摘要 本设计矿井为鸡西矿业集团小恒山煤矿2.4Mt/a新井设计，本井田内共有可采煤层5层,分别为1#、2#、11#、18#和23#煤层总厚度为6.7m，平均厚度1.4m左右均为１/３焦煤，主要用于炼焦和工业用煤井田平均走向长5000m，平均倾斜长6300m，煤层赋存深度+150m～-700m，主要地质构造为单斜和断层，煤层平均倾角10，属缓倾斜煤层本设计矿井工业储量295.47Mt，可采储量230.17Mt，服务年限68.5a由于井田倾斜长度较大，且为缓倾斜煤层，确定采用倾斜长壁后退式开采，分为3个开采水平，水平标高分别为-20m、-450m和-600m均采用上下山开采，工作面全部采用综合机械化采煤 关键词 可采储量 倾斜长壁 综合机械化采煤 Abstract ThisDesign mine pit for Jixi small Mt. Hengshan ore mine pit design. productivity is 2.4Mt/a, in the well field have 5 to be possible to mine coal.The well field moves towards long 6300m equally, medium bank long 5000m, the coal bed average inclination angle 10, is the easy gradient coal bed.The well field is situated at within the boundaries of the Heilongjiang Province Jixi Mt. Hengshan area.East this ore and the Erdao River sub-ore border, west is neighboring with the Mt. Hengshan ore, southwest the Jixi coal field in the reason permanent mountain village, south is apart from Jixi 30km.The transportation is convenient, has the forest - dense railroad to the north, the recent station is the chicken west station, the railroad may lead to each place by way of Jixi to Mudanjiang, the road may lead to the mishan, Jixi and Mudanjiang. Because the well field incline length is big, also is the easy gradient coal bed, as well as factor influences and so on coal bed geological condition, decided in this well field uses completely inclines long wall mining coal law mining.Working surface for ordinary mechanized and synthesis mechanization mining coal.Keywords：Workable reserves Tilt growing wall Synthetical mechanization cuts coal目 录摘要 IAbstract II绪论 VII第1章 井田概况及矿井地质特征 11.1 井田概况 11.1.1 位置 交通 11.1.2 地形地势 11.1.3 气象及地震情况 11.1.4 水文地址情况 11.1.5 煤田开发史 21.1.6 工农业及原料供应状况 21.1.7 水源及电源 21.2 地质特征 31.2.1 矿区内的地层情况 31.2.2 地质构造 51.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征 51.2.4 岩石性质 厚度特征 61.2.5 井田内的水文地质情况 71.2.5 瓦斯 煤尘及煤的自燃性 71.2.7 煤质 牌号及用途 8第2章 井田境界 储量 服务年限 92.1 井田境界 92.1.1 井田周边情况 92.1.2 井田境界确定的依据 92.1.3 井田的未来发展情况 92.2 井田储量 92.2.1 井田储量的计算 92.2.2 保安煤柱 102.2.3 储量计算方法 102.2.4 储量计算的评价 112.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限 112.3.1 矿井工作制度 112.3.2 矿井生产能力 112.3.3 矿井服务年限 12第3章 井田开拓 133.1 概述 133.