采礦工程畢業(yè)設(shè)計（論文）開灤礦業(yè)集團東歡坨礦1.8mta新井設(shè)計【全套圖紙】

1、摘 要本設(shè)計礦井為開灤礦業(yè)集團有限責(zé)任公司東歡坨煤礦1.8Mt/a新井設(shè)計，共有4層可采煤層，煤層平均總厚度為12.8m，煤層工業(yè)牌號為肥氣煤。設(shè)計井田的可采儲量166Mt，服務(wù)年限為66a。本設(shè)計礦井采用立井開拓方式，劃分兩個開采水平。采用分組集中大巷布置,大巷采用10t架線電機車牽引3t底卸式礦車。采煤方法是走向長壁采煤法，采煤工藝為綜合機械化采煤工藝。年工作日為330天，采用“四、六”式工作制，工作面長為200m，每刀進(jìn)度為0.8m，每日割九刀，采空區(qū)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。礦井的通風(fēng)方式為中央分列抽出式。關(guān)鍵詞 井田 水平 服務(wù)年限

2、 走向長壁 全套圖紙，加153893706 AbstractThis design mine pit for Kailuan Mining industry Group Limited liability company east happy lump coal mine 1.8Mt/a new well design, Altogether has 4 to be possible to mine coal the level, coal bed average total thickness is 12.8m, the coal bed industry trademark is the

3、fat gas coal. Design well field recoverable resources 166Mt, the service life is 66a.This design mine pit selects the vertical shaft development method, divides two mining levels.Uses the grouping to concentrate the big lane arrangement, the big lane uses the 10t wire laying electric locomotive to t

4、ow the 3t bottom-dump mine car.The mining coal method is moves towards the long wall mining coal law, the mining coal craft for the synthesis mechanization mining coal craft. The year working day is 330 days, the use “four, six” the type working system, the work face length is 200m, each knife progr

5、ess is 0.8m, shears nine knives every day, picks the depletion region processing method for to break down completely falls the law.The main well uses the multi-ropes to rub the ore basket promotion, the vice-well uses the rigid combination pot cage promotion.The mine pit well ventilated way for cent

6、ral passes in review to extract the type.key words saft area the level length of service long wall目 錄摘 要IAbstractII緒 論1第1章 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征21.1井田概況21.1.1交通位置21.1.2地形地勢31.1.3氣象及地震情況31.1.4礦區(qū)煤田發(fā)展史31.1.5礦區(qū)工農(nóng)業(yè)及原料供應(yīng)31.1.6主要建筑材料供應(yīng)情況31.1.7水源、電源條件31.2地質(zhì)特征41.2.1地層情況41.2.2地質(zhì)構(gòu)造41.2.3煤層賦存情況及可采煤層特征51.2.4水文地質(zhì)情況51.2.5沼氣

7、、煤塵、礦井涌水及煤的自燃性51.3勘探程度及可靠性6第2章 井田境界、儲量、服務(wù)年限72.1井田境界72.1.1確定井田境界的依據(jù)72.1.2井田境界72.1.3井田未來發(fā)展情況72.2井田儲量72.2.1井田儲量的計算72.2.2保安煤柱82.2.3儲量計算方法82.2.4儲量計算的評價92.3礦井工作制度、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限92.3.1礦井工作制度92.3.2礦井生產(chǎn)能力確定92.3.3礦井服務(wù)年限的確定10第3章 井田開拓113.1概述113.1.1井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述113.1.2影響本設(shè)計礦井開拓方式的因素及具體情況113.2礦井開拓方案的選擇113.2.1井硐形式和

8、井口位置113.2.2開采水平數(shù)目和標(biāo)高153.2.3開拓巷道的布置163.3選定開拓方案的系統(tǒng)描述183.3.1井筒形式和數(shù)目183.3.2井筒位置及坐標(biāo)183.3.3水平數(shù)目及標(biāo)高183.3.4石門大巷數(shù)目及布置193.3.5井底車場的形式選擇203.3.6煤層群的聯(lián)系203.3.7采區(qū)劃分213.4井筒布置和施工213.4.1井筒穿過的巖層性質(zhì)及井筒支護213.4.2井筒布置及裝備213.4.3井筒延伸的初步意見243.5井底車場及硐室243.5.1井底車場形式確定及論證243.5.2井底車場的布置、儲車線路、行車線路布置長度253.5.3井底車場通過能力驗算263.5.4主要硐室283

9、.6開采順序283.6.1沿井田走向的開采順序283.6.2沿井田傾向的開采順序283.6.3采區(qū)接續(xù)計劃283.6.4“三量”控制情況29第4章 采區(qū)巷道布置314.1采區(qū)概述314.1.1設(shè)計采區(qū)的位置、邊界、范圍、采區(qū)煤柱314.1.2采區(qū)的地質(zhì)和煤層情況314.1.3采區(qū)的生產(chǎn)能力、儲量及服務(wù)年限314.2采區(qū)巷道布置324.2.1區(qū)段劃分324.2.2采區(qū)上山布置324.2.3采區(qū)車場布置324.2.4煤倉形式、容量及支護354.2.5采區(qū)硐室簡介374.2.6采區(qū)工作面接續(xù)374.3采區(qū)準(zhǔn)備374.3.1采區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序374.3.2采區(qū)主要巷道的斷面示意圖及支護方式38第5章

