七台河新兴煤矿矿井毕业设计说明

1、摘要. I绪 论. 1第 1 章 井田概况及矿井地质特征 . 21.1 井田概况 . 21.1.1 井田位置及围 . 21.1.2 交通位置 . 21.1.3 地形地势 . 21.1.4 气候. 21.1.5 河流. 21.2 地质特征 . 31.2.1 矿区围的地层情况 . 31.2.2 井田围和附近的主要地质构造 . 41.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征 . 61.2.4 岩石性质、厚度特征 . 61.2.5 井田水文地质情况 . 71.2.6 沼气、煤尘及煤的自燃性 . 71.2.7 煤质、牌号及用途 . 8第 2 章 井田境界、储量、服务年限 . 92.1 井田境界 . 92.1.

2、1 井田周边状况 . 92.1.2 井田境界确定的依据 . 92.1.3 井田未来发展情况 . 92.2 井田储量 . 92.2.1 井田储量的计算 . 92.2.2 保安煤柱 . 102.2.3 储量计算方法 . 102.2.4 储量计算的评价 . 112.3 矿井工作制度、生产能力及服务年限 . 122.3.1 矿井工作制度 . 122.3.2 矿井生产能力的确定 . 122.3.3 矿井服务年限 . 13第 3 章 井田开拓 . 143.1 概述 . 143.1.1 井田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原因及其具体情况 . 143.2 矿井开拓方

3、案的选择 . 143.2.1 井硐形式和井口位置 . 143.2.2 开采水平数目和标高 . 163.2.3 开拓巷道的布置 . 163.3 选定开拓方案的系统描述 . 223.3.1 井硐形式和数目 . 223.3.2 井硐位置及坐标 . 223.3.3 水平数目及高度 . 233.3.4 石门、大巷 （运输大巷、回风大巷 ）数目及布置 . 233.3.5 井底车场形式的选择 . 243.3.6 煤层群的联系 . 263.3.7 采区划分 . 263.4 井筒布置及施工 . 273.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护 . 273.4.2 井硐布置及装备 . 283.4.3 井筒延伸的初步意

4、见 . 303.5 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、存储线路、行车线路布置长度. 313.5.3 通过能力计算 . 333.5.4 井底车场主要硐室 . 333.6 开采顺序 . 363.6.1 沿煤层走向的开采顺序 . 363.6.2 沿煤层倾向的开采顺序 . 363.6.3 采区接续计划 . 37第 4 章 采区巷道布置与采区生产系统 . 384.1 采区概述 . 384.1.1 设计采区的位置、边界、围、采区煤柱 . 384.1.2 采区地质和煤质情况 . 384.1.3 采区生产能力、储量及服务年限 . 384.2 采区

5、巷道布置 . 394.2.1 区段划分 . 394.2.2 采区上山布置 . 394.2.3 采区车场布置 . 414.2.4 采区煤仓形式、容量及支护 . 494.2.5 采区硐室简介 . 504.2.6 采区工作面的接续 . 524.3 采区准备 . 534.3.1 采区巷道的准备顺序 . 534.3.2 采区主要巷道的断面及支护方式 . 54 第 5 章 采煤方法 . 555.1 采煤方法的选择 . 555.2 回采工艺 . 56. 565.2.1 选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备5.2.2 工作面循环方式和劳动组织形式 . 57 第 6 章 井下运输和矿井提升 . 606

6、.1 矿井井下运输 . 606.1.1 运输方式和运输系统的确定 . 606.1.2 矿车的选型及数量 . 606.2 矿井提升系统 . 636.2.1 矿井提升设备的选择 . 63第 7 章 矿井通风安全 . 657.1 矿井通风系统的确定 . 657.1.1 概述. 657.1.2 矿井通风系统的确定 . 657.1.3 主扇工作方式的确定 . 667.2 风量计算与风量分配 . 667.2.1 风量计算 . 667.2.2 风量分配 . 697.2.3 风量的调节方法与措施 . 697.2.4 风速的验算 . 697.3 矿井通风阻力的计算 . 707.3.1 确定全矿最大通风阻力和最小

