富鑫煤矿矿井设计

1、六 月摘要本设计的矿井为富鑫煤矿，全设计共分为十章，分别为：矿井概况、井田境界和储量、矿井的工作制度、设计能力及服务年限、井田开拓、准备方式采区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿井提升、矿井通风及安全技术、设计矿井经济技术指标。井田的走向长约3.4km，倾向长约2.4km，井田面积为4.8517km2。可开采的煤层是6号和15号煤层，主采的煤层为15号煤层，煤层倾角为514°，煤层平均厚度为5.93m。井田中心附近布置主斜井、副斜井以及回风斜井；沿煤层顶板布置三条大巷，分别为运输大巷、轨道大巷及回风大巷。井田的工业储量为2620万t，可采储量为1150万t,矿井的设计生产能力为0.6M

2、t/a。采用的采煤方法为走向长臂采煤法，采煤工艺为综采放顶煤采煤工艺；采访比为1:1.7。井田的开拓方式为斜井单水平开拓，采用胶带输送机运煤，矿车辅助运输。矿井的通风方式采用中央并列式；年工作日为330天，工作制度为 “三八制”。关键词：斜井开拓；采区；放顶煤；中央并列式通风ABSTRACTThe design of the mine is fuxin Colliery, Whole design is divided into ten chapters, namely: Mine Overview, Ida realm and Reserves, Work systems, design c

3、apability and service life of the mine,Ida pioneering, Prepare the way - Roadway layout, Mining Method, Underground transport, Mine Hoist, Mine Ventilation and Safety, Mine design economic indicators.Mine trend about 3.4km, about the tendency of 2.4km, Ida area 4.8517km2. Mineable coal seams is 6 an

4、d # 15 coal seam, the main mining coal seam 15 seam, an inclination of 5 14 °, the average coal seam thickness of 5.93m.Mine centrally disposed near the main slope, Vice Inclined Shaft and return air; arranged along three main roadway coal seam roof, namely transport roadway, rail roadway and r

5、eturn air roadway.Mine industrial reserves of 26.2 million t, recoverable reserves of 11.5 million t, mine design and production capacity of 0.6Mt / a. Mining method used is to the long arm of the mining law, mining technology for the fully mechanized coal caving mining technology; interviews ratio

6、of 1: 1.7.Mine inclined to open up the way for the single level of development, the use of belt conveyor coal, cars auxiliary transport. Mine ventilation using a central Parallel; in days of 330 days, work systems for the "three eight system."Keywords: Inclined to open up; Mining area; Cav

7、ing coal; Center juxtapose ventilation目录引言1第一章 矿井概况21.1 矿井地理位置21.1.1地理位置与交通21.1.2气候及水文情况21.1.3井田地形地貌及四邻情况21.1.4地震31.2 井田地质特征31.2.1地层31.2.2井田地质构造41.2.3井田水文地质51.3煤层特征61.3.1煤层61.3.2煤质及用途71.3.3瓦斯、煤尘和煤的自燃性8第二章 井田境界和储量92.1 井田境界92.2井田储量92.2.1地质储量92.2.2工业储量102.2.3设计储量102.2.4可采储量11第三章 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限123.1

8、矿井工作制度123.2矿井设计生产能力123.3矿井服务年限12第四章 井田开拓134.1井田开拓的基本问题134.1.1井筒形式的确定134.1.2井筒位置及数目144.1.3工业广场的位置154.1.4工开采水平的确定及采区的确定154.1.5矿井主要开拓巷道154.1.6开拓方案比较154.2矿井基本巷道184.2.1井筒184.2.2井底车场204.2.3主要开拓巷道22第五章 准备方式 采区巷道布置255.1煤层的地质特征255.1.1采区位置255.1.2采区煤层特征255.1.3煤层顶底板岩石构造情况255.1.4水文地质255.1.5地质构造255.2采区巷道布置及生产系统25

9、5.2.1采区准备方式的确定255.2.2采区巷道布置265.2.3采区生产系统265.2.4采区内巷道掘进方法265.2.5采区生产能力及采出率265.3采区车场选型设计28第六章 采煤方法296.1采煤工艺方式296.1.1采煤方法的选择296.1.2回采工作面的长度的确定及推进长度296.1.3采煤工作面破煤、装煤方式296.1.4采煤工作面支护方式326.1.5各工艺过程注意事项336.1.6回采工作面正规循环作业346.2回采巷道布置366.2.1回采巷道布置方式366.2.2回采巷道支护参数36第七章 井下运输397.1井下运输概述397.1.1运输设计的原始条件与数据397.1.

