1、目 錄目 錄1 摘 要6 第一章 井田概述和井田地質特征7 第一節 礦區概述7 一、礦區地理位置及交通條件7 二、礦區的工農業生產建設狀況7 三、礦區的電力供應基本情況7 四、礦區的水文簡況7 五、礦區的地形與氣象8 第二節 井田地質特征8 一、地層8 二、含煤地層9 三、地質構造10 第三節 煤層的埋藏特征11 一、煤層的賦存特征11 二、煤質及工業用途11 三、瓦斯、煤塵爆炸性及煤的自燃性14 四、其它開采技術條件14 第四節 水文地質15 一、地表水15 二、含水層15 三、地下水的補給、徑流及排泄16 四、礦井充水因素分析17 五、構造對井田水文地質條件的影響17 六、水文地質類型17

2、 七、采空區及古窯破壞區積水對本井田的影響17 八、礦井涌水量17第二章 井田境界與儲量18 第一節 井田境界18 第二節 地質儲量的計算18 第三節 可采儲量的計算19第三章 礦井工作制度與生產能力20 第一節 礦井工作制度20 第二節 礦井生產能力及服務年限20第四章 井田開拓21 第一節 井田開拓方式的確定21 一、井筒的位置、形式、數目及礦井通風方式21 二、井田內的再劃分22 三、大巷的布置23 四、井田開拓方案23 五、兩方案的技術經濟比較24 第二節 達到設計生產能力時工作面的配備26第五章 礦井基本巷道及建井計劃26 第一節 井筒、石門與大巷26 一、井筒數目及用途26 二、井

3、筒、大巷的布置及裝備27 第二節 井底車場28 一、井底車場形式28 二、井底車場硐室29 第三節 建井工作計劃29 一、礦井建設方式29 二、施工方法29 三、礦井移交標準30 四、施工進度指標確定30 五、建井工期30第六章 采煤方法31 第一節 采煤方法的選擇31 一、采煤方法的選擇及其依據31 二、回采工作面的個數、產量及裝備31 三、回采工作面回采方向與接替32 四、采區及工作面回采率32 第二節 確定采（盤）區巷道布置與要素32 第三節 回采工藝及勞動組織34 一、回采工藝34 二、勞動組織形式35 第四節 采（盤）區的準備與工作面接替36 一、巷道斷面和支護形式36 二、巷道掘進

4、進度指標36 三、回采工作面個數和回采面的機械配備36 四、礦井采掘比例關系和掘進矸石率38 五、工作面接替39第七章 井下運輸39 第一節 運輸系統和運輸方式的確定39 第二節 運輸設備的選擇和計算40 一、礦車、材料和人車40 二、大巷內運輸設備的選型42第八章 礦井提升42 第一節 主斜井的提升42 一、設計依據42 二、參數及計算43 第二節 副斜井的提升46 一、條件及情況簡述46二、設計依據46 三、鋼絲繩的選擇46 四、提升機選擇47 五、相對位置47 六、選電動機47 第三節 礦井的排水47 一、水泵的驗算48 二、管路選擇48第九章 礦井通風與安全48 第一節 風量的計算48

5、 一、采煤工作面實際需要風量的計算49 二、掘進工作面實際需要風量的計算：50 三、硐室實際需要風量51 四、其它用風地點風量51 第二節 礦井通風系統和風量分配52 一、通風方式52 二、風井數目、位置、服務范圍及服務年限52 三、掘進通風及硐室通風52 四、通風系統和風量分配52 第三節 計算負壓及等積孔53 一、計算原則53 二、計算方法54 第四節 選擇礦井通風設備56 一、選擇主扇67 二、選擇電動機58 第五節 安全生產技術措施59 一、煤塵爆炸的防止措施59 二、煤及瓦斯突出的預防措施59 三、礦井水災預防措施59 四、火災預防措施60 五、防止冒頂事故的措施60 六、避難硐室和

6、避災路線60 七、礦山救護隊的設置60第十章 經濟部分61 第一節 礦井設計概算61 一、井巷工程概算的編制依據61 二、井巷工程概算的編制方法62 三、礦建工程費用的計算方法62 第二節 勞動定員和勞動生產率63 一、定員范圍63 二、定員依據63 三、定員方法63 四、計算勞動生產率65 五、匯編設計技術經濟指標65致 謝68參考文獻69摘 要 本設計所選的題目為，根據呂梁市離石區菁蒿焉煤礦提供的菁蒿焉煤礦的井田概況和地質特征資料。井田概況包括井田境界；地表的交通位置以及自然地理和水源、電源的供應情況。地質特征資料包括地層；地質構造；煤層及煤質；煤層頂、底板情況及煤層的瓦斯、煤塵、煤的自燃

