毕业设计（论文）-林东煤矿矿井开拓及通风设计.docx

摘要本设计是针对某省永城林东矿的矿井初步设计。林东煤矿自然地质条件简单，属于厚煤层，矿井瓦斯涌出量小，属于瓦斯矿井，煤层无自燃发火倾向，煤尘具有爆炸性，矿井涌水量正常。初步设计采用立井单水平采区式开拓全矿井，采用综合机械化采煤工艺进行开采。本设计主要对矿井开拓方式、准备方式、采煤方法和通风系统进行了初步设计，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，使设计尽量做到技术、经济的最优化。关键词：矿井初步设计立井开拓通风设计ABSTRACTThisdesignisforHenanprovincecityalwaysLindongmineralminesthepreliminarydesign.Lindongsimplenatureofcoalminegeologicalconditions,belongstothethickcoalseam,smallamountofminegasemissionandgasmine,belongtonospontaneouscombustiontendencyofcoalseam,coaldustexplosive,minewaterinflowisnormal.Preliminarydesignadoptstheverticalshafttypesinglelevelminingareatodevelopthewholemine,miningbycomprehensivemechanizedcoalminingtechnology.Thisdesignmainlyformine,preparationmethods,exploitationofminingmethodandtheventilationsystemhascarriedonthepreliminarydesign,theminetransportation,ascension,ventilation,drainageandotherproductionsystemsaredescribedandtheequipmenttypeselectioncalculation.Whenthedesignaccordingtotheexistingeconomicandtechnologicalconditions,asfaraspossibletheuseofadvancedproductiontechnologyandequipment,makeadesignasfaraspossibledotechnicalandeconomicoptimization.Keywords:PreliminaryminedesignVerticalshaftfordevelopmentVentilationplanning目录、，、-1-刖SI1井田概况及井田地质特征21.1矿区概况21.1.1地理位置及交通情况21.1.2地形地貌3L1.3气象与地震31. 1.4动力供应31.2井田地质特征31.2. 1井田地形及勘探程度错误!未定义书签。1. 2.2煤层及煤质31.2. 3水文地质情况51.3. 4其他开采条件52井田开拓72. 1井田境界及储量72.1.1井田境界72.1.2矿井资源储量82. 2矿井设计生产能力及服务年限101. 2.1矿井工作制度102. 2.2矿井设计生产能力及服务年限102.3井田开拓112.3.1概述112.3.2地质条件112.3.3所提方案112.3.4确定方案132. 4井筒特征142.4. 1井筒断面尺寸142.5. 4.2井壁的支护材料及井壁厚度172.6. 3井筒深度172.5井底车场及碉室182.5.1确定井底车场形式182.5.2井底车场主要巷道断面及胴室位置182. 6开采顺序及带区、采煤工作面的配置211. 6.1开采顺序212. 6.2保证年产量的同采采区数和工作面数213. 6.3采区工作面布置234. 6.4矿井投产初期年产量的验算235. 