采矿工程毕业设计（论文）-同煤集团四老沟煤矿3-5#煤层矿井设计

1、大同大学本科生毕业设计中文题目：同煤集团四老沟煤矿3-5#煤层矿井设计英文题目：Datong Coal Mine Group 3-5# old coal seam coal mine design学 院：煤炭工程学院姓 名 学 号：专 业： 采矿工程 班 级：16专升本二班指导教师： 职 称： 完成日期：2018年5月29日摘 要设计主题为同煤集团四老沟矿井设计3-5#煤层。四老沟煤矿坐落于大同煤田的东北，离市中心25Km，与口泉相距5.3Km。井田内有公路贯穿，交通方便。跟据煤层底图数据计算得：煤层平均厚度为4.5m。由四矿通风报告知瓦斯相对涌出量平均为0.1m3/h，属于低瓦斯矿井，煤层为

2、易自燃煤层。由四矿矿井涌水量估测，四矿正常涌水量为3800m3/d。开拓方式采用主立井副立斜井外加煤门开拓方式,井田共划分有3个带区（1带区、2带区、3带区、）,矿井开拓的首采工作面为1带区，工作面长度为150米，推进长度1000多米。采用“厚煤层单一倾向长壁综合放顶煤采煤法”，作业制度为“四六制”，使用全部跨落法处理采空区。关键词：基本资料；矿井开拓；采煤工艺。全套图纸加扣 3346389411或3012250582ABSTRACT Design theme with the Coal Mine ditch four old design (3-5th seam). Four old coa

3、l mine is located in the northeast of Datong Coal Field, from the city center 25Km, and Kouquan distance 5.3Km. Ida there are road runs through, and convenient transportation.According to No. 3-5 with seam basemap data calculated: average coal seam thickness of 5.98m. Reports by the four mine ventil

4、ation gas known relative Emission average 0.1m3 / h, a low-gas coal mine, coal seam spontaneous combustion seam.It consists of four mine Mine Inflow estimate, four mine normal water inflow of 3800m3 / d. Explore ways using principal deputy inclined inclined to open up additional coal gate way.Ida is

5、 divided there are seven bands (2、3、4、6 band) and two panels (1、5extents) First Mining Face of mine development for the 403 band, is divided into six bands, face length of 160 meters, the length of945 m advance. A thick seam single tendency Longwall Law, the job system as the forty-six system, using

6、 top coal caving.Keywords:Basic information; mine development; Mining Technology.目录1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述11.1.1 地理位置11.1.2 交通：11.1.3 周围矿井情况：21.1.4 气候及水文地质：31.1.5 居民用水情况：31.2 井田地质特征31.2.1 井田的地形：31.2.2 井田的勘探程度：31.2.3 井田煤系地层概述：31.2.4 井田地质构造51.2.5 井田水文地质61.3 煤层特征71.3.1 煤层特征：71.3.2 煤层的围岩性质：71.3.3 煤的特征：71.

7、3.4其它开采技术条件82.矿井开拓92.1井田境界及储量92.1.1井田境界92.1.2储量92.1.3矿井可采储量102.2矿井设计生产能力及服务年限132.2.1矿井设计生产能力计算132.2.2矿井及水平服务年限的计算142.2.3同时生产的水平数目的确定142.3井田开拓142.3.1井筒和井底车场162.3.2断面的确定183大巷运输及设备的选择213.1井下运输213.2大巷运输及设备选择213.2.1大巷运输方式的选择213.2.2辅助运输方式的选择224采（带）区或带区巷道布置及装备264.1采（带）区或带区巷道布置及生产系统264.1.1首采区尺寸及巷道布置274.1.2带

8、区运煤、辅助运输、通风及排水系统274.2巷道掘进284.2.1巷道断面和支护形式284.2.2掘进工作面个数及装备284.3采区或带区运输设备284.4设备285采煤方法295.1采煤工艺方式295.1.1采煤方法选择295.1.2工作面长度的确定295.2采煤工艺295.2.1作业形式305.2.2工作面支护选型及顶板管理305.3回采巷道布置方式305.4回采巷道布置尺寸305.4.1皮带运输巷、轨道运料巷的超前支护305.5巷道掘进工艺方式及装备315.5.1巷道掘进工艺方式315.5.2设备315.6工作面顶板管理315.6.1正常工作时期顶板管理325.6.2各工序之间的平行作业安

