采矿工程毕业设计（论文）-唐山沟12号煤层2.0Mta新井设计

1、 山西大同大学本科生毕业设计中文题目： 唐山沟12号煤层2.0Mt/a新井设计 英文题目：2.0Mt/aNew design of No. 12coal seam of tangshangou mine 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： 完成日期： 2018年 05 月 27 日摘 要全套图纸加扣 3346389411或3012250582唐山沟煤业有限责任公司的前身为大同市新荣区唐山沟煤矿，系大同市新荣区国有区营企业，成立于1971年6月，1987年因资源枯竭，在新荣区上深涧乡刘安窑村东新建了接替井，19

2、95年先后兼并了刘安窑乡办煤矿和市二轻局陈家沟煤矿，形成五对矿井，2004年以来进行了资源整合，合并成两套生产系统，2007年更名为山西大同新荣唐山沟煤业有限责任公司，下设唐山沟矿和陈家沟矿两座矿井。该矿地质条件较好，适合采用综合机械化采煤工艺，此矿井煤层平均厚度为6.9m,属于厚煤层，综采工作面可布置一次采全高综合开采，煤层倾角为0.13度，可采用倾斜长壁采煤法，工作面长度为158m，工作面回采顺序为后退式，采煤机割煤方式为端头斜切进刀，双向割煤，采区采用全部跨落法管理顶板。井下主斜井采用皮带运输，副立井使用罐笼运输材料和工作人员，在轨道大巷中使用矿车运输材料。该矿井通风方式采用中央并列式通

3、风，其中回采工作面为全负压通风，工作面布置为U型通风，新鲜风流由副井进入。该矿井日产量为3029吨，能满足生产能力的要求，且回采率达到国家有关规定。关键词：倾斜长壁采煤法 ；中央式并列通风；后退式回采；一次采全高ABSTRACTTangshan Ditch coal Industry limited liability companys predecessor is Datong Xinrong District Tangshan Ditch coal mine, Department of Datong Xinrong District state-owned enterprises, wa

4、s founded in June 1971, 1987 because of resource depletion, in the Xinrong District swept Township Liu an kiln village East new replacement Well, 1995 successively merged Liu an Kiln township office coal mine and city er Qing ju Chen Jia Gou coal mine , formed five to the mine, since 2004 has carrie

5、d on the resource integration, merges into two production systems, 2007 renamed to Shanxi Datong Glory Tang Ravine Coal Industry Limited liability company, under the Tang ravine Mine and the Chen Jia Gou Mine two mines.The geological condition of the mine is good, suitable for the use of comprehensi

6、ve mechanized mining technology, the average thickness of this coal seam is 6.9m, belong to thick coal seam, fully mechanized mining face can be arranged for a full high comprehensive mining, coal seam dip is 0.13 degree, can use inclined longwall mining method, the working face length is 158m, the

7、working face mining order is back type Shearer cutting coal way for the end of oblique cut into the knife, two-way cutting coal, mining area using all the cross-fall method management roof. The main inclined shaft in the shaft is transported by belt, and the auxiliary shaft uses the cage transportat

8、ion material and the staff to use the haulage material in the track big roadway. The mine ventilation method uses the central side-by-side ventilation, in which the working face is full negative pressure ventilation, The mine daily output of 3029 tons, to meet the requirements of production capacity

9、, and the recovery rate to meet the relevant provisions of the State.Keywords： inclined longwall cutting method;central compound -like ventilation；目 录1井田概况及地质特征描述11.1井田概况11.1.1井田位置及交通11.1.2自然地理及地貌21.2矿井地质特征31.2.1煤层特征32井田境界及储量52.1井田境界52.2矿井工业储量52.2.1资源/储量估算范围52.2.2工业指标52.2.3资源/储量估算方法与有关参数的确定62.2.4储量/

10、资源估算结果62.3矿井设计储量62.3.1矿井设计储量计算62.3.2矿井设计可采储量72.3.3工业广场83矿井工作制度。设计生产能力及服务年限103.1矿井工作制度103.2矿井设计生产能力的确定103.2.1 矿井生产能力103.3矿井及水平服务年限的计算114井田开拓124.1井田开拓的基本问题124.1.1影响矿井开拓部署的因素124.2井筒形式的确定134.2.1井筒形式的确定134.2.2井筒位置的确定。134.2.3井筒数目及用途134.2.4井筒的特征154.2.5井底车场的选择174.3井田开拓方案的确定184.4主要巷道断面的确定235准备方式采区巷道布置255.1采区

