神华宁煤清水营煤矿2.4Μt∕a设计

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1、 ta设计专 业：采矿工程本 科 生： 签名指导教师： 签名)摘 要本设计以清水营煤矿2、3号煤层为开采煤层。2#煤层地质条件较为简单，煤层倾角5-14度，平均煤厚3.00m，矿井设计资源量467.07Mt，设计可采储量336.17Mt，设计生产能力2.4Mt/a，服务年限100a。本矿井采用双斜井开拓，设置主斜井，副斜井，回风斜井。盘区划分，盘区式开采，采用走向长壁分层综采垮落法。本设计是以清水营煤矿的地质资料为根底，在教师的精心指导下，严格按煤矿安全规程、煤矿设计规要求设计。本设计以理论联系实际，重点针对该矿井的概述与矿井地质、井田境界与储量、井型服务年限、井田开拓、采煤方法、井下运输、提

2、升方式、通风与安全、排水等方面展开的，对同类矿山开采具有一定指导意义。关键词：采煤方法、斜井开拓、综采垮落法、分层开采、运输、通风、环境保护前 言本矿井设计是以宁煤清水营煤矿的地质资料为根底，通过总结为期一个月的井下实习经历并查阅了煤矿开采学、矿山压力与岩层控制、通风安全学、开采损害学等教材的相关容，严格按照煤矿安全规程和设计规的要求进展编写的。设计中的一些重要地质数据和图表都是以清水营煤矿的地质资料、地形地质图、地板等高线图为依据，按照采矿工程专业毕业设计教学大纲的要求进展修改的。设计在容上遵循少而精、理论联系实际的原如此，力求在说明根底原理的根底上，密切结合矿井的实际情况，采用先进的开采方

3、法进展开采，从而尽可能的达到经济效益最大化，安全最优化的目的。由于本人学识水平有限，因此，本设计中缺点和错误在所难免，在此恳请各位教师提出宝贵意见，进展批评指正，以便今后能够多加改正。最后，对为本次设计提出宝贵意见和帮助的教师报以万分感。 设计人： 2015年4月前 言II1 矿区概述与井田地质特征11.1矿区概述11221.1.4电源、水源、劳动力简述231.2井田地质特征31.2.1 地层的概述3田地质构造51.3煤层特征71.882 矿井储量、生产能力与服务年限92.1井田境界概况9井田围构造9开采界限简述92.1.3井田尺寸大小92.2井田储量10储量计算根底102.2.2工业储量计算

4、112.2.4矿井永久保护煤柱损失量122.2.5矿井设计储量132.3 矿井生产能力与服务年限14.1确定依据14.2矿井设计生产能力14.3矿井服务年限153 井田开拓153方案的提出163.1.2方案比拟173.2确定井筒形式、数目183.2.1井筒193.工业场地的位置273.3井底车场272828293.4 主要开拓巷道293.5开采顺序与采区、煤矿工作面的配置30303031324采煤方法3232333333343434344.1.9 采区硐室364.1.10 采区千吨掘进率、采区掘进出煤率与采出率394.1.11确定采区巷道掘进方法。设备数量与工作面数目4042424.2.2 综

5、采工作面的采煤工艺44465矿井通风与安全49495.1.1 选择矿井主扇的工作方法495.1.2 选择矿井通风方式49515153545.2.风速验算56575858615.4 扇风机选型626262646矿井运输、提升与排水65矿井运输666667697172736.2 矿井提升737474757采区供电设计767676767781附录A8382 / 881 矿区概述与井田地质特征1.1矿区概述2。经过多年区域建设，本区已形成较为完善的交通网。银(川)古(窑子)王(家圈)高速公路与国道307线沿本井田南部东西方向穿过，向西经过灵武市、市与青铜峡市可接国道109线和包兰铁路，向东经过盐池县、

6、省定边县可达、和省等地，公路、铁路交通为煤炭运输提供了十分便利的条件。见交通位置图1-1-11-1-1 交通位置图1.1.2地形地貌概况井田区域地形主要为低山丘陵地貌，地势为西高东低，南高北低，其间有植被较多。井田区域最大高程点位于靠南端的家庄，海拔高度为1426m，最低高程点位于靠井田北端唐家湾，海拔高度为1288m，相对高差约为138m。简述 该矿(1953年)，最低为-28(1954年)，气候枯燥炎热，昼夜温差较大。年降水多集中在7、8、9月份，年降雨量最大为299.1mm，年最大年蒸发量达2771mm，年蒸发量为降雨量的数十倍左右。无霜期较短，约在5月中旬至9月底。风季多集中在春秋两季

7、。 该区居鄂尔多斯盆地西缘断褶带中部，属于地震活动带。地震震多分布在黄河沿岸，历年来年间该区发生震11次，震级4.95.5级之间，近年来小震时有发生。地震活动围在空间上以市、灵武市两地相互转移，呈一密集的地震分布状况。1.1.4电源、水源、劳动力简述 本区电源主要为宁东灵武矿区古窑子110kV变电站输出，此变电站位于宁东灵新煤矿工业场地以北500m处，规模为两台25000kVA变压器。目前已建成进展投产运行，该电源以两回LGJ240的110kV线路取自灵武东山220kV变电站，该变电站220kV电源取自青铜峡市大坝电厂与电网。沿古王高速公路以北4km左右，已架设一条由灵武东山变电站至盐池的22

