雞西礦業(yè)集團新發(fā)煤礦1.20Mta新井設計

《雞西礦業(yè)集團新發(fā)煤礦1.20Mta新井設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《雞西礦業(yè)集團新發(fā)煤礦1.20Mta新井設計（77頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

摘 要本次設計為雞西礦業(yè)集團的新發(fā)煤礦年產量為1.2Mt/a的新井設計。本次設計礦區(qū)內有3層煤全區(qū)可采，煤層平均厚度為1.8m，走向長度為8km,傾向長度為2km，煤層平均傾角為25?？刹蓛α繛?01.11Mt，可采年限為60.2a。本礦井設計采用以雙立井開拓，劃分為兩個水平，每個水平九個采區(qū)。每個采區(qū)為雙翼開采，兩個工作面達產，達產時采區(qū)個數為兩個。采用集中大巷布置運輸，大巷運輸采用10t架線式電機車牽引，3t底卸式礦車運輸，采用的采煤方法為走向長壁采煤法，采煤工藝選用普通機械化采煤。頂板處理方法為全部跨落法。關鍵詞 礦井設計 水平 單一走向長壁采煤法AbstractThis design is the mine design of the 1.2 Mts/ a to Jixi mineral industry group of Xinfa mineral. This mine has three lamella coal whole zones can adopt. Average ckness is 1.8 meters in coal seam. Alignment is 8 km in length. Cline is 2 km. Average rake angle in coal seam is 25 degree.Adopt quantisty is 1.0111 ton. Adopt time limit is 60.2 years.This mine design uses the double vertical shaft development. The division is two levels. The levels is nine the area. Each picks the area is double wing mining, two working reach produce, reach produces when pick the area integer are two. The adoption concentrated big lane arrange conveyance, The big lane transportation uses 10 tons wire layings types electric locomotive to tow, 3 tons Bottom-dump mine cars transportation. The adoption concentrates the big lane arranges, it is the common mechanization adopts coal. The roof processing method for all cross falls the law.Key words:This mine pitdesign the quantisty the levels alignment long wall目 錄摘要IAbstractII目 錄III緒論1第1章 井田概況及地質特征21.1 井田概況21.1.1交通位置21.1.2地形與地勢31.1.3氣象及地震情況31.1.4水文地質情況31.1.5煤田開發(fā)史31.1.6工礦農業(yè)概況及原材料供應情況31.1.7水電的供給情況31.2 地質特征31.2.1礦區(qū)內的地層情況31.2.2井田范圍內和附近的主要地質構造41.2.3煤層賦存狀況及可采煤層特征51.2.4巖石性質、厚度及特征61.2.5井田水文地質情況61.2.6煤質 牌號及用途61.3 勘探程度及可靠性7第2章 井田境界 儲量 服務年限82.1 井田境界82.1.1井田周邊狀況82.1.2井田境界確定的依據82.1.3井田未來發(fā)展狀況82.2 井田儲量82.2.1井田儲量計算82.2.2保安煤柱92.2.3儲量計算方法102.2.4儲量計算評價102.3 礦井工作制度 生產能力及服務年限112.3.1礦井的工作制度112.3.2設計生產能力11第3章 井田開拓133.1 概述133.1.1井田內外及附近生產礦井開拓方式概述133.1.2確定井田開拓方式的原則133.2 礦井開拓方案選擇143.2.1井筒形式和位置的確定143.2.2開采水平數目和標高173.2.3開拓巷道布置183.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述193.3.1選定開拓方案的系統(tǒng)描述193.3.2井筒形式和數目203.3.3水平數目及高度203.3.4石門 大巷數目及其布置203.3.5井底車場形式及選擇213.3.6煤層群的聯(lián)系223.3.7采區(qū)劃分223.4 井筒的布施工與布置233.4.1井筒穿過的巖層的性質及井筒支護233.4.2井筒布置及裝備243.4.3井筒延伸意見263.5 井底車場及硐室263.5.1井底車場形式確定及論證263.5.2井底井場的布置、存車線路、行車線路布置長度273.5.3井底車場通過能力驗算293.5.4井底車場主要硐室303.6 開采順序303.6.1沿井田走向的開采順序303.6.2開采順序的選擇313.6.3采區(qū)接續(xù)計劃313.6.4“三量”控制情況32第4章 