采矿工程毕业设计（论文）-石碣峪4号煤层0.9Mta新井设计

1、山西大同大学本科生毕业设计中文题目： 山西煤运集团石碣峪煤业有限公司4号煤层开采设计 英文题目： The 4#Coal Seam Mining Design of ShiJieYu Coal Mine 学 院： 山西大同大学煤炭工程学院 姓 名： 学 号： 专 业： 采矿工程 班 级： 16采矿升本2班 指导教师： 职 称： 完成日期： 2018 年 06 月 1 日摘 要全套图纸加扣 3346389411或3012250582朔州石碣峪煤矿原为一民营企业，位于朔州市朔城区沙楞河乡上石碣峪村南约500m处。地理坐标：东经11223431122511，北纬390610390654。煤矿始建于19

2、89年，原为山西能源公司与上石碣峪村联合开办的集体所有制煤矿，生产能力为15万t/a，1993年主、副井相继见煤，因资金问题，1997年由山西省经济建设投资公司接管经营，2006年8月改制为山西朔州石碣峪煤业有限公司，2009年山西煤炭资源整合煤矿企业兼并重组中，根据山西省人民政府晋政发200823号关于加快推进煤矿企业兼并重组的实施意见、朔州市人民政府关于朔州市煤矿企业兼并重组整合方案、山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发200921号文件【关于朔州市朔城区煤矿企业兼并重组整合方案的批复】，山西朔州石碣峪煤业有限公司为单独保留煤矿，由山西煤炭运销集团兼并重组，名称变更为山西

3、煤炭运销集团石碣峪煤业有限公司。根据2009年山西省国土资源厅颁发的采矿许可证，批准山西煤炭运销集团石碣峪煤业有限公司开采411号煤层，开采面积6.3089km2，生产能力90万t/a。2008年由于进行升级改造，煤矿未进行生产。关键词：开采面积；生产能力；地理坐标ABSTRACT Shuozhou Shijie Yu coal mine used to be a private enterprise, located in Shuozhou Shuocheng Shoucheng Shalanghe Township about 500 meters south of Shijie Yu V

4、illage. Coordinates: 112 23 43 112 2511 E, 39 0610 39 06 54. The coal mine, founded in 1989, was originally a collective owned coal mine jointly run by Shanxi Energy Company and Shangshijie Yu Village, with a production capacity of 150000 t / a. In 1993, the main and auxiliary wells saw coal one aft

5、er another. Due to capital problems, Shanxi Economic Construction and Investment Company took over the operation in 1997, and changed its system into Shijie Yu, Shuozhou, Shanxi Province in August 2006. Coal Industry Co., Ltd., in the merger and reorganization of Shanxi Coal Resources Integration Co

6、al Enterprises in 2009, According to Shanxi Provincial peoples Government, Jin Zhengfa 2008, opinions on speeding up the implementation of the merger and reorganization of Coal Mining Enterprises, the Shuozhou Municipal peoples Government has a plan for the integration of the merger and reorganizati

7、on of coal mining enterprises in Shuozhou City, Shanxi Coal Mining Enterprise merger and reorganization and Integration Office of the leading Group Office issued document 2009 and Marketing Group merger and reorganization, the name changed Shanxi Coal Transportation and Marketing Group Shijie Yu Coa

8、l Co., Ltd. According to the mining license issued by Shanxi Provincial Land and Resources Department in 2009, Shijie Yu Coal Industry Co., Ltd., Shanxi Coal Transportation and Marketing Group, was approved to mine coal seam No. 43089km2 with a mining area of 6.3089km2. The production capacity of th

9、e coal mine was not produced because of the upgrading and transformation of the 900000 t/a.2008 year.Keywords: mining area; production capacity; geographical coordinates目 录1井田概述及井田地质特征12 井田境界和储量122.1井田概况122.1.1 井田划分的原则122.2矿井工业储量122.2.1资源/储量估算范围122.2.2资源/储量估算方法与有关参数的确定122.3矿井可采储量133 矿井工作制度、设计能力及服务年限

10、143.1矿井工作制度143.2矿井设计生产能力及服务年限143.2.1矿井设计生产能力143.2.2设计生产能力及服务年限144 井田开拓174.1井田开拓的基本问题174.1.1.矿井工业场地位置选择184.1.2.开拓方案的选定184.2矿井基本巷道194.2.1井筒194.2.2井底车场的选定214.2.3硐室215 准备方式带区巷道布置235.1煤层地质特征235.2带区巷道布置及生产系统235.2.1.带区准备方式的确定235.2.2地表情况245.2.3带区内巷道掘进方法245.2.4带区生产能力及采出率256 采煤方法276.1采煤工作面工艺方式276.1.1采煤工艺方式的选择