8、0kV供电线路网。东山变电站安装有两台变压器，总容量为240MVA。 本区居民日常饮用水主要取自于白芨滩供水站。对井田具有供水意义的地下水主要有供灵武矿区的金银滩水源地，其供水能力为30000m3/d，水源较为可靠。另外，金银滩水源地西北部还有横城、面子山水源地，预计可开采储量为3000040000m3/d，但勘探技术目前还不成熟，尚不具备开采条件。 矿区靠近灵武市和市，劳动力资源比拟丰富，便于输出。简述 该区经济较为落后，井田座落有四个行政自然村，有清水营一组、二组、家庄、方家老庄，井田南部的京盛煤矿为该区的主要工矿企业。主要以农业、牧业为主，农作物一年一熟。有荞麦、玉米、马铃署、胡麻等。为

9、响应国家政策号召，实行“退耕还林、退牧还草国策，农牧民以种草植树为主，经济来源主要靠筛砂、运输，群众收入不高。1.2井田地质特征1.2.1 地层的概述 井田绝大局部地区被第四系(Q)所覆盖，仅仅在井田西南部有零星根底岩出露。根据钻孔揭露与地质填图资料分析，井田地层由老至新依次有：三叠系上统上田组(T3s)、侏罗系中统组(J2y)、直罗组(J2z)、侏罗系上统安定组(J3a)、白垩系下统宜君组(K1y)、古近系上统清水营组(E3q)和第四系(Q)。1) 含煤地层 井田含煤地层为侏罗系中统组(J2y)，根据沉积旋回、标志层与煤层等，将组有五段，每段含12个沉积旋回。该组含煤地层，总体上是第一段、第

10、三段、第五段粒度较粗，其它二个岩段粒度相对较细。自下而上分述如下：1组第一段(J2y1) 自含煤地层的底界至十六煤层顶板，段厚为25.3468.43m，平均厚度43.92m，厚度呈现为井田南北两端较厚、中部较薄，沿Q5勘探线向东有增厚趋势。岩性特征：下部以灰白色砂岩为主(宝塔山砂岩)，夹粉砂、泥岩，具大型槽状、板状交织层理；上部为细粒砂岩、粉砂岩、泥岩，具小型交织层理、波状与水平层理。2组第二段(J2y2) 自十六层煤顶板至十二煤层顶板，段厚29.9948.77m，平均38.16m，在井田中北部较厚，向南、北方向逐渐变薄。岩性特征：以灰灰白色粉砂岩、细粒砂岩为主，夹薄层泥岩和煤层。以小型交织层

11、理、沙纹层理、水平层理最为发育。除含丰富的植物化石与化石碎片外，动物化石与动物活动遗迹化石也高于第一段。沉积环境：由浅湖三角洲体系的三角洲前缘相(旋回2)和三角洲平原相(旋回3)组成。该段含煤层数多，多数较薄，其稳定性总体向上变好，煤层位于每个层序的顶部，含十二、十三、十四、十五煤层。3组第三段(J2y3) 自十二煤层顶板至八煤层顶板，段厚40.2369.85m，平均55.02m，厚度在井田南北两端较厚、中部较薄，由西向东逐渐变厚。岩性特征：下部以灰灰黑色泥岩、粉砂岩、细粒砂岩为主，砂岩一般多位于旋回的中下部，具水平层理；上部以灰灰白色粉砂岩、细粒砂岩夹煤层为主。沉积环境：由二个典型的向上变粗

12、的三角洲平原相组成(旋回4、旋回5)。该段沉积稳定，聚煤作用强，在每个旋回的顶部发育有厚煤层，主要含八、九、十、十一煤。4组第四段(J2y4) 自八煤层顶板至四上煤层顶板，段厚73.69114.26m，平均90.47m，在井田南部较厚，向北逐渐变薄。岩性特征：旋回6下部岩性为灰白色中粗粒砂岩，底部常含砾石，向上岩性为灰黑色粉砂岩、泥岩与灰色细粒砂岩互层，夹薄层炭质泥岩与煤层，具大型板状、槽状交织层理；旋回7下部岩性为灰、灰白色细中粒砂岩。上部岩性以灰、灰黑色泥岩为主，夹12层分布较广局部可采煤层。具小型交织层理、沙纹层理、水平层理。沉积环境：由两个三角洲平原相组成(旋回6、旋回7)。煤层多位于

13、各旋回的上部和顶部，砂岩多集中各旋回的中下部，本段含四上、四、五、六煤。5组第五段(J2y5) 自四上煤层顶板至二煤层顶板，段厚32.6361.99m，平均48.20m，在井田的中部较厚，向东南方向逐渐变薄。 岩性特征：旋回8全区发育。下部以灰白色砂岩为主，上部以灰、灰黑色泥岩、粉砂岩为主，顶部普遍发育有一层厚煤层，具大型板状、槽状交织层理；旋回9在区大局部地段不发育。下部为灰、灰白色中细粒砂岩，上部为灰、灰黑色粉砂岩、泥岩，顶部常受到直罗组底部砂岩(七里镇砂岩)的冲刷，具小型交织层理，波状层理、沙纹层理、水平层理。沉积环境：由三角洲平原相(旋回8)和河流体系的冲积平原(旋回9)共同组成，本段

