喜乐庆煤矿开采设计方案定稿(DOC 61页)

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1、本科毕业设计说明书设计题目：喜乐庆煤矿开采设计方案学院： 继续教育学院 专业： 采矿工程 班级：学号：学生姓名： 张 钧 指导教师： 肖俊贤 2016年6月16日目 录第一章 矿区概述及井田特征1第一节 矿区概述1第二节 井田及其附近的地质特征2一、地层3二、构造4三、构造规律及其对煤层的影响4四、岩浆岩4第三节 煤层及煤质4一、煤层特征4二、煤质5三、瓦斯情况7四、煤尘爆炸性8五、煤层自燃倾向性8六、煤与瓦斯突出危险性8七、煤层顶底板条件8第四节 井田勘探程度8第二章井 田境界及埋藏量9第一节 井田边界9第二节 边界概况9第三节 井田的埋藏量10第三章 矿井的年产量、服务年限及一般工作制度1

2、0第一节 年产量及服务年限10第二节 矿井的一般工作制度10第四章 井田开拓10第一节 井口位置，井筒形式及工业广场位置的选择10一、井筒形式的确定10二、确定井筒的数目及位置10第二节 井筒的用途及装备11一、一采区运输大巷11二、一采区主斜井11三、一采区回风上山12第三节 水平划分及区段垂高的确定12第四节 矿井设施、设备及开拓系统利用情况12第五章 采区巷道布置12第一节 采区巷道布置12一、主斜井、行人斜井12二、.副斜井12三、回风斜井12四、井底主要硐室13第二节 采区车场及硐室13第三节 采区煤、矸运输和辅助运输13一、采区煤、矸运输13二、采区材料流向13三、辅助运输13第四

3、节 回采工作面布置13一、首采煤层选择13二、回采巷道布置14三、采区内各巷道布置简述如下：14第六章 采煤方法15第一节 采煤方法的选择15一、采煤方法选择考虑的因素15二、采煤方法的选择15第二节 采煤工艺及设备选型15一、采煤工艺的选择15二、主要采煤设备选型16第三节 回采工作面生产能力21一、回采工作面生产能力论证21二、回采工作面生产能力计算21第四节 三下采煤及村庄搬迁规划21第七章 矿井生产系统22第一节 概述22第二节 辅助运输系统24第三节 排水系统24一、排水方式24二、设计依据24三、选型计算24第八章 矿井通风31第一节 通风方式和通风系统的选择31一、通风方式31二

4、、通风系统32第二节 采区总风量计算32一、 通风容易时期井下各用风地点需风量计算32二、其它巷道用风.36第三节 通风阻力计算39第四节 等积孔的计算及通风难易程度评价39第五节 通风设施及防止漏风和降低风阻的措施39一、通风设施39二、防止漏风措施39三、降低风阻措施39第九章 矿井安全40第一节 瓦斯监控系统40一、地面中心站设置40二、一采区监测分站供电系统设置40三、一采区分站及传输电缆设置40四、一采区甲烷传感器的设置41五、其它传感器的设置43六、分站、传感器的备用45七、其它45第二节 人员定位系统45一、设计方案45二、人员定位分站供电系统设置47三、人员定位分站及传输光缆设

5、置及要求47四、人员定位分站及防爆电源箱的设置的要求47五、人员定位分站设置地点48六、识别卡的配置48七、地面中心站设置48八、人员定位分站、识别卡的备用48第三节 通信及信号48一、概述48二、通讯方案的拟定48三、外部通讯49四、矿内通讯49五、通讯设备安装分布位置49第四节 供水施救系统49第十章 经济分析及评价50第一节 劳动定员及劳动生产率50一、劳动定员配备原则及方法50二、劳动定员估算51三、劳动生产效率51第二节 投资概算及资金筹措52一、项目投资范围及资金筹措52二、一采区建设投资概算53三、主要技术经济指标53第三节 原煤生产成本54一、原煤成本估算依据54二、单位成本估

6、算55喜乐庆煤矿开采设计方案第一章 矿区概述及井田特征第一节 矿区概述喜乐庆煤矿位于盘县南部石桥镇境内，隶属盘县石桥镇管辖。矿区范围：东经10432461043354，北纬253555253631。矿界形状为一多边形，走向长1762m，倾向宽795m，面积1.3991km2。该矿直线距离盘县红果镇30km，距南昆铁路鲁番站8 km，距威箐站15 km。盘县经水塘至响水公路从该矿区内经过，有简易公路与煤矿相通，交通较为方便。详见喜乐庆煤矿交通位置图1.1。煤矿所在区域属亚热带温暖湿润气候区，据盘县气象局最近10年气象资料，年平均气温15.2，日极端最高气温33，日极端最低气温-3.6，年平均降雨

7、量1382.9mm，最大降雨量为1800mm，最小降雨量为1000mm，雨季多集中在59月，枯季多在12月至次年3月，年平均相对湿度78%,年平均日照为1594小时左右，年无霜期273天左右。区内内气候宜人，冬有凝冻，夏无酷暑，光照充足。喜乐庆煤矿所在区域位于云贵高原向黔中高原过渡的斜坡地带，地处珠江流域南盘江水系。区内地形以中山为主，内部多盆地和缓坡，境内碳酸盐类岩石广泛分布，地貌如溶丘、洼地、峰丛、溶斗、伏流等分布普遍,最低侵蚀基准面：+1565米左右。灾害性天气主要有春旱、夏旱、夏暴雨、秋绵雨、倒春寒、冰雹、凝冻等。根据中国地震动峰值加速度区划图(GB183062001)，本区地震动峰值

