201*年采礦工程系畢業(yè)設(shè)計工作總結(jié)

201*年采礦工程系畢業(yè)設(shè)計工作總結(jié)

201*年作為采礦工程系龍頭專業(yè)的采礦工程，迎來了第二批本科畢業(yè)生，畢業(yè)設(shè)計工作是從201*-201*第一學(xué)期開始進(jìn)行的。在09-10第二學(xué)期，進(jìn)行本學(xué)期畢業(yè)設(shè)計題目的申報，教師填寫《畢業(yè)設(shè)計課題申請表》，系里組織教研組進(jìn)行評審，按照學(xué)校有關(guān)畢業(yè)設(shè)計管理規(guī)定選題的要求，課題質(zhì)量有一定的提高，課題數(shù)量雖然一組一題，但是各位指導(dǎo)老師嚴(yán)格要求每組每人設(shè)計內(nèi)容不能重復(fù)，因此課題重復(fù)率滿足學(xué)校的要求。系里制定的《畢業(yè)設(shè)計工作指導(dǎo)書》，對10屆畢業(yè)設(shè)計工作進(jìn)行了統(tǒng)一布署，各專業(yè)制定了畢業(yè)設(shè)計工作計劃。本次畢業(yè)設(shè)計，我們首次通過實習(xí)讓學(xué)生細(xì)心觀察礦下的盤區(qū)布置和設(shè)備配套，使學(xué)生們在腦中有了自己的想法，再次通過聽礦上技術(shù)員的講課來對一些疑問進(jìn)行解答，最后讓學(xué)生們自己收集礦上的資料，來為自己的選題做準(zhǔn)備。實習(xí)結(jié)束以后，老師通過教研組的研究和與學(xué)生們的討論，定下所選課題。

學(xué)生選題結(jié)束，并進(jìn)行了學(xué)生和教師的畢業(yè)設(shè)計的動員以及畢業(yè)設(shè)計安排。在本學(xué)期從實習(xí)結(jié)束以后本專業(yè)陸續(xù)開始畢業(yè)設(shè)計，礦井設(shè)計持續(xù)8周，加上答辯時間，于201*年6月底結(jié)束。

201*屆我系有采礦本科畢業(yè)學(xué)生30名，參加畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)工作的教師4名，其中副教授3名，講師1名，每位教師指導(dǎo)人數(shù)不超過10人；在3個設(shè)計題目中，95%為中等以上難度；99%為中等以上設(shè)計份量題目。在本屆采礦本科畢業(yè)設(shè)計過程中，我系繼續(xù)加強(qiáng)了畢業(yè)設(shè)計過程的管理，注重設(shè)計過程的監(jiān)管力度，對各個環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，對學(xué)生的上機(jī)、論文以及答辯都進(jìn)行了周密的安排，尤其是對學(xué)生論文嚴(yán)格要求，首先要求指導(dǎo)教師把關(guān)，之后由系組織教師審閱，不合格者不允許參加答辯。經(jīng)過全系師生的共同努力，圓滿地完成本屆畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)。下面從幾個方面做以總結(jié)：

一、關(guān)于選題

客觀地說，采礦工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計選題數(shù)目要想達(dá)到每人一題，不重復(fù)實在是很難。今年，僅僅選擇了三個題目，因為采礦專業(yè)設(shè)計都是通過在所實習(xí)的礦上收集一些資料，然后再進(jìn)行選題設(shè)計，一個礦的井田大小畢竟是有限的，因此難免就選題數(shù)目少了，出現(xiàn)了十個人一個題目；再加上現(xiàn)在學(xué)生都是電子繪圖，難免有一些學(xué)生偷懶拷貝其他同學(xué)的設(shè)計。此次畢業(yè)設(shè)計題目，系里組織采礦教研組進(jìn)行了評審，工作做得基本到位，對一些不適合的題目進(jìn)行了篩選。

畢業(yè)設(shè)計選題需要我們平時的積累，教師要多搞科研，探索新問題，尤其應(yīng)多考慮采礦與機(jī)電的配合問題。要做好充分的準(zhǔn)備，對題目的設(shè)計要求要有一定的高度，對設(shè)計任務(wù)要有充分的論證，院系評審時，要嚴(yán)格把關(guān)，從題目的性質(zhì)、內(nèi)容、難度、工作量等方面綜合考慮。

二、設(shè)計過程

設(shè)計過程是畢業(yè)設(shè)計的一個實質(zhì)階段，我們對教師、學(xué)生都提出了要求。分別召開了教師、學(xué)生動員大會，強(qiáng)調(diào)畢業(yè)設(shè)計的重要性。尤其今年我們更注重設(shè)計的過程，為了保證學(xué)生有充分上機(jī)繪圖的時間，為學(xué)生申請了專門機(jī)房。但從實際情況看，學(xué)生真正很好利用的很少，一方面，絕大部分學(xué)生自己有電腦，不來機(jī)房上機(jī)；另一方面，一部分學(xué)生不能抓緊時間。按照學(xué)校要求，學(xué)院制定了畢業(yè)設(shè)計工作指導(dǎo)書，從題目申報到題目落實，都有一定的計劃要求和安排，并在每周都進(jìn)行了檢查。關(guān)于設(shè)計過程，從兩方面做以總結(jié)。

1．教師方面

整個畢業(yè)設(shè)計過程中，絕大多數(shù)教師能按學(xué)校和院里的要求，盡職盡責(zé)，很多教師基本能夠每周至少指導(dǎo)學(xué)生一次，有的教師每周一次召集學(xué)生在一起，進(jìn)行集中指導(dǎo)講授，有的教師通過電話與學(xué)生溝通交流。也有個別教師對學(xué)生聽之任之，指導(dǎo)不到位，以至于畢業(yè)設(shè)計都快結(jié)束了，還未見學(xué)生蹤影。這方面還需監(jiān)管。

2．學(xué)生方面

總體水平較以往學(xué)生都差，優(yōu)秀者甚少。整個設(shè)計過程中，有些學(xué)生，能夠踏踏實實，對設(shè)計從不懂到最后設(shè)計出完整的礦井系統(tǒng)，最終取得了很好的成績。有相當(dāng)大部分學(xué)生，沒有把精力放在設(shè)計上，出去上網(wǎng)、睡覺，精力主要放在玩上，對于畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)，仍采用與以往相同的幾種對策應(yīng)付，一是集中一段時間完成；一是依靠他人完成，這樣的學(xué)生不乏少數(shù)；或者找現(xiàn)成的改動一下，現(xiàn)在關(guān)于電子繪圖，一方面提高了我們的繪圖效率，另一方面也為學(xué)生投機(jī)取巧創(chuàng)造了方便的條件；這樣的畢業(yè)設(shè)計，肯定沒有好的效果。

學(xué)生中存在的問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是現(xiàn)場經(jīng)驗積累少，這一點體現(xiàn)的更明顯，本屆學(xué)生在一些問題的處理上往往不能想到現(xiàn)場所需要的，不能很好的把理論和實際相結(jié)合。學(xué)生的設(shè)計情況，反映出我們教學(xué)過程中存在的一些問題，那就是如何真正加強(qiáng)學(xué)生理論和實際相結(jié)合的能力。

二是自學(xué)習(xí)能力差，教師提供了一些參考書，學(xué)生能自己學(xué)習(xí)，弄懂弄通，達(dá)到靈活運用的很少；學(xué)生理解能力差，很多規(guī)范看不明白。

三是依賴心強(qiáng)，缺少自主學(xué)習(xí)能力，學(xué)生總想借助老師或其他同學(xué)的能力，完成自己的任務(wù)，他不認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計是對自己的一種能力的鍛煉，反映出學(xué)生對待畢業(yè)設(shè)計的態(tài)度是不端正的。

四是不能正確對待畢業(yè)設(shè)計，只是應(yīng)付，而把精力用在玩的方面。三、設(shè)計圖紙和答辯

這是畢業(yè)設(shè)計的最后兩個環(huán)節(jié)。1．關(guān)于設(shè)計圖紙

我系在圖紙把關(guān)上，嚴(yán)格管理，首先要求指導(dǎo)教師認(rèn)真審閱，要求各系組織教師評閱，不合格者不允許參加答辯。經(jīng)過幾年的努力，設(shè)計圖紙的質(zhì)量從格式規(guī)范，到設(shè)計水平都有很大的提高。

2．關(guān)于答辯

這是畢業(yè)設(shè)計的最后一個環(huán)節(jié)，我們對學(xué)生進(jìn)行了答辯審核，一些不符合學(xué)校要求的學(xué)生，決不允許參加答辯。系里組織組織了2個答辯組，每個小組至少由5名以上教師組成，每一小組有一個記錄員，對每一個學(xué)生的答辯情況進(jìn)行記錄，答辯記錄比較詳細(xì)，最后推選出校級優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計學(xué)生3名。從學(xué)生答辯的情況來看，學(xué)生的表達(dá)能力一般，這也與其所完成的情況有關(guān)。總的來看，在答辯過程中，我們做到了嚴(yán)格把關(guān)，使得學(xué)生也認(rèn)識到了畢業(yè)設(shè)計的重要性。

本學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了，留下許多需要思考的問題。無論是從選題上，還是從指導(dǎo)教師的選配，以及過程管理上都需要進(jìn)一步的加強(qiáng)；對于學(xué)生來說，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、應(yīng)用能力以及學(xué)習(xí)態(tài)度都需要加強(qiáng)和提高，這不是畢業(yè)設(shè)計這一個階段就能夠解決的，需要學(xué)生四年甚至更長時間的努力才能做到。另外，系里應(yīng)該制定相應(yīng)的政策，改變觀念，以適應(yīng)新形式，使采礦系管理有章可循，使教師工作踏實，使學(xué)生能夠安心學(xué)習(xí)。

采礦工程系201*-6-25

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四川師范大學(xué)大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計

前言

采礦工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計是四年大學(xué)學(xué)習(xí)的終結(jié)考核，也是這四年學(xué)習(xí)生活的一次深刻的總結(jié)。在學(xué)校教學(xué)環(huán)節(jié)安排下，通過認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)已較為全面的了解了礦井的各個生產(chǎn)系統(tǒng)，使所學(xué)的專業(yè)知識得到了實踐，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計，是一次由工科學(xué)生向工程技術(shù)人員轉(zhuǎn)變的考驗，更是一次作為工科學(xué)生是否具備工程技術(shù)人員基本素質(zhì)的考察。所以設(shè)計期間，嚴(yán)格執(zhí)行教學(xué)大綱要求，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度力求使設(shè)計合理、完善。

