1、摘 要本次设计是对吴官屯煤矿3#号煤层进行开采设计,煤层厚度平均为5.6m。本矿井设计年产量1.2Mt/a，服务年限63年，符合矿井设计相关规范，矿井属低瓦斯矿井。设计采用立井开拓方式，共开掘有三个井筒即主立井、副立井、回风井。首采工作面位于1盘区，采用一次采全高后退式综合机械化采煤方法，矿井年工作日为300天,工作面实行“四、六”制作业形式，三班生产、一班检修准备，日循环六刀，每班循环两刀。工作面长为200m，采煤机割煤，刮板输送机运煤的方式，并采用及时支护，采煤机割煤方式为端头斜切进刀，双向割煤。顶板管理采用全部垮落法。矿井采用中央并列式通风方式，抽出式通风方法，各采掘工作面实行局部通风机
2、压入式通风，掘进工作面采用局部通风机压入式通风，回采工作面采用U型通风，矿井全部实现机械化，并且制定了一系列防火、防瓦斯、防顶板的安全技术措施。关键词：立井开拓；综合机械化采煤；全部垮落法AbstractThis design is to design the coal seam in Wuguantun Coal Mine. The average thickness of coal seam is 5.6 m. The designed annual output of this mine is 1.2 Mt / a, and its service life is 63 years, w
3、hich accords with the relevant specifications of mine design and belongs to low gas mine.The design adopts vertical opening, and there are three main shaft, auxiliary shaft and return air well.The first mining face is located in the first panel area, and adopts the comprehensive mechanized mining me
4、thod of one-time mining, the annual working day is 330 days, the working face is in the form of three and eight production, two shifts of production, one shift of maintenance preparation, six knives of circulation per day, Each class circulates three knives. The length of coal face is 200m, coal cut
5、ting machine and scraper conveyer carry coal, and adopt timely support, the coal cutting mode of coal cutting machine is end head oblique cutting cutter, two-way cutting coal. Roof management adopts all collapse method.The mine adopts the central parallel ventilation mode, the extractive ventilation
6、 method, the pressure entry ventilation of the local ventilator in each mining face, the pressure entry ventilation of the local fan in the heading face, the U type ventilation in the mining face, the mechanization of the mine, and a series of safety technical measures for fire prevention, gas preve
7、ntion and roof prevention. Shi.Key words: vertical well development; comprehensive mechanized coal mining; total caving method目 录1矿井概况及井田地质特征11.1井田简介11.2矿井地质概况11.3 矿区水文地质条件32 井田开拓62.1矿井的工业储量62.1.1储量计算方法62.1.2储量主要参数的确定62.2可采储量62.3 矿井设计生产能力及服务年限72.3.1 矿井的工作制度72.3.2矿井设计生产能力确定72.3.3 同时生产的水平数目的确定72.3.4 矿
8、井及水平服务年限的计算72.4 井田开拓82.4.1 概述82.4.2 井筒形式的确定92.4.3 方案的提出及技术比较112.4.4 井筒特征142.4.5 井筒断面尺寸142.5 井底车场152.5.2 中央水泵房硐室162.5.3 水仓的支护形式和特殊要求173大巷运输及设备的选择183.1 大巷运输方式及设备选择183.1.1 大巷运输方式的选择183.1.2 辅助运输方式的选择183.1.3 胶带输送机、矿车的选型及能力验算183.2 主要巷道断面的确定214 采（盘）区或带区巷道布置及装备264.1 煤层地质特征264.2 采（盘）区或带区巷道布置及生产系统264.3 采（盘）区或
