煤矿初步设计论文03735.doc

山西平定古州冠裕煤业有限公司矿井兼并重组初步设计说明书目 录前 言1第一章 井田概况及地质特征1第一节 矿井概况1第二节 井田地质特征4第三节 矿井开采现状13第二章 矿井资源/储量设计生产能力和服务年限15第一节 矿井资源/储量15第二节 设计生产能力及服务年限17第三章 井田开拓18第一节井田开拓方式18第二节 井口、主要大巷位置及水平划分21第四章 井筒、井底车场及硐室22第一节井筒22第二节 井底车场23第三节 主要硐室24第五章 采煤方法、工艺及采掘机械化26第一节 采煤方法、工艺及采煤机械化26第二节巷道掘进及掘进机械化31第六章 井下运输34第一节 井下煤炭运输34第二节 井下辅助运输及车辆配备39第七章 通风与安全41第一节设计依据41第二节矿井通风设计43第三节 灾害预防及安全装备46第四节 抽放瓦斯53第五节 安全监控、监测54第八章矿井主要生产环节设备选型57第一节 主井提升设备57第二节 副井提升设备64第三节矿井排水69第四节主通风机选型72第五节 压气设备74第九章生产地面系统77第一节煤质及产品方案77第二节地面生产系统77第十章 总平面布置及地面运输81第一节 总平面布置81第二节 竖向布置82第三节 地面运输83第十一章 供 电84第一节电源和负荷84第二节地面供配电84第三节井下供配电87第十二章 监控、通信及计算机管理89第一节 监控与计算机管理89第二节矿井通信、信号与计算机管理89第十三章地面建筑、给排水和供热通风92第一节地面建筑92第二节给排水92第三节井上、下消防除尘洒水96第四节采暖、供热及通风97第四节井筒防冻及锅炉供热99第十四章环境保护101第一节 概述101第二节 环境保护设计101第三节 管理机构及投资105第十五章 工业卫生、消防及节能107第一节工业卫生107第二节消防灭火107第三节 节 能108第十六章 建井工期111第一节 建井工期111第二节 产量递增计划113第十七章经 济114第一节劳动组织及定员114第二节经济分析115附件：1设计委托书2采矿许可证3检验报告4阳泉市煤炭工业局文件阳煤政发201007号关于山西平定古州冠裕煤业有限公司兼并重组整合改造矿井地质报告的批复5阳泉市煤炭工业局文件阳煤政发200920号关于全市地方煤矿2008年度矿井瓦斯等级鉴定结果的批复 - 117 前 言一、概述山西平定古州冠裕煤业有限公司，矿井位于平定县冠山镇宋家庄村，经济类型属有限责任公司。井田属沁水煤田阳泉矿区平定区勘探区同意煤矿井田。依据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤整合办字200972号文件关于对阳泉市平定古州丰泰煤业有限公司等九处煤矿企业兼并重组整合方案的批复。山西平定古州冠裕煤业有限公司由山西冠裕煤业有限公司(15万t/a)、山西平定宋家庄兴达煤业有限公司 (15万t/a)、山西平定德安煤业有限公司 (9万t/a)等三处矿井兼并重组而成。兼并重组后生产能力为60万t/a，净增21万t/a。新批准采矿许可证为c1400002009111220044037号采矿许可证批准15号煤。二、设计编制主要依据1煤矿建设设计协议2c1400002009111220044037号采矿许可证3山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告(编号2006-0882)；4阳泉市煤炭工业局文件阳煤政发201007号关于山西平定古州冠裕煤业有限公司兼并重组整合改造矿井地质报告的批复5.阳泉市煤炭工业局文件阳煤政发200920号关于全市地方煤矿2008年度矿井瓦斯等级鉴定结果的批复6矿方提供的生产现状资料三、设计指导思想本报告依照国家能源开发的法律、法规、方针、政策以及煤矿安全规程、煤炭工业设计规范编制，严格按照安全标准进行设计，采用新技术、新工艺，选用先进设备，做到经济合理，最大限度提高资源回收率，达到安全高效的生产目的。四、主要设计方案经现场实地踏勘，全面对地形地貌、场面、井下开拓部署进行系统的分析论证，因该矿井由三个多年生产的老矿井整合而成，主要生产采区集中在原山西平定德安煤业有限公司井田范围内,提出井口选择方案比选已经意义不大，本着安全、高效、简单、经济的原则，提出一个主井井口位置方案，主要内容为，利用山西平定德安煤业有限公司工业场地，可减少投资，最大限度地利用现有生产设施，运输、供电、供水、通信等条件都比较成熟，土建工程量少，易于早日建井投产。