8、加速度为0.05g，地震烈度为度。矿山范围内未发现崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷及地裂缝等地质灾害，工业广场及其周边也未发现潜在的地质灾害，矿山及工业广场遭受现有地质灾害危害的可能性小，地质环境条件较好。矿山外围地层出露地段山高坡陡，在长期的日晒雨淋作用下，沿岩层节理或裂隙岩层失稳，容易发生崩塌、错落，致使道路堵塞、建筑物遭受损坏。工业：以采煤、面粉、豆制品加工等家庭式小作坊为主。农业：区内主要种植玉米、马铃薯、小麦等，经济作物以烤烟、油菜为，次有茶叶主。牧业：以饲养猪、马、牛为主，少数人家饲养鸡、鸭、鹅等。电力：民用电主要为南方电网供电。水：区内居民用水主要水源为自然出露泉水、河水、溪沟水等。

9、建筑材料：区内永宁镇的石灰岩出露，可作建筑材料。图1.1喜乐庆煤矿交通位置图第二节 井田及其附近的地质特征一、地层矿区内出露地层有二叠系上统峨眉山玄武岩组（P3）、龙潭组（P3l）、三叠系下统飞仙关组一段（T1f1）、三叠系下统飞仙关组二段（T1f2）及第四系（Q）。二叠系上统龙潭组为矿区含煤地层。各组段地层岩性特征由老到新分述如下：（1）峨眉山玄武岩组（P3）出露于矿区东部及外围。全层厚200350m，灰绿、深灰色拉斑玄武岩及玄武岩，致密块状，坚硬、具大量紫红色铁质浑圈，具气孔构造。（2）龙潭组（P3l+w）本区龙潭组为汪家寨组和龙潭组。为区内含煤地层，出露不全。为一套海陆交互相沉积。岩性以

10、灰色深灰色粉砂岩、粉砂质泥岩为主，夹深灰色泥岩及细砂岩。产腕足类动物化石，产大羽羊（Gigantopteris sp.）、栉羊齿（Pecopteris sp.）等大量植物化石。具水平层理、波状层理、交错层理，组内连续沉积，含煤1025层，一般10层左右，可采煤层58层。含煤地层总厚约246m。矿区内仅出露龙潭组上部，出露厚度约150m，出露的主要可采煤层有3、4、9、10、12、17、18、19煤层共8层。（3）飞仙关组（T1f）区内出露不全。岩性主要由灰绿、灰黄色、灰紫色、紫红色、暗紫色粉砂质泥岩、粉砂岩组成。厚度约410m左右，根据岩性和厚度可分为二段。第一段（T1f1）由灰绿色、灰黄色，

11、薄层状，水平层理的粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及粉砂岩组成。产舌形贝（Lingula sp.）、克氏蛤（Claraia）等瓣鳃类动物化石。段厚90.23117.58m，平均100.54m；第二段（T1f2）由紫色、灰紫色薄层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩组成。产少量王氏克氏蛤（Claraiwangi）、克氏克氏蛤（Claraia Clarai sp.）、正海扇（Enmorphotis Bittner sp.）等瓣鳃类动物化石。段厚110.51142.36m，平均130.65m。（4）第四系（Q）主要分布于煤系地层之上。岩性主要由松散的残积、坡积物、冲积物等沉积物组成，亚粘土及砂质土为主，分选性差，多未胶结

12、，分布零星。厚度020.00m。与下伏地层呈角度不整合接触。二、构造矿区位于六盘水煤田，地处扬子准地台黔北隆起的六盘水断陷内盘南背斜转折端附近，处于盘县断层东侧，水塘向斜南东翼南段，属水塘向斜次一级构造梅家口向斜的南翼，总体呈一单斜构造，地层走向北东，倾向北西，倾角920，矿区内断裂构造较发育。沿走向和倾向产状变化不大，煤层产状与地层产状一致。矿山总体上为单斜构造。矿区以断裂为主，褶曲不发育，区内共查明4条断层，现分述如下：F1：位于井田西北部边缘，走向北东，倾向南东，北东端延伸出图外，推测为正断层。F2：位于矿区西北部边缘，走向北东，倾向北西，倾角60。左端与F1断层相交，右端延伸出图外，上

13、盘为三叠系下统飞仙关组，下盘为二叠系上统龙潭组，断距20100m左右，为正断层。F3：位于井田西部，走向北东，倾向北西，倾角60。区内延伸约1.3km，左端与F1断层相交，右端延伸出图外，上盘为二叠系上统龙潭组，下盘为三叠系下统飞仙关组，为逆断层，断距100160m。综合分析本区构造特征以及其对煤层的影响程度，从地表岩层产状及深部钻孔揭露地层产状来看，区内小波状起伏较发育，且明显北部较南部发育，矿区内构造类型属中等类型。三、构造规律及其对煤层的影响（1）区内落差较大的断层有 F 1、F 2 、F 3 、F 4 共四条，对煤层有一定的切割和破坏。（2）勘查区内发现隐伏断层 1 条。F 2 断层落

14、差较大，切割主要煤层。（3）F3 位于勘查区西南角外 10160m，对勘查区内煤层影响不大。综合分析本区构造特征以及其对煤层的影响程度。从地表岩层产状及深部钻孔揭露地层产状来看，区内波状起伏较发育，且明显北翼较南翼发育，西部较东部发育；勘查区内构造类型属中等类型。四、岩浆岩岩浆岩出露于井田南部边界附近，为峨眉山玄武岩组的凝灰岩、拉斑玄武岩，具气孔状、杏仁状构造，为煤系地层的沉积基底，对含煤地层的沉积岩性、岩相及含煤性等影响较大，对含煤地层无破坏作用。第三节 煤层及煤质一、煤层特征矿区内含煤地层为龙潭组。主要可采煤层8层，其中： 17、18、19号煤层为全区可采，3、4、9、10、12号煤层为大