本設(shè)計是四川煤礦地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，根據(jù)指導(dǎo)老師的具體要求進(jìn)行設(shè)計的。礦井自然地質(zhì)條件簡單，主采3＃煤層，平均厚度4.5m，屬厚煤層。煤層自燃性發(fā)火傾向Ⅳ級，為不易自燃煤層，煤塵不具有爆炸危險性，礦井瓦斯含量高，相對瓦斯涌出量為13.29m3/td，為高沼氣礦井，礦井涌水量較大，正常涌水量158.4m3/h，最大涌水量395.1m3/h。井田內(nèi)小斷層較為發(fā)育煤層產(chǎn)狀較為復(fù)雜，煤層局部起伏較大，在一定程度上給開采設(shè)計帶來了困難。

通過畢業(yè)實習(xí)現(xiàn)場考察學(xué)習(xí)，在收集的資料基礎(chǔ)上，按照畢業(yè)設(shè)計大綱和設(shè)計任務(wù)要求，廣泛參考煤礦礦井開采設(shè)計的有關(guān)書籍、資料和網(wǎng)絡(luò)信息，依據(jù)《煤礦設(shè)計規(guī)范》、《煤礦安全規(guī)程》等在原則上指導(dǎo)煤礦礦井初步設(shè)計的有關(guān)規(guī)定和煤礦工業(yè)設(shè)備選型的要求，對四川大黑山煤礦三號井進(jìn)行了礦井初步設(shè)計。

設(shè)計中所采用的礦井開拓方式、準(zhǔn)備方式以及回采工藝經(jīng)過方案比較和驗算符合自然地質(zhì)條件限制，滿足設(shè)計要求。所選用工業(yè)設(shè)備與礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及礦井自然地質(zhì)條件相匹配，能夠順利達(dá)產(chǎn)，滿足技術(shù)上最優(yōu)、經(jīng)濟(jì)上最省的設(shè)計原則。

四川師范大學(xué)大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計

中文摘要

本設(shè)計是對四川大黑山煤礦三號井3#煤層所作的礦井初步設(shè)計。大黑山煤礦三號井自然地質(zhì)條件簡單，3#煤層平均厚度4.5m，屬厚煤層，煤層賦存穩(wěn)定，埋藏淺，地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲量豐富。礦井瓦斯涌出量大，屬高沼氣礦井，煤塵不具有爆炸危險性，煤層無自然發(fā)火傾向，礦井涌水量較大。本次設(shè)計主要對礦井開拓方式、準(zhǔn)備方式和采煤方法進(jìn)行了初步設(shè)計，對礦井運輸、提升、通風(fēng)、排水等生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了描述和設(shè)備選型計算。設(shè)計中采用立井一水平上下山開拓，二水平暗斜井延深，盤區(qū)式準(zhǔn)備，布置一個綜采大采高走向長壁工作面，一個工作面滿足150萬t/a的生產(chǎn)要求。設(shè)計時根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，盡可能采用先進(jìn)的開采技術(shù)和設(shè)備，嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定。

關(guān)鍵詞：礦井初步設(shè)計立井開拓暗斜井延深盤區(qū)開采綜采大采高工藝

四川師范大學(xué)大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計

目錄

前言............................................11井田概況及井田地質(zhì)特征...........................1

1.1井田概況...........................................11.2井田地質(zhì)特征.......................................22礦井儲量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限........................6

2.1井田境界...........................................62.2井田儲量...........................................72.3礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限...............................103井田開拓.......................................12

3.1概述..............................................123.2井田開拓..........................................123.3井筒特征..........................................193.4井底車場..........................................223.5開采順序及采區(qū)、采煤工作面的配置....................274準(zhǔn)備方式.......................................30

4.1概述..............................................304.2準(zhǔn)備方式..........................................304.3綜采工藝設(shè)計......................................335礦井運輸、提升及排水............................37

5.1礦井運輸..........................................375.2礦井提升..........................................445.3礦井排水..........................................53

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6礦井通風(fēng)與安全技術(shù)..............................59

6.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)......................................596.2風(fēng)量計算及風(fēng)量分配.................................616.3全礦通風(fēng)阻力計算...................................656.4扇風(fēng)機(jī)選型........................................676.5礦井安全技術(shù)措施...................................71后記............................................77致謝.........................................78參考文獻(xiàn)......................................79附錄三附圖......................................80

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1井田概況及井田地質(zhì)特征

1.1井田概況1.1.1交通位置

大黑山煤礦三號井地理坐標(biāo)為北緯35°34′11″35°39′50″,東經(jīng)112°36′06″112°43′49″。

1.1.2地形地勢

本井田地形為低山丘陵區(qū)，溝谷發(fā)育。中部高，東、西部低，最高點標(biāo)高為1146.5m，最低標(biāo)高為691.3m，相對高差為455.2m。1.1.3氣象及地震

此城市屬暖溫帶大陸性氣候。四季分明，溫暖宜人，日照充足,無霜期長。據(jù)城市氣象站資料,年平均氣溫11℃,極端最低氣溫-22.8℃（1956年1月21日），極端最高氣溫38.6℃（1967年6月4日）。雨季為7、8、9三個月，平均年降水量622.7mm，最小295.9mm（1965年），最大1010.4mm（1956年）。平均年蒸發(fā)量1783mm。

根據(jù)《中國地震烈度區(qū)劃圖（1990）》劃分：本井田屬地震烈度區(qū)Ⅵ度區(qū)；根據(jù)《中國地震參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-201*），本區(qū)所屬地震動峰值加速度分區(qū)為0。

1.1.4水源和電源

大黑山煤礦三號井沒有可作為供水水地表水，所以該礦井供水水源取用地下水，根據(jù)礦井的水文地質(zhì)資料，中奧陶馬家溝組石灰?guī)r是較好的供水水源，可作為礦井建設(shè)時期和生產(chǎn)時期的生產(chǎn)生活用水。

該礦工業(yè)場地附近有一座已運行的史村河35千伏變電站，變壓器容量2×3200千伏安，電壓等級為35/10千伏，主要供周圍農(nóng)業(yè)和地方用電。在東溝鎮(zhèn)附近有一座220千伏變電站，變壓器容量為2×120兆伏安，電壓等級為220/110/10千伏。從東溝220千伏安變電站引兩回110千伏架空線路至成莊工業(yè)廣場110千伏變電站

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作為成莊煤礦二號井的永久電源，線路長12公里左右�？稍谑反搴�35千伏變電站增設(shè)變壓器作為大黑山煤礦三號井初期施工電源。1.2井田地質(zhì)特征1.2.1井田地層

本井田由東向西、巖層從老到新�，F(xiàn)分述如下：一、奧陶系中統(tǒng)下馬家溝組（O2x）

以中厚層狀石灰?guī)r為主，下部夾泥質(zhì)灰?guī)r和含石膏的泥質(zhì)角礫狀灰?guī)r，中下部巖溶發(fā)育，呈蜂窩狀小溶洞相互連通，一般可見1～3層，洞內(nèi)可見黃褐色沉淀物。本組巖溶發(fā)育，含水豐富，是礦區(qū)水源的重要取水層段。本組厚度約為178.32m。

二、奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組（O2s）

以淺灰～深灰色致密性脆的厚層狀石灰?guī)r為主，次為泥質(zhì)灰?guī)r，具方解石細(xì)脈。本組厚177.04m～254.13m，平均207.96m，富水性弱于下馬家溝組。

三、奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）

以深灰色堅硬致密的厚層狀石灰?guī)r及角礫狀灰?guī)r為主，礫石成分較復(fù)雜。在個別鉆孔中見到頂部具薄層狀黃鐵礦，為本溪組沉積物。本組厚42.79m～86.13m，平均68.38m。

1.2.2煤層及其頂?shù)装逄卣?/p>

1、含煤性

井田內(nèi)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，總厚度116.97m～185.15m，平均厚度141.81m，含煤11層，煤層總厚度14.23m，含煤系數(shù)10%，其中本次計算資源儲量和蘊(yùn)藏量的煤層有3層，總厚度11.33m。

2、主要可采煤層

井田內(nèi)主要可采煤層為3＃煤層，該煤層位于山西組下部，沉積穩(wěn)定，上距K8砂巖34.80m左右，下距K7砂巖頂面6.12m左右，下距9號煤層44.82m左右。厚4.40m～4.68m，平均4.5m。煤層傾角平均6°。詳見表1－1可采煤層特征表。

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表1-1主要標(biāo)志層情況一覽表

地層單位P1x地層單位K8巖石名稱細(xì)、中粒砂巖煤細(xì)粒砂巖煤石灰?guī)r石灰?guī)r煤石灰?guī)r石灰?guī)r煤細(xì)粒砂巖厚度1.30～33.007.304.40～4.684.50.35～14.093.980～1.370.781.00～4.482.350～0.900.490.15～0.600.40.20～6.192.807.10～14.139.850.615K10.4～0.70.60～5.433.309.76層間距（m）34.8巖性特征深灰色，細(xì)～中粒長石石英雜砂巖3P1sK75K5K上49C3tK3厚度大且穩(wěn)定6.121.648.3321.580.00厚度小且較穩(wěn)定19.486.65灰深灰色，厚層狀，致密堅硬、性脆，偶夾燧石條帶，產(chǎn)動物化石，沉積穩(wěn)定深灰色，厚層狀，致密堅硬，塊狀，性脆，含豐富的動物化石，厚度大且穩(wěn)定厚度小且較穩(wěn)定灰灰白色，細(xì)粒砂巖，硅質(zhì)膠結(jié)深灰色，薄層狀，細(xì)粒砂巖，具波狀層理厚度小且不穩(wěn)定深灰色，致密堅硬，含星散狀黃鐵礦及腕足類化石，沉積穩(wěn)定深灰色，含泥質(zhì)較多，沉積不穩(wěn)定K2表1-2可采煤層特征表四川師范大學(xué)大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計

1.2.5煤質(zhì)

根據(jù)煤巖和煤化學(xué)特征，井田內(nèi)各煤層均屬中等變質(zhì)的無煙煤，按—中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)‖（GB5751-86）劃分煤類，并經(jīng)統(tǒng)計，3號煤層中無煙煤三號和無煙煤二號各占一半。

1、煤巖特征和機(jī)械性能

總的來講，3號煤以光亮型煤為主，半亮型煤次之，顏色呈黑色，條痕為黑色，似金屬光澤，致密堅硬，具貝殼狀或階梯狀斷口，不染手，節(jié)理裂隙較發(fā)育，且常被方解石或黃鐵礦脈充填。煤的視（相對）密度介于1.43～1.46g/cm3之間。由于煤本身致密堅硬，加之煤層結(jié)構(gòu)簡單，宏觀煤巖類型為均一狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，再加上井田內(nèi)構(gòu)造簡單，煤層受擠壓、剪切力小，所以3號煤層成塊率高。

