采矿工程毕业设计（论文）-七台河精煤集团公司新建一矿2.4Mta新井设计【全套图纸】 .doc

摘 要本设计矿井为七台河精煤集团公司新建一矿2.40mt/a新矿井设计，共有5层可采煤层，分别为82#、85#、87#、90#、91#煤层， 煤层总厚度为10米。煤层工业牌号为1/3焦煤，设计井田的可采储量为270.7mt，设计服务年限为80.0年。本矿井设计采用双立井开拓方式，划分为两个水平，三个工作面达产。大巷采用10吨架线式电机车牵引5吨底卸式矿车运输，采煤方法为倾斜长壁采煤法采煤，综合机械化回采工艺，顶板处理方法为全部跨落法。关键词 开拓 开采水平 分组集中 走向长壁 全套图纸，加153893706abstractthe design is the qitaihe coal mining group no.1coal mine of xinjian new well of 2.4mt/a. having totally 5 workable coal seams, distinguishing to82#,85#,87#,90#,91#.the thickness of the coal seam is 10rice.coal seam industry card number is 1/3 coal,design the usable reserves of well farmland is 270.7 mt, design service time limit as 80.0 years.this coal mine design the adoption regard the well of as to synthesize to expand the way mainly, dividing the line to two levels. the big lane conveyance adopts 10 ton a line type electrical engineering cars lead 5 ton bottom unload type mineral cars transport.adopting coal method as the alignment long the wall adopts the coal method. synthesizing the mechanization return to adopt the craft.a plankhandles method as to across to full caving method.key words expands the level the cent the set concentrates alignment long wall 目 录摘 要iabstractii绪论7第 1 章 井田概况及地质特征81.1 井田概况81.1.1 交通位置81.1.2 地形 地势81.1.3 气候 地震91.1.4 水源及电源91.2 地质特征91.2.1 矿区内的地层情况91.2.2 地质构造101.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征111.2.4 岩石性质 厚度特征121.2.5 井田水文地质情况121.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性121.2.7 煤质 牌号及用途121.3 勘探程度及可靠性13第2章 井田境界 储量 服务年限142.1井田境界142.1.1、井田周边情况142.1.2、井田境界确定的依据142.1.3、井田未来发展情况142.2 井田储量142.2.1、井田储量的计算142.2.2、保安煤柱142.2.3、储量计算方法152.2.4、储量计算的评价162.3矿井工作制度、生产能力、服务年限162.3.1、矿井工作制度162.3.2、矿井生产能力的确定162.3.3、矿井服务年限16第3章 井田开拓173.1 概述173.1.1、井田内外及附近生产矿井开拓方式概述173.1.2、影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况173.2 矿井开拓方案的选择173.2.2、开采水平数目和标高193.2.3、开拓巷道的布置213.3 选定开拓方案的系统描述243.3.1、井硐形式和数目243.3.2、井硐位置及坐标243.3.3、水平数目及高度253.3.4、石门、大巷(运输大巷、回风大巷)数目及布置253.3.5、井底车场形式的选择263.3.6、煤层群的联系273.3.7、带区划分273.4 井筒布置及施工283.4.1、井硐穿过的岩层性质及井硐维护283.4.2、井硐布置及装备283.4.3、井筒延伸的初步意见3035 井底车场及硐室303.5.1、井底车场形式的确定及论证303.5.2、井底车场的布置、存储线路、行车线路布置长度313.5.3、通过能力计算323.5.4、井底车场主要硐室333.6 开采顺序343.6.1、沿煤层走向的开采顺序要说出从井田中央向井田两翼由近及远开采343.6.2、沿煤层倾斜方向的开采顺序343.6.3、带区接续计划34第4章 