-
题
目：
XX
公司二水平延伸设计
起止时间：
2012
年
6
月
15
日～
9
月
20
日
摘
要
本文根据对
XX
公司煤矿资料的学习和研究，遵照《煤矿安全规
程》和《
煤矿工业设计规范》的要求，充分运用所学知识，以
XX
公
司煤矿开采的实际情况为依据，对煤矿下组煤的开拓延伸进行设计。
在设计中尽量做到危险最少，效益好，把
XX
公司煤矿建成高产
高效
的矿井，为我国的煤炭生产作出贡献。
本设计主要研究内容包括：
1.
合理的选择开拓延深的方案
2.
井底车场形式的选择和主要运输大巷的布置情况
3.
合理确定延伸水平的开拓方式
4.
确定首采区的巷道布置方式
5.
井下设备的选型
关键词
：
储
量计算
,
井田开拓
,
< br>采区设计
,
经济效益
I
目
录
摘要
<
/p>
........................................
..................................................
..................
I
目录
..............
..................................................
............................................
Ⅱ
1.
矿井概述
.
.....................................
..................................................
..........
1
1.1
矿井概况
................................................ .................................................. .... 1
1.2
井田地质特征
..............................................
................................................
1
1.3
井田开拓方式
..............................................
................................................
2
1.4
矿井延伸的必要性
............................................ .......................................... 4
2.
开采范围与生产能力
............................................ ....................................
5
2.1
开采范围及储量
.............................................
.............................................
5
2.2
生产能力与服务年限
...........................................
.......................................
6
3.
矿井开拓
.
.....................................
..................................................
..........
6
3.1
二水平延伸方案的选择
..........................................
.................................... 6
3.2
延伸井筒及井底车场
...........................................
.......................................
8
3.3
水平接续时的技术措施
..........................................
.................................... 9
4.
采区设计
.
.....................................
..................................................
..........
10
4.1
采区地质特征
..............................................
..............................................
10
4.2
采区生产能力及服务年限
.........................................
............................... 11
4.3
采区采煤方法及采区参数
.........................................
............................... 12
4.4
采区巷道布置
..............................................
..............................................
12
4.5
采区车场及硐室
.............................................
...........................................
13
4.6
采煤工作面配备和生产能力验算
.......................................
..................... 14
5.
采掘工作
.
.....................................
..................................................
..........
14
5.1
回采工艺
................................................ .................................................. .. 14
5.2
工作面机械设备表
............................................ ........................................ 15
II
5.3
掘进巷道施工顺序及方法
.........................................
............................... 15
5.4
移交生产时的煤量
............................................ ........................................ 16
6.
矿井生产系统与主要机械设备
<
/p>
.
............................
.....................................
16
6.1
矿井通风
................................................ .................................................. .. 16
6.2
矿井运输提升
..............................................
..............................................
17
6.3
矿井排水
................................................ .................................................. .. 17
6.4
矿井压风
................................................ .................................................. .. 18
6.5
矿井供电方式
..............................................
..............................................
18
参考文献
.
....................................
..................................................
..............
26
致谢
..............
..................................................
............................................
27
III
1.
矿井概述
1.1
矿井概况
XX
公司位于肥城市新城以西
25km
，处于山东省肥城市湖屯镇行政
区内，在肥城煤田的西南部，查庄村以东，湖屯以西
，小中泉以北。地理
坐标：东经
116
°
32
′—
116
°
35
′，北纬
36
°
11
′—
36
°
14
′
[1]
。湖屯
石横铁路专用线在井田中通过，湖屯火车站在本矿东部
2km
，经泰湖线
与京沪线相接，泰平公路在矿西
南部通过，东至泰安市
50km
，东北至济
南市
75km
，西通过黄河大桥与河西各省相通，交通十分
方便。
本矿区内有村办窑厂等小型企业，农业生产较为发达。
劳动力充足，
可通过招募合同制工人解决，矿区附近
20km<
/p>
范围内有水泥厂、沙场、砖
瓦厂、
料石加
工厂，
木材可在泰安采购。
矿区西部有石横电厂一座为本矿
井供电，本矿地面生产生活用水来自下奥灰空的钻孔水。
1.2
井田地质特征
XX
公司矿井位于肥城煤田断陷盆地的西部地堑内，东北以下，断层
与白庄矿和平阴小井分界；西北以
F
3
、
F
25
断层与查庄矿、
马坊矿分界
F
3
—
F
25
间的湖屯至查庄矿专用铁路线与查庄矿分界，南部以
人为边界与西
部连成直线向西北平移
55m,
经线
20459750
连线的
折线垂直划分与隆庄矿
毗邻。井田走向长度
6.0km
，倾斜宽
0.5
—
1.
