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1、毕业设计开滦崔家煤矿矿井的初步设计摘要本设计是根据河北省开滦集团崔家寨矿的实际情况对其矿井进行的初步设计。设计的井田面积为34平方公里，矿井年产180万吨，井田内煤层赋层较深，倾角不大，平均厚3.81m，瓦斯涌出量相对较小，矿井涌水量一般。设计采用立井开拓方式，采用倾斜长壁采煤方法，综合机械化一次采全高的回采工艺，用全部跨落法处理采空区，主要对矿井开拓、采煤方法，矿井排水，矿井通风以及安全技术措施进行了初步设计，对矿井运输、通风、排水等生产系统进行了设备选型计算，对矿井各个生产系统的生产过程进行了描述，并对矿井各个生产系统和各生产环节之间的相互联系和制约关系进行了有关说明。在设计过程中，尽量采
2、用先进的技术和设备，矿井全部实现机械化，采用先进技术和借鉴已实现高产高效现代化矿井的经验，实现一矿一面高产高效矿井从而达到良好的经济效益和社会效益。关键词：开拓方式 采煤方法 矿井排水 矿井通风 AbstractThis design is according to heibei kailuan group cui home village of actual situation to the preliminary design of the mines. Design of area of 34 square kilometers in laohutai mine field of 180
3、 tons of coal mine, coal, the field of deep layer within assigned, little inclination thick on average, a 3.81 m, gas flow-volume was relatively small, mine yield.Design uses vertical way, adopt strip type development, using tilt to longwall mining method, comprehensive mechanized in one of the high
4、 technology, with all the grouting method across the fall of coal mine, and mine drainage, and mine ventilation and safety technical measures, the preliminary design of mine ventilation and drainage as transport, the production system, selection of equipment for each production calculation of mine p
5、roduction process system are described, and all of mine production system and the relationship between production and related instructions. Between In the design process, the use of advanced technology and equipment, mine, all realize mechanization by advanced technology and reference has realized h
6、igh, realize the modernization of mine ore a side experience high yield and high efficiency and good economic benefit and social benefit.Keywords: Pioneering way Mining method Mine drainage Mine ventilation目录前 言11 井 田 概 况21.1交通位置21.2地形地貌及水系21.3气象与地震21.4水源31.5电源32 地 质 特 征42.1地层及地质构造42.1.1地层42.1.2地质构造
7、52.2煤层及煤质52.2.1煤层52.2.2煤质62.2.3煤层顶底板情况62.2.4瓦斯62.2.5煤尘爆炸性62.2.6煤的自燃倾向62.2.7地温62.3水文地质条件72.3.1井田内主要含水层72.3.2主要隔水层72.3.3地下水的补给、径流及排泄条件82.3.4井田水文地质类型82.3.5矿井涌水量92.4地质勘探程度及存在的问题93 井区设计概况103.1井田境界103.2井田储量103.3矿井工业储量103.4矿井设计储量113.5矿井工作制度123.6矿井服务年限124 井田开拓144.1开拓方式选择144.2井硐形式、数目位置及其配置144.2.1井硐形式选择144.2.
