某低瓦斯煤礦礦井的開采設計摘要云山溝煤礦礦井只設計一個開采煤層為7號煤，其為緩傾斜煤層平均傾角為9°，厚為7.04m，無斷層發育，煤層埋深較淺，屬低瓦斯礦井。礦井工業儲量為28229.27萬t，可采儲量為19146.93萬t，設計礦井服務年限為61年，采用“四六制”工作制度。選用斜井開拓并使用傾斜長臂采煤法，用雙巷布置。采煤機型號為MG300-W1，液壓支架型號為ZZ4000/18/38，刮板輸送機型號為SGZ—764/264A。礦井運輸設備主要為帶式刮板輸送機，其采區運輸設備型號為SGZ-830/800，運輸設備型號為DTL140/200/2×315主斜井采用STJ1000/2x75，副井選用JD—4型調度絞車。礦井選擇中央并列抽出式通風方式，，礦井的通風安全級別是通風通風容易礦井。

目錄TOC\o"1-3"\h\u23501摘要 213807Abstract 324222井田概況與地質特征 8133121.1礦區概況 8101071.1.1地理位置及交通狀況 831601.1.2地形地貌 8213941.1.3氣候條件 857171.1.4工農業生產概況 8313231.2井田地質特征 9117251.2.1勘探程度 919451.2.2煤系地層特征 996651.2.3井田地質構造及分布 9288831.2.4井田水文地質 9262191.3煤層特征 9273671.3.1煤層 9124401.3.2煤質 974961.3.3瓦斯、煤塵爆炸性、煤的自燃性及地溫 914430礦井資源儲量、設計生產能力及服務年限 10134052.1井田邊界 10180562.2井田儲量 10296322.2.1井田工業儲量 1077752.3井田可采儲量 11121272.3.1井田境界煤柱損失計算 1147912.3.2工業廣場保護煤柱 1227752.3.3設計儲量 12195632.3.4可采儲量 1362772.4設計生產能力及服務年限 1355452.4.1礦井工作制度 13322742.4.2礦井生產能力及服務年限 1322725第3章井田開拓 15129473.1設計方法及步驟 15139243.1.1確定井筒形式、位置及配置 15190573.1.2確定工業廣場和風井及位置 15302703.1.3確定開采水平和階段高度 15101563.1.4開采水平布置及井底車場選型 15283703.1.5采區劃分及其布置 16228513.2礦井開拓系統技術經濟比較 1691403.2.1礦井開拓方案的選擇 1627543.3礦井基本巷道 1959903.3.1井筒 19115823.3.2井底車場 20299133.3.3主要開拓巷道 213409第4章采區巷道布置及采煤方法 2256344.1煤層地質特征 22260634.2采區巷道布置及生產系統 22225814.2.1確定采區走向長度 22156934.2.2確定區段斜長和區段數目 22297214.2.3煤柱尺寸的確定 2232474.2.4區段平巷的布置 22323674.2.5聯絡巷的布置 22244094.2.6傾斜長壁開采巷道布置 2282094.3采區采掘計劃 23250154.3.1采區主要巷道參數的確定 23181204.3.2確定采區生產能力 24146494.3.3計算采區回采率 25240434.4采煤方法 2563894.4.1確定采煤工藝方式 25217364.4.2回采工作面參數 26247144.4.3回采工藝及工作面設備選型 26110454.4.4回采工作面支護方式 29161274.4.5端頭支護方式 30132774.4.6回采工作面正規循環作業 30250084.5回采巷道布置 3266234.5.1回采巷道布置方式 32142154.5.2回采巷道參數 3210849第5章礦井運輸及提升 33212655.1概述 33264305.1.1運輸距離和貨載量 3326085.1.2井下運輸系統 3393075.1.3采區運輸設備選型 34103695.2大巷運輸設備選型 36207505.2.1運煤設備 36290885.2.2輔助運輸大巷設備選擇 36219295.3礦井提升 38232925.3.1概述 38283315.3.2主井提升設備的選擇 38247915.3.3副井提升設備 3831261第6章礦井通風及安全 40144916.1礦井通風系統選擇 4043856.1.1礦井概述 40293756.1.2礦井通風方式的確定 40222136.1.3采區通風 40288656.2礦井風量計算 40283066.2.1采煤工作面需風量 40307246.2.2備用面需風量的計算 41246886.2.3掘進工作面需風量 42124376.2.4其他巷道需風量 4473846.2.5礦井總風量計算 4459256.3.1配風的依據 45111176.3.2風量分配 46255266.4礦井通風阻力 4680446.4.1容易和困難時期礦井最大阻力路線確定 46130046.5礦井通風設備選型 4821986.5.1主要通風機的選擇 48279466.5.2電動機選型 503206第七章礦井基本技術經濟 522651參考文獻 54井田概況與地質特征1.1礦區概況1.1.1地理位置及交通狀況云杉溝煤礦距威寧縣約38公里。