黑龍江省雙鴨山市東榮三礦的1.5Mta新井設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】

黑龍江省雙鴨山市東榮三礦的1.5Mta新井設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】,含CAD圖紙+文檔,黑龍江省,雙鴨山市,榮三,mta,設(shè)計(jì),cad,圖紙,文檔 摘要 本礦井設(shè)計(jì)為黑龍江省雙鴨山市東榮三礦的新井設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.5Mt/a，服務(wù)年限78.6a。井田平均走向長(zhǎng)4km，平均傾斜長(zhǎng)3km，煤層平均傾角5°，屬近水平煤層。共有3層可采煤層，平均厚度13.42m。 由于井田傾斜長(zhǎng)度較大，且為近水平煤層，以及煤層地質(zhì)條件等因素影響，決定本井田內(nèi)全部采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法開采，工作面為綜合機(jī)械化采煤。本設(shè)計(jì)中礦井開拓方式采用雙立井方案，單水平開采，一個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)。 關(guān)鍵詞：礦井設(shè)計(jì)、長(zhǎng)壁采煤法、礦井開拓 Abstract This design is a new mine planning with Dongrongsan Coal Mine in Heilongjiang Province. Mine planning capacity is 1.5Mt/a. Service is 78.6a. Well the average toward length of the field is 4km,and average skewed length is3km.The average inclination of the coal bed is 5°,that is a nearly level coal bed. This field there are 2 can exploit coal bed, the average thickness of coal bed is 4.44m. As field more toward greater length, and coal bed is nearly level. And geological conditions Etc. causes impact, decision this field use more long wall coal mining, located all use integrated mechanized coal mining. This development method is inclined portal , one production level, and one located production. Keyword：Mine planning、Long wall coal mining、Mine development 目錄 摘要 I Abstract II 緒論 1 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 2 第一節(jié) 井田概況 2 1.1交通位置 2 1.2地形 地勢(shì) 3 1.3氣象 地震 3 1.4水源及電源 3 第二節(jié) 地質(zhì)特征 3 2.1礦區(qū)內(nèi)的地層情況 3 2.2地質(zhì)構(gòu)造 6 2.4巖石性質(zhì) 厚度特征 10 2.5井田水文地質(zhì)情況 10 2.6沼氣 煤塵及煤的自燃性 12 第三節(jié) 勘探程度及可靠性 12 第二章 井田境界 儲(chǔ)量 服務(wù)年限 14 第一節(jié) 井田境界 14 1.1井田周邊狀況 14 1.2井田境界確定的依據(jù) 14 1.3井田未來發(fā)展?fàn)顩r 14 第二節(jié) 井田儲(chǔ)量 14 2.1井田儲(chǔ)量的計(jì)算 14 2.3儲(chǔ)量計(jì)算方法 15 2.4儲(chǔ)量計(jì)算評(píng)價(jià) 16 第三節(jié) 礦井工作制度 生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 16 3.1工作制度 16 3.2生產(chǎn)能力 16 3.2礦井 17 第三章 井田開拓 18 第一節(jié) 概述 18 1.1井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概 18 1.2影響本設(shè)計(jì)礦井開拓方式的因素及具體情況 18 第二節(jié) 礦井開拓方案選擇 19 2.1井筒形式和井口位置 19 2.2開采水平數(shù)目和標(biāo)高 21 2.3開拓巷道布置 21 第三節(jié) 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 31 3.1井筒形式和數(shù)目 31 3.3水平數(shù)目及高度 32 3.4石門大巷數(shù)目和布置 33 3.5井底車場(chǎng)形式選 34 3.6煤層群的聯(lián)系 35 第四節(jié) 井筒布置和施工 38 4.1井筒穿過的巖層性質(zhì)及井筒支護(hù) 38 4.2井筒布置及裝備 38 4.3井筒延伸的初步意見 40 第五節(jié) 井底車場(chǎng)及硐室 40 5.1井底車場(chǎng)形式確定及論證 40 5.2井底井場(chǎng)的布置、存車線路、行車線路布置長(zhǎng)度 41 5.3井底車場(chǎng)通過能力驗(yàn)算 43 第六節(jié) 開采順序 47 6.1沿井田走向的開采順序 47 6.2沿煤層傾斜方向的開采順序 47 6.3采區(qū)接續(xù)計(jì)劃 48 第四章 帶區(qū)巷道布置及帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 50 第一節(jié) 帶區(qū)概述 50 1.1設(shè)計(jì)帶區(qū)的位置、邊界、范圍、帶區(qū)煤柱 50 1.2帶區(qū)的地質(zhì)和煤層情況 50 1.3帶區(qū)的生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量及服務(wù)年限 50 第二節(jié) 帶區(qū)巷道布置 51 2.1區(qū)段劃分 51 2.2采區(qū)斜巷布置 