采矿工程毕业设计（论文）-鸡西哈达煤矿1.2Mta新井设计【全套图纸】 .doc

摘 要本设计新井为鸡西哈达煤矿1.2mt/a的新井设计，共有4层设计可采煤层，平均煤厚度为2m。设计井田的可采储量为104.07mt，服务年限为61a，划分两个水平开采。井田平均走向长4500m，平均倾斜长3000m，煤层平均倾角7，属于缓倾斜煤层。本设计矿井采用双立井的开拓方式，集中大巷布置方式。共划分18个带区，其中首带区为1个，达产工作面1个。本设计带区为中二带区，大巷装车式下部车场，综合机械化采煤。年工作日为330天，采用“四、六”工作制，工作面长为200m，每刀进度为0.8m，每日割九刀。主井采用箕斗提升，副井采用罐笼提升。本井田内全部采用倾斜长壁采煤法开采关键词 可采储量 采煤工艺 倾斜开采 带区 全套图纸，加153893706 1.2mt/a hada jixi ,altogether 4 , , 2m. recoverable 104.07mt, 61 , . 4500 , 3000 , 7, . , .18, . , 1 . 2, , . 330 , 4 6, 200, 0.8 , 9 . , - . recoverable 目 录摘 要iii绪论1第一章 井田概况及地质特征11.1 井田概况11.1.1 交通位置11.1.2 地形 地势21.1.3 气象 地震21.1.4 水源及电源21.2 地质特征21.2.1 矿区内的地层情况21.2.2 地质构造31.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征41.2.4 井田水文地质情况51.2.5 沼气 煤尘及煤的自燃性51.3 勘探程度及可靠性7第2章 井田境界 储量及服务年限92.1 井田境界92.1.1 井田周边状况92.1.2 井田境界确定的依据92.1.3 井田未来发展情况92.2 井田储量92.2.1 井田储量的计算92.2.2 保安煤柱102.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限112.3.1 矿井工作制度112.3.2 矿井生产能力及服务年限11第3章 井田开拓133.1 概述133.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述133.1.2 影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况133.2 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183.2.3 开拓巷道的布置203.3 选定开拓方案的系统描述213.3.1 井硐形式和井口位置213.3.2 水平数目和标高223.3.3 开拓巷道的布置223.3.4 井底车场形式的选择233.3.5 煤层群的联系243.3.6 带区划分253.4 井硐布置及施工253.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护253.4.2 井硐布置及装备263.4.3 筒延伸的初步意见273.5 井底车场及硐室273.5.1 井底车场形式的确定及论证273.5.2 井底车场布置存和存储线路及行车线路布置长度283.5.3 通过能力计算293.5.4 井底车场主要硐室323.6 开采顺序323.6.1 沿煤层走向的开采顺序323.6.2 沿煤层倾斜方向的开采顺序333.6.3 带采区接续计划33第4章 带区巷道布置与带区生产系统344.1 带区概况344.1.1 设计带区的位置及边界范围和带区煤柱344.1.2 带区地质和煤质情况344.1.3 带区生产能力及储量及服务年限344.2 带区巷道布置354.2.1 区段划分354.2.2 带区斜巷布置354.2.3 带区车场布置354.2.4 带区煤仓形式和容量及支护364.2.5 带区硐室简介394.2.6带区工作面的接续394.3 带区准备394.3.1 带区巷道的准备顺序394.3.2 带区主要巷道的断面及支护方式39第5章 采煤方法425.1 采煤方法的选择425.2 回采工艺425.2.1 选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备425.2.2 工作面循环方式和劳动组织形式43第6章 井下运输和矿井提升456.1 矿井井下运输456.1.1 运输方式和运输系统的确定456.1.2 矿车的选型及数量466.1.3 带区运输设备的选择486.2 矿井提升系统49第7章 