1、.目 錄第一章 井田特征與要素2第一節 井田地質與地形2第二節 井田儲量3第三節 礦井設計生產能力及服務年限5第四節 礦井工作制度6第二章 井田開拓方式7第一節 礦井井筒儲量、形式與數目7第二節 階段的垂高、數目與開采水平10第三節 采（盤）區，條帶的劃分與開采程序10第四節 礦井開拓方式11第三章 采煤方法17第一節 采煤方法的選擇17第二節 采（盤）區參數的確定18第三節 采（盤）區巷道布置的確定18第四節 采（盤）區內回采工作面的配置及開采順序19第五節 回采工藝20.;第一章 井田特征與要素第一節 井田地質與地形一、井田境界高家莊井田位于河東煤田中段，柳林礦區南部。井田呈不規則多邊形，

2、東西長5.5km，南北寬1.51.6km，面積8.8km2。二、瓦斯相對涌出量煤層瓦斯相對涌出量為32m3/t；屬高瓦斯礦井。三、井田概況1、煤層數目本礦區主要分為4層，可采煤層為2、4煤層，上煤組2號煤厚2.4m，傾角15°，煤層容重1.42噸/ m2；上煤組4號煤厚6.0m，傾角15°，煤層容重1.42噸/ m2煤層穩定，結構簡單。普遍可采。兩煤層間距15米。2、煤層頂底板直接頂板主要為砂頁巖，底板巖性為灰巖。3、煤層自燃發火期無。4、煤層爆炸程度：煤層爆炸指數是9.7%。5、礦井涌水量：礦井涌水量為150 m2/小時。第二節 井田儲量二、資源/儲量1、礦井資源量井田內

3、估算了2、4號煤層的資源/儲量， 2、4號煤層累計查明資源/儲量為372.25Mt。其中探明的經濟基礎儲量（111b）為202.68Mt，占總量的54.45%,控制的經濟基礎儲量（122b）為96.65Mt，111b+122b占總量的80.41%。推斷的內蘊經濟資源量（333）為72.92Mt。總資源/儲量中有焦煤195.27Mt，瘦煤176.98Mt。詳見表（表21-2）。資源儲量計算結果詳見表137。2、礦井工業資源/儲量本井田地質構造簡單，煤層賦存穩定，開采煤種為經濟效益良好的焦煤，根據煤炭工業設計規范，將探明的和控制的資源量均劃分為經濟基礎儲量，設計對推斷的資源量可信度系數取0.9。根

4、據煤層突水系數計算，井田內2、4號煤層帶壓分區全部處在相對安全區，一般情況下不存在突水的可能。經計算礦井工業資源量為394.84 Mt。分煤層工業資源量計算結果見表212。表212 礦井工業資源/儲量一覽表 單位：Mt煤號煤類資源量（Mt）工業資源量111b+122b+333×0.9111b122b333小計2JM23.809.1612.3345.2944.064JM27.9012.1612.4852.5451.293、礦井設計資源/儲量礦井設計資源/儲量礦井工業資源/儲量-永久煤柱本礦井永久煤柱主要有井田邊界煤柱、村莊及建（構）筑物保護煤柱。各種煤柱留設如下：（1）井田邊界煤柱根據

5、有關規程規范的要求，井田邊界煤柱兩側各留設20m。（2）村莊保護煤柱本井田內煤炭資源為焦煤和瘦煤，是較緊缺的煤炭資源，為提高礦井資源利用率，設計對井田范圍內村莊不留設煤柱，根據礦井開采順序，對井田內的村莊分次進行搬遷。經計算，全礦井永久煤柱共7.59Mt，則礦井設計資源/儲量為387.25 Mt。設計資源/儲量計算結果見表2-1-3。4、礦井設計可采儲量礦井設計可采儲量（礦井設計資源/儲量工業場地和主要井巷煤柱）×采區采出率各種煤柱留設如下：（1）工業場地及井筒保護煤柱工業場地保護煤柱表土段移動角按45°計算，基巖段移動角按70°計算。（2）主要井巷保護煤柱上煤組

6、大巷兩側各留設40m保護煤柱。采區回采率2號、4號煤取85%。礦井可采儲量計算結果詳見表213。表213 礦井可采儲量匯總表 單位：Mt煤層礦井工業資源/儲量永久煤柱損失（井田邊界）礦井設計資源/儲量工業場地、主要井巷煤柱開采損失可采儲量工業場地主要井巷小計244.060.6543.410.703.033.735.95 33.73 451.290.7450.550.632.913.547.05 39.96 5、先期開采地段工業資源/儲量先期開采地段工業資源量計算結果見表2-1-4。表2-1-4 先期開采地段工業資源/儲量一覽表 單位：Mt煤號煤類資源量（Mt）工業資源量111b+122b+33

