1、- I摘要本设计矿井为双鸭山矿务局东荣三矿 0.6Mt/a 新矿井设计，一共有 3 层可采煤层，分别为 24#、25#、26#， 煤层总厚度为 6 米。煤层工业牌号为气煤，设计井田的可采储量 65.54Mt，设计服务年限为 78 年，本矿井设计采用以立井为主的综合开拓方式，划分为三个水平，六个采区。一个工作面达产，采用分层布置，24#、25#、26#层集中开采。大巷运输采用 10 吨架线式电机车牵引3 吨底卸式矿车运输，采用普通机械化开采。顶板处理方法为全部跨落法。关键词：矿井设计 联合开采 联合开拓 全套图纸，加 153893706- IIAbstractThe design is the
2、shuangyashang coal trade group limited responsibility companys dongrong mine new well of 0.6Mt/a, possess new well of 0.6Mt/a, having totally 3 layers can adopt the coal seam, distinguishing to 24#、25#、26#, total thickness in coal seam is 6 rice.Coal seam industry card number is 1/3 coal, design the
3、 well farmland can adopt to keep the 65.54 Mt of deal, design service time limit as78years, this mineral well design the adoption regard the well of as to synthesize to expand the way mainly, dividing the line to two levels, six adopt the area. One works reaches to produce.The adoption 24#、25#、26#la
4、yering concentrates to mine.The big lane conveyance adopts 10 ton a line type electrical engineering cars lead 3 ton bottom unload type mineral cars transport, adopting coal craft as to synthesize the mechanization adopt the coal craft.A plank handles method as to across to fall the method all.Key P
5、hrase:Mineral well design Unites to mine Unites to expand 目录- III摘要 I目录 III第 1 章 井田概况及地质特征 .11.1 井田概况 11.1.1 交通位置 11.1.2 地势和河流 21.1.3 气象和地震 21.1.4 本矿区及邻近区煤炭生产建设及规划情况 21.1.5 矿区经济概况 21.2 地质特征 31.2.1 地层 31.2.2 构造 31.2.3 煤层 41.2.4 井田内的岩石性质、厚度 61.2.5 水文地质 71.2.6 沼气、煤尘及煤的自燃性 71.2.7 媒质、牌号及用途 81.3 勘探程度及可靠性
6、.9第 2 章 井田境界、储量、服务年限 102.1 井田境界 .102.1.1 井田周边状况 102.1.2 井田境界确定的依据 102.2 井田储量 .102.2.1 井田储量的计算 10- IV2.2.2 保安煤柱 112.2.3 储量计算方法 112.2.4 储量计算的评价 122.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限 .122.3.1 矿井工作制度 132.3.2 矿井设计生产能力及服务年限 13第 3 章 井田开拓 .143.1 概述 143.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述 143.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况 143.2 矿井开拓方案的选择 .153