带区巷道布置与带区生产系统364.1带区概况364.1.1、设计带区的位置、边界、范围、带区煤柱364.1.2、带区地质和煤质情况364.1.3、带区生产能力、储量及服务年限364.2 带区巷道布置364.2.1、区段划分364.2.2、带区斜巷布置374.2.3、带区煤仓形式，容量及支护374.2.4、带区硐室简介394.2.5、带区工作面的接续394.2.6、带区下部车场布置404.3 采区准备424.3.1 、带区巷道的准备顺序424.3.2 、带区主要巷道的断面及支护方式42第5章采煤方法435.1 采煤方法的选择435.2 回采工艺435.2.1、选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备435.2.2、工作面循环方式和劳动组织形式44第6章 井下运输和矿井提升466.1 矿井井下运输466.1.1 运输方式和运输系统的确定466.1.2 矿车的选型及数量466.2 矿井提升系统486.2.1 矿井主提升设备的选择及计算48第7章 矿井通风安全497.1 矿井通风系统的确定497.1.1、概述：497.1.2、矿井通风系统的确定497.1.3、主扇工作方式的确定497.2 风量计算与风量分配507.2.1、矿井风量计算的规定507.2.2、风量计算507.2.3、风量分配527.2.4、风速的验算527.2.5、风量的调节方法与措施547.3 矿井通风阻力计算557.3.1、确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力557.3.2、矿井等积孔计算557.3.3、主扇的选择计算567.4 矿井安全生产措施577.4.1、预防瓦斯爆炸的措施577.4.2、预防煤尘爆炸的技术措施587.4.3、水患的预防措施587.4.4、火灾的预防措施587.4.5、其他事故的预防59第8章 矿井排水608.1 概述608.1.1、矿井水来源及涌水量608.1.2、对排水设备的要求608.2 矿井主要排水设备618.2.1、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64参考文献：66致 谢67附录68附件1：中文资料论文69附件2：外文翻译7476绪论经过大学四年的学习，学习到了很多专业知识，为了能更好的巩固和运用这些知识，借毕业设计这个机会我做了黑龙江省七台河市新建一矿的新井设计，而且我在毕业实习中也收集到了很多新建矿的资料。本设计主要是关于新矿井的建设设计，其中包括开拓方式、采煤工艺、支护方式、设备选型以及矿井的各个系统。本设计包括通风安全方面、采煤工艺方面、岩石力学方面以及cad制图方面的知识。本设计主要是通过绘制矿井的各种图纸来进行矿井的优化设计，这其中文字部分包括大量的方案比较，以便使设计更加合理。在设计时，需要对矿井的地质情况、煤层的受力等情况进行分析，这样才能使建成的矿井更加与实际相符。我希望通过做本次毕业设计，学到更多的采矿专业知识，巩固我所学过的各种知识，并且能够很好的运用他们，从而也为我以后的工作打下良好的基础。第 1 章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 交通位置新建一矿地理位置位于黑龙江省七台河矿区西北部，行政区属七台河市新兴区。地理坐标：东经13053,北纬4545。新兴区内有矿区专用线经七台河站与牡佳线接轨。公路可通往佳木斯、鸡西、宝清、密山、哈尔滨等地。交通位置详见图1-1： 图1-1 新建一矿交通位置示意图1.1.2 地形 地势新建矿区地形属漫岗及丘陵区，标高在160190米之间。井田内有新、老两条七台河，均为季节性河流。井田北部有倭肯河，属常年河流。1.1.3 气候 地震1.新建矿区属于亚寒带。年平均气温1.15.1。年降水量为500mm。多西北风，年平均风速为2.34.4m/s，最大风速1633m/s。 2.地震据地震资料，本区地震强烈度为度。1.1.4 水源及电源1 水源新建矿井用水取自桃山水库。2 电源新建矿井电源引自七台河西部变电所。 1.2 地质特征1.2.1 矿区内的地层情况1、新建一矿地层厚度约800米，含煤5层，总厚10米，含煤系数1.9。2、地层自上而下具体情况如下:第一段：上自97层顶板20米处含动物化石，底砾岩，厚约250米。第二段：上限至82层顶板40米处粗砂岩含水层上，厚约300米，以细、中砂岩为主。此段含煤5层，本段含煤系数高达4%，其中82#、85#、87#、90#、91#五层煤是新建一矿主要开采煤层。第三段：上限74层底板到91层顶板40米止，厚约160米，岩性以中粗细砂岩为主，从下往上渐细，沉积完整。具体情况见图1-2： 图1-2 煤岩层综合柱状图1.2.2 地质构造1、新建一矿位于勃利煤田弧型构造前弧西翼内侧，构造形态以南西向倾斜的单斜构造和断裂为主，断层又以 nw向se倾斜，并行排列的张扭性正断层为主，无岩浆岩侵入体。2、井田内控制有大中型断层1条，是与岩层走向斜交的正断层。3、本矿断层的特征见表1-1：表1-1 断层特征表序号断层号与煤层走向关系基本特征控制程度摆动可靠程度走向倾向倾角性质落差/m1f1正交n38-50wn40-52w50正50-20061-77 61-12730m可靠1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征1.