湖北省长阳县资秋镇某煤矿矿井初步设计

摘要

长阳县茶园坪煤炭有限责任公司茶园坪煤矿位于湖北省长阳县资秋镇境内，

企业为股份制小型企业。

本矿井位于中低山地区，矿区地表高差变化大，最低处在井田范围中部的天

池河底，标高+206m,地形最高处在矿区西南角，标高+1330.6m,相对高差U624.m。

矿区内没有发现断层，褶皱等影响开采的地质构造，地质构造简单，主要开采二

叠系上统龙潭煤组煤层，煤层走向近东西，方位角为90—270。；倾向方位角0°,

走向长度约3000m,斜长平均924m,煤层倾角在25°以上，+450m以上平均倾角

44°o煤层平均厚度0.52m。煤层瓦斯相对涌出量1.3m3/t,绝对瓦斯涌出量为0.6

m3/min,属于低瓦斯矿井。矿井面积2.72km2,开采深度+200m〜+900m,煤层可

采储量为166.56万吨，矿井设计生产能力9万吨/年，矿井服务年限14年。采用

阶梯平恫上山开拓，单一走向长壁式采煤法，炮采采煤工艺，双翼后退式上山开

采，年工作日330天，三八工作制，“两采一准”。

根据以上矿井煤层地质技术条件，进行茶园坪煤矿矿井初步设计。

关键词矿井初步设计龙潭煤组阶梯平爆爆破采煤工艺

单一走向长壁采煤法双翼后退式回采上山开采

ABSTRACT

ChayuanpincoalmineofChangyangcountyChayuanpingmineCo.Ltd.,a

smallprivatejoint-stockenterprise,isseatedinZiqiuTownshipChangyangCountyin

HubeiProvince.

Thismineislocatedinmid-lowregions,andsurfaceupsanddownschange

sharply.ThelowestplaceintheTianchilake'sbottomofthemineareaandth

elevationof+206m.Thehighestplaceinthecornerofthesouthwestandtheelevation

1330.6m.Heightdifferencebetweenthemis11624m.Withintheminingarea,

geologicalstructuresuchasdrapeandfaultwhichaffectmininghasn*tbeen

found.Basedonthesimplegeologicalconditions,minebedupperpermiansystem

LongtanFormationismainlymined;eastwesttrendabouttheminebed;azimuthof90

-270°,tendencyorientationof0°;trendlengthofnearly3000m;inclinedlengthof

924m;inclinedangleofabove25°;theaverageobliqueAngleofabove450mof44°.

Theaveragethicknessis0.52m.Relativegasemissionofthecoalbedis1.3m3/1,and

absolutegasflow-volumeis0.6m3/min,sotheminebelongstothelowerone.Mine

areaof2.72km3,miningdepthof+200m〜+900m,recoverablereservesofthemine

for1.6656milliontons,thedesignofmineproductioncapacityof9milliontons/year,

theservicelifeofcoalmineof18years.Usesladdertypegallerydevelopmentsystem

andwinningtothetopmethod,thesingletrendlongwallminingmethod,demolition

miningcraft,doublewingsretreatingtypedipheadingmining,workingdaysinone

yearof330days,three-shiftworkdaysystem/twominingandonebackworking”.

Accordingtotheaboveminecoalgeologyconditions,carryonthepreliminary

designfortheChayuanpingcoalmine.

