采矿专业毕业设计

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1、精选优质文档-倾情为你奉上开滦（集团）蔚州矿业公司XXX矿180万t/a初步设计姓 名 XXX 函 授 站 XXXXX学院 专业班级 xxx级采煤专科 学 号 指导教师 日 期 xxxx年xx月 目 录第一章 矿区概况及井田地质特征第一节 矿区概况4第二节 井田地质特征6第三节 煤层特征12第二章 井田境界和储量第一节 井田境界18第二节 矿井储量19第三节 矿井可采储量22第三章 矿井工作制度设计生产能力及服务年限第一节 矿井工作制度27第二节 矿井设计生产能力及服务年限28第四章 井田开拓第一节 井田开拓的基本问题29第二节 矿井基本巷道37第五章 准备方式带区巷道布置第一节 煤层的地质特

2、征48第二节 带区巷道布置及生产系统50第三节 带区车场选型设计57第六章 采煤方法第一节 采煤工艺方式60第二节 回采巷道布置73第七章 井下运输第一节 概述77第二节 带区运输设备选型78第三节 大巷运输设备选择83第八章 矿井提升第一节 概述86第二节 主、副井提升86第九章 矿井通风及安全第一节 矿井通风系统选择89第二节 带区及全矿所需风量97第三节 灾害预防104第十章 设计矿井基本技术经济指标122第一章 矿区概况及井田地质特征第一节 矿区概况一、地理位置及交通条件 XXX矿井田位于xxx省xxx县矿区的北部，行政区划隶属市 xxx县xxx县管辖。该井田西南距xxx县xxx县约5

3、km，东南距xxx县城约11km，均有沥青路面相通。从xxx县向西可通往山西省的广灵县及大同市等地，由xxx县城向东可通往首都xxx县，向北通往xxx县等地。二、 地形、地貌及水系井田内地形北高南低，属丘陵地形，海拔标高介于+990-+1360m。地表大部分被新生界松散地层所覆盖，厚度为20-153m，由北西向南东方向逐步增厚。井田内地表无较大水系。井田内深切的“V”型冲沟较发育，平时干枯无水，雨季泄洪于壶流河中。专心-专注-专业 图11 XXX矿地理位置图三、 气候条件本区为北方干燥类的典型大陆性气候，年平均降雨量为425mm，且多集中在夏季7-8月份，年平均气温为6.4。最高月（7月）平均

4、气温为23.2，最低月（1月）平均气温为-12.5。春、夏、秋季各占两个多月，冬季长达5个多月之久。年平均蒸发量为1650mm，冬季多西北风，最大风力可达9级。冻结期11月-次年3月，冻土深度为1.3-1.5m。xxx县矿区地震基本烈度为七度。四、水源及电源XXX矿所需水源由勘探钻群孔提供，该孔取自奥灰水，可供开采量0.09m3/s。矿区大规模开采后，不足的水量将由富胜堡水源提供。矿井电源取自矿区110KV变电站。五、矿区经济概况xxx县下辖10镇23乡。全县总面积为485万亩，现有耕地143万亩。粮食作物有玉米，谷子，高粱，小麦，豆类等，经济作物有白麻，油料，烟叶等。工业生产以煤炭为主，兼有

5、化工，水泥，化肥，陶瓷，地毯和皮毛加工等小型企业。本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥需由国家计划供应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。第二节 井田地质特征一、井田地形及勘探程度纵观该井田煤系基底等高线图、各主要可采煤层底板等高线图及5、6号煤底板标高二维2次、5次趋势面图，其总体构造形态呈现出一个单斜构造，倾向南东，倾角515的单斜构造。井田的勘探程度：本井田先后进行了普查、详查、精查勘探及使用综合勘探的精查补充勘探后，勘探程度基本上能够满足矿井设计的需要。 二、井田煤系地层概况崔家寨井田被新生界第四系（Q）所掩盖。井田内地层由上而下为：新生界第四系

6、、中生界侏罗系、古生界奥陶系和寒武系。1) 新生界第四系井田内第四系厚度20-153m，由北向南逐渐增大。分为全新统、上新统马兰组和下新统泥河湾组。岩性：全新统为卵砾石及砂土堆积物；更新统上部为风积黄色亚粘土、冲、洪积砂土、亚粘土间夹砾石薄层和透镜体；下部为浅灰、灰褐、绿灰色亚粘土间夹粉砂砾石薄层及砖红色亚粘土间夹砂砾石薄层。近底部为亚粘土与砂砾石互层。2) 侏罗系侏罗系地层分为中统后城组、髫髻山组；中下统下花园上段和下段。后城组：不整合于煤系地层之上，厚度0167m，分布于井田东半部，岩性为砾岩、间夹砂砾岩和细砂岩、粉砂岩薄层。髫髻山组：与下伏地层呈角度不整合接触。厚度为0135.6m，主要

