某采矿工程毕业设计

前言庆华集团是一个集采矿、选矿、炼焦和煤化工产业综合性的矿产资源开发大型企业。企业的性质是属于民营独资企业。下属企业主要分布在内蒙、宁夏、甘肃、青海等省、区，煤炭产业已深入到国外（蒙古国）。企业职工3800多人，总资产11.8亿元，工业年总产值达20.4亿元。为了本企业振兴和发展，近几年来庆华集团大力发展基础产业，现已拥有五个铁路站台和1000公里的专用公路。为内蒙古自治区的经济发展作出了贡献（尤其在西部），造福社会，有利于人民。一、矿井开采设计编制原则和指导思想1、由于井型大，井下尽量采用较先进的采煤设备和回采工艺。2、本矿深部瓦斯含量较高，按高瓦斯矿井配备井下设备和安全仪器，并实行高瓦斯矿井管理。3、矿井按照国内现代化矿井模式设计，全矿管理实行自动化和半自动化，包括生产调度、监控、通信等。4、减员提效，全员工效按20t/工计算。5、井下瓦斯含量高，矿井将设置永久瓦斯抽放系统，因此井下巷道的布置要结合瓦斯抽放巷道的布置，减少重复工程。6、为了确保矿井安全生产，设计中配齐必要的安全设备、仪器、设施，并根据本矿井的安全条件制定切实可行的防治措施，设计中不得有半点遗漏和疏忽。7、鉴于附近内蒙古太西煤集团矿山救援大队与百灵公司签订“矿山抢险救灾协议书”的基础上，百灵矿井只设置一个矿山救护小队（12人），配置救护车和消防车（救护队兼任地面消防任务）。8、根据国家对环保、水保的要求，设计中将矿井排矸、污水处理、消烟除尘、水土保持等环境工程作为重点对待，使矿井生产对环境的影响程度控制在国家限定的标准之内。并要求矿井在今后生产中贯彻“保护优先、以防为主、防治结合，在生产中保护，在保护下生产”的环保政策。环保费用一次给足，不留尾巴工程，要求与主体工程建设实现“三同时”。二、设计依据（一）资料依据1、1965年3月由贺兰山煤炭地质勘探公司内蒙古支公司147队提交“贺兰山北段煤田呼鲁斯太矿区百灵井田地质勘探最终报告（精查）”。并于1966年以“（66）蒙煤批字第6号文”批准。2、2006年由内蒙古自治区第八地质矿产勘查开发院与百灵煤炭有限责任公司共同提交“百灵井田北中段（KP14-KP21勘探线）煤炭资源储量核实报告”，作为矿井保有储量的计算依据。3、百灵煤炭有限责任公司提供上部矿井（+1350m以上）的开采情况及采空区范围与水、火、瓦斯情况和原技改井的施工情况。（二）设计规划、规程与规定1、国家建设部与国家质量监督检验检疫总局于2005年12月联合发布“煤炭工业矿井设计规范”（2006年1月1日执行）。2、国家安全生产监督管理局和国家煤矿安全监察局于2006年11月联合发布“煤矿安全规程”。3、原国家煤炭部1996年颁布“矿井通风安全装备标准”。4、国家1996年12月颁布的《煤炭法》。5、国家颁布的“矿山安全法”（1993年5月）、安全生产法（2001年11月）、职业病防治法、劳动法。6、国家及内蒙发布的有关环保、水保、消防、安全卫生、劳动保护等有关规范、规定。三、矿井开采设计的主要内容简介1、井田面积：6.1km2。2、矿井储量：经核实全井田剩余保有储量9163万吨，其中121b类为1459万吨，122b类4562万吨，333类3142万吨。矿井可采储量6574.2万吨。3、设计生产能力为1.8Mt/a，服务年限为28年。4、资源条件：可采及局部可采煤层为8层，平均厚度0.93～8.42（单层），煤层倾角20°～24°。5、煤质与煤的用途：属于特低磷、特低硫—低硫、中灰、高发热量的焦煤和少量瘦煤。主要用于冶金和铸造企业炼焦用煤。6、开采条件：煤层瓦斯含量较高，属于高瓦斯矿井。水文地质较简单，预计井下涌水量为80～120m3/h，再加上井下灌浆、洒水消防的余水量（60m3/h）后，矿井涌水量为140～180m3/h。煤尘具有爆炸性，煤层属于不易自燃煤层，无异常地温，暂未发现煤与瓦斯突出，不存在冲击地压，构造简单，顶、底板属于较稳定型。7、井田开拓方式：斜井多水平阶段式开拓。8、水平及采区划分：全井共划分三个水平（＋1320m回风水平、＋1200m上、下山集中开采水平、＋1050m下山开采水平）和六个采区（三个双翼采区，三个单翼采区）。9、工作面布置及采煤方法：井下采区为多煤层联合布置，煤层间距较近，煤层平均厚度从薄煤层到厚煤层均有（0.93～8.42m）。为了满足矿井产量的要求，本井田煤层配采是关键。矿井生产中很可能出现三种厚度的煤层同时回采的时间，因此设计中采用的采煤方法是：厚煤层采用综采放顶煤工艺，年产量在125万吨左右；中厚煤层采用综合机械化采煤工艺，年产量在65万吨左右；薄煤层可采用长壁炮采法，年产量在15万吨左右（也可采用薄煤层机采法），可作为矿井机采面的配产。投产采区中的首采工作面为一翼同时布置二个（煤2、煤3），工作面前后错距保持在120m以上。其中煤3（厚煤层）采用综采放顶煤工艺，煤2层（中厚煤层）采用综采法回采工艺。工作面长度150m左右，走向长壁后退式回采。二个工作面的产量在190万吨/年左右，满足矿井产量的要求。10、矿建工程的移交工程量：岩巷11516m，煤巷11240，万吨掘进率126.4m/万t。煤巷工程可回收基建煤15.4万吨。11、建井工期：经三类工程排队和施工网络验算，矿井达到移交标准时为31个月。12、矿井主要设备（1）主井提升设备：1200mm大倾角强力胶带运输机（3×450kW）。（2）副井提升：JK-3/20E（450kW)；（3）井下排水设备：MD280-65×7（560kW）；（4）矿井主扇：FBCDZ№27/220×2（B）（185kW）;（5）空气压缩机：SA250W（螺杆风冷式）（250kW）；（6）井下石门、中巷、顺槽运输设备：a.石门、中巷胶带为DTⅡ型，B＝1000mm。b.顺槽胶带为DSJ1000/2×75型（可伸缩胶带机）。（7）井下辅助运输设备：XKT-8T（8t）蓄电机车牵引600轨距各类矿车运输。根据煤层走向的变化情况，如果条件适宜，回风顺槽可装备无极绳绞车连续牵引，担负部分辅助运输任务。（8）地面35kV变电所主变：SF10-8000/35/6.3kV变压器（二台）。（9）井下中央变电所主变：KBSG-500/16、6/0.69kV变压器（一台）。（10）采煤机型号：MG375-W（煤2）、MG300AW1（煤3）。（11）工作面支护设备：ZZ5600/17/35、ZFS4000/15/32（放煤）。（12）。四、问题与建议1、原地质报告勘探程度虽然属于详查最终，但由于当时的勘探方法和设备都不够先进，因此对一些矿井开采条件的试验和分析不够完整。2005年内蒙地勘院作了百灵井田的煤炭资源储量核实工作，并提交了核实报告，但只是现场调研和原始资料的整理和分析，未进行相关的补钻和化验工作。因此设计中建议，今后在基建和生产中补充完善。2、井田内断层构造虽然不多，断距也小，但在深部断层中（尤其是F14断层）有可能积聚水和瓦斯。设计中虽然已留设了防护煤柱，但由于地质资料中未提供断层的有关参数，因此煤柱计算只能是估算（煤层厚度的5～6倍宽）。因此，建议在今后的采、掘中一定要采用先探后掘、探采结合的作业程序，以防水与瓦斯的突出。3、井田深部煤层瓦斯含量明显有增高的趋势，而且地质部门已定性为高沼矿井，因此设计建议该井在投产前应完善矿井的瓦斯抽放系统（宜前不宜后）。第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、交通位置阿拉善百灵煤炭有限责任公司百灵煤矿（原名为庆华煤矿）井田位于贺兰山煤田呼鲁斯太矿区百灵井田的北中段。行政区隶属于内蒙古阿善左旗宗别立苏木（乡）管辖。井田范围的地理座标为东经百灵煤矿位于呼鲁斯太镇以南约4km。乌（达）—巴（音浩特）公路由矿区境内的北部通过，并于矿区公路接线。经乌巴（314线）公路北至乌海市约70km；南距阿拉善盟巴音浩特镇约86km；东南距宁夏石嘴山市40km。另外，包（头）—兰（州）铁路的支线平（罗）—汝（箕沟）铁路从矿区内通过，矿井经公路至呼鲁斯太车站约4km。