双鸭山矿业集团集贤煤矿1.2Mta新井设计

摘 要本矿井设计为双鸭山集贤煤矿的新井设计，设计生产能力1.2Mt/a，服务年限60.3a。井田平均走向长4.8km，平均倾斜长4.4km，煤层平均倾角4.7，属近水平煤层。设计的可采煤层有3层，平均厚度2.4m。由于井田倾斜长度较大，且为近水平煤层，以及煤层地质条件等因素影响，决定本井田内全部采用倾斜长壁采煤法开采，工作面全部为综合机械化采煤。本设计中矿井开拓方式采用双立井方案，单水平开采，一个工作面达产。年工作日为330天，采用“四、六”式工作制，工作面长为160m，截深为0.8m，每日割9刀。主井采用多绳摩擦箕斗提升，副井采用刚性组合罐道罐笼提升。由于本人能力和时间有限，在设计中必然存在许多不足，敬请各位专家和老师批评指正。关键词：可采储量、倾斜长壁采煤法、矿井开拓、立井开拓方案、AbstractThis design is a new mine planning with jixian Coal Mine in shuang ya shan Province. Mine planning capacity is 1.2Mt/a. Service is 60.3a. Well the average toward length of the field is 4.8km,and average skewed length is 4.4km.The average inclination of the coal bed is 4.7,that is a nearly level coal bed. This field there are 3 can exploit coal bed, the average thickness of coal bed is 2.4m.As field more toward greater length, and coal bed is nearly level. And geological conditions Etc. causes impact, decision this field use more long wall coal mining, located all use integrated mechanized coal mining. This development method is inclined portal , one production level, and one located production.This worked fece is middle 1 and right 1 worked face, ords 330 days every year. Adapt “four-six” work situation, work face is 160 meters length of circle is 0.8meters, and times is 9 one day.The main well adoption many rope rub the box promotes, the vice- well adopts the rigid combination a cage promotes.Keyword： Can adopt to keep the quantisty 、Inclain longwall coal mining、Mine development、The shaft project expands 目录摘要IAbstractII目录III绪论1第1章 井田概况及地质特征21.1井田概况21.1.1交通位置21.1.2地形 地势21.1.3气象 地震21.1.4水源及电源31.2 地质特征31.2.1矿区内的地层情况31.2.2地质构造41.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征51.2.4岩石性质 厚度特征71.2.5井田水文地质情况71.2.6沼气 煤尘及煤的自燃性81.3 勘探程度及可靠性9第2章 井田境界 储量 服务年限102.1 井田境界102.1.1井田周边状况102.1.2井田境界确定的依据102.1.3井田未来发展状况102.2 井田储量102.2.1井田储量的计算102.2.2保安煤柱102.2.3储量计算方法112.2.4储量计算评价122.3 矿井工作制度 生产能力及服务年限122.3.1工作制度122.3.2生产能力122.3.3矿井设计服务年限13第3章 井田开拓143.1 概述143.1.1井田内外及附近生产矿井开拓方式概述143.1.2影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况143.2 