1、I摘 要本设计为鹤岗矿业集新岭矿的 0.3Mt/a 的旧区复采矿井设计。此矿区内有 5 层煤全区可采，煤层总厚度为 24m，南北走向长度为 1.7km,东西倾向宽为 0.6km，井田面积 1.2km。全区可采储量为 17.8Mt，可采年限为42 年。全区地层走向是 2545 东，倾向东南，倾角 726,局部最缓为35。该区范围内，21 #层全区可采，煤厚 3.708.96m ，平均 5.92m，22 #层全区可采，煤厚 1.87.2m，平均 5.0m；27 #层 1.918.09m，平均3.18m；29 #层全区可采，煤厚 1.398.88m，平均 5.30m；30 #层全区可采，煤厚 1.7
2、46.75m，平均 4.6m。27 #、29 #层间距为 0.158.31m。以上各煤层顶、底板大部为砂岩或页岩。煤层倾角平均 20。本设计采用斜井开拓，回采工艺为炮采放顶煤、走向长壁后退式全部陷落法管理顶板、单体液压支柱 型钢梁支护。设计采用压入式通风。关键词： 可采储量 压入式 走向长壁 炮采放顶煤 全套图纸，加 153893706IIAbstractThe design of the xinling of Hegang Mining Ridge coal 0.3 Mt/a in the urban design of complex mining wells. This coal has
3、 five coal-mining region may, seam thickness of 24 m, a north-south length of 1.7 km, Wide things tend to 0.6 km, coal 1.0km area. Recoverable reserves of 17.8 milliont, may take years to 42 years. Stratigraphy to the region is 25 45 east, Southeast tendency inclination 7 26 , partial relief for the
4、 most 3 5 . The area within 21# layer region recoverable coal thickness 3.708.96m, 5.92m average. 22# layer region recoverable coal thickness 1.8 7.2m, the average 5.0 m; 27# 1.918.09m. average 3.18 m; 29#layer region recoverable coal thickness 1.398.88m, 5.30m average; 30# layer region recoverable
5、coal thickness 1.746.75m, the average 4.6m. 27# 29# layer spacing of 0.158.31m. Above the roof and floor for most of sandstone or shale. Seam average 20 angle. The designs Incline exploration, mining technology for blasting mining, longwall retreating toward all-Roof Collapse Management Act, hydraul
6、ic prop steel beam support. Designed with forced ventilation. Keywords : Recoverable reserves； pressed ； Long-wall ； Blast mining caving III绪论大学四年转瞬即逝，在黑龙江科技学院学习和生活的四年中我长大了、成熟了，学到了采矿专业知识，这次毕业设计是对我的考察与检验。在设计前我充分阅读了鹤岗新岭煤矿的地质资料，为我的设计打下一个基础。在设计过程中我运用了我大学四年中所学到的煤矿地质学、计算机CAD 制图、采煤工艺等方面的知识，是我所学采矿知识的一次大集合，使
7、我进一步熟悉、掌握采矿的专业本领。在设计中由于我个人能力有限难免有错误与不足之处，还请审阅本设计的专家、老师、同学给予指正，发现问题解决问题才能使我学到的知识更巩固为我的工作奠定一个坚实的基础。IV摘要 IABSTRACT .II绪论 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 形 地 势 11.1.3 气 象 地 震 11.1.4 水 源 及 电 源 .11.1.5 区 域 开 发 史 .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 性 质 、 厚 度 特
8、性 煤 质 牌 号 及 用 途 51.2.4 井 田 水 文 地 质 情 况 .81.2.5 煤 质 91.3 勘探可靠性 10第 2 章 井田境界 储量 服务年限 112.1 井田境界 112.2 井田储量 112.2.1 井田储量根据 112.2.2 储 量 计 算 方 法 .112.3 矿井工作制度 生产能力及服务年限 .122.3.1 工 作 制 度 12V2.3.2 生产能力及服务年限 .12第 3 章 井田开拓 143.1 开拓方式 143.2 井口位置选择与开拓方案比选 143.3 井筒 153.4 井底车场、 硐室及井下运输 213.4.1 井底车场布置形式及计算 213.4.
