毕业设计-东荣一矿矿井施工组织设计.doc

辽宁工程技术大学毕业设计 - 目 录前言1一般设计部份2第一部分 矿井设计的基本情况21矿区概述及地质特征21.1 矿区概述21.1.1交通位置21.1.2地形地貌及水系21.1.3气象21.1.4地震31.1.5矿区内工农业及煤炭生产、建设情况31.2 井田地质31.2.1地层情况31.2.2地质情况41.2.3水文地质41.2.4煤层61.2.5煤质61.2.6对储量及其分布的评价71.2.7其它开采技术条件72 井田开拓与开采92.1 井田设计概况92.1.1井田境界92.1.2工作制度、生产能力、服务年限92.2 井田开拓92.2.1 开拓方式92.2.2 井筒102.3 矿井开采112.3.1 采煤工艺112.3.2 采煤方法112.3.3 开采顺序122.3.4 巷道布置122.3.5 井底车场型式133 主要生产系统153.1 井筒提升153.1.1主井井筒153.1.2副井井筒153.1.3主斜井153.1.4副斜井153.2 井下运输153.2.1 井底车场153.2.2 大巷运输173.2.3 采区运输173.2.4 井下煤、矸石及材料的运输系统173.3 矿井通风183.3.1通风方式和通风系统183.3.2风井个数183.3.3矿井风量计算183.4 矿井供排水203.4.1 供水系统203.4.2 排水系统203.5 矿井压缩空气设备203.6 矿井供电213.6.1供电电源213.6.2变电所主接线及布置213.7 工业广场布置223.7.1 概述223.7.2 矿井总平面布置原则233.7.3 本场地布置的特点233.7.4 工业建筑物234 主要技术经济指标25第二部分 矿井施工组织设计261 建井施工准备261.1 开工前的准备工作261.1.1 准备原则261.1.2 场地平整261.1.3 供 水271.1.4 供电电源281.1.5 场外公路301.1.6 通 信311.1.7 排水系统321.1.8 两堂一舍321.1.9 锁口及井颈段施工方法321.2 临时工业广场布置331.2.1布置原则和依据331.2.2永久建筑物、构筑物和永久设备341.2.3 排矸系统361.2.4 管线布置及场内运输361.3 施工准备期的确定361.3.1 准备阶段的施工顺序361.3.2 施工准备期的确定372 立井井筒施工设计的编制382.1 井筒概况382.2 表土段井筒施工方案382.2.1井筒表土段施工方案优选382.2.2井筒临时锁口施工392.2.3表土段开挖方法392.2.4表土段掘砌施工方法432.2.5主要施工工艺与施工设备452.3 基岩段施工方法482.3.1 施工方案482.3.2 凿岩爆破工作482.3.3 装岩工作512.3.4 永久支护512.4 立井辅助系统562.4.1 井架562.4.2 提升562.4.3 排水592.4.4 安全梯592.4.5 信号、照明592.5 井筒施工断面布置及悬吊系统592.6 劳动组织与循环图表592.7 整体下移模板操作使用方法603 井巷过渡期与井底车场的施工组织设计的编制633.1 井巷过渡期施工组织633.1.1 井筒贯通及改装633.1.2 改装方案633.2 过渡期及车场施工阶段的辅助生产系统633.2.1 提升与运输633.2.2 压气643.2.3 通风643.2.4 排水643.3 井筒毗连硐室施工组织663.3.1 马头门施工674 主井箕斗装载硐室施工方案704.1 工程概况704.1.1工程设计概况704.1.2工程施工条件704.1.3 施工方案714.2 地质条件724.3 施工技术措施724.3.1 施工方法、步骤724.3.2 钻眼爆破724.3.3 出矸734.3.4 支护734.3.5 管线及轨道敷设754.4 辅助工作764.4.1 提升764.4.2 运输764.4.3 通风764.4.4 压风774.4.5 排水784.5 质量要求及安全措施784.5.1 工程质量要求及措施784.5.2 安全措施794.6 劳动组织与循环图表844.7 掘砌成本845 主要运输大巷施工设计的编制855.1 主要岩石大巷的施工855.1.1 巷道概述855.2 各主要工序的施工方法865.2.1 施工方案875.2.2 钻眼爆破875.2.3 装岩885.2.4 支护方式905.2.5 通风系统925.2.6 排水系统935.2.7 压风系统935.2.8 管线敷设935.2.9 测量945.3 劳动组织945.4 安全质量技术措施945.4.1 施工准备945.4.2 掘进规格要求945.4.3“一通三防”管理措施955.4.4 