10、2井下运输系统397.2采区运输设备的选择407.2.1采区运输设备选择407.2.2运输能力的验算417.3运输大巷设备选择427.3.1确定运输大巷形式427.3.2大巷运输设备选择42第八章 矿井提升438.1矿井提升概述438.2主副井提升438.2.1主井提升438.2.2副井提升43第九章 矿井通风及安全技术469.1矿井通风系统选择469.1.1通风系统的基本要求469.1.2通风系统选择469.1.3工作面的通风方式479.2采区及全矿所需风量519.2.1风量计算519.2.2风量分配519.3全矿通风阻力的计算529.3.1矿井通风容易和困难时期通风阻力计算529.3.2矿

11、井通风总阻力的计算559.3.3矿井总风阻及总等积孔559.4通风机选型569.4.1设计依据569.4.2通风机风量及负压计算569.4.3设备选型579.5防止特殊灾害的安全措施579.5.1预防瓦斯爆炸措施579.5.2预防煤尘爆炸措施579.5.3防治井下火灾的措施589.5.4水灾预防措施589.5.5其他安全措施58第十章 设计矿井经济技术指标59结论61参考文献62致谢64引言煤炭开采在当前情况下，主要以井下开采为主；而本设计所针对的矿井是富鑫煤矿，为井下开采。所以本设计主要对本矿井的概况、储量、生产能力及服务年限、开采、运输、通风以及经济技术指标等内容做出了详细的设计解释。全篇

12、共分为10章，第一章矿井概况，本章主要是详细的介绍了整个矿区的地理位置、地质特征以及煤层特征等。第二章是井田的境界和储量，本章对井田的境界进行了阐述，并对井田的储量进行了计算。第三章矿井的工作制度、设计生产能力及服务年限，本章结合了实际情况及有关规定对矿井的工作制度进行了安排，并确定了矿井的设计生产能力以及对服务年限的计算。第四章井田开拓，本章通过对井田的了解和分析确定了开拓的方式以及各井筒巷道的位置。第五章准备方式，本章主要对采区内的煤层地质特征进行了介绍以及采区巷道和车场的具体布置。第六章采煤方法，本章主要对采煤工艺方式进行了分析选择和对回采巷道的布置。第七章井下运输，井下的运输系统、采区

13、的运输设备以及大巷设备的选择为本章主要说明。第八章矿井提升，主要对主副斜井的提升方式和提升设备进行分析比较并选择。第九章矿井通风及安全技术，本章对矿井的通风系统选择及工作面和采区的通风方法进行了分析选择并对风量、风阻的计算，以及对于井下灾害的预防和处理措施。第十章矿机的经济技术指标，本章主要对矿井的各个经济技术指标用表格的形式进行了详细的说明。在完成本设计的过程中参考了许多资料文献并并对其进行了整理分析，但由于编者的水平及时间所限，整个设计中存在的不足请批评指正。 编者 2015年6月第一章 矿井概况1.1 矿井地理位置1.1.1地理位置与交通山西平定古州富鑫煤业有限公司位于山西省平定县冠山镇

14、南关村，矿区地理坐标为北纬37°465937°4825，东纬113°3449113°3707。该矿与阳涉铁路东关站相距4km，与白羊墅车站煤站相距6km，与平定县城相距1.5km，矿区公路与平定县西外环相连，与主公路干线公路相连，交通运输极为方便。矿井交通位置如图11所示。图11 矿井交通位置图1.1.2气候及水文情况 井田所在地区属温带大陆性季风气候，四季分明，春季干旱无雨，夏季炎热多雨，秋季晴朗适中，冬季寒冷干燥，昼夜温差大。平均气温10.6，一月份气温最低，平均为-6，最高气温在七月份，平均为22.5。据了解，年平均降水量为498.4mm，蒸发量为

15、2138.4mm。最大瞬时风速24m/s，年平均风速2.80m/s。而降雪期一般为11月中旬到次年3月下旬，冻结深度0.57m左右，积雪最大厚度为200mm左右。 1.1.3井田地形地貌及四邻情况井田位置处于陕西黄土高原的东部，在太行山的北段西部附近，地形为低山丘陵。地势呈南部高而北部偏低，最高点海拔为890m，在井田的南部边界处；最低点海拔为720m，在东北部边界；俩点相对高差是170m。 矿井周边情况如图12图12 矿井四邻关系图1.1.4地震据资料记载，平定县地区所发生过的最大地震级数为5.5级，而距今最近发生的一次地震在1956年，为5级，无人员伤亡。1.2 井田地质特征1.2.1地层

16、本井田大部为黄土覆盖，基岩局部出露，井田内出露的地层有二叠系下统山西组和下石盒子组、石炭系上统太原组。结合勘探区地层，地层层序由老至新为奥陶系、石炭系、二叠系、第四系。详情见区域地层简表11。表1-1 地层简表地层平均厚度特征奥陶系中统峰峰组（O2f）152.00m主要为灰岩及豹皮状灰岩，其次为泥灰岩及薄层状白云质灰岩。底部为厚层状角砾状泥灰岩。下部岩溶较发育。石炭系中统本溪组（C2b）35.00m本组地层由灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩及石灰岩组成，夹有 1一2层煤线。续表11石炭系上统太原组（C3t）119.93m岩性由灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、浅灰、灰白色砂岩，3层深灰色石灰岩以及8层煤

