采矿工程毕业设计（论文）-小梁沟煤矿11号煤层120万ta矿井初步设计

1、山西大同大学煤炭工程学院2018届本科生毕业设计山西大同大学本科生毕业设计中文题目：小梁沟煤矿11#煤层矿井初步设计（1.2Mt/a）英文题目：Mining Design of Xiaolianggou coal mine in Datongcoal eleven group（1.2Mt/a）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 5 月 30 日摘 要全套图纸加扣 3346389411或3012250582本次设计是小梁沟煤矿11号煤层120万t/a矿井初步设计，位于大同市新荣区西村乡甘庄村，距大同市

2、30km左右，云冈丰镇公路从矿区通过，距上深涧煤炭集运站14km，交通十分便利。井田主要含煤地层侏罗系大同组，岩系中水平层理、平行层理及交错层理发育，为陆相含煤沉积，底部为灰、白色中砂岩，厚度14.60-27.44 m，平均17.51 m。本组岩性主要为灰色、深灰色粉砂岩、中细砂岩、砂质泥岩及煤层组成，煤层自上而下为7、8和11号煤层，其中可采煤层为7、8和11号煤层，井田面积为20.08。本次设计为小梁沟煤矿11号煤层，煤层平均倾角是4.0，平均厚度为3.2m。该井田工业储量为98.01Mt，可采储量80.01Mt，矿井服务年限为51.3a。本设计矿井开拓方式选用双斜井开拓，矿井采用中央并列

3、式的通风方式；矿井采用高产高效的生产模式，采用一井一面生产，应用倾斜长臂综合采煤方法，煤炭井下由胶带输送机运输，辅助运输采用矿车和单轨吊运输。矿井年生产工作日为300d，每天净提升时间为18h，矿井工作制度采用“四六”制。关键词：；ABSTRACTThis design is the preliminary design of a coal mine in No. 11 coal seam in XiaoLiangGou whose annual output is1.2 million tons. It is located in Gan Zhuang village Xinrong Dis

4、trict, Datong and about 30km from Datong. Yungang-Fengzhen highway passed through the mining area, and the traffic is very convenient. The main coal-bearing strata in well field are Jurassic datong formation, The strata develop horizontal bedding, parallel bedding and interlaced bedding and is the c

5、ontinental coal-bearing deposit, the bottom is gray and white sandstone with a thickness of 14.6-27.44m and an average of 17.51m. This group is mainly composed of gray, dark gray siltstone, medium fine sandstone, sandy mudstone and coal seam. There are 7#, 8# and 11# coal seam from top to bottom in

6、this coal seam, these coal seams are all recoverable. The mine area is 20.08km. The object of this design is No. 11 coal seam in XiaoLiangGou coal mine. The average dip angle of coal seam is 4 degrees, and the average thickness is 3.2m. The mines industrial reserves are 98.01Mt, recoverable reserves

7、 are 80.01Mt, and the service life of mine is 51.3a.The pioneering way of design is to open up two inclined wells, and the ventilation pattern is central parallel ventilation. The mine adopts high production and high efficiency production mode, adopts one well side production, uses the inclined arm

8、comprehensive mining method, the coal mine is transported by the belt conveyor, and the auxiliary transport mining truck and Monorail Transport are used.The annual production date of the mine is 300D, and the net lifting time is 18h per day. The mine work system adopts the 4-6 system.Key words: incl

9、ined long wall; central parallel目 录1 井田概述及井田地质特征11.1井田概述11.1.1地理位置与交通11.1.2自然环境11.1.3矿井附近的工农业情况31.1.4电源、水源、劳动力及建材来源31.2井田地质特征41.2.1构造41.2.2地层41.2.3区域含煤特征51.3煤层及顶底板岩性特征71.3.1含煤地层71.3.2可采煤层71.4 井田水文地质81.4.1地表水特征81.4.2含水层的水文地质特征81.5瓦斯、煤尘和自燃91.5.1瓦斯91.5.2煤尘101.5.3煤的自燃101.6煤质与用途101.6.1煤质101.6.2煤类及用途122 井

10、田储量和服务年限132.1 矿井工业储量132.2矿井可采储量142.2.1矿井永久保护煤柱损失量142.2.2矿井设计可采储量162.3矿井设计生产能力及服务年限162.3.1矿井设计生产能力162.3.2矿井服务年限163 井田开拓183.1井田开拓方式的选择183.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标183.1.2工业场地及井筒位置的确定193.1.3开采水平的确定及带区式划分193.1.4井底车场的形式和位置及主要大巷的数目和用途193.1.5开拓方案比较203.1.6大巷布置及条数223.1.7带区的划分和布置223.2矿井开拓巷道233.2.1井筒233.2.2井壁结构253.2.