顶板管理措施975.4.5 爆破管理措施975.4.6 耙斗机的使用措施995.4.7 运轨、铺轨、撤轨996 建井施工总组织工作1016.1 工程排队的原则和依据1016.2 主要工程的施工顺序1016.3 建井总工期1026.3.1 施工准备的内容与进度1026.3.2 工程量1036.3.3 排队结果1056.3.4 对土建、安装工程的要求1056.3.5 关于加快建井的措施和建议1056.3.6 建井总工期1086.3.7 主要技术经济指标108专题部分109东保卫煤矿二副斜井施工组织设计1091 工程概况1091.1 矿井概况1091.2 设计概况1091.3 施工区域地质概况1091.3.1 地质1091.3.2 构造1101.3.3 破碎层段1101.3.4 水文地质1111.3.5 冲击地压防治1112 施工准备工作1122.1 五通一平工作1122.2 工业广场布置1122.3 地面供料系统1123 井筒施工1123.1 施工方案选择1133.2 表土段和基岩风化段施工1133.2.1 明槽开挖1133.2.2 表土和风化岩段1163.3 基岩段施工1173.3.1 施工机械化配套方式1173.3.2 施工工艺1183.3.3 施工方法1183.3.4 爆破说明书1193.4 躲避硐1203.5 凿井辅助系统和设施1203.5.1 简 述1203.5.2 提升1203.5.3 排水1213.5.4 压风1213.5.5 轨道铺设、排矸1223.5.6 通讯、信号、照明和监视线1223.5.7 供电1224 工程质量与安全技术措施1264.1 质量方针及目标1264.2 质量保证体系1264.2.1 组织措施1264.2.2 质量管理责任制1274.2.3 材料质量控制1274.2.4 施工质量的过程控制1284.3 施工质量检验、试验1284.4 质量保证措施1294.5 安全保证体系1304.5.1 组织措施1304.5.2 落实安全保证管理责任制1314.5.3 主要安全技术措施1315 主要技术经济指标1446结论146参考文献146致谢辞147149前 言煤炭工业是国民经济中的基础工业，它为许多重要工业部门提供原料和能源。我国能源结构以煤为主的格局在今后较长的一段时间内不可能改变，国民经济的发展将对煤炭产量的增长提出更高的要求。而煤炭工业生产的发展，又取决于煤炭工业基本建设及开拓延深工作能否及时地、持续不断地提供生产煤炭的场地。为了将煤从地下采出，首先要从地表开始，开凿一系列的井筒、硐室与巷道到达煤层，这便是矿山基本建设的主体工程矿建工程。要想迅速增加煤炭产量，缩短建井期限，必须合理设计井巷工程，不断提高机械化施工水平，组织井巷快速施工。本设计将拟建矿井东荣一矿作为设计对象，主要针对立井施工、硐室施工、主要运输大巷施工和斜井施工的方法进行了施工设计，将成熟的施工经验和最新的科学技术结合在一起，注重理论与实践的有机结合，缩短建井工期，快速、优质、高效、低耗、和安全地完成井巷工程任务，阐述了施工的步骤和方法。由于编者水平有限，设计中难免有错误和不当之处，恳请老师能给予批评或指正，在此先道一声谢谢！ 编者 2010年6月一般设计部份第一部分 矿井设计的基本情况1 矿区概述及地质特征1.1矿区概述1.1.1交通位置东荣一矿位于黑龙江省集贤县境内，地理座标为东经1312013130，北纬46454655，行政区划隶属集贤县腰屯乡管辖。地处三江平原，同三公路经由本区北部边界3.2km处通过；福前铁路于本区南部2km处通过，矿区铁路在金沙岗与国铁福前线接轨。矿井煤炭产品通过上述铁路及公路，运往双鸭山发电厂、佳木斯发电厂、哈尔滨市第三发电厂和全国各地。该矿井是距双鸭山发电厂和佳木斯发电厂运距最短的矿井之一。另外，该矿井煤炭产品运至佳木斯时，不用通过佳木斯松花江铁路大桥，故运输条件不受大桥通过能力的限制。井田西南距福利屯32km，经福利屯到双鸭山市40km。重建后的同三公路于井田北部边界外3.2km处通过，国铁福前铁路于井田南部边缘外2km处通过，因此东荣一矿对外交通十分方便。见图1-1。1.1.2 地形地貌及水系本井田位于三江平原的西南部，煤系地层均被第四系松散层覆盖，地形平坦，地面标高为+66+68m。井田东北部有双山子，标高+154m；西部有索利岗山，标高为+207.9m；南邻完达山北麓，北面平坦敞开。井田内无较大河流，只有二道河子在井田北部边界外穿过。近年来，随着农业生产发展，修筑了一些排水沟渠，湿地面积稍有缩小。松花江在井田北约45km处流过，20年一遇最高洪水位+67.3m，百年一遇洪水位为+67.51m，枯水期水位为+55.02m。