雞西礦業(yè)集團盛和煤礦1.5Mta新井設計

1、摘 要本設計礦井為雞西礦業(yè)集團盛和1.5Mt/a新井設計，共有4層可采煤層，分別為15、18、23和34-2，平均總厚度7.2m，煤層傾角為18，構(gòu)造條件簡單。煤的工業(yè)牌號為1/3焦煤，設計井田的可采儲量109.18Mt,服務年限為56a,本礦井設計采用雙立井方案開拓，劃分為三個水平，一個工作面達產(chǎn)。大巷采用10t架線式電機車牽引3t底卸式礦車運輸，采煤方法為走向長壁后退式采煤法，采煤工藝采用綜合機械化采煤工藝，工作面用刮板輸送機，區(qū)段運輸采用帶式輸送機。年工作日為330天，采用“四、六”式工作制，工作面長為180m，每刀進度為0.6m，每日割十二刀，提升用一對16t箕斗。關鍵詞：可采儲量 走

2、向長壁 分區(qū)抽出式全套圖紙，加AbstractThe task of this design is to construct a 1.5million tons new shaft for Jixi Ming Administration.This mine has four minable Coal Seam, and its average thickness is 7.2 meters, 15、18、23and 34-2,types of coal seam is 1/3 coking coal. Designed field of minable capacity is189milli

3、on tons. It can adapt for 90years, and is divided into three level.This mine shaft is applied to double indined shaft development method; Layout of gathing gallergand mining district eross heading; This level is divided into 8 mining districts and tow worked faces. 2 faces reach to ptoduce. With a p

4、air of concentration, big alley is arranged, big alley adopt the wiring type generator vehicle of 14t pull the base of 5t unload type mine vehicle transportation, with tape transportation oblique alley, connect every coal seam, the method of coal mining slope the wall of coal mining to incline.Adapt

5、 “theree-eight” work situation, work face is 180 meters length of circle is 0.6 meters, and times is 6 one day.key words： Recoverable reserves Trend grows arm The subarea draws out style緒 論 本設計礦井為雞西礦業(yè)集團盛和煤礦1.5Mt/a新井設計，其中包括了：開拓方式、采區(qū)巷道布置、采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)、采煤方法、井下運輸和礦井通風等?？梢哉f設計的知識囊括了大學四年所學，把各學科的獨立的知識有機的結(jié)合在一起，一步步地

6、形成一個礦井的雛形，真正的做到了承上啟下，首尾呼應。本著這樣的目的，我利用自己所掌握的知識及材料，完成了本次設計。雖然我已經(jīng)盡了自己最大的努力，但是其中一定還是很多的錯誤。所謂學海無涯，我會向老師們學習，不斷完善自己的知識，為能在煤炭行業(yè)作出成績而努力。摘 要IAbstractII緒 論III第1章 井田概況及地質(zhì)特征11.1 井田概況11.1.1 交通位置11.1.2 地形地勢11.1.3 氣象及地震情況11.1.4 水文地質(zhì)情況11.1.5 煤田開發(fā)史21.1.6 工農(nóng)業(yè)及原料供應狀況21.1.7 水源及電源21.2 地質(zhì)特征31.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)情況31.2.2 井田范圍內(nèi)和附近

7、的主要地質(zhì)構(gòu)造51.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征51.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征61.2.5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況61.2.6 沼氣、煤塵及煤的自燃性71.2.7 煤質(zhì)、牌號及用途71.3 勘探程度及可靠性8第2章 井田儲量92.1 井田境界92.1.1 確定井田境界的依據(jù)92.1.2 井田境界92.1.3 井田未來發(fā)展情況92.2 井田儲量92.2.1 井田儲量的計算92.2.2 保安煤柱102.2.3 儲量計算方法102.2.4 儲量計算的評價112.3 礦井工業(yè)制度 生產(chǎn)能力 服務年限112.3.1 礦井工作制度112.3.2 礦井生產(chǎn)能力的確定112.3.3 礦井服務年限的確定12

8、第3章 井田開拓133.1 概述133.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概況133.1.2 影響本設計礦井開拓方式的因素133.2 礦井開拓方案的選擇143.2.1 井筒形式和井筒位置143.2.2 開采水平的數(shù)目及標高173.2.3 開拓巷道的布置183.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述193.3.1 井筒形式和數(shù)目193.3.2 井筒位置及坐標193.3.3 水平數(shù)目及高度203.3.4 石門、大巷數(shù)目及布置203.3.5 井底車場的形式及選擇233.3.6 煤層群的聯(lián)系233.3.7 采區(qū)劃分233.4 井筒布置和施工243.4.1 井筒穿過的巖層性質(zhì)及井筒支護243.4.2 井筒布置及

9、裝備253.4.3 井筒延深意見283.5 井底車場及硐室283.5.1 井底車場形式的確定及論證283.5.2 井底車場布置 儲車線路 行車線路布置長度293.5.3 通過能力計算323.5.4 井底車場主要硐室333.6 開采順序333.6.1 沿井田走向的開采順序333.6.2 沿井田垂直方向的開采順序333.6.3 采區(qū)接續(xù)計劃343.6.4 “三量”控制情況34第4章 采區(qū)巷道布置及采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)364.1 概述364.1.1 采區(qū)位置 邊界 范圍364.1.2 采區(qū)地質(zhì)和煤質(zhì)情況364.1.3 采區(qū)生產(chǎn)能力 儲量及服務年限364.2 采區(qū)巷道布置374.2.1 區(qū)段劃分374.2.2

