某某煤矿通风设计设计.doc

1、华北科技学院毕业设计（论文）第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、位 置丰源煤炭有限责任公司三号井位于内蒙古阿左旗巴彦浩特镇（巴音）东北部二道岭矿区南部第20勘探线北西端的西侧附近，距巴彦浩特镇约38km，行政隶属阿左旗古拉本镇。地理坐标；东经；1055749-1055850；北纬；390108-390215。矿井位于乌巴公路 97 km 处，距古拉本镇 7 km，距巴彦浩特 38 km，距乌达 97 km， 汝箕沟口33 km，均为三级沥青公路 ，西与巴彦浩特乌达公路，南与古拉本汝箕沟口公相通，交通较为方便。具体位置见图1-1。图1-1 丰源煤矿交通图二、地形地貌二道岭矿区地处宁夏、

2、内蒙古分界的贺兰山分水岭西坡，山势较陡，沟谷较发育，为典型的山区地形地貌特征。地势东高西低，海拔高程在1838 m2010 m之间，地表面的相对高差约为170 m。三、河流分布及范围煤矿区内的水系不发育，无常年性地表泾流，雨季山洪暴发时在沟谷中形成暂时性水流。四、气象及地震（一）气 象矿区气候十分干燥，易受蒙古冷气流东移的影响，显示极强的大陆性气候特征。年平均气温约10，78月份平均气温约24，最高气温37.1，最低气温零下22.7；年最大降雨量为238 mm，年最大蒸发量为2317 mm，是年降水量的10倍左右，每年68月为雨季；风多而大，年平均大风天约60 d，最大风力910级；每年9月末

3、来年4月初为封冰期最低温度为-10 ，最大冻土深度约为0.8 m0.9 m。全年最低温度为-10，最高温度37.1，相对应的空气密度分别为1.12 kg/m3、1.25 kg/m3。气候总体表现为春寒、夏凉、秋短、冬长，山区地表仅有极稀疏的植被覆盖。沟谷中无地表径流，雨季山洪暴发时在沟谷中始有水流。（二）地 震据中国地震动参数区划图（GB-18306-2001），矿区所在区域地震动峰值加速度（g）为0.20，对照地震烈度为8。五、矿区经济概况内蒙古阿拉善左旗地处腾格里沙漠东部，传统产业以牧业为主，经济发展相对我国东部发达地区明显滞后。第二节 矿区地质一、矿区地层矿区煤层钻孔柱状图，见图1-2。

4、图1-2 矿区煤层钻孔柱状图二、矿区构造矿区褶皱构造为二道岭向斜。该向斜总体呈北东南西走向，呈一菱形盆状，走向最长约15 km，倾向最宽处约6 km，面积64 km2。向斜西翼被小松山逆断层切割；南东翼构造简单，地层走向北东15左右；北西翼走向近东西向，地层倾角一般15-17；向斜西南端构造复杂，次级褶皱较发育，含煤地层出露于向斜的北、东、南三面。整个向斜内共有断层5条，其中断层落差大于100 m者有1条，20 m-100 m者有1条，余者均小于20 m。三、矿区岩浆岩矿区基岩全裸露，地表无热液岩脉和岩浆岩。四、煤 层据立新井田资料，延安组为矿区含煤岩系，全矿区含可采及局部可采煤层8层（编号为

5、一、二1、二2、三、四、五、七1、七2煤层），可采煤层总厚平均24.81 m，二1、二2号煤层为主要可采煤层，其余为局部或大部可采煤层，含煤系数10.93%。井田可采煤层二层，编号为二1、二2、五煤煤层。二1煤；矿区南段局部可采，为不稳定的中厚煤层。从ZK12、ZK13孔见煤点（煤层厚度2.30 m3.25 m）；浅部（包括露头）煤层厚度1.33-3.16 m，平均厚度2.88 m，为局部含一层夹矸的简单煤层。二1煤层；简单-复杂结构，不含或含多层夹矸，为较稳定的可采煤层，煤层厚度变化较小，厚度变化范围是3.17 m4.100 m，平均厚度3.80 m。井田范围内该煤层连续性好。煤层特征见表1