1.1.3 气象本区属中温带大陆性气候，冬季严寒，夏季温热，年平均最高气温为20.123.7，年平均最低气温为-17.4-23.9，极端最低气温-35。年降水量325.7692.3mm，年蒸发量1095.51430.6mm，年平均相对湿度6170%，年平均风速为4.14.7m/s，最大风速可达24m/s，风向多偏西风。每年十月至翌年五月为冻结期，最大冻结深度为1.552.08m。 图1-1 交通位置图1.1.4地震根据国家地震局资料，本区地震裂度在6度以下，无强烈地震史。1.1.5矿区内工农业及煤炭生产、建设情况矿区内以农业为主要经济形式，主要农作物有小麦、大豆、玉米等。除煤矿以外，矿区内尚有机修厂、木材厂、砖瓦厂、粮食加工厂等可为农业生产服务的工厂。本井田所属的东荣矿区共划分为四个井田，总体设计规模5.10Mt/a，其中东荣二矿（1.50Mt/a）、东荣三矿（1.50Mt/a）已建成投产。四个矿井分布见图1-1。1.2井田地质1.2.1地层情况井田内地层有元古界麻山群、古生界泥盆系、中生界侏罗系、新生界第三系和第四系。见表1-1。钻孔综合柱状图1-2。 表1-1 地 层 表 界系统（群）组符号地层厚度（m）岩性描述新生界第四系全新统更新统Q1-452240冲积、洪积的砂、砂铄、亚粘、土，坡积，残积物第三系上新统富锦组N2f0240灰绿色组砂岩，粉砂岩，泥岩夹劣质褐煤胶结松散中生界侏罗系上统（鸡西群）穆棱组J3m570厚层状灰色微带绿色的粉砂岩，灰白色细砂岩为主，夹粉砂岩与细砂岩互层，较单一，水平层理发育。城子河组J3ch5001500灰白色石英长石砂岩，灰色粉砂岩，少量灰黑色泥岩，绿色紫灰色凝灰岩，砾岩，炭质泥岩和煤组成，含煤63矿层。含植物化石。东荣组（暂定）J3dr0330上部厚层状灰色粉砂岩含少量炭化植物石碎片，下部厚层状灰白细砂岩，含少量黄铁矿结核。古生界泥盆系中统青龙山组D2q厚度不详灰色粉砂岩，粉砂质页岩，长石石英砂岩。元古界麻山群Ptlms厚度不详暗黑暗褐色，深变色的黑云母片岩及片麻岩1.2.2地质情况本井田位于绥滨集贤拗陷带的东荣向斜东翼的南段，井田内以弧形断裂为主，并由此而派生两组褶曲构造。井田内地层走向近南北，倾角一般为1525，局部地段由于断裂影响形成急倾斜带。1）断裂构造井田内断层按走向可分为三组，共有断层26条，其中北北西到南北向组有4条，北东向组12条，北西向组10条。断层多为压扭性断裂，导水性差。见表1-2。2）褶皱井田内主要褶皱有F8牵引褶曲和F7派生褶曲两组。F8牵引褶曲位于F8断层两侧，由F8断层两盘相互扭动产生。断层北侧为背斜，南侧为向斜。F7派生褶曲位于F7断层东段的北侧，属F7派生构造，轴向北东60，向南西倾伏，延展甚短，与 F7断层斜交。1.2.3 水文地质1）含水层井田内含水层可分为：a、第四系含水层：全区广泛分布，直接覆盖于第三系或煤系（天窗处）地层之上，由各粒级的砂、砾砂和砾石等组成。由南向北逐渐增厚，厚度120150m。根据第四系地层的划分，又分为上部含水层和下部含水层。（1）上部含水层：全区发育，厚度100110m，上部以中，粗砂及砾砂等组成，含水性和透水性好，单位涌水量3.833L/sm，渗透系数10.134m/d，是本区间接主要含水层。下部以细砂和中砂为主，粗、砾砂次之。单位涌水量0.5440,593L/sm，渗透系数1.2731.569m/d，均为孔隙承压水。（2）下部含水层：以细砂、砾砂组成，厚度2040m，含泥质较多。单位涌水量0.1070.554L/sm，渗透系数0.5222.839m/d，该层局部与上部含水层有水力联系，在天窗处补给煤系风化裂隙含水带。b、煤系裂隙含水带煤系裂隙含水带，根据裂隙发育程度，埋藏深度、含水性、透水性等因素，可分为风化裂隙含水带、亚风化裂隙含水带和弱裂隙含水带。（1）风化裂隙含水带：岩性以粉砂和细、中砂岩为主，厚度60120m，单位涌水量一般为0.0180.315L/sm。天窗部位风化裂隙含水带富水性强，单位涌水量最大为1.141L/sm。（2）亚风化裂隙含水带：位于风化裂隙含水带之下，厚度100m，裂隙不发育，单位涌水量0.00280.0398L/sm，渗透系数0.0040.0291m/d。（3）弱风化裂隙含水带：位于亚风化裂隙含水带之下，裂隙不发育，仅局部受构造影响，裂隙含水，但很微弱。2) 断层带的富水性和导水性井田内断裂发育，以压扭性断裂为主，压扭性断裂导水性和富水性很微弱。张性断层两侧裂隙发育，富水性较强、导水性较好。因此，在开采过程中应注意防止溃水。3) 隔水层井田内主要有第四系上部隔水层、下部隔水层和第三系隔水层。第四系上部隔水层一般为810m；下部隔水层为816m，埋深100130m，两隔水层均为亚粘土和粘土层，具有良好的隔水性能。