11、巷道布置及生产系统255.1.1采区数目和位置255.1.2采区运煤，通风，辅助运输，及排水系统265.2采区车场选型设计276采煤方法286.1采煤方法的确定286.1.1采煤方法的选择286.1.2回采工作面长度的确定296.1.3工作面的推进方向和推进度296.1.4综采工作面的主要设备316.2采煤工艺方式316.2.1采煤工艺316.2.2工作面支护方式与采空区的处理346.2.3工作面支护选型及顶板管理346.2.4工作面循环作业与劳动组织35图6-2 工作面循环作业图表366.2.5工作面正规循环作业生产能力366.3回采巷道布置386.3.1回采巷道准备方式采区式准备方式396

12、.3.2带区煤层地质特征406.3.3带区各参数的确定416.3.4带区硐室426.3.5带区生产能力426.3.6带区工作面采出率436.3.7回采巷道布置尺寸446.3.8回采巷道支护方式446.4巷道掘进工艺方式及设备456.5掘进工作面数量及设备467 井下运输487.1概述487.2带区运输设备的选型497.2.1工作面及顺槽运输设备选型497.2.2工作面运输设备运输能力验算497.3大巷运输及设备选择507.3.1移转载机、破碎机方式507.3.2运煤路线507.3.4辅助运输路线507.3.5井下运输系统和运输方式的确定507.3.6大巷运输设备518矿井提升528.1概述52

13、8.2主井副井的提升528.2.1主井提升设备选型528.2.2副井提升538.3排水设备549矿井通风及安全技术569.1综合描述569.2矿井通风系统的选择569.2 .1通风方式和通风系统的选择569.2.2风井的数量，地理位置，和服务范围56参考文献：57致 谢581 井田概况及地质特征描述1.1井田概况1.1.1井田位置及交通唐山沟煤实业有限公司位于大同市新荣区辖大同市新荣区新刘安耀乡的张望壮村和村里。井田的地理坐标为：东径11257071130218北纬400935401150点号国家6度带坐标XY14453473.0019672069.0024450489.0019673660.

14、0034449967.0019671759.0044449966.0019671709.0054450026.0019671708.0064450019.9419671287.8074451409.6919671264.8684451377.7219669373.49表1-1 国家6度带坐标表57大同大学煤炭工程学院2018届本科毕业设计井田形状大致呈四边形形，南北最大宽度约3.48km，东西最大长度约7.36km，面积12.1464km2。该矿距大同市约30公里，距新荣区15公里。有冯（镇）至黄（土坡）公路，连接南4km和109国道；东至6km，大同市至荣安地区至丰镇路，北至荣安地区，距上深

15、涧集煤站约4.5公里，距L煤炭集运约6km。奥斯斜率交通条件极为方便。1.1.2自然地理及地貌图1-1 唐山沟交通位置示意图（一）地形地貌本矿井属于平缓的丘陵地带 隶属于黄土高原。地表大面积都是黄土，地势坡度很小，发育的地理大的构造为黄土冲沟。在整个地形来看大的方向为南高北低。地形当中最高的是在本矿井井田的中央部位的梁脊。地形之中最低的位置位于冲沟之内。两点相对高差较大。一般19.90m。向北厚度逐渐减小1.2矿井地质特征1.2.1煤层特征图1-2 煤层综合柱状图侏罗系（J） 下统永定庄组（J1y） 主要由褐红色砂岩深色泥岩组成，砂岩多为粗粒砂岩、中砂岩，主要成分为石英，含有白云 母及重矿物，

16、高岭土胶结，胶结良好，分选及磨圆度较差；泥岩为紫红色、灰绿、灰褐等杂色组成，鲕状结构明显，铁质浸染普遍。 不整合于下伏地层之上。本组厚度21.00-77.42m，一般40.20m，本组地层显示了南厚北薄的趋势，具水平-微波状层理、斜层理。 中统大同组（J2d） 由褐色色粗碎屑岩及灰色泥岩、粉砂岩、煤组成。含煤13层。粗碎屑岩多为褐色，成分为石英，高岭土胶结，分 选性较好；泥岩及粉砂岩多为灰色，致密块状，坚硬，水平、微波状层理为清晰。基底为灰白色含砾粗砂岩（K11）与下伏地层为平 行不整合。本组厚度25.00-220.37m，南厚北薄，一般182.40m。中统云冈组（J2y） 岩性以灰白、灰黄中

