采矿工程毕业设计（论文）-山西煤运集团石碣峪煤矿11号煤层开采设计

1、山西大同大学本科生毕业设计中文题目： 石碣峪矿11#煤层毕业设计 英文题目：Graduation design of coal seam no.11 in shijie valley mine 学 院： 煤炭工程学院 姓 名： 学 号： 专 业： 采矿工程 班 级：16级采矿专升本二班指导教师： 职 称： 完成日期： 2018 年 5 月 30 日摘 要全套图纸加扣 3346389411或3012250582本次毕业设计内容是石碣峪煤矿11煤层。位于朔州市朔城区沙楞河乡上石碣峪村南约500m处。井田面积6.2997Km2.该煤层年设计能力90万吨，服务年限为12年。煤层厚度为2.44m煤层平均

2、倾角为0-10。矿井通风方式为中央分列式，采用抽出式通风。新鲜风流从主副井进入，污风从风井抽出，工作面通风方式为U型通风。对于矿山安全生产，矿井实现机械化，并采取了一系列防火，防瓦斯，防顶板的安全技术措施。井下用输送带输送机运煤，无轨胶轮车为辅助运输设备。此次设计矿井采用盘区式开采，整个井田分为三个盘区，首采工作面布置在1101区域，工作面长度为200m。采用后退式的回采顺序，回采工艺为综合机械化采煤，剩下的边角煤用炮采。矿井的工作制度定为“四六制”，采空区的顶板采用全部垮落法处理。矿井的机械设备均严格进行选择，采煤机采用无链电牵引采煤机，采高为3.8m，截深为0.8m。关键词：综合机械化；采

3、空区处理；中央分列式通风；全部垮落法ABSTRACTThis graduation project is about the no. 11 coal seam of shijie valley coal mine. It is located about 500 meters south of shijie valley village, shangshi jie village, sharianhe township, shuocheng district, shuozhou city. The well field area is 6.2997Km2. The annual design

4、capacity of the coal seam is 900,000 tons and the service life is 12 years. Coal seam thickness of 2.44 m average coal seam dip Angle of 0 to 10 .The mine ventilation mode is the central march-past, and the extraction ventilation is adopted. Fresh air flow enters from the main auxiliary shaft, and d

5、irty air is drawn out from the air shaft. The ventilation mode of working face is u-shaped ventilation.For the mine safety production, the mine realizes mechanization, and has adopted a series of fire prevention, gas prevention, roof safety technical measures. Coal is transported by underground conv

6、eyor belt conveyor, and the trolley is the auxiliary transportation equipment. In this design, the whole well field is divided into three disc areas. The first mining face is arranged in area 1101 and the working face length is 200m. The reverse mining sequence is adopted, and the recovery process i

7、s comprehensive mechanized coal mining, and the remaining corner coal is gunned.The working system of the mine is set as four or six systems, and the roof of the goaf is treated by the collapse method. The mechanical equipment of the mine is strictly selected, and the coal mining machine adopts no-c

8、hain electric traction shearer with a height of 3.8m and a depth of 0.8m.Key words: comprehensive mechanization; Goaf treatment; Central march-past ventilation; Total collapse method目 录1井田概况及井田地质特征11.1井田概述11.1.1井田地理位置11.1.2交通条件11.1.3地形特点31.1.4气候水文条件31.1.5矿区开发情况41.2井田地质特征41.2.1井田地形和地面标高41.2.2井田地层41.2

9、.3含煤地层61.2.4设计煤层特征82井田储量及服务年限102.1矿井工业储量102.1.1储量计算方法102.1.2储量主要参数的确定102.2矿井设计储量102.2.1矿井设计储量计算112.2.2矿井设计可采储量112.2.3矿井设计生产能力及服务年限123井田开拓133.1井田开拓方式的选择133.1.1井筒形式的确定133.1.2工业场地的位置153.1.3开采水平的确定及盘区的划分153.1.4开拓方案比较163.2矿井开拓巷道173.2.1井筒173.2.2井底车场及硐室173.2.3主要开拓巷道184采（盘）区或带区巷道布置204.1盘区位置及参数204.2巷道布置及联络方式

10、204.3首采盘区回采工作面接替顺序204.4盘区生产系统204.5 盘区巷道布置214.6 盘区生产能力215采煤方法225.1 采煤工艺方式225.1.1 采煤方法的选择225.1.2 回采工作面长度的确定235.1.3 工作面的推进方向和推进度245.1.4 综采工作面的设备选型及配套245.1.5工作面端头支护315.1.6液压支架的校核315.1.7 各工艺过程注意事项325.1.8 工作面端头支护和超前支护335.2 矿井工作制度345.2.1年工作日数，每日出煤班数，每班工作小时数346 矿井通风及安全技术356.1 矿井通风系统选择356.1.1选择矿井通风方式356.1.2选

