煤礦井田初步設計畢業(yè)論文

1、摘要：本設計是根據(jù)永城煤電集團趙橋礦的資料對趙橋井田作的初步設計，充分考慮實際情況，綜合考慮整個礦井的各個生產(chǎn)系統(tǒng)完成井田的開發(fā)。本井田范圍內(nèi)，地質(zhì)條件簡單，瓦斯涌出量很小，涌水量較大，煤層無自燃傾向性。井田面積約為km2，設計可采儲量為Mt，ang作為風井，采用抽出式，中央并列式通風11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111年產(chǎn)量Mt/a，服務年限a。采用單水平上下山開拓方式，分為4個帶區(qū)，7個采區(qū)，采用傾斜長壁后退式采煤方法。礦井通風方式

2、為中央并列式，采區(qū)和工作面均采用下行通風方式，采用風機反轉反風方式反風。采用單環(huán)臥式井底車場，軌道大巷運料運人，皮帶大巷運煤，副井下料下人，主井提煤。礦井采用集中排水方式。關鍵詞：趙橋井田礦井通風初步設The Preliminary Designof Zhaoqiao Mine VentilationAbstraThis preliminary design is based on the data of YongCheng Coal and Electricity,fully considering practical situation.Comprehensive consider eac

3、h production system of the wholly shaft to complete the exlloitation of the shaft.In this allotment the geologic condition is simple,the flowing quantity of gases is little,flowing of water is more，,the coal dust without spontaneous combustion.The allotment area is about 2,the yearly output is 15Mt/

4、a,the service life is .The method of single level UP-AND-DOWN mountain exploiting was adopted.It was divided into eleven mining district.The first division adopt inline length wall backhand welding coalmining method.The other division adopt cross pitch length wall backhand welding coalmining method.

5、The manner of mine ventilation adopt middle side by side type.The division and working face adopt down ventilation system.Adopt the fan reversaling the ventilation manner to resver the ventilation.Adopt single ring horizontai shaft station.The orbit main entry is used to transport people and materia

6、l.The strap main entry is used to transport coal.Main shaft is used to lift coal and auxiliary shaft understrapper people and material.The shaft adopt concentrated drainage manner.Keywords：Zhaoqiaomine mine ventilation the preliminary design目錄1 引言12 井田概況及井田地質(zhì)特征32.1 井田概況3井田地質(zhì)特征53 井田儲量、年產(chǎn)量及服務年限123.1 井

7、田境界123.2 井田儲量134 井田開拓204.1 概述204.2 井田開拓204.3 井筒特征254.4 井底車場及硐室284.5 開采順序及采區(qū)、采煤工作面的配置315 采煤方法355.1 采煤方法選擇355.2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)355.3 回采工藝386 礦井運輸、提升及排水416.1 井下運輸416.2 礦井提升436.3 礦井排水537 礦井通風設計627.1 礦井通風系統(tǒng)的選擇627.2 風量計算及風量分配647.3 采區(qū)通風設計687.4 掘進工作面通風設計727.6 主要通風機選型78礦井反風措施827.8 礦井通風評價848 礦井安全技術措施878.1 防治水患878

8、.2 防滅火878.3 防止瓦斯爆炸878.4 防塵888.5 頂板888.6 安全監(jiān)測系統(tǒng)899 礦山環(huán)保909.1 污水處理909.2 消煙除塵及粉塵控制919.3 綠化、噪聲控制及文物保護929.4 固體廢渣處理929.5 地面塌陷與處理939.6 環(huán)境保護設施及投資96結束語97致謝98參考文獻991 引 言目前，隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，能源作為經(jīng)濟發(fā)展的推進劑，他的消耗量也劇增，煤炭作為老牌的能源，其消耗量也在劇增，現(xiàn)在煤炭已經(jīng)出現(xiàn)供不應求的局面。我國經(jīng)濟正在飛速發(fā)展，對煤炭的消耗量也在擴大，由原來的煤炭出口國變成煤炭進口國。為了滿足我國經(jīng)濟的發(fā)展，尋找新井田，開發(fā)新井田已成為當務之急。

9、作為煤炭院校的畢業(yè)生，我們有責任為我國煤炭事業(yè)的發(fā)展做出自己的努力。本次畢業(yè)設計就是設計一整個井田系統(tǒng)，畢業(yè)設計是有畢業(yè)實習和畢業(yè)設計所組成的，畢業(yè)實習加深對實習礦井的認識、了解，同時還收集有關礦井的地質(zhì)資料，為后來的畢業(yè)設計奠定基礎。我所選的是河南省永城煤電有限公司趙橋煤礦，趙橋煤礦地處永城市去西北向十公里左右，該地區(qū)位于黃淮平原，地勢平坦，人口比較集中。該設計主要考慮了該地的實際情況，因地制宜的設計，盡量采用新技術、新工藝、新設備、新材料，在提高礦井生產(chǎn)工效和保證安全的情況下，盡量降低礦井的投資成本，使煤礦花最少的錢，建最好的礦。設計的指導思想嚴格遵守國家制定的各項有關煤炭工業(yè)安全、生產(chǎn)、

