采矿工程毕业设计（论文）-大雁矿业集团二矿2.4Mta新井设计【全套图纸】 .doc

摘 要该设计矿井为大雁二矿的矿井设计，设计生产能力为2.4mt/a，服务年限69.6a。井田共划分为6个采区开采，井田内有4层可采煤层。井田平均走向长2500m，平均倾斜长5700m，煤层平均倾角18，属缓倾斜煤层。矿区东接牙克石市，西连海拉尔区，南邻巴彦嵯岗苏木，北至海拉尔河与陈巴尔虎旗相望。矿区交通便利，国防公路301线在矿区北部通过，滨洲线铁路在矿区中部穿过。大雁火车站东距牙克石市18km，向西至海拉尔区64km。向东经牙克石市可达加格达奇、齐齐哈尔、哈尔滨、沈阳、北京以及全国各地。向西经海拉尔市可到我国边陲重镇满洲里市。由于井田为缓倾斜煤层，以及煤层地质条件等因素影响，决定本井田内全部采用走向长壁采煤法开采。工作面全部为综合机械化采煤。顶板处理方法为全部跨落法。关键词：矿井设计 综采放顶煤 走向长壁采煤法 全套图纸，加153893706abstractthe design is the dayan two coal trade group limited responsibility, design production capacity of 2.4 mt / a, service life of 69.6a. mine were divided into six mining area mining, mine has four layers coal seam. mine average to 2500 m long, with an average inclination 5,700 m long, coal average 18 angle, is a gently inclined seam. mine east yakeshi city, west hailar district, on the south by the bayan qagan hematoxylin and north to the hailar river and chenbaerhu flag sea. mine convenient transportation, defense highway 301 in the northern part of the line through, binzhou railway crossing in the central mining area. dayan station west of yakeshi city 18 km to the west zone of 64 km of hailar. yakeshi city eastward by up to jiagedaqi, qiqihar, harbin, shenyang, beijing and around the country. hailar city westward by china to be a major border city of manzhouli. as gently inclined to mine coal, and coal geological conditions and other factors, the decision to be adopted within the mine to longwall mining exploitation. face all of the integrated mechanized mining. roof approach for the entire cross-loading method. key phrase: mine planningsumming up to pluck places a coallongwall mining the law绪 论大雁二矿是本次毕业设计的矿井，充分利用大雁二矿的地质资料，我们如何把大学四年所学的知识与实际相结合，为以后工作打下坚实的基础。大雁二矿煤层赋予条件好，属于厚煤层，根据现代化高产高效的要求，采用综合机械化放顶煤。我国对综放开采技术的创造性贡献为： 1顶煤冒放性的定量评价方法； 2综放面顶板结构与支架围岩关系； 3提高煤炭回收率的技术措施； 4新型系列综放支架及其配套设备。由于本矿井属于低瓦斯矿井，研究表明：在低瓦斯煤层中，综放开采与分层开采矿井的绝对和相对瓦斯涌出量没有太大的差别，常规措施配套可以有效地防止综放工作面瓦斯危害。 望通过这次毕业设计对放顶煤技术有一些初步了解，不断吸取国内外先进的技术。放顶煤技术的技术含量很高，要求防火，防煤尘，防瓦斯突出，这就给我们生产带来了严重的考验，希望在3个月的设计期间要解决预采顶分层铺底网技术，一方面提高了回收率，另一方面减少了混矸。提高回采率，达到90%以上。