10、 采區(qū)上山布置384.2.3 采區(qū)車場布置384.2.4 煤倉形式 容量及支護454.2.5 采區(qū)硐室簡介464.2.6 采區(qū)工作面接續(xù)464.3 采區(qū)準備474.3.1 采區(qū)巷道的準備順序474.3.2 采區(qū)巷道的斷面圖及支護方式48第5章 采煤方法515.1 采煤方法的選擇515.1.1 采煤方法選擇的制約因素515.1.2 采煤方法選擇515.2 回采工藝515.2.1 回采工作面的工藝過程及使用的機械設備515.2.2 選擇采面循環(huán)方式和勞動組織形式53第6章 井下運輸和礦井提升556.1 礦井井下運輸556.1.1 運輸方式和運輸系統(tǒng)的確定556.1.2 礦車的選型及數(shù)量556.1.

11、3 采區(qū)運輸設備的選擇566.2 礦井提升系統(tǒng)576.2.1 礦井提升設備選擇及計算57第7章 礦井通風與安全607.1 礦井通風系統(tǒng)的確定607.1.1 概述607.2 風量計算與風量分配617.2.1 風量計算617.2.2礦井風量分配647.2.3 風量的調(diào)節(jié)方法與措施677.3 礦井通風阻力計算677.3.1 確定全礦井最大通風阻力和最小通風阻力67礦井等級孔的計算677.4 通風設備的選擇687.4.1 主扇的選擇計算687.4.2 電動機的選擇697.4.3 反風措施697.5 礦井安全生產(chǎn)措施707.5.1 預防瓦斯及煤塵爆炸707.5.2 火災與水患的預防707.5.3 其他事

12、故的預防707.5.4 避災路線及自救71第8章 礦井排水728.1 概述728.1.1 礦井水來源及涌水量728.1.2 對排水設備的要求728.2 礦井主要排水設備738.2.1 排水方式與排水系統(tǒng)簡介738.2.2 主排水設備及管路的選擇計算73第9章 技術經(jīng)濟指標76結(jié) 論78致 謝 辭79附 錄 80附 錄 83第1章 井田概況及地質(zhì)特征1.1 井田概況1.1.1 交通位置盛和礦位于黑龍江省雞西市滴道區(qū)境內(nèi)，其地理坐標為：東經(jīng): 13042201305131；北緯：451842452216。盛和的交通以鐵路、公路為骨干。有礦山鐵路專線與雞西站相連；公路通達雞西市。交通較為便利。詳見（

13、圖11）交通位置圖。1.1.2 地形地勢盛和礦區(qū)井田地表為丘陵起伏，整個地勢為東南高，西北低。最高標高為250.0m。1.1.3 氣象及地震情況盛和礦區(qū)屬于中溫帶大陸性氣候。年平均降水量為581mm。最高氣溫為36C，最低氣溫為35C，年平均氣溫3.5C。春季秋季多風，春夏之際以西南風為主冬季以西北風為主。最大風速為24m/s。盛和礦在史料中無地震發(fā)生過。1.1.4 水文地質(zhì)情況最大涌水量為140m/h最小涌水量為93.27m/h，市內(nèi)有河流，但距盛和煤礦較遠，沒有影響。圖11交通位置圖1.1.5 煤田開發(fā)史 盛和煤田為新近開發(fā)，無開發(fā)歷史。1.1.6 工農(nóng)業(yè)及原料供應狀況盛和井田周邊有農(nóng)田和

14、國有林地分布，可為礦區(qū)提供一部分農(nóng)產(chǎn)品及生產(chǎn)原料。礦井建設及生產(chǎn)所需設備可由附近廠家提供。1.1.7 水源及電源 盛和礦區(qū)水源來自開采地下水，能夠滿足生產(chǎn)與生活需要。生產(chǎn)與生活用電均來自雞西供電局。1.2 地質(zhì)特征1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)情況盛和礦區(qū)位于雞西盆地北部條帶東端地層，走向為EW，傾向為S,傾角為18。巖層多由細砂巖及中砂巖構(gòu)成。詳見(圖12)，煤層綜合柱狀圖。1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造盛和井田范圍內(nèi)的主要地質(zhì)構(gòu)造為斷層，有極少數(shù)的向斜和背斜。詳見(表11)，斷層特征表。表11 斷層特征表序號編號產(chǎn)狀性質(zhì)落差（m）控制程度備注傾向傾角1F9 N-S81逆斷層704

15、00控制可靠向南被F10截斷2 F10W-S52正斷層6001200基本可靠向東被F11截斷 3F11N-S76正斷層120500控制可靠 4F12S-E45正斷層150700控制可靠向東被F11截斷 5F30N-S50正斷層30300控制可靠1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征煤層賦存不太深，傾角在1722，詳見煤層賦存特征(表1-2)。表1-2 煤層賦存特征表煤層號煤層厚度煤層結(jié)構(gòu)層間距可采程度頂板巖性底板巖性15 2.1m 簡單25m 全層可采粉砂細砂粉砂18 1.7m 簡單全層可采粉-細砂粉細互層30m 23 1.5m 簡單全層可采中砂巖粉質(zhì)砂巖35m 34-2 1.9m 簡單全層可