7、3×0.9111b122b333小計2JM23.808.633.1535.5835.274JM27.9011.864.4844.2443.796、先期開采地段可采儲量計算結果詳見表2-1-5。表2-1-5 先期開采地段可采儲量匯總表 單位：Mt煤層礦井工業資源/儲量永久煤柱損失（井田邊界）礦井設計資源/儲量工業場地、主要井巷煤柱開采損失可采儲量工業場地主要井巷小計235.270.4634.810.582.433.014.7727.03443.790.5643.230.472.342.816.0634.36第三節 礦井設計生產能力及服務年限一、礦井設計生產能力根據本井田煤層賦存狀況、地

8、質構造、開采技術條件、采掘工作面配備以及設計委托要求，設計確定礦井生產能力為3.0Mt/a，分期建設，分期投產，其中一期生產能力為1.2Mt/a。主要理由如下：1、項目實際建設情況適于分期建設根據原煤炭工業部合肥設計研究院的設計，高家莊煤礦已在井田西部開工建設，其中提升系統、通風系統、排水系統、壓風系統、供配電系統、安全生產監測監控系統、瓦斯抽放系統、灌漿防滅火系統、井下生產系統、地面生產系統等礦井主要安全生產系統已經建設完成，已達到礦井1.2Mt/a生產能力的要求。礦井進行分期建設，有利于充分發揮已有設施設備的效用，2、煤層開采條件可以使礦井產量逐步提高本井田內主要可采煤層均賦存穩定，水文地

9、質及構造條件中等復雜，適宜采用綜合機械化開采，達到安全高效的目的，但各煤層瓦斯含量均較高，為高瓦斯礦井，礦井首采的2號煤層可采平均厚度2.40m。為薄中厚煤層,下部4號煤層可采平均厚度6.0m。根據本礦井2、4號煤層的賦存條件及采用長壁綜合機械化開采的采煤方法，礦井一期投產時在2號煤層布置一個綜采工作面。礦井二期達產時在井田南部的四盤區增加一個2煤工作面，一個4煤工作面。即礦井達到3.0Mt/a的設計生產能力時，井下有三個回采工作面。3、高瓦斯礦井通風管理及瓦斯治理經驗成熟，為礦井安全高效提供了安全保障從“六五”期間在瓦斯含量測定方法、鄰近層瓦斯抽放技術和煤層預抽防突技術的研究，到目前已形成瓦

10、斯災害危險區域預測、瓦斯涌出量預測、瓦斯檢測與監測、瓦斯抽放四位一體的瓦斯災害防治技術相配套的綜合防治措施，在瓦斯治理上堅持“先抽后采，以風定產，瓦斯監控”的瓦斯綜合治理方針，結合新技術的推廣應用，我國的礦井瓦斯災害治理取得了良好的效果，為礦井安全生產提供了保障。綜上所述，設計確定礦井生產能力為3.0Mt/a，分期建設，分期投產，其中一期生產能力為1.2Mt/a。二、礦井及水平服務年限礦井服務年限按下式計算： 式中：T礦井服務年限，a Z礦井可采儲量，Mt A礦井設計生產能力，Mt/a K儲量備用系數，取1.4本礦井一期生產能力為1.2Mt/a，礦井投產后第六年達到設計生產能力3.0 Mt/a

11、，經計算，礦井服務年限為64.6a，一期工程的服務年限約為5a。先期開采地段的可采儲量為245.19Mt，服務年限為61.4a。第四節 礦井工作制度一、工作制度礦井設計年工作日為330d，井下采用“四·六”制，每天四班作業(其中三班生產，一班準備)，每日凈提升時間16h。第二章 井田開拓方式第一節 礦井井筒儲量、形式與數目一、井筒用途、布置及裝備（一）井筒數目及用途礦井一期投產時，共開鑿有兩個井筒，即混合井和西風井，其中混合井擔負礦井一期煤炭提升和一、二盤區的輔助提升的任務，并兼作礦井的進風井和安全出口；西風井擔負一、二盤區開采時的回風任務和安全出口（二）井筒布置及裝備1、混合井西副

12、井為已有井筒，井筒直徑7.0m，井筒深度496m、凈斷面38.47m2。在井筒裝備一對9t非標箕斗和一個帶平衡錘的雙層四車寬罐籠，井筒內布置有玻璃鋼梯子間、排水管路、動力、通信、信號電纜等。當二期工程投產時，混合立井不再擔負煤炭提升任務，僅用于輔助提升。混合井井筒斷面布置見圖3-3-1。2、西風井西風井為已有井筒。井筒布置有瓦斯抽放管路、黃泥灌漿管路，安裝有玻璃鋼梯子間，為滿足礦井通風要求，對梯子間進行密封。井筒直徑4.5m，井筒深度486m，凈斷面15.90m2，有效通風斷面為13.4 m2，允許通過的最大風量為201m3/s。西風井井筒斷面布置見圖3-3-2。圖3-3-1 混合井井筒斷面圖

