【導(dǎo)讀】實(shí)際而進(jìn)行的礦井開采設(shè)計(jì)，以培養(yǎng)和提高我們分析和解決實(shí)際問題的能力，是對(duì)我的一次綜合性能力演練。全學(xué)》等參考資料，在指導(dǎo)老師精心指導(dǎo)下獨(dú)立完成。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)國(guó)。計(jì)大綱的要求，在收集、整理、查閱大量資料的前提下完成設(shè)計(jì)的。不夠深刻，這激勵(lì)我以后要再接再厲。由于本人水平有限以及對(duì)知識(shí)的掌握程。度不高，設(shè)計(jì)中難免存在錯(cuò)誤和疏漏，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。執(zhí)行國(guó)家有關(guān)煤炭建設(shè)的方針政策，按照高起點(diǎn)、高技術(shù)、高效率、高效益的建設(shè)方針，，礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為。工業(yè)場(chǎng)地選擇在原老君廟煤礦工業(yè)場(chǎng)地。采用斜井開拓方式，利用已有老君廟。于運(yùn)輸人員上下井。井筒內(nèi)敷設(shè)消防灑水管路以及下井電纜，同時(shí)用于安全通道；副斜井。用調(diào)度絞車運(yùn)輸，大巷采用無極繩連續(xù)牽引車牽引礦車運(yùn)輸。布置2個(gè)綜掘工作面，其中1個(gè)綜掘工作面兼有普掘設(shè)備，保證回采工作面及開拓接替。礦井采用抽出式通風(fēng)系統(tǒng)，初期采用中央并列式通風(fēng)方式。

　　

【正文】 9+10+11 號(hào)煤層 水 分（ Mad）： 原煤 ～ %， 平均 %； 浮煤 ～ %， 平均 %； 灰 分（ Ad）： 原煤 ～ %， 平均 %； 浮煤 ～ %， 平均 %； 揮發(fā)分（ Vdaf）：原煤 ～ %， 平均 %； 浮煤： ～ %， 平均 %； 硫 分（ ）：原煤： ～ %，平均 %；浮煤： ～ %，平均 %； 元素分析：浮煤 Cdaf ％ ~%，平均 %； 浮煤 Hdaf ％ ~%，平均 %； 浮煤 Ndaf ％ ~%，平均 %； 浮煤 (O) daf ％ ~%，平均 %； 發(fā)熱量 (）：原煤 ～ ，平均 ； 粘結(jié)指數(shù)（ ）：浮煤 79~97，平均 ； 膠質(zhì)層最大厚度（ Y）：浮煤 17~23 mm，平均 。 浮煤回收率 %~%，平均 %。 根據(jù)煤炭質(zhì)量分級(jí) GB/、 32021，該煤層屬低 灰 — 高灰，高硫分，低熱值 —高熱值的焦煤。具強(qiáng)粘結(jié)性 特強(qiáng)粘結(jié)性和良好的結(jié)焦性，是很好的煉焦配煤及動(dòng)力用煤。 煤質(zhì)特征及工業(yè)用途 地方 煤質(zhì)特征 2 號(hào)煤層屬特低灰 — 低灰、低硫 — 中低硫、中熱值 — 特高熱值的肥煤。具特強(qiáng)粘結(jié)性和良好的結(jié)焦性，是很好的煉焦用煤。 9+10+11 號(hào)煤層屬低灰 — 高灰，高硫分，低熱值 — 高熱值的焦煤。具強(qiáng)粘結(jié)性 特強(qiáng)粘結(jié)性和良好的結(jié)焦性，是很好的煉焦配煤及動(dòng)力用煤。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 工業(yè)用途 2 號(hào)煤層可以作為煉焦用煤。 9+10+11 號(hào)煤層為高硫煤，經(jīng)洗選后可做煉焦配煤、動(dòng)力用煤。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 第二章 井田 境界和儲(chǔ)量 第一節(jié) 井田境界 根據(jù)山西省國(guó)土資源廳 2021 年 1 月 28 日 頒 發(fā) 的采 礦 許 可 證 ， 證 號(hào) 為C1400002021111220215741，井田面積 178。，其范圍由 22 個(gè)拐點(diǎn)連線圈定而成。 井田呈一東南部突出的多邊形形，南北平均長(zhǎng)為 ，東西平均寬為 ，井田面積 178。，開采煤層標(biāo)高為 1170m 至 940m。 井田范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)見下表。 井田范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)表 序 號(hào) 1954年北京坐標(biāo)系（ 6度帶） 1980年西安坐標(biāo)系（ 6度帶） X Y X Y 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 19 20 21 22 第二節(jié) 礦井工業(yè)資源 /儲(chǔ)量 地質(zhì)儲(chǔ)量 共查明全井田 9+10+11 號(hào)煤層保有資源 /儲(chǔ)量（ 111b+122b+333）為 ，其中111b 儲(chǔ)量為 Mt，占全井田的 63%， 111b+122b 儲(chǔ)量為 Mt，占全井田的 %。