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述 133.1.2 影响本设计矿井开拓方式的原因及具体情况 133.2 矿井开拓方案的选择 133.2.1 井硐形式和井口位置 133.2.2 开拓巷道的布置 183.2.3 开采水平数目和标高 203.3 选定开拓方案的系统描述 213.3.1 井筒形式和数目 213.3.2 井筒位置及坐标 213.3.3 水平数目及高度 223.3.4 石门 大巷(运输大巷、回风大巷)数目及布置 223.3.5 井底车场形式的选择 233.3.6 煤层群的联系 243.4带区划分 243.4.1 井筒穿过的岩层性质及井筒支护 253.4.2 井硐布置及装备 263.4.3 井筒延伸的初步意见 283.5井底车场及硐室 293.5.1 井底车场形式的确定及论证 293.5.2 井底车场的布置 存储线路 行车线路布置长度 293.5.3 通过能力计算 303.5.4 井底车场主要硐室 333.6 开采顺序 333.6.1 沿煤层走向的开采顺序要说出从井田中央向井田两翼由近及远开采 343.6.2 沿煤层倾斜方向的开采顺序 343.6.3带区接续计划 34第4章 带区巷道布置与带区生产系统 364.1带区概况 364.1.1 设计带区的位置 边界 范围 带区煤柱 364.1.2 带区地质和煤层情况 364.1.3 带区生产能力 储量及服务年限 364.2 带区巷道布置 374.2.1 区段划分 374.2.2带区斜巷布置 374.2.3带区下部车场布置 374.2.4带区煤仓形式 容量及支护 384.2.5 带区硐室简介 394.2.6带区工作面的接续 404.3 带区准备 414.3.1带区巷道的准备顺序 414.3.2带区主要巷道的断面及支护方式 41第5章 采煤方法 435.1 采煤方法的选择 435.2 回采工艺 435.2.1选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备 435.2.2工作面循环方式和劳动组织形式 45第6章 井下运输和矿井提升 486.1 矿井井下运输 486.1.1运输方式和运输系统的确定 486.1.2 矿车的选型及数量 496.2 矿井提升系统 506.2.1矿井主提升设备的选择及计算 50第七章 矿井通风与安全 527.1 矿井通风系统的确定 527.1.1 概述 527.1.2 矿井通风系统的确定 527.1.3主扇工作方式的确定 537.2 风量计算与风量分配 537.2.1矿井风量计算的规定 537.2.2 风量计算 537.2.3 风量分配 587.2.4 风量的调节方法与措施 587.2.5 风速的验算 597.3 矿井通风阻力计算 607.3.1 确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力 607.3.2 矿井等积孔计算 617.3.3 主扇的选择计算 627.4 矿井安全生产措施 637.4.1 预防瓦斯爆炸的措施 637.4.2 预防煤尘爆炸的技术措施 647.4.3 水患的预防措施 657.4.4 火灾的预防措施 657.4.5 其他事故的预防 657.5 矿井安全技术措施 66第8章 矿井排水 678.1 概述 678.1.1 矿井水来源及涌水量 678.1.2 对排水设备的要求 678.2 矿井主要排水设备 688.2.1 排水方式与排水系统简介 688.2.2 主排水设备及管路的选择计算 69第9章 技术经济指标 71结 论 73致 谢 74附件1中文资料论文 75附件2 外文翻译 79绪论通过大学四年的学习，我掌握了很多专业知识，为了能更好的巩固和运用这些知识，借毕业设计这个机会我做了黑龙江省鸡西市小恒山矿的新井设计，而且我在毕业实习中也收集到了很多小恒山矿的资料。
本设计主要是关于新矿井的建设，其中包括开拓方式、采煤工艺、支护方式、设备选型以及矿井的通风、排水等系统本设计包括通风安全方面、采煤工艺方面、岩石力学方面以及CAD制图方面的知识采矿方面的知识更新很慢，本设计采用了一种创新模式，这是一个新的方案，主要是针对小倾角煤层群的开采方法，本方法采用倾斜的巷道布置，因此，可以节省很多开采费用，也更利于矿井的生产和管理由于本人的知识程度、现场经验和能力有限，本次设计可能会出现一些错误和不妥之处，恳请各位老师给予指点我希望通过做本次毕业设计，我能够学到更多的采矿专业知识，巩固我所学过的各种知识，并且能够很好的运用他们，从而也为我以后的工作打下良好的基础69第1章 井田概况及矿井地质特征1.1 井田概况 1.1.1 位置 交通1.位置：小恒山位于黑龙江省鸡西市境内，地理坐标为：东经13042′20″～13051′31″，北纬4518′42″～4522′16″2交通：国有铁路林—密线，国家级公路方—虎横穿本区而过，此外本集团还有连接洗煤厂，发电厂等铁路专用线，小恒山公路、乡路四通八达，交通十分便利 （见图1—1）1.1.2 地形地势小恒山属低山台地，河谷型地形，北侧和东侧是由古老的麻山群变质岩系组成的老年期地貌，声势陡峭，东部声势平坦，是穆棱河及其支流的冲积平原。
