1、摘 要礦井生產，其主要特點是地下作業，工作環境艱苦，自然條件復雜，通風和安全措施顯得尤為重要。各煤田所處的地理位置不同，煤層地質條件多種多樣，開采方法也就多種多樣。 本設計是在金家嶺井田原始地質條件下作的礦井初步設計，金家嶺礦為高瓦斯礦井設計內容包含：井田概況及地質特征、礦井開拓、通風設計、礦井安全技術措施，以及專題淺談對綜采放頂煤采煤法的認識。 井田概況主要包括礦區的地理、地形和交通；礦井的地理位置、井田范圍；礦區的氣象條件、地震烈度、電源和水源的概況；井田地質特征、煤層及煤質概況以及水文地質條件概況等。礦井開拓分別論述了主井、副井位置選擇、帶區的劃分、水平的劃分以及開采順序、帶區的布置及裝

2、備、各巷道的布置等。通風設計主要包括礦井通風系統的選擇、礦井所需風量的計算及分配、全礦井前期、后期的通風阻力計算以及對通風設備的選擇等。安全技術措施包括井下瓦斯預防、頂板管理、水災預防、火災預防、煤礦爆炸的預防及粉塵防治措施等。關鍵詞：立井；高瓦斯；傾斜長壁；帶區；斜巷 ABSTRACTThe coalfield to the geography and varied geological conditions of coal， mining methods have varied. Mine production， its main feature is underground work，

3、work hard and complicated natural conditions， the ventilation and safety measures appears to be particularly important.This design is the mineral well first step design make under the condition of original geology of the mine of Jinjialing Coal Mine， This design contents containment: The well farmla

4、nd general situation and geology characteristic， the mineral wells expand， safe technique measure of well ventilated design， the mineral well， and the feature of understanding on the fully mechanized top coal caving mining method. The field general situation of the well includes geography， topograph

5、y and traffic of the mining area mainly; The geographical position of the mine， field range of well; The meteorological condition of the mining area， general situation of earthquake intensity， the power and source of water; Characteristic of field quality of the well， coal seam， nature of coal gener

6、al situation and hydro geological condition general situation， etc.It expound the fact separately mines open-ups by main shafts， Auxiliary shaft， waste rock well， level divide and exploit the divisions of person who adopt， person who adopt assign order and， every tunnel assign etc. equipment ventila

7、ting shaft the choices of position things.The ventilation design includes the choice of the ventilating system of mine mainly， Calculation， distribution， the whole mine ventilation obstruction calculating and choice to the ventilation facilities of easy period， difficult period of the necessary wind

8、 quantity of the mine， etc.The safe practice measure includes in the pit the marsh gas is prevented a plank management， flood disaster prevention， a fire prevention， the prevention and dust prevention and cure measure， etc.Key Word: shaft；high gas；inclined longwall； band zone； inclined tunnel目 錄0 前言

9、11 礦區概述及井田特征21.1 礦區概述21.2 井田及其附近的地質特征31.3 礦層質量及礦層特征42 井田境界及儲量82.1井田境界82.2 井田的儲量92.3 礦井可采儲量103 礦井的年產量、服務年限及一般工作制度133.1 礦井的年產量133.2 礦井的一般工作制度133.3 礦井服務年限134 井田開拓144.1 井筒形式及井筒位置的確定144.2開采水平的設計194.3 帶區劃分及開采順序265帶區巷道布置295.1 煤層地質特征295.2 帶區巷道布置及生產系統305.3 帶區車場及硐室335.4 帶區開采順序345.5帶區巷道支護形式345.6 帶區的巷道掘進率、帶區回采率

10、376 采煤方法386.1 采煤方法的選擇386.2 重點設計煤層及圍巖條件386.3 工作面長度的確定386.4 采煤機械的選擇及回采工藝方式的確定416.5 循環方式的選擇及循環圖表的編制457 建井工期及開采計劃497.1 建井工期及施工組織設計497.2 開采計劃508 礦井通風548.1 概述548.2 礦井通風方式與通風系統的選擇548.3 總風量的計算與風量分配588.4 礦井總風壓及等積孔的計算628.5 通風設備的選擇678.6 礦井災害防治綜述699 礦井運輸與提升709.1 概述709.2煤炭運輸方式和設備的選擇709.3輔助運輸方式和設備選擇739.4 提升7610 排

11、水8310.1 涌水8310.2 排水設備的選擇8310.3 水泵房設計8410.4 水倉設計8511 技術經濟指標8711.1 全礦人員編制8711.2全礦技術經濟指標8812 結論92致 謝93參考文獻94附錄95遼寧石油化工大學順華能源學院畢業設計 (論文)0 前言煤炭工業的糧食，它推動了人類工業文明的發展。但煤炭是不可再生的寶貴資源，我國雖為萬億噸以上儲量的第三富煤大國，但人均資源僅為世界人均資源的一半。因此，要合理開采、綜合利用煤炭資源，提高煤炭資源的采出率，提高經濟效益。采煤方法和工藝的進步和完善始終是采礦學科發展的主題。現代采煤工藝的發展方向是高產、高效、高安全性和高可靠性，基本

