煤矿设计图样本毕业设计Word文档下载推荐.docx
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煤层号
煤层厚度（m）
发育情况
煤层间距（m）
1
5．6
全区发育
17
30
2
4．8
3
4．2
图1-1综合柱状图
Fig.1-2synthesiscolumnarfigure
2井田境界及储量
2.1井田境界
东北侧以21堪探线为界，西南侧以30号堪探线为界，东部和西部均以+250等高线为界。
井田走向近似东西方向，平均走向长约4.3km，倾斜方向近似南北，平均宽度约3.9km，井田面积约16.6km2。
2.2井田储量
2.2.1井田的工业储量
矿井的工业储量：
勘探地质报告中提供的能利用储量中的A、B、C三级储量。
工业储量的计算：
则该井田的工业储量ZG=M×
S×
R
=14.6×
16600000×
1.4
=3.39亿吨
式中：
Z——矿井的工业储量，t
M——煤层的厚度之和，m
S——井田面积，m²
r——煤的容重，r=1.4t/m³
其中1煤储量：
5.6×
1.4=1.30亿吨
2煤储量：
4.8×
1.4=1.12亿吨
3煤储量：
4.2×
1.4=0.97亿吨
2.2.2矿井的永久煤柱损失
总计永久煤柱损失：
井田南部、北部、西部和东部各留设30米边界保护煤柱：
Zy=30×
16209×
14.6×
1.4=993.94万吨
2.2.3矿井的可采储量
矿井的设计可采储量：
是指矿井的设计储量减去工业广场保护煤柱、矿井井下主要巷道及上下山保护煤柱量后乘以采区回采率的储量。
1）矿井工业广场保护煤柱损失：
1号煤广场保护煤柱梯形损失：
Z1=（922.4+925.7）×
927×
5.6÷
2×
1.4=671.6吨
2号煤工业广场保护煤柱梯形损失：
Z2=（943.65+946.7）×
947÷
1.4=601.5万吨
3号煤工业广场保护煤柱梯形损失：
Z3=（957+959.6）×
960÷
1.4=541万吨
工业广场保护煤柱损失量：
Zg=Z1+Z2+Z3=671.6+601.5+541=1814.1万吨
2）井田阶段保护煤柱损失的计算
本井田分两个阶段进行开采，留设阶段煤柱斜长为60米，故
Zj=3345×
60×
1.4=407.4万吨
3）井田的设计可采储量：
Z——矿井可采储量
Zc——矿井工业储量
P——保护工业广场、井筒、井田境界等留置的永久煤柱损失量。
C——采区采出率。
中厚煤层不低于0.8，厚煤层不低于0.75。
P=Zy+Zg+Zj=993.94+1814.1+407.4=3201.04
所以，井田的设计可采储量：
Z=（3.39-0.32）×
0.75=2.29亿吨
3矿井的年产量、服务年限及一般工作制度
3.1矿井设计生产能力和服务年限
3.1.1矿井的产量
一般情况下，对储量丰富、埋藏浅、构造简单、开采技术条件好的煤田，特别是冲击层厚、井筒深的煤田，宜建设大型骨干矿井；
对储量分散、埋藏较浅、煤层较薄、地质条件较复杂的煤田，应建设中、小型矿井。
一般的说，井型大，则生产集中、机械化程度高，劳动生产率高，生产成本降低。
但是随着井型的扩大，矿井的基本建设投资也将增大。
如果井田的储量相同，则井型越大，每采出一吨煤所分摊的基建投资也愈大。
由于有一部分吨煤费用随着井型的增大而增大，而另一部分吨煤费用则随之减少。
并且当矿井生产能力过小时，家大矿井生产能力能够降低吨煤总费用；
相反，当矿井生产能力过大时，缩小矿井生产能力也能收到改善矿井经济效益的效果。
因此，综合起来看，在经济上存在着吨煤费用最低的矿井合理生产能力的取值围。
根据设计任务书的要求，该矿设计年产量为1.5Mt/a。
其合理原因为：
1、储量丰富
煤炭储量是决定矿井生产能力的主要因素之一。
本井田可采的煤层达到3层，保有工业储量为3.39亿吨，按照1.5Mt/a的生产能力，能够满足矿井服务年限的要求，而且投入少、效率高、成本低、效益好。
2、开采技术条件好
