振兴煤矿矿井初步设计.docx

太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业生姓名： 专业：矿井建设学号：100626026指导教师 所属系（部）：建筑工程系二一三年五月79 阳泉学院毕业设计评阅书题目：振兴煤矿矿井初步设计 建筑工程系 矿井建设 专业 姓名 设计时间 评阅意见：成绩： 指导教师：（签字）职务：20 年 月 日阳泉职业技术学院毕业设计答辩记录卡 建筑工程 系 矿井建设 专业 姓名 梁龙龙答 辩 内 容问 题 摘 要评 议 情 况 记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%专业答辩组组长：（签名） 20 年月日 前 言一、概述振兴煤矿系介休市张兰镇上梁村村办煤矿，位于介休市张兰镇上梁村东南隅，距介休市区约25km，隶属介休市张兰镇上梁村管辖。1999年9月山西省国土资源厅为该矿颁发采矿许可证，证号为1400009945076，批准开采2、3、4、5号煤层，井田东西长1750m，南北宽1500m，面积2.6247。该矿属于在建矿井，为了满足煤炭市场发展的需要，进一步加强煤炭资源管理，提高煤矿安全生产水平，合理开发煤炭资源，提高矿井经济效益，2002年10月振兴煤矿委托我所编制该矿井的初步设计。 二、设计依据1、设计委托书；2、采矿许可证：证号为1400009945076。3、山西煤田地质综合普查队2002年12月提交的“介休市振兴煤矿煤炭详查地质报告”和有关图纸。4、振兴煤矿提供的电源、水源等情况。5、振兴煤矿提供的地面工业广场地形图(1:500)。6、煤炭工业设计规范、煤矿安全规程以及煤炭工业小型煤矿设计规定等。三、设计的指导思想1、从地方煤矿实际出发，在符合煤矿安全规程及煤炭工业设计规范要求的前提下，通过合理设计，最大限度地提高矿井的资源回收率和经济效益。2、采煤方法力求选用既先进又适用的采煤方法，尽量采用先进技术、新工艺和新设备，提高矿井生产的安全性及回采工效。3、尽可能多做煤巷、少做岩巷，减少矿井岩石工程量，降低初期投资。4、力求矿井生产系统简单、可靠，初期工程量小，建井工期短、投产快。5、力求提高矿井机械化程度、降低工人劳动强度，提高矿井抗灾、抗风险的能力，确保矿井安全生产。四、设计的主要原则1、认真贯彻执行国家有关方针、政策和法规。2、以提高经济效益为中心，设计遵循投资省、工期短、用人少、效率高、成本低、效益好的原则。3、努力提高生产集中化程度，提高矿井装备水平，简化生产环节，减少初期工程量，多做煤巷，少做岩巷。4、劳动配备尽量做到减员提效，管理机构的设置以生产技术管理为中心，尽量减少管理机构数量及人员。5、配备完善的安全生产设施，保障矿井安全生产。6、以满足生产为主，最大幅度地压缩生活福利设施。7、贯彻节能、节地的方针，机电设备选择高效、节能新型产品。地面建筑尽量联合布置，以减少占地。8、注重环境保护工作。五、设计的主要特点和技术经济指标1、井田开拓方式: 主立副斜、单水平、分区式；2、矿井工业储量：16765kt；矿井可采储量：9347kt； 3、矿井设计生产能力：210kt/a；矿井服务年限：30a；4、矿井移交生产和达产时井巷工程量9757m（其中煤巷7141 m，占73.19%）；万吨掘进率：464.62m/万t ；建井工期：27.65个月；5、矿井移交生产和达产时，布置两个盘区，装备两个长壁炮采工作面，三个普通掘进工作面，可满足210kt/a的设计生产能力，回采工作面长度为95m；6、采煤方法：倾斜（或走向）长壁采煤法；采用高档炮采回采工艺方式，全部垮落法管理顶板；7、矿井总占地面积：33010 m2；其中：主井、风井工业场地：15510 m2；副井工业场地：17500 m2；8、场区内工业建筑物及构筑物总面积：4536m2；总体积：20647m3；9、矿井在籍人数：290人；全员效率：3t/工；10、本项目总投资为5494.95万元，吨煤投资为261.66元。其中：井巷工程投资2537.17万元，土建工程投资为425.31万元，设备及工器具购置投资为1788.8万元，安装工程投资为513.26万元，工程建设其它费用投资为230.4万元。六、存在的主要问题与建议1、地质报告仅以区域水文地质条件对矿区水文地质条件进行了简要评述，缺少水文地质资料，需要尽快补充。