6、-1。表1-1 丰源煤矿可采煤层特征表序号煤层名称煤层厚度/m层间距/m倾角/（）硬度容量稳定性最小最大平均1二1煤3.804.254.130.010.10.4-0.91.57稳定2二2煤3.174.103.8011.00.4-0.71.51较稳定3五 煤1.058.323.5413.50.3-1.11.51不稳定五、煤 质矿区内各煤层煤质属低灰、低硫、高发热量的优质无烟煤，并具有固定碳含量高和二氧化碳反应活性高等特性。煤质特征见表1-2。表1-2 煤层煤质特征煤层编号原煤精煤灰分（Ag %）硫分（Sg %）发热量（MJ/kg）挥发分（Vr %）二1煤9.510.1432.236.69二2煤9

7、.680.1731.867.26五 煤9.980.1631.457.06ZK12号钻孔8.910.3832.227.03ZK13号钻孔12.830.2630.268.38六、水文地质及其它开采技术条件（一）水文地质从该区气候、地形地貌、地质构造等特征分析，矿区水文地质特征是地下水水头压力大，水量小，补给来源缺乏，地面径流排泄良好，属水文地质条件简单类型。矿区含水层组分为两个，自上而下为第一和第二含水层组。第一含水层组；为煤系上覆直罗组底部砂岩含水层组。岩性为含砾粗砂岩，平均厚度约为39 m。据矿区8、19号钻孔抽水试验结果，涌水量q=0.038-0.069 L/sm，渗透系数K=0.074-0

8、.178 m/d。水质属淡水。本组为较强含水层组。第二含水层组；为煤系中一号煤层顶到七2煤层底的砂岩含水层组。岩性为中、粗砂岩，平均厚度66 m。其中，二1和二2煤之间有20 m厚的粗砂岩，三煤顶板中、粗砂岩厚22 m，五煤顶板砂岩厚13 m。据矿区19号钻孔抽水试验结果，单位涌水量为q=0.082 L/sm，渗透系数K=0.128 m/d。水质属淡水。本组为强含水层组。在第一含水层组之上存在少量的不连续的透镜状砂岩含水层，但变化很大，极不稳定。根据地质报告预测，开采前期矿井正常涌水量为400 m3/h，最大涌水量为500 m3/h；开采后期正常涌水量为550 m3/h，最大涌水量为650 m

9、3/h。而投产20 a来的实际资料，矿井正常涌水量为215.64 m3/h，最大涌水量为312.13 m3/h。（二）其它开采技术条件1煤层顶、底板条件二1煤；顶板为粉、细砂岩互层，抗压强度为9101201 kg/cm2，抗拉强度为75.28-156.8 kg/cm2；底板粗砂岩，抗压强度为2273 kg/cm2，抗拉强度为205.8 kg/cm2。二2煤；顶板为细-粗砂岩，抗压强度为2273 kg/cm2，抗拉强度为205.8 kg/cm2，孔隙度为2.25%；底板粉砂岩、细砂岩、粗砂岩，粉砂岩抗压强度为910 kg/cm2，抗拉强度为81.4 kg/cm2。细砂岩抗压强度为1026 kg/

10、cm2，抗拉强度为182.0 kg/cm2。粗砂岩抗压强度为1683 kg/cm2，抗拉强度为193.2 kg/cm2。2瓦斯各煤层中含较高的瓦斯成分，属高瓦斯矿井。据煤矿井下测定，+1800 m以上为氮气-瓦斯带，瓦斯相对含量为8.94-15.71 m3/t，平均12.10 m3/t； ZK13号钻孔真空灌测得二1煤层瓦斯绝对含量5.50 m3/t 可燃物，用抚研58型集气灌测得二1煤层瓦斯绝对含量为8.63 m3/t 可燃物。+1650 m以下为瓦斯带。3煤尘据抚顺煤科所对相邻的地质条件相似、煤层煤质特征相同的宁夏汝箕沟矿区白笈沟井田延安组二煤层中采集煤尘爆炸性试验样试验结果，煤尘爆炸指数

11、15%，无爆炸危险性。4煤的自燃本矿区煤的变质程度高，煤层不具自燃倾向。5地温矿区开采矿井调查，地表以下至垂深为100 m为恒温带，地温为18；深部至垂深为300 m，地温值最高达28。第 53 页 共 67 页第二章 矿井生产能力的确定第一节 井田境界及储量一、井田境界根据丰源煤炭有限责任公司井田开采规划，丰源煤炭有限责任公司开采1350 m水平以上二1、二2 。井田走向长度为8.5 km，倾斜宽为2.85 km，井田周长为18.6 km。井田面积为1.45107。二、储量（一）工业储量矿井工业储量是指在井田范围内经过地质勘探煤层厚度和质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚。目前可开发利用，可

