【導讀】以培養(yǎng)和提高學生分析和解決實際問題的能力，是學生走上工作崗位前進行。的一次綜合性能力訓練，也是對一個采礦工程技術(shù)人員的基本訓練。此次畢業(yè)設計是根據(jù)國家煤炭建設的有關(guān)方針、政策，結(jié)合設計礦井的實際情況，所學的專業(yè)知識獨立完成設計的。心的感謝和深深的敬意！由于本人水平有限，設計中難免存在錯誤和不足，懇請各位老師不吝指正。

　　

【正文】 量的計算 一、儲量計算范圍及指標 參與儲量計算的煤層有 3 3 4 上 、 4 下 、 6 號共 5 層煤，計算范圍以井田邊界，可采邊界線所限定。 儲量計算工業(yè)指標按《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》中長焰煤、氣煤的標準確定，能利用儲量的最低可采厚度長焰煤為 ，氣煤為 。最高可采灰分 40％；最高硫分 3％。 二、儲量計算方法 資源 /儲量估算中 3－ 3 4 上 、 4 下 、 6號煤層，視密度為本項勘查中煤芯煤樣化驗測試成果的算術(shù)平均值。 31號 煤層 t/m3； 32號煤層 t/m3； 4 上 號煤層 ；4 下 號煤層 ； 6號煤層 。 由于井田內(nèi)主要可采煤層厚度變化不是太大，地層平緩，其傾角均小于 15176。，故采用煤層鉛垂厚度和水平投影面積來估算資源量。估算公式為： M= 太原理工大學陽泉學院畢業(yè)設計說明書 21 式中： M— 資源量 t s— 水平投影面積 m2 h— 煤層厚度 m d— 容重 t/m3 三、儲量計算結(jié)果 31號煤層為： 7580000179。 179。 = 噸； 32號煤層為： 7580000179。 179。 = 噸 。 4 上 號煤層為： 7580000179。 179。 = 噸； 4 下 號煤層為： 7580000179。 179。 = 噸 。 6號煤層為 : 7580000179。 179。 = 噸 。 地質(zhì)儲量 M為： M=26211640++++ = 噸 第三節(jié) 可采儲量的計 算 礦井可采儲量： Z = （ Zc – P ）179。 C （ 1） 式中 Z —— 表示礦井可采儲量 Zc —— 表示礦井工業(yè)儲量 P —— 表示保護工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱損失量，本礦井按儲量的 10%計算 C—— 表示采區(qū)采出率， 中厚煤層 取 C = 即，本礦井可采儲量為： Z=179。 179。 =179。 +179。 = 噸 太原理工大學陽泉學院畢業(yè)設計說明書 22 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 礦井正常 工作的制度對其管理及生產(chǎn)的正常、高效運轉(zhuǎn)都是非常重要的。 依據(jù)《規(guī)范》礦井設計生產(chǎn)能力宜按年工作日為 330 天計算，每天凈提升 16h。關(guān)于工作制度，按每班完成的循環(huán)次數(shù)應為整數(shù)，即每一個循環(huán)不要跨班完成，否則不便于工序之間的銜接，施工管理也比較困難，不利于實現(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)。本設計采用三八制，每天三班作業(yè)，每班工作八小時，兩班生產(chǎn)，一班維修。 第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務年限 一 .礦井生產(chǎn)能力 根據(jù)實際情況、井田境界、煤層賦存條件、煤炭需求量及生產(chǎn)的需要和設計任務書，確定本井田年產(chǎn)量為 90萬 t/年。 二 .礦井服務年限的計算： 礦井生產(chǎn)能力及服務年限是衡量礦區(qū)開拓的主要內(nèi)容，它的大小體現(xiàn)了礦井的開采程度，它不但影響一個礦井的開采技術(shù)經(jīng)濟效果，而且影響到整個礦區(qū)乃至國民經(jīng)濟的發(fā)展。 如果礦井生產(chǎn)能力確定過小，其服務年限可能過長，將大量積壓已勘探的煤炭資源，反之若生產(chǎn)能力過大，可能造成礦井長期達不到設計產(chǎn)量或生產(chǎn)分散，接替緊張以致礦井服務年限過短，礦井很快報廢，機械設備不能發(fā)揮其應有的能力，造成投資大收益小，且過短的服務年限會影響到其它工業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。 因此《規(guī)程》規(guī)定了大，中，小型礦井的服務 年限以及生產(chǎn)能力與服務年限的關(guān)系式： P=Z/(AK ) 式中 ： P— 礦井服務年限， a Z — 礦井可采儲量，萬 t 。 (Z= 萬噸 ) A— 礦井設計生產(chǎn)能力，萬 t/年。 太原理工大學陽泉學院畢業(yè)設計說明書 23 K— 儲量備用系數(shù)，一般取 礦井服務年限： P=（ 90179。 ） =（ a） 則 ， P= 年符合《設計規(guī)范》對中型礦井的有關(guān)規(guī)定。 表 1 我國各類井型的礦井和服務年限 設計生產(chǎn)能力 (萬 t/a) 礦井服務年限 第一開采水平服務年限 (a) 煤層傾角 25186。 600 及以上 80 40 300， 400， 500 70 35 120， 150， 180， 240 60 30 90 50 25 太原理工大學陽泉學院畢業(yè)設計說明書 24 第四章 井田開拓 第一節(jié) 井田開拓方式的確定 一、確定開拓方式的主要原則 確定井筒的形式、數(shù)目及其配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置； 合理地確定開采水平數(shù)目和位置； 布置大巷及井底車場； 確定礦井開采 程序，作好開采水平的接替 ； 進行礦井開拓延深，深部開拓及技術(shù)改造； 力求簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，盡量減少井巷工程量； 盡可能提高機械化程度，提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)安全高效； 投資少，工期短，見效快； 二、 開拓方案的確定： 工業(yè)場地的確定 本井田位于洪濤山脈的西側(cè)，屬梁峁狀黃土丘陵地帶。為緩坡丘陵，是黃土覆蓋在波狀起伏的丘陵古地形上而成。區(qū)內(nèi)地形相差不大，東北高，西南 低。區(qū)內(nèi)最高點為1650m，最低點為 1495m，最大相對高差 155m. 本井田為全隱蔽式煤田 ,煤層埋藏深度為 150m 左右，可供選擇的工業(yè)場地在山峽村北部地勢平坦靠近公路的地方。地面開闊，有足夠的場地布置主、副井地面生產(chǎn)系統(tǒng)；目前已具備較好的供電條件；靠近兩條公路，地面運輸條件良好；供水距離較近，征地費用較便宜；并且位于井田儲量的中央，對井下開拓布置有利，礦井運輸和通風較有利。 井筒形式確定 工業(yè)廣場位于山峽村北部，本井田為全隱蔽式煤田 ,煤層埋藏深度為 150m 左右，可供選擇的井筒形式有立井和斜井。 斜井與 立井相比，其缺點是：當表土深，有較厚的含水沖積層或流沙時，斜井通過較復雜、較昂貴；同樣開采水平，斜井比立井長，維護費用高，當圍巖條件差時維護困難；采用絞車提升時，速度低，能力小，鋼絲繩磨損嚴重，動力消耗大，提升費用高。當井田傾斜很長需要多段提升時 則轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)復雜，效率低，成本高；由于斜太原理工大學陽泉學院畢業(yè)設計說明書 25 井較長，因此各種管線敷設長度大，通風阻力大，增加了費用；人員進出井和材料設備等輔助運輸時間長，上述這些缺點都隨著開采深度和斜井斜長的加大而逐步突出。但是，近 20年來，現(xiàn)代化大型帶式輸送機的發(fā)展和廣泛運用，新型輔助運輸方 式的逐步推廣，以及長距離斜巷掘進技術(shù)的改進，使斜井開拓方式的優(yōu)越性更為突出，使范圍大為擴展，裝備帶式輸送機的斜井顯示了以下的突出優(yōu)點： （ 1） 提升能力大。 （ 2） 運輸距離長，提升高度大，改變了用鋼絲繩提升礦車的斜井只適用于埋藏較淺煤層的情況。 （ 3） 延深改造和擴大生產(chǎn)能力較為簡單。 （ 4） 可以實現(xiàn)煤炭從工作面到地面的連續(xù)運輸，效率高，成本低。 （ 5） 一井可以兩用。 （ 6） 在環(huán)境方面：立井井塔很高、而斜井則低矮。 設計規(guī)范規(guī)定，“煤層賦存較淺，表土層較薄、水文地質(zhì)條件簡單的緩傾斜、傾斜煤層宜用斜井開拓方式”。本井田內(nèi)煤層埋藏不深、表土層不厚、水 文地質(zhì)條件簡單、井筒不需特殊法施工的近水平煤層，礦井設計生產(chǎn)能力大，運輸量大，為方便大型綜采設備下井，所以主要考慮斜井開拓。 方案一：采用主、副斜井及回風立井開拓方式 主斜井井筒內(nèi)鋪設膠帶輸送機，作為主提升井，擔負全礦井的煤炭提升任務，井筒方位角為 270176。，井筒傾角為 16176。，兼作進風井，同時布置所需綜合管線，主井內(nèi)鋪設臺階并安裝扶手作為礦井的安全出口。 方案二：采用雙立井開拓，主立井內(nèi)設置多繩提煤箕斗，風井為專用回風井。 開采水平的劃分 根據(jù)本礦井開采近水平煤層及煤層厚度及煤層間距統(tǒng)計表，提出二個方案 ： 方案一：布置三個水平，第一水平布置在 32 號煤層中，第二水平布置在 4 下 煤層中，第三水平布置在 6號煤層中。 方案二：采用主井和副井均為立井的開拓方式。 