西部是由第三纪玄武岩的方形台地，地面最大高差在150米左右 1.1.3 气象及地震情况小恒山有11月至历年4月为冻结期，冻结深度为1.5～2.0m，最高气温在零下37℃～31℃，最底气温在-29℃～-34℃，全年平均气温在零下0.5℃年降水量在370mm～63mm，属大陆性季风气候，处于亚寒带，年降水量为370～631mm，平均降雨量500mm，风向多为西北和西南，风力3～4级 1.1.4 水文地址情况小恒山附近有穆棱河，忙牛河，滴道河，河北沟和暖泉河，但都离本设计矿井较远，无大影响不于考虑1.1.5 煤田开发史小恒山为新设计矿井，无开发史1.1.6 工农业及原料供应状况小恒山井田周围有农田和国有林地分布，可为矿区提供一部分农产品及生产资料矿井建设及生产所需设备可由附近省市厂家提供1.1.7 水源及电源小恒山矿区水源来自开采地下水，能够满足生产与生活需要生产与生活用电均来自鸡西市供电局和鸡东县供电局，实行双回路供电图1—1 交通位置图1.2 地质特征1.2.1 矿区内的地层情况小恒山矿区位于鸡西盆地北部条带东端，基底是元古界麻山群，含煤地层为中生界上侏罗统鸡西群，包括滴道组，城子河组和穆棱组，勘探区地层层序表如表 （1—1）和煤层综合柱状图 (1—2)。
表1—1 地层层序表界系统群组接触关系地层厚度m新生界第四系全新统Q4冲积层Q4不整和整和—假整和整和—假整和不整和不整和1-20第三系上新统N2玄武岩0-40中生界侏罗纪上统J3鸡西群穆棱组J3m6城子河组J3ch660-740滴道组J3a0-130元古界麻山群Ptms变质岩系>15001.2.2 地质构造构造:鸡西煤盆地的古构造轮廓受近于南北向压应力的影响，大体上可分为二组：一是位于盆地中央的平阳—麻山古背斜，在古背斜轴部发育一条逆冲断裂称平—麻断裂，将鸡西煤盆地的基底分成了中间凸起，走向近东西的南北两个凹陷盆地二是走向近北东或北西方向的剪切断裂侏罗纪晚期，含煤地层形成沉积前的古构造以及后来的燕山运动都对汗煤地层起了一定的控制作用在煤田形成之后，南北向压力进一步加强，使东西向褶皱和北东、北西断裂进一步发展，形成了煤田的今日构造形态岩浆岩：该区分布着不同时代及不同类型的侵入岩类和喷出岩类，据现有资料，侵入岩可分为元古界侵入岩类，燕山期侵入岩类，喷出岩类有燕山期喷出岩及喜山期喷发岩以及新构造期喷发岩小恒山井田范围内的主要地质构造为断层，其中断层有5条，铅垂断距在25m左右 （见表1—2）。
序号断层编号性质产状落差（m)可靠性走向倾向倾角1F1正NWSW75o0～20可靠2F2正NWSW75o0～25可靠3F3正NWSW20 o0～20可靠4F4正NSNW70o0～24可靠5F5正NWNW70 o0～20可靠表1—2 主要断裂构造1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征小恒山煤系地层属侏罗系上统组地层,共有煤层5层,分别为1#、2#、11#、18#和23#,全部可采,可采总厚度为6.7m (见煤层特征表1-3) 表1-3 煤层特征表层次煤厚（m）层平均间距（m）稳定性顶板底板最小最大平均11．62．01．821较稳定中砂岩粉砂岩21．01．81．4稳定中粗砂岩细砂岩149110．91．71.3较稳定中细砂岩、粉砂岩凝灰质粉砂岩30180.61．61.1较稳定中粗砂岩细砂岩20230．71．51.1较稳定细砂岩，粉砂岩细砂岩1.2.4 岩石性质 厚度特征表1-4 岩石性质床号岩性厚度（m）面积（km2）相应层位1辉绿岩1．4～19．9510．202号煤层2辉绿岩1．0～10．2514．511号煤层3辉绿岩0．7～14．253．2023号煤层表1-5 岩石主要物理力学性质指标表名称容重kg/cm3孔隙度抗压强度102 kg/cm3抗拉强度102 kg/cm3变形模量102 kg/cm3弹性模量kg/cm3砂岩2.0～ 2.65～252～200.5～0.40.5～81～10砾岩2.3～ 2.65～151～ 150.2～1.50.8～82～8泥灰岩2.7～ 2.851.6～5.212.830.6～2.02～75～10灰岩2.2～2.75～ 205～200.5～2.01～ 85～10页岩2.0～2.416～301～ 100.2～1.01～ 3.52～ 8石英长石2.65～2.70.12～0.515～ 351.0～3.06～ 206～ 201.2.5 井田内的水文地质情况1、地温特征 小恒山恒温深度16—26米，温度6℃,从地温测量成果计算分析，小恒山平均地温梯度为2.7℃ /100m, 平均地热增温率为38.2m/1℃，地温梯度小于3℃。
小恒山基本属于地温正常区但随着开采深度的增加，地温将有所升高，给生产安全带来负面影响2、矿井涌水量 矿井正常涌水量为150m3/h,最大涌水量为180m3/h，属于低涌水量矿井,历年洪水水位为100m左右1.2.5 瓦斯 煤尘及煤的自燃性1.瓦斯 根据现有资料和临近生产矿井的调查，本矿区内含瓦斯，瓦斯相对涌出量小于0.547m3/t,绝对涌出量为3.039 m3/min，属于低瓦斯矿井2.煤尘 根据煤尘爆炸性实验指标，煤尘爆炸指数小于10％，小恒山矿开采的煤层属于没有爆炸危险的煤层3.煤的自燃性 根据实际调查，及其临近矿井的报告该井田范围内的煤没有自燃倾向，但在秋东季也应注意防火1.2.7 煤质 牌号及用途根据中国煤的分类方案，本区以1/3焦煤为主各层煤的牌号分布与煤的原始质料及其转变、聚积环境及后期变质因素有关根据大量煤的工业分析，结焦性试验，Ⅸ勘探线挥发分小于15%，角质层为零根据上述主要煤质指数，Ⅸ勘探线1/3焦煤可用做炼焦1.3勘探程度及可靠性小恒山矿范围内共施工了398个钻孔，总工程量为210381.86m，平均每平方公里为10.69个钻孔，采用可采煤层点1221个、其中甲级306个、已级点168个、丙级点227个未评级520个，甲、已级点率为38.82％ 。
