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1、宁夏煤业集团灵新煤矿2#井初步设计摘 要本设计是对宁夏灵新煤矿14#煤层所作的矿井初步设计。灵新煤矿自然地质条件稳定，14#煤层属特厚煤层，平均厚度7.55m。矿井瓦斯涌出量小，为低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸危险性， 煤层具有自燃发火倾向，矿井涌水量较小。设计采用立井单水平上、下山式开拓，采区式准备，综合机械化放顶煤开采。主要对矿井开拓方式、准备方式和采煤方法进行了初步设计，对矿井运输、提升、通风、排水等生产系统进行了描述和设备选型计算。设计时根据现有经济技术条件，尽可能采用先进的开采技术和设备，对矿井提出了一些安全技术措施，并针对矿山污染提出了一些防治措施。关键词： 煤矿 矿井初步设计 低瓦斯矿
2、井 煤尘爆炸危险 煤层自燃发火 立井开拓 ABSTRACTThis design work is the first step design in mineral well for the 14# coal layer in the Lingxin coal mine in Ningxia. Lingxin mine has a stable natural geology condition, and 14# coal layer belongs to thick coal seam especially, average thickness 7.55 m. The mineral gas
3、gushes quantity small, so it belongs to a low gas mineral well, and the coal dust has an explosion risk. The coal layer is inclined to causing fire, and the mineral well flows out a little water. The design adopts single level up to the well, a mountain type to expanding, an area type to preparing,
4、and synthesize mechanization to mine. This design is the first step for the expanding way, preparing way and exploring way. This paper also describes the well conveyance, promotes well ventilated, drains etc. and calculates the equipments. Adopt technique and equipments of mine according to the exis
5、ting and economic technique condition while design; put forward some safe technique measure to the mineral well, and put forward some prevention and cure measure to the mineral pollution.Keyword: Coal mine; The first step for the mineral design; Mineral well of low gas; The dangerous of the coal dus