14、含二、三、三下煤层。田地质构造1褶曲1清水营向斜。位于井田北部，轴向自北向南有一定的变化，在第11勘探线以北走向为N12E，第11勘探线以南走向为N30W。井田延展长度约2.63km，向北在宁蒙边界处趋于消失，向南在Q202孔西消失。为一宽缓的向斜构造，两翼根本对称，西翼倾角为513，东翼为510，向北轴部呈下降趋势，变化比拟平稳，倾伏角为8。2清水营背斜。位于井田北部，轴向近南北。井田延展长度大约2.25km，向北在宁蒙边界处趋于消失，向南在Q202孔东消失。西翼倾角为510，东翼为615，向北轴部呈下降趋势，倾伏角为9。3清水营胡家井向斜。位于井田北部清水营一队村庄以东1100m。因受F7

15、断层的切割，在第1勘探线以北轴向为N6W，第3勘探线附近轴向为N45W。井田延展长度大约2.34km，向北延伸至区外，向南在F9断层附近消失。为一宽缓的向斜构造，两翼根本对称，西翼倾角为1016，东翼710。轴部在106号钻孔附近最低，变化比拟平稳，自北向南至106钻孔倾伏角为2、自南至106钻孔倾伏角为5，在Q305孔附近向斜轴部呈现为马鞍型褶曲形态。4清水营胡家井背斜。位于井田北部的105号钻孔附近。轴向为N4060E，轴向转折点在105号钻孔附近。井田延展长度大约900m，西南延至Q305号钻孔处，向东北延至区外自治区胡家井一带地区。为一宽缓的背斜构造，两翼根本上对称，西北翼倾角大约为8

16、，东南翼大约为6，轴部从东北方向Q305号钻孔呈下降趋势，变化较平稳，倾伏角为42断层 井田确认的断层共有4条，其中：正断层11条、逆断层5条；落差30m的断层10条，落差30m的断层6条。见表1-1。表1-1 矿井主要断层表采用编号地震编号性质断层产状要素断层落差为m延展长度为m可靠程度走向倾向倾角度F1DF16正N58ESE5965100160980可靠F2DF6正N50ENW4347030695可靠F3DF10正N50ESE677230803337可靠F4DF1正N45WNE7075023960可靠1地表水 根据地质、水文地质与勘探资料显示，结合地形地貌情况，确定井田中部，沿Q50513

17、05Q604号钻孔一带，有一NWSE向的分水岭区域，将井田潜水划分为南部为回民巷沙沟流域，北部为边沟流域。 水流补给源为长城北第四系孔隙潜水含水层渗出与大泉眼补给。沟水流量约16.67l/s，受灌溉水库拦截，沟流呈断续流动，最终排入黄河水系。受补给源水质影响，水矿化度为0.91.9g/l，水化学类型以HCO3 CLSO4-Na型、CLSO4HCO3-Na型为主要成分。2 含水层 井田有六个最主要含水层组：1第四系孔隙潜水含水层 第四系孔隙潜水含水层主要分布于井田北部端，地层厚1.3022.60m，平均厚度6.59m。含水层地下水补给主要以大气降水为主，排泄以蒸发消耗为主要补给。1.3煤层特征

18、本井田组含煤地层平均厚为276.50m，含煤层为22层，平均总厚为28.54m，含煤系数为10.3%(28.54/276.510.3)。其中：编号煤层总20层。编号煤层中可采或局部可采煤层为14层，自上而下编号为：二、三、三下、四上、四、五、六、八、十、十一、十二、十五、十七、十八煤。全区可采煤层为2层。1) 二煤2，煤层较稳定，全部可采。上距直罗组与组分界限为016.40m，平均为2.13m，大局部地段与J2z/J2y分界限直接接触。井田见煤点为55个，其中：中厚煤层点占为22%、厚煤层点占为76%、特厚煤层点为2%。煤层厚度为2.065.22m，平均为3.00m，可采厚度为2.068.10

19、m平均为 4.75m，属中厚厚煤层。厚度变化总体呈现为：自西向东、自北向南逐渐变薄。含夹矸为01层，厚度为0.090.64m。夹矸岩性以泥岩、炭质泥岩为主要成分，多位于煤层的中下部位，层位较为稳定，结构比拟简单。综上所述：二号煤为厚煤层，厚度有一定的变化且规律明显，结构较简单，煤类以长焰煤为主，不粘煤次之，全区可采，属于稳定煤层。2) 三煤22。井田见煤点50个，其中：不可采煤层点占6%、薄煤层点占18%、中厚煤层点占76%。煤层厚度0.303.28m，平均为1.70m，可采厚度为1.073.28m，平均为1.65m，属中厚煤层。井田中部较厚，向南、向北逐渐变薄。含夹矸01层，厚度为0.040

20、.46m。夹矸岩性以粉砂岩、炭质泥岩为主，少量泥岩，多位于煤层的上部，层位较为稳定，结构较简单。综上所述：三煤为中厚煤层，属较稳定煤层。表1-2 可采煤层特征表煤层名称煤层厚度m层间距m倾角煤层牌号硬度容重稳定性最小最大平均二煤长焰煤较稳定三煤长焰煤较稳定1.分析 根据瓦斯样品测试结果，发现井田各煤层瓦斯含量很低，总量最大不超过1.74ml/g可燃质。各煤层瓦斯含量测试结果综合见表1-3。属于低瓦斯煤矿。表1-3 煤层瓦斯含量测试结果综合表煤层样 品数 量个数值瓦斯含量ml/g可燃质自然瓦斯成分%瓦斯分带CH4CO2CH4CO2N2二5最大氮气带最小平均三3最大氮气带最小平均煤尘和煤的自燃 试