矿井通风安全517.1 矿井通风系统的确定517.1.1 概述517.2 风量计算与风量分配517.2.1 风量计算517.2.2 风量分配537.2.3 风量的调节方法与措施537.3 矿井通风阻力计算537.3.1 确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力537.3.2 矿井等积孔计算547.4 通风设备的选择557.4.1 主扇的选择计算557.4.2 反风措施567.5 矿井安全生产措施56第8章 矿井排水598.1 概述598.2 矿井主要排水设备598.2.1 排水方式与排水系统简介598.2.2 主排水设备及管路的选择计算59第9章 技术经济指标63结 论65致 谢 辞66参考文献67附录 169附录 27357绪论首先，这次设计是对所学大学知识的考核与运用，其次是利用设计与理论相结合，这也是深入向实际学习的过程，毕业设计是大学四年教学过程中最后一个阶段，这一阶段也是对我们知识能力进行综合性的梳理和锻炼，毕业设计培养我们理论联系实际的能力，树立良好的工作作风，同时也对所学专业知识的深入理解，精心绘图，计算能力的提高，有很大帮助，与此同时也是对煤矿开采学 煤矿安全规程通风安全学等煤炭工业方针、政策的资料有了时宜一步的了解。通过3个月的毕业设计,我们能够发现对所学专业知识掌握的不足,纠正某些知识点的错误,从进加深对所学专业知识的深入理解。同时毕业设计也是对我们个人掌握情况的分析,解决问题的思路,培养我们实事求是的科学态度和严谨的工作作风,为以后的工作打下坚实的基础。第一章 井田概况及地质特征1.1 井田概况 1.1.1 交通位置图1-1 交通位置图本矿井位于黑龙江省鸡东县内。勘探区内公路四通八达,南部有林口至密山铁路线,国家级公路方虎线。通往哈达矿有铁路专用线,距牡密线的哈达站，公路可通鸡西，密山，交通较为方便。 1.1.2 地形 地势本设计矿井哈达煤矿地处完达山与老爷岭结合部,地表为丘陵地带.西部玄武岩覆盖,地势偏高,往东地势渐平,多为农田。地面最大高差约100m。 1.1.3 气象 地震本区处中温带湿润区,属大陆性多风气候, 区内由11月至翌年4月为冻结期，冻结深度为1.5至2.0m，最高气温在零上27至31，最低气温在-29至-34。年平均降水量533.3mm，季内最大降水量312.5mm。无汛期。 1.1.4 水源及电源哈达矿区使用地下水，并且能够自我满足。该矿的用电是由自鸡西市提供。1.2 地质特征 1.2.1 矿区内的地层情况本设计煤田沉积地层的古老基底为元古界麻山群的古老变质岩系和混合岩系，厚度10600米，其盖层厚度为38409230米，其中中生界侏罗系煤系地层厚度8503600米，新生界第三系陆相沉积670750米和玄武岩（喷发所形成的盖层）70250米，新生界第四系沉积及玄武岩（喷发所形成的盖层）40150米。勘探区地层层序表如表1-1。表1-1 勘探区地层层序表界系统群组接触关系地层厚度m新生界第四系全新统q4冲积层q4整和整和整和1-20第三系上新统n2玄武岩0-40元古界麻山群ptms变质岩系1500 1.2.2 地质构造鸡西煤盆地的古构造轮廓受近于南北向压应力的影响，大体上可分为二组：一是在古背斜轴部发育一条逆冲断裂称平麻断裂，将鸡西煤盆地的基底分成了中间凸起，走向近东西的南北两个凹陷盆地。二是北西方向的剪切断裂。侏罗纪晚期，含煤地层形成。在煤田形成之后，南北向压力进一步加强，使东西向褶皱和北东、北西断裂进一步发展，形成了煤田的今日构造形态。哈达矿区位于鸡西煤盆地北部条带的东端，地层走向近东西、倾向南、单斜。矿区所涉及的断层分述如下： f1:位于勘探区西部，走向ne20，倾向nw10，倾角80，落差420450m。f2:为勘探区东部断层，走向nw20ne5，大致为南北弧形，向东倾斜，倾角75。 f3:位于勘探区东北部，走向nw15，倾角25，落差在05m之间。 1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征本设计矿井煤层都赋存在穆棱、城子河两个含煤组中，地层总厚度1110m，主要可采煤层发育在城子河组地层中，本次报告以城子河含煤组为主。主要可采层： 28#、30#、36#、37#、四层。本区城子河组地层，含煤性好，主要可采层总厚8m，煤层最大总厚度10m，地层总厚度700m，含煤系数2.28%。本区煤层发育较稳定，标志层清楚，物性特征明显，煤岩层对比可靠。可采煤层特征如下：28号煤层：全区发育且稳定，为本区主要可采层，煤层结构简单，厚度较大，煤质较稳定，肉眼鉴定为半亮半暗型、块状。