[工学]太原理工大学采矿设计.doc

《[工学]太原理工大学采矿设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[工学]太原理工大学采矿设计.doc（83页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、太原理工大学继续教育学院毕业设计(论文)说明书题目: 兴隆庄矿3 Mt 新井设计姓 名 赵志坚 专业班级 指导教师 日 期 2太原理工大学继续教育毕业设计目 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31.2.1地质特征31.2.2构造特征51.2.3煤层特征51.2.4煤质特征51.2.5开采技术条件52井田境界与储量62.1井田境界62.1.1井田境界62.2矿井工业储量62.3矿井可采储量62.3.1永久煤柱损失量62.3.2矿井可采储量为73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83.2.1矿井设计生产能力83.2

2、.2矿井服务年限84井田开拓94.1井田开拓的方案94.1.1本井田开拓主要考虑以下几个因素94.1.2井筒形式、数目和位置的确定94.1.3开采水平的确定104.1.4大巷和井底车场的布置104.1.5技术上可行的开拓方案104.2矿井的基本巷道104.2.1井筒104.2.2主要开拓巷道154.2.3井底车场235准备方式带区巷道布置255.1煤层地质特征255.1.1带区位置及范围255.1.2带区煤层特征255.1.3地质构造255.1.4顶底板特性255.2带区巷道布置及生产系统265.2.1带区倾向长度的确定265.2.2确定风带斜长和分带数目265.2.3煤柱尺寸的确定265.2

3、.4带区内各种巷道的布置265.2.5带区内工作面的接替情况265.2.6带区通风、运输及其他系统275.2.7带区内各种巷道的掘进方法275.2.8带区生产能力285.2.9带区采出率285.3带区车场选型设计285.4带区主要硐室295.4.1带区煤仓295.4.2带区绞车房305.4.3带区变电所306采煤方法316.1采煤方法316.1.1采煤方法及选择依据316.1.2巷道布置316.1.3采煤工艺326.1.4设备配置366.2顶板管理466.2.1支护设计466.2.2工作面顶板管理466.2.3工作面上、下端头及出口的顶板管理476.3生产系统486.4劳动组织和主要技术经济指

4、标496.4.1作业方式496.4.2劳动组织496.4.3工作面循环作业图496.4.4主要技术经济指标497井下运输517.1概述517.1.1矿井运输系统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主井提升设备（箕斗）的选型568.2 副井提升设备的选择569矿井通风设计589.1矿井通风系统及通风方式589.1.1矿井通风系统的选择589.1.2矿井主扇工作方式的选择589.2工作面通风589.3风量计算及分配589.3.1工作面风量计算589.3.2掘进通风619.3.3硐室需风量计算639.3.4矿井总风量计算639.4矿井通风阻力的计算649.

5、4.1矿井通风总阻力计算原则649.4.2矿井通风容易时期和困难时期的确定659.4.3 矿井通风阻力计算方法659.4.4计算矿井等积孔689.5通风机选型689.5.1选择通风机的基本原则及技术资料689.5.2矿井的自然风压699.5.3通风机风压699.5.4风机风量及风机选型699.6电动机的选择7110设计矿井基本技术经济指标72参考文献74致 谢75V太原理工大学继续教育学院毕业设计1矿区概况与井田地质特征兖州煤田是我国重要的煤炭基地，矿井地质构造简单，煤层稳定，储量丰富，地势平坦，交通方便，生产的煤炭可供华东工业区，运销海外，进行国际贸易。1.1矿井概况1）地理位置与交通兴隆庄

6、矿井位于山东省兖州市境内，井田横跨兖州、曲阜两市。津浦铁路干线纵贯井田东北部，兖济铁路从井田北侧向西延伸，兖石铁路自井田南侧向东延伸，西接京九线，东至石臼所新港，矿区铁路经大东章集配站与津浦铁路相接。公路四通八达，104国道沿井田东部通过，兖济公路沿井田西部通过，兖邹公路贯穿井田范围，区内地势平坦，交通十分方便。矿井交通位置图见图1-1。2）地形与河流区内为第四系冲积平原，地面标高变化于+52 m+44 m之间，井口附近地势较高，工业广场标高为+49.20 m。区内有泗河纵贯全区。流经本区3层煤隐伏露头的部分地段，向西南注入南阳湖，属一季节性河流，与第四系潜水有一定的水力联系。3）气象本区为温