采區(qū)巷道布置及采區(qū)生產系統(tǒng)334.1 采區(qū)概述334.1.1設計采區(qū)的位置、邊界、范圍、采區(qū)煤柱334.1.2采區(qū)的地質和煤層情況334.1.3采區(qū)的生產能力、儲量及服務年限334.2 采區(qū)巷道布置344.2.1區(qū)段劃分344.2.2采區(qū)上山布置354.2.3采區(qū)車場布置364.2.4采區(qū)煤倉形式、容量及支護424.2.5采區(qū)硐室簡介434.2.6采區(qū)工作面接續(xù)444.3 采區(qū)準備444.3.1采區(qū)巷道的準備順序454.3.2采區(qū)主要巷道的斷面示意圖及支護方式45第5章 采煤方法485.1 采煤方法的選擇485.2 回采工藝485.2.1回采工藝及機械設備485.2.2選擇采煤工作面循環(huán)方式和勞動組織形式50第6章 井下運輸和礦井提升526.1 礦井井下運輸526.1.1運輸方式和運輸系統(tǒng)的確定526.1.2礦車的選型及數量526.1.3采區(qū)運輸設備的選擇536.2礦井提升系統(tǒng)546.2.1礦井主要提升設備的選擇及計算54第7章 礦井通風與安全577.1 礦井通風系統(tǒng)的確定577.1.1概述577.1.2礦井通風系統(tǒng)的確定577.2 風量計算與風量分配587.2.1風量計算587.2.3風量分配607.2.3風量調節(jié)方法與措施617.2.4風速的驗算617.3 礦井通風阻力的計算627.3.1確定全礦最大通風阻力和最小通風阻力627.3.2礦井等積孔的計算647.4 通風設備的選擇657.4.1主扇的選擇657.4.2電動機的選擇667.4.3反風措施677.5 礦井安全技術措施677.5.1預防瓦斯及煤塵爆炸687.5.2火災與水患的預防687.5.3其他事故的預防697.5.4人員自救69第8章 礦井排水708.1 概述708.1.1礦井水來源及涌水量708.1.2對排水設備的要求708.2 礦井主要排水設備718.2.1排水方式與排水系統(tǒng)簡介718.2.2主排水設備及管路的選擇計算728.2.3井底水窩排水設備的選擇74第9章 技術經濟指標75結論77致謝辭78參考文獻79附錄180采煤工作面破碎頂板加固技術研究80參考文獻86附錄287Research of Broken Roof in Coal Mining Face Leading Consolidation Technology87Introduction881The use of poly-resin for plastic roof reinforcement881.1 The reason of the roof instability, sloughing and roof fall near the fault882.2 Poly-plastic resin reinforced plastic resin Principle903. Project Application904. Conclusions92REFERENCES9370緒論步入21世紀七個年頭以來，一直都要求著我國煤炭事業(yè)的深化改革，盡快擺脫粗放經營的舊模式，步入低投入，高產出，高效益的良性循環(huán)軌道。煤炭工業(yè)的發(fā)展依賴的是先進的煤炭技術與技術工人的自身素質，其中包括采礦工程技術。今年來隨著國民經濟的發(fā)展和綜合國力的提高，石油、天然氣、水力、核電等其他能源有了較大的發(fā)展，但是煤炭仍然是我國的主要能源，預計在今后相當長的時間內這種狀態(tài)不會有根本的改變。在四年的大學學習生活里，我掌握了很多的專業(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雞西市新發(fā)煤礦的新井設計，而且我在畢業(yè)實習中也收集到了很多關于新發(fā)礦設計的地質資料。本次設計主要是關于新發(fā)煤礦礦井的設計，其中包括開拓方式，采煤工藝，支護方式，設備選型以及礦井的各個系統(tǒng)。本設計包括通風安全方面、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，等情況進行分析，計算等工作。我通過做本次畢業(yè)設計，學到更多的采礦專業(yè)知識，鞏固我所學過的知識，把我所學的零散知識串成整體，并且能夠很好的運用他們，從而也為我以后的工作奠定了良好的基礎，為企業(yè)帶來更大的經濟效益有了更好保障。第1章 井田概況及地質特征1.1 井田概況1.1.1交通位置新發(fā)煤礦位于黑龍江省雞西市西南方向4km。其地理坐標為：東經：1405100北緯：452200新發(fā)煤礦的交通以鐵路、公路為骨干。有礦山鐵路專線與雞西站相連，公路通達雞西市等地。交通極為便利（詳見附圖1-1）。圖（11）交通位置圖1.1.2地形與地勢新發(fā)煤礦的井田地表為丘陵起伏，整個地勢為東南低，西北高。海拔最低標高為186m，最高標高為211m。1.1.3氣象及地震情況新發(fā)礦區(qū)屬于雨中溫帶大陸性季風氣候。年平均降水量為540mm，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25m/s，新發(fā)煤礦在2007年雞西發(fā)生的輕微地震中沒受到太大影響。1.1.4水文地質情況新發(fā)礦區(qū)境內沒湖泊，水庫和溝塘。1.1.5煤田開發(fā)史新發(fā)煤礦為近期開發(fā)的新煤礦，沒任何開發(fā)史。