煤层对比的主要标志层：82层顶板含砾粗砂岩石，85层顶板云母粉砂岩，87层顶含动物化石层位。90层顶板浅灰绿色凝灰岩层，91层顶板云母粉砂岩。2.煤层组合特征，85与87层，90与91层，为典型的伴生煤层，层位稳定，层间距微变，易于识别和对比。 本井田内有82#、85#、87#、90#、91#五层可采煤层。其赋存状况见表1-2：层次煤厚（m）层平均间距稳定性发育范围顶板底板最小最大平均821.92.12.0较稳定全区发育粉砂岩细砂岩12 m851.62.01.8稳定全区发育细砂岩细砂岩12 m872.02.42.2较稳定全区发育泥岩灰砂岩12 m901.92.12.0较稳定泥岩灰砂岩粗砂岩14 m911.82.22.0较稳定全区发育粗砂岩粗砂岩表1-2 可采煤层特征及顶底板岩性 1.2.4 岩石性质 厚度特征新建一矿主要由细砂岩、粉砂岩、粉细互层、中砂层及煤层组成，仅有较少的粗砂岩，含烁砂岩。各类岩石的物理性质见表1-3：表1-3 岩石的物理性质指标表岩石类型颗粒密度（g/cm3）块体密度(g/cm3)空隙率n(%)吸水率(%)软化系数（%）凝灰岩2.56-2.782.29-2.501.50-7.500.50-7.500.52-0.86砂 岩2.60-2.752.20-2.711.60-2.600.20-8.000.65-0.97泥灰岩2.80-2.902.10-2.701.00-10.00.50-3.000.44-0.54各类岩石力学强度指标祥见表1-4：表1-4 岩石力学强度指标表岩石名称抗压强度c(mpa)抗拉强度t(mpa)摩擦角()内聚力c(mpa)砂岩20-2004-2535-508-40泥灰岩10-1002-1015-303-201.2.5 井田水文地质情况新建一矿各煤层，除大气降水补给地表强风化裂隙带外，没有其他来源，岩层裂隙发育程度随着埋藏深度增加而减弱，所以岩层的富水性有明显的垂直分带，由于岩性的不同，岩层的含水性极不均匀，不但存在分带规律且有分层规律。1.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性新建一矿井瓦斯绝对涌出量为218.85m3/分，所以新建一矿为高瓦斯矿井。各煤层煤尘爆炸指数在3442之间，属有爆炸危险的矿井。1.2.7 煤质 牌号及用途新建一矿所采各煤层多属低硫、低磷，中低灰分的焦煤和1/3焦煤，其中1/3焦煤占62.3，发热量一般在65007500大卡/千克。1.煤层的物理性质已开采各煤层多为亮煤，半亮煤或半暗煤，水平层状构造 ，结构致密，质脆，垂直节理发育，玻璃光泽。2.化学性质及煤种 新建一矿煤质变化规律挥发份随深度增加而降低，煤的变质程度随深度增加而提高。3.煤的工艺特性现开采煤层多属中低灰份，灰分多为内在灰份。故灰熔点达1250以上。煤的可选性为易选，易选中等煤的可选性灰份与粒度成正比，如层随着粒度的增大，灰份逐增。1.3 勘探程度及可靠性根据新建一矿区域构造复杂程度和煤层稳定性，将f1号断层以西构造类型定为ii类，f1以东定为iii类；煤层定为ii类，综合上述结果，本区勘探类型定为类型。岩浆侵入：在新建一矿矿区内没有岩浆岩侵入体，评定为类。新建一矿矿区煤层稳定程度为ii 类。矿区各煤层顶底板多数为粉细砂岩类，少数为中砂岩，多数煤层没有伪顶、伪底，个别有伪顶的，其伪顶岩性为粉砂岩，厚度在0.95m2.4m之间，各煤层的顶底板平整，只局部有凸凹不平，顶板较完整，裂隙不发育。煤层倾角一般在1013之间，故将其地质条件评定为类。第2章 井田境界 储量 服务年限2.1井田境界2.1.1、井田周边情况新建一矿与新立、新兴相连，及上下层关系，以七台河河床中心和+80、-250、-400米标高为界分割，与新兴矿以74层底板为界。2.1.2、井田境界确定的依据1.以地理地形、地质条件作为划分井田境界的依据；2. 划分的井田范围要为矿井发展留有空间；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。2.1.3、井田未来发展情况新建一矿位于七台河矿区西部，距七煤公司约十二公里。北部与新立矿、新兴矿相邻；东界与桃山矿相连 ；西部与东风矿相邻。随着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、井田储量的计算设计井田范围内计算的煤层82#、85#、87#、90#、91#五层，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。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。矿井工业储量是指平衡表内a+b+c级储量的总和。矿井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。2.2.2、保安煤柱一. 保护煤柱的留设方法1. 工业场地及主要井巷保护煤柱留设（1）工业场地地面受保护面积应包括受保护对象及围护带，围护带宽度为15m。（2）不包括在工业场地范围内的立井，圈定其保护煤柱时，地面受保护对象应包括轿车房，井口房或通风机房风道等，围护宽度为20m。