52 2.3采區(qū)車場(chǎng)布置 52 2.4采區(qū)煤倉形式、容量及支護(hù) 55 2.5采區(qū)硐室簡(jiǎn)介 57 2.6采區(qū)工作面接續(xù) 57 第三節(jié) 采區(qū)準(zhǔn)備 58 3.1采區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序 58 3.2采區(qū)主要巷道的斷面示意圖及支護(hù)方式 58 第五章 采煤方法 60 第一節(jié) 采煤方法的選擇 60 1.1采煤方法選擇的制約因素 60 1.2采煤方法的選 60 第二節(jié) 回采工藝 60 2.1選擇和決定回采工作面的工藝過程及使用的機(jī)械設(shè)備 60 2.2選擇采面循環(huán)方式和勞動(dòng)組織形式 62 第六章 井下運(yùn)輸和礦井提升 64 第一節(jié) 礦井井下運(yùn)輸 64 1.1運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定 64 1.2礦車的選型及數(shù)量 65 1.3帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 66 第二節(jié) 礦井提升系統(tǒng) 67 2.1礦井主提升系統(tǒng)的選擇與計(jì)算 67 第七章 礦井通風(fēng)與安全 68 第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 68 1.1概述 68 1.2主扇工作方式的確定 68 第二節(jié) 風(fēng)量計(jì)算與風(fēng)量分配 69 2.1風(fēng)量計(jì)算 69 2.2風(fēng)量分配 72 2.3風(fēng)量調(diào)節(jié)方法與措施 74 2.4風(fēng)速的驗(yàn)算 74 第三節(jié) 礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算 75 3.1確定全礦最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力 75 3.2礦井等積孔的計(jì)算 78 第四節(jié) 通風(fēng)設(shè)備的選擇 79 4.1主扇的選擇計(jì)算 79 74.2電動(dòng)機(jī)的選擇 80 4.3反風(fēng)措施 80 第五節(jié) 礦井安全技術(shù)措施 80 5.1預(yù)防瓦斯及煤塵爆炸 80 5.2火災(zāi)與水患的預(yù)防 81 5.3其他事故的預(yù)防 81 第八章 礦井排水 83 第一節(jié) 概述 83 1.1礦井水來源及涌水量 83 1.2對(duì)排水設(shè)備的要求 83 第二節(jié) 礦井主要排水設(shè)備 84 2.1排水方式與排水系統(tǒng)簡(jiǎn)介 84 2.2主排水設(shè)備及管路的選擇計(jì)算 84 第九章 帶區(qū)供電 88 第一節(jié) 礦井供電系統(tǒng)概述 88 1.1電力用戶的分級(jí)和電壓等級(jí) 88 1.2地面變電所 88 1.3井下供電系統(tǒng) 88 1.采區(qū)供電 89 第二節(jié)采區(qū)電器設(shè)備的型號(hào)及數(shù)目 89 第三節(jié) 變壓器容量選擇 90 第四節(jié) 電纜選擇計(jì)算 90 第十章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 93 總結(jié) 95 致謝 96 參考文獻(xiàn) 97 附錄 1 98 附錄 2 103 緒論 通過大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，我掌握了很多專業(yè)知識(shí)，為了能更好的鞏固和運(yùn)用這些知識(shí)，我做新安礦的新井設(shè)計(jì)，而且我在畢業(yè)實(shí)習(xí)中也收集到了很多新安礦的資料。本設(shè)計(jì)主要是關(guān)于新礦井的建設(shè)，其中包括開拓方式、采煤工藝、支護(hù)方式、設(shè)備選型以及礦井的各個(gè)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)包括通風(fēng)安全方面、采煤工藝方面、巖石力學(xué)方面以及CAD制圖方面的知識(shí)。采礦方面的知識(shí)更新很慢，本設(shè)計(jì)采用了一種創(chuàng)新模式，這是一個(gè)新的方案，主要是針對(duì)小煤層群的開采方法，本方法采用反傾向的巷道布置，不需要布置上下山，因此，可以節(jié)省很多開采費(fèi)用，也更利于礦井的生產(chǎn)和管理。本設(shè)計(jì)主要是通過繪制礦井的各種圖紙來，來進(jìn)行礦井的優(yōu)化設(shè)計(jì)，這其中文字部分包括大量的方案比較，以便是設(shè)計(jì)更加合理。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)礦井的地質(zhì)情況、煤層的受力等情況進(jìn)行分析，這樣才能使建成的礦井更加與實(shí)際相符。 我希望通過做本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我能夠?qū)W到更多的采礦專業(yè)知識(shí)，鞏固我所學(xué)過的各種知識(shí)，并且能夠很好的運(yùn)用他們，從而也為我以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。 第一章 井田概況及礦井地質(zhì)特征 第一節(jié) 井田概況 1.1、井田位置及范圍 東榮三礦位于黑龍江省雙鴨山市友誼縣（三師十八團(tuán)八營(yíng)）境內(nèi)，地理坐標(biāo)為北緯46°26′00″～46°27′00″，東經(jīng)131°40′00″～131°41′00″，坐標(biāo)系統(tǒng)采用1954年北京坐標(biāo)系統(tǒng)。行政區(qū)劃隸屬于黑龍江省雙鴨山市寶山區(qū)。井田范圍東以F1和F7斷層為界，西以3勘探線為界，北以煤層露頭為界，南抵南部斷層，東西長(zhǎng)4.5km ，南北寬4.3km，面積：15.4km2。 1.1.2、交通位置 本礦東南部與寶清縣交界，在雙鴨山煤田東北緣七星河礦區(qū)內(nèi)，西距雙鴨山市65km，南距雙鴨山七星礦15km。交通方便，向北9公里有福前鐵路，最近車站為興隆站，鐵路經(jīng)由雙鴨山和福利屯至佳木斯可通往全國(guó)各地，公路可通往寶清、福利和雙鴨山。