煤矿初步设计说明书1.doc

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1、目 录目 录1 摘 要6 第一章 井田概述和井田地质特征7 第一节 矿区概述7 一、矿区地理位置及交通条件7 二、矿区的工农业生产建设状况7 三、矿区的电力供应基本情况7 四、矿区的水文简况7 五、矿区的地形与气象8 第二节 井田地质特征8 一、地层8 二、含煤地层9 三、地质构造10 第三节 煤层的埋藏特征11 一、煤层的赋存特征11 二、煤质及工业用途11 三、瓦斯、煤尘爆炸性及煤的自燃性14 四、其它开采技术条件14 第四节 水文地质15 一、地表水15 二、含水层15 三、地下水的补给、径流及排泄16 四、矿井充水因素分析17 五、构造对井田水文地质条件的影响17 六、水文地质类型17

2、 七、采空区及古窑破坏区积水对本井田的影响17 八、矿井涌水量17第二章 井田境界与储量18 第一节 井田境界18 第二节 地质储量的计算18 第三节 可采储量的计算19第三章 矿井工作制度与生产能力20 第一节 矿井工作制度20 第二节 矿井生产能力及服务年限20第四章 井田开拓21 第一节 井田开拓方式的确定21 一、井筒的位置、形式、数目及矿井通风方式21 二、井田内的再划分22 三、大巷的布置23 四、井田开拓方案23 五、两方案的技术经济比较24 第二节 达到设计生产能力时工作面的配备26第五章 矿井基本巷道及建井计划26 第一节 井筒、石门与大巷26 一、井筒数目及用途26 二、井

3、筒、大巷的布置及装备27 第二节 井底车场28 一、井底车场形式28 二、井底车场硐室29 第三节 建井工作计划29 一、矿井建设方式29 二、施工方法29 三、矿井移交标准30 四、施工进度指标确定30 五、建井工期30第六章 采煤方法31 第一节 采煤方法的选择31 一、采煤方法的选择及其依据31 二、回采工作面的个数、产量及装备31 三、回采工作面回采方向与接替32 四、采区及工作面回采率32 第二节 确定采（盘）区巷道布置与要素32 第三节 回采工艺及劳动组织34 一、回采工艺34 二、劳动组织形式35 第四节 采（盘）区的准备与工作面接替36 一、巷道断面和支护形式36 二、巷道掘进

4、进度指标36 三、回采工作面个数和回采面的机械配备36 四、矿井采掘比例关系和掘进矸石率38 五、工作面接替39第七章 井下运输39 第一节 运输系统和运输方式的确定39 第二节 运输设备的选择和计算40 一、矿车、材料和人车40 二、大巷内运输设备的选型42第八章 矿井提升42 第一节 主斜井的提升42 一、设计依据42 二、参数及计算43 第二节 副斜井的提升46 一、条件及情况简述46二、设计依据46 三、钢丝绳的选择46 四、提升机选择47 五、相对位置47 六、选电动机47 第三节 矿井的排水47 一、水泵的验算48 二、管路选择48第九章 矿井通风与安全48 第一节 风量的计算48

5、 一、采煤工作面实际需要风量的计算49 二、掘进工作面实际需要风量的计算：50 三、硐室实际需要风量51 四、其它用风地点风量51 第二节 矿井通风系统和风量分配52 一、通风方式52 二、风井数目、位置、服务范围及服务年限52 三、掘进通风及硐室通风52 四、通风系统和风量分配52 第三节 计算负压及等积孔53 一、计算原则53 二、计算方法54 第四节 选择矿井通风设备56 一、选择主扇67 二、选择电动机58 第五节 安全生产技术措施59 一、煤尘爆炸的防止措施59 二、煤及瓦斯突出的预防措施59 三、矿井水灾预防措施59 四、火灾预防措施60 五、防止冒顶事故的措施60 六、避难硐室和

