鸡西哈达煤矿0.9Mta 新井设计

1、摘 要本设计矿井为鸡西哈达煤矿0.9Mt/a新井设计，本井田共有3层可采煤层，分别为28#、30#、36#煤层，平均厚度为1.68m。煤层工业牌号为1/3焦煤，本设计井田的可采储量81Mt，服务年限为64a，本矿井设计采用双立井方案开拓，共划分两个水平，三个阶段，井田以断层为界划分10个带区，一个工作面达产。大巷采用集中大巷布置，运输方式是10t架线电机车牵引和3t底卸式矿车运输，采煤方法为倾斜长壁采煤法，采煤工艺为综合机械化采煤工艺。关键词： 集中大巷开拓可采储量倾斜长壁采煤法全套图纸，加AbstractThe design of mine coal is new well design o

2、f Ji Xi Ha da 0.9Mt/a, the mine has three excaveted coal seam, consisting of 28#、30#、36#seam and the average thinckness is 1.68m. Coal industry brands are one third, the excaveting reserves of the mine design is 81Mt and the years of servicing are 64a. The design of mine coal use the program of mine

3、-shaft development, it delimits two levels and three stages. Minefield divides ten zones that drew a line. A working faces up to the production. Roadway adopts to arrange and decorate of centralizing roadway, the method of transport are 10t-line traction tramcar and three t-bottom tub transport, the

4、 mining method is inclined longwall mining method. The technology of mining is integrated mechanized mining technique.Keywords：Concentrated in large roadway Open up Extrat reserves Inclined longwall mining method 目 录摘 要IAbstractII绪 论VII第1章 矿区概况及井田地质特征11.1 井田概况11.1.1 井田位置及范围11.1.2 交通位置11.1.3 地形 地势21.

5、1.4 气候21.1.5 原材料及水电供给情况21.2 地质特征21.2.1 矿区范围内的地层情况21.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造21.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征31.2.4 岩石性质 厚度特征51.2.5 井田内的水文地质情况61.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性61.2.7 煤质 牌号及用途61.3 勘探程度及可靠性6第2章 井田境界 储量 服务年限82.1 井田境界82.1.1 井田周边状况82.1.2 井田境界确定的依据82.1.3 井田未来发展情况82.2 井田储量82.2.1 井田储量的计算方法82.2.2 保安煤柱92.2.3 储量计算方法102.2.4 储量计

6、算的评价102.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限112.3.1 矿井工作制度112.3.2 矿井生产能力 服务年限12第 3 章 井田开拓133.1 概 述133.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述133.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况133.2 矿井开拓方案的选择133.2.1 井硐形式和井口位置133.2.2 开采水平数目和标高163.2.3 开拓巷道的布置173.3 选定开拓方案的系统描述213.3.1 井硐形式和数目213.3.2 井筒位置及坐标213.3.3 水平数目及高度223.3.4 石门 大巷数目及布置233.3.5 井底车场形式的选择243.3.6

7、 煤层群的联系253.3.7 带区划分263.4 井筒布置及施工273.4.1 井筒穿过的岩层性质及井硐维护273.4.2 井筒布置及装备283.4.3 井筒延伸的初步意见283.5 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333.6.1 沿煤层走向的开采顺序333.6.2 沿煤层倾斜方向的开采顺序353.6.3 带区接续计划35第4章 带区巷道布置与带区生产系统394.1 带区概况394.1.1 设计带区的位置 边界 范围 带区煤柱394.1.2 带区地质和煤质情况39

8、4.1.3 带区生产能力 储量及服务年限394.2 带区巷道布置404.2.1 条带划分404.2.2 带区巷道布置414.2.3 带区车场布置414.2.4 带区煤仓形式 容量及支护434.2.5 带区工作面的接续454.3 带区准备454.3.1 带区巷道的准备顺序454.3.2 带区主要巷道的断面及支护方式46第5章 采煤方法485.1 采煤方法的选择485.2 回采工艺485.2.1 决定回采面的工艺过程及设备485.2.2 设备选型485.2.3 工作面循环方式和劳动组织形式49第6章 井下运输和矿井提升536.1 矿井井下运输536.1.1 运输方式和运输系统的确定536.1.2