矿井开拓方案选择153.2.1井筒形式和井口位置153.2.2开采水平数目和标高173.2.3开拓巷道布置183.3 选定开拓方案的系统描述233.3.1井筒形式和数目233.3.2井筒位置及坐标233.3.3水平数目及高度243.3.4石门大巷数目和布置243.3.5井底车场形式选择253.3.6煤层群的联系273.3.7带区划分273.4 井硐布置和施工283.4.1井筒穿过的岩层性质及井筒支护283.4.2井筒布置及装备293.4.3井筒延伸的初步意见293.5 井底车场及硐室303.5.1井底车场形式确定及论证303.5.2井底井场的布置、存车线路、行车线路布置长度313.5.3井底车场通过能力验算333.5.4井底车场主要硐室363.6 开采顺序373.6.1沿煤层走向的开采顺序373.6.2沿煤层倾斜方向的开采顺序373.6.3带区接续计划38第4章 带区巷道布置及带区生产系统394.1 带区概述394.1.1设计带区的位置、边界、范围、带区煤柱394.1.2带区的地质和煤层情况394.1.3带区的生产能力、储量及服务年限394.2 带区巷道布置404.2.1区段划分404.2.2带区斜巷布置414.2.3带区车场布置414.2.4带区煤仓形式、容量及支护414.2.5带区硐室简介434.2.6带区工作面接续434.3 带区准备444.3.1带区巷道的准备顺序444.3.2带区主要巷道的断面示意图及支护方式44第5章 采煤方法465.1 采煤方法的选择465.1.1采煤方法选择的制约因素465.1.2采煤方法的选择465.2 回采工艺465.2.1选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备465.2.2选择采面循环方式和劳动组织形式48第6章 井下运输和矿井提升516.1 矿井井下运输516.1.1运输方式和运输系统的确定516.1.2矿车的选型及数量516.1.3带区运输设备的选择536.2 矿井提升系统546.2.1矿井主提升系统的选择与计算54第7章 矿井通风与安全557.1 矿井通风系统的确定557.1.1概述557.1.2矿井通风系统确定557.1.3主扇工作方式的确定：567.2 风量计算与风量分配567.2.1风量计算567.2.2风量分配597.2.3风量调节方法与措施617.2.4风速的验算617.3 矿井通风阻力的计算627.3.1确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力627.3.2矿井等积孔的计算667.4 通风设备的选择667.4.1主扇的选择计算677.4.2电动机的选择687.4.3反风措施687.5 矿井安全技术措施687.5.1预防瓦斯及煤尘爆炸697.5.2火灾与水患的预防697.5.3其他事故的预防70第8章 矿井排水718.1 概述718.1.1矿井水来源及涌水量718.1.2对排水设备的要求718.2 矿井主要排水设备728.2.1排水方式与排水系统简介728.2.2主排水设备及管路的选择计算72第9章 技术经济指标77总结79致谢辞79参考文献80附录 182附录 29788绪论为了能更好的巩固和运用所学的专业知识，借毕业设计这个机会，我做了双鸭山集贤煤矿的新井设计，而且我在毕业实习中也收集到了很多关于集贤煤矿的资料，根据资料设计新矿井。这次设计主要是关于新矿井的建设，其中包括井田开拓、带区巷道布置及带区生产系统、通风运料排水系统等。根据煤层地质情况及赋存情况，决定了这次新井设计采用倾斜长壁采煤方法，不需要布置上下山，可以节省开采费用。通过多种方案比较选择最优设计方案，使设计更合理、可靠、安全，符合设计要求。第1章 井田概况及地质特征1.1井田概况1.1.1交通位置集贤煤矿位于双鸭山煤田东部，距双鸭山市60km。地理座标为：东经 12848371351l18；北纬 454120483645。集贤煤矿交通四通八达，有矿区铁路由双市经四方台矿、七星矿至集贤煤矿。依绕公路经集贤煤矿，距红星隆18km与福前线接轨， 交通条件较为方便。图1-1 集贤煤矿交通位置图1.1.2地形 地势集贤井田为低山丘陵区。地势总趋势西南高，东北部低，最高点在西南标高1338.3m，最低点在东南角，标高在1215.3m，相对高差123m。七星河从该区东侧流入挠力河，最后注入乌苏里江。 1.1.3气象 地震本区属大陆性寒温带气候，温差变化较大，冬季最低气温达到零下39，一般为零下20-30。夏季最高气温达到38，历史最大降雨量为737mm，年平均降水量最小为500mm，每年7、8、9三个月为降雨期，年平均降雨量在452737mm，冻结期每年10月至翌年4月。 依据中国地震裂度区划分图2001双鸭山地区地震裂度小于6。1.1.4水源及电源 本区及附近地下水发育良好，但因煤矿开采，使潜水遭到一定破坏，不能作为矿区可靠的生活水源。