采矿工程毕业设计论文东荣二矿矿井初步设计说明书.doc

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1、中国矿业大学采矿工程专业2009届毕业设计中国矿业大学成人教育学院毕业设计 ( 论文 ) 任务书函授站(点) 专业年级 学生姓名 任务下达日期： 年 月 日设计(论文)日期： 年 月 日至 年 月 日设计(论文)题目： 设计(论文)专题题目： 设计(论文)主要内容和要求：指导教师签字：II中国矿业大学成人教育学院毕业设计(论文)指导教师评阅书指导教师评语(包含基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：建议成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学成人教育学院毕业

2、设计(论文)答辩及综合成绩函授站(点) 专业年级 学生姓名 说明书 页 图纸 张 其它材料 答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日中国矿业大学毕 业 设 计(东荣二矿矿井初步设计说明书) 专业班级：07级采矿工程姓 名：指导教师：二O O九年十二月目 录第一章 矿区概述及井田地质特征1第一节 矿区田概述1一、交通位置1二、矿区内工农业及煤炭生产、建设情况1三、矿区气候条件2四、矿区水文情况2第二节 井田地质特征2一、井田地质2二、地质构造2二、井田地质3第三节 煤层特征4一、煤层特征4二

3、、煤质5三、煤的自燃及爆炸发火情况5四、煤层顶、底板6第二章 井田境界和储量7第一节 井田境界7第二节 井田储量7一、储量计算基础和方法7二、储量计算结果：7三、储量分布情况：7第三节 矿井可采储量8第三章 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限9第一节 矿井工作制度9第二节 矿井设计生产能力9第二节 矿井水平及服务年限10第四章 井田开拓11第一节 井田开拓基本问题11一、开拓方式11二、井口及工业场地位置的选择11三、风井位置选择12四、井筒个数及后期风井位置12五、水平划分与标高13六、大巷布置13七、采区划分、采区储量及开采顺序14第二节 矿井基本巷道15一、井筒用途、布置及装备15（一

4、）主井井筒15（二）副井井筒15（三）1号风井井筒15二、井壁结构15（一）水文地质资料15第三节 井底车场及硐室16一、井底车场型式选择16二、井底车场调车方式及通过能力17第五章 准备方式19第一节 采区划分19一、矿井达到设计产量时采区个数及位置19二、采区巷道布置20第二节 掘进巷道21一、巷道断面及支护形式21二、巷道掘进进度指标21三、掘进工作面个数21四、掘进工作面机械21五、矸石率、掘进率的预计21第六章 采煤方法23第一节 采煤方法23一、采煤方法23二、工作面推进方向23三、回采工作面长度23四、工作面采高23五、工作面年推进度23六、回采工作面单产23七、采区生产能力24

5、八、采区机械24第七章 井下运输26第一节 运输方式的选择26一、大巷煤炭运输方式的选择26二、辅助运输方式26第二节 运输机械选型27一、矿车27二、运输机械选型设计依据27三、列车组成校验28四、电机车台数计算28第八章 矿井提升29第一节 概述29第二节 主副井提升29一、设计依据29二水平提升高度：831.37M30二、选型计算30三、副井提升机配电及控制30四、辅助设备31第九章 矿井通风及安全技术32第一节 概述32第二节 矿井通风32一、通风方式和通风系统的选择32二、风井数目、位置、服务范围及服务年限33三、掘进通风及硐室通风33四、矿井风量、负压及等积孔33五、通风设施、防止

6、漏风和降低阻力措施36第三节 灾害预防及安全装备36一、瓦斯防治36二、粉尘防治37三、井下火灾预防措施37四、井下水灾防治37五、安全装备38第十章 矿井技术经济指标3969第一章 矿区概述及井田地质特征第一节 矿区井田概述一、交通位置东荣二矿位于黑龙江省集贤煤田东南端，行政区划属集贤县腰屯乡、升昌乡和国营二九一农场管辖。井田距福利屯32Km，经福利屯到双鸭山市40Km。哈（尔滨）同（江市）公路在井田中部通过，交通便利。见图111。井田位于三江平原的西南部，煤系地层均被第四系松散层覆盖，地形平坦，地面标高一般为66米68米。图1-1-1 龙煤集团双鸭山分公司交通示意图（比例尺：1/20万）二

