西山煤電集團白家莊礦煤層開采初步設計

1、太原理工大學陽泉學院畢業(yè)設計說明書畢業(yè)生姓名：指導教師：專業(yè)：學號：所屬系（部）：畢業(yè)設計評閱書題目：西山煤電集團白家莊礦煤層開采初步設計 采 礦系專業(yè) 姓名 設計時間：2012年3月5日 2012 年5月1日 評閱意見：成績： 指導教師：（簽字） 職務：200 年月日畢業(yè)設計答辯記錄卡 系 專業(yè) 姓名答 辯 內 容問 題 摘 要評 議 情 況 記錄員： （簽名）成 績 評 定指導教師評定成績答辯組評定成績綜合成績注：評定成績?yōu)?00分制，指導教師為30%，答辯組為70%。 專業(yè)答辯組組長：（簽名） 200 年月日ii目 錄摘要1第一章 礦井基本概況2一 礦井位置范圍及地質條件21.1.1礦井

2、位置及范圍21.1.2煤系地層21.1.3井田儲量31.1.4井天地質構造61.1.5礦井瓦斯61.1.6礦井相鄰關系6 二 礦井開拓概括81.2.1開拓方案比較81.2.2井田劃分原則81.2.3運輸大巷位置選擇91.2.4井底車場形式，通過能力確定111.2.5井底車場的調車方式及通行能力計算151.2.6礦井通風系統(tǒng)及通風方式16第二章 采區(qū)基本開采條件17一 采區(qū)基本條件172.1.1 采區(qū)形式及工作面情況172.12 采區(qū)儲量及服務年限172.1.3 采區(qū)生產能力18二 采區(qū)煤層條件182.2.1采區(qū)內煤層賦存條件 182.2.2 采區(qū)內地質情況182.2.3 煤層特性18第三章 采

3、區(qū)巷道布置20一 采區(qū)布置方案203.1.1采區(qū)形式及區(qū)段劃分20第3.2節(jié) 采區(qū)生產系統(tǒng)21第四章 采煤工作面布置及勞動組織21一 采煤工藝及采煤工作面214.1.1采煤工藝的選擇214.1.2 工作面長度確定224.1.3 工作面支護形式234.1.4工作面回柱方式及措施25二 工作面勞動組織26三 工作面經濟技術指標28第五章 采區(qū)通風與安全29一 采區(qū)通風系統(tǒng)概述29二 采區(qū)通風方式的選擇29三 采區(qū)風量計算和分配29四 采區(qū)總風壓及等積孔計算 35五 礦井通風機通風方式38第六章 安全技術措施40一 防瓦斯爆炸措施40二 防煤層爆炸措施41三 防煤與瓦斯突出措施42四 防突水措施42

4、五 防火災措施42六 安全通風措施43七 其他44參考文獻48感謝49陽泉職業(yè)技術學院-畢業(yè)設計說明書摘 要本次畢業(yè)設計，所做的是西山煤電集團白家莊礦煤層開采初步設計。在畢業(yè)設計之前，我們設計組到白家莊一礦進行為期一個月的畢業(yè)實習，在此期間我們搜集了畢業(yè)設計所需的資料，同時在生產一線積累了實際生產的經驗。在實習過程中我們更加深刻的了解的我們以后的工作，并且，更重要的是學到了重要的設計思想及設計中所涉及的現場工作經驗，為畢業(yè)設計、及以后的工作打下良好的基礎。本次畢業(yè)設計是通過指導老師陳老師，經過多次指導的結晶，是我們大學三年通風專業(yè)學習的總結。該設計包括以下內容:(1)白家莊礦井基本的概況(2)

5、設計采區(qū)的地質條件(3)采區(qū)的巷道布置(4)采區(qū)的采煤方法工藝及勞動組織(5)采區(qū)通風系統(tǒng)選擇(6)各種安全措施本次設計時間為2012-3-5到2012-5-1共九周時間。時間充足，但是由于本人水平有待提高，缺少工作經驗，所以在設計中難免有不足和欠考慮之處，希望各位老師給予批評指導.關鍵詞：地質條件、通風系統(tǒng)、安全措施、采煤方法。 第一章 礦井概況一、 礦井基本概況1、1礦井位置及范圍白家莊井田位于太原市萬柏林區(qū)西銘鄉(xiāng)白家莊村、桃杏村至晉源區(qū)晉源鎮(zhèn)趙家山村一帶，東距太原市中心約20千米。白家莊井田位于太原西山煤田之東部邊緣，北部以鴉崖底斷層與虎峪斷層為界與杜兒坪井田接壤，西部以三家莊斷層為界與

6、官地井田相鄰，東鄰西峪礦寨溝井田，南鄰金勝煤礦和晉源煤礦。井田地理坐標：東經11223191122644，北緯374621375015，井田范圍由山西省地礦局地采證煤字【1992】第040號文批準的15個坐標點（三度帶坐標系統(tǒng)，中央子午線-東經111）連線圈定。1.X=4189844 Y=37627458 2.X=4189410 Y=37627098 3.X=4188213 Y=37625962 4.X=4187129 Y=37625747 5.X=4186578 Y=37625510 6.X=4185563 Y=37625031 7.X=4184390 Y=37624480 8. X=418