10、設計、環(huán)保、建設程序等的法律、規(guī)章制度等，充分解放思想，認真分析礦井井田的地形條件、地質(zhì)條件、煤層條件、水文地質(zhì)條件、開采技術條件和外部現(xiàn)狀，充分利用當?shù)氐默F(xiàn)有資源，體現(xiàn)礦井設計的集中化、機械化和技術經(jīng)濟的合理原則，結合實際情況，科學、合理地確定各個系統(tǒng)，因地制宜地積極采用先進的科學技術、先進的工藝、先進的設備和行之有效的操作方法，提高礦井的抗災能力、經(jīng)濟效益、管理水平，在保證安全生產(chǎn)的前提下最大限度地降低礦井基建投資，把城廂煤礦建設成系統(tǒng)簡單、機械化程度高、安全保障能力強、高產(chǎn)高效的現(xiàn)代化礦井。編制設計的依據(jù) 本設計主要依據(jù)：城廂井田礦井儲量地質(zhì)概況。同時依據(jù)了河南理工大學安全學院安全工程畢

11、業(yè)設計大綱、畢業(yè)設計指導叢書、以及安全工程專業(yè)的課本煤礦開采學、通風安全學、煤礦地質(zhì)學等相關專業(yè)書。同時也參考了2006年修訂的煤礦安全規(guī)程和煤炭工業(yè)設計規(guī)范相關政策法規(guī)，以及采礦工程的相關課本礦山機械、井巷工程以及礦井設計指南、采礦工程設計手冊、礦井開采設計等相關工具書籍等。本次設計涉及到礦井的幾大系統(tǒng)，包括提升系統(tǒng)，運輸系統(tǒng)，通風系統(tǒng)，排水系統(tǒng)等。在設計開始前，我仔細研究了該礦的資質(zhì)資料，這是一個低瓦斯礦井，煤層埋深較淺。大學生活的學習在畢業(yè)設計中拉下帷幕，然而，另一幅人生的帷幕又即將拉開。這次畢業(yè)設計既是一段學習的起點，又是另一種新的學習的開始。我要以次為契機，努力并且盡量精彩的規(guī)劃并設

12、計著我的人生。由于時間緊迫，體系繁多，加之本人水平有限，設計中難免存在不足之處，還敬請各位老師及同學批評指正。2 井田概況及井田地質(zhì)特征 井田概況交通位置永城礦區(qū)陳集井田位于河南省永城縣境內(nèi)，為陳集鄉(xiāng)所轄。井田中心南距永城縣城8km，地理坐標：東徑116°2220，北緯30°0035。礦區(qū)北靠隴海鐵路，東臨京滬鐵路。青（龍山）阜（陽）鐵路從礦區(qū)東南約20km處穿過，西有擬建中的京九鐵路商阜段。永城縣城距商丘車站95km；徐州車站97km；宿州車站74km，其間均有柏油路相連。區(qū)內(nèi)主要村鎮(zhèn)之間亦有簡易公路相通，交通運輸堪稱方便，見交通圖2-1。圖2-1 礦區(qū)交通圖自然地理概況

13、，一般為3235m之間，相對高差3m左右。地表廣為巨厚的新生界松散沖積物所覆蓋。區(qū)內(nèi)地表水系不甚發(fā)育，最大的河流沱河在井田南部2km處流過，井田內(nèi)用于灌溉的溝渠縱橫交錯，沱河屬于淮河水系，發(fā)源于商丘市東北之響河，自東南流入安徽省的新汴河，全長120km，（1977年），日最大降雨量207mm（1957年7月14日），（1965年7月5日18日）。（1978年），最?。?975年），平均。相對濕度平均6873.16。冬春季多西北風，夏季多東北風，偶有東南風，最大風速/s（1982年4月12日）。每年12月至翌年3月為降雪和冰凍期，最大凍土深度19cm。據(jù)中國地震度表載，本區(qū)屬六度地震區(qū)。河南省地

14、震局受永城煤炭工業(yè)聯(lián)合公司委托，提出“永城縣地震基本烈度鑒定意見書”（184予震烈字第002號文），該文分析了地質(zhì)構造及本區(qū)地震史之后，認為“本區(qū)不可能發(fā)生六級左右地震，主要是受鄰近區(qū)強震影響。其地震基本烈度六度是適宜的”。對提出“鑒于永城煤炭儲量豐富，發(fā)展遠景可觀，據(jù)此，對特別重要的工程和建筑物，可提高一度防設”。礦井建設的外部條件礦井工業(yè)場地至礦區(qū)集配站的鐵路專用線里程，將與礦井同步建設。新老兩條永碭公路，分別自工業(yè)廣場兩側經(jīng)過，將礦井工業(yè)場地與鐵路干線和土產(chǎn)材料產(chǎn)地連通，交通條件較好。礦井永久電源，由永城220kv變電站供給。由地方集資興建的永城110kv變電站，可作為本礦井建井期的施工