15、部可采。零星可采及不可采煤层有5、7、24、26、28、30、32号煤层7层。主要可采煤层均为较稳定煤层，其余局部及不可采煤层均为不稳定煤层。各可采煤层特征从上至下叙述如下：3号煤层：煤层厚度1.572.50m，平均厚度2.08m；煤层的采用厚度1.552.01m，平均1.82m，一般无夹矸。属全区可采煤层。顶板一般为泥岩、粉砂质泥岩。底板多为泥岩，少部分为粉砂质泥岩。4号煤层：煤层厚度1.001.50m，平均厚度1.30m；采用厚度0.871.48m，平均1.22m；属结构简单、较稳定煤层，一般无夹矸。属全区可采煤层。顶板多为粉砂质泥岩、细砂岩、粉砂岩。底板一般为泥岩、粉砂质泥岩。9号煤层：

16、煤层厚度0.553.30m，平均1.44m；采用厚度0.482.13m，平均1.07m，属结构简单、较稳定煤层，一般有夹石02层，岩性为泥岩。属大部可采煤层。顶板以粉砂质泥岩为主，泥岩、细砂岩、泥质粉砂岩次之。底板底板为泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩。10号煤层：煤层厚度0.305.91m，平均2.58m；采用厚度0.304.10m，平均1.95m，属结构较复杂、较稳定煤层，一般有夹石02层，岩性为泥岩。属大部可采煤层。顶板以粉砂质泥岩为主，泥岩、泥质粉砂岩次之。底板底板为泥岩，粉砂质泥岩12号煤层：煤层厚度0.503.65m，平均1.98m；采用厚度0.432.80m，平均1.67m，属结构简单、

17、较稳定煤层，一般有夹石01层，岩性为泥岩。属全区可采煤层。顶板以粉砂质泥岩为主，泥质粉砂岩次之。底板底板为泥岩、粉砂质泥岩。17号煤层：煤层厚度2.205.50m，平均3.26m；采用厚度1.903.47m，平均2.49m，属结构简单、较稳定煤层，一般有夹石03层，岩性为泥岩。属全区可采煤层。顶板顶板多为粉砂质泥岩，少数为泥岩。底板直接底板一般为泥岩及粉砂质泥岩。18号煤层：煤层厚度1.143.00m，平均2.45m；采用厚度1.102.51m，平均1.76m，属结构简单、较稳定煤层，一般有夹石02层，岩性为泥岩。属全区可采煤层。顶板多为粉砂质泥岩。底板一般为泥岩及粉砂质泥岩。19号煤层：煤层

18、厚度0.683.80m，平均1.92m；采用厚度0.671.81m，平均1.19m，属结构简单、较稳定煤层，一般有夹石02层，岩性为泥岩。属全区可采煤层。二、煤质（1）煤类矿区内各算量煤层浮煤干燥无灰基挥发分平均值介于25.60%30.21%，平均为28.20%，矿区内各可采煤层粘结性指数为8492，平均为88，胶质层厚度平均值介于29.3mm47.5mm；奥亚膨胀度b值介于17.730.2。根据中国煤炭分类国家标准（GB575186）确定。该矿区可采煤层以肥煤、焦煤为主，少量1/3焦煤。（2）煤质特征1）物理性质特征矿区内各可采煤层为黑色；块状、粉粒状为主，少量碎块状、粒状；各可采煤层主要为

19、条带状结构，玻璃、沥青光泽为主，似金属光泽为辅；断口主要为参差状，少量阶梯状、平坦状、贝壳状；内生和外生裂隙较发育，充填薄膜状、网状、脉状方解石，含较多结核状、透镜状、浸染状、星点状、瘤状黄铁矿。2）可采煤层化学性质表1.1 主要煤层煤质特征表煤层号原煤工业分析、全硫及各种硫、发热量MadAdVdafCRCFCadSt,dSt,d(折算后)Sp,dSs,dSo,dCO2,dQgr,dMJ/Kg30.8624.0230.02652.741.991.861.850.010.13226.1640.9522.0530.25652.441.761.571.990.020.14227.2891.1227.

20、7530.20549.840.670.660.470.060.14224.98101.0726.9831.56549.430.690.660.400.020.27225.23120.8722.0027.72655.871.491.311.890.020.17227.58170.9519.4128.74656.960.880.740.890.020.18228.87180.8620.9128.49656.091.391.191.570.020.18228.4190.6329.3223.97653.212.803.002.630.030.14225（3）煤的用途根据各可采煤层的工艺性能，该矿区各煤

21、层可采煤层以焦煤为主，少量1/3焦煤。全矿区各算量煤层原煤灰分变化范围较小，平均灰分介于19.41%29.32%，平均为24.06%，属中灰煤；原煤硫分平均值介于0.67%2.80%之间，折算后硫分平均值在0.66%3.00%之间，平均为1.37%，为中硫分煤，其中9、10、17号煤层为低硫煤， 12、18号煤层为中硫煤，3、4、19号煤层为中高硫煤；矿区3、4、12、17、18号煤层为高热值煤， 9、10、19号煤层为中热值煤；3号煤层为较低软化温度灰，4、18号煤层为中等软化温度灰，9、10、12、17、19号煤层为较高软化温度灰；3号煤层为较低流动温度灰，4号煤层为中等流动温度灰，9、1

22、0、12、17、19号煤层为较高流动温度灰；3、18号煤层为易磨煤，4、9、12、17、19为极易磨煤；3、18号煤层为易磨煤，4、9、12、17、19为极易磨煤；全区各煤层均低固定碳，低磷煤、低氟煤。各煤层均具有广泛用途，主要作为动力用煤，民用煤，炼焦配煤。三、瓦斯情况根据贵贵州省能源局文件（黔能源局2011833号）关于六盘水市煤炭局煤矿2011年度瓦斯等级及二氧化碳鉴定报告的批复，喜乐庆煤矿绝对瓦斯涌出量为1.95m3/min，为高瓦斯矿井。设计根据矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ10182006）标准，采用分源预测法对矿井瓦斯涌出量进行预测，经计算矿井矿井相对瓦斯涌出量为44.07m3/t