KeywordMinepitpreliminarydesignLongtancoalgroupStepsand

laddersevencaveDemolitionminingcoalcraftSoletrendlongwellmining

coallawBiplanewingbacklashtypestoppingClimbsmountainsmining

刖百

采矿工程毕业设计是采矿工程专业全部教学进程中的最后一个环节，同时也

是对学生成绩的最终考核，其目的是使学生深入认识矿井各个生产系统和各个生

产环节之间的相互联系和制约关系，培养学生综合运用各门学科的理论知识，分

析和解决采矿工程技术问题的能力；培养和锻炼学生独立地进行学习和工作的能

力；培养学生搜集、整理、运用科技资料和生产技术经验的能力；进一步训练撰

写技术文件和绘制工程图件的基本技能。

矿井设计是一个涉及煤矿开采学、井巷工程、矿山机械、矿井通风与安全、

矿山环保等诸多技术科学的系统工程，虽然本次设计题目中存在•些理想化的条

件，但是通过这次设计，我已经基本掌握了矿井设计的方法和步骤，培养了搜集、

整理、运用科技资料和生产技术经验的能力，提高了撰写技术文件和解决实际问

题的能力。这些能力的培养对以后走上工作岗位做了良好的铺垫。

本次设计的参照矿井是茶园坪煤矿，设计之前，我在该矿进行了为期28天的

毕业实习，通过地面参观、听总工及各科室负责人作报告、参加科室实习及井下

生产实习，对矿井的情况有了一个比较全面的认识。本次设计就是在左家煤矿实

际地质条件的基础上，根据收集到的矿井生产图纸和数据，按照指导老师的要求

作了一些改动后，对矿井做的初步设计。其主要内容包括：矿区概况及井田地质

特征；矿井储量、年产量及服务年限；井田开拓；准备方式；矿井通风与安全技

术等五个方面。

本设计以《毕业设计论文大纲》为依据，按照《安全规程》的要求，经过查阅

相关资料和老师的精心指导而完成，由于本人知识结构的限制和设计能力有限，设

计中难免有不妥和错误之处，恳请审阅老师批评指正。

目录

前言.............................................2

目录.............................................3

1井田概况及地质特征...............................7

1.1井田概况...................................................7

1.1.1地理位置及交通.............................................7

1.1.2自然地理...................................................8

1.2地质特征...................................................8

1.2.1地层.......................................................8

1.2.2矿区构造..................................................10

1.3煤层及煤层底板岩性特征....................................10

1.3.1煤层......................................................10

1.3.2煤层顶底板岩性特征........................................10

1.3.3煤质及用途................................................11

1.3.4瓦斯煤层与自燃............................................11

1.3.5矿区水文地质特征..........................................12

1.3.5工程地质..................................................13

1.3.6环境地质..................................................13

1.3.7其它开采技术条件..........................................13

2井田储量年产量及服务年限........................14

2.1井田境界...................................................14

2.2储量.......................................................15

2.2.1矿井工业储量..............................................15

2.2.2矿井储量设计..............................................15

2.2.3矿井设计可采储量Zc...............................................................................15