11、276.1.2回采工作面长度的确定276.1.3工作面的推进方向和推进度286.1.4综采工作面的设备选型及配套286.2采煤工艺方式306.2.1采煤工艺306.2.3工作面的支护选型以及顶板的管理336.2.4工作面循环作业以及劳动组织356.2.5工作面正规循环作业生产能力366.3回采巷道的布置386.3.1回采巷道的准备方式带区式准备方式396.3.2带区煤层的地质特征407 井下运输417.1矿井的设计生产能力以及工作制度417.2带区运输设备的选型417.2.1工作面及顺槽的运输设备选型417.2.2工作面运输设备运输能力验算427.3大巷的运输以及设备选择427.3.1移转载机

12、以及破碎机的方式427.3.2井下运输系统和运输方式的确定427.3.3大巷的运输设备428 矿井提升438.1矿井提升的概述438.2主副井提升438.2.1主井提升438.2.2副井提升设备选型439 矿井通风以及安全技术469.1概况469.1.1瓦斯、煤尘、煤的自燃性分析以及地温分析469.2矿井通风系统选择469.2.1通风方式和通风系统479.2.2矿井通风系统的基本要求479.2.3矿井通风方法的选择479.2.4矿井通风方法的选择489.3安全灾害的预防措施499.3.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施499.3.2预防井下的火灾措施509.3.3防水的措施509.3.4自救器以及安全

13、仪表配备519.3.5矿山的救护情况519.3.6其它注意事项51参考文献53致 谢54山西大同大学煤炭工程学院18届本科生毕业设计1井田概述及井田地质特征1.1位置交通1.1.1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：11223431122511；北纬：390610390759，地处山西省朔州市朔城区沙楞河乡上石碣峪村附近，行政区划隶属朔州市朔城区沙楞河乡管辖。井田南北长3.32km，东西宽1.8342.135km，面积6.3089km2，批准开采411号煤层，生产能力90万t/a。其采矿许可证由山西省国土资源厅2009年1

14、1月20日换发，证号为：C1400002009111220044658，有效期自2009年11月20日至2011年11月20日。井田范围拐点坐标见表1-4-1及1-4-2。表1-4-1 兼并重组前井田范围拐点坐标表序号1954北京坐标系（m）1980西安坐标系（m）XYXY14331655196207004331607.4719620629.1524332290196225254332242.4719622454.1534330950196228004330902.4819622729.1544330950196227004330902.4819622629.15543312601962255

15、04331212.4719622479.1564330950196220804330902.4719622009.1574330950196207004330902.4719620629.15表1-4-2 兼并重组后井田范围拐点坐标表序号1954北京坐标系（m）1980西安坐标系（m）XYXY143342701962066543342221962059424334270196224994334222196224283433241219622499433236419622428443309501962280043309021962272954330950196206654330902196205

16、942、交通本井田西距宁武县阳方口镇10km，北同蒲铁路线从阳方口通过，从阳方口向北、向西、向南均有省级公路通过，向北30km可达朔州市，向南15km可达宁武县城，向西15km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，井田内有城乡公路相连，交通条件极为便利。见图1-4-1交通位置图。1.1.2地形、地貌本区位于雁门关北部，地势总体为南高北低。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

17、，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31山西大同大学煤炭工程学院2018届本科生毕业设计图1-4-1 石碣峪煤业有限公司交通位置图1.27年地震，朔县城西北霍庄地面发现有裂缝，宽一市寸，长1-1.54m；2.民国八年9至10月，一天晚上发生地震，村中土窑及土房有倒塌现象；3.1952年，崞县地震，本县门环震动有声；4.1956年6月5日早晨，有轻微振动，大洼村一带，门环震动有声；5.从公元144年至1684年，前后发生过14次地震，其中公元512年、849年、1291年三次强烈，房屋倒塌，人畜死伤数千。综上所述，近300年来，本区地震主要以小震为主，新构造运动在