6、t exploring The coal seam becomes angry from the Ran Sign the well expand前言毕业设计是四年采矿工程专业学习的终结考核，也是这四年学习生活的一次深刻总结。在学校教学环节安排下，通过毕业实习较为全面的了解了矿井的各生产系统，使专业学习得于感性和理性的转化，以此为基础进行的毕业设计，是一次由工科学生向工程技术人员转变的考验，更是一次作为工科学生是否具备工程技术人员基本素质的考察。所以设计期间，严格执行教学大纲要求，以严谨的态度力求使设计完善、完美。本设计是以宁夏灵新煤矿为地质储量基础，根据赵忠明老师的具体要求进行设计的。矿井自
7、然地质条件中等，开采14煤层，设计煤层为14煤，平均厚度7.55m，属特厚煤层。开采煤层具有自燃发火倾向性，煤尘具有爆炸危险性，矿井瓦斯含量低，相对瓦斯涌出量为8m3/t，为低瓦斯矿井，矿井涌水量不大，正常涌水量180m3/h，最大涌水量230m3/h。井田边界有一条向斜构造，但未给本开采设计带来困难。通过毕业实习现场考察学习，在收集的资料基础上，按照毕业设计大纲和设计任务要求，广泛参考煤矿矿井开采设计的有关书籍、资料和网络信息，依据煤矿设计规范、煤矿安全规程等在原则上指导煤矿矿井初步设计的有关规定和煤矿工业设备选型的要求，对龙宁夏灵新煤矿14煤层进行了矿井初步设计。设计中所采用的矿井开拓方式
8、、准备方式以及回采方法经过方案比较和验算符合自然地质条件限制，满足设计要求。所选用工业设备与矿井设计生产能力及矿井自然地质条件相匹配，能够顺利达产，满足技术上最优、经济上最省的设计原则。目录1矿区概况及井田地质特征11.1矿区概况11.2井田地质特征21.3井田勘探程度52矿井储量、年产量及服务年限62.1井田境界62.2井田储量62.3矿井产量及服务年限83井田开拓103.1概述103.2井田开拓103.3井筒特征213.4井底车场263.5开采顺序及采区、采煤工作面的配置343.6井巷工程量和建井工期364采煤方法404.1采煤方法选择404.2采区巷道布置及生产系统404.3回采工艺设计
9、485矿井运输 提升及排水635.1井下运输635.2矿井提升755.3矿井排水846矿井通风及安全技术946.1矿井通风系统的选择946.2风量计算及风量分配976.3全矿通风阻力计算1006.4扇风机选型1056.5矿井安全技术措施1087矿山环保1127.1矿山污染源概述1127.2矿山污染的防治115致 谢118参 考 文 献1191矿区概况及井田地质特征1.1矿区概况1.1.1地理位置及交通情况灵新煤矿位于宁夏回族自治区灵武市磁窑堡镇境内，井田至省府银川市50km，西距灵武市39km。灵（武）盐（池）公路从井田北缘穿过，井田北端距银（川）古（窑子）磁（窑堡）公路终点古窑子6km，矿区
10、铁路专用支线（大坝古窑子）全长70km，在大坝与包（头）兰（州）铁路接轨。公路、铁路交通较为方便。详见交通位置图1-1-1。图1-1-1交通位置图1.1.2地形地貌井田区域内地形起伏不大，略呈南高北低，周围高中间低之势，标高一般在海拔12901350m之间，相对高差达百米左右。最高点为井田西南五疙瘩山，标高+1409. 6m，最低在第四勘探线西天河两侧，标高+1282m，井田内沙丘广布，常见新月沙丘，四周多由各厚层沙体组成的高低残丘环绕，因此本地区属低缓丘陵地带。1.1.3气象本地区属典型的大陆性半湿润半干旱气候，雨季多集中在69月，具有冬寒长，夏暑短，雨雪稀少，气候干燥，风大沙多，南寒北暖等
11、特点。由于本地区平均海拔在1000米以上,所以夏季基本没有酷暑；1月平均气温在零下8oC以下，极端低温在零下22oC以下。本地区气候的最显著特征是：气温日差大，日照时间长，太阳辐射强，昼夜温差一般可达1215oC。国家地震烈度分级将本区定为XII度区。1.2井田地质特征1.2.1地层与主要构造矿区内地质条件简单，整体为一简单的向斜构造。磁窑堡向斜为本井田的主要构造，走向近南北，北窄南宽，两翼不对称。向斜轴展布于井田中部偏东、纵向为东翼陡，西翼缓，形似烟斗形，男宽北窄，在北边收敛。煤层沿走向有起伏，平均倾向104，倾角1117，平均倾角14。井田地表为第四系风积沙覆盖，基岩只在局部有裸露，地层由