6、避灾路线60 七、矿山救护队的设置60第十章 经济部分61 第一节 矿井设计概算61 一、井巷工程概算的编制依据61 二、井巷工程概算的编制方法62 三、矿建工程费用的计算方法62 第二节 劳动定员和劳动生产率63 一、定员范围63 二、定员依据63 三、定员方法63 四、计算劳动生产率65 五、汇编设计技术经济指标65致 谢68参考文献69摘 要 本设计所选的题目为，根据吕梁市离石区菁蒿焉煤矿提供的菁蒿焉煤矿的井田概况和地质特征资料。井田概况包括井田境界；地表的交通位置以及自然地理和水源、电源的供应情况。地质特征资料包括地层；地质构造；煤层及煤质；煤层顶、底板情况及煤层的瓦斯、煤尘、煤的自燃

7、性；以及矿井的水文地质情况。 此次设计的目的是运用大学阶段所学的知识联系矿井生产实际进行矿井开采设计，并就本专业范围的某一课题进行较深入的研究，以培养和提高学生学习分析和解决实际问题的能力，是学生走上工作岗位前进行的一次综合性能力训练，也是对一个未来采矿工程高级工程技术人才的基本训练。 设计时应以当前煤矿开采发展的趋势和方向，结合本煤矿的特征以综合机械化一次采全高为首的采煤方法。并合理的布置开拓巷道和工作面，以简化采煤生产系统提高煤炭的利用率。 此次设计需要解决的专题是高瓦斯易自燃煤层的开采，要求我们需要在采区巷道的布置上（尤其是通风的问题）及以后的生产管理上采取特殊的措施，以实现矿井的安全生

8、产。该矿井的设计生产能力为180万t/a，采用两个水平分组开采，采用条带式布置后退式一次采全高，采用完全垮落法管理顶板。采用综合机械化开采。 设计过程中我们对矿井的各个系统又有了一次比较全面的认识和了解，同时在老师的辅导和帮助下也解决了一些接近实际的问题。使我们在掌握专业知识的同时也提高了自己以后在现实工作岗位上的能力。关键词：顶板管理；地质灾害；综采。 采矿工程专业 学生：洪天伟 2013年5月1日第一章 井田概述和井田地质特征第一节 矿区概述一、矿区地理位置及交通条件菁蒿焉煤矿位于吕梁市离石区城北街道办事处沙麻沟村，行政区划属离石区管辖。井田地理坐标为：东经11108491110959北纬

9、373352373446该矿西部外有209国道通过，南距王家沟约3km，距离石区约7km，与太(原)军(渡)干线公路相连，又与孝柳铁路邻近，经离石区向西可通陕西，向东可通汾阳、孝义，直至全国各大中城市，交通十分便利。二、矿区的工农业生产建设状况本区以农业为主，主要农作物有谷子、攸麦、豆类及油料等，近年工矿企业发展较快，其中煤矿为该区重要的支柱行业。三、矿区的电力供应基本情况 矿井供电采用双回路供电方式，两回10kV电源分别引自下安变电站及沙会则变电站。四、 矿区的水文简况该煤矿目前生活用水取自于井筒中的浅层潜水。开拓中，在井筒壁做一水仓将第三、四系中的浅层潜水积贮起来，用水泵抽出地面直接供生活

10、之用。而生产用水为处理后的井下排水。扩建后，现有水源不能满足生产要求，需打深井。五、矿区的地形与气象该区属中、低山区，区内地形复杂，侵蚀冲刷强烈，沟谷发育，井田总体地势北高南低，最高点位于井田东北部，海拔为1179.16m，最低点位于井田西部沙麻沟村西，海拔为950.0m，最大相对高差为229.16m。 北川河流经本井田西部外围，井田内无河流，但沟谷较发育，雨季时有短暂洪水泄流均汇人北川河，北川河在离石区西与东川河、南川河汇集，向西流人黄河。该区位于晋西黄土高原，属温带大陆性气候，其特点为四季分明，昼夜温差大，冬季少雪干旱，春季多风，夏季雨量集中，秋季阴雨天较多。据19821990年离石县城关

11、镇气象资料，年最大降水量为744.8mm(1985年)，最小降水量为327.3mm(1986年)，年平均降水量507.0mm，降水量多集中在7、8、9三个月；最高气温32.5，最低气温-21.7，年平均气温8.9。年蒸发量为14821941mm，蒸发量大于降水量。每年11月份结冰。次年3月份解冻。 最大冻土深度0.85m，全年无霜期平均为186d。冬季多西北风，夏季多东南风，最大风速日平均值为3.1ms。据山西省地震局发布的地震烈度表，本区属六级烈度区。据史料记载，1829年(清道光九年三月)离石地区曾发生过5级以上地震。震中在离石区东部。第二节 井田地质特征一、地层本井田内第四系、第三系地层