9、2 +80 井底车场计算 213.4.3 车 场 形 式 223.5 开采顺序 303.5.1 沿井田走向的开采顺序 303.5.2 沿井田倾向的开采顺序 303.5.3 采区接续计划 30第 4 章 采区巷道布置及采区生产系统 .314.1 采区概述 314.2 工作面布置及生产能力 314.2.1 工作面布置 314.2.2 工作面接替 314.2.3 “三量 ” 324.2.3 采区工作制度及生产能力 334.3 采区巷道布置 354.3.1 采 区 布 置 354.3.2 采区运输 354.4 采区准备 354.4.1 采 区 巷 道 的 准 备 顺 序 354.4.2 采 区 主 要
10、 巷 道 的 支 护 方 式 .36第 5 章 采煤方法 .405.1 采煤方法的选择 405.2 回采工艺 40第 6 章 井下运输和矿井提升 .44VI6.1 矿井井下运输 446.2 矿井提升系统 446.2.1 矿 井 提 升 系 统 的 选 择 与 计 算 .44第 7 章 矿井通风安全 .527.1 矿井通风系统的确定 527.1.1 概 述 .527.2 矿井通风 537.2.1 通风方式和通风系统 537.2.2 风井数目、位置、服务范围及时间 557.2.3 采 掘 工 作 面 及 硐 室 通 风 .557.2.4 井 下 通 风 设 施 及 构 筑 物 布 置 .567.2
11、.5 安 全 逃 生 途 径 567.3 矿井通风阻力的计算 577.3.1 矿井风量计算 577.3.2 矿 井 通 风 阻 力 计 算 587.4 通风设备及反风 617.4.1 主扇的选择计算 617.4.2 电 动 机 的 选 择 617.4.3 反 风 措 施 .627.5 矿井通风系统的合理性可靠性和抗灾能力分析 627.6 灾害预防及安全装备 627.6.1 概述 627.6.2 预防瓦斯灾害的措施 637.6.3 预防煤尘灾害的措施 637.6.4 预防火灾事故 647.6.5 预防水灾事故 657.6.6 预防冒顶事故 68第 8 章 矿井排水 .698.1 概述 698.1
12、.1 矿 井 水 来 源 及 涌 水 量 698.1.2 对 排 水 设 备 的 要 求 69VII8.2 矿井主要排水设备 708.2.1 排 水 管 路 的 选 择 70第 9 章 矿井主要技术经济指标 .729.1 投资估算 729.1.1 投 资 范 围 729.1.2 投资概算编制依据 729.1.3 工程投资概算 729.1.4 资金筹措 739.2 劳动定员及劳动生产率 739.3 生产成本估算 749.4 经济分析 749.4.1 测算说明 749.4.2 效益测算 759.4.3 投资评价 75致谢辞 .77参考文献 .78结论 .80附录一：专业论文 .81附录二：外文 .
13、841第 1 章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 交通位置新岭井田位于鹤岗矿区北部，距鹤岗火车站 3.5km，行政区属鹤岗市东山区管辖，北邻兴山矿，南邻振兴矿，东邻新一矿，西邻鹤岗矿区铁路专用线。地理座标：东经 1301747 1301936 ，北纬 472008 472234。1.1.2 地 形 地 势新岭井田地势北高南低，地面最高标高+310m，最低标高+270m ，属构造剥蚀丘陵区，石头河在北露天西侧南露天东侧由北向南流过，该区属露天区的深部，露天开采最低平盘高度+180m。1.1.3 气 象 地 震该区属大陆性寒温带气候，冬春两季多风寒冷，夏季多雨，年平均降雨量600mm
14、 左右，雨季多集中在六、七、八月。每年十月中旬至翌年四月为结冻期，井田气象如下：极端最低气温：-33.9最大冻结深度：2.38m最大积雪厚度：14cm最大降雨量：48mm年均降雨量：645.4mm最大风速：24m/s结冻时间：210 天主导风向：西风地震裂度：六级21.1.4 水 源 及 电 源鹤岗矿区工业用电与民用电取自黑龙江东部，鹤岗矿区供电系统由三个电源点供电，三个电源点分别接自鹤岗电业局的 220kv 鹿林山变电所、110 南岗变电所和鹤矿集团 15 万 kw 热电厂。矿区现有 110kv 变电所一座、35kv 变电所十七座、10kv 变电所一座、6kv变电所十一座，35kv 输电线路