61目 录摘 要iabstractii绪 论iii第1章 井田概况及地质特征11.1 井田概况11.1.1 井田位置及范围11.1.2交通位置11.1.3地形地势11.1.4 气候21.1.5 河流21.1.6 井田区及邻区经济状况21.1.7 煤田开发史及近况21.1.8 原材料及水电供给情况31.2 地质特征31.2.1 矿区范围内的地层情况31.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造41.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征41.2.4 井田内的水文地质情况51.2.5 沼气、煤尘及煤的自燃性61.2.6 煤质、牌号及用途61.3 勘探程度及可靠性71.3.1 对地质勘探程度的评价7第2章 井田境界 储量 服务年限82.1 井田境界82.1.1 井田周边情况82.1.2 井田境界确定的依据82.1.3 井田未来发展情况82.2 井田储量82.2.1 井田储量的计算82.2.2 保安煤柱92.2.3 储量计算方法92.2.4 储量计算的评价102.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限102.3.1 矿井工作制度102.3.2 矿井生产能力的确定10第3章 井田开拓123.1 概述123.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述123.1.2 影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况123.1.3 确定井田开拓方式的原则123.2 矿井开拓方案的选择133.2.1 井硐形式和井口位置133.2.2 开采水平数目和标高153.2.3 开拓巷道的布置163.3 选定开拓方案的系统描述183.3.1 井硐形式和数目183.3.2 井硐位置及坐标183.3.3 水平数目及高度183.3.4 石门、大巷(运输大巷、回风大巷)数目及布置183.3.5 井底车场形式的选择203.3.6 煤层群的联系203.3.7 采区划分213.4 井筒布置及施工213.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护213.4.2 井硐布置及装备213.4.3 井筒延伸的初步意见243.5 井底车场及硐室243.5.1 井底车场形式的确定及论证243.5.2 井底车场的布置 存储线路行车线路布置长度243.5.3 井底车场通过能力验算263.5.4 井底车场主要硐室273.6 开采顺序283.6.1 沿煤层走向的开采顺序283.6.2 沿煤层倾斜方向的开采顺序283.6.3 采区接续计划283.6.4 “三量控制”情况29第4章 采区巷道布置与采区生产系统304.1 采区概况304.1.1 采区位置 边界 范围 煤柱304.1.2 采区地质和煤质情况304.1.3 采区生产能力 储量及服务年限304.2 采区巷道布置304.2.1 区段划分304.2.2 采区上山布置304.2.3 采区车场布置324.2.4 采区硐室简介344.3 采区准备354.3.1 采区巷道的准备顺序354.3.2 采区巷道的断面图及支护方式35第5章 采煤方法395.1 采煤方法的选择395.2回采工艺395.2.1 回采工作面的工艺过程及使用机械设备395.2.2 选择采煤工作面循环方式和劳动组织形式40第6章 井下运输和矿井提升426.1 矿井井下运输426.1.1 运输方式和运输系统的确定426.1.2 矿车的选型与数量426.1.3 采区运输设备的选择446.2 矿井提升系统456.2.1 提升方式456.2.2 矿井主提升设备的选择及计算45第7章 矿井通风与安全477.1 通风系统的确定477.1.1 概述477.2 风量计算和风量分配477.2.1 矿井风量计算的规定477.2.2 风量分配517.2.3 风速的验算527.2.4 风量的调节方法与措施537.3 矿井通风阻力的计算537.3.1 确定全矿井最大通风阻力和最小通风阻力537.3.2 矿井等积孔的计算577.4 通风设备的选择577.5 矿井安全技术措施587.5.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施587.5.2 预防井下火灾587.5.3 其它事故预防。597.5.4 避灾路线及自救59第8章 矿井排水608.1 概述608.1.1 矿井水的来源及性质608.1.2 对排水设备的要求608.2 矿井主要排水设备608.2.1 排水方式与排水系统简介618.2.2 主排水设备及管路的选择计算61第9章 技术经济指标63总 结65致 谢66参考文献67附录68附录76第1章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 井田位置及范围 本报告的范围为：东起第1勘探线，西至第9勘探线，2006年末深部开采边界线、南至f19断层及采矿许可边界线，北至f17断层。