12、列入平衡表内的储量。一般为A+B+C级储量。由于本矿井属沉积稳定的缓倾斜区，构造简单，煤层标志层明显稳定。煤层的主要质量指标和经济技术指标都符合工业要求，能满足当前生产故可将地质储量作为工业储量。井田工业储量的计算公式：Zc=SM/cos （2-1）式中 煤层倾角，（）；煤容重， t/m3；M煤层的厚度，m；S井田面积，。经计算Zc1=4.101.571.728107/cos10.1=16966.3104 t；Zc2=2.521.511.728107/cos11.0=10100104 t；Zc3=3.541.511.728107/cos13.5=9499.3104 t；总的工业储量； Zc=

13、Zc1+ Zc2+ Zc3=36566.4104 t。（二）煤柱的留设依据根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程及煤矿安全规程。井田需留设的安全煤柱有井田境界煤柱，井筒煤柱，主要大巷煤柱。各种煤柱留设的原则如下：1井田边界煤柱留设为2030 m； 2断层煤柱应视断层情况而定若断层落差较大又有导水危险，情况复杂时，应留较大煤柱。断层落差较小且情况简单时，煤柱尺寸可取较小值，断层每侧留设煤柱可取3050 m；3开采损失；二1、二2煤层为中厚煤层，开采损失按20%计算。三、工业场地保护煤柱（一）永久煤柱煤量要计算井田可采储量，首先要确定各种永久煤柱损失。永久煤柱一般指保护地面工业广场

14、和井筒的工业场地煤柱，井田境界和大断层两侧的井田境界煤柱和断层煤柱，以及保护地面建筑物、河流、铁路等而留设的煤柱等。井筒和工业广场上的建筑物只留设一个总的保安煤柱。其中工业广场的面积确定如下；根据关于煤矿设计规范中若干条文修改的规定试行的规定；工业广场保护煤柱量=工业储量5%=1548.97104 t。（二）矿井边界煤柱煤量本井田周围地质条件稳定故矿井边界每侧留有20 m宽度，根据地质资料知，本井田边界周长为：18600 m，所以可算出各煤层的煤柱量为；二1煤层：18600201.574.10=23.95105 t.；二2煤层：18600201.513.80=21.35105 t；五 煤层：1

15、8600201.513.54=19.89105 t；故总共边界煤柱煤量为；65.19105 t。（三）断层保护煤柱本井田无大的断层，只有一些小断层，所有断层长度总为1200 m，断层每侧留设保护煤柱30 m，断层保护煤柱煤量断层长度煤柱宽度煤层厚度煤的平均密度。对本矿井，二1煤层：1200304.101.572.34105 t；二2煤层：1200303.881.512.11105 t；五 煤层：1200303.541.511.92105 t ；故，断层总保护煤柱煤量：6.37105 t。四、矿井可采储量计算矿井可采储量的计算公式为:Z（ZcP）C （2-2）式中 Z矿井可采储量Zc矿井工业储量

16、P各种永久煤柱煤量损失之和C采区回采率，厚煤层不低于0.75，中厚煤层不低于0.80，薄煤层不低于0.85。经计算Z（36566.410618.11066.5191060.637106）80%275.02106 t所以设计矿井可采储量为275.02106 t。矿井设计可采储量汇总表，见表2-1。 表2-1 矿井设计可采储量汇总表 单位；万t煤层编号工业资源储量永久煤柱设计资源/储量工业场地及井筒保护可采储量采区回采率设计可采储量境界断层二116966.3239.523.416940.01848.316091.70.812873.4二210100.8213.521.19866.2493.3193

17、72.90.87498.32五9499.3198.919.29381.2469.18912.10.87129.7合计36566.4651.963.736187.411810.6734376.827501.5第二节 矿井生产能力及服务年限的确定一、设计生产能力本矿井设计为年产量为300万t的大型矿井，通过储量、产量及服务年限间的关系知本矿井的设计年产量符合煤矿设计规范要求。二、矿井工作制度矿井工作制度和设计生产能力是其它设计的依据，如采煤、通风、运输、提升设计等。设计规范规定；矿井设计生产能力按年工作日330 d计算，每天3班作业，每天净提升时间为16 h。 所以，设计本矿井年工作日330 d，

