1、1前 言一、羊场湾煤矿二分区概况羊场湾煤矿二分区位于宁夏回族自治区灵武市宁东镇（原磁窑堡镇）境内，西距灵武市 50km 左右，北连灵新煤矿、南接羊场湾煤矿一分区，由矿区公路与 307 国道、GZ35 国道主干线相接，大古铁路支线与包兰铁路在大坝站接轨。矿区铁路已通至羊场湾煤矿一分区，并且羊场湾煤矿一分区设有装车站、储煤塔，羊场湾煤矿二分区有通至羊场湾煤矿一分区的运煤皮带，公路、铁路交通较为方便。全套图纸加 153893706羊场湾煤矿二分区井田境界浅部自五更山煤矿井田边界，深部至二煤+800m 水平底板等高线，南到园疙瘩向斜轴，北至第 12 勘探线及 F2 断层，井田走向长 7.5km，倾斜平
2、均宽为 2.6km，井田面积 19.5km2。本设计中的羊场湾煤矿二分区开拓方式为中央斜井、石门、下山、大巷联合开拓。设计开拓主斜井、斜风井、副斜井，计 3 条井筒，井口位置均大体位于 204 钻孔附近。地面工广场位于钻孔北侧井田边界的三角处。地面工广内主要设施有联合福利设施，地面生产系统，主、辅提升系统，主排水系统，35KV 输电线路，35/10KV 地面变电所，矿井集中安全监控系统，制氮、制胶与黄泥灌浆防灭火和束管监测系统等。本次设计把羊场湾煤矿二分区全井田划分为两个阶段、四个采区，开采一个煤层，采用单水平上下山的开采方式。全矿井布置一个综放工作面，工作面的倾向长度为 180米，设计矿井年
3、生产能力为 180 万吨/年，一个工作面即可达产。2二、编制设计的依据及指导思想（一） 、编制设计的依据1、 煤矿安全规程 （2006 年 11 月版） ；2、 煤炭工业矿井设计规范及相关的其它设计规范、规定；3、批准的灵武煤田碎石井矿区羊场湾井田精查地质报告 、 灵武煤田碎石井勘探区磁窑堡井田地质勘探精查补充报告 ；4、收集的羊场湾煤矿二分区二煤地板等高线及储量计算图、采掘工程平面图、工作面布置图、井上下对照图、地形地质图以及其它技术资料。（二） 、设计指导思想根据宁煤集团公司相关文件精神并结合羊场湾煤矿二分区实际情况，本设计的指导思想为：1、分区准备、集中生产、合理配采。2、尽可能减少开拓
4、巷道的布置，减少掘进工程，降低初期投资。3、采区的主要生产系统和设备留有一定的富裕能力，以保证后期矿井、采区增产的需要。4、满足安全生产的同时，尽可能使系统简化。三、 改造设计的主要技术经济指标1、设计规模：180 万 t/a2、投产面个数：1 个3、井巷工程量：总掘进工程量为 12561m , 总掘进体积 155122.81m3。岩巷4534m，共 57303.27m3，占总掘进量的 36.10%；煤巷 8027m , 共 97819.54m3，占总掘进量的 63.90%。矿井万吨掘进率为 69.78m/万 t。准备工期为 35 个月。4、矿井在籍职工总人数为 455 人，原煤生产全员效率为
5、 27.68t/工，工作面回采工效为 70.4t/工。5、羊场湾煤矿二分区总投资为 25562.61 万元，吨煤投资 142.01 元/t。其中土建工程 363.91 万元，井巷工程 11233.36 万元，安装工程 5743.29 万元，设备及工器具购置 6793.91 万元，工程建设及其他费用 1428.14 万元。3四、存在的问题与建议1、二采区倾向倾角较大，对综放面的开采及产量有一定影响。建议羊场湾煤矿二分区汇同相关部门对与羊场湾煤矿二分区三采区地质条件相似的矿井进行综放开采学习与调研,以保证三采区的正常开采。2、由于灵武矿区未进行过综采放顶煤开采，建议尽早组织进行试验，以确定本矿二层
6、煤的开采工艺。2.一采区设计生产能力为 180 万 t/a，共布置有一个综放工作面，采煤工作面推进度相对较低，这对于易自燃发火煤层采空区的管理极为不利，尽管设计配备了完善的防止煤层自燃发火的设备，但重在管理，提请矿方在生产期间高度重视煤层自燃发火防治工作，确保综放面的安全生产。41目 录第一章 井田地质概况 .11.1 井田位置及交通 .11.1.1 交通位置 11.1.2 地形地貌 11.1.3 气象及水文情况 11.1.4 矿区概况 11.2 井田地层及地质构造 .31.2.1 地层 31.2.2 构造 41.3 矿井赋存特征及开采技术条件 .51.3.1 煤层及煤质 51.3.2 煤尘爆