第三系隔水层为泥岩和粉砂岩等，泥质半胶结，埋藏深度120290m，厚度10120m，从东向西逐渐增厚,局部缺失形成“天窗”。4) 井田水文地质类型本含煤地层主要岩性由各种粒级的砂岩组成。直接充水含水层，以裂隙含水为主，为裂隙充水矿床。井田煤系上覆有巨厚的第四系和第三系层，煤层位于当地侵蚀基准面以下，地表水位与煤系风化裂隙含水带水力联系微弱。煤系风化裂隙含水带宿水性变化较大，煤系外围岩层透水性很微弱，排泄条件良好。第四系与煤系风化裂隙含水带之间有第三系隔水层，隔水性能良好。唯有“天窗”部位第四系下部含水层与煤系风化裂隙含水带有水力联系，补给较好，但第四系下部含水层含水性及透水性较弱。综上所述，本井田水文地质条件类型根据直接充水含水后的富水性和补给条件，以及单位涌水量的大小来划分，属以中等条件为主的裂隙充水矿床。5) 预计矿井涌水量根据地质报告提供的涌水量数据，设计预计矿井先期开采地段内正常涌水量为462m3/h，最大涌水量为721m3/h。1.2.4、煤层本井田具有经济价值的可采煤层均集中于侏罗系鸡西群城子河组，该含煤组地层总厚度为930m，含煤50余层，煤层平均总厚36.29m，其中大部分为不可采煤层。可采及局部可采的煤层自上而下分别为5、9、12、14、16、17、18、20、20下、22、23、24、26、29-1b号共14个煤层。煤层平均总厚度约15.39m，倾角一般为1525，只有F7断层附近煤层倾角达40左右。井田内各可采煤层，按其在纵向剖面的分布规律及组合特征，可分为上、中、下三个煤层群。其中中层群含有9、12、14、16、17、18、20、20下、22、23、24、26号共12个可采及局部可采煤层，而上层群和下层群分别为5号煤层和29-1b号煤层。井田内煤层属稳定不稳定，结构简单复杂，一般含12层夹矸，局部达34层，各煤层特征详见表1-3。1.2.5 煤质全井田煤层属低中灰、特低硫、中低磷、高发热量、易选中等可选、弱粘结中等粘结性、低变质阶段的气煤和长焰煤，以长焰煤为主，气煤次之，可做为动力用煤和炼焦配煤。全井田煤的挥发份（Vadf）一般大于40%，各煤层平均Y值为4.78.9mm，灰分含量(Ad)一般为11.2322.81%，原煤全硫(Sd)为0.170.28%,磷(Pd)的平均含量为0.0070.05%，各煤层平均发热量为24.7229.26MJ/kg。根据地质报告，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作用及新华夏系构造应力场作用，该盆地形成了一系列的轴向北北东的富锦、绥滨、集贤、佳木斯等隆拗相间排列的隆起带与拗陷带。本井田则位于绥滨集贤拗陷带的东荣向斜东翼的南段，总体为走向近南北，向西倾斜的单斜构造，仅于井田的中部及南部边界处形成一组F8牵引褶曲和一组F7派生褶曲。其中，F8牵引褶曲起伏不大，只有F7派生褶曲使浅部煤层局部倾角达40以上，对煤层开采产生一定的困难。1.2.6 对储量及其分布的评价1) 工业储量全矿井共获得工业储量194.251Mt,其中A+B级储量为70.366Mt，占总工业储量的36.2%。按水平标高划分，-450m以上工业储量72.974Mt，占全矿井工业储量的37.6%，其中A+B级储量40.191Mt，占本水平工业储量的55.1%；-450-700m工业储量67.461Mt，占全矿井工业储量的34.7%，其中A+B级储量27.845Mt，占本水平工业储量的41.3%。2) 设计利用储量在上述工业储量中，由于地质构造复杂、断层切割、局部可采范围较小而形成的零星块段以及采煤工艺无法采出的边角、三角块段所构成的非经济储量约26.558Mt，则全矿井设计利用储量约167.693Mt。 3) 可采储量矿井可采储量对一水平-450m以上的储量进行了综合性分析，其中适合于综合机械化开采的可采储量约19.252Mt,约占本水平-450m以上可采储量的54.4%。1.2.7 其它开采技术条件1) 瓦斯根据地质报告提供的采样资料，井田内瓦斯含量为0.073.38ml/g，-500m以上瓦斯含量均低于2ml/g，但地质报告没有明确说明矿井瓦斯等级，本设计根据采样数据分析，结合东荣二、三矿实际开采情况，暂定本矿井初期为低瓦斯矿井。2) 煤的自燃与煤尘爆炸根据地质报告及东荣二、三矿实际开采情况，矿井煤尘有爆炸危险，有自然发火倾向。3) 地温本区恒温带深度为20m，恒温带温度为+5.6，每百米地温梯度为2.8。本区地温变化随深度增加而增高，影响地温变化的主要因素是自然增温率。因此，初步认为本地区地温为正常区，对矿井生产影响不大。