7、带半湿润季风区，属大陆与海洋间过渡性气候。据济宁、兖州、邹城气象站19592001年的观测资料，年平均气温14.1，气温最低月为元月，平均气温-2。最高气温为7月份，平均气温29，最高可达40以上。年平均降雨量712.7 mm，年最小降雨量347.90 mm，最大降雨量1179.3 mm。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1884.8 mm，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2.73 m/s，极端最大风速24 m/s，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0.45 m，最大积

8、雪厚度0.19 m。4）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，本区地震活动性不强。但本区无感地震频发。图1-1 矿井交通位置图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

9、地层综合柱状图见图1-2。图1-2 煤层柱状图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

10、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；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

11、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，自燃发火期为36个月。第 75 页 2井田境界与储量2.1井田境界2.1.1井田境界井田境界西北以铺子断层为界，南北人为划界，东以肖家庄二号断层为界，井田为不规则形状，井田水平走向最长4950 m，最短3475 m，走向平均4415 m，倾斜长度3515 m，水平投影面积15.52 km2，本井田东西部断层以外还分布着一些煤层，考虑到这些煤层里含断层较多且落差较大，现在不与开采，但随着开采进行煤层储量的减少，开采技术的提高，可以考虑对上述煤层进行开采，该井田有

12、两个主采煤层3号煤层和4号煤层4号煤层位于3号煤层下方70 m处。2.2矿井工业储量全矿井工业储量的具体计算如下：1）井田的水平投影面积为：S=44153515=15.52 km2 由于两个主采煤层的平均倾角为7.5，所以井田中3号煤层和4号煤层的实际面积为：S=（15.52/cos7.5）2 =31.31 km22）工业储量为： =31.3110610.51.4=4.603 t式中：S1表示3号煤层的面积，m2；S2表示4号煤层的面积，m2；h表示煤层厚度，10.5 m；表示煤的容重，取1.4 t /m3。符合煤炭工业设计规范的要求。2.3矿井可采储量2.3.1永久煤柱损失量包括铁路煤柱损失

13、量Pt、断层煤柱损失量Pd、井田边界煤柱损失量Pb、工业广场煤柱损失量Pg。1）铁路煤柱损失量Pt经计算为65072569.66 t2）断层煤柱损失量Pd经计算为5821200 t3）井田边界煤柱损失量Pb经计算为7676340 t4）工业广场煤柱损失量Pg经计算为31752843.9 t 所以，永久煤柱损失量: P=Pt+Pd+Pb+Pg =65072569.66+5821200+7676340+31752843.9 =123820493.6 t 2.3.2矿井可采储量为Zk=(Zg-P)C =(4.603-123820493.6)0.75 =252359629.8 t 其中，C表示带区采出

14、率，厚煤层不小于0.75；中厚煤层不小于0.80；薄煤层不小于0.85。3矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1矿井工作制度矿井的年工作天数为300 d，采煤实行“四六制”，三班出煤一班检修。每昼夜净提升小时数为16 h。3.2矿井设计生产能力及服务年限3.2.1矿井设计生产能力该井田有两个主采煤层3号煤层和4号煤层，厚度大，倾角小，水文地质条件简单，具备建设中、大型矿井的条件。根据矿区现有生产矿井的实际生产水平以及国家对该矿区煤炭的迫切需要，装备一个综采放顶煤工作面，年产量可以达到2.403.0 Mt。设计时对年产量共提出两个方案：2.40 Mt和3.0 Mt。对这两个方案进行技术分析后