8、2 井筒位置的确定144.3井筒特征154.3.1主井154.3.2副井164.3.3风井164.3.4井筒特征编制174.4运输大巷断面布置184.4 .1选择巷道断面形状184.4.2确定巷道断面尺寸184.4.3 布置巷道内水沟和管线214.4.4计算巷道掘进工作量和材料消耗量214.4.5编制图标224.5井底车场234.5.1设计基本参数244.5.2一些基本问题的确定244.5.3线路联接计算254.5.4轨道线路平面布置254.5.5通过能力计算284.5.6确定井底车场主要断面314.6井底车场硐室314.6.1主井系统硐室314 .6.2副井系统硐室324.6.3其他硐室34
9、5 采煤方法355.1采煤方法的选择355.2回采工作面有关参数355.3采区巷道布置及生产系统355.3.1概述355.3.2采区巷道布置依据及要求365.4 采区走向长度的确定365.5 采区生产系统365.6回采工艺375.6.1回采工艺的选择375.6.2回采工作面支护及顶板管理375.6.3工作面的采煤和运煤375.6.4综采面情况376 矿井运输386.1井下运输系统和运输方式的确定386.2带区运输设备的选型386.3大巷运输设备397 矿井排水407.1概述407.1.1排水设备选型计算407.1.2水泵形式及台数的确定418 矿井通风438.1矿井通风系统的选择438.1.1
10、通风设计的基本依据438.1.2矿井通风系统要符合下列要求438.2矿井通风系统的确定448.3风量计算及分配448.3.1采煤工作面的实际需风量448.3.2掘金工作面需要的风量468.3.3峒室实际需风量468.3.4矿井总风量478.4全矿通风阻力计算478.4.1计算原则478.4.2计算方法478.5计算矿井总风阻及等积孔518.6扇风机和电动机确定519 安全技术措施529.1预防瓦斯燃烧爆炸的主要措施529.2防井下火灾的主要措施539.3井下水灾的预防措施539.4防尘措施54参考文献55致谢56前 言本次设计是根据河北省开滦集团蔚州矿业公司的崔家寨矿进行的毕业实习中所收集的矿
11、井生产图纸和资料，对其做的初步设计。设计能力与服务年限：矿井设计年生产能力180万吨，服务年限为94年.我们矿建专业学的知识面很广，但是不是很精，我之所以选择矿井初步设计，是因为矿井初步设计对我们来说比较难和复杂，这样我就能更多的学到知识，为将来的工作做好铺垫。设计是在我们搜集、整理和运用资料的基础上，通过贯彻执行矿产资源法、煤炭法、煤炭工业技术政策、煤矿安全规程、煤炭工业矿业设计规范，井巷工程等之后，再进行井田开拓、准备方式及采煤方法的选择和矿山运输、提升、排水及通风的设计计算。所有这些都能培养我们分析问题、解决问题的综合能力和撰写技术文件、绘制工程图件的基本技能。衷心感谢芮老师的指导，在这
12、三个月里，正是他认真、耐心、详细的辅导，才使我能按时、按质的完成毕业设计。由于我知识水平和知识范围的限制，设计中难免有不当和错误之处，恳请批评指正。1 井 田 概 况1.1交通位置崔家寨矿井位于河北省蔚县矿区的北部，行政区划隶属张家口市蔚县白草村乡及涌泉庄乡管辖。地理坐标为：东经1142440-1143036，北纬395334-395825。该矿井西南距蔚县南留庄镇约5公里，东南距蔚县城11公里，有公路相通。从南留庄向西可通往山西省广灵县及大同市，由蔚县城向东可通往首都北京，向北通往张家口，宣化，向南通往涞源、保定及石家庄，交通较为便利。1.2地形地貌及水系崔家寨矿位置为，东界：以2726孔与
