安锋煤矿新井设计煤矿设计说明书

1、 . PAGE102 / NUMPAGES106摘 要本毕业设计我所做的是安锋煤矿新井设计。在这次毕业设计之前，我们在高永格老师的带领下到云驾岭矿进行了为期一个月的生产实习。在这次生产实习中，我们收集了大量的设计资料并结合生产中现场工作的经验，完成了对云驾岭矿井的初步设计。并且在这次生产实习中，更加深了我们对今后所从事的工作的了解；同时，我们也获得了先进的设计思想与设计中所涉与到的在学校里所学不到的现场工作经验，为毕业设计的顺利进行打下了坚实的基础。本次毕业设计是我们毕业设计小组所有成员共同努力的成果。是小组成员经过共同的研讨，反复计算并比较后共同确定的，是我在四年大学学习的结晶。 洺河矿井设

2、计共包括以下几部分：1.矿井的矿井概述与煤层特征的基本情况。2.矿井井田的可采储量，矿井生产能力与服务年限的确定。3.矿井井田的总体开拓的设计，包括水平的划分，井筒位置的确定，经济比较部分，矿井延深方案的确定，采区的划分，井底车场线路计算，硐室布置与井底车场的通过能力计算等部分。4.工作面生产机械的参数，工作面生产程序的确定以与采区车场的设计计算等部分。5.矿井生产中的提升、运输、通风、排水方式的确定与其所用设备额选型计算与相关的硐室布置等。由于本人水平有限，又没有长时间的生产和工作经验，所以在设计中必定有很多不理想的地方，希望各位老师与同学多多指教，本人感激不尽。关键词 ：矿井开拓 生产系统

3、 采煤方法 回采工艺 矿井储量 Abstract This graduation project Ihave done isAnfeng wellNii design. In this graduation design,we at GaoYonggeunder the leadership of the teachertoclaymineand conducted a two-monthinternship.In thispractice,we have collected a large number ofdesigndata and combining theproductionfiel

4、d workexperience,completed thepreliminary design ofaminepottery.And in theproductionpractice,the more deepin the futureworkweknow;at the same time,we also obtain theadvanceddesign idea anddesigninvolvedinschool and failed to learn thefield work experience,for graduation designsuccess to laysolid fou

5、ndation.The graduation design is our graduationdesigngroup,the joint efforts of all members ofthe results.Member of the groupthrough jointresearch,afterrepeatedcalculationandcomparisonto jointly determine the,I in fouryears of university studyof crystallization. Minghe mine designincludes the follow

6、ingseveral parts:1.The mineoverview andbasic characteristics of coal seam2.MineIda Uchirecoverable reserves,mine production capacityand service lifedetermination.3.Minemineoveralldevelop the design,including the level ofdivision,wellborelocation,economic comparison part,mine extensionplan determinat

7、ion,areadivision,bottomlinecalculation,chamberarrangement and thebottomof calculating the capacitysuch as part of.4.The production of working facemechanicalparameters,working face productionproceduresto identify anddesign calculationofdistrict station.5.In coal mine production,transport,ventilation,

8、drainageimprovementway determinationand its equipmentselection and calculation ofvolumeassociated with thechamberarrangement.Because I limited,and there is nolong timeproduction and work experience,soin the designmust be a lot ofnotperfect place,I hope that teachersandstudentsexhibitions,Ibe indebte

9、d forever.Main words： The exploitation of coal mine Production system Coal mining method Mining Technology Coal reserves目录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc11235 摘要 PAGEREF _Toc11235 1 HYPERLINK l _Toc14337 Abstract PAGEREF _Toc14337 2 HYPERLINK l _Toc14880 目录 PAGEREF _Toc14880 3 HYPERLINK l _Toc21002 第

10、1章 矿井概述与井田特征 PAGEREF _Toc21002 1 HYPERLINK l _Toc14953 第1节 矿井概述 PAGEREF _Toc14953 1 HYPERLINK l _Toc17636 第2节 井田地质特征 PAGEREF _Toc17636 2 HYPERLINK l _Toc15640 第3节 煤层特征 PAGEREF _Toc15640 5 HYPERLINK l _Toc23662 第2章 井田境界和储量 PAGEREF _Toc23662 10 HYPERLINK l _Toc29313 第1节 井田境界 PAGEREF _Toc29313 10 HYPER

11、LINK l _Toc17796 第2节 井田工业储量 PAGEREF _Toc17796 10 HYPERLINK l _Toc8563 第3节 井田可采储量 PAGEREF _Toc8563 11 HYPERLINK l _Toc4272 第3章 矿井生产能力、服务年限与工作制度 PAGEREF _Toc4272 13 HYPERLINK l _Toc29711 第1节 生产能力与服务年限 PAGEREF _Toc29711 13 HYPERLINK l _Toc18464 第2节 矿井工作制度 PAGEREF _Toc18464 13 HYPERLINK l _Toc23825 第4章

12、井田开拓 PAGEREF _Toc23825 14 HYPERLINK l _Toc1991 第1节 概述 PAGEREF _Toc1991 14 HYPERLINK l _Toc13371 第2节 井筒位置的确定 PAGEREF _Toc13371 21 HYPERLINK l _Toc30786 第 3 节 开采水平的设计 PAGEREF _Toc30786 25 HYPERLINK l _Toc7186 第4节 井底车场 PAGEREF _Toc7186 26 HYPERLINK l _Toc27895 第5节 开拓系统的综述 PAGEREF _Toc27895 29 HYPERLINK