根据矿区范围、煤层赋存条件等因素，设计提出两个井田开拓方案供比较选择。方案一：利用山西平定德安煤业有限公司工业场地，在现主井西部新配二支斜井，一支作为主井，用于提升煤炭，兼作进风井；另一支作为回风井，原回风井关闭，原德安煤有限公司的主井变更为副井，用于升降人员、下放材料等。主井见15号煤层后与回风井贯通，然后向正西方向开掘，至井田中部，按南北方向布置胶带、轨道、回风大巷各一条，形成一采区直接布置单翼回采工作面回采。后期利用山西平定宋家庄兴达煤业有限公司开凿的一对斜井作为回风井开采二采区。方案二：在现主井西部新配一支主斜井，用于提升煤炭，兼作进风井, 原主井变更为副井，用于升降人员、设备、材料等，兼作进风井，利用山西平定宋家庄兴达煤业有限公司开凿的一对斜井作为回风井开采全井田15号煤层。两方案主要特点比较：方案一与方案二相比较前期井巷工程量小，易于早日投产；方案一与方案二相比较通风距离短，通风阻力小。方案一与方案二相比较投资少。方案二主要优点是，全矿井建成后，矿井生产在所有服务期内不再进行井筒设施的建设，方案一则需要矿井变更一次通风系统。综上所述，方案一优于方案二，推荐井田开拓方式为方案一。五、井田开拓主要技术特征1煤层及储量井田内可采煤层为15号煤层，煤层厚度在厚4.94-8.04m之间，平均6.74m，地质储量2924万吨，可采储量740.80万吨。2井田开拓方式斜井，共建有三支斜井，一支主井，一支副井，另一支为回风井。3提升方式主提升方式为胶带机、辅助提升为斜井单钩串车提升方式。4通风方式中央式。5井下运输方式主运输方式为带式输送机，辅助运输为调度绞车。6排水系统采用井底集中机械排水。7供电系统井下供电设计采用10kv高压入井方式。8采煤方法回采工艺为综采放顶，支护方式液压支架，工作面运输为刮板输送机，顺槽为可伸缩带式输送机。六、主要技术经济指标1建设总投资：9303.83万元。2吨煤投资：155.06元。3矿井建设总工期:12个月。第一章 井田概况及地质特征第一节 矿井概况一、地理位置及交通条件山西平定古州冠裕煤业有限公司位于平定县冠山宋家庄村。地理位置为东经11335541133604,北纬 374540374614。 该矿位于平定县城西南5.0km处，距太-旧高速公路平定入口处4km，距白羊墅货站12km，距平定乱流货站20km，阳煤集团贵石沟矿铁路专用线在矿井北部2km处通过，距东关装车站5km，交通条件十分便利。详见矿区交通地理位置图二、地形地貌及河流水系本井田位于太行山脉北段西侧，山西黄土高原东部，属低山丘陵地带，井田内地形地势起伏不大，呈南高北低，西高东低之势，井田内最高点位于西南部边界处，海拔780m，最低点位于井田北部边界冠庄村边,海拔710m，最大相对高差70m。本区属海河流域子牙河水系，滹沱河支流，井田内无河流，井田外北部1km处有南川河，自西向东流过, 该河流为季节性河流，平时干涸，仅雨季有水流过。井田内有三个村庄，冠庄村、宋家庄村和水峪沟村（属宋家庄管辖的自然村）。三、气象条件据平定县气象局提供的气象资料，该矿区气候四季分明，春冬干燥，夏热潮湿，秋季凉爽，属暖温带大陆性气候。1气温：年最高气温39.1,最低气温-15.2，平均10.9。2降雨量：年降雨量最大866.4mm，最小372mm，平均571.85mm，主要集中在七、八、九三个月。 3蒸发量：年蒸发量最大2285.1mm，最小1417.8mm，平均1888.1mm。4湿度：年平均相对湿度65%。5风向：冬春多西风、西北风，夏秋季常为南风或东南风，年风速平均2.4m/s,瞬时最大风速20.7m/s。五、工农业生产情况1工业方面矿区内较大工业企业为位于井田东部的阳光发电有限责任公司和位于井田南部同意煤业有限责任公司。其它大多为乡镇村办煤矿企业。2农业方面矿区内以农业为主，地形地势开阔平坦，高差不大，大多为耕地，农作物以玉米、谷子、豆类为主，兼种蔬菜、瓜果等。3建材方面：矿区附近地表出露有大量的砂岩、石灰岩，在南川河床中沉积有大量河沙，山坡上还有大量黄土，均是良好的建筑材料，可为矿井建设就地取材提供便利条件。六、地震烈度按山西省城市(县城)地震基本烈度区划图，该区属七级基本地震烈度区。七、矿井水源目前，矿井生产、生活用水主要由深井水供给，水质、水量满足要求。八、供电该矿井为双回路供电，一回接线于大峪变电站供给南坳、冠庄一带的10kv农用线路(线路编号907)。另一回接线于冶西变电站供给该矿的10kv专用线路(线路编号535)。