7、.2.1 井硐形式和井口位置 153.2.2 开采数目及水平标高 183.2.3 开拓巷道的布置 203.3 选定开拓方案的系统描述 .213.3.1 井硐形式和数目 213.3.1 井硐位置及坐标 213.3.3 水平数目及标高 223.3.4 石门、大巷数目及布置 223.3.5 井底车场形式的选择 253.3.6 煤层群的关系 263.3.7 采区划分 263.4 井硐布置及施工 .273.4.1 井硐穿过的岩石性质及井硐支护 273.4.2 井硐布置及装备 283.4.3 井硐延伸的初步意见 303.5 井底车场及硐室 .30- V3.5.1 井底车场形式的确定及论证 303.5.2
8、井底车场的布置 储车线路 行车线路布置长度 313.5.3 井底车场通过能力验算 343.5.4 井底车场主要硐室 353.6 开采顺序 .353.6.1 沿井田走向的开采顺序 363.6.2 沿井田倾向的开采顺序 363.6.3 采区接续计划 36第 4 章 采区巷道布置及生产系统 384.1 采区概述 .384.1.1 采区的位置、边界、范围、采区煤柱 384.1.3 采区的生产能力、储量及服务年限 384.2 采区巷道布置 .384.2.1 区段划分 384.2.2 采区上山布置 394.2.3 采区车场布置 404.2.4 采区煤仓形式、容量及支护 474.2.5 采区硐室简介 484
9、.2.6 采区工作面接续 494.3 采区准备 514.3.1 采区巷道的准备顺序 514.3.2 采区巷道的断面图及支护方式 51第 5 章 采煤方法 .555.1 采煤方法的选择 .555.1.1 采煤方法的选择原则： 555.1.2 直接影响采煤方法选择的主要因素有以下五个方面 555.1.3 采煤方法的选择 56- VI5.2 回采工艺 .565.2.1 选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备 565.2.2 选择采煤工作面循环方式和劳动组织形式 576.1 矿井井下运输 .596.1.1 运输方式和运输系统的确定 596.1.2 矿车的选型和数量 596.1.3 采区运输设备
10、的选择 636.2 矿井提升系统 .646.2.1 矿井主提升设备的选择 64第 7 章 矿井通风与安全 667.1 矿井通风系统的确定 667.2 风量计算与风量分配 .677.2.1 风量计算 677.2.2 风量分配 727.2.3 风量的调节方法与措施 727.2.4 风速的验算 737.3 矿井通风阻力的计算 .757.3.1 确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力的确定 757.3.2 矿井等积空的计算 767.4 通风设备的选择 .777.5 矿井安全技术措施 .787.5.5 其他事故的预防 807.5.6 避灾路线及自救 81第 8 章 矿井排水 .828.1 概述 .828.1
11、.1 矿井水来源及涌水量 828.1.2 对排水设备的要求 82- VII8.2 矿井主要排水设备 .838.2.1 排水系统和排水方式简介 838.2.2 主排水设备及管路选择计算 83第 9 章 采区供电 .879.1 矿井供电系统概述 .879.2 采区电器设备的型号及数目 .879.3 变压器容量选择 .889.4 电缆选择计算 .899.4.1 关于采区低压电网的有关规定 899.4.2 规定电缆的长度 909.4.3 确定电缆的芯线数目 909.4.4 选择电缆截面 90第 10 章 矿井主要技术经济指标 94参考文献 .97附录 197附录 2106- 1第1章 井田概况及地质特
12、征1.1 井田概况1.1.1 交通位置东荣二矿位于黑龙江省集贤煤田东南端。行政区划属集贤县腰屯公社、升昌公社和二九一国营场管辖。西南距福利屯 32km。经福利屯到矿物局所在地双鸭山市为 40km。福利屯至富锦县公路穿过本井田中部，福前铁路在东荣矿区南部边缘外约 3km 处通过，交通比较方便。详见图 1-1。前 进 镇 建 三 江富 锦 宝 清四 方 台双 鸭 山金 砂 岗东 荣 矿 区集 贤 桦 南佳 木 斯鹤 岗 汤 原 依 兰绥 滨同 江 桦 川松花 江黑龙 江 东 荣 三 矿 交 通 位 置 图图 1-1 交通示意图- 21.1.2 地势和河流本井田处于三江平原的西南部，属高河漫滩，地势
