兴隆庄矿3.0Mt 新井设计毕业设计说明书.doc

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1、8山东科技大学泰山科技学院毕业设计(论文)说明书题目: 兴隆庄矿3.0Mt 新井设计姓 名 专业班级 采矿（科本）09-2 指导教师 日 期 2013-5-30 目 录1 矿区概况与井田地质特征11.1矿井概况11.2井田地质特征32 井田境界与储量62.1井田境界62.2矿井工业储量62.3矿井可采储量63 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限83.1矿井工作制度83.2矿井设计生产能力及服务年限84 井田开拓94.1井田开拓的方案94.2矿井的基本巷道105 准备方式带区巷道布置255.1煤层地质特征255.2带区巷道布置及生产系统265.3带区车场选型设计285.4带区主要硐室296 采

2、煤方法316.1采煤工艺方式316.2回采巷道布置467井下运输517.1概述517.2带区运输设备的选择517.3大巷运输设备的选择518矿井提升568.1概述568.2主、副井提升569矿井通风及安全589.1矿井通风系统选择589.2带区及全矿所需风量589.3 全矿井巷通风阻力589.4 防止特殊灾害的安全措施6410设计矿井基本技术经济指标72参考文献74致 谢751 矿区概况及井田地质特征 1.1 矿井概况1.1.1、地理位置及交通条件兴隆庄煤矿位于山东省兖州市城南偏东，距兖州市约8km。自矿井建设以来，井田范围经历了多次变动，目前井田范围为42个拐点顺序圈定，具体范围为：北以滋阳

3、断层为界；东与东滩矿为界；东南以A-XB点连线与鲍店煤矿为界；西部以铺子断层与杨村煤矿为界；西北至17煤露头。井田平面范围呈不规则形状，走向长约13.1km，倾斜宽约6.8km，面积57.6948km2。区内津铺铁路贯穿。西北侧有新（乡）兖（州）铁路及日东高速通过；由兖州市向东有兖（州）石（臼港）铁路；区内公路四通八达，交通十分便利（图1-1）。图1-1 兴隆庄煤矿交通位置图1.1.2、地形特点区内为第四系冲积平原，地形平坦，由东北向西南逐渐降低，坡度极为平缓。地面标高变化于+52m+44m之间，井口附近地势较高，工业广场标高为+49.20m。1.1.3、工农业生产和原料及电力供应矿区内工业以

4、煤炭为主，农业主要种植小麦、玉米、棉花，间杂有果园、桑园、菜园和苗圃等。本矿井建设期间 ，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥需由国家计划供应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。矿区已建有110Kv罗广区域变电所，向本矿井供电的两回35Kv输电线路已建成送电。1.1.4、矿区气候条件本区为温带半湿润季风区，属大陆与海洋间过渡性气候，四季分明。据兖州气象站19592003年的观测资料，年平均气温14.1C。多年平均气温最低月为1月份，平均气温-2C，最高气温为7月份，平均气温29C，最高达40C以上。日最高气温40.7C (1960年6月12日)，日最低气温-19C（19

5、64年2月17日）。年平均降雨量712.7mm，年最小降雨量347.90mm（1988年），最大降雨量1179.3mm（1964年）。最大月降雨量506.3mm（1995年8月）。雨季多集中在78月，有时延至9月，其降雨量约占全年降雨量的65%。年平均蒸发量1884.8mm，最大蒸发量多在47月，约占全年蒸发量的45%。风向频率多为南及东南风，年平均风速2.73m/s，极端最大风速24m/s（1965年3月15日），最大风速的风向多为偏北风。结冰期由11月至翌年3月，最大冻土深度0.45m，最大积雪厚度0.19m。1.1.5、自然地震兖州市的地震烈度为7度。据中国地质资料年表记载，本区地震活动