12、老至新为奥陶系（O）、石炭系（C）、二迭系（P）、三迭系（T）、侏罗系（J）、白垩系（K）、第三系（R）、第四系（Q），主要含煤地层为侏罗系中下统延安组（J1-2y），岩性以砂岩为主，粉砂岩和泥岩次之，该组平均厚度355.6m,，共含煤37层，编号煤层共17层，主要可采煤层为6层（二、六、十三、 十四、十五、十六号煤），平均总厚度21.65m，含煤系数6.1%。 1.2.2主要可采煤层情况,煤层赋存条件主要可采煤层情况：主采煤层上组煤二号煤(目前己开采结束、六号煤,下组煤十四号煤、十五号煤、十六号煤。1、二煤：上距一煤层1015m，厚度变化较大，8线以南煤层厚度为 8.5m11m,一般含一层夹
13、矸,夹矸厚度0.30.4m,矸石以下煤厚1m左 右, 8线以北煤厚3.5-8.5m，结构较复杂，一般含有23层含炭质粉砂质泥岩或泥岩夹矸。在45线附近，二煤受古河床冲刷变薄,含35层夹矸，矸石厚度达0.6m，煤质低劣，顶板疏松。顶板5线以北因古河床冲刷直接顶以砂岩为主,在西北、东南以细砂岩、粉砂岩为主,近中部以泥岩为主。二号煤老顶细砂岩,直接顶板为粉砂岩、细砂岩, 10勘探线南有泥岩，属中等稳定顶板。底板大部分为粉砂岩、细砂岩，夹薄层泥岩，属不稳定底板。2、六煤：上距二煤一般5060m，全井田稳定可采，结构简单，煤厚0.947.69m，平均2.4m，7线以北为2m以下,局部在1.6米以下，以南
14、稍变厚,由北向南，由浅而深煤层增厚。顶板以粉砂岩为主, 56线西缘多为中、粗砂岩；底板为中、细砂岩或粉砂岩。六号煤顶板大部分为粉砂岩,轴部附近为细砂岩,属不稳定顶板。底板大部分为粉砂岩、细砂岩,裂隙发育，属不稳定底板。3、十四煤：上距十三煤15m左右,煤层厚度稳定，全井田可采。顶板岩性5线以北以细砂岩为主, 底板为细砂岩、粉砂岩。煤层厚度2.22.9m靠近下部有一层夹矸，矸石以上煤厚为1.61.9m,矸石以下煤厚0.40.8m,矸石厚度为0.20.6m左右，煤层顶板有一层0.20.4m的含炭质泥岩伪顶,伪顶具有较多滑面，易脱落。9线以南煤层厚度2.7m左右,不含夹矸。十四号煤顶板多为粉砂岩，属
15、中等稳定顶板。底板一般为细砂岩、粉砂岩,泥钙质胶结,属不稳定底板。4、十五煤：上距十四煤一般20m左右, 4线以北层间距变小为68m。07线以北厚一般34m,向南略变薄，厚近3m。结构简单,局部含12 层0.3m左右的泥岩夹矸，顶板多以中、细砂岩为主，底板以粉砂岩为主。 十五号煤老顶多为中、粗砂岩，在局部不连续沉积一层硅质胶结中细粒砂岩,硬度f=7,厚0.12.0米，直接顶为泥岩，属不稳定顶板。底板一般为细砂岩、粉砂岩,属中等稳定底板。5、十六煤：上距十五煤在5线以北07线以南一般1520m, 507线之间为10m左右。顶板以粉砂岩、细砂岩为主；底板为中、细砂岩。煤厚4m左右,东北端2线附近薄
16、0.140.98m,南部西翼厚45m,最大达7m, 东翼13m。该煤层结构复杂,一般具有24层夹矸,多为泥岩及粉砂质泥岩,变化较大,可比性差，但在610线范围内夹矸只有12层,煤厚变化不大。内含夹矸一层,夹矸以上煤厚2.6m左右，矸石以下煤厚2.2m 左右。矸石厚度一般0.10.4m,岩性为粉砂岩。十六号煤顶板多为细砂岩、 中砂岩,属坚硬顶板。底板多为粉砂岩,属中等稳定底板。其中十四煤为本设计主采煤层。1.2.3煤质,煤种井田内各煤层均属于低变质的烟煤,煤种为不粘煤 （BN），精煤挥发分大都在3037%之间,Y值为零，粘结性为2。各主要煤层烟煤灰份平均在6.510.59%之间,硫分含量在0.3
