采矿工程毕业设计（论文）-潘家窑9号煤层0.9Mta开采设计

1、山西大同大学本科生毕业设计中文题目： 潘家窑9号、11号煤层 英文题目： Coal seam No. 9 and No. 11 of Pan Jia Yao 学 院： 煤炭工程学院 姓 名： 学 号： 专 业： 采矿工程 班 级： 16采矿专升本二班 指导教师： 职 称： 副教授 完成日期： 2018 年 06 月 1 日摘 要本次设计是以山西煤炭运销集团潘家窑煤业有限责任公司9#、11#号煤层为例进行矿井初步设计9#煤层厚度平均为1.56m。本矿井设计年产量0.9Mt/a，服务年限89年，符合矿井设计相关规范，矿井属低瓦斯矿井。设计采用主立副立综合开拓方式，共开掘有两个进风井（主斜井、副斜井

2、）和一个回风井。首采工作面采用走向长壁大采高一次采全高后退式综合机械化采煤方法，矿井年工作日为300天,工作面实行“四六”制作业，三班生产，一班检修准备，日循环六刀，每班循环两刀。工作面长为250m，采用MG-300/700-WD 采煤机割、装煤，刮板输送机运煤的方式，并采用及时支护，采煤机割煤方式为端头斜切进刀，双向割煤。工作面支护方式为及时支护，采空区采用全部跨落法管理顶板。设计时尽可能采用先进的开采技术和设备，符合高产高效矿井的要求，矿井全部实现机械化。通过采用先进技术和借鉴已实现高产高效现代化矿井的经验，从而实现高产高效，达到良好的经济效益和社会效益。关键词：斜井开拓；及时支护全套图纸

3、加扣 3346389411或3012250582ABSTRACTThe design is based on the 9# and 9# coal seam of the Pan Jia kiln coal industry limited company of Shanxi coal transportation and marketing group as an example. The average thickness of the 9# coal seam is 1.56M. The mine design annual production 0.9Mt/a, service lif

4、e of 89years, in line with mine design specifications, mine belongs to low gas mine.The design adopts the main vertical and auxiliary comprehensive development method. There are two intake wells (main shaft, auxiliary shaft) and three return air wells. The minefield is divided into 4 zones, namely,T

5、he first working face is adopting a comprehensive mechanized coal mining method with long wall and large mining height, 300 days for the working day of the mine. The working face implements 46 production industry, three class production, one class maintenance preparation, daily circulation six knife

6、, and two knife in each class cycle. Working face length is 250m, using MG-300/700-WD shearer cutting, coal loading, scraper conveyor coal transportation way, and using timely support, shearer cutting coal method is the end of the inclined cutting tool, two-way coal cutting. The supporting method of

7、 working face is timely support, and the goaf adopts the whole span method to manage the roof.In the design, we should adopt advanced mining technology and equipment as far as possible and meet the requirements of high production and high efficiency mines. Through the use of advanced technology and

8、the experience of realizing high productive and efficient modern mine, high production and high efficiency can be achieved, and good economic and social benefits are achieved.Key words：Vertical shaft opening；Timely support 目 录1 井田概况81.1井田位置及范围81.1.2交通位置91.1.3地形地貌91.1.4水系91.1.5气象与地震101.2井田地质构造101.2.1

9、井田煤系地层101.2.2断层121.2.3岩溶、陷落柱和岩浆岩131.2.4褶曲131.2.5瓦斯.煤尘和自燃性及地温131.3煤层特征141.3.1煤层特征141.3.2煤层围岩特性141.3.3煤的特征161.3.4煤系与煤层192 井田境界和储量202.1井田概况202.1.1 井田划分的原则202.2矿井工业储量202.2.1资源/储量估算方法与有关参数的确定202.3矿井可采储量212.3.1矿井设计储量计算212.3.2矿井设计可采储量213 矿井工作制度、设计能力及服务年限223.1矿井工作制度223.2矿井设计生产能力及服务年限223.2.1矿井设计生产能力223.2.2设计

10、生产能力及服务年限224 井田开拓254.1井田开拓的基本问题254.1.1井田开拓方式的选择254.1.2矿井工业场地位置选择264.1.3开拓方案的选定264.2矿井基本巷道274.2.1井筒274.2.2井底车场的选择284.2.3硐室295 准备方式带区巷道布置315.1煤层地质特征9#315.2带区巷道布置及生产系统315.2.1.带区准备方式的确定315.2.2带区内巷道掘进方法325.23带区生产能力及采出率335.3 带区区车场选型设计346 采煤方法356.1采煤工作面工艺方式356.1.1采煤工艺方式的选择356.1.2回采工作面长度的确定356.1.3工作面的推进方向和推

