(张矿本科)成家庄煤矿60万吨初步设计

太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业1目录目录1摘要4ABSTRACT5第一章井田概况及地质特征6第一节井田自然概况6第二节兼并重组整合前各矿现状7第二章井田境界与储量11第一节兼并重组整合前各矿开拓开采现状11第二节井田境界及资源、储量11第三章矿井工作制度及生产能力16第四章井田开拓17第一节井田开拓17第二节井筒21第三节井底车场及硐室24第五章矿井基本巷道及建井计划27第一节建井工期27太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业2第二节产量递增计划29第六章采煤方法30第一节采煤方法30第二节采区布置51第三节巷道掘进53第七章井下运输55第一节运输方式的选择55第二节矿车56第三节运输设备选型56第八章矿井提升与排水70第一节提升设备70第二节排水80第九章矿井通风与安全88第一节矿井通风条件情况88第二节矿井通风90第三节灾害预防及安全装备99第十章技术经济118第一节劳动定员及劳动生产率118第二节建设项目资金概算122太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业3第三节原煤生产成本125第四节技术经济分析与评价126第五节矿井设计主要技术经济指标128致谢134参考文献135附录136太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业4摘要毕业设计是采矿工程专业最后一个教学环节，其目的是使本专业学生运用大学阶段所学的知识联系矿井生产实际进行矿井开采设计，并就本专业范围的某一课题进行较深入的研究。中国是世界最大产煤国，煤炭在中国经济社会发展中占有极重要的地位。煤炭是工业的粮食，我国一次能量消费中，煤炭占75以上。煤炭发展的快慢，将直接关系到国计民生。作为采矿专业的一名学生，我很荣幸能够为祖国煤炭事业尽一份力。本设计所选题目为山西省柳林县成家庄煤矿8、9煤层06MT/A井田初步设计，在所收集地质材料的前提下，由指导教师给予指导，并合理运用平时及课堂上积累的知识，查找有关资料，力求设计出一个高产、高效、安全的现代化矿井。本设计理论联系实际，从矿井的开拓、开采、运输、通风、提升及工作面的采煤方法等各个环节进行了详细的叙述，并进行了技术和经济比较。论述了本设计的合理性，完成了毕业设计要求的内容。同时设计说明书图文并茂，使设计的内容更容易被理解和接受。在设计过程中，得到了指导老师的详细指导和同学的悉心帮助，在此表示感谢。由于设计时间和本人能力有限，难免有错误和疏漏之处，望老师给予批评指正。关键词井田设计采煤方法矿井通风太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业5ABSTRACTGRADUATIONDESIGNISTHELASTMININGENGINEERINGTEACHING,ITSPURPOSEISTOMAKETHESTUDENTSUSETHEUNIVERSITYSTAGEKNOWLEDGECONTACTMINEACTUALPRODUCTIONTHEMINEDESIGN,ANDTHEPROFESSIONALRANGEOFASUBJECTFORAMOREINDEPTHSTUDYCHINAISTHEWORLDSLARGESTCOALPRODUCINGCOUNTRY,COALINCHINASECONOMICANDSOCIALDEVELOPMENTPLAYSANIMPORTANTROLEINCOALISINDUSTRIALCOMMISSARIAT,OURCOUNTRYPRIMARYENERGYCONSUMPTION,COALACCOUNTEDFORMORETHAN75COALDEVELOPMENTSPEED,WILLBEDIRECTLYRELATEDTOTHEBENEFICIALTOTHEPEOPLESLIVELIHOODASMININGSPECIALIZEDSTUDENT,IAMVERYHONOREDTOCOALFORTHECOUNTRYCONTRIBUTEFORCETHEDESIGNOFTHESELECTEDTOPICOF“SHANXILIULINCOUNTYZHUANGCOALMINE,8、9MARRIED06MT/ACOALMINEDESIGN“,INTHECOLLECTIONOFGEOLOGICALMATERIALUNDERTHEPREMISE,GUIDEDBYTHETEACHERTOGIVEGUIDANCE,ANDRATIONALUSEOFPEACETIMEANDCLASSOFACCUMULATEDKNOWLEDGE,FINDTHERELEVANTINFORMATION,ANDSTRIVETODESIGNAHIGHYIELD,HIGHEFFICIENCY,SAFETYMODERNMINETHEDESIGNOFINTEGRATIONOFTHEORYWITHPRACTICE,FROMTHEMINEDEVELOPMENT,MINING,TRANSPORT,VENTILATION,ANDENHANCETHEWORKINGFACECOALMININGMETHODANDOTHERASPECTSWEREDESCRIBEDINDETAIL,ANDTHETECHNICALANDECONOMICCOMPARISONDISCUSSESTHERATIONALITYOFTHEDESIGN,COMPLETEDTHEGRADUATIONDESIGNCONTENTATTHESAMETIMETHEDESIGNSPECIFICATIONWITHILLUSTRATIONS,MAKETHEDESIGNOFTHECONTENTMOREEASILYUNDERSTANDANDACCEPTINTHEDESIGNPROCESS,GUIDEDBYTHETEACHERSGUIDESTUDENTSINDETAILANDHELP,INTHISTHANKDUETOTHEDESIGNTIMEANDILIMITEDCAPACITY,HARDTOAVOIDMISTAKESANDOMISSIONS,HOPETHETEACHERTOGIVETHECRITICISMKEYWORDIDADESIGNCOALMININGMETHODMINEVENTILATION太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业6第一章井田概况及地质特征第一节井田自然概况一、交通位置山西柳林凌志成家庄煤业有限公司位于柳林县城北12KM的成家庄镇成家庄村一带。行政区划隶属柳林县成家庄镇管辖，其地理坐标为北纬373234373343，东经11052211105342。柳县临县公路从井田东部经过，有简易公路与307国道和柳林县城相通，交通运输条件便利。二、地形地貌井田地处晋西黄土高原，属吕梁山西侧的中低山区，黄土覆盖广泛，冲沟发育，地形起伏较大，地貌类型以侵蚀性黄土梁、峁为主，井田地势总体西北低东南高，最高点位于井田东南部脊梁上，海拔1097M，最低点位于井田西北部沟谷，海拔82040M，最大相对高差27660M。属中低山区。三、河流水系井田内河流不发育，只发育季节性排洪支叉冲沟，平时干涸无水，雨季分别汇集分叉冲沟，向西经各大沟谷流入黄河。该区属黄河流域三川河水系。四、气象及地震情况本区地处山西黄土高原西部，吕梁山中部，属大陆干旱性气候，气候干燥，春、夏、秋、冬四季分明，昼夜温差大，冬季长而寒冷，夏季短而炎热，气温多变。气温年平均气温89，最高是7月份，平均约227，最低为1月份，平均约10。气温极端值最高325，最低261。降水量与蒸发量该区降水量主要集中在79月份，全年降水量为37445777MM，平均4643MM。其中79月间降水量占年降水量的60。降水量最少是一月份,约为15MM，仅占年降水太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业7量的3左右。年蒸发量为14821941MM，平均为1711MM。56月份蒸发量最大，约占全年的30；最小是1月份，仅为全年蒸发量的05。全年蒸发量是降水量的4倍左右，所以该区气候干旱。无霜期一般为当年11月至翌年3月上旬,全年无霜期125D。冻结深度最大冻土深度09M。相对湿度一般相对湿度为5360。风向、风速一般冬季风向多为西北风及西风，而夏季多为东南风和南风,平均风速31M/S，历年最大风速为2728M/S。根据建筑抗震设计规范GB5001120012008年版和中国地震动峰值加速度区划图GB183062001图A1，柳林县抗震设防烈度为6度区，设计基本地震加速度值为005G。据历年记载，历史上发生过数次地震，其中以1101年，1555年最强烈；其次1918年及1965年较强烈。第二节兼并重组整合前各矿现状山西柳林凌志成家庄煤业有限公司由2个煤矿重组整合而成，分别为山西成家庄煤矿有限公司和山西吕梁昌盛煤业有限责任公司。兼并重组整合前各煤业有限公司情况叙述如下1山西成家庄煤矿有限公司山西成家庄煤矿有限公司于1998年5月经山西省煤资委批准开办，同年5月建井，生产能力为015MT/A。井田面积40324KM2。批准开采5、8、10号煤层，兼并重组整合前开采8号煤层。采用斜井、立井开拓，单钩绞车提升，采煤方法为走向长壁式炮采采煤法，大巷采用带式输送机运输，工作面采用刮板机运输，工作面采用单体液压支柱配金属铰接顶梁支护，通风方式为机械抽出式。矿井最小涌水量120M3/D，最大涌水量160M3/D。属低瓦斯矿井。矿井通风系统采用中央并列式，通风方式为机械抽出式，主立井进风，回风斜井回风。该矿2009年新掘一斜井作为行人斜井，但未投入使用。该矿基本情况及各井口特征详见表121。太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业8表121矿井基本情况一览表井田面积（KM2）40324可采煤层5、8、10号生产能力（MT/A）015现采煤层8号煤种焦煤顶底板岩性石灰岩细砂岩煤层自燃倾向性发火期（月）现保有储量（MT）1173可采储量（MT）468瓦斯等级低主提升JTP215/20E主风机型号FBCDZN017涌水量（M3/D）1248供电方式双回路直径墙高断面倾角垂深M井筒名称主立井井筒坐标X4158089087Y19489298883Z8695043610290060提煤进风安全出口净宽墙高断面倾角斜长M井筒名称回风斜井井筒坐标X4158138611Y19489204519Z8409732554180140回风安全出口净宽墙高断面倾角斜长M井筒名称行人斜井井筒坐标X4158030135Y19489096507Z854410520616851003222“418进风安全出口2山西吕梁昌盛煤业有限责任公司该矿现开采8号煤层，生产能力021MT/A，立井开拓，布置有一个回采工作面，太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业9一个备用回采工作面，回风大巷采用锚杆支护，运输大巷采用木棚支护。