17、1-1.17%之间。原煤发热量（Q） 在62006950卡/克之间,大部属于特低灰、特低硫、特低磷、较高水分的不粘结煤。但煤尘爆炸指数为33. 1234.3%,有煤尘爆炸危险。各煤层均属易自然发火煤层,发火等级为一类，最短自然发火期23天。煤的工业分析表见表1-2-1，煤层特征表见表1-2-1。表1-2-1煤的工业分析表煤号工业分析胶质层厚(m)Y罗加指数LR灰分(%) A挥发份(%) V含硫量(%) S含磷量(%) P14#原煤19.9015.94.030.016701822.63精煤7.4514.52.420.0059表1-2-1煤层特征表序号煤层名称煤层厚度（m）倾角围岩性质煤硬度煤牌号
18、容重（t/m3）煤层结构及稳定性最大最小平均平均可采厚度顶板底板114#7.551117细砂岩细砂岩、粉砂岩2.51.27稳定1.2.4水文地质情况井田共有含水层三层，分别为第四系潜水含水层, 侏罗系中统直罗组砂岩含水层, 侏罗系中下统延安组含水层（分为一煤至八煤砂岩含水层组，八煤至十七煤砂岩含水层组,都属弱含水层，以及煤系底部分界线的宝塔山砂岩强含水层组）。矿井水文地质类型中等,主要水害类型有地表西天河洪水、基岩含水层水、老窑积水及采空区积水四种,矿井正常涌水量180 m3/h，最大涌水量230 m3/h。瓦斯相对涌出量为8 m3/t。煤尘有爆炸性，煤层属自燃煤层。1.3井田勘探程度本井田精
19、查地质勘探报告综合了历次勘探结果。井田内主要地质构造，水文地质类型等基本探明，地层变化规律基本控制。可采煤层的赋存特征，煤质及煤层分析数据基本可靠，勘探程度能满足设计生产之要求。2矿井储量、年产量及服务年限2.1井田境界2.1.1井田境界、边界范围，井田面积 井田境界：西以煤层露头风化带为界，南以51勘探线为界，深部以向斜轴为界，东部以第7勘探线为界。井田范围：南北走向长近5km，东西倾向宽2.5km，井田面积12.8km2。2.2井田储量2.2.1矿井工业储量本井田的工业储量及A+B+C的储量，经由块段法计算，矿井工业储量为12671.55万吨。矿井工业储量汇总见表2-2-2。表2-2-1矿
20、井高级储量比例参照表地质开采条件井型储量级别比例（%） 地质开采条件 井型储量级别比例（%）简单中等复杂大型中型小型大型中型小型中型小型井田内A+B级储量占总储量的比例4035253540202515第一水平内A+B的储量占本水平储量的比例70604060503040不作具体规定第一水平内A级储量占本水平储量的比例4030153020不作具体 规定不作具体 规定不作具体规定表2-2-2矿井工业储量汇总表煤层名称工业储量(万t)ABA+BCA+B+C14#2635.277341.919977.192694.3712671.552.2.2矿井设计储量矿井设计储量为矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱
21、、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久性煤柱损失量后的储量。本设计矿井的设计储量为：=-5%=12671.55万吨-290.88万吨-12671.55万吨5%=11747.09万吨式中：矿井设计储量； 矿井工业储量； 永久性煤柱损失量。2.2.3矿井设计可采储量矿井设计可采储量见表2-2-3。表2-2-3矿井可采储量汇总表开采水平煤层名称工业储量(A+B+C)(万t)矿井设计储量(万吨)矿井可采储量(万吨)永久性煤柱损失设计储量设计煤柱损失可采储量向斜境界井下巷道一14#12671.550281.3211747.09633.588805.822.3矿井产量及
22、服务年限根据矿井设计规范第2.2.3条规定：“矿井设计生产能力按年工作日330d，每天净提升16h计算。每天三班作业，每班工作8小时。2.3.1矿井服务年限矿井服务年限=式中:： T矿井设计服务年限，； 矿井可采储量，Mt； A矿井设计年产量，Mt/a； K储量备用系数，K=1.31.5。储量备用系数按关于煤矿设计规范中若干条文修改的决定第二条:为1.31.5,本设计采用下限1.3计算。表2-3-1矿井井型和服务年限参照表井型矿井设计生产能力(Mt/a)新矿井服务年限(a)改建后矿井服务年限(a)大型6.0及以上3.05.01.22.4706050605040中型0.450.904030小型0
