2011太原理工大采矿工程毕业设计

山西太原理工大函授人员本科毕业设计题目山西乡宁焦煤集团申南凹焦煤有限公司60万吨/年矿井初步设计姓名学号学院太原理工大学继续教育学院专业采矿工程班级指导教师职称教授完成日期摘要本设计阐述了学生在山西乡宁焦煤集团申南凹焦煤有限公司煤矿实习的主要内容，多次体验了煤矿井下的作业环境、矿井开拓、衔接、协调、控制和采煤方法。根据学院毕业设计大纲要求，本设计内容共分为8部分，即井田概况；井田开拓；大巷运输及设备；采区布置及装备；通风和安全；矿井主要设备；建井工期；技术经济。设计后附参考文献目录。关键词安全；作业环境；井田开拓；采煤方法。前言山西乡宁焦煤集团申南凹焦煤有限公司煤矿井田位于山西省乡宁县管头镇铺上沟一带，隶属乡宁县管头镇辖区。矿井始建于1992年，1995年底投产，2000年12月份颁发了采矿许可证，证号为1400000021308，批准开采2号煤层，开采面积49425KM2,2005年换发了采矿许可证，证号为14000000531344，批准开采煤层及面积不变。2006年1月申请扩界，2007年5月山西省国土资源厅颁发了扩界后采矿许可证，证号为1400000722461，批准开采2号煤层，批准开采面积81489KM2；于2010年资源整合为单保矿井，采矿许可证号为C1400002009111220045112，批准开采2号至10号煤层，批准开采面积81203KM2。目前正在申请再次扩界，两次扩界后，井田南北长约84KM，东西宽约46KM，井田面积3466KM2。2010年12月山西省煤炭工业局换发的煤炭生产许可证，证号为201426310292，证载设计生产能力110万吨/年，近两年井下回采至倾角较大区域，实际生产能力60万吨/年。为合理开发矿井资源，同时遵守国家标准化、规模化、生产经营战略和本设计大纲要求，编制本设计。目录摘要前言第一章井田概况1第一节井田地质特征1第二节每层埋藏特征5第二章井田开拓9第一节井田境界及储量9第二节矿井设计生产能力及服务年限16第三节井田开拓17第四节井筒23第五节井底车场及硐室25第三章大巷运输及设备27第一节运输方式的选择27第二节矿车28第三节运输设备选型30第四章采区布置及装备31第一节采煤方法31第二节采区布置45第三节巷道掘进48第五章通风和安全51第一节概况51第二节矿井通风52第四节灾害预防及安全装备62第六章矿井主要设备63第一节主斜井提升设备63第二节副斜井提升设备64第三节通风设备66第四节排水设备68第五节压风设备69第七章建井工期71第一节建井工期71第二节产量递增计划73第八章技术经济73第一节劳动定员及劳动生产率73致谢79参考文献80第一章矿井概况第一节井田地质特征一、井田地理位置及交通条件1井田地理位置山西乡宁焦煤集团申南凹焦煤有限公司煤矿井田地处山西河东煤田东南部，位于乡宁县管头镇铺上沟一带，其地理坐标为北纬360327至360505，东经1105640至1110000。2交通条件公司煤矿工业场地距乡宁县城约22KM。乡宁台头临汾一级公路从矿井工业场地南约2KM东西向通过。距襄汾50KM，距临汾80KM，向东50KM可在临汾市西与霍州侯马一级公路及与国铁平行的大（同）运（城）高速公路相接，北上可达太原，南下经侯马、运城、永济，过黄河可进入陕西。该区尚无铁路通达，矿井工业场地南约2KM为临汾吉县高速公路，矿井距南同蒲铁路侯马站60KM。综上所述，矿井交通运输比较便利。山西乡宁焦煤集团申南凹焦煤有限公司交通位置见图11二、地质勘探程度本设计所依据的地质报告是在乡宁矿区详查地质报告、台头井田精查勘测探及煤矿补充勘探成果的基础上编制而成，可为煤矿生产、设计提供一定的依据。但由于勘查阶段及范围的不统一性，在井田中部及北部约占扩界后井田面积一半以上的区域勘查情况程度较低，应补充勘查。煤矿扩区东部位于台头精查区西部C级储量区内，2号煤层共获得探明的（111B）、控制的（122B）、推断的（333）资源量151849MT。其中原矿区获得探明的储量（111B）、控制的（122B）34677MT、扩区获得控制的（122B）储量28061MT，推断的资源量89111MT。三、井田的水文地质情况及主要地质构造的分布情况1井田的水文地质情况1）含水层矿区及周围地带含水层，根据岩层含水性特征划分的含水层自下而上有（1）中奥陶统峰峰组石灰岩溶隙含水层奥灰岩溶地下水是煤系地层下伏的主要含水层。出露于矿区东部及东南部，岩溶发育，见有溶洞，向西进入本区而隐伏于石灰、二迭系地层之下，由于埋深增加，背向排泄地点，岩溶裂隙变成为发育弱至不发育，再由于奥灰地下水水位埋藏深，根据周围钻孔推断在本区水位标高在500M至550M左右，因此，一般对开采不会产生影响，但井田中、深部尚未进行地质勘探，且煤层埋藏较深，奥灰承压水静水位高程可能变化，开采前应对此进行详勘，生产时应予以重视。（2）太原组石灰岩溶隙含水层含水层包括K3、K2石灰岩，K3石灰岩厚度变化不大，裂隙不发育,为弱含水性，K2石灰岩为主要含水层，成为9号煤层顶板直接充水含水层，厚度7M左右，由于补给条件所限，且随埋深增大，富水性减弱，富水性与埋藏条件有关，一般含水性弱，606号孔附近，用空压机抽干，抽水试验，单位涌水量只有000022L/SM，水位标高130481M，含水性极弱，因此，该层为含水性弱的裂隙含水层。