2、地质报告缺少煤尘、自燃等级的实际测试数据，应在施工和生产过程中尽快补充和完善这方面的资料，以便采取针对性的预防措施。3、由于该矿煤层埋藏较深，断层发育，可能沟通各含水层间的水力联系。因此，在大的断裂构造附近应注意保安煤柱的留设，并做好探放水工作，应做到有疑必探，先探后掘，防止透水事故发生。4、据地质报告奥灰水位标高788m,高于煤层底板,施工过程中应密切注意奥灰水的动态,确保安全生产。5、勘探程度偏低，所获得的储量中，高级储量所占比例偏低。 目录 第一部分 矿井设计第一章 井田自然概括及地质特征 第一节 井田自然概括 第二节 地质构造 第三节 煤层与煤质 第四节 水文地质第二章 矿井开拓与开采 第一节 井田境界及资源储量 第二节 矿井生产能力及服务年限 第三节 井田开拓第三章 采区布置及装备 第一节 采煤方法 第二节 采区布置第四章 通风与安全 第一节 矿井安全条件概括 第二节 矿井通风 第三节 灾害 防治及安全 第二部分 施工组织设计 第一部分:矿井设计 第一章 井田自然概括及地质特征 第一节 井田自然情况一,交通地理位置(一),交通位置情况振兴煤矿位于介休市张兰镇上梁村东南隅，距介休市区约25km，行政区划隶属介休市张兰镇上梁村。地理座标为：东经11206571120809北纬 370341 370430张兰板峪地方公路从矿区西南角通过，振兴煤矿副井工业广场紧邻该公路；沿张兰板峪公路向西北10km处有南同蒲铁路（张兰火车站）、国道108公路、大运二级公路及在建的大运高速公路通过，交通方便（见交通位置图1-1-1）。 (二)气候及地震情况矿区属暖温带大陆性气候，年平均气温 10.4，一月平均气温 5，七月平均气温 24。年平均降水量为520mm，年平均蒸发量为1777.1mm，蒸发量大于降水量，降水多集中在79月份。霜冻在10月上旬至次年4月中旬，全年无霜期176d。据2001年版中国地震动峰值加速度区划图（1：400万），本区地震工程设防烈度属8度。 (三),矿井周围环境情况 电站，电压等级10k本矿生活用水取自井下奥灰水，经化验水质优良。 供电电源来自张兰变v，供电条件良好、可靠。 (四),矿区工农业生产农作物以玉米、小麦、谷子、棉花、油菜等为主。水果以梨、苹果、山楂为主。境内矿产资源丰富，煤、铁资源尤为丰富。主要工业有磷肥厂、纺织厂、造纸厂和化肥厂，矿业开发以采煤为主。 附:矿井位置与交通图 第二节 地质构造一,区域构造区域内构造以断裂为主，构造形迹表现为北东及北西向两组，以北东向的构造占主导地位，呈阶梯状排列，形成与北西向断裂相互交切的断块构造特征。二,矿区构造矿区内主要构造形态为一纵贯矿区南北的向北倾伏的背斜构造，排列着一系列阶梯状走向北东东倾向北的断裂构造，地层倾角915，局部地段受构造影响达到20以上。背斜：纵贯矿区中部，延伸方向n20w，倾伏方向北，两翼岩（煤）层倾角1015，其中西翼稍陡，东翼较为平缓，地表和地震剖面上均有反映。构成矿区的主体骨架，沿倾伏方向被一系列nee向正断层切割。断层：1fs1正断层：位于矿区南部，延伸长度400m。断层走向n65e，倾向nw，倾角80左右，矿区内最大落差10m。地表覆盖。2fs2正断层：由矿区南界延入，至东界延出，矿区内延伸长度约1500m。断层走向n65e，倾向nw，倾角75，最大落差20m。地表覆盖（推测落差15m）.3ft1正断层：断层走向n55e，倾向nw，倾角67，落差5m。地表可见p2s1砂质泥岩夹薄层砂岩错断现象，推测延伸长度200m。4fs3正断层：从矿区东界延出，矿区内延伸长度约1500m。断层线呈向北西突出弧状延伸，总体走向n65e，倾向nw，倾角70，最大落差20m。地表可见p2s1黄绿色砂质泥岩错断现象（落差约15m）。5fs4正断层：从矿区西界延入，矿区内延伸长度约1600m。断层走向n60e，倾向nw，倾角70，最大落差30m。地表可见p2s1灰黄色砂岩与砂质泥岩错断现象（落差约7m）。6fs5正断层：斜穿矿区中部，矿区内延伸长度约1900m。断层线呈中部向西北突出的弧形，总体走向n70e，倾向nw，倾角70，落差20m。地表覆盖。7fs6正断层：位于矿区中北部，横穿矿区，矿区内延伸长度约1900m。断层走向nee，倾向n，倾角70。