12、途徑是使采煤技術與現代高新技術相結合，研究開發強力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤設備和生產監控系統，改進和完善采煤工藝。在發展現代采煤工藝的同時，繼續發展多層次、多樣化的采煤工藝，建立具有中國特色的采煤工藝理論。本設計主要由七大部分組成：礦井概況和地質特征、礦井開拓開采設計、礦井通風設計、礦井提升和運輸、安全生產措施、經濟技術指標及專題設計（傾斜長壁采煤采場礦山壓力的新特點）。通過此次畢業設計，進一步鞏固和擴展我們所學的知識，培養我們獨立思考、分析、解決問題的能力，促使我們運用所學的知識去觀測、調查、分析礦井生產工藝和安全管理技術，為我們進一步學習專業知識打下基礎，也為將來工作做準備。

13、由于本人所學有限，實踐經驗很少，加之時間倉促，本設計必然存在眾多不足之處，敬請各位老師、同學給予批評、指正。971 礦區概述及井田特征1.1 礦區概述1.1.1 交通位置金家嶺井田位于鐵法礦區東南部，行政區隸屬于遼寧省調兵山市，位于調兵山市的金家嶺井田鎮及鐵嶺縣的大青鄉及菜牛鄉境內。其地理坐標為：東經 北緯 金家嶺井田位于鐵嶺市東南，與外界交通方便。礦區鐵路直達礦井并在大青站與國鐵接軌，可通往全國各地。礦區公路網已經形成，縱橫交錯、四通八達，康鐵線、四梅線公路由本區東西向穿過，金家嶺井田可以通過兩條公路直達鐵嶺市，與哈大公路相接，四通八達。鐵路及公路網能有利于金家嶺的煤炭資源持續不斷的向外運輸

14、。1.1.2 礦區地形地貌本礦區地勢平坦，屬于平原地區，其西部為調兵山復背斜，是由一套古老巖系隆起而成的山區。在金家嶺井田范圍內，總體上地勢較為開闊平坦，區內無大河流發育，僅有一條季節性河流，由于井田西南部地勢稍高，所以在前往戶屯匯集以后，向南流入遼河。金家嶺井田海拔標高在米之間，區內表土層厚度在之間。1.1.3 礦區的氣象及地震該區為大陸性寒溫帶干旱半干旱氣候，風多雨少，春冬兩季多為西北風，夏秋兩季多為西南風，風力一般級，大者高達級，無風季節少見。年平均降雨量左右，最大達到 (1954年)，降雨一般集中在七、八、九三個月。年平均氣溫7左右，歷史最高氣溫 37.6(2000年7月8日)，最低達

15、到34.6(2001年1月13日)。凍結期為個月，凍結深度1.4左右，地震烈度為。1.2 井田及其附近的地質特征1.2.1 區域地層鐵法煤田為一內陸山間盆地。從構造成因上看，又屬于特定大地構造環境下的斷陷盆地。近年來，它已被越來越多的資料證明是一個同沉積盆地。這種特定的古構造及古地理環境，控制了盆地內的建造與改造。金家嶺井田作為鐵法沉積盆地的一個次級構造單元，除了具有鐵法盆地的沉積特點以外，在沉積建造與構造演化上，還有其自身的若干特征。鐵法煤田區域地層為一套中生代侏羅紀晚期及白堊紀早期的陸相沉積地層，其上被第四系沉積物覆蓋，為全隱伏式煤田。整個煤田位于松遼盆地的東南側，地勢較為低平，以前震旦系

16、花崗片麻巖結晶片巖構成煤田之基底，其上依次沉積了侏羅系、白堊系及第四系。1.2.2 地質構造鐵法盆地在大地構造中的位置：一級構造單位為天山陰山巨型緯向構造帶與新華夏系第二沉降帶交接復合部位；二級構造單位為彰武鐵嶺隆褶帶與閭山隆起帶北部交接復合部位；三級構造單位為老河土珠爾山和通江口開原斷隆帶與調兵山復背斜交接復合部位；總體為一近似菱形的盆地。從成因上看，屬于北東向的新華夏系構造切割東西向構造帶而形成的斷陷構造盆地，且盆地的展布方向為北北東向，盆地的形成和發展，始終受到新華夏系構造的控制，盆地內的構造形式以斷裂構造為主，褶曲構造次之，并伴有廣泛的巖漿活動。1.2.3 井田含礦層成因及地質特征金家

17、嶺井田位于鐵法斷陷盆地的東南角，其地層層序和煤層生成年代與區域地層一致，以前震旦系構成基底，其上發育了中生界之下白堊統及新生界之第四系。1.2.4 礦層的總數及可采層數在侏羅紀上部，鐵法煤田發育上下兩個含煤段，共發育20個煤層。金家嶺井田僅發育4個煤層，1個可采煤層，可采煤層總厚。1.2.5區域地址褶曲特征鐵法盆地的褶曲構造不甚明顯，靠近盆地的西側，自北而南依次發育了北西西到近北東向的大明背斜、樸屯向斜、曉明背斜和北東向的大興向斜、曉青向斜和金家嶺井田背斜。它們均屬于短軸、寬緩的褶曲，從控煤、聚煤角度來講，煤田北部的大明向斜、樸屯向斜及曉明背斜在聚煤區也呈北東方向展布（現今形態屬于近東西向，是