该矿由一眼深井供水，日出水量约1200m3/d能满足生活用水。井下排水处理后可作为井下消防洒水，矿井水源基本有保障。本矿现有一10kv专用线引自店坪站35kv，该站电源引自铺上220kv,铺上变电站距本矿仅2km。1.2 地质特征1.2.1矿区内的地层情况1.地层特征 集贤煤矿为全隐蔽区，地层发育较简单，即由煤系、煤系基底以及上覆新生界第四系组成。其他层层序由老至新分述如下：(一) 元古界兴东群大盘道组（pt1dq） 广泛分布于煤田外围，构成煤系基底，由石榴片岩、石英、黑云母片岩、含磁铁石英岩、石黑大理研、花岗片麻岩组成的深变质岩类。(二) 中生代早垩系上统鸡西群：为一套陆相碎屑建造，不整合于下元古界地层之上，根据岩性与测井曲线反应又可分为城字河组(klch)和穆棱组(klm)(1).城子河组(klch):由一套陆相碎屑研类组成。含煤地层受基底起伏控制，厚度变化大，煤层发育范围被基底起伏所限。本组岩性由灰白色中细砂岩、灰色粉沙岩组成，含有少量薄层凝灰岩及泥岩。 （2）.穆棱组(klm)由一套陆源深水相为主的碎屑岩类组成。厚度由北往南逐渐增厚，最大厚度达550m，与下部城子河组(klch)接触。含煤及旋迥性差，不含有可采煤层，含有小于0.5m的煤层35层，岩性多以灰色粉砂岩、灰白色细砂岩及少量灰白色的粗砂岩及薄层凝灰岩、泥岩组成。（3）第三系富锦组(NF),以细、中粗泥质质胶结的砂岩为主，夹黄绿色粉砂岩，呈丰胶结状。下部烁岩层岩层与城子河组地层为不整合接触，其上被第四系所覆盖。从K1砂岩底至K2石灰岩底，地个层反对感到法厚度为39.48m。主要为灰白色砂岩、灰-灰黑色泥岩、铝质泥岩、粉砂岩及不可采的9+10号、稳定可采的11号煤层所组成。 下部夹1-2层不稳定的石灰岩或泥灰岩。底部K1砂岩为灰白色薄层状细-中粒石英砂岩，岩性特征明显，致密坚硬，是一种良好的地层划分对比依据。（4）第四系广泛分布于矿区范围内，主要由冲击、洪积碎屑物组成，多由粘土、亚粘土及砂层组成。粘土多为弱含水或不含水，具有良好的隔水性能。从K2石灰岩底至K4石灰岩顶。地层厚度为40.34m。主要由三层深灰色石灰岩及灰白色砂岩、灰黑色粉砂岩、泥岩组成，间夹三层不可采煤层。底部为深灰色，巨厚层状致密、坚硬的K2石灰岩，含有丰富的有孔虫、蜓科、腕足类化石和燧石结核，中、下部常夹有一层灰黑色泥岩。自K2向上为灰黑色泥岩及其具波状层理的粉砂岩、细粒砂岩，多受黄铁矿浸染，其上发育有不可采的8号煤层，其顶板为深灰色，厚层状的K3石灰岩，K3石灰岩全区稳定，易于对比。K3至K4石灰岩间为灰、灰黑色的砂岩、粉砂岩和泥岩。 1.2.2地质构造1.区域构造集贤煤矿位于兴隆凸起东部边缘上与南部弧形压性断裂有关的盆地，保存了中生代地层。该区地质构造以背斜褶曲为主，伴随少数中、小型断裂。主要构造线均为北东东向，其中北部断层稀少。地层产状主要受褶曲控制，总的地层走向为北东，倾角平缓。 2.矿区构造(1)集贤煤矿正断层(F1)位于井田北部边缘。断层走向为北西40。本区延长约0.98km，断层落差4050m，为井田南部临近边界的主要断裂构造。 (2)F2逆断层位于井田西北部，根据矿井地质资料，断层走向为北西50。本区内延长约1.54km，断层落差为10km。 图1-2综合柱状图1.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征1.可采煤层:矿区内所含主要可采煤层为8、9、10号煤层。现将各可采煤层分述如下：（1）8号煤层煤层厚度 在2.32.9m，平均在2.6m左右，在矿区内属稳定全区可采煤层，其顶板为灰质泥岩 ，底板为细砂岩。煤层结构简单，不含夹石。（2）9号煤层距8号煤层之下10m，煤层厚度2.202.80m，平均厚度为2.55m，全区稳定可采，顶板多为砂质泥岩，底板多为细砂岩，煤层结构简单，不含夹石。（3）10号煤层位于9号煤层之下3547m，煤层平均间距40m，煤层厚度1.501.89m，平均1.68m，属较稳定煤层，顶板多为细砂岩，底板为中砂岩。2.煤质(1)煤的物理性质强玻璃光泽、性脆、硬度小、黑色、比重中等、裂隙发育。条带状结构、层状至块状构造。 (2)煤岩特征显微煤岩组分由丝炭组、无机矿物、镜质组和半镜质组组成。丝质组：一般含量在25左右，以半丝质体、粗粒体为主及少量的碎屑体。无机矿物：以粘土为主，多以分散状、层状、透镜状分布于镜质体中，部分充填于丝炭胞腔内。部分含黄铁矿和方解石。镜质组、半镜质组：一般含量在75左右，以基质及均质镜质体为主，含少量的结构镜质体。表11 煤层稳定性分析成果1.2.4岩石性质 厚度特征有关岩石性质及特征详见表1-2。