《雙鴨山礦業(yè)集團東榮一礦煤礦3.0Mta新井設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《雙鴨山礦業(yè)集團東榮一礦煤礦3.0Mta新井設計（81頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

摘 要 本設計新井為雙鴨山礦業(yè)集團東榮一礦煤礦3.0Mt/a的新井設計，共有3層設計可采煤層，平均總厚度為7.8 m，煤的工業(yè)片牌號為長焰煤。設計井田的可采儲量為3.42億t。服務年限為81a。劃分三個水平開采。 本設計礦井采用立井的開拓方式，集中大巷及采區(qū)石門的大巷布置方式。共劃分3個采區(qū)，其中首采區(qū)為1個，投產(chǎn)工作面2個，建井工期個43.2個月。本設計采區(qū)為中一，大巷道裝車式下部車場，采用對角式通風，綜合機械化采煤。年工作日為330天，采用“四、六”式工作制，工作面長為220m，每刀進度為0.8m，每日割9刀。提升設備為主井采用箕斗提升，副井采用罐籠提升。 關鍵詞：采煤工藝 開拓方式 Abstract The task of this design is to construct a 3.0million tons new shaft for ShuangYaShan Mine Administration.This mine has three minable Coal Seams and its average thickness is 7.8 meters, types of coal seam is long flame coal. Designed field of minable capacity is 342 million tons,It can adapt for 81years and is divided into three level。 This mine shaft is applied to double indined shaft development method; Layout of gathing gallergand mining district eross heading; This level is divided into 8 mining districts and 2 worked faces. Time of constructing shaft is 43.2 months. This worked face is middle 1 and 2 worked face, work 330 days every year. Adapt “four-six” work situation, work face is 220 meters length of circle is 0.8meters, and times is 9 one day. Key word: mining technology development way of mine 目 錄 摘要 I Abstract II 緒論 - 1 - 第1章 井田概況及地質(zhì)特征 - 2 - 1.1 井田概況 - 2 - 1.1.1交通位置 - 2 - 1.1.2地形地勢 - 2 - 1.1.3氣象及地震情況 - 3 - 1.1.4水文地質(zhì)情況 - 3 - 1.1.5煤田開發(fā)史 - 3 - 1.1.6工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及煤炭建設規(guī)劃概況 - 3 - 1.1.7水源及電源 - 3 - 1.2 地質(zhì)特征 - 4 - 1.2.1礦區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)情況 - 4 - 1.2.2井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構造 - 4 - 1.2.3煤層賦存狀況及可采煤層特征 - 5 - 1.2.4巖石性質(zhì)、厚度特征 - 5 - 1.2.5井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 - 6 - 1.2.6煤質(zhì)、牌號及用途 - 7 - 1.3 勘探程度及可靠性 - 8 - 第2章 井田境界、儲量、服務年限 - 10 - 第2章 井田境界、儲量、服務年限 - 10 - 2.1 井田境界 - 10 - 2.1.1井田周邊狀況 - 10 - 2.1.2井田境界確定的依據(jù) - 10 - 2.2 井田儲量 - 10 - 2.2.1井田儲量計算 - 10 - 2.2.2保安煤柱的設計方法 - 10 - 2.3礦井工作制度、生產(chǎn)能力、服務年限 - 13 - 2.3.1礦井工作制度 - 13 - 2.3.2設計生產(chǎn)能力和服務年限 - 13 - 2.3.3礦井服務年限的確定 - 14 - 第3章 井田開拓 - 15 - 3.1概述 - 15 - 3.1.1確定井田開拓方式的原則 - 15 - 3.2 礦井開拓方案的選擇 - 15 - 3.2.1井筒形式和井筒位置 - 15 - 3.2.2井筒的位置 - 17 - 3.2.3開采水平的數(shù)目及高 - 18 - 3.2.4開拓巷道的布置 - 18 - 3.