7、分布于井田的东部，为一套中性火山岩火山碎屑岩，岩性主要为安山岩和火山角砾岩。下花园组：为井田内含煤地层，与下伏地层呈角度不整合接触。总厚度为0347.5m，平均厚度为180m，以7号煤顶板砂岩底面为界分为上、下两段。下花园组上段厚度0215m，平均厚度100m。主要岩性为粘土岩、砂质粘土岩、砂砾岩、中细砂岩及煤层。本组含煤8层，均不可采。下花园组下段的厚度为0132.5m，一般厚度80m。岩性为中细砂岩、粉砂岩、粘土岩及煤层组成，共含可采及局部可采煤层8层，即7、6-1、6、5-1、5、4、1-1、1号煤。3) 奥陶系本组地层为奥陶系下统，厚度为0115m，为煤系地层的基底，基底起伏不平，北高

8、南低，北薄南厚。岩性为白云质灰岩，岩溶裂隙发育。溶洞裂隙多为粘土或灰岩碎块充填，但疏松易碎。4) 寒武系上统仅分布于井田的东北角，厚度大于100m。岩性为石灰岩，岩洞不发育。煤系底层的沉积受印支运动所形成的近东西向继承性凹陷的控制，含煤建造的厚度、岩性和岩相的变化主要受基底不均匀沉降和成煤后期构造剥蚀的影响；煤系和煤层的保存则主要受矿区南北边界断裂垂向运动的影响；煤系和煤层的保存则主要受矿区南北边界断裂垂向运动的制约。三、井田地质构造1）褶皱构造区内没有褶皱及断裂构造，地层较为简单。2）断层构造迄今为止，由钻孔、巷道揭露及地震补勘，共发现大小断层8条，其中逆断层2条，正断层6条。由此可见，本区

9、断裂构造以正断层占绝对对优势。随着矿井开拓范围的加大，井田小断层的数量还会增多，如表1-2所示。表1-2 井田主要断层一览表断层名称性质走 向倾向倾角()垂直断距(m)控制情况断层位置DF1断层正N45ES7020-70控制清楚边界DF2断层正S160ES6020-30初步控制边界DF120 断层正N80ES7030-50基本控制边界3）岩浆岩侵入活动井田内无岩浆岩喷出岩活动。 四、矿井水文地质特征1）含水层和隔水层井田内共有5个含水层，自下而上分别为：（1) 寒武系石灰岩岩溶裂隙承压含水层该层含水层单位涌水量q=0.00806L/s.m，渗透系数为0.118m/d，水位标高为+750.54m

10、，其富水性弱。（2) 奥陶系下统石灰岩岩溶裂隙承压含水层本含水层的单位涌水量q=0.12L/s.m，渗透系数为0.1214.06m/d，水位标高为+755.34m。富水性在井田中部强，四周富水性弱或中等。 （3) 侏罗系中统下统的下花园组砂岩空隙裂隙含水层该层含水层的单位涌水量q=0.04350.0739L/s.m，渗透系数为0.01390.71m/d，水位标高+1008.29+1014.29m。为井田内富水性弱的含水层。（4) 中侏罗统后城组砾石孔隙裂隙承压含水层该层单位涌水量q=0.00117L/s.m，渗透系数0.00040m/d，水位标高+971.62m，为富水性极弱的含水层。（5)

11、第四系砂砾、卵石孔隙承压含水层该层含水层为富水性弱中等含水层。隔水层为非煤系地层的粘土岩、粉砂岩及第四系的粘土、亚粘土。这些岩层质纯、致密，为良好的隔水层，隔离了各层之间的水力联系。在1、5号煤与基底奥陶系灰岩之间，虽然全井田内普遍发育一层岩性为鲕状粘土岩、粘土岩、粉砂岩的隔水层，但该层的沉积厚度随奥陶系古地形的起伏，距5号煤1.6092m。井田内基本不受水威胁。2）地下水的补给、径流、排泄及水力联系xxx县矿区的南、东、西三面都有断层阻隔，北部月山向斜西北翼寒武系底部页岩隔水层翘起阻水，只在西北、西南与东北部有三个进出水口，故矿区及本井田奥灰水系处于一个半封闭的蓄水构造中。（1）奥灰水的补给

12、、径流、排泄条件在天然状态下，奥灰水从F11断层北端尖灭带的进水口及北部月山灰岩裸露区获得补给，但要通过月山向斜的深循环及寒武系极弱含水层，补给条件差，埋藏深，径流交替迟缓。微弱的补给进入矿区后，向东及南两个方向分流，向东分流的地下水经东北排水口向壶流河下游排泄；向南分流的地下水至本井田南部绕过Rw阻水带，流向西南，至暖泉方向的径流带径流，最终向暖泉排泄。而暖泉地下水主要接受广灵县以北灰岩裸露区的降水渗入补给，在矿区及井田人为开采或疏降条件下，则转为向矿区补给的进水通道。除接受第四系天窗水补给外，又有来自暖泉方向水的补给。（2）煤系地层与第四系补给、径流、排泄条件第四系与基岩风化裂隙接触地带，

