铁法局小康矿初步设计说明书采矿毕业设计.doc

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1、铁法局小康矿初步设计说明书前言该说明书为铁法局小康矿初步设计说明书，设计矿井为一井一面的高效矿井。通过对地质资料的深入研究，根据煤层的赋存条件和我国现在所能达到的煤炭开采能力，初步确定西一、西三两个采区采用走向长壁采煤法；西二、东一、东二采用倾斜长壁采煤法。该矿井地质资料详细，煤层赋存简单，但在设计过程中也遇到了一定的困难，由于煤层倾角很小且倾斜长太长，煤的硬度较高。在该设计中，通过技术经济比较，采用岩层布置大巷的开拓方式，留设煤柱护巷。同时在现代先进的掘进技术和支护技术发展前提下，在建井工期和初期投资方面都有较大的优势。同时，对于岩层大巷采用了砌碹支护，解决了岩层大巷服务年限的问题。针对煤层

2、的自燃倾向，对于区段斜巷采取了灌浆密闭措施。 在设计过程中，得到了老师的指导和同学的帮助，在此表示感谢，并请老师对我的设计多多的批评指教。1矿区概述及井田特征1.1矿区概述1.1.1 交通位置小康煤矿位于沈阳市康平县境内，隶属于铁法煤业（集团）有限公司。三台子煤田处于北东走向的八虎山和调兵山两个背斜之间，小康煤矿位于该煤田的西南侧。井田区域内交通便利，交通主要靠公路，203国道贯穿于煤田中部，北距康平县城12公里，南距法库县城17公里，调兵山31公里，与周边县、乡之间也均有县级柏油公路相通，另有连接国铁的矿区铁路直通矿山。1.1.2 地形地貌三台子煤田处于北东走向的八虎山和调兵山两个背斜之间。

3、在中生代晚侏罗纪中期，该煤田普遍下降形成了湖泊相和泥炭沼泽相沉积沙海组煤系。在白垩纪末，该区一直处于侵蚀基准面以上。直到第四纪还仍在接受剥蚀堆积，从而构成了现代的剥蚀堆积地貌类型，形成了井田内平缓的剥蚀堆积丘陵地形。在西北部三官营子一带，地形起伏较大，最大标高为+118m，最低标高为+79.4m，高差38.6m，一般标高+80+96m，仅在井田西南部出现了局部冲积较低洼平原，一般标高在+88m左右。1.1.3 气象及地震情况本地区就地理位置来看，气候多风少雨，春干冬寒，属大陆性气候，一般春、秋、冬三季多风。春、秋季多西南风，冬季多西北风，风力大至79级，瞬时达10级，小至23级。降雨期主要集中

4、在春、秋两季，年降雨平均日数78天，年最大降雨量801.4mm（1959年），月最大降雨量307.9mm（1995年），日最大降雨量128.5mm（1959年），冻土层最大厚度1.45m，在0.8m深地温8.3。本区地震历年来未超过二级，烈度为VI度。1.1.4 电源、水源及建筑材料来源该矿区的电力由位于调兵山市区的铁煤集团发电厂供给；生产所用的水主要取自井田旁边的三台子水库；建筑材料主要从康平县和调兵山市购得。1.1.5 其他矿区内的企业和贸易中心很少，但基本上能够满足矿区居民生活的需要。该区内的居民主要靠在矿里上班或种植农作物为生；本矿区内有通向铁煤集团其他煤矿的火车编组站，属内部铁路，在

5、铁岭市与国铁相通。1.2 井田及其附近的地质特征1.2.1 井田的地层层位关系三台子煤田位于松辽盆地南缘的东侧，属于中生代晚侏罗纪山间盆地，形态比较完整，煤田东西长8.5公里，南北宽8公里，面积68平方公里。周围为老地层而煤田内地势较平缓，除少部分地段有白垩纪出露外，其他部分为第四系所掩盖，基本上属于全隐蔽型煤田。前震旦纪变质岩系构成煤田之基底，侏罗系含煤地层直接不整合于老地层之上，侏罗系之上为白垩系，再其上为第四系。1.2.2 井田内的地质构造及变动小康井田位于三台子向斜的西南部，占据向斜的大部分，煤层走向大体呈北西方向，岩层倾斜平缓，一般在79之间。井田内构造以断裂为主，由于受断裂构造影响