7、性；以及礦井的水文地質情況。 此次設計的目的是運用大學階段所學的知識聯系礦井生產實際進行礦井開采設計，并就本專業范圍的某一課題進行較深入的研究，以培養和提高學生學習分析和解決實際問題的能力，是學生走上工作崗位前進行的一次綜合性能力訓練，也是對一個未來采礦工程高級工程技術人才的基本訓練。 設計時應以當前煤礦開采發展的趨勢和方向，結合本煤礦的特征以綜合機械化一次采全高為首的采煤方法。并合理的布置開拓巷道和工作面，以簡化采煤生產系統提高煤炭的利用率。 此次設計需要解決的專題是高瓦斯易自燃煤層的開采，要求我們需要在采區巷道的布置上（尤其是通風的問題）及以后的生產管理上采取特殊的措施，以實現礦井的安全生

8、產。該礦井的設計生產能力為180萬t/a，采用兩個水平分組開采，采用條帶式布置后退式一次采全高，采用完全垮落法管理頂板。采用綜合機械化開采。 設計過程中我們對礦井的各個系統又有了一次比較全面的認識和了解，同時在老師的輔導和幫助下也解決了一些接近實際的問題。使我們在掌握專業知識的同時也提高了自己以后在現實工作崗位上的能力。關鍵詞：頂板管理；地質災害；綜采。 采礦工程專業 學生：洪天偉 2013年5月1日第一章 井田概述和井田地質特征第一節 礦區概述一、礦區地理位置及交通條件菁蒿焉煤礦位于呂梁市離石區城北街道辦事處沙麻溝村，行政區劃屬離石區管轄。井田地理坐標為：東經11108491110959北緯

9、373352373446該礦西部外有209國道通過，南距王家溝約3km，距離石區約7km，與太(原)軍(渡)干線公路相連，又與孝柳鐵路鄰近，經離石區向西可通陜西，向東可通汾陽、孝義，直至全國各大中城市，交通十分便利。二、礦區的工農業生產建設狀況本區以農業為主，主要農作物有谷子、攸麥、豆類及油料等，近年工礦企業發展較快，其中煤礦為該區重要的支柱行業。三、礦區的電力供應基本情況 礦井供電采用雙回路供電方式，兩回10kv電源分別引自下安變電站及沙會則變電站。4、 礦區的水文簡況該煤礦目前生活用水取自于井筒中的淺層潛水。開拓中，在井筒壁做一水倉將第三、四系中的淺層潛水積貯起來，用水泵抽出地面直接供生活

10、之用。而生產用水為處理后的井下排水。擴建后，現有水源不能滿足生產要求，需打深井。五、礦區的地形與氣象該區屬中、低山區，區內地形復雜，侵蝕沖刷強烈，溝谷發育，井田總體地勢北高南低，最高點位于井田東北部，海拔為1179.16m，最低點位于井田西部沙麻溝村西，海拔為950.0m，最大相對高差為229.16m。 北川河流經本井田西部外圍，井田內無河流，但溝谷較發育，雨季時有短暫洪水泄流均匯人北川河，北川河在離石區西與東川河、南川河匯集，向西流人黃河。該區位于晉西黃土高原，屬溫帶大陸性氣候，其特點為四季分明，晝夜溫差大，冬季少雪干旱，春季多風，夏季雨量集中，秋季陰雨天較多。據19821990年離石縣城關

11、鎮氣象資料，年最大降水量為744.8mm(1985年)，最小降水量為327.3mm(1986年)，年平均降水量507.0mm，降水量多集中在7、8、9三個月；最高氣溫32.5，最低氣溫-21.7，年平均氣溫8.9。年蒸發量為14821941mm，蒸發量大于降水量。每年11月份結冰。次年3月份解凍。 最大凍土深度0.85m，全年無霜期平均為186d。冬季多西北風，夏季多東南風，最大風速日平均值為3.1ms。據山西省地震局發布的地震烈度表，本區屬六級烈度區。據史料記載，1829年(清道光九年三月)離石地區曾發生過5級以上地震。震中在離石區東部。第二節 井田地質特征一、地層本井田內第四系、第三系地層

12、廣泛發育，地表未見基巖出露，井田內無鉆孔資料，依據鄰區鉆孔資料將本井田內地層由老至新分述如下：（一）奧陶系中統峰峰組（o2f）為含煤地層之基底，為灰色、黑灰色，厚層狀石灰巖夾淺灰或灰黃色泥灰巖，厚度約70110m，平均90m。（二）石炭系中統本溪組（c2b）本組地層巖性為灰色粉砂巖、灰黑色泥巖、灰色粘土巖、淺灰色石灰巖及灰白色、深灰色碎屑狀鋁土礦。其底部鋁土礦及粘土巖中含黃鐵礦結核，含植物化石。厚度24.0548.71m，平均35.33m。與下伏地層呈平行不整合接觸。（三）石炭系上統太原組（c3t）本組地層由灰白色各粒級砂巖、灰色、灰黑色砂質泥巖、泥巖、黑色炭質泥巖、淺灰色石灰巖及煤層組成，含