6、性不强。但本区无感地震频发。1.2 井田地质特征兴隆庄井田位于兖州煤田东北隅，属全隐蔽井田。北部以滋阳断层为界，南邻鲍店井田，东接东滩井田，西靠杨村井田，西北以兖州城安全煤柱接上组煤层露头为界。1.2.1地质特征兖州煤田为一轴向北东、向东倾伏的不对称向斜。兴隆庄煤矿位于兖州向斜的北翼，为一走向北东北西，倾向南北北东，倾角214的单斜构造。主要含煤地层为下二叠统山西组和上石炭统太原组，煤系和煤层沉积稳定，为华北型含煤岩系，无岩浆侵入，平均厚度310 m，全部为第四系冲积层所覆盖，井田地层综合柱状图见图1-2。1.2.2构造特征井田位于兖州向斜的北翼。为一倾向南东至北东，倾角2.314.3，一般为

7、48，走向北东至北北西的单斜构造，煤层地质构造整体比较简单，但有的采区比较复杂，局部不能开采。1.2.3煤层特征井田含煤地层共含有26层煤，总厚度27.88 m。其中稳定可采的有3、4、16上、17三层煤，局部可采的2煤、6煤以及暂不可采的10下、15上层煤，可采煤层总厚度13.14 m，约占煤层总厚的73.5 %。而第三层煤和第四层煤全区稳定，平均厚度均为10.5m，占可采煤层总厚的63 %，是矿井的主采煤层。设计时只考虑3煤和4煤。1.2.4煤质特征本区煤质稳定，各层煤的主要指标变化很小，均为中变质程度的气煤。山西组煤层（第2、3层煤）属低硫中灰中等可选至易选煤，是良好的炼焦配煤或动力用煤

8、；太原群煤层（第616、17层煤）属中灰富硫至高硫的易选煤，不宜单独作炼焦配煤，为动力用煤。见图1-2井田地层综合柱状、1.2.5开采技术条件1）地温据钻孔测定：非煤系地层地温梯度较小，一般为每百米1.6 ；煤系地层地温梯度相应增高，一般为每百米2.7 ；综合平均梯度每百米2.44 。通常-650 m以上层段的地温不超过31 ；-650-750 m层段的地温为3137 。2）瓦斯、煤尘及自然发火根据地质资料，本矿井第3、4、16、17层煤都属于氮气带，沼气和二氧化碳含量很底，均小于10 m3/t，属低瓦斯矿井。可采煤层均有煤尘爆炸危险，煤尘爆炸指数一般为37 %42 %。各煤层都有自燃发火倾向

9、，自燃发火期为36个月。2 井田境界和储量2.1井田境界2.1.1井田划分的依据在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。煤田范围划分为井田的原则有：1、井田范围内的储量，煤层赋存情况及开采条件要与矿井生产能力相适应；2、保证井田有合理尺寸；3、充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等；4、合理规划矿井开采范围，处理号相邻矿井间的关系。2.1.2井田范围兴隆庄煤矿位于山东省兖州市城南偏东，距兖州市约8km。自矿井建设以来，井田范围经历了多次变动，目前井田范围为42个拐点顺序圈定，具体范围为：北以滋阳断层为界；东与东滩矿为界；东南以A-XB点连线与

10、鲍店煤矿为界；西部以铺子断层与杨村煤矿为界；西北至17煤露头。井田平面范围呈不规则形状，走向长约13.1km，倾斜宽约6.8km，面积57.6948km2。2.1.3煤层最小可采厚度该井田煤层倾角小于18，各煤层经洗选后均能达到炼焦用煤要求，根据生产矿井储量管理规程的规定，确定煤层的最小可采厚度为0.70 m。2.2矿井工业储量矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探，煤层厚度与质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前可供利用的可列入平衡表内的储量。矿井工业储量一般即A+B+C级储量。井田范围内全区可采煤层为3煤一层煤。3煤平均厚度为8.28m。矿井的工业储量根据经纬网网格法来计算。经过计

11、算，得出井田范围内有146个经纬网格.煤层平均倾角8。每个经纬网方格的面积为S=500500=250000m2，煤的容重取1.35 t/m3。矿井工业储量的计算公式如下： Zg = NSM/cos （21） 式中 Zg矿井工业储量，万t；S 每个经纬网方格的面积，m2；N煤层部分面积，m2； M煤层平均厚度；煤的平均容重，t/m3；煤层平均倾角，。则矿井的工业储量为：Zg = NSM/cos=2500001468.281.35/cos8 =41199.3335万t根据兴隆庄矿地质勘探资料，矿井各级储量具体情况见表21。表21 矿井工业储量表 （单位：万t） 储量级别项目A+B+C级储量A级B级