6、，使得井田内褶曲构造反映不太明显，但尚能看出向斜的存在。褶曲：三台子煤田整体为一向斜构造，由于后期构造的影响，致使向斜的东西两翼不对称，向斜轴由于岩层倾角平缓和断裂的破坏而不突出，但是看出向斜轴总的规律是由北向南逐渐加深，其轴向为N35W，向斜轴倾伏角为6，轴部最深可达到830m。 井田内无陷落柱和火成岩侵入。1.2.3煤层结构小康井田内共有两个可采煤层，煤层编号从上往下依次为1#、2#。附：1.各主要可采煤层特征表主要可采煤层特征表煤层号煤层总厚，m可采厚，m可采煤层分布煤层走向煤层倾向煤层倾角小大一般小大一般10.58-6.063.500.73-5.163.50全井田北部SN;南部NW北部

7、EW;南部NE7-9度间距20m20.15-10.127.500.70-9.017.50全井田北部SN;南部NW北部EW;南部NE7-9度 1.2.4 水文地质 1）地表水系本地区内无较大河流，只在井田中部有一人工水库，于1942年1943年建成，坝高7m，坝长4120m，坝顶宽5m，坝底宽40m，坝坡度1：2.5，坝顶高程86.40m，坝底高程79.4m。集水面积143平方公里，历年平均径流量1430万立方米，径流深度0.1m，多年平均降雨量550mm，蒸发量1700mm。其水库水除地表径流外，主要来源之一是一条小河李家河，它发源于法库老灵山和康平西官边台子两地，径流于井田南部注入水库，集水

8、面积59.9平方公里，河长19公里，河宽一般1020m，比降4.79%，枯季无水，雨季水量偏大，最大洪水流量5060平方米/秒（1958年8月），属于季节性小河。水库水的另一来源是经人工渠间接引辽河入库及直接引康平县城西的西泡子水。渠长15公里，渠宽10米，最大排水量20立方米/秒左右。水库特性列入下表：一般与极值库 容水位标高水 深水库面积最大5600万立方米83.98米5.58米17平方公里最小600万立方米80.2米0.8米7平方工里一般2523万立方米82米2.6米13.6平方公里 2） 含水层本井田内直接充水含水层主要由侏罗系粗砂岩及沙砾岩微弱的裂隙孔隙承压含水层所组成，虽然粗砂岩疏

9、软（类似豆腐渣）多裂隙，但单位涌水量均小于0.0043kg/s.m以下，而且断层富水性弱，并且煤层顶部有较厚的油页岩、泥岩。含水层间有良好隔水性能的泥岩、粉砂岩层，导水性差，破碎带厚度小，并为泥质物充填紧密，与地表水以及各含水层间无水力联系，可谓闭合断层，对矿床充水无甚影响，故将该井田划分为水文地质条件简单的二类一型矿床。井田内共划分为三个含水层：侏罗系直接充水承压含水层；白垩系砂岩及砂砾岩承压含水层；第四纪砂岩及砂砾岩承压含水层。3） 隔水层本井田内有两个隔水层：第四纪粘土及亚粘土隔水层；侏罗系煤层顶底板泥页岩隔水层。第四纪粘土及亚粘土隔水层主要由黄色或黄褐色粘土及亚粘土所组成，结构密实，具

10、有可塑性，在水库底部的南北两侧厚约6m左右，中部较厚约8m左右，据土工实验成果表明在2.66m以上均起隔水作用。侏罗系煤层顶底板泥页岩隔水层主要由黑色泥岩及黑褐色油页岩组成，结构细腻，直接赋存于煤层之上，厚约31m左右，为一良好的隔水层。4） 矿井涌水量矿井正常涌水量10.2立方米/小时，最大涌水量52.6立方米/小时。5） 邻近生产矿井充水情况邻井三台子煤矿从1978年10月开始正式投产，在建井初期主井斜长77-153m时见白垩纪紫红色砂岩及砂砾岩，破碎松散，涌水量4-5立方米/小时，而向深部含水性逐渐减弱，到目前为止历年的平均排水量为0.069立方米/小时，可见该矿井基本不含水，其涌水特点

11、是粗砂岩和砂砾岩的微裂隙孔隙滴水，而泥粉细砂岩复合岩层既不含水同时也起到了隔水的作用。综上，该邻近煤矿属于极弱充水含水层矿井。1.3煤层质量及煤层特征1.3.1 煤质及物理性质该矿区煤质工业牌号为长焰煤，黑色、沥青光泽、条带状结构、块状构造、贝壳状断口或平坦状断口，摩氏硬度约为3，质脆，以亮煤为主，暗煤次之，在亮煤条带中常见两组垂直层面的内生裂隙，一组发育，一组次之，裂隙面平坦。在裂隙中常常有方解石及黄铁矿薄膜充填，煤层与顶底板一般为整合接触。 煤的物理性质：容重1.33克/立方厘米，灰份（Ag）21.31%，水分11%，挥发份（Vr）41.89%，发热量22MJ/Kg,硫含量1.95%。1.