13、植物化石。為主要含煤地層之一，厚度76.8698.52m，平均89.75m。與下伏本溪組地層為整合接觸。（四）二疊系下統山西組（p1s）本組地層巖性由灰白色各粒級砂巖，灰色灰黑色砂質泥巖、泥巖及煤層組成。井田東部該組地層大部被剝蝕，僅存于中西南部，最大殘留厚度約55m左右，與下伏地層呈連續沉積。（五）第三、四系(n+q)上部淡黃色黃土、砂土、亞砂土、質軟、疏松、垂直節理發育，局部含礫石層。厚度一般為010m，平均8.50m左右。 中部為棕黃色砂土、粘土、棕紅色粘土，含條帶狀鈣質結核層，厚度一般為040m，平均25m左右。下部為棕紅色砂質粘土，礫石層夾有鈣質結核，底部見半膠結礫石層，礫石為石灰巖

14、及少量片麻巖。與下伏地層呈角度不整合接觸。厚度一般為0170m，平均140m左右。二、含煤地層井田內含煤地層為石炭系上統太原組(c3t)及二疊系下統山西組(p1s)，現分述如下：（一）石炭系上統太原組(c3t)該組地層為k1砂巖之底至l5灰巖之頂，為一套海陸交互相含煤沉積，巖性由灰白色各粒級砂巖、灰色、灰黑色砂質泥巖、泥巖、黑色炭質泥巖、淺灰色石灰巖及煤層組成，共含煤5層，自上而下編號為6、7、10、11、12號，其中，10號煤層為全井田可采煤層，其余煤層不穩定，不可采，本組地層底部發育一層較穩定的中粒砂巖(k1)，與下伏本溪組地層呈整合接觸。（二）二疊系下統山西組(p1s)該組為一套陸相碎屑

15、含煤地層，巖性由灰白色各粒級砂巖，灰色灰黑色砂質泥巖、泥巖及煤層組成，本組厚度55m，共含煤5層，自上而下為2、3、4、5、5下號，其中，4號煤層為井田可采煤層，其它為不可采的薄煤層，本組地層底部發育一層穩定的中粒砂巖(k2)，與下伏太原組呈整合接觸。三、地質構造（一）區域構造本井田處于華北地臺之山西隆起之西緣，鄂爾多斯臺坳的河東斷凹部位，發育有近南北向褶皺及高角度的正斷層。區域構造主要有離石大斷裂和中陽離石向斜。本井田位于中陽離石向斜西翼北東部。（二）礦區構造本井田為一單斜構造，走向北西南東，傾向南西，傾角3左右，斷層、陷落柱不發育，無巖漿巖侵入。總之，井田構造屬簡單類型(ia)。第三節 煤

16、層的埋藏特征一、煤層的賦存特征（一）含煤性 井田內賦存含煤地層為山西組、太原組，總厚度144.75m，含煤10層，煤層總厚約9.14m，含煤系數為6.31，其中山西組地層厚度55m，煤層厚度2.89m，含煤系數5.25，太原組地層厚度89.75m，煤層厚度6.25m，含煤系數6.96。（二）可采煤層 井田內可采煤層共2層，分別為4、10號煤層，現分述如下：4號煤層：位于山西組中下部，下距k2砂巖約24m左右，厚度1.942.02m，平均1.98m，結構簡單，含一層夾矸，頂板為砂質泥巖，底板為細砂巖，該煤層在井田東部已大面積剝蝕且風氧化嚴重，可利用資源僅賦存于井田西南部，為穩定可采煤層，屬本礦批

17、采煤層之一。10號煤層：位于太原組中部，l1灰巖之下，上距4號煤層約28m左右。煤層厚度5.926.00m，平均5.96m，結構復雜，含夾矸04層，頂板為石灰巖，厚度10m左右，底板為砂質泥巖，井田東部被剝蝕且風氧化，煤層經風氧化后壓實變薄，該煤層為穩定可采煤層，亦屬本礦批采煤層之一。 煤層特征見表1-3-1。表1-3-1 可采煤層特征表地層單位煤層編號厚度(m)層間距（m）可采程度頂底板巖性最小最大平均頂板底板山西組41.942.021.9828穩定可采砂質泥巖細砂巖太原組105.926.005.96穩定可采石灰巖砂質泥巖二、煤質及工業用途（一）煤的物理性質及煤巖特征各煤層主要為黑色、褐黑色

18、，條帶狀結構，玻璃和強玻璃光澤，硬度一般為23，有一定韌性，不規則狀，階梯狀斷口，比重稍大；內生裂隙發育。1、宏觀煤巖特征各煤層的宏觀煤巖特征基本相近，宏觀煤巖組分以亮煤為主，次為暗煤，鏡煤、少量絲炭、宏觀煤巖類型主要為半亮型和半暗型，光亮型次之，少量暗淡型。條帶狀結構，線理狀結構，層狀構造，次為均一狀結構，塊狀構造。2、微觀煤巖特征4、10號煤的顯微煤巖組分以有機組分為主，無機組分次之；其中有機組分中又以鏡質組為主，絲質組次之，無機組分主要為粘土巖，少量石英及硫化物類。鏡質組油浸最大反射率(rmax)：4號煤為1.36，10號煤為1.311.59，平均1.49（二）煤的化學性質、煤的用途1、