地表可见p2s1紫红色砂质泥岩错断现象，断面清楚。矿区东部落差45m，西部35m。8ft2正断层：位于矿区北部，fs6北侧，延伸长度200m。断层走向nee，倾向nw，倾角65，落差8m。地表可见p2s2灰黄、灰白色含砾粗粒砂岩错断。9fd31正断层：位于矿区西南角，矿区内延伸长度约350m。断层走向n25w，倾向w，倾角80，落差100m。地表覆盖，被fs2、fs4、fs5等nee向断层错 第三节 煤层与煤质一,煤层矿区主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。太原组含煤8层，自上而下分别为5、7、7下、8、9、10、11、12号，其中5、9、10、11号煤层为稳定、较稳定可采或局部可采煤层，其它均为不可采煤层，煤层总厚10.05m，地层厚度82.02m，含煤系数12.26%。山西组含煤5层，自上而下分别为1、2、3、3下、4号煤层，其中2号煤层为局部可采煤层，3、4号煤层为可采煤层，其它均为不可采煤层，煤层总厚6.24m，地层厚度55.46m，山西组含煤系数11.25%。现将井田内可采煤层情况分述如下：2号煤层：位于山西组中上部。上距k8砂岩25.18m，下距k7砂岩25.01m，煤层平均厚度1.13m，一般含12层夹矸，顶底板均为砂质泥岩，属较稳定的局部可采煤层。3号煤层：位于山西组中部。上距2号煤层7.78m，下距k7砂岩16.46m，煤层平均厚度0.77m，结构简单，一般不见夹矸，顶板为细粒砂岩，底板为含炭泥岩，矿区内属较稳定可采煤层。4号煤层：位于山西组下部。以k7砂岩为底板，上距3号煤层12.90m，平均厚度1.58m，为区域最厚。煤层结构简单，一般不含夹矸，顶板为砂质泥岩、泥岩，底板为中细粒砂岩，矿区内属较稳定可采煤层。5号煤层：位于太原组上部，上距k7砂岩4.33m，下距k4石灰岩19.75m，5号煤层厚度3.03.90m,平均3.54m，一般含夹矸2层, 夹矸厚度变化大,夹矸为含炭泥岩或泥岩，结构中等复杂,顶板为泥岩，底板为粉砂岩或砂质泥岩，矿区内属稳定可采煤层。9号煤层：位于太原组一段顶部。以k2石灰岩为直接顶板，下距k1砂岩15.74m，煤层厚度平均为2.50m，一般中部含一层厚0.3m左右的夹矸，结构简单, 顶板为石灰岩，底板为细粒砂岩、粉砂岩，矿区内属稳定可采煤层。10号煤层：位于太原组一段中上部。上距k2灰岩5.67m，下距11号煤层5.60m，煤层厚度平均为0.63m，结构简单，顶板为泥岩或粉砂岩,底板为泥岩，矿区内属较稳定零星可采煤层。11号煤层：位于太原组一段中部。上距k2石灰岩11.90m，下距k1砂岩3.72m，煤层厚度平均为2.51m，一般中部含0.2m夹矸1层, 结构简单顶底板均为泥岩，矿区内属稳定可采煤层。煤层特征见表1-2-1（zx-1钻孔资料）。表1-2-1 煤 层 特 征 表地层煤层号层间距（m）厚度（m）结构稳定性可采性顶底板岩性顶板底板山西组122.197.781. 0311.447.9423.8225.383.175.600.25简单不稳定不可采砂质泥岩泥岩21.13简单较稳定局部可采砂质泥岩泥岩砂质泥岩粉砂岩30.77简单稳定可采细粒砂岩粉砂岩含炭泥岩泥岩3下0.43简单不稳定不可采含炭泥岩砂质泥岩41.58简单稳定可采砂质泥岩泥岩中细粒砂岩太原组53.54复杂稳定可采泥岩粉砂岩砂质泥岩70.48简单较稳定不可采石灰岩泥岩92.50简单稳定可采石灰岩细粒砂岩100.63简单较稳定可采泥岩粉砂岩泥岩112.51简单稳定可采泥岩泥岩二,煤质1物理性质及煤岩特征各煤层均为黑色，块状、粉末状，条痕为褐黑色，弱玻璃光泽，条带状结构，阶梯状断口，裂隙不太发育，有方解石脉充填。2煤质特征及煤类煤质特征见表1-2-2。2号煤层：属低灰、特低硫、中挥发分、高发热量的肥煤（fm36）。为优质冶金焦用煤。3号煤层：属低灰、特低硫低硫、中挥发分、高发热量的焦煤（jm25）或肥煤（fm26）。为优质冶金焦用煤，其中原煤中硫分以有机硫为主，不易洗选。4号煤层：属低灰中灰、低硫中硫、中挥发分、高发热量的焦煤（jm25），为优质冶金焦用煤，其中原煤中硫分以无机硫为主，易洗选。