摘要本設計礦井為雙鴨山礦業集團有限責任公司東榮二礦Mt/a新井設計，共有3層可采煤層，可采煤層平均厚度為m，煤層工業牌號為肥氣煤。設計井田的可采儲量95.64Mt，效勞年限為a。本設計礦井采用雙立井開拓方式，劃分兩個開采水平，9個采〔帶〕帶區。一個工作面達產，采用分層布置，24#、26#、29-3#層單獨開采。，主井采用多繩摩擦箕斗提升，副井采用剛性組合罐道罐籠提升。由于井田傾斜長度較大，且為緩傾斜煤層，以及受煤層地質條件等因素影響，決定本井田采用傾斜長壁和走向長壁相結合的采煤法開采，采煤工藝為綜合機械化開采，采空區處理方法為全部垮落法。關鍵詞開拓水平傾斜開采走向長壁全套圖紙，加153893706AbstractThisdesignmineralwellistheShuangyashanmineralindustrygrouplimitedliabilitycompanyalmondflowercoalmineanewwelldesignsofre.Thecoalseamindustrycardnumberisafattyspiritcoal,designingthewellfarmlandcanadopttokeepthe95.64Mtofdeal,theservicetimeis75.9years.Thismineralwelldesignadoptionauprightwellexpandstheway,dividingthelinetotwolevels,nineadoptthearea.Oneworkfacereachestoproduce.Theadoptionlayeringarranges,24#,26#,29-3#layerminesalone,Thebiglaneconveyanceadopts10tonalinetypeelectricalengineeringcarslead3tonbottomunloadtypemineralcarstransport,Themainwelladoptionmanyroperubtheboxpromotes,thevice-welladoptstherigidcombinationacagepromotes.Becausethewellfarmlandslantlengthisbigger,andinclinethecoalseamforthe,andcoalseamgeologyconditionetc.factoreffects,decidingthiswellfarmlandinsideadoptionslantandadoptingcoalmethodasthealignmentlongthewalladoptsthecoalmethod.adoptingcoalcraftastosynthesizethemechanizationadoptthecoalcraft,adoptingemptytheareahandlesmethodasallfallsthemethod.keywordsexpandsthelevelInclinedminingalignmentlongwall目錄摘要 IAbstract II緒論 VII第1章井田概況及地質特征 11.1井田概況 11.1.1交通位置 11.1.2地形地勢 21.1.3氣象和地震 21.1.4井田區及鄰區生產建設及規劃情況 21.1.5礦區經濟狀況 21.2地質特征 31.2.1地層 31.2.2地質構造 31.2.3煤層賦存狀況及可采煤層特征 41.2.4巖石性質、厚度特征 61.2.5水文地質情況 71.2.6沼氣、煤塵及煤的自燃性 71.2.7煤質、牌號及用途 81.3勘探程度及可靠性 81.3.1對地質勘探程度的評價 8第2章井田境界、儲量、效勞年限 92.1井田境界 92.1.1井田周邊情況 92.1.2井田境界確定的依據 92.1.3井田未來開展情況 92.2井田儲量 92.2.1井田儲量的計算 92.2.2煤柱損失 102.2.3儲量計算方法 102.2.4儲量計算的評價 122.3礦井工作制度、生產能力、效勞年限 132.3.1礦井工作制度 132.3.2礦井生產能力和效勞年限 13第3章井田開拓 143.1概述 143.1.1井田內外及附近生產礦井開拓方式概述 143.1.2具體影響本礦井開拓方式的因素 143.2礦井開拓方案的選擇 143.2.1確定井田開拓方式的原那么 143.2.2井硐形式和井口位置 153.2.2開采水平數目和標高 193.2.3開拓巷道的布置 213.3選定開拓方案的系統描述 223.3.1井硐形式和數目 223.3.2井硐位置及坐標 223.3.3水平數目及高度 223.3.4石門大巷數目及布置 223.3.5井底車場形式的選擇 253.3.6煤層群的聯系 253.3.7采〔帶〕帶區劃分 253.4井筒布置及施工 273.4.1井硐穿過的巖層性質及井硐維護 273.4.2井硐布置及裝備 273.4.3井筒延伸的初步意見 293.5井底車場及硐室 303.5.1井底車場形式確實定及論證 303.5.2井底車場的布置、存儲線路、行車線路布置長度 31井底車場通過能力計算 323.5.4井底車場主要硐室 353.6開采順序 353.6.1沿煤層走向的開采順序 353.6.2沿煤層傾斜方向的開采順序 363.6.3帶區接續方案 363.6.4“三量〞控制情況 36第4章帶區巷道布置及帶區生產系統 394.1帶區概況 394.1.1采區位置邊界及范圍 394.1.2帶區地質和煤質情況 394.1.3帶區生產能力儲量及效勞年限 394.2帶區巷道布置 394.2.1區段劃分 