2.3矿井设计生产能力及服务年限................................16

2.3.1矿井工作制度..............................................16

2.3.2矿井年产量及服务年限......................................16

3井田开拓........................................18

3.1概述.......................................................18

3.2井田开拓...................................................18

3.2.1影响开拓方式的因素........................................18

3.2.2方案的提出及技术经济分析..................................19

3.3井筒特征...................................................21

3.3.1井筒断面尺寸..............................................21

3.3.2井壁支护材料及井筒厚度....................................24

3.4井底车场及碉室.............................................25

3.4.1井底车场形式..............................................25

3.4.2线路总平面布置设计........................................25

3.4.3能力计算..................................................25

3.4.4确定井底车场主要巷道断面及胴室位置........................25

3.4.5井底车场总平面布置图......................................26

3.5开采顺序及采区、采煤工作面的配置...........................26

3.5.1开采顺序..................................................26

3.5.2保证年产量的同采采区数和工作面数..........................26

3.6井巷工程量和建井工期......................................29

4采煤方法........................................31

4.1采煤方法的选择............................................31

4.2采区巷道布置及生产系统....................................32

4.2.1采区走向长度的确定........................................32

4.2.2确定区段斜长及区段数目....................................32

4.2.3煤柱尺寸..................................................32

4.2.4采区上山的布置............................................34

4.2.5区段平巷的布置............................................35

4.2.6联络巷道的布置............................................36

4.2.7采区车场形式选择..........................................37

4.2.8采区碉室..................................................37

4.2.9采区千吨掘进率、采区掘进出煤率............................38

4.2.10采区巷道的掘进方法、设备数量及掘进工作面数目.............40

4.2.11采区生产系统.............................................41

4.3采煤工艺设计...............................................42

4.3.1爆破落煤..................................................42

4.3.2装煤与运煤................................................43

4.3.3工作面支护和采空区处理....................................43

4.3.3工作面循环作业方式及循环作业图表..........................44

5矿井通风与安全技术措施..........................46

5.1矿井通风系统的选择.........................................46

5.1.1选择矿井主扇的工作方法....................................46