九、周边矿井开采情况井田南部为同意煤业有限公司，开采15号煤层，原设计能力为30万吨/年,兼并重组后提升至90万吨/年，井田西南部为兴峪煤业有限公司，开采15号煤层，原设计能力为21万吨/年,兼并重组后提升至90万吨/年。井田东部为平定县冠庄垴煤矿(已关闭)，北部、西部均无矿井。第二节 井田地质特征一、地质条件(一)概述1井田勘探程度本井田属阳泉矿区扩区(平定区)苏峪勘探区煤矿，本区普查勘探、精查勘探工作均由山西煤炭管理局地质勘探局119队进行，于1970年提交了山西省沁水煤田阳泉矿区扩区(平定区)苏峪勘探区最终地质报告。本井田勘探程度较高，井田内有钻孔5个，周边有可利用钻孔2个，另外，本矿井及其相邻矿井有多年积累的开采资料可供参考。2.地质特征本井田地层走向大致东西向、倾向向北，向斜轴部反向，倾角平缓，一般不大于10，局部变化较大。 (二)地层井田内地层有奥陶系、石炭系、二迭系、第三、四系更新统和全新统，现由老至新简述如下：1中奥陶系峰峰组(o22f)：本组为煤系地层之基盘，主要为灰岩及豹皮状灰岩，其次为泥灰岩及薄层状白云质灰岩。底部为厚层角砾状泥灰岩，下部岩溶较发育。本组厚约178m。本组地层的石灰岩质较纯，易为水溶蚀形成卡斯特溶洞，在重力作用下上覆地层陷落，使煤系形成陷落柱，给矿井生产带来很大困难，甚至不能正规开采。2中石炭系本溪组(c2)：本组地层平行不整合于奥陶系地层之上，本组地层平均厚35-40m，为海陆交互相沉积，由黑色泥岩、砂质泥岩、灰色石灰岩、细砂岩组成，含不稳定不可采薄煤层1-2层，底部有一层鸡窝状山西式铁矿，其上有一层灰白色铝土岩。3上石炭系太原组(c3)为本井田主要含煤地层之一，与本溪组连续沉积，主要由煤层和四节石(k2)、钱石(k3)、猴石(k4)三层石灰岩及砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，属海陆交互相沉积，含煤7层，编号8号、9号、11号、12号、13号、14号、15号，15号煤层为全区稳定可采厚煤层，其余均为不可采薄煤层。本组地层厚67.84130.03m，平均112.55m。4下二迭系山西组(p11)本组为井田内主要含煤地层之一，连续沉积于太原组之上，为纯陆相沉积，主要由灰黑色砂质泥岩、泥岩、灰白色中-粗砂岩组成，本组地层含煤4层，编号2号、3号、4号、6号，6号煤为局部可采薄煤层，其余三层煤均不可采。本组地层厚33.2440.63m,平均厚度38.25m，该组地层以k7砂岩为本组地层标志层，为灰白色厚层状细-中粒分选，磨圆度差，泥质胶结，有时含菱铁质及少量植物化石碎屑，波状及缓冲状层理多，属河漫滩及河床相沉积，平均厚度4.50m，其底部为山西组与太原组分界层。7第三系沉积层(q2+3)及第四系冲积层(q4)黄土层：分布在山坡沟谷中，覆盖在不同时代的地层之上，厚度因地而异，在 0-8m之间，平均3m，由红黄色、浅黄、黄灰色、亚砂土、亚粘土、细粉砂土组成，黄土中垂直节理发育，孔隙度大，底部含钙质结核。山坡碎石及乱石堆积，因上部岩石硬，下伏岩层节理发育，遭受风化后在重力作用下垮落形成大小不一的有棱角碎石，在山坡较缓处与泥土夹杂形成乱石堆积，主要分布在井田中部的山谷中。河床沉积物：主要分布在河床及山间沟谷中，由卵石、砾石及河砂组成，主要成份为砂岩及砂质泥岩，圆化度不高，厚度一般在7m左右。二、含煤地层本井田主要含煤地层为山西组和太原组。山西组含煤4层，编号为2号、3号、4号、6号，仅6号煤属局部可采薄煤层，其余煤层均不可采，本组地层厚33.2440.63m,平均厚度38.25m。太原组含煤7层，编号为8号、9号、11号、12号、13号、14号、15号，可采煤层1层，编号为15号，本组地层厚67.84130.03m，平均112.55m。其余为不可采煤层。三、地质构造(一)区域地质构造该矿井属沁水煤田阳泉矿区扩区(平定区)苏峪勘探区东部的一部分，本勘探区所处地质构造单元属太行山背斜西翼中段，桃河向斜南翼，刘家庄背斜东翼，区内以褶曲构造为主，走向为北东南西，地层倾角随褶曲两翼走向不同，倾向分别为向南东、向北西，倾角一般10度左右，陷落柱在整个勘探区较发育，分布广，对开采有一定影响。(二)井田地质构造井田内主要地质构造为陷落柱、褶曲。现就井田主要地质构造描述如下：1褶曲构造s1向斜：位于井田中部，大致呈北东南西向，向西南倾伏，井田内延伸长度1100m，两翼倾角一般5度左右。2.陷落柱为该井田内主要地质构造，较发育，已探明陷落柱有2个，x1呈椭圆形，长轴80m，短轴60m，x2呈椭圆形，长轴185m，短轴130m，对矿井正规开采影响较大。3断层：该井田内无探明断层。