神华新疆能源有限公司宽沟煤矿4#煤层开采设计毕业设计论文

1、 设计题目：神华新疆能源有限公司宽沟煤矿 4#煤层开采设计专业班级:采矿工程1005班姓 名:齐晓华（签名）指导老师:李龙清（教授）（签名）【摘要】：本设计采用神华新疆能源有限公司宽沟煤矿收集的资料，考虑多方面情况，规划出一个采用走向长壁综采一次采全高采煤法，年产1.20Mt的大型矿井。宽沟煤矿隶属神新公司，行政区划隶属新疆昌吉州呼图壁县雀尔沟镇管辖，井田位于呼图壁县城西南70km处，北距大丰镇50km，东距乌鲁木齐市95km。井田东西长9.7km， 南北宽3.15km,井田面积约20.0166km2。水文地质条件为中等构造稳定煤层，煤层倾角 10 18,主采4-1煤层平均厚度4.2米，4-2

2、煤层平均厚度2.2米，故设计采用走向长 壁综采一次采全高采煤法开采。由于本矿井地质构造简单，且属于低瓦斯矿井，故设计 采用中央分列式通风系统，抽出式通风方法。井田几何形状为一西部较窄，东部较宽的不规则多边形，根据煤层赋存条件，结合目前已施工工程，矿井共设二个开采水平。一水平标高+1255m二水平标高+950m 一、二水平之间采用集中暗斜井的延深方式。【关键词】：主副斜井开拓、走向长壁综采一次采全高采煤法【设计类型】：模拟型第1章矿（井）田地质概况1.1矿（井）田位置及交通1.1.1交通位置宽沟煤矿隶属神新公司，行政区划隶属昌吉州呼图壁县雀尔沟镇管辖。地理坐标为：东经 86 27 12一86 3

3、4 27，北纬 43 45 08一43 47 33。井田位于呼图壁县城西南70km北距大丰镇50km,东距乌鲁木齐市95km。井田与北 部12k m处的雀尔沟镇有砂石路面公路相通，雀尔沟镇与大丰镇约38km有柏油路相连，矿井工业场地北约2km有一条砂石路面通往国防公路，对外公路交通尚属方便。1.1.2地形地貌井田位于天山北麓的中低山区，地表地形复杂，地形南高北低，西高东低，区内南部基岩裸露，地形陡峻，北部地形逐渐变缓，地表大部分被第四系坡积物所覆盖，绿草 植被发育。地面标高界于+1914.2m（南部白杨河大坂）+1185m（东部呼图壁河），绝对 高差729.2m,相对高差一般为200m350m

4、1.1.3气象及水文情况受山区气候的影响，区内气候较湿润。椐气象资料统计，年平均降水量为411.88mm 年平均蒸发量为1590.1mm全年绝对气温39.1 C-30.4 C，年平均气温摄氏6.19 C。 冻结期为10月底至翌年4月中、下旬，冻土深度0.31.0m。区内风力不大，一般34 级，西北风较多。本区地表水系较发育，白杨沟河发源于天山雪峰，从井田南部边界之外由西向东横贯汇入井田东部的呼图壁河。白杨沟河常年有水，其出口处距季节变化流量为30nVs0.27m3/s，月平均迳流量4.346.44m3/s。呼图壁河为一常年性河流，流量变化在72.10m3/s1.46m3/s，月平均迳流量33.

5、83 m3/s50.46m3/s。井田范围内地表水系不发 育，沟谷平时干涸无水，雨雪融化时为暂时性泻流。 1.1.4矿区概况上世纪八、九十年代开始，井田南部边界外煤层浅部先后有12个生产小井开采煤炭 资源，这些小煤矿产量一般在39万t/a ,开采煤层为Bi、B2、三层煤，其中B煤层 开采较多，B0、R、B2、R、B6煤层尚未开采。各矿井开采最低标高见表 1 1 1。井田外浅部小矿开采水平调查一览表表 1 1 1矿井名称开采下限备注矿井名称开采下限备注红三煤矿+1478m生产井牧场兴旺煤矿+1395m生产井雀尔沟镇一矿+1498m报废井白石联营煤矿+1364m生产井鑫隆煤矿新井+1462m生产井

6、鑫隆煤矿老井+1437m报废井白杨沟十三矿+1447m报废井水暖公司煤矿+1398m生产井白杨沟煤炭公司煤矿 主井+1507m生产井白杨沟煤炭公司煤 矿风井+1556m生产井白杨沟煤炭公司煤矿+1542m生产井丰源煤矿一井队+1555m生产井1.2矿（井）田地层及地质构造1.2.1地层井田出露地层有中侏罗统西山窑组（J2X ）、头屯河组（J2t ）和第四系洪冲积层（Qal+Pl ）， 坡积层（Qal、。地质勘探对井田内侏罗系三工河组地层未进行控制， 三工河组上覆各地层 特征由老至新分述如下：1、中侏罗统西山窑组（J2X）呈北西南东向分布于煤矿区中南部，为井田含煤岩组，该地层为一套在湖滨三角 洲

7、环境中形成的泥炭沼泽相、河流相、覆水沼泽相的含煤碎屑沉积。主要岩性为灰白色、 黄绿色、灰黄色薄层砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩互层夹煤层、泥岩及炭质泥岩薄层。该组下段含可采、局部可采煤层79层，厚417.83m,与下伏三工河组为整合接触。根据岩性特征及含煤性的差异，将该组地层划分为上、中、下 三个岩性段：（1）西山窑组下段（J2X1）为区内西山窑组主要含煤段，井田内该段地层未出露。沿矿区南部边界外白杨河北 岸的河岸峭壁分布，总体岩性为灰白色，灰绿色、黄绿色粗砂岩、含砾粗砂岩、中粗砂 岩与煤层互层，夹泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，炭质泥岩薄层、煤线。地层中含煤5 6层，编号为