23、，矿井绝对瓦斯涌出量为27.85m3/min。四、煤尘爆炸性根据贵州省煤田地质局实验室2006年8月27日提交的盘县石桥镇喜乐庆煤矿煤尘爆炸性鉴定报告，鉴定结论为3号、5号、 7号、17号、18号煤层煤尘均有爆炸性，其它煤层未作鉴定。五、煤层自燃倾向性根据贵州省煤田地质局实验室2008年9月28日提交的贵州省盘县石桥镇喜乐庆煤矿煤炭自燃倾向等级鉴定报告，3号、17号为级自燃煤层；5号、7号为级不易自燃煤层；18号为级易自燃煤层，其它煤层未作鉴定。六、煤与瓦斯突出危险性根据贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件（黔安监管办字2007345号）关于加强煤矿建设项目煤与瓦

24、斯突出防治工作的意见：对煤与瓦斯突出矿区和突出危险矿区的煤矿建设项目，凡未进行煤与瓦斯突出危险性鉴定的，一律按煤与瓦斯突出矿井。2010年1月经重庆煤科院对该矿井3、4号煤层作了突出鉴定，鉴定结果为：3号煤层在原设计一采区内（本次设计变更后为一采区内）+1526.6m标高以上为不突出煤层，4号煤层在原设计一采区内（本次设计变更后为一采区内）+1526.8m标高以上为不突出煤层。其它煤层未作鉴定，因此矿井按突出矿井管理，经鉴定为不突出3、4号煤层在+1526.6m、1526.8m标高以上按不突出管理。根据瓦斯等级鉴定结果，矿井为高瓦斯矿井。七、煤层顶底板条件煤层顶板为粉砂岩、粉砂质泥岩，稳定性较

25、差，易跨落，开采时需支护。煤层底板一般有一层0.20.5m左右的含根泥岩，遇水易膨胀。第四节 井田勘探程度根据贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心2008年12月提交的贵州省盘县石桥镇喜乐庆煤矿补充勘查及资源储量核实报告。矿区阶段基本线距500米，基本能满足矿区详查的控制程度。钻孔4个，钻探工程量1276.14m/4孔，全部为全孔取芯钻进。4个钻孔的岩芯采取率均进行了验收，各钻孔岩芯采取率均达75%以上，达到设计要求。4个钻孔进行了测井工作，实测总米数1271m，占钻探总进尺98%。工程控制按设计和矿区阶段工作程度的要求。各项工程质量均达到了规程、规范的要求标准，根据贵州省国土资源厅文件黔国

26、土资储备字2009102号“关于贵州省盘县石桥镇喜乐庆煤矿补充勘查及资源储量核实报告矿产资源储量评审备案的证明”，和贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心2008年12月提交的贵州省盘县石桥镇喜乐庆煤矿补充勘查及资源储量核实报告。评审备案的煤矿（开采标高+1810+1230m）保有资源储量(331+332+333)为1774万吨，其中 (331)58万吨，(332)757万吨，(333)959万吨。经地质勘查工作证实，煤层厚度稳定，质量好，保有储量充足，具有较好的开发前景。矿井开采煤层倾角平均24，煤质较好，可作为动力用煤，民用煤，火力发电用煤，用户稳定。矿井有煤与瓦斯突出危险性；3#(C3)

27、、17#(C17)为级自燃煤层；9#(C7)、12#(C7)为级不易自燃煤层；18#(C18)为级易自燃煤层，其它煤层未鉴定；矿井煤尘均有爆炸危险性；地质构造中等；水文地质条件复杂程度为中等复杂；矿井开采技术条件一般。第二章 井田境界及埋藏量第一节 井田边界即利用主斜井、行人斜井、副斜井、回风斜井和排水平硐开采全矿井。采用斜井平硐开拓,以一个水平（+1526m），二个采区，联合开采井田内各煤层。第二节 边界概况喜乐庆煤矿设计生产能力30万吨/年。矿区范围：东经10432461043354，北纬253555253631。矿界形状为一多边形，走向长1762m，倾向宽795m，面积1.3991km2

28、。共有11个拐点圈定，矿许可证证号为，矿区范围拐点坐标见表2.1。表2.1 矿区范围拐点坐标表点名X坐标Y坐标点名X坐标Y坐标12832461.3872833356.3822832451.3882833486.3832832536.3892833331.3842832759.38102833538.3852833266.38112833348.3862832461.38矿区面积1.3991km2开采标高+1810m+1230m矿区边界煤柱按20m留设，喜乐庆煤矿邻近井田是东渔煤矿，采掘合理，没有超层越界的现象，各自留好自己的煤柱，属于合法开采矿井。第三节 井田的埋藏量1、井田的工业储量：177

29、4万吨2、永久煤柱损失3、4、9、10、12、17、18、19煤层永久煤柱损失422.28万t。3、井田的可采储量：扣除矿井永久煤柱和开采损失后矿井设计可采储量833.98万吨4开采损失：940万吨。第三章 矿井的年产量、服务年限及一般工作制度第一节 年产量及服务年限根据贵州省国土资源厅文件黔国土资储备字2009102号“关于贵州省盘县石桥镇喜乐庆煤矿补充勘查及资源储量核实报告矿产资源储量评审备案的证明”。评审备案的煤矿（开采标高+1810+1230m）保有资源储量(331+332+333)为1774万吨，其中 (331)58万吨，(332)757万吨，(333)959万吨。根据2012年4月