区内交通尚属便利，有利于矿区的开发。二、矿区自然地理与人文（一）地形地貌百灵井田位于宁夏与内蒙交界处贺兰山山脉北段的西侧（内蒙境内）。区内为低山丘陵地带，海拔高程在1510—1625m，最大高差为115m。区内沟谷发育，但以浅沟为主，主要沟谷为呼鲁斯太沟，从矿区的北、东部穿过。（二）地表水系区内基本上无常年泾流，均为季节性冲沟，每年的雨季才出现阶段性流水，但时间较短，只有呼鲁斯太沟由于上游存在流量不大的地下泉眼，因此在河床的沙层中存在小流量潜流。（三）气象与地震本区气候属于北温带典型的大陆性干旱荒漠草原气候。全年干旱少雨雪，风沙大，冬寒夏热，昼夜温差大。根据气象资料表明多年来平均气温在8.3℃左右，而最高气温为36℃（7、8月份），最低气温为-31℃（元月份）。本区地震烈度为7度。（四）区内人口及工、农业生产本区地广人少，无甚农业，主要以畜牧业为主。植被较少，只有少量耐旱植物生长，野生动物有黄羊、野兔等。矿区内主要以煤炭生产为主，主要企业有乌兰煤矿、本公司的百灵煤矿、福泉煤矿、附新煤矿和庆华集团的选煤厂。全区煤炭生产的总能力为200万吨/年左右，选煤厂的洗选加工能力为200万吨/年。该区生产煤炭以焦煤为主，产品主要销往甘肃酒泉钢厂、新疆八一钢厂、宁夏大武口电厂、内蒙吉兰太碱厂等地。产品销路十分畅通，目前处于供不应求的形势。三、矿井勘探情况百灵井田1960年3月由贺兰煤炭地质勘探公司内蒙古支公司147队开始勘探，于1965年3月提交“贺兰山北段煤田呼鲁斯太矿区百灵井田地质勘探最终报告（精查）”。报告中共提供A+B+C+D级储量2.22亿吨。于1966年5月经原贺兰山煤炭公司内蒙古公司对该报告进行了审查，以“（66）蒙煤批字第6号文”批准。该报告一直作为百灵矿井各次设计的主要地质依据。2005年由内蒙古自治区国土资源厅对百灵井田重新进行了划界，又经内蒙古自治区第八地质矿产勘查开发院在划定的开采范围内进行了煤炭资源储量的调查核实工作。地勘院在原精查报告的基础上，收集了本矿井的实际开发资料，并进行了现场勘查、测量和核实计算工作。提交了百灵井田北中段（KP14—KP21勘探线）煤炭资源储量核实报告”，并说明该报告可以作为办证及相关作业的地质依据。报告中划定了本井上部采空区的范围，并提交了9163万吨的矿井保有资源/储量。四、矿井建设的外部条件（一）交通运输条件百灵煤矿位于呼鲁斯太镇以南约3km。乌（达）—巴（音浩特）公路由矿区境内的北部通过，并于矿区公路接线。经乌巴（314线）公路北至乌海市约70km；南距阿拉善盟巴音浩特镇约86km；东南距宁夏石嘴山市40km。另外，包（头）—兰（州）铁路的支线平（罗）—汝（箕沟）铁路从矿区内通过，矿井经公路至呼鲁斯太车站约4km。区内交通尚属便利，有利于矿区的开发。（二）电力供应距百灵矿约5km左右建有一座110kV区域变电所（宗别立），该变电所的主变压器容量为40000kVA，已有一回6kV输电线路直接送入本矿。另外，距矿井2km又设有一座35kV的变电所（主变容量为6300kVA），也有一回6kV输电线路为本矿供电。因此百灵矿目前已形成双电源供电条件，对今后生产和安全十分有利的。（三）矿井供水新水源地距矿井40km左右，该水源地（位于内蒙境内）的水量十分丰富，水质好，直供百灵矿井和选煤厂。（四）通信条件百灵矿井距阿左旗呼鲁斯太镇约3km，该镇有线通信光缆已与阿左旗联网，矿井已设有对外通信系统与之联通。另外，无线通信系统中国联通和移动覆盖全区，因此矿井对外通信条件业已具备。（五）场地及材料供应情况1、场地条件矿井所处区域内，地形虽然多为低山丘陵地带，但矿井工业场地和行政福利区处在一个宽阔较为平坦的浅形山谷内，常年生产已用大量矸石平整了面积较大的场地，对新井的场地建设已奠定了很好的基础。另外，场地一侧的山沟常年无水，而且已经进行了挡护和疏通，雨水季节不会受到洪水的威胁。2、材料供应矿井建设所需的砂、石、砖、瓦等地方材料当地可以解决，水泥、钢材、木材等需通过铁路、公路从外地购入。五、产品市场与价格预测该矿生产的煤炭主要用于焦化和煤化工生产，百灵煤炭公司以往与甘肃酒泉钢厂有长期的供煤协议，但由于老矿的年产量小，基本处于供不应求的情况。庆华集团改变了产业结构后，已建成了焦化、煤化工企业对焦煤的需求量大幅度增加，并将百灵矿区作为本公司的焦煤基地（距乌斯太化工基地最近），因此该井扩能后生产的煤炭产品首先要满足本企业的需求，多余产品可继续供应酒钢。而且180万吨的年产量只能供本企业洗煤厂加工的一部分。因此矿井产品市场是比较大的，不存在滞销的问题。第二节地质特征一、井田内主要地层及地质构造（一）地层本区划分为华北地层区，鄂尔多斯地层分区，贺兰山—桌子山小区，出露地层比较全。区内出露的主要地层从下至上有太古界（贺兰山群）、震旦系（西勒图组）、寒武系、石炭系（太原组）、二叠系（山西组）三叠系（延长组）、侏罗系、第四系（更新统、全新统），缺少白垩系和新近系（第三系）地层。其中石炭系太原组和二叠系山西组为百灵井田的含煤地层。（二）井田内主要构造井田内构造不甚发育，主要包括褶皱和断层构造。1、褶皱构造区内褶皱构造主要发育于古生和中生代地层中，呈宽缓的背、向斜形式。本区的褶皱构成与成矿关系不密切，部分含煤地层的褶皱转折端煤层有加厚或变薄现象，但总体分析井田内褶皱构造对今后的煤层开采影响不大。2、断层构造井田的外围形成多条大的区域性断层，但距本井田较远，只有在井田东部存在一条逆断层，将煤层切割，并将深部煤层逆推上来，形成了井田的煤层露头（均出露地面）。在该条断层的影响下，井田出现了几条小的伴生局部断层。这些局部断层大部表现为走向断层，断距小（≤20m），走向短（450—1550m），对今后的煤层开采不会造成大的影响（留有断层防护煤柱）。二、煤系地层及煤层情况井田内含煤地层为二叠系山西组（PS）和石炭系太原组（CT）。共含有12层煤，其中主要可采层为煤2、3、5、6、7五层煤，煤层倾角一般为21°左右。（一）二叠系下段地层厚度为73m。岩性为灰色薄层砂岩、粉砂岩、炭质页岩、灰白色中厚石英砂岩。含有二层煤（煤2和煤3），煤层平均总厚为11.54m，含煤系数为15.8%。1、煤2层全区连续分布，煤层厚度0.72—8.94m，平均3.12m。煤层结构较为简单，一般含1—4层夹矸，夹矸厚度0—0.7m（总厚）。为主要可采煤层。2、煤3距煤2层一般为35m左右，煤层厚度为0.1-23.4m，平均为8.43m，全区大部可采。煤3层的分布规律为上部厚下部薄、南部厚北部薄，而且下部+1200m标高以下大部不可采。煤层结构较复杂，一般含矸0—5层，最多可达12层，夹矸累厚0—1.2m。煤3层为本井田内主要可采层，资源量占全区的38.9%。（二）石炭系太原组一段厚度为254m。主要岩性煤层上部为灰色中厚层状石英粗砂岩、炭质页岩。煤层下部为石灰岩（透镜体）、细砂砾岩、粘土岩和深灰色泥晶灰岩。本地层中共含有可采和局部可采煤层为10层（煤5、6、7、8、10上、10、12上、12、15和22煤层），煤层总厚度平均为9.27m，含煤系数为3.65%。1、煤5层厚度为0.11—3.78m平均厚1.31m，是较稳定的局部可采煤层，煤层结构简单，距煤3层间距约为25m左右。2、煤6层是全区可采煤层中最稳定的煤层之一，煤层厚度平均为1.61m。结构简单，一般无夹矸，厚度稳定,距煤512m左右。3、煤7层也是全区最稳定的煤层之一，平均厚度为1.73m，结构简单，一般无夹矸，距煤6层30m左右。4、煤8、煤9、煤12层为不稳定的局部可采煤层，可作为矿区生产中的配采煤层（炮采）。各煤层分布及特征表，见表1-2-1。三、矿井水文地质本区气侯干燥，大气降水稀少（年降雨量平均为150mm左右），无常年地表泾流。每年雨季各沟谷有短暂的泄洪流水，由于排泄条件好，不会对矿井场地造成威胁。1、含水层特征（1）沟谷第四系孔隙潜水含水组含水厚度为7.0m左右，主要岩性为砂、砾、薄层亚粘土层，单位涌水量0.744L/s.m，渗透系数4.239m/d，水质为C1·SO4—K·Na·ca型水。