18、每天三班作业一班检修，每班工作6 h，即采用四六制工种，每天净提升时间为16 h。三、矿井的生产能力进行校核由于第一水平工作面长为200 m，采煤机截深为0.6 m，每天割6刀，煤厚为4.1 m，一年生产日是330天，回采率是95。故工作面生产能力为：A=2200.664.101.5133095=153.8万t ； （2-3）两个工作面同采能满足矿井生产能力。故需要同采工作面个数为2。符合煤矿设计规范对矿井生产设计的要求。 四、校核储量条件根据储量、地质构造、煤层生产能力及开采技术条件，本矿井设计生产能力为300万t / a。矿井服务年限用下式计算： T=Z/AK （2-4）式中 T矿井设计服

19、务年限，a；Z矿井可采储量，t；A矿井设计生产能力，万t/a；K产量不均衡系数，可取1.2到1.3，本矿为大型矿取1.3。经计算T2750.2106/（3001041.3）70.05 a经过与矿井及开采水平设计服务年限表核对，这里70.05 a合理。第三章 井田开拓开拓设计是矿井设计的关键，它直接关系到矿井的布局，关系到矿井长远的技术经济效益，关系到安全生产。第一节 井田开拓方案的确定一、井田概况丰源煤矿位于内蒙古高原地区，井田范围内地面标高约为+20 m左右，表土层及风化带厚度（垂高）约100 m。表土层中央有一定厚度的流沙层。本井田煤层下以1350 m地板等高线，上以各煤层露头为界。井田走

20、向长8.5 km，倾向长为2.8 km，井田内主要可采煤层3层，倾角分别为10.1、11.1、13.5，个煤层情况见表3-1。表3-1 各煤层情况表层号层厚（m）间距（m）顶底板二14.10除五煤顶板有 2 m的碳质泥岩外，其余全为粉砂岩和砂岩，较稳定。30二23.8080五3.54M11.44各煤层成层平稳，地质构造简单，无大断层，煤质较硬；有煤尘潜在爆炸性危险，煤层自然发火期较长；平均密度为1.5 t/m3 ，本矿为高瓦斯矿井。井田内已探明工业储量为3.66亿t ，减去井田内工业场地煤柱，境界煤柱等永久煤柱损失，采区回采率确定为80%，由此计算出本井田的可采储量为2.75108 t 。根据

21、煤层赋存情况和井田可采储量的实际情况，遵照矿井设计规范规定，将矿井生产能力确定为300 Mt/a，储量备用系数按1.3计算，可得矿井的服务年限为70.05 a。符合国家相关规定。二、井筒形式的分析与选择（一）井筒形式的分析煤层赋存和地形等条件具有平硐开拓条件时，应首先考虑采用平硐开拓。当平硐以上煤层垂高或斜长过大时，多开地面出口有利时，可采用阶梯平硐开拓。对于煤层赋存较浅，表土层不厚，水文地质条件简单的缓倾斜、倾斜煤层，应尽量采用斜井开拓。各种提升方式的斜井井筒倾角一般规定如下： 串车提升 25 箕斗提升 2535 输送机 16对于有条件的矿井，在急需煤炭地区，其浅部可采用片盘斜井开拓，提前出

22、煤，有小到大，然后集中斜井开拓。片盘斜井可一个片盘生产，一个片盘准备。采用立井开拓的一般条件为：（1）煤层赋存较深或冲积层较厚时；（2）水文地质条件复杂，井筒需要特殊施工时；（3）多水平开拓的急倾斜煤层；（4）其他井筒形式无法开拓的条件。（二）井筒形式的选择结合本矿井的具体特征本井田煤层是位于1350 m水平以上的煤层，且煤层表土层厚，水文地质条件比较复杂，从地形地貌上分析不适用于平硐和斜井故本矿井开拓形式选用立井开拓方式。三、井筒数目（一）通风系统类型矿井的通风类型可分5类：（1）中央并列式；（2）中央分列式；（3）两翼对角式；（4）分区式；（5）区域式。（二）各类型矿井通风系统优缺点各类矿

23、井通风系统优缺点见表3-2。表3-2 各类型矿井通风系统优缺点适用条件表通风方式优点缺点适用条件中央式中央并列式进回风井均布置在中央工业广场内，地面建筑和供电集中，建井期限较短，便于贯通，初期投资少，出煤快，护井煤柱较少，矿井反风容易，便于管理风流在井下的流动路线为折返式，风流路线长，阻力大，井底车场附近漏风量大。工业广场受主要通风机噪音的影响和回风风流的污染适用于煤层倾角大、埋藏深、井田走向长度小于4km，瓦斯与自然发火都不严重的矿井，或受地形限制，在两翼不宜开掘风井是使用中央分列式通风阻力较小，内部漏风小，工业广场不受主要通风机噪声的影响和回风流的污染。风流在井下的流动路线为折返式，风流路