7、通风阻力 . 707.3.2 矿井等积孔的计算 . 727.4 通风设备的选择 . 727.4.1 主扇的选择计算 . 727.4.2 电动机的选择 . 737.4.3 反风措施 . 737.5 矿井安全生产措施 . 747.5.1 预防瓦斯及煤尘爆炸 . 747.5.2 火灾与水患的预防 . 75 第 8 章 矿井排水 . 768.1 概述 . 768.2 矿井主要排水设备 . 768.2.1 排水方式与排水系统简介 . 768.2.2 主排水设备及管路的选择计算 . 77 第 9 章 采区供电 . 799.1 矿井供电系统概述 . 799.1.1 地面变电所 . 799.2 采区电器设备的

8、型号及数目 . 799.3 变压器容量选择 . 809.4 电缆选择计算 . 80绪论 煤矿生产系统是否能够达到预期目的， 都决定于矿井开采设计是否合理。 采矿工程专业毕业 设计是采矿专业学生对矿井系统整体设计的全过程， 通过毕业设计可以进一步熟悉矿井生产 系统。 本设计说明书中所编写各章节是相互联系相互影响的， 根据客观实际， 结合资料等因 素，全面地培养解决矿井设计中各种实际问题的能力， 通过技术经济比较， 做到设计容的准 确无误。设计矿井必须从国家的国情和煤矿实际情况出发， 依据设计矿井自身条件， 按照煤 矿安全规程的规定积极贯彻集中化，机械化、正规化以及技术经济等方面合理化的原则， 努

9、力做到投资省、工期短、出煤快、效率高、安全性好、综合经济效益高。通过本次设计将 理论与实际充分结合，综合阐述井田开拓方式、准备方式、采煤方法、矿井通风与安全、矿 井排水、 采区供电及其与矿井有关的设计问题。 该设计矿井全部采用走向长壁后退式采煤方 法开采，并采用综合机械化开采，采用全部垮落法处理采空区。第 1 章 井田概况及矿井地质特征1.1 井田概况1.1.1 井田位置及围新兴煤矿位于七台河矿区西部， 距七煤公司约十二公里， 行政区划属省七台河市新兴区管辖。地理坐标为北纬 45° 46'45° 47',东经130° 30'130°

10、; 31'。井田围：北界74层煤 层露头， 与新立矿、 新建矿相邻； 南界到桃七三区 44 号煤层 -800 标高；东界为 F11 号断层， 与桃山矿相连；西部以F14号断层为界，与东风矿相邻。东西走向长约 7.5公里，南北倾斜 宽约 6.5 公里,面积约 48.75 平方公里。1.1.2 交通位置 区有矿用铁路专用线与勃七线,牡佳线接轨。铁路交通方便。公路可通往桦南、双鸭山、宝清、密山、鸡西、勃利、依兰和等市县。公路交通十分方便。交通位置图详见11：1.1.3 地形地势井田北部有倭肯河由东向西流,地形大部属丘陵区,地面标高在+70米+140米。1.1.4 气候区由11月至翌年4月为冻

11、结期，冻结深度为1.5m2m,最高气温在零上 27C31 C，最低气温在-29 C34 C ,全年平均气温在零上 0.5 C,年降水量为 370mn631mm1.1.5 河流区只有鹤立河在井田上方流过后经人工改造从西部边界通过，最咼洪水位238m,最大流最为180立方米每秒，地下水原始流向与地表河流流向一致，水力坡度2%o左右。图 1 1 交通位置图1.2 地质特征1.2.1 矿区围的地层情况本矿区煤系地层属上侏罗统鸡西群含煤地层, 主要由城子河组上部和穆棱组下部组成。 下部 界限从 74号煤层底板开始, 上至 44 号煤层, 地层厚度 1265 米,共含煤 56层,总厚度 28.51 米,含

12、煤系数为 2.33%,其中可采和局部可采 20 层。穆棱组平行不整合于城子河组之上, 以 42 号煤层底板含砾粗砂岩为城子河组和穆棱组分界。根据岩性特征和含煤性,本矿区的 地层主要在城子河组第五段和第九段之间,煤系地层综合柱状图详见图1 2：1.2.2 井田围和附近的主要地质构造新兴四矿位于弧形构造西翼， 区地层总体向南倾斜， 煤层走向由N60W渐变为EWT向，煤 层倾角由北向南逐渐变大, 井田北部煤层倾角一般在 711°,井田中部煤层倾角 1520°, 井田南部煤层倾角 2030°,整个井田为一向南倾斜呈弧形展布的单斜构造。井田的地质构造以断层为主，根据多年来生