13、254孔地面中心坐标的连线及延长线与莲花山区为界；南界：以纵13勘探线两端的21孔及22孔地面中心线坐标的连线及其延长线与单候及南留庄井田为界；西界：以F1断层与西细庄井田为界；北界：以纵7勘探线两端的77孔457孔地面中心坐标的连线及其延长线、径线38540000、矿区北部勘探边界为界。其井田地形为西北高，东南低的山前冲洪积平原，海拔高程介于+900+1100m之间，北西向冲沟发育，最深可达20余米，平时沟底干涸无水，暴雨后洪水顺冲沟泄于从蔚县矿区南流经的壶流河中。1.3气象与地震本区属北方干燥型大陆气候，年平均雨量为425.1mm，且大都集中在7、8月份。年平均气温为6，最高月（7月）平均
14、气温为23.2，最低月（1月）平均气温为-12.8。冬季长达5个月之久，年蒸发量为1650mm。冬季多西北风，最大风力达9级，且多发生在3月份，并有沙尘暴现象，其他时间多季风，风力不强。冻结期自11月至次年3月，冻土深度为1.31.5m。根据蔚县地震办公室1991年5月31日提供的蔚县矿区地震基本烈度评定报告，蔚县矿区地震基本烈度为六度。1.4水源经过水资源的勘探，目前已取得了1.56m3/s的水资源，其中B级0.66m3/s，C级0.9m3/s，可作为矿区用水的水源地。根据水资源法，河北省水利厅、蔚县水利局批文同意矿区取水1. 1m3/s，作为生产、生活用水。1.5电源根据蔚县矿区中心工业区
15、规划，矿区110kV变电站设在单候矿井工业区内，目前矿区110kV变电站已经建成使用。2 地 质 特 征2.1地层及地质构造2.1.1地层根据区域地质资料及钻探揭露，本井田地层有：古生界寒武系上统与奥陶系下统；中生界侏罗系下中统下花园组；中统髫髻山组、后城组；新生界第四系下更新统泥河湾组、上更新统马兰组及全新统现由上而下分述如下：1、新生界第四系主要由粘土、亚粘土组成，夹砂及卵砾石层，厚度32454m，平均224m，西北部较薄，东南部较厚。与下伏中生界侏罗系呈不整合接触。2、中生界侏罗系中侏罗统后城组（J2h）在全井田均有分布，为一套类磨拉石建造，与下伏煤系呈角度不整合接触关系。厚度6384m
16、，平均189m。具有西南薄东北厚的特点。按岩性可分为上、下两段。上段：上部为紫红色砂岩、砂砾岩夹凝灰质砂岩、膨土岩，厚度0135m。中部为灰白、浅绿灰、淡紫色凝灰岩、含砾凝灰岩、沉凝灰岩，厚度0110m，一般40m左右。主要分布于28线以东地区。下部为紫红、灰绿、黄灰色凝灰质中粒砂岩、砂砾岩、粉砂岩，夹淡紫、浅红色膨土岩。凝灰质含量向上逐渐增多。厚度0120m。下段：为暗紫、紫红色巨厚层状砾岩，砾石成分以安山岩、凝灰岩为主，少量为石灰岩及硅质灰岩。分选极差，砾径2100mm，部分大于110mm。多为次棱角次园状，泥砂质充填，上部无胶结，松散，下部钙、硅质胶结，致密块状。岩性较均一，局部夹砂岩薄
17、层。厚度6175m。中侏罗统髫髻山组（J2t）仅见于井田西南部的冲6、蔚176和蔚177三个钻孔中，厚度2646m。岩性为灰、灰褐色安山岩，不整合覆于下花园组之上。中下侏罗统下花园组（J1-2x）为本井田含煤地层，厚3229m，平均105m，按岩性、岩相及含煤性可划分为上、下两段，其地层代号分别为J1-2x2和J1-2x1。上段（J1-2x2）：主要岩性为冲洪积相的紫红、灰绿色泥岩，夹灰绿、浅灰色砂岩、砂砾岩及砾岩，局部夹灰色砂岩、砂质泥岩及不稳定薄煤层数层。其中灰色层段产植物化石。本段厚度0173m，平均54.5m。以连续微角度不整合关系覆于下段地层之上。下段（J1-2x1）：岩性以湖泊湖泊
18、三角洲相的灰色砂岩、粉砂岩和泥岩为主，夹炭质泥岩等10余层煤层，其中1,5 ,6,7煤层为主要可采煤层，厚度3174m，平均72.3m。与下伏古生界为不整合接触关系。3、古生界奥陶系下统（O1）赋存于井田南部，最大残存厚度85.13m，东北部缺失。上部岩性为浅灰、浅黄色中厚层状白云质灰岩，下部为褐黄色隐晶质石灰岩、豹皮状灰岩夹绿色薄层泥灰岩。4、古生界寒武系上统（3）在井田东及东北部为煤系基底。揭露最大厚度73m。岩性为暗紫色夹灰绿色薄层泥灰岩、竹叶状、砾状灰岩和紫红色粉砂岩薄层。2.1.2地质构造崔家寨井田总体体构造形态为一走向近南北或北东倾向东或南东，倾角510的单斜构造。在该井区的北面3