11、3井底车场及硐室263.3开拓大巷273.3.1主要开拓大巷的断面形式、断面大小273.3.2巷道断面大小274 采（盘）区或带区巷道布置304.1带区巷道布置304.1.1煤柱尺寸304.1.2带区内工作面的接替顺序304.1.3带区运输系统304.1.4带区生产能力的确定315 采煤方法325.1采煤工艺方式325.1.1回采工作面长度、推进方向和日推进度325.1.2采煤机型号和进刀方式325.1.3工作面上、下出口支护方式335.1.4采空区处理方法335.1.5采煤、运煤及支护设备技术特征335.2矿井工作制度405.2.1矿井的年工作日数，每日出煤班数，每班工作小时数405.2.2

12、矿井每昼夜净提升小时数405.2.3编制正规循环作业图表405.3回采巷道布置415.3.1回采巷道布置方式415.3.2回采巷道断面大小及确定依据、支护方式416 矿井通风及安全技术436.1矿井通风系统选择436.2带区及全矿所需风量436.2.1风筒风速验算436.3防止特殊灾害的安全措施446.3.1矿井火灾446.3.2煤与瓦斯突出防治456.3.3瓦斯爆炸457 矿井提升、运输和排水系统467.1主副井提升选型467.1.1主、副井提升方式及设备型号467.2带区运输设备选型477.2.1带区设备形式与型号选型477.2.2确定井下运输系统497.3井下排水508 设计矿井基本技术

13、指标51参考文献54致 谢551 井田概述及井田地质特征1.1井田概述1.1.1地理位置与交通井田东南距市区30km，井田行政区划属大同市新荣区，属中国煤炭进出口公司。公路：云岗丰镇公路从井田西侧通过，距上深涧煤炭集运站约14km，距109国道5km。铁路：井田东南距大同市约30km左右，大同站汇于北同蒲线和大秦线，向南达太原，向东至秦皇岛、北京，向北达集宁、呼和浩特。外运条件优良，铁路、公路交通十分便利。交通位置详见图1-11.1.2自然环境1.地表水系井田位于十里河北，属海河流域，永定河水系，桑干河支系。区内相对干旱，丰水期遇暴雨易形成河流，由北向南流入十里河，最后汇入桑干河。桑干河内常年

14、有流水，丰水期水量大，旱期水量小，可能会出现干涸。2.气候及地震（一）气象1.气温：气温低，温差大，年平均气温为6.78.9C，四季及昼夜温差十分大。2.降水量：历年平均降水量272.8420.5mm，主要在7、8、9三个月。3.蒸发量：年年蒸发量l875.12376.3mm，夏季蒸发量最多。4.风：大同地区风沙大而明显，每年有风时长占总时长的75，集中在冬春季节，平均风速3.3m/s，最大达17m/s。5.冻土：l1月至次年4月，最大深度达l620mm。6.霜冻期：年霜冻期为176217天，通常是每年9月至第二年的4月。7.年结冰期：年结冻期为176206天，为每年10月至次年4月。图1-1

15、 交通位置图3.邻近矿井情况在井田西部、南部紧邻同煤集团云冈煤矿井田，东部与郭家窑东村煤矿、甘庄煤矿相接，北部与城区建新煤矿相邻，本矿与四邻矿界明确，目前没有发现越界开采，见邻矿图1-2。图1-2 矿井四邻关系1.1.3矿井附近的工农业情况本矿井位于大同新荣区，煤炭资源储量丰富，采矿业是该区的主要经济产业。各区以煤炭能源为主导经济，其他地区仍是农业经济占比大，主要种植作为北方代表性农作物，旅游业发展迅速，自然景观和人文景观兼胜，是我国北方著名的风景旅游览胜地。1.1.4电源、水源、劳动力及建材来源1.电源情况小梁沟矿井现设10kV变电所一座，两回电源分别引自甘庄110kV变电站10kV不同母线

16、段，甘庄变电站距离矿井约4km，其中一回导线型号为LGJ-95，另一回导线有2km型号为LGJ-70，另2km型号为LGJ-95。根据矿井整合后负荷情况，导线型号采用LGJ-70，导线载流量没有余量，考虑矿井以后的增产和线路的可靠性，应对LGJ-70部分线路改造，更换为LGJ-95。 2.水源情况小梁沟煤矿生活用水现主要取自第四系全新砂砾石层浅层水。随着生产规模的扩大，生产和生活用水量增加，考虑打一深井，取奥灰岩溶水做为供水水源。另外，矿井排水经处理再加工，用于矿井建设及生活。3.主要建筑材料供应情况当地建有建材厂石料厂水泥厂等，可为矿井提供材料；钢、木材可在市区厂商处购买。4.煤炭运销情况和

17、经济效益情况当前煤炭行业发展处于持续回暖水平，油价上涨带动了煤炭的需求增加。这会带动煤炭出口量进一步增加。小梁沟煤矿主采的煤层为低变质的弱粘煤，主要用做气化用煤和动力用煤。目前在国内外市场缺口还很大，其开发前景十分广阔，在目前市场经济条件下，迫切需要加大其开发力度。1.2井田地质特征1.2.1构造大同煤田位于天山阴山纬向构造带南侧，西邻吕梁经向构造带支脉石山脉，东与大同断陷盆地连接，南隔洪涛山背斜与宁武煤田毗邻。东北与燕山运动的侧压力而形成的青磁窑逆断层，构成煤田东北部的天然边界。基本属于构造简单的煤田（大同煤田地质构造纲要见图1-3、大同煤田地层分布见图1-4）。本井田位于大同向斜东北部，在