10、采煤工藝405.1 采煤方法的選擇405.2回采工藝405.2.1選擇和決定回采工作面的工藝過程及使用的機械設(shè)備405.2.2選擇采面循環(huán)方式和勞動組織形式40第6章 井下運輸和礦井提升436.1礦井井下運輸436.1.1運輸方式和運輸系統(tǒng)的確定436.1.2巷煤炭運輸設(shè)備選型436.1.3采區(qū)運輸設(shè)備的選擇446.1.4工作面運輸巷設(shè)備的選型446.2礦井提升系統(tǒng)456.2.1礦井提升設(shè)備選擇及計算45第7章 礦井通風(fēng)與安全477.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定477.1.1概述477.2風(fēng)量計算與風(fēng)量分配477.2.1風(fēng)量計算477.2.2風(fēng)量分配507.2.3風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法與措施517.2.4風(fēng)速

11、的驗算517.3礦井通風(fēng)阻力的計算527.3.1確定全礦最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力527.3.2礦井等積孔的計算547.4通風(fēng)設(shè)備的選擇547.4.1主扇的選擇計算547.4.2電動機的選擇557.4.3反風(fēng)措施557.5礦井安全技術(shù)措施567.5.1預(yù)防瓦斯及煤塵爆炸567.5.2火災(zāi)與水患的預(yù)防567.5.3其他事故的預(yù)防57第8章 礦井排水588.1概述588.2礦井主要排水設(shè)備588.2.1排水方式與排水系統(tǒng)簡介588.2.2主排水設(shè)備及管路的選擇計算58第9章 技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)62結(jié) 論64致 謝65參考文獻(xiàn)66附錄1：外文資料翻譯譯文67附錄2：外文原文71緒 論隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們需

12、要越來越多的資源，人們也越來越重視資源，資源直接關(guān)系著經(jīng)濟的發(fā)展速度，煤炭是我國的主要能源，我國煤炭儲量大，在世界上也是排在前列，而且我國煤炭種類多，可以滿足個方面的需要。煤炭開發(fā)、利用成本低，具有明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢。在相當(dāng)長時期內(nèi)，煤炭仍然是我國經(jīng)濟、廉價的能源。我國油、氣資源相對貧乏，石油供需缺口逐年增加。在這種情況下煤炭資源對我國是相當(dāng)重要的。雖然我國煤炭資源豐富，但是我國的采礦業(yè)技術(shù)含量底，煤炭生產(chǎn)效率底，在這方面我國和世界其他國家存在很大的差距，所以提高煤炭行業(yè)的技術(shù)含量現(xiàn)在已經(jīng)是一個刻不容緩的問題。只有提高了技術(shù)含量才可以使煤炭行業(yè)具有更高的發(fā)展。本次畢業(yè)設(shè)計是開灤礦業(yè)集團東歡坨礦（4

13、#、7#、8#、13#）1.8Mt /a新井設(shè)計。目的是為了在設(shè)計中了解行業(yè)，不斷的在設(shè)計中完善自己，可以使自己盡快的適應(yīng)行業(yè)，掌握曠業(yè)方面的知識，做一個合格的技術(shù)人員，為祖國的煤炭行業(yè)發(fā)展作出自己的努力，為國家的經(jīng)濟建設(shè)添磚加瓦。這次設(shè)計的意義是對采礦這門學(xué)科有了一個深刻的認(rèn)識，進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識，并把知識系統(tǒng)化，使我充分學(xué)習(xí)到了礦井的個個大系統(tǒng)，了解整個礦井運行形式和礦井生產(chǎn)細(xì)節(jié)，而且在設(shè)計過程中還使我形成了好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，可以在學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，而不是死讀書。第1章 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征1.1井田概況1.1.1交通位置本設(shè)計東歡坨井田位于河北省豐潤縣韓城與新軍屯兩鎮(zhèn)之間

14、,距唐山15km。交通十分方便。其地理坐標(biāo)為：東經(jīng)：112°56113°1224北緯： 38°1439°0248具體見交通位置圖1-1。 圖1-11.1.2地形地勢本井田屬于沖積平原地形，井田內(nèi)既無山巒起伏，也無河流穿過，地形甚為平坦。北部油房莊附近地形標(biāo)高為+32m，南部南曹莊附近為+12m，地形坡降為1.6，地勢東北高，西南低。1.1.3氣象及地震情況本區(qū)屬大陸性氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒風(fēng)凜冽。最高氣溫39.6，最低氣溫-21，平均氣溫11.1。冰凍期由每年12月至翌年3月初，凍土深度0.60.8m。積雪最小厚度30mm，最大厚度190mm。平均降

15、雨量為714.7mm，最大降雨量為1007.7mm，年平均蒸發(fā)量1321.1mm，平均濕度34.8%。年最多風(fēng)向為東風(fēng)，其次為偏北風(fēng)，最大風(fēng)速為25ms。根據(jù)河北省最新頒布的地震區(qū)劃圖，本區(qū)地震烈度為八度。1.1.4礦區(qū)煤田發(fā)展史開灤礦區(qū)已有百余年的煤炭開采歷史，是我國大型煤炭地之一，包括東歡坨礦井在內(nèi)，開灤集團有限責(zé)任公司現(xiàn)共有生產(chǎn)礦井10對。因本井田被巨厚沖積層覆蓋，除劃給地方的魯各莊區(qū)外，附近別無其它小煤礦開采。1.1.5礦區(qū)工農(nóng)業(yè)及原料供應(yīng)礦區(qū)水泥、陶瓷、煤炭、鋼鐵等工業(yè)非常發(fā)達(dá)，輕工業(yè)服裝等行業(yè)也比較發(fā)達(dá)；農(nóng)業(yè)主要以小麥、玉米、黃豆及棉花等農(nóng)作物為主，發(fā)展情況良好。1.1.6主要建筑

