1、I摘 要本设计矿井为鸡西矿业集团城子河煤矿的新井设计，设计生产能力为0.9Mt/a，服务年限 61a。井田内有 4 层可采煤层。划分为 2 个水平开采，井田平均走向长 4500m，平均倾斜长 3300m，煤层平均倾角 10，属缓倾斜煤层。本设计矿井采用双立井布置，和集中大巷布置方式。通风方式为两翼对角式。由于井田倾斜长度较大，且为缓倾斜煤层，以及煤层地质条件等因素影响，决定本井田内全部采用倾斜长壁采煤法开采,大巷与带区入、回风巷之间采用反倾斜巷道进行联系，采煤工艺全部采用综合机械化采煤。采空区处理方法采用垮落法，工作面长为 200m，年工作日为 330 天，工作制度采用“三、八”式，每日割六刀
2、，每刀进度为 0.8m。提升设备为主井采用箕斗提升，副井采用罐笼提升。关键词: 采煤工艺 倾斜长壁采煤法 综合机械化采煤全套图纸，加153893706IIAbstractThe design of the mine in Jixi Mining Group Chengzihe Coal Mine of new wells design, design production capacity of 0.9 Mt / a, a service time of 61a. The Mine has four layers coal seam. Divided into two levels of ex
3、ploitation, mine to the average length of 4,500 m, 3,300 m long tilt. Seam average angle of 10 is a gently inclined seam. The design of double-shaft mine layout, and concentrated in large roadway layout. Ventilation flanks of roles. Due to the length of a larger mine tilt, and to gently inclined sea
4、m coal geological conditions and the impact of factors such as, Mine decision within the oblique longwall mining exploitation, and to bring roadway into the area. Wind back alley between the use of anti-incline droadway contact all mining technology integrated mechanized mining. Goaf approach adopte
5、d falling, face 200 m long, with an annual working days to 330 days, the system of “three, eight“ pattern, cutting daily six knives, knife progress for every 0.8 m. Well mainly to upgrade equipment used winder, using cage belonging to upgrade. Keywords : Mining Technology inclined longwall mining me
6、thod integrated mechanized mining III绪论煤炭资源为我国经济的飞速发展提供了 70%的能源原料，所以矿业在国民经济中有着举足轻重的地位，但是我国的人均能源远远低于世界水平，所以我们要加速发展我们对煤炭资源的开采和利用水平。大学的生活是那么的易逝，我们即将毕业走向社会。经过几年学习，检验我们学习成果的时候到来了毕业设计。为了做到学以致用的目的，学校组织我们去黑龙江省鸡西市城子河煤矿进行毕业实习，通过我们收集相关的资料，在现场的调查与实践，我们学到了在课堂中学不到的东西，回校后进行新井的设计。设计包括矿井的开拓方式、巷道布置、采煤工艺、矿井运输、排水、通风和各项
7、经济指标。需要对上述问题进行详细的方案比较分析。从而从中选择一套最合理的设计方案。由于鸡西市城子河煤矿煤层倾角在 812 ，属于缓斜煤层，四个可采煤层间距较小，且地质条件构造简单，故巷道集中布置，四煤层共用一个回风、运输大巷。采煤方法选用倾斜长壁采煤法，采煤工艺采用综合机械化采煤工艺。经比较发现采用本方案，工程量小，维护方便，技术上合理，经济可靠。IV摘要 .IAbstractII绪论 .III第一章 井田概况及地质特征 .11.1 井田概况 11.1.1 交通位置 .11.1.2 地形地势 .21.1.3 气象和地震情况 .21.1.4 井田附近工矿农业概况及建设情况 .21.1.5 矿区材