11、进度366.1.4综采工作面的设备选型及配套366.2采煤工艺方式386.2.1采煤工艺386.2.2工作面支护方式与采空区的处理406.2.3工作面循环作业以及劳动组织406.2.4工作面正规循环作业生产能力416.3回采巷道的布置436.3.1回采巷道的准备方式带区式准备方式446.3.2带区煤层的地质特征447 井下运输457.1概述457.2带区运输设备的选型457.2.1工作面及顺槽的运输设备选型457.3大巷的运输以及设备选择467.3.1移转载机以及破碎机的方式467.3.2井下运输系统和运输方式的确定467.3.3大巷的运输设备478 设计矿井基本技术经济指标48参考文献50致

12、 谢5149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1.1井田位置及范围山西煤炭运销集团潘家窑煤业有限责任公司位于位于大同市左云县城14km，马道头乡东北5km，行政区划隶属左云县马道头乡管辖，其地理坐标为：北纬：395302395521东经：11246171125032矿区范围14个拐点坐标为：西安80坐标系（国家6带）坐标拐点编号XY拐点编号XY14419959.4919653716.6384420260.4919656712.6424419976.4919654716.6394421709.5019656688.6434418476.4819654741.641044

13、21694.5019655780.6344418501.4919656241.64114422495.5019655767.6354418254.4919656996.65124422468.5019654174.6264419594.4919657563.65134421468.4919654189.6374420274.5019657552.64144421460.4919653691.62北京54坐标系（国家6带）坐标拐点编号XY拐点编号XY14420006196537888442030719656784244200231965478894421756196567603441852319

14、654813104421741196558524441854819656313114422542196558395441830119657068124422515196542466441964119657635134421515196542617442032119657624144421507196537631.1.2交通位置铁路：东距大同至乔村运煤专线12km，大（同）乔（村）线全长45 km，大同枢纽站交会于北同蒲线及大秦线，南可达太原，东可至秦皇岛，并可经大同北抵集宁、呼市、大连，东达北京等地。公路：北距109国道大（同）左（云）公路段17 km，向东12 km可接大同至乔村矿区公路，矿

15、区简易公路四通八达，可连接各乡、镇、村庄各煤矿。本区有（北）京大（同）、大（同）运（城）高速公路。交通运输十分便利。1.1.3地形地貌本井田位于大同煤田西南部，尖口山西侧，属黄土高原丘陵区，地表大部分被黄土覆盖，植被稀少，仅在部分沟谷出露左云组、大同组地层，区内地形复杂，总体呈东北高，西南低的态势，区内最高点位于井田北东边界尖口山的西侧处，标高为1835m，最低点位于井田南部边界，标高为1560m。最大相对高差为275m。1.1.4水系本区属海河流域永定河水系桑干河支系，井田内外无较大的沟谷，主要沟谷有牛倌沟、老毛窑沟、园洞窑沟、赶牛道沟、老马家沟。各沟均属常年雨季洪水冲沟，平时无水，仅有雨季

16、洪水期泄洪，排泄地表水由南向北流入十里河，十里河由西向东经本区的北侧流经马军营村转为南东，流入桑干河。十里河位于大同市西南，为大同煤田北部之最大河流，该河发源于左云县曹家堡一带，属桑干河二级支流，经旧高山、云冈出小站流入大同平原，汇入桑干河，全长74km，流域面积1185km2（据观音堂水文站资料）。上游河宽约50m，中游宽约200m，下游宽达500600m，河床坡度12，一般流量0.52.0m3/s（为煤矿井下排水），50年来最大流量为745 m3/s（1959年7月30日）。近些年来，河道有干枯现象。其百年一遇洪峰量为1410 m3/s，五十年一遇洪峰量为1154 m3/s。1.1.5气象

17、与地震本区属中温带半干早大陆性季风气候，以冬季较长，寒冷干燥，夏无酷暑，春秋多风，气温干燥，风沙大，风期长，四季分明，温差显著为本地区气候特点。现将大同气象台19962006年气象资料分述如下：1、气温：一般较低，以年温差大为特点， 年平均气温为688.8C，年极端最高气温37.2C，年极端最低气温-26.5，季温和昼夜温差显著。2、降水量：历年降水量280.843 1.5mm，降雨多集中在7、8、9三个月，约占全年降水的7580。3、蒸发量：历年年蒸发量l 885.12386.3mm，其中57月蒸发量最多，约占全年蒸发量的5060。4、风：大同地区一向以风沙多而著称，西北风几乎贯穿全年，每年