8km
，面积：
8.57km
?。
矿井北靠凤凰山，地势北高南低，井田内有四条季节性河流，由北
向
南流出，
在矿井南部与小江河汇集流入康王河。
此外地表因采矿造成多处
塌陷，形成积水区，井田煤系隐蔽露头分布在
F
7
是断层南段第三至第九
< br>号勘探线间，
及井田最南端，
地表水经流方向与隐蔽露头
线是斜交及垂交
关系
[2]
。
矿井的水害隐患主要有地表水、
老空水、
灰岩含
水层水、
断层水、
钻孔水及相邻矿井水害六大类。
本矿井属低瓦斯高二氧化碳矿井，瓦斯相对涌出量
3.4m
?
/t
，绝对涌
出量为
3.5m
?
/min
，
二氧化碳相对涌出量为
2.99m<
/p>
?
/t
，
绝对涌
出量为
3.13m
?
/min
，
瓦斯成分为
CH
?<
/p>
占
1.5
—
25
％，
CO
?
占
1
—
20
％，
N
2
占
55<
/p>
—
97.5
％，
1
瓦斯涌出特征为均匀缓慢的涌出
，
即为普通涌出式。
无瓦斯喷出或煤与瓦
斯突出现象。
井下各主要生产场所的温度一般为
19
℃左右，空气成分主要是氮气，
随开采深度的
增加，增温梯度为
0.04
℃
/100
m
。
1.3
井田开拓方式
1.3.1
井田开拓方式
XX
公司井田现为主井单水平开拓，主要生产水平为
-70m
水平，待
延伸水平设计标高为
-210m
，
现生产水平主要开采
3
Ⅰ
、
3
Ⅱ
层煤，
主要运输
大巷布置在
3
Ⅱ
层底板，距
3
Ⅱ
层煤
10
—
20m
，采用上、下山或盘区石门开
拓
3
Ⅰ
、
3
Ⅱ
层煤，用平推石门开拓第四层煤。
1.3.2
井筒形式、特征和装备
<
/p>
矿井共建有立井四座，分别是主井、副井、南艺风井、北艺风井。
各井筒特征见表
1
—
< br>1
表
1
—
1
井筒特征表
项目
井口标高
井底标高
井筒净直径
井筒净断面
井筒深度
井筒装备
提升容量
提升设备
单位
主井
m
m
m
㎡
m
-71.85
-70
4.2
13.85
147
钢罐道无梯子间
一对
3
台
t
漏斗
副井
+71.85
-70
4.8
18.10
148
木罐道有梯子间
双勾单层单车
南艺风井
±
0
4.5
14.79
72.5
4-72-11N
心式主扇
另外副井井筒装备排水管、压风管、动力电缆和通讯电缆等。
1.3.3
井底车场形式
-70m
水平井底车场为环形车场。
2
北艺风井
-23.0
3.0
6.0
96
G4-73-11
心式主扇
XKT2
×
3
×
1.58
2BM2500/1220
型提升绞车
-20
型绞车
02013
离
N02211
离
1.3.4
开采程序及回采方法
采用先上后下，
逐层开采的程序，
回采方法
为单一走向长壁后退式回
采方法。
1.3.5
矿井主要生产系统
1.
提升系统
主井负担主矿井原煤提升任务，
副井担负矿井的辅助提升任务，
主料
提矸，下放设备，提升人员等。
2.
运输系统
-70m
水平采用
< br>10
部
2K7
—
6/250
型架线电机车和一吨标准矿车运输
煤炭和矸
石、物料，大巷及井底车场通过能力为
60
万
< br>t/
年，
-70m
水平南
艺运输系统由
3300
岩石集中巷由皮带直接
运到缓冲煤仓后经缓冲煤仓皮
带井入主井装载煤仓，由主井提升至地面。
3.