7、4840 Y=376228699.X=4184858 Y=37622645 10.X=4184959 Y=3762230911.X=4187386 Y=37622920 12.X=4189096 Y=3762388813.X=4190577 Y=37625307 14.X=4191017 Y=3762586215.X=4190500 Y=37626700井田呈近似四邊形，井田面積約為16.3km本井田邊界為：北以白家莊斷層為界，南和趙家山礦、拜子溝礦、鄭家溝礦相鄰，東以西峪礦為界，西以鴨崖底斷層和官地礦區(qū)為界。南北最長長度5.30 km，平均長度2.70 km，南北長度差異比較大，東西最長長度

8、2.97 km，平均2.46 km。井田面積為16.32km2井田交通條件：白家莊礦東距太原市中心約20km，距新建太原市西環(huán)城高速公路西山入口約5km。礦區(qū)內有公路與太原市相通，太原市7路公交車開往官地礦途經白家莊礦，另外礦區(qū)有運煤鐵路專線。1.1.2 煤系地層井田內主要含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組。共含煤13層，自上而下編號依次為01、02、03、l、2、3、4、6、7、8、9、10、11號。含煤地層總厚16l.59m。煤層總厚1764m，含煤系數10.92?？刹擅簩佑?、3、6、7、8、9號6層，可采煤層總厚15.08m，可采含煤系數933。山西組含014號7層煤，煤層總

9、厚7.53m，地層總厚72.92m，含煤系數10.32。可采煤層總厚6.03m，可采含煤系數827。太原組含6一11號6層煤，煤層總厚10.11m， 地層總厚88。67m。含煤系數1140?？刹擅簩雍?05m，可采含煤系數10.21。（1）可采煤層及局部可采煤層的敘述井田位于西山煤田東北隅，井田受此構造體系的控制總體上表現為：地層走向大致北西-南東，向東北傾斜的單斜構造，傾角2-6，一般4左右。井田內共有可采煤層6層，其編號自上而下依次為2、3、6、7、 8、 9號煤，各主要可采煤層詳細情況：2#煤層：直接頂板為砂質泥巖或砂質泥巖、泥巖、細粒砂巖互層，厚04.0m。偽頂為泥巖或炭質泥巖，厚00

10、.8m。一般0.2m，隨采隨落。直接頂板部分地段有凹凸情況，其它一般較平整。老頂為中粗粒砂巖，厚10m左右，為中等穩(wěn)定頂板。底板為砂質泥巖、泥巖。有凹凸情況。3#煤層：偽頂為泥巖或炭質泥巖，厚00.8m，一般0.5m，裂隙發(fā)育、破碎易冒落。直接頂板為砂巖、砂質泥巖、泥巖互層，平均厚291m，部分地段有凹凸情況。底板為砂質泥巖，有凹凸情況。6#煤層：直接頂板為泥巖或炭砂質泥巖，厚2.51-8.04m。老頂為石灰?guī)r，厚1.25-4.48m。底板為砂質泥巖、泥巖。7#煤層：直接頂板為石灰?guī)r或泥巖，泥巖厚3m左右，石灰?guī)r厚2.56m，大部分地段凹凸不平。底板為砂質泥巖或砂巖。8#煤層：直接頂板為石灰?guī)r

11、、鈣質泥巖或砂質泥巖。老頂為石灰?guī)r，厚7.5m。底板為砂質泥巖、細粒砂巖。9#煤層：偽頂板為泥巖或炭質泥巖，厚0-0.4m。直接頂板為灰?guī)r或砂質泥巖，厚0.3-10.55m。底板為泥巖、砂巖。1.1.3 井田儲量1 工業(yè)儲量平衡表內最小可采厚度為0.7米,灰分小于40%,厚度在0.50.6米及灰分在4050%的煤層儲量列在平衡表外,0.5米以下的煤層不計儲量。6、7、8、9號煤層為下組煤，因受奧灰水威脅，在目前的技術條件下暫不可采，故也不計入工業(yè)儲量。儲量是按塊段結合等高線法計算的.塊段是以等高線,境界線,級別線,地質剖面線劃分，煤層厚度采用塊段平均厚度。各層煤的容重如表1.1示：表1.1 各

12、層煤的容重煤層2#3#4#6#7#8#9#容重1.51.381.381.381.401.401.40基巖面向下垂深25米為煤層風化氧化帶不計儲量.根據前述的井田境界及計算儲量的煤層,計算所得的礦井工業(yè)儲量為15270.98萬噸。具體計算過程如下：依據儲量計算 Q = SMD （1.1）其中：S實 = S/cos M = HD 為煤層容重計算得具體數值：:其儲量為2#煤工業(yè)儲量即： Q2 =4955.88萬噸在計算其它煤層儲量時考慮到無具體地板等高線圖作為依據,所以:面積,傾角均用2號煤總面積,即面積S=16.32平方千米；平均傾角=4度。其它煤層特征如表1.2示:表1.2 其他煤層特征表煤層3

