畢業(yè)設計（論文）雙鴨山礦業(yè)集團集賢煤礦2.4Mta新井設計

1、摘 要本設計新井為雙鴨山礦業(yè)集團集賢煤礦2.4Mt/a的新井設計，共有3層設計可采煤層，平均總厚度為16.18 m。設計井田的可采儲量為241Mt。服務年限為73a。單水平開采。本設計礦井采用雙斜井的開拓方式，集中大巷及采區(qū)石門的大巷布置方式。共劃分3個采區(qū)，其中首采區(qū)為一個采區(qū)，投產工作面1個。本設計采區(qū)為南一，大巷道裝車式下部車場，采用分區(qū)式通風，綜合放頂煤采煤。年工作日為300天，采用“四、六”式工作制，工作面長為200m，每刀進度為0.6m，每日割6刀。提升設備為主井采用大傾角帶式運輸機提升。關鍵詞: 回采工藝 放頂煤AbstractThe task of this design is

2、 to construct a 2.4million tons new shaft for ShuangYaShan Ming Administration.This mine has four minable Coal Seam, and its average thickness is 16.18 meters. Designed field of minable capacity is 241 million tons. It can adapt for 73years, and is divided into one level.This mine shaft is applied t

3、o double indined shaft development method; Layout of gathing gallergand mining district eross heading; This level is divided into 8 mining districts and 1 worked faces. Time of constructing shaft is 43.2 months. This worked fece is middle 1 and right 1 worked face, ords 300 days every year. Adapt “f

4、our-six” work situation, work face is 200 meters length of circle is 0.6meters, and times is 6 one day.Key words: mining technology; longwall coal mining methodPut top coal目 錄摘要IAbstractII緒論- 1 -第1章井田概況及地質特征- 2 -1.1 井田概況- 2 -交通位置- 2 -地形地勢- 2 -氣象及地震情況- 2 -水文地質情況- 2 -煤田開發(fā)史- 2 -工農業(yè)及原料供應狀況- 2 -水源及電源- 3

5、-1.2 地質特征- 3 -礦區(qū)范圍內的地質情況- 3 -井田范圍內和附近的主要地質構造- 3 -煤層賦存狀況及可采煤層特征- 3 -巖石性質、厚度特征- 4 -井田內水文地質情況- 5 -煤質、牌號及用途- 6 -第2章井田境界、儲量、服務年限- 7 -2.1 井田境界- 7 -井田周邊狀況- 7 -井田境界確定的依據- 7 -井田未來發(fā)展情況- 7 -2.2 井田儲量- 7 -井田儲量計算- 7 -保安煤柱的設計方法- 7 -儲量計算方法- 9 -儲量計算評價- 10 -2.3礦井工作制度、生產能力、服務年限- 10 -礦井工作制度- 10 -設計生產能力和服務年限- 10 -礦井服務年限

6、的確定- 11 -第3章井田開拓- 13 -3.1概述- 13 -3.2 礦井開拓方案的選擇- 13 -井筒形式和井筒位置- 13 -井筒的位置- 15 -開采水平的數(shù)目及高- 16 -開拓巷道的布置- 17 -3.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述- 18 -井筒形式和數(shù)目- 18 -井筒位置及坐標- 18 -水平數(shù)目及高度- 19 -石門、大巷數(shù)目及布置- 19 -井底車場的形式及選擇- 20 -煤層群的聯(lián)系- 21 -采區(qū)劃分- 21 -3.4 井硐布置和施工- 23 -井筒穿過的巖層性質及井硐支護- 23 -井筒布置及裝備- 23 -井筒延深意見- 25 -3.5 井底車場及硐室- 25 -井

7、底車場形式的確定及論證- 25 -井底車場的布置，存車線路，行車路線布置長度- 25 -通過能力計算- 28 -井底車場主要硐室- 30 -3.6 開采順序- 31 -沿煤層走向的開采順序- 31 -沿井田傾向的開采順序- 31 -采區(qū)接續(xù)計劃- 32 -第4章、采區(qū)巷道布置及采區(qū)生產系統(tǒng)- 33 -4.1 采區(qū)概述- 33 -采區(qū)布置的要求：- 33 -設計采區(qū)的位置、邊界，范圍及采區(qū)煤柱- 33 -采區(qū)的地質和煤層情況- 33 -采區(qū)的生產能力、儲量和服務年限- 33 -4.2 采區(qū)巷道布置- 34 -區(qū)段劃分- 34 -采區(qū)上山布置- 35 -采區(qū)車場布置- 37 -煤倉形式、容量及支護

8、- 38 -采區(qū)硐室簡介- 40 -回采工作面的接續(xù)- 40 -4.3 采區(qū)準備- 41 -采區(qū)巷道的準備順序- 41 -主要巷道的斷面圖- 41 -第5章采煤方法- 43 -5.1 采煤方法的選擇- 43 -采煤方法選擇的制約因素：- 43 -5.2采煤方法選擇- 43 -選擇和決定回采工作面的工藝過程及使用的機械設備- 43 -設備選型- 44 -選擇采煤工作面循環(huán)方式和勞動組織形式- 45 -第6章井下運輸與礦井提升- 47 -6.1 礦井井下運輸- 47 -運輸方式和運輸系統(tǒng)的確定- 47 -礦車的選型及數(shù)量- 47 -采區(qū)運輸設備的選擇- 48 -6.2 礦井提升系統(tǒng)- 49 -礦井