16、材料供應(yīng)情況礦井建設(shè)所需的主要建筑材料如鋼材、木材、水泥等都可以在當(dāng)?shù)氐玫浇鉀Q。特別是首鋼搬到唐山以后用鋼更加方便。1.1.7水源、電源條件礦井附近水資源豐富，有充足的地下水和地上河流，能保證生產(chǎn)及生活用水，水源可靠。礦井電源引自韓城220kV變電站，供電電源可靠。礦井工業(yè)場地建有110kV變電站，雙回路運行，這樣可以充分保證礦井的用電。1.2地質(zhì)特征1.2.1地層情況本井田地層與開平煤田其它各礦地層基本相同，精查地質(zhì)勘探揭露地層情況，地層系統(tǒng)為中生界，侏羅系，上侏統(tǒng)。詳細(xì)參考綜合柱狀圖1-2。圖1-2綜合柱狀1.2.2地質(zhì)構(gòu)造經(jīng)過精查地質(zhì)勘探、二維和三維地震勘探，本井田共查明3條大斷層。緩傾

17、斜翼多發(fā)育張性、張扭性的高角度傾向或斜交正斷層，急傾斜翼多發(fā)育走向壓性逆斷層。詳細(xì)參考斷層特征表1-1。表1-1斷層特征表序號斷層編號斷層性質(zhì)產(chǎn)狀落差查明程度走向（°）傾向（°）最大(m)最小(m)1F1正N2030W3570SE28060可靠2F2正N2035W2573SE18030可靠3F3正N1020W5075SE25040可靠1.2.3煤層賦存情況及可采煤層特征 設(shè)計井田范圍內(nèi)開采煤層為上石炭統(tǒng)趙各莊組與下二迭統(tǒng)大苗莊組?？刹擅簩訛?層，全區(qū)可采。全區(qū)可采總厚度為12.8m，詳細(xì)參考煤層特征表1-2：表1-2煤層特征表層次煤 厚(m)平均間距(m)穩(wěn)定性發(fā)育范圍頂

18、板底 板最小最大平均41.83.32.870.8穩(wěn)定全區(qū)發(fā)育砂巖粘土層73.15.43.6.穩(wěn)定全區(qū)發(fā)育細(xì)砂巖粉砂巖粉砂巖或粘土層巖15.282.34.13.3穩(wěn)定全區(qū)發(fā)育粉砂巖細(xì)砂巖粉砂巖或粘土層巖25.3132.15.03.1穩(wěn)定全區(qū)發(fā)育K5石灰?guī)r粉砂巖或粘土層巖 1.2.4水文地質(zhì)情況根據(jù)煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范按直接充水含水層的富水性及補給條件，東歡坨井田礦床屬于水文地質(zhì)較簡單的礦床。主要特征是煤層位于底下水位以下，以第四系底部卵礫石水補給水源。1.2.5沼氣、煤塵、礦井涌水及煤的自燃性（1）瓦斯賦存情況及涌出量根據(jù)“冀煤安辦（2004）4號文“關(guān)于2004年度開灤集團公司礦井瓦斯等級鑒定

19、結(jié)果的批復(fù)”，東歡坨礦井瓦斯絕對涌出量為0.211m3min，瓦斯相對涌出量為0.158m3t，采區(qū)最大瓦斯相對涌出量為0.270 m3t。隨著開采向深部延伸，瓦斯涌出量可能會增大，屆時要及時進(jìn)行瓦斯等級鑒定。（2）煤塵爆炸性及煤的自燃情況本礦井煤塵具有爆炸性，爆炸指數(shù)40.743.4。4#易自燃，13#自然發(fā)火期為812個月。地溫正常，無熱害。（3）礦井涌水量本礦井水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜，比較準(zhǔn)確的預(yù)計礦井涌水量有一定難度。本次設(shè)計根據(jù)開灤煤業(yè)公司水文地質(zhì)部門對礦井涌水量的批復(fù)，結(jié)果如下：本設(shè)計進(jìn)行-300水平的排水設(shè)計，設(shè)計的有關(guān)資料如下：礦井年設(shè)計生產(chǎn)能力為1.8Mt/a，最大涌水量為27

20、9m3/h,涌水時間為50d，礦井正常涌水量為237m3/h，涌水時間為315d,礦井水密度為1015Kg/ m3。根據(jù)會議紀(jì)要所確定的原則，以上水量預(yù)計結(jié)果可作為本次設(shè)計的依據(jù)。（4）煤質(zhì)的牌號及用途主要可采煤層均屬較高揮發(fā)份的氣煤，煤種單一，以肥氣煤為主。 1.3勘探程度及可靠性設(shè)計井田范圍內(nèi)進(jìn)行了大量的精查工作，基本上搞清了本井田的煤層賦存情況和主要地質(zhì)構(gòu)造。但由于勘探水平有限，有一部分地質(zhì)構(gòu)造是難推定的，控制程度有一定的擺動，這部分在以后生產(chǎn)中要注意。 礦井涌水量和瓦斯涌出量是用類比法推算的，所以與實際涌出量是有一定差異的，待礦井建成投產(chǎn)后根據(jù)實際測得的數(shù)據(jù)需重新進(jìn)行測定和計算。 第2

21、章 井田境界、儲量、服務(wù)年限 2.1井田境界2.1.1確定井田境界的依據(jù) 1）以地理地形、地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù)； 2）要適于選擇井筒位置，安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物； 3）劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間； 4）井田要有合理的走向長度，以利于機械化程度的不斷提升。2.1.2井田境界根據(jù)上述原則，結(jié)合東歡坨礦區(qū)井田的實際情況，本井田境界的確定為：西部以F1斷層為界；東部以F3斷層為界，下部以-700水平為界。井田參數(shù)如下： 井田走向長度：5.128km 傾斜長度：2.659km 勘探面積：13.63 km22.1.3井田未來發(fā)展情況 設(shè)計井田向東和向西均以斷層為界，向下以-700標(biāo)高