全井田 2號(hào)煤層保有資 源 /儲(chǔ)量（ 111b+122b+333）為 Mt，其中 111b 資源 /儲(chǔ)量 Mt，占 2號(hào)煤層保有資源 /儲(chǔ)量的 %， 111b+122b 儲(chǔ)量為 Mt，占 2 號(hào)煤層保有資源 /儲(chǔ)量的 %。全井田 9+10+11 號(hào)煤層保有資源 /儲(chǔ)量（ 111b+122b +333）為 Mt，其中 111b儲(chǔ)量 Mt，占 9+10+11 號(hào)煤層保有資源 /儲(chǔ)量的 63%， 111b+122b 儲(chǔ)量為 Mt，占9+10+11 號(hào)煤層保有資源 /儲(chǔ)量的 %。為此，全井田主要可采 9+10+11 號(hào)煤層達(dá)到勘探程度。 工業(yè)儲(chǔ)量 礦井工業(yè) 資源 /儲(chǔ)量 ＝ 111b＋ 122b＋ 333k 式中 k 為推斷的資源量 333 的可信度系數(shù)，根據(jù)本井田地質(zhì)構(gòu)造及各可采煤層賦存情況，設(shè)計(jì)取 。 經(jīng)計(jì)算，全 礦井工業(yè) 資源 /儲(chǔ)量為 。 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量等于工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界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 等永久性保護(hù)煤柱損失量后的儲(chǔ)量 。經(jīng)計(jì)算，本井田 去除井田 永久 煤柱 損失 后，礦井設(shè)計(jì) 資源 儲(chǔ)量為 。 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量計(jì)算 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 =（礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量－保護(hù)煤柱損失）采區(qū)回采率 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求， 2 號(hào)煤層采區(qū)回采率 85％， 9+10+11 號(hào)煤采區(qū)回采率 75％。 經(jīng)計(jì)算 ， 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為 。 各類煤柱留設(shè)如下： 工業(yè)場(chǎng)地煤柱：按圍護(hù)帶寬 15m 和松散層移動(dòng)角 45176。、基巖移動(dòng)角 73176。采用剖面法留設(shè)保護(hù)煤柱； 采空區(qū)邊界防水煤柱： 30m； 斷層、陷落柱煤柱： 20m； 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 井田境界煤柱： 20m； 采區(qū)隔離煤柱每側(cè)各留 10m； 井田內(nèi)布置 3條大巷，其間距 40m，大巷兩側(cè)護(hù)巷煤柱 40m。 井田四鄰關(guān)系示意圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 表 單位： Mt 序號(hào) 煤層 礦井工業(yè)資源 /儲(chǔ)量 永久煤柱損失 礦井設(shè)計(jì)資源 /儲(chǔ)量 工業(yè)場(chǎng)地和主要井巷煤柱 開采損失 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 井田邊界 斷層、陷落柱、沖刷帶 采空區(qū)邊界防水煤柱 合計(jì) 工業(yè)場(chǎng)地和井筒 主要大巷 合計(jì) 111b 122b 333 總量 總量 總量 總量 總量 總量 總量 總量 1 2 2 9+10+11 3 合計(jì) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 第三章 礦井工作制度及生產(chǎn)能力 第一節(jié) 礦井工作制度 礦井年工作日 330d，井下實(shí)行 “ 三八 ” 工作制， 2 班生產(chǎn)， 1 班檢修 ， 每天凈提升時(shí)間為 16h。 第二節(jié) 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，主要根據(jù)礦井儲(chǔ)量及合理的服務(wù)年限、地質(zhì)及開采技術(shù)條件、經(jīng)濟(jì)效益等因素確定。 就本礦井而言，其具體特點(diǎn)如下： 1） 井田資源量較豐富，地質(zhì)資源量 Mt，設(shè)計(jì) 可采儲(chǔ)量 ，有條件建設(shè)中型礦井。