表12 岩石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砂岩2.0- 2.65- 252- 200.5-0.40.5- 81- 10砾岩2.3- 2.65- 151- 150.2-1.50.8- 82- 8泥炭岩2.7- 2.851.6-5.212.830.6-2.02- 75- 10灰岩2.2-2.75- 205- 200.5-2.01- 85- 10页岩2.0-2.416-301- 100.2-1.01- 3.52- 8石英长石2.65-2.70.12-0.515- 351.0-3.06- 206- 201.2.5井田水文地质情况 1.含水层本区分为第四系孔隙含水层和白垩系基岩裂隙含水层 ：一.第四系孔隙含水层第四系孔隙含水层全区发育，厚度一般为3060m，由西向东逐渐增厚，水量逐渐增大，水流方向总体流向为由西南向东北方向。 (1)近代冲积层含水区分布于七星河接地以东。主要由烁砂、粗沙、粘土所组成。分选性与渗透性均好。厚度32.860.7m。水位1.10160m。由七星河阶地以东，含水层逐渐增厚。富水性逐渐增强，涌水量逐渐增大。 在垂直方向上，上部岩性为黄色砾砂、粗砂，厚度为10m左右，分选性和渗透性好，含水丰富；下部岩性为灰色砾砂、粗砂，含泥质较多，渗透性差。 (2)七星河阶地承压水分布于七星河阶地以西至第二勘探线以东，岩性由粘土、砾砂、砂土组成，厚度21.7556.00m，其中砂层1.107.50m。含水性与分选性差。上复6.7021.25m的粘土，为承压水，含水中等。(3)冲击、坡积层潜水区分布于冲积层两侧，岩性主要由粘土、亚粘土组成。厚度变化很大，由033.50m，含水微弱。二.白垩系基岩裂隙含水层本区分为煤系裂隙含水层和煤系基底裂隙含水层。(1).煤层裂隙含水层：在垂直方向上的变化规律是160m以上裂隙发育且无充填，160m以下裂隙不发育且被方解石充填。 (2).煤系基底裂隙含水层主要分布于本区的北部，西部及东部，由基底花岗岩、华岗片麻岩组成，表面风化强烈，岩石破碎但差异较大。浅部裂隙相对较发育，含网状裂隙水，其富水性弱。2.隔水层分为第四系隔水层和第三系隔水层一.第四系隔水层全区发育，由西往东逐渐增厚，由北往南逐渐增厚。岩性为粘土和亚粘土。黑褐色、黄色和浅黄色，质较纯，粘土塑性较强，干后坚硬，厚度1050m，具有良好的隔水性。由于矿井地处分水岭地带，含水层含水性均较弱，开采8号煤层主要充水水源为顶板砂岩裂隙水，现涌水量为5m3/d，根据生产矿井及邻近生产矿井调查，排水量一般小于30m3/d，因此，可以推断本矿区的矿井涌水量不会很大，充水来源为顶板砂岩裂隙水，或开采产生的塌陷裂隙与风化裂隙水沟通，大气降水为土要充水水源，因此，雨季排水量将有所增大应引起注意。二.本区不是普遍发育，只在东南部零星见到，厚度为029m，与下部白垩系地层不整合接触。第三系为半胶结泥岩，致密夹有卵石碎块，具有良好的隔水性。1.2.6沼气 煤尘及煤的自燃性1. 瓦斯据本矿开采的8号煤层瓦斯测量结果，CH4和C02绝对瓦斯涌出量分别为0.65m3/mim和0.40m3/min，相对涌出量分别为1.91m3/t和1.71m3/t，属低沼气矿井。但随着开采深度的增加，瓦斯含量增大。2. 煤尘及煤的自燃在详查时，对主要可采煤层煤尘爆炸指数作过计算，结果超过10，有爆炸性危险。本矿对主要可采8号煤层做过试验，其结果火焰长度35mm，扑灭火焰岩粉量为85。9号煤层煤尘爆炸指数为65，自然发火期6个月。所以，在开采过程中，要加强管理，做好防尘和防煤的自燃工作。3. 地温据矿井资料及地质报告推测，井田无高温地区。1.3 勘探程度及可靠性对地质勘探程度的评价1勘探程度（1）基本查明了可采煤层的煤质、煤岩特征，确定了煤类；（2）基本查明了井田的主要构造形态及地层沉积特征；（3）基本查明了主要可采煤层的层位、厚度、结构；（5）初步评价了主要可采煤层顶、底板岩层的工程地质特征，了解了煤层自燃倾向、煤尘爆炸、矿井瓦斯含量。（4）初步评价了井田水文地质，推测该区水文地质条件简单2存在问题（1）地质报告中对矿井瓦斯涌出量、煤尘爆炸指数未作详细的测试分析，建议补测。（2）地质报告中对8、9、10号煤层的涌水量未作具体测试分析，建议补充测试。 第2章 井田境界 储量 服务年限2.1 井田境界2.1.1井田周边状况本井田以边界线为界，北部有一断层。2.1.2井田境界确定的依据1.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.划分的井田范围要为矿井发展留有空间；3.以地理地形地质条件作为划分井田境界的依据；4.要适于选择井筒位置安排地面生产系统和各建筑物；2.1.3井田未来发展状况煤矿开采技术在不断进步，随着科学技术的进步和勘探水平的不断提高，可能在更深处发现可采煤层。2.2 井田储量2.2.1井田储量的计算井田内可采煤层为8、9、10号煤层。