22、為界，隨著技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平的全面提高，井田向兩邊開拓的條件較好，井田范圍內(nèi)探明儲量會越來越精確，并可能在更深部發(fā)現(xiàn)可采煤層。 2.2井田儲量2.2.1井田儲量的計算 設(shè)計井田范圍內(nèi)計算儲量的煤層有4#、7#、8#、13#各煤層儲量計算邊界與井田境界基本一致。礦井儲量是指礦井內(nèi)所埋藏的，具有工業(yè)價值的煤炭數(shù)量。它不包含著煤炭底下埋藏的數(shù)量，而且還表示煤炭的質(zhì)量，反映井田勘探程度及開采技術(shù)條件。礦井儲量可分為礦井地質(zhì)儲量、礦井工業(yè)儲量和礦井可采儲量。礦井工業(yè)儲量是指平衡表內(nèi)A+B+C級儲量的總和。礦井設(shè)計儲量是寬工業(yè)儲量減去設(shè)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(gòu)筑物需

23、要留設(shè)的保護煤柱等永久性煤柱損失的儲量。礦井可采儲量是指礦井設(shè)計儲量減去工業(yè)場地保護煤柱、礦井井下主要巷道及上下山保護煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率的儲量。在計算時要注意根據(jù)煤炭安全規(guī)程留各種保護煤柱。2.2.2保安煤柱為了安全生產(chǎn)，本設(shè)計礦機依據(jù)煤炭安全規(guī)程規(guī)定，留設(shè)保安煤柱如下：（1）各煤層井田邊界留設(shè)50m保安煤柱。（2）井田內(nèi)部斷層留設(shè)30m煤柱。2.2.3儲量計算方法（1）工業(yè)儲量計算 計算公式如下： 塊段儲量=塊段面積平均傾角×塊段平均厚度× 視密度 根據(jù)儲量計算圖、通過登高線塊段計算本井田工業(yè)儲量為24435萬t。礦井可采儲量=(礦井工業(yè)儲量永久性煤柱)×

24、采區(qū)回采率。永久性煤柱包括工業(yè)場地煤柱及主石門煤柱、風(fēng)井場地煤柱、沖積層防水煤柱、斷層煤柱、奧灰防水煤柱、村莊煤柱及井田邊界煤柱。本設(shè)計井田煤采區(qū)回采率取80%.（2）可采儲量計算 計算公式如下： 式中 ZK可采儲量，Mt； ZC工業(yè)儲量，Mt； P永久煤柱損失，Mt； C采區(qū)回采率。 回采率要求：厚煤層不應(yīng)小于75%，中厚煤層不應(yīng)小于80%，薄煤層不應(yīng)小于85%。 經(jīng)各煤層可采儲量計算，匯總計算出來本井田可采儲量為16615萬t ，具體見可采儲量總表2-1表2-1可采儲量總表水平煤 層工 業(yè)儲 量（萬t）煤炭損失量（萬t）可 采儲 量（萬t）工 業(yè)場 地井 田邊 界斷 層開 采損 失合 計I

25、42206671058544269915077295690149118571928202882587781391065178401747132432721251094867911641合計10181307517418201632586923II43001549817460092620557411578145327823138427318379272132226758118826041333466711622166910642282合計14254271493948285045629692總合計244355781010136648667820166152.2.4儲量計算的評價本設(shè)計礦井的各類計算嚴(yán)

26、格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。由于資料有限和資料的陳舊，儲量計算設(shè)計所得到的各種儲量與實際可能有一定誤差。 2.3礦井工作制度、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限2.3.1礦井工作制度 該設(shè)計礦井年工作日確定為330d，礦井每日凈提升時間為16h，采用四班六小時工作制度。2.3.2礦井生產(chǎn)能力確定礦井生產(chǎn)能力的大小主要依據(jù)井田儲量、煤層賦存狀況、地質(zhì)條件等情況來確定，還應(yīng)該考慮當(dāng)前及今后市場的需煤量。根據(jù)東歡坨礦的實際情況和開灤礦業(yè)集團的發(fā)展規(guī)劃，初步擬定了三種礦井年生產(chǎn)能力方案，具體計算如下： 方案A：1.5Mt/a 方案B：1.8Mt/a 方案C：2.4Mt/a上述三種方案，具體選擇哪一種，還應(yīng)根據(jù)礦井服務(wù)年限的確

27、定。2.3.3礦井服務(wù)年限的確定礦井服務(wù)年限的計算公式如下：式中 Z礦井設(shè)計可采儲量，Mt； A生產(chǎn)能力，Mt/a； K礦井儲量備用系數(shù)，K=1.31.5；根據(jù)本設(shè)計礦井實際情況，K值取1.4。依據(jù)以上擬訂的礦井生產(chǎn)能力，服務(wù)年限的確定現(xiàn)提出的三種方案具體如下：方案A：1.5Mt/a = 16615/(150×1.4)=80a方案B：1.8Mt/a=16615/(180×1.4)=66a方案C：2.4Mt/a=16615/(240×1.4)=49a參照煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范規(guī)定，方案B比較合理，即：礦井生產(chǎn)能力：A=1.8Mt/a,礦井服務(wù)年限：T=66a。第3章

28、井田開拓3.1概述 3.1.1井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述本設(shè)計東歡坨礦井位于河北省豐潤縣韓城鎮(zhèn)與新軍屯兩鎮(zhèn)之間,周圍有唐山礦,范各莊礦,錢家營礦等都采用雙立井開拓方式。 3.1.2影響本設(shè)計礦井開拓方式的因素及具體情況影響本設(shè)計井田開拓方式的具體因素如下：1.斷裂因素本井田斷裂構(gòu)造發(fā)育, 主要斷層用來化分井田邊界和采區(qū)邊界對本礦影響不大。2.水文情況礦井地質(zhì)條件交好，本礦屬于中等涌水礦井。3.其他因素本井田可能受地震等因素的影響,由于唐山東歡坨礦位于地震帶，要特別注意地震。3.2礦井開拓方案的選擇3.2.1井硐形式和井口位置1.井筒形式平硐開拓是最簡單的開拓方式，有很多突出優(yōu)點。首先我