13、#6#7#8#9#厚度(米)4.571.780.874.152.42可采性指數0.350.50.830.780.88 將上述數據分別代入儲量計算公式得:Q3 = 16316187/cos*4.57*1.38=10315.10萬噸Q6 =16316187 /cos*1.78*1.38=4017.70萬噸Q7 = 16316187/cos*0.87*1.4 0=1992.16萬噸Q8 = 16316187/cos*4.15*1.40=9502.85萬噸Q9 = 16316187/cos*2.42*1.40=5541.42萬噸所以本井田地質儲量為:Q總 = Q2+ Q3 +Q6+Q7+Q8+Q9=3

14、6325.11萬噸本井田工業(yè)儲量為:Q工 = Q2 + Q3=15270.98萬噸2 井田可采儲量在計算可采儲量時考慮了下列各種煤柱損失：(1)工業(yè)廣場保護煤柱萬噸。根據煤礦設計規(guī)范中礦井工業(yè)場地占地指標的規(guī)定工業(yè)廣場布置計算如下：實際參數：走向 470米；傾向350米；表土層移動角：45；45+50；基巖段移動角70；70-66計算廣場煤柱損失：2#煤柱損失梯形面積煤厚煤的比重 6390792.021.5193.64萬噸；4#煤柱損失梯形面積煤厚煤的比重6390794.571.38403.04萬噸。(2)井田邊界及其斷層保護煤柱：考慮本區(qū)斷層位于井田邊界附近且填充致密，井田內斷層煤柱按每邊2

15、0米，井田邊界保護煤柱也按20米計算。計算所得井田保護煤柱損失量為405965.6/cos4（2.02*1.5+4.57*1.38）=3799594噸 （合379.96萬噸）。以上各煤柱損失共計379.96+193.64+403.04=976.64萬噸。礦井可采儲量是礦井設計可以采出的儲量，故Z=(Zc-P)C （2.2）Zc礦井的工業(yè)儲量；P保護工業(yè)場地，井筒，井田邊界，河流，湖泊，建筑物等留置的永久煤柱損失量；C采區(qū)采出率，厚煤層不低于0.75；中厚煤層不低于0.8；薄煤層不低于0.85Z=(Zc-P)C（15270.98-976.64）*0.85 =12150.19萬噸礦井可采儲量為12

16、657.4萬噸各煤層儲量如表2.4示：單位(萬t)表2.4 各煤層儲量煤層2#3#6#7#8#9#地質儲量 4955.8810315.104017.701992.169502.85 5541.42 工業(yè)儲量4955.8810315.10 遠景儲量 4017.701992.16 9502.855541.42可采儲量總計12150.191.1.4井田地質構造西山煤田位于“祁呂賀”山字型構造東翼與新華夏系的復合部位。井田位于西山煤田東北隅，井田受此構造體系的控制總體上表現為-地層走向大致北西-南東，向東北傾斜的單斜構造，傾角4-15，一般為8左右。（1）斷層本井田內有兩大斷層構造，斷層為走向北西或北

17、東向的正斷層。落差大約為20米，主要分布在井田邊緣，對煤礦生產無影響。（2）陷落柱陷落柱的構造形式在井田內也不多見，主要分布在井田邊緣。（3）、褶曲井田地層總體上呈一向北東傾斜的單斜構造,在此基礎上井田中部發(fā)育著3條短軸褶曲：Z1背斜、Z2背斜、Z3背斜。井田褶曲構造不發(fā)育，褶曲存在對采區(qū)劃分及采面布置基本沒有影響。（4）巖漿井田內無巖漿活動1.1.5礦井瓦斯我礦主要生產區(qū)均為低瓦斯礦井。瓦斯：絕對涌出量：1.566.44m3/min相對涌出量:8.6912.6m3/t根據山西省煤炭廳晉煤生字(83)第1056號文件批復的白家莊礦瓦斯定級資料,礦井現生產區(qū)為低瓦斯礦井,其相對瓦斯涌出量為5.7

18、8m3/噸/日(相對二氧化碳涌出量為2.12m3/噸),絕對瓦斯涌出量為8.23m3/分(絕對二氧化碳涌出量為5.22m3/分)。但是隨著礦井開采范圍的擴大，產量的增加和開采深度的加深，礦井瓦斯涌出量相對也隨之增加。為避免疏忽大意發(fā)生安全事故，也必須預防瓦斯爆炸，其主要安全措施是加強一通三防?？傊?，白家莊礦井屬低瓦斯礦井。1.1.6礦井相鄰關系情況等基礎資料本礦區(qū)煤層埋藏較淺，小煤窯開采歷史久遠，大約在唐宋年間就有小窯開采，據白家莊勘探區(qū)地質報告記載，1957年之前白家莊井田內已停廢的小煤窯達36個之多，分布于九院溝、白家莊溝、官地溝、高家河、西峪溝、冶峪溝等各大溝內。絕大多數開采山西組2、3