9、主提升系統(tǒng)的選擇與計算- 49 -第7章礦井通風安全- 51 -7.1 礦井通風系統(tǒng)的確定- 51 -概述：- 51 -礦井通風系統(tǒng)的確定- 51 -主扇工作方式的確定- 51 -7.2 風量計算與風量分配- 52 -礦井風量計算的規(guī)定- 52 -風量計算- 52 -風量分配- 54 -風速的驗算- 54 -風量的調節(jié)方法與措施- 55 -7.3 礦井通風阻力計算- 56 -確定全礦最大通風阻力和最小通風阻力- 56 -礦井等積孔計算- 57 -7.4通風設備的選擇- 58 -主扇的選擇計算:- 58 -電動機的選擇- 59 -7.5 礦井安全生產措施- 60 -預防瓦斯及煤塵爆炸- 60 -

10、火災與水患的預防- 60 -其他事故的預防- 60 -避災路線及自救<<規(guī)程>>規(guī)定- 61 -第8章礦井排水- 62 -8.1概述- 62 -礦井水來源及涌水量- 62 -對排水設備的要求- 62 -8.2 礦井主要排水設備- 63 -排水方式與排水系統(tǒng)簡介- 63 -主排水設備及管路的選擇計算- 64 -第9章技術經濟指標- 68 -總結- 70 -致謝- 71 -參考文獻- 72 -附錄 1- 73 -附錄 2- 77 -緒論近年來隨著國民經濟的發(fā)展和綜合國力的提高，能源的需求也越來越大，石油、天然氣、水力、核電等其他能源雖然有了較大的發(fā)展，但是煤炭仍然是我國的主

11、要能源，這種狀況在今后相當長的時間內不會有根本性改變。我國是煤炭資源豐富，儲量和產量均居世界前列。在新的時期下，就要要求我國煤炭工業(yè)加快改革的步伐，盡快擺脫原有粗放經營的舊模式，步入成本小、高產高效的良性循環(huán)軌道?？茖W技術的第一生產力，煤炭工業(yè)的發(fā)展依賴的是先進的煤炭先進技術，其中包括采礦工程技術。作為一名采礦專業(yè)的學生，也是即將成為煤炭行業(yè)的工程技術人員。在大學四年的學習中，掌握了很多的專業(yè)知識，為了能更好的鞏固和運用這些知識，借畢業(yè)設計這個機會我做了黑龍江省雙鴨山集賢礦的新井設計，而且我在畢業(yè)實習中也收集到了很多集賢礦的資料。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、排水通

12、風、設備選型以及礦井的各個系統(tǒng)。本設計使用了大量通風安全方面、采煤工藝方面、巖石力學方面以及CAD制圖方面的知識。在設計時，需要對礦井的地質情況、煤層的受力等情況進行必要的分析等工作。通過做本次畢業(yè)設計，學到更多的采礦專業(yè)知識，鞏固我所學過的各種知識，并且能夠很好的運用他們，從而也為我以后的工作打下良好的基礎。第1章 井田概況及地質特征1.1 井田概況交通位置集賢礦位于黑龍江省城雙鴨山境內，距雙鴨山市東北方向11km。其地理坐標為：東經: 1405100北緯：452200集賢礦的交通以鐵路、公路為骨干。有礦山鐵路專線與雙鴨山站相連；公路通達雙鴨山市、密山市等地。交通較為便利。地形地勢集賢礦區(qū)井

13、田地表為丘陵起伏，整個地勢為西南高，東北低。海拔最低標高為1215.3m，最高標高為1338.3m。氣象及地震情況集賢礦區(qū)屬于大陸性氣候。年平均降水量為462mm。最高氣溫為36C，最低氣溫為36C。春季秋季多風，春夏之際以西南風為主冬季以西北風為主。最大風速為21m/s集賢礦在史料中無地震發(fā)生過。水文地質情況集賢礦區(qū)境內無湖泊、水庫和溝塘。煤田開發(fā)史集賢煤田為新近開發(fā)，無開發(fā)歷史。工農業(yè)及原料供應狀況集賢井田周邊有農田和國有林地分布，可為礦區(qū)提供一部分農產品及生產原料。礦井建設及生產所需設備可由附近廠家提供。水源及電源集賢礦區(qū)水源來自開采地下水，能夠滿足生產與生活需要。生產與生活用電均來自雙

14、鴨山供電局。1.2 地質特征礦區(qū)范圍內的地質情況集賢礦區(qū)地層走向為EW，傾向為S,傾角為20º。地層厚度為350-40m。表土及風化帶厚度約20-63m，表土中無流沙巖。巖層多由泥巖及砂質泥巖構成。井田范圍內和附近的主要地質構造集賢井田范圍內的主要地質構造為斷層，有極少數(shù)的向斜和背斜，其中斷層共有2個，為一正一逆斷層，鉛直地層斷距在1040m之間，都是傾向斷層。詳見表（11），斷層特征表。表（11）斷層特征表序號斷層號與煤層走向關系基本特征延展情況控制情況擺動情況可靠程度走向傾向傾角性質落差1F1斜交N35ºE80ºSE45°逆40m北部60-18

15、77;30m可靠2F2斜交N20ºE75ºS48°正10m北部59-35±20m可靠煤層賦存狀況及可采煤層特征煤層賦存不太深，傾角在510º，詳見煤層賦存特征表。表（1-2） 煤層特征表序號煤層名稱層間距（m）圍巖硬度容重g/cm3煤層穩(wěn)定性 煤厚（m）傾角頂板底板102#2010泥巖砂質泥巖中硬1.4穩(wěn)定11.848°21#泥巖砂質泥巖中硬1.4較穩(wěn)定1.98°32#泥巖砂質泥巖中硬1.4較穩(wěn)定2.448°巖石性質、厚度特征煤層頂?shù)装宓暮穸纫话愣即笥?m,多為砂質泥巖。詳見煤層柱狀圖。煤層柱狀圖 圖（11）井田內

