葛屯煤礦采礦設計畢業(yè)論文.doc

葛屯煤礦采礦設計畢業(yè)論文目 錄目 錄1摘 要3Summary4第一章 井田概述和井田地質(zhì)特征6第一節(jié) 礦區(qū)概況6第二節(jié) 井田地質(zhì)特征7第三節(jié) 煤層的埋藏特征10第二章 井田境界與儲量13第一節(jié) 井田境界13第二節(jié) 地質(zhì)儲量的計算13第三節(jié) 可采儲量的計算14第三章 礦井工作制度及生產(chǎn)能力15第一節(jié) 礦井工作制度15第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務年限15第四章 井田開拓17第一節(jié) 井田開拓方式的確定17第二節(jié) 達到設計生產(chǎn)能力時工作面的配備21第五章 礦井基本巷道及建井計劃23第一節(jié) 井筒、石門、與大巷23第二節(jié) 井底車場24第三節(jié)建井工作計劃25第六章 采煤方法27第一節(jié) 采煤方法的選擇27第二節(jié)確定采（盤）區(qū)巷道布置和要素28第三節(jié) 回采工藝及勞動組織28第四節(jié) 采（盤）區(qū)的準備與工作面接替30第七章 井下運輸32第一節(jié) 運輸系統(tǒng)和運輸方式的確定32第二節(jié)運輸設備的選擇和計算32第八章 礦井提升36第一節(jié) 主斜井中煤炭運輸36第二節(jié) 副井提升40第三節(jié) 礦井排水41第九章 礦井通風與安全43第一節(jié) 風量的計算43第二節(jié) 礦井通風系統(tǒng)和風量分配49第三節(jié)計算負壓及等積孔50第四節(jié) 選取扇風機54第五節(jié) 安全生產(chǎn)技術措施56第十章 經(jīng)濟部分59第一節(jié) 礦井設計概算59第二節(jié) 勞動定員和勞動生產(chǎn)率61第三節(jié) 綜合評價69第四節(jié) 存在的主要問題及建議69參考文獻71第一章 井田概述和井田地質(zhì)特征第一節(jié) 礦區(qū)概況礦區(qū)的地理位置及交通條件：葛屯井田位于山西省翼城縣西部、沁水煤田沁水盆地西南邊緣，行政區(qū)劃屬翼城縣葛屯鎮(zhèn)管轄。其地理位置為北緯353845355000，東經(jīng)11148451120152.5。區(qū)內(nèi)交通十分方便。翼城縣鄉(xiāng)間公路(三級)從選定的礦井工業(yè)場地南緣通過，進場公路直接與該公路相接。經(jīng)此公路往西南方向行約6km在北張村與晉（城）韓（城）公路相連，繼而可通向全國各地。礦區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設概況：本區(qū)工業(yè)主要有采煤、焦化、水泥、耐火材料、陶瓷等。農(nóng)作物有玉米、谷子、藥材、果品等。近年來林牧業(yè)有所發(fā)展。礦區(qū)電力供應基本概況：礦區(qū)電源一趟引自35kV變電站，另一趟引自翼城縣110kv變電所。礦區(qū)的水文概：井田內(nèi)無常年性河流，只有幾條沖溝在雨季匯集雨水向西流出井田，最終匯入汾河。礦區(qū)的地形與氣象： 葛屯井田屬黃土高原地帶，地勢總體上南北高、中間低，最高點位于井田東南部山包，標高+1105.3m，最低點位于井田西部邊界，標高+844.8m，最大相對高差260.5m。地貌類型屬黃土垣、梁、峁及沖溝，地形復雜，地面切割劇烈，溝谷縱橫，地表多為新生界黃土所覆蓋，常見有黃土陡巖，黃土峭壁節(jié)理發(fā)育。沖溝多呈“V”字型，溝底有零星基巖出露。本區(qū)屬大陸性氣候。一年內(nèi)四季分明，夏季午間較熱，早晚涼爽。據(jù)翼城縣氣象站資料表明：年平均氣溫12.5左右，一月為零下3.5；七月為25.5。年降水量約550mm，無霜期190d。第二節(jié) 井田地質(zhì)特征井田所屬的位置、勘探程度、地質(zhì)層位的概述、繪制井田綜合地質(zhì)柱狀圖葛屯井田位于山西省翼城縣西部、沁水煤田沁水盆地西南邊緣，行政區(qū)劃屬翼城縣葛屯鎮(zhèn)管轄。其地理位置為北緯353845355000，東經(jīng)11148451120152.5。在普查勘探區(qū)內(nèi)，自南向北，從中奧陶統(tǒng)馬家溝組至上二迭統(tǒng)石千峰組地層依次廣泛出露于各溝谷中。第三、四系地層不整合覆蓋在這些不同時代的基巖地層上，構(gòu)成垣、梁、峁及沖溝等黃土地形。井田內(nèi)地層由老至新有：中奧陶統(tǒng)馬家溝組（O2），中石炭統(tǒng)本溪群（C2）上石炭統(tǒng)太原群（C3），下二迭統(tǒng)山西組（P11）及下石盒子組（P12），上二迭統(tǒng)上石盒子組（P21）及石千峰組（P22），第三系上新統(tǒng)（N2），第四系更新統(tǒng)（Q 1-3），第四系全新統(tǒng)（Q4）。井田位于沁水盆地西南部，地層總體受一組寬緩褶皺控制，褶皺軸向北東東，傾伏角07，兩翼地層傾角一般為38。在井田西部發(fā)育一組由兩條大型正斷層形成的地塹，落差20140m，寬度約600700m，南北向貫穿井田。其余地段斷裂構(gòu)造較少，井田地質(zhì)構(gòu)造總體應屬簡單類型。井田內(nèi)煤系地層的主要地質(zhì)構(gòu)造（斷層、褶皺、陷落柱、火成巖侵入、沖侵帶等）的形式及分布，沖擊層厚度及地層的移動角。