17、粗砂岩、砂砾岩为主，砾石成分以石英、燧石为主。硅泥质胶结，分选性差。基底为石英质 含砾粗砂岩（K21）。与下伏地层为平行不整合。本组厚度0-70.47m，一般20.50m。井田北部被白垩系地层剥蚀，主要分布在井田南 部山梁上。该煤层位于大同组的下部，上距8号煤层一般46.60m，煤层厚度为3.5-4.6m，平均3.91m，在井田内煤厚分布均匀，煤层顶底板多为灰 色砂质泥岩，煤层结构简单，含夹石0-3层，一般0-1层，可采性指数Km=1，煤厚变异系数r=19，为稳定煤层。 2井田境界及储量 2.1井田境界13号煤层露头线，西北部与大公煤矿群、尼尔山矿和五台山矿相邻，西南部由四老沟矿和白山市矿和北

18、矿区相连。海斯特毗邻邕宁庄煤矿。2.2矿井工业储量2.2.1资源/储量估算范围这一次矿井井田资源储量估算依据山西省国土资源厅2010年1月5日颁发的采矿许可证批准的整合各个井田范围以及各个矿井的层数，为侏罗系大同组8、11-1、11-2、12、13，号煤层，井田总面积14.733km2，估算煤层最低标高1070m（13号煤层标高），最高标高1190m（8号煤层标高）。本次储量估算范围为：8号煤层2787395 m211-1号煤层2716691 m2， 11-2号煤层5202538 m2， 12号煤层6997895 m2， 13号煤层7032298 m2 。2.2.2工业指标根据中华人民共和国地

19、质矿产行业标准（DZ/T0215-2002）煤、泥炭地质勘查规范附录D表D.2规定执行；1.最低可采厚度为0.93m。2.最高灰份Ad： 46%。3.最高硫分Std ： 3%4.最低发热量（Qnet.d）： 17.0MJ/kg。2.2.3资源/储量估算方法与有关参数的确定本矿井井田采用地质块段法估算储量。由于矿井的井田内煤层倾角大约一般为1-3，因此采用煤层伪厚度和水平投影面积估算。其公式为：Zg= (2-1)式中：S井田面积（），采用水平投影面积，用CAD在煤层底板等高线上直接查询即可得到；H煤层平均厚度（m），为各个勘察点探测的厚度之的平均值，各处煤层采用厚度的确定按照相关规程的规定来确定

20、，故取6.9m；D煤层视密度（t/），煤层视密度（容重）均为1.4t/；煤层倾角,取。2.2.4储量/资源估算结果储量（万吨）平均厚度（m）面积（m2）容重（t/m3）1/10000所以可得唐山沟矿井井田储量约为14232.1万吨2.3矿井设计储量2.3.1矿井设计储量计算如何计算矿井的设计储量那，由书本可知由上文计算的矿井工业储量的基础上减去那些在井田内设计的断层煤柱，井田边界煤柱还有为了保护地面上的建筑物或者构筑物或者道路要留设保护煤柱。当然若有较大的水文地质情况还要把防水煤柱的储量也减去。而在该井田范围内地质条件无断层无节理。顶底板条件非常更好，只存在井田境界煤柱。 (2-2)在此式子中

21、：矿井设计储量，万t；矿井工业储量，万t；P1永久煤柱损失量，井田境界煤柱长m，宽取30m。经计算得=14232.171.3=14160.8万吨表2-1 煤层设计储量表煤层工业储量永久煤柱损失设计储量井田边界断层小计12#1423271.3071.314160.82.3.2矿井设计可采储量 由采矿学可知矿井储量的计算公式为： (2-3)式中：矿井设计可采储量，万t；矿井设计储量，万t；P工业广场及运输大巷保护煤柱损失，万t；C采区回采率，薄煤层取C=85%；中厚煤层取C=80%；厚煤层取C=75%。-则： =(14160.8188.4)x75%=14232.1万吨2.3.3工业广场根据煤炭工业

22、设计规范不同井型与其相应的工业广场面积见表2.2。第5-22条规定：因为矿井设计开采储量为14232.1万t工业广场的尺寸为584mx667的矩形，煤层近乎水平。在工业广场内有一条维修带。他的宽度为30m。矿井的地标建筑物。副井。主井全部布置在其中。由采矿学和煤炭地质可知岩层和冲击层的移动角为2.31.工业场地位置选择的主要原则1）要选择有良好的地理位置条件和水文地质条件，应尽量选择在地势较平坦地段，尽可能避开岩崩、溶洞等不良地段，既防止自 然灾害的影响，又便于施工。2）要考虑煤层的赋存情况，根据煤层的实际赋存情况，井口位置和工业广场的选择要有利于首采工作面的布置，并且要为后期的 采掘做相应的