表1-2-2 煤 质 特 征 表煤 层2 号3 号4 号5 号地 点zx-1沟口矿zx-1沟口矿zx-1zx-1银疙瘩矿工业分析mad(%)0.400.531.160.560.550.410.700.320.580.400.480.470.480.34ad(%)12.695.3344.669.7111.686.0915.796.4114.127.7126.629.830.5313.21vd(%)26.2826.1717.6026.6826.4324.9227.6725.5924.2523.6928.4826.7328.7227.15vdaf(%)30.1028.3231.8029.5530.5926.6732.8627.3428.6025.8342.5829.7441.3431.28fcd(%)64.0270.3937.7463.6770.6660.9164.2369.9947.8968.7649.52焦渣特征5(1)7(1)577(2)7(1)777(1)7(1)7(2)7(2)77st.d(%)0.440.470.410.540.750.630.500.501.670.451.270.661.390.82qgr.v.d(mj/kg)34.5034.3418.3331.5533.5430.2930.3333.0622.8233.8823.95qnet.v.d(mj/kg)31.4134.2417.2830.5433.9328.4630.1732.9622.1933.7722.87y(mm)25.324.524.526.018.022.026.0gri96.4594.693.897.685.795.993.8净煤回收率（%）28.1228.1274.562.5076.351.7537.50煤类fm36jm35jm25fm26jm25jm35fm36 表中：原煤/精煤 vdaf=vd100/(100-ad)5号煤层：属低灰-富灰、低硫-中硫、中挥发分、高发热量的1/3焦煤（jm35）。洗选效果明显，洗选后为良好的冶金焦用煤。第四节 水文地质一、水文情况及涌水量：（一）地表水矿区地表水属汾河水系，仅在大沟谷底部有季节性细小溪流。（二）含水层1.第四系松散岩类孔隙含水层主要含水介质为砂砾石层，含水性受季节性影响变化大，直接接受大气降水，以下渗形成补给下伏基岩含水层，富水性不均一，一般富水性弱。2石炭二叠系碎屑岩类砂岩裂隙含水层组主要由k7、k8、k10、k12、k13等砂岩组成。其富水性受构造裂隙及节理裂隙发育程度控制，富水性弱，一般为弱含水层。3石炭系上统太原组碳酸盐岩岩溶裂隙含水层组属碎屑岩夹碳酸盐岩岩溶裂隙含水层，主要包括k2、k2上、k3、k4灰岩岩溶裂隙含水层。富水性弱，属弱含水层。4奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙含水层zx-1号钻孔仅揭露了峰峰组灰岩8.90m。根据上城南地垒奥灰水井资料，水位标高788m，钻孔单位涌水量20.44-39.1l/sm，富水性极强。（三）隔水层主要有中石炭统本溪组的铝质泥岩、泥岩、粉砂岩和呈层状分布于石炭二叠系各含水层间的泥岩、砂质泥岩、粉砂岩组成，其厚度大小不一，一般为几米到几时米，垂直向上阻隔各含水层间的水力联系。（四）矿井涌水量根据矿方提供的资料，矿井正常涌水量为40m3/d，矿井最大涌水量为60m3/d。由于本矿断层发育，可能沟通各含水层的水力联系，尤其是奥灰水，造成该矿水文地质条件复杂，因此在大的断裂构造附近应注意留设足够的保安煤柱和进行及时的探水工作。附:地质柱状图第二章 矿井开拓与开采 第一节 井田境界及资源储量 一、井田境界本矿井田境界以证号1400009945076号采矿许可证批准的4点坐标(6带)连线圈定的井田范围为依据。 点号 x y 1 4105500 19599250 2 4104000 19599250 3 4104000 19601000 4 4105500 19601000矿区形态为一长方形，东西长约1750m，南北宽约1500m，井田面积为2.6247，批准该矿开采2号、3号、4号、5号煤层。二、储量该矿批准开采2号、3号、4号、5号煤层。根据山西煤田地质综合普查队2002年12月提供的振兴煤矿详查地质报告和2号、3号、4号、5号煤层底板等高线及储量计算图。