通风系统为中央并列式，通风方式为机械抽出式。表122矿井基本情况一览表井田面积（KM2）38321可采煤层4、5、8号设计能力（MT/A）021现采煤层8号煤种焦煤顶底板岩性顶板石灰岩底板砂质泥岩自燃倾向性发火期（月）现保有储量（MT）660可采储量（MT）614煤尘爆炸性有瓦斯等级低主提升2JTP16主风机型号BDK6188N020涌水量（M3/D）15供电方式双回路净宽墙高直径断面倾角垂深（M）井筒名称主立井井筒坐标X4155239Y19489195Z8977441256900110提煤进风净宽墙高直径断面倾角垂深（M）井筒名称副立井井筒坐标X4155265Y19489097Z895943351890092回风下料井筒行人井筒X4155210415Y19489130538净宽墙高全高断面倾角长度M下料进风太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业10名称斜井坐标Z898069方位角9004215361322180408行人各煤业有限公司能利用的井巷工程及其断面特征表详见表123。表123能利用的井巷断面特征表序号井巷名称断面形状支护形式净宽M净断面M2掘进断面M2备注1行人斜井半圆拱混凝土/锚喷521685252/1953原成家庄煤业有限公司2回风斜井半圆拱荒料石328501113原成家庄煤业有限责任公司3行人斜井半圆拱荒料石4213221869/1758原昌盛煤业有限责任公司48号层轨道巷矩形锚网喷401201344原成家庄煤业有限公司太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业11第二章井田境界与储量第一节兼并重组整合前各矿开拓开采现状兼并重组整合前各矿开拓开采现状详见第一章第二节。第二节井田境界及资源、储量一、井田境界根据2009年12月2日山西省国土资源厅颁发的采矿许可证证号C1400002009121220046461,井田范围由下列117个拐点坐标连线圈定。见井田境界拐点坐标表321、表322。表321井田境界拐点坐标表6带80坐标系拐点编号纬距X经距Y备注1415784145194881695624157951451948865956341589164619490661574415675145194906615754156751451949092957641549514419490929587415495144194906395884155513144194906395894155131441948826457104154564431948826457114154564431948789457124155551441948789456134155551441948819456144156026441948819456154156026441948860957太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业12164157562451948860957174157562451948816956表322井田境界拐点坐标表6带54坐标系拐点编号纬距X经距Y备注141578900019488240002415800000194887300034158965001949073200441568000019490732005415680000019491000006415500000194910000074155000001949071000841551800019490710009415518000194883350010415461300194883350011415461300194879650012415560000194879650013415560000194882650014415607500194882650015415607500194886800016415761100194886800017415761001948824000井田南北长约435KM，东西宽约267KM，面积80905KM2,批准开采4号10号煤层。生产规模060MT/A。开采深度由980M至730M标高。兼并重组后的山西柳林凌志成家庄煤业有限公司西、南邻山西柳林宏盛聚德煤业有限公司，西北邻山西柳林凌志柳家庄煤业有限公司，北邻山西柳林凌志兴家沟煤业有限公司。详见四邻关系图321。二、资源/储量太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业13根据2010年3月山西地宝能源有限公司提交的山西柳林凌志成家庄煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告，按照煤、泥炭地质勘查规范，国务院函19985号关于酸雨控制区和二氧化碳污染控制区有关问题的批复及煤炭工业矿井设计规范等有关文件规定，矿井资源/储量遵循下列原则计算1最低可采厚度070M；2煤层灰分不大于40；最高可采硫分STD3；3剔除夹矸以纯厚度计算储量；4资源/储量计算的煤层为8、9和10号煤层；58、9和10号煤层视密度分别采用157T/M3、155T/M3、155T/M3。经估算，井田内可采煤层8、9、10号煤层保有资源/储量3067MT。其中探明的经济基础储量111B2183MT，111B占总资源/储量70，控制的经济基础储量122B430MT，111B122B占总资源/储量84，推断的内蕴经济资源量333514MT。8号煤层保有资源/储量1244MT，其中探明的经济基础储量111B1182MT，推断的内蕴经济资源量333062MT。