13、3-3-2 西風井井筒斷面二、井壁結構1、井筒施工方法混合井和西風井均已施工完畢，均采用普通法施工。2、井壁結構表土及基巖風化段采用鋼筋混凝土支護，混合井井井壁厚度600mm，西風井井井壁厚度為500mm；基巖段采用混凝土支護，混合井西風井支護厚度均為400mm。第二節 階段的垂高、數目與開采水平一、水平劃分本井田煤層傾角較小，屬近水平煤層，可采煤層4層，其中2、4號煤層間距較小，平均15. m；根據煤層賦存特點，設計將2、4號煤層劃分為一個煤組為上煤組。全井田劃分為兩個煤組，一個煤組劃分為一個水平，即全井田劃分為兩個開采水平。上煤組水平標高為+515m（一期混合井井底車場水平），下煤組水平標

14、高為+460m（南區副暗斜井井底車場水平）。兩個水平間通過暗斜井連接。二、開拓巷道布置由于兩個煤組間距較大，故在兩個煤組中分別布置大巷。根據運輸及通風需要，一期工程時在上煤組中布置一組三條大巷，分別為輔助運輸大巷、帶式輸送機大巷和回風大巷各一條；為便于巷道之間相互連接，上煤組回風大巷布置在2號煤層中，帶式輸送機大巷布置在4號煤層中，輔助運輸大巷布置在2、4號煤層之間的不可采煤層3號煤層中，各巷道均沿煤層頂板布置。各條巷道均平行布置，水平間距40m。第三節 采（盤）區，條帶的劃分與開采程序一、盤區劃分及開采順序井田內只發現1條落差為7m的正斷層（F1），煤層傾角平緩，主要可采煤層連續可采，因此，

15、盤區劃分主要考慮了工作面推進方向和推進長度對礦井生產的影響，據此，各煤層均以大巷為界劃分盤區，各煤組均劃分為五個盤區。在同一區域內，煤層間開采順序為下行式開采，即先采上煤組的2、4號煤層，再開采下部的8號和9+10號煤層。第四節 礦井開拓方式一、地質構造及小煤窯對開采的影響本區地勢東南高、西北低，為典型的黃土高原地貌，井田內溝谷縱橫，地形切割劇烈，地形相對高差近317m。為了減少地面土方工程量，工業場地位置應盡量選擇在地勢較平坦地段，便于地面工業場地的布置。本區構造簡單，地層傾向南西，西南部埋藏深、東北部埋藏淺，井田內各主要可采煤層底板標高相對標高差在500m左右，工業場地及井口位置應盡量選擇

16、在井田淺部及地表標高較低的區域，以減少井筒深度和場地壓煤量。據調查，井田內及其周邊地區無小煤窯開采。二、井田開拓方案比選（一）井口及工業場地位置的選擇根據原煤炭工業部合肥設計研究院的設計，本礦井在井田內G1和G4鉆孔之間已開鑿了一個混合提升立井和一個回風立井。工業場地內已建有35kV變電站、混合井提升機房、井架、井口房、壓風機房、風機房、鍋爐房、熱風爐房、材料庫、一棟單身宿舍和職工食堂；井底車場、井底主要硐室及部分盤區巷道已經形成。已有的混合井井筒內布置有一對9.0t非標箕斗和一個配有平衡錘的雙層四車加寬罐籠。井底車場位于2、4號煤層之間，水平標高為+515m。提升系統已經形成，主、輔提升能力

17、均按1.50Mt/a生產能力的要求設計。由于現混合井提升能力不能滿足礦井達到3.00Mt/a生產能力的要求，需要重新開鑿井筒以滿足礦井提升及通風要求。因此設計井口位置選擇方案主要是圍繞滿足礦井生產能力達到3.00Mt/a新建井筒的位置。新建井筒位置的選擇主要考慮以下原則：1) 本區地勢東南高、西北低，為典型的黃土高原地貌，井田內溝谷縱橫，地形切割劇烈，地形相對高差近317m。為了減少地面土方工程量，井筒位置應盡量選擇在地勢較平坦地段，便于地面工業場地的布置。2) 本區構造簡單，地層傾向南西，西南部埋藏深、東北部埋藏淺，井田內各主要可采煤層底板標高相對標高差在500m左右，工業場地及井口位置應盡

18、量選擇在井田淺部及地表標高較低的區域，以減少井筒深度和場地壓煤量。3) 地面煤炭運輸方向為通過柳林-岔溝-中陽的公路向柳林或中陽方向運輸，為盡量減少運輸費用，井口位置應靠近柳林-岔溝-中陽的公路為宜。4) 井筒位置有利于礦井開拓開采部署，井底車場與采區主要巷道連接后，能夠盡快布置工作面，為礦井早日達產創造條件。5）根據本礦井可采煤層賦存特點，2、4、號煤層可采范圍在井田的西北部，為部分可采煤層，為提高礦井經濟效益，井口位置的選擇應考慮到便于上、下煤組搭配開采。 6）為減少投資，避免浪費，應盡量利用礦井已有工程和設施。根據以上原則，設計提出以下兩個新建井筒位置方案：方案：新建井筒位于岔溝村西南側