9、矿车的选型及数量546.1.3 带区运输设备的选择556.2 矿井提升系统57第7章 矿井通风安全587.1 矿井通风系统的确定587.1.1 概述587.1.2 矿井通风系统的确定587.1.3 主扇工作方式的确定587.2 风量计算与风量分配597.2.1 矿井风量计算的规定597.2.2 风量计算597.2.3 风量分配627.2.4 风速的验算627.2.5 风量的调节方法与措施627.3 矿井通风阻力计算637.3.1 确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力637.3.2 矿井等积孔计算657.4 通风设备的选择657.4.1 主扇的选择计算667.4.2 反风措施677.5 矿井安全生

10、产措施677.5.1 预防瓦斯及煤尘爆炸677.5.2 火灾与水患的预防677.5.3 其他事故的预防687.5.4 避灾路线及自救68第8章 矿井排水708.1 概述708.1.1 矿井水来源及涌水量708.1.2 对排水设备的要求708.2 矿井主要排水设备718.2.1 排水方式与排水系统简介718.2.2 主排水设备及管路的选择计算71第9章 技术经济指标75总 结77致 谢78参考文献79附录81附录84绪 论四年大学生活即将结束，这四年我学到了很多的采矿专业知识，为将来的工作打下了一定的基础，让我们更能适应以后的工作。毕业设计是我对大学所学知识的综合运用的一个过程，对自己的大学生活

11、也是一个检验的过程。本次毕业设计是为了更好的检验我们大学四年来对所学知识的累积和运用，能够让我们达到理论知识和实际结合起来。毕业设计是利用所学的大学知识，理论联系实际，通过全面分析地质资料，结合国家相关方针、政策并结合矿井设计理论知识，进行矿井设计。毕业设计不仅能培养我做事认真的态度，同时也使我对煤矿及其各个生产系统有了全面的了解，对我下一步参加工作后快速融入工作环境有很大的帮助，与此同时也对相关的法律、法规、设计规范等有了深入的了解。第1章 矿区概况及井田地质特征1.1 井田概况1.1.1 井田位置及范围井田在哈达深部立井精查勘探区范围内，勘探区的西侧是杏花煤矿，东与东海煤矿井田边界接壤，南

12、侧与鸡东镇相隔穆陵河。本井田东西走向4.5 km，南北倾斜宽3.0 km，面积约13.5 km2。1.1.2 交通位置本井田位于黑龙江省鸡东县境内的哈达精查区内。勘探区内有鸡密公路通过, 南部有国家级公路鸡西至密山线，铁路有林口至密山，牡丹江通过鸡西至密山铁路线。通往哈达矿有铁路专用线,交通比较方便。详见交通位置图1-1。图1-1 交通位置图1.1.3 地形 地势本井田范围大部分属于缓坡丘陵地形。井田北部及东部皆为山岗地带，岗沟起伏不平，地表平均标高+210 m，最高山头+285 m；井田南部为穆陵河床地带，但对本井田无影响。地表标高+177m左右。1.1.4 气候矿区属于大陆性气候，最高气温

13、36C ，最低气温-35C ，年降水量540mm左右，冻结期由11月至次年4月末。冻结深度一般为2.0 m，风向多西北风，最大风速为25m/s。 1.1.5 原材料及水电供给情况生活及工业用水都来自于地下水开采，能够满足生产与生活需要；哈达煤矿距鸡西市较近，其原材料以及生产生活用电均来自鸡西市。1.2 地质特征1.2.1 矿区范围内的地层情况 井田内地层有桦山群之东山组，鸡西群之穆棱组、城子河组、滴道组。城子河组为主要含煤地层。穆棱组含煤不佳，滴道组不含可采煤层。四者总厚度为1474m。有上到下分述如下。1、东山组(kjd)：总厚度为240m，东厚西薄，岩性为中酸性的火山碎屑岩、粉砂岩、泥岩薄