15、，认为3.0Mt的方案虽困难多一些，但考虑到该矿井建设时间较长和国内采掘机械发展情况，最终根据上级领导和有关专家的讨论，决定矿井生产能力为3.0 Mt/a。3.2.2矿井服务年限矿井设计生产能力为3 Mt，根据可采储量、井型与服务年限之间的相适应关系得矿井服务年限矿井可采储量Zk、设计生产能力A和矿井服务年限T三者之间的关系为： 式中：Zk矿井可采储量，Mt；A设计生产能力，Mt；T矿井服务年限，a；K矿井储量备用系数一般取1.31.5，在此取1.4。则矿井设计服务年限为：T=Zk/(AK) =252359629.8/(3.0101.4)=60.08563=60 a经核算，矿井及第一水平的服务

16、年限符合煤炭工业设计规范的规定。4井田开拓4.1井田开拓的方案4.1.1本井田开拓主要考虑以下几个因素1）煤层赋存稳定两个煤层相距70 m，倾角为2.3到22，平均为7.5，表土层为200 m，两个煤层的平均厚度均为10.5 m.2）矿区地势平坦，地面标高变化于+52 m+44 m之间，其多为农田，没有大的地表水系和水体，有津浦铁路穿过。3）本井田煤层埋藏较浅，3号煤层平均埋深在-300 m，最深处到-550 m，最浅处为-220 m；4号煤层平均埋深在-370 m，最深处到-620 m，最浅处为-290 m。4）本井田设计生产能力为3.0 Mt，且矿井的生产技术和设备都比较先进。4.1.2井

17、筒形式、数目和位置的确定1)由于兖州矿区地形平坦，煤层埋藏深度较浅，表土较厚但没有大流砂层，综合考虑确定本矿井可行的开拓方式为斜井和立井。2）井筒数目井田开拓，必须有主井和副井，其中主井负责提煤，副井负责提矸下料、运送行人，另外，出于生产安全的需要，应该设有风井，考虑到井田的通风情况，在井田的中央布置一个风井，所以共需井筒数目为3个。具体布置见下节。3）井筒位置（1）主、副井井筒位置的选择井筒位置因使井下运输功最小井田储量一定时，沿井田走向大巷运输功的变化可因井筒位置的不同成倍增加。当井田形状规则，储量分布均匀时，最小运输功恰在井田中央。井筒设与此，不仅运输费用低，巷道维护、采区准备及通风费也

18、相应降低。对单水平开采缓倾斜煤层的井田，从有利于井下运输出发，井筒应座落于井田中部，或者使上山部分斜长略大于下山部分，这对开采是有利的。（2）风井位置的选择本井田煤层赋存条件比较好，在井田中央布置一个风井。本矿井采用立井或斜井开拓在技术、经济、安全等方面综合起来较合理。工业广场位于井田的中央。一个主井、一个副井、一个回风井。4.1.3开采水平的确定井田开拓设计着重于选择开采水平的标高，使其贯穿全部煤层，有利于开采。阶段高度或斜长往往随煤层倾角与回风巷道标高不同而有较大变化。阶段斜长在一定程度上受采区斜长的限制。缓倾斜煤层或倾斜煤层的深部以及倾斜长度过大的局部块段，往往采用上下山或增设中间水平开

19、采。本矿井煤层倾角小，煤层垂高小，3号煤层从-220m-550m，4号煤层从-290 m-620m，但是每层的倾向长度不大，所以不宜布置较多的水平。可以考虑划分一个或两个水平。用两水平时，需考虑第一水平的服务年限和第二水平的延伸。4.1.4大巷和井底车场的布置考虑到系统的可靠性和生产的方便，决定开拓一条运输大巷、一条轨道大巷、一条回风大巷。由于服务于整个井田，且煤层比较厚，故将大巷全部布置在煤层底板沙岩中，距煤层30 m，大巷之间的距离为30 m。布置在岩层中，其优点是巷道维护条件好，维护费用低，可以较好的控制方向和坡度；另外可以减少煤柱损失。4.1.5技术上可行的开拓方案经过分析，提出了，方

