葛屯煤矿采矿设计毕业论文.doc

葛屯煤矿采矿设计毕业论文目 录目 录1摘 要3Summary4第一章 井田概述和井田地质特征6第一节 矿区概况6第二节 井田地质特征7第三节 煤层的埋藏特征10第二章 井田境界与储量13第一节 井田境界13第二节 地质储量的计算13第三节 可采储量的计算14第三章 矿井工作制度及生产能力15第一节 矿井工作制度15第二节 矿井生产能力及服务年限15第四章 井田开拓17第一节 井田开拓方式的确定17第二节 达到设计生产能力时工作面的配备21第五章 矿井基本巷道及建井计划23第一节 井筒、石门、与大巷23第二节 井底车场24第三节建井工作计划25第六章 采煤方法27第一节 采煤方法的选择27第二节确定采（盘）区巷道布置和要素28第三节 回采工艺及劳动组织28第四节 采（盘）区的准备与工作面接替30第七章 井下运输32第一节 运输系统和运输方式的确定32第二节运输设备的选择和计算32第八章 矿井提升36第一节 主斜井中煤炭运输36第二节 副井提升40第三节 矿井排水41第九章 矿井通风与安全43第一节 风量的计算43第二节 矿井通风系统和风量分配49第三节计算负压及等积孔50第四节 选取扇风机54第五节 安全生产技术措施56第十章 经济部分59第一节 矿井设计概算59第二节 劳动定员和劳动生产率61第三节 综合评价69第四节 存在的主要问题及建议69参考文献71第一章 井田概述和井田地质特征第一节 矿区概况矿区的地理位置及交通条件：葛屯井田位于山西省翼城县西部、沁水煤田沁水盆地西南边缘，行政区划属翼城县葛屯镇管辖。其地理位置为北纬353845355000，东经11148451120152.5。区内交通十分方便。翼城县乡间公路(三级)从选定的矿井工业场地南缘通过，进场公路直接与该公路相接。经此公路往西南方向行约6km在北张村与晋（城）韩（城）公路相连，继而可通向全国各地。矿区的工农业生产建设概况：本区工业主要有采煤、焦化、水泥、耐火材料、陶瓷等。农作物有玉米、谷子、药材、果品等。近年来林牧业有所发展。矿区电力供应基本概况：矿区电源一趟引自35kV变电站，另一趟引自翼城县110kv变电所。矿区的水文概：井田内无常年性河流，只有几条冲沟在雨季汇集雨水向西流出井田，最终汇入汾河。矿区的地形与气象： 葛屯井田属黄土高原地带，地势总体上南北高、中间低，最高点位于井田东南部山包，标高+1105.3m，最低点位于井田西部边界，标高+844.8m，最大相对高差260.5m。地貌类型属黄土垣、梁、峁及冲沟，地形复杂，地面切割剧烈，沟谷纵横，地表多为新生界黄土所覆盖，常见有黄土陡岩，黄土峭壁节理发育。冲沟多呈“V”字型，沟底有零星基岩出露。本区属大陆性气候。一年内四季分明，夏季午间较热，早晚凉爽。据翼城县气象站资料表明：年平均气温12.5左右，一月为零下3.5；七月为25.5。年降水量约550mm，无霜期190d。第二节 井田地质特征井田所属的位置、勘探程度、地质层位的概述、绘制井田综合地质柱状图葛屯井田位于山西省翼城县西部、沁水煤田沁水盆地西南边缘，行政区划属翼城县葛屯镇管辖。其地理位置为北纬353845355000，东经11148451120152.5。在普查勘探区内，自南向北，从中奥陶统马家沟组至上二迭统石千峰组地层依次广泛出露于各沟谷中。第三、四系地层不整合覆盖在这些不同时代的基岩地层上，构成垣、梁、峁及冲沟等黄土地形。井田内地层由老至新有：中奥陶统马家沟组（O2），中石炭统本溪群（C2）上石炭统太原群（C3），下二迭统山西组（P11）及下石盒子组（P12），上二迭统上石盒子组（P21）及石千峰组（P22），第三系上新统（N2），第四系更新统（Q 1-3），第四系全新统（Q4）。井田位于沁水盆地西南部，地层总体受一组宽缓褶皱控制，褶皱轴向北东东，倾伏角07，两翼地层倾角一般为38。在井田西部发育一组由两条大型正断层形成的地堑，落差20140m，宽度约600700m，南北向贯穿井田。其余地段断裂构造较少，井田地质构造总体应属简单类型。井田内煤系地层的主要地质构造（断层、褶皱、陷落柱、火成岩侵入、冲侵带等）的形式及分布，冲击层厚度及地层的移动角。井田位于沁水盆地西南部，地层总体受一组宽缓褶皱控制，褶皱轴向北东东，层形成的地堑，落差20140m，宽度约600700m，南北向贯穿井田。其余地段断裂构造较少，井田地质构造总体应属简单类型。井田的水文地质概况：地下含水层的情况、岩层间的透水性及井田的正常涌水量、最大涌水量、吨煤涌水系数A. 第四系全新统砂层Q4厚约10m，主要分布在史伯河、两坂河、西白驹、杨家庄的一级阶地。