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 - 19 - 3.3.1井硐形式和數(shù)目 - 19 - 3.3.2井筒位置及坐標 - 20 - 3.3.3水平數(shù)目及高度 - 21 - 3.3.4石門、大巷數(shù)目及布置 - 21 - 3.3.5井底車場的形式及選擇 - 22 - 3.3.6煤層群的聯(lián)系 - 23 - 3.3.7采區(qū)劃分 - 23 - 3.4 井筒布置和施工 - 24 - 3.4.1井筒穿過的巖層性質(zhì)及井筒支護 - 24 - 3.4.2井筒布置及裝備 - 25 - 3.4.3井筒延深意見 - 25 - 3.5 井底車場及硐室 - 26 - 3.5.1井底車場形式的確定及論證 - 26 - 3.5.2井底車場的布置，存車線路，行車路線布置長度 - 27 - 3.5.3通過能力計算 - 29 - 3.5.4 井底車場主要硐室 - 32 - 3.6 開采順序 - 32 - 3.6.1沿煤層走向的開采順序 - 33 - 3.6.2沿井田傾向的開采順序 - 33 - 3.6.3采區(qū)接續(xù)計劃 - 33 - 第4章、采區(qū)巷道布置及采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) - 34 - 4.1 采區(qū)概述 - 34 - 4.1.1采區(qū)布置的要求 - 34 - 4.1.2設計采區(qū)的位置、邊界、范圍及采區(qū)煤柱 - 34 - 4.1.3采區(qū)的地質(zhì)和煤層情況 - 34 - 4.1.4采區(qū)的生產(chǎn)能力、儲量和服務年限 - 35 - 4.2 采區(qū)巷道布置 - 35 - 4.2.1區(qū)段劃分 - 35 - 4.2.2采區(qū)上山布置 - 36 - 4.2.3采區(qū)車場布置 - 38 - 4.2.4煤倉形式、容量及支護 - 40 - 4.2.5采區(qū)硐室簡介 - 41 - 4.2.6回采工作面的接續(xù) - 42 - 4.3.1采區(qū)巷道的準備順序 - 42 - 4.3.2主要巷道的斷面圖 - 42 - 第5章 采煤方法 - 44 - 5.1 采煤方法的選擇 - 44 - 5.1.1采煤方法選擇的制約因素 - 44 - 5.2采煤方法選擇 - 44 - 5.2.1選擇和決定回采工作面的工藝過程及使用的機械設備 - 44 - 5.2.2設備選型 - 45 - 5.2.3選擇采煤工作面循環(huán)方式和勞動組織形式 - 46 - 第6章 井下運輸與礦井提升 - 49 - 6.1 礦井井下運輸 - 49 - 6.1.1運輸方式和運輸系統(tǒng)的確定 - 49 - 6.1.2礦車的選型及數(shù)量 - 49 - 6.1.3采區(qū)運輸設備的選擇 - 50 - 6.2 礦井提升系統(tǒng) - 50 - 第7章 礦井通風安全 - 52 - 7.1 礦井通風系統(tǒng)的確定 - 52 - 7.1.1概述 - 52 - 7.1.2礦井通風系統(tǒng)的確定 - 52 - 7.1.3主扇工作方式的確定 - 53 - 7.2 風量計算與風量分配 - 53 - 7.2.1礦井風量計算的規(guī)定 - 53 - 7.2.2風量計算 - 53 - 7.2.3風量分配 - 55 - 7.2.4風速的驗算 - 55 - 7.2.5風量的調(diào)節(jié)方法與措施 - 56 - 7.3 礦井通風阻力計算 - 57 - 7.3.1確定全礦最大通風阻力和最小通風阻力 - 57 - 7.3.2礦井等積孔計算 - 58 - 7.4 通風設備的選擇 - 59 - 7.4.1主扇的選擇計算 - 59 - 7.4.2電動機的選擇 - 60 - 7.5.1預防瓦斯及煤塵爆炸 - 60 - 7.5.2火災與水患的預防 - 61 - 7.5.3其他事故的預防 - 61 - 7.5.4避災路線及自救<<煤礦安全規(guī)程>>規(guī)定 - 62 - 第8章 礦井排水 - 63 - 8.1概述 - 63 - 8.1.1礦井水來源及涌水量 - 63 - 8.1.2對排水設備的要求 - 63 - 8.2 礦井主要排水設備 - 64 - 8.2.1排水方式與排水系統(tǒng)簡介 - 64 - 8.2.2主排水設備及管路的選擇計算 - 65 - 第9章 技術經(jīng)濟指標 - 69 - 參考文獻： - 71 - 結論 - 72 - 致謝辭： - 73 - 附錄1 - 74 - 附錄2 - 80 - VI 緒論 我國是煤炭資源豐富，儲量和產(chǎn)量均居世界前列。近年來隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和綜合國力的提高，石油、天然氣、水力、核電等其他能源有了較大的發(fā)展，但是煤炭仍然是我國的主要能源，預計在今后相當長的時間內(nèi)這種狀況不會有根本性改變。進入新世紀以后，要求我國煤炭工業(yè)深化改革，盡快擺脫粗放經(jīng)營的舊模式，步入低投入、高產(chǎn)出、高效益的良性循環(huán)軌道。煤炭工業(yè)的發(fā)展依賴的是先進的煤炭先進技術。其中包括采礦工程技術。 作為一名采礦專業(yè)的學生，即將成為煤炭行業(yè)的工程技術人員。在通過大學四年的學習，我掌握了很多專業(yè)知識，為了能更好的鞏固和運用這些知識，借畢業(yè)設計這個機會我做了黑龍江省雙鴨山市東榮一礦的新井設計，而且我在畢業(yè)實習中也收集到了很多東榮一礦的資料。本設計主要是關于新礦井的建設，其中包括開拓方式、采煤工藝、支護方式、設備選型以及礦井的各個系統(tǒng)。本設計包括通風安全方面、采煤工藝方面、巖石力學方面以及CAD制圖方面的知識。在設計時，需要對礦井的地質(zhì)情況、煤層的受力等情況進行分析等工作。我通過做本次畢業(yè)設計，學到更多的采礦專業(yè)知識，鞏固我所學過的各種知識，并且能夠很好的運用他們，從而也為我以后的工作打下良好的基礎。 