19、號煤層。7號煤無小窯開采。開采深度一般400500m，最大1000m。據1976年前山礦區(qū)小窯坐標成果圖記載，礦區(qū)井田內有生產小窯30座，主要分布在九院河、高家河、冶峪溝、風峪溝內。如今這些小窯都已廢棄，窯口坍塌，對各可采煤層均有不同程度的破壞。19851997年是小煤礦迅速發(fā)展的時期，1997年小窯調查時，井田內有小煤礦30座，其中有證13座，無證17座。據2002年底統(tǒng)計，礦區(qū)內原13座生產小窯，2座已停產關閉，3座被注銷。二、 礦井開拓概況1.2.1 開拓方案比較（1） 斜井開拓井筒掘進技術和施工設備，掘進速度快，地面工業(yè)建筑，井筒裝備、井底車場及硐室比立井較簡單、一般不用大型提升設備，

20、建井期短初期投資少，由于研制和使用了新型強力膠帶輸送機，增加了斜井的優(yōu)越性。但斜井的缺點是，在自然條件相同下，斜井比立井長得多；圍巖不穩(wěn)固時，斜井井筒維護費用高；采用絞車提升時，提升速度低、能力較小、鋼絲繩磨損嚴重、動力消耗大、提升費用高，當斜井較長，采用多段提升系統(tǒng)復雜。對生產能力大的斜井輔助提升的工作量很大，甚至需增開副斜井。另外，斜井的通風風路較長，通風阻力大；當表土為富含水的沖積層或流砂層時，斜井井筒掘進技術復雜。有時難以通過。（2）立井開拓立井開拓的適用條件一般為: 煤層賦存較深或沖擊層較厚；水文復雜, 井筒需要用特殊方法施工；多水平開采的傾斜煤層。立井開拓的適應性很強,一般不受煤層

21、傾角,厚度,瓦斯,水文等自然條件限制。技術上也比較可靠,當地質條件不利于平硐或斜井開拓時均采用立井開拓方式。其優(yōu)點是能通過復雜的地質條件,提升能力大,機械化程度高，易于自動控制; 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。綜上所述，白家莊礦區(qū)地形為太原盆地，地勢較為平緩,所以適合采用立井開拓。符合立井開拓的適用條件及優(yōu)點:立井開拓的適用條件一般為: 煤層賦存較深或沖擊層較厚。 水文復雜, 井筒需要用特殊方法施工.多水平開采的傾斜煤層。 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,當地質條件不利于平硐或斜井

22、開拓時均采用立井開拓方式。其優(yōu)點如下: 能通過復雜的地質條件,提升能力大,機械化程度高，易于自動控制; 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。1.2.2 井田劃分的原則1 根據水平服務年限 根據規(guī)定,為使每個開采水平有足夠的儲量服務年限,可按下式計算必須的階段高度。H=ATK sin/SMC H- 階段垂高，m；A-礦井年產量，噸；T-水平服務年限，年；-階段內煤層平均傾角，度；K-儲量備用系數，可取1.4；S-井田走向長度，m；-階段內煤層累計厚度，m；-煤的容重，噸m3,可取1.5；-采區(qū)回采率，可取0.7-0.85本井田參數如下：礦井設計年

23、產量150萬噸年，根據設計規(guī)范規(guī)定水平服務年限為48年，儲量備用系數取1.4，階段內煤層平均傾角4，井田走向長度2600m,階段內煤層累計厚度6.59m,煤的容重平均取1.5tm3,回采率取0.85，。2 根據煤層賦存條件及地質構造煤層傾角不同對階段高度影響較大。急傾斜煤層因受采動影響階段不能太高，否則底板回風難于維持，采區(qū)上下行人、運料、溜煤都比較困難，因此，急傾斜煤層階段垂高一般比緩傾斜和傾斜煤層為小。水平或近水平煤層，階段高度的計算已無實際意義，應按水平運輸大巷兩側盤區(qū)上、下山長度決定水平開采范圍的大小，并要保證水平服務年限。盤區(qū)上、下山長度根據煤炭工業(yè)設計規(guī)范規(guī)定，采用盤區(qū)準備時盤區(qū)上

24、山長度一般不超過1500米 ，盤區(qū)下山不宜超過1000米。用盤區(qū)石門溜煤眼開采時，盤區(qū)斜長可按具體條件確定。3 根據生產成本合理的階段高度應使噸煤成本低，勞動生產率高。我國大多數礦井過去設計采用的階段高度偏小，水平儲量不足，造成接替緊張，增加了后期總工程量，使管理復雜化。一般階段高度增大，全井水平數目減少，水平儲量增加，分攤到每噸煤的折舊費減少。但階段斜長過大又會使一部分生產經營費相應增加。根據本煤層的傾角不大,只有4度,近水平煤層,和傾向長度比較長的特點,采用盤區(qū)式開采。且將井田劃分為6個采區(qū)。1.2.3運輸大巷位置的選擇確定運輸大巷在煤組中的具體位置是與選擇運輸大巷的布置方式密切聯系的。由