15、電源。為了確保施工安全，另一電源可取自新莊礦井。礦區(qū)熱電站應盡快建設。經(jīng)初步勘探證實，上第三系孔隙承壓水，無論其水量和水質(zhì)均可滿足本礦井永久水源的要求。礦井北部的芒山，生產(chǎn)白灰、石子、料石等土產(chǎn)材料。由國家統(tǒng)一分配的水泥、鋼材、木料等亦可通過公路運至本礦。礦井建設的外部條件比較落實，可靠。2.2 井田地質(zhì)特征地層陳集煤田為華北型沉積，地層分區(qū)屬華北區(qū)，魯西分區(qū)，徐州分區(qū)的范疇。本井田無基巖出露，全部被新生界沖積層覆蓋，缺失上奧陶統(tǒng)至下石炭統(tǒng)，三迭系至第三系古新統(tǒng)兩段。鉆探揭露的基巖地層上至石千峰組（平頂山砂巖）。下至中奧陶統(tǒng)馬家溝灰?guī)r，厚度約為1100m。自下而上敘述如下：（1）中奧陶統(tǒng)馬家溝

16、組，由白云質(zhì)灰?guī)r，灰?guī)r組成，井田揭露厚度30。（2）石炭系，假整合于中奧陶統(tǒng)之上。；上統(tǒng)太原組，由911層薄至中厚層狀灰?guī)r和泥巖、沙質(zhì)泥巖及粉、細礦巖組成，間夾不可采煤層35層，厚度93164m，平均133m。（3）二迭系，揭露厚度，下統(tǒng)齊全，上統(tǒng)k6標志層以上奪被剝蝕。山西組，厚度89.94131.78m，平均，由泥巖、砂巖及煤層組成。k3灰?guī)r標志層頂界與石炭系分界，上以k4鮞狀鋁質(zhì)泥巖底界與下石盒子組分界。，平均，由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖及三煤組成，以k5砂巖標志層底界與上上石盒子分界。，共分四段，每段底部都以一層穩(wěn)定的砂巖標志層相分界，其巖性組成也是以泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及砂巖為主，不含

17、具有工業(yè)價值煤層。（4）新生界井田內(nèi)覆蓋層中，僅有第三系和第四系。厚度300430m，直接覆蓋于古生界之上。詳見井田地層劃分表2-2。地質(zhì)構造新華夏體系及東西向構造構成永城煤田的骨架，本煤田有永城背斜及北部的孔莊芒山背斜組成。陳集井田位于永城隱伏背斜之西翼，總體走向NNW，傾向SWW。而井田內(nèi)部走向變化較大，幾經(jīng)折轉，大體呈一“弓”字形。由于受多期構造運動的影響，褶曲，斷裂及巖漿巖均較發(fā)育。地層傾角在露頭處局部較大，0203線及65線以北多在20°30°，中部8°10°，向深部逐漸變小，一般為4°8°，局部8°10°

18、;。（1）褶曲井田內(nèi)褶曲比較發(fā)育，65線以北近南北向及近東西向兩組；近南北向褶曲有陳四樓向斜、小趙營背斜、高六灣向斜、李古同背斜及周莊向斜等。其中陳四樓向斜位于井田的南端，后四個褶曲位于井田北端，為一連續(xù)而有規(guī)律的褶曲構造。近東南向的自南向北有八里廟向斜、胡莊背斜、小陳莊向斜及漢陳向斜等。其中漢陳向斜南北兩翼分別受P13及P18斷層所切割，視其全貌為一地塹式向斜構造。表 2-2 地層劃分表界系統(tǒng)組段符號標志層代號最小、最大/平均厚度（m）新生界第四系R2+第三系古生界二疊系上二疊統(tǒng)石千峰組一P2K9殘厚51上石盒子組四P2S4K2172三P23K7200二P22K6233一P21K5下二疊統(tǒng)下

19、石盒子組P1K4山西組P1石炭系上統(tǒng)太原組C3K3K2中統(tǒng)本溪組C2K1奧陶系中統(tǒng)馬家溝組O2揭穿40（2）斷裂井田內(nèi)斷裂構造均為正斷層，據(jù)葛店煤礦井下及芒山地表所見，推定斷層面傾角均為70°，發(fā)現(xiàn)并已控制的斷層13條，以NNE向斷裂為主，近東西向斷裂也較發(fā)育，奇特的是井田深部出現(xiàn)了“環(huán)狀斷裂”。斷層特征及控制情況，見表 23。（3）巖漿活動據(jù)測定，井田內(nèi)巖漿巖活動大致有兩個期次：基性巖偏老為華力西運動晚期產(chǎn)物，酸性巖為燕山運動早晚期產(chǎn)物?；詭r主要為輝綠巖，一般在三煤組中順煤層侵入三4、三22、三5煤層中，呈巖脈或巖席產(chǎn)出，酸性巖主要為閃長巖類及花崗巖類，呈巖墻及巖席產(chǎn)出，侵入二2

20、煤層中。受巖漿巖侵入影響地段，使煤層結構復雜，或變?yōu)樘烊唤?，降低了煤層的?jīng)濟價值。表 23斷層特征及控制情況順序號斷層產(chǎn)狀長度km落差m可靠程度備注編號性質(zhì)走向傾向1F6正N37°WNE130可靠南部邊界斷層環(huán)形斷層西部邊界斷層北部邊界斷層2F9正環(huán)形內(nèi)側420較可靠3F2正N15°EW20較可靠4F11正N70°ESE85可靠5F10正N43°ESE63較可靠6F26正N6°EW40較可靠7F15正N12°EW50可靠8F24正N14°EW35較可靠9F25正N3°EW37可靠10F13正N62°WN9