（3）下石盒子组K9、K8砂岩裂隙含水层砂岩含水层位于1号、2号煤层以上，K8砂岩成为煤层顶板直接充水含水层，厚度6M左右，为灰色以石英为主的中粒砂岩，浅埋藏地带，风化裂隙发育，含水性较强，随埋深增加，风化裂隙减弱，含水性而减弱，606号孔抽水试验，水位标高为139773M，单位涌水量仅为0000127L/SM，表明含水性极弱，K9砂岩位于煤层以上50M左右，含水情况与K8砂岩相似，因此，属含水性弱一中等裂隙含水层。（4）第四系砂砾孔隙含水层分布在山涧河谷地带，岩性为黄白色砂质粘土、亚粘土，砂砾层及砾石层，厚度变化大，由于大气降水和地表水补给条件较好，同时排泄条件也好，因此，埋藏厚度大时，将成为地下水较丰富的孔隙潜水含水层。2）隔水层2号煤层至K2石灰岩之间的隔水层，由致密的粉砂岩、泥岩组成，一般厚65M左右，具有良好的隔水性能，在无裂隙贯通的情况下，2号煤层不与K2含水层发生水力联系。2号煤层至风化裂隙带含水层之间的隔水层，主要由具可塑性泥岩、粉砂岩组成，各层砂岩层之间均有泥岩分布，一般厚度2米至数米不等，可起到良好的层间隔水作用。3）水文地质条件类型矿区为一倾向北西的单斜构造，主要可采2号煤层顶板直接充水含水层为K8砂岩裂隙水，含水性一般较弱，水文地质条件属于简单类型。4）矿井充水因素分析（1）主要可采2号煤层以顶板K8砂岩充水为主，其次为开采过程中产生的塌陷裂隙带，使得局部地带与风化裂隙带发生水力联系，补给K8砂岩含水层而进入巷道。（2）矿区下伏区域主要含水层为奥灰岩溶水，由于该含水层地下水水位绝大部分低于2号煤层，一般条件下不致于对煤层开采有底板突水危险。（3）地表水对巷道的充水影响，区内地表水为季节性冲沟，雨季尚有水流且很小，不会对矿井产生影响。4）矿井涌水量预测本矿井充水来源为顶板砂岩裂隙水，或开采产生的塌陷裂隙与风化裂隙水沟通，大气降水为主要充水水源，因此，雨季排水量将有所增大应引起注意。根据邻近矿井井下涌水量情况，预计正常涌水量为20M3/H，最大涌水量为30M3/H。2主要地质构造（断层、褶曲、陷落柱）的分布情况本矿区位于河东煤田乡宁矿区北部，构造体系位置处于祁吕贺兰山字型构造前弧东翼内侧，区域地质应力的方向大体为北西南东向的挤压。因此，形成了区内北东向的构造走向，本区地层基本上为一倾向北西的单斜构造。在矿区中部有一组规模不大的背、向斜构造。在矿区东南部沿北东走向有一急倾向带，宽度400M左右。在矿区西南部有一落差35M的逆断层，该断层走向北东倾向南东，区内无发现有陷落柱和褶曲，无岩浆岩活动，构造属简单类。图111交通位置图四、井田综合地质柱状图见附图六第二节煤层埋藏特征一、煤层赋存状况本区含煤地层包括石炭系中统本溪组、上统太原组及二叠系下统山西组和下石盒子组。其中太原组和山西组为主要含煤地层，太原组含主要可采煤层10号煤层和局部可采煤层7号煤层，山西组含主要可采煤层2号煤层和大部分可采煤层3号煤层，本溪组含局部可采煤层12号煤层，下石盒子组含12层薄煤层。山西组共含煤四层1上、1、2、3号，平均总厚570M,平均含煤系数214；平均可采总厚522M，平均可采含煤系数196。本区太原组6号、7号、10号及11号煤层均尖灭，所以共含煤2层8、9号，平均总厚1OOM，平均含煤系数15；平均可采总厚O76，平均可采含煤系数11。山西组1上、3号煤层和太原组8、9号煤层均变化很大。山西组L2号煤层因层间砂体增厚而间距变大，23号煤层间距稳定。详见煤层赋存特征表121。本区自上而下的可采煤层包括局部可采和个别点可采的煤层为1上、1、2、3、9号等5层煤层。其中主要可采煤层为2号煤层。二、煤层围岩性质以下所述为2号煤层顶底板岩石性质1顶板岩石性质（1）基本顶厚度为128M左右的粉砂岩，深灰色、灰黑色粉沙岩为主，夹灰色砂岩。（2）直接顶厚度为65M左右的砂岩，局部有离层现象。（3）伪顶厚度为04M左右的炭质泥岩，深灰色炭质泥岩为主，局部为粉砂岩。2底板岩石性质（1）直接底厚度为23M左右的炭质泥岩，灰黑色，上部含砂量交小，含植物化石碎片。（2）基本底厚度为10M及以上的中粒粉砂岩，灰白色，以石英为主，长石次之，夹泥质条带。三、煤层瓦斯等级据临汾市煤炭安全检测检验中心测定结果，相对瓦斯涌出量为211M3/TD，小于10M3/TD，经计算绝对瓦斯涌出量为376M3/MIN，小于40M3/MIN,属低瓦斯矿井。四、煤的自燃情况据矿井2号煤层煤样测试结果，吸氧量05908（CM3/G）,自燃等级II级，自燃倾向性属自燃。五、煤的爆炸性及爆炸指数据矿井2号煤层煤尘爆炸性试验结果，火焰长度为50，最低岩粉用量为60，2号煤有爆炸性性；爆炸指数为7。六、煤的工业分析、牌号及其用途1煤的工业分析（1）水分2号煤层原煤空气干燥基水分含量平均为069，精煤空气干燥基水分含量平均为067；（2）灰分2号煤层原煤干燥基灰分16191745，平均为1682，属中灰煤。精煤干燥基灰分为627713。平均为670；（3）挥发分2号煤层精煤干燥无灰基挥发分（VDAF）15871713；（4）胶质层厚度2号煤层原煤干燥基胶质层最大厚度（Y）119128MM；（5）粘结指数2号煤层原煤干燥基粘结指数（G）4082；（6）硫磷含量2号煤层原煤干燥基全硫含量028039，平均为029，属特低硫煤，精煤干燥基全硫含量024027，平均为026；2号煤层原煤干燥基磷含量平均为0034，属低磷煤。