1、河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页1 目 录前 言 .11 矿区概况及井田地质特征 21.1 矿区概况 21.2 井田地质特征 31.3 井田勘探程度 92 矿井储量、年产量与服务年限 .102.1 井田境界 102.2 井田储量 102.3 矿井年产量及服务年限 133 井田开拓 .143.1 概述 143.2 井田开拓 143.3 井筒特征 193.4 井底车场 23河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页2 3.5 开采顺序及采区采煤工作面的配置 283.6 井巷工程量和建井工程量 314 采煤方法 .334.1 采煤方法的选择 334.2 采区巷道布置及生产系统 33
2、4.3 采煤工艺设计 405 矿井运输、提升及排水 .435.1 矿井运输 435.2 矿井提升 505.3 矿井排水 556 矿井通风与安全技术措施 .646.1 矿井通风系统的选择 646.2 风量计算及风量分配 656.3 全矿通风阻力计算 696.4 扇风机选型 76河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页3 6.5 矿井安全技术措施 797 矿山环保 .847.1 采用标准及条例 847.2 地质环境评价 847.3 三废治理 85结 论 88致 谢 90参考文献 91附录 A 英文翻译（原文） 92附录 B 英文翻译（译文） .108河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第
3、 页1 前 言本次毕业设计是根据在湖北省黄石工矿集团袁仓煤业分公司进行的毕业实习中所收集的矿井生产图纸和相关资料，对矿井进行的初步设计。全套图纸，加 153893706设计依据如下：1、1966 年湖北省一八二地质勘探队提交的湖北省黄石地区红星、东方红、红旗煤矿地质勘探报告2、湖北省国土资源厅二 00 五年六月二十七日以鄂土资储核函200598 号印发的关于湖北省黄石市红星、东方红、红旗煤矿 2004 年度资源储量检测地质报告核查意见书。3、1992 年 4 月 27 日，湖北省煤炭工业厅印发的鄂煤生1992105 号文4、袁仓煤矿实测采掘工程平面图。5、袁仓煤矿主要采选设备清单。6、袁仓煤矿
4、通风系统图本方案设计文件包括文字和附图部分在本次设计过程中，认真贯彻矿产资源法 、 煤炭法煤炭工业技术政策 、 煤炭安全规程 、 煤炭工业矿井设计规范以及国家其它发展煤炭工业的方针政策，把握当前当地实际情况而进行设计。河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页2 本设计以实践学大纲及指导书为依据，严格按照安全规程的要求，采用工程技术语言，对矿井的开拓、准备、运输、提升、排水、通风等各个生产系统进行了初步设计。由于时间的原因，设计中失误之处在所难免，敬请审阅老师给予批评指正！河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页3 1 矿区概况及井田地质特征1.1矿区概况1.1.1矿区位置及交通 袁
5、仓煤矿位于黄石市西塞山区境内，地处黄石市南侧，其范围东起大路沟断层，西迄郭家花园断层止，南自煤层露头起，北止武（武昌）黄（黄石）铁路以南。矿区中心地理坐标为东经 1150530，北纬3001230。矿井井口距黄石火车站 1km，且紧邻长江，距货运码头1.5km，水陆交通极为便利。矿井位于黄荆山向斜和桐梓堡背斜构造带，井田平均走向长 4000m，斜长 2250m，矿区总面积 8.9514km2，其交通位置如下： 袁 仓 矿 长 江武 黄 公 路黄 石 站316国道 铁 山 区 黄 石 货 站 西 塞 山 区黄 石 市1-1 黄石工矿集团袁仓煤业分公司交通位置图1.1.2井田地形地势本区属低山丘陵