9、全距离325.7其他系统325.7.1通风系统325.7.2防治瓦斯325.7.3综合防尘系统325.7.4防治煤层自燃发火措施335.7.5供水、排水335.7.6供电系统335.7.7通讯系统345.7.8照明系统346 矿井通风及安全技术356.1概况356.1.1瓦斯、煤尘、煤的自燃性及低温356.2矿井通风系统选择356.2.1通风方式和通风系统366.2.2风井数目、位置、服务范围366.2.3掘进通风及硐室通风366.2.4风机房供电386.2.5预防瓦斯爆炸的措施386.2.6预防井下火灾的措施386.2.7预防井下水灾措施386.3矿压显现控制措施386.3.1矿井安全出口3

10、86.3.2矿井安全出口396.3.3自救器及安全仪表的配备396.3.4矿山救护396.4安全技术措施附则396.4.1一般规定396.4.2顶板396.4.3防治水406.4.4爆破406.4.5运输416.4.6机电416.4.7其它426.5灾害应急措施及避灾路线427 设计矿井基本技术经济指标表438建井工期448.1建井工期448.1.1施工准备的内容与进度448.1.2矿井的移交标448.1.3三类工程施工组织的基本原则448.1.4加快建井速度的措施及建议448.2产量递增计划45参考文献46致谢47山西大同大学煤炭工程学院2018届本科生毕业设计1 矿区概述及井田地质特征1.

11、1矿区概述1.1.1地理位置大同煤业股份有限公司四老沟矿井田位于大同市西南25公里，其地理坐标位于东径 11256001130332，北纬 39564340 0153。井田北部相邻同家梁井田，东北部相邻白洞井田，西北部相邻马脊粱井田及燕子山井田，南部相邻雁崖井田，西南部相邻杏儿沟井田，东南部相邻马口井田。东南部以大同组底部煤层露头线为界。1.1.2 交通：从大同市沿京包线至北京全长382km，至包头450km，沿北同蒲线至太原355km，沿大秦线至秦皇岛630km。井田东侧有大同至太原208国道及大同至运城高速公路。井田内沿口泉河有大同市至王村公路，有沿胡家湾沟、麻皮泊沟经盘道村去往鹅毛口乡的

12、简易公路，可通往大同市、太原市、河北省、内蒙古等地。附近新型现代化大同机场正在建设中。此外，井田内各条沟中均有向外运输煤炭的简易公路。井田境内居民居住分布较散，且随棚户区改造完成迁徙搬。本井田铁路、公路交通便利。四老沟矿井紧邻火车铁路，以及公路，交通线路发达。井田东北侧有京包铁路线、大秦线，东侧有北同蒲线均交汇于大同市铁路枢纽，并与口泉沟、云岗沟两条铁路支线相连，通往同煤集团公司各生产矿。井田内有口泉沟铁路支线。从大同市沿京包线至北京全长382km，至包头450km，沿北同蒲线至太原355km，沿大秦线至秦皇岛630km。井田东侧有大同至太原208国道及大同至运城高速公路。井田内沿口泉河有大同

13、市至王村公路，有麻皮泊沟经盘道村去往鹅毛口乡的简易公路，鹅毛口乡怀仁公路与大同至太原的主干公路相交，可通往大同市、太原市、河北省、内蒙古等地，且随棚户区改造完成迁徙搬。本井田铁路、公路交通便利。四老沟矿交通位置如图1.1 电源状况大同地区附近现有五座火力发电厂，总装机容量为380万kW，其中大同一电厂装机容量为13万kW，大同二电厂装机容量为120万kW，神头一电厂装机容量为137万kW，神头二电厂装机容量为100万kW，大同热电厂装机容量为10万kW，其中大同二电厂、神头一电厂、神头二电厂均与华北电网相连，经超高压输电线路送往京、津、唐地区。图1-1 矿区交通位置1.1.3 周围矿井情况：本

14、井田邻近的矿井有煤矿集团公司雁崖矿、燕子山矿、同家梁矿。其中雁崖矿,同家梁矿、马脊梁矿及燕子山矿仍在生产。白洞矿现已破产，改制成白洞煤矿有限责任公司。99年矿井把部分煤层的一部分储量划归一些小窑开采，除此之外并无其他工业。矿井范围内耕田稀少，当地居民多为职工家属。矿井建设生产所用材料及供水、供电均由集团公司统一供给。1.1.4 气候及水文地质：四矿位于口泉河北部。平常的时候大部分水供给来源为其他矿井的废水。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.本区年降水量为312.9左右，最高温度35天气干燥少雨典型的干旱大陆性气候。结冻从11月份到第二年3月份，冻土深度为50，主导风向