本井田煤层赋存稳定，煤层倾角小，结构简单，水文地质条件及地质构造简单，瓦斯含量井田局部较高，按高瓦斯矿井设计，煤层结构单一，适宜综合机械化开采，可采煤层均为中厚煤层，适合高产高效工作面开采。
3、建井及外运条件
本井田良好的煤层赋存条件为提高建井速度、缩短建井工期提供了良好的地质条件。
井田有专用铁路与国有铁路接通。
区公路交通比较便利。
4、具有先进的开采经验
近年来，“高产高效”工艺在煤矿成产中有了很大发展，而且该工艺投入少、效率高、成本低、效益好、生产集中简单、开采技术基本趋于成熟。
综上所述，由于矿井优越的条件及外部运输条件，有利于把本矿井建设成为一个高产高效矿井。
矿井的生产能力为150万吨是可行的、合理的。
3.1.2服务年限
矿井保有工业储量3.39亿吨，设计可采储量2.29亿吨，按1.5Mt/a的生产能力，考虑1.4的矿井储量备用系数，则
T=Z/AK（3-1）
其中T——矿井服务年限（年）
Z——井田设计可采储量（万吨）
A——矿井设计年产量（万吨）
K——矿井储量备用系数K=1.4
故T=22900/（240·
1.4）=71年
3.1.3矿井增产和减产期，产量增加的可能性
建井后，产量会出现增长，其可能性为：
（1）因在设计中考虑90%的工作面正规循环率，投产后由于技术管理水平的提高，突破90%的循环率，故全矿产量会增大。
（2）矿井各个生产环节有一定的储备能力，矿井投产后，迅速突破设计能力，提高了年产量。
（3）工作面的回采率提高，导致在相同的条件下，产量也会提高。
（4）带区地质构造简单，储量可靠，因此投产后有可靠的储量及较好的开采条件。
3.2矿井的工作制度
根据《煤炭工业设计规》，矿井设计工作日330天，采用“四六”工作制，即每天四班，其中三班采煤一班准备，采煤班工作6h，准备班工作6h，每天净提升16h。
关于本矿井设计生产能力的确定，本矿井设计产量150万吨。
采用储量备用系数为1.4，矿井平均服务年限71年。
4井田开拓
井田开拓方式应根据矿井设计生产能力、地形地貌条件、煤层赋存条件、开采技术条件、装备条件、地面外部条件等因素，通过方案比较或是系统优化后确定。
4.1井筒形式及井筒位置的确定
4.1.1确定开拓方式的主要依据
1）根据已批准的设计文件。
2）根据煤层赋存条件：
在诸条件中，其中以煤层赋存深浅和冲击层的水文地质条件对开拓方式影响最大，一般煤层赋存深度不超过200m，冲击层厚不大于20m时，水文地质条件简单，多数采用斜井开拓。
当煤层赋存深度达200m以上，用斜井或立井开拓要看具体分析，当深度大于500m或冲击层较厚，含水丰富时，绝大多数采用立井开拓。
3）根据技术装备。
确定矿井开拓方式，必须充分考虑各个主要工艺系统的机械化装备水平。
4）根据井型大小和投资多少。
5）根据经济效果，初期投资、见效快、收益大。
4.1.2开拓方式的确定原则
1）贯彻执行有关煤炭工业的技术政策[2]，为多出煤、早出煤、出好煤、投资少、成本低、效益高创造条件。
2）合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，为集中生产创造条件。
3）合理开发国家资源，减少煤炭损失。
4）必须贯彻执行有关煤矿安全生产的有关规定，要建立完善的通风系统，创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道保持良好状态。
5）要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，尽量采用新技术、新工艺,发展采煤机械化、综合机械化、自动化。
4.1.3井筒形式的选择
1）井筒形式的选择
根据井筒不同形式，可分为平硐、立井、斜井和混合式。
依岭东矿煤层埋藏的特点，即本井田地势平坦，全区海拔在+680米，煤层倾角为0°
，陆相沉积，全隐蔽煤田，不具备平硐开拓条件。
本井田表土层不厚，井筒不需要特殊施工法，可以采用斜井开拓，由于煤层赋存在+～+250米之间，打斜井井筒较长，也可以考虑采用立井开拓，立井开拓的适应性强，斜井开拓的适应性差，斜井开拓和立井开拓互有利弊，究竟采用哪种开拓方式还需要进行一下比较。