6.5井巷工程量和建井工期243采区布置及装备253. 1采煤方法的选择253. 2采区巷道布置及生产系统251. 2.1采区走向长度的确定253. 2.2确定区段斜长及区段数目254. 2.3采区上山的布置及煤柱尺寸255. 2.4采区车场形式选择266. 2.5采区碉室267. 2.6采区巷道掘进268. 2.7采区生产系统273. 3采煤工艺设计283. 3.1综采配套设备选型284. 3.2作业方式304采区通风系统设计325. 1采区通风系统的确定324. 1.1采区通风系统的基本要求324. 1.2采区进、回风上山的选择334. 1,3回采工作面的通风系统344. 2掘进工作面的通风设计344.2.1掘进通风方法344.2.2掘进工作面所需风量及掘进面的设计354.2.3掘进通风技术管理和安全措施365矿井通风与安全技术措施385.1矿井通风系统的选择385. 1.1通风设计的基本依据385. 1.2矿井通风系统要符合下列要求：385. 1.3选择矿井主要通风机的工作方法395. 1.4选择矿井通风方式395. 1.5矿井通风系统的确定405. 2矿井风量计算及风量分配405.1.1 1按同时下井人数需要风量计算405.1.2 按瓦斯涌出量及总回风流中瓦斯浓度不超过0.75%计算405.1.3 按采煤、掘进、碉室、其它用风地点等需风量计算.405. 2.4风量分配与风速验算445. 3全矿通风阻力计算455. 3.1计算原则455. 3.2计算方法465. 3.3矿井等积孔、总风阻475. 4主要通风机选型515.4. 1选择主要通风机515.5. 2选择电动机545. 5矿井的反风设计555.6. 1矿井反风的目的和意义555.7. 5.2反风方式、反风系统及设施556矿井运输、提升及排水566. 1矿井运输566.4.1 设计依据和原始资料566. 1.2运输方式和运输系统的确定566.1. 3运输设备的选择计算566.2矿井提升606.2.1设计依据606.2.2副井提升设备选型选择606.3矿井排水626.3.1设计依据626.3.2排水设备选型计算62致谢65参考文献66附录68附录一外文资料与中文翻译68附录二附图68设计是学生毕业前最后一个教学环节,是培养学生系统的总结和运用所学的理论知识，以及分析和解决实际问题的有效手段。本次设计是在完成了各类课程设计及实习报告的基础上,结合安全工程专业的特点，综合运用所学的安全工程专业知识来解决生产实际问题,具有实际意义和教学意义；是培养具有一定矿井通风理论基础知识，以及解决现场实际问题能力的应用型管理人才的有效手段。本设计系统地阐述设计矿井的开拓开采、矿井通风与安全生产技术措施。本次设计的重点在于矿井通风系统的选择，采区通风线路的选择，采煤工作面通风方式的选择，掘进面局部通风机的选择，矿井通风容易时期和困难时期的通风阻力计算，主要通风机的选型，电动机的选择，实际工况点的确定。本设计所有设计数据,全部依照国家最新推行的各种规章制度要求进行选择；矿井内的各项措施、参数严格按照煤矿安全规程的要求制订,总之，该设计符合相关规定，在生产实践中具有可行性。设计中所采用的矿井开拓方式、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限制，满足设计要求，所选工业设备合适，能够顺利达产，基本做到了技术上最优、经济上最省。当然，由于本人的能力有限，设计中难免有不足之处，希望阅读本文的老师，朋友们能够及时的提出，我会虚心接受指导和建议。1井田概况及井田地质特征1.1 矿区概况LLI地理位置及交通情况林东井田位于某省永城市境内，覆盖城关乡、城厢乡全部及侯岭、双桥、十八里、将口乡的一部分。南北长约5km,东西宽约2km,勘探面积约12km2o矿井北临陈四楼井田，南接新桥井田，地理坐标为：东经116017,30”116°25'21",北纬33°53'52"-34o00,35。井田范围内地势平坦、交通方便。