9、带区运输设备选择275采煤方法285.1 采煤方法285.1.1 采煤方法选择285.1.2 工作面长度的确定295.2 采煤工艺方式295.2.1 采煤工艺295.2.2 作业形式305.2.3 工作面支护选型及顶板管理305.3 设备配置325.4 回采巷道布置325.4.1 回采巷道布置方式325.4.2 回采巷道布置尺寸335.4.3 回采巷道支护方式335.5 巷道掘进工艺方式及设备346 矿井通风及安全技术366.1 矿井通风系统选择366.1.1 通风方式366.1.2 通风系统376.2 全矿井所需风量386.2.1 风井数目、位置、服务范围386.2.2 掘进通风及硐室通风3
10、86.3 矿井通风阻力436.3.1 通风阻力的计算436.3.2 矿井总通风阻力的计算436.4 通风机选型446.4.1 设计依据446.5 防治特殊灾害的安全措施466.5.1 预防瓦斯爆炸的措施466.5.2 防尘措施466.5.3 预防井下火灾的措施476.5.4 预防井下水灾措施476.5.5 矿压显现控制措施476.5.6 矿井安全出口476.5.7 自救器及安全仪表的配备486.5.8 矿山救护487.矿井提升497.1 概述497.2 主、副井提升497.2.1 主井提升497.2.2 副井提升方式及设备497.3 排水设备497.3.1 设计依据497.3.2 设备选型计算
11、498 设计矿井基本技术经济指标51参考文献53致 谢541矿井概况及井田地质特征1.1井田简介大同市吴官屯煤业有限责任公司的前身为大同市吴官屯煤矿，始建于1968年10月，经2000年、2002年改制成为现在的吴官屯煤业有限责任公司。井田东部与同煤集团公司晋华宫矿相接，北界的东半部分仍与晋华宫矿相连，西半部分与云冈镇红墙矿相接，西界与同煤集团公司云冈矿相邻，南界与云冈石窟北部保安煤柱相接。1.2矿井地质概况1.2.1井田地层井田内多为黄土覆盖，基岩仅出露于沟谷底部及山脊，根据以往地质勘探资料，结合本次利用之钻孔揭露，井田内发育地层由老到新有：1.寒武系（）岩性以厚层状浅灰、浅黄色鲕状灰岩、泥
12、质条带灰岩、生物碎屑灰岩为主，夹暗紫红砂质泥岩、泥岩。井田内寒武系地层主要为中统张夏组和徐庄组。出露于井田东部边缘，含三叶虫化石，与下伏太古界为角度不整全接触。厚度095m，一般60m。2.侏罗系（J）1) 下统永定庄组（J1y）厚度30m左右，由灰、紫红色粉砂岩、砂质泥岩、浅灰色粗、中细砂岩组成。其底部为灰白色厚层状细砾岩、粗砂岩（k8）。与下伏地层为角度不整全接触。含有化石。 2) 中统大同组（J2d）厚111.07190.53m，平均厚度158m。由灰、灰白、深灰色砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、砂岩及煤层组成。含煤10层，其底部为灰白色厚层状细砾岩、粗砂岩（k11），厚度0.818.09m，
13、平均4.20 m。与下覆地层为平行不整合接触。3.白垩系下统左云组（J2y）本组划分为上、下两段。下段：青磁窑段（J2yq）厚度95m左右，以灰白、灰黄色中粗砂岩、砂砾岩为主。砂岩磨圆度和分选性差，多为次棱角状，交错层理发育。底部标志层（k21）为砾岩或粗砂岩，厚626m，平均12.80m左右，成分以石英、燧石为主，长石次之。硅泥质胶结，坚硬、分选、磨圆度均差。与下伏大同组为平行不整合接触，含植物化石。上段：石窟段（J2ys）一般厚度65m左右，由灰紫、紫红色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩与灰黄色中、粗砂岩组成。下部砂岩厚度变化大，透镜体发育，上部砂质泥岩常有球状结核。含植物化石。4.第四系（Q）厚度
14、011.91m，一般厚度2.60m，包括上、中更新统全新统两部分。多为浅黄、褐黄色松散状黄土，棕红色粘土、亚粘土为主，含有钙质结核。1.2.2 含煤地层井田内只赋存侏罗系大同组含煤地层。大同组共含煤10层，以11-1、7号煤顶可将大同组划分为下、中、上三部分，也即三个旋回。下部：为灰色细砂岩，灰白色粗砂岩，灰黑色砂质泥岩、泥岩组成，含11-1、12-2、14-2等煤层。本段以曲流河相及辨状河相、滨湖三角洲相、河漫湖沼相。为大同组较好的成煤期。本段一般厚38m左右，含有植物化石。中部：为灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和灰白色中、细砂岩组成，含有7-1、7-2、8、9号煤层。以滨湖三角洲相为主。本旋回
15、成煤条件较好，煤层层位稳定，厚度也稳定，本段地层一般厚61m左右，含有植物化石。上部：以灰色粉砂岩、细砂岩、灰白色中砂岩、粗砂岩、灰黑色砂质泥岩、泥岩组成。一般厚59m。含有2-1、2-3、3、4号煤层，以曲流河湖沼泽相、滨湖三角洲相为主，含有植物化石。1.2.3井田地质构造及煤层赋存情况1.井田地质构造本井田位于大同煤田东北部，井田总体走向N1035E的单斜构造。倾向SE，地层倾角16，断裂构造不发育。本井田内未发现火成岩活动，也未发现有陷落柱。本区构造为简单类型。2.与项目相关煤层赋存情况3号煤层：上距2-3号煤层平均22.10m，层位稳定。煤层厚度平均5.60m，厚度稳定，变化不大。煤层顶板为砂质泥岩、粉砂岩，其次为中细砂岩。底板主要为砂质泥岩，其次为细砂岩、粉砂岩及泥岩。结构简单，不含夹石，为稳定煤层。