5.1.2选择矿井通风方式..........................................47

5.2风量计算及风量分配.........................................47

5.2.1采煤工作面实际需风量......................................47

5.2.2掘进工作面所需风量........................................49

5.2.3洞室实际需风量............................................50

5.2.4矿井总需风量..............................................51

5.2.5风量分配..................................................51

5.3矿通风阻力计算.............................................52

5.3.1计算原则..................................................52

5.3.2计算方法..................................................53

5.3.3计算矿井总风阻力及总等积孔................................59

5.4扇风机选型................................................59

5.4.1选择主扇..................................................59

5.4.2选择电动机................................................60

5.5矿井安全技术措施..........................................61

5.5.1预防瓦斯爆炸的措施........................................61

5.5.2预防井下水突出的措施......................................62

5.5.3顶板事故的预防............................................63

5.5.4火灾事故的预防............................................63

5.5.5其它事故的预防............................................64

6矿山环保.......................................66

6.1矿山污染源概述............................................66

6.1.1大气污染..................................................66

6.1.2废水排放..................................................66

6.1.3固体废弃物排放............................................67

6.1.4噪声污染..................................................67

6.2矿山污染源的防治..........................................67

6.2.1矿山水污染的防治..........................................67

6.2.2矿渣利用..................................................67

6.2.3噪声的控制................................................68

6.3地表塌陷及生态保护措施....................................68

6.3.1地表塌陷的预防措施........................................68

6.3.2地表塌陷整治覆土..........................................68

6.3.3砰石回填塌陷区............................................69

结束语..........................................70

参考文献.......................................71

1井田概况及地质特征

1.1井田概况

1.1.1地理位置及交通

长阳茶园坪煤矿有限责任公司茶园坪煤矿位于长阳城县西150公里处，地处

资丘镇境内，距资丘镇约15km,距五峰县城35公里。距清江隔河岩库区4公里,

矿区中心地理座标为：东经110°35,23”,北纬30°23107",属民营矿山企业，

矿区有桃山至五峰的县级干线公路通过，直通隔河岩库区、长阳、五峰等地，矿

山在隔河岩库区建有煤炭专用码头，水陆交通运输方便。

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刘家场镇

图1一1一1交通位置图

1.1.2自然地理

矿区属鄂西中低山区，区内地形复杂，切割深度大，总体上呈南北向“V”字