永城市西北至陇海铁路商丘东站约95km,夏邑东站62km；东北至京沪铁路徐州车站约100kn,东南至宿州车站约75km,距京九铁路的亳州车站55km,且均有水泥公路相通。乡村之间公路相通。详见图I-Io1.1.2 地形地貌林东井田位于淮河冲积平原的东部，地势平坦，海拔标高在+77+8Om之间，相对高差23m,微向东南倾斜。区内新生界松散沉积物广泛分布，厚度一般为70m左右。工业广场标高+80m。林东井田内地表水系不发育,仅有淮河支流的沱河从本区最北部自西向东流过，沱河源于商丘北侧响河，雨季流量剧增，旱季干涸无水，属季节性河流。1.1.3 气象与地震本区地处中纬34。附近，属半干旱、半湿润季风型气候，蒸发量大于降雨量，干湿差大，四季分明。年平均气温14.3。C,日最高气温41.5,日最低气温为-23.4。年平均降水量962.9mm,年最大降水量1518.6mm,年最小降水量556.2mm。大气降水量多集中在78月份，可占全年降水量的50%以上，年蒸发量1808.9三o永城地区夏季多东南风，冬季多西北风，平均风速3.4ms,最大风速20m/so降雪期和冰冻期为11月至翌年3月。冻土深度一般IOcm左右，最大19cm0LL4动力供应矿区内现有永城县电厂，装机容量1.5万kW,供本县工农业用电。在建的永城县IIOkV变电站，是由地方集资兴建的，经夏邑、虞城到商丘,主要供地方用电。矿区永久电源由商丘220kV变电站供给。1.2 井田地质特征1.3 .1井田地形及勘探程度本井田位于北北东向的永城隐伏背斜的一部分,总体为一向西偏南的单斜构造，倾角平缓，一般为6.64°13.17oo井田内大部分区段发育有宽缓褶曲，局部地层走向和倾向有波状起伏现象。本井田累计完成钻孔335个，进尺191546.11米，其中本队施工钻孔305个，外单位施工钻孔30个，精查钻孔119个，综合验收评级结果甲级87个，占73.1%,乙级28个，占23.5%,丙级4个，占3.4%。全井田共穿煤层1005层次，见煤点质量评级结果，甲级344个，占34.2%,乙级660个，占65.7%,丙级1个，占0.1%。打薄打丢的煤层均经测井补救合格。本井田的勘探类型为二类(偏简单)二型。精查地质报告基本查明井田的煤层赋存情况、构造情况、煤质以及水文地质条件。林东井田走向长约4公里，最大倾斜长1.31公里。井田内煤层平均厚度8m,煤层浅部标高T30m,深部标高-370m,煤层倾角6.64°13.17oo倾角平均为12°,为缓倾斜厚煤层。1.4 .2煤层及煤质本区含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组和下石盒子组,含煤地层总厚240m,共计含煤2层,煤层总厚8.2m,含煤系数为3.33%o其中赋存于山西组下部的二号煤层为主要可采煤层，可采煤层厚8m。二号煤层赋存于山西组下部。煤层稳定，结构简单，不含夹肝，底板标高为T30-370m,埋深为210450m。煤厚平均8米，属较稳定煤层。煤层直接顶板为中一细粒砂岩，厚6.93-13.23m,其主要成份为浅灰色长石石英砂岩，富含绢云母片、黄铁矿结核，局部含泥岩包体，硅质胶结,交错层理发育，是井田的重要标志层。煤层底板为黑色泥岩或砂质泥岩。区内二号煤层具体质量指标：水分(Wad)0.8%、灰分(Ad)19.84%,硫分(St,d)2.81%,发热量(Qnet,d)23.8MJ/KG,挥发分(Vr)21.43%.粘结指数(G)95。二号煤煤质属低中灰、低水、中高硫之焦煤，由于硫份含量较高可作为一般工业和民用煤。容重1.198tm3o1.4.2 水文地质情况（1）含水层、隔水层及其特征新生界松散层划分为含水层组和隔水层组，由于新生界底部砂层少,富水性弱，与基岩之间有厚约60m的粘土隔水层,对矿床一般无充水影响。煤层顶板砂岩裂隙水是矿床主要直接充水水源,但由于井田内砂岩富水性很弱，渗透性差，径流滞缓，补给源不足，所以对将来矿床开采一般不会造成太大的威胁。（2）矿井涌水量地质报告中预计矿井涌水量：正常150m'h最大300m3h（3）井田水文地质类型本井田主要开采下石盒子组二号煤层。