19、50m处的10勘探线附近存在一条方向大致与岩层倾向一致为地下水迳流破碎带。在该井区及附近周边范围内的小井开过程中，均没有发现大断层和大褶曲存在，但小断层和岩溶裂隙较发育，所有的出水点均与岩溶裂隙和构造有关，特别是NNE和NWW两组方向的岩溶裂隙和构造，局部地段很发育，它们是区域性的构造发育带，也是区内主要的控水构造。所以总体来说本矿地质条件较好。井田范围内无陷落柱存在。2.2煤层及煤质2.2.1煤层井田内含煤地层为侏罗系中下统下花园组，可采煤层10层，由下至上为1，1-1，4，5，5-1，6，61、7,7-1,8号煤层，其中1，5，6，7号煤层稳定，为可采煤层。2.2.2煤质主要可采煤层1煤层
20、为低中灰、特低硫低硫、低磷的长焰煤；5,6,7煤层为低中灰、低中硫、低磷长焰煤。其他各层为低中灰、低中硫、低磷长焰煤。2.2.3煤层顶底板情况1号煤层初期采区顶、底板岩性主要为粉砂质泥岩、粉砂岩，少量为细砂岩，抗压强度9.6887.2MPa，为较稳定至不稳定底板。5号煤层初期采区顶、底板岩性主要为粉砂质泥岩、粉砂岩，细砂岩，抗压强度9.6853.2MPa，为较稳定至不稳定底板。6号煤层顶底板主要为粉砂岩和细砂岩，抗压强度15.336.2MPa，为较稳定至不稳定底板。7号煤层顶底板主要为泥岩、粗砂岩、细砂岩，抗压强度16.739.2MPa，为较稳定至不稳定底板。2.2.4瓦斯经勘探各煤层CH4相
21、对的涌出量为3.3m3/min，临近各矿井亦为低瓦斯矿井，故本矿井属于低瓦斯矿井。2.2.5煤尘爆炸性井田内各煤层均无煤尘爆炸危险。2.2.6煤的自燃倾向井田内各煤层为三类自燃发火煤层，发火期一般为612个月。2.2.7地温井田内地温梯度均小于3/100m，无地温超过31的高温地区，故本矿井属正常地温，不会出现热害区。2.3水文地质条件2.3.1井田内主要含水层井田内共有6个含水层，自下而上为：1、寒武系灰岩含水层该含水层分布在井田东北部，单位涌水量0.00657L/s.m，渗透系数0.122m/d，水位标高837.80m，富水性弱。2、下花园组下段砂岩裂隙承压含水层该含水层几乎分布于全井田，
22、厚4.6436.25m，单位涌水量0.0006630.0176L/s.m，渗透系数0.001590.062m/d，水位标高906.17949.97m，富水性弱。3、下花园组上段砂岩裂隙承压含水层该含水层主要分布于井田西北部，根据临近区揭露情况看，该含水层基本无水，富水性弱。4、后城组砾岩孔隙裂隙承压含水层分布于全井田，局部单位涌水量0.1160.167L/s.m，富水性中等。大部单位涌水量0.0002790.0118L/s.m，富水性弱，渗透系数0.001180.733m/d，水位标高950.97994.86m。5、第四系泥河湾组砂砾石孔隙承压含水层该含水层层数为313层，平均厚度19.2m，
23、井田中北部单位涌水量0.0666L/s.m，井田西部单位涌水量0.4100.593L/s.m，渗透系数1.9293.6m/d，水位标高951.43958.07m，井田中北部富水性弱，南部富水性中等。6、第四系马兰组砂砾石孔隙承压含水层分布在243孔至347孔一线以北，含水层层数24层，平均厚度15.3m，单位涌水量0.128L/s.m，渗透系数1.442m/d，水位标高979.009m，富水性弱。2.3.2主要隔水层煤层底板至基底灰岩顶界赋存一层鲕状泥岩、泥岩隔水层，该隔水层分布面积广，其厚度受基底古地形的控制，厚度一般为210m，局部1m，岩性致密、细腻、裂隙不发育。天然状态下，一般能起到隔