7、、矿区内工农业及煤炭生产、建设情况本区以农业经济为主，主要农作物有小麦、大豆、玉米等，工业基础比较薄弱。但是，已有80多年历史的双鸭山矿区距本区较近，可以借助老区力量建设新区。双鸭山矿业集团现有8对生产矿井，生产总能力为900万吨/年。其中，本井田所属的东荣矿区共划分为四个井田，总体设计规模5.1Mt/a。三、矿区气候条件本区属寒温带大陆性气候，冬季严寒，夏季温热。年平均最高气温为20.123.7度，年平均最低气温为17.423.0度，极端最低气温35度。年降水量325.7毫米692.3毫米，年蒸发量1095.5毫米1430.6毫米，年平均相对湿度6170。年平均风速为4.1米/秒4.7米/秒

8、，最大风束可达24米/秒，风向多偏西风。每年十月至翌年五月为冻结期，最大冻结深度为1.55米2.08米。四、矿区水文情况松花江在井田北部约38Km处流过，20年一遇最高洪水位67.3米，百年一遇洪水位为67.51米，枯水期水位为55.02米。井田内无较大河流，只有二道河子及一些农田排水沟渠。第二节 井田地质特征一、井田地质（一）地层东荣矿区位于集贤煤田的东南部，为一全隐蔽区。区内地层系统简单，发育有下元古界麻山群、古生界泥盆系中统、中生界侏罗系上统、新生界第三系上新统和第四系。井田内地层有下元古界麻山群、古生界泥盆系、中生界侏罗系、新生界第三系和第四系。（二）构造本区位于新华夏系第二隆起带北端

9、的三江盆地西部。由于受东西向压应力的作用及新华夏构造体系的改造，使盆地形成了一系列的轴向北北东的富锦、绥滨新安、佳木斯等隆拗相间排列的隆起带与拗陷带，同时产生了不同序次和不同方向的断裂构造。东荣二矿位于绥滨集贤拗陷带东荣向斜的东翼。井田内构造特征以F9断层为界，北部为轴向北东30度75度的八队向斜构造；南部为地层走向呈北西10度，倾角15度25度的单斜构造，并有次一级缓波状褶曲。二、地质构造1.断裂构造由于本井田处于区域性三种构造应力场的复合部位，应力集中。断裂较发育，按其展布方向可划归四组：一组为北北西至南北向；一组为北东向；一组为北西向；另一组断层为东西向断层。上述四组断层中，前两组断层为

10、主干断层，后两组断层多为伴生断层。全井田共查出断层49条。其中正断层24条，逆断层25条。落差大于100米的断层12条；落差50米100米断层12条；落差30米50米的断层8条；落差小于30米的断层17条。2.褶皱井田内主要褶曲为八队向斜，该构造与井田之北的二九一背斜并列存在。另外，受F3断层影响，在F9断层以南的单斜构造内，F3断层两侧有一波状起伏的褶曲，但比较平缓，对煤层影响不大。3.岩浆岩本井田内岩浆岩以侵入为主，大多呈岩脉及岩床侵入于晚侏罗纪煤系地层中。为燕山期产物，以中性石英闪长岩、基性辉绿岩、玄武岩为主。岩浆岩主要分布在F9断层与精查17线之间，成岩床侵入14号煤层中，使煤层局部变

11、质。二、井田地质（一）含水层1.第四系含水层：该地层在全井田内广泛分布，直接覆盖于第三系或煤系地层之上（天窗处）。由各粒级的砂、砾砂和砾石等组成，厚度为120米180米。且由南往北逐渐增厚。根据第四系地层的含水情况，又分为上部含水层和下部含水层。（1）上部含水层在井田内普遍发育，厚度100米110米，该含水层的上段以中、粗砂及砾砂等组成，含水性和透水性好，单位涌水量3.8331l/s.m，渗透系数10.134m/d。下段以细砂和中砂为主，粗、砾砂次之。单位涌水量0.544l/s.m0.5931l/s.m，渗透系数1.273m/d1.569m/d。均为孔隙承压水。（2）下部含水层以细砂、砾砂组成