14、层组成。2、穆棱组(J3m)：厚度658m、岩性为灰色粉砂岩、细砂岩、深灰黑色泥岩较多。3、城子河组(J3Ch)：厚470550m,由灰白色中粗砂岩、泥岩组成。4、滴道组（J23d）：厚061.4m。岩性以砾岩为主夹细砂岩薄层泥岩，质坚硬抗风化，不整合于麻山之上，城子河组之下。勘探区地层层序表1-1。 1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造哈达矿区位于鸡西煤盆地北部条带的东端，地层走向近东西、倾向南、东倾斜。地层倾角616之间。矿区所涉及的断层分述如下： 正F1:位于勘探区西部，走向NE25，倾向NW33，倾角60，落差20m。表1-1 勘探区地层层序表界系统群组接触关系地层厚度（m）新生

15、界第四系全新统Q4冲积层(Q4)整和整和假整和整和假整和整和整和整和1-25第三系上新统N2玄武岩(r1)0-30中生界侏罗纪上统J3鸡西群穆棱组(J3m)240城子河组(J3Ch)658滴道组(J23d)470550桦山群东山组(kjd)0-140元古界麻山群Ptms变质岩系1800正断层，属推断断层。正F2:位于勘探区中部，走向NE20，倾向NW35，倾角35，落差26m，正断层。由901号孔实见，程度可靠。正F3:为勘探区东部断层，走向NE15,倾向NW65，倾角45，落差18m，正断层。由913号孔实见，程度基本可靠。详见主要断裂构造表1-2。1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征本井

16、田开采之煤层主要位于侏罗系鸡西群城子河含煤组，本组共有煤层3组，分别为28#、30#、36#。现将各煤层厚度、结构、容重和顶底板情况分层以文字叙述如下,并且附煤层特征表(1-3)与煤系地层综合柱状图(图1-2)：1. 28#煤层煤层厚度1.71.9 m，平均煤层厚度1.8 m，煤层结构简单，赋存稳定，无夹石，全区发育，容重1.31t/ m3，顶板为中细砂岩，伪顶为表1-2 主要断裂构造表序号断层编号断层性质走向（）倾向（）落差（m）断距（m）查明程度1F1正N25ESNN30ENW3375SE2010可靠2F2正NE2010WNW5570SE2617可靠3F3正N15N20E65NE72SE1

17、816可靠表1-3 煤层特征表层次煤厚（m）层平均间距（m）稳定性发育范围顶板底板最小最大平均281.71.91.8较稳定全区发育中细砂岩粉砂岩30301.51.71.6稳定全区发育泥岩粉砂岩42361.51.71.6较稳定全区发育泥岩粉砂岩0.1 m的煤泥岩或含炭泥岩，底板为粉砂岩。2. 30#煤层煤层厚度1.51.7m，平均煤层厚度1.6m，平均倾角9，全区发育，属于稳定的中厚煤层，结构单一，容重1.44t/ m3，顶板为粉砂岩或泥岩，底板为粉砂岩，灰分高达35%左右。3. 36#煤层煤厚1.51.7m，平均1.6m，属于稳定的煤层，其煤层结构单一，容重为142t/ m3，顶板中部为粉砂岩