井田位于沁水盆地西南部，地層總體受一組寬緩褶皺控制，褶皺軸向北東東，層形成的地塹，落差20140m，寬度約600700m，南北向貫穿井田。其余地段斷裂構(gòu)造較少，井田地質(zhì)構(gòu)造總體應屬簡單類型。井田的水文地質(zhì)概況：地下含水層的情況、巖層間的透水性及井田的正常涌水量、最大涌水量、噸煤涌水系數(shù)A. 第四系全新統(tǒng)砂層Q4厚約10m，主要分布在史伯河、兩坂河、西白駒、楊家莊的一級階地。水位標高+640+838m，根據(jù)小河口水庫資料，滲透系數(shù)250m/d，北東南西流向，為豐富之空隙潛水。B第四系上更新統(tǒng)砂礫層Q3分布在楊家莊、東白駒、東史伯等溝谷內(nèi)。水位標高+740+905m，出露泉流量0.141.14L/s，為豐富含水層。C第四系中更新統(tǒng)砂礫層Q2 主要分布在葛屯垣上，水位標高+1106+689m，為當?shù)鼐用裰饕┧?，地下水流向與地形、地貌密切相關，出露泉流量0.050.60L/s，為較弱之水隙潛水。D第三系上新統(tǒng)礫石層N2分布在葛屯垣南北沖溝中，半膠結(jié)，出露泉流量0.020.45L/s，為較弱空隙水。E上二迭統(tǒng)上石盒子組砂巖P21裂隙孔隙水，除中部K12砂巖在北、東部出露，泉流量為0.503.35L/s，為豐富含水層外，其余各砂巖的泉流量都不超過1L/s，為較弱含水層。F下二迭統(tǒng)下石盒子組砂巖P12覆蓋在2號煤層頂板上的K8砂巖，裂隙不佳。L-24號孔僅見1m左右的裂隙帶。抽水涌水量0.0015L/s，出露泉流量0.040.138L/s，為較弱含水層。個別泉（52號等）由于受小窯采空區(qū)積水的補給，流量達10.26L/s。G下二迭統(tǒng)山西組砂巖P11分布在堯都上石門等地，一般流量小于0.33L/s，為較弱含水層。H上石炭統(tǒng)太原群K2石灰?guī)r出露于南部溝谷中，出露泉量0.0620.485L/s（102、203號斷層泉流量2.974.42L/s）為充氣帶裂隙水。鉆孔抽水量0.00229L/sm，一般消耗量0.02m3/h。牢寨井田區(qū)南部，如L-7、 L-8、L-24號孔距K2石灰?guī)r雖全部漏水，但埋藏在地下 水位+634m以上，故仍為較弱含水層。I中奧陶統(tǒng)石灰?guī)rO2區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)井泉，含水層分布在古侵蝕面以下較遠，是本層巖溶發(fā)育的重要特點。如L-24號孔距古侵蝕面86.80m，L-17號孔距古侵蝕面102.42m，水位標高+632.85+684.66m，為豐富含水層。含水層的補給、排泄及其水力聯(lián)系奧陶紀灰?guī)r在本區(qū)東南部，中條山東北部西治村雪泉嶺大面積出露，受水面積約30km2，形成補給區(qū)，本區(qū)4個孔奧陶紀水位觀測，高差51.81m，地下水流向為南東北西。 各含水層在垂直方向上無水力聯(lián)系，如K2與O2水位高差6.69m，奧陶紀含水層分布距古侵蝕面較遠，非裂隙溶洞部分還起著隔水墻的作用。對煤層的充水因素A含水層對煤層的充水影響K8砂巖為上部煤層（1、2號）主要充水層，對煤層的充水影響極??；下部煤層（9、10號）以K2石灰?guī)r為主要充水層，根據(jù)對含水層的分析，含水較弱，充水影響也較??；奧陶紀石灰?guī)r地下水在無斷裂貫通的情況下，無充水影響。B.地表水對礦井的充水影響C斷層對煤層的充水影響本區(qū)落差大于50m的斷層2條，均位于井田西緣。斷層導水性取決于斷層帶充填物及兩側(cè)地層巖性，泥巖一般含水性較弱，石灰?guī)r則較強，故不能排除落差較大的斷層附近有引起礦井突然涌水的可能。因此在開采過程中，應對其留設足夠的保安煤柱。鄰近生產(chǎn)礦井的水文地質(zhì)條件如下：新勝煤礦：開采2號煤，主要充水層為頂板砂巖，排水量36t/d，產(chǎn)煤量50t/d，富水系數(shù)0.72，其南部遇小窯采空，為含水性弱的礦井。西白駒小窯：開采2號煤，排水量4 t/d，產(chǎn)煤量15t/d，富水系數(shù)0.27，充水來源古窯積水，為含水弱的礦井。張家溝礦井：開采2號煤，產(chǎn)煤量60-70 t/d，井底無水。下交煤窯：開采1號煤，水不大，呈滴水狀態(tài)。綜合上述，上組煤層（1、2號）和下組煤層（9+10號）水文地質(zhì)條件都比較簡單，由此初步推測葛屯井田水文地質(zhì)條件也比較簡單根據(jù)地質(zhì)報告提供的礦井涌水量計算結(jié)果，礦井達到3.00Mt/a設計生產(chǎn)能力時，預計礦井正常涌水量150m3/h，最大涌水量為250m3/h。第三節(jié) 煤層的埋藏特征一、煤層的賦存特征：走向、傾向及傾角、埋藏深度等在井田內(nèi)的變化情況：井田內(nèi)主要含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組，共含煤11層，煤層總厚10.9m，含煤系數(shù)9.1%。主要可采煤層為山西組2號煤層和太原群9+10號煤層。2號煤層：結(jié)構(gòu)簡單、埋藏穩(wěn)定，直接頂為泥巖或炭質(zhì)泥巖、煤線與粉砂巖復合層，老頂為K8砂巖，底板為泥巖或砂巖。在本井田范圍內(nèi)，煤層厚度為0.464.37m，一般厚3.20m，井田大半部可采，東部不可采。