4) 煤层顶、底板井田内各煤层顶底板以粉砂岩、细砂岩和粉细矿岩互层为主，部分为中、粗砂岩。单向抗压强度范围为57.5150.5MPa。煤层露头部位，煤层顶底板岩层的单向抗压强度值降低。2 井田开拓与开采2.1 井田设计概况2.1.1井田境界根据东荣矿区总体设计，本矿井的井田境界为：北部以F2断层，即东荣二矿南部边界为界；南部以F1断层为界；东部以各煤层露头及F55、F7断层为界；西部以16号煤层-900m等高线垂直投影为界。井田南北走向长2.510.0km，平均7.0km，东西倾斜宽2.05.0km，平均4.0km，井田面积约为28.0km2。因本井田浅部为各煤层露头，深部为16号煤层-900m等高线垂直投影。而井田走向两翼的F1、F2断层均为落差大于100m以上的断裂构造，属自然境界。因此，设计认为本矿井井田境界确定合理。2.1.2 工作制度、生产能力、服务年限1) 矿井工作制度矿井设计年工作日330d，每日四班作业，其中三班采煤一班准备。每班工作6h，每天净提升时间为16h。2) 矿井设计生产能力根据已批准的东荣矿区总体设计分析论证，确定东荣一矿设计生产能力为0.90Mt/a。3) 矿井及水平服务年限按生产能力0.90Mt/a计算，储量备用系数取1.4，则矿井和一水平上山部分（-450m以上）服务年限分别为90.6a和28.1a。2.2 井田开拓2.2.1 开拓方式本井田的特点是：1) 本井田煤系地层上覆巨厚的第三系及第四系地层，其中第四系地层厚度为142157m，岩性主要由各粒级的砂岩组成，且富含水；第三系地层厚度为050m。据此，应采用立井开拓，且井筒需采用特殊凿井方法进行施工。2) 井田内共有14个可采及局部可采煤层，且多为平均厚度在1.5m以下的薄煤层，煤层多数有12层夹矸，个别的煤层夹矸达5层。煤层层间距除最上部的5号层和最下部的29-1b号层分别距相邻的煤层平均达150m外，其余各煤层平均在2045m之间。3) 地势平坦，煤层埋藏深度150m左右，井田面积大（南北走向长平均7.0km，东西倾斜宽平均4.0km，井田面积平均28.0km）。4) 井下沿走向划分采区的块段较少。根据上述特点，设计确定本矿井采用立井、多水平、集中大巷、分区石门开拓方式。2.2.2 井筒1) 井筒布置、装备及用途本矿井移交生产时共开凿五条井筒，其中有两条通达地表的立井，其余三条为暗斜井，各井筒特征见表2-1。各井筒断面见图2-1,2-2,2-3,2-4。a、主井主井井筒深317.8m，井筒内布置一对6t单绳箕斗，采用钢丝绳罐道，并装备玻璃钢梯子间。井筒净直径5.5m，担负提煤及回风，并兼作矿井的安全出口。表2-1 井 筒 特 征 表 井 筒名 称井口座标（m）提升方位角（度）倾 角（度）长度（m）净面积(m2)净直径或净宽(m)井筒装备XYZ主 井5187180.00044461180.000+67.9(锁口盘)7190317.823.85.56t箕斗一对，有梯子间副 井5187224.95644461249.130+67.9 (轨面)34190282.733.26.5单层双车罐笼有梯子间主斜井6115139010.63.41.0m宽钢丝绳牵引胶带机副斜井6115100512.24.0单钩串车提升回风斜井6115115012.24.0敷设排水管路b、副井副井井筒深282.7m，井筒内布置一对1t矿车单层双车单绳罐笼，井筒装备为整体轧制冷弯方管罐道和罐道梁，罐道梁采用树脂锚杆、钢板托架固定。井筒内敷设排水管、压风管及消防洒水管路等。井筒净直径6.5m，担负提矸、升降人员、运送设备材料及进风，并装备玻璃钢梯子间，作为矿井的另一个安全出口。c、主斜井（运上）主斜井位于8号勘探线以北约50m且基本平行于8号勘探线布置，倾角15，提升总斜长约1390m，铺设1.0m宽钢丝绳牵引胶带输送机，担负提煤、运送人员任务，其净断面10.6m2。d、副斜井（轨上）位于主斜井南侧，与主斜井平行布置，间距60m，倾角15，提升斜长1005m，净断面积12.2m2，单钩串车提升矸石、物料、设备等，并作为主要进风斜井。e、回风斜井（回上）位于主斜井南侧与主斜井平行布置，间距30m，与副斜井间距30m，净断面12.2m2，斜长1150m，井筒内敷设主排水管路，为矿井主要回风斜井。2.3 矿井开采2.3.1 采煤工艺经分析论证，设计确定采用国产薄煤层大功率滚筒采煤机与液压支架组成综采工作面的综采回采工艺。2.3.2 采煤方法因本井田煤层倾角多为1525，属缓倾斜煤层。根据近年来国内外应用倾斜长壁采煤法的实践，其适应倾角多在12以下。因此，设计根据本矿井煤层倾角，斜交断层较多的特点，以及煤层顶板岩性、稳定性，确定采用走向长壁后退式全部陷落采煤法。