12、3.2顶底板岩性煤层直接顶板：主要由黑褐色油页岩组成，结构致密、细腻、无裂隙，厚度一般在10-30m之间，平均20m左右，按其坚固程度属于软质岩石。煤层直接底板：由灰黑色泥岩和灰白色粉、细砂岩所组成。结构较细致、质软，其厚度变化西南厚约5-6m，东北厚约10m以上，一般5-10m左右，按其坚固程度属于软质岩石。1.3.3瓦斯赋存状况及煤的自燃性本矿井瓦斯含量较低，由瓦斯分析结果可知，本井田属氮气沼气带矿井，仅在井田中部有一部分沼气带，可采边界附近有一部分氮气带。绝对瓦斯涌出量4.8立方米/分，属低瓦斯矿井。井田内煤的火焰长度在10-260mm间，岩粉量为10-50%，煤尘爆炸性弱。370号孔煤

13、尘实验结果为：火焰长度400mm，岩粉量55%，爆炸性强，故井田内有煤尘爆炸的可能，煤尘爆炸指数为48.98%。一层煤的燃点在273-304之间，平均值为285，氧化性和还原性的燃点差在3363之间，平均47。二层煤的燃点在273-288之间，平均279，燃点差为35。井田内煤的燃点比其他煤田煤的燃点均低，且燃点差值也高，故本区煤是易燃的，自然发火期一般为1-3个月，最短20天，不利于煤炭的长期存放。邻井康平三台子煤矿1974年11月建井，78年10月投产，81年、82年实测瓦斯资料如下：年度鉴定地点绝对量,立方米/分相对量,立方米/吨、日鉴定当日产量,吨瓦斯等级CH4CO2CH4CO2198

14、1年7月总排风1.081.105.335.468149.9低级1982年7月副井总排1.361.385.905.999629.0低级1.3.4 地质勘探程度在勘探初期针对该区特点，首先，原则上对全井田采用先线后面，全面控制，点线配合，重点解剖，然后循序渐进，逐步提高勘探程度，储量级别等，通过四次勘探，补充并借鉴邻区地质资料，比拟本井田上述地质因素特征，视其地质构造复杂程度为中等，煤层较稳定且偏简单，勘探类型属于二类二型偏简单。2 井田境界及储量2.1 井田境界小康煤矿井田南北长5公里，东西宽5公里，面积25平方公里。矿井南部以可采境界4721000为界，北部以可采境界4726000与交线为界，

15、西部以可采境界41525500为界，东部以可采境界41530500与交线为界。井田走向大体呈北西方向，岩层倾斜平缓，一般在7-9之间。井田区域内有一个小煤矿-边家煤矿，其位于井田南部，1986年开井，矿井无充水情况，与本矿井没有贯通。该矿隶属于法库县，与本矿有明确的矿井边界，并且两井田水文地质条件相同。2.2井田储量2.2.1 井田的工业储量 已知：井田走向长5000m，倾斜长5000m，共有两个可采煤层（上层煤厚3.5m，下层煤厚7.5m），煤的容重为1.33g/m。 则该井田的工业储量 ZG=40005000（3.5+7.5）1.33 =29260（万t）即该井田的工业储量为29260万t

16、。 2.2.2 地质损失 因本矿小断层较少，存在大断层以及边界确定的条件，不能精确计算出本矿地质损失的大小，因此在开拓图上将各地质损失整合在一起，形成一个边长大约为1000m的正方形，则由煤层的赋存条件及相关数据，可计算地质损失约为： ZD=10001000（3.5+7.5）1.33 =1463（万t）即该矿的地质损失约为1463万t，而实际的地质损失要大于这个量。2.2.3永久煤柱损失1） 井田边界预留30m的边界煤柱，以避免邻矿开采对本矿造成影响，有利于本矿的安全生产。 边界煤柱压煤量 Z边=305000（3.5+7.5）1.33+30（5000-30-30）（3.5+7.5）1.33 =