1.1.6工礦農業(yè)概況及原材料供應情況新發(fā)井田周邊有農田和國有林地分布，地表大部分都被農田覆蓋，可謂礦區(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。1.1.7水電的供給情況新發(fā)煤礦的水源來自開采地下水，能夠滿足生產與生活的需要。生產與生活的用電均來自于雞西供電局。1.2 地質特征1.2.1礦區(qū)內的地層情況新發(fā)煤礦的地層走向為EW，傾向為SE，傾角為20。地層厚度為580-610m。表土及風化帶厚度約為42-63m,表土中無流砂巖。巖層多由細砂巖及中砂巖構成。詳見圖（1-2）煤系地層綜合柱狀圖表。 圖（12）煤系地層綜合柱狀圖1.2.2井田范圍內和附近的主要地質構造新發(fā)煤礦井田范圍內的主要地質構造為斷層，有少數的向斜和背斜，其中落差較大的斷層有4個，全部為正斷層，都是傾向斷層，與煤層斜交。在鉛直地層斷距中，最大斷層落差為37.5m，往東延展落差逐漸減小。這些貫穿了整個井田，給采掘生產造成了很大影響。（詳見表1-3 斷層發(fā)育及落差表）。表（13）斷層特征表區(qū)內構造形態(tài)以東西方向的傾斜的褶皺和斷裂為主，斷層又以EN向ES傾斜，并行排列的張扭正斷層為主，無巖漿侵入體。1.2.3煤層賦存狀況及可采煤層特征井田內共有可采煤層三層，每層賦存不太深，傾角在25度左右，其富存情況及特征如下：1、3#煤層3#煤層為簡單結構中厚煤層，煤層厚度1.6-2.0m，平均1.8m，厚度變化尚有規(guī)律，西北薄，東南厚。均屬可采煤層，只有極少數不可采區(qū)域。頂底版均為粉砂巖。煤巖類型以半亮型和半暗淡型煤為主，中間12層暗淡型煤，底部為光亮型煤。煤層中節(jié)理裂隙發(fā)育，棱角狀斷口。煤的硬度f=0.40.9，容重1.4。2、25#煤層25#煤層為簡單結構中厚煤層，厚度1.6-2.2m，平均1.8m，為全部可采煤層。頂板為粉沙巖，底板為粉細砂巖。煤巖類型以光亮型和半光亮型為主，中間夾有透鏡狀的半暗淡型煤，煤層內生節(jié)理發(fā)育。煤的硬度f=0.30.8，容重1.43、29#煤層29#煤層為簡單結構煤層。煤層厚度1.5-2m，平均1.7m，為全部可采煤層。頂底板均為粉細砂巖。煤巖類型以光亮型為主，內生節(jié)理發(fā)育，玻璃光澤。煤的硬度f=0.40.7，容重1.41.2.4巖石性質、厚度及特征本區(qū)內巖性較細，主要由粉砂巖、細砂巖、粉細互層、中砂層及煤層組成，僅有較少的粗砂巖，含爍砂巖。煤層和巖層的物性差異均比較明顯，各巖層的密度差別較小，曲線在各種巖層反應平直煤層異常反應明顯，巖石硬度多數為中等硬度的砂巖類。1.2.5井田水文地質情況新建煤礦地形大部分屬漫崗，標高在160-190m之間，井田北部及中部位河谷水文地質區(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外，沒其他來源，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)律而且有分層規(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，防水工作簡單，故水文地質條件屬簡單型。瓦斯、煤塵及煤的自燃性該礦井的瓦斯等級為：高瓦斯礦井礦井瓦斯絕對涌出量：12.3m3/min礦井二氧化碳絕對涌出量：33.73m3/min礦井瓦斯相對涌出量：10.8m3/td礦井二氧化碳相對涌出量：5.45m3/td煤層自然發(fā)火期：礦井自然發(fā)火等級為六級1.2.6煤質 牌號及用途井田內主要可采煤層的煤種均屬于低硫、低磷，中等灰分的焦煤和1/3焦煤，其中1/3焦煤占24.63，發(fā)熱量一般在77008200大卡/千克。本礦區(qū)內的煤層是由高等植物所形成的腐植煤，其肉眼煤巖成份主要是亮煤、暗煤、夾鏡煤絲帶、絲炭較少，黑色光亮內生裂隙發(fā)育，質脆，黑色條帶狀，層狀結構，其煤巖類型多為光亮型、半亮型和半暗型；鏡下鑒定為煤巖組成多是凝膠物質體，色鮮紅以鏡煤煤化物質為主樹脂膠體占次要地位，礦物雜質多見。原煤灰分變化較大，一般在20至30，超過30的情況也常見，凈煤灰分一般在10左右，膠質層厚度在9至15mm，揮發(fā)分一般在30至39，硫含量在0.005左右。磷含量一般在0.001至0.02。屬低硫，低磷煤，發(fā)熱量一般在7500大卡每公斤。主要工業(yè)用途以冶金用煤為主，火電廠作動力用煤次之。1.3 勘探程度及可靠性1975年新發(fā)煤礦所在地區(qū)就開始對地質進行勘探工作，先后經過普查，詳查，精查階段，采用了鉆探，測井和地震，相互結合的綜合勘探手段，精查地質報告提供的資料比較齊全，精查階段查明了主要斷層和構造及煤層厚度，結構和分布范圍，比較可靠地提供了煤層層位的對比資料和測井成果雞西礦物局在1985年6月對本區(qū)精查地質報告的批復認為，基本達到煤炭資源地質勘探規(guī)范的標準。其存在的問題為：1、瓦斯取樣雖然不少，但是，未作礦井瓦斯涌出量的祥述，也未指出礦井的瓦斯等級。2、對于落差小于30m的斷層，未作評價，控制不夠，給設計帶來一定困難，如斷層之間構成的三角地帶，構造較為復雜，大斷層控制程度不夠，有一定擺動，對井筒位置的選擇有一定影響。第2章 井田境界 儲量 服務年限2.1 井田境界2.1.1井田周邊狀況西以A1號勘探線西655m，與滴道礦相鄰，東以A6號勘探線東200m與城子河煤礦相鄰，北以51#煤層露頭線為礦界，南以-800m標高為界。井田東西走向長平均為8.5km，南北傾向寬平均為2.3km，面積約為17.4km。2.1.2井田境界確定的依據1、以地理地形、地質條件作為劃分井田境界的依據；2、要適于選擇井筒位置、安排地面生產系統(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高。