由于钻探质量较低，直接影响了精查地质报告和深部补充勘探地质报告的质量，对煤层灰分的确定，高级储量的圈定有着间接的影响第2章 井田境界 储量 服务年限2.1 井田境界2.1.1 井田周边情况小恒山矿东起F1断层，西至F5断层,北至煤层露头,南至-700标高结合小恒山矿区的实际景况,小恒山井田境界确定为东经13042′20″～13051′31″，北纬4518′42″～4522′16″ 2.1.2 井田境界确定的依据1.以地理地形、地质条件作为划分井田境界的依据；2.要适于选择井筒位置，合理安排地面生产系统和各建筑物；3.划分的井田范围要为矿井发展留有空间；4.井田要有合理的走向长度，以利于机械化程度的不断提高2.1.3 井田的未来发展情况该井田随着技术的进步和勘探水平全面的提高，井田范围内的探明储量会越来越精确，可能在更深部发展可采煤层2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算设计井田范围内计算的煤层1#、2#、11#、18#和23#五层煤，各煤层储量计算边界与井田境界基本一致矿井储量是指矿井内所埋藏的数量，具有工业价值的煤炭数量它不仅包含着煤矿在地下埋藏的数量，而且还表示煤炭的质量，反映井田的勘探程度及开采技术条件。
矿井储量可分为矿井地质储量、矿井工业储量和矿井可采储量 矿井工业储量是指平衡表内A+B+C级储量的总和矿井设计储量是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煤柱损失量后的储量矿井可采储量是指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后乘以采区回采率的储量2.2.2 保安煤柱参照保护煤柱的设计原则如下：(1)在一般情况下，保护煤柱应根据受护面积边界和移动角值进行圈定； (2)地面受护面积包括受护对象及周围的受护带；(3)当受护边界与煤层走向斜交时，应该根据基岩移动角求得垂直与受护边界方向的上山方向移动角和下山方向移动角，然后再确定保护煤柱；(4)立井保护煤柱应按其深度，用途，煤层赋存条件和地形特点留设，立井深度大于或等于400米的以边界角圈定，小于400米的以移动角圈定为了安全生产，本设计矿井依据《煤矿安全规程》(以下简称规程)，留设保安煤柱如下：1.边界断层留设30m保安煤柱；2.井田内部断层留设30m保安煤柱；3.河流两侧各留设30保安煤柱；4.地面建筑物留设30m保安煤柱；5.煤层大巷两侧煤柱各宽30m。
按以上方法计算得：工业广场煤柱损失4.35Mt； 断层、地面、边界、巷道保安煤柱损失：10.15Mt； 总损失量：14.77Mt；2.2.3 储量计算方法1．工业储量计算块段储量=块段面积平均倾角余弦块段平均厚度容量根据储量图，通过等高线块段法计算小恒山井田工业储量为295.47Mt/a2．可采储量计算 计算公式如下：Z=（Zc-P）C式中：Z—可采储量,mt； Zc—工业储量,mt； P—永久煤柱损失,mt； C—采区回采率 得Z=230.17Wt回采要求：厚煤层不应小于75%，中厚煤层不应小于80%，薄煤层不应小于85%经各煤层可采储量计算，汇总计算出本设计井田可采储量为 230.17Mt表2-1可采煤层储量总表序号煤层号A+B+C工业储量损失量设计采出率可采储量117541.157938396.982%6183.7225865.36174308.782%4809.53115446.355733286.6582%44664184608.454851242.5582%3778.95234608.454851242.5582%3778.9总计28070295471477230172.2.4 储量计算的评价 小恒山井田的各种储量计算经过严格地按照有关规定执行。
由于技术水平限制，计算所得到的各种储量与实际可能有一定的误差2.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限2.3.1 矿井工作制度 该设计矿井年工作日确定为330d，矿井每日净提升16h，采用四六工作制制度2.3.2 矿井生产能力矿井生产能力的大小主要根据井田储量、煤层赋存状况、地质条件等情况来确定，还应该考虑到当前及今后市场的需煤量根据该井田的实际情况，初步拟定了三种矿井年生产能力方案，具体如下： 方案A：1.8Mt/a;方案B：2.4Mt/a;方案C：3.0Mt/a上述三种方案，具体选择哪一种，还应该根据矿井服务年限来确定2.3.3 矿井服务年限 矿井服务年限计算公式如下：T=Z /（Ak） 式中： Z—矿井设计可采储量，Mt；A—矿井生产能力，Mt/a；k—矿井储量备用系数，k=1.3～1.5 根据本矿井实际情况，取k=1.4依据以上拟定的矿井生产能力，服务年限的确定现提出三种方案，具体如下：方案A：1.8Mt/a T=Z /（Ak） =91a；方案B：2.4Mt/a T=Z /（Ak）=68.5a；方案C：3.0Mt/a T=Z /（Ak）=55a。
