鸡西矿业集团东山煤矿2.4Mta的新井设计说明书毕业论文

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1、. . . . 摘 要本设计新井为鸡西矿业集团东山煤矿2.4Mt/a的新井设计。共有5层设计可采煤层。分别是6#A、6#B、23#、34#和45# 。平均总厚度为12.8 m，煤的工业品牌号为1/3焦煤。设计井田的可采储量为187.6Mt，服务年限为56a,划分两个水平开采。本设计矿井采用双立井的开拓方式，集巷与采区石门的大巷布置方式。共划分10个采区，其中首采区为2个，投产工作面2个。大巷运输采用10t架线式电机车牵引5t底卸式矿车运输，采用的采煤方法为走向长壁采煤法，采煤工艺为综合机械化采煤工艺。顶板处理方法为全部跨落法。年工作日为330d，采用“三、八”式工作制，工作面长为175m，每刀

2、进度为0.8m，每日割8刀。主井采用多绳摩擦箕斗提升，副井采用罐笼提升。由于本人知识有限，缺乏一定的现场经验。因此，本设计中难免会出现一些问题，请各位专家老师不吝指正。关键词: 水平 分组集中 走向长壁 AbstractThe task of this design is to construct a 2.4million tons new shaft for Shuangyashan Ming Administration.This mine has five minable Coal Seam.They are 6#A、6#B、23#、34#and 45#.Its average thic

3、kness is 12.8 meters, types of coal seam is 1/3 coking coal. Designed field of minable capacity is 187 million tons. It can adapt for 56years, and is divided into two level.The mine shaft is applied to double indined shaft development method; Layout of gathing gallergand mining district eross headin

4、g; This level is divided into 10 mining districts and 2 worked faces. The big lane conveyance adopts 14 ton a line type electrical engineering cars lead 5 ton bottom unload type mineral cars transport, adopting of adopt coal method as the alignment the long wall adopt the coal method, adopting coal

5、craft as to synthesize the mechanization adopt the coal craft.A plank handles method as to across to fall the method all.Ords 330 days every year. Adapt “three-eight” work situation, work face is 175 meters length of circle is 0.8meters, and times is 8 one day. The main well adoption many rope rub t

6、he box promotes, the vice- well adopts the rigid combination a cage promotes.Because my limit working ability and time. There must be lots of faults in this design. I plead with dirextors point them out and redify it, and I will accept it sincerely and humblely.Key words: Levelthe cent the set conce

7、ntratesthe cent the set concentrates目 录摘要IAbstractII绪论1第1章井田概况与地质特征21.1 井田概况21.1.1交通位置21.1.2地形地势21.1.3气象与地震情况21.1.4水源与电源21.1.5煤田开发史21.1.6工农业与原料供应状况31.2 地质特征31.2.1矿区围的地层情况31.2.2井田围和附近的主要地质构造41.2.3煤层赋存状况与可采煤层特征41.2.4岩石性质、厚度特征51.2.5井田水文地质情况71.2.6沼气、煤尘与煤的自燃性71.2.7煤质、牌号与用途71.3勘探程度与可靠性7第2章井田境界储量服务年限92.1 井

8、田境界92.1.1井田周边状况92.1.2井田境界确定的依据92.1.3井田未来发展情况92.2 井田储量92.2.1井田储量计算92.2.2储量计算方法102.3 矿井工作制度、生产能力、服务年限112.3.1矿井工作制度112.3.2设计生产能力的确定112.3.3矿井服务年限的确定12第3章井田开拓133.1 概述133.2 矿井开拓方案的选择133.2.1井硐形式和井口位置133.2.2开采水平的数目与标高173.2.3开拓巷道的布置183.3 选定开拓方案的系统描述193.3.1井硐形式和数目193.3.2井硐位置与坐标193.3.3水平数目与高度203.3.4石门、大巷数目与布置2

9、03.3.5井底车场的形式与选择213.3.6煤层群的联系223.3.7采区划分233.4 井硐布置和施工243.4.1井硐穿过的岩层性质与井硐支护243.4.2井硐布置与装备243.4.3井筒延深意见273.5 井底车场与硐室273.5.1井底车场形式的确定与论证273.5.2井底车场的布置存车线路行车路线布置长度273.5.3通过能力计算293.5.4井底车场主要硐室323.6 开采顺序323.6.1沿井田走向的开采顺序323.6.2沿井田倾向的开采顺序333.6.3采区接续计划333.6.4“三量”控制情况34第4章、采区巷道布置364.1 采区概述364.1.1设计采区的位置、边界、围

10、与采区煤柱364.1.2采区的地质和煤层情况364.1.3采区的生产能力、储量与服务年限364.2 采区巷道布置374.2.1区段划分374.2.2采区上山布置384.2.4采区煤仓形式、容量与支护394.2.5采区硐室简介414.2.6采区工作面接续424.3 采区准备434.3.1采区巷道准备顺序434.3.2主要巷道的断面示意图43第5章采煤方法455.1 采煤方法的选择455.1.1采煤方法的选择455.2 回采工艺465.2.1选择回采工作面的工艺过程与机械设备465.2.2选择采面循环方式和劳动组织形式46第6章井下运输与矿井提升506.1 矿井井下运输506.1.1运输方式和运输

11、系统的确定506.1.2矿车的选型与数量506.1.3采区运输设备的选择516.2 矿井提升系统536.2.1矿井提升设备的选择与计算53第7章矿井通风安全567.1 矿井通风系统的确定567.1.1概述567.1.2矿井通风系统的确定567.1.3主扇工作方式的确定577.2 风量计算与风量分配577.2.1矿井风量计算的规定577.2.2风量计算577.2.3风量分配607.2.4风速的验算617.2.5风量的调节方法与措施627.3 矿井通风阻力计算637.3.1确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力637.3.2矿井等积孔计算647.4 通风设备的选择647.4.1主扇的选择计算:657.