21、0可靠11F23正N66°WN50可靠12F18正N59°WS160可靠13F22正N50°WSW170可靠煤層井田內(nèi)含煤地層自下而上為石炭系上統(tǒng)太原組。二迭系下統(tǒng)山西組，下石盒子組及二迭系上統(tǒng)上石盒子組。共含煤1720層，煤層總厚。其中有經(jīng)濟價值的為下而2迭統(tǒng)的山西組及下石盒子組。該兩含煤地層總厚度平均181m，煤層總厚，含煤系數(shù)58%，其中山西組的二2煤層為主要可采煤層，下石盒子組中可采和大部可采的煤層有三1、三22、三4。其特征表見表2-4。二2煤層為一穩(wěn)定較穩(wěn)定，結構簡單（偶含有泥巖夾矸一層）的中厚煤層。除井田西部受巖漿巖侵入影響變質(zhì)為天然焦或不可采外，全

22、區(qū)穩(wěn)定可采。三1煤層層位穩(wěn)定，平均厚度，其可采范圍集中在08線以南。04線以南以單層結構為主，以北漸為雙層結構，未受巖漿巖破壞。三22煤層較穩(wěn)定，平均厚度，受巖漿巖破壞范圍約占十分之一，從南向北單層結構漸變?yōu)殡p層至三層結構。三4煤層為一較穩(wěn)定不穩(wěn)定煤層?？刹煞秶鷥?nèi)平均厚度約為。單層與雙層結構的穿見層次基本相等，受巖漿巖影響的范圍占三分之一，煤層變質(zhì)為天然焦，而且結構變得復雜。表 2-4可采煤層特征一覽表煤層名稱可采煤層厚度（m）煤層平均間距（m）圍巖性質(zhì)煤層結構煤層穩(wěn)定性最小最大平均頂板底板三5泥巖砂質(zhì)泥巖細砂巖泥巖砂質(zhì)泥巖粉砂巖簡單較穩(wěn)定三4泥巖砂質(zhì)泥巖細砂巖泥巖砂質(zhì)泥巖炭質(zhì)泥巖較簡單較穩(wěn)定

23、三22泥巖砂質(zhì)泥巖中-細粒砂巖泥巖砂質(zhì)泥巖細-粉砂巖較簡單較穩(wěn)定三1泥巖砂質(zhì)泥巖細粒砂巖泥巖炭質(zhì)泥巖砂質(zhì)泥巖較簡單較穩(wěn)定二2泥巖砂質(zhì)泥巖中-粗粒砂巖泥巖砂質(zhì)泥巖細砂巖簡單穩(wěn)定-較穩(wěn)定煤質(zhì)二2煤層低灰份，特低硫、砱、高發(fā)熱量；理論分選比重1.7時，可選性為易選至極易選；化學活性好；抗碎強度及熱穩(wěn)定性中等，可作動力及民用煤，亦可用于氣化。三煤組各煤層煤質(zhì)的共同特點是，中至富灰分（三1時，選性中等；化學活性一般不佳；熱穩(wěn)定性差中等；強結渣，不易磨?？勺鲃恿?、發(fā)電及民用煤。各煤層煤質(zhì)主要特征見表 2-5。表2-5各煤層煤質(zhì)特征表煤層名稱水分M%灰分A%揮發(fā)份V%含硫量%含磷量%發(fā)熱量QJ/g二2712

24、4三226059三46354水文地質(zhì)（1）含水層及隔水層特征自上而下分為四個含水組： 新生界孔隙含水組：區(qū)內(nèi)松散地層沉積為沖積及湖積，其厚度受古地形影響而東薄西厚，南薄北厚。含水砂層一般為112層，平均總厚。淺部以大氣降水垂直滲入為主，中部及深部以水平側向滲透為主。屬孔隙承壓水。Q=0.0047.0L/s·m，k=0.623m/d。含水沙層之間及其與基巖之間厚度比較穩(wěn)定的粘土層形成天然的隔水屏障，局部地段與基巖處有透鏡狀砂層，所謂“天窗”，對淺部開采會有一定影響。 二迭系砂巖裂隙，孔隙含水組：主要由上、下石盒子組及山西組砂巖裂隙孔隙承壓水組成。其補給方式以水平側向滲透補給為主，滲透能

25、力差，富水性弱，徑流滯緩，以靜儲量為主，易于疏干。q=/s·m，k=0.5683.91m/d。 石炭系灰?guī)r裂隙含水組：主要含水層為石灰?guī)r，為砂巖?；?guī)r以L2、L3、L4、L7、L8、L9、L10地層比較穩(wěn)定，巖溶裂隙比較發(fā)育，但多被泥巖或鈣質(zhì)泥巖填充。補給方式為遠方側向補給滲透。q=0.000685/s·m，k=0.00492/d。 奧陶系巖溶裂隙含水組：區(qū)域范圍內(nèi)，在安徽省閘河煤田東西兩側出露，本煤田僅在芒山有局部出露，巖溶發(fā)育，富水性強。補給方式以遠方水平滲透為主。Q=0.000685/s·m，k=0.002/d。（2）井田水文地質(zhì)條件井田水文地質(zhì)條件類型為中