13、产实践和勘探资料，现确定井田的断层共有26条。井田的断层构造可分为四组，现分述如下：第一组与煤层走向斜交，走向一般在N3050° W属性断层，断层面比较平直，倾角一般在5570°左右，为正断层。属于这组断层的有： F11、F3、F7、F8、F4、FB F47、F26、F14、F48、F52、F10等。其中落差较大的F4号断层作为划分井区的界线，F11,F14是划分井田矿界的主要构造。第二组与煤层走向斜交，局部近于平行，走向N4580° E,属压扭性断层，常被第一组切割，这组断层在井田不太发育，属于这组断层的有：F27、F43、F02、F1等，其中F27号断层构成了

14、矿井南部与桃七三区的界线。第三组与煤层走向近于直交，走向SNS10° E,属于性断层，在走向上延伸不远即尖灭消失，落差一般不大，这组断层有FE、F42、F29、F13、F40、F30、F01等。第四组与煤层走向斜交，走向N30 W属于压扭性断层，与第二组断层走向近于平行，断面疏缓，倾角一般在 50°左右，是逆断层。这组断层在井田很少发育，只有FD, F03属于这种性质的断层。桃七三区经过多年勘探，现已查明，区断层共计29条，其中界系群组段厚度分布围岩性特征接触 关系第系0 280第6线东 侧普 遍发 育本系由浅绿，绿色泥质粉砂岩及浅灰色、 分选甚差，磨圆度不好的细砂岩组成。

15、 胶结不良成半胶结， 粒度由上而下变粗。中下鸡穆 棱 组5线南侧发育本组主要由粉砂岩、泥岩组成，次为细 砂岩夹少量中砂岩，全组岩石颜色较其 下部的城子和组偏浅，上中部基本不含 煤，本组被早白垩纪辉绿岩侵入。白上0 270本组由灰白色砂岩，灰浅灰色砂岩和粉生西城中220374砂岩与细砂岩互层组成夹有薄层凝灰界垩统群子 和 组下0 230全区 发育岩，粒度由上而下由细变粗。为便于对 比，划分为上中下三段，主要煤层集中 于中段，本组被早白垩纪岩浆分二期侵 入。元 古 界麻 山 群分布 本区 外围 构造 盆地 基地主要由黑云母片花岗麻岩，石英片岩， 石英岩，绿泥石片岩，片岩等组成。被 前古生界粗粒、斑

16、状黑云母花岗岩侵入。图1 2煤系地层综合图正断层8条，逆断层21条，特别是F4、F27、F18、F7T、F5、F8六条断层横贯全区，煤层 特征详见表1 1 :表1 1断层一览表序号断层编号性质产状1 t 、一 洛差m可靠性走向倾向倾角1F14正NWWS70o100-250较可靠2F26正NWNE60-70020-120较可靠煤层赋存状况及可采煤层特征煤层赋存状况见可采煤层特征详见表1 2：表1 2可采煤层特征表煤层号煤厚层间距(m)可靠性472.4全局可靠24482.6全局可靠23493全局可靠80511.3全局可靠20581.2全局可靠25600.8全局可靠210630.8全局可靠25650

17、.9全局可靠50670.7全局可靠25680.8全局可靠岩石性质、厚度特征岩石主要物理力学性质指标详见表1 3表1 3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102kg/m3抗拉强度 102kg/cm3变形模量102 kg/cm3弹性模量kg/cm3细砂岩2.0 -2.65252200.5-0.40.58110中砂岩2.3 -2.65151150.2-1.50.8828泥质岩2.7 -2.81.65.212.830.6-2.027510粉砂岩2.2 -2.75205200.5-2.0185101.2.5 井田水文地质情况 七台河发源于本区南部山区，为倭肯河支流， 河宽 20米

18、左右， 水深 0.30 米左右，平常期流 量为0.51.5立方米/秒，洪水期流量为10200立方米/秒，属季节性河流，该河位于本 区西部，泾流方向由南向北，垂直煤系地层走向， 基本切割本矿区全部煤系地层， 对矿区的 开发有一定的影响。第四纪疏松含水层主要分布在本区北部和西部七台河两侧，呈条带状分布。七台河 冲积层宽约 1500 米，厚度约 10 米，其中含水层厚约 6 米，岩性主要为灰 -灰绿色砂岩和碎 石，分选不良，微含粘土胶结，粒径一般为 1040 毫米，大者可达 100 毫米，成份主要是 安山岩、石英岩和砂岩，多呈棱角状或半圆状。单位涌水量为0.2 1.12 公升/ 秒米，渗透系数为54