通风系统
矿井通风方式为两翼对角式通风，南北两翼各有风井一个作回风之
用，南艺
风井安装两套
4
—
73
—
N02013
离心式主扇，一套运转排风用，
另一套备用，
配套电机为
JS128
—
8
型，
额定功率
155kw
，
风量
61.59m
?
/s
，
全压
2427pa
，北艺风井安装
64
—
73
—
11N022D
离心式风机两套，一套正
常运转用，一套备
用，配套电机为
JS125-6
型，额定功率
< br>210kw
，风量
77.67m
?
/s,
全压
3427pa
。
4.
排水系统
井下设
-70m
水平中央泵房，安装
D450
—
6
0
×
3
型水泵
3
台，配套电
机
JSQ147-4
型，功率
360kw
，排水管路有两条，排
水高度
142.45m
，排
水路线经副
井筒排至地面。
5.
压风系统
压风机房位于矿井地面工业广场内，设有
3
台压风机，型号均
为
4L-20/8
，
排量均为
21.5m
?
/min
；
经副井筒风管路供井下各生产用风地点，
风动工具为
YT-25
型风钻及风镐。
6.
供电系统
本矿井有电源㈠、
电源㈡、
国庄㈢三回路供
电电源，
均来自国庄
35KV
3
降压站，规格为
LGT
—
3
×
240mm2+YTV22
—
3
×
240mm2
长度分别为
1.54
5km,1.798km,1.483km,
正常运行方式为电源㈠，电源㈡分列运行，
国
庄
35KV
降压站有两台主变压器，
矿井工业广场内有矸石热电厂一座。
1.4
矿井延伸的必要性
1.4.1
延伸水平的地质资料
井田经普查、
精查勘探报告显示，
井田四周
被断层包围，
地堑向斜构
造，小型断裂和褶皱比较发育，产状变
化较大，东南和西北两侧为
F
7
和
F
25
是断层，其走向相近而倾向相反，形
成地堑构造，并在水平压应力的
多次作用下形成轴向北东
40<
/p>
°的短弧形向斜构造，其东南翼为
F7
，
断层
切割，而遭破坏，
F
7
和
F
25
是为一次级地堑
，矿井生产期间，又先后进行
了
25
孔
次地面补充勘探，均由肥城矿务局钻探队施工，其中地质孔
17
个，水文孔
8
个，进一步控制和查明了边界断层
F
3
、
F
7
的位置，提高了
部分煤层的储量级别，初步建立了旧灰、
五灰、奥灰水的动态观测网。
1.
断层
预计落差大于
5m
< br>以上的断层共有
13
条，其中
F
7
是断层为东升西降
的正断层，倾向东
北，走向北东
40
°到第
5-6
勘探线走向转为近南北并
分叉为
F
7
、
F
7-1
、
F
7-2
、
F
7-3
等四条阶梯式断层组，
< br>其落差分别为
100-200m
，
100-135m
，
35-50m
，
30-70m
，
F
3
主断层落差
40-100m
，<
/p>
F
25
号断层为西升
东降的正断层，倾向东南走向，北东
35
度，主断层落差<
/p>
20-175m
。
2.
褶曲
位
于井田西南的向斜构造经生产证实变动不大，
其向斜北翼的背斜变
化不大，现分述如下：向斜的北翼存有两个背斜，一个是位于
F
2
与
F
4
之
间轴部，轴向
NE40
°左右，背斜的
东南翼完成，倾向东南，倾角
6
°—
1
5
°，倾角自南而北变缓，北翼残缺不全，另一个是
F
4
、
F
6
之间存有一
短轴，小背斜轴面直立，轴向
NE30<
/p>
°，两翼倾角在
8
°—
< br>10
°，
F
3
< br>断层
错断了小背斜的北段。
井田内
经生产证实有火成岩侵入，岩墙走向，北东
80
°左右。二水<
/p>
平预计范围将有增大。
4
1.4.2
水文地质特征
一灰、二灰对矿井充水影响较小，四灰为影响开采的主要含水层，
五灰质纯
致密，浅部岩溶裂隙发育，深部含水极丰富，由于断层的升降，
五灰与太原群煤系地层多
处对口接触，成为四灰的直接补给水源，是矿
井充水的主要水源层。奥灰厚
800m
左右，为质纯致密的结晶灰岩，在煤
用南部
山区大面积出露，直接接受大气降水补给，为富水性极强的含水
层，是矿井充水的主要补
给水源。
1.4.3
涌水量预计
开采下组煤时矿井涌水量预计前期涌水量为
500m
?