12、储量C级储量A+B级储量百分比储量百分比 3#煤41199.333520022.87610.48612442.19878734.258732465.07480.788（其中，百分比为该级储量与其对应工业储量的比率。）由表中数据可以看出：井田范围内A+B级储量占工业储量的78.8%，大于40%；井田 内A级储量占水平工业储量的48.6%，大于40%。根据矿井设计指南中关于矿井井型与矿井设计的高级储量比例之规定，本矿井的储量符合煤炭设计规范的要求。2.3 矿井可采储量2.3.1各类永久煤柱的计算1、各类永久煤柱留设宽度及其依据各类永久煤柱包括津浦铁路煤柱、工业广场煤柱、西风井煤柱、矿井边界煤柱、断

13、层煤柱。具体留设如下： （1）铁路煤柱津浦铁路煤柱按照原煤炭工业部79煤半字第270号文批复“关于印发山东省东滩矿井初步设计审查意见的通知” ，确定津浦铁路煤柱保护等级为级，保护煤柱围护带宽度为20m。设计留设岩层移动角为：第四系35，上侏罗红层55，煤系地层75。由于京沪铁路基本上垂直煤层走向方向，所以铁路两侧岩层走向移动角可认为近似相等。根据垂直剖面法作图，如图22所示。图22 津浦铁路保护煤柱剖面图由此算得的铁路一侧煤柱宽度为： b=95.57/tan35+350.26/tan55+383.14/tan75 =136.4881+245.2547+102.6621 =484.4049（m）

14、根据兴隆庄 矿现场生产经验，取b=500m，以保证津浦铁路大动脉的安全。则津浦铁路煤柱总宽度为：B=5002+60=1060（m）（2）工业广场保护煤柱根据关于煤矿设计规范中若干条文修改的决定（试行）之规定：井型在240万t/a及以上，占地面积指标为1.0公顷/10万t。据此，确定工业广场占地面积为24公顷，工业广场的形状为长方形，长600m,宽400m。又根据煤炭工业矿井设计规范之规定，工业广场属二级保护，其围护带宽度为15m。因此，加上围护带，工业广场需要保护的尺寸为：长宽=630430=270900m2。根据垂直剖面法作图，如图24所示。图24 工业广场保护煤柱剖面图由作图法可得工业广场

15、保护煤柱尺寸为： AD=1370.5922m；BC=1424.1821m；hk=1197.3872m。（3）风井保护煤柱根据垂直剖面法作图，如图25所示。图25 西风井保护煤柱剖面图由作图法可得保护西风井煤柱尺寸为： AD=720.9039m；BC=731.6219m；hk=726.2629m。 （4）矿井边界煤柱：在矿井周围边界内侧各留20m，作为与其他矿井之隔离煤柱（国建设字1979207号文批准）。如以断层为边界时，按断层煤柱留设。 （5）日荷高速公路煤柱：以道路红线为起点，向两侧各留20m的围护带，然后第四系按35，基岩按75的移动角斜且至各可采煤层，作为高速公路煤柱。 （6）断层煤柱

16、 根据兴隆庄矿井现场生产经验，断层按性质、落差大小及其对煤层破坏程度，断层煤柱留设如下：断层按其落差大小不同，落差50m的断层，两侧各留50m的煤柱；落差20m 50m的断层，两侧各留30m煤柱；落差10m 20m的断层，两侧各留20m煤柱；落差10m的断层不留设断层煤柱。2、各类永久煤柱损失的计算方法各类永久煤柱损失的计算公式如下：P=SM/cos （22）式中 P永久煤柱损失煤量，万t；S煤柱的面积，m2； M煤层平均厚度；煤的平均容重，t/m3；煤层平均倾角，。1、 各类永久煤柱损失的计算结果各类煤柱不可避免会有重叠，当各类煤柱相互重叠时，应根据优先级不同，其储量应算入优先级较高的煤柱之