18、由構造復合造成的）。它們基本上反映了各井田的聚煤環境特征，從對含煤建造厚度的控制關系來看，這些短軸褶曲都是聚煤古構造。在這些褶曲的翼部，層間滑痕及刺穿構造非常發育。1.2.6 井田的水文情況1）井田范圍內的河流、流量及洪水位鐵法煤田的水文地質條件較為簡單，煤系地層上覆蓋有它巨厚的白堊系地層，白堊系地層滲透很差，滲透性系數較低，所以第四系含水層和白堊系上部風化帶含水層中的水不易滲入井下。另外本區內的斷裂帶大部分不含水，只有個別斷層含水，從而說明第四紀含水層和白堊紀上部風化帶含水層中的水對礦井影響甚微。此外在井田范圍內僅有數條季節性河流，在暴雨期間對井口附近進行堵水截流即可，因此可知大氣降雨對井下

19、影響不大。2）含水層及隔水層特征砂及砂礫潛水層：由黃色或灰白色松散粗砂組成，厚度，其中夾有粘土層，底部有礫石，成分以石英巖，花崗片麻巖為主，最大粒徑，滾圓度一般。根據孔抽水資料：，；孔抽水資料：，。可見滲透性自西向東逐漸增強，厚度也逐漸增厚。該層補給主要靠大氣降水，季節變化大，下部礫石層徑流條件比上部粗砂層好。隔水層：賦存于該系含水層之上，由黃色亞粘土組成，塑性較強，因長期淋濾作用結果，形成鐵質結核，自西向東逐漸變粗加厚。井田內普遍發育，起到了一定的隔水作用。1.3 礦層質量及礦層特征金家嶺井田普遍發育的煤層4個，其中一個煤層發育范圍較大，為金家嶺井田主要可采層；其余為不可采煤層。1.3.1煤

20、層厚度、結構及其變化可采煤層的厚度不等，平均。以厚煤層為主，中厚煤層次之，無薄煤層。煤層變化的總規律：井田的西部、南部厚，東部、北部及東南部較薄。該井田所見的各可采煤層，其夾石以泥巖和粉砂巖為主炭質泥巖次之。煤層結構總的變化規律是北部、東部煤層結構較簡單，西部、南部煤層結構較復雜。1.3.2煤層產狀金家嶺井田屬緩傾斜煤層，煤層傾角一般在之間，總體趨勢是向西傾斜。總體規律為東部煤層傾角較疏緩，向西傾角逐漸增大。在金家嶺井田背斜處，號斷層以西部分，褶曲軸西翼地層傾角為度，向西傾。褶曲軸東翼地層傾角，向東北傾斜。1.3.3 煤層頂底板金家嶺井田的煤層頂板分為三種巖相，即：中、粗砂巖或砂質礫巖組成的河

21、床相，砂質泥巖到中砂巖組成的淺水湖泊相，薄層泥巖、粉砂巖及砂質泥巖組成的復合層頂板，屬于沼澤相及深水湖泊相。研究煤層頂底板巖性的變化規律，離不開對古河流的研究。在構造部分曾提到金家嶺井田馬鞍形構造在聚煤期長期發育并具有同沉積的特點，這種聚煤古構造的格局控制了聚煤古地理環境的變遷，而古地理環境的變遷必然導致古河道的遷移。1.3.4 煤層瓦斯賦存狀況井田內各煤層賦存狀況的差異性，決定了瓦斯賦存狀況在縱向上的不均衡由于煤質、煤厚、構造、頂底板巖性、火成巖等地質條件組合的不同，控制了煤層瓦斯賦存狀況在橫向上的不均衡。4號煤層瓦斯賦存狀況井田勘探時在4號煤層中實測鉆孔瓦斯含量樣個，測得煤層瓦斯含量。瓦斯

22、含量由井田中部及東側向金家嶺井田背斜鞍部逐漸增大；由中部向西側瓦斯含量也是遞增的。瓦斯含量較大的地段煤層厚度、煤層埋藏深度有較好的正相關關系。1.3.5 煤的物理性質顏色為黑色，條痕為深棕色，瀝清光澤。下含煤段局部有似玻璃光澤，具有不平坦狀、貝殼狀、眼球狀斷口，。結構為線理狀，條帶狀及透鏡狀，原生裂隙不發育，次生裂隙內有方解石及粘土礦物充填。煤的構造為層狀構造。1.3.6 煤巖特征金家嶺井田各煤層均為腐植煤。煤巖組分以亮煤，暗煤為主，鏡煤及絲炭次之。絲炭主要分布在水平層理的表面上，形成薄膜，反映出沼澤盆地小幅度頻繁升降。宏觀煤巖類型主要是半亮型煤，光亮型煤和暗淡型煤少見。1.3.7 化學性質、

23、工藝性能、可選性及煤類。1）水分（）本區原煤分析基水分（）為，平均，上含煤段略高于下含煤段，如4煤層為。浮煤水分綜合平均值為，表明該區煤經空氣干燥后，水分可降低個百分點。本區煤的全水分（）為，屬中高全水分煤。2）灰分（）各煤層灰分平均值，平均為。各煤層灰分相差不大，但在井田南部由于煤層結構復雜，煤層灰分也相應增高，一般以上。根據資料統計，煤層灰分每增加，發熱量減少左右。3）揮發份（）各煤層原煤可燃基揮發份平均值為之間，平均為。浮煤可燃基揮發份平均值為之間，平均為。屬于中高揮發份煤。4）煤類金家嶺井田內煤質牌號以無煙煤（包括弱粘結煤）為主，氣煤次之，各煤層灰分在之間，低硫、低磷。從垂直方向看，

