采矿工程毕业设计（论文）-四老沟矿11号煤层90万ta矿井设计

1、山西大同大学本科生毕业设计 中文题目：同煤集团四老沟煤矿11#煤层矿井设计盘区(90万t/a） 英文题目：The 11# Coal Seam Mining Design of Silaogou Coal Mine in Datong Coal Mine Group Company(90万t/a) 学 院： 煤炭工程学院 姓 名： 学 号： 专 业： 采矿工程 班 级： 16专升二 指导教师： 职 称： 完成日期： 2018 年 5 月 28 日摘 要本设计说明书通过详细介绍山西同煤集团四老沟矿的井田概况和地质特征，经过一系列的方案论证比较，选择了适合本矿井的开拓方式、采煤方法和各生产系统。本设

2、计为该井田11#煤层的矿井设计，该煤层地质构造比较简单，平均厚度为3.81m，煤层倾角06o，属于近水平煤层，是瓦斯煤层，有煤尘爆炸危险。其矿井设计资源储量为60.95t，矿井设计可采储量为46.44Mt，设计生产能力为0.9Mt/a，服务年限为35年。经过技术经济比较，选择了主斜井副立井开拓方案，其中主、副井为斜井，回风井选择了立井。该煤层共分为八个带区两个盘区，首采区采用倾斜长壁一次采全高后退式综合机械化采煤方法，采用自然垮落法结合人工强制放顶管理采空区顶板。辅助运输系统与主运输系统相分离，其中辅助运输采用绞车牵引矿车方式，技术工艺简单，操作便利。矿井采用并列式通风系统。关键词：斜井开拓；

3、带区式；一次采全高；中央式全套图纸加扣 3346389411或3012250582ABSTRACTThis design introduces detailedly the coalfields genneral situation and geologic characteristic of Silaogou Coal Mine,Datong Coal Mine Group,Shanxi Province. Based on a series of verification and comparison, the suitable mine developing scheme,mining

4、method and production systems have been determined.This design is for the 11# coal seam of the coalfield, which contains simple geologic structures, 3.81 meters height in average and about 06 dip angle of coal seam ,which makes it a near-horison coal seam.Also,its a low-gas coal seam with a danger o

5、f dust explosion. The industrial reserves are 60.95 million tons, the designed reserves are 46.44million tons, the designed productive capacity is 1.5 million tons per year and the expected service life of the mine is 41 years.After compared by technique and economy, a developing scheme of two slope

6、s and one shaft is chosen, which means the scheme contains a main slope,an auxiliary slope and an air shaft.The coal seam is divided into four panels.The first mining area is Panel 1101,using the intergrated mechanization method of inclined longwell,full-seam mining and retreating working.To manage

7、goaf roof, use the method combined with natrual caving and forced caving.The auxiliary haulage system and main haulage system are seperated.In the auxiliary haulage system,use the winch to tow the car ,which is technically simple and operated conveniently. And parallel ventilated system is used for

8、the mine in this design.Key word：inclined developing; panel; full-seam mining; central山西大同大学煤炭工程学院2018届本科生毕业设计目 录1 矿井概述及井田地质特征11.1 矿区概述11.1.1地理位置11.1.2地形、地貌21.1.3交通条件21.1.4水文条件31.2井田地质特征31.3井田地质构造61.3.1断层61.3.2褶曲71.3.3陷落柱81.4煤层特征81.4.1煤层特征81.4.2煤层围岩特性81.4.3煤的特征92 井田境界及储量102.1井田境界102.2矿井储量102.2.1井田储量

9、的计算原则102.2.2矿井工业资源储量的计算112.2.3 矿井设计资源/储量112.2.4 矿井设计可采储量113 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限133.1矿井工作制度133.2矿井生产能力及服务年限133.2.1矿井生产能力133.2.3矿井服务年限134 井田开拓154.1概述154.2井筒的确定原则154.2.1.井筒形式154.2.2.井筒数目的选择原则154.2.3.井筒位置的选择原则154.1.2井田开拓的一般设计164.1.3开拓方案的提出164.1.4开拓方案的比较184.2井田基本巷道204.2.1井筒204.2.2井底车场244.2.3井下中央变电所244.2.4

10、中央水泵房硐室254.2.5水仓和管子道254.2.6等候室264.2.7其它峒室264.2.8主要开拓巷道265 准备方式采（盘）区或带区巷道布置及装备305.1煤层地质特征305.2采（盘）区或带区巷道布置及生产系统305.2.1带区准备方式优点305.2.2带区巷道布置305.2.3带区生产系统316 采煤方法326.1采煤方法326.1.1采煤方法选择326.1.2工作面长度的确定326.1.3综采工作面主要设备336.2采煤工艺346.2.1采煤工艺的确定346.2.2采空区处理、顶板管理366.2.3工作面支护方式及选型376.2.4端头支护及超前支护方式386.2.5工作面循环作