16、水文地質情況新建煤礦地形大部分屬漫崗，標高在1215-1338米之間，井田北部及中部為河谷水文地質區(qū)，西部及南部為丘陵水文地質區(qū)。巖層的富水性主要取決于構造裂隙的發(fā)育和補給條件，淺部各煤層除大氣降水補給地表強風化帶外，沒有其他來源，由于巖層裂隙發(fā)育程度而減弱，所以巖層的富水性有明顯的垂直分帶。由于巖性的不同，巖層的含水性極不均勻，不但存在著分帶規(guī)律且有分層規(guī)律。從涌水量可以看出，只有大氣降水通過強風化帶滲入井下，補給單一，采掘工程一般不受水害影響，防水工作較簡單，故水文地質條件屬簡單型。涌水量預計：計算公式K=Q/T式中 K為充水系數(shù)，Q為實測涌水量，T為原煤產量。選含水系數(shù)為1.3，產量按2

17、7萬t/月，則Q=(276000*1.3)/25*24=338 m3/h煤質、牌號及用途02號煤層為富灰，特低硫，高磷煤，經過洗選后成為特低磷煤，牌號QM，可作為煉焦、動力、民用及化工用煤。1號煤層為富灰，特低硫，經過洗選后成為特低磷煤，牌號QM，可作為煉焦、動力、民用及化工用煤。2號煤層為富灰，特低硫，經過洗選后成為特低磷煤，牌號QM，可作為煉焦、動力、民用及化工用煤。第2章 井田境界、儲量、服務年限2.1 井田境界井田周邊狀況西以邊界線，東以邊界線為井田邊界，北到斷層部分為界，南到店坪，井田東西走向長平均16 km南北走向0.84.6 km，集賢井田面積約為15.48Km2。井田境界確定的

18、依據1） 以大的斷層和勘探邊界為礦界；2） 以保證井田的合理尺寸，及與鄰近礦區(qū)處理好關系。井田未來發(fā)展情況由于本井田無斷層的影響，且02#煤層的厚度較大，投產時的產量可能很快達到設計生產能力，但隨著開采深度的增加，需要的工作面增加，新技術的運用，產量會有較大的提高幅度。2.2 井田儲量井田儲量計算參加儲量計算的煤層有02#、1#、2#共三層煤。根據煤炭資源地質勘探規(guī)范規(guī)定，工業(yè)指標確定為傾角小于25°煤層，能利用儲量選用厚度0.70m,灰分40%；暫不能利用儲量厚度為0.600.70m,灰分在40%-50%之間。傾角為20°，能利用儲量厚度選用0.60m,暫不能利用儲量選用

19、0.500.60m。保安煤柱的設計方法對于必須留設保護煤柱的建筑物和構筑物，當其形狀規(guī)整，且長軸與煤層走向或傾向平行時，宜采用垂直剖面法圈定保護邊界。.斜井井筒保護煤柱設計采用垂直剖面法；.工業(yè)場地保護煤柱按照數(shù)字標高投影法，工業(yè)場地壓煤近似為梯形。.煤層內煤柱一般來說，井田邊界煤柱40米，河流保護煤柱為河床兩側各40米，大的斷層一側留煤柱1540米，有時也要根據具體的情況而定。詳見表（21）。建筑物、構筑物保護煤柱的圍護帶寬度 表（21）建筑物和構造保護等級圍護帶寬度（米）井筒煤柱地面受護面積，包括井架、提升機房和圍護帶，圍護帶的寬度為20m，主副井筒保護煤柱以巖層邊界角圈定。工業(yè)廣場地面受

20、護面積包括工業(yè)產地內為煤炭生產直接服務的工業(yè)廠房、服務設施和圍護帶，圍護帶的寬度為20米，煤按巖層移動角圈定。詳見表（22）。地質條件及沖積層和基巖移動角值 表（22）井筒長度煤層厚度煤層傾角沖積層厚度1050m16.18510º45º72º69º78º20m煤柱留取尺寸在區(qū)段運輸平巷和軌道平巷之間留設區(qū)段煤柱，對一般煤質和圍巖條件的近水平、緩斜及傾斜煤層、薄及中厚煤層不小于15米，厚煤層不小于15-20邊界一般留設寬度10米左右。詳見表（23）。斷層煤柱留取尺寸：斷層落差很大，斷層一側煤柱寬度不小于30米，落差較大的斷層一側煤柱一般為1015

21、米，落差較小的斷層通?？梢圆涣粼O斷層煤柱。井田境界煤柱按40米留設。護巷煤柱尺寸 表（23）名稱薄及中厚煤層厚煤層備注巷道一側兩巷之間巷道一側兩巷之間水平大巷mm煤層傾角較小時煤柱可小一些采區(qū)上（下）山m左右m左右mm儲量計算方法采用分水平及投影塊段法，用煤層真厚度和斜面積計算儲量，塊段平均厚度采用鉆孔見煤厚度，以算術平均法求出。計算公式：式中：Q塊段儲量S塊段平面積a煤層平均傾角M -塊段平均厚度煤的容重，詳見表（24）。容重表 表（24）序號煤層號容重/（g/cm3）1021.4211.4321.4塊段面積在1：5000的煤層儲量計算圖上用電子求積儀求得，塊段傾角采用余切尺量得。儲量計算評