18、减轻，是一个相对稳定的上升区域。（五）邻近矿井概况原石碣峪煤矿于1989年建矿，原为山西能源公司与上石碣村联合开办的集体所有制煤矿，设计生产能力为15万t/a，1993年主副井筒见煤。因资金问题，断断续续开拓布置井底车场，并向东西送巷，同时进行小面积回采，1996年产煤约6万t。1997年由山西省经济建设投资公司接管经营。根据朔州市人民政府关于朔州市煤矿企业兼并重组整合方案、山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发200921号文件关于朔州市朔城区煤矿企业兼并重组整合方案的批复，山西朔州石碣峪煤业有限公司为单独保留煤矿，拟定名称为山西煤炭运销集团石碣峪煤业有限公司。本矿面积较小，

19、井田内无其它生产矿井和小窑。石碣峪井田东部为大同煤矿集团同生峪沟煤业有限公司井田，西邻朔城区鄯西煤矿，南邻宁武县寺儿岩煤矿，鄯西煤矿和寺儿岩煤矿均为关闭多年的矿井，据调查，鄯西煤矿关闭之前还未见煤层，所以未进行过生产，对本矿不会造成不安全隐患。寺儿岩煤矿只进行了划界，未曾建井。同生峪沟煤业有限公司为本次兼并重组矿井，2009年12月10日由山西省国土资源厅换发采矿许可证，证号:C1400002009121220047493，批采石炭系太原组4、9、11号煤层，现采4、9号煤层，生产规模90万t/a，井田面积6.6477km2，同生峪沟煤矿是否越界开采无法证实。同煤集团麻家梁井田为基建矿井，对本

20、矿不会有安全隐患。其相互位置关系见图1-4-2。图1-4-2 矿井四邻关系（六）矿井建设的外部条件本矿井位于山西省朔州朔城区沙楞河乡上石碣峪村南约500m。矿井北侧2.7km处新建石碣峪35/10kV变电站一座，主变容量为28MVA。其电源一回引自麻家梁110/35/10kV变电站35kV母线侧，线路长度为11.3 km；另一回电源引自前寨35/10kV变电站35kV母线侧，线路长度为17km。石碣峪35/10kV变电站电源充足可靠，是一座供电可靠性高的变电站。结合当地电力部门和业主的意见，设计选择石碣峪35/10kV变电所作为矿井电源。2、水源情况本矿目前生活及工业用水为石碣峪村水井浅层水改

21、造后，生活及工业用水量增大，浅层水已无法满足所需。本区奥陶系灰岩含水层富水性中等，据SZK203号孔抽水试验资料，单位涌水量0.3379L/sm，水质类型为HCO3SO4K+Na型水，矿化度378mg/L，总硬度133.07 mg/L，PH值8.23，可做为今后生活及工业用水。此外，井下矿井水净化后也可做为工业用水。3、主要建筑材料供应情况矿井建设所需的建材，如砖、石料、水泥、砂子等当地可满足供应；钢材、木材均可当地采购。4、矿区开发情况井田所在的矿区已有多座矿井生产，并且本矿井兼并重组之前即开采4号煤层。.总之，矿井交通便利，电源可靠，通信发达，水源较充沛，建筑材料供应渠道畅通，劳动力充足，

22、矿井外部建设条件优越。主要自然灾害本井田为低山丘陵地貌。地势总体为南部高，北部低，最高点南界标高+1513.00m，最低点东北界标高+1300.00m，最大高差213.00m。本区地表水系桑干河支系马场干渠支流，在二十世纪九十年代沟谷中尚有小泉小水径流，进入2000年以后，由于井下开采，地表泉水均已干枯，区内沟谷均为干沟，雨季排泄洪水。矿区东部的贾家窑沟平时排泄矿井水，雨季排泄洪水，井筒附近洪水位标高+1356m，由于最低井口标高+1367.50m，故本矿井口及场地不会受到洪水或暴雨的侵袭。本矿区大部分为黄土覆盖，冲沟发育。综合地质填图成果，本区仅有小型黄土崩塌，水土流失严重，未发现滑坡、泥石

23、流不良地质现象。本区未记录灾害性天气情况。一、地层：石碣峪井田位于宁武煤田宁武北煤炭普查区。据地质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

24、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、1

25、1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、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

26、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)

27、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1

28、3.50m，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，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。二、含煤地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、

29、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，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2.01-6.52m，平均3.63m，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

30、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3.51-5.80m，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4-2-1。表4-2-1 各可采