2、煤的化學(xué)組成及其特征

3＃煤產(chǎn)品質(zhì)地優(yōu)良，性能穩(wěn)定，為熱穩(wěn)定性好，發(fā)熱量大，機(jī)械強(qiáng)度大、低灰、特低硫、特低揮發(fā)份、固定碳含量高、化學(xué)活性高、灰熔點高、產(chǎn)塊率高的無煙煤。詳見表1-3煤的工業(yè)分析表

表1－3煤的工業(yè)分析表煤層名稱3＃煤牌號無煙煤水分灰份揮發(fā)分含磷含硫發(fā)熱量M（%）A（%）V（%）P（%）S（%）Q(J/g)0.56～10.69～6.50～0.014～0.29～32.12～2.9022.909.630.420.6935.761.6215.207.800.077050.4434.911.2.6其他開采條件

1、瓦斯

礦井瓦斯相對、絕對涌出量分別為13.29m3/t.，145.97m3/min。，屬高瓦斯礦井

2、煤塵與自燃

據(jù)地質(zhì)報告和大黑山煤礦三號煤層測試數(shù)據(jù)，3號煤層無爆炸危險性；雖然煤塵無爆炸性，但是，煤塵是井下生產(chǎn)環(huán)節(jié)中一種極其有害的物質(zhì)，它在一定條件下會引起燃燒，爆炸，甚至危害生產(chǎn)人員的健康，因此在煤礦生產(chǎn)中必須高度重視煤塵的防治。

據(jù)大黑山煤礦三號煤層測試成果，自燃性發(fā)火傾向Ⅳ級，為不易自燃煤層。

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但由于9號和15號煤層為高硫煤，煤堆可能會起火燃燒，因此注意減少地面堆煤量及堆積時間。

3、地壓

大黑山煤礦三號煤層最大埋深532.83m（310號鉆孔），一般埋深300m左右，在井田東部有3號和9號煤層露頭出現(xiàn)，在井田東部邊界外附近有15號煤層露頭出現(xiàn)，15號煤層上距3號煤層84m左右，最大埋深616.20m（310號鉆孔），且3、9、15號煤層均有堅硬的老頂或直接頂，因而，該礦礦山壓力不會很大，給選擇支護(hù)創(chuàng)造了有利的條件。

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2礦井儲量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限

2.1井田境界

井田境界應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、儲量、水文、煤層賦存情況、開采技術(shù)條件、開拓方式及地貌、地物等因素，進(jìn)行技術(shù)分析后確定。一般井田境界劃分的原則有如下幾條：

一、按自然境界劃分

1、按地質(zhì)構(gòu)造因素劃分：利用煤田地質(zhì)構(gòu)造作為劃分井田的自然境界，即利用大斷層、褶曲軸線、巖漿巖侵入帶、古河床沖刷帶等地質(zhì)構(gòu)造劃分井田。

2、按煤層賦存形態(tài)劃分：為了有利礦井生產(chǎn)管理、巷道布置和減少采煤方法的多樣性，常將產(chǎn)狀不同的煤層區(qū)域劃分為不同井田。

3、按煤層組與儲量分布情況劃分：根據(jù)煤層組（煤層）與儲量分布情況劃分井田，在煤層生產(chǎn)能力高、儲量多且集中的區(qū)域多劃分建設(shè)大型、特大型礦井；在煤層生產(chǎn)能力低、儲量少且分散的區(qū)域，一般多劃分建設(shè)中小型礦井。以相鄰礦井井田境界煤柱為界；

4、按煤種、煤質(zhì)分布規(guī)律劃分：在煤種、煤質(zhì)變化比較大的礦區(qū)。為了保證煤種、煤質(zhì)和減少同一礦井煤種的種類，減少因分采分運與加工而造成的生產(chǎn)系統(tǒng)與設(shè)施的復(fù)雜性，可利用煤種、煤質(zhì)的分界線作為井田劃分的境界。

5、按地形地物界線劃分：當(dāng)?shù)孛嬗泻恿�、鐵路、城鎮(zhèn)等需要留設(shè)保安煤柱時，應(yīng)盡量利用此類保安煤柱線作為井田境界，以降低煤炭損失，減少開采技術(shù)困難。

二、按人為境界劃分

1、按水平標(biāo)高（煤層底板等高線劃分）：沿煤層傾角劃分井田，常以煤層底板等高線（單煤層）或水平標(biāo)高（煤層群）劃分。

2、按地質(zhì)鉆孔連線劃分：地質(zhì)鉆孔連線劃分，可用在煤層傾斜方向或走向方向上，應(yīng)用時注意為井田開采創(chuàng)造較好的開采條件。

3、按經(jīng)緯線劃分：以經(jīng)緯線劃分井田，可用在煤層走向上和煤層傾向上，是常用的人為境界劃分方法。

4、按勘探線劃分：以煤田地質(zhì)勘探中某地質(zhì)勘探線作為井田劃分的人為境界。根據(jù)以上原則以及本礦井的實際情況，確定本設(shè)計井田范圍為：

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北：以緯線3945000為界；南：以寺和煤礦井田邊界為界；東：以經(jīng)線516750為界；西：以經(jīng)線513250為界。

由于本井田地質(zhì)構(gòu)造較簡單，煤層賦存穩(wěn)定，埋藏淺。受斷層的影響小。本設(shè)計按井田的勘探程度擬將成莊井田劃分六個塊段，分別記為A塊、B塊、C塊、D塊、E塊、F塊。

井田面積總面積為五個塊段之和，故井田總面積S=SA+SB+SC+SD+SE+SF

SF=4.251+5.892+4.787+3.069+2.870+2.684=23.553km2。

注：計算面積使用的是AutoCAD201*的面積計算程序。所計算得的面積為投影水平面積，除以煤層傾角的余弦值，換算成井田的面積。2.2井田儲量2.2.1礦井工業(yè)儲量

礦井工業(yè)儲量是勘探地質(zhì)報告中提供的—年利用儲量‖中的A、B、C、三級儲量之和，其中高級儲量A、B級之和所占比例應(yīng)符合規(guī)定。對于地質(zhì)開采條件簡單的大型礦井，井田內(nèi)A+B級儲量占總儲量的比例為40%；第一水平內(nèi)A+B級儲量占本水平儲量的比例為70%;第一水平內(nèi)A級儲量占本水平儲量的比例為40%。

利用地質(zhì)塊段法和算術(shù)平均法計算本設(shè)計礦井工業(yè)儲量。計算說明：

參與計算的煤層為3#煤層。

井田內(nèi)鉆探工程基本線距，對A級儲量，要求線距為750～1000mB級儲量要求為1500～201*m，C級為3000～4000m。儲量計算結(jié)果詳見表2-1。

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表2-13#煤層儲量計算表塊段編號Ｍ１－AＭ２－AＭ３－AＭ４－BＭ５－BＭ６－C塊段平面煤層厚煤層傾角積（m２）度（m）（°）4080812.54.7865657788.14.564596512.74.5862946811.44.4262755997.04.562576720.14.436保有工業(yè)儲量（萬t）2945.743844.853179.171966.951872.881723.82備注礦井工業(yè)儲量Q=9969.76+3839.83+1723.82=15533.41萬t2.2.2礦井設(shè)計儲量

礦井工業(yè)儲量減去設(shè)計計算的斷層保護(hù)煤柱、井田邊界保護(hù)煤柱和已有的地面建筑物、構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失量后的儲量。計算公式如下：

礦井設(shè)計儲量=工業(yè)儲量－永久煤柱損失

永久煤柱包括：井田境界、斷層、鐵路橋、村莊保護(hù)煤柱；永久煤柱的留設(shè)：1、斷層保護(hù)煤柱

本井田內(nèi)斷層少，且落差很小，對開采設(shè)計不造成影響。故不留設(shè)斷層保護(hù)煤柱。

2、井田邊界保護(hù)煤柱的留設(shè)

井田邊界保護(hù)煤柱均留設(shè)20m�？偟膿p失煤量為：Q邊=412129.08×4.5×1.45＝2689142.2t＝268.9萬t故礦井設(shè)計儲量=工業(yè)儲量－永久煤柱損失=15533.41－（0+268.9）=15264.51萬t2.2.3礦井設(shè)計可采儲量

礦井設(shè)計儲量減去工業(yè)場地保護(hù)煤柱、井下主要巷道及上、下山保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)回采率即為礦井設(shè)計可采儲量。礦井設(shè)計可采儲量計算公式如下：

礦井設(shè)計可采儲量=（礦井設(shè)計儲量－保護(hù)煤柱損失）×采區(qū)回采率

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保護(hù)煤柱為：工業(yè)場地、風(fēng)井場地、主要巷道及上、下山保護(hù)煤柱。1、井筒及工業(yè)場地保護(hù)煤柱留設(shè)

按規(guī)范規(guī)定，年產(chǎn)1.5Mt/a的大型礦井，工業(yè)場地占地面積指標(biāo)為1公頃/10萬噸。

故可算得工業(yè)場地的總占地面積：S=1×15=15公頃=1.5×105m2

可知工業(yè)場地占地150000m2，設(shè)其沿傾向長邊為500m，走向短邊為300m。

根據(jù)建筑物級別圍護(hù)帶寬取20m。又得知礦區(qū)安全系數(shù)k=250，故安全深度Hδ=M×k=4.5×250=1125m（式中M為采高）。由井筒深小于安全深度可知，立井井筒和工業(yè)場地只需留一個總的安全煤柱。

煤層傾角а=5°，煤層埋藏深度Ho=476m，松散層厚h=13m，3＃煤層平均厚度分別為4.5m。礦區(qū)δ=72°，β=69°，γ=72°，松散層移動角φ=45°。

根據(jù)垂直剖面法計算工業(yè)廣場保護(hù)煤柱，計算見圖2-2-1所示.經(jīng)計算，梯形ABCD的面積即為3＃煤層保護(hù)煤柱壓煤面積，則：SABCD=（560+614）×805/2=472535m2則保護(hù)煤柱壓煤量為：

Q=S×M×γ/cos12°=472535×4.5×1.45/cos6°=308.33萬t式中:S保護(hù)煤柱面積，m2；M煤層厚度，m；γ煤層容重，t/m3。α煤層傾角，°。詳見圖2-1垂直剖面法留設(shè)保護(hù)煤柱2、礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱留設(shè)

根據(jù)本設(shè)計開拓方案知，主要運輸大巷為巖巷留30m保護(hù)煤柱，上下山各巷道間距留設(shè)30m、兩側(cè)各留設(shè)30m保護(hù)煤柱。