22、價集賢井田的煤層發(fā)育良好，厚度較穩(wěn)定，傾角綬傾，井田范圍內大的構造控制可靠，水文地質條件中等，儲量計算較為可靠。煤層儲量見表（25）。煤礦儲量計算表 表（25）煤層號面積/m2工業(yè)儲量/Mt永久煤柱/Mt可采儲量/Mt占總儲量百分比0215.48×106259.9984.49175.9673.21%115.43×10641.4511.6129.8411.68%215.48×10653.4314.9038.4715.04%總計354.81111.03243.812.3礦井工作制度、生產能力、服務年限礦井工作制度依據煤礦安全規(guī)程，煤礦生產許可法和勞動法有關規(guī)定，結合滴

23、道礦的實際情況，擬制定工作制度如下：設計年工作日330天，日提升16小時，采用“四·六”作業(yè)制，三班生產，一班準備。設計生產能力和服務年限(1) 礦井設計生產能力是確定原則應根據集賢礦地質條件，國民發(fā)展需要和國內外市場需求，現(xiàn)有的技術裝備和管理水平，充分考慮科學技術進步等因素，依據投資少，出煤快，經濟效益好的原則合理確定。(2) 確定礦井生產能力的重要因素a、地質和開采條件技術裝備和管理水平礦井與水平服務年限，礦井與水平服務年限計算公式。產量（Mt/a）服務年限煤層傾角小于25°煤層傾角25-45°煤層傾角大于45°3.0及以上60-70a30-35&#

24、176;_50-60a25-30°20-25°15-20°40-50a20-25°15-20°10-15°T=Zm/(A*K)式中T 設計計算服務年限Zm可采儲量，萬噸；A年產量，萬噸/年K儲量備用系數(shù)，宜采用1.31.51.設計生產能力礦井生產能力的大小主要根據井田儲量、煤層賦存狀況、地質條件等情況來確定，還應考慮當前及今后市場的需煤量。根據該井田的實際情況，初步擬定了三種礦井年生產能力方案具體如下：方案：3.0 Mt/a方案：2.4Mt/a方案：1.8 Mt/a上述三種方案，具體選擇哪一種，還應根據礦井服務年限來確定。礦井服務年限

25、的確定礦井服務年限的計算公式如下：（×）式中：T礦井設計可采儲量，Mt生產能力， MtaK礦井儲量備用系數(shù)，K.31.5根據本設計礦井實際情況，K值取1.4。礦井服務年限 依據以上擬定的礦井生產能力，服務年限的確定現(xiàn)提出三種方案，具體如下：方案：3 Mt/a （×）58a方案： 2.4Mt/a（×）= 73a方案：1.8Mt/a（×）=96a參照煤礦工業(yè)礦井設計規(guī)范規(guī)定，方案B較合理，即：礦井生產能力：B2.4Mta，礦井服務年限73a。第3章 井田開拓3.1概述由精查報告我們可以確定的煤層自然產狀，頂?shù)装鍡l件，構造困素，地形，沖積層結構，及水文地質條件

26、等，其中礦田地質情況和沖積層的水文地質條件對開拓方式影響最大。集賢礦建設必須嚴格按照基本建設程序辦事，礦井開拓方式的確定必須充分考慮整個主井工藝系統(tǒng)的機械化裝備水平。礦井機械化程度的高低的不僅直接影響井型和經濟效果。確定井田開拓方式的原則：.貫徹執(zhí)行有關煤炭行業(yè)的技術政策,為高產高效、成本低，創(chuàng)造條件要使生產系統(tǒng)完善、有效、可靠，在保證生產安全和可靠的條件下減少開拓工程量，尢其是初期建設工程量，節(jié)約工程量，加快建設。. 優(yōu)化開發(fā)，減少損失。. 要適應當前的技術水平和設備型號情況，積極選用新技術，新工藝，發(fā)展機械化采煤，自動化采煤。.必須貫徹執(zhí)行有關煤礦生產的有關規(guī)定。要建立完善的通風系統(tǒng)，創(chuàng)造

27、良好的工作條件，減少巷道維護量，使主要巷道經常性保持良好狀態(tài)。. 合理集中開拓布置，優(yōu)化生產系統(tǒng)，最大可能性的生產集中，為集中生產創(chuàng)造條件。3.2 礦井開拓方案的選擇井筒形式和井筒位置.井筒形式的確定根據集賢井田的地表及煤層等實際情況，平硐開拓方式技術上不合理，應直接否定?，F(xiàn)依據集賢井田的地形，地質構造，煤層賦存等因素，提出三種井筒開拓方案，具體情況如下：方案I雙斜井開拓方案II雙立井開拓方案III主立井副斜井開拓以上三種井筒開拓方案技術比較如下：（） 雙斜井開拓斜井與立井相比有如下優(yōu)點：1. 井筒掘進技術和設備比較簡單，掘進快，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井底車場及硐室都比投資少。2. 井筒裝備

28、和地面建筑物少，不用大型提升高備。 缺點：3. 相同條件下，斜井要比立井長得多。4. 若圍巖不穩(wěn)固時，斜井井筒維護費用高。尤其是采用絞車提升時，提升速度低，能力小鋼絲繩磨損嚴重，動力消耗大，提升費用高。5. 斜井通風風路較長，對瓦斯涌出量大的大型礦井，斜井井筒斷面小，通風阻力過大，可能滿足不了通風的要求，不得不另開專用進風或回風的立井并兼做輔助提升。適用條件 ：煤層賦存較淺，垂深在200m以內，煤層賦存深度為0500m，含水砂層厚度小于2040m，表土層不厚，水文地質情況簡單的煤層井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層。技術評價：本井田單水平設在+850m標高，根據提地質和煤層賦存情況宜采用