11、业与生产能力386.3回采巷道布置426.3.1采区巷道的断面和支护形426.3.2采区巷道的掘进方法和作业方式447 井下运输467.1概述467.2大巷运输设备及选择467.2.1主运输和辅助方式的选择467.2.2胶带输送机、矿车的选型467.3 采区运输设备选择478 矿井提升498.1概述498.2主井提升498.3副井提升509 矿井通风及安全技术519.1概述519.2矿井通风设计规定519.2.1矿井通风的任务519.2.2矿井通风系统的基本要求519.2.3通风方式519.2.4通风系统529.3全矿井及采区所需风量539.3.1风量计算原则539.3.2矿井及采区的风量计算

12、549.4矿井通风阻力589.4.1通风阻力的计算589.4.2 矿井总风阻的计算589.4.3等积孔的计算589.4.4 矿井通风阻力等级分类599.4.5减少风阻的措施599.5通风机选型599.5.1设计依据599.5.2风机计算及选型609.6防止特殊灾害的安全措施619.6.1.预防瓦斯爆炸的措施619.6.2防尘措施619.6.3预防井下火灾的措施629.6.4预防井下水灾措施629.6.5矿压显现控制措施629.6.6矿井安全出口629.6.7矿山救护639.7 安全技术措施附则639.7.1一般规定639.7.2顶板煤矿噪声控制639.7.3地表沉降的防治649.7.4爆破64

13、9.7.5 一通三防与安全监控659.7.6 机电669.7.7其它669.8灾害应急措施及避灾路线6610 设计矿井基本技术经济指标68参考文献70致 谢711 矿井概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1地理位置大同矿区位于山西北部，矿区地跨大同、左云、右玉、山阴等五个县市。四老沟矿井位于大同煤田东北端，大同市区西南，直线距大同市25Km，北邻同家梁矿，东接白洞矿，西北部相邻马脊梁矿和燕子山矿，西南部相邻燕崖矿，东南以大同组底部煤层露头线为界。地理坐标为东经11256361130332，北纬395643400153。如图1-1图1-1四老沟井田位置1.1.2地形、地貌井田内为低山丘陵黄

14、土地貌景观，地形比较复杂，黄土梁及“V”字沟谷发育，地势大致为北西高，东南低，地表最高点高程1619.0m,最低点高程1311.2m，相对高差307.8m。本井田处于十里河与口泉沟的分水岭地带。南部银塘沟三井沟珍珠沟东窑沟胡家湾沟，井沟之水汇入口泉河。1.1.3交通条件四老沟矿井田距大同较近，有大同王村运煤专线，与大同火车站相连，且每日有客车通行，交通较为便利。北部有东西向的京包线，往东有大秦铁路京包线。交通位置详见图1-2。图1-2 矿区交通位置图1.1.4水文条件矿区处于十里河与口泉河的分水岭地带，位于42304、42291、41293、41251钻孔一线。南部银塘沟，三井沟、珍珠沟、东窑

15、沟胡家湾沟、井沟之水汇入口泉河；北部支沟水流入十里河。各沟常年干涸，尽在雨季时洪水流经，为季节性沟谷。四老沟矿位于口泉河的中上游，河谷最窄处如桥东铁路下为40m。最高洪水位：据115队1950年7月观测资料上游为1298.79m,下游为1259.30m。井田内4#、7#、8#、9#煤层在口泉河北岸，露头线大致与河床平行，露头处煤层倾角与河谷波向相反。为雨季地表干涸。除雨季外主要靠12各矿排出的废水补给。 、水渗入井下创造了条件，沿岸露头岩层未发现含水层.1.2井田地质特征本井田属丘陵山地，地势东南高西北低，绝对海拔高12661563M，现对高差297M，区内多为黄土覆盖植被稀少,地表光秃。矿区

16、内地表出露与钻孔揭露的地层自老到新有：1太古界集宁群由青灰、浅灰、肉红、灰黑色花岗片麻岩、辉石浅粒岩、黑云辉石斜长片麻岩等组成，出露于井田东部七峰山一带。2寒武系原四矿报告中。对寒武系未单独划分描述，按玉龙洞实测剖面资料，寒武系总厚466m，分为上、中、下三个统。1）下统毛庄组厚53M以砖红色页岩和紫色白云质泥灰岩为主，页岩叶里具食盐假晶，底间未含砾钙质砂岩，下部含石膏层。2）中统下部徐庄组厚79m最底部有厚46m角粒状白云质灰岩，往上是猪肝紫-紫红色夹灰绿色页岩及薄层泥岩，在上为灰色结晶灰岩夹薄层鲕状灰岩和生物碎屑灰岩。3）中统上部张夏组厚179m，以灰色中厚层鲕状灰岩为主，中上部夹薄层泥质

17、条带灰岩和生物碎屑灰岩。4）上统下部崮山组厚53m，以竹叶和泥质条带状灰岩互层为主，中夹生物碎屑灰岩、结晶岩、鲕状灰岩。5）上统中部长山组厚19m，主要由紫红色含铁竹叶状灰岩组成。6）上统中部凤山组厚83m，由灰黄、紫红色生物碎屑灰岩、泥质条带灰岩、竹叶状灰岩、白云质灰岩组成。寒武系与下伏太古界片麻岩为角度不整合接触，寒武系各统及各组之间为联系沉积。3.奥陶系大同地区最大厚度约为400m，与本矿相邻的同家梁矿厚68m，本矿奥陶系厚度大致也在70m左右。岩性以灰、深灰色结核状灰岩为主，中夹豹皮状灰岩、灰绿色钙质泥岩及页岩，广泛出露于口泉山脉东南麓。4.石炭系1）中统本溪组厚630.13m，为一套

18、海陆交互相地层，井田内保存不全。最底部为一层鸡窝状褐铁矿层，它是由于奥陶系风化壳经长期侵蚀、侵蚀残存淋滤沉积而成的。往上为杂色铝土质泥岩，再往上分别为灰褐、灰白色粉砂岩，细砂岩为主中夹薄煤层、薄层灰岩等组成的滨岸、泄湖相沉积，出露于口泉山脉一带。与下伏奥陶系呈平行不整合接触。2）上统太原组厚60.1186.83m,主要由灰、灰黑、少量灰白色细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层等组成。是大同煤田下煤系最重要含煤地层，共含煤十多层，以3#、5#、8#、煤为主要可采煤层。与下伏本溪组连续沉积，二者整合接触。5二叠系下统山西组1）山西组（P1s）厚4590M，一般厚约60M主要由灰白、灰黄色粗、中砂岩

19、及灰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、煤层等组成，含山1-山4号四层煤，其中以4号层发育最好，局部可采，亦为大同煤田下煤系含煤地层之一。与下伏太原组整合接触。2）下石盒子组（P1X）厚约3050m，为灰黄、灰黄绿色中粗砂岩、砂质泥岩等组成。该组地层地表虽无出露，但钻孔内多有揭露，这实际上就是原报告中划入山西组的部分地层，它与下伏山西组整合接触。5侏罗系（J）1）下统永定庄组（J1y）厚72.21132.59m，一般厚115m，主要由灰紫、灰黄等杂色粉砂岩、砂岩、砂砾岩等组成。底部砂砾岩K8，厚1020m，为本组底部分界砂岩，它自北向南与下伏不同时代的老地层呈明显的角度不整合接触。十里河以北它以本溪组接

20、触，十里河以南则与太原组接触，口泉河一带则与山西组接触，再南则分别与下石盒子组、上石合子组，乃至石千峰组相接触。这在众多的地质剖面、地层和钻孔柱状中均见到，无可争辩。2）中统大同组（J2d）厚190242m，主要由灰、灰白色中细砂岩和灰黑色砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层等组成，含煤20余层，其中2#、3#、4、7、8、9、10、11、12、12、14、14、15十三层为可采煤层。这是一套内陆河湖相含煤沉积，它出露于青磁窑、煤峪口。至胡家湾及高山镇之间约45*20Km的广大地区内。与下伏永定庄组整合接触，二者连续沉积。但在局部范围内，有砂岩冲刷现象存在，不能与地壳大范围的整体升降运动相提并论，因此不

21、应该山西组和太原组、永定庄组和山西组、大同组和永定庄组，以及云冈组和大同组之间的局部砂岩冲刷接触关系统统确定为平行不整合接触关系。3）中统云岗组（J2y）厚90160m，一般厚110m,分上下两段。下段：青磁窑段（J2yq）厚60100m，一般厚70m.以灰白、灰黄色中粗砂岩、砂砾岩为主，砾岩磨圆度差，胶结较松散，交错层理发育。底部砂砾岩K21，厚518m，与下伏大同组连续沉积，但在局部范围内K21砂砾岩常对下部地层和2#煤层形成冲刷接触。上段：石窑段（J2ys）厚3060m一般厚40m，由灰紫、眦红色砂砾岩、砂岩、粉砂岩组成。下部岩性变化大，透镜体发育，上部砂岩含断续球状结核。6第四系（Q）

22、1）中、上更新统（Q2+3）厚025m,一般厚78m，上部为马兰期风成黄土，浅黄褐色，疏松，下部以棕红色亚粘土、亚砂土为主，内含钙质结核，垂直节理发育。2）全新统（Q4）厚025m,一般厚78m，上部为马兰期风成黄土，浅黄褐色，疏松，下部以棕红色亚粘土、亚砂土为主，内含钙质结核，垂直节理发育。1.3井田地质构造1.3.1断层本煤层共发现断层三条，现分述如下：1)断层F1，位于煤层南侧，落差为3,5m，延展长度约为1357.96m，倾角为4876。2)断层F2，位于煤层中部，落差为2.14.2m，延展长度为1893.11m，倾角为80。3)断层F3，位于煤层北部，落差为2.56.34m，延展长度