9号煤层保有资源/储量1455MT，其中探明的经济基础储量111B1001MT，控制的经济基础储量122B430MT，推断的内蕴经济资源量333024MT。10号煤层保有资源/储量428MT，均为推断的内蕴经济资源量333。矿井保有资源/储量汇总表见表323。矿井设计储量汇总表见表324。矿井设计可采储量汇总表见表325。表323井田保有资源/储量计算汇总表单位MT兼并重组后井田保有资源/储量煤层煤类111B122B333现保有111B111B122B333111B122B111B122B3338JM1182062124495959JM10014300241455699810JM42842800总计218343051430677084太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业14表324矿井设计储量计算表单位MT永久煤柱损失煤层编号水平工业资源/储量111B122B33309过渡期间回收及损失的资源/储量井田边界地面建筑小计设计资源/储量812382062213615824959145300951162111242101水平38500084108192193合计3076196504219326971930注333级资源/储量可信度系数为09。表325矿井设计可采储量计算表单位MT开采煤柱损失煤层编号水平设计储量工业场地大巷采区、采空区边界小计开采损失设计可采储量849510014803127904317391242033047003083232927101水平193018007025030168合计19301512020343873051268三、安全煤柱及各种煤柱的留设与计算方法1巷道煤柱8号煤层1MH2506SF式中太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业15S18号煤层巷道保护煤柱的水平宽度，M；H巷道的最大垂深，M；M煤层厚度，M；F煤的强度系数。1M2506215062809MFS巷道煤柱取30M。9号煤层2MH506SF式中S29号煤层巷道保护煤柱的水平宽度，M；H巷道的最大垂深，M；M煤层厚度，M；F煤的强度系数。2M5062450612MFS巷道煤柱取30M。10号煤层3MH2506SF式中S310号煤层巷道保护煤柱的水平宽度，M；H巷道的最大垂深，M；M煤层厚度，M；F煤的强度系数。3M250625067196MFS巷道煤柱取30M。太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业16断层煤柱含水或导水断层防隔水煤柱的留设可参照下列经验公式计算20MP350KPML式中L煤柱留设的宽度，M；K安全系数，一般取25，本设计取5；M煤层厚度或采高，8、9号煤层在F1、F2断层附近的煤层最大厚度分别为245M、10M；P水头压力，8、9号煤层在F1、F2F断层处的最大水头压力为069MPA；KP煤的抗拉强度，8、9号煤层的抗拉强度最小为16MPA。根据以上参数计算结果为8、9号煤层在F1、F2断层的煤柱宽度分别为697M、284M。8、9号煤层断层煤柱宽度均取20M。2其它煤柱井田边界煤柱留20M，工业场地按级保护,立井井筒按级保护，斜井井筒按级保护，再根据表土层和基岩厚度表土移动角45，基岩移动角70计算保安煤柱。村庄留设煤柱穆家坡村、下垣则村、兴家沟村、耀头寸、车家峁村的村庄煤柱8、9、10号煤层均为90105M。当矿井报废时，预计护巷煤柱损失可回收50左右。第三章矿井工作制度及生产能力一、矿井工作制度根据中华人民共和国建设部和中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2005年制定的煤炭工业矿井设计规范，确定矿井的工作制度为年工作日为330D，井下采用“四六”制，地面采用“三八”制，日净提升时间16H。二、矿井设计生产能力的确定山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发200933号文关于吕梁市柳林县煤矿企业兼并重组整合方案部分的批复批准矿井设计生产能太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业17力为060MT/A。三、矿井服务年限矿井服务年限按下式计算1268094KZTAA式中T服务年限,A；ZK设计可采储量,MT；A矿井设计生产能力,MT/A；K储量备用系数,取14。经计算,矿井服务年限101A。第四章井田开拓第一节井田开拓一、井田内地质构造、老窑范围、火区、煤层及水文条件、兼并重组整合各矿采空区等对井田开拓开采的影响兼并重组以后井田地质构造类型为简单，兼并重组前各矿主要开采8号煤层，8号煤层采空区主要位于井田东部。9号煤层东北部有采空区。8、9号煤层采空区没有火区分布。矿井水文地质类型为中等。对井田开拓开采有一定的影响。二、井田开拓方案1井口及工业场地位置的选择井口及工业场地位置选择的主要原则充分利用现有地面工程及设施。地面平坦、开阔，场地挖方填方量小，工程地质条件好，能够满足060MT/A要求。位于储量中心，减少井下运输、通风、井巷工程费用。太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业18不受洪水、山体滑坡等自然灾害的威胁。靠近公路、交通方便，运输距离短，运营费用省。有利于矿井开拓部署，为安全高效稳产创造条件。