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1、摘 要本次设计是大同矿区四老沟矿4#煤层。该矿位于大同煤田东北端，距大同市25Km，距口泉站5.3Km。井田内有公路贯穿，交通方便。据井田地质资料：该井田煤层平均厚度为2.1m，经鉴定为低瓦斯矿井，瓦斯相对涌出量平均为0.1m3/t。煤层有爆炸危险性。煤的自燃倾向等级为易自燃。根据矿井涌水量预测，该矿井正常涌水量为3800m3/d。设计采用斜井煤门单水平开拓方式，共开掘有两个进风井（主斜井、副斜井）和一个回风井。井田共划分有四个盘区，开采煤层为4。矿井采煤方法为综合机械化开采方式，综合机械化掘进，生产区队设置有：一个综采队和两个机掘队。矿井达产时的首采工作面位于401盘区，该盘区划分为20个区
2、段，工作面长度为200m，推进长度为2000m，回采顺序采用后退式、回采工艺中厚煤层单一走向长壁综合机械化采煤法，采用“四六制”作业制度。采空区采用全部跨落法管理顶板。关键词：矿井开拓；采煤方法；综合机械化采煤ABSTRACTThe design is mine in Datong Coal Mining Area Silaogou 4 # coal seam. Datong Coal mine located in north-east side, from the City 25Km. Mine Highway runs through there and convenient.Accor
3、ding to geological data mine: the mine seam thickness of 2.1m, was identified as the low-gas coal mine, coal gas emission on the group average of 0.1 m3 / t. The danger of coal explosion. Level of the natural tendency of coal to spontaneous combustion. Mine discharge in accordance with the forecast,
4、 the mine water for normal Chung 3800m3 / d.Design uses a single level of Shihmen inclined to open up the way of opening into the ventilation shaft there are two (main slope, the Deputy inclined) and three return air shaft . Mine were set into eight areas, the exploitation of coal for 4#. Mine minin
5、g method for the comprehensive mechanization caving mining methods, mechanized tunneling, the production team set up are: a mechanized caving team and two local excavation team.Mine production mining face at the time of the first panel at the East, , face length of 200m, to promote the length of 200