（7）发热量2号煤层干燥无灰基弹筒发热量为35433579MJ/KG，属高发热量煤。2煤的牌号及其用途（1）煤的牌号区内2号煤层煤类有焦煤（优质主焦煤）、瘦煤两种。（2）用途发热量高煤、中等粘结性煤、极易选煤、炼焦冶金。七、煤层赋存特征表表121煤层赋存特征煤层厚度煤层间距顶板岩性时代煤层编号最小最大平均最小最大平均夹石底板岩性可采性稳定性1上0471300790泥岩粉砂岩仅102号孔可采不稳定10651200790粉砂岩泥岩局部开采不稳定23013782911泥岩泥岩全区可采稳定山西组P1S30591050790泥岩细粒砂岩仅102号孔可采不稳定800400140石灰岩泥岩不可采不稳定太原组C3T90650750693089706394749567151382001704225431142684050石灰岩粉砂岩局部开采不稳定八、的工业分析表表122煤的工业分析表序号分析成分代码煤种分析结果备注原煤0691水分MAD精煤067原煤1682中灰煤2灰分AAD精煤6703挥发分VDAF精煤158717134胶质层Y原煤119128MM5粘结指数G原煤4082中等粘结原煤029/0034低硫低磷6硫磷含量SP精煤026/07发热量MJ原煤35433579MJ/KG高发热量九、煤层柱状图附图七第二章井田开拓第一节井田境界及储量一、井田境界根据山西省国土资源厅2009年11月颁发的采矿许可证（证号C1000002009071110028184），井田范围由以下7个拐点座标连线圈定80西安坐标系6带54北京坐标系6带点号XYXY139949506719494430533995000001949450000239939506719495930563994000001949600000339929506619495930573993000001949600000439919506419495430573992000001949550000539909506319495430583991000001949550000639876805719492810593987730001949288000739892105619490755553989260001949082500井田为不规则多边形，北南宽约7270M，东西长约5175M，井田面积180846KM2，批采标高960500M。井田东北与山西乡宁焦煤集团申南凹焦煤有限公司相邻，西南与山西乡宁焦煤集团惠源焦煤有限公司相邻。东部与山西乡宁焦煤集团元甲煤业有限公司相接。二、资源储量资源/储量1、储量计算范围和工业指标储量计算范围根据山西省煤炭地质公司2011年8月提交的山西省乡宁县台头煤焦有限责任公司兼并重组整合矿井地质报告，估算范围以井田边界、可采边界划定，井田内批采19号煤层，其中1上、1、2、3号煤层为稳定可采煤层，9号煤层为较稳定大部可采煤层，其他均为零星可采或不可采煤层。本次对井田内的1上、1、2、3、9号煤层进行了资源/储量估算。1上号煤层估算面积为7361368KM2；1号煤层估算面积为18211295KM2；2号煤层估算面积为18190534KM2；3号煤层估算面积为16427854KM2；9号煤层估算面积为11915452KM2。煤层最深处为井田西南部，标高约410M，煤层最高处为井田东部，标高约1040M。工业指标的确定井田内批采煤层均为炼焦用煤。地层大部分较平缓，倾角518。依据中国国土资源部2002年颁布的DZ/TO2152002煤、泥炭地质勘查规范，其资源/储量估算指标如下表资源/储量估算工业指标煤类最低厚度（M）最高灰分（AD）最高硫分（STD）瘦煤、焦煤、贫瘦煤070403本井田1上、1、2、3号煤层为优质炼焦用煤，为了合理利用煤炭资源，本次将1上、1、2、3号煤层最低厚度定为060M,9号煤层高硫煤最低厚度定为070M。各煤层视密度如下1上号煤层145T/M31号煤层145T/M32号煤层145T/M33号煤层151T/M39号煤层142T/M3地质资源/储量批采的1上、1、2、3号煤层保有资源/储量（111B122B333）12698万T，其中探明的经济基础储量（111B）6948万T，占保有资源/储量的5472，控制的经济基础储量（122B）3656万T，探明的经济基础储量控制的经济基础储量（111B122B）10604万T，占保有资源/储量的8351，推断的内蕴经济资源量（333）2094万T。详见表211。先期开采地段批采的1上、1、2、3号煤层保有资源/储量（111B122B333）10997万T，其中探明的经济基础储量（111B）6948万T，占保有资源/储量的6318，控制的经济基础储量（122B）2952万T，探明的经济基础储量控制的经济基础储量（111B122B）9900万T，占保有资源/储量的9002，推断的内蕴经济资源量（333）1097万T。先期开采地段批采的1上、1、2、3号煤层达到勘探程度。详见表212。9号煤层（高硫煤）保有资源量（2S112S22333）2862万T。详见表213。