25、于運輸大巷不僅要為上水平開采的各煤層服務，還將作為開采下水平各煤層的總回風巷，其總的使用期限達十余年至數十年，為便于維護和使用，應不受開采各煤層的采動影響，一般將運輸大巷設在煤組的底板巖層中，有條件時，也可設在煤組底部煤質堅硬圍巖穩(wěn)固的薄及中厚煤層中。（1）煤層大巷通常分煤層運輸大巷為煤層內大巷，條件適宜的集中大巷有時也在煤層內。大巷設在煤層內，掘進施工容易，掘進速度快，有利于采用綜掘，沿煤掘進能進一步探明煤層賦存情況。但是煤層大巷也有下列缺點：煤層大巷的巷道維護困難，維護費用高。當煤層起伏，褶曲較多時，如大巷沿一定坡度沿煤層掘進，則巷道彎曲轉折多，機車運行速度受到限制，將降底運行能力。為便于

26、巷道維護，須在煤層大巷上下兩側各留40-50M煤柱，煤柱回收困難，資源損失大。當煤層自然發(fā)火危險時，一旦發(fā)火就必須封閉大巷，導致礦井停產，而且因煤柱受采動影響破壞，密閉效果不好，處理火災更感困難。從世界各國技術發(fā)展來看，煤層大巷是發(fā)展趨勢。就我國目前情況而言，在某些條件適合的情況下，可考慮使用煤層大巷：煤層賦存不穩(wěn)定、地質構造復雜的小型礦井，尤其是地方小煤礦或生產勘探井，煤層大巷對探明地質情況、及早布置和準備采區(qū)有重要意義；井田走向長度不大或煤組中距其它煤層甚遠的單個薄或中厚煤層，儲量有限服務年限不長。煤系基底有近距離富含溶洞水的巖層，不宜布置底板巖石大巷，而該煤層又有較堅硬的頂板，有設置大巷

27、的條件；煤組底部有媒質堅硬、圍巖穩(wěn)定無自然發(fā)火的薄或中厚煤層，也可在該煤層中布置運輸大巷(2)巖層大巷巖石大巷能適應地質構造的變化，便于保持一定的坡度和方向?？稍谳^長距離內直線布置，彎曲轉折少，利于提高列車的運行速度和通過能力；巷道維護條件好，維護費用低，并可少留或不留煤柱，對預防火災及安全也是有利的；另外巖石大巷布置比較靈活，有利于設置采區(qū)煤倉。巖石大巷的主要問題是巖石掘進工程量大，要求的掘進設備多，掘進速度慢,效率低。由水平劃分原則以及與開采方法的關系，下山開采適合條件，結合本井田實際地質情況，可確定本井田采用兩水平上下山開采。本井田水平主采2#和3#煤,且3#煤距2煤間距為15.9米。2

28、#煤底板為砂質泥巖、泥巖，考慮到開采的服務年限比較長，為便于維護，故將水平運輸大巷布置在3煤底板巖層。各盤區(qū)上，下山均采用運輸巷和回風巷與大巷垂直布置。1.2.4井底車場形式，通過能力確定1.井底車場設計依據井底車場是井筒附近聯結井筒和主要運輸大巷的一組巷道和硐室的總稱，是連接礦井提升和井下運輸的樞紐，井下的煤炭和矸石通過井底車場運到地面，地面的材料和設備通過井底車場運到井下用料場所。井底車場設計是否正確，要看其運輸通過能力是否滿足礦井生產的需要、列車運行是否安全、施工是否方便和車場繞道工程量是否節(jié)省等，井底車場線路平面布置必須滿足下列要求：井底車場線路布置應有利于提高運輸能力。井底車場線路布

29、置應有利于列車在車場巷道內安全運行，盡量減少彎道，增加直線巷道，改進調車方式。線路應盡量簡化，方便施工和節(jié)省工程量。（一）設計依據1.礦井設計生產能力及工作制度。本礦的設計年生產能力為180萬噸，年工作日為330天，兩班生產，一班準備，每日凈提升時間為16小時。2.開拓方式。本礦采用立井聯合開拓。3.井筒。本礦主井凈直徑5.5m,裝備一對11噸雙箕斗；副井凈直徑6.0m，裝備一對3.0噸雙層單車罐籠。4.各種硐室的有關資料。5.礦井沼氣涌出量及通風系統(tǒng)。6.井上、下生產系統(tǒng)。7.井底車場所處位置的地質、水文地質及礦井涌水量。根據以上條件，本井田設計采用立井梭式車場，2#煤層大巷采用XK8-6/

30、110A型單機8噸蓄電池電機車，運煤采用皮帶機大巷運輸，運矸采用MG-1.1-6A型固定式礦車，材料車采用MC-1-6B型材料車。車場內各種存車線長度計算（1） 存車線長度的確定： 1)副井進、出線長度：大型礦井應各容納1.0-1.5列車。2)副井材料線設在出車側，即在副井出車線旁增設一股道，其長度：大型礦井應容納10個以上材料車。（2） 存車線長度的確定：1)副井空、重車線：副井空、重車線長度：L=mn l1+N l2+ l3=1202.4+14.43+8=48.43米 （1） 取整數為49米。式中： m-列車數，主井取1.5列，副井取1列； n-每列車的礦車數，按車組成計算確定，20輛；