18、大同向斜的西北翼，地层倾角较缓。1.2.2地层大同煤田位于华北地台北部，于内蒙地轴与五台地块之间，属地台山间盆地型。大同煤田生成环境除有缓慢的地壳升降外，基本处在稳定的环境，三叠系曾发生不甚剧烈的地壳运动，地盘稍有隆起，局部不同程度地破坏了煤层。根据区域地质测绘及钻探资料，区内发育地层包括太古界集宁群，寒武系下统毛庄组，上统徐庄组，石岩系中统本溪组，上统太原组，侏罗系下统永定庄组，白垩系下统左云组，第四系中上更新统及全新统。 1.2.3区域含煤特征大同组由灰、灰白色砂岩、灰黑色泥岩、粉砂岩及煤层组成，岩系中水平层理及交错层理发育，属中侏罗世早期沉积，为陆相含煤建造，全组可分三个沉积旋回。本井田

19、大同组厚度较小，符合大同煤田范围自东向西由南向北变薄的趋势。图1-3 大同煤田地质构造纲图小梁沟煤矿图1-4 大同煤田地层分布示意图1.3煤层及顶底板岩性特征1.3.1含煤地层井田主要含煤地层侏罗系大同组，岩系中水平层理、平行层理及交错层理发育，为陆相含煤沉积，底部为灰、白色中砂岩，厚度14.60-27.44 m，平均17.51 m。本组岩性主要为灰色、深灰色粉砂岩、中细砂岩、砂质泥岩及煤层组成，煤层自上而下为7、8和11号煤层，其中可采煤层为7、8和11号煤层，煤层总厚度平均为12.55 m，含煤系数9.51%。本组厚度113.91153.48 m，平均131.20 m。1.3.2可采煤层井

20、田各主要可采煤层情况分述如下：1.3号煤层平均29.07m。顶板是浅灰色细砂岩，底板为浅灰色粉细砂岩。该煤层含0-3层夹矸，结构简单-复杂，煤层厚度0.323.41 m，平均厚度为1.89 m。煤层厚度变化不大，变化规律明显，结构简单至较简单，煤类单一，煤质变化小，大部分为可采的稳定煤层。2.7号煤层上距3号煤层23.1633.76m，平均29.07m。其顶板为浅灰色粉细砂岩，致密坚硬，底板亦为浅灰色粉细砂岩。该煤层含03层夹矸，结构简单复杂，煤层厚度0.323.41 m，平均厚度为1.89 m。煤层厚度变化不大，变化规律性明显，结构简单至较简单，煤类单一，煤质变化很小，为大部分可采的稳定煤层

21、。3.8号煤层上距7号煤层10.3017.63m，平均13.62m。顶板为深灰色粉砂岩，致密，底板为细砂岩。层煤含0-1层夹矸，结构简单，煤层厚度为0.271.75 m，平均厚度1.10 m。该煤层厚度变化不大，变化规律性明显，结构简单至较简单，煤类单一，煤质变化很小，大部分可采的稳定煤层。4.11煤层上距8号煤层35.1640.26m，平均37.79m。顶板为灰白色细砂岩，结构致密，稳定。煤层厚度0.004.28 m，平均3.2m。煤层结构简单，为大部分可采稳定煤层。井田主要可采煤层特征见表1-1。表1-1 主要可采煤层特征表煤层号煤层厚度（m）煤层间距（m）夹矸(层）稳定程度可采范围顶板岩

22、性底板岩性备注最小-最大平均最小-最大平均32.00-4.043.3223.16-33.7629.070稳定全区稳定可采深粉砂岩批采煤层70.32-3.411.890-3稳定井田东、南、北部（井田大部分）粉细砂岩粉细砂岩批采煤层10.30-17.6313.6280.27-1.751.100-1稳定井田的东、南部（井田大部分）粉砂岩细砂岩批采煤层35.16-40.2637.79110.00-4.283.550-1稳定井田大部分可采细砂岩砂质泥岩批采煤层1.4 井田水文地质1.4.1地表水特征井田位于大同煤田的北部，属低山丘陵区，为黄土覆盖，冲沟发育且无地表水体。井田内沟谷在井田的中南部呈树枝状分