6、0m, the order of the use of retreat mining-type, in single pass coal mining technology of mechanized top coal caving mining Coal Act, the system 46 operating system. Goaf method make use of all cross-loading roof management.Keywords:mine development; mining methods;mechanized mining目 录1 矿井概述及井田地质特征1
7、1.1矿区概述11.1.1地理位置11.1.2地形、地貌11.1.3交通条件及居民点分布11.1.4水文条件31.1.5居民用水情况31.2井田地质特征41.3井田地质构造71.3.1断层71.3.2褶曲71.3.3陷落柱81.3.4岩浆岩91.4煤层特征91.4.1煤层特征91.4.2煤层围岩特性91.4.3煤的特征102 矿井开拓112.1井田境界及储量112.1.1井田境界112.1.2储量112.1.3矿井可采储量122.2矿井设计生产能力及服务年限142.2.1矿井设计生产能力计算142.2.2矿井及水平服务年限的计算142.2.3同时生产的水平数目的确定152.2.4矿井及水平服务
8、年限的计算152.3井田开拓152.3.1井田开拓的基本问题152.3.2井筒和井底车场182.3.3断面的确定202.3.4验算主、副井空、重车线长度242.3.5井底车场253 大巷运输及设备的选择273.1概述273.2大巷运输及设备选择283.2.1大巷运输方式的选择283.2.2辅助运输方式的选择283.2.3胶带输送机的选型及能力验算293.3主要巷道断面的确定324 采（盘）区或带区巷道布置及装备404.1煤层的地质特征404.2采（盘）区或带区巷道布置及生产系统404.2.1移交生产和达到设计能力时的采区数目、位置和工作面生产能力计算404.2.2首采区尺寸及巷道布置424.3
9、巷道掘进424.3.1巷道断面和支护形式424.3.2巷道掘进进度指标434.3.3掘进工作面个数及装备434.3.4矿井达产时采掘比例关系，矸石量预计434.3.5井巷总工程量434.4采区或带区运输设备444.5设备445 采煤方法455.1采煤工艺方式455.1.1采煤方法选择455.1.2工作面长度的确定465.2采煤工艺方式465.2.1采煤工艺465.2.2作业形式485.2.3工作面支护选型及顶板管理495.2.4液压支架支护强度验算：505.3设备配置515.3.1设备配置515.4回采巷道布置555.4.1.回采巷道布置方式555.4.2回采巷道布置尺寸555.4.3回采巷道
10、支护方式575.4.4皮带运输巷、轨道运料巷的超前支护575.4.5端头支护及安全出口顶板管理585.5巷道掘进工艺方式及装备585.5.1巷道掘进工艺方式585.5.2设备585.6工作面顶板管理595.6.1正常工作时期顶板管理595.6.2正常工作时期特殊支护方式605.6.3各工序之间的平行作业安全距离605.6.4特殊时期的顶板管理605.7其他系统615.7.1通风系统615.7.2防治瓦斯615.7.3综合防尘系统625.7.4防治煤层自燃发火措施635.7.5供水、排水635.7.6供电系统645.7.7通讯系统645.7.8照明系统646 矿井提升656.1概述656.2主副
11、井提升656.2.1主井提升656.2.2副井提升方式及设备686.3排水设备696.3.1设计依据696.3.2设备选型计算697 矿井通风及安全技术717.1概况717.1.1瓦斯、煤尘、煤的自燃性及低温717.2矿井通风系统选择717.2.1通风方式和通风系统717.2.2风井数目、位置、服务范围727.2.3掘进通风及硐室通风727.2.4矿井风量、负压及等积孔的计算727.3矿井通风阻力777.3.1通风阻力的计算777.3.2矿井总风阻的计算827.3.3等积孔的计算827.3.4矿井通风阻力等级分类827.4.通风机选型837.4.1.设计依据837.4.2设备选型计算837.4