2号煤层平均厚度为1.13m,容重为1.33t/m3；3号煤层平均厚度为0.77m,容重为1.33t/m3；4号煤层平均厚度为1.58m,容重为1.36t/m3；5号煤层平均厚度为3.54m,容重为1.39t/m3；经储量计算, 井田内共获得能利用储量（bcd）为19490kt, 其中b级储量为2490kt,c级储量为11550kt，d级储量为5450kt。b级储量占能利用储量的13%, bc级储量占能利用储量的72%。另外获得暂不能利用储量80kt，矿井地质储量汇总见表2-1-1。矿井可采储量用下式计算： 式中：可采储量，kt； z工业储量，kt； p永久煤柱损失，kt；c采区回采率，厚煤层取75，中厚煤层取80，薄煤层取85；各种永久煤柱留设如下：井田边界煤柱为20m,断层煤柱为2030m,井筒及工业广场煤柱按岩层和表土层移动角计算确定。按照可采储量的计算公式，经过计算，矿井可采储量汇总见表2-1-2。表2-1-1 矿井地质储量汇总表 （kt）煤层编号b级储量c级储量d级储量暂不能利用储量工业储量（bcd/2）b/（bcd/2）(%)地质储量2号340179080123522103号3701650540229016.225604号78037901180516015.157505号134057701940808016.69050合计2490115505450801676514.919570表2-1-2 矿井可采储量汇总表 （kt） 煤层 编号工 工业储量（bcd/2）煤 柱 损 失开采损失可采储量井筒和工广断层矿界2号1235322326 146663753号2290292296 134 23513334号5160610624280729 29175号80809289103401180 4722合计16765215221569002210 9347 第二节 矿井设计生产能力及服务年限一、矿井工作制度设计矿井年工作日为 330d，每天三班作业，每班工作8小时，两班生产,一班准备。每天净提升时间为1418h。二、矿井设计生产能力综合考虑煤炭储量、煤层赋存情况、地质构造、开采技术条件以及开发条件、市场需求等因素，结合本矿外部条件和国家产业技术政策，经过技术分析比较后，确定矿井生产能力为210kt/a。三、矿井服务年限矿井服务年限按下式计算： 式中：t矿井设计服务年限，a； zk可采储量，kt； a矿井设计生产能力，kt/a； k储量备用系数，取1.5。 第三节 井田开拓一 、开拓现状该矿在井田西南部，副斜井工业场地已基本建成，建有副斜井绞车房、水泵房、变电所，还建有矿办工室、材料库房、食堂、浴室等。副斜井已施工至5号煤层底板，井筒斜长约为772.5m,倾角23,方位角292。井筒断面为半园拱形,净宽2.5m,净断面面积5.45m2,采用粗料石砌碹。提升方式为单钩串车提升。原来已施工的主斜井, 倾角23,进尺60m,现在已不再施工。 通往井田西北部主井工业场地的路已基本修通，供电线路已架设至该工业场地。二、开拓方式的确定根据振兴煤矿的煤层赋存、地形和地质构造等条件,针对井田内存在的煤层埋藏较深，地质构造和水文条件复杂等情况，并结合该矿开拓现状,提出了两种开拓方式：方案一：主立井、副斜井和回风立井开拓方式根据井田内煤层赋存特征、地形和断层分布情况，在井田西北部沟谷的平坦场地内新开主立井和回风立井至5号煤层底板。主立井采用箕斗提煤和进风，并兼作安全出口，利用回风立井回风，利用井田西南部已有副斜井作辅助提升。这种开拓方案的主要优点是：（1）主立井井筒较短，提升速度快，提升能力大。（2）管路和电缆铺设长度短。（3）开采井田北部时，运煤、通风距离短。主要缺点：副斜井和主立井贯通距离较长。方案二：主斜井、副斜井和回风立井开拓方式把井田西南部已施工了60m的主斜井开掘至5号煤层底板，采用双钩串车混合提升，利用井田西南部已有副斜井回风，并兼作安全出口。后期开采井田北部时，在井田西北部山谷内新开回风立井至5号煤层底板，用于后期回风，并兼作安全出口。这种开拓方式的主要优点是：（1）主、副斜井贯通距离短，投产快。（2）开采井田南部时，运输、通风距离短。主要缺点：（1）主、副斜井井筒长，斜长可达700m以上，掘进工程量大。（2）管路和电缆铺设长度大。（3）斜井井底位于井田南部边界，对井下开采不利。（4）全井田大下山开采，对运输、排水均不利。对以上两种开拓方式，经过综合技术经济比较，确定采用主立井、副斜井和回风立井开拓方式。