18、，南北部为中粗砂岩，底板为细砂岩，一般有0.200.30 m的煤泥岩或泥岩伪底，灰分一般在2025%左右。图1-2 煤系地层综合柱状图1.2.4 岩石性质 厚度特征本区内岩性较细，主要由粉砂岩、细砂岩、粉细互层、中砂层及煤层组成，仅有较少的粗砂岩，含砾砂岩。(附岩石主要物理力学性质指标表1-4) 1.2.5 井田内的水文地质情况根据精查地质报告水文部分的论述，水文地质条件简单，矿井涌水量主要受下列因素的影响：1. 地质构造对本矿井涌水量的影响：本井田构造简单2. 垂深400m以内（包括风化裂隙带）裂隙发育，裂隙水对矿井涌水量有影响。地质部门应用类比法推算，本井田开采期间正常涌水量约78 m3/

19、h，最大涌水量为152m3/h。1.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性本矿属于低瓦斯矿井，瓦斯相对涌出量为1.2m3/t，其涌出量在10m3/t以下，属于低瓦斯矿井。并且随着开采深度的加深，其瓦斯涌出量并无明显变化趋势。磷和有机硫的含量较低，属于无自燃性煤层。1.2.7 煤质 牌号及用途本井田煤层碳的含量由上往下逐渐增高，其平均含量在8491%，有机硫的含量较低，平均在0.310.53%间，一般在0.35%左右。磷的含量很低，平均在0.00320.006%间。28#为低灰分煤层。煤的挥发分为21.835.18%，胶质层厚度平均值为9.215.9 m 。厚煤发热量一般大于5590千卡/kg,净煤发热

20、量大于8200千卡/kg。 根据煤心煤样的分析结果，本区煤种弱粘结煤至瘦煤都有分布，但无肥煤出现，而以气煤及焦煤类为主；28#煤层后以焦煤类之肥炭煤、主焦煤及瘦煤为主、肥气煤次之、弱粘结煤最少。本区煤有害成分（硫、磷）含量很低，胶质层厚度大于8mm具有粘结性，所有煤层可作为炼焦用煤使用。1.3 勘探程度及可靠性本次勘探程度工程量统计：本次钻探从1990年2月15日开工，截止到1993年11月结束，勘探历时三年半。本次勘探竣工钻孔8个，全部按煤炭部落987年12月颁发的确煤田勘探钻孔工程质量标准进行验收。91年前竣工钻孔参加了东煤公司的复查，92年后施工的钻孔本队验收。验收成果：特、甲、乙级孔层

21、6层，不合格层13层。测井验收21层，均为优质层，优质层率100%。表1-4 岩石主要物理力学性质指标名称容重kg/cm3孔隙度抗压强度kg/cm3抗拉强度kg/cm3变形模量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泥灰岩2.7- 2.851.6-5.21.2-8.30.6-2.02- 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

22、-2.70.12-0.515- 351.0-3.06- 206- 20第2章 井田境界 储量 服务年限2.1 井田境界2.1.1 井田周边状况哈达煤矿井田境界与东海煤矿井田边界相邻，西侧是杏花煤矿和正阳煤矿，南侧与鸡东镇相隔穆陵河。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. 要适于选择井筒位置，合理安排地面生产系统和各建筑物；3. 划分的井田范围要为矿井发展留有空间；4. 井田要有合理的走向长度，以利于机械化程度的不断提高。经技术经济分析后，确定本设计井田境界为：东西方向为人为定界，南北部以地方小矿井界线为界，井田平均走向4.5km,倾向3.0km,井

23、田面积约13.5km2。2.1.3 井田未来发展情况该设计井田，随着技术和勘探水平以及开采技术的全面提高，井田范围内的地质结构和地质储量会越来越精确，可能在更深部发现可采煤层。2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算方法本设计井田范围内可采煤层有28#、30#、36#三层，总厚度为5m,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

24、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带区回采率的储量。2.2.2 保安煤柱参照保护煤柱的设计原则如下：1. 在一般情况下，保护煤柱应根据受护面积边界和移动角值进行圈定。2. 地面受护面积包括受护对象及周围的受护带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，立井深度大于或等于400米的以边界角圈定，小于400米的以移动角圈定。4. 当受护边界与煤层走向斜交时，应该根据基岩移动角求得垂直与受护边界方向的上山方