大雁矿区位于大兴安岭西麓的海拉尔河中游，其地理坐标在北纬4913，东经12030。勘探区内公路四通八达, 矿区东接牙克石市，西连海拉尔区，南邻巴彦嵯岗苏木，北至海拉尔河与陈巴尔虎旗相望。1.1.2交通位置图1-1交通位置图1.1.3地形地势大雁二矿区位于大兴安岭西北坡，地势为四周高中部低，盆地状海拨标高在640-900m之间，地表植被以草本植物为主，有部分森林，矿区北部及南部有水系和沼泽。二矿井田内地形比较简单其地势为东南高而西北低，海拨标高在625-690m之间。1.1.4 气候本区属亚寒带大陆性气候，冬季寒冷，春季干燥风大，夏季湿润短促，秋季气温骤降，年降雨量小，蒸发量大，年平均降水量为2458mm，年平均蒸发量为1314.5mm，年平均气温为-3.2c,最低气温为-45.7c ，最高气温为+35.5c ，年平均风速为2.8m/s，最大风速为22 m/s，风向多为西南，降雪期为每年9月到翌年的5月中旬，结冻期为每年10月至翌年5月末，冻结厚度一般在2m左右，并有岛状永久冻土层。1.1.5 河流 海拉尔河总体流向为由东流向西，沿河两岸牛轭湖及河漫滩广泛分布。其最大洪峰流量为1327m3/s，多年平均流量为66m3/s。该河流距离矿区最近点在2km以外，又为丘陵所隔，对矿井开发影响不大。胜利沟小溪发源于区外东南部的低山间，上游呈树枝状，源头有群泉出露，总体为由南东流向北西，最终于扎罗木得西北端注入海拉尔河。该河汇集有大气降流向水及火山岩裂隙水，全长35km，流域面积87km2，夏季畅流，汛期水量骤增，最大流量为3.48m3/s，最小流量为0.167m3/s，沿河遍布沼泽。1.1.6 井田区及邻区经济状况矿区内镇、队以农业为主，其次种植少量经济作物如蔬菜、黄烟等。井田邻近穆陵河的河砂、砾岩及杏花大队后山的火山碎屑岩，可供建筑之用。1.1.7 煤田开发史及近况在井田的露头部分还有一矿、三矿等隶属于大雁矿务局的国营煤矿正在生产中。 1.1.8 原材料及水电供给情况 水源来自开采地下水，能够满足生产与生活需要；原材料以及生产生活用电均来自牙克石市。1.2 地质特征1.2.1 矿区范围内的地层情况 二矿井田附近出露的地层有中生界白垩系下龙江组、梅勒图组大磨拐河组、甘河组、伊敏组以及新生界的第四系地层。勘探区地层层序表1-1界系统组符号厚 度（m）岩 性 变 化 情 况化石种类新生界第四系海拉尔组qh3-52 上部为红色腐植土和黄色风成砂，下部为粘土和砂砾。主要含费尔干蚌中生界白垩系下 统大磨拐河组k1ym 253-750 主要为泥岩和粉砂岩，夹细、中、粗砂岩、煤层及碳质泥岩。与下部地层整合接触。 含蕨类、银杏、等植物化石。伊敏组k1d200-620 为主要含煤组，编号为： 18、22、25、34煤层。 主要含费尔干蚌，叶肢介费尔干蚌，银杏。表1-1 区地层层序表1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造大雁煤田内断层大部分是向南倾斜，与煤系地层倾向相反，造成含煤地层在平面上重复出现，沿倾斜方向呈阶梯状抬起，二矿井田属大雁煤田被f1断层抬起的北翼部分。从总体上看，二矿井田内断层较发育，构造条件属中等，断层性质均为张扭性正断层，有逢断必正的规律。经钻探与井巷揭露，本区内发育有6条大、中型断层，即f11、f12、f17、f18、f19、f20，其中f17、f18、两条断层为产状基本相似的平行断层，共同组成一个较大的断裂带，是二矿井田的北部边界断层，f19断层是井田南部边界断层，f12断层是井田东部边界断层，f11断层是井田西部边界断层。见断层发育及落差表1-2表1-2 断层发育及落差表断层名称走向落差倾角f11ne18o30-7045o-60of12ne15o30-7045o-60of17wn12o30-30045o-60of18wn11o30-30045o-60of19nw21o90-40044o-60of20ne13o30-5035o-55o1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征 本区共有4层煤，分别为18、22、25、34号煤层，总厚度33m。18号煤层：赋存不稳定，煤层厚度变化于6-9m之间，平均8.3仅有个别零星钻孔见煤点厚度大于9m，致使大于9m的块段分布零散而孤立。22号煤层：赋存稳定，煤层厚度变化于7-10m之间，平均7.8m，西部略厚于东部，仅在本区西部个别零星钻孔见煤点厚度大于10m，致使大于10m的块段分布零散而孤立。25号煤层：赋存不稳定，煤层厚度变化于5-10m之间，平均8m，仅在本区中部和西部个别零星钻孔见煤点厚度大于9m，致使大于9m的块段分布零散而孤立。