23、为1858.91m，倾角为6581。1.3.2褶曲本井田内的褶皱构造主要分布在矿井中、西部地区，分别同S1、S3、S5三个背斜和S2、S4两个向斜相间组成，其中S为大同主向斜，现分述如下：1）S1背斜：位于井田西北边缘，走向N5-15E ，向北东倾伏，中间局部地段在平面图上反映不明显，大致沿40325、40311、39312、39301、39291、39297钻孔一线延伸，轴向略有弯曲，两翼地层倾角宽缓，延伸长约5-6km。2）S3背斜：位于大同向斜S2发育，轴向N5-10E，向北倾伏，为一短轴状背斜，仅在井田中、南部发育，大致在41291、41294、41285钻孔一线，延伸长约1500m以

24、上。3）S5背斜：位于井田中部本矿井最狭窄部位，轴向N5E，向北倾伏。该背斜两翼和北部倾伏端地层倾角皆较大，形态明显，在两张主平面图上等高线密集，局部地区地层倾角大于30，背斜轴大致在42292、42294、42281、43282各孔连线附近通过，延伸长约1200m。4）S2大同主向斜：位于矿井西部F1断层以东，二者在北部间距较大，向南间距较小，在矿井最南端二者相交，互相穿插。大同主向斜轴在主要平面图上，北部反映不明显，在中、南部轴向清楚、明显。向斜轴走向大致为N20-25E。在中、南部两翼地层倾角稍大，北部两翼地层倾角平缓。大致沿扩-87、扩-92、四-75各孔连线通过。在井田内延伸长约5k

25、m。5）S4向斜：位于井田中部偏西，在中、南部和S3背斜近于平行。向斜轴轴向略呈弧形，北端为NNE走向，中部近南北向，南部呈NNW走向，总体看呈宽缓向北倾伏状态。该向斜在井田内自北向南分别被四条断层错位。在构造图上呈明显的不连续状态。1.3.3陷落柱本井田内发现陷落柱共1个，现将其位置、范围及对煤层开采影响等分述如下:陷1：位于44264附近，周围地层呈环状下落，长轴140m，短轴90m，地表未见出露。陷落柱对矿井生产的影响：因接近陷落柱的煤层沿走向、倾向发生的变化大，顶板裂隙变多，容易连通含水层，建设生产时易产生涌水，从而给生产增加更多的困难。1.4煤层特征1.4.1煤层特征11号煤层位于1

26、0号煤层下2.2026.35m，平均17.51m。赋存标高10951340m，埋深0326.25m。煤层厚度012.22m，平均3.81m。煤层多为单一结构，局部地段可偶夹3层夹石，最大厚度0.34m，岩性多为中细砂岩，全井田除东南角外大面积分布，为主要开采煤层。属较稳定煤层。1.4.2煤层围岩特性11#煤层的顶板由老顶、直接顶和伪顶组成，其中:基本顶：岩性由粗至细砂岩组成，无老顶区和老顶层位的冲刷带呈零散分布，其岩性和厚度在面上变化很大，一般为2-21m,岩性以细纱岩为主中砂岩次之,粗砂岩最少,容重为2.39-2.54g/cm3, 属极坚硬岩石。直接顶：岩性以粉砂岩和砂质泥岩为主，细砂岩与砂

27、质泥岩互层次之。厚度一般为2-4m，最大厚度为7.31m,容重为2.512.58g/cm3，属极坚硬岩石。伪顶：只在矿区中部较为发育，岩性复杂，由粗至细砂岩与煤组成，还有的由砂质泥岩、灰质泥岩组成，厚度在0.1-0.48m,属较软岩石。煤层底版，以粉砂岩和砂质泥岩为主，粗至细砂岩次之。1.4.3煤的特征本井田的主要可采煤层以亮煤为主，夹镜煤及暗煤条带，弱玻璃玻璃光泽，条带结构，贝壳状断口，性脆易碎，煤岩类型为半亮性，偶尔可见光亮型煤。矿井煤类均属RN32,弱粘煤，各层之间的化学性质差异很小，平面、垂面上的煤质变化均不明显，作为铸造用煤也是尚好原料732 井田境界及储量2.1井田境界本井田境界坐

28、标点如下表2-1 井田控制坐标表（使用80坐标）点号XY1540529.64433189.02542225.44430830.03546046.84428066.04547826.94427195.55546076.64423666.56544631.24424204.67540150.04428090.0本井田境界划分情况叙述如下:井田走向长5.34km，倾向3.31km，面积约为15.39km2。2.2矿井储量2.2.1井田储量的计算原则1 按照地下实际埋藏的煤炭储量计算，不考虑开采、选矿及加工时的损失；2 储量计算的最大垂深与勘探深度一致。对于大、中型矿井，一般不超过1000m；3 精查

29、阶段的煤炭储量计算范围，应与所划定的井田边界范围一致；4 凡是分水平开采的井田，在计算储量时，也应该分水平计算储量；5 煤层中所夹的大于0.05m厚的高灰煤（夹矸）不参与储量的计算；6 参与储量计算的各煤层原煤干燥时的灰分不大于40%。2.2.2矿井工业资源储量的计算根据储量计算公式： （2-1）式中：Zg矿井工业/资源储量，MtS井田面积，M可采煤层厚度，mr煤的容重，t/m3S为15385679。8530，M为3.81m，r取1.34 t/m3，本设计的井田为近水平煤田，故取cos为1所以，矿井工业/资源储量为Zd =15385679.85303.811.34=78.55Mt2.2.3 矿