12、广泛发育，地表未见基岩出露，井田内无钻孔资料，依据邻区钻孔资料将本井田内地层由老至新分述如下：（一）奥陶系中统峰峰组（O2f）为含煤地层之基底，为灰色、黑灰色，厚层状石灰岩夹浅灰或灰黄色泥灰岩，厚度约70110m，平均90m。（二）石炭系中统本溪组（C2b）本组地层岩性为灰色粉砂岩、灰黑色泥岩、灰色粘土岩、浅灰色石灰岩及灰白色、深灰色碎屑状铝土矿。其底部铝土矿及粘土岩中含黄铁矿结核，含植物化石。厚度24.0548.71m，平均35.33m。与下伏地层呈平行不整合接触。（三）石炭系上统太原组（C3t）本组地层由灰白色各粒级砂岩、灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩、黑色炭质泥岩、浅灰色石灰岩及煤层组成，含

13、植物化石。为主要含煤地层之一，厚度76.8698.52m，平均89.75m。与下伏本溪组地层为整合接触。（四）二叠系下统山西组（P1s）本组地层岩性由灰白色各粒级砂岩，灰色灰黑色砂质泥岩、泥岩及煤层组成。井田东部该组地层大部被剥蚀，仅存于中西南部，最大残留厚度约55m左右，与下伏地层呈连续沉积。（五）第三、四系(N+Q)上部淡黄色黄土、砂土、亚砂土、质软、疏松、垂直节理发育，局部含砾石层。厚度一般为010m，平均8.50m左右。 中部为棕黄色砂土、粘土、棕红色粘土，含条带状钙质结核层，厚度一般为040m，平均25m左右。下部为棕红色砂质粘土，砾石层夹有钙质结核，底部见半胶结砾石层，砾石为石灰岩

14、及少量片麻岩。与下伏地层呈角度不整合接触。厚度一般为0170m，平均140m左右。二、含煤地层井田内含煤地层为石炭系上统太原组(C3t)及二叠系下统山西组(P1s)，现分述如下：（一）石炭系上统太原组(C3t)该组地层为K1砂岩之底至L5灰岩之顶，为一套海陆交互相含煤沉积，岩性由灰白色各粒级砂岩、灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩、黑色炭质泥岩、浅灰色石灰岩及煤层组成，共含煤5层，自上而下编号为6、7、10、11、12号，其中，10号煤层为全井田可采煤层，其余煤层不稳定，不可采，本组地层底部发育一层较稳定的中粒砂岩(K1)，与下伏本溪组地层呈整合接触。（二）二叠系下统山西组(P1s)该组为一套陆相碎屑

15、含煤地层，岩性由灰白色各粒级砂岩，灰色灰黑色砂质泥岩、泥岩及煤层组成，本组厚度55m，共含煤5层，自上而下为2、3、4、5、5下号，其中，4号煤层为井田可采煤层，其它为不可采的薄煤层，本组地层底部发育一层稳定的中粒砂岩(K2)，与下伏太原组呈整合接触。三、地质构造（一）区域构造本井田处于华北地台之山西隆起之西缘，鄂尔多斯台坳的河东断凹部位，发育有近南北向褶皱及高角度的正断层。区域构造主要有离石大断裂和中阳离石向斜。本井田位于中阳离石向斜西翼北东部。（二）矿区构造本井田为一单斜构造，走向北西南东，倾向南西，倾角3左右，断层、陷落柱不发育，无岩浆岩侵入。总之，井田构造属简单类型(Ia)。第三节 煤