24、水作用。使基底灰岩与煤系砂岩含水层间水力联系不密切，但由于基底灰岩水，水头压力较高，在开采状态下，易造成底鼓，形成底板突水。煤系中各主要可采煤层顶板砂岩含水层间均有稳定的泥岩、粉砂岩隔水层存在，隔水性能较好，使煤系砂岩各含水层间水力联系微弱。后城组砾岩含水底界至是最上可采煤层间有较稳定的泥岩、粉砂岩隔水层，厚度一般9100m，最小1.75m，最大241.31m。天然状态下，能起到隔水作用，使后城组砾岩含水层与煤系砂岩含水层水力联系不密切。开采状态下，顶板冒落带、导水裂隙带可影响到后城组砾岩含水层，因此，此隔水层起不到隔水作用或隔水性减弱。第四系各砂砾石含水层间都有粘土、亚粘土层分布，厚度一般为
25、2030m，局部较厚，能起到良好的隔水作用。第四系底部砂砾石含水层与后城组砾岩含水层呈“天窗”接触，第四系底部含水层与后城砾岩含水层水力联系较密切。2.3.3地下水的补给、径流及排泄条件本井田位于蔚县矿区的北部，矿区的南、东、西三面都有断层隔水，东部月山向斜西北翼寒武系底部的页岩隔水层翘起阻水。只在矿区西北、西南与东北有三个进出水口。故矿区及井田奥灰水处于一个半封闭的蓄水构造中。基底灰岩水接受并东部部月山裸露区的补给及西北部暖泉-大湾断层尖灭带进水口的补给，向东南迳流，流经崔家寨井田、单候井田进入本井田，由于井田中部F33阻水断层的存在，地下水折向南西最终向暖泉排泄。本井田处于月山北部前倾斜平
26、原，冲沟密布，切割较深，第四系地下水主要接受大气降水的补给及北部月山基岩地下水的侧向补给，经井田内迳流，在壶流河一、二级阶地附近形成自流区，地下水以泉水或人工揭露点形式自流排泄。2.3.4井田水文地质类型由于该井区北面约300m处的17勘探线附近存在一条地下水径流破碎带，由于距该井区较远，估计对该井区影响不大；井区内局部地段的岩溶裂隙相对较发育，浅部存在不明的小井积水区域，根据该井区所处区域及对井区水文地质条件进行分析，井区水文地质条件属中等类型。2.3.5矿井涌水量根据井田地质报告和2000年水文地质条件评价报告，矿井正常涌水量180m3/h，灾害涌水量为300m3/h。2.4地质勘探程度及
27、存在的问题(1)煤田地质勘探程度较高，井区储量级别高。因此，任务相当艰巨所以在井区建设和采掘过程中，应不断收集有关地质资料，并对原有地质资料进行不断修改、补充和完善，以指导井区安全正常生产。(2)因水文地质勘探程度较低，井区在基建及开采过程中应注意收集有关水文地质资料，要进行井区水文地质的分析研究，掌握其规律，用以指导井区的防治水工作，确保井区安全。(3)井区内及井区附近有可能存在单独积水的小煤窑，井区开采时应深入调查了解其存在与积水情况，对井区的开采造成威胁的，必须采取有效的安全措施，以确保井区的安全。(4)因井区周围住的农村人较多，并且文化素质普遍偏低，所以要求井区在建设与生产期间注意与本
28、地村民沟通，采取有效防范措施，以确保井区的正常安全生产。3 井区设计概况3.1井田境界崔家寨矿井田境界，东部以莲花山区为界；南部以单候及南留庄井田为界；西部以西细庄井田为界；北部以矿区北部勘探边界为界。井田面积34 Km。井田平均走向长7.1km，倾斜长4.802km，井田面积34 Km。3.2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
29、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。3.3矿井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31的规定。由煤层底板等高线及储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32。表31 矿井高级储量比例地质开采条件储量级别比例（）简单中等复杂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4035253540202515第一水平内A+B级储量占本水平储量的比例70604060503040不作具体规定第一水平内A级储量占本水