/h
，
最大涌水量为
1040m
?
/h
，预计后期
开采的涌水量为
1640m
?
/h
。
1.4.4
补充勘探要求
本井田共施工
173
个钻孔，平均每平方公里达到
19.2
个孔，经过勘
探对井田内主要
构造和主要断层已基本搞清，查明了可采煤层的厚度、
结构、稳定性及变化规律和煤层对
比关系，在水文方面，为进一步查证
本井田四灰、五灰和奥灰的深部含水性，需在地面补
打
3
个水文补勘探
孔。在结构方面为进
一步查清井筒及井底车场一带煤层的产状和构造情
况，设计补打
3
个钻孔。
掘进过程中，
坚持有疑必探、
先探后掘、治不好不掘的原则，
对
于落
差大于
3m
的断层，
按规定进行探放水，
确定无突水，
危险时，
方可掘进，
回采时按规定留设防水煤柱。
2.
开采范围与生产能力
2.1
开采范围及储量
2.1.1
延伸水平的开采范围
延伸水平的设计范围东南至
F
7
号断层，
东南的西补
53
号空
288
号孔
联线，
西检
2
，
西补
53
号孔联线向西平移
55
米
，
隆庄断层之南的
20459750
经
线与隆庄煤矿划界，西北至
F
25
号和
F
3
号断层与查庄矿井田为界，在
5
F
25
号和
F
3
号断层之间的
3
Ⅱ
层
煤
-100m
底板，等高线三垂线为界，西南以
七层煤
-150
米底板等高线与南高余矿划界。
2.1.2
储量
二水平井田地质储量为
7076.9
万
吨，
工业储量
（
A
＋
B
＋
C
）
为
5031.5
万吨，
可采储量为
2632.6
万吨，
可采储量其中受水威胁
2400
万吨，
表外
储量
2013.4
万吨，煤<
/p>
5
不受水威胁，煤
7
、煤
8
、煤
9
、煤
10
全部受水
威胁。
2.2
生产能力与服务年限
2.2.1
工作制度
工作日
300d/a
，每日三班作业，每日净提升时间
14
小时。
2.2.2
矿井设计生产能力与服务年限
1.
矿井延伸水平设计能力为
45
万
t/
年。
2.
服务年限
按公式
T=A/Q
×
K
计算
式中：
T
—水平服务年限；
A
—延伸水平可采储量；
Q
—水平生产能力；
K
—储量备用系数，取
1.4
。
则
T=2632.6/45
×
1.4=42
年
延伸水平服务年限为
42
年。
< br>
3.
矿井开拓
3.1
二水平延伸方案的选择
3.1.1
水平标高的确定
延伸水平的设计，
根绝井田煤层赋存的特征，
主
要可采煤层集中在山
西组的顶部及太原群的底部，
煤层倾角平缓
，
水文地质条件比较复杂等因
素，
在确
定第二水平标高时主要考虑了：
⑴延伸水平的采区上、
下山均有
合理的阶梯斜长。
⑵兼顾到延伸水平主要煤层及临近煤层合理的
开拓。
⑶
6
使延伸井筒和主要巷道距五灰及奥灰有足够的安全岩柱，延伸
水平的标
高、设计、结合主要大巷的布置方式和位置，确定为
-
210m
水平，在井田
内能使主要可采煤层
5
、
6
、
7
、
8
、
9<
/p>
、
10
层煤构成合理的上、下山斜长，<
/p>
且上山煤量占到了
50%
，较为合理。<
/p>
3.1.2
延伸方案
延伸井筒的数目根据通风、
提升、
排水的要
求分别轨道暗斜井、
管子
暗斜井和皮带暗斜井三个井筒，延伸水
平井筒的位置和方位根据矿井
-70m
水平的装载系统和井底车
场的布置，使延伸水平皮带暗斜井的机头
硐室与
-70m
水平井底缓冲仓上口搭接。井筒方位角
212
度，坡度
16
度
30
< br>分，净宽
3.2m
，净断面
7.