15、 27 条、173km；10kv 线路 3 条、4km ；6kv 线路 195 条、851km。鹤岗(新华 )电厂发电能力 600MW，二期（600MW）工程正在建设。鹤岗矿业集团自营的矿区热电厂发电能力 150MW（2 台 25Mw、2 台50MW 机组） ，补充电力之不足，完全可以保证矿区用电的需要。全矿区有四处水源，即北部的细鳞河水库和十里河水源，中部的小鹤立河水库和南部水源。1.1.5 区 域 开 发 史新岭矿露天矿于 1978 年开始生产，1997 年结束，历史上曾有原兴山矿一井、三井、四井、兴山六层小露天，东山区三八井、红卫小井、兴山矿家属管理站小井，疏园公社小井、林业局小井、兴山
16、矿家属管理站小井、疏园公社小井、林业局小井、兴山区小井、南采区小井等在此区生产，采出原煤约：680万吨，现该区已无小煤矿生产。分述如下：兴山矿老一井区在本区四片（175m）以上是伪满时期开采的，当时的主要采煤方法是单一长壁带状矸石充填。解放后除继续采用此法外，还采用了掩护支架走向长壁、人工假顶分层开采和水沙充填等采煤方法，但水沙充填法范围不大，该井1965 年报废关闭，井工开采煤量约 112.11 万 t。兴山矿老三井、四井区和六层小露天区19701978 年由兴山矿以小露天方式对六层扩大区南部六层群（27 #、29 #、30 #等煤层）进行开采，早已关闭，19491978 年，兴山矿老三井、
17、四井区进行开采，加上六层小露天矿累计产量约 570.28 万吨。东山区三八井：开采 21#煤层，采出煤量 11.24 万吨。红卫小井：开采 21#煤层，采出煤量 1.14 万吨。兴山矿家属管理站小井：开采 22#煤层。疏园公社小井：开采 22#煤层。林业局小井：开采 22#煤层。开采 22#煤层的三处小井共采出煤量 5.17 万吨。3兴山区小井：开采 27#、29 #、30 #煤层，采出煤量 37.01 万吨。南采区小井群：建于 1997 年 10 月，开采 18#、21 #煤层采出煤量 6.2 万吨，于 1999 年关闭。1.2 地质特征1.2.1 矿 区 内 的 地 层 情 况岭北井田地层
18、和鹤岗煤田地层一致，井田赋存的地层有下元古界兴东群大马河组变质岩系和古生界花岗片麻岩及花岗岩，中生界白垩系下统鸡西群城子河组和新生界第四系，自下而上简述如下：1.下元古界兴东群大马河组变质岩系和古生界花岗片麻岩及花岗岩（Pt）露头分布于井田境界外的西侧，是最老的岩系，为煤系地层的基底，主要有花岗片麻岩、花岗岩和大理岩等组成，厚度不祥。2. 中生界白垩系下统鸡西群城子河含煤组（Klch）为一套陆相碎屑含煤沉积建造，不整合于下元古界兴东群大马河组变质岩系和古生界花岗片麻岩及花岗岩之上，地层厚度南厚北薄，南部厚 500m 左右，北部厚 450m 左右，含煤系数为 7.1%左右。根据岩相建造、岩石组合
19、和含煤性等特征，由下而上可分为下部含煤段和中部含煤段。见图 11 煤层柱状图下部含煤段（Klch 1）：露头分布在井田范围外的西部，岩性以砾岩、含砾粗砂岩、中细砂岩夹泥岩、凝灰岩及炭页岩、薄煤层组成，含 33、34、35、36 号四层薄煤，不可采。本段地层以岩相变化大、凝灰质岩石层数多且厚度大、煤层薄不可采为特点，岩段下为基底，上至 33 号煤层上部的砾岩底面，地层厚度约 200m 左右，与下伏基底变质岩系呈角度不整合接触。中部含煤段（Klch 2）:是城子河组主要含煤段和矿区有经济价值的含煤段，岩性以厚层的粗砾岩、中砾岩、薄层细砂岩、粗砂岩、凝灰岩和煤层组成，共含煤 5 层，分别为21、22
20、、27、29、30、31 号煤层，其中可采 5 层（21、22、27、29、30 号煤层） ，本段地层以岩相变化不大、煤层集中、而且煤层厚度大为特点，下至 30号煤层砾岩底面，上至第四系地层，与下伏地层呈整合接触，地层厚度 300m左右。新生界第四系（Q）在本区上部皆有出露，角度不整合于下伏地层之上，岩性上部以黑色腐植4土、砂质粘土，局部夹透镜体淤泥，下部以沙砾为主，地层厚度为 310m 。见井田地层层序表表 11。5地 层 单 位界 系 统 群 组 段界 系 统 子鹤 石 中河 段生 岗 煤中 上 头 含部 以 细 粒 砂 岩 和 中 粒 砂 岩 组 成 ，本 煤 层 厚 度 变 化 不 大