11、择矿井主扇的工作方法356.2 采（盘）区或带区及全矿所需风量356.3风量分配386.4计算负压及等积孔386.4.1负压计算386.5通风设备及反风416.5.1 矿井风量，最大、最小负压416.5.2 主要通风机选型计算416.6 矿井通风系统抗灾能力分析426.6.1 矿井通风方式426.6.2 其它安全保证措施437辅助运输及设备447.1 辅助运输方式的选择447.2 辅助运输量及其运距的估算447.3 防爆无轨胶轮车运输设备的配置448 矿井主提升与排水468.1 矿井主提升系统468.1.1 主斜井运输生产能力的确定468.1.2 主斜井运输设备选型468.2 排水设备478.

12、2.1 设计依据478.2.2方案比选478.3 主排水管路选择489设计矿井基本技术指标49参考文献51致 谢52山西大同大学煤炭工程学院2018届本科生毕业设计1 井田概况及井田地质特征1.1井田概述1.1.1井田地理位置山西煤炭运销集团石碣峪煤业有限公司(以下简称本井田)位于朔州市朔城区正南21Km处，地理坐标为东经：1122343-1122511；北纬：390610-390759，行政区划隶属朔州市朔城区沙楞河乡上石碣峪村管辖。井田南北长3.32Km，东西宽1.834-2.135Km，面积6.2997Km2，批准开采411号煤层，生产能力90万t/a。井田范围拐点坐标见表1-1。表1-

13、1 井田范围拐点坐标表序号1980西安坐标系XY143342221962059424334222196224283433236419622428443309021962272954330902196205941.1.2交通条件本井田西距宁武县阳方口镇10Km，北同蒲铁路线从阳坊口通过，从阳方口向北、西、南均有省级公路通过。由矿井向北30Km可达朔州市，向南15Km可达宁武县城，向西18Km可达神池县城，经宁武县向东南至原平可与大运高速公路和208国道相通，井田内有城乡简易公路与朔州市相连，交通条件极为便利。见图1-1交通位置图。1-1 交通位置图1.1.3地形特点本区位于雁门关北部，地势总体为

14、南高北低。南侧宁武山脉为大同盆地边缘，山势陡峻，基岩裸露、植被稀疏；东部高耸的恒山山脉纵贯南北，形成大同盆地的天然屏障，使得东南季风难以进入盆地内部；西部为黄土高原，顶面起伏较和缓，夹有少量石灰岩剥蚀残丘；北部丘陵地区切割作用强烈，沟谷纵横，水土流失严重；中部朔州平原，地势平坦开阔，为地表水和地下水的汇集区。石碣峪井田低山地丘陵过度带，最高点位于南部边界附近，最低点位于井田北东部冲沟底部。区内黄土广布，黄土梁、峁相间发育，植被稀少，地形切割强烈，树枝状冲沟发育，水土流失严重。上世纪60年代本区营造了大面积防风林，属三北防护林体系雁北区。1.1.4气候水文条件本区属北温带大陆性季风气候，春季多风

15、少雨、夏季炎热干燥、秋季凉爽短促、冬季漫长寒冷，四季特征分明，年温差和日温差较大。年平均温度8.6，最高温度38.2、出现在7月下旬；最低温度-32.4、出现在1月中旬。年降雨量一般为273.9-686.9mm，多年平均降雨量461.8mm，降水量主要集中在7、8、9三个月，可占全年降雨量的75%左右。全年降雪量一般为202.1-632mm，最大积雪深度为470mm。年蒸发量2028.9-2516.7mm，多年平均蒸发量为2351mm，年蒸发量是年降雨量的5倍。本区以风沙大而著名，有风时间占全年的70%，具有“日落西风静”的气候特征。冬、春季节盛行西北季风，平均风速3.6m/s，最大风速21m

16、/s。区内结冰期较早，初霜冻出现在每年10月上旬，于次年4月中旬开始解冻，冻土厚度一般为1.25m左右，最大可达1.60m，全年无霜期约189天。井田地表水系均属海河流域桑干河南部支流。区内沟谷呈树枝状展布，井田东部的贾家窑沟是最大的冲沟，平时无清水流量，仅排泄矿坑井污水，只有在雨季才有短暂的洪流汇入。上游沟宽100-300m，纵坡降2.7%，出山后河床逐渐变宽，沟谷地形向北缓倾，东侧有少量残留二级阶地，西侧则以高漫滩地貌为主，雨季沟谷中的洪水由南而北汇入马场干渠。1.1.5矿区开发情况井田所在的矿区已有多座矿井生产，而且本矿井兼并重组之前即开采4号煤层，矿井实际建设和生产资料对本井田的开采技