第1章 井田概況及地質(zhì)特征 1.1 井田概況 1.1.1交通位置 東榮一礦位于黑龍江省雙鴨山市境內(nèi)的東北方向，距雙鴨山市55km。 1 、東榮一礦交通四通八達，有礦區(qū)鐵路由雙市經(jīng)四方臺礦、七星礦至東榮一礦。依饒公路路經(jīng)東榮一礦，距紅興隆16千米與福前線接軌，交通極為便利。見圖1-1 圖1-1 東榮一礦交通位置示意 1.1.2地形地勢 東榮一礦區(qū)井田地表低山丘陵區(qū)，地面多被黃土覆蓋，經(jīng)侵蝕切割，形成黃土梁峁。地勢總趨勢西南高，東北部低，最高點在西南角標高為1338.3m，最低點在東南角，標高為1215.3m，相對高差123m。區(qū)內(nèi)麥地掌溝呈弧狀(向北凸)將全區(qū)地形劃成南北兩部分，北側沿井田邊界為一條長梁，南側為掌狀臺梁，兩側地勢均呈緩坡狀，向麥地掌溝谷底傾斜，沿溝兩側溝谷發(fā)育，其深度多在20~30m間。沖溝兩壁基巖裸露。麥地掌溝谷底大部分比較開闊，部分地段狹窄呈“V”字形，多呈“U”字形。地表流水基本匯于麥地掌溝，向東南流出井田，匯入七里河。 1.1.3氣象及地震情況 礦區(qū)屬大陸性寒溫帶氣候，溫差變化較大，冬季最低氣溫達到零下39℃，一般為-20℃～-30℃。凍土帶深達2米以上。夏季最高氣溫達到38℃，歷史最大降雨量為737毫米，平均降雨500毫米，每年7、8、9三個月份為降雨期，年平均降雨量在452～737毫米，凍結期每年10月至翌年4月。 1.1.4水文地質(zhì)情況 東榮礦區(qū)境內(nèi)無湖泊、七星河從該區(qū)東側流入撓力河，最后注入烏蘇里江。 1.1.5煤田開發(fā)史 東榮煤田為新近開發(fā)，以前沒有煤炭開采的歷史，為雙鴨山近期開發(fā)的煤田。 1.1.6工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及煤炭建設規(guī)劃概況 本區(qū)以農(nóng)業(yè)為主，主要農(nóng)作物有谷子、攸麥、豆類及油料等，近年工礦企業(yè)發(fā)展較快，主要為煤礦、化肥、建材、機械加工及制造業(yè)，其中煤礦為該區(qū)重要的支柱行業(yè)。 1.1.7水源及電源 東榮礦現(xiàn)有10kV專用線引自店坪35kV變電站，該站電源引自鋪上220kV變電站，鋪上變電站距東榮一礦4km。正在建設的選煤廠擬建35kV變電所，礦井改擴建后的電源可直接取自鋪上變電所或由選煤廠轉供，雙回路供電系統(tǒng)建成后，能滿足礦井生產(chǎn)的用電需求。 礦區(qū)及附近地下水發(fā)育良好，但因煤礦開采，使?jié)撍獾揭欢ㄆ茐模荒茏鳛榈V區(qū)可靠的生活水源。東榮一礦由一眼深井供水，日出水量約1200 m3,能滿足改擴建后的生活用水。井下排水處理后可作為井下消防灑水，礦井水源有保障。 1.2 地質(zhì)特征 1.2.1礦區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)情況 東榮礦區(qū)地層走向為EW，傾向為S,傾角為8—12。地層厚度為90-150m。表土及風化帶厚度約20-63m，表土中無流沙巖。巖層多由細砂巖及中砂巖構成。 1.2.2井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構造 礦區(qū)地質(zhì)構造主要有褶皺、斷裂。斷裂為主、褶皺次之。井田南部、東部局部有向斜構造，井田范圍內(nèi)主要有六條斷層，敘述如下： F1斷層：位于東榮礦東北部，走向近115～125，傾向SW，傾角75，落差50-70米，正斷層。 控制程度可靠。 F10斷層：位于東榮礦中央， 斷層走向132～150, 傾向NE，傾角75，落差在0～30米，正斷層。8號煤層采區(qū)巷道實見，控制程度可靠。 F13斷層：位于東榮礦西部， 斷層走向130～140,傾向SW，傾角75，落差0～15米，正斷層。深部860孔實見， 控制程度較可靠。 F14斷層：位于東榮礦西部， 斷層走向127～131,傾向SW，傾角75，落差20～40米，正斷層。 控制程度較可靠。 表1-2 東榮一礦斷層統(tǒng)計一覽表 序 號 斷編 層號 性 質(zhì) 產(chǎn) 狀 落差 (米) 可程 靠度 走向 (度) 傾 向 傾角 (度) 1 F1 正 115-125 SW 70 50-90 可 靠 2 F10 正 132-150 NE 75 0-30 可 靠 3 F13 正 130-140 SW 75 0-15 較可靠 4 F14 正 127-131 SW 75 20-40 較可靠 5 F17 正 138-153 SW 75 70-100 較可靠 6 F18 正 140-150 NE 75 16-35 較可靠 7 南部 斷層 逆 60-112 S 80 600-1500 可 靠 F17斷層：位于東榮礦西南部，東榮勘探區(qū)邊界斷層，斷層走向138～153，傾向SW，傾角75，落差在70～100米，正斷層。 控制程度較可靠。 F18斷層：位于東榮礦西南部，為東榮勘探區(qū)西部邊界斷層。斷層走向140～150,，傾向NE，傾角75，落差16—35米，正斷層。 控制程度較可靠。 南部斷層：位于東榮礦南部，為東榮勘探區(qū)南部邊界斷層。斷層走向60～112的弧形斷層,傾向S，傾角80，落差600～1500米，逆斷層。 控制程度可靠。見表1-2 1.2.3煤層賦存狀況及可采煤層特征 煤層賦存不深，傾角在6-32，平均在8左右，詳見表1-3 表1-3 煤層賦存特征表 1.2.4巖石性質(zhì)、厚度特征 煤層頂?shù)装宓暮穸纫话愣即笥?m,多為砂巖，而且比較堅硬。 