8、Bo、Bi、R、R、4、B2。煤层较集中，厚度大，平均纯煤总厚30.03m。B、B2二层煤向西有减少，一直到尖灭。砂岩层稳定为特征。由于煤层地表多已火烧，形成 沿白杨沟河岸的红色山崖，尉为壮观，也易于识别。该段与下伏三工河组呈整合接触，以底部一层粗砂岩（局部为细砂岩）与三工河组分界。该段地层厚63.99187.10m,平均厚114.72m。向东有变薄的趋势。（2）西山窑组中段（J2X2）为西山窑组次要含煤层段，覆盖于西山窑组下段之上，在矿区外南部出露。岩性为 灰白色、浅灰色、灰绿色粗砂岩、中砂岩、细砂岩与泥质粉砂岩、粉砂质泥岩互层夹含 炭泥岩、煤层、煤线，在宽沟煤矿东部该段不含煤，0线向西到财

9、隆煤矿含3层煤，煤层 编号为B5、B6、B。可采煤层平均总厚为8.58m。底部以一层粗砂岩与下伏西山窑组下段 呈冲刷接触。该段地层厚 100.64150.01m，平均128.92m。（3）西山窑组上段（J2X3）覆盖于西山窑组中段之上砂砾岩段，为不含煤地层，地表在矿区外南缘分布，该段 在矿区内有大面积分布，顶部发育有河床相、河漫滩相沉积，岩性为灰色、灰白色砂砾 岩、砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩互层，局部夹有砾岩、含砾粗砂岩透镜体，该段地层控 制厚度143.74230.07m,平均为174.19m。沿走向和倾向厚度变化都不大。该段顶部局 1部有冲刷剥蚀，与上伏头屯河组为平行不整合接触。其底部以一层厚

10、层状含砾粗砂岩与下伏的西山窑组中段（J2X2）分界。2、中侏罗统头屯河组（J2t ）该组广布于矿区中部、北部，为一套河流相、湖泊相为主的碎屑沉积。主要岩性为灰色、灰黄、灰紫色粗砂岩、砂砾岩、砾岩与泥质粉砂岩互层，详查区内仅有该组中下 部地层，该组地层厚度11.27220.53m。其底部以一层510m厚的砾岩与西山窑组（J2X） 地层分界，与下伏西山窑组上段呈平行不整合接触。3、第四系（Q4）主要分布于白杨沟河谷两侧、山脊的北坡、山间洼地及沟谷地段，按成因可分两种类型，第四系全新统冲洪积层（Qal+pl）和第四系全新统坡积层（Qal）。（1）第四系全新统冲洪积层（Qal+pl ）分布于白杨沟河谷

11、两侧，为现代河床冲洪积砾石层，灰白色、浅灰色砾石、砂混杂堆积，砾石成份主要为砂岩、岩浆岩及少量变质岩，砾径0.22m分迭差，磨圆为次棱角状一圆状，无胶结，厚1418m（2）第四系全新统坡积层（Q4al）在哈拉巴斯陶力斯嘎山北坡零星分布，主要由浅黄色土、砂、角砾、腐植土层组成，厚 2.82 14.30m。1.2.2构造受区域单斜构造的影响，井田地层总体形态为一向北倾斜的单斜构造，岩层倾角1018左右。地质勘探没有发现断距大于20m的断层及其它构造，属地层稳定，构造简单类型。在首采区（I川线）间进行的三维地震补充勘探，仅在ZK303孔附近发现有4条落差不大于5m的逆断层，说明井田属简单构造类型。1

12、.3矿体赋存特征及开采技术条件1.3.1煤层及煤质（一）、煤层井田含煤地层为中侏罗统西山窑组，含可采及局部可采煤层7层，煤层编号自下而上依次为Bo、Bl、B2、B3、B4、B5、B6煤层。其中B4（ B41、B42）煤层：全层平均厚10.78m,可采平均厚10.59m, 0线以东煤层厚度变化较大，B41与B42之和为7.07m,到 I线B42尖灭，其厚度值仅为5.15m。全层厚度标准差为3.61m,可采厚度标准差为3.75m, 东部B41煤层全层标准差为1.01m, B42煤层标准差为0.81m，属较稳定煤层。上述表明 煤层东部变薄，夹矸变厚，从区段煤层变化规律明显考虑，将B4和B41煤层底板

13、连成一体，定为稳定煤层，B42为较稳定煤层。B0、B1、B2、B3、B4、B5、B6煤层的视密度分别为 1.39、1.34、1.33、1.32、1.34、 1.34、1.34t/m?。矿井煤层特征见表1 2 1。煤层特征表煤层编号煤层厚度间距夹矸层数结构稳定性顶板岩性底板岩性极小-极大平均极小-极大平均B61.663.752.426.1432.961-3较简单不稳定粉砂、粉砂质泥岩粉砂、泥质粉砂砂1.829.9217.24简单不稳定粉砂、泥质细砂粉砂、粉砂质泥B54.3722.90 41.751岩4 15 12 9630.48简单稳定泥质粉砂、粉、细泥质粉砂、粉、B410.590砂岩细砂岩21

14、.4 3.63简单较稳定粉、细、粗砂岩、粉、细砂岩、泥B42.483.75 21.111泥质粉砂质粉砂B412 85 4 999.3简单稳定粉砂、粉细砂、砂粉砂、泥质粉砂4.163 83 19 841质泥岩B30 97 3 2211.220简单较稳定粉砂、粗砂、局部粉砂岩、粉砂质1.902 98 38 14泥岩泥岩B25.0514.589.5017.511 2简单较稳定炭质泥岩、粗砂、粉砂岩粉砂岩、粉砂质泥岩3.9337.9125.78B14.449.06.681简单稳定粗砂、粉砂、泥质砂岩粗、中、细、粉、泥质砂岩16.7226.1422.18Bo0.87 1.661.19简单较稳定粗、中、细