（3）立井受保护对象应包括绞车房、景田、立井井筒及井底车场。井口围护宽度应为10m。2. 断层带几井田径界煤柱的留设断层带及井田境界煤柱可按照实习矿井所留设煤柱尺寸获取3050m的煤柱宽度来计算。二.新建一矿井田边界煤柱留设及断层、井筒周边煤柱的留设井田边界煤柱留设为40m；断层带煤柱留设为40m；井筒周边煤柱留设为20m。2.2.3、储量计算方法储量计算见表2-1：表2-1 储量计算表水平煤层工业储量a+b+c(万t)可采储量（万t）工业场地井田境界断层巷道合计开采损失8256932138437158592104041618560192348840165627109843938755312367840151605969402090618126493411695671122449191 5693 264853846084710053876合计2911712114281961103323852342094182147506704811525410168515590710511222871149871432065047112236944901601073042115377150991 1602067 0461133771511合计76690343023457715316129总计367861211 77119613373815676527070回采要求：中厚煤层不应小于80%，薄煤层不应小于85%。经各煤层可采储量计算，汇总计算出本设计井田可采储量为 27070万吨。2.2.4、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。由于技术水平所限，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 该设计矿井年工作日确定为330天，矿井每日净提升16小时，采用三八工作制制度。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井田储量、煤层赋存状况、地质条件等情况来确定。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上述三种方案，具体选择哪一种，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）=270.70/（1.81.4）=107a；方案b：2.4mt/a t=z /（ak）=270.70/（2.41.4）=80a方案c：3.0mt/a t=z /（ak）=270.70 /（3.01.4）=64 a；参照煤矿工业设计规范规定，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=80a。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新建一矿位于七台河矿区西部，距七煤公司约十二公里。北部与新立矿、新兴矿相邻；东界与桃山矿相连 ；西部与东风矿相邻。东风矿年产120万吨，采用斜井开拓；新兴矿年产180万吨，采用立井开拓。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 井田地质和水文地质条件；2 煤层赋存和开采技术条件；影响本设计井田开拓方式的具体因素如下：（1）地表因素本井田属于平原地形，地表平均标高+100m。（2）煤层赋存情况整个井田的煤层上部标高在+0m，下部标高在-800m，整个矿区共有五层可采煤层，即82#、85#、87#、90#、91#，全区发育。煤层走向长度为5.5公里，倾向3.5公里。本井田煤层系缓倾斜中厚煤层，平均倾角在11左右。3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1、井硐形式和井口位置井筒形式1.依据本井田的地质状况、煤层赋存情况及井型、服务年限等要求，对本井田开拓方式选择进行比较。一.形式方案比较方案一：双立井开拓方式 详见图3-1方案二：主立井副斜井开拓方式 详见图3-2方案三：双斜井开拓方式 详见图3-3 图3-1 双立井开拓方式 图3-2 主立井副斜井开拓方式 图3-3 双斜井开拓方式 1.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：井口位置的选择是井田开拓的重要组成部分。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：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；井筒应尽量避开或少穿地质及水文复杂的地层或地段；（2）地面条件：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。 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：井筒位于井田浅部方案二：井筒位于井田中部方案三：井筒位于井田深部（3）经过简单的技术比较后认为：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。