二号煤层底板下距（17#灰岩,平均厚Ilm）平均距离65m,距（19#灰岩平均厚10m）平均距离106m,19#灰岩上距17#灰岩平均在30m左右，其间有泥岩，砂质泥岩相隔，基本无水力联系，如果不受断裂构造影响，正常情况下不会造成突水。井田断层富水性微弱，具有一定隔水性能，一般情况下不会发生大导水威胁。综上所述，本井田是一个和外部水力联系微弱，补给不足较完整的独立水文地质单元，开采煤层远离地表水体，无流水影响，间接充水岩层“灰岩”虽然单位涌水量较大，局部在断层处有与煤层对接的可能性，如留好煤柱，远离断层，一般是不会突水的，本矿井水文地质，工程地质条件属于中等类型。1.4.3 其他开采条件煤层顶底板条件二号煤层直接顶，底板多为细、中粒砂岩，厚层状泥岩（厚度一般大于15m）,局部为砂质泥岩或落层状泥岩，抗剪强度一般大于12MPa,岩石完整性，稳定性较好，顶板易于管理，底板一般不易发生底鼓。瓦斯该矿井属瓦斯矿井，在正常生产情况下，相对瓦斯涌出量为56m3t,绝对瓦斯涌出量为L7m3min;二氧化碳相对涌出量为64m3t,绝对涌出量为0.681m3min°煤尘及煤的自燃该矿煤尘具有爆炸危险性；煤层自燃倾向等级为11I级，属于不易自燃煤层。2井田开拓2.1 井田境界及储量2.1.1 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、开拓方式及地貌、地物等因素，进行技术分析后确定。一般井田境界划分原则有如下几条：以大断层、褶曲和煤层露头、老窑采空区为界；以山谷、河流、铁路、较大的城镇或建筑物保护煤柱为界；以相邻矿井井田境界煤柱为界；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，以主采煤层底板等高线为准的水平面划分井田。根据以上原则以及本矿井的实际情况，矿区内的煤层倾角较小，地质构造简单。确定以林东煤矿为此次设计的井田范围。井田的走向长度为4km,倾斜长度为1.31km0计算面积使用的是AutoCAD207的面积计算程序。所计算得的面积为投影水平面积，水平面积为514kn除以煤层倾角的余弦值，煤层倾角平均为12。，换算成井田的面积为5.25km20根据关底沃煤业有限公司资源储量核查报告及其认定书，某省资源厅颁发的采矿证批准的矿井开采范围,矿井范围由以下5个拐点坐标依次圈定，其各拐点座标见表2-1。表2-1井田边界拐点坐标表点号XY点节XY139462828.7213674352.531539462586.6743673375.254239465399.6143674313.773339465210.0783673148.292439463374.4283672957.9372.1.2 矿井资源储量（1）矿井工业储量矿井工业储量是勘探地质报告中提供的“年利用储量”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规定。对于中型矿井，井田内A+B级储量占总储量的比例为40%；第一水平内A+B级储量占本水平储量的比例为50%;第一水平内A级储量占本水平储量的比例为20%。利用地质块段法和算术平均法计算本设计矿井工业储量。计算说明：参与计算的煤层为二号煤层。井田内钻探工程基本线距，对A级储量，要求线距为750100OmB级储量要求为15002000m,C级为30004000m0由此计算得出矿井工业储量Q=5250000x8xL198=5030（万吨）（2-1）（2）矿井设计储量矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、铁路煤柱、井田边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煤柱损失量后的储量。计算公式如下：矿井设计储量=工业储量一永久煤柱损失（2-2）永久煤柱包括井田境界、断层、铁路桥、村庄保护煤柱、构筑物需要留设的保护煤柱等;井田范围内的地面有铁路,永久煤柱的留设不仅要虑边界煤柱的留设和断层煤柱的留设也要考虑铁路的煤柱留设。