7、炸危险性 、煤的自然性及地温情况 61.3.3 水文地质 71.3.4 井田勘探类型及勘探程度评价 9第二章 井田开拓 .102.1 矿井设计生产能力及服务年限 .102.1.1 矿井工作制度 102.1.2 能力及服务年限 102.1.3 矿井储量、设计生产能力和服务年限的关系 102.2 井田境界及储量 .112.2.1 井田境界 112.2.2 储量 112.3 井田开拓 .122.3.1 工业场地及井口位置选择 122.3.2 井筒形式的确定 122.3.3 井筒数目的确定 122.3.4 井田内划分及开采顺序 122.3.5 开采水平的划分及水平标高的确定 132.4 井筒 .132
8、.4.1 井筒断面设计 132.4.2 井筒参数确定 152.5 井底车场及硐室 .162.5.1 井底车场 162.5.2 井底车场硐室 162.5.3 井底车场巷道和硐室支护 162.6 方案比较、确定开拓系统 .162.6.1 井田概况 162.6.2 开拓方案 1722.6.3 开拓方案技术经济比较 182.6.4 综合比较 19第三章 大巷运输及设备 .233.1 大巷运输方式选择 .233.1.1 大巷煤炭运输方式选择 233.1.2 大巷辅助运输方式 243.2 矿车 .243.2.1 矿车选型 243.2.2 矿车数量 25第四章 采区布置及装备 .264.1 采煤方法 .26
9、4.1.1 采煤方法 264.1.2 工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型 294.1.3 工作面顶板管理方式和支架设备选型 294.1.4 工作面生产能力及接续 304.2 采区布置 .334. 2.1 投产和达产时采区数目 .334.2.2 采区巷道布置 334.2.3 采区车场及硐室 344.2.4 采区生产系统 344.3 巷道掘进 .354.3.1 巷通断面尺寸及支护形式 354.3.2 巷道掘进进度指标 354.3.3 采掘比例 354.3.4 井巷工程量 364.4 劳动组织及技术经济 .374.4.1 工作面循环方式和作业方式 374.4.2 劳动组织 374.4.3 工作面技
10、术经济指标 38第五章 通风与安全 .415.1 概况 .415.2 矿井通风 .415.2.1 通风系统和通风方式 415.2.2 掘进通风及硐室通风 425.2.3 矿井风量及负压计算 .425.3 灾害预防及安全装备 .475.3.1 灾害预防 475.3.2 安全装备 49第六章 矿井提升、运输、排水、压缩空气设备选型 .506.1 提升设备 .506.1.1 提升方式 506.1.2 主提升设备 5036.1.3 辅助提升设备 576.2 通风设备 .666.2.1 设计依据 666.2.2 设备选型计算 676.3 排水设备 .686.3.1 主排水设备 686.3.2 矿井后期排
11、水 716.4 压缩空气设备 .726.4.1 设计依据 726.4.2 空气压缩机选型 726.4.3 冷却系统 736.4.4 压缩空气管道系统 746.5 制氮设备 .746.5.1 设计依据 746.5.2 制氮设备选择 756.5.3 制氮机站附属设备 756.5.4 氮气输送管路系统 75第七章 技术经济 .767.1 劳动定员及劳动生产率 .767.2 资金来源及项目总投资 .777.2.1 概算范围 777.2.2 概算依据 777.2.3 本次改造建设资金构成 777.3 原煤生产成本 .827.4 销售收入及税金 .837.5 技术经济分析及评价 .84第八章 建井工期 .