13、 l _Toc11455 第5章 采煤方法和采区巷道布置 PAGEREF _Toc11455 30 HYPERLINK l _Toc24499 第1节 煤层的地质特征 PAGEREF _Toc24499 30 HYPERLINK l _Toc4833 第2节 采煤方法和回采工艺 PAGEREF _Toc4833 31 HYPERLINK l _Toc27747 第 4 节 采取车场设计与硐室 PAGEREF _Toc27747 45 HYPERLINK l _Toc16683 第5节 采区采掘计划 PAGEREF _Toc16683 47 HYPERLINK l _Toc12188 第6章 矿

14、井提升与运输 PAGEREF _Toc12188 50 HYPERLINK l _Toc11227 第1节 概述 PAGEREF _Toc11227 50 HYPERLINK l _Toc30366 第2节 采区运输设备的选择 PAGEREF _Toc30366 50 HYPERLINK l _Toc21828 第3节 主要巷道运输设备的选择 PAGEREF _Toc21828 51 HYPERLINK l _Toc17463 第4节 主井提升设备选型设计 PAGEREF _Toc17463 58 HYPERLINK l _Toc16285 第5节 副井提升设备选型设计 PAGEREF _To

15、c16285 69 HYPERLINK l _Toc31195 第7章 矿井通风与安全 PAGEREF _Toc31195 72 HYPERLINK l _Toc30268 第1节 矿井通风方式与通风系统的选择 PAGEREF _Toc30268 72 HYPERLINK l _Toc11894 第2节 采区与全矿所需风量 PAGEREF _Toc11894 74 HYPERLINK l _Toc12708 第3节 矿井通风总阻力计算 PAGEREF _Toc12708 78 HYPERLINK l _Toc18616 第4节 扇风机选型 PAGEREF _Toc18616 80 HYPERL

16、INK l _Toc29969 第8章 矿井排水系统 PAGEREF _Toc29969 86 HYPERLINK l _Toc24821 第1节 概述 PAGEREF _Toc24821 86 HYPERLINK l _Toc14701 第2节 排水设备选型 PAGEREF _Toc14701 86 HYPERLINK l _Toc20172 第3节 水泵房与水仓 PAGEREF _Toc20172 94 HYPERLINK l _Toc6346 第4节 技术经济指标 PAGEREF _Toc6346 96 HYPERLINK l _Toc10542 第9章 技术经济指标 PAGEREF _

17、Toc10542 97 HYPERLINK l _Toc18138 参考文献 PAGEREF _Toc18138 99 HYPERLINK l _Toc29567 感 PAGEREF _Toc29567 100第1章 矿井概述与井田特征第1节 矿井概述1.1.1 矿区概述 洺河矿井田位于省市西北约15 Km处。 中心地理座标：东经1141819,北纬363910，井田外形为不规则菱形。其围：南翼以勘探线为界，北翼以勘探线为界，东部深部以-250煤层底板等高线为界，浅部以F4断层为界。洺河煤矿西距武安市康城火车站1km，至武安公路北部通过，各乡与村之间均有公路相通，交通条件极为便利。详见交通位置

18、图。（图1-1）洺河煤矿井田位于紫山与鼓山之间的丘陵地带，区地势南、北两侧高，最高处为石盒子组三段砂岩组成的灌林山，标高+276.6m，中部地势低，沁河最低标高为+120m，相对高差156.6m。 洺河井田地表水系不发育，但因受地形控制，而分属沁河、洺河两个不同的水系，井田南部发育有一条河流沁河，属海河流域子牙河水系滏阳河的支流，沁河由西南部的师窑支流和西部的王沟支流在牛叫河村附近汇合而成，流量很小，由矿井排水、大气降水组成；井田西北部属洺河水系，南洺河在井田外围有自西南向东北迳流，在紫泉附近与北洺河交汇成为洺河。 煤矿井田西邻太行山，东为华北平原，属东亚大陆性、中温带、亚干旱、季风气候，四季

19、分明。据武安气象站多年观测资料，本区最高气温42.5，最低气温-19.9，最大年降水量1472mm，最小年降水量289mm，最大冻结深度410mm。春末夏初多风，风向以北东、北北东向居多，冬季多为北风，时有西风。区雨季集中在79月份，降水量占全年70%以上，丰水年与枯水年降水量相差35倍，并存在10年左右的气象周期，从而形成了地下水集中补给的条件。自1972年以来，受全球性气候变化的影响，区年平均气温与蒸发度逐年提高，降水量逐年减少，相对湿度也逐年降低。图11 交通示意图1.1.2 矿区地震情况 邯邢矿区属国家地震重点监测区，按照中国地震裂度区划图（1990）划分，本区地震裂度为7度区。因此，

20、在基本建设和矿井开采方面必须予以重视。1.1.3 矿区水源状况 本矿区工业与生活用水的主要供水水源为奥系岩溶裂隙水和第四系顶部卵石层水。供水水源的取水方式采用管状井分散取水。第2节 井田地质特征1.2.1 矿井地质云驾岭煤矿井田围，大部分被新生界地层所掩盖，基岩出露较少，地层倾向东或南东，区赋存的地层自下而上分别为：1、奥系中统（O2）磁县组（O2）：钻孔揭露不全，底部为褐红色花斑状灰岩，中部为灰白色白云质灰岩、泥质灰岩，上部为灰黄、浅红色石灰岩、花斑灰岩，地层厚度200400m。峰峰组（O2）：底部为杂色角砾状灰岩，中部为灰、深灰色石灰岩，顶部为灰白、灰色白云质石灰岩，地层厚度161m。2、