(三)井田地质构造评价井田内主要地质构造为陷落柱、褶曲，无断层、无岩浆侵入，地质构造特征基本与区域地质构造一致，其褶曲为缓波状，在煤层露头地带附近基本为一单斜构造，走向近nnw，倾角变陡为9度左右。综上所述，本矿井地质复杂程度为简单。四、煤层本井田山西组含煤4层，其中6号煤层属局部可采薄煤层，其余为不可煤层。太原组含煤7层，15号煤层为全区稳定可采厚煤层，其余为不可煤层。15号煤层：位于太原组底部，厚4.94-8.04m，平均6.74m，属全区稳定可采厚煤层。伪顶为泥岩，平均厚度4.48m；直接顶为黑色泥岩及砂质泥岩,平均厚度10.06m,上部为14#煤,厚0.05m；老顶为k2四节石灰岩，平均厚度4.36m。直接底板为砂质泥岩,厚3.05m；老底为k1细砂岩，厚2.50m。五、煤质1物理性质15号煤层为黑色、条痕为棕黑色，参差状断口，线理状结构，层状、块状构造，金刚光泽，属光亮型、半光亮型煤。2化学性质本井田15号煤层煤质为中硫分、低灰分、发热量大的优质贫煤，是工业、民用、动力燃料和良好的化工原料。煤质牌号：无烟煤。煤质分析详见表1-2-1表1=2-1煤质特征表含煤地层煤层编号水份mad(%)灰分ad(%)挥发分vad(%)挥发分vadf(%)硫分s.td(%)焦渣特征crc相对真密度trd太原组15号0.3228.718.0011.261.7121.713煤类及用途本井田15号煤层煤质为中硫、中灰、发热量大的优质无烟煤，主要用途是工业、动力、民用燃料。4煤的可选性依据该矿提供的15号煤层可选性资料原煤1001mm浮沉试验综合报告成果，10050mm占全样的15.63%，5025mm占全样的7.5%，1325mm占全样的3.13%,613mm占全样的14.5%，其煤的可选性为难选中等可选，属良优级煤炭。六、井田水文地质情况1地表径流本区属海河流域子牙河水系，滹沱河支流，井田内无河流，井田外北部1km处有南川河，自西向东流过, 该河流为季节性河流，平时干涸，仅雨季有水流过。2含水地层及其特征井田内含水岩层自下而上有奥陶系石灰岩承压含水层、石炭系石灰岩岩溶裂隙含水层、二叠系砂岩裂隙含水层及第四系松散岩类孔隙含水层。根据该矿区内水文地质条件资料知，井田内水文地质特征为：据矿井地质报告,奥陶系含水层水位标高500m左右,位于15号煤层下,对矿井开采无影响。太原组k2、k3、k4三层石灰岩，仅四节石灰岩(k2)含水性较强，为15号煤层顶板，故对矿井开采有一定影响，钱石灰岩(k3)和猴石灰岩(k4)含水性较弱，据苏峪勘探区最终地质报告，单位涌水量仅为0.005l/s.m，渗透系数为0.015m/d，对矿井开采影响不大。山西组砂岩裂隙水：山西组砂岩由于褶皱的影响，节理裂隙发育，其含水量一般不大。第四系松散岩类孔隙水丰富，受季节性影响明显，尤其雨季水量较大，其补给条件好，故对矿井开采影响较大。3矿井充水因素及条件矿井充水因素主要有大气降水，地表水，含水层积水和古空老窑、采空区积水。所以矿井在开采过程中尤其要加强雨季防治水管理和重视古老窑采空区积水的探放水工作，确保矿井安全生产，其充水条件如下：大气降水本区以大气降水为井下开采涌水的主要补给来源，井下开采的坑道积水水位流动量动态变化与大气降水关系特别密切，大气降水经石炭系石灰岩岩溶裂隙及二迭系砂岩，第三、四系松散层下渗补给地下。通道顺畅，补给条件好，故井下雨季水量大，对矿井正常生产有一定影响。邻近层水矿井开采15号煤井下涌水主要来源于煤层顶板砂岩和石灰岩积水及其上层含水层的积水下流。采空、古空积水：本矿15号煤采空区也有一定量的积水。要求矿井对上组煤层及15号煤的采空区的积水进行调查，掌握采空和古空区积水情况，采取相应的防治水措施。4矿井水质：据地质报告中水质分析结果知：水质属碳酸钙型或钠型水，ph值呈弱酸性。固形物含量较高，一般适应于工业及饮用水，由于钙、镁固形物的含量较多，会形成较多的水垢。5矿井涌水量依据矿井地质报告，该矿井井下正常涌水量60m3/h，最大涌水量为100m3/h。七、其它开采技术条件1、岩石工程地质特征松散覆盖层情况区内工程地质条件比较简单，区内基岩大面积出露。第四系松散层多分布在山顶、山坡及较大沟谷中。自上而下有第四系离石组(q2)及马兰组(q3),岩性为亚砂土、亚粘土及细粉砂土，厚15m左右。主要煤层顶底板情况15号煤层顶板为泥岩及砂质泥岩，平均厚度14.16m,老顶为k2四节石灰岩，平均厚度4.36m，底板为黑色泥岩，老底为k1砂岩。据地质报告及岩石力学试验资料，本井田各煤层顶底板抗压强度。