(本科)采矿工程指导书.doc

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1、 目 录第一章 矿区概述及井田特征2第二章 矿井境界及储量4第三章 矿井年产量及服务年限7第四章 井田开拓7第五章首采区巷道布置22第六章 采煤工艺设计28第七章 开采顺序及采区、采煤工作面的配置31第八章 矿井通风与安全技术措施34第九章 矿井生产系统42第十章 技术经济指标89第一章 矿区概述及井田特征第一节 矿区概述矿区的地理位置（附地理位置图）及行政隶属关系。矿区地形地貌，矿区内有关的主要企业单位。电源、水源及建筑材料的来源。矿区内贸易中心、火车站及其他主要场地的位置。矿区的气候特点；气温、风向、风速，雨期及降雨量，冻结期及冻结深度等，综述矿区的开发条件。第二节 井田及其附近的地质特征

2、井田的地层层位关系、地质构造、含煤系及地层特征以井田地层柱状图说明，煤田的成因及生成年代、煤层的总数及可采层数，表土层及风化带的深度。井田中的地质变动，最主要的破坏及其形式断层、褶曲、火成岩侵入等，区域变质及侵入等，区域变质及侵入变质的程度，它们的分布及位置。水文情况：井田范围内的河流，流量及洪水位，流沙层，含水层的厚度及分布，含水系数及渗透系数，溶洞水的静储量及水力联系，断层的透水性质及水力联系。第三节 煤层及煤质特征井田的煤层及其埋藏条件：走向、倾向、倾角，可采层的厚度及层间距。各煤层的性质，顶底板岩石的性质。煤层的瓦斯性，自燃及煤尘爆炸性，含水性。煤的牌号，工业分析及工业用途。第四节 井

3、田的勘探程度及对对勘探的要求。矿井概况及井田地质特征是矿井设计基础资料。编写本章说明书时，应在生产实习过程中广泛收集、弄清资料的基础上，扣紧指导教师下达的设计题目，按课程设计大纲的要求进行。本章应附图附表：1、交通位置图(说明书插图，比例1500,000)；2、井田综合柱状图(说明书插图)：该图可据“矿井综合柱状图”进行简化后编制，但简化后的“综合柱状图”地质年代、地层单位要连续，对开采有重要影响的地层不能省略，如煤层的顶板、底板、含水层等；3、煤层特征表；4、主要地质构造特征表；第二章 矿井境界及储量第一节 井田境界井田境界应根据地质构造、储量、水文、煤层赋存情况、开采技术条件、开拓方式及地

4、貌、地物等因素，进行技术分析后确定。一般以下列情况为界：1、以大断层、褶曲和煤层露头、老窑采空区为界；2、以山谷、河流、铁路、较大的城镇或建筑物的保护煤柱为界；3、以相邻矿井井田境界煤柱为界；4、人为划分井田时：煤层倾角较小，特别是近水平煤层时，用一垂直面来划分井田境界；在倾斜或急倾斜煤层中，沿煤层倾斜方向，常以主采煤层底板等高线为准的水平面划分井田。说明书中应明确说明确定的井田范围、井田走向、倾向的最大、最小及平均尺寸，井田的面积(km2)。并把确定的井田范围标注在主采煤层(或指导教师指定的煤层)的底板等高线图和剖面图上。第三节 井田储量一、矿井工业储量矿井工业储量是勘探(精查)地质报告提供

5、的“能利用储量”中的A、B、C三级储量之和，其中高级储量A、B 级之和所占比例应符合表2-1的规定。如不符合规定，必须提出补充勘探要求(可在第一章“井田勘探程度”一节述之)。待地质部门所提供的补充勘探报告中高级储量比例满足时方能进行设计，以确保投资的可靠性。二、矿井设计储量矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、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；三、矿井设计可采储量矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道及上、下山保护煤柱煤量后乘以采区回采率的储量。上述各种煤柱计算可参照矿山测量、采矿学的有关章节内容，用图解法求得，并附入设计说

6、明书中。第三章 矿井年产量及服务年限“技术政策”第14条规定：“矿井设计能力按年工作日300d，每天提升14h”计算。每天三班作业，综采工作面可采用每日四班作业，每班工作六小时。按矿井设计生产能力(年产量)主要有以下三类井型：井型 设计生产能力(Mt/a)大型 1.2 1.5 1.8 2.4 3.0 4.0 6.0中型 0.45 0.60 0.90小型 0.09 0.15 0.21 0.30附上述类型外，不应出现介于两种生产能力的中间井型。毕业设计一般为新建井，矿井服务年限可按下式计算：式中：T矿井设计服务年限，a；ZK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=1.3