21、石炭系中统组（C2）本组地层与峰峰组（O2）呈“假整合”接触，底部为紫色含铁质砂岩或粉砂岩，向上为灰色、浅灰色粉砂岩，鲕状铝土泥岩，中部为灰岩(L0)与10#煤层，本组地层厚度25m左右。3、石炭系上统组（C3）本组地层与石炭系中统组（C2）呈“整合”接触，岩性由黑色泥岩、粉砂岩与中细粒砂岩组成，自下而上分别为下架灰岩(L1)、大青灰岩(L2)、中青灰岩(L3)、小青灰岩(L4)、山青灰岩(L5)、伏青灰岩(L6)、野青灰岩(L7)、一座灰岩(L8)，其青灰岩、伏青灰岩、野青灰岩全区分布稳定。本组地层厚度106150m，平均120m。4、二叠系下统（P1）本组地层与石炭系上统组（C3）呈“整合

22、”接触，分为组（P1）和下石盒子组（P1）。组（P1）：底界为中厚层状灰色中-细粒砂岩，含菱铁质结核，向上为深灰、灰黑色泥岩、粉砂岩，富含植物化石，顶部含细小鲕粒的黑色粉砂岩与灰色细粒砂岩。本组含有24层煤，其中稳定可采一层，即2#煤层。本组地层厚度平均75m。下石盒子组（P1）：底部为厚层状浅灰、灰白色含砾粗粒砂岩，中部为灰、灰绿、紫花色粉砂岩与细粒砂岩，含少量植物化石，偶夹煤线，上部为灰绿带紫花斑富含鲕粒的铝土泥岩。本组地层厚度2276m，平均49m。5、二叠系上统（P2）本组地层与二叠系下统（P1）呈“整合”接触，分为上石盒子组（P2）和千峰组（P2）。上石盒子组（P2）：本组地层厚度5

23、20 m，根据岩性特征本组地层分四段。上石盒子一段（21）：底部为灰绿色、灰白色厚层含砾砂岩，本段以灰绿、紫花斑色粉砂岩、中细粒砂岩为主，粉砂岩中含铁质结核具鲕状结构，本段平均厚度156m。上石盒子二段（P22）：本段底部为灰白色厚层状含砾粗粒石英砂岩，中部为灰绿、紫花斑色粉砂岩，上部灰白色含砾中、粗粒石英砂岩，本段地层厚度为122m。上石盒子三段（P23）：本段岩性以紫、灰绿色粉砂岩沉积为主，底部为厚层状灰白色微带浅紫色含粒石英砂岩，本段地层平均厚度112m。上石盒子四段（P24）：本段底部为灰色灰白色含砾粗粒砂岩，有泥质团块，下部为灰紫、紫红、灰绿色粉砂岩、细砂岩，夹数层灰白色含砾粗砂岩，

24、中上部为暗紫红色粉砂岩，细砂岩，本段地层平均厚度130m。千峰组（P2）：本组地层厚度220 m，根据岩性特征分为两段。一段（P21）：岩性以暗紫色粉砂岩、细粒砂岩为主，夹浅灰色细粒砂岩与灰绿色粉砂岩，顶部含数层灰绿带紫斑的泥质灰岩，本段地层厚度140m。二段（P22）：下部为30m厚的紫红色粉砂岩，上部为50m厚的紫红色细粒砂岩与粉砂岩相间沉积，本段厚度约80m。6、第四系（）本系地层与石千峰组（P2）呈“不整合”接触，由黄土、砂质粘土组成，根据钻孔揭露厚度为020m，平均厚度15m。1.2.2 矿井水文地质条件 洺河煤矿地表为低山丘陵坡地，陡坎较多。雨季泄水条件好，大气降水对矿山开采无影响

25、。 节理和断层等构造裂隙不仅提高了岩层的富水性，又是各种水源进入采、掘工作面的天然途径。2#煤老顶砂岩和岩浆岩中节理发育，且大多为节理，裂隙宽度较大，是矿井水的良好充水水源和充水通道。大中型断层使得主要可采煤层局部与各含水层相接触，因此在今后的生产过程中，必须对大中型断层进行提前探测，对大断层按照相关规定留设断层防水煤柱。本井田含水层自下而上的水文地质特征为：（一）、奥系中统石灰岩岩溶裂隙含水层（I）：该含水层是煤系地层基底，奥系灰岩水具有集中补给，长年消耗，调节储量大的特点。（二）、中石炭统组灰岩岩溶裂隙含水层：该含水层在组铝土泥岩之上，岩性为深灰色，致密，厚层状，质不纯。井下北部水源孔揭露

26、水量120 m3/h ，稳定涌水量5080 m3/h。对2#煤层开采无影响。（三）、上石炭组大青灰岩岩溶裂隙含水层（II）：该含水层一般情况下对2#煤层开采无影响，但深部区因水压大、裂隙发育等原因也可直接影响2#煤层的开采，（四）、上石炭统组伏青灰岩岩溶裂隙含水层（）：本井田钻控揭露的厚度一般为2.815.7m，平均厚4.1m，青灰色，灰黑色，坚硬细致，含纺锤虫质与海百合茎化石，层面有炭质，底部为硅质灰岩，较坚硬，局部夹燧石，岩溶裂隙较发育，有溶洞。据外围钻孔抽水试验资料，单位涌水量0.0830.138l/s.m，渗透系数为1.481.82m/，水质类型为SO4-Ca. Mg、SO4HCO3-