30、由贵州兴源煤矿科技有限责任公司编制的盘县喜乐庆煤业有限公司盘县石桥镇喜乐庆煤矿（整合）开采方案设计(变更)说明书，扣除矿井永久煤柱和开采损失后矿井设计可采储量833.98万吨，根据矿井地质构造复杂程度及煤层赋存条件，储量备用系数取1.4，则矿井服务年限为：服务年限可采储量/（井型储量备用系数）833.98/（301.4）20.0（a）第二节 矿井的一般工作制度矿井工作制度设计矿井年工作日330d，井下每天三班作业，每班8h。第四章 井田开拓第一节 井口位置，井筒形式及工业广场位置的选择一、井筒形式的确定即利用主斜井、行人斜井、副斜井、回风斜井和排水平硐开采全矿井。采用斜井平硐开拓,以一个水平（

31、+1526m），二个采区，联合开采井田内各煤层。二、确定井筒的数目及位置主斜井、行人斜井标高+1592.2m，在3号煤层顶板以24倾角，沿方位308.4落平于在4煤底板岩层+1514m标高，并通过联络巷相连。主斜井、行人斜井在+1526m标高通过甩道与+1526运输大巷相连，并通过+1526m运输大巷、轨道石门、皮带石门、回风石门与一采区轨道、皮带、回风上山联系。副斜井标高+1704m，开口于19号煤层底板中，以20倾角，沿210.3方位落平于19号煤层底板岩层+1690m标高，通过+1690车场与一采区轨道上山相连。回风斜井标高+1704.6，开口于19号煤层底板中，以20倾角，沿210.3

32、方位落平于19号煤层底板岩层+1690m标高，通过+1690回风联络巷与一采区回风上山相连。排水平硐开口标高位于+1600m，位于煤系地层顶板，揭穿各煤层后于19号煤层底板与+1600m联络巷与一采区运输、轨道上山联系，形成+1600m标高以上截排水和辅助进风行人用。矿井一采区轨道上山、回风上山、皮带上山均布置在19号煤层底板岩层中。矿井划分为一个水平，水平标高+1526m，以水平标高为界划分为上、下山两个采区。通风方式：中央并列式。风井服务全矿井。通风方法抽出式。通风方式：中央并列式。风井服务全矿井。通风方法抽出式。第二节 井筒的用途及装备一采区设计生产能力30万t/a，为了满足矿井煤炭、人

33、员、材料、矸石的运输及矿井通风的需要，本采区设计有1526运输大巷、主斜井运输巷，一采区回风上山。其中一采区回风上山作专用回风，其它2条运输巷作为进风井巷。一、一采区运输大巷主要用于运煤、人员运输以及矿井进风，可铺设管线。巷道净宽4.6m，净高3.8m，净断面15.2m2，采用锚喷支护。井筒内铺设带宽为650mm胶带输送机担负矿井煤炭运输。二、一采区运输巷（主斜井）主要用于运煤、矿井进风，可铺设管线。巷道净宽3.4m，净高3m，净断面8.8m2，采用砌碹支护。井筒内铺设带宽为1000mm胶带输送机担负矿井煤炭运输。三、一采区回风上山主要用于回风，回风上山净宽3.6m，净高2.9m，净断面9m2

34、，。第三节 水平划分及区段垂高的确定喜乐庆煤矿共划分为一个水平二个采区开采整个井田，水平标高为+1526m一个采区，1采区最大垂高为176m、最小垂高为163m，地面标高1700m1725m；工作面标高1537-1549，一采区主采煤层斜长适中，能回采工作面接替容易，但由于断层及背斜的地质影响，第一区段处于断层与背斜顶部区域，较难布置普采面，只能布置普采面，小规模开采。第四季 矿井设施、设备及开拓系统利用情况地面生产系统、办公设施等可为一采区利用；现有矿井主平硐、主斜井、回风上山；现有主平硐装备、主斜井装备、回风上山及其附属装备。第五章 采区巷道布置第一节 采区巷道布置即利用主斜井、行人斜井、

35、副斜井、回风斜井和排水平硐开采全矿井。采用斜井平硐开拓,以一个水平（+1526m），二个采区，联合开采井田内各煤层。一、主斜井、行人斜井主斜井、行人斜井标高+1592.2m，在3号煤层顶板以24倾角，沿方位308.4落平于在4煤底板岩层+1514m标高，并通过联络巷相连。主斜井、行人斜井在+1526m标高通过甩道与+1526运输大巷相连，并通过+1526m运输大巷、轨道石门、皮带石门、回风石门与一采区轨道、皮带、回风上山联系。二、副斜井副斜井标高+1704m，开口于19号煤层底板中，以20倾角，沿210.3方位落平于19号煤层底板岩层+1690m标高，通过+1690车场与一采区轨道上山相连。三

36、、回风斜井回风斜井标高+1704.6，开口于19号煤层底板中，以20倾角，沿210.3方位落平于19号煤层底板岩层+1690m标高，通过+1690回风联络巷与一采区回风上山相连。排水平硐开口标高位于+1600m，位于煤系地层顶板，揭穿各煤层后于19号煤层底板与+1600m联络巷与一采区运输、轨道上山联系，形成+1600m标高以上截排水和辅助进风行人用。矿井一采区轨道上山、回风上山、皮带上山均布置在19号煤层底板岩层中。矿井划分为一个水平，水平标高+1526m，以水平标高为界划分为上、下山两个采区。四、井底主要硐室在1526m标高布置水仓系统及变电所、永久避难硐室、井下消防材料库等。至此，形成完

37、善的喜乐庆煤矿一采区开拓系统。第二节 采区车场及硐室一采区个在1526标高以上，并且11031采面距1526运输大巷200m左右，1526运输大巷设有变电所、避险硐室、消防材料库、主副水仓等。第三节 采区煤、矸运输和辅助运输一、采区煤、矸运输煤炭运输：回采工作面运输顺槽区段运输石门1526运输大巷煤仓主斜井地面煤场。矸石运输：掘进工作面运输石门1526运输大巷煤仓主斜井地面煤场排矸场。二、采区材料流向地面副斜井轨道下山1600车场排水平硐11031措施上山11031回风巷使用地点。三、辅助运输采区轨道下山采用绞车提升，各区段轨道（运输）石门、回采工作面回风顺槽均采用调度绞车牵引矿车运输。第四节