7、1.5。表3-1矿井井型和服务年限井型矿井设计生产能力(Mt/a)新矿井服务年限(a)改扩建后矿井服务年限(a)大型3.05.01.22.470605040中型0.450.905030小型0.30及以下由各省煤炭厅(局)自定同左计算出的T值必须符合表3-1中规定的服务年限，如小于规定服务年限，则必须调整矿井设计生产能力。第四章 井田开拓第一节 概述编写前应明确编制本节的目的和内容：1、矿区内生产矿井的开拓方式概述及评价：通过在毕业实习期间对矿区各现有生产矿井的地质特征和开拓方式的了解，分析阐明现有矿井所采用的开拓及准备方式的正确性，从而扩大设计者的思路，为设计者正确确定井田开拓方式提供生产实践

8、依据。2、影响设计矿井开拓的主要因素分析：在了解井田地质特征的基础上，进一步分析认识影响设计矿井开拓方式的主要因素，为正确确定开拓方式打下基础。第二节 井田开拓方式井田开拓方式是矿井设计的核心。它是以第一、第二章为基础，以后续的四、五、六章为依辅，内容涉及面宽，可变因素多，政策法律性强，设计时必须注意：1、树立全局观点：在考虑井田开拓问题的同时，要考虑矿井其它生产环节与之相适应，如矿井提升、运输、通风、支护方式、排水等。2、在矿井设计的诸多矛盾中，设计时要抓主要矛盾。为了使主要矛盾得到解决，对次要矛盾或矛盾方面可预先分析确定。确定井田开拓方式时，对以下几方面内容可先进行初算：(1)为了正确确定

9、井筒位置、长度、倾角，必须先确定井底车场的型式和有关线路尺寸；(2)为确定井筒、大巷、井底车场等主要开拓巷道断面，必须初步确定提升、运输设备的类型、型号和规格尺寸；(3)为确定矿井通风方式、风井位置及验算各主要巷道的风速，须根据矿井瓦斯等级和其它条件，初步确定全矿及采区所需风量。一、对井田开拓中若干问题分析1、井田内划分及开采水平数目及位置根据煤层赋存特征、井田内划分一般根据以下原则：(1)井田划分阶段时，阶段要有合理的斜长，以利于运输、通风、巷道维护等。阶段垂高一般可按下列范围确定：缓斜、倾斜阶段垂高为150250m，急斜煤层100150m，倾角16及以下煤层、瓦斯含量低、涌水量小时，应采用

10、上、下山开采相结合的方式。采区内要有合理的区段数目，以保证采区正常生产和工作面接替。在我国目前技术条件下，缓斜煤层可按35个选取，倾斜和急斜煤层不少于23个。(2)煤层倾角小于12，采用倾斜长壁时，条带斜长上山部分一般为10001500m，下山部分一般为7001000m。也可参考实习矿井实际采用的尺寸。(3)煤层倾角在810以下的近水平煤层，宜采用盘区开采。如果煤层层数不多，间距较近，可以用一个开采水平开采所有煤层，盘区上山的长度一般不超过1500m，盘区下山的长度不宜超过1000m。如果煤层数目多，上下煤层间距又较大，此时开采水平的位置决定着盘区的倾斜尺寸。开采水平的数目、位置，应根据煤层赋

11、存条件、阶段的划分、生产技术水平和水平接替等因素综合考虑。一般应注意以下几点：(1)要保证第一水平有足够的服务年限，其服务年限不应小于表4-1的规定。表4-1 第一开采水平设计服务年限井型Mt/a第一开采水平设计服务年限(a)缓斜煤层倾斜煤层急斜煤层3.05.0351.22.43025200.450.92520150.31.5(2)在开采水平以上的上山斜长过大，用一个阶段开采技术上有困难、安全上不可靠，或由于地质构造和煤层产状变化而使井田局部区域用某一个开采水平开采有困难时，可考虑设计辅助水平；(3)为解决下山采区排水、通风和辅助提升，对某些涌水量大或阶段斜长较长的下山采区，亦可考虑设置辅助水