16、层的埋藏特征一、煤层的赋存特征（一）含煤性 井田内赋存含煤地层为山西组、太原组，总厚度144.75m，含煤10层，煤层总厚约9.14m，含煤系数为6.31，其中山西组地层厚度55m，煤层厚度2.89m，含煤系数5.25，太原组地层厚度89.75m，煤层厚度6.25m，含煤系数6.96。（二）可采煤层 井田内可采煤层共2层，分别为4、10号煤层，现分述如下：4号煤层：位于山西组中下部，下距K2砂岩约24m左右，厚度1.942.02m，平均1.98m，结构简单，含一层夹矸，顶板为砂质泥岩，底板为细砂岩，该煤层在井田东部已大面积剥蚀且风氧化严重，可利用资源仅赋存于井田西南部，为稳定可采煤层，属本矿批

17、采煤层之一。10号煤层：位于太原组中部，L1灰岩之下，上距4号煤层约28m左右。煤层厚度5.926.00m，平均5.96m，结构复杂，含夹矸04层，顶板为石灰岩，厚度10m左右，底板为砂质泥岩，井田东部被剥蚀且风氧化，煤层经风氧化后压实变薄，该煤层为稳定可采煤层，亦属本矿批采煤层之一。 煤层特征见表1-3-1。表1-3-1 可采煤层特征表地层单位煤层编号厚度(m)层间距（m）可采程度顶底板岩性最小最大平均顶板底板山西组41.942.021.9828稳定可采砂质泥岩细砂岩太原组105.926.005.96稳定可采石灰岩砂质泥岩二、煤质及工业用途（一）煤的物理性质及煤岩特征各煤层主要为黑色、褐黑色

18、，条带状结构，玻璃和强玻璃光泽，硬度一般为23，有一定韧性，不规则状，阶梯状断口，比重稍大；内生裂隙发育。1、宏观煤岩特征各煤层的宏观煤岩特征基本相近，宏观煤岩组分以亮煤为主，次为暗煤，镜煤、少量丝炭、宏观煤岩类型主要为半亮型和半暗型，光亮型次之，少量暗淡型。条带状结构，线理状结构，层状构造，次为均一状结构，块状构造。2、微观煤岩特征4、10号煤的显微煤岩组分以有机组分为主，无机组分次之；其中有机组分中又以镜质组为主，丝质组次之，无机组分主要为粘土岩，少量石英及硫化物类。镜质组油浸最大反射率(RMax)：4号煤为1.36，10号煤为1.311.59，平均1.49（二）煤的化学性质、煤的用途1、

19、煤的化学性质根据2006年6月23日山西煤矿安全装备技术测试中心检验报告及原报告对4号煤层煤质化验资料，结果如下：水分(Mad)：原煤0.483.99，浮煤0.55。灰分(Ad)：原煤6.4711.00，平均9.57；浮煤6.638.00，平均7.32。挥发分(Vdaf)：原煤20.0023.22，平均21.67；浮煤20.3722.41，平均21.60。全硫(Std)：原煤0.390.64，平均0.5；浮煤0.510.66，平均0.59。发热量(Qgr.d)：27.99MJkg粘结指数(GR.I)：87。胶质层厚度(Y)：20.5mm。固定碳(Fc.d)：原煤67.62。焦渣特征(CRC)：

20、原煤7。真密度(TRD)：原煤1.30tm3。磷(Pd)：原煤0.0038。根据山西省离石区高崖湾煤矿扩建勘探(精查)报告对10号煤层煤质化验资料，结果如下：水分(Mad)：原煤：1.50；浮煤：0.69。 灰分(Ad)：原煤15.8421.73，平均18.34；浮煤6.20 11.51，平均9.07。挥发分(Vdaf)：原煤18.7424.59，平均22.63；浮煤16.2420.25，平均17.23。全硫(St.d)：原煤1.022.11，平均1.52：浮煤0.861.96，平均1.47。发热量(Qgr.d)：26.55MJkg。粘结指数(GR.1)：73。焦渣特征(CRC)：原煤56。磷

