煤矿本科毕业论文.doc

1 井田概况及井田地质特征31.1井田概况31.2.1 地层61.2井田情况81.2.1煤层及煤质特征81.2.2其他开采条件131.2.3井田水文地质特征141.3 井田勘探程度161.3.1 勘探程度161.3.2 地质勘探程度及精查勘探地质报告的评价162 矿井储量 年产量及服务年限172.1 井田境界172.2井田储量192.2.1矿井工业储量192.2.2 矿井设计储量192.3 矿井年产量及服务年限232.3.1计算依据233 井 田 开 拓263.1 概 述263.1.1、矿区内生产矿井的开拓方式概述及评价263.2 井田开拓273.2.1对井田开拓中问题分析273.3.2 井壁的支护材料及井壁厚度433.3.3 井筒深度433.4 井底车场443.4.1 概述453.4.2线路总平面布置设计453 4.3井底车场各存车线长度的确定473.4.4井底车场线路总平面布置533.4.5井底车场通过能力计算543.4.6 井底车场硐室583.5开采顺序及带区、采煤工作面的配置603.5.1开采顺序603.5.2保证年产量的同采采区数和工作面数603.6井巷工程和建井工期624 准备方式654.1准备方式的选择654.1.1选择原则654.1.2 准备方式的确定654.2 带区巷道布置及生产系统664.2.1 带区准备参数的确定664.2.2 带区巷道布置674.2.3 带区硐室684.2.4 带区生产系统704.3 回采工艺设计705 矿井运输、提升及排水745.1矿井运输745.1.1井下运输系统745.1.2 井下运输方式745.1.3 采区运输设备的选型745.1.4 大巷运输及设备选型计算755.1.5电机车台数的计算775.2 矿井提升785.2.1 主井提升设备选型计算785.2.2立井提升设备选型计算795.3矿井排水875.3.1概述875.3.2排水设备选型计算886通风和安全966.1矿井瓦斯情况966.1.1选择原则966.1.2通风方式和通风系统986.1.3 矿井通风示意图986.2风量计算及风量分配1006.2.1确定总风量1006.2.2风量分配1026.3矿井通风阻力计算1036.3.1计算原则1036.2.2计算方法1046.4 扇风机选型1086.4.1选择主扇1086.4.2电动机选择1126.5防止漏风和降低风阻的措施1126.5.1 防止漏风和降低风阻的措施1126.6 矿井安全技术措施1136.6.1 概述1136.6.2预防井下火灾的措施1136.6.3粉尘的综合防治1146.6.4预防井下水灾的措施1147 矿山环保1157.1矿山污染源概述1157.2 矿山污染的防治1167.2.1矿井水处理1167.2.2固体废弃物处置1167.2.3 噪声治理1167.2.4绿化措施1167.3 地表塌陷及生态保护措施1177.3.1地表塌陷的预防措施1177.3.2地表塌陷整治覆土1177.3.3矸石回填塌陷区117致 谢119参 考 文 献120附录A121毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日1 井田概况及井田地质特征1.1井田概况1、交通位置交通位置见图1-1。2、地形地势矿区位于xx北部，地势平坦。地形西北高，东南低，略向东南倾斜。地面标高最高xxm，最低xxm，一般高程xxm。全为第四系全新统亚砂土及粘土覆盖，其厚度为xxm，平均xxm。地表水系不发育，地下水位埋藏较浅，其静水位标高为xxm，平均埋深为2m。3、气象及地震本区地处中纬度（），属半干旱、半湿润气候，蒸发量大于降雨量，干湿差达，四季分明。年平均气温xx，月平均气温最高为xx，最低为xx。降雪期和冻结期为每年12月至翌年3月。