斜井与主井相比：
井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单。
一般无须大型提升设备，同类型的斜井提升系统绞车也较立井采用的绞车型号小，因而初期投资少，建井工期短。
在多水平开采时，斜井的石门总长度比用立井井筒的施工比较方便，对生产的干少，我国研制和使用的新型强力胶带输送机，增加了斜井开拓的优越性，扩大了其应用围。
与立井相比，斜井的缺点是：
在自然条件相同时，斜井比立井长得多，围岩不稳定时斜井井筒维护费用高；
采用绞车提升时，提升速度较低，能力较小，钢丝绳磨损严重，动力消耗大，提升费用较高；
当井田斜长较长时，采用多段绞车提升，环节多，系统复杂，更要多占用设备和人力；
由于斜井较长，沿井筒敷设管路，电缆所需的管线长度较大，有条件时可采用钻孔下管路排水供电，但要为此留设保安煤柱，增加煤柱损失；
对生产能力较大的斜井，辅助提升的工作量很大，甚至增开副斜井。
另外，斜井的通风线路较长，对瓦斯涌出量大的矿井，斜井井筒断面小，通风阻力过大，可能满足不了通风的要求，还得另开专用进风或回风的立井，兼作辅助提升，当表土富含水的冲击层时，斜井井筒掘进技术复杂，有时难以实现。
与斜井相比，立井开拓的适应性较强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制。
立井井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，对井型特大的矿井，可采用大断面的立井井筒，装备两套提升设备；
井筒断面很大，可满足大风量的要求，由于井筒短，通风阻力较小，对深井更为有利。
通过以上技术上的分析,再者井田开拓方式应根据地质条件、井型、设备、施工条件、煤层赋存条件等因素综合考虑,方可确定。
根据本设计井田属近水平煤层,煤层赋存较深,表土层较厚，水文地质条件简单等因素综合考虑，决定本设计井田的开拓方式采用立井开拓方式。
2）井筒位置的确定：
井筒位置与井筒形式，用途是密切联系的，确定井筒位置是井田开拓的一个重要问题，合理的井筒位置应对井下开采有利,，井筒的开掘和使用安全可靠，且地面工业广场的布置合理，本设计井田采用立井井筒，选择井筒位置主要考虑以下几个方面的因素：
a.尽可能使井筒煤柱少压煤，地面工业广场要布置合理，少占良田。
b.井筒位置要尽可能在井田储量中心或尽可能地靠近井田储量中心。
c.井筒位置的确定应首先考虑有利于第一水平的开采，并兼顾下水平的开采，以减少第一水平的工程量，加快建井速度，并保证第一水平有足够的服务年限。
d.为了使井筒的开掘和使用安全可靠，减少其掘进的困难，以及便于维护，应使井筒通过的岩层及表土层具有较好的围岩条件，便于大容积硐室的掘进及维护。
e.有利于首采区布置在井筒附近的富煤块段，首采区应少迁村或不迁村。
f.水源、电源较近，矿井设在铁路专用线短，道路布置合理。
本井田地面高差小，但井田边界不大规则，所以储量中心只能近似确定，经近似计算及综合考虑以上各因素，最后确定井筒的具体位置，见表4-1，把井筒布置在这个位置，使两侧储量近似平衡，通风运输费用都比较低。
表4-1井筒断面及位置
Tab.4-1Wellchamberparameterlist
井筒
名称
用途
净断面
积（m2）
长（m）
井口位置坐标
（经纬坐标）
主立井
提煤进风
33.17
581
56780，5474280
副立井
运料、运矸
进风、运人
50.24
523
56710，5474304
风井
回风兼作
安全出口
23.75
494
56658，5474117
主井、副井井筒及其装备技术特征见图4-1，图4-2。
风井井筒及其装备技术特征见图4-3；
主井、副井、风井井筒具体位置见开拓图平剖面图。
图4-1主井断面及其装备技术
Fig.4-1Mainwellsectionaldrawing
井筒特征：
井型150万吨
井筒直径6.5米
提升容器一对16吨多绳箕斗
罐道规格方型钢管200×
×
8.0
矩形钢管×
140×
8.