17、术条件评价具有重要的参考意义，为本矿井的建设和生产提供了宝贵的经验。1.2井田地质特征1.2.1井田地形和地面标高石碣峪井田处于低山地丘陵过度带，最高点位于南部边界附近，海拔标高为1513m，最低点位于井田北东部冲沟底部，海拔标高为1300m，相对高差213m。区内黄土广布，黄土梁、峁相间发育，植被稀少，地形切割强烈，树枝状冲沟发育，水土流失严重。上世纪60年代本区营造了大面积防风林，属三北防护林体系雁北区。石碣峪井田位于宁武煤田的北东部边缘地带，井田内构造形态北部为向北缓倾的单斜构造。地层走向变化不大，倾角813，一般10左右。1.2.2井田地层石碣峪井田位于宁武煤田宁武北煤炭普查区。据地质

18、填图及钻孔揭露资料，井田内地层由老到新有：奥陶系(O)、石炭系中统本溪组(C2b)、上统太原组(C3t)、二叠系下统山西组(P1s)、下石盒子组(P1x)、上统上石盒子组(P2s)、第三系上新统静乐组(N2j)、第四系中、上更新统(Q2+3)及全新统(Q4)，主要含煤地层为石炭系太原组。现将本区各时代地层自下而上分述如下：1、奥陶系(O)仅发育中、下统。为含煤建造基底，广泛出露于区外南部，构成中山地貌，出露厚度约550余米。本次勘探SZK203钻孔揭露最大厚度159.56米，揭露层位为奥陶系中统下马家沟组。其中揭露上马家沟组85.98m，下马家沟组73.58m。上马家沟组岩性为数层灰色、浅灰色

19、泥灰岩、角砾状泥灰岩夹灰白色白云岩，岩溶裂隙不发育；下马家沟组岩性为厚层白云岩、白云质灰岩。2、石炭系中统本溪组(C2b)底部为山西式铁矿及G层铝质泥岩，中部为黑灰色泥岩、砂质泥岩及1-2层石灰岩，上部为灰白色中细粒砂岩、砂质泥岩夹薄层煤线等组成。本组地层厚度25.38-38.72m，平均为33.70m，与奥陶系地层呈平行不整合接触。上统太原组(C3t)岩性主要由灰白、灰色中粗粒砂岩，灰色、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤组成。共含煤8层，编号为4、5、6、7、8、9、10、11号，其中4、9、11号为区内主要可采煤层，其它煤层均为不可采煤层，有的仅为煤线。底部为灰白色中粗粒砂岩，成分以石英、

20、长石为主，分选较好，在区内赋存稳定，厚度2.70-6.82m，平均4.74m，定为标志层K2，作为与本溪组的分界标志。本组属海陆交互相沉积，与下伏地层整合接触。地层厚度为82.06-104.86m，平均97.50m，为本区主要含煤地层。3、二叠系下统山西组(P1s)岩性主要由灰白色中粗粒砂岩、细砂岩，灰黑色砂质泥岩、泥岩、及薄煤组成。在下部含有一层薄煤(3号)，多为不可采煤层。底部有一层灰白色含砾中、粗粒砂岩，常含燧石和煤屑，定为标志层K3，厚度0.80-11.28m，平均3.40m，作为与太原组的分界标志。本组地层厚度42.87-87.99m，平均为67.80m，与下伏地层整合接触。下统下石

21、盒子组(P1x)岩性以黄绿色、灰绿色、灰黄色、灰色粗、中、细粒砂为主，砂岩交错层理发育，成分以石英、长石为主，但岩屑含量明显增加，且多含砾，中夹灰绿色、紫色、紫斑团块状砂质泥岩、泥岩、鲕状泥岩及铝土质泥岩。泥岩断口多为贝壳状或参差状，裂隙较为发育。底部为一层灰、灰白色中粗粒砂岩，成分以长石、石英为主，含较多泥质包体，厚度为2.10-10.10m，平均为4.10m，定为标志层K4，作为与山西组的分界标志。本组厚75.60-125.93m，平均为93.50m，与山西组整合接触。上统上石盒子组(P2s)岩性由一套紫红、灰绿、灰黄色的碎屑岩及灰色、紫红色、灰绿色的砂质泥岩、泥岩组成。以砂岩和泥岩互层为