21、 ， 煤 层 夹 石 层 多 ， 结 构 复 杂 ， 灰 分 高 。煤 层 中 部 有 鲕 状 棱 铁 矿 夹 层 。煤 层 质 硬 、 稳 定 。2 层 煤 底 板 以 细 粒 砂 岩 、 粉 砂 岩 互 层 ， 块 状 结 构 ，粉 砂 岩 为 主 层 ， 明 显 波 状 层 理 ， 呈 黑 灰 色 。色 粉 砂 岩 ， 中 部 岩 性 较 粗 ， 在 5层 煤 的 底 板 为 块 状 泥 岩 夹 煤 线 ，本 层 以 中 粒 砂 岩 为 主 ， 成 分 以 石 英 长 石 组 成 ，本 层 煤 结 构 较 为 简 单 ， 上 部 有 薄 层 夹 石 。砂 岩 薄 层 ， 具 有 不 明
22、显 波 状 层 理 。地 层 特 征 描 述白垩 岩 组 成 ， 分 选 中 等 ， 浑 圆 度 呈 半 棱 角 ，粉 砂 岩 至 27煤 直 接 顶 板 ， 夹 有 植 物 碎 屑 。凝 灰 质 页 岩 发 育 ,普 遍 为 本 区 重 要 标 志 。本 层 煤 在 南 部 比 较 稳 定 ， 向 北 部 7剖 面 以 北 逐 渐 分 又 变 薄 ，以 灰 白 色 细 粒 砂 岩 为 主 。最 小 最 大煤 岩 层 厚平 均柱 状1： 0煤层编号地层符号新 岭 煤 矿 综 合 柱 状 图图 11 煤层柱状图6表 11 井田地层层序表界 系 统 群 组 段 符号 地层厚 度新生界 第四系 Q
23、号 310中部含煤段 Klch2 300中生界 白垩系 下统鸡西群城子河组 Klch1 200下元古界兴东群大马河组下部含煤段 Pt 厚度不祥1.2.2 地 质 构 造本区的构造特点是以断裂为主，伴随宽缓的褶曲，区内构造南部和西部相对简单，煤层厚而集中，发育较完整，而东部的煤层由于受 F1断层所控制而产生的次一级断层组的影响，分成不连续的块段，走向由北北东变为东西向，致使产生小型盆状向斜构造。全区地层走向是 2545 东，倾向东南，倾角726,局部最缓为 35。1南部区（F 2断层以南）：主要以 F2等几条断层组成的地块。煤层由于这些断层的影响，向南其走向发生变化，从北北东逐渐变为北东或北东东
24、。这些断层特点为走向北 1035 西，一般向东南方向或地层深部落差逐渐增大。向西北方向或浅部露头落差变小。以 F2断层为例，在 27、29、30 号煤层浅部未见断失，而向深部落差达 40 多米。2东南部区：以 F1断层为主几条断层组成的地块。F 1断层是鹤岗煤田中具有代表性的断裂构造，走向北起三道沟，南至靠山河长达 8Km，横贯煤田，落差较大（300400m） ，由于下盘抬起，使含煤地层沿倾斜方向重复出现，该断层沿石头河方向沿展，故取名为鹤岗煤田石头河子断层。本区煤层受 F1断层的影响，而产生宽缓向斜，尤其是靠近断层附近的煤层倾向由原来的东南而向西南倾斜，断层走向北东 30北东 10。3北部区
25、（17 勘探线以北）：主要受 F1断层所控制，煤层受这些断层的影响，走向由北北东变为东西，致使产生小型的盆状向斜构造，以 18 号煤层最为明显。详见主要断层一览表 12。71.2.3 煤 层 性 质 、 厚 度 特 性 煤 质 牌 号 及 用 途鹤岗煤田为早白垩世陆相沉积环境，煤层主要发育在城子河组地层中，井田内最有经济价值的含煤地层为城子河组的中部含煤段，下部含煤段只有个别层点可采。本次设计的新岭矿有可采煤层 5 层，即 21#、22 #、27 #、29 #、30 #煤层。该井田已开采多年，随着生产的发展和水平的延伸，大部份煤层尤其是可采煤层，已在实践中被认识掌握，结合煤层的厚度、结构、间距