24、线长，通风阻力大。适用于煤层倾角较小，埋藏较浅，井田走向长度不大，瓦斯与自然发火比较严重的矿井对角式两翼对角式风流在井下的流动路线为直向式，风流路线短，阻力小；内部漏风小；安全出口多，抗灾能力强；便于风量调节，矿井风压比较稳定。工业广场不受回风污染和主要通风机噪声的危害。初期投资大，建井期长；管理分散；井筒安全煤柱压煤较多。井田走向大于4km，井型较大，瓦斯与自然发火严重的矿井，或低瓦斯矿井，煤层走向较大产量较大的矿井分区对角式每个采区有独立通风路线，互不影响，便于风量调节，安全出口多，抗灾能力强，建井工期短，初期投资少，出煤快占用设备设备多，管理分撒，矿井反风困难煤层埋藏浅或地表高低起伏较大

25、，无法开凿浅部的总回风巷 区域式既可以改善矿井的通风条件，又能利用风井准备采区，缩短建井工期；风流路线短，通风阻力小；漏风少，网路简单，风流易于控制，便于主要通风机的选择。 通风设备多，管理分散井田面积大、储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井。混合式回风井数目较多，通风能力大；布置灵活，适应性强。通风设备较多井田范围大，地质条件和地面地形复杂；或产量大，瓦斯涌出量大井田走向长度长，老矿井的改扩建和深部开采；多煤层多井筒的矿井；井田面积大、产量大、需要风量大或采用分区开拓的大型矿井。由于丰源煤矿走向长度为8500 m，且为高瓦斯的大型煤矿为了满足矿井需要风量的要求，根据各类型矿井通风系统优缺点适用条件

26、表知两翼对角式通风系统适用于本矿。故井筒的数目为4个，一个主井、一个副井、两个风井。四、井口及工业广场位置的确定（一）井口位置的确定；1井筒位置的布置应考虑：（1）合理的井下开采；（2）有利于巷道的掘进和维护；（3）便于工业广场的布置。2主副井位置的确定井口位置的确定包括走向位置的确定和倾斜位置的确定（1）井筒沿井田走向布置原则井筒沿井田走向的有利位置应在井田中央，当井田储量不均匀分布时，应在储量分布的中央，以有利与均衡生产；本矿走向长度为8500 m且煤层稳定，故井筒在走向方向上布置在井田中央。（2）井筒沿煤层倾向的位置的确定原则对于单水平缓倾斜煤层井筒应位于井田中部偏下；对多水平缓斜及倾斜

27、煤层，当煤层可采总厚度大时为了减少保护井筒和工业广场留煤柱及适当减少初期工程量，可考虑使井筒设在沿倾斜中部靠上方的适当位置，并使井筒保护煤柱不占初期投产采区，对急倾斜煤层，井筒位置的变化引起石门长度变化较小，而保护井筒煤柱的变化幅度却很大，尤其是开采煤层总厚度大的矿井，因此应布置在煤层浅部，甚至布置在煤系底板，对近水平煤层可使井筒靠近储量中央，如果煤系基底有丰富含水层则井筒到最终深度不能穿过水层。考虑到煤层在1600 m处有一落差为70 m的断层，如果严格按照相关原则设计则布置图如图3-1明显看出需要留设大量煤柱，为了合理减少留煤柱，经过对比和比较知吧井筒布置在中部偏上出比较合理。这样可以是断

28、层留煤量和井筒留煤量结合在一起大大减少留煤量。布置如图3-2所示。图3-1 井筒布置方案一 图3-2 井筒布置方案二（二）风井位置的确定风井位置应根据通风系统合理选择1采用中央边界式通风系统时，主、副井筒设在井田中央，风井设在井田上部边界中央；2采用中央并列式通风系统时，进、回风井并列在工业广场内。一般可利用副井进风，主井回风，也可以设单独回风井；3采用对角式通风系统时，风井设在井田两翼上部边界；4采用分区式通风系统时，回风井设在各采区的上部边界；由井筒数目的确定知本矿采用两翼对角式通风，故风井设在井田两翼上部边界。（三）工业广场位置的确定合理工业广场要考虑：1要有足够的工业场地；2较好的工程