最大冻土深度为xxcm，一般xxcm左右。年平均降雨量xxmm，降雨量多集中在xx月份，占全年的xx%以上。影响到本区地震烈度为xx度。下图AutoCAD2006简体中文版打开 4、煤矿发展简史xx矿区年开始开发建设，矿区位于xxx境内，矿区内煤炭资源丰富，煤质较好，为优质无烟煤。矿区内现生产的矿井主要为：xxxx矿。 矿区农业主要以小麦，玉米为主，矿区水源主要来自地下水，电源来自xx电厂，劳动力以当地农民为主，建筑材料基本来自当地。5、水源和电源矿井供水水源取用于地下水和利用矿井排水。取用于地下水为工业场地生产、生活用水；利用矿井排水净化后作为井下消防洒水、断面防尘及洗煤厂生产补给用水。矿井地面建有xxkv变电站，两回xxkv供电线路来自矿区xxkv开关站。矿井xxkv变电站安装有三台xxxkv变压器。1.2 井田地质特征1.2.1 地层本区属华北上古生界聚煤区，井田地层基本和区域地层相一致，区内仅有奥陶系零星出露。井田含煤层由上至下由太原群、山西组、下石盒子组、上石盒子组。根据钻孔揭露的地质特征自下而上为中奥陶统（O2）中上石炭统（C2C3）二叠系（P）和新生界（K2），由老至新叙述如下：1）中奥陶统（O2），中石炭统本溪组（C2b）中奥陶统（O2）最大厚度490.42m，中石炭统本溪组（C2b）主要有铝土泥岩和鱼状铝土泥岩组成，厚度4.5411.42平均厚度为8.21m。2）上石炭统太原驵（C3t），下二叠统山西组（P1S）上石炭统太原驵（C3t）含煤最多达10层，单煤层厚度0.180.75m，下二叠统山西组（P1S）厚度72.4130.10m平均厚度为102.54m,含煤3层。3） 下二垒组统下石盒子组（P2S），上二叠统上石盒子组（P2S）下二垒组统下石盒子组（P2S）厚度45.03405.01m，平均厚度为69.63m，含煤57层，其中三1、三22、三4煤为可采煤层。上二叠统下石干峰组（P2Sh）第三系（R）1.2.2 构 造本区位于华北台块东南隅，山东台背斜徐蚌凹折带中；秦岭昆仑纬向构造带东段北支的南侧，新华夏系第二沉降带的东侧。本井田位于北北东向的xx隐伏背斜西翼中段。井田内地层走向多变；东南部为北北东向，南部由于两组不同方向的构造符合而成马鞍状，中部、北部受断层影响，呈波状起伏，走向多变。地层倾角20-30。本井田总体构造特征以宽缓褶曲为主，影响本井田的断层有5条，褶曲5个。井田构造复杂程度为中等复杂。褶曲及断层特征详见褶曲特征表1-1和断层特征表1-2。 表1-1 主要褶曲特征表序号褶曲名称描述1xx向斜位于井田中部，走向近南北，长约9km。2xx向斜位于xxx之西，总体走向近南北。东西宽约1km，南北长约2km，呈构造盆地状。3xx向斜位于井田北部，被xx切割。走向近南北，长约6km。4xx背斜位于xx向斜西侧，轴向近南北。全长约3.0km，宽约0.5km。5xx向斜位于井田东南角，轴向近南北，延伸长约5.5km，宽约1.8km，为短轴向斜。1.2井田情况1.2.1煤层及煤质特征 1、煤层 上石炭统太原组合下二叠系统山西组为含煤地层。见矿井综合柱状图1-2。可采煤层有两层，主要可采煤层为二2煤，大部分可采煤层为三2煤。详见可采煤层特征表1-3。煤层顶底板特征见综合柱状图1-2。