25、向移动角和下山方向移动角，然后再确定保护煤柱。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25 m保安煤柱；(2) 边界断层留设30 m保安煤柱；(3) 井田内部断层留设25 m保安煤柱；(4) 河流两侧各留设25 m保安煤柱；(5) 地面建筑物留设50 m保安煤柱。工业广场： P工业=P28#+P30#+P36# =0.45396+0.42586+0.46782=1.34764式中： P工业工业广场损失煤量（Mt）；P28# 28#工业广场煤柱（Mt）；P30# 30#工业广场煤柱（Mt）；P36# 36#工业广场煤柱（Mt）。边界煤柱：P =井田周

26、长煤厚面积 =（316-80）55025 =1.475式中：P 为边界留煤柱（Mt）。断层煤柱：P=断层长煤厚面积 =166525=3.18式中：P为断层留煤柱（Mt）。保护煤柱：工业广场+边界煤柱+断层煤柱 P总=1.34764+1.475+3.18=6.00264式中：P为井田总煤柱（Mt）。损失率：损失率=保护煤柱/工业储量=6.00264/101.79=5.89%2.2.3 储量计算方法1. 工业储量计算计算公式如下：块段储量=块段面积块段平均厚度容重/cos式中：为煤层平均倾角根据哈达矿立井初步设计块断储量图2-1，通过等高线块段法计算本井田工业储量为101.7962Mt，各煤层工业

27、储量见图2-1煤层储量计算块断划分示意图和表2-1可采煤层储量计算总表。块断储量=块段面积块段平均厚度容重/cosZc=501.40(1.81.61.6)/ cos9=10179Mt。2. 可采储量计算 计算公式如下：ZK=（ZCP）C =（110.7046-6.00264）80% =81.42（Mt）式中： ZK可采储量（Mt）；ZC工业储量（Mt）；P永久煤柱损失（Mt）；C带区回采率。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 81.42Mt2.2.4 储量计算的评价本设计井田根据原哈达煤矿地质资料严格按照有关规定计算，由

28、于个人能力所限，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。图2-1煤层储量计算块断划分示意图表2-1可采煤层储量总表单位（Mt）煤层名称工业储量（万吨）设计损失量（万吨）可采储量（万吨）回采率ABCA+B+C281212.62052.2459.53724.3679.3314580%301100.61536.3455.43092.3578.3251480%3610671753.5542.53363798246580%合计3380.253421457.410179.62055.6812480% 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33

29、0d，矿井每日净提升16h，采用四六工作制制度,三班采煤，一班准备。日进九刀。2.3.2 矿井生产能力 服务年限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，还应该考虑到当前及今后市场的需煤量。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。矿井服务年限计算公式如下：P=Z /（Ak）式中： P矿井服务年限a； 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。 方案A：0.6Mt/a P=Z /（Ak）=81.42/（0.61.4）= 99a；方案B：0.9Mt/a P=Z /（A

30、k）=81.42/（0.91.4）= 64a；方案C：1.2Mt/a P=Z /（Ak）=81.42/（1.21.4）= 48a上述三种方案，根据煤炭工业矿井设计规范规定，0.450.9Mt/a的矿井服务年限不小于40a，1.2Mt/a不小于50a，所以方案C被否定，而方案A的服务年限又太长，不具备高产高效，所以确定本设计矿井采用方案B，即矿井生产能力为0.9Mt/a，服务年限为64a。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井田设计新井以立井开拓为主，煤层埋藏较浅，本矿井西侧与杏花煤矿为邻，杏花煤矿以立井开拓为主；右侧与东海煤矿井田边界相邻，东海煤矿