19、，ZK中21-3鉆孔附近的北工業場地內本方案工業場地(北工業場地)標高在+998+1006m左右，地形較為開闊平坦，東側緊鄰柳林-岔溝-中陽的公路。根據礦井輔助提升方式的不同，本方案又提出以下兩個子方案：-1方案在新建北工業場地內開鑿一個凈直徑8.5m的混合立井，井筒裝備一對20t箕斗和一個帶平衡錘的寬罐籠，擔負全礦井煤炭提升任務及下煤組生產時的輔助提升任務。同時開鑿一個凈直徑7m的回風立井，主要用于下煤組回風。將西工業場地內的原混合井中9t非標箕斗拆除，僅保留帶平衡錘的寬罐籠，用于上煤組生產時輔助提升。新增輔助提升設備為JKM-4.5×4（）型提升機，配ZKTD型直流電動機 200

20、0kW,40.3r/min,750V；主提升設備為JKM-4×4()E型提升機，配交交變頻電動機2600kW 1500V 50.2r/min。本方案在井田西部沿東西方向布置南、北兩組大巷開拓上煤組2、4號煤層；在井田東部沿南北方向及井田南、北部沿東西方向分別布置一組四條大巷開拓下煤組8及9+10號煤層。上、下煤組間通過上煤組集中煤倉的上、下口聯絡巷聯系。-1方案下煤組井田開拓方式平面圖見圖411。-2方案考慮到混合井提升能力較小、生產管理要求較高，且生產環境較差，在新建北工業場地內開鑿一對主、副立井，其中主立井井筒凈直徑5.5m，井筒裝備一對20t箕斗，擔負全礦井煤炭提升任務，副立井

21、凈直徑8m，井筒內裝備一寬一窄雙層四車罐籠，主要用于下煤組生產時的輔助提升任務，另在新建北工業場地東南側開鑿一個凈直徑7.0m的回風立井，主要用于下煤組回風。將原西工業場地內混合井中9t非標箕斗拆除，僅保留帶平衡錘的寬罐籠，用于上煤組生產時輔助提升。新增輔助提升設備為JKM-4.5×4（）型提升機，配ZKTD型直流電動機 2000kW,40.3r/min,750V；主提升設備為JKM-4×4()E型提升機，配交交變頻電動機2600kW 1500V 50.2r/min。本方案在井田西部沿東西方向布置南、北兩組大巷開拓上煤組2、4號煤層；在井田東部沿南北方向及井田南、北部沿東西

22、方向分別布置一組四條大巷，上、下煤組間通過輔助運輸石門和上煤組集中煤倉的上、下口聯絡巷聯系。-2方案下煤組井田開拓方式平面圖見圖412。方案：新建井筒位于G1和G4鉆孔間已有的西工業場地內在已有工業場地新開鑿主斜井，主斜井井筒傾角23°，斜長1280m。主斜井井筒內安裝大傾角帶式輸送機，并布置有軌道，由于礦井進風能力不夠，在北風井場地布置一對進（6m）、回風井（7m）。該方案將原混合井內9t非標箕斗改造為1t非標罐籠，用于輔助提升。本方案主斜井帶式輸送機帶寬1.4m，帶強為3500N/mm，電機功率為1000×3kW；檢修及液壓支架下放提升機為單繩纏繞式JK-3.5/30型

23、提升機，配交流變頻電動機800kW，590r/min，660V。方案下煤組井田開拓方式平面圖見圖411。通過比較可以看出，方案較方案具有建設工期短、建設投資少，生產運營費用低的優點，設計推薦新建井口及工業場地位置采用方案。即將新建井筒井口及工業場地位置選擇在岔溝村西南側，ZK中21-3鉆孔附近，地勢較平坦處，工業場地緊鄰柳林-岔溝-中陽公路及西工業場地的進場公路，交通便利，有利于施工準備，該工業場地為北工業場地，已有工業場地為西工業場地。（二）井田開拓方式根據確定的新建工業場地位置，煤層埋藏深度在460m左右，場地內表土層厚度在50m左右，其內含有礫石層、砂礫石層、紅土及黃土等，且表面覆蓋有由

24、泥沙及礫石組成的河流沖積層，富含潛水。本井田的開拓方式宜采用立井開拓。針對新建井筒布置方式的不同，如前所述又對新建混合立井（-1方案）還是新建主、副井（-2方案）進行了比較，通過比較可以看出，雖然新建主、副立井比新建混合立井方案投資高2422.8萬元，但-2方案具輔助提升能力大，主、副提升互不干擾，提升環境較好等優點，因此，從有利于生產管理，考慮，設計推薦井田開拓方式采用-2方案，即新建主、副立井方案。（三）確定的井田開拓方式描述在已有的西工業場地內利用已建成的西副井(現為混合井)和西風井開拓上煤組，在上煤組沿東西方向布置兩組大巷（每組3條巷道）開拓上煤組2、4號煤層；在新建的北工業場地內開鑿