三、井口位置的选择根据该矿煤层赋存条件、结合地形和地质构造等条件,对主立井的位置选择提出了两种方案：方案一：主立井和回风立井选在井田西北部的山谷内这种布置方式的主要优点是：(1)经过现场踏勘，此处有足够的场地可以布置主立井地面生产系统和工业建筑物。（2）井筒可以避开fs6断层的影响，有利于井筒维护。（3）工业场地内具备供电、供水、运输等条件。（4）平整场地工程量小。（5）开采井田北部时，运煤、通风距离短。主要缺点：（1）副斜井和主立井贯通距离较长。（2）工业场地布置较分散。方案二：主立井选在井田西南部副斜井附近这种布置方式的主要优点是：（1）工业场地布置集中在一块，生产管理方便。（2）副斜井和主立井贯通距离较短。（3）距公路较近，运输方便。（4）开采井田南部时，运输、通风距离短。主要缺点：（1）井筒位于井田边界，对井下开拓不利。（2）主立井井筒要穿过断层，不利于施工和井筒维护。（3）开采井田北部时，运煤、通风距离长。经过综合技术经济比较，确定采用方案一：主立井和回风立井选在井田西北部的山谷内。四、开拓方案的比选 根据该矿煤层赋存、地形和地质构造等条件，并结合已确定的开拓方式和井口位置，对井下开拓巷道的布置提出了两个方案。1、方案一：在井田中部设两条主要上山主立井和回风立井掘进至5号煤层底板后，在412m标高布置井底车场和硐室，由井底在5号煤层中先向东掘进主要运输和回风巷道，然后，沿背斜轴部向南掘进集中运输和回风上山，并与南部副斜井贯通。利用集中运输和回风上山在5号煤层中掘进各盘区集中运输和回风巷道，再向上掘进进风、行人斜巷、回风、运料斜巷和溜煤眼至各煤层，在各煤层中分别布置盘区运输和回风巷道，利用盘区运输和回风巷道布置走向或倾斜长壁工作面进行回采。详见井田开拓（方案一）平面图2-3-1、-剖面图2-3-2和-剖面图2-3-3。2、方案二：在井田东翼和西翼各设两条主要上山主立井和回风立井掘进至5号煤层底板后，在412m标高布置井底车场和硐室，从井底在5号煤层中先掘进东西方向主要运输和回风巷道，然后，在井田东翼和西翼分别向南掘进东翼集中运输、回风上山和西翼集中运输、回风上山，并分别与南部副斜井贯通。利用集中运输和回风上山在各盘区内向上掘进进风、行人斜巷、回风、运料斜巷和溜煤眼至各煤层，在各煤层中分别布置盘区运输和回风巷道，利用盘区运输和回风巷道布置走向或倾斜长壁工作面进行回采。见井田开拓（方案二）平面图2-3-4。3、两方案的技术经济比较两方案的技术比较见表2-3-1，两方案的经济比较见表2-3-2。表2-3-1 开拓方案技术比较表方案一方案二 优点1、过断层的岩巷工程量少；2、过断层的斜巷少，减少了掘进施工 的困难；3、集中运输和回风上山总的掘进工程量小；4、集中运输和回风上山煤柱损失少；1、减少了盘区集中运输和回风巷道的 掘进工程量；2、减少了盘区运输环节；3、集中运输和回风上山位于背斜两侧， 巷道压力较小；缺点1、增加了盘区集中运输和回风巷道的 掘进工程量；2、盘区运输环节较多；3、集中运输和回风上山位于背斜轴部， 巷道压力较大；1、过断层的岩巷工程量多；2、过断层的斜巷多，增加了掘进施工 的困难；3、集中运输和回风上山总的掘进工程量大；4、集中运输和回风上山煤柱损失多；表2-3-2 开拓方案经济比较表序号项目煤岩类别单位方案一方案二方案一比方案二(%)1井筒掘进工程量表土m305376.67基岩m956126732.532井筒掘进费万元631.9786.624.483初期主要巷道掘进工程量煤巷m1310111018.02岩巷m113010903.674初期主要巷道掘进费万元310.8285.28.985总的井巷工程量煤巷m1810302066.85 岩巷m2116352066.356总的井巷掘进费万元986.91429.144.817排水、提升等费用万元295.8338.614.478建设工期月27.6526.892.83 通过以上比较可以看出,方案一的井筒掘进费、总的掘进费和排水、提升等费用都比方案二少,经过综合技术经济比较, 最后确定采用开拓方案一。五、开采水平的划分因为该矿开采的2、3、4、5号煤层的层间距较小,2、3号属于薄煤层,所以采用集中开拓,在412m标高沿5号煤层底板设置开采水平,联合开采2、3、4、5号煤层。