19、煤的化學性質根據2006年6月23日山西煤礦安全裝備技術測試中心檢驗報告及原報告對4號煤層煤質化驗資料，結果如下：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。揮發分(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。發熱量(qgr.d)：27.99mjkg粘結指數(gr.i)：87。膠質層厚度(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。根據山西省離石區高崖灣煤礦擴建勘探(精查)報告對10號煤層煤質化驗資料，結果如下：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。揮發分(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。發熱量(qgr.d)：26.55mjkg。粘結指數(gr.1)：73。焦渣特征(crc)：原煤56。磷

21、(pd)：0.019。2、煤的用途4號煤為低灰、低硫、特低磷、高熱值之焦煤。10號煤為低灰中灰、中高硫高硫、特低磷、高熱值之焦煤。4號煤可用作煉焦用煤；10號煤可作煉焦配煤和動力用煤。（三）煤的工藝性能據地質報告資料，4、10號煤具有良好的結焦性，焦炭的抗碎性及耐磨性能良好。（四）煤的可選性據山西省離石區高崖灣煤礦擴建勘探(精查)報告資料，當選用理論灰分為8時，4號煤為極易選煤，10號煤為中等可選煤。當選用理論灰分為6時，4、10號煤均為極難選煤。三、瓦斯、煤塵爆炸性及煤的自燃性（一）瓦斯該礦4號煤層相對瓦斯涌出量3.14 m3t，絕對涌出量0.82 m3min，co2相對瓦斯涌出量2.02

22、m3t，絕對涌出量0.35 m3min，為低瓦斯礦井。（二）煤塵本礦于2006年6月由山西煤礦安全裝備技術測試中心進行了4號煤煤塵爆炸性測試，煤層具有爆炸性。參照鄰近的七里灘村煤礦的鑒定資料，10煤煤塵有爆炸性。（三）煤的自燃本礦于2006年6月23日由山西煤礦安全裝備技術測試中心對4號煤層進行了煤的自燃傾向性測試，自燃等級為級，傾向性質為不易自燃；參照七里灘村煤礦鑒定資料，10號煤也為不易自燃煤層，自燃等級為級。四、其它開采技術條件頂、底板條件：4號煤層頂板巖性為砂質泥巖，厚度約4m左右，其上為一層厚約1m的粉砂巖，裂隙發育，不易管理。底板巖性為細砂巖，平均1.5m左右，據鄰區高崖灣煤礦擴建

23、勘探(精查)地質報告，頂板抗壓強度60.3-89.6mpa，穩定性差。10號煤層頂板為l1石灰巖，厚約18m左右，裂隙發育。底板巖性為砂質泥巖，厚度約3.50m左右，據鄰區高崖灣煤礦擴建勘探(精查)地質報告，頂板抗壓強度75.2161.7mpa，比較穩定，但局部裂隙發育，加之地下水活動的影響，存在不穩定因素。第四節 水文地質一、地表水本地區常年性河流有屬于黃河水系的三川河及主要支流北川河 (流量1.98 m3s)，東川河（流量0.70 m3s）和南川河（流量0.50 m3s）。本井田位于北川河東部。二、含水層（一）變質巖類風化裂隙含水層組分布于區域西部的王家會背斜軸部及東部廣大地區，巖性為前寒

24、武系的混合巖化花崗巖、片麻巖等。一般泉流量小于0.5ls，水質優良，為hc03-ca2+型，礦化度0.20.5gl。（二）碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層組 奧陶系由灰巖、豹皮灰巖、泥炭巖和白云質灰巖組成。厚度大、水位標高一般在810829m之間，單井出水量一般大于1000td，水質良好，為hc03-ca.mg型，礦化度0.2-0.5gl。其中馬家溝組巖溶發育，多見溶洞，富水性較好。而峰峰組較差。 （三）碎屑巖類裂隙含水層組 本含水層組包括了石炭系和二疊系所有的含水層。 1、石炭系太原組碎屑巖類及碳酸巖類裂隙含水層： 巖性為石灰巖(l5、k2、l1)組成，彼此之間隔以泥巖及少量砂巖。單位出水量10500

25、td，滲透系數0.002758.53md，水位標高8741044m。 2、二疊系山西組砂巖裂隙含水層： 巖性為砂巖、泥巖、砂質泥巖，富水性弱，單位出水量一般小于10td，滲透系數0.004130.012md，水位標高8811053m。 3、二迭系上、下石盒子組砂巖裂隙含水層： 巖性主要由砂巖組成，易風化，裂隙發育，富水性好，在溝谷中泉水出露較多，流量一般為0.010.5ls，單位出水量為10500td，滲透系數0.00180.22md。水位標高8821078m。（四）松散巖類孔隙含水層組主要是指分布于三川河及其主要支流河谷中的第四系沖洪積砂礫巖層，一般厚度35m，局部稍厚，泉流量達18.7ls