6、，地势南高北低，黄荆山脉为地表分水岭，地表最高处黄荆山+446.43m ，两侧沟谷较平坦，最低 +20m，相对高差426.43m，地表植被盛荫，地表水分南北经大冶湖、张家湖流入长江。本区属大陆亚热潮湿气候，四季分明，雨量充沛，最高气温 41，最低气温-11，年最大降雨量 2121.54mm， 最小降雨量河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页4 1077.6mm，年最大蒸发量 1500mm，最小蒸发量 1300mm，雨水多集中于 68 月份，无霜期达 9 个月，季风气候，最大风速 18m/s，多为北风、西北风。1.1.3矿区经济地理矿区位于市区内，附近有电厂、水泥、冶钢等大型重工企业，第
7、二、三产业尤为发达。地方经济较稳定，南部为农村，以种植业为主，主要生产稻谷、小麦等农村作物及山体林业、劳动力充足。周边农村劳动力有富余，是矿井劳动力资源的主要来源。1.1.4隶属关系及企业性质袁仓煤矿位于黄石市西塞山区内，该矿原属湖北省黄石矿务局，2001 年经政府批准实行改制，现为股份制企业，隶属黄石工矿（集团）有限责任公司。1.1.5开采现状袁仓煤矿自 1949 年建矿以来，先后开拓的主要水平有-180m、-340m、-540m、-660m 及-740m 水平，以桐梓堡背斜划分为南北两翼。截至 2005 年底，累计采出煤量 1186.53 万 t，累计正常损失量 169.03 万 t，非正
8、常损失量 54.79 万 t，累计探明储量 2542.7 万 t，保有储量 567.86 万t，矿井回采率为 80%，可采煤层数 1 层。整个矿井的煤层赋存分三个块段，南翼从-50-740m，北翼最深为-700m，原源华深部最深为-740m。目前南翼主井西部及-540 水平以上都已开采完毕，东部开采首采区布置在-660 水平；北翼目前已开采到-620水平，原源华-540 水平以上也已开采完。此次设计时间以 2005 年底为界、设计开拓范围：南翼东部为-540m-740m 水平，保有储量 76 万吨；北翼为-620m -700m 水平，保有储量 109 万吨；源华深部为-540m-740m 水平
9、，保有储量 382.86 万吨，矿区现有生产矿井一对，斜井开拓。河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页5 1.2井田地质特征1.2.1地层本区内地层由老至新为：二叠系下统栖霞组（P1q）和茅口组（P1m） ，二叠系上统龙潭含煤段（P2L）和灰岩段（ P2L2） ，二叠系上统大隆组（P2d ）三迭系下统大冶群（ T1d）及第四系（Q ） ，简述如下：1、二叠系下统栖霞组（P1q）：为一套深灰、灰黑色厚 中厚层状含隧石结核灰岩，走向北东 南西，裂隙溶洞发育，厚 80180m，一般120m。2、二叠系下统茅口组（P1m）：上部为深深灰色厚层状含隧石结核及条带灰岩，中部为灰黑 黑色薄层硅质岩，
10、下部为一层厚 13m 的磷质结核层，走向北东南西，厚 5080m，一般 70m。3、二叠系上统龙潭组（P2L）：为本矿区含煤地层，由含煤段和灰岩段组成，厚度 1550m，一般 31m，含煤段（P1L ）厚 520m，平均13m，底部为灰黑色黑色薄层粉砂岩、细砂岩，含黄铁矿结核，中部含煤一层，顶部为黑色泥岩或粉砂岩。灰岩段（P2L2）即长兴灰岩，厚1030m，一般 18m，为灰 深灰色中厚层状含隧石结核或透镜状、条带状灰岩，走向北东南西。4、二叠系上统大隆组（P2d）：灰黑黑色硅质岩，厚度 518m，一般 13m。5、三迭系下统大冶群（T1d）：分布在矿区北部，走向北东 南西，地貌上形成高山（黄
11、荆山脉） ，为一套薄厚层状灰岩，溶洞裂隙发育，厚度大约 800m。6、第四系（Q）：零星分布于全区，多在山沟凹地内，山坡为坡积、残积物，凹地主要为粘土，厚度 015m。7、岩浆岩（）：本区岩浆岩较少，地表有零星出露，多为沿断层侵入，以岩墙为主，岩性为玢岩、煌斑岩，对煤层影响不大，在廖家湾煤矿大路沟断层附近,岩浆岩侵入煤层底部 0.50.8m,使其变成半焦炭，灰份增加，燃点增高，发热量降低。河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页6 1.2.2井田构造矿区位于淮阳地盾与江南地轴之间的下扬子台褶带西段，大冶复式向斜北翼中部的黄荆山向斜中西段，主要由黄荆山向斜和桐梓堡背斜及横向斜交和走向断裂构