17、中。例如，津浦铁路煤柱与工业广场煤柱相重叠部分，其储量应算入铁路煤柱；矿井边界煤柱与断层煤柱重叠部分，其储量应算入矿井边界煤柱，其余类推。计算结果见表22。煤柱类别煤层铁路煤柱工广煤柱边界煤柱断层煤柱风井煤柱总计津浦铁路3煤6486.8531270.9818259.31807.91186.956810011.9917表22 各类永久煤柱损失煤量计算结果表 (单位：万t)2.3.2矿井可采储量的计算矿井可采储量的计算公式如下：ZK =（ZgP）C （23） 式中 ZK矿井可采储量，万t； Zg矿井工业储量，万t；P永久煤柱损失煤量，万t；C采区采出率。根据煤炭工业矿井设计规范的规定，3煤采出率取

18、0.75，计算结果见表23。表23 矿井可采储量汇总表 (单位：万t) 类别煤层工业储量煤柱损失有效储量可采储量3煤41199.333510011.991731187.341823390.5064 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1 矿井工作制度3.1.1矿井年工作日数的确定按照煤炭工业矿井设计规范规定：矿井设计生产能力按年工作日300天计算。所以，本矿井设计年工作日数为300天。3.1.2矿井工作制度的确定矿井工作制度设计采用“四六”工作制，即三班采煤，一班准备，每班净工作时间为6个小时。3.1.3矿井每昼夜净提升小时数的确定按照煤炭工业矿井设计规范规定：矿井每昼夜净提升时间14

19、小时。这样充分考虑了矿井的富裕系数，防止矿井因提升能力不足而影响矿井的增产或改扩建。因此本矿设计每昼夜净提升时间为14小时。3.2 矿井设计生产能力及服务年限3.2.1矿井生产能力的确定由于兴隆庄矿井田范围大，煤炭储量丰富，地质构造较简单，煤层生产能力大，开采技术条件好，应建设大型矿井，初步确定矿井生产能力为240万t/年。3.2.2矿井服务年限的核算矿井服务年限的计算公式为： T= （31）式中 T矿井的服务年限，a；Zk矿井的可采储量，万t；K矿井储量备用系数，取K=1.4；A矿井设计生产能力，万t/a。由第二章计算结果可知：矿井可采储量为23390.5064万t，则矿井服务年限为 T=

20、69.6a 60a以上结果符合煤炭工业矿井设计规范的规定。经过矿井服务年限的核算，符合煤炭工业矿井设计规范之规定，因此最终确定矿井的生产能力为240万t/a。4 井田开拓4.1 井田开拓的基本问题4.1.1井筒形式及数目的确定一般情况下，井筒的形式有立井、斜井和平峒三种。斜井适用于井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质情况简单，井筒不需要特殊法施工的缓斜和倾斜煤层。平峒适用于地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分的储量大致能满足同类井型水平服务年限要求。综合兴隆庄煤矿的实际情况：（1）表土层较厚，平均为95.57m，且风化严重；（2）地处平原

21、，地势平坦，地面标高平均为+50m左右，煤层埋藏较深，距地面垂深在300500m之间。因此，斜井及平峒均不适用于兴隆庄矿。由于立井开拓的适应性较强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制；在采深相同的条件下，立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利；井筒的断面大，可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需风量的的要求，且阻力小，对深井更为有利；当表土层为富含水的冲积层或流沙层时，立井井筒比斜井容易施工；对地质构造和煤层产状均特别复杂的井田，能兼顾井田浅部和深部不同产状的煤层。因此，综合以上因素并结合兴隆庄矿的实际情况，确定井筒的形式为立井。 本矿井采用一对立井开拓：主立井

22、采用箕斗提煤；副立井采用罐笼提升矸石，升降人员、设备、材料，且兼作进风井。副井安装梯子间，作为一个安全出口。考虑到兴隆庄井田范围较大，矿井通风方式经过比较后确定为两翼对角式通风（具体比较情况见第九章），在井田西翼和东翼各掘一个风井，即西风井和东风井，每个风井均安装梯子间，作为回风井并兼作安全出口。4.1.2井筒位置的确定井筒是井下与地面出入的咽喉，是全矿井的枢纽。井筒位置的选择对于建井期限、基本建设投资、矿井劳动生产率以及吨煤生产成本都有重要影响，因此，井筒位置一定要合理选择。选择井筒位置时要考虑以下主要原则：1、有利于井下合理开采（1）井筒沿井田走向的有利位置当井田形状比较规则而储量分布均匀