13、低平，地面标高-170-150m，井田东部有双山子，标高+154.7m，西依索利岗山，标高+207.9m，南邻完达山北髡，北面广阔平坦。本井田内没有大的河流，只有二道诃子等季节性河流，从西，南两个方向流过本区边缘，雨季二道河子流量为 5.9m3/s，近年来，随着农业的发展，在井田内修筑了一些排水渠道，致使湿地面积有所减小，并且对本井田开采影响甚微可以忽略。松花江位于本矿区北部，距井田较远，距离为 38km。1.1.3 气象和地震本地区属寒温带大陆性气候，冬季寒冷，夏季气温较高，年平均最高气温为 20.1。 23.7。c 年平均最低气温-17.4。 23.9。最低气温可达-35。 。年降水量 3
14、25.7 692.3mm，年蒸发量 1095.5 1430.6mm，年平均风速4.1 4.7m/s，风向多偏西风，每年十月至次年五月为冻结期。最大冻深度1.55 2.08m。根据国家地震局资料，集贤及其邻区裂度在 6以下，过去无强烈地震记载。1.1.4 本矿区及邻近区煤炭生产建设及规划情况本矿区东西宽 4 5km，南北长 4km，面积 20km2，且规划用二对井进行开发，总规模为 60 万 t/a，双鸭山矿物局距本区约 42km，双鸭山现有生产矿井 8 对，1984 年生产能力已达到 611 万 t/a，全局共有职工 68171 人。本井田没有生产，在建及停闭矿井，也没有小煤窑，在井田外 15
15、km 处有正生产的双鸭山矿物局集贤煤矿，两面约 18km 处有集贤县升平小煤矿，集贤煤矿采用立井开拓，设计能力 60 万 t/a，一水平标高-150m，目前正开采16.17.18.23 号煤层，共布置四个采区，矿井正常涌水量 88.88m3/h，最大涌水量 278.8m3/h，矿井瓦斯不大，属低沼气矿井。1.1.5 矿区经济概况本区为农业区，工业基础较薄弱，但是双鸭山矿物局距本区较近，可借助- 3老区力量建设新区，人力资源及材料供应条件都是良好的。双鸭山地区现有区域变电站两座及正在兴建的大型火力发电厂一座，在矿区总体设计阶段，供电电源方案已达成协议，所以，供电电源容易解决。本区内第四系地层广泛
16、分布，地下含水量极其丰富，水源充足。1.2 地质特征1.2.1 地层本井田的可采煤层均赋存在上侏罗系鸡西群城子河组，鸡西群穆棱组，在穆棱组上覆有巨厚的第三，第四地层晚侏罗系煤系地层不整合于元古界古生界基底之上，基底由元生界麻山群泥盆系青龙山组及侵入的花岗岩组成。见下面地层系统表 1-1。表 1-1 地层系统表界 系 统（群） 组 厚度（米）全新统 1020全新统 温全河组 2040上更新统 顾乡屯组 1040中更新统 4080第四系下更新统 白土山组 1550新生界第三系 上新统 富锦组 121穆棱组 750成子河组 930中生界侏罗系上统（鸡西群）东荣组 250古生界 中统 青龙山组 不清元
17、古界 麻山群 不清1.2.2 构造本井田位于三江盆地的西部。三江盆地是中生代以来的一个断层的凹陷地。区域构造属新华夏系第二隆起带，北段由一些北展布的次一级隆起带和凹陷带组成。本井田构造属盆地内的绥化集贤凹陷带。由于本井田处于区域性三种构造应力场的复合部位，应力集中较为复杂，特别是北部背向斜处，构造对煤层的破坏较大，煤的变质程度也有所增高，断层多为压扭曲性断层，导水性差。- 4井田内主要构造分述如下：1断层井田内共有断层六条，其中东西向三条，北东向两条，南北向一条。其特征见下表：表 1-2序号 名称 性质 产状 落差 m 断层可靠程度1 F10 逆 南北 3445 不详2 F29 正 东西 50
18、90 可靠3 F27 正 东西 6080 不详4 F9 逆 北东 40130 可靠5 F65 逆 东西 6585 可靠6 F84 逆 北东 3050 可靠2岩浆活动本井田内的岩浆以侵入为主，大多数呈岩脉及岩床侵入于晚侏罗纪煤系地层中，为燕山期产物，以中性石英闪长岩、基性辉绿岩玄武岩为主。岩浆岩主要分布在 F9 断层与精查 17 线之间，成岩床侵入煤层中，使煤层局部变质。1.2.3 煤层本井田具有经济价值的可采煤层均集中在鸡西城子河组，该组地层总厚度为 930m，含煤 30 余层，煤层平均厚度 26.29 m。其中大部分为不可采的薄煤层；可采及局部可采的煤层自上而下有：24 、25 、26 号共