Q巷=11376.55×100×1.45×4.5=742.32萬t

礦井設(shè)計可采儲量=（15533.41-268.9-3088.33-742.32）×75%=106.6039Mt礦井儲量匯總見表2-2。

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2045°2045°45°202045°°6972°7272°°

圖2-1垂直剖面法留設(shè)保護(hù)煤柱

表2-2礦井儲量匯總表礦井設(shè)計儲量煤層名稱工業(yè)儲量（萬t）煤柱損失斷層3#合計15533.4115533.4100境界設(shè)計儲量工業(yè)場地308.33308.33礦井可采儲量設(shè)計煤柱損失井下巷道742.32742.32回采率75%75%可采儲量（萬t）10660.3910660.39268.915264.51268.915264.512.3礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限2.3.1礦井工作制度

礦井設(shè)計年工作日為330d，每天3班作業(yè)，其中2班生產(chǎn)，1班準(zhǔn)備。每天凈提升時間為16h。2.3.2礦井設(shè)計生產(chǎn)能力

礦井生產(chǎn)能力主要根據(jù)礦井地質(zhì)條件、煤層賦存情況、處理、開采條件、設(shè)備供應(yīng)以及國家需煤等因素確定。

參考《煤礦設(shè)計手冊》各類井型井田的特征，初步確定礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為

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1.5Mt/a。

2.3.3礦井服務(wù)年限

礦井服務(wù)年限按下式計算：T＝Z/KA

式中：T礦井服務(wù)年限，aZ礦井可采儲量，MtA礦井生產(chǎn)能力，Mt／aK儲量備用系數(shù)，取1.4.則T=106.6039/（1.4×1.5）=50.76a>50a

按礦井設(shè)計規(guī)范規(guī)定，井型為1.5Mt/a的新建礦井服務(wù)年限不得小于50年。經(jīng)計算后的礦井服務(wù)年限為50.76年，滿足設(shè)計規(guī)范規(guī)定的服務(wù)年限。

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3井田開拓

3.1概述

3.11影響設(shè)計礦井開拓的主要因素分析

由于大黑山煤礦三號井煤層賦存穩(wěn)定，埋藏淺，地質(zhì)條件簡單，儲量豐富，開采技術(shù)條件好等多方面的有利條件，建設(shè)一對大型礦井是完全有可能的，由于井田范圍內(nèi)煤層產(chǎn)狀較為復(fù)雜，煤層局部起伏較大，在提開拓方案時可考慮將成莊礦二號井井田劃分成三個小井田，建設(shè)三對礦井，則每對礦井走向長度短，除中部小井外，兩翼小井位于儲量級別不高的塊段，尚需補(bǔ)充勘探，影響建井速度，地面攤子多，占地多，管理分散，效率較底，而建設(shè)一對大型礦井與三對小井相比，無論是噸煤投資，出煤時間，萬噸掘進(jìn)率，資金返本期及生產(chǎn)管理等技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，都顯示出是先進(jìn)合理的。因此，設(shè)計不再搞分散建井方案。3.2井田開拓3.2.1開采地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)報告及設(shè)計題目要求知，該井田主采煤層為3#煤層，煤層傾角平均為5°，平均厚度4.5m，煤層賦存穩(wěn)定。井田范圍斷層少，且落差小，對礦井開拓影響不大；礦井涌水量不大，正常涌水量158.4m3/h，最大涌水量395.1m3/h；相對瓦斯涌出量13.29m3/h,絕對瓦斯涌出量145.97m3/min，為高瓦斯礦井。井田走向6.85Km，傾向3.5Km。

3.2.2井筒形式、數(shù)目、位置及開采水平的確定

1、井田內(nèi)劃分及開采水平數(shù)目及標(biāo)高：

根據(jù)煤層賦存狀況，煤層傾角平均5°，屬近水平煤層。可將井田直接劃分為盤區(qū)，分兩個水平開采，盤區(qū)內(nèi)劃分為若干個區(qū)段，每個區(qū)段布置一個采煤工作面。采煤工作面沿煤層走向推進(jìn)，采用單一走向長壁后退式綜合機(jī)械化采煤法采煤，全部跨落法管理頂板。鑒于成莊井田地質(zhì)條件，回采工作面走向長度不受規(guī)

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定限制。

水平標(biāo)高的確定：

為了有利于整個礦井的開拓布置和首采工作面的投產(chǎn)，減少巖石工程量，減少初期投資，縮短建井工期，設(shè)計第一水平標(biāo)高為+544m，第二水平標(biāo)高為+490。

2、井筒形式、數(shù)目及位置的確定（1）井筒形式的選擇

該井田內(nèi)可采煤層埋藏淺，后期開采深度在+620～+470m，煤層傾角平緩，為3～6°左右。第一水平?jīng)Q定采用立井上山開拓方式。這樣井筒短，提升速度快，提升能力大，投資回收期短。

（2）井筒數(shù)目

采用立井開拓時，一般只開鑿一對提升井筒（主、副井），風(fēng)井的個數(shù)應(yīng)根據(jù)安全生產(chǎn)、通風(fēng)需要和一井多用的原則合理確定。本礦井為高瓦斯礦井，煤層賦存較淺，設(shè)計采用一對主、副井提升，盤區(qū)邊界風(fēng)井回風(fēng)的開拓方式。

（3）井筒位置的選擇

井筒位置的選擇應(yīng)首先滿足第一水平的開采、縮短貫通距離，減少井巷工程量。在一般情況下，井筒位置應(yīng)選擇在井田中央或最小貨載運點上。選擇井筒位置既要力求做到對井下開采有利，又要注意使地面合理布置，還要有利于井筒的開掘和維護(hù)。

3、主要運輸大巷和總回風(fēng)大巷的布置及與煤層間的聯(lián)系方式（1）開采水平大巷的布置

由于該礦煤層傾角小，井底車場距離煤層近，可直接沿煤層走向方向布置運輸大巷。

（2）開采水平大巷位置的選擇

本設(shè)計擬將開采水平大巷布置在煤層底板堅硬巖層中，巖石大巷的優(yōu)點如下：在距煤層一定距離的巖層中掘進(jìn)，基本上可保證取直且保持一定方向，巷道彎曲小，有利干運輸。巷道維護(hù)條件好，煤柱損失量小，安全條件好3.2.3開拓方案比較

（一）方案的提出及說明

由于該礦為高瓦斯礦井，不適合采用下山開拓。所以本設(shè)計在開拓方案比較

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中直接將下山開拓方案舍棄。根據(jù)以上論述和現(xiàn)有的生產(chǎn)開采及設(shè)備水平，提出以下四種技術(shù)上可行的方案。詳見圖3-1、3-2、3-3、3-4。

方案說明：

根據(jù)井田煤層賦存條件，各方案均將井田劃分為兩個水平兩個階段，階段內(nèi)劃分區(qū)段即工作面。礦井采用兩翼對角式通風(fēng)方式，礦井投產(chǎn)初期北風(fēng)井位于Ⅰ盤區(qū)邊界。各方案不同之處：

方案一：立井一水平上山式立井延深二水平上山式開拓。

主、副井均為立井的單一開拓方式，第一水平標(biāo)高+544m，井筒落底后直接做運輸大巷沿運輸大巷做盤區(qū)上山；第二水平立井筒延深至＋440m水平標(biāo)高，做上山式開拓。

方案二:立井一水平上下山式暗斜井延深二水平上下山式開拓。

該方案第一水平立井開拓，第二水平暗斜井延深。第一水平標(biāo)高+544m，井筒落底后直接做運輸大巷沿運輸大巷做盤區(qū)上山，在+613m處增設(shè)一個輔助水平采用上下山開拓；第二水平以第一水平運輸大巷做暗斜井延深至+490m水平標(biāo)高作上下山式開拓。

方案三:主斜井、副立井一水平上下山式暗斜井延深二水平上下山式開拓。該方案第一水平主斜井、副立井上下山式開拓，主斜井落底于+544m水平，根據(jù)地質(zhì)條件及設(shè)計規(guī)范，確定主斜井傾角為16°，在+613m處增設(shè)一個輔助水平作上下山開拓；副立井同前。第二水平采用暗斜井延深至+490m水平作上下山式開拓。

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圖3-1方案一：立井一水平上山式立井延深二水平上山式開拓

圖3-2方案二：立井一水平上下山式暗斜井延深二水平上下山式開拓

15

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圖3-3方案三:主斜井、副立井一水平上下山式暗斜井延深二水平上下山式開拓

圖3-4方案四：立井一水平上山式暗立井延深二水平上下山式開拓

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方案四：立井一水平上山式暗立井延深二水平上下山式開拓。

該方案第一水平立井開拓，第二水平暗立井延深。第一水平標(biāo)高+544m，井筒落底后直接做運輸大巷沿運輸大巷做盤區(qū)上山；第二水平以至第一水平運輸大巷作暗立井延深至+490m水平標(biāo)高作上下式開拓。

（二）技術(shù)比較

方案一與方案二相比，方案一的生產(chǎn)系統(tǒng)較為簡單，但井巷工程量大，運輸距離長，且立井延深后需另作一井底車場，增加了生產(chǎn)系統(tǒng)的復(fù)雜性，井巷維護(hù)費用以及開拓費用相對很大；方案二作暗斜井延深，第二水平充分利用第一水平的井底車場，減少了井巷工程量，且暗斜井可鋪設(shè)皮帶運輸機(jī)作主運輸，減少主立井的提升高度，有利于煤流的連續(xù)性。且方案二考慮到礦井南翼煤層起伏較大需增設(shè)輔助水平，雖然該礦井屬高瓦斯礦井，不適合做下山開采，但通過增加相應(yīng)的安全技術(shù)措施和提高管理水平等手段是可以克服上述不利因素的。所以方案二優(yōu)于方案一。

方案三與方案二相比，方案三采用主斜井開拓，井巷工程量大，煤炭運輸較方案二連續(xù)且運輸能力大，對投產(chǎn)盤區(qū)煤炭運輸較優(yōu)越，但對后期開采的深部煤層，其運輸距離過長，顯然不如方案二整體布局合理。故方案二整體上優(yōu)于方案三。

方案四與方案二相比，在二水平延深時方案四暗立井延深井巷工程量較暗斜井大，且需另作一個井底車場。而方案二作暗斜井延深則可以減少井巷工程量；且暗立井延深對二水平的煤炭運輸不連續(xù)，需經(jīng)一次較大的轉(zhuǎn)載，增加了煤炭運輸?shù)膹?fù)雜性。