1.2.5井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 東榮井田水文地質(zhì)類型為中等，其劃分的主要依據(jù)為： 1、受采掘破壞或影響的含水層：礦井充水主要含水層是煤系裂隙含水層，含水較豐富，單位涌水量為1.317升/秒米，且以靜儲量為主?？紫读严?、含水層補給一般，只是含水層之間的相互補給。據(jù)此水文地質(zhì)類型符合中等。 2、單井涌水量：從1984年建井到2006年底，由投產(chǎn)初期的礦井涌水量為346.9立方米/小時左右，到2006年7月礦井涌水量為1497立方米/小時，尤其是1997年以來，礦井涌水量有增大趨勢，據(jù)此條水文地質(zhì)類型又偏復雜。 3、開采受水害影響程度：采掘工程在一定程度上受水害影響，但因資料較清楚，不威脅礦井安全，從這一條看符合水文地質(zhì)條件中等。 4、防治水工作難易程度：礦井防治水工作較簡單，主要是進行水文補勘，表1-4 煤層特征表 序號 煤層名稱 層間距（m） 圍巖 煤的牌號 硬度 容重 煤層穩(wěn)定性 煤厚（m） 傾角 頂板 底板 1 9# 25.6 32.1 泥炭粉沙巖 中，粗沙巖 長煙煤 中硬 1.38 較穩(wěn)定 2.1 8 2 10# 中粗砂巖 粉沙巖 無煙煤 中硬 1.48 較穩(wěn)定 4.1. 8 3 12# 中細砂巖 細砂巖 長煙煤 中硬 1.36 較穩(wěn)定 1.6 8 及時查清第三、四系厚度及水位動態(tài)，以合理確定回采上限和采掘針對性的防治水措施，及時查清巷道和空區(qū)積水，及時探放。見表1-4、表1-5、表1-6。 綜上所述，根據(jù)《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》第4條分類原則，確定該礦井水文地質(zhì)類型為中等偏復雜。 表1-5 巖石的物理性質(zhì)指標表 巖石 類型 顆粒密度 (g/cm3) 塊體密度 (g/cm3) 空隙率 n(%) 吸水率 （%） 軟化系數(shù) KR 凝灰?guī)r 2.56-2.78 2.29-2.50 1.5-7.5 0.5-7.5 0.52-0.86 砂巖 2.60-2.75 2.20-2.71 1.6-28.0 0.2-9.0 0.65-0.97 泥灰?guī)r 2.70-2.80 2.10-2.70 1.0-10.0 0.5-3.0 0.44-0.54 表1-6 巖石力學強度指標表 巖石 名稱 抗壓強度 σc(MPa) 抗拉強度 σt(MPa) 摩擦角 φ() 內(nèi)聚力 C(MPa) 砂巖 20-200 4-25 35-50 8-40 泥灰?guī)r 10-100 2-10 15-30 3-20 1.2.6煤質(zhì)、牌號及用途 東榮一礦煤層通過鉆孔化驗和礦井生產(chǎn)的實際開采證實，煤種有長焰煤（CYM）、弱粘結煤（RNM）、貪煤（PM）、無煙煤（WYM）、氣煤（QM）等。工業(yè)用途主要為動力用煤，也可以作為配焦部分用煤。 礦區(qū)煤層由于受巖漿巖侵入，煤質(zhì)變化較大，Ⅸ線以東受巖漿巖影響較小，揮發(fā)分大于35％，膠質(zhì)層3—5mm；Ⅸ線以東受巖漿巖影響較大，揮發(fā)分小于15％，膠質(zhì)層為0。綜上所述煤質(zhì)特征：本井田依據(jù)“中國煤炭分類標準（GB5751-86）”，采用精煤干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf(％)，粘結指數(shù)GRI（或Y），及奧亞膨脹度b（％）作為指標來劃分煤種。東榮井田煤層含特低硫、低磷、低～中～富灰煤，中等～高發(fā)熱量，低～中～高變質(zhì)的長焰煤（CYM）、弱粘結煤（RNM）、氣煤（QM）、貪煤（PM）、氣煤（QM）以及無煙煤（WYM），可以作為民用及動力用煤。 1、 物理性質(zhì) 多為亮煤、半亮煤及半暗煤，水平層狀構造，結構致密、脆質(zhì)，垂直節(jié)理發(fā)育，玻璃光澤，距狀或平面斷口，鏡下多見凝膠化基質(zhì)，木質(zhì)鏡煤、絲炭，角質(zhì)化物質(zhì)較少，樹脂體少，透明基質(zhì)和形態(tài)分子含量略等，且發(fā)鮮紅色，形態(tài)分子結構不歸整，鏡下可見無機物，有石英碎屑及菱鐵礦物等。比重在1.35---1.48g/cm3之間，摩氏硬度約2---2.5。 2、 化學性質(zhì)及煤種 煤質(zhì)變化規(guī)律符合希爾特定律： A揮發(fā)分隨著深度的增加而降低， B煤的變質(zhì)程度隨著深度的增加而提高。 3、 煤的工藝特性 煤層屬中低灰份，灰份多為內(nèi)在灰份，系二氧化硅、氧化鐵等，氧化鎂、氧化鈣較少，故灰熔點可達1250℃以上。 4、 用途 一般作為配煤煉焦使用。 1.3 勘探程度及可靠性 東榮礦井的勘探分普查、精查、補堪和深部補堪四類?？碧匠潭燃懊簩涌刂瞥潭仍斠姳?-7、表1-8 表1-7 鉆孔勘探表 勘探時間 勘探階段 孔數(shù) (個) 工程量 測井評級 綜合評級 （米） 特 甲 乙 特 甲 乙 特 甲 乙 1965年 找礦 4 1697.0 4 4 4 1966年 詳查 59 18541.0 23 36 26 33 13 36 10 1971年 精查 53 17709.43 28 25 29 24 18 34 1 1988-1986 生產(chǎn)補勘 19 9226.45 2 10 7 2 16 1 2 16 1 1994-1999 生產(chǎn)補勘 23 15132.75 2 16 5 8 14 1 8 14 1 合計 158 62306.63 4 77 77 10 85 63 41 100 17 表1-8 煤層點質(zhì)量統(tǒng)計表 煤層號 鉆探 測井 采用 甲 乙 丙 計 甲 乙 丙 計 甲 乙 丙 計 9 50 17 23 90 63 24 5 92 77 23 16 116 10 52 16 20 88 52 31 4 87 66 27 17 110 12 41 18 29 88 63 25 3 91 78 23 14 115 第2章 井田境界、儲量、服務年限 2.1 井田境界 2.1.1井田周邊狀況 東榮一礦東起各煤層露頭及F1斷層，西至F18斷層，北起各煤層露頭線，南至東榮南部斷層。