井田境界煤柱、断层保护煤柱和铁路保护煤柱的留设：井田境界煤柱留设20m,断层保护煤柱留设30m,铁路煤柱留设30m。经计算保护煤柱为840万吨。故矿井设计储量=工业储量一永久煤柱损失=5030-840=4190(万吨)(3)矿井设计可采储量矿井设计出了减去工业场地保护煤柱、井下主要巷道及上、下山保护煤柱处理后乘以采区回采率的储量。矿井设计可采储量计算公式如下：矿井设计可采储量=(矿井设计储量一保护煤柱损失)X采区回采率保护煤柱为：工业场地、风井场地、主要巷道保护煤柱等。井筒及工业场地保护煤柱留设故可算得工业场地的总占地52900r112,设其沿倾向边长为220m,走向边长为240m。根据建筑物级别围护带宽取20m。又知矿区安全系数k=250,故安全深度HB=mxk=8x250=2000m(式中8m为采高)。由井筒深小于安全深度可知，立井井筒和工业场地只需留一个总的安全煤柱。煤层倾角a=12。，煤层埋藏深度Ho=250m,松散层厚h=84.5m,煤层厚度8mo矿区=76o,=80.6o,=76o,松散层移动角=45oo根据垂直剖面法计算工业广场保护煤柱，经计算梯形ABCD的面积为保护煤柱压煤面积，经计算为S=(420+460)×2402=105600m2o保护煤柱压煤量为：Q=SM=0.01056×8×1.198cosl2°=103,5(2-3)式中：S保护煤柱面积，11M煤层厚度，m；一煤层容重，t/m3。主要巷道及上、下山保护煤柱：此处大巷、上下山留取30m煤柱。经计算得：主要巷道及上、下山保护煤柱为402.5万吨矿井工业资源储量5030万吨，减去各类永久煤柱损失后，再乘以采区回米率，得出矿井可米储量3352万吨。开采损失：二号煤层为厚煤层，采区回采率为80%；矿井储量汇总见表2-2表2-2矿井可采储量汇总表煤层工业储量矿井设计储量(万吨)矿井可采储量(万吨)永久煤柱损失设计储量设计煤柱损失广场大巷可采储量断层边界铁路-号503068189774190103.5402.533522.2 矿井设计生产能力及服务年限2.2.1 矿井工作制度矿井设计年工作日为330d,每天3班作业，其中2班生产，1班准备。每天净提升时间为14ho2.2.2 矿井设计生产能力及服务年限矿井生产能力主要根据矿井地质条件、煤层赋存情况、处理、开采条件、设备供应以及国家需煤等因素确定。参考煤矿设计手册各类井型井田的特征，初步确定矿井设计生产能力为0.6Mta°矿井服务年限按下式计算：T=ZKlAK(2-4)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=1.31.5o则T=3352(1.4×60)=40a计算出的T值必须符合表2-3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。表2-3矿井井型和服务年限井型矿井设计生产能力(Mta)新矿井服务年限（八）改扩建后矿井服务年限（八）大型3.0-5.060401.2-2.45030中型0.450.904020小型0.30及以下由各省煤炭厅(局)自定同左2.3 井田开拓2.3.1 概述根据矿井的地质条件，现有的生产开采技术及设备水平等，提出了两个开拓方案。经过对这两个开拓方案进行技术、经济的比较，最后择优确定方案11为矿井的最优方案，即立井单水平上山式开拓方式，采用中央边界式通风系统。全矿井布置一个水平，采用采区式布置；运输大巷、轨道大巷和回风巷均布置在煤层中；采煤方法采用分层开采的采煤方法；通风方式采用中央边界式通风，主井、副井进风，风井回风。该方案开拓系统简单,巷道布置较少,给工人创造了良好的工作环境,建井投资小。2.3.2 地质条件该井田煤层赋存较平缓，倾角为8。13。，倾角平均为12°,煤层厚度为6.931323m,平均厚度8m,煤层赋存稳定。井田内地质构造简单。矿井水文地质较为简单，正常涌水量为150m3h,最大涌水量为3OOr113h°煤层相对瓦斯涌出量为5.6m3t,绝对瓦斯涌出量为6.4m3mino因此本矿井应属瓦斯矿井。