38、 回采工作面布置一、首采煤层选择一采区可采煤层属倾斜薄-中厚煤层群，可采煤层厚度和层间距详见第一章第二节，可以看出，各煤层间距为633m。一采区设计主要为开采断层F22东北块段的煤层，所以一采区主要为开采东部块煤层服务，且主要开采标高段为+1537m+1549m，+1526m以上受断层影响在3号煤层、4号煤层、9号煤层中只可布置一个小采面。一采区为两翼开采，应充分考虑“抽、掘、采”接替的平衡。根据上述开采条件，兼顾各可采煤层的开采及初期井巷工程量的施工，因此，设计推荐以下方案：方案一：矿井首采工作面选择开采3煤层。开采该煤层时，还需要采取施工底板抽放巷预抽的措施进行瓦斯治理，若初期即开采3煤层

39、，瓦斯治理力度和投入所付出的代价（初期投资、效益等）昂贵。由于3煤层平均厚度为2m，属于大部分可采，煤层较稳定，开采3煤层后，对下部煤层在瓦斯治理方面影响较小，特别是4号煤层。首采3煤层的方案初期投资高，经济效益差，且难于保证设计生产能力，也不利于矿井“抽、掘、采”接替的平衡。方案二：矿井首采工作面选择开采4煤层。开采该煤层时，需要采取施工底板或顶板抽放巷预抽的措施进行瓦斯治理，4煤层上距9煤层21m，下距12煤层17m，可减少投产井巷工程量，且4号煤层首采工作面的选择对开采9号煤层、12煤层可减少投产井巷工程量，对于矿井投产瓦斯治理有利。首采3煤层能与912煤层联合布置开采，首采3煤层的方案

40、初期投资低，经济效益好，且易于保证设计生产能力，也利于矿井“抽、掘、采”接替的平衡。因此设计推荐3煤层作为首采煤层。二、回采巷道布置矿井在确保+1537m-+1549m标高4煤层已经消突后，将首采工作面布置在3煤层+1195m-+1270m标高东翼侧，掘进工作面布置在+1195m1270m标高北翼侧的10煤层以及+1120水平的掘进。该矿后期具备无煤柱开采条件时，矿井应采用无煤柱开采。工作面顺槽布置方式可采用沿空掘巷或者沿空留巷。三、采区内各巷道布置（1）区段石门在一采1526联络石门（+1526m ），以232方位角，0坡度布置1526水平中，再以38方位角，3坡度布置11031运输大巷，1

41、1031采面运输巷与1526运输大巷（机轨合一）石门贯通，并在运输石门中开口掘进与回风上山贯通形成负压通风系统。（2）抽放巷道在一采区共设计一组瓦斯抽采巷道，对于一采区东南侧煤层设置在3煤层顶板运输巷内，对于一采区煤层进行抽放。矿井可根据保护层保护效果情况相应调整瓦斯抽采巷道布置层位，使瓦斯抽采巷道更有利于矿井安全生产。（3）回采工作面在+1526运输联络巷揭穿3煤层后，以128方位角向东北方向布置11031采面回风巷354m；在+1567标高以11031措施上山贯通形成11031首采工作面通风系统。详见采区巷道布置及机械配备图。第六章 采煤方法第一节 采煤方法的选择一、采煤方法选择考虑的因素

42、（1）一采区1526m标高以上主要可采煤层3#、4#、9#、12#、17#、18#、19#、26#、煤层。煤层倾角522，平均14。（2）矿区内主采煤层赋存稳定或较稳定，适合采用综合机械化工艺开采。（3）煤层顶板以粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及细砂岩为主，抗压强度低，易垮塌冒落；底板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，底板较软。（4）根据鉴定结果，矿井属高瓦斯矿井，按煤与瓦斯突出危险性进行设计和管理。煤尘具有爆炸危险性，煤层属二类自燃煤层。（5）区内地温正常。（6）区内无冲击地压现象。二、采煤方法的选择通过上述对采区开采的影响因素分析，设计确定采用走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板。第二节 采煤工艺及设

43、备选型一、采煤工艺的选择矿井主采煤层顶板抗压强度低，稳定性较差，但煤层赋存稳定或较稳定，煤层倾角522，平均厚度1.32m。根据国内采煤工艺的发展水平，设计确定4.5m以下的厚及中厚煤层，优先采用普采一次采全高为主的回采工艺；对于薄煤层或构造复杂，开采条件差的块段，可考虑采用炮采工艺。本次设计根据煤层厚度变化范围，煤质硬度，煤层倾角等条件，经综合比较，设计选用普采工艺。首采块段，根据其煤层赋存、开采条件，设计确定采用普采一次采全高回采工艺。二、主要采煤设备选型（1）设备选型原则1）设备选型首先应满足技术先进，生产可靠，同时各设备间要相互配套，保证运输流畅，以期达到采运平衡，最大限度地发挥设备的

44、效能。2）工作面采运设备应有足够的富裕能力，以减少设备故障率，提高开机率，从而达到高产稳产。3）鉴于目前国内工作面采运设备、液压支柱的研制已接近或达到国际水平，因此，矿井工作面液压支柱、采煤机、工作面刮板运输机、转载机等设备的选择应优先采用国内产品。（2）采煤机及其运输机选择首采煤层3号煤层平均采高为2m，采煤机割煤，工作面设备选择如下1）采煤机选型计算采煤机应具有的生产能力根据采掘布置工作面走向长度356m较短，按工作面需搬家平均3次计（耗时90d），则有效开采时间按240d计算。采煤机应具有的最小生产能力由下式计算：Qh=Qyf/D(N-M)tK式中：Qh工作面设备所需最小生产能力，t/h