29、雙斜井開拓。（）雙立井開拓優(yōu)點：1. 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，人員升降速度快。2. 立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利。3. 機械化程度高，易于自動控制。缺點：與斜井優(yōu)點相反。適用條件：煤層賦存深度2001000m，含水砂層厚度20400m,立井開拓的適應性很強，一般不受煤層傾角，厚度，瓦斯，水文等自然條件限制。技術上也比較可靠。當?shù)刭|條件不利于平硐或斜井開拓時均采用立井開拓方式。技術評價：根據井田的地表情況，地質構造，煤層賦存等因素，采用雙立井開拓方案可行。本礦井田的地表，地質構造，煤層賦存等因素，適合采用雙立井開拓，故此方案在

30、技術上可行。但實際上本煤田地質情況較為簡單，采取立井使建井期過長，故不采用。（）主井立副斜井開拓優(yōu)點：兼有斜井和立井的優(yōu)點，主井采用斜井開拓，井筒施工簡單，掘進速度快，費用低。副井采用立井開拓，井筒易維護，有效斷面大，有利通風，提升速度快。缺點：如果井口相近，則井底相距較遠，井底車場布置，井下的聯(lián)系就不太方便，如井底相近，由井口相距較遠，地面工業(yè)建筑物就比較分散，影響生產調度及聯(lián)系，占地面積大，這樣也增加了煤柱損失。適用條件：介于雙立井與雙斜井之間技術評價：根據設計井田的地表狀況，煤層賦存及工業(yè)廣場的布置等實際情況，如用綜合開拓不利于地面工業(yè)廣場的布置，也不利于井底車場的布置，井下的聯(lián)系和生產

31、調度較為繁瑣，因此該方案在技術不合理，不適合本設計礦井。所以本井田不利于用綜合開拓。依據表上述各種方案比較，知斜井開拓最合適。井筒的位置對礦井井筒位置有以下的要求：）井筒沿走向的有利位置應在井田的中央。）井筒沿煤層傾向的位置，應使總的石門工程量小，初期工程量及投資小，建井期短，且煤柱損失小。）應使井筒通過的巖層及表土層有較好的水文，圍巖和地質條件。依據本井田的儲量分布圖，及剖面圖?？紤]水平劃分及主要巷道布置，確定井口的位置在整個井田的儲量中央，坐標為：主井：4179700、37611400副井：4179800、37611600開拓方案技術經濟分析比較表 表（3-1） 方案優(yōu)點缺點方案一1.井口

32、位置接近井田邊界，井下為雙翼生產，易于保證礦井產量。2.第二水平、第三水平石門工程量小。1.工業(yè)場地壓煤量較小。2.井筒延伸需要建上下部兩個車場，工程量較大，不利于生產。3.運輸費用高，井下需要人員多。方案二1.井口位置接近井田中央，井下為雙翼生產，易于保證礦井產量2.立井安裝速度快，檢修容易，能耗低。3.井筒延伸方便。4.初期投資省。5.井上運輸距離短，營運費用低。1.工業(yè)場地壓煤量較大。2.井下存在反向運輸。3、第二水平的石門較長。方案三1.主井井口位于井田邊界，壓煤量小。2.主井作為安全出口，安全性能高。3.連續(xù)提升能保證運輸力。1.井巷工程量大不利于施工。2.長距離的膠帶輸送機提升，可

33、靠性差。3.主井口地面標高低，防洪工程量大。開采水平的數(shù)目及高開采水平的尺寸以水平垂高表示。水平垂高是指該水平開采范圍的垂高。合理的水平垂高的要求：） 階段斜長必須合理） 區(qū)段數(shù)目也合理） 有利于采區(qū)的正常接替） 保證開采水平有足夠的服務年限及足夠的儲量） 經濟上有利根據以上各方面原因及本井田的實際情況，現(xiàn)確定水平劃分方案如下，集賢礦井采用單水平上下山開采，由于井田的范圍不是很大，且地質情況較為簡單，煤層賦存傾角小，故采取盤區(qū)開采，設置單水平既可，若采取兩個水平開采，則需多置一條水平運輸大巷，既增加投資和巷道工程量，故采用單水平開采，水平設在+850m標高處。開拓巷道的布置水平巷道的主要任務是

34、擔負煤矸，物料和人員的運輸，以及通風，排水，敷設管線。對大巷的基本要求是便于運輸，利于掘進和維護，能滿足礦井通風安全的需要。根據煤層埋藏特征和煤炭設計規(guī)范的有關規(guī)定，并考慮到各煤層的間距較小，宜采用集中大巷，采區(qū)聯(lián)合布置方式，為減少煤柱損失和 保證大巷維護條件，運輸大巷布置在2#煤層的底板下的厚砂巖中，上水平的運輸巷用做下水平的回風巷，這樣有利用井下運輸效率。生產系統(tǒng)較簡單。.開拓巷道布置方式的選擇根據煤層的數(shù)目和間距，大巷的布置方式分為單煤層布置（稱分煤層運輸大巷），分煤組布置（稱分組集中運輸大巷）和全煤組集中布置（稱集中運輸大巷）。采用集中運輸大巷時，各煤層（組）間用采區(qū)石門聯(lián)系。當煤層傾