12、平。要使设置的开采水平在经济上有利，一般可根据矿井具体条件，提出几个水平设置方案，进行技术、经济分析和比较，选择最佳方案。但在毕业设计中，如果不作专题论证时，可以不进行水平设置的经济比较，而在综合考虑上述因素的基础上加以确定。2、井硐形式、数目及其配置应根据煤层赋存条件、地形、水文地质、冲积层组成和厚度、井型、设备供应、施工条件等因素来考虑。(1)井硐型式的选择：如煤层赋存于较高的山岭、丘陵和沟谷地区，上山部分煤的储量大致满足同类井型的水平服务年限要求时，应优先考虑采用平硐开拓。对于赋存较浅、表土不厚、水文地质情况简单、井筒不需要特殊施工的缓斜和倾斜煤层，一般可采用斜井开拓方式。采用不同提升方

13、式的斜井，其井筒倾角一般规定如下：串车提升时，井筒倾角不大于25；箕斗提升时为2530。但斜井垂高不超过300m，胶带输送机提升时，则不大于16。立井开拓的适用条件较广，当不受地形条件限制时，大多可以采用。尤其是在埋藏较深、表土层厚、水文地质条件比较复杂、井筒需要特殊凿井法施工时，一般均采用立井开拓。多水平开拓的急斜煤层，也常用立井开拓。根据井田特点，结合地面布置，当采用单一井硐形式不能满足通风、安全、辅助提升等不同需要，或者在技术经济上不合理时，也可采用综合开拓方式。(2)井筒数目：采用斜井或立井开拓时，一般只开凿一对提升井筒(主、副井)。在技术经济上合理时，也可开凿两个以上的提升井筒。 (

14、3)井筒位置的选择：应首先满足第一水平的开采、缩短贯通距离，减少井巷工程量。在一般情况下，井筒位置应选择在井田中央或最小货载运点上，但遇下列情况，可视具体条件而定。井田附近有较大的村镇，应使广场煤柱与村镇煤柱合二为一，要避免首采区迁村；工业场地布置应尽量不压或少压煤，尤其不压好煤，以便为首采区创造较好的开采条件；应避免工业场地处于高山、洼地和受洪水威胁处；井筒和井底车场运输巷道尽量不穿过断层破碎带和少穿过松散岩层。风井布置应根据选定的通风系统合理确定。一般根据以下原则：采用中央并列式通风系统时，在设计中必须规定井田境界附近的安全出口，当矿井发生灾害，井田一翼走向长度不能保证人员安全撤出时，必须

15、形成井田境界附近的安全出口；采用对角式通风系统时，风井设在井田两翼的上部边界；采用中央分列式通风系统时，主、副井设在井田中央，风井设在井田上部边界的中央；采用分区式通风系统时，回风井设在各采区的上部边界，条件适合时，也可利用各采区上山直透地面作为回风井。3、运输大巷和总回风巷的布置及与煤层间的联系方式。(1)运输大巷的布置与煤层间的联系确定运输大巷的布置及其煤层联系时，一般应遵循下列原则：开采煤层群时，根据煤层数目、煤层间距，可以采用分层运输大巷主要石门的布置方式；集中运输大巷采区石门的布置方式或分组集中运输大巷主要石门的布置方式。有些煤层的层间距离较大，但煤层受断层切割，或者赋存状态不稳定，

16、只有局部地段可采，是且储量较小，不宜单独布置运输大巷，可根据具体情况与其它邻近煤层划为一组布置大巷。对瓦斯量很大或有突然涌水危险的煤层，在技术和安全上必要时，可考虑分别划成煤组单独布置大巷；主要运输大巷一般应布置在煤组底板岩石中，但在下列情况下，也可考虑布置在煤层中；(a)距其它煤层很远，储量有限的单个薄及中厚煤层；(b)煤组或煤系底部有距离很近的强含水层和富水溶洞，特别是较大的承压水时应慎重；(c)井田走向长度短，运输大巷服务年限不长，而煤层厚度不大，大巷维护不困难时；(d)煤组或煤系底部有煤质坚硬，围岩稳定，无自然发火危险的薄及中厚煤层，经过技术经济比较比布置岩巷有利时。岩石运输大巷应布置

17、在坚硬、稳定、厚度较大的岩层中，如砂岩、石灰岩和砂质页岩等。避免在松软、吸水膨胀、易风化的岩层中布置。运输大巷应距煤层有一定距离，以避开支承压力的不利影响，这个距离一般与煤层1030m，对急斜煤层，为避免底板移动影响，一般应布置在底板移动范围以外1020m的地方。 在个别情况下，煤层底部岩层水文条件复杂，煤组内煤岩均较松软，维护困难，也可将运输大巷布置在煤层顶板岩层中，此时，必须根据开采后岩层垮落范围，留设护巷安全煤柱。(2)总回风巷的布置及其与煤层的联系当矿井通风系统要求设置总回风巷时，其布置原则同运输大巷基本相同。当井田上部边界标高不一致时，总回风巷可按不同标高分段设置，但分段不宜过多。当