具體地理交通情況見圖1-1。 1.1.3、地形與河流 區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦，海撥標(biāo)高86.76～150.27m，有人工河流三條，自北向南流，與該區(qū)東側(cè)七星河匯合，流入繞力河注入烏蘇里江。 1.1.4、氣象 本區(qū)屬大陸性氣候，溫差較大，最低溫度達(dá)-39℃，一般-20～30℃，每年11月至4月為結(jié)凍期，凍土帶深度達(dá)20米左右，夏季最高溫度零上38℃，雨季集中在7、8、9月份，平均降雨量約452～737mm。 勘探區(qū)所在友誼縣，是黑龍江省主要農(nóng)產(chǎn)品基地之一，該縣在2004年約有人口20萬余人，耕地面積18萬7千余畝，縣辦工業(yè)較發(fā)達(dá)，有煤、鐵、拖拉機(jī)配件、農(nóng)機(jī)制造、制酒、面粉、大米等大中型工廠數(shù)拾處。井區(qū)西南約20km處是原始森林，木材蓄積量較大。 圖1-1雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)交通示意圖 第二節(jié) 地質(zhì)特征 2.1、礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 從老至新有元古界麻山群，中生界下白堊統(tǒng)，以及新生界第三、第四系。分別表述如下： 1、元古界麻山群：主要分布在煤田外圍，由拓榴石片巖，石英黑云母片巖及花崗片麻巖等 組成的變質(zhì)巖系，厚度不清。 2、下白堊統(tǒng)雞西群城子河組：城子河組為主要含 煤地層，不整合覆于麻山群及古生代花崗巖之上，為陸相沉積，以灰白色砂巖與粉砂巖組成夾濘灰?guī)r層10余層。含煤59余層，其中可采者17層，集中分布于城子河組中段，總厚度878m。 3、穆棱組：由深灰色、淺灰綠色及灰色的粉砂巖、泥巖組成，夾灰白色粉砂巖及薄層濘灰質(zhì)巖石。含煤性差，僅2～4層薄煤，均不可采。與下覆的城子河組地層為整合接觸?？偤穸?58m。 4、下白堊統(tǒng)樺山群：見于向陽南部，由一套陸相碎屑巖類及中性火山碎屑巖類組成。厚度達(dá)400m。 5、第三系：見于向陽區(qū)南部及新安區(qū)東南部，以淺綠色細(xì)、中、粗粒泥質(zhì)膠結(jié)的砂巖為主，夾黃綠色粉砂巖，呈半膠結(jié)狀。下部礫巖層與城子河組地層不整合接觸，其上被第四系所覆蓋。厚度280m。 6、第四系：分布近代河床及低洼濕地，主要由腐植土、砂、礫、亞粘土及玄武巖等組成。厚度80米。 詳見煤系地層綜合柱狀圖1-2： 2.2、井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 構(gòu)造：該區(qū)為雙鴨山煤田東端，由德發(fā)向斜，保安背斜及向陽向斜組成一不對(duì)稱煤盆地，而新安向斜則為雙鴨山煤田北部興隆凸地，東側(cè)由于斷裂而保存下來的煤盆地，地層走向受基盤控制，多為NE及NNE向、傾向?yàn)镾，一般傾角12～20°，主要斷層構(gòu)造見表1-1。 巖漿巖：該區(qū)分布著不同時(shí)代及不同類型的侵入巖類和噴出巖類，據(jù)現(xiàn)有資料，侵入巖可分為元古界侵入巖類，燕山期侵入巖類，噴出巖類有燕山期噴出巖及喜山期噴發(fā)巖以及新構(gòu)造期噴發(fā)巖。 圖1-2 煤系地層綜合柱狀圖 界 系 群 組 段 厚度（m） 分布范圍 巖性特征 接觸關(guān)系 新 生 界 第 四 系 15～65 全區(qū)發(fā)育 由河漫灘，沖積層，洪積層以及坡積層等組成。多為砂質(zhì)粘土、粘土、砂層、砂礫等組成，頂部為腐植土。 不 整 合 不 整 合 整 合 不 整 合 第 三 系 0～280 第8線東 側(cè)普遍發(fā) 育 本系由淺綠，綠色泥質(zhì)粉砂巖及淺灰色、分選甚差，磨圓度不好的細(xì)砂巖組成。膠結(jié)不良成半膠結(jié)，粒度由上而下變粗。 中 生 界 下 白 堊 統(tǒng) 雞 西 群 穆 棱 組 5、6線南 側(cè)發(fā)育 本組主要由粉砂巖、泥巖組成，次為細(xì)砂巖夾少量中砂巖，全組巖石顏色較其下部的城子和組偏淺，上中部基本不含煤，本組被早白堊紀(jì)輝綠巖侵入。 城 子 和 組 上 0～270 全區(qū)發(fā)育 本組由灰白色砂巖，灰淺灰色砂巖和粉砂巖與細(xì)砂巖互層組成夾有薄層凝灰?guī)r，粒度由上而下由細(xì)變粗。為便于對(duì)比，劃分為上中下三段，主要煤層集中于中段，本組被早白堊紀(jì)巖漿分二期侵入。 中 220～374 下 0～230 元 古 界 麻 山 群 分布本區(qū) 外圍構(gòu)造 盆地基地 主要由黑云母片花崗麻巖，石英片巖，石英巖，綠泥石片巖，片巖等組成。被前古生界粗粒、斑狀黑云母花崗巖侵入。 表1-1 主要斷裂構(gòu)造表 順序 名稱 性質(zhì) 斷層面 走向 斷層面 傾向 傾角 落差 （m） 水平斷 距(m) 1 F1 正 NW SW 75o 7.0 5～8 2 F2 正 NE SE 75o 3.5 4～6 3 F3 正 NW SW 75o 0～1.7 0～6 4 F7 正 NW SW 75o 1.7～5.9 0～7 5 F8 正 SE NE 75o 0～2.3 0～5 2.3、煤層賦存狀況及可采煤層特征 本井田開采的煤層主要位于侏羅系雞西群城子河含煤組，本組共有厚薄煤層3組，為了清楚起見，現(xiàn)將各煤層厚度、結(jié)構(gòu)、容重和頂?shù)装迩闆r分層以文字?jǐn)⑹鋈缦?附煤層特征表1-2)： 表1－2 可采煤層特征表 序號(hào) 煤層名稱 煤層厚度（m） 層 間 距 （m） 傾角（o） 圍巖 煤的牌號(hào) 硬 度 （?） 容重 （t/m3） 煤層構(gòu)造及穩(wěn)定性 最大～最小 頂板 底板 平均 1 14上 7.9 12.9 5° 中砂巖 粉砂巖 氣煤 弱粘結(jié)煤長(zhǎng)焰煤 2．5 1．36 不穩(wěn)定 8.86 2 15 1.9 2.9 50．8 5° 中粗砂巖 細(xì)砂巖 氣煤 弱粘結(jié)煤無煙煤 貧煤 長(zhǎng)焰煤 2．5 1．45 較穩(wěn)定 2.36 3 17 1.8 2.7 26．2 5° 細(xì)砂巖粉砂巖 細(xì)砂巖 氣煤 弱粘結(jié)煤長(zhǎng)焰煤 2．5 1．36 較穩(wěn)定 2.2 (1)14號(hào)煤層：煤厚7.9～12.9m，一般平均厚度為8.86m，為單煤層，頂板巖性以中砂巖為主，其次為粉砂巖。 (2)15號(hào)煤層：煤厚1.9～2.9m，一般厚度2.36m，為單煤層，頂板為中粗粒砂巖，偽頂為粉砂巖。 (3)17號(hào)煤層：煤層厚度1.8～2.7m，一般厚度2.2m，頂板為粉砂巖，偽頂是含炭粉砂巖。 2.4、巖石性質(zhì)、厚度特征 詳見巖石物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表1-3： 表1-3 輝綠巖巖床統(tǒng)計(jì)表 床號(hào) 巖性 厚度（m） 面積（km2） 相應(yīng)層位 1 輝綠巖 1.4～19.95 10.20 8號(hào)煤層 2 輝綠巖 1.0～10.25 14.5 10號(hào)煤層 3 輝綠巖 0.7～14.25 3.20 12號(hào)煤層 2.5、井田內(nèi)的水文地質(zhì)情況 本區(qū)地形西部高,東部平緩,七星河階地絕對(duì)標(biāo)高為90～100m,河漫灘絕對(duì)標(biāo)高為85～90m,下白堊統(tǒng)煤系被很厚的第四系沖擊層所復(fù)蓋.七星河從區(qū)外東南部流過,河床蛇曲,據(jù)楊家圍子河流觀測(cè)站資料,最大流量達(dá)569m3/s,冬季流量很小,幾乎斷流。七星河最高洪水位淹沒范圍為七星河以東，洪水位標(biāo)高為45～52m。 2.6、沼氣、煤塵及煤的自燃性 1、瓦斯：新安煤礦屬于低瓦斯礦井，在地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，開采深度淺，-350米水平以上，瓦斯涌出量非常小。隨著深度增加，瓦斯涌出量逐漸增加，不同煤層瓦斯含量也有不同。根據(jù)勘探資料10號(hào)煤層瓦斯含量較高，其它各煤層含量較小。主要可采煤層CH4平均含量為0.15m3/t，可燃質(zhì)、CO2各煤層平均含量為0.5m3/t，可燃質(zhì)各主要可采煤層瓦斯自然成分以N2為主，CO2次之，CH4最少，本礦瓦斯相對(duì)涌出量為0.547m3/t，屬于低瓦斯礦井。 2、煤塵：根據(jù)煤塵爆炸性試驗(yàn)指標(biāo)，煤塵爆炸指數(shù)45-53%之間，該礦開采的煤層屬于易發(fā)生爆炸危險(xiǎn)的煤層。 3、煤的自燃：根據(jù)鄰近礦井資料該礦井12煤有自燃發(fā)火的傾向，煤層的自然發(fā)火期為3～6個(gè)月，礦井總體為Ⅱ級(jí)自然發(fā)火礦井。 4、地溫特征：本區(qū)恒溫深度16～26米，溫度6℃,從地溫測(cè)量成果計(jì)算分析，本區(qū)平均地溫梯度為2.7℃/100m,平均地?zé)嵩鰷芈蕿?8.2m/1℃，地溫梯度小于3℃。本區(qū)基本屬于地溫正常區(qū)。但隨著開采深度的增加，地溫將有所升高。給生產(chǎn)安全帶來負(fù)面影響。 5、地壓特征：根據(jù)地壓觀測(cè)資料，煤巖層在斷層附近特別破碎，特別是在大斷層附近表現(xiàn)的尤為明顯。隨著開采深度的增加，地壓增大。 2.7、煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 根據(jù)中國(guó)煤炭的分類方案，本區(qū)以長(zhǎng)焰煤為主，無煙煤、貧煤、弱粘結(jié)煤、氣煤1號(hào)等次之。各層煤的牌號(hào)分布與煤的原始質(zhì)料及其轉(zhuǎn)變、聚積環(huán)境及后期變質(zhì)因素有關(guān)。8上、10號(hào)煤層為無煙煤、貧煤及弱粘結(jié)煤，除12號(hào)煤層深部有少量氣煤1號(hào)外，其余各層均為長(zhǎng)焰煤。 根據(jù)大量煤樣的工業(yè)分析，結(jié)焦性試驗(yàn)，7勘探線以東揮發(fā)分大于35%，膠質(zhì)層3～5m/m，7線以西揮發(fā)分小于15%，膠質(zhì)層為零。根據(jù)上述主要煤質(zhì)指標(biāo)，7線東側(cè)長(zhǎng)焰煤可作動(dòng)力煤，7線西側(cè)無煙煤亦可作動(dòng)力煤。而其它煤種可作動(dòng)力煤或民用煤。 1．灰份：12層煤基本一致，其它層勘探灰份偏低。 2．揮發(fā)份：多數(shù)相差1％左右，個(gè)別層相差2％。 3．發(fā)熱量：發(fā)熱量相應(yīng)較高。 第二章 井田境界、儲(chǔ)量及服務(wù)年限 第一節(jié) 井田境界 1.1、井田境界確定的依據(jù) 1.以地理地形、地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù)； 2.要適于選擇井筒位置，合理安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物； 3.劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間； 4.井田要有合理的走向長(zhǎng)度，以利于機(jī)械化程度的不斷提高。 1.2、井田周邊情況 本礦北側(cè)以西峪村煤礦為其邊界，東側(cè)有公路作為該井田的邊界，南側(cè)為一東西走向的斷層，西側(cè)有數(shù)條斷層，并且有居民區(qū)，以此作為該井田的邊界。西距雙鴨山市65km，南距雙鴨山七星礦15km。交通方便，向北9公里有福前鐵路，最近車站為興隆站，鐵路經(jīng)由雙鴨山和福利屯至佳木斯可通往全國(guó)各地，公路可通往寶清、福利和雙鴨山。 第二節(jié) 井田儲(chǔ)量 2.1、井田儲(chǔ)量的計(jì)算 設(shè)計(jì)井田范圍內(nèi)計(jì)算的煤層為14#、15#、17#三層，各煤層儲(chǔ)量計(jì)算邊界與井田境界基本一致。礦井儲(chǔ)量是指礦井內(nèi)所埋藏的具有工業(yè)價(jià)值的煤炭數(shù)量。它不僅包含著煤在地下埋藏的數(shù)量，而且還表示煤炭的質(zhì)量，反映井田的勘探程度及開采技術(shù)條件。礦井儲(chǔ)量可分為礦井地質(zhì)儲(chǔ)量、礦井工業(yè)儲(chǔ)量和礦井可采儲(chǔ)量。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指平衡表內(nèi)A+B+C級(jí)儲(chǔ)量的總和。礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量是礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失量后的儲(chǔ)量。礦井可采儲(chǔ)量是指礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱、礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)回采率的儲(chǔ)量。 2.2、保安煤柱 按照保護(hù)煤柱的設(shè)計(jì)原則： 《煤礦安全規(guī)程》，留設(shè)保安煤柱如下： 1.