35、角太大時，層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷。各種方式的適用條件如下：（）分煤層大巷適用條件1）煤層數(shù)少，層間距大，石門長；2）井田走向短，服務年限不長；3）井底車場或平硐在煤層頂板；4）煤質牌號不同，要求分采，分運；5）產量，風量均大，需要疏解；6）各煤層底板均有堅硬巖層（）分組集中大巷適用條件7）煤層數(shù)多，層間距大小懸殊；8）按煤層的特點根據運輸，通風要求組合，經濟上有利；9）多水平生產，容易解決運輸，通風的干擾；（）集中運輸大巷適用條件10）煤層層數(shù)多，層間距不大；11）井田走向長，服務年限長；12）下煤層底板有堅硬巖層，易維護；13）煤質牌號相同，可以一起運輸；14）自然發(fā)火嚴重，便于分區(qū)，分段

36、處理事故；15）采區(qū)尺寸大，石門長度短本設計井田的可采煤層為02#、1#、2#煤層，三層煤層較近，可以聯(lián)合開采，各煤層的煤質相同，不需要分采分運所以根據本井田的實際情況，本井田采用集中運輸大巷和采區(qū)式石門布置方式。3.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述井筒形式和數(shù)目根據集賢井田的地形地勢，煤層賦存，地質構造等因素，經過第二節(jié)中井筒形式確定方案的技術分析和經濟比較，該礦井采用雙斜井開拓，即一主一副兩個井筒詳見井筒開拓方案示意圖：方案、雙斜井開拓 圖（3-1）井筒位置及坐標井筒位置就是確定井筒沿煤層走向和傾斜方向上的具體尺寸，并用直角坐標和方位角予以表示，選擇井筒位置的條件：1.地面條件（1）工業(yè)場地占地

37、面積（2）煤的運輸方向（3）地形與工程地質條件（4）生產建設與住宅位置2. 井下條件（1）按運輸量確定井筒位置（2）根據地質條件確定井筒位置（3）煤柱量（4）勘探程度和初期工程量根據本井田的實際情況，并考慮到上述的條件，該設礦井井筒位置詳見開拓示意圖，其井筒井口坐標為：主井：4179704、37611435副井：4179806、37611522水平數(shù)目及高度水平設置總的原則是盡量加大一個水平的開采范圍，資源儲量和服務年限，使之適應高產高效；集中化生產的要求，同時盡量減少水平的設置，基于以上原則，同時根據本井田的煤層賦存條件，地質構造等因素，合理的水平劃分方案的技術分析和經濟評價，該設計礦井采用

38、單水平，水平標高為+850m，主要在南一和南二采區(qū)，階段斜長為2250m，在+850m水平標高上布置水平開拓巷道，上下山開采。井底車場及各類硐室設置在+850m標高處。石門、大巷數(shù)目及布置根據本設計礦井開拓巷道布置方案的技術分析和經濟評價，確定本設計礦井采用的開拓巷道布置方式為集中運輸大巷及采區(qū)石門布置。本設計礦井中，大巷和石門服務年限較長，運輸能力要求大，所以大巷和石門的斷面和支護設計在本設計中基本相同。其內部設施也基本相同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安全條件，其基本原則是在滿足安全與技術要求的條件下，力求提高斷面利用率，縮小斷面，降低造價并有利于加快施工速度。該

39、設計礦井大巷，石門斷面的各項內容見圖。大巷 石門斷面圖 圖（3-2）井底車場的形式及選擇 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(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產的咽喉，因此井底車場設計是否合理直接影響礦井的安全和生產。1.設計依據（1）礦井井型及工作制度：（2）礦井的開拓方式；（3）井筒形式及其數(shù)目：（4）礦井運輸大巷的運輸方式；（5）礦井瓦斯等級及通風方式；（6）礦井地面及井下生產系統(tǒng)的布置方式；（7）各種硐室有關的資料；2.設計要求：（1）井底車場富裕通過能力，應大于礦井設計生產能力的30%；（2）井底車場設計時，應該考慮到增產的可能性；（3）盡可能提高

40、井底車場的機械化水平，簡化調車作業(yè)，提高井底車場通過能力；（4）應該考慮主、副井之間施工時便于貫通；（5）井底車場線路不止應該結構簡單，運行及操作系統(tǒng)安全可靠，管理使用方便，布局合理，注意節(jié)省工程量，便于施工和維護；（6）為了保護井底車場的巷道和硐室，在其所在范圍內應該留設相應的保安煤柱。3.立井井底車場的基本類型：（1）環(huán)形式：立式、斜式、臥式；（2）折返式：梭式、盡頭式；4.井底車場形式選擇：（1）操作安全，符合有關規(guī)程、規(guī)范；（2）井巷工程量少，建設投資省，便于維護，生產成本低；（3）保證礦井生產能力，有足夠的富裕系數(shù)，有增產的可能性；（4）調車簡單，管理方便，彎道及交岔點少；（5）井底

41、車場形式也取決于礦車的類型，當采用定向卸載的底縱卸式、底側卸式礦車時，其卸載站（即主井車線）可布置折返式，亦可布置環(huán)形式。但其裝車站的線路布置必須與其相對應（6）當大巷或石門與井筒的距離較大時，能夠布置下存車線和調車線，可選擇立式井底車場；（7）施工方便，各井筒間、井底車場與主要運輸巷道間能迅速貫通，縮短建井工期； 綜上所述，結合本設計礦井的有關設計參數(shù)，通過對各種形式井底車場的適用條件及優(yōu)缺點做簡單比較后，初步擬定本設計井田井底車場形式為臥式環(huán)形車場，采用兩翼來車的形式。煤層群的聯(lián)系本礦井共有三層煤，即：02#、1#、2#煤層，參見可采煤層特征表及巷道開拓方案示意圖。大巷布置在2#煤層的底板