3．副井断面
图4-2副井断面
Fig4-2Vice-wellsectionaldrawing
井型150万吨井筒直径8.0米
提升容器一对1.5吨矿车
双层四车多绳罐笼
一个材料罐笼带平衡锤
罐道规格方型钢管180×
180×
矩形钢管180×
100×
8.8
图4-3风井断面及其装备技术
Fig.4-3Airshaftsectionaldrawing
井筒直径5.5m
砌壁厚度600mm
4.1.4井筒数目的确定
根据《煤矿安全规程》[2]的规定,生产矿井必须至少有两个能行人的通到地面的安全出口,本设计矿井年设计生产能力为150万吨,采用立井开拓,主井使用一对32吨异侧底卸式箕斗提升,副井使用一对双层四车（1.5吨）罐笼提升,风井设螺旋梯子间,与副井一起作为安全出口,故开采水平时,井筒数目有三个,它们是主井、副井、风井。
4.2开采水平的设计
4.2.1水平划分的原则
1：
根据《煤炭工业设计规》[3]规定年产150万吨的矿井第一水平的服务年限不得少于30年，缓倾斜煤层的阶段垂高为150～250m.
2：
根据煤层赋存条件及地质构造
煤层的倾角不同对阶段高度的影响较大，对于近水平煤层，阶段高度已经无实际意义，应按水平两侧盘区上下山长度或条带的推进长度来确定水平的围，并要保证水平的服务年限；
当近水平煤层的间距较大时，可以根据赋存深度不同，分组设置开采水平，有时也利用地质构造划分阶段，如向斜轴向、走向大断层或其它构造变化等。
3：
根据生产成本
阶段高度增大，全矿井水平数目减少，水平储量增加，分配到每吨煤的折旧费减少，但阶段长度大会使一部分经营费相应增加，其中随着阶段增大而减少的费用有：
井底车场及硐室、运输大巷、回风大巷、石门及采区车场掘进费、设备购置及安装费用等；
相应增加的费用有：
沿上山的运输费、通风费、提升费、倾斜巷道的维修费，此外还延长生产时间、增加初期投资，因此要针对矿井的具体条件提出几个方案进行经济技术比较，选择经济上合理的方案。
4：
根据水平接替关系
在上一水平减产前，新水平即作好准备，因此一个水平从投产到减产为止的时间，必须大于新水平的准备时间。
正常情况下，大型矿井的准备时间要1.5～2年，井底车场、石门及主要运输大巷亦需要1.5～2年，延伸井筒需要1年，合计需要4～5年的时间。
开拓延伸加上水平过渡需要7～9年，所以每个矿井在确定水平高度时，必须使开采时间大于开拓延伸加上水平过渡所需要的时间。
根据本设计井田煤层倾角为0°
属近水平煤层,再加之井田地质构造简单,故可采用倾斜长壁采煤法,根据煤层间距,考虑到井底车场的布置对岩性的要求,煤仓的高度,以及煤层开采时的动压对大巷维护的影响,故本井田可划分为一个水平,即+160水平,用集中大巷布置。
4.2.2设计水平储量及服务年限
本井田设计水平为+160水平,即划分为一个水平,该水平的工业储量为3.39亿吨。
设计水平煤炭损失（注：
永久煤柱损失）P为0.18亿吨，设计水平的服务年限为71年。
4.2.3设计水平的巷道布置
1.大巷位置
本设计矿井大巷使用期限长,为便于维护,减少煤炭损失,以及考虑到采动的影响,将大巷布置在煤层底版岩石中,大巷的具体位置见开拓系统平、剖面图,岩石大巷与煤层大巷相比,优越性是比较明显的,岩石大巷能适应地质构造的变化,便于保持一定的方位与坡度,可较长距离的直线布置,便于煤炭运输,提高大巷通过能力,同时岩巷受采动影响小,维护条件好,维护费用低,大巷位于岩石中,减少了保安煤柱。
故煤炭损失少,提高了回采率,特别值得一提的是,本设计矿井岩石多为砂岩,硬度中等,掘进容易,维护方便,从经济上考虑也大为方便有利,而且对预防火灾及减少通风阻力,提高通风能力极其有利,另外岩石大巷布置比较灵活,便于回采及煤仓的设置。
2.大巷特征
选择合适的巷道断面及支护方式对大巷掘进及维护都十分重要,本设计井田围围岩多为砂岩,属中硬岩层,二类顶板,故可采用拱形断面,支护形式采用锚喷。
3.大巷运输方式