2.3.3 所提方案根据以上论述的地质条件和现有的生产开采及设备水平,提出以下两种技术上可行的方案。方案I：斜井单水平上山式开拓方式如图2-1所示./Z/Z/Z/Z/Z/Z/人''图21斜井单水平开拓斜井单水平开拓。主、副井井筒均为斜井开拓，布置于井田边界，生产水平布置在-370水平，运输大巷沿走向布置于煤层中，其主井进风，副井回风。该方案主要优点：施工设备简单，掘进速度快；初期投资少，建井期较短；地面较开阔平坦，便于工业场地布置；主要缺点：主井、副井位于井田边界处，运输距离较远。风流在井下的流动路线为折返式，风流线路长，阻力较大。斜井留煤柱较多，浪费资源。方案H：立井单水平上山开拓方式如图22所示图22立井单水平上山开拓主、副井筒均为立井，布置于井田边界，生产水平布置在-370水平,运输大巷沿走向布置于煤层底板岩层中，风井位于井田浅部边界，主井、副井进风，风井回风。风井布置在井田的边界，作为回风井兼作安全出口；优点：开拓系统简单，巷道布置较少，早出煤，见效快，投资回收期较短；采用中央边界式通风，通风效果良好；井田境界拥有可靠的安全出口，一旦发生安全事故，有利于井下工人的快速撤离，减少了矿井生产的安全隐患。缺点：工业广场广位于井田边界处，影响场地布置。2.3.4 确定方案方案I、方案II井口位置位于井田边界，开拓方式都是单水平上山开拓。方案I与方案11比较，斜井比立井长得多，巷道工程量大，虽然巷道掘进费用较小，但斜井井筒的维护费用过高，由于斜井较长，沿井筒敷设管路、电缆所需的管线长度较大，有条件时可采用钻孔下管路排水供电但要为此保留安保煤柱，增加煤柱损失；方案11为立井开拓，适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制。回风井布置在山头上，利于通风，虽然方案11较方案I少多布置一个风井，但方案11有利于实现煤矿本质安全生产的要求，同时减少了矿井的漏风。综上比较选用方案H。即立井单水平上山开拓。水平位于-370m,采用上山开采。水平运输大巷布置在煤层底板岩层中。通风方式采用中央边界式通风。2.4 井筒特征2.4.1 井筒断面尺寸（1）井筒断面的确定依据提升容器的种类、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。初选立井井筒装备如下表2-4所示表2-4立井井筒装备矿井生产能力立井副井风井一对it矿车单层双0.6Mt/a一对6t箕斗逃生梯子间通道车标准罐笼（2）井筒装备主井：主井负责提煤。井筒装备一对6t箕斗，刚性罐道。副井：主要用于矿井升降人员、设备、材料及提升肝石等，并兼作通风、排水。井筒内装备一对单层双车It罐笼。风井：主要用于矿井总回风并兼作安全出口。（3）井筒断面的确定根据井筒断面确定原则，确定井筒净直径如下：主井井筒：8.0m；副井井筒：10.0m；风井:6m;（4）风速校核V=QMSVmax式中：V通过井筒的风速，m/s；Q通过井筒的风量，m3s;S井筒的净断面积，H?;M井筒的有效断面系数，圆形井为0.8；Vmax-安全规程规定的允许最大风速。矿井风量可初步按瓦斯相对涌出量计算：Q=0.0926qTK式中：T矿井设计日产量，181818t;q瓦斯相对涌出量，5.6m3t;K备用系数，可取1.15；Q=0.0926qTK=0.0926×5.6×1818.18×1.15=1084.3m3min=18.1m3sV=QMS=18.10.8×50.27=0.45<8ms(2-5)(2-6)经验算，所选井筒直径能够满足规程规定，符合要求。井筒断面图如下图2-3、2-4、2-5所示。图2-3主井井筒断面图2-4副井井筒断面图2-5风井井筒断面1.1.2 井壁的支护材料及井壁厚度根据井壁厚度经验数据选择井壁的支护材料为混凝土支护,井壁厚度主井以及副井为350mm,风井为300mm,充填混凝土均为50mn1.1.3 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o井窝深度：箕斗井为清理井底撒煤，平台下再设N4m井底水窝。