9+10號煤層：為9號、10號煤層的合并層，全區(qū)穩(wěn)定可采。井田內(nèi)煤厚一般在3.416.73m，一般厚4.25m。含夾矸一層，結(jié)構(gòu)較復雜。頂板為K2石灰?guī)r，底板為泥巖。各煤層特征詳見表2-3-1。表 各可采煤層特征表 地層 煤層 編號煤層厚度（m）最小-最大一般層間距（m）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定程度層 位P1210-1.440.751071612135156551012簡單較穩(wěn)定K8砂巖上36mP112上0-1.230.35簡單不穩(wěn)定20.46-4.373.20簡單穩(wěn)定K8砂巖下C350-0.40簡單不穩(wěn)定K7砂巖下60-0.40簡單”6下0-0.30簡單”太原群上段砂質(zhì)泥巖下70-1.150.45簡單”太原群K4-K3石灰?guī)r間80-0.660.33簡單較穩(wěn)定8下0-0.880.50簡單”太原群K3-K2石灰?guī)r間9上0-1.030.55簡單穩(wěn)定太原群K2石灰?guī)r兩分層間9+102.41-6.474.25較復雜穩(wěn)定太原群K2石灰?guī)r下煤質(zhì)據(jù)地質(zhì)報告，本井田2號原煤工業(yè)分析指標為：水分（Mad）1.05%，灰分（Ad）17%，揮發(fā)份（Vdaf）1017%，全硫（St,d）0.40%，發(fā)熱量34.31MJ/kg，為特低硫、低中灰、高發(fā)熱量之優(yōu)質(zhì)貧瘦煤，為良好的煉焦配煤、電廠用煤和動力用煤。9+10號原煤工業(yè)分析指標為：水分（Mad）1.35%，灰分（Ad）1220%，揮發(fā)份（Vdaf）10%，全硫（St,d）3.0%，發(fā)熱量33.72MJ/kg，為富硫、低中灰、高發(fā)熱量之貧煤，經(jīng)脫硫技術處理、降低煤中的硫分后，可做電廠用煤和動力用煤。根據(jù)翼煤發(fā)（2002）第86號“關于對牢寨煤礦等43座礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果的報告”，本區(qū)2號煤層瓦斯相對涌出量一般0.925.7m3/t，絕對瓦斯涌出量為1.293.3m3min，均為低瓦斯礦井，由此推測葛屯礦井也應為低瓦斯礦井。該區(qū)未作過煤塵爆炸性指數(shù)及煤的自燃傾向試驗測試，但據(jù)可燃基揮發(fā)分在1113之間，推斷煤塵爆炸性較弱。據(jù)對鄰近生產(chǎn)礦井調(diào)查，本區(qū)從未發(fā)生過煤塵爆炸事故及煤的自燃現(xiàn)象。本井田未作這方面的工作，參照鄰近生產(chǎn)礦井井溫資料，9+10煤層最高溫度為23，屬地溫正常區(qū)，恒溫帶深度在70m左右。瓦斯、煤塵、煤的自燃性及地溫根據(jù)翼煤發(fā)（2002）第86號“關于對牢寨煤礦等43座礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果的報告”，本區(qū)2號煤層瓦斯相對涌出量一般0.925.7m3/t，絕對瓦斯涌出量為1.293.3m3min，均為低瓦斯礦井，由此推測葛屯礦井也應為低瓦斯礦井。該區(qū)未作過煤塵爆炸性指數(shù)及煤的自燃傾向試驗測試，但據(jù)可燃基揮發(fā)分在1113之間，推斷煤塵爆炸性較弱。據(jù)對鄰近生產(chǎn)礦井調(diào)查，本區(qū)從未發(fā)生過煤塵爆炸事故及煤的自燃現(xiàn)象。本井田未作這方面的工作，參照鄰近生產(chǎn)礦井井溫資料，9+10煤層最高溫度為23，屬地溫正常區(qū)，恒溫帶深度在70m左右。本次設計對象為全井田的所有穩(wěn)定可采煤層，即2號。2號煤層容重分為1.40t/m3 ，可采面積為49.5km2。第二章 井田境界與儲量第一節(jié) 井田境界井田邊界的描述。邊界確定的依據(jù)及性質(zhì)（自然邊界和人為邊界，有無擴區(qū)的可能）；井田走向長度和傾向長度（包括最大最小和平均值）、井田的面積: 葛屯井田位于山西省翼城縣西部、沁水煤田沁水盆地西南邊緣，行政區(qū)劃屬翼城縣葛屯鎮(zhèn)管轄。其地理位置為北緯353845355000，東經(jīng)11148451120152.5。井田范圍葛屯井田由以下9個坐標點連線圈定，拐點坐標如下：1.X=3958000 Y=195876002.X=3958000 Y=195817503.X=3959000 Y=195810004.X=3962000 Y=195810005.X=3967500 Y=195831206.X=3967500 Y=195847007.X=3965250 Y=195847008.X=3965250 Y=195862009.X=3964550 Y=19587600井田南北走向長6.559.50km，東西傾斜寬1.586.60km，面積49.5km2。井田內(nèi)2號煤層埋藏深度為375665m。第二節(jié) 地質(zhì)儲量的計算由于井田內(nèi)主要可采煤層厚度變化不是太大，地層平緩，其傾角均小于15，故采用煤層鉛垂厚度和水平投影面積來估算資源量。估算公式為：M=s.h.d式中：M資源量 ts水平投影面積 m2h煤層厚度 md容重 t/m3 代入公式算得：礦井地質(zhì)儲量為405.482Mt，2號煤層地質(zhì)儲量為110.208Mt第三節(jié) 可采儲量的計算一、礦井工業(yè)儲量計算：本井田面積:49.5平方公里。