17、2194500+2168866 436.27万t）2） 工业场地是一个等同于上底长858m，下底长938m，高945m的梯形区域。工业广场坐落着主井、副井、风井等重要生产设施 ，因此，工业广场下的煤柱不可以回采，称为工业广场保护煤柱。 工业广场保护煤柱的压煤量Z工=（858+938）9452（3.5+7.5）1.33 =1241.52（万t）3） 第一水平设三条大巷：轨道大巷、胶带大巷、回风大巷，这三条大巷每两条巷道之间留30m的保护煤柱，回风大巷和胶带大巷每边留35m的保护煤柱。煤柱尺寸共计（30+30+35+35）=130m，巷道长1500m。三条大巷的煤柱损失量：Z巷1=1303000（

18、3.5+7.5）1.33 =570.57（万t）4） 第二水平有两条大巷，两巷之间留30m的护巷煤柱，两巷的一侧各留35m的煤柱。煤柱共计（30+35+35）=100m，大巷长1000m。两条大巷的煤柱损失量： Z巷2=1001000（3.5+7.5）1.33 =143（万t）5） 第二采区有两条集中巷，每两条集中巷之间留30m，边上的每条集中巷一侧各留35m的煤柱，所留煤柱共计（30+30+30）=90m，大巷长1500m。三条上山的煤柱损失量：Z上山二=901500（3.5+7.5）1.33 =197.5（万t）6） 第三采区有三条上山，二者之间留20m，每一侧各留30m，则上山煤柱尺寸为

19、20+20+30+30=100m，上山长2000m。两条上山的煤柱损失量：Z上山三=1002000（3.5+7.5）1.33 =286（万t）7） 第四采区有两条集中巷，二者之间留30m，每一侧各留35m，则上山煤柱尺寸为30+35+35=100m，上山长2000m。 两条上山的煤柱损失量：Z上山四=1002000（3.5+7.5）1.33=286（万t） 8） 第五采区有两条集中巷，二者之间留30m，每一侧各留35m，则上山煤柱尺寸为30+35+35=100m，上山长2000m。 两条上山的煤柱损失量：Z上山五=1002000（3.5+7.5）1.33 =286（万t）9） 采区之间留10m

20、的间隔煤柱，倾斜长3994m，共五个间隔煤柱损失：Z间=103994（3.5+7.5）1.335 =219.67（万t）10） 两个阶段之间需留60米的煤柱，第一阶段的上部需留30m的煤柱，第二阶段的下部需留30m的煤柱，一共需留（60+30+30）=120m的煤柱，这个煤柱量长为5000m。阶段之间的煤柱损失量：Z阶段=1205000（3+7）1.33 =798（万t） 综上，该矿永久的煤柱损失量： Z永= Z边+ Z工+ Z巷1+Z巷2+ Z上山二+ Z上山三+ Z上山四+ Z上山五+ Z间+Z阶段 =436.27+1241.52+570.57+143+197.5+286+286+286+

21、219.67+798 =4464.53（万t）2.2.4井田的可采储量计算公式:Zk=(ZG-P)C 式中：Zk矿井可采储量 ZG矿井工业储量 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量 P=Z地+Z永 = 1463+4047.918=5927.53（万t） C采区采出率，厚煤层不低于0.75；中厚煤层不低于0.8；薄煤层不低于0.85； 地方小煤矿不低于0.7 已知：ZG=29260万t ，P=5927.53万t ，C=0.8 则 Zk=(ZG-P)C =（29260-5927.53）0.8 =18665.98（万t）即该井田的可采储量为18665.98万t。3矿井

22、的年产量、服务年限及一般工作制度3.1矿井的年产量及服务年限3.1.1 矿井年产量 本矿区储量丰富、地质构造简单、煤层生产能力大、开采技术条件好，适宜建设大型矿井。另外，煤层赋存深、表土层很厚、冲积层含水丰富，建设大型矿井可减少开凿井筒数目，节约建井工程量，降低吨煤投资。因此，将该矿井的年产量定为120万吨，属大型矿井。3.1.2矿井服务年限 计算公式： T=Zk/（AK） 式中：T矿井服务年限 Zk矿井可采储量 A矿井的年产量K矿井储量备用系数，矿井设计一般取1.4，地质条件复杂的矿井及矿区总体设计可取1.5，地方小煤矿可取1.3 已知：Zk= 18665.98万t，A=120万t，K=1.