21、(Pd)：0.019。2、煤的用途4号煤为低灰、低硫、特低磷、高热值之焦煤。10号煤为低灰中灰、中高硫高硫、特低磷、高热值之焦煤。4号煤可用作炼焦用煤；10号煤可作炼焦配煤和动力用煤。（三）煤的工艺性能据地质报告资料，4、10号煤具有良好的结焦性，焦炭的抗碎性及耐磨性能良好。（四）煤的可选性据山西省离石区高崖湾煤矿扩建勘探(精查)报告资料，当选用理论灰分为8时，4号煤为极易选煤，10号煤为中等可选煤。当选用理论灰分为6时，4、10号煤均为极难选煤。三、瓦斯、煤尘爆炸性及煤的自燃性（一）瓦斯该矿4号煤层相对瓦斯涌出量3.14 m3t，绝对涌出量0.82 m3min，CO2相对瓦斯涌出量2.02

22、m3t，绝对涌出量0.35 m3min，为低瓦斯矿井。（二）煤尘本矿于2006年6月由山西煤矿安全装备技术测试中心进行了4号煤煤尘爆炸性测试，煤层具有爆炸性。参照邻近的七里滩村煤矿的鉴定资料，10煤煤尘有爆炸性。（三）煤的自燃本矿于2006年6月23日由山西煤矿安全装备技术测试中心对4号煤层进行了煤的自燃倾向性测试，自燃等级为级，倾向性质为不易自燃；参照七里滩村煤矿鉴定资料，10号煤也为不易自燃煤层，自燃等级为级。四、其它开采技术条件顶、底板条件：4号煤层顶板岩性为砂质泥岩，厚度约4m左右，其上为一层厚约1m的粉砂岩，裂隙发育，不易管理。底板岩性为细砂岩，平均1.5m左右，据邻区高崖湾煤矿扩建

23、勘探(精查)地质报告，顶板抗压强度60.3-89.6MPa，稳定性差。10号煤层顶板为L1石灰岩，厚约18m左右，裂隙发育。底板岩性为砂质泥岩，厚度约3.50m左右，据邻区高崖湾煤矿扩建勘探(精查)地质报告，顶板抗压强度75.2161.7MPa，比较稳定，但局部裂隙发育，加之地下水活动的影响，存在不稳定因素。第四节 水文地质一、地表水本地区常年性河流有属于黄河水系的三川河及主要支流北川河 (流量1.98 m3s)，东川河（流量0.70 m3s）和南川河（流量0.50 m3s）。本井田位于北川河东部。二、含水层（一）变质岩类风化裂隙含水层组分布于区域西部的王家会背斜轴部及东部广大地区，岩性为前寒

24、武系的混合岩化花岗岩、片麻岩等。一般泉流量小于0.5Ls，水质优良，为HC03-Ca2+型，矿化度0.20.5gL。（二）碳酸盐岩岩溶裂隙含水层组 奥陶系由灰岩、豹皮灰岩、泥炭岩和白云质灰岩组成。厚度大、水位标高一般在810829m之间，单井出水量一般大于1000td，水质良好，为HC03-Ca.Mg型，矿化度0.2-0.5gL。其中马家沟组岩溶发育，多见溶洞，富水性较好。而峰峰组较差。 （三）碎屑岩类裂隙含水层组 本含水层组包括了石炭系和二叠系所有的含水层。 1、石炭系太原组碎屑岩类及碳酸岩类裂隙含水层： 岩性为石灰岩(L5、K2、L1)组成，彼此之间隔以泥岩及少量砂岩。单位出水量10500

25、td，渗透系数0.002758.53md，水位标高8741044m。 2、二叠系山西组砂岩裂隙含水层： 岩性为砂岩、泥岩、砂质泥岩，富水性弱，单位出水量一般小于10td，渗透系数0.004130.012md，水位标高8811053m。 3、二迭系上、下石盒子组砂岩裂隙含水层： 岩性主要由砂岩组成，易风化，裂隙发育，富水性好，在沟谷中泉水出露较多，流量一般为0.010.5Ls，单位出水量为10500td，渗透系数0.00180.22md。水位标高8821078m。（四）松散岩类孔隙含水层组主要是指分布于三川河及其主要支流河谷中的第四系冲洪积砂砾岩层，一般厚度35m，局部稍厚，泉流量达18.7Ls