12、4.2电动机的选择657.4.3反风措施667.5 矿井安全生产措施677.5.1预防瓦斯与煤尘爆炸677.5.2火灾与水患的预防677.5.3其他事故的预防687.5.4避灾路线与自救规定，68第8章矿井排水708.1 概述708.2 矿井主要排水设备708.2.1排水方式与排水系统简介708.2.2主排水设备与管路的选择计算71结论77致78参考文献79附录180附录283- 91 - / 97绪 论通过大学四年对采矿专业基础课的学习，让我对矿井的生产系统：落煤、装煤、运煤、工作面支护、采空区处理有了深刻系统的学习。同时，对矿井通风、排水有了整体的掌握。通过在做毕业设计对矿井的开拓、准备与

13、回采有了科学的认识。现对鸡西矿业集团东山煤矿年产2.4Mt，做新井设计。本设计中详细阐述了东山煤矿的开拓、准备与回采，同时也对矿井的通风、排水做了详细的介绍。通过设计我对专业知道有更加系统、深入的理解。特别是理论联系实际的能力与处理现场问题的能力得到了提高。在不断总结、归纳、复习和学习的过程中使我的专业知识更加丰富。由于本人的专业知识有限，特别是缺少现场经验，因此本设计中所出现的问题再所难免，衷心希望老师不吝赐教。第1章 井田概况与地质特征1.1 井田概况1.1.1交通位置东山矿位于省恒山区境，距鸡西市东北方向11km。其地理坐标为：东经: 13051001305128；北纬：45220045

14、2218。东山矿的交通以铁路、公路为骨干。有矿山铁路专线与鸡西站相连；公路通达鸡西市、密山市等地。交通较为便利,（见图11）。1.1.2地形地势东山矿区井田地表为丘陵起伏，整个地势为东南高，西北低。海拔最低标高为-50m，最高标高为258m。1.1.3气象与地震情况东山矿区属于中温带大陆性气候。区由11月至翌年4月为冻结期，冻结深度为1.5至2.0m，最高气温在零上27至31，最低气温在-29至-34。汛期常发生在每年的七、八月份。年平均降水量533.3mm，季最大降水量312.5mm。春季秋季多风，春夏以西南风为主，冬秋以西北风为主，最大风速25m/s。东山矿在史料中无地震发生过。1.1.4

15、水源与电源东山矿区境无湖泊、水库和沟塘。东山矿区水源来自地下水，能保证生产与生活需要。生产与生活用电均来自鸡西市供电局。1.1.5煤田开发史东山煤田为新近开发，无开发历史。1.1.6工农业与原料供应状况东山井田周边有农田和国有林地分布，可为矿区提供一部分农产品与生产原料。矿井建设与生产所需设备可由附近厂家提供。1.2 地质特征1.2.1矿区围的地层情况东山矿区地层走向EW，倾向为NS,倾角11。地层厚度为850-900m。表土与风化带厚度约20-63m，表土中无流沙岩。岩层多由细砂岩与中砂岩构成。（见图12），煤层综合柱状图。1.2.2井田围和附近的主要地质构造东山井田围的主要地质构造为断层，

16、其中断层共有3个，都为正断层，铅直地层断距在2030m之间。（见表11），断层特征表。表 11断层特征表序号断层号与煤层走向关系基本特征延展情况摆动情况可靠程度走向倾向倾角性质落差1F1斜交N60w30NE50正25全区30可靠2F2斜交N56w34NE58正26全区20可靠3F3斜交N58W32NE60正24全区8可靠1.2.3煤层赋存状况与可采煤层特征煤层赋存比较深，倾角在 11，主要可采煤层发育在城子河组地层中，主要可采层有：6#A、6#B、23#、34#和45#五层。可采煤层特征如下：6#A号煤层：全区发育稳定，为本区主要可采层，煤层结构单一，煤层较厚，煤质稳定，肉眼鉴定为半亮-半暗型

17、，块状，煤层厚度3.1m，平均厚度2.8m.顶板为粉砂岩，平均厚度2.7m，底板粉砂岩3.2m，平均厚度。6#B号煤层：全区发育且稳定，本区主要可采层，煤层结构单一，岩性为煤页岩，厚度为3m。深部煤层较简单，肉眼鉴定为半亮块状.顶板为粉砂岩或细砂岩，平均厚度为2.22m。底板为粉砂岩或中细砂岩，平均厚度为2.8m. 23# 号煤层：全区发育，较稳定，局部可采，结构单一，宏观煤岩为半亮型粉状，平均厚度2.7m，煤层顶板为粉砂岩，顶板平均厚度2.2m，底板平均厚度2.4m。34# 号煤层：全区发育，厚度较大，煤质较稳定，肉眼鉴定为半亮-半暗型，块状，本煤层多有硖矸，煤层平均厚度2.3m，煤层顶板为

18、细砂岩，平均厚度3.6m，底板为粗砂岩，平均厚度2.8m。45# 号煤层：全区发育较稳定，深部结构复杂，含有多层硖矸，岩性为煤质页岩，煤层厚度较大，平均厚度为2.0m，煤层顶板粉砂岩，顶板平均厚度2.2m，底板为粗砂岩平均厚度2.6m。1.2.4岩石性质、厚度特征煤层顶底板的厚度一般都大于8m,多为砂岩。图12 煤层综合柱状图1.2.5井田水文地质情况东山矿区地下水补给来源主要是大气降水和冲积孔含水层水，水力性质呈潜水状态，对浅部矿井充水造成良好条件。构造裂隙含水带：埋藏于风化裂隙含水量水带之下，两者为渐变过渡关系，呈承压水。矿井涌水量一般为78.46m3/h，最大涌水量为282.36m3/h