26、、顶底板岩性、层间岩性、标志层、煤层组、测井曲线等特征进行综合对比，煤层对比结果可靠，但由于部分煤层沿走向和倾斜方向有增厚、变薄、分叉等变化，给煤层对比造成一定的影响，现将各可采煤层的特征分述如下。21 号煤层：全区可采的厚煤层，3.708.96m，平均 5.92m，煤厚由西向东逐渐变薄，从南向北由薄变厚再变薄，顶板下 1m 处为煤和炭质页岩互层，上部煤质较硬，下部煤质松软，顶板为细砂岩或中砂岩，底板为细砂岩或粉砂岩。22 号煤层：全区可采的厚煤层，煤厚 1. 87.2m ，平均 5m，从南向北逐渐增厚，煤层中部有一层 0.20.4m 的浅裼色凝灰质泥岩夹石标志层，顶板为细砂岩或粉砂岩，底板为
27、炭质页岩或粉砂岩，距 21 号煤层间距 2945m ，平均 38m。27 号煤层：全区可采的中厚煤层，煤厚 1.918.09m ，平均 3.18m，南露天从南向北变厚，煤层结构一般有 12 层夹岩，煤质硬，顶板为粉砂岩或凝灰质粉砂岩，底板为炭质页岩功粉砂岩，距 22 号煤层间距 1265m ，平均40m。29 号煤层：全区可采的厚煤层，煤厚 1.398.88m ，平均 5.30m，露天煤厚从西向东变薄，煤层结构下部有两层 0.1m 的夹石，煤层顶板是粉砂岩或凝灰质粉砂岩，底板是炭质页岩，距 27 号煤层间距 0.158.31m ，平均 3m。30 号层：全区可采的厚煤层，煤厚 1.746.75
28、m，平均 4.6m，露天煤层从西向东变厚，煤层结构复杂，有 36 层夹石。煤层灰份大，煤质硬，距 29号煤层间距 1.067m，南小北大，平均 10m 详见表 13。8表 12 主要断层一览表产状位置断层号 走向倾向倾角性质 落差 确定依据南部 F 2 N30E WS 10-40兴山矿三井 18 号煤层、四井21、22、27、29、30 号煤层巷道和露头 15、18 号煤层东部 F1N10-30EEN 30055-5、 45-6、 55-7、55-8、 57-16钻孔及四井 27、29、30 号煤层巷道北部 F3 N15E WS 10-1518 号煤层、一井21、22、27、29、30 号煤层
29、巷道9表 13 煤层特征表煤层厚度 煤层间距 顶板岩性煤层号 最 小 最 大一般 稳定程度 最 小 最 大一般变化情况煤层结构可采性 底板岩性标志3.7-8.96 13-37 细砂 岩21592较稳定 23.6不稳定较简单可采 细砂岩下部煤和面料页岩层1.8-7.21 29-45 粉砂 岩225.0较稳定 38较稳定较简单可采 粉砂岩中部凝灰质泥岩夹石1.91-8.09 12-65凝 灰质 粉砂 岩273.18较稳定40不稳定较简单可采 粉砂岩凝灰质粉砂岩1.93-8.88 1.55-8.3 粉砂 岩295.3不稳定 3.0较稳定较简单可采 粉砂岩VIV 线向北分叉30 1.74-6.75 较
30、稳 定 1.5-67不稳定复杂大部可采粉砂岩间距南小北大，结构复杂101.2.4 井 田 水 文 地 质 情 况本区地貌为起伏不平的构造剥蚀丘陵地带，地形是东西两侧高而中间低，西北最高标高 360m，中部河谷地带最低标高 270m，低凹处最低标高为246.9m，相对高差大于 90m。西为抗侵蚀性较强的花岗片麻岩系，东为抗侵蚀性较弱的煤系地层，形成由西向东的缓坡，本矿在缓坡的西翼，地形为南北向的带状凹地。石头河在北采区的西边和南采区的东边由北向南横贯全区流过。该河发源于笔架山，由兴山地区头道沟和二、三、四、五、六道沟汇集而成，流经兴山矿、岭北矿、新一矿和南山矿东部，由南山矿东部靠山河转东汇入梧桐
31、河，为梧桐河的支流，河流坡度平均为 1.4%，河宽平均 45m ，水深 0.55m，一般流量 0.31.5 m/s，最大流量 73 m/s，最注流量 0.2 m/s，一般流速为 2 m/s。井田西边的一道沟、二道沟、三道沟向东汇入石头河内，井田东边的东帮水沟、岭北水沟、三街水沟、一区东部水沟、西部水沟向西汇入石头河内，南采区南帮边上的城区排水沟和振兴煤矿中央水沟也向西汇入石头河内，该河在矿区汇水面积 63 km。 由于井田地形为南北向的带状凹地，又临近石头河和多条汇入河内的排水沟和水库，所以水文地质条件为中等偏复杂，但由于防排水工程比较完善，历年井下实际涌水量不大。本矿瓦斯绝对涌出量为 0.2
