采矿工程毕业设计（论文）-某矿业河东煤矿120万吨矿井设计

PAGE说明书设计题目：某矿业河东煤矿120万吨矿井设计学生：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿教学中心：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿专业：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿指导教师：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿摘要本次设计是开采河东煤矿9、10号煤层，设计说明书共十章。根据采矿工程的需要和特点，重点设计为第七、八、九章，其他如井底车场、井下运输及提升设备仅做一般的选型计算。河东煤矿位于山西省晋中市灵石县两渡镇境内，地跨霍西煤田灵石矿区、汾孝矿区两矿区，包括崔家沟井田、河溪沟井田。本井田内有两层煤，但此次设计只考虑9号、10号煤层，10号平均厚度为2.75m。煤层有爆炸性和自燃性。矿井瓦斯低属于低瓦斯矿井，10号煤层瓦斯相对涌出量7.82m3/t。本井田划分为2个采区，采用综合开拓方式。设计采用倾斜长壁采煤方法开采。回采工艺采用后退式、一次采全高综合机械化采煤法。作业制度为“三八制”，两班采煤、一班检修。工作面的设备有双端可调双滚筒采煤机、液压支架、可弯曲刮板运输机、破碎机、转载机等。顶板管理采用滑移支架，采空区采用全部跨落法管理顶板。本矿井设计年产量为一百二十万吨，采用两套综采来满足产量的要求。矿井运输大巷采用皮带运输作为主运输，轨道大巷采无极绳作辅助运输，通风方式为中央并列式通风。关键词：综采,倾斜长壁采煤

目录TOC\o"1-2"\h\z\u1井田概况及地特质征 11.1矿区概述 11.2井田地质特征 41.3煤层的埋藏特征 102井田境界与储量 192.1井田境界 192.2地质储量的计算 192.3可采储量的计算 213矿井工作制度及生产能力 243.1矿井工作制度 243.2矿井设计生产能力及服务年限 244井田开拓 284.1井田开拓方式的确定 284.2达到设计生产能力时工作面的配备 355矿井基本巷道及建井计划 365.1井筒、石门与大巷 365.2井底车场 385.3建井工作计划 396采煤方法 416.1采煤方法 416.2确定采区巷道布置和要素 426.3回采工艺与劳动组织 437井下运输 507.1大巷运输方式的确定 507.2运输设备的选择和计算 518矿井提升 569矿井通风和安全 619.1概况 619.2矿井通风 629.3灾害预防及安全装备 7210主要技术指标 7511综合机械化采煤质量标准 7911.1基础管理 7911.2岗位规范 8011.3质量与安全 8011.4机电设备 8011.5文明生产 81参考文献 84致谢 86第86页1井田概况及地特质征1.1矿区概述1.1.1地理位置及交通条件一、交通条件山西某矿业（集团）有限责任公司河东煤矿位于山西省晋中市灵石县两渡镇境内，地跨霍西煤田灵石矿区、汾孝矿区两矿区，包括崔家沟井田、河溪沟井田。矿区交通较为便利，南同蒲铁路和大运公路沿矿区中部，即工业广场西侧通过，区内均有三级公路与其相连通。两生产矿井均有铁路专用线与南同蒲铁路两渡车站连通，崔家沟井距两渡车站2km，河溪沟井距两渡车站0.4km。两渡车站南距灵石车站10km，北距介休车站10km，经灵石站和介休站通往全国及全省各地。矿区主要外运公路为108国道，向南通往灵石，向北通往介休。该国道晋中段为一级路，路面宽25米，6车道，设计时速80km/h。矿井的交通地理位置图见图1-1-1。二、地理位置本区属于黄土高原丘陵地貌，沟谷纵横切割，最低点位于河溪沟井田北东部北西界内侧两渡火车站，标高+725.5m，最高点位于崔家沟井田东部北界山梁，标高+1126m，相对高差400.5m。矿区内地势总体东高西低。区内沟谷十分发育，沟坡陡峭，除西部沟底有基岩出露外，大部为黄土覆盖，地表植被稀少，水土流失严重，属侵蚀～剥蚀区。河东煤矿图1-1-1交通位置图河东煤矿1.1.2矿区的工农业生产建设情况矿井建设建筑材料除钢材、木材、高标号水泥等需要从外地及介休市购买外，其它建筑材料，如砖、瓦、石料、水泥、白灰等均可就地解决。本地区以农业生产为主，当地劳动力较为充裕，本矿现有的工程管理技术人员、井上下生产工人均可满足矿井升级改造后的人员需求。1.1.3电源、水源供应情况(一)在矿井河溪沟工业场地以北2.8km处有崔家沟35kV区域变电所。在河溪沟井工业场地、崔家沟风井场地、崔家沟材料斜井场地各新建一座6kV变电所，两回6kV电源均引自崔家沟35kV区域变电所6kV不同母线段，矿井供电电源可靠。(二)目前本矿共有8口水源井，其中4口浅水井，汲取冲积层水，另4口井为深水井，汲取奥灰水。生活用水来自深水井，其水量丰富、水质优良。本区浅层水和地表水的水量较小，目前矿井的供水水源主要取自涌水量丰富、水质优良的奥灰水，其它4口浅水井为备用井。1.1.4矿区的水文简况矿区内河流均属黄河流域汾河水系。汾河由北东至南西方向自崔家沟井田和河溪沟井田北西界外侧流过，为本区域最大河流。矿区内于崔家沟井田中西部自大核桃洼村向北北东经崔K-9、崔K-10、崔K-11、崔K-15号钻孔所分布的黄土山梁，形成了本区的小型自然分水岭，其以西冲沟水均向北西直接汇入北西界外的汾河；其以东冲沟水均向南汇入南界外的静升河，然后总体向南西至灵石县城北注入汾河。1.1.5矿区的地形与气象本区属于温暖带季风型大陆性气候，四季分明，昼夜温差较大。冬季寒冷干燥，夏季温湿多雨。气温最高38℃，最低-20.3℃。结冰期多在10月下旬至次年3月上旬，冻土深度20-74cm，平均冻土深度43.6cm，降水量多集中在7、8、9三个月份，年降水量488.4mm，蒸发量为1533.9mm。无霜期180天左右。春冬季节多西北风，最大风速17.7m/s。1.1.6矿区开发史及周围小窑状况山西灵石正元煤业有限公司（0.21Mt/a）位于崔家沟井田西部井田边界以外，山西灵石天星集广煤矿有限公司（0.30Mt/a）位于崔家沟井田南部边界以外，山西泰星椒仲煤业股份有限公司（0.15Mt/a），灵石县翠峰镇张家峪煤矿（0.09Mt/a）与河溪沟井田南界为邻。上述煤矿未发现越层、越界开采。河东煤矿井田内已关闭小煤矿共计四座，分别为：原多经一号井、原狼沟煤矿附属井、原长安沟回收井、原张家峪井。经河东煤矿有关部门和河东煤矿地测科及矿方小煤矿监管人员的不间断巡查，上述已关闭小煤矿至目前均处于关闭状态，未重新私开。1.2井田地质特征1.2.1地层矿井地层以崔家沟井田为主，河溪沟井田因资源已近枯竭，且紧临崔家沟井田西界，其地层特征与崔家沟井田基本一致。崔家沟井田中部及东部均被第三、四系覆盖，仅西部沟谷出露二叠系下统下石盒子组和上统上石盒子组第一段。河溪沟井田下组煤剩余资源（井田北东部）地面基本被第三、四系覆盖。现依据以往钻孔和本次补充勘查钻孔资料，就矿井地层由老到新叙述如下：1、奥陶系（O）（1）中统上马家沟组（O2s）据BK-1号水文钻孔，本组地层基本完全揭露，厚度181.41m。下段（O2s1）：以灰色、深灰色角砾状泥灰岩为主，由粘土角砾、灰岩角砾组成，含条带状石膏，并具厚层状原生石膏。本段厚36.61m。中段（O2s2）：厚98.90m，大部以泥晶灰岩为主，夹白云质灰岩；上部为豹皮状岩、厚层状，层面具有机薄膜，裂隙发育，多被方解石充填。上段（O2s3）：厚45.90m，深灰色石灰岩、块状、质纯、性脆、具方解石细脉，中夹薄层泥灰岩，下部具白云化作用，具有白云质灰岩。（2）中统峰峰组（O2f）下段（O2f1）：厚66.95m，为灰色、浅灰色泥灰岩、夹薄层角砾状灰岩或泥灰岩，石膏呈薄层或纤维状，并呈脉状或网格状与泥灰岩交织在一起。