東西長10.5千米，南北寬6千米，勘探面積44.4平方千米。 2.1.2井田境界確定的依據(jù) 1 、 以大的斷層和勘探邊界為礦界 2 、 以保證井田的合理尺寸，及與鄰近礦區(qū)處理好關系 2.2 井田儲量 2.2.1井田儲量計算 參加儲量計算的煤層有9#、10#、12#共三層煤。根據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》規(guī)定，工業(yè)指標確定為傾角小于25煤層，能利用儲量選用厚度≥0.70m,灰分≤40%；傾角為8，能利用儲量厚度選用≥0.60m,暫不能利用儲量選用0.50—0.60m，東榮一礦的三層煤都是能利用的儲量，符合開采的標準。 2.2.2保安煤柱的設計方法 對于必須留設保護煤柱的建筑物和構筑物，當其形狀規(guī)整，且長軸與煤層走向或傾向平行時，宜采用垂直剖面法圈定保護邊界。 立井井筒保護煤柱設計采用垂直剖面法；工業(yè)場地保護煤柱按照數(shù)字標高投影法，工業(yè)場地壓煤近似為梯形。 一般來說，井田邊界煤柱40米，河流保護煤柱為河床兩側各40米，大的斷層一側留煤柱15—40米，有時也要根據(jù)具體的情況而定。詳見表2－1。 1、井筒煤柱地面受保護面積，包括井架、提升機房和圍護帶，圍護帶 的寬度為20m，主副井筒保護煤柱以巖層邊界角圈定。 2、工業(yè)廣場地面受護面積包括工業(yè)產(chǎn)地內(nèi)為煤炭生產(chǎn)直接服務的工業(yè)廠房、服務設施和圍護帶，圍護帶的寬度為20米，煤按巖層移動角圈定。詳見表2－2 表2－1　建筑物、構筑物保護煤柱的圍護帶寬度 建筑物和構造保護等級 圍護帶寬度（米） Ⅰ ２０ Ⅱ １５ Ⅲ １０ Ⅳ ５ 表2－2　地質(zhì)條件及沖積層和基巖移動角值 井筒垂深 煤層厚度 煤層傾角 φ γ β δ 沖積層厚度 218 7.8 8-12 45 68 72.6 70 20m 3、煤柱留取尺寸 在區(qū)段運輸平巷和軌道平巷之間留設區(qū)段煤柱，對一般煤質(zhì)和圍巖條件的近水平、緩斜及傾斜煤層、薄及中厚煤層不小于８～１５米。采區(qū)邊界一般留設寬度１０米左右。詳見表2－3 斷層煤柱留取尺寸：斷層落差很大，斷層一側煤柱寬度不小于３０米，落差較大的斷層一側煤柱一般為１０～１５米，落差較小的斷層通?？梢圆涣粼O 斷層煤柱。井田境界煤柱按４０米留設。 表2－3　護巷煤柱尺寸 名稱 薄及中厚煤層 厚煤層 備注 巷道一側 兩巷之間 巷道一側 兩巷之間 水平大巷 ３０～４０ ４０～５０ 煤層傾角較小時煤柱可小一些 采區(qū)上（下）山 ２０左右 ２０左右 ３０～４０ ２０～２５ 2.2.3儲量計算方法 采用分水平及投影塊段法，用煤層真厚度和斜面積計算儲量，塊段平均厚度采用鉆孔見煤厚度，以算術平均法求出。 計算公式： 式中 Q—塊段儲量 S—塊段平面積 α—煤層平均傾角 M— 塊段平均厚度 γ—煤的容重，詳見表2－4。 塊段面積在1：10000的煤層儲量計算圖上用電子求積儀求得，塊段傾角采用余切尺量得 表2-4 煤的容重 序號 煤層號 容重/（g/cm3） 1 9 1.38 2 10 1.48 3 12 1.36 2.2.4儲量計算評價 礦井的煤層發(fā)育良好，厚度較穩(wěn)定，傾角緩傾斜，井田范圍內(nèi)大的構造控制可靠，水文地質(zhì)條件中等，儲量計算較為可靠。煤層儲量見表2－5 表2－5　煤礦儲量計算表 煤層號 面積/m2 工業(yè)儲量/Mt 永久煤柱 /Mt 可采儲量 /Mt 占總儲量 百分比 9 43.4 125.2 35.06 90.14 26.4％ 10 44.1 270.3 87.85 182.45 53.1％ 12 43.8 97.68 27.35 70.33 20.5％ 總計 493.18 150.26 342.92 2.3礦井工作制度、生產(chǎn)能力、服務年限 2.3.1礦井工作制度 依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，《煤礦生產(chǎn)許可法》和《勞動法》有關規(guī)定，結合東榮礦的實際情況，擬制定工作制度如下： 1、設計年工作日330天，日提升16 時 2、采用“四六”作業(yè)制，三班生產(chǎn)，一班準備。 2.3.2設計生產(chǎn)能力和服務年限 1、礦井生產(chǎn)能力是煤礦生產(chǎn)建設的 重要指標，在一定程度上反映了礦井生產(chǎn)技術面貌，是井田開拓的一個主要參數(shù)，也是選擇井田開拓方式的重要依據(jù)之一。 2、 確定礦井生產(chǎn)能力的重要因素 a、礦井生產(chǎn)能力和服務年限的關系，實質(zhì)上就是礦井生產(chǎn)能力和礦井儲量的關系。 b、地質(zhì)和開采條件技術裝備和管理水平礦井與水平服務年限，礦井與水平服務年限計算公式 T=Zm/(A*K) 式中 T ——設計計算服務年限 Zm——可采儲量，萬噸； A——年產(chǎn)量，萬噸/年 K——儲量備用系數(shù)，宜采用1.3—1.5 3、設計生產(chǎn)能力 礦井生產(chǎn)能力的大小主要根據(jù)井田儲量、煤層賦存狀況、地質(zhì)條件等情況來確定，還應考慮當前及今后市場的需煤量。