請參閱交通位置圖1-1交通位置圖1-11.1.2地形地貌詳情請見地質資料說明書。1.1.3氣候條件詳情請見地質資料說明書。1.1.4工農業生產概況詳情請見地質資料說明書。1.2井田地質特征1.2.1勘探程度云煤云杉溝煤礦屬貴州省赫威水煤田二塘礦區。計算得出云煤云杉溝煤礦資源/儲量有28805.4萬t。1.2.2煤系地層特征詳情請見地質資料說明書。1.2.3井田地質構造及分布詳情請見地質資料說明書。1.2.4井田水文地質詳情請見地質資料說明書。1.3煤層特征1.3.1煤層可采煤層特征見表1-1。表1-1可采煤層特征表煤層編號煤厚(m)穩定性傾角(度)容重(t/m3)7號7.04m穩定91.401.3.2煤質詳情請見地質資料說明書。1.3.3瓦斯、煤塵爆炸性、煤的自燃性及地溫詳情請見地質資料說明書。

礦井資源儲量、設計生產能力及服務年限2.1井田邊界表2-1井田邊界一覽表序號井田邊界XY03558500030203001355760003016300235576000302180033560200030218004356045003015800535562000300430063559950030138007355970003019800井田東西長5.72km，南北寬4.29km，井田面積為2387.3340km2。2.2井田儲量2.2.1井田工業儲量運用CAD軟件計算礦區面積代入公式：（2-1）式中：M-厚度；其中S=2387.3340km2，M=7.05，m,a=9°所以云煤云杉溝煤礦的地質儲量為28805.4萬tZg＝Z111b(探明的經量)＋Z112b(控制的經量)+Z2M11(邊界基量)+Z2M22(控制基量)+Z2S11(明經量)＋Z2S22(控制經量)＋Z333(推斷經量)（2-2）將各基礎儲量計算結果代入式2-2得：故工業儲量=12098.26萬t+26049.13萬t+5184.97萬t+2592.48萬t+2304.43萬t=8229.27萬t。2.3井田可采儲量2.3.1井田境界煤柱損失計算井田邊界保護煤柱：井田邊界保護煤柱留設25m寬，井田邊界長20554.85m。邊界煤柱可按下列公式計算(2-3）式中：————————代入可得：萬t。2.3.2工業廣場保護煤柱工業廣場要垂直于煤層走向的要求，設工業場地占地面積指標見表2-2表2-2工業場地占地面積指標井型（萬t/a）占地面積指標（公頃/10萬t）120-1801.2計算工業廣場保護煤柱損失如下：工業廣場保護煤柱為：（2-4）工業廣場保護煤柱=1147.14萬t。工業場地保護煤柱示意圖如圖2-1圖2-1工業廣場保護煤柱圖2.3.3設計儲量（2-5）式中：。設計儲量=28229.27-1552.89=26676.38萬t2.3.4可采儲量（2-6）式中：得：2.4設計生產能力及服務年限2.4.1礦井工作制度根據<<煤炭工業設計規范>>規定，礦井按年工作日300天計算，每天提升14h，礦井采用“四六制”作業，三班生產，一班檢修。2.4.2礦井生產能力及服務年限礦井服務年限的計算公式為：(2-7)式中：;礦井的服務年限經下表2-3對比，本礦井服務年限符合生產需求。表2-3礦井及水平服務年限表井產能力（Mt/a）井服務年限（a）服務年限＜25°25-45°＞45°1.2-2.460302520

第3章井田開拓3.1設計方法及步驟3.1.1確定井筒形式、位置及配置1、井筒形式的選擇本礦井煤層傾角為9°屬于緩傾斜煤層；地表穩定而且煤層的埋深較淺；煤層賦存較淺+1560~+1680，而且井筒穿過的第四系和上二疊統龍潭組涌水量較小，所以應該采用斜井開拓。2、井筒的數目本礦采用斜井開拓，需滿足礦井的主運輸和輔助運輸應該設立主井和副井。本礦井屬于低瓦斯礦井，只需要一個回風井筒。3.1.2確定工業廣場和風井及位置1、工業廣場位置為滿足井田合理化開采便于礦井下的人員及煤的輸送和輸送新鮮空氣，降低生產和運營成本，所以將工業廣場設立在井田中央。2、風井位置本礦井屬于低瓦斯礦井，煤層埋藏較淺，表土層不厚。所以本礦井采用中央分裂式通風系統。風井設立在井田中央。3.1.3確定開采水平和階段高度礦井主采煤層為7號煤，走向和傾向起伏不大，平均傾角為9°屬于緩傾斜煤層。在7號煤層中確定水平，水平標高為+1565m~+1720m。3.1.4開采水平布置及井底車場選型1、開采水平布置本礦只開采7號煤層，，確定礦井劃分為一個水平，布置在7號煤層中，水平標高為+1565m~+1720m。2、井底車場形式礦井為斜井開拓，主斜井煤炭運輸采用膠帶輸送機。副斜井落底于+1737m標高，井下設平車場。采用調度絞車調車方式。3.1.5采區劃分及其布置設計東西方向為一采區為礦井的首采區，以北為二采區，投產初期在一采區7號煤層布置一個綜放工作面達產。3.2礦井開拓系統技術經濟比較3.2.1礦井開拓方案的選擇本著建井初期工期短，投資少，達產快的原則，經篩選設計提出以下三個開拓方案。1、方案（1）：立井開拓主副井均采用立井開拓，主井用箕斗提升，副井用罐籠提升，主要任務是提矸，擔負人員和設備的升降、坑木入井，主副井均兼做進風井。