上段（O2f2）：厚52.15—56.10m，平均54.12m。以深灰色石灰岩为主，块状，坚硬，质纯，局部为泥质灰岩。2、石炭系（C）（1）中统本溪组（C2b）平行不整合于下伏峰峰组之上。厚9.80—24.47m，平均14.20m，以浅灰色、灰色、铝土矿、铝质泥岩为主，夹1—3层灰色石灰岩及少量黑灰色泥岩和薄层灰色细粒砂岩。（2）上统太原组（C3t）与下伏本溪组整合接触，为本矿主要含煤地层之一。K1砂岩底-K7砂岩底，厚70.61—92.70m，平均88.36m。3、二叠系（P）（1）下统山西组（P1s）与下伏太原组整合接触，为本矿主要含煤地层之一。K7砂岩底-K8砂岩底，厚43.49—57.90m，平均50.19m。以黑灰色，灰黑色、黑色粉砂岩、泥岩为主，下部夹少量灰白色中、细粒砂岩，上部灰白色中、细粒砂岩相对较多。河西沟井田2上号煤层已开采完毕，2下、3上、3号为不可采煤层。崔家沟井田西部和中北部2上、2下号(均属稳定可采煤层)煤层基本开采完毕,其中南部和东部未开采地带含2上、2下号稳定可采煤层，崔家沟井田另含1、3上、3号不可采煤层。（2）下统下石盒子组（P1x）与下伏山西组整合接触于崔家沟井田西部沟谷及河溪沟井田沟谷出露。K8砂岩底-K10砂岩底，厚92.40—125.10m,平均105.17m。（3）上统上石盒子组（P2s）与下伏下石盒子组整合接触，与崔家沟井田西部沟谷和河溪沟井田沟谷出露。保留最高层位为第二段大部。4、第三、四系（Q+N）第三、四系总厚度为0.86—661.06m，平均121.53m。（1）第三系上新统（N2）与崔家沟井田中部及南西部及河溪沟井田南部零星出露，角度不整合于下伏各时代地层之上。上部为棕红色、深红色粘土、砂质粘土、含零星钙质结核，夹砂砾石透镜体；下部为浅黄色砂质粘土和砾石透镜体，局部胶结成岩、底部为半胶结状的砾岩。（2）第四系（Q）中更新统（Q2）于井田山梁、山坡及冲沟广泛分布，为红黄、黄褐、浅黄色粘土，砂质粘土夹多层砂砾层和钙质结核层。上更新统（Q3）仅于崔家沟井田南东部集广村和静升村及后沟村南沟谷有所分布。为浅灰黄、浅黄色砂质粘土、粉砂土、亚砂土组成。全新统（Q4）主分布于崔家沟井田南东角静升河一级阶地及河溪沟井田北西界中段汾河一级阶地。为近代河流冲积层，由不同时代的砂、砾、泥质岩碎屑组成。1.2.2含煤地层主要为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。1、石炭系上统太原组（C3t）K1砂岩底-K7砂岩底，厚70.61—92.70m，平均88.36m。2、二叠系下统山西组（P1s）K7砂岩底-K8砂岩底，厚43.49—57.90m，平均50.19m。下部以灰黑色、黑色粉砂岩、泥岩为主，夹少量灰白色中、细粒砂岩，含3号不可采煤层，泥岩、粉砂岩含菱铁矿结核；中部以灰黑色泥岩、粉砂岩为主，含2上、2下号稳定可采及3上号不可采煤层；上部由灰黑色粉砂岩、泥岩、灰白色中细粒砂岩组成，含1号不可采煤层。1.2.3井田内煤系地层的主要地质构造（一）矿井构造分布基本特征受区域构造的控制和影响，地质报告重点评价区崔家沟井田之具体构造环境为：总体位于霍山大断裂以西，孝义断层（F2）构成了井田的东部边界；F1断层构成了井田的南西部边界。据1990—1991年和本次补充勘查资料，受北西向孝义断层（F2）控制，井田东部自东向西分布F2（孝义断层）、F4、F3及柳树原断层（本次钻孔揭露），该四条断层走向均呈北西向，均为北东盘下降的正断层，倾角70—75°，基本均属大型断层井田东部另分布轴向与断层走向大致相符的3条背、向斜。因此，井田东部形成了以大型断层为主，伴生有褶曲构造，且分布具明显规律性的特点。全井田地层总体走向北东，倾向南东,地层倾角5—12°，局部受断层影响15°，最大63°（柳树原断层附近）。未发现陷落柱和岩浆岩。河溪沟井田北东部9、10号煤层剩余资源地带主分布桥王庄向斜和14条小型正断层，地层走向北向，大部倾向北东，地层倾角5—17°，一般5—10°。（二）褶曲1、崔家沟井田井田内共6条背斜，3条向斜。（1）崔家沟背斜位于井田南西侧，轴部大致为崔4-2和崔3-2号钻孔的连线，轴向N40-50°W，向北西倾伏，两翼地层倾角5—14°，轴长1300m。该背斜受地表产状控制和井下揭露，已经查明。（2）马家山背斜位于井田南西部F2断层（井下揭露）南西侧，轴向N40—50°W，向北西倾伏，两翼地层倾角9—12°，井田内轴长1000m。该背斜受地表产状控制，轴部位置基本清楚。（3）帅家山背斜位于井田东部F2断层（1990—1991年勘查时命名）南西侧，轴向N35°W，向南东倾伏，两翼地层倾角5°，井田内轴长约1500m。该背斜由钻孔控制的煤层底板等高线图予以确定。（4）柳树原背斜位于井田中东部柳树原断层东侧，轴向由南向北为北北西-北北东向，大致向南倾伏，两翼地层倾角6—14°，井田内轴长1400m。该背斜由钻孔控制的煤层底板等高线图予以确定。（5）S1背斜位于井田西界中北段内侧，轴向N40°W，北西段向南东倾伏，南东段为北西倾伏，北东翼地层倾角平缓为5—6°，南西翼地层倾角较陡为7-15°，井田内轴长1450m。S1背斜背斜受野外地层产状和井下开采揭露，已经查明。（6）庄子村背斜位于井田北西部崔S-4～崔3-7号钻孔之间，轴向N30°E，向南西倾伏，两翼地层倾角5°，井田内轴长约1500m。该背斜受井下揭露控制，已经查明。2、河溪沟井田该井田剩余资源主要是9、10号煤层，分布于井田北东部，其余地带上、下组煤已基本开采完毕。（三）构造的控制程度1、褶曲崔家沟井田中、东部均被第三、四系覆盖，且各煤层均未开采，故位于该地带的褶曲主要通过受钻孔控制的煤层底板等高线予以确定。河溪沟井田剩余资源分布区即北东部褶曲受地表产状和上组煤井下揭露的控制，要素基本查明。2、断层地质报告评价重点区崔家沟井田东部属于未开采地段，且均被第三、四系覆盖，其边界断层均受地面物探、钻探等手段控制，主要要素基本查明。本次揭露的柳树原断层走向，从地质力学角度及周围钻孔煤层底板等高线控制资料分析，报告所确定的北北西向的走向方向基本与上述断层走向方向一致，符合小区域大断层走向呈平行排列延展的力学规律，因此本报告认为柳树原断层走向方向基本正确。所以，上述断层受地面物探、钻孔直接揭露及周围钻孔煤层底板标高和地质力学规律的综合分析，其各种要素基本查明。1.2.4井田水文地质特征井田地表河流：井田内主要河流为汾河，由北东至南西方向纵贯井田的中部，为沿崔家沟井田西部边界向南西经河溪沟井田而流出。崔家沟井田内无常年性水流，沟谷中发育有多条季节性河流，主要有河溪沟、大家沟、崔家沟、南庙沟、刘家沟。各季节河流旱季受基岩裂隙泉水补给，流量不大，短距离内潜没；雨季时有水流，暴雨时水势凶猛，数日后即变为溪流，全年大部分时间干涸无水，为季节性山洪河道。当地居民在沟谷中用土石筑坝储水，形成小型水库，以解决人畜用水，但当山洪暴发时库坝容易被冲垮。1.3煤层的埋藏特征1.3.1煤层1、崔家沟井田可采煤层为2上、2下、6、9、10、10下、11号7层，详见可采煤层特征一览表1—2—1。1）、2上号煤层位于山西组中上部，厚0.00-1.40m，平均0.85m。顶板泥岩为主，占38%，砂质泥岩和中细粒砂岩次之，分别为25%，局部为粉砂岩占10%；底板泥岩为主，占46%，砂质泥岩次之占25%，局部中细粒砂岩和粉砂岩，分别占13%。夹矸0-1层，大部不含夹矸，结构简单，夹矸厚度0—0.07m，平均0.01m。全井田赋煤区属大部可采的稳定煤层。