山西省柳林县成家庄煤矿60万吨初步设计

机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩摘 要毕业设计是采矿工程专业最后一个教学环节，其目的是使本专业学生运用大学阶段所学的知识联系矿井生产实际进行矿井开采设计，并就本专业范围的某一课题进行较深入的研究。中国是世界最大产煤国，煤炭在中国经济社会发展中占有极重要的地位。煤炭是工业的粮食，我国一次能量消费中，煤炭占 75%以上。煤炭发展的快慢，将直接关系到国计民生。作为采矿专业的一名学生，我很荣幸能够为祖国煤炭事业尽一份力。本设计所选题目为 山西省柳林县成家庄煤矿 8#、 9#煤层 0.6Mt/a 井田初步设计 ，在所收集地质材料的前提下，由指导教师给予指导，并合理运用平时及课堂上积累的知识，查找有关资料，力求设计出一个高产、高效、安全的现代化矿井。本设计理论联系实际，从矿井的开拓、开采、运输、通风、提升及工作面的采煤方法等各个环节进行了详细的叙述，并进行了技术和经济比较。论述了本设计的合理性，完成了毕业设计要求的内容。同时设计说明书图文并茂，使设计的内容更容易被理解和接受。在设计过程中，得到了指导老师的详细指导和同学的悉心帮助，在此表示感谢。由于设计时间和本人能力有限，难免有错误和疏漏之处，望老师给予批评指正。关键词：井田设计 采煤方法 矿井通风机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩AbstractGraduation design is the last mining engineering teaching, its purpose is to make the students use the university stage knowledge contact mine actual production the mine design, and the professional range of a subject for a more in-depth study.China is the worlds largest coal producing country, coal in Chinas economic and social development plays an important role in. Coal is industrial commissariat, our country primary energy consumption, coal accounted for more than 75%. Coal development speed, will be directly related to the beneficial to the peoples livelihood. As mining specialized student, I am very honored to coal for the country contribute force.The design of the selected topic of Shanxi Liulin County Zhuang coal mine, 8#、 9# married 0.6Mt/a coal mine design , in the collection of geological material under the premise, guided by the teacher to give guidance, and rational use of peacetime and class of accumulated knowledge, find the relevant information, and strive to design a high yield, high efficiency, safety modern mine.The design of integration of theory with practice, from the mine development, mining, transport, ventilation, and enhance the working face coal mining method and other aspects were described in detail, and the technical and economic comparison. Discusses the rationality of the design, completed the graduation design content. At the same time the design specification with illustrations, make the