34号煤层：赋存较稳定，本层在东北部和西北部与煤系基底相接，煤层厚度变化在8m左右。 根据地质资料详见图1-2图1-2 煤岩层综合柱状图1.2.4 井田内的水文地质情况 本区内岩性比较细，主要由细砂岩、粉砂岩、中砂层及煤层组成，仅有较少的砂岩，含烁砂岩。煤层和岩层的物性差异均比较明显，各岩层的密度差别较小，岩石硬度多数为中等硬度的砂岩类。详见表1-3表1-3 主要物理力学性质指标表名称容重kg/cm3孔隙度抗压强度102 kg/cm3抗拉强度102 kg/cm3变形模量102 kg/cm3弹性模量kg/cm3砺岩2.0- 2.65- 152- 100.6-0.40.6- 81- 12砂岩2.3- 2.65- 12 1- 160.4-1.50.8- 92- 9泥灰岩2.7- 2.651.6-4.2 12.730.5-2.02- 85- 9灰岩2.3-2.75- 20 5- 200.5-2.01- 95- 9页岩2.1-2.416-40 1- 100.2-1.01- 8.52- 9石英石2.25-2.70.14-0.5 15- 251.0-3.06- 306- 241.2.5 沼气、煤尘及煤的自燃性本区煤种为褐煤，燃点比较低，易风化成粉末和粉块，煤层含水分不较高，煤炭采出后堆积在一起，因湿度较大，煤堆很容易发热，当温度达到临界值时，就会发生煤的自燃。井下煤层裸露点封闭或通风不及时，也会发生煤层的自燃现象。本区煤层自燃发火期为26个月。1.2.6 煤质、牌号及用途本矿区煤层碳的含量由上往下逐渐增高，其平均含量在8491%，有机硫的含量较低，平均在0.410.63%间，一般在0.52%左右。磷的含量很低，平均在0.00320.006%间。18、22、25号煤层属于中灰分（35%），34号为低灰分煤层。煤的挥发分为23.830.48%，胶质层厚度平均值为11.214.9 m 。厚煤发热量一般大于5590千卡/kg,净煤发热量大于6200千卡/kg。根据煤心煤样的分析结果，本区煤种弱粘结煤至瘦煤都有分布，但无肥煤出现，而以气煤及焦煤类为主；上部1825号煤层以一号肥气煤为主，弱粘结煤次之；34号煤层以焦煤类之肥炭煤、主焦煤及瘦煤为主、肥气煤次之、弱粘结煤最少。本区煤有害成分含量很低，胶质层厚度大于8mm具有粘结性。1.3 勘探程度及可靠性1.3.1 对地质勘探程度的评价1.钻探工程量统计：本次钻探从2003年9月13日开工，到2006年10月结束，历时三年整，总工程量17556.58m。2.工程质量：本次勘探所使用的钻机有tbb-1200型（1台），txk-1型（2台），tk-3型绳索取芯（1台），这三种钻机设备良好，符合技术要求。第2章 井田境界 储量 服务年限2.1 井田境界2.1.1 井田周边情况大雁二矿经技术经济分析后，确定本设计井田境界为：西以大雁一矿矿界线为界，东以f12断层为界，北部以大雁三矿煤矿和地方小井矿界线为界，南部为井田边界。井田走向5.7km,倾向2.5km,井田面积约15km2。煤层平均倾角为18，视密度1.4t/m3。2.1.2 井田境界确定的依据1.要适于二矿地面环境选择井筒位置。2.以地理地形,地质条件作为划分井田境界的依据。3.划分的井田范围要为矿井可持续发展留有余地。2.1.3 井田未来发展情况该设计井田东部以f12断层为界，西以f11断层为采掘范围，随着现代化技术的进步和勘探水平的全面提高，井田范围内的储量会越来越精确，可能在更深部发现可采煤层。2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算本井田范围内计算的煤层有18、22、25、34四层煤，各煤层储量计算边界与井田境界基本一致。矿井储量是指矿井内所埋藏的数量，具有工业价值的煤炭数量。它不仅包含着煤矿在地下埋藏的数量，而且还表示煤炭的质量，反映井田的勘探程度及开采技术条件。矿井储量可分为矿井地质储量、矿井工业储量和矿井可采储量。大雁二矿工业储量是指平衡表内a+b+c级储量的总和。大雁二矿设计储量是矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量后的储量。矿井可采储量是指矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道及上下山保护煤柱后乘以采区回采率的储量。矿井可采储量的计算公式z=(zc-p) c 式中 z可采储量,mt； zc工业储量,mt； p永久煤柱损失,mt； c采区回采率,厚煤层不低于0.75；中厚煤层不低于0.8；薄煤层不低于0.85。2.2.2 保安煤柱1.各煤层在露头处留设30 m保安煤柱；2.边界断层留设40 m保安煤柱；3.井田内部断层留设30 m保安煤柱；4.河流两侧各留设25 m保安煤柱；5.地面建筑物留设50 m保安煤柱。 