23、准备，减少初期建设工程量和煤柱的浪费。3）要考虑到供电、供水、外部运输等因素，便于后期的建筑物的建设以及生活和生产需要，减少交通运输投资。 基于上述原则，工业场地可以设置在井田北面或东面，理由为：地势平坦、开阔；有利于井田开拓部署。 结合前三章已有的条件，本着合理集中、方便生产、有序接替，减少井巷工程量，降低巷道的花费，同时要重点考虑矿煤层的赋存情 况与井田的特征。图2-1 垂直刨面法示意图 表2-2 工业场地占地面积指标井 型（万t/a）占地面积指标（公顷/10万t）240及以上1.0120-1801.245-901.59-301.8表2-3 岩层移动角广场中心深度/m煤层倾角煤层厚度/m3

24、0033.53矿井工作制度。设计生产能力及服务年限3.1矿井工作制度根据煤炭工业矿井设计规范规定，矿井设计生产能力应该按年工作日为330d，每天的净提升时间为14h。该矿矿井设计年工作日为330d，其中应为每天四班作业，其中三班生产，一班准备，日净的提升时常为14h3.2矿井设计生产能力的确定3.2.1 矿井生产能力通过计算和讨论，设计矿井的煤层赋存条件好，煤质优良，地质构造极其简单，考虑煤炭储量，开发条件，市场需求量等等各方面因素，在煤炭部相关规定及主管部门有关文件的批复要求，经过技术分析比较后，确定矿井的生产能力为矿井生产能力的确定，应按照一下几方面来考虑：1.储量因素:井田内的12号煤层

25、的储量为14232.1万t 设计可采储量为14232.1万吨。假设生产能力为1.3Mt/a 服务年限为108年服务年限，则浪费了城市发展寿命， 再假设生产能力为3.0Mt/a 则矿井的服务年限为33年，服务年限较短 。故应该在从此范围中折中即可得生产能力为1.8Mt/a 矿井服务年限为53年 矿井服务年限则与矿井生产能力匹配，而且同时符合煤炭工业矿井设计规范的要求2.煤层的赋存情况以及地质因素还有开采条件等因素:大同组12号煤层为厚煤层，煤层赋存条件良好，顶板稳定，倾角为13度。且矿井属于低瓦斯矿井地温地压正常，开采条件较好3.开采能力因素：根据当下本矿的现有生产技术水平和管理水平，可知当前工

26、作面布置综采最适宜3.3矿井及水平服务年限的计算矿井及水平服务年限均按下式计算： (3-1)式中：T服务年限，a；Z设计可采储量，万t；A设计生产能力，Mt/a；K储量备用系数，取1.4。则：矿井及水平服务年限T=1.4=53a4井田开拓4.1井田开拓的基本问题井田开拓指的是在划定好的井田的范围内。为了采出煤炭，需要从地面向地下开掘一系列的巷道来进入到煤层，建立起矿井的的运人。运料。通风 排水。动力供应等生产系统。所以这些为开采水平服务所布置的巷道和开掘的工程，称为井田开拓。4.1.1影响矿井开拓部署的因素1.矿井工业广场的位置选择和井筒形式的选择。2.本矿井井田面积适中，东西长大约5700，

27、通风路线适中。3.地质构造简单，无大断层和大陷落住，煤层倾角25度，是近水平煤层。4.本矿井12号煤层属于厚煤层且只有一层，并且煤层厚度变化幅度不大，考虑单水平布 故我们应主要研究确定以下几个问题： 1. 布置几个井筒合适 2.在什么地方确定井筒的开掘 3.布置井筒后应该如何考虑大巷及井底车场的位置 4.矿井开采顺序的确定，以及开采水平的划q分。 5. 水平大行的布置 6.布置可靠的通风。运输。和供电系统 7.在确定开拓一系列的问题后，需要根据国家相关政策，总的来考虑地质，管理水平，开采技术等重要因素，再进行全面比较后才能确定合理的开拓方案。4.2井筒形式的确定4.2.1井筒形式的确定本矿井煤

28、层倾角近乎水平 ，平均0.2-0.8，为倾角等于0煤层；无流沙层；无暗河；水文地质情况属于简单，涌水量很小。考虑到矿山的地表和地形条件，考虑到工业广场的选择，也考虑了井下的布局和矿井的通风系统。总总因素考虑之后，应选择斜井开拓的井筒形式4.2.2井筒位置的确定。根据相关规定斜井主副斜井井筒位置的确定要遵循以下原则：1. 对第一开采水平的开采起到促进优化作用。并且兼顾到其他水平有利于井筒的延伸和井底车场和主要的运输2. 可以有效缩短巷道掘进工作量，减少石门工程量。大大的缩短建井周期。3. 降低运输费用，节省建井初期的费用4. 对开采水平的交替有优化作用，使矿井建成的速度加快开采难度大大降低4.2