12、，厚度20米40米，含泥质较多。单位涌水量0.107l/s.m0.554l/s.M，渗透系数0.522m/d2.839m/d。该层局部与上部含水层有水力联系，在天窗处与风化隙含水带之间有水力联系，并为风化裂隙含水带的补给来源，但很微弱。2.煤系裂隙含水带：根据裂隙发育程度、埋藏深度、含水性透水性等因素，可分为风化裂隙含水带、亚风化裂隙含水带和弱裂隙含水带。（1）风化裂隙含水带是直接充水含水层，岩性为粉砂岩、砂岩和中砂岩。厚度60120米，单位涌水量一般为0.018l/s.m0.315l/s.m。天窗部位风化裂隙含水带富水性强，单位涌水量最大为1.141l/s.m。（2）亚风化裂隙含水带位于风化

13、裂隙含水带之下，厚度约100米，裂隙不发育，含水性小。单位涌水量0.0028l/s.m0.0398l/s.m，渗透系数0.004m/d0.0291m/d。（3）弱风化裂隙含水带位于亚风化裂隙含水带之下，裂隙不发育，仅局部受构造影响的裂隙含水，但很微弱。（二）断层带的富水性和导水性本井田内落差较大的断层多为压扭性断裂，其导水性及富水性均很微弱。落差较小的断裂多为张性断裂，但断层两侧裂隙发育，富水性较强，导水性良好。因此，在开采过程中应加强防水。（三）隔水层井田内主要有第四系上部隔水层、下部隔水层及第三系隔水层。第四系上部隔水层一般为8米10米；下部隔水层为8米16米，埋深100米130米，两隔水

14、层均为亚粘土和粘土层，具有良好的隔水性能。第三系隔水层为泥岩和粉砂岩，属泥质半胶结岩层，埋藏深度120米290米，厚度0米120米，从东往西逐渐增厚。在1417勘探线间出现局部缺失，形成“天窗”。（四）天窗本井田的“天窗”分布于1417勘探线间的煤层浅部，南三采区和南四采区的上部。16勘控线的491孔、485孔、493孔；15线的483孔、砂抽1孔均已控制。由于“天窗”的存在，第四系地层与煤系地层之间将构成水力联系。因此，在“天窗”下部开采时要留足防水煤柱并加强探水和防水措施。（五）井田水文地质类型本井田的含煤层地层主要由各种粒级的砂岩组成。直接充水含水层以裂隙含水为主，煤层位于当地侵蚀基准面

15、以下。上覆有巨厚的第三系和第四系地层。第三系地层隔水性能良好，地表水体与煤系裂隙含水带有水力联系，补给较好，但第四系下部含水层的含水性及透水性较弱。综上所述，根据直接充水含水层的富水性和补给条件，以及单位涌水量的大小来划分，本井田的水文地质类型属以中等条件为主的裂隙充水矿床。（六）预计矿井涌水量根据地质报告提供的涌水量数据，设计预计矿井一水平开采期间正常涌水量为371立方米/小时，最大涌水量为450立方米/小时。第三节 煤层特征一、煤层特征本井田具有经济价值的可采煤层均集中于侏罗系鸡西群城子河组，该组地层总厚度为930米，共含煤50余层，煤层平均总厚度36.29米，其中大部分为不可采煤层，可采

16、及局部可采的煤层共18个煤层。平均总厚度为23.96米，各煤层倾角一般在18度25度，只有八队向斜北翼煤层倾角达40度左右。井田内各可采煤层，按其在纵向剖面的分布规律及组合特征，可分为上、中、下三个煤层群。其中上层群只有5号煤层，它与中层群的9号煤层间距达142米150米；中层群含有9、12、13、14、16、17、18、20上、20、23、24、25和26号十三个可采煤层，煤层总厚度为16.60米。本煤层群的特点是煤层多、集中、间距小而厚度大，一般间距为20米50米；下层群含有291b、293、30上和30号四个可采煤层，煤层总厚度6.53米。由于本煤层群在形成时受古地理的控制，故在井田内均

17、为局部可采。 各煤层特征详见表1-2-2。从表1-2-2中可以看出，本井田内煤层厚度大，且发育较好的主要可采煤层有16、17、18、24号四个煤层。现分述如下：16号煤层全井田发育，上距14号煤层约35m，深部变小。可采厚度为0.7m2.77m，平均厚度1.57m，该煤层稳定，由南向北，由东向西增厚到1.6m2.25m。为单一煤层，顶部和底部局部出现12层夹石，厚度为0.05m0.10m。煤层顶板为粉砂岩及含炭粉砂岩。17号煤层是井田内储量最大，发育最好的煤层。距16号煤层0.04m25m，间距变化沿走向稳定。第34走向线处为20m25m，向东西分别变小。可采厚度一般为2.5m4m，向东增厚，