12、.2风机房供电857.5防治特殊灾害的安全措施857.5.1.预防瓦斯爆炸的措施857.5.2防尘措施857.5.3预防井下火灾的措施867.5.4预防井下水灾措施867.5.5矿压显现控制措施867.5.6矿井安全出口877.5.7自救器及安全仪表的配备877.5.8矿山救护877.6安全技术措施附则877.6.1一般规定877.6.2顶板887.6.3防治水887.6.4爆破897.6.5一通三防与安全监控907.6.6运输917.6.7机电927.6.8其它927.7灾害应急措施及避灾路线938 设计矿井基本技术经济指标959 建井工期979.1建井工期979.1.1施工准备的内容与进度
13、979.1.2矿井的移交标准979.1.3井巷施工平均成巷进度指标979.1.4影响工期的主要井巷工程989.1.5三类工程施工组织的基本原则989.1.6建井工期989.1.7加快建井速度的措施及建议989.2产量递增计划98参考文献99致 谢1001 矿井概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1地理位置大同矿区位于晋北，地跨大同、左云、右玉、山阴等五个县市。四老沟矿位于大同煤田东北端，大同市区西南，直线距大同市25km，北邻同家梁矿，东接白洞矿，西北部相邻马脊梁矿和燕子山矿，西南部相邻燕崖矿，东南以大同组底部煤层露头线为界，井田东西走向6.2公里，南北倾向2.6公里，井田面积37.8平方
14、公里。地理坐标为东经11256361130332，北纬395643400153。1.1.2地形、地貌井田内为低山丘陵黄土地貌景观，地形比较复杂，黄土梁及“V”字沟谷发育，地势大致为北西高，东南低，地表最高点高程1619.0m,最低点高程1311.2m，相对高差307.8m。本井田处于十里河与口泉沟的分水岭地带。南部银塘沟三井沟珍珠沟东窑沟胡家湾沟，井沟之水汇入口泉河。1.1.3交通条件及居民点分布四老沟矿井田距大同较近，有大同王村运煤专线，与大同火车站相连，且每日有客车通行，交通较为便利。北部有东西向的京包线，往东有大秦铁路京包线。附图1.1矿区交通位置图。图1.1 矿区交通位置图1.1.4水
15、文条件矿区处于十里河与口泉河的分水岭地带，位于42304、42291、41293、41251钻孔一线。南部银塘沟，三井沟、珍珠沟、东窑沟胡家湾沟、井沟之水汇入口泉河；北部支沟水流入十里河。各沟常年干涸，尽在雨季时洪水流经，为季节性沟谷。口泉河横贯本井田的中南部，发源于尖口山，流经挖金湾、雁崖、四老沟、新白洞同家梁、永定庄、出口泉镇，流入大同平原后汇入桑干河，汇水面积216km2，河流在矿区内全长26.6km，河谷宽4070m。据局地质处1982年提交的四老沟井田地质报告口泉河五十年一遇最大洪水量400m3/s。百年一遇最大洪水量800m3/s。据四矿近年来的的观测资料，河水在本矿区范围内流量一
16、般为0.250.28 m3/s.暴雨后最大流量：1988年7月12日为600 m3/s；89年7月22日为59.2 m3/s。该河过去有泉水补给，随着沿途个煤层的开采，现泉水都已干涸。四老沟矿位于口泉河的中上游，河谷最窄处如桥东铁路下为40m。最高洪水位：据115队1950年7月观测资料上游为1298.79m,下游为1259.30m。井田内4#、7#、8#、9#煤层在口泉河北岸，露头线大致与河床平行，露头处煤层倾角与河谷波向相反。为雨季地表干涸。除雨季外主要靠各矿排出的废水补给。废水渗入井下创造了条件，沿岸露头岩层未发现含水层。 四矿工业用水及居民生活用水主要由局供水站供给。管路直径12寸，供