經(jīng)以上技術(shù)比較分析，在盤區(qū)布置相同的情況下，方案二在技術(shù)上明顯優(yōu)于方案一、方案四，所以方案一、方案四不參與經(jīng)濟(jì)比較。方案二雖較方案三在整體布局上合理，對整個礦井開采照顧周全，但仍需作經(jīng)濟(jì)比較，確定是否采用之。

（三）經(jīng)濟(jì)比較

對技術(shù)比較后保留方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，計算各方案不同項目的經(jīng)濟(jì)費用，包括基本建設(shè)費、生產(chǎn)經(jīng)營費。建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營工程量、基建費用和生產(chǎn)經(jīng)營費用，詳見表3-1、3-2、3-3、3-4。在經(jīng)濟(jì)比較時，作以下幾點說明：

兩方案所有水平布置、階段上下山、采區(qū)內(nèi)部劃分及巷道布置均相同，故采區(qū)內(nèi)的運輸、排水、通風(fēng)及巷道維護(hù)費用相同，不做比較；

大巷運輸對整個礦井而言，井巷工程量相同，不同為參考一、二水平的煤炭

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資源儲量，作運費和生產(chǎn)經(jīng)營管理費用比較；

立井、大巷、石門的輔助費用均按運費的20%進(jìn)行計算；

4、各費用單價參考《煤炭井巷工程輔助費用綜合預(yù)算定額》和《煤炭井巷工程綜合預(yù)算定額》。

表3-1基建工程量單位：m

項目主井井筒副井筒運輸大巷井底車場合計

方案二前期481476+5297810504990后期95009500前期1593476+529787865818方案三后期95009500表3-2生產(chǎn)經(jīng)營工程量項目方案二運輸提升／萬tkm大巷運輸前期1.2×2040.75×1.489=2850.5后期井筒提升井筒維護(hù)/(萬ma)1.2×8619.64×4.750=12039.91.2×10660.39×0.481=6153.21.2×481×50.76×10-4=2.9方案三1.2×2040.75×1.489=2850.51.2×8619.64×4.750=12039.91.2×10660.39×1.593=20378.41.2×1593×50.76×10-4=9.7

表3-3基建費用表方案項目主井井筒初期運輸大巷后期運輸大巷井底車場合計

工程量／10m48.1297.8950105方案二方案三費用／萬元430.91559.481784.4426.23200.99單價／費用／工程量／單價／元10m-1萬元10m元10m-173395353.031592710118783559.4297.818783187831784.49501878340592426.2105405923123.03表3-4生產(chǎn)經(jīng)營費方案二方案三項目工程量／單價／費用／萬工程量／單價／費用／萬萬tkm元（tkm)-1元萬tkm元（tkm)-1元大巷運輸前期2850.50.3921117.42850.50.3921117.4后期12039.90.3924719.6412039.90.3924719.64

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井筒提升井筒維護(hù)合計6153.22.91.320.438122.2220378.41.2513960.519.70.550.3711028.123.5916868.83表3-5費用匯總表項目基建工程費生產(chǎn)經(jīng)營費總費用

方案二費用／萬元3123.0213960.5117083.53百分率／％100100100方案三費用／萬元3200.9916868.83201*9.82百分率／％102.5120.8117.5（四）綜合比較

從費用匯總表來看，方案二在基建工程費用和生產(chǎn)經(jīng)營費用都較方案三優(yōu)越，且方案二在技術(shù)上更合理可行，所以認(rèn)為方案二優(yōu)越。

綜上所述，決定采用方案二。即立井一水平上下山式加暗斜井二水平上下山式開拓。礦井為兩個水平，第一水平位于+544m,第二水平位于+490m。第一水平為上下山式布置，一個階段為兩個盤區(qū)，首采盤區(qū)為北翼Ⅰ盤區(qū)為一個上山盤區(qū),北翼Ⅱ盤區(qū)煤層起伏較大開采時可在+613m標(biāo)高作一個輔助水平作上下山開拓。回風(fēng)井位于個盤區(qū)邊界。詳見附圖一井田開拓方式平面圖。3.3井筒特征3.3.1井筒斷面尺寸

井筒斷面的確定依據(jù)

主要根據(jù)提升容器的種類、數(shù)量及外形尺寸，井筒裝備的類型、規(guī)格、最小允許間隙，井筒的用途、管路、電纜、梯子間的平面尺寸等確定。

本設(shè)計礦井年量為1.5Mt/a，選立井井筒裝備如表3-6所示3.3.2井筒裝備

主井：主井負(fù)責(zé)提煤。井筒裝備一對16t箕斗，剛性罐道。

副井：主要用于礦井升降人員、設(shè)備、材料及提升矸石等，并兼作通風(fēng)、排水。井筒內(nèi)裝備一對1t雙層四車罐籠，布置排水、壓風(fēng)、灑水、電纜等管線和梯子間，剛性罐道。

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表3-6立井井筒裝備表

礦井生產(chǎn)能力主井副井風(fēng)井1.5Mt/a兩套16t箕斗帶一對1t雙層四車罐平衡錘籠、梯子間、管子間梯子間3.3.3井筒斷面確定

根據(jù)井筒斷面確定原則，確定井筒凈直徑如下:主井井筒：6.5m；副井井筒：6.5m；風(fēng)井井筒：5.0m。3.3.4風(fēng)速校核

V=Q/MS≤Vmax

式中：V通過井筒的風(fēng)速，m/s；Q通過井筒的風(fēng)量，m3/s；S井筒的凈斷面積，m2；

M井筒的有效斷面系數(shù)，圓形井為0.8；

Vmax《安全規(guī)程》規(guī)定的允許最大風(fēng)速。礦井風(fēng)量可初步按瓦斯相對涌出量計算：

Q=0.0926qTK

式中：T礦井設(shè)計日產(chǎn)量，4545t；q瓦斯相對涌出量，13.29m3/t；K備用系數(shù)，可取1.15；

Q=0.0926×13.29×4545×1.15=6432.32m3/min=107.21m3/sV=Q/MS=107.32/(0.8×19.625)=6.84m/s＜8m/s

經(jīng)驗算，所選井筒直徑能夠滿足規(guī)程規(guī)定，符合要求。詳見井筒斷面圖圖3-5、圖3-6、圖3-7。

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3.3.5井壁的支護(hù)材料及井壁厚度

根據(jù)井壁厚度經(jīng)驗數(shù)據(jù)選擇井壁的支護(hù)材料為混凝土支護(hù)，井壁厚度主井為400mm，副井為400mm，風(fēng)井為300mm，充填混凝土均為50mm。3.3.6井筒深度

主井深481m，副井深481m。風(fēng)井深411m。井筒深度除自井口至開采水平的井筒長度外，還需要加井窩的深度。

井窩深度：箕斗井為水平上裝載，平臺下不設(shè)井底水窩，副井在裝載水平以下另開鑿5m的井底水窩。詳見表3-7。

表3-7井筒特征表

井筒名稱井口坐標(biāo)X（m）Y（m）Z（m）主井3941833515507+1025副井3941833515455+1020北風(fēng)井3943457517732+1044用途提升設(shè)備井筒傾角（°）斷面形狀支護(hù)方式井壁厚度（mm）提升方位角（°）井筒深度凈（m2）斷面積掘（m2）提煤JDS-16箕斗90圓形混凝土400270°48133.1843.01升降人員，下放物料、回風(fēng)設(shè)備以及進(jìn)風(fēng)、排水1t雙層四車罐籠90圓形混凝土40090°48133.1843.0190圓形混凝土30041119.6325.52四川師范大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計

3.4井底車場3.4.1概述

設(shè)計依據(jù)：

1、設(shè)計礦井基本概況：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為1.5Mt/a，年工作日330天，日提升時間16小時，矸石系數(shù)為20%。

2、主井采用JDS-16t箕斗，副井采用一對1t雙層四車罐籠提升。3、大巷運輸設(shè)備的型號及外形尺寸

初選后大巷運輸設(shè)備的型號及外形尺寸見表3-8。

表3-8設(shè)備型號及外形尺寸表運輸設(shè)備運送載體運輸方式型號（長×寬×高）mm煤材料矸石設(shè)備人員牽引電車

帶式輸送機(jī)3t材料車1t固定礦車3t平板車人車蓄電池電機(jī)車STD-1000/2×75YLC1(6)MG1.2-6AMP3-6BPR18-6/4XK8-6/140KBT3000×1200×1201*000×880×11503450×1320×4804460×1320×15204500×1192×160011005929101750外形尺寸質(zhì)量kg設(shè)計要求：

井底車場富裕通過能力，一般大于礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的30%。設(shè)計井底車場時，應(yīng)考慮增產(chǎn)的可能性。

盡可能地提高井底車場的機(jī)械化水平，簡化調(diào)車作業(yè)。應(yīng)考慮主、副井筒之間的施工時短路貫通。

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3.4.5大巷斷面及支護(hù)形式

1、巷道斷面的設(shè)計

巷道斷面設(shè)計主要包括：巷道斷面形狀的選擇、巷道支護(hù)方式及巷道斷面尺寸確定等內(nèi)容。

（1）巷道斷面形狀選擇

井底車場巷道服務(wù)年限長，要求將井底車場巷道布置在穩(wěn)定的巖層中，因此，一般井底車場巷道采用半圓拱形斷面。

（2）巷道支護(hù)方式

井底車場巷道一般多采用噴射混凝土支護(hù)。（3）主石門巷道斷面尺寸的確定

巷道斷面的尺寸要符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：巷道凈斷面，必須滿足行人、運輸、通風(fēng)、設(shè)備安裝、檢修和施工的需要。因此，巷道斷面尺寸主要取決于巷道的用途；存放或通過它的機(jī)械、器材或運輸設(shè)備的數(shù)量與規(guī)格；人行道寬度與各種安全間隙以及通過巷道的風(fēng)量等。本設(shè)計主井由于采用皮帶運輸，所以井底車場主要巷道為副井空、重車線和調(diào)車線。巷道斷面如下所示:

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3000201*0022601700880130010008801560201*1150201*700201*000640047004900圖3-12副井雙軌調(diào)車線巷道斷面

201*201*11700201*0004400150201*7003900圖3-13上倉皮帶巷巷道斷面

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2700201*40088017001560201*100011503000201*400201*0004200

圖3-14單軌重車線巷道斷面

2、巷道斷面及支護(hù)形式

礦井主要巷道有：副井井底車場、軌道大巷、運輸大巷、總回風(fēng)巷、采區(qū)軌道上山、采區(qū)運輸上山、采區(qū)回風(fēng)上山、區(qū)段運輸巷、區(qū)段回風(fēng)巷。井底車場、運輸大巷、軌道大巷、運輸上山、軌道上山及工作面巷道斷面均按通過設(shè)備最大尺寸和通風(fēng)行人的安全尺寸設(shè)計。水泵房、變電所、水倉、管子道采用料石砌成，主井井底車場及副井大巷，石門軌道運輸大巷、石門皮帶運輸大巷采用錨噴支護(hù)，其余均采用工字鋼支護(hù)。具體設(shè)計如下：