19、三个煤层，平均总厚度 6 m。各煤层的倾角一般为 1530。表 1-3 各煤层特征见表：煤层层间距（m）最大最小平均可采厚度（m）最大最小平均结构 稳定性 可采类型2410401.82.42.1单一煤层 稳定 全部可采- 525 256201.62.21.9单一煤层 稳定 全部可采26 15 1.62.42单一煤层 稳定 全部可采1主要可采煤层24 号煤层，基本全井田发育，可采范围内厚度稳定。结构简单。煤层厚度一般为 1.82.4 m。顶板为粉砂岩、细砂岩、中砂岩；底板为为粉砂岩和细砂岩。25 号和 26 号煤层间距为 25 m，24 号与 25 号煤层间距为 15 m，25 号和 26号层地
20、质情况与 24 号相同。图 1-2 煤层柱状图- 6岩 性 描 述肥 气 煤 ， 粉 砂 质 泥 岩细 砂 岩 ， 灰 色粉 细 砂 岩细 中 砂 岩细 砂 岩 ， 灰 -灰 白 色细 -粗 砂 岩粉 砂 岩粉 砂 岩 ， 泥 岩 夹 煤细 -中 砂 岩粗 -中 砂 岩地层厚(煤层(煤层号13.9916.079.4010.927.987.655.9834.444.9615.18711.216.3912.032.12.026柱 状地 层 系 统界 系 统中生界侏侏罗罗系统上1.92425肥 气 煤 ， 肥 气 煤 ， 1.2.4 井田内的岩石性质、厚度有关岩石性质及厚度特征详见下表 1-4表 1
21、-4 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102kg/cm3抗拉强度102 kg/cm3变形模量102kg/c3弹性模量kg/cm3砂岩 2.02.6 525 220 0.50.4 0.58 110砾岩 2.32.6 515 115 0.21.5 0.88 28泥岩 2.7 2.85 1.65.2 12.83 0.62.0 27 510- 7灰岩 2.22.7 520 520 0.52.0 18 510页岩 2.02.4 1630 110 0.21.0 13.5 28石英 2.652 .7 0.120 .5 1535 1.03.0 6 20 6201.2.5 水文地质
22、1、井田内各地段的水文地质特征各有不同，现分述如下：第四系孔隙含水层，全井田广泛发育，除山坡地区较薄外，其余均很厚，由南向北逐渐增厚，水的主要补给来源是大气降水和山区地下水，涌水量0.7057L/sm。第三系孔隙含水层在井田内广泛分布，其厚度发育规律为由东南向西北逐渐增厚，向东便薄，涌水量为 0.0010.83L/sm。煤系裂隙含水带，本含水带是直接充水含水层，它与第三系有水力联系，但很微弱。基底岩层裂隙水：分布与低山和丘陵地带，由花岗岩安山岩，及变质岩组成，对煤系裂隙水带补给量甚微，而且对矿床水无影响。2、井田内的主要隔水层有第四系顶部黏土，亚黏土，中部黏土，亚黏土层和第三系泥岩，砂岩层。3
23、、地面水及各含水层之间的关系本井田煤系裂隙水补给条件不好，富水性较小，矿井在开采过程中，排水将以疏干煤系风化裂隙带的储水量为主，开采初期，矿井涌水量增大，随着开采的不断进行，水的静储量逐渐消耗，矿井的涌水量会逐渐减小，并趋于相对稳定状态。本井田最大涌水量 450m3/h，正常涌水量 88.88m3/h。1.2.6 沼气、煤尘及煤的自燃性本井田瓦斯取样的控制浓度在 340.5933.2m，在 737.5m 以上，甲烷成分为 0.8536.75，在 800.4933.2m 深为 28.1845.26，平均为34.3137.05，二氧化硫一般为 6.448.95，瓦斯成分及含量均很低，由于地质报告没
24、有明确提出矿井的瓦斯等级所以，本设计只能根据上述数据进行分析，同时参考集贤矿井的煤尘瓦斯情况，初步确定本矿井瓦斯等级为低沼气矿井，并有煤尘爆炸危险和自然发火倾向。- 8本矿井的恒温带温度+5.6。C，深度 20m，-500m 水平的平均地温为19.5。C，-700m 水平为 25.3。C，-900m 水平为 30.9。C煤层顶底板岩石主要为粉沙岩和细砂岩，抗压强度一般在5001100kg/cm 2左右。根据资料，预计本矿井各煤层顶板类型均在一级类以上。1.2.7 媒质、牌号及用途1、煤种及其变化本矿井煤的挥发分一般大于 40，属低变质煤，个煤层 Y 值平均为 5 9m/m，粘结性较低，煤种主要