按以上方法计算得：工业广场煤柱损失：11.647mt；断层、地面、边界保安煤柱损失：28.1037mt；总损失量：39.7434mt；损失率： 11.25 %。2.2.3 储量计算方法1.工业储量计算计算公式如下：块段储量=块段面积平均倾角余割块段平均厚度容重。根据原杏花立井初步设计储量诸图，通过等高线块段法计算本井田工业储量为352.04mt，各煤层工业储量见表2-1可采煤层储量计算总表。2.可采储量计算 表2-1可采煤层储量总表 煤层名称工业储量（mt）设计损失量（mt）可采储量（mt）回采率a+b ca+b+c1853.214336.193489.40409.133245.15375%2254.364834.164 88.53609.340844.54875%2552.434130.650083.084110.159641.01775%3465.481225.535591.016710.56145.25675%合计225.4944126.5420352.037339.1946167.6342.2.4 储量计算的评价本设计井田的各类储量计算严格执照有关规定执行。由于二矿技术水平所限，技术人员短缺，储量计算设计所得到的各种储量与实际可能有一定的误差。2.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限2.3.1 矿井工作制度 根据2006年新的煤矿设计规范规定：1矿井年工作日按330天计算；2矿井每昼夜四班工作，其中三班进行采、掘工作，一班进行检修；3.每日净提升时间16h小时；2.3.2 矿井生产能力的确定矿井生产能力的大小主要根据煤层赋存状况、井田储量、地质条件等情况来确定，还应该考虑到当前及今后市场的需煤量。根据该井田的实际情况，初步拟定了三种矿井年生产能力方案，具体如下： 方案a：1.8mt/a；方案b：2.4mt/a；方案c：3.0mt/a；根据上述三种方案，具体选择哪一种方案，还应该根据矿井服务年限来确定。2.3.3矿井服务年限矿井服务年限计算公式如下：t=z /（ak）式中 z矿井设计可采储量，mt；a矿井生产能力，mt/a；k矿井储量备用系数，k=1.31.5； 根据本矿井实际情况，取k=1.4；依据以上拟定的矿井生产能力，服务年限的确定现提出三种方案，具体如下：方案a：1.8mt/a t=z /（ak）=23463.4 /（1.81.4）=87.4 a；方案b：2.4mt/a t=z /（ak）=23463.4 /（2.41.4）=69.6 a；方案c：3.0mt/a t=z /（ak）=23463.4/（3.01.4）=58.4 a；根据最新的煤矿高产高效技术，方案b较为合理。即：矿井生产能力为2 .4 mt/a，矿井服务年限为t=69.6 a。第3章 井田开拓3.1 概述3.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述本设计井田位于矿区东接牙克石市，西连海拉尔区，南邻巴彦嵯岗苏木，北至海拉尔河与陈巴尔虎旗相望。大雁二矿交通便利，国防公路301线在矿区北部通过，滨洲线铁路在矿区中部穿过。大雁火车站东距牙克石市17km。3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况井田开拓方式的选择应全面考虑各种因素，主要影响因素：1.地表因素：本井田属于坡丘陵地形，井田北部及中部皆为山岗地带，岗沟起伏不平。地表平均标高+630m。井田南部为穆陵组河床地带，地表平均标高+647m。2.煤层赋存情况整个井田的煤层上部标高在+630 m，下部标高在-150m，东西部分别以f12, f11断层为界。整个矿区共有四层可采煤层，即18、22、25、34号煤层，全区发育。煤层走向长度为2.5km，倾向5.7km，平均倾角在18左右。3.1.3 确定井田开拓方式的原则1.贯彻执行有关煤炭工业的技术政策,为多出煤、早出煤、出好煤、投资少、成本低、效率高创造条件要使生产系统完善、有效、可靠，在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量，利用现有的资金，节约基建工程量，加快矿井建设。2.合理集中开拓布置，简化生产系统，避免生产复杂，为集中生产创造有利条件。3.合理开发国家现有资源，减少煤炭损失。4.必须惯彻执行有关煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风系统，创造良好的条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常性保持良好状态。5要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术、新工艺，打下良好的基础。3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1 井硐形式和井口位置1.