12、898.1 移交标准 .898.2 井巷工程量 .898.3 建井工期 .918.3.1 井巷掘进指标 918.3.2 主要井巷工程 918.3.3 建井工期预计 928.2 产量递增计划 .92第九章 采区中部车场线路设计 .939.1 斜面线路联接系统各参数计算 .939.1.1 道岔选择及角度换算 939.1.2 计算斜面平行线路联接点各参数 949.1.3 计算斜面非平行线路联接点各参数 949.2 确定竖曲线的相对位置 .949.2.1 竖曲线各参数计算 949.2.2 最大高低差 H 的计算 9549.2.3 竖曲线相对位置 959.3 高、低道存车线各参数计算 .969.3.1
13、闭合点 0 的位置计算 969.3.2 计算存车线长度 .969.3.3 平曲线各参数计算 .969.3.4 计算存车线直线段长度 .979.4 甩车线路总平面轮廓 尺寸及坡度计算 .979.4.1 总平面轮廓尺寸计算 979.4.2 纵断面线路的各点标高计算 .981第一章 井田地质概况1.1 井田位置及交通1.1.1 交通位置羊场湾煤矿二分区井田位于宁夏回族自治区灵武市宁东镇（原磁窑堡镇）境内、灵武煤田碎石井勘探区羊场湾井田中部、北邻灵新煤矿、南接羊场湾煤矿一分区，由矿区公路与 307 国道、GZ35 国道主干线相连接，大古铁路支线与包兰铁路在大坝站接轨。矿区铁路已通至羊场湾煤矿一分区，并
14、且在羊场湾煤矿一分区设有装车站、储煤塔，二分区有通至一分区的运煤皮带，公路、铁路交通较为方便。详见交通位置图 1-1-1。1.1.2 地形地貌井田内沙丘广布，属低缓沙丘地貌，地形起伏不大，呈西北高、东南低的地势。1.1.3 气象及水文情况本区属半干旱半沙漠大陆性气候，年最高温度+41.4（1953 年） ，最低温度-28（1954 年） ，昼夜温差大、雨量稀少，年平均降雨量 157.3mm，年平均蒸发量1682.8mm。本井田范围内无湖泊和沼泽分布，仅有西天河从矿区中部通过，上游常年干枯无水，中下游流量一般 2030 公升/秒，水质差，不能饮用。1.1.4 矿区概况本区经济以农业为主，工业不发
15、达，根据灵武市 2000 年统计资料，全市人口为25.52 万人，以回、汉两族为主，全市耕地面积为 40.6 万亩，农作物及特产有大麻、胡麻、水果及滩羊皮，蓄牧业主要为牛、马、驴、羊，2000 年的农业总产值为 36770 万元，工业总产值为 58680 万元，国内生产总值为 135050 万元。本井田北邻灵新煤矿（2.4Mt/a） ，南接羊场湾煤矿一分区（10Mt/a） ，灵新矿与羊2场湾煤矿一分区均为生产矿井。34井田内煤种单一，大多为低灰、特低硫、低特低磷和较高发热量的不粘结煤，少量为长焰煤，是良好的动力用煤和我国最好的气化用煤之一，是适合大城市的环保洁净煤，主要用户是电厂，主要市场在宁
16、夏、甘肃、陕北，根据近几年的统计资料煤炭运销和经济效益良好。矿井电源来自于羊场湾煤矿一分区 110/35KV 变电所，水源引自吴忠金银滩矿区一期给水工程的水源地。1.2 井田地层及地质构造1.2.1 地层本区位于鄂尔多斯盆地西缘，地层区划属华北地层区、陕甘宁盆缘分区、马家滩小区，古生代地层被广泛发育的中、新生代地层掩盖，埋藏深，区域地层由老至新有奥陶系、石炭系、二迭系、三迭系、侏罗系、白垩系、第三系及第四系，井田内地质年代及地层由老至新为：1、三迭系（T）（1）中下统（T 1-2）零星出露于井田南部，下部为灰白、浅紫色含砾砂岩、夹泥岩条带。砂岩中含石英小砾石、黄铁矿团、上部为浅灰色、浅紫灰及灰
17、白色中细粒长石砂岩、石英长石砂岩、夹薄层泥岩、含钙质粉砂岩，中下统厚度 650m 左右，与下伏石千峰组呈假整合接触。（2）上统延长群（T3 YN ）：井田内广泛发育为侏罗系含煤地层基底，岩性以砂岩、泥岩及粉砂岩为主，总厚 756m，与中下统呈假整合接触。2、侏罗系（J ）（1）中下统延安组（J 1-2Y）：为井田内主要含煤地层，广泛发育，出露零星，为一套陆相碎屑岩含煤建造。岩性为灰白色各粒级砂岩，灰黑色粉砂岩、泥质岩和少量粘土质岩石，含煤 30 余层，其中编号煤层 18 层，可采及局部可采者 17 层，与下伏三叠系呈假整合接触。平均厚度 287.84m。（2）中统直罗组（J 2z）：井田内零星