394.2.2帶區斜巷布置 404.2.3帶區車場布置 414.2.4帶區煤倉形式、容量及支護 434.2.5帶區硐室簡介 444.2.6帶區工作面接續 444.3帶區準備 454.3.1帶區巷道的準備順序 45帶區主要巷道的斷面及支護方式 46第5章采煤方法 485.1采煤方法的選擇 485.2回采工藝 485.2.1選擇和決定回采工作面的工藝過程及使用的機械設備 485.2.2工作面循環方式和勞動組織形式 50第6章井下運輸和礦井提升 536.1礦井井下運輸 536.1.1運輸方式和運輸系統確實定 536.1.2礦車的選型及數量 546.1.3帶區運輸設備的選擇 556.2礦井提升系統 556.2.1礦井主提升設備的選擇及計算 55第7章礦井通風與平安 587.1礦井通風系統確實定 587.1.1概述 587.1.2礦井通風系統確實定 587.1.3主扇工作方式確實定 587.2風量計算與風量分配 587.2.1礦井風量計算的規定 587.2.2風量計算 597.2.3風量分配 617.2.4風速的驗算 617.2.5風量的調節方法與措施 627.3礦井通風阻力計算 627.3.1確定全礦最大通風阻力和最小通風阻力 627.3.2礦井等積孔計算 657.4通風設備的選擇 65主扇的選擇計算 657.4.2電動機的選擇 667.4.3反風措施 667.5礦井平安生產措施 67預防瓦斯及煤塵爆炸 67火災與水患的預防 687.5.3其他事故的預防 687.5.4避災路線及自救<<規程>>規定 68第8章礦井排水 698.1概述 698.1.1礦井水來源及涌水量 698.1.2對排水設備的要求 698.2礦井主要排水設備 698.2.1排水方式與排水系統簡介 708.2.2主排水設備及管路的選擇計算 70第9章技術經濟指標 72結論 75致謝辭 76參考文獻 77附錄1 78附錄2 80緒論通過大學四年的學習，我掌握了很多專業知識，為了能更好的穩固和運用這些知識，借畢業設計這個時機我做了東榮二礦的新井設計。本設計主要是關于新礦井的建設，其中包括開拓方式、采煤工藝、支護方式以及設備選型等礦井的多個系統。本設計包括采煤工藝、通風平安、煤礦地質等多個方面的知識，主要是通過繪制礦井的各種圖紙來進行礦井的優化設計，為了能使設計更加合理可行，我在說明書的文字局部進行了大量的方案比擬；在設計時，還對礦井的地質、煤層的受力等情況進行了綜合分析，以便使建成的礦井更加與實際相符。本設計礦井的煤層地質狀況良好，井田儲量較大，煤層均為全國井田發育的可采煤層，可采的煤層有24#、26#、29-3#三個煤層，各煤層傾角在10。～25。，平均厚度，主要煤層穩定，礦井瓦斯等級為低沼氣礦井。由于煤層埋藏相對較深，所以采用雙立井的開拓方式，并且把井田劃分為兩個開采水平，一水平標高-500m，二水平標高為-750m。一水平實行上山開采，二水平實行上下山開采。井筒布置在井田中央的儲量中心，初期井巷工程量小，建井工期短，而且井筒位置距離首采區較近，有利于盡快達產。根據井底車場所處的地質構造，結合本設計礦井的有關設計參數，通過對各種形式井底車場的適用條件及優缺點做簡單比擬后，確定本設計井田的井底車場形式為折返式車場。本設計井田以井田境界內的斷層和背斜軸部為界，將礦井一水平24#、26#和29-3#三個煤層劃分為9個采〔帶〕帶區，即：西一帶區、西二帶由于井田傾角變化較大，傾斜長度較長，且為緩傾斜煤層，決定本井田采用傾斜長壁和走向長壁相結合的采煤法開采，采煤工藝為綜合機械化開采，采空區處理方法為全部垮落法。，主井采用多繩摩擦箕斗提升，副井采用剛性組合罐道罐籠提升。我希望通過做本次畢業設計，能夠學到更多的采礦專業知識，穩固所學過的各種東西，并且能夠很好的運用它們，從而為今后的工作打下良好的根底。第1章井田概況及地質特征井田概況1.1.1交通位置東榮二礦位于黑龍江省集賢煤田東南端。行政區劃屬集賢縣腰屯鄉、升昌鄉和二九一國營場管轄。西南距福利屯約32km。經福利屯到雙鴨山礦業集團所在地—雙鴨山市約40km。福利屯至富錦縣公路穿過本井田中部，福前鐵路在東榮礦區南部邊緣外約3km處通過，交通比擬方便。詳見圖1-1。圖1-1交通位置圖1.1.2地形地勢本井田內沒有大的河流，只有二道訶子等季節性河流，從西，南兩個方向流過礦區邊緣，雨季二道河子流量為3/s，近年來，隨著農業的開展，在井田內修筑了一些排水渠道，致使濕地面積有所減小，對本井田開采影響甚微可以忽略。松花江位于本礦區北部，距井田較遠，距離為38km。本井田位于三江平原的西南部，屬高河漫灘，地勢平坦，地面標高-123～-83m，井田東部有雙山子，標高+m，西依索利崗山，標高+m1.1.3氣象和地震本地區屬寒溫帶大陸性氣候，冬季寒冷，夏季氣溫較高，年平均最高氣溫為19.1～22.7℃，年平均最低氣溫-18.4～-22.9℃，最低氣溫可達-35℃。年降水量334.7～673.3mm～～根據國家地震局資料，集賢及其鄰區裂度在6。以下，過去無強烈地震記載。1.1.4井田區及鄰區生產建設及規劃情況本礦區東西寬8～11km，南北長23km，面積230km2，正在規劃用一對井進行開發，規模為t/a。雙鴨山礦業集團距本區約42km，雙鴨山現有生產礦井8對，1984年生產能力已到達611萬t/a，全局共有職工68171人。本井田沒有生產，在建及停閉礦井，也沒有小煤窯，在井田外15km處有正生產的雙鴨山礦物局集賢煤礦，兩面約18km處有集賢縣升平小煤礦，集賢煤礦采用立井開拓，設計能力t/a，一水平標高-150m，目前正開采9、15、16號煤層，共布置四個采區，礦井瓦斯不大，屬低沼氣礦井。