煤层厚度1.782.22m，平均厚度2.0m，顶板粉砂岩，底板粉砂岩，下距30号煤层约20m。30号煤层：全区发育稳定，本区主要可采层。顶板中砂岩，地板为中砂岩。煤层厚度2.12.3，平均厚度2m，下距36号煤层约为20m。36号煤层：全区发育，较稳定。煤层厚度1.82.4m，平均厚度2m。煤层顶板为中砂岩，底板为粉细砂岩，下距37号煤层约为20m。37号煤层：全区发育较稳定，煤层厚度1.852.15米，平均厚度2.0米。煤层顶板为中砂岩，地板为粉砂岩。本区内岩性较细，主要由粉砂岩、细砂岩、粉细互层、中砂层及煤层组成，仅有较少的粗砂岩，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。 1.2.4 井田水文地质情况冲积孔含水层：分布在河流两面岸，成狭长条带状相等距离的由东往西分布排列，宽为50120m。西部：哈达河冲积层一般814m，富水性强，渗透系数为35.88m/d，单位涌量为6.34m3/h。部分地段由于表土复盖较薄，仅0.51m，且含水层直接受地面水的补给，因次地下水呈自由水出现。东部：自长山沟以东厚1.54.5m，含水性弱，渗透系数为0.0091.802m/day，单位涌量为0.10.122m3/h，由于表土复盖较厚，25.5m，对降水的补给与渗透起到到控制作用，使地下水呈承压水出现。地下水补给来源主要是大气降水和冲积孔含水层水，水力性质呈潜水状态，对浅部矿井充水造成良好条件。构造裂隙含水带：埋藏于风化裂隙含水量水带之下，两者为渐变过渡关系，呈承压水，据简易水文，抽水及矿井调查证实，此带含水性弱，岩芯较为完整，在60m以上冲洗液消耗不大于0.35m3/h，以下则不大于0.15m3/h，随着深度的增加涌水量则显著减少。矿井涌水量一般为88.88 m3/h最大涌水量为278.88m3/h。本井田无历史涌水事故。 1.2.5 沼气 煤尘及煤的自燃性本矿属于低瓦斯矿井，相对涌出量在9m3/t以下。随着开采深度的延伸，瓦斯涌出量无明显增大。本矿开采煤层都属于低沼气煤层。本矿区内的煤层是由高等植物所形成的腐植煤，其肉眼煤岩成份主要是亮煤、暗煤、镜煤、丝炭较少，黑色光亮内生裂隙发育，质脆，黑色条带状，层状结构，其煤岩类型多为光亮型、半亮型和半暗型；镜下鉴定为煤岩组成多是凝胶物质体，色鲜红以镜煤煤化物质为主树脂胶体占次要地位，矿物杂质少见。原煤灰分变化较大，一般在20.15至31。净煤灰分一般在10左右，胶质层厚度在13.0至18.5mm，粘结指数g在7585%之间，原煤分析基高位发热量为58006400千卡规律，精煤挥发分一般在32%左右，硫含量在0.220.37之间。磷含量一般在0.0030.014之间。是低硫、低磷的1/3焦煤。主要工业用途以冶金用煤为主，火电厂作动力用煤次之。图1-2 煤岩层综合柱状图1.3 勘探程度及可靠性1. 钻探工程量统计：本次钻探从1991年9月13日开工，到93年结束，历时三年整。施工钻孔是7个，竣工16个，总工程量17，557.58米，超千米孔14个。本次勘探竣工钻孔16个，全部按煤炭部落1987年12月颁发的确煤田勘探钻孔工程质量标准进行验收。91年前竣工钻孔参加了东煤公司的复查，92年后施工的钻孔本队验收。如表1-3所示。验收成果：特级孔2个，甲级孔6个，乙级孔5个，丙级孔3个，特、甲、乙级孔层12层，不合格层20层，优质合格层率为72.6%。测井验收66层，均为优质层，优质层率100%。如表1-4，表1-5所示。表1-4 钻孔质量评级表级别数 量项目特级甲级乙级丙级特甲乙级孔率合计钻探354381.315测井8710015表1-5 煤层见煤点评级表级别数目项目优质合格不合格优质合格层率合计钻探孔41122072.673电测孔6610066表1-3 钻探工程量统计表线号孔号终孔深度钻机层位钻孔型号钻孔质量备注1091-111735532下tk-1乙1091-21049.0723 下txb-1000乙1191-31027721下废运输巷漏水未计工程总量1291-410528935下txb1000丙1291-511468035下tk-1乙1391-611437239下tk-1甲1391-79759435下tk-1甲2091-810212438下txb-1000乙1891-911930135下tk-1乙2091-1011411639下tk-1甲1491-1110065035下txb-1000丙1491-1212205639下tk-1特2091-1311211435下tk-1甲1791-1410249336下txb-1000丙第2章 井田境界 储量及服务年限2.1 井田境界 2.1.1 井田周边状况本井田的境界仍为：北以y：5024000、南以y：5021000为界，东以x：427000、西以x：431500。 