29、們應(yīng)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(jié)合東歡坨設(shè)計井田的地形地質(zhì)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(shè)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(shù)上均可行，綜合開拓雖然對工業(yè)廣場布置和井底車場要求很高，但針對本井田的地質(zhì)狀況，綜合開拓方式也可行，應(yīng)該予以考慮。依據(jù)本井田的地質(zhì)狀況、煤層賦存情況及井型、服務(wù)年限等要求，對本井田開拓方式選擇提出三種方案：方案一：雙立井開拓方式,如圖3-1；方案二：雙斜井開拓方式，如圖3-2；方案三：主斜井副立井開拓圖，如圖3-3。 (1)技術(shù)比較方案一：雙立井開拓方式優(yōu)點：適應(yīng)性強，技術(shù)成熟可

30、靠； 井筒短，提升速度快，提升能力大；通風(fēng)斷面大，風(fēng)阻小，滿足大風(fēng)量要求；便于井筒延伸對于開采深部賦存煤層有長處。缺點：初期投資大，建井期限稍長；需要大型的提升設(shè)備；多水平開拓，立井石門長度大，掘進(jìn)工程量大，掘進(jìn)費用高。技術(shù)經(jīng)濟評價：東歡坨礦的地表、地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存等因素，適合用雙立井開拓。方案二：雙斜井開拓方式優(yōu)點：掘進(jìn)速度快，初期投資較雙立井開拓較省；井筒設(shè)備較簡單；建井期稍短些；缺點：井筒過長，煤柱損失嚴(yán)重；通風(fēng)線路長，通風(fēng)阻力大，費用增加；井筒過長，如果地質(zhì)條件復(fù)雜，不易維護，安全性降低；輔助運輸時間長。技術(shù)經(jīng)濟評價：東歡坨礦煤層賦存為-50-650m，垂深達(dá)600m，可以采用。方案

31、三：主斜井副立井開拓方式優(yōu)點：掘進(jìn)速度快；可滿足最大風(fēng)量的通風(fēng)要求；有助于輔助運輸。缺點：井口相距較遠(yuǎn)，不利于工業(yè)廣場的布置； 地面工業(yè)建筑分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不方便；地面工業(yè)建筑占地多，增加了煤柱損失。技術(shù)經(jīng)濟評價：根據(jù)東歡礦的實際情況可知，該方案不利于工業(yè)廣場的布置也不利于井下井底車場的布置，井下聯(lián)系也不方便，生產(chǎn)調(diào)度煩瑣，故次方岸不可行。 (2)經(jīng)濟比較方案一、方案二在技術(shù)均較合理，兩者之間的區(qū)別在于井筒掘進(jìn)費用以及他們的維護費用、提升費用，主石門掘進(jìn)長度等等。兩個方案的井底車場、水平運輸大巷以及各種采區(qū)石門和采區(qū)上山（斜巷）的工程量基本相等。因此，只需要比較它們的不同之處，即建井工程量

32、、生產(chǎn)經(jīng)營費用、基建費用和維護費用等。 詳見開拓方案經(jīng)濟比較表3-1。 3-1 開拓方案經(jīng)濟比較表方案雙 立 井 開 拓雙 斜 井 開 拓內(nèi)容工 程 量單價（元）費 用（萬元）工程量單 價（元）費 用（萬元）單位名稱數(shù)量單位數(shù)量數(shù)量數(shù)量單位數(shù)量數(shù)量表土層主井掘進(jìn)45m8087.436.39194.85m1950.938.01基巖段主井掘進(jìn)555m9587.4532.112403.15m2850684.89表土層副井掘進(jìn)45m10767.048.45194.85m225043.84基巖段副井掘進(jìn) 533m11973.0664.502307.89m3150726.98表土層主井輔助費45m1623

33、.57.31 194.85m653.312.73基巖段主井輔助費555m4278.1237.432403.15m1477.4355.14表土層副井輔助費45m2343.510.54194.85m1182.211.21基巖段副井輔助費533m4521.4240.992307.89m1977.4456.36生產(chǎn)費用（萬元）主立井提升費用為：1.2×3140.97×0.467×0.85=1778.10主斜井提升費用為：1.2×3140.97×2.403×0.48=4347.50總 計3558.826676.64噸煤成本19.7737.09經(jīng)

34、經(jīng)濟比較后，該設(shè)計礦井應(yīng)該采用雙立井開拓方式。2.井口位置井口位置的選擇是井田開拓的重要組成部分。井口位置與開拓方式要相互協(xié)調(diào)，經(jīng)綜合比選后擇優(yōu)確定，特別是用來提煤，運煤炭的主井位置還要與地面生產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)廣場布置相匹配。本設(shè)計井田中，提出三種井筒位置方案：方案一：井筒位于井田淺部方案二：井筒位于井田中部方案三：井筒位于井田深部經(jīng)過簡單的技術(shù)比較后認(rèn)為：井筒位于井田淺部，煤柱尺寸最小，壓煤最少，但石門最長，對本礦井不合理；井筒位于井田深部，煤柱尺寸最大，壓煤量最大，且初期工程量大，石門也較長，但對于開采井田深部煤層及井筒延伸有利，但東歡坨礦第二水平和第一水平僅差250m，較好延伸；井筒位于井田