17、组成二叠系下统山西组（P1s）56.14m性主要出灰黑色砂质泥岩、泥岩，灰白色中一粗粒砂岩组成。含煤4-6层。二叠系下统下石盒子组（P1x）100.00m部岩性由黄色、黄绿色砂质泥岩、石英杂砂岩组成，底部有时夹1-2层煤线和炭质泥岩；中部为砂岩夹砂质泥岩；其上为浅灰色砂质泥岩及粉砂岩。第四系中上更新统（Q23）10.OOm中更新统离石黄土:由红棕色、红黄色黄土状亚砂土及亚粘土组成，并含有钙质结核。1.2.2井田地质构造井田内主要地质构造为褶曲构造。根据资料记载，井田内陷落柱较为发育，到目前为止生产和勘探所揭露的陷落柱为99个，分布规律不明显，其中勘探时地表发现13个，井下揭露9个，多为椭圆形，

18、个别为不规则形状，长轴在15-300m之间，陷壁角80-85°。井田内主要构造见表12：表12陷落柱构造井 田 构 造 名 称井 田 构 造 位 置陷落柱X1陷落柱位于并田西北部，该陷落柱被勘探时地表发现，陷落柱呈圆形直径约135m。X2陷落柱位于井田西部，该陷落柱被勘探时地表发现，陷落柱呈不规椭圆形长轴300m。短轴270m。X3陷落柱位于井田西部。该陷落柱被勘探时地表发现，陷落柱呈不规则椭圆形，长轴170m，短轴80m。X4陷落柱位于井田中西部，该陷落柱被井下巷道揭露，陷落柱呈椭圆形长轴90m，短轴80m。X5陷落柱位于井田中西部，该陷落柱被井下巷道揭露，陷落柱呈不规则圆形直径约

19、80m。X6陷落柱位于井田中部，该陷落柱被井下巷道揭露，陷落柱呈椭圆形，长轴75m，短轴60m。X7陷落柱位于井田中部。该陷落柱被井下巷道揭露，陷落柱呈椭圆形，长轴40m，短轴3Om。X8陷落柱位于井田中部，该陷落柱被井下巷道揭露，陷落柱呈圆形，直径约35m。X9陷落柱位于井田中部，该陷落柱被井下巷道揭露，陷落柱呈椭圆形，长轴50m，短轴40m。X10陷落柱位于井田中部，该陷落柱被井下巷道揭露，陷落柱不规则呈椭圆形，长轴1l5m，短轴55m。续表12褶曲S1向斜位于井田北部，轴向东西向，向东西倾伏。两翼地层基本对称，地层倾角一般为10°左右。向斜轴被贵-6、贵-7号钻孔控制S2向斜位

20、于井西南部，轴向北南向，向南倾伏。两翼地层不对称，地层倾角一般为8°左右。向斜轴被511号钻孔控制。 S3背斜位于井田南部，轴向北东-南西向，向北东倾伏。两翼地层不对称，地层倾角一般为9°左右。背斜被普-10号钻孔控制。S4向斜位于井东南部，轴向北东向，向北东倾伏。两翼地层基本对称，地层倾角一般为10°左右。1.2.3井田水文地质1.地表水井田位于沁水煤田阳泉矿区东北部边缘，井田北部边界为城南河，属于季节性河流，雨季所有降水都沿边沟向城南河汇入。在井田北部还有一条源于河头村横穿井田的河，名为河头河。2. 含水层 结合当地矿区地质相查报告和矿区水文地质资料，将本井田

21、含水层划分为五个含水层组，详情见表13：表13 含水层表含 水 层 名 称含 水 层 地 质 特 征奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层组含水层组埋藏较深，井田内没有出露。据邻区资料，岩性上部主要为灰色厚层状石灰岩和薄层状泥灰岩组成;下部为灰白色白云质石灰岩。据本井田贵-13号孔资料，水位标高494，59m，溶洞发育，但无抽水试验资料。另据省水文队资料，本区奥灰低水位期出现在5月底到7月初，而后上升较快，9月到10月份为高水位期，年变幅最大23.41m，具上升快下降慢的特点。由此推测本井田奥灰水位标高为422.50-425mo石炭系上统太原组石灰岩含水岩组本组由K2、K3、K4三层灰岩组成。三层灰岩