31、煤层特征表煤层号煤层厚度(m)最小-最大煤层间距(m)最小-最大平均煤层结构(含夹矸层数)最少-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35.99-57.3451.2393.51-5.804.45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。煤田划分为井田一般应遵

32、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；2.2矿井工业储量2.2.1资源/储量估算范围2.2.2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08之间,平均是7。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（m2）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

33、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），煤层密度均为1.34t/m3；井田面积S=6.308km煤层密度D=1.34t/m3 矿井可采3层煤所以,煤层总工业储量为： Zz=6.308(2.44+3.63+4.45)1.34=164407927.6t=88.93Mt。2.3矿井可采储量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=79.41Mt。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%；中厚煤层

34、的取C=80%；厚煤层的取C=75%。经过计算可得，矿井设计可采量为59.56Mt 513 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7，主采煤层赋存稳定、全区可采、块段基本

35、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0.9M t/a较合适。3.2.2设计生产能力及服务年限储量条件校核根据相关规定：矿井井田的设计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，59.56Mt； A -矿井

36、的设计生产努力，0.9Mt/a； K -矿井储量备用系数，取1.4。则： T=59.56/（0.91.4） =46.8a既本矿井的开采服务年限符合规范的要求。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4号煤层属于赋存条件稳定的厚煤层，井田煤层的平均厚度为3.63米，其平均倾角为7。因此可以采用大采高一次采全高的采煤方法。2）安全条件校核本矿井属于低瓦斯矿井，4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

37、）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70353-560301.2-2.4502520150.45-0.9402015154）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59.56Mt，服务年限为46.8 a，可以满足矿井的设计生产能力。综上，确定矿井的生产能力为0.9Mt/a，矿井服务年限为46.8年。4 井田开拓4.1井田开拓的基本问题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

38、，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

39、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。我们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，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

40、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。4.1.1.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. 有大同王村运煤专线；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。4.1.2.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。1.采用立井开拓的适应能力比较强，通常情况

41、下并不会受到煤层的倾角、煤层的厚度、煤层所含瓦斯量以及水文地质等等这些自然条件的限制；2.立井的井筒相对于斜井来说要短很多，相应管缆铺设的长度也就短，立井的提升能力比较大而且其速度也非常的快，对于辅助运输很是有利，3井筒的支护条件相对而言也比较好，而且还易于维护；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。最终确定为双立井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立井开拓，为了满足井下煤炭的提升，需设置一

42、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）.井筒的断面尺寸（1）断面确定的依据确定截面的基础主要包括提升容器的类型和尺寸。轴设备类型、规格和最小允许间隙；也有使用，管道，电缆，梯子之间的平面尺寸等。副井位于矿场工业中心，距主轴75米左

43、右。井筒的主要功能是起重人员、设备、材料和煤矸石的升级，也用于通风和排水。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；井壁厚度：基岩段长度为400 mm。轴上还装有钢丝绳导向器、电缆和水管。井筒深为285m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。矿井底场是一组巷道和硐室的总称，用于连接矿井提升主井和矿用主巷。矿井底部堆场涉及两个重要的生产环节，即立井提升和井下运输。井底车场是矿井井下运输的总枢纽。图4-3 副井井筒断面布置图4-4 风井井筒断面布置4.2.2井

44、底车场的选定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。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，井底车场采用立井刀式环形井底车场，可以满足该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

45、.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。 5 准备方式带区巷道布置5.1煤层地质特征煤层的顶板岩石是砾岩以及砂砾岩。煤层的直接顶岩性以粉砂岩为主，细砂岩与砂质泥岩互层次之，煤层的底版岩性以砂质泥岩为主。属于低瓦斯矿井。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a.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

46、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。该带区的储量可靠，

47、地质构造以及水文地质条件简单，煤层的赋存稳定，能够有利于矿井稳定生产，避免小窑的影响。3.带区生产系统矿井带区的生产系统包括运煤系统等，具体的设计系统如下所述：1）运煤系统110601工作面：回采工作面胶带顺槽水平皮带大巷主井地面2）辅助运输系统110601工作面：地面上的材料以及设备副井井底车场轨道运输大巷（电机车）带区的轨道顺槽（调度绞车）工作面3）通风系统110601工作面：地面的新鲜风流副井(主井)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风井地面4）排水系统110601工作面：工作面的轨道顺槽水平轨道大巷井底水仓副井地面的井下水处理站。5.2.2地表情况采区对应地面有零星坐落