23、布，平时无水，地表径流主要源于雨季山洪瀑发，时间较短暂，雨后排泄快，入渗量极小。暴雨形成急流，排泄地表水，由北向南流入十里河。各井口位置均位于最高洪水位线之上，洪水对井口一般情况下没有影响。1.4.2含水层的水文地质特征大同煤田在大同盆地西，介于口泉山脉、牛心山脉之间，煤田东南边缘地层倾角较陡，地形及构造较为复杂；西北部宽广，地层较平缓，构造简单，断层稀疏。煤田基本呈北东-南西向不对称宽缓向斜构造，四周是强烈上升的中高山地形，煤田内部呈低山丘陵地貌，沟谷发育。大同矿区地下水资源贫乏，地表水主为口泉河、十里河河水。地下水补给以大气降水为主，在口泉河、十里河河谷地段，地表水可补给地下水。大同矿区地

24、表径流条件较好，不利于降水入渗，地下水排泄以蒸发和矿井排水为主。随矿井多年的大规模开采，地下水动态平衡受到破坏，地下水位普遍下降，岩石含水性大大减弱，煤田内大量井泉干涸。总体来说，大同煤田属水文地质条件简单地区，该矿井田位于大同煤田的北部边缘。1.隔水层井田内隔水层主为煤系地层砂岩间的泥岩、砂质泥岩等，是侏罗系各煤层间良好的隔水层。2.矿井涌水量预计1)本矿井涌水量预计该矿未做过水文地质勘查工作，可根据与本矿水文地质条件类似的矿井的单位涌水量，用地质比拟法进行本矿井涌水量预计。据各生产矿井涌水量统计与各自的原煤产量比较，最大含水系数为0.045m3/dt，一般为0.026m3/dt。Q最大=0

25、.0453000=135m3/dQ一般=0.0263000=78m3/d设计考虑消防洒水及防火灌浆因素，经过测算，矿井正常涌水量400m3/d，最大涌水量800m3/d。1.5瓦斯、煤尘和自燃1.5.1瓦斯大同小梁沟煤矿7号煤层瓦斯绝对涌出量1.37m3/min，相对涌出量4.15m3/t，11号煤层瓦斯绝对涌出量0.6m3/min，相对涌出量3.43m3/t，鉴定等级低。7号煤层二氧化碳绝对涌出量1.36m3/min，相对涌出量4.12m3/t，11号煤层瓦斯绝对涌出量0.98m3/min，相对涌出量5.6m3/t。随煤炭产量增加，开采面积的增大，瓦斯涌出量会增大，因此要勤于瓦斯监测工作，严

26、格执行煤矿安全规程，通风管理应采取措施，防止瓦斯聚集；当发生瓦斯积聚时，保证及时处理，为煤矿安全及生产提供保障。1.5.2煤尘小梁沟煤矿11号煤层作测试，有煤尘爆炸性，具体指标火陷长度370，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量60%，有爆炸性。东部相邻的甘庄煤矿7号煤层作测试，有煤尘爆炸性，具体火陷长度260，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量65%，有爆炸性。8号煤层作测试，有煤尘爆炸性，具体指标火陷长度300，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量70%，有爆炸性。1.5.3煤的自燃11号煤层吸氧量0.8636cm3/g，自燃倾向性等级I级，容易自燃煤层。发火期一般为46个月。东部相邻的甘庄煤矿7号煤层作测试，7煤层吸氧量

27、0.67cm3/g，自燃倾向性等级级，为自燃煤层。8煤层吸氧量0.79cm3/g，自燃倾向性等级为I级，容易自燃煤层。1.6煤质与用途1.6.1煤质物理性质和显微煤岩特征1.物理性质可采煤层在物理性质上相似，均为黑暗黑亮黑，条痕为褐黑色，玻璃沥青光泽，参差状、阶梯状、贝壳状断口较常见，层状块状构造。硬度中等，一般为23。宏观煤岩特征按平均光泽划分，一般以半暗型煤为主，半亮型煤和暗淡型煤，光亮型煤较少。半暗型煤中暗煤较多，条带状分布；半亮型煤以亮煤为主，以条带状分布。2.显微煤岩特征各煤层有机组分以镜质组为主，次为惰质组，壳质组，无机组分以粘土类为主，其次为碳酸盐类。煤的化学组成和工艺性能1.煤

28、的化学组成：（1）7号煤原煤水分在1.34%6.44%，平均在4.97%，浮煤水分在1.53%6.48%，平均为3.23%；原煤灰分在3.71%24.80%，平均为12.41%，浮煤在3.32%5.21%，平均为3.83%；原煤灰分分级，7号煤属于特低灰分中灰分煤；原煤全硫含量在0.41%2.31%，平均为0.92%；浮煤在0.21%0.60%，平均为0.36%，按原煤硫分分级，7号煤为特低硫中高硫煤；原煤挥发分在25.33%35.81%之间，平均为32.61%，浮煤在30.01%36.36%，平均为32.72%。原煤发热量 26.2029.20 MJ/kg，平均为27.86 MJ/kg，属于