8、料水电的供给情况 .21.2 地质特征 31.2.1 矿区内的地层情况 .31.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造 .41.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征 .41.2.4 岩石性质、厚度特征 .51.2.5 井田内的水文地质情况 .61.2.6 沼气、煤尘及煤的自然性 .61.2.7 煤质牌号及用途 .6第二章 井田境界、储量、服务年限 .72.1 井田境界 72.1.1 井田周边状况 .72.1.2 井田境界确定的依据 .72.1.3 井田的未来发展情况 .72.2 井田储量 7V2.2.1 井田储量的计算 .72.2.2 保安煤柱 .82.2.3 储量的计算方法 .82.2.4 储
9、量计算方法的评价 .92.3 矿井的工作制度、生产能力、服务年限 .102.3.1 矿井的工作制度 102.3.2 矿井设计生产能力的确定原则 102.3.3 矿井服务年限 11第三章 井田开拓 123.1 概述 .123.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式的概述 123.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况 123.2 矿井开拓方案的选择 .123.2.1 井硐形式和井口位置 123.2.2 开采水平数目和标高 153.2.3 开拓巷道的布置 163.3 选定开拓方案的系统描述 .243.3.1 井硐形式和数目 243.3.2 井硐位置及坐标 243.3.3 水平数目及高度 2
10、43.3.4 石门、大巷数目及布置 243.3.5 井底车场形式的选择 253.3.6 煤层群的联系 263.3.7 带区划分 273.4 井硐布置和施工 .283.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护 283.4.2 井硐布置及装备 293.4.3 井筒延伸的初步意见 313.5 井底车场及硐室 .313.5.1 井底车场形式的确定及论证 313.5.2 井底车场的布置、存储线路、行车线路布置长度 313.5.2 井底车场通过能力验算 333.5.4 井底车场主要硐室 363.6 开采顺序 .36VI3.6.1 沿煤层走向的开采顺序 373.6.2 沿煤层倾斜方向的开采顺序 373.6.3
11、带区接续计划 373.6.4 三量的控制情况 38第 4 章 带区巷道布置及带区生产系统 414.1 带区概述 .414.1.1 设计带区的位置、边界、范围、带区煤柱 414.1.2 带区的地质和煤层情况 414.1.3 带区的生产能力、储量及服务年限 414.2 带区巷道布置 .424.2.1 区段划分 424.2.2 带区斜巷布置 434.2.3 带区车场布置 434.2.4 带区煤仓形式、容量及支护 454.2.5 带区硐室简介 464.2.6 带区工作面接续 474.3 带区准备 .474.3.1 带区巷道的准备顺序 474.3.2 带区主要巷道的断面示意图及支护方式 48第 5 章
12、采煤方法 505.1 采煤方法的选择 .505.1.1 采煤方法选择的制约因素 505.1.2 采煤方法的选择 505.2 回采工艺 .505.2.1 选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备 505.2.2 选择采面循环方式和劳动组织形式 52第 6 章 井下运输和矿井提升 546.1 矿井井下运输 .546.1.1 运输方式和运输系统的确定 546.1.2 矿车的选型与数量 546.1.3 采区运输设备的选择 5562 矿井提升系统 566.2.1 矿井主提升设备的选择及计算 56第 7 章 矿井通风与安全 58VII7.1 矿井通风系统的确定 .587.1.1 概述 587.1.2
13、 主扇工作方式的确定： 597.2 风量计算与风量分配 .597.2.1 风量计算 597.2.2 风量分配 627.2.3 风量调节方法与措施 637.2.4 风速的验算 647.3 矿井通风阻力的计算 .657.3.1 确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力 657.3.2 矿井等积孔的计算 677.4 通风设备的选择 .687.4.1 主扇的选择计算 687.4.2 电动机的选择 697.4.3 反风措施 697.5 矿井安全技术措施 .697.5.1 预防瓦斯及煤尘爆炸 697.5.2 火灾与水患的预防 707.5.3 其他事故的预防 70第 8 章 矿井排水 728.1 概述 .728.