27、Ca.Mg型，富水性中等。相邻矿井开采揭露本层灰岩致密、裂隙岩溶较差，富水性差。对2#煤层开采无影响。（五）、上石炭统组野青灰岩岩溶裂隙含水层（IV）：本井田钻孔揭露厚度在0.41.9m，平均厚1.1m，深灰色，隐晶质，质地不纯，含泥质，组织粗糙，含蜓类与海百合茎化石，局部相变为粉砂岩，岩溶裂隙多被方解石脉所充填，钻孔单位涌水量为0.0111.69 l/sm，富水性较弱。（六）、二叠系下统大煤顶板砂岩含水层（V）：主要由2#煤顶板砂岩组成，岩性以灰白色中、细粒砂岩为主，由数层组成，总厚度在520m，在构造带和岩浆岩侵入体附近裂隙较发育，钻孔单位涌水量为0.00550.269 l/sm，富水性较

28、弱，局部富水性中等。渗透系数为1.96m/d，矿化度0.3g/l，水质类型为HCO3SO4CaNa型。井下揭露情况：以静储量为主，涌水量一般1020 m3/h，最大30 m3/h左右，易于疏干。（七）、二叠系石盒子砂岩裂隙含水层（VI）：主要是由上石盒子组二段、四段和下石盒子组底部砂岩组成。一般不影响2煤层开采，但大落差断层附近有可能造成涌水。（八）、第四系卵砾石孔隙含水层：该层主要分布在山间沟谷地带，由一套冲洪积相的沉积物组成。其厚度和水位受地形控制变化较大，一般不大于25m，水位与水量呈季节性变化较明显。（九）、岩浆岩裂隙含水层：岩浆岩由北向南侵入本区，北厚南薄，呈岩盘侵入，似层状，岩性以

29、闪长岩、闪长斑岩为主，据抽水试验结果，单位涌水量0.0390.162l/s.m，岩浆岩含水层为承压裂隙水，富水性弱至中等，水质类型为HCO3SO4CaMg。第3节 煤层特征1.3.1 煤层地层含煤性根据以往地质工作与洺河煤矿开采对比，主要含煤地层为石炭中统组、石炭系上统组、二叠系下统组，含煤地层以奥系灰岩含水层为基底，假整合其上。石炭系为海陆交互相沉积，二叠系为陆相沉积。煤系地层总厚220m（未计算岩浆岩），含煤13层，煤层总厚14.40m。一、石炭系中统组（C2b）主要由灰色、巨厚层状石灰岩与浅灰色铝质泥岩组成，含纺缍虫未定种化石。上部夹一层不可采薄煤层（10煤层）不稳定，不可采，煤厚0.3

30、60.42m，平均厚度0.39m。下部铝质泥岩具鲕状结构，局部含透镜状赤铁矿。地层厚度1331m，平均厚度25m。本组地层假整合于奥系中统峰峰组地层之上。二、石炭系上统组（C3t）本组为一套海陆交互相含煤建造。一般可划分为68个小旋回，从旋回结构看，海退相序较海进相序岩层厚度大。沉积环境相对稳定，泥炭沼泽发育，有利于厚而稳定煤层形成。岩性主要由深灰色、灰色粉砂岩、泥岩与灰色中细粒砂岩组成。粉砂岩中含大量植物化石，如鳞木、芦木、苛达树。其中夹有57层石灰岩，石灰岩中富含纺缍虫与海百合茎等海生动物化石。含煤814层，都不可采，石灰岩以8#煤层顶板的大青灰岩厚度最大，次为6下煤层顶板的伏青灰岩。各层

31、灰岩和煤层为其良好的标志层，本组地层厚度112153m，平均厚度120m。三、组（P1s）该组为本区的主要含煤地层，地层沉积属于海退系列，是在滨海环境下形成的一套过渡相三角洲沉积体系。岩性主要由深灰色粉砂岩、泥岩和浅灰色中细粒砂岩组成，含煤47层，除2#煤以外，其余均不可采。2#煤为矿井的主采煤层。砂岩占本组厚度的40%以上，呈厚层状，具交错层理，普遍含菱铁矿结核，呈假鲕状，局部含泥质包裹体。在本区北部砂岩对2煤层局部有冲刷，使煤层厚度变薄或尖灭。粉砂岩中含有大量的植物化石，芦木、轮叶、苛达树、星轮叶、翅羊齿、鳞木、栉羊齿、瓣轮叶与植物炭化碎屑。上界为骆驼脖砂岩，底界以北岔沟砂岩与下伏组地层呈

32、整合接触。本组下部的2煤层是本组对比的标志层。本组地层厚度变化较大，地层厚度4983m，平均厚度75m。1.3.2 可采煤层2#煤：位于组中下部，煤厚4.585.43m,平均厚度5.1m,属较稳定的复杂结构煤层，无夹矸，直接顶板为粉砂岩，厚度在16.0m左右，性脆，裂隙较发育，易冒落。2#煤层局部发育一层伪顶，岩性为炭质泥岩，厚度在1.02.0m，完整性极差，冒落严重。老顶为细砂岩，厚度为3.010.0m，坚硬，完整性好。直接底板为黑色粉砂岩，厚度约在1.32.5m左右，富含植物化石。老底为灰白色细砂岩，厚度约在3.72m左右，含方解石脉与黄铁矿，坚硬。2#煤下距4#煤28.3452.31m，