24、4煤層為無煙煤，煤的粘結指數低，無粘結性，不粘結煤，而且煤的內在灰分又太高，故目前本井田出產的煤只能做動力用煤。5）煤的工業用途根據煤的物理及化學性質，金家嶺井田內的煤的工業用途為電廠發電，鍋爐取暖及其它民用。1.3.8 煤的風化和氧化鐵法煤田為隱伏煤田，金家嶺井田所發育的各煤層無風化帶和氧化帶。但在火成巖侵入部位有局部的煤質變化現象。2 井田境界及儲量2.1井田境界2.1.1 井田范圍金家嶺井田為南北走向，金家嶺井田所處的地理坐標為： 北緯東經北部邊界：金家嶺井田北與小青礦、大隆礦相鄰；東部邊界：以人為邊界劃分；南部邊界：南以煤層最低可采邊界線為界，上煤組局部以人為技術邊界與長鐵煤礦相鄰；西

25、部邊界：與大興煤礦相鄰，以，斷層為界。 2.1.2 開采界限鐵法煤田區域地層為一套中生代侏羅紀晚期及白堊紀早期的陸相沉積地，其上被第四系沉積物覆蓋，為全隱伏式煤田，鐵法煤田內下白堊統阜新組共發育20個煤層，其中有一部分煤層發育薄不可采。金家嶺井田有1個可采煤層，煤層的平均厚度為8.6米，該地層總的含煤系數為2.14。其中，下含煤段含煤系數為2.38，上含煤段含煤系數為2.57。本設計是4號煤層。開采上限：4號煤層以上無可采煤層。下部邊界：3號煤層以下4號煤層為可采煤層。2.1.3井田尺寸井田的走向最大長度為，最小長度為，平均長度為。井田傾斜方向的水平投影最大長度為，最小長度為，平均長度為。 煤

26、層傾角最大為，最小為，平均為，井田平均實際寬度為井田邊界保護煤柱都留設。井田的水平面積按下式計算： （2-1）式中S井田的水平面積， ；H井田的平均水平寬度， ；L井田的平均走向長度， ； 則井田的水平面積為2.1.4井田邊界的合理性金家嶺井田邊界是鐵法礦務局根據各煤礦的生產能力以及煤田地質情況總體劃分而來。根據井田劃分的原則進行劃分。1）要充分利用自然條件；2）要有合理的走向長度：3）要處理好相鄰井田的關系；4）要為礦井的發展留有余地；5）要有良好的安全經濟效果2.2 井田的儲量2.2.1工業儲量計算本設計的主采煤層為4號煤層，儲量估算在1：5000底板等高線圖上，采用水平投影地質塊段法進行

27、估算，估算公式為： （2-2）式中：儲量塊段儲量，單位：；儲量塊段水平投影面積，單位：；儲量塊段平均鉛垂厚度，單位：；視密度，單位：；2.3 礦井可采儲量2.3.1 安全煤柱留設原則1）工業場地、井筒留設保護煤柱，對較大的村莊留設保護煤柱，對零星分布的村莊不留設保護煤柱。2）各類保護煤柱按垂直斷面法或垂線法確定，用巖層移動角確定工業場地、村莊煤柱。巖層移動角為，表土層移動角為。3）維護帶寬度：風井場地，村莊，其他。4）斷層煤柱寬度，井田境界煤柱寬度為。5）工業場地占地面積，根據煤礦設計規范中若干條文件修改決定的說明中第十五條，工業場地占地面積指標表見（表2-1）。表2-1工業場地占地面積指標井

28、型/不設選煤廠/公頃設選煤廠/公頃90912.21201013.515010.914.718011.615.624013.618.02.3.2 礦井永久保護煤柱損失量1）井田邊界保護煤柱：井田邊界保護煤柱留設寬，則井田邊界保護煤柱損失為2）斷層保護煤柱：斷層煤柱留設寬，但本設計井田內無斷層，則斷層保護煤柱損失為03）工業場地保護煤柱：工業場地按二級保護，維護帶寬，工業場地面積由表2.1確定，取16公頃。則工業場地保護煤柱壓煤量為。圖2-2工業場地保護煤柱 4）大巷保護煤柱：大巷兩側的保護煤柱各為15米，但本設計大巷為巖石大巷，所以大巷保護煤柱損失量為0。5）井筒保護煤柱：風井.主副井井筒保護煤

29、柱在工業場地保護煤柱范圍內，井筒煤柱損失為0。各種保護煤柱損失量見（表2-2）表2-2保護煤柱損失量煤柱類型儲量/萬噸井田邊界保護煤柱454斷層保護煤柱0工業場地保護煤柱683大巷保護煤柱0井筒保護煤柱133合計12702.3.3 礦井可采儲量礦井可采儲量是礦井設計的可以采出的儲量，可按下式計算： （2-3）式中：-礦井可采儲量，萬；-保護工業場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設的永久保護煤柱損失量，萬；-帶區采出率，厚煤層不小于0.75，中厚煤層不小于0.8，薄煤層不小于0.85。則礦井設計可采儲量為： 3 礦井的年產量、服務年限及一般工作制度3.1 礦井的年產量根據本礦區