13、接受大气降水的垂直入渗，是井田煤系地层及第四系含水层的主要补给区。补给煤系地层的地下水：自月山向斜，沿基岩风化裂隙入渗煤系地层，由北而南向井田径流，由于煤系地层富水性极弱，补给条件差，径流呆滞，沿壶流河排泄。补给第四系地层的地下水：井田处于月山南麓山前倾斜平原，冲沟密布，切割较深，洪水多沿冲沟向壶流河排泄。在北部月山第四系与基岩风化裂隙直接接触，降水多沿第四系、基岩风化裂隙带与基岩接触带入渗，补给第四系含水层；部分浅层水与下部承压水向井田径流，至井田南部具自流性质，均沿壶流河排出区外。3）矿床水文地质类型本井田为以底板进水为主的中等岩溶充水矿床，即三类23型。 4）矿井涌水量崔矿井田地质综合资

14、料提供的资料：矿井正常涌水量为330 m3/h，最大涌水量为600 m3/h。5）矿井充水因素分析井田内具有充水意义的含水层有第四系、奥灰含水层。本矿井的水文地质类型为以底板进水为主，煤系地层和第四系及其他类型进水为辅的中等复杂岩溶充水矿床。 6） 断层导水性按照井田精查地质报告资料，断层在天然状态下，断层带本身基本上不含水。由于断层构造的影响，使5、6号煤与奥灰含水层的间距缩短或直接对接，或节理、裂隙发育，减弱了断层的阻水性能，使断层成为沟通含水层的通道。7） 第四系含水层进水第四系含水层多呈透镜状，因此富水性不均一，其富水性为弱中等。通过未封闭或封闭不好的钻孔，将第四系含水层的水导入到井下

15、。8）其它形式的进水特别应注意的是，1962年以前施工的钻孔，由于封孔质量的不合格，将成为含水层的水导入到井下的通道，从而容易引发钻孔突水事故。第三节 煤层特征一、煤层埋藏条件本区成煤年代处于侏罗系晚期。由于受古地理和沉积条件的控制及后期改造影响，以及地壳沉积速度变化的影响，本组含煤层数较多，但煤层的稳定性较差，煤层厚度变化较大。煤田西部，煤层埋藏较浅，本井田含煤地层为下花园组，本组地层厚度为0347.5m，平均厚度180.77m。下花园含煤地层分为上、下两段，其上段为杂色含煤地层，含煤8层，分布零星，对比可靠性较差，含煤地层厚度为15.8267.20m；其下段含煤8层，下段的上部含煤3层，上

16、部含煤5层，其中5、6号煤为较稳定可采煤层，其余为不稳定煤层，含煤地层厚度为33160.6m。井田倾角平缓，一般3-9，平均7，最大18，最小近水平状态。煤系和煤层沉积稳定，标志层明显。二、可采煤层特征1）含煤性本井田含煤地层为侏罗系中下统下花园组，厚0344.02m，其中1号煤层不稳定，5、6号煤层为主要可采煤层，煤层总厚7m,含煤系数14。2）可采煤层5号煤层：在181个见煤点中，仅有5个不可采，可采面积达32.8km2。煤层厚度0.606.64m，平均4.0m。井田西部一般为3.5m左右，至井田东部渐增厚为5m左右，东北部较薄，为2.7m左右。辉绿岩大部分是沿煤层顶、底板侵入并侵蚀部分煤

17、层，局部因上、下穿插吞噬全部煤层。5号煤层见煤点164个，其中有40个点含一层厚0.100.40m的泥岩夹矸，夹矸靠近煤层底部0.200.40m处。不含夹矸的煤层，在相当部位的煤质变差，该煤层为简单结构。原煤灰份（Ag）一般为13%16%，局部小于10%或大于15%，平均为14.45%。挥发份（Vx）为34.54%41.24%，平均为37.29%。全硫（SQg）为0.9%1.6%，西南部和东北部局部为1.0%3.24%，平均为1.43%。磷（Pg）为0.01%0.03%平均为0.021%。为低灰、特低硫低硫、低磷的长焰煤及不粘煤。西南隅为中灰富灰、低硫富硫煤。原煤可燃基弹筒发热量7029大卡/

18、公斤。6号煤层：下距5号煤层11.7157.00m，平均25.0m。是主要可采煤层之一。有179个见煤点，其中可采点157个，可采面积30.1km2。煤层厚度0.20 6.00m，平均3.0m。一般厚度3 3.5m，局部含0.200.30m的泥岩夹矸，夹矸厚度向北渐增大，使煤层分岔为厚度1米左右的2个分层，形成61号煤层，在向北、东方向61号煤层尖灭，局部6号煤也尖灭。原煤灰份（Ag）为10%14%，平均为11.62%。挥发份（Vx）为35.16%41.24%，平均为36.97%。全硫（SQg）一般小于1.0%，西南部及东部为1.0%3.6%，平均为0.74%。磷（Pg）小于0.01%0.03

19、%，平均为0.009%。为低灰、特低硫、特低磷的不粘煤、长焰煤。西南隅为中灰富灰、低硫富硫煤。原煤可燃基弹筒发热量7012大卡/公斤，如表13所示。表13 可采煤层基本情况一览表 评价 指标煤层编号煤层厚度等级全井田 厚度最小最大平均厚度（m）稳定程度结构夹石层数厚度（m）间距（m）最小最大平均5中厚0.6-6.644.0稳定简单局部0.2-0.411-57256中厚0.2-6.03.0稳定简单无三、煤层围岩性质本矿在精查勘探阶段和建井时期，分别采取了5、6主要可采煤层的顶、底板岩石样，作了物理学性质试验。6号煤层顶板：首采区6号煤顶板为粘土岩、粉砂岩，平均厚度3.2m，普氏硬度系数为2.2，