1.1.5礦區經濟狀況雙鴨山地區現有區域變電站兩座及正在興建的大型火力發電廠一座，在礦區總體設計階段，供電電源方案已達成協議，所以，供電電源容易解決。本區內第四系地層廣泛分布，地下含水量極其豐富，水源充足。1.2地質特征地層本井田的可采煤層均賦存在上侏羅系雞西群城子河組，雞西群穆棱組，在穆棱組上覆有巨厚的第三，第四地層晚侏羅系煤系地層不整合于元古界—古生界基底之上，基底由元生界麻山群泥盆系青龍山組及侵入的花崗巖組成。見下面地層系統表1-1。表1-1地層系統表地層系統表表1-1界系統〔群〕組厚度〔米〕新生界第四系全新統10-20全新統溫泉河組20-40上更新統顧鄉屯組10-40中更新統40-80下更新統白土山組15-50第三系上新統富錦組121中生界侏羅系上統〔雞西群〕穆棱組>570城子河組930東榮組250古生界中統青龍山組不清元古界麻山群不清第三系地層處均廣泛分布，該地區由粉沙巖，泥巖組成，巖石膠結松散，以灰綠色為主，厚度變化不大。第四系地層在井田內廣泛分布，主要由礫砂和粗砂組成，中間夾有不連續的亞粘土，在砂層上，伏有粘土及層厚7～12m地質構造本井田位于三江盆地的西部，三江盆地是中生代以來的一個斷層凹陷地，區域構造屬新華夏系第二隆起帶，北段由一些北東向展布的次一級隆起帶和凹陷帶組成，本井田屬盆地內的綏深-集賢凹陷帶。本井田的區域構造主要受新華夏系和北西向構造應力場的控制，又前者派生的次級構造占明顯優勢，本區主要斷層為F9，F26，F51，F72，F77五個主要斷層，詳見斷層特征表。表1-2斷層特征表順序名稱性質斷層面走向落差〔m〕可靠程度影響范圍1F9逆斷層北向東40—130可靠整個井田2F26逆斷層北向東40—110可靠一采區3F51正斷層東西向20—80可靠一采區4F72正斷層北向東60—170可靠井田邊界5F77正斷層北向東50—120可靠井田邊界煤層賦存狀況及可采煤層特征本井田具有經濟價值的可采煤層主要集中于侏羅系雞西群城子河含煤組，該組地層厚度930m，含煤50余層，煤層平均厚，可采的煤層有24#、26#、29-3#三個煤層，平均厚度m，各煤層傾角在10。～25。。本井田儲量較大，煤層均是全井田發育的可采煤層，可采厚度從～2.4m。平均厚度6m，主要煤層穩定，為單一煤層，底部多為炭質泥巖，煤層頂板為粉沙巖，細砂巖，底板為粉沙巖及可采煤層特征見表1-3，煤層綜合柱狀圖1-2。巖石性質、厚度特征有關巖石性質及厚度特征詳見表1-4所示。水文地質情況1、井田內各地段的水文地質特征各有不同，第四系孔隙含水層，全井田廣泛發育，除山坡地區較薄外，其余均很厚，由南向北逐漸增厚，水的主要補給來源是大氣降水和山區地下水，涌水量0.67～7L/h，第三系孔隙含水層在井田內廣泛分布，其厚度發育規律為由東南向西北逐漸增厚，向東便薄，涌水量為表1-3可采煤層特征表序號煤層名稱層間距〔m〕煤層厚度〔m〕圍巖煤的牌號硬度〔f〕容重〔t/〕煤層構造及穩定性最大~最小最大~最小頂板底板一般平均124#～石英砂巖石英砂巖Ⅰ-Ⅱ氣煤F<3單一煤層較穩定40～80226＃50～粉砂巖粉砂巖及細砂巖Ⅰ-Ⅱ氣煤F<3單一煤層較穩定60～100329-3＃80～粉砂巖粉沙巖及細砂巖Ⅰ-Ⅱ氣煤F<3單一煤層穩定～0.83L2、井田內的主要隔水層有第四系頂部黏土，中部黏土，亞黏土層和第三系泥巖，砂巖層。3、地面水及各含水層之間的關系本井田富水性較小，礦井在開采過程中，排水將以疏干煤系風化裂隙帶的儲水量為主，開采初期，礦井涌水量增大，隨著開采的不斷進行，水的靜儲量逐漸消耗，礦井的涌水量會逐漸減小，并趨于相對穩定狀態。本井田最大涌水量450m3/h，正常涌水量371m圖1-2煤層綜合柱狀圖表1-4巖石主要物理力學性質指標表名稱容重kg/cm3孔隙度%抗壓強度102kg抗拉強度102kg變形模量102kg/c彈性模量kg/cm3石英～7～515～35～6～206～20礫巖～5～151～15～～82～8灰巖～5～205～20～1～85～10砂巖～5～252～20～～81～10頁巖～16～301～10～1～2～81沼氣、煤塵及煤的自燃性本井田瓦斯取樣的控制濃度在～％～～％，瓦斯成分及含量均很低，由于地質報告沒有明確提出礦井的瓦斯等級所以，本設計只能根據上述數據進行分析，同時參考集賢礦井的煤塵瓦斯情況，初步確定本礦井瓦斯等級為低沼氣礦井，并有煤塵爆炸危險和自然發火傾向。煤層頂底板巖石主要為粉沙巖和細砂巖，抗壓強度一般在700～1200kg/cm2左右。根據資料，預計本礦井各煤層頂板類型均在一級Ⅱ類以上。煤質、牌號及用途本礦井煤的揮發分一般大于40％，屬低變質煤，個煤層Y值平均為5～9m/m，粘結性較低，煤種主要為氣煤，長焰煤次之，煤種在垂向上無明顯變化。1、有害成分灰分：本井田煤的灰分含量〔Ag〕為～％，多屬中低灰煤層，其中幾個主要可采煤層均為低灰煤層。硫：各煤層硫的含量很低，原煤全硫〔SgQ〕為0.2～0.38％屬特低硫煤。～％屬特低-低磷煤。2、發熱量各煤層煤的平均發熱量〔QfD〕為3025～6432大卡/kg。3、元素分析各煤層碳〔Cr～％〔Hr％。〔Or％，說明煤的元素組成穩定，屬低變質煤。4、工業用途評述本井田原煤低灰低磷，低硫，具有一定的膠質層厚度，所以，本礦井原煤經洗選加工后可做為優良的配焦和化工精練，副產品可供動力或民用。勘探程度及可靠性對地質勘探程度的評價本礦井所在地區先后經過普查，祥查，精查階段，采用了鉆探，測井和地震，相互結合的綜合勘探手段，查明了主要斷層和構造及煤層厚度，結構和分布范圍，比擬可靠地提供了煤層層位的比照資料和測井成果。

