摘要
本设计为张双楼矿1.8 Mt/a的矿井设计。井田走向（东西）长平均约8.23km，倾向（南北）长平均约3.88km，井田水平面积为31.93km2。主采煤层一层，即7号煤层，平均倾角8.9°，厚约5.0m。井田工业储量为226.69 Mt，可采储量172.53Mt，矿井服务年限为73.7a。
矿井正常涌水量为320m3/h，最大涌水量为340 m3/h；矿井绝对瓦斯涌出量为1.84 m3/min，属低瓦斯矿井；煤层有自燃发火倾向，发火期3~6个月，煤尘具有爆炸危险性。
开拓方案为立井两水平开采，暗斜井延深至-700m水平。大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用1.5 t固定箱式矿车。
设计首采区采用采区准备方式，采用一次采全高采煤法，全部跨落法处理采空区。
矿井采用中央并列式通风。通风容易时期矿井总需风量4608 m3/min，矿井通风总阻力2096 Pa，风阻0.35 N·s2/m8，等积孔2.03m2，矿井通风容易。矿井通风困难时期矿井总风量4608 m3/min，矿井通风总阻力2746 Pa，风阻0.46 N·s2/m8，等积孔1.77m2，矿井通风中等困难。
关键词：立井；上下山开采；大采高；中央并列式
ABSTRACT
The general design is about a 1.8 Mt/a underground mine design of Zhangshuanglou coal mine. It’s about 8.23km on the strike and 3.88 km on the dip,with the 31.93km2total horizontal area. The minable coal seam of this mine is only 7 with an average thickness of 5.0 m and an average dip of 8.9°. The proved reserves of this coal mine are 226.69 Mt and the minable reserves are 172.53 Mt, with a mine life of 73.7a.
The geological condition of the mine is relatively simple. The normal mine inflow is 320m3/h and the maximum mine inflow is 340m3/h. It is bituminous coal 44 with low mine gas emission rate and coal spontaneous combustion tendency, and it’s a coal seam liable to explosion.
The available project is vertical shaft development with two mining levels and the extension of inclined shaft go to -700m. Main roadway makes use of belt conveyor to transport coal resource, and mine car to be assistant transport.
Designed first mining district makes use of the method of preparation in mining area, which uses fully-mechanized coal mining technology, and fully caving method to deal with goaf.
The way of mine ventilation is centralized juxtapose ventilation.At the easy time of mine ventilation, the total air quantity is 4608 m3 per minute, the total mine ventilation resistance is 2096 Pa, the coefficient of resistance is 0.355 N·s2/m8, equivalent orifice is 2.03 m2. At the difficult time of mine ventilation, the total air quantity is about 4608 m3 per minute, the total mine ventilation resistance is 2746 Pa, the coefficient of resistance is 0.465 N·s2/m8, equivalent orifice is 1.77 m2.