20、属中等稳定不稳定岩层；底板主要为粉砂岩，普氏系数为2.6，属中等稳定岩层。5号煤顶底板：首采区内5号煤岩性主要为粘土岩、粉砂岩或细纱岩，胶结致密，较坚硬，厚度3.5m，普氏系数3.5，属中等稳定岩层；底板岩性为胶结致密的细纱岩、粘土岩，普氏系数为3.7，属中等稳定稳定岩层，如图12煤层综合柱状图所示。图12 矿井煤层综合柱状图三、煤的特征1）煤质本井田煤种以长焰煤、不粘煤为主，次为褐煤，西南偶有贫煤及无烟煤出现，主要可采煤层属低中灰，低-特低、低-特低磷煤。优质动力煤，还可作气化用煤。煤的硬度为3，容重为1.3t/m3，如表1-4所示。表1-4 煤质主要特征表项目煤层灰分（）硫分（）磷分（）挥

21、发分（%）发热量（MJ/kg）容重（t/m3）牌号5煤14.4514.14.451.430.02137.2929.421.3HC6煤11.620.740.00936.9729.351.3HC2）煤的牌号根据资源勘探阶段煤质化验结果，各煤层的工业牌号均为低变质的不粘煤，HC。3）煤的硬度可采煤层的单向抗压强度为200-300Mpa。四、煤的工业用途本井田煤种以长焰煤、不粘煤为主，次为褐煤，主要可采煤层属低中灰，低-特低、低-特低磷煤，高发热量 ， 优质动力煤，还可作气化用煤，亦可作为炼焦配煤。五、煤的含瓦斯性XXX矿井经2004年度瓦斯等级鉴定为低瓦斯矿井，矿井绝对瓦斯涌出量为1.83m3/mi

22、n，矿井相对瓦斯涌出量为0.37m3/t。井田范围内无高瓦斯涌出区，无煤与瓦斯突出。六、煤尘的爆炸性影响煤尘爆炸的主要因素是煤中的挥发分产率，煤的挥发分愈高，煤尘爆炸的危险性愈大。本矿井煤的可燃基挥发分产率Vdaf均在35以上，煤尘爆炸指数为37.21-42.81%，煤尘具有爆炸性。七、煤的自然发火倾向各煤层均有自然发火的倾向，属二类自燃，发火期一般为36个月，最短发火期为18天，本矿井煤的自燃发火等级为12级，即容易自燃发火至自燃发火。第二章 井田境界和储量第一节 井田境界一、井田划分的依据在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。煤田范围划分为井田

23、的原则有：1、井田范围内的储量，煤层赋存情况及开采条件要与矿井生产能力相适应。2、保证井田有合理尺寸。3、充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等。4、合理规划矿井开采范围，处理号相邻矿井间的关系。二、井田范围崔家寨井田境界的确定是以邻近矿和断层为边界，均无扩大的可能，如图2-1所示。图21 井田境界示意图 东界：以北杨庄井田为界。南界：以单侯井田为界。西界：以南留庄井田为界。北界：以DF1大断层为界。井田东西宽平均约11.01km，南北长平均约3.01km，井田面积约34km2。开采深度为+600-+1100m水平。第二节 矿井储量一、勘探类型及储量等级的圈定1）井田勘探类型根据矿井勘

24、探情况，其勘探类型为类型。2） 钻孔及勘探线分布全区经过普查、详查、精查勘探及使用综合勘探的精查补充勘探后，使完成钻孔210个，地震物理点5432个，平均每平方公里有6.17个，共计工程量为m，其中水文钻孔5个，为2000m。二、储量等级的圈定根据对煤矿床的勘探，研究程度和煤炭工业建设的需要，将煤炭储量划分为A、B、C、D四级。由于本矿井煤质稳定，煤类单一，水文地质相对条件中等，煤系中基本不受岩浆岩破坏活动影响，因此储量级别的划分主要依据对地质构造和煤层的控制、研究程度。邻近不可采边界的块段均不圈定高级储量；断层煤柱不圈定高级储量，一律降为C级储量；对难以开采的小而孤立的块段，不圈定储量，不进

25、行单独计算。三、煤层最小可采厚度根据生产矿井储量管理规程的规定，依据煤种类、储量类别、煤层倾角等确定最低可采厚度，非炼焦用煤，按最低可采厚度0.8m，最高灰分小于40%计算井田地质储量，确定煤层的最小可采厚度为0.8m.四、矿井工业储量的计算矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探，煤层厚度与质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前可供利用的可列入平衡表内的储量。矿井工业储量一般即A+B+C级储量。井田范围内全区参与计算的煤层自下而上分别为1、1-1、4、5、5-1、6、6-1、7号煤共8层,可采煤层为2层、5煤和6煤 。其中，5煤平均厚度为4.0m， 6煤平均厚度为3.0m，可采煤层总厚