15、、粉砂M-I岩粗、粉、泥质砂岩（二）煤质本区煤层均属低变质烟煤阶段，依据各煤层化验资料，井田各煤层煤类单一，均属特低灰份低中灰分、特低硫、特低中磷、高发热量的31号不粘煤。是良好的动力用煤和民用煤，还可做炼油用煤。1、水分（Mad）各原煤水分含量变化在 1.073.30%,平均2.47%。精煤0.183.04%,平均2.41%。 均属低水分煤。2、灰分（Ad）煤层原煤灰分普遍较低，变化较小，全区平均灰分两极值5.8514.32%，平均8.69%。 除B7煤为中低灰外其余各煤层均为低灰煤。3、挥发分（Vdaf）原煤挥发分变化在29.3535.39%，平均32.76%。精煤挥发分变化在29.173

16、2.88%， 平均 30.69%。4、硫分（St.d）各煤层含硫量普遍较低，平均两极值为 0.160.35%。均属特低硫煤。5、磷分（Pd）各煤层磷分平均含量的两极值为0.0060.068%，平均0.025%，总体属低磷煤。其中B。、B4含量较低，平均值为0.006%和0.007%,属特低磷煤。B&煤层磷含量为0.068% 属中磷煤。其它煤层磷含量在 0.0140.041%，属低磷煤。 #16、发热量（Qb.d）各煤层发热量普遍较高，原煤（Qb.d）两极值为28.4630.93MJ/kg,属高发热量煤煤质特征见表1 2 2o煤质特征表表 1 2 2含煤 地层煤层编号水分Mad（ %）灰分Ad（

17、 %）挥发分Vdaf（ %）硫分St.d（ %）磷Pd（ %）发热量Qb.d( MJ/kg)煤种中侏 罗统 西山 窑组B01.9414.3235.390.330.00628.4631BNB12.208.8232.960.200.01429.55B22.508.5332.970.160.01529.62B32.428.1029.350.300.02630.93B42.556.4432.780.260.00728.98B53.257.9134.380.350.02528.55B63.308.6333.650.310.06829.20平均2.478.6932.760.270.02529.911.3.

18、2瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性及地温情况1、瓦斯赋存状况地质勘探共计采集了主要煤层 B1、B2、B4九件瓦斯煤样，其中B4煤层瓦斯含量为 0.174mL/g.r, B2煤层瓦斯含量为0.0840.878mL/g.r,平均0.281mL/g.r, B1煤层瓦斯含 量为 0.241 0.907mL/g.r，平均 0.39mL/g.r,B1、B2、B4 煤层的瓦斯平均含量为 0.284mL/g.r, 瓦斯成份主要为氮气，次为甲烷，二氧化碳少量。经计算，B2煤层中的吨煤瓦斯含量为0.15220.9897m3，平均0.3541m3。B1煤层中 的吨煤瓦斯含量为 0.32451.017m3,平

19、均0.4673m3。B1、B2、B4三层煤平均为0.3609m3。矿区煤层瓦斯含量较低，通过对矿区南部边界外的现有生产井调查结果，瓦斯含量均不超过1%,又据新疆煤炭科学研究所对矿区外的鑫隆煤矿、白石联营煤矿等多个矿井 瓦斯等级鉴定及二氧化碳测定结果，确定矿井瓦斯等级均为低沼气矿井。2、煤尘爆炸危险性各煤层煤粉的火焰长度多为100500mm间，扑灭火焰所需的岩粉量为 4885%, 各煤层爆炸性指数值在26.3442.96%间，均大于15%，煤尘均具有爆炸性。3、煤的自燃性根据地质报告可知，矿区内各煤层自燃发火情况如下：Bo煤层为不自燃很易自燃发火的煤，Bi煤层为不自燃不易自燃发火的煤；B2煤层为

20、不自燃易自燃发火的煤； B3煤层为不易自燃发火的煤；B41煤层为易自燃一不易自燃发火的煤，B42煤层为不易自 燃发火的煤，B6、B7煤层为不易自燃发火的煤。各煤层多属于不易自燃发火的煤，但局 部出现易自燃或很易自燃。4、地温情况矿区内浅部无地温异常区，各生产矿井井温在 10 C12 C间。地质部门在东部的ZK502孔和西部的ZK001孔进行了简易井温测量，未发现高温地 层，地温变化正常。ZK001孔地温梯度为3.8C/百米（10月份测量），ZK502孔地温梯度 为19C /百米。1.3.3水文地质1、含（隔）水层（段）的划分井田划分了三个含（隔）水层（段），即：第四系冲洪积孔隙潜水强含水层（I

21、）、 中侏罗统西山窑组孔隙、裂隙承压中等富水含水层（U）、中侏罗统头屯河组弱含水层（K）。2、含（隔）水层（段）特征（1）第四系冲洪积孔隙潜水强含水层（I） # 分布于井田南界外白杨沟河两岸，由冲洪积砾石、卵石、砂粒组成，分选性差，层 厚418m，地下水以孔隙潜水的形式赋存于冲洪积层中，主要受白杨河水的渗漏补给， 次为大气降水补给，水位埋深0.982.08m,水量丰富。据新疆呼图壁县白杨沟煤矿详 查报告中QJi、QJ2抽水试验资料：水位降深0.841.07m,单位涌水量0.621.42L/Sm。（2） 中侏罗统西山窑组孔隙裂隙承压中等富水含水层（II）出露于井田中南部，伏于第川弱含水层之下。含

22、水层岩性主要由砾岩、粗砂岩、中 粗砂岩、泥质粉砂岩、泥岩及煤组成。其地下水主要受白杨沟河远距离的河床渗漏顺层补给。据ZK301孔的混合涌水试验，其地下水位高出地面14.07m （地面测得水头压力为 0.1407Mpa）。水位降深（S） 13.78m， 渗透系数（K）0.143m/d，钻孔单位涌水量（q） 0.23L/S - m （0.1q0.9=8908.17+25209.25+31467.10 0.9=62437.91 万 t)3、矿井设计资源/储量矿井工业资源/储量减去设计的断层煤柱、井田境界煤柱等永久煤柱损失后，为矿井 的设计资源/储量。本矿井设计资源/储量为60648.07万to4、矿