主要采煤设备选型与配置（一）支架选型根据本矿井的顶底板岩性及单向抗压强度，并结合双鸭山矿业集团的顶板分类管理方法，本采区煤层顶板确定为级二类，宜采用掩护式支架。 （二）采煤机及运输机选型：由于初期投产采区内可采煤层平均厚度1.201.36m，且有夹矸，煤层硬度系数f=3.1,同时结合国内采煤机的使用情况，设计选用大功率无链牵引的双滚筒薄煤层采煤机，其型号为MG250-BW，电机功率为250kw，并选用与采煤机相适应的SGB-764/264型工作面可弯曲刮板输送机。2.3.3 开采顺序全矿井共划分二个水平，其中一水平运输大巷标高为-450m,实行上、下山开采，上山开采标高为-180-450m，下山开采标高为-450-700m；二水平运输大巷标高为-700m,实行下山开采。南一上采区先接南一下采区，再接北一上采区。同时考虑采区的推进方向以由近向远等原则，矿井一水平-450m以上的采区接续顺序为：南一上采区 南一下采区 北一上采区 南二采区 北一下采区 北二采区。2.3.4 巷道布置1、一水平开拓巷道的布置根据前述，本矿井工业场地位于8号勘探线的煤层露头处，工业场地内布置主、副两个立井井筒，初期移交的采区为南一上采区，矿井一水平初期开拓系统形成时由工业场地立井井筒、-190m辅助井底车场、三条暗斜井（兼南一上采区的三条上山）、-450m井底车场等四部分组成。主、副井筒到达-190m水平后，以161的方位角做副井进出车车场巷道，其出车侧巷道形成100 的转角与-190m轨道石门相接（根据开拓总体方案和首采区巷道布置方案，设计首采区的三条上山由三条暗斜井即主斜井、副斜井和回风斜井兼做，其方位角为241，即基本沿第8号勘探线布置，故-190m轨道石门的方位角为241 ，车场出车侧的巷道需转100 的弯道），并从-190m轨道石门起点与-190m轨道石门成50 转角形成-190m井底车场的进车巷道与副井的进车侧巷道相连，同时在副井井筒的下山侧平行于副井的进出车线以约53m的平距形成车场的闭合辅助巷道（可兼做机车的回车线），从而形成刀把型折返式-190m井底车场。-190m井底车场形成后，分别于-190m井底车场和主井井筒向下山方向以241 的方位角做-190m轨道石门和回风石门、16号煤层底板的主斜井、副斜井和回风斜井、-450m井底车场及硐室，至此矿井初期的开拓系统已形成。2、二水平开拓巷道的布置经比较，二水平开拓采用二水平暗斜井、集中大巷、分区石门的开拓方式，即从-450m井底车场水平分别做二水平的三条暗斜井至-700m水平后，形成-700m水平井底车场、南北翼-700m运输大巷（其中南翼为双巷布置，回风大巷标高为-690m）。对前部层组的采区下山主要以大巷装车的形式连接，对后部层组的采区下山则主要通过分区石门联系。3、主要运输巷道布置根据本井田的煤层赋存条件，井田内14个可采煤层中共分上、中、下三个层群。其中，中层群含12个可采煤层，而上、下层群只有5号及29-1b号两层煤，并且与中层群层间距平均在150m左右，初期可不予考虑。因此，设计主要对中层群的煤层分组情况进行了分析。从中层群各煤层间距变化情况看，其主力开采煤层16与18号层间距和18与20号层间距均为4045m左右，煤层间距相差不大。因此，设计对中层群煤层分组主要从采区服务年限合理的角度来考虑，将918号层作为上层组，2026号层作为下层组。鉴于上述煤层分组情况，设计对主要运输大巷布置方式曾提出集中大巷分区石门布置和集中石门分组大巷布置两个方案。经分析，一水平-450m以上共划分6个采区，其中南二和北二采区没有分层组划分，只有南一和北一分上下层组划分采区。因此，采用集中大巷分区石门布置较集中石门分组大巷布置可节省565m巷道。通过上述分析比较，设计采用集中大巷分区石门布置方式，其南翼-450m运输大巷基本沿18号煤层底板布置，北翼-450m运输大巷基本沿16号煤层底板布置。4、主要回风巷道布置1）一水平主要回风巷道的布置一水平的南一上与南一下采区均由主井兼做回风井，其采区回风石门标高为-190m；一水平的其它采区则均由后期回风立井作为专用回风井，其回风大巷与水平运输大巷以15m的间距平行布置，回风大巷底板标高为-440m。2）二水平主要回风巷道的布置矿井二水平采用暗斜井、集中大巷、分区石门的开拓方式，其中，南翼水平大巷采用双巷平行布置，间距为15m，运输大巷标高为-700m，回风大巷标高为-690m，南翼采区的回风经回风大巷、二水平暗回风斜井、-440m回风大巷、后期立风井排出。北翼各采区的回风则利用一水平下山采区的回风下山巷道回风，以减少井巷工程量并缩短回风风路。