后期形成单翼生产。3.为确保合理的开采顺序，。上下煤层（包括分层）工作面之间，保持一定的错距和时间间隔煤层之间，除间距较大或物殊要求允许上行开采外要接自上而下的顺序开采。4.为实现合理集中生产，尽量减少同时生产的采数目及工作面数，避免工作面布置过于散。为便于生产管理，各采煤工作面的接替时间尽量不要重合，力求保持一定的时间间隔，特别是综采工作面要防止两个面同时搬迁接替前一个区段进行回采时下一个区段开始掘进，当前一个采区开始减产时下个区段准备工作完成。4.3 采区准备4.3.1采区巷道的准备顺序按合理施工的原则，选掘上下山、回风运输平巷、开切眼的顺序进行。自运输大巷、采区运输石门到达采区下部预定位置后，开掘采区下部车场顶板绕道、采区下部材料车场，然后，距煤层底板15m沿煤层倾向自下而上掘进采区轨道上山、沿煤层自下而上掘进采区运输上山和回风上山。与此同时自风井、回风石门，开掘回风大巷；向煤层开掘采区回风石门、采区上部车场、绞车房，与采区轨道上山、运输上山及回风上山联通。当形成通风回路后，即可自采区上山向采区一翼掘进第一区段的区段运输平巷、区段回风平巷，当这些巷道掘进到采区边界后，即可掘进开切眼形成采煤工作面。安装好机电设备和进行必需的准备工作后，即可开始采煤。4.3.2采区主要巷道的支护方式兼于安全生产，回风、运输平巷均采用锚喷支护第5章 采煤方法5.1 采煤方法的选择根据此矿山地质及技术条件，此区内地层总体向南倾斜，煤层倾角发育稳定，倾角由410整个井田南倾斜的单斜构造，地质构造以断层为主，褶曲不发育，无岩浆岩入侵体，煤层顶板为砂岩层顶板好，为采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间和空间的相互配合的更和理，首先，将采区划分为区段，在区段内布置回采巷道（区段平巷、开切眼）采煤工作面呈倾斜布置、沿走向推进，上下回采巷道基本上是一水平的且与采区上山相联的单一走向放顶煤采煤法。5.2 回采工艺5.2.1选择和决定回采工作面的工艺及使用的机械设备兼于集贤矿井设计生产能力为3Mt/a及地质条件、煤层赋存的情况，炮采普采不能满足要求，以综采进行回采较为合理