参照《煤矿工业矿井设计规范》规定，方案B较为合理，即：矿井生产能力为2.4 Mt/a,矿井服务年限为T=68.5a 第3章 井田开拓3.1 概述3.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述 附近有东山矿采用立井开拓，两水平开采，一水平在-50标高二道河子矿采用立井开拓，两水平开采，一水平在-50标高3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的原因及具体情况 井田开拓方式的选择应全面考虑各种因素，主要因素包括：1.井田地质和水文地质条件（特别是表土层情况）；2.煤层赋存和开采技术条件；3.地形地貌和地面外部条件；4.技术装备和工艺系统条件；5.施工技术和设备条件；6.总体设计和矿井生产能力要求等对以上各种因素要综合研究，通过系统优化和多方案技术经济比较后确定影响本设计井田开拓方式的具体因素如下：（1）地表因素本井田属于平原地形，地表平均标高+150m2）煤层赋存情况整个井田的煤层上部标高在+150 m，下部标高在-700m，东部以F1断层为界,西部以F5为界。
整个小恒山矿区共有五层可采煤层，即1#、2#、11#、18#和23#全区发育煤层走向长度为6.3公里，倾向5.0公里小恒山井田煤层系缓倾斜中厚煤层，平均倾角在10左右3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1 井硐形式和井口位置1.井硐形式方案比较开拓方式的选择应全面考虑各种因素，主要因素包括：井田地质和水文地质条件；煤层赋存和开采技术条件；地形地貌和地面外部条件；技术装备和工艺系统条件；施工技术和设备条件；总体设计和矿井生产能力要求等 对以上因素要综合研究，通过系统优化设计和多方案技术经济比较确定设计提出了三个开拓方案（如图3-1） 方案一：双斜井开拓； 方案二：双立井开拓； 方案三：主斜井副立井开拓 以上三种井田开拓方案比较如下：1) 双斜井开拓斜井与立井相比有如下优点：（1）井筒装备和地面建筑物少，不用大型提升设备，钢材消耗量小；（2）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，井底车场及硐室都投资较少；（3）带式输送机提升增产潜力大，改扩建比较方便，容易实现多水平生产，并能减少井下石门长度。
缺点：（1）在自然条件相同时，斜井要比立井长得多；（2）由于斜井较长，沿井筒铺设管路，电缆所需的管线长度较大；（3）围岩不稳固时，斜井井筒维护费用高，采用绞车提升时，提升速度低，能力小，钢丝绳磨损严重，动力消耗大，提升费用高，当井田斜长较大时，采用多段绞车提升，转载环节多，系统复杂，更要多占用设备和人力；（4）斜井通风风路较长，对瓦斯涌出量大的大型矿井，斜井井筒断面小，通风阻力过大，可能满足不了通风的要求，不得不另开专用进风或回风的立井并兼做辅助提升当表土为富含水的冲积层或流砂层时,斜井井筒掘进技术复杂,有时难以通过 适用条件 ：煤层赋存较浅，垂深在200米以内，煤层赋存深度为0～－500米，含水砂层厚度小于20～40米，表土层不厚，水文地质情况简单的煤层井筒不需要特殊方法施工的缓倾斜及倾斜煤层技术评价：本井田一水平设在-20水平标高，根据煤层的赋存情况可以采用双斜井开拓2) 双立井开拓优点： （1）立井的井筒短，提升速度快，对辅助提升有利;（2）机械化程度高，易于自动控制;（3）井筒为圆形断面结构合理，维护费用低，有效断面大通风条件好，管线短，人员升降速度快适用条件：煤层赋存深度200～－1000m，含水砂层厚度20－400m,立井开拓的适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件限制。
技术上也比较可靠当地质条件不利于平硐或斜井开拓时均采用立井开拓方式技术评价：根据本井田的地表情况，地质构造，煤层赋存等因素，本井田煤层赋存最深-700m标高，平均煤层倾角10，满足采用双立井开拓，故此方案在技术上也可行3). 主立副斜井开拓 优点：兼有斜井和立井的优点但是同时兼有斜井和立井的缺点，由于地面工业广场布置复杂，不适合本设计矿井,故直接否定图 3-1 开拓方案示意 可行的技术方案还要通过经济比较（如表3-1）表3-1 开拓方案经济比较表方案项目方案一方案二方案三基建费（万元）井筒210井筒101井筒156石门1435石门1000石门1200集中斜巷0集中斜巷0集中斜巷0主要大巷29291主要大巷29291主要大巷29291带区车场72带区车场90带区车场90带区煤仓190带区煤仓190带区煤仓190带区斜巷1296带区斜巷1296带区斜巷1296总计费用/万元32494费用/万元32068费用/万元33323从经济比较表可知方案二投资少，所以该设计矿井选择方案二据上述各种方案的比较,确定矿井开拓方式为双立井开拓2.井口位置井口位置的选择是井田开拓的重要组成部分在选择开拓方式的同时，就要考虑各种可能的井口位置。