35、中部時，煤柱尺寸稍大，但石門長度較短，且沿石門的運輸工程量也小，這樣就減少了建設(shè)成本；本井田煤層均為緩傾斜中厚煤層，井田走向長度不大，但傾斜長度較大，從有利井下運輸和保證初水平合理的服務(wù)年限出發(fā)，也應(yīng)該將井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置，由此可初步確定本設(shè)計井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方，這樣即節(jié)約建設(shè)成本，還有利于水平的延伸。3.2.2開采水平數(shù)目和標(biāo)高本設(shè)計井田設(shè)計提出如下兩個水平標(biāo)高劃分方案：方案一：井田劃分三個階段，布置兩個開采水平；一水平標(biāo)高-300m，水平垂高250m，二水平標(biāo)高為-550m。一水平實行上山開采，二水平上下山開采。方案二：井田劃分三個開采水平，一水平標(biāo)高-25

36、0 m，二水平標(biāo)高-450 m，三水平標(biāo)高-650 m。各水平均實行上山開采。各方案水平儲量及服務(wù)年限詳見表3-2。表3-2 水平儲量及服務(wù)年限表儲量（萬t）服務(wù)年限（a）方案一一水平692328二水平969238方案二一水平553822二水平553822三水平553922從該表中可知，方案二的一水平服務(wù)年限達(dá)不到規(guī)范要求的服務(wù)年限，水平儲量嚴(yán)重不足，而方案一的水平服務(wù)年限能夠滿足一水平服務(wù)年限不小于25年的基本要求，儲量充足，且有利于采區(qū)的接續(xù)，巷道利用率高，噸煤成本相對較低。故而采用方案一的水平劃分方法，即劃分兩個開采水平，水平標(biāo)高分別為-300 m和-550 m，一水平垂高為250 m，

37、二水平垂高為350 m。一水平采用上山開采，二水平采用單上下山開采。3.2.3開拓巷道的布置1.運輸大巷的布置現(xiàn)依據(jù)礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及技術(shù)可行角度，特提出以下兩種大巷布置方式：分組集中大巷布置，集中大巷布置，如圖3-4，3-5。 圖3-4 分組集中大巷布置 圖3-5 集中大巷布置兩種技術(shù)方案的優(yōu)缺點詳見表3-3所示。表3-3 大巷布置方案比較表特 點分組集中大巷布置集中大巷布置優(yōu)點1.總的巷道工程量較少2.采區(qū)巷道分組聯(lián)合布置3.生產(chǎn)比較集中4.大巷容易維護，運輸條件好1.大巷維護容易 2.生產(chǎn)區(qū)域比較集中，運輸條件好3.采區(qū)巷道集中聯(lián)合布置，開采程序比較靈活，開采強度大缺點1石門長度較長2掘

38、進(jìn)工程量大1.存在反向運輸 2.初期工程量大，建井時間長3.總的石門長度大適應(yīng)條件1.可采煤層數(shù)多，間距大小不同2.采區(qū)巷道為分組聯(lián)合布置，煤層分組間距大3.井底車場在煤層群上部或中間時，初期工程少，工期大1.煤層間距小2.下部煤層底版有堅硬有巖層，采區(qū)尺寸大，石門長度短3.井田走向長度大，服務(wù)年限長依據(jù)本井田的地質(zhì)條件及煤層賦存狀況：本井田共有可采煤層4層，即4#、7#、8#、13#，其中4#與7#平均間距70m,7#與8#煤層平均間距15 m，8#與13#平均間距25 m。針對上述情況，方案一分組集中大巷布置，將4#煤層為一組，單獨開采，7#、8#、13#層分為一組，集中開采，經(jīng)濟上較為合

39、理，。方案二集中大巷布置對于7#、8#、13#煤層還可以，對于4#煤層則不適用。由于煤層間距較大，采區(qū)石門長度會很大，工程量增加，費用高，經(jīng)濟上不合理。故而采用方案一。3.3選定開拓方案的系統(tǒng)描述3.3.1井筒形式和數(shù)目本設(shè)計井田采用雙立井開拓。另外還設(shè)有回風(fēng)立井。主井用來提升煤炭，副井用以提矸、升降工作人員、下放材料和設(shè)備及兼作進(jìn)風(fēng)井，回風(fēng)井專門用于回風(fēng)。3.3.2井筒位置及坐標(biāo)井筒確定在84-10 鉆孔附近，理由是：(1)地處井田儲量中央：井筒距北部邊界1.6公里，南部邊界1.85公里，西部邊界1.9公里，東部邊界3.2公里；(2)有較好的地形條件：井口處標(biāo)高+25m，地面坡度不足2

40、76;，平正土方量?。?3)交通條件好：靠近公路，井口距公路 500 m；確定井筒坐標(biāo)：主井井口坐標(biāo)： XA=96312.86 ，YA=384545.23，ZA=+25副井井口坐標(biāo)： XB=96400.83 ，YB=384585.45，ZB=+23風(fēng)井井口坐標(biāo)： XC=96400.83， YC=384585.45，ZC=+29主井井口標(biāo)高為+25m，副井井口標(biāo)高為+23m，擬定二水平為井筒最終水平。主井井深600m，副井井深578m，風(fēng)井深79m兩井筒中心線間距為78m，提升方位角為25°，主井井筒直徑6.5m，副井井筒直徑6.5m，均采用整體式混凝土井壁，井壁厚度450mm。3.3

41、.3水平數(shù)目及標(biāo)高本井田采用多水平開拓,擬定第一標(biāo)高為-300m,本井大部分采區(qū)的煤層淺部標(biāo)高在-50m左右,階段垂高250m,實行上山開采.第二水平擬定標(biāo)高為-550m，實行上下山開。3.3.4石門大巷數(shù)目及布置1.大巷數(shù)目：兩條運輸大巷、一條回風(fēng)大巷。2.大巷布置：大巷布置形式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種。 本設(shè)計井田對大巷布置提出三種方案：方案一：煤層大巷布置方案二：巖石大巷布置方案三：布置一個煤層大巷和一個巖石大巷布置煤層大巷與巖石大巷相比較有下列缺點：（1）煤層大巷的巷道維護困難，維護費用高；（2）為了便于巷道維護，巷道維護留設(shè)保安煤柱增多，煤柱回收困難，資源損失大；（3）當(dāng)煤層起伏