Keywords：shaft; up-dip and down-dip minging; large mining height; centralized juxtapose ventilation.
目录
第1章矿区概述及井田地质特征 (1)
第1节矿区概述 (1)
第2节井田地质特征 (2)
第3节煤层特征 (4)
第2章井田境界和储量 (7)
第1节井田境界 (7)
第2节井田工业储量 (7)
第3节井田可采储量 (8)
第3章矿井生产能力、服务年限及工作制度 (14)
第1节矿井设计生产能力及服务年限 (14)
第2节矿井工作制度 (15)
第4章井田开拓 (16)
第1节概述 (16)
第2节井筒位置的确定 (16)
第3节开采水平的设计及划分 (17)
第5节井底车场 (18)
第6节开拓系统的综述 (23)
第7节矿井基本巷道 (30)
第5章采煤方法和采区巷道布置 (38)
第1节煤层地质特征 (38)
第2节采煤方法和回采工艺 (38)
第3节采区巷道和生产系统 (49)
第6章矿井基本技术经济指 (60)
参考文献 (62)
谢辞 (63)
第1章矿区概述及井田地质特征
第1节矿区概述
1交通地理位置
张双楼煤矿位于徐州市西北，距徐州市约79km，在江苏沛县安国镇境内，东距大屯煤电公司6.5km，南距沛县城16.5km，东有沛屯铁路和陇海线相连，矿区的徐沛公路北上山东，南达上海，交通甚为便利。
矿区（居民点）现状由张双楼、陈庄、高庄、梅庙、梅海子、油坊口、袁庄七个自
图1-1 张双楼矿井交通位置图
然村组成，居住总人口3461人，910户。交通位置如图1-1。
2地形地貌和水文情况
本井田地表属黄泛冲积平原，地面平坦，地面标高+35~+39m，地势西高东低，地表水系不发育，区内东缘微山湖，有徐沛河，南有丰沛河经京杭大运河注入微山湖。3矿区经济状况
矿区工业发展迅速，已形成铸造、酿酒、缫丝、纺织、塑编、木材加工、机械制造等八大工业体系，工业产品100余种。张双楼工业园区，形成了板皮加工、塑料编织、
铸造加工、机械制造四大主导产业。矿区农副产品资源丰富，有优质小麦、“无公害水稻”、“高蛋白玉米”等粮食作物7.4万亩，芸豆5000亩，黄皮洋葱1000亩、脱毒土豆1000亩、东北毛茄1000亩、越冬甘兰1000亩、大沙河无籽西瓜14000亩、优质红富干苹果4000亩、桑园5000亩。有年出栏300万羽的肉鸭养殖基地、年出栏150万羽的合同鸡养殖基地、有大型的波尔山羊养殖基地。
4矿区电力供应
矿井110kV主电源引自沛县220kV变电站，备用电源引自大屯110kV变电站，由110kV线路送至距矿井110kV变电站。
5矿区的气候条件
本区属南温带黄淮区，气象具有长江流域的过渡性质，接近北方气候特点，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，春季有干旱及寒潮、霜冻等自然灾害，但四季分明，气候温和。
降水量：年平均降水量811.7mm，最大年降水量1178.9mm，最小年降水量550mm，降水多集中于7、8、9月份，占全年降水量的50~70%，1、2、3月份为枯水季节。
蒸发量：年平均蒸发量1873.5mm，年最小蒸发量1273.9mm。
气温：年平均气温13.8 ℃，最高气温40.7 ℃，最低气温-21.3 ℃。
6地震
自公元462年以来，根据不完全统计，本区共记载有感地震30余次，其中影响较大的有1968年7月25日山东莒县郯城8.5 级地震，1937年8月1日山东菏泽7级地震等。
本区属于华北地震区，据郯庐断裂100余公里，该断裂为一长期活动的断裂带，亦为强地震带，郯城至新沂一带具有发生强地震的地质构造背景。
第2节井田地质特征
1井田的地形，井田的勘探程度
本区位于华北陆台之东南部，在大地构造上处于鲁西穹折带（鲁西台凸）的西侧，与徐蚌凹折带（徐州台凹）相邻。区内地形平坦，出露地层极少，仅在局部地区有前震旦系、寒武系、奥陶系等地层零星出露。
图1-2 综合地质柱状图
区域地层在前震旦纪的结晶基底上沉积了震旦系、寒武系、奥陶系、石炭二迭系、侏罗白垩系及新生代地层。
在区域构造上位于两个不同的构造单元联结处（鲁西穹折带与徐蚌凹折带之间），前者以一系列接近经向和纬向的断裂为主，间有宽缓的短轴褶皱，后者以一系列北东向的紧密向斜、背斜相间而成。
本区的岩浆岩活动自老至新大致分为三期：即吕梁期花岗岩、燕山期中基性岩侵入
以及喜马拉雅期的玄武岩流，在煤系中以燕山期侵入体为主。综合地质柱状图如图1-2。2井田的地质构造、最主要的地质变动