33、平均37.68m。1.3.3 煤质一、煤质特征：井田的煤层为滨海沼泽相腐泥煤，煤质类型均为高度变质无烟煤。二、煤的物理性质：受区域岩浆热变质的影响，各煤层均变质为无烟煤，呈黑色、灰黑色，条痕为灰黑色与灰色，具玻璃光泽、沥青光泽与似金属光泽，贝壳状、眼球状与参差状断口，半松软半坚硬，呈块状与粉状，外生裂隙发育，性脆，煤岩组分多由亮煤组成，镜煤与暗煤次之，属半亮型和半暗型煤，条带状结构。煤岩镜下鉴定时表面光亮，反射光呈亮黄色与亮黄白色，具明显的消光现象，有机组分界限难以区分，个别的可见条带状镜质体、丝质体、丝质碎屑体、氧化丝质体与粗粒体，保存较好的丝炭胞腔，有的还存在定向的煤的原始结构与形态各异的

34、半镜质组和半丝质组，稳定组分的孢子体等。无机组分以层状、块状、透镜状与分散状粘土为主，次为裂隙充填状、细胞充填状的方解石，细晶状、半棱角状的石英，分散状、结核状的黄铁矿等，无机组分含量在8%19.2%之间。由于受岩浆热变质的影响，局部煤层变质程度增高，致使个别煤芯样中含有天然焦颗粒。三、煤的种类确定：根据井田钻孔煤芯煤样工业基础样的工业分析和少量的胶质层测定资料，各煤层的情况基本一样，可燃体挥发份平均值5.12%，粘结性特征均为粉状一类，煤的变质程度极高，胶质层最大厚度（y）为零，不具结焦性。因此本井田各个煤层的煤种牌号均属无烟煤。四、各煤层的工业指标分析与变化特征：1、灰分2#煤层灰分低，为

35、低中灰煤，煤层精煤灰分小于10%。2、水分煤层原煤水分平均在1.96%2.57%之间，组煤层水分普遍高于组煤层水分。煤层精煤水分在1.37%2.40%之间，普遍低于原煤水分。3、挥发分煤层精煤挥发分平均值在4.37%6.42%之间，均属中变质无烟煤，北部煤层挥发分值低于南部煤层挥发分值，表明煤变质程度在平面上北部高于南部，基本依赖于和岩浆岩的位置关系，垂向上规律不明显。4、全硫属陆相和过渡相沉积的组，煤含硫量很低，大部分不超过1.0%，个别点也不超过1.5%；属海陆交替相沉积的组，从各种硫的化验成果上看，煤中硫分主要有挥发硫组成，固定的硫酸盐硫均低于0.1%，因此煤中的硫分，在燃烧、干馏过程中

36、经挥发可大大降低。五、元素分析：1、元素组成：区煤层均处于高变质状态，煤层中有机质主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成，以碳为主，其次为氢、氧、硫。碳随变质程度加深而含量增大，氢则相反，氧和氮与变质程度关系不大，各煤层间元素含量变化不甚明显。2、其它有害元素与稀散元素：煤层中有害元素磷含量较低，基本属于特低磷煤和低磷煤，煤层有少量中磷煤和高磷煤。六、煤的工业特征：1、煤灰成分：煤层煤灰成分以SiO2为主，平均含量在42.58%52.00%之间，其次为Al2O3，平均含量在18.64%33.98%之间，两项含量在60%90%之间。其它灰成分含量无明显规律。2、煤的灰熔点：煤灰成分中SiO2含量高，

37、则煤的灰熔点低，Al2O3含量高，则煤的灰熔点高，煤灰成分中的Fe2O3、CaO、MgO均为易熔组分。3、煤的热稳定性：各煤层热稳定性TS+6高于60%，在63.3%94.0%之间，煤样属较高和高热稳定性煤，表明块煤在高温状态下保持原来粒度的能力较强，不易爆裂。煤质汇总表煤#水分 (点数)灰分 (点数)挥发分(点数)固定炭 (点数)发热量(点数)全硫 (点数)2原煤2.86(46)18.14(45)5.25(46)78.49(40)8030(15)0.576(17)净煤1.74(3)5.87(3)4.15(3)90.23(3)第2章 井田境界和储量第1节 井田境界 洺河煤矿南翼以勘探线为界，北

38、翼以勘探线为界，东部深部以-250煤层底板等高线为界，浅部以F4断层为界。第2节 井田工业储量2.2.1 井田勘探类型本井田勘探类型为二类一型，即中等构造。马家河井田为缓倾斜煤田，煤层倾角一般为915，平均13o. 。 计算储量时，水平面积利用AutoCAD软件在微机上圈定。 2.2.2 井田工业储量计算储量计算公式： Q=SM （21） 式中 Q储量（万t）；S煤层水平投影面积（m2）；M煤层平均厚度（m）；煤的容重(t/m3)。 经过计算,平均倾角13。 由于受奥灰水与其他方面的影响，本井田只开采2#煤。由地质资料可知：cos13=0.974S1=9798332.29/cos13 =100