29、.3井筒数目及用途因为要满足井下煤炭的提升和井下的运人运料，所以需设计一个主井，辅助提示及进风设置一个副井。为了加强通风另外再开掘一个风井，来进一步优化矿井的通风1. 主井：担负着全煤炭的提升任务而且还充当这矿井的进风井及安全出口2. 副井：负担这矿井的运人运料 辅助等提升任务，为矿井的主要的进风井及安全出口。3. 风井：主要用于优化矿井通风，形成回风系统的井筒，对矿井生产有着至关重要的意义1.工业场地的位置工业场地的位置选择在主、副井井口附近，即井田中部。工业场地的形状和面积：根据工业场地占地面积指标，确定地面工业场地的占地面积为13.5公顷，形状为矩形，长边垂直于井田走向。2.开采水平的确

30、定本矿井主采煤层为12#煤层。12#煤层属近水平煤层，平均倾角为0.5,煤层无露头，煤层埋藏最深处达-350m，垂直高度100m。根据煤炭工业设计规范规定，缓倾斜、倾斜煤层的阶段垂高为200350m，针对于本矿井的实际条件，决定煤层的阶段垂高为300m左右。由于这次设计的井田的地形为黄土丘陵区，表土层不厚，周围黄土覆盖不深，煤的埋藏较浅并且没有复杂的水文地质，那从技术的角度来看斜井开拓，平硐开拓都是符合条件单的，所以接下来我们用这个两个方案进行技术经济方案的比较，来确定最后的方案由于设计矿井的年产量较大，所以决定主斜井采用胶带输送机输送煤炭。运输大巷设在煤层中，在运输大巷内铺设胶带输送机，煤炭

31、通过主井胶带输送机提升到地面。另外，副斜井中布置罐笼，排矸、材料、人员通过副井提升。由于设计矿井的煤层赋存角度较小，基本为近水平煤层，所以一般可以采用带区式或盘区式开采。本次设计，锻炼了自己的能力，熟悉矿井设计的基本原则和方法的精神，适合采用采区式开采，故本设计矿井采用中央并列式通风。由于本矿井瓦斯,涌水及煤层倾角比较小考虑到井田范围不大,所以本矿井也可采用单水平的开采方式。我们应该从巷道的维护难易性以及在开拓巷道时煤煤炭的各种损失，举例例如煤柱损失，所以我想到方案为将运输大巷布置在煤层中，若必须经过岩石并布置岩石大巷时则不应该布置在松软，容易风化，且吸水会膨胀的岩石中布置。还要考虑到支撑压力

32、的不利影响，同时因为读以前的资料可知这次设计的煤层自燃发火倾向是没有的。所以将大巷布置在煤层中是合理的并且对巷道的维护有优化作用。故带区式开采时，将运输斜巷和轨道斜巷布置在煤层中。4.2.4井筒的特征当我们矿井的开拓方式确定以后，然后就需要说明矿井的主要井筒（主井。副井。风井）的横断面布置形式，井筒的断面尺寸，井筒装备，以及井筒支护材料等特征1.井筒断面尺寸确定断面尺寸的依据为：井下那些用途为提升的那些容器的尺寸大小还有这些容器的种类形状，接下来要考虑到这些容器要布置多少个。考虑完之后还要将井筒的装备类型，机器与机器之间的最小允许间隙要与井筒的规格相适应。最后要确定井筒的用途后，将那些管路，电

33、缆等设备的平面尺寸一一配套。2.副井井筒断面位于井田工业广场之内，与主井东西相距200m ，副井的主要作用就是：提升设备。人员矸石以及材料。同时还有通风 。排水等作用为防止断绳事故，设有防坠器。井筒净直径7.0m。支护材料：基岩段采用单层砼结构，井壁厚度：基岩段300mm。井筒内装备有钢丝绳罐道、梯子间、电缆线和水管管道等。井深为-267m图4-1 巷道断面图3.风井井筒断面风井主要用于回风兼作矿井的安全出口。配备有梯子间及管路、电缆等。采用砼支护，井壁厚度为280mm，井深400m。图4-2 风井井筒断面布置风速校核： 副井：V5.788 m/s，符合要求。 风井：V9.5315 m/s，符