水位标高+640+838m，根据小河口水库资料，渗透系数250m/d，北东南西流向，为丰富之空隙潜水。B第四系上更新统砂砾层Q3分布在杨家庄、东白驹、东史伯等沟谷内。水位标高+740+905m，出露泉流量0.141.14L/s，为丰富含水层。C第四系中更新统砂砾层Q2 主要分布在葛屯垣上，水位标高+1106+689m，为当地居民主要水井供水水源，地下水流向与地形、地貌密切相关，出露泉流量0.050.60L/s，为较弱之水隙潜水。D第三系上新统砾石层N2分布在葛屯垣南北冲沟中，半胶结，出露泉流量0.020.45L/s，为较弱空隙水。E上二迭统上石盒子组砂岩P21裂隙孔隙水，除中部K12砂岩在北、东部出露，泉流量为0.503.35L/s，为丰富含水层外，其余各砂岩的泉流量都不超过1L/s，为较弱含水层。F下二迭统下石盒子组砂岩P12覆盖在2号煤层顶板上的K8砂岩，裂隙不佳。L-24号孔仅见1m左右的裂隙带。抽水涌水量0.0015L/s，出露泉流量0.040.138L/s，为较弱含水层。个别泉（52号等）由于受小窑采空区积水的补给，流量达10.26L/s。G下二迭统山西组砂岩P11分布在尧都上石门等地，一般流量小于0.33L/s，为较弱含水层。H上石炭统太原群K2石灰岩出露于南部沟谷中，出露泉量0.0620.485L/s（102、203号断层泉流量2.974.42L/s）为充气带裂隙水。钻孔抽水量0.00229L/sm，一般消耗量0.02m3/h。牢寨井田区南部，如L-7、 L-8、L-24号孔距K2石灰岩虽全部漏水，但埋藏在地下 水位+634m以上，故仍为较弱含水层。I中奥陶统石灰岩O2区内未发现井泉，含水层分布在古侵蚀面以下较远，是本层岩溶发育的重要特点。如L-24号孔距古侵蚀面86.80m，L-17号孔距古侵蚀面102.42m，水位标高+632.85+684.66m，为丰富含水层。含水层的补给、排泄及其水力联系奥陶纪灰岩在本区东南部，中条山东北部西治村雪泉岭大面积出露，受水面积约30km2，形成补给区，本区4个孔奥陶纪水位观测，高差51.81m，地下水流向为南东北西。 各含水层在垂直方向上无水力联系，如K2与O2水位高差6.69m，奥陶纪含水层分布距古侵蚀面较远，非裂隙溶洞部分还起着隔水墙的作用。对煤层的充水因素A含水层对煤层的充水影响K8砂岩为上部煤层（1、2号）主要充水层，对煤层的充水影响极小；下部煤层（9、10号）以K2石灰岩为主要充水层，根据对含水层的分析，含水较弱，充水影响也较小；奥陶纪石灰岩地下水在无断裂贯通的情况下，无充水影响。B.地表水对矿井的充水影响C断层对煤层的充水影响本区落差大于50m的断层2条，均位于井田西缘。断层导水性取决于断层带充填物及两侧地层岩性，泥岩一般含水性较弱，石灰岩则较强，故不能排除落差较大的断层附近有引起矿井突然涌水的可能。因此在开采过程中，应对其留设足够的保安煤柱。邻近生产矿井的水文地质条件如下：新胜煤矿：开采2号煤，主要充水层为顶板砂岩，排水量36t/d，产煤量50t/d，富水系数0.72，其南部遇小窑采空，为含水性弱的矿井。西白驹小窑：开采2号煤，排水量4 t/d，产煤量15t/d，富水系数0.27，充水来源古窑积水，为含水弱的矿井。张家沟矿井：开采2号煤，产煤量60-70 t/d，井底无水。下交煤窑：开采1号煤，水不大，呈滴水状态。综合上述，上组煤层（1、2号）和下组煤层（9+10号）水文地质条件都比较简单，由此初步推测葛屯井田水文地质条件也比较简单根据地质报告提供的矿井涌水量计算结果，矿井达到3.00Mt/a设计生产能力时，预计矿井正常涌水量150m3/h，最大涌水量为250m3/h。第三节 煤层的埋藏特征一、煤层的赋存特征：走向、倾向及倾角、埋藏深度等在井田内的变化情况：井田内主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组，共含煤11层，煤层总厚10.9m，含煤系数9.1%。主要可采煤层为山西组2号煤层和太原群9+10号煤层。2号煤层：结构简单、埋藏稳定，直接顶为泥岩或炭质泥岩、煤线与粉砂岩复合层，老顶为K8砂岩，底板为泥岩或砂岩。在本井田范围内，煤层厚度为0.464.37m，一般厚3.20m，井田大半部可采，东部不可采。9+10号煤层：为9号、10号煤层的合并层，全区稳定可采。井田内煤厚一般在3.416.73m，一般厚4.25m。含夹矸一层，结构较复杂。顶板为K2石灰岩，底板为泥岩。各煤层特征详见表2-3-1。