22、主，颜色由下而上由浅变深，砂岩交错层理发育。底部为灰、灰白色或灰绿色巨厚层状含砾粗砂岩，成分主要为石英、长石，结构致密坚硬，赋存稳定，厚度1.75-64.85m，平均为9.50m，定为标志层K5，作为与下石盒子组的分界标志。本组地层井田内残留厚度173.75-406.70m，平均为254.50m，与下伏地层整合接触。4、第三系上新统静乐组(N2j)主要为红色、棕红色、黄色粘土、亚粘土，夹2-3层似层状钙质结核层及砂砾层，土质较坚硬，呈半固结状态，多出露于沟谷之两侧，区内厚度0-30.00m，平均13.50m，与下伏地层角度不整合接触。5、第四系中、上更新统(Q2+3)由浅黄色、土黄色砂土、粘土

23、，亚粘土等组成，结构疏松，垂直节理发育，底部多为砂砾石层，厚0-68.00m，平均20.00m。全新统(Q4)分布于井田西部沟内，为近代冲、洪积形成的砾石、卵石及砂砾石组成，厚0-12.00m，平均3.50m。1.2.3含煤地层本井田含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组(C3t)。山西组地层厚度42.87-87.99m，平均为67.80m，在下部含有一层薄煤3号层，多为不可采，平均厚0.43m，含煤系数0.6%。太原组为本区主要含煤地层，属海陆交互相沉积建造。岩性主要由灰白、灰色中粗粒砂岩，灰色、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤组成。共含煤8层，编号为4、5、6、7、8、9、10、11

24、号，地层厚度82.06-104.86m，平均97.50m，其中4、9、11号为区内主要可采煤层，其它煤层均为不可采煤层，有的仅为煤线，无工业利用价值。煤层平均总厚14.46m，含煤系数为14.8%。4号煤层位于太原组上部，上距山西组底部K3标志层0-5.56m，平均2.30m。煤层厚度4.01-8.52m，平均6.54m，含1-5层夹矸，一般2-3层，结构复杂。煤层顶板大部直接为山西组底界的中粗砂岩，有时为砂质泥岩，底板多为泥岩，区内煤层厚度变化不大，中部较薄，向四周渐厚，为全井田稳定赋存可采的厚煤层。9号煤层位于太原组中下部，上距4号煤层35.99-57.34m，平均51.23m。煤厚3.5

25、1-5.80m，平均4.45m，含0-2层夹矸，一般为1层，煤层结构简单。煤层顶板多为砂质泥岩和中粒砂岩，底板为砂质泥岩，区内煤层厚度变化不大，中部较薄，向四周渐厚，为全区稳定可采的厚煤层。11号煤层位于太原组下部，上距9号煤层6.52-18.38m，平均12.90m。煤厚度1.36-3.91m，平均2.44m，含0-2层夹矸，一般无夹矸或含1层夹矸，煤层结构简单。其顶板多为砂质泥岩、细粒砂岩，底板为泥岩，煤层厚度变化不大，为全区稳定可采的中厚煤层。本井田各可采煤层特证见表1-2。表1-2 各可采煤层特征表煤层号煤层厚度(m)最小-最大平均煤层间距(m)最小-最大平均煤层结构(含夹矸层数)最少

26、-最多一般顶板岩性底板岩性可采情况稳定程度44.01-8.526.54复杂1-52-3砂质泥岩中粒砂岩泥岩全区可采稳定35.99-57.3451.23 93.51-5.804.45简单0-21砂质泥岩、砂质泥岩全区可采稳定6.52-18.3812.90111.36-3.912.44简单0-20-1砂质泥岩、细粒砂岩泥岩全区可采稳定1.2.4设计煤层特征1煤质：11号煤层原煤：空气干燥基的水分（Mad）1.05%4.96%之间，平均3.03%。灰分（Ad）13.5528.60%，平均22.77，属低灰中灰煤，以中灰煤为主。挥发分产率（Vdaf）37.10%48.87%，平均40.52，属于高挥发

27、分。全硫（St，d）0.70%1.67%，平均1.10，为低硫至中高硫煤。形态硫以硫铁矿硫为主，平均0.55%，有机硫次之平均0.52%。固定碳（FCd）39.37%53.87%，平均45.97%，属于低固定碳。而高位发热量（Qgr，d）22.77MJ/ kg28.51MJ/ kg，平均24.94MJ/ kg，属于中热值，高热值煤。焦油产率（Tar，ad）10.25%10.90%，平均10.58%属于富油煤。有害元素磷的含量为0.006%0.018%，平均0.011%，属于低磷煤；氯含量0.029%0.041%，平均0.036%，属于特低氯煤；而砷含量小于4.010-4%，属于一级含砷煤；氟的