第2章井田境界儲量效勞年限井田境界井田周邊情況本井田沒有生產，在建及停閉礦井，也沒有小煤窯，在井田外的西南方約15km處有正生產的雙鴨山礦業集團集賢煤礦，西面約18km處有集賢縣升平小煤礦,南面是東榮一礦井田。本區為農業區，工業根底比擬薄弱，但距雙鴨山礦業集團較近，可借助老區力量建設本區，人力及材料資源比擬充足，井田周邊的其它情況對本井田的建設均很有利，有利于礦區的開展。2井田境界確定的依據井田范圍要有合理的走向長度，以便于采煤機械化程度的提高；以地理地形、地質條件作為劃分井田境界的依據，特別是斷層、背斜、向斜位界；劃分的井田范圍要為礦井開展留有空間；要適于選擇井筒位置，以便合理安排地面生產系統和各建筑物。井田未來開展情況本井田煤層發育較好，可采性很高，且煤質較好，儲量豐富，一水平開采后，接續也極為容易，開展穩定。由于井田-900米以下儲量尚未探明，不能確定是否有煤，隨著技術的進步和勘探水平的全面提高，井田范圍內的儲量會越來越精確，可能在更深部發現可采煤層，所以井田有增產的可能。開采前景十分可觀。井田儲量井田儲量的計算礦井儲量分為礦井地質儲量、礦井工業儲量和礦井可采儲量。礦井工業儲量是指平衡表內A+B+C級儲量的總和。礦井設計儲量是礦井工業儲量減去設計計算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、構筑物需要留設的保護煤柱等永久煤柱損失量后的儲量。礦井可采儲量是指礦井設計儲量減去工業場地保護煤柱、礦井井下主要巷道及上下山保護煤柱后乘以采〔帶〕帶區回采率的儲量。本井田共有三個可采煤層24#、26#和29-3#，煤層的平均厚度分別為m、m和2.4m，煤層總厚度mt/m3，因此根據井田面積可得出本井田的工業儲量為112.692煤柱損失保護煤柱的設計原那么：立井保護煤柱應按其深度，用途，煤層賦存條件和地形特點留設，立井深度大于或等于400m的以邊界角圈定，小于400m的以移動角圈定；地面受護面積包括受護對象及周圍的受護帶；本設計礦井依據?煤礦平安規程?，留設保安煤柱如下：1.河流兩側各留設20m保安煤柱；2.井田內部斷層留設203.各煤層在露頭處留設20m保安煤柱；4.邊界斷層留設205.地面建筑物留設50m按照煤層在露頭處留設煤柱20m，井田邊界留設煤柱20m，斷層兩邊各留設煤柱20m的標準，經對本井田內得三層煤進行計算得：24號煤層的煤柱損失為10Mt；26號煤層的煤柱損失為：19Mt；29-3號煤層的煤柱損失為2.216東榮二礦的工業廣場面積為2，東西長375m，南北長360m。以此為據留設保安煤柱，共壓煤8.388Mt，其中24號煤層壓煤2.424Mt，26號煤層壓煤2.643Mt，29-3號煤層壓煤3.321Mt儲量計算方法1.工業儲量計算計算公式如下：塊段儲量=塊段面積×平均傾角余割×塊段平均厚度×容重根據原東榮二礦立井初步設計儲量諸圖，通過等高線塊段法計算本井田工業儲量為Mt，各煤層工業儲量見表2-1可采煤層儲量計算總表。2.可采儲量計算計算公式如下ZK=〔ZC－P〕×C〔2-1〕式中ZK—可采儲量；ZC—工業儲量；P—永久煤柱損失；C—采區回采率，其中中厚煤層不應小于80%，薄煤層不應小于85%。經各煤層可采儲量計算，匯總計算出本設計井田可采儲量為Mt。表2-1可采煤層儲量總表工業儲量〔Mt〕煤層別24#26#29-3#總計A+B+C36.01734.30242.373112.692儲量計算的評價本設計井田的各類儲量計算嚴格按照有關規定執行，由于技術水平所限，儲量計算設計所得到的各種儲量與實際有一定的誤差。礦井工作制度、生產能力、效勞年限礦井工作制度本設計礦井年工作日確定為330d；礦井每晝夜三班工作，其中兩班進行采、掘工作，一班進行檢修；每日凈提升時間16h。礦井生產能力和效勞年限根據?煤炭工業礦井設計標準?，礦井的設計生產能力應為：大型礦井：1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0及以上〔Mt/a〕；中型礦井:0.45、0.6、0.9〔Mt/a〕；小型礦井：9、0.15、0.21、〔Mt/a〕；除上述井型以外，不應出現介于兩種設計生產能力的中間井型。礦井生產能力的大小既要根據井田儲量、煤層賦存狀況、地質條件等情況來分析，還應考慮國民開展需要和國內外市場需求，技術裝備和管理水平，科學技術進步等因素，依據投資少，出煤快，經濟效益好的原那么合理確定。根據本井田的實際情況，初步擬定了三種礦井年生產能力方案，具體如下：表2-2分煤層分水平儲量計算表＃＃29-3＃＃＃29-3#方案A：1.2Mt/a方案B：Mt/a方案C：0.6Mt/a礦井效勞年限計算公式如下：T=Z/〔A×k〕〔2-2〕式中P—礦井設計效勞年限，a；Z—礦井設計可采儲量，Mt；A—礦井生產能力，Mt/a；k—～，取k=1.4。依據以上擬定的礦井生產能力，計算相應效勞年限如下：方案A：Mt/aT=Z/〔A×k〕=/〔120×〕=a；方案B：Mt/aT=Z/〔A×k〕=/〔90×〕=a方案C：0.6Mt/aT=Z/〔A×k〕=/〔60×〕=a；參照?煤礦工業礦井設計標準?規定，方案AMt/a；礦井效勞年限為T=75.9a一水平效勞年限=/〔90×1.4〕=a；第3章井田開拓概述井田內外及附近生產礦井開拓方式概述在本井田內沒有生產、在建及停閉礦井，在井田外的西面約18km處有集賢縣升平小煤礦，西南方約15km處有正在生產的雙鴨山礦務局集賢煤礦。集賢煤礦采用立井開拓，設計生產能力60萬t/a，一水平標高為－150m，目前正開采9號，15號和16三個煤層，共布置四個采區。具體影響本礦井開拓方式的因素井田開拓方式的選擇應全面考慮各種因素，主要因素包括：煤層賦存和開采技術條件；井田地質和水文地質條件〔特別是表土層情況〕；技術裝備和工藝系統條件；施工技術和設備條件；總體設計和礦井生產能力要求等；地形地貌和地面外部條件。