15、为西矿井地处两河分界。南部银塘沟，干涸，尽在雨季时洪水流经，为季节性沟谷。根据观测，0.250.28 M3/S为口泉河的流量.暴雨后最大流量，该河过去有泉水补给，随着沿途个煤层的开采，现泉水都已枯竭。1.1.5 居民用水情况：居民用水由矿务局供，供水来源水质良好。井下水质较差，可作为生产用水，又可作为工人洗浴用水。某自流井日出水量1500立方米左右，作为生产用水。目前该矿日缺水量10002000 M3。1.2 井田地质特征1.2.1 井田的地形：煤层地势从东南到西北逐渐下降，根据地质为丘陵山区地形。在丘陵山区内绿色植物分布稀疏，土地沙漠化严重。1.2.2 井田的勘探程度：井田内总计勘探96个钻

16、孔，可认定为全部探明求高级储量。井田的规划多次调整范围逐渐定型。因此在各勘探区的网度差不多。1.2.3 井田煤系地层概述：大同煤田区域地层由以下构成：（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，出露于井田东部南缘的七峰山一带。（2）寒武系据玉龙洞实测剖面资料，总厚度为466m,分上、中二个统。1）凤山组上统上部：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、白云质灰岩等组成。2）中统下部毛庄组：厚53m，以砖红、紫红色页岩和灰紫色白云质泥灰岩为主，页岩页理面具有食盐假晶，底部为含砾钙质砂岩，下部含石膏层。3）中统中部徐庄组：厚

17、79m，最底部有一层厚4-6cm的角砾状白云质灰岩，往上是猪肝紫-紫红色夹绿色页岩及薄层泥岩，再上为灰色结晶灰岩夹薄层鲕状灰岩及生物碎屑灰岩。4）上统中部长山组:：厚19m，主要由紫红色含铁质竹叶状灰岩组成。5）中统上部张夏组：厚179m，以灰色中厚层鲕状灰岩为主，中上部夹薄层泥质条带灰岩和生物碎屑灰岩。6）上统下部崮山组：厚53m，以竹叶状和泥质条带状灰岩互层为主，中夹生物碎屑灰岩、结晶灰岩、鲕状灰岩。（3）奥陶系大同地区最大厚度在400m，四老沟一般厚68m。以灰、深灰色厚层状灰岩为主，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南麓一带。（4）石炭系1）中统本溪组：厚25-4

18、5m，一般厚34m。以灰白、灰褐色粉砂岩、细砂岩互层为主。底部含山西式鸡窝状铁矿和G层铝土泥岩。有时含1-2层薄层状灰岩和不稳定薄煤层或煤线。与下伏奥陶系为平行不整合接触。2）上统太原组：一般厚80m。由灰、灰黑色或少量灰白色中、细粒砂岩、砂质泥岩、煤层等组成。本组是大同煤田主要含煤地层之一，含煤层数有十多层，其中3、5、8号煤层为主要可采煤层。与下伏本溪组整合接触，二者连续沉积。（5）二叠系下统山西组：一般厚60m，两极厚度45-90m。由灰、深灰色砂质泥岩、粉砂岩与灰白色中粒砂岩等组成。含煤四层,即山1、山2、山3、山4，其中以山3-5#号煤层发育最好，局部可采。本组与下伏太原组整合接触。

19、侏罗系1）中统云岗组：厚0-203.22m，一般厚110.72m，分上、下两段。下段：青磁窑段，一般70m。以灰白、灰黄色中粗砂岩、砂砾岩为主。砂岩磨圆度差，交错层理发育。底部砂砾岩（K21）厚0-18.64m，与下伏大同组呈平行不整合接触。2）下统永定庄组：一般厚度111.69m，由灰紫、灰黄等杂色粉砂岩、砂岩、砂砾岩组成。底部砂砾岩（K8）厚度为0.72-18.15m，平均8.19m。与下伏地层为角度不整合接触。3）中统大同组：厚54.0-236.78m,一般厚202.64m。由灰、灰白、深灰色砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、中、细粒砂岩及煤层组成。含煤20余层，在本井田内以11-2、12-1、

20、3-5号煤层为主要可采煤层，全井田发育，厚度稳定。其次7-3、8、9、15-1、15-2号煤层为次要可采煤层。上部2、3号煤层厚度稳定，已为大斗沟矿开采。底界灰白色砂砾岩（K11）与下伏永定庄组为平行不整合接触。上段：石窟段，一般厚50m，由灰紫、紫红色砂砾岩、砂岩、粉砂岩组成。下部岩性变化大，透镜体发育，上部砂岩常含断续球状结核。1.2.4 井田地质构造大同煤田为一开阔的、北东向的向斜构造，向北东倾伏。南东翼倾角一般2060,局部直立、倒转。北西翼被白垩系覆盖。呈北东向。地层形态及褶曲四老沟井田位于大同煤田的中东缘地带，属大同向斜的中东翼。为一走向北1050东，倾向北西的单斜构造，地层倾角一