煤層賦存條件較好，頂?shù)装鍡l件良好。2號煤層平均厚3.2米，其工業(yè)儲量計算如下： Zc = S h 式中， Zc 表示礦井工業(yè)儲量 S 表示井田面積H 表示煤層厚度表示煤的密度，即容重代入公式算得：2號煤層工業(yè)儲量為221.76mt二、礦井可采儲量的計算：礦井可采儲量： Z = （ Zc P ） C式中 Z 表示礦井可采儲量 Zc 表示礦井工業(yè)儲量 P 表示保護工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱損失量，本礦井按儲量的20%計算C表示采區(qū)采出率， 2號煤層都屬于中厚煤層，故取 C = 0.8即，本礦井可采儲量為： Z = 141.93mt 第三章 礦井工作制度及生產(chǎn)能力第一節(jié) 礦井工作制度礦井正常工作的制度對其管理及生產(chǎn)的正常、高效運轉(zhuǎn)都是非常重要的。依據(jù)規(guī)范礦井年工作日為330天。關于工作制度，按每班完成的循環(huán)次數(shù)應為整數(shù)，即每一個循環(huán)不要跨班完成，否則不便于工序之間的銜接，施工管理也比較困難，不利于實現(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)。本設計采用“三八”制，每天三班作業(yè)，每班工作八小時，兩班半生產(chǎn)，半班維修,邊采邊準,每天凈提升14h。第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務年限一、礦井生產(chǎn)能力：礦山生產(chǎn)能力是礦山建設最重要的問題之一,生產(chǎn)能力確定的正確與否直接關系著企業(yè)投資和經(jīng)濟效益的好壞,因此必須認真的深入的調(diào)查研究以確定好礦山的生產(chǎn)能力 根據(jù)實際情況、井田境界、煤層賦存條件、煤炭需求量及生產(chǎn)的需要和設計任務書，確定本井田年產(chǎn)量為150萬t/年。二、礦井服務年限的計算：礦井生產(chǎn)能力及服務年限是衡量礦區(qū)開拓的主要內(nèi)容，它的大小體現(xiàn)了礦井的開采程度，它不但影響一個礦井的開采技術經(jīng)濟效果，而且影響到整個礦區(qū)乃至國民經(jīng)濟的發(fā)展。如果礦井生產(chǎn)能力確定過小，其服務年限可能過長，將大量積壓已勘探的煤炭資源，反之若生產(chǎn)能力過大，可能造成礦井長期達不到設計產(chǎn)量或生產(chǎn)分散，接替緊張以致礦井服務年限過短，礦井很快報廢，機械設備不能發(fā)揮其應有的能力，造成投資大收益小，且過短的服務年限會影響到其它工業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。因此規(guī)程規(guī)定了大，中，小型礦井的服務年限以及生產(chǎn)能力與服務年限的關系式： P=Z/(AK ) 式中 P礦井服務年限(，a Z 礦井可采儲量，萬t 。 (Z=14193萬t ) A礦井設計生產(chǎn)能力，萬t/年。 K 儲量備用系數(shù)，一般取1.4礦井服務年限： P=14193/（150*1.4） =67.6（a）則 ，P=67.6年，因為此礦井只考濾設計開采第一水平，只開采2號煤層，礦井設計服務年限大于50年，符合設計規(guī)范對大型礦井的有關規(guī)定。 我國各類井型的礦井和服務年限見表3-2-1 表3-2-1 我國各類井型的礦井和服務年限井型設計生產(chǎn)能力(萬t/a)礦井服務年限第一開采水平設計服務年限（煤層傾角25o特大300及以上6030大1201501802405025中4560904020小9152130各省自定第四章 井田開拓第一節(jié) 井田開拓方式的確定一、確定開拓方式的主要原則1、確定井筒的形式、數(shù)目及其配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置2、合理地確定開采水平數(shù)目和位置3、布置大巷及井底車場4、確定礦井開采程序，作好開采水平的接替 5、進行礦井開拓延深，深部開拓及技術改造6、力求簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，盡量減少井巷工程量；7、盡可能提高機械化程度，提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)安全高效；8、投資少，工期短，見效快。二、開拓方案的確定1、工業(yè)場地位置的選擇葛屯井田位于山西省翼城縣西部、沁水煤田沁水盆地西南邊緣，行政區(qū)劃屬翼城縣葛屯鎮(zhèn)管轄。其地理位置為北緯353845355000，東經(jīng)11148451120152.5。葛屯井田屬黃土高原地帶，地勢總體上南北高、中間低，最高點位于井田東南部山包，標高+1105.3m，最低點位于井田西部邊界，標高+844.8m，最大相對高差260.5m。地貌類型屬黃土垣、梁、峁及沖溝，地形復雜，地面切割劇烈，溝谷縱橫，地表多為新生界黃土所覆蓋，常見有黃土陡巖，黃土峭壁節(jié)理發(fā)育。沖溝多呈“V”字型，溝底有零星基巖出露?？