30、平内储量的比例4030153020不作具体规定不要求表32 矿井工业储量汇总表煤层名称工业储量（万吨）备注ABA+BCA+B+C1煤层11650.888988.5820639.4612652.5433292符合总计11650.888988.5820639.4612652.5433292符合3.4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7，故：P 式中： Z矿井设计储量；Z矿井工业储量；P 永久煤柱损失量，可暂按
31、工业储量的57计入，本设计取7；由此：矿井设计储量Z33292（1-7%）30961.56万吨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下表表33 矿井可采储量汇总表开采水平煤层名称工业储量(A+B+C)(万吨)矿井设计储量（万吨）矿井可采储量（万吨）永久性煤柱损失设计储量设计煤柱损失可采储量断层境界工业广场井下巷 道其他133292无1342.3630961.561079.422024.86无26128.823.5矿井工作制度根据设计大纲规定以及结合矿井实际情况。规定该设计矿井年工作日为
32、330天，每日三班工作，每日工作8小时，每日净提升时间数为16小时。3.6矿井服务年限初步设定该矿井设计年产量为1.80Mt/a，根据公式： 式中：T矿井服务年限，年；Z矿井可采储量，万吨；A矿井生产能力，万吨/年；K储量备用系数，K=1.31.5，此处取1.4。由此验算服务年限如下： 符合要求。4 井田开拓4.1开拓方式选择本井筒施工方式采用立井开拓。立井开拓的适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制。立井的井筒短、提升能力大、对辅助提升特别有利。对于煤层赋存较深、表土层厚、水文情况比较复杂、井筒需要特殊法施工或多水平开采急斜煤层的矿井，一般都应该采用立井开拓4.2井硐
33、形式、数目位置及其配置4.2.1井硐形式选择（1）由于本矿区地势平坦，表土层较厚，从而确定采用立井开拓方式。立井开拓井筒短，提升速度快，提升能力大，通风有效断面大，能够满足矿井通风的需要。（2）井筒数目，本矿井的瓦斯含量较低，前面已经确定采用立井开拓方式，需开凿一对提升井筒和一个风井即可，后期可以利用第一水平的专用回风上山进行通风。 （3）井筒位置选择必须做到：有利于第一水平的开采，并兼顾其他水平，有利于井底车场和主要运输大巷的布置，石门的工程量要尽量少；有利于首采采区布置在井筒附近的富煤阶段，首采区要尽量少迁村或不迁村；井田两翼的储量基本平衡；井筒不宜穿过厚表土层、厚含水层、断层破坏带、煤与
34、瓦斯突出煤层或软弱岩层；工业广场应充分利用地形，有良好的工程地质条件，且避开高山、低洼和采空区，不受崖崩滑坡和洪水的威胁；工业场地宜少占耕地，少压煤；水源、电源较进，矿井铁路专用线短，道路布置合理。4.2.2 井筒位置的确定根据井田地形和地质条件，从首先满足第一水平的开采，缩短贯通距离，减少井巷工程量考虑，将主、副井筒设置在井田走向的中央处。该处的地质构造清楚、简单、开采条件好有利于减少矿井保护煤柱损失。风井井口位置的选择应在满足通风条件的前提下，与提升井筒的贯通位置最短，并利用各种煤柱以减少保护煤柱的损失。本矿井主要采用抽出式通风方式，故将风筒布置在北部的风氧化带中，从而减少了煤柱的损失。4