形发育，局部形成陡岩。矿区内最低处位于天池河，海拔标高+206m,最高处位于

矿区北西部山顶，海拔标高1330.6m,相对高差1124.6m,区内气候受地势影响，

春秋多云雾，夏日凉爽，六〜八月最高气温达40°C,元月最低气温-12°Co降雨

多集中在六、七、八三个月，年平均降雨量1288毫米，最大降雨量1520.6mm,

年平均蒸发量1380mm。相对湿度76%年最高气温40C,最低气温-12C,年平均

16.4C最大积雪厚度30cm,积雪期在11月至翌年2月，5〜9月份为雨季，阴雨天

约占45%,全年冰冻期90天〜120天；主导风向为东北风，一般为2.2〜6级，最

大风力6〜7级，属南方亚热带温润气候区，矿区地震烈度为VI度，五级地震危险

区。

区内农业以玉米、马玲薯为主，经济作物为油菜、蔬菜等。区内有天池河，

为常年流水，水质清澈，可作为生产及生活用水。经农网改造后，区内现已引入

10KV/0.38KV电源。

1.2地质特征

1.2.1地层

矿区地层从三迭系大冶组至下二迭系茅口组均有不同程度的出露及第四系，

由新到老简述如下：

第四系残坡积层:为灰黄色粉质粘土夹碎石，结构松散，碎石成份主要为砂岩、

灰岩，碎块呈棱角状，该层厚0-5m不等。

大冶群（T1）：上部为浅灰色薄层状夹厚层状细晶灰岩，中部为灰色中厚层状

石灰岩，下部为浅灰色薄层板状灰岩夹薄层状黄黑色页岩，在灰岩中有清晰的水

平层理，厚度300米。

上二迭大隆组（P27灰黑色薄层状燧石层夹钙质页岩及炭质页岩，含假提罗

菊石。厚度2~5米。

上二迭系长兴组（P2?）：为浅灰色中厚层状含燧石灰岩，上部和下部为薄层灰

岩与燧石互层，底部中厚层状灰岩与钙质页岩互层。厚度大于150米。

图1—2—1地层综合柱状图

上二迭系龙潭煤组（P2?）：上部为浅灰色页岩，含动物介壳，中部煤层厚0.1

2.5米，下部为灰黄色块状粘土岩及白色粉砂岩。厚度1〜3米。

上二迭系孤峰组（P2”：上部为灰黑色钙质页岩、炭质页岩、泥灰岩，下部分

黑色薄层条带状燧石灰岩夹页岩。厚度45米以上。

1.2.2矿区构造

矿区大地构造单元属于杨子准地台，鄂湘黔台褶带，长阳鹤峰褶皱轴，区内

构造骨架定型于侏罗纪末的燕山运动，以褶皱为主，断层不太发育。

矿区内地层总体上呈近东西走向，倾向北的单斜构造，倾角15°〜50°井田

范围内暂未发现较大的断裂构造，矿区内地质构造属简单类型。

1.3煤层及煤层底板岩性特征

1.3.1煤层

矿区内含煤地层为有二迭系下统马鞍煤系和二迭系上统龙潭煤系。马鞍煤系

上部多由石英砂岩夹炭质泥岩、含煤条带所组成，往上逐渐过渡为以煤层和炭质

泥岩为主的泥岩沼泽相沉积，与上覆地层呈整合接触，本矿区马鞍煤系不发育。

龙潭煤系地层由泥岩、钙质泥岩、炭质泥岩、粉砂岩及煤组成，本区煤层发育较

好。其露头在+206m以上均出露于地表，露头线走向北东。出露地表部分煤层风

化。平均风化深度为15〜20m。

设计方案中，矿井拟开采二迭系上统龙潭煤系，煤厚0.3〜0.6m,平均厚0.52

m0煤层厚度变化不大，较稳定，结构简单，呈似层状产出。属结构较单一较稳

定的煤层。

表1-3-1龙潭煤系煤层特征

含煤地层煤层编号结构可采性视密度顶底板岩性

二叠系上统龙潭煤系简单局部可采1.6t/m3泥岩、灰岩

1.3.2煤层顶底板岩性特征

该煤层的直接顶板为深灰色岩质泥岩和灰岩、底板为浅色、灰色泥岩，老顶

顶板岩石抗压强度较大，易于支护，但在裂隙发育带、挤压破碎带和断裂带，岩

石较破碎，应加强支护，底板泥岩属次坚硬岩石，物理性能不稳定，会发生底鼓

现象。

1.3.3煤质及用途

矿区煤层类型为条带状半亮煤，块状宏观煤岩类型为以半亮型为主、暗淡一

玻璃光泽，具贝壳状或阶梯状断口。煤的变质程度为低灰低硫无烟煤。

原煤固定碳77%、灰分11.5%、挥发分9.3%、全硫1%、水分1.4%,发热量23.0〜

26.34MJ/kg。根据国家标准GB5751-86《中国煤炭分类》标准分类，本矿区煤质牌

号为低灰、低硫、中高〜高热值无烟煤，可供民用和动力用煤。

表1—3—2煤的工业分析

水挥粘胶

煤发热量

分发硫灰熔结质灰

含煤层^古1定MJ/煤

(性分点指分

地以编碳Fckg种

M(VStdSTC数厚Ad

号Qgrd

)%)%G度

龙

二叠无

潭23.0-26

系上1.49.3<177.8>1500烟11.5

煤.34

统煤

系

1.3.4瓦斯煤层与自燃

该矿现开采二迭系龙潭组煤层，邻近矿井均开采龙潭煤层，一般瓦斯相对涌出

量较低，为0.8m3/t。据宜昌天安公司二00三年对生产井鉴定结果，本矿及邻近

矿井均为低瓦斯矿井。

该煤层燃点高，不易氧化，在老窑采空、废弃巷道的残留煤柱以及煤场堆积

的商品煤，均未发生煤的自燃发火现象。本矿区煤层暂按不易自燃发火型对待。

1.3.5矿区水文地质特征

(1)含水层与隔水层

含水层：上二叠长兴灰岩段裂隙水含水层，由灰色硅质灰岩，灰〜深灰色厚

层状灰岩，灰〜深灰色薄〜中厚层状含生物碎屑泥质灰岩组成，常含燧石团块或

条带，由于该层下伏地层为龙潭组含煤段隔水岩组及茅口组上段隔水层，所以地

下水主要从本层灰岩中排泄。

大冶组中段灰岩裂隙溶洞水含水层，为灰色薄〜中厚层状石灰岩，间夹泥质

薄膜，在全区广泛出露，大量吸收大气降水。

大冶组上段灰岩裂隙溶洞水含水层，为浅灰〜灰色中厚层状细晶灰岩，本层

出露较广泛，岩溶发育。

隔水层：龙潭组含煤段隔水岩组：由灰色粉砂质泥岩、煤层、炭质泥岩、粘

土岩，灰〜灰绿色岩屑砂岩组成，厚1〜3米，隔水性较好。

大冶组下段隔水层：为灰黄色粉砂质泥岩、钙质泥岩及页岩，局部夹浅灰色

薄层状泥灰岩，地下水受该层阻隔作用而出露地下降泉，说明该层隔水性较好。