v觀全井田地勢，工業(yè)廣場選擇較困難，根據(jù)實地勘查，考慮地形條件結(jié)合煤層賦存情況，工業(yè)廣場可選擇為由以下坐標圈定X= 3961875 Y=19583000 X= 3961875 Y=19584000X= 3963000 Y=19584000 X= 3963000 Y=19583500X= 3962350 Y=19583200X=3962350 Y=19583000如此選擇工業(yè)廣場，工業(yè)廣場工廣地面開闊，有足夠的場地布置主、副井地面生產(chǎn)系統(tǒng)；目前已具備較好的供電條件，地面運輸條件良好，供水距離較近，征地費用較便宜。并且位于井田儲量的中央，對井下開拓布置有利，礦井運輸和通風較有利。根據(jù)上述技術分析，工業(yè)廣場選擇于內(nèi)各有優(yōu)缺點，尚需結(jié)合井下開拓部署進一步經(jīng)濟比較來確定。2、井筒形式確定工業(yè)廣場位于如上坐標圈定點，該處煤層埋深約440m左右，可供選擇的井筒形式有立井，斜井，斜井加立井。方案一采用主斜、副立井及邊界回風立井開拓方式，主斜井X=3962091.107，Y= 19582750.595，作為主提升井，副立井內(nèi)作為運送材料、提升矸石之用，采用料石砌碹支護方式，主井筒內(nèi)鋪設膠帶輸送機，作為主提升井，擔負全礦井的煤炭提升任務，井筒方位角為179.324，井筒傾角為25。兼作進風井，同時布置所需綜合管線，主井內(nèi)鋪設臺階并安裝扶手作為礦井的安全出口。副立井X=3962127.349，Y=19582992.408，井筒方位角為165.952。，采用料石砌碹支護方式，井筒內(nèi)裝有罐籠，擔負全礦井的矸石、材料、人員。這樣布置一是礦通風能力不受限制，其次，這樣布置對于管理水平不高的地方礦來生產(chǎn)干擾小，易于管理。方案二采用雙雙斜井開拓，主斜井內(nèi)鋪設膠帶輸送機，作為主提升井，擔負全礦井的煤炭提升任務，井筒方位角為90，井筒傾角為25。兼作進風井，同時布置所需綜合管線，主井內(nèi)鋪設臺階并安裝扶手作為礦井的安全出口。，風井為邊界專用回風井。這種布置方式投資大，但礦井通風能力大，生產(chǎn)干擾大，要求較高的生產(chǎn)管理水平。3、開采水平的劃分本礦井開采的只有一層煤，即二號煤層，平均厚度為3.2m， 2號原煤工業(yè)分析指標為：水分（Mad）1.05%，灰分（Ad）17%，揮發(fā)份（Vdaf）1017%，全硫（St,d）0.40%，發(fā)熱量34.31MJ/kg，為特低硫、低中灰、高發(fā)熱量之優(yōu)質(zhì)貧瘦煤，為良好的煉焦配煤、電廠用煤和動力用煤。所以只用一個水平來開采4、運輸和回風大巷位置的確定所有的大巷布置在2號煤層中，沿號2煤層底板掘進，巷與巷之間的距離留50米，因為所有的巷道在同一煤層中，所以需要搭接風橋來連接，回風大巷， 2號層各工作面直接或通過進風斜巷與運輸大巷相聯(lián)、通過軌道材料回風斜巷與軌道大巷相聯(lián)。所以，大巷布置推薦采用在煤層中布置方式，運輸和回風大巷均布置于2號煤層中，大巷均采用半圓拱形斷面，錨噴支護。5、礦井通風系統(tǒng)分析本礦井煤層賦存較深，因此，可考慮在井田兩翼處開掘回風井，或者利用已關閉的井筒作為回風井，這樣布置，礦井通風費用省。通過與礦方磋商，在上述地方可以保證雙回路供電，因此，可采上述方式通風系統(tǒng)。6、井田開拓方案:根據(jù)開拓方式布置原則、工業(yè)場地位置的選擇和煤層賦存條件，設計提出了兩個開拓方案進行比選，方案分述如下：方案一：工業(yè)廣場可選擇為由以下坐標圈定X= 3961875 Y=19583000 X= 3961875 Y=19584000X= 3963000 Y=19584000 X= 3963000 Y=19583500X= 3962350 Y=19583200X=3962350 Y=19583000，采用主斜副立井、立井回風開拓方式，主斜井X=3962091.107，Y= 19582750.595，作為主提升井，副立井內(nèi)作為運送材料、提升矸石之用，采用料石砌碹支護方式，主井筒內(nèi)鋪設膠帶輸送機，作為主提升井，擔負全礦井的煤炭提升任務，井筒方位角為179.324，井筒傾角為25。兼作進風井，同時布置所需綜合管線，主井內(nèi)鋪設臺階并安裝扶手作為礦井的安全出口。副立井X=3962109.819，Y=19582483.073，井筒方位角為90。，采用料石砌碹支護方式，井筒內(nèi)裝有罐籠，擔負全礦井的矸石、材料、人員。這樣布置一是礦通風能力不受限制，其次，這樣布置對于管理水平不高的地方礦來生產(chǎn)干擾小，易于管理。主斜井長1010m，主井筒內(nèi)鋪設膠帶輸送機，作為主提升井，擔負全礦井的煤炭提升任務，同時布置所需綜合管線，主井內(nèi)鋪設臺階并安裝扶手作為礦井的安全出口，并兼作進風井。副立井，深為417m，井筒內(nèi)裝有罐籠，擔負全礦井的矸石、材料、人員運輸任務，并兼作進風井，井筒內(nèi)設置安全出口。回風立井（一）X=3960008.856，Y=19582600.666，井筒垂深587m；回風立井（二）X=3963546.43，Y=19582601.283，井筒垂深540m; 回風立井（三）X=3965209.982，Y=19582409.15，井筒垂深635m。礦井通風系統(tǒng)為中央邊界式。