18、出露，俗称“七星镇”砂岩，自上而下逐渐5由细粒过渡为粗粒，并常含石英燧石小砾石，呈砂粒岩状，韵律较明显，主要成份为石英，其次有钾微斜长石和条纹长石、酸性长石、粘土化长石，与下伏延安组第一层煤冲刷接触，为直接顶板。平均厚 443.52m。（3）中统安定组（J 2a）：分布于井田内向斜轴部，地表零星出露。此地层俗称为“红层” 。岩性以红色粉砂岩为主。夹有薄层细粒砂岩，顶界为可侵蚀面，底部以一层猪肝色中粗粒砂岩与下伏地层呈假整合接触，钻孔揭露最大厚度 87.85m 。3、第四系（Q）：全区发育，由砾石层、冲积沙土层、风积沙层三个岩石层组成，平均厚度 5.3m，不整合于各地层之上。1.2.2 构造本区
19、域地处鄂尔多斯台缘褶带东侧中段马家滩台陷区内。本台陷可划分为石沟驿向斜及磁萌断褶带两个次级构造单元，本矿区位于磁萌断褶带北部及磁窑堡向斜构造单元南部。矿区位于五疙瘩背斜与磁窑堡长梁山向斜东侧 F1逆断层之间，由于次级褶曲较为发育，井田内地层产状沿走向和倾向变化较大。井田内主要地质构造如下：园疙瘩向斜和五疙瘩背斜：位于井田南部，二者近于平行，北起五疙瘩西，南经园疙瘩向斜至 19 线南消失，斜交地层走向成“弓”字形分布，井田内延伸长 5.5km 及6.0km ，向斜轴向北部 N126W，中部呈弯弧状向西突出，南部 140W，轴向东侧倾斜，倾角 7885，向南倾伏，轴部由延安组至直罗组地层组成，两翼
20、不对称，向斜倾角48，东翼 1630，背斜东翼 717，波幅最小仅 28m，最大达 213m。磁窑堡向斜：该向斜轴轴向近南北，向南倾伏，北窄南宽、两翼不对 称 。 东 翼 险 峻 ，煤 层 倾 角 46 80； 西 翼 宽 缓 ， 煤 层 倾 角 12 14。F2正断层，位于向斜东翼 10 勘探线附近，斜切整个磁窑堡井田，距 13 勘探线 50m处尖灭。在井巷多次揭露，总体延伸基本得到控制，平面上呈缓波状，其产状要素为：13785，H=050m。F3断层，该断层为直立断层，磁窑堡煤矿扩建井轨道及运输下山揭露，产状要素为：13790，H=3.9m4.1m。自磁窑堡煤矿扩建井 C27 区段下部延伸
21、至该区段内，在6C272（1）切眼北 94m 处尖灭。F4正断层，其产状要素为：13275，H=019.5。断层破碎带宽窄不一，F 4在13 勘探线以北 48m 处尖灭，共源生断层延展至磁窑堡二矿 Y11区段尖灭。以上断层对二煤、六煤开采有较大的影响。另外 F1正断层处在磁窑堡煤矿扩建井的井田边界，对二、六煤正规开采不产生影响。总体来说该井田构造复杂程度为一至二类偏二类。1.3 矿井赋存特征及开采技术条件1.3.1 煤层及煤质1、煤层本井田开采侏罗系上组煤，上组煤共 6 层，由上到下编号为一、二、二下、三、四、五、煤层，其中三、四、煤层为不可采煤层，一煤层为大部分可采煤层，二下和五煤层为局部可
22、采煤层，主要开采煤层为二煤层。现将本井田各煤层自上而下分述如下：一煤：为含煤地层最顶部的薄至中厚可采煤层。由北向南逐渐增厚，井田内最大厚度 3.42m，个别地段冲刷尖灭，平均 1.66m。顶板为厚层粗粒砂岩，底板多为粉砂岩及细粉砂岩。一般不含夹矸，结构简单。井田内赋存较稳定，除井田北部及深部少数点不可采外大部分可采。二煤：为全区发育稳定的厚至特厚煤层，上距一煤北部平均 11.3m，向南逐渐加大到 16.7m，深部 20.1m，平均 14.91m。北部 1251 线间，东部大致沿5127、1305、1407、1605 等孔连线以西，煤层下部分层逐渐分开为二 下 煤层。二煤煤层厚度由分岔前的 10
23、13m 变为分岔后的 8m 左右，可采厚度 7.5m12.02m，平均10.28m。煤层顶板为砂岩，常有薄层状泥岩伪顶，底板为砂岩。煤层一般含 13 层夹矸，集中于煤层下部，最大厚度达 1.42m，岩性以泥岩为主，粉砂岩次之，结构较简单。煤层沿走向、倾向变化不大，属稳定煤层。二 下 煤：由二煤下部分岔出来，与二煤间距由北向南，自东向西逐渐增大，井田内最大间距 19m，平均 9.03m。煤层厚度由北向南，自东向西逐渐变薄，最大厚度 1.22m，7部分地段尖灭，平均 0.75m。煤层顶板砂岩，底板砂岩，北部少量为泥岩。煤层结构简单，局部个别点含一层夹矸，最大厚度 0.3m。井田内普遍发育，但仅14
24、03、206、207、209、125、2006 等孔连线以东地段可采，其它均不可采。属不稳定煤层。三煤层：全区发育，属不稳定薄煤层。上距二下煤 8.121.9m，平均 4.0m。东北部及井田深部多不可采，厚度 01.35m，平均可采厚度 0.79m。1455 线间的浅部为可采区。煤层顶板为砂岩，底板砂岩，局部泥岩。煤层结构简单，个别点见有一层夹矸，岩性为泥岩，最大厚度 0.35m。五煤：基本上属全区发育、局部可采的薄及中厚煤层，上距三煤平均 27.77m。16线以北可采，向南分岔变薄至不可采。煤层最厚 2.60m，个别地段冲刷变薄或尖灭，平均可采厚 1.19m。煤层顶板为砂岩，底板也为砂岩。煤