2.1.2 井田境界确定的依据1.要适于选择井筒位置，合理安排地面生产系统和各建筑物；2.理地形、地质条件作为划分井田境界的依据；3.井田要有合理的走向长度，以利于机械化程度的不断提高；4.划分的井田范围要为矿井发展留有空间。 2.1.3 井田未来发展情况该井田南部与哈达矿相邻，随着技术的进步和勘探水平全面的提高，井田范围内探明储量会越来越精确。可能在更深部发现可采煤层。2.2 井田储量 2.2.1 井田储量的计算本矿井的煤层为28#、30#、36#、37#四层，各煤层与井田境界基本一致。矿井储量是指矿井内所埋藏的具有工业价值的煤炭数量。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。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。井田储量=井田面积煤层总厚度容重/cos为煤层平均倾角计算得zc=542500001.32(2.02.02.02.0)/ cos7=143.637279mt。 2.2.2 保安煤柱按照保护煤柱的设计原则：(1)在一般情况下，保护煤柱应根据围护面积边界和移动角值进行圈定。(2)立井保护煤柱应按其深度，用途，煤层赋存条件和地形特点留设，立井深度大于或等于400米的以边界角圈定，小于400米的以移动角圈定。 (3)当受保护边界与煤层走向斜交时，应该根据基岩移动角求垂直于围护边界方向的上山方向移动角和下山方向移动角，然后再确定保护煤柱。(4)地面受保护面积包括受保护对象及周围的保护带。本设计矿井依据煤矿安全规程，留设保安煤柱如下：1. 河流两侧各留设15m宽围护带；2. 边界断层留设30m50m保安煤柱；3. 井田内部断层留设30m保安煤柱；4.地面建筑物留设15m宽围护带；5煤层大巷两侧煤柱各宽50100m。按以上方法计算得：工业广场煤柱损失：199.57万吨；断层、地面、边界保安煤柱损失：1832.8万吨；开采损失量：2601.925万吨。 图2-2井田储量块段划分2.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限 2.3.1 矿井工作制度根据煤炭工业矿井设计规范规定：（1）矿井年工作日按330d计算；（2）每日净提升时间16t。 2.3.2 矿井生产能力及服务年限1.根据设计规范，矿井的设计生产能力大型矿井：1.2、1.5、1.8、2.4及以上（mt/a）；中型矿井: 0.45、0.6、0.9（mt/a）；小型矿井：0.15、0.21、0.3（mt/a）；2.矿井设计生产能力方案比较本矿井已查明的工业储量为143.637279mt,，估算本井田内工业广场煤柱，境界煤柱等永久煤柱损失量占工业储量的12.8%，各可采层均为中厚煤层，按矿井设计规范要求确定本矿的采区采出率为80%，由此计算确定本井田的可采储量为104.077mt。根据地质报告的资料描述，煤层储量适中，地质构造比较简单，煤层生产能力大以及煤层赋存深等因素，初步决定采用中型矿井设计。并初步确定三个方案，即矿井生产能力为0.60mt/a，0.90mt/a，1.20mt/a和1.50mt/a，三个方案，分析论证如下： 在划定的井田范围内，当矿井生产能力a一定时，可计算矿井的设计服务年限p：p=z/ak （1）式中， p为矿井设计服务年限，a；z井田的可采储量,mt；a为矿井生产能力,mt/a；k为矿井储量备用系数，一般取1.4，地质条件复杂的矿井及矿区总体设计可取1.5，地方小煤矿可取1.3。计算得：p1= z/ak =104.077/1.410.9=83a；p2= z/ak =104.077/1.411.2=61a；p3= z/ak =104.077/1.411.5=49a；p1=83a ；p2=61a；p3=49a；新建矿井及其第一开采水平的设计服务年限，不宜小于表2-2 的规定；表2-2 新建矿井设计服务年限矿井设计生产能力(mta)矿井设计服务年限(a)第一开采水平设计服务年限(a)煤层倾角25煤层倾角2545煤层倾角4560及以上7035-30506030-12245025201515 0450940201515经与煤炭工业矿井设计规范和采矿设计手册相核对，在煤层倾角7，并确定61a为比较合理的服务年限，即本矿井的生产能力为1.20mt/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矿井哈达煤矿与杏花煤矿相邻，哈达煤矿主要是以主副立井开拓为主。 