该含水组直接受大气降水量影响，因此动储量不大。（2）第一含水带位于煤2层底板以上150m，厚度一般为77m左右。岩性为中砂岩、砂质页岩，裂隙率为2.7%，隔水层为煤2层底板（砂质泥岩）。单位涌水量为0.00365L/s·m，渗透系数0.004m/d，水质为C1·HCO3—K·Na型水。（3）第二含水带位于煤2与煤3层之间，含水层厚度为37m。岩性为中粗砂岩夹煤层，裂隙率为3.2%，隔水层为煤3层底板细砂岩。单位涌水量为0.00157—0.0709L/s·m，渗透系数0.01—0.28m/d，水质为HCO3·C1—K·Na型水。（4）第三含水带（5）第四系含水带位于煤8层—煤15层之间，含水层厚度为31m。岩性为中、细砂岩、砂质页岩夹煤层，裂隙率为3.7%。单位涌水量0.00055L/s·m，渗透系数0.0013m/d，水质为HCO3—K·Na型水。（6）第五系含水带位于煤15层底板—石英砂岩之间，含水层厚度为11m。岩性为细砂岩、砂质页岩夹煤层和薄层灰岩，裂隙率为1.1%。单位涌水量0.00026L/s·m，渗透系数0.0016m/d，水质为HCO3—K·Na型水。2、地表水不发育，而且排泄条件好，渗入地下的水量很有限，不会影响井下涌水量的变化。3、含煤地层中虽然存在五个含水带，但水量甚微，补给条件差，渗透系数小，而且无动储量（补充水没有），因此今后对矿井开采不会有太大的影响。4、因该矿上部采空区（+1350m以上）面积大，并存在有老窑积水（水量不大），这是井下涌水增加因素和可能发生透水事故的最大隐患，因此本次设计中留有足够的防水煤柱（30—50m），今后生产中严防误采煤柱，发生透水淹井伤人事故。5、根据调查资料表明，几个可采煤层的顶、底不存在涌水层位，井下正常涌水量＜30m3/h，最大涌水量不超过90m3/h。设计中考虑到深部地层含水性的增强，回采面积增加，再加上井下洒水、灌浆后余水量的增加，暂确定矿井正常涌水量为140m3/h左右（余水考虑60m3/h），最大涌水量为180m3/h（余水60m3/h）。四、煤层顶、底板岩层工程地质评价煤层顶板岩性可分为三类，砂岩、页岩与灰岩、砂质页岩。煤2、煤3和煤10顶板常为中、细砂岩，厚度在3—8m之间变化，而且砂岩为直接顶时稳定性良好，但煤2和煤10往往出现有页岩或砂质页岩伪顶（一般厚0.5—2.0m）,稳定较差。煤3层顶板有时出现粘土岩（节理发育），易冒落，顶板管理需加强。而且煤3层顺槽尽量靠近煤层底板开掘。煤6层直接顶为薄层灰岩（0.5—3.0m）稳定性较好，易维护。煤7层顶板一般为钙质页岩，其稳定性稍差，对开采中的顶板管理不会造成大的影响，但在开掘煤层顺槽时应加强支护，煤15、煤8、煤12层顶板常为页岩、砂质页岩，局部为细砂岩，稳定性较差（岩性脆弱易碎）。因此在掘巷和开采中应加强支护和管理。煤巷留用时间不应过长，并加强回采速度，防止冒落，从而影响安全和正常生产。综合分析，上述各煤层顶板为稳定—比较稳定，管理比较容易。但在煤巷支护上视情况而定，不良地段应加强支护（顶部锚索，侧帮挂网，或采用砌碹）。经勘察和对生产井的实际调查各煤层的底板比较稳定。岩性主要为页岩、砂质页岩、岩性比较脆，但浸水后不膨胀，为较稳定的中硬底板，支护设备的底盘比压不用选择太大的型号，减少搬家运输困难。根据地质部门（内蒙地勘院）实地调查，采空区上部地表均未见塌陷、断裂现象（煤层薄，顶板为砂岩、灰岩稳定性好），只是在厚煤层（煤3）的采空区地面有少量裂隙外，地表无沉降现象。总体分析定论，井田内工程地质条件属中等类型。五、矿井其它开采条件（一）煤层瓦斯1965年提交的精查报告中作的钻孔瓦斯测试工作较为简单，瓦斯样少，但报告中分析，井田浅部（＋1300m）以上为低瓦斯，深部为高瓦斯，并提出在今后的生产中要注意深部瓦斯的防治。后又委托煤炭科学研究总院抚顺分院对+1350m以下煤层进行了瓦斯含量的测试鉴定（见表1-2-2），经分析煤层瓦斯含量较高，应属于高瓦斯矿井，必须按照高瓦斯矿井管理，并且在完成煤层瓦斯基础参数测定后，于矿井投产前健全矿井瓦斯抽放系统。只有在抽放后，矿井煤层的剩余瓦斯涌出后才可利用风排方式降低井下空气中的瓦斯含量，否则新井不可投入生产活动。（二）煤尘爆炸性百灵井田煤、岩层含水均很低,尤其是各煤层的含水率均≤1％，而煤层硬度小（f=0.34～0.88），易碎，在生产的过程中易产生大量煤尘。经本公司2004年委托煤炭工业甘肃省煤炭质量检验站（原煤炭中心试验室）进行鉴定，井田内煤尘有爆炸危险性（最低岩粉量在45-85％）。煤层瓦斯含量测定结果表表1-2-2煤层名称测定地点损失量（m3/t·r）解析量（m3/t·r）残存量（m3/t·r）瓦斯含量（m3/t·r）2#煤+1320m中石门门0.2260.5095.1215.8563#煤+1320m中石门门0.2330.8513.5654.6493#煤+1200m运输石石门0.9152.7350.8084.4586#煤+1200m运输石石门0.9003.0330.0684.0017#煤+1200m运输石石门0.4511.6134.1186.1828#煤+1200m运输石石门1.2513.6380.4455.3349#煤+1320m运输石石门0.1870.5750.281.0429#煤+1200m运输石石门0.2200.7491.9362.905（三）煤的自燃倾向经调查和地质部门描述，百灵井田内的矿井长期以来均未见发生煤层自燃发火现象。2004年公司委托煤炭工业甘肃省煤炭质量监督检验站取样检验，各煤层均属于不易发火煤层。（四）地温情况根据地质报告分析析和矿区内邻邻近矿井的实实测＋1350m标高以上（采采深约200m）地温一般般在19℃左右，地温温是随着深度度的增加而增增加，梯度约约为2℃/100m，因此今后后矿井的深部部回采也不会会受到高温的的影响。（五）地压、煤与与瓦斯突出情情况地质报告中未进行行地压的测试试，但根据百百灵矿区各井井的掘进和回回采中未发生生过冲击地压压显现情况，也也从未有过煤煤与瓦斯突出出现象。第二章井田开开拓第一节井田境境界及储量计算一、井田境界本井田境界按照内蒙蒙古自治区国国土资源厅于于2005年下发的“内国土资采采划字〔2005〕44号文”的批复内容容确定的。即即上部边界至至+15555m（煤层露头头），但本次次设计的上部部边界为+13500m标高（+13500m以上划为采采空区）；下下部边界至+900m标高；井田田的北界从第第14勘探线向北北约280m处；井田的的南界至第21线勘探线（见见井田范围示示意图）。井井田南北长3.7555km，东西宽1.75kkm，面积约6.11kkm2。二、矿井资源/储储量计算（一）矿井资源//储量计算矿井资源/储量计计算是依据“内蒙古自治治区第八地质质矿产勘查开开发院”于2005年5月提交的“内蒙古自治治区贺兰山煤煤田呼鲁斯太太矿区百灵井井田北中段（KP14-KP21）勘探线线煤炭资源储储量核实报告告”进行计算的的。储量计算中确定的的工业指标是是：最低可采厚度0..6m；最高开采灰分400%；原煤最高硫分≤33%。为经地勘院审查核实实，全井田121b++122b++333共计10591万吨。其中中已消耗资源源量1428万吨，保有有资源量9163万吨。保有有资源量作为为本次设计的的矿井储量，其其中121b类储量为1459万吨，122b类储量4562万吨，333类储量为3142万吨。121b++122b占总资源量量的66%。矿井资源/储量计计算见表2--1-1。（二）对于矿井资资源/储量经济意意义评价百灵公司与内蒙第第八地勘院共共同对该井资资源/储量进行了了调查，研究究和核实后提提供的核实报报告表明，矿矿井的保有资资源储量为9163万吨。经过过对上部小井井开采的实际际巷探情况和和原精查程度度的分析认为为，原小井开开采的下部（＋1350m）下推50m，应作为121b类储量，这部分储量为1459万吨。