18、井田上部冲积层厚、含水丰富，留有防水煤柱时，总回风巷可以布置在防水煤柱内。4、煤层群分组为了合理开发煤炭，多煤层开采时，应首先考虑煤层群分组。煤组一般根据以下原则划分：(1)将层间距近的煤层划分为一组，但要注意各煤层的倾角、厚度、顶底板岩性的一致性，以及地质构造方面的情况，以利于开采；(2)对不同煤种和煤质，根据国家需要和用户要求，可考虑分别划组，以便分采分运，保证煤质；(3)对有突然涌水危险的煤层或层间距离大的单个煤层，可以考虑单独布置；(4)对瓦斯涌出量很大，有煤及瓦斯突出危险的煤层，应划分为一组联合布置巷道，以便采取开采解放层的措施。二、提出24个技术可行方案，并进行技术比较在上述分析的

19、基础上，提出24个技术可行方案，对所提出的方案，必须充分考虑其提升、运输、通风、排水等各主要生产系统以及所采用的设备。绘制各方案开拓方式平、剖面示意图(插图)，并对各方案的主要生产系统的内容进行简要说明。技术比较主要包括下列几方面内容：基建工程量、施工条件及施工技术、生产管理方面难易程度、煤炭损失量、施工期长短、大型设备及器材占用量等。方案的技术比较应注意的是分析各方案对比的优缺点，而不是方案本身的优劣。三、方案经济比较对技术比较后所保留方案进行经济比较，即计算各方案不同项目的经济费用，包括基本建设费、生产经营费。其计算结果分别按附表4-2、表4-3格式列入。末了编制经济比较汇总表。四、确定方

20、案对各方案的技术比较和经济计算结果，综合分析对比，择优确定采用的开拓方案。在评定各方案优劣时，要全面考虑各种因素的影响，如果各方案经济上相差不大，就要根据技术上的优越性、初期投资的大小、施工难易程度、建井工期长短、材料设备供应条件等因素综合考虑，合理确定。在进行矿井开拓方案经济比较时，应注意：(1)拟定先进合理的技术方案是进行方案比较的基础。因此，首先应深入细致地研究方案，使参加经济比较的方案在技术上是优越的、完整的、切实可行的。要仔细分析各方案的不同之处，详细编制比较项目，反复核对，避免遗漏。(2)需认真分析相同项目和不同项目，只比较不相同项目。例如，两方案都采用相同的井底车场，当两方案井型

21、相同时，井底车场可看作相同项目，不参加比较。相反，如果两方案的井型不同，则分摊于吨煤生产能力的投资不同，就不能看作相同项目，而应进行全面计算，参加比较。(3)进行经济比较时，应抓住重点，比较主要项目的费用。对于影响不大，差别很少的项目可以不比。至于哪些项目是主要的，哪些项目影响不大，应根据具体情况而定。例如：对于低沼气矿井的通风费用，可作为影响不大的费用，不必进行计算。但如果比较的方案是专门研究通风问题，那就作为主要项目，必须进行计算，加以比较。(4)应比较不同项目的整体，而不能仅比较它们的差值。例如两方案的大巷运输距离不同，需比较两方案大巷运输的总运输工作量，而不能仅比较两方案大巷运输工作量

22、的差值。表4-2 方案工程量计算表(说明书中附)序号工程项目名称单位每项工程量项数总工程量备注一12基本建设工程初期后期二)12生产经营费提升运输巷道维护排水注：井底车场总容积可参考表4-6的扩大指标表4-3 方案费用计算表(说明书中附)顺序工程项目名称单位总工程量单价费用(万元)直接费辅助费管理费合计一12基本建设费初期初期小计后期后期小计基建费合计二12生产经营费提升、运输井巷维护生产经营费合计三全部费用合计(5)正确选用各项原始计算数据。例如，采用的运输单价应与所采用的运输设备适应，采用的巷道维护费用单价应与该方案巷道的维护条件相适应。(6)应把基本建设费用和生产经营费用分别列出，把基本