26、，富水地段单井出水量5001500td。第三系上新统底砾岩，呈半胶结状态，主要分布于沟谷中，富水性较差，泉流量一般为0.20.4Ls，民井水量一般小于10td。三、地下水的补给、迳流及排泄（一）奥陶系岩溶水 井田奥陶系岩溶水属柳林泉域，大气降水和地表水的入渗是主要的补给来源。岩溶水的迳流条件主要受地质构造的控制。从向斜两翼汇集于向斜轴部，进而沿主迳流带从北、南两个方向汇流于金罗一带，流向柳林泉集中排泄区。 柳林泉出露标高801m左右，泉群总流量4.07 m3s。（二）石炭系、二叠系裂隙水 该含水层组的补给主要是来自大气降水和河流及河谷松散层的有限下渗补给。地下水一般顺地层沿倾向方向运移，在沟谷

27、切割深处以泉的形式排出地表。另外，煤矿的人工开采是又一排泄途径。（三）第四系及第三系孔隙水 主要是大气降水和地表水的入渗补给，河谷松散层孔隙水与地表水联系密切。第三系含水层经短距离的迳流后，一般以泉的形式排泄于沟谷中，另外则是人工开采排泄。本井田位于中阳离石向斜中段东翼、东川河南侧，奥陶系岩溶水的迳流区。四、矿井充水因素分析根据井田水文地质特征，及生产矿井资料证实矿井充水与和古窑水与下部含水层的水均会通过裂隙涌入矿井。五、构造对井田水文地质条件的影响本井田为一单斜构造，煤矿在开采中也未发现岩层的大规模破碎及矿坑水的异常增大等现象，预计构造对矿井的充水影响不大。六、水文地质类型综上所述，该矿煤层

28、为(顶板)孔裂隙充水矿床，同时结合多年来煤矿开采排水情况和本井田周围矿井的排水情况分析，本井田水文地质类型属简单。七、采空区及古窑破坏区积水对本井田的影响本井田开采历史悠久，井田内存在有采空区及古窑破坏区，局部积水。另外，周围其它煤矿也在开采，水来源主要是顶板淋水和采空区渗水，但必须注意古窑积水，因采空范围不明，破坏程度不清，风化裂隙发育，受潜水补给蕴藏了一定量的采空积水，对未来开发有潜伏性危险，应引起足够重视。八、矿井涌水量该矿现开采4号煤层，实际生产能力为1800kt/a，矿井涌水量一般为80-160 m3/h，矿井开拓延深开采10号煤时，矿井充水主要是顶板淋水(太原组灰岩岩溶水)和采空区

29、塌陷裂隙带导水，涌水量会增大。随着开采范围的扩大，致使塌陷裂隙的增多，上覆基岩风化带 含水层水及大气降水等的影响，矿井涌水量也将发生变化，因此，必须在生产过程中，加强水文地质工作，及时指导矿井安全生产。第二章 井田境界与储量第一节 井田境界 菁蒿焉井田由以下6个坐标点连线圈定，拐点坐标如下： 1.X=4159000 Y=19511995 2.X=4159000 Y=19516505 3.X=4163000 Y=19519000 4.X=4163250 Y=19516510 5.X=4161250 Y=19515757 6.X=4161250 Y=19511802本井田属不规则井田，其南北最长距

30、离为4200m，东西最长距离6475m,面积18.96km2。第二节 地质储量的计算 依地质报告中所提供的可采煤层底板等高线图,因地质报告中未提供详细的井田地质分级储量资料,现根据井田面积,煤层厚度,容重的资料,将本井田内的煤层都看作探明的可采储量进行估算. 经提供的菁蒿焉井的地质储量图,计算本井田的面积为18956975平方米,根据地质报告中提供的资料,本井田设计的4号煤层的平均厚度为1.98m，10号煤层的煤层平均厚度为5.96 m,煤层的平均容重为1.45t/m3。 其工业储量计算如下： Zc = S H式中 Zc 矿井工业储量，Mt S 井田面积, H 煤层厚度,m 煤的密度，即容重t

31、/4号煤层： ZC1 = 189569751.981.45/cos3 = 54500166t=54.50Mt10号煤层： ZC2 = 18956975 5.96 1.45 /cos3 = 164051007t=164.05Mt矿井工业总储量： Zc = ZC1 + ZC2 = 54.50+164.05 = 218.55Mt第三节 可采储量的计算 因井田边界的煤柱、井筒及工业广场的煤柱、城镇与村庄煤柱、河流煤柱及已探明的井田内的断层等所需的煤柱均没有实际数字可选用,也没有资料,所以按煤柱计算法进行估算。其中工业广场等煤柱损失按工业储量的10%计算,因4号煤层为中厚煤层,10号煤层为厚煤层，根据煤