30、井设计资源/储量矿井设计资源/储量为矿井工业资源/储量减去设计计算的断层煤柱、井田境界煤柱、地面建筑物煤柱等永久煤柱损失量后的资源/储量井田边界保护煤柱：井田边界保护煤柱的面积为496269.2109，所以Pj=469269.21093.811.341000000=2.4Mt断层保护煤柱:断层的总延伸长度约为14405.6095mPd=14405.6095303.811.341000000=2.2Mt陷落柱保护煤柱：陷落柱保护煤柱的面积为：82131.2872Pf=82131.2827303.811.341000000=12.6矿井永久煤柱损失： P1=Pj+Pd =pf= 17.6Mt矿井设

31、计资源/储量： Zs=ZgP1=78.55-17.6=60.95Mt2.2.4 矿井设计可采储量矿井设计可采储量:矿井设计可以采出的储量。由矿井设计资源/储量中减去工业场地和主要煤巷煤柱的煤量后乘以采区采出率。主要井巷煤柱不包括上、下山煤柱该部分损失量属采区开采损失。煤柱损失包括井田边界煤柱、采空区煤柱、工业场地保护煤柱以及大巷保护煤柱，各种煤柱留设如下：井田边界煤柱留30m，水平大巷之间留10m煤柱，大巷的两侧留30m煤柱，断层边界留30m，工业场地按二级保护，井筒按一级保护，工业广场维护带宽15m。临时煤柱损失P2主要包括工业广场压煤、大巷保护煤柱等。工业广场压煤由设计规范规定：根据工业场

32、地占地指标，确定工业场地占地面积：大型井0.81.1公顷/10万t；中型井1.31.8公顷/10万t；小型井2.02.5公顷/10万t。本矿井设计年产0.9Mt，所以工业广场压煤面积约为163050.73Pgy= 163050.733.811.341000000=0.8Mt大巷保护煤柱在测距大巷长约为5237.2724mPdh= 5237.2724（30301010）3.811.34=2.1Mt矿井临时煤柱损失：P2=Pgy+Pdh=0.82.1=2.9Mt矿井设计可采/储量： Zk=(ZsP2 ) C=(60.95-2.9) 0.8=46.44Mt设计可采储量即矿井设计的可以采出的储量。由矿

33、井设计资源储量减去工业场地和主要井巷的煤柱后乘以采出率。计算公式：Zk=(ZsP2 ) C经公式计算得Zk=46.44Mt故本矿井可采储量为46.44Mt3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1矿井工作制度本设计矿井年工作日为300天。作业方式为“四六”制作业：三个班生产，一个班检修。每个班工作6小时，每天净提升煤碳18小时 。3.2矿井生产能力及服务年限3.2.1矿井生产能力根据当地用煤需求，结合煤层赋存条件，可采储量、装备水平、资金来源等因素，确定矿井生产能力为0.9Mt/a。3.2.3矿井服务年限根据煤炭工业矿井设计规范的有关要求，矿井设计生产能力与矿井服务年限的规定如下表：表3-

34、1 井型与服务年限对照表矿井设计生产能力（Mta）矿井设计服务年限（a）第一开采水平设计服务年限（a）煤层倾角25煤层倾角2545煤层倾角456.0及以上7035-3.05.06030-1.22.4502520150.450.940201515矿井及水平服务年限均按下式计算：T=ZKAK (3-1)式中：T -服务年限；Z K-设计可采储量，Mt；A -设计生产能力，Mt；K -储量备用系，K=1.3-1.5，根据本矿的生产条件，此处K取1.4。由此验算矿井服务年限如下：T=35 年服务年限符合煤炭工业矿井设计规范的有关要求。4 井田开拓4.1概述矿井根据井田内水文地质、井田边界、矿井设计生产

35、能力和服务年限等综合因素，一般开拓主井(专用提升煤)、副井(用于提升矸石通风运输材料和上下人员)以及回风井(回风)。4.2井筒的确定原则4.2.1.井筒形式井筒形式分为三种：平硐、斜井、立井。本矿井煤层倾角小，平均3，为近水平煤层；表土层厚约300m，无流沙层；水文地质情况中等简单，涌水量不大，故可选择斜井或立井开拓。4.2.2.井筒数目的选择原则本矿井为大型矿井，为满足煤炭提升，故设置一主井，辅助提升及进风设置一副井，回风井。考虑到井田面积较大，后期通风困难，故另开掘两个风井。共计五个井筒。4.2.3.井筒位置的选择原则井筒位置选择要有利于减少初期井巷工程量，缩短建井工期，减少占地面积，降低