12、造组成。其它主要构造及特征如下表所示：表 1-1 主要构造特征表表 1-2 煤层及顶底岩性特征表围 岩性 质序号煤层名称倾角（0）煤层平均厚度（m）层间距（m）容重(t/m3)顶板 底板煤牌号煤层结构及稳定性1龙潭组煤层09:2.5 0 1.41 粉砂岩、灰岩细粉砂岩石英贫煤瘦煤较稳定序 号名称断层性质断层面走向断层面倾向倾角（ ）落差（）水平断距（）位置及范围1 2 3 4 5 6 7 8 91团山垴断层逆断层北东-南西50:65 390:5 82郭家花园断层正断层南东330467208 6河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页7 表 1-3 煤的工业分析表1.2.3水文地质特征 含
13、水层及隔水层的水文地质特征1、二叠系下统茅口灰岩裂隙承压水是龙潭煤组底板充水主要的含水层。含水层上部为硅质层具菱形节理，下部为厚层石灰岩组成。裂隙溶洞发育极不均匀，同水平同样的裂隙溶洞其含水性亦不尽一致，水位标高较低，很少有泉水出露。2、二叠系上统长兴灰岩裂隙承压水是煤层顶板含水层，厚度一般30m。其地表露头仅做零星出露，很少有泉水出现。长兴灰岩含水性较弱，其浅部裂隙溶洞发育，深部节理裂隙为方解石脉充填，含水甚微。3、三迭系大冶灰岩中、上部，即 T1d4 层以上，厚度较大，其地表露头大面积出露，组成黄荆山脉地形分水岭部，本层喀斯特现象极为普遍，常以落水洞、溶沟闭合洼地等，成东西方向分布，是吸收
14、大气降水补给地下水良好的通道。本层底部为 T1d3 岩层以上，常形成泉水流出地表。另外，在大冶灰岩底部 T1d1 团块灰岩及泥灰岩是良好的隔水层，大冶灰岩水层与长兴灰岩含水层之间无构造破坏，一般无水力联系，则对矿床影响甚微。地表水分布情况矿区主要由三叠系下统大冶灰岩形成的黄荆山脉，构成近东西向的分水岭，最高标高 446.43m，两侧沟谷及较平坦地形最低标高 20m，一般相对高差 200300m，雨季形成的地表径流及泉水，南流入大冶湖，北入张家湖、长江，大冶湖、张家湖均与长江相通，最后汇入长江。序号煤层名称煤牌号水分M（%）灰分A（%）挥发分 V（%）含磷P（%）含硫S（%）胶质层厚Y（M）发热
15、量 Q（J/g）1 2 3 4 5 6 7 8 9 101 龙潭组煤层无烟煤贫煤0.812.9:31.8:3.25 5.69 1.166.:0 21.78:35.75河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页8 在矿区的东南及西南边缘有汪仁水库和四棵水库，分别位于大路沟断层与李家坊断层之上。汪仁水库储水量一般 73 万 m3，四棵水库水位标高 42.45m51.5m。 老窑积水该矿地面少量老窑，开采深度一般在-200m 左右，同时已经停产多年，封闭或塌陷。近年来矿方已对地表塌陷和老窑井口进行了回填处理，但老窑采空区的积水仍对矿井涌水量产生一定的影响，老窑突水对井下的安全生产仍存在威胁。 断
16、层的导水性该区对主要断层没有进行抽水试验，对断层的导水性欠了解，但根据矿井资料，尚未见到较大的断层处突水现象，通过多年的开采及布置，遇到的断层都未见有突水现象。但望矿井在开采过程中，加强水文地质工作，以防矿井突水。 矿井充水因素和补给来源大气降水是矿床充水量的主要因素和补给来源，该区内年降水量一般 1400mm，多集中在 5、6、7 月，占全年 60%以上，矿井涌水量受大气降水影响。但该矿加强了防汛措施，在地表修了长达 2540m 的排水沟，堵塞了地面充水途径，从而使矿井涌水量显著减少。煤层底板为主要含水层，尤以茅口灰岩较明显，其含水丰富且具层压性，为矿井的主要充水来源。 矿井涌水量根据矿井历
17、年来排水情况，开采越深，矿井涌水量越大，目前矿井最大涌水量为 450 3m/h，正常涌水量为 290 3m/h， 最小涌水量为 120.井田综合柱状图见图 1-2河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页9 二叠系三叠系 348013578.4256.1290.7432.1407.425.3456.385181012015大隆组 0(M)大冶组长兴组保安组龙潭煤组栖霞组界生古界 系 组 深 度 平 均厚 度矛 口 灰 岩 :矽 质 灰 岩 上 有 近 2米 的 黑 色 矽 质 层 微 密 坚 硬 断 口 光 滑 ,下 部 为 溟 灰 色 矽 质 灰 岩 ,细 结 晶 结 构 由 方 解 石