32、18m/min，相对涌出量 0.34m/t，鉴定为低瓦斯矿井。1.2.5 煤 质1煤的物理性质：颜色为黑色，玻璃光泽和树脂光泽，硬度属于中硬和硬煤，容重 1.301.35t/m。2宏观煤岩类型：以半亮煤为主，半暗煤和光亮煤次之，可见明显的丝炭条带。3显微组分特征：以凝胶化物质为主，丝炭化物质次之。4煤的主要化学指标和煤种：本区可采煤层原煤的水分在 0.582.01%之间；原煤灰分在 8.1434.94%之间，局部灰分超过 40%的有 22 和 30 号煤层，29 号煤层下部 1.5m 厚的煤也超过 40%；挥发分在 28.2144.66 之间；（根据 1964 年 5 月 31 日黑龙江煤炭工
33、业管理局地质局 109 队编制的“北大岭西露天精补地质报告” ） ，发热量在 19.6734.65MJKG 之间；胶质层厚度在521mm 之间；粘结性在 46 之间，结焦性差；煤种绝大部分为气煤，只有18、21、22 号煤层为 1/3 焦煤。见表 14。11综述本区所有煤层以气煤为主、属于较难选的、中灰富灰、特低硫、低磷、中高发热量的洁净环保动力用煤，洗选后可作为焦用煤。表 14 煤质化验成果表原煤硫 磷 工业分析 粘结 性 发热 量 容重煤层号 Sa%P%W%Ag%Vr% 级QdrMj/Kg T/m3煤种21 0.19 1.48 22.83 35.96 5 34.65 1.30 QM22 0
34、.23 1.10 23.46 32.80 5 33.71 1.30 QM27、29 0.20 1.00 22.13 39.62 6 33.90 1.30 QM30 0.16 0.58 25.71 38.99 6 34.46 1.30 QM1.3 勘探可靠性这次储量计算的可靠性可由 1986 年六层扩大区地质报告及 2005 年新岭煤矿资源储量核实报告所证实。南起 F2断层下盘，北到 17 号剖面线，西到+220m 标高，东到 +80m 标高。残余资源储量计算的煤层有15#、18 #、21 #、22 #、27 #、29 #、30 #等五个煤层。应该说明的是这次计算储量的范围与 2005 年国土资
35、源部储量评审中心评审的范围是一致的。本区核定残12余地质储量 1840 万吨。其中 1780 万吨为剩余各类储量，21 #为 388 万吨；22 #为 422 万吨；27 #、29 #为 444.5 万吨；30 #为 474.3 万吨。179.3 万吨为原采区残采剩余储量，21 #为 23.6 万吨；22 #为 49.5 万吨；27 #、29 #为 62.8 万吨；30 #为 43.4 万吨。第 2 章 井田境界 储量 服务年限2.1 井田境界该区位于原岭北矿南露天深部，其范围：南到 1#勘探线，北到 17#勘探线，东到 F1断层，井田走向长 1.7km，倾斜宽 0.6km，井田面积 1.04
36、04 km。井田周边无小窑生产。2.2 井田储量2.2.1 井田储量根据南起 F1断层下盘，北到 17 号剖面线，西到+220m 标高，东到+80m 标高。残余资源储量计算的煤层有 21#、22 #、27 #、29 #、30 #等五个煤层。应该说明的是这次计算储量的范围与 2005 年国土资源部储量评审中心评审的范围是一致的。新岭煤矿资源储量核定报告 ，计算储量的煤层最小厚度 0.7m,最高灰份 40，工业广场保护带宽度 10m，工业广场及井筒保护煤柱留设滑移角按上山角 62、走向角 62、下山角 53，断层煤柱宽度 10m，分段煤柱宽度10m，煤层上山保护煤柱宽度 10m，采区回采率按设计规
37、范：厚煤层 75、中厚煤层 80、薄煤层 85。经计算该区现剩余地质储量 18.40Mt，扣除境界煤柱、断层煤柱、工业广场和井筒煤柱，扣除采区回采损失，可采储量为17.80Mt。 2.2.2 储 量 计 算 方 法本次储量计算在比例尺 1：2000 各煤层储量图上进行，储量计算分标高、分块段、分级别、分煤种、分煤层进行。储量计算公式为：13块段储量=平面积 块段平均倾角正割块段平均煤厚容重块段面积由电子求积仪求得，并用北京龙软科技发展有限公司地质图软件系统进行校对；煤厚按块段内及其周围见煤点和露天及井巷实测厚度的平均厚度，采用的厚度剔除 0.05m 以上的夹石；容重采用 1986 年岭北矿六层