井硐形式方案比较开拓方式的选择应全面考虑各种因素，主要因素包括；井田地质和水文地质条件；煤层赋存和开采技术条件；总体设计和矿井生产能力要求等。对以上因素要综合研究，通过系统优化设计和多方案技术经济比较确定。详见开拓方案比较图3-1和3-2 图3-1 双立井开拓 图3-2 双斜井开拓（1）斜井开拓适用条件：煤层赋存较浅，垂深在250m内，煤层赋存深度为0400m，含水砂层厚度小于3050m表土层不厚，水文地质情况简单的煤层。井筒不需要特殊方法施工的缓倾斜及倾斜煤层，本井田一水平设在350m平标高，根据煤层的赋存情况不可以采用双斜井开拓。（2）立井开拓适用条件：煤层赋存深度3001000m，含水砂层厚度40450m,立井开拓的适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、等自然条件限制。技术上也比较可靠。大多数矿井都采用，当地质条件不利于平硐或斜井开拓时均采用立井开拓方式。技术评价：根据本井田的地表情况，地质构造，煤层赋存等因素，本井田煤层赋存最深-150m标高，平均煤层倾角18，经过计算采用双立井开拓。具体分析情况详见表3-1 表3-1 开拓方案经济比较表项目名称方案一（万元）方案二（万元）基建费井筒主井1475105010-4=154.9400300010-4=120副井1475105010-4=154.9400300010-4=120风井1145300010-4=343.51145300010-4=343.5井底车场80090010-4=72100090010-4=90石门开凿225080010-4=180180080010-4=144生产经营费石门运输69002.250.7=1086769001.80.7=8694主井提升10400.45=4684000.868=347.2副井提升10500.668=7023900.868=339提升设备356542总计13298.310400.72.井筒位置井口位置的选择是井田开拓的重要组成部分。在选择开拓方式的同时，就要考虑各种可能了井口位置。在本设计井田中，提出三种井筒位置方案：方案一：井筒位于井田浅部；方案二：井筒位于井田中部；经过简单的技术比较后得出：二矿井筒位于井田浅部，煤柱尺寸最小，压煤量最少，但石门很长；井筒位于井田中部时，煤柱尺寸稍大，但石门长度较短，且沿石门的运输工程量很小。大雁二矿煤层均为缓倾斜厚煤层，井田走向长度不大，倾斜长度不大，为了井下运输和保证初水平合理的服务年限出发，也应该将井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置，由此可初步确定本设计井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方。3.2.2 开采水平数目和标高采开水平的尺寸以水平垂高表示。水平垂高是指该水平开采范围的垂高。根据上述因素，本设计井田设计提出水平划分方案如下：方案1：井田划分两个开采水平；一水平标高+350 m，水平垂高300 m，二水平标高为+0 m。一水平实行上山开采，二水平上下山开采。方案2：井田划分三个开采水平，一水平标高+400 m，二水平标高+150 m，三水平标高-150 m。各水平均实行上山开采。水平储量及服务年限经济比较如下表3-2表3-2 水平划分比较表储量（mt）服务年限（a）方案一一水平69287二水平9840.9方案二一水平5824二水平5422三水平5523从该表中可知，方案二的一水平服务年限达不到规范要求的服务年限，水平储量严重不足，而方案一的水平服务年限能够满足一水平服务年限不小于25年的基本要求，储量充足，且有利于采区的接续，巷道利用率高，吨煤成本相对较低，故而采用方案一的水平划分方法，即划分两个开采水平，水平标高分别为+300 m和+0 m，一水平垂高为300 m，二水平垂高为450 m。一水平采用上山开采，二水平采用上下山开采。水平划分示意图如图3-3,3-4图3-3 两水平划分 图3-4 三水平划分3.2.3 开拓巷道的布置开拓巷道是指为全矿井、一个水平或若干采区服务的巷道，如井筒、主要石门、井底车场、运输大巷和回风大巷（或总回风道）、运输人员等。1运输大巷的布置：运输大巷用于整个开采水平的煤炭和辅助运输以及通风、排水和管线敷设，服务年限很长。煤层群开拓时，主要巷道布置方式一般可分为三类：（1）单层布置；（2）分组集中布置；（3）集中布置；现依据矿井设计生产能力及技术可行角度，特提出以下二种大巷布置方式： 方案1）：分组集中大巷布置方案2）：集中布置进行经济对比和计算，详见图3-5和3-6，经济分析比较表3-3图3-5 方案1）图3-6 方案2）表3-3 开拓方案比较特点分组集中大巷布置集中大巷布置优点1. 总的巷道工程量较少2. 