19、。1.2.6沼气、煤尘与煤的自燃性瓦斯相对涌出理为8.9m3/t，绝对涌出理为5.2m3/min，所以矿区属低瓦斯矿区。随着开采深度的延伸，瓦斯赋存条件好涌出量大给矿井的安全生产带来一定的困难，因此未来矿开发，瓦斯防治技术措施将需进一步加强。本矿区属低硫特低磷不易自燃煤层。1.2.7煤质、牌号与用途本矿井煤多为是亮煤、暗煤、夹镜煤丝带、丝炭较少。矿区煤岩类型多为光亮型、半亮型和半暗型。镜下鉴定煤岩组成以凝胶物质为主，树脂胶体占次要地位，矿物杂质多见。原煤灰分变化较大，一般在21至32。净煤灰分一般在9左右，胶质层厚度在13.1至17.9mm，粘结指数G在74-83%之间，原煤分析其高位发热量为

20、5800-6400卡/斤，精煤挥发分一般在34%左右，硫含量在0.21-0.36之间。磷含量一般在0.004-0.015之间。是低硫、低磷的1/3焦煤。主要工业用途以冶金用煤为主，火电厂作动力用煤次之。 1.3勘探程度与可靠性1.钻探工程量统计：本次钻探从2002年8月12日开工，到2005年9月结束，历时三年整。施工钻孔是8个，竣工15个，总工程量18，447.47m，超千米孔14个。2.工程质量：本次勘探所使用的钻机有TXB-1000型（1台），TK-1型（2台），TK-3型绳索取芯（1台），这三种钻机设备良好，符合技术要求。本次勘探竣工钻孔15个，全部按煤炭部98年12月颁发的确煤田勘探

21、钻孔工程质量标准进行验收。验收成果：特级孔2个，甲级孔5个，乙级孔5个，丙级孔3个，特、甲、乙级孔层13层，不合格层18层，优质合格层率为72.6%。测井验收65层，均为优质层，优质层率100%。第2章 井田境界储量服务年限2.1 井田境界2.1.1井田周边状况东山矿北部以+250标高线为界，南部以-600标高线为界，东部以横坐标414250人为为界，西部以断层F3 为界。2.1.2井田境界确定的依据1.要适于选择井筒位置,安排地面生产系统和各建筑物；2.以地理地形,地质条件作为划分井田境界的依据；3.划分的井田围要为矿井发展留有空间；4.井田要有合理的走向长度,以利于机械化程度的不断提高。2

22、.1.3井田未来发展情况由于本井田几条断层的影响，投产时的产量可能不能与时达到设计生产能力，但随着开采深度的增加，煤层赋存条件好，采用新技术防治矿井瓦斯，产量会有较大的提高幅度.2.2 井田储量2.2.1井田储量计算参加储量计算的煤层有6#A、6#B、23#、34#和45#共五层煤。各煤层储量计算与井田境界基本一致。矿井储量是指矿井所埋藏的数量，具有工业价值的煤炭数量，它不仅包含着煤炭在地下埋藏的数量，而且还表示煤炭的质量，反映井田的勘探程度与开采技术条件。矿井储量可分为矿井地质储量，矿井工业储量和矿井可采储量。矿井工业储量是指平衡表A+B+C级储量的总和。矿井设计储量是矿井工业储量减去设计计

23、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，构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱的损失量后的储量。矿井可采储量是指矿井设计储量减去工业场地保护煤柱，矿井井下主要巷道与上，下山保护煤柱最后乘以采区回采率的储量。2.2.2 保安煤柱为了安全生产，本设计矿井依据煤矿安全规程，留保安煤柱如下：1.各煤层在露头处留设20m煤柱；2.边界断层留设25m煤柱；3.井田部断层留设20m煤柱；4.地面留设50m煤柱。按以下计算方法得：工业广场煤柱损失560万吨; 断层，露头，边界保安煤柱损失1280万吨; 总损失量：1840万吨; 损失率：5.8%。2.2.2储量计算方法1.工业储量计算：计算公式：式

24、中： Q块段储量；S块段平面积；煤层平均倾角；M块段平均厚度；煤的容重。经计算得=276.71Mt 2，可采储量计算：计算工式如下：式中： Z可采储量，Mt;工业储量, Mt;p永久煤柱，Mt;c采区回采率。得：Z=188.16 Mt 表2-1 可采煤层储量总表 单位：Mt序号煤层号工业储量损失量设计采出率可采储量16#A64.669.6985%43.9726#B 60.359.0585%41.03323#51.737.7685%35.17434#47.427.1185%32.25545#51.737.7685%35.17合计275.894137187.59回采要求：中最煤层不应小于80%，薄

25、煤层不应小于85%。 2.2.4储量计算评价本设计矿井的各类储量都计算严格按照有关规定执行。由于技术水平所限，计算所得到的各种储量与实际可能有一定误差。2.3 矿井工作制度、生产能力、服务年限2.3.1矿井工作制度依据煤矿安全规程，煤矿生产许可法和劳动法有关规定，结合东山矿的实际情况，拟制定工作制度：设计年工作日330d，日净提升16h，采用“三八”作业制，二班生产，一班准备。2.3.2设计生产能力的确定矿井生产能力的大小主要根据井田储量、煤层赋存状况、地质条件等情况来确定，还应考虑当前与今后市场的需煤量。根据该井田的实际情况，初步拟定了三种矿井年生产能力方案，具体如下：方案：1.8 Mt/a