18、 ,石 脉 填 充 .黑 色 泥 沙 岩 ,含 较 多 的 云 母 片 ,有 灰 质 滑 面 及 黄 铁 矿 晶 体 沿 层 面 分布 有 水 平 层 理 底 部 夹 有 细 砂 岩 层 .黑 色 粉 末 状 煤龙 潭 煤 组 :黑 色 沙 岩 具 水 平 层 理 上 部 含 多 而 分 布 乱 的 贝 壳 化 石 ,贝壳 个 体 由 上 而 下 逐 渐 边 小 ,含 少 量 黄 铁 矿 ,中 部 含 多 而 大 小 不 一 的黄 铁 矿 结 核 一 般 沿 层 面 分 布 为 小 的 黄 铁 矿 晶 体 下 部 不 含 黄 铁 矿 结核 ,有 少 量 个 体 很 小 的 蜿 足 类 化 石
19、. 长 兴 灰 岩 :矽 质 灰 岩 呈 灰 色 细 结 晶 结 构 含 多 而 分 迭 不 好 的 贝 壳 小直 径 0.2cm大 直 径 1c喊 有 沟 石 合 茎 和 少 量 方 解 石 及 火 燧 石 结 核向 下 贝 壳 逐 渐 减 少 ； 中 部 含 有 很 多 黄 铁 矿 结 核 ， 底 部 含 有 稀 而 少的 贝 壳 ， 接 近 煤 系 处 岩 石 呈 细 隐 品 质 结 构 ， 颜 色 变 深保 安 页 岩 芯 层 矽 质 泥 岩 ， 矽 化 度 强 具 有 水 平 层 理 垂 直 节 理 发 育 ，含 有 黄 铁 矿 结 核 ， 及 菊 石 化 石 ， 间 夹 有 浅 涤
20、 色 的 泥 质 灰 岩 单 层厚 0.5m,中 部 夹 有 矽 质 灰 岩 粗 结 晶 结 构 单 层 厚 20cm左 右 底 部 有 厚 3的 燧 石 层 ， 微 密 件 坚 硬 具 有 光 滑 面 有 方 解 石 ， 石 脉 填 充黑 色 芯 层 灰 岩 ， 具 有 水 平 层 理 ， 局 部 含 有 矽 花 石 脉 填 充 ， 矽 质 灰岩 ， 中 厚 层 状 呈 灰 色 结 晶 结 构 ， 垂 直 节 理 发 育 含 大 三 黄 铁 石 结 核。黑 矽 质 泥 岩 岩 性 脆 垂 直 节 理 发 育 ， 有 方 解 石 ， 石 脉 填 充 ， 上 部 夹有 0.3cm的 铝 土 矿
21、一 泥 质 滑 石 。芯 层 泥 质 岩 具 有 清 晰 水 平 层 理 ， 岩 层 共 14层 。 中 厚 层 灰 岩 有 缝 分线 结 构 及 镜 状 层 理 ， 呈 节 状 结 构 ， 有 方 解 石 石 脉 填 充 从 526.1m往 下 过 渡 为 块 状 灰 岩 与 泥 质 灰 岩 互 渗黄 土 层 :主 要 由 红 色 粘 土 ,风 化 岩 石 碎 快 组 成 ,坡 积 物 残 积 物 次 之 .地 质 综 合 柱 状 图代代代茅口组第 四 系 岩 性 描 述图 1-2 袁仓煤矿综合柱状图河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页10 1.2.4瓦斯根据该矿提供的瓦斯鉴定结果
22、显示，该矿矿井瓦斯绝对涌出量为5.66 3m/in左右，相对涌出量为 14.78 3m/t 左右；南翼瓦斯绝对涌出量为 1.63 ，相对涌出量为 9.45 ；北翼瓦斯绝对涌出量为 3.883/i，相对涌出量为 18.43 3/t。1.2.5煤尘根据专业部门鉴定的结果显示，该矿煤尘无爆炸性危险。1.2.6煤层自燃发火倾向性该矿煤层有自燃发火倾向性，煤层自然发火期为 35 个月。1.2.7煤层顶底板煤层伪顶为炭质泥岩，极易垮落，极不稳固；直接顶为薄层状粉砂岩，较稳固；老顶为长兴灰岩，中厚层状，致密坚硬，极稳固。煤层无伪底，煤层直接底板为薄至中厚层细粉石英砂岩，较硬，稳固。1.3井田勘探程度袁仓煤矿