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，主要因素包括：（1）煤层赋存和开采技术条件；（2）井田地质和水文地质条件（特别是表土层情况）；（3）施工技术和设备条件；（4）技术装备和工艺系统条件；（5）地形地貌和地面外部条件；（6）总体设计和矿井生产能力要求等。对于以上各种因素要综合研究，通过系统优化和多方案技术经济比较后确定。本井田属于平原地形，地表平均标高+200m。整个井田的煤层上部标高在+100m，下部标高在-400m。整个矿区共有四层可采煤层，即28#、30#、36#、37#，全区发育。煤层走向长度为4.5km,倾向6km。本井田煤层系缓倾斜中厚煤层，平均倾角在7左右。3.2 矿井开拓方案的选择 3.2.1 井筒形式和井口位置（一）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：1井田地质和水文地质条件；2施工技术和设备条件；3煤层赋存和开采技术条件；4地形地貌和地面外部条件；5技术装备和工艺系统条件； 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。1. 主副斜井开拓斜井与立井相比有如下优点：（1）井筒装备和地面建筑物少，不用大型提升高备，钢材消耗量小。（2）井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，地面工业建筑，井筒装备，井度车场及硐室都比投资少。（3）胶带输送机提升增产潜力大，改扩建比较方便，容易实现多水平生产，并能减少井下石门长度。 缺点：（1）在自然条件相同时，斜井要比立井长得多。（2）由于斜井较长，沿井筒敷设管路，电缆所需的管线长度较大。（3）围岩不稳固时，斜井井筒维护费用高，采用绞车提升时，提升速度低，能力小，钢丝绳磨损严重，动力消耗大，提升费用高，当井田斜长较大时，采用多段绞车提升，转载环节多，系统复杂，更要多占用设备和人力。（4）斜井通风风路较长，对瓦斯涌出量大的大型矿井，斜井井筒断面小，通风阻力过大，可能满足不了通风的要求，不得不另开专用进风或回风的立井并兼做辅助提升。当表土为富含水的冲积层或流砂层时,斜井井筒掘进技术复杂,有时难以通过。 适用条件 ：煤层赋存较浅，垂深在200米以内，煤层赋存深度为0500米，含水砂层厚度小于2040米，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。技术评价：本井田一水平设在-250水平标高，根据煤层的赋存情况不可以采用双斜井开拓。见图3-1。2. 主副立井开拓优点： （1）机械化程度高，易于自动控制。（2）井筒为圆形断机结构合理，维护费用低，有效断面大通风条件好，管线短，人员升降速度快。（3）立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利。适用条件：煤层赋存深度2001000m，含水砂层厚度20400m,立井开拓的适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件限制。技术上也比较可靠。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。见图3-2。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-400m标高，平均煤层倾角7，满足采用双立井开拓，故此方案在技术上也可行。除与上面相同的特点以外，本设计开拓形式是考虑了井筒的不同形式。见表3-3。表3-3 开拓方案经济比较表项目名称方案一（万元）方案二（万元）井筒主井2670105010-4=280.35350300010-4=105副井800105010-4=84350300010-4=105风井330300010-4=99350300010-4=105图3-1 斜井开拓图3-2 立井开拓井筒形式选择立井井筒开拓。由于立井井筒的适应性很强，具有通过复杂地质地段的能力强，提升能力大，机械化程度高，易于自动控制，维护费用低，有效断面大，通风条件好，管线短，物料和人员升降速度快等优点。2.井口位置：井口位置与开拓方式要相互协调，经综合比选后择优确定，特别是提、运煤炭的主井位置还要与地面生产系统、工业广场布置相匹配，需要综合考虑的主要因素和原则如下：（1）井下条件 井筒应尽量避开或少穿地质及水文复杂的地层或地段；勘探程度及初期工程量。