表1-2 断层特征表序号名称性质产状最大落差(m)交切情况可靠程度备注倾向走向倾角(度)1F48正ESNE708-32可靠2F53正NSEW7014-42较可靠3F4正SEEWE5910-15可靠4F5正NEEW 708-12可靠序号煤层名称煤层厚度（m）最小最大平均平均可采厚度煤层倾角间距（m）硬度（f）容重（t/ m3）煤层稳定程度顶底板岩性顶板底板12345678910112二20.807.62.952.9541585中硬1.47稳定泥岩、粉砂岩泥岩、粉砂岩3三20.852.81.561.56815中硬1.40较稳定泥岩泥岩、砂岩序号煤层名称煤层厚度（m）最小最大平均平均可采厚度煤层倾角间距（m）硬度（f）容重（t/ m3）煤层稳定程度顶底板岩性顶板底板12345678910112二20.807.62.952.9541585中硬1.47稳定泥岩、粉砂岩泥岩、粉砂岩3三20.852.81.561.56815中硬1.40较稳定泥岩泥岩、砂岩煤层特征表1-3 煤层顶底板特征见综合柱状图1-22、煤质 二2煤层以亮煤、镜煤为主，暗煤次之，丝炭少量。灰分8.6035.67%，平均14.14%，发热量29.49MJ/kg。为低、中灰、特低硫、特低磷、高发热量、易选的优质无烟煤。 三2煤灰分13.6834.04%，平均20.10%，发热量27.48MJ/kg。为中灰，特低硫、特低磷、中发热量、中等可选的无烟煤。各无烟煤均为黑灰灰黑色，少量呈铅灰色；似金光泽（或金刚光泽）条痕为灰黑色黑色；脆度大，内生裂隙中等发育，少数裂隙被次生碳酸岩矿物所充填。煤质情况详见煤的工业分析表1-4。 表1-4煤的工业分析表序号煤层名称牌号水分（%）W灰分（%）A挥发份（%）V含磷量（%）P含硫量（%）S发热量（MJ/kg）Q备注1二2A1.2514.417.70.0040.49829.492三2A1.5620.108.30.0050.6227.481.2.2其他开采条件1、瓦斯在勘探过程中共采瓦斯样15个，其中合格3个可作为参考，分析结果二2煤-300m以上为N2及N2CO2带，CH4含量达0.44cm3/g，-300以下多为N2CH4,CH4含量为3.1cm3/g，根据煤炭资源地质勘探范围的规定，xx矿井田中二2煤层中的沼气含量一般小于3.3cm3/g。根据煤炭资源地质勘探范围的规定，xx煤矿属于低沼井，但应注意瓦斯含量由浅向深部增加的趋势。2、煤尘与自燃煤尘爆炸性试验结果，煤尘不易自燃，无爆炸性。3、地温井田内恒温带深度约为23m，温度为16.5，井田内地温随深度的增加而增加，平均地温梯度2.67/100m，浅部地温梯度较深部高。地温局部地方偏高。4、煤层顶底板特性二2煤层直接顶底板多为中粒砂岩，局部为沙质泥岩或薄层状泥岩，抗压强度一般大于600kg/cm2岩石的完整性稳定性较好，顶板易于管理，底板一般不易发生底鼓。1.2.3井田水文地质特征 据含、隔水层岩性组合特征，埋藏条件等自上而下分为四个含水组，即新生界孔隙含水组、二叠系裂隙含水组、石炭系太原组岩溶裂隙含水组、奥陶系岩溶裂隙含水组。现分述如下：（一）、新生界孔隙含水组（I） 区域为新第三系、第四系冲、湖积松散地层，可细分上、中、下、底四个含水段。上段以粉、细砂为主；中下段以细、中砂为主，夹粗砂层，与黏土、亚粘土或亚砂土，交替沉积，厚度变化大；底段以粘性土为主，砂层变薄，层数减少，或为透镜状体。下底段向南逐渐趋于尖灭，如至南部大王庄一带沉积有上、中段，而下底段缺失。 区域内各段地下水的赋存条件、富水性、水质水量、水位均具明显差异性，砂层为1121层，总厚80.13159.04米，平均119.67米。 上段（潜水型）直接受大气降水补给，循环条件好，交替强烈，与地表水有互补关系。具典型的强烈蒸发特点，近几年偏干旱，地下水区域性补给不足，水位处于明显的下降趋势，下降幅度为0.321.0米，为径流消耗区。 单位涌水量0.876.71升/秒.米，渗透系数54198米/日，水化学类型为HCO3-CaMg型水，矿化度0.121.2克/升，水温1418。 底段粘土层是隔离下部基岩风氧化带的稳定隔水层，厚度由几米到上百米。虽然局部有砂层透镜体与风氧化带直接接触，具封闭性水，微渗透。 地下水流向大致为北西流向南东。