28、含量平均181ppm。煤中的微量元素锗含量在3ppm 以下，平均2ppm；镓含量4ppm21ppm，平均16ppm；铀含量小于2ppm，平均1ppm；钍含量2ppm12ppm，平均10ppm；钒含量12 ppm20ppm，平均17ppm；煤中的微量元素均未达到工业提取品位。煤灰的成分主要以SiO2 、Al2O3为主，SiO2含量平均为46.60%，Al2O3平均为37.11%。Fe2O3含量平均为5.68%，CaO含量平均4.10%，其它灰成分含量较少，一般低于2.0%。2分选性：11号煤分选密度为1.53，0.1的含量是7.0%，扣除沉矸后0.1的含量是8.82%，精煤回收率72.5%，可选

29、性等级为易选。3自燃：1号煤吸氧量0.620.81cm3/g，自燃倾向性等级测定结果均为级，均属容易自燃自燃。见下表表1-3 自燃倾向性等级测定成果汇总表煤层号吸氧量cm3/g自燃倾向性等级自燃倾向性40.670.760.72（5）自燃90.690.750.71（4）自燃110.620.810.68（3）容易自燃自燃4瓦斯：属于低瓦斯矿井 见下表表1-4 瓦斯测定成果汇总表瓦斯含量 mL /g 干燥无灰基层号CH4CO2C2C8N240.080.770.32(10)0.040.810.17(10)0.0000.1800.044(10)0.414.842.20(10)90.030.560.28(

30、7)0.030.340.10(7)0.0000.0700.013(7)1.398.062.70(7)110.060.470.26(10)0.020.410.17(10)0.0000.0500.015(10)1.317.042.98(10)瓦斯成分 %层号CH4CO2C2C8N247.9071.5931.92(10)1.4831.178.17(10)0.0001.8800.496(10)15.7288.3359.42(10)93.1345.9625.88(7)0.5324.035.46(7)0.0000.5400.154(7)46.9494.8068.50(7)1114.3637.1327.74

31、(10)0.9139.7211.25(10)0.0001.3500.260(10)33.5182.3460.75(10)2 井田储量及服务年限2.1矿井工业储量2.1.1储量计算方法本井田构造简单，煤层倾角近水平，一般在010间，平均5最大10。因此块段法计算矿井工业储量，其公式如下：（万吨）（m2）（m）（t/m 3）ZgSHDcos式中：Zg 资源/储量(Mt) S水平面积(m2) H平均厚度(m) D煤层平均视密度(t/m3) 煤层倾角52.1.2储量主要参数的确定 1.面积的确定 CAD查询法 2.煤层厚度的确定 块段内煤厚采用块段内各见煤点生产实测煤厚的算数平均值，各见煤点 储量估算

32、煤厚使用CAD查询功能控制井田投影面积：S=6299738计算结果：Zg=62997382.441.40cos5=21.60Mt 2.2矿井设计储量2.2.1矿井设计储量计算矿井设计储量是矿场中的煤柱、防水柱和煤柱等永久煤柱的损失,从矿山工业储量的设计计算中减去。 式中：矿井设计储量，Mt；矿井工业储量，Mt；永久煤柱损失（井田边界煤柱,断层煤柱等），井田边界周长10646m，煤柱宽取30m，断层周长3860。经计算得：Zs=20.11Mt 表2-1 矿井设计储量计算 单位：Mt煤层工业储量永久煤柱损失设计储量井田边界断层小计1121.601.090.391.4820.1132.2.2矿井设计

33、可采储量矿井设计可采储量按下式计算：Zk=（Zs-P2）C式中Zk矿井设计可采储量；P2工业场地和主要井巷煤柱损失量之和，按矿井设计储量的10%算；C采区采出率，厚煤层不小于75%；中厚煤层不小于80%；薄煤层不小于85%。此处取0.8。 则经计算得：Zk=（Zs-P2）C=（2011-201）0.8=14.48Mt2.2.3矿井设计生产能力及服务年限根据当地的经济条件，用煤需求量，结合煤层的地质特征，储量的大小，埋藏赋存条件、井田的尺寸，井田的面积、装备的先进程度，使用水平、保证安全和安全生产的条件等因素，确定出矿井的生产能力为90Mt/a。矿井服务年限的公式为：T=Zk/(AK)其中：T