在井田走向的储量中央或靠近中央位置，使井田两翼可采储量基本平衡；（2）地面条件井口及工业场地位置必须符合环境保护的要求；井口位置要与矿区总体规划的交通运输、供电、水源、居住区、辅助企业等的布局相协调，使之有利生产、方便生活。井筒位置应选在比较平坦的地方，并且满足防洪设计标准；工业场地不占或少占用良田；井口要避开地面滑坡、岩崩、雪崩、泥石流、流砂等危险地区；在本设计井田中，井筒沿走向的有利位置应在井田的中央，因为井田走向被断层f1，f2分成三个等块。当井田储量呈均匀分布时，应在储量分布的中央，在此开成两翼储量比较均衡的双翼井田，应尽量避免井筒偏于一侧，造成单翼开采的不利局面。已确定井口位于井田走向方向的中部，但倾斜方向还不能确定，于是提出三种沿井田倾斜方向的井筒位置方案：方案一：井筒位于井田浅部，如图3-4。方案二：井筒位于井田中部，如图3-5。方案三：井筒位于井田深部，如图3-6。图3-4 井筒位于井田浅部图3-5 井筒位于井田中部图3-6 井筒位于井田深部（3）经过简单的技术比较后认为：本井田煤层均为缓倾斜中厚煤层，井田走向长度不大，但倾斜长度较大，从有利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；井筒位于井田浅部，煤柱尺寸最小，压煤最少，但石门最长；井筒位于井田深部，煤柱尺寸最大，压煤量最大，且初期工程量大，石门也较长，但对于开采井田深部煤层及井通延伸有利；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也小。 3.2.2 开采水平数目和标高本设计井田的煤层倾角平均7度，属于缓倾斜煤层。所以一般由浅到深开采。井田一般可以一个水平开采，也可以多个水平开采。每个水平都有独立的运输大巷和井底车场为之服务。随着时间的流逝，科技不断的在发展，现在煤矿不断提高井下的机械化程度，从而向高产高效的方向发展。这就要求工作面和采区及水平的走向及倾斜尺寸。本设计井田水平标高的确定主要考虑了以下几个因素：1.合理的水平服务年限；2.煤层赋存条件及地质构造；3.生产成本；4.水平接替井底车场及其主要硐室的位置应尽量处于较好的岩层内。根据上述因素，本设计井田设计提出水平划分方案如下：方案一：井田划分两个开采水平；一水平运输标高-150m，上下山开采，水平垂高400m，二水平运输标高为-300m，下山开采。如图3-7。方案二：井田划分三个开采水平，一水平标高-100m，二水平标高-250m，三水平标高-400m。如图3-8。各水平均实行上山开采，水平储量及服务年限如表3-9。图3-7 方案一图3-8 方案二表3-9 水平划分比较表可采储量（mt）服务年限（a）方案一一水平50.45743二水平22.48118方案二一水平30.23826二水平25.22721三水平17.47314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，一水平标高分别为-275m和-475m，一水平垂高为550m，二水平垂高为250m。一水平采用上下山开采，二水平采用单下山开采。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、井底车场、主要石门、运输大巷和回风大巷、主要风井等。1.开拓巷道的布置运输大巷为整个开采水平服务，它的服务年限比较长。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。方案一：分组集中运输大巷，如图3-10。方案二：集中运输大巷，如图3-11。图3-10 分组集中运输大巷图3-11 集中运输大巷方案一的优点是巷道工程量较少，带区巷道分组联合布置，易维护。缺点是掘进工程量大，门长。方案二的优点是生产区域集中，运输快。带区巷道集中联合布置，开采程序比较灵活，开采强度大。缺点总石门长度大。初期工程量大，建井时间长。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3层，即28#、30#、36#、37#，这四层煤的平均间距都是20m左右。针对上述情况，有对比表可知，本井田适合于集中大巷布置，所以采用方案二。3.3 选定开拓方案的系统描述 3.3.1 井筒形式和井口位置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。井口位置确定理由:（1） 地处井田储量中央偏上，井筒距北部边界1km，南部边界2km，东部边界2.25km，西部边界2.25km。（2）有较好的地形条件：井口处标高+200m。