现有两个工业场地，分别为原山西成家庄煤矿有限公司工业场地和原山西吕梁昌盛煤业有限责任公司工业场地，通过多次现场踏勘，井田内其他地面难以找到平整地面，考虑到可以利用井下巷道和井筒，以及兼并重组前可利用的地面设施，确定利用原山西成家庄煤矿有限公司工业场地，经过挖填方平整后，满足矿井060MT/A的生产能力要求。利用原吕梁昌盛煤业有限责任公司工业场地作为兼并重组整合后的风井场地。2井田开拓方案矿井设计开拓方案主要考虑下列原则有完善的采、掘、运输、提升、通风、排水等生产环节及系统。生产系统尽可能简单、实用，生产工艺先进、合理。井下巷道沿煤层布置，掘进速度快，费用低，并能进一步探明煤层的赋存情况。近期与长远相结合，既要考虑当前效益，又要有利长远规划。开拓方案兼并重组整合前，原山西成家庄煤业有限公司矿井现有3个井筒，分别为主立井、回风斜井及进风行人斜井（铺轨），井下布置有两条南北向的运输巷及回风巷，东西向布置有两条采区运输上（下）山及采区回风上（下）山，现有的井筒中，行人斜井净宽52M，回风斜井净宽25M，主立井净直径36M，井下巷道为矩形断面锚杆支护，净宽40M，净高30M。该井田5号煤层已采空，8号煤层为中厚煤层，东部有大面积的风氧化带，北部和中部采空，9号煤层的井田东北部有采空区，属中厚煤层，大部分为薄煤层，只有井田西部的局部为中厚煤层，10号煤层属局部可采的薄煤层，井田内无构造。根据地面场地情况、巷道走向及井下采空区分布情况，本次设计拟利用已有的行人斜井，回风斜井通过刷大断面可以利用，井下部分巷道加强支护后可以再利用。兼并重组整合前，原山西吕梁昌盛煤业有限责任公司矿井现有3个井筒，分别为太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业19主立井（净直径40）、副立井（净直径40）及行人斜井（净宽42M），井下布置有2条东西向的上（下）山巷道，分别为运输上（下）山及回风（上下山），井下巷道为矩形断面锚杆支护，净宽32M，净高26M。该井田5号煤层已采空，8号煤层为中厚煤层，东部有大面积风氧化带，西部及东部有采空区，9号煤层未采，属中厚煤层，大部分为薄煤层，只有东部村庄范围为中厚煤层，10号煤层局部可采薄煤层，井田内有两条落差为2M的断层。根据地面场地情况、巷道走向及井下采空区分布情况，本次设计拟利用已有的行人斜井，井下无利用的巷道。基于上述原则，根据地质条件和煤层赋存情况，由于井上下采空区、村庄及煤层赋存的影响，本次设计开拓方案具体叙述如下井田采用斜井开拓方案。在选定的工业场地内，利用原山西成家庄煤矿有限公司行人斜井作为兼并重组整合后的主斜井，净宽52M，净断面1685M2，倾角103222，井筒斜段长418M，井筒落底于10号煤层下的岩石中，平段长为130M，装备带式输送机，担负矿井的提煤任务，井筒另一侧铺设轨道，作为主水泵房抢险排水设备的运输通道，并作为矿井的进风井和安全出口。利用原山西成家庄煤矿有限公司的回风斜井刷大断面后作为兼并重组整合后的副斜井，净宽45M,净断面1470M2,倾角18，至8号煤层斜长129M，装备单钩串车，在8号煤层设井底车场，担负全矿井的辅助提升任务,设行人台阶及扶手，为矿井的进风井兼做安全出口。利用原山西吕梁昌盛煤业有限责任公司的行人斜井作为兼并重组整合后的回风斜井，净宽42M,净断面1322M2,倾角17，至8号煤层斜长381M，担负全矿井的回风任务兼做安全出口。根据煤层赋存特征，8号煤层为中厚煤层，9号煤层平均煤厚为150M，属中厚煤层，但根据钻孔资料，9号煤层大部分为薄煤层，8、9号煤层的平均间距为12M，10号煤层为局部可采的薄煤层，上距9号煤层平均间距为782M，设计确定设一个水平开采全井田，水平标高为80300M。主斜井井筒平段尾部，设一个下扎式井底煤仓、井底煤仓上口东西向沿8号煤层底板布置集中运输上下山，平行集中运输上下山布置集中轨道上下山和集中回风上下山，在井田西部南北向分别布置运输大巷、轨道大巷及回风大巷，回风大巷与井田南部的回风斜井连接。运输大巷与集中运输上下山连接。轨道大巷与集中轨道上下山连接。副斜井落底后，沿南北向向南布置集中轨道巷与集中轨道上下山太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业20连接。全井田共划分5个采区，其中8号煤层划分一个单翼采区，即801采区；9号煤层划分2采区，即901、902采区，901采区为单翼采区，902采区大部分为单翼采区，南部为双翼采区；10号煤层划分2采区，即1001、1002采区，均为单翼采区。9、10号煤层大巷均利用8号煤层巷道。开拓方案见插图341、342、343、344。三、井口数目和位置的选择山西柳林凌志成家庄煤业有限公司矿井为兼并重组整合矿井，整合后共布置有3个井筒，分别为主斜井、副斜井、回风斜井。其中主斜井、副斜井所处位置在原山西成家庄煤矿有限公司矿井工业场地，回风斜井位于原山西吕梁昌盛煤业有限责任公司矿井工业场地，上述井筒能够满足兼并重组整合后矿井设计生产能力的需要。在兼并重组过渡期间井田内保留的矿井为1座，为山西吕梁昌盛煤业有限责任公司，根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发200933号文关于吕梁市柳林县煤矿企业兼并重组整合方案部分的批复精神，山西成家庄煤矿有限公司的主立井、山西吕梁昌盛煤业有限责任公司的主立井、副立井将在2010年12月31日前按“六条标准”予以关闭。四、水平划分及阶段垂高的确定根据煤层赋存特征，设一个水平开拓全井田，水平标高为80300M。