30、的煤層賦存狀況及本井田的儲量，確定本礦井的年生產量為240萬噸，3.2 礦井的一般工作制度根據煤炭工業設計規范相關規定，礦井設計年工作日為300天；根據本礦的煤層狀況、年產量、工人的技術水平和管理者管理水平，本礦采用“四六制”作業、三采一準制度，即每班每日工作6小時，三個采煤班，一個準備班；每晝夜的井提升時間為16小時。3.3 礦井服務年限礦井服務年限必須與井型相適應。礦井可采儲量、設計生產能力和礦井服務年限三者之間的關系為： （3-1）式中：礦井服務年限， ；礦井可采儲量，；設計生產能力，；礦井儲量備用系數，取1.3.則礦井服務年限：礦井服務年限符合井型并且符合設計規范。4 井田開拓4.1

31、井筒形式及井筒位置的確定4.1.1 井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井；一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復雜。平硐開拓受地形及埋藏條件限制，要求地形條件合適，即在煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區，且便于布置工業場地和引進鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務年限要求。斜井開拓與立井開拓相比，井筒施工工藝、施工設備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資低；地面工業建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比較簡單，井筒延伸施工方便，對生產干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶有相當大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發生

32、透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。缺點是：斜井井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限；通風路線長，阻力大，管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層，施工技術復雜。立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需要風量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利，當表土層為富含水層或流沙層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質構造和煤層產狀均特別復雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產狀的煤層。主要缺點：立井井筒施工技術復雜，需要設備多，要求有較高的技術水平，井筒裝備復雜，掘進速

33、度慢，基本建設投資大。本礦井煤層傾角小，平均為，為近水平煤層；但表土層有流沙層；水文地質情況比較復雜；井筒需要特殊法施工，因此本礦井采用立井開拓。由于本礦屬高瓦斯礦井，除主副井外還要設置風井，共三個。（井筒參數見表4-1）表4-1井筒參數井筒名稱用途井筒長度/提升方法斷面尺寸直徑/凈斷面積/主井提升煤炭250箕斗提升5.019.63副井進風、進人、運料排矸220罐籠提升6.533.18風井回風兼作安全出口2006.028.274.1.2 井筒位置及形式的確定1）井筒位置的確定原則：a) 井筒沿井田走向的位置應在井田中央，當井田儲量不均勻分布時，應在儲量分布的中央，以次形成兩翼儲量比較均衡的雙翼

34、井田。應該避免井筒偏于一側造成單翼開采的不利局面。 b) 井筒設在井田中央時，可以使沿井田走向運輸工作量小，而井田偏于一側的相應井下運輸工作量比前者要大。c) 井筒設在井田中央時，兩翼分配產量比較均衡，兩翼開采結束的時間比較接近。d) 井筒設在井田中央時，兩翼風量分配比較均衡，通風線路短，通風阻力小經技術和經濟比較，本礦井采用中央并列式通風。2）井筒形式的確定a）主井主井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑，凈斷面積，基巖段毛斷面積，表土段毛斷面積。井筒內裝備一對9的箕斗，井壁混凝土壁厚。此外，還布置有檢修道，動力電纜，照明電纜，通迅信號電纜，人行臺階等設施。主井斷面如圖4-1，主要參數見表4-

35、2。圖4-1主井井筒斷面圖表4-2主井井筒特征表井型 提升容器一對9箕斗井筒直徑井深凈斷面積井筒支護混凝土井壁厚表土段井壁厚基巖段毛斷面積表土段毛斷面積b）副井副井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為，凈斷面積，井筒內裝備一對1.0雙層四車加寬多繩罐籠，井壁采用混凝土支護方式，井筒主要用于提料、運人、提升設備，矸石等。采用金屬罐道梁，型鋼組合罐道，端面布置，罐道梁采用通梁式布置方式。副井內除裝備罐籠外，還設有梯子間作為安全出口，并設有管子道，電纜道。副井井筒斷面如圖4-2所示，主要參數見表4-3。圖4-2副井井筒斷面圖表4-3副井井筒特征表井型提升容器一對1t雙層四車加寬多繩罐籠井筒直徑井深凈

36、斷面積 井筒支護混凝土井壁厚表土段井壁厚基巖段毛斷面積 表土段毛斷面積c）風井風井采用立井型式，圓形斷面，凈直徑為，凈斷面積為，風井布置在工業廣場內，不需要留單獨的保護煤柱。井筒采用混凝土支護，井壁厚度。風井井筒斷面如圖4-8所示，主要參數見表4-10。 圖4-3風井井筒斷面圖表4-4風井井筒特征表井型井筒直徑井深凈斷面積基巖段毛斷面積表土段毛斷面積 根據后面通風設計部分的風速驗算，各井筒風速均符合煤炭工業設計規范和煤礦安全規程的規定。4.2開采水平的設計4.2.1水平儲量及水平服務年限井田主采煤層為4號煤層，其它煤層均不可采。4號煤層厚度為，煤層傾角小，平均，為近水平煤層，故設計為立井單水平