25、层结构较简单，可采地段一般含一层夹矸，局部多至 3 层。夹矸层最大厚度 1.65m，岩性泥岩。属不稳定煤层。2、煤质各煤层均为特低灰、特低硫、低特低磷、低熔点、较高发热量、较高水份、高活性、煤种较单一，多为不粘结煤，少量为长焰煤。1.3.2 煤尘爆炸危险性 、煤的自然性及地温情况1、煤层自燃发火二层煤的着火点温度平均值为 294，属易自燃的煤层，自燃倾向等级一级，自然发火期 13 个月。2、瓦斯井田内各煤层自然瓦斯含量较低,可采煤层瓦斯含量 0.010.05m3/t,个别最高也仅达 0.57m3/t,2000 年实际鉴定矿井相对瓦斯涌出量为 0.24m3/t，本设计根据有关资料选取瓦斯相对涌出
26、量为 1.41.6m3/t，按低瓦斯矿井设计。3、煤尘各煤层均属有煤尘爆炸危险性的煤层，煤尘爆炸指数 34.3，爆炸火焰长度在801140mm 之间，扑灭火焰的岩粉量在 3575之间，一般在 5060左右。4、地温8本井田无高温热害区。1.3.3 水文地质区域地貌属低山丘陵区，并多为沙丘覆盖，地下水补给贫乏，岩层富水性弱，气候干旱少雨，无较大地表水系，水文地质条件简单。1、含水层第一组；第四系厚 023.94m，平均厚 5.3，地下水主要赋存于风积沙及冲洪积层中，风积沙在井田内厚度 08m，含沙漠凝结水、质优量少、对开采无影响。第二组：火区烧变岩含水层组分布于一、二煤露头浅部，形成三块不连续的
27、含水层，对本井田有影响的是四、五号火区。四号火区： 位于 15 线至 40 线之间，分布面积 0.58km2， 含水面积 0.315km2，烧变岩厚 7.1432.19m，平均厚 20.13m，裂隙发育，沿走向连通性好，地形低洼，汇水面积大，接受降水补给条件好，富水性强，水位埋深 8.9621.83m，钻孔单位涌水量6.67L/S.M。五号火区： 位于 13 线至 12 线之间， 分布面积 0.7 km2， 含水面积0.1685km2，位置地势较高，烧变岩体大部分在地下水位以上，其厚度为10.1725.79m，平均 17.62m，连通性不好，岩层富水性弱，渗水性差，地下水位埋深11m 左右。第
28、三组：直罗组底部砂岩段至一煤顶板岩石含水层组含水层砂岩总厚11.1170.93m，平均为 16.66m，以直罗组底部厚层粗粒砂岩为主，为一号煤直接充水含水层，厚度 5.962.5m，平均 35.91m，岩性疏松易碎、透水性好，层位稳定，单位涌水量 0.03450.0054L/SM，在+1100m 以上地段富水性较好。第四组：二煤至八煤间砂岩含水层组：本含水层组岩性为不同粒级的砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，各煤层间均无较稳定的隔水层，中、粗粒砂岩较稳定， 砂岩厚12.4192.16m，平均厚 51.24m，水位埋深 8.2214.34m，单位涌水量0.003460.0052L/S.M，在+11
29、00m 标高以上地段富水性较好。2、地下水的补给、泾流与排泄条件井田内地下水的补给来源主要为大气降水。四号火区地形相对较洼，汇水面积大，9接受降水补给条件好，水量大，但泾流排泄条件差。上述各含水层组烧变岩含水层与下伏正常基岩含水组间有一定的水力联系，但不很密切，各火区含水体之间也无水力联系，各正常基岩含水层之间也存在着一定的弱渗透关系，主要影响矿井开采的含水层为四号火区，四号火区位于井田浅部+1300m 以上，对深部开采影响较小，总之地下水沿着岩层层面及裂隙、通过沟谷及地下水深处裂隙带由南向北偏西运动排泄。3、矿井涌水量预计根据羊场湾煤矿二分区探明水文地质资料，矿井按 180 万 t/a 设计
30、后开采一、二、三和四采区时，预计矿井正常涌水量为 410m3/h，最大涌水量为 617m3/h。4、西天河水体对矿井开采的影响西天河横跨矿区，在本井田东北角流过，泾流长度近 2km。西天河平常流量很小，但雨季有洪水。在 11 勘探线处标高最低约为+1314m，其下方有本矿井拟开采的二煤层，其中二层煤距西天河正下方约 339214m，根据原煤炭工业部颁建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程第 45 条的规定及附录六所推荐的导水裂隙带高度计算方法。计算结果略述如下：（1）导水裂隙带高度：按公式一计算二层煤按公式二计算二层煤： H li=20M +10=65.5m（2）保护层厚度按松散层