五、主要运输大巷及总回风道的布置方式和位置选择集中轨道巷、集中运输上下山、集中轨道上下山、集中回风上下山、运输大巷、轨道大巷、回风大巷均沿8号煤层底板布置，大巷间距均为30M，大巷一侧保安煤柱宽均为30M。集中轨道巷、集中运输上下山、集中轨道上下山、集中回风上下山位于井底煤仓附近，运输大巷、轨道大巷及回风大巷沿井田西部边界南北向布置。六、矿井各水平、煤层、上下山和采区的开采顺序，第一水平采区划分和配采关系根据井田开拓布置，按照煤炭工业矿井设计规范要求，并结合工作面技术装备和管理水平，设计布置单双翼采区。8号煤层801采区在井田中部主斜井井底附近，太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业21采区走向长1500M，倾斜长360M；9号煤层划分2个采区，分别为901采区及902采区，901采区位于井田北部，采区走向长340870M，倾斜长20785M，902采区位于井田中南部，采区走向长8552253M，倾斜长332995M，901及902的划分以集中上（下）山巷道为界；10号煤层划分2个采区，分别为1001采区及1002采区，1001采区位于井田北东部，采区走向长341138M，倾斜长151380M，1002采区位于井田中南部，采区走向长3380M，倾斜长151380M。井田共划分为5个采区，即801、901、902、1001、1002。首采区为801采区，在8号煤层布置一个综采工作面保证矿井的设计生产能力。采区开采顺序为先采8号煤层，再采9号煤层，最后才10号煤层。采区接替按编号为801、901、902、1001、，1002采区顺序进行，采区内工作面接替顺序采用前进式。采区接替详见表342。表342采区接替表采区名称开采煤层可采储量MT生产能力MT/A服务年限A接替采区8018号173060149019019号105060089029029号821060651001100110号131060101002100210号03806003七、“三下”采煤井田范围内没有水体和铁路，共分布有乡村5个，其中下垣则村、穆家坡村、车家峁村因村庄人口多，占地面积大，难以搬迁，由于柳林县境内煤矿还没有村庄下采煤的成功经验，所以本次设计暂不考虑对上述村庄“三下”采煤。第二节井筒一、井筒用途、布置及装备据开拓布置，投产及达产时布置有3个井筒，即主斜井、副斜井、回风斜井。1主斜井净宽52M，净断面1685M2，倾角103222，井筒斜段长418M，井筒落底于10号煤层下的岩石中，平段长为130M，装备带式输送机，担负矿太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业22井的提煤任务，井筒另一侧铺设轨道，作为主水泵房抢险排水设备的运输通道，并作为矿井的进风井和安全出口。2副斜井净宽45M,净断面1470M2,倾角18，至8号煤层斜长129M，装备单钩串车，在8号煤层设井底车场，担负全矿井的辅助提升任务,设行人台阶及扶手，为矿井的进风井兼做安全出口。3回风斜井净宽42M,净断面1322M2,倾角17，至8号煤层斜长381M，担负全矿井的回风任务兼做安全出口。井筒断面见图351、352、353、354、355、356。井筒特征表，见表351。二、井筒井壁结构主斜井表土段为现浇钢筋混凝土支护，支护厚度为500MM；基岩段为锚网喷支护，支护厚度为150MM。副斜井为刷大断面，表土段为现浇钢筋混凝土支护，支护厚度为500MM；基岩段为锚网喷支护，支护厚度为150MM。回风斜井表土段、基岩段均采用荒料石砌碹支护，表土段支护厚度为450MM，基岩段支护厚度为350MM。三、井筒施工方法根据地质报告提供，该矿的地质条件属于松散层较薄，工业场地地表即为基岩部分，地层以基岩为主，且属于弱含水层，故可以采用普通法施工，如果在施工过程中遇到岩层含水量大于10M3/H时，应采取注浆堵水等防治水措施。太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业23表351井筒特征表井筒名称序号井筒名称主斜井副斜井回风斜井经距Y194890965071948920581619489130538纬距X415803013541581391904155210415北京54坐标系标高Z854410843173898069经距Y194890260401948913535019489060084纬距X4157981617415809067341551618711井口坐标西安80坐标系标高Z8544078431708980662落底水平标高M7779588037077740693提升方位角度3363444井筒倾角度1032221817辅助水平5井筒垂或斜长M主水平418129381净5245426井筒直径或宽度M掘进62/5553/5851/49净1685147013227井筒断面M2掘进2520/19532206/17541839/1758厚度MM500/150400/150450/3508砌壁材料钢筋混凝土/锚网喷钢筋混凝土/锚网喷荒料石9井筒装备带式输送机、轨道（抢险排水设备）单钩串车台阶扶手台阶、扶手10备注已有刷大断面已有太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业24第三节井底车场及硐室一、井底车场形式的选定受副斜井井底周围的废旧巷道影响，副斜井井底车场采用平车场，运输量相对较小，车场设存车段，存车段双轨长度17M,其余为47M，车场水平标高8037074M，井底车场主要为辅助提升服务，车场形式简单，调车方便，工程量省，车场内铺设有30KG/M轨道，轨距为600MM。