17、水至四矿加压站后分别送给各居民区和工业区。局日供水量20003000 m3 水质良好。井下920水源日出水量为600 m3 ，水质不符合饮用水标准，只能供职工洗澡和工业用水。1989年过河石门施工的自流井，日出水量1000 m3左右，水质不符合饮用水标准，只能工业用水。目前该矿日缺水量10002000 m3。1.1.5居民用水情况四矿工业用水及居民生活用水主要由局供水站供给。管路直径12寸，供水至四矿加压站后分别送给各居民区和工业区。局日供水量20003000 m3 水质良好。井下920水源日出水量为600 m3 ，水质不符合饮用水标准，只能供职工洗澡和工业用水。1989年过河石门施工的自流井
18、，日出水量1000 m3左右，水质不符合饮用水标准，只能工业用水。目前该矿日缺水量10002000 m3。1.2井田地质特征本井田属丘陵山地，地势东南高西北低，绝对海拔高12661563m，现对高差297m，区内多为黄土覆盖植被稀少,地表光秃。鉴于勘探类型为一类二型，勘探网度基本采用750*750求高级储量。井田范围是在原四老沟改扩建补钻及胡家湾区勘探基础上经过多次规划变动后（向西扩展刘家窑、马脊梁两个区的部分），才形成现在定型范围。因此在各勘探区的网度大同小异。矿区内地表出露与钻孔揭露的地层自老到新有：（1）太古界集宁群（Ar3Jn）由青灰、浅灰、肉红、灰黑色花岗片麻岩、辉石浅粒岩、黑云辉石
19、斜长片麻岩等组成，出露于井田东部七峰山一带。（2）寒武系（）原四矿报告中。对寒武系未单独划分描述，按玉龙洞实测剖面资料，寒武系总厚466m，分为上、中、下三个统。 下统毛庄组（1mo ）厚53M以砖红色页岩和紫色白云质泥灰岩为主，页岩叶里具食盐假晶，底间未含砾钙质砂岩，下部含石膏层。 中统下部徐庄组（2x）厚79m最底部有厚46m角粒状白云质灰岩，往上是猪肝紫-紫红色夹灰绿色页岩及薄层泥岩，在上为灰色结晶灰岩夹薄层鲕状灰岩和生物碎屑灰岩。 中统上部张夏组（2Z）厚179m，以灰色中厚层鲕状灰岩为主，中上部夹薄层泥质条带灰岩和生物碎屑灰岩。 上统下部崮山组（3g）厚53m，以竹叶和泥质条带状灰岩
20、互层为主，中夹生物碎屑灰岩、结晶岩、鲕状灰岩。 上统中部长山组（3c）厚19m，主要由紫红色含铁竹叶状灰岩组成。 上统中部凤山组（3f）厚83m，由灰黄、紫红色生物碎屑灰岩、泥质条带灰岩、竹叶状灰岩、白云质灰岩组成。寒武系与下伏太古界片麻岩为角度不整合接触，寒武系各统及各组之间为联系沉积。（3）奥陶系（O）大同地区最大厚度约为400m，与本矿相邻的同家梁矿厚68m，本矿奥陶系厚度大致也在70m左右。岩性以灰、深灰色结核状灰岩为主，中夹豹皮状灰岩、灰绿色钙质泥岩及页岩，广泛出露于口泉山脉东南麓。（4）石炭系（C） 中统本溪组（C2b）厚630.13m，为一套海陆交互相地层，井田内保存不全。最底部
21、为一层鸡窝状褐铁矿层，它是由于奥陶系风化壳经长期侵蚀、侵蚀残存淋滤沉积而成的。往上为杂色铝土质泥岩，再往上分别为灰褐、灰白色粉砂岩，细砂岩为主中夹薄煤层、薄层灰岩等组成的滨岸、泄湖相沉积，出露于口泉山脉一带。与下伏奥陶系呈平行不整合接触。 上统太原组（C3t）厚60.1186.83m,主要由灰、灰黑、少量灰白色细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层等组成。是大同煤田下煤系最重要含煤地层，共含煤十多层，煤为主要可采煤层。与下伏本溪组连续沉积，二者整合接触。 山西组（P1s）厚4590m，一般厚约60m主要由灰白、灰黄色粗、中砂岩及灰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、煤层等组成，含山1-山4号四层煤，其中以
22、4号层发育最好，局部可采，亦为大同煤田下煤系含煤地层之一。与下伏太原组整合接触。 下石盒子组（P1X）厚约3050m，为灰黄、灰黄绿色中粗砂岩、砂质泥岩等组成。该组地层地表虽无出露，但钻孔内多有揭露，这实际上就是原报告中划入山西组的部分地层，它与下伏山西组整合接触。（5）侏罗系（J） 下统永定庄组（J1y）厚72.21132.59m，一般厚115m，主要由灰紫、灰黄等杂色粉砂岩、砂岩、砂砾岩等组成。底部砂砾岩K8，厚1020m，为本组底部分界砂岩，它自北向南与下伏不同时代的老地层呈明显的角度不整合接触。十里河以北它以本溪组接触，十里河以南则与太原组接触，口泉河一带则与山西组接触，再南则分别与下