23、建设费用的初期投资和后期投资分别列出。从经济上评定各方案的优劣时，不仅要看各方案总费用绝对值大小，而且也应分别对基建投资、初期投资、生产经营费进行对比，综合考虑其影响。(7)参加比较的方案涉及范围较大时，为了简化计算，在进行大方案全面比较前，可先进行类型相同方案的局部问题的比较，得出该类型方案中较合理的方案，而后以此方案参加不同类型方案的比较。井田的开拓方案选择，除采用上述方案比较法外，也可采用数学分析法、统计法、标准定额法及电子计算机模拟进行优化设计等。第三节 井筒特征在矿井开拓方式确定后，还应对矿井主要井筒(包括主、副、风井)的横断面布置形式、井筒装备、井筒断面尺寸、井筒支护材料等特征进行

24、说明。下面以立井为主作说明，斜井、平硐基本同立井。一、井筒断面尺寸井筒断面尺寸，主要是根据提升容器的种类、数量及外形尺寸；井筒装备的类型、规格、最小允许间隙；井筒的用途、管路、电缆、梯子间的平面尺寸来确定。毕业设计井筒断面，一般是根据本章第二节初步确定的提升机的类型及数量，结合井筒的其它用途，从标准设计断面图中或有关资料中选取。我国目前常用的井筒断面布置形式、井筒内装备及其相应的井筒直径可参见煤矿矿井采矿设计手册上册表5-1-4。 二、井壁的支护材料及井壁厚度井壁是井筒的重要组成部分，其主要作用是承受地压、防止围岩风化等。合理地选择井筒支护形式，对节约原材料、防低成本、保证安全生产、加快建井速

25、度具有重要意义。目前我国的井筒支护方式主要有砼支护、料石支护、砼砌块支护和喷射砼支护等。三、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。故一般井筒需开挖到井底车场水平以下3040m。若井底装载硐室设于开采水平以上时，井底可不设水窝，但要便于井筒淋水能自流入水仓；提升井的井窝深度必须附合规程397条的规定。第四节 井底车场井底车场是井田开拓的重要内容之一。它与井型、大巷位置、井筒及位置等有密切关系。因此，在本章第二节中已对井底车场作了较详细的考虑，本节是对已确定的井底车场作设计计算。进行井底车场设计时，需要明确下列问

26、题：1、大巷运输设备的型号及外型尺寸；2、主、副井空、重车线与大巷的相对位置；3、矿井提升方式及提升容器在井筒中的布置；4、矿井矸石量；5、规范、规程中有关井底车场的规定。井底车场设计计算的一般步骤是：(1)选择确定井底车场形式；(2)井底车场总平面布置、确定线路长度、线路联接计算等；(3)计算井底车场通过能力；(4)确定井底车场硐室位置和主要巷道断面；(5)绘制井底车场总平面图。一、选择确定井底车场形式选择井底车场形式时，参考下列几点：1、对于开采缓斜和倾斜煤层的立井和穿岩斜井，当井筒距运输大巷较近(如4060m)可采用卧式环行车场或梭式车场；井筒距大巷较远时(如大于120m)可采用立式环形

27、车场或尽头式车场；井筒距大巷适中，井筒出车方向与大巷斜交，且距离不太远时，可选用斜式环行车场；开采急斜煤层，可采用刀式环行车场或尽头式车场。对多水平开拓的矿井，主、副井的相对位置、提升方位角、井下出车方向等是固定的，各水平的井底车场要适合这些共同要求；2、井底车场的形式应与矿井井型相适应。大、中型矿井可采用环行式或折返式车场。年产1.2Mt以上的矿井可采用增设主井复线的环行式车场。大巷用底卸式矿车运煤时，一般应采用折返式车场。大巷用皮带运输机运输时，可采用环行或折返式车场，小型矿井，按距井筒的远近，可采用刀式环行车场、尽头式或梭式车场；3、选择井底车场的形式还应考虑地面出车方向的限制，为此有时

28、要求采用斜式环行车场；如果井下需风量较大，要求增加巷道断面，可采用立式环行车场或大断面的折返式车场。根据设计矿井地质条件，井型大小、井筒和运输大巷的位置关系等，再参考上述原则，参考标准井底车场图册、煤矿矿井采矿设计手册等资料，绘制或选取井底车场草图，而后进行计算。二、线路总平面布置设计(以立井为例) 整个井底车场平面线路布置是由以下各部分组成：各道岔线路联接尺寸；主、副井空重存车线长度；主井卸载坑线路长度；副井马头门车线长度；调车线长度；材料车线长度；绕道回车线长度等。(2)井筒位置不受地面限制，仅根据有关规程规定和需要确定。两井筒垂直于存车线方向的距离H一般取35m，平行于存车线方向的距离L