37、開采。一水平標高，可采儲量為。主要開采方式為帶區式開采，服務年限。4.2.2主要開拓巷道4號煤層平均厚度為，賦存穩定，底板起伏不是很大，為近水平煤層，煤層厚度變化不大，煤質硬度中等。礦井軌道大巷、運輸大巷布置均布置在巖石中，大巷間距。由于礦井瓦斯涌出量大，為滿足回風需要，在巖石中再布置一條回風大巷。軌道大巷，運輸大巷和回風大巷，共三條巖石大巷。為便于在巷道交叉時架設風橋等構筑物，軌道大巷、運輸大巷沿底板掘進，回風大巷沿煤層頂板掘進。大巷位于井田中央，沿等高線方向布置，局部半煤巖及巖巷，運輸大巷巷道坡度隨煤層而起伏，一般 ，軌道大巷巷道水平掘進坡度為千分之三到千分之五，便于排水。各大巷的斷面形式

38、、特征及所需工程量見圖4-4，表4-5，表4-6； 圖4-5，表4-7，表4-8； 圖4-6。4.2.3井底車場及硐室礦井為立井開拓，煤炭由箕斗運至地面；物料經副立井運至井底車場，在井底車場換裝，由電機車運到帶區或帶區。1）井底車場的形式和布置方式井底車場是連接礦井井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。它聯系著井筒提升和井下運輸兩大生產環節，為提煤、提矸石、下料、通風、排水、 供電和升降人員等各項工作服務，是井下運輸的總樞紐。根據煤炭工業設計規范要求:井底車場布置形式應根據大巷運輸方式，通過車場的貨載量、井筒提升方式、井筒與主要運輸大巷的相互位置，地面生產系統布置和井底車場巷道及主要硐

39、室所處的圍巖條件等因素，經技術經濟比較確定，并符合下列規定：（1）大巷采用底卸式礦車運輸時，宜采用折返式車場。（2）當井底煤炭和輔助運輸分別采用底卸式礦車運輸時，宜采用折返式的車場。（3）當大巷采用帶式輸送機運煤，輔助運輸采用無軌系統時，宜采用折返式或折返式與環形相結合形式的車場；若輔助運輸采用有軌系統，則宜采用環形形式的車場。（4）采用綜合開拓方式的新建礦井或擴建礦井，井下采用多種運輸方式運輸時，應結合具體條件，經方案比較后確定。根據礦井開拓方式，立井和大巷的相對位置關系，確定為折返梭式井底車場（圖4-7），副井、井底車場鋪軌以礦車輔助運輸，大巷輔助運輸為電機車。2）空重車線長度對于采用固定

40、式礦車作為輔助運輸的大中型礦井，空、重車線的長度應為列車長。輔助運輸采用型1.0噸固定廂式礦車運輸，其尺寸為。電機車選用蓄電池電機車。每列車14節車廂。空、重車線的長度應不小于33。副井提升矸石，運輸材料，為使其長度留有調整的余地，并考慮出矸工作不均勻、不連續，故空、重車線一般不小于1.5列煤車長度。這就要求井底車場空、重車線的長度應不小于1.5，即48.93。所選車場的空車線的長度L副空，所選車場的重車線的長度L副重，符合要求。3）調車方式井底車場內設 2 臺架線式機車（軌道），車場內的材料設備、集裝箱平板車由架線機車牽引，重車頂入卸載站，機車返回井底車場存車線。大巷來的機車直接倒入卸載站然

41、后運走。兩翼大巷駛入井底車場的電機人車在存車場存放，該處同時作為上、下井人員換乘點。4）硐室井底硐室主要有：井底煤倉、主變電所、主排水泵房、消防材料庫、井底清理斜巷、水倉、調度室、等候室、急救室、機頭硐室、聯絡巷等。井底煤倉主井井底煤倉為一垂直斷面煤倉，坐落于井底車場膠帶運輸斜巷與主井之間，煤倉直徑為，有效的裝煤高度為，經計算煤倉容量為，工作面的最大出煤能力為，主井運輸能力為，兩者之差為，故主井井底煤倉的設置有利于主井運輸能力的緩解。水倉布置及清理水倉布置在井底車場空重車線的一側，礦井正常涌水量為，最大涌水量為，所需水倉的容量為：根據水倉的布置要求，水倉的容量為： （4-1）式中：水倉容量，；

42、 水倉有效斷面，； 水倉長度，。則： 由以上計算可知：，因此，設計的水倉容量滿足要求。井底車場巷道及硐室，除煤倉、裝卸載硐室等采用現澆混凝土支護外，其余的都采用錨噴支護，遇到圍巖破碎的地方加金屬網支護圖4-4皮帶運輸大巷表4-5運輸大巷巷道特征表圍巖類別斷面面積/設計掘進尺寸噴射厚度/凈周長/凈掘進寬度/高度/巖19.821.6530049001501740錨桿錨固形式外露長度/排列方式排間距/長度/直徑/頂幫頂幫頂幫樹脂50交錯240020002018表4-6 運輸大巷每米工程量及材料消耗量圍巖類別計算掘進工程量/材料消耗量水溝長度/錨桿數量噴射材料/金屬網/藥卷數量金屬網/片巷道墻角頂兩幫