23、5 则 T= Zk/（AK）=18665.98/（1201.5）109（年）即本矿井的服务年限为109年。3.2 矿井的一般工作制度1） 矿井的年工作日数：300天2） 每昼夜提升时数：14小时工作制：该矿井的平均工作日为300天，采用三八工作制，其中井下采煤工作面二班半出煤，半班检修。4 井田开拓 4.1井筒形式及井筒位置的确定 4.1.1 井筒形式的确定 本矿井煤层赋存深度-300- -750m，表土层较厚，井筒需用特殊方法施工。该井田走向长4000m，倾向长5000m。煤层倾角7-9，平均为8。根据本矿的地形地质条件，不利于采用平硐或斜井开拓，因此，决定采用立井的开拓方式。 采用立井开拓

24、时，可以不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制，与其他开拓方式相比，立井具有井筒短、提升速度快、提升能力大的、结构合理、井筒维护费用低、有效断面大、通风条件好、管线短、提升速度快等优点。另外，本井田倾斜长度大，采用立井开拓可以合理地兼顾浅部和深部的开采，对矿井开采有利。尽管立井具有井筒施工复杂、开凿费用高、掘进速度慢的缺点，但综合起来考虑，对于本矿来说，采用立井开拓明显优于采用斜井或平硐的开拓方式，因此，最终确定该井田采用立井开拓。4.1.2 井筒的数目及位置1） 本矿年产量120万吨，属大型矿井，在开拓时，决定采用三个立井：主井、副井和风井。这样确定的井筒数目可以满足矿井提煤、运料、

25、通风的要求，保证矿井生产高产、高效、安全，有助于本矿的正常有序发展。2） 井筒位置a. 井筒沿走向方向的位置井口沿井田走向有利的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，以此形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。优点：井筒设在井田中央（储量分配的中央），可使沿井田走向的井下运输的工作量最小，而井筒偏在一翼边界时的相应井下运输工作量要较前者为大。 井筒设在井田中央时，两翼产量分配、风量分配比较均衡，通风网路较短， 通风阻力较小。井筒偏于一翼时，一翼通风距离长、风压增大。当产量集中于一翼时，风量成倍增加，风压按二次方关系增加。如果要

26、降低风压，就要增大巷道端面，增加掘进工程量。 井筒设在井田中央时，两翼分担产量比较均衡，各水平两翼开采结束的时间比较接近。如井筒偏于一侧，一翼过早采完，然后产量集中于另一翼，将使运输、通风过分集中，采煤掘进互相干扰，甚至影响全矿生产。 根据本矿的煤层赋存条件及地质条件，并参照井田境界的走向范围，可将井筒的走向位置初步确定在4724000和4724500之间。 b. 井筒沿煤层倾向的位置立井开拓时，井筒沿煤层倾向位置可提出三个原则方案井筒位置设于浅部处时，总的石门工程量稍大，初期工程量及投资较少，建井工期较短，煤柱损失较小。井筒设于井田中部处，可使石门总长度较短，沿石门的运输工程量较少。井筒设于

27、深部的初期工程量最大，石门总长度和沿石门的运输工作量也较大。 如煤系基底有含水较大的断层，不允许井筒穿过时，它可以延伸井筒到深部， 对开采井田深部及向下扩展有利，但煤柱损失大。 根据本矿的地质条件和倾向范围，考虑是否有利于井下运输及煤柱的损失量等因素， 确定使井筒采用B方案布置，即将井筒布置在井田的中部，可将井筒的倾向位置初步确定在41527000和41528000之间。 综上所述，可先确定主井坐标为（41527545、4723450）；根据煤矿安全规程规定，矿井各个出口之间的距离不得小于30m，同时考虑井上下生产流程能合理衔接以及井塔施工安装和设备布置的需要，将副井坐标定为（41527445

28、、4723460）；根据本地区的风向，考虑对矿区污染的影响，将风井坐标定为（41527430、4723420）。附：1.井筒详细情况表井筒特征表井筒名称井筒用途井筒长度断 面 尺 寸直径（m）净断面积,m主 井提 升6356.533.2副 井辅助提升、通风6355.523.7风井回风兼安全出口6154.515.9 2.井筒断面图图41主井断面图图42副井断面图图43风井断面图 4.2 开采水平的设计 布置主要运输大巷和井底车场，并负担该水平所属开采范围内的主要运输任务并与主井联运的水平，称为开采水平或主水平，简称水平。根据煤层赋存条件，一个井田可以用一个水平开采，或者用几个水平开采。开采水平的