16、采粉砂及粗沙巖中砂巖細紗巖1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征 本區(qū)內(nèi)巖性較細，主要由粉砂巖、細砂巖、粉細互層、中砂層及煤層組成，僅有較少的粗砂巖，含爍砂巖。煤層和巖層的物性差異均比較明顯，各巖層的密度差別較小，曲線在各種巖層反應平直煤層異常反應明顯，巖石硬度多數(shù)為中等硬度的砂巖類。1.2.5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況序號煤層號煤厚密度面積萬m2工業(yè)儲量/萬t最小最大平均1151.82.42.11.41142042202181.51.91.71.40143534173231.41.61.51.4314153030434-21.72.11.91.4014223819 地下水補給來源主要是大氣降水和沖積孔含水

17、層水，水力性質(zhì)呈潛水狀態(tài)，對淺部礦井充水造成良好條件。構(gòu)造裂隙含水帶：埋藏于風化裂隙含水量水帶之下，兩者為漸變過渡關系，呈承壓水，據(jù)簡易水文，抽水及礦井調(diào)查證實，此帶含水性弱，巖芯較為完整，在60m以上沖洗液消耗不大于0.35m3/h，以下則不大于0.15m3/h，隨著深度的增加涌水量則顯著減少。礦井涌水量一般為93.27m3/h，最大涌水量為140m3/h。1.2.6 沼氣、煤塵及煤的自燃性礦井瓦斯絕對涌出量為4.3m3/分，相對涌出量為4.6m3/噸，屬低瓦斯礦井。各煤層的煤塵爆炸指數(shù)在34%42%之間，屬有爆炸危險的礦井。根據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井的調(diào)查，該井田范圍內(nèi)的煤均屬低硫特低磷不易自燃煤層

18、。1.2.7 煤質(zhì)、牌號及用途本礦井煤屬低硫、低磷，中低灰分的焦煤和1/3焦煤，其中1/3焦煤占25.76%，發(fā)熱量一般在65007500大卡/千克。1. 物理性質(zhì)多為亮煤、半亮煤及半暗煤，水平層狀構(gòu)造，結(jié)構(gòu)致密、脆質(zhì)，垂直節(jié)理發(fā)育，玻璃光澤，距狀或平面斷口，鏡下多見凝膠化基質(zhì)，木質(zhì)鏡煤、絲炭，角質(zhì)化物質(zhì)較少，樹脂體少，透明基質(zhì)和形態(tài)分子含量略等，且發(fā)鮮紅色，形態(tài)分子結(jié)構(gòu)不歸整，鏡下可見無機物，有石英碎屑及菱鐵礦物等。比重在1.351.48g/cm3之間，摩氏硬度約22.5。2. 化學性質(zhì)及煤種煤質(zhì)變化規(guī)律符合希爾特定律： A揮發(fā)分隨著深度的增加而降低；B煤的變質(zhì)程度隨著深度的增加而提高。上部

19、的15，18為1/3焦煤，下部的23，34-2均為焦煤。3. 煤的工藝特性煤層屬中低灰份，灰份多為內(nèi)在灰份，系二氧化硅、氧化鐵等，氧化鎂、氧化鈣較少，故灰熔點可達1250以上。4. 用途一般作為配煤煉焦使用。1.3 勘探程度及可靠性 盛和礦井田范圍內(nèi)勘探已達到精查程度。勘探鉆探甲，乙孔率為88.4%，煤層甲、乙級層點率為87.8%，物探甲、乙級孔率和煤層層點率均為100%。經(jīng)綜合評定，本區(qū)勘探類型為二類二型中等。第2章 井田儲量2.1 井田境界2.1.1 確定井田境界的依據(jù)1. 以地理地形地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù)；2. 要適于選擇井筒位置安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物；3. 劃分的井田范圍要

20、為礦井發(fā)展留有空間；4. 井田要有合理的走向長度，以利于機械化程度的不斷提高。2.1.2 井田境界 根據(jù)上述原則結(jié)合盛和礦井田的實際情況,盛和井田境界確定為： 井田走向長度：3500多米 傾向長度： 5000多米 該井田東以F11斷層為界，西以F30斷層為界為采掘范圍。2.1.3 井田未來發(fā)展情況 煤礦開采技術水平的不斷提高、設備不斷的更新，井田內(nèi)探明儲量會越來越精確?？赡茉诟畈堪l(fā)現(xiàn)可采煤層。2.2 井田儲量2.2.1 井田儲量的計算 盛和井田范圍內(nèi)計算的煤層有15、18、23和34-2，各煤層儲量計算邊界與井田境界基本一致。礦井儲量是指礦井內(nèi)所埋藏的，具有工業(yè)價值的煤炭數(shù)量。它不僅包含著煤

21、炭在地下埋藏的數(shù)量，而且還表示煤炭的質(zhì)量，反映井田的勘探程度及開采技術條件。礦井儲量可分為礦井地質(zhì)儲量，礦井工業(yè)儲量和礦井可采儲量。 礦井工業(yè)儲量是指平衡表內(nèi)A+B+C級儲量的總和。礦井設計儲量是礦井工業(yè)儲量減去設計計算的斷層煤柱，井田境界煤柱和已有的地面建筑物，構(gòu)筑物需要留設的保護煤柱等永久煤柱損失量后的儲量。礦井可采儲量是指礦井設計儲量減去工業(yè)場地保護煤柱，礦井井下主要巷道及上山保護煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率的儲量。2.2.2 保安煤柱 為了安全生產(chǎn)，本設計礦井依據(jù)規(guī)程規(guī)定，留設保安煤柱如下：1. 各煤層在露頭處留設20m保安煤柱；2. 邊界斷層留設20m煤柱；3. 井田內(nèi)部斷層留設20m煤