经过预可研分析这一储量不但属于控制的范围（勘探程度高），而且经过对煤层赋存的条件和本公司开采的技术水平，以及近几年本公司和合作企业对煤炭的需求分析，认为开采这部分储量是经济的。生产成本低，经济效益高，是本矿可靠程度最高，开采最经济的储量，可采5-6年。可全部作为矿井的工业储量。矿井资源/储量计计算结果表表2-1-1单位：万吨吨序号煤层编号储量类别资源/储量已消耗储量保有储量备注原报告核实后1煤2121b11371141364777122b319319031933374374307432煤3122b32433255296295933386486408643煤5121b14715036114122b3643677360333437447763714煤6121b404408161247122b26726810258333297298132855煤7121564571250321122b1981980198333413415333826煤8122b326331113218333260260162447煤10122b888808833311811801188煤12122b2072074516233314214381359合计121b225222708111459122b501250334714562333327432881463142总计105381059114289163矿井的另一部储量量类别为122b，约4562万吨。这部部分储量，根根据勘探程度度的控制和各各煤层赋存规规律的分析应应属控制范围围的储量。该该类储量的煤煤层埋藏深度度比较浅（＋＋1200m集中水平的的上山部分），本本矿回采中成成本不会增加加太多。开采采这部分储量量时，矿井生生产已步入正正规，而且根根据煤炭供、需需发展分析，煤煤价应有比较较大的幅度增增长，因此开开采这类储量量煤也是比较较经济的，可可采13-15年，可全部部作为矿井的的工业储量。矿井资源/储量中中还包含有333类资源/储量，约3142万吨。本井井田中这部分分储量的煤层层埋藏最深，勘勘探程度低（属属于推断性），可可靠性比较差差。经概略分分析，这部分分储量随着开开采技术的发发展，设备的的更新，再加加上本矿开采采经验的积累累与煤价的增增加，将来开开采也应该属属于比较经济济的，目前只只能作为内蕴蕴的经济储量量，根据勘探探情况和本矿矿对各煤层的的采、掘揭露露情况分析，333类资源/储量有一定定的可靠性，因因此该类储量量的可信度系系数可取大一一点（k=0.885）。该类资资源/储量乘以可可信度系数后后，作为矿井井的工业储量量。经以上分析评价，该该井的储量大大部分是可靠靠的（121b＋122b占总保有储储量的66％，333类也是比较较可靠的）。全全井田的储量量用于矿井生生产经营是比比较经济的，不不但在较短时时间内可回收收扩能投资，而而且今后将会会给企业带来来很好效益，因因此从矿井资资源的可靠性性分析，该项项目是可行的的，见资源/储量分析表表。矿井资源/储量分分析表表2-1-2序号煤层地质资源量（万吨吨）备注121b122b333合计1煤27773197431839121b与1222b为经济储量，全部作为矿矿井的工业储量。3333类储量85％作为矿井井的工业储量量。2煤30295986438233煤51143603718454煤62472582857905煤73211983829016煤802182444627煤100881182068煤1201621352979合计145945623142916310总计9163（三）矿井的工业业储量经以上对各类资源源/储量经济意意义分析，矿矿井保有资源源/储量中的121b、122b和333k（k取0.85）均作为矿矿井的工业储储量。工业储量=1211+122++333k＝1459＋45662＋3142××0.85＝8691.7（万万吨）（四）井田内煤柱柱留设计算1、上部采空区（++1350mm以上）隔离离煤柱本矿已生产多年，沿沿煤层露头和和浅部布置了了许多小型斜斜井或露天坑坑进行回采。根根据实地调查查和勘测，以以前生产的矿矿井最低开采采界为+13500m标高。为了了防止上部采采区内的水和和瓦斯侵入新新井，从而影影响生产安全全，因此新井井回风水平以以上必须留有有一定宽度的的隔离（保安安）煤柱。根据煤层的倾角、厚厚度、节理和和围岩的岩性性综合条件计计算，该煤柱柱留设宽度最最大为32m（尤其是煤煤3层）。但由由于各煤层的的赋存条件不不一，因此为为了增加资源源回收率，应应分别留设。即即厚煤层、松松软煤层应多多留(如煤3层应≥32m)，比较薄的的煤层（如煤煤5、煤6、煤7、煤8、煤10、煤12）可少留留，但必须是是≮20m。经计算该煤柱量为为121.1万吨，其中121b++122b为108.6万吨，333为12.5万吨。实际际的资源损失失量为108.66+12.55×0.855（可信度系系数）=119..2万吨。2、呼鲁斯太沟防护煤煤柱井田北翼边界紧靠靠含有潜水流流的呼鲁斯太太沟，虽然平平时水量不大大，但在雨季季洪水量却很很大，因此为为了防止河水水沿采空区塌塌陷裂隙灌入入井下发生淹淹井事故，呼呼鲁斯太沟靠靠近井田一侧侧必须留设防防护煤柱，以以保井下生产产安全。该处各煤层厚度比比较小，经计计算煤柱留设设量为65.2万吨，均为333类储量，因因此滞留损失失量应为65.2××0.85==55.4万吨。3、境界煤柱本井南翼境界为221勘探线，与与其它井田相相邻，境界内内侧留20m宽的隔离煤煤柱，计算煤煤柱量为42.2万吨。4、断层煤柱井田内存在二条规规模较小的断断层，其中一一条在风井场场地的煤柱内内，不再留设设煤柱。而井井田北中部的的F14走向断层层两侧各设25m宽的煤柱，以以防断层破碎碎带中可能积积聚的瓦斯和和水突然涌出出，威胁井下下安全。计算算煤柱量为58.4万吨。5、主要井巷保护煤煤柱主斜井和副斜井开开拓穿过了局局部可采煤层层（煤9、煤10、煤12层），因因此为了保护护井筒，井筒筒两侧需留设设15m煤柱（穿煤煤段和煤层顶顶板段）。另另外，井下主主要石门均穿穿煤而过，在在服务期内需需留设石门保保护煤柱。计计算煤柱量为为70.3万吨。以上煤柱总量为3376.2万万吨，实际损损失量为3445.5万吨吨（其中永久久损失量为2275.2万万吨，井巷煤煤柱损失为70.3万吨）。井田煤柱汇总表表2-1-3序号煤柱名称煤柱量（万吨）滞留损失量（万吨）备注1上部采空区隔离煤煤柱121.1119.2333类储量可信信度系数取0.852呼鲁斯太沟防护煤煤柱65.255.43井田境界（南界）煤煤柱47.842.24断层隔离煤柱60.758.45主要井巷保护煤柱柱81.470.3（五）矿井的设计计储量矿井的工业储量为为8691..7万吨，井田田内应留设的的永久煤柱量量为275..2万吨。则：矿井的设计储储量＝矿井工工业储量－永永久煤柱量即：设计储量＝88691.77－275.22=8416.5（万万吨）（六）矿井设计可可采储量矿井的设计储量为为8416..5万吨，井井巷煤柱量为为70.3万吨，矿井井可采储量＝＝（设计储量量－主要井巷巷煤柱量）×各煤层采区区回采率（薄薄、中、厚煤煤层回采率分分别为0.85、0.8、0.75）。经分析析计算矿井的的可采储量为为6574.22万吨。详见见矿井设计可可采储量汇总总表，表2--1-4。第二节矿井设设计生产能力力及服务年限限一、矿井的工作制制度按照国家最新颁布布的矿井设计计规范内容规规定，矿井的的年工作日为为330天，日工作作制度为四班班作业（即三三采一准），日日净提升时间间为16小时。二、矿井生产能力力根据公司的发展规规划，2005年底在百灵灵矿区内已建建成洗选能力力为2.0Mtt/a的选煤厂，而而且为了与之之配套集团公公司确定百灵灵矿井的年生生产能力定为为1.8Mtt/a。根据百灵井田内的的煤层赋存情情况以及剩余余矿井保有资资源/储量，设计计认为矿井是是可以实现180万吨的年生生产能力的，但但服务年限偏偏短。