25、为气候，长焰煤次之，煤种在垂向上无明显变化。2、煤的有害成分灰分：本井田煤的灰分含量（Ag）为 10.96 24.45，多属中低灰煤层，其中几个主要可采煤层均为低灰煤层。硫：各煤层硫的含量很低，原煤全硫（S gQ）为 0.1 0.41属特低硫煤。磷：各煤层原煤磷的平均含量为 0.003 0.061属特低-低磷煤。3、发热量各煤层煤的平均发热量（QfD）为 6306 6849 大卡/kg。4、元素分析各煤层碳（Cr）的平均含量为 80.84 82.66（Hr）的平均含量为 5.32-5.86。 （Or）的平均含量为 10.61-12.62 ，说明咩的元素组成稳定，属低变质煤。5、工业用途评述本井
26、田原煤按现行煤炭应用分类法属于气煤，由于本区气煤低灰低磷，低硫，具有一定的胶质层厚度，所以，本矿井原煤经洗选加工后可做为优良的配焦和化工精练，副产品可供动力或民用。1.3 勘探程度及可靠性- 9本矿井所在地区先后经过普查，祥查，精查阶段，采用了钻探，测井和地震，相互结合的综合勘探手段，精查地质报告提供的资料比较齐全，精查阶段查明了主要断层和构造及煤层厚度，结构和分布范围，比较可靠地提供了煤层层位的对比资料和测井成果。东煤公司 1984 年 6 月对本区精查地质报告批复认为：黑龙江省集贤煤田东荣勘探一区精查地质报告基本达到煤炭资源地质勘探规范的标准。- 10第 2 章 井田境界、储量、服务年限2
27、.1 井田境界2.1.1 井田周边状况本井田内煤层均可采，在本井田西面有生产中的集贤煤矿，南面是一矿井田，其余无大的井田、小煤窑等，本区为农业区，工业基础比较薄弱，但距双鸭山矿物局较近，可借助老区力量建设本区，人力资源及材料比较充足，井田周边的其它情况对本井田的建设均很有利，有利于本区的发展。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。 根据矿区总体设计，本井田境界南起 F71 断层，北至各煤层露头，西以F23
28、 断层为界，动以各煤层露头为界。本井田煤层发育较好，可采性极高，且媒质较好，储量丰富，一水平开采后，接续也极为容易，发展极为稳定，随着技术的进步和勘探水平的全面提高，井田范围内的储量会越来越精确，可能在更深部发现可采煤层。开采前景十分可佳。2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算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
29、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- 11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。本井田共有三个可采煤层 24#、25#、26#，煤层的平均厚度分别为2.1m、1.9m、2.0m，煤层总厚度 6m，各煤层倾角均在 1530 度左右，容重为1.4t/m3 ，因此根据井田面积可得出本井田的工业储量为 8738.5 万吨。2.2.2 保安煤柱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
30、煤层走向斜交时，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 400m 的以边界角圈定，小于 400m 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 ，留设保安煤柱如下：1.各煤层在露头处留设 20 m 保安煤柱；2.边界断层留设 20m 保安煤柱；3.井田内部断层留设 20m 保安煤柱；4.河流两侧各留设 20m 保安煤柱；5.地面建筑物留设 50m 保安煤柱。设计时要根据实际情况进行留设，但是不能低于以上数据，在本设计中根据实际的地质情况及地质构造，边
31、界断层留设 50m 保安煤柱；井田内部断层留设 20m 保安煤柱；因此，经计算得： 工业广场煤柱损失：592 万吨；保安煤柱损失：1453.8 万吨。2.2.3 储量计算方法1.工业储量计算计算公式如下：块段储量=块段面积平均倾角余割块段平均厚度容重.根据原东荣三矿立井初步设计储量诸图，通过等高线块段法计算本井田工业储量为 8738.5 万吨，各煤层工业储量见表 2-1 可采煤层储量计算总表，2.可采储量计算计算公式如下- 12ZK=（Z CP）C （2-1）式中 Z K 可采储量；ZC 工业储量；P 永久煤柱损失；C 采区回采率。回采要求：中厚煤层不应小于 80%，薄煤层不应小于 85%。经