（二）、二叠系裂隙含水组（II） 由上石盒子组、下石盒子组、山西组砂岩含水层段组成，具弱承压性，顶部为风氧化带，深度在基岩面上，垂深18米左右，其上有新生界底部粘性土隔水层，补给微弱。含水层段之间又有泥岩、砂质泥岩隔水，基本无水力联系。地下水均以本层水平侧向远方运移补给为主。补给源不足，径流滞缓，以消耗静储量为主。 本组岩相变化大，裂隙发育又不均，多被方解石脉充填，富水性强弱也各段不一，上石盒子组比下石盒子组、山西组相对富水性较强。 单位涌水量0.0014.5克/秒.米，渗透系数0.0020.80米/日，水化学类型为SO4-Na型水，矿化度为24.5克/升，水温20270。该含水组是三煤组、二煤组的直接充水岩层，据永城（葛店）煤矿多年矿山排水量变化情况证实，随着开采排水，充水岩层逐年趋于疏干状态，地下水位大幅度下降，并影响到矿区之外。说明地下水排泄以转入矿山排水为主要途径。（三）、石炭系太原组岩溶裂隙含水组（III） 含水岩层主要为灰岩（11层，局部13层）次为砂岩。灰岩总厚度70多米，以L10、L8、L4、L2四层灰岩沉积稳定，厚度大。据钻孔揭露L10及以下各层灰岩都有不同程度的漏水现象。岩溶裂隙发育不均，又多被泥质、钙质充填，富水性强弱不同，以本层远方水平侧向运动为主。封闭条件较好，静水压力传递快，补给区、分布区、排泄区不一致。 单位涌水量0.0012.87升/秒.米，渗透系数0.0057.47米/日，水化学类型为SO4-CaNa型水，矿化度23.3克/升，水温30350。 L11灰岩（K3）沉积稳定，上距二2煤底板为4065米，平均50米，上部有隔水性能强的泥岩、砂质泥岩以及抗压强度大的厚层砂岩，正常状态下，灰岩水不会溃入巷道或发生底鼓现象，随着开采水平的延伸，若遇到落差大于50米的断层或破碎带，出现煤层与灰岩对接，则有可能造成灰岩水溃入巷道，开采中应引起重视。（四）、奥陶系岩溶裂隙含水组 奥陶系灰岩在安徽闸河煤田东西两侧广泛出露，永城境内在芒山一带有零星剥蚀残丘，井田东永城隐伏背斜轴部奥陶系灰岩大面积隆起，直接被新生界地层覆盖，走向与背斜轴一致，岩溶裂隙沿垂深减弱，部分被泥质、钙质充填，加之受构造断裂控制，灰岩富水性很不均一，大理岩、大理岩化灰岩富水性较强，而结晶灰岩相对比较弱。 地下水补给源除露头处受大气降水补给外，广泛隐伏区主要为水平侧向运移，补给量较大，以潜流形式向远方排泄。 单位涌水量0.0023.56升/秒.米，渗透系数0.0096022米/日，水化学类型为SO4HCO3-Na型水，矿化度1.053.7克/升，水温10320。奥陶系灰岩上距二2煤底板为210米左右，正常情况下对巷道无充水影响。当有断层沟通，使奥陶系灰岩水与太原组灰岩上段水发生水力联系时，间接对矿坑充水也是可能的。详见水文地质综合柱状图1-3。综上所述，本井田是一个与外部水力联系微弱、补给不足的较完整的水文地质单元。水文地质属于中等类型。预计正常用水量为118m3/h。最大涌水量为197m3/h。1.3 井田勘探程度1.3.1 勘探程度地质勘探是省勘探队对永夏煤田进行钻探工作，研究整个永夏煤田，地质报告对煤层对比清楚，结果可靠，煤层结构、厚度、煤质牌号已查明，主要构造基本控制。1.3.2 地质勘探程度及精查勘探地质报告的评价本区勘探工作是在文革时期完成的，根据地质报告及地质资料的分析：a) 地质勘探线垂直煤层走向布置，勘探线间距及钻孔间距合理。b) 城郊矿田内高级储量比例合理，但深部钻孔稀疏，储量可靠程度较差。c) 水文地质条件复杂，涌水量受季节性气候影响，应长期作好水文地质工作。d) 瓦斯及风化带分布范围等资料的精确高，构造的控制程度好。e) 沿长深部钻孔密度，从整体看未见有大的地质构造变化，煤层较稳定，厚度变化不大。 2 矿井储量 年产量及服务年限2.1 井田境界井田境界应根据地质构造，储量，水文，煤层赋存情况，开采技术条件，开拓方式及地貌，地物等因素，进行技术分析后确定。