确定井筒坐标为：主井井口坐标为：xa：429200，ya：5023100，za：+200副井井口坐标为：xb：429150，yb：5023150，zb：+200主井井口标高为+200m，副井井口标高为+200m，拟定二水平为井筒最终水平。主井井深380m，副井井深370m，两井筒中心线间距为50m，主井井筒直径6.5m，副井井筒直径6.5m，均采用整体式混凝土井壁，井壁厚度450mm。 3.3.2 水平数目和标高本井田采用多水平开拓,拟定第一水平为-150m,本井大部分采区的煤层浅部标高在+100,一水平垂高为400m,实行上、下山开采。第二水平标高为-300m，实行仰俯斜开采。 3.3.3 开拓巷道的布置 1.大巷数目：一条运输大巷、一条回风大巷。2.布置：一种是布置在岩石中，另一中是布置在煤层中。（1） 煤层大巷：掘进费用低，并且掘进速度快，建设期间短，早出煤，早投产，节省投资以及能够起到探煤的作用。缺点不易维护，维护费用高。巷道瓦斯涌出量大。下列情况宜布置煤层大巷：单独开拓的薄煤层或中厚煤层；煤层群中相距较远的单个薄煤层或中厚煤层，走向不大，资源/储量有限、服务年限短的；煤层群（组）下部的薄及中厚煤层中开集中大巷的；煤质坚硬，围岩稳定，维护简单，费用不高的煤层；煤系底部有强含水层或富含水的岩溶时，不宜布置底板大巷的；煤层坚硬而顶板松软或膨胀，难以维护的。（2） 岩石大巷：优点很多，如维护条件好，维护（3） 费用低。可不留或少留护巷煤柱，煤的损失少，安全条件好，受煤和瓦斯突出以及自燃发火影响较小。缺点主要为岩石工程量大，掘进速度慢，投资费用高，建设工期长。综上所述，在本设计井田中，由于28#、36#、36#、37#煤层间距小，可布置在岩层中。大巷与石门服务年限较长，运输能力要求大，所以大巷和石门的断面和支护设计基本相同，断面尺寸详见断面图3-4：图3-12大巷和石门断面图 （mm） 3.3.4 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。1.设计依据（1） 矿井地面及井下生产系统的布置方式；（2） 矿井主要运输巷道的运输方式；（3） 井开拓方式；（4） 矿井瓦斯等级及通风方式；（5）各种硐室有关的资料；2.设计要求：（1）场线路不止应该结构简单，运行及操作系统安全可靠，管理使用方便，布局合理，注意节省工程量，便于施工和维（2）护井底车场的巷道和硐室，在其所在范围内应该留设相应的保安煤柱。（3）井底车场设计时，应该考虑到增产的可能性；（4）井底车场富裕通过能力，应大于矿井设计生产能力的30%；（5）应该考虑主、副井之间施工时便于贯通；3.立井井底车场的基本类型：（1）折返式：梭式、尽头式（2）环形式：立式、斜式、卧式；4.井底车场形式选择：（1）保证矿井生产能力，有足够的富裕系数，有增产的可能性；（2）当大巷或石门与井筒的距离较大时，能够布置下存车线和调车线，可选择立式井底车场；（3）操作安全，符合有关规程、规范；（4）施工方便，各井筒间、井底车场与主要运输巷道间能迅速贯通，缩短建井工期；（5）调车简单，管理方便，弯道及交岔点少；综上所述，本设计矿井初步拟订的井田井底车场形式为环形卧式车场。 3.3.5 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28#、30#、36#、37#煤层组成一个统一的采准系统，准备巷道为四煤层共用，大巷采用集中布置方式。煤层倾角一般在7左右。本设计带区斜巷为反倾斜布置，四层煤由这条反倾斜巷道串联起来。带区运输入风斜巷和带区运料回风斜巷倾角相同、层位相同，从而保证了每层煤仰、俯斜工作面采止线能顺畅地接近，避免了在采止线附近维护采空区巷道。带区斜巷倾角均取最佳角度24。带区运输入风斜巷和带区运料回风斜巷一般是平行交替布置，它们之间的间距是一个工作面的长度。带区运输入风斜巷在类似位置也有一回风联络巷，其功能是在带区运输入风斜巷仅担负掘进任务时为掘进工作面回风；当带区运输入风斜巷担负运输、入风和掘进任务时，回风联络巷中的风门关闭，分带运输巷的掘进工作面的回风与回采工作面串联。 3.3.6 带区划分本设计井田走向长度4.5km，倾长3km，井田被三条断层给分成四部分。本设计矿井采用倾斜长壁采煤法。因各煤层的倾角都小于12，且煤层赋存稳定，构造简单，煤层厚度为2.0米左右，顶底板良好。采用倾斜长壁采煤法比走向采煤法多很多优点，可以节省大量开采费用。采用倾斜长壁采煤法的矿井内的划分一般是条带式、带区式和盘区式。由于条带式和盘区式巷道布置方式其工程良大，所以采用带区巷道布置。带区是指能共用一个带区煤仓的所有煤层的所有工作面所组成的区域。 因为采用带区式巷道布置，所以采用带区划分，在断层划分出四部分，划分出了七个带区。