21、验结果明确：煤层的火焰长度大局部大于400mm，岩粉用量在4595%之间，均属于有爆炸性危险的煤层。根据煤的工业分析资料分析，煤中的挥发分含量一般在37%左右，固定碳(FCd)含量一般在53%左右。经计算，该井田煤层的煤尘爆炸指数大约在40%左右10%，因此，各煤层的煤尘均可有爆炸性危险。 该井田的煤以长焰煤为主、不粘煤次之，变质程度低、挥发分高，特别是惰质组分高达60%左右，易吸氧氧化，着火点降低引起煤的自燃现象。经实验，井田的煤层均属易自燃煤。2 矿井储量、生产能力与服务年限2.1井田境界概况井田围构造 清水营井田位于华北地台(A)、南北向逆冲构造带(A2)、桌子山横山堡逆冲带(A23)鸳

22、鸯湖背斜东翼的北部。研究明确，井田构造整体为近南北走向，由西向东倾伏的单斜构造。 井田总体为一缓倾斜的单斜构造，地层走向为西北方向，在走向上呈现出缓波状起伏。在Q8勘探线以层倾角为1525；Q8勘探线以东地层倾角为510，煤层倾角由浅部的缓倾斜煤层25向井田深部渐变为近水平煤层。断层与褶曲多集中在Q4勘探线以北地区的中深部，且褶曲多为宽缓的起伏，倾伏角小于10。构造类型定为简单构造。开采界限简述2。井田境界示意图如图2-1所示。2.1.3井田尺寸大小 井田的走向长约为m，倾斜长约为m，煤层的倾角平均约为5井田的水平面积按下式计算： S=HL 式2-1式中：S井田的面积； H井田的水平宽度, m

23、； L井田的平均走向长度, m；如此井田的水平面积为：S=(km2)，如井田的赋存状况示意图2-1所示。井田面积是很不好用算式来计算的，因此采用数网格的方法来求面积：图2-1 井田赋存状况示意图2.2井田储量储量计算根底1、根据井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算；2、依据生产矿井储量管理规程:0m，煤的灰份指标能利用储量灰份最高不大于40%其中含40%，暂不能利用储量灰份最高不大于50%含50%超过51%如此不计储量,0m；3、硫份大于3%的煤层储量列入平衡表外的储量；4、储量计算厚度：夹石厚度不大于0.050m时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层厚度的50%时，以

24、各煤分层总厚度作为储量计算厚度；5、井田采用地质块段的算术平均法；2.2.2工业储量计算1井田主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状，其上面平均倾角为14，其下面平均倾角5，勘探工程分布比拟均匀，采用分段算法；块段形状规如此的以几何图形求面积的方法计算，不规如此的，如此用AutoCAD在计算机上求得。2煤层体积质量：2901.610t/m，平均为1.460 t/m；3号煤层的容重为1.27030t/m，平均为1.450 t/m；3；3号煤层1.700m。4井田的水平面积，+750.0m等高线以上煤层取23.610 km22；工业储量计算：本矿井设计只对2号煤层和3号煤层两个可采煤层进展开采设计，

25、本次储量计算是在精查地质报告提供的1：10000煤层底板等高线图上计算的，储量计算可靠。井田围的煤炭储量是矿井设计的根本依据，煤炭工业储量是由煤层面积、容重与厚度相乘所得，其公式一般为： Zg=S/cosM式中， Zg矿井的工业储量； S井田的水平面积；煤层平均倾角； M煤层的厚度；煤的容重。对于2号煤层+750.m以上： Zg(2上)=S/cosM+750m以下： Zg(2下)=S/cosM2煤工业储量：Zg(2上) + Zg(2下)= 106.61+192.38=298.99 Mt同样对于3号煤层： Zg(3上)=S/cosM Zg(3上)=S/cosM3煤工业储量：Zg(3上) + Zg

26、(3下)= 60.00+108.08=168.08 Mt全矿井总工业储量：2.2.4矿井永久保护煤柱损失量1断层保护煤柱根据有关规定，为保证矿井的安全生产，断层两侧各留50m保护煤柱。该矿区的断层F2 F3 F4总在井田部，总长4992m，两侧留保护煤柱；断层F2在井田边界，长为980m，单侧留煤柱。如此断层保护煤柱损失： Zd=LdBM式中， Zd断层煤柱损失量，Mt； Ld断层煤柱总长度，m。断层保护煤柱损失计算如下：对于2号煤层： Zd(2)49925021.46+980501对于3号煤层： Zd(3)= 49925021.46+980501煤柱总压煤量：3边界保护煤柱本井田境界属人为边

27、界，根据煤炭工业设计规的要求按20m留设煤柱。边界煤柱可按如下公式计算： ZbLbBM式中， Zb边界煤柱损失量，Mt； Lb边界总长度，7200m； B煤柱宽度，人为边界煤柱20m。对于2号煤层： Zb(2)LbBM=3493420对于3号煤层： Zb(3)=LbBM=3493420对于11号煤层：煤柱总压煤量：4村庄保护煤柱根据煤炭工业设计规补充规定，为保证安全，村庄下必须留设保护煤柱。但是村庄已迁出，无需留村庄保护煤柱。5)井筒保护煤柱：主、副斜井井筒两侧煤柱留设宽度为50 m，井筒间距为150 m。如此：D=43002501.46+43002501.450=10.31 Mt6保护煤柱总