2.3.5 井底车场型式1、根据本矿井确定的开拓布置和生产能力，设计结合主斜井、副斜井和回风斜井之间的相互关系、车场与-450m石门的连接方位，对-450m水平井底车场进行方案比选后，确定采用梭式车场，该车场设有3t底侧卸式矿车卸载站和1t固定式矿车卸载站，两个卸载站的调车线及副斜井井底下部车场调车线均互相独立，使主运输与辅助运输互不干扰，车场布置简单，线路畅通，工程量小，车场通过能力大。2、-190m水平井底车场本车场仅作为副井辅助运输车场，力求简单方便、工程量省，经方案比较，采用尽头折返式布置方式，车场调车及-190m轨道石门辅助运输均采用10t架线电机车牵引1t矿车运输方式。3 主要生产系统3.1 井筒提升3.1.1主井井筒装备一套6t单绳双箕斗、一台D3.5m单绳缠绕式提升机，由一台N868KW直流电动机拖动。主井井架采用四斜柱式箱型框架钢井架，井架全高43m，凿井平台25.5m高。天轮平台尺寸为77m，材料为钢板，斜腿基础为独立锥体钢筋砼基础。选用6Q33+6V21+7FC-40-1570-I-镀右同向捻两根 (不旋转) 钢丝绳，每米重6.56kg/m,钢丝总破断拉力904000N,抗拉强度1570MPa。3.1.2副井井筒装备一套1t矿车单层双车单绳罐笼（一宽一窄）、一台D3.5m单绳缠绕式提升机，由一台N491KW直流电动机拖动。副井井架：同主井一样采用四斜柱式箱型框架钢井架，井架全高28.5m,凿井平台17.5m高，天轮平台尺寸为77m，材料为钢板，斜腿基础为独立锥体钢筋砼基础。选用6(36)-43-1665-特-镀右同向捻钢丝绳，每米重7.77kg/m,钢丝破断拉力1120694N,抗拉强度1665MPa。3.1.3主斜井装备一台B1m钢丝绳牵引胶带输送机，运煤兼运人，由二台N500KW交流防爆电动机拖动。3.1.4副斜井 装备一台D2.5m单滚筒缠绕式提升机，牵引1t矿车串车提升矸石、升降设备及材料等，由一台N500KW交流防爆变频电动机拖动。3.2 井下运输3.2.1 井底车场根据井田开拓布置，设计于-450m设置一水平井底车场，并于-190m设置副井辅助井底车场。经核算，煤列车由17辆3t底侧卸式矿车组成，矸石列车由25辆1t固定式矿车组成，其空、重车线长度均按1列车长设计。-190m水平井底车场运输方式采用10t架线电机车牵引1t矿车方式，后期-450m水平井底车场也采用10t架线电机车牵引3t及1t矿车运输方式。采用梭式车场，该车场设有3t底侧卸式矿车卸载站和1t固定式矿车卸载站，两个卸载站的调车线及副斜井井底下部车场调车线均互相独立，使主运输与辅助运输互不干扰，车场布置简单，线路畅通，工程量小，车场通过能力大。见车场示意图3-1,3-2。井底车场通过能力该井底车场采用10t架线电机车牵引3t底侧卸式矿车及1t固定式矿车运输方式，主要担负煤炭（3t底侧卸式煤列车及1t固定式掘进煤列车）、材料、掘进矸石等的运输任务。 本矿井设计生产能力为0.90Mt/a，掘进煤和掘进矸石分别按设计生产能力的5%和25%计算，结合所选的电机车牵引能力，经核算：一列3t底侧卸式煤列车由17辆矿车组成；一列纯矸石车由25辆1t固定式矿车组成，一列纯掘进煤列车或一列煤矸混合列车均由30辆（煤矸混合为10辆煤车20辆矸石车）1t固定式矿车组成。根据采区接续安排，后期-450m井底车场车辆主要以两翼分别进车方式为主，因此，-450m井底车场的通过能力按南、北两翼大巷来车分别进行计算。同时，车场内设调度机车，3t煤列车采用双机牵引通过卸载站，且卸载站采用按一个方向卸载方式。根据前述，经计算，设计安排南翼一个调度循环内有4列3t煤列车、1列1t矸石列车和1列1t煤矸混合列车通过；北翼一个调度循环内有3列3t煤列车、1列1t矸石列车和1列1t煤矸混合列车通过。根据调度图表，南、北两翼的调度循环时间如下：（1）南翼调度循环时间:T1=1961s(32.7min)；（2）北翼调度循环时间:T2=1834s(30.6min)。-450m井底车场调度运行线路图见图3-3，图中列车(机车)运行区间划分如下：南翼:-段为区间,3t、1t和副斜井下部车场线路分别为、区间；北翼:-段为区间,3t、1t和副斜井下部车场线路分别为、区间。-450m井底车场列车运行调度循环图表见图3-4。井底车场通过能力计算： N=TaQ/1.15T （3-1）式中：N井底车场通过能力，Mt/a Ta年运输工作时间，min Ta=3301660=316800min Q每一调度循环进入车场的所有煤列车的净载煤量，t；其中： 南翼Q1=4173+101=214t 北翼Q2=3173+101=163t 1.15运输不均衡系数 T每一调度循环时间，min经计算，N1=1.80Mt/a；N2=1.47Mt/a通过能力富裕系数f1= N1/0.90=2.0；f2= N2/0.90=1.6。