(2)地下水补给、迳流、排泄条件

区内水系不发育，地表水与地下水来源均靠大气降水，地表水排泄条件极佳,

地下水迳流排泄条件较好，大部分雨水由地表沟谷汇入天池河注入清江。

地层总体上为向北〜北西倾斜的单斜构造，地下水主要靠大气降水补给，据

调查资料，地下水流向与岩层倾向一致，地下水迳流条件较好，雨后部分降水通

过漏斗、岩溶裂隙、构造裂隙、风化裂隙渗入地下。

(3)矿区水文地质类型

天池河流经矿区，最高洪水位为+208m,地表水来源靠大气降水，雨天地表水

向天池河汇集，并向北注入清江，地表水迳流条件尚佳。

(4)矿井涌水量

本矿区开采+200m标高以上煤层，位于当地侵蚀基准面以上，地下充水水源

主要来自于大气降水，煤矿充水水源主要为顶板裂隙水，矿井涌水量般为5m3/d,

最大涌水量10m3/d

综上所述，水文地质条件属简单类型。

1.3.5工程地质

本区分布有两类工程地质岩组，一是层状碳酸盐岩类；二是层状碎屑岩类；

另一类为松散砂砾石岩土类，简述如下：

层状碳酸盐岩类：矿山分布的吴家坪组灰岩段(PqD属此类岩类，岩石呈刚

性、坚硬，其组成悬崖的临空面，各类结构面发育，岩溶、溶蚀裂隙、裂隙发育,

并可产生危岩体及崩塌体。此类岩覆盖于龙潭煤系地层之上。

松散砂砾石岩土类：此岩类分布于沟谷、斜坡或平坦地带的第四系，包括滑

坡带的松散堆积物，厚度不大，可覆盖于各岩类之上

1.3.6环境地质

本矿区原生地质环境较好，地形地质及水文地质情况简单，地质构造不发育,

无有害元素、放射性等影响人身安全的因素。

由于该区开采范围较小，次生地质环境不明显。暂未发现明显的滑坡、危岩、

崩塌等地质灾害现象，但矿山在开采过程中要对上述地质现象进行详细调查评价,

以确保矿山安全。

13.7其它开采技术条件

(1)生产井开采情况

矿井煤层开采采用走向壁式采煤方法，放炮落煤，掘进巷道及工作面采用木

支护顶板，顶板好时为裸巷，破碎时则加密支护。采空区顶板管理采用充填法法,

工作面采用木支护，支柱间距一般l~L2m,顶板破碎地方采用肝石砌垛支护和适

当留煤柱。

(2)煤层顶底板岩性特征和力学性质

该煤层的直接顶板为深灰色岩质泥岩和灰岩、底板为浅色、灰色泥岩，老顶

顶板岩石抗压强度较大，易于支护，但在裂隙发育带、挤压破碎带，岩石较破碎,

应加强支护，底板泥岩属次坚硬岩石，物理性能不稳定，会发生底鼓现象。

2井田储量年产量及服务年限

2.1井田境界

井田境界以国土资源部门核定的矿区范围为法定境界依据，走向长度3千米,

平均倾斜长度0.924千米矿区面积约2.772平方公里。开采标高+200〜+800m。

该矿四界范围如下表

表2—2—1拐点坐标表

点号

XY

1336165037459990

2336165037459000

3336300037459000

4336300037460400

5336340037462000

6336250037462000

7336250037460250

2.2储量

2.2.1矿井工业储量

表2—2—2矿井工业储量汇总表

块段面积1倾角1厚度1视密度储量级别矿井总储量A+BA+B占A+B占第

ABC西总总一水平

东

1178200290.521.414.83

2137133290.521.411.41

3268694290.541.612.56

4210357310.451.415.64

586329300.351.44.8899.59

6112875300.351.66.39

726546300.351.41.5

8138440420.351.410.43

9121114420.41.49.13

197.284.5242.8641.7

10112793401.11.422.7

1118211400.481.41.8

1294582401.11.419.01

1613417530.541.41.69

171745530.541.40.22

1847441530.541.45.96

2.2.2矿井储量设计

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

地面建筑物需要留设的保护煤柱等永久性煤柱损失量后的储量。

井田范围内未发现断层，流经井田中央有一河流，河流未压井田内煤，井田

范围内没有压煤集中民房，没有铁路等构筑物压煤，井田边界留设20m保护煤柱。

则井田边界损失量Zj=SjX20X0.5X1.4

=8380X20X0.5X1.4

=11.7320（万t）

设计储量Zs=Zg-Zj=197.2-11.732=185.468（万。

2.2.3矿井设计可采储量Zc

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

柱量后乘以采区采出率的储量。

工业场地布置在煤层露头外，未压煤。矿井东西两翼拟采用独立的开拓系统,

均用平胴上山开拓，平雨及上山煤柱尺寸为：在巷道两侧留20m护巷煤柱。

表2—2—3矿井井下主要巷道及上、下山保护煤柱量

东翼上山煤柱西翼大巷煤柱西翼上山煤柱量

合计万t东翼大巷煤量t

量t量tt

18.912972598934102212972

所以，矿井可采储量Zc=(Zs-Zb)X采区采出率=(185.468-18.9)X0.85=141.1

（万t）

2.3矿井设计生产能力及服务年限

2.3.1矿井工作制度

矿井年工作日按330天计算，每日三班作业，每班8小时，工作面“两采一

准”。

2.3.2矿井年产量及服务年限

表2—2—4矿井设计生产能力主要有以下三种井型:

井型设计生产能力(MT/A)