23、石盒子组、上石合子组，乃至石千峰组相接触。这在众多的地质剖面、地层和钻孔柱状中均见到，无可争辩。 中统大同组（J2d）厚190242m，主要由灰、灰白色中细砂岩和灰黑色砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层等组成，含煤20余层，其中2、3、4、7、8、9、10、11、12、12、14、14、15十三层为可采煤层。这是一套内陆河湖相含煤沉积，它出露于青磁窑、煤峪口。至胡家湾及高山镇之间约45*20km的广大地区内。与下伏永定庄组整合接触，二者连续沉积。但在局部范围内，有砂岩冲刷现象存在，不能与地壳大范围的整体升降运动相提并论，因此不应该山西组和太原组、永定庄组和山西组、大同组和永定庄组，以及云冈组和大同组之
24、间的局部砂岩冲刷接触关系统统确定为平行不整合接触关系。 中统云岗组（J2y）厚90160m，一般厚110m,分上下两段。下段：青磁窑段（J2yq）厚60100m，一般厚70m.以灰白、灰黄色中粗砂岩、砂砾岩为主，砾岩磨圆度差，胶结较松散，交错层理发育。底部砂砾岩K21，厚518m，与下伏大同组连续沉积，但在局部范围内K21砂砾岩常对下部地层和2#煤层形成冲刷接触。上段：石窑段（J2ys）厚3060m一般厚40m，由灰紫、眦红色砂砾岩、砂岩、粉砂岩组成。下部岩性变化大，透镜体发育，上部砂岩含断续球状结核。（6）第四系（Q） 中、上更新统（Q2+3）厚025m,一般厚78m，上部为马兰期风成黄土，
25、浅黄褐色，疏松，下部以棕红色亚粘土、亚砂土为主，内含钙质结核，垂直节理发育。 全新统（Q4）厚025m,一般厚78m，上部为马兰期风成黄土，浅黄褐色，疏松，下部以棕红色亚粘土、亚砂土为主，内含钙质结核，垂直节理发育。1.3井田地质构造1.3.1断层本井田内发现的断层有3条，15m的断层有3条。具体特征如下表：表1.1 断层一览表断层标号性质 产 状落差（m）延展长度（m）控制程度走 向倾 向倾 角 （）F1正断层NNESEE48801.6631114可靠F2正断层NNESEE80820.2521352可靠F3正断层NNENWW80861.52.51081可靠1.3.2褶曲本井田内的褶皱构造主要
26、分布在矿井中、西部地区，分别同S1、S3、S5三个背斜和S2、S4两个向斜相间组成，其中S为大同主向斜，现分述如下：(1) S1背斜：位于井田西北边缘，走向N5-15E ，向北东倾伏，中间局部地段在平面图上反映不明显，大致沿40325、40311、39312、39301、39291、39297钻孔一线延伸，轴向略有弯曲，两翼地层倾角宽缓，延伸长约5-6km。(2) S3背斜：位于大同向斜S2发育，轴向N5-10E，向北倾伏，为一短轴状背斜，仅在井田中、南部发育，大致在41291、41294、41285钻孔一线，延伸长约1500m以上。(3) S5背斜：位于井田中部本矿井最狭窄部位，轴向N5E，
27、向北倾伏。该背斜两翼和北部倾伏端地层倾角皆较大，形态明显，在两张主平面图上等高线密集，局部地区地层倾角大于30，背斜轴大致在42292、42294、42281、43282各孔连线附近通过，延伸长约1200m。(4) S2大同主向斜：位于矿井西部F1断层以东，二者在北部间距较大，向南间距较小，在矿井最南端二者相交，互相穿插。大同主向斜轴在主要平面图上，北部反映不明显，在中、南部轴向清楚、明显。向斜轴走向大致为N20-25E。在中、南部两翼地层倾角稍大，北部两翼地层倾角平缓。大致沿扩-87、扩-92、四-75各孔连线通过。在井田内延伸长约5km。(5) S4向斜：位于井田中部偏西，在中、南部和S3