36、运输费用，节省投资；要有利于矿井的迅速达产和正常接替。在本次设计的矿井中，运输大巷设在煤层中，煤炭通过主斜井胶带输送机提升到地面。另外，副立井中布置双层罐笼，排矸、材料、人员通过副井提升。由于设计矿井的煤层角度06，基本为近水平煤层，所以可以采用盘区式开采。采用中央并列式通风。4.1.2井田开拓的一般设计1 .主要运输大巷主要运输大巷是井下的主要交通运输巷道，并且巷道有通风排水任务及内布置管线，其服务年限长。2 .总回风道布置回风大巷的布置原则与运输大巷布置基本相同，并且对于一个具体矿井来说，常采用相同的布置方式。4.1.3开拓方案的提出根据本矿井的实际情况和设计规范提出两种可行的开拓方案。方

37、案一：工业广场位置： 在井田中央布置工业广场。井筒：工业场地内布置主斜井和副斜井两个井筒，两个井筒均落在11#煤层中，标高为1260m、1265m。回风立井共布置三个：南部风井、北部风井及回风立井分别落于标高为1115m、1250m、1333m的煤层中。主斜井：位于钻孔42288附近，设计倾角为19，水平投影为835m，落在11#煤层。副斜井：位于钻孔42288附近，设计倾角为19，水平投影为800m，落在11#煤层。回风立井、南部风井、北部风井：回风立井布置在井田中部，位于回风大巷上：南部风井布置在井田南侧中部，位于回风大巷上；北部风井布置在井田北侧中部，位于回风大巷上。风井井筒的剖面为圆形

38、，布置梯子间。开拓大巷：布置在井田中部将井田沿走向分为上、下两部分。矿井为独立通风系统通风，矿井通风采用机械负压抽出式通风。方案2：工业广场位置：位于F3断层北侧，覆于水平大巷上。工业广场保护煤柱与断层保护煤柱、大巷保护煤柱一部分相重合，减少煤柱的浪费。井筒：工业场地内布置主斜井和副斜井两个井筒，两个井筒均落在11#煤层中，标高为1260m、1265m。回风立井共布置三个：南部风井、北部风井及回风立井分别落于标高为1115m、1250m、1333m的煤层中。主斜井：位于钻孔45288附近，设计倾角为19，水平投影为170m，落在11#煤层。副立井：位于钻孔45288附近，设计倾角为19，垂深为

39、58m，落在11#煤层。回风立井、南部风井、北部风井：回风立井布置在井田中部，位于回风大巷上：南部风井布置在井田南侧中部，位于回风大巷上；北部风井布置在井田北侧中部，位于回风大巷上。风井井筒的剖面为圆形，布置梯子间。开拓大巷：布置在井田中部将井田沿走向分为上、下两部分。矿井为独立通风系统通风，矿井通风采用机械负压抽出式通风。图4-1 方案一开拓图图4-2 方案二开拓图4.1.4开拓方案的比较方案一：1.优点：1）巷道布置简单，通风系统简单，通风阻力小。2）各盘区独立运输，相互影响小。生产系统简单。3）矿井建设时间短出煤后可再掘继续掘进其它开拓大巷，达产早。4)巷道维护简单，后期管理方便。2.缺

40、点：1）三角煤，处理复杂。2）三条断层均在工作面内，过断层增加生产成本。3）断层落差大于煤厚，得搬家倒面开采，加大了生产难度。方案二：1.优点：巷道布置简单，施工方便，便于管理。煤层埋深较低，主副井筒缩短。三个井筒可以全部布置在一个工业场地内，便于管理。工作面布置简单，工人劳动强度低。2.缺点：三角煤多，处理复杂。立井运输费用高，增加吨煤成本。对方案一和方案二进行经济比较时，两方案相同或基本相同的部分不参与比较，如主要开拓大巷的布置等，两方案各项费用基本相同、采区的设备等也基本相同，不参与比较，矿井的涌水量不大，排水费用较少，对比较结果影响不大，也不参与比较。下面对两方案的井筒掘进费用进行详细

41、的经济比较，以便确定最优方案。表4-1 方案一井筒掘进费用表项目名称长度/m支护方式断面积(m2)单价(元/米)费用(万元)备注主斜井835锚 喷12.295009677.65副斜井800锚 喷10.490007488回风立井157锚 喷19.645000706.5合 计17872.15万元表4-2 方案二井筒掘进费用表项目名称长度/m支护方式断面积(m2)单价(元/米)费用(万元)备注主斜井170锚 喷12.2950001970.3副立井58锚 喷15.7380003460.28回风立井157锚 喷19.645000706.5合 计6137.08万元综上所述，认为：方案一优越性比方案二明显，