1.21.51.82.43.04.05.06.0及

大型

以上

中型0.450.600.90

小型0.090.150.210.30

根据矿井实际情况，矿井设计年生产能力9万吨/a。

矿井服务年限T

ZK“I」…

A•K9x1.3

式中：T一矿井设计服务年限，a；ZK一矿井可采储量，万t

A一矿井设计年产量，万t；K一储量备用系数，取1.3

所以矿井服务年限为12年。

3井田开拓

3.1概述

井田内为一单斜构造，呈半隐蔽式煤田。煤系地层被吴家坪组、大隆组、大

冶组及第四系覆盖，厚度几十米到一千米，井田范围内沟谷切割深度大，地形最

低处海拔标高+206m,最高处+1330.6m,相对高差+1124.6m而煤层赋存在

+100~+900m标高，煤层露头出露地表，煤层倾角变化大，西翼从+200~+450较为

平缓，25°-30°,+450~800m为45°左右；东翼普遍在40°以上，影响开拓方

式的主要因素为当地地形及煤层赋存条件。

生产矿井情况：井田为平洞开拓方式。主平碉位于+212水平标高。承担运煤,

进风，供电，排水，行人等任务；+318平碉为副井，承担进风，排水，行人，运

料等任务；+390为风井平洞，作矿井总回风巷。

根据当地地形地貌特点，结合煤层赋存条件，生产矿井生产采区巷道布置合

理，整个矿井用阶梯平胴开拓较适宜。

3.2井田开拓

3.2.1影响开拓方式的因素

(1)井田内划分原则：

井田划分阶段时，阶段要有合理的斜长，以便于运输、通风、巷道维护等。

上山采用输送机时，辅助提升一般采用一段单钩串车提升，绞车滚筒直径一般不

大于1.6米。根据绞车缠绳量、阶段斜长一般不超过800m。对煤层赋存条件好、

生产能力较大的采用滚筒直径2.0米绞车，有效提升距离可达900余米。根据以上

分析，阶段垂高一般可按下列范围确定：缓斜、倾斜阶段垂高为150~200m,急斜

煤层100~150m,倾角16°及以下煤层、瓦斯含量低、涌水量小时，应采用上、下

山开采相结合的方式。

阶段内采区划分一般应考虑走向有无大的地质构造变化，如断层、无煤带、

倾角变化较大等，若有可利用这些地质变化带作为采区边界。在没有地质条件限

制时，应综合考虑技术经济的合理性，确定最优方案。一般采区走向长度可参照

下列数值确定：综采工作面单翼布置时，走向长度一般不小于1000m,双翼布置

时一般不小于2000m；高档普采的双翼采区，其走向长度一般为10007500；炮采

工作面，双翼采区走向长度一般为800~1000m。对于顶底板松软巷道难以维护，

地质构造复杂或自燃发火期短的煤层，以及装备水平低的小型矿井，采区走向长

度适当缩短。具体划分时，应使矿井初期开采的采区，尽量布置在井筒附近，应

优先考虑布置中央采区的可能性。采用胶带输送机斜井开拓时，初期中央采区上

山可利用主副、斜井，以减少井巷工程量；采区一般宜双翼布置。当受地质构造

限制，活在安全上有特殊要求时，也可布置单翼采区。综采工作面采区单翼布置

有利于跨上山或跨石门连续开采，以减少工作面搬家次数。

采区内要有合理的区段数目，以保证采区正常生产和工作面接替。

开采水平的数目、位置，应根据煤层赋存条件、阶段的划分、生产技术水平

和水平接替等因素综合考虑。

(2)井筒形式、数目及配置。应根据煤层赋存条件、地形、水文地质、冲积

层组成和厚度、井型、设备供应、施工条件等因素来考虑。

(3)运输大巷和总回风巷的布置及与煤层间的联系方式

主要运输大巷一般应布置在煤组地板岩石中，岩石运输大巷应布置在坚硬、

稳定、厚度较大的岩层中，如砂岩、石灰岩和砂质页岩等。当井田上部边界标高

不一致是，总回风巷可安不同标高分段设置，但分段不宜过多。

3.2.2方案的提出及技术经济分析

阶段划分

茶园坪煤矿开采+200~+800米标高的煤层，相对高差600米，+450米以下属