26、 ；方案：2.4 Mt/a ；方案：3.0 Mt/a 。上述三种方案，具体选择哪一种，还应根据矿井服务年限来确定。2.3.3矿井服务年限的确定矿井服务年限的计算公式如下：（）式中：矿井设计可采储量，Mt生产能力， MtaK矿井储量备用系数，K.31.5根据本设计矿井实际情况，K值取1.4。矿井服务年限 依据以上拟定的矿井生产能力，服务年限的确定现提出三种方案，具体如下：方案：1.8 Mt/a（）188.16/1.81.4=74.6a方案： 2.4Mt/a（）= 188.16/2.41.4=56a方案：3.0Mt/a（）=188.16/3.01.4=44.8a参照煤炭工业矿井设计规规定，方案B较

27、合理，即：矿井生产能力：B2.4Mta，矿井服务年限56a。第3章 井田开拓3.1 概述3.1.1井田外与附近生产矿井工拓方式概述东山煤矿与小恒山矿相邻，小恒山煤矿以立井开拓为主。3.1.1影响本设计矿井开拓方式的困素与具体情况井田开拓所要解决的问题是，在一定的矿山地质和开采技术条件下，根据矿区总体设计的原则规定，正解解决下列问题： 1确定井筒的形式和数目与其配置，合理选择井筒与工业场地的位置；2合理地确定开采水平数目和位置；3布置大巷与井底车场；4确定矿井开采程序，做好开采水平的接替5进行矿井开拓延深、深部开拓与技术改造。上述问题对整个矿井的开采有长远影响。此处影响本设计井田开拓方式的主要因

28、素有：煤层倾角与层间距与走向和倾长度。3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1井硐形式和井口位置一井筒形式的确定根据东山井田的地表与煤层等实际情况，平硐开拓方式技术上不合理，应直接否定。现依据东山井田的地形，地质构造，煤层赋存等因素，提出三种井筒开拓方案，具体情况如下：方案A双斜井开拓；方案B双立井开拓；方案C 主斜井副立井开拓。以上三种井筒开拓方案示意图(见图 3-1) 、技术比较如下：1双斜井开拓斜井与立井相比有如下优点：井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，地面工业建筑，井筒装备，井底车场与硐室都比立井简单，一般无须大型提升设备，初期投资少，建井期较短；在多少平开采时，斜井的石门总长度

29、较立井开拓时要短，因而掘进石门的工程量较少；采用带式输送机斜井开拓时，可以布置中央采区，利用主副斜井兼作中央采区的上山，从而可以节约初期建井工程量。 与立井相比斜井的缺点：在自然条件一样时，斜井要比立井长得多；围岩不稳固时，斜井井筒维护费用高；采用绞车提升时，提升速度较低、能力小、钢丝绳磨损严重、动力消耗大、提升费用较高。由于斜井较长，沿井筒敷设管路、电缆所需的管线长度较大；对生产能力特大的斜井，输助提升的工作量很大，甚至需要增开副斜井。另外，斜井的通风风路较长，对瓦斯涌出量大的大型矿井，斜井井筒断面小，通风阻力过大，可能满足不了通风的要求，不得不另开专用进风或回风的立井并兼做辅助提升；2双立

30、井开拓立井开拓的优点：立井开拓的适应性很强，一般不受煤层的倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制。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；对井型特大的矿井，可采用大断面的立井井筒，装备两套提升设备；井筒的断面很大，可满足大风量的要求；由于井筒短，通风阻力小，对深井更为有利。其缺点与斜井的优点相对应。3主斜井副立井开拓优点：兼有斜井和立井的优点，主井采用斜井开拓，井筒施工简单，掘进速度快，费用低副井采用立井开拓，井筒容易维护，有效断面大，有利于通风，提升速度快。缺点：如果井口相近，则井底相距较远，井底车场布置，井下的联系就不太方便，如井底相近，由井口相距较远，地面工业建筑物就比

31、较分散，生产调度与联系不方便，占地面积大，相应地增加了煤柱损失。适用条件：介于双立井与双斜井之间技术评价：根据设计井田的地表状况，煤层赋存与工业广场的布置等实际情况，如用综合开拓不利于地面工业广场的布置，也不利于井底车场的布置，井下的联系和生产调度较为繁琐，故该方案在技术不合理，不适合本设计矿井所以本井田不利于用综合开拓.根据上述井硐开拓方案的技术比较，确定双立井开拓与双斜井开拓方案在技术上可行根据规定，对技术可行的方案还应进行经济比较，（见表 3-1）。表3-1 开拓方案经济比较表项目名称方案一（万元）方案二（万元）井筒主井750105010-4=157.5160300010-4=99副井7

32、50105010-4=157.5160300010-4=99井底车场80090010-4=72100090010-4=90石门开凿85080010-4=6885080010-4=68总计455356依据表上述各种方案比较，得知立井开拓最经济。方案A、双斜井开拓方案B、双立井开拓方案C、主斜井副立井开拓 图3-1 开拓方案示意图二井口的位置井口位置的选择是井田开拓的重要组成部分。井口位置与开拓方式要相互协调，经综合比较后择优确定，特别是提、运煤炭的主井位置还要与地面生产系统、工业广场布置相匹配，需要综合考虑的主要因素和原则如下：（1）井下条件：在井田走向的储量中央或靠近中央位置，使井田两翼可采储