23、.3及以下由各省煤炭厅自定由各省煤炭厅自定=52.42年根据矿井井型和服务年限参照表2-3-1，经验算矿井设计能力为120万吨/年。符合煤炭设计规范规定。3井田开拓3.1概述3.1.1矿区内生产矿井开拓方式及评价矿区内现有生产矿井均采用斜井开拓，实践证明，煤层浅部用斜井开拓比较合理。但深部也用斜井的话会造成井筒斜长太长，与立井相比投资较大。3.1.2影响井田开拓方式的主要因素本设计主采煤层覆存条件：十四号煤层覆存稳定，厚度变化小，且全井田可采。底板为细砂岩、粉砂岩。煤层顶板有一层0.20.4m的含炭质泥岩伪顶,伪顶具较多滑面，易脱落。9线以南煤层厚度7.7m左右,不含夹矸。顶板多为粉砂岩，属中
24、等稳定顶板。底板一般为细砂岩、粉砂岩,泥钙质胶结,属不稳定底板。构造：矿区内地质条件简单，整体为一简单的向斜构造。可以采用山、下山布置。开采技术条件：矿井瓦斯涌出量8m3/t。煤尘有爆炸性，煤层属自燃煤层，矿井正常涌水量180m3/h，最大涌水量230m3/h。煤层倾角小，平均倾角14度。3.2井田开拓3.2.1对井田开拓若干问题分析由于本井田煤层覆存条件简单，属缓倾斜煤层，井田范围不是太大，根据煤炭工业设计规范及现有的技术装备，本井田可划分为两个阶段，分四个采区开采。以+1000m等高线为界，此等高线以上为第个阶段，+1000m等高线至井田下边界为第阶段。采区划分基本以第10勘探线为界，以北
25、为11、13采区，以南为12、14采区。在+890m设开采水平，服务11、12、13、14四个采区。3.2.2开采方案综合考虑影响本矿井开拓的有关因素，提出了以下四个方案：第一方案：斜井单水平上下山开拓，主、副井均采用斜井，主斜井井口坐标：X：.5，Y：，z：+1353m，坡度：1640，落底标高：+945m斜长：1369m。副斜井井口坐标：X：.5，Y：.5，Z：1033m，坡度：20，落底标高：+980m，斜长：1019m ，主副斜井均采用半圆拱，除表土层及局部破碎地段采用混凝土砌旋外，其它部分均采用锚喷支护，支护厚度为150mm。井筒内装备钢丝绳牵引带式输送机，用于提煤。副井采用矿车双钩
26、串车提升，用于辅助提升。风井：采用斜井，井筒断面为拱形，净宽3000mm，净断面7.4m2，回风井布置在轨道上山上部，风化带内部。本方案采用分区式通风，主扇工作方法是机械抽出式。北风井井口坐标：X：.45，Y：.3，Z：+1343.95；南风井也采用斜井，井口坐标：X：，Y：.6，Z：+1350。风井用于回风，并兼作矿井的安全出口。井内设有人行台阶和水沟等。11、13采区共用北风井；12、14采区共用南风井。在+980m水平开凿大巷，采用上、下山布置。大巷内设胶带输送机，辅助运输采用电机车，采区内部采用单轨吊，详见图3-2-1斜井开拓方式平面图和图3-2-2斜井开拓方式剖面图。工业广场保护煤柱
27、图见图3-2-3。图3-2-1斜井开拓方式平面图图3-2-2斜井开拓方式剖面图图3-2-3工业广场保护煤柱图矿井开采顺序是先采上山阶段，后才下山阶段。采区的开采顺序是：先开采1113采区，后开采1214采区。 第二方案：立井单水平上下山开拓，主井井口坐标：X：.5，Y：.8，Z：1310m，落底标高：+950m。井深：360m。主井采用一对9t箕斗提升，井筒净直径5.5m，净断面面积23.76m2。井筒内装备为金属罐道梁、型钢组合罐道，端面布置。副井井口坐标：X：，Y：.5，Z：+1310m，落底标高：+975m，井深335m。副井采用的是一对双层双车（1.5t）罐笼。井筒净直径6m，井筒内装