于缓斜煤层，+450~800属于倾斜煤层。可划分3~4个阶段。

阶段划分可按如下方式：

三阶段三水平：四阶段四水平：

第一阶段+200-400第一阶段+200~+350

第二阶段+400-+650第二阶段+350~+500

第三阶段+600-+900第三阶段+500-+650

第四阶段+650-+900

表3—2—1阶段主要技术参数表

阶段服务年限/A

区段区段区段采

划分阶段斜长水平实际出

数目/斜长出煤量/

数目/M煤量/万T

水平采区

个/M万T

/个

45085.839.52411321.5X4

331633.143.724798.3X4

27921.642.424695.4X4

33962.776.923113>0.9X3

29633.043.7239711.0X3

4

20814.381.623694.8X3

20415.821.823685.3X3

根据阶段参数综合分析，四阶段四水平所多布置的巷道利用率不高，上山服

务年限短，采用三阶段三水平更经济合理，所以决定用三阶段三水平。

（2）井口位置选择

方案一：开拓方式为平恫开拓方式。工业场地和主井布置在斜坡正下方的公

路上边，地形标高+212m,地形平坦，工业广场沿天池河边布置，面积大，占良田

面积小，进场公路为现有公路，离主干线公路约50m左右，肝石排场选择在工业

广场的南侧，排肝距离为100m。

主井口标高为+212m,沿着141°的方位角直行掘进，掘进160米时离煤层

15m,然后沿煤层掘进运输大巷。

方案二：将井口及工业场地选择在风响坪河边+220米标高，工业场地位于洼

沟南侧沿天池河边布置，不占良田，排肝场布置在洼沟南侧沿天池河边+215〜+220

标高。工业场地较开阔，场内建筑物依现有的公路布置，分区较明确，布局较合

理，进场公路需修矿山简易公路500米，距离主干线公路为+500米左右。

主井井口标高选择在+212米，从井口位置沿180的方位掘355m至设计的运输大

巷位置然后沿煤层底板距煤层10~15米向前掘进运输巷，巷道断面5.86m2,坡度

3%o承担进风、行人、运输任务。

井口工业场地位置方案优缺点比较：

方案一：进场简易公路短，维护费用低；过岩石巷工程量较小，建井工期较

短；建井初期，工业场地土石方量小，主要为填方，可解决井巷掘进的排渣问题;

井筒围岩较稳定；可利用部分社会公益设施，减少建设投资。但是工业场地上方

地形坡度较方案一陡；工业场地较方案一小，平整厂地工程量大。

方案二：工业场地上方地形坡度较方案一陡；给水管路较短；但是；较方案

一井巷掘进工程量大，建井投资大；地表堆积物厚，井筒围岩稳定程度稍低，支

护难度大；地形条件较差，工业场地布置土石方量较方案一大，基建投资大，矿

井生产营运费高。

经方案比较，方案一有利因素多于方案二，井口及工业广场选择方案一，结

合阶段划分的分析，井口选择方案一的基础上，选择采用三水平开拓整个矿井。

风井位置选择：由于煤层上下高差达600米，采用的是阶梯平碉开拓，煤层

露头均出露地表，为使井田开拓生产过程中通风及运料的方便，每一采区单独布

置一回风井，以+400、+650、+900分别为一、二、三采区回风平巷标高。

3.3井筒特征

3.3.1井筒断面尺寸

主井平胴主要用于运输，供电，行人，进风，排水压气等；风井平嗣担任通

风，行人，辅助运输等任务。

矿井运输选用It矿车，由牵引车牵引至地面储煤地点，主井筒一侧设人行道、

敷设压风压水管、排水坑，供电电缆，另一-侧敷设通讯、监控线路；风井敷设通

讯、监控线路。风井井筒敷设通讯、监控线路。按照《煤矿安全规程》及《煤炭

工业设计规范》的规定：主要运输大巷巷道净高度不得小于2.2米，其他巷道不

得小于1.8米，其中人行道侧不得小于800mm,非人行道侧不得小于300mm,

主井及风井及运输大巷均采用半圆拱断面形式，墙高取1600mm,拱高取

100