26、等簡單，其主要依據(jù)是： 直接充水含水層，三煤層和二煤層頂板砂巖含水性弱，單位涌水量一般小于/g·m，本應為簡單型，但F18以北存在太原組補給； 上復新生界含水層與基巖界面之間有厚度大于30m的粘土層阻隔，正常地段對煤系地層無充水作用； 下伏太原組灰?guī)r含水層與二2煤層之間有砂巖和泥巖組成的隔水層厚度在50m以上，正常地段二2煤層的開采不存在底板突水的威脅；（3）礦井預計涌水量井田南部和西部均以斷層構成阻水邊界，東部煤層露頭與粘土隔水層相連，只有北界F11斷層使二2煤與對盤太原組灰?guī)r相接，可視為弱補給邊界。礦井預計正常涌水量894m3/h，最大涌水量1627m3/h。開采技術條件（1）煤

27、層頂?shù)装宥?煤層頂板以砂巖為主，完整性和穩(wěn)定性較好，頂板較易管理，底板一般不會發(fā)生底鼓，三煤組各可采煤層由于間距較小，砂巖厚度薄且穩(wěn)定性較差。（2）瓦斯 井田內(nèi)瓦斯含量普遍較低，一般小于1cm3/g，由于構造和巖漿巖的熱力作用，僅個別點有富集現(xiàn)象（二2煤層6707孔cm3/g，6919孔cm3/g）；甲烷風化帶分布很廣很深，除個別富集點外，都屬于甲烷風化帶，直至800m以深。一般認為，瓦斯風化帶界面處的相對瓦斯涌出量為2m3/d左右。將礦井低定為低沼氣礦井管理。（3）煤塵無爆炸性到具微爆炸性。（4）各煤層均無自然發(fā)火傾向。3井田儲量、年產(chǎn)量及服務年限井田境界井田境界“趙橋礦區(qū)總體設計”及井田精

28、查地質(zhì)勘探所確定的井田境界為：東起二2煤層露頭線，西至F9斷層；北起F13斷層，南到F6斷層與城郊井田為鄰.井田南北走向長約km，東西寬平均 km，井田面積約km2。井田邊界見下圖。圖3-1井田的形狀和計算儲量分塊圖表3-1拐點坐標拐點xyA376646039445360B376506039443920C376237039445640D375904039445030續(xù)表3-1E375881039443730F376287039440720G376449039440720H376494039439500K376494039439500 井田儲量計算儲量時把井田劃分為三塊，計算出各塊的傾角，根據(jù)各

29、塊的面積和比重計算礦井的貯量。劃分情況見儲量分塊圖層，計算步驟如下：礦井工業(yè)儲量分塊一：煤層傾角見表3-2，鉆孔煤厚見表3-3。表3-2煤層傾角表垂線1234567傾角9°9°5°9°12°7°9°平均傾角=°；分塊一的面積S1=m2；保護煤柱面積S2=m2；表3-3鉆孔煤厚度表鉆孔煤層厚度（m）09120805650207096408煤層平均厚度d=m；3；A+B+C級為S1×÷COSb=萬t；A+B級儲量為（S1-S2）33÷COSb=萬t。分塊二：煤層傾角見表3-4，鉆孔煤厚見表

30、3-5。3-4煤層傾角表垂線891011傾角°°°°平均傾角b=°；分塊二的面積S1=m2；保護煤柱面積S2=m2；表3-5鉆孔煤厚度表鉆孔煤層厚度（m）1004670809066706761609116604650507070706060905196309；3；A+B+C級儲量為S1÷COSb=萬t；A+B級儲量為（S1-S2）33÷COSb=萬t。分塊三煤層傾角見表3-6，鉆孔煤厚見表3-7。表3-6煤層傾角表垂線1213141516傾角9°9°8°16°15°平均傾角g

31、°；分塊三的面積S1=m2；防水煤柱、斷層煤柱的面積為S2=m2；表37鉆孔煤厚度表鉆孔煤層厚度（m）67037602090509090910090409036603660266070811080208126504650307030705071807196405煤層平均厚度m；3；A+B+C級為 S1×÷COSg=萬t；A+B級儲量為（S1-S2）33÷COSg= 萬t。分塊四煤層傾角見表3-8，鉆孔煤厚見表3-9。表3-8煤層傾角表垂線1718192021傾角9°11°10°19°6°平均傾角g=11&

32、#176;；分塊四的面積S1=m2；防水煤柱、斷層煤柱和天然焦的面積為S2=m2；表39鉆孔煤厚度表鉆孔煤層厚度（m）0510051705056207621004110420041004080402610603210312030660126004021002020006煤層平均厚度d=2.6m；3；A+B+C級為 S1×÷COSg=萬t；A+B級儲量為（S1-S2）33÷COSg= 萬t。分塊五煤層傾角見表3-10，鉆孔煤厚見表3-11。表3-10煤層傾角表垂線2223242526傾角13°12°21°14°16°

33、平均傾角g=15.2°；分塊三的面積S1=m2；防水煤柱、斷層煤柱和天然焦的面積為S22；表311鉆孔煤厚度表鉆孔煤層厚度（m）64026403060206010607060606036305630263016307050405030502050104270426042904220404煤層平均厚度m；3；A+B+C級為 S1×÷COSg=萬t；A+B級儲量為（S1-S2）33÷COSg= 萬t。因此，整個井田的儲量如下：.2礦井設計儲量本井田只有F13、F39、F30、F29、Fd1五個斷層需要留設斷層防水煤柱，其它全部為小斷層不需要留設防水斷層，因以