表 各可采煤层特征表 地层 煤层 编号煤层厚度（m）最小-最大一般层间距（m）结构稳定程度层 位P1210-1.440.751071612135156551012简单较稳定K8砂岩上36mP112上0-1.230.35简单不稳定20.46-4.373.20简单稳定K8砂岩下C350-0.40简单不稳定K7砂岩下60-0.40简单”6下0-0.30简单”太原群上段砂质泥岩下70-1.150.45简单”太原群K4-K3石灰岩间80-0.660.33简单较稳定8下0-0.880.50简单”太原群K3-K2石灰岩间9上0-1.030.55简单稳定太原群K2石灰岩两分层间9+102.41-6.474.25较复杂稳定太原群K2石灰岩下煤质据地质报告，本井田2号原煤工业分析指标为：水分（Mad）1.05%，灰分（Ad）17%，挥发份（Vdaf）1017%，全硫（St,d）0.40%，发热量34.31MJ/kg，为特低硫、低中灰、高发热量之优质贫瘦煤，为良好的炼焦配煤、电厂用煤和动力用煤。9+10号原煤工业分析指标为：水分（Mad）1.35%，灰分（Ad）1220%，挥发份（Vdaf）10%，全硫（St,d）3.0%，发热量33.72MJ/kg，为富硫、低中灰、高发热量之贫煤，经脱硫技术处理、降低煤中的硫分后，可做电厂用煤和动力用煤。根据翼煤发（2002）第86号“关于对牢寨煤矿等43座矿井瓦斯等级鉴定结果的报告”，本区2号煤层瓦斯相对涌出量一般0.925.7m3/t，绝对瓦斯涌出量为1.293.3m3min，均为低瓦斯矿井，由此推测葛屯矿井也应为低瓦斯矿井。该区未作过煤尘爆炸性指数及煤的自燃倾向试验测试，但据可燃基挥发分在1113之间，推断煤尘爆炸性较弱。据对邻近生产矿井调查，本区从未发生过煤尘爆炸事故及煤的自燃现象。本井田未作这方面的工作，参照邻近生产矿井井温资料，9+10煤层最高温度为23，属地温正常区，恒温带深度在70m左右。瓦斯、煤尘、煤的自燃性及地温根据翼煤发（2002）第86号“关于对牢寨煤矿等43座矿井瓦斯等级鉴定结果的报告”，本区2号煤层瓦斯相对涌出量一般0.925.7m3/t，绝对瓦斯涌出量为1.293.3m3min，均为低瓦斯矿井，由此推测葛屯矿井也应为低瓦斯矿井。该区未作过煤尘爆炸性指数及煤的自燃倾向试验测试，但据可燃基挥发分在1113之间，推断煤尘爆炸性较弱。据对邻近生产矿井调查，本区从未发生过煤尘爆炸事故及煤的自燃现象。本井田未作这方面的工作，参照邻近生产矿井井温资料，9+10煤层最高温度为23，属地温正常区，恒温带深度在70m左右。本次设计对象为全井田的所有稳定可采煤层，即2号。2号煤层容重分为1.40t/m3 ，可采面积为49.5km2。第二章 井田境界与储量第一节 井田境界井田边界的描述。边界确定的依据及性质（自然边界和人为边界，有无扩区的可能）；井田走向长度和倾向长度（包括最大最小和平均值）、井田的面积: 葛屯井田位于山西省翼城县西部、沁水煤田沁水盆地西南边缘，行政区划属翼城县葛屯镇管辖。其地理位置为北纬353845355000，东经11148451120152.5。井田范围葛屯井田由以下9个坐标点连线圈定，拐点坐标如下：1.X=3958000 Y=195876002.X=3958000 Y=195817503.X=3959000 Y=195810004.X=3962000 Y=195810005.X=3967500 Y=195831206.X=3967500 Y=195847007.X=3965250 Y=195847008.X=3965250 Y=195862009.X=3964550 Y=19587600井田南北走向长6.559.50km，东西倾斜宽1.586.60km，面积49.5km2。井田内2号煤层埋藏深度为375665m。第二节 地质储量的计算由于井田内主要可采煤层厚度变化不是太大，地层平缓，其倾角均小于15，故采用煤层铅垂厚度和水平投影面积来估算资源量。估算公式为：M=s.h.d式中：M资源量 ts水平投影面积 m2h煤层厚度 md容重 t/m3 代入公式算得：矿井地质储量为405.482Mt，2号煤层地质储量为110.208Mt第三节 可采储量的计算一、矿井工业储量计算：本井田面积:49.5平方公里。煤层赋存条件较好，顶底板条件良好。2号煤层平均厚3.2米，其工业储量计算如下： Zc = S h 式中， Zc 表示矿井工业储量 S 表示井田面积H 表示煤层厚度表示煤的密度，即容重代入公式算得：2号煤层工业储量为221.76mt二、矿井可采储量的计算：矿井可采储量： Z = （ Zc P ） C式中 Z 表示矿井可采储量 Zc 表示矿井工业储量 P 表示保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱损失量，本矿井按储量的20%计算C表示采区采出率， 2号煤层都属于中厚煤层，故取 C = 0.8即，本矿井可采储量为： Z = 141.93mt 第三章 矿井工作制度及生产能力第一节 矿井工作制度矿井正常工作的制度对其管理及生产的正常、高效运转都是非常重要的。