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。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。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，矿井井下主要巷道保护煤柱煤量后乘以带区回采率的储量。2.2.2保安煤柱按照保护煤柱的设计原则1.地面受护面积包括受护对象及周围的受护带；2.在一般情况下，保护煤柱应根据受护面积边界和移角值进行圈定；3.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，为居住保地面建筑物及工程设施的安全，本设计对井筒及工业场地后期的风井、规划中的大断层留设安全煤柱。4.当受护边界与煤层走向斜交时，根据基岩移动角求得垂直与受护；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；由于本矿区无地表移动参数实测资料，设计参照类似围岩情况按以下数据留设安全煤柱.主、副井筒均位于工业场地内，主、副井筒深度480m，工业场地东西长333.5m，南北最大宽度为438m。为了安全生产，本设计矿井依据煤矿安全规程，留设保安煤柱如下：1.各煤层在露头处留设20 m保安煤柱；2.边界断层留设20m 保安煤柱；3.井田内部断层留设20m保安煤柱；4.河流两侧各留设20m保安煤柱；5.地面建筑物留设50m保安煤柱；6带区煤柱按20m保安煤柱。按以上计算方法得：工业广场煤柱损失：471.26万t； 周边、断层保安煤柱损失：710.51万t；损失总量：1181.87万t； 损失率为：10.1%2.2.3储量计算方法计算标注以储量管理规程为依据，公式如下：块段储量=块段面积cos(平均倾角)平均厚度容重矿井设计储量工业储量永久煤柱块段可采储量=（工业储量永久煤柱）设计回采率回采率要求：厚煤层不小于75%，中厚煤层不小于80%，薄煤层不小于85%通过等高线块段法计算本井田工业储量为141.04Mt，可采储量为101.55Mt。2.2.4储量计算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。表2-1 矿井可采储量汇总表煤层号工业储量A+B+C万t工业广场及井筒断层井田境界开采损失合计可采储量（万t）85369173.5664.1202.1805.351245.13865.6895265.75320.2171202.1790.38795.793791.3410 3469.2320.2161110.2520.382174.832497.8总计14104471.26196.1514.42116.113297.8810154.882.3 矿井工作制度 生产能力及服务年限2.3.1工作制度矿井设计年工作日为330d，每天四班作业，一班检修，每天净提升时间为18h。2.3.2生产能力井田煤炭储量丰富（地质储量为140.04Mt，可采储量为101.55Mt），地质构造及水文地质简单，煤层赋存平缓（最大倾角5.8），煤质优良，具有建设大型矿井的条件。方案一：建0.90Mt/a的矿井。方案二：建1.20Mt/a的矿井。方案三：建1.50Mt/a的矿井。根据煤矿工业矿井设计规范矿井投产后服务年限不应过长，可由服务年限确定。2.3.3矿井设计服务年限矿井设计服务年限公式： KPZ/(AK)式中：矿井设计可采储量，Mt A生产能力， Mta K矿井储量备用系数，K.31.5矿井设计一般取K=1.4，地质条件复杂的矿井及矿区总体设计可取K=1.5，地方小煤矿可取K=1.3 。根据本设计矿井实际情况，K值取1.4。计算得：方案一：P80.5年方案二：P60.3年方案三：P48.3年根据煤矿工业设计规范规定，则选择方案二合理。该矿井生产能力为1.2Mt/a，矿井服务年限为60.3年。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矿区地面标高在1215.3至1338.3m之间属于丘陵区，地势总趋势西南高，东北部底，且相对高差123m。地区起伏不大，矿区煤层赋存稳定，断层少。本区以农业为主，主要农作物有谷子、豆类及油料等，近年工矿企业发展较快，主要为煤矿、化肥、建材、机械加工及制造业，其中煤矿为该区重要的支柱行业。矿区煤层覆存稳定，断层少。矿区附近各个矿井井型不同，开拓方式以立井开拓、斜立井联合开拓居多，平硐开拓少见。3.1.2影响本设计矿井开拓方式的因素及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)地形地貌和地面外部条件；(2)技术装备和工艺系统条件；(3)井田地质和水文地质条件；(4)煤层赋存和开采技术条件；(5)施工技术和设备条件；(6)总体设计和矿井生产能力要求等。