21、般在5以内，井田外东部煤层露头处地层倾角较大，由南至北倾角4070，局部直立、倒转。由煤层露头线向北西地层变缓到15左右，水平距离约1000m，而边缘部分超过25以上的水平距离不超过 300m。井田内大部分地区的地层产状平缓，有缓波状的起伏，发育次级褶皱，四老沟区主要有史家沟向斜，盘道背斜和老窑沟向斜，对煤层的开采影响不大。井田内断层很多，对矿井的开拓及开采造成一定的的影响。井田内断裂构造较为发育，根据地质报告精查，全矿井共有断层50多条，大多数为正断层。少部分为逆断层。多数断层延展长度短，落差不大，对煤层的破坏作用不大。1.2.5 井田水文地质本井田的含水层有四组，现分述如下：(1)寒武系-

22、奥陶系灰岩含水组本组岩层出露于七峰山，主要由好灰褐色灰岩及薄层竹叶状灰岩组成。抽水试验结果：单位涌水量0.21-0.28L/sm，渗透系数1.08-1.27m/d，静止水位1210.141m。（2）太原组、山西组、永定壮组本地层埋藏深，岩层胶结较密、渗透性不良、含水性弱。大同组煤层间含水层组为粗、中系砂岩裂隙水，含水性弱。在13、15、5号三个孔中抽水试验结果表明：含水量几乎为零，单位用水量反为0.0002-0.003L/sm。（3）冲积-洪积层含水组潜水：分布于河槽内，岩性由砂、砂砾、碎石及粘土组成，厚度一般小于17m，水位、水量受矿井开采影响，水位变深，水量变小。（4）基岩风化壳裂隙含水层

23、风化壳深地形度与、岩性有关。河床内与冲积层潜水联系密切。地下水补给依靠雨水，采空区积水导致矿井充水。经以上叙述可知：水文条件较复杂在生产过程中要注意防水，尽量避免沟通含水层，注意顶板防护和矿井水的管理。1.3 煤层特征1.3.1 煤层特征：含煤地层:本井田内含地层包括上下两套煤系地层，即上煤系大同组，下煤系山西组和太原组。四老沟井田大同组含煤地层共20多层，其中可采煤层有2#、3-5#、4#、7#、8#、9#、10#、11#、12#-1、14#-2、14#-3等，共计12层，地层总厚217m，煤层总厚度19.16m，含煤系数8.9%，煤层多，层间距小，分叉合并现象较普遍。3-5#层为本井田批准

24、开采煤层，其特征如表1-1表1-1 煤层特征表煤层号煤层厚度间距（m）煤层结构稳定性顶板岩性底板岩性3-5#1.3-8.74.57.10-16.60简单、夹石稳定，全区可采中、细砂岩细砂岩1.3.2 煤层的围岩性质：3-5# 煤层的顶板由基本顶、直接顶和伪顶组成，其中:伪顶：深灰色粉砂岩，局部赋存，层理发育，极易垮落，厚0-20m。直接顶：深灰色粉细砂岩互层，含较多植物化石及煤碎屑，局部节理裂隙发育，一般厚约10m。直接底：深灰色粉砂岩，含植物根部化石，致密性脆，具斜波状层理。煤层底板：大部分为粉砂岩和泥岩，还有一小部分细砂岩。老顶：灰白色中、细、粗砂岩，以中细砂岩为主，致密坚硬，难以垮落，一

25、般厚度约20m。1.3.3 煤的特征：对煤的化学性质及工艺特性分析如下：1、水分：煤的分析基水分（Mad）各层煤在2.78%4.16之间变化，水分从上到下有下降的趋势，以3-5层煤最低，为2.78。实际生产原煤全水分(Mt)在6.74左右。因此本矿井煤属于低水分煤。2、挥发分（Vdaf）:各层煤的挥发分均大于31.91,属高挥发分煤。3、灰分（Ad）：3-5煤灰分为4.62。4、硫分（St.d）：各层煤硫分在1.143.14之间变化，3-5煤为0.43，属低硫煤。5、发热量（Qnet.ad）可采煤层，3-5煤为28MJ（5500大卡/kg）。均属于低发热量煤。6、磷含量（Pdaf）：3-5煤含