42、巖石中。開采時采用下行式開采。采區(qū)劃分將井田劃分成若干采區(qū)時，應考慮如下所述原則：（）根據炭工業(yè)設計規(guī)范采區(qū)宜雙面布置；（2）如果井田走向長度不大，兩翼均不超過1500m，可以不劃分采區(qū)，2、分煤層布置三條上山圖（4-2）2250×3×3=20250 M由此可以看出，掘進的工程量大，因此費用也大，但石門短，采掘方便，風量集中。3、分組布置圖（4-3）2250×3×2+233×(12×2+1) =19325M由此可以看出，工程量也不小，所需經濟費用相對也大，但石門較短，風量集中。從上述的比較來看，第一方案為優(yōu)。采區(qū)車場布置采區(qū)上、下山與

43、區(qū)段平巷或階段大巷連接處的一組巷道和硐室稱之為采區(qū)車場，采區(qū)車場的主要作用是在采區(qū)內運輸方式改變或過度的地方完成轉載工作。上、下部車場的選擇：均采用平車場。優(yōu)點，摘掛鉤操作方便安全；缺點，車輛需反向運行，調車時間長，運輸能力小。采區(qū)車場設計依據與要求：1煤礦安全規(guī)程規(guī)定1. 在雙軌運輸巷道中2列列車車場的最突出部分之間的距離采區(qū)裝車點不得小于0.7米，礦車摘掛鉤地點不得小于1米。2. 使用絞車提升的傾斜井巷上端，必須有足夠的過卷距離。3. 串車提升的各車場必須設有信號硐室及躲避硐。4. 信號硐和躲避硐的尺寸為：凈寬1.4-1.2米，凈高2.0-2.2米，凈深1.4-2.0米。2采區(qū)車場安設風門

44、的規(guī)定1. 根據通風要求，采區(qū)上部車場可在存車線進車側道岔外安設風門，兩道風門的間距按需要確定。2. 中部車場內設有風門時，應設在存車線末段道岔以外的單道上，兩道風門間的最小距離應符合下列要求：a. 單輛礦車運行時，1.0t和1.5t礦車取6米，3.0t礦車取9米。b. 小型機車牽引時，一列車長加3米。c. 其他機械牽引時，一串車長加3米。3采區(qū)下部車場線路布置下部車場的計算：采用對稱道岔，高道豎曲線半徑RSG=15000mm,存車線坡度iG=0.011,上抬角BG=0，S1=1900mm,低道豎曲線半徑RSD=15000mm，存車線坡度iD=0.009下扎角BD=0上山傾角B=24 o，采用

45、915-3-12道岔。1.斜面分岔點計算 L=a+s1/2×cota/2+T=8693mm LcosB=7941 T=Rtga/4=993 Kp=1982Lb=s1/2sina/2-T=4786LT=a=2000LTcosB=18272.豎曲線計算TG=RSGtg(B-G)/2=3102KPG=6118LG=RSG(sinB-sinG)=5936hG= RSG(cosB-cosG)=1296TD=RSDtg(B+D)/2=3259KPD=6418LD=RSD(sinB+sinD)=6236H=RSD(cosD-cosB)=12963.豎曲線始點.終點.錯距H=LZGiG+LZDiD=

46、500L1= (hG+H+ hD)/sinB=1229L1cosB=1123L2=L1cosB+LD-LG=1423L2-LD=-48134.斜面分岔點與高道豎曲線間插入段L5=1500 L5cosB =13705.車場內各點標高計算=ZKD=±0.000=ZKD=hD=1296=ZKG=H=500=ZAG=H+hG=1796=+L5sinB=24=+LsinB=5942=+(H- L2iG)iD/(iG+iD)=218煤倉形式、容量及支護按有關規(guī)定，采區(qū)運輸上、下山與運輸大巷或者石門之間的煤倉，應該根據位置的相互關系選擇煤倉的布置形式，運輸機上、下山與運輸大巷或者石門之間有一定高差

47、，宜采用垂直圓形煤倉，輸送機上、下山與運輸大巷均布置在煤層中，應采用水平煤倉。所以本采區(qū)選用的是垂直式煤倉，主要優(yōu)缺點是：倉體受力性能好，較少發(fā)生填塞現(xiàn)象。圓形煤倉的主要優(yōu)點是：受力性能好，斷面利用率高，施工方便，便于維護，不易堵倉。煤倉斷面形狀 圖（4-4）煤倉容量 Q=(Ag-An)TgkbQ采區(qū)煤倉容量tAg采區(qū)高峰期生產能力t/h，高峰期間的小時產量為產量的1.52.0倍。An裝車站通過力t/h為平均產量的1.01.5hTg采區(qū)高峰生產能持續(xù)時間，取1.01.5h kb不均勻系數(shù)機采取決于1.01.5hQ =（650-325）×1.5×1.15=560.6t一般采區(qū)

48、煤倉容量可按表（4-1）?。翰蓞^(qū)生產力0.9Mt/a時，煤倉高度可為2040m圓形斷面煤倉，直徑宜取2.55.5m，本采區(qū)生產能力0.9Mt/a,煤倉高度為30m，圓形斷面直徑為5m，容量為560.6t，為預防及處理堵倉，防止人員和物料墜入，在煤倉上中設300×300孔眼的鐵箅子。表（4-1）煤倉容量表采區(qū)生產能力Mt/a煤倉容量（t）0.3以下501000.30.451002000.450.602003000.601.003005001.00以上大于500 煤倉支護：煤倉結構包括煤倉上部收口，倉身，下口漏斗及溜口閘門基礎，溜口和閘門裝置，上口以混凝土收口筑成圓臺體，可在收口處設鐵蓖