对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。影响本设计井田开拓方式的具体因素如下：1地表因素本井田构造表现为走向近南北，向西倾斜构造，使地层发生较大转折，地层倾角一般25，总之，井田构造属简单类。2煤层赋存情况整个矿区共有3层可采煤层，即8、9、10号，全区发育。煤层走向长度为4.8km，倾向4.4km。本井田煤层系近水平中厚煤层，平均倾角在4.7左右。3.2 矿井开拓方案选择3.2.1井筒形式和井口位置 1.井筒形式在一定的井田地质条件、开采技术条件下，矿井开拓巷道有多种布置方式，开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。合理的开拓方式，一般应在技术可行的多种开拓方式中进行技术经济分析比较后，才能确定。根据地形地貌、煤层赋存条件及确定的工业场地位置，本着合理开发全井田，集中生产运输环节简单、初期井巷工程量少、投资省、出煤早、达产快、安全、高效的原则，设计提出了两个开拓方案：方案一：双斜井开拓方案二：双立井开拓以上二种井筒开拓方案比较如下：(一)适用条件比较：斜井:煤层赋存较浅，垂深在200m以内，煤层赋存深度为0500m，含水砂层厚度小于2040m，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立井:煤层赋存深度2001000m，含水砂层厚度2040m,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。(二)斜井与立井相比斜井:优点：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，井底车场及硐室都投资少；井筒装备和地面建筑物少，不用大型提升设备，钢材消耗量小；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：在自然条件相同时，斜井要比立井长；围岩不稳固时，斜井井筒维护费用高，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;由于斜井较长，沿井筒敷设管路，电缆所需的管线长度较大。立井:优点：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，机械化程度高，易于自动控制，井筒为圆形断面机结构合理，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；缺点：与斜井优点相对。技术评价：本井田煤层倾角小、煤层赋存较深、水文地质条件较简单、生产能力大、瓦斯涌出量小，兼于对斜井和立井的优缺点及适用条件的综合考虑立井方案技术上可行，从而选用立井单水平开拓。对矿井井筒位置有以下的要求：井筒沿走向的有利位置应在井田的中央当井田储量呈不均匀分布时，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；井筒沿煤层倾向的位置，应使总的石门工程量小，初期工程量及投资小，建井期短，且煤柱损失小；为使井筒的开掘和使用安全可靠，减少其掘进的困难及便于维护，应使井筒通过的岩层及表土层有较好的水文，围岩和地质条件。依据本井田的储量分布图，及剖面图考虑水平划分及主要巷道布置，确定井口的位置在整个井田的储量中心，坐标为：主井坐标：经度37604795，纬度4179410副井坐标：经度37604820，纬度41794152.井口位置井口附近要有一定范围用以布置工业场地，其中包括主副井生产系统建筑物与结构物矿井工业场地占地指标。选择井筒位置应当充分利用地形，以地面生产条件系统布置要求，平坦地形最适合矿井建设，不仅平场工程量较小，大型建筑物基础处理也比较简单。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，经综合比较后择优确定，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)井下条件井田走向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；勘探程度及初期工程量。(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；井口要避开地面滑坡、岩崩、雪崩、泥石流、流砂等危险地区；井口及工业场地位置必须符合环境保护的要求；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。 