18、八队向斜处的西部变薄为1m左右。煤层基本属单一结构。F9断层以南，煤层下部有一层夹石，厚0.1m；F9断层以北，煤层有12层夹石，厚0.15m0.47m，夹石为粉砂岩或炭质泥岩。煤层顶板为细砂岩，底板为粉砂岩。18号煤层基本上全井田发育，仅在1416线之间的浅部，22线以北的西部及向斜顶端等小范围不可采。上距17号煤层约15m40m。煤层的可采厚度为0.7m2.38m，较稳定。结构属复煤层，有12层夹石，厚0.1m0.25m，为粉砂岩及炭质泥岩，中分层发育较好。煤层顶板为粉砂岩，底板为粉砂岩及细砂岩。24号煤层基本全井田发育，只在1719线浅部露头局部变薄不可采。可采范围内厚度稳定，结构简单，

19、煤层厚度一般为1.21.5m，八队向斜处略有增厚。该层距23号煤层10m25m。煤层顶板为粉砂岩、细砂岩、中砂岩；底板为粉砂岩和细砂岩。二、煤质本井田煤质属中低灰分、特低低磷、特低硫、高发热量、弱粘结中等粘结性、易选至中等可选的低变质煤。煤种主要以气煤为主，长焰煤次之，14号煤层局部变为无烟煤和天然焦，煤种在垂向上无明显变化，可作为动力用煤和炼焦配煤。三、煤的自燃及爆炸发火情况根据采样测试资料及集贤煤矿实际资料，本井田各煤层均有煤尘爆危险及自然发火倾向。四、煤层顶、底板井田内各煤层顶、底板均以粉砂岩、细砂岩和粉细砂岩互层为主，部分为中、粗砂岩。单向抗压强度范围为58.8Mpa153.5MPa。

20、煤层露头部位的顶、底板抗压强度值有所降低。根据集贤煤矿的顶板测定资料，预计本矿井各煤层顶板类别均在一级II类以上。第二章 井田境界和储量第一节 井田境界东部边界：以各煤露头为界。南部边界：以F2断层为界。西部边界：以16层煤层900m等高线垂直投影为界。北部边界：以F48、F10、F4及其延长线为界。井田走向长6.5KM，倾斜宽4.0KM，面积26.16kM2。第二节 井田储量一、储量计算基础和方法1.储量计算基础（1）最低可采厚度：气煤为0.70m，长焰煤和弱粘结煤0.80m。（2）煤层灰分：小于40%。（3）煤层容重：采用各层煤的算术平均值。（4）计算最低标高：900m。2.储量计算方法：

21、（1）风化带：以第三系下基础垂深30m划定。（2）可采边界：用内插法圈定。（3）断层煤柱：落差大于50m的断层每侧留50m煤柱，落差小于50m的断层每侧留30m煤柱。（4）天窗煤柱：天窗范围内150m水平以上的煤层不计算储量。二、储量计算结果：全井田共有A+B+C级储量290.424Mt，其中A级储量66.185Mt，B级储量50.874Mt，A+B级储量117.059Mt，占A+B+C级储量的40.3%，-500m以上全井田共用A+B+C级储量82.447Mt，占-500m以上A+B+C级储量的47.3%。 三、储量分布情况：全井田储量主要分布在-500m以上，共有A+B+C级储量 174.

22、207Mt，占故井总储量的60%。井田内主要可采煤层A+B+C级储量181.361Mt，占全井田总储量的62.4%。第三节 矿井可采储量1.永久煤柱（1）防水煤柱本井田第四系含水层与煤系地层之间，绝大部分含有第三系隔水层。但1417勘探线煤层江部第三系地层缺失，形成“天窗”。根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程规定，计算出本矿井“天窗”部位最大防水煤柱高度为72.0m。其最低标高为-241.0m，高于各煤风氧化带高度（垂高30m）。因此，将风氧化带下限作为安全煤岩柱留设的基础，考虑到风氧化带的底界面变化较大，为便于巷道布置及回采，将开采上限与防火煤柱综合考虑，确定本井田的开采