25、一個凈直徑5.5m的主立井，和一個井筒凈直徑8.0m的副立井(北副井)，井筒裝備一寬一窄雙層四車罐籠，主要用于下煤組生產時的輔助提升任務，同時開鑿一個凈直徑7m的回風立井，主要用于下煤組回風。在井田東部沿南北方向及井田南、北部沿東西方向分別布置一組五條大巷開拓下煤組8及9+10號煤層。表411井口位置方案優缺點比較表-1方案-2方案方案優點1、地形較為開闊平坦，土方量少，工業場地易于布置，與選煤廠連接方便。2、煤炭主運輸方向為經柳林岔溝中陽的公路運往柳林或中陽，方案較方案運輸距離短約2.7km，產品運輸費用低。3、開拓工程量少，新建混合井與新北風井位于同一場地內，便于盡快形成通風系統，有利于建

26、設施工，建設工期短。4、建設投資少。1、地形較為開闊平坦，土方量少，工業場地易于布置，與選煤廠連接方便。2、煤炭主運輸方向為經柳林岔溝中陽的公路運往柳林或中陽，方案較方案運輸距離短約2.7km，產品運輸費用低。3、主、副井分開布置，輔助提升能力大，主、副提升互不影響，有利于生產管理。1、主、副井工業場地在一起，有利于生產管理。2、提升能力大，生產系統簡單，井上、下占用人員少。缺點1、礦井達產后主、副井工業場地分開布置，不利于集中管理。2、主、副提升設備布置在同一井筒內，生產管理要求高，工作環境較差3、輔助提升能力較-2差。1、礦井達產后主、副井工業場地分開布置，不利于集中管理。2、建設投資較-

27、1方案高。1、場址地形較為復雜，土方量大，施工準備期長。2、主斜井與風井相距約2500m，貫通距離長，不利于建設施工，建設工期約比-1方案多8個月。3、建設投資最高。4、產品運輸方向為由東部向柳林或中陽方向而生產場地位于井田西部，反向運輸，運輸費用較、方案每年多約324萬元。5、礦井與選煤廠之間運輸距離遠，運輸成本高。6、帶式輸送機提升設備折舊及維修費用高，方案運營費用比方案每年要多約170萬元。7、下煤組生產設備受已有設備限制，高壓為6kV，電能損耗大。8、檢修鋼絲繩直徑達40mm，設備運輸時操作困難。為便于生產管理和實現上下煤組煤炭分采分運，設計在主立井上倉帶式輸送機巷機尾分別設有上、下煤

28、組集中煤倉。其中上煤組集中煤倉有效容量約2040m3，下煤組集中煤倉有效容量約1270 m3，通過上、下煤組集中煤倉的存儲，可從提升時間上實現上下煤組煤炭的分采分運。上、下煤組間通過上、下煤組集中煤倉的上、下口聯絡巷聯系。為滿足深部開采時通風要求，設計在井田內G4鉆孔東側約650m處開鑿一對進、回風井用于深部開采時的礦井通風。礦井通風方式采用分區式，原西風井和新開鑿北風井同時回風。三、水平劃分本井田煤層傾角較小，屬近水平煤層，可采煤層4層，其中2、4號煤層間距較小，平均15.0m；根據煤層賦存特點，設計將2、4號煤層劃分為一個煤組為上煤組。 全井田劃分為兩個煤組，一個煤組劃分為一個水平，即全井

29、田劃分為兩個開采水平。上煤組水平標高為+515m（西副井井底車場水平），下煤組水平標高為+550m（北副井井底車場水平）。兩水平輔助提升及運輸通過不同的工業場地來實現，因此，兩個水平間的連接主要是主運輸的連接和行人巷的連接，設計在上煤組北翼帶式輸送機巷與上倉帶式輸送機巷之間設有上煤組集中煤倉，煤倉上、下口之間通過聯絡巷相連接，從而實現了上下煤組間的連接。四、開拓巷道布置由于兩個煤組間距較大，故在兩個煤組中分別布置大巷。根據運輸及通風需要，在上煤組中布置一組三條大巷，分別為輔助運輸大巷、帶式輸送機大巷和回風大巷各一條；在下煤組中布置一組五條大巷，分別為輔助運輸大巷、帶式輸送機大巷及進風巷各一條，