故一般井筒需要开挖到井底车场水平以下3040mo如井底装载胴室设于开采水平以上时，可以不设水窝。详见井筒特征表2-4。表24井筒特征表井筒名称主井副井风井X(m)39463707394637073946101井口标高Y(m)367358136735813674285Z(m)+80+80+80总回风升降人员，下放物料、设备以及用途提煤及安全进风、排水出口一对6t箕It矿车单层双车标准罐笼、梯子提升设备梯子间斗间井筒倾角（°）909090井筒直径（m）8106断面形状圆形圆形圆形支护方式混凝土混凝土混凝土井壁厚度（mm）350350300提升方位角（。）107°17°井筒深度462460390断面积净（n?）50.2778.5428.272.5 井底车场及胴室2.5.1 确定井底车场形式井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和胴室的总称，是连接井下运输和提升两个环节的枢纽，是矿井生产的咽喉。林东煤矿属于中型矿井，井筒与运输大巷距离较近，大巷采用皮带和轨道合一运输，选用刀式环形井底车场。2.5.2 井底车场主要巷道断面及胴室位置巷道断面设计主要包括：巷道断面形状的选择、巷道支护方式及巷道断面尺寸确定等内容。(1)巷道断面形状选择井底车场巷道服务年限较长,要求将井底车场巷道布置在稳定的岩层中，因此，一般井底车场巷道采用拱形断面。(2)巷道支护方式井底车场巷道一般多采用喷射混凝土支护。(3)巷道断面尺寸的确定巷道断面的尺寸要符合煤矿安全规程规定：巷道净断面，必须满足行人、运输、通风、设备安装、检修和施工的需要。因此，巷道断面尺寸主要取决于巷道的用途；存放或通过它的机械、器材或运输设备的数量与规格；人行道宽度与各种安全间隙以及通过巷道的风量等。(4)井底车场主要胴室a主井系统胴室井底煤仓井下煤仓上接卸载站胴室，下连装载胴室。通常为一条较宽的倾斜巷道，其中分成两个隔间，一个用以存煤，另一个为人行通道。主井清理撒煤胴室及斜巷煤炭从大巷转载到主斜井时，部分煤炭撒落到井底。为了清理需设置清理撒煤胴室，其中安设提升绞车，并经清理斜巷将矿车送入井底。清出的煤炭提升至运输水平，然后由矿车运至煤仓。b、副井系统胴室中央变电所中央变电所胴室是全矿井下电力总配电站，为了节约输入，输出电缆线，配电均衡，安装维护方便和便于提供新鲜风流等目的，宜将变电所置于副井与井底车场连接的附近。变电所必须采用不燃性材料支护，如选用混凝土或料石砌值，条件许可也可采用不燃性锚喷支护。碉室必须设置易关闭的既防水又防火的密闭门，门内可设向外开的铁珊门，但不能妨碍门的关闭。从胴室出口防火门起5m内的巷道应砌值或用其它不燃性材料支护。变电所的地平,应比副井重车线侧的胴室通道与车场巷连接点处的标高高出0.5m。胴室不应有滴水现象，电缆沟应设一定坡度，以便将积水随时排除室外。中央变电所应根据规定，设置灭火器材，如配备灭火设备和充足的沙箱，为此在胴室设计尺寸时，应留出相应的位置。中央水泵房水泵房胴室是井下主要胴室之一，能否正常安全运行关系重大，故水泵房胴室位置的选择应考虑以下因素：管线敷设最短，不仅节约管线电缆，而且管道阻力和电压降最小。一旦井下发生水患，人员，设备便于撤出，或便于下放排水设备，增加排水能力，迅速排除事故，恢复生产。要求具有良好的通风条件。根据以上要求,胴室位置应选在井底车场与副井连接处附近空车线一侧，以便于设备运输，与中央变电所胴室组成联合胴室，即使有特殊原因也要尽可能靠近副井。中央水泵房胴室必须采用不燃性材料支护，如砌料石或混凝土磴，在坚固的岩层中也可是用锚喷支护，但不得有淋水。出口通道处需设置向外开启的能防水防火的密闭门。从胴室出口密闭门起5m内的巷道，应砌值或采用其它不燃性材料支护。泵房胴室的地平应高出通道与车场连接处地板0.5m,设有流水坡，以防胴室积水。水泵工作的总能力应满足20h内排出矿井24h的正常涌水量。井底水仓井底水仓是按照矿井正常涌水量计算的，煤矿安全规程规定，当矿井正常涌水量在1000m3h以下，主要水仓有效容积能容纳8h的正常涌水量。