23、上限为-250m。该标高以上工业储量为2.619Mt。（2）断层煤柱设计对落差大于50m的断层两侧各按50m留设煤柱，落差小于50m的断层两侧各按30m留设煤柱，但对F2断层，由于落差大（210m400m），破碎带宽，又是井田境界，设计暂按100m留设煤柱。经计算，全井田设断层煤柱的工业储量合计为41.822Mt，其中-500m以上为27.44Mt。（3）工业场地煤柱本设计根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设及压煤开采规程留设工业场地煤柱。其岩石移动角取值如下：第四系塌陷角取45度，第三系塌陷角的取值，设计按其岩层胶结状况及松散程度，暂取55度。（4）1号风井场地煤柱1号风井场地煤柱留设方

24、法同工业场地煤柱留设方法一致。经计算，压煤总量为0.522Mt。所压煤量全部为-500m以上储量。（5）“二九一”农场煤柱根据国家计委19861858号文件批准，“二九一”农场按不搬迁考虑。本设计以文件批准的“二九一”农场规划范围进行留设煤柱。其煤柱留设方法与工业场地煤柱相同。经计算，压煤总量为27.232Mt，其中-500m以上20.202Mt。2.设计利用储量全井田的工业储量减去各种煤柱，即为本井田的设计利用储量。经计算，其总量为200.032Mt，占全井田工业储量的68.9%，其中-500m以上设计利用储量为107.675Mt，占本水平工业储量的61.8%。第三章 矿井工作制度、生产能力

25、及服务年限第一节 矿井工作制度本矿井设计年工作日为300d每日三班作业，其中两班半生产，半班准备。每班工作8h，每天净提升时间14h。第二节 矿井设计生产能力为充分论证其合理性，本设计就1.8Mt/a和1.4Mt/a二种生产能力方案分析如下：(一)煤层开采条件及构造条件1.煤层开采条件全井田共获得工业储量290.424Mt，高级储量占40.3%井田内煤层对比可靠，煤层层数、结构和可采范围已查明。根据井田内煤层赋存情况，井田内18个可采煤层分为上、中、下三个煤层群。主要可采层16、17、18、24号煤层均分布在中部层群，平均厚度分别为1.57m，2.85m，1.56m，和1.16m。稳定性好，其

26、工业储量占全国总量的62.4%，是适合综采的主力煤层。但剩余的14个煤层，其工业储量占全井田总量的47.6%，煤层比较薄弱，而且分散。2.构造条件本井田处于区域性三种构造应力场的复合部位，应力集中。通过精查及首采区地震补勘工作，共查出断层49条。其中首采区地震补勘查出断层13条。按此推断，本井田内还将大量存在落差30m以下的断层。就现有勘探结果，井田内一水平只有5个比较完整的块段。从上述条件看，虽然在储量上满足1.8Mt/a的生产能力。但是本井田煤层生产能力在2.18t/m3以下，全井田近一半的采区只有12个主力煤层发育。一水平只有5个比较完整的块段，且构造较多。将会给综合机械化开采带来一定困

27、难。另外，开发强度过大无法保证矿井的均衡生产。（二）矿井服务年限与井型关系本矿井经济可采储量为139.299Mt ，一水平经济可采储量为71.85Mt。储量备用系数按1.4计算，则矿井及一水平服务年限按不同井型计算结果见表2-2-1。表2-2-1中的结果表明，矿井生产能力为1.8Mt/a时，矿井及一水平服务年限偏短。通过上述分析，设计认为，矿井生产能力为1.4Mt/a具有服务年限适合，容易实现均衡、稳定生产，采区接续及机械化装备灵活、管理方便等优点。因此，设计推荐矿井生产能力为1.4Mt/a。第三节 矿井水平及服务年限由于本矿井地质构造中等偏复杂，断层较多，开采损失量较大。因此，储量备用系数取

28、1.4。按生产能力为1.4Mt/a进行计算，矿井及一水平服务年限为：矿井服务年限=矿井经济可采储量/（设计年生能力*备用系数）=139.299/(1.4*1.4)=71.1(a)一水平服务年限=一水平经济可采储量/（设计生产能力*备用系数）=71.85/(1.4*1.4)=36.6(a)矿井不同井型时的服务年限表2-2-1 井型（Mt/a）矿井服务年限（a）一水平服务年限（a)1.471.136.61.855.328.5第四章 井田开拓第一节 井田开拓基本问题一、开拓方式本井田的特点是：（一）第三系地层与第四系冲积层较厚，第四系地层为120m180m，第三系地层为0m50m，为此，井筒需采用特