23、井设计可米储量矿井设计储量60648.07万t，扣除工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道保护煤柱 煤量和开采损失后，矿井可采储量为 40823.76万t，其中第一水平为10688.12万t。 2.3井田开拓2.3.1工业场地及井口位置选择宽沟煤矿为一在建矿井。矿井采用斜井开拓方式，工业场地选择在井田中部3勘探线 302钻孔与ZK561钻孔之间，位于国防公路南侧 2km处的山间沟谷之中。1、地形、地貌条件地形、地貌是影响井口位置和工业场地、井田开拓方式的主要因素。本井田地表为中低山区地貌，地形陡峭、沟谷发育、地表切割强烈，区内海拔标高界于+1914m+1185m 之间，不仅地势高差变化大，且地形复

24、杂多变。井口及工业场地位置选择时受地形、地 貌条件影响很大。矿井建设之前，设计人员经多次现场踏勘，将井口及工业场地选定在 目前建设的场址，该处是整个井田范围内相对最为开阔的冲沟，地形条件相对较好，且 位于井田中央。12km处的雀因受地形条件限制，场区比较狭窄，工业场地内仅可布置必需的生产系统和设施， 考虑到方便职工生活条件，生活区已与当地政府进行协商布置在距矿井约 w尔沟镇。2、地面交通条件目前，区内尚无铁路。矿井投产后原煤依靠汽车对外运输，汽车运输路线由矿井工 业场地经12km的砂石国防公路和38km的柏油路可抵达大丰镇与乌奎公路、312国道相 接。确定的矿井工业场地与国防砂石公路相距 2k

25、m，对外交通条件相对较好。3、井下煤层分布条件井口及工业场地选择在3勘探线附近，基本位于井田沿煤层走向方向的储量中心， 井田两翼储量基本平衡、井下开采时的运输费用降低，有利于保持两翼均衡生产和采区 正常接续。井底靠近勘探程度相对较高的精查区（首采区），地质条件可靠。由地形地貌、交通运输和有利开拓布置诸方面分析，设计认为，选择的矿井井口及 工业场地位置比较合理。2.3.2井筒形式的确定宽沟井田的煤层埋藏深度在地表以下超过 300m，故井田无平硐开拓的条件。矿井开 工建设之前，原设计单位对矿井的开拓方式提出了斜井开拓方式、斜立井混合开拓方 式等不同方案，经技术经济比较后推荐了斜井开拓方案（井田开拓

26、布置见图2-3-12。）。即在工业场地内布置反向主、副斜井各一条，主斜井倾角15 35 23井筒安装胶带输送机承担矿井煤炭提升任务，兼作进风、安全出口；副斜井16 35 39井筒铺设轨道采用单钩串车提升，承担矿井辅助提升任务，兼作进风、安全出口。回风斜井布置在 井田浅部，承担矿井回风任务，兼作安全出口。结合地面确定的工业场地位置和井下煤层赋存条件，设计认为该种布置方式对井筒 与井底车场布置、石门与采区连接方式、井下开采水平划分、井田东西两翼系统布置及 井下开采系统的合理性均比较有利，具体表现为：1用斜井开拓井筒施工技术及装备简单，建井速度快、井底车场工程量省，可实现从回采工作面到地面采用胶带输

27、送机连续运输，煤的运输及提升能力大，生产效率高， 可有力地保证矿井实现高产高效。2、斜井井底车场形式简单，工程量省，矿井投产时不设井下水平大巷，斜井井底车 场与首采区下部车场互连一起，缩短了水平石门的距离，不但井巷工程投资省且简化了 井下辅助运输系统；主斜井皮带与石门皮带共用一条，并直接与采区各煤层最下区段回 采工作面的运输顺槽皮带或采区上山皮带相接，简化了运输环节，煤流系统简捷，占用 设备少。3、斜井井底靠近勘探程度高的首采区地段，地质条件可靠。4、主、副斜井井底基本处于井田沿煤层走向方向的储量中心，对今后生产时保证两 翼均衡生产和采区正常接续均为有利。5、采用斜井开拓对井上下联系、安全避灾

28、、大型设备升降均为有利，而且地面井口 提升设施简单。该种布置方式的不足之处是主、副斜井的倾角应适当加大，以便降低井底水平标高, 增加矿井一水平开采储量。综上分析，本矿井开拓设计中主要突出的矛盾是地形地貌复杂，限制了井口位置选 择的灵活性。原设计综合了矿井各种条件，经过分析比较后确定的工业场地位置和采用 的斜井开拓布置方式，是切合实际比较合理的。2.3.3井筒数目的确定矿井投产时共设主井、副井、风井三个斜井井筒，现均已建成。主、副斜井均布置 在工业场地之内；风井位于工业场地南侧约 1km处。主斜井主要担负矿井的提煤任务兼 作进风井和安全出口；副斜井主要担负矿井的辅助提升和人员升降任务并兼作进风井

29、和 安全出口；风井为矿井的专用回风井并兼作安全出口井。矿井通风方式为中央分列式。根据已施工的主、畐9、风三条斜井的断面与规格，经设计验算，均能满足矿井生产规模1.20Mt/a （后期5.00Mt/a）时的通风、行人、管线和设备布置要求，故矿井投产时 共设有三个井筒。后期随着开采范围的不断扩大，适时在井田两翼分别建东风井和西风 井。形成对角式通风系统。234井田内划分及开采顺序1、井田内划分井田东西走向长9.7km，南北倾斜宽1.03.15km，面积约20.0166km2。其几何形状 为不规则的多边形。井田煤层为一走向北西南东，倾向北东，倾角1018的单斜构造，井田内没有发现大的断裂构造和褶曲。