22、岩溶发育，以较大的溶蚀裂隙为主，并有溶孔，钻孔岩溶也较发育。据本井田南220Om处的802号孔资料，该层有溶洞或较大裂隙，玩灰岩水位标高为691.66m，钻孔单位涌水量为9.7ml/s·m，渗透系数为60.89m/d，故含水性较强。水质类型为重碳酸盐、硫酸盐一钙水。K3、K4灰岩含水性较弱，据本井田贵-13号孔资料，K3、K4灰岩水位标高为761.11m，钻孔单位涌水量为0.0002l/s·m，渗透系数为0.00093m/d，水质类型为重碳酸盐一钙水或钠钾水。续表13二叠系下统山西组砂岩含水岩组该组含较厚砂岩数层，含水性-般较弱。据本井田贵-l3号孔资料，砂岩含水层水位标高

23、为775.02m，钻孔口单位涌水量为0.0.0027L/s.m，渗透系数为0.0083m/d，水质类型为重碳酸盐钠钾水。二叠系石盒于组砂岩含水岩组主要含水层为K8、K9几层较稳定的砂岩。裂隙较发育，但由于其胶结致密，富水性较差。据区域钻孔抽水试验资料，其单位涌水量为O.OO0180.024l/s.m，渗透系数为0.0019-0.356m/d，含水性较弱。水质类型为重碳酸盐钠钾水或重碳酸盐钙水。第四系冲积层含水层主要分布于城南河、河头河河床及其两岸的阶地上，附近居民多采取该层水作为生产或生活用水，由于其补给来源较为广泛，故其含水较为丰富。3. 隔水层井田内含水层为山西组砂岩含水层，隔水层为山西组

24、砂质泥岩和泥岩，均为良好的隔水层。 隔水层详细见表14 ：表14 隔水层特征隔 水 层 名 称隔 水 层 特 征本溪组和太原组底部隔水层本层主要由泥岩、砂质泥岩、铝质泥岩组成，夹不稳定的煤线。厚45m左右，为奥陶系中统岩溶含水层与太原组石灰岩岩溶裂隙含水层间的良好隔水层。石炭系太原组中上部及二叠系山西组层间隔水层隔水层系太原组石灰岩岩溶裂隙水和山西组砂岩裂隙水间的层间隔水层，由泥岩、砂质泥岩及煤层组成，分布于各层石灰岩和砂岩含水层之间，与各层石灰岩和砂岩含水层构成平行复合结构，起层间隔水作用。4.地质构造对水文地质条件的影响主要影响条件为向斜构造。5.矿井冲水因素分析 矿井充水因素主要有地表水

25、、采空区积水、有大气降水以及含水层水，因此，矿井在开采过程中要做好雨季防水工作并对采空区的积水做好探放水工作以确保矿井安全。1.3煤层特征1.3.1煤层1.可采煤层本井田内主要可采煤层为山西组6号煤层和太原组15号煤层，主要内容见表15：表15 可采煤层概述表含煤层煤层概述6号煤层该煤层位于山西组下部，K7砂岩之上，距K7砂岩约10.50m。该煤层为一较稳定的大部可采煤层，厚度变化较大，一般在03.51m，平均1.06m。最大厚度在井田南部的511号孔，厚度为3.51m。煤层结构简单，局部不一层夹矸。顶板岩性多为砂质泥岩、泥岩，底板岩性多为砂质泥岩、细砂岩。井田范围内6号煤层已局部采空。15号

26、煤层15号煤层位于K2（四节石）灰岩之下，距K2（四节石）灰岩一般23.50m左右。为全区稳定的可采煤层，厚度变化较大，一般为4.10-8.28m，平均 5.93m。最大厚度为井田北部的贵6号孔，厚度达8.28m，最小厚度为井田外的普7号孔，厚度仅为4.10m。煤层结构复杂，一般含夹石03层，顶板多为泥岩、砂质泥岩；底板多为砂质泥岩、泥岩。15号煤为稳定的可采煤层。矿井可采煤层特征见表16：表16可采煤层特征表煤层编号煤层厚度m最小最大平均层间距离m最小最大平均煤层结构稳定性顶底板岩性顶 板底 板6号03.511.06108.53137.59116.23简 单0较稳定砂质泥岩或泥岩砂质泥岩15

27、号4.108.285.93复 杂0-3层稳定全区可采泥岩砂岩砂质泥岩1.3.2煤质及用途1. 物理性质及煤岩特征6号煤层与15号煤层的物理性质及煤岩特征基本相同，均为黑色坚硬，有金属光泽，以脂摩擦不致染污，断口成贝壳状，燃烧时火焰短而少烟，不结焦。以无烟煤为主。2. 化学性质根据资料，6号煤层和15号煤层的详细化验资料见表17。表17煤质特征表项目名称水分Mad（%）灰分Ad（%）挥发分Vdaf（%） 全硫St，d（%）发热量Qgrd（MJ/kg）6号煤2.3416.3410.252.3835.2115号煤1.929.697.501.2635.64根据上表所知，6号煤层为低中灰分、特低硫低硫分