29、殊方法进行施工。（二）井田内共有18层可采及局部可采煤层，煤层层数多，分为上、中、下三个煤层组，各层组间距较大。（三）地势平坦，井田面积较大。（四）煤层赋存不规则，走向变化较大。根据上述特点，设计确定本矿井采用立井，多水平，集中大巷，分区石门开拓方式。二、井口及工业场地位置的选择根据本井田的地形、地物、冲积层厚度、煤层赋存条件、地质构造形态等特点，结合首采区位置及工业场地的压煤情况，设计对井口位置选择分析如下：（一）井口位置选择的重要因素之一是初期投产采区的选择。设计认为，将初期投产采区布置在地质构造简单，开发条件好和储量丰富的区域内，是实现矿井合理开发，做到少投入、多产出、早出煤、经济效益好

30、的重要条件。根据本井田煤层的赋存条件及被构造分割的情况，可做为初期投产采区的区域为F9断层以南地区及F9以北的“二九一”向斜宽缓地区。另外，经计算，本井田的经济可采储量中心位于20勘探线的514钻孔附近。-500m水平以上经济可采储量中心位于全矿井经济可采储量中心以东约320m。由此可知，井田的经济可采储量中心和可供布置初期投产采区的块段均在33勘探线的东部，为井口位置选择在井田东部提供了首要依据。（二）从构造条件看，整个井田东部，除八队向斜东部的盆状区域地质构造比较复杂外，其它区域，构造相对简单，断层控制较严密。（三）井田东部露头以外及八队向斜北部为无煤区域，若井口位置在上述两个区域选择，可

31、少压煤或不压煤。I方案：井口位置及工业场地设在22、23勘探线之间和32、33勘探线之间，距哈同公路200m左右的无煤带边缘。初期移交采区为中一上采区和南二上采区。工业场地内设主、副两个井筒。风井设在20勘探线513钻孔以南20m处。见图231，图232。II方案：井口位置及工业场地设在20勘探线513钻孔附近。初期移交采区为中一上采区和南二上采区。工业场地内设主、副两个井筒。风井设在33勘探线，哈同公路南侧100m左右。见图233，图234。井口位置方案比较见表231。从表231中可以看出，上述三个方案的主要优缺点为：上述两个方案的主要优缺点为：I方案：主要优点：1.井口位置处于无煤带之上，

32、工业场地不压煤，但风井场地压煤4.312Mt。2.距中心居住区较近，只有5.7km。主要缺点：1.距矿井的经济可采储量中心1678m，特别是南部区二水平的运输距离长达3.42km，给生产运营管理造成不便。2.由于工业场地距哈同公路较近，地面排矸系统布置较困难。3.初期工程量比II方案多4529.7m。巷道布置属单翼生产形式给矿井的运输、通风带来困难。而且，建井工期比II方案长12个月。II方案：主要优点：1.距矿井的经济可采储量中心只有30m，且紧邻二水平的首采区，生产运营费用低。2.距初期移交采区近，两翼开采，井巷工程量23666.9m，比I方案少4438.9m。建井工期分别比I方案少11个

33、月和6个月。故采用此方案。主要缺点：1.工业场地压煤量大，比I方案多压煤18.197Mt，但所压块段属构造比较复杂区域。经济可采储量只有6.42Mt。2.铁路比I方案多2km，距中心居住区比I方案多2.7km。三、风井位置选择根据所确定的工业场地位置及首采区位置，为减少井下贯通距离，并结合地面公路布置，考虑尽可能少压一水平煤量，确定初期1号风井井口位置在33勘探线，哈同公路南侧100m附近。其井口座标见表241。四、井筒个数及后期风井位置（一）初期井筒数目根据矿井提升、通风和井下开拓布置的要求，确定矿井初期建3个井筒。即主井、副井和1号风井。主井提煤兼南部区回风；副井担负提矸、升降人员与设备、