29、划分是与井田内阶段的划分密切联系的，而井田内划分阶段的多少主要取决于井田的斜长和阶段尺寸的大小。阶段尺寸大小以阶段垂高或斜长表示。阶段是按标高划分的，阶段上下边界的标高确定后，阶段垂高，即其上下边界的标高差就可得出。阶段斜长则因煤层倾角的大小不同而变化。开采水平的尺寸以水平垂高（或称水平高度）或阶段斜长表示。水平垂高是指该水平开采范围的垂高，在大多数情况下，一个开采水平只开采一个上山阶段，阶段的垂高就是水平高度。 4.2.1 水平高度的确定在矿井设计中，确定合理的水平垂高或阶段垂高，是井田划分中的重要问题。水平高度确定的合理与否，不仅影响矿井的基本建设投资，同时还要影响生产技术的合理性以及生产

30、费用的大小，而且水平高度一经确定，将要在较长的时间内影响矿井的生产成本与效果。因此，合理的开采水平高度，需要经过技术经济比较才能确定。本矿年产量120万吨，井田走向长度4000m，倾斜长度5000m，煤层可采总厚度11m，其中上层煤厚3.5m，下层煤厚7.5m，间距20m，煤层倾角79，平均8。在确定本矿的水平高度时，考虑了以下几个主要因素：1） 保证采区正常接替与均衡生产在采区的生产能力，采区走向长度及煤层厚度一定时，阶段垂高不同，其服务年限也应不同。阶段垂高小，则采区服务年限短，采区搬家频繁，造成采掘关系紧张，均衡生产时间短。另外，采区车场、硐室等巷道工程也得不到充分利用。2） 阶段内具有

31、合理的区段数目本矿属近水平煤层，煤层间距也不大，可设置一个开采水平进行集中开采。近水平煤层开采水平垂高的确定，主要取决于煤层的赋存条件，与煤层内布置的工作面关系不大。3） 要保证开采水平有合理的服务年限及足够的储量水平内的煤炭储量要保证开采水平有一个合理的服务年限。在这个服务年限内，设备、井巷工程等都得到合理的利用，同时又避免延深频繁，接续紧张。水平服务年限按下式计算： Tp=Zkp/（AK）式中：Tp水平服务年限，a Zkp水平可采储量，万tA 矿井生产能力，万t/aK储量备用系数（1.31.5）在开采缓倾斜和倾斜煤层的大型矿井，第一水平的服务年限一般都在30年以上。已知：Tp=30年，A=

32、120万吨/年，K=1.4则该水平的可采储量通过计算可得： Zkp= TpAK =301201.4 =5040（万t）在井田走向长度一定时，要调整阶段的储量以保证服务年限的要求，这就要调整阶段斜长，亦即调整阶段垂高。因此，根据阶段的服务年限及生产能力求出储量后，也就相应求出阶段垂高。阶段垂高可按下式计算：H Zkpsina/（smrc）式中：H阶段垂高，m Zkp水平可采储量，万ta 煤层倾角，s井田走向长度，mm可采煤层总厚度，mr煤的容重，t/m c采区回采率 已知：Zkp= 5040万t，a=8，s=5000m，m=3.5+7.5=11m，r=1.33t/m，c=0.80 则带入数据计算

33、得： H Zkpsina/（smrc） =50400.139/（5000111.330.80） 119.71（m） 阶段垂高过小，水平服务年限短，基本建设经常处于紧张状态，一面生产（开采），一面基建（延深），组织管理复杂，对矿井正常、均衡的生产不利。4） 经济上有利的水平垂高合理的水平垂高应使吨煤费用低，劳动生产率高。阶段垂高增大时，水平数目相应减少，水平储量增加，使分摊到吨煤的基建费用减少，但由于阶段斜长增大，可能使一部分生产经营费用增加。这样，随着水平高度的变化，由于增加和减少费用的幅度不同，则存在一个在经济上合理的水平垂高。本矿井田标高-300-750m，综合上述因素将该井田划分为两个水