生产比较集中3. 大巷容易维护，运输条件好1. 生产区域比较集中，运输条件好2. 采区巷道集中联合布置，开采程序比较简单，开采强度大3. 大巷维护容易缺点1石门长度很长2掘进工程量大1. 总的石门长度大，费用高2. 初期工程量大，建井时间长3. 有反向运输依据本井田的地质条件及煤层赋存状况：本井田共有可采煤层4层，即18、22、25、34号煤层，其中18号与22号平均间距75m,22号与25号煤层平均间距20 m，25号与34号平均间距151 m。针对上述情况，有对比表可知(2)，本井田适合于集中分组大巷布置，所以采用方案一。3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1 井硐形式和数目本设计井田采用一对立井开拓，即主井、副井。主井用以提升煤炭，副井用以提矸、升降人员、下放材料和设备及兼作进风井。3.3.2 井硐位置及坐标根据本井田的实际情况，并考虑到上述的条件，该设矿井井筒位置详见开拓示意图，其井筒井口坐标为：副井：x:538800、y:5458800主井：x:538885、y:5458860理由是：1地处一水平井田储量中央：井筒距北部边界1.2 km，南部边界1.3km，西部边界3.4km，东部边界2.1 km；2有较好的地形条件：井口处标高+630 m，地面坡度不足3，平正土方量小；3交通条件好：井口距公路 1500 m；4有较好的居民点条件：工人村距井口 400 m左右；3.3.3 水平数目及高度本井田采用多水平开拓,拟定第一水平为350 m,阶段垂高为350 m,实行上山开采.第二水平拟定标高为0 m，实行上下山开采(3)。3.3.4 石门、大巷(运输大巷、回风大巷)数目及布置1.大巷数目：由于走向短，所以没有运输大巷。2.大巷布置：大巷布置形式主要有煤层大巷、岩石大巷两种，根据大雁二矿地质综合考虑，大巷布置方式分述如下： 方案（1）：煤层大巷布置；方案（2）：岩石大巷布置；由于本矿煤层是厚煤层,年产量大，服务时间长。所以采用方（2）石门大巷布置。由于现代化生产实行高产高效连续话，本矿井运输大巷就是轨道石门大巷，运输石门为皮带运输巷道，断面如下图3-7，3-8图3-7 轨道石门断面图 图3-8 运输石门断面图3.3.5 井底车场形式的选择井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是连接井下运输和提升两个环节的枢纽，是矿井生产的咽喉。因此。本矿井高产高效，运输连续化，运煤用皮带输送机，所以井底车场选用刀式比较合理。3.3.6 煤层群的联系本设计井田煤层群开采时的联系方式是联合准备，即18、22、25号煤层组成一个统一的采准系统，34号为一个的采准系统，大巷采用分组集中布置方式。3.3.7 采区划分本设计井田走向长度不大，欲每个水平布置两个采区，按技术要求将井田沿走向划分为采区，并按一定的顺序回采，每个采区有一套生产设施，包括上下山提升、运输设备，以便独立进行生产与准备。本矿井采区走向长度不大，两翼均不超过1500m，采用上山开采(4)。采区划分如图3-9图3-9 采区划分示意图3.4 井筒布置及施工3.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护本设计矿井井筒穿过的岩层性质如下：基岩段：细砂岩 砂砾岩根据主副井围岩性质，确定主副井筒支护方式如下：主井井筒表土段：混凝土砌碹。煤层段：料石砌碹。副井井筒表土段：混凝土砌碹。煤层段：料石砌碹。3.4.2 井硐布置及装备主井为提升所用，其直径为6.5米，副井为提升矸石、运料和人员所用，其直径为6.5米。主副井都采用料石砌碹支护和混凝土锚喷，其中主井壁厚为490mm,副井壁厚为450mm,主、副井壁充填混凝土厚度为50mm。详见主副井井筒断面图。 详见图3-10副井断面图和3-11主井断面图图3-10 副井断面示意图 图3-11 主井断面示意图主井井筒：井筒直径6.5m，净断面面积33.5m2，掘进断面面积43m2井筒深度（325+300）m。井筒内装备一对16t刚性罐道立井多绳箕斗（jdg16/2504y），采用17017010mm方形方型空心型钢罐道，端面布置采用树脂锚杆固定拖架。副井井筒：井筒直径6.5m，净断面面积33.2m2，掘进断面积43m2。井筒深度（305+300）m，井筒装备两对1.5t固定式矿车600mm轨距，双层四车刚性立井多绳罐笼，担负矿井辅助提升任务，兼作进风井筒。井筒内没有钢-玻璃钢复合材料梯子间，作为矿井安全出口和井筒检修之用，并敷有排水管路三趟（一趟预备），井下消防洒水管路。另外，井筒还敷设有动力电缆、通讯讯号电缆(6)。井筒最大风速不超过下表的要求；井筒允许最大风速见表3-4表3-4 允许最大风速表井筒名称允许最大风速（m/s）无提升设备的风井16专为升降物料的风井14升降人员和物料的风井10设梯子间的风井10修理井筒时103.4.3 井筒延伸的初步意见为了保证采区正常接续和均衡生产，本矿井将延伸原主副井，从350m水平延伸至0m水平。