34、-矿井的服务年限，年； Zk-矿井的可采储量，14.48Mt A -矿井的设计生产能力， 0.9Mt/a； K -矿井储量备用系数，取。则： T=1448/（901.3） =12.37（年）虽然我们的第一开采水平服务年限达不到设计要求，但是我们的整个矿井开采是可以满足设计要求的，所以设计是完全可行的。3 井田开拓3.1井田开拓方式的选择井田开拓的概念是在井田的范围内，为了采出煤炭，从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体，建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。 井田开拓遵循下列原则在开拓时：1遵守国家的相关政策，为尽快出煤，出好煤创造条件。2在确定安全的情况下减少开拓的工程量。3制定简

35、单合理的生产计划，集中生产。3.1.1井筒形式的确定1井筒形式的确定井筒形式有三种：平硐、斜井、立井。平硐最简单，斜井次之，立井最复杂。具体见表3-1。本井田煤层倾角小，平均煤厚05左右，为近水平煤层；水文地质简单，涌水量小，可采用斜井开拓单水平开采。表3-1 井筒形式比较井筒形式优点缺点适用条件平硐1运输环节和设备少、系统简单、费用低。2工业设施简单。3井巷工程量少，省去排水设备，大大减少了排水费用。4施工条件好，掘进速度快，加快建井工期。5煤炭损失少。受地形影响特别大有足够储量的山岭地带斜井与立井相比：1井筒施工工艺、设备与工序比较简单，掘进速度快，井筒施工单价低，初期投资少。2地面工业建

36、筑、井筒装备、井底车场简单、延深方便。3主提升胶带化有相当大提升能力。能满足特大型矿井的提升需要。4斜井井筒可作为安全出口。与立井相比：1井筒长，辅助提升能力小，提升深度有限。2通风线路长、阻力大、管线长度大。3斜井井筒通过富含水层，流沙层施工复杂。井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质条件简单，井筒不需要特殊法施工的缓斜和倾斜煤层。立井1不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯和水文地质等自然条件限制。2井筒短，提升速度快，对辅助提升特别有利。3当表土层为富含水层的冲积层或流沙层时，井筒容易施工。4井筒通风断面大，能满足高瓦斯、煤与瓦斯突出的矿井需风量要求。1井筒施工技术复杂，设备多，要求有较高的技

37、术水平。2井筒装备复杂，掘进速度慢，基建投资大。对不利于平硐和斜井的地形地质条件都可考虑立井。2井筒位置的确定井筒位置的确定原则：从井筒和工业广场煤柱损失来看，井筒愈靠近浅部，煤柱尺寸愈小，损失愈少，反之愈大。地面平整,高差不太大，避免跨乡、文物、遗址保护区、塌陷区或采空区。洪涝地区,尽量避免桥梁工程,特别是大型桥梁工程。本井田倾角小，煤层厚度变化小，故将井筒置于井田中下部的平缓位置。井筒数目及用途：主斜井，运煤提升，少量进风；副斜井,运人运料，主要进风；回风井，排除污风。3.1.2工业场地的位置工业场地的位置选择在主斜、副斜井井口附近。表3-2 工业场地占地面积指标井 型（万/a）占地面积指

38、标（公顷/10Mt）240及以上1.0120-1801.245-901.59-301.8在最终进行选择工业广场时，应精选出各种可行、合理的方案，然后进行对比。结合开拓方式的选择，最后由方案比较法确定。规定：本矿井设计生产能力为0.9Mt/a，所以工业广场的面积设定为15万平方米，主井、副井，地表建筑物均布置在工业广场中。3.1.3开采水平的确定及盘区的划分1.开采水平划分的具体依据为：1）是否有合理的阶段斜长；2）阶段划分是否合理;其他煤层暂时不进行开采，本设计只针对于 11号煤层。煤层倾角平均 5左右，是近水平煤层，可单级开采,但因采场面积较大，通风路线较长，可以考虑多井筒分区域开拓，选择两

39、个开采水平。通过技术经济比较最终得出单水平开拓方式。3.1.4开拓方案比较1提出方案方案一:一对立井开拓，主副井均采用立井开拓，主井用箕斗提升，副井用罐笼提升，主要任务是提矸，担负人员和设备的升降，主副井均兼做进风井. 方案二:斜井-立井联合开拓，主井为斜井开拓，皮带运提，副井为立井开拓，罐笼提升，主要担负提矸，人员和设备的升降。方案三:一对斜井开拓，即主副井都用斜井开拓，主井皮带运提，副井无轨胶轮提升，副井兼做进风井。2技术比较方案一 优点：1立井开拓的适应性强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制；2立井井筒短，提升速度快，提升能力大，作副井特别有利；3对井型特大的矿井，可采