26、，富水地段單井出水量5001500td。第三系上新統底礫巖，呈半膠結狀態，主要分布于溝谷中，富水性較差，泉流量一般為0.20.4ls，民井水量一般小于10td。三、地下水的補給、逕流及排泄（一）奧陶系巖溶水 井田奧陶系巖溶水屬柳林泉域，大氣降水和地表水的入滲是主要的補給來源。巖溶水的逕流條件主要受地質構造的控制。從向斜兩翼匯集于向斜軸部，進而沿主逕流帶從北、南兩個方向匯流于金羅一帶，流向柳林泉集中排泄區。 柳林泉出露標高801m左右，泉群總流量4.07 m3s。（二）石炭系、二疊系裂隙水 該含水層組的補給主要是來自大氣降水和河流及河谷松散層的有限下滲補給。地下水一般順地層沿傾向方向運移，在溝谷

27、切割深處以泉的形式排出地表。另外，煤礦的人工開采是又一排泄途徑。（三）第四系及第三系孔隙水 主要是大氣降水和地表水的入滲補給，河谷松散層孔隙水與地表水聯系密切。第三系含水層經短距離的逕流后，一般以泉的形式排泄于溝谷中，另外則是人工開采排泄。本井田位于中陽離石向斜中段東翼、東川河南側，奧陶系巖溶水的逕流區。四、礦井充水因素分析根據井田水文地質特征，及生產礦井資料證實礦井充水與和古窯水與下部含水層的水均會通過裂隙涌入礦井。五、構造對井田水文地質條件的影響本井田為一單斜構造，煤礦在開采中也未發現巖層的大規模破碎及礦坑水的異常增大等現象，預計構造對礦井的充水影響不大。六、水文地質類型綜上所述，該礦煤層

28、為(頂板)孔裂隙充水礦床，同時結合多年來煤礦開采排水情況和本井田周圍礦井的排水情況分析，本井田水文地質類型屬簡單。七、采空區及古窯破壞區積水對本井田的影響本井田開采歷史悠久，井田內存在有采空區及古窯破壞區，局部積水。另外，周圍其它煤礦也在開采，水來源主要是頂板淋水和采空區滲水，但必須注意古窯積水，因采空范圍不明，破壞程度不清，風化裂隙發育，受潛水補給蘊藏了一定量的采空積水，對未來開發有潛伏性危險，應引起足夠重視。八、礦井涌水量該礦現開采4號煤層，實際生產能力為1800kt/a，礦井涌水量一般為80-160 m3/h，礦井開拓延深開采10號煤時，礦井充水主要是頂板淋水(太原組灰巖巖溶水)和采空區

29、塌陷裂隙帶導水，涌水量會增大。隨著開采范圍的擴大，致使塌陷裂隙的增多，上覆基巖風化帶 含水層水及大氣降水等的影響，礦井涌水量也將發生變化，因此，必須在生產過程中，加強水文地質工作，及時指導礦井安全生產。第二章 井田境界與儲量第一節 井田境界 菁蒿焉井田由以下6個坐標點連線圈定，拐點坐標如下： 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本井田屬不規則井田，其南北最長距

30、離為4200m，東西最長距離6475m,面積18.96km2。第二節 地質儲量的計算 依地質報告中所提供的可采煤層底板等高線圖,因地質報告中未提供詳細的井田地質分級儲量資料,現根據井田面積,煤層厚度,容重的資料,將本井田內的煤層都看作探明的可采儲量進行估算. 經提供的菁蒿焉井的地質儲量圖,計算本井田的面積為18956975平方米,根據地質報告中提供的資料,本井田設計的4號煤層的平均厚度為1.98m，10號煤層的煤層平均厚度為5.96 m,煤層的平均容重為1.45t/m3。 其工業儲量計算如下： zc = s h式中 zc 礦井工業儲量，mt s 井田面積, h 煤層厚度,m 煤的密度，即容重t

31、/4號煤層： zc1 = 189569751.981.45/cos3 = 54500166t=54.50mt10號煤層： zc2 = 18956975 5.96 1.45 /cos3 = 164051007t=164.05mt礦井工業總儲量： zc = zc1 + zc2 = 54.50+164.05 = 218.55mt第三節 可采儲量的計算 因井田邊界的煤柱、井筒及工業廣場的煤柱、城鎮與村莊煤柱、河流煤柱及已探明的井田內的斷層等所需的煤柱均沒有實際數字可選用,也沒有資料,所以按煤柱計算法進行估算。其中工業廣場等煤柱損失按工業儲量的10%計算,因4號煤層為中厚煤層,10號煤層為厚煤層，根據煤