29、地质和水文地质条件；3要便于矿井供电、给水和运输，并使附近有便于建设居住区，排矸设施地点；4要高于当地最高洪水位；5要充分利用地形，使地面生产系统，工业广场总平面布置及地面运输合理，并尽可能使平整场地的工程量最小。经充分考虑井筒选择位置适合工业广场布置要求。五、确定开采水平和阶段高度开采水平的确定是矿井设计的关键，它直接关系到矿井的基本建设投资及生产经营费用，是矿井开拓的重要参数。开采水平的高度根据煤层赋存条件、生产技术水平及水平接替等因素综合考虑决定。从以下方面进行分析论证：（1）是否有合理的阶段斜长；（2）阶段内是否有合理的区段数目；（3）要保证开采水平有合理的服务年限和足够的储量；（4）

30、要使水平高度在经济上合理。其中开采水平有合理的服务年限很重要，必须符合规范规定。阶段垂高可按表3-3选取。 表3-3 矿井阶段垂高表 m井 型缓倾斜、倾斜煤层急倾斜煤层大、中型矿井200350100250小型矿井8012060120采用上下山开拓时，水平垂高可大于250 m。对于开采近水平煤层的矿井，用盘区上（下）山准备时，盘区上山长度一般不宜太长（超过1500 m），盘区下山不宜超过1000 m。用盘区石门和溜煤眼开采时，盘区斜长可根据具体确定。采用倾斜长臂采煤法时，阶段斜长可取10001500 m。为扩大水平的开采范围，对倾角在16以下的缓倾斜煤层，可采用上下山开拓。在井田深部受自然条件限

31、制时，且储量不多，深部境界不一致，设置开采水平有困难或不经济时，可在最终水平以下设下山开采。在开采水平以上的上山煤层斜长过长，用一个阶段开采技术上有困难，安全上又不可靠时，可考虑设置辅助水平。用多水平上下山开采的矿井，为解决下山采区排水、通风和辅助运输等困难，也可考虑设置辅助水平。开采近水平煤层分煤层开拓，距开采水平较远的煤层，其储量不大，设置开采水平不经济时，也可以设置辅助水平。根据以上标准和丰源煤矿在1600 m水平处有一个落差70 m长度为1000 m的断层和在井田下部边界煤层储量分布不均均衡及可采储量较少的具体情况，丰源煤矿设两个水平、三个阶段，第一水平用上山开拓，第二水平用上下山开拓

32、。第一水平标高1630 m，第二水平标高为1430 m。第一水平垂高为；170m，第二水平垂高为；200 m。三个阶段斜长分别为；1050 m， 1250 m，500 m。六、大巷的布置（一）大巷布置的原则1.大巷的布置方式见表3-4。表3-4 大巷的布置方式名称适用条件分煤层运输大巷（1）煤层数不多，层间距大，石门长；（2）井田走向长度短，服务年限不长；（3）井底车场或平硐在煤层顶板；（4）煤质牌号不同，要求分采，分运；（5）各煤层底板，均有坚硬岩层。分组集中运输大巷（1）煤层数多，层间距大小悬殊；（2）按煤层的特点根据运输、通风要求组合，经济上有利；（3）多水平生产，容易解决运输，通风的干

33、扰。集中运输大巷（1）适合于煤层层数多，层间距不大的矿井；（2）井田走向长度大，服务年限长；（3）底部煤层底板有坚硬岩层，容易维护；（4）煤质牌号相同，不要求分采分运；（5）自然发火严重，便于分区，分段处理事故。1）开采煤层群时，应根据煤层数目、煤层间距条件，选择采用分煤层运输大巷主要石门的布置方式，或集中运输大巷采区石门的布置方式，或者采用分组集中打巷主要石门的布置方式。某些矿区的经验表明；煤层间距小于50 m时，一般可采用集中运输大巷的的布置方式；而采用分组集中打巷的布置方式时，分层间距一般应大于70 m。2）有些煤层的层间距虽然较大，但煤层受断层切割，或者赋存状态不稳定，只有局部可采，储

34、量较少，不宜单独布置运输大巷，可根据具体情况，与其他相邻煤层化为一组。对于瓦斯涌出量很大的有些煤层，为了满足技术上和安全上的要求，也可以分别划成煤组。对有突然涌水危险的煤层也可考虑单独划组。丰源煤矿可采煤层三层的间距不一，其中二1、二2 煤层层间距为30 m且地质条件较简单，所以，采用集中大巷布置。而五煤层距以上两层煤距离为80 m且赋存不稳定故采用单层开采。（二）大巷的数目本矿为年产300万t 且服务年限长第一水平大巷可作为第二水平的回风大巷和本矿第一阶段服务年限为25 a，为了解决运输问题故专门设置一条轨道大巷，故本矿有一条运输、一条轨道大巷、一条回风大巷。故大巷的数目有三条。（三）大巷布