泥岩粉砂岩抗压强度386721kg/cm2，砂岩抗压强度为6381276 kg/cm2，石灰岩的抗压强度5382331 kg/cm2，底板泥岩、砂质泥岩或粉岩抗压强度为387862 kg/cm2。经评价15号煤层顶底板较稳定，易管理，属2级2类。2、瓦斯、煤尘、煤的自燃、地温等情况瓦斯根据阳泉市煤炭工业局文件阳煤政发200920号关于全市地方煤矿2008年度矿井瓦斯等级鉴定结果的批复，原冠裕煤业相对瓦斯涌出量为17.98m3/t, 绝对瓦斯涌出量3.66m3/min；相对二氧化碳涌出量为3.44m3/t,绝对二氧化碳涌出量为0.70m3/min；属高瓦斯矿井。德安煤业相对瓦斯涌出量为9.16m3/t, 绝对瓦斯涌出量2.01m3/min；相对二氧化碳涌出量为7.01m3/t,绝对二氧化碳涌出量为1.54m3/min,属低瓦斯矿井。2. 煤尘爆炸性依据山西省煤炭工业局综合测试中心提供的检验报告(编号2008-1979)，15号煤火焰长度0mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量0%，属无煤尘爆炸危险性煤层；煤尘云最低着火温度1000，煤尘层最低着火温度400。3煤的自燃倾向性依据山西省煤炭工业局综合测试中心提供的检验报告(编号2008-1979)，15号煤吸氧量为1.0521cm3/kg，自燃等级为级，倾向性质为不易自燃。据调查，本矿井及相邻矿井开采15号煤层时无煤与瓦斯突出、无冲击地压，根据平定县详查资料，地温梯度为1-3/100m，属地温正常区。八、勘探程度评价及存在问题1、勘探程度评价本井田属阳泉矿区扩区(平定区)苏峪勘探区煤矿，本区普查勘探、精查勘探工作均由山西煤炭管理局地质勘探局119队进行，于1970年提交了山西省沁水煤田阳泉矿区扩区(平定区)苏峪勘探区最终地质报告。2004年8月山西省煤炭地质公司在苏峪勘探区最终地质报告的基础上编制山西省平定县冠庄煤矿生产矿井地质报告，该报告对地质构造、水文地质条件重新进行了分析，对储量重新进行了计算，无新的地质勘探。该报告可作为设计依据。2、存在问题井下涌水量较大，需做井下排水及防治水工作。对陷落柱的导水性要引起足够的重视，在其附近开采时要注意探测。九、资源及开采条件评述1、煤炭资源工业价值评述本井田15号煤属中灰分、中硫、高发热量优质无烟煤，可作为动力、民用煤。2、开采条件评述本井田储量稳定、地质构造简单，主要地质构造为褶曲及陷落柱，对矿井开采有一定影响。本矿井主采15号煤层，全区稳定可采，平均厚度6.74m，适合壁式放顶煤开采。本矿井属水文地质条件简单的矿井，煤层位于奥灰水位以上，不受奥灰水影响。本矿井开采瓦斯涌出量较小，开采有利。综合上述分析，本矿井具有良好的开采技术条件。第三节 矿井开采现状一、生产能力矿井设计能力60万吨/年。二、生产系统现状德安煤业有限公司和冠裕煤业有限公司均采用一对斜井开采15号煤层，提升方式均为单勾串车，通风方式均为中央并列式，井下运输方式为绞车接力运输，采煤方法为壁式煤采，井下供电方式为660v低压入井，掘进方式为炮掘。兴达煤业有限公司原生产系统已经关闭，新的生产系统正在建设过程中，主井和回风井已揭露15号煤层，但未形成生产系统。第二章 矿井资源/储量设计生产能力和服务年限第一节 矿井资源/储量一、井田境界该矿开采范围由山西省国土资源厅颁发的c1400002009111220044037号采矿许可证批准，开采15号一层煤，生产规模60万吨/年，井田面积为4.2835km2 。表2-1-1井田拐点坐标表点号x坐标y坐标点号x坐标y坐标14183340.20 19728231.53 114183806.21 19729974.55 24185427.21 19728478.53 124183574.21 19729895.55 34185225.20 19728483.53 134183555.20 19729230.54 44185263.21 19729685.54 144183372.19 19727834.54 54185348.21 19729683.54 154183609.19 19727177.54 64185368.22 19730384.54 164183763.19 19727293.54 74184770.21 19730500.54 174184526.20 19727742.53 84184754.21 19729915.54 184184341.20 19727958.54 94184305.21 19729926.54 194184611.20 19728045.53 104184312.21 19730170.54 二、储量(一)地质储量1计算边界依据号c1400002009111220044037采矿许可证载明坐标圈定范围为准。