32、各煤层可采储量计算，汇总计算出本设计井田可采储量为 6553.9 万吨。各水平煤层储量及损失如表 2-2 所示。表 2-1 可采煤层储量总表 单位：万吨工业储量（万 t）煤层别A B A+B C A+B+C备注24# 948.72 856.23 1804.95 488.91 2293.8624# 822.34 790.85 1613.19 461.85 2075.4026# 924.95 846.74 1771.69 412.94 2184.63总计 2696.01 2493.82 5189.83 1363.5 6553.92.2.4 储量计算的评价本设计井田的各类储量计算严格执照有关规定执行
33、。由于技术水平所限，储量计算设计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 300d，矿井每日净提升 14h，采用四六工作制制度。2.3.2 矿井设计生产能力及服务年限（一） 、矿井设计生产能力的确定原则应根据地质条件，国民发展需要和国内外市场需求，技术装备和管理水平，充分考虑科学技术进步等因素，依据投资少，出煤快，经济效益好的原则合理- 13确定。（二） 、确定矿井生产能力的重要因素a.储量是指基础储量中经济可采部分；b.地质和开采条件技术装备和管理水平。根据本井田的地质资料条件，煤层储量和赋存状况等因素
34、，确定本矿井设计生产能力 60 万 t/a。（三）服务年限矿井服务年限=矿井可采储量/设计生产能力备用系数（1.4）=4681.351.4 万 t/60 万 t/a1.4=78.02 a一水平服务年限=3616.2 万 t（0.6Mt/a1.4）=43.05a；- 14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本井田内没有生产、在建及停闭矿井，也没有小煤窑。但在井田外的西南方约 15km 处有正在生产的双鸭山矿务局集贤煤矿，西面约 18km 处有集贤县升平小煤矿。集贤煤矿采用立井开拓，设计生产能力 60 万 t/a，一水平标高为150m，目前正开采 9 号，
35、15 号和 16 三个煤层，共布置四个采区。本区为农业区，工业基础较薄弱。但是双鸭山矿务局距本区较近，可以借助老区力量建设新区，人力来源及材料供应条件都是良好的。双鸭山地区现有区域变电站两座及正在兴建的大型火力发电厂一座，在矿区总体设计阶段，供电电源方案已达成协议。所以供电电源容易解决。本区内第四系地层广泛分布，地下含水量极其丰富，供水水源充足。3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素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
36、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：a.煤层赋存情况整个井田的煤层上部标高在-150m，下部标高在-900m，整个矿区共有 3 层可采煤层，即 24#、25#、26#全区发育。煤层走向长度为 5km，倾向4km。本井田煤层系缓倾斜中厚煤层，平均倾角在 23 左右。3.2 矿井开拓方案的选择- 153.2.1 井硐形式和井口位置在一定的井田地质条件、开采技术条件下，矿井开拓巷道有多种布置方式，开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。合理的开拓方式，一般应在技术可行的多种开拓方式中进
37、行技术经济分析比较后，才能确定。开拓方式按照井筒的倾角不同（水平、倾斜、垂直）分为平硐开拓、斜井开拓、立井开拓和综合开拓方式（平、斜、立井中的任何二或三种形式相结合进行开拓）等四种方式。开拓方式依据井筒 （或平硐）与煤层位置的不同又有若干分类。平硐开拓：在侵蚀基准面以上的山岭或丘陵地区的煤层，由地面开凿通向煤层的平硐，可利用平硐开拓煤田的全部或一部分。斜井开拓：对于表土层较薄、煤层赋存较浅、水文地质条件简单的煤田，一般都可以采用斜井开拓。斜井开拓在各种倾角煤层开拓中都得到了广泛的应用。立井开拓：适应性很强，可用于各种地质条件，同时在技术上也成熟可靠。一般在表土层厚、煤层赋存深时，应采用立井开拓