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；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。3.2.2、开采水平数目和标高煤层赋存为倾斜状态时，一般由浅部向深部开采，以达到工程量少、建设速度快、投资省、成本低的效果。根据煤层的赋存条件和倾斜长度，一个井田可以单水平开采，亦可以多水平开采（从上往下逐水平开采）。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) 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-250 m，二水平标高为-500 m。一水平实行上下山开采，二水平下山开采。方案二：井田划分三个开采水平，一水平标高-250 m，二水平标高-400 m，三水平标高-600 m。各水平均实行上山开采。 具体情况见图3-4 3-5： 图3-4 方案一剖面 图3-5 方案二剖面水平储量及服务年限见表3-1：表3-1 方案对比表可采储量（m吨）服务年限（年）方案一一水平20958二水平6122方案二一水平12329二水平9326三水平5320 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，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30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、二水平标高分别为-250 m和-500 m，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（或总回风道）、主要风井等。（一）运输大巷的布置：运输大巷服务于整个开采水平的煤炭和辅助运输（人员、矸石、材料、设备等）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：自井底车场开掘主要石门后，分煤层设置水平运输大巷。（2）分组集中布置：在煤层群中，相近的煤层为一组设分组集中大巷，由分组集中运输大巷开采区石门与各采区联系。自井底车场开掘主要石门与个分组集中大巷贯通。（3）集中布置：在开采近距离煤层群时，只开掘一条水平集中运输大巷，用采区石门联系各采区。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：方案一：分组集中大巷方案二：集中运输大巷 详见表3-2：表3-2 集中大巷比较表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. 采区巷道分组联合布置4. 大巷容易维护，运输条件好1. 大巷工程量少2. 生产区域比较集中，运输条件好3. 采区巷道集中联合布置，开采程序比较灵活，开采强度大4. 大巷维护容易缺点1石门长度较长2掘进工程量大1. 总的石门长度大2. 初期工程量大，建井时间长3. 有反向运输适应条件1. 可采煤层数目多，间距大小不同2. 采区巷道为分组联合布置，煤层分组间距大3. 井底车场在煤层群上部或中间时，初期工程少，工期大1. 煤层间距小2. 井田走向长度大，服务年限长3. 下部煤层底版有坚硬有岩层，采区尺寸大，石门长度短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5层，即82#、85#、87#、90#、91#，其中82#与85#平均间距12m, 85#与87#煤层平均间距12m，87#与90#平均间距12m，90#与91#平均间距14m。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。开拓方式按照井筒的倾角不同（水平、倾斜、垂直）分为平硐开拓、斜井开拓、立井开拓和综合开拓方式（平、斜、立井中的任何二或三种形式相结合进行开拓）等四种方式。开拓方式依据井筒 （或平硐）与煤层位置的不同又有若干分类。模式一：分煤层大巷带区材料车场及带区入风石门分带运输巷及运料巷倾斜长壁回采工作面；模式二：1、首层：分煤层大巷带区车场及带区石门分带运输巷及运料巷倾斜长壁回采工作面；2、其它层：集中大巷反斜集中斜巷分煤层大巷带区材料车场及带区入风石门分带运输巷及运料巷倾斜长壁回采工作面；模式三：集中大巷带区下部车场反斜带区斜巷及煤仓分带运输巷及运料巷倾斜长壁回采工作面。模式一的优点如下：由于模式一用总石门贯穿所有煤层，总石门、分煤层大巷和带区车场中可以选用同一种运输设备，分煤层大巷与分带巷道之间再没有斜巷联系，所以，模式一的运输段数最少，设备使用较少。本煤层间距较近，82#到91#间距50米，石门掘进相对较短。具体分析本矿井模式一为最佳方案。 新模式一与其它模式比缺点如下：1、由于煤层倾角小，所以石门掘进较长。所以石门工程量略大，工期略长。