29、高热值煤。依据煤炭质量分级标准，本井田内7号煤层为特低灰中灰、特低硫中高硫、高热值的弱粘煤。（2）8号煤原煤水分在1.51%7.94%，平均在3.53%，浮煤水分在1.03%4.43%，平均为2.76%；原煤灰分在3.26%37.21%，平均为18.46%，浮煤在2.47%5.10%，平均为3.40%；按原煤灰分分级，8号煤属于特低灰分高灰分煤；原煤全硫含量在0.39%1.40%，平均为0.86%；浮煤在0.31%0.59%，平均为0.46%，按原煤硫分分级，8号煤为特低硫中高硫煤；原煤挥发分在30.18%40.36%之间，平均为35.57%，浮煤在30.51%31.09%，平均为30.55%

30、。原煤发热量 19.7230.41 MJ/kg，平均为26.00 MJ/kg，属于低特高热值煤。依据煤炭质量分级标准，本井田内8号煤层为特低灰高灰、特低硫中高硫、低热值特高热值的弱粘煤。（3）11号煤原煤水分在1.34%5.04%，平均在4.09%，浮煤水分在1.38%6.13%，平均为3.82%；原煤灰分在8.70%14.54%，平均为10.39%，浮煤在2.96%5.21%，平均为4.19%；按原煤灰分分级，11号煤属于特低灰分低灰分煤；原煤全硫含量在0.66%1.81%，平均为1.43%；浮煤在0.35%0.67%，平均为0.43%，按原煤硫分分级，11号煤为低硫中高硫煤；原煤挥发分在2

31、8.32%33.36%之间，平均为30.59%，浮煤29.00%32.69%，平均为31.12%。原煤发热量 24.4829.65 MJ/kg，平均为26.86 MJ/kg，属于中热值特高热值煤。依据煤炭质量分级标准，本井田内11号煤层为特低灰低灰、特低硫中高硫、中热值特高热值的弱粘煤。1.6.2煤类及用途井田内7号煤为特低灰中灰、特低硫中高硫、高热值的弱粘煤；8号煤为特低灰高灰、特低硫中高硫、低特高热值的弱粘煤；11号煤为特低灰低灰、特低硫中高硫、中热值特高热值的弱粘煤，均可作为良好的动力用煤，也能广泛地应用于气化、民用、发电、机车等部门。2 井田储量和服务年限2.1 矿井工业储量根据地质勘

32、探情况，利用块段法来计算矿井工业储量。在煤层底板等高线上划分成A1、A2、B1、B2共四个块段，在块段的范围内，利用算术平均法求各个块段的储量，煤层总储量应为各块段储量之和。面积为20.08km2，用块段法计算矿井工业储量，将井田划分的块段如下图2-1：图2-1块段划分图按下式计算 (2-1)式中： Zi各块段储量，Mt。Si各块段的面积，m2。Mi各块段内煤层厚度，m。Ri各块段内煤的容重，均为1.52t/m3。1块段储量：ZA =4001743.153.21.521946.4478万t2块段储量：ZB=4543562.483.21.52=2209.9887万t3块段储量：ZC =60555

33、24.273.21.52=2945.4070万t4块段储量：ZD=5550096.213.21.52=2699.5668万t矿井工业的总储量按照下式进行计算：（2-2）式中：经计算得：Zg=ZA+ZB+ZC+ZD=1946.4478+2209.9887+2945.4070+2699.5668=9801.4103万t2.2矿井可采储量2.2.1矿井永久保护煤柱损失量 1.井田边界保护煤柱 边界煤柱可按下列公式计算(2-3)式中：式中：井田边界保护煤柱：P1=17931303.21.52=261.65万t断层损失煤量：13.81万t2.工业场地保护煤柱工业广场按照级进行保护，围护带宽为30m，工业

34、广场面积由表2-1确定，该井田设计井型为1.2Mt/a，所以工业广场面积取12公顷，利用垂直剖面法来确定工业广场煤柱。表2-1 工业场地占地面积指标井型/Mta-1占地面积指标/haMt-12.4及以上 101.21.8120.450.9150.090.318工业广场的煤柱量为：P2=SMR (2-4)式中：P2工业广场煤柱量；S 工业广场压煤面；则：P2=11403.21.52=0.55万t2.2.2矿井设计可采储量矿井设计可采储量，可按下式计算： (2-5)式中矿井设计可采储量，Mt；矿井工业储量，Mt；P井筒、保护工业场地、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大断层等留设的永久保护煤柱损失量，

35、Mt；C采区采出率，厚煤层不小于0.75，中厚煤层不小于0.8，薄煤层不小于0.85，本井田为厚煤层，取0.84。则矿井设计可采储量为：Zk= （9801.4103261.6513.81-0.55）0.84=8001.33万t2.3矿井设计生产能力及服务年限2.3.1矿井设计生产能力因为小梁沟煤矿煤炭储量丰富，煤层赋存条件比较稳定，顶底板条件良好，煤层倾角和厚度变化不大，技术装备先进，交通运输便利，经济效益好，适宜建成大型矿井。小梁沟的矿井设计总生产能力暂时定为1.2Mt/a。2.3.2矿井服务年限由煤矿安全规程的相关规定可知，矿井所设计的生产能力应与整个矿井的工业储量相互适应，以此来保证充足