依据规范矿井年工作日为330天。关于工作制度，按每班完成的循环次数应为整数，即每一个循环不要跨班完成，否则不便于工序之间的衔接，施工管理也比较困难，不利于实现正规循环作业。本设计采用“三八”制，每天三班作业，每班工作八小时，两班半生产，半班维修,边采边准,每天净提升14h。第二节 矿井生产能力及服务年限一、矿井生产能力：矿山生产能力是矿山建设最重要的问题之一,生产能力确定的正确与否直接关系着企业投资和经济效益的好坏,因此必须认真的深入的调查研究以确定好矿山的生产能力 根据实际情况、井田境界、煤层赋存条件、煤炭需求量及生产的需要和设计任务书，确定本井田年产量为150万t/年。二、矿井服务年限的计算：矿井生产能力及服务年限是衡量矿区开拓的主要内容，它的大小体现了矿井的开采程度，它不但影响一个矿井的开采技术经济效果，而且影响到整个矿区乃至国民经济的发展。如果矿井生产能力确定过小，其服务年限可能过长，将大量积压已勘探的煤炭资源，反之若生产能力过大，可能造成矿井长期达不到设计产量或生产分散，接替紧张以致矿井服务年限过短，矿井很快报废，机械设备不能发挥其应有的能力，造成投资大收益小，且过短的服务年限会影响到其它工业的协调发展。因此规程规定了大，中，小型矿井的服务年限以及生产能力与服务年限的关系式： P=Z/(AK ) 式中 P矿井服务年限(，a Z 矿井可采储量，万t 。 (Z=14193万t ) A矿井设计生产能力，万t/年。 K 储量备用系数，一般取1.4矿井服务年限： P=14193/（150*1.4） =67.6（a）则 ，P=67.6年，因为此矿井只考滤设计开采第一水平，只开采2号煤层，矿井设计服务年限大于50年，符合设计规范对大型矿井的有关规定。 我国各类井型的矿井和服务年限见表3-2-1 表3-2-1 我国各类井型的矿井和服务年限井型设计生产能力(万t/a)矿井服务年限第一开采水平设计服务年限（煤层倾角25o特大300及以上6030大1201501802405025中4560904020小9152130各省自定第四章 井田开拓第一节 井田开拓方式的确定一、确定开拓方式的主要原则1、确定井筒的形式、数目及其配置，合理选择井筒及工业场地的位置2、合理地确定开采水平数目和位置3、布置大巷及井底车场4、确定矿井开采程序，作好开采水平的接替 5、进行矿井开拓延深，深部开拓及技术改造6、力求简化生产系统，尽量减少井巷工程量；7、尽可能提高机械化程度，提高生产效率，实现安全高效；8、投资少，工期短，见效快。二、开拓方案的确定1、工业场地位置的选择葛屯井田位于山西省翼城县西部、沁水煤田沁水盆地西南边缘，行政区划属翼城县葛屯镇管辖。其地理位置为北纬353845355000，东经11148451120152.5。葛屯井田属黄土高原地带，地势总体上南北高、中间低，最高点位于井田东南部山包，标高+1105.3m，最低点位于井田西部边界，标高+844.8m，最大相对高差260.5m。地貌类型属黄土垣、梁、峁及冲沟，地形复杂，地面切割剧烈，沟谷纵横，地表多为新生界黄土所覆盖，常见有黄土陡岩，黄土峭壁节理发育。冲沟多呈“V”字型，沟底有零星基岩出露。纵观全井田地势，工业广场选择较困难，根据实地勘查，考虑地形条件结合煤层赋存情况，工业广场可选择为由以下坐标圈定X= 3961875 Y=19583000 X= 3961875 Y=19584000X= 3963000 Y=19584000 X= 3963000 Y=19583500X= 3962350 Y=19583200X=3962350 Y=19583000如此选择工业广场，工业广场工广地面开阔，有足够的场地布置主、副井地面生产系统；目前已具备较好的供电条件，地面运输条件良好，供水距离较近，征地费用较便宜。并且位于井田储量的中央，对井下开拓布置有利，矿井运输和通风较有利。根据上述技术分析，工业广场选择于内各有优缺点，尚需结合井下开拓部署进一步经济比较来确定。2、井筒形式确定工业广场位于如上坐标圈定点，该处煤层埋深约440m左右，可供选择的井筒形式有立井，斜井，斜井加立井。方案一采用主斜、副立井及边界回风立井开拓方式，主斜井X=3962091.107，Y= 19582750.595，作为主提升井，副立井内作为运送材料、提升矸石之用，采用料石砌碹支护方式，主井筒内铺设胶带输送机，作为主提升井，担负全矿井的煤炭提升任务，井筒方位角为179.324，井筒倾角为25。