资源/储量估算结果汇总表表211资源/储量万T其中蹬空区煤层煤类111B122B333111B122B333111B122B333312B（）312B（）JM1053467206SM303237886281上小计40827115583448928141JM14957034622660SM67632113611331小计21711024598379357248423SM255610011573714PS68772980122172小计32431730958593154688385JM8949122260SM8034712341508PS234111273723小计1126631383214052628210JM16897866513126SM433820306156983合计PS9218408282589总计JMSMPS6948365620941269854728351先期开采地段资源/储量估算结果汇总表表212资源/储量万T煤层煤类111B122B333其中蹬空区111B122B333312B（）312B（）111B122B333JM1053420159SM303161204841上小计4081954064363459378JM14956792892463SM676167388811小计2171846327334464929022SM2556849753480PS68754245716862小计32431391532516662788970JM892619134SM8033831521338PS234111273723小计1126520198184461068926JM16897393282756SM433815602856183合计PS9216534842058总计JMSMPS6948295210971099763189002高硫煤资源量估算结果汇总表表213煤层煤类资源量万T2S222S223332S112S223332S112S22333（）SM79130310949PS10886801768合计SMPS187998328626565矿井工业资源/储量矿井工业资源/储量111B122B333K69483656209409124886万T（其中可信度系数K值取09）矿井工业资源/储量计算汇总表表214资源/储量（万T）煤层号煤类111B122B333合计111B122B333091上JM、SM40827115583481851JM、SM217110245983793373322SM、PS324317309585931583523JM、SM、PS1126631383214021017合计69483656209412698124886矿井设计资源/储量矿井设计资源/储量矿井工业资源/储量永久煤柱损失；永久煤柱损失井田境界煤柱村庄煤柱断层煤柱防水煤柱地面建（构）筑物煤柱等；经计算，矿井设计资源/储量为104866万T矿井设计资源/储量汇总表表215永久煤柱（万T）煤层号工业储量（万T）井界煤柱公路煤柱断层煤柱村庄煤柱合计设计资源/储量（万T）1上818543837641958318166369137332734812965422267333059925835210939311552527688524950321017633516627843261918398合计124886289826353563109242002104866矿井设计可采储量采区回采率按煤炭工业设计规范规定，薄煤层取85，中厚煤层取80。设计可采储量计算根据公式ZKZGPK式中ZK设计可采储量，万T；ZG设计资源/储量，万T；P永久煤柱损失量，万T；K采区回采率。计算得设计可采储量为66101万T。矿井可采储量计算结果见表216。矿井设计可采储量汇总表表216开采保护煤柱损失（万T）煤层号矿井设计储量（万T）井筒工业场地主要巷道合计开采损失（万T）可采储量（万T）1上636953891421237371213059925933959849241969524950363540903809432376318398188276464343910318合计104866863124421071769466101三、安全煤柱井田内需留设永久安全煤柱的有井田境界、断层、村庄等。1、地面建（构）筑物（公路、村庄等）、工业场地、井筒安全煤柱的留设按建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程的有关规定留设，围护带宽度，按其保护等级留设。表土层及基岩厚度参照实际揭露及邻近钻孔资料确定。表土段移动角取45，基岩段岩层水平移动角取72，上山移动角取72，下山移动角取7208（为煤层倾角）。2、断层安全防水煤柱的留设计算3P05KLKM式中L煤柱留设的宽度，M；K安全系数，一般取25；M煤层厚度或采高，M；P水头压力，MPA；KP煤的抗拉强度，MPA。根据相关经验公式计算，最后确定断层煤柱按50M留设。3、井下巷道煤柱留设1MH2506SF式中S1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。1M250632506248MFS大巷之间及大巷两侧各留设40M。4、其他煤柱留设宽度井田境界煤柱留20M，采区边界煤柱留设为20M。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为330D，每天四班作业其中三班生产，一班检修，每日净提升时间为16H。