22、柱；4. 河流兩側(cè)各留設20m煤柱；5. 地面留設50m煤柱。2.2.3 儲量計算方法1. 工業(yè)儲量計算計算公式如下：塊段儲量塊段面積平均傾角余割塊段平均厚度容重根據(jù)儲量諸圖，通過等高線塊段法計算本井田工業(yè)儲量為144.7百萬噸。各煤層工業(yè)儲量見（表21）可采煤層儲量計算總表。2. 可采儲量計算計算公式如下：K=(c -P) C 式中：K可采儲量，Mt； c工業(yè)儲量，Mt； P永久煤柱損失，Mt； C采區(qū)回采率。表21 可采煤層儲量表儲量15#18#23#34-2#工業(yè)儲量4220341730303819煤柱損失590.8478.4424.2406.4可采儲量3629238021112798回

23、采率0830.810.810.82回采要求：中厚煤層不應小于80%，薄煤層不應小于85%。經(jīng)各煤層可采儲量計算，匯總計算出本井田可采儲量為10918萬噸。2.2.4 儲量計算的評價 本設計礦井的各類儲量計算嚴格執(zhí)照有關規(guī)定執(zhí)行。由于技術水平所限，儲量的計算設計所得到的各種儲量與實際可能有一定誤差。2.3 礦井工業(yè)制度 生產(chǎn)能力 服務年限2.3.1 礦井工作制度盛和礦井年工作日確定為330d,礦井每日凈提升時間為18h采用四班六小時工作制制度。2.3.2 礦井生產(chǎn)能力的確定礦井生產(chǎn)能力的大小主要根據(jù)井田儲量、煤層賦存狀況、地質(zhì)條件等情況來確定，還應考慮當前及今后市場的需煤量。根據(jù)該井田的實際情況

24、，初步擬定了三種礦井年生產(chǎn)能力方案，具體如下：方案A：1.8Mt/a；方案B：1.5 Mt/a；方案C：1.2 Mt/a。上述三種方案，具體選擇哪一種，還應根據(jù)礦井服務年限來確定。2.3.3 礦井服務年限的確定礦井服務年限的計算公式如下：（）式中：礦井設計可采儲量，Mt； 生產(chǎn)能力， Mt/a； K礦井儲量備用系數(shù)，K.31.5；根據(jù)本設計礦井實際情況，K值取1.4。依據(jù)以上擬定的礦井生產(chǎn)能力，服務年限的確定現(xiàn)提出三種方案，具體如下：方案A：1.8 Mt/a （）10918（1801.4）=47a方案B：.5Mt/a （）=10918（1501.4）=56a方案C：1.2Mt/a （）=109

25、18（1201.4）=70a參照煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范規(guī)定，如（表2-3）方案B較合理，即：礦井生產(chǎn)能力：A1.5Mt/a，礦井服務年限T56a。表2-3礦井與水平服務年限 第一水平服務年限（a）礦井生產(chǎn)能力Mt/a礦井服務年限(a)煤層傾角小于250煤層傾角25-45煤層傾角大于453.0及以上60-70 30-35 1.2-1.4 50-6025-3020-2515-200.45-0.940-5020-2515-2010-15第3章 井田開拓3.1 概述3.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概況盛和礦與城子河礦臨近。3.1.2 影響本設計礦井開拓方式的因素根據(jù)精查報告確定的構(gòu)造困素，煤層

26、自然產(chǎn)狀，頂?shù)装鍡l件，地形及水文地質(zhì)條件，沖積層結(jié)構(gòu)等，其中煤層賦存深度和沖積層的水文地質(zhì)條件對開拓方式影響最大。盛和建設新井，首先要確定開拓方式，確定礦井的開拓方式要充分考慮多個主井工藝系統(tǒng)的機械化裝備水平，經(jīng)濟技術比較對礦井發(fā)展的影響因素，這些因素將決定新建礦井的經(jīng)濟效果。確定井田開拓方式的原則：1. 貫徹執(zhí)行有關煤炭工業(yè)的技術政策,為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低、效率高創(chuàng)造條件要使生產(chǎn)系統(tǒng)完善、有效、可靠，在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量，尢其是初期建設工程量，節(jié)約基建工程量，加快礦井建設；2. 合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失；3. 合理集中開拓布置，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避

27、免生產(chǎn)分散，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件；4. 必須慣徹執(zhí)行有關煤礦安全生產(chǎn)的有關規(guī)定。要建立完善的通風系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的條件，減少巷道維護量，使主要巷道經(jīng)常性保持良好狀態(tài)；5. 要適應當前國家的技術水平和設備供應情況，并為采用新技術，新工藝，發(fā)展采煤機械化，自動化創(chuàng)造條件。3.2 礦井開拓方案的選擇3.2.1 井筒形式和井筒位置1. 井筒形式的確定根據(jù)盛和礦井的地表及煤層等實際情況，平硐開拓方式技術上不合理，應直接否定?，F(xiàn)依據(jù)盛和礦井田的地形，地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦存等因素，提出三種井筒開拓方案，具體情況如下：方案 I 雙斜井開拓；方案II 雙立井開拓；方案III 主斜井副立井開拓。詳見開拓方案示意圖（3-1