井田開拓方式見圖3-1圖3-1立井開拓圖方案（2）：斜井-立井聯合開拓主井設為斜井，皮帶運提，副井為立井開拓，罐籠提升，主要擔負提矸，人員和設備的升降、坑木入井。井田開拓方式見圖3-2圖3-2斜井-立井聯合開拓圖方案（3）斜井開拓工業廣場布置在井田儲量中央，主、副井采用斜井開拓，大巷標高+1670米，主井皮帶運提，副井串車提升。井田開拓方式見圖3-3圖3-3斜井開拓圖方案1為雙立井，本礦井的煤層傾角小、煤層埋深淺無需立井開拓。；方案2主井為斜，副井為立，管道鋪設工程量大而且一立一斜施工較為困難，成本較高；方案三為雙斜井，運輸能力大而且技術施工簡單。本礦井所開采的7煤，涌水較小，屬于緩傾斜煤層，厚度也較大但穩定，埋深較淺不考慮雙立井，而斜井的運輸能力強。所以在方案1、方案2、方案3中選擇方案3。三個方案經濟比較見表3-1~6表3-1建井工程量(單位：m)項目方案一雙立井開拓方案三雙斜井開拓（巖層大巷）初期主井筒291886.79副井筒281663.81井底車場10001100運輸大巷3063.083063.08后期主井井筒00副井井筒00井底車場00運輸大巷13173.8213173.82表3-2生產經營工程項目方案一雙立井開拓項目方案三雙斜井開拓運輸提升萬t.km工程量運輸提升萬t.km工程量順槽運輸1.2×297.2×1.32×76=16005.46順槽運輸1.2×297.19×1.32×76=16005.46大巷運輸1.2×8118.45×2.108=20536.431大巷運輸1.2×8118.45×2.108=20536.431立井提升1.2×17067×0.291=5959.79斜井提升1.2×17067×0.887=18166.12大巷維護1.2×4126×2×27.35×10-4=27.08大巷維護1.2×4126×2×27.35×10-4=27.08排水120×24×365×68.3×20-4=6300排水120×24×365×68.3×204=6300表3-3基建費用表(單位：萬元)方案單價費用單價費用（m）（元/m）（萬元）（m）（元/m）（萬元）初期主井29831000873886.799235.34818.98副井28130000838.2663.819535.34632.97井底車場1000900090011009000990運輸大巷3063.0880002695.513063.0880002695.51小計5306.715137.46后期運輸大巷13173.82800010539.0513173.82800010539.05小計10539.0610539.06總計15847.7715676.52表3-4生產經營費(單位:萬元)項目方案一雙立井開拓方案三雙斜井開拓(巖層大巷）工程量萬t/km單價元/t·km費用萬元工程量萬t/km單價元/t·km費用萬元運輸提升順槽運輸16005.468801408.4816005.468801408.48大巷運輸7748.373810029521.297748.373810029521.29主井提升5959.798500050658.2218166.122530045860.28小計81587.9976890.05大巷維護費27.0820541.627.0820541.6排水費57501.5258768.8557501.5258768.85總計90898.4485658.90表3-5費用匯總表方案項目方案一雙立井開拓方案三雙斜井開拓（巖巷）費用（萬元）百分率（%）費用（萬元）百分率（%）初期建井費5306.71100.005137.4696.8基建工程費15847.77100.0015676.5298.9生產經營費90898.44100.0085658.9094.2總費用112052.92100.0010647495.0經上述分析比較，立井開拓初期建井費用為5306.71萬元而斜井開拓只需要5137.46萬元，立井開拓基建工程為15847.77萬元而斜井開拓只需要15676.52萬元，立井開拓生產經營費 90898.44萬元而斜井開拓只需要85658.90萬元。所以本設計認為方案（3）初期投資低，首采盤區長度適中，建井工期短，投產早，見效快，地質條件清楚，故設計采用方案III。3.3礦井基本巷道3.3.1井筒根據本礦井開拓設計，主要的井有3個：主斜井、副斜井、回風斜井。其中主斜井和回風斜井布置到工業廣場中，副斜井斜井布置礦井右上方。1、主斜井：地面段采用混凝土加固，基巖段采用錨噴支護，呈半圓拱狀面。裝備帶式輸送機，當做作進風入口。主斜井井筒斷面布置見圖3-4。圖3-4主井斷面圖2、副斜井：采用錨噴加固，斷面為半圓狀.采用串車運輸，負責本礦井的人員、物料同時也作為本礦井的進風入口和人員安全出入口。副斜井井筒斷面布置見圖3-5圖3-5副井斷面圖3、回風斜井：井筒長度642m。井筒斷面為半圓拱形，表土段采用鋼筋混凝土支護，基巖段采用錨網噴支護。見圖3-6圖3-6回風斜井斷面圖3.3.2井底車場1、井底車場形式采區煤層傾角較小小，平均9°，為緩傾斜煤層。采區布置，采區直接和回采巷道連接，采用甩車場。見圖3-71-運輸大巷；2-軌道大巷；3-繞道；4-區段軌道平巷；5-甩車道；6-絞車房圖3-7采區車場2、井底車場主要硐室設計在+1680m水平井底車場主要硐室見表3-6。