二、矿井生产能力的确定矿井设计生产能力的确定主要受下列因素的影响井田煤层赋存条件、开采技术条件、井田储量、煤质、地面建井条件；煤炭外运条件、市场供需关系及矿井建设资金；对本矿井而言，矿井地面地形条件、矿井初期投入资金及煤炭地面运输条件是制约矿井设计生产能力的重要因素。从本矿井煤炭储量分析，本井田设计可采储量为661MT，若按12MT/A开采规模开采，其服务年限可达393年。因此，从矿井煤炭储量分析，该矿为资源整合单独保留矿井，其生产规模确定为120MT/A是适中的。从另一方面分析，设计本着减少初期投资、以矿养矿滚动发展的原则，同时考虑了目前的煤炭产业政策和矿方现有的资金条件，认为矿井初期规模不宜过大。同时根据山西省煤炭工业厅晋煤规函【2011】1296号文，同意该矿生产能力由15MT/A调整变更为12MT/A。因此，结合矿方委托，确定矿井设计生产能力为12MT/A。2、矿井服务年限的计算矿井服务年限按下式计算ZKTAK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14。则矿井服务年限6610T393A1214第三节井田开拓一、井田地质构造、老窑范围、煤层及水文等条件对开采的影响井田内煤层埋藏较深，井田内发育有一系列次级褶曲及断裂构造，未发现陷落柱，火成岩侵入等地质构造；无老窑；1号煤层顶板为砂质泥岩，中细粒砂岩，底板为砂质泥岩、细砂岩；2号煤层顶板为泥岩、砂质泥岩、砂岩和细砂岩；底板为泥岩、粉砂质泥岩；3号煤层顶板为砂质泥岩；底板为细砂岩。上组煤各煤层一般无奥灰突水危险性。地质构造及水文地质条件对煤层开采无影响。二、开拓方案井口与工业场地位置的选择井田内地形较复杂，工业场地选择比较困难，目前主斜井、副斜井及一号回风立井均已建成，设计新掘二号回风立井，井口及工业场地均位于井田西南部的刘家沟村附近。场地内水、电、路、通讯等基础设施均已形成，已建成办公楼联合建筑、机修间、储煤筒仓、选矸楼、绞车房、选煤厂等建筑，为了充分利用已有设施，节省投资，设计确定利用原有的工业场地。该工业场地距离乡宁台头临汾公路较近，距乡宁县城仅12KM。该场地位置合理,比较宽阔,完全可以满足矿井今后发展要求。井田开拓1、确定开拓方式的主要原则建井工期短。生产系统简单，安全、可靠。投产采区布置在井底车场附近。初期投资省，运营费用低，生产效率高。2、井田开拓方式煤层分组及水平划分井田内从上到下赋存的可采煤层依次为1上号煤、1号煤、2号煤层、3号煤、9号煤层，其中1上号煤层厚053090M，平均076M，为稳定大部可采煤层；1号煤层厚度085265M，平均184M，为稳定全区可采煤层；2号煤层厚168365M，平均厚270M，为全区稳定可采煤层；3号煤层厚040125M，平均厚073M，为属稳定大部可采煤层；9号煤层厚度000320M，平均厚度179M，为较稳定大部可采煤层。1上号煤层下距1号煤层292M，1号煤下距2号煤层928M，3号煤层上距2号煤层307M，3号煤层下距9号煤层4578M。根据煤层厚度、间距、赋存范围等特征，设计考虑两个水平开拓，1号煤、2号煤、3号煤划分为上组煤，即一水平，水平标高790M，主要大巷设在2号煤层，1号煤与2号煤采用采区联合布置开采，1上、1号煤采用工作面联合开采；2、3号煤采用工作面联合开采；二水平设在9号煤层。由于9号煤为暂不能利用储量，根据业主意见，暂不考虑开采，因此设计重点进行一水平的开发设计。开拓方案特征论述鉴于目前本矿已经基本建成，利用原主、副斜井及一号回风立井和新掘二号回风立井开拓，因此，只对井下大巷布置做比较，副斜井落底在2号煤，落底标高790M,布置1号煤甩车场和2号煤井底平车场及硐室，现均已形成。根据煤层赋存特征，生产规模及工程施工现状，针对井下大巷布置提出了两个井田开拓布置方案，各方案特征如下方案一为节省投资，充分利用已有的工业场地及井下已施工的工程，即工业场地仍在刘家沟内。采用主、副斜井、一号进风立井和二号回风井开发全井田，各井口均布置在同一工业场地内。主斜井井口标高为1123309M,井底标高为758000M,井筒倾角25，斜长960M。井筒断面为直墙半圆拱形，净宽47M，净高345M，净断面积138M2。副斜井井口标高1124181M，（轨面标高），井底标高790M，井筒倾角23，斜长855M。井筒断面为直墙半圆拱形，净宽3M，净高31M，净断面积831M2。一号回风立井改做进风井，井口标高1119244M,井底标高82255M,垂深297M，井筒直径35M，净断面积96M2。新掘二号回风立井井口标高1122120M,井底标高7969M,垂深325M，井筒直径60M，净断面积2826M2。主斜井井底标高为758M,设井底煤仓、清理撒煤斜巷与东翼轨道巷连通。井底煤仓采用上仓式，直径8M，垂深34M,煤仓容量1000T。副斜井在810M水平布置甩车场；落底后，在790M水平布置井底车场，中央水泵房、中央变电所等硐室。1上、1、2号煤层和3号煤层联合开采，主运输水平设在2号煤层，大巷分煤层布置，即1号煤层布置两条大巷，分别为1号煤轨道大巷，1号煤回风大巷；2号煤布置三条大巷，分别为2号煤运输大巷，2号煤轨道大巷，2号煤回风大巷，3号煤层不设大巷和采区巷，利用2号煤层采区巷进行开采。1上号煤层利用1号煤层采区巷道开采。