34、平，第一个阶段水平垂高为250m，第一开采水平设在-550m；第二开采水平设在-650m。通过验证，所确定的水平垂高均符合要求。则每个水平储量Zk12=124851.27/2 =62425.64（万t）水平服务年限T1=138/2 =69（年）但由于煤炭损失和实际生产条件，上面所得的数据只是一个近似值，仅供参考。4.2.2 水平的大巷布置 大巷的主要任务使担负煤矸、物料和人员的运输，以及通风、排水、敷设管线。对大巷的基本要求是便于运输，利于掘进和维护，能满足矿井通风安全的需要。根据矿井生产能力和地质条件的不同，大巷可选用不同的运输方式和设备，而不同的运输设备对大巷提出了不同的要求。合理的大巷布

35、置可以节约基建投资，加快矿井建设，有利于井下运输和巷道维护，为合理布置采区和井下生产创造良好的条件。根据本矿生产能力、服务年限、煤层赋存情况及井田范围，决定在第一水平布置三条大巷：胶带大巷、轨道大巷和回风大巷。胶带大巷主要运送工作面所采出的煤炭；轨道大巷主要运输材料、设备、矸石等并作为新风的入风通道；回风大巷主要用来回风。第二水平布置两条大巷：集中运输大巷和集中回风大巷。大巷的服务年限很长，维护方式采用砌碹或锚喷。1） 胶带大巷与轨道大巷的布置 胶带大巷和轨道大巷均采用集中布置，这样布置总的开拓工程量、占用的轨道管线均较少。将这两条大巷布置在下层煤底板的岩层中，维护较易，维护的大巷长度短，总的

36、开拓巷道维护工作量较少、维护费用小、生产比较集中，有利于提高井下运输效率。 为了便于布置采区，这两条大巷的延伸方向均与煤层走向一致。为了便于处理这两条巷道的交叉关系，决定将胶带大巷提高，使其高于轨道大巷5m，两者之间的水平距离确定为40m。因为采用胶带运输，所以要求胶带大巷直。图44 运输大巷断面图2） 回风大巷的布置 将回风大巷也布置在煤层底板的岩层中，与轨道大巷水平相距40m，竖直相距40m。为便于回风大巷的掘进与维护，让全井田回风大巷的标高都一致。附：大巷详细情况表4.3 区段划分及开采顺序4.3.1区段形式及尺寸的划分本矿走向长4000m，倾斜长5000m，根据采煤生产的要求，将其划分

37、为五个采区：一采区走向长2000m，倾斜长1800m；二采区走向长1500m，倾斜长1700m；三采区走向长1700m，倾斜长2000m；四采区走向长2300m，倾斜长2600m；五采区走向长2000m，倾斜长2000m。其中一采区采用向长长壁采煤法，其他四个采区都采用倾斜长壁采煤法。四、五采区均布置为双面采区，但不同采。4.3.2 开采顺序 开采顺序是指矿井采掘工作应有计划有步骤地按照一定顺序进行，做到采掘并举，掘进先行。因此，要研究采煤和掘进安排特点，了解有关政策与规程规范的规定。合理的开采顺序应满足以下要求：（1） 保证开采水平、采区、采煤工作面的生产正常接替，以保持矿井持续稳产、高产。

38、（2） 符合煤炭采动影响关系，最大限度的开采出煤炭资源。（3） 合理集中生产，充分发挥机械设备的能力，提高矿井的劳动生产率，简化巷道布置。（4） 尽量降低掘进率，减少井巷工程量及基建投资。 综合上述因素，将本矿的开采顺序划分如下： 沿煤层走向方向的开采顺序 先开采离工业广场远的采煤工作面，然后逐渐向工业广场保护煤柱方向开采。 沿煤层垂直方向的开采顺序 采用下行式开采，即先采上煤层1#，再采下煤层2#，这样可以减少上下煤层开采时的采动影响，对安全生产有利。4.4 井底车场形式的选择及硐室概况井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是连接井下运输和提升两个环节的枢纽，是矿井生产

39、的咽喉。因此，井底车场设计得是否合理，直接影响着矿井的安全和生产。4.4.1 井底车场的形式 本矿采用立井开拓，年产量120万吨。运输大巷采用胶带运输，轨道大巷采用单轨吊运输。主井的提升设备采用箕斗，副井的提升设备采用罐笼。根据本矿运输特点，决定采用立井卧式车场。这种车场在直线段上顶推重车比较安全，调度工作简单，通过能力较大。由于本矿采用胶带运输机代替矿车运输，煤炭经输送机直接进入煤仓，井底车场只担负辅助运输任务，故车场形式和线路结构可简化。主井运煤采用“胶带上仓”方式，主井井底只掘至井底车场水平，煤仓及装载硐室均高于车场水平之上，清理井底洒煤直接在车场水平的主井井底清理通道进行，故井底清理洒