28、备为金属罐道梁、金属罐道，端面布置；设梯子间、管子间。主副井均采用混凝土砌壁，支护厚度取350mm。运输大巷布置在煤层底板中，标高为+980m。采用胶带输送机，辅助运输采用电机车。风井布置、通风方式及辅助水平的建设同第一方案，详见图3-2-4开拓方式平面图和图3-2-5开拓方式剖面图。工业广场保护煤柱如图3-2-6。图3-2-4开拓方式平面图图3-2-5开拓方式剖面图图3-2-6工业广场保护煤柱第三方案：斜井双水平上、下山开拓，本方案第一水平布置同方案一，利用第一水平开采北翼一、二阶段和南翼第一阶段。然后在井底车场附近打一对暗斜井，在+750m水平开凿第二水平运输大巷。利用第二水平开采南翼第二
29、阶段和第三阶段。第四方案：立井双水平上、下山开拓，本方案分以下两种情况：1、第一水平布置同方案二，也是利用第一水平开采北翼一、二阶段和南翼第一阶段。然后在井底车场附近打一对暗斜井，在+750m水平开凿第二水平运输大巷。利用第二水平开采南翼第二阶段和第三阶段。2、第一水平布置也同方案二，同样利用第一水平开采北翼一、二阶段和南翼第一阶段。第二水平是直接延伸主、副井筒到+750m水平，在+750m开凿第二水平运输大巷，服务南翼第二、三阶段。3.2.3开拓方案技术比较由于第三方案和第四方案采用的是两个水平，且第三方案需要单独打一对暗斜井，第四方案也要单独打一对暗斜井或是延伸主、副井筒（需要128m石门
30、来连接），相应的增加了基建投资和设备投资（第二水平暗斜井、井底车场、大巷及石门施工量，开凿费用和设备购买费用等等），而第一方案和第二方案是利用南翼下山兼作暗斜井，不需要专门打暗斜井。与第三方案和第四方案相比减少了打暗斜井和第二水平大巷的费用，而且第二水平井底车场也比第三方案和第四方案简单。因此本设计不采用第三方案和第四方案。下面只比较第一方案和第二方案1、方案一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、井筒装备都比方案二简单，因而初期投资较少，建井期较短。地面工业广场71.5%的部分布置在风氧化带外，这样大大减少了压煤量，工业广场加上井筒保护煤柱总共压煤115.2万吨。方案二井
31、筒掘进技术和施工设备比较复杂，掘进速度较慢，断面利用率低。但服务年限长，通风阻力小，维护费用少。地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比较复杂，地面工业广场压煤276.3万吨，相对于方案一多出了161.1万吨。2、方案一中主、副斜井斜长都较长，主井采用的是钢丝绳牵引皮带，购置、安装费用较高，副井采用绞车提升，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，由于斜井较长，沿井筒敷设管路、电缆所需的管线长度较长，并且通风风路较长，井筒断面小，通风阻力大。方案二适应性很强，般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制。井筒较方案一短、施工费用低，因而井筒内所敷设管路、电缆所需
32、的线路长度较方案一短。而且方案二提升速度快，对辅助提升特别有利，井筒的断面很大，可满足大风量的要求，由于井筒短，通风阻力也就较小。3、方案二井筒受地压作用均匀而且压力较小，相对于方案一好维护。从技术上看，这两个方案各有优缺点，因此很难确定选择哪一个方案，需要从经济上进一步比较。3.2.4开拓方案经济比较方案一、方案二的第一水平和第二水平的大巷及采区巷道布置、基建、维护费用，运输、通风、排水、供电系统和设备以及风井位置、建设费用等基本一样，因此这些不参与经济比较。这里只比较两方案不同部分，即井筒和井底车场的基建费和经营费。方案一和方案二的工程量见表3-2-1，方案一、方案二基本建设费用分别见表3