14、1.1 矿井水来源及涌水量 728.1.2 对排水设备的要求 728.2 矿井主要排水设备 .738.2.1 排水方式与排水系统简介 738.2.2 主排水设备及管路的选择计算 73第 9 章 技术经济指标 77总结 79致谢 80参考文献 81附录一 82附录二 85VIII1第一章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 交通位置鸡西矿业集团城子河煤矿位于鸡西市的东北部，距离鸡西火车站大约 5 公里。地理坐标为东经 130-33-40，北纬 45-20-40。矿内交通十分便利，有运煤专用线通往密山、虎林，往东至正阳煤矿。此外还有公路通往勃利、哈达、四海店等地。交通位置如图（1-1）
15、。比 例 尺 1:60至 林 口 滴 道至 牡 丹 江 柳 毛 矿石 墨 矿通 桦 木 林 场水源地 恒 山 矿 小 恒 山 矿 二 道 河 子 矿张 新 矿鸡 西 矿 业 集 团鸡 西 通 密 山鸡 东 通 密 山东 海 矿杏 花 矿正 阳 矿城 子 河 煤 矿滴 道 矿图 1-1 交通位置图21.1.2 地形地势城子河煤矿总体地质状况较好，矿区内地形高低起伏不太大，地面高差相对较小。地形属于老年期地貌，北部是古老变质岩露出的山脊，标高一般低于+100 米，中部为含煤地带的缓坡丘陵，一般标高在0+50 米，城子河煤矿内有四条河流，穆陵河、城子河、正阳河、白石河。四条河流中穆陵河最大，流量最大
16、时 2200m3，最小时 0.6m3，该河在本井田深部流过，所以对城子河煤矿的开采影响不大，其他三条虽在矿区内流过，但属季节性小河，冬季干涸。对深部开采影响很小。1.1.3 气象和地震情况城子河煤矿属的寒温带大陆性气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，夏季最高气温 38,冬季最低气温-33。风向多为西北风季风，最大 25m/s。年降水量 325.7692.3mm,蒸发量 1095.51430.6mm，结冻期由 11 月初至次年 4月，结冻深度在 2.0 米左右 。城子河无地震资料记载，无地震发生。1.1.4 井田附近工矿农业概况及建设情况城子河煤矿的涌水量不大，正常涌水量 80m3/h，最大涌水量
17、 316m3/h，鸡西矿业集团距本区约 6km，鸡西现有生产矿井 8 个，鸡西矿业集团 2006 年生产能力已达到 1110 万 t/a， 在井田外 6.5km 处有正生产的鸡西矿业集团正阳煤矿。附近耕地多，农业较发达。本井田没有生产，在建及停闭矿井，也没有小煤窑。矿井正常涌水量371m3/h，最大涌水量 450m3/h，矿井瓦斯不大，属低沼气矿井。1.1.5 矿区材料水电的供给情况由于城子河属农业区，工业基础相对其他矿薄弱，鸡西市距本区较近，可借助鸡西市力量建设新新矿区，人力资源及材料供应条件比较富裕。鸡西现有区域变电站两座，此外兴建的大型火力发电厂一座，在矿区总体设计阶段，供电已于电厂谈判
18、达成协议，所以供电电源已经解决。电源来源于鸡西发电厂，电压 35 千伏。变电所设有 35 千伏，5600 千伏三相变压器及 4000 千伏变压器各两台。矿内第四系地层分布广泛，地下含水量极其丰富，水源充足。 矿区建井用的各种材料均在附近购买到。31.2 地质特征1.2.1 矿区内的地层情况矿区的地层为向南倾斜的单斜构造，倾角较小，在 812 之间。井田可采煤层均赋存在上侏罗系鸡西群城子河组，鸡西群穆棱组，在穆棱组上覆盖有巨厚的第三，第四地层晚侏罗系煤系。地层间不整合于元古界古生界基底之上，基底由元生界麻山群泥盆系青龙山组及侵入的花岗岩组成。 煤 矿 立 井 地 层 综 合 柱 状地 层 层 序
19、 层统系界新界生 新系 全四第 统 冲 积 层 柱 状(西 东 )厚 度最 小 最 大 接 触 关 系不 整 合 整 合间 距层 厚 地 层 描 述大 部 分 砾 石 粗 砂 、 中 砂 、 细 砂 ， 并 复 有 粘 土和 腐 植 土 ， 分 布 在 穆 棱 河 冲 积 平 原 及 其 几 个 支 流 的 两 侧 ， 多 为 河 床 的 冲 积 物 。上 部 是 以 细 砂 岩 和 页 岩 为 主 ， 灰 岩 粉 砂 岩 ， 次之 ， 夹 3 5层 黄 绿 凝 灰 质 泥 岩 和 薄 煤 层 数 层下 部 以 灰 白 色 粗 砂 岩 、 和 细 砂 岩 为 主 ， 夹 凝灰 岩 和 煤 层