28、的储量损失为t 表2-1 保护煤柱损失量煤柱类型占用储量/Mt工业广场保护煤柱0断层保护煤柱井田边界保护煤柱村庄保护煤柱0井筒保护煤柱合 计2.2.5矿井设计储量可采储量由下公式计算：式中：Zg-矿井工业储量，万t； P-保护煤柱损失储量，万t； C-采区回采率，取75%。如此，Zk=-75%=t2.3 矿井生产能力与服务年限.1确定依据矿区规模可依据以下条件确定：1、资源情况：煤田地质条件较复杂，储量丰富，应加大矿区规模，建设大型矿井。煤田地质条件复杂，储量有限，不能将矿区规模定得太大；2、开发条件：包括矿区所处地理位置是否靠近老矿区与大城市，交通铁路、公路、水运，供电，供水，建筑材料与劳动

29、力来源等。条件好的应加大开发强度和矿区规模,否如此应缩小规模；3、国家需求：对国家煤炭需求量包括煤中煤质、产量等的预测是确定矿区规模的一个重要依据；4、投资效果：投资少、工期短、生产本钱低、效率高、投资回收期短的应加大矿区规模，反之如此缩小规模；.2矿井设计生产能力 清水营煤矿设计生产能力为Mt/a。1) 校核矿井煤层的开采能力是否满足设计生产能力的要求 矿井的开采能力取决于回采工作面和采区的生产能力，本矿井计划用一个采区的一个高产、高效工作面保证全矿井的产量。 采区主采煤层厚度5m，工作面长度260 m，采煤机截深0.8 m，每天进9刀，一年330d ,工作面回采率93% ，如此综采面的生产

30、能力为： 260933093% 251.6万吨 240万吨 如此满足矿井设计生产能力的要求。2)校核各种辅助生产环节的能力根据后面矿井运输提升局部的设计，矿井的各种辅助运输能力都能满足矿井生产能力的要求。.3矿井服务年限矿井的设计生产能力应与矿井储量相适应，以保证矿井有合理的服务年限。新建矿井与水平服务年限见表3-1：表3-1 我国各类井型的新建矿井和第一水平设计服务年限矿井设计生产能力/Mta-1矿井设计服务年限/a第一开采水平服务年限/a煤层倾角25煤层倾角2545煤层倾角453530252015201515矿井可采储量Zk、设计生产能力A和矿井服务年限T三者之间的关系为： T=式中：Zk

31、Mt； AMt； T矿井服务年限，a； K矿井储量备用系数，取。如此矿井设计服务年限为： T=(1.4)=a同理可计算出第一水平的服务年限为31.4a。符合煤炭工业矿井设计规要求。3 井田开拓根据井田煤层产状可以提出两个方案。3方案的提出结合一、四号两处场地提出了两个井田开拓方案进展了综合分析比拟，现简述如下：方案一：从地表标高+3000m处向下开掘一对倾角25的斜井，二者间距150m。掘至标高+990m处，开凿井底车场，设置第一开采水平，向煤层掘主石门，通入煤层后开阶段大巷，上山阶段垂高为1220-990=230m，斜长为 +990m以下，+750m以上煤后期可用暗斜井开拓，在2号煤上部边界

32、+1220m处开总回风巷，从地表开通风立井与总回风巷通。方案二：从地表+1300m处向下开拓一对倾角25的斜井，二者间距150m。掘至标高75m处，开凿井底车场，设置第一开采水平，如果用一个上山阶段开采的话如此阶段斜长太长，无法布置采区，这时应在标高+990m处设置一个辅助水平，辅助水平垂高为1220-990=230m。第二阶段垂高为990-750=240m，这时开采水平垂高就为两个上山阶段垂高之和230+240=470m见采矿学466页上的论述。在二号煤上部边界+1220m处的大巷，从地表开通以立井与总回风巷相通。+750m和+500m间的煤层倾角为5用盘区或带区开采。方案一，方案二如如下图

33、：3.1.2方案比拟方案1和方案2的区别在于立井和斜井的区别还有工业广场压煤问题的区别。其中方案1采用斜井并且工业广场位于煤层露头以外的地方，而方案2在井田中央，存在压煤问题，在能源紧的今天存在浪费资源的问题。并且立井的提升能力有限，不适合大型矿井的生产能力，在生产方面造成了瓶颈。因此在综合资源浪费和矿井生产能力方面因先考虑方案1，对与方案2这里就舍弃了。表4-3 基建费项目方案1支护形式长度单价总和万元副斜井表土段混凝土砌碹基岩段混凝土砌碹井底车场钢筋混凝土项目方案一系数煤量Mt运输距离 (Km)基价(元/t.km)总和万元斜井辅运3涌水量(m)时间h服务年限a斜井排水876087总计从以上