邊界斷層留設(shè)30m～50m保安煤柱； 2.井田內(nèi)部斷層留設(shè)30m保安煤柱； 3.河流兩側(cè)各留設(shè)15m寬圍護(hù)帶； 4.地面建筑物留設(shè)20m寬圍護(hù)帶； 5．煤層大巷兩側(cè)煤柱各寬50～100m。 按以上方法計(jì)算得： 工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失：161.65萬噸； 斷層、地面、邊界保安煤柱損失：457.09萬噸； 開采損失量：1822.9萬噸。 2.3、儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 本設(shè)計(jì)礦井的各類儲(chǔ)量計(jì)算嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 各類儲(chǔ)量見表2-1 表2-2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表 水 平 煤層號(hào) 工業(yè) 儲(chǔ)量A+B+C (萬t) 開采 損失 可采 儲(chǔ)量 （萬t） 工業(yè) 場(chǎng)地 井田 境界 斷層 其他損失 合計(jì) 14 14942 598 702 104.6 89.7 1494.2 2690 10758 15 3710 148.4 174.37 25.97 22.26 371 667.8 2671 12 3980 159.2 187.06 27.86 23.88 398 716.4 2865.5 合計(jì) 22632 905.3 1063.4 158.4 135.9 2263.2 4555.2 16294.5 第三節(jié) 礦井工作制度、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 3.1、礦井工作制度 根據(jù)《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定： （1）礦井年工作日按300天計(jì)算； （2）礦井每晝夜四班工作，其中三班進(jìn)行采、掘工作，一班進(jìn)行檢修； （3）每日凈提升時(shí)間14小時(shí)。 3.2、礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 一. 根據(jù)《設(shè)計(jì)規(guī)范》，礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)為： 大型礦井：1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0及以上（Mt/a）； 中型礦井:0.45、0.6、0.9（Mt/a）； 小型礦井：0.09、0.15、0.21、0.3（Mt/a）； 除上述井型以外，不應(yīng)出現(xiàn)介于兩種設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的中間井型。 二. 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力方案比較 本礦井已查明的工業(yè)儲(chǔ)量為22632Mt,，估算本井田內(nèi)工業(yè)廣場(chǎng)煤柱，境界煤柱等永久煤柱損失量占工業(yè)儲(chǔ)量的10%，各可采層均為厚煤層，按礦井設(shè)計(jì)規(guī)范要求確定本礦的采區(qū)采出率為80%，由此計(jì)算確定本井田的可采儲(chǔ)量為 16294.5Mt。 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告的資料描述，煤層儲(chǔ)量適中，地質(zhì)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，煤層生產(chǎn)能力大以及煤層賦存深等因素，初步?jīng)Q定采用中型礦井設(shè)計(jì)。并初步確定三個(gè)方案，即礦井生產(chǎn)能力為1.20Mt/a，1.50Mt/a和1.80Mt/a三個(gè)方案，分析論證如下： 按照公式 P=Z/AK 式中，P---為礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限，a； Z---井田的可采儲(chǔ)量,Mt； A---為礦井生產(chǎn)能力,Mt/a； K---為礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，一般取1.4； 計(jì)算得： P1=96a ； P2=77.6a； P3=54a； 經(jīng)與《規(guī)程》和采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)相核對(duì)，并考慮第二、三煤層的產(chǎn)量確定77.6a為比較合理的服務(wù)年限，即本礦井的生產(chǎn)能力為150Mt/a。 第三章 井田開拓 第一節(jié) 概述 1.1井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 本設(shè)計(jì)井田，煤層的賦存深度大約在離地表500米左右，煤層傾角較小，并在井田范圍內(nèi)油含水豐富的沖擊層，礦區(qū)地面標(biāo)高在＋11500至＋703m之間屬于丘陵區(qū)，地區(qū)起伏不大，礦區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，斷層少落差不大，大的斷層都作為礦區(qū)的邊界，礦區(qū)附近各個(gè)礦井井型不同，開拓方式以立井開拓、斜立井聯(lián)合開拓居多，平硐開拓少見。 1.2影響本設(shè)計(jì)礦井開拓方式的因素及具體情況 井田開拓方式的選擇應(yīng)全面考慮各種因素，主要因素包括： (1)井田地質(zhì)和水文地質(zhì)條件（特別是表土層情況）； (2)煤層賦存和開采技術(shù)條件； (3)地形地貌和地面外部條件； (4)技術(shù)裝備和工藝系統(tǒng)條件； (5)施工技術(shù)和設(shè)備條件； (6)總體設(shè)計(jì)和礦井生產(chǎn)能力要求等。 對(duì)以上各種因素要綜合研究，通過系統(tǒng)優(yōu)化和多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。影響本設(shè)計(jì)井田開拓方式的具體因素如下： 1．地表因素 本井田屬于緩坡丘陵地形，地勢(shì)起伏較平。 2．