六、主要运输和回风上山的位置选择根据煤层赋存和地质构造情况,为了减少巷道掘进工程量,将主要运输和回风上山均沿5号煤层底板布置,在煤层较薄的地段应挑顶或卧底,过断层处采用倾斜岩巷，上山巷道采用梯形断面,工字钢棚子支护。七、盘区划分及开采顺序根据选定的开拓方案一,全井田划分为13个盘区, 盘区巷道采用联合布置。矿井初期投产和移交第一、二盘区, 盘区的开采顺序为由北向南前进式。盘区内先采2号煤层,然后采3、4、5号煤层。 第三章 采区布置及装备 第一节 采煤方法一,采煤方法振兴煤矿设计生产能力为210kt/a，为小型井。根据2、3、4、5号煤层赋存情况、开采技术条件和管理水平，本着投资少、见效快、安全性好和回采率高的原则，经技术比较后，确定采用倾斜（或走向）长壁采煤方法。二、采煤方法选择根据开拓部署及水平接替顺序，设计初期开采一水平10号煤、11号煤，根据地质报告， 10号煤层厚度0.751.78m，平均1.17m。结构简单，不含夹矸，煤层厚度一般为1m左右，厚度变化不大。顶板为砂质泥岩、泥岩，底板为砂质泥岩、泥岩，属全区稳定可采煤层。11号煤层厚度04.90m，平均1.76m，结构简单，一般含0-2层夹矸，偶见4层，顶底板均为砂质泥岩、泥岩，底板为砂质泥岩、泥岩、粉砂岩。该煤层厚度西北部厚，向东部变薄至露头附近小于0.70m，根据钻孔资料，首采区内10号煤层平均厚度1.1m，11号煤层平均厚度1.3m。1、国内薄煤层采煤技术发展现状因为受 “劳动强度大、机械化程度低、安全系数低、工作效率低”的影响，薄煤层采煤一直是矿井开采的难点之一。近年来，随着科学技术的发展，薄煤层开采技术装备已经大幅度提升。实现薄煤层安全高效开采，根本出路在于机械化。必须研制出适合薄煤层开采的液压支架、采煤机、运输机三机配套设备，设备须满足大功率、重型化、小体积和高可靠性的要求，实现工作面的自动化操作和控制。经过工程技术人员的不懈努力，国内薄煤层开采成套设备现已成型，并成功运用于部分生产矿井。 薄煤层实现机械化开采产生了巨大的经济和社会效益。以往，用传统的炮采工艺开采薄煤层，产量每个月最高2万多吨。实现机械化开采后，产量大幅度上升，据了解在淮南矿业集团目前已进行试验的工作面，取得了平均日产2397吨、最高日产3386吨，平均月产6.07万吨、最高月产8.6万吨的好成绩。 薄煤层开采还有助于提高资源回收率、实现矿井的可持续发展。2、采煤方法的选择及其依据采区内10、11号煤层厚度变化不大，平均厚度分别为1.1m、1.30m，进行一次采全高开采。根据煤矿安全规程第四十八条之规定，一个采区内同一煤层的一翼最多只能布置1个回采工作面，10号煤层平均厚度1.1m，若布置一个10号煤工作面无法保证矿井设计生产能力；依据国内煤矿开采实例，通过在实际生产中测定10号煤老顶周期来压步距，可实现上下重叠布置工作面进行同时回采的方法达产。故设计采用10、11号煤两个工作面重叠布置，且10号煤工作面超前于11号煤工作面同时开采的方法。对于本矿10、11号煤采用一次采全高综采采煤法，结合国内先进水平和本矿井型，矿井布置两个回采工作面同时开采是较适合的。3、其他开采条件各煤层瓦斯含量低，煤层自燃等级均为易自燃，煤尘有爆炸性。煤层条件和开采技术条件一般，满足机械化开采要求。三、回采工艺及设备选型1.回采工艺振兴煤矿井田地质条件较复杂，断层较多，煤层倾角较缓，2号煤层平均厚度为1.13m，3号煤层平均厚度为0.77m，4号煤层平均厚度为1.58m,5号煤层平均厚度为3.54m,顶、底板较稳定。根据煤层赋存情况和开采技术条件, 确定采用高档炮采回采工艺方式。具体回采工艺过程如下：（1）爆破落煤爆破落煤的生产工艺过程包括打眼、装药、填炮泥、联炮线、放炮等工序。开采2号煤层时，根据采高和煤层硬度，炮眼采用单排眼布置，炮眼间距1.0m，炮眼距顶板0.60m，距底板0.53m。炮眼与煤壁的水平夹角为70，炮眼深度1.2m。在工作面分四段用煤电钻打眼，然后装药、填炮泥、联炮线，分四段放炮。采用毫秒微差爆破。选用3号硝铵炸药，毫秒雷管，装药后严格按照一次装药，一次放完的原则，不准一次装药，分次放炮。放炮前，一切人员必须撤离放炮地点30m以外，其它有关放炮事项，必须严格执行煤矿安全规程中的有关规定。（2）挂梁放炮后，在悬露的顶板下及时挂梁和打临时支柱,及时控制住顶板，防止局部冒顶。