design of the content more easily understand and accept. In the design process, guided by the teachers guide students in detail and help, in this 机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩thank. Due to the design time and I limited capacity, hard to avoid mistakes and omissions, hope the teacher to give the criticism.Key word： Ida design Coal mining method Mine ventilation.Key words: Ida; mining method; mine ventilation机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩目 录目 录 .1摘 要 .4ABSTRACT.5第一章 井田概况及地质特征 .6第一节 井田自然概况 .6第二节 兼并重组整合前各矿现状 .7第二章 井田境界与储量 .11第一节 兼并重组整合前各矿开拓开采现状 .11第二节 井田境界及资源、储量 .11第三章 矿井工作制度及生产能力 .16第四章 井田开拓 .17第一节 井田开拓 .17第二节 井 筒 .21第三节 井底车场及硐室 .24第五章 矿井基本巷道及建井计划 .27第一节 建井工期 .27机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩第二节 产量递增计划 .29第六章 采煤方法 .30第一节 采煤方法 .30第二节 采区布置 .51第三节 巷道掘进 .53第七章 井下运输 .55第一节 运输方式的选择 .55第二节 矿车 .56第三节 运输设备选型 .56第八章 矿井提升与排水 .70第一节 提升设备 .70第二节 排水 .80第九章 矿井通风与安全 .88第一节 矿井通风条件情况 .88第二节 矿井通风 .90第三节 灾害预防及安全装备 .99第十章 技术经济 .118第一节 劳动定员及劳动生产率 .118第二节 建设项目资金概算 .122机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩第三节 原煤生产成本 .125第四节 技术经济分析与评价 .126第五节 矿井设计主要技术经济指标 .128致 谢 .134参考文献 .135附 录 .136机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩第一章 井田概况及地质特征第一节 井田自然概况一、交通位置山西柳林凌志成家庄煤业有限公司位于柳林县城北 12km 的成家庄镇成家庄村一带。行政区划隶属柳林县成家庄镇管辖，其地理坐标为：北纬 373234373343，东经 11052211105342。柳(县)临(县)公路从井田东部经过，有简易公路与 307 国道和柳林县城相通，交通运输条件便利。二、地形地貌井田地处晋西黄土高原，属吕梁山西侧的中低山区，黄土覆盖广泛，冲沟发育，地形起伏较大，地貌类型以侵蚀性黄土梁、峁为主，井田地势总体西北低东南高，最高点位于井田东南部脊梁上，海拔 1097m，最低点位于井田西北部沟谷，海拔820.40m，最大相对高差 276.60m。属中低山区。三、河流水系井田内河流不发育，只发育季节性排洪支叉冲沟，平时干涸无水，雨季分别汇集分叉冲沟，向西经各大沟谷流入黄河。该区属黄河流域三川河水系。四、气象及地震情况本区地处山西黄土高原西部，吕梁山中部，属大陆干旱性气候，气候干燥，春、夏、秋、冬四季分明，昼夜温差大，冬季长而寒冷，夏季短而炎热，气温多变。气温：年平均气温 8.9，最高是 7 月份，平均约 22.7，最低为 1 月份，平均约-10。气温极端值：最高 32.5，最低-26.1。降水量与蒸发量：该区降水量主要集中在 7-9 月份，全年降水量为 374.4-577.7mm，平均 464.3mm。其中 7-9 月间降水量占年降水量的 60%。降水量最少是一月份,约为 15mm，仅占年降水机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩量的 3%左右。年蒸发量为 14821941 mm，平均为 1711mm。5-6 月份蒸发量最大，约占全年的30%；最小是 1 月份，仅为全年蒸发量的 0.5%。全年蒸发量是降水量的 4 倍左右，所以该区气候干旱。无霜期：一般为当年 11 月至翌年 3 月上旬,全年无霜期 125d。冻结深度：最大冻土深度 0.9m。相对湿度：一般相对湿度为 53-60%。