根據(jù)該井田的實際情況，初步擬定了三種礦井年生產(chǎn)能力方案， 具體如下： 方案Ａ：3.0 Mt/a 方案Ｂ：2.4Mt/a 方案Ｃ：1.8 Mt/a 上述三種方案，具體選擇哪一種，還應根據(jù)礦井服務年限來確定。并符合表2-6 2.3.3礦井服務年限的確定 礦井服務年限的計算公式如下： Ｔ＝Ｚ／（ＡＫ） 式中： Ｚ——礦井設計可采儲量，Mt Ａ——生產(chǎn)能力， Mt／a K——礦井儲量備用系數(shù)，K＝１.3～1.5 根據(jù)本設計礦井實際情況，K值取1.4。礦井服務年限 依據(jù)以上擬定的礦井生產(chǎn)能力，服務年限的確定現(xiàn)提出三種方案， 具體如下： 方案Ａ：3 Mt/a Ｔ＝Ｚ／（ＡＫ）＝81.6 方案Ｂ：2.4Mt/a Ｔ＝Ｚ／（ＡＫ）= 102 方案Ｃ：1.8Mt/a Ｔ＝Ｚ／（ＡＫ）=136 參照《煤礦工業(yè)礦井設計規(guī)范》規(guī)定，方案A較合理，即：礦井生產(chǎn)能力：B＝3.0Mt／a，礦井服務年限Ｔ＝81a。 表2-6 礦井服務年限表 礦井生產(chǎn)能力Mt/a 礦井服務年限(a) 第一水平設計服務年限（a） 煤層傾角小于25度 煤層傾角25-45度 煤層傾角大于45度 3.0及以上 60-70 30-35 ___ ____ 1.2-2.4 50-60 25-30 20-25 15-20 0.45-0.9 40-50 20-25 15-20 10-15 第3章 井田開拓 3.1概述 東榮一礦建設必須嚴格按照設計大綱的要求，確定礦井開拓方式必須充分考慮多個主井工藝系統(tǒng)的機械化裝備水平。礦井機械化程度的高低的不僅直接影響井型和經(jīng)濟效果，而且往往由于提升，運輸設備的革新發(fā)展，而引起開拓本身發(fā)生變化，其中煤層賦存深度和沖積層的水文地質(zhì)條件對開拓方式影響最大。 3.1.1確定井田開拓方式的原則 １、確定井筒的形式、數(shù)目及其配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置； ２、合理的確定開采水平數(shù)目和位置、大巷布置及井底車場； ３、確定礦井開采程序和水平接續(xù)以及開拓延深、技術改造； 3.2 礦井開拓方案的選擇 3.2.1井筒形式和井筒位置 １、井筒形式的確定 根據(jù)東榮一礦井田的地表及煤層等實際情況，煤層在地面-90米以下，且屬于緩斜煤層，不符合平硐開拓方式的要求，應直接否定?，F(xiàn)依據(jù)東榮一礦井田的地形，地質(zhì)構造，煤層賦存等因素，提出以下三種井筒開拓方案，具體情況如下： 方案I ——雙斜井開拓 方案II ——雙立井開拓 方案III ——主立井副斜井開拓 以上三種井筒開拓方案技術比較如下： 1、雙斜井開拓 1、東榮一礦屬于緩斜煤層，最底層煤標高在-750米左右，在自然條件相同時，斜井要比立井長得多。由于斜井較長，沿井筒敷設管路，電纜所需的管線長度較大。 2、由于東榮一礦設計產(chǎn)量為3.0M/a，所以，需要較多大的、先進的設備，采用絞車提升時，提升速度低，，采用多段絞車提升，轉載環(huán)節(jié)多，系 統(tǒng)復雜，更要多占用設備和人力。 3、 斜井通風風路較長，斜井井筒斷面小， 通風阻力過大，可能滿足不了通風的要求，需要較大的風機，增加了通風的難度，不得不另開專用進風或回風的立井并兼做輔助提升。 適用條件 ：煤層賦存較淺，垂深在200m以內(nèi)，煤層賦存深度為0－500m，含水砂層厚度小于20－40m，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單的煤層，井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤。 技術評價；東榮一礦煤層賦存深度為+10——-750m,且煤層為緩傾斜煤層，但涌水量相對比較大，如用斜井，井筒長運輸費用大，在經(jīng)濟上和技術上不太合理，但可行。 ２、雙立井開拓 1、立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，能滿足設計生產(chǎn)能力的要求； 2、機械化程度高，易于自動控制，符合煤礦未來的發(fā)展的方向，并能提高勞動生產(chǎn)率，減少成本； 3、東榮一礦的巖石比較穩(wěn)定，所以，井筒為圓形斷面結構合理，維護費用低，有效斷面大通風條件好，管線短，人員升降速度快，滿足運輸、通風的要求； 適用條件：煤層賦存深度200－1000m，含水砂層厚度20－400m,立井開拓的適應性很強，一般不受煤層傾角，厚度，瓦斯，水文等自然條件限制，技術上也比較可靠，當?shù)刭|(zhì)條件不利于平硐或斜井開拓時均采用立井開拓方式。 技術評價：根據(jù)井田的地表情況，地質(zhì)構造，煤層賦存等因素，采用雙立井開拓方案可行。 ３、主井立副斜井開拓 如果井口相近，則井底相距較遠，井底車場布置，井下的聯(lián)系就不太方便，如井底相近，由井口相距較遠，地面工業(yè)建筑物就比較分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不方便，占地面積大，相應地增加了煤柱損失。 技術評價：根據(jù)設計井田的地表狀況，煤層賦存及工業(yè)廣場的布置等實際情況，如用綜合開拓不利于地面工業(yè)廣場的布置，也不利于井底車場的布置，井下的聯(lián)系和生產(chǎn)調(diào)度較為繁瑣，故該方案在技術不合理，不適合本設計礦井。所以本井田不利于用綜合開拓。 根據(jù)上述開拓方案的技術比較，確定雙立井開拓與雙斜井開拓方案在可行．根據(jù)規(guī)定，對技術可行的方案還應進行經(jīng)濟比較，表3-1。 依據(jù)表上述各種方案比較，得知立雙井開拓最合理、經(jīng)濟。 