1) 井下条件（1）在井田走向方向的储量中央或建在中央位置使井田两翼可采储量基本平衡，这样可使走向运输大巷的运输费用最低，同时在生产中能保持两翼均衡生产和采区的正常接续，而且巷道维护、通风等费用也相应降低若因地面、井下某种因素影响靠近中央位置，需要偏离时，在可能条件下要少偏离，尽量避免井筒偏于一侧，形成单翼生产的不利局面，特别是第一水平可采储量的平衡问题2）在井田倾斜方面：采用单水平开采时考虑上、下山合理的长度，井筒与上山下部运输大巷靠近，与井底车场形成一体，尽可能不搞石门采用多水平开拓时，在考虑各水平石门工程量总和小的同时，应首先考虑第一水平的开采，然后兼顾其他水平井筒与井底车场及主要运输大巷位置的选择统一考虑3）开拓方式和井口位置选择时，一定要与初期移交达产采区的位置及其接续统一考虑初期采区要选择在地质（特别是构造、煤层厚度及稳定性、顶底板）和水文条件好、煤层储量丰富、勘探程度高、地面无建筑物或少量易迁建筑物，便于迅速达产和增产的地段，同时尽量靠近井田中部井筒应靠近初期移交、达产采区4）井筒应尽量避开或少穿地质及水文复杂的底层或地段同时将井底车场布置于地质和水文条件好的稳定岩层中，并注意不受底部强含水层承压水威胁。
5）尽量减少井筒及工业场地保护煤柱数量，特别是少压或不压前期开采条件好的煤层有条件时可放在无煤带和煤层无开采价值的地带2) 地面条件（1）井筒应建在比较平坦的地方在山区、丘陵地带要结合地面生产系统充分利用地形尽量减少土石方工程量2）井口应满足防洪设计标准3）井口要避开地面滑坡、岩崩、泥石流、流砂等危险地区4）井口及工业场地位置必须符合环境保护的要求 （5）工业场地要少占或不占良田6）井口位置要与矿区总体规划的交通运输、供电、水源、居住区、辅助企业等布局相协调，使之有利于生产，方便生活设计提出了三个开拓方案： 方案一：井筒建在煤层的浅部； 方案二：井筒建在煤层中部； 方案三：井筒建在煤层深部 （见井筒位置示意图 图3—2）当井筒建在煤层浅部时，工业广场压煤少，但石门长；当井筒建在煤层中部时，较为合理；当井筒建在煤层深部时，石门短，但工业广场压煤多根据本井田的实际情况，技术比较，并考虑到上述的条件，设计矿井井筒位置详见开拓平面图两立井位于井田中央，坐标分别为：主井：（5007450 418100）；副井：（5007465 418000）图3—2井筒位置示意图3.2.2 开拓巷道的布置1.开拓巷道布置方式的选择煤层根据数目和间距的不同，大巷可以布置成单煤层的（称分煤层运输大巷），分煤组的（称分组集中运输大巷）和全煤组集中的（称集中运输大巷）。
采用集中运输大巷时，各煤层（组）间可以用采区石门联系当煤层倾角较大时，煤层间也可用溜井或斜巷联系各种方式的适用条件如下：（一）分煤层大巷适用条件（1）煤质牌号不同，要求分采,分运，煤层数不多，层间距大，石门长；（2）井底车场或平硐在煤层顶板，各煤层底板,均有坚硬岩层；（3）井田走向长度短，服务年限不长二）分组集中大巷适用条件（1）按煤层的特点根据运输，通风要求组合，经济上有利；（2）多水平生产，容易解决运输，通风的干扰，煤层数多,层间距大小悬殊三）集中运输大巷适用条件（1）下部煤层底板有坚硬岩层，维护容易，适于煤层层数较多，层间距不是很大的矿井；（2）井田走向长度较大，服务年限比较长，自然发火严重，便于分区，分段处理发生的事故2.阶段或水平是沟通带区与井底车场的交通运输干线，并进行通风、排水及铺设管线当上一阶段采完后，又可作为下一阶段或水平的总回风巷，其工作年限长如果采用单一水平开拓，其工作年限与矿井服务年限相同（见开拓方案比较表 表3—2）依据本井田的地质条件及煤层赋存状况：本井田共有可采煤层5层，即1#、2#、11#、18#和23#，其中1#与2#平均间距21m，2#与11#煤层平均间距149m，11#与18#平均间距20m，18#与23#平均间距30m。
针对上述情况，有对比表可知，本井田适合于分组集中大巷布置，所以采用方案二表3-2 开拓方案比较表方案方案一方案二方案三开拓巷道布置2#于11#中间布置岩石集中运输巷在2#下与23#层下分别布置岩石集中运输巷在23#下的岩石中布置一条岩石集中运输巷道方案分析2#于11#层间距149m，需要掘石门进入煤层，工程量大，且巷道压煤量大本方案属于分组集中开采，1#和2#集中开采，11#、18#和23#集中开采，工程量较方案一少大，但是运煤效果好，压煤量少工程量过大，难于开采，不能使用分析结果本设计矿井采用方案二的开拓方案，在2#下与23#层下分别布置岩石集中运输巷3.2.3 开采水平数目和标高当煤层赋存状态为倾斜时，一般由浅向深开采，以达到建设成本低、速度快、投资省、工程量少的效果根据煤层的倾斜长度和赋存条件，一个井田可以分为单水平开采，可以分为多水平开采（从上往下逐水平开采）每个开采水平都要设立井底车场和运输大巷，供该水平各带区煤的外运和通风用本设计井田水平标高的确定主要考虑了以下几个因素：1) 矿井的生产成本，合理的水平接替，水平的合理服务年限；2) 煤层地质构造和赋存条件，井底车场及其主要硐室的位置应建于较好的岩层内。