风向、风速：一般冬季风向多为西北风及西风，而夏季多为东南风和南风, 平均风速 3.1m/s，历年最大风速为 27-28 m/s。根据建筑抗震设计规范(GB50011-2001)(2008 年版)和中国地震动峰值加速度区划图(GB18306-2001 图 A1)，柳林县抗震设防烈度为 6 度区，设计基本地震加速度值为 0.05g。据历年记载，历史上发生过数次地震，其中以 1101 年，1555 年最强烈；其次 1918 年及 1965 年较强烈。第二节 兼并重组整合前各矿现状山西柳林凌志成家庄煤业有限公司由 2 个煤矿重组整合而成，分别为：山西成家庄煤矿有限公司和山西吕梁昌盛煤业有限责任公司。兼并重组整合前各煤业有限公司情况叙述如下：1山西成家庄煤矿有限公司山西成家庄煤矿有限公司于 1998 年 5 月经山西省煤资委批准开办，同年 5 月建井，生产能力为 0.15Mt/a。井田面积 4.0324km2。批准开采 5、8、10 号煤层，兼并重组整合前开采 8 号煤层。采用斜井、立井开拓，单钩绞车提升，采 煤 方 法 为 走 向 长 壁 式 炮采 采 煤 法 ， 大 巷 采 用 带 式 输 送 机 运 输 ， 工 作 面 采 用 刮 板 机 运 输 ， 工 作 面 采 用 单 体 液 压支 柱 配 金 属 铰 接 顶 梁 支 护 ， 通 风 方 式 为 机 械 抽 出 式 。 矿 井 最 小 涌 水 量 120m3/d， 最 大涌 水 量 160m3/d。 属 低 瓦 斯 矿 井 。 矿 井 通 风 系 统 采 用 中 央 并 列 式 ， 通 风 方 式 为 机 械 抽出 式 ， 主 立 井 进 风 ， 回 风 斜 井 回 风 。 该 矿 2009 年 新 掘 一 斜 井 作 为 行 人 斜 井 ， 但 未 投入 使 用 。该矿基本情况及各井口特征详见表 1-2-1 。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩表 1-2-1 矿井基本情况一览表井田面积（km 2）4.0324可采煤层5、8、10 号生产能力（Mt/a） 0.15现采煤层8 号煤种 焦煤顶底板岩性石灰岩细砂岩煤层自燃倾向性 发火期（月）现保有储量（Mt）11.73可采储量（Mt）4.68瓦斯等级低主提升JTP-21.5/20E主风机型号FBCDZ-N017涌水量（m 3/d） 124.8供电方式双回路直径墙高断面 倾角 垂深(m)井筒名称主立井井筒坐标X:4158089.087Y:19489298.883Z:869.5043.6 10.2 900 60提煤进风安全出口净宽墙高断面 倾角 斜长(m)井筒名称回风斜井井筒坐标X:4158138.611Y:19489204.519Z:840.9732.5 5.4 180 140回风安全出口净宽墙高断面 倾角 斜长(m)井筒名称行人斜井井筒坐标X:4158030.135Y:19489096.507Z:854.4105.20.616.851003222418进风安全出口2山西吕梁昌盛煤业有限责任公司该矿现开采 8 号煤层，生产能力 0.21Mt/a，立井开拓，布置有一个回采工作面，机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩一个备用回采工作面，回风大巷采用锚杆支护，运输大巷采用木棚支护。通风系统为中央并列式，通风方式为机械抽出式。表 1-2-2 矿井基本情况一览表井田面积（km 2）3.8321 可采煤层 4、5、8 号 设计能力（Mt/a）0.21现采煤层8 号煤种 焦煤顶底板岩性顶板：石灰岩底板：砂质泥岩自燃倾向性 发火期（月）现保有储量（Mt）6.60可采储量（Mt） 6.14煤尘爆炸性 有瓦斯等级低主提升 2JTP-1.6主风机型号BDK618-8-N020 涌水量（m 3/d） 15供电方式双回路净宽墙高直径断面倾角垂深（m）井筒名称主立井井筒坐标X:4155239Y:19489195Z:897.74412.56900 110提煤 进风净宽墙高直径断面倾角垂深（m）井筒名称副立井井筒坐标X:4155265Y:19489097Z:895.94 3.35.18 900 92回风下料井筒行人井筒X:4155210.415Y:19489130.538净宽墙高全高断面倾角长度(m)下料进风 机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩名称斜井坐标Z:898.069方位角:90 0 4.2 1.53.613.22 180 408 行人各煤业有限公司能利用的井巷工程及其断面特征表详见表 1-2-3。