33、量基本平衡；井筒应尽量避开或少穿地质与水文复杂的地层或地段；勘探程度与初期工程量。（2）地面条件：井筒位置应选在比较平坦的地方，并且满足防洪设计标准；井口要避开地面滑坡、岩崩、雪崩、泥石流、流砂等危险地区；井口与工业场地位置必须符合环境保护的要求；工业场地不占或少占用良田；井口位置要与矿区总体规划的交通运输、供电、水源、居住区、辅助企业等的布局相协调，使之有利生产、方便生活。在本设计井田中，井筒沿走向的有利位置应在井田的中央。当井田储量呈不均匀分布时，应在储量分布的中央，在此开成两翼储量比较均衡的双翼井田，应尽量避免井筒偏于一侧，造成单翼开采的不利局面。已确定井口位于井田走向方向的中部，但倾斜

34、方向还不能确定，于是提出三种沿井田倾斜方向的井筒位置方案：方案一：井筒位于井田浅部方案二：井筒位于井田中部方案三：井筒位于井田深部（3）经过简单的技术比较后认为：井筒位于井田浅部，煤柱尺寸最小，压煤最少，但石门短；井筒位于井田中部时，煤柱尺寸稍大，上山过长。井筒位于井田深部，煤柱尺寸最大，压煤量最大，且初期工程量大，石门也较长，但对于开采井田深部煤层与井通延伸有利；所以综合考虑后本矿井的井口应设在浅部。3.2.2开采水平的数目与标高1. 开采水平简称“水平”。运输大巷与井底车场所在的位置与所服务的开采围。开采水平的尺寸以水平垂高表示水平垂高是指该水平开采围的垂高。合理的水平垂高的要求：（1）具

35、有合理的阶段斜长；（2）具有合理的区段数目；（3）要有利于采区的正常接替；（4）证开采水平有合理的服务年限与足够的储量；（5）经济上有利的垂高。根据以上各方面原因与本井田的实际情况，现确定水平划分方案如下：方案一：单水平上下山开采 水平标高-100m 阶段垂高950m 储 量18759万吨 服务年限56年方案二：两水平上山开采 水平标高85m,-240m阶段垂高165m一水平储量8599万吨 二水平储量10160万吨一水平服务年限25.6a二水平服务年限30.4a参照上述二种方案的各项数据，各方案评价如下：方案一：该方案的阶段垂高，设计不符合煤矿安全规程规定，初期投资大，见效慢，本方案不可取。

36、方案二：该方案的一水平服务年限与垂高均符合煤矿安全规程规定，根据本井田的实际情况，本方案技术上可行。3.2.3开拓巷道的布置水平巷道的主要任务是担负煤矸、物料和人员的运输,以与通风、排水、敷设管线。对大巷的基本要便于运输，利于掘进和维护，能满足矿井通风安全的需要。开拓巷道布置方式的选择根据煤层的数目和间距，大巷的布置方式分为单煤层布置（称分煤层运输大巷），分煤组布置（称分组集中运输大巷）和全煤组集中布置（称集中运输大巷）采用集中运输大巷时，各煤层（组）间用采区石门联系。当煤层倾角太大时，层间联系也可用溜井或斜巷各种方式的适用条件如下：分煤层大巷适用条件（1）井底车场或平硐在煤层顶板；煤层数不多

37、，层间距大，石门长；井田走向长度短，服务年限不长；煤质牌号不同，要求分采，分运；产量，风量均大，需要疏解；各煤层底板均有坚硬岩层。（2）分组集巷适用条件煤层数多，层间距大小悬殊；按煤层的特点根据运输，通风要求组合，经济上有利；多水平生产，容易解决运输，通风的干扰。（3）集中运输大巷适用条件下部煤层底板有坚硬岩层，容易维护；适于煤层层数多，层间距不大的矿井；井田走向长度大，服务年限长；煤质牌号一样，不要求分采分运；自然发火严重，便于分区，分段处理事故；采区尺寸大，石门长度短。本设计井田的可采煤层6#A、6#B一组，23#、34#和45#五层为一组。即分组集中开采。各煤层的煤质一样，不需要分采分运

38、所以根据本井田的实际情况，本井田采用分组集中运输大巷和采区式石门布置方式。3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1井硐形式和数目东山矿井采用双立井开拓，即一主一副两个井筒详见井筒开拓方案示意图：3.3.2井硐位置与坐标井筒位置就是确定井筒沿煤层走向和倾斜方向上的具体尺寸，并用直角坐标和方位角予以表示，选择井筒位置的条件：1.地面条件（1）工业场地占地面积；（2）地形与工程地质条件；（3）煤的运输方向；（4）生产建设与住宅位置。2. 井下条件（）按运输量确定井筒位置；（2）根据地质条件确定井筒位置；（3）煤柱量；（4）勘探程度和初期工程量。根据本井田的实际情况，并考虑到上述的条件，该设矿井井筒位

39、置详见开拓示意图，其井筒井口坐标为：主井：416050、503400副井：416150、5034103.3.3水平数目与高度水平设置总的原则是尽量加大一个水平的开采围，资源储量和服务年限，使之适应高产高效；集中化生产的要求，同时尽量减少水平的设置，基于以上原则，同时根据本井田的煤层赋存条件，地质构造等因素，合理的水平划分方案的技术分析和经济评价，该设计矿井在+85m水平标高处划分一个水平，阶段垂高165m，阶段斜长为950m，在+85m水平标高上布置水平开拓巷道，第二水平标高为-240m，阶段斜长为1200m。井底车场与各类硐室井田围各煤层以+85m开采水平为界，采用上,下山开采第二水平也采用