對以上各種因素要綜合研究比擬后確定。影響本井田開拓方式的具體因素如下：本井田地勢平坦，屬于平原地形，無主要河流。地表平均標高-123m，煤層埋藏較深，從煤層露頭至深部精查勘探境界垂高700m左右，整個井田的煤層上部標高在-250m，下部標高在-900m，整個礦區共有3層可采煤層，即24#、26#、29-3#，全井田發育。煤層走向長度為km，傾向長度km。本井田煤層系緩傾斜中厚煤層，煤層傾角一般為10°根據精查報告確定的煤層自然產狀，構造因素，地形及水文條件等，其中煤層賦存深度對開拓方式的影響最大。礦井開拓方案的選擇確定井田開拓方式的原那么(1)要適應當前國家的技術水平和設備供給情況，并為采用新技術，新工藝，開展采煤機械化，自動化創造條件。(2)必須慣徹執行有關煤礦平安生產的有關規定。要建立完善的通風系統，創造良好的條件，減少巷道維護量，使主要巷道經常性保持良好狀態。(3)合理開發國家資源，減少煤炭損失。(4)合理集中開拓布置，簡化生產系統，防止生產分散，為集中生產創造條件。(5)貫徹執行有關煤炭工業的技術政策,為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、本錢低、效率高創造條件．要使生產系統完善、有效、可靠，在保證生產可靠和平安的條件下減少開拓工程量，尢其是初期建設工程量，節約基建工程量，加快礦井建設．(6)根據用戶需要，應將不同煤質，煤種的煤層分別開采3.2.2井硐形式和井口位置在一定的井田地質條件和開采技術條件下，礦井開拓巷道有多種布置方式，開拓巷道的布置方式統稱為開拓方式。合理的開拓方式，一般應在技術可行的多個開拓方案中進行技術經濟比擬后，才能確定。1.井筒形式平硐開拓是最簡單的開拓方式，有很多突出優點，首先我們應該考慮平硐開拓方式是否可行。參照平硐開拓方式適用條件，結合本設計井田的地形地質及煤層賦存特征可知：平硐開拓方式的條件不具備。因此，平硐開拓方式對本設計井田不適用，排除采用平硐開拓方式。立井開和斜井開拓方式在技術上均可行。依據本井田的地質狀況、煤層賦存情況及井型、效勞年限等要求，對本井田開拓方式選擇提出兩種方案：〔如圖3-1和圖3-2所示〕方案一：雙立井開拓方式方案二：雙斜井開拓方式圖3-1方案1示意圖圖3-2方案2示意圖首先，對兩個方案進行技術比照：立井的適用條件及優點：能通過復雜的地質條件，提升能力大，機械化程度高，易于自動控制。井筒為圓形斷面結構合理，維護費用低，有效斷面大，通風條件好，管線短，升降速度快。斜井的適用條件及優點：井筒施工簡單，速度快，投資少。井筒裝備和地面建筑少，不用大型提升設備，鋼材消耗量小。膠帶輸送機提升增產潛力大，改擴建比擬方便，容易實現多水平生產，并能減少井下石門長度。綜合考慮本井田的實際情況：煤層賦存較深，地質構造復雜，所以根據技術比擬，本設計認為方案一〔雙立井開拓〕技術上可行。對兩方案進行經濟比擬，如表3-1：從表3-1可以看出，方案1的運輸費用低于方案3。另外，從開采水平來看，方案1僅需延伸一次立井，對生產影響少于方案3〔因方案3需延伸2次〕。因此，確定方案1為最優方案。2.井口位置井口位置的選擇是井田開拓的重要組成局部。井口位置與開拓方式要相互協調，經綜合選擇后擇優確定，特別是提、運煤炭的主井位置還要與地面生產系統、工業廣場布置相匹配，需要綜合考慮的主要因素和原那么如下：(1)井下條件①勘探程度及初期工程量；②井筒應盡量避開或少穿地質及水文復雜的地層或地段；③井田走向儲量中央或靠近中央位置，使井田兩翼可采儲量根本平衡。(2)地面條件表3-1方案比擬表方方案項目方案一方案二基建費/萬元主立井開鑿主斜井開鑿副立井開鑿副斜井開鑿小計小計維護費/萬元立井井維護主斜井維護副立井維護副斜井維護小計小計提升費／萬元立井井提升主斜井提升副立井提升副斜井提升小計小計總計①井口及工業場地位置必須符合環境保護的要求；②工業場地不占或少占用良田；③井筒位置應選在比擬平坦的地方，并且滿足防洪設計標準；④井口要避開地面滑坡、巖崩、雪崩、泥石流、流砂等危險地區；本設計關于井筒位置的選擇提出兩個方案：〔如圖3-3和圖3-4所示〕方案一：井筒位于井田北部26號煤層露頭之外。方案二：井筒位于F51斷層與F9斷層之間的井田中部。圖3-3方案一圖3-4方案二表3-2井口及工業場地位置方案技術比擬表方方案項目方案一方案二位置條件。井筒位于F51斷層與F9斷層之間的井田中部，處在井田的儲量中心，工業場地。生產條件一水平生產時距離首采區較遠，運輸費用較大。井筒靠近首采區，生產運營費用低。建設條件井筒位于地質構造簡單地帶有利于井筒及車場硐室的施工；石門開鑿量大，導致初期建井工程量大，投資多，建井工期長。井筒位于地質構造復雜地帶，有可能給井筒及車場硐室的施工帶來困難；初期建井工程量小，投資少，建井工期短。通過表3-2簡單的技術比擬后認為：方案二雖然壓煤較多，但井口位于井田的中央位置，也是井田的儲量中心，初期井巷工程量小，建井工期短，井下運營費用低，而且井筒位置距離首采區較近，有利于盡快達產。所以本設計選擇方案二：主井井口位于F51斷層與F9斷層之間的井田中部。開采水平數目和標高煤礦科技迅猛開展，實現高度集中化是主要的開展方向，高產高效礦井要求集中在一個水平，1個工作面生產。這就要求加大工作面、采區和水平的走向及傾斜尺寸，要求有豐富的資源/儲量和較長的效勞年限。根據煤層的賦存條件和傾斜長度，一個井田可以單水平開采，亦可以多水平開采〔從上往下逐水平開采〕。每個開采水平設井底車場和運輸大巷，供該水平各采區煤的外運、輔助運輸和通風用。本設計井田水平標高確實定主要考慮了以下幾個因素：合理的水平效勞年限；煤層賦存條件及地質構造；生產本錢；水平接替；井底車場及其主要硐室的位置應盡量處于較好的巖層內。