29、，根据各种存车线长度和井行联接计算后确定。当 、 确定后，再据确定的提升方位角，在平面图上确定主、副井筒中心的坐标，在剖面图上确定两井筒高程Z。毕业设计一般采用这种方法确定井筒位置。2、井底车场各存在线长度确定当运输大巷采用列车运行时，主、副井空重车线长度应符合设计规范第5.1.2条规定：主井空、重车线长度应各能容纳1.52列车”、“副井进、出车线长度，大型矿井应各能容纳11.5列车。在出车线应增设一段双轨道，作为材料和设备车的停放及编组之用，其长度对大型矿井应能容纳10个以上的材料车到一列车，对中、小型矿井应能容纳510材料车”。其车线长度可按下列公式计算：式中： 储车线长度，m；列车数；每

30、列矿车数，辆；一辆矿车长度，m；电机车长度，m；电机车制动距离，一般取1215m。3、计算副井马头门线路及主井卸载站线路长度。此部分的计算过程和公式可参见矿井开采设计第十五章(孙宝铮等编，中国矿大出版社，1992年)。 4、根据上述所确定的车场型式、线路布置方式以及运行的车辆类型，选择轨型、弯道曲率半径及道岔，并计算车场各部分道岔及弯道的联接系统尺寸。当采用7t机车或3t底卸式矿车时，井底车场应选用30kg/m及以上的轨型，4号或5号道岔，弯道曲率半径为1520m；若采用一吨固定式矿车运输时，可采用22kg/m及以上轨型，4号或5号道岔，弯道曲率半径为1215m。道岔联接系统尺寸可查阅煤矿矿井

31、采矿设计手册(上)、窄轨道岔联接手册等。5、根据以上计算结果，进行井底车场线路总平面布置。进行总平面布置时，可以主井车线或副井车线为准，根据已定的车场型式求算副井车线或主井车线的长度，并核对各段线路是否符合规定的数值。如果主、副井车线均符合要求，便可以此为据，求其余线段的尺寸，最后利用投影法验算平面尺寸是否闭合。若闭合，则井底车场线路平面布置设计计算即告结束。绘制井底车场线路布置图附入设计说明书中。图中应注明线路尺寸、道岔编号、调车方式等。三、井底车场通过能力计算采用机车运输时，井底车场的通过能力应根据运行调度图表确定。编制图表时可采用下列速度和时间：1、当机车位于列车前、后，运距小于50m时

32、，列车速度采用1m/s，运距在50150m，列车速度采用1.5m/s；2、当机车位于列车前，运距大于150m，列车速度采用2m/s； 3、当机车单独运行，远距小于100m时，机车速度采用2m/s，运距大于100m时，机车速度采用2.5m/s；4、机车摘钩、挂钩、转换运行方向、启动和通过手动道岔的时间宜各采用10s；5、机车牵引底卸式矿车通过卸载坑的速度宜采用1m/s。井底车场年通过能力应按下式计算：式中： 井底车场年通过能力，t；每一调度循环进入井底车场的所有列车的净载煤量，t；每一调度循环时间，min。井底车场的通过能力应大于矿井设计生产能力的30%。四、确定井底车场主要巷道断面及硐室位置井

33、底车场巷道多数采用拱形断面，断面尺寸应符合煤矿安全规程第21条、第22条、第23条要求，主要巷道还要经风速验算，支护方式应视具体条件确定之。井底车场的硐室主要有：井下中央变电所及中央水泵房、翻车机硐室及井底煤仓、电机车库及电机车修理间、调度室、等候室、井下防火门硐室、火药库等。由于毕业设计大纲未要求对硐室进行具体设计，故以上硐室可参考标准井底车场图册，在井底车场平面图中确定位置。井底水仓线路设计、水仓容积可参考煤矿固定设备、矿井开采设计等教科书有关章节，并应符合煤矿安全规程第280条的要求。五、绘制井底车场总平面布置图根据车场线路总平面布置及以确定的巷道尺寸及硐室位置，绘制井底车场总平面图。其