31、l1-一個礦車帶緩沖器的長度，1噸固定式礦車2.4米， N-電機車數，臺； l2-每臺電機車的長度，4.43米； l3-列車制動距離，1噸固定式礦車取8米， 2)材料車線： L=nl1=102.0=20米 （2）式中 ： L-材料存車線長度，米； n-容納的材料車，10輛； l1-一個材料車帶緩沖器的長度，2.0米。3)人車線： 一般為一列車加1520米。經計算可得值為：72米。（3） 副井馬頭門線路：L0=a+b+b+c+d+e+2f=36.782米。 (3)式中: a:罐籠長度取4.0m； b、b:搖臺的搖臂長度。1噸礦車為1.5米左右，3噸礦車為2.0米； c:從搖臂軸中心至單式阻車器輪

32、擋面之間距離。一般取C=2.0-3.0米； d:單式阻車器輪擋面與對稱道岔連接的切點交點之間的距離，通常取12個礦車長度，以便提升工作的連續(xù)進行。 e：搖臺中心至對稱道岔連接的切線交點之間的距離，通常取2.04.0米。f:基本軌起點至道岔連接的切線交點之間的距離，其大小取決于對稱道岔的型號。查表可知為7.441米。（4） 軌、道岔及曲線巷道參數的選擇：1)鋼軌：井下運輸機車軸重一般超過礦車軸重，依據機車軸重選擇鋼軌軌型，其計算公式如下：q=5+ap (4) 式中 ： q-鋼軌單重，公斤/米； P-機車軸重，單機8噸蓄電池式電機車軸重4.0噸； a-系數，井下a=2.5。經計算，鋼軌單重需要15

33、公斤/米。2）彎道半徑：以上運輸設備均采用600毫米軌距選擇，因此機車行駛的彎道半徑選用1215米，非電機車行駛的彎道半徑選用912米。3)道岔：1噸礦車的井底車場，選用4號道岔。3噸礦車的井底車場，選用5號道岔（包括渡線道岔）。當采用甩車方式調車時，作為甩車的道岔（包括渡線道岔），可選用5號道岔；不通行電機車的，可采用4號道岔。根據彎道半徑可以選擇道岔型號，根據道岔特征表來選擇。道岔特征表道岔名稱轍岔號曲線半徑（米）主要尺寸參數（毫米）圖示轍岔角（）abLSL0DC615-3-12 對稱道岔312185530200028804880DK615-5-15 單開道岔515112516311742

34、337350DK615-4-12單開道岔4121415334035006840DX615-4-1216渡線道岔4121415334035001298016006300（5） 井底車場各硐室布置1）水倉由兩個獨立的巷道組成,及主倉和副倉,當一個清掃時另一個正常使用。其作用是將礦井涌水暫時儲存起來并予澄清,然后供給水泵排至地面。水倉采用機械清理，射流泵清倉，沉淀漿排泥。水倉尺寸:水倉長度:本礦正常涌水量(Q) 170 m3h，最大涌水量370 m3h；,故水倉的有效容量應能容納8小時的正常涌水量，應為2960m3/h。設計水倉采用雙軌巷道，有效斷面(F)為48m2，水可以從水倉自行流出。水倉的總長

35、度為: LC=8Q/F=370m (5)式中 Q-礦井正常涌水量， m3/h； F-水倉斷面，m2。2） 中央水泵房和中央變電所中央水泵房和中央變電所聯合布置在車場繞道附近，分別有一條通道與井底車場連接。水泵房地面標高比井底車場軌道高0.5米。水泵房和變電所之間有防火門。水泵房尺寸：a.水泵房長度：L=nl0+l1(n+1) (6)式中 n-水泵臺數，3臺；l0-水泵機組長度，4.8m；l1-水泵機組凈空距離，取2m。L=nl0+l1(n+1)=22.4mb.水泵房寬度：B=b0+b1+ b2 (7)式中 b0-水泵機組寬度，1.5m；b1-水泵基礎到墻壁的距離，3m；b2-水泵基礎到吸水井一

36、側的距離，1m。B=b0+b1+ b2=5.5mc.水泵房高度水泵房高度應滿足檢修時起重要求?？筛鶕萌~輪直徑確定。所以本次設計取H=4.5m。中央變電所硐室寬度取3.5m，硐室斷面為三心拱形，硐室的最大凈高距底板面3m。3） 管子道布置管子道為泵房通往井筒的斜巷道，布置在泵房的頂端，除設置排水管外，還可作安全出口，由井筒引入的電纜也由此進入中央變電所，管子道傾角30度，中設人行階梯，其尺寸為寬3.2米，高3米，斷面8.8m3。4 ）井底煤倉煤倉選用立式煤倉，具有以下優(yōu)點：（1）可為橢圓形，倉底不用鋪鋼軌。（2）不拐彎，不易發(fā)生堵倉。（3）煤粉率低。煤倉容積：根據規(guī)范規(guī)定，大型礦井應容納12