根据井井田外围（主主要是+900m以下）的煤煤层赋存情况况，矿井后期期还可向深部部发展，因此此矿井服务年年限还可增加加，因此确定定1.8Mtt/a井型是可行行的。井田内煤层赋存条条件较好,多煤层单斜斜构造，倾角角平均为21°左右，走向向长平均为3700m左右，沿走走向无断层和和大的褶曲构构造破坏。厚厚煤层平均厚厚度为8.44m（煤3），中厚煤煤层厚度为1.31-33.12m，薄薄煤层厚度为为0.93-11.23m。厚厚煤层布置一一个综采放顶顶煤工作面，中中厚煤层布置置一个综采工工作面，就可可满足1.8Mtt/a生产能力的的要求。薄煤煤层的煤质更更好（焦煤为为主），因此此薄煤层布置置机采（薄煤煤层机组）或或炮采（局部部可采走向短短的煤层）工工作面作为综综采的配采面面，不但可保保证矿井的生生产能力，而而且可提高煤煤炭产品的质质量。因此该该井实行1.8Mtt/a的生产也是是可行的。三、矿井服务年限限经计算矿井的可采采储量为6574.22万吨，井型型确定为1.8Mtt/a。另外，井井田内地质构构造简单，精精查资源可信信度高，煤层层赋存条件好好，因此储量量备用系数采采用1.3。矿井服务年=可采采储量/井型×备用系数=6574.2/1180*1..3=28年矿井的服务年限（28年）低于设设计规范中扩扩建矿井要求求的年限（扩扩建井服务年年限不宜小于于40年），但为为改造矿井，服服务年限是满足的（≥25年）。根据据庆华集团公公司煤炭工业业的发展规划划要求和今后后煤炭产品市市场的需求分分析，虽然服服务年限短了了些，但发展展焦煤生产和和煤化工生产产（以煤代油油），今后对对国内其他事事业的发展和和庆华公司的的经营是有利利的。因此服服务年限就不不成为本矿井井生产制约的的主要因素。另另外，后期向向下开发还可可增加服务年年限。第三节井田开开拓一、煤层赋存的主主要特征和构构造对矿井开开拓布置的影影响井田内煤层为单斜斜构造，平均均倾角为21°，埋藏深度210-6658m，走向长约.76km。井田内为为煤层群赋存存，可采及大大部可采煤层层为8层。煤层间间距平均为30m左右，薄煤煤层平均厚度度0.93--1.23mm，中厚煤层层平均厚度为为1.31--3.12mm，厚煤层（煤煤3）平均厚度度为8.42m。井田内褶曲构造较较少，而且比比较平缓，不不影响工作面面长距离的推推进。断层也也很少，对煤煤层有影响的的只有F14走向逆断断，断距和落落差比较小（走走向约1.4km，最大落差11m左右），为为走向短的局局部断层。对对开拓、开采采影响不是很很大（见开拓拓平面图）。二、矿井开拓布置置的主要原则则确定1、该矿为高瓦斯矿矿井，需要设设置瓦斯抽放放系统，因此此开拓布置中中的水平划分分、大巷（或或中巷）布置置要兼顾瓦斯斯抽放巷和钻钻场的布置。2、井下巷道断面的的选择不但考考虑其功能，而而且要满足大大型设备运输输和通风的要要求，并且根根据条件多设设煤巷少打岩岩巷。3、主要开拓巷道尽尽量避开软岩岩和断层破碎碎带，以减少少今后生产中中的井巷维修修量和降低生生产成本。三、矿井开拓方式的的选择1、开拓方案根据矿井开拓原则则的确定，设设计中提出二二个改造的开开拓方案进行行比选。方案一：主斜井－－副立井开拓拓方案即斜井装备大倾角角胶带输送机机用于提升煤煤炭，立井装装备罐笼用于于上下人员、材材料、设备等等辅助提升任任务，斜风井井回风。方案二：斜井开拓拓方案即斜井装备大倾角角胶带输送机机用于提升煤煤炭，副斜井井用于上下人人员、材料、设设备等辅助提提升任务，斜斜风井回风。2、方案比较方案一：优点：（1）皮带带斜井能实现现连续运输，运运输能力大；；（2）立井辅助助提升能力大大，上、下人人员快；（3）初期立井井井筒短、断断面大、通风风好；（4）后期立井井井筒延深后后达到一段提提升。缺点：（1）立井井施工复杂，开开凿费用高；；（2）立井装备备复杂，维修修较困难；（3）需另建立立井工业场地地，并且留设设保护煤柱，浪浪费资源；（4）井下运输输环节多，运运营成本较高高；（5）主石门需需留设保护煤煤柱；（6）两个工业业场地需两个个变电所和两两个锅炉房，管管理不集中且且投资大。方案二：优点：（1）皮带带斜井能实现现连续运输，运运输能力大；；（2）工业场地不不压煤且集中中，易于管理理；（3）运输环节少少，能实现连连续运输，运运营成本低；；（4）外部条件投投资低。缺点：后期需开暗暗斜井，不能能实现一段提提升；经比较，方案二施施工难度比较较小、工期短短、生产安全全性比较高，因因此设计推荐荐第二方案。四、工业场地的选择择本方案中的矿井开开拓是利用原原有场地。经经实际调研和和总平面布置置，原场地面面积和防洪完完全可满足新新井的工业广广场布置要求求，不需要再再扩大范围。五、推荐方案的开拓拓布置经过以上的技术经经济比较后设设计推荐第二二方案。该方方案的开拓布布置主要特点点分述如下：：（一）水平划分及阶段段垂高确定本次设计中的井田田上界为+13500m标高（以上上为采空区），下下界至+900m标高，垂高高为450m。根据煤层赋存的特特征（单斜构构造，倾角20°～24°），阶段垂垂高确定为150m。设置三个个水平，中部部为+12000m集中水平，实实行上、下山山集中开拓。上上山阶段（+12000m～+13500m），垂高150m，下山阶段段（+10500m～+12000m），垂高150m。下部为+10500m下山开拓水水平，阶段垂垂高（+900m～1050m）为150m。最上部于+13200m设置总回风风水平（+13200m～+13500m设置采空区区隔离煤柱）。（二）采区划分与开采采顺序1、采区划分的原则则确定（1）在不受地质构造造影响下，尽尽量加大采区区尺寸（尤其其是走向长度度），以保证证机采工作面面推进长度，减减少搬家次数数。（2）多煤层尽量采用用整体联合布布置或分组布布置方式，减减少石门和大大巷的岩石工工程量。（3）同水平内要根据据构造特征划划分采区,尽量避免跨跨断层开采。（4）根据煤种、煤层层厚度、煤质质、瓦斯分布布情况划分采采区，同采区区内作好煤层层配采，煤质质达配等工作作，使同时回回采的采区数数控制在1～2个。（5）主要采区要采用用双翼布置，每每翼的走向长长度不小于1000m。远离主井井井筒的采区区可实行单翼翼布置，但避避免反向运输输。2、采区划分根据本井田内煤层层赋存的特征征和走向长度度以及主井井井筒在井田中中的位置，全全井田按照水水平划分和走走向长度共划划分了六个采采区。其中双双翼采区三个个（靠近井筒筒），编号为为一、三、五五采区；单翼翼采区三个（远远离井筒的北北翼），编号号为二、四、六六采区。采区的生产能力，一一、二、三采采区为180万吨/年，四、五五、六采区为为90万吨/年。矿井前前期生产以一一个采区保证证矿井的生产产能力，后期期则需二个采采区同时生产产保证矿井的的生产能力。采区特征及接替顺顺序见表2--3-1。（四）井下主要巷巷道布置1、运输大巷矿井生产中，位于于主井井筒附附近的一、三三、五采区不不用大巷运输输，只有远离离井筒的二、四四、六采区才才采用大巷运运输。运输大巷为机、轨轨合一布置形形式，以减少少岩石工程量量。大巷位于于+12000m集中水平和+10500m水平，布置置在煤8层的底板岩岩石中。巷道道形式为半圆圆拱，支护采采区锚喷形式式，每条大巷巷的长度约1500m。2、运输中巷井田内有些煤层比比较松软破碎碎，并有压力力显现(最突出的为为煤3层），因此此煤层顺槽不不可过长（约约500m左右）。通过上部（+13350m以上）生产产实际的调查查和分析，煤煤巷过长冒顶顶、片帮比较较严重，维护护量很大，用用人多、费用用高，很难管管理，有时严严重影响正常常生产。因此此布置走向长长度大的工作作面需增加岩岩石中巷（运运输和回风）。为了集中生产和厚厚、薄煤层的的配采，在联联合布置的采采区中分为上上、中、下三三个煤组，上上煤组为煤22、煤3层，中煤组组为煤5、煤6、煤7、煤8层，下煤为为煤10、煤12层。上煤煤组中巷布置置在煤3层底板岩石石中，中、下下煤组共用一一条中巷，布布置在煤8层底板岩石石中。中煤组组为正石门连连结，下煤组组为反石门连连结。