48、的几个村庄，每个村庄都不大，人口少，搬迁费用相对较少，全部采取搬迁措施。5.2.3带区内巷道掘进方法带区内所有工作面巷道均沿底板掘进，采用综掘机，并配备胶带输送机和 SGB730/200型刮板输送机进行掘进。采用单巷进行掘进。利用轨道和矿车来运送材料设备，人工来清理浮煤。可以利用锚杆机来进行巷道的顶锚杆以及锚索的打眼安装等工作；通过手持风动钻机来完成帮锚杆打眼以及安装工作。掘进巷道可以采用局部通风机来进行通风，每个掘进工作面配置两台型号为2K60-No23的局部通风机。5.2.4带区生产能力及采出率1.带区生产能力由于综采工作面的产量大，只需要布置一个工作面就可以来满足矿井产量要求。1）工作面

49、的采煤机生产能力，按下式来计算： Ao=300H1LanCo10-6 （5-1）在上式中：工作面采煤机的生产能力，Mt/a； 采煤机的割煤高度，3.63m； 煤层的容重，1.34tm3； 工作面的长度，150m； 采煤机的截深，0.4m； 工作面昼夜进刀的次数，取3； C0工作面割煤的回采率，取0.95。 已知H1=3.63 m，=1.34 tm3，=150m，=0.4 m，=3，C0=0.95，可得：Ao=300H1LanCo10-6=0.897（Mt/a） =0.90（Mt/a）工作面年产量A0=0.90（Mt/a）2.准备掘进和端头生产能力掘进出煤按照工作面产量的7%计算总上，矿井所设计

50、的年产量为90万吨，矿井中带区的生产能力0.96Mt/a，分析这是可以满足矿井的生产要求的。6 采煤方法6.1采煤工作面工艺方式6.1.1采煤工艺方式的选择该矿井的煤层的赋存条件相对而言较为稳定，煤层的倾角平均7，煤层的平均厚度为3.63m，属于厚煤层。结合上面所考虑的因素和周围邻近矿井的实际采煤经验，回采工作面实行“四六”制作业。三个班来进行生产，一个班来进行检修。表6-1 煤层顶底板情况表顶、底板名称岩石名称厚度（m）岩石特性直接顶粗至细砂岩02.0m极坚硬岩石伪顶砂质泥岩，灰质泥岩0.10.49m较软岩层直接底粉砂岩和砂质泥岩2.0-4.0m极坚硬岩层根据上面的鉴定结果进行分析得：主采煤

51、层所选用的采煤工艺为综合机械化开采工艺。综采开采工艺的优势表现为：1.利于合理和集中化生产；2.对于煤层以及其地质条件具有很强的适应能力；3.有非常显著的经济效益，可使每吨煤的成本降低1030元根据所该矿目前的状况，再联系目前的生产条件，决定选择综采一次采全高的回采工艺。6.1.2回采工作面长度的确定对于回采工作面长度，有着很多的影响因素，其中包括机械设备以及技术特征、巷道的布置情况等等。因为该煤层的赋存条件相对而言比较好，地质条件相对而言也比较简单，所以决定将该矿井设计为现代化矿井。故选用较长的工作面。一般情况下综采工作面的长度范围为150m250m，综采的设备在逐渐的改进，管理能力在不断地

52、进行提高，以及考虑到各区段长度之间的关系。结合以上的分析决定设计回采工作面的长度为150m。6.1.3工作面的推进方向和推进度工作面的推进方向包括后退式、前进式等。当工作面选用后退式采掘的时候干扰相对而言比较少，在生产的时候新风会先经过实体煤，漏风情况相对而言比较少，所以后退式在我国的煤矿中使用非常的普遍。当工作面选用前进式采掘的时候因为工作面不采用预先掘出，对于煤层的赋存条件并不能搞清楚，所以采掘干扰相对而言比较大，生产时新风会先经过采空区，漏风相对较大，巷道维护起来非常困难，所以，这种推进方向在我国煤矿中使用次数很少。由上可得，确定该矿井设计选择工作的推进方向为后退式。6.1.4综采工作面的设备选型及配套1.工作面配套设备的选择表6-2 工作面关键参数工作面长度（m）煤厚（m）煤层结构倾角（）1503.63简单、无夹矸7根据工作面的关键参数，选定主要设备如下表所示综采工作面主要装备表如表6-3所示；表6-3 综采工作面主要设备表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ZZ4