34、F13、F29位井田邊界，井田邊界煤柱和這兩斷層防水煤柱合二為一，井田內(nèi)，大小村莊密布，且潛水位較高，為充分開發(fā)煤炭資源，本設計不留村莊煤柱，采用長壁冒落法遷村采煤。另外，本井田需要設置沖積層防水煤柱。正斷層上盤，按斯列薩廖夫公式計算的安全隔水層厚度作為開采點與防水層之間的最小距離，正斷層的下盤考慮到斷層的擺動及破碎帶的寬度，其煤柱寬度以30m計，井田境界煤柱寬度取40m。沖積層防水煤柱的留設，是根據(jù)其基巖性，基巖面上隔水層的厚度分別采用設計規(guī)范2-75條給出公式，計算防水煤巖柱的留設高度，計算結果與相鄰礦井劉橋礦井生產(chǎn)實踐經(jīng)驗公式計算結果基本相符。需要留設的斷層防水煤柱和沖積層防水煤柱的總面

35、積為9km2。井田平均煤厚12.08°。柱和沖積層防水煤柱的總量為：萬t。則礦井設計儲量為：=12萬t。礦井設計可采儲量礦井設計可采儲量=（礦井設計儲量工業(yè)場地煤柱井下護巷煤柱不可利用煤柱）×采區(qū)回采率；工業(yè)場地煤柱的面積為：km2；井下護巷煤柱面積為：3km2；根據(jù)公式（3-1）工業(yè)場地煤柱的總量為：6萬t，井下護巷煤柱的總量為：1萬t；則：礦井設計可采儲量=（-）×80=9萬t。3.3 礦井年產(chǎn)量及服務年限 年工作日為330天，每天三班作業(yè)，其中兩班生產(chǎn)，一班檢修。每天凈提升時間為14小時。表3-22井田儲量表開采水平工業(yè)儲量（A+B+C）（萬t）礦井設計儲量

36、（萬t）礦井可采儲量（萬t）永久煤柱損失設計儲量設計煤柱損失可采儲量斷層煤柱境界煤柱構筑物煤柱其它煤柱工業(yè)場地煤柱井下巷道煤柱其它煤柱-450m水平000礦井設計服務年限： （3-2）式中：T礦井設計服務年限，a；礦井可采儲量，萬t；礦井設計年產(chǎn)量，萬t/a；儲量備用系數(shù)，這里取。則服務年限40a，符合建中型礦井的要求，即此礦井設計年生產(chǎn)能力為150萬，服務年限為52.06。4井田開拓影響井田開拓方式的主要因素：（1）新生界地層厚度300430m，m，其厚度受古地形影響而東薄西厚，南薄北厚。（2）井田內(nèi)水文地質(zhì)條件屬于中等到簡單類型。二2煤層下距L8灰?guī)r平均78m，在正常地段不存在底板突水的威

37、脅。（3）低沼氣礦井；煤層不自燃；煤塵無爆炸至弱爆炸性，開采技術條件較簡單。（4）井田內(nèi)煤層傾角平緩，一般多在15°以內(nèi)，水文地質(zhì)條件中等到簡單，具備上下山開采的條件。（5）井田內(nèi)水文地質(zhì)條件屬中等到簡單類型。二2煤層下距L8灰?guī)r78m，在正常地段不存在底板突水的威脅。（6）地面村莊比較稠密。（7）三煤組與二煤組之間采用“上行”開采順序。井田開拓綜合考慮影響井田開拓的因素，主要矛盾是井田內(nèi)劃分，開采水平的數(shù)目和設置，運輸大巷的設置、井口及工業(yè)場地位置的選擇。先行確定的有：井筒形式、數(shù)目、位置，井底車場等。本井田表土層很厚，需使用特殊施工法，宜采用立井，開鑿一個主井、一 個副井、一個風

38、井。技術可行方案 綜合分析影響本礦井開拓的主要因素，提出了以下三個方案：方案一：采用立井單水平上、下山開拓方式，水平大巷設置在-560m處。方案二：采用立井單水平上、下山暗斜井延伸開拓方式，水平大巷設置在-560m處。方案三：采用立井兩水平上山及上下山，立井延深開拓方式，共設置兩個水平，第一水平設置在-450m處，采用上下山開拓，第二水平設置在-750m處，采用上山開拓。開拓圖如圖3-1。（a）（b）（c）圖3-1 技術上可行的三種開拓方案（a）方案一（立井單水平上下山）（b）方案二（立井單水平上下山暗斜井延伸）（c）方案三（立井兩水平上山及上下山，立井延深）技術比較單可靠.兩方案對比，方案三