37、小時提升量，取2小時，煤倉直徑38米。煤倉容積：Q=(1800000/300)/16*2/1.5=500m3煤倉直徑: D=6m煤倉高度：H=500/3.14（D/2）217.7m 所以煤倉高度應該取18m5） 井下火藥庫根據設計規(guī)范，火藥庫距主要井巷及硐室死亡距離符合規(guī)定要求。井下火藥庫采用壁槽式，布置在距調度室外側的軌道大巷一側，與軌道大巷垂距50米，有兩個便于運送火藥和行人的出口與軌道大巷相連，庫房規(guī)格為AB=5230,全混凝土支護，容積600公斤。6） 信號硐室硐室形狀取直墻半圓拱，寬3米，高3米，長1.5米。7） 等候硐室布置在副井井筒附近，有兩個通路與井底車場相連。1.2.5井底車

38、場的調車方式及通行能力計算固定式礦車采用甩車調車：電機車牽引重列車行至分車道岔前1020米進行減速，并在行進中電機車與重列車摘鉤，電機車加速駛過分車道岔后，將道岔搬回原位，重列車借助慣性駛向重車線。1 井底車場坡度設計：井底車場坡度可按井底車場線路坡度表進行選擇。井底車場線路坡度礦車種類車線名稱礦車運行線段礦車載重（噸）坡度（）固定式礦車副井進車線復式阻車器至單式阻車器11820（下坡）副井出車線罐籠邊緣至第一個材料車線道岔止11820（下坡）回車線過空、重車180%，符合要求。二、 采區(qū)開采煤層條件2.2.1采區(qū)內煤層賦存特征（1）可采煤層及局部可采煤層的敘述井田位于西山煤田東北隅，井田受此

39、構造體系的控制總體上表現為：地層走向大致北西-南東，向東北傾斜的單斜構造，傾角2-6，一般4左右。3#煤層：偽頂為泥巖或炭質泥巖，厚00.8m，一般0.5m，裂隙發(fā)育、破碎易冒落。直接頂板為砂巖、砂質泥巖、泥巖互層，平均厚291m，部分地段有凹凸情況。底板為砂質泥巖，有凹凸情況。2.2.2采區(qū)內主要地質狀況采區(qū)為單斜構造，煤層平均傾角為4左右，地層走向近東西，傾角25-35范圍內沒有斷層。小構造幾乎沒有，地質構造簡單。采區(qū)主要影響水源是2#煤頂板砂巖水及野青灰?guī)r水，易于排放與疏干。3煤層的直接或接頂板為山西組砂巖含水層，呈區(qū)段性的透鏡體分布，厚度變化很大，含水層巖性為灰白色和白色中粒及中細粒砂

40、巖，泥質膠結，裂隙不發(fā)育，為弱含水層。采區(qū)瓦斯涌出量絕對涌出量：1.566.44米3/分；相對涌出量:8.6912.6米3/分。采區(qū)煤塵無爆炸性；采區(qū)煤層無自然發(fā)火傾向。2.2.3煤層特性1）物理性質、煤巖特征物理性質 改采取內可采煤層均為黑色，條痕為黑褐色，以玻璃光澤為主，次為油脂光澤，斷口為貝殼狀、參差狀，內生裂隙較發(fā)育，外生裂隙依煤層所處的構造部位不同而有所差異。以條帶狀結構為主。次為線理狀和透鏡狀結構。構造有層狀構造、塊狀構造。煤巖特征a.宏觀煤巖特征：宏觀煤巖組分以亮煤、暗煤為主，次為條帶狀鏡煤，絲炭較少見到。宏觀煤巖類型以半亮煤、光亮煤為主，夾有半暗煤及暗淡型煤。b.顯微煤巖特征可

41、采煤層顯微組分以鏡質組為主，約占90以上，其次是絲質組，約占510，半鏡質組最少，一般小于3。無機組分以粘土類為主，可占到95，含少量的硫化鐵類、石英類及硫酸鹽類礦物質，礦物以充填狀、分散狀、團塊狀、粒狀分布于煤中。鏡質組最大反射率l.9552.290，煤層自上而下反射率呈增大趨勢。煤的變質階段為V階段，相應煤類為貧瘦煤、貧煤。2號煤為低中灰、特低硫、易選的貧煤；3號煤為中灰、低硫、特低磷、難選的貧瘦煤；2號和3號煤主要作為動力用煤，也可以作為煉焦配煤或煉焦配煤的瘦化劑。第三章 采區(qū)巷道布置一、 采區(qū)上山布置方案本井田為單斜構造，煤層平均傾角為4左右，井田范圍內沒有斷層。地層走向近東西，傾向向