一般井田划分的原则有以下几条：1，以大断层，褶曲和煤层露头，老窑采空区为界；2，以山谷，河流，铁路，较大的城镇或建筑物的保护煤柱为界；3，以相邻矿井井田境界煤柱为界；4，人为划分井田式：煤层倾角较小，特别是进水平煤层，用一垂直面来划分井田边界；在倾斜或急斜煤层中，沿煤层的方向，常以主采煤层底板等高线为准的水平面划分。根据以上原则及井田的实际情况，确定井田的四周范围，北以xx为界；南至煤层隐伏露头为界；东至xx断层为界；西至xx断层为界。即井田面积为xxxK。走向长约xxKm，倾向约xxKm。由于本井田地质构造复杂，受断层和褶曲的影响，煤层起伏变化较大，煤层走向多变，xx和xx将井田切割成2个块段，分别记为x块、x块，各块的特征见块段特征表2-1。 表2-1 块段特征表块段名称煤层倾角（）最大最小平均走向长度（km）最大最小平均倾斜长度（km）最大最小平均块段面积（km2）164104.722.123.423.851.832.84173103.351.022.183.421.602.51井田面积总面积为A块段、B块段2块段之和，故S=SA+SB+SC=xxxS=xxkm2。（注：计算面积使用的是AutoCAD2006的面积计算程序。所计算得的面积为投影水平面积，除以煤层倾角的余弦值，换算成井田的面积。）2.2井田储量2.2.1矿井工业储量矿井工业储量是勘探地质报告中提供的“年利用储量”中的A、B2级储量之和，其中高级储量A、B级之和所占比例应符合规定。对于中型矿井，井田内A+B级储量占总储量的比例为40%；第一水平内A+B级储量占本水平储量的比例为50%;第一水平内A级储量占本水平储量的比例为20%。 利用地质块段法和算术平均法计算本设计矿井工业储量。计算说明：参与计算的煤层为二2煤层。井田内钻探工程基本线距，对A级储量，要求线距为xxxmB级储量要求为xxx m，。在井田主要是A级和B级储量，具体划分，把块段和所圈定的储量化为A级。块段所圈定的储量化为B级。计算如下表2-1所示：表2-1 地质块段法计算储量表煤层名称工业储量（万吨）备注储级ABA+B二23446.873020.86467.672.2.2 矿井设计储量 矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田边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；计算公式如下：矿井设计储量=工业储量永久煤柱损失永久煤柱为：井田境界、断层、铁路桥、村庄保护煤柱；永久煤柱的留设断层及防水煤柱 根据地质报告“断层带含水性极弱，导水性也差，可视为相对的隔水层”。但是由于有断层的存在，破坏了上、下含水层的天然隔水性能，因此，在计算断层煤柱时，根据断层落差大小分别计算，当断层落差较大，断层下盘煤层直接和含水层对接和接近时，按矿井防治水规程有关规定计算。正常情况下，当落差大于50m时，断层两侧各留40m，煤柱，小于50m时各留30m。断层煤柱xx万吨、井田境界煤柱xx万吨。井田境界和煤层露头防水煤柱的留设井田境界和煤层露头防水煤柱均留设30 m。井田境界煤柱xx万吨。故、矿井设计储量=工业储量永久煤柱损失 =xxx万吨。 2.2.3矿井设计可采储量矿井设计出了减去工业场地保护煤柱、井下主要巷道及上、下山保护煤柱储量后后乘以采区回采率的储量。矿井设计可采储量计算公式如下：矿井设计可采储量=（矿井设计储量保护煤柱损失）采区回采率保护煤柱为：工业场地、风井场地、主要巷道及上、下山保护煤柱。因工业场地、矿井井下主要巷道等煤柱损失与井田开拓方式、采煤方法有关，其煤柱损失量待第三章井田开拓、第四章采煤方法确定后才能够确定。