30、因此，井下采区划分主要根据各煤层的分布 范围、井田边界煤柱、回采工作面装备水平等，从生产实际出发尽量加大采区尺寸，以 增加工作面推进长度，减少工作面搬家次数，提高矿井生产效率。全井田共划分七个采区，其中一水平划分二个采区，二水平划分三个上山采区和二 个下山米区。米区特征见表 2 3 1 o米区特征表表 2 3 1编号特征走向长度（m）含煤备注一采区双翼4400B4、B4、B3、B2、B、B二采区双翼3400B6、B5、B4、B3、B2、B1、三采区双翼4200B4、B4、B3、B2、B1、B四采区双翼25003600B6、B5、B4、B3、B2、B1五采区单翼18001000B4、B4、B3、

31、B2、B1、B六采区双翼57002800B4、B4、B3、B2、B1、B0七采区单翼1800B4、B4、B3、B2、B1、B02、煤组（层）划分由于井田内各煤层分布范围各自不一、厚度不同、相邻层间距大小有别。设计在采 区巷道布置时结合不同采区的煤层赋存条件，按照多做煤巷、少做岩巷、尽量减少井巷 工程总量，采区各系统环节简单的技术原则，对各采区内的煤层进行分组（层）和巷道 布置。具体为：对相邻煤层层间距 15m煤层倾斜长度超过700m且煤层厚度 5m的煤 层单独布置采、准系统。否则实行分组联合的方式布置采、准系统。井田各采区煤组（层） 划分情况见表2-3-2。各采区煤组（层）划分表煤层编号煤层厚

32、度间距采区（煤层、煤组）极小-极大极小-极大一采区二采区三采区四采区五采区六采区七采区平均平均B61.66 3.752.426.14- 32.9617.24第一组第一组B51.82 9.92第二组第二组4.3722.90 - 41.75B44.15- 12.9630.48第三组第三组10.5921.4-3.63B42.483.75 21.11第一组第一组第一组第一组第一组B412.85 4.999.34.163.83- 19.84B30.97 3.2211.22第二组第四组第二组第四组第二组第二组第二组1.902.98-38.14B25.05- 14.5817.51第三组第五组第三组第五组第三

33、组第三组第三组9.503.93- 37.91Bi4.44 9.025.78第四组第六组第四组第六组第四组第四组第四组6.6816.72-26.1422.18Bo0.87 1.661.19第五组第五组第五组第五组第五组3、开米顺序水平开采顺序：水平开采为下行式，先采一水平，后采二水平。煤层开采顺序：本矿井煤层层数较多，煤层间距较近，相邻煤层之间存在压茬关系, 无法实行上行开采。从资源充分利用考虑，应先采上组煤层，后采下组煤层，同一煤组内先采上部煤层，后采下部煤层。采区开采顺序：根据矿井开拓布置及采区所在位置，采区之间开采顺序为：一水平先米一米区，后米二米区；二水平先米上山部分的三、四、五米区，后

34、米下山部分的六、七米区。米区接续顺序为先近后远前进式，矿井产量安排及米区接续见表2 3 3。2.3.5开采水平的划分及水平标高的确定井田地层为走向北西南东，倾向北东的单斜构造，地层倾角1018其几何形状 为一西部较窄，东部较宽的不规则多边形。井田含可采及局部可采煤层共七层，各煤层 编号自下而上为Bo、Bl、B2、B3、B4、B5、B6，其中B4煤层在井田中东部又分叉成B41 和B42。煤层赋存标高一般界于+1450+700m之间。根据目前已施工工程，井底车场水 平已确定了矿井的一水平标高，一水平标高+1255m，其阶段垂高200m左右，斜长约700m。一水平以深煤层赋存垂高一般为 550m，倾

35、斜长度2100m左右，若利用一水平实 行下山开采显然不合理。为使阶段斜长合理，上、下山开采布置技术可行，水平之间延 深连接方便，同时还能东西两翼统筹兼顾，设计确定矿井共设二个开采水平。一水平标 咼+1255m，二水平标咼+950m。一水平实行上山开米，二水平实行上、下山开米。2.3.6阶段运输大巷和回风大巷的布置矿井投产时首采区靠近主、副斜井井底，井下不设大巷。后期根据矿井的开拓布置、煤层分组、水平划分和井下主、辅运输方式，设计各水平主要大巷布置二条，即胶带输 送机运输大巷和轨道运输大巷。本着多做煤巷、少做岩巷、系统简单、生产过程中运输费用低、大巷保护煤柱留设少的原则，根据煤层厚度、煤层间距并

36、结合各采区巷道布置情况，水平大巷布置在B1煤层之中。矿井投产时采用中央分列式通风系统，抽出式通风方法，首采区乏风经采区回风上山直接流入+1432m总回风石门和回风斜井被排出地面。矿井生产后期采用分区式通风系统，各采区的乏风均由采区回风上山直接流入回风井，故井下不设回风大巷。2.4井筒241井筒断面设计矿井移交及达到设计生产能力时，共开凿三个井筒，即在工业场地内开凿主、副斜井，在风井场地内开凿回风斜井。1.主斜井井口位于工业场地内，井口坐标： X=4849608.5, 丫=29461848.5。井口混凝土底板标 高+1451.4m 井筒倾角15 35 23，斜长731m井筒净宽4000mm净断面

37、积11.9m2， 掘进断面13.4m2。主斜井承担井下煤炭上运任务，兼进风和安全出口。主斜井断面见图2-2 :即5畚i.r :书送寸血GurjJ 1(iual憑土irrJf Z nE-J7二tr*11.05.0. ?；.刃0沙0?：|：|.480100009001100992MPC18 9重型平板车2900 X300 X982000090011001050MC1.5 9B材料车2400 X150 X1502900900750795MC3 9B材料车3450 X320 X30055009001100935矿车使用排列表表 3-4 2序号使用地电矿车类型矿车数量（辆）1地面系统MG3.3 9B 矿