28、、特高热值煤。15号煤层为特低低灰、低中硫、特高热值煤。可以供民用和做合成氨造气的原料。3. 煤的风化和氧化 本井田内6号煤层的埋藏比较浅，在覆盖层较薄地段以及煤层露头附近有一定风化氧化现象。1.3.3瓦斯、煤尘和煤的自燃性 1.瓦斯根据资料及对本矿井的了解，本矿的相对涌出量为14.49m³/t，绝对涌出量是1.67m³/mim。因此为高瓦斯矿井。2.煤尘爆炸 根据煤矿安全检验，本矿井15号煤层岩粉用量为0，火焰长度均为0，煤尘均无爆炸危险性。3. 煤的自燃根据煤矿安全检验，本矿井15号煤层没有自燃性。根据开采经验表明，平定矿区15号煤曾发生过自燃现象，因此，在开采生产过程

29、中必须做好预防火灾的工作。4. 地温据调查了解，本矿到现今都无地温异常，所以属于地温正常区。第二章 井田境界和储量2.1 井田境界本矿井井的田面积为4.8517平方公里,南北宽为2400米，东西长约3360米。6号煤层及15号煤层为可以开采的煤层，开采深度达1100.01到525.01米。井田的范围由17个拐点坐标来圈定，详见表21。表21 井田拐点坐标表拐点坐 标拐点坐 标拐点坐 标XYXYXY14189234.2119727173.5174188499.2219730031.52134187197.2219728231.5224189262.2219728173.5184188575.23

30、19730137.52144186649.2119729246.5334189062.2219728949.5194188375.2219730571.52154186775.2119728742.5244189098.2219729504.51104187764.2219730581.53164187761.2119728214.5254188576.2219729264.52114187663.2219729840.52174187734.2119727214.5164188046.2219729937.52124187339.2219729387.522.2井田储量2.2.1地质储量（1

31、） 地质储量计算：式中：所以本井田的地质储量为：2620万t根据山西省地宝能源有限公司2009年12月编制的山西平定古州富鑫煤业有限公司兼并重组整合生产矿井地质报告，矿井估算地质储量（111b+122b+333）。（2）工业指标本区的6号和15号煤层所含煤均为无烟煤，其工业指标见表22。表22工业指标表最高可采灰分(%)能可利用储量不可利用储量40502.2.2工业储量工业储量计算： =2022+449+149 =2620万t根据山西平定古州富鑫煤业有限公司的兼并重组整合地质报告中了解到，而所探明的经济基础储量为（111b）2022万吨、控制的经济基础储量为（122b）449万吨, 内蕴经济资

32、源量（333）149万吨。表23 储量汇总表煤层储量111b/总量（%）(111b+122b）/总量（%）111b122b333蹬空区111b+122b+3336空1041927123084.56152022345130空249788.1994.79总计202244914927262077.1894.3所以工业储量计算的2620万t。2.2.3设计储量设计储量的计算是：工业储量减去永久没住损失，根据下表：表24储量汇总表煤层工业资源/储量（万t）井田境界煤柱（万t）广阳路保护煤柱（万t）矿井设计资源储量（万t）612312.319.57919589.11733.00合

33、计2620209.2608.671824.13所以，矿井设计储量为1824.13万t。2.2.4可采储量可采储量计算：式中： 所以，计算可采储量得1150.00万t.表25可采储量汇总表煤层工业资源/储量（万t）井田境界煤柱（万t）广阳路保护煤柱（万t）矿井设计资源储量（万t）工业广场煤柱（万t）采区回采率（%）矿井设计可采储量（万t）612312.319.5791.13不可采0152497196.9589.11733.00178.0751150.00合计2620209.2608.671824.13178.01150.00第三章 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1矿井工作制度根据煤炭工

34、业矿井设计规范规定及目前实际生产情况，设计矿井年工作日应为330天，每日二班生产，一班准备，日净提升时间16时。3.2矿井设计生产能力据煤炭工业矿井设计规范的要求，在确定矿井设计生产能力的时候应考虑以下几方面：开采的条件，资源条件，技术设备，经济效益，国家对煤炭的需求。在经过各个方案对比后确定为0.60mt/a。3.3矿井服务年限矿井服务年限的计算应要与矿井的井型相匹配，所以它与矿井生产能力和矿井开采储量的关系为：式中：T矿井服务年限，年。 Q采可采储量，万吨。K储量备用系数，取1.5。11.5(1.5×0.6)12.78年所以，本矿井的服务年限约为12.78年。第四章 井田开拓4.