全井田上组煤划分为七个采区，即101、102、103、104、105、106、107采区,首采工作面位于101采区采区，采区接替依次为101、102、103、104、105、106、107采区。初期通风方式采用中央并列式，即主、副斜井进风，一号、二号回风立井回风，两个回风立井服务101、102、103、104采区。后期在井田北部601钻孔新开凿三号回风立井，作为矿井的后期回风井及安全出口，服务于105、106、107采区。方案二本方案井筒形式、水平划分、2号煤大巷布置等基本与方案一相同，不同之处方案二1号煤只设回风大巷，主运输及辅助轨道运输均利用2号煤大巷；方案二采区划分及采区巷道布置与方案一也不相同。方案一101、102、105采区为双翼采区、103、104、106采区为单翼采区。方案二102、104、106采区为单翼采区，101、103、105采区均为双翼采区。方案比较方案的技术、经济比较见表231。井田开拓方案经济技术比较表表231方案一方案二方案一比方案二井巷开拓工程量（M）62130708378743经济比较投资（万元）729218738914468优点1、102采区下上布置，对井田西南部煤层倾角变化大，比较合适，有利于安全生产。2、开采1上煤层，少掘岩石联络斜巷，减少准备工程量，便于施工。3、主要采区102、103、104采区顺槽长度在12001500M能充分发挥综采设备效益，减少工作面搬家次数。4、辅助运输系统简单环节少，有利于安全生产管理。1、104采区为双翼采区，顺槽长度达1900M能充分发挥综采设备效益技术比较缺点1、103采区为条带开采，顺槽相对较短，且对周边后期巷道有影响。1、102采区煤层倾角变化大，坡度在1017，对条带式工作面布置不合适。2、辅助运输大巷均设在2号煤层，1上煤层回采时，辅助运输存在反向运辅，多一个环节。3、采区工作面联络岩石斜巷多，不利于采掘准备。4、辅助运输环节较复杂，不利于安全生产管理。综上所述，102采区煤层倾角大，条带式布置不合适，设计本着充分利用已有工程的原则推荐方案一。三、井口数目和位置的选择主斜井（已有工程）井口坐标X3989296093M,Y19492571485M,井口标高为1123309M，井底标高为758M，井筒倾角25，斜长960M。井筒断面为直墙半圆拱形，井筒净宽47M，净高345M，净断面1384M2，巷道底板铺设150MM厚的混凝土，其内铺设带宽1200MM强力胶带输送机和检修轨道，并装备运人猴车，设有行人台阶、扶手，敷设有排水、消防洒水管路及压风管路、动力、通风信号电缆的敷设。主要用于煤的提升、人员上下、进风和安全出口。副斜井（已有工程）井口坐标X3989362322M,Y19492540497M,井口标高为1124181M（轨面标高），井底标高为790M，井筒断面为直墙半圆拱形。井筒净宽30M，净高31M，净断面831M2，倾角23，其内铺设600MM轨距单轨，钢轨为30KG/M。设有行人台阶、扶手，主要用于下放材料、设备、进风井及安全出口。一号进风立井（已有工程）井口坐标X3989226303M，Y19492591550M，井口标高为1119244M，井底标高822550M,垂深297M。井筒净直径35M，净断面962M2，采用混泥土砌碹支护。二号回风立井（设计工程）井口坐标X3989182839M，Y19492617085M，井口标高为1122120M，井底标高7969M,垂深325M。井筒净直径60M，净断面2826M2，采用混泥土砌碹支护，敷设瓦斯抽放管路，主要用于矿井回风和安全出口。四、水平标高及大巷布置本矿井初期1号及2号煤同时开采，主运输水平设在2号煤层，水平标高790M。设计本着“多做煤巷少做岩巷”的原则，大巷沿煤层倾斜或水平方向分煤层布置，即L号煤布置两条大巷，分别为1号煤轨道大巷、L号煤回风大巷；2号煤布置三条大巷，分别为2号煤运输大巷、2号煤轨道大巷、2号煤回风大巷。运输大巷采用半圆拱断面，锚喷支护，净断面为178M2，净宽50M，净高41M。沿煤层掘进，担负井下煤炭运输、进风及运人任务。轨道大巷采用半圆拱断面，锚喷支护，净断面为178M2，净宽50M，净高41M。沿煤层掘进，担负井下辅助运输及进风任务，1号煤回风大巷为已有工程，矩形断面，锚喷支护，净断面为105M2，净宽30M，净高35M。沿煤层掘进，担负回风任务。2号煤回风大巷为采用半圆拱断面，锚喷支护，净断面为199M2，净宽52M，净高44M。沿煤层掘进，担负回风任务。五、采区划分及开采顺序1、采区划分按照矿井的开拓布署，本着合理集中开采，简化开采工艺有利于机械化开采，并保证接续的原则，根据煤层赋存条件，煤柱留设等的影响，将井田划分为7个采区，1、2号煤采区划分相同，即101、102、103、104、105、106、107七个采区。2、开采顺序根据各煤层储量、厚度及煤层间距，设计采用下行开采顺序，先采上组煤，后开采下组煤。同一煤组中，先采上层煤，再采下层煤。当煤层间没有压茬关系时，上下煤层可同时开采。采区间采用前进式开采顺序，由靠近主斜井、副斜井井底车场的采区向井田边界推进，由近及远开采。工作面采用后退式回采。矿井移交生产时，首先开采10L采区。采区接替依次为101、102、103、104、105、106、107采区。