31、底部无粘性土层 6A 选取开采二层煤时：A=M/h = 10.75/1 =10.75m则：二层煤：H b=6A=64.5m（3）地表裂隙深度 Hbili因本矿区无此项数据只得参考我国部份煤矿实测结果，选用其中最大值 Hbili=10m。规程要求，防水安全煤岩柱 HshH li+Hb+Hbili现按导水裂隙带公式之二计算出的较大值计算100M 1075 HlLi=-5.6= -5.6=57.346.1m1.6M+3.6 17.2+3.610二层煤 Hsh65.6+64.5+10=140.1均符合开采要求，故设计认为：本矿井在西天河下开采二层煤是安全的，但在实际开采时仍需随时观察工作面及矿井涌水情
32、况，学习灵新煤矿西天河下开采的方法，并建立地表移动观察站，以积累原始数据，为今后的设计及科研工作提供可靠资料。1.3.4 井田勘探类型及勘探程度评价本区初步地质调查始于 1941 年，经各勘查阶段于 1985 年 12 月提出羊场湾井田精查地质报告 。设计认为主要煤层对比基本可靠，高级储量分布满足设计生产要求，水文条件已基本查明，瓦斯，煤层分析较详细可靠。存在问题：1、个别局部可采煤层在部分地段尖灭较为频繁，其中个别分层和夹矸对比依据欠充分。2、存在于 1440 线的园疙瘩向斜和五疙瘩背斜波幅较大，地层走向随之变化很大，可能有小的次级构造出现，影响综采作业。3、东庙详查区勘探程度较低，建议在考
33、虑矿井接续时作补勘。11第二章 井田开拓2.1 矿井设计生产能力及服务年限2.1.1 矿井工作制度1、 煤炭工业矿井设计规范第 2.2.3 条规定：“矿井设计生产能力宜按年工作日330d 计算，每天净提升时间宜为 16h。 ”2、本矿井设计年工作日 330d，每日三班工作，两班生产、一班准备，每日净提升时间 16h。2.1.2 能力及服务年限根据矿井的煤炭资源储量及其需求确定生产能力为 1.8Mt/a，矿井设计服务年限为 53.8 年。2.1.3 矿井储量、设计生产能力和服务年限的关系ZK 13568.21A=- =- =53.8TK 1801.4式中：T计算服务年限，a；ZK矿井可采储量，万
34、 t：A年产量，万 t/a；K储量备用系数，k=1.4;122.2 井田境界及储量2.2.1 井田境界羊场湾煤矿二分区井田境界浅部自五更山煤矿井田边界，深部至二煤+800m 水平底板等高线及磁窑堡向斜轴，南到园疙瘩向斜轴，北至第 12 勘探线及 F2 正断层，井田平均长 7.5km，倾斜平均宽为 2.6km，井田面积 19.5km2。羊场湾煤矿二分区全井田共划分为 4 个采区，开采井田范围内的上组煤二层煤。其井田拐点坐标见下表：表 2-2-1 井田拐点坐标一览表点 号 纬距（X） 经距 (Y) 点 号 纬距（X） 经距 (Y)1 2409940 47078250 11 2409200 4708
35、14302 2409180 47078660 12 2409900 470813503 2409000 47078720 13 2411880 470822004 2407250 47078820 14 2413000 470823305 2405680 47279400 15 2411920 470808806 2405380 47081080 16 2410780 470803607 2406080 47080920 17 2410300 470798708 2406500 47080950 18 2410580 470794009 2407000 47081150 19 2409720
36、4707835010 2408600 470814502.2.2 储量矿井保有地质储量 22695.36 万 t，井田境界、采区边界、采区下山及大巷煤柱计2609.95 万 t，矿井保有可采储量 15743.62 万 t。其中二煤地质储量 19727.34 万 t，可采储量 15743.62 万 t。132.3 井田开拓2.3.1 工业场地及井口位置选择根据矿井所在地的实际情况确定井口坐标为主斜井(X,2409350;Y,47078240)，副斜井（X,2409320;Y,47078250） ，斜风井（X，2409380；Y，47078270） 。工业场地的位于井口周围，其拐点坐标见下表：表