28、）圖 3-1 開拓方案示意圖以上三種井筒開拓方案技術比較如下：（1）雙斜井開拓斜井有如下優(yōu)點： 井筒掘進技術和施工設備比較簡單，掘進速度快，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井底車場及硐室投資少。井筒裝備和地面建筑物少，不用大型提升設備，鋼材消耗量小。膠帶輸送機提升增產(chǎn)潛力大，改擴建比較方便，容易實現(xiàn)多水平生產(chǎn)，并能減少井下石門長度。缺點：在自然條件相同時，斜井要比立井長得多。圍巖不穩(wěn)固時，斜井井筒維護費用高，采用絞車提升時，提升速度低，能力小，鋼絲繩磨損嚴重，動力消耗大，提升費用高，當井田斜長較大時，采用多段絞車提升，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)復雜，更由于斜井較長，沿井筒敷設管路，電纜所需的管線長度較大。斜井通

29、風風路較長，對瓦斯涌出量大的大型礦井，斜井井筒斷面小，通風阻力過大，可能滿足不了通風的要求，不得不另開專用進風或回風的立井并兼做輔助提升。當表土為富含水的沖積層或流砂層時,斜井井筒掘進技術復雜,有時難以通過.。 適用條件 ：井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單，井筒不需要特殊施工的緩斜和傾斜煤層，一般可采用。技術評價：本井田一水平設在250水平標高，盛和礦井田賦存深度為+150m900m根據(jù)煤層的賦存情況可以采用雙斜井開拓，在技術上也是可行的。（2）立井開拓優(yōu)點：立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利。機械化程度高，易于自動控制。井筒為圓形斷面結(jié)構(gòu)合理，維護費用低

30、，有效斷面大通風條件好，管線短，人員升降速度快。缺點：與斜井優(yōu)點相對應。適用條件：煤層賦存深度2001000m，含水砂層厚度20400m,立井開拓的適應性很強，一般不受煤層傾角，厚度，瓦斯，水文等自然條件限制，技術上也比較可靠。當?shù)刭|(zhì)條件不利于平硐或斜井開拓時均采用立井開拓方式。技術評價：根據(jù)井田的地表情況，地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦存等因素，采用雙立井開拓方案可行盛和礦井田的地表，地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦存等因素，適合采用雙立井開拓，故此方案在技術上可行。（3）主斜井副立井開拓優(yōu)點：兼有斜井和立井的優(yōu)點，副井采用斜井開拓，井筒施工簡單，掘進速度快，費用低，主井采用立井開拓，井筒容易維護，有效斷面大，有利于通風

31、，提升速度快。缺點：如果井口相近，則井底相距較遠，井底車場布置，井下的聯(lián)系就不太方便，如井底相近，由井口相距較遠，地面工業(yè)建筑物就比較分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不太方便，占地比較多，相應地增加煤柱損失。適用條件：介于雙立井與雙斜井之間。技術評價：根據(jù)設計井田的地表狀況，煤層賦存及工業(yè)廣場的布置等實際情況，如用綜合開拓不利于地面工業(yè)廣場的布置，也不利于井底車場的布置，井下的聯(lián)系和生產(chǎn)調(diào)度較為繁瑣，故該方案在技術上不合理，不適合本設計礦井。所以本井田不利于用綜合開拓。根據(jù)上述井硐開拓方案的技術比較，確定雙立井開拓與雙斜井開拓方案在技術上可行根據(jù)規(guī)定，對技術可行的方案還應進行經(jīng)濟比較,如（表31）所示。表

32、 3-1 開拓方案經(jīng)濟比較表 項目名稱方案一（萬元）方案二（萬元）井筒主井1475115010-4=169.6450300010-4=135副井1475105010-4=154.9450300010-4=135井底車場37790010-4=33.937790010-4=33.9石門開鑿22980010-4=18.322980010-4=18.3暗斜井開鑿1200115010-4=1381200115010-4=138總計514.7460.2因此，該礦井為雙立井開拓。2. 井筒的位置對礦井井筒位置有以下的要求：(1) 井筒沿走向的有利位置應在井田的中央當井田儲量呈不均勻分布時，應在儲量分布的中央

33、，在此開成兩翼儲量比較均衡的雙翼井田，應盡量避免井筒偏于一側(cè)，造成單翼開采的不利局面；(2) 井筒沿煤層傾向的位置，應使總的石門工程量小，初期工程量及投資小，建井期短，且煤柱損失??；(3) 為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進的困難及便于維護，應使井筒通過的巖層及表土層有較好的水文、圍巖和地質(zhì)條件。依據(jù)本井田的儲量分布圖，及剖面圖?？紤]水平劃分及主要巷道布置，確定井口的位置在整個井田的儲量中小，坐標為：主井：（，）；副井：（，）。3.2.2 開采水平的數(shù)目及標高開采水平的尺寸以水平垂高表示。水平垂高是指該水平開采范圍的垂高。合理的水平垂高的要求：1. 具有合理的區(qū)段數(shù)目；2. 具有合理的階