36、的服务年限，其中服务年限的具体要求见表2-2。表2-2 我国新建矿井和第一水平设计服务年限要求矿井设计生产能/Mta-1矿井设计服务年限/a第一开采水平服务年限煤层倾角456.0及以上70353.05.060301.22.4502520150.450.9040201515矿井服务年限的计算公式如下式： (2-6)式中T矿井设计服务年限，a；Zk矿井可采储量，Mt；A矿井设计生产能力，Mt/a；K 储量备用系数，本设计采用1.3；代入数据得：矿井服务年限为： =8001.331201.3=51.3a经过测算，该矿井设计完全符合煤炭工业设计规范的规定。3 井田开拓3.1井田开拓方式的选择3.1.1

37、确定井筒形式、数目、位置及坐标井田的开拓方式按照井筒可以分成立井开拓、斜井开拓、平硐开拓和综合开拓四种方式，各个开拓方式都应适用于其相应的地质条件。三种井筒形式的对比见表3-1。表3-1 井筒形式及优缺点比较井筒形式优点缺点适应条件平硐开拓井下煤炭运输不需要转载就可直接外运，工业设施较简单，井巷工程量小，利于排水，不留或少留工业场地煤柱，煤柱损失量少受地形及埋藏条件限制适合煤层赋存较高的山岭、丘陵，沟谷地区立井开拓立井开拓适应性强，受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等限制较少，对技术要求高；矿井掘进速度慢；无法躲开煤层顶底板含水层煤层埋藏较深；水文条件复杂；倾斜长度大斜井开拓比立井井筒掘进技术简单；

38、斜井开采各个水平井底车场靠近储量中心；主井做斜井时可做安全出口；建井工期短；可以用胶带运输实现连续运提受各种地形及煤层埋藏条件限制较多布置工业广场和引进铁路较方便；水文地质条件较好综合开拓可利用上述各种开拓方式的优点本矿井煤层倾角较小，水文地质条件属中等类型，有较大涌水量。因本地区位于低山丘陵台地，且煤层埋藏比较深，不适于用平硐开拓；煤层赋存条件稳定，矿井生产能力较大，井筒不用特殊施工，可以用斜井开拓。通过鉴定，小梁沟矿井为低瓦斯矿井，且确定本矿井的生产能力为1.2Mt/a,生产能力较大。本矿井可设计三个井筒主井（承担煤炭运输任务）、副井（承担辅助运输任务）、回风井（承担矿井回风任务），为矿井

39、创造一个良好的生产作业环境，确保矿井能够安全高效运转。3.1.2工业场地及井筒位置的确定工业场地位置的确定原则：（1）大致平衡井田两翼的储量，利于开拓开采系统和井下运输的布置。（2）减少占用良田，利用地形特征进行地面生产系统，布置工业广场要和地面的运输系统相互协调。（3）良好的地质工程条件，不能受洪水、滑坡的威胁。综合分析，为了使地面运输更方便，尽可能减少井筒穿过表土层的厚度，保证布置井底车场在稳定的岩层中，将工业广场位置选择在井田中央，主井副井设在工业场地内，回风井设立在工业场地西部。工业场地为近长方形，面积为20公顷。3.1.3开采水平的确定及带区式划分该矿井开采11#煤层，煤层近水平或缓

40、倾斜。设置一个水平，带区式划分。采用放顶煤倾斜长壁采煤方法。3.1.4井底车场的形式和位置及主要大巷的数目和用途11#煤层平均厚度为3.2 m，赋存条件稳定，底板起伏不大，属于近水平或缓倾斜煤层，煤层厚度变化情况不大。本设计采用带区式开采，布置三条主要开拓巷道，分别为主运输大巷、辅助运输大巷和回风大巷，三条大巷均布置在煤层中。因矿井大巷长度较长，为满足回风需要，要建设新单独回风井。为了方便架设风桥等，主运输巷及辅助运输巷沿煤层底板进行掘进，回风大巷沿煤层顶板掘进。掘进大巷时三巷同时掘进。主运输巷用皮带运输运煤，辅助运输巷用提升绞车运输进行运人运料，回风巷专用于回风。3.1.5开拓方案比较充分考

41、虑影响井口及工业场地选择的主要因素及地面布置的条件，对井口和工业场地布置提出三个方案，现对三个方案论证如下：方案I：采用斜井开拓方式小梁沟矿主斜井用作煤炭提升，同时可做进风井安全出口；小煤矿副斜井用于材料、机械、排矸、通风及人员出入井的任务，也作为矿井安全出口。专用回风井供给全矿井的回风任务。矿井首采工作面布置在11号煤层。矿井采取分列式通风系统，主副斜井用来进风，回风立井用来回风，矿井通风方式采取机械抽出式。井田开拓方式平面图、剖面图见图3-1。图3-1双斜井开拓示意图方案II：采用综合开拓方式小梁沟矿主斜井用作煤炭提升，同时可做进风井安全出口；小煤矿副立井用于材料、机械、排矸、通风及人员出