23、开采的煤层为黄荆山向斜南翼的缓倾斜煤层与桐梓堡背斜南翼的缓倾斜煤层及北翼倒转后的急倾斜煤层，东以罗四湖断层为界，西部以郭家花园断层为界，上部以-50m 煤层底板等高线为界，下部以黄荆山向斜轴部为界。其主要地质构造及水文地质特征也基本摸清，但由于本区地质变化较大。勘探密度还需进一步加强。河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页11 2矿井储量、年产量与服务年限2.1井田境界设计井田范围：北以团山脑断层为界，南以 50 米等高线为界。西以断层为界，南以 150 米等高线为界，东以 50 米等高线为界设计面积4F8.951km 。 周长 3.5m.平均走向长 4000 米，斜长 2250m。2
24、2.2井田储量矿井储量是指矿井井田边界范围内，通过地质手段查明的符合国家煤炭储量计算标准的全部储量，又称矿井总储量。它不仅反映了煤炭资源的埋藏量，还表示了煤炭的质量。本井田采用块段法计算的各级储量，块段法是我国目前广泛使用的储量计算方法之一。块段法是根据井田内钻孔勘探情况，由几个煤厚相近钻孔连成块段。根据此块段的面积，煤的容重，平均煤厚计算此块段的煤的储量，再把各个经过计算的块段储量取和即为全矿井的井田储量2.2.1矿井的工业储量矿井工业储量是勘探（精查）地质报告提供的“能利用储量”中的A、B、 C 三级储量之和，其中高级储量 A、B 级之和所占比例应符合表221 的规定。由煤层底板等高线及储
25、量计算图上提供的资料可计算出来设计矿井工业储量汇总表见 222。河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页12 表 221 矿井高级储量比例简单 中等 复杂地质开采条件储量级别比例（）大型中型小型大型中型小型中型 小型井田内 A+B 级储量占总储量的比例 40 35 25 35 40 20 25 15第一水平内 A+B 级储量占本水平储量的比例 70 60 40 60 50 30 40不作具体规定第一水平内 A 级储量占本水平内储量的比例 40 30 15 30 20不作具体规定 不要求表 222 矿井工业储量汇总表工业储量（万吨）煤层名称A B A+B C A+B+C备注龙潭组煤层 27
26、09.49 1064.575 3774.065 2963.107 6737.172 符合总计 2709.49 1064.575 3774.065 2963.107 6737.172 符合2.2.2矿井设计储量矿井设计储量为矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量。而在该井田范围内只有煤田境界煤柱和断层煤柱。可暂时按工业储量的 57计入，本设计取 5。计算结果见表 2-2-3：河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页13 表 2-2-3 设计矿井储量汇总表永久性煤柱损失（万 t）煤层名称矿井工业储量（万 t） 断
27、层井田境界防水煤柱其他 矿井设计储量龙潭组煤层6737.172 45.678 91.37 无 126 6473.524合计 6737.172 45.678 91.37 无 126 6473.5242.2.3设计可采储量矿井设计可采储量为矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道及上下山保护煤柱后乘以采区回采率所得到的储量。各种主要巷道的保护煤柱及可采储量见表 223；本设计考虑到矿井所在区为缺煤地区，地区经济的发展需要大量的煤炭资源。以及矿井的地质条件，将井口及工业广场布置在井田之外有效地提高了煤炭开采量。因此在计算工业广场保护煤柱损失中以 0 记入。表 223 矿井可采储量汇总表矿井
28、设计储量（万吨） 矿井可采储量（万吨）永久性煤柱损失 设计煤柱损失开采水平煤层名称工业储量(A+B+C)(万吨)断层 境界设计储量 工业广场井下巷道 其他可采储量龙潭组煤层6737.172 45.67 91.376473.524 0129.16 2186063.4.河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页14 2.3矿井年产量及服务年限2.3.1矿井工作制度矿井设计采用“三八”工作制，年工作 330 天，每天净提升小时数为 16 小时。2.3.2服务年限设计矿井生产能力为 60 万吨/a，则有矿井的服务年限KAZTk式中：T矿井设计服务年限，a；ZK矿井设计可采储量，Mt；A矿井设计生产