20、案一：立井单水平开拓，方案二：主斜副立单水平开拓，方案三：斜井单水平开拓（井筒位于井田中央），方案四：斜井单水平开拓（井筒位于井田边界）。四种在技术上可行的开拓方案，且这四种方案均采用单一水平开采，运输大巷、轨道大巷、回风大巷均布置在煤层底板沙岩中，距煤层30 m，大巷之间的距离为30 m。 经过技术分析、比较，结合粗略估算费用结果，可知方案一具有明显的经济优势，故选择立井单水平开拓。主、副井井筒均为立井，布置于井田中央。4.2矿井的基本巷道4.2.1井筒井筒的位置与井筒的形式、用途有密切的联系，合理确定井筒的位置和形式对井下的开拓布置、地面设施布局、运输线路布置和方式有着决定性的作用。根据以

21、上所述的井筒位置选择的一些基本原则和矿井开拓方案，已经选定了井筒的位置、形式等。现分别对主井、副井、风井介绍如下：1）主井主井担负全矿的煤炭提升任务，主井，井口标高为+50 m，井深460 m，净直径6.5 m，净断面33.18 m2。安两台同型号的瑞典产ASEA2.86摩擦轮绞车，绞车滚筒直径2.8 m，宽度1.815 m，配用两台LAA710型，功率1260 kw直流电机，转速815转/分。箕斗容量14 t，承担矿井全年煤炭提升任务。主井井筒特征见表4-1所示。主井井筒断面如图4-1图4-1 主井井筒断面表4-1 主井井筒特征井型(万吨)300井筒直径(m)6.5井深(m)460净断面积(

22、m2)33.18基岩段毛断面积(m2)44.18表土段毛断面积(m2)44.18井筒支护混凝土砌壁表土段支护厚度700 mm，基岩段支护厚度400 mm2）副井图4-2 副井井筒断面图副井，井口标高为50 m，井深450 m，副井净直径7.5 m，净断面44.18 m2。安两台瑞典产HSVA6型多绳摩 擦轮绞车，滚筒直径2.8 m，宽1.815 m，提升速度8.5m/s。绞车分别配一个带平衡锤的双层单罐和一对双层罐笼，提升均为双闭环，无环流直流拖动。单罐电机为LAD410L型，功率810 kw，双罐电机为LAA710型，功率1260 kw。每层罐笼可装MG1.76型矿车两辆。单罐笼绞车最大不平

23、衡负荷为9 t。双罐笼绞车最大不平衡负荷为14.5 t，用来升降人员和材料及矸石。副井井筒特征见表4-2所示。副井井筒断面如图4-2。表4-2 副井井筒特征井型(万吨)300井筒直径(m)7.5井深(m)450净断面积(m2)44.18基岩段毛断面积(m2)59.45表土段毛断面积(m2)59.45井筒支护混凝土砌壁表土段支护厚度800 mm，基岩段支护厚度500 mm3）风井任何风井布置方案的选择，都应该在满足风量和合理通风断面的条件下，力求缩短风路，减少风阻，降低负压，使通风机选型容易，提高通风效率。结合矿井开拓的实际情况，所选风井及通风方式采用中央并列式抽出通风方式。由副井进风，风井排风

24、。风井标高50-375 m，井深450 m，净直径6.5 m，净断面为33.18 m2。风井井筒特征如表4-3所示。风井井筒断面如图4-3图4-3 风井井筒断面表4-3 风井井筒特征井筒直径(m)6.5井深(m)460净断面积(m2)33.18基岩段毛断面积(m2)45.36表土段毛断面积(m2)59.45井筒支护混凝土砌碹厚450 mm，充填混凝土厚50 mm4.2.2主要开拓巷道工作面轨道运输大巷、轨道大巷、回风大巷、行人进风斜巷、会风斜巷布置在3号煤层底板中，巷道接近水平，轨道顺槽、运输顺槽布置在煤层中，运输大巷断面图4-4，运输大巷面特征表见表4-4，运输大巷每米工程量及材料消耗量见表