40、用大断面井筒，装备两套提升设备；4大断面可满足大风量的要求；由于井筒短，通风阻力较小，对深井更有利。缺点：1.立井井筒掘进技术要求较高和施工设备也具备一定得的复杂性，掘进速度肯定很慢，如果需要穿越含水层，那么工作量一定会很很大，而且工作条件很差，非常艰苦；2.下水平的延伸较困难；3.提升费用高。方案二 优点：1.能充分发挥主井提升能力大系统简单的特点；2.通过的风量相对较大。缺点：1.工业广场和斜井井筒大量压煤；2.立井井筒施工技术复杂，设备繁多，成井速度较慢，3.开凿费用高；4.井筒复杂，通风阻力大；方案三 优点：1.掘进技术和设备简单；2.掘进速度快，工期短；3.井上下设施简单，多水平总石

41、门短；4.井筒延伸方便；5.造价低；6.压煤少；7.防震好；8.安全性好；9.施工质量容易保证。缺点：1.井筒长，维护费高；2.绞车提升不方便，费用较高；3.管线长；4.风阻大；5.过冲积层和流沙层相当困难；6. 废矸多。 经过综合比较，考虑到要减少工程量，缩短建井时间，减少占用面积，减少项目投资与运输费用。也要有利于矿井的迅速投产和正常接替。所以认为一对斜井开拓方式优势明显，推荐主副斜井作为矿井井田主要开拓方式。综合经济技术因素，认为方案三优越。经过综合考虑多方面因素选用方案三作为本矿井的开拓方案，即第一水平用一对斜井开拓，主井用皮带输送机提升，副井用无轨胶轮车作为提升运输。3.2矿井开拓巷

42、道3.2.1井筒1.主斜井：与水平面夹角为12，由皮带提升运煤，兼作进风井。井筒总长400m，井筒直径4m，井筒内装备1.6m钢丝绳芯带式输送机，敷设有动力、通讯信号电缆及排水，洒水管路。为矿井的主要进风井，兼做安全出口。2.副斜井：与水平面夹角为12，井筒总长440m，用防爆无轨胶轮车运输矿井人员、设备及材料，铺设洒水管路。主要进风井，兼安全出口。3.回风立井：担负矿井的全部回风，配备有梯子间及管路、电缆等。井筒直径4m。3.2.2井底车场及硐室主斜井和大巷的运煤都采用带式输送机，防爆无轨胶轮车为辅助运输，所以本矿井的井底车场与传统的不同，也不需要调车，只是需要一些调车硐室而已，以便车辆能够

43、掉头。井底车场主要硐室有中央变电所、中央水泵房、内、外水仓、井下消防材料库、无轨胶轮车调头需要的调车硐室。3.2.3主要开拓巷道主要开拓巷道断面设计，主要是选择断面形状和确定断面尺寸，其合理与否直接影响到煤矿生产的安全和经济效果。在满足安全与技术要求的条件下，力求提高断面利用率，缩小断面、降低造价并有利于加快方式速度的原则。井田内总共布置三条大巷，分别是皮带运输大巷，轨道大巷和回风大巷。运输大巷和轨道大巷布置在煤层中，回风大巷布置在煤层顶上。大巷位于井田中央，沿走向布置，坡度控制在3以内。见下图图3-1 运输大巷断面图 图3-2 轨道大巷断面图4 采（盘）区或带区巷道布置为了便于矿井的早期投产

44、,减少投资,缓解前期建设资金短缺的问题。本设计选用一盘区1101工作面作为首采工作面。4.1盘区位置及参数设计首采盘区（南一盘区）位于井田南部。一盘区走向长平均1919m，倾向长平均1542m。盘区内划分8个工作面，每个工作面推进长度均为1542m。4.2巷道布置及联络方式采区布置双巷，巷道宽为4m,工作面长度200m，相邻2个工作面间留设宽度为30m的保护煤柱，工作面两侧分别为区段运输平巷和区段回风平巷，运输平巷和运输大巷相连，回风平巷和回风大巷相连接，回风平巷中无轨胶轮车用于向工作面运料。4.3首采盘区回采工作面接替顺序根据矿井有利的开发方案,结合矿井工作面设备水平和矿井类型,当矿井达到设

45、计生产能力时,布置综采工作面，首采面选择在煤层的一盘区西南部的1101工作面。然后依次开采下一个相邻工作面，具体如下：11011102110311041105110611071108处理边角煤。4.4盘区生产系统盘区生产系统包括运煤系统、运料系统、通风系统、排水系统等，具体设计如下：（1） 运煤系统经滚筒采下的煤掉落到工作面刮板输送机上运输平巷胶带输送机大巷胶带输送机地面煤仓（2）运料系统地面副井轨道大巷井底车场运输顺槽工作面（3）通风系统新鲜风流进入主斜井、副斜井运输大巷、轨道大巷工作面进风巷工作面工作面回风巷回风大巷回风井污风排至地面 （4）排水系统水流方向：工作面产生的水工作面回风巷轨道