38、车92副斜井井筒运行MG3.3 9B 矿车33副斜井井底车场+1255mMG3.3 9B 矿车64运行车场MG3.3 9B 矿车65轨道上山下车场MG3.3 9B 矿车36中部车场MG3.3 9B 矿车37工作面顺槽MG3.3 9B 矿车68综掘工作面MG3.3 9B 矿车29普掘MG3.3 9B 矿车1210其它MG3.3 9B 矿车611合计MG3.3 9B 矿车56121.5t平板车MPC1.5 9B30133t平板车MPC3 9B121410t重型平板车MPC10 9101518t重型平板车MPC18 912161.5t材料车MC1.5 9B10173t材料车MC3 9B63.3运输设

39、备选型下井人员由副斜井人车下放至+1255m水平井底车场后，可乘坐上山架空人车至各工 作面。架空人车选型计算如下：电机车选型1、设计依据上 山垂高：177.19m上山斜长：L=759m上山倾角：a二13 30最大班运送人数：50人2、主要参数的确定 预选电动机：YB280S 8,功率 37kW，转速 Ne =740r/min。预选驱动轮：直径二1.2m预选减速机：CWS355, i = 40。钢丝绳运行速度：V=K ( n D/60 Ne/i = 1.14m/s,取 V=1.2m/s式中：K 钢丝绳运行时蠕动系数，取 K = 0.98预选钢丝绳：22NAT60S3/S4= 1.46V e =1

40、.87当下放侧满员而上升侧无人时：(制动运行状态)且 S4 S30S4/S3= 1.45 e =1.87 符合要求式中：卩冈丝绳与驱动轮衬垫摩擦系数取 尸0.20;a冈丝绳在驱动轮上的围包角。电动机功率的计算动力运行时：N = Kb (S3 S4) V/1000n= 20.23kW式中：K b电动机功率备用系数，一般取K b= 1.151.2;n 动功率，n= 0.80制动运行时：Ne= Kb (S4 S3) V/1000n= 14.02kW考虑在特殊情况下，需要增加乘座人员密度，选择电动机为 YB280S 8型，功率为 37kW，Ne= 740r/min，额定电压 660V。(三)牵引钢丝绳

41、验算Sk = miX Smax 式中：Sk钢丝绳破断拉力总和;m钢丝绳的最低安全系数.取m = 6;Smax最大张力点张力；Sk =238Nv 303.5kN因此，选择钢丝绳 22NAT6 19S+FC1570ZS,其钢丝破断拉力总和： Qq=303.5kN, 公称抗拉强度1570Mpa，满足要求。Si=S1 + S2= 79865N采用双滑轮四绳牵引重锤：拉紧重锤重量为 2000kg。（四）拉紧行程确定Li = 0.005L = 3.8m考虑富裕系数，确定行程L= 7m根据以上计算，选择架空索道人车其型号为：RJY37- 13.5/759型，配电动机YB280S8型，功率37kW，绳速1.2

42、m/s,固定吊椅间距15m。RJY37- 13.5 /759型架空人车的技术参数：1、驱动直径：1200mm2、钢丝绳：22NAT6X19S+FC1570ZS, 22mm3、 最大圆周力等速运转：17.64kN;起动：21.168kN4、最大静张力比：1.865、最大张力和：58.8kN6、绳速：1.2m/s7、 电力液压推杆制动器型号：BYWZ 1 - 300/70推动器型号：BDT1- 70制动力矩：617Nm制动轮直径：300mm8 减速器型号：CWS355,速比40。3.3.2 带式输送机选型井下石门与主斜井共用一条皮带，计算选型见第六章，本节主要对采区上山胶带运 输机进行计算选型。上

43、山胶带运输机1、基本参数输送物料： 原煤，粒度0300mm； 松散密度：丫 =0.9 t/m；运量：600t/h;斜长：620m；下运倾角：-13 30提升垂高：144.74m；带宽：B=1200mm；带速：V=2.0m/s；2、选型计算(1)运行时的总阻力与总圆周力的计算F=F1+F2 F3+F = -10806kgF1= (q+qo+q )L cos B =980kgq=Q/3.6V=83.33kg/m初选V=2 m/sq0=31.32kg/m (初选带强ST1600N/mm钢绳芯胶带)q =20.8kg/m3 =0.012F2= (qo+q) 3 Leos B =275kgq =6.7k

44、g/mF3=qLsin B = q H=12061kg传动滚筒的轴功率No=P.V/1O2=211.88kW电动机功率N=K1K2N0=317.82kW根据计算选用双机驱动，电动机为YB355S1 4型，功率 N=2X185kW，转速n=1500r/mi n,电压 1140V。 采用双传动胶面滚筒：a=170 尸0.2,ea 111.81 , a=200留=0.2 , ea 力=2.01P=F1 + F2 F3P1=S1-2 S1P2=S2 S1-2功率配比：P1 : P2=1 : 1根据表取：S4=S3=1700kgS1=S4 F1+F3+q0H=17314kgS2=S3+F2+qoH=65

45、08kgS1-2=S2e2a 2=2.01S2=13081kg上述计算值应满足以下条件1)应满足不打滑条件S1/S1-2ea 1fU, S1-2/S2ea2fl2S1/S1-2=1.32So满足要求安全系数验算胶带强度选用ST1600N/mm,其安全系数为：m=STB/ Smax=11.09 m =7 满足要求3、计算结果依据上述条件，经计算，选用DTJ120/60/2为85X型钢绳胶带输送机。其技术参数为:输送物料：原煤，粒度0 300mm，松散比重0.9t/m3。 输送机：输送量 Q=600t/h，带速2m/s，机长620m，下运倾角：-13 30胶带：带宽B=1200mm，ST1600N