煤層賦存情況 整個(gè)井田的煤層上部標(biāo)高在300m，下部標(biāo)高在100m，北部及西部以斷層為界。整個(gè)礦區(qū)共有3層可采煤層，即14、15、17號(hào)，全區(qū)發(fā)育。煤層走向長(zhǎng)度為4.0km，傾向3.0km。本井田煤層系近水平中厚煤層，平均傾角在5.0°左右。 第二節(jié) 礦井開拓方案選擇 2.1井筒形式和井口位置 井口附近要有一定范圍用以布置工業(yè)場(chǎng)地，其中包括主輔井生產(chǎn)系統(tǒng)建筑物與結(jié)構(gòu)物礦井工業(yè)場(chǎng)地占地指標(biāo)。選擇井井筒位置應(yīng)當(dāng)充分利用地形，以地面生產(chǎn)條件系統(tǒng)布置要求，平坦地形最適合礦井建設(shè)，不僅平場(chǎng)工程量較小，大型建筑物基礎(chǔ)處理也比較簡(jiǎn)單。 一、 地面條件： 1、工業(yè)場(chǎng)地占地面積 井口附近要有一定的范圍用以布置工業(yè)場(chǎng)地，其中包括主副井生產(chǎn)系統(tǒng)建筑物與結(jié)構(gòu)物，根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》礦井工業(yè)場(chǎng)地的占地面積指標(biāo)，該礦井占地約有12～14.4公頃，由于礦井占地較多，矸石和煤泥水對(duì)生態(tài)有一定的影響，故應(yīng)選擇荒山坡地結(jié)合地形布置生產(chǎn)系統(tǒng)，以減少土石工程，認(rèn)真貫徹不占良田，少占農(nóng)田，不拆或少拆村莊的方針。 2、地形與工程地質(zhì)條件 選擇井筒的位置應(yīng)當(dāng)充分利用地形，從地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置要求，平坦地形最適合礦井建設(shè)，這樣不僅平場(chǎng)工程量少，大型建筑物基礎(chǔ)比較簡(jiǎn)單，井口附近不能過分低洼，不僅要避免洪水災(zāi)害，還要避開滑坡、巖崩、流沙河泥石流危險(xiǎn)區(qū)。 3、煤的運(yùn)向 為了減少運(yùn)輸費(fèi)用，在確定井筒位置時(shí)，要考慮主要運(yùn)輸所在的位置，有條件的應(yīng)盡量使提升井筒或運(yùn)輸平硐靠近主要運(yùn)向一側(cè)。 二、 井下條件： 1、按最小運(yùn)輸功確定井筒的位置 通常把運(yùn)量和運(yùn)距的乘積叫做運(yùn)輸功，以噸公里表示，在同一井田內(nèi)，大巷運(yùn)輸費(fèi)高低與所消耗的運(yùn)輸功近似成正比。 井田儲(chǔ)量一定時(shí)，沿井田走向大巷運(yùn)輸功的變化可因井筒位置的不同而成倍的增加，當(dāng)井田形狀規(guī)則，儲(chǔ)量分布均勻時(shí)，最小運(yùn)輸功的位置在井田的中心，井筒設(shè)于此處，不僅運(yùn)輸費(fèi)用低，巷道維護(hù)、盤區(qū)準(zhǔn)備及通風(fēng)費(fèi)用也相應(yīng)降低。 2、根據(jù)地質(zhì)條件： 井筒位置應(yīng)選擇在以丘陵坡地為主的寬緩地帶，該處沖擊層薄，地下補(bǔ)給范圍有限，工程地質(zhì)條件較好。土地畝產(chǎn)較低，如果井筒位于沖擊平原，應(yīng)該根據(jù)鉆孔資料尋找基巖隆起區(qū)，可利用故地形和掩埋著的沖擊層。 3、煤柱量： 為減少煤柱量，在選擇井筒位置時(shí)，如果不能設(shè)在井田之外，應(yīng)結(jié)合其他條件盡量使井筒設(shè)在煤層淺部，即可少壓煤，也便于后期回收，淺部沒有條件時(shí)，井筒應(yīng)選擇在無煤區(qū)、薄煤區(qū)、高灰份區(qū)、變質(zhì)區(qū)，但是又不能給井筒的施工帶來困難。 依據(jù)本井田的儲(chǔ)量分布圖，及剖面圖．考慮水平劃分及主要巷道布置，確定井口的位置在整個(gè)井田的儲(chǔ)量中心，坐標(biāo)為： 主井坐標(biāo)：經(jīng)度94200，緯度97535 副井坐標(biāo)：經(jīng)度94140，緯度97535 根據(jù)地形地貌、煤層賦存條件及確定的工業(yè)場(chǎng)地位置，本著合理開發(fā)全井田，集中生產(chǎn)運(yùn)輸環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單、初期井巷工程量少、投資省、出煤早、達(dá)產(chǎn)快、安全、高效的原則，設(shè)計(jì)提出了三個(gè)開拓方案： 方案一：雙立井開拓 方案二：雙斜井開拓 方案三：主立副斜開拓 以上三種井筒開拓方案比較如下： (一)適用條件比較： 斜井: 煤層賦存較淺，垂深在200m以內(nèi)，煤層賦存深度為0－500m，含水砂層厚度小于20－40m，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單的煤層．井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層． 立井:煤層賦存深度200－1000m，含水砂層厚度20－400m,立井開拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角，厚度，瓦斯，水文等自然條件限制．技術(shù)上也比較可靠．當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不利于平硐或斜井開拓時(shí)均采用立井開拓方式。 (二)斜井與立井相比 斜井: 優(yōu)點(diǎn)：井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井底車場(chǎng)及硐室都投資少；井筒裝備和地面建筑物少，不用大型提升設(shè)備，鋼材消耗量小；膠帶輸送機(jī)提升增產(chǎn)潛力大，改擴(kuò)建比較方便，容易實(shí)現(xiàn)多水平生產(chǎn)，并能減少井下石門長(zhǎng)度。 缺點(diǎn)：在自然條件相同時(shí)，斜井要比立井長(zhǎng)；圍巖不穩(wěn)固時(shí)，斜井井筒維護(hù)費(fèi)用高，當(dāng)井田斜長(zhǎng)較大時(shí)，采用多段絞車提升，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)復(fù)雜;由于斜井較長(zhǎng)，沿井筒敷設(shè)管路，電纜所需的管線長(zhǎng)度較大。 