42、褶曲較多時，巷道彎曲轉(zhuǎn)折多，機車運行速度受到限制，運輸能力降低；（4）煤層有自燃發(fā)火危險時，一旦發(fā)火就要封閉大巷，導(dǎo)致礦井停產(chǎn)，而且因煤柱受影響破壞，封閉效果不好，處理火災(zāi)困難。煤層大巷也有其顯著的優(yōu)點：（1）建筑成本底。（2）建設(shè)周期短，可以快速見效。綜上所述，在本設(shè)計井田中，由于7#、8#、13#煤層間距小，可布置巖石集中大巷，而4#煤層與其它煤層間距大，儲量有限，可考慮4#煤層單獨開采，布置煤層大巷，所以采用方案三。本設(shè)計礦井中，大巷和石門服務(wù)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(shè)計在本設(shè)計中相同。其內(nèi)部設(shè)施也相同巷道斷面設(shè)計合理與否，直接影響煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟效果和生產(chǎn)的安

43、全條件，其基本原則是在滿足安全與技術(shù)要求的條件下，該設(shè)計礦井大巷和石門斷面圖內(nèi)容見圖3-6，大巷斷面特征表見表3-4。圖3-6大巷斷面圖表34大巷斷面特征表巷道形狀支護方式斷面積（m2）設(shè)計尺寸（mm）凈周長(m)噴厚(mm)凈掘 頂高底寬半圓形錨噴14.9916.043950430014.651503.3.5井底車場的形式選擇由于井筒形式，提升方式，大巷運輸方式及大巷距井筒的水平距離等不同，井底車場的形式也各異。按照礦車在井底車場內(nèi)運行特點，井底車場可分為：環(huán)行式和折返式兩大類型。底卸式礦車運煤時，則一般用折返式車場。根據(jù)東歡坨設(shè)計礦井井筒形式及大巷，石門的布置，結(jié)合上述井底車場型式的選擇因

44、素，設(shè)計礦井選用梭式（折返調(diào)車）井底車場，兩翼來車，利用主石門作為主井存車線和調(diào)車線，副井通過繞道與主石門連接。3.3.6煤層群的聯(lián)系本礦區(qū)煤4#單獨開采，7#、8#、13#間距較小，采用聯(lián)合布置，各煤層間由主石門聯(lián)系。3.3.7采區(qū)劃分根據(jù)該設(shè)計井田的地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存等因素，以井田內(nèi)自然斷層為界，將整個井田劃分為四個采區(qū)。采區(qū)劃分示意圖如圖3-7圖3-7 采區(qū)劃分圖3.4井筒布置和施工3.4.1井筒穿過的巖層性質(zhì)及井筒支護參見綜合柱狀圖和井筒開拓剖面圖本設(shè)計礦井井筒穿過的巖層性質(zhì)大部分為粉砂巖，少部分為中砂巖、細(xì)砂巖。根據(jù)主副井圍巖性質(zhì)，并按煤礦安全規(guī)程規(guī)定，確定主副井筒支護方式如下：表土

45、段：混凝土砌碹煤層段：料石砌碹基巖段：錨噴支護3.4.2井筒布置及裝備根據(jù)該設(shè)計礦井年產(chǎn)量、提升方式等實際情況，本設(shè)計礦井井筒按有關(guān)規(guī)定布置運輸設(shè)施及輔助設(shè)施。詳見圖示3-8，3-9主副井井筒斷面圖。主井井筒：井筒直徑6.5m，凈斷面面積38.465m2，掘進(jìn)斷面面積44.157m2井筒深度600m。井筒內(nèi)裝備一對16t剛性罐道立井多繩箕斗（JDG16/150×4Y），采用180×180×10mm方形方型空心型鋼罐道，端面布置采用樹脂錨桿固定拖架。副井井筒：井筒直徑6.5m，凈斷面面積38.465m2，掘進(jìn)斷面積44.157m2。井筒深度578m，井筒裝備一對1.

46、5t固定式礦車600mm軌距，雙層四車剛性立井多繩罐籠，擔(dān)負(fù)礦井輔助提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井筒。采用180×180×10mm方型空心型鋼罐道，端面采用樹脂錨桿固定拖架。罐道和井梁，罐道導(dǎo)向?qū)娱g距均按6.0m設(shè)計。井筒內(nèi)沒有鋼-玻璃鋼復(fù)合材料梯子間，作為礦井安全出口和井筒檢修之用，并敷有排水管路三趟（一趟預(yù)備），井下消防灑水管路。另外，井筒還敷設(shè)有動力電纜、通訊訊號電纜。 圖3-8 主井井筒斷面表35 主井井筒特征表井型180萬t/a井筒直徑6.5m井筒掘進(jìn)直徑7.5m井深600m提升容器一對 16t多繩箕斗井筒支護混凝土井壁厚450mm，充填混凝土50mm罐道規(guī)格180