20、， 岩 性 往 下 变 粗 为 含 砾 砂 组 成 。西 采 煤 厚 1.4 往 东 厚 2.0西 部 1.7 ， 往 东 浅 部 2. 深 部 变 厚 2.5MM M720 8.1.4-1.8-260148界 系 群生 罗 西组中 侏 鸡 城穆棱组 层号 平 均0-2160-7809(KZ)(Q)(Q4)(J3m)ch(Mz)(J)(J3)36B#36A#1.62-01.09 3岩 性 主 要 以 各 种 粒 度 的 灰 灰 白 岩 白 色砂 岩 和 沙 页 岩下 部 以 灰 白 色 粗 砂 岩 、 和 细 砂 岩 为 主 ， 并 伴 凝灰 岩 和 煤 层 ， 岩 性 往 下 变 粗 局 部
21、 为 含 页 岩是 砂 岩 和 沙 页 岩 ， 砾 岩 等 ， 胶 结 好 ， 致 密 坚 硬煤 层 变 化 较 大 ， 厚 度 在 1.2-0米主 要 是 细 砂 岩8#7#MM子河含煤城 子 河 图煤 层 厚 度 变 化 小 ， 厚 度 在 。 1.-3m图 12 城子河煤矿地层综合柱状图4城子河煤矿开采鸡西群，城子河组内煤层，含煤地层厚度在 0-700 米，全区可采煤层共四层，均为中厚煤层。第三、第四系在井田范围内广泛分布，其中第三系，主要由粉沙岩，泥岩组成，岩石较松软，厚度变化不大；第四系主要砾砂和粗砂组成，中间有不连续的亚粘土，在砾砂蹭层上，有粘土和层厚 810m 的黑腐殖土。1.2
22、.2 井田范围内和附近的主要地质构造本地区构造主要受新华夏系和构造应力场的控制，基本构造形态为南倾的单斜构造，地层倾角在 812 ，区内共有特征编号断层一条，为正断层断距2845 米，如下表表 11 断层特征基本特征序号断层号与煤层走向关系走向 倾向 倾角 性质 落差/米摆动可靠程 度影 响范 围1 F1 斜交 东西 南北 12 正 2845 5 可 靠 整个 井 田1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征全区共有可采煤层四层，分别 36B 、36A 、8 、 7 ，全部可采，主要煤层稳定，底部多为砾岩，煤层顶板为粉沙岩，细砂岩，底板为泥岩36B 煤层：全区发育且稳定，为本区主要可采层，煤质较稳
23、定，肉眼鉴定为半亮半暗型、块状。煤层厚度 2.12.5m，平均厚度 2.2m，顶板砂页岩，平均厚度 3.7m，底板砂岩，平均厚度 3.1 米，下距 36A 煤层约 14m。36A 煤层：全区发育稳定，本区主要可采层，煤层结构较简单，肉眼宏观煤岩型为半亮型、粉、块状。底板是砂岩或页岩，平均厚度 4.81m，煤层厚度 2.01.4，平均厚度 1.7m，下距 8 煤层约为 60m。8 煤层：全区发育较稳定，结构单一，宏观煤岩为半亮型、粉状。煤层厚度 1.22.0m，平均厚度 1.6m。煤层顶底板为粉细砂岩，顶板平均厚度3.12m，底板平均厚度 3.23m，下距 7 煤层约为 12m。 7 煤层：全区
24、发育较稳定，煤层结构单一，肉眼鉴定宏观类型为半亮半暗型，块状。煤层厚度 0.901.3m，平均厚度 1.2m，煤层顶板为凝灰砂岩或页岩，平均厚度 1.22m，底板是砂岩或灰岩，厚约 1.94m。具体岩性见表（12） 。5表 12 城子河煤矿煤层及顶底版板岩性特征厚度/米 层间距煤层号 最大-最小平均最大-最小平均顶板岩性 底板岩性 可采程度 稳定程度36B 2.52.12.2砂页岩砂岩砂岩 全层可采 全层稳定18.59.51436A 2.01.41.7砂岩凝页岩砂岩凝灰岩全层可采 全层稳定87.572.5608 2.01.21.6砂岩页岩砂岩灰岩全层可采 全层稳定7 1.31.11.213.5
25、10.512 砂页岩砾岩砂岩泥岩全层可采 全层稳定1.2.4 岩石性质、厚度特征城子河组岩性较粗，主要由砂页岩、砂岩、砾岩、泥岩及煤层组成，仅有较少的粉砂岩，泥岩。城子河组是鸡西的的主要含煤层之一，下部砂岩开始到上部的砂岩止，由灰色砂岩和页岩泞灰岩组成，见表（13） 表 13 岩石主要物理力学性质指标名称容重kg/cm3孔隙度%抗压强度102kg/cm3抗拉强度102 kg/cm3变形模量102kg/c3弹性模量kg/cm3砂岩 2.02.6 525 220 0.50.4 0.5 8 110砾岩 2.32.6 515 115 0.21.5 0.8 8 28泥岩 2.7 2.85 1.65.2