31、以立井开拓为主。3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况1.该井田所在位置属于丘陵地形，南北两侧高，中部受城子河之侵蚀，较低洼,但对本井田开采无影响。工业场地宜选择在相对比较开阔的空地上，标高高于+150m.2.井田内煤层埋藏深度为+150-450，煤层倾角9左右。其中28#和30#煤层间距约44m，30#、36#间距为46m，这三层煤可联合开采。3.构造简单无大、中型构造，本井田主要有F1、F2、F3、三条断层。4.顶、底板为粉砂岩，粉细砂岩等硬质岩层，稳定性较好。3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1 井硐形式和井口位置1井硐形式开拓方式分为立井开拓、斜井开拓、综合开拓。对于本井田

32、开拓方式还需要进一步方案比较，才能最终确定。下面列出三种方案。井筒布置示意图见图31。结合示意图分析比较，双立井开拓优点是：（1）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。（2）机械化程度高，易于自动控制。（3）井筒为圆形断机结构合理，维护费用低，有效断面大通风条件好，图31 井筒布置示意图管线短，人员升降速度快。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。经综合分析，本设计矿井选择立井井筒开拓。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

33、与开拓方式要相互协调，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）井下条件井筒应尽量避开或少穿地质及水文复杂的地层或地段；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。 （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；井口及工业场地位置必须符合环境保护的要求；在本设计井田中，井田中央位置地势平缓，平均高差小，适合布置工业广场。已确定井口位于井田走向方向的中部倾斜方向要适合布置开采水平，下面提出三种沿井田倾斜方向的井筒位置方案，见方案示意图3-2井硐布置方案示意图。图3-2 井硐布置示意图方案一：井

34、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。3.2.2 开采水平数目和标高煤层赋存为倾斜状态时，一般

35、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）。每个开采水平设井底车场和运输大巷，供该水平各采区煤的外运、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长度，要求有丰富的储量。本设计井田水平标高的确定主要考虑了以下几个因素。1合理的水平服务年限；2.煤层赋存条件及地质构造；3.生产成本；4.水平接替。5.井底车场及其主要硐室的位置应尽量处于较好的岩层

36、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-140m，仰俯斜开采，水平垂高350m，二水平运输标高为-310m，仰斜开采。方案二：井田划分三个开采水平，一水平标高-100m，二水平标高-250m，三水平标高-300m。各水平均实行仰俯斜开采，水平储量及服务年限见表3-1和图3-3 水平划分示意图。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，水平储量严重不足，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20a的基本要求，储量充足，且有利于带区的接续，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

37、两个开采水平，水平标高分别为-140m和-310m，一水平垂高为350m，二水平垂高为520m。一表3-1 水平储量比较表可采储量（Mt）服务年限（a）方案一一水平54.1843二水平27.2421方案二一水平21.2318二水平19.2217三水平34.4729图3-3 水平划分示意图水平采用仰俯斜开采，二水平采用仰斜开采。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。1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

38、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，用带区石门联系各带区。现依据矿井设计生产能力及技术可行角度，特提出以下两种大巷布置方式， 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3层，即28#、30#、36#、，其中28#与30#平均间距44m50m,30#与36#平均间距46m50m。针对上述情况

39、，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。2开拓和巷道布置在一定的井田地质条件和开采技术条件下，矿井开拓巷道可以采用的布置方式有很多种，开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。合理的开拓方式，一般均在技术可行的多种开拓方式中进行技术经济分析比较，选出最合理，最经济的开拓方式。根据本设计中共可采3层煤，煤层倾角为9，煤层间距较小。方案一：总石门连接多个分煤层大巷，然后从运输大掘带区材料车场及带区入风石门，在掘进分带运输巷及运料巷，开切眼布置倾斜长壁回采工作面，方案一开拓及巷道布置如图3-4所示。方案一的优点：由于方案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