42、入井的任务，也作为矿井安全出口。专用回风井供给全矿井的回风任务。矿井首采工作面布置在11号煤层。矿井采取分列式通风系统，主副斜井用来进风，回风立井用来回风，矿井通风方式采取机械抽出式。井田开拓方式平面图见图3-2。图3-2斜井立井联合开拓示意图方案：双立井开拓，主副井均采用立井开拓，箕斗提升主井煤炭，罐笼提升提矸，用于人员和机械的升降，主副井均可做进风井。井田开拓方式平面图见图3-3。图3-3 双立井开拓示意图3.1.6大巷布置及条数结合煤层的赋存特点，矿井为斜井+水平大巷开采，11号煤层内布置三条大巷，分别为轨道大巷、胶带大巷，专用回风大巷。由于该矿煤层角度较缓，胶带大巷、回风大巷沿11煤层

43、内均布置三条大。11#煤层内均布置三条下山，轨道下山、胶带下山和回风下山，沿11煤层布置。3.1.7带区的划分和布置在小梁沟井田中，该煤层平均倾角为4，属于近水平煤层。如果一个井田的煤层属于近水平煤层，虽说整个井田倾斜长度可能很长，但是煤层垂高并不是很大，可以直接划分为带区。将本井田划分为四个块段，块段布置图如下图所示：图3-4 布置图3.2矿井开拓巷道3.2.1井筒 1.井筒装备及布置布置主斜井、副斜井和回风立井三个井筒，运用主副斜井满足提升、运输的要求，回风立井为新建井筒。主斜井：净宽3.6m，净高2.638m，净断面8.6m2，装备胶带输送机、铺设行人台阶和扶手、电缆等，担负全矿煤炭提升

44、任务，兼作进风井和安全出口。副斜井：净宽4.4m，净高3.6m，净断面13.8m2，装备提升绞车、铺设轨道、压风管、洒水管，排水管，设置行人台阶和扶手及电缆等，担负全矿材料、设备和矸石提升任务，兼作进风井和安全出口。回风立井：净直径4.5m，装备梯子间、灌浆管路，担负矿井回风任务，兼作安全出口。图3-5 主斜井示意图图3-6 副斜井示意图图3-7 回风井示意图3.2.2井壁结构主斜井井壁结构：荒料石砌碹支护。副斜井井壁结构：开口段采用钢筋砼砌碹支护，基岩段采用锚网喷+素砼砌碹复合支护。回风立井井壁结构：表土段采用钢筋砼砌碹支护，基岩段采用素砼砌碹支护。井筒特征及装备见表3-2。表3-2 井筒特

45、征及装备表序号井筒特征主斜井副斜井回风立井1井筒净直径或净宽(m)3.64.44.52井筒支护支护形式表土段料石砌碹钢筋砼砌碹钢筋砼砌碹基岩料石砌碹锚网喷+素砼素砼砌碹支护厚度（mm）表土段400500基岩1505003断面积(m2)断面形状三心拱半圆拱圆形 净断面8.613.915.8掘进表土段18.823.9基岩16.023.94井筒装备装备胶带输送机、管线、行人台阶和扶手装备提升绞车、乘人装置、下井电缆和管路梯子间5备 注新建井筒新建井筒新建井筒3.2.3井底车场及硐室一.井底车场形式1.井底车场设计原则（1）主斜井、副斜井，新掘回风立井，副斜井的落底层位要考虑开拓布局和井底车场巷道及硐

46、室的布置；（2）煤流运输方式：胶带大巷带式输送机把煤炭输送到井底煤仓，又经给煤机转载到主斜井胶带输送机运至地面。（3）辅助运输：采用轨道运输方式，采用600mm轨距，无极绳连续牵引车牵引1.0t矿车。掘进矸石由无极绳绞车牵引至井底车场后直接升井。（4）井底车场及主要硐室建于比较好的岩石中，有利于硐室和巷道的长期稳定。二.井底车场主要硐室1.主斜井系统硐室井下采用井底煤仓连接胶带大巷和主斜井，掘进煤通过胶带机头联络斜巷进入井底煤仓。硐室主要包括：井底煤仓、翻笼硐室、给煤机硐室联络巷等。（1）井底煤仓设一个圆形煤仓，接受胶带大巷输送机来煤。煤仓净直径为8m，高度25m，容量约1000t。（2）给煤

47、机硐室联络巷给煤机硐室联络巷连接井底巷道，采用斜巷布置。2.副斜井系统硐室副斜井井底布置井下爆破材料库：位井底车场轨道大巷一侧，其回风具有独立回风系统，直接进入回风大巷中；硐室采用壁槽式，库房距井筒、井底车场、胶带运输巷道及其他主要硐室的法线距离大于60m。副斜井井底车场硐室还包括井下主排水泵房、泵房变电所、管子道、水仓等。（1）井下主排水泵房、泵房变电所、管子道井下主排水泵房与泵房变电所采用联合布置，位于副斜井与井底车场连接处东南侧，管子道接入副斜井。（2）水仓按8 小时正常涌水量计算，矿井正常涌水量400m3/d，8小时正常用水量为133m3，矿井水仓长度150m，有效容积约为850m3，