26、112 0.62.0 27 510灰岩 2.22.7 520 520 0.52.0 18 510页岩 2.02.4 1630 110 0.21.0 1 3.5 28石英 2.652 .7 0.120 .5 1535 1.03.0 6 20 6201.2.5 井田内的水文地质情况地下水成因的类型，因为城子河矿矿区地势北高南低，所以类型为第四纪6冲击层孔隙水及基岩风化的裂隙水，矿井正常涌水量 240 /h，最大时3m650 /h，含水层主要分布于煤层底板中岩石裂隙和构造裂隙中，并有随着矿3m井的深度增加有含水程度减弱的趋势。水文地质条件相对简单，矿井涌水量较小。穆棱河离本矿的可采煤层上方较远，逐渐
27、流向立井井田的深部，此外还有向南流向的小河：城子河、白石河。矿区的地层为陆相沉积地层，组成的岩性多为细粒物质，岩石的胶结良好，坚硬致密，地下水主要赋存在裂隙中，矿井涌水量随大气降水而变化。1.2.6 沼气、煤尘及煤的自然性城子河全矿属于低瓦斯矿井，瓦斯的相对涌出量 6.24 /h 未来各煤层瓦3m斯的涌出量随着开采深度的不断延伸，涌出量无逐渐的增大的趋势。城子河矿在开采范围内各煤层煤尘爆炸指数在 33%67%之间，属于有煤尘爆炸危险的煤矿。自然发火期为 11 个月左右。1.2.7 煤质牌号及用途经肉眼鉴定煤层类型，多属半亮及半暗煤，颜色深黑，条痕黑褐色，断口参差状，或平坦状，硬度 23，煤中夹
28、石主是煤页岩、砂页岩、页岩和少量的细粒岩等。全区可采煤层 4 层，属中厚煤层，煤质程度中等，灰分 6.038.0%挥发分2639.6% ，胶质层厚度 9.024.0mm 煤种皆为 1/3JM，煤的发热量多在 5000大卡/千克以上。原煤灰分 6.058.67%原煤挥发分：25.3740.80% 煤中含硫量：0.260.55%属于低硫煤。含磷量：0.00220.027%属于低磷煤。胶质煤层厚度：823mm发热量：564608170 卡/克原煤作为炼焦煤使用。煤经洗选加工后可做为优良的配焦和化工精练，副产品可供动力或民用。 7第二章 井田境界、储量、服务年限2.1 井田境界2.1.1 井田周边状况
29、本矿井西部以西部井田境界为界，浅部以生产过程中的断层为界，深部以 -700 标高为下部境界，东部以断层边界为界。走向 4.5 公里，倾斜 3.2 公里，井田面积 14.4 平方公里。关于井田境界除东部外其余均和勘探境界相同。经勘探结果分析以断层为界。2.1.2 井田境界确定的依据1井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应。2充分利用自然条件划分井田，以地理地形、地质条件作为划分井田境界的依据，例如以井田的勘探边界为矿界。3井田要有合理的走向长度，以利于机械化程度的不断提高。保证井田的合理尺寸中型矿井走向不小于 4000m。4合理规划矿井的开采范围，处理好相邻矿井间的关系。 2.
30、1.3 井田的未来发展情况城子河煤矿是鸡西市的大矿，经济效益前景好，由于本井田的赋存条件很好，初期产量就可以达到设计生产能力，随着技术的进步和勘探水平的全面提高，煤矿增产的可能性很大，在更深部也可能发现可采煤层。生产能力和服务年限会相应的增大，增强。2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算矿井储量可分为：矿井地质储量、矿井工业储量、矿井可采储量。矿井地质储量包括平衡表内储量和平衡表外的储量。平衡表内储量是指在目前技术条件下煤层主要质量指标，和经济技术指标都符合要求的，平衡表外的指还不满足工业要求的，目前还不能开采的。8矿井的工业储量是指在井田范围内经地质勘探厚度和质量均合乎开采要求的储量。矿
31、井可采储量是指矿井工业储量减去工业场地、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的储量。其计算方法有 1.算术平均法 2.三角法 3.断面法 4.地质块段法 5.等高线法2.2.2 保安煤柱依据照保护煤柱的设计原则如下：(1)一般情况，保护煤柱的大小应根据受保护护面积边界进行圈定。地面受护面积包括受护对象及周围的受护带(2)当受护边界与煤层走向斜交时，根据基岩移动角求得垂直与受护边界方向的上山方向移动角和下山方向移动角，然后再确定保护煤柱。(3)立井保护煤柱应按其深度，用途，煤层赋存条件和地形特点留设，立井深度大于或等于 400m 的以边界角圈定，小于 400m 的以移动角圈