26、量0.005，属于低磷煤。煤质指标详见表1-2。表1-2 勘探区煤芯煤样化验结果表煤层水分（%）灰分（%）挥发分（%）硫分（%）发热量（MJ/kg）煤灰成分（%）无机组分（%）3-5原煤3.2-5.206.7421-31.54.6244.7-45.731.911.78-3.10.4918.1-24.1002876.2512.4-39.524.7精煤1.5-6.102.237.3-6.957.3328.-41.5438.931.8-1.932.241.3.4其它开采技术条件1、瓦斯、煤尘和煤的自燃（1）、瓦斯等级矿井瓦斯相对涌出量6.07m3/t，绝对涌出量0.43m3/min，属低瓦斯矿井。（

27、2）、煤尘爆炸性据有关地质资料提供，本区煤层火焰长度大，有爆炸危险性，煤层爆炸指数39%。（3）、根据调查本区域地温小于3/100M，属正常（4）、煤的自燃倾向性煤的自燃倾向性属容易自燃煤层，自燃发火期为6个月左右。2.矿井开拓2.1井田境界及储量2.1.1井田境界由四矿索贝颁发的采矿许可证具体规定，以坐标点连接所形成的边界作为井田的边界：1、X=540529.5 Y=4433188.02、X=542225.3 Y=4430831.0 3、X=546046.7 Y=4428066.14、X=547826.8 Y=4427195.35、X=546076.5 Y=4423666.66、X=5446

28、31.3 Y=4424204.87、X=540150.2 Y=4428090.18、X=537850.6 Y=4431263.2井田走向：5.2公里倾向：2.6公里面积：12.431326平方公里2.1.2储量（1）资源/储量估算范围范围参照2.1.1井田边界，此范围为3-5#煤层的估算范围。（2）工业指标参照煤、泥炭地质勘察规范中有关规定，确定各工业指标如下：煤在全井田的平均厚度是4.5m最大可采灰分为4.64%最大可采硫分为0.48%（3）3-5#煤层工业储量的计算以及相关的参数如下：3-5#煤层为近水平煤层，故可以采用块段法公式计算： Q=SgHD/10 （2-1）式中：Q块段资源/储量

29、（万吨）S块段的面积（Km）：（指3-5#号煤层的水平投影所形成的平面面积由CAD法测量得到）依据计算公式：Sg=S/COSa 得Sg=12443775H块段的平均厚度（m）：（指在井田内的煤钻孔显示煤炭厚度的平均数）D煤的视密度（t/m2），经检测本煤层容重为1.45t/m3，（4）资源/储量估算结果经本估算，共获得3-5#煤层工业储量3700.88Mt。2.1.3矿井可采储量 (1) 边界煤柱在井田边界线，向内距离30m，留设保护煤柱。井田周长为21837m。则煤柱损失煤炭为： P1=30218374.51.45=568.1wt （2-2）(2) 工业广场煤柱压煤：-110-90-（2）（

30、3）（3）（2）11221231322图2-1 矿井工业广场留煤柱设计图表2-1 工业广场占地面积井型与设计能力（万吨/年）占地面积指标（公顷/10万吨）2403000.70.81201800.91.045901.21.39301.5备注：占地面积指标中小井取大值、大井取小值。据上表可知120万吨矿井工业广场占地面积为0.91210000=108000m2四老沟矿井走向移动角为=4.4，上山移动角为=75下山移动角为=-0. 8=71.48，表土层移动角为=45井筒穿煤层时，见煤深度3-5#煤： H4=100m表土层厚度：0到5.01m。选定井口设置在井田偏上。由上表计算得总面积为108000

31、m2，所以工业广场的尺寸参数为：（300乘360）m2因此，3-5#煤层的工业广场.造成煤炭损失的量为：倾向长度 l+q+b=61.05+72.83+300=198(m)走向长度 2l+q=261.05+360=542(m)压煤损失 P2=132wt （2-3）(3) 断层煤柱煤炭损失凡是有大的断层的地方，在其两侧，各留出30m的保护煤柱。可得煤炭浪费量为：P3=158wt(4) 其他煤柱煤炭损失由于主井和副井,的保护煤柱与大巷的保护煤柱.和工业广场保护煤柱重合，因此主副井不浪费煤炭得： P4=0wt （2-4）(5) 矿井设计可采储量总设计煤炭损失储量为P=P1+P2+P3+P4=688.2

32、+132+158+0=978.2(wt)可采储量：Zk=(Zg-P)C （2-5）式中：Zk矿井可采储量；Zg矿井工业储量；C采出率。薄煤层取C=85%。中厚煤层取C=80%。厚煤层取C=75%。本煤层属于中厚所以取80%。 Zk=7358.2wt （2-6）2.2矿井设计生产能力及服务年限2.2.1矿井设计生产能力计算276定成一年生产的天数（根据国家的新要求，矿井生产的产量、完成任务的数量，一般的上班时间是300天），工作制度为“四六”制，每一天都有3个班生产煤炭，1个班维修机器，每个班工作5个多小时。矿井每昼夜提升时间为14小时。矿井设计生产能力的确定:矿区规模可依据以下条件确定：（设计