18、有风时间占全年总时间的70，多集中于冬春季节，年平均风速为3.2ms，最大可达17ms。5、湿度：历年平均相对湿度为53，最大相对湿度l00，最小相对湿度为0。6、冻土：历年冻土月份为ll月至第二年4月。最大冻土深度l610mm。7、霜冻期：历年年霜冻期为177-218天，一般为每年的9月至翌年的4月。8、年结冰期：历年年结冻期为177-209天，一般为每年的10月至翌年的4月。9、积雪厚度：2009年积雪厚度超过cm，最大积雪厚度为26 cm。本地区地震按国标GB l83062001图Al，设防烈度级，设计基本地震加速度0.10g。1.2井田地质构造1.2.1井田煤系地层井田位于大同煤田西南

19、部，地表大部分被第四系黄土覆盖，仅在井田沟谷及两侧有基岩出露，出露地层为白垩系左云组、侏罗系大同组，根据以往地质资料，结合井田内钻孔揭露，井田内发育地层由老到新有：1、奥陶系中统马家沟组（O2m）地层厚度约200m，岩性以深灰色石灰岩、白云质灰岩，泥灰岩为主。2、石炭系（C）（1）中统本溪组（C2b）与下伏地层呈平行不整合接触。下部为铁铝岩，上部为灰色、灰白色砂质泥岩，泥岩及中-粗粒砂岩，夹有煤线及1-2层石灰岩。厚60-72m 。（2）上统太原组（C3t）与下伏地层呈整合接触。岩性为黑色、灰黑色、灰色泥岩、砂质泥岩、中、粗粒砂岩及煤层。共含煤约10层，本组地层厚120-139.0m。3、二叠

20、系（P）（1）二叠系下统山西组（P1s）以灰、灰黑色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及薄煤层组成，底界K8砂岩，本组地层厚50.0-70.0m。（2）二叠系下统下石盒子组（P1x）由灰黄、灰紫-黄褐、灰色中、粗砂岩、粉砂岩、砂质泥岩等组成，底界为灰白色厚层状砂砾岩，全组地层厚度变化大，厚90-110m。（3）二叠系上统上石盒子组（P2s）岩性为紫红色、灰绿色砂质泥岩与紫红色砂岩互层；夹灰白色厚层状砾岩。本组地层残留厚度100-134m。4、侏罗系（J）（1）侏罗系下统永定组（J1y）与下伏地层呈角度不整合接触，岩性为灰、灰黄色、杏黄色、灰紫色、紫红、灰褐、灰黄色中粗粒砂岩、含砾砂岩夹粉砂岩、细砂岩、砂质

21、泥岩，泥岩。厚90-211.0m，平均91.0 m。（2）侏罗系中统大同组（J2d）底部以灰白色含砾粗砂岩（K11）与下伏地层呈整合接触。岩性为灰、深灰色粉砂岩、细砂岩、砂质泥岩及灰白色中-粗粒砂岩及煤层，为本区主要含煤地层之一。厚度为101.29-293.60m，平均198.15m。5、白垩系（K）下统左云组（K1z）岩性为灰绿色泥岩、紫红色砾岩及浅红色泥岩组成。与下伏地层呈不整合接触，厚0-124.65m，平均81.81m。6、第四系（Q）中、上更新统（Q2+3）厚度为0-21.50m，平均为9.08m。为浅黄色及黄褐色细砂、粉砂及亚粘土。垂直节理发育。本区内分布广泛。1.2.2断层井田内

22、断裂构造较发育，编号分别为F1、F2、F4、F5（断层特征见表1-2-1。 断层特征一览表 表1-2-1编号走向倾向倾角落差性质位置F1N32WS58W8280m正断层北东部F2N59WN31E8510m正断层中南部F4N72WS18W705m正断层中部F5N72WS18W706m正断层中部（1）、F1断层，为一正断层，走向北西，倾向南西，倾角82落差为80m，延伸长度1782m。（2）、F2断层，为一正断层，走向北西，倾向北东，倾角85落差为10m，延伸长度5705m。（3）、F4断层，为一正断层，走向北西，倾向南西，倾角70落差为5m，延伸长度694m。（4）、F5断层，为一正断层，走向北

23、西，倾向南西，倾角70落差为6m，延伸长度723m。1.2.3岩溶、陷落柱和岩浆岩地表及开采过程中未发现陷落柱，也未发现岩桨岩侵入体。综上所述，本井田地层产状平缓，为一背向斜相间的褶曲构造，断层较发育，构造复杂程度总体上属中等类型。1.2.4褶曲1.S1背斜：位于井田北部，轴向为北西-南东向，两翼地层产状较为平缓，倾角一般在2-6之间，背斜轴在井田内延伸长度3000m左右。2.S2向斜：位于井田内南部，轴向近于东西，两翼地层产状不对称，北翼地层产状总体走向北西南东向，倾向南西，倾角一般为4-13，南翼地层产状总体走向为北东南西向，倾向南东，倾角平缓，一般在2-4。向斜轴在井田内延伸长度3962