兼作进风井，同时布置所需综合管线，主井内铺设台阶并安装扶手作为矿井的安全出口。副立井X=3962127.349，Y=19582992.408，井筒方位角为165.952。，采用料石砌碹支护方式，井筒内装有罐笼，担负全矿井的矸石、材料、人员。这样布置一是矿通风能力不受限制，其次，这样布置对于管理水平不高的地方矿来生产干扰小，易于管理。方案二采用双双斜井开拓，主斜井内铺设胶带输送机，作为主提升井，担负全矿井的煤炭提升任务，井筒方位角为90，井筒倾角为25。兼作进风井，同时布置所需综合管线，主井内铺设台阶并安装扶手作为矿井的安全出口。，风井为边界专用回风井。这种布置方式投资大，但矿井通风能力大，生产干扰大，要求较高的生产管理水平。3、开采水平的划分本矿井开采的只有一层煤，即二号煤层，平均厚度为3.2m， 2号原煤工业分析指标为：水分（Mad）1.05%，灰分（Ad）17%，挥发份（Vdaf）1017%，全硫（St,d）0.40%，发热量34.31MJ/kg，为特低硫、低中灰、高发热量之优质贫瘦煤，为良好的炼焦配煤、电厂用煤和动力用煤。所以只用一个水平来开采4、运输和回风大巷位置的确定所有的大巷布置在2号煤层中，沿号2煤层底板掘进，巷与巷之间的距离留50米，因为所有的巷道在同一煤层中，所以需要搭接风桥来连接，回风大巷， 2号层各工作面直接或通过进风斜巷与运输大巷相联、通过轨道材料回风斜巷与轨道大巷相联。所以，大巷布置推荐采用在煤层中布置方式，运输和回风大巷均布置于2号煤层中，大巷均采用半圆拱形断面，锚喷支护。5、矿井通风系统分析本矿井煤层赋存较深，因此，可考虑在井田两翼处开掘回风井，或者利用已关闭的井筒作为回风井，这样布置，矿井通风费用省。通过与矿方磋商，在上述地方可以保证双回路供电，因此，可采上述方式通风系统。6、井田开拓方案:根据开拓方式布置原则、工业场地位置的选择和煤层赋存条件，设计提出了两个开拓方案进行比选，方案分述如下：方案一：工业广场可选择为由以下坐标圈定X= 3961875 Y=19583000 X= 3961875 Y=19584000X= 3963000 Y=19584000 X= 3963000 Y=19583500X= 3962350 Y=19583200X=3962350 Y=19583000，采用主斜副立井、立井回风开拓方式，主斜井X=3962091.107，Y= 19582750.595，作为主提升井，副立井内作为运送材料、提升矸石之用，采用料石砌碹支护方式，主井筒内铺设胶带输送机，作为主提升井，担负全矿井的煤炭提升任务，井筒方位角为179.324，井筒倾角为25。兼作进风井，同时布置所需综合管线，主井内铺设台阶并安装扶手作为矿井的安全出口。副立井X=3962109.819，Y=19582483.073，井筒方位角为90。，采用料石砌碹支护方式，井筒内装有罐笼，担负全矿井的矸石、材料、人员。这样布置一是矿通风能力不受限制，其次，这样布置对于管理水平不高的地方矿来生产干扰小，易于管理。主斜井长1010m，主井筒内铺设胶带输送机，作为主提升井，担负全矿井的煤炭提升任务，同时布置所需综合管线，主井内铺设台阶并安装扶手作为矿井的安全出口，并兼作进风井。副立井，深为417m，井筒内装有罐笼，担负全矿井的矸石、材料、人员运输任务，并兼作进风井，井筒内设置安全出口。回风立井（一）X=3960008.856，Y=19582600.666，井筒垂深587m；回风立井（二）X=3963546.43，Y=19582601.283，井筒垂深540m; 回风立井（三）X=3965209.982，Y=19582409.15，井筒垂深635m。矿井通风系统为中央边界式。方案二：工业广场由以下坐标点圈定X=3964500 Y=19585600X=3964500 Y=19586400X=3965500 Y=19586400X=3965500 Y=19585600主副斜井开拓，边界式通风，主立井X=3966065.16，Y=19585611.912，井筒倾角为25o ，井筒斜长1692m，主斜井内铺设胶带输送机，作为主提升井，担负全矿井的煤炭提升任务；副斜井X=3966124.599，Y=19585612.523，井筒斜长1687m，井筒内铺设双轨，采用防暴柴油机卡轨车牵引1.5t矿车担负全矿井的材料、设备、矸石等全部提升任务，并兼作进风井，同时布置所需综合管线，主井内铺设台阶并安装扶手作为矿井的一个安全出口。风井1：X=3966184.91，Y=19582270，井筒方位角为270。