1）井底車場：副井井底車場布置在煤層底板+544m水平巖層中，半圓拱形結(jié)構(gòu)，巷道內(nèi)敷設(shè)600mm雙軌道，采用混凝土棚子支護(hù)，其它采用單軌布置。雙軌巷道斷面尺寸見巷道斷面圖3-12。主井裝載硐室布置在副井井底車場水平，半圓拱形結(jié)構(gòu)，皮帶運輸巷巷道內(nèi)敷設(shè)帶寬1400mm的皮帶，采用混凝土棚子支護(hù)，巷道斷面尺寸見巷道斷面圖3-。

2）運輸大巷、軌道大巷：軌道大巷內(nèi)敷設(shè)600mm道軌，1t固定式礦車運輸，運輸大巷內(nèi)敷設(shè)B=1400mm皮帶，均采用混凝土錨噴支護(hù)。

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3）盤區(qū)巷道：沿煤層布置，運輸設(shè)備如前述，工字鋼支護(hù)。

4）區(qū)段巷道：沿煤層布置，運輸巷敷設(shè)膠帶輸送機(jī)，回風(fēng)巷敷設(shè)軌道，工作面配備刮板運輸機(jī)，工字鋼支護(hù)。3.4.6井底車場硐室

1、主井系統(tǒng)硐室（1）煤倉

井下煤倉上接上倉皮帶巷，下連箕斗裝載硐室。通常為一條較寬的傾斜巷道，其中分成兩個隔間，一個用以存煤，另一個為人行通道。近年來，也有些礦井采用了垂直式煤倉。本設(shè)計煤倉為垂直式。

（2）箕斗裝載硐室

其內(nèi)安設(shè)箕斗裝載設(shè)備，將煤倉之煤按定量裝入箕斗。本硐室上接煤倉，并與立井井簡直接相連，本設(shè)計主井箕斗提升，箕斗裝載硐室設(shè)計位于副井井底車場水平。

（3）主井清理撤煤硐室及平巷

箕斗裝載時，部分煤炭撤落到井底，為了清理需設(shè)置專門的硐室和清理巷道，由于本設(shè)計主井為水平上裝載，裝載水平位于井底車場標(biāo)高，清理巷道為平巷。

2、副井系統(tǒng)硐室

（1）中央水泵房及中央變電所：

這兩個硐室通常聯(lián)合布置在副井附近，由中央水泵房引出的排水管經(jīng)管子道直接通往副井井筒，從井簡引入的電線也由此進(jìn)入中央變電所。水泵房及變電所各有一條通道與井底車場巷道相連，水泵房及變電所之間設(shè)有防火鐵門。

（2）水倉

它由兩條獨立的巷道織成，其入口應(yīng)盡量選擇在井底車場巷道標(biāo)高的最低點。為便于水倉的清理，在水倉內(nèi)鋪設(shè)軌道并在其入口處設(shè)置清倉小絞車。水倉的末端經(jīng)吸水小井與水泵房相連。水倉容量應(yīng)根據(jù)礦井正常涌水量計算確定。主要水倉的有效容積應(yīng)能容納8小時的正常涌水量。

（3）等候室在副井井筒附近應(yīng)設(shè)置等候室，作為工人候跟休息的場所。等候室多和工具房相鄰，以便于工人領(lǐng)取工具。

3、其他硐室

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其他硐室主要有：調(diào)度室、等候室、工具室、信號硐室，機(jī)修硐室，消防材料庫等。

各硐室的具體位置見附圖三井底車場平面圖。3.5開采順序及采區(qū)、采煤工作面的配置3.5.1開采順序

《安全規(guī)程》規(guī)定：突出礦井、高瓦斯礦井、低瓦斯礦井高瓦斯區(qū)域的采煤工作面，不得采用前進(jìn)式采煤方法。3.5.2保證年產(chǎn)量的同采采區(qū)數(shù)和工作面數(shù)

1、保證年產(chǎn)量的同采盤區(qū)數(shù)

盤區(qū)的生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、煤層生產(chǎn)能力、機(jī)械化程度和采區(qū)內(nèi)工作面接替關(guān)系等因素確定。

本設(shè)計礦井為一個盤區(qū)一個工作面生產(chǎn)，集中生產(chǎn)實現(xiàn)高產(chǎn)高效。2、礦井達(dá)到產(chǎn)量時工作面?zhèn)�數(shù)

（1）確定達(dá)到設(shè)計產(chǎn)量時工作面總線長：B=Ax/（∑MrLK3）

式中：B采煤工作面總線長，m；

A礦井設(shè)計年產(chǎn)量，t/a；X回采出煤率，取0.9；∑M同采煤層總厚度，m；R煤層容重，t/m3；K3工作面回采率，93%；L年推進(jìn)度，L=330.n.I.Φ；其中：330礦井年工作日，天；

n日循環(huán)數(shù)，個；I循環(huán)進(jìn)度，m；

Φ正規(guī)循環(huán)系數(shù)，Φ=0.8～1

L=300.n.I.Φ=330×8×0.625×0.9=1485m

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計算年推進(jìn)度L應(yīng)符合《設(shè)計規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，厚度大于3.2m一次采全高的煤層年推進(jìn)度不應(yīng)小于1000m。

故B=Ax/（∑MrLK3）

=1.5×106×0.9/（4.5×1.45×1458×0.93）=152.59m

（2）確定同采工作面?zhèn)�數(shù)N=Bn/l（取整數(shù)）

式中：N同采工作面數(shù)，個；

B工作面總線長，m；n同采煤層數(shù)；l回采工作面長度，m；

N=152.59×1/170=0.89取整數(shù)為1

故同采工作面為1個。3、采區(qū)工作面配置

采區(qū)內(nèi)同采工作面數(shù)目應(yīng)根據(jù)煤層賦存情況，所確定的回采工藝等因素確定，同時應(yīng)符合合理的開采順序，保證安全生產(chǎn)提高工作面單產(chǎn)為原則。采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的綜采工作面宜為一個面，不應(yīng)超過兩個面。本設(shè)計一個面即滿足要求。

4、礦井投產(chǎn)初期年產(chǎn)量的驗算

根據(jù)所配置同采工作面的具體條件，驗算投產(chǎn)初期礦井年產(chǎn)量，驗算公式如下：

nAnmi1iIiLiiKi

式中：An礦井同采工作面產(chǎn)量總和，Mt；mi第i號工作面采高，m；Li第i號工作面年推進(jìn)度，m；Ii第i號工作面長，m；

γi第i號工作面煤的容重，t/m3；n同采工作面數(shù)，個；Ki回采工作面采出率；AN=4.5×170×1485×1.45×0.93

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=1.53Mt

計算結(jié)果加上全礦掘進(jìn)煤之和大于礦井設(shè)計年產(chǎn)量A，但不超過1.15A。由A=1.53+10%×1.53=1.683Mt，故滿足設(shè)計要求。

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4準(zhǔn)備方式

4.1概述

4.1.1影響準(zhǔn)備方式選擇的因素

1、煤層的賦存狀況，如傾角、厚度、層數(shù)、煤的硬度等；2、礦井涌水量；3、礦井瓦斯等級；4、煤層頂?shù)装宓膸r性；5、現(xiàn)有的開采技術(shù)條件。4.2準(zhǔn)備方式4.2.1采區(qū)概況

本設(shè)計礦井開采3＃煤層，煤層賦存條件簡單，首采盤區(qū)為北翼Ⅰ盤區(qū)，走向長3.25km,傾斜長1.32km，各邊界均為人為邊界，盤區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件簡單，煤層傾角平均5°。頂板為粉砂巖及泥巖底板為泥巖及中礫砂巖。地質(zhì)儲量28.2Mt。4.2.2盤區(qū)準(zhǔn)備方式

1、盤區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限（1）盤區(qū)生產(chǎn)能力

在一定條件下，盤區(qū)生產(chǎn)能力應(yīng)有合理的限度。影響盤區(qū)生產(chǎn)能力的因素主要有：地質(zhì)條件、技術(shù)裝備、采區(qū)儲量。根據(jù)礦井煤層走向，設(shè)計沿走向方向布置長壁采煤工作面。盤區(qū)內(nèi)采用雙翼布置。一個工作面的生產(chǎn)能力即為盤區(qū)的生產(chǎn)能力。

AB=ΣA=1.5Mt

式中：AB盤區(qū)生產(chǎn)能力，t/a;A單位工作面的產(chǎn)量，t/a

（2）盤區(qū)服務(wù)年限

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P=Z可/K×AB=28.2×0.75/1.4×1.5=10.07a式中：P盤區(qū)服務(wù)年限，a；Z可盤區(qū)內(nèi)的可采儲量，MtK備用系數(shù)，1.3～1.5，本設(shè)計取1.42、區(qū)段斜長及區(qū)段數(shù)目

根據(jù)Ⅰ盤區(qū)的特點、工作面長度的要求以及工作面回采巷道采用無煤柱護(hù)巷，確定北Ⅰ盤區(qū)分為7個區(qū)段。區(qū)段斜長170m。

盤區(qū)上山布置（1）盤區(qū)上山的位置

根據(jù)本礦井煤層屬單一厚煤層及礦井上山布置的一般經(jīng)驗，盤區(qū)運輸上山軌道上山均布置在煤層底板巖石中,盤區(qū)回風(fēng)上山布置在煤層中。

（2）上山數(shù)目

本設(shè)計礦井為高瓦斯礦井，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》要求，布置三條上山，一條軌道上山，一條運輸上山，一條回風(fēng)上山。

其相對位置如圖4-1。

回風(fēng)上山軌道上山運輸上山圖4-1采區(qū)上山相互位置關(guān)系示意圖

3、區(qū)段平巷的布置方式、斷面及支護(hù)形式

區(qū)段平巷為單巷布置，為減少區(qū)段煤柱損失，本設(shè)計采用沿空掘巷跳采的方式。工作面運輸巷、回風(fēng)巷均為梯形斷面，均采用工字鋼支護(hù)。

4、各種聯(lián)絡(luò)巷道的布置方式、傾角、斷面及支護(hù)形式

盤區(qū)軌道上山、回風(fēng)上山與區(qū)段巷道之間可通過盤區(qū)車場進(jìn)行聯(lián)系。并且根據(jù)礦井的實際情況在需要的地方設(shè)置聯(lián)絡(luò)巷，聯(lián)絡(luò)巷為梯形斷面，均采用工字鋼支護(hù)。