38、扩大区地质报告的 1.30t/ m。2.3 矿井工作制度 生产能力及服务年限2.3.1 工 作 制 度矿井工作制度按小井设计规范：年工作日 330 天，每天三班作业，每天净提升 16 小时。2.3.2 生产能力及服务年限根据井田资源储量和煤层开采条件，经计算该区现剩余地质储量18.40Mt，扣除境界煤柱、断层煤柱、工业广场和井筒煤柱，扣除采区回采损失，可采储量为 17.80 Mt。全区地层走向是 2545 东，倾向东南，倾角 726,局部最缓为35 具备建设小型矿井的条件。方 案 一 ： 建 0.3Mt/a 的 矿 井 。方 案 二 ： 建 0.45Mt/a 的 矿 井 。方 案 三 ： 建
39、0.6Mt/a 的 矿 井 。根 据 煤 矿 工 业 矿 井 设 计 规 范 矿 井 投 产 后 服 务 年 限 不 应 过 长 ， 可 由 服 务 年 限确 定 。 见 表 21表 21 矿 井 及 第 一 开 采 水 平 设 计 服 务 年 限第 一 开 采 水 平 设 计 服 务 年 限 a矿 井 设 计 生 产能 力 Mt/a矿 井 设 计 服 务年 限 a 煤 层 倾 角 453.0 及 以 上 60 70 30 35 - -1.2 2.4 50 60 25 30 20 25 15 200.45 0.9 40 50 20 25 15 20 10 15矿 井 设 计 服 务 年 限 公
40、 式 ： （ ）式 中 ： T矿 井 设 计 可 采 储 量 ， Mt14 生 产 能 力 ， Mt aK矿 井 储 量 备 用 系 数 ， K 1.3 1.5矿 井 设 计 一 般 取 K=1.4， 地 质 条 件 复 杂 的 矿 井 及 矿 区 总 体 设 计 可 取 K=1.5， 地 方小 煤 矿 可 取 K=1.3 。 根 据 本 设 计 矿 井 实 际 情 况 ， K 值 取 1.4。方 案 一 ： P Z/AK=17.80（ 0.31.4） =42 年方 案 二 ： P Z/AK=17.80（ 0.451.4） =28 年方 案 三 ： P Z/AK=17.80（ 0.61.4）
41、=21 年因本井煤层储量不多适合建设小型矿井，本井田地质储量小，可采储量少，则选择方案一合理。该矿井生产能力为 0.3Mt/a，矿井服务年限为 42 年。15第 3 章 井田开拓3.1 开拓方式该区煤层埋藏较浅，属旧区复采，储量较小，矿井规模小，并受场地空间和工程地质条件限制，故不宜建立井，设计确定采用斜井开拓。3.2 井口位置选择与开拓方案比选本次设计确定井口位置与开拓方案主要考虑了以下几方面因素：1该井属旧区复采，所采煤层具有自然发火倾向性，永久井巷2工程应尽量少过煤层，为矿井通风和防止煤层自然发火创造有利条件。3本区残存储量较少，应尽量减少工业场地及永久井巷压煤。本区东、西边邦及露天坑内
42、均有一定厚度的回填矸石，东邦边坡南侧沿F1断层已出现滑移现象，永久井巷工程应尽量避开回填矸石和滑移岩体，以创造良好的施工条件和安全条件。4尽量节省初投工程量、节省投资，缩短建井工期。5井筒及井口尽量靠近储量中心，以缩短运距、减少运营费用。6该区位于露天矿已采区下方，选择井口及工业广场位置，应尽量考虑为防洪排涝创造条件。综合上述因素，结合本井田煤层赋存条件、地质构造条件和地形条件，按照矿井规模，以有利于井上下布置、减少工程量、节省投资为目标，设计对井口及开拓巷道布置提出三个方案，分述如下：方案.中央（反倾向）片盘斜井分段集中石门分层上下山开拓，工业广场布置在露天坑内210m 露采平盘，即在原岭北
43、矿露天坑内 +210m 平盘布置两条（反倾向）斜井，一条主井、一条副井，主井倾角 25，井底标高+48m；副井倾角 25，井底标高 +80m。在+152m 标高 22#层底板布置一片车场，施工中央石门至 21#层，沿煤层分别掘送机道上山和轨道上山，为回采21#、22 #煤层服务。在+80m 标高 30#层底板布置二片车场，然后布置中央石门及上山，为回采 27#、29 #、和 30#煤层服务。工程移交+152m 标高 21#层一分16段。该方案的主要优点为工程量少、工期短、初投省、提升环节少、系统简单。主要缺点为压煤量大；主要井筒穿过煤层和回填矸石，对防止煤层和回填矸石自然发火不利；对通风安全不