35、.3井筒特征采用立井一单水平上下山开拓，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。4.3.1主井主井主要用于提煤。井筒直径6.50m，采用16t多绳摩擦式提煤箕斗进行煤炭提升。支护材料：基岩段采用单层砼结构，井壁厚度：基岩段400mm。井筒装备有钢丝绳罐道，井深294m。主井井筒断面（图4-1）布置如下： 图4-1 主井断面布置图4.3.2副井副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。为防止断绳事故，设有防坠器。井筒净直径7.0m。支护材料：采用混凝土砌碹；井壁厚度：基岩段450mm。井筒内装备有钢丝绳罐道、
36、梯子间、电缆线和水管管道等。井深为297m。副井井筒断面（图4-2）布置如下：图4-2 副井断面布置图4.3.3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。采用砼支护，井壁厚度为400mm，井深270m。风井井筒断面（图4-3）布置如下：图4-3 风井断面布图置4.3.4井筒特征编制井壁的支护材料及井壁厚度：为了防止井筒围岩风化及承受地压，保证井筒的形状，必需对井筒进行支护。根据井壁厚度经验数据选择井壁的支护材料为混凝土支护，以节约原材料、降低成本、保证安全生产、加快建井速度为依据，结合本矿井筒断面尺寸。设计本矿主井井壁厚度为400mm，副井井壁厚度为500mm，风井井
37、壁厚度为400mm。井筒深度除自井口至开采水平的井筒长度外，还需要加井窝的深度。井窝深度：箕斗井为清理井底撒煤，平台下再设4m井底水窝。故一般井筒需要开挖到井底车场水平以下30-40m。如井底装载硐室设于开采水平以上时，可以不设水窝，编制井筒特征表如下表4-1所示：表41 井筒特征井筒名称主井副井风井井口坐标X（m）394499839449283944848Y（m）517460517480517342Z（m）914.21916.54921.38用途提煤提料、矸、人、进风回风提升设备16t箕斗1.5t双层四罐笼井筒倾角（）909090断面形状圆圆圆支护方式混凝土砌碹壁混凝土砌碹壁混凝土砌碹壁井筒
38、壁厚（mm）400 450 400提升方位角（）270180井筒深度（m）294297270断面积净（）33.16638.46523.746掘（）38.46544.15628.2604.4运输大巷断面布置4.4 .1选择巷道断面形状年产180万吨的运输大巷，服务年限为94年，大巷需通过的风量为35/s，选用ZK149/550架线式电机车牵引3T底卸式矿车。采用 600mm轨距双轨运输的大巷，其净宽在3m以上，又穿过中等稳定的岩层，故选用钢筋砂浆锚秆与喷射混凝土支护，半圆拱形断面。 4.4.2确定巷道断面尺寸（一）确定巷道断面尺寸确定巷道净宽度B查巷道运输设备表可知ZK149/550电机车宽A1
39、=1335mm、高1600mm;采用3T底卸式矿车宽A11200mm、高1400mm。根据煤矿安全规程，取巷道人行C=850mm，非人行道一侧宽a=500mm。查资料知本巷双轨中线距b=1600mm，则两电机车之间距离为 1600-（1335/2+1335/2）=265mm故巷道净宽度B=a1+b+c1=（500+1335/2）+1600+（850+1335/2）=1167.5+1600+1517.5=4285mm。（二）确定巷道拱高h0半圆拱形巷道拱高h0 =B/2=4285/2=2142.5mm。半圆拱半径R= h0 =2142.5mm。(三) 确定巷道壁高 h31.按架线电机车导电弓子要
40、求确定h3 由资料中半圆拱形巷道拱高公式得 h3 式子中，h4为轨面起电机车架线高度，按煤矿安全规程h4=2000mm；hc为道床高度。查表选30kg/m钢轨，得hc=360mm，道渣高度hb=200mm；n为导电弓子距拱壁安全间距，取n=300mm；K为导电弓子宽度之半，K=718/2=359，取K=360mm；b1为轨道中线与巷道中线间距， b1=B/2- A1=4285/2-（1335/2+500）=2142.5-1167.5=975mm。故 h32. 按管道装饰要求确定h3h3 式子中，为道渣面至管子底高度，按煤矿安全规程取=1800mm；h7为管子悬吊件总高度，取h7=900mm；m