33、时，指导老师给定的地质要求）1、资源：煤炭的储存量较大，矿井的断层、褶曲、陷落柱等不是太多，不太复杂，适合建设成中大型的矿井。2、开发：四矿的交通比较便利，运输线路发达，供水供电良好，人员配备充足，且施工井田上方无农田，无公路，无水体，无村庄，且人员已搬至棚户区，不用考虑开采造成的后续问题：造成意外麻烦。3、井型：根据对四矿煤矿储量的计算，以及年产量的确定，参照国家相关规定，认定四矿为中大型矿井。4、利润回报：首采工作面距离开拓井口较近，利于早投产，早回收，利于建设中大型矿井。根据以上条件，并且综合考虑3-5号煤层的实际情况，最终选定建设大型矿井。该井田可采煤层为3-5#层煤，能够保证120w

34、t/a设计生产能力。2.2.2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：T=Zk/（AK） (2-7)T服务年限； Zk矿井可采储量，wt； A设计生产能力，wt/a。 K储量备用系，K=1.3-1.5，根据四老沟矿的生产条件，此处K取1.2。将各数据代入上述公式，得：T=73.581/（1.21.2）=51.098a3-5#煤层的矿井服务时间为51年，满足设计资料的要求。2.2.3同时生产的水平数目的确定这个井田，要在3-5#层开采煤炭，矿井生产力为120wt/a。采用一个水平、一个工作面。2.3井田开拓(1)矿井工业场地位置选择：1约井筒周围保护煤柱的角度考虑，应该尽量布置在

35、井田中央2从节约保护煤柱的角度考虑，应该尽量靠近大断层，陷落柱布置。3从交通运输和工业广场考虑，应布置在交通最便利的地方根据以上条件考虑最终选择，工业广场布置在所设计开拓图断层附近，地势平坦开阔，面积为116782m2。矿井工业广场选择在此处具有以下优点：1地势平坦开阔，利于布置主要建筑2靠近铁路和公路，利于煤炭、人员运输。材料、，节约运输成本费用3由于靠近断层和布置于中央，很大程度的地节约了煤柱的成本(2) 开拓方案的选定本井田设计的两种开拓方如下：方案一：主、副斜井开拓。主井地面出口的高度1335。矿井下面接煤的地方标高1240。主斜井度数16，斜长345米，皮带提升兼做进风井。副斜井出口

36、为1340。井底车场为1245，度数是8，倾斜的长度是695米，运用无轨胶轮车进行人和机器的输送，同时作为新鲜空气进入和人员出去。通过3-5#煤层一个层位开采煤炭资源。副斜井进入煤层之中后，建立1260的标高车场。按照煤的原始地质条件、开采科学水平和井口地方等不同的要求，进行巷道布置。煤田中央偏北设三组大巷，贯穿井田。大巷与井底车场间采用石门连接。进行煤炭开采时，运用负压进行风的流动。在已知地质条件的地方布置风井。井田开拓布置了风井1、2，在回风大巷的两个边缘上，回风井的出口比较高，回风井1、2井口标高分别为1450、1510，井底标高1260，井筒垂深120米；直径设为5m。风井里面安在上通

37、行的装置，让人们逃生用。方案二：主立副立井煤门带区开拓方式，箕斗提升，兼做矿井的进风井口和安全出口。副立井井口标高1350，井底车场标高1260，井筒垂深90m，直径为5米，采用罐笼提升，兼做矿井的进风井和安全出口。采用1260单水平开发全井田。副斜井落底后，设1260水平车场。我采用第二种方案开拓方案比较：一方案：主，副斜井开拓优点：1、掘进巷道简单，井筒的开拓和井底车场布置较简单，在工程管理方面简单。掘进工作量小，、建设速度快，出煤早，投资少2、用皮带进行运煤时，速度快，运煤多。节约资金。3、盘区布置多，较带区布置容易，节约成本缺点：1不同线路所需的距离变长，断面浪费增多，阻碍风的自由流动

38、。2、斜井井筒长，维护量大，成本高，初期见效慢。3、联络巷和准备巷道和道较多，增加了成本，不好管理。3、二方案：主立副立井开拓优点：1、立井煤炭浪费量小，地面到井底的距离少，运输速度快。2、井筒短，通风阻力小。缺点：1、提升量较小，井口设备复杂。2、立井运输量小，当运输大的支架时，比较困难。3、盘区布置较多，成本较高。4、井底车场的工程量大，设备多。对比以上方案，方案一掘进量偏大，方案二施工难度高。考虑到后期的运输，方案二可以利用。实现连续运输，更便于运输。而且带区布置比采区布置更利于投产和降低成本。根据上面的介绍，用方案二更加合适。2.3.2井筒和井底车场(1) 井筒:具体图见开拓井筒数目及