23、时，井筒沿井田走向的有利位置应在井田的中央；当井田储量分布不均匀时，井筒应布置在井田储量的中央，以形成两翼储量比较均衡的双翼井田，可使沿井田走向的井下运输工作量最小，通风网络较短，通风阻力小。应尽量避免井筒偏于一侧，造成单翼开采的不利局面。（2）井筒沿煤层倾向的有利位置在倾向上井筒宜布置在中偏上的位置，同时考虑到减少煤损，尽量让工业广场保护煤柱圈住一些影响生产的地质构造和断层。2、有利于矿井初期开采选择井筒位置要与选择初期开采区密切结合起来，尽可能使井筒靠近浅部初期开采块段，以减少初期井下开拓巷道工程量，节省投资和缩短建井期。3、尽量不压煤或少压煤确定井筒位置，要充分考虑少留井筒和工业广场保护

24、煤柱，做到不压煤或少压煤。为了保证矿井投产后的可靠性，在确定井筒位置时，要使地面工业场地尽量不压首采区煤层。4、有利于掘进与维护（1）为使井筒的开掘和使用安全可靠，减少其掘进的困难及便于维护，应使井筒通过的岩层及表土层具有较好的水文、围岩和地质条件。（2）为加快掘进的速度，减少掘进费用，井筒应尽可能不通过或少通过流沙层、较厚的冲积层及较大的含水层。（3）为便于井筒的掘进和维护，井筒不应设在受地质破坏比较剧烈的地带及受采动影响的地区。（4）井筒位置还应使井底车场有较好的围岩条件，便于大容积硐室的掘进和维护。5、便于布置地面工业场地井口附近要布置主、副生产系统的建筑物及引进铁路专用线。为了便于地面

25、系统之间互相联接，以及修筑铁路专用线与国家铁路接轨，要求地面平坦，高差不能太大，专用线短，工程量小及有良好的技术条件，应尽量避免穿过村镇居民区、文物古迹保护区、陷落区或采空冒落区、洪水侵入区；要尽量少占农田、果园经济作物区，尽量避免桥涵工程，尤其是大型桥涵隧道工程。为考虑长期运输的行车安全和管理，要尽量避免与公路或其他农用道路相交，力求使接轨点位于编组站配线一侧。另外，井口标高应高于历年的最高洪水位；还要考虑风向的影响，防止污染。总之，选择井筒位置要统筹井田全局，兼顾前期和后期、地下与地面等各方面因素。不仅要考虑有利于第一水平，还应兼顾其他水平，适当考虑井筒延伸的影响。通过以上分析，为了减少煤

26、柱损失，缩短煤炭外运距离，减少运输费用，平衡井田西、东两翼的运输和通风系统，主副井布置在井田储量的中央，以形成两翼储量比较均衡的双翼井田。矿井通风方式为中央并列式，在井田开采后期再设一个风井，已解决矿井通风问题。 为此，确定主井，副井，西风井，东风井具体位置见兴隆庄煤矿开拓平面图。4.1.3 工业广场位置、形状和面积的确定工业场地的选择主要考虑以下因素：（1） 尽量位于井田储量中心，使井下有合理的布局；（2） 占地要少，尽量做到不搬迁村庄；（3） 尽量布置在地质条件较好的区域，同时工业场地的标高要高于最高洪水位；（4） 尽量减少工业广场的压煤损失。根据以上原则并结合本矿井的实际情况，工业广场与

27、主副井筒位置相同，靠近铁路布置。依据关于煤矿设计规范中若干条文修改的决定（试行）之规定：井型在240万t/a及以上，占地面积标准为1.0公顷/10万t。由此确定工业广场占地面积为24公顷。工业广场形状为矩形，其尺寸为：长宽=600m400m=240000m2。4.1.4开采水平数目、位置和标高的确定兴隆庄井田范围内煤层倾角312，平均8，为近水平煤层。全区范围内可采煤层为3煤，若采用斜井延伸，由于煤层倾角太小，需要开凿的斜井太长，在技术经济上均不合理，因此决定采用立井单水平开拓。水平标高为390m，采3煤。4.1.5开拓方案的确定根据第三章所核算矿井服务年限，全矿井服务年限为69.6a ，3煤