49、，而倉身采用錨噴支護，一般砌碹，壁厚為300-400mm，在下口漏斗及溜口閘門基礎采用鐵魈混凝土澆灌或鋪設密集舊鋼軌。采區(qū)硐室簡介采區(qū)硐室主要包括采區(qū)煤倉，采區(qū)絞車房及采區(qū)變電所等。采區(qū)絞車房絞車房的位置：選擇在堅硬穩(wěn)定的巖層或煤層中，應避開較大的地質構造。必須設在進風風流中，如果硐室深度不超過6m，入口寬度不小于1.5m，而無瓦斯涌出時，可采用擴散通風，空氣溫度不超過30，風量應取13m3；必須用不燃材料支護，應備有滅火器材，硐室各種設備與墻壁之間，應留有0。5m以上的通道，各設備之間應留出0.8m以上通道；滾筒直徑大于2m以上絞車房；電氣設備應與操作室隔開。由于本礦井絞車房放在上下山上端接

50、近大巷處，且上下山和大巷均服務時間長，故其維護和上下山大巷一樣得到較好維護。采區(qū)變電所一般宜設在圍巖穩(wěn)定，地壓小通風較好，無淋水的地點用用電負荷中心。硐室與電器設備應有0.5m的通道，相互之間應留0.8m以上通道溫度不超過30，必須有足夠的照明，機電硐室應設置瓦斯自動檢測報警斷電儀，并配備便攜式個體檢測設備。采區(qū)變電所形式有一字形、人形和形，一般采用一字形，斷面一般為半圓形，用混凝土砌筑。本礦井的每個采區(qū)變電所均放在軌道上山和運輸上山之間的巖石中?；夭晒ぷ髅娴慕永m(xù)1、確定工作面接續(xù)的幾個原則(1) 改善巷道維護條件,減少維護工程量(2) 減少漏風,防止煤層自燃發(fā)火(3) 健全采區(qū)系統(tǒng),有利于采

51、準工作.2、工作面接續(xù)的確定區(qū)段回采順序為由上向下即下行式,區(qū)段內回采順序為后退式,煤層的開采順序為下行式如表（4-2）表（4-2） 工作面接續(xù)表4.3 采區(qū)準備采區(qū)巷道的準備順序采準工作由采區(qū)運輸石門開掘采區(qū)下部車場,向上開掘采區(qū)巖石集中運輸上山,集中軌道上山和集中回風上山,與地表貫通,形成通風系統(tǒng)。在首采區(qū)為三層煤同采，即首先布置三條上山，然后布置運輸平巷和回風平巷，再利用開切眼連通。由此，在首采區(qū)的第一個工作面也布置完成。主要巷道的斷面圖采區(qū)上山、硐室掛金屬網，錨噴支護；回采巷道采用矩形斷面，頂板錨桿支護。工作面開切眼為梯形斷面，采用頂板錨桿支護。工作面巷道斷面圖 圖（45）第5章 采煤

52、方法5.1 采煤方法的選擇采煤方法是采煤系統(tǒng)和回采工藝的總稱。它的選擇應該結合具體地質條件和技術條件，綜合考慮高產、高效、材料消耗少，成本底、便于管理等因素。設計時應盡量采用行之有效是先進技術，積極提高機械化水平。采煤方法選擇的制約因素：1儲量、年產量、服務年限等各項指標。2現(xiàn)有技術及設備。3開采水平的劃分及采區(qū)巷道布置。4采區(qū)煤層賦存狀況及地質構造因素。5.2采煤方法選擇采區(qū)除邊界斷層和河流外無明顯地質構造，采區(qū)煤層為低涌水量、低瓦斯。根據采區(qū)煤層的地質情況，傾斜長壁采煤方法不適合該采區(qū)（傾斜長壁采煤煤層傾角必須小于12°），且煤層厚度在12m左右，故采用綜采放頂煤，這種方法的特點

53、是高產高效，掘進率低，生產成本小，經濟效益好。綜上所述，可確定本采區(qū)的采煤方法為綜采放頂煤采煤法，一次采全高。選擇和決定回采工作面的工藝過程及使用的機械設備采工藝主要包括落煤、裝煤、運煤、工作面支護和采空區(qū)處理五個方面。根椐本采區(qū)地質情況，結果礦井生產系統(tǒng)安排回采作如下；1. 落煤，采用綜采放頂煤采煤法，使用雙滾筒采煤機割煤、放煤，工作面端頭割三角煤斜切進刀方式，雙向割煤往返一次割兩刀，截深0.6米。2. 裝煤，采煤機落煤以后直接落入刮板輸送機中，浮煤由鏟煤板和人工裝入刮板輸送機中。3. 運煤，由刮板輸?shù)罊C轉載機區(qū)段運輸平巷膠帶輸送機運輸上山的皮帶輸送機采區(qū)煤倉，然后由采區(qū)大巷裝車站井底車場。4. 工作面支護，工作面內部用，工作面端頭支護用，并采用超前支護方式，超前米左右，主要原因則由于其對地質條件適應性強，而且有利于機頭與架子的穩(wěn)定。5. 采空區(qū)外理方法有全部垮落法、緩沖法、刀柱法和充填法。本采區(qū)采用全部垮落法處理采空區(qū)。6. 刮板輸送機輸送能力應大于采煤機的最