技术比较详见表3-3：表3-3 技术比较表序号对比项目评优准则模式一模式二模式三1移交工程量及投资少优中差2一水平总工程量及总投资少优差优3工期短中优差4巷道维护费少优差差5矿井出矸量少差差优6煤炭采出率高优差优7分带巷道长距离掘进通风易差优中8仰、俯斜工作面推进长度差值少优差中9煤层间的搭配开采易优差差10对构造的适应能力强差差优11运输段数少优差中12分带巷道运输费少差较优优13带区斜巷运输费和井筒提升费少优中差14排水费少优差优15通风费少差优优依据开拓方案技术比较，可初步选定较合理开拓方案：见图3-4： 图3-4 开拓布置图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、井硐位置及坐标井筒确定在860 钻孔附近，理由是：（1）地处井田储量中央：井筒距西北部边界2公里，东北部边界1.5公里，西南部边界1.5公里，西北部边界2.5公里；（2）有较好的地形条件：井口处标高+100m，地面坡度不足1，平正土方量小；（3）交通条件好：靠近双七公路（二级），井口距公路 1700 m；（4）有较好的居民点条件：工人村距井口 400 m左右。确定井筒坐标为：主井井口坐标为： xa=24500 ya=62730副井井口坐标为： xb=24480 主井井口标高为+105 m，副井井口标高为+108m，拟定二水平为井筒最终水平。主井井深650 m，副井井深650 m，两井筒中心线间距为50m，提升方位角为25，主井井筒直径6.5 m，副井井筒直径6.5 m，均采用整体式混凝土井壁，井壁厚度450 mm。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-250 m,本井大部分采区的煤层浅部标高在+50,实行上、下山开采.第二水平拟定标高为 -500 m，实行下山开采。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：一条运输大巷、一条回风大巷。2.大巷布置：大巷布置形式主要有煤层大巷、岩石大巷两种，对于各种大巷布置方式分述如下： （1）煤层大巷：当煤层顶底板较稳定，煤层较坚硬，易维护，煤层起伏和断层、褶皱小时，可保证巷道较为平直，保证运输设备运行；没有瓦斯与煤的突出，无严重自燃发火等情况下，应优先考虑采用煤层大巷。对于新建矿井，在煤层中布置巷道，在建设期间，还有早出煤，早投产，节省投资以及探明地质情况的优点。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；（2）岩石大巷：优点很多，如维护条件好，费用低。大巷方向、坡度可根据运输等功能要求选定，而较少受地质构造的影响。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。本设计井田对大巷布置提出两种方案：方案一：煤层大巷布置方案二：岩石大巷布置煤层大巷与岩石大巷相比较有下列缺点：煤层大巷的巷道维护困难，维护费用高；当煤层起伏褶曲较多时，巷道弯曲转折多，机车运行速度受到限制，运输能力降低；为了便于巷道维护，巷道维护留设保安煤柱增多，煤柱回收困难，资源损失大；煤层有自燃发火危险时，处理火灾困难。综上所述，煤层大巷与岩石大巷相比缺点大于优点，岩层大巷的优越性是主要的。在本设计井田中，由于82#、85#、87#、90#、91#煤层间距小，可布置岩石集中大巷。因此，运输大巷采用岩石大巷布置，回风大巷采用煤层大巷布置。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3-5：图3-5 巷道断面 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。1.设计依据（1）矿井设计生产能力及工作制度：（2）矿井开拓方式；（3）矿井主要运输巷道的运输方式；2.设计要求：（1）井底车场富裕通过能力，应大于矿井设计生产能力的30%；（2）尽可能提高井底车场的机械化水平，简化调车作业，提高井底车场通过能力；（3）井底车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，便于施工和维护；（4）为了保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.立井井底车场的基本类型：（1）环形式：立式、斜式、卧式；（2）折返式：梭式、尽头式；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）调车简单，管理方便，弯道及交岔点少；（3）井巷工程量少，建设投资省，便于维护，生产成本低； （4）井底车场形式也取决于矿车的类型，当采用定向卸载的底纵卸式、底侧卸式矿车时，其卸载站（即主井车线）可布置折返式，亦可布置环形式。但其装车站的线路布置必须与其相对应。 综上所述，结合本设计矿井的有关设计参数，通过对各种形式井底车场的适用条件及优缺点做简单比较后，初步拟定本设计井田井底车场形式为环形式车场，采用两翼来车的形式。3.3.6、煤层群的联系本设计井田煤层群开采时82#、85#、87#、90#、91#煤层组成一个统一的采准系统，准备巷道为五个煤层共用，大巷采用集中布置方式。煤层倾角一般在11左右。本设计采用石门连接煤层。带区运输入风石门和带区运料石门层位相同、各自的下部车场工程量相同，从而保证了每层煤仰、俯斜工作面采止线能顺畅地贴近。