28、储量丰富，服务年限长，为矿井主采煤层也是本设计开拓方案主要考虑对象。1、方案的提出由于本井田地形平坦，表土层较厚，所以采用立井开拓（主井设箕斗），并按井下运输量最小的原则确定了井筒位于井田储量的中央。为避免采用箕斗井回风时封闭井塔等困难和减少开凿风井的数目，决定采用两翼对角式通风（具体见第九章），风井位置见矿井开拓平面图。因本井田瓦斯和涌水都不大，水平内采用下山开采在技术上是可行的。考虑到主采煤层3#煤层为厚度8.48m的特厚煤层，布置煤层大巷及煤层上下山，巷道维护困难，维护费用高。又根据兴隆庄矿地质资料，煤层有自燃发火倾向。因此，布置煤层大巷及煤层上下山在技术和经济上均不合理，故不予考虑布置

29、煤层大巷及煤层上下山。为减少煤柱损失和保证大巷及上下山的维护条件，运输大巷和上下山均设于3#煤层底板下垂距1525m的厚层砂岩内，轨道大巷亦设于3#煤层底板厚层砂岩中，与3煤垂距15100m。其中，轨道大巷和运输大巷的方向与煤层走向大体平行，沿直线掘进。轨道大巷水平布置，只设3的流水坡度，运输大巷随煤层起伏，坡度相应改变，但变化幅度不大，以与3#煤层保持20m左右的垂距。井田范围内煤层倾角312，平均8，为近水平煤层。因此，其准备方式既可以采用采区式，也可以采用带区式。根据前述各项决定，提出三种在技术上可行的方案：（1）方案1津铺铁路以西块段，采用带区式准备；津铺铁路以东块段，大巷北侧采用带区

30、式准备，大巷南侧深部采用下山开采。（2）方案2津铺铁路以西块段，采用带区式准备；津铺铁路以东块段，大巷北侧采用采区式准备，大巷南侧深部采用下山开采。（3）方案3津铺铁路以西块段，采用采区式准备；津铺铁路以东块段，大巷北侧采用带区式准备，大巷南侧深部采用下山开采。2、开拓方案技术比较方案1和方案2的区别在于津铺铁路以东块段，大巷北侧是采用带区式准备还是采区式准备。两方案相比，方案1和方案2的基建费相同，二者差别在生产费上。粗略估算表明：方案2的生产费比方案1多出10.62%，两者相差不大，需通过经济比较才能确定其优劣。方案1和方案3的区别在于津铺铁路以西块段是采用带区式准备还是采区式准备。粗略估

31、算表明：方案1比方案3多掘轨道大巷、运输大巷，基建费方案1比方案3多出371.32万元；而方案3的生产费比方案1多出966.48万元；总费用方案3比方案1多出10.24%，两者也相差不大，亦需通过经济比较才能确定其优劣。表41 各方案粗略估算费用表 方案项目方案1方案2生产费/万元大巷运输1.2(1999.082.90.187+1943.351.6650.193) =2050.30大巷运输1.2(3942.432.550.188) =2268.00总计费用/万元2050.30费用/万元2268.00百分率100%百分率110.62%方案1方案3基建费/万元轨道大巷8002143.210-4=1

32、71.46运输大巷11051808.710-4=199.86小计371.32生产费/万元大巷运输1.2(2895.130.7550.203+2873.91.5680.189+3066.732.3810.187+3171.993.1950.185)=5442.89大巷运输1.212007.752.3660.188=6409.37总计费用/万元5814.21费用/万元6409.37百分率100%百分率110.24%3、开拓方案经济比较方案1和方案2及方案1和方案3有差别的建井工程量、生产经营工程量、基建费、生产经营费和经济比较结果，分别计算汇总于表42表42 费用汇总表 方案 项目方案1方案2费用