六、关于下组煤的开拓意见井田下组的9号煤层上距2号煤层约50M左右，根据煤层赋存条件，并结合矿井生产能力，设计考虑9号煤层辅助运输通过在2号煤井底车场作暗斜井至下组9号煤，回风通过延深回风立井进入下组9号煤；主运输通过9号煤层的带式输送机大巷经暗斜井由2号煤带式输送机大巷搭接，再进入井底煤仓经主斜井运至地面。七、迁村情况及评述井田范围内共有10个村庄。因分布不集中，设计考虑刘家沟前半村与工业场地煤柱共用，胡村、南胡村、阳家山、宋家沟等村庄与井田边界煤柱共用。另外该矿已和乡宁县管头镇胡村村委达成协议，对陈家沟自然村和刘家沟后半村进行整体搬迁。搬迁工作现已开始。此外，本次设计考虑开采后期对白家山自然村进行搬迁。矿方可根据实际情况尽早协调搬迁具体事宜。该矿工业场地占地等已与地方政府协商，已得到当地政府的同意，并办理土地使用手续。第四节井筒一、井筒用途、布置及装备根据开拓布置，矿井移交生产时布置四个井筒。1、主斜井井口坐标X3989296093M,Y19492571485M,井口标高为1123309M，井底标高为758M，落底2号煤。井筒倾角25，斜长960M。井筒断面为直墙半圆拱形，井筒净宽47MM，净高345MM，净断面1384M2，采用混泥土砌碹支护，巷道底板铺设150MM厚的混凝土，其内铺设带宽1200MM强力胶带输送机和检修轨道，并装备运人猴车，敷设有排水、消防洒水管路及压风管路、动力、通风信号电缆的敷设。主要用于煤的提升、人员上下、进风和安全出口。主斜井断面见图241。2、副斜井井口坐标X3989362322M,Y19492540497M,井口标高为1124181M（轨面标高），井底标高为790M，落底2号煤。井筒断面为直墙半圆拱形。井筒净宽30M，净高31M，净断面831M2，采用混泥土砌碹支护，倾角23，其内铺设600MM轨距单轨，钢轨为30KG/M。设有行人台阶、扶手，主要用来下放材料、设备、进风井及安全出口。副斜井断面见图242。3、一号回风立井改做进风井。井口坐标X3989226303M，Y19492591550M，井口标高为1119244M，井底标高822550M,垂深297M；落底1号煤。井筒净直径35M，净断面962M2，采用混泥土砌碹支护。进风立井断面见图243。4、二号回风立井井口坐标X3989182839M，Y19492617085M，井口标高为1122120M，井底标高7969M,垂深325M，落底2号煤。井筒净直径60M，净断面2826M2，采用混泥土砌碹支护，敷设瓦斯抽放管路，主要用于矿井回风和安全出口。回风立井断面见图244。5、三号回风立井井口坐标X3991486731M，Y19493826430M，井口标高为1285000M，井底标高8250M,垂深460M。井筒净直径60M，净断面2826M2，采用混泥土砌碹支护，其内装备梯子间，主要用于矿井后期回风和安全出口。后期回风立井断面见图245。二、井筒结构主斜井基岩段采用锚网喷支护,表土段采用混凝土砌碹支护，支护厚度表土段400MM，基岩段150MM。副斜井采用料石砌碹,砌碹厚度表土段300MM，基岩段300MM。（已有工程）一号回风立井改做进风井，混凝土砌碹,砌碹厚度表土段700MM，基岩段350MM。（已有工程）二号回风立井用混凝土砌碹,砌碹厚度表土段700MM，基岩段300MM。井筒特征表表241井筒名称主斜井副斜井一号进风立井二号回风立井（新掘）三号回风井（后期）纬距X39892960933989362322398922630339891828393991486731井口座标经距Y194925714851949254049719492591550194926170851949382643井口标高（M）1123309112418111192441122120128500提升方位角（度）237233井筒倾角（度）2523909090井筒深度或斜长（M）960855297325460净4730356060井筒直径或宽/度（M）掘进63/5046/3649/4270/6970/69净13883196283283筒断面（M2）掘进239/157121/93188/138332/322332/322厚度（MM）400/150300/300700/350500/400500/400砌壁材料砼碹/锚喷荒料石砌碹混凝土砌碹混凝土砌碹混凝土砌碹井筒装备强力胶带运输机检修道、猴车单钩串车梯子间梯子间备注行人台阶及扶手行人台阶及扶手第五节井底车场及硐室一、井底车场型式的选择根据开拓布置、井筒提升方式和大巷运输方式,副斜井1号煤井底车场为甩车场；2号煤井底车场为平车场。根据已确定的主、副井提升方式，井下大巷主辅运输方式，煤炭运输利用大巷或上、下山带式输送机将煤运入井底煤仓，再经主斜井带式输送机运至地面。地面下井的设备、材料由副斜井单钩串车下放至井底车场，根据矿井开拓方式，主水平设于2号煤，1号煤设甩车场，两车场均设高低道，空车线长度为23钩车长，车场内铺设单轨道型为30KG/M钢轨，轨距600MM。井下大巷辅助运输初期由调度绞车牵引1T系列矿车，每列车长按4个矿车考虑。后期选用8T蓄电池电机车牵引1T矿车运输。井底车场主要硐室如消防材料库、电机车修理间设在2号煤车场水平，L号煤不设。正常生产期间所使用的材料如消防材料等通过串车提升至L号煤水平甩车场进入1号煤各使用地点。