为了便于利用矿井可采储量初步确定矿井井型，上述永久煤柱损失与工业场地、井下主要巷道煤柱损失等可暂按工业储量的5-7%计入。矿井设计可采储量=（矿井设计储量保护煤柱损失）采区回采率 =（xxx）85% =xxMt经第三章的设计得出工业广场、风井场地、主要巷道及上下山的保护煤柱：工业广场保护煤柱xx万吨主要巷道及上下山煤柱xx万吨即 设计可采储量（xxx）80 xx0MT3、井田及工业场地保护煤柱的计算：按规范规定，年产xx万t/a的中型矿井，工业场地占地面积指标约为1.21.3公顷/10万吨。故可算得工业场地的总占地面积：S=1.290=108公顷=1.0810 5 m2，根据垂直剖面可计算工业广场的保护煤柱的留设：计算如下图所示 根据所收集的地质资料，下山移动角=70，上山移动角=74，走向移动角=74度，松散层移动角=45，松散层厚度=360m，煤层倾角为8。 长方形abcd的面积为工业场地总占地面面积，为1.08105 m2，梯形ABCD的面积为保护煤柱压煤面积，经计算为S=（923+994）913/2=0.87510 6 m2。保护煤柱压煤量为： Q=SM=0.875（2.951.47+1.561.40） =5.6810 6 t=568万吨式中:S保护煤柱面积，m2； M煤层厚度，m；M煤层厚度，m； 煤层容重，t/m3。立井在工业场地内，井筒保护煤柱以工业场地受护面积圈定其保护煤柱。矿井储量汇总表如下表2-3所示表2-3可采储量汇总表开采水平煤层名称工业储量（Mt）矿井设计储量（Mt）矿井可采储量煤柱损失（Mt）设计储量设计煤柱损失可采储量断层境界构筑物其他工业场地井下巷道其他1二256.500.83262.420054.223.742.72049.702二224.2200.890023.2400021.3合计80.720.833.130077.463.742.720712.3 矿井年产量及服务年限2.3.1计算依据按矿井的设计能力（年产量）主要有以下三类井型：井型 设计生产能力(MT/a)大型 1.2 1.5 1.8 2.4 3.0 4.0 6.0 中型 0.45 0.60 0.90小型 0.09 0.15 0.21 0.30附上述类型外，不应出现介于两种生产能力的中间井型。矿井生产能力主要根据矿井地质条件、煤层赋存情况、处理、开采条件、设备供应以及国家需煤等因素确定。对于储量丰富、地质构造简单、煤层生产能力大、开采技术条件好的矿区应建设大型矿井。当煤层赋存深、表土层很厚、井筒需要特殊施工时，为扩大井田开采范围，减少开凿井筒数目，节约建井工程量和降低吨煤投资，以建设大中型矿井为宜。依据本井田资源条件和对资源的分析，具备中型矿井开发条件，同时结合按期达产、采掘接替应变能力强，稳产和增产有保障可持续发展的条件创造；综合评价初期投资少，吨煤投资和万吨掘进率低、经济效益高登技术条件。参考煤矿设计手册，各类井型井田的特征，初步确定矿井设计生产能力为0.90Mt/a。1、矿井工作制度矿井设计年工作日为300d，每天3班作业，其中2班生产，1班准备。每天净提升时间为14h。 2.3.2矿井服务年限矿井服务年限按下式计算： T Zk/AK 式中：T矿井服务年限，a Z矿井可采储量，Mt A矿井生产能力，Mta K储量备用系数，取1.4. T=56.80/1.40.9 T=45.07a按设计规范规定，各井型的服务年限下如表：井型矿井设计生产能力（Mt/a）新矿井服务年限（a）改扩建后矿井服务年限（a）大型3.05.0 1.22.460505040中型0.450.904030小型0.30及以下各省煤炭厅自定同左经计算后的矿井服务年限为45年。满足设计规范规定的服务年限，初步故确定矿井生产能力为0.90Mt/a。3 井 田 开 拓3.1 概 述3.1.1、矿区内生产矿井的开拓方式概述及评价矿区位于xxx境内，xxx年开始开发建设，到目前为止，一直开采位于最下部的二1煤层。