同时主要水仓的有效容积不得小于4h的矿井正常涌水量。矿井主要水仓必须含有内水仓和外水仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用，特殊情况应设多条水仓。据上述可知，本矿正常涌水量150113h,最大涌水量300m3h,小于100Om3Zho故其容量：V=8(2-7)式中：V水仓容积，m3Q矿井正常涌水量，m3h计算得：V=1200m3本矿井水仓断面为半圆拱形，断面面积为11.8m3,故井底水仓的长度为102m,设内外两个水仓，用混凝土砌值，考虑到支架间隙亦可储水,水仓净断面应乘以1.2的系数。为使淤泥易于沉淀和清理，水仓向配水仓方向设立反坡，其坡度常为1%。2%。，在水仓最低点既清理斜巷底部附近应设积水窝，在清理水仓时能将积水排出，以方便清理工作。等候室在副井井筒附近应设置等候室，作为工人等候和休息的场所。2.6 开采顺序及带区、采煤工作面的配置2.6.1 开采顺序在井田范围内，采区的开采顺序一般采用前进式，即从井田中央开始,向井田两翼推进的方式。本设计矿井为单水平上山开拓，分层开采煤层，煤层倾角较小，瓦斯含量较小，为瓦斯矿井，加上煤层稳定的顶底板等良好的赋存条件，采用采区式的布置方式，采区的开采顺序采用后退式。2.6.2 保证年产量的同采采区数和工作面数保证年产量的同采采区数采区的生产能力应根据地址条件、煤层生产能力、机械化程度和采区内工作面接替关系等因素确定。当采用综合机械化采煤时，采区生产能力一般为04Mta0.8Mta°L2Mta及以下设计生产能力的矿井，矿井同时生产的采区个数为1个到2个。矿井达到产量时工作面个数确定达到设计产量时工作面总线长：B=AXlErMLK3式中：B一采煤工作面总线长，m；A矿井设计年产量，t/a；x回采出煤率，取0.9；M一同采煤层总厚度，m；r一煤层容重，t/n?；K3工作面回采率，95%；L一年推进度，L=330nI；其中：330一矿井年工作日，天；n日循环数，个；I循环进度，m；一正规循环系数，=0.8lL=330nI=330×l×0.9×0.9=267.3m故B=Ax2rMLK3=600000×0.9/(8×1.198×267.3×0.95)二222m确定同采工作面个数N=Bnll(取整数)式中：N一同采工作面数，个；B一工作面总线长，m；n一同采煤层数；1一回采工作面长度，m；(2-8)(2-9)(2-10)N=222×1/226=0.98,取整数为1故同采工作面为1个。2.6.3 采区工作面布置采区内同采工作面数目应根据煤层赋存情况,所确定的回采工艺等因素确定，同时应符合合理的开采顺序，保证安全生产提高工作面单产为原则。由于矿井的设计年产量为60万吨/年，属于中型矿井，因此，设计一个工作面保证年产量即能满足年产量要求。全矿井布置一个工作生产满足年产量的要求，生产相对集中，有利于矿井的安全生产，以及管理的集中,减少生产事故的发生。2.6.4 矿井投产初期年产量的验算根据所配置同采工作面的具体条件，验算投产初期矿井年产量，验算公式如下：An=fjmi-Li-Ii-i-K（2-11）z=l式中：An矿井同采工作面产量总和，Mt;mi一第i号工作面采高，m；L第i号工作面年推进度，m；Ii第i号工作面长，m；i一第i号工作面煤的容重，t/n?；n同采工作面数，个；Ki一回采工作面采出率；A11=8×226×300×1.198×0.95=61.7（万吨）计算结果加上全矿掘进煤之和大于矿井设计年产量A,但不超过1.15Ao全矿井的掘进煤量一般取工作面生产能力的10%进行计算。因此矿井的年产量：A=61.7+10%×61.7=67.87（万吨）故满足矿井设计年产量的要求。2.6.5 井巷工程量和建井工期根据以上各章节计算的结果，计算统计达到设计产量时井巷工程量。根据煤炭矿井、选煤厂工程项目建设工期定额，结合矿区的现实条件，并参照国内目前平均先进水平，井巷成巷进度指标确定如下：立井井筒（冻结）：60m月（基岩）80m月岩石平巷（锚喷）：100m/月岩石斜巷（锚喷）：8