19、0米/日。地下水化学类型为 HCO3-NaCaK。冲积层与煤系地层为不整合接触， 其间无隔水层，所以冲积层地下水与煤系岩层地下水联系是比较密切的。 本煤田是属于裂隙冲水为主的矿床，岩层富水性主要取决于岩层裂隙发育程度和补给条件， 岩层富水性是有层的规律， 同时也存在垂直分带规律。 生产实际中随着开采面积的增大， 涌 水量增加，随着开采深度的增加，涌水量减小，浅部风化裂隙带是矿床主要充水地段。1.2.6 沼气、煤尘及煤的自燃性1. 瓦斯：新兴四矿属于低瓦斯矿井。2. 煤尘：煤尘爆炸指数为 36.4 ，属于有爆炸危险的煤层。3. 煤的自燃：本矿目前无自然发火测定资料，历史上各煤层均无自然发火现象。

20、1.2.7 煤质、牌号及用途1. 煤的物理性质本矿区的煤层是由高等植物所形成的腐植煤， 其肉眼煤岩成分主要是亮煤、 暗煤， 夹镜煤丝 带，丝炭较少，黑色光亮，生裂隙发育，质脆，黑色，条带状，层状结构，其煤岩类型多为 光亮型、半亮型和半暗型。镜下鉴定为：煤岩组成多是凝胶物基质体，色鲜红，以镜煤化物 质为主， 树脂胶体占次要地位， 矿物杂质多见， 主要是石英、 长石、高岭石、 方解石和云母， 尤其以长石和粘土质泥岩多见。2. 煤的化学性质原煤灰分变化较大， 一般在 2030%。净煤灰分一般在 10%左右，胶质层厚度一般在 915mm， 挥发分一般在 3039%，硫含量一般在 0.2%左右，磷含量一

21、般在 0.01 0.02%，属低硫、低 磷煤， 发热量一般在 7000 大卡 / 公斤左右。 根据化验资料， 按照中国煤炭分类国家标准， 本 矿区的各煤层挥发分差距不大，胶质层厚度也基本相近，主要以煤的粘结指数GRI 为依据。GRI65 的定为气煤， GRI65 的定为 1/3 焦煤，本矿区参与储量计算的 14 个煤层，除 51 层和 65 层为气煤外，其他煤层均为 1/3 焦煤。煤的变质作用以区域变质作用为主。主要工 业用途以冶金用煤为主，火电厂作动力用煤次之。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 新兴煤矿位于七台河矿区西部， 距七煤公司约十二公里，

22、行政区划属省七台河市新兴区管辖。地理坐标为北纬 45° 46'45° 47',东经130° 30'130° 31'。井田围：北界74层煤 层露头， 与新立矿、 新建矿相邻； 南界到桃七三区 44 号煤层 -800 标高；东界为 F11 号断层， 与桃山矿相连； 西部以 F14 号断层为界， 与东风矿相邻。东西走向长约 7.5 公里，南北倾斜 宽约 6.5 公里，面积约 48.75 平方公里。2.1.2 井田境界确定的依据由于本矿区的断层落差较大，如西部的F14断层，北部74层露头线为界，南部至桃七三区，北部与新立矿相邻，

23、44 号煤层 -800 标高，东界为 F11 断层，属于水平划分。2.1.3 井田未来发展情况新兴四矿远景储量开发区为桃七三区， 位于本矿区南部 2 .5 公里处,桃七三区的勘探区围为： 东起F7断层，与桃山矿生产区相邻；西部以 F14号断层为界；北以 F27号断层为界，与新 兴矿生产区相邻；南以 F8 号断层为界。东西走向长 6.5 公里，南北倾斜宽 2.5 公里，面积 约 6.25 平方公里。2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算设计井田围的煤层有 47#、48#、49#、51#、58#、60#、63#、65#、67#、68#十层，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

24、井所埋藏的具有工业价值的煤炭数量。它不仅包含着煤在地下埋藏的数量， 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 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 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

25、进行圈定；(2) 地面受护面积包括受护对象及周围的保护带；(3) 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于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；(4) 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。 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. 边界断层留设30m 50m保安煤柱；2. 井田部断层留设 30m保安煤柱；3. 河流两侧各留设15m保安煤柱；4. 地面建筑物留设 20m保安煤柱；5. 煤层大巷两侧煤柱各宽 50100m；按以上方