46、/mm钢绳芯胶带。电动机：双机驱动 YB355S1 4型，2台，功率2X185kW，转速1500r/min。减速器：整机配套制动器：整机配套逆制器：整机配套软启动装置：整机配套拉紧装置：车式拉紧装置弹簧清扫器：两组空段清扫器：两组安全综合保护装置一套：整机配套。包括有：满仓装置、低速打滑装置、防跑偏装置、烟雾报警装置、自动洒水装置、温度保护装置、撕带保护装置、沿线停车装 置(每100m设一个)等。第4章采区布置及装备采区布置4.1.1移交生产时采区、工作面数目及位置矿井移交生产时，在一采区B42煤层中布置一个综采工作面。一采区位于+1255m水平I勘探线与川勘探线之间，浅部至井田边界，深部为+

47、1255m 水平。采区走向长约4400m,倾向宽约700m,面积3.1km2左右。首采工作面“ 11(2) T 布置上部B42煤层最下一个区段，工作面下平巷标高为 +1260m。4.1.2煤层分组、分层和开采顺序(一)煤层分组采区内开采煤层层数较多，各煤层之间的间距大小不一，煤层的分组合理与否将直 接影响到采区巷道布置。由川勘探线 ZK303、ZK301钻孔资料，统计出首采区各煤层间 距如表4 2- 1。由表4 2 1可见，采区内B42、B41二煤间距较小8.7m，其它各煤层间距稍大，介于16.527.5m之间。对于采区煤层分组划分及采区巷道方式设计提出两种不同方案。方案I:集中联合布置方案，

48、即在采区内布置一组上山，B42B0六层煤实行联合开米。方案U:分组联合与分层布置相结合的混合布置方案，即将 B42、B41、二个层间距 较近的煤层划分为一组实行分组联合布置采区巷道，在 B2、B1、B0三个层间距较远的煤 层采用分层布置采区巷道，实行分煤层开采。川勘线钻孔资料各煤层间距表表 4 2 1钻 煤孔 层ZK303ZK301煤层间距平均值（m）a垂距铅垂距水平距B,煤厚1.531.414 16 层间距9.927.488.79.033.6B41煤厚4.123.9层间距17.5914.8116.216.862.6B3煤厚1.762.43层间距24.5612.4718.5219.271.6B

49、2煤厚11.7911.95上述两方案技术、经济比较详见表 4 2- 23经比较，设计分析认为混合布置方案虽投资较高，但采区生产灵活性强，生产与接续施工干扰小，系统简单，工期短。按照多做煤巷、少做岩巷的原则，并结合施工实际，征求建设单位意见，设计推荐采用方案U,即采区巷道采用混合布置方式。见图4-2-12。采区布置方案比较表表 4 2 2项目联合布置方案（I）混合布置方案（n）工程量上山1、通风上山（B42） : 790m ;2、轨道行人上山（B41）： 740mx 2;小计：2270m1、B：B41煤组上山：通风上山（B42）： 790m;轨道行人皮带上山 （B41） : 740mx 3m；小

50、计：2220m合计：3010m采区下部 车场1、车场1个：84m1、车场4个：336m采区上部 车场1、车场1个：58m;232、 绞车硐室 1 个:35m X12m420m ；3、绞人车硐室回风道及上山联络巷1 条：90m1、 车场 4 个：58 4232m ;232、绞车硐室 4 个:35m X12mX4=1680m ；3、绞车硐室及上山联络巷4条：90mX4=360m中部车场 及绕道3 个：15mX345m12 个：15m12180m区段石门400mX4+130 21860m40mX6240m工程量累计1、巷道：2270m 其中岩巷：2002m32、 硐室：420m1、巷道：2220m

51、其中岩巷：988m32、 硐室1680m占用 设备上山绞车1台套2台套上山及石 门皮带2台套2台套人车1套2套井巷投资（万元）24963312设备投资（万元）8491160采区布置方案比较表表 4 2 3联合布置方案（I）混合布置方案（U）1、可比工程量小，联合布置时可比工程量1、运输环节少。巷道5097m,峒室420m3，分别比混合布置2、主要工程中岩巷工程量较小。单位成巷时减少4175m和1260m3。成本低。2、同时占用设备少。3、工作面长度不受区段石门的约束，可依3、生产集中，有利于集约化生产。据矿井生产能力大小灵活调整。也不受上部4、冋一区段内不冋煤层有利于搭配生产，边界垂直划分造成

52、各煤层倾斜长度大、小不工作面搬家倒面方便。一的影响，各煤层回风水平标高容易调整，优点5、各煤层工作面顺槽（特别是运输巷）与回风水平以上丢煤少。上山之间的平面交叉少，有利于系统的形4、通风风路短，风阻小。成。5、上山服务期相对联合布置时短，有利于6、上、下部车场布置受煤层层间距约束小，减少上山维护费用。易于处置。6、煤层间灾害波及范围小，有利于根据各7、运输石门与卜部车场连接点少（父岔点煤层不冋开采技术条件， 采用不冋的对应措少），有利于巷道维护。施。7、分层布置时，上山煤柱尺寸小，采区回 采率咼。1、运输环节多。1、工程量大，混合布置时可比工程量巷道缺点2、主要工程中岩巷比例高，联合布置时岩和

53、硐室分别为 9272m和1680m3，分别比联巷可比工程量2002m，比混合布置时多合布置时多 4175m和1260m3。1014m。2、同时占有设备多。3、区段石门辅助运输动力配备困难，劳动 强度大。4、通风风路长，风阻大。5、上山服务期长，上山维护费用高。6、各煤层间灾害波及范围大，各煤层相互 影响，不能根据各煤层开采技术条件区别对 待工程类别。7、煤柱尺寸（特别是下部煤层）大，采区 回采率低。3、采区巷道数目多，生产分散。4、不利于不同煤层的搭配生产，搬家倒面 线路长。5、工作面平巷与上山间的平面交叉多，系 统连接复杂。6、上、下部车场受煤层间距约束，难以布 置。7、运输石门与下部车场连