表1—2—1可采煤层特征一览表时代煤层号厚度(m)间距(m)夹矸夹矸厚度(m)顶板岩性底板岩性可采性稳定型最小-最大平均最小-最大平均最少-最多最小-最大平均山西组(P1s)2上0-1.400.85(59)0-0.070.01泥岩、中细粒砂岩泥岩、砂质泥岩全井田可采稳定2下0.22-5.541.84(69)0-60-1.090.27泥岩、炭质泥岩全井田可采稳定(C3t)60-2.500.92(59)0-20-0.550.07泥岩、粉砂岩泥岩、砂质泥岩局部可采不稳定90-10-0.650.01石灰岩泥岩、砂质泥岩全井田可采稳定101.20-6.703.60(62)0-50-1.150.49泥岩、粉砂岩泥岩、粉砂岩全井田可采稳定10下0.40-2.831.23(16)0-30-0.850.16泥岩泥岩局部可采不稳定110-3.301.34(62)0-50-1.370.30泥岩、砂质泥岩泥岩、铝质泥岩局部可采不稳定2上号煤层于西部和中北部已开采，中南部和东部未开采，未开采地段厚度0.70—1.10m左右，变化不大，柳树原断层南端西侧不可采，未开采地段赋煤区属大部可采的稳定煤层。2）、2下号煤层位于山西组中部，上距2上号煤层0-16.45m，平均间距6.25m。厚0.22-5.54m，平均1.84m，顶板泥岩为主，占35%，砂质泥岩和中细粒砂岩次之，分别占26%，局部粉砂岩占14%；底板泥岩为主占53%，砂质泥岩和中细粒砂岩次之，分别占14%，个别为粉砂岩5%，含夹矸0-6层，大部含2层夹矸，夹矸总厚度0-1.09m，平均0.27m。2下号煤层于井田中北部和西部已开采，中南部和东部未开采，未开采地段厚度自南西向北东逐渐增厚，具厚度变化规律性，未开采地段赋煤区2下号煤层属大部可采的稳定煤层。3）、6号煤层位于太原组上段下部，上距2下号煤层18.80—51.59m，平均间距36.65m，厚度0.00-2.50m，平均0.92m。顶板泥岩为主，占61%，局部为砂质泥岩，粉砂岩及中细粒砂岩，分别为13%，13%，11%；底板泥岩为主，占55%，砂质泥岩次之，占26%，局部粉砂岩和炭质泥岩，分别占8%。含夹矸0-2层，大部不含夹矸，局部含一层夹矸，个别含2层夹矸，结构简单，夹矸总厚0.00-0.55m，平均0.07m。6号煤层开采系统已经形成，并于2005年始生产出煤，其可采区位于中东部—中北部，东部；中南部及西部大部尖灭或不可采，并与局部冲刷。可采区中东部厚度0.70-2.40m，中北部厚度0.70-2.50m，厚度总体上变化较大，可采范围不规则，总述属局部可采的不稳定煤层。4）、9号煤层位于太原组下段顶部，上距6号煤层39.81-57.27m，平均间距49.86m。厚度0.70-1.43m，平均1.11m。顶板为K2石灰岩，占97%，个别点为泥岩或铝质泥岩；底板泥岩为主，占68%，局部为砂质泥岩和粉砂岩，分别占15%和13%。含夹矸0-1层，大部分不含夹矸，结构简单，个别点含一层夹矸，夹矸厚0.00-0.65m，平均0.01m。9号煤层厚度大部分为1.11m左右，变化不大，属全井田可采的稳定煤层。5）、10号煤层位于太原组下段上部，上距9号煤层0.77-5.11m，平均间距1.49m，厚度1.20-6.70m，平均3.60m。顶板泥岩为主，占68%，局部为砂质泥岩和粉砂岩，分别占15%和13%；底板泥岩为主，占57%，局部为砂质泥岩和粉砂岩、中细粒砂岩、炭质泥岩，分别占12%、12%、10%、9%。含夹矸0-5层，大部含1-2层夹矸，局部含3层夹矸，个别不含夹矸或4-5层夹矸，夹矸总厚度0-1.15m，平均0.49m。7）、11号煤层位于太原组下段下部，上距10下号煤层2.10-8.22m，平均间距4.40m。厚0.00-3.30m，平均1.34m。顶板泥岩为主，占43%，砂质泥岩次之，占24%，局部为细粒砂岩，炭质泥岩，粉砂岩，分别占15%、11%、7%；底板泥岩为主，占64%，铝质泥岩次之，占24%，局部为砂质泥岩和炭质泥岩，分别占6%。含0-5层夹矸，大部只含一层或不含夹矸，结构简单，局部含2-3层夹矸，个别含4-5层夹矸，夹矸总厚0.00—1.37m，平均0.30m。河溪沟井田可采煤层为2上、4、9、10号煤层，其中2上、4号煤层已开采完毕，9、10号煤层于中、西部已开采完毕，剩余资源分布于北东部。1.3.2煤层围岩性质1、崔家沟井田含煤地层为太原组和山西组山西组平均厚度50.19m，共含煤5层（1、2上、2下、3上、3号），煤层平均总厚度3.37m，平均含煤系数7%；其中2上、2下号两层为全井田稳定可采煤层，1、3上、3号3层煤层为不可采煤层，可采煤层平均总厚度2.69m，平均可采含煤系数5%。太原组的平均厚度88.36m，共含9层煤层（4、5、6、7、8、9、10、10下、11），煤层平均总厚度9.67m，平均含煤系数11%；其中9、10号两层煤层为全井田稳定可采煤层，6、10下、11号3层煤层为局部可采的不稳定煤层，可采煤层共计5层，4、5、7、8号4层煤层为不可采煤层，可采煤层平均总厚8.20m，平均可采含煤系数9%。崔家沟井田南东角各煤层均遭剥蚀，故对煤层的评价范围指隐伏煤层露头以内的赋煤区。2、河溪沟井田含煤地层为太原组和山西组山西组共含煤层5层，其中仅2上号煤层为稳定可采煤层，现已开采完毕。太原组共含煤8层（4、5、6、7、8、9、10、11），其中4号煤层为局部可采煤层，现已开采完毕，9、10号煤层为稳定可采煤层，现已大部开采完毕，5、6、7、8、11号五层煤层为不可采煤层。9、10号煤层剩余资源分布于北东部，并且正在开采，11号煤层仅于西部呈不规则状分布，小范围可采，可采范围小于井田面积的1/3，且厚度大部小于1m，至今未进行开采，故从现行勘查规范和生产部门对其可采性意见两方面考虑，认为11号煤层属于不可采煤层。1.3.3煤的性质及品种(一)物理性质和煤岩特征2上号煤层：层状结构，以亮煤、暗煤互层为主，镜煤次之，条痕棕褐色，断口呈角粒状，散煤容重0.93t/m3，性脆，属低强度级煤（大于25mm级占38%）。2下号煤层：条带状，以半亮煤、亮煤、暗煤为主，镜煤次之，条痕棕褐色，性脆，属低强度级煤（大于25mm级占40%），贝壳状断口，散煤容重0.95t/m3。9号煤层：层状结构，以半亮煤、亮型煤、暗煤为主，丝炭次之，呈扁平豆体分布，硬度较大，属中强度级煤（大于25mm级占61.7%），断口呈不平整，条痕黑色，散煤容重0.909t/m3，单轴抗压强度Rc=9.76(7.6-12.4)MPa，普氏系数f=1.0。10号煤层：层状结构，以亮煤为主，暗煤、镜煤次之，断口平整，性脆，属中强度级煤（大于25mm级占59.4%），条痕黑色，散煤容重0.978t/m3，单轴抗压强度Rc=7.70(6.76-8.54)MPa，普氏系数f=0.8。10下号和11号煤层：层状结构，以亮煤、暗煤为主，镜煤次之，贝壳状断口，条痕棕色。(二)煤的化学性质1、灰分(Ad)各煤层原煤平均灰分在14.00～29.72%之间。洗选后，各煤层灰分均降至10%以下，属低灰煤。2、全硫(St,d)各煤层原煤平均全硫在0.44～2.98%之间，其中9号、10号、11号煤层部分硫分大于3%（不开采），洗后均为低中硫煤。3、元素组成各煤层的元素组成以碳为主，还包括氢、硫、磷、氟、砷、氯等。4、挥发分(Vdaf)各煤层的浮煤平均无水无灰基挥发分在15.12～20.44%之间。各煤层均在15%以上。5、发热量(Qgr，d)各煤层原煤无水无灰基弹筒发热量在24.04～29.56MJ/kg之间，各煤层均在24MJ/kg以上。6、煤的可选性2上号煤层：假定浮煤灰分为8.5%和10%时，理论分选密度分别为1.44、1.54，±0.1含量分别为28.5%、15.2%，可选性等级属“较难选”至“中等可选”，浮煤回收率分别为75.00%、84.00%，均评为“优等”。随着假定浮煤灰分的提高，可选性变好，浮煤回收率增大。