32、定。为了安全生产，本设计矿井依据煤矿安全规程 ，留设保安煤柱如下：1.各煤层在露头处留设 20 m 保安煤柱；2.边界断层留设 20m 保安煤柱；3.井田内部断层留设 20m 保安煤柱；4.地面建筑物留设 20m 保安煤柱。按以上留设方法计算得： 工业广场煤柱损失：3.74 Mt；断层保安煤柱损失：4.15 Mt；大巷保安煤柱损失：3.12 Mt边界保安煤柱损失：5.64 Mt；总损失为： 16.65 Mt；2.2.3 储量的计算方法本区的四个可采煤层为 36B#、36A #、8 #、7 #。采用地质块段法，首先求出煤层的伪面积，进行斜面积换算，在乘以煤厚和容重。其计算公式如（21）：Q=S
33、SecX M （291）Q工业储量S平面面积SecX煤层倾角的正割函数M煤层真厚度煤层容重Zc36B=S SecX M =12853150 Sec110 2.2 1.35=3698.5 万 tZc36A= S SecX M =13362320 Sec110 1.7 1.35=3067.1 万 tZc8= S SecX M =11301960 Sec110 1.6 1.35=3067.8 万 tZc7= S SecX M =13292190 Sec110 1.6 1.35=2033.4 万 t 2.2.4 储量计算方法的评价具体储量计算情况如下表表 2-1 可采煤层储量总表煤层别面积 /k 2m
34、工业储量/万 t永久煤柱/万 t可采储量/万 t占总储量的百分比 备注36B# 12.85 3698.5 371.9 2590.4 33.7%36A# 13.36 3067.1 310.3 2204.8 28.7%8# 11.30 2464.8 552.6 1609.6 20.9%7# 13.29 2033.4 430.3 1274.4 16.6%总计 50.82 11273.8 1665.1 7679.2 99.9%永久煤柱是指，工业广场、井筒、井田边界、断层、大巷等10表 2-2 分煤层分水平储量计算表 (万 t)2.3 矿井的工作制度、生产能力、服务年限2.3.1 矿井的工作制度矿井设计
35、年工作日为 330d，采用“三、八”工作制，每天两班生产，一班检修，净提升时间 16h2.3.2 矿井设计生产能力的确定原则矿井的生产能力是煤矿生产的重要指标，在一定程度上综合反映了矿井的水平煤层别 工业储量 工业场地井田境界断层 开采损失其他损失合计 可采储量36B 1649.8 115.1 82.7 52.4 20% 564 2706 1150336A 1368.3 90.5 63.9 40.5 20% 421 2091 94358 1099.3 95.9 60.1 38.1 20% 379 2058 70277# 907.0 67.8 45.1 28.6 20% 202 1507 602
36、9合计 5024.4 371.3 251.8 159.6 20% 16768381 3340436B 2049.4 0 1027 675 20% 796 2008 1478836A 1699.1 0 794 517 20% 613 1544 121178 1368.2 0 747 487 20% 512 1396 98287# 1126.7 0 560 371 20% 443 1104 8134合计 6243.4 0 3128 203520% 23646036 43357总计 11269.8 3713 5646 362120% 404017642 7675211生产技术面貌，是井田开拓的一个重
37、要参数，也是选择井田开拓方式的重要依据之一。 确定矿井生产能力的重要因素很多，主要根据井田的地质条件，煤层赋存情况、储量、开采条件、设备供应及国家需煤等因素确定1. 开采能力即按矿井矿井开采条件所能保证的原煤生产能力。2. 各环节的生产能力主要是提升、运输和通风能力，大巷和井底车场的通过能力。3. 储量条件相适应4. 安全生产条件主要是瓦斯、通风、水文地质条件等因素影响。矿井生产能力的大小主要根据井田储量、煤层赋存状况、地质条件等情况来确定，还应该考虑到当前及今后市场的需煤量。根据该井田的实际情况，初步拟定了三种矿井年生产能力方案，具体如下： 方案 A：1.2Mt/a方案 B：0.9Mt/a方