29、能力，Mt/a；K储量备用系数，K=1.31.5，本设计取 1.5则：T= =67.377 50 年603.415满足要求。河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页15 3 井田开拓3.1概述袁仓煤矿是已经开采了半世纪的老矿，开拓方式为斜井开拓，多水平上山开采方式。斜井开拓与立井相比具有以下优点，施工比较简单掘进速度快、建井期短，初期投资少，上下人方便这对避灾等较立井有利。沿煤层开掘斜井，不但可满足建井期间的用煤，而且可以起到边掘边探的作用。从倾角上该矿井倾角变化较大，南翼 18 ，北翼 30 90 不25:等。根据我国煤矿开拓经验，及该矿的实际条件考虑采用斜井多水平开拓方式影响设计矿井
30、开拓方式的主要因素包括精查地质报告、所确定的煤层自然产状、构造要素、顶底板条件、冲积层结构、地形以及水文地质条件等，另外，还与设计井型的大小，设备供应情况，施工技术条件等有关。3.2井田开拓3.2.1对井田开拓中的若干问题分析井田内划分及开采水平数目及位置南翼煤层倾角在 18 ，属缓斜煤层，阶段垂高根据我过现阶25:段的经验，确定在 150 250.所以取垂高为 200。分三个阶段-400、-600 、-750 水平为界。北翼倾角 10 70 不等属倾斜、急倾斜煤层阶段垂高为100 150，为便于设计计算，以及适应我过科学技术发展的要求，取:150m。在将来的开采过程中作进一步的调整，则可将北
31、翼划分为 3 个阶段，即：-400 米水平、-550 水平、-750 水平。则在第一阶段，阶段长在河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页16 150 米到 350 米不等。因此根据地形地势在垂高大于 150 米的范围采用辅助水平 ，解决提升及排水的问题。根据煤层赋存条件与，当前当地实际条件考虑将井田划分为 2:3 个水平。两水平实行上下山开拓，即：-400、-660 水平；三水平上山开拓，即：-400 、-600、-750 水平。井筒形式、数目及其配置（1）井筒形式的选择袁仓煤矿所在区为底山丘陵，地势南高北低。背面表土层不厚。无流沙层倾角南翼 18 ，北 30 90 。顶底版坚固稳定，
32、不需特殊25:施工，水文地质情况简单，根据当前当地的技术条件采用斜井开拓方式。（2）井筒数目考虑到该矿南高北低，走向长度南较长。瓦斯较高，煤质为粉煤。在开采过程中，分层较大有安全隐患，所以在前期出在北设一对提升井筒，主斜井、副斜井。外还需设 1 个风井满足通风的要求。2:其中主斜井用着提煤，签进少量风。副斜井提人、排矸、排水，兼作进风（3）井筒位置的选择根据满足地一水平开采，缩短贯通距离，减少井巷工程量的原则，结合地形地貌，选择主副斜井穿煤层地板进入井田中央兼顾两翼。井筒位置的选择避开北部的团山垴断层，及桐梓堡的影响，井筒地面标高+38m 的丘陵上，与工业广场相邻便于管理。风井在南北两翼各布置
33、一个，采用对角式通风。3.2.2开拓方案的提出及比较根据前述各项决定，提出以下几种适用于本井田且技术上可行的方案：河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页17 斜 风 井-60水 平-40水 平 主 井 副 井方案一 斜井两水平上下山开拓暗 主 立 井 暗 主 立 井-60水 平 斜 风 井主 井 副 井方案二 斜井加暗立井两水平上下山开拓-60水 平 主 井 副 井斜 风 井-40水 平方案三 斜井三水平开拓1.开拓方案比较从以上所提出的各方案来看，各具优点。方案一在第二水平实行上下河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页18 山开才这对减少工程量，提高产量有好处，但随着开采的进