42、并且经济比较也得出方案一投资比方案二要少11735.07万元。如果其他条件均相同，则方案一比方案二投资少。故本设计认为方案一为最优方案，本矿井按方案一进行设计。4.2井田基本巷道4.2.1井筒一般来说，斜井井筒的断面形状分为半圆拱形和矩形两种，立井井筒的断面形状分为圆形和矩形两种。但半圆拱形剖面与圆形剖面的井筒具有承压性能好，通风阻力小，服务年限长，维护费用底等优点，因此副立井井筒采用圆形断面，主斜井采用半圆拱形断面。而煤层上部距地表较浅，为便于施工和安全起见，风井采用立井，为圆形断面。1主井本矿井主井为斜井，矿井设计年产量为0.9Mt/ a，故为了满足煤炭提升需要，主斜井中采用宽为1m的大倾

43、角胶带输送机提煤。井壁采用混凝土及砌壁支护方式。井内布置有人行台阶、 通信电缆、消防洒水管、检修道、动力电缆和照明电缆等设施。表4-3 主井特征表井型90万t/a井筒斜长170m井筒深度58m净断面积12.2m2提升容器胶带输送机井筒支护锚喷支护2.副井本矿井副井为立井，圆形断面，净直径为6.0m，井筒内装备一套3t双层双车罐笼，井壁采用钢筋混凝土支护方式，井筒主要用于提升矸石、下放设备和材料、升降人员等辅助提升工作。图4-3 副井断面图表4-4 副井特征表井型90万t/a井筒直径6m井筒深度58m净断面积28.3m2提升容器一对3t罐笼井筒支护钢筋混凝土砌壁3风井回风立井：井筒断面为圆形，采

44、用混凝土浇筑支护，井筒净直径5.0m，净断面19.6m2，掘进直径5.9m，毛断面27.33m2，井壁为300mm厚混凝土，布置梯子间图4-4 风井断面图表4-6 风井特征表井型90万t/a井筒直径5m井筒深度300m净断面积19.6m2井筒支护混凝土砌壁井壁材料：主、副斜井均采用锚喷支护。锚杆排拒800mm，间距800mm，锚深1800mm外露长度100mm，喷射厚度150mm。4.2.2井底车场1.井底车场是连接矿井主要提升井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称。它联系着井筒提升和井下运输两大生产环节，为提煤、提矸、下料、供电和升降人员等各项工作服务。井底车场的形式主要有环形式、折返

45、式两种。环形井底车场又可分为立式井底车场、卧式井底车场、斜式井底车场三种。井底车场的设计必须根据矿井生产需要的运输能力及矿井增产的需要来设置。根据煤炭工业矿井设计规范的有关规定 ，井底车场的设计通过能力应大于矿井生产能力3050。井底车场应方便管理、弯道和交叉点少、工程量小、施工方便、便于维护。本矿井设计年产量为0.9Mt/a，是大型矿井，井田开拓方式为主斜井副立井开拓，井田设计开采的11#煤层为近水平煤层，所以井底车场选择环形井底车场。4.2.3井下中央变电所1.硐室位置中央变电所硐室是全矿井下电力总配电站，为了节约输入输出电缆线、配电均衡、安装维护方便和便于提供新鲜风流等目的，宜将变电所置

46、于副井与井底车场连接的附近。其断面按所选的具体变压器型号确定，同时，应满足有关规定的要求，不得违反有关规程。2.支护形式和特殊要求变电所必须采用不燃性材料支护，如选用混凝土或料石砌碹，条件许可也可采用不燃性锚喷支护。硐室必须设置易关闭的既防水又放火的密闭门，门内可设向外开的铁珊门，但不能妨碍门的关闭，从硐室出口防火门起5m内的巷道应砌碹或用其它不燃性材料支护。硐室不应有滴水现象，电缆沟应设置一定坡度以便将积水随时排出室外。中央变电所应根据规定，设置灭火器材。如配置灭火设备和充足的砂箱，为此在硐室设计尺寸时，应留出相应的位置。4.2.4中央水泵房硐室1.水泵房硐室是井下主要硐室之一，能否正常安全

47、运行关系重大，故水泵房硐室位置的选择应考虑以下因素：1).管路敷设最短，不仅节约管路电缆，而且管道阻力和电压将最小。2).一旦井下发生水患，人员、设备便于撤出，同时便于下放排水设备，增加排水能力，迅速排除事故恢复生产。3).具有良好的通风条件。根据以上要求，硐室位置应选在井底车场与副井连接处附近空车线一侧，以便于设备运输，与中央变电所硐室组成联合硐室，即使有特殊原因也要尽可能靠近副井。2.硐室支护与特殊要求1).中央水泵房硐室必须采用不燃性材料支护，如砌料石或混凝土碹。在坚固的岩层中也可采用锚喷支护，但不得有淋水。2).出口通道处须设置向外开启的能防水防火的密封门，从硐室出口防火门起5采煤内的

48、巷道应砌碹或用其它不燃性材料支护。3).泵房硐室的地坪应高出通道与车场连接处地板0.5m，设置流水坡，以防硐室积水。4).水泵工作的总能力应能满足20h内排出矿井24h的正常用水量。4.2.5水仓和管子道1水仓布置在矿井井井底车场的巷道南侧，一共布置主、副两个水仓。本设计水仓剖面为半圆拱形，用钢筋混凝土砌碹，在水仓最低点即清理斜巷地不应设积水窝，再清理水仓时能将积水排出，以方便清理工作。2管子道位于井底车场中部，与主排水泵房相连，是专门用于安装排水管路的通道。4.2.6等候室在副井井筒附近设置等候室，作为工人候车跟休息的场所，等候室和工具房相邻，以便工人领取工具。4.2.7其它峒室在井底车场里