5、盤區(qū)內(nèi)同采工作面的個數(shù)及位置

根據(jù)工作面的生產(chǎn)能力和礦井同采工作面的驗算，首采盤區(qū)（Ⅰ盤區(qū)）內(nèi)布

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置一個工作面即可滿足要求。

6、盤區(qū)車場（1）盤區(qū)上部車場

由于煤層較厚，單一布置，上部車場選用逆向平車場。平面圖如下：

回風(fēng)上山軌道上山圖4-2盤區(qū)上部車場

（2）盤區(qū)中部車場

盤區(qū)中部車場一般選用甩車場，又設(shè)計盤區(qū)傾向長度較小，中部車場主要負(fù)擔(dān)采區(qū)輔助運輸任務(wù)。本設(shè)計采用甩入平巷式中部車場。詳見圖4-3盤區(qū)中部車場

回風(fēng)上山軌道上山運輸上山圖4-3盤區(qū)中部車場

32

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（3）盤區(qū)下部車場

由于盤區(qū)下部車場與軌道運輸大巷相連，是運輸大巷與軌道上山的中間轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)，本設(shè)計煤層為近水平煤層適合采用底板繞道下部車場。布置形式較為簡單。

7、盤區(qū)硐室

盤區(qū)硐室主要包括盤區(qū)絞車房和盤區(qū)變電所。盤區(qū)絞車房位于盤區(qū)上部，負(fù)責(zé)采區(qū)進(jìn)料、排矸等運輸任務(wù)。盤區(qū)變電所位于采區(qū)中央，軌道上山和回風(fēng)上山之間，負(fù)責(zé)向采區(qū)全部用電設(shè)備供電。硐室和聯(lián)絡(luò)巷均采用錨噴支護(hù)，斷面形狀為半圓拱形。

上山絞車房布置在煤層底板巖石中，斷面為半圓拱形，采用不可燃性材料支護(hù)。

4.3綜采工藝設(shè)計

在確定采煤方法及回采工藝的類型的基礎(chǔ)上，對首采采區(qū)首采工作面的回采工藝進(jìn)行設(shè)計，回采工藝設(shè)計包括機(jī)械設(shè)備選型、確定作業(yè)方式、確定支護(hù)和采空區(qū)處理方法、編制循環(huán)圖表及工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表等。4.3.1生產(chǎn)技術(shù)條件

礦井首先投產(chǎn)的是Ⅰ盤區(qū)的1101工作面，工作面有關(guān)技術(shù)參數(shù)有：工作面長度170m，采區(qū)一翼長1570m，傾角5°，平均采高4.5m，截深0.625m；地質(zhì)條件穩(wěn)定。上下順槽均采用梯形巷道，工字鋼棚子支護(hù)。4.3.2綜采設(shè)備配套

1、—三機(jī)‖配套

MXA300/45（無鏈）型采煤機(jī)，BY3201*3/47型大采高支架和SGZ-764/264型刮板輸送機(jī)。

2、順槽內(nèi)主要設(shè)備及其布置

SZB-730/75型轉(zhuǎn)載機(jī)，PEM1000×650Ⅲ型破碎機(jī)，SSJ1000/125型可伸縮帶式輸送機(jī)，XRB-110/320型乳化液泵，X10RX型乳液箱及PB-320/6.3型噴霧泵。采區(qū)機(jī)械布置見附圖四。

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4.3.3回采工藝及作業(yè)方式

1、落煤方式：MXA300/45型雙滾筒采煤機(jī)，單向割煤，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤。單向割煤增加采煤機(jī)空刀返程的速度，割煤牽引速度為8m/min，空刀返程速度15m/min。單向割煤比雙向割煤產(chǎn)量大，工效高，空刀返回可將工作面底板割平割直，以利于快速推移刮板運輸機(jī)，同時，還可以最大限度的清理工作面浮煤。

2、采煤機(jī)進(jìn)刀方式：設(shè)計采用端頭斜切進(jìn)刀，割三角煤，與拉架頂溜順序進(jìn)行。

3、裝煤方式：利用機(jī)組滾筒螺旋槳葉片和運輸機(jī)鏟板將煤自行裝入輸送機(jī)。4、運煤方式：工作面利用SGZ-764/264型刮板輸送機(jī)運煤。

5、頂板支護(hù)：工作面采用BY3201*3/47型液壓支架支護(hù)頂板，并及時支護(hù)煤壁。

6、作業(yè)方式：采用三班作業(yè)，兩采一準(zhǔn)，正規(guī)循環(huán)作業(yè)。

回采順序為：割煤、移架、推溜。分段追機(jī)，在冊人數(shù)150人。勞動組織表和正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖如下：

表4-1勞動組織表序號123456789101112131415工種支架機(jī)組司機(jī)移溜工泵站司機(jī)電工溜子司機(jī)機(jī)組檢修支架檢修泵站檢修電檢修端頭工溜子檢修破煤工修護(hù)工記錄員班次一班933111911二班933111911三班55896302合計186622255891842305四川師范大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計

16171819202122

班時面長/m170123一4567891011二1213141516171819三2021222324送飯工送料工班長井下保管材料員辦事員隊長合計111133111133181431184365631515012080400圖例移支架采煤機(jī)割煤移運輸機(jī)設(shè)備檢修圖4-4綜采工作面循環(huán)作業(yè)圖

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121078921AA3114756AA10131----采煤機(jī)4----破碎機(jī)7----調(diào)度絞車10----煤電鉆2----刮板機(jī)5----轉(zhuǎn)載機(jī)8----乳化液泵3----液壓支架6----順槽輸送機(jī)9----噴霧泵11----下端頭支架12----上端頭支架圖4-5綜采工作面圖

4.3.4工作面主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

表4-2主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表

序號1234567891011指標(biāo)平均走向長度平均采高工作面斜長煤層容重可采儲量正規(guī)循環(huán)率采煤機(jī)截深每刀產(chǎn)量日循環(huán)個數(shù)日進(jìn)度日產(chǎn)量單位mmmt/m3萬t%mt個mt指標(biāo)值15404.51701.45170.82900.625693854992四川師范大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計

121314151617月進(jìn)度月產(chǎn)量回采工效日出勤人數(shù)生產(chǎn)班出勤人數(shù)工作面可采期m萬tt/工人人月15014.97101506611.4

5礦井運輸、提升及排水

5.1礦井運輸

5.1.1設(shè)計原則和原始資料

1、設(shè)計原則

設(shè)計需考慮設(shè)計礦井的運輸量、運距、裝載點數(shù)量分布與位置的變化，以適應(yīng)巷道布置、裝載特點、運行組織、安全生產(chǎn)和各種運輸對象的特殊性。為礦井提高運輸效率、機(jī)械化程度及增產(chǎn)留有余地。

2、原始資料

礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力為1.5Mt/a。北翼運輸大巷長1489m。礦井為高瓦斯礦井，年工作日330d，兩采一準(zhǔn)，工作面日生產(chǎn)能力4545t。

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5.1.2運輸方式和運輸系統(tǒng)的確定

1、運輸方式

煤自工作面落下由刮板運輸機(jī)送入?yún)^(qū)段運輸平巷，區(qū)段運輸平巷、盤區(qū)運輸上山、運輸大巷均采用皮帶運輸機(jī)連續(xù)運輸。掘進(jìn)出煤、矸石以及材料、設(shè)備、人員等輔助運輸由軌道運輸。大巷采用8t蓄電池機(jī)車牽引。

2、運輸系統(tǒng)

（1）主運煤：采煤工作面→區(qū)段運輸平巷→盤區(qū)運輸上山→運輸大巷→上倉皮帶巷→井底煤倉→箕斗裝載硐室→主井→地面

（2）掘進(jìn)出煤：煤巷掘進(jìn)工作面→盤區(qū)中部車場→盤區(qū)軌道上山→軌道大巷→副井井底車場→罐籠→副井→地面

（3）矸石：巖巷掘進(jìn)工作面→盤區(qū)中部車場→盤區(qū)軌道上山→軌道大巷→副井井底車場→罐籠→副井→地面

（4）材料、設(shè)備：地面→副井→罐籠→井底車場→軌道大巷→盤區(qū)軌道上山→盤區(qū)上部車場→區(qū)段回風(fēng)平巷→工作面

（5）人員：地面→副井→井底車場→軌道大巷→盤區(qū)上山→盤區(qū)中部車場→區(qū)段運輸平巷→工作面

5.1.3運輸大巷、軌道大巷運輸設(shè)備的選擇計算

本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為1.5Mt/a，，煤層傾角平均5°，煤層賦存相對穩(wěn)定。采區(qū)內(nèi)雙翼布置，單工作面生產(chǎn)。礦井走向長度6.85km。皮帶運輸大巷采用B=1000mm皮帶運輸，配備DX－4型皮帶運輸機(jī)；軌道運輸大巷采用XK8-6/140kBt型蓄電池式電機(jī)車，配備MG1.2-6A型1t固定式礦車，輔助運輸設(shè)備可選MP3-9B型3t平板車、YLC(6)型3t材料車、PR18-6/4型人車。

一）大巷帶式輸送機(jī)的選型計算

帶式輸送機(jī)是一種連續(xù)運輸方式的運輸設(shè)備，它具有生產(chǎn)能力大、安全可靠，操作簡便、維修工作量小、自動化程度高等優(yōu)點。

根據(jù)現(xiàn)行的設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)，結(jié)合設(shè)計礦井的生產(chǎn)需求，本設(shè)計擬選用DX型系列鋼繩芯帶式輸送機(jī)，其優(yōu)點為：

○1膠帶強(qiáng)度高，輸送機(jī)單機(jī)長度較長，使用于大巷運輸，可省去普通帶式輸送機(jī)的多點搭接頭硐室。

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○2膠帶伸縮量小，僅為普通膠帶的1/3，可節(jié)省尾部拉緊硐室的工程量。○3膠帶成槽性能好，可以增大物料橫截面，提高運輸量。○4抗沖擊性能及抗彎曲疲勞性能好，使用壽命長。二）運輸能力和帶寬的計算運輸能力按下式計算：

QQi0.5K37K1K2Qimax，t/h，其中：

Q大巷帶式運輸機(jī)高峰小時運輸量，t/h

∑Qi回采工作面高峰小時生產(chǎn)能力總和，t/h，取900t/h7礦井井下每班有效生產(chǎn)時間，hK1回采工作面設(shè)備利用系數(shù)，取K1=0.4K2工作面同時生產(chǎn)系數(shù)，取K2=1K3掘進(jìn)煤量系數(shù)，取K3=10%