表 1-2-3 能利用的井巷断面特征表 序号 井巷名称断面形状支护形式净宽(m)净断面(m2)掘进断面(m2)备注1 行人斜井 半圆拱混凝土/锚喷 5.2 16.8525.2/19.53原成家庄煤业有限公司2 回风斜井 半圆拱 荒料石 3.2 8.50 11.13原成家庄煤业有限责任公司3 行人斜井 半圆拱 荒料石 4.2 13.2218.69/17.58原昌盛煤业有限责任公司4 8 号层轨道巷 矩形锚网喷4.0 12.0 13.44原成家庄煤业有限公司机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩第二章 井田境界与储量第一节 兼并重组整合前各矿开拓开采现状兼并重组整合前各矿开拓开采现状详见第一章第二节。第二节 井田境界及资源、储量一、井田境界根据 2009 年 12 月 2 日山西省国土资源厅颁发的采矿许可证(证号C1400002009121220046461),井田范围由下列 117 个拐点坐标连线圈定。见井田境界拐点坐标表 3-2-1、表 3-2-2。表 3-2-1 井田境界拐点坐标表(6带 80 坐标系) 拐点编号 纬距(X) 经距(Y) 备注1 4157841.45 19488169.562 4157951.45 19488659.563 4158916.46 19490661.574 4156751.45 19490661.575 4156751.45 19490929.576 4154951.44 19490929.587 4154951.44 19490639.588 41555131.44 19490639.589 4155131.44 19488264.5710 4154564.43 19488264.5711 4154564.43 19487894.5712 4155551.44 19487894.5613 4155551.44 19488194.5614 4156026.44 19488194.5615 4156026.44 19488609.57机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩16 4157562.45 19488609.5717 4157562.45 19488169.56表 3-2-2 井田境界拐点坐标表(6带 54 坐标系) 拐点编号 纬距(X) 经距(Y) 备注1 4157890.00 19488240.002 4158000.00 19488730.003 4158965.00 19490732.004 4156800.00 19490732.005 41568000.00 19491000.006 4155000.00 19491000.007 4155000.00 19490710.008 4155180.00 19490710.009 4155180.00 19488335.0010 4154613.00 19488335.0011 4154613.00 19487965.0012 4155600.00 19487965.0013 4155600.00 19488265.0014 4156075.00 19488265.0015 4156075.00 19488680.0016 4157611.00 19488680.0017 415761.00 19488240.00井田南北长约 4.35km，东西宽约 2.67km，面积 8.0905km2,批准开采 4 号10 号煤层。生产规模 0.60Mt/a。开采深度由 980m 至 730m 标高。兼并重组后的山西柳林凌志成家庄煤业有限公司西、南邻山西柳林宏盛聚德煤业有限公司，西北邻山西柳林凌志柳家庄煤业有限公司，北邻山西柳林凌志兴家沟煤业有限公司。详见四邻关系图 3-2-1。二、资源/储量机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩根据 2010 年 3 月山 西 地 宝 能 源 有 限 公 司 提交的山西柳林凌志成家庄煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告 ，按照煤、泥炭地质勘查规范 ，国务院函(1998)5 号关于酸雨控制区和二氧化碳污染控制区有关问题的批复及煤炭工业矿井设计规范等有关文件规定，矿井资源/储量遵循下列原则计算：1.最低可采厚度 0.70m；2.煤层灰分不大于 40%；最高可采硫分(S td)3%；3.剔除夹矸以纯厚度计算储量；4.资源/储量计算的煤层为 8、9 和 10 号煤层；5. 8、9 和 10 号煤层视密度分别采用 1.57t/m3、1.55t/m 3、1.55t/m 3。经估算，井田内可采煤层 8、9、10 号煤层保有资源/储量 30.67Mt。其中探明的经济基础储量(111b)21.83Mt，111b 占总资源/储量 70%，控制的经济基础储量(122b)4.30Mt，(111b+122 b)占总资源/储量 84%，推断的内蕴经济资源量(333)5.14Mt。8 号煤层保有资源/储量 12.44Mt，其中探明的经济基础储量(111b)11.82Mt，推断的内蕴经济资源量(333)0.62Mt。