26、法计算得：工业广场煤柱损失： 11.6Mt ； 断层、边界、巷道保安煤柱损失： 20Mt； 总损失量： 31.6Mt。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/cos(平均倾角)X平均厚度X容重。2. 可采储量计算计算公式如下： ZK =(ZCP)XC式中ZK 可采储量；ZC 工业储量；P 永久煤柱损失；C 采区回采率。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 119.215Mt。224储量计算的评价本设计井田的各类储量计算严格按照有关规定执行，由人工完成，计算依据严格的科学计算方法以及合理的

27、参数计算而得计算过程比较细致，计算结果比较精确。矿井可采储量汇总详见表21:表2 1矿井可采储量汇总煤层号煤厚/m工业储量/Mt永久损失/Mt开采损失/Mt可采储量/Mt水平472.417.82.861.4912.8482.619.33.111.6113.8949322.273.511.8716.03511.39.71.551.176.98581.28.91.421.086.4600.85.90.940.764.2630.85.90.940.764.2650.96.91.10.834.97670.75.20.830.633.7468 0.85.90.940.764.2水平472.417.42.

28、7842.11612.5482.618.83.0082.25613.53649321.73.4722.60415.624511.39.41.5041.1286.768581.28.71.3920.6846.264600.85.80.9280.6964.176630.85.80.9280.6964.176650.96.51.040.784.68670.75.10.8160.6123.672680.85.80.9280.6964.176总计14.5212.773425.788152.9822.3矿井工作制度、生产能力及服务年限矿井工作制度根据设计规规定：（1 ）矿井年工作日按 330天计算；（2）

29、矿井每昼夜四班工作，其中三班进行采、掘工作，一班进行检修; （3 ）每日净提升时间16h。矿井生产能力的确定一.根据煤炭工业矿井设计规，矿井的设计生产能力应为：大型矿井： 1.20、1.50、1.80、2.40、3.00、4.00 及以上（ Mt/a ）； 中型矿井： 0.45 、 0.60 、0.90 （Mt/a ）；小型矿井： 0.09 、 0.15 、0.21 、0.30 （Mt/a ）。 除上述井型以外，不应出现介于两种设计生产能力的中间井型。二 . 矿井设计生产能力方案比较 本矿井已查明的工业储量为 16557.8Mt ，估算本井田工业广场煤柱，境界煤柱等永久煤柱损 失量占工业储量的

30、 10%，各可采层均为中厚煤层，按矿井设计规要求确定本矿的采区采出率 为 80%，由此计算确定本井田的可采储量为11921.5Mt 。2.3.3 矿井服务年限 根据地质报告的资料描述， 井田的煤储量丰富， 地质构造比较简单， 煤层生产能力大以及煤 层赋存深等因素， 初步决定采用大型矿井设计， 并设计矿井生产能力为 1.2Mt/a ，按照公式： P=Z/AK式中:P为矿井设计服务年限，a;Z井田的可采储量,Mt ;A为矿井生产能力，Mt/a ;K为矿井储量备用系数，一般取1.4 ；计算得： P=91a ；经与煤矿安全规程和采矿设计手册相核对，确定91a为比较合理的服务年限。第 3 章 井田开拓3

31、.1 概述3.1.1 井田外及附近生产矿井开拓方式概述 新兴四矿周边均由落差数百米的大型断层作为矿界，与邻区无采动影响。北界74层煤层露头，与新立矿、新建矿相邻；南界到桃七三区 44 号煤层 -800 标高；东界为 F11 号断层，与 桃山矿相连；矿井采用双立井开拓方式。3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况 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）总体设计和矿井生产能力要求井；（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）田地质和水文地质条件；（6）施工技术和设备条件等。对以上各种因素要综合研究， 通过系统优化

32、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）地表因素本井田属于缓坡丘陵地形，井田北部及中部皆为山岗地带，岗沟起伏较缓 , 地表平均标高 +70m。（2）煤层赋存情况整个井田的煤层上部标高在+50m下部标高在-800整个矿共有十层可采煤层，全区发育。煤层走向长度为 3.95 公里，倾向长度为 2.05 公里。本井田煤层属于倾斜中厚煤层， 平均倾 角在 25°左右。3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1 井硐形式和井口位置1. 井筒形式： 开拓方式的选择应全面考虑各种因素，主要因素包括：1）井田地质和水文地质条件；2）煤层赋存和开采技术条件；3）地形地貌和地