40、上、下山开采。3.3.4石门、大巷数目与布置1. 大巷数目：二条运输大巷。2. 大巷布置：大巷布置形式主要是岩石大巷。岩石大巷的优点很多，如维护条件好，费用低。大巷方向、坡度可根据运输等功能要求选定，而较少受地质构造的影响。可不留或少留护巷煤柱，煤的损失少，安全条件好，受煤和瓦斯突出以与自燃发火影响较小。缺点：主要为岩石工程量大，掘进速度慢，投资费用高，建设工期长。本设计结合具体条件采用岩石大巷较为合理。大巷与石门服务年限较长，运输能力要求大，所以大巷和石门的断面和支护设计基本一样，断面尺寸详见断面图3-2： 图3-2 大巷 石门断面 3.3.5井底车场的形式与选择由于井筒形式、提升方式、大巷

41、运输方式与大巷距井筒的水平距离等不同,井底车场的形式也各异.按照矿车在井底车场的运行特点,井底车场可分为环形式和折返式两大类型。环形式井底车场的特点是空重列车在车场不在同一轨道上做相向运动,而采用环形单向运行。因而，调度工作简单，通过能力大，应用围广。但车场的工程量较大。按照井底车场存车线与主要运输巷道（大巷或主石门）相互平行、斜交和垂直的位置关系，环形式车场可分为卧式、斜式、立式三种基本类型。井底车场形式选择：(1)保证矿井生产能力，有足够的富裕系数，有增产的可能性；(2)调车简单，管理方便，弯道与交岔点少；(3)当大巷或石门与井筒的距离较大时，能够布置下存车线和调车线，可选择立式井底车场；

42、(4)操作安全，符合有关规程、规；(5)井巷工程量少，建设投资省，便于维护，生产成本低；(6)井底车场形式也取决于矿车的类型，当采用定向卸载的底纵卸式、底侧卸式矿车时，其卸载站（即主井车线）可布置折返式，亦可布置环形式。但其装车站的线路布置必须与其相对应；(7)施工方便，各井筒间、井底车场与主要运输巷道间能迅速贯通，缩短建井工期。 综上所述，结合本设计矿井的有关设计参数，通过对各种形式井底车场的适用条件与优缺点做简单比较后，初步拟定本设计井田井底车场形式为立式环形车场，采用两翼来车的形式。3.3.6煤层群的联系本矿井共有五层煤，即：6#A、6#B、23#、34#和45#五层。大巷布置在6#B和

43、45#煤层的底板岩石中，开采时采用下行式开采。区段集中巷与超前平巷间的联系方式，主要根据煤层倾角和区段平巷的布置形式确定，有石门、斜巷和立眼三种。当煤层倾角比较大，各煤层平巷为水平布置时，常采用石门联系。其优点是：施工方便，可以利用区段石门布置采区中部车场，辅助运输环节少，人员行走方便。缺点：倾角小的时候，石门过长，掘进工程量大，不容维护。斜巷联系方式，它适用于倾角较小，层间距较大的煤层，以便减少掘进工程量。这种联系方式可以使煤炭自溜，少占用设备。但施工条件差，输助运输和行人不方便，特别是综合机械化采煤时，工作面设备的吨位重，体积大，通过斜巷运送比较困难。为了便于行人和通风，工作面前方必须经常

44、保持与两条斜巷联通。综合考虑本矿井的实际地质情况与做出技术和经济比较后，确定本矿井煤层群的联系方式采用石门联系。3.3.7采区划分将井田划分成若干采区时，应考虑如下所述原则：1.为了充分发挥综合机械化效能，减少搬家次数，提高效率和回采率，减少采区煤柱损失，凡是厚度稳定，适合于综机开采的部分要单独划分出采区；2.初期采区尺寸要适应目前输送机的实际长度与电压降的控制围，后期采区尺寸可逐步加大根据该设计井田的地质构造与煤层赋存等因素；3.采区划分既要有意识地缩短大巷，又要充分注意人为境界处延的可能性；4.对于煤层稳定，开采条件好，生产能力大的采区，走向长度要适当加大；5.开采多煤层的井田，应尽量联合

45、布置采区，搞集中生产；6.对于自然发火倾向强烈的煤层或围岩压力大，难于维护的矿井，采区尺寸要适当缩小。结合上述采区划分原则，以井田的断层为边界，从而划分的具体情况如图（3-3）。图3-3 采区划分示意图3.4 井硐布置和施工3.4.1井硐穿过的岩层性质与井硐支护参见综合柱状图和井筒开拓剖面图。本设计矿井井筒穿过的岩层性质如下：基岩段：细砂岩 砂砾岩根据主副井围岩性质，并按煤矿安全规程规定，确定主副井筒支护方式如下：主井井筒：表土段：混凝土砌碹煤层段：料石砌碹基岩段：锚喷支护副井井筒：表土段：混凝土砌碹煤层段：料石砌碹基岩段：锚喷支护3.4.2井硐布置与装备井硐布置应综合考虑井硐围岩性质，运输方

46、式，通风安全等因素，具体遵循原则如下：1. 符合煤矿安全规程、煤炭工业矿井设计规对运输、通风、管线等布置的要求，满足施工需要；2. 有利于井筒检修、维护、清扫和人员通行安全；3. 当提升容器发生掉道或跑车事故，对井筒中各种管线或其它设备的破坏应减少到最低程度；4. 合理使用断面空间，减少井筒工程量；根据该设计矿井年产量、提升方式等实际情况，本设计矿井井筒按有关规定布置运输。设施与辅助设施，本矿井建成投产时共开凿2个井筒，即主立井和副立井。详见主副井井筒断面图：（图3-4）和（图3-5）。图3-4主井井筒断面图图3-5副井井筒断面图3.4.3井筒延深意见开拓延伸的方案的原则：1.技术，新工艺和设