2.1.3井田未來發(fā)展狀況由于本井田幾條大斷層的影響，開采時不能及時達到設計生產能力，但是隨著開采深度的增加，煤層賦存條件好，采用新技術防治本次設計的高瓦斯礦井，產量會有較大幅度的提高。2.2 井田儲量2.2.1井田儲量計算本次設計的新發(fā)礦井參加儲量計算的煤層有29#、25#、3#煤層。礦井儲量是指礦井內所埋藏的，具有工業(yè)價值的煤炭數量。礦井儲量可分為礦井地質儲量，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A+B+C級儲量的總和。礦井設計儲量是礦井工業(yè)儲量減去設計計算的斷層煤柱，防水煤柱，井田境界煤柱和已有的地面建筑物，構筑物需要留設的保護煤柱等永久煤柱損失量后的儲量。礦井可采儲量是指礦井設計儲量減去工業(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。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0.7m，灰分40%；暫時不能利用的儲量厚度為0.6-0.7m，灰分在40-50%之間，傾角為20，能利用的儲量厚度選用0.6m，暫時不能利用的儲量選用為0.50-0.60m。2.2.2保安煤柱按照保護煤柱的設計原則1、立井保護煤柱應按其深度，用途，煤層賦存條件和地形特點留設，立井深度大于或等于400m的以邊界角圈定，小于400m的以移動角圈定。2、地面受護面積包括受護對象及周圍的受護帶。3、當受護邊界與煤層走向斜交時，要根據基巖移動角求得垂直與受護邊界方向的上山方向移動角和下山方向移動角，然后再確定保護煤柱。4、在一般情況下，保護煤柱應根據受護面積邊界和移角值進行圈定。一般來說，井田邊界煤柱40m，河流保護煤柱為河床兩側各40m，大斷層一側留保護煤柱15-40m，有時也要根據具體的情況而定。（詳見表21）表（21）建筑物、構筑物保護煤柱的圍護帶寬度建筑物和構造保護等級圍護帶寬度2015105工業(yè)廣場地面受保護面積包括工業(yè)場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20m，煤柱按巖層移動角圈定（詳見表22）。表（22）地質條件及沖積層和基巖移動角值井筒垂深(m)煤層厚度(m)煤層傾角(度)沖積層厚度4505.3254577597720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，緩傾斜及傾斜煤層、薄及中厚煤層不小于815m，厚煤層不小于1520m。采區(qū)邊界一般留設寬度10m左右的保護煤柱。（詳見表23）表（23）巷道留設煤柱參考表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30-40m40-50m煤層傾角較小時煤柱可少些采區(qū)上山20m左右20m左右30-40m20-30m2.2.3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傾角計算儲量，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塊段的儲量S塊段的投影面積煤層平均傾角M塊段的平均厚度煤的容重（詳見表24）表（24）煤容重表序 號煤層號容重/ g/cm31291.32251.4331.4塊段的面積可以用電子求積儀在1：5000的煤層儲量計算圖上求得，而塊段傾角可采用余切尺量得。2.2.4儲量計算評價本礦井的煤層發(fā)育良好，煤層厚度屬于中厚，傾角緩傾斜，井田范圍內大的構造控制可靠，水文地質條件良好，儲量計算較為可靠。詳見表（25）儲量計算表（25）水平煤層工業(yè)儲 量/萬t煤柱損失（萬t）可采儲量工業(yè)場地井田境界斷層開采損失其他損失合計291976.856420.1445.07274.8815.1420.191556.66252367.1522.1325.2637.25340.5312.32437.491929.6632198.68027.4040.45316.5120.75405.111793.57合 計6542.6886.1372.80123.77931.9248.171262.795279.89291980.728218.5130.12272.6525.32435.731544.99252212.33153.0620.430.20298.3519.78521.711690.6232182.45222.5422.3597.57281.5730.25586.351595.54合 計6375.50457.5061.2697.34852.5775.351544.354831.15合 計12918.18543.6334.06221.341784.49123.522807.1410111.042.3 礦井工作制度 生產能力及服務年限2.3.1礦井的工作制度1、本次設計的礦井工作日按每年330d計算；2、本次設計的礦井每晝夜四班工作，采取“四六”工作制，三班生產，一班準備；3、本次設計的礦井每日采用16h凈提升工作制。2.3.2設計生產能力1、礦井生產能力的確定原則根據本礦的地質條件、國內外的市場需求、技術和管理水平、充分考慮當代科學技術的進步等因素。2、確定礦井生產能力的重要因素礦井生產能力是礦井各系統(tǒng)和環(huán)節(jié)的綜合能力，是全面反映礦井面貌的一個重要綜合指標。因此為了方便礦井設計，建設和生產管理，礦井生產能力采用系列化的通用的指標值。