41、为导电弓子距管子间距，取m=300mm；D为压气管法兰盘直径，D=335mm，b2为轨道中线与巷道中线间距，b2=B/2-c1=4285/2-（1335/2+850）=625mm。故h3 3. 按人行道高度要求确定h3式子中，j为距巷道壁的距离。距壁j处的巷道有效高度不小于1800mm。j100mm, 一般取j=200mm。故h31800+200- =1096.12mm综合上面计算，并考虑一定的余量，确定巷道壁高为h3=1600mm则巷道高度H=h3-hb+h0=1600-200+2142.5=3542.5，取为3543mm。（四）确定巷道净断面面积S和净周长P查表得净断面积 S=B*(0.3
42、9*B+h2)式子中，h2,为道渣面以上的巷道壁高，h3-hb=1600-200=1400mm。故S=4285*（0.39*4285+1400）=13159877.75=13.2m2.净周长P=2.57*B+2h2=2.57*4285+2*1400=14584mm=14.6mm.用风速校核巷道净断面积用式子校核巷道净断面积值查表 知，vmax=8m/s，已知通过大巷量Q=35/s，代入式 得=2.658m/s设计的大巷断面面积，风速没超过规定，可以使用（六）本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽4.285m，穿过中等稳定岩层即属于类围岩、服务年限为94年等条件，得到锚喷支护参数：锚杆长1.8m，间距
43、a=0.780.8m，锚杆直径d=18mm，喷射混凝土层厚T1=100mm,锚杆外露长度T2=50mm。 故支护厚度T=T1=100mm。（七）选择支护参数 根据本巷道通过的运输设备，已选用30kg/m钢轨，其轨道参数hc、hb分别为360mm和200mm，道渣面至轨面高度ha=hc-hb=360-200=160mm。采用钢筋混凝土轨道枕。确定巷道掘进断面尺寸由计算公式得巷道设计掘进宽度 B1=B2T4285+2*100=4485mm。巷道计算掘进宽度 B2=B1+2*75=4635mm。巷道设计掘进高度 H1=H+hb+T=4085+200+100=4385mm.巷道计算掘进高度 H2=H1
44、+75=4460mm.巷道设计掘进断面积 S1=B1（0.39B1+h3）=4485*（0.39*4485+1600）=1502937.75=15.02m2.巷道计算掘进断面积 S2=B2（0.39B2+h3）=4635*（4635*0.39+1600）=15794457.75=15.8m2。 4.4.3 布置巷道内水沟和管线 已知通过本巷道的水量为180m3 /h，现采用水沟边坡为0.4%，查表得：水沟深400mm、水沟寛400mm，水沟净断面积0.16m2；水沟掘进断面面积0.203m2，每米水沟盖板用钢筋1.633kg、混凝土0.027m3，水沟用混凝土0.133m3。管子悬吊在人行道的一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通信电缆挂在管子上方。如运输大巷断面施工图（图4-4）4.4.4计算巷道掘进工作量和材料消耗量每米巷道拱与墙计算掘进积体V1 =S21=15.81=15.8 m3每米巷道墙角计算掘进体积V1=0.2（+）1=0.2（1+0.075）1=0.04 m3每米巷道拱与墙喷射材料消耗每米巷道墙脚喷射材料消耗 m3每米巷道喷射材料消耗（不包括损耗量） m3