45、；Qy要求的工作面年产量，工作面300000t/a ；D年生产天数， 240d；f能力富裕系数，1.3；N日作业班数，3班；M每日检修班数，1班；t每班工作时数，6h；K开机率，取0.6。则：Qh =3000001.3/240（3-1）60.6=225.7t/h，300 t/h采煤机牵引速度采煤机平均截割牵引速度VcVc= Qh /(60BHC)式中：Vc采煤机平均截割牵引速度，m/min；Qh采煤机可实现的生产能力，300t/h；H平均采高，3煤工作面2m，B截深，0.6m；煤的容重，1.45t/m3；C工作面回采率，0.95；则： Vc=300/（600.621.450.95）=3.02m

46、/min采煤机装机功率装机功率包括截割电动机、牵引电动机、液压泵电动机、机载增压喷雾泵电动机等电动机功率总和。装机功率由下式估算：P=QHw式中：P装机功率，kW；Q采煤机生产率， 300t/h；Hw比能耗，一般0.60.7，取0.7；经计算装机功率为210kW。采煤机所需牵引力据经验统计，采煤机牵引力一般为其装机功率数值的0.51倍，按0.7倍147kN。确定滚筒直径滚筒直径一般按最大采高的0.6倍考虑，矿井3煤一次采全高，平均厚度2m，滚筒直径取1.25m。根据以上分析结果，参照国内外高产高效矿井工作面装备情况，采煤工作面选用国产MG160/390-WD型无链电牵引采煤机。确定工作面采煤机

47、的主要参数如下：装机功率84kW左右，截深不小于600mm，采高1.43.0m，生产能力不小于300kt/a，牵引方式为无链液压电牵引，牵引力不小于147kN，额定电压1140V，频率50Hz。根据煤层赋存情况，设计初选MG180/420-WDK型采煤机。采煤机主要技术参数见表6.1。表6.1 采煤机主要技术参数表项目单位技术参数采煤机型号台MG180/420-WDK采高m1.4-3.0截深m0.63适应倾角35滚筒直径m1.25牵引力kN330牵引速度m/min07.5驱动方式交流变频电牵引总装机功率kW420供电电压V1140设计生产能力t/h6002）工作面可弯曲刮板输送机选型计算工作面

48、刮板输送机生产能力的选择原则是保证采煤机采落的煤被全部运出，并留有一定的备用能力。工作面刮板输送机的运输能力应满足Qc=KcKmKyQm式中：Qc刮板输送机应具有的运输能力，t/h；Kc采煤机截割速度不均衡系数，1.1；Qm采煤机平均落煤能力，300t/h；Km采煤机与刮板输送机同向运动时的修正系数，1.08；Ky运输方向及倾角系数，0.9。Qc=1.11.080.9300=320.76 t/h考虑工作面运输条件差，刮板输送机实际运输能力按工作面最大出煤量的1.2倍设计，刮板输送机实际运输能力应不小于384.9t/h。采煤工作面设计选用国产SGB730/320型刮板输送机，其主要技术参数见表6

49、.2。表6.2 刮板输送机技术参数表项目单位技术参数型号SGB730/320输送能力t/h650装机功率kW1602设计敷设长度m200刮板链型式双链供电电压V1140/6603）运输巷转载机选型计算运输巷转载输送机生产能力的选择原则是保证采面运输机的煤被全部运出，并留有一定的备用能力，同时有利于运输巷可伸缩胶带机安装及工作面破碎机安装。根据以上原则选用国产SZZ730/160型转载机，主要技术参数见表6.3。表6.3 转载机主要技术参数项目单位技术参数型号SZZ730/160输送能力t/h650装机功率kW160设计长度m25供电电压V1140/6604）液压支柱选型按照我国现行“缓倾斜煤层

50、工作面顶板分类方案”及“缓倾斜煤层工作面底板分类方案”，经过对矿井钻孔资料、施工实际揭煤情况以及顶、底板岩石物理力学参数的统计分析，矿井煤层顶板底板均以泥岩、粉砂岩、砂质泥岩为主，直接顶多为类（局部类），老顶多为级（局部为级），煤层属中硬煤层，因此采场基本属“三软”环境。本着支柱要能顶得住，移得走，并满足工作面采高、倾角及通风等要求的原则，根据不同类（级）的顶底板所适应的支设，结合国内外尤其是普采实践经验和发展趋势，设计确定矿井首采区一次采全高工作面，采用国产高强度两柱支撑式支柱。主要可采煤层平均厚度为1.32m，液压支柱高度确定为1.32m。支柱支护强度按经验公式计算：P=7mr9.8cos

51、10-3式中：P支柱支护强度，MPa；M采高，按2m计；r岩石容重，取r=2.6t/m3；煤层倾角，取=22计算结果如下：P722.69.8cos2210-30.628MPa按支柱有效支护面积6.5m2计，液压支柱工作阻力为95kN。根据煤层厚度，采高、顶底板岩性类别、顶板管理方式以及液压支柱计算工作阻力，结合国内类似条件生产矿井的开采实践，矿井回采工作面选择DW25-30/100型单体液压支柱。采面机头机尾采用DW25-30/100型单体液压支柱和3.2m长的型钢梁组成“四组八梁”交替迈步进行支护，采煤工作面上下出口20m范围内，设临时超前支护，其中距采煤工作面前20m采用双排DW25-30