47、5;180×10mm凈斷面面積38.465m2掘進(jìn)斷面面積44.157m2 圖3-9 副井井筒斷面表36 副井井筒特征表井型180萬t/a井筒直徑6.5m井筒掘進(jìn)直徑7.5m井深578m提升容器一對1.5t雙層四車罐籠和一個3t雙層2車罐籠帶平衡錘井筒支護混凝土井壁厚450mm，充填混凝土50mm罐道規(guī)格180×180×10mm凈斷面面積38.465m2掘進(jìn)斷面面積44.157m23.4.3井筒延伸的初步意見根據(jù)東歡坨設(shè)計礦井水平劃分方案，該設(shè)計礦井主副井筒從地面布置到一水平后需要延伸，但是在進(jìn)一步進(jìn)行地質(zhì)勘探后，井筒仍按原有主副井延深。3.5井底車場及硐室3.5

48、.1井底車場形式確定及論證井底車場形式的確定，應(yīng)根據(jù)井田地質(zhì)條件、井型大小和大巷布置、提升方式及生產(chǎn)系統(tǒng)等因素確定。該礦井井底車場形式的選擇依據(jù)如下：1 礦井設(shè)計能力為1.8Mt/a，年工作日330d，實行四六工作制，每日凈提升為16h，矸石量點煤產(chǎn)量的20%；掘進(jìn)煤點煤產(chǎn)量的5%；2 礦井采用雙立井、兩個水平、分集中組運輸大巷的開拓方式；3 主立井裝備采用一對16t箕斗提升，副井采用雙層四車剛性立井多繩罐籠提升；4 水平大巷運輸采用10t架線式電機車牽引，3t底卸式礦車方式，輔助運輸采用1.5t固定式礦車；5 本設(shè)計礦井屬低瓦斯、中等涌水量礦井；6 本設(shè)計礦井井田地質(zhì)條件較好；綜合以上所述，

49、結(jié)合設(shè)計要求，本設(shè)計礦井選用底卸式礦車運輸，采用梭式車場。3.5.2井底車場的布置、儲車線路、行車線路布置長度1.車線長度的確定確定存車線長度是井底車場設(shè)計中的重要問題，如果存車線長度不足，將會使井下運輸和井筒提升彼此牽制，影響礦井生產(chǎn)能力；反之，如果存車線過長，會使列車在車場內(nèi)的調(diào)車時間增加，反而降低了車場通過能力，并增加車場工程量，所以對車線長度的計算要認(rèn)真仔細(xì)。存車線長度的計算.主副井空、重車線計算公式：式中 空重車線長度，m；每列車的礦車數(shù)，輛；列車數(shù)，列；一個列車帶緩沖器的長度，m；每臺電機車長度，m；列車制動距離，m；電機車數(shù)量，臺。a.主井：m=1列，n30輛，4.2m，N=2臺

50、，4.5m，45mb.副井；m=1列，n20輛，L14.2m，N=2臺，L24.5m，L345mc.調(diào)車線長度：.材料車線長度Ln L1式中 n容納材料的車數(shù)，取10臺；L1材料車長度，為2.4m；L10×2.424m根據(jù)實際需要，開設(shè)水泵硐室和變電所，取材料車線長80m。調(diào)車方式3t底卸式列車采用折返式調(diào)車，1.5t固定式列車采用通過或折返調(diào)車。3.5.3井底車場通過能力驗算采用電機車運輸時，井底車場通過能力按下式計算式中 N井底車場年通過能力，t；Q每次調(diào)度循環(huán)進(jìn)入井底車場的所有列車的凈載煤重，t；T每一次調(diào)度循環(huán)時間，min；Ta每年運輸工作時間，min；(等于礦井設(shè)計年工作日

51、數(shù)與日生產(chǎn)時間的乘積)。井底車場通過能力應(yīng)考慮留有一定的備用儲備能力，一般應(yīng)大于礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的30%。Ta=330×16×60=3.17×105 Q=22×3=66 tT=6 min=3.18Mt通過能力富余系數(shù)為3.18/1.8=1.76。滿足礦井設(shè)計規(guī)范要求。滿足設(shè)計規(guī)范和本礦井井型要求。見圖3-10井底車場線路布置圖。圖3-11調(diào)度圖表。 圖 3-11 調(diào)度圖表圖3-10井底車場線路布置圖。3.5.4主要硐室 原則：符合煤礦安全規(guī)程的規(guī)定；硐室布置一般隨井底車場型式的不同而變化。主井系統(tǒng)硐室：推車機及翻車機硐室、井底煤倉及箕斗膠帶輸送機裝載硐室

52、、底卸式礦車卸載站硐室、清理撒煤硐室及水泵房室等。副井系統(tǒng)硐室：水倉及清理水倉硐室、主排水泵硐室、主變電所、副井井底操車設(shè)備硐室及等候室等。其它硐室：設(shè)有調(diào)車室、機車維修房、消防材料室、醫(yī)療室、等候室、工具室、引水室等。3.6開采順序3.6.1沿井田走向的開采順序據(jù)該設(shè)計礦井的煤層分布及采區(qū)劃分的具體情況，采用由中央向兩側(cè)開采，這樣有利于礦井的均衡生產(chǎn)和合理配采，確定生產(chǎn)的連續(xù)性；本礦井一水平共有四個采區(qū)，分別為于井口的兩邊，由于東面的儲量大，所一先采東側(cè)的煤。采用走向長壁開采。3.6.2沿井田傾向的開采順序本設(shè)計礦井共有四可采煤層，即4#，7#，8#，13#煤層，4#煤層在最上部，13#煤層在最下部。根據(jù)各煤層間距及相互位置關(guān)系，并考慮各層間的采動影響，本設(shè)計采用下行開采順序，即4#，7#，8#，13#四層煤從上而下依次開采。在同一煤層內(nèi)，沿傾斜煤層的開采順序，可分為上行式和下行式開采。除近水平煤層外，對于緩傾斜、傾斜和急傾斜煤層，根據(jù)其采動影響關(guān)系，一般只采用下行式開采順序。本礦屬于緩傾斜煤層，故沿煤層傾斜方向上采用下行式開采順序。3.6.3