39、59889.4（m2）边界保护煤柱面积： S2=303611.12m2）M=5.1米=1.75(t/m3)本井田的工业储量为Q1= S1*5.1*1.75 =8978.45(万吨) Q2=S2*5.1*1.75 =270.97(万吨) 总储量：Q=8978.45(万吨)井田可采储量2.3.1 井田煤柱留设在本井田围，各类煤柱的留设原则为：1. 断层煤柱：断层按其落差大小与对煤层的破坏程度而留设保安煤柱，落差50米者，两侧各留50m（水平距离），落差20m（水平距离），两侧各留20m（水平距离），落差20m 者，不留保护煤柱。2. 井田边界煤拄：按50 m（水平距离）留设。3. 三下保安煤柱设计

40、时, 边界角0=0=58 0=58-0.3 移动角=73 =73-0.6 松散移动角45煤层真倾角4. 在井田开采初期, 由于工业广场围布置主、副井和其他相关的建筑，根据下表确定工业广场面积为9*1.3*10000 m2=120000m2，井田围的松散层大于100米，=40， 经过计算，得工业广场保护煤柱为475717.962m2。其质量为475717.9625.11.75=424.58万吨 表2.2 矿井工业场地占地指标表 井 型大 型 井中型井小 型 井生产能力（万吨/年）120、150、180、24045、60、909、15、21、30占地指标（公顷/10万吨）0.81.11.31.82

41、.02.52.3.2可采储量计算可采储量为： Q采=（Q工-P）（1-n）K （22） 式中 Q采可采储量； Q工工业储量；P永久煤柱；n地质与水文损失系数，洺河煤矿取2.3%；K设计采区回收率，2#煤取75%。将各数值带入，得： Q采 =（8978.45-270.97-424.58）（1-2.3%）75%=6069.29万吨第3章 矿井生产能力、服务年限与工作制度第1节 生产能力与服务年限洺河煤矿的可采储量为24398.55万吨，除去1.4储量备用系数，按设计生产能力计算矿井服务年限按设计生产能力90万t/年计算，矿井服务年限 （31）式中 Z可矿井可采储量（万t）A矿井设计生产能力（万t/

42、年）T矿井服务年限（a）K储量备用系数，取1.4 代入数据,得=48.2年按关于煤矿设计规中若干条文修改的决定，本矿井设计服务年限为48.2年，符合规定。我国煤矿目前有向大型矿井发展的趋势，设计90万吨的井型，达产后，当技术条件适宜时，有充裕的能力来提高产量，用以增产。综合各方面的原因，矿井年产900万吨是符合要求的。第2节 矿井工作制度根据有关规定，达到矿井设计生产能力时按年工作日330天，每天三班，每天净提升时间14小时。 采用“四六”制作业，三采一准，即三班采煤一班检修。 第4章 井田开拓第1节 概述4.1.1 影响矿井开拓的主要因素本井田为全隐蔽式煤田，位于太行麓山前丘陵地带，武安盆地

43、的西部，呈山前过渡平原地形特征。井田以北有北洺河自西向东流过，为季节性河流。井田地面海拔标高在+280+300m。井田主采2#煤层底板等高线标高在-250+150m。井田开拓以考虑开采2#煤层为主，进行开拓系统布置。4.1.2 确定井田开拓方式由于本井田位于平原地带，地势平坦，可采煤层埋深较大，且倾角不大，在井田各部分的埋深不同，差别比较大，考虑到本矿井为中型矿井，为适应提升能力较大，机械化程度较高,早投产的要求, 显然，采用平硐开拓不现实，所以，所有方案均采用立井开拓。方案一：主、副井井筒都设于井田中部，都打到第一水平井底车场，采用上、下山开采。 开拓巷道与工业广场布置如下图：图4.1 开拓

44、方案一平面图图4.1 开拓方案一平面图图4.2 开拓方案一剖面图方案二： 主、副井井筒都设于井田中部，都打到第一水平井底车场，再由第一水平延伸至第二水平，两个水平都采用上山开采。开拓巷道与工业广场布置如下图：图4.3 开拓方案二平面图方案三：井田采用主、副井生产系统，位于井田中央，打到第二水平，采用上开采。开拓 图4.4 开拓方案二剖面图巷道与工业广场布置如下图：图4.5 开拓方案三平面图图4.6 开拓方案三剖面图表4.1方案的技术比较表 方案优缺点优 点缺 点方案一1. 井筒短，初期工程量小。2. 提升能力大，机械化程度高。3. 出煤早，见效快。1. -100水平以下都要采用下山开采，提升、

45、运和掘进工作量较大。2. 开采-100水平以下采用下山开采时，通风、排水困难，费用增高，管理复杂。方案二和方案一基本一样，只是采用两水平后均可上山开采，在提升、运输、通风、排水和掘进等方面比下山开采更优越。 井筒延伸，增加了石门，掘进、排水费用大大增加，提升设备也较复杂，环节较多。方案三井筒工程量相对较大，基建投资减大。井底车场布置复杂，不易于掘进与生产管理。提升相对复杂，提升环节较多。煤炭上运，运输费用高。地面生产系统分散，不便管理。方案一和方案二开拓的基本思路是一致的，只是开采水平选择不一样，方案一井筒位于井田中部，井筒短，初期工程量小，提升能力大，机械化程度高，出煤早，见效快。但是单水平