43、巖19.81521.60.3611.257.51.813.6434.6851圖4-5 軌道運輸大巷表4-7 輔助運輸大巷巷道特征表圍巖類別斷面面積/設計掘進尺寸噴射厚度/凈周長/凈掘進寬度/高度/巖15.517.64800420010015.0錨桿形式外露長度/排列方式排間距/長度/直徑/頂幫頂幫頂幫樹脂100交錯210021001616表4-8 輔助運輸大巷每米工程量及材料消耗量圍巖類別計算掘進工程量/材料消耗量水溝長度/錨桿數量噴射材料/金屬網/ 藥卷數量粉刷面積/ 巷道墻角巖17.60.0216.81.128.355.410.41圖4-6回風大巷1-主井，2-副井，3-井底煤倉，4-回風

44、大巷，5-運輸大巷，6-軌道大巷，7-水倉圖4-7井底車場示意圖4.2.4開拓系統綜述1）開拓系統本礦井設計的開拓系統可以概括為立井單水平水集中大巷式開拓。2）通風系統本設計井田的通風系統采用中央并列式，其通風線路為：副井軌道大巷進風行人斜巷帶區運輸斜巷工作面帶區回風斜巷回風大巷風井。3）運煤系統回采工作面帶區運輸斜巷運輸大巷井底煤倉主井地面。4）運料系統副井軌道大巷運料石門軌道中巷運料斜巷帶區回風斜巷工作面。5）排矸線路 掘進工作面帶區回風斜巷運料斜巷軌道大巷副井。6） 排水線路回采工作面帶區回風斜巷運料斜巷軌道大巷井底車場水倉水泵房副井排水管路地面7)滅火系統本設計礦井各煤層均存在自燃發火

45、傾向，發火期一般為個月，為了預防煤層自燃發火，因本帶區采用俯采，不能采用灌漿防火，因灌漿水會涌入工作面，影響工作面的生產，故采用阻化劑和惰性氣體或氮氣、均壓措施等防火。8)瓦斯抽放系統本井田瓦斯相對涌出量為，屬高瓦斯礦井，為了預防瓦斯事故，確保礦井安全，必須進行預抽放瓦斯，降低瓦斯濃度，本礦井采用瓦斯道與鉆孔抽放相結合方式進行抽放，同時必須采取預防突出措施。9)移交生產時井巷開鑿位置首先向地下開掘主、副井筒，掘至米水平后，開掘部分井底車場及大巷，同時掘回風道，到井田東部再開掘斜巷與東風井打形成通風系統，形成通風系統后，再回頭掘進初始未掘出的車場硐室及線路。4.3 帶區劃分及開采順序4.3.1

46、帶區形式及尺寸的確定本著盡量利用特殊條件和自然地質構造劃分帶區的原則，考慮到設計范圍內的斷層大且走向發育，傾向上布置受到限制，因此充分利用斷層劃分帶區，以斷層、工業廣場煤柱線為帶區的邊界。這樣，帶區邊界為主和一部分煤柱，工業廣場煤柱共用，既減少了煤柱損失，又避免了采空區內出現較大的斷層給開采帶來的困難。根據煤層的賦存條件，該井田為近水平煤層，傾角在左右，可以采用盤區式準備和帶區式準備，但與盤區式準備相比，帶區式準備有下列優點：1）巷道布置簡單，巷道掘進和維護費用低、投產快。2）運輸系統簡單，占用設備少，運輸費用低。3）傾斜長壁工作面的回采巷道可以沿煤層掘進，可以保護固定方式，故可以使工作面保持

47、長，對于綜合機械化采煤非常有利。4）通風線路短，風流方向轉折變化少，系統簡單。5）對某些地質條件的適應性強，如斷層、頂板淋水、采空區注漿防水、瓦斯含量高等。根據現有情況，可將井田劃分為四個帶區。(見表：4-9)表：4-9 帶區劃分表帶區帶區面積（）可采儲量()生產能力（）服務年限()北一381.91416224017.3北二355.90384124016.0南一351.44372024015.5南二311.57315824013.2以上計算所得結果均為平均值。4.3.2 帶區劃分的合理性 參照國家目前開采技術條件，可知以上各工作面的選取是合理的，適合于近水平中厚煤層、回采工藝為綜采的情況。下面

48、從技術、經濟因素的角度來分析以上各條帶尺寸選擇及劃分的合理性：1）技術因素帶區生產時，斜巷內鋪設膠帶運輸機，根據我國目前運輸機生產現狀，膠帶機其長度在之間，考慮到帶區實際斜長，可用兩臺膠帶機搭接，這樣可解決工作面推進長度過長的問題，即解決了條帶斜巷的運輸問題。隨著通風技術的發展，現階段獨頭掘進的距離可達3000多米，因此通風問題對帶區傾斜長度的大小沒有限制。帶區變電所設在軌道大巷附近，考慮到帶區斜長過大將使供電距離增大，電壓降升高，勢必影響到工作面機電設備的啟動，因而結合實際情況，把變電所布置在帶區中央，以解決供電問題。2）經濟因素目前，根據我國采煤機械化發展現狀及采煤方法的使用情況，結合本設