因本矿井采用的3t矿车为底侧卸式，其卸载站为对称形式，故卸载站的两个方向均可卸载，如采用双向卸载，其通过能力将更大。另外，根据上述公式计算，车场内掘进煤的平均通过能力为0.087Mt/a，掘进矸石的平均通过能力为0.67Mt/a。3.2.2 大巷运输根据矿井开拓布置及水平井底车场形式，设计确定初期首采区煤炭主运输通过主斜井（首采区运输机上山）钢丝绳牵引胶带机直接运至-190m水平井底车场上部一号井底煤仓，其辅助运输通过-190m轨道石门直接与-190m辅助井底车场联系，车场和石门运输均采用10t架线电机车牵引1t矿车运输方式。后期运输大巷采用10t架线电机车牵引3t底侧卸矿车或1t固定式矿车运输方式。矿井初期辅助运输采用10t架线电机车牵引1t固定式矿车的运输方式，其1t固定式矿车型号为MG1.1-6A，其数量按排列法进行计算。同时按相应要求配备一定数量的材料车和平板车等。 3.2.3 采区运输采区巷道布置形式采用集中上山、区段石门布置形式。采区内设主斜井（运上）、副斜井（轨上）和回风斜井（回上）三条斜井，均布置于16层之下的岩层中。其中主斜井倾角15，距16层底板平均垂距3540m，井筒内铺设1.0m宽的钢丝绳牵引胶带输送机，担负煤炭主运输任务，并兼做运送人员；副斜井和回风斜井均以15的倾角平行布置，距16层底板的平均垂距20m,其中副斜井采用单钩串车提升。3.2.4 井下煤、矸石及材料的运输系统运输系统：本采区各片石门为机轨合一布置，工作面运输顺槽皮带与各片石门皮带间采用皮带直接搭接方式形成皮带连续化运输形式。采煤工作面的煤炭经运输顺槽、各片石门、各片溜煤眼、主斜井皮带上运至-190m井底车场一号井底煤仓，并通过箕斗装载皮带机巷、主井箕斗提至地面。掘进煤在采区内处理后进入主煤流。井下掘进矸石则由顺槽、区段石门、甩车场、副斜井、上部车场、-190m轨道石门、190m井底车场巷道、副井提至地面。井下所需的材料经副井、-190m井底车场巷道、-190m轨道石门、上部车场、副斜井、各片甩车场及石门运至各个使用地点。3.3 矿井通风3.3.1通风方式和通风系统根据矿井开拓布置，矿井初期为中央并列抽出式通风系统，即副井进风，主井回风；后期为中央分列抽出式通风系统，即副井进风，后期立风井回风。新鲜风自副井进入，经-190m井底车场巷道、-190m轨道石门、副斜井、各片甩车场及石门、各片顺槽至采掘工作面；乏风经回风顺槽、顺槽回风联络巷、回风斜井、回风石门，再经主井排出。见图3-5矿井通风系统图。3.3.2 风井个数根据原初设、初设安全专篇及其批复，矿井初期由主井兼做回风井，后期增设后期立风井。因此，矿井初期为一个风井，后期增设后期立风井后，主井不再兼做回风井，风井个数仍为一个。3.3.3 矿井风量计算煤矿安全规程第110条规定：“设计矿井的风量，可参照邻近生产矿井的通风资料，按生产矿井的风量计算方法进行计算”。还规定：“生产矿井的风量应按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和进行计算”。本设计采用煤矿安全规程执行说明提供的计算方法进行计算，并用煤矿通风能力核定办法验算。 1)回采工作面风量本矿井初期布置二个综采工作面，根据双鸭山矿业集团有限公司薄煤层综采工作面配风标准，确定本矿井投产工作面设计风量为780m3/min。此风量经按工作面人数校核、按工作面瓦斯涌出量校核、按工作面气温条件校核，均满足要求。即Q采=2780=1560m3/min。2)掘进工作面风量按所配局部扇风机的吸风量配风，设计选用KDF-6.3型局扇，配风量为420m3/min，即Q掘=8420=3360 m3/ min3)硐室风量1、火药库：240m3/ min。2、采区变电所：180m3/ min。3、主变电所：180m3/ min。4、主排水泵房：180m3/ min。5、箕斗装载皮带巷：180m3/ min。因此，Q硐=240+4180=960m3/ min。4)矿井总风量本矿井总风量按上述确定的风量，同时考虑除上述所需风量以外的其它巷道等的用风量，本处按采、掘、硐总和的5%计算，矿井通风系数取1.20，则矿井总风量为：Q总 =（Q采 +Q掘 +Q硐 +Q其它）1.2 （3-2） =（Q采 +Q掘 +Q硐 ）（1+5%）1.2 =（1560+3360+960）（1+5%）1.2 =7408.8 m3/ min。设计取整后的矿井初期总风量为7500 m3/ min。矿井后期风量，根据矿井开拓布置及采区接续计划安排，主井兼做一水平初期首采区南一上采区以及一水平后期南一下采区的回风任务。而南一下采区开采时回采及掘