表3-6主要硐室序號硐室煤巖類別支護巷道長度（m）斷面積（m2）掘進體積（m3）凈掘進巷道硐室1井底車場存車線段巖錨噴55151788002中央變電所巖錨噴3115186003中央水泵房巖錨噴22.313163504水倉煤錨噴1308.811218005管子道煤錨噴276.281606井底煤倉煤錨噴352636.211003.3.3主要開拓巷道本礦井主要布置3條大巷，分別為運輸大巷、軌道大巷和回風大巷。具體如下：運輸大巷：巷道使用錨噴支護裝備帶式輸送機負責本礦井的人員輸送和物料輸送，當做本礦井的進風入口。見圖3-73-7運輸大巷斷面圖2、軌道大巷：巷道使用錨噴支護方式，寬5m，高4.5m，凈斷面18.52，掘金斷面20.5m2，當做本礦井的進風入口。見圖3-8圖3-8軌道大巷斷面圖回風大巷：巷道使用錨噴支護，寬4.5m，高5m，凈斷面18m2，掘金斷面21.5m2，為本礦井的回風大巷。見圖3-9圖3-9回風大巷斷面圖

第4章采區巷道布置及采煤方法4.1煤層地質特征本礦區有可采7號煤層，7號煤層上距龍潭組頂界85m，下距8號煤層5m，其最小厚度為6.80m，最大厚度為7.30m，平均厚度為7.05m。頂板巖性為粉砂巖，底板巖性為泥巖。穩定性良好，傾角9°。煤的容重為1.40t/m3。4.2采區巷道布置及生產系統4.2.1確定采區走向長度井田走向沒有較大的地質變化，本礦井開采緩傾斜煤層，開采條件較好，機械化程度較高，生產能力較大，所以確定其采區長度為1500m。4.2.2確定區段斜長和區段數目本礦井使用走向長壁采煤法，區段平巷寬度為3m，護巷煤柱傾斜尺寸為10m，工作面長度取240m。所以區段斜長為253m。采區斜長為1000m，布置4個區段。4.2.3煤柱尺寸的確定本井田煤層傾角為9°，單層煤開采，受采動影響較小。在區段平巷布置時，采用雙巷布置留設煤柱為10m。各個大巷留設煤柱確定為30m。4.2.4區段平巷的布置本礦井開采單一緩傾斜煤層，所以采用雙巷布置區段煤柱留設10m的煤柱保護。4.2.5聯絡巷的布置因為本礦井煤層傾角為9°小于15°~20°，且本礦井只開采7號煤層，所以大巷之間采用斜巷聯絡，進、回風交叉處巷道直接通過。大巷間距20m（巷中～巷中），大巷兩側各留30m保護煤柱。4.2.6傾斜長壁開采巷道布置傾斜長壁工作面采用單工作面布置，采用后退式開采，可以為工作面和巷道的維護創造好的條件使技術工藝和生產管理更佳簡。傾斜條帶設定為1200m。傾斜長壁回采巷道為斜巷，采用單軌吊輔助運輸。在工作面運輸斜巷和運輸大巷的連接處設立一個煤倉，4個工作面共同使用。4.2.7采區運輸、通風生產系統的確定運煤系統運料系統通風系統采區巷道布置及生產系統具體如圖4-1所示。圖4-1采區巷道布置圖4.3采區采掘計劃4.3.1采區主要巷道參數的確定1、尺寸由于綜采放頂煤工作面巷道斷面大小必須與運煤、輔助運輸和通風一一對應。所以，回風巷道凈斷面大小為4200mm×3500mm，運輸巷道凈斷面大小為4500mm×3500mm。區段運輸巷道和區段聯絡巷道凈斷面設為4m高，5m寬。2、支護方式各個巷道極工作面均采用錨網支護和錨索加固。設計掘進寬度為4.5m，高為4.0m，掘進斷面為和18m2，凈斷面為15m2。3、掘進通風以防通風系統故障從而導致新鮮空氣不足影響礦井掘進工作，應該設立風門來保證掘進工作面的施工安全。具體位置見4-1采區巷道布置圖。4.3.2確定采區生產能力1、工作面生產能力計算采區綜采工作面長度為280m，采煤機截深為0.6m，選用雙向割煤的割煤方式。兩個采煤班每班每日4個循環，共進行8個循環。工作面生產能力按下式計算：2、采區生產能力計算（4-1）式中：——；——；——；——。代入可得：3、采區生產能力按下式計算：（4-2）式中：——，Mt/a；——；——，；——，2.89Mt/a。代入可得：礦井設計為2.4Mt/a的新井設計，計算首采區生產能力為2.89Mt/a，所以可以滿足礦井生產要求。4.3.3計算采區回采率一采區工業儲量為114.8t。結合該礦具體情況，井田上山保護煤柱寬度取20m。區段保護煤柱損失計算如下：（4-3）式中：——，H=15m；——，L=62332m；——，m=7.05m；——，γ=1.4t/m3；代入可得：計算初采、回采損失、工藝損失和端頭損失的煤量為12.8Mt。首采區采出率=（114.8-11.4）/114.8×100%=87.2%，符合要求。4.4采煤方法4.4.1確定采煤工藝方式本采區可采煤層的特征如表4-1所示。表4-1可采煤層特征表煤層編號煤厚(m)頂底板巖性間距(m)穩定性傾角(度)容重(t/m3)煤的牌號頂板底板7號6.80-7.307.05粉砂巖泥巖90穩定91.40焦煤根據本礦區的地質條件和對煤層特征分析，本礦井煤層較厚，傾角較小，頂、底板穩定，經采煤法的優缺點對比，決定采用一次采全高的采煤方法。4.4.2回采工作面參數該采區的煤層特征如表4-1所示，井田構造簡單，為緩傾斜煤層，儲量充足。因此設計本礦井為機械化程度較高的跡象礦井。配套設備見下表4-2。表4-2三機型號液壓支架采煤機刮板輸送機ZB4100/20/40MK330-WSKS—843/310A4.4.3回采工藝及工作面設備選型1、工作方式因為本礦井的煤層較為穩定，頂、底板穩定，煤層屬于緩傾斜。