38、。平硐开拓是最简单的开拓方式，有很多突出优点。首先我们应该考虑平硐开拓方式是否可行。参照平硐开拓方式适用条件，结合本设计井田的地形地质及煤层赋存特征可知：平硐开拓方式的条件不具备。因此，平硐开拓方式对本设计井田不适用，排除采用平硐开拓方式。表 3-1 斜井与立井的经济比较：立井 斜井主井（5m） 副井（6.5 m） 主 井 R=2 H=1.8 =15副井R=1.5H=1.2=22断面积 m2 19.625 33.166 10.34 8.03长度（m） 370 320 1080 1080掘进费元/100m311419 10269（中深孔） 11396 12518维护费元/100m336095 3
39、6095（700mm）44931 46545小计（元） 3450110.325 4920666.975 6290148.7 5122179.6- 16合计（万元） 837.7 1141.22由以上粗略比较可得出斜井建井费用较大，故舍弃，采用立井开拓方式。根据本井田的剖面图， ，对井口位置提出以下三个方案：方案一：井筒位于井田浅部方案二：井筒位于井田中部方案三：井筒位于井田深部-9085-70-65-0-540-35-02-图 3-1 方案 1- 17-20-5-30-5-40-5-0-5-60-5-70-5-80-5-90图 3-1 方案 2-205-30-45-0-650-7-805-9图
40、3-2 方案 3经过简单的技术比较后认为：- 18井筒位于井田浅部，煤柱尺寸最小，压煤最少，但石门最长；井筒位于井田深部，煤柱尺寸最大，压煤量最大，且初期工程量大，石门也较长，但对于开采井田深部煤层及井通延伸有利；井筒位于井田中部时，煤柱尺寸稍大，但石门长度较短，且沿石门的运输工程量也小；本井田煤层均为中厚煤层，井田走向长度不大，但受断层的影响以及井筒布置的条件限制，且倾斜长度较大，从有利井下运输和保证初水平合理的服务年限出发，也应该将井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置，由此可初步确定本设计井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方。3.2.2 开采数目及水平标高开采水平的划分受很多因素的影响，不仅受
41、地址条件的约束，同时也要考虑到现有的机械水平和开采技术水平，综合考虑对矿井进行水平划分。煤层赋存为倾斜状态时，一般由浅部向深部开采，以达到工程量少、建设速度快、早达产、投资省、成本低的效果。根据煤层的赋存条件和倾斜长度，一个井田可以单水平开采，亦可以多水平开采（从上往下逐水平开采） 。每个开采水平设井底车场和运输大巷，供该水平各采区煤的外运、辅助运输和通风用。煤矿科技迅猛发展，在高度机械化的基础上实现高度集中化是主要的发展方向，高产高效矿井要求集中在一个水平，12 个工作面生产。这就要求加大工作面、采区和水平的走向及倾斜尺寸，要求有丰富的资源/储量和较长的服务年限。水平上、下山开采方式是优越的
42、，可保证生产合理集中化，稳定生产，节省总井巷工程量，经济效益好。因此使用上下山开采的意义很大。在条件适宜时，应该优先考虑使用上下山开采。本设计井田水平标高的确定主要考虑了以下几个因素：(1)合理的水平服务年限；(2)煤层赋存条件及地质构造；(3)生产成本；(4)水平接替；(5)井底车场及其主要硐室的位置应尽量处于较好的岩层内。根据上述因素，本设计井田设计提出如下两个水平标高划分方案：方案一：井田划分四个阶段，布置三个个开采水平；一水平标高-500 m，垂高 330 m，采用上山开采；二水平标高为-700 m，采用上山开采，三水- 19平标高在-900 m，其标高以下有煤可一并开采。方案二：井田
43、划分三个开采水平，一水平标高-400 m，二水平标高-600 m，三水平标高-900 m。各水平均采用上山开采。如果将来探明-900 m 以下还有可采储量，可一并考虑开采。两个方案的优缺点如下： 一方案 优点：各阶段斜长和垂高比较合适，除个别采区偏长或偏短外，大部分都比较合理。缺点：对二水平的开采需要较大的准备工程量。且比方案二上山斜长增加 270320 m，需要对二水平的接续提早准备，以免影响接续。井筒多延伸 100 m，增大了前期建井投资和工期。二方案 优点：一水平的开采同一方案没有大的差别，三个水平的开采，对每个水平的准备工程量较平均，接续简单。建井周期短，基建费用少。缺点：二水平和三水