46、开采，在-100水平以下都要用下山开采，提升、运和掘进工作量较大，通风、排水有点困难，费用有点高，管理增加难度。方案二较方案一虽然立井井筒工程量较大，增加了石门，掘进费用大大增加，提升设备也较复杂，环节较多。但是采用两水平后均可上山开采，在提升、运输、通风、排水和掘进等方面比下山开采更优越，整体运输费用减小，便于后期生产管理。方案三区别在于第二水平的延深形式以与井筒和工业广场的位置不同，方案二水平为立井延深，需多开一立井井底车场，石门较长，且井筒施工复杂需用设备多，要求有较高的技术水平，但立井开拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯与水文等自然条件的限制，井筒长度小，辅助提升能力大；通风线路短，排水

47、距离短，提升环节少，系统简单。综合考虑，应该放弃方案三，将方案一和方案二进行经济比较。 方案一和方案二的经济比较：将方案一和方案二进行经济比较，其初期基建费与工程量，维护费用，运输费用等经济比较结果汇总于下表。在比较中需要说明以下几点：（1）两方案中阶段的划分和采区的布置均一样，故大巷和采区上山的开掘长度一样，费用也基本一样，故未对其进行比较（2）两方案中井底车场的形式和建设费用虽稍有差别，但相对较小，故也未予以比较。（3）运输费用中运距不包括准备巷道，只包括大巷和石门的运输。 表4.2掘进费用比较表 深 度（M）净 径（M）单 价(元/10M）费 用（万元）方案一主 井表土段10 51481

48、29149 基岩段 35545485159副 井表土段106174730175基岩段 30659062177石 门0000总计660方案二主 井表土段10 5148129149斜井段 60 5 51633310基岩段 35 545485159副 井表土段10 6174730175斜井段 73 651633377基岩段 30 659062177石 门总计1347方案三主 井表土段10 5148129149 基岩段 44545485200副 井表土段106174730175基岩段 126.5659062747石 门131.5 51633679井底车场岩巷100 51633516总计2466 表4.

49、3 提升费用比较表 项目方案提升煤量 （万t）单 价(万/t.km）距 离（米）费 用（万元）合 计（万元）方案一一水平6069.291.354503687.093687.09方案二一水平4518.621.334502704.394425.63二水平1550.671.856001721.24 表4.4上、下山运输费用比较表 煤 量运距（m）方 式单价（元/kmt）费 用（万元）方案一（-100水平以下）0万吨610.8皮带机1.688方案二（-100水平以下）0万吨610.8皮带机1.160.5 表4.5 排水费用比较表 项目方案涌 水 量（m3/h）单 价(万/t.km)费 用(万元)合 计

50、（万元）方案一上山开采1920.0732142464下山开采2110.1526322方案二一水平1920.0658126306二水平1600.1125180 表4.6维护费用比较表 项目方 案 一方 案 二服务年限（年）工程量（m）单价(元/米)总费用（万元）服务年限（年）工程量（m）单价 (元/米)总 费 用（万元）主井48.24501532.548.24501532.5副井48.24001528.948.24001528.9大巷48.2288018249.935.86288018185.912.33493.818773.5总计311.3959.4 表4.7方案经济比较表 项目方案掘进费用（

51、万元）提升费用（万元）运输费用（万元）排水费用（万元）维护费用（万元）总 计（万元）方案一6603687.0988464311.35210.39方案二13474425.6360.5306959.47098.53由以上比较可看出，（7098.535210.39）/7098.53=26.59%，方案一的生产系统更为简单，后期工程量较小。而且方案一比方案二的综合费用低。综合考虑，选择方案一为最优方案，本次设计即采用单水平分区上下山开采。第2节 井筒位置的确定4.2.1 井筒位置的确定在井田布置一对主副立井，在井田边界东部布置一个风井，采用分区对角抽出式通风方式。遵循设计规213条选择井筒的依据，应遵

52、循以下原则：(1).本井田围,地势平坦,煤层埋藏深度较大,因为浅部采用立井开拓方式,为便于通风,减少漏风,早出煤，达到设计产量时,本矿井设计三个井筒,即主井、副井、回风井。(2).井筒位置的选择牵涉井下、地面等一系列因素,关系重大,选择时要对井下开采有利,又要便于井筒的开拓和维护,还要注意充分利用地形,使工业广场便于布置,减少工业广场土石量,减少运输费用,使地面布置合理.遵照规213条,选择井筒位置,应遵循以下原则: 1.选择井口位置应考虑第一水平的开采,缩短贯通时间,减少工程量。 2.保证第一水平要有足够的服务年限。 3.井口位置一般选择在井田中央,井下运输、通风合理。 4.要充分利用地形,

53、少占地,少压煤。 5.井口标高要高于历年最高洪水位。 6.井筒要尽量避免穿越流沙层,含水层,较厚的冲积层,有煤和瓦斯突出危险的煤层。 7.井底距奥灰水保持一定的安全距离。 8.井底车场与主要硐室尽量布置在稳定的岩层中,便于维护和开拓。根据以上原则确定井筒与工业广场位置如图所示：图47 井筒与工业广场位置图 主、副、风井特征如下表所示表4.8井筒特征表 井筒名称井口标高（m）井底标高（m）井筒倾角(o)井筒直径(m)井筒断面(m2)砌 壁净净厚度mm材料主井+350-15090519.63300钢筋混凝土副井+350-10090628.26350喷射混凝土风井+350+8090519.63350