每组煤煤工作面需要要布置运输和和回风两条中中巷，其中上上区段的运输输中巷可作为为下区段的回回风中巷利用用。另外，井井筒北翼中、下下煤组+12000m和+10500m水平的中巷巷可利用同水水平的运输大大巷代替，不不需要另开巷巷道。3、专用回风上山巷巷本井为高瓦斯矿井井，为了避免免掘进和硐室室的串联通风风，需设置专专用回风巷。该该巷设在主运运输石门的北北侧，沿煤66层设置上山山巷。上部与与总回风连通通，下部与+12000m需要独立通通风的硐室连连通（设调节节风门），净净断面不小于于10m2。专用回风风巷中不得用用于运料、安安装电气设备备。第四节井筒矿井的开拓方式为为斜井多水平平阶段式，即即主、副、风风井筒均为斜斜井。井筒技术特征、用用途与装备分分述如下：一、主井井筒井筒倾角23°，斜斜长1020m（至井底清清理硐室），井井筒净宽4.8m，净断面积15.9mm2。井颈部分分支护采用砼砼，井筒部分分支护采用锚锚喷。井筒内装备B=11200mmm大倾角强力力胶带运输机机，担负矿井井煤炭提升任任务。运输机机旁设胶带检检修设备(往复式架空空乘人器),井筒旁设行行人台阶及扶扶手。顶部设设防爆照明灯灯具和电缆，井井壁设洒水管管路。二、副井井筒倾角24°，斜斜长882.00m（至+12000m井底车场），井井筒净宽4.0m，净断面积12.6mm2。井颈支护护采用砼，井井筒支护采用用锚喷。井筒内装备6000mm轨距，30kg//m钢轨，串车车提升。担负负人员、矿井的的设备、材料料下放和矸石石提升任务。井井筒内（顶部部）架设排水水、注氮、灌灌浆管路，旁旁边架设信号号电缆，井筒筒内设置台阶阶扶手和照明明灯具。三、斜风井井筒倾角23°～～26°，斜长875.00m。井筒净宽宽3.6m，净净断面积100.6m2。井颈支护护为砼，井筒筒支护为锚喷喷。担负矿井井一、三、五五采区的回风风。四、北风井井筒倾角20°，斜斜长932.00m（至+12000m水平）。井井筒净宽3.6m，净断面积10.9mm2。井颈支护护为砼，井筒筒支护为锚喷喷。井筒担负负矿井二、四四、六采区回回风任务。井筒特征见表2--4-1。第五节井底车车场与井下硐硐室布置一、井底车场矿井的主提升为胶胶带机，因此此井底车场只只担负矿井辅辅助提升（设设备、材料、矸矸石等）时的的调车、编组组、存车等运运输任务，运运输量比较小小，可不设大大型的环形车车场。为了管理方便，简简化信号系统统，而且有利利于调车，井井底车场布置置为一字形的的石门平车场场。根据计算算车场长度设设置150m就可满足要要求。车场内内设空重车线线，30kg//m轨道，各类类矿用标准道道岔以及信号号和工业电视视系统。车场为半圆拱形式式，净宽为4.4m，净断面积积为13.7mm2，锚喷支护护。二、井下硐室根据矿井生产、安安全和急救的的需要，在井井底车场的两两侧分别设置置变电所、水水泵房、火药药发放室、消消防材料库、充充电硐室、井井下急救室等等硐室。并在在主要硐室通通道中设置密密闭门、防火火栅栏两用门门等安全设施施。根据安全全要求于火药药发放硐室、充充电室和变电电所设置专用用回风道。另外在主井井底设设置了水窝子子，清理硐室室和清理斜巷巷。第三章采区布置及装备第一节采煤方方法一、采煤方法与回回采工艺选择择（一）首采工作面面的布置根据煤层赋存特征征与地质构造造的影响，首首采工作面选选择在煤层赋赋存条件好，埋埋藏稳定，厚厚度变化不大大的井田南翼翼上部，煤层层回采顺序是是从上（层）至至下（层）。但但由于煤2层厚度不大大（一采区平平均厚2.2m），根据产产量要求，井井下同时必须须布置两个工工作面同时回回采，而同时时布置煤2层中产量只只能达到135万吨，因此此必须在煤22的下层，厚厚度比较大的的煤3层再布置一一个工作面。首首采工作面的的长度均为150m，开采上界界标高为1320m（采空区煤煤柱的下界）。上、下煤层（煤22和煤3层）同时回回采时，上层层煤工作面应应超前回采。根根据公式计算算煤2工作面应超超前97m左右回采,但考虑到尽尽量使煤2层采空区达达到稳定，减减小对下层回回采时的压力力影响，煤22工作面超前前采距确定为为120m左右。而且且应该在今后后的生产实践践中总结，找找出最佳超前前距。超前距计算公式：：Xmin=+L++b＝+72+11.2＝97（m）公式中：Xmin——最小小超前距离（m）；M——煤层平均间距（mm），为35mm；δ——层间岩石移移动角（取55°）；L——下层工作面一个月月的推进距离离（m），取72mm；b——上层工作面的最大大控顶距（m），取1.22m。（二）采煤方法选选择根据矿井生产能力力的要求和煤煤层赋存条件件，设计中选选择高产、高高效的综合机机械化采煤法法,采用走向长长壁后退式回回采布置。对对于煤2层，由于煤煤层较薄，中中间夹矸较薄薄（一采区0.10—0.53m），实行一一次采全高（1.9—2.5m）；对于煤煤3层，煤层较较厚（一采区区南翼平均厚厚8.4m），采用走走向长壁综采采放顶煤回采采，采2.0m，放6.4m。（三）采煤工艺矿井年工作日为3330d，日工作制制度为三采（煤煤）一准（备备），日产量量为5455t。煤层平均倾角煤22为24°、煤3为21°，为了提高高回采效率，加加大切割力度度，采煤工艺艺采用单端（上上端头）进刀刀，下行回采采法。（四）工作面生产产能力计算5/3层平均厚8.4m，容重为1.5t//m3。根据所选选采煤机的技技术参数，煤煤2工作面（10201面）采煤机机切割速度为为4.5m//min，空行速度度为6.0m//min；煤3工作面（10301面）采煤机机切割速度为为4.5m//min，空行速度度为6.0m//min。工作面开开机率按0.60考虑，截深深为0.60m。煤2工作面回采采率为0.95，煤3工作面回采采率为0.85（放顶煤）。经计算煤2层工作作面产量为67.7万吨，煤3为115.7万吨。两工工作面的年产产量为183.4万吨，满足足矿井生产能能力的要求。1、煤2层工作面（10201工作面）（1）采煤机每刀循环环时间（下行行割煤，上行行空行）T1=L/t1++L/t2=150/4.55+150//6.0=58.3minnL——工作面长度（m）t1——采煤机割煤速度（m/min）t2——采煤机空行速度（m/min）（2）日有效采煤时间间T2=A×t×PP×60=3×6×60%%×60=648minA——日采煤班数（三班班）t——每班工作时间（hh）P——采煤机开机率（%%）（3）每日进刀数D=T2/T1==648/558.3=111.1（取10刀），考虑虑回采过程中中不均匀系数数0.8，则10×0..8＝8，正常生产产取8刀。（4）煤2工作面年推推进度La=D×H×GG=8×0.6×3300（年平均搬搬迁时间为30d）=1440mH——每刀截深（m）G——年有效采煤时间（d），年平均均搬迁时间确确定为30d。（5）煤2工作面年生生产量M2=La×H2×LL×1.5××0.95（H2为煤厚）=1440×2..2×1500×1.5××0.95=67.7（万吨吨）2、煤3层工作面（10301工作面）技术参数和计算方方法同煤2层，但考虑虑到放顶煤时时间（采两刀刀放一次），每每天进刀数取取四刀，则煤煤3工作面年推推进度为：La=D×H×GG=4×0.6×3300（年平均搬搬迁时间为30d）=720m煤3工作面年生产量M3=La×H3×LL×1.5××0.85（H3为煤厚）=720×8.44×150××1.5×00.85=115.7（万万吨）M2+M3=67.77+115..7=183.4（万万吨）两个工作面年产量量为183.4万吨，不但但可满足矿井井生产能力的的要求，还有有增产的余地地。首采工作面采完后后由一采区一一区段北翼同同阶段的煤22和煤3层工作面接接替。（五）工作面接替替与配采本矿井为多煤层联联合开采，煤煤层厚度各层层差异很大。煤煤层厚度最薄薄的为0.8m左右，最厚厚的为8.4m左右（平均均数），因此此要想维持矿矿井长时间的的均衡生产，煤煤层配采是关关键。