本设计井田走向长,井田围大,为适应现代化采煤的应用,及运输的效率,故大巷采用皮带运输,可实现连续运输,运量大,效率高,易于实现自动化,由于地质构造比较简单,煤层倾角平缓,采用条带准备,且该水平的服务年限长,设备利用是比较充分的,且巷道较直,没有较大的巷道弯曲段。
并且胶带输送机运煤具有较优越的特点；
1）操作简单，比较容易实现自动化。
2）装卸载附属设备少，不需要调车场，卸载均匀，可以减少调节仓容量。
3）电机功率小，多数情况下可以采用交流拖动，减少了大量的设备。
4）在高瓦斯矿井下，胶带输送机电机防爆问题比较容易解决。
5）运输能力大，效率高，可以实现连续运输，且巷道坡度要求较低。
4.大巷用途及规格
本井田岩石运料大巷主要用来运料、运矸、进风和行人；
皮带大巷用来运煤；
回风大巷主要用来回风。
各大巷断面见图4-4、图4-5、图4-6；
图4-4皮带大巷断图
Fig4-5transporttunnelcross—section
图4-5轨道大巷断面图
Fig.4-7straptunnelcross—section
图4-6回风大巷图
Fig4-8airingtunnelcross—section
5.大巷布置方式：
据本设计矿井煤层赋存条件及技术要求，因该井田三个煤层的间距共51.8m，三层煤用一个集中运输大巷，利用穿煤层斜巷与上煤层相连，所以大巷的布置方式为：
集中运输大巷，详见采区图。
4.3带区划分及开采顺序
4.3.1采区形式及尺寸的确定
根据煤层的赋存条件，该井田为近水平煤层，倾角在0°
左右，可以采用盘区式准备和带区式准备，但与盘区式准备相比，带区式准备有下列优点：
1）巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低、投产快。
2）运输系统简单，占用设备少，运输费用低。
3）倾斜长壁工作面的回采巷道可以沿煤层掘进，可以保护固定方式，故可以使工作面保持长，对于综合机械化采煤非常有利。
4）通风线路短，风流方向转折变化少，系统简单。
5）对某些地质条件的适应性强，如断层、顶板淋水、采空区注浆防水、瓦斯含量高等。
根据煤田情况，可将井田划分为六个带区。
（见表4-2）
表4-2带区划分表
Tab.4-2Pickstheareadivision
带区序号
采区面积/万m2
可采储量/万吨
生产能力/万吨
服务年限/年
西南区
277.6
5674
240
23.6
西区
.1
4090
西北区
218.5
4467
18.6
东南区
286.4
5854
24.4
东区
245.9
5027
20.9
东北区
267.9
5476
22.8
以上计算所得结果均为平均值。
4.3.2采区划分的合理性
参照国家目前开采技术条件,可知以上各工作面的选取是合理的,适合于近水平中厚煤层、回采工艺为综采的情况。
下面从技术、经济因素的角度来分析以上各条带尺寸选择及划分的合理性：
1.技术因素
带区生产时,斜巷铺设胶带运输机,根据我国目前运输机生产现状，胶带机其长度在500～1000米之间,考虑到带区实际斜长,可用两台胶带机搭接,这样可解决工作面推进长度过长的问题,即解决了条带斜巷的运输问题。
随着通风技术的发展,现阶段独头掘进的距离可达3000多米,因此通风问题对带区倾斜长度的大小没有限制。
带区变电所设在集中大巷附近,考虑到带区斜长过大将使供电距离增大，电压降升高,势必影响到工作面机电设备的启动,因而结合实际情况,把变电所布置在带区中央,以解决供电问题。
2.经济因素
目前,根据我国采煤机械化发展现状及采煤方法的使用情况,结合本设计矿井的地质构造因素,带区倾斜长度的划分是比较合理的。
不仅有利于工作面的持续推进,减少工作面的搬家次数,也有利于工作面及带区的正常接替,而且开采时采用沿空掘巷,减少了煤柱损失,增加了可采储量及服务年限,利于集中生产,从经济上考虑其优越性是明显的。
4.3.3开采顺序
在煤矿开采过程中,各煤层与各回采工作面有计划按一定顺序组织开采，才能保证整个井田的均衡生产与正常接替,因此矿井开采顺序的
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