39、需要多開立井井筒（2×300m），階段石門（1304m）和立井井底車場；并相應的增加了井筒和石門的運輸、提升、排水費用。而方案二則多開暗斜井井筒（傾角8°，2×1364m）和暗斜井的上、下部車場；并相應的增加了斜井的提升和排水費用。粗略估算（如表3-1）表明：方案三的費用低于方案二，同時考慮到立井的提升工作的環(huán)節(jié)少，人員上下較方便，在方案二中未計入暗斜井上、下部車場的石門運輸費用，以及方案三在通風方面優(yōu)于方案二，所以決定選用方案三。經(jīng)濟比較第一、第三方案有差別的建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營工程量、基建費、生產(chǎn)經(jīng)營費和經(jīng)濟比較結果，分別匯總于4-14-6。表4-1方案粗略估

40、算費用表方案項目方案三方案二基建費/萬元立井開鑿石門開鑿井底車場2×300×20000×10-4=9001304×5360×10-41000×6030×10-4=603主暗斜井開鑿副暗斜井開鑿上、下斜井車場1364×7035×10-41364×7705×10-4（300+500）×6000.3×10-4小計小計續(xù)表4-1生產(chǎn)費/萬元立井提升石門運輸立井排水=×4915.05×1.304×0.381=894×24×36

41、5×34.13×0.1525×10-4暗斜井提升立井提升排水（斜、立井）×4915.05×1.364×0.48=×4915.05×0.275×1.02=894×24×365×34.13（0.063+0.127）×10-4小計小計總計費用/萬費用/萬元百分率100百分率表4-2 建井工程量項目方案一方案三初期主井井筒副井井筒井底車場10001000主要石門0270運輸大巷17001700后期主井井筒0300副井井筒0300井底車場01000主要石門0600運輸大巷35

42、002000表4-3生產(chǎn)經(jīng)營工程量序號項目方案三方案一1主排水第一水平第二水平2大巷運輸前期后期3提升主井副井表4-4基建費用序號項目方案三方案一工程量投資工程量投資1初期井筒主井2副井3小計130914744大巷軌道大巷8005605003505皮帶大巷8005605003506小計1600112010007007總計242921748后期井筒主井300450009副井30045000小計6009000010大巷軌道大巷12808962250157511皮帶大巷12808962250157512小計256017924500315013井底車場巷道320016000014峒室250012500

43、015小計139828500016總計455855424500315017總投資費用/萬79715324表4-5 生產(chǎn)經(jīng)營費用序號項目方案三方案一1主排水第一水平第二水平2大巷運輸前期后期3提升主井副井4總計表4-6 費用匯總表方案一方案三費用/萬元百分率%費用/萬元百分率%初期建井費2174100基建工程費53241007971續(xù)表4-6生產(chǎn)經(jīng)營費100總費用100綜合比較綜合以上各表的內(nèi)容來看：方案三基建總投資多于方案一，方案一生產(chǎn)總經(jīng)營費用多于方案三，但兩者總費用相差%。本井田走向長度達到八千多米，傾斜長度達到四千多米，為了便于運輸和通風，需要將井田劃分為三個階段，只能選取兩個或兩個以上

44、的水平，本井田傾斜長度將近四千米，可以劃分為三個階段，即有利于運輸，通風又可以減少工程量，所以要劃分為三個階段。綜合以上兩個方案的優(yōu)缺點，確定選擇方案三，立井兩水平上山及上下山，立井延深開拓方式。井筒特征井筒特征尺寸井筒斷面尺寸主要是根據(jù)提升容器的種類、數(shù)量及外形尺寸確定。（1）主井m，裝備一對12t箕斗。主要用于提煤，可兼作輔助進風井。采用球扁鋼組合罐道。罐道梁采用樹脂錨桿固定。斷面尺寸如圖4-2。（2）副井mt雙層罐籠。用于升降人員、設備、進風、及其它輔助提升。井筒內(nèi)裝備懸臂鋼罐道梁，組合鋼罐道及單孔梯子間，敷設排水管、壓風管、灑水管、動力電纜和信號電纜等。罐道梁及梯子梁均采用樹脂錨桿固定

45、。斷面尺寸及尺寸如圖4-3。（3）中央風井 m，裝備雙孔密閉梯子間，主要用于回風，并兼作礦井的一個安全出口。斷面形狀及尺寸如圖3-4。圖4-2 主井斷面尺寸圖4-3 副井斷面尺寸圖4-4中央風井斷面尺寸井筒的支護材料及壁厚井壁是井筒的重要組成部分，其主要作用是承載地壓，防止圍巖風化等，具體的井壁的厚度等見井筒特征表4-7。表4-7井筒特征表井筒名稱主井副井中央風井井口坐標X376Y3944Z井筒深度495510415提升方位角9393183用途提煤，輔助進風升降人員、設備、進風及其它輔助提升回風、安全出口提升設備箕斗罐籠、梯子間梯子間斷面形狀圓形圓形圓形續(xù)表4-7井筒壁厚（m）表土基巖井筒斷面

46、（m2）凈掘表土基巖井筒深度井筒深度除自井口至開采水平的井筒長度外，還需要加井窩的深度。井窩深度：箕斗井為清理井底撒煤，平臺下再設4m井底水窩。故一般井筒需開挖到井底車場水平以下3040m。這里取30m。井筒深度見表3-7。井底車場及硐室井底車場是井田開拓的重要內(nèi)容之一，它與井型、大巷、井筒及位置都有密切的關系本井田大巷運煤采用膠帶運輸，膠帶的型號為 m寬強力膠帶輸送機。井底車場的形式本礦井設計年生產(chǎn)能力為150萬t/a，井下大巷煤炭運輸采用膠帶輸送機，井底車場軌道系統(tǒng)僅為輔助運輸服務?？紤]本礦井煤層傾角較小，考慮到礦井地質(zhì)條件比較簡單，井下采用單環(huán)臥式車場，主井井底車場和副井井底車場采用斜巷