32、矿设计规范的要求,4号煤层的采区回采率为80%，10号煤层的采区回采率为75%。煤层可采储量计算公式为： Z = （ Zc P ） C式中 Z 矿井可采储量，Mt Zc 矿井工业储量，Mt P 保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱损失量，本矿井按储量的10%计算， C表示采区采出率，4号煤层为中厚煤层,而10号煤层为厚煤层，所以取C 1=80%，C2=75%。 Z1 = （ZC1P）C1 = 54.500.90.8 = 39.24Mt Z2 =（ZC2P）C1 = 164.050.90.75 = 110.73Mt所以： Z = Z1+Z2 = 39.24+110.7

33、3 =149.97Mt 第三章 矿井工作制度与生产能力第一节 矿井工作制度由煤炭工业矿井设计规范规定，设计矿井年工作日数为330d。设计施行三八作业工作制，其中两班生产，一班检修，昼夜净提升小时数为16小时。 第二节 矿井生产能力及服务年限矿山生产能力是矿山建设最重要的问题之一,生产能力确定的正确与否直接关系着企业投资和经济效益的好坏,因此必须认真的深入的调查研究以确定好矿山的生产能力根据实际情况、井田境界、煤层赋存条件、煤炭需求量及生产的需要和设计任务书，确定本井田年产量为180万t/年。其设计依据如下：开采四号煤层时，布置两个工作面同时生产，每昼夜为四个班生产，其中每班进3刀，工作面长度初

34、步确定为200m,则根据条件可粗劣计算矿井工作面的生产能力为：0.8322001.981.4523300.95=1728112t，采掘工作所出的煤按照回采出煤的10%计算，则年采掘出煤为172811210%=172811t，全矿井年出煤为1900923t.考虑生产过程可能出现停产整顿等情况，确定矿井生产能力为180万t/年。本矿井设计可采储量为149.97Mt，矿井生产能力确定为180万t/年，规程规定了大，中，小型矿井的服务年限以及生产能力与服务年限的关系式： P=Z/(AK )式中 P 矿井服务年限，a Z 矿井可采储量，万t。(Z=149.97Mt ) A 矿井设计生产能力，万t/年。

35、K 储量备用系数，一般取1.4矿井服务年限： P=149.97/(1.81.4) =59.5（a）根据煤炭工业矿井设计规范的要求，生产能力为180万t/年的矿井，其矿井设计服务年限应大于50年，本矿井设计服务年限为59.5年，符合煤炭工业矿井设计规范的要求。我国各类井型的矿井和服务年限见表3-2-1。 表3-2-1 我国各类井型的矿井和服务年限 井型设计生产能力(万t/a)矿井服务年限 特大30050060 大12024050 中459040第四章 井田开拓第一节 井田开拓方式的确定一、井筒的位置、形式、数目及矿井通风方式（一）工业广场位置的选择该区属中、低山区，区内地形复杂，侵蚀冲刷强烈，沟

36、谷发育，井田总体地势北高南低，最高点位于井田东北部，海拔为1179.16m，最低点位于井田西部沙麻沟村西，海拔为950.0m，最大相对高差为229.16m。 工业广场的选择应位于地面比较开阔，有足够的场地布置主、副井地面生产系统；目前已具备较好的供电条件，地面运输条件良好，供水距离较近，征地费用较便宜的地方。并且尽量选择位于井田储量的中央，对井下开拓布置有利，矿井运输和通风较有利的地方。根据上述原则，并结合该矿井的实际情况，将该矿井的工业广场选在位于该井田内的武家村附近。因为该处地势较为开阔、平坦，而且此处的交通较为便利，也具备了良好的供电、供水系统。（二）井筒形式的选择该矿工业广场位于井田内