30、回風大巷兩條。各條巷道均平行布置，水平間距3040m。為便于巷道之間相互連接，上煤組回風大巷布置在2號煤層中，帶式輸送機大巷布置在4號煤層中，輔助運輸大巷布置在2、4號煤層之間的不可采煤層3號煤層中，各巷道均沿煤層頂板布置。五、盤區劃分及開采順序井田內沒有發現斷裂構造，煤層傾角平緩，主要可采煤層連續可采，因此，盤區劃分主要考慮了工作面推進方向和推進長度對礦井生產的影響，據此，各煤層均以大巷為界劃分盤區，其中上煤組劃分為三個盤區，均為雙翼盤區。在同一區域內，煤層間開采順序為下行式開采。六、村莊及建（構）筑物煤柱井田內共有村莊五個，共計壓煤量約11.22Mt。井田內煤炭資源為焦煤和廋煤，是較緊缺的

31、煤炭資源，為提高礦井資源利用率，設計對井田范圍內村莊不留設煤柱，根據礦井開采順序，對井田內的村莊分次進行搬遷。村莊搬遷時間見表413。表413 井田內村莊搬遷時間安排一覽表村莊名稱高家莊村虎頭峁村岔溝村褔裕峪村上莊村搬遷完成時間投產后第3年投產后第7年20年后20年后20年后備注工業場地建筑物采用留煤柱的方法進行保護。第三章 采煤方法第一節 采煤方法的選擇一、采煤方法的選擇（一）采煤方法選擇井田內主要含煤地層為二疊系下統山西組（P1s）和石炭系上統太原組(C3t)，可采煤層共2層，自上而下分別為2、4號煤層。其中2號煤層可采厚度2.4m，4號煤層可采厚度6m。各煤層頂底板巖性以泥巖及砂質泥巖為

32、主2號煤為薄煤層，采用長壁綜合機械化采煤法，全部垮落法管理頂板。（二） 采煤工藝礦井一期投產時，設計生產能力為1.2Mt/a，首采2號煤。2號煤層為薄煤層，其開采工藝可采用滾筒采煤機綜采或刨煤機綜采。對以上兩種采煤工藝其優缺點比較如下：1）滾筒采煤機綜采優點：a) 適用地質條件廣泛，對工作面頂板及煤層厚度變化適應性較好；b）生產能力較高。缺點：較國產刨煤機投資要高。2）刨煤機優點：a) 工作面內不需要刨煤機司機，生產安全；b）人員占用少，生產效率高。缺點：a）引進刨煤機投資高，國產刨煤機生產能力較低；b）對煤層厚度變化適應性較差，當工作面內煤層厚度變化較大時，容易丟頂煤或留底煤，煤炭采出率要低

33、；c）刨煤機工作面頂板支護沒有滾筒采煤機工作面頂板支護及時，要求工作面頂板條件要好。目前國產刨煤機薄煤層綜采工作面產量一般在0.300.40Mt/a，最高產量達到0.50Mt/a，而國產滾筒采煤機薄煤層綜采工作面產量可達到0.500.60Mt/a，在煤層開采厚度為1.2m條件下最高產量達到了1.01 Mt/a。采用引進刨煤機在薄煤層工作面產量可達到1.00 Mt/a，但引進刨煤機投資高；本礦井煤層頂板以泥巖為主，要求回采工作面支護要及時，因此，刨煤機的生產能力將受到嚴重影響，且2、4、8號煤層厚度變化較大，當采用刨煤機開采時工作面內煤炭丟失較多，礦井煤炭采出率要低。根據本礦井地質條件及生產能力

34、要求，對首采的2號煤層開采采用滾筒采煤機綜采工藝。第二節 采（盤）區參數的確定一、移交生產時的盤區數目及位置首采區位置的選擇主要考慮以下幾方面因素：1、首采區煤層賦存狀況好，煤層開采技術條件好，工作面具有較高的生產能力；2、采區內高級儲量所占比例較高；3、首采區盡量布置在井筒或井底車場附近，以利于減少一期井巷工程量，縮短建井工期，做到早移交、早投產、早收益。根據礦井開拓布置，設計確定二盤區為礦井一期的首采盤區。第三節 采（盤）區巷道布置的確定一、盤區巷道布置根據礦井開拓部署及煤層賦存特點，盤區布置采取大巷式布置方式，即大巷兼作盤區巷道，利用各煤組大巷直接布置回采工作面。根據工作面運輸及通風的需

35、要，礦井一期上煤組回風大巷布置在2號煤層中，帶式輸送機大巷布置在4號煤層中，輔助運輸大巷布置在2、4號煤層之間的不可采煤層3號煤組中，均沿煤層頂板布置。各工作面巷道通過溜煤眼、聯絡巷等與帶式輸送機大巷、輔助運輸大巷和回風大巷聯接，形成生產系統。礦井一期移交生產時盤區巷道布置見圖4-2-1。礦井一期盤區工作面特征表見表4-2-1。表4-2-1 礦井一期盤區工作面特征表第四節 采（盤）區內回采工作面的配置及開采順序一、煤層分組及開采順序礦井可采煤層4層，為2、4、8、9+10號煤層，其中2、4號煤為大部分可采煤層，各可采煤層自上而下煤層平均間距分別為15.0m。煤層傾角平緩，一般為015°