47、备；2.保持或扩大矿井生产能力；3.充分利用现有井巷，设施与设备，减少临时辅助工程；4.加强生产管理，延深的组织管理与技术管理施工与和紧密配合，协调一致，尽量减少延深对生产的影响；5.尽可能缩短新、旧水平的同时生产时期。根据本设计矿井水平划分方案，该设计矿井主副井筒从地面布置到一水平后需要延伸，但是在进一步进行地质勘探后，井筒仍按原有主副井延深。3.5 井底车场与硐室3.5.1井底车场形式的确定与论证 井底车场形式的确定应该根据井田地质条件、井型大小、井田开拓方式、大巷运输方式、地面布置与生产系统等因素来选择。该矿井井底车场形式的选择依据如下：1.该矿井设计生产能力为2.4Mt/a，年工作日3

48、30d，实行“三.八”工作制，每日净提升16h；2.矿井采用双立井开拓方式，两个开采水平，分组集巷布置，两翼来煤量基本相等；3.主要运输大巷采用5t底卸式矿车运输，每列车由22辆矿车组成，由两台10t架线式电机车一前一后牵引。卸载时，机车通过卸载站。辅助运输和掘进煤采用1.5吨固定式矿车，煤矸混合列车由22辆1.5吨矿车组成。由一台10t架线式电机车牵引；4.本设计矿井属于低瓦斯、低等涌水量矿井。综合以上所述，结合设计要求，经分析比较后，本设计矿井拟选用5.0t底卸式矿车环形立式井底车场。3.5.2井底车场的布置存车线路行车路线布置长度 1井底车场线路布置的要求线路布置要有利于通风；井底车场的

49、线路主要由主井空、重车线，副井进、出车线和回车线组成，由于通过各个井底车场的煤种数量不同，其各线路的数目和长度亦相应不同；井底车场线路布置时，应充分考虑各硐室布置的合理性；井底车场的线路工程量小；为保证运行安全，应尽量避免在曲线巷道顶车，机械推车需布置在直线段上；尽量减少道岔和交岔点；线路布置要有利于通风。2存车线长度的确定确定存车线长度是井底车场设计中的重要问题，如果存车线长度不足，将会使井下运输和井筒提升彼此受牵制，影响矿井生产能力；反之，如果存车线过长，会使列车在车场的调车时间增加，反而降低了车场通过能力，并增加车场工程量。根据我国煤矿多年的实践经验，各类存车线可以选用下列长度：(1)大

50、型矿井的主井空、重车线长度各为1.5-2.0列车长；(2)中小型矿井的主井空、重车线长度各为1.01.5列车(3)副井空、重车线长度， 中小型矿井按0.51.0列车长；(4)材料车线长度，中小型矿井应能容纳510个材料车；(5)调车线长度通常为1.0列车和电机车长度之和；3.存车线长度的计算(1)主井空、重车线，副井进、出车线：L=mnLk+NLj+Lf式中：L主井空、重车线，副井进、出车线有效长度，m；m列车数目，列；n每列车的矿车数，按列车组成计算确定；Lk每辆矿车带缓冲器的长度， m；N机车数；Lj每台机车的长度；Lf附加长度，取10 m。经过计算，得 主井L=1.5224.2+24.5

51、+10=98.2 m,取99m；副井L=1.5222.4+4.5+10=93.7 m，取94m。(2)材料车线有效长度L=ncLc+nsLs式中：L材料车线有效长度，m；nc材料车数，辆；Lc每辆材料车带缓冲器的长度，m；ns设备车数，辆；Ls每辆设备车带缓冲器的长度，m。L= ncLc+nsLs =222.4+22.5=57.8 m；根据实际需要，开设水泵硐室和变电所，取材料车线长60m。3.5.3通过能力计算1调度表(见表3-2)和井底车场线路布置图（见图3-6）： 表 3-2 调度表2. 矿井日产原煤7326.6吨，每日运日矸石量为7326.0.15=1098.99t，日产掘进煤为732

52、6.60.06=439.5t，5t底卸式矿车日运煤量为7326.60.94=6887.0t。5t底卸式矿车列车数为 6887/（522）=62.6列。根据矿井矸石量与掘进煤的比例（15%/6%=5/2），确定1.5t煤矸石混合列车由15辆矸石与7辆煤车组成。每列矸石车与煤车的载重之比为2.715/1.57=4/1故符合要求，日混合列车数为（1098+439）/（2.715+1.57）=30.1（列）每日进入井底车场的5t底卸式矿车数与1.5t混合列车数之比为62.6/30.1=2/1每一调度循环时间为22.5分，列车进入井底车场平均间隔时间为22.5/6=3.75分，列车在井底车场平均运行时间

53、为11.2分，5t底卸式矿车在井底车场平均运行时间为7.6分，1.5混合列车在井底车场平均运行进间为18分。3. 通过能力计算按公式计算： N=TaQ/1.15T式中：N井底车场年通过能力，t;Ta每年运输工作时间等于矿井设计年工作日数与日生产时间的乘积，min;Q每一调度循环进入井底车场的所有列车的净载煤重，t；T每一调度循环时间,min；1.15-运输不均衡系数；计算得：N=25.2Q/1.15T=25.2(4225+271.5)/(1.1522.5)=450.2Mt/a通过能力富余系数为450.2/240=1.81.2。满足设计规要求。 图3-6 井底车场线路布置图3.5.4井底车场主要