46、大巷副井井底水仓地面4.5 盘区巷道布置工作面采用一进一回的布置方式，每个工作面共布置两条巷，一侧布置一条：一条进风兼运煤，一条回风兼辅助运输。各工作面采用一进一回U型通风系统。4.6 盘区生产能力11号煤层平均厚度为2.44m，布置一个工作面即可。1 计算工作面的采煤机生产能力： =300 式中：工作面采生产能力，Mt/a； 采煤机割煤高度，m； 煤层容重，tm3； 工作面长度，m； 采煤机截深，m； 工作面昼夜进刀次数，取6； 工作面割煤回采率，取0.95。 已知=2.44m，=1.40 tm3，=200m，=0.8m，=6，=0.95，将各值代入公式，可得：=3002.441.40200

47、0.860.9510-6=0.93（Mt/a）工作面年产量=0.93（Mt/a）5 采煤方法5.1 采煤工艺方式5.1.1 采煤方法的选择本采区可采煤层的特征如表5-1所示。表5-1 可采煤层特征表特征名称数量单位煤层名称11煤层厚度2.44m稳定性稳定硬度中硬f=1.0-2.0倾角0-10煤层牌号低灰-中灰、低硫-中高硫不粘煤伪顶岩性无厚度无m直接顶岩性砂质泥岩，细粒砂岩厚度12m老顶岩性无老顶赋存厚度无m根据可采煤层特征表，11号煤层是缓倾斜煤层。确定主采煤层选用综采开采工艺，优点有：有利于合理集中生产；对煤层及地质条件具有较强的适应性；综合考虑决定选用倾向长壁一次采全高。目前，我国长壁采

48、煤工作面采用综采、普采和炮采三种采煤工艺方式，其优缺点和适应条件见下表。 表5-2 采煤工艺比较表采采煤工 艺优 点缺 点适 用 条 件综综 采高产、高效、安全低耗，劳动条件好，劳动强度小设备价格昂贵，对煤层赋存条件、操作与管理水平要求高煤层地质条件好、构造少的中厚及厚煤层普普 采与综采相比对地质变化适应性强，工作面搬迁容易与炮采相比设备相对昂贵、劳动组织相对复杂推进距离短、形状不规则、小断层和褶曲发育，综采的优势难以发挥的工作面炮炮 采技术装备投资少，适应性强，操作技术容易掌握，生产技术管理简单单产和效率低，劳动条件差一般情况下均可采用，但高瓦斯和突出矿井对防护措施要求高5.1.2 回采工作

49、面长度的确定根据表5-1-1可知，煤层赋存条件好，要求工作面的较大的生产能力，一般综采工作面的长度范围为150250m，由于综采设备的改进，为了能够使工作面的生产能力达到设计的要求，设计工作面的长度为200m。5.1.3 工作面的推进方向和推进度工作面的推进方向为后退式。综采工作面的走向长度一般不宜小于1000m，得出综采工作面的推进度为：=1440m/年。5.1.4 综采工作面的设备选型及配套（1）工作面配套设备的选择工作面的关键参数见表5-3。表5-3 工作面关键参数表工作面长度（m）煤厚（m）煤层结构所需支架类型倾角（）2002.44简单、无夹矸支撑掩护式5三机标准型号见表5-4。ZZ4

50、000/18/42型液压支架主要技术特征见表5-5。MG300-W型采煤机主要技术特征见表5-6。SGZ764/264A型刮板输送机主要技术特征见表5-7。SZB-764/132型转载机主要技术特征见表5-8。PCM110型破碎机主要技术特征见表5-9。SSJ1000/2160型带式输送机主要技术特征见表5-10。表5-4 三机标准型号液压支架采煤机刮板输送机ZZ4000/18/42MG300-WSGZ764/264A表5-5 ZZ4000/18/42型液压支架主要技术特征见表项目技术特征单位标准型号ZZ4000/18/38形式支撑掩护式支架高度1.8-4.2m宽度1.42-1.59m中心距1.5m初撑力3141.6kN工作阻力4000kN支护强度0.7MPa对底板比压1.431.58MPa适应煤层倾角30供液泵压75MPa运输尺寸（长宽高）55.9581.421.8m重量15.9T设计单位上海分院制造厂家苏南煤机厂表5-6 MG300-W型采煤机主要技术特征项目技术特征单位型号MG300-W采高2.03.8m适应媒质硬度F=13煤层倾角35截深800mm滚筒直径1.6、1.8、2.0m牵引方式无