33、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等。综合以上各种条件，开拓方案类型有以下几种： 平硐开拓 斜井开拓 立井开拓 根据该设计矿井的实际情况，设计采用双立井开拓。2. 井口位置： 井口位置的选择需要综合考虑以下因素：（1）井下条件： 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； 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；

34、 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。考虑三种方案：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 时，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；本井田煤层均为倾斜中厚煤层，井田走向长度较大， 但倾斜长度不大，从有利井下运输和保证第一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，由此比较可初步确定本设计井田的井筒位置在井田

35、的中部。322开采水平数目和标高（1）本设计井田水平标高的确定主要考虑了以下几个因素：（2 ）合理的水平服务年限；（3）煤层赋存条件及地质构造；（4）生产成本；（5）水平接替；（6）井底车场及其主要硐室的位置应尽量处于较好的岩层。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-350m,二水平运输标高为-800m。一水平实行上山开采，二水平上山开采。方案二：井田划分三个开采水平，一水平标高-300m，二水平标高-600m，三水平标高-800m。各水平均实行上山开采，水平储量及服务年限详见表3 1：表3 1水平储量及服务年限方案水平储量（Mt）服务

36、年限（a）方案一一水平77.5046.1二水平75.5944.9方案二一水平30.0025二水平42.0024.2三水平81.0941.8从该表中可知，方案二的一水平服务年限达不到规要求的服务年限，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30年的基本要求，储量充足，且有利于采区的接续，巷道利用率高，吨煤成本相对较低。故采用方案一的水平划分方法，即划分两个开采水平，水平运输标高分别为-100m和-800m，两水平均采用上山开采。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、 运输大巷和主要风井等。（一）运输大巷的布置：运

37、输大巷服务于整个开采水平的煤炭和辅助运输以及通风、排水和管线敷设，服务年限较长。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巷，由分组集中运输大巷开 采区石门与各采区煤层联系。自井底车场开掘主要石门与个分组集巷贯通。（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，用采区石门联系 各采区煤层。现依据矿井设计生产能力及技术可行角度，特提出以下二种大巷布置方式：方案一：分组集巷方案二：集巷分组集巷和集巷比较详见表 32:表3 2分组集巷和集巷比较表特点集巷布置

38、分组集巷布置优1占八、1. 大巷工程量少2. 生产区域比较集中，运输条件好3. 采区巷道集中联合布置，开采程序比较 灵活，开采强度大4. 大巷维护容易1. 总的巷道工程量较少2. 生产比较集中3. 采区巷道分组联合布置4. 大巷容易维护，运输条件好1缺占八、1. 总的石门长度大2. 初期工程量大，建井时间长3. 有反向运输1. 石门长度较长2. 掘进工程量大适应条 件1. 煤层间距小2. 井田走向长度大，服务年限长3. 下部煤层底版有坚硬有岩层，采区尺寸 大，石门长度短1. 可采煤层数目多，间距大小不同2. 采区巷道为分组联合布置，煤层分组间距大3. 井底车场在煤层群上部或中间时，初期工程少，

39、工期长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10层，即47#、48#、49#、51#、58#、60#、63#、65#、67#、68#十层煤，其中， 47#,48#,49# 相邻煤层间距较近，约 30m左右。58#与60#，63#与65#，67#与68#间距较近，因此 47#、48#、49#可用一组上山联合准备。58#与60#，63#与65#，67#与 68#可共用一组上山联合准备。所以根据本井田的 实际情况，本井田采用方案一。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

40、术经济 分析比较后，才能确定。平硐开拓是最简单的开拓方式，有很多突出优点。首先我们应该考虑平硐开拓方式是否可行。参照平硐开拓方式适用条件，结合本设计井田的地形地质及煤层赋存特征可知：平硐开拓方式的条件不具备。因此，平硐开拓方式对本设计井田不适用，排除采用平硐开拓方式。立井开拓和斜井开拓方式在技术上均可行，综合开拓虽然对工业广场布置和井底车场要求很高， 但针对本井田的地质状况，综合开拓方式也可行，应该予以考虑。依据本井田的地质状况、 煤层赋存情况及井型、服务年限等要求，对本井田开拓方式选择提出三种方案： 方案一：双斜井开拓方式 方案二：双立井开拓方式 方案三：主立井副斜井开拓方式（1 ）技术比较