32、礦設計規范的要求,4號煤層的采區回采率為80%，10號煤層的采區回采率為75%。煤層可采儲量計算公式為： z = （ zc p ） c式中 z 礦井可采儲量，mt zc 礦井工業儲量，mt p 保護工業場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱損失量，本礦井按儲量的10%計算， c表示采區采出率，4號煤層為中厚煤層,而10號煤層為厚煤層，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 礦井工作制度與生產能力第一節 礦井工作制度由煤炭工業礦井設計規范規定，設計礦井年工作日數為330d。設計施行三八作業工作制，其中兩班生產，一班檢修，晝夜凈提升小時數為16小時。 第二節 礦井生產能力及服務年限礦山生產能力是礦山建設最重要的問題之一,生產能力確定的正確與否直接關系著企業投資和經濟效益的好壞,因此必須認真的深入的調查研究以確定好礦山的生產能力根據實際情況、井田境界、煤層賦存條件、煤炭需求量及生產的需要和設計任務書，確定本井田年產量為180萬t/年。其設計依據如下：開采四號煤層時，布置兩個工作面同時生產，每晝夜為四個班生產，其中每班進3刀，工作面長度初

34、步確定為200m,則根據條件可粗劣計算礦井工作面的生產能力為：0.8322001.981.4523300.95=1728112t，采掘工作所出的煤按照回采出煤的10%計算，則年采掘出煤為172811210%=172811t，全礦井年出煤為1900923t.考慮生產過程可能出現停產整頓等情況，確定礦井生產能力為180萬t/年。本礦井設計可采儲量為149.97mt，礦井生產能力確定為180萬t/年，規程規定了大，中，小型礦井的服務年限以及生產能力與服務年限的關系式： p=z/(ak )式中 p 礦井服務年限，a z 礦井可采儲量，萬t。(z=149.97mt ) a 礦井設計生產能力，萬t/年。

35、k 儲量備用系數，一般取1.4礦井服務年限： p=149.97/(1.81.4) =59.5（a）根據煤炭工業礦井設計規范的要求，生產能力為180萬t/年的礦井，其礦井設計服務年限應大于50年，本礦井設計服務年限為59.5年，符合煤炭工業礦井設計規范的要求。我國各類井型的礦井和服務年限見表3-2-1。 表3-2-1 我國各類井型的礦井和服務年限 井型設計生產能力(萬t/a)礦井服務年限 特大30050060 大12024050 中459040第四章 井田開拓第一節 井田開拓方式的確定一、井筒的位置、形式、數目及礦井通風方式（一）工業廣場位置的選擇該區屬中、低山區，區內地形復雜，侵蝕沖刷強烈，溝

36、谷發育，井田總體地勢北高南低，最高點位于井田東北部，海拔為1179.16m，最低點位于井田西部沙麻溝村西，海拔為950.0m，最大相對高差為229.16m。 工業廣場的選擇應位于地面比較開闊，有足夠的場地布置主、副井地面生產系統；目前已具備較好的供電條件，地面運輸條件良好，供水距離較近，征地費用較便宜的地方。并且盡量選擇位于井田儲量的中央，對井下開拓布置有利，礦井運輸和通風較有利的地方。根據上述原則，并結合該礦井的實際情況，將該礦井的工業廣場選在位于該井田內的武家村附近。因為該處地勢較為開闊、平坦，而且此處的交通較為便利，也具備了良好的供電、供水系統。（二）井筒形式的選擇該礦工業廣場位于井田內

37、的武家村附近，該處煤層埋深約220m左右，可供選擇的井筒形式有斜井和立井。方案一 : 采用主、副斜井開拓方式。主斜井x=4160501.8 ，y=19515249.2，作為主提升井，采用料石砌碹支護方式。主井筒內鋪設膠帶輸送機，擔負全礦井的煤炭提升任務，井筒方位角為180，主井井筒傾角為23兼作進風井，同時布置所需綜合管線，主井內鋪設臺階并安裝扶手作為礦井的安全出口。副斜井x=4160580.1，y=19515609.2，作為運送材料、提升矸石之用，井筒方位角為270，井筒傾角為20，采用料石砌碹支護方式，井筒內鋪設軌道，擔負全礦井的矸石、材料。 方案二 ：采用主斜井、副立井開拓方式。主斜井x

38、=4161150.9， y=19515102.3，作為主提升井，采用料石砌碹支護方式, 主井筒內鋪設膠帶 輸送機，擔負全礦井的煤炭提升任務，主井井筒傾角為23，井筒方位角為303。兼作進風井，同時布置所需綜合管線，主井內鋪設臺階并安裝扶手作為礦井的安全出口。副立井x=4160767.5，y=19515415.3，作為運送材料、提升矸石之用。二、井田內的再劃分本礦井開采的4、10號煤層平均層間距為28m，4號層平均厚度為1.98m，10號層平均厚度為5.96m，4號煤為低灰、低硫、特低磷、高熱值之焦煤，10號煤為低灰中灰、中高硫高硫、特低磷、高熱值之焦煤。4號煤可用作煉焦用煤；10號煤可作煉焦配