9 号煤层保有资源/储量 14.55Mt，其中探明的经济基础储量(111b)10.01Mt，控制的经济基础储量(122b)4.30Mt，推断的内蕴经济资源量(333)0.24Mt。10 号煤层保有资源/储量 4.28Mt，均为推断的内蕴经济资源量(333)。矿井保有资源/储量汇总表见表 3-2-3。矿井设计储量汇总表见表 3-2-4。矿井设计可采储量汇总表见表 3-2-5。表 3-2-3 井田保有资源/储量计算汇总表 单位：Mt兼并重组后井田保有资源/储量煤层煤类 111b 122b 333 现保有111b 111b+122b+333()111b+122b 111b+122b+333()8 JM 11.82 0.62 12.44 95 959 JM 10.01 4.30 0.24 14.55 69 9810 JM 4.28 4.28 0 0总计 21.83 4.30 5.14 30.67 70 84机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩表 3-2-4 矿井设计储量计算表 单位：Mt 永久煤柱损失煤层编号水平工业资源/储量111b+122b+3330.9过渡期间回收及损失的资源/储量井田边界地面建筑 小计设计资源/储量8 12.38 2.06 2.21 3.61 5.82 4.959 14.53 0 0.95 1.16 2.11 12.42101 水平3.85 0 0.084 1.08 1.92 1.93合计 30.76 1.96 5.04 21.93 26.97 19.30注：333 级资源/储量可信度系数为 0.9。表 3-2-5 矿井设计可采储量计算表 单位：Mt 开采煤柱损失煤层编号水平设计储量 工业场地 大巷采区、采空区边界小计开采损失设计可采储量8 4.95 1.00 1.48 0.31 2.79 0.43 1.739 12.42 0.33 0.47 0.03 0.83 2.32 9.27101 水平1.93 0.18 0.07 0.25 0.30 1.68合计 19.30 1.51 2.02 0.34 3.87 3.05 12.68三、安全煤柱及各种煤柱的留设与计算方法1巷道煤柱8 号煤层： 1MH(2.506)Sf式中：机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩S18 号煤层巷道保护煤柱的水平宽度，m；H巷道的最大垂深，m；M煤层厚度，m；f煤的强度系数。 1M(2.506)21(.5062.8)0.9mfS巷道煤柱取 30m。9 号煤层： 2MH(.506)Sf式中：S29 号煤层巷道保护煤柱的水平宽度，m；H巷道的最大垂深，m；M煤层厚度，m；f煤的强度系数。 2M(.506)24(.5061.)2.mfS巷道煤柱取 30m。10 号煤层： 3MH(2.506)Sf式中：S310 号煤层巷道保护煤柱的水平宽度，m；H巷道的最大垂深，m；M煤层厚度，m；f煤的强度系数。 3M(2.506)2(.506.7)19.6mfS巷道煤柱取 30m。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩断层煤柱：含水或导水断层防隔水煤柱的留设可参照下列经验公式计算：20mP35.0KpML式中 L-煤柱留设的宽度，m；K-安全系数，一般取 2-5，本设计取 5；M-煤层厚度或采高，8、9 号煤层在 F1 、F 2断层附近的煤层最大厚度分别为2.45m、1.0m；p-水头压力，8、9 号煤层在 F1 、F 2F 断层处的最大水头压力为 0.69MPa；Kp-煤的抗拉强度，8、9 号煤层的抗拉强度最小为 1.6MPa。根据以上参数计算结果为：8、9 号煤层在 F1 、F 2断层的煤柱宽度分别为 6.97m、2.84m。8、9 号煤层断层煤柱宽度均取 20m。2.其它煤柱井田边界煤柱留 20m，工业场地按级保护,立井井筒按级保护，斜井井筒按级保护，再根据表土层和基岩厚度(表土移动角 45，基岩移动角 70)计算保安煤柱。村庄留设煤柱：穆家坡村、下垣则村、兴家沟村、耀头寸、车家峁村的村庄煤柱8、9、10 号煤层均为 90-105m。当矿井报废时，预计护巷煤柱损失可回收 50%左右。第三章 矿井工作制度及生产能力一、矿井工作制度根据中华人民共和国建设部和中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 2005年制定的煤炭工业矿井设计规范 ，确定矿井的工作制度为：年工作日为 330d，井下采用“四六”制，地面采用“三八”制，日净提升时间 16h。