54、接点多，交岔点 开口密集。&上山条数多，施工困难，成巷速度低。（二）开采顺序采区内煤层开采顺序为先采上层煤，后采下层煤的下行式开采方式，首采工作面布置在B42煤层最下一区段，目地为缩短矿井建设主要矛盾线使矿井尽早投产， 再就是先采 出采区的最下一区段，对其它区段开采时减少顶板涌水有利。B42煤层最下一区段采完后， 其它区段实行下行式顺序开采。首采区回采工作面接续见表4 2-4。4.1.3采区车场及硐室B42、B41二个煤层采用联合布置采区巷道，采区轨道上山下部车场采用石门式竖向 布置，即下部车场布置方位与井筒、井底车场石门、采区上山方位一致。轨道上山各中 部车场为单侧甩车场，轨道上山上部车场为

55、平车场，上部车场标高为 +1432m。采区内的硐室主要有轨道上山绞车房、胶带机上山机头峒室、轨道顺槽无极绳连续 牵引车机头硐室等。4.1.4采区内各主要系统1、煤流系统矿井煤炭采用胶带输送机连续运输。回采工作面生产原煤经工作面刮板输送机一运输顺槽桥式转载机运输顺槽可伸缩带式输送机一-+1255m水平皮带石门主斜井皮带f地面。掘进工作面煤炭经转载机可伸缩带式输送机溜煤眼皮带上山胶带输送机 +1255m水平石门皮带机主斜井皮带机地面。2、辅助运输系统采区轨道上山铺设900mm轨距30kg/m钢轨，主要为采区矸石、材料、设备等辅助 提升服务。架空人车上山为采区人员升降服务。工作面轨道顺槽辅助运输采用

56、无极绳连 续牵引车。矸石运输采用3t固定式矿车，材料运输采用材料车，液压支架采用18t平板车运输。掘进矸石（主要掘进区段石门时产生）从掘进工作面装入3t固定矿车采区中部车场轨道上山+1255m水平轨道石门副斜井地面。材料、设备由副斜井+1255m水平轨道石门轨道上山中部车场采掘工作面。3、采区通风及排水地面新鲜风流由主、副斜井井底车场 +1255m水平轨道石门、+1255m水平皮带 石门轨道上山、皮带上山中部车场运输顺槽回采工作面；乏风风流由回采工作 面回风顺槽回风上山+1432m回风石门回风斜井地面。掘进工作面采用局部通风机通风。采掘工作面积水通过平巷水沟（巷道低洼处采用污水泵）排至采区中部

57、车场轨道 上山+1255m轨道石门井底车场水仓经水泵、井筒排水管路地面污水处理系统。 4.2采区的划分井田东西走向长9.7km，南北倾斜宽1.03.15km，面积约20.0166km2。其几何形状 为不规则的多边形。井田煤层为一走向北西南东，倾向北东，倾角1018的单斜构造，井田内没有发现大的断裂构造和褶曲。因此，井下采区划分主要根据各煤层的分布 范围、井田边界煤柱、回采工作面装备水平等，从生产实际出发尽量加大采区尺寸，以增加工作面推进长度，减少工作面搬家次数，提高矿井生产效率。井田开采煤层层数比较多，含主采及大部可采煤层共7层，煤层自上而下编号为：B6、B5、B4、B3、B2、Bi、Bo。其

58、中B4煤层在井田东部又分叉为 B42和两煤层。各 煤层的开采范围见图2-3-3。由图2-3- 3可知：B6、B5煤层开采范围主要分布在0勘探线以西；Bo煤层开采范 围主要分布在0勘探线以东；B42煤层开采范围主要分布在1勘探线以东；B3煤层开采范 围主要分布在财1勘探线以东并在井田中深部1勘探线附近不可采；B4、B2、Bi三个煤 层分布于全井田，该三个煤层也是矿井的主要采煤层。据各煤层分布情况，设计在采区 划分时尽量使各煤层开采时回采工作面有合理的推进长度，使煤层开采边界处于采区分 界处或采区上山处。全井田共划分七个采区，其中一水平划分二个采区，二水平划分三个上山采区和二 个下山米区。米区特征

59、见表 2 3 1 o米区特征表表 2 3 1编号特征走向长度（m）含煤备注一采区双翼4400B42、B4、B3、B2、B1 B。二采区双翼3400Be、B5、B4、B3、B2、B、三采区双翼4200B42、B4、B3、B2、B1、B0四采区双翼25003600B&、B5、B4、B3、B2、B1五采区单翼18001000B4、B4、B3、B2、B1、B0六采区双翼57002800B4、B4、B3、B2、B、B0七采区单翼1800B42、B4、B3、B2、B1、B04.3采(矿)煤方法431采煤方法的选择采煤方法的选择，应根据采区构造、煤层赋存情况、开采技术条件及安全、产量、 效率、成本和煤的回收

60、率等诸多因素综合考虑后确定。本井田地质构造简单，无老窑破坏资源现象；井下煤层开采层数较多且赋存比较稳 定；矿井属低瓦斯矿井；各煤层具有煤尘爆炸危险性；各煤层多属不易自燃发火的煤层， 但局部易自燃或很易自燃。井田属水文地质条件中等较强富水的矿床，井下充水主要 是冲洪积砾石、卵石、砂粒组成的I含水层与白杨沟水系以侧向缓慢渗透方式补给含煤 地层的孔隙裂隙承压水。设计首采区走向长度4400m,呈双翼布置。B42煤层：厚度1.682.63m,平均2.2m, 属中厚煤层；B41 ( B4)煤层：厚度2.854.99m,平均4.2m，属厚煤层；各煤层在首采 区内赋存稳定较稳定，结构简单。根据各煤层赋存特点及