25、4-5。图4-4 运输大巷断面图图4-5 轨道运输大巷断面图表4-4 运输大巷特征表围岩类别断面/m2设计掘进尺寸喷射厚度/mm锚杆净周长/m净设计掘进宽度/mm高度/mm形式外漏长度/mm排列方式排间距/mm长度/mm直径/mm岩12.814.644403770120树脂100三花80016002013.6表4-5 运输大巷每米工程量及材料消耗量围岩类别计算掘进工程量/m2材料消耗量水沟长度/m粉刷面积/m2巷道墙角锚杆数量/套喷射材料/m3卧底材料/m3金属网/m3药卷数量 /个岩14.60.0215.11.20.636.9730.21.09.4表4-6 轨道运输大巷特征表围岩类别断面/m

26、2设计掘进尺寸喷射厚度/mm锚杆净周长/m净设计掘进宽度/mm高度/mm形式外漏长度/mm排列方式排间距/mm长度/mm直径/mm岩石15.216.443004500150树脂100三花80016002016.9图4-6 回风大巷断面图表4-7 轨道运输大巷每米工程量及材料消耗量围岩类别计算掘进工程量/m2材料消耗量水沟长度/m粉刷面积/m2巷道墙角锚杆数量 /套喷射材料/m3卧底材料/m3金属网 /m3药卷数量 /个岩石16.40.0215.11.20.636.9734.21.015.4表4-8 回风大巷特征表井型3 Mt提升设备井筒支护表面混凝土砌碹，厚400 mm基岩段锚杆喷射混凝土支护

27、，厚100 mm净断面积17.8 m2敷设管路动力、通讯、照明电缆及消防洒水管路毛断面积20.2 m2用途回风图4-7 运输顺槽断面图表4-9 运输顺槽特征表围岩类别断面/m2设计掘进尺寸喷射厚度/mm锚杆净周长/m净设计掘进宽度/mm高度/mm形式外漏长度/mm排列方式排间距/mm长度/mm直径/mm煤15.216.443004500150树脂100三花80016002016.9表4-10 运输顺槽每米工程量及材料消耗量围岩类别计算掘进工程量/m2材料消耗量水沟长度/m粉刷面积/m2巷道墙角锚杆数量 /套喷射材料/m3卧底材料/m3金属网 /m3药卷数量 /个煤16.40.0215.11.2

28、0.636.9734.21.015.4图4-8 轨道顺槽断面图表4-11 轨道顺槽特征表围岩类别断面/m2设计掘进尺寸喷射厚度/mm锚杆净周长/m净设计掘进宽度/mm高度/mm形式外漏长度/mm排列方式排间距/mm长度/mm直径/mm煤15.216.443004500150树脂100三花80016002016.9表4-12 轨道顺槽每米工程量及材料消耗量围岩类别计算掘进工程量/m2材料消耗量水沟长度/m粉刷面积/m2巷道墙角锚杆数量 /套喷射材料/m3卧底材料/m3金属网/m3药卷数量/个煤16.40.0215.11.20.636.9734.21.015.4图4-9 行人进风斜巷断面图表4-1

29、3 行人进风斜巷断面特征表围岩类别断面（m2）掘进尺寸（mm）喷射厚度（mm）锚杆（mm）净周长（m）备注净掘宽高型式外露长度排列方式间排距锚深规格 （L）岩石11.513.642003600树脂锚杆100菱形800160019001613.3表4-14 进风斜巷每米工程量及材料消耗量围岩类别掘进工程量（m3）锚杆数量（根）材料消耗量粉刷面积（m2）巷道墙角喷射材料（m3）铺底（m3）锚杆重量（kg）注眼树脂（kg）托盘钢筋（kg）铁（kg）岩石13.712.7513.537.95表4-15 行人回风斜巷每米工程量及材料消耗量围岩类别掘进工程量（m3）锚杆数量（根）材料消耗量粉刷面积（m2）巷