根据规范规定2.4Wt/a矿井的第一水平应在25～30a，所以得：Z = TAk=2.4251.4=84 Wt得出阶段斜长L为1867m；l=Lsin10=1867sin10=320因为地面露头在+150标高，所以第一水平应在-170标高以下根据上述因素，本设计井田设计提出水平划分方案如下：方案一：井田划分两个开采水平；一水平标高-250 m，二水平标高为-490 m一水平实行上下山开采，二水平下山开采 方案二：井田划分三个开采水平，一水平标高-20 m，二水平标高-340 m，三水平标高-600 m一、二、三水平均实行上山开采水平储量及服务年限如下：表3-3 水平化分表可采储量（万吨）服务年限（年）方案一一水平1948848二水平6921.620.6方案二一水平9046.926.9二水平9046.926.9三水平4939.214.7从该表中可知，方案一的一水平服务年限不符合规范的要求，水平垂高太大，斜长太长不宜运输，所以不应考虑方案二的水平服务年限能够满足一水平服务年限不小于25年的基本要求，储量充足，且有利于采区的接续，巷道利用率高，吨煤成本相对较低故而采用方案二的水平划分方法，即划分三个开采水平，一、二和三水平标高分别为-20m –340m和-600m，一、二和三水平采用上下山开采。
3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1 井筒形式和数目小恒山矿井采用双立井开拓方式，一个主井一个副井3.3.2 井筒位置及坐标井筒位置就是确定井筒在煤层倾斜和走向方向上的具体位置，并用方位角和直角坐标予以表示，选择井筒位置的条件：1. 地面条件（1）矿井煤的运输方向，地面工业场地占地面积；（2）井田地形与工程地质条件2. 井下条件（1）保护煤柱的损失量和矿井的运输量；（2）利用地质条件，按勘探程度和初期工程量按照本井田的具体情况，并根据上述的条件，该设计矿井井筒位置详见开拓示意图两立井位于井田中央，坐标分别为：主井：（5007450 418100）；副井（5007465 418000）3.3.3 水平数目及高度小恒山矿井采用多水平开拓,拟定第一水平为-20 m,本井大部分带区的煤层浅部标高在+150,实行上、下山开采第二水平拟定标高为 -340 m，实行上、下山开采第三水平拟定标高为-600 m，实行上、下山开采3.3.4 石门 大巷(运输大巷、回风大巷)数目及布置1.大巷数目 一条主要运输大巷、一条主要回风大巷2.大巷布置 大巷的布置方式主要有煤层大巷、岩石大巷两种，对于各种大巷布置方式分述如下： （1）煤层大巷：对于新建矿井，在煤层中布置巷道，在建设期间，还有早出煤，早投产，节省投资的优点。
当煤层顶底板稳定，煤层坚硬易维护，煤层起伏和断层小时，可保证巷道较为平直，保证运输设备运行没有瓦斯突出，无严重自燃发火等情况下，应优先考虑采用煤层大巷下列情况宜布置煤层大巷：①围岩稳定，煤质坚硬，维护简单的煤层和单独开拓的薄煤层或中厚煤层；②煤系底部有含水层或富含水的岩溶时，不宜布置底板大巷的；③煤层群中相距较远的单个薄煤层或中厚煤层，煤层群（组）下部的薄及中厚煤层中开集中大巷的；④煤层坚硬而顶板松软或膨胀，难以维护的2）岩石大巷：它优点很多，如可不留或少留护巷煤柱，煤的损失少，安全条件好，受煤和瓦斯突出以及自燃发火影响较小维护条件好，费用低大巷方向、坡度可根据运输等功能要求选定，而较少受地质构造的影响缺点主要为掘进速度慢，岩石工程量大，投资费用高，建设工期长根据本设计井田的具体条件，大巷布置成岩层的要比煤层的优越性大所以选择岩石大巷在本设计井田中，由于1#和2#煤层间距小，可布置岩石集中大巷，11#、18#和23#煤层间距小，可布置岩石集中大巷因此，运输大巷、回风大巷采用分组集中岩石大巷布置由于大巷与石门的服务年限比较长，运输能力要求也比较大，所以大巷、石门的断面和支护设计基本相同，断面尺寸详见断面图 (图3—3)。
图3—3主要巷道断面图3.3.5 井底车场形式的选择井底车场是连接井筒和主要运输巷道的一组硐室和巷道的总称，是连接井下运输和提升两个环节的枢纽，因此井底车场设计是否合理直接影响矿井的生产和安全1.设计依据（1）地面及井下生产系统的布置方式和工作制度及设计生产能力；（2）通风方式及瓦斯等级和主要运输巷道的运输方式；（3）各种硐室有关的资料2.设计要求（1）考虑主、副井之间施工时方便贯通；（2）井底车场线路布置应该结构简单，运行及操作系统安全可靠，管理使用方便，布局合理，注意节省工程量，便于施工和维护；（3）尽可能提高井底车场的机械化水平，简化调车作业，提高井底车场通过能力；（4）井底车场富裕通过能力，应大于矿井设计生产能力的30%3.立井井底车场的基本类型（1）环形式：刀式、立式、斜式、卧式；（2）折返式：梭式、尽头式4.井底车场形式选择（1）必须操作安全，符合规程、规范；（2）生产成本低，建设投资省，井巷工程量少，便于维护，使管理方便，调车简单，弯道及交岔点少；（3）要保证矿井生产能力有足够的富裕系数；（4）施工方便，各井筒间，井底车场与主要运输巷道间能迅速贯通，缩短建井工期 根据上所条件，通过对各种形式井底车场的适用条件及优缺点做简单比较，结合本设计矿井的有关设计参数，拟定本设计井田井底车场形式为环形与尽头结合式车场，采用两翼来车的形式。