24、m左右。1.2.5瓦斯.煤尘和自燃性及地温1.瓦斯该矿瓦斯等级属低瓦斯矿井，但瓦斯变化规律与诸多因素有关，如煤的变质程度、埋藏深度、围岩类型、构造、水文地质条件及开采方法等。一般来讲，煤的变质程度越高，埋藏深度越大，围岩孔隙、裂隙增多以及向斜轴部、断层附近等均会集存大量瓦斯。2.煤尘爆炸性山西省煤炭工业局综合测试中心对本井田内各煤层煤样进行了测试工作，均有爆炸性。3.煤炭自燃倾向性根据山西省煤炭工业厅综合测试中心测试结果，各煤层煤的自燃倾向性等级为I级，自燃倾向性性质为容易自燃。4.地温本区年平均气温约67.7，恒温带平均深度约30m，恒温带温度略高于年平均气温，约8，地温梯度若取3/100m

25、，本矿14号煤层开采平均深度为280m，经计算，煤层围岩原始温度约16，与实测值相符，说明本区处于地温正常区，所以在开采过程中不会受到热害影响。1.3煤层特征1.3.1煤层特征井田内含煤地层为侏罗系大同组，大同组平均厚度为198.15m，含煤11层，自上而下编号为2号、3号、7-2号、7-3号、8号、9号、10号、11号、11-3号、14号，煤层总厚平均为22.69m，含煤系数为11.45%。其中7号、9号、11号、14号煤层为本矿可采煤层。本次设计开采9号、11号层。1.3.2煤层围岩特性现将本井田内主要可采煤层特征叙述如下：2、9号煤层：9号煤层上距7号煤层26.40m，煤层厚0.00-2

26、.36m，平均1.56m，为较稳定的局部可采煤层，结构简单，不含夹矸，顶板为砂质泥岩，底板为砂质泥岩，井田内全部采空。3、10号煤层：位于大同组中下部，上距9号煤层13.33m，煤层厚0.00-1.70m，平均1.33m，为较稳定局部可采煤层。顶板为细粒砂岩，底板为砂质泥岩，井田内全部采空。4、11-1号煤层：位于大同组中下部，上距10号煤层56.52m，煤层厚6.71-7.60m，平均7.15m，为稳定可采煤层。结构简单，局部含一层夹矸，顶板为细砂岩，底板为砂质泥岩，井田内部分采空。主要可采煤层特征表表1-2-2煤层编号煤层厚度（m） 煤层间距（m）煤层结构（夹矸）稳定性可采范围顶底板岩性最

27、小-最大平均最小-最大平均顶板底板70.00-6.153.98简单0-1较稳定大部分可采粉砂岩砂质泥岩23.09-37.3726.4090.00-2.361.56简单0较稳定大部分可采砂质泥岩砂质泥岩12.70-13.9013.33100.00-1.701.33简单0较稳定局部可采细砂岩砂质泥岩55.50-59.6056.52116.71-7.607.15简单0-1稳定全井田可采粉砂岩砂质泥岩17.70-29.3018.3811-30.50-1.701.03简单0-1较稳定局部可采粉砂岩细砂岩1.65-7.454.71142.10-4.353.33较简单0-1稳定全井田可采细砂岩砂质泥岩侏罗系

28、大同组为陆相中的河湖相、沼泽相沉积，岩性横向变化大，含煤地层中缺少明显、稳定的标志层，加之煤层多，厚度变化大，部分煤层层间距小，分叉合并频繁，故煤层的对比工作较为困难，但本井田内主要可采煤层现已开采，经过矿井多年来的探采对比，煤岩层相互间的关系有自身的规律和特征可寻，其煤层对比的依据是：标志层对比、煤层特征对比、层间距和顶底板岩性特征对比及煤层沉积特征对比等。原矿井生产地质报告采用标志层法及煤岩层组合特征对比法（煤组特征、煤岩层间距对比法）进行的，经开采证实，对比结果是可靠的。1.3.3煤的特征1、物理性质各煤层均呈黑色，条痕为褐色，光泽以弱玻璃光泽为主，沥青光泽次之，阶梯状断口，条带状结构，