26、为7m。矿井的工业储量根据经纬网网格法来计算。经过计算，得出井田范围内有123个经纬网格，根据煤层倾角分为两部分：第一部分煤层平均倾角平均7，完整方格个数为91个，不完整部分拼合方格14个；第二部分煤层平均倾角为11，完整方格个数为18个，不完整部分拼合方格10个。每个经纬网方格的面积为S=500500=m2，煤的容重取1.30 t/m3。矿井工业储量的如2-1计算公式所示： Zg = N1SM/cos1+ N2SM/cos2 （21） 式中 Zg矿井工业储量，万t；S 每个经纬网方格的面积，m2；N1第一部分煤层倾角较小部分面积，m2；N2第二部分煤层倾角较大部分面积，m2； M煤层平均厚度

27、；煤的平均容重，t/m3；1第一部分煤层平均倾角，；2第二部分煤层平均倾角，。则矿井的工业储量为：Zg = N1SM/cos1+ N2SM/cos2=1057.01.30/cos7287.01.30/cos11 =30556万t根据崔矿地质勘探资料，矿井各级储量具体情况如表21所示。表2-1 矿井地质储量汇总表 单位：Mt煤层编号ABCA+B+CA+BA+B+C(%)DA+B+C+D占矿井总储量的比例()主采煤层占矿井总储量的比例()79.034.3813.4167.313.414.36-15.304.7510.0552.710.053.2617.2721.7730.1369.1756.469

28、.1722.622.65-105.125.125.121.670544.0723.5031.2598.8268.498.8231.3431.3447.569.2416.8045.016.805.401-15.309.8615.1635.015.164.960118.849.1049.0977.0336.377.0325.225.2合计80.1881.56143.82305.5651.7305.5610079.14由表中数据可以看出：井田范围内A+B级储量占工业储量的51.7%，大于40%；根据矿井设计指南中关于矿井井型与矿井设计的高级储量比例之规定，本矿井的储量符合煤炭设计规范的要求。第三节

29、矿井可采储量一、各类永久煤柱的计算1）各类永久煤柱留设宽度及其依据各类永久煤柱包括沙蔚铁路煤柱、工业广场煤柱、矿井边界煤柱、重泰寺、断层煤柱、后期风井保护煤柱、大巷保护煤柱等。具体留设如下：（1）沙蔚铁路煤柱铁路煤柱保护等级为级，保护煤柱围护带宽度为20m。设计留设岩层移动角为：第四系45，煤系地层72。由于铁路基本上垂直煤层走向方向，所以铁路两侧岩层走向移动角可认为近似相等。根据垂直剖面法作图，如图22所。图22 沙蔚铁路保护煤柱剖面图由此算得的铁路一侧煤柱宽度为： b=90/tan45+310.62/tan72 =90+100.9 =190.9（m）根据现场生产实际经验，取b=220m，以

30、保证沙蔚铁路大动脉的安全。则沙蔚铁路煤柱总宽度为：B=2202+60=500（m）（2）工业广场保护煤柱及后期风井保护煤柱根据生产工艺要求，工业场地需建的主要建(构)筑物有主副井井塔、副井井口房、装车仓、转载点、胶带走廊、通风机房、锅炉房、矿车修理及铆焊车间、综合修理车间、地下返煤地道、筛分车间、驱动站、井下水处理站、生活水处理站、生活蓄水池及泵房等。根据“三下开采规程”规定，设计确定工业场地和后期风井场地均按级保护，其围护带宽度为15m。因此，加上围护带，工业广场需要保护的尺寸为：长宽=500430=m2。根据垂直剖面法作图，如图23所示。 图23 工业广场保护煤柱剖面图由作图法可得工业广场

31、保护煤柱尺寸为： AD=BC=881.5m；BC=811.5m。后期风井保护煤柱留设参数同上，面积为50000m2。(3) 井田境界煤柱井田境界煤柱宽度规定为40m，在井田内按20m留设。(4) 断层煤柱根据矿井现场生产经验，断层按性质、落差大小及其对煤层破坏程度，断层煤柱留设如下：断层按其落差大小不同，落差50m的断层，两侧各留50m的煤柱；落差20m 50m的断层，两侧各留30m煤柱；落差10m 20m的断层，两侧各留20m煤柱；落差60a以上结果符合煤炭工业矿井设计规范的规定，本矿井设计为一个开采水平，因此最终确定矿井的生产能力为180万t/a。第四章 井田开拓第一节 井田开拓的基本问题

32、一、井筒形式及数目的确定1)井筒形式一般情况下，井筒的形式有立井、斜井和平峒三种。在一般条件下，平硐最简单，斜井次之，立井复杂，选择井筒形式必须从自然地质条件，技术条件和经济条件等各方面因素综合考虑。2)各井筒适用条件斜井：适用于井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质情况简单，井筒不需要特殊法施工的缓斜和倾斜煤层。平峒：适用于地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分的储量大致能满足同类井型水平服务年限要求。立井：煤层埋藏深、表土厚或水文情况复杂，井筒需特殊施工；开采煤层受倾角、厚度、CH4、水文等条件限制；多水平开采的急斜煤层；凡不适合斜井、平