35、1井田开拓的基本问题井田开拓是指井田范围内，巷道布置、相关参数的确定、开采部署以及工程实施。因此，必须选用最合理的开拓方式，才可以对井田进行开拓。所以井田的开拓需要确定以下几个问题：（1） 确定井筒的形式、数目、和配合，合理选择井筒及工业广场位置；（2） 井田内的再划分，划分阶段、开采水平、采区、盘区或带区，合理确定开采水平的高度、数目和位置；（3） 布置井底车场及大巷；（4） 确定矿井开采程序，做好开采水平的接替；（5） 进行矿井开拓延深、深部开拓和技术改造；（6） 合理确定矿井通风、运输及供电系统。在确定开拓问题时，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等条件，经比较后才可确定合理的方案。

36、在解决开拓问题时，应遵循以下原则：（1） 贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤高产高效创造条件。在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量；尤其是初期建设工程量，节约基建投资，加快矿井建设；（2） 合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产；（3） 合理开发国家资源，减少煤炭损失；（4） 必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风、运输、供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常保持良好状态；（5） 要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术、新工艺、发展采煤机械化、综掘机械化、自动化创造条件；（6） 根据用户需要，应

37、照顾到不同煤质、煤种的煤层分别开采，以及其它有益矿物的综合开采。4.1.1井筒形式的确定井筒的形式一般为：立井、斜井、平硐。三种井筒比较来说，立井的布置最复杂，斜井次之，平硐布置最简单。井筒形式特点见表41：表41井筒特点表井筒形式优点缺点适用条件平硐1运输环节和设备少、系统简单、费用低。2工业设施简单。3井巷工程量少，省去排水设备，大大减少了排水费用。4施工条件好，掘进速度快，加快建井工期。5煤炭损失少。受地形影响特别大适用于有足够储量的山岭地带斜井1井筒施工工艺、设备与工序比较简单，掘进速度快，井筒施工单价低，初期投资少。2地面工业建筑、井筒装备、井底车场简单、延深方便。3主提升胶带化有相

38、当大提升能力。能满足特大型矿井的提升需要。4斜井井筒可作为安全出口。1井筒长，辅助提升能力小，提升深度有限。2通风线路长、阻力大、管线长度大。3斜井井筒通过富含水层，流沙层施工复杂适用于井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质条件简单，井筒不需要特殊法施工的缓斜和倾斜煤层。立井1不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯和水文地质等自然条件限制。2井筒短，提升速度快，对辅助提升特别有利。3当表土层为富含水层的冲积层或流沙层时，井筒容易施工。4井筒通风断面大，能满足高瓦斯、煤与瓦斯突出的矿井需风量的要求。1井筒施工技术复杂，设备多，要求有较高的技术水平。2井筒装备复杂，掘进速度慢，基建投资大。对不利于平硐和

39、斜井的地形地质条件都可考虑立井。4.1.2井筒位置及数目1. 井筒位置的确定井筒位置的确定要考虑到井底车场和大巷的布置、含水层、断层破碎带及一些软弱岩层，或避开采空区、低洼、高山，不受到洪水威胁或山体滑坡等现象。再就是工业广场的布置尽量少压煤，离电源、水源要近。一般都建立在井田中心或储量中心。井筒的具体选择方法见下表：表42 井筒位置确定位置特征井筒沿井田走向方向的有利位置本井田形状不规则，储量分布不均匀，井筒的有利位置应在井田走向的储量中央，以形成两翼储量比较均匀的双翼井田，可以使井田走向的井下运输工作量最小，运输费用最小，通风网路较短，通风阻力小。续表42井筒沿井田倾斜方向的有利位置本井田

40、南翼有一条泥河村断层，落差015m，倾角为25°30°。为了使井筒不受断层影响，又有利于井田内煤炭的开采，井筒应布置在断层北侧，井田倾向中部。有利于矿井初期开采的井筒位置设计应减少初期工程量，使矿井尽快达产，尽快获得经济效益，所以井筒布置在第一水平的位置最优。尽量不压煤或少压煤合理布置井筒确定井筒位置，要充分考虑少留井筒和工业广场保护煤柱。将井筒建设在工业场地内，工业场地保护煤柱可以包含井筒保护煤柱，可以减少煤柱损失。地质及水文条件对井筒布置的影响要保证井筒、井底车场及硐室位于稳定的围岩中，应使井筒尽量不穿过或少穿过流沙层、较大的含水层、较厚冲积层、断层破碎带、煤与瓦斯突出

41、煤层、较软煤层及高应力区。井口位置应便于布置工业场地井口附近要布置主、副井生产系统的建筑物及引进铁路专用线。为了便于地面系统间互相联接，以及修筑铁路专用线与国家铁路接轨，要求地面平坦，高差不能太大，专用线短，工程量小及有良好的技术条件。2.井筒数目富鑫煤矿现在共有3条井筒，主副井及一条回风井，三个井筒均为斜井。4.1.3工业广场的位置该矿的的工业广场位于平定县城西南的1.5km处。它的工业广场是一个2.34km×3.07km的矩形，所以工业广场的面积为7.18km。4.1.4工开采水平的确定及采区的确定依据矿井实地调查以及地质报告表明，本井田范内得6号煤层大部分区域已经采完，未采区域