29、层状块状构造，各煤层宏观煤岩类型以半亮型煤为主，半暗型煤为辅，煤岩成份以亮煤居多，暗煤次之。2、显微煤岩特性：从煤岩组分分析结果可知，各煤层主要为中等镜质组煤，丝炭化组分含量较多，煤层容易自燃。煤的镜质组反射率Rmax一般在0.6520.875%之间，煤层处于变质阶段。1、化学性质本次对9、11号煤层沿巷道揭露处分段进行了采样,由山西省煤炭工业局综合测试中心进行了测试，测试结果见表1-2-3、1-2-4、1-2-5。 9号煤层煤质测试成果表 表1-2-3项目结果项目结果原煤浮煤浮煤工业分析分析水Mad %2.82-4.233.53(8)7.09-10.248.31(8)新煤类牌号类别不粘煤(8

30、)灰分Ad %3.85-12.306.83(8)4.81-6.685.87(8)符号BN(8)挥发分Vdaf %27.40-33.35230.70(8)28.87-33.9031.23(8)代码31(8)焦渣特征CRC2(8)2(8)胶质层指数Ymm0(8)固定碳Fc,d %61.85-66.2164.53(8)/X mm21-3932.25(8)全硫St,d %0.23-1.790.76(8)0.15-1.370.47(8)体积曲线平滑斜降高位发热量Qgr,dMJ/kg27.39-30.9229.59(8)29.45-30.1629.85(8)融合状况粉状视密度ARD1.26-1.331.3

31、0(5)/1.4重液回收率%25.0-85.067.31(5)粘结指数GR.I0(8) 11号煤层煤质测试成果表 表1-2-4项目结果项目结果原煤浮煤浮煤工业分析分析水Mad %3.71-4.604.16(2)8.74-9.208.97(2)新煤类牌号类别不粘煤(2)灰分Ad %3.35-7.585.47(2)3.65-3.813.73(2)符号BN(2)挥发分Vdaf %31.174-33.8432.51(2)32.83-34.9233.88(2)代码31(2)焦渣特征CRC2(2)2(2)胶质层指数Ymm0(2)固定碳Fc,d %63.62-63.9463.78(2)/X mm39-403

32、9.5(2)全硫St,d %0.26-0.430.35(2)0.18-0.220.20(2)体积曲线平滑斜降高位发热量Qgr,dMJ/kg29.09-30.7429.92(2)30.37-30.5730.47(2)融合状况粉状视密度ARD1.26-1.301.28(2)/1.4重液回收率%51.0-84.767.85(2)粘结指数GR.I0(2)据测试结果， 9号煤层为特低灰、低硫、高热值不粘煤(符号BN)（数码31）；11号煤层为特低灰、特低硫、特高热值不粘煤(符号BN)（数码31）。2、元素分析本次未对9、11号煤层进行元素检测工作，现根据2006年山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告，9

33、、11号煤层同种元素含量差异不大，煤化程度比较高（详见表1-2-6）。 煤层元素测试成果表 表1-2-6煤层编号碳（Cd）（%）氢（Hd）（%）氮（Nd）（%）氧（Od）（%）原煤浮煤原煤浮煤原煤浮煤原煤浮煤980.4781.094.114.470.851.3514.3512.891180.3585.064.334.521.040.9412.438.613、煤的有害成份本次进行有害成份磷(Pd%)检测，测试结果磷含量较低，9号煤层为0.0020.052，平均0.0126，属特低磷煤；11号煤层为0.0010.002，平均0.0015，属特低磷煤。4、工艺性能根据测试结果，9号煤层焦渣特征（CR

34、C）为2，粘结性和结焦性均很差，粘结性指数（GR.I）为0,胶质层Y值为0，发热量（Qgr，d）为29.59 MJ/kg，属高热值煤；11号煤层焦渣特征（CRC）为2，粘结性和结焦性均很差，粘结性指数（GR.I）为0,胶质层Y值为0，发热量（Qgr，d）为28.97 MJ/kg，属高热值煤。（三）煤类及煤的工业用途1、煤类根据中国煤炭分类国家标准（GB5751-86）以浮煤挥发份（Vdaf）、粘结指数（GRI）值作为主要分类指标，Y值作参考指标划分煤类。根据山西省煤炭工业局综合测试中心对本次采样分析， 9号煤层挥发分（Vdaf）平均值为31.25%，粘结性G值指数为0；11号煤层挥发分（Vda