详见带区划分示意图3-13。图3-13 带区划分示意图3.4 井硐布置及施工 3.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护该设计井田所使用的开拓方案是主副立井开拓方式。两个井硐所穿过的岩石大部分是粉砂岩，其中一部分是中砂岩。根据井硐特征及装备的情况，还有井硐附近的地质和水文地质资料。对本设计矿井井硐支护形式采用整体灌注法。它的优点是整体性好，强度大。防水性能好。便于机械化，施工方便，劳动强度低。所以本设计井筒支护形式为：混凝土整体灌注式，主副井井壁厚度均为450毫米。 3.4.2 井硐布置及装备本设计井田的井筒断面布置要符合煤矿安全规程煤炭工业矿业设计规范，对通风、运输、管线布置的要求，满足施工需要；要有利于井筒检修、维护、清扫和人员通行安全；合理使用断面空间，减少井筒工程量；当提升容器发生掉道或跑车事故，对井筒中各种管线或其他设备的破坏减小到最低程度。主井径为6.5米，副井直径为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450mm，副井壁厚为500mm，主、副井壁充填混凝土厚度为50mm。如图3-6，3-7。图3-6 主井断面图 单位（mm）图3-7 副井断面图 单位（dm） 3.4.3 筒延伸的初步意见为了保证采区正常接续和均衡生产，本矿井将采用延伸原主副井，从-150水平延伸至-250水平。延伸原主副井的优点可以充分利用原有设备和设施，提升系统简单，转运环节少，经营费用低，管理方便；它的不足的地方是原有井筒同时担负生产和延伸任务，施工和生产相互干扰，接井技术难度大，矿井将短期停产；延伸两个井筒的施工组织复杂，延伸后提升长度增加，提升能力下降；3.5 井底车场及硐室 3.5.1 井底车场形式的确定及论证井底车场形式的确定应该根据井田地质条件、井型大小、井田开拓方式、大巷运输方式、地面布置及生产系统等因素来选择。该矿井井底车场形式的选择依据如下：（1）该矿井设计生产能力为1.2mt/a，年工作日330d，实行四六工作制，每日净提升16小时；（2）矿井采用双立井开拓方式，两个开采水平，集中大巷布置，两翼来煤量基本相等；（3）主要运输大巷采用3t底卸式矿车运输，由一台10t架线式电机车牵引。卸载时，机车通过卸载站。辅助运输和掘进煤采用1.5吨固定式矿车。一台10t架线式电机车牵引。（4）本设计矿井属于低瓦斯、低涌水量矿井；综合以上所述，结合设计要求，经分析比较后，本设计矿井拟选用3.0t底卸式矿车环形卧式井底车场。 3.5.2 井底车场布置存和存储线路及行车线路布置长度1.井底车场线路布置的要求（1）为保证运行安全，应尽量避免在曲线巷道顶车，机械推车需布置在直线段上；（2） 井底车场线路布置时，应充分考虑各硐室布置的合理性；（3）线路布置要有利于通风；（4）井底车场的线路主要由主井空、重车线，副井进、出车线和回车线组成，由于通过各个井底车场的煤种数量不同，其各线路的数目和长度亦相应不同。（5）井底车场的线路工程量小；（6）尽量减少道岔和交岔点；（7）底卸式矿车的井底车场设计要注意调头问题。2存车线长度的确定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）大型矿井的主井空、重车线长度各为1.52列车长；（2）副井空、重车线长度，中型矿井按11.5列车长；（3）材料车线长度，大型矿井应能容纳1520个材料车；3.存车线长度的计算主井空、重车线，副井进、出车线：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，得主井l=1.516（3.68+0.2）+14.5+10=107.62m，材料车线有效长度l=nclc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；l=nclc=152.2=33 m； 3.5.3 通过能力计算1.井底车场线路布置图3-15和调度表见下表3-16。2.矿井日产原煤0.3637万吨，日产掘进煤为36370.05=181.8t，3t底卸式矿车日运煤量为36370.94=3418.78t。3t底卸式矿车列车数为3418.78/（315）=76列。每日运矸石量为36370.15=545.45t ，1t箱式矿车列车数为545.45/（134）=16列。每日进入井底车场的3t底卸式矿车数与1t煤矸列车数之比为76/16=5：1，每一调度循环时间为39分，列车进入井底车场平均间隔时间为39/5=7.5分，列车在井底车场平均运行时间为7