42、煤层平均厚度仅为1.06m，不具备开采条件，所以，我们只对15号煤层进行开采设计。井田内的标高为530670m，高差为140m，小于250米，按规定可以采用单水平开拓。按开采范围主要分布为井田南部和北部，因此我们划分俩个采区，南部开采范围为一采区，北部开采范围为二采区。4.1.5矿井主要开拓巷道矿井共设3条大巷，分别为：运输大巷（兼进风巷），沿15号煤层顶板掘进， 长度 1365 m；一条为运料大巷（兼进风巷），沿煤层顶板掘进，长度 1365 m；最后是沿顶板掘进长1457m的回风大巷。4.1.6开拓方案比较1. 提出方案对于矿井的开拓，根据分析与当前情况现提出以下俩种方案，如图所示。方案一：

43、在井田中心附近布置一条标高为+780.9、倾角为22°、斜长为357.4的主斜井；一条标高为+763.4m、倾角为25°、斜长为315.4m的副斜井；一条标高+770m、倾角22°、斜长为315.7m的回风斜井。沿煤层顶板布置三条巷道，一条为运输大巷（兼作进风巷）；一条为运料大巷（兼作进风巷）；一条为回风大巷。三条大巷都为全煤巷。如图41所示。方案二：在井田中心附近布置一条标高为+780.9、倾角为22°、斜长为357.4的主斜井；一条标高为+763.4m、倾角为25°、斜长为315.4m的副斜井；再沿着井筒西部布置一条立井，作为回风立井。沿煤

44、矿大巷煤柱布置三条巷道，一条为运输大巷（兼作进风巷）；一条为运料大巷（兼作进风巷）；一条为回风大巷。为了避免新老巷道之交叉时的贯通，所以三条大巷都是沿着顶板布置的半煤岩巷。如图42所示。图41方案一图42方案22. 经济技术比较 工程量见表44：表44工程量表方案数工程量（米）单价费用（米/元）工程总造价（万元）方案一6284000251.2方案经济方面没有太大的差别，其技术方面的比较见下表：表45技术比较表方案优 点缺 点方案一施工管理比较容易，安全有保障，可直接作为安全出口工程量较大，工期长。方案二相比较工程量小且工期比较短。施工管理比较困难，对施工人员的素质要求

45、较高，安全管理的压力较大。 经济技术比较见表464：表464经济技术比较表方案优 点缺 点方案一矿井的巷道工程量稍小，设备以及人员配备少，运输环节少，运输效率高，易于管理。施工过程有可能贯通采空积水区，探放水工作量较大。方案二对该区域的地质、地形条件比较了解，有利于施工。巷道工程量比方案一多3000米，运输环节比方案一多三个，设备及人员配备多，较难管理；由于多条巷道对围岩的破坏，在长期漏风的条件下，存在煤层自燃的隐患。由以上比较得出方案一更为合理，优秀，所以选择方案一。4.2矿井基本巷道4.2.1井筒本矿井现共有3个井筒，分别为：主斜井，副斜井，回风斜井。其主要特点见下表：表47井筒特征表井筒

46、名称井口坐标井口标高（米）井筒方位角（度）长度（米）井底标高（米）倾角（度）断面积(平米）用途纬距（X)经距(Y)净掘主斜井418792219728859+760.9089°0830357.4+632.3229.9812.68进风、提煤和人员升降副斜井418788119728840+763.489°0830315.7+624.4258.6311.2进风和材料下放回风斜井418799219728829+77090°387.1+630.02210.1310.6回风、安全出口图41主斜井断面图图42副斜井断面图图43回风斜井断面图4.2.2井底车场矿井是斜井开拓，所以煤

47、炭是由胶带输送机从主斜井送至地面，人员则是由副斜井进入井下，材料则是用调度绞车运输到井下。具体线路见表44：44井底车场平面图1.井底车场形式和布置方式井底车场形式选用环形式井底车场，胶带输送机运输运输煤炭。胶带输送机可适应煤层巷道的连续起伏，适应能力强，而且有持续运送能力，可确保稳定高产。1. 主、副井空、重车线长度空，重车线长度的1.5倍，列车长度计算，20辆车一个浴缸，使用一吨U型槽，型号为MG1.1-6B，外形尺寸：2000×880×1150（mm）。2. 调车方式交通运输隧道煤由胶带输送到煤仓运。重车线机车通过机车牵引绕道辅助空行空的井底的迂回与机动车分离后的辅煤