36、;，地質及水文地質條件中等。根據煤層分組情況，確定煤層組的開采順序為自上而下開采，首采開采2、4號煤層組。礦井一期工作面開采計劃見附圖。四、盤區運輸、通風及排水系統1、煤炭運輸系統綜采工作面的煤炭經過如下環節提升至地面：工作面可彎曲刮板輸送機轉載機破碎機工作面運輸巷可伸縮帶式輸送機上煤組帶式輸送機大巷井底煤倉混合井地面。2、矸石運輸系統掘進工作面矸石裝入礦車輔助運輸巷井底車場混合井地面。3、設備、材料運輸系統回采工作面設備、材料運輸環節如下：混合井上煤組輔運大巷回采工作面輔運巷或回風巷回采工作面。4、通風系統 綜采工作面通風系統新鮮風流：混合井上煤組運輸大巷、輔運大巷回采工作面運輸巷回采工作面

37、。乏風風流：回采工作面回采工作面回風巷上煤組回風大巷西風井地面。5、排水系統工作面涌水工作面各巷道排水管路各煤組大巷排水管路混合井井底車場繞道混合井井底水倉泵房管子道混合井地面。第五節 回采工藝一、掘進工作面個數及機械配備1、掘進工作面個數礦井一期投產時井下布置一個2煤綜采工作面，為滿足煤炭產量和工作面接替計劃的要求，一期配備2個綜掘工作面用于掘進回采工作面巷道、一個普掘工作面用于掘進工作面高抽巷。2、掘進工作面機械配備掘進工作面的機械配備除考慮煤巖硬度、掘進速度、巷道斷面和設計規范中的有關規定外，還考慮了掘進煤的處理。掘進工作面的主要機械配備見表4-3-2和表4-3-3。3、井巷工程量礦井一

38、期移交生產時井巷工程長度為：23302m；其中：半煤巖巷16627m，巖巷6675m。井巷工程掘進體積：280821m3；其中：半煤巖157178m3，巖石123643m3。萬噸掘進率：154.1m。井巷工程量匯總表，見表434。表432 綜合掘進工作面主要機械配備表序號設備名稱設備型號及規格單位數量備注1掘進機EBZ160 265kW 660V臺1掘進工作面巷道EBZ220 365kW 660V臺1掘進大巷2帶式輸送機SSJ800/2×40 2×40kW臺13橋式膠帶轉載機DZQ80/30/11， 7.5kW臺14噴霧泵站WPZ50/10 11kW臺15局部通風機FBD8

39、.0/2×55 2×55kW臺1備用1臺6除塵風機SCF-6 18.5kW臺17小水泵KJQ-12-50 4kW臺4備用1臺8探水鉆機MK-4 22kW臺19氣動錨桿錨索鉆機MQT-120/2.7臺110調度絞車JD-11.411.4 kW臺4表433 普掘工作面主要機械配備表序號設備名稱設備型號及規格單位數量備注1風煤鉆ZGS-30/2.5 1.2kW臺3備用1臺2鑿巖機YT28臺2備用1臺3風鎬FG-10臺2備用1臺4蟹爪式裝巖機ZWY-150/55L 55kW臺15帶式轉載機DZQ80/30/11 7.5 kW臺26帶式輸送機SSJ800/2×40 ，2&#

40、215;40 kW臺17小水泵KJQ-12-50 4kW臺3備用1臺8探水鉆機MK-4 22kW臺19氣動錨桿錨索鉆機MQT-85J2臺110濕式混凝土噴射機SP-77 7.5kW臺111混凝土攪拌機JW-20 5.5kW臺112局部通風機FBDNO6.3/2×30 2×30kW臺1備用1臺13調度絞車JD-1.6 25kW臺2備用1臺表434 井巷工程量匯總表工期工 程 名 稱長 度 (m)掘 進 體 積 (m3)小計煤巷半煤巷巖巷小計煤巷半煤巷巖石一期井 筒1036.01036.038489.038489.0井底車場及硐室1409.01409.02267622676大巷

41、83405970237014341410028043134盤 區巷 道12517106571860762425689819344合 計23302166276675280821157178123643二、煤炭運輸方式及設備1、設計依據本礦井設計總規模為3.00Mt/a。采取一次設計分期建設的方式，其中礦井一期的建設規模為1.20 Mt/a，現已建成。建成的礦井一期工業廣場位于井田的西部；礦井二期工業廣場位于井田南部。2、煤炭運輸方式根據采礦專業輸煤工藝設計確定礦井一期的井下煤炭運輸均采用帶式輸送機（詳見輸煤工藝系統設計）。帶式輸送機可實現連續運輸，運輸能力大，便于自動化管理，有利于發揮綜采的高產