40、煤系统简单、方便。4.4.2 井底车场硐室井底车场硐室为主井煤仓及装载硐室、中央变电所、中央水泵房、火药库，具体位置见井底车场平面图。1.主井煤仓及装载硐室根据规范规定，矿井的煤仓容量为Qmc=（0.150.25）Amc 式中， Qmc井底煤仓容量 Amc矿井日产量0.150.25系数，大型矿井取大值，小型矿井取小值,本设计取0.25则井底煤仓容量为：Qmc=0.254000=1000(t)图45煤仓为斜式2.中央变电所和中央水泵房 中央变电所和中央水泵房联合布置，便于使中央变电所向中央水泵房供电距离短，中央变电所和中央水泵房建成联合硐室，具体见开拓图.3.火药库 根据设计指南火药库距井筒，井

41、底车场，主要运输巷道及影响全矿井或大部分采区通风的风门的直线距离不得小于60m，距硐室的距离不小于100m，结合井底车场实际位置，采用容量2400公斤壁槽的标准火药库，火药库独立回风，回风通过回风斜巷联入回风大巷。图46 火药库4.5开拓系统概况本井田采用立井多水平开拓，对于井田内的所有煤层采取集中大巷联合的布置分层开采，即只在最底层煤的底板下20m处布置一条运输大巷和轨道大巷，然后用采区石门连接各个采区。采区内采用区段联络巷将各煤层同采区内煤层联系起来。本井田共划分为三个阶段，从-550m水平以上为第一阶段，从-550m水平到-650以下为第二阶段, 从-650m水平以下为第三阶段。现就开拓

42、系统内的各生产系统分别加以描述。1 . 开拓系统中的井巷系统（针对第一水平）由两井（主、副井）下到-550m水平，通过井底车场进入大巷至上山，通过采区下部车场到采区上山，再通过区段集中运输、轨道石门进入运输顺槽和回风顺槽，到工作面开切眼。采区上山通过回风石门连接到回风大巷，到达风井，形成矿井的回风线路，这便是矿井初期的井巷系统。2.通风系统 矿井的通风方式为中央并列式。 副井井底车场运输大巷采区轨道上山下区段轨道石门下区段回风顺槽区段联络巷运输顺槽工作面回风顺槽区段轨道石门运输上山回风大巷风井3 . 运输系统其中包括煤炭、矸石、材料、设备以及人员的运送系统，分别描述如下：a 运煤系统：工作面采

43、出煤工作面刮板输送机运输顺槽胶带输送机运输石门采区溜煤眼采区运输上山胶带输送机采区煤仓运输大巷井底煤仓主井地面b运矸系统：掘进工作面出矸石由采区轨道上山运输大巷井底车场副井提升地面矸石山c运料、行人系统：材料由地面副井串车井底车场运输大巷采区车场采区轨道上山区段轨道石门回风顺槽工作面4.防火灌浆系统 本井田的煤层，发火期短，且根据“所有厚煤层都应该按自燃发火危险煤层处理”的原则： a灌浆能把采空区周围的隔离煤柱的裂隙填满塞严，减少漏风供养，阻止碎煤氧化 自燃。 b灌浆能把废弃在采空区的易燃碎煤、浮煤包裹起来，隔绝外部空气，延缓氧化自然的速度。c灌浆回水在采空区过滤时，能带走大量的热量，沉积下来的泥浆还能够继续起冷却的作用。d泥浆灌入采空区沉淀，对浮矸、碎石起胶结作用，易形成再生顶板，有利于对本矿煤层的顶板管理。对井下的采空区灌浆，由于使用综采设备，只能沿回风顺槽向采空区喷浆，即当工作面推进的时候，就在回风顺槽内铺设灌浆管。等工作面推进一定距离后，就对采空区进行灌浆。泥浆水土比的确定要看具体情况而定。在煤层倾角较小的地带，为了使泥浆能充分进入采空区，就得使泥浆的水土比较小，在煤层倾角较大的地方，泥浆水土比可适当的加大。 整个灌浆系统的管路敷设如下：地面