立井: 優(yōu)點(diǎn)：立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利，機(jī)械化程度高，易于自動(dòng)控制，井筒為圓形斷面機(jī)結(jié)構(gòu)合理，維護(hù)費(fèi)用低，有效斷面大通風(fēng)條件好，管線短，人員升降速度快； 缺點(diǎn)：與斜井優(yōu)點(diǎn)相對(duì)。 技術(shù)比較表： 方案 名 稱 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 1 雙 立 井 1、 適應(yīng)性較強(qiáng) 2、 井筒短，提升速度快 3、 通風(fēng)斷面大，能滿足大風(fēng)量的要求。 4、 技術(shù)上比較可靠 1、 初期投資大，建井期較長(zhǎng)。 2、 需要大型提升設(shè)備 3、 多水平開拓時(shí)，立井石門長(zhǎng)度大，掘進(jìn)石門的工程量大 2 雙 斜 井 1、 掘進(jìn)速度快，初期投資叫雙立井少。 2、 井筒設(shè)備簡(jiǎn)單 1、 井筒過長(zhǎng)，增加煤柱 的損失。 2、 通風(fēng)路線長(zhǎng)，通風(fēng)阻力大，滿足不了通風(fēng)的要求。 3、 3、井筒過長(zhǎng)，地質(zhì)條件如果復(fù)雜，不利于維護(hù)。 依據(jù)開拓方案技術(shù)比較表可初步選定兩種較合理的開拓方案。 方案一：雙立井開拓 方案二：雙斜井開拓 經(jīng)濟(jì)比較 方案 雙立井 雙斜井 內(nèi)容 工程量 單價(jià) 費(fèi)用 工程量 單價(jià) 費(fèi)用 單位 名稱 長(zhǎng)度 單位 金額 單 位 小 計(jì) 單位 長(zhǎng)度 單位 金額 單位 小計(jì) 單位 基巖段主井掘進(jìn) 500 米 3195.8 元 162.98 萬元 1850 米 850.3 元 157.3 萬元 基巖段副井掘進(jìn) 500 米 3991 元 199.55 萬元 1814 米 921.5 元 167.2 萬元 基巖段主井輔助 510 米 4278 元 218.2 萬元 1850 米 1477.4 元 273.3 萬元 基巖段副井輔助 500 米 4521 元 226.1 萬元 1814 米 1182 元 267.9 萬元 表土層副井輔助 50 米 2343.5 元 11.7 萬元 181 米 1477 元 21.4 萬元 主井提升 105 Wtkm 0.725 元／ tkm 76 萬元 144 Wt km 0.245 元／ tkm 35.28 萬元 副井提升 105 Wtkm 0.725 元／ tkm 76 萬元 120 Wtkm 0.305 元／ tkm 36.55 萬元 合計(jì) 萬元 3.2.2開采水平數(shù)目和標(biāo)高 根據(jù)煤層的賦存條件和傾斜長(zhǎng)度，一個(gè)井田可以單水平開采，亦可以多水平開采（從上往下逐水平開采）。每個(gè)開采水平設(shè)井底車場(chǎng)和運(yùn)輸大巷，供該水平各帶區(qū)煤的外運(yùn)、輔助運(yùn)輸和通風(fēng)用。 煤礦科技迅猛發(fā)展，在高度機(jī)械化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高度集中化是主要的發(fā)展方向，高產(chǎn)高效礦井要求集中在一個(gè)水平，1～2個(gè)工作面生產(chǎn)。這就要求加大工作面、帶區(qū)和水平的走向及傾斜尺寸，要求有豐富的資源儲(chǔ)量。 本設(shè)計(jì)井田水平標(biāo)高的確定主要考慮了以下幾個(gè)因素： 1、合理的水平服務(wù)年限； 2、煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造； 3、生產(chǎn)成本； 4、水平接替 井底車場(chǎng)及其主要硐室的位置應(yīng)盡量處于較好的巖層內(nèi)。 根據(jù)上述因素，本設(shè)計(jì)井田設(shè)計(jì)提出水平劃分方案如下： 方案一：井田劃分為一個(gè)開采水平； 方案二：井田劃分為兩個(gè)開采水平。 表3—1水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限表 儲(chǔ)量（Mt） 服務(wù)年限（年） 方案一 單水平 99.08 59.8 方案二 一水平 45 26 二水平 54 34 從該表可知，方案二中的一水平達(dá)不到合理的服務(wù)年限，且根據(jù)本井田地質(zhì)條件限制，不利于多水平開采；而方案一有利于帶區(qū)的接續(xù)，且巷道利用率高，噸煤成本相對(duì)較低。故而采用方案一的水平劃分方法，即劃分一個(gè)開采水平。 3.2.3開拓巷道布置 階段或水平主要巷道是溝通帶區(qū)與井底車場(chǎng)的交通運(yùn)輸干線，并進(jìn)行通風(fēng)排水及布置管線，當(dāng)上一階段采完后，又可作為下階段開采水平的總回風(fēng)道，其工作年限較長(zhǎng)，如果用單一水平開拓，其工作年限與礦井服務(wù)年限相同。 布置的核心問題是運(yùn)輸大巷的布置，運(yùn)輸大巷可有單煤層布置（稱分煤層運(yùn)輸大巷）分煤組布置（稱分組集中運(yùn)輸大巷）或全煤組集中布置（稱集中運(yùn)輸大巷）主要根據(jù)煤層的數(shù)目和間距來定。采用分煤層或分組集中大巷時(shí)，各煤層大巷之間、各大巷與井底車場(chǎng)之間用石門聯(lián)系；用集中運(yùn)輸大巷時(shí)，各煤層組之間用帶區(qū)石門聯(lián)系。 現(xiàn)依據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及技術(shù)可行角度，特提出以下二種大巷布置方式：如圖所示： 方案一：分組集中運(yùn)輸大巷 方案二：集中運(yùn)輸大巷 詳見比較表： 表3—2開拓方案比較表 特點(diǎn) 分組集中大巷布置 集中大巷布置 優(yōu)點(diǎn) 1.總的巷道工程量較少 2.生產(chǎn)比較集中 3.帶區(qū)巷道分組聯(lián)合布置 4.大巷容易維護(hù)，運(yùn)輸條件好 1. 大巷工程量少 2. 生產(chǎn)區(qū)域比較集中，運(yùn)輸條件好 3. 帶區(qū)巷道集中聯(lián)合布置，開采程序比較靈活，開采強(qiáng)度大 4. 大巷維護(hù)容易 缺點(diǎn) 1．石門長(zhǎng)度較長(zhǎng) 2．掘進(jìn)工程量大 1. 總的石門長(zhǎng)度大 2. 初期工程量大，建井時(shí)間長(zhǎng) 3. 有反向運(yùn)輸 適應(yīng) 條件 1.可采煤層數(shù)目多，間距大小不同 2.