34、合要求。表4-1 井筒特征表井筒名称主井副井风井井口坐标X（m）374053637405893743150Y（m）384353238433983843335Z（m）726744693用途提煤、进风0提料、矸、人、进风回风提升设备胶带输送机3t双层双车罐笼井筒倾角（）309090断面形状圆拱形圆圆支护方式混凝土砌碹壁混凝土砌碹壁混凝土砌碹壁井筒壁厚（mm）350400350提升方位角（）209119井筒深度（m）720734680断面积净（）19.628.319.6掘（）22.532.222.54.2.5井底车场的选择1.井底车场车场型式的选定原则： 1）弯道和交叉点少，管理及调车简单。 2）符

35、合相关的规定，操作安全可靠 3）井巷的工程量小，便于维护，生产成本低，以及降低了建设投资 4）施工便捷，每个井筒间的井底车场巷道要能与主要巷道间能迅速打通，以便于来缩短建设矿井周期。故根据以上原则，主，副井落地后沿着12#层布置皮带运输大行和轨道运输大巷1.核算副井的空车和重车线长度2.井底车场的调车方式3.井底车场硐室名的布置在副井底车场设有：中央水泵房，中央变电所。水仓。4.3井田开拓方案的确定根据矿井工业场地及确定的开拓方式，结合矿井规模、煤层赋存特征以及矿井目前的实际情况，本设计开拓提出两个方案进行比较，方案分述如下：方案一：采用主立井、副立井、回风立井的开拓方式，具体特征如下：1.主

36、平硐：拱形断面，担负矿井煤炭提升，进风兼作安全出口。2.副平硐：圆拱形断面，装备梯子间主要作用为矿井辅助提升、进风兼作安全出口。3.回风平硐：三星拱形断面，配置的有梯子间，主要作用为矿井的回风任务兼安全出口。主、副井均布置于井田中央，回风大巷和运输大巷，轨道大巷均在煤层中。方案二：采用主斜井、副斜井、回风立井的开拓方式（图4-3、图4-4），具体特征如下：1.主斜井：圆形断面，担负矿井煤炭提升，进风兼作安全出口。2.副斜井：圆形断面，装备普通梯子间担负矿井辅助提升、进风兼作安全出口。3.回风斜井：圆形断面，装备普通梯子间，担负全矿井的回风任务兼安全出口。主、副井均布置于井田中央，运输大巷和轨道

37、大巷不知在煤层中回风大巷布置在岩层中1.方案技术比较以上所提二个方案中，井筒位置、数量和轨道大巷、回风大巷长度总体一致。区别在于：方案二：由于本矿井地质条件较好且煤层埋藏浅且顶底板条件良好。而且各种水文地质条件简单不复杂。确定井筒时 井筒也不需要特殊施工。由地质资料可知，此煤层近乎水平，倾角很小，故对胶带机的布置非常便利，而且也不需要大量的串车提升，非常适用于斜井的开拓方案。并且由于各方面条件良好。管理水平较高，技术水平较先进 所以在建井时候初期投资较立井来说大大减少。采掘设备 施工设备。施工工序比立井开拓难度大大降低。虽然本次设计的为12#煤层的开拓方式但斜井开拓的好处就是延深方便，并且生产

38、和延伸的干扰大大减少。由地质资料可知共有5层煤其中由三层煤的地质条件极其的良好，故因为斜井的延伸性良好。故此成为选择斜井开拓最重要的因素。如图所示图4-3井田刨面图1.方案经济比较。 方案一和方案二的准备方式和采煤方法基本相同，故可以不进行比较方案经济比较是，可以将连个方案中有差别的基建工程量，基建费用。生产经营费用及费用汇总表分别计算然后汇总于表4-2，表4-3.和表4-4. 然后通过费用汇总4-5表在经济上来比较两个方案的优越表4-2 基建工程量时期项目方案一方案二早期主井井筒/m375.3+30375.3+30副井井筒/m370.3+7370.3+7井底车场/m13870+1410013

39、870+14100主石门/m854/运输大巷/m10001000后期主井井筒/m180980副井井筒/m180980井底车场/m13870+1410013870+14100主石门/m1067979运输大巷/m2075+27252075+2725表4-3 基建费用表方案项目方案一方案二工程量/m单价/ 费用/万/元工程量/m单价/ 元/m费用/万元早前期主井井筒390.33754146.52390.33754146.52副井井筒375.34081153.16375.34081153.16井底车场27970281785.9627970281785.96主石门85423119.73302310.69