二、井底车场硐室名称及位置副斜井井底车场附近设有主变电所、主水泵房、井底水仓、管子道、信号硐室。消防材料库布置在集中轨道巷中段。井底水仓有主、副水仓，长度分别为8913M、6756M，有效容积分别为78613M3、59588M3，总有效容积为138201M3，矿井正常涌水量为60M3/H，8H正常涌水量为480M3，满足煤矿安全规程的要求。采用JD114型调度绞车牵引矿车人工清理清理方式。井底煤仓净直径80M，垂深29M，有效容积840T，采用JD114型调度绞车牵引矿车人工清理撒煤方式。主斜井与轨道巷的联络巷中设有信号硐室、医疗硐室、避灾硐室。井底车场及硐室布置详见插图361。三、井底车场主要巷道和硐室的支护方式及支护材料井底车场巷道、等候室、医疗硐室、避难硐室、消防材料库采用半圆拱或矩形断面，锚喷支护，支护厚度100150MM。主变电所、主水泵房、管子道、通道采用半圆拱断面，锚网喷支护，支护厚度100150MM。水仓采用半圆拱断面，现浇混凝土支护，支护厚度300MM。井底车场巷道及硐室工程量表，见表361。太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业25表361井底车场巷道及硐室工程量表序号工程名称支架形式及建筑材料单位数量净断面M2设掘断面M2轨型KG/M轨枕有无渣单双轨坡度煤岩情况掘进体积M3备注1副井井底车场窄段刷大锚喷M29147175430混凝土有单0半煤5092副井井底车场宽段刷大锚喷M3615193930混凝土有双1半煤6983主水泵房混凝土M352081252922混凝土无单水平煤885已有4主变电所混凝土M5017312198水平煤1099已有5通道混凝土M308031094煤328已有15M6管子道锚喷M3888296422混凝土无单23岩366已有7井底水仓混凝土M270803109415混凝土无单岩29548井下消防材料库锚喷M1201228132230混凝土无单半煤15869联络巷窄段锚喷凝土有单8半煤1705已有10联络巷宽段锚喷M46173119830混凝土有双1半煤911已有11医疗硐室及避难硐室锚喷M128039080岩10912井底煤仓混凝土M305024621890岩186513太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业26合计7009632太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业27第五章矿井基本巷道及建井计划第一节建井工期一、施工准备的内容与进度技术准备应在施工队伍进场前进行。主要内容有1学习有关技术文件，主要是地质资料和矿井初步设计，熟悉、掌握有关情况和设计意图。2组织好施工图设计的供应工作。3编制矿井施工组织设计。工程准备在施工队伍进场后，应立刻进行。主要内容有1拆迁障碍物，平整部分工业场地。2建成施工所需要的供水和通讯。3完成必要的生活福利设施及工业设施，尽量减少大临工程。物资供应主要包括开工所需准备及钢材、木材、水泥、土产材料等物质的供应。各种物资按保证23个月需用量做准备。施工劳动力的准备编制施工劳动力需用计划，开工前做好调配、培训工作。对外协作工作包括生产材料、供水、供电、通讯、交通等外部条件的协作。施工准备期从施工队伍进矿开始，需2个月时间。二、矿井设计的移交标准矿井新建工程一次建成，投产需布置1个综采工作面、4个综掘工作面。移交标准完成达到矿井设计生产能力时所必需的井巷工程、土建工程、设备购置及安装工程。并在主水平8号煤层801采区布置1个综采工作面，在9号煤层的901及902采区布置4个综掘工作面，主要包括以下内容1井下生产系统全部井巷工程量、工作面装备及其配套的运输、通风、供水、太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业28供电、通讯等系统；2地面生产系统与生产能力相适应的全部为生产、生活服务的各项设施和行政福利设施；3井上下机电设备安装完成全部井上下工程配套的机电设备、管线安装，经全矿井联合试运转，验收合格后移交生产。三、井巷施工平均成巷进度指标为了加快矿井建设速度，设计考虑尽量采用国内外新技术、新工艺和新设备，努力提高机械化水平，提高井巷工程质量。根据煤炭工业矿井设计规范中的掘进成巷指标，根据施工中所采用的机械设备、结合本矿区施工的实际水平，并考虑近年来国内矿井的实际井巷施工水平，设计对各类巷道平均成巷指标确定如下副斜井刷大200M/月；井底硐室煤巷600M3/月，岩巷500M3/月；大巷综掘400M/月；顺槽综掘300M/月；四、井巷主要连锁工程的确定本矿井井筒工程量大，是井巷主要连锁工程，结合井下贯通时间及井巷工程计划进度，确定井下主要连锁工程如下1集中运输上、下山80101面运输顺槽80102面运输顺槽运输大巷溜煤眼进风行人斜巷。2集中轨道上、下山80101面回风顺槽80101面开切眼80102面回风顺槽80102面开切眼轨道大巷。3集中回风上、下山90101面运输顺槽掘进面90101面回风顺槽掘进面回风大巷90111面运输顺槽掘进面90111面回风顺槽掘进面联络巷采区变电所及水泵房的通道采区变电所及采区水泵房采区管子道采区水仓。五、三类工程施工顺序和施工组织的基本原则矿井建设期间，应充分利用时间、空间，对井巷、土建及机电设备安装三类工程进行安排，使三者紧密配合，平行作业，相互穿插，协调有序地进行。