49、的其它峒室主要有调度室、医疗室、电机车房和电机车修理间、防火门峒室、火药库等。4.2.8主要开拓巷道本设计井田为四老沟11#煤层，属于近水平煤层，所以开采水平的开拓巷道共布置三条，分别运输大巷、轨道大巷、回风大巷。运输、轨道、回风大巷均为煤巷，沿底板掘进，为全矿井提供运输、通风的服务。大巷断面应满足风速的要求，轨道大巷的允许风速不超过8m/s，胶带运煤大巷的允许风速不超过6m/s。本矿井为大型矿井，设计服务年限长，故大巷采用锚喷、碹砌支护。根据煤矿安全规程的有关规定：巷道净断面必须满足运输、通风、行人、管道电缆铺设、检修和施工等的需要。1）皮带巷断面设计图4-5 皮带巷断面图2） 轨道巷断面设

50、计：图4-6 轨道巷断面图3） 回风巷断面设计：图4-7 回风巷断面图5 准备方式采（盘）区或带区巷道布置及装备5.1煤层地质特征带区主采煤层为11#煤层。11#煤层位于10#煤层下2.2026.35m，平均17.51m。赋存标高10951340m，埋深0326.25m。煤层厚度012.22m，平均3.81。煤层多为单一结构，局部地段可偶夹3层夹石，最大厚度0.34m，岩性多为中细砂岩，全井田除东南角外大面积分布，为主要开采煤层。属较稳定煤层。5.2采（盘）区或带区巷道布置及生产系统5.2.1带区准备方式优点1不需要布置上下山，因此巷道掘进量小，投产时间短；2系统简单，占用设备少；3运输效率高

51、，运输费用较低，运输系统环节少、运输效率高，运输费用较低； 4盘区工作面回采巷道沿煤层布置，方向可固定，工作面长度能保持等长，运输设备、数量和辅助人员较少，对综合机械化开采非常有利；5受断层影响小，工作面连续推进长度较长；6巷道掘进率低、采出率高、工作面单产高、生产率高和成本低，技术经济效果明显。5.2.2带区巷道布置根据井田开拓的最优方案，采用带区式生产方式，运输、通风系统简单，方便管理，布置单一倾向长壁一次采全高综采工作面首采区选择在井田的二盘区，首采面选择在井田的二盘区的东北部110101工作面。，故没有布置上下山等准备巷道，工作面进风、回风斜巷直接与大巷相连，运输、通风系统简单，方便管

52、理。5.2.3带区生产系统带区生产系统包括运煤系统、辅助运输系统、排矸系统、通风系统、供电系统等，具体设计如下：1运煤系统110101工作面：煤110101工作面110101运输顺槽运输大巷运输石煤仓井底车场主斜井地面2辅助运输系统110101工作面：地面材料及设备副立井井底车场回风大巷110101回风顺槽110101工作面3排矸系统110101工作面：矸石110101工作面110101回风顺槽回风大巷井底车场副立井地面矸石山4通风系统110101工作面：地面新鲜风副立井井底车场轨道大巷110101运输顺槽110101工作面110101工作面：110101工作面污风11010回风顺槽回风大巷回

53、风井5排水系统110101工作面：水110101工作面11010回风顺槽井底水仓副立井地面井下水处理站6供电系统110101工作面：地面变电所副井井底中央变电所轨道大巷分带回风斜巷110101工作面6 采煤方法6.1采煤方法采煤方法是指采煤工艺及回采巷道布置及其在时间上和空间上的相互配合。6.1.1采煤方法选择本井田设计煤层为11#煤层，煤层平均厚度3.81m，属厚煤层，煤层倾角06 ，属于近水平煤层。可选的采煤方法有：倾斜分层下行跨落采煤法；大采高一次采全厚单一长壁采煤法；一次采全厚综采放顶煤采煤方法。1倾斜分层下行跨落采煤法：将近水平、缓（倾）斜厚煤层沿煤层平行方向，将煤层分为约为2.03.0m的分层，然后逐层开采的采煤方法。2单一倾斜长壁采煤法：长壁工作面沿倾斜布置、沿倾斜推进的采煤方法。3大采高一次采全厚放顶煤长壁采煤方法：沿煤层底板布置工作面，一次性采出全部煤层厚度的采煤方法4根据采煤与形成巷道在时间上和空间上的相互关系，工作面的推进方向有后退式、前进式等。工作面后退式采掘干扰较少，在回采前能通过开掘巷道来探明煤层条件，生产期间新风先经过实体煤，漏风少。工作面前进式由于工作面不预先掘出，煤层赋存条件不明，形成巷道与采煤干扰较大，生产