因此采用采煤機雙向割煤，在工作面前端斜切進刀。來回一次割兩刀，采煤機切割完成后，首先移動液壓支架，然后推動刮板輸送機。倆次停留距離分別為6～12m和12～18m。其進刀方式參照下圖4-2所示。圖4-2端部斜切進刀圖3、工作面設備選型（1）工作面配套設備的選擇工作面的關鍵參數見表4-3。表4-3工作面部分參數表工作面長度煤厚煤層結構所需支架類型傾角280m7.04m無夾矸支撐掩護式9°（2）采煤機選型①最小生產能力： （4-4）得：②平均牽引速度： （4-5）得：③裝機功率 （4-6）得：④采煤機所需牽引力采煤機牽引力一般為P的0.5~1倍。采煤機技術特征如表4-4所示。表4-4MB350-K型采煤機主要技術特征特征單位型號MB350-K開采高度704m硬度F=1.5～3.5截深650mm臥底量90mm電機型號YBHBC—350A/320功率320kW電壓1300V冷卻水冷45T總重太原煤機廠生產⑤滾筒直徑因為最大采高為7.04m，所有滾筒直徑不該比70.7m小，故取4.9m。3.刮板輸送機選型①刮板輸送機的生產能力（4-7）式中：所以刮機的產力：②刮板輸送機的裝機功率采機功率刮機功率。③刮板輸送機設計長度工作面的長度為280m，因此刮板輸送機的設計長度應不小于280m。通過上述分析，工作面前后刮板輸送機可選擇SBK—853/240A型刮板輸送機，參數見表4-5。表4-5SBK—853/240A型刮板輸送機參數項目參數單位型號SBK—853/240A設計長度280m出廠長度260m運輸能力1000t/h鏈速2.30m/s電動機型號KHB650-223功率2×140KW轉速1680r/min電壓1500V布置平行中間槽大小1500×800×250mm鏈規格（31×88-Cmm鏈形式中雙鏈刮板寬度1100mm牽引方式無鏈廠家河北煤機廠4.4.4回采工作面支護方式1、支架選型及布置回采工作面選用ZG6000/26/38支架和符合支護要求的端頭支架。2、確定支架高度(1)支架最大高度：（4-8）得：(2)最小高度（4-9）-采高（m）得：3、支護強度驗算取機械采高5倍進行計算。（4-10）得：P小于額定工作阻力的75%，能夠滿足支護要求。根據規定，取初撐力為75%。（4-11）所選支架初撐力為3256.1kN，符合要求。表4-6ZG4600/21/35液壓支架參數項目參數單位標準型號ZG4600/21/35支護支撐掩護式高度2.1-3.9m寬度1.68-1.82m中心距1.8m機壓80MPa尺寸56.563×1.65×2.1m重量18.5T廠家蘇南煤機廠4.4.5端頭支護方式端頭部分支架詳情參數見表4-7表4-7PZJ型端頭支架主要技術特征見表參數工作阻力8800kN初撐力7500kN最小高度2.3mm最大高度4.2mm支護強1.2MPa中心距2.3mm面積10.23m24．工作面采用DKG45－25/120Q型單體液壓支柱進行超前支護。4.4.6回采工作面正規循環作業作業循環圖表見4-8。表4-8工作面勞動組織表項目班次合計班生產一班生產一班檢修二班采區小隊長1113采煤機司機2114膠帶輸送機司機2215端頭維護工3216支架工53411電工2248運料員2237其他人員2237合計252021661）循環作業工作面采用“三八”作業制，為倆個班生產一個班檢修。采煤機雙向截煤，，上下雙向截煤，往返1次截2刀。2）循環產量的確定工作面原煤產量的公式為：（4-12）（4-13）式中：則：考慮到在煤層內掘進時，掘進煤量約占工作面產量的10%，故本礦井原煤產量為：式中：則： 4.5回采巷道布置4.5.1回采巷道布置方式本礦井生產能力為240萬T/A，根據本礦井的開拓方式及瓦斯涌出量和對通風的需求，采用了U型的通風方式。工作面采用雙巷布置，一進一退。工作面布置兩條斜道：倆條斜道分別布置在工作面倆側，其中一條斜道用于輔助運輸及進風口，一條斜道用于運輸煤及回風入口。兩條斜巷倆條巷道都采用長方形斷面設計，根據采空區掘進施工。根據《煤礦安全規程》；通過風速驗證后，符合規定。4.5.2回采巷道參數1、巷道斷面采區選用帶式輸送機運輸煤，使用無繩絞車在斜巷運輸物料和設施，所以在03巷布置1500mm寬的帶式輸送機；在04輔助運輸巷布置軌道，通過設施車輛布置排水系統。2、支護方式每個斜巷斷面形式及支護要求均一樣，為錨網噴支護，全部都布置為矩形斷面。兩條巷道及明挖的埋深在220~350m之間，地壓突出3、區段運輸平巷和區段回風平巷支護斷面圖如圖4-3和4-4。圖4-3區段運輸平巷斷面圖圖4-4區段軌道平巷斷面圖