2下号煤层：假定浮煤灰分为8.5%和10%时，理论分选密度分别为1.42、1.47，±0.1含量分别为41.0%、28.8%，可选性等级属“极难选”至“较可选”，浮煤回收率分别为61.00%、71.00%，可评为“良等”和“优等”。9号煤层：假定浮煤灰分为8%和9%时，理论分选密度分别为1.75、2.10，±0.1含量分别为6.5%、8.1%，可选性等级均属“易选”，浮煤回收率分别为74.00%、76.00%，均可评为“优等”。10号煤层：假定浮煤灰分为8%和9%时，理论分选密度分别为1.60、1.79，±0.1含量分别为4.2%、11.6%，可选性等级属“易选”至“中等可选”，浮煤回收率分别为71.87%、74.50%，均可评为“优等”。7、煤类及工业用途2上号煤层属特低灰—高灰、特低硫—低硫、低热值—特高热值、强—特强粘结的焦煤，是很好的炼焦用煤；2下号煤层：特低灰—中灰、特低硫—中硫、中热值—特高热值、强粘结性—特强粘结性的焦煤，是很好的炼焦用煤；6号煤层：属特低灰—高灰、特低硫—中低硫、低热值—高热值、弱粘结性—特强粘结性的焦煤和瘦煤，可作炼焦配煤和动力用煤；9号煤层：属特低灰—高灰、低硫—高硫、低热值—特高热值、不粘结性—中强粘结性的瘦煤、贫瘦煤和贫煤，可作炼焦配煤和动力用煤；10号煤层：属特低灰—中灰、中低硫—高硫、中热值—特高热值、不粘结性—中粘结性的瘦煤、贫瘦煤和贫煤，一般作炼焦配煤和动力用煤；10下号煤层：属低灰—高灰、特低硫—高硫、低热值—高热值、不粘结性—中强粘结性的瘦煤、贫瘦煤和贫煤，可作炼焦配煤和动力用煤；11号煤层：属特低灰—高灰、低硫—高硫、低热值—高热值、不粘结性—弱粘结性的贫瘦煤和贫煤，可作动力用煤。1.3.4顶板、瓦斯、煤尘及煤的自然发火期1、顶底板条件1）9号煤层顶板除少数钻孔分布泥岩伪顶，随开采而自行垮落外，其余大部分钻孔均为K2石灰岩直接顶板，属坚硬岩石，稳定性好。2）2上、2下、6、10、10下、11号煤层顶板除2上、2下、6号煤层有少量中、细粒砂岩顶板属半坚硬岩石，稳定性中等外，其余地带及下组煤顶板均以泥岩砂质泥岩为主，局部粉砂岩，属松软岩石，稳定性差。3）各煤层底板均为泥岩、砂质泥岩或少量铝质泥岩、炭质泥岩，均属松软岩石，稳定性差，遇水易产生底鼓。2、瓦斯根据地质报告，各煤层甲烷含量均值小于1ml/g（干燥无灰基）。煤层中甲烷含量最大为3.53ml/g（干燥无灰基）。自然瓦斯成份中，2上号、10号煤层甲烷成份占到0-99.44%，属CO2-N2带、N2-CH4带和CH4带；其它各煤层甲烷成份占到0-69.60%，属CO2-N2带和N2-CH4带。根据地质报告中煤层瓦斯资料，开采9、10号煤层时，本次设计预测矿井相对瓦斯涌出量1.85m3/t，属于低瓦斯矿井。从河溪沟井、崔家沟井多年实际生产看，本矿井为低瓦斯矿井，在矿井今后的生产中，应对瓦斯引起足够的重视，坚决执行《煤矿安全规程》及国家关于安全生产的法律、法规，确保矿井安全正常地生产。3、煤尘爆炸据地质报告资料，本矿开采煤层均有爆炸性。4、煤的自燃据山西省煤炭工业综合测试中心鉴定报告，本矿开采的9号、10号煤层为自然煤层，从矿井开采资料看，自燃发火期为6个月。2井田境界与储量2.1井田境界中华人民共和国国土资源部颁发的第1000000720015号采矿许可证，批准开采2号、3号、4号、5号、6号、7号、9号、10号、11号煤层，开采深度210m～890m。井田东西走向长6.20～14.70km，南北倾斜宽2.70～6.50km，面积48.3457km2。整个井田形态呈一“拐角”形。2.2地质储量的计算2.2.1资源/储量估算范围1、崔家沟井田参加资源/储量估算的煤层为2上、2下、6、9、10、10下、11号煤层。各煤层资源/储量估算范围为：北界；东界（2上、2下号煤层为东界内侧孝义断层下盘断煤交线）；南东界为煤层风氧化带边界；南西界为静升断层上盘断煤交线并向南西方向接井田边界；西界，并扣除井田内有证小煤矿矿区范围，2上、2下、6号煤层扣除采空区范围，6号煤层扣除冲刷带范围，2上、2下、6、10下、11号煤层扣除0.70m以外之不可采范围。2、河溪沟井田参加本次资源/储量估算的煤层为9、10、11号煤层剩余资源（北东部），其估算范围边界为井田边界、采空区边界。2.1.2工业指标河东煤矿井田为炼焦用煤，煤层倾角均小于25°，故据现行规范确定最低可采厚度为0.70m，最高灰分为40%，最高硫分为3%。2.1.3资源/储量估算结果根据矿井地质报告所描述，河溪沟井9、10、10下、11号煤层硫分平均值均小于3%，符合规范规定的工业指标，均属于保有资源/储量。河东煤矿井田地层倾角小于15°，2上号视密度为1.43t/m3、2下号煤层视密度为1.45t/m3，6号煤层视密度1.50t/m3、9号煤层视密度1.39t/m3、10号煤层视密度1.43t/m3、10下号煤层视密度为1.56t/m3、11号煤层视密度1.54t/m3、本井田共获2上号、2下号、6号、9号、10号、10下号、11号煤层资源/储量308.29Mt，其中2上号煤层21.07Mt、2下号煤层42.21Mt、6号煤层17.93Mt、9号煤层44.03Mt、10号煤层131.56Mt、10下号煤层21.84Mt、11号煤层29.65Mt。储量计算详见表2—1—1。表2—1—1各煤层资源/储量计算表单位：Mt井田硫分（%）煤层号资源储量（Mt）111b122b333111b+122b合计崔家沟井田硫分小于32上7.645.857.5813.9421.072下15.759.0517.4124.8042.21617.9317.93913.496.789.0320.2729.301033.9110.452.4244.3646.7810下1.881.881127.1027.10硫分大于395.443.171.898.6110.501024.0317.8629.9541.8671.8410下19.9619.96112.552.55河溪沟井田硫分小于394.234.234.231012.9412.9412.94合计117.4353.16137.70170.59308.292.3可采储量的计算2.3.1矿井工业资源/储量矿井工业资源/储量=111b+122b+333k,式中：K——可信度系数，根据本矿井地质构造属中等类型、煤层赋有稳定的特征，K值取0.7。井田可利用的工业资源量分析见表2—1—2。表2—1—2可利用的工业资源量表单位：Mt块段煤层现保有资源/储量暂不利用资源量可利用资源量111b122b333k合计突水系数＜0.15MPa/m2上7.645.855.3118.8018.802下15.759.0512.1936.9936.99612.5512.5512.55912.878.2921.1621.161054.3218.8773.1973.1910下1.531.531.531116.6016.6016.60合计90.5842.0748.18180.82180.82突水系数＞0.15MPa/m910.291.667.6419.5919.591016.569.4422.6648.6648.6610下13.7613.7613.76114.154.154.15合计26.8511.1048.2186.1686.16全井田2上7.645.855.3118.8018.802下15.759.0512.1936.9936.99612.5512.5512.55923.169.957.6440.7519.5921.161070.8828.3122.66121.8548.6673.1910下15.2915.2913.761.531120.7620.764.1516.60合计117.4353.1696.39266.9886.16180.822.3.2矿井设计资源/储量计算矿井设计资源/储量=矿井工业资源/储量-永久煤柱损失永久煤柱损失包括井田境界，已有的地面建(构)筑物、村庄、断层煤柱、防水煤柱等永久性煤柱损失。