33、硐及综合开拓方式时，均可采用立井开拓。 3)XXX矿特点本区为北高南低的山前平原，地势开阔。含煤地层为中生界侏罗系下花园组，煤层埋藏深度达240500m，倾角缓。煤系断层均被新生界第四系松散层覆盖，松散层厚度达0153m，其内含砂、卵石、砂砾石层，为弱中等含水层。4)由于立井开拓的适应性较强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制；在采深相同的条件下，立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利；井筒的断面大，可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需风量的的要求，且阻力小，对深井更为有利；当表土层为富含水的冲积层或流沙层时，立井井筒比斜井容易施工；对地质构造和煤层产状均特别

34、复杂的井田，能兼顾井田浅部和深部不同产状的煤层。因此，综合以上因素确定设计采用立井开拓方式。二、井筒位置的确定井筒是井下与地面出入的咽喉，是全矿井的枢纽。井筒位置的选择对于建井期限、基本建设投资、矿井劳动生产率以及吨煤生产成本都有重要影响，因此，井筒位置一定要合理选择。选择井筒位置时要考虑以下主要原则：1)有利于井下合理开采（1）井筒沿井田走向的有利位置当井田形状比较规则而储量分布均匀时，井筒沿井田走向的有利位置应在井田的中央；当井田储量分布不均匀时，井筒应布置在井田储量的中央，以形成两翼储量比较均衡的双翼井田，可使沿井田走向的井下运输工作量最小，通风网络较短，通风阻力小。应尽量避免井筒偏于一

35、侧，造成单翼开采的不利局面。（2）井筒沿煤层倾向的有利位置在倾向上井筒宜布置在中偏上的位置，同时考虑到减少煤损，尽量让工业广场保护煤柱圈住一些影响生产的地质构造和断层。2)有利于矿井初期开采选择井筒位置要与选择初期开采区密切结合起来，尽可能使井筒靠近浅部初期开采块段，以减少初期井下开拓巷道工程量，节省投资和缩短建井期。3)尽量不压煤或少压煤确定井筒位置，要充分考虑少留井筒和工业广场保护煤柱，做到不压煤或少压煤。为了保证矿井投产后的可靠性，在确定井筒位置时，要使地面工业场地尽量不压首采区煤层。4)有利于掘进与维护（1）为使井筒的开掘和使用安全可靠，减少其掘进的困难及便于维护，应使井筒通过的岩层及

36、表土层具有较好的水文、围岩和地质条件。（2）为加快掘进的速度，减少掘进费用，井筒应尽可能不通过或少通过流沙层、较厚的冲积层及较大的含水层。（3）为便于井筒的掘进和维护，井筒不应设在受地质破坏比较剧烈的地带及受采动影响的地区。（4）井筒位置还应使井底车场有较好的围岩条件，便于大容积硐室的掘进和维护。5)便于布置地面工业场地井口附近要布置主、副生产系统的建筑物及引进铁路专用线。为了便于地面系统之间互相联接，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，应尽量避免穿过村镇居民区、文物古迹保护区、陷落区或采空冒落区、洪水侵入区；要尽量少占农田、果园

37、经济作物区，尽量避免桥涵工程，尤其是大型桥涵隧道工程。为考虑长期运输的行车安全和管理，要尽量避免与公路或其他农用道路相交，力求使接轨点位于编组站配线一侧。另外，井口标高应高于历年的最高洪水位；还要考虑风向的影响，防止污染。总之，选择井筒位置要统筹井田全局，兼顾前期和后期、地下与地面等各方面因素。具体位置见XXX矿开拓平面图。三、 工业广场位置、形状和面积的确定1）根据本井田煤层赋存情况，井口及工业场地位置选择的原则如下：（1）井口及工业场地位置应尽量位于井田中部偏北方向，使其位于储量中心的附近；（2） 由于煤层与奥灰含水层间距较小，且变化较大，因此应尽量使井底远离奥灰含水层；（3） 尽量使井筒

38、、井底车场位于地质构造和水文地质条件简单的块段，并有利于首采区布置，以减少初期井巷工程量、投资和施工方便；根据上述原则，原矿井初步设计提出了3个方案进行了比较，综合平衡后，确定矿井井口及工业场地位置位于16-5孔南50m附近。2）工业广场形状和面积 根据生产工艺要求，工业场地需建的主要建(构)筑物有主副井井塔、副井井口房、装车仓、转载点、胶带走廊、通风机房、锅炉房、矿车修理及铆焊车间、综合修理车间、地下返煤地道、筛分车间、驱动站、井下水处理站、生活水处理站、生活蓄水池及泵房等，根据井上下实际情况，尽量减少工广压煤，合理紧凑布局，确定工业广场形式为长方形。根据“三下开采规程”规定，设计确定工业场

39、地按级保护，其围护带宽度为15m。因此，加上围护带，确定工业广场需要保护的尺寸为：长宽=500430=m2。四、开采水平数目、位置和标高的确定崔家寨井田范围内煤层倾角5-11，平均7，为缓倾斜，局部近水平煤层。全区范围内可采煤层为2层，5煤和6煤，其中5煤和6煤间距平均25m，可联合布置亦可分层布置；若采用斜井延伸，由于煤层倾角太小，需要开凿的斜井太长，在技术经济上均不合理，因此决定采用分两个阶段，立井单水平上下山开拓，即设一个水平为+830m水平。五、开拓方案的确定1）方案的提出由于本井田开采技术条件，所以采用立井开拓（主井设箕斗）单水平开拓，井筒位于井田储量的中央；为了使工业广场集中，风井