42、南傾角26。小構造幾乎沒有，地質構造簡單。 1.采區(qū)形式由于本井田走向長度小，最大長度2546米，傾向長度將近6600米，煤層平均傾角4，為近水平煤層，采用傾向長壁式綜采一次采全高后退式采煤法。條帶巷道布置方式有兩種：一是巖層；二是煤層。煤層布置的優(yōu)點：（1）巷道維護較容易，維護費用較低；（2）能實現跨采；（3）開掘容易，巖石工程量少。缺點是：增加了煤柱損失。巖石布置的優(yōu)點是：（1）巷道維護容易，維護費用低；（2）巷道受采動影響小，服務年限長；（3）能實現跨采。缺點是：（1）開掘困難，準備時間長； （2）巖石巷道工程量增加，投資高。由于本井田的煤層賦存不深，地壓不大，上山長度不太長，而且開采2

43、#、3#煤，故在3#煤層中布置一條煤巷當作運輸大巷，此巷道布置斷面較大，為軌道與皮帶機運煤合一大巷，作為行人、運料、排矸、進風、出煤用，內部使用單軌吊。巷道內布置與工作面相通的膠帶運輸機，把工作面的煤經下順槽通過膠帶運輸機運至井底煤倉。2.采區(qū)區(qū)段劃分本采區(qū)使用傾向長壁采煤方法，工作面長度設計為200米，所以把整個井田劃分為6個采區(qū)，雙翼布置回采工作面進行回采。二、 采區(qū)主要生產系統(tǒng)1 運煤系統(tǒng) 工作面鎦子皮帶運輸巷轉載機采區(qū)膠帶機大巷轉載機主要皮帶運輸大巷井底中央煤倉主井2 運料系統(tǒng)副井井底車場運輸大巷軌道平巷回風斜巷工作面3 排矸系統(tǒng)工作面回風斜巷軌道平巷運輸大巷井底車場副井4 通風系統(tǒng)新

44、鮮風流副/主井井底車場運輸大巷軌道平巷工作面乏風回風斜巷回風石門回風大巷風井地面5 供電系統(tǒng)高壓電纜由井底中央變電所運輸大巷軌道平巷帶區(qū)變電所回采工作面、掘進工作面、上山和區(qū)段平行的運輸機、移動變電所等處6 壓氣和供水系統(tǒng) 掘進巖巷的鑿巖機和錨桿打眼機所用的空氣，采掘工作面、平巷以及運輸上山皮帶機轉載點所需的防塵噴霧用水，分別由地面（或井下）壓氣泵房和地面貯水池（或井下小水泵）以專用管路送至各個需要的地點。三、 采區(qū)開采順序根據推薦的采區(qū)巷道布置方案，第一采區(qū)2號、3號煤層采用-260m一個水平開采，各煤層均劃分為東西兩個采區(qū)。礦井移交生產及達到設計生產能力時，在3號煤層共布置兩個綜采工作面，

45、以達到9.8Mt/a的設計生產能力。開采順序為從上到下、由東到西49第四章 采煤工作面采煤工藝及勞動組織一、采煤工藝及采煤工作面4.1.1采煤工藝本采區(qū)可采2#煤、3#煤。3#煤平均厚4.57米，煤層間距46米。3#煤屬中厚煤層。3#煤層：偽頂為泥巖或炭質泥巖，厚00.8m，一般0.5m，裂隙發(fā)育、破碎易冒落。直接頂板為砂巖、砂質泥巖、泥巖互層，平均厚291m，部分地段有凹凸情況。底板為砂質泥巖，有凹凸情況。根據以上地質地形及瓦斯量等條件綜合考慮比較適合采用傾向長壁式綜采一次采全高后退式采煤法。1. 回采工藝落煤方法采用MG250/575-GW型交流電牽引雙滾筒采煤機割煤。采煤機端頭斜切式進刀

46、，雙向割煤，往返一次進兩刀，其割煤高度2.3004.700米。裝煤方法利用采煤機螺旋滾筒配合刮板輸送機鏟煤板裝底煤。后部刮板輸送機運頂煤。前后兩部刮板輸送機平行運煤集中到順槽運輸機外運。運煤方法采用SGW-150B型刮板輸送機運煤。轉載設備一律選用SZD630/75型刮板轉載機。支護方法3#煤層工作面采用ZZ6000/25/50型支撐掩護式液壓支架跟機移架支護方式支護，上、下端頭采用雙銷頂梁配合單體柱支護。上下順槽采用十字交接頂梁配合單體支柱支護。運輸方法采區(qū)采用SSJ800/2*40型輸送機輸送帶運煤。主要運煤皮帶大巷選用STJl200/3250可伸縮皮帶輸送機運煤，最大運輸長度達到3030米。工藝流程拉后溜割煤移架推前溜拉后溜割煤。4.1.2 工作面長度的確定（1）本井田內3煤層厚度為4.57米，而且地質條件簡單，瓦斯量低,通風相對簡單一些，回采工藝采用工作面傾向長壁一次采全高，工作面的礦壓顯現不明顯，因此可采用較長工作面。可以大體上