33、/万元百分率/%费用/万元百分率/%基建工程费610.38100892.24146.18生产经营费2772.771003361.31121.23总费用3383.151004253.55125.73 方案 项目方案1方案3费用/万元百分率/%费用/万元百分率/%基建工程费1355.291001966.93145.13生产经营费10214.5510014254.6139.55总费用11569.8410016221.5140.21在上述经济比较中需要说明以下几点：（1）方案1和方案2在津铺铁路以西块段的带区划分方案及带区巷道布置形式相同；方案1和方案3在津铺铁路以东块段、大巷北侧的带区划分方案及带区

34、巷道布置形式相同；三个方案在津铺铁路以东块段、大巷南侧下山开采方案相同。（2）大巷和采区上下山的辅助运输费用均按占运输费用的20%进行估算。（3）三个方案的车场（带区车场、采区车场）虽有差别，但基建费相差不大，故未予比较。（4）井筒、井底车场、主石门、阶段大巷和总回风巷等均布置于坚硬的岩层中，它们的维护费用低于5.0元/am，故比较中未对比其维护费用的差别。4、 综合评价优选从以上技术经济比较结果可以看出：（1）方案2的基建工程费比方案1多出46.18%，其生产经营费用比方案1多出21.23%，总费用上方案2比方案1多出25.73%，两者相差较大。另外，从整体上来看，方案1的巷道布置系统比方案

35、2的简单，因此，决定采用方案1。（2）方案3的基建工程费比方案1多出45.13%，其生产经营费用比方案1多出39.55%，总费用上方案2比方案1多出40.21%，两者相差较大。另外，从整体上来看，方案1的巷道布置系统比方案3的简单，因此，决定采用方案1。综合以上技术经济比较结果，最终决定采用方案1。4.1.6带区和采区的划分及布置根据上述所确定开拓方案，井田范围内主要采用带区式准备，只在水平深部采用下山开采。由此，全矿第一水平共划分为7个带区、2个采区。其中，津铺铁路以西划分为4个带区和一个采区：西一带区，西二带区，西三带区，南一带区和南二采区；津铺铁路以东划分为3个带区和1个采区：东一带区、

36、东二采区区、北一带区区和北二带区。具体布置见兴隆庄煤矿开拓平面图。4.1.7煤层生产能力3煤的可采厚度为8.48m，各煤层的原煤容重均为1.35t/m3。因此，3煤的煤层生产能力为 11.448t/m2，4.1.8矿井开拓延伸及深部开拓布置方案根据前述，因本井田瓦斯和涌水都不大，水平内采用下山开采在技术上是可行的。因此，水平内开采深部时采用岩石下山开采。4.1.9矿井带区间接替顺序带区间接替顺序水平内首先开采井田西翼带区。大巷两侧对应带区采用跨大巷顺序开采，带区之间交叉生产，即：当开采西一带区一分带时，在西二带区一分带准备接替工作面，接替工作面在生产工作面结束前1015天完成巷道掘进和设备安装

37、工程；当西二带区一分带投入生产后3个月左右，开始在西一带区二分带沿空掘巷，准备下一个接替工作面依次类推。当西翼带区全部采完前11.5个月，完成东翼接替带区和接替工作面的掘进工程和设备安装工程。东翼带区及采区间采用顺序开采，即：当东一带区结束后，接着开采东二采区，然后开采北一带区，最后开采北二带区。 4.2 矿井基本巷道4.2.1井筒1、主井主井井筒断面形状为圆形，净直径为6.5m，净断面积为33.18，掘进断面44.18，井深470m。井筒井壁为混凝土砌碹井壁，厚450mm，充填混凝土厚50mm。主井采用两对12t多绳箕斗提煤。2、副井副井井筒断面形状为圆形，净直径为7.5m，净断面积为44.