2工业指标本矿区15号煤层为无烟煤，依据煤炭工业矿井设计规范，其采用指标见表2-1-2。表2-1-2储量计算工业指标表最高可采灰分(%)能利用储量暂不能利用储量4050(2)煤的视密度：1.40t/m33计算方法(采用算术平均值法)计算公式为：qi=simidi式中，qi计算块段内储量 (t) si计算块段面积 (m2) di煤的视密度 (t/m3) mi煤厚 (m)总储量为q=qi面积用专业软件在电子图纸上自动计算。厚度采用块段内钻孔见15号煤层厚度的算术平均值。地质储量经计算，全矿井15号煤保有地质储量为2924万t，其中探明的经济基础储量(111b)2615万t，控制经济基础储量(1221b) 177万t，探明的经济基础储量+控制经济基础(111b+122b)2972万t，占保有资源储量的95.49%，内蕴经济储量（333）132万吨，。可采储量采区回采率按国家规定75%计算。可采储量=(工业储量-永久性煤柱损失)回采率经计算15号煤层可采储量为740.80万吨。第二节 设计生产能力及服务年限一、矿井工作制度1年工作天数：根据规定要求，矿井年工作天数330天，日净提升时间为16小时。2. 工作制度：采用三八作业制，两班生产，一班准备。二、矿井设计能力依据矿井煤层地质储量，按照储量、设计能力、服务年限三者关系，矿井设计能力确定为60万吨/年较合适。三、矿井服务年限计算公式：t=z/ak式中，z可采储量 (kt)a矿井设计生产能力 万吨/年k储量备用系数 k=1.4经计算矿井服务年限为8.82年。第三章 井田开拓第一节井田开拓方式一、井口与工业场地位置1井口与工业场地位置选择原则地面平坦、开阔，场地挖填土石方工程量小，工程地质条件好；运输、供电、供水、通信等条件便利；位于储量中心，有利于矿井开拓部署、井巷工程量小，运营费用低；不受洪水、滑坡等自然灾害威胁。2井口与工业场地位置选择经现场实地踏勘，全面对地形地貌、场面、井下开拓部署进行系统的分析论证，因该矿井由三个多年生产的老矿井整合而成，主要生产采区集中在原山西平定德安煤业有限公司井田范围内,提出井口选择方案比选已经意义不大，本着安全、高效、简单、经济的原则，提出一个主井井口位置方案，主要内容为，利用山西平定德安煤业有限公司工业场地，可减少投资，最大限度地利用现有生产设施，运输、供电、供水、通信等条件都比较成熟，土建工程量少，易于早日建井投产。二、井田开拓斜井开拓方式与立井相比较，施工简便，易于管理，立井施工难度大、管理要求高，安装工程量大，提升能力小，运行费用高，因此设计推荐采用斜井开拓方式。1开拓方案的提出根据矿区范围、煤层赋存条件等因素，设计提出两个井田开拓方案供比较选择。方案一：利用山西平定德安煤业有限公司工业场地，在现主井西部新配二支斜井，一支作为主井，用于提升煤炭，兼作进风井；另一支作为回风井，原回风井关闭。原德安煤业有限公司的主井变更为副井，用于升降人员、下放材料等。主井见15号煤层后与回风井贯通，然后向正西方向开掘，至井田中部，按南北方向布置胶带、轨道、回风大巷各一条，形成一采区直接布置单翼回采工作面回采。后期利用山西平定宋家庄兴达煤业有限公司开凿的一对斜井作为回风井开采二采区。开采二采区时，在主、副井底利用原大巷煤柱开一对探巷，作为二采区的轨道巷和胶带巷，利用兴达煤业开凿的一对斜井作为回风井开采二采区。针对在探巷时的可能发生瓦斯、水、火、顶板及其它有害气体等事故，矿井做好应急预案，在编制好安技术措施，并由矿主要技术负责人负责具体的实施工程，防止灾害事故发生。方案二：在现主井西部新配一支主斜井，用于提升煤炭，兼作进风井, 原主井变更为副井，用于升降人员、设备、材料等，兼作进风井，利用山西平定宋家庄兴达煤业有限公司开凿的一对斜井作为回风井开采全井田15号煤层。在主副井井底开拓一对3000m的回风大巷与兴达煤业的一对斜井贯通，开采二采区时，一对回风大巷调整为胶带大巷和轨道大巷，在一对回风井下部下再布置二采区胶带巷、轨道巷和回风巷，全矿井共装备四支斜井，一支主井，一支副井，两支回风井。2开拓方案的比较方案一与方案二相比较前期井巷工程量小，易于早日投产；方案一与方案二相比较通风距离短，通风阻力小。方案一与方案二相比较投资少。方案二主要优点是，全矿井建成后，矿井生产在所有服务期内不再进行井筒设施的建设，方案一则需要矿井变更一次通风系统。