，井筒深650m，风井2：X=3962996.734，Y=19581039.674，井筒方位角为270o，井筒深645m，风井3：X=3962996.81,Y=19585165.658, 井筒方位角为91.396。井筒深365m,风井4:X=3959184.568,Y=19581678.558, 井筒方位角为271.973。井筒深480m。风井井筒净断面19.625，采用料石砌碹支护方式，井筒内铺设台阶并安装扶手作为矿井的一个安全出口。三、开拓方案的比选方案技术比较见表2-3-1。表2-3-1 开拓方案技术比较表方案一方案二主 斜井，斜长 1010m主斜井，斜长 1692m副立井，垂深 417m副斜井，斜长 1687m回风立井1， 垂深587 m回风立井2，垂深540m回风立井3，垂深630m回风立井1，垂深650m回风立井2，垂深500m回风立井3 垂深585 m优点地面运输条件良好；地面双回路供电条件已具备；地面供水距离短；工广征地费用低；工业广场压煤较少；生产管理简单，干扰小；通风能力较强。工广在储量中心，生产经营费用低。井下生产环节较少，主、辅运输设备投资较小；地面运输条件良好；地面双回路供电条件已具备；地面供水距离短；工广征地费用低；工业广场压煤少；缺点井下巷道总长较长；井筒掘进费用较高。工广不在储量中心，生产经营费用高。井下生产环节较多，主、辅运输设备投资大；井下巷道总长较长。井筒掘进费用较高。四、采区划分及开采顺序根据选定的开拓方案, 整个矿井划分为一个水平。矿井开采顺序首先投产2号层的1采区,然后接着采其他的采区；在开拓方案一（图）中已标出。第二节 达到设计生产能力时工作面的配备根据煤炭工业设计规范规定，矿井设计移交生产标准为60万t以上的矿井：（1）井上，下各生产系统基本建成，并能进行安全生产。（2）“三量”达到标准。（3）回采工作面长度一般不小于设计回采工作面长度的50%（4）工业广场内的行政，公共建筑及其设施全部建成。（5）居民区及其设施基本建成。根据这些规定，设计本井田在井田2号煤一采区内首先投产，由于相邻工作面之间开采影响比较大，所以在投产初期首先在2号煤层1采区的1号工作面开采,在开采完1工作面后 ,在开采2号工作面，依次顺序开采，如果需要再在2号煤层1采区和2号煤层2采区之间联合布置工作面同时开采,以达到预定产量.第五章 矿井基本巷道及建井计划第一节 井筒、石门、与大巷一、井筒数目及用途矿井移交生产至达到设计能力时，先开凿3个井筒，即主斜井、副立井、回风立井1，后期再开风井2。各井筒用途分述如下:（一）、主斜井：主井筒内铺设胶带输送机，作为主提升井，担负全矿井的煤炭提升任务，井筒方位角为179.324，井筒倾角为25。兼作进风井，同时布置所需综合管线，主井内铺设台阶并安装扶手作为矿井的安全出口。（二）、副立井：副立井X=3962127.349，Y=19582992.408，井筒方位角为165.952。，采用料石砌碹支护方式，采用1t单层加宽双车罐笼，担负全矿井的矸石、材料、人员辅助提升任务，并兼作进风井和安全出口。（三）、风井：主要用来回风。井筒特征见表4-2-1 表4-2-1 井 筒 特 征 表井 筒 名 称主井副井风井1风井2风井3井口坐标 纬距3962091.1073962109.8193960008.8563963546.433965209.982经经距19582750.59519582483.07319582600.66619582601.28319582409.15标高井口8658659979761020井底438448410436385井筒倾角2590909090井筒净宽(m)5.07.05.05.05.0井筒净断面(m2)14.62538.46519.62519.62519.625井筒装备采用胶带输送机，作为主提升井双层加宽双车罐笼(1t)井筒用途主运输兼安全出口辅助运输，并兼作进风井和安全出口回风井回风井回风井 备注新开新开 新开新开新开第二节 井底车场 一、井底车场形式 副井井底车场采用立井刀式环形车场，采用顶推调车。车场巷道采用半圆拱断面，锚喷支护。二、井底车场硐室在副井井底布置有水泵房、水仓、中央变电所等主要硐室。井底车场巷道和主要硐室均采用半圆拱断面，锚喷支护。 1、井下配电室及水泵房：本设计井下配电室及水泵房布置在副井井底2号煤下的底板岩层中布置。配电室和泵房底板标高高出井底车场底板0.5m，配电室和泵房净宽3.6m，总长23.5m，其中配电室长11m，泵房长12.5m，中间利用防火门隔开，两硐室各有一条通道与井底车场相连接。在两硐室的通道内都设有防火门和栅栏门。