40、管理方便；减少保护井筒煤柱，矿井早投产的原则采用了中央并列式通风。轨道大巷水平布置，服务年限长，所以考虑布置于5或6煤层底板稳定岩石中，只设3的流水坡度。如果将轨道大巷布置煤层内，形成煤层大巷开拓，考虑到水平大巷服务年限较长，煤层巷道围岩稳定较差，巷道维护困难，维护费用高，并且煤层褶曲较多，若大巷沿煤层布置，巷道坡度及方向变化较大，辅助运输矿车的运行将受到限制。又根据崔家寨地质资料，各煤层均有自燃发火倾向。因此，布置煤层大巷在技术和经济上均不合理，故不予考虑。依据5、6煤层底板等高线图，煤层倾角角小，考虑运输大巷和回风大巷均布置于5或6煤层中，随煤层起伏，即可探明煤层赋存产状，从经济角度考虑亦

41、可降低原矿井初期投资本，提高巷道掘进速度。井田范围内煤层倾角5-11，平均7，为缓倾斜、近水平煤层。因此，其准备方式既可以采用采区式，也可以采用带区式。根据前述各项决定，提出三种在技术上可行的方案：图41 方案1图42 方案2图43 方案3（1）方案1大巷布置于距离5煤层底板的岩层内，回风巷与运输巷布置在5煤层中，矿井采用带区式准备，5、6煤层联合布置。如图41。（2）方案2大巷布置于5煤层底板，回风巷与运输巷布置在5煤层中，矿井采用采区式准备。如图42。（3）方案3大巷布置于5煤层底板，回风巷与运输巷布置在5煤层中，矿井采用采区、带区式准备；既在阶段水平以上为带区布置，下山采区。如图43。2

42、）开拓方案技术比较（1）方案1和方案2的区别在整个井田采用带区准备还是采区式准备。方案1和方案3的区别在于整个井田采用带区式准备还是采用带区与采区联合布置方式，即在阶段水平以下采用下山采区布置，根据煤层赋存条件，煤层倾角等认为采用带区开采和采区开采技术上可行。三个方案均将轨道大巷布置在5号煤层底板中，将运输巷与回风巷布置在煤层中，大巷整个开采水平或阶段服务的水平巷道，为整个开采水平或阶段运输服务的水平巷道，担负煤、矸、物料和人员的运输，通风、排水及铺设管线等，是矿井的“动脉”，服务年限较长，因此将其布置在稳定岩层中，在技术上可行，经济上合理。（2）准备方式经济比较但由于第三各方案为前两个方案的

43、综合，在技术上可行的前提下，第三个方案在基建投资、生产运营上考虑，均介于一方案和二方案之间。因此否掉第三方案，只进行第一和第二方案的比较。依据矿巷道掘进平均综合成本表4-1，综合权衡，带区准备方式不需要开掘上山，大巷掘出后便可以掘运输斜巷、回风斜巷、开切眼和必要的硐室，巷道系统简单便于管理。 根据崔家寨井田煤层平均倾角仅有7，为近水平煤层，布置带区方式技术经济效益比较显著，且地质构造多为倾斜断层，布置带区准备方式较有利。仅初期基建投资就可节约156万元，200*2*3900=），提前投产约1.5-2个月。故采用第1方案。六、带区划分及布置带区的划分以大断层、煤层可采边界等自然边界作为采区划分的

44、重要依据。除此之外还考虑了采用综合机械化开采对采煤工作面推进长度的要求，尽量增大工作面的连续推进长度，减少工作面搬家倒面的次数。根据上述所确定开拓方案，井田范围内主要采用带区式准备，每6个分带为一个带区，均匀布置。由此，全矿总共划分为8个带区。具体布置见XXX矿开拓平面图。七、煤层生产能力5煤的可采厚度为4.0m，6煤的可采厚度为3.0m，各煤层的原煤容重均为1.30t/m3。因此，5煤的煤层生产能力为5.2t/m2，6煤的煤层生产能力为3.9t/m2。八、矿井带区间和煤层间接替顺序1）带区间接替顺序巷道掘进工程计划是按照井田开拓方式以带区准备方式，并根据开采计划规定的接替要求和掘进队的施工力

45、量，安排各个巷道施工次序及时间，以保证采煤工作面、带区、煤层间的接替。一般的在现生产的采区内，采煤工作面结束前10-15d，完成接替工作面的巷道掘进及设备安装工程，在每个带区减产前1-1.5个月，必须完成接替采区和工作面的掘进工程和设备的安装工程。即首先开采井田西翼带区，带区之间交叉生产，即：当开采西一带区一分带时，在西二带区一分带准备接替工作面，接替工作面在生产工作面结束前1015天完成巷道掘进和设备安装工程；准备下一个接替工作面依次类推。当西翼带区全部采完前11.5个月，完成东翼接替带区和接替工作面的掘进工程和设备安装工程。东翼带区及采区间采用顺序开采。 2）煤层间接替顺序煤组之间采用下行