兩方案比較可見：雖然方案二掘進距離短、工業(yè)場地煤柱占用少，但掘進技術(shù)復雜且不能實現(xiàn)連續(xù)化提升。方案一掘進技術(shù)簡單，提升能力大容易實現(xiàn)自動化管理。綜合比較后選擇方案一。 運輸和回風大巷位置的確定 太原理工大學陽泉學院畢業(yè)設計說明書 26 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第一百一十三條：低瓦斯礦井開采煤層群和分層開采采用聯(lián)合布置的帯區(qū)，必須設置 1 條專用回風巷。 所以本礦井每個水平都有膠帶運輸大巷、軌道運 輸大巷和專用回風巷。 各個水平的膠帶運輸大巷和軌道運輸及回風大巷沿煤層底板布置。 礦井通風系統(tǒng)確定 本礦井煤層賦存較淺，井田范圍較小，所以，在井田邊界附近開掘回風立井構(gòu)成中央并列式通風系統(tǒng)。 開拓方案的確定 （一）技術(shù)比較 根據(jù)開拓方式布置原則、工業(yè)場地位置的選擇和煤層賦存條件，設計提出了技術(shù)上可行的兩個開拓方案進行比較，方案分述如下： 方案一 ： 采用斜井開拓。 工業(yè)廣場位于山峽村北部，自然地形標高 +1545～ +1555m,高差 10m 左右，本工業(yè)場地較為開闊，地形平坦，場內(nèi)建筑物依現(xiàn)有的公路布置，分區(qū) 明確，布局合理，功能齊全， 主斜井井口標高為 z=+1550m， x=4404950,y= +1378m,井筒垂深172m。主斜井井筒內(nèi)鋪設膠帶輸送機，作為主提升井，擔負全礦井的煤炭提升任務，井筒方位角為 270176。，井筒傾角為 16176。，斜長 624m,采用錨噴支護，兼作進風井，主井內(nèi)鋪設臺階并安裝扶手作為礦井的安全出口。 副斜井井口標高為 +1550m,x=4405010,y=19650360,井底標高 +1405m,井筒垂深 145m,井筒方位角為 270176。， 井筒傾角為 20176。 ,斜長 405m，采用錨 噴支護方式，井筒內(nèi)鋪設雙軌道，擔負全礦井的矸石、材料、人員，同時布置所需綜合管線，鋪設臺階并安裝扶手作為礦井的安全出口。 回風立井井口標高 z=+1550m,x=4405400,y=19650925,井底標高 .+1401m,垂深 149m.凈直徑 5m。 第一水平標高 +1405m, 第二水平標高 +1377m,第三水平標高 +層煤布置軌道大巷和運輸大巷及回風大巷。 方案二 ： 采用立井開拓。 太原理工大學陽泉學院畢業(yè)設計說明書 27 表 1 開拓方案技術(shù)比較表 方案一 方案二 優(yōu)點 掘進技術(shù)簡單； 可以實現(xiàn)連續(xù)化運輸； 易于實 現(xiàn)自動化管理； 初期工程量?。? 占用煤柱少； 缺點 初期工程量大 ； 占用煤柱多 ； 掘進技術(shù)復雜； 不能實現(xiàn)連續(xù)化運輸 不易于實現(xiàn)自動化管理 ； （二）經(jīng)濟比較 方案一的掘進工程量大約是方案二的三倍，由于斜巷和立井的掘進費用不同，以及其他維護費用，方案一和方案 2 的總費用近似相同。所以，還需進一步作綜合比較。 （三）開拓方案綜合比較 從前述技術(shù)經(jīng)濟比較結(jié)果來看，雖然方案一比方案二要投入多一點錢，但方案一更利于生產(chǎn)，便于管理。綜上所述，所以決定采用方案一，即礦井采用斜井開拓。分為三個水平，第 一水平位于 +1405m,第二水平位于 +1377m。第三水平位于 1349m，每個水平劃分為二個帶區(qū)， 15 個分帶。 第二節(jié) 達到設計生產(chǎn)能力時工作面的配備 一、 回采工作面的個數(shù)、產(chǎn)量 設計采用一個綜采工作面和兩個掘進工作面保證礦井 ，首采綜采工作面布置于 31號煤層中， 31號煤層平均厚 ,采高 ,工作面長 200m。回采工作面生產(chǎn)能力按下列公式計算： Q=L179。 VO179。 M179。 r179。 C （ 2） 式中： Q— 工作面年產(chǎn)量， t/a。 L— 工作面長度， 200m。 VO— 工作面年推進度， 1267m。 M— 工作面采高， 。 太原理工大學陽泉學院畢業(yè)設計說明書 28 r— 煤的容重， 。 C— 采煤工作面采出率， 中厚煤層取 ； 則 3－ 1號面產(chǎn)量 Q=200179。 1267179。 179。 179。 = t/a 礦井年生產(chǎn)能力 Qa=k1179。 Q =179。 = t/a = 萬 t/a k1：帯區(qū)掘進出煤系數(shù) 取為： 一個綜采工作面和兩個掘進工作面產(chǎn)量為 萬 t/a 90 萬噸，滿足設計生產(chǎn)能力要求。 二、 工作面的機械配備 工作面的機械配備見帶區(qū)巷道布置及機械設備配備平面圖。 太原理工大學陽泉學院畢業(yè)設計說明書