矿区地处黄淮冲积平原的东部，地势低平开阔，井田地表被巨厚的松散层所覆盖，其厚度为xxxm，平均厚度xxxm。矿区内目前有2对生产矿井，各生产矿井的开拓方式均采用立井开拓，满足了煤层赋存较深的地质条件，实践证明了所采用的开拓方式及准备方式的正确性。 我们实习的xxx矿井是2008年正是投产的新矿井。它的开拓方式为立井二水平开拓。第一水平标高为xxxm，第二水平标高为xxxm有主井、副井各一，风井一对。井底车场为环形立式车场。采区的布置是根据煤层的赋存条件和开采技术条件以及煤层顶地板岩性和水文条件综合考虑，设计确定采用单一长壁采煤法，一次采全高，全部冒落法管理顶板。大部分采用综合机械化、小部分采用炮采的采煤工艺，评价：实践证明了所采用的开拓方式及准备方式的正确性，矿井达到了高产、高效，并年年产量都有增加。3.1.2、影响设计矿井开拓的主要因素分析及主要考虑的因素影响矿井设计开拓的主要因素地质因素、技术因素和经济因素，其中地质因素对开拓方式的选择影响最大。下面主要介绍对开拓有影响的地质因素：1、本井田内地质属中等复杂类型，井田范围内有xx条断层，其中有两条大的断层赋存在井田中央。井田被断层切割成xx个块断；井田内褶曲构造比较发育，受其影响，使煤层走向多变，无规律可循。煤层起伏变化大，多处形成隆起和盆地。2、煤层赋存较深，表土层较厚，煤层地层被巨厚的新生界松散层所覆盖，开采垂深一般xxxm。 3、井田水文地质条件中等，由于断层的存在，当落差较大的断层使底部灰岩高于二1煤层或与二1煤层对接时，灰岩可能灌入巷道，对矿井开采会产生一定影响。 4、在井田范围内二1煤层发育良好，煤层厚度为8m，平均可采厚度为8m，煤层赋存稳定给综采工作面高产创造较好的物质条件。主要考虑的因素包括：1、井田地质和水文地质条件（包括表土情况）2、煤层赋存和开采技术条件3、地形地貌和地面外部条件4、技术装备和工艺系统条件5、施工技术和设备条件6、总体设计和矿井生产能力要求。对于本井田的地质等分析，xxx矿区采用立井的成功经验，即该设计应采用立井开拓。3.2 井田开拓3.2.1对井田开拓中问题分析1、井田内划分及开采水平数目及位置：根据煤层赋存状况，煤层倾角较小，倾角为316，为近水平煤层。井田倾向的高差有400m，而倾斜方向的长度较长，因此可考虑一个水平或者两个水平进行开拓。如用一个水平开拓，则井筒深度较深，但后期运输方则井筒深度较深，但后期运输方便，如两个水平开拓，第一个水平井筒深度较浅，初期投资少，但后期运输不方便，对于本井田的特殊情况（断层将井田分成2部分），需要有特殊的开采方法，首先以断层为界，又要考虑到水平的服务年限，确定采用两水平开拓。对于准备方式的选择及其灵活，其中有带区式准备、盘区式准备、采区式准备。初步确定井田划分为两个阶段和四个准备区。由于两条断层的影响，设计时尽量避免工作面过断层的情况，如有巷道过断层还要采取特殊的方法进行处理。根据井田地质条件、目前开采技术条件和煤矿设计规范中有关规定所规定。采用倾斜长壁时，条带斜长上山部分一般为1000m1500m，下山部分一般为700m1000m。如果采区石门和溜煤眼开采时，采区斜长可按具体条件确定。对不同的煤层倾角，采取不同的方式：煤层倾角小于12，采用倾斜长壁时，条带斜长上山部分一般为1200m1500m，下山部分一般为700m1000m。煤层倾角在810以下的进水平煤层，以采用盘区开采。如果煤层层数不多，间距较近，可以用一个水平开采所有的煤层，盘区上山的长度一般不超过1500m，盘区下山的长度一般不超过1000m，如果煤层数目多，上下煤层间距较大，此时开采水平的位置决定着盘区的倾斜尺寸开采水平的数目、位置、应根据煤层的赋存条件，阶段的划分，生产技术水平和水平接替等因素综合考虑。