3.2.2井筒的位置 合理的井筒位置應使井巷工程量，井下運輸工作量，井巷維護工作量較少，通風安全條件好，煤柱損失少，有利于井下的開采部署。應分別分析井田走向及傾向的有利井筒位置。 對礦井井筒位置有以下的要求： １、井筒沿走向的有利位置應在井田的中央．當井田儲量呈不均勻分布時，應在儲量分布的中央。 ２、井筒沿煤層傾向的位置，應使總的石門工程量小，初期工程量及投資小，建井 期短，且煤柱損失小。 依據(jù)東榮一礦的井田儲量分布圖，及剖面圖?？紤]垂直劃分及水平劃分和主要巷道布置，確定井口的位置在整個井田的儲量中央，坐標為： 主井：-24358、 63224 副井：-24227、 63310 3-1 比較方案費用表 方案 項目 名稱 方 案一 方案二 方案三 （萬元） 基建費用 立井開鑿 302 134.94 194 石門運輸 77.6 35.2 50.84 井底車 場 90 200 198 （萬元） 生產(chǎn)費用 立井提 升 188.7 584.1 584.1 石門運輸 498.3 84.9 348.3 總計（萬元） 1156.6 1096.84 1375.24 3.2.3開采水平的數(shù)目及高 開采水平的劃分與井田內(nèi)階段的劃分密切相聯(lián)系，而井田內(nèi)劃分階段主要取決于井田斜長和階段尺寸大小。水平垂高是指該水平開采范圍的垂高．合理的水平垂高的要求： 1、合理的階段斜長，且以合理的階段垂高為前提 2、合理的區(qū)段數(shù)，是保證采區(qū)正常生產(chǎn)和接替的區(qū)段數(shù) 3、要保證開采水平有合理的服務年限及足夠的儲量 4、可以通過經(jīng)濟比較的方法，選擇有利的水平垂高 根據(jù)以上各方面原因及本井田的實際情況，現(xiàn)確定水平劃分方案如下： 方案一：兩水平上下山開采 水平標高—— -200m，-500m 階段垂高——300m 一水平儲量—— 13988.5萬噸 二水平儲量——10491.4 服務年限——81年 方案二：兩水平上山開采 水平標高—— －180m,－450 m，-620m 階段垂高——270m，170 m 一水平儲量——10491.42萬噸 二水平儲量——8742.85萬噸 三水平儲量 ——5245.71萬噸 一水平服務年限——35a 二水平服務年限——29a 三水平服務年限——17 a 參照上述二種方案的各項數(shù)據(jù)，各方案評價如下： 方案一：該方案的階段垂高過大，階段斜長也大，設備不能滿足生產(chǎn)的需要，設計不符合《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》規(guī)定，本方案不可取。 方案二：該方案的水平服務年限及垂高均符合《采礦工程設計手冊》規(guī)定，有利于礦井的生產(chǎn)，根據(jù)東榮井田的實際情況，方案二技術上可行． 3.2.4開拓巷道的布置 巷道應該便于運輸，利于掘進和維護，能滿足礦井通風安全的需要。特別是運輸大巷，它是開采水平運輸?shù)暮诵?。巷道主要任務是擔負煤矸，物料和人員的運輸，以及通風，排水，敷設管線，滿足生產(chǎn)要求。 根據(jù)煤層埋藏特征和《采礦工程設計手冊》的有關規(guī)定，并考慮到各煤層的間距宜采用集中大巷，采區(qū)聯(lián)合布置方式，為減少煤柱損失和保證大巷維護條件，運輸大巷布置在12#煤層的底板下的厚砂巖中，上水平的運輸巷用做下水平的回風巷，這樣有利用井下運輸效率。生產(chǎn)系統(tǒng)較簡單。 １、開拓巷道布置方式的選擇 根據(jù)煤層的數(shù)目和間距，大巷的布置方式分為分煤層運輸大巷，分組集中運輸大巷和集中運輸大巷．采用集中運輸大巷時，各煤層（組）間用采區(qū) 區(qū)石門聯(lián)系，當傾角較大時，層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷， 分煤層大巷適用于煤層數(shù)不多，層間距大，石門長；井田走向長度短，服務年限不長；井底車場或平硐在煤層頂板；煤質(zhì)牌號不同，要求分采，分運；產(chǎn)量，風量均大，需要疏解；各煤層底板．均有堅硬巖層； 分組集中大巷適用于煤層數(shù)多，層間距大小懸殊；按煤層的特點根據(jù)運輸，通風要求組合，經(jīng)濟上有利；多水平生產(chǎn)，容易解決運輸，通風的干擾； 集中運輸大巷適用于適于煤層層數(shù)多，層間距不大的礦井；井田走向長度大，服務年限長；下部煤層底板有堅硬巖層，容易維護；煤質(zhì)牌號相同，要求分采分運；自然發(fā)火嚴重，便于分區(qū)，分段處理事故；采區(qū)尺寸大，石門長度短； 設計井田的可采煤層為9#、10#、12#煤層，由于煤層只有三層，層間距不太大，井田走向長，服務年限達81年，底部巖層堅硬，所以根據(jù)東榮井田的實際情況，擬本井田采用集中運輸大巷和采區(qū)式石門布置方式。 3.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 3.3.1井硐形式和數(shù)目 根據(jù)井田的地形地勢，煤層賦存，地質(zhì)構造等因素，經(jīng)過第二節(jié)中井筒形式確定方案的技術分析和經(jīng)濟比較，該礦井采用雙立井開拓，即一主一副兩個井筒。詳見圖3-1、3-2、3-3 1、開采水平、采區(qū)的生產(chǎn)正常接續(xù)，從而保證礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)； 2、符合煤層采動影響關系，最大限度采出煤炭資源； 3、合理集中生產(chǎn)，充分發(fā)揮機械設備的能力，減少巷道維護費； 4、便于災害防治，有利于巷道維護。 