（詳見表26）表（26）各類井型的礦井和開采水平設計與服務年限井型礦井設計生產能力/萬t/a-1礦井設計服務年限/a開采水平設計服務年限（一水平）開采0-25煤層開采2545煤層開采4590煤層特大型60030050080704035大型120、150、180、24060302520中型40、60、9050252015小型各省自定根據井田的實際情況，可以初步設計出三套方案，如下：第一種方案：0.9Mt/a；第二種方案：1.2Mt/a；第三種方案：1.5Mt/a。根據公式：其中：可采儲量A生產能力K礦井儲量備用系數（K值根據本礦的實際情況取1.4）第一種方案：a；第二種方案：a；第三種方案：a。根據表（26）所示，本礦采用年生產能力1.2Mt/a 最為適宜，服務年限為61a。第3章 井田開拓3.1 概述3.1.1井田內外及附近生產礦井開拓方式概述新發(fā)煤礦的礦井建設必須嚴格按照基本建設程序辦事，確定礦井開拓方式必須充分考慮多個主井工藝系統(tǒng)的機械化裝備水平。礦井機械化程度的高低，不僅直接影響著井型和經濟效果，而且往往由于提升、運輸設備的革新發(fā)展，而引起開拓本身發(fā)生變化。根據精查報告確定的煤層自然產狀、構造因素、頂底板條件、沖擊層結構、地形及水文地質條件等，其中煤層賦存深度和沖積層的水文地質條件對開拓方式影響最大。新發(fā)礦區(qū)地面標高在+150m左右，屬于丘陵地區(qū)，但地區(qū)起伏不大，礦區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，斷層較少，大的斷層都作為礦區(qū)的邊界，礦區(qū)附近各個礦井井型不同，開拓方式多樣，立井開拓占多數。井田涌水量不大，瓦斯等級為高瓦斯礦井，故采用上山開采。根據井田條件和設計規(guī)范有關規(guī)定，本井田劃分為兩個水平，階段內采用采區(qū)式進行準備。3.1.2確定井田開拓方式的原則1、貫徹執(zhí)行有關煤炭工業(yè)的技術政策，為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低、效率高而創(chuàng)造條件，要使生產系統(tǒng)完善、有效、可靠，在保證生產可靠和安全的條件下減少開拓工程量，尤其是初期建設工程量，節(jié)約基建工程量，加快礦井建設，盡快創(chuàng)造效益。2、合理集中開拓布置，簡化生產系統(tǒng)，避免生產分散，為集中生產創(chuàng)造有利的條件,合理開發(fā)自然資源，減少煤炭損失。3、必須貫徹執(zhí)行有關煤礦安全生產的有關規(guī)定，要建立完善的通風系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的條件，減少巷道維護量，使主要巷道經常性的保持良好狀態(tài)。4、要適應當前國家的技術水平和設備供應情況，并為采用新技術、新工藝、發(fā)展采煤機械化、自動化創(chuàng)造有利條件。根據用戶的需求，應該將不同煤質、煤種的煤層分別開采。3.2 礦井開拓方案選擇3.2.1井筒形式和位置的確定1、井筒形式的確定根據本次所設計的新發(fā)井田的地表及煤層等實際情況，平硐開拓方式在技術上不合理，可以直接否定?，F在根據本次設計礦井的地形、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：第一種方案：雙斜井開拓；第二種方案：雙立井開拓；第三種方案：主斜井、副立井綜合開拓；以上三種井筒開拓方案技術經濟比較如下：雙斜井開拓斜井優(yōu)點： 井筒掘進技術和施工設備比較簡單，掘進速度快，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井底車場及硐室都投資少。 井筒裝備和地面建筑物少，不用大型提升設備，鋼材消耗量小。 膠帶輸送機提升增產潛力大，改擴建比較方便，容易實現多水平生產，并能減少井下石門長度。斜井缺點： 在自然條件相同時，斜井要比立井長得多,由于斜井較長，沿井筒敷設管路，電纜所需的管線長度太大。 圍巖不穩(wěn)固時，斜井井筒維護費用高，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，當井田斜長較大時，采用多段絞車提升，轉載環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)復雜，更要多占用設備和人力。 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。 當表土為富含水的沖積層或流砂層時,斜井井筒掘進技術復雜,有時難以通過。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：本井田一水平設在-350m水平標高，根據煤層的賦存情況與地質條件來看,不適合采用雙斜井開拓。雙立井開拓優(yōu)點： 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。 機械化程度高，易于自動控制。 井筒為圓形斷面機結構合理，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。缺點： 井筒掘進技術和施工設備都比較復雜，硐室掘進量比較大，地面工業(yè)場地及建筑物壓煤損失多。 立井提升的生產能力增產潛力沒有斜井大，擴建比較復雜。主斜井副立井綜合開拓優(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，井筒容易維護，有較大斷面，利于通風，提升速度快。缺點：如果井口相近，則井底相距太遠，井底車場布置困難，井下聯(lián)系不方便；如井底相離近，則由于井口相距太遠，地面工業(yè)建筑物就比較分散，生產調度及聯(lián)系不方便，占地面積大，相應的增加了煤柱損失。