第一开采水平设计服务年限31井型（Mt）第一开采水平设计服务年限（a）缓斜煤层倾斜煤层急斜煤层3.05.0301.22.42520150.450.902015150.315水平标高的确定：该矿井内煤层走向。倾向变化均较大。煤层地板标高基本在400800之间，地面标高基本在+33左右，且倾角较缓。第一水平标高：500m第二水平标高：800m2、井硐形式、数目及其配置1）、井硐形式的选择：该井田为全隐蔽式煤田，井田内地势平坦，煤层地层被巨厚的新生界所覆盖，可采煤层埋藏深，开采深度初期在400500m左右，而中后期开采深度将达到500800m。煤层倾角一般比较平缓，为316。且第四系冲积层含税丰富，井筒需要特殊法施工从而否定了平硐开拓和斜井开拓的可能性，只能采用立井开拓方式。这样井筒短，提升速度快，提升能力大。2）、井筒数目 采用立井开拓时，一般只开凿一对提升井筒（主、副井），风井的个数应根据安全生产、通风需要和一井多用的原则合理确定。本设计矿井为低瓦斯矿井，井田走向较长，考虑经济问题，矿井初期可设一个风井为全矿服务，后期可另外建设一个风井,风井的位置可以采用中央并列式或中央边界式。3）、井筒位置的选择井筒位置的选择应首先满足第一水平的开采、缩短贯通距离，减少井巷工程量。在一般情况下，井筒位置应选择在井田中央或最小货载运点上。选择井筒位置既要力求做到对井下开采有利，又要注意使地面合理布置，还要有利于井筒的开掘和维护。本设计矿井地面平坦，井筒位置不受地面的限制，因此，确定井筒位置只考虑井下开采有利的位置。因此，设计将井筒位置布置在井田的中央。井筒的坐标为：主井：xxx副井：X：xxx Y：xxxZ：xxxm风井：X: xxx Y:xxx Zxxxm3、运输大巷和总回风大巷的布置及与煤层间的联系方式 1）、开采水平大巷的布置方式本设计矿井内有一层煤，运输大巷采用单煤层布置（分煤层大巷和主要石门）。即井筒开掘至开采水平后，掘进井底车场、主要石门直至运输大巷，然后，按一定的开采顺序在二2煤层掘该煤层的煤层运输大巷，布置采区，顺序回采。2）、运输大巷位置的选择运输大巷可以布置在煤层中，也可以布置在煤层底板或者顶板坚硬岩层中。煤层大巷和岩石大巷的优缺点比较如下表3-1：煤层大巷能否推广应用，还与支护有关。通过大巷支护形式和材料的改进，采用可缩性金属支架，以及预留设断面等措施，煤层大巷布置是可以用的，采用全煤层巷道，通过经济和技术比较，煤层大巷有其自身的优点；岩巷也有它特有的煤巷不能代替的长处。设计的xxx矿矿井只开采2号煤层，煤层倾角较小，为近水平煤层，倾向长6850m，垂高800m，由于井田走向长达90000m，大巷服务年限达60年，如果将大巷布置在煤层当中，大巷维护比较困难，因此将运输大巷和轨道大巷布置在煤层地板岩石当中，标高+xxx。轨道大巷与煤层联系方式为地板绕道，运输大巷与煤层通过带区煤仓联系。原则上把运输大巷道和轨道大巷布置在煤层中，平行布置，但是由于煤层受断层褶曲构造的影响，没有一个固定的走向大巷，沿一个固定的层位布置，显然是困难的，运输巷道为了满足胶带运输机的安装的需要，不可能沿煤层等高线弯曲布置，轨道大巷如沿等高线弯曲布置，势必要增加大巷工程量，因此，在条件具备的情况下，大巷尽量沿二1煤层底板布置，距煤层20m左右，否则沿二1煤层底板布置，有利于减少巷道工程量和运输距离。（2）总回风巷的布置及其与煤层的联系矿井采用中央并列式通风，主、副井进风，风井回风，在矿井工业广场北边开凿风井，总回风巷道沿煤层布置。（3）、大巷运输方式的选择大巷运输方式及其优缺点对比见表3-2：根据对比，结合矿井的设计生产能力，运输大巷选择大功率胶带输送机运煤，辅助运输采用1.5t固定式矿车。表3-1 煤层大巷与岩石大巷对比水平大巷煤层大巷岩层大巷特征沿煤