39、用途：、主立井：一个，承担矿井提升煤炭以及提供新鲜风流的任务。、副立井：一个，承担矿井工人提升、运输材料、提供新鲜风流何安全出口的任务、回风立井：担负全矿的回风，及安全出口。（2）井筒布置及装备主立井：井筒断面为半圆拱形，井筒净宽5.2米，净高3.36米，拱净高2.15米，净断面12.25平方米，井筒掘进宽4.60米，掘进高3.45米，拱掘进高2.31米，掘进断面13.6平方米，井壁为150毫米厚混凝土，设检修道，装备罐笼提升。副立井：井筒断面为半圆拱形，井筒净宽4.51米，净高3.76米，拱净高2.24米，净断面13.6平米。回风立井：井筒断面为圆形，井筒净直径5.0米，净断面19.6平米，

40、掘进直径5.9米，掘进断面27.3平米，井壁为450毫米厚，布置梯子间。（3）井硐形式、数目及位置井田开拓方式为主、副立井，单水平开拓，共开掘有一个进风井（副井）和4个回风井。2.3.3断面的确定主斜井断面的确定巷道净宽度：巷道净宽按以下公式计算：+b （2-8）式中：B0巷道净宽，mm；a1非行人侧轨道（或输送机）中线到巷道墙之间的距离，mm；c1行人侧轨道（或输送机）中线到巷道墙之间的距离，mm；B轨道（或轨道与输送机）中线之间的距离，mm。得：B=4300mm。巷道净高度：巷道净高度按以下公式计算： （2-9）式中：H0巷道净高度，mm；H1从轨面到顶梁的巷道高度，mm； Hc从巷道底板

41、到轨面高度，mm； H从巷道底板到道碴面得高度，mm。考虑到最大设备的尺寸，得H=3300mm。巷道断面风速验算按以下公式计算： V=Q/S V0 （2-10）式中：v通过该巷道的风速，mm；Q通过该巷道的风量，m3/s；S巷道的净断面，m2； V0安全规程规定的最高允许风速，m/s，取4 m/s。代入数据得： v=2.9 m/s 4 m/s （2-11）副斜井断面的确定巷道净宽度：巷道净宽按以下公式计算： （2-12）式中：B巷道净宽，mm；a1非行人侧轨道（或输送机）中线到巷道墙之间的距离，mm；c1行人侧轨道（或输送机）中线到巷道墙之间的距离，mm；按以上公式所计算的巷道净宽的B值，应根

42、据只进不舍的原则以100mm晋级。得：B=3700mm。巷道净高度：巷道净高度按以下公式计算： （2-13）式中：H巷道净高度，mm；h1从轨面到顶梁的巷道高度，mm；hc从巷道底板到轨面高度，mm；hb从巷道底板到道碴面得高度，mm。考虑到最大设备的尺寸（液压支架最小高度850mm），得H=4150mm。巷道断面风速验算按以下公式计算： v=Q/Sv0 （2-14）式中：v通过该巷道的风速，mm；Q通过该巷道的风量，m3/s；S巷道的净断面，m2； v0安全规程规定的最高允许风速，m/s，取4 m/s。代入数据得：v=2.84 m/s 4 m/s风井井筒断面的确定其有效净断面积为： S0=Q

43、/V （2-15）式中：S0有效净断面积，m2, S0=S-A，其中S为井筒净断面积， A梯子间所占面积，目前一般取A=2.02.5 m2；不设梯子间是，S0=（0.90.95）S；Q井筒所需通过的风量，m3/s； V允许最大风速，V=8m/s因此： S0=87/5=17m2,则： S=S0+2.5=19.5m2,取19.6m2；设梯子间时， （2-16）因此 D=4.1m，以0.5m晋级后取5m。井壁材料：井壁利用砌碹加喷护，其厚度为450毫米。主、副斜井采用锚喷支护。锚杆排拒800mm，间距800mm，锚深1800mm，外露长度100mm，喷射厚度150mm。在设计开拓图时，我选用尽量贴着