在三类工程中，井巷工程因受地质、瓦斯、水的影响，受井下施工空间的限制，施工难度大，工期长，是影响矿井建设工期的主要因素，要采取有效措施，确保井巷太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业29工程按期完成。土建及及机电设备安装工程应根据井巷工程时间、空间的要求，结合工程自身的特点，围绕井巷工程施工组织安排，紧密配合施工，做到同步建成投产。六、建井工期的预计根据井巷工程进度安排可知，矿井建井工期预计为22个月。其中施工准备期2个月，井巷工程施工期169个月，机电设备安装及联合试运转31个月。工程进度安排详见插图1711。第二节产量递增计划一、达到设计产量时间根据矿井开拓布置，设计要求矿井地面、井下工程一次建成投产，3个月后达到设计产量。二、产量逐年递增计划和安排矿井从投产到达产，预计需3个月时间。矿井达产后，保持060MT的年生产能力。太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业30第六章采煤方法第一节采煤方法一、采煤方法的选择18号煤层资源/储量范围内煤层赋存及开采技术条件如下18号煤层位于太原组中部，下距9号煤层7102240M，平均1212M，煤层厚度210361M，平均280M，属赋煤区稳定可采煤层，一般不含夹矸，最多含2层夹矸，煤层结构简单。2煤层倾角28，属近水平煤层。38号煤层直接顶板为石灰岩，伪顶为铝土泥岩，底板为泥岩、砂质泥岩、中粉砂岩。4煤层瓦斯含量低，为低瓦斯矿井，自燃倾向为类，属自燃煤层。煤尘具有爆炸危险性。29号煤层资源/储量范围内煤层赋存及开采技术条件如下19号煤层位于太原组中下部，煤层厚度095286M，平均150M，属全井田稳定可采煤层，一般不含夹矸，最多含1层夹矸，煤层结构简单。2煤层倾角28，属近水平煤层。39号煤层直接顶板为泥岩、砂质泥岩，伪顶为炭质泥岩、铝土泥岩，底板为泥岩、砂质泥岩、铝土泥岩。4煤层瓦斯含量低，为低瓦斯矿井，自燃倾向为类，属自燃煤层。煤尘具有爆炸危险性。310号煤层储量范围内煤层赋存及开采技术条件如下110号煤层位于太原组中下部，上距9号煤层4401615M，平均782M。煤层厚度0160M，平均075M，属局部可采的不稳定煤层，一般不含夹矸，最多含3层夹矸，煤层结构简单较简单。2煤层倾角28，属近水平煤层。太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业31310号煤层直接顶板为泥岩、砂质泥岩，粉砂岩，底板为泥岩、砂质泥岩，粉砂岩。4煤层瓦斯含量低，为低瓦斯矿井，自燃倾向为类，属自燃煤层。煤尘具有爆炸危险性。该矿井水文地质类型为中等类型。4采煤方法的选择根据8、9、10号煤层赋存条件及开采技术条件，井田内各煤层属于薄中厚煤层，均适宜采用一次采全高，8、9、10号煤层均采用一次采全高综合机械化采煤方法。顶板管理采用全部垮落法。二、工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型1选型原则矿井达产时在8号煤层布置一个综采工作面，在9号煤层布置4个综掘保证矿井060MT/A的生产能力需要。工作面的采、装、运、支工序全部采用机械化。由于8号煤层服务年限仅为14A，8号煤层采完后转入开采9号煤层，9号煤层属薄中厚煤层，煤层厚度为095286M，平均150M。根据地质报告的钻孔资料（详见表511）9号煤层大部分区域的煤厚范围在1015M。9号煤层厚度变化大。初步计算开采9号煤层时，1个综采工作面无法保证矿井060MT/A的生产能力，因此本次设计回采9号煤层时，布置2个回采工作面满足矿井060MT/A的生产能力，本次设计9号煤层设备选型按一个工作面045MT/A的生产能力计算选型，2个回采工作面的设备相同。从目前综采的发展趋势，设计安全高效的综采面要求加大工作面的长度，加大截深，选用能切割硬煤的大功率采煤机，提高采煤的截割速度，相应要求提高移架速度，与大运量的可弯曲刮板输送机相匹配，加强端头支护，采用长距离顺槽带式输送机。针对上述要求，对于综采系统设计考虑了以下原则机械设备的选择首先满足技术先进，生产可靠，提高综采设备的开机率，达到安全高效。同时各设备间要相互配套，保证运输畅通，并增加运输环节的缓冲能力，以期达到采运平衡，最大限度地发挥综采优势。为综采工作面创造快速连续开采的条件，加大工作面推进长度，减少搬家次数，太原理工大学继续教育学院毕业设计采矿工程专业32并保证快速搬家。同时做到采准工作快，增大巷道断面特别是顺槽断面，采用掘进机掘进，利用顶板完整，煤层比较坚硬的条件，采用树脂锚杆支护，以提高掘进速度，保证工作面的接替要求。对辅助运输系统，要求系统简单、环节少，把工作人员及材料快速方便地运送至工作地点，作为提高工作面生产能力的一个重要因素考虑，并在巷道布置上加以保证。由于进口设备价格昂贵，后期维护成本高，而国产设备目前已能够满足厚煤层综采工作面的要求，并且在国内很多矿井得到应用，因此本次设计工作面设备中液压支架电液控制系统可考虑进口、刮板输送机立足国产，为了满足进度的要求，采煤机也选用国产设备。2设备选型工作面主要采煤设备选择分述如下1采煤机采煤机选型原则适合特定的煤层地质条件，并且采煤机采高、截深、牵引速度等参数选取合理，有较大的适用范围。满足工作面开采生产能力要求，采煤机实际生产能力要大于工作面设计生产能力1020。与液压支架和刮板输送机相匹配。影响采煤机选型的主要因素是煤层的力学特性，厚度和倾角，工作面生产能力。采煤机性能参数的确定采高的选择采煤机的采高应与煤层厚度的变化范围相适应，根据8、9号煤层赋存条件和开采技术条件，8号煤层厚度210361M，平均280M。确定8号煤层工作