40、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。缺点： （1）每层煤都要掘进多条分煤层大巷，分煤层大巷总条数太 多，井田开拓掘进总工程量大，耗费资金多，由于煤层倾角小，造成各水平总石门长度大，工程量大；（2）各煤层的分煤层运输大巷和回风大巷处在下层煤下山阶段的上方，图3-4 方案一开拓及巷道布置图回风立井处在井田中央，煤层之间几乎不能实现同采，给各煤层间的搭配开采造成极大的困难，矿井生产期内的产量、煤质、煤种等综合指标不稳定；（3）当井田内存在倾向断层时，分煤层回风大巷要频繁找煤，大巷的弯道数量增加，影响运输设备的运行速度且增加投资，而且影响了通风问题，所以，该模式

41、对构造适应能力差；（4）通风网路较长，通风费用较高；另外，由于是分层开拓，最易助长短期行为，引发掏肥丢瘦、浪费资源的现象。一般在井田走向短，煤层数目少，煤层间距大，采用集中布置有困难且经济上不合理时，才采用此种布置模式。对本设计井田不适用。方案二：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；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；方案二开拓及巷道布置如图3-5所示：方案二的采法就是把28#煤进行单采，而把30#、36#进行集中开采。而本设计矿井28#与30#、30#与36#层间距相差不大，所以并不适合方案

42、二的方法。方案三：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，方案三开拓及巷道布置如图3-6所示。图3-5 方案二开拓及巷道布置图方案三优点：（1）大巷工程量及与大巷有关的联络巷道相对于其它三种模式大大减少，无总石门，也无回风石门，总工程量最少，大大降低了费用和成本。（2）由于总工程量较其它模式大为减少，所以巷道维护量大为减少，巷道维护费大大降低。（3）由于煤层间的开采顺序是阶梯式，总工程量又少，所以采掘干扰轻微，回采面接续从容。井田每翼可安排13个带区阶梯式同采，增产潜力大，排产灵活，矿井服务年限内的均衡生产容易保证。（4）以斜巷代替石门做为煤层间的联络巷道，

43、使得每层煤仰、俯斜工作面可推进长度失衡的状况较其它模式大为改善，最大限度地缓解了工作面接续的紧张状况，降低了分带巷道的运输费用。（5）排水费和通风费比其它模式低。方案三缺点如下：（1）由于一水平井筒较深，加之移交前要施工带区斜巷，所以初期工程量略大，工期略长；（2）井筒提升费略高；3.经济比较方案一、方案二、方案三在技术均较合理，三者之间的区别在于基建费、生产费不同。只需要比较它们的不同之处，即基建费、生产费。详见开拓方案经济比较表3-2从经济比较表可知方案三投资少，所以该设计矿井选择方案三。图3-6方案三开拓及巷道布置图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

44、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、下放材料设备以及作为入风井。井硐数目：一个立井，一个副井。3.3.2 井筒位置及坐标井筒确定在912钻孔附近，主要理由为：(1)井筒地处井田储量中央；(2)地形条件较好，井口处标高+215m，地面坡度不到1；(3)铁路和公路交通条件都较好；而且矿内有鸡密公路在井田中部通过，矿铁路专用线与鸡密铁路相连，交通方便。确定本设计井筒坐标为主井井口坐标为： XA= YA=.35副井井口坐标为： XB=.7YB=.5表3-2 经济比较表方案项目一二三基建费（万元）井筒5844井筒6330井筒6428石门3176石门0石门0集中斜巷0集中斜

45、巷937集中斜巷0主要大巷4988主要大巷4988主要大巷1596带区车场22879带区车场21879带区车场2426带区煤仓7252带区煤仓7152带区煤仓2317带区斜巷0带区斜巷0带区斜巷2040小计44139小计41286小计14807生产费（万元）立井提升23238立井提升20797立井提升22889运输费用15268运输费用16685运输费用15772立井排水13469立井排水14469立井排水14796小计51975小计51950小计53457总计费用/万元96114费用/万元93236费用/万元68266主井井口标高为+215，副井井口标高为+216m，拟定二水平为井筒最终水平