二、矿井设计生产能力的确定山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发200933 号文关于吕梁市柳林县煤矿企业兼并重组整合方案(部分)的批复批准矿井设计生产能机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩力为 0.60Mt/a。三、矿井服务年限矿井服务年限按下式计算: 12.680.94KZTaA式中:T服务年限,a；Zk设计可采储量, Mt；A矿井设计生产能力, Mt /a；K储量备用系数,取 1.4。经计算,矿井服务年限 10.1a。第四章 井田开拓第一节 井田开拓一、井田内地质构造、老窑范围、火区、煤层及水文条件、兼并重组整合各矿采空区等对井田开拓开采的影响兼并重组以后井田地质构造类型为简单，兼并重组前各矿主要开采 8 号煤层，8 号煤层采空区主要位于井田东部。9 号煤层东北部有采空区。8、9 号煤层采空区没有火区分布。矿井水文地质类型为中等。对井田开拓开采有一定的影响。二、井田开拓方案1. 井口及工业场地位置的选择井口及工业场地位置选择的主要原则充分利用现有地面工程及设施。地面平坦、开阔，场地挖方填方量小，工程地质条件好，能够满足 0.60Mt/a 要求。位于储量中心，减少井下运输、通风、井巷工程费用。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩不受洪水、山体滑坡等自然灾害的威胁。靠近公路、交通方便，运输距离短，运营费用省。有利于矿井开拓部署，为安全高效稳产创造条件。现有两个工业场地，分别为原山西成家庄煤矿有限公司工业场地和原山西吕梁昌盛煤业有限责任公司工业场地，通过多次现场踏勘，井田内其他地面难以找到平整地面，考虑到可以利用井下巷道和井筒，以及兼并重组前可利用的地面设施，确定利用原山西成家庄煤矿有限公司工业场地，经过挖填方平整后，满足矿井 0.60Mt/a 的生产能力要求。利用原吕梁昌盛煤业有限责任公司工业场地作为兼并重组整合后的风井场地。2.井田开拓方案矿井设计开拓方案主要考虑下列原则：有完善的采、掘、运输、提升、通风、排水等生产环节及系统。生产系统尽可能简单、实用，生产工艺先进、合理。井下巷道沿煤层布置，掘进速度快，费用低，并能进一步探明煤层的赋存情况。近期与长远相结合，既要考虑当前效益，又要有利长远规划。开拓方案兼并重组整合前，原山西成家庄煤业有限公司矿井现有 3 个井筒，分别为主立井、回风斜井及进风行人斜井（铺轨） ，井下布置有两条南北向的运输巷及回风巷，东西向布置有两条采区运输上（下）山及采区回风上（下）山，现有的井筒中，行人斜井净宽 5.2m，回风斜井净宽 2.5m，主立井净直径 3.6m，井下巷道为矩形断面锚杆支护，净宽 4.0m，净高 3.0m。该井田 5 号煤层已采空，8 号煤层为中厚煤层，东部有大面积的风氧化带，北部和中部采空，9 号煤层的井田东北部有采空区，属中厚煤层，大部分为薄煤层，只有井田西部的局部为中厚煤层，10 号煤层属局部可采的薄煤层，井田内无构造。根据地面场地情况、巷道走向及井下采空区分布情况，本次设计拟利用已有的行人斜井，回风斜井通过刷大断面可以利用，井下部分巷道加强支护后可以再利用。兼并重组整合前，原山西吕梁昌盛煤业有限责任公司矿井现有 3 个井筒，分别为机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩主立井（净直径 4.0） 、副立井（净直径 4.0）及行人斜井（净宽 4.2m） ，井下布置有2 条东西向的上（下）山巷道，分别为运输上（下）山及回风（上下山） ，井下巷道为矩形断面锚杆支护，净宽 3.2m，净高 2.6m。该井田 5 号煤层已采空，8 号煤层为中厚煤层，东部有大面积风氧化带，西部及东部有采空区，9 号煤层未采，属中厚煤层，大部分为薄煤层，只有东部村庄范围为中厚煤层，10 号煤层局部可采薄煤层，井田内有两条落差为 2m 的断层。根据地面场地情况、巷道走向及井下采空区分布情况，本次设计拟利用已有的行人斜井，井下无利用的巷道。基于上述原则，根据地质条件和煤层赋存情况，由于井上下采空区、村庄及煤层赋存的影响，本次设计开拓方案具体叙述如下：井田采用斜井开拓方案。在选定的工业场地内，利用原山西成家庄煤矿有限公司行人斜井作为兼并重组整合后的主斜井，净宽 5.2m，净断面 16.85m2，倾角 103222，井筒斜段长 418m，井筒落底于 10 号煤层下的岩石中，平段长为 130m，装备带式输送机，担负矿井的提煤任务，井筒另一侧铺设轨道，作为主水泵房抢险排水设备的运输通道，并作为矿井的进风井和安全出口。利用原山西成家庄煤矿有限公司的回风斜井刷大断面后作为兼并重组整合后的副斜井，净宽 4.5m, 净断面 14.70m2,倾角 18，至 8 号煤层斜长129m，装备单钩串车，在 8 号煤层设井底车场，担负全矿井的辅助提升任务,设行人台阶及扶手，为矿井的进风井兼做安全出口。利用原山西吕梁昌盛煤业有限责任公司的行人斜井作为兼并重组整合后的回风斜井，净宽 4.2m, 净断面 13.22m2,倾角 17，至 8 号煤层斜长 381m，担负全矿井的回风任务兼做安全出口。