35、置形式大巷布置：大巷布置形式主要有煤层大巷、岩石大巷两种。1运输大巷一般布置在底板岩层中，但在下列条件下，也可考虑布置在煤层中：（1）距其他煤层很远，储量有限的单个薄及中厚煤层；（2）煤组（或煤系）底部有距离很近的富含溶洞水或含水层，不宜布置底岩石运输大巷，而在煤层中有坚硬顶板、有布置大巷条件的薄及中厚煤层；（3）井田走向较短，运输大巷服务年限不长，而煤层厚度又不大、大巷维护不困难时；（4）煤组（或煤系）底部有煤质坚硬、围岩稳固、无自然发火危险的薄及中厚煤层，经技术经济比较有利时；（5）煤层赋存不稳定、地质构造复杂的中、小矿井，尤其是地方小矿井或生产勘探性矿井。 2矿井通风系统要求设置总回风道

36、时，总回风道的布置原则，同上述运输大巷基本相同。矿井第一水平的总回风道应尽可能保持标高一致。当井田上部边界标高不一致时总回风道可按不同标高分段设置，但分段不宜过多。当井田上部冲积层厚、含水丰富，留有防水煤柱时，总回风道应布置在防水煤柱内。3煤层大巷与岩石大巷相比较有下列缺点：（1）煤层大巷的巷道维护困难，维护费用高；（2）当煤层起伏褶曲较多时，巷道弯曲转折多，机车运行速度受到限制，运输能力降低；（3）为了便于巷道维护，巷道维护留设保安煤柱增多，煤柱回收困难，资源损失较大；（4）煤层有自然发火危险时，一旦发火就要封闭大巷，导致矿井停产，而且因煤柱受影响破坏，封闭效果不好，处理火灾困难。本矿二1、

37、二2煤层相距30 m，且为本矿两个主要可采煤层，厚度都比较大服务年限都比较长采用集中布置后其运输大巷和轨道大巷服务年限也比较长，通过煤层大巷与岩石大巷的对比，本矿的运输大巷、轨道大巷、回风大巷都选择岩石大巷。 第二节 矿井基本巷道一、井筒立井井筒端面形状有圆形和矩形，我国煤矿一般都采用采用圆形断面。因为圆形断面井筒有利于采用混凝土、料石和锚杆喷射混凝土等永久支护。同时，圆形断面井筒具有承受地压性能好、通风阻力小、服务年限长、维护费用少以及便于施工等特点。本矿井井筒都选用圆形。井筒断面特征见表3-5。表3-5 各井筒断面特征表井筒名称井型井筒直径净断面积形状井筒支护主井300万t616圆形基岩段

38、砌碹厚350 mm副井300万t616圆形基岩段砌碹厚450 mm风井300万t712圆形二、井底车场（一）井底车场的形式选择井底车场形式的经验及原则：1对于开采缓倾斜和倾斜煤层的立井和穿岩斜井，当井筒距运输大巷距离近时（如4060 m），可采用卧式环形车场或梭式车场；井筒距离运输大巷较远时（如大于120 m），可采用刀式环形车场或尽头式车场；井筒距运输大巷适中时，选用立式车场；如井筒出车方向与大巷斜交，且距离较近时，可采用斜式环形车场；对中、小型矿井，无论甩车场或平车场，井底车场都可采用梭式车场。开采急倾斜煤层的矿井，可采用刀式环形车场或尽头式车场。2井底车场的形式应与矿井的井型相适应。大中

39、型矿井可采用环形式或折返式车场。生产能力大于150万t/a的矿井，可采用增设主井复线的环形式或车站式车场；井型大，大巷用底卸式矿车运煤时，应采用折返式车场（注意，底卸式矿车受卸载方向限制不能掉头）。大巷用胶带输送机运煤时可采用环形式或折返式车场。中、小型矿井，按距井筒的远近，可采用刀式环形车场、尽头式车场或梭形车场。3选择井底车场的形式还应考虑到地面出车方向的限制，有时要求采用斜式环形车场。井底车场的位置应选在坚硬、稳定的岩层中，避开断层和破碎地带。如果不得不在围岩不太好的地区设置时，不宜选用巷道断面大的车场。丰源煤矿由于采用井筒据大巷的距离较大，且采用胶带运输大巷运煤，经过对比本矿采用立井刀