1、矿井设计可采储量矿井设计可采储量按下式计算：Zk=(Zs-p)·C式中：Zk——矿井设计可采储量，kt；Zs——矿井设计资源/储量，kt；P——开采时需留设煤柱损失量的总和。开采时需留设的煤柱有：工业场地及风井场地、采区边界、开拓大巷等主要巷道需留设的保护煤柱。C—采区回采率。根据《煤炭工业矿井设计规范》，2上号、6号、9号、10下、11号煤层取85%，2下号煤层取80%，10号煤取75%。工业场地、风井场地、地面村庄、已有的建(构)筑物地面范围按其实际占用范围并考虑其保护等级的围护带宽度而圈定，井下各可采煤层的保护煤柱范围计算方法为：松散层地层移动角取45°，基岩地层移动角走向取72°，上山取72°，下山取72-0.6α。其它保护煤柱留设参数如下：井田境界20.0m，开拓大巷两侧各留设30.0m，采区边界两侧各留设5.0m。经计算，矿井设计可采储量总计为72.96Mt，其中2上号煤层9.66Mt、2下号煤层16.51Mt、6号煤层3.87Mt、9号煤层9.26Mt、10号煤层27.48Mt、10下号煤层0.27Mt、11号煤层5.91Mt。储量计算详见表2—1—3。表2—1—3设计可采储量计算表单位：Mt煤号编号地质资源量(111b+122b+333)工业资源/储量(111b+122b+333k)井田境界、村庄等永久煤柱设计资源/储量工业场地,风井场地,井下主要巷道、采区分界等煤柱损失开采损失设计可采储量2上21.0718.806.0812.721.361.709.662下42.2136.9913.3623.632.994.1316.51617.9312.556.595.961.410.683.87944.0321.167.7013.462.561.639.2610131.5673.1927.0846.119.479.1627.4810下21.841.530.770.760.440.050.271129.6516.606.979.632.681.045.91合计308.29180.8268.55112.2720.9118.4072.963矿井工作制度及生产能力3.1矿井工作制度矿井设计年工作日330d，每天四班作业(其中三班生产，一班检修)每日净提升时间16h。3.2矿井设计生产能力及服务年限3.2.1矿井生产能力根据山西某矿业(集团)有限责任公司河东煤矿的设计委托要求，结合本井田煤层赋存条件、开采条件、矿井装备水平、煤炭外运条件和市场需求等因素，综合确定矿井的设计生产能力为1.20Mt/a，其理由如下：1、本井田内煤炭储量丰富，可采及局部可采煤层共7层。先期开采地段:崔家沟井田西部和河溪沟井田北东部上组煤均已开采，并对构造进行了详细揭露及分析研究，各种构造特征已经查明，此区域确定为矿井先期开采地段河溪沟井田9、10号煤层剩余资源并向东至崔家沟井田东部分布的柳树原断层走向线及其向北西顺延至井田北界的线段之间的地段。其开采范围由以下27个拐点座标圈定：1、X=4087345.000Y=19571374.0002、X=4088150.000Y=19570850.0003、X=4088640.000Y=19570790.0004、X=4088970.000Y=19570660.0005、X=4089470.000Y=19570650.0006、X=4090130.000Y=19570650.0007、X=4090642.000Y=19570986.0008、X=4090892.000Y=19571336.0009、X=4091130.000Y=19571512.00010、X=4091530.000Y=19571710.00011、X=4090840.000Y=19573150.00012、X=4091075.000Y=19573140.00013、X=4091070.000Y=19575050.00014、X=4091000.000Y=19575050.00015、X=4091000.000Y=19575627.00016、X=4090020.000Y=19575851.00017、X=4089172.000Y=19576020.00018、X=4087642.000Y=19576328.00019、X=4086554.000Y=19576495.00020、X=4087183.000Y=19575557.00021、X=4087654.000Y=19574748.00022、X=4088035.000Y=19574123.00023、X=4088505.000Y=19573122.00024、X=4088475.000Y=19573106.00025、X=4088372.000Y=19573100.00026、X=4088030.000Y=19572470.00027、X=4087690.000Y=19571910.000井田面积共计18.422km2。矿井开采的9号、10号煤层其111b+122b+333k储量达94.35Mt，设计可采储量36.74Mt，若按井型1.20Mt/a考虑，矿井服务年限21.87a，考虑到崔家沟井田内的上组煤及后期崔家沟井田内的2上号、2下号、6号、10下号、11号煤层设计可采储量36.22Mt，则矿井的总服务年限约43.43a，故矿井的开发规模较为合理。2、本井田范围内地质构造中等，地层倾角小于15°，仅局部小范围因断层影响倾角大于15°，最大可达45°左右。根据地质报告，区内没有发现较大断层、陷落柱等不良地质因素，适宜综合机械化高产高效开采，由于先期开采9号煤层厚度为0.70～1.43m，平均1.11m，适合高档普采；10号煤层为厚度为1.20～6.70m，平均3.60m，适合综合机械化开采。3、山西某矿业(集团)有限责任公司河东煤矿在长期的生产实践中积累了丰富的矿井生产、管理经验，具备了建设和管理大型矿井的能力。4、从地面矿井工业场地占地面积分析，利用的矿井工业场地可满足矿井1.20Mt/a井型的占地要求。5、从矿井提升角度分析，本矿采用斜、立井混合开拓，主斜井装备带宽B＝1000mm胶带输送机提煤，完全可以满足矿井1.20Mt/a提升要求。6、近年来我国的经济一直保持持续强劲增长的势头，各行业对煤炭基础能源的需求呈现出逐年上升的趋势，生产各类煤种的煤矿均呈现产销两旺的大好格局。山西某矿业(集团)有限责任公司河东煤矿是山西某矿业(集团)有限责任公司子公司，山西某矿业(集团)有限责任公司依托山西焦煤集团的煤炭营销网络，可将本矿井生产的煤炭销往全国各地，故本矿井生产的煤炭销售完全有保障，矿井的生产必将呈现产销两旺的大好格局。7、河东煤矿河溪沟井交通便利，南同蒲铁路和大运公路沿河溪沟井工业广场北西侧通过，区内均有三级公路与其相连通。河溪沟井距两渡车站0.4km。两渡车站南距灵石车站10km，北距介休车站10km，经灵石站和介休站通往全国及全省各地，本矿井的煤炭外运条件较为优越。本矿井建设的电源、水源、通信等其它条件已经落实，具备了升级改造为大型矿井的外部条件。8、鉴于初期开采的9号、10号煤层基本为薄～中厚煤层，工作面生产能力的提高受到煤层可采厚度等影响煤矿生产综合因素的影响，矿井井型不宜过大。综合以上因素，矿井井型确定为1.20Mt/a是合理的。3.2.2矿井服务年限矿井服务年限按下式计算：T=Z/(A·K)式中：T——服务年限，a；Z——设计可采储量，Mt；A——矿井设计生产能力，kt/a；K——储量备用系数，取1.4。则矿井服务年限为：T=72.96/(1.2×1.4)=43.43a4井田开拓4.1井田开拓方式的确定4.1.1井筒位置、形式、数目及通风方式井筒位置、形式及数目根据井田开拓方案，达产时，共布置主斜井、副立井、材料斜井及回风斜井共四个井筒，主斜井、副立井位于河溪沟工业场地内，回风斜井、材料斜井位于崔家沟工业场地内。