28、背斜近于平行。向斜轴轴向略呈弧形，北端为NNE走向，中部近南北向，南部呈NNW走向，总体看呈宽缓向北倾伏状态。该向斜在井田内自北向南分别被四条断层错位。在构造图上呈明显的不连续状态。1.3.3陷落柱本井田内发现陷落柱共6个，现将其位置、范围及对煤层开采影响等分述如下:陷1：位于43293孔附近，地表呈现椭圆状分布，长轴220m，短轴100m，周围地层均向中间倾斜，倾角达20。陷2：位于陷1附近，长轴60m，短轴48m。陷3:位于42296孔附近，呈椭圆状，长轴70m，短轴40m，地表未见出露。陷4、5：位于43293附近，周围地层呈环状下落，长轴80、55m，短轴30m，地表未见出露。陷6：位
29、于44264附近，周围地层呈环状下落，长轴140m，短轴90m，地表未见出露。陷落柱对生产的影响：因接近陷落柱的煤层沿走向、倾向变化大，顶板裂隙增多，易连通含水层，产生涌水，从而给生产带来一些困难。1.3.4岩浆岩本煤层揭露一条岩浆岩墙,其长为3130.93m,宽为12m,强度较大，对工作面的布置及生产都有影响。1.4煤层特征1.4.1煤层特征四老沟井田大同组地层工含煤20于层其中可采煤层有2、3、4、7-3、8、9、10、11、12-1、12-2、14-2、14-3、共计12层。地层总厚度217m，煤层总厚度19.16m。含煤系数8.9。煤层多，层间距小，分叉合并现象较普遍，此为本煤田的特征
30、。目前，正在开采煤层为2-3、 3-2、4、8、9、11、14-2、14-3号煤层，其中2、3、4、11-2、14-3为主要可采煤层。4#煤层：位于3#煤层下2.20-26.35m，平均17.51m。煤层厚度1.6-1.8m，平均1.68m。煤层多为单一结构，岩性多为中、细砂岩。r=29.16%,KM=0.9811，属较稳定煤层。表1.2 4#煤层特征表地层煤层厚度(m)间距（m）煤层结构稳定性顶板岩性底板岩性侏罗系1.61.81.682.2026.3517.51单一结构较稳定中细砂岩粉砂岩细砂岩砂质泥岩互层粗砂岩砂岩泥岩1.4.2煤层围岩特性4#煤层的顶板由基本顶、直接顶和伪顶组成，其中：基
31、本顶：岩性由粗至细砂岩组成，无老顶区和老顶层位的冲刷带呈零散分布，其岩性和厚度在面上变化很大，一般为2-20m,岩性以细纱岩为主中砂岩次之,粗砂岩最少,容重为2.38-2.52g/cm3, 属极坚硬岩石。直接顶：岩性以粉砂岩和砂质泥岩为主，细砂岩与砂质泥岩互层次之。厚度一般为2-4m，最大厚度为7.32m,容重为2.502.59g/cm3，属极坚硬岩石。伪顶：只在矿区中部较为发育，岩性复杂，由粗至细砂岩与煤组成，还有的由砂质泥岩、灰质泥岩组成，厚度在0.1-0.49m,属较软岩石。煤层底版，以粉砂岩和砂质泥岩为主，粗至细砂岩次之。 表1.3 4#煤层围岩特征表取样层位岩性抗压强度/Mpa4#煤
32、层顶板砾岩40210砂砾岩65.24#煤层底板粗砂岩34.964粉细砂岩互层105.31.4.3煤的特征本井田的主要可采煤层以亮煤为主，夹镜煤及暗煤条带，弱玻璃玻璃光泽，条带结构，贝壳状断口，性脆易碎，煤岩类型为半亮性，偶尔可见光亮型煤。矿井煤类均属RN32,弱粘煤，各层之间的化学性质差异很小，平面、垂面上的煤质变化均不明显，均属于特低灰-低灰、特低硫，高发热量煤，是动力用煤的优质原料，亦是汽化用煤的重要的重要原料，作为铸造用煤也是尚好原料。2 矿井开拓2.1井田境界及储量2.1.1井田境界根据山西省国土资源厅批准的同煤四老沟窑矿采矿许可证，井田境界由11个坐标点连接圈定：1、X=540529
33、.6 Y=4433189.02、X=542225.4 Y=4430830.0 3、X=546046.8 Y=4428066.04、X=547826.9 Y=4427195.55、X=546076.6 Y=4423666.56、X=544631.2 Y=4424204.67、X=540150.0 Y=4428090.08、X=537850.8 Y=4431263.2井田走向长4.9公里，倾向3.8公里，面积18.62平方公里。2.1.2储量（1）资源/储量估算范围本次参与资源/储量估算的煤层为该矿批准开采的4#层，资源/储量估算边界范围为井田边界所圈定的范围。（2）工业指标参照煤、泥炭地质勘察规