44、大断层，尽量节省保护煤柱。我选择立井开拓，而且井口尽量靠进井田中央。运输提升方便。而且立井开拓节省通风路线。3大巷运输及设备的选择3.1井下运输图3-1 井下运输系统图3.2大巷运输及设备选择3.2.1大巷运输方式的选择经过综合考虑，大巷运输方式采用皮带机运输和蓄电池电机车运输，经过对比分析比较其主要优点如下：1、具有运输环节少；运输方便，成本低，占用人员少，维修工作量少，事故率低等优点。2、无轨胶轮车较架线电机车的对比：后者受机车运行不稳定和机械冲击等影响，易产生火花，前者运行稳定，可以有效地降低漏电的风险。3.2.2辅助运输方式的选择矿井辅助运输主要担负井下人员、矸石、材料和设备的运输等任

45、务。根据矿井煤层赋存特点，考虑到开拓方式、运输能力、和地质情况集合本矿目前管理水平及资金情况，辅助运输方式为立井箕斗运输。表3-1 断面特征表围岩类别岩锚杆排列方式矩形掘进断面（m2）19.3锚杆排列间距（mm）800净断面 （m2）16.8锚深（mm）2000掘进尺寸49004420锚杆规格（L，mm）190016喷射厚度（mm）100锚索深度（mm）8000锚杆型式树脂锚杆每平方米锚索数量（根）1.56锚杆外露长度（mm）100每平方米米锚杆数（根）1.56表3-5 每米工程量及材料消耗量表岩类别掘进工程量（m3）锚杆数量（根）锚索数量（根）材料消耗量粉刷面积（m2）喷射材料（m3）锚杆重

46、量（kg）注眼锚杆（kg）脱板巷道墙脚铁（kg）岩18.20.041.561.560.8240.7443.2325.412.9图3-6 运输顺槽断面设计图表3-6 每米工程量及材料消耗量表围岩类别掘进工程量（m3）锚杆数量（根）锚索数量（根）材料消耗量喷射材料（m3）锚杆重量（kg）注眼锚杆（kg）脱板巷道 墙角铁（kg）煤15.10.041.561.560.8240.7443.2325.41表3-8巷道特征表围岩类别岩锚杆排列方式矩形掘进断面（m2）15.9锚杆排列间距（mm）800净断面 （m2）14.8锚深（mm）1800掘进尺寸（宽高，mm）48003800锚杆规格（L，mm）1500

47、16喷射厚度（mm）100锚索深（mm）8000锚杆型式树脂锚杆锚索规格（L，mm）800016锚杆外露长度（mm）100表3-9 每米工程量及材料消耗量表围岩类别掘进工程量（m3）锚杆数量（根）锚索数量（根）材料消耗量喷射材料（m3）锚杆重量（kg）注眼锚杆（kg）脱板巷道 墙角铁（kg）煤15.10.041.561.560.8240.7443.2325.414采（带）区或带区巷道布置及装备4.1采（带）区或带区巷道布置及生产系统（1）采区数目和位置根据所选开拓方案，首采工作面布置在3-5#煤层的1带区。1带区靠近井筒，地势平摊开阔，便于矿井的初期投产和后期建设。无特殊的地质结构，利于开采，

48、。（2）回采工作面生产能力计算3-5#煤层1带区，首采工作面生产能力安下式计算： 循环产量： W=LS(H1r1+H2r2）c = 1600.6（31.5+3.980.8）1.45 = 709.5t （4-1）L ：工作面长度，m r1 ：机采回采率 95% S ：循环进度， m c ：煤的容重，t/mH1：机采高度， m H2:放顶煤高度，mr2：放顶煤回采率： 80% 日循环数： 依据采煤机割煤、移架、推溜等工序确定。按割煤时间确定循环时间:机组割一刀煤约需320m/3m/min=107min,头尾斜切进刀约需40min,推架移65min，合计一个循环需105min。剩余150min放顶煤

49、。则日循环数为：1860/1806个 （4-2）日产量：709.56=4257t （4-3）年生产天数日生产量工作面个数=回采面年生产量 27642571=1.175mt （4-4）掘进产量取回采面产量的10矿井年总产量=1.175+1.17510=1.2925mt （4-5）满足矿井120万吨年设计生产能力。表4-1 工作面特征表采区名称工作面个数煤层平均厚度机采高度长度年推进度年生产能力（KT）3-5#煤层采区14.52-3150100000129.254.1.1首采区尺寸及巷道布置（1）首采区尺寸煤层1带区布置首采区。盘区的形状为规则不四边形区域。工作面我采用了调斜，（2）首带区巷道布置根据推荐的煤田开拓方案，首带区布置在3-5#煤层1带区，带区主要巷道只布置辅助运输、胶带、回风巷，辅助运输巷道与采区顺槽相连，胶带顺槽通过转载机与盘区胶带巷相连。因为第二张图纸我缩放比例后不能顺利放进Ao图纸