適用條件：介于雙立井與雙斜井之間。技術評價：根據本次設計井田的地表狀況，煤層賦存及工業(yè)場地的布置等實際情況，如果用綜合開拓不利于地面工業(yè)場地的布置，也不利于井底車場的布置，井下的聯(lián)系和生產調度較為麻煩，故該方案在技術上不合理，不適合本次設計，所以本井田不利于綜合開拓。根據上述，井筒方案的技術比較，初步確定雙斜井開拓和雙立井開拓兩個方案在技術上可行，根據規(guī)定，要對在技術上可行的方案再進行經濟比較。雙斜井與雙立井經濟比較表（31）方案雙立井開拓雙斜井開拓內容工程量單價（元）費用（元）工程量單價（元）費用 （元） 單位名稱數量單位數量單位基巖段主井輔助費用5010m36028180140012010m180352164200基巖段副井輔助費用5010m35760178800011710m180352110095基巖段主井掘進費用5010m26450132250012010m103501242000基巖段副井掘進費用5010m26450132250011710m103501210950主井提升費用5010m0.94512010m0.43510.44副井提升費用5010m2.512511710m0.62514.625主井提升機1個101232010123201個920000920000副井提升機1個9524509524501個933750933750串車10個540054000箕斗2個2546050920罐籠2個2213544270表土層副井輔助費用3.510m214507507518.510m11822218707合 計8369605合 計8853727從開拓方案比較表可以看出，雙立井開拓方案比雙斜井開拓方案投資少，所以本次設計的礦井采用雙立井開拓。2、井筒位置的確定本次設計對本礦井井筒位置有以下三點要求： 井筒沿走向的有利位置應在井田的中央當井田儲量呈不均勻分布時，應在儲量分布的中央，在此開成兩翼儲量比較均衡的雙翼井田，應盡量避免井筒偏于一側，造成單翼開采的不利局面。 為井筒的安全掘進和使用，減少掘進的困難并且便于維護，應該使井筒通過的巖層和表土層有比較穩(wěn)定的水文，圍巖及地質條件。 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，建井工期短，且煤柱損失小。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，下面為選擇井筒位置的條件：1、地面條件 工業(yè)場地占地面積 地形與工程地質條件 煤炭的運輸方向 生產建設與住宅位置2、井下條件 按運輸量確定井筒位置 根據地質條件確定井筒位置 煤柱量 勘探程度和初期工程量根據以上幾個要點及本井田的儲量分布圖、剖面圖，綜合考慮了水平的劃分及巷道的布置確定本次設計的新發(fā)礦的井口位置在整個井田的中部，即井田的儲量中部，其坐標位置為：主井坐標：XA：412800，YA：5020850：副井坐標：XB：412750，YB：5020950。3.2.2開采水平數目和標高開采水平的尺寸大小用水平垂高表示，水平垂高即為該水平開采范圍的垂直高度。本次設計的合理水平垂高要求為以下幾點： 合理的階段斜長； 合理的階段數目； 經濟上有利； 利于采區(qū)的正常接替工作； 要保證開采水平有合理的服務年限與開采儲量。根據以上各個方面的原因及本次所設計的井田的實際情況，現在確定水平劃分方案如下：方案一：單水平上下山開采水平標高-800m階段垂高900m可采儲量101.1104Mt服務年限61a方案二：兩水平上山開采一水平標高-350m階段垂高450m二水平標高-800m階段垂高350m一水平儲量52.7989Mt二水平儲量48.3115Mt一水平的服務年限32a二水平的服務年限29a參照上述二種方案的各項數據以及井田的具體情況層，兩種方案的評價如下：方案一：該方案的垂高設計不符合規(guī)程的規(guī)定，初期投資相當大，見效慢，本方案不可取。方案二：本方案的一水平的服務年限及垂高的設計都符合規(guī)程的規(guī)定，又從本次所設計的井田的實際情況考慮，此方案可行。3.2.3開拓巷道布置水平巷道的主要任務是擔負運輸煤矸、物料和工作人員，以及通風、排水、鋪設管線等，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。根據新發(fā)礦礦區(qū)內煤層的數目和間距，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。當煤層傾角太大時，層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷。各種方法的適用條件如下：1、分煤層大巷適用條件煤層數不多，層間距大，石門長；井田走向長度短，服務年限不長；井底車場或平硐在煤層頂板；煤質牌號不同，要求分采，分運；產量，風量均大，需要疏解，各煤層底板，均有堅硬巖層。2、分組集中大巷適用條件煤層數多，層間距大小懸殊，按煤層的特點根據運輸，通風要求組合，經濟上有利；多水平生產，容易解決運輸，通風的干擾。3、集中運輸大巷的適用條件適于井田走向長度大，服務年限長；煤層層數多，層間距不大的礦井；下部煤層底板有堅硬巖層，容易維護；采區(qū)尺寸大，石門比較短；煤質牌號相同，要求分采分運；自然發(fā)火嚴重，便于分區(qū)，分段處理事故。本設計井田的開采煤層為3#、25#、29#煤層，本井田采用集中運輸大巷與采區(qū)石門裝車的布置方式。3.