二、井底车场空、重车线长度的确定副斜井为辅助提升井，装备单滚筒绞车单钩串车提升。主水平设于2号煤，1号煤设甩车场，两车场均设高低道，空重车线长度为23钩车长，车场内铺设30KG/M型钢轨，轨距600MM。低道重车线存放待提矸石车坡度9，高道空车线存放下井的材料车，坡度11。调车方式初期人工推车，后期采用蓄电池电机车调车。车场通过能力经计算满足煤炭工业矿井设计规范要求。三、井底车场硐室2号煤井底车场及附近布置的主要硐室有井底煤仓、等候室、电机车修理间、清理撒煤硐室、管子道、中央水泵房、中央变电所、消防材料库、井下爆破材料发放硐室、永久避难硐室等。井底煤仓上口位于2号煤车场水平，煤仓直径8M，有效容量1000T，煤仓上口与大巷带式输送机机头硐室相连，同时设有检修联络巷，煤仓下口与主斜井、撒煤清理硐室相通。主井井底清理撒煤硐室设在井底车场水平以下，井底撒煤汇集于井底沉淀后，用1T矿车经绞车提至井底车场水平再经副斜井提至地面。井底水仓有效容量按照可容纳矿井8H的正常涌水量100M3/H计算，水仓装满系数按照09计算。水仓长度约为200M，水仓净断约91M2,容量为1600M3,水仓采用混凝土砌碹支护。四、井底车场主要巷道和硐室的支护及支护材料井底车场巷道采用半圆拱形断面，锚喷支护。主变电所、水泵房及井底水仓，采用半圆拱形断面，砼碹支护。车场巷道及硐室工程量见表251。井底车场巷道及硐室工程量表表251断面积顺序巷道或硐室名称支护方式巷道长度（M）净掘进掘进体积（M3）备注11号煤甩车场锚网喷951921320232井底车场锚网喷1701921336213中央变电所砼碹30118817386304中央水泵房砼碹25134817135215通道砼碹40595833326管子道锚喷408499293717井底水仓砼碹20051470717688消防材料库锚网喷201781953909爆破材料发放硐室砼碹304576218610等候室砼碹254175714211井底煤仓砼碹3450245407183812胶带机头硐室砼碹3050013清理撒煤斜巷锚网喷5064575537814电机车修理车间砼碹600合计78913300第三章大巷运输及设备第一节运输方式的选择一、主运输方式的选择根据井田开拓方式、井下装备，生产能力等因素，矿井主运输采用带式输送机，其主要理由带式输送机可实现从回采工作面、大巷和井筒一条龙主运输系统，具有运量大、运输可靠、安全性好、维护管理简单，易于实现集中控制等优点，能较好地适应本矿井生产的需要。采用胶带输送机运输，大巷坡度没有严格要求，可按煤巷布置与新型的辅助运输设备相配合，有利于改革矿井的开拓部署，多做煤巷，少做岩巷，节省费用。国内外的大型、特大型矿井普遍采用带式输送机运输，经济效益良好。掘进煤运输由掘进机组配套带式输送机将煤运至2号煤带式输送机大巷进入主煤流系统。二、辅助运输方式的选择矿井大巷辅助运输采用轨道系统，初期采用调度绞车牵引LT固定式矿车后期采用8T蓄电池电机车牵引1T固定式矿车承担辅助运输任务。轨道大巷采用锚喷支护，坡度取3，设计宽度为30M净断面积为105M2，掘进断面积为1152M2，轨道大巷内设单轨铺设30KG/M钢轨，轨距为600MM，铺设钢筋混凝土轨枕，道碴道床。井下辅助运输主要包括掘进矸石运输、材料设备运输和人员运送。矸石运输各准备巷道及大巷掘进出的少量矸石，用翻斗矿车运至副井井底车场，通过副斜井提至地面。材料运输设备井下各工作面所需要的材料设备，通过副井井筒串车下放至井底车场，然后由电机车或调度绞车牵引固定矿车、材料车或平板车等运输至各所需地点。人员运送首采区距井底车场较近，不配备人员运送设备，人员步行进出采区。后期采区的人员运送通过平巷人车完成。第二节矿车一、矿车选型选用1T系列矿车，即1T箱式矿车、1T材料车及1T平板车，考虑到运输大件的需要，配备3T平板车，运送液压支架时使用15T平板车。运送井下矸石，选用翻斗式矿车。矿车规格特征见表321。矿车参数表表321外形尺寸MM矿车名称矿车型号容积M3最大载重量KG长宽高轨距MM轴距MM质量KG固定式矿车MGC11611180020008801150600550610材料车MC162000200088011506005505111T平板车MP16200020008804106005504823T平板车MP3650002400105041560075057015T平板车MPC156170002500150034060011001030翻斗式矿车KFV116111800600翻斗式矿车KFV156152500600二、各类矿车数量矿井投产时的固定矿车使用数量，根据井下用车地点，按排列法计算；材料车的数量为固定矿车总数的10。各类矿车数量如下1T固定箱式矿车119辆1T材料车13辆1T平板车50辆3T平板车20辆15T重型平板车20辆1T翻斗式矿车20辆15T翻斗式矿车20辆1吨固定箱式矿车数量计算结果见表322。1T矿车数量计算表表322使用地点计算原则矿车数量备注井筒运行1钩6副井空、重车线各1列21530井底撒煤清理5水仓清理2采区掘进头5辆/处20地面矸石系统1列15副井井口车场1列15其它15小计108备用11总计119第三节运输设备选型一、主运输设备选型井下主运输系统生产工艺过程如下井下原煤通过综采工作面顺槽可伸缩带式输送机转载到采区运输上山的带式