经过对全井田各处处煤层分布情情况的对比分分析，设计中中将井下八层层可采煤层分分为上、下二二组。上组包包括煤2、煤3层，下组包包括煤5、煤6、煤7、煤8、煤10和煤12层。上组组煤平均厚度度为中厚至厚厚煤层，下组组煤平均厚度度为薄至中厚厚煤层。井田内的煤层根据据阶段的划分分和煤层的厚厚度变化以及及回采工艺的的多样化，工工作面长度暂暂确定为150m左右。根据据煤层的赋存存特点和厚度度的变化采用用不同的回采采工艺。其中中厚煤层中大大于4.5m的煤层采用用综采放顶煤煤采煤工艺，中中厚煤层（1.5～3.5m）的煤层采采用综采工艺艺，薄煤层或或走向长度短短、厚度变化化大的煤层采采用高档普采采和炮采工艺艺。根据对本地区采煤煤工艺调研资资料的分析和和本矿煤层情情况以及工作作面长度确定定，经计算综综采放顶煤的的年产量应为为100～130万吨之间；；综采工作面面年产量在60～75万吨左右；；普采工作面面年产量在30～40万吨；炮采采工作面在15万吨左右。根据对以上各不同同回采方法和和产量的分析析，本矿要想想维持长时间间的均衡生产产，必须以综综采为主，辅辅以普采和炮炮采法。因此此设计中对于于本井的工作作面接替和配配采方案是：：首采工作面为二个个（煤2综采，煤3综放），均均布置在一采采区南翼上区区段，年产量量为183.4万吨。其中中煤2工作面回采采时间为7个月，接采采煤2北翼同水平平工作面。煤煤2北翼工作面面生产时间为为11个月，接采采煤2南翼下区段段（+12000m水平）工作作面，生产时时间为7个月。然后后接采煤2北翼下区段段（+12000m水平）工作作面，生产时时间为11个月。加上上搬家和维修修及不均衡时时间总共需要要3.5年左右。煤3首采工作面回采时时间为14个月，接采采煤3北翼同水平平工作面，回回采时间为21个月。然后后接采煤3南翼下区段段（+12000m水平）工作作面，回采时时间为14个月。接采采煤3北翼下区段段（+12000m水平）工作作面，回采时时间为21个月。加上上搬家和维修修及不均衡时时间总共需要要6.5年左右。上组煤的煤2层工工作面（综采采）在一采区区内只生产3.5年，而上组组煤中的煤33工作面(综放)在一采区内内可生产6.5年，煤2与煤3工作面相差差了3年左右。煤煤2工作面的装装备生产完后后可搬出井上上进行彻底的的维修，并存存放在综采库库内，等候进进行入二采区区的煤2层生产线。在在煤2工作面停产产前就应该在在一采区下组组煤中装备煤煤5、煤6、煤7工作面。选选用小采高采采煤机装备二二个普采工作作面与还在回回采的煤3综放工作面面配采，完成成180万吨的年产产量。如果遇遇有走向短的的的块段可以以布置炮采面面配采。经过接替排队计算算，矿井保持持3个工作面（综综放面一直保保持生产），在13～15年年内一直可以维持180万吨的年产量。在以后的生产中可能会出现二个采区同时生产，工作面需4～5个（包括炮采面）。仍可保持180万吨/年的均衡生产。（六）工作面顶板板管理根据地质资料分析析，煤2层和煤3层顶板均为为页岩、砂质质页岩及砂岩岩，岩性较软软，稳定性较较差，因此顶顶板可实行一一次垮落法，随随采随落。（七）生产中主要要材料消耗（主主要用于掘进进）炸药：2300kkg/万t（煤）雷管：3800发发/万t（煤）钢材：3.5t//万t（煤）木材：18m3//万t（煤）（包包括炮采工作作面用料）水泥：4.2t//万t（煤）二、工作面装备（三三机配套选型型）本矿井为大型矿井井，应按照高高产高效现代代化矿井管理理，才能保证证企业的生产产效益和矿井井的生产安全全。因此井下下综采面“三机配套”的合理性尤尤为重要。为为了实现综采采工作面高产产、高效和安安全生产，要要求采煤机、刮刮板运输机和和自移式液压压支架之间，在在工作空间尺尺寸、参参必配良性（一）采煤机1、煤2层工作面一采区（首采区）煤煤层厚度为1.9-22.5m，平均为2.2m，煤层倾角角平均为24°，煤层属于于中等硬度（f≤2.5），煤层夹夹矸厚度为0-0.551m，一般为页页岩、炭质页页岩。根据煤2的赋存条条件和夹矸情情况，设计中中选择了MG375－W型双滚筒采采煤机。采高高1.8-33.6m，截深0.6m，适应倾角<35°，电机功率375kW，见特征表表4-1-11。2、煤3层工作面煤3层厚度3.5-110.2m，平均8.4m，煤层倾角角平均为21°，煤层夹矸矸厚度为0-1.22m，岩性为页页岩、炭质页页岩及粘土页页岩。煤3层采用综采放顶煤煤工艺，工作作面采煤机选选择MG3000AW1型双滚筒采采煤机。采高高1.5-33.0m，截深0.6m，适应倾角≤35°，电机功率300kW。见特征表表3-1-1。采煤机技术特征表表3-1-1采煤机型号采高（m）适应倾角（度）截深（m）牵引速度（m/min）电机功率（KW）最大拆件重量（t）总重（t）MG375-W<350.60-6.13757.535MG300AW11≤350.60-63008.034（二）工作面支护护设备煤2与煤3层顶、底板板岩性情况、煤煤层硬度和采采煤方法不同同，因此工作作面支架选型型不同。由于于煤质很软，尤尤其是煤3极软，顶板板不稳定，因因此支护设备备选用了比较较大的初撑力力和对底板比比压大的自移移式液压支架架。1、煤2层工作面煤2层工作面为综采工工作面，煤层层为中厚煤层层，可选择的的液压支架有有ZZ40000/17//35型、ZZ56000/17//35型。第一种种支架支撑高高度、适应煤煤层倾角符合合，重量也较较小，但工作作阻力较小，不不适合该煤层层的支撑强度度要求；第二二种支架工作作阻力符合该该煤层的支撑撑强度要求，适适应煤层倾角角范围较大，只只是重量较第第一种大。经经分析比选，该该工作面选用用ZZ56000/17//35型液压支架架。端头支架架选用PDZ型，技术特特征见表4--1-2。2、煤3层工作面煤3层工作面为综放工工作面，煤层层为厚煤层，该该煤层煤质极极软，煤层顶顶底板不稳定定，支护难度度较大，因此此该工作面可可选择的液压压支架有ZFS40000/155/32型和ZFSB33200/116/28型。第一种种支架工作阻阻力较大，适适应倾角和厚厚度范围较大大，只是重量量较大；第二二种支架工作作阻力相对较较小，适应煤煤层厚度和倾倾角比较适应应该煤层，重重量也较小。但但主要考虑其其工作阻力大大小，该工作作面选用ZFS40000/155/32型液压支架架。端头支架架选用PDZ型，技术特特征见表3-1-2。表3-1-2液压支架技术特征表支架名称支架型号支撑高度（m）工作阻力（KN）支护强度（Mpa）底板比压（Mpa）适应倾角（度）移动步距（mm）重量（t）中部支架ZZ5600/117/3556000.842.38≤3080016.3ZFS4000//15/32240640.701.43≤2580016.0端头支架PDZ90000.510.64≤3033.6（三）工作面运输输设备煤2层工作产量低，选选用SGD-7764/2664型可弯曲刮刮板运输机，小小时运量为700t，电机功率率为2×1322kW。煤3层工作面产产量大，且为为前后刮板输输送机，前溜溜选用SGZ-7730/3220型，小时运运量为700t，电机功率率为2×1600kW；后溜选用SGZ-7764/4000型，小时运运量为900t，电机功率率为2×2000kW。（四）其他设备综采工作面其他设设备的配备见见表3-1-3及表表3-1-4。第二节采区布布置一、首采区的选择择矿井投产时，首采采区选择在可可利用井筒作作为采区上山山道，而且距距地面最浅的的一采区。一一采区的勘探探程度高，储储量可靠，地地质构造最简简单，煤层赋赋存条件好，倾倾角为17°～24°。共含六层层可采煤层，其其中煤2层平均厚为2.2m左右，煤3平均厚为8.4m左右，煤5层平均厚为1.3m，煤6层平均厚为1.2m左右，煤7层平均厚为1.7m左右，煤8层平均厚为1.2m左右。煤层层间距在2—34.8m之间。