各井筒用途分述如下：主斜井：净宽4.16m，净断面10.95m2,倾角16°，斜长633.00m。井筒中装备一条带宽1000mm的带式输送机，担负全矿井煤炭提升任务，兼作矿井的进风井筒和安全出口。沿井筒敷设有下井电缆、排水管、洒水管等。副立井：直径5.0m，净断面19.60m2，垂深81.00m。装备一对1T单层单车普通罐笼，担负矿井井下人员的升降、矸石提升、材料设备下放等辅助提升任务，是矿井的进风井筒，在井筒内装备行人梯子间兼作矿井的安全出口。材料斜井：净宽3.60m，净断面10.10m2，倾角25°，斜长326.50m。井筒内铺设单轨，轨距600mm，轨型30kg/m，担负矿井矸石提升、大件设备下放，兼作矿井的安全出口，沿井筒敷设有洒水管。回风斜井：净宽4.50m，净断面12.90m2，斜长391.60m，为矿井专用的回风井筒，兼作矿井的安全出口，沿井筒敷设有排水管、洒水管、压风管路等。4.1.2通风方式根据开拓布置，矿井采用主、副斜井、材料斜井进风，回风斜井回风的通风方式。主扇的工作方式采用抽出式。二、开拓方案（一）井田开拓方案综述根据确定的矿井工业场地位置和施工现场实际揭露各可采煤层情况，河溪沟井升级改造工业场地利用现有的河溪沟井工业场地，矿井采用斜、立混合开拓方式，在工业场地内利用已布置的主斜井、副立井作为河溪沟井升级改造工程的主、副井筒，在距工业场地东部约2.0km处距两渡煤矿洗煤焦化厂东南约300m的沟谷台阶地上利用新增设并施工完成的崔家沟回风斜井作为河溪沟井升级改造工程的初期回风斜井井筒；原崔家沟副斜井通过井筒断面刷大、延深改造为材料斜井，承担该矿井工业场地内所有大件材料的提升任务，后期在开拓大巷过柳树原断层后布置矿井后期回风立井，将崔家沟回风斜井在后期改为进风井筒。本矿设计9号、10号煤层配采，在达到设计能力时布置一个9号煤层高档普采工作面和一个10号煤层综采工作面，但10号煤层的开采需要先对9号煤层进行剥离；本次设计考虑投产初期在集中煤仓附近9号煤层布置一个高档普采工作面，据此提出两个开拓方案，叙述述如下：开拓方案一：井田开拓方式采用斜、立混合开拓，在河溪沟井工业场地内利用主斜井、副立井井筒，在距工业场地东部约2.0km处距两渡煤矿洗煤焦化厂东南约300m的沟谷台阶地上利用新增设并施工完成的崔家沟回风斜井作为河溪沟井升级改造工程的初期回风井，后期在开拓大巷过柳树原断层后布置矿井后期回风立井，将崔家沟回风斜井在后期改为进风斜井。主斜井：倾角16°，斜长633.0m。半圆拱断面，净宽4.16m，净断面10.95m2；井筒内装备带宽B=1000mm的带式输送机完成煤炭提升任务，井筒内设行人台阶，兼作进风井和矿井的安全出口。副立井：垂深81.00m，直径5.0m，净断面19.60m2，装备2JK2×2.5-1.2/20E双滚筒绞车完成矿井的材料设备下放、矸石、矿井人员提升等辅助提升任务，井筒内设梯子间，是矿井的主要进风井筒，并兼作矿井的安全出口。材料斜井：净宽3.60m，净断面10.10m2，斜长326.50m，井筒内铺设单轨，轨距600mm，轨型33kg/m，装备JK-2.5/30型单滚筒提升机，提升1t系列矿车。在井筒中设置行人台阶和扶手。由于副立井不能满足矿井辅助提升任务，材料斜井担负矿井运送大件材料、矸石等辅助提升任务，是矿井进风井筒并兼作矿井的安全出口。回风斜井：矿井专用回风井筒，井筒净宽4.50m，净断面12.90m2，斜长391.60m，在井筒中设置行人台阶和扶手。是矿井的专用回风井筒并兼作矿井的安全出口。回风立井（后期）：后期在开拓大巷过柳树原断层后布置矿井后期回风立井，净径Φ6.0m，净断面28.26m2，垂深507.0m，在井筒内装备行人梯子间，是矿井后期的专用回风井筒并兼作矿井的安全出口。根据本井田内可采煤层的赋存特征，采掘机械化装备水平、煤炭工业发展趋势、产业政策，再结合井田境界特征，确定矿井的开拓大巷基本位于井田南北倾斜的中央，沿井田东西走向布置的方式，结合矿井工业场地主斜井、副立井井口标高、井筒倾角及井筒方位角等特征参数，主斜井、暗斜井落底标高均为+560m，后期回风立井落底于9号煤层中，落底标高为+500.0m。矿井以+560m一个水平开拓全井田，主斜井落底后，在落底点设立式井底煤仓，煤仓高度54.0m，直径φ6.0m。根据目前已形成的主、副井筒及井底车场、巷道、＋560m水平集中运输大巷的现状，确定矿井的初期开拓大巷利用＋560m水平集中运输大巷。利用河溪沟井现有新建的＋560m水平井底车场，出井底车场后，＋560m水平集中运输大巷以3‰坡度至崔家沟井田，大巷延伸1600m左右后，通过集中煤仓、行人斜巷与布置在11号煤层中的集中胶带大巷相连通，在+560m水平运输大巷通过材料斜巷与布置在10号煤层中的集中轨道大巷相连通；回风斜井落底9号煤层并与布置在9号煤层中的集中回风大巷相连接。在＋560m水平井底车场布置有溜煤眼、上仓胶带巷、主斜井井底煤仓等硐室。在+560m水平集中运输大巷进入崔家沟井田后在11号煤层中布置集中胶带大巷、10号煤层中布置集中轨道大巷，9号煤层中布置集中回风大巷，三条大巷相互平行，大巷间距30m，在大巷两侧各留设30m的保护煤柱，集中胶带大巷向东北方向开拓748m后三条大巷沿正东方向开拓到井田边界，其中大断层柳树原断层，对开拓巷道布置不产生影响，开拓巷道布置在断层的边缘，落差较小，大断层杨家坡断层在开拓巷道布置方向，落差较大，三条开拓大巷在杨家坡断层两翼以20°暗斜井与断层后布置在10号煤层中的开拓巷道相接。9号、10号、11号煤层的开采划分为五个采区。在一采区、四采区布置采区巷道，回采工作面直接在采区巷道两侧以走向长壁条带式方式布置开采，在二采区、三采区、五采区回采工作面直接在大巷两侧以倾斜长壁条带式方式布置开采，各采区均以大巷、断层为界。开拓巷道大部分巷道在煤层中布置。由于在三采区、四采区村庄压煤较大，考虑村庄搬迁。村庄搬迁是一个复杂的过程，需根据可操作性、经济收益、以及带压开采专项研究报告进行合理的村庄搬迁。在带压开采专项研究报告及村庄搬迁方案完成后，再决定开拓大巷两侧的工作面布置方式。根据地质报告提供的11号煤层O2s岩溶水带压开采分区（Ts等值线）图，把井田内11号煤层划分为安全区、相对安全区、构造带压危险区、危险区，由于9号、10号、11号煤层三层煤间距较近，对于9号、10号煤层的划分同11号煤层。根据地质报告的划分，井田内9号、10号、11号煤层在井田开采的后期属于严重的带压开采，突水危险严重，需要有实力、有资质的可研单位进行带压研究，然后根据研究报告的结论，对开拓方案进行调整，在安全可行的前提下进行开采。大巷煤炭在＋560m水平、一采区胶带上山、集中胶带大巷均采用胶带输送机运输；辅助运输在＋560m水平采用蓄电池电机车牵引矿车的方式，在集中材料大巷、集中轨道大巷、一采区轨道上山采用无极绳绞车牵引矿车的方式，矿井生产后期可随着辅助运输设备性能的完善再选取合适的辅助运输方式。由于崔家沟井田内还剩余部分2号煤层、6号煤层，在柳树原断层之后2号煤层尚未进行开采，在开拓方式布置上考虑井田内2号、6号煤层的开拓布置方式。剩余2号、6号煤层的开采在考虑村庄搬迁后，可在正东方向的下组煤开拓巷道利用16°斜巷进入2号、6号煤层，进行采区巷道的布置并进行开采；在开拓巷道过柳树原断层后，在南部以16°斜巷进入2号煤层，进行采区巷道的布置并进行开采；在开拓巷道过杨树坡断层后，在南部以16°斜巷进入2号煤层，进行采区巷道的布置并进行开采；其中2号煤层的开采划分为3个采区，6号煤层的开采划分为3个采区。矿井采用中央分列式通风系统；矿井通风方法为机械负压抽出式。