两硐室与井底车场并联通风。在泵房掘一个21.2m的长方形吸水井，混凝土浇筑。2、水仓：矿井在泵房北侧布置主付水仓，布置在2#煤层底板岩石中。为了减少水仓内的泥污量，在水仓入口段设溢水式沉淀池，水仓采用一部调度绞车牵引矿车清理，沉淀池人工清理。主、副水仓采用联合布置的形式，即在2#煤底板岩石中掘一条巷，中间加隔墙。第三节 建井工作计划一、矿井建设方式矿井建设考虑采用一次设计，一次建成的方式，主要理由如下：1、分期建设、分期投产方式生产与施工相互干扰，对生产组织不利。2、有利于尽早向集团公司提供足量的煤炭。二、施工方法在矿建、土建、设备安装三类工程的施工中，应尽力提高机械化水平，三类工程的施工应充分利用时间和空间，采取平行交叉作业，加快建井速度，缩短建井工期。合理使用人、材、物力，提高矿井建设的经济效益，地面生产系统应与矿井同步建设，同步投入使用。三、矿井移交标准矿井移交标准如下：一个带区一个工作面，全部掘进设备安装到位。项目完成时井筒工程量460m左右，岩巷2500m左右，煤巷7500多米，同时，地面生产及辅助设施也应同步完成。四、施工进度指标确定施工进度指标的确定以煤炭工业矿井设计规范为依据，同时参考了国内施工队伍的实际水平进行确定，井巷工程施工进度具体指标确定如下：立井井筒表土段：20m/月主斜井井筒基岩段：92m/月回风立井井筒基岩段：70m/月副立井井筒基岩段：50m/月半煤岩锚喷巷道：250m/月半煤岩锚杆巷道：300m/月岩巷：150m/月煤巷：400m/月倾斜岩巷：100m/月硐室300m3月五、建井工期矿井施工工期为26个月，井巷工程与地面设施同步施工，同步建成。井巷工程施工进度详见施工进度表。第六章 采煤方法第一节 采煤方法的选择一、采煤方法的选择及其依据葛屯煤矿设计生产能力为150万t/a，为大型井。根据2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，确定采用倾斜长壁采煤法。二、回采工作面的个数、产量及装备设计采用一个综采工作面保证矿井1.5Mt/a产量，综采工作面布置于2号煤层中。2#煤层平均厚3.2m，一次采全高，工作面长170m.回采工作面生产能力按下列公式计算：Q采=L.Vo.M.r.C式中：Q 工作面年产量， t/a； L 工作面长度， 170m； Vo工作面年推进度， 1980m； M工作面采高， 3.2m r-煤的容重， 1.40t/m3；C1采煤工作面采出率， 取0.93；则矿井年生产能力Q1 = L.Vo.M.r.C1=170*1980*3.2*1.40*0.93=1402410.24t/ak1-采区掘进出煤系数 取为：1.1一个工作面产量为1542651.264t/a，满足设计生产能力要求。三、回采工作面回采方向与接替回采工作面采用后退式回采。工作面采用顺序接替。四、采区及工作面回采率根据煤炭工业矿井设计规范，。2号煤层采区回采率为75，工作面回采率为93。第二节确定采（盘）区巷道布置和要素从主运输大巷沿煤层向西掘采区运输巷主要用来出煤，进风。从辅助运输大巷沿煤层向西掘采区辅助运输巷，主要用来下料，出矸，进风。从回风大巷掘沿煤层向西掘进采区回风巷，主要用来回风，所有的巷道都沿煤层掘进，为了保证巷道断面，需要对煤层进行挑顶或卧底，当采区巷道掘好后，掘开切眼布置工作面。垂直运输、把井田划分为五个采区，在将每一个采区划分为若干个区段，在每一个区段内沿走向布置单一走向长壁采煤工作面，区段之间留设宽度为20m的煤柱，回采工作面长度为170m，工作面年推进长度约为1980m，工作面运输斜巷和回风斜巷采用双巷布置、双巷掘进。在一采区中先采1工作面，然后分别由北向南依次开采。第三节 回采工艺及劳动组织一、回采工艺该煤矿井田地质条件较复杂，有断层，煤层倾角较缓，2号煤层平均厚度为3.2m，顶、底板较稳定。根据煤层赋存情况和开采技术条件, 确定采用综合机械化采煤回采工艺方式。回采工艺过程如下：（一）采煤机落煤采煤工作面使用双滚筒采煤机，其布置方式为：若面向工作面时，采煤机的右滚筒应为右螺旋，割煤时顺时针旋转；左滚筒为左螺旋，割煤时逆时针旋转。采煤机运行时，其前端的滚筒沿顶板割煤，后端滚筒沿底板割煤，这种布置方式司机操作安全，煤尘少，装煤效果好。工作面割煤方式为往返一次割两刀，这种割煤方式效率高，适用于煤层赋存稳定、倾角较缓的综采面。采煤机的进刀方式为工作面端部割三角煤斜切进刀，使用割三角煤进刀方法，其进刀过程为：当采煤机割至工作面端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，采煤机机身处尚留有一段下部煤；调换滚筒位置，前滚筒降下、后滚筒升起并沿输送机弯曲段返向割入煤壁，直至输送机直线段为止。