一采区走向长约22500m左右，倾斜斜宽约385m，一采区可可采储量为1918..8万吨，采区区能力确定为为180万吨/年，可采期期为8.2年。二、采区巷道布置置根据矿井开拓方式式和采煤方法法的选择，采采区巷道布置置有两种布置置方案可供选选择。（一）单巷布置（机机、轨合一）采采区胶带与轨轨道运输布置置在同一条石石门和顺槽中中，这样一来来可节省巷道道工程量，管管理也相对集集中。但存在在的问题是，由由于胶带巷中中的风速受到到限制（一般般≤4.0m/s），断面要要求大，支护护困难，煤层层薄时破底岩岩石量也大，不不适合综掘组组快速掘进，工工期相对要长长。另外，在在生产中，巷巷道中的轨道道上经常停满满了装备采煤设备备的车辆，严严重影响了生生产中的设备备更换和检修修时的材料运运输，而且由由于设备多、运输濒繁，安安全方面也存存在许多隐患患。（二）双巷布置（机机、轨分设）采区中的轨道运输输石门、顺槽槽与胶带运输输石门、顺槽槽分巷设置。可可实行并联通通风，过风能能力大，单巷巷的断面可缩缩小，中、厚厚煤层可不破破顶、底岩石石，全断面可可实施综掘施施工，速度快快，工期短。另另外，下顺槽槽（轨道巷）可可作为下个回回采区段工作作面的回风顺顺槽，为连续续牵引绞车运运输提供了方方便（不用重重新铺轨）。由由于分巷运输输，使主运输输和辅助运输输互不干涉，运运输能力大，但但下顺槽需要要维护。经过过分析比较，设设计认为，双双巷方案虽然然工程量大，但但都是煤巷，而而单巷布置基基本上为半煤煤岩巷，掘进进速度不高，而而且由于下顺顺槽可作为下下区段的回风风顺槽。可少少掘一条回风风顺槽，相比比之下工程量量相当。因此此设计中推荐荐双巷布置形形式。双巷布置中，上巷巷作为胶带运运输巷，下巷巷作为轨道运运输巷（辅助助运输），上上、下巷煤柱柱宽约15m，每50m，连通一次次，作为两巷巷之间的联络络通道。第三节巷道掘掘进一、主要巷道断面面及支护形式式井巷断面的选择主主要是考虑运运输设备的布布置需要，大大件运输空间间要求，进、回回风的风速限限制、管路、电电缆敷设要求求和行人等因因素确定。本矿为机械化生产产井，井下设设备较大，而而且瓦斯含量量较高，通风风量也大，因因此主要井巷巷的断面选择择都比较大，对对支护要求比比较严，施工工中应加以注注意。根据地质资料，并并结合勘探报报告中对含煤煤地层的工程程地质论述，井井筒部分采用用两种不同的的支护方法。本本区为7度地震带,主斜井井颈颈部分按8度设防采用用钢筋砼支护护，井筒部分分采用锚喷支支护。井下岩岩石巷道主要要采用锚喷支支护，煤巷（主主要是顺槽）采采用U型钢+网支护。二、井巷掘进进度度指标根据国家有关规定定的数额和本本井掘进设备备的配备程度度，并结合本本地区实际施施工的掘进速速度，本矿井井设计掘进指指标确定如下下：斜井井颈明槽施工工：25m/月（钢筋砼砼现浇）斜井井颈巷道施工工：60m/月（钻、爆爆法，钢筋砼砼浇筑）斜井井筒（进入基基岩）：100m/月（钻、爆爆法，锚喷支支护）岩石平巷：1200m/月（钻、爆爆法，锚喷支支护）煤层斜巷：2000m/月（综掘）煤层平巷：4000m/月（综掘）硐室工程（岩石）：600m3/月（钻爆法）三、掘进组数量与与设备配备为了能够长期保持持矿井在生产产过程中的采采、掘协调，必必须配备与生生产相适应的的掘进组。只只有提前掘好好准备工程才才能保证矿井井的均衡生产产。各采区为多煤层联联合布置，大大部分煤层为为中厚煤层，一一个工作面满满足不了矿井井生产能力的的要求，必须须设置二个工工作面同时回回采。根据采采区巷道的布布置，二个工工作面需要有有六条煤层顺顺槽配合，因因此煤巷的掘掘进工程量比比较大，必须须加快进度。设设计中配备了了二个综合机机械化掘进组组以保证煤巷巷工程量的完完成。在回采过程中岩巷巷工程量较大大（各回采阶阶段的石门和和中巷掘进，以以及采区回风风上山的掘进进），因此设设计中配备了了二个岩巷普普掘组，以保保证岩巷工程程量完成。矿矿井采、掘比比为2：4，即用4个掘进组来来保证2个综采面的的正常接替。煤巷掘进组主要配配备了AM-50型掘进机，运运输胶带机、探探水钻（煤、岩岩巷共用）等等设备，详见见表3-3-1及表表3-3-2。四、矿井设计移交交井巷工程量量及“三量”（一）井巷工程量量矿井移交生产时应应完成的井巷巷工程总量为为227566m。其中岩巷巷为115199m，煤巷为112400m，可回收基基建煤15.4万吨。巷道道万吨掘进率率为126.44m/万t，预计正常常生产时的矸矸石率为5%左右。各类类井巷工程量量见表3-3-3。表3-3-3井巷工程程数量汇总表表序号项目名称掘进长度（m）掘进体积(m3))煤巷岩巷煤巷岩巷1井筒=SUM(ABOVE)3475531632井底车场及硐室1178126723主要大巷及上山1997247734采区巷道10940466999989575655大临工程300200235812605合计=SUM(ABOVE)1124011519=SUM(ABOVE)1023471494336总计22759251780（二）三个煤量移移交1、开拓煤量：19918.8万t（可采量），可可采8.2年。2、准备煤量：8884.4万t，可采3.8年。3、回采煤量：3553.8万t，可采1.5年。第四章通风和安全第一节概况一、邻近矿井及本本井田瓦斯情情况据精查报告采集瓦瓦斯样分析和和2005年5月由内蒙古古自治区第八八地质矿产堪堪察开发院进进行的复核工工作中对现生生产矿井瓦斯斯调查，该区区矿井属高沼沼气矿井，且且H2S气体含量较较高，随煤层层赋存深度的的增加，沼气气含量还会增增加。所以在在本次设计中中按高瓦斯矿矿井配备和管管理。二、煤尘 本区为为中等变质程程度煤，节理理及内生裂隙隙发育，易破破碎成粉状（主主要是煤3），加之该该区地下水贫贫乏（煤层含含水量﹤2％），采掘掘过程中均易易产生煤尘。煤煤尘经取样试试验皆有爆炸炸的可能性，故故在采掘中特特别是开采浅浅部煤层时应应特别注意防防尘、防爆工工作。三、自燃本区内煤为不易自自燃煤层，发发火期为18个月，但本本区内煤层有有自燃发火的的历史，在以以后的开采中中应注意采后后长时间采空空区的自燃发发火有可能会会影响邻近采采区和回采阶阶段内的煤层层，应采取防防灭火措施。四、地温经钻孔资料测试分分析，井田内内无地温异常常区，井下温温度一般为19℃。建议矿山山开采时在采采深1200m以下测量地地温。五、煤与瓦斯突出出情况根据现有资料分析析，井田内不不存在煤与瓦瓦斯突出和冲冲击地压现象象，但应密切切注意断层内内的瓦斯和水水的突出。第二节矿井通通风一、通风方式、通通风系统本矿井井田面积较较大，煤层赋赋存情况稳定定，为多煤层层联合开采，根根据采区划分分（六个采区区）情况，考考虑了六种通通风方式，即即中央并列式式、中央分列列式、对角式式、边界分区区式、中央分分列式与分区区式（或对角角式）结合的的混合通风方方式。经过比比较，本矿井井选择了中央央分列式与分分区式（或对对角式）相结结合的混合通通风系统。即即矿井井下一一、三、五采采区采用中央央分列式通风风，矿井井下下二、四、六六采区采用分分区式（或对对角式）通风风。矿井通风风方式为机械械抽出式。二、风井矿井一、三、五采采区生产时主主斜井、副斜斜井兼做进风风井，斜风井井专门用于回回风；矿井二二、四、六采采区生产时，主主斜井、副斜斜井兼做进风风井，北风井井专门用于回回风。矿井生产前、中期期，斜风井通风服服务于一、三三、五采区，服服务年限约23a；后期北风风井通风服务务于二、四、六六采区，服务务年限约14a。注：四、五、六采采区生产能力力为90万吨/年，因此有有同时生产时时期，斜风井和北风风井也同时回回风。三、掘进通风及硐硐室通风矿井移交生产时配配备两个煤巷巷掘进组，两两个岩巷掘进进组。煤、岩岩巷掘进面均均为局扇压入入式扩散通风风，煤巷掘进进头和岩巷掘掘进头通过中中部回风上山山独立回风。充电硐室、变电所所及爆炸材料料发放硐室采采用独立回风风，其它硐室室均构成完整整的通风系统统。四、矿井风量根据《煤矿安全规规程》第103条规定，矿矿井总风量计计算如下：按井下同时工作的的最多