方案二：工業(yè)廣場由以下坐標點圈定X=3964500 Y=19585600X=3964500 Y=19586400X=3965500 Y=19586400X=3965500 Y=19585600主副斜井開拓，邊界式通風，主立井X=3966065.16，Y=19585611.912，井筒傾角為25o ，井筒斜長1692m，主斜井內(nèi)鋪設膠帶輸送機，作為主提升井，擔負全礦井的煤炭提升任務；副斜井X=3966124.599，Y=19585612.523，井筒斜長1687m，井筒內(nèi)鋪設雙軌，采用防暴柴油機卡軌車牽引1.5t礦車擔負全礦井的材料、設備、矸石等全部提升任務，并兼作進風井，同時布置所需綜合管線，主井內(nèi)鋪設臺階并安裝扶手作為礦井的一個安全出口。風井1：X=3966184.91，Y=19582270，井筒方位角為270。，井筒深650m，風井2：X=3962996.734，Y=19581039.674，井筒方位角為270o，井筒深645m，風井3：X=3962996.81,Y=19585165.658, 井筒方位角為91.396。井筒深365m,風井4:X=3959184.568,Y=19581678.558, 井筒方位角為271.973。井筒深480m。風井井筒凈斷面19.625，采用料石砌碹支護方式，井筒內(nèi)鋪設臺階并安裝扶手作為礦井的一個安全出口。三、開拓方案的比選方案技術比較見表2-3-1。表2-3-1 開拓方案技術比較表方案一方案二主 斜井，斜長 1010m主斜井，斜長 1692m副立井，垂深 417m副斜井，斜長 1687m回風立井1， 垂深587 m回風立井2，垂深540m回風立井3，垂深630m回風立井1，垂深650m回風立井2，垂深500m回風立井3 垂深585 m優(yōu)點地面運輸條件良好；地面雙回路供電條件已具備；地面供水距離短；工廣征地費用低；工業(yè)廣場壓煤較少；生產(chǎn)管理簡單，干擾小；通風能力較強。工廣在儲量中心，生產(chǎn)經(jīng)營費用低。井下生產(chǎn)環(huán)節(jié)較少，主、輔運輸設備投資較?。坏孛孢\輸條件良好；地面雙回路供電條件已具備；地面供水距離短；工廣征地費用低；工業(yè)廣場壓煤少；缺點井下巷道總長較長；井筒掘進費用較高。工廣不在儲量中心，生產(chǎn)經(jīng)營費用高。井下生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多，主、輔運輸設備投資大；井下巷道總長較長。井筒掘進費用較高。四、采區(qū)劃分及開采順序根據(jù)選定的開拓方案, 整個礦井劃分為一個水平。礦井開采順序首先投產(chǎn)2號層的1采區(qū),然后接著采其他的采區(qū)；在開拓方案一（圖）中已標出。第二節(jié) 達到設計生產(chǎn)能力時工作面的配備根據(jù)煤炭工業(yè)設計規(guī)范規(guī)定，礦井設計移交生產(chǎn)標準為60萬t以上的礦井：（1）井上，下各生產(chǎn)系統(tǒng)基本建成，并能進行安全生產(chǎn)。（2）“三量”達到標準。（3）回采工作面長度一般不小于設計回采工作面長度的50%（4）工業(yè)廣場內(nèi)的行政，公共建筑及其設施全部建成。（5）居民區(qū)及其設施基本建成。根據(jù)這些規(guī)定，設計本井田在井田2號煤一采區(qū)內(nèi)首先投產(chǎn)，由于相鄰工作面之間開采影響比較大，所以在投產(chǎn)初期首先在2號煤層1采區(qū)的1號工作面開采,在開采完1工作面后 ,在開采2號工作面，依次順序開采，如果需要再在2號煤層1采區(qū)和2號煤層2采區(qū)之間聯(lián)合布置工作面同時開采,以達到預定產(chǎn)量.第五章 礦井基本巷道及建井計劃第一節(jié) 井筒、石門、與大巷一、井筒數(shù)目及用途礦井移交生產(chǎn)至達到設計能力時，先開鑿3個井筒，即主斜井、副立井、回風立井1，后期再開風井2。各井筒用途分述如下:（一）、主斜井：主井筒內(nèi)鋪設膠帶輸送機，作為主提升井，擔負全礦井的煤炭提升任務，井筒方位角為179.324，井筒傾角為25。兼作進風井，同時布置所需綜合管線，主井內(nèi)鋪設臺階并安裝扶手作為礦井的安全出口。（二）、副立井：副立井X=3962127.349，Y=19582992.408，井筒方位角為165.952。，采用料石砌碹支護方式，采用1t單層加寬雙車罐籠，擔負全礦井的矸石、材料、人員輔助提升任務，并兼作進風井和安全出口。（三）、風井：主要用來回風。井筒特征見表4-2-1 表4-2-1 井 筒 特 征 表井 筒 名 稱主井副井風井1風井2風井3井口坐標 緯距3962091.1073962109.8193960008.8563963546.433965209.982經(jīng)經(jīng)距19582750.59519582483.07319582600.66619582601.28319582409.15標高井口8658659979761020井底438448410436385井筒傾角2590909090井筒凈寬(m)5.07.05.05.05.0井筒凈斷面(m2)14.62538.46519.62519.62519.625井筒裝備采用膠帶輸送機，作為主提升井雙層加寬雙車罐籠(1t)井筒用途主運輸兼安全出口輔助運輸，并兼作進風井和安全出口回風井回風井回風井 備注新開新開 新開新開新開第二節(jié) 井底車場 一、井底車場形式 副井井底車場采用立井刀式環(huán)形車場，采用頂推調(diào)車。