37、的武家村附近，该处煤层埋深约220m左右，可供选择的井筒形式有斜井和立井。方案一 : 采用主、副斜井开拓方式。主斜井X=4160501.8 ，Y=19515249.2，作为主提升井，采用料石砌碹支护方式。主井筒内铺设胶带输送机，担负全矿井的煤炭提升任务，井筒方位角为180，主井井筒倾角为23兼作进风井，同时布置所需综合管线，主井内铺设台阶并安装扶手作为矿井的安全出口。副斜井X=4160580.1，Y=19515609.2，作为运送材料、提升矸石之用，井筒方位角为270，井筒倾角为20，采用料石砌碹支护方式，井筒内铺设轨道，担负全矿井的矸石、材料。 方案二 ：采用主斜井、副立井开拓方式。主斜井X

38、=4161150.9， Y=19515102.3，作为主提升井，采用料石砌碹支护方式, 主井筒内铺设胶带 输送机，担负全矿井的煤炭提升任务，主井井筒倾角为23，井筒方位角为303。兼作进风井，同时布置所需综合管线，主井内铺设台阶并安装扶手作为矿井的安全出口。副立井X=4160767.5，Y=19515415.3，作为运送材料、提升矸石之用。二、井田内的再划分本矿井开采的4、10号煤层平均层间距为28m，4号层平均厚度为1.98m，10号层平均厚度为5.96m，4号煤为低灰、低硫、特低磷、高热值之焦煤，10号煤为低灰中灰、中高硫高硫、特低磷、高热值之焦煤。4号煤可用作炼焦用煤；10号煤可作炼焦配

39、煤和动力用煤。由于本矿煤层倾角仅为3属于近水平煤层,所以可以决定采用带区式开采。这种划分方式的巷道布置系统简单，巷道掘进工程量少，维护费用低，投产也较快；运输系统简单，占用设备少，运输费用低；通风路线短，风流方向转折变化少，同时使巷道交叉点和风桥等通风构筑物也相应减少。三、大巷的布置大巷布置采用集中布置在4号和10号煤层中,在4号煤层中集中布置一对轨道、回风大巷，通过轨道材料回风斜巷与回风大巷相联。运输大巷布置于10号煤层中，4号、10号煤层各工作面通过溜煤眼及进风斜巷与运输大巷相联。目前国内大中型煤矿多采用煤层巷道掘进以减少矸石排放及缩短巷道掘进时间，所以，大巷布置推荐采用在煤层中集中布置方

40、式且各大巷均采用半圆拱形断面，锚喷支护。四、井田开拓方案根据开拓方式布置原则、工业场地位置的选择和煤层赋存条件，设计提出了两个开拓方案进行比选，方案分述如下：方案一 :采用主、副斜井及集中回风立井开拓方式。主斜井X=4160501.8 ，Y=19515249.2，斜长742m,作为主提升井，采用料石砌碹支护方式。主井筒内铺设胶带输送机，担负全矿井的煤炭提升任务，井筒方位角为180，主井井筒倾角为23兼作进风井，同时布置所需综合管线，主井内铺设台阶并安装扶手作为矿井的安全出口。副斜井X=4160580，Y=19515609.18，斜长672 m，井筒方位角为180，副斜井井筒倾角为20,兼作进风

41、井，采用料石砌碹支护方式，井筒内铺设轨道，作为运送材料、提升矸石之用。在东西走向，沿井田边界线布置大巷，大巷布置采用集中布置,在4号煤层中集中布置一对轨道、回风大巷，通过轨道材料回风斜巷与回风大巷相联。运输大巷布置于10号煤层中，4号、10号煤层各工作面通过溜煤眼及进风斜巷与运输大巷相联。回风立井1井口坐标X=4161249.6；Y=19517020.2，井筒垂深230m，井筒内设置安全出口，供盘区1，盘区2回风专用；回风立井2井口坐标X=4161077.5，Y=19513610.2，井筒垂深230m，井筒内设置安全出口，供盘区3回风专用；即采用盘区风井通风，这种通风方式通风路线短，盘区通风方便，风阻小，建井时还可以从几个盘区同时施工，以加快矿井建设速度。方案二:采用主斜井、副立井开拓方式。主斜井X=4161150.9， Y=19515102.3，斜长742m,作为主提升井，采用料石砌碹支护方式,