根據上述因素，本設計井田設計提出如下兩個水平標高劃分方案：方案一：井田劃分兩個開采水平；一水平標高-500m，水平垂高二水平標高為-750m。一水平實行上山開采，二水平上方案二：井田劃分三個開采水平，一水平標高-450m，二水平標高三水平標高-900m。各水平均采用兩方案示意圖如下：圖3-4方案1圖3-5方案2各方案水平儲量及效勞年限詳見表3-3。表3-3水平儲量及效勞年限表水平儲量〔萬噸〕效勞年限〔年〕方案一一水平41二水平35方案二一水平26二水平32三水平18從該表中可知，方案二的一水平儲量嚴重缺乏，效勞年限達不到標準要求的效勞年限，而方案一的水平效勞年限能夠到達標準要求，儲量充足，且有利于采區的接續，巷道利用率高，噸煤本錢相對較低。故而采用方案一的水平劃分方法，即劃分兩個開采水平，一水平標高-500m，水平垂高250m開拓巷道的布置開拓巷道是指為全礦井、一個水平或假設干采區效勞的巷道，如運輸大巷、井筒、井底車場、主要石門、風井和回風大巷等。1.運輸大巷的布置運輸大巷效勞于整個開采水平的煤炭運輸和輔助運輸以及通風、排水和管線敷設，效勞年限較長。根據煤層的數目和間距，大巷的布置方式分為單煤層布置，分煤組布置和全煤組集中布置。現依據礦井設計生產能力及技術可行角度，特提出以下兩種大巷布置方式：方案一：采用分煤層運輸大巷方案二：采用集中運輸大巷兩種技術方案的優缺點詳見表3-4所示。表3-4大巷布置方案比擬表特點分煤層大巷布置集中大巷布置優點1.石門長度較短2.生產比擬集中，運輸條件好3.采區巷道分層布置，開采程序比擬靈活1.大巷工程量少2.生產區域比擬集中，運輸條件好3.大巷維護容易缺點1．初期工程量大，建井時間長2．大巷掘進工程量大3.大巷維護不容易1.總的石門長度大2.初期工程量大，建井時間長反向運輸適應條件1.煤層數不多，層間距大，石門長2.產量，風量均大，需要疏解3.各煤層底板．均有堅硬巖層1.煤層間距小2.井田走向長度大，效勞年限長3.下部煤層底版有堅硬有巖層，采區尺寸大，石門長度短依據本井田的地質條件及煤層賦存狀況：本井田共有可采煤層三層，即24#、26#和29-3#，其中24#與26#平均間距40m,26#與29-3#煤層平均間距170m針對上述情況，本設計決定采用方案一：分煤層運輸大巷布置。選定開拓方案的系統描述井硐形式和數目本設計井田采用立井開拓，即主井、副井，另外還設有回風立井。主井用以提升煤炭，副井用以提矸、升降人員、下放材料和設備及兼作進風井，回風井專門用于回風。井硐位置及坐標井筒確定于F51與F9斷層之間的井田中心位置，理由是：地處井田儲量中央并且有較好的地形條件：井口處標高-123m，地面坡度小，平正土方量小具體坐標如表3-5；表3-5井筒參數表名稱主井副井風井井口標高-123-123-123井深(一水平)377米377米127井口坐標經距X444578654445786544457335緯距Y520017752001775202187水平數目及高度本設計將井田劃分為兩個水平，一水平標高-500m，水平垂高250m石門、大巷數目及布置根據本設計礦井開拓巷道布置方案的方案比擬，確定本設計礦井采用分煤層運輸大巷及主要石門布置。在本設計礦井中大巷效勞年限較長，運輸能力要求大，所以綜合考慮，本設計采用效勞年限較長并且易于維護的巖石大巷。由于煤層間距較大，大巷之間要布置石門聯系,由于石門的效勞年限較長，運輸能力要求大，所以石門和大巷的斷面和支護設計在本設計中相同。大巷與石門效勞年限長，運輸能力要求大，巷道斷面設計合理與否，直接影響煤礦生產的經濟效果和生產的平安條件，其根本原那么是在滿足平安與技術要求的條件下，力求提高巷道斷面利用率，降低造價并有利于加快施工速度。有關大巷及石門斷面技術特征詳見圖3-7，3-8所示。圖3-7大巷斷面特征圖圖3-8石門斷面特征圖表3-6大巷斷面特征表巷道形狀支護方式斷面積〔m2〕設計尺寸〔m〕凈周長(m)噴厚(mm)凈掘頂高底寬半圓形錨噴195039002100表3-7石門斷面特征表巷道形狀支護方式斷面積〔m2〕設計尺寸〔m〕凈周長(m)噴厚(mm)凈掘頂高底寬半圓形錨噴19503900100井底車場形式的選擇井底車場是連接井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，是連接井下運輸和提升兩個環節的樞紐，因此井底車場設計是否合理直接影響礦井的平安和生產。井底車場形式應使調車簡單，管理方便，彎道及分岔點少；操作平安，符合有關規程標準；保證礦井生產能力，應比礦井生產能力有30%以上的富裕系數，有增產的可能性；井巷工程量小，建設投資省，便于維護，生產本錢低；施工方便，各井筒間、井底車場巷道間距迅速貫穿，縮短建設時間；大巷或石門與井筒的距離較近時，可選擇臥式或斜式井底車場。井底車場的形勢也取決于礦車的類型。立井井底車場的根本類型(1)環形式：立式、斜式、臥式；(2)折返式：梭式、盡頭式；綜上所述，根據井底車場所處的地質構造，井筒與大巷的相對位置及地面生產系統的布置，考慮井底車場需要兩翼來車以及各種井底車場的形式特點，通過對各種形式井底車場的適用條件及優缺點做簡單比擬后，初步擬定本設計井田的井底車場形式為折返式車場。煤層群的聯系本設計井田煤層群開采時的聯系方式是單層準備，24＃與26#煤層相距約50m，26＃與29-3＃煤層相距約80m依據本井田的地質條件及煤層賦存狀況：本井田一水平的西一帶區、西二帶區和西三帶區，三個主要帶區分別為位于井田的三個煤層，并且煤層傾角較小，采用傾斜長壁采煤方法開采，故而每個帶區所在的煤層都要布置一條運輸大巷。