40、式车场，见图3-3；图3-3 井底车场布置形式1主井；2副井；3翻笼（翻车机）硐室；4煤仓；5箕斗装载硐室；6人停车场；7主井重车线8主井空车线；9副井重车线；10副井空车线；11材料车线；12绕道；13调车线；N1、N2、N3、N4、N5道岔编号车方式采用顶推调车电机车牵引重列车驶入车场重车线13，电机车摘钩，驶入道岔N1 ，经错车线，过N2 道岔绕至列车尾部，将列车顶入主（副）井重车线。然后，电机车经过道岔N3 ，绕道回车线12，入主（副）井空车线，牵引空列车驶向采区。三、水平大巷本矿主要石门及各大巷断面参数见表3-6。表3-6 丰源煤矿主要石门和大巷参数表巷道或石门名称面 积喷射厚度（m

41、m）形 状净周长（m）支护形式净断面（m2）掘断面积（m2）轨道大巷1415100半圆拱形12料石砌碹运输大巷1415100半圆拱形12料石砌碹回风大巷1415100半圆拱形12料石砌碹连接车场和运输大的石门1415100半圆拱形12锚杆喷浆连接车场和轨道大巷的门1415100半圆拱形12锚杆喷浆第三节 采区各参数的确定布置采区巷道是为了把回采工作面同矿井主要开拓巷道，如采区石门、主要石门、主要运输大巷等联系起来，构成运煤、排矸、运料、运设备、行人、通风、动力供应等生产系统，以保证连续不断正常回采。为了布置巷道，应先确定采区走向长度，区段斜长和数目以及采区内各种煤柱尺寸，然后确定采区上（下）山

42、，区段平巷，区段集中巷和它们之间的联络巷道的形式、位置和布置方式。一、采区走向长度根据沿井田走向有无大的地质变化，如断层，无煤带，倾角变化很大等地质条件，利用这些地质变化带划分采区，确定走向长度。若没有地质地质条件限制时，采区走向长度应从技术上可行和经济上有利的原则来确定。技术上的因素主要考虑区段巷道的运输维护和供电问题。一般情况下，综合机械化开采，采区单面布置时，采区走向长度不小于1000 m；采用双面布置时，走向长度不小于2000 m。根据矿井实际条件，本设计矿井采用双翼布置，单翼开采，采区走向长度定为2150 m、倾斜长度为1050 m。二、煤柱尺寸的确定为了使采区内各种煤层巷道保持良好

43、状态，留设一定的煤柱。如留设开采水平运输大巷、上下山、总回风巷、区段平巷，以及采区边界煤柱和大断层煤柱等。目前，煤柱尺寸主要根据实际经验来确定。缓倾斜及倾斜煤层煤柱参考尺寸见表3-7。表3-7 煤柱尺寸确定依据表巷道类别薄及中厚煤层巷道一侧/m厚煤层巷道一侧/m备注水平大巷20302050采区倾角较大时，煤柱尺寸可小一些。主要回风大巷20左右2030采区上下山20左右3040区段平巷8201520采区边界310大断层1015到3050目前巷道支护技术有大的发展和提高，在技术经济合理时，应尽量多做煤巷，少做岩巷，尽量一巷多用或复用，并在允许的条件下尽量少设保护煤柱采用无煤柱开采。本矿井设计时把断

44、层留在第一水平开采下方，故在第一水平上方的采区内不存在断层，故在第一水平首采采区的留设的煤柱仅为采区边界留煤柱、井田边界留煤柱和上下山留煤柱。在本矿中：（1）煤层在采区边界留设30 m煤柱，井田境界处留设20 m保护煤柱；（2）三条上山处留设30 m保安煤柱。采区可采煤层除留煤柱后，走向长度为2040 m，倾斜长度为1050 m 。三、采煤方法的选择 本采区有两层可采煤层，为煤二1、二2，煤层倾角分别为10.1、11.0，煤厚分别为4.1 m、3.8 m，煤层地质构造简单，煤层稳定，采区正常涌水量为100 m3/h，瓦斯涌出量大，煤层无煤尘爆炸的危险和自然发火倾向。根据以上条件及采煤方法的选择原则及本矿井地质条件（1600