然后，将输送机移直；再调换两个滚筒的上下位置，重新返回割煤至输送机机头处；将三角煤歌掉，煤壁割直后，再次调换滚筒位置，返程正常割煤。（二）移架液压支架的移架方式采用单架依次顺序式，支架沿采煤机牵引方向次前移，移动步距等于截深，支架移成一条直线，该方式操作简单，容易保证规格质量，操作安全，工作面环境好。（三）综采面工序配合方式综采面割煤、移架、推移输送机采用及时支护的配合方式，即：采煤机割煤后，支架依次立即前移、支护顶板，输送机随移架逐段移向煤壁，推移步距等于采煤机截深。这种支护方式，推移输送机后在支夹底座前端与输送机之间要富裕一个截深的宽度，工作空间大，有利于行人、运料和通风；若煤壁容易片帮时，可先于割煤进行移架，支护新暴露出来的顶板。（四）综采面端头作业综采面端头支护方式采用单体支柱加长梁组成的迈步抬棚，该方式适应性强，有利于排头液压支架的稳定。二、劳动组织形式根据工作面情况，采煤司机、机电维修、安全员、瓦斯员、送料工、开溜工、泵站司机、顺槽皮带司机为专业工种，由专人负责；其它工作如清煤等均由综合工种完成。采煤工作面劳动组织见表5-2-2。表5-2-2 劳 动 组 织 表序号工种出 勤 人 数合计一班二班三班1班长兼质量检查11132采煤司机33393工作面开溜工11134运输机司机11135转载机司机11136泵站司机11137绞车司机11138电工、检修工22269瓦斯员111310液压支架222611安全员4441212综合工种66624合计24242472第四节 采（盘）区的准备与工作面接替本矿井设计年产量为150万吨，设计一个工作面同时开采达到设计生产能力，一个掘进工作面满足矿井生产。 一、巷道断面和支护形式井底车场巷道、大巷全部采用半圆拱断面，锚喷支护，工作面分带巷道采用锚杆支护，必要时加网和钢带。二、巷道掘进进度指标巷道掘进进度指标采用如下数值：半煤岩锚喷支护巷：250 m/月；半煤岩锚杆支护巷：300 m/月；倾斜岩巷：100 m/月；煤巷：400 m/月。三、掘进工作面个数和掘进面的机械配备为了保证采煤工作面正常接替，根据回采工作面和掘进工作面的推进速度，全矿配备两个掘进工作面，一个综掘工作面用于2号煤层巷道掘进，一个综掘工作面用于大巷掘进及有关硐室施工。 综掘工作面机械设备配备见下表: 综 掘 工 作 面 机 械 设 备 配 备 表设备名称型号容量（KW）单位备用掘进机EL-90145.8台1带式转载机ES-65015部1双向运输皮带SSJ650/22244部1湿式除尘器SCF-618.5台1水泵3BA-13B2.2台5局扇JBT51-25.5台2锚杆机RB1-50L37.3台3喷浆机2PG-5.5台1搅拌机安5.5台1四、矿井采掘比例关系和掘进矸石率全矿有一个回采工作面，两个掘进工作面，采掘比为1：2由于该矿运输大巷和回风轨道大巷均为半煤岩巷,所以预计矸石量较少,。 五、工作面接替一带区工作面推进长度为2538米，年推进度为1980米，即每个区段采煤时间为一年多。工作面接替采用顺序接替，即先采1再采2、3、4依次开采。顺槽掘进以可以满足工作面接替为宜。大巷掘进以超前掘进工作面100米左右为宜。由于采用综掘，本矿井的掘进可以很容易就满足。第七章 井下运输第一节 运输系统和运输方式的确定根据选定的开拓方案,矿井大巷材料运输采用电机车运输，铺设轨道；运输大巷内煤的运输采用胶带输送机运输。材料大巷采用RL100/400防暴柴油机卡轨车运输，采用14号槽钢轨距400毫米。采区内辅助运输采用防暴柴油机卡轨车和JD-40型调度绞车配合使用。各区段采出的煤，通过工作面运输斜巷、运输大巷、运至井底煤仓，再通过主斜井将煤运至地面。各区段所需的材料和设备，通过副立井下放至井底车场，再通过井底车场、辅助运输轨道大巷、工作面材料斜运输巷运至各工作面。各区段掘进所出的矸石，通过工作面材料运输斜巷、辅助运输轨道大巷、井底车场，通过副立井将矸石提至地面。各井巷钢轨类型：辅助运输轨道大巷22kg/m；工作面轨道运输斜巷15kg/m。各巷道断面见巷道断面图。第二节 运输设备的选择和计算一、矿车、材料和人车为满足井下材料、人员、矸石、设备的运输，布置轨道运输大巷，目前，矿井辅助运输方式正在不断完善与发展中，并向多元化发展，新型的辅助运输设备也各有优缺点及适用条件，一般有以下几种：无轨胶轮车，卡轨车，齿轨车，单轨吊，连续运输车等，结合本矿特点，将各种新型辅运设备对本的适应性比较如下：无轨胶轮车：是大型及特大型矿井推荐采用的辅运设备，主要特点是：运输效率高、速度快、用人少、安全性好，一般适用于