52、/100型外注式单体液压支柱支护，选用HDJA1000型金属铰接顶梁。顺槽可伸缩胶带输送机选用DSJ80/30/75型，该机小时能力700t/h，带宽0.8m，功率75kW。工作面、顺槽主要配套设备选型见表6.3。表6.3 工作面及顺槽主要设备配备表序号设备名称型号及规格单位主要技术参数数量备注使用备用小计1液压支柱DW25-30/100台额定工作助力95kN，支护强度0.84-0.9Mpa,支护高度1300-2500mm，中心距800mm。?2采煤机MG180/420-WDK台420 kW?3工作面刮板输送机SGB-730/320台 320 kW?4工作面刮板转载机SZZ-730/160台1

53、60kW?5顺槽可伸缩胶带机DSJ80/30/75台B800、 75kW?6乳化液泵站XRB2B80/35台压力35MPa，流量80L/min?7喷雾泵站XPWB200/6.3台37kW?8探水钻ZY-750台7.5kW?9煤层注水钻机MYZ-100Z台7.5kW?10连续牵引绞车SQ-55台55kW?11单体液压支柱DW25-30/100根380?12顶梁HDJA-1000根450?13回柱绞车JH2-14台17 kW?第三节 回采工作面生产能力一、回采工作面生产能力论证根据资源勘探报告，矿井可采煤层有8层，矿井中厚煤层有3、4、9、12、17、18、19、26，矿井普采工作面年进度取711

54、m，预计回采工作面生产能力可达1530万吨/a，是可以满足矿井生产能力要求的。二、回采工作面生产能力计算（1）工作面采高根据已确定的采煤工艺和目前国内采煤技术及设备现状，采用一次采全高方式回采，其平均采高与煤层平均厚度相一致。（2）工作面长度根据盘县石桥喜乐庆煤矿采掘工程平面图，设计在+1537m-+1549m标高布置的11031回采工作面为首采工作面。因此，矿井投产时期首采工作面为150m。结合井田煤层的开采条件，为便于生产管理，矿井后期设计确定普采工作面长度为150m左右。（3）工作面年推进度普采面一般采用“三班采煤，一班检修”的作业方式，采煤机每天割煤9刀，每刀进尺0.60m，日循环进尺

55、5.4m；按年工作日330天，循环率取0.8计算，普采工作面年推进度为1782m。（4）工作面单产根据上述确定的回采工作面参数，按年推进度测算首采工作面单产。A=10-3IhLrC式中：A工作面单产，万t/a；I工作面长度，m；h采高，m;L工作面推进度，m/a；r煤的容量，t/m3；C工作面回采率，%。根据测算结果，普采工作面生产能力预计可达1530万吨/a。矿井初期只要装备1个普采工作面，即可实现矿井30万t/a的生产能力。根据矿区实际情况，结合矿井的具体条件，且考虑到业主煤炭生产技术、管理水平尚待进一步提高，设计确定首采区初期一个普采工作面实现生产能力为45万吨/a。矿井开采薄煤层时，可

56、考虑薄煤层开采配产达产。本次设计按6个月预抽时间作为设计依据，矿井应根据实际情况调整抽、掘、采平衡时间，在满足抽采效果达标的前提下进行采、掘作业。第四节 三下采煤及村庄搬迁规划开采范围内无大型建筑、铁路、水库，也没有风景区，井田北端边界线附近有村庄，设计已留设工业场地煤柱和村庄煤柱。第七章 矿井生产系统第一节 概述喜乐庆煤矿设计生产能力为45万t/a，采用平硐斜井开拓方式，一采区采用主斜井运输，布置在3号煤层内，采区生产能力为30万t/a。根据一采巷道布置及矿井现有设备情况，对井下煤炭运输方式，采用了胶带机和刮板输送机两种运输方式，采用胶带输送机刮板输送机运输与运输相比具有以下优点：（一）胶带

57、机可实现连续运输，运输能力大，效率高、运行费用低，对充分发挥工作面设备能力和进一步提高矿井能力有利，而刮板运输的非连续性对机械化开采的适应性较差。（二）胶带机运输系统简单，易于实现集中控制和管理，设备故障率较低。（三）矿井主采煤层分布相对集中，采用胶带机运输时，工作面煤炭经运输顺槽至区段石门胶带机可直达井下煤仓，在经过煤仓通过主斜井强力皮带运至地面煤场。（四）矿井以普采为主，采煤工作面产量比较集中，利用胶带机运煤对工作面产量有保障。经以上综合分析比较后认为，设计确定井下煤炭运输采用胶带机运输方式。设计结合采区开拓系统及采区巷道布置，矿井1526水平及以上的运输方式仍采用原有设备运输（具体见表7

58、.1），一采区运输巷、运输石门、主斜井，行人斜井行人采用架空乘人装置运输。表7.1 一采区主运输设备配备表第二节 辅助运输系统辅助运输分为矸石、材料、设备运输和人员运送。1、主要运输巷道铺设22kg/m的轨道和砼轨枕，其它采用轨道运输的巷道铺设22kg/m的轨道和木轨枕，轨距均为600mm。2、煤、矸、物运输流向（1）采区内煤流方向：回采工作面运输顺槽区段运输石门（1526联络巷）1526运输大巷井下煤仓主斜井地面煤场。（2）材料流向：地面副斜井一采区轨道上山1526轨道石门1526运输巷1526联络巷运输巷使用地点。（3）掘进工作面煤（矸）运输：开拓期：掘进工作面运输石门1526联络巷1526运输大巷煤仓主斜井地面排矸场。第三节 排水系统一、排水方式该采区为综合开拓，在+1526m水平布置主、副水仓，并建水泵房集中排水系统，井下涌水经行人斜井管道直接排至地面+1612m井下水处理站。二、设计依据（1）最大涌水量为732.932m3/d（30.5m3/h）。，正常涌水量为274.712m3/d（11.4m3/h）。（2）排水垂高：1621-1526=95m。（3）排水路线：+1526m标高以上矿井水（自流）主、副水仓管子