35、f）平均值为34.40，粘结性G值指数为0。本矿9号、11号煤层均属不粘煤(符号BN)（数码31）。2、煤的工业用途据煤样煤质测试结果，本矿9号煤层具有特低灰、低硫、高热值的特点；11号煤层具有低灰、中硫、高热值的特点,根据煤质特征和工业用煤标准及目前的加工技术，本井田9号、11号煤层的工业用途均为优质动力用煤及民用煤。3、可选性：山西省煤炭工业局综合测试中心进行了煤炭筛分浮沉试验工作（简选），评定方法采用“分选密度0.1含量法（0.1含量法）”对煤炭可选性进行评定，结果为： 9、11号煤均为极难选等级。4、煤的风化和氧化该矿井田内无煤层出露地表，煤质分析各煤层未见水分、灰分、挥发分增高，井田

36、内的煤埋深均大于50m，不存在风化和氧化现象。1.3.4煤系与煤层井田内的含煤地层为侏罗系大同组。煤层不发育，大多为炭质泥岩以及薄煤层或煤线，没有无经济价值，因此在此处不再进行过多叙述。大同组(J2d)：厚为69.77m278.91m，一般厚为226m。属于山间盆地河湖相沉积，河流相砂岩占约46%（河床相约为31%，河漫滩相占约15%），湖泊相粉砂岩及粉细砂岩互层占约38%，泥炭沼泽相占约14%，不稳定泥沼相占约2%。大同组含煤为20层。2 井田境界和储量2.1井田概况2.1.1 井田划分的原则将煤田划分成井田的时候，为了确定每个井田尺寸以及境界都合理，煤田的各个部分能够进行良好的开发。煤田划

37、分为井田一般应遵循以下原则：1.利用好当地的自然条件进行划分，如地质构造（断层）、河流、铁路等；2.井田的境界范围应当与矿井的生产能力相适应；3.矿井要有合理的形状、尺寸以及足够的储量；4.统筹兼顾，合理布置，要处理好与相邻矿井的关系；5.划分的井田范围要为矿井发展留有一定的空间；潘家窑矿井在大同煤田的中西部，亦即大同向斜西北翼，离大同市左云县的距离约为14km。2.2矿井工业储量2.2.1资源/储量估算方法与有关参数的确定井田范围内的煤层倾角相对而言计较平缓，基本都是在在010之间。因此可以采用水平投影面积及煤层伪厚估算储量资源的办法来进行计算： Zz= SMD (2-1)式中：S井田面积（

38、m2），可以采用水平投影面积，用cad在煤层底板等高线上直接来测得；M煤层平均厚度（m），即为各勘探点厚度之算术平均值，各点煤层采用厚度的确定按照有关规程的规定来确定；D煤层密度（t/m3），煤层密度为1.3t/m3；现计算结果如下：由cad在煤层底板等高线测得水平投影面积S=10607.724m11#平均煤厚M=7.15m9#平均煤厚M=1.56m俩层煤的煤层密度都为D=1.3t/m3 矿井可采总工业储量为： Zz=10607.724(7.15+1.56)1.3=120.11Mt。2.3矿井可采储量2.3.1矿井设计储量计算矿井设计储量=矿井工业储量永久煤柱损失得矿井设计资源储量Zs=100

39、.11Mt。2.3.2矿井设计可采储量矿井可采储量按照下式来计算： (2-2) 式中： -矿井设计的可采储量，万t； -矿井工业储量，万t； -可采煤柱损失，万t； -采区回采率，薄煤层的取C=85%；中中厚煤层的取C=80%；中中厚煤层的取C=80%。经过计算可得，矿井设计可采量为80.08Mt493 矿井工作制度、设计能力及服务年限3.1矿井工作制度查找资料煤炭工业矿井设计规范以及关于煤矿设计规范中若干条文修改的说明，确定如下：本矿井设计生产能力按每年的工作日为300天来进行计算，回采工作面实行“四六”制作业。三班生产，一班检修准备，工作面采用采煤机割、装煤，刮板输送机运煤。3.2矿井设计

40、生产能力及服务年限3.2.1矿井设计生产能力1.矿井设计生产能力的确定矿井设计生产能力确定为0.9Mt/a。其主要理由如下：1）井田构造及煤层煤层赋存状况。本井田倾角平均为2，主采煤层赋存稳定、全区可采、块段基本完整。煤层结构也比较简单，适合进行综合机械化开采。2）资源条件与勘探程度。主采煤层属于中中厚煤层并且稳定，倾角平缓，适合综合机械化开采。因为矿井中煤层的生产能力相对而言比较大，所以该矿井具备高产高效矿井能力。根据目前国内矿井开采的一些条件、技术装备的水平以及生产管理的水平，本矿井井型确定为0.9Mt/a较合适。3.2.2设计生产能力及服务年限1.储量条件校核根据相关规定：矿井井田的设计