車場巷道采用半圓拱斷面，錨噴支護。二、井底車場硐室在副井井底布置有水泵房、水倉、中央變電所等主要硐室。井底車場巷道和主要硐室均采用半圓拱斷面，錨噴支護。 1、井下配電室及水泵房：本設計井下配電室及水泵房布置在副井井底2號煤下的底板巖層中布置。配電室和泵房底板標高高出井底車場底板0.5m，配電室和泵房凈寬3.6m，總長23.5m，其中配電室長11m，泵房長12.5m，中間利用防火門隔開，兩硐室各有一條通道與井底車場相連接。在兩硐室的通道內(nèi)都設有防火門和柵欄門。兩硐室與井底車場并聯(lián)通風。在泵房掘一個21.2m的長方形吸水井，混凝土澆筑。2、水倉：礦井在泵房北側(cè)布置主付水倉，布置在2#煤層底板巖石中。為了減少水倉內(nèi)的泥污量，在水倉入口段設溢水式沉淀池，水倉采用一部調(diào)度絞車牽引礦車清理，沉淀池人工清理。主、副水倉采用聯(lián)合布置的形式，即在2#煤底板巖石中掘一條巷，中間加隔墻。第三節(jié) 建井工作計劃一、礦井建設方式礦井建設考慮采用一次設計，一次建成的方式，主要理由如下：1、分期建設、分期投產(chǎn)方式生產(chǎn)與施工相互干擾，對生產(chǎn)組織不利。2、有利于盡早向集團公司提供足量的煤炭。二、施工方法在礦建、土建、設備安裝三類工程的施工中，應盡力提高機械化水平，三類工程的施工應充分利用時間和空間，采取平行交叉作業(yè)，加快建井速度，縮短建井工期。合理使用人、材、物力，提高礦井建設的經(jīng)濟效益，地面生產(chǎn)系統(tǒng)應與礦井同步建設，同步投入使用。三、礦井移交標準礦井移交標準如下：一個帶區(qū)一個工作面，全部掘進設備安裝到位。項目完成時井筒工程量460m左右，巖巷2500m左右，煤巷7500多米，同時，地面生產(chǎn)及輔助設施也應同步完成。四、施工進度指標確定施工進度指標的確定以煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范為依據(jù)，同時參考了國內(nèi)施工隊伍的實際水平進行確定，井巷工程施工進度具體指標確定如下：立井井筒表土段：20m/月主斜井井筒基巖段：92m/月回風立井井筒基巖段：70m/月副立井井筒基巖段：50m/月半煤巖錨噴巷道：250m/月半煤巖錨桿巷道：300m/月巖巷：150m/月煤巷：400m/月傾斜巖巷：100m/月硐室300m3月五、建井工期礦井施工工期為26個月，井巷工程與地面設施同步施工，同步建成。井巷工程施工進度詳見施工進度表。第六章 采煤方法第一節(jié) 采煤方法的選擇一、采煤方法的選擇及其依據(jù)葛屯煤礦設計生產(chǎn)能力為150萬t/a，為大型井。根據(jù)2號煤層賦存情況、開采技術條件和管理水平，本著投資少、見效快、安全性好和回采率高的原則，經(jīng)技術比較后，確定采用傾斜長壁采煤法。二、回采工作面的個數(shù)、產(chǎn)量及裝備設計采用一個綜采工作面保證礦井1.5Mt/a產(chǎn)量，綜采工作面布置于2號煤層中。2#煤層平均厚3.2m，一次采全高，工作面長170m.回采工作面生產(chǎn)能力按下列公式計算：Q采=L.Vo.M.r.C式中：Q 工作面年產(chǎn)量， t/a； L 工作面長度， 170m； Vo工作面年推進度， 1980m； M工作面采高， 3.2m r-煤的容重， 1.40t/m3；C1采煤工作面采出率， 取0.93；則礦井年生產(chǎn)能力Q1 = L.Vo.M.r.C1=170*1980*3.2*1.40*0.93=1402410.24t/ak1-采區(qū)掘進出煤系數(shù) 取為：1.1一個工作面產(chǎn)量為1542651.264t/a，滿足設計生產(chǎn)能力要求。三、回采工作面回采方向與接替回采工作面采用后退式回采。工作面采用順序接替。四、采區(qū)及工作面回采率根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范，。2號煤層采區(qū)回采率為75，工作面回采率為93。第二節(jié)確定采（盤）區(qū)巷道布置和要素從主運輸大巷沿煤層向西掘采區(qū)運輸巷主要用來出煤，進風。從輔助運輸大巷沿煤層向西掘采區(qū)輔助運輸巷，主要用來下料，出矸，進風。從回風大巷掘沿煤層向西掘進采區(qū)回風巷，主要用來回風，所有的巷道都沿煤層掘進，為了保證巷道斷面，需要對煤層進行挑頂或臥底，當采區(qū)巷道掘好后，掘開切眼布置工作面。垂直運輸、把井田劃分為五個采區(qū)，在將每一個采區(qū)劃分為若干個區(qū)段，在每一個區(qū)段內(nèi)沿走向布置單一走向長壁采煤工作面，區(qū)段之間留設寬度為20m的煤柱，回采工作面長度為170m，工作面年推進長度約為1980m，工作面運輸斜巷和回風斜巷采用雙巷布置、雙巷掘進。在一采區(qū)中先采1工作面，然后分別由北向南依次開采。第三節(jié) 回采工藝及勞動組織一、回采工藝該煤礦井田地質(zhì)條件較復雜，有斷層，煤層傾角較緩，2號煤層平均厚度為3.2m，頂、底板較穩(wěn)定。根據(jù)煤層賦存情況和開采技術條件, 確定采用綜合機械化采煤回采工藝方式。回采工藝過程如下：（一）采煤機落煤采煤工作面使用雙滾筒采煤機，其布置方式為：若面向工作面時，采煤機的右滾筒應為右螺旋，割煤時順時針旋轉(zhuǎn)；左滾筒為左螺旋，割煤時逆時針旋轉(zhuǎn)。