第5章礦井運輸及提升5.1概述礦井下的運輸分為倆大部分分別為輔助、主要運輸。其中煤的運輸是主要運輸負責；設施、人員主要由輔助運輸承擔。本章節設計主要針對礦井下的運輸的方法和運輸設備的選型，應該依據本礦井的煤層傾斜程度、煤層的厚度等具體的地質條件選擇出最佳的方案。5.1.1運輸距離和貨載量本礦井的首采區為一采區其中的區段運輸平巷長為1580m，礦井的運輸下山為3120m，所以從01工作面道采區的井底車場最大運輸距離為4560m。因為現代科技發達設備先進，所以礦井的開采速度快且高效，一般2.4Mt礦井只用布置一個采煤工作面。所以本礦井首采采區僅需布置一個采煤和一個掘進工作面，綜采工作面日產量8560t，掘進面日產量550t，而且每個大巷的運輸能力要高于生產能力。5.1.2井下運輸系統運煤系統2、運料系統3、人員運送系5.1.3采區運輸設備選型（1）運煤設備選型按照采區運輸設施配套原則和本礦井的現有條件，采區工作面的運輸設施配套選型見表5-1。表5-1工作面運輸設施配套選型表工作面中大型設施的名稱型號刮板輸送機SZZ-840/820轉載機SGZ840/450破碎機PLM1600膠帶輸送機DSJ130/140/2Χ215各設備的技術特征見表5-2～表5-5。表5-2工作面中刮板輸送機詳情表項目單位數目產品型號SZZ-840/820制造商家山西太原設備制造公司運輸量t/h1300設計長度m250刮板距離mm1100功率kW2×450電機型號YBSD-450/210/4/8G速度m/s1.5中間槽尺寸mm1600×840×321表5-3工作面轉載機詳情表項目單位數據產品型號SZG830/450制造商家山東魯南煤礦機械公司轉載能力t/h1900設計長度m60電壓V3300電機型號SZG830/450功率kW450鏈速m/s2.1表5-4破碎機技術詳情表項目單位數據產品型號PsM1500制造商家黑龍江哈爾濱煤機制造公司產品型號PLM1500制造商家家黑龍江哈爾濱煤機制造公司最大輸入塊度mm760×610出料粒度mm<340產品型號KAY670-170=B電機轉速r/min1580總功率kW170電壓V1250/770破碎主軸轉速r/min400表5-5區段運輸平巷膠帶輸送機詳情表項目單位數據產品型號Djss130/160/2Χ350制造鄭州煤機制造公司傳送能力t/h1400寬度mm1300帶速m/s3.5傳送長度mm1300直徑mm1100電壓V1200電機功率kW3×3205.2大巷運輸設備選型5.2.1運煤設備為了使本礦井的生產需求達標，且礦井下的運輸安全高效，建設安全可靠高效率高產量礦井，運輸大巷也采用膠帶輸送機運輸。運輸大巷選用DTL150/210/2×320型鋼繩輸送機，主要技術特征見表5-6。表5-6膠帶運輸大巷膠帶輸送機詳情表項目單位數據產品型號DTL150/210/2×320制造鄭州市嵩陽煤機制造有限公司傳送能力t/h2100寬度mm1500帶速m/s3.20傾角°傳送長度m1200直徑mm1100電壓V1200電機功率kW2×3205.2.2輔助運輸大巷設備選擇軌道大巷采用BH-7/150-2KBGH電機車牽引礦車輸送，采用850mm軌距配套礦車。運送水泥、砂石等采用XK1.798型1t固定箱礦車；輸送設備物料采用MKX1-5型1t車、MKS1.5-5A型1.t平面車、MKS4-6型4t平板車、MKS15-9型15t平板車；運送支架選用MKS25-10型15t平板車；運送人員選用RK軌道車。所用各種設備具體參數見表5-7～表5-9。表5-7BH-7/150-2KBGH電機車技術特征表項目單位數據粘物質量t10軌道寬度mm700最小半徑m8電壓mm150軸距mm1200胎距mm700高度mm340尺寸mm4600×1100×1600制動方式-機械牽引力kN13.68極限牽引力kN20.65速度km/h8.6電動機產品型號-ZD—12B最大功率kw20數量臺3表5-8井下物料、設施運輸車參數表名稱型號載重量/t外形尺寸軌距/mm軸距/mm自重/kg礦車XK1.89522500×1100×1300500700820材料車XP1.75622200×1200×1200500700750平板車MKC5-72322100×800×500500800550MRT10-60163500×1300×50050012001000MJH10-68153500×1400×35050012001200MBS20-25253800×1400×35050012001300表5-9RK軌道車參數表項目單位數據極限牽引力kN350極限速度m/s4本身重量kg2540項目單位數據適用傾角°5~20軌距mm700制動減速度滿載空載m/s2≤10≤20最小彎道半徑水平垂直m≥10.5≥20尺寸mm4400×1100×17005.3礦井提升5.3.1概述本礦設計生產能力為240萬t/a。主斜井配備帶寬1000mm、STJ1000/2x75的普通膠帶輸送機1臺。副斜井配備JD—4型調度絞車。5.3.2主井提升設備的選擇本礦設計生產能力為240萬t/a。經計算：主斜井配備帶寬1000mm、STJ1000/2x75的普通膠帶輸送機1臺，帶速1.9m/s，輸送量630t/h；電動機為DSB-2x75，功率為150kw，額定電壓為1140v；機頭外形尺寸為4755x2264x1619mm。設計依據為：1、生產能力：240萬t/a。2、輸送物料名稱：原煤。3、最大粒度：300mm。4、輸送距離：L=1000m，提升高度153m。5.3.3副井提升設備1、副斜井配備JD—4型調度絞車，鋼絲繩由德國SIEMAG公司配套供貨。技術特征如下見表5-10表5-10JD—4型調度絞車項目參數外層鋼絲繩最大張力40kN鋼絲繩最大繩速1.25鋼絲繩直徑22mm電動機額定功率55kw電動機額定電壓380v電動機轉速980r/min2、提升容器的選擇：(1)提矸時：選用選用MG1.1—6A礦車。(2)提人時選用XRB15-6/6型人車。(3)運輸材料時選用MC1-6B型材料車