對(duì)應(yīng) ，礦井服務(wù)年限為 ，服務(wù)年限合理。 2） 煤層賦存條件及開采技術(shù)條件優(yōu)越：井田地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，沒有發(fā)現(xiàn)較大斷層；煤層傾角平緩，一般在 6176。以下；主要可采煤層為厚煤層、賦存穩(wěn)定， 9+10+11 號(hào)煤層平均厚度 ，2 號(hào)煤層為次要可 采煤層，平均可采厚度 ，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；礦井為低瓦斯礦井；為自燃煤層；地溫正常；無火成巖侵入。 3） 礦井首采煤層 9+10+11 號(hào)煤層厚度平均 ，布置一個(gè)放頂煤工作面，礦井生產(chǎn)能力可達(dá)到 ／ a 以上。 4） 本井煤質(zhì)優(yōu)良，為煉焦煤或煉焦配煤，市場(chǎng)供不應(yīng)求，規(guī)模越大效益越好。 5） 由于煉焦煤是我國(guó)的稀缺煤種，應(yīng)采取保護(hù)性開發(fā)。 5）緯線 74000 以北區(qū)域陷落柱密集，設(shè)計(jì)已將其列為不經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量，其它大部分區(qū)域陷落柱相對(duì)少一些。 根據(jù)以上分析 ， 本礦井煤炭資源 較 豐富 ， 煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單； 開采技術(shù)條件較好，便于綜采生產(chǎn)， 具備建設(shè) 。礦井 煤質(zhì)優(yōu)良 ，市場(chǎng)條件可靠， 交通條件優(yōu)越。 設(shè)計(jì) 確定礦井生產(chǎn)能力為 。 第三節(jié) 礦井服務(wù)年限 礦井服務(wù) 年 限用下列公式計(jì)算： Z 采 T= ———— A K 式中 T—— 礦井服務(wù)年限， a； Z 采 —— 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量， Mt； A—— 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力， Mt/a； K—— 儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 T=（ ）＝ 按 ，全礦井服務(wù)年限為 。 本礦井設(shè)計(jì)年 產(chǎn)量 90 萬噸，根據(jù)由近及遠(yuǎn)的下行開采方式，采區(qū)接替為一采區(qū)→二采區(qū)+三采區(qū)→四采區(qū)。 回采工作面推進(jìn)度應(yīng)根據(jù)所選采煤設(shè)備的技術(shù)性能、采煤循環(huán)作業(yè)圖表確定。 設(shè)計(jì)工作面雙向割煤，割 2 刀為 1 循環(huán)，每日 2 個(gè)循環(huán)。 則日推進(jìn)度為 ，年推進(jìn)度 739m。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 第四章 井田開拓 第一節(jié) 井田開拓方式的確定 一、工業(yè)場(chǎng)地與井口位置 井田地處黃土高原侵蝕低山區(qū)，地形復(fù)雜崎嶇，地面植被（林地）茂密，井田內(nèi)可供選擇的場(chǎng)地較少，只有在井田原整合前的六個(gè)小窯的工業(yè)場(chǎng)地中選取。這也符號(hào)整合礦井開采設(shè)計(jì)原則，盡可能利用原有礦井生 產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)施以及地面建筑等條件。 根據(jù)井田煤層賦存條件以及外部條件，結(jié)合整合前原 6 個(gè)生產(chǎn)煤礦工業(yè)場(chǎng)地，提出 三 個(gè)工業(yè)場(chǎng)地位置選擇方案。 一方案：工業(yè)場(chǎng)地選擇在原老君廟煤礦工業(yè)場(chǎng)地 該工業(yè)場(chǎng)地位于井田西南部的山溝內(nèi)，溝谷比較開闊，場(chǎng)地自然標(biāo)高在 +。 優(yōu)點(diǎn)： ，可利用的面積大約在 30hm2左右； ，利用原主井改造為回風(fēng)立井，利用原副斜井改造為礦井副斜井，利用原回風(fēng)斜井改造為礦井主斜井。原主井為一直徑 ，可作為整合后礦井的回風(fēng)立井，斷面滿足風(fēng)量要 求； 、食堂、宿舍等建筑物作為臨建； ； ； 。 缺點(diǎn)： ，后期通風(fēng)線路較長(zhǎng)，風(fēng)阻較大； ，擬建的建筑物有可能在采空區(qū)上； ，運(yùn)輸功較大。 二方案：礦井工業(yè)場(chǎng)地選擇在刁尚溝煤礦工業(yè)場(chǎng)地 該場(chǎng)地位于井田的西北部的山溝內(nèi)，長(zhǎng)度自然標(biāo)高為 +1060m。 