在一水平的其它六個采區采用走向長壁采煤方法，并且這幾個采區的傾角相對較大，因此每個采區之間用石門聯系。針對上述情況，本設計煤層之間采用分煤層運輸大巷布置。帶區劃分本設計井田走向長度較大，地形地質構造復雜，應根據煤層地質條件、開采機械化水平、采區儲量、生產能力及巷道維護等因素綜合考慮來劃分采區；一般負責劃分一水平采區，需要沿走向全長統一考慮，作到初后期統籌兼顧，更有利于初期生產；對于煤層穩定、開采條件好、生產能力大的采區，走向長度要適當增大；采區劃分還要充分考慮采區接續關系，使其適應各翼儲量及產量分配；初期采區尺寸要適應目前輸送機長度及電壓降的控制范圍，后期采區尺寸可適當加大。根據本礦井的開拓布置，已經確定的采煤方法，本著合理開采，簡化工藝，保證采區范圍內構造簡單，有利回采，按煤層賦存條件，盡量利用斷層，向背斜軸部等為采區邊界。為提高機械化水平，發揮綜采效能，盡量加大采區走向長度。本設計井田以井田境界內的斷層和背斜軸部為界，將礦井一水平24＃、26＃和29-3＃三個煤層劃分為9個采區，即：西一采區、西二采區、西三采區、北一采區、北二采區、北三采區、東一采區、東二采區、東三采區。詳見采區劃分示意圖3-9。圖3-9采區劃分示意圖井筒布置及施工井硐穿過的巖層性質及井硐維護本設計井田采用立井開拓方式，布置兩個井筒，井筒穿過的巖石大局部為粉砂巖，有少局部的細砂巖和中砂巖，詳見圖1-2煤層綜合柱狀圖。依據井筒特征及裝備情況，參考地質及水文地質資料，對本設計礦井井硐支護形式進行綜合分析后，確定本設計井筒支護形式為混凝土整體灌注式，主副井井壁厚度均為450毫米。井硐布置及裝備井筒斷面布置應綜合考慮井筒圍巖性質、運輸方式、通風平安等因素，符合?煤礦平安規程??煤炭工業礦井設計標準?，對通風、運輸、管線布置的要求，滿足施工需要；合理使用斷面空間，減少井筒工程量；有利于井筒檢修、維護、清掃和人員通行平安。根據本設計礦井的生產能力、效勞年限、提升方式等實際情況，確定主副井井筒特征如下：主井：井筒凈直徑5.0m，凈斷面面積m2，掘進斷面積m2，井深377m，井筒裝備一對12t多繩摩擦箕斗，擔負提升煤作用，井筒采用料石砌碹支護和混凝土錨噴，井壁厚度均為副井：井筒直徑，凈斷面面積2，掘進斷面積m2，井深377m，井筒采用料石砌碹支護和混凝土錨噴，井壁厚度均為450mm，井壁充填混凝土厚度為50mm。井筒裝備一對1.5t礦車600mm軌距，雙層四車剛性立井多繩罐籠；主要擔負礦井詳見主、副井井筒斷面圖3-10和圖3-11。圖3-10主井井筒斷面特征圖1:50圖3-11副井井筒斷面特征圖1:50井筒延伸的初步意見采用多水平開拓的礦井，在上一水平生產能力開始遞減前一年，必須按時完成下一水平的開拓延深工作。為了保證水平接替和生產采區按方案向新水平過渡，必須正確選擇開拓延深方案。決定開拓方案的關鍵因素是原有井筒的提升能力、通風能力和地質條件。為了保證采區正常接續和均衡生產，本礦井將延伸原主副井，從-500水平延伸至-750水平。井筒延伸方案主要有以下兩種：方案一：直接延伸原有主副井筒；方案二：暗斜井開拓延伸〔即利用暗斜井或暗立井開拓下一水平，原有主副井不延伸〕兩種方案比擬的最終確定必須參照井筒延伸原那么、本井田煤層賦存特征及原有井筒的生產、通風能力。如果原有井筒的生產能力和通風能力能夠滿足二水平的生產需要，那么可以考慮方案一：直接延伸原有主副井筒；如果不能滿足二水平的生產需要，那么考慮采用方案二：暗斜井開拓延伸，即利用暗斜井或暗立井開拓下一水平，原有主副井不延伸。井底車場及硐室井底車場形式確實定及論證井底車場是連接井下運輸的樞紐，井下的煤通過井底車場經井筒運至地面，地面的材料和設備通過井筒、井底車場運到各個工作面。排水、通風、動力供給及人員上下等，也必須通過井底車場。而井底車場的形式必須適應井下運輸和井筒提升的要求。本設計礦井井底車場形式的選擇依據如下：(1)礦井設計生產能力為Mt/a，年工作日330d，實行三八工作制，每日凈提升16h；(2)礦井采用雙立井開拓方式，兩個開采水平，集中大巷布置。(3)主要運輸大巷采用10t架線式電機車牽引3.0t底卸式礦車，每列車由17輛礦車組成，一臺10t架線式電機車牽引。輔助運輸和掘進煤采用1.5t固定式礦車，矸煤混合列車由20輛1.5t礦車組成，其中煤車5輛，矸石車15輛，一臺10t架線式電機車牽引。(4)本設計礦井屬于低瓦斯、低等涌水量礦井，地質條件較好。綜上所述，結合設計要求，經分析比擬后，本設計礦井擬選用折返式井底車場。車線與主要運輸大巷平行，主副井距主要運輸大巷較近，工程度量小，調車方便，可兩翼進車。井底車場的布置、存儲線路、行車線路布置長度1.井底車場線路布置的要求(1)底卸式礦車的井底車場設計要注意調頭問題；(2)井底車場的線路工程量小；(3)盡量減少道岔和交岔點；(4)井底車場的線路主要由主井空、重車線，副井進、出車線和回車線組成，由于通過各個井底車場的煤種數量不同，其各線路的數目和長度亦相應不同；2．存車線長度確實定確定存車線長度是井底車場設計中的重要問題，如果存車線長度缺乏，將會使井下運輸和井筒提升彼此牽制，影響礦井生產能力；反之，如果存車線過長，會使列車在車場內的調車時間增加，反而降低了車場通過能力，并增加車場工程量。根據我國煤礦多年的實踐經驗，各類存車線可以選用以下長度：(1)調車線長度通常為1.0列車和電機車長度之和；(2)材料車線長度，中小型礦井應能容納5～10個材料車；(3)～1.5列車長；(4)～1.0列車長；①主井空、重車線，副井進、出車線：L=m×n×Lk+N×Lj+Lf式中：L—主井空、重車線，副井進、出車線有效長度，m；m列車數目，列；n每列車的礦車數，按列車組成計算確定；Lk每輛礦車帶緩沖器的長度，m;N機車數,Lj每臺機車的長度，Lf附加長度，取10m。