33、-2-2和表3-2-4，方案一、方案二生产经营费用分别见表3-2-3和表3-2-5，费用汇总见表3-2-6。表3-2-1工程量 方案项目方案一方案二主井井筒（m）1369330+30副井井筒（m）1019330+5井底车场（m）11871250注：井底车场、硐室工程量折算成巷道工程量（按照立方折算）表3-2-2方案一基本建设费用表顺序工程项目名称斜井单水平（含辅助水平）上、下山开拓总工程量（m）单价（元m-1）费用（万元）直接费辅助费管理费合计1主井井筒13693173.02085.516306888.5943.042副井井筒10193173.02085.516306888.5701.943井
34、底车场11872066.11436.21085.74588.0544.60基本费合计1587.6其中管理费为直接费和辅助费总和的31%。表3-2-3方案一生产经营费用表顺序工程项目名称工程量单价费用（万元）123提升（万tkm）12055.20.65元/tkm7835.9井筒维护（am）71762.980.002万元/ am143.5排水（万tkm）8265.60.3元/tkm2479.7生产经营费合计10460表3-2-4方案二基本建设费用表方案项目立井单水平（含辅助水平）上、下山开拓总工程量（m）单价（元m-1）费用（万元）直接费辅助费管理费合计主井井筒3606127.05011.4345
35、2.914591.3525.29副井井筒3356127.05011.43452.914591.3488.81井底车场12502066.11436.21085.74588.0573.50总合计2189.58其中管理费为直接费和辅助费总和的31%。表3-2-5方案二生产经营费用表顺序工程项目名称工程量单价费用（万元）1提升（万tkm）3170.10.82元/tkm2599.52井筒维护（am）18871.20.0005万元/ am9.43排水（万tkm）8265.60.1247元/tkm1030.7生产经营费合计3639.6表3-2-6费用汇总表方案项目方案一方案二费用（万元）百分率（%）费用（万
36、元）百分率（%）基本建设费1587.6100%2189.58138%生产经营费10460287%3639.6100%总费用12047.6207%5829.18100%在上述经济比较中需说明以下几点；两方案的第一水平均为+980m，大巷及上山的开掘量费用近似相同，考虑到全井田中第一水平及辅助水平大巷的开掘长度相同，即开掘总费用近似相同，故未对此进行比较计算，另外，采区上部、中部、下部车场数目两方案也相同，也未予以计算。方案一、方案二的大巷、石门及采区上山的辅助运输费用都相同，此处也不需要进行比较。3.2.5综合比较 综合以上比较结果来看：基建总投资方案一比方案二多了601.98万元，相差了37%
37、；生产经营费方案一比方案二多了6218.42万元，相差了107%。从中明显可以看出方案二大大优于方案一，因此本设计确定选择方案二，即：立井单水平上下山开拓，开采整个井田。3.3井筒特征一般来说，立井井筒的断面形状有圆形和矩形两种，但圆形断面的立井服务年限长，承压性能好，通风阻力小，维护费用底等优点，因此主、副井筒均采用圆形断面。而煤层上部距地表较浅，为便于施工和安全起见，风井采用斜井，半圆拱形断面。3.3.1井筒断面尺寸主井主井井筒采用立井形式，本设计中矿井设计年产量为120万吨，所需提升量较大，因此，根据我国现行技术装备，主井中亦采用一对12t箕斗用于提煤。断面采用圆形，净直径为5m,井壁采
38、用混凝土及砌壁支护方式。此外，还布置有检修道、动力电缆、照明电缆、通讯信号电缆和梯子间等设施。主井井筒断面和井筒特征表分别见图3-3-1和表3-3-1。图3-3-1主井断面图表3-3-1井筒特征表井型120万t井筒直径5m井深360m净断面积19.6m2副井副井井筒采用立井形式，圆形断面，净直径为6.0m，井筒内装备一套1.5t双层单车罐笼，井壁采用钢筋混凝土及砌壁支护方式，井筒主要用于提料、运人、提升设备、矸石等。采用金属罐道梁，行钢组合罐道，端面布置，罐道梁采用通梁式布置方式。副井内除装备罐笼外，还设有梯子间作为安全出口，并设有管子道、电缆道等设备。副井井筒断面和井筒特征表分别见图3-3-