开拓方案二：由于本矿井是升级改造矿井，为充分利用已有的井筒及地面生产系统，方案二初期的井筒数目及位置开拓布置同方案一，区别在于集中胶带大巷、集中回风大巷，集中轨道大巷的开拓方向、方位的布置不同，叙述如下：同方案一在+560m水平集中运输大巷进入崔家沟井田后在11号煤层中布置集中胶带大巷、10号煤层中布置集中轨道大巷，在9号煤层中布置集中回风大巷，三条大巷平行布置，大巷间距30m，在大巷两侧各留设30m的保护煤柱，集中胶带大巷向东北方向开拓2499m后三条大巷向东南方向开拓2123m后，三条平行大巷向正东方向开拓至井田边界，开拓大巷过柳树原断层后布置矿井后期回风立井。9号、10号、11号煤层的开采划分为五个采区。井下运输同方案一。该方案巷道起伏坡度较大，开拓工程量较大，其中开拓巷道在柳树原断层两翼煤层落差50m，在杨树坡断层两翼煤层落差130m，开拓巷道在上述两个大断层两翼以20°暗斜井与断层后布置在10号煤层中的开拓巷道相接。由于崔家沟井田内还剩余部分2号煤层、6号煤层，剩余2号、6号煤层的开采在考虑村庄搬迁后，可在下组煤开拓巷道利用16°斜巷进入2号、6号煤层，进行采区巷道的布并进行开采；在开拓巷道过柳树原断层后，在南部以16°斜巷进入2号煤层，进行采区巷道的布置并进行开采；在开拓巷道过杨树坡断层后，在南部以16°斜巷进入2号煤层，进行采区巷道的布置并进行开采；其中2号煤层的开采划分为3个采区，6号煤层的开采划分为3个采区。（二）方案比较方案一同方案二比较，方案一具有：1、开拓工程量小，开拓成本低；2、开拓系统简单、生产环节少，充分考虑了本井田的地质构造、村庄、带压等问题；3、采区划分合理，采区内回采工作面接替方便，采区生产时间长，利于矿井的高产高效。综合以上技术及经济比较，方案一较方案二具有明显的优越性，故本次设计推荐方案一为本井田的开拓方案。三、开采水平的划分根据井田开拓方案，考虑到井田开采全部采用长壁开采的特点，并结合矿井开采特点，根据回风井筒合理的服务范围，将井田+560m水平(开采10号煤层)划分为+560m水平一采区、二采区、三采区、四采区、五采区；将井田剩余2号煤层及尚未开采的2号煤层的开采范围划分为2号煤层九采区、十采区、十一采区；将井田剩余6号煤层的开采范围划分为6号煤层六采区、七采区、八采区。采区开采顺序为：一采区→六采区→七采区→二采区→九采区→八采区→三采区→十采区→十一采区→四采区→五采区。下组煤的三、四、五采区奥灰水带压严重，大部分处于奥灰水带压危险区，开采前必须进行充分论证和专门设计，否则不应开采。4.2达到设计生产能力时工作面的配备根据工作面单产能力及相应的其它掘运支配套条件，设计确定以一个生产采区，一个综采工作面，两个煤巷综掘面，一个煤巷普掘工作面，保证矿井1.20Mt/a的设计生产能力。1、回采工作面长度的确定根据本井田+560m水平10号煤层赋存条件，结合矿井煤层开采技术、生产管理技术水平、设计生产能力，普采、综采设备性能、合理的回采工作面年推进度等因素综合考虑，综采回采工作面长度为240.0m。2、回采工作面年推进度根据开采煤层厚度、采煤方法、采煤机切割速度、回采工作面长度、回采工作面产量要求、开机率等计算，普采工作面每天需完成4个循环（考虑正规循环），循环进度为1.2m，日进度4×1.2=4.8；综采工作面每天需完成3个循环（考虑正规循环），循环进度为1.2m，日进度3×1.2=3.6根据矿井工作制度，按每年330d计算，则综采工作面年推进度为330×3.6×0.9=1069.2m。3、采煤工作面生产能力矿井投产及达到设计生产能力时，布置一个综采工作面，10号煤层开采，综采工作面内错15m布置，综采工作面240m，掘进工作面共布置五个，其中两个综掘工作面，两个普掘工作面。回采工作面产量按下式计算：A=L·l·m·r·c式中：A——工作面年产量，t；L——工作面年推进度，m；l——工作面长度，m；m——工作面采高，m；r——煤的容重，t/m３；c——工作面回采率，普采取0.97，综采取0.93。综采工作面设计年推进度取1069.2m，则：A综=1069.2×240×3.60×1.43×0.93≈1.23Mt/a掘进煤量按回采煤量的10%计为0.12Mt/a，矿井总产量为1.23+0.12=

1.35Mt/a，可满足矿井1.20Mt/a设计生产能力。5矿井基本巷道及建井计划5.1井筒、石门与大巷一、井筒布置及装备根据井田开拓方案，矿井升级改造完成投产、达产时，共布置主斜井、副立井、材料斜井及回风斜井共四个井筒，主斜井、副立井位于河溪沟工业场地内，回风斜井、材料斜井位于崔家沟工业场地内。各井筒用途分述如下：主斜井：净宽4.16m，净断面10.95m2,倾角16°，斜长633.00m。井筒中装备一条带宽1000mm的带式输送机，担负全矿井煤炭提升任务，兼作矿井的进风井筒和安全出口。沿井筒敷设有下井电缆、排水管、洒水管等。副立井：直径5.0m，净断面19.60m2，垂深81.00m。装备一对1T单层单车普通罐笼，担负矿井井下人员的升降、矸石提升、材料设备下放等辅助提升任务，是矿井的进风井筒，在井筒内装备行人梯子间兼作矿井的安全出口。材料斜井：净宽3.60m，净断面10.10m2，倾角25°，斜长326.50m。井筒内铺设单轨，轨距600mm，轨型30kg/m，担负矿井矸石提升、大件设备下放，兼作矿井的安全出口，沿井筒敷设有洒水管。回风斜井：净宽4.50m，净断面12.90m2，斜长391.60m，为矿井专用的回风井筒，兼作矿井的安全出口，沿井筒敷设有排水管、洒水管、压风管路等。矿井初期各井筒特征见表5—1—1。表5—1—1矿井初期各井筒特征表项目名称井筒特征表主斜井副立井材料斜井回风斜井井口座标纬距（X）4088817.02440887924089902.2984089482.63经距（Y）19569435.661956933919570771.5819571277标高（m）井口（底板）734.5731748763井底560650610610井筒倾角（度）16°90°25°23°井筒方位角（度）330°10’22”125°50’45”319°57’19”298°井筒斜井长/垂深（m）633.0081.00326.50391.60井筒净宽/净径（m）4.16Ф5.003.64.5井筒净断面（m2）10.9519.6010.1012.90井筒支护方式及厚度表土（mm）C20钢筋砼C20钢筋砼C20钢筋砼C20钢筋砼300mm300mm300mm300mm基岩（mm）锚喷100mm锚喷100mm锚喷100mm锚喷100mm井筒装备装备B=1000mm胶带输送机，人行台阶装备一对1T单层单车普通罐笼，装备金属梯子间装备30kg/m轨道，设人行台阶设人行台阶二、井底车场各硐室矿井划分以+560m水平进行开采，主要开采10号煤层，矿井井底车场及主要永久性硐室设置在矿井的开拓水平。主斜井、暗斜井、均落底于+560m水平。主斜井落底后利用联络巷直接与+560m水平集中运输大巷相联接。主斜井井底设医务室等硐室，暗斜井井底设有+560m水平变电所、+560m水平排水泵房、水仓、管子道、信号硐室、调度室等硐室。在回风斜井井底西侧设爆破材料发放硐室，利用+560m水平集中运输大巷与主斜井井底之间的联络巷兼作+560m水平的井下消防材料库。在+560水平集中运输大巷设蓄电池电机车充电硐室。三、巷道断面和支护形式开拓大巷分别采用半圆拱断面、矩形断面，树脂锚杆与喷射砼支护方式(局部破碎地段喷射砼加金属网或增加锚索支护相结合的支护方式)；各联络巷采用矩形断面，支护方式为锚喷；工作面顺槽断面形式为矩形断面，顶板采用锚杆加金属钢带支护，两帮采用锚杆支护方式，局部地段顶板破碎时采用增加锚索加钢带支护方式。