49、計礦井的地質構造因素，帶區傾斜長度的劃分是比較合理的。不僅有利于工作面的持續推進，減少工作面的搬家次數，也有利于工作面及帶區的正常接替，而且開采時采用沿空留巷，減少了煤柱損失，增加了可采儲量及服務年限，利于集中生產，從經濟上考慮其優越性是明顯的。4.3.3 開采順序在煤礦開采過程中，煤層與各回采工作面有計劃按一定順序組織開采，才能保證整個井田的均衡生產與正常接替，因此礦井開采順序的確定對礦井開采至關重要。對于單一及中厚煤層，沿傾斜推進分為仰斜和俯斜開采兩種。 條帶內沿傾斜方向的推進方向可分為前進式與后退式兩種。前進式是回采工作面向遠離大巷方向推進，運輸斜巷及回風斜巷在回采工作面之后采空區中維護

50、，這種工作面推進方式有投產快、出煤早的優點，但巷道維護困難，漏風量大，因此這種方式只在頂板巖石堅硬，地質變化很小，無自燃發火傾向的薄煤層中才考慮使用，本設計井田采用后退式回采，即回采工作面由條帶邊界向大巷方向推進，以保證條帶運輸斜巷及回風斜巷具有良好的維護條件，避免了嚴重漏風，更有利于預防煤層的自燃發火。5帶區巷道布置5.1 煤層地質特征5.1.1 帶區位置設計首采帶區（北一帶區）位于井田中部偏東部，巖石大巷西南部。5.1.2 帶區煤層特征帶區所采煤層為4號煤層，其煤層特征：黑色，亮煤為主，具有金屬玻璃光澤，煤層平均厚度 ，煤層傾角平均。煤的容重 。帶區平均瓦斯涌出量為，瓦斯涌出量較大，為高瓦

51、斯礦井，有突出的危險。5.1.3 煤層頂底板巖石構造情況煤層頂底板巖石為粉砂巖，泥巖，細砂巖，中等穩定，煤層特征及頂底板巖性見煤層特征表：（表5-1） 表5-1煤層特征表煤層煤厚（）穩定程度頂底板巖性48.6中等穩定粉砂巖、粗砂巖5.1.4 水文地質帶區內水文地質條件較簡單，涌水來源主要為4號煤層上覆砂巖、粉砂巖等弱含水層裂隙水，和底板砂巖和石灰巖等強含水層，預計正常涌水量，最大涌水量為 。5.1.5 生產能力及服務年限本帶區設計生產能力為，則帶區服務年限為： （5-1）式中： 帶區服務年限，； 帶區生產能力，； 帶區可采儲量，；5.2 帶區巷道布置及生產系統5.2.1 帶區準備方式的確定本帶

52、區煤層賦存穩定，地質構造簡單，傾角很小，屬于近水平煤層，適用于傾斜長壁采煤法，帶區走向長度為1978米，傾斜長度平均為1092米，適用帶區式準備方式。帶區準備方式優點，不需要開掘上山，大巷掘出后便可以掘帶區斜巷、開切眼和必要的硐室車場，因此巷道系統簡單；運輸系統環節少，費用低，系統簡單，運輸設備、數量和輔助人員少；工作面長度可保持等長，對綜合機械化非常有利；受斷層影響小；技術經濟效果顯著，國內實踐表明，在工作面單產、巷道掘進率、采出率、勞動生產率和噸煤成本等幾項指標方面，都有顯著提高和改善。本設計礦井大巷布置在巖石中，輔助運輸采用軌道，電機車牽引。5.2.2 帶區巷道布置1）帶區煤柱由后面第8

53、章通風設計確定工作面采用副井進風，風井回風的布置方式，每個工作面共布置兩條斜巷，一側布置一條，一條為進風巷（運輸斜巷)；另一側為回風巷。一般主、副井部分大巷貫通形成通風回路之后就可以布置回采巷道，但工作面產量大，瓦斯涌出量較大，前期采用中央并列式通風，中后期采用中央分裂列式通風，軌道大巷、運輸大巷和回風大巷均布置在巖石中。2）區段要素設計帶區北一帶區位于大巷西北側，走向長平均，傾向長平均。帶區內劃分12個區段，區段平均長 ，寬 ，工作面長，區段斜巷均為寬，高。3）開采順序首采帶區為北一帶區，然后依次采北二帶區，南一帶區，南二帶區。帶區內采用下行式依次開采。帶區內工作面采用一進一回 U 型通風系統，即：工作面兩側各布置一條巷道，一條運料斜巷，一條回風斜巷。4）帶區運輸帶區內各分帶的運輸斜巷鋪設的膠帶輸送機，煤炭經帶區運煤斜巷、帶區運煤斜巷和運輸大巷直接到井底煤倉。帶區內輔助運輸采用軌道，電機車牽引，材料車從井底車場出來，經軌道大巷和運輸斜巷到工作面。5.2.3 帶區生產系統1）運煤系統煤由工作面刮板運輸機 帶區運輸斜巷轉載機、破碎機 帶區運輸斜巷膠帶輸送機 運輸大巷井底煤倉 主井箕斗提升機 地面。1) 輔助運輸系統工作面設備材料經副井罐籠運至井底車場，由軌道大