38、案 C：0.6Mt/a上述三种方案，具体选择哪一种，还应该根据矿井服务年限来确定。2.3.3 矿井服务年限矿井服务年限计算公式如下：T=Z /（Ak）式中 Z 矿井设计可采储量，Mt；A 矿井生产能力，Mt/a；k 矿井储量备用系数，k=1.31.5。根据本矿井实际情况，取 k=1.4。Z=(Zc-P)CZc 矿井工业储量P保护工业场地的等损失 C采出率。12依据以上拟定的矿井生产能力，矿井的服务年限准备提出三种方案，具体方案如下：方案 A：1.2Mt/a T=Z /（Ak）= 7679.2/（1201.4）= 45.7a；方案 B：0.9Mt/a T=Z /（Ak）= 7679.7/（901
39、.4）= 61.1a方案 C：0.6Mt/a T=Z /（Ak）= 7679.7/（601.4） =91.5a；参照煤矿工业设计规范规定，方案 B 较为合理，即：矿井生产能力为 0.9Mt/a；矿井服务年限为 T= 61.1a。第三章 井田开拓3.1 概述3.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式的概述本井田位于三江盆地的西部，区域构造属新华夏系第二隆起带。与正阳矿相邻，正阳采用双立井开拓方式 。3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况井田开拓方式的选择应全面考虑各种因素，主要因素包括：(1)根据批准的设计文件；(2)煤层赋存条件和开采技术条件，技术装备和工艺系统条件；(3)投资多少
40、和所建井型大小，和矿井生产能力要求等；(4)地形地貌和地面外部条件施工，技术和设备条件。通过对以上各种因素的综合研究，发现影响本设计井田开拓方式的具体因素如下：1.地表因素本井田属于缓坡丘陵地形，井田北部及中部皆为平原。132.煤层赋存情况可采煤层全区发育上部标高均在+80 以下，下部标高在-720 以上，整个矿区共有四层可采煤层，即 36B#、36A #、8 #、7 #。煤层走向长度为 4.5km，倾向3.2km。本井田煤层属缓倾斜中厚煤层，平均倾角在 10左右。 3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1 井硐形式和井口位置1井筒形式：斜井开拓的优点：井筒掘进和施工技术比较简单，掘进速度快，井筒
41、装备、井底车场及硐室都比较简单。缺点：斜井要比立井长的多，采用绞车提升速度慢，能力小、钢丝绳磨损严重、动力消耗大、提升费用高；且环节多系统复杂要更多的占用设备和人力；另外对地形要求高。立井井筒开拓优点：由于立井井筒的适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件限制。井筒短，提升速度快、提升能力大，对辅助提升有利。机械化程度高，易于自动控制，维护费用低，有效断面大，通风条件好，管线短，物料和人员升降速度快等优点。其缺点与斜井的优点相对应。由于地质条件影响，城子河不是赋存在山岭、丘陵或沟谷地区，不能采用平硐，又由于煤层角度小，煤层斜长大，斜井太长，采用多段绞车提升，转载环节多，系统复杂
42、，又因为斜井井筒断面小，满足不了通风的要求，综合以上因素分析采用立井开拓。2.井口位置：井口位置的如何选择是井田开拓的重要部分。它与井田的开拓方式要相互协调、相互适应，特别是提煤、运煤的主井位置还要与地面生产系统、工业广场布置相适应，因此要综合考虑以下原则：（1）井下条件：井筒位置一般选择在井田走向的储量靠近中央位置，使井田两翼可采储量基本平衡；井筒一般应避开或少穿地质复杂地方；初期工程量小。（2）地面条件：井口及工业场地位置必须符合国家规定的要求；工业场地不占用或少占14用良田；井筒位置应布置在比较平坦的区域，并且达到防洪设计标准；井口要避开地面流沙、滑坡、岩崩、雪崩、泥石流、等危险地区；井
43、口位置要与矿区总体规划的交通运输、供电、水源、居住区、辅助企业等的布局相协调，使之有利生产、方便生活。该矿井设计，井筒沿走向的有利位置应在井田的中央。当井田储量呈不均匀分布时，应在储量分布的中央，在此开成两翼储量比较均衡的双翼井田，应尽量避免井筒偏于一侧，造成单翼开采的不利局面。已确定井口位于井田走向方向的中部，但倾斜方向还不能确定，于是提出三种沿井田倾斜方向的井筒位置方案：方案一：井筒位于井田浅部 （图 31）方案二：井筒位于井田中部 （图 32）方案三：井筒位于井田深部 （图 33）图 31 井筒位于井田浅部 图 32 井筒位于井田中部图 33 井筒位于井田深部（3）经过上述的技术比较得到