47、連接，組成完整的井底車場。線路平面設計（1）井筒位置的確定本井田地表地勢平坦，井筒位置基本不受地表限制，取兩井筒垂直出車線的方向的距離為80m，平行于存車線的距離L根據(jù)存車線長度及井筒連接計算后確定，經(jīng)過計算取45m。井筒相互位置如圖4-5。圖4-5 井筒相互位置1主井中心線；2副井中心線；3副井儲車線（2）井底車場各存車線的計算：副井空重車線Lm×n×L1+L2+L3 （4-1）式中：L儲車線長度，m；m列車數(shù)；n每列車礦車數(shù)，取15；L1輛礦車長度m；L2電機車長度m；L3電機車制動距離，一般取1215m，這里取14m。代入數(shù)據(jù)×15×+4.5+14

48、=；考慮富余能力取100m。 材料存車線長度取15節(jié)材料車：L=10×=m （4-2）考慮富裕能力在這里取40m。（3）副井井底車場線路總平面布置見圖4-10。圖4-10 副井井底車場線路總平面布置圖 1主井 2副井 3主井重車線 4主井空車線 5主要運輸巷道確定井底車場主要巷道斷面及硐室位置（1）主井裝載系統(tǒng)的位置主井裝載系統(tǒng)設在-460m，見附圖2井田開拓平面圖。（2）在-450m水平井底車場內(nèi)，副井空重車線兩側設有主排水硐室、管子道、主變電硐室、密閉門硐室、電機車修理間、無軌車組裝硐室、調(diào)度室及等候室；車場回車線設有主井井底清理撒煤硐室；車場南端設有消防列車及消防材料庫、井下火

49、藥庫及廁所等；車場外南北翼軌道大巷內(nèi)均設有人車場及液壓支架停放線。風井落底設在-380m處與皮帶運輸大巷（回風巷）用回風斜巷相連接。-380m與-440mm水平，并以甩車場與聯(lián)絡斜巷相連。-370m水平設置兩翼膠帶輸送機的驅動裝置硐室及變電硐室。（3）井底煤倉的型式、容量及主井底清理撒煤方式在-410m與-460m之間，設有一號及三號井底煤倉，分別接納南北兩翼來煤。煤層型式為圓筒直徑，容量均為600t，總容量1200t。主井底撒煤經(jīng)漏斗落入沉淀池，沉淀脫水后用電扒清理裝入礦車，送至副井重車線上提外運。（4）水倉布置及清理方式在井底車場西側設置主、副水倉，總容量7152m3，可容納8小時礦井正常

50、涌水量。水倉沉淀物采用Z6-17型水倉清理機清理，裝入礦車，由絞車經(jīng)清理斜巷上提外運。（5）井下火藥庫火藥庫為壁槽式，容量120kg。新鮮風流由軌道大巷進入庫房，回風流經(jīng)火藥庫回風巷進入風井與井底車場聯(lián)絡斜巷，由風井排出。4.4.4井底車場本礦井采用臥式環(huán)形井底車場，主井距軌道大巷45m，副井距軌道大巷37m。開采順序及采區(qū)、采煤工作面的配置開采順序在整個井田的范圍內(nèi)，先開采靠近井筒的采區(qū)，再開采遠離井筒的采區(qū)，上山階段采用前進式開采，下山階段采用后退式開采。在一個采區(qū)的范圍內(nèi)，采用下行式開采，先開上區(qū)段，依次回采下面的區(qū)段。保證年產(chǎn)量的回采區(qū)段數(shù)和工作面數(shù)（1）本設計礦井年產(chǎn)量150萬t，兩

51、個采區(qū)同時開采，其中一個采區(qū)布置一個綜合機械化采煤工作面，年生產(chǎn)能力為70萬t，另一采區(qū)布置一個炮采工作面，年生產(chǎn)能力為20萬t。保障年產(chǎn)量時的綜采工作面線長： （4-3）=m這里取工作面線長400 m。式中：B采煤工作面總線長，m；A礦井設計年產(chǎn)量，t/a；X回采出煤率，一般取0.9；m同采煤層總厚度，m；煤層容重，t/m3；K3工作面采出率，這里??；L年推進度，m。=300×6×0.8×0.8=1052m； （4-4）式中：300礦井年工作日，天；n日循環(huán)數(shù)，個；正規(guī)循環(huán)系數(shù)，這里取；循環(huán)進度，m。（2）確定同采工作面?zhèn)€數(shù) N=（4-5） =2取同采工作面?zhèn)€數(shù)為2。（3）礦井年產(chǎn)量的驗算×200×1125×1.5×+×200×1125 =1464075t式中：An礦井同采工作面產(chǎn)量總和，t；第i號工作面采高，m；第i號工作面長，m；第i號工作面年推進度，m/a；第i號工作面煤的容重，