综上所述，方案一优于方案二，推荐井田开拓方式为方案一。见井田开拓平面图三、井田开拓的主要生产环节1井田开拓方式斜井，共有三支斜井，一支主井，一支副井，另一支为回风井。2提升方式主提升方式为胶带机、辅助提升为斜井单钩串车提升方式。3通风方式中央式。4井下运输方式主运输方式为带式输送机，辅助运输为调度绞车。5排水系统采用井底集中机械排水。6供电系统井下供电设计采用10kv高压入井方式。7采煤方法回采工艺为综采放顶煤，支护方式液压支架，工作面运输为刮板输送机，顺槽为可伸缩带式输送机。第二节 井口、主要大巷位置及水平划分一、井口位置主井、回风井均位于井田北部，平定县冠山镇冠庄村西部，地势较为平坦。距平定县城西南4.0km处，有乡村公路通往冠庄村，矿区内有公路通往乡镇公路，交通条件十分便利，地面有原工业场地可以利用。二、主要大巷位置矿井主井、回风井揭露15号煤层后向正西方向开掘胶带大巷、轨道大巷、回风大巷各一条至井田中部，然后按南北方向布置采区胶带巷、轨道巷、回风巷各一条，井下主要大巷及采区巷道均沿煤层顶板呈一定坡度布置，形成投产采区(一采区)，为单翼采区，直接布置回采工作面开采。三、采区划分、开采顺序和采区巷道布置井田共分二个生产采区，井田西北部为一采区，即投产采区，西南部为二采区。先开采一采区，后开采二采区。开采顺序，大巷采区前进式，工作面后退式。采区巷道布置见采区布置及机械配备图第四章 井筒、井底车场及硐室第一节井筒一、井筒布置及装备矿井投产时共布置主井、副井、回风井各一支，主井用于提升煤炭，兼作进风井；另一支作为回风井，原主井变更为副井，用于升降人员、设备、材料等，兼作进风井，原回风井关闭。(一)井筒特征详见表4-1-1表4-1-1井筒特征表序号井筒特征井筒名称主井副井(原主井)回风井回风井(后期)回风井(后期)1井筒坐标经距(y)4185153.794185173.12 4185135.154184147.214184177.21纬距(x)19729616.9419729654.75 19729578.6719729288.5319729288.532提升方位角/()13.56 88.66 13.56 268253926825393井筒倾角/()21.34 23.00 27.00 23254井口标高/m728.96 728.50 724.847667665水平标高/m第一水平最终水平620.00 639.84 636.00 620624.56井筒斜长/m第一水平最终水平299.40 226.90 163.00 373.66 334.82 7井筒宽度/m净3.40 2.503.40 3.43.0掘进4.10 3204.10 4.13.78井筒断面/m2净9.30 6.209.30 9.37.13掘进12.34 8.3012.34 12.349.829砌壁厚度/mm300.00 300.00 300.00 300300材料料石料石料石料石料石(二)井筒装备1.主井井口布置筛分楼，井筒内安装胶带输送机。井筒一侧设人行台阶及扶手，另一侧铺设洒水管路，上部敷设照明、通信信号及动力电缆。2.副井井口布置窄轨轨道车场、绞车房，井筒内铺设单股铁道，轨距600mm，木轨枕，轨重30kg/m。井筒一侧设人行台阶及扶手，另一侧铺设洒水管路，上部敷设照明、通信信号。3回风井回风斜井担负全矿井生产回风任务，井筒内一侧布置水沟和行人台阶及扶手，另一侧铺设洒水管路，井口布置有防爆门、安全出口、安全设施及通风设备。第二节 井底车场一、主井井底车场主井井车场半圆拱断面，净断面9.30m2。标高620.00m，布置一部胶带机与主井胶带机通过井底煤仓实现连续运输。二、副井井底车场1、井底车场形式副井井底车场为甩车场，半圆拱断面，净断面9.30m2。标高632.00m，并铺设高、低道矿车自动滑行调车运输。2、井底车场布置特点：本车场布置形式的优点是，进车线、出车线位于直线段上，调车方便，井底车场通过能力大。二、空、重车线长度本井底车场为煤炭和材料的混合车场，空、重车线长度按2钩串车长度计算，每钩串车由5辆1t矿车组成。空、重车线计算长度均为20m，根据线路布置, 实际长度空、重车线均取23.5m。第三节 主要硐室一、主要硐室井底车场主要硐室布置有井底煤仓、中央变电所、水泵房、把钩房、管子道、候车室、水仓、消防材料硐室、爆炸材料发放硐室、大巷绞车房、联络巷。根据井底车场形式，主排水泵房位置，井底水仓入口设在运输大巷，垂直车场巷道布置。主、副水仓分别布置，人工清理水仓。