根据煤层赋存特征，8 号煤层为中厚煤层，9 号煤层平均煤厚为 1.50m，属中厚煤层，但根据钻孔资料，9 号煤层大部分为薄煤层，8、9 号煤层的平均间距为 12m，10号煤层为局部可采的薄煤层，上距 9 号煤层平均间距为 7.82m，设计确定设一个水平开采全井田，水平标高为+803.00m。主斜井井筒平段尾部，设一个下扎式井底煤仓、井底煤仓上口东西向沿 8 号煤层底板布置集中运输上(下)山，平行集中运输上(下)山布置集中轨道上(下)山和集中回风上(下)山，在井田西部南北向分别布置运输大巷、轨道大巷及回风大巷，回风大巷与井田南部的回风斜井连接。运输大巷与集中运输上(下)山连接。轨道大巷与集中轨道上(下)山连接。副斜井落底后，沿南北向向南布置集中轨道巷与集中轨道上(下)山机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩连接。全井田共划分 5 个采区，其中 8 号煤层划分一个单翼采区，即 801 采区；9 号煤层划分 2 采区，即 901、902 采区，901 采区为单翼采区，902 采区大部分为单翼采区，南部为双翼采区；10 号煤层划分 2 采区，即 1001、1002 采区，均为单翼采区。9、10号煤层大巷均利用 8 号煤层巷道。开拓方案见插图 3-4-1、3-4-2、3-4-3、3-4-4。三、井口数目和位置的选择山西柳林凌志成家庄煤业有限公司矿井为兼并重组整合矿井，整合后共布置有3 个井筒，分别为主斜井、副斜井、回风斜井。其中主斜井、副斜井所处位置在原山西成家庄煤矿有限公司矿井工业场地，回风斜井位于原山西吕梁昌盛煤业有限责任公司矿井工业场地，上述井筒能够满足兼并重组整合后矿井设计生产能力的需要。在兼并重组过渡期间井田内保留的矿井为 1 座，为山西吕梁昌盛煤业有限责任公司，根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发200933 号文关于吕梁市柳林县煤矿企业兼并重组整合方案(部分)的批复精神，山西成家庄煤矿有限公司的主立井、山西吕梁昌盛煤业有限责任公司的主立井、副立井将在2010 年 12 月 31 日前按“六条标准”予以关闭。四、水平划分及阶段垂高的确定根据煤层赋存特征，设一个水平开拓全井田，水平标高为+803.00m。五、主要运输大巷及总回风道的布置方式和位置选择集中轨道巷、集中运输上(下)山、集中轨道上(下)山、集中回风上(下)山、运输大巷、轨道大巷、回风大巷均沿 8 号煤层底板布置，大巷间距均为 30m，大巷一侧保安煤柱宽均为 30m。集中轨道巷、集中运输上(下)山、集中轨道上(下)山、集中回风上(下)山位于井底煤仓附近，运输大巷、轨道大巷及回风大巷沿井田西部边界南北向布置。六、矿井各水平、煤层、上下山和采区的开采顺序，第一水平采区划分和配采关系根据井田开拓布置，按照煤炭工业矿井设计规范要求，并结合工作面技术装备和管理水平，设计布置单双翼采区。8 号煤层 801 采区在井田中部主斜井井底附近，机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩采区走向长 1500m，倾斜长 360m；9 号煤层划分 2 个采区，分别为 901 采区及 902 采区，901 采区位于井田北部，采区走向长 340-870m，倾斜长 20-785m，902 采区位于井田中南部，采区走向长 8552253m，倾斜长 33-2995m，901 及 902 的划分以集中上（下）山巷道为界；10 号煤层划分 2 个采区，分别为 1001 采区及 1002 采区，1001 采区位于井田北东部，采区走向长 34-1138m，倾斜长 15-1380m，1002 采区位于井田中南部，采区走向长 3380m，倾斜长 15-1380m。井田共划分为 5 个采区，即 801、901、902、1001、1002。首采区为 801 采区，在 8 号煤层布置一个综采工作面保证矿井的设计生产能力。采区开采顺序为先采 8 号煤层，再采 9 号煤层，最后才 10 号煤层。采区接替按编号为 801、901、902、1001、 ，1002 采区顺序进行，采区内工作面接替顺序采用前进式。采区接替详见表 3-4-2。表 3-4-2 采区接替表采区名称 开采煤层 可采储量(Mt)生产能力(Mt/a)服务年限(a)接替采区801 8 号 1.73 0.60 1.4 901901 9 号 1.05 0.60 0.8 902902 9 号 8.21 0.60 6.5 10011001 10 号 1.31 0.60 1.0 10021002 10 号 0.38 0.60 0.3七、 “三下”采煤井田范围内没有水体和铁路，共分布有乡村 5 个，其中下垣则村、穆家坡村、车家峁村因村庄人口多，占地面积大，难以搬迁，由于柳林县境内煤矿还没有村庄下采煤的成功经验，所以本次设计暂不考虑对上述村庄“三下”采煤。