86
㎡。采用先补锚喷支护，掘进断面
9.01
㎡，从
-70m
水平缓冲仓上口（
-43m
）标高，机头硐室至
-210m
< br>机电硐室
全长
604
米，
为便于施工和减少煤柱损失，
轨道暗斜井，
管
子暗斜井均与
皮带暗斜井平行（净岩柱为
25m
）坡度
20
度，其上部车场与第一水平车
场附近的北大巷相接。
3.1.3
大巷布置
根据煤层顶底板岩性和水文地质特征，
南北翼水平运输大巷均匀布置
在七层煤中。
3.1.4
煤组划分
根据各煤层的间距和煤层赋存的主要特征，
原则上将
5
、
6
、
7
层煤和
8
、
9
、
10
层煤分成两组联合开采，
分组布置采区主要巷道。
3.1.5
采区划分
第二水平有可采煤层和局部可采煤层七层，煤层总间距大，倾角平
缓，沿走向变
断层切割比较严重，因而一般的较大断层形成的自然快段
划分采区，整个井田共八个采区
，对块段较大的可布置双翼采区。先期
开采
5-7
层煤，投产北二采区
5
、
7
层煤各一个工作面，同时生产的采区
数
1
个，与上组煤配采配洗，待上组煤回采结束后，下水平同时生产的
采区数可达到
2
个。
3.1.6
开采顺序
采区间采用前进式，工作面采用后退式，按煤层位置采用先上后下
7
的顺序，延伸水平首采区为
7200
采区。
3.2
延伸井筒及井底车场
3.2.1
延伸井筒及装备
1.
皮带暗斜井，井筒方位角
212
度坡度
16
度
30
分，净宽
3.2m
，净
断面
7.86
㎡，
掘进断面
9.01
㎡，
采用先锚喷技术从
-70m
水平缓冲仓上口
（
-
43
米标高）机头硐室至
-210m
机
尾硐室全长
604m
，井筒内装备宽
8
00mm
钢绳蕊肢带运输机，一侧设检修道，
18kg/m
钢轨固室道床
[3]
。
2.
管子井暗斜井，在皮带暗斜井的西侧，两井平行相距
30m
从
-70m
标高至
-210m
标高，斜长
42
6m
，井筒内没有人车，专供提人机进风，在
井筒一侧敷设排水
管路二趟，压风管路和洒水管路各一趟。井筒净宽
2.8m
，净
断面
7.25
㎡，掘进断面
11.03
㎡，光爆锚喷支护，井筒内敷设
22kg/m
< br>钢轨，
600mm
轨距，石金轨枕石渣道床。
3.
轨道暗斜井，位于管子井西侧，两井相距<
/p>
30m
，提升方位
212
度，
从
-70m
标高到
-210m
标高，专作提升矸石和下放设备材料、通风用，井
筒坡度
20
度，斜长
4
23m
，井筒内敷设
22kg/m
钢轨
600m
轨距，钢筋混
凝土轨枕石渣道
床，井筒净宽
3.4m
，净断面
8.0
7
㎡
,
掘进断面
9.46
㎡
,
半
圆拱形断面
,
光爆锚喷
,
井筒内敷设有动力电缆和通讯信号电缆。
3.2.2
上、下车场及硐室
1.
轨道上、下车场形式及调车方法
⑴上部车场。
轨道暗斜井和管子暗斜井上部车场均为平车场，<
/p>
两条车
场合到一起后，通过双规车场与
-
70m
水平北大巷连通，轨道暗斜井上部
车场为三轨，存车线为
双轨，用电机车调车将矸石拉到副井底
[3]
。
⑵下部车场。
布置为卧式车场，
设
1
吨单车右侧翻笼，
两翼煤车在
大
巷内调车顶推入车场，
电机车由大巷绕至空车线，
牵引空车去南北翼各采
区
[3]
< br>。
2.
车场通过能力计算
2.52
?
30
?
10
5
?
1
车场通过能力
N=
=840117
吨
/
年
=84
万吨
/
年
< br>1.15(1
?
0.25)
?<
/p>
6.26
8
-
-
-
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