井田内地层走向、倾向、倾角，褶曲、断层的总体发育规律等方面如下：区内呈单斜构造，局部发育有次级背向斜，地层倾角变化不大，大致有一条正断层，局部遭受岩浆侵入的影响，属中等。
本区地层属华北型，煤系地层为石炭、二迭系，均为第四系或侏罗-白垩系所覆盖。区内揭露的地层有奥陶系下统肖县组（未揭穿）、马家沟组，奥陶系中统阁庄组、八陡组，石炭系中统本溪组，石炭系上统太原组，二迭系下统山西组和下石盒子组，二迭系上统上石盒子组，侏罗-白垩系，第四系。
构造：张双楼井田是一个完整的地质构造单元，为一倾向NW，走向略有变化的单斜构造，地层倾角一般在7~12o。
张双楼井田隶属于丰沛煤田，地质构造特征受区域构造运动所控制，丰沛煤田构造特征（模式）是在特定环境中，由不同时期、不同方向张力的相继作用，造成他们即继承又转化，即断陷又隆升的伸展构造格局。F1正断层，走向近EW向，倾向NS，倾角45~60o，落差40~60m，延展9800m，西部落差较大60m，而东部落差较小40m，被F1断层切割，控制可靠。
3井田的水文地质特征
张双楼地区基岩含水层，包括煤系地层含水层和奥陶系灰岩水层均有隐伏露头，即为第四系地层直接覆盖。虽然各含水层是来自大气降水入渗，且第四系第一段砂岩层含水量较大，但第四系下部有一层厚达14.4m的粘土隔水层段，底砾层多为砂泥质充填，含水性小，故其顶部可视为弱水边界。
矿井的历年涌水量的变化范围为20~340m3/h，水文地质属于简单型，全井田最大涌水量为340m3/h，正常涌水量为320m3/h。
第3节煤层特征
1煤层埋藏条件
走向：东西走向。倾向：北偏西。倾角及其变化：7~12°。煤层的露头深度：-211m。
风化带深度：-218m。
2煤层群的层数
本区主要含煤地层为石炭二迭系，其中：石炭系太原组（C3t）、二迭系山西组（P11），总厚度272m，含煤16层，平均累计厚度9.30m，含煤系数3.40%。含主要可采煤层1层，平均总厚度5.0m。
3煤层的围岩性质
7煤顶板多为泥岩、砂泥岩，底板多为灰色粉砂岩。煤层顶底板具体情况见表1-1。表1-1 煤层顶底板情况一览表
4煤的特征
本区7煤呈油脂~半暗淡光泽，鳞片状及厚薄不等的条带状结构，硬度II~III，内生裂隙发育，性脆易碎，为光亮~半暗型煤。7煤容重测定值1.31~1.55，煤矿采用1.42。煤质稳定，各主要指标变化很小，为中变质程度的气肥煤。可作为电力、船舶、锅炉用煤及其它工业用煤，并且可作为良好的炼焦配煤。煤层具体特征见表1-2、1-3。
表1-3 主要煤质指标分级一览表
瓦斯：区内先后共采集了10个瓦斯钻孔，瓦斯含量测定成果见表1-4和表1-5。
全矿井相对瓦斯涌出量0.77m3/(t·d)，绝对瓦斯涌出量1.84m3/min，按照《煤矿安全规程》规定，日产一吨煤瓦斯涌出量在10m3以下的矿井为低瓦斯矿井，本矿为低瓦斯
矿井。
煤尘：本区综采，机掘的最大最小煤尘浓度和平均浓度为337.8mg/m3、136.8mg/m3、
189.4mg/m3，煤尘爆炸性指数在43%左右，均属于有煤尘爆炸危险性煤层。
表1-4 可采煤层钻孔瓦斯含量测定成果统计表
表1-5 可采煤层钻孔瓦斯自然成分统计表
煤的自燃倾向：区内共采取5个煤层自燃倾向试验样本，煤层自燃倾向试验成果见表1-6。
表1-6 煤层自燃倾向试验成果表
井田内煤层的自燃发火期一般为3~6个月，为不易自燃煤层。
地温：井田内在地面进行了10个地质钻孔的测温工作，其中近似稳态测温孔2个，其它均为简易测温孔。地温梯度及相同深度岩温对比见表1-7。
表1-7 地温梯度及相同深度岩温对比表
第2章井田境界和储量
第1节井田境界
1井田范围
东部边界：东起F1大断层；西部边界：由第1勘探线控制；南部边界：由第9勘探线控制；北部边界：北到-800m水平7煤层底板等高线。
2开采界限
井田内含煤地层为上石炭统太原群及下二叠统山西组，总厚123.38m，含煤4层。可采煤层1层，为7号煤层。矿井设计只针对7号煤层。
开采上限：7号煤层以上无可采煤层。下部边界：7号煤层以下无可采煤层。
3井田尺寸
井田的走向最大长度为8.234km，最小长度为8.229km，平均长度为8.231km。井田倾斜方向的最大长度为3.976km，最小长度为3.782km，平均长度为3.879km。煤层的倾角最大为12°，最小为7°，平均为8.9°。井田的水平面积按下式计算：
S=H×L（2-1）式中：S——井田的水平面积，m2；
H——井田的平均水平宽度，m；
L——井田的平均走向长度，m。
井田的水平面积为：
S=8.231×3.879=31.93 (km2)
井田赋存状况示意图如图2-1。
第2节井田工业储量
1井田地质勘探
井田南部钻孔分布均匀，地质勘探类型为精查，北部的东半部分钻孔分布均匀，为详细勘探区，西半部钻孔较少，为普查区。
井田内断层南部以及断层北部东大半部分属111b-1级储量，断层附近及露头附近属