第二节 井 筒一、井筒用途、布置及装备据开拓布置，投产及达产时布置有 3 个井筒，即主斜井、副斜井、回风斜井。1. 主斜井：净宽 5.2m，净断面 16.85m2，倾角 103222，井筒斜段长418m，井筒落底于 10 号煤层下的岩石中，平段长为 130m，装备带式输送机，担负矿机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩井的提煤任务，井筒另一侧铺设轨道，作为主水泵房抢险排水设备的运输通道，并作为矿井的进风井和安全出口。2. 副斜井：净宽 4.5m, 净断面 14.70m2,倾角 18，至 8 号煤层斜长 129m，装备单钩串车，在 8 号煤层设井底车场，担负全矿井的辅助提升任务,设行人台阶及扶手，为矿井的进风井兼做安全出口。3. 回风斜井：净宽 4.2m, 净断面 13.22m2,倾角 17，至 8 号煤层斜长 381m，担负全矿井的回风任务兼做安全出口。井筒断面见图 3-5-1、3-5-2、3-5-3、3-5-4、3-5-5、3-5-6。井筒特征表，见表 3-5-1。二、井筒井壁结构主斜井表土段为现浇钢筋混凝土支护，支护厚度为 500mm；基岩段为锚网喷支护，支护厚度为 150mm。副斜井为刷大断面，表土段为现浇钢筋混凝土支护，支护厚度为500mm；基岩段为锚网喷支护，支护厚度为 150mm。回风斜井表土段、基岩段均采用荒料石砌碹支护，表土段支护厚度为 450mm，基岩段支护厚度为 350mm。三、井筒施工方法根据地质报告提供，该矿的地质条件属于松散层较薄，工业场地地表即为基岩部分，地层以基岩为主，且属于弱含水层，故可以采用普通法施工，如果在施工过程中遇到岩层含水量大于 10m3/h 时，应采取注浆堵水等防治水措施。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩表 3-5-1 井筒特征表 井筒名称序号井 筒 名 称主斜井 副斜井 回风斜井经距 Y 19489096.507 19489205.816 19489130.538纬距 X 4158030.135 4158139.190 4155210.415北京54坐标系标高(Z)+854.410 +843.173 +898.069经距 Y 19489026.040 19489135.350 19489060.084纬距 X 4157981.617 4158090.673 4155161.8711井 口坐标西安80坐标系标高(Z)+854.407 +843.170 +898.0662 落底水平标高(m) 777.958 +803.707 +774.0693 提升方位角(度) 336 3444 井筒倾角(度) 103222 18 17辅助水平5井筒垂或斜长(m) 主水平 418 129 381净 5.2 4.5 4.26井筒直径或宽度(m)掘进 6.2/5.5 5.3/5.8 5.1/4.9净 16.85 14.70 13.227井筒断面(m2) 掘进 25.20/19.53 22.06/17.54 18.39/17.58厚度(mm) 500/150 400/150 450/3508 砌壁 材料 钢筋混凝土/锚网喷钢筋混凝土/锚网喷荒料石9 井筒装备带式输送机、轨道（抢险排水设备）单钩串车台阶扶手台阶、扶手10 备注 已有 刷大断面 已有机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩第三节 井底车场及硐室一、井底车场形式的选定受副斜井井底周围的废旧巷道影响，副斜井井底车场采用平车场，运输量相对较小，车场设存车段，存车段双轨长度 17m,其余为 47m，车场水平标高+803.7074m，井底车场主要为辅助提升服务，车场形式简单，调车方便，工程量省，车场内铺设有30kg/m 轨道，轨距为 600mm。二、井底车场硐室名称及位置副斜井井底车场附近设有主变电所、主水泵房、井底水仓、管子道、信号硐室。消防材料库布置在集中轨道巷中段。井底水仓有主、副水仓，长度分别为 89.13m、67.56m，有效容积分别为786.13m3、595.88m 3，总有效容积为 1382.01m3，矿井正常涌水量为 60m3/h，8h 正常涌水量为 480m3，满足煤矿安全规程的要求。采用 JD-11.4 型调度绞车牵引矿车人工清理清理方式。井底煤仓净直径 8.0m，垂深 29m，有效容积 840t，采用 JD-11.4 型调度绞车牵引矿车人工清理撒煤方式。主斜井与轨道巷的联络巷中设有信号硐室、医疗硐室、避灾硐室。井底车场及硐室布置详见插图 3-6-1。三、井底车场主要巷道和硐室的支护方式及支护材料井底车场巷道、等候室、医疗硐室、避难硐室、消防材料库采用半圆拱或矩形断面，锚喷支护，支护厚度 100-150mm