34、下放材料及进风任务。1号风井回风兼做安全出口。（二）后期井筒个数与井位根据煤层情况，初期回风井除不能满足八队向斜东部盆形构造东翼地区的通风半径及安全出口距离外，其它区域均可满足。因此设计确定矿井生产后期在21勘探线30号煤层露头以外设置一回风井，做为盆形构造东翼地区的回风兼安全出口。五、水平划分与标高（一）回采上限及回风水平标高的确定根据本设计第二节关于防水煤柱高度确定的结果，考虑到各自然地质块段状况和采区布置条件，为便于井下巷道的布置和生产管理，取统一标高作为矿井各煤层的回采上限标高，即-250m标高。但投产后，通过开采实践观测验证，各煤层的开采上限可作适当调整。（二）运输水平标高的确定本井

35、田煤层走向大致为南北方向，由东向西倾斜。煤层倾角一般为1525。回风水平及开采上限标高为-250m。井田开采下部边界为-900m，从回风水平至井田下部边界垂高为650m。矿井至少以二个水平开采。根据本井田的煤层赋存条件及储量分布情况，确定采用:回风水平标高为-250m，第一水平运输巷道标高为-500m，第二水平运输巷道标高为-700m。一水平及二水平-700m以上各采区全部用上山开采，-700m900m各采区用下山开采。回风水平标高为-250m，第一水平运输巷道标高为-500m，第二水平运输巷道标高为-800m。两个水平均实行上、下山开采，一水平下山采至-600m，二水平下山采至-900m。在

36、一水平服务年限满足，-700m-900m的煤炭用下山从-700m标高能够一次采出的基础上，该方案具有管理集中，通风、排水易于解决等特点。因此，设计推荐该方案。六、大巷布置本井田煤层赋存为缓倾斜煤层，但煤层走向变化较大。918号煤层各层间距一般为30m以下，24号煤层距28号煤层平均为76m，30号层距24号层平均为278m。并且30上、30号层仅在F9断层以北，F4断层以东可采。考虑到全矿一水平储量大部集中在18号煤层以上，为合理安排采区联络巷道，节省工程量，减少生产期间运营费用，设计将一水平全部可采煤层分为上、中、下三组开采。上组为918号各煤层（个别快段将924号煤层全划为上层组）。202

37、6号煤层为中层组，29-1b30号煤层为下层组。鉴于上述煤层分组情况，根据所确定的井口位置及运输水平标高，设计确定一水平主要运输大巷布置采用提出两个方案：采用集中大巷分区石门开拓方式，大巷尽量沿18号煤层布置。无法沿18号煤层布置的块段，沿18号煤层底板布置。（二）回风巷道布置根据确定的回风水平标高，考虑尽量减少巷道压煤，设计确定在F9断层以南地区，回风大巷主要沿26号煤层布置，F9断层以北沿30号煤层底板布置。回采工作面产量（Mt/a）计算风量（m3/min）设计风量(m3/min）按人数计算按CH4计算按温度计算中一上采区14层工作面0.29120221-242240-300540中一上采

38、区16层工作面0.67120221-242240-300900南二上采区16层工作面0.48120221-242280-360900七、采区划分、采区储量及开采顺序（一）采区划分及采区储量根据本井田构造情况及煤层分组情况，设计确定一水平采区划分主要以断层和褶曲构造作为采区分界，且尽可能考虑加大采区走向长度。最终划分为11个采区。其各采区储量及服务年限见表233。采区划分见图237本矿井达到设计产量时移交两个采区，即中一上采区和南二采区。（二）开采顺序根据本矿井的煤层分组情况、煤层储量条件及开拓要求，为获得可靠的生产能力并确保稳定生产。确定开采顺序为：按地质划分的自然区域，开采顺序是先采井田中部

39、区，后采南翼及北翼东部区。沿井田走向的开采顺序是：由近及远的前进式。沿井田倾向及各煤层之间的开采顺序是：自上而下的下行式。（三）采区接续在安排矿井一水平采区接续时，考虑以下几项原则：1.厚、薄煤层适当配采，保证矿井的正常接续和均衡生产。2.综采产量与高档普采产量比例要保持相对稳定。在均衡生产期间，要形成综采产量为主，高档普采为辅的合理比例关系。3.尽量合理安排各风井的通风负担，充分发挥初期风井和主井的通风功能。4.条件较差、生产能力低、远距较长的采区，宜在中后期开采。根据上述原则确定的一水平采区接续见表233第二节 矿井基本巷道矿井初期设主井、副井和1号风井三个立井井筒。一、井筒用途、布置及装