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：井筒位于井田中部方案三：井筒位于井田深部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；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，一般又浅部向深部开采，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）。每个开采水平设井底车场和运输大巷，供该水平各带区煤的外运、辅助运输和通风用。煤矿科技迅猛发展，在高度机械化的基础上实现高度集中化是主要的发展方向，高产高效矿井要求集中在一个水平，12个工作面生产。这就要求加大工作面、带区和水平的走向及倾斜尺寸，要求有丰富的资源储量。本设计井田水平标高的确定主要考虑了以下几个因素：1.煤层赋存条件及地质构造；2.生产成本；3.水平接替4.合理的水平服务年限；5.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：井田划分为一个开采水平；方案二：井田划分为两个开采水平。由于本井田煤层走向大致呈波浪形，不利于划分水平，而且煤层倾角小，受本井田地质条件限制，不利于多水平开采；而方案一有利于带区的接续，且巷道利用率高，吨煤成本相对较低。故而采用方案一的水平划分方法，即划分一个开采水平。3.2查表求得：m=13291mm,n=11804mm,H=10223mm,T=8438mm,kp=15970mm (2)单开道岔平行线路联接 道岔 ZDK624-5-15 a=3258mm b=4142mm =112516 R=20000mm s=1600mm查表得;L=13178mm,C=1938mm,n=6080mm,D=11703 (3)渡线道岔线路连接 道岔DX624-4-1216,a=3496mm,b=3404mm, =1415,=1600mm查表得：C=1700mm,L=13292mm.3.5.4井底车场主要硐室 原则：符合煤矿安全规程及煤炭工业矿井设计规范的规定；硐室布置一般随井底车场型式的不同而变化。主井系统硐室： 主井设有3.0 t底卸式矿车卸载站硐室、翻车机硐室、井底煤仓及井底煤仓装载硐室、清理井底散煤硐室及水窝泵房等。主井井底散煤采用矿车处理，用绞车提升至车场水平。副井系统硐室：有副井井筒与井底车场连接处（马头门）、主排水泵房（中央水泵房）、水仓及清理水仓硐室、主变电所（中央变电所）及等候室等。主排水泵房和主变电所应联合布置，以便使主变电所向主排水泵房的供电距离最短。为防止进下突然涌水淹没矿井，变电所与水泵房的底板标高应高出井筒与井底车场联结处巷道轨面标高0.5m，水泵房及变电所通往井底车场的通道应设置闭门。3.其它硐室其它硐室有调度室、医疗室、电机车车库及修理间、以及充电硐室、防火门硐室、防水门硐室、井下火药库、消防材料库、人车站等。其位置应根据线路布置和各自要求确定。3.6 开采顺序开采顺序是指矿井采掘工作应有计划、有步骤地按一定顺序进行，做到采掘并举，掘进先行，因此，要研究采煤和掘进安排特点，了解有关政策与规程、规范规定、合理的开采顺序应满足下列要求：1.保证开采水平、带区、采煤工作面的生产正常接替，以保证矿井持续稳产、高产；2.符合煤层采动影响关系，最大限度地开采煤炭资源；3.合理集中生产，充分发挥机械设备的能力，提高矿井的劳动生产率，简化巷道布置；4.降低掘进率，减少井巷工程量和基建投资。3.6.1沿煤层走向的开采顺序根据该设计矿井的煤层分布及带区划分的具体情况，井田一翼开采，另一翼掘进。在工业广场煤柱两边一翼布置首采工作面，另一翼布置掘进工作面，向双翼由近及远开采，这样有利于矿井的均衡生产和合理配采，有利于生产的连续性；有利于矿井通风、运输等主要生产系统的管理，依据本设计矿井的带区划分的具体情况，采用倾斜长壁开采，这样可以减少初期工程量和基建投资，并且投产快。3.6.2沿煤层倾斜方向的开采顺序开采煤层群时，可分为上行式和下行式开采。先采上煤层后采下煤层称下行式开采顺序。反之，则称为上行式开采顺序。除近水平煤层外，对于缓倾斜、倾斜和急倾斜煤层，根据其采动影响关系，一般只采用下行式开采顺序。本矿属近水平煤层，考虑到本设计井田内共有3个可采煤层，即8、9、10号煤层。其中8号煤层位于上部，10号煤层位于下部，布置集中运输巷道，根据其采动影响关系，采用下行开采顺序。3.6.3带区接续计划根据井田的地质条件，合理的带区接续，应满足如下要求：1.带区的生产正常接续，保证持续的稳产、高产；2.符合煤层采动影响关系，最大限度采出煤炭资源；3.合理集中生产，充分发挥机械设备的能力，减少巷道维护费用；4.便于灾害防止，有利于巷道的维护。综合以上考虑将该井划分为10个带区。