46、式开采，即先开采上组煤，再采下组煤；带区区之间采用由近而远的接替顺序。即首先开采6煤，然后采5煤，联合布置。第二节 矿井基本巷道一、井筒1）主井如图44，主井井筒断面形状为圆形，净直径为6.5m，净断面积为33.18，掘进断面44.18，井深310m。井筒井壁为混凝土砌碹井壁，厚450mm，充填混凝土厚50mm。主井采用两对12t多绳箕斗提煤。2）副井如图45，副井井筒断面形状为圆形，净直径为7.5m，净断面积为44.18m2，掘进断面59.45 m2，井深305m。井筒井壁为混凝土砌碹井壁，厚550mm，充填混凝土厚50mm。副井布置一对1.5t固定箱式矿车双层四车罐笼，设梯子间。3）风井如

47、图46风井井筒为圆形断面，净直径为5m，净断面积为19.63，掘进断面26.42 m2，西风井井深300m，井筒井壁均为混凝土砌碹井壁，厚350mm，充填混凝土厚50mm。风井均设梯子间。风速验算如下表。表47 井筒风速验算表井筒名称风量(m3/min)井筒断面（m2）实际风速(m/s)允许风速(m/s)验算结果最低最高副井井筒4251.5544.181.608符合规定风井井筒4251.5519.633.6115符合规定（注：新鲜风流主要从副井进入井下，主井不作为进回风井，故其风速不需验算；表中风量为通风容易及通风困难两个时期通过各井筒的最大风量。）通过验算，风速符合规程的规定，所选用井筒断面

48、满足设计要求。二、井底车场井底车场的型式和布置形式井底车场采用立井刀式环行车场，其布置形式见图48。验算主、副井空重车线长度1）主井空重车线长度验算由于井下煤炭采用胶带输送机运输，所以，主井的空重车线不需验算。2）副井空重车储线长度验算设计辅助运输采用1.5t固定箱式矿车MG1.79B，其外形尺寸为：240011501150（mm）（长宽高）。参考煤矿现场生产经验，一列车一般为20辆矿车，则一列车长度为48m。而副井重车线长度为462.6m，空车线长度为90.5m，均大于1.5列车的长度，符合煤炭工业矿井设计规范的规定。3）调车方式设计采用顶、推调车方式：电机车牵引重列车驶入车场调车线，电机车

49、摘钩，驶过道岔，经错车线，过道岔绕至列车尾部，将列车顶入副井重车线。然后，电机车经过道岔绕道回车线，进入副井空车线，牵引列车驶向带区。4)各种峒室的布置根据生产及安全的需要，井底车场内设有以下硐室：(1)主井提升系统设有直立圆筒煤仓（容量为1000t）、箕斗转载硐室、井底撒煤清理硐室、上仓皮带斜巷及硐室。(2)副井提升系统设有井筒与井底车场连接处硐室。3)供电、排水系统设有中央变电所，上仓皮带斜巷及机头硐室变电所，中央水泵房、管子道、水仓等。水仓设内外两条，其有效容量容纳8小时矿井正常用水量计算并考虑矿井灌浆、洒水水量，水仓总长310m。(4)消防安全系统井下设有消防材料库、火药库等。井下火药

50、库采用硐室式布置方式，火药库有单独的进风风流。(5)其它硐室井底车场设有等候室、架线电机车修理硐室、蓄电池电机车修理及充电硐室。其中蓄电池机车硐室采用独立通风系统。井底车场各种峒室及其布置如图48所示。井型240万t/a提升容器两对12t长型箕斗多绳摩檫轮提升机井筒直径6.5m井深310m净断面积33.18井筒支护混凝土砌碹厚450充填混凝土厚50基岩段毛断面积44.18表土段毛断面积44.18图44 主井井筒断面布置图井筒特征图45 副井井筒断面布置图 井筒特征井型240万t/a提升容器一对1.5t固定箱式矿车双层四车罐笼；井筒直径7.5m井深305m净断面积44.18m2井筒支护混凝土砌碹

51、厚550mm充填混凝土厚50基岩段毛断面积59.45 m2表土段毛断面积59.45 m2 图46 风井井筒断面布置图井筒特征井型240万t/a净断面积19.63井筒直径5m基岩段毛断面积26.42井深300m4-8 井底车场及硐室布置图图49 运输大巷断面图图410 轨道大巷断面图图411 回风巷断面图巷道特征图413 总回风巷石门断面图巷道特征掘进断面16.7 m2锚杆间距800 mm型式树脂锚杆净断面15.7 m2锚杆排距800 mm外露长度100mm掘进宽度4800mm锚杆长度2100mm喷层厚度100 mm掘进高度4000 mm锚杆直径16mm巷道坡度3净周长15 m排列方式菱形岩石硬度F=46第五章 准备方式带区巷道布置第一节 煤层的地质特征一、煤层埋藏条件带区内主采煤层为6煤层。6煤厚层块状，内生裂隙发育，煤层赋存稳定，平均厚度为3.0m，上部一层夹石时有时无。煤层倾角平缓，一般39，平均7，最大15，最小近水平状态。