54、喷射混凝土4.2.2 井筒用途与布置装备主井主要负责煤的提升兼作进风井；副井负责人员的上下、井下所需材料的提升与矸石的提升，并且兼作进风井；风井总回风。副井和风井安装梯子间，作为安全出口。1、主井：（1）主井井筒装备采用刚性装备（刚性罐道）,主井罐道梁采用工字钢、山形式布置，罐道与罐道梁的连接方式采用钢轨连接。（2）主井提升采用箕斗，用q=Q*C*T*/(3600*N*t1)求出一次提升量，再按松散煤的容重计算出松散体积，选择8吨箕斗。（3）主井井筒采用圆形断面，这里选用JDS9/1104标准底卸式四绳8吨提升箕斗。图4.8 主井断面图 2、副井：（1）副井井筒装备采用刚性装备（刚性罐道）,罐

55、道梁采用工字钢、通梁式布置，罐道与罐道梁的连接方式采用钢轨连接。（2）副井提升设备采用罐笼，根据矿车规格和设计规有关要求验算，选用GDG-1.5/4/2/2型多绳提升罐笼。罐道采用38.45kg钢轨，罐梁采用20b工字钢。（3）副井井筒断面选用圆形断面，根据图解法解出井筒的直径以与罐笼在井筒中的位置，如下图所示：图4.9 副井断面图 3、风井：风井除用作通风外，一般又可作安全出口。因此，风井井筒应设置梯子间井口布置包括安全出口与风硐等，本矿井采用风硐平行与安全出口的布置方式。图4.10 风井断面图第 3 节 开采水平的设计4.3.1 确定开采水平的位置合理的开采水平垂高应以合理的阶段垂高（斜长

56、）为前提，并使开采水平有合理的服务年限，有利于矿井水平和采区的接替，还要有较好的技术经济效果。确定合理的水平垂高应考虑如下因素：1、具有合理的阶段斜长；2、具有合理的区段数目；3、有利于采区的正常接替；4、要保证开采水平有合理的服务年限；5、经济上有利的水平垂高。对于本井田而言，因为地质构造简单，煤层单一，井田斜长不大，且深部倾角平缓，故综合考虑采用单水平开采。4.3.2 设计水平的巷道布置根据设计规主采煤层2#煤是厚煤层，应在布置巷道时尽量减少煤柱损失。1主要运输大巷位置的确定：-100水平大巷基本沿着-100米等高线；-95水平大巷基本沿着-95米等高线，均布置在煤层底板。2总回风巷，风井

57、的布置：因考虑到井田地质地形、构造与煤层赋存情况，决定在井田东部边界外部设一个风井，为整个开采水平服务。第4节 井底车场4.4.1 概述井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是连接井下运输和提升两个环节的枢纽，是矿井生产的咽喉。井底车场设计合理与否，要看其运输通过能力是否满足矿井生产需要，列车运行是否安全，施工是否方便和车场绕道工程是否节省等。井底车场线路平面布置要满足以以下要求：1.井底车场应有利于提高运输通过能力。2.井底车场线路布置应尽量减少弯道，增加直线巷道，在直线轨道上顶送重车，满足列车安全要求。3.井底车场线路应尽量简化，方便施工和节省工程量。4.4.2 井底

58、车场的选择原则1.依照井田地形地质条件、运输量大小、大巷运输方式、井筒提升方式、主副井筒与主要运输大巷的位置、以与地面生产系统布置等因素选择； 2.所选车场调车方便、操作安全、施工容易、工程量省，能满足矿井生产的需要，并考虑增产的可能性； 3.井底车场应有30%的通过能力富裕系数。4.4.3 井底车场的设计依据1.立井开拓方式，年生产能力90万吨，年工作日330天，三班生产，一班准备，每天净提升时间16小时，矸石系数20%。2.主副井筒距离90米，大巷在底板岩层中。 3.主井提升采用一对8t箕斗，副井采用1.5吨单车单罐笼。4.井下运煤采用皮带运煤，辅助运输采用1吨固定式矿车，每列车15辆。5

59、.矿井为低瓦斯矿井。当大巷采用带式输送机运煤，辅助运输采用无轨系统时，宜采用折返式或折返与环形相结合形式的车场；若辅助运输采用有轨系统，则宜采用环形式车场综合以上情况，决定采用立井卧式井底车场。4.4.4 井底车场的线路设计1.井筒相互位置主副井筒在平行于存车线方向上距离45米主副井筒在垂直于存车线方向上距离35米则 主副井筒的直线距离为(452+352)1/2=51.5m2.根据煤炭工业设计规确定存车线长度如下： 副井空、重车线长为1.01.5列车长； 中小型井 材料车线长515个材料车长； 调车线长度通常为1.0列车和电机车长度之和。3.副井空、重车线长度的确定 （1）副井空、重车线长度的

60、确定 Lsh = Ntnlm+lt+lbw+ls （41） =1.0152.4+4.5+6.56+8=55.06米取60米Lsh存车线长度，一般取整数；Nt列车数，列；n每列车的矿车数； lm每节矿车的长度，m；lt电机车长度，m；lbw倒茬基本轨点至警冲标的距离，m；ls电机车停车距离（制动距离），一般去815米。（2）材料车线的长度Lma=Nmlm （42） =152.1=31.5米取32米Lma材料车线的长度，一般取整数，mNm材料车节数lm材料车长度，m（3）人车线有效长度 一般为一列人车长加1520米，人车用XRC15616W，取20米，所以人车线有效长度取35米。4.4.5 马头门