42、優勢。3、煤炭運輸設備1）井下煤炭運輸流程礦井一期井下煤炭運輸主要工藝流程：上煤組二盤區工作面來煤經工作面運輸巷帶式輸送機給入上煤組二盤區集中運輸巷帶式輸送機，上倉帶式輸送機承接上煤組二盤區集中運輸巷帶式輸送機來煤，給入井底煤倉進入主提升系統。流程如圖5-1-1所示。圖5-1-1 礦井一期井下煤炭運輸流程圖2）軟驅動形式的選擇為降低起動和制動時膠帶的動張力，減少起動時對電網的沖擊和起動過程中各承力部件的動載荷，延長減速器、電動機和工作機構等關鍵部件的使用壽命，實現電機間的功率平衡，應對帶式輸送機的起制動加速度進行控制，因此驅動裝置必須具有軟起動功能。根據國內同類設備生產現狀及現有生產礦井的實際

43、使用情況，設計一般采用三種軟驅動方式：CST、防爆變頻驅動和調速型（限矩型）液力偶合器。經過計算，礦井一期井下運輸大巷帶式輸送機的電機功率較小，因此井下運輸大巷帶式輸送機的驅動方式采用限矩型液力偶合器驅動滿足要求。3）煤炭運輸設備（1）上煤組二盤區集中運輸巷帶式輸送機上煤組二盤區集中運輸巷帶式輸送機全長為2000m，礦井投產時形成長度為900m，隨著工作面的接替，逐步延伸至最終長度。考慮到減少備品備件，避免前后期設備更換，帶式輸送機的主要部件按滿足后期要求選型。上煤組二盤區集中運輸巷帶式輸送機主要技術特征見表5-1-1。表5-1-1 上煤組二盤區集中運輸巷帶式輸送機主要技術特征表項目單位數值備

44、注輸送量t/h600帶寬mm1000帶速m/s2.5帶式輸送機機長m2000提升高度m-88傾角°-2.5托輥槽角°35托輥直徑mm108帶強N/mm1000型號：PVC1000S傳動滾筒直徑mm800電機功率/數量kW/臺75/24級，防爆，電壓660V功率配比1：1液力耦合器型號/數量YOXFZ450/2水介質型減速器型號/數量JS-75/2速比：i=24.437液壓自動拉緊裝置型號/數量ZYL500J型/1套制動器/數量BYWZ531523/2上煤組二盤區集中帶式輸送機簡要設計計算：a）裝料斷面輸送能力： Qmax=3.6SVk =3.6×0.1038

45、15;2.5×1×850794t/h，滿足要求！式中：S輸送帶上物料橫截面積，按物料動堆積角為20°，承載托輥槽角為35°，S=0.1038 m2； k輸送機傾角系數，k=1； 物料輸送密度，=850kg/m3；b）圓周驅動力和傳動功率計算：帶式輸送機設計計算基礎參數：輸送帶質量：qB14.4 kg/m；輸送帶上物料質量：qG66.67 kg/m；承載分支托輥108轉動質量：qRO10.18 kg/m；回程分支托輥108轉動質量：qRU3.48 kg/m；電動工況模擬摩擦系數：f0.028；經計算及分析，該大巷帶式輸送機最不利工況出現在全程空載，因此本次

46、設計以全程空載工況進行設計選型計算。經計算：主要阻力：FH=23311N 傾斜阻力: Fst=0N特種主要阻力: FS1=0N 特種附加阻力FS2=3000N故圓周驅動力：Fu=C×FH + FSt + FS1 + FS2=1.05×23311+3000=27477N式中： C附加阻力系數，C=1.05；c）電機功率計算傳動滾筒軸功率： PA10-3FuV10-3×27477×2.568.69kW采用頭部雙傳動滾筒雙電機驅動，限矩型液力偶合器軟啟動, 功率配比1:1電機功率：式中：1聯軸器綜合效率，1=0.93；2減速器效率，2=0.955；3電壓降系數

47、，3=0.9；4多機驅動功率不平衡系數，4=0.95。選電機功率N=75kW，2臺，電壓660V。d）輸送帶張力計算按輸送帶傳動不打滑條件計算：1.5×27477/2（2.841）11200N；按上分支最小張力Fomin計算：按下分支最小張力FUzmin計算：下分支運行阻力WU25139N按滿足承載分支膠帶撓度要求，傳動滾筒膠帶松邊最小張力：S2= 119302513913209N按傳動滾筒不打滑要求取S211200N可以滿足下分支膠帶撓度要求。經計算：滿載運行工況膠帶最大張力（傳動滾筒趨入點處）：S1=38677Ne）膠帶安全系數7 滿足要求！f）逆止器和制動器選型計算模擬摩擦系數按f10.012計算FZ9990 N逆止力FL=FstFZ=099909990N本次設計不設置逆止器。本設計制動器僅用于緊急事故制動，正常情況是在自然停車后再上閘。滿足滿載制動減速度aZ0.3m/s2和制動不打滑。選制動器型號：BYWZ5-315/23額定制動轉矩為180280N.m，滿足要求！（2）上倉帶式輸送機上倉帶式輸送機承接上煤組二盤