3.3.6 煤层群的联系小恒山设计井田煤层群开采时的联系方式是分组集中准备，既1#和2#煤层组成一个统一的采准系统， 11#、18#和23#煤层组成一个统一的采准系统，大巷采用分组集中布置方式煤层倾角一般在10左右小恒山设计带区斜巷要与带区下部车场相连，所以注定了带区下部车场要向分组集中运输大巷的下帮开掘，带区下部车场方位与分组集中运输大巷垂直，然后施工一个回头，与带区斜巷相连3.4带区划分小恒山设计井田由于各煤层的倾角都小于12，且煤层赋存稳定，构造简单，总厚度为6.7米左右，顶底板良好采用倾斜长壁采煤法比走向长壁采煤法有很多优点，可以节省大量开采费用采用倾斜长壁采煤法的矿井内划分一般是条带式、带区式和盘区式由于条带式和盘区式巷道布置方式其工程量大，所以采用带区巷道布置带区是指能共用一个带区煤仓的所有煤层的所有工作面所组成的区域 （见图3—4） 图3—4带区划分示意图3.4 井筒布置及施工3.4.1 井筒穿过的岩层性质及井筒支护小恒山井田采用双立井开拓方式，布置两个井筒，井筒穿过的岩石大部分为粉砂岩，有少部分的细砂岩和中砂岩，参考水文地质资料，依据井筒特征及装备情况，本设计井田的井筒支护形式为：混凝土整体灌注式，主井井壁厚度为450毫米。
3.4.2 井硐布置及装备井筒断面布置应综合考虑井筒围岩性质、运输方式、通风安全等因素，具体遵循原则如下： （1）符合《规程》《煤炭工业矿井设计规范》；（2）减少井筒工程量，合理使用断面空间，利于井筒检修、维护、清扫和人员通行安全主井用于提升煤和回风用，其直径为6.5米，副井为提升人员、运料和矸石所用，其直径为6.5米主副井都采用料石砌碹支护和混凝土锚喷，其中主、副井壁充填混凝土厚度为50mm，主井壁厚为450mm,副井壁厚为500mm,（详见主副井井筒断面图3—5，3—6） 图3—5 主井井筒断面 图3—6 副井井筒断面主井井筒：井筒直径6.5m，净断面面积33.2m2，掘进断面面积43m2井筒深度170m井筒内装备一对16t刚性罐道立井多绳箕斗（JDG-16/1504），采用18018010mm方型空心型钢罐道，端面布置采用树脂锚杆固定拖架副井井筒：井筒直径6.5m，净断面面积33.2m2，掘进断面积43m2井筒深度170m，井筒装备双层四车刚性立井多绳罐笼，担负矿井辅助提升任务，兼作进风井筒3.4.3 井筒延伸的初步意见根据本设计矿井水平划分方案，该设计矿井主副井筒从地面布置到一水平后需要延伸，但是在进一步进行地质勘探后，井筒仍按原有主副井延伸到三水平。
3.5井底车场及硐室3.5.1 井底车场形式的确定及论证 井底车场形式的确定应该根据井田地质条件、井型大小、井田开拓方式、大巷运输方式、地面布置及生产系统等因素来选择该矿井井底车场形式的选择依据如下：(1)小恒山矿井属于低瓦斯、低涌水矿井2)矿井采用双立井开拓方式，三个开采水平，分组集中大巷布置；(3)主要运输大巷采用5t底卸式矿车运输，每列车由21辆矿车组成，由两台10t架线式电机车一前一后牵引卸载时，机车通过卸载站辅助运输采用1.5吨固定式矿车，矸石列车由40辆1.5吨固定矿车组成二台10t架线式电机车双机牵引；(4)矿井设计生产能力为2.4Mt/a，年工作日330d，实行四六工作制，每日净提升16h综合以上所述，结合设计要求，经分析比较后，本设计矿井拟选用5.0t底卸式矿车，环形与尽头相结合式井底车场3.5.2 井底车场的布置 存储线路 行车线路布置长度1．井底车场线路布置的要求(1)井底车场的线路线路布置要有利于通风；(2)为保证运行安全，应尽量避免在曲线巷道顶车；(3)井底车场线路的工程要量小；(4)当井底车场布置线路时，应充分考虑各硐室布置的合理性；(5)主要由主井空、重车线，副井进、出车线和回车线组成，由于通过各个井底车场的煤种数量不同，其各线路的数目和长度亦相应不同；(6)底卸式矿车的井底车场设计要注意调头问题。
2．存车线长度的确定确定存车线长度是井底车场设计中的重要问题，如果存车线长度不足，将会使井下运输和井筒提升彼此牵制，影响矿井生产能力；反之，如果存车线过长，会使列车在车场内的调车时间增加，反而降低了车场通过能力，并增加车场工程量根据我国煤矿多年的实践经验，各类存车线可以选用下列长度：（1）大型矿井的主井空、重车线长度各为1.0～1.5列车长；（2）副井空、重车线长度， 大型矿井按1.0～1.5列车长；（3）材料车线长度，大型矿井应能容纳15～20个材料车3.存车线长度的计算①主井空、重车线，副井进、出车线：L=mnLk+NLj+Lf式中： L—主井空、重车线，副井进、出车线有效长度，m； m—列车数目,列； n—每列车的矿车数，按列车组成计算确定； Lk—每辆矿车带缓冲器的长度， m； N—机车数，台； Lj—每台机车的长数，m；Lf—附加长度, 取10 m经过计算，得 主井L=1214.4+24.5+10=111.4 m，取112m；副井L=1.5402.6+24.5+10=175 m②材料车线有效长度L=ncLc+nsLs式中：L—材料车线有效长度，m；nc—材料车数，辆；Lc—每辆材料车带缓冲器的长度，m；ns—设备车数，辆；Ls—每辆设备车带缓冲器的长度，m。
L=ncLc+nsLs =202.6=52 m根据实际需要，开设水泵硐室和变电所，取材料车线长60m3.5.3 通过能力计算1.井底车场线路布置图3—7和调度表3—5 2.矿井日产原煤7272.7吨，每日运矸石量为7272.70.15=1090.9t， 5t底卸式矿车日运煤量为7272.70.94=6981.8t5t底卸式矿车列车数为6981.8/（521）=66.493列1.5t固定式矿车列车数为1090.9+436.3/401.7=22.。