井筒延伸方案主要有以下两种：方案1：直接延伸原有主副井；方案2：暗斜井延伸（即利用暗斜井或暗立井开拓下一水平，原有主副井不延伸）；通过对大雁二矿两种方案计算比较，并参照井筒延伸原则及本井田煤层赋存特征，初步决定采用立井延伸方案。3.5 井底车场及硐室3.5.1 井底车场形式的确定及论证二矿井下的煤通过井底车场经井筒运至地面，筛选，地面的材料和设备通过井筒、井底车场运到各个工作面。排水、通风、动力供应及人员上下等，也必须通过井底车场。根据地理特殊环境，费用最底，见效最快，本矿井采用刀式尽头式井底车场。3.5.2 井底车场的布置 存储线路行车线路布置长度1井底车场线路布置的要求二矿井底车场的线路主要由主井运输皮带道，副井进、出车线和回车线，材料车线组成，由于通过井底车场的煤种数量不同。井底车场线路布置时，应充分考虑各硐室布置的合理性。2存车线长度的确定存车线长度是煤矿井底车场设计中的重要问题，如果存车线过长，会使列车在车场内的调车时间增加，反而降低了车场通过能力，如果存车线长度不足，将会使井下运输和井筒提升彼此牵制，影响矿井生产能力。根据我国煤矿多年的实践经验，各类存车线可以选用下列长度：（1）副井空、重车线长度， 中小型矿井按0.51.0列车长；（2）调车线长度通常为1.0列车和电机车长度之和；（3）材料车线长度，中小型矿井应能容纳510个材料车；3.存车线长度的计算(1)主井空、重车线，副井进、出车线公式：l=mnlk+nlj+lf式中 l主井空、重车线，副井进、出车线有效长度，m；m列车数目，列； n每列车的矿车数，按列车组成计算确定； lk每辆矿车带缓冲器的长度， m； n机车数； lj每台机车的长数；lf附加长度，取10 m；经过计算，得l=1.5182.65+24.9+10=91.35100m(2)材料车线有效长度l=nclc+nsls式中 l材料车线有效长度，m；nc材料车数，辆；lc每辆材料车带缓冲器的长度，m；ns设备车数，辆；ls每辆设备车带缓冲器的长度，m；l=173.5+22.5=52.7m；根据实际需要，开设水泵硐室和变电所，取材料车线长60m。 (1)单开道岔非平行线路联接zdk930-7-40 =80748 =45 a=5005mm b=8025mm r=25000mm可得，m、n、h、t、k。=-=36 t=8374mm m=5156+13399sin/sin=18555mmm=23357 h=m-rcos=5482mm n=h/sin=8235mmkp=r/180=3.144525000/180=19527mm(2)单开道岔平行线路联接zdk930-7-40， =80748 a=5156mm b=8045mm r=25000mmt=1746mm m=14350mm n=m-t=12622mm(3)渡线道岔线路联接 zdk930-4-1522 =140210 a=3942mm b=4840mm l=16684mm t=2000 mm l0=9000mm求：、c=s/sin-s0/tan0.5=2995mm =tan=4233mm3.5.3 井底车场通过能力验算矿井日产原煤0.00 72mt。每日运日矸石量为0.00720.20=0.001440mt,日产掘进煤为0.0072000.06=432t。 根据矿井矸石量与掘进煤的比例（20%/6%=10/3），确定1.5t煤矸石混合列车由14辆矸石与4辆煤车组成。每列矸石车与煤车的载重之比为2.714/1.54=6.3故符合要求，日混合列车数为:（1872）/（2.714+1.54）=42.7（列） 按公式计算：n=taq/1.15t式中 n井底车场年通过能力，t；ta每年运输工作时间等于矿井设计年工作日数与日生产时间的乘积，min；q每一调度循环进入井底车场的所有列车的净载煤重，t；t每一调度循环时间,min；1.15运输不均衡系数；按公式计算： n=taq/1.15t=402mt/a通过能力富余系数为402/240=1.71。满足设计规范要求。区段划分和调度表。详见图3-12和调度表3-5图3-12 井底车场线路布置图表3-5 井底车场调度表3.5.4 井底车场主要硐室1.主井系统硐室主井设有井底煤仓装载硐室、清理散煤硐室。2.副井系统硐室副井与井底车场连接处设有马头门，中央水泵房，中央变电所，水仓及清理水仓硐室。中央水泵房与中央变电所联合布置，使供电距离缩短，水仓用人工清理，采用1.5t矿车，用罐笼提升外运。3.其它硐室其它硐室有调度室、医疗室、架线电机车库及修理间、蓄电池电机车库及充电硐室、防火门硐室、防水门硐室、井下火药库、消防材料库、人车站等。3.6 开采顺序本矿井开采顺序先采一采区，然后采二采区，要尽量避免工作面布置在应力集中区，做好采区接续，以免生产停滞带