44、如下结论：15当井筒位于井田浅部时，井筒保护煤柱损失最小，工业广场压煤量最少，但石门施工量最大，但是建井工期短；当井筒位于井田中部时，井筒保护煤柱尺寸较大，但石门工程量短，均衡矿井的运输且运输工作量小；当井筒位于井田深部时，井筒保护煤柱损失量最大，工业广场压煤量最大，且初期工程量大，但开采井田深部煤层有利； 本井田煤层均属缓倾斜中厚煤层，井田走向长度较大，从有利与井下运输和保证初水平合理的服务年限出发，应该将井筒布置在井田中部，由于煤层属中厚煤层，为减少煤柱损失，减少初期工程量决定本设计井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方。3.2.2 开采水平数目和标高煤层赋存地质条件为倾斜状态时，一般采用由浅
45、部向深部逐渐开采的方法，以求初期工程量少、建设速度快、投资省、成本低的目的。根据煤层的赋存条件和倾斜长度大小，一个井田可以单水平开采，也可以多水平开采。 现在矿井的生产追求高产高效，要求高度机械化的实现高度集中化是将来矿井建设的发展方向，高产高效矿井要求集中在一个水平，12 个工作面生产。这就要求煤层的赋存条件要好，地质水文条件简单，煤炭储量丰富，厚度较大。本设计井田水平标高的确定主要考虑了以下因素：1合理的水平服务年限，水平间如何接替；2. 煤层赋存条件及地质水文构造，工程量；井底车场及其主要硐室的位置应尽量处于较好的岩层内；根据上述因素，本设计井田设计提出水平划分方案如下：方案一：井田划分
46、两个开采水平；一水平运输标高-370m，上山开采，水平垂高 380m，二水平运输标高为-700m，上山开采。方案二：将本井田划分三个开采水平，一水平标高 -250m，二水平标-500m，三水平标高-700m。各水平均实行上山开采。水平划分图如图（34）0-51230-5460-57图 34 开采水平划分16表 3-1 开采水平划分比较表方案 水平 可采储量（万 t） 服务年限（年）一水平 3340.4 26.5方案一二水平 4335.7 34.4一水平 2059.1 16.7二水平 3553.2 26.3方案二三水平 2062.5 16.3通过表可以看出，方案二的一水平服务年限达不到设计规范要
47、求的服务年限，一水平水平储量不足，而方案一的水平服务年限满足煤矿设计中一水平服务年限不小于 20 年的基本要求，巷道利用率高石门较短，运输费用较低。故而采用方案一的水平划分方法，即划分两个开采水平，一水平垂高为 370m，二水平垂高为 330m。173.2.3 开拓巷道的布置1运输大巷的布置：由于本设计是煤层群开采，将巷道的主要巷道布置方式划分为三类：（1）分层布置：每一煤层设置水平运输大巷。（2）分组集中布置：煤层群开采中，邻近的煤层划分为一组设分组集中大巷，由分组集中运输大巷与各带区联系。自运输大巷开掘主要石门与分组集中大巷贯通。（3）集中布置：近距离煤层群开采时，只开掘一条水平集中运输大
48、巷，回风大巷，用带区入回风斜巷联系各带区。根据矿井设计生产能力，本着经济上可靠，技术上可行要求，特提出以下二种大巷布置方式。方案一：分组集中运输大巷方案二：集中运输大巷如图（3-5 ）所示：7# -350图 3-5 大巷布置图详细技术比较见表（3-2）：表 3-2 大巷布置比较表评价 分组集中大巷布置 集中大巷布置优点1. 总的巷道工程量较少2. 采区巷道分组联合布置3. 大巷容易维护，运输条件好1. 大巷总工程量少，布置简单。2. 生产区域比较集中，运输条件好，大巷维护简单，易于管理。3. 采区巷道集中联合布置，开采程序比较灵活，开采强度大。18缺点1石门工程量较大2掘进工程量大1. 总施工
49、石门工程量大。2. 初期建井工程量大，时间长。适应条件1. 可采煤层数目多，间距大小不同2. 采区巷道为分组联合布置，煤层分组间距大。1. 煤层间距小，地质条件简单。2. 井田走向长度大，服务年限长3. 煤层底板岩性比较坚硬固定。本井田的地质条件及煤层赋存状况：本井田共有可采煤层 4 层，即36B#、 36A#、8 #、7 #，其中 36B#与 36A#平均间距 24m,36A#与 8#煤层平均间距50m。8 #和 7#相距 22m 针对上述情况，根据比表可知，本井田适合于集中大巷布置，因此采用方案二。2开拓和巷道布置开拓巷道方式的确定，要设计多种在技术经济上可行的方案，然后进行技术经济分析比较后，从中