第6章礦井通風及安全6.1礦井通風系統選擇6.1.1礦井概述云杉云煤溝礦井屬貴州省赫威水煤田二塘礦區，井田東西長5.72km，南北寬4.29km，井田面積為2387.3340km2。6.1.2礦井通風方式的確定根據開拓部署，本礦井共布置有三個井筒，即主斜井、副斜井和回風斜井，其中主斜井、副斜井作為進風井，負責礦井的進風，回風斜井為回風井。礦井通風為中央并列式，風機的工作方式為抽出式通風。6.1.3采區通風軌道下山為進風巷道，運輸下山為回風巷道；新鮮空氣不受煤釋放放出的瓦斯和粉塵污染、溫度的影響。在下山之間布置絞車房和采區變電所。回風流當中布置輸送設備，并且把風門布置在軌道下山的中部甩車場里面并且采用U型后退式的通風方式。6.2礦井風量計算6.2.1采煤工作面需風量按瓦斯涌出量計算：（6-1）式中：，取1.6。，21512.2t/d。計算可得：風量為1056.2（m3/min）按工作面實際溫度計算：采煤工作面實際溫度對風速影響見表6-2。表6-1工作面適宜氣候條件溫度<10℃10～16℃16～21℃21～26℃26～30℃風速0.2～0.4m/s0.4～0.9m/s0.9～1.2m/s1.2～1.5m/s1.5~2.3m/s云杉礦工作面溫度為25℃，風速取1.43m/s。需風：（6-2）式中————計算可得風量為：1385.4（m3/min）按人計算： （6-3）式中：——最多人。計算得風量為：132（m3/min）由上面三種方法可知最大需風量為：1385.4m3/min。6.2.2備用面需風量的計算按下式計算：（6-6）式中：Q備—得：Q備=0.5×1484.4=738.2（m3/min）6.2.3掘進工作面需風量掘進工作面要求風量，需要按礦井每個要單獨通風掘進的工作面實際風量需求的總和進行計算：1、掘進面需風量（6-7）式中：————。計算得風量為：502m3/min（2）按瓦斯量算：（6-8）式中：計算得需風量為：56m3/min（3）按人數計算：（6-9）式中：計算得需風量為160m3/min(4)驗算：（6-10）（6-11）（6-12）由風速驗算可知，符合風速要求。2、輔助運輸大巷掘進工作面需風量（1）按炸藥量計算：云杉煤礦的輔助運輸大巷斷面積為24.56m2，根據規定可知光面爆破所用的炸藥量130kg/110m3。（6-13）式中25計算可得風量為：（2）按人數計算：（6-14）式中：計算得風量為：170m3/min由上面計算的巖巷需要風量為710.26m3/min。（3）按風速進行驗算：（6-15）（6-16）（6-17）由風速驗算可知，符合風速要求。3.膠帶運輸大巷掘進工作面需風量（1）按炸藥量計算：云杉煤礦的膠帶運輸大巷斷面積為25.78m2，根據規定可知，光面爆破所用的炸藥量為130.62kg/110m3。（6-18）式中25計算可得風量為：823.75200m3/min（2）按人數計算：（6-19）式中：（3）按風速進行驗算：（6-20）（6-21）（6-22）由風速驗算可知，符合風速要求。4、.全礦掘進工作面需風量全礦共有兩個煤巷掘進面兩個巖巷掘進面，所以掘進工作面所需的總風量為：（6-23）6.2.4其他巷道需風量大型礦井通常按礦井總的風量需求的10%進行計算按照需風量進行分配。6.2.5礦井總風量計算生產礦井總進風量按下列要求分別計算，并取其中最大值。（1）按井下同時工作的最多人數計算：（6-24）式中：計算得風量為：2050m3/min（2）按采煤、掘進、硐室及其它地點實際需要風量的總和計算：（6-25）式中：—得：風量為：4500m3/min6.3礦井分量分配6.3.1配風的依據配風量必須符合《規程》中有關規定見表6-3表6-3各井巷允許風速表巷道名稱容許最低風速容許最高風速風井和風硐-16m/s主斜井-10m/s風橋-11m/s副斜井-13m/s進風巷道、回風巷道-13m/s電機車巷道-10m/s運輸機、采區進風、回風道巷道0.3m/s8m/s回采、掘進中和半煤巖巷巷道0.3m/s6m/s正掘進巖巷0.2m/s6m/s其它巷道0.2m/s-容許途中漏風率對比表6-4。假如實際漏風率超過表中數據時，需要采取對應的措施而且必須加強管理和防護。6.3.2風量分配風量分配如表6-4所示：表6-4風量分配表需風地區分配風量采煤工作面1500m3/min需風區域1500m3/min掘進工作面火藥庫巖巷1200m3/min2161800m3/min中央變電所180m3/min其它830m3/min井巷風速驗算結果見表6-5。表6-5井巷風速驗算表巷道限速凈斷面真實風速備注低高風井－15m/s33.18m23.03m/s合格副井－8m/s50.26m22.00m/s合格井底車場－4m/s25.59m23.47m/s合格采煤工作面0.25m/s4m/s13.23m21.87m/s合格運煤大巷－8m/s22.84m23.80m/s合格輔助運輸大巷－8m/s25.59m23.47m/s合格6.4礦井通風阻力6.4.1容易和困難時期礦井最大阻力路線確定本設計在初期開采首采區北一采區，此時通風線路較短為通風容易時期。見圖6-1圖6-1通風容易時期此時通風路線較長為通風困難時期。