41、生产能力必须要和矿井的可采储量相匹配，这样来确保矿井有着足够的生产服务年限。矿井服务年限的公式为： T=Zk/(AK) （3-1）其中：T -矿井的服务年限，年； Zk-矿井的可采储量，80.08Mt； A -矿井的设计生产能力，0.9Mt/a； K -矿井储量备用系数，取1.4。则： T=80.08/（1.51.4） =89a既本矿井的开采服务年限符合规范的要求。2.井型校核根据矿井的实际煤层的开采能力，储量条件以及安全条件等其他的因素的影响来对矿井的井型校核：1）煤层开采能力本矿井井田9号煤层属于赋存条件稳定的中厚煤层，井田煤层的平均厚度为1.56米，其平均倾角为2。因此可以采用大采高一次

42、采全高的采煤方法。2）安全条件校核本矿井属于低瓦斯矿井，9号煤层的煤尘爆炸性比较小，但是也得加强管理，矿井的文地质条件相对简单。涌水量也比较小。表3-1 不同矿井设计生产能力时矿井服务年限表矿井设计生产能力（Mt/a）矿井设计年限（a）第一水平设计服务年限煤层倾角456及以上70353-560301.2-2.4502520150.45-0.9402015153）矿井的设计生产能力与服务年限相适应，这样才能才能获得好的技术经济效益。煤炭工业矿井设计规范给出了井型和服务年限的对应要求，见表3-1。井田的可采储量为80.08Mt，服务年限为89a，可以满足矿井的设计生产能力。综上，确定矿井的生产能力

43、为0.9Mt/a，矿井服务年限为89年。4 井田开拓4.1井田开拓的基本问题4.1.1井田开拓方式的选择井田开拓指的是在井田的范围内，为采煤，从地面开始向地下开拓一系列巷道进入煤体，建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等的生产系统，这些用于开拓的井下巷道的形式、数量、位置以及其相互联系和配合被称为开拓方式，合理的开拓方式，需要对技术可行的几种开拓方式来进行技术和经济比较，才能够确定Error! Reference source not found.。井田开拓考虑的问题主要是如何布置开拓巷道，具体的来说有着以下几个具体方面需要进行认真详细的考虑。1.确定井筒的形式、数目还有配置，合理选择井筒

44、以及工业场地的位置；2.合理的确定开采水平的数目和位置；3.布置大巷以及井底车场；4.确定矿井开采的程序，且做好开采水平的接替；5.进行矿井开拓延深、深部开拓以及技术改造；6.合理的确定矿井通风、运输以及供电系统。7.一定要认真贯彻落实国家相关技术政策，为早出煤、出好煤高产高效创造有利条件。8.可以在保证生产可靠以及安全的条件下减少开拓的工程量；尤其重要的是初期建设工程量，这样做可以节约基础建设的投资，从而加快矿井的建设。合理的集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，要做到合理集中生产。合理的开发国家资源，减少煤炭的损失。必须贯彻执行落实煤矿安全生产的有关规定。建立完善的通风、运输、供电系统

45、，创造良好的生产条件，减少巷道的维护量，要使主要巷道经常保持着良好状态。一定要能够适应当前咱们国家的一些技术水平以及矿井中设备的供应情况。必须想办法为新技术、新采煤工艺、采煤机械化、综掘机械化以及自动化的发展提供好条件。本井田开拓方式的选择，主要考虑到以下几个因素：1.本井田的煤层埋藏较深。.2.本井田瓦斯及涌水比较小,对开拓方式的选择影响不大。3.本矿的地表地势平坦，而且多为农田，并无大的地表水系和水体。4.1.2矿井工业场地位置选择此设计所选择的矿井工业广场位置具备下列优点：1.工业场地紧靠公路，交通运输便利；2.有大同乔村运煤专线；3.地面场地的位置相对而言比较开阔，而且海拔也比其它位置

46、的海拔低，生产区对于所邻近的村庄环境影响也比较小,工业广场离断层的距离比较近，这样还可以节省保护煤柱的费用。4.1.3开拓方案的选定本矿井井田范围内的地势平坦，不适合用平峒开拓。方案如下：主斜井副斜井开拓主斜井副斜井开拓方案：优点：1.井筒掘井技术和施工技术设备比较简单，掘金速度快，井筒装备及地面设备简单，井底车场比较简单；2.多水平开拓时石门工程量少，石门运输费用少，斜井延伸方便3采用带式输送机机，运输能力大；4.井筒的通风断面比较大，进而通风阻力会小，这些有利于矿井通风，够满足高瓦斯、煤和瓦斯突出矿井的需风量。 经过以上的综合经济比较，由于该井田煤层的埋藏较浅，以及考虑到经济等问题。主立副