54、硐室1.主井系统硐室主井设有5.0t底卸式矿车卸载站硐室、井底煤仓、翻车机硐室与井底煤仓装载硐室、清理井底散煤硐室与水泵房等。主井井底散煤采用矿车处理，用绞车提升至车场水平。2.副井系统硐室副井系统硐室有副井井筒与井底车场连接处（马头门）、主排水泵房（中央水泵房）、主变电所（中央变电所）、水仓与清理水仓硐室与等候室等。主排水泵房和主变电所应联合布置，以便使主变电所向主排水泵房的供电距离最短。为防止井下突然涌水淹没矿井，变电所与水泵房的底板标高应高出井筒与井底车场联结处巷道轨面标高0.5米左右，水泵房与变电所通往井底车场的通道应设置密闭门。3.其它硐室其它硐室有调度室、蓄电池电机车库、医疗室、架

55、线电机车库与修理间与充电硐室、防火门硐室、人车站、防水门硐室、井下火药库、消防材料库等。其位置应根据线路布置和各自要求确定。3.6 开采顺序开采顺序是指矿井采掘工作应有计划、有步骤地按一定顺序进行，做到采掘并举，掘进先行，因此，要研究采煤和掘进安排特点，了解有关政策与规程、规，合理的开采顺序应满足下列要求：1.保证开采水平、采区、采煤工作面的生产正常接替，以保证矿井持续稳产、高产；2.符合煤层采动影响关系，最大限度地开采煤炭资源；3.合理集中生产，充分发挥机械设备的能力，提高矿井的劳动生产率，简化巷道布置；4.降低掘进率，减少井巷工程量和基建投资。3.6.1沿井田走向的开采顺序根据该设计矿井的

56、煤层分布与采区划分的具体情况，采用井田单翼开采，这样有利于矿井通风、运输等主要生产系统的管理，依据本设计矿井的采区划分的具体情况，采用走向长壁开采，这样以减少初期工程量和基建投资，并且投产快。3.6.2沿井田倾向的开采顺序在同一煤层，沿倾斜煤层的开采顺序，可分为上行式和下行式开采。除近水平煤层外，对于缓倾斜、倾斜和急倾斜煤层，根据其采动影响关系，一般只采用下行式开采顺序。本矿属于缓倾斜煤层，故沿煤层倾斜方向上采用下行式开采顺序。在垂直方向上的开采顺序是，先采完第一水平，再采第二水平。3.6.3采区接续计划根据井田的地质条件，以自然断层为界，将该一水平划分为四个采区，详见采区分布示意图。合理的采

57、区接续应有要求：开采水平、采区的生产正常接续，从而保证矿井持续稳产、高产；符合煤层采动影响关系，最大限度采出煤炭资源；合理集中生产，充分发挥机械设备的能力，减少巷道维护费；便于灾害防治，有利于巷道维护。本设计矿井的采区接续图表（见表 3-3）。表3-3采区接续图表3.6.4“三量”控制情况1.矿井开拓煤量的确定开拓煤量是指进田围掘进的开拓巷道所圈定的尚未开采的可采煤量，可按下式计算。Zd=(ZogZg Pdd)C式中：Zd开拓煤量，Mt；Zog已开拓围的地质储量，Mt；Zg地质损失，是因为地质与水文地质条件不利所造成的损失，包括含水大、煤层厚度小、断层多等原因不能采出的储量，Mt；C采区回采率

58、，；Pdd开拓煤量可采期不能开采的煤量，指留设的临时和永久煤柱,Mt。 设计井田采用集巷和采区石门开拓，开拓煤量指集巷掘进过采区石门50m，采区石门应掘至上部煤层，那部分可采储量，本设计矿井的开拓煤量计算：12 Mt 2准备煤量的确定所圈定的可采储量，可按公试计算：准备煤量=（采区走向长度采区斜长煤层平均厚度煤层容量地质损失呆滞煤量）采区回采率本设计矿区的准备煤量：=3.6 Mt 3. 回采煤量的确定回采煤量是指准备煤量围已被采煤巷道所固定的可采煤量。可按下式计算：式中： zn回采储量已为采煤巷道所固定的可采储量工作面回采率本设计矿井回采储量：1.4 Mt，根据有关规定，开拓煤量，准备煤量回采

59、煤量，都应该有一定的回采期。开拓煤量可采期： =5.0a3.5a 满足要求。=1.5a1.0a 满足要求。= 7.0(46月) 满足要求。经过以上计算：“三量”与可采期满足设计规要求，可移交生产。第4章、采区巷道布置4.1 采区概述4.1.1设计采区的位置、边界、围与采区煤柱根据本矿井的开拓方式、煤层赋存状况以与开采投产的要求，采区的位置与边界见采区布置图，采区煤柱包括采区围的巷道煤柱、采区边界煤柱、断层煤柱和隔水煤柱等，根据有关要求和该采区的实际情况，采区煤柱留设如下：大巷两侧保护煤柱留25m，上下山保护煤柱其间宽20m，两侧各留保护煤柱30m，采区边界煤柱宽度留设30m（两个采区之间），当采区边界诶井田边界时，保护煤柱按井田边界留设20m，区段保护煤柱留设12m。露头处留设50m。本采区为中一采区，位于井田的中部，北部以煤层露头为界，南部以+85标高为界，东部以断层F1为界，西部以断层F2为界4.1.2采区的地质和煤层情况该采区地质条件比较简单，岩性以砾岩，灰白色中细岩与黑色泥岩为主，在底部有12层凝灰岩，夹有植物化石。 6#A全区发育，煤层结构单一，煤质稳定。6#B全区发育，煤层结构单一，岩性以煤质页岩