46、。主井井深524m，副井井深521m，两井筒中心线间距为75m，主井井筒直径6.5m，副井井筒直径6.5m，均采用整体式混凝土井壁，井壁厚度450mm。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-140m,本井大部分带区的煤层浅部标高在+100,一水平垂高为340m,实行仰、俯斜开采。第二水平拟定标高为-310m，实行仰斜开采。3.3.4 石门 大巷数目及布置大巷主要有两条，一条运输大巷和一条回风大巷。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：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

47、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。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。下列情况宜布置煤层大巷：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； 单独开拓的薄煤层或中厚煤层；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：布置岩石大巷的主要优点是维护条件好，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

48、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。在具体条件下是采用岩石大巷还是煤层大巷需要做全面细致的方案比较才能合理的确定。在本设计井田中，由于28#、30#、36#煤层间距小，而且是带区开采，一水平服务年限为42a,服务年限较长，根据以上设计依据的选择，布置岩石大巷对本矿井的开采有力。所以，确定本矿井大巷布置形式为岩石大巷。 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3-7。图3-7 大巷断面图3.3.5 井底车场形式的选择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

49、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. 设计依据（1）井筒及数目，矿井开拓方式；（2）矿井设计生产能力及工作制度；矿井运输巷道的运输方式；（3）矿井地面及井下生产系统的布置方式；2.设计要求（1）井底车场设计时，应该考虑到增产的可能性；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；应该考虑主、副井之间施工时便于贯通；（3）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.井底车场的基本类型主要有（1）环形式：卧式、斜式、立式；（2）折返式：梭式和尽头式；4.井底车场形

50、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；调车简单，管理方便，弯道及交岔点少；（2）操作安全，符合有关规程、规范；井巷工程量少，建设投资省，便于维护，生产成本低；（3）施工方便，各井筒间、井底车场与主要运输巷道间能迅速贯通，缩短建井工期；当大巷或石门与井筒的距离较大时，能够布置下存车线和调车线，可选择立式井底车场；（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，根据本设计矿井主副井井筒与运输大巷的距离，通过以上依据和对各种形式

51、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立式环形车场。3.3.6 煤层群的联系本设计井田煤层群开采时采用联合准备方式，即28#、30#、36#三层煤组成一个统一的采准系统，三层煤共用一个煤仓，准备巷道为三个煤层共用，大巷采用集中布置方式。煤层倾角最大为11，最小为9左右。本设计带区斜巷按逆倾向（反倾斜）布置，由于带区斜巷要与带区车场相连，所以注定了带区车场要向运输大巷的下帮开掘，带区车场方位与运输大巷垂直，然后施工一个回头，与带区斜巷相连。上述带区车场、带区煤仓和带区运输斜巷的布置方式，是一种最佳组合，以最少的工程量实现了集中运输大巷与各煤层的联系并保障了各项功

52、能的完善。带区运输入风斜巷和带区运料回风斜巷倾角相同、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，避免了在采止线附近维护采空区巷道和Z形通风现象的发生。带区斜巷的层位按穿过一水平煤层群剖面图几何中心点考虑。带区斜巷倾角均取最佳角度24。带区运输入风斜巷中的设备选用刮板运输机，投资少，运营费低。带区运料回风斜巷中的运输设备选用绞车，在联络巷处设一个小绞车房，通过绞车来运料。带区运输入风斜巷和带区运料回风斜巷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。带区运料回风斜巷与煤层群最下部煤层有一交点，自交点沿最下部煤层施工一回风联络巷与处在最下部煤层下布置的集中回风大巷相连，构成回风回路，这条回风联络巷始终担负回风的任务。同理带区运输入风斜巷在类似位置也有一回风联络巷，其功能是在带区运输入风斜巷仅担负掘进任务时为掘进工作面回风；当带区运输入风斜巷担负运输、入风和掘进任务时，回风联络巷中的风门关闭，分带运输巷的掘进工作面的回风与两个回采工作面串联，即“半掘串一采”。3.3.7 带区划分本设