34、范中有关规定，确定各工业指标如下：煤层最低可采厚度为1.，最高可采灰分为40%，最高可采硫分为3%。（3）资源/储量估算方法与有关参数的确定井田范围煤层倾角平缓，基本在04，故本次资源/储量估算采用地质块段算术平均法，计算公式如下： Q=SHD/10 （2.1）式中：Q块段资源/储量（万吨）。 S块段面积K（m），采用水平投影面积，用求积仪在煤层底版等高线上直接求得。 H块段平均厚度（m），为块段内及邻近见煤工程点煤层资源/储量估算厚度之算术平均值，各工程点煤层采用厚度的确定按照有关规程的规定确定。 D煤层视密度（t/m2），煤层视密度（容重）均为1.42t/m3。 （4）资源/储量估算结果经
35、本估算，共获得4#煤层工业储量7932.12万吨。2.1.3矿井可采储量(1) 边界煤柱井田边境周长取16895m，边界煤柱20m，则边界煤柱损失： P1=20168953.01.42=143.95wt(2) 工业广场煤柱压煤图2.1 矿井工业广场留煤柱设计图表2.1 矿井工业场地占地面积指标井型与设计能力（万吨/年）占地面积指标（公顷/10万吨）2403000.70.81201800.91.045901.21.39301.5备注：占地面积指标中小井取大值、大井取小值。据上表可知120万吨矿井工业广场占地面积为61.210000=72000m2。四老沟矿井走向移动角为=4.4，上山移动角为=7
36、5。下山移动角为=-0. 8=71.48，表土层移动角为=45。井筒穿煤层时，见煤深度 4#煤： H4=166m根据本矿地质资料，表土层厚度约为035.01m，井口位于井田中央地面标高比较的大位置，风化较严重，可以取表土层厚度为0。矿井工业广场保护等级为1级，围护带宽度取20m，则工业广场地面占地面积为：300360m2。所以，4#煤层工业广场煤柱损失为：4#煤： 倾向长度 l+q+b=61.05+72.83+300=433.88(m) 走向长度 2l+q=261.05+360=482.1(m) 压煤损失 P2=62.38wt(3) 断层煤柱煤炭损失 断层两侧煤柱按20m留设，可得煤损P3=5
37、0.20wt。(4) 其他煤柱煤炭损失其他煤柱煤炭损失P4，按工业储量的5%计算。 P4=61.76wt(5) 矿井设计可采储量总设计煤炭损失储量为P=P1+P2+P3+P4=143.95+62.38+50.20+61.76=317.14(wt)可采储量： Zk=(Zg-P) C （2.2）式中：Zk矿井可采储量； Zg矿井工业储量； C采取采出率，薄煤层取C=85%；中厚煤层取C=80%；厚煤层取C=75%。 Zk=6091.984wt2.2矿井设计生产能力及服务年限2.2.1矿井设计生产能力计算年工作日为330天，工作制度为“四六”制，每日出煤班数为3班，每班工作6小时。矿井每昼夜提升时间
38、为14小时。矿井设计生产能力的确定根据煤层赋存条件，可采储量、装备水平、开采技术、劳动组织水平等因素，确定矿井生产能力为120wt/a。该井田可采煤层为 4#层煤，保证120wt/a设计生产能力。2.2.2矿井及水平服务年限的计算矿井及水平服务年限均按下式计算： T=Zk/AK (2.3)式中：T服务年限； Zk矿井可采储量，wt； A设计生产能力，wt/a； K储量备用系，K=1.3-1.5，根据四老沟矿的生产条件，此处K取1.3。将各数据代入上述公式，得：矿井及水平服务年限为65年，符合有关规定。2.2.3同时生产的水平数目的确定本井田可采煤层为4#层煤，同时生产一个水平、一个工作面可保证