見圖6-2圖6-2通風困難時期沿著上述兩個時期通風阻力最大的風路，分別用下式計算各段風路井巷的磨擦阻力（6-26）式中：——第i個巷道的摩檫阻力，Pa；——，m；——，m；——，m2；——，m3/s；——，N·s2/m4。表6-6風路總摩擦阻力項目數目通風容易時總摩擦阻力2450.3Pa通風困難時期總摩擦阻力3120.5Pa6.5礦井通風設備選型6.5.1主要通風機的選擇（1）計算自然風壓自然風壓的計算公式：（6-30）式中：因為礦井副斜井和回風斜井的風流參數因溫度不同而不同，所以分夏天和冬天兩個差別較大的時期。表6-7井筒風流密度副斜井回風斜井冬天1.52kg/m3）1.35kg/m3）夏天（1.45kg/m3）1.30kg/m3）于是冬季的自然風壓hn1為：（6-31）夏季的自然風壓hn2為：（6-32）（2）計算通風機風壓自然與機風壓相等時靜風壓：（6-33）式中：hdmin——易期總阻力，Pa；hn1——易時風壓；hd——通風阻力，取45Pa。計算得：5530m3/min。主要通風機靜風壓：（6-34）式中：hdmax——通風總阻力，Pa；hn2——自然風壓；hd——通風阻力取65Pa。計算得：4850m3/min。（3）計算通風機風量Qf 由下式求出：（6-35）本設計礦井中通風容易時期與通風困難時期礦井所需風量相同式中QfQmk計算得通風機風量為7382.2m3/min。表6-8通風機參數一覽表容易風量(m3/s)風壓(Pa)風阻(N·S2/m8)1242652.230.21困難1243651.30.30最后決定使用FBDCZ(b)-6通風機。詳情見下表6-13。通風機實際工況點參數，見下表6-13。表6-9BCFFG-8-MO.25B通風機參數轉速(r/min)葉片安裝角(°)輸入功率(kW)效率(%)風量(m3/s)風壓(Pa)容易時期84041/33200731302850困難時期52/423608114039406.5.2電動機選型電動機的輸出功率：（6-36）式中：——，kW；——，kW；——，這里；——，；容易時期：256（kW）困難時期：454（kW）根據計算輸入功率，選擇JR154-7和JR1511-7的異步電動機，詳細參數見表6-14。表6-10電動機參數項目容易困難型號JR154-7JR1511-7功率/kw340580電壓/V55005500電流/A37..571轉速/rpm750760效率/%88.591.5功率因數0.790.82

第七章礦井基本技術經濟表7-1設計礦井基本技術經濟指標技術經濟指標項目單位數量或內容開采煤層—7煤煤層厚度m7煤層傾角°19°儲量Mt28229.27礦井可采儲量Mt19146.93礦井年工作日數d330日采煤班數班3井型Mt/a2.4日生產能力t/d4636.4可采年長a61井田走向長度m5720井田傾斜長度m4290瓦斯等級—低通風方式—中央并列式開拓方式—斜井開拓工作面數目個9大巷運輸方式—機車牽引固定礦車電機車類型臺數3設計煤層采煤方法—傾斜走向長壁采煤工作面長度m240工作面推進度m/月160

總結本設計以新嘉臺煤礦地質資料為基礎，以《煤炭工業礦井設計規范》和《煤礦安全規程》為設計依據，完成了新嘉臺煤礦的新井開采設計。本新井開采設計的主要內容總結為以下幾點：1、井田走向長平均井田東西長5.72km，南北寬4.29km，井田面積為2387.3340km2。井田內可采煤層有1層，分別為7煤層，其平均厚度為7m，煤層傾角平均為9°，為緩傾斜煤層。2、礦井儲量為28229.27萬t，可采有19146.93萬t，設計有效為61年。設計每晝夜凈提升時間為16小時，每年工作天數為330天。3、礦井的開拓方案為選擇斜井下山開拓方案，建井工期短，初期投資少。4、四個采區，走向長度為1370m,工作面長度為240m。5、設計采用綜合機械化一次采全高，回采工作面采用端頭支護，回采巷道選用雙巷布置。采煤機選擇型號為MG300-W1。6、主斜井采用STJ1000/2x75，副井選用JD—4型調度絞車7、礦井選擇中央并列抽出式通風方式，礦井帶區總需風量是7030.65m3/min。，礦井的通風安全級別是通風通風容易礦井。

參考文獻[1]汪理全,鄭西貴.煤礦礦井設計[M].北京:中國礦業大學出版社,2013:36-72.[2]煤礦安全規程[M].北京:煤炭工業出版社,2009:43-52.[3]煤礦綜采采區設計規范[M].北京:中國計劃出版社,2009:64-145.[4]莊嚴.礦井運輸與提升[M].徐州:中國礦業大學出版社,2009:37-72.[5]沈明榮,陳建峰.巖體力學[M].上海:同濟大學出版社,2006:72-95.[6]徐永圻.采礦學[M].徐州:中國礦業大學出版社,2003.[7]中國煤炭礦山機電設備及安全裝備選型手冊[M].北京:中國礦業大學出社,2007.[8]毛君.煤礦機械及運輸設備[M].北京:煤炭工業出版社,2006:132-145.[9]李增學.煤礦地質學[M].北京:煤炭工業出版社,2008:54-150.[10]張大明.礦圖[M].冶金出版社,2013:64-82.[11]謝錫純,李曉豁.礦山機械與設備[M].徐州:中國礦業學院出版社,2010:77-80.[12]俞啟香.礦井災害