41、方案一：双斜井开拓方式优点：掘进速度快，初期投资较双立井开拓较省； 井筒设备较简单； 建井期稍短些；缺点：井筒过长，煤柱损失严重； 通风线路长，通风阻力大，费用增加； 井筒过长，如果地质条件复杂，不易维护，安全性降低； 辅助运输时间长。方案二：双立井开拓方式优点：适应性强，技术成熟可靠； 井筒短，提升速度快，提升能力大； 通风断面大，风阻小，满足大风量要求； 便于井筒延伸； 对于开采深部赋存煤层有长处。缺点：初期投资大，建井期限稍长； 需要大型的提升设备； 多水平开拓，立井石门长度大，掘进工程量大，掘进费用高。 方案三：主立井副斜井开拓方式优点：掘进速度快； 有助于辅助运输； 可满足最大风量的

42、通风要求。缺点：井口相距较远，不利于工业广场的布置； 地面工业建筑分散，生产调度及联系不方便； 地面工业建筑占地多，增加了煤柱损失。技术比较详见表33:表3 3技术比较表方案名 称优点缺 点I双I、/ 井 开 拓1. 适应性强，技术成熟可靠2. 井筒短，提升速度快，提升能力 大；3. 通风断面大，风阻小，满足大风 量要求4. 便于井筒延伸5. 对于开采深部赋存煤层有长处。1. 初期投资大，建井期限稍长；2. 需要大型的提升设备；3. 多水平开拓，立井石门长度大，掘进工 程量大，掘进费用高。n双斜井开拓1.掘进速度快初期投资较双立井 开拓省；2井筒设备较简单；3.建井期稍短些；1. 井筒过长，煤

43、柱损失严重；2. 通风线路长，通风阻力大，费用增加；3. 井筒过长，地质条件复杂时，不易维护， 安全性降低；4. 辅助运输时间长。出主立副斜井1. 掘进速度快；2. 满足最大风量的通风要求；3. 有助于辅助运输。1. 井口相距较远，不利工业广场的布置；2. 地面工业建筑分散，生产调度联系不方 便；3. 地面工业建筑占地多，增加了煤柱损失。依据开拓方案技术比较，可初步选定两种较合理开拓方案： 方案一：双斜井开拓方式详见图1 1：图1 1双斜井开拓 方案二：双立井开拓方式详见图1 2：（2 ）经济比较两个方案在技术上均比较合理，两者之间的区别在于主石门掘进长度、井筒掘进费用、维护费用、提升费用等。

44、两个方案的井底车场、水平运输大巷以及各种采区石门和采区上山的工 程量基本相等。因此，只需要比较它们的不同之处。开拓方案经济比较详见表34:图1 2双立井开拓表3 4开拓方案经济比较方案双立井开拓双斜井开拓容工程量单价（元）费用（元）工程量单价（元）费用（元）单位名称数量单位数量数量数量单位数量数量49.810m329841642603.2157.32 10m86041353581.28基岩段主井掘进46.210m421031945158.6150.410m93421405036.8基岩段副井掘进48.310m434122096799.6161.28 10m148522395330.56基岩段主

45、井辅助费44.210m464282052117.6150.410m148522233740.8基岩段副井辅助费表土层 副井辅助费510m2452012260015.6510m11911186407.15主井提升费用89.510m0.912681.677793.910m0.42339.7197副井提 升费用15.510m2.8343.86530.85j10m0.71221.9652箕斗2个247581495162罐笼2个219786439572钢丝绳输送机16210m5100826200串车1210m532463888主井提升机1个101960010196001个9300093000副井提升机1

46、个8784398784391个92386009238600总 计10692177.5417795846.27吨煤成本8.914.8从经济比较表可知，立井开拓比斜井开拓费用低，投资少，所以该设计矿井选择方案一，双立井开拓方式。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、下放材料和设备及兼作进风井。3.3.2 井硐位置及坐标井筒确定的理由是：（1 ）位于井田储量中央：井筒距北部边界0.8公里，南部边界1.15公里，西部边界2.05公里，东部边界1.9公里；（2） 有较好的地形条件：井口处标高+70m,地