39、2和表3-3-2。图3-3-2副井断面图表3-3-2井筒特征表井型120万t井筒直径6m井深335m净断面积28.3m2提容器升一对9t箕斗井筒支护混凝土砌壁 风井本设计采用分区式通风，北翼和南翼各设一个风井。井田内煤层赋存条件简单，地质条件也较简单，表土层很薄，因此本设计风井井筒倾角采用25。由于其服务年限较长，宜采用拱形断面。风井除用于回风外，还兼做矿井的安全出口，通过风速为8ms，内设水沟，因倾角为25，必须设置人行台阶及扶手。其断面特征见图3-3-3，材料消耗量见表3-3-3。图3-3-3风井断面图图中：1水沟；2人行台阶；3人行扶手表3-3-3材料消耗表井筒净宽（m）净断面（m）净周
40、长（m）允许通过最大风量普氏系数全混凝土砌旋掘进断面（m）支护厚度（mm）材料消耗量（mm）井筒基础拱壁拱壁基础3.07.410.359.249.60.32002501.420.870.31风速验算副井作为进风井，风井作为回风井，其断面的大小必须符合风速要求。由第六章矿井通风及安全技术的风速验算可知，所选择的井筒符合风速要求。3.3.2井壁的支护材料及井壁厚度井壁是井筒的重要组成部分，其主要作用是承载地压，防止围岩风化等。主、副井均采用混凝土砌旋支护，支护厚度为500mm，风井井筒也采用混凝土砌旋。具体的支护方式及井壁厚度等见井筒特征表3-3-4。表3-3-4井筒特征井筒名称主井副井风井井口坐
41、标X（m）.5Y（m）.8.5.6Z（m）131013101344用途提煤提料、矸、人、进风回风、安全出口提升设备9t箕斗1.5t双层两车罐笼井筒倾角（）909025断面形状圆圆半圆拱支护方式混凝土砌碹壁混凝土砌碹壁混凝土砌碹壁井筒壁厚（mm）500500250提升方位角（）213213107井筒深度（m）36033596断面积净（）19.628.37.4掘（）26.438.59.63.3.3井筒深度井筒深度除自井口至开采水平的井筒长度外，还需要加井窝的深度。井窝深度：箕斗井为清理井底撒煤，平台下再设4m井底水窝。故一般开挖到井底车场水平以下3040m，这里取30m。详见井筒特征表。3.4井底
42、车场井底车场是井田开拓的重要内容之一，它与井型、大巷、井筒及位置都有密切的关系。井底车场首先必须保证矿井生产所需要的运输能力，并应满足矿井不断持续增产的需要。为此，井底车场的设计通过能力应大于矿井生产能力3050。其次，在满足井底车场通过能力的前提下应尽量减少其掘砌体积，而且井底车场应便于管理和安全操车。在本章第二节中对井底车场作了较详细的考虑，下面对井底车场做设计计算。 3.4.1选择确定井底车场形式本矿井设计年生产能力为1.20Mt/a，大巷采用皮带运输，辅助运输采用矿车运输，考虑本矿井煤层倾角1117，矿井地质条件比较简单增长潜力很大，采用卧式井底车场，这样施工量小，调车方便，而且可两翼
43、进车。3.4.2线路总平面设计井底车场各存车线的确定本设计主井中采用一对9t箕斗用于提煤，副井中采用1.5t固定式矿车作为辅助提升，电机车采用7t架线式。大巷采用机轨合一形式布置，矿车和电机车的主要技术特征见表3-4-1表3-4-2。表3-4-1矿车技术特征表名称型号容积（m3）名义载重量（t）轨距（mm）轴距（mm）牵引高度（mm）缓冲器外形尺寸（长宽高）（mm）车轮直径（mm）质量（kg）型式最大牵引力（KN）1.5t固定箱式矿车MG1.76A1.71.5600750320单列弹簧式60240010501200300718表3-4-2电机车主要技术特征表电机车粘者质量（t）轨距供电电压（v）最小曲线半径（m）受弓器工作高度（m）固定轴距（mm）车轮直径（m