34、段斜長；3. 要有利于采區(qū)的正常接替；4. 要保證開采水平有合理的服務年限及足夠的儲量；5. 經(jīng)濟上有利。根據(jù)以上各方面原因及本井田的實際情況，現(xiàn)確定水平劃分方案如下：表3-2 礦井的階段高度 （m）井型開采緩斜煤層的礦井開采傾斜煤層的礦井開采急傾斜煤層的礦井大、中型礦井100250100250100150小型礦井6010080120801202.水平劃分方案比較表3-3 水平劃分方案比較表方案方案一方案二方案三水平數(shù)目232水平標高-400，-900-250，-550，-900-250，-900方案分析煤炭損失量大，巷道布置困難比較合理工業(yè)廣場壓煤多，井底車場不易維護。比較結(jié)果選擇方案二比較

35、合理方案二：該方案的一水平服務年限及垂高均符合規(guī)程規(guī)定，根據(jù)本井田的實際情況，本方案技術上可行。綜合上述方案評價，選取方案二為最優(yōu)方案3.2.3 開拓巷道的布置水平巷道的主要任務是擔負煤矸、物料和人員的運輸；以及通風、排水和敷設管線。對大巷的基本要求是便于運輸、利于掘進和維護和能滿足礦井通風安全的需要。1. 開拓巷道布置方式的選擇根據(jù)煤層的數(shù)目和間距，大巷的布置方式分為單煤層布置（稱分煤層運輸大巷），分煤組布置（稱分組集中運輸大巷）和全煤組集中布置（稱集中運輸大巷）采用集中運輸大巷時，各煤層（組）間用采區(qū)石門聯(lián)系當煤層傾角太大時，層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷各種方式的適用條件如下：（1）分煤層大巷

36、適用條件 煤層數(shù)不多、層間距大、石門長； 井田走向長度短，服務年限不長； 井底車場或平硐在煤層頂板； 煤質(zhì)牌號不同，要求分采，分運； 產(chǎn)量，風量均大，需要疏解； 各煤層底板均有堅硬巖層。（2）分組集中大巷適用條件 煤層數(shù)多、層間距大小懸殊； 按煤層的特點根據(jù)運輸、通風要求組合，經(jīng)濟上有利； 多水平生產(chǎn)，容易解決運輸，通風的干擾。（3）集中運輸大巷適用條件 適于煤層層數(shù)多，層間距不大的礦井； 井田走向長度大，服務年限長； 下部煤層底板有堅硬巖層，容易維護； 煤質(zhì)牌號相同，要求分采分運； 自然發(fā)火嚴重，便于分區(qū)，分段處理事故； 采區(qū)尺寸大，石門長度短。本設計井田的可采煤層為15、18、23和34-

37、2煤層，各煤層間距不大的特點，采用集中布置大巷。3.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述3.3.1 井筒形式和數(shù)目根據(jù)井田的地形地勢、煤層賦存和地質(zhì)構(gòu)造等因素，經(jīng)過井筒形式確定方案的技術分析和經(jīng)濟比較，該礦井采用雙立井開拓，即一主一副兩個井筒。3.3.2 井筒位置及坐標選擇井筒位置的條件：1 .地面條件(1) 工業(yè)廣場占地面積；(2) 地形與工程地質(zhì)條件；(3) 煤的運輸方向；(4) 生產(chǎn)建設與住宅位置。2 .井下條件(1) 按運輸量確定井筒位置；(2) 根據(jù)地質(zhì)條件確定井筒位置；(3) 煤柱量；(4) 勘探程度和初期工程量。根據(jù)本井田的實際情況，并考慮到上述的條件，該設礦井井筒位置詳見開拓示意圖，其井

38、筒井口坐標為： 主井：（，）；副井：（，）。3.3.3 水平數(shù)目及高度根據(jù)本井田的煤層賦存條件，地質(zhì)構(gòu)造等因素，合理的水平劃分方案的技術分析和經(jīng)濟評價，該設計礦井在250m水平標高處劃分第一個水平，階段垂高400m，在250m水平標高上布置水平開拓巷道，井底車場及各類硐室井田范圍內(nèi)各煤層以250m開采水平為界，采用上山開采。3.3.4 石門、大巷數(shù)目及布置根據(jù)該設計礦井開拓巷道布置方案的技術分析和經(jīng)濟評價，確定本設計礦井采用的開拓巷道布置方式為集中運輸大巷及采區(qū)石門布置。該設計礦井運輸大巷斷面圖如圖31所示、石門斷面圖如（圖32）所示。圖 31 運輸大巷斷面圖 圖32 石門斷面圖 3.3.5

39、井底車場的形式及選擇井底車場形式選擇的因素如下：1. 保證礦井生產(chǎn)能力，有足夠的富裕系數(shù)，有增產(chǎn)的可能性；2. 調(diào)車簡單、管理方便、彎道及交叉點少；3. 調(diào)車簡單，符合有關規(guī)程、規(guī)范；4. 井巷工程量小，建設投資省，便于維護，生產(chǎn)成本低；5. 施工方便，各井筒間，井底車場巷道與主要巷道間能迅速慣通，縮短建設時間；6. 當大巷或石門與井筒距離較大時，能夠布置下存車線和調(diào)車線，可選擇立式井底車場，否則，可選擇臥式井底車場。根據(jù)本設計礦井井筒形式及大巷，石門的布置，結(jié)合上述井底車場型式的選擇因素，該設計礦井采用立井立式環(huán)型井底車場。3.3.6 煤層群的聯(lián)系盛和礦井井田范圍內(nèi)共有四層可采煤層，即：15