經過計算，得主井L=1.5×17×4+1×4.5+10=m，取117×20×+1×4.5+10=m，取75m。②材料車線有效長度L=ncLc+nsLs式中，nc材料車數，輛;Lc每輛材料車帶緩沖器的長度，m;ns設備車數，臺;Ls每輛設備車帶緩沖器的長度，m;L=10×3.5+2×2.5=403.5.3井底車場通過能力計算1.井底車場線路布置圖3-12和調度表3-8；圖3-12井底車場線路圖圖3-12井底車場線路圖表3-8循環調度圖表2.按運量和凈載重計算本礦井日產原煤0.3萬噸，每日運出矸石量占20%，運出矸石3000×0.2=600t；掘進煤占6%，日產掘進煤為3000×=180t，3t底卸式礦車日運煤量為3000×0.94=2820t，每日3t底卸式礦車列車數為2820/〔3×17〕=55列；根據礦井矸石量與掘進煤的比例〔20%/6%=10/3〕，確定煤矸石混合列車由15輛矸石與5輛煤車組成，每日矸×15×5〕=26列。每日進入井底車場的3t底卸式礦車數與1t煤矸列車數之比為55/27=2:1每一調度循環時間為2.8分，列車進入井底車場平均間隔時間為54.8/12=4.57分，列車在井底車場平均運行時間為7.79分，3t底卸式礦車在井底車場平均運行時間為7.7分，1.5t固定式礦車在井底車場平均運行進間為7.9分。3.井底車場通過能力計算按公式計算：N=式中:N井底車場年通過能力，t;Ta每年運輸工作時間等于礦井設計年工作日數與日生產時間的乘積，min;Q每一調度循環進入井底車場的所有列車的凈載煤重，t；T每一調度循環時間,min；運輸不均衡系數；N=330×14×60×=277200×(3×17×××5)/(1.15×)車經由與運料系統相反的方向從帶區運至井底車場。礦車的選型及數量工作電機車臺數計算如下:N=A(11L+t)/(式中:N――工作電機車臺數,臺；1.5――產量與運輸不均衡系數；A――采煤班產量，t；L――運輸加權干均距離，Km；11――運行時間與運距換算系數；2100――每班工作時間與機車載重乘積；G――機車粘著質量，t；t――裝卸及調車時間,min,一般θ=20—30min。N＝1.5×1500×(11×+30)/(2100×10)＝臺工作電機車臺數取N=6臺備用及檢修電機車臺數N1=N×25%=5×25%=臺,取N1=2臺那么架線式電機車總臺數為N+N1=8臺。本設計礦井選用SZZ-764/132型電機車，該架線式電機車各項參數如下表所示：表6－1電機車參數表SZZ-764/132大巷運輸選用3t底卸式礦車，輔助運輸選用t固定式礦車。每組運煤列車礦車數確定為17輛，本設計礦井有3組運煤列車，那么3t底卸式礦車總數為：N＝17×3＝51輛，備用及檢修的臺數為n＝N×20％＝11輛，總礦車數為：N總＝N＋n＝62輛每臺10t架線式電機車牽引20輛t固定式礦車，本礦井確定備有2組輔助運輸列車，即N=2×20＝40輛，備用及檢修的t固定式礦車數為：n＝N×20％＝8輛，總礦車數為:N總＝N＋n＝48輛。一臺10t架線式電機車牽引25輛〔8輛備用〕1.0t材料車〔平板車〕。帶區運輸設備的選擇1、刮板輸送機要根據刮板鏈的負荷情況，確定鏈條數目，結合煤質硬度選擇鏈條的結構形式，煤質較硬塊度較大時優先選用雙邊鏈，煤質較軟時，可選用單鏈或雙中鏈；刮板輸送機輸送能力應大于工作面最大生產能力的1.2倍。綜合考慮，刮板輸送機選擇型號為：SGB-764/264，輸送量600t/h，刮板鏈數1m/s，外形尺寸：1500×764×222mm，適用條件:緩斜中厚長壁式回采工作面。2、轉載機轉載機尾部和工作面輸送機頭部有一定的卸載高度〔約600mm〕以防止工作面輸送機底鏈回煤；轉載機的機型，好機頭傳動裝置及電動機和中部槽的類型及刮板鏈類型，應盡量和工作面刮板輸送機機型一致，以便日常維修和管理；轉載機的運輸能力應大于工作面輸送機的能力〔一般為1.2倍〕它的溜槽寬度或鏈速一般應大于工作面輸送機。根據以上原那么及本礦帶區輸送能力，選擇轉載機型號為：SZZ-764/132，運輸能力1100t/h,出廠長度m,有效重疊長度14m，鏈速1.3m/s，爬坡角度12○,爬坡長度,中部槽外形尺寸:1500×764×222mm,重量31.3t，適用條件:綜合機械化采煤順槽轉載3、可伸縮帶式輸送機工作面運輸巷帶式輸送機運輸能力，要大于工作面刮板輸送機的能力；移動尾裝置宜選用液壓式。VSSJ-1000/160根據以上原那么及帶區的輸送能力，VSSJ-1000/160型可伸縮帶式輸送機。運輸能力630t/h，運距1000m，膠帶種類選用尼龍，帶寬1000mm，運速m/s，貯帶長度50m,機頭部外形尺寸:4755×2266×6.2礦井提升系統礦井主提升設備的選擇及計算本設計礦井為主、副立井提升方式。主井井筒直徑，一水平標高-123m，一水平提升高度為377m，多繩箕斗提升，主井擔負礦井提升煤炭任務。副井井筒直徑，一水平提升高度-123m，采用剛性組合罐道，罐籠提升。副井主要擔負全礦井人員升降、提矸、下放材料〔長材除外〕等任務。立井絞車提升，開采深度大于350m的大、中型礦井，應采用的繩塔式或落地式摩擦軟絞車；大中型礦井的主立井一般采用箕斗提升，副立井采用罐籠提升，中小型礦井的主副井，均可采用罐籠，無論是采用箕斗或罐籠，一般均應雙鉤提升本設計立井采用多繩摩擦箕斗提升，副立井采用罐籠提升。礦井提升系統主要包主井提升系統和副井提升系統，設備選型過程以及各種特如下：主井采用一對12t多繩摩擦式箕斗提升，型號見表6-2表6-2主井箕斗技術特征表提升電動機功率的計算：式中N提升電動機估算功率，KW；Q一次提升容量，㎏；v標準速度，m