（详见带区接续表）第4章 带区巷道布置及带区生产系统4.1 带区概述4.1.1设计带区的位置、边界、范围、带区煤柱 设计带区位于井田中部属西一带区，以井田边界为界，走向长度为500m，倾向长度4.4km。带区煤柱包括带区范围内的巷道煤柱以及带区边界煤柱、断层煤柱、隔水煤柱等。按其作用和性质可分为护巷煤柱和隔离煤柱两大类。本带区采用集中上山联合开采，带区煤柱包括带区范围内的巷道煤柱、带区边界煤柱、断层煤柱和隔水煤柱等，带区煤柱留设如下：各煤层在带区边界留设15m煤柱，井田境界处留设20m保护煤柱；4.1.2带区的地质和煤层情况此区内构造较简单。本井田含煤地层属中生代白垩系上统鸡西群城子河含煤组。煤层厚度为2.32.90 m，平均厚度为2.6km，属稳定的全部可采煤层。本区地层倾角平缓，走向变化不大，煤层倾角为45，属近水平煤层，走向长度500 m，倾向长度4400 m。4.1.3带区的生产能力、储量及服务年限回采工作面年生产能力AO=LVOMCO式中 L-采煤工作面长度mVO-工作面年推进度m/aM-煤层厚度或采高m-煤的密度t/m3CO-工作面采出率0.930.97AO=16090.83300.951.42.6=119.51万t带区生产能力AB=nA0BkA带区生产能力 万t/an带区同时生产的工作面个数n=1A0每个工作面的生产能力 万t/aB掘进出煤率 取1.05-1.1K工作面不均衡系数（沿空留巷取下限，其余取上限，区内单工作面取1，两个工作面取0.95，三个工作面取0.9）AB=1119.511.051=123.24万t/a 带区服务年限T =Z/（1.4*AB）=1510/（123.241.4）=8.8年4.2 带区巷道布置4.2.1区段划分由于采用倾斜长壁开采故不存在区段划分和上下山布置，将本带区划分为3个分带，3层煤联合开采。采用两翼对角式通风。走向工作面长160m,一个带区设一个煤仓。本矿区均属是近水平煤层，带区服务年限都较长，运输大巷采用岩石大巷，掘进费用高，但维护费用低且安全。岩石大巷受工作面的采动影响较小，生产期间易维护。工作面长度的确定：该带区设计产量为1.2Mt/a，一个工作面达产，即工作面日产量为3636.4t/d。确定工作面长度的公式如下：A0=LlMc式中： A0工作面年生产能力，吨；L工作面年推进度，m；l工作面长度，m；M煤层厚度，m；煤的容重，吨/m3；c回采率，取0.930.97；可以得出L=160m上式计算得到的L值，还应通过下述公式确定的工作面L来校核，若LL，则L合理。L=（60VBCM）（QbSnP）式中: V工作面内允许的最大风速，取4m/s；B工作面最小控顶距，m；C风速收缩系数0.9-0.95；M工作面采高，m；Qb昼夜产煤一吨煤所需风量，m3/t；Sn循环进度；P煤层生产率；昼夜循环数；L275m，可见L160mL,故工作面长度合理。4.2.2带区斜巷布置 采用二条斜巷，由集中大巷掘一条斜巷与分带运输巷相连，这条斜巷为工作面进风，称带区进风斜巷；由回风大巷掘一条与分带回风巷相连，这条斜巷为工作面回风，称带区回风斜巷。考虑到本设计矿井为低瓦斯，煤层倾角4.7左右，更有利于带区生产的接续。4.2.3带区车场布置 本设计没有布置带区车场。4.2.4带区煤仓形式、容量及支护1带区选用的是垂直式煤仓，主要优点是仓体受力性能好，较少发生填塞现象，但受条件限制。2煤仓容量(1)按采煤机连续作业割一刀的容量计算QQoLmbrCoKt式中: Q带区煤仓容量；Qo防空仓漏风留煤量，一般取510t；L工作面长度，m；m采高，m；b进刀深度，m；r煤的容重；Co工作面的回采率；Kt同时生产工作面系数综采时取1；n带区内同时生产的工作面数目；故 Q8+1602.61.40.80.951450t(2)按运输大巷列车间隔时间内带区高峰期产量计算QQoQhtiad 式中：Q h带区高峰期生产能力，t/h（一般为平均产量1.52.0倍）ti列车进入带区装车站的间隔时间，一般取高限2030s；ad不均衡系数，机采取1.151.2，炮采取1.5；故Q8（3636.4/18）1.60.51.16195.5t(3)按带区高峰生产延续时间计算(QhQt时)QQo（QhQt）thcad式中:Qt带区装车站通过能力，t/h（一般为平均产量的11.3倍）thc带区高峰生产延续时间，机采取11.5h炮采取1.52hQ83636.4/181.63636.4/181.21.21.16120t取最大值Q450t一般带区煤仓容量可按下表取：表4-1带区生产能力Mt/a煤仓容量（t）0.3以下501000.30.451002000.450.602003000.601.003005001.00以上大于500所以本带区煤仓容量为500吨。3.煤仓结构及支护方式煤仓结构包括:煤仓上部收口，仓身，下口漏斗及溜口闸门基础，溜口和闸门装置。上部收口：为保证煤仓上部收口安全与改善煤仓上口的受力状况，需以混凝土收口筑成圆台体。仓