40、、18、23和34-2。15與18間距25m，18與23間距30m，23與34-2間距35m。傾角為18，由于煤層傾角小使用石門聯(lián)系。3.3.7 采區(qū)劃分采區(qū)劃分原則：1. 根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范，采區(qū)宜雙面布置，當受地質(zhì)條件限制時或安全上有特殊要求時，可單面布置；2. 如果井田走向長度不大，兩翼均不超過1500m，可以不劃分采區(qū)，直接從井田邊界進行后退式回采；3. 采區(qū)走向長度根據(jù)煤層地質(zhì)條件，開采機械化水平，采區(qū)儲量，生產(chǎn)能力與巷道維護等因素綜合考慮；4. 初步設計一般負責劃分第一水平全部采區(qū)，故需要沿井田走向全長統(tǒng)一考慮，作到初后期統(tǒng)籌兼顧，不但要全井合理，更要有利于初期；5. 采區(qū)劃

41、分要考慮采區(qū)接續(xù)關系，便其適應各翼儲量及產(chǎn)量分配；6. 要適應充填注砂井，回風井的位置，使分區(qū)充填，分區(qū)通風的聯(lián)系巷道盡量縮短；7. 采區(qū)劃分既要有意識地縮短大巷，又要充分注意人為境界處延的可能性；8. 對于煤層穩(wěn)定，開采條件好，生產(chǎn)能力大的采區(qū)，走向長度要適當加大。本設計井田內(nèi)賦存煤層發(fā)育完全，穩(wěn)定可采，地質(zhì)條件比較簡單，煤層傾角在18左右，初步擬訂單一走向長壁綜合機械化采煤。生產(chǎn)能力為1.5Mt/a，一個采區(qū)達產(chǎn)。集中布置方式。遵循盡量保證在建井后早出煤，減少工程量的原則。將井田內(nèi)第一水平劃分為3個采區(qū)，二水平3個采區(qū)，三水平2個采區(qū)詳見如（圖33）所示采區(qū)劃分示意圖。圖33 采區(qū)劃分示意

42、圖3.4 井筒布置和施工3.4.1 井筒穿過的巖層性質(zhì)及井筒支護根據(jù)主副井圍巖性質(zhì)，并按煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)程規(guī)定，確定主副井筒支護方式如下：1.主井井筒表土段：混凝土砌碹；煤層段：料石砌碹。2.副井井筒 表土段：混凝土砌碹；煤層段：料石砌碹。3.4.2 井筒布置及裝備1. 井筒斷面布置井筒斷面布置應綜合考慮井筒圍巖性質(zhì)、運輸方式和通風安全等因素。俱體遵循原則如下：(1) 符合煤礦安全規(guī)程、煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范對運輸、通風、管線等布置的要求，滿足施工需要；(2) 有利于井筒檢修、維護、清掃和人員通行安全；(3) 當提升容器發(fā)生掉道或跑車事故，對井筒中各種管線或其它設備的破壞應減少到最低程度；(4

43、) 合理使用斷面空間，減少井筒工程量；根據(jù)該設計礦井年產(chǎn)量、提升方式等實際情況，本設計礦井井筒按有關規(guī)定布置運輸設施及輔助設施。詳見（圖34）主井筒斷面圖，（圖35）副井井筒斷面圖。圖 34 主井筒斷面圖主井井筒：井筒直徑6.5m，凈斷面面積33.2m2，掘進斷面面積43m2。井筒內(nèi)裝備一對16t剛性罐道立井多繩箕斗，采用18018010mm方形方型空心型鋼罐道，端面布置采用樹脂錨桿固定拖架。圖35 副井井筒斷面圖副井井筒：井筒直徑6.5m，凈斷面面積33.2m2，掘進斷面積43m2。井筒深度（320+10）m，井筒裝備一對1t固定式礦車600mm軌距，雙層四車剛性立井多繩罐籠，擔負礦井輔助提

44、升任務，兼作進風井筒。采用18018010mm方型空心型鋼罐道，端面采用樹脂錨桿固定拖架。罐道和井粱，罐道導向?qū)娱g距均按6.0m設計。井筒內(nèi)沒有鋼-玻璃鋼復合材料梯子間，作為礦井安全出口和井筒檢修之用，并敷有排水管路三趟（一趟預備），井下消防灑水管路。另外，井筒還敷設有動力電纜、通訊訊號電纜。3.4.3 井筒延深意見經(jīng)分析本設計井田的煤層賦存情況及二水平采區(qū)分布情況，確定采用延伸原有主副方案，三水平采用開暗斜井的方案。3.5 井底車場及硐室3.5.1 井底車場形式的確定及論證井底車場是連接井下運輸?shù)臉屑~，井下的煤通過井底車場經(jīng)井筒運至地面，地面的材料和設備通過井筒、井底車場運到各個工作面。排水