0.5采區(qū)煤倉容量為上（下）山運輸機(jī)0.5h的運量，即0.5Qimax，t/h。

則，Q900輸送帶寬度計算：

BQKvC771.44001.12.50.920.970.89m

0.50.1710.4900771.4t/h。

式中：B膠帶寬度，m；K斷面系數(shù)，取K=400；γ物料散密度，t/m3；

C傾角系數(shù)，取0.92；ξ速度系數(shù)，取0.97。

故根據(jù)以上計算，選擇帶寬B=1000mm的帶式輸送機(jī)。三）蓄電池式電機(jī)車的選型計算1、列車中礦車數(shù)的計算

（1）電機(jī)車在最大運距上，一個往返周期內(nèi)所做的功A(FzFk)Lm

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式中：A往返周期內(nèi)所做的功，MJ；Fz重列車牽引力，KN；Fk空列車牽引力，KN；Lm最大運輸距離，Km。

設(shè)計電機(jī)車在軌道大巷內(nèi)運行，在等阻坡度條件下，空列車牽引力和重列車牽引力相等，即Fk=Fz

Fk+Fz=2Fz=2（P+Qz）（wy-id）g

式中：P電機(jī)車質(zhì)量，t，取8t；Qz重車組質(zhì)量，t；

wy重列車運行阻力系數(shù)，取0.0070；id等阻坡度，‰，取2‰；g重力加速度，g=9.8m/s2。（2）蓄電池組在一個往返周期內(nèi)輸出的能量

A"a(FzFk)Lm3.6

式中：A′蓄電池在一個往返周期內(nèi)輸出的能量，KWh；α調(diào)車電能消耗系數(shù)，1.15；

η從牽引電動機(jī)到蓄電池組的總效率，取η=0.7。（3）一臺機(jī)車在一個班內(nèi)的電能消耗

A′bLmgm23.6(PQz)(wyid)

式中：m一臺機(jī)車在一個班內(nèi)往返次數(shù)；

A′b一臺機(jī)車在一個班內(nèi)的電能消耗，kWh。（4）蓄電池的放電容量

式中：W蓄電池組的放電容量，Ah，400Ah；U蓄電池組的平均放電電壓，V，132V。（5）重車組總質(zhì)量

按在一個班內(nèi)一臺機(jī)車的電能消耗A′b必須與蓄電池組放電容量Ab相等，即A′b=Ab，求得Qz為：

AbWU1000四川師范大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計

Qz3.62gWUPLmm(wzid)10003.629.84001320.71.151.98(0.0070.002)100077.67t

根據(jù)確定的重車組質(zhì)量，確定礦車臺數(shù):Z=Qz/(G+G0)=77.67/(1+0.592)=48輛。式中：G、G0分別為礦車的載重與自重，t

由于在井底車場行車路線計算設(shè)計時取一列車為25輛礦車，故列車組選型25輛，滿足要求。

四）電機(jī)車臺數(shù)的計算

確定電機(jī)車臺數(shù)時，應(yīng)考慮全礦井（或水平）投產(chǎn)初期和達(dá)到設(shè)計產(chǎn)量時不同的條件因數(shù)。按初期所需臺數(shù)購置電機(jī)車，按達(dá)產(chǎn)時所需要的臺數(shù)選擇供電設(shè)備。

1、電機(jī)車往返一次所需要的時間T=T1+θ

式中T電機(jī)車往返一次所需總時間，min；T1列車往返一次運行時間，min；θ調(diào)車及停車時間，min，取30min。

T12L600.75v21.4600.7512.418.1min

式中：L平均運輸距離，取1.4Km；

V機(jī)車平均速度，Km/h，取機(jī)車長時速度，12.4Km/h。2、每臺電機(jī)車每班可能運輸次數(shù)

式中：Tb電機(jī)車每班工作小時數(shù)，取4h。3、每班貨運需要的列車數(shù)

m1k1k2Abnq1.350.22273251.31518.6m60TbT60445.55.3，取19

式中：m1每班貨運需要的列車數(shù)；K1運輸不平衡系數(shù)，取1.35；

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K2矸石系數(shù)，取20%；

Ab礦井（水平）每班產(chǎn)量，2273t；n列車中的礦車數(shù),25輛;q礦車裝載質(zhì)量，1.315t。4、每班運人所需列車數(shù)

《煤礦安全規(guī)程》第三百五十八條規(guī)定：距離超過1.5Km的主要運輸平巷，上下班時必須采用機(jī)械運送人員。本設(shè)計軌道大巷長1.4Km，為減輕工人勞動強(qiáng)度，實現(xiàn)高產(chǎn)高效考慮使用機(jī)車牽引平巷人車接送人員上下班。礦井每班每翼用電機(jī)車牽引平巷人車運人按一次考慮。本設(shè)計為單翼開采，則運人列車數(shù)為一次（m2=1）；

5、礦井（水平）所需電機(jī)車總臺數(shù)

N1.25m1m2m1.251915.34.7，取5

式中：1.25備用和檢修電機(jī)車占工作電機(jī)車臺數(shù)的系數(shù)。5.1.4礦車和電機(jī)車的型號和數(shù)量

表5-1礦車技術(shù)特征表名稱1t固定式礦車3t材料車3t平板車人車型號MG1.2-6AYLC1(6)容積m31.1名義載重t13.03.0最大載重t5.55.5表5-2電機(jī)車技術(shù)特征表蓄電外形尺寸制動蓄電池組名稱型號池電粘量t軌距（長×寬×方式型號mm壓V高）mmXK8-6/4500×1192DG-400蓄電池

42

軌距mm600600600600外形尺寸（長×質(zhì)量kg寬×高）mm201*×880×11505923450×1320×1201*450×1320×4804460×1320×15201*009101750MP3-6BPR18-6/四川師范大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計

電機(jī)車140KBT1328600×1600機(jī)械5.1.5輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)的選擇

采區(qū)運輸設(shè)備主要包括回采工作面，區(qū)段運輸平巷和采區(qū)上山的運煤、排矸、運料設(shè)備。設(shè)備類型主要根據(jù)本礦地質(zhì)特征、開拓系統(tǒng)、開采方法，運輸直接從有關(guān)設(shè)備技術(shù)特征表中選用即可。

工作面采用SGZ-730/320型可彎曲刮板輸送機(jī)，SZB-730/15型順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和SJD-150型帶式輸送機(jī)。

表5-3可彎曲刮板輸送機(jī)技術(shù)特征表型號SGZ-764/264型號SZB-764/132機(jī)型中雙鏈鏈型中雙鏈適應(yīng)傾角＜30°輸送能鏈速電機(jī)型力（t/h）（m/s）號9000.95YSBS-80/132功率（kw）132×2外形尺寸長×寬×高（mm）1500×764×222總重（t）160總重（t）24．2表5-4順槽轉(zhuǎn)載機(jī)技術(shù)特征表總長搭接度（m）長度（m）3511.6鏈速運輸量（m/s）（t/h）1.311100電機(jī)型號DSB-132功率水平段（kw）裝載長度（m）13217．3表5-5可伸縮帶式輸送機(jī)技術(shù)特征表輸送輸送速儲藏膠量（t長度帶/h）（m）（m/s）帶長度（m）SSJ1000/125100010001.950型號傳動卷電機(jī)功筒直徑主電機(jī)率（KW）（mm）型號75×2630質(zhì)量（t）DSB-7589．3表5-6平巷帶式輸送機(jī)技術(shù)特征表型號輸送量（t/h）STD-10001100/2×75輸送帶速長度（m/s）（m）10001.9儲藏膠帶電機(jī)功傳動卷長度（m）率（KW）筒直徑（mm）5075×2630主電機(jī)型號質(zhì)量（t）DSB-7568．0四川師范大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計

5.2礦井提升5.2.1設(shè)計依據(jù)

根據(jù)設(shè)計礦井的實際情況，提升系統(tǒng)選用立井多繩摩擦式。（1）礦井設(shè)計年產(chǎn)量：A=1.5Mt/a；（2）井筒長：L主=481m，L副=476m；（3）卸載高度：Hx=20m;（4）裝載高度:Hz=20m;（5）年工作日：330d；（6）日提升時間：16h；

（7）提升方式：主井一對16t箕斗提升，采用定重裝載；副井一對1t礦車雙層四車罐籠提升。

5.2.2主井提升設(shè)備的選型計算

1、主井提升容器的確定一次合理提升量：

QACaf3600tn15000001.151.236001633094.3610.2

式中:A礦井產(chǎn)量，150萬t；C不均衡系數(shù)，取1.12；af富裕系數(shù)，取1.20；t日提升時間，14h；n年工作日，300d；Tj次提升循環(huán)時間，s。

TjHVjVjau=94.56

式中：H提升高度，箕斗井：H=Hx+Hs+Hz

其中，Hx卸載水平至井口水平距離，取20m；Hs礦井開采水平垂直深度，為481m；Hz裝載水平至井底車場水平距離，取20m；

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H=20+331.7+20=371.7m

v最大提升經(jīng)濟(jì)速度取v=0.4H=9.11m/s；a提升加速度，取0.8m/s2;

u容器在爬行時所需的附加時間，取10s；θ休止時間，取16s。

2、選擇提升容器規(guī)格尺寸

根據(jù)一次合理提升量Q及煤的松散容重，選擇ZLGQ16型16t標(biāo)準(zhǔn)箕斗，自重9255kg。根據(jù)箕斗有效容積，可計算一次實際提升量，即

Q"Qv

式中：r′煤的松散容重，取1.1；

β滿載系數(shù)，取0.9；Qv箕斗容積，17.6m3

Q=0.9×1.1×17.6=17.42t

表5-7主井單繩提煤底卸式箕斗技術(shù)特征表

名義載斗箱實重量（t）際容積（m3）ZLQ-161617.6

型號平面外形尺寸（mm2）2400×1250罐道間距（mm）1680首繩處最大允許載（kg）16500尾繩處最大允許載荷（kg）3200四川師范大學(xué)201*屆進(jìn)修畢業(yè)設(shè)計

D主HkD導(dǎo)HtHH圖5-1多繩提升系統(tǒng)圖

3、提升鋼絲繩計算選擇

立井提升，選擇同向捻的提升鋼絲繩。（1）提升鋼絲繩的繩端荷重Qd

Qd=（Q+QZ）g，N

式中：QM提升容器（箕斗或罐籠）的質(zhì)量，kg；

Q一次提升量，kg；g重力加速度，m/s3。

根據(jù)上述公式計算得，

Qd=(9255+17420)×9.8=261415N

（2）鋼絲繩最大懸垂長度

HcHHHtH"k,m式中：HH尾繩環(huán)的高度，m

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