47、面平缓；（3） 交通条件好：井口距公路1000m； 确定井筒坐标为： 主井井口坐标为：XA=5070514, YA=-88500 副井井口坐标为：XB=5070469, YB=-88500主井井口标高为+70m副井井口标高为+70m拟定二水平为井筒最终水平。主井井深400m 副井井深380m两井筒中心线间距为 70.6m。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-350m,垂深400m,第二水平拟定标高为-800 ,垂深 400m。3.3.4 石门、大巷 （运输大巷、回风大巷 ） 数目及布置1. 大巷数目：一条运输大巷。2. 大巷布置： 大巷布置形式主要有煤层大巷、 岩石

48、大巷两种， 各种大巷布置方式的优缺点如 下：（1）煤层大巷：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。没有煤与瓦斯的突出， 无自燃发火等情况下，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。下列情况宜布置煤层大巷： 煤系底部有强含水层或富含水的岩溶时，不宜布置底板大巷的； 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； 煤层群下部的薄及中厚煤层中开集巷的； 煤质坚硬，围岩稳定，维护简单，费用不高的煤层； 单独开拓的薄煤

49、层或中厚煤层； 煤层坚硬而顶板松软或膨胀，难以维护的。（2）岩石大巷： 岩石大巷布置优点很多,易维护,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。 煤的损失少, 安全条件好, 受煤与瓦斯突出以及自燃发火影响较小。 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。本设计矿井对大巷布置提出两种方案：方案一：煤层大巷布置 方案二：岩石大巷布置 煤层大巷与岩石大巷相比较有以下缺点： 煤层大巷的巷道维护困难，维护费用高； 当煤层起伏褶曲较多时，巷道弯曲转折多，机车运行速度受到限制，

50、运输能力降低； 为了便于巷道维护，巷道维护留设保安煤柱增多，煤柱回收困难，资源损失大； 煤层有自燃发火危险时, 一旦发火就要封闭大巷, 导致矿井停产, 而且因煤柱受影响破坏, 封闭效果不好,处理火灾困难。综上所述, 煤层大巷与岩石大巷相比缺点大于优点。 根据本设计矿井的具体条件, 所以采用 方案二：岩石大巷布置。大巷与石门服务年限较长, 运输能力要求大, 所以大巷和石的断面和支护设计基本相同, 断 面尺寸详见断面图 33：3.3.5 井底车场形式的选择井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称,是连接井下运输和提升两个环节的枢纽,井底车场设计是否合理直接影响矿井的安全和生产。1

51、. 设计依据（1）矿井设计生产能力及工作制度；（2）矿井开拓方式；（3）井筒及数目；（4）矿井主要运输巷道的运输方式；（5）矿井瓦斯等级及通风方式；（6）矿井地面及井下生产系统的布置方式；（7）各种硐室有关的资料。2. 设计要求：（1）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； 图 3 3 大巷、石门断面（3）井底车场线路布置应该结构简单，运行及操作系统安全可靠，管理使用方便，布局合 理，注意节省工程量，便于施工和维护；（4）为了保护井底车场的巷道和硐室，在其所在围应该留设相应的保安煤柱。（5）井底车场设计时

52、，应该考虑到增产的可能性；（6）应该考虑主、副井之间施工时便于贯通。3. 立井井底车场的基本类型：（1）环形式：立式、斜式、卧式；（2）折返式：梭式、尽头式。4. 井底车场形式选择： （1）保证矿井生产能力，有足够的富裕系数，有增产的可能性； （2）调车简单，管理方便，弯道及交岔点少；（3）操作安全，符合有关规程、规；（4）井巷工程量少，建设投资省，便于维护，生产成本低；（5）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；（6）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；（7）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、

53、底侧卸式矿车时， 其卸载站可布置折返式，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， 结合本设计矿井的有关设计参数， 通过对各种形式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环形卧式相结合的车场， 采用两翼来车 的形式。3.3.6 煤层群的联系当煤层群倾角比较大， 各煤层平巷为水平布置时， 常采用石门联系。 区段运输集中巷通过溜 煤眼和石门与各煤层超前运输巷联系。 这种施工方式施工方便， 可以利用区段石门布置采区 中部车场，辅助运输环节少，人员行走不便，但是当煤层倾角较小时，石门过长，掘进工程 量大。 石门不容易维护， 且石门辅助输送机运煤， 公用设备较多， 所以它一般用于设备倾角 大于15o20o的煤层。本设计矿井井田围共有十层可采