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述3.3.1選定開拓方案的系統(tǒng)描述 根據井田的地形地勢，煤層賦存，地質構造等因素，經過第一節(jié)井筒形式確定方案的技術分析和經濟比較，該礦井采用雙立井開拓即一主一副兩個井筒。（詳見圖31）圖（31）井筒形式布置圖3.3.2井筒形式和數目根據煤礦安全規(guī)程規(guī)定，一個礦井必須有兩個通向地面的出口，以滿足安全和通風需要，采用兩井筒不太遠的采區(qū)，用風井專用回風。由于雙立井開拓適應性強，可用于各種地質條件，同時在技術上也成熟、可靠。3.3.3水平數目及高度根據本井田的煤層賦存條件，地質構造等因素，該設計礦井在350m水平標高處劃分一個水平，階段垂高450m，階段斜長為1020m，在350m水平標高上布置水平開拓巷道，第二水平標高為-800m。井田范圍內各煤層以350m開采水平為界，采用上山開采。3.3.4石門 大巷數目及其布置根據本次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)石門裝車的布置。由于大巷和石門的服務年限較長，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，該設計礦井大巷，石門斷面的各項內容見圖（32）圖（32）大巷與石門的斷面圖3.3.5井底車場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，使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 礦井設計生產能力及工作制度 礦井的開拓方式 井筒及數目 礦井主要運輸巷道的運輸方式2、設計要求 井底車場設計的富裕能力，應大于設計生產能力的30% 井底車場設計時，應該考慮到增產的可能性 盡可能提高井底車場的機械化水平，簡化調車作業(yè)，提高井底車場的通過能力 應該考慮主、副井之間施工時便于貫通 井底車場線路不止應該結構簡單，運行及操作安全可靠，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3、立井井底車場的基本類型 環(huán)形式：立式、斜式、臥式 折返式：梭式、盡頭式4、井底車場形式的選擇 保證礦井生產能力，有足夠的富裕系數，有增產的可能性； 調車簡單，管理方便，彎道及道岔點少； 操作安全，符合有關規(guī)程、規(guī)范； 井巷工程量少，建設投資省，便于維護，生產成本低； 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； 井底車場的形式也取決于礦車的類型，當采用定向卸載的底卸式礦車時，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。綜上所述，結合本設計礦井的有關設計參數，通過對各種形式井底車場的適用條件及優(yōu)缺點簡單比較之后，初步擬定本設計井田的井底車場形式為立井刀式折返井底車場，大巷兩翼來車運到運輸平巷再到主井提升的形式。3.3.6煤層群的聯(lián)系本次設計的礦井內共有三層煤，即：3#、25#、29#煤層，參見可采煤層特征表及巷道開拓方案示意圖。運輸大巷布置在3#煤層底板巖石中開采時采用下行式開采。采用石門裝車的方式。3.3.7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： 根據煤炭工業(yè)設計規(guī)范，采區(qū)劃分要考慮采區(qū)接續(xù)關系，便其適應各翼儲量及產量分配。 為了充分發(fā)揮綜合機械化效能，減少搬家次數，提高效率和回采率，減少采區(qū)煤柱損失，凡是厚度穩(wěn)定，適合于綜機開采的部分要單獨劃分出來采區(qū)。 開采多煤層的井田，應盡量聯(lián)合布置采區(qū)，搞集中生產。 采區(qū)走向長度根據煤層地質條件，開采機械化水平，采區(qū)儲量，生產能力與巷道維護等因素綜合考慮。 對于煤層穩(wěn)定，開采條件好，生產能力大的采區(qū)，走向長度要適當加大。 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)，直接從井田邊界進行后退式回采。 初期采區(qū)尺寸要適應目前輸送機的實際長度及電壓降的控制范圍，后期采區(qū)尺寸可逐步加大根據該設計井田的地質構造及煤層賦存等因素。 采區(qū)劃分要考慮采區(qū)接續(xù)關系，便其適應各翼儲量及產量分配；要適應充填注砂井，回風井的既定位置，使分區(qū)充填，分區(qū)通風的聯(lián)系巷道盡量縮短。 對于煤層穩(wěn)定，開采條件好，生產能力大的采區(qū)，走向長度要適當加大；初步設計一般負責劃分第一水平全部采區(qū)，故需要沿井田走向全長統(tǒng)一考慮，作到初后期統(tǒng)籌兼顧，不但要全井合理，更要有利于初期。結合上述采區(qū)劃分原則，本設計礦井第一水平劃分為九個采區(qū)，分別為西一采區(qū)、西二采區(qū)、西三采區(qū)、中一采區(qū)、中二采區(qū)、中三采區(qū)、東一采區(qū)、東二采區(qū)、東三采區(qū)具體劃分示意圖（33）：圖（33）采區(qū)劃分示意圖3.4 井筒的布施工與布置3.4.1井筒穿過的巖層的性質及井筒支護雞西盆地是在晚侏羅紀開始發(fā)展形成的內陸含煤盆地，基底為元古界馬山群，含煤地層是中生界侏羅統(tǒng)雞西群，上覆白堊系華山統(tǒng)陸相沉積，新生界第三系陸相含煤沉積和玄武巖沉積，第四系河湖及山間河床，河谷相沉積層。