34、一步加大，到后期回增加运输及排水方面的费用。但总的来看一方案在技术上是可行的。需在后面的经济比较中选择；方案二综合了斜井和立井的特征，考虑到了斜井在深度加大的情况下运输和通风困难方面的欠缺。充分运用了立井通风断面大。到达煤层的距离短等优点，但这会新增加新的设备的应用，导致加大投资。方案三实行三水平上山式开拓，有效地缩短了水平之间的距离，减少了上山斜长，但根据矿上资料，在井田深部（-540 米水平以下）煤层变化较大。赋存及不稳定满足不了设计年产量。所以排除。表 31 基建工程量时期 项目 方案 方案主井井筒/m 952 952副井井筒/m 937 937井底车场/m 8070+5000 8070
35、+5000主石门/m 1802 1802早期运输大巷/m 1200 1200主井井筒/m 552 270副井井筒/m 537 255井底车场/m 8070+5000 17280主石门/m 920 1397后期运输大巷/m 5200 5200河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页19 3-2 基建费用表方案 方案方案项目工程量m单价元/m费用万元工程量m单价元/m费用万元主井井筒副井井筒井底车场及巷道硐室m/m3初期石门运输大巷952937130701802120071571557.02231507686774.7641.660.84952937130701802120071571557
36、.02231507686774.7641.660.84小 计 312.04 312.04主井井筒副井井筒井底车场巷道及硐室（m/m 3）后期石门运输大巷55253713070920520071571557.0223150739.538.474.52521.25263.6427025517280139752001368136857.0223150736.9334.8898.5332.27263.64小计 437.315 小计 466.25共计 749.355 778.293-3 生产经营费用方案 项目方案一（元）方案二（元）、提升3857.337 104.6=403477.451823.328
37、283.3=516548.8河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页20 、运输32050.9 81.5=261214829243.4 89.1=2605586.94、通风677 29+558.8 77.4=62594 360 30.2+265 71.1=29713.5后期、排水19205.4 75.6=1451928.244981.7 68.6=341744.62合计 4530147.69 3493593.86共计 4530147.69 3493593.86表 34 费用汇总表方案一 方案二方案项目 费用/万元 百分率/费用/万元百分率/基建工程费 749.355 96.3 778.2
38、9 100生产经营费 453.0147 129.7 349.3593 100总费用 1202.37 100.2 1127.6493 100从以上的比较结果可以看出方案一的基建费用约比方案二低 2%。但由于后期的巷道较长。相应增加了通风排水方面的费用。导致总的费用增加。所以决定采用二方案。3.3井筒特征在矿井开拓方式确定以后，还应对矿井主要井筒（包括主井、副井、风井）的横断面布置形式、井筒装备、井筒断面尺寸、井筒支护材料等特征进行说明3.3.1主斜井由于设计考虑到进同倾角为 28 ，在 25 30 之间，所以采用箕斗:河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页21 提升，主要用作提煤。采用锚
39、喷支护，喷射厚度为 200mm .主斜井断面图如下： 1638.740340 6060 82552 1717 402591204提 升 中 心 线 井 筒 中 心 线125图 3-1 主斜井断面图从上面的图可以看出，在井筒内布置双轨，轨距为 600m，一对 6 吨箕斗。3.3.2副斜井主要用于升降人员、设备、材料及提升矸石等，并兼作通风、排水。，井筒内装备有钢丝绳罐道、梯子间、电缆线和水管管道等。斜长1024m，选择将管路与水沟分开布置，管路设在人行道侧。在人行侧设扶手。为了防止跑车事故，在井内每隔 20m 设阻车器。其断面布置图如下图：河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页22 39