優(yōu)點(diǎn)： 1） 可利用的各類設(shè)施也較多，如辦公樓、食堂、宿舍等可利用作為臨建； 2） 首采區(qū)選擇在 井田北部邊界附近，回采 9+10+11 號(hào)煤層，沒有壓差關(guān)系； 缺點(diǎn)： 1） 地處狹長(zhǎng)的溝內(nèi)，布置礦井建筑物較擁擠； 2） 工業(yè)場(chǎng)地局部處在采空區(qū)范圍之上； 3） 井筒延伸可能要部分穿過 2 號(hào)煤層采空區(qū)，施工難度、風(fēng)險(xiǎn)較大； 4） 可利用的井巷工程很少，三條井筒均需要刷大斷面； 5） 工業(yè)場(chǎng)地壓 9+10+11 號(hào)煤層，而且首采區(qū)工作面布置存在較多三角煤； 6） 存在同一方案同樣的缺點(diǎn)，如通風(fēng)距離長(zhǎng)，井下運(yùn)輸功較大。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 三方案：選在鑫浩煤礦工業(yè)場(chǎng)地 該場(chǎng)地位于井田的中西部，老君廟溝的上游，場(chǎng)地自然標(biāo)高 +1183m左右。見圖 。 優(yōu)點(diǎn)： 1） 基本處在井田的中部，近于儲(chǔ)量中心； 2） 井下運(yùn)輸功較小，后期通風(fēng)距離短。 缺點(diǎn)： 1) 該場(chǎng)地很狹窄，布置不下礦井主工業(yè)場(chǎng)地，若布置，挖方工程量較大； 2)占用林地； 3)可利用的設(shè)施很少； 4)距離首采區(qū)較遠(yuǎn)。 經(jīng)過上述分析，一方案：老君廟工業(yè)場(chǎng)地具有明顯的優(yōu)勢(shì)。設(shè)計(jì)推薦主礦井工業(yè)場(chǎng)地為老君廟工業(yè)場(chǎng)地位置。 二 、井田開拓 根據(jù)所選工業(yè)場(chǎng)地的地形地貌、交通運(yùn)輸條件，結(jié)合可采煤層存狀況以及井田內(nèi)小窯開采現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)本著盡可能利用現(xiàn)有場(chǎng)地設(shè)施、設(shè)備的原則，現(xiàn)提出二個(gè)開拓方案進(jìn)行比較。 方案一：斜 井開拓方案 利用已有老君廟井筒，刷大并延伸老君廟煤礦副斜井仍作為副斜井；刷大并延伸原有回風(fēng)斜井作為主斜井；利用原有主立井裝備梯子間作為回風(fēng)立井用于回風(fēng)及安全出口。主斜井傾角3176?！?176。，斜長(zhǎng) 267m，內(nèi)裝備 寬膠帶擔(dān)負(fù)礦井煤炭運(yùn)輸任務(wù)，同時(shí)布置架空乘人裝置（猴車）擔(dān)負(fù)井下人員運(yùn)輸任務(wù)。副斜井傾角 18176。，斜長(zhǎng) 283m，布置 600mm 間距軌道，擔(dān)負(fù)全礦輔運(yùn)材料的運(yùn)輸提升任務(wù)。 在副斜井井底布置折返式井底車場(chǎng)，車場(chǎng)標(biāo)高 +，絞車調(diào)度車輛。車場(chǎng)與集中輔運(yùn)大巷相連，大巷采用無極繩連續(xù)牽引車運(yùn)輸 井下輔助材料及人員。 在井底車場(chǎng)沿 9+10+11 號(hào)煤層向北布置三條大巷開拓一、四采區(qū)；向東開拓二采區(qū)。在集中大巷末端采用巖石斜巷方式進(jìn)入 2號(hào)煤層開采。為區(qū)分煤炭品種，在集中大巷末端布置 2號(hào)、 10號(hào)兩處井底煤倉(cāng)，通過膠帶控制系統(tǒng)達(dá)到煤炭分裝分運(yùn)。 方案二：斜立混合開拓方案 利用已有老君廟副斜井刷大斷面后改為礦井主斜井，井筒內(nèi)布置 寬膠帶及架空乘人裝置（猴車）；利用原主井（立井）改造為礦井副井，井筒凈直徑由 刷大至 6m,井筒深度為 105m?；仫L(fēng)斜井在原回風(fēng)斜井基礎(chǔ)上延伸 56m,斷面擴(kuò)大至 178。 在副立井井底布置環(huán)形井底車場(chǎng)，車場(chǎng)標(biāo)高 +，電機(jī)車調(diào)度。車場(chǎng)與集中輔運(yùn)大巷相連，大巷采用無極繩連續(xù)牽引車運(yùn)輸井下輔助材料及人員。 開拓大巷布置及層位同上述一方案。 一方案較二方案優(yōu)缺點(diǎn)如下： 優(yōu)點(diǎn)： 1） 利用主立井作為回風(fēng)立井，斷面不變，改造較容易，而二方案主立井刷大斷面作為副立井，施工較難，工程量較大； 2） 一方案副井為斜井，井筒裝備簡(jiǎn)單，井底車場(chǎng)布置簡(jiǎn)單，管理更方便 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 3） 作為安全出口，副井為斜井較之為立井便于逃生。 缺點(diǎn)： 1） 回風(fēng)立井位于主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，對(duì)工業(yè)場(chǎng)地存在空氣污染； 2） 排水距離