37、2-2-2 工业场地拐点表 点 号 纬距（X） 经距 (Y) 点 号 纬距（X） 经距 (Y)1 2409940 47078250 4 2409720 470783502 2409180 47078660 5 2409770 470790003 2409000 470787202.3.2 井筒形式的确定根据羊场湾煤矿二分区的煤层埋藏情况在浅部有煤层露头，深部距地面 550 米左右，以及煤层的倾角为 12 度，综合确定本矿井采用的井筒形式为斜井。2.3.3 井筒数目的确定根据煤矿安全规程及煤炭工业矿井设计规范的要求，本矿共设计三条井筒，即主斜井、副斜井和斜风井。2.3.4 井田内划分及开采顺序根
38、据确定的井田开拓方案，将上组煤二煤共划分为两个阶段，第一阶段水平标高为+1045m，第二阶段水平标高为+800m，阶段垂高分别为 305m 和 245m。井田内二煤共划分为四个采区：圆疙瘩向斜轴和五疙瘩背斜轴之间的二煤为二采区，井田其余范围内的二煤以+1045m 水平和井筒延长线为界划分为三个采区，+1045m 水平以上井筒北侧为三采区，+1045m 至+800m 水平以井筒所在直线延长划分为两个采区，其北侧为四采区，南侧14为一采区。在+1045m 水平设井底车场，布置变电所、水泵房、水仓等硐室。二采区与一、三、四采区的联络通过布置在五疙瘩背斜轴部的三采区+1060m 集中运输巷、+1045
39、m 集中轨道巷和+1075m 集中回风巷实现。2.3.5 开采水平的划分及水平标高的确定根据羊场湾煤矿二分区的实际情况，在+1045m 划分一个水平，分上下山开采，上山垂高为 305m，下山为 245m。2.4 井筒2.4.1 井筒断面设计本次设计的各井筒断面设计见下图：图 2-4-1 主斜井（表土段）断面图15图 2-4-2 主斜井（基岩段）断面图图 2-4-3 副斜井断面图16图 2-4-4 回风井断面图2.4.2 井筒参数确定本设计中主斜井、副斜井和斜风井的参数见表 2-4-1。表 2-4-1 井筒参数表井口坐标序号井筒名称 X Y标高（m）方 位角（）井筒倾角（）井筒长度（m）井筒用途
40、1主斜井 2409350 47078240 1350.05 56 23 772运煤2副斜井 2409320 47078250 1350.10 56 23 769运料、排矸、行人3斜风井 2409380 47078270 1350.12 56 23 711回风172.5 井底车场及硐室2.5.1 井底车场本矿井井下煤炭运输由胶带输送机运输，通过主斜井提升至地面，所以矿井的井底车场实际上为副斜井井底车场，担负全矿井辅助运输任务，是矿井井下辅助运输的转运中枢。本次设计的+1045m 副斜井井底车场主要是承担矿井辅助运输任务，并布置一些机电设备，这样就决定了+1045m 井底车场形式力求简单、实用。本
41、矿井设计井巷布置主要以煤巷为主，井下岩石工程量小，综掘煤炭直接汇入回采煤流系统，加之设计矿井井下巷道支护大部分以锚喷为主， 回采工作面为综合机械化，煤巷掘进大部分为综掘，采掘使用的支护、爆破材料都较少。因此，矿井辅助运输量较小。井底车场空重存车线均按 1.5 列车长度设计，长约 35m。井底车场调车采用 CDXT-5型蓄电池电机车调车，并辅以相应的重力自动滑行。2.5.2 井底车场硐室+1045m 井底车场及其附近布置的主要硐室有：信号硐室、人车等候室、人车乘车处、消防材料列车库、绞车房矿井主变电所及主、副水仓、水泵房等。2.5.3 井底车场巷道和硐室支护根据现有地质资料，+1045m 井底车
42、场位于二煤顶板岩石中，其围岩以粉砂岩为主。因此，井底车场巷道及交岔点支护以锚喷支护为主，硐室支护部分采用锚喷支护，部分采用砌碹支护。2.6 方案比较、确定开拓系统2.6.1 井田概况羊场湾二分区井田范围内主要存在着断层和褶曲两种构造，井田南部边界附近主要18有圆疙瘩向斜和五疙瘩背斜两个较大规模的褶曲，直接影响到本矿井采区划分。井田深部有磁窑堡向斜，其西翼较平缓，东翼陡峭，其轴部为本矿井开采边界的一部分。井田内中上部及北部边界处发育有 F2、F3、F4 断层，F2 正断层在井田内延展长度达 3700m，断面南东倾，断面倾角 85，推测断距 2043m；F3 直立断层产状要素为13790，落差 1
43、.254.1m；F4 正断层产状要素为 13275,落差 019.5m。这三条断层直接影响到本矿井采区划分及工作面布置。井田内二煤赋存较稳定，除圆疙瘩向斜轴和五疙瘩背斜轴之间平均倾角为 24外，其余地段煤层平均倾角均在 12左右，赋存较稳定，二煤平均厚 10.28m。井田内水文地质条件简单，涌水量不大。本井田已查明的工业储量为 197.3Mt。估算本井田内工业场地煤柱、境界煤柱、地质构造保护煤柱等永久煤柱损失约占工业储量的 8%。各可采煤层均为厚煤层，按矿井设计规范要求确定本矿井的采出率为 75%，由此计算确定本井田的可采储量为 135.68Mt。根据煤层赋存情况和矿井可采储量，遵照矿井设计规