带区运输入风石门和带区运料石门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。3.3.7、带区划分本设计井田走向长度较大，地质构造复杂。本设计矿井采用倾斜长壁采煤法。由于各煤层的倾角都小于12，且煤层赋存稳定，构造简单，厚度为3.5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。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 本设计井田采用双立井开拓方式，布置两个井筒，井筒穿过的岩石大部分为粉砂岩，有少部分的细砂岩和中砂岩，依据井筒特征及装备情况，参考地质及水文地质资料，对本设计矿井井硐支护形式提出两种可行方案：方案一：砌筑式（砂浆砌体）方案二：整体灌注式经比较，方案二较方案一相比，有如下优点：（1）整体性好，强度较高；（2）防水性能好；（3）劳动强度低，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、井硐布置及装备井筒断面布置应综合考虑井筒围岩性质、运输方式、通风安全等因素，具体遵循原则如下：（1）符合煤矿安全规程煤炭工业设计规范，对通风、运输、管线布置的要求，满足施工需要；（2）有利于井筒检修、维护、清扫和人员通行安全；（3）合理使用断面空间，减少井筒工程量。主井为提升煤兼入风所用，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450mm,副井壁厚为500mm,主、副井壁充填混凝土厚度为50mm。详见主副井井筒断面图3-6和3-7： 图36 主井井筒断面 图3-7副井井筒断面主井井筒：井筒直径6.5m，净断面面积33.2m2，掘进断面面积43m2井筒深度650m。井筒内装备一对16t刚性罐道立井多绳箕斗（jdg16/1504y），采用18018010mm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650m，井筒装备两对1.5t固定式矿车900mm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。采用18018010mm方型空心型钢罐道，端面采用树脂锚杆固定拖架。3.4.3、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-250水平延伸至-500水平。井筒延伸方案主要有以下两种：方案一：直接延伸原有主副井；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；缺点：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；方案二：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）优点：生产与延伸相互干扰小，暗斜井做主井，系统简单，提升能力大，可充分利用原有井筒提升能力；缺点：增加了提升、运输环节和设备；通风系统复杂。通过上述两种方案比较，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。35 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2.4mt/a，年工作日300d，实行三八工作制，每日净提升14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5t底卸式矿车运输，每列车由21辆矿车组成，由两台10t架线式电机车一前一后牵引。卸载时，机车通过卸载站。辅助运输采用1.5吨固定式矿车，矸石列车由40辆1.5吨固定矿车组成。二台10t架线式电机车双机牵引。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5.0t底卸式矿车，立式井底车场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（1）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。（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）井底车场的线路工程量小；（4）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存车线长度的确定确定存车线长度是井底车场设计中的重要问题，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；反之，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，并增加车场工程量。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）中小型矿井的主井空、重车线长度各为1.01.5列车长；（2）副井空、重车线长度， 中小型矿井按0.51.0列车长；（3）材料车线长度，中小型矿井应能容纳510个材料车；（4）调车线长度通常