48、设计水仓长度和容积完全满足矿井排水要求。井底水仓采取内外仓布置，间距30m。水仓采取人工清理方式清理。消防材料库位于井底场内，采用加宽式。其他硐室：副斜井井底车场还设有调度室、等候室、医疗室、工具备品保管室等硐室。中央变电所设置在井田中部，轨道大巷和回风大巷之间，与采区变电所联合布置。该硐室可独立回风。3.3开拓大巷3.3.1主要开拓大巷的断面形式、断面大小矿井常用的巷道断面主要有矩形、梯形、圆形、椭圆形和拱形等几种形式，依据本矿井的地质条件，运输大巷、轨道大巷和回风大巷都选择半圆拱形断面，具有受力好，易于维护，设计和施工方便以及服务年限较长等优点，能够满足矿井高效生产的需求。3.3.2巷道断

49、面大小根据各条大巷内安装的设备尺寸，各大巷的断面尺寸如下：1） 主运输大巷：净断面尺寸为40003000mm,掘进断面尺寸为43003000mm。巷道断面如图3-8所示：2） 辅助运输大巷：净断面尺寸为35003000mm，掘进断面尺寸为38003000mm。巷道断面如图3-9所示：3）回风大巷：净断面尺寸为50004000mm，掘进断面尺寸为52004200mm，巷道壁高1500mm，巷道断面图如图3-10所示：图3-8 主运输大巷断面示意图图3-9辅助运输大巷断面示意图图3-10 回风大巷断面示意图304 采（盘）区或带区巷道布置4.1带区巷道布置4.1.1煤柱尺寸本矿井具体由4个块段组成

50、，带区划分示意图以及划分情况前面章节已经有所介绍，现在主要介绍首采带区的情况，即A1块段的情况。本矿井工作面直接布置在回风大巷和轨道大巷两侧，并且在井田边界处，要留设井田边界保护煤柱30m，工作面采用带区式布置方式，在分段回风斜巷和分段运输斜巷之间要留设区段保护煤柱30m，工作面停采线距离大巷需留设保护煤柱100m，轨道大巷、运输大巷、回风大巷之间的保护煤柱为30m，并且大巷保护煤柱宽度可留50m。4.1.2带区内工作面的接替顺序在整个井田分为四个带区，其中A1块段大概可划分为7个带区，为了实现矿井的高产高效，必须制定合理的工作面接替方案，根据采煤工作面每天的进刀数、掘进工作面的掘进速度以及其

51、他辅助工作的配合，向着大巷的方向推进，在1001工作面生产的同时，在工作面以南掘进回采巷道以完成工作面的接替任务。接替顺序为1101110211031104。4.1.3带区运输系统为了煤炭的连续运输，矿井选用皮带运输机来担负煤炭的运输任务，而矸石和材料运输任务由单轨吊来担负。1.运煤系统采煤工作面工作面运输平巷运输大巷井底煤仓主井地面2.运料排矸系统运料：副井井底车场轨道大巷回风平巷采煤工作面排矸：采煤工作面回风平巷轨道大巷副井地面矸石也可在井下充分利用，作为采空区充填材料。4.1.4带区生产能力的确定1. 带区采煤工作面生产能力本矿井的生产能力设计为120万t/a，实行一井一面，采用综合机械

52、化采煤工艺，实行“四六制”工作制度，三班生产，一班检修。以1101工作面来验算该矿井的生产能力。确定该矿井的工作面长度为300m，采高为3.2m，循环进尺为0.6m，一天割六刀，即一天推进3.6m，每年生产300天。每个采煤工作面的生产能力由式（41）计算：（4-1）式中：5。则：Am=30010803.21.520.95=149.7139万t综上所述，带区的年生产能力为149.7139万t，达到了该矿井的生产能力，符合煤炭工业设计规范要求。5 采煤方法5.1采煤工艺方式5.1.1回采工作面长度、推进方向和日推进度1.工作面长度煤层地质条件影响工作面长度。如煤层地质条件优越、顶底板稳定，可以适当加大工作面长度，若工作面长度与综采设备匹配，可相应的提高产量。确定合理的工作面长度，应考虑工作面效率、瓦斯含量、安全以及工作面通风等，根据矿井的生产能力以及采用综合机械化采煤方法等情况，最终确定采煤工作面的长度为300m。2.工作面推进方向回采工作面布置在回风大巷和轨道大巷两侧，工作面沿煤层走向布置，沿倾向方向推进，采用的开采方法为后退式开采。3日推进度据设计矿井的循环作业图表可知，采煤工作面采用“四六制”的作业方式，即三班采煤一班准备。采用滚筒采煤机的截深为0.6m，每班割两刀煤，一天进六刀，每天推进长度为3.6m。5.1.2采煤机型号和进刀方式1.采煤