第4章、采區(qū)巷道布置及采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 4.1 采區(qū)概述 4.1.1采區(qū)布置的要求 1、有利于礦井合理集中生產(chǎn)，使采準巷道系統(tǒng)有合理的生產(chǎn)能力和增產(chǎn)潛力； 2、力求在技術和經(jīng)濟上合理，簡化巷道系統(tǒng)減少巷道掘進和維護工程量，便于采掘正常銜接； 3、煤炭損失少，有利于提高采出率； 4、安全生產(chǎn)條件好，符合有關規(guī)定； 4.1.2設計采區(qū)的位置、邊界、范圍及采區(qū)煤柱 根據(jù)東榮一礦的開拓方式、煤層賦存狀況以及開采投產(chǎn)的要求，采區(qū)的位置及邊界見采區(qū)布置圖，采區(qū)煤柱包括采區(qū)范圍內(nèi)的巷道煤柱、采區(qū)邊界煤柱、斷層煤柱和隔水煤柱等，根據(jù)有關要求和采區(qū)的實際情況，采區(qū)煤柱留設如下：大巷兩側保護煤柱留25米，上下山保護煤柱其間寬20米，兩側各留保護煤柱30米，采區(qū)邊界煤柱寬度留設30米（兩個采區(qū)之間），當采區(qū)邊界挨井田邊界時，保護煤柱按井田邊界留設20米，區(qū)段保護煤柱留設12米。露頭處留設50米。 4.1.3采區(qū)的地質(zhì)和煤層情況 采區(qū)地質(zhì)條件比較簡單，由西向東逐漸增厚，巖性以粗、中砂巖、細砂巖、粉砂巖、輝綠巖、閃長斑巖及煌斑巖為主，在底部有1-2層是凝灰?guī)r，夾有植物化石，其巖相以湖泊相為主。 9#---單一結構煤層，頂板巖性為中、細砂巖。煤種主要是長焰煤，。 10#---為單一結構煤層，煤層頂板巖性以中、粗砂巖為主，其次為含炭粉砂巖及凝灰質(zhì)粉砂巖。煤種以長焰煤為主。 12#---全區(qū)可采煤層，煤層頂板巖性為含炭泥巖及粉砂巖，煤種以長焰煤為主，其次為弱粘結煤。12號煤層自北向南煤層有增厚趨勢。 4.1.4采區(qū)的生產(chǎn)能力、儲量和服務年限 1、影響采區(qū)生產(chǎn)能力的因素 1、煤層賦存情況 2、地質(zhì)構造情況和開采技術條件 3、采煤工藝和設備裝備水平 2、確定采區(qū)生產(chǎn)能力的方法 1、采煤工作面單產(chǎn)計算 2、采區(qū)內(nèi)同采工作面數(shù)目 3、采區(qū)運輸和通風能力 3、采區(qū)生產(chǎn)能力、儲量和服務年限 東榮一礦煤層賦存條件好，地質(zhì)構造簡單，采用先進的采煤工藝和設備，擬確定東榮一礦同采工作面為2個綜采工作面，采區(qū)生產(chǎn)能力為300萬噸/年，各采區(qū)的服務年限詳見采區(qū)接續(xù)表3-5 4.2 采區(qū)巷道布置 4.2.1區(qū)段劃分 由于采區(qū)采用走向長壁采煤法，劃分則以工作面長度為標志。擬設計采用分區(qū)式通風，運輸大巷設在-180m標高處，礦井三層煤層厚度7.8m 左右，采用分層開采。 工作面長度的確定 采區(qū)設計產(chǎn)量為3.0Mt/a，2個工作面，即工作面日產(chǎn)量為4545t/d。 確定工作面長度的公式如下： Q＝LrmnLC 式中： Q――工作面日產(chǎn)量，t L――工作面斜長，m r――煤的容重， t/m3 m――采高，m n――晝夜循環(huán)數(shù) C――采區(qū)回采率（本采區(qū)取0.98） 即： Q =220*9*0.8*1.38*2.1*0.98 =4712.84噸 所以年生產(chǎn)能力為4712.84*330*2=3.11Mt 根據(jù)綜采工作面經(jīng)濟長度和有關規(guī)定，L大約為220米。采用走向長壁采煤，上式計算得到的L值，還應通過下述公式確定的工作面L’來校核，若L＜＝L’則L合理。 L=（60VBCｆM）／（QbSnP∮） 式中： V――工作面內(nèi)允許的最大風速，取4m/s B――工作面最小控頂距，m Cｆ－－風速收縮系數(shù)0.9-0.95 M――工作面采高，m Qb――晝夜產(chǎn)煤一噸所需風量，m3/t Sn――循環(huán)進度 P――煤層生產(chǎn)率 ∮――晝夜循環(huán)數(shù) 由此可知，工作面長度為220米，截深為0.8米，年生產(chǎn)時間為330天，即可達產(chǎn)。 4.2.2采區(qū)上山布置 東榮一礦為低瓦斯礦井，按照設計要求，擬布置三條上山，分別為軌道上山，運輸上山和回風上山，為了實現(xiàn)兩翼開采結合生產(chǎn)均衡的要求，三條上山大致位于采區(qū)走向中央，布置同一層面的煤層中。間距大致為20米，，其中三條上山傾角大約為8-12度，軌道上山為了減少巷道量以及方便運輸做一定坡度變化，先急后緩。軌道上山和回風上山均透地表。三條上山布置的方案比較見圖4-1、4-2、4-3 圖4-1 三條上山布置在12#底版巖石中 24003+610 102=19400 M 當三條上山布置在第四層煤12#煤層底板的巖石中時，距離9#煤層的石門較長，在開采每個區(qū)段時，都需要打區(qū)段石門。 圖4-2 分煤層布置三條上山 610102=12200 M 由此可以看出，掘進的工程量小，因此費用也不大，但石門短，采掘方便，風量集中。 圖4-3 分組布置 240032+6109=19890M 由此可以看出，工程量也不小，所需經(jīng)濟費用相對也大，但石門較短，風量集中。 從上述的比較來看，第二種方案掘進的工程量小，費用也不大，而且石門短，采掘方便，風量集中。所以第二種方案為優(yōu)。 4.2.3采區(qū)車場布置 采區(qū)上、下山與區(qū)段平巷或階段大巷連接處的一組巷道和硐室稱之為采區(qū)車場，采區(qū)車場的主要作用是在采區(qū)內(nèi)運輸方式改變或過度的地方完