40、运输大巷100023123.1100023123.1小计1128.471109.43后后期主井井筒180375467.57155048475.02副井井筒180408173.46154048474.54井底车场27970281785.9627970281785.96主石门106723124.653902319.01运输大巷4800231110.884800231110.88小计1062.521055.41表4-4 生产经营费用项目方案一生产经营费用/万元项目方案二生产经营费用/万元石门运输0.94691.211.9210.2411954.66石门运输0.94691.210.390.241396

41、.83提升0.94691.210.60.8342212.73提升0.94691.211.550.3242120.330.94691.210.330.324451.43井筒维护0井筒 维护0.91.5527.93.05118.71排水394200027.90.3510-43882.36排水411347727.90.3310-44051.24合计8049.75合计7138.57表4-5 费用汇总表方案项目方案一方案二费用/万元百分率/费用/万元百分率/基建工程费2190.99101.22164.84100生产经营费8049.75112.77138.57100总费用10240.74110.19303

42、.41100综上所述，方案一的总费用要比的高出方案二10.1，很明显方案二要比方案一而优越的多，故决定采用方案二。4.4主要巷道断面的确定本次斜井开拓后，要确定运输大巷，轨道大巷，回风大巷，这些主要的开拓巷道，开拓巷道就是在矿井中为这个矿井 或者为这个开采水平所服务的巷道。断面尺寸参数的确定第一个依据就是采矿学和井巷工程所学的知识和判断参数，第二就为要实地考量顶底板的情况，看看顶板是否有特殊的构造与资料不符合，第三就是了解井田周边的水文地质情况和相邻矿井之间的开拓情况，来确定这些运输大巷，回风大巷的参数。经过这些数据与情况的考量采能设定出一个可靠稳定合理的方案。运输大巷、轨道大巷、回风大巷等主

43、要开拓巷道的断面形式、断面大小、支护方式及参数见图和表。4-6 断面特征表围岩类别半煤半岩锚杆排列方式矩形掘进断面（m2）17.3锚杆排列间距（mm）800净断面 （m2）15.3锚深（mm）2300掘进尺寸（宽高，mm）4600,4800锚杆规格（L，mm）220016喷射厚度（mm）100净周长（m）10.8锚杆型式树脂锚杆百米风阻（Pa）锚杆外露长度（mm）1002. 辅助大巷图4-4 轨道大巷断面图表4-7 断面特征表围岩类别半煤半岩锚杆排列方式矩形掘进断面（m2）17.3锚杆排列间距（mm）800净断面 （m2）15.3锚深（mm）2000 5准备方式采区巷道布置5.1采区巷道布置及

44、生产系统5.1.1采区数目和位置 根据方案比较确定合理的开拓方式后，再在合理地质资料的分析情况下。再结合矿井的井型和井下工作面的装备水平，矿井到达设计生产能力时布置单一倾向的长壁大采高综采工作面，首采区选择在煤层的189采区，并且首采面选择在12#煤层的采区的东北部工业广场西北120米处的2017工作面。该采区储量可靠。地质构造几乎没有，水文地质条件简单，且煤层的赋存稳定。对于矿井达产和稳定生产有优化作用，还能避免小窑的影响。5.1.2采区运煤，通风，辅助运输，及排水系统1.运煤系统8101工作面:回采工作面(2017面)肩头胶带顺槽主井地面2.通风系统8101工作面：地面新鲜风流主井（副井）

45、井底车场轨道大巷轨道顺槽回采工作面胶带顺槽轨道大巷回采工作面胶带顺槽轨道大巷风井地面3.辅助运输系统8101工作面：地面材料及设备副井井底车场轨道运输大巷（电机车）采区轨道顺槽（调度绞车）工作面（2017面）4.排水系统8101工作面：工作面轨道顺槽水平轨道大巷井底水仓副井地面井下水处理站图5-1 采区运煤、通风、运材料路线图5.2采区车场选型设计工作面顺槽直接与大巷相连，不需要设计带区车场。6采煤方法6.1采煤方法的确定采煤工艺及回采巷道布置并且在时间上和空间上的相互配合叫为采煤方法。在选择各煤层合理的采煤方法，必须在详细研究煤层的赋存条件和地质特征。并参考实习矿井或矿区实际使用经验。在此基

46、础上，可以参照下列各点选择采煤方法。6.1.1采煤方法的选择表6-1 可采煤层特征表特征名称数量单位煤层名称11-11213煤层厚度5.46.94.03m稳定性稳定稳定极不稳定硬度中硬f=1.0-2.0中硬f=1.0-2.0中硬f=1.0-2.0倾角345煤层牌号弱粘煤弱粘煤弱粘煤伪顶岩性深灰色泥岩泥岩泥岩厚度0.120.10.1m根据可采煤层特征表，煤层的倾角均为0.7的缓倾斜煤层，在采区范围内，煤层结构单一，赋存稳定。经过反复讨论，确定主采煤层选用综采开采工艺，选用综采开采工艺的优越性主要表现为：1. 对于矿井的合理集中生产有优化作用2. 对煤层及地质条件具有较强的适应性：3. 经济效益显