采煤機運行時，其前端的滾筒沿頂板割煤，后端滾筒沿底板割煤，這種布置方式司機操作安全，煤塵少，裝煤效果好。工作面割煤方式為往返一次割兩刀，這種割煤方式效率高，適用于煤層賦存穩(wěn)定、傾角較緩的綜采面。采煤機的進刀方式為工作面端部割三角煤斜切進刀，使用割三角煤進刀方法，其進刀過程為：當采煤機割至工作面端頭時，其后的輸送機槽已移近煤壁，采煤機機身處尚留有一段下部煤；調(diào)換滾筒位置，前滾筒降下、后滾筒升起并沿輸送機彎曲段返向割入煤壁，直至輸送機直線段為止。然后，將輸送機移直；再調(diào)換兩個滾筒的上下位置，重新返回割煤至輸送機機頭處；將三角煤歌掉，煤壁割直后，再次調(diào)換滾筒位置，返程正常割煤。（二）移架液壓支架的移架方式采用單架依次順序式，支架沿采煤機牽引方向次前移，移動步距等于截深，支架移成一條直線，該方式操作簡單，容易保證規(guī)格質(zhì)量，操作安全，工作面環(huán)境好。（三）綜采面工序配合方式綜采面割煤、移架、推移輸送機采用及時支護的配合方式，即：采煤機割煤后，支架依次立即前移、支護頂板，輸送機隨移架逐段移向煤壁，推移步距等于采煤機截深。這種支護方式，推移輸送機后在支夾底座前端與輸送機之間要富裕一個截深的寬度，工作空間大，有利于行人、運料和通風；若煤壁容易片幫時，可先于割煤進行移架，支護新暴露出來的頂板。（四）綜采面端頭作業(yè)綜采面端頭支護方式采用單體支柱加長梁組成的邁步抬棚，該方式適應性強，有利于排頭液壓支架的穩(wěn)定。二、勞動組織形式根據(jù)工作面情況，采煤司機、機電維修、安全員、瓦斯員、送料工、開溜工、泵站司機、順槽皮帶司機為專業(yè)工種，由專人負責；其它工作如清煤等均由綜合工種完成。采煤工作面勞動組織見表5-2-2。表5-2-2 勞 動 組 織 表序號工種出 勤 人 數(shù)合計一班二班三班1班長兼質(zhì)量檢查11132采煤司機33393工作面開溜工11134運輸機司機11135轉(zhuǎn)載機司機11136泵站司機11137絞車司機11138電工、檢修工22269瓦斯員111310液壓支架222611安全員4441212綜合工種66624合計24242472第四節(jié) 采（盤）區(qū)的準備與工作面接替本礦井設計年產(chǎn)量為150萬噸，設計一個工作面同時開采達到設計生產(chǎn)能力，一個掘進工作面滿足礦井生產(chǎn)。 一、巷道斷面和支護形式井底車場巷道、大巷全部采用半圓拱斷面，錨噴支護，工作面分帶巷道采用錨桿支護，必要時加網(wǎng)和鋼帶。二、巷道掘進進度指標巷道掘進進度指標采用如下數(shù)值：半煤巖錨噴支護巷：250 m/月；半煤巖錨桿支護巷：300 m/月；傾斜巖巷：100 m/月；煤巷：400 m/月。三、掘進工作面?zhèn)€數(shù)和掘進面的機械配備為了保證采煤工作面正常接替，根據(jù)回采工作面和掘進工作面的推進速度，全礦配備兩個掘進工作面，一個綜掘工作面用于2號煤層巷道掘進，一個綜掘工作面用于大巷掘進及有關硐室施工。 綜掘工作面機械設備配備見下表: 綜 掘 工 作 面 機 械 設 備 配 備 表設備名稱型號容量（KW）單位備用掘進機EL-90145.8臺1帶式轉(zhuǎn)載機ES-65015部1雙向運輸皮帶SSJ650/22244部1濕式除塵器SCF-618.5臺1水泵3BA-13B2.2臺5局扇JBT51-25.5臺2錨桿機RB1-50L37.3臺3噴漿機2PG-5.5臺1攪拌機安5.5臺1四、礦井采掘比例關系和掘進矸石率全礦有一個回采工作面，兩個掘進工作面，采掘比為1：2由于該礦運輸大巷和回風軌道大巷均為半煤巖巷,所以預計矸石量較少,。 五、工作面接替一帶區(qū)工作面推進長度為2538米，年推進度為1980米，即每個區(qū)段采煤時間為一年多。工作面接替采用順序接替，即先采1再采2、3、4依次開采。順槽掘進以可以滿足工作面接替為宜。大巷掘進以超前掘進工作面100米左右為宜。由于采用綜掘，本礦井的掘進可以很容易就滿足。第七章 井下運輸?shù)谝还?jié) 運輸系統(tǒng)和運輸方式的確定根據(jù)選定的開拓方案,礦井大巷材料運輸采用電機車運輸，鋪設軌道；運輸大巷內(nèi)煤的運輸采用膠帶輸送機運輸。材料大巷采用RL100/400防暴柴油機卡軌車運輸，采用14號槽鋼軌距400毫米。采區(qū)內(nèi)輔助運輸采用防暴柴油機卡軌車和JD-40型調(diào)度絞車配合使用。各區(qū)段采出的煤，通過工作面運輸斜巷、運輸大巷、運至井底煤倉，再通過主斜井將煤運至地面。各區(qū)段所需的材料和設備，通過副立井下放至井底車場，再通過井底車場、輔助運輸軌道大巷、工作面材料斜運輸巷運至各工作面。各區(qū)段掘進所出的矸石，通過工作面材料運輸斜巷、輔助運輸軌道大巷、井底車場，通過副立井將矸石提至地面。各井巷鋼軌類型：輔助運輸軌道大巷22kg/m；工作面軌道運輸斜巷15kg/m。各巷道斷面見巷道斷面圖。第二節(jié) 運輸設備的選擇和計算一、礦車、材料和人車為滿足井下材料、人員、矸石、設備的運輸，布置軌道運輸大巷，目前，礦井輔助運輸方式正在不斷完善與發(fā)展中，并向多元化發(fā)展，新型的輔助運輸設備也各有優(yōu)缺點及適用條件，一般有以下幾種：無軌膠輪車，卡軌車，齒軌車，單軌吊，連續(xù)運輸車等，結(jié)合本礦特點，將各種新型輔運設備對本的適應性比較如下：無軌膠輪車：是大型及特大型礦井推薦采用的輔運設備，主要特點是：運輸效率高、速度快、用人少、安全性好，一般適用于