44、利；支护费用较高；工业广场位于露天坑内回填矸石带上，工程地质条件及施工条件差；不利于防洪排涝，同时工业广场受滑移岩体威胁；另外地面汽车运输和供电线路距离较（方案）长。方案.平硐与中央（反倾向）片盘斜井联合布置分层组上山开拓，工业广场布置在露天坑内210m 露采平盘，主要井筒布置在 F1断层下盘，即在210m 露采平盘向东施工主、副平硐至 F1断层下盘，然后布置主、副两条反倾向斜井，在各可采煤层最下部标高甩片盘，通过石门揭煤，上山开采各煤层，工程移交185m 运输标高 21#层一分段。该方案的主要优点为井筒压煤量略少；主要井筒不穿煤层；对于防止煤层自然发火有利，但平硐仍需穿过回填矸石带，受回填矸
45、石自然发火威胁。主要缺点为工程量（比方案）较大；平硐施工过回填矸石带及东邦滑移带，安全条件较差，支护费用高；工业广场位于露天坑内，防洪排涝条件差；工程地质及施工条件较差；同时工业广场受滑移岩体威胁，需加固处理；另外地面汽车运输和供电线路距离较（方案）长；提升环节多，系统复杂。方案.走向片盘斜井集中石门分层上山开拓，工业广场布置在露天坑东邦外北侧稳定地带，井筒倾向由北向南，井口位于 F1断层下盘处，井口处地表标高282m，井底位于 9#勘探线处，井底标高 48m，工程移交132m 标高 21#层一分段。该方案的主要优点为：井口及工业广场位于露天坑外稳定地带，不压煤；工程地质条件、施工条件及防洪排
46、涝条件好；井筒不过煤层和回填矸石带，对防止煤层和回填矸石自然发火有利；有利于矿井通风安全；井口及工业广场不受滑移岩体威胁；地面汽运及供电线路距离较短；一段提升环节少，系统简单。其缺点是井巷工程量（与方案相比）略大，工期较长。各方案技术、经济及安全条件对比见表 31。经上述技术、经济和安全条件比选，设计认为方案技术条件及安全条件优势明显，运营费用低，工程量、工期及投资与方案和方案的差距并不明显，故设计选用方案。3.3 井筒该工程布置两条斜井井筒，一条主井、一条副井。主井井口坐标 X=118897.393；Y=119215.963 ，井口标高 282m，井底标高48m，提升方位角 17，井筒倾角
47、25，斜长 556m，净断面 16m，表17土段采用混凝土砌碹支护，基岩段以锚网喷支护为主，装备 800mm 大倾角皮带一条，担负全矿提煤兼入风任务。副井井口坐标 X=118936.023；Y=119192.020 ，井口标高 282m，井底标高80m，井筒倾角 25，斜长 480m，净断面积 14m，采用 1.5t 固定矿车提升，提升设备为 2m 单绳缠绕绞车一台，担负材料、矸石及人员升降任务，同时兼做回风井。井筒断面见图 31。表 31 开拓方案对比表对比因素方案坑内反倾向片盘斜井方案坑内平硐反倾向斜井方案走向片盘斜井资源储量工广及井筒压煤 40 万吨，再扣除其它煤柱及开采损失 60 万吨
48、，剩余可采储量 1740 万吨。工广及平硐压煤 36万吨，扣除其它煤柱及开采损失 60 万吨，剩余可采储量1744 万吨。工广及井筒不压煤扣除其它煤柱及开采损失 60 万吨，剩余可采储量 1780万吨。通风入风井口及主扇房位于露天坑内，入井空气易受回填矸石发火影响，降低入井空气质量。入风平硐井口及主扇房位于露天坑内，入井空气易受回填矸石发火影响，降低入井空气质量。入风井口及主扇房位于露天东邦以外北侧地表，矿井通风不受回填矸石发火影响入井空气清洁。安全条件防火主要井筒过煤层和回填矸石带，对防止煤层自然发火不利，支护费用高，主要井筒不过煤层，有利于防止煤层自然发火，但平硐需要过回填矸石带，防火和支护条件均较差。井筒不过煤层及回填矸石带，有利于防止煤层自然发火。18防水主要井口及工广位于露天坑内不利于防洪排涝平硐井口及工广位于露天坑内不利于防洪排涝主要井口及工广位于露天东邦以外北侧地表，有利于防洪排涝。防滑坡露天东邦南侧发生滑移现象，井口和工业场地安全受其影响，需对滑移岩体加固处理。井口和工业场地安全受滑坡威胁，需对滑移岩体加固处理。主要井口及工广位于露天东邦以外北侧地表稳定地带（11 勘探线以北） ，不受滑坡影响。施工条件工广位于露天坑内的回填矸石带上，空间狭窄，工程地质条件差，施工条件差，主要井巷工程在已采动区域内施工，掘进与支护较困难。工广位于露天坑内的回填矸石带上