主水仓长度86.0m，副水仓长度79.4m，净断面为6.2m2，掘断面8.82 m2，经计算水仓有效容量为980m3，矿井正常涌水量为60m3/h，8小时涌水量为480m3/h，矿井水仓有效容量大于矿井8小时正常涌水量，符合煤矿安全规程规定。二、井底车场硐室支护硐室均采用半圆拱断面，支护方式为料石砌碹支护。三、煤仓主井底车场标高620m，设有井底煤仓，直径6m，净高22m，净断面28.27m2，掘断面35.26 m2，容量480t，煤仓下部设有联络巷道，清理撒煤硐室等。矿井达到60万吨/年设计能力时移交生产井巷工程量详见表4-3-1表4-3-1移交生产井巷工程量汇总表序号工程名称断面形状及支护方式 净断面(m2)掘断面(m2) 坡度(度)长度(m)掘进体积(m3)煤巷岩巷合计煤巷岩巷合计一井筒1主井筒半圆拱石碹、锚喷9.30 12.34 21.3299.4 299.4 3695 3695 2回风井筒半圆拱石碹、锚喷9.30 12.34 27163 163 2011 2011 小计462.4 462.4 5706 5706 二井底车场及硐室1水泵房半圆拱料石砌碹9.01 11.97 15 15 180 180 2水泵房通道半圆拱料石砌碹7.13 9.82 30 30 295 295 3中央变电所半圆拱料石砌碹9.01 11.97 25 25 299 299 4中央变电所通道半圆拱料石砌碹5.45 7.86 12 12 90 90 5候车室半圆拱料石砌碹9.01 11.97 30 30 359 359 6候车室通道半圆拱料石砌碹5.45 7.86 2227 27 54 147 147 7消防材料库半圆拱料石砌碹9.01 11.97 45 45 405 405 8井底煤仓半圆拱料石砌碹28.27 35.26 22 22 622 622 9煤仓绕道半圆拱料石砌碹3.97 6.10 2362 62 378 246 10煤仓水窝矩形料石砌碹4.00 5.29 3 3 16 12 11胶带机机头硐室半圆拱料石砌碹11.20 9.82 3 3 34 12大巷车场半圆拱料石砌碹8.62 11.52 3 3 26 26 13水仓半圆拱料石砌碹6.20 8.82 165 165 1025 1025 14管子道半圆拱料石砌碹3.97 6.10 93 93 0 0 15清理水仓绞车房半圆拱料石砌碹9.01 11.97 204 4 36 36 16井底联络巷道半圆拱料石砌碹7.13 9.82 90 90 884 642 1526 小计536 120 656 2501 3195 5010 三主要大巷1胶带大巷铁棚8.16 9.88 100 100 988 988 小计100 988 988 四采区1采区轨道巷铁棚8.16 9.88 150 150 1482 1482 2采区胶带巷铁棚8.16 9.88 150 150 1482 1482 3采区回风巷锚杆、锚索12.00 13.20 300 300 3960 3960 4运输顺槽铁棚8.16 9.88 350 350 3458 3458 5回风顺槽锚杆、锚索8.75 7.00 320 320 2240 2240 6开切眼锚杆、锚索6.00 6.00 120 120 720 720 7联络巷道铁棚5.39 7.00 60 60 420 420 小计1390 1390 13402 13402 合计1986 582.4 2668 17251 8901 25466 第五章 采煤方法、工艺及采掘机械化第一节 采煤方法、工艺及采煤机械化一、采煤方法根据15号煤层赋存情况，确定该矿开采15号煤采用壁式放顶煤采煤方法,回采工艺为综采，支护方式为液压支架。工作面长度120m，工作面推进长度360m。1工作面巷道布置回采工作面采用“u”形布置方式，即布置一条运输顺槽、一条回风顺槽、均沿15号煤层底板布置，运输顺槽担负运煤和进风任务，回风顺槽担负下料和回风任务。支护方式为11号铁棚支护。2作业制度回采工作面工作制度为三八制，两班采煤，一班检修，采煤班分两段作业，分别为采底煤和放顶煤，割两刀底煤，放一次顶煤；检修班主要工作为检修机械，缩顺槽刮板输送机，及顺槽超前支护等。回采工作面一次推进度为0.6m,日推进度为2.4m，年生产日为330天，则回采工作面年推进度为792m。工作面回采率,按93%计。3矿井生产能力回采工作面生产能力a.采底煤日产量a1=l*l1*m1*c1式中，a1采底煤日产量， t/d；l1工作面长度 , 取120ml工作面日推进度， 2.4m/d；m1底煤采高， 2.0m煤的视密度， 1.4t/m3c1采底煤工作面回