40、备（一）主井井筒根据开拓布置要求，主井井筒除提煤外还兼作回风井。设计考虑提升容器布置和回风需要，确定主井井筒净直径为5.5m，全深650.5m。井筒内对称布置一对16t底卸式箕斗，专供提煤用。井筒装备采用钢丝绳罐道。并敷设信号及通讯电缆架一趟。（二）副井井筒副井井筒为矿井的进风井，供提升矸石、材料、设备及升降人员之用，并兼作矿井的安全出口之一。根据提升容器布置和进风需要，设计确定井筒净直径为7.5m，全深604.0m。井筒内布置一套半提升容器，即初期布置一对1t矿车双层四车多绳罐笼（一宽一窄），并给二水平生产时预留一个1t矿车双层四车标准罐笼和平衡锤的位置。罐道梁采用树脂锚杆牛腿托架固定。井筒

41、内敷设排水管路二趟、压风管路、洒水管路和黄泥灌浆管路各一趟。动力电缆及信号通讯电缆架各一趟。井筒内还设有玻璃钢梯子间，层间距同罐道梁层间距均为4m。（三）1号风井井筒1号风井井筒为回风井，并兼作矿井的安全出口之一。井筒净直径为4.5m，全深325.0m，井筒内设有玻璃钢梯子间，层间距为4.0m。并敷设防火灌浆管路一趟。二、井壁结构（一）水文地质资料主井、副井和1号风井各检查孔提供的水文地质资料见下表地质水文参数表井筒名称项目名称主井副井1号风井第四系层厚170.4170.36172.9第三系层厚59.7579.64112.1小计230.15250285基岩风化带厚度303030基岩破碎带厚度4

42、0（地表下垂深310350mm）00（二）施工方法选择由于本矿井三个井筒均需穿过230m285m的第四系和第三系地层。因此，必须采用特殊凿井法施工。设计认为在东北地区，若采用钻井法凿井，在冬季施工会因为气温过低而造成地面泥浆池结冰，从而阻止钻井泥浆循环，无法施工。此外，钻井法还存在钻进偏斜度较难控制等因素。鉴于上述原因，本矿井的三个井筒均选用冻结法施工。（三）冻结深度的确定主井冻结深度为372m，副井冻结深度为302m，1号风井冻结深度为325。（四）井壁结构形式1.冻结段本矿井三个井筒的冻结段井壁结构均采用塑料夹层钢筋混凝土复合井壁结构型式，经计算，主井井筒冻结段支护深度为366m，井壁厚度

43、为950mm1050mm。副井井筒冻结段支护深度为296m，井壁厚度为1100mm1350mm。1号风井井筒冻结段支护深度为318m，井壁厚度为950mm1100mm。2.基岩本矿井三个井筒的基岩段均采用普通法施工，井壁材料均为素混凝土。主井井筒基岩段支护段高为366m650.5m，井壁厚度为400mm，副井井筒基岩段支护段高为296m604m，井壁厚度为500mm。1号风井基岩段支护段高为318m325m，井壁厚度为350mm。第三节 井底车场及硐室本矿井采用立井、集中大巷、分区石门开拓方式。大巷煤炭运输采用3t底卸式矿车，辅助运输采用1t固定式矿车。煤列车由17辆3t底卸式矿车组成，矸石及

44、煤矸混合列车由30辆1t固定式矿车组成。各种列车均由10t架线式电机车单机牵引，井下矸石率为20%，掘进煤按产量的5%计。一、井底车场型式选择井底车场位于-500m水平，26号煤层底板，29-1b号煤层顶板。根据井下开拓布置和井底车场周围的地质构造，并考虑井筒与大巷的相对位置及地面生产系统的布置，设计初步确定井底车场 形式为卧式车场。根据大巷运输方式，井底车场需设有3t底卸式矿车卸载站和1t矿车翻车机硐室及其空重车线，从而使掘进煤及杂煤在井下并入原煤系统，以减轻副井提升量。根据上述原则，按卸载站与翻车机硐室的相对位置和调车方式不同，本设计提出三个方案：I方案：3t底卸式矿车卸载站与1t矿车翻车机硐室分别布置在两条巷道内，在1t矿车翻车机硐室空、重车线以外设1t矿车空、重车调车线。井底车场方案比较表251