48、矸石。运行路线和煤矸石材料一样。3. 硐室 井底车场的硐室有：中央变电所，煤仓，水仓，主排水泵房，调度室，工具室及消防材料室，等候室，井底清理斜巷，医疗室，机头硐室，11.推车机硐室，12.箕斗装载硐室，13.联络巷等。井底煤仓的直径为6m，容积是280m3，上口位于皮带运输大巷，下口安装往复式给煤机，在皮带运输大巷与辅助运输斜井联通，新鲜风流从联通巷经煤仓的上口进入采区运输巷，从而形成煤仓上口通风系统。主要排水泵房位于主斜井的井底车场，水泵房内一共安装了三台MD46-50×5多级离心式水泵，一台备用，一台检修，最后一台工作。主斜井井筒敷设有两趟100无缝钢管排水管路。井底水仓为内外

49、两条，实际的容量为640 m3。4.2.3主要开拓巷道 由于矿井的井田范围比较小及煤层沿走向和倾向上的变化均不大，倾角为514°。因此运输大巷与运料大巷沿煤层的顶板设，环节相对简单许多。图45运输大巷断面布置图图46轨道大巷断面布置图表48巷道特征表大巷类型净及掘进断面/m2尺寸喷射锚杆净周长m2净设计掘进宽度/mm高度/mm厚度/mm外露长度/mm排 列方 式排间距/mm长度/mm直径/mm形式运输大巷12.814.644403770120100三花800220020树脂13.6轨道大巷12.814.644403620120100三花700220020树脂13.6第五章 准备方式

50、采区巷道布置5.1煤层的地质特征5.1.1采区位置本设计的开采范围主要分布在矿井的北部和南部，将南部的开采范围划分为一采区，为矿井的首采区,共划分3个工作面；北部开采范围将之划分为二采区,分为4个回采工作面。5.1.2采区煤层特征采区的首采煤层是15号煤层，其特点是黑色硬质，金属光泽，油脂摩擦不会污染，贝壳状断口，燃烧火焰短，少烟和不洁焦。以无烟煤为主。煤层的倾角514°，层位相对较稳定，内含俩夹肝层，煤层的厚度为4.108.28m，平均为5.93m。5.1.3煤层顶底板岩石构造情况15号煤层主要泥岩或砂质泥岩为主，所以稳定性与完整性比较好。顶板主要为泥岩，局部砂质泥岩；底板为砂质泥

51、岩或者泥岩。5.1.4水文地质这整个井田为低山丘陵区，大多是自然冲沟，无小溪或泉水，地表水文条件简单。 预计矿井的正常涌水量是640m3/d，最大涌水量是1280m3/d。5.1.5地质构造采区内的构造简单，地层的产状平缓，断层不发育，煤层的赋存比较简单。煤层的倾角为514°。5.2采区巷道布置及生产系统5.2.1采区准备方式的确定采区准备方式的确定原则：（1） 巷道简便，巷道掘进及维护量少；（2） 生产集中合理；（3） 生产系统相对完整且功能较齐全；（4） 安全好；（5） 煤损少。5.2.2采区巷道布置工作面布置俩条顺槽，运输和进风采用一条顺槽，回风采用一条顺槽。工作面采用了“U”

52、型通风方式，胶带输送机的顺槽内铺设轨道，用来放置或移动变电站及乳化液泵等设备列车；在回风顺槽内铺设轨道兼回风，与此同时布置瓦斯钻场，用来抽放瓦斯。本设计采用了倾斜长壁布置方式，所以各个采区回采工作面巷道与开拓大巷直接连接。整个矿井采煤工作面的开采顺序按照跳采开采，工作面使用后退式回采。首采工作面编序号为为15101工作面，其于工作面的顺序为：15101-15103-15201-15203-15102-15202-15204。5.2.3采区生产系统1.运煤系统采出的煤15101的胶带运输机SDZD-160型转载机SSJ650/40型胶带输送机SGW-40T型可弯曲刮板输送机煤仓主井地面2. 材料及设备运输材料、各类设备及液压支架等都是通过副斜井绞车运到井底车场，1吨材料车、由1吨U型矿车、运架车平板车等运至各工作地点。3. 通风系统新鲜风流主副井井底车场运输大巷、辅助运输大巷进风巷工作面工作面回风巷回风大巷回风井地面4. 排水系统采区内的巷道多数沿煤层掘送，采、掘工作面以及开拓巷道都选择地势较为低的地点设立临时水仓，配备有污水泵，积水通过污水泵排到井底水仓，在排至地面。5.2.4采区内巷道掘进方法采区内的运输及回风巷都是沿着底板掘进，掘进设备采用综掘机掘，同时采用锚杆支护相配合；利用炮掘为部分巷道加快掘进。掘进通风：用局部通风机进行通风。5.2.5采区生产能力及采出率1