30、道墙角喷射材料（m3）铺底（m3）锚杆重量（kg）注眼树脂（kg）托盘钢筋（kg）铁（kg）岩13.712.7513.537.95图4-10 行人回风斜巷断面图表4-16 行人回风斜巷断面特征表围岩类别断面（m2）掘进尺寸（mm）喷射厚度（mm）锚杆（mm）净周长（m）备注净掘宽高型式外露长度排列方式间排距锚深规格 （L）岩石11.513.642003600树脂锚杆100菱形800160019001613.34.2.3井底车场由于井筒形式，提升方式，大巷运输方式及大巷距井筒的水平距离等不同，井底车场的形式也各异。按照矿车在井底车场内运行特点，井底车场可分为：环行式和折返式两大类型。根据本设计矿

31、井井筒形式及大巷的布置，结合井底车场型式的选择因素，该设计矿井采用环式车场，大巷运煤主要是皮带运输。井底车场的布置、存车线路、行车路线布置长度（1）存车线长度的确定确定存车线长度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

32、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

33、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375 m。井底车场如图4-15。1主井 2副井 3风井 4煤仓 5绞车房 6箕斗装载硐室7装载带式输送机巷 8行人斜巷 9主水泵房 10主变电所 11消防材料库 12管子道 13电缆道 14水仓 15主井清理洒煤斜巷 16行人巷 17轨道大巷 18运输大巷 19回风大巷图4-11井底车场5准备方式带区巷道布置5.1煤层地质特征5.1.1带区位置及范围矿井首采带区位于井田中央的上部，为矿井的第一带区，西以断层为界，东以铁路为界，北以人为边界为界，该带区东西走向最长长约1900 m，南北倾向最长约2700 m，可采煤量21388500

34、t。该带区的首个工作面为1301、第二个工作面为1302。5.1.2带区煤层特征本带区所采煤层为3号煤层，煤层特征如表5-1所示。表5-1 3号煤层特征如表煤层名称煤厚(m)倾角(度)结构稳定性容重（t/）硬度牌号310.57.5简单稳定1.40中硬（f=2.3）气煤一带区所属煤层的3号煤层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，根据地质资料，3号煤层属于氮气带，沼气和二氧化碳含量很底，均小于10 m3/t，属低瓦斯。有煤尘爆炸危险，煤尘爆炸指数一般为37 %42 %。有自燃发火倾向，自燃发火期为36个月。5.1.3地质构造一带区内地质构造简单，煤层起伏不明显，基本没有断层，煤

35、层倾角约为2.314，平均为7.5，煤层赋存条件相当好。砂岩顶底板。5.1.4顶底板特性3号煤层的顶底板特性如表5-2所示。表5-2 3煤层的顶底板特性伪顶直接顶老顶底版岩性无粉砂岩中粉砂岩中砂岩厚度(m)3.231.816.2类别5.2带区巷道布置及生产系统由于本矿井是大型矿井，且两个煤层的平均厚度均为10.5 m，出于对煤炭资源的回收和利用，以及由于该矿井的产量由一个工作面来完成，每个工作面的服务年限为一年左右，故带区巷道布置及生产系统选择方案为不布置集中巷，设置分带溜煤眼和分带车场。5.2.1带区倾向长度的确定由于第一带区与第二带区之间有一条天然的大断层为界，为了在布置工作面时避免断层的

36、影响，同时考虑到少留三角煤，将分带大致平行于断层走向布置，这样分带的推进长度比较长，最长可达2400 m，但是选择大功率和长距离的设备完全可以满足要求。另外考虑到通风等环节，需要开中切眼。5.2.2确定风带斜长和分带数目根据工作面的长度和带区的尺寸可以确定分带数目和斜长。经计算可以划分6个分带，分带斜长在900 m2400 m的范围内 。同时由经验可知综放工作面的长度一般不小于800 m1000 m可知开条带的推进长度是合理的。5.2.3煤柱尺寸的确定护巷煤柱沿倾斜的尺寸一般为8 m15 m，由于该煤层的厚度大，所以分带之间留设15 m煤柱。5.2.4带区内各种巷道的布置带区内各种巷道主要包括