47、著，而且可使吨煤成本降低10-50元结合设计矿井的实际情况以及现有的管理水平以及生产技术条件，设计采用综合机械化一次采全高回采工艺，走向长臂采煤法，然后部分垮落发处理采过的区域。6.1.2回采工作面长度的确定考虑工作面长度时。有几方面必须考：第一点本次矿井煤层各方面的地质条件还有赋存条件。第二点建设矿井时，运来的机械设备以及使用的技术特征。第三点是否符合设计方案中的各种大巷布置经过资料可知煤层田间极好，无复杂地质条件，各方面都符合现代化综合机械化采煤的条件，所以确定工艺为综采。又因为综采要求工作面有强大的生产能力，所以应该考虑选用长度比较大的工作面，由采矿学可知一般综采的工作面长度最长为120

48、000m。随着科技的进步。设备的革新在加上管理水平较以前来说大大提高。最后再计算一下各个区段长度之间的存在的关系，再确保工作面的生产能力达到设计的要求的情况下 经计算可得工作面长度为158m6.1.3工作面的推进方向和推进度经过学习可知采区边界和上下山带与长臂采煤法的相对位置关系还有形成巷道与采煤是在空间上和时间上的相互关系，可知工作面的推荐方向有后退式子，前进式 等等。 采掘干扰较小的，并且能在回采前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，而且很少存在漏风的情况，并且在我国范围内大面积使用这种方式叫做后退式还有一种就是因为由于工作面不预先采出，所以煤层的赋存条件不明，形成巷道与

49、采煤时候的干扰较大，生产期间新风要首先经过采空区，而且普遍存在漏风情况，并在巷道在维护时难度较大，因而这样的推进方式，在我国只有在很少使用，除非在极端情况下才使用。总结以上情况。再综合各方面的因素考虑，并经过老师指导 所以该矿矿井选择的方式为后退式。工作面的采煤工艺为综合机械化采煤时，由前人的经验可知，综采工作面的长度应该大于或者等于1200m，并且还应该考虑到工作面的搬家次数以及煤的损失情况随工作面推进距离之间的关系。最后在进一步结合矿井设计生产能力所选用滚筒采煤机的各种技术参数，可得出综采工作面的推进长度为2400m1、首采带区位置 为了便于矿井尽快投产，缓解前期建设资金的紧张状况，根据矿

50、井生产以早产高效的要求，首采盘区位置布置具体情况为：布置在井 田东侧。倾斜长1300 m。煤层倾角平均2.5度，煤层赋存条件良好，顶底板稳定。2、工作面数目 本采区布置一个综采工作面，工作面的长度需158m，方可满足矿井生产能力。本区煤层倾向长3100，除去边界和大巷的保护煤柱，实 际倾向长度约2600m。3.工作面内巷道布置 工作面内巷道采用三巷布置，布置一条轨道巷道，一条运输巷道，一条回风巷道。轨道巷道用于运料、排矸、运送设备以及进风；皮 带巷道主要用于运煤，并兼作进风巷，回风巷道专门用作回风。接替工作面采用单巷掘进方式，一个采煤工作面对应两个掘进工作面采掘比为12。6.1.4综采工作面的

51、主要设备表6-2 综采工作面主要设备序号设备名称型号数量1采煤机MG-300/730-WD12带式输送机DTL/1200/331523液压支架ZZ4800/22/421204乳化液泵MRB-200/31525转载机SZB730/4026移动变电站KSGZY17喷雾泵站XPB-250/5518主斜井带式输送机DSJ100/100/20019刮板输送机SGB730/20016.2采煤工艺方式6.2.1采煤工艺我设计开采矿井采用的为走向长壁后退式综采，初步考虑选用MG300/730-WD型交流电牵引机。由他来牵引采煤机落煤。装煤。再采用刮板输送机运煤。机型的选择再后文讨论。由于支架的类型选用的为支撑掩护式支架来维护工作面顶板且煤层厚度不足4米时见底露顶开采。当厚度超过4米的时候按照留底煤开采循环进度0.8m1.采煤机割煤方式本设计采煤机的割煤方式采用双向割煤方式。 双向割煤即往返两刀割煤方式。