（3）装煤和运煤采用爆破装煤和人工装煤，可弯曲刮板输送机运煤。经放炮崩落下的煤，大约60%落入刮板输送机内，其余散落的煤，由人工装入刮板输送机，由刮板输送机经转载机运至运输顺槽胶带输送机，再经其它运输环节运至地面。（4）推溜工作面清理完浮煤后，即可在工作面采用yq-100a型推溜器进行推溜。推溜时必须选用与可弯曲刮板输送机配套的液压推溜器，二者必须固定好，严禁脱节移溜。（5）支护工作面支护采用dz14型单体液压支柱配hdja1000型金属铰接顶梁，采用齐梁直线柱支护方式, 正悬臂支护。每根梁长1m，每根梁下打一根单体液压支柱，支柱排距为1m，柱距0.8m，采用34排控顶，最大控顶距为4.2m，最小控顶距为3.2m，循环进度为1m。（7）回柱放顶在工作面靠采空区一侧顺序回柱放顶，采用打密集支柱放顶，放顶步距为1m，全部垮落法处理采空区。2.设备选型（1）选择支护设备类型由于2号煤层采高较小，顶板易垮落。因此，选用单体液压支柱配金属铰接顶梁支护顶板。根据煤层厚度及采高，选择dz14型单体液压支柱。支撑高度最大为1400mm，最小为870mm，初撑力7.5t，工作阻力25t。选用xrb2ba80/20型乳化液泵。（2）支架数量的确定根据矿山压力，回采工作面支架所支撑的为48倍采高的顶板岩层重量，为安全起见，按8倍采高的顶板岩层重量计算。由于所采煤层为近水平煤层，故按水平煤层计算如下： p顶=8h=82.51.13=22.6 (t/m2)式中 p顶 支架所承受单位面积顶板压力，t/m2； 顶板岩层容重，2.5t/m3； h 煤层平均采高，1.13m。 所选单体液压支柱的额定工作阻力为25t，考虑顶板动压及支柱所受载荷的不均匀性，95m长工作面最小控顶（控顶距3.2m）时所用支柱数量为：n=1.1p顶953.225=1.122.6953.225=303（根）式中1.1为载荷不均衡系数。每个支架下有3根单体液压支柱（最小控顶距），这时工作面最少支架数为： 3033=101 （架）工作面最大支架间距（柱距）为： 95101=0.94 (m) 因此，工作面柱距取0.8m是安全的。回采工作面机械设备配备见表4-2-1，表中设备数量为两个工作面所用数量。表4-2-1 回 采 工 作 面 机 械 设 备 配 备 表序号设备名称设备型号容量（kw）单位数 量备 注使用备用合计1金属铰接顶梁hdja-1000根9521911143两个工作面2单体液压支柱dz14根95219111433工字钢梁根6413774刮板输送机sgw-40t40部2135桥式刮板转载机szb-530/2020部226胶带输送机dsp1010/65040部2137煤电钻mz-121.2台6288调度绞车jd-11.411.4台4159煤电钻综合保护bz80-2.5台62810小水泵2ba-6a3台42611回柱绞车jh-87.5台4412发爆器mfb-200个21313乳化液泵xrb2ba80/2037个2214液压支柱注液枪dzq1个62815推溜器yq-100a台2052516单体液压支柱dz18根20040240 第二节 采区布置一、移交生产和达到设计生产能力时的采区数目、位置和工作面生产能力计 算(一)采区数目和位置1. 首采区位置选择原则首采区位置选择着重考虑了如下因素：1) 首采区应尽量布置在井底车场附近，以减少初期大巷开拓工程量，缩短矿井投产时间，减少矿井初期投资。2) 初期尽量减少村庄搬迁，以便减少初期投资，尽快达产。3) 资源勘探控制程度高，煤层赋存及开采条件较好。4) 尽量扩大单个采区尺寸，增加采区储量，以减少工作面搬家倒面次数，满足工作面生产能力和采区服务年限要求。2. 首采区位置的选择依据推荐的井田开拓方案，矿井移交生产及达到设计产量时，井下共布置一水平一个采区两个回采工作面。该采区距离井底车场较近，生产集中，便于管理，且该采区开采范围内煤层埋藏较浅，地质构造较为简单，开采条件较好，初期工程量较少，勘查程度较高，煤层赋存稳定等优点。 (二)矿井生产能力计算根据工作面的年总推进度和合理的采掘接替关系，设计在首采区中布置两个综采工作面、四个顺槽综掘工作面、一个上山综掘工作面。全矿井共布置两个回采工作面和五个掘进工作面来保证矿井设计规模和正常生产接替。矿井实际生产能力为回采工作面生产能力和掘进