39、煤和動力用煤。由于本礦煤層傾角僅為3屬于近水平煤層,所以可以決定采用帶區式開采。這種劃分方式的巷道布置系統簡單，巷道掘進工程量少，維護費用低，投產也較快；運輸系統簡單，占用設備少，運輸費用低；通風路線短，風流方向轉折變化少，同時使巷道交叉點和風橋等通風構筑物也相應減少。三、大巷的布置大巷布置采用集中布置在4號和10號煤層中,在4號煤層中集中布置一對軌道、回風大巷，通過軌道材料回風斜巷與回風大巷相聯。運輸大巷布置于10號煤層中，4號、10號煤層各工作面通過溜煤眼及進風斜巷與運輸大巷相聯。目前國內大中型煤礦多采用煤層巷道掘進以減少矸石排放及縮短巷道掘進時間，所以，大巷布置推薦采用在煤層中集中布置方

40、式且各大巷均采用半圓拱形斷面，錨噴支護。四、井田開拓方案根據開拓方式布置原則、工業場地位置的選擇和煤層賦存條件，設計提出了兩個開拓方案進行比選，方案分述如下：方案一 :采用主、副斜井及集中回風立井開拓方式。主斜井x=4160501.8 ，y=19515249.2，斜長742m,作為主提升井，采用料石砌碹支護方式。主井筒內鋪設膠帶輸送機，擔負全礦井的煤炭提升任務，井筒方位角為180，主井井筒傾角為23兼作進風井，同時布置所需綜合管線，主井內鋪設臺階并安裝扶手作為礦井的安全出口。副斜井x=4160580，y=19515609.18，斜長672 m，井筒方位角為180，副斜井井筒傾角為20,兼作進風

41、井，采用料石砌碹支護方式，井筒內鋪設軌道，作為運送材料、提升矸石之用。在東西走向，沿井田邊界線布置大巷，大巷布置采用集中布置,在4號煤層中集中布置一對軌道、回風大巷，通過軌道材料回風斜巷與回風大巷相聯。運輸大巷布置于10號煤層中，4號、10號煤層各工作面通過溜煤眼及進風斜巷與運輸大巷相聯。回風立井1井口坐標x=4161249.6；y=19517020.2，井筒垂深230m，井筒內設置安全出口，供盤區1，盤區2回風專用；回風立井2井口坐標x=4161077.5，y=19513610.2，井筒垂深230m，井筒內設置安全出口，供盤區3回風專用；即采用盤區風井通風，這種通風方式通風路線短，盤區通風方

42、便，風阻小，建井時還可以從幾個盤區同時施工，以加快礦井建設速度。方案二:采用主斜井、副立井開拓方式。主斜井x=4161150.9， y=19515102.3，斜長742m,作為主提升井，采用料石砌碹支護方式,井筒方位角為303。副立井x=4160767.5，y=19515415.3,井筒深230m，井筒內設置一對一噸礦車雙層雙車罐籠，一個材料罐籠帶平衡錘。擔負全礦井的材料、設備、矸石等全部提升任務，并兼作進風井，同時布置所需綜合管線，主井內鋪設臺階并安裝扶手作為礦井的一個安全出口。此種方式井筒比較分散,不易于集中管理，占用工業場地面積較大。在東西走向及南北走向沿井田邊界線布置大巷，如方案二開拓

43、圖所示。大巷布置采用集中布置,在4號煤層中集中布置一對軌道、回風大巷，通過軌道材料回風斜巷與回風大巷相聯。運輸大巷布置于10號煤層中，4號、10號煤層各工作面通過溜煤眼及進風斜巷與運輸大巷相聯。 回風立井1坐標x=4159751.2；y=19515369.5，井筒垂深230m，供盤區1。回風立井2坐標x=4161043.5；y=19516232.3，井筒垂深230m，供盤區2回風專用。回風立井3坐標x=4161077.5；y=19513610.2，井筒垂深230m，供盤區3回風專用。采用料石砌碹支護方式，井筒內鋪設臺階并安裝扶手作為礦井的一個安全出口。五、兩方案的技術經濟比較（一）兩方案技術比

44、較 結合該礦的實際情況，將該礦的工業廣場設在已具備較好的供電條件，地面運輸條件良好，供水距離較近的武家村附近，這樣的選擇而且留設煤柱較少。考慮到該井田煤層埋深較淺，井筒形式的選擇主要有雙斜井和主斜副立兩種方案的選擇，兩方案各有優缺點，現做技術比較如表4-1-1所示。由于該井田煤層傾角較小，為近水平煤層，故采用條帶式開采，對于大巷的布置也主用有兩種方案，但兩種方案的大巷布置均采用集中布置,在4號煤層中集中布置一對軌道、回風大巷，通過軌道材料回風斜巷與回風大巷相聯。運輸大巷布置于10號煤層中，4號、10號煤層各工作面通過溜煤眼及進風斜巷與運輸大巷相聯。目前國內大中型煤礦多采用煤層巷道掘進以減少矸石