44、范，将矿井生产能力确定为1.8Mt/a,储量备用系数按 1.4 计算，可得矿井服务年限为 53.8a。在备用系数中估计 50%为采出率过低和受未预知小地质破会影响所损失的储量。即全井田实际采出储量约为116.3Mt。2.6.2 开拓方案根据划定的羊场湾二分区煤矿井田境界及二煤的开采技术条件、井田地质构造，设计共提出两个可行开拓方案进行比选。1、方案一在井田边界钻孔 204 附近开凿井筒，设计采用主斜井、辅助运输斜井和回风斜井三条井筒开拓，回风井在+1075m 水平开凿石门与+1075m 的大巷相连，主运输与辅助运输斜井在+1045m 水平开凿石门与运输大巷和辅助运输大巷相连。并在+1045m
45、水平布置井底煤仓、井底车场、水仓和变电所。在井底车场下部开掘一采区的主运输、辅助运输和回风下山，绞车房设在+1035 水平，并在+1025m 水平设置采区上部甩车场，主运输下山直接与井底煤仓连接，不设置采区煤仓，辅助运输下山与运输大巷通过工艺巷道相连，回风下上直接与回风石们相连接，在下山底部设置采区水仓。大巷向南开拓，穿过背斜开拓下山设置采区水仓和煤仓对二采区的开采。在井筒北侧开拓两条上山开采三采区，19不设置采区水仓与煤仓，利用井底水仓和煤仓。大巷开拓至井田边界开拓下山，在+1050m 水平布置上部车场，设置采区水仓和煤仓，通过下山对四采区进行两翼开采。2、方案二在井田中部开凿主运输、辅助运
46、输和回风立井，在+1060m 水平布置井底车场、水仓和变电所，井底煤仓布置在+1050m 水平。并沿南北走向开拓大巷，全井田划分为四个采区，采区划分与方案一相同。一采区采用仰斜开采顺槽直接与大巷相连接，主运输和辅助运输均通过大巷直接与井底车场和煤仓连接。二采区的开采与方案一相同。三采区采用上山开采，设置三条上山分别与主运输、辅助运输和回风大巷相连接。大巷在井田边界开拓下山，在+1070m 布置采区上部车场和绞车房，采区水仓布置在下山底部，单翼开采四采区。2.6.3 开拓方案技术经济比较根据上述的两个开拓方案，设计对其进行了详细的技术经济比较 ，详见表 2-6-1和 2-6-2 所示。两个开拓方
47、案的优缺点分述如下：方案一优点：（1）在煤层埋深较浅的情况下，采用斜井开拓相对立井开拓更为有利，施工难度比立井小很多，矿井总投资小；（2）生产系统各环节均较方案二简单，设备占用少，运行可靠性高，提升潜力大；（3）通风线路顺畅，通风管理容易；（3）留设的保安煤柱量最小，煤柱损失量少，工业场地等的压煤为开采条件不好的区域。方案一缺点：（1）主运输斜井倾角较大，需安设大倾角强力输送机；（2）石门连接较长，行人相对不变。方案二优点：（1）矿井总开拓工程量及初期开拓工程量较小，岩石工程量少；（2）通风线路较短，通风阻力小，通风管理容易；方案二缺点：20（1） 设备使用台件数较方案一多，生产管理较方案一复
48、杂；（2） 井筒东、 西两翼储量分布不均衡现象较方案一尤甚。（3） 采区划分不均衡，个别采区服务年限过长。2.6.4 综合比较从前述技术经济比较结果来看：虽然方案一的基建费投资略高于方案二，但是其相差甚小，可不考虑其多方案选择的影响。从建井期来看，虽然方案一的井筒及石门掘进叫方案二多，但是其大巷及上山掘进量少，矿井总的掘进两相差不大。因此，两个方案的建井期大致相同。综上所述，方案一与方案二在经济方面不相上下，但是方案一的压煤量更少，煤炭的运输更为方便。所以决定采用方案一作为本矿井的开拓方案。开拓方案一示意图：21063207学 号来 兴 平指 导 老 师 张 江 利 西 安 科 技 大 学能
49、源 学 院 采 矿 工 程 系学 校院 系辅 助 运 输 井进 风 井主 斜 井）1:520年 月二 煤 底 版 等 高 线 储 量 图日 期比 例审 核制 图神 华 宁 夏 煤 业 有 限 公 司 羊 场 湾 煤 矿 二 分 区 368250368250368203682036815036815036810368103680536805368036803679503679503679036790367850367850367803678036750367504215042135042104213042150421042104215042150421042104210542105421042104209542095420942094208542085420842084207542075