34、技术经济比拟结果可以看出：综合以上技术经济比拟结果，最终决定采用方案1。3.2确定井筒形式、数目1井筒形式确实定 井筒的形式有三种方式：立井、斜井、平硐。一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井复杂。 立井开拓井筒施工技术复杂，成井速度慢，费用较高，基建投资大；但不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯与水文等自然条件的限制，在采深一样的情况下井筒最短，凡不适合斜井、平硐与综合开拓方式时，均可采用立井开拓。 斜井开拓与立井开拓相比，斜井的掘进与施工均比拟简单，掘进速度快，地面工业场地建筑、井筒装备、井底车场与硐室也比拟简单，运输实现连续化运输能力大。只适用于井田煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质情况简单，

35、 平峒开拓受地形与埋藏条件限制，要求地形条件适宜，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，上山局部的储量大致能满足同类井型水平服务年限要求。 2井筒位置确实定 合理的井筒位置的选择对于井下开拓部署、地面设施布局与运输路线布置有着决定性的影响；不仅能减少初期井巷工程量，缩短建井工期，节约投资，而且对矿井迅速达产和正常接替，提高矿井技术经济效益起极其重要作用。选择井筒位置时主要考虑以下原如此： (1有利于井下合理开采当井田形状比拟规如此而储量分布均匀时，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，以形成两翼储量比拟均衡的双翼

36、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。应尽量防止井筒偏于一侧，造成单翼开采的不利局面。(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有利于掘进与维护为使井筒的开掘和使用安全可靠，减少其掘进的困难与便于维护，应使井筒通过的岩层与表土层具有较好的水文、围岩和地质条件。为加快掘进的速度，

37、减少掘进费用，井筒应尽可能不通过或少通过流沙层、较厚的冲积层与较大的含水层。为便于井筒的掘进和维护，井筒不应设在受地质破坏比拟剧烈的地带与受采动影响的地区。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与引进铁路专用线。为了便于地面系统之间互相联接，以与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，工程量小与有良好的技术条件，应尽量防止穿过村镇居民区、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、果园经济作物区，尽量防止桥涵工程，尤其是大型桥涵隧道工程。为考虑长期运输的行

38、车安全和管理，要尽量防止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。不仅要考虑有利于第一水平，还应兼顾其他水平，适当考虑井筒延伸的影响。3.2.1井筒矿井共有4个井筒，分别为主斜井、副斜井、采区回风井和带区回风井1主斜井1主斜井巷道断面形状选择根据本矿地质资料与本设计巷道的服务用途可知：主斜井穿层多，且服务年限长,应当选用螺纹钢树脂锚杆与 喷射混凝土支护,半圆拱形断面.2确定巷道断面净断面尺寸 确定巷道净宽度B根据所选的胶带输送机型号可知，

39、胶带机宽2000 mm,高1250 mm。根据,取胶带靠近巷道壁非人行道侧留宽0.8 m，人行道一侧虽只需1 m即满足要求，但综合考虑到后面通风验算，且考虑到当副井运输出现故障时，为不影响运输，其人行道侧留设宽度为2.80 m。故B=800+2000+2200=5000 .0mm 确定巷道井高h半圆拱形巷道拱高巷道拱高h0=B/2= 5600/2 mm=2500 .0mm故半圆周拱半径R= h0=2500.0 mm 确定巷道壁高h按胶带输送机高度确定h3。由于所选胶带输送机的高度为1250.0 mm，故只须巷道壁高于胶带机高度就能满足要求。h1250.0 mm 按管道装设要求确定h3式中 h5

40、碴面至管子低高度，按煤矿安全规程取h5=1800.0mm;H7管子悬吊件总高度，取h7=900.0mm;m导电弓子距管子间距，取m=300.0mm;D压气管法兰盘直径，D=215.0mm;b2轨道中线与巷道中线间距，b2= B/2C1=4820/2故 按人行高度要求确定式中 j距壁j处的巷道有效高度不小于1800 .0mm。j100 .0mm，一般取j=300.0 mm。故 综上计算，并考虑一定的余量，确定该巷道壁高为h3=1800 mm。如此巷道高度h3 +h0=1800 mm+2500 mm=4300.0 mm。 确定巷道净断面积和净周长由表得净断面积：(0.39B+h2) 式中 h2巷道

41、壁高，h2 =h3=1800.0 mm故 S=50005000+1800) mm2=18750000 mm2=18.750 m25000 mm+21800 mm=16450 mm=16.45 0m 用风速校核巷道净断面积查表可知通过大巷风量Q=116.0 m3/s,得设计的大巷净断面积、风速没有超过规定，可以使用。3布置巷道水沟和管缆 通过该巷道的水量为200m3/h，现采用水沟坡度为322，每米水沟盖板用钢筋1.3360kg、混凝土0.0226 0m3，水沟用混凝土0.1140 m3。 管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通信电缆挂在管子上方。综上所述，主斜井位于矿井工业场地，担

42、负全矿井8 Mt/a的煤炭运输兼进风任务。井筒装备B=1600.0 mm胶带输送机，设有一趟消防洒水管路。井筒断面为半圆拱形，净断面面积为24.84 0,倾角为16，表土层段掘进断面积为38.6 0，基岩掘进断面面积为31.43 0，主斜井井筒断面布置如图4-5、图4-6所示。图4-5 主斜井表土段 图4-6 主斜井基岩段1副斜井巷道断面形状选择由主斜井断面选择同理可得：副斜井巷道断面选择半圆拱形断面。2确定巷道断面净断面尺寸 确定巷道净宽度B根据所选的无轨胶轮车可知，常用无轨胶轮车宽2300 .0mm,高1600 .0mm。根据,取无轨胶轮车非人行道侧留宽0.50 m，两车对开时安全间距为0