47、立的开拓方式优势相对明显，推荐主立副立作为该矿井井田的主要开拓方式。4.2矿井基本巷道4.2.1井筒1.根据前章所确定的开拓方案可以知道采用主副斜井开拓，为了满足井下煤炭的提升，需设置一主井，辅助提升及进风设置一副井。为了通风方便，需要开掘一个风井。井筒用途如下；1）主井：承担着提升整个矿井中煤炭的任务，于此同时还要用作矿井的进风井以及安全出口；2）副井：主要承担着提升整个矿井人员等的任务，于此同时还要作为矿井的主要进风井以及安全出口。2.井筒特征矿井开拓方式在定下来之后，还需说明这个矿井主要的井筒横断面的布置形式、矿井井筒的装备、矿井井筒的断面尺寸以及矿井井筒的支护材料等这些特征。1）井筒的

48、断面尺寸（1）断面确定的依据确定断面的依据主要包括提升容器种类以及其外形尺寸；井筒的装备类型、规格以及最小允许间隙；还有用途，管路、电缆、梯子间的平面尺寸等等。（2）井筒的装备规格依据2）副井井筒断面副井筒位于井田中央的工业场地中，和主井东西相距约为75 m。通井筒的主要作用是：升降人员、设备、材料以及提升矸石等，并且兼作通风、排水。为了防止出现像绳子断等这些事故，还需要设置有防坠设备。支护材料：基岩段是单层砼结构；井壁的厚度：基岩段的长度为400mm。井筒内还装备有钢丝绳罐道、电缆线和水管管道等。井筒深为285m。3）风井井筒断面风井用于回风以及作为矿井的安全出口。风井的配备有梯子间等。采用

49、的支护方式为砼支护；风井的井壁厚度为300mm；风井的井筒深度为290m。图4-2 风井井筒断面布置4.2.2井底车场的选择矿井的井底车场是用来连接矿井主要提升井筒以及井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称。矿井的井底车场联系着井筒提升以及井下运输着两个重要的生产环节。井底车场是矿井井下运输的总枢纽。井底车场的型式选定1.调车简单并且管理方便，弯道以及交岔点少；2.操作安全，符合相关规定；3.井巷的工程量小，建设的投资少，还要便于维护，生产成本要低；4.井底车场在建造的时候要方便，各个井筒之间井底车场巷道能够与主要巷道间很快的贯通。根据上述这些原则，井底车场采用斜井刀式环形井底车场，可以满足该

50、矿井辅助提升存车线路的要求。1.验算副井空、重车线长度；2.井底车场的调车方式；3.井底车场硐室名的布置。井底车场中的巷道及硐室的支护形式可采用锚喷以及锚杆加锚索支护。4.2.3硐室井底车场硐室分主井系统硐室、副井系统硐室和其他硐室。1.主井的系统硐室包括卸载硐室、井底煤仓以及排水泵房硐室等等；2.副井的系统硐室包括主变电硐室、主排水硐室、清理水仓硐室以及等候室等；3. 其他硐室包括消防材料库、工具库等等。 图4-3 井底车场5 准备方式带区巷道布置5.1煤层地质特征9#煤层的顶板岩石是粉砂岩。煤层的直接顶岩性以粉砂岩为主，局部为砂质泥岩煤层的底版岩性以砂质泥岩为主。属于低瓦斯矿井。为保证矿井

51、能够尽早的投产，资金可以尽早的回收，本设计决定选用三带区作为矿井的首采工作面。5.2带区巷道布置及生产系统5.2.1.带区准备方式的确定1.带区准备方式优点：1）巷道的布置简单，掘进巷道和维护巷道的费用较低、投产较快；2）运输系统相对简单，占用的设备少，运输产生的费用少；3）采煤工作面应该保持着相等的长度，降低一些因为工作面长度的变化而给带给生产所带来的不利影响；4）选用带区准备方式的话通风线路会相对盘区准备方式短一些，这样的话所对应巷道的交叉点等的布置也会相对减少很多；5）对一些地质条件的适应性能力较强；6）技术经济效果显著。根据国内的数据可以表明，带区准备方式中的工作面单产相对而言比较高、采出率很高、劳动生产率比较高而且煤的成本比较低。工作面的运料巷道布置为单轨，利用长距离的绞车来解决辅助运输等问题。2.采区数目和位置根据第四章比较得出的井田开拓方案，再结合矿井的井型还有工作面的装备水平，矿井布置单一倾向长壁大采高综采工作面，首采区选择在煤层的三带区，首采面选择在煤层的三带区工业广场东南的工作面。该带区的储量可靠，地质构