44、平的开采虽然准备时期工程量较平均，但总的工程量较大，投资大。大部分采区上山的斜长偏小，不能充分发挥上山设备的作用。两方案对比表：序号采区名称可采煤层采区斜长（m） 采区可采储量（万t）一方案（-500 m）二方案（-400 m）一方案 二方案1 北一 24、25、26846 370 1171 524.32 东一 24、25、26870 550 1063.9 776.23 南一 24、25、261144 830 2934 1807.3表 3-2综上所述，本设计推荐第一方案。3.2.3 开拓巷道的布置开拓巷道是指为全矿井、一个水平或若干采区服务的巷道，如井筒、井底车场、主要石门、运输大巷和回风大巷
45、（或总回风道） 、主要风井等。1.运输大巷的布置- 20运输大巷服务于整个开采水平的煤炭和辅助运输（人员、矸石、材料、设备等）以及通风、排水和管线敷设，服务年限很长。根据煤层的数目和间距，大巷的布置方式分为单煤层布置（称分煤层运输大巷） ，分煤组布置（称分组集中运输大巷）和全煤组集中布置（称集中运输大巷） 采用集中运输大巷时，各煤层（组）间用采区石门联系当煤层倾角太大时，层间联系也可用溜井或斜巷。(1)分煤层大巷适用条件煤层数不多，层间距大，石门长；井田走向长度短，服务年限不长；井底车场或平硐在煤层顶板；煤质牌号不同，要求分采，分运；产量，风量均大，需要疏解；各煤层底板均有坚硬岩层(2)分组集
46、中大巷适用条件煤层数多，层间距大小悬殊；按煤层的特点根据运输，通风要求组合，经济上有利；多水平生产，容易解决运输，通风的干扰；(3)集中运输大巷适用条件适于煤层层数多，层间距不大的矿井；井田走向长度大，服务年限长；下部煤层底板有坚硬岩层，容易维护；煤质牌号相同，要求分采分运；自然发火严重，便于分区，分段处理事故；采区尺寸大，石门长度短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 3 层，24#、25#、26#，其中 24#与 25#平均间距 25m,25#与 26#煤层平均间距 15m。针对上述情况，采用集中大巷布置，将三层分为一组，经济上较为合理。对井硐形式和数目等的选择已在前面叙
47、述中做了比较，对整个矿井的开拓和回采等工作是否合理需进一步进行比较，本井田地形平坦，表土较厚，确定采用立井开拓，根据井田条件和设计规范的规定，本井田划分为二个水平，阶段内才用采区式准备，综合考虑煤层情况选用集中大巷布置在 26#煤层下方厚岩层内，一水平开采用做运输大巷，二水平开采用做为回风大巷。因此提出以下三个方案：- 21一方案：井硐布置在（519300，44459000）附近，储量中心，各方采区运输距离较合理，虽有少量煤柱损失，但相对于整矿来说较经济。 二方案：将井筒布置在（519400，44457500）附近，没有煤柱损失，施工条件好，地质条件稳定；但其距离南一采区较远，运输费用大，不是
48、储量中心，不利于后续的发展。 经以上论述可知一方案较合理。 3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1 井硐形式和数目本设计井田采用一对立井开拓，即主井、副井。另外还设有风井。主井用以提升煤炭，副井用以提矸、升降人员、下放材料和设备及兼作进风井，回风井专门用于回风。3.3.1 井硐位置及坐标井筒位置确定的理由是：(1)地处井田储量中央(2)有较好的地形条件：井口处标高-170 m，地面坡度不足 2，平正土方量小；(3)交通条件好：靠近哈同公路。 确定井筒坐标：主井井口坐标： X A=4445913.74， Y A=5192964.8；副井井口坐标： X B=44459829.36 ， Y B=5
49、192968.48；主井井口标高为-170 m，副井井口标高为-170 m，拟定二水平为井筒最终水平。主井井深 530 m，副井井深 530 m，两井筒中心线间距为 55m，主井井筒直径 5 m，副井井筒直径 6.5 m，均采用整体式混凝土井壁，井壁厚度450 mm。3.3.3 水平数目及标高本井田采用多水平开拓,拟定第一标高为-500m,实行上山开采.第二水平拟定标高为 -700 m，实行上山开采。第三水平拟定标高为-900 m。3.3.4 石门、大巷数目及布置1.大巷数目：一条运输大巷、二条回风大巷。- 222.大巷布置：大巷布置形式是岩石大巷。 (1)煤层大巷当煤层顶底板较稳定，煤层较坚硬，易维护，煤层起伏和断层、褶皱小时，可保证巷道较为平直，保证运输设备运行；没有瓦斯与煤的突出