43、.5 0m，非人行道一侧宽1 m。B=500+2300.0+500.0+2300.0+1000.0=6600.0 mm 确定巷道井高h故半圆周拱半径R= h0=3300.0 mm 确定巷道壁高h按无轨胶轮车高度确定h3。由于所选无轨脚轮的高度为1600 .0mm，故巷道壁高应高于无轨胶轮车才能满足要求。同时应考虑到无轨胶轮车装载高度的要求，由于采用办圆拱形巷道，且本设计巷道宽度很大，故能允许的最高装载高度将比巷道壁高高出很多，无须考虑装载高度。h1250.0 mm 按管道装设要求确定h3式中 h5碴面至管子低高度，按煤矿安全规程取h5=1800.0mm;H7管子悬吊件总高度，取h7=900.0

44、mm;m导电弓子距管子间距，取m=300.0mm;D压气管法兰盘直径，D=215.0mm;b2轨道中线与巷道中线间距，b2= B/2C1=4820/2故 按人行高度要求确定式中 j距壁j处的巷道有效高度不小于1800.0mm。j100.0mm，一般取值j=300.0mm。故 综上计算，并考虑一定的余量，认定该巷道壁高为h3=1800.0 mm如此巷道高度h3 +h0=1800 mm+3300 mm=5100.0 mm. 确定巷道净断面积和净周长由表得净断面积：(0.390B+h2) 式中h2巷道壁高，h2 =h3=1800 .0mm故 S=66006600+1800) m2=28868400

45、m2=28.870 m26600 mm+21800 mm=20562 mm=20.560 m 用风速校核巷道净断面积查表可知通过大巷风量Q=116 m3/s,得设计的大巷净断面积、风速没有超过规定，可以使用。3布置巷道水沟和管缆 通过该巷道的水量为70m3/h，现采用水沟坡度为322，每米水沟盖板用钢筋1.3360kg、混凝土0.0226 0m3，水沟用混凝土0.114 0m3。综上所述，副斜井位于矿井工业场地，担负全矿井的材料和设备运输兼进风任务。井筒设有两趟排水管路，并敷设动力电缆。井筒断面形状为半圆拱形，净断面面积为28.870 ,倾角7，表土层段掘进断面积为42.60 ，基岩掘进断面面

46、积为33.230 ，井筒断面布置如图4-7、图4-8所示。图4-7 副井基岩段图4-8 副井表土段3) 回风井矿井分水平共工两个回风井，采区回风井担负一水平的一、二、三采区回风，东区回风井担负二水平一、二、三、四带区回风。各回风井尺寸均一样，净直径为7 m，净断面积为38.46 0。采区回风井深105 .0m，带区回风井深为1550 .0m。设玻璃钢梯子间作为安全出口，其采区回风井井筒断面布置如图4-6所示。带区回风井断面跟采区一样。表4-6 回风井特征表井筒特征井型4 Mt/a井筒直径7 m井深105 m净断面积38.5 掘进断面49.0 图4-9 回风立井断面 根据后面通风设计局部的风速验

47、算，各井筒风速均符合煤炭工业设计规和煤矿安全规程的规定。3.工业场地的位置工业广场的位置选择在主、副井井口附近。工业广场占地面积为： 40010105 m2设计工业广场形状为长方形，长为800m, 宽为500m。：表4-1 工业场地占地面积指标井型/Mta-1占地面积指标/ha-1与以上3.3井底车场矿井为斜井开拓，煤炭由主斜井胶带输送机运至地面；物料经副斜井，由无轨胶轮车直接运到带区。少量矸石亦由无轨脚轮车运至地面矸石山。1) 井底车场的形式和布置方式根据矿井开拓方式，主斜井、副斜井和大巷的相对位置关系，确定为折返式井底车场。副斜井经车场平巷后直接与辅助运输大巷相连，主斜井由于水平位置比大巷

48、要低，同时为解决井底车场硐室的回风问题，其通过行人、回风斜巷与大巷相连。主斜井、主运输大巷均采用DX1600 mm钢绳芯胶带输送机运煤。井底车场分布如图4-7所示。1-主斜井；2-副斜井；3-风井；4-井底煤仓；5-中央变电所；6-中央水泵房；7-水仓；8-管子道；9-消防材料室；10-调度室；11-车辆修理和加油硐室；12-等候室；13-进风行人斜巷；14-主要运输大巷；15-辅助运输大巷；16-回风大巷图4-10 井底车场由于本设计大巷运输和主井提煤均采用胶带输送机运输，故其通过能力即为皮带的输送能力。本设计使用的皮带尾DBT1600 mm 带式输送机，带速为4 m/s ，运输能力为300

49、0 t/h 。故井底车场通过能力为3000t/h 。满足本矿井下瞬时出煤最大量2600 t/h 。井底车场通过能力满足要求。井底车场硐室主要有：井底煤仓、主变电所、主排水泵房、消防器材库、井底清理斜巷、水仓、调度室、等候室、保健室、联络巷、配煤巷等。(1)本矿年产4 Mt矿井所需煤仓容量为2000 t。考虑到矿井主运输采用皮带运输，连续性好，事故率低的特点，适当缩小实际煤仓容量。同时由于井底车场巷道多，为了维护的安全性也应该适当减少煤仓个数。综上考虑，为了尽最大努力满足容量要求，同时为了使煤仓个数少，故在井底设立一个倾斜煤仓，倾斜角度为60。设计主运大巷距主斜井最低水平高差为20 m，在主运大