37、：胶带运输顺槽、轨道顺槽、中切眼、带区煤仓、进风行人斜巷、回风行人斜巷。5.2.5带区内工作面的接替情况带区内工作面之间的接替，从西到东依次投入生产。5.2.6带区通风、运输及其他系统（1）运煤系统运输路线如下：煤由工作面刮板运输机转载机、破碎机运输顺槽胶带输送机分带煤仓大巷胶带输送机井底煤仓主井箕斗地面。（2）辅助运输系统运输路线如下：地面副井375 m井底车场轨道大巷分带下部车场轨道顺槽工作面。（3）通风系统带区1301工作面风流路线为：副井井底车场轨道运输大巷分带下部车场轨道顺槽工作面运输顺槽行人、回风斜巷回风大巷风井。具体路线见矿井通风部分的图示。（4）排矸系统巷道沿煤层掘进，矿井投产

38、后，基本不产生矸石，在局部掘进穿越岩层和施工风桥、顺槽运输机机头硐室时产生的少量矸石，采用矿车经副井运到地面。（5）供电系统供电：地面变电站副井井底车场中央变电所主运输大巷带区中央变电所轨道顺槽工作面。（6）排水系统在工作面轨道顺槽、胶带运输顺槽中各敷设一趟4寸管路，轨道顺槽、胶带运输顺槽低洼处各建一水窝，水由工作面排到水窝，再由水窝通过排水管排出。在水窝处备两台22 kw水泵，一台使用，一台备用。 轨道斜巷 水流方向：工作面 轨道大巷胶带运输斜巷 副井井底水仓地面。5.2.7带区内各种巷道的掘进方法带区内所有工作面斜巷均沿底板掘进，采用连续采煤机及其配套设备施工，后配备皮带和刮板输送机组成的

39、机械化掘进，采用连续采煤机割煤，梭车、给料破碎机、加皮带、刮板输送机运煤，带区首个工作面和最后一个工作面靠近带区边界一侧采用单巷掘进并在工作面的煤壁中开中切眼以利于通风，其余工作面的巷道采用双巷掘进。铲车完成材料、设备的运送、搬移以及巷道浮煤的清理工作。锚杆机完成巷道顶锚杆和锚索的打眼、安装工作；选用手持风动钻机来完成帮锚杆的打眼和安装工作。掘进通风：通风方式为压入式。5.2.8带区生产能力由于大采高工作面产量大，只布置一个大采高工作面即可满足矿井产量要求。（1）放顶煤工作面的生产能力经计算A0为314.207万t/a（2）掘进面生产能力经计算A1为31.4207万t/a所以，带区生产能力A=

40、A0+A1=314.207+ 31.4207=345.627908万t/a 矿井设计井型为3 Mt/a，带区生产能力345.627908万t/a，能满足矿井的产量要求。5.2.9带区采出率带区内实际采出煤量与带区内工业储量的百分比称为带区采出率。由于煤层厚度一定，也可按下式计算：带区采出率=带区实际采出煤量所占面积/带区面积100 %则该带区的采出率经计算为76 %根据煤炭工业设计规范规定：采（盘）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。设计首采盘区采出率为76%，符合煤炭工业设计规范规定。5.3带区车场选型设计带区下部车场如图5-1所示：1运输大巷 2轨道大巷 3回风大巷 4行人进风运料斜巷5绞车房 6轨道顺槽图5-1 带区下部车场5.4带区主要硐室5.4.1带区煤仓本带区共有6个分带，由于矿井首采带区产量较大，服务年限不长，且本矿的机械化水平较高，所以本矿决定采用分带煤仓的布置方式。见矿井开拓平面图。煤仓容量为： 式中：Q分带煤仓容量，t；带区高峰期生产能力t/h，高峰期间的小时产量为平均产量的1.02.0倍；装车站通过力t/h为平均产量的1.01.5倍；带区高峰生产能持续时间，取1.01.5 h；不均匀系数机采取决于1.01.5 h。=（12