34、比例为1200或1500。图中除标注不同断面的巷道、硐室的相互位置尺寸及巷道联接长度尺寸，还应标注道岔编号、轨道联接系统尺寸与弯道参数等。第六节 井巷工程量和建井工期根据上述有关章节的设计和计算结果，按表4-10格式，计算统计达到设计产量时的井巷工程量，并编制施工进度表确定建井期，见表4-9。平巷掘进速度可参考表4-8。编制井巷工程进度表时，应根据工程内容、施工难易程度，认真分析和确定连锁工程，平行作业工程，对头施工工程，以便合理安排施工队伍，力求缩短建井工期。表4-8平巷掘进速度表掘进机械化程度煤岩类别月进速度综合机械化掘进机组煤400半煤岩250钻爆法煤250半煤岩150液压凿岩台车机械化

35、作业线岩120液压钻(风钻、岩石电钻)作业线岩80注：倾角大于8的上、下山的掘进速度，其修正系数上山应为0.9，下山应为0.8；有煤和瓦斯突出危险的煤层巷道掘进速度应采用0.8修正系数。表4-9 井巷施工进度表(说明书中附)序号工程名称工程量(m)施工速度(m/月)时间(月)20年20年1 3 5 7 9 112 4 6 8 10 121 3 5 7 9 112 4 6 8 10 121234表4-10 矿井达到设计产量时井巷工程量表(说明书中附)序号巷道名称断面形状支护材料巷道断面(m2)巷道长度(m)工程量(m3)备注净掘净容积掘进体积一12二12三开拓巷道准备巷道合 计本章应附下列图表：

36、1、各开拓方案的平、剖面图(说明书插图)；2、参加经济比较的开拓方案基本建设工程量和经济费用计算表；3、井田开拓方式平面图(12000或15000)；4、井田开拓方式剖面图(12000或15000)；5、井筒断面图(说明书插图)；6、井筒特征表；7、井底车场总平面布置图(1200或1500)；8、井底车场线路区段划分图(说明书插图)；9、井底车场列车运动图表；10、达到设计产量时井巷工程量表；11、井巷工程施工进度表。第五章 首采区巷道布置本章是矿井设计的主要章节之一。本章设计的主要内容是：选择采煤方法，确定合理的采煤系统，即采区巷道布置和生产系统、进行回采工艺设计。本章设计时，只需对一个主要

37、煤层和一个投产采区(或指导教师指定的煤层和采区)作详细设计，而对矿井的其它煤层和采区，只作简要说明。第一节 首采区的地质概况及煤层特征1、采区在矿井中的位置，邻区开采情况，煤层的赋存条件，地质构造，煤质、瓦斯、含水性、发火期等，煤层顶板围岩性质。2、采区的范围、工业储量（煤层太多时以平均厚度计算）；3、采区生产能力及服务年限。第二节采煤方法选择为了对各煤层选择合理的采煤方法，必须详细研究煤层的赋存条件和地质特征，并参考实习矿井或矿区实际使用经验。在此基础上，可参照下列各点选择采煤方法：1、对缓斜、倾斜、薄及中厚煤层，一般使用单一走向长壁采煤法，倾角小于12时，可考虑采用倾斜长壁采煤法的可能性。

38、采用走向长壁采煤法，一般采用全部冒落法处理采空区。但直接顶为坚硬难冒落的岩层，或受其它条件限制时，可以考虑采用充填法或刀柱法处理采空区。2、对煤层赋存稳定、顶底板条件较好的中厚煤层，大型矿井一般采用综合机械化的回采工艺方式；对中型矿井，煤层赋存较稳定，地质构造不太复杂的工作面，以及不适于综采的大型矿井工作面，可采用高档普机采和机采回采工艺方式；对小型矿井，或受其它条件限制不适于机采的工作面，可选用炮采回采工艺。3、对缓斜、倾斜厚煤层，一般采用倾斜分层下行垮落走向长壁采煤法。分层厚度根据选用的支架类型确定，一般为1.63.5m，煤层厚度小于4.5m时，应尽可能一次采全高。对于特厚煤层(如大于20

39、30m)，难于使用分层垮落法开采或特殊条件限制不能使用垮落法开采时，可以采用全部充填法。厚度大于6m，煤质较软，顶板中等稳定以下，可采用综合机械化放顶煤采煤。4、急斜煤层，厚度为1.56m，倾角大于55，赋存稳定时，应优先考虑采用伪斜柔性掩护支架采煤法，当不适宜采用伪斜柔性掩护支架采煤法时，厚度在2.0m以上煤层，可采用水平分层或其它采煤法。 5、顶板稳定，煤层条件适宜，电力、水力及其它条件能保证时，也可考虑采用水力采煤法。第三节 巷道布置及生产系统布置采区巷道是为了把回采工作面、矿井主要开拓巷道联系起来，构成运输、通风、动力供应、材料供应等系统，保证工作面连续不断的生产。为了布置采区巷道，需