50、巷和主斜井之间设计直径为8 m的煤仓，其煤仓容量为1860 t。(2)水仓布置与清理水仓布置在井底车场副斜井通口西侧。水仓开口在辅助大巷靠近井底车场最低处，矿井最大用水量为200 m/h。所需水仓容量为：Q=2008 =1600 m根据水仓的布置要求，水仓的容量为：Q=SL式中 Q水仓容量，m S水仓有效断面积，8 L水仓长度，300 m如此 Q=8300=2400 m由上面计算得知 QQ，故设计的水仓容量满足要求。水仓采用履带式螺旋清理机清理。3.4 主要开拓巷道1本设计中的主要开拓巷道有主要运输大巷、辅助运输大巷、回风大巷。1主要运输大巷布置在+750m水平底板岩石中，巷道铺设混凝土底板厚

51、度100mm；胶带输送机旁边留设胶轮车车道以便维修胶带用；大巷采用半圆拱形断面，采用锚喷支护，掘进宽度6.8m拱高为2.0m，混凝土喷层的厚度为200mm，掘进断面积为31.75，净断面积为28.88。2辅助运输大巷布置在+750m水平底板岩石中，巷道铺设混凝土底板厚度200mm；大巷采用半圆拱形断面，采用锚喷支护，掘进宽度6.8m，拱高为2.0m，混凝土喷层的厚度为200mm，掘进断面积为31.75，净断面积为28.88。3.5开采顺序与采区、煤矿工作面的配置 矿井初期开采的采区，应尽量布置在井筒附近，贯彻先进后远、采区前进式开采的原如此，逐步向井田边界扩展；应优先考虑布置中央采区的可能性；

52、主、副井和风井的贯穿距离应尽量缩短；对倾角小于16的煤层，采用上下山同时布置采区；初期开采的采区，应尽量布置在高级储量。 在井田围，采区的开采顺序，一般采用前进式即从井田中央开始，向井田两翼边界推进的方式；如采用上下山开采时，上山阶段可采用前进式，下山阶段采用后退式。1确定达到设计产量时工作面个数式中：_采煤工作面总线长，m；_矿井设计年产量，2.4mt/a；_采区出煤率，0.75；_同采煤层总厚3.00m；_煤层容重，t/m3;_工作面采出率，93%_年推进度，式中：330_矿井年工作日，天；_日循环数，9个；_循环进度0.8，m；_正规循环系数，=0.81。如此 年推进度 L=33090.

53、9=2138m 采煤工作面总线长B=240000021380.93=206m2确定同采工作面个数式中：N同采工作面个数，个; B工作面总长，m； n同采煤层数或分层数，1层； l采煤工作面长度，260m。根据所配置同采工作面的具体条件，验算投产初期矿井年产量，验算公式如下：式中：矿井同采工作面产量总和，万t；第i号工作面采高，m；第i号工作面长，m；第i号工作面年推进度，m/a；第i号工作面煤的容重， t/m n同采工作面数；工作面采出率，93% 如此 工作面年产量 26021381=2264322t 年掘进煤量 =226432210%=226432t 年总产量 A+Aj=2264322+22

54、6432=2290754At 经验算矿井年产量符合要求。序号巷道与硐室名称断面形状支护材料巷道断面巷道长度m掘井工程量m备注净掘一12开拓巷道主斜井半圆拱锚喷网945台阶扶手副斜井半圆拱锚喷网2094518900台阶扶手回风井半圆拱锚喷网49843台阶二12回采巷道轨道运输顺槽梯形棚子1212302236246轨道胶带运输顺槽梯形棚子12123016+12537692胶带输送机回风顺槽梯形棚子1212302236246轨道开切眼矩形液压支架2005280采煤机刮板输送机四合计4采煤方法采区巷道的布置与生产系统 2号，3号煤层平均间距仅有14米，应采用联合布置采区，将轨道上山那和输送机上山布置在

55、3号煤层中，区煤层采用下行式开采，即先采完2号煤在采3号煤，采用集中平巷联合准备。3号煤中设置区段集中运输和回风平巷，再由此两巷向2号煤开运输和回风石门，通入2号煤层后，沿煤层开和运输和回风平巷，形成运料和通风等生产系统，进展采煤作业。 根据前面开拓、准备的巷道布置，采煤工作面沿倾布置，走向推进，工作面长度为300m，走向长度为2000m；采高4.80m，顶部留煤皮。工作面布置三条顺槽：上部布置一条，为回风巷与辅助运输巷；下部布置两条，为进风运煤巷，靠近煤壁的一条巷道布置胶带输送机，另一条作为运输行人巷道。顺槽断面均为5m宽，3.50m高；上区段工作面运输平巷和下区段工作面回风平巷的煤柱留设20m。顺槽之间每隔300m掘联络巷。工作面配套设备见表6-1。表6-1 工作面配套设备采煤机液压支架刮板输送机MG650/1710-WDZY8200/38/53SGZ1000/2855 本设计先开采西南方向的西一采区，其没有大的地质变化，采用综合机