40、0145104104 4109180304 625405675水 沟 380排 水管照 明 信 号 电 缆 动 力 电缆提 升 中 心 线 井 筒 中 心 线图 3-2 副井断面布置3.3.3斜风井风井主要用于回风兼作矿井的安全出口。配备有梯子间及管路、电缆等。为行人方便，在井筒一侧设有人行台阶、扶手，采用喷射砼支护。井壁厚 400m,斜长 932m。斜风井井筒断面布置如下：河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页23 40165160320R=165木 扶 手608图 3-3 斜风井断面布置表 3-5 井筒特征表井筒名称 主井 副井 风井X 3342837.641 3342843.19
41、2 3342858.055Y 38604314.86 38604210.6 38604323.9井口坐标 Z +38.003 +37.521 +45.832用途 进风、提煤。 提人、排矸，运材料排水回风、安全出口提升设备 6t 底卸式箕斗 1t 矿车兼人车双钩 风机井筒倾角 28 28 28断面形状 半圆拱形 半圆拱形 半圆拱形支护方式 锚喷 锚喷 喷射砼支护河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页24 井筒壁厚 400 400 200提升方位角井筒深度 m 438 438净 m2 17.45 11.8 8.59断面积掘 m2 20.77 14.89 10.073.4井底车场3.4.1井
42、底车场形式的选择该矿井开拓方式为斜井开拓，设计年产量为 60 万吨每年，属于中型矿井宜采用环形式或折返式车场，考虑到井筒与大巷均布置在底版岩层中，相隔较远，又因本设计所开采的煤层大都属于缓斜和倾斜煤层，所以选择立式环形式车场。东西两翼来车均由主石门进入井底车场。3.4.2主要线段长度及其线路布置各段线路长度可根据下面公式进行计算：=m.n + +L132式中 L-储车线长度m- 列车数；n-每列矿车数。辆；-一两矿车长度，m；1-电机车长度，m;2-电机车制动距离，一般取 12 15m.设计取 15m.L:则：调车段长度=1.0 25 2+15+4.49=69.49。取 70m3l主斜井空重车
43、线长度计算= =1.5 25 2+4.49+10=89.4912副斜井空重车线长度。制动距离取 10m河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页25 = =1.0 25 2+4.49+10=64.49m4l5材料车线长度的确定：材料线段根据煤炭安全规程一般取 5 15 材料车长。取 10 即:=20 米。6l井底车场设计示例如下：图 3-3 井底车场布置简图3.4.3井底车场线路连接计算.渡线道岔线路连接已知：DX618-4-1216，a=3472mm,b=3328,L=13244mm,T=1600,l=6300, =14 15查表得： =6300,R=120LD=2(L-a-b)=2(1
44、3244-3472-3328)=12888N= = =2.36Stg.6145主要尺寸见下图：河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页26 基本轨起点基本轨起点 NL0ba12Da图 3-4 渡线道岔线路连接 单开道岔线路连接已知 DK618-4-12，a=3472,b=3328, =14 15查表得 L=6800mm,R=12则 T=12000tg0.5 45 =4970m=a+(b+T)sin60 /sin(14.25+45 )=1170M=bsina+Rcos=12440H=M-Rcos =644n=H/sin =644/ sin14 15 =2616连接如图：河南理工大学 2007 届本科生毕业设计第 页27 基本起轨点图 3-5 单开道岔线路连接3.4.4井底车场通过能力计算.区段划分见下图 6 453721图 3-6 区段划分简图根据列车运行情况将车场划分为以下几个阶段：- I - - II- III - IV.调车作业程序及时间见（表 3-6、表 3-7、表 3-8）：