45、排放及縮短巷道掘進時間，具體布置方式如前所述及兩方案對比圖所示。兩方案的技術比較見表4-1-1，經濟比較見表4-1-2。 表4-1-1 開拓方案技術比較表井 筒 參 數方案一方案二主斜井，斜長 742m主斜井，垂深222m副斜井，斜長 672m副立井，垂深220m回風立井，垂深230m回風立井，垂深230m大巷 長度63983=19194m84683=25404 m優 點生產能力比較大,井筒掘進技術和施工設備比較簡單,掘進速度快,地面工業建筑,井筒裝備,井底車場及硐室都比立井簡單,一般無須大型提升設備,因而初期投資較少,建井期較短.大巷長度較短，運輸較為便捷。以膠帶斜井做主井，立井作為副井，這

46、樣副井的輔助提升比價容易，提升能力也較大，而且通風路線短，阻力小，風量也較大。缺 點斜井井筒維護費用高,提升費用較高,通風能力比立井差。井筒掘進技術和施工設備復雜,掘進速度慢,地面工業建筑,井筒裝備,井底車場及硐室比斜井復雜,初期投資較大,建井期長。 （二）兩方案經濟比較表4-1-2 開拓方案經濟比較表項 目名 稱單位方案一方案二新增井巷工程巷道m06210萬元01035風井m0230萬元0150合計萬元01185 通過上表可知，方案二巷道掘進工作量較方案一巷道掘進工作量大，方案二投資費用較方案一也多；采用方案二所占用的工業場地也較大。經過比較,考慮本煤層埋藏不深,方案一采用副斜井,斜井具有的

47、初期投資少,建井期短等優點比較明顯,且主副井工業場地可以布置在一起,管理簡單方便,地面工業建筑,井筒裝備,井底車場及硐室都比較簡單.方案二采用副立井,立井的通風能力強的優點不是太明顯,且主副井筒井口不在一處,相差682m,需要分別布置工業場地,造成工業場地比較分散,對管理造成不便.從經濟角度上來看，采用雙斜井的方案較采用主斜副立的方案更為經濟，故本方案決定采用方案一的雙斜井的井筒形式。 對于大巷的布置，采用方案一顯然比方案二的投入費用更少，并且采用方案一的巷道布置形式，井下的交通更為便捷。故采用方案一所示的巷道布置形式。 綜上所述，決定采用方案一對井田進行開拓。第二節 達到設計生產能力時工作面

48、的配備根據選定的開拓方案, 整個礦井劃分為一個水平，每個煤層均劃為三個盤區。礦井開采順序首先投產4號煤層附近井底車場的一盤區,在一盤區布置第一個工作面，并同時在二盤區布置第二個工作面，正常生產時，在4號煤層中布置的兩個工作面同時進行回采，以達到設計產量，并采用帶區式煤倉，即四個工作面共用一個煤倉。采完一盤區后,依次回采相繼的盤區。當4號煤層采完之后，再對10號煤層進行回采，具體的盤區劃分見礦井開拓平面圖。 第五章 礦井基本巷道及建井計劃第一節 井筒、石門與大巷一、井筒數目及用途礦井達到設計生產能力時，共使用三個井筒，即主斜井、副斜井和回風立井。各井筒用途分述如下： 主斜井：擔負全礦井煤炭提升任

49、務，并兼作進風井和安全出口。 副斜井：擔負全礦井人員升降、提升矸石、下放材料、設備等輔助提升任務，并兼作進風井。回風立井：回風和安全出口。井筒特征見表5-1-1。表5-1-1 井筒特征表井 筒 名 稱主斜井副斜井回風立井井口坐標緯距4160501.84160580.14161249.6經距19515246.219515609.219517020.2井口標高108010801230井筒傾角232090井筒凈寬(m)4.64.25.0井筒凈斷面( m2)14.9812.8119.625井筒裝備采用膠帶輸送機雙鉤串車風機井筒用途主運輸，并兼作進風井和安全出口輔助運輸，并兼作進風井和安全出口回風井二、井筒、大巷的布置及裝備礦井移交生產至達到設計能力時，先開鑿3個井筒，即主斜井、副斜井、回風立井,開掘為回采工作面服務的運輸大巷,軌道大巷,及回風大巷,各井筒及大巷的裝備如下： 1、主斜井：采用料石砌碹支護的方式，裝備1.0m帶寬的鋼繩芯膠帶運輸機,設置軌距為600mm寬的檢修軌道，采用1.5t礦車檢修,檢修軌道與膠帶機之間鋪設臺階，作為人行道