39、120wt/a设计生产能力。2.2.4矿井及水平服务年限的计算 矿井及水平服务年限均按下式计算： T=Z/AK （2.4）式中：T服务年限。 Z设计可采储量，wt。 A设计生产能力，wt/a K储量备用系数，取1.4。则：矿井及水平服务年限 T=6091.984/1201.3=65年。服务年限均符合煤炭工业矿井设计规范的有关要求。2.3井田开拓2.3.1井田开拓的基本问题(1) 矿井工业场地位置选择根据矿井现状及目前交通运输、电力供应等外部环境，工业广场布置在该矿在铁路附近，地面标高最低点，地势平坦开阔，面积108000m2。矿井工业广场选择在此处具有以下优点：工业场地紧靠公路、大同王村铁路运
40、煤专线，交通运输便利，地面较开阔，且海拔比其它位置低，生产区对邻近村庄环境影响较小。(2) 开拓方案的选定根据矿井工业场地及确定的开拓方式，结合矿井规模、煤层赋存特征、井筒位置以及矿井目前的实际情况，本设计开拓提出两个方案进行比较，方案分述如下：方案一：主、副斜井煤门带区开拓方式。主井井口标高1443，井底标高1260倾角16 ，斜长663米，皮带提升。副斜井井口标高1443，井底车场标高1260，倾角20，斜长535.1米，采用矿车双钩提升，兼做矿井的进风井和安全出口。采用+1260m单水平开发全井田。副斜井落底后，设+1260m水平车场。根据井田形状、煤层产状、开采技术条件和井口位置等具体
41、条件，井下设三条大巷，即在井田北部沿煤层底部设三组大巷，在井田中部由井底车场至井田东部边界。大巷与井底车场间采用轨道石门。矿井移交生产时，采用抽出式通风方式。回风立井选择在钻孔附近，总共设置一个回风立井，设置在盘区边界且地势较低处，中央风井井口标高+1426m，井底标高+1260m，井筒垂深166m；直径设为5m。井筒内装备梯子间，兼做矿井的安全出口。全井田共划分为4个盘区，矿井移交的首采区为401盘区北部工业广场北。井田开拓方式平面图见图2.2。图2.2 井田开拓方式平面图方案二：主斜副立煤门带区开拓方式。主井井口标高+1426m，井底标高+1260m，倾角16 ，斜长663米，皮带提升，兼
42、做矿井的进风井和安全出口。副立井井口标高+1426m，井底车场标高+1260m，井筒垂深166m，直径为5米，采用罐笼提升，兼做矿井的进风井和安全出口。采用+1260m单水平开发全井田。副斜井落底后，设+1260m水平车场。根据井田形状、煤层产状、开采技术条件和井口位置等具体条件，井下设三条大巷，即在井田北部沿煤层底部设三组大巷，在井田中部由井底车场至井田东部边界。大巷与井底车场间采用轨道石门。矿井移交生产时，采用抽出式通风方式。回风立井选择在钻孔附近，总共设置一个回风立井，设置在盘区边界且地势较低处，中央风井井口标高+1426m，井底标高+1260m，井筒垂深166m；直径设为5m。井筒内装
43、备梯子间，兼做矿井的安全出口。全井田共划分为4个盘区，矿井移交的首采区为401盘区北部工业广场北。井田开拓方式平面图见图2.3。 图2.3 井田开拓方式平面图开拓方案比较：方案一：主，副斜井开拓优点：1、巷道掘进技术简单，施工管理简单。井筒装备和井底车场比较简单，工程量少。2、建设速度快，出煤早，投资少。3、用胶带做主井运输时，效率高，效益好。缺点：1、斜井井筒长，维护量大，成本高。2、准备巷道和联络巷道较多，增加了成本，不宜管理。3、各种管线布设长度大，通风阻力大，增加了费用。方案二：主斜副立井开拓优点：1、立井的压煤量少，井筒短，提升时间短。2、井筒短，通风阻力小。缺点：1、提升量较小，井
44、口设备复杂。2、井底车场的工程量大，设备多，事故率大。3、立井运输量小，当运输大的支架时，比较困难。经过综合经济比较，虽然斜井在井筒掘进量稍大，可是在后期的运输过程中，其可以采用胶带运输,主斜井运输能力大等方面，优点明显。综上所述，本计划推荐一方案作为矿井井田主要开拓方式。2.3.2井筒和井底车场(1) 井筒 井筒数目及用途矿井移交生产及达到生产能力时，共有三个井筒，既主斜井、副斜井、回风井。各井筒用途分述如下：1、主斜井：负担全矿煤炭提升任务。2、副斜井：负担全矿人员等提升任务，为矿井的主要通风井及安全出口。3、回风立井：担负全矿的回风，及安全出口。（2）井筒布置及装备 主斜井：井筒断面为半圆拱形，井