40、要确定采区走向长度、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、区段平巷、区段集中巷的位置、条数以及它们之间的联络巷道的形式。下面就缓斜或倾斜、薄及中厚煤层走向长壁采煤法的采区巷道布置，阐明设计的步骤和方法。1、采区走向长度的确定此问题第三章已作论述，一般情况下本节仅对采区的位置、边界、范围、地质特征、煤层埋藏条件、储量、采区生产能力等进行叙述。2、确定区段斜长及区段数目采用走向长壁采煤法的采区，应先对区段平巷布置方式进行论证，条件允许时，应优先考虑采用无煤柱护巷。有煤柱护巷时，区段斜长等于回采工作面长度加区段平巷和护巷煤柱的宽度。根据设计规范有关规定，回采工作面长度可参考

41、表5-1。表5-1 工作面长度参考表回采工艺类型工作面长度(m)综合机械化采煤不宜小于160普通机械化采煤薄煤层不小于120，中厚煤层不小于140炮采工艺100120区段护巷煤柱宽度可参考表5-2。表5-2 采区煤层巷道护巷煤柱尺寸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20302550主要回风巷20左右2030采区上(下)山20左右3040区段平巷8201520采区边界510510较大断层10501050视断层落差情况而定区段斜长确定后，根据第三章设计已确定的采区斜长，减去采区范围内应留设的其它倾斜方向的煤柱后，除以区段斜长，即得到区段数目。如为整数，可按此整数划分

42、区段，如得到的区段数不是整数，则应在合理的工作面长度范围内对工作面长度加以调整，或调整相关的其它方面的参数，使其区段数为一整数。多煤层的联合布置采区，区段划分以主要煤层为准，兼顾其它煤层。当采区范围内煤层倾斜方向有较大变化或遇到落差较大的断层时，区段划分，应考虑以这种自然变化为界，以利于工作面生产。3、煤柱尺寸为了保护采区内各种煤层巷道处于良好状态，目前比较常用的是留设一定尺寸的煤柱。煤柱尺寸主要根据实际经验来确定。对于缓斜煤层，可参考表5-2的尺寸留设。4、采区上山的布置采区上山道的数目可根据采区生产能力和开采技术条件确定，一般情况下二条，当采区生产能力较大，瓦斯涌出量亦较大情况下，也可布置

43、三条或四条。对开采缓斜及倾斜煤层，在下列情况下，可考虑将采区上山布置在煤层中：1）、薄及中厚煤层，采区服务年限短时；2）、开采只有两个分层的单一厚煤层的采区，开采深度小，顶底板岩石比较稳定，煤质在中硬以上，上山不难维护时；3）、联合布置采区，下部为维护条件较好的薄及中厚煤层；4）、为部分煤层或区段服务的，维护年限不长的专用通风或运煤上山。对单一厚煤层和联合布置采区，一般应将上山布置在煤层底板岩石中。但在下部煤层的底板岩层距涌水量特大的岩层很近，不能布置上山，或者当上山只为采区部分上部煤层或区段服务，开采下部煤层便废弃不用时，可以考虑把上山布置在煤层群中的中部或上部。 目前国内外均有以煤巷代替岩

44、巷的趋势。采区上山沿煤层走向方向距离一般为2025m。在垂直走向方向上，一般多使两条上山在层位上保持一定高差，把运输上山设在轨道上山之下，一般比轨道上山低24m。但如果采区涌水量大时，可将轨道上山布置在低于运输上山的位置。上山设在同一厚煤层中，一般轨道上山沿煤层顶板，运输上山沿煤层底板布置。 5、区段平巷的布置开采厚煤层时，各分层的区段平巷，在煤层倾角小于1520时，一般用内错式布置；倾角大于2025时，可用水平式布置；倾角小于810的近水平煤层，一般可用重迭式布置。对于开采煤层群的联合布置采区及单一厚煤层分层开采采区应考虑设置区段集中巷。其位置应选在距煤层底板的垂直距离不小于h，并在支承压力传递影响角 以外的地方，根据经验，最小的h值一般为812m， 角介于2555之间，区段集中巷还