38、18m2，掘进断面59.45 m2，井深470m。井筒井壁为混凝土砌碹井壁，厚550mm，充填混凝土厚50mm。副井布置一对1.5t固定箱式矿车双层四车罐笼，一个带平衡锤的加宽双层四车罐笼。3、风井西风井井筒和东风井井筒均为圆形断面，净直径为5m，净断面积为19.63，掘进断面26.42 m2，西风井井深420m，东风井井深701.26m。两风井井筒井壁均为混凝土砌碹井壁，厚350mm，充填混凝土厚50mm。两风井均设梯子间。风速验算如下表。表47 井筒风速验算表井筒名称风 量(m3/min)井筒断面（m2）实际风速(m/s)允许风速(m/s)验算结果最低最高副井井筒4251.5544.181

39、.608符合规定西风井井筒4251.5519.633.6115符合规定（注：新鲜风流主要从副井进入井下，主井不作为进回风井，故其风速不需验算；东风井因不在矿井通风设计服务范围内，因此，其风速未进行验算。表中风量为通风容易及通风困难两个时期通过各井筒的最大风量。）通过验算，风速符合规程的规定，所选用井筒断面满足设计要求。4.2.2 井底车场1、 井底车场的型式和布置形式井底车场采用立井刀式环行车场，其布置形式见图4-82、 验算主、副井空重车线长度（1）主井空重车线长度验算由于井下煤炭采用胶带输送机运输，所以，主井的空重车线不需验算。（2）副井空重车线长度验算（1）存车线长度的确定确定存车线长度

40、是井底车场设计中的重要问题，如果存车线长度不足，将会使井下运输和井筒提升彼此牵制，影响矿井生产能力；反之，如果存车线过长，会使列车在车场内的调车时间增加，反而降低了车场通过能力，并增加车场工程量。根据我国煤矿多年的实践经验，各类存车线可以选用下列长度： 大型矿井的主井空、重车线长度各为2.0列车长； 副井空、重车线长度，中型矿井按1.5列车长； 材料车线长度，大型矿井应能容纳1520个材料车。（2）存车线长度的计算本矿井采用皮带运输，故不需要计算主井空重车线的长度，只需验算副井空重车线与材料车线情况。 副井进、出车线： 式中：副井进出车线有效长度，m；列车数目，列；每列车的矿车数，按列车组成计

41、算确定；每辆矿车带缓冲器的长度，m;机车数；每台机车的长度，m；附加长度，取15 m。经过计算，得：=130（2.0+0.2）+14.5+15=85.5 m 为确保安全生产的需要，副井进出车线取105 m。 材料车线有效长度 式中：材料车线有效长度，m；材料车数，辆；每辆材料车带缓冲器的长度，m。=152.2=33 m根据实际情况，开设水泵硐室和变电所，取材料车线为45 m。考虑到井底车场的线路、能力的验算、各种硐室的布置之间的匹配关系，决定选择环形卧式井底车场，井底车场标高为390m。3、调车方式设计采用顶推调车方式：电机车牵引重列车驶入车场调车线，电机车摘钩，驶过道岔N2，经错车线，过N1

42、道岔绕至列车尾部，将列车顶入副井重车线。然后，电机车经过道岔N2绕道回车线，进入副井空车线，牵引列车驶向带区。4、各种峒室的布置井底车场各种峒室及其布置见图49。4.2.3主要开拓巷道1、各种巷道的断面形式及其参数本设计中的主要开拓巷道有运输大巷、轨道大巷、东翼运输石门、东翼轨道石门和总回风巷等。各种巷道的断面形式、断面大小、支护方式及其它参数见图49图413。2、各段巷道风速验算各段巷道的通风验算结果见下表。表48 井巷风速验算表巷道名称风 量(m3/min)巷道断面（m2）实际风速(m/s)允许风速(m/s)验算结果最低最高井底车场4251.5514.34.968符合规定轨道大巷4251.

43、5514.34.968符合规定运输大巷4251.5512.345.740.256符合规定总回风石门4251.5515.674.528符合规定（注：表中风量为通风容易及通风困难两个时期通过各段巷道的最大风量。）通过验算，风速符合规程的规定，所选用巷道断面满足设计要求。3、巷道掘进及支护工艺各种开拓巷道均为岩石巷道，其掘进方式为钻爆法，支护形式为锚喷支护。图44 主井井筒断面布置图井筒特征井型240万t/a提升容器两对12t长型箕斗多绳摩檫轮提升机井筒直径6.5m井深470m净断面积33.18井筒支护混凝土砌碹厚450充填混凝土厚50基岩段毛断面积44.18表土段毛断面积44.18图45 副井井筒断面布置图 井筒特征井型240万t/a提升容器一对1.5t固定