根據主副井圍巖性質，并按規(guī)程規(guī)定，確定主副井筒支護方式如下：主井井筒表土段：混凝土砌碹，井壁厚450mm，充填混凝土50mm；煤層段：料石砌碹，井壁厚550mm，充填混凝土50mm；基巖段：錨噴支護；副井井筒表土段：混凝土砌碹，井壁厚450mm，充填混凝土50mm；煤層段：料石砌碹，井壁厚550mm，充填混凝土50mm；基巖段：錨噴支護；3.4.2井筒布置及裝備井筒斷面布置應綜合考慮井筒圍巖性質，運輸方式，通風安全等因素具體遵循原則如下： 符合煤礦安全規(guī)程，煤炭工業(yè)設計規(guī)范對運輸、通風、管線等布置的要求，滿足施工需要； 有利于井筒檢修、維護、清掃和人員通行安全； 當提升容器發(fā)生掉道或跑車事故時，應對井筒中各種管線或其它設備的破壞應減少到最低程度； 合理使用斷面空間，減少井筒工程量。根據該設計礦井年產量、提升方式等實際情況，本設計礦井井筒按有關規(guī)定布置運輸設施及輔助設施。（詳見圖34與圖35主副井井筒斷面圖所示）主井裝備：兩對16t多繩箕斗；副井裝備：一對1.5t層四車罐籠和一個5t雙層兩車罐籠帶平衡錘。圖（3 4）主井斷面圖圖（35） 副井斷面圖3.4.3井筒延伸意見開拓方案延伸方案的原則如下： 保持或擴大礦井生產能力 充分利用現有井巷，設施及設備，減少臨時輔助工程，降低工資 積極采用新技術，新工藝和設備 加強生產管理，延伸組織管理與技術管理施工緊密配合，協(xié)調一致，盡量減少延伸時對生產造成的影響 盡可能縮短新舊水平的同時生產時期根據本次設計礦井水平的劃分方案，為了保證采區(qū)正常接續(xù)和生產均衡，本礦井將延伸原主副井，從-350m水平延伸至-800m水平。井筒延伸方案主要有以下兩種：方案一：直接延伸原有主副井；優(yōu)點：可以充分利用原有設備和設施，提升系統(tǒng)簡單，轉運環(huán)節(jié)少，經營費用低，管理方便；缺點：原有井筒同時擔負生產和延伸任務，施工和生產相互干擾，接井技術難度大，礦井將短期停產；延伸兩個井筒的施工組織復雜，延伸后提升長度增加，提升能力下降；方案二：暗斜井延伸（即利用暗斜井或暗立井開拓下一水平，原有主副井不延伸）優(yōu)點：生產與延伸相互干擾小，暗斜井做主井，系統(tǒng)簡單，提升能力大，可充分利用原有井筒提力；缺點：增加了提升、運輸環(huán)節(jié)和設備；通風系統(tǒng)復雜，受采動影響損失煤量。通過上述兩種方案比較，并參照井筒延伸原則及本井田煤層賦存特征，初步決定采用立井延伸方案。3.5 井底車場及硐室3.5.1井底車場形式確定及論證根據井田地質條件、井型大小、井田開拓方式、大巷運輸方式、地面布置及生產系統(tǒng)等因素來選擇井底車場形式。該礦井井底車場形式的選擇依據如下： 該礦井設計生產能力為1.2Mt/a，年工作日330d，實行四六工作制，每日凈提升16小時； 礦井采用雙立井開拓方式，兩個開采水平，集中大巷布置； 主要運輸大巷采用10t架線式電機車牽引3.0t底卸式礦車，每列由20輛礦車組成。輔助運輸采用1.0t固定式礦車；矸石掘進煤的運輸采用1t固定箱式礦車，運送設備用1t平板車，運送材料用1t材料車及集裝箱。矸石、掘進煤、設備和材料可采用混合編組列車。列車長為28輛礦車，礦車均采用600mm軌距；本次設計新發(fā)礦井屬于高瓦斯、低等涌水量礦井；綜合以上所述，結合設計要求，經分析比較后，本次設計礦井選用3.0t底卸式礦車立井折返刀式井底車場。3.5.2井底井場的布置、存車線路、行車線路布置長度1、井底車場線路布置的要求 線路主要由主井空、重車線，副井進、出車線和回車線組成，由于通過各個井底車場的煤種數量不同，其各線路的數目和長度亦相應不同； 線路布置時，應充分考慮各硐室布置的合理性，盡量減少線路工程量； 為保證運行安全，應盡量避免在曲線巷道頂車，機械推車需布置在直線段上； 減少道岔和交岔點，線路布置有利于通風，底卸式礦車的井底車場設計要注意調頭問題。2、存車線長度的確定存車線長度的確定是礦井設計，及井底車場設計中的重中之重。如果存車線長度不夠，將會使井下煤炭運輸和地面物料的輸送彼此影響，影響礦井的正常運作；反之，如果存車線過長，會使列車在車場內的調車時間增加，反而降低了車場通過能力，并增加車場工程量。根據我國煤礦多年的實踐經驗，各類存車線可以選用下列長度： 中小型礦井的主井空、重車線長度各為1.01.5列車長； 副井空、重車線長度，中小型礦井按0.51.0列車長； 材料車線長度，中小型礦井應能容納510個材料車； 調車線長度通常為1.0列車和電機車長度之和；3、存車線長度的計算 主井空、重車線，副井進、出車線長度為L=mnLk+NLj+Lf （31）式中：L主井空、重車線，副井進、出車線有效長度，mM列車數目，列N每列車的礦車數，按列車組成計算確定Lk每輛礦車帶緩沖器的長度，mN機車數,臺Lj每臺機車的長度，mLf附加長度，取10m主井：m=1列，n20輛，L14m，N=1臺，L24.5m，L330m；則 L1204+14.5+10114.5，取L120m副井：m=1列，n28輛，L12.0m，N=1臺，L24.5m，L315m；則 L1282.0+14.5+1575.5，取L80m 材料車線有效長度為L=ncLc+nsLs （32）式中：L材料車線有效長度，mnc材料車數，輛Lc每輛材料車帶緩沖器的長度，m依據公式（32）得 L=ncLc=102.4=24m根據實際需要，開設水泵硐室和變電所，取材料車線長度為60m。 4、調車方式3.0t底卸式列車采用折返式調車，1.0t固定式列車采用牽引式調車。（詳見36井底車場運行系統(tǒng)示意圖）圖（36）刀式環(huán)行井底車場運行系統(tǒng)示意圖3.5.3井底車場通過能力驗算1、按運量和凈載重計算本設計生產能力為1.2Mt/a，日產煤4000t，矸石量占20%，日運量為400020%=800t；掘進煤占5%，日運量為40005%=200t；井底車場線路布置采用3.0