45、、通風、動力供應及人員上下等，也必須通過井底車場。而井底車場的形式必須適應井下運輸和井筒提升的要求，井筒形式、提升方式、大巷運輸方式的不同，井底車場的形式也各異。井底車場形式必須滿足下列要求：1. 車場的通過能力，應比礦井生產(chǎn)能力有30%以上的富裕系數(shù)，有增產(chǎn)的可能性；2. 調(diào)車簡單，管理方便，彎道及交叉點少；3. 操作安全，符合有關規(guī)程、規(guī)范要求；4. 井巷工程量少，建設投資省，便于維護，生產(chǎn)成本低；5. 施工方便，建設工期短。井底車場形式的確定，應根據(jù)井田地質(zhì)條件、井型大小和大巷布置、提升方式及生產(chǎn)系統(tǒng)等因素確定。該礦井井底車場形式的選擇依據(jù)如下：1. 礦井設計能力為1.5Mt/a，年工作

46、日330d，實行四六工作制，每日凈提升為18h；2. 礦井采用雙立井、三個水平、集中運輸大巷的開拓方式，兩翼大巷的煤量基本相等；3. 主立井裝備采用一對16噸箕斗提升，副井采用雙層四車鋼性立井多繩罐籠提升；4. 水平大巷運輸采用10t架線式電機車牽引3t底卸式礦車方式，輔助運輸采用1t固定式礦車；5. 矸石量占礦井產(chǎn)量的15%，由副井提升，掘進出煤占8%，由翻車機翻到井底煤倉，由主井提升。綜合以上所述，結(jié)合設計要求，本設計礦井選用底卸式礦車，立井立式環(huán)型車場。3.5.2 井底車場布置 儲車線路 行車線路布置長度1井底車場線路布置的要求(1) 井底車場的線路主要由主井空、重車線，副井進、出車線和

47、回車線組成，由于通過各個井底車場的煤種數(shù)量不同，其各線路的數(shù)目和長度亦相應不同。(2) 井底車場線路布置時，應充分考慮各硐室布置的合理性；(3) 井底車場的線路工程量?。?4) 為保證運行安全，應盡量避免在曲線巷道頂車，機械推車需布置在直線段上；(5) 盡量減少道岔和交岔點；(6) 線路布置要有利于通風；(7) 底卸式礦車的井底車場設計要注意調(diào)頭問題。2存車線長度的確定確定存車線長度在井底車場的設計中是非常重要的，如果存車線長度不足，將會使井下運輸和井筒提升彼此牽制，影響礦井生產(chǎn)能力；反之，如果存車線過長，會使列車在車場內(nèi)的調(diào)車時間增加，反而降低了車場通過能力，并增加車場工程量。根據(jù)我國煤礦多

48、年的實踐經(jīng)驗，各類存車線可以選用下列長度：(1) 中小型礦井的主井空、重車線長度各為1.01.5列車長；(2) 副井空、重車線長度， 中小型礦井按0.51.0列車長；(3) 材料車線長度，中小型礦井應能容納510個材料車；(4) 調(diào)車線長度通常為1.0列車和電機車長度之和。3. 存車線長度的計算（1）主副井空、重車線計算公式如下：L=mnL1+NL2+ L2式中： L空重車線長度，m；n每列車的礦車數(shù)，輛；m列車數(shù)，列；L1 一個列車帶緩沖器的長度，m；L2每臺電機車長度，m；L3 列車制動距離，m；N電機車數(shù)量，臺。a、主井：m=1列，n17輛，L14m，N=1臺，L24.5m，L340m則

49、：L1.5174+14.5+8114.5，取L115mb、副井；m=1列，n28輛，L12m，N=1臺，L24.5m，L315m則：L1282+14.5+1575.5，取L80mc、調(diào)車線長度：L1174+14.5+880.5m,取取L81m（2）料車線長度LnL1式中：n容納材料的車數(shù)，取10臺L1材料車長度，為2.4mL102.424m根據(jù)實際需要，開設水泵硐室和變電所，取材料車線長70m。如（圖36）所示井底車場布置圖。圖36 井底車場布置圖4. 調(diào)車方式3t底卸式列車廂采用甩入式調(diào)車，1t固定式列車采用頂推調(diào)車，各列車運行詳見（表32）所示井底車場運行圖表。表32 井底車場運行圖表3.

50、5.3 通過能力計算本設計生產(chǎn)能力為1.5Mt/a，井底車場線路布置采用3t底卸礦車運煤，10t架線式電機車牽引，每列車內(nèi)由23輛礦車組成。輔助運輸采用1t固定式礦車，掘進出煤由副井運至井外，每列車由28輛車組成。列車在車場平均運行時間s7.6分鐘，日產(chǎn)煤4606t,矸石460615690.9 t，掘進煤4606 8%288.48 t。3t底卸式礦車運煤量460695%4375.7t，每日需3t底卸式礦車列數(shù)4750/（323）83.4。煤矸混合車數(shù)：（690.9288.5）/（119+91）30.0，則列車數(shù)為83.430.031每一調(diào)度循環(huán)內(nèi)有3列3t底卸式礦車和1列1t固定式礦車組成。每一調(diào)度循環(huán)時間26分，進車間隔7.6分。車場通過能力計算：按公式計算： N=TaQ/1.15T=25.2Q/1.15T N31.7（3233+91）/(1.1526)229車場通過能力富裕系數(shù)：K229/150=1.521.3井底車場通過能力滿足規(guī)范要求。3.5.4 井底車場主要硐室壁。這種方法技術成熟，設備的選型多樣，使巷道掘進、輔助運輸、行人都比較容易，通風線路布置簡單