5.2井底车场5.2.1井底车场型式暗斜井落底后直接设置高、低道线路平车场，车场巷道利用平面曲线与+560m水平集中运输大巷相连，高、低道线路长25.0m，可满足暗斜井井底+560m水平存、调车要求，暗斜井井底车场与大巷之间利用蓄电池电机车调车。材料斜井落底后设置高、低道线路平车场，车场巷道利用平面曲线与集中材料大巷相连，高、低道线路长25.0m，可满足材料斜井井底存、调车要求。5.2.2井底煤仓形式及容量井底煤仓布置在主斜井井底，其型式为直径Φ6.0m圆形直立煤仓，高54.0m，有效容积为1500.0t。井底煤仓下口处设有胶带机装载硐室，硐室撒煤由人工清理。5.2.3井底水仓新增+610集中水仓布置在回风斜井井底附近的集中轨道大巷南侧，是升级改造完成后主要排水措施。水仓入口设在回风斜井井底东端。主、副水仓平行布置，+610水仓容积1300m3；功能为集中排水。+560水平水仓（已有）负责+560水平集中运输大巷排水，有效容积1000m35.2.4井下爆破材料发放硐室的形式、容量及通风井下爆破材料库的形式采用壁槽式，其容量可存放炸药1728kg，雷管18000发，通风采用独立通风，其回风道直接与回风大巷相连。5.2.5主斜井井底清理撒煤方式主斜井井底撒煤利用+560m水平井底巷道本水平清理。满足一列车长度后由蓄电池电机车牵引至+560m水平井底车场巷道重车线进入井底车场重车存车线，然后由暗斜井→副立井提至地面。5.3建井工作计划一、巷道掘进进度指标井巷平均成巷进度指标是计算和确定矿井建设工期的依据和基础，其大小直接影响建设工期的长短。设计在对全国专业施工队伍施工水平调研的基础上，综合分析本矿井井巷布置、断面大小、提升运输及施工安全等具体的施工条件和特点，对井巷平均成巷进度指标进行确定，力求正确反映建设工期。井巷平均成巷进度指标如下：斜井井筒表土及强风化基岩段：70m/月；斜井井筒基岩段：100m/月；岩巷：130m/月；煤巷：大巷普掘队250m/月，采区巷道综掘队400m/月；硐室：700m3/月。二、矿井投产时的井巷工程总量矿井投产时的井巷工程总量为11091.9m，掘进总体积155333.6m3，万吨掘进率为92.4m、万吨掘进体积1294.4m3。矿井移交时的井巷工程量详见表5—3—1。表5—3—1井巷工程量汇总表序号巷道名称巷道长度（m）掘进体积（m3）半煤岩煤岩小计巷道硐室小计1斜井井筒（含表土段）718.1718.19736.169736.162井底车场及硐室831.2831.2651813900204183运输大巷及回风大巷4286.64286.665849.85865849.864采区5256525658829.5650059329.565合计52565835.911091.9140933.5814400155333.66采煤方法6.1采煤方法河溪沟井为生产多年的矿井，多年来一直开采井田内的山西组及太原组煤层，目前主要开采井田内9号、10号煤层。根据矿井成功开采9号煤层的经验，本次设计9号煤层的采煤方法确定为：薄煤层高档普采采煤法，全部跨落法管理顶板。11号煤层为最下部的可采煤层，其赋存条件及开采技术条件与9号煤层基本相同，故11号煤层的采煤方法与9号煤层相同。鉴于一采区10号煤层的赋存条件及开采技术条件，根据井田的开拓部署方式，结合矿井的设计生产能力、目前国内煤矿同类井型采掘机械装备水平及实际使用情况、本矿井的生产技术管理水平,本矿井主采煤层10号煤层可选择的采煤方法主要有：综采长壁一次采全高和综采长壁放顶煤两种采煤方法进行比选，经比较设计推荐的10号煤层采煤方法为综采长壁一次采全高的采煤方法,顶板管理采用全部垮落法。其理由为：综采放顶煤采煤法虽然具有高产、高效、安全、生产集中、单面生产能力较大、吨煤生产能耗低、回采设备投资较一次采全高低等一系列优点，是开采厚煤层在技术经济上较为合理的采煤方法，目前在国内外应用较为成功，但此采煤方法对开采煤层的采煤放煤的采放比例、煤层的可放性、煤层顶板随开采的跨落及破碎程度、回采工作面在采放煤时的瓦斯涌出量、对回采工作面工人技术操作管理水平等一系列因素有着较为严格的要求，否则存在着煤炭资源回收率低、放煤中顶板窜矸率较高、回采工作面瓦斯极易超限等一系列问题。根据目前国内放顶煤综采工作面合理的采放比例为1：2.5～3，煤层的可放性要好、煤层的顶板跨落程度适中等条件下，此采煤方法才能充分体现出良好的技术及经济效益。鉴于10号煤层在一采区区域内最大厚度仅为4.3m，平均厚度3.34m，故在达产时10号煤层中采用综采一次采全高采煤法。这种采煤方法具有：煤层厚度适中采用国产采、支、运设备完全能满足其开采要求、回采工作面过风断面大利于矿井回采工作面的通风管理、生产工艺及管理较放顶煤简单、煤炭资源回收率高等优点，选择综采一次采全高采煤法符合本矿井的煤层赋存条件及开采技术条件。综上所述，本次设计2上号、6号、9号和11号煤层的采煤方法确定为：薄煤层高档普采一次采全高采煤法，全部跨落法管理顶板。鉴于2下号、10号煤层的赋存条件及开采技术条件，结合矿井的设计生产能力、目前国内煤矿同类井型采掘机械装备水平和本矿井的生产技术管理水平，本设计主要设计本矿井10号煤层采煤方法为综采长壁一次采全高的采煤方法，顶板管理采用全部垮落法。6.2确定采区巷道布置和要素6.2.1采区巷道布置根据推荐井田开拓方案，首采区布置在+560m水平一采区，一采区9、10、11号煤层联合布置。+560m水平一采区共布置轨道上山、胶带上山、回风上山三条平行巷道。其中轨道上山沿10号煤层布置，胶带上山沿11号煤层布置，回风上山沿9号煤层布置。大巷间距均为30.0m，外侧上山各留设30.0m的保护煤柱。开采10号煤层时，回采工作面轨道顺槽、胶带顺槽采用单顺槽沿开采煤层布置。回采工作面轨道顺槽通过顺槽联络巷与轨道上山相联；胶带运输顺槽与胶带上山直接连接，胶带输送机直接搭接；轨道顺槽与回风上山直接联接。一采区内回采工作面均采用前进式开采，回采工作面内采用后退式开采。6.2.2投产和达到设计生产能力时的采区数目和位置矿井投产和达到设计生产能力时，设计以一个采区保证矿井的设计生产能力，首采区布置在集中煤仓附近的一采区。由于本矿主要开采10号煤层的开采所以矿井投产时一采区内共布置一个综采工作面。为使矿井尽快建成投产，尽早出煤，首采工作面布置在集中煤仓附近，开拓大巷南侧。矿井达到设计生产能力时，一采区内共布置一个综采工作面。6.2.3煤层分组、分层关系及开采顺序根据井田内煤层赋存情况，可采煤层为2号、6号、9号、10号、11号煤层，其中2号煤层为山西组，6号、9号、10号、11号煤层为太原组。2号煤层又分为：2上号、2下号煤层，10号煤层又分为：10上号、10下号煤层，各采区工作面按下行式开采，同煤层也采用下行式开采。6.3回采工艺与劳动组织6.3.1工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型矿井以一个生产采区和一个综采工作面保证矿井设计生产能力。10号煤层综采工作面设备选型：根据建设单位10号煤层综采工作面多年开采经验三机合理配套，召集有关专家，通过对煤层赋存条件及顶底板岩性等开采技术条件的分析，确定采煤机采用MG300/700-WD型交流变频电牵引双滚筒采煤机，工作面刮板输送机采用SGZ764/630型。各设备的主要技术特征见表6－3－1～2。表6—3—1MG300/700-WD型采煤机技术参数表项目单位技术参数采高m2.10～4.10装机功率kW700煤层倾角度≤40°截深m0.6滚筒直径mmΦ1600、Φ1800、Φ2000牵引方式电液互换无链销轨牵引力kN687牵引速度m/min0～8.7机面高度mm1460电压V1140,3300灭尘方式内外喷雾总重t45表6—3—2SGZ764/630型刮板输送机技术参数表项目单位技术参数设计长度m200输