帶區(qū)巷道為分組聯(lián)合布置，煤層分組間距大 3.井底車場(chǎng)在煤層群上部或中間時(shí)，初期工程少，工期長(zhǎng) 1.煤層間距小 2.井田走向長(zhǎng)度大，服務(wù)年限長(zhǎng) 3.下部煤層底版有堅(jiān)硬有巖層，帶區(qū)尺寸大，石門長(zhǎng)度短 本設(shè)計(jì)井田的可采煤層為1、2號(hào)煤層，傾角小。針對(duì)上述情況，由對(duì)比表可知，本井田適合于集中大巷布置，所以采用方案二。 在一定的井田地質(zhì)條件、開采技術(shù)條件下，礦井開拓巷道有多種布置方式，開拓巷道的布置方式通稱為開拓方式。合理的開拓方式，一般應(yīng)在技術(shù)可行的多種開拓方式中進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后，才能確定。詳見一下比較: （1）開拓方案 方案一：總石門——分煤層大巷——帶區(qū)材料車場(chǎng)及帶區(qū)入風(fēng)石門——分帶運(yùn)輸巷及運(yùn)料巷——傾斜長(zhǎng)壁回采工作面； 方案一平面圖 方案二： 方案二平面圖 1、首層：分煤層大巷——帶區(qū)車場(chǎng)及帶區(qū)石門——分帶運(yùn)輸巷及運(yùn)料巷——傾斜長(zhǎng)壁回采工作面； 2、其它層：集中大巷——反斜集中斜巷——分煤層大巷——帶區(qū)材料車場(chǎng)及帶區(qū)入風(fēng)石門——分帶運(yùn)輸巷及運(yùn)料巷——傾斜長(zhǎng)壁回采工作面； 方案三： 集中大巷——帶區(qū)下部車場(chǎng)——反斜帶區(qū)斜巷及煤倉——分帶運(yùn)輸巷及運(yùn)料巷——傾斜長(zhǎng)壁回采工作面。 方案三平面圖 方案一的優(yōu)點(diǎn)如下： 由于方案一用總石門貫穿所有煤層，總石門、分煤層大巷和帶區(qū)車場(chǎng)中可以選用同一種運(yùn)輸設(shè)備，分煤層大巷與分帶巷道之間再?zèng)]有斜巷聯(lián)系，所以，方案一的運(yùn)輸段數(shù)最少。 方案一的缺點(diǎn)如下： 1、每層煤都要掘進(jìn)多條分煤層大巷，分煤層大巷總條數(shù)過多，井田開拓掘進(jìn)總工程量大，給費(fèi)用和成本帶來了過重的負(fù)擔(dān)； 2、由于煤層傾角小，造成各水平總石門長(zhǎng)度大，工程量大； 3、由于巷道多，總工程量大，所以巷道維護(hù)量大，維護(hù)費(fèi)用高； 4、由于工程量大，又是單層開拓、扒皮式回采，所以采掘干擾嚴(yán)重； 5、由于帶區(qū)材料車場(chǎng)和帶區(qū)入風(fēng)石門（也擔(dān)負(fù)掘進(jìn)運(yùn)矸的任務(wù)）是從煤層底板穿向煤層，煤層傾角緩，要留大量的護(hù)巷煤柱；總石門和兩翼回風(fēng)石門較長(zhǎng)，壓煤量較多；所以煤炭采出率低。 6、各煤層的分煤層運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷處在下層煤下山階段的上方，回風(fēng)立井處在井田邊界附近，煤層之間幾乎不能實(shí)現(xiàn)同采，一般為扒皮式回采，給各煤層間的搭配開采造成極大的困難，礦井生產(chǎn)期內(nèi)的產(chǎn)量、煤質(zhì)、煤種等綜合指標(biāo)不穩(wěn)定； 7、由于井田境界是鉛垂劃分，一、二水平是水平劃分，造成上部煤層俯斜工作面可推進(jìn)長(zhǎng)度過長(zhǎng)，下部煤層俯斜工作面可推進(jìn)長(zhǎng)度過短，使得每層煤的仰、俯斜回采工作面可推進(jìn)長(zhǎng)度不均勻，分帶接續(xù)不均衡，增加了分帶巷道運(yùn)輸費(fèi)用； 8、當(dāng)井田內(nèi)存在傾向斷層時(shí)，分煤層回風(fēng)大巷要頻繁找煤，大巷的彎道數(shù)量增加，影響運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)行速度且增加投資，所以，該方案對(duì)構(gòu)造適應(yīng)能力差； 9、通風(fēng)網(wǎng)路較長(zhǎng)，通風(fēng)費(fèi)用較高； 10、每層煤的護(hù)巷煤柱較大，在有自然發(fā)火危險(xiǎn)的煤層中，護(hù)巷煤柱壓裂透風(fēng)容易引起自然發(fā)火； 另外，由于是分層開拓，最易助長(zhǎng)短期行為，引發(fā)掏肥丟瘦、浪費(fèi)資源的現(xiàn)象。 一般在井田走向短，煤層數(shù)目少，煤層間距大，采用集中布置有困難且經(jīng)濟(jì)上不合理時(shí)，才采用此種布置方案。 方案二的優(yōu)點(diǎn)如下： 1、一水平井筒較短，建井工期較短，初期投資較低； 2、每層煤仰、俯斜回采工作面的推進(jìn)長(zhǎng)度相差較小，分帶接續(xù)較均衡，分帶巷道運(yùn)輸費(fèi)較低； 3、分帶運(yùn)輸巷和分帶運(yùn)料巷掘進(jìn)通風(fēng)較容易。 方案二的缺點(diǎn)如下： 1、由于巷道多，總工程量大，所以巷道維護(hù)量大，維護(hù)費(fèi)用高； 2、由于工程量大，又是單層開拓、扒皮式回采，所以采掘干擾嚴(yán)重； 3、由于帶區(qū)材料車場(chǎng)和帶區(qū)入風(fēng)石門（也擔(dān)負(fù)掘進(jìn)運(yùn)矸的任務(wù)）是從煤層底板穿向煤層，煤層傾角緩，要留大量的護(hù)巷煤柱；集中斜巷和兩翼回風(fēng)斜巷較長(zhǎng)，壓煤量較多；所以煤炭采出率低。 4、各煤層的分煤層運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷處在下層煤下山階段的上方，回風(fēng)立井處在井田邊界附近，煤層之間幾乎不能實(shí)現(xiàn)同采，一般為扒皮式回采，給各煤層間的搭配開采造成極大的困難，礦井生產(chǎn)期內(nèi)的產(chǎn)量、煤質(zhì)、煤種等綜合指標(biāo)不穩(wěn)定； 5、當(dāng)井田內(nèi)存在傾向斷層時(shí)，分煤層回風(fēng)大巷要頻繁找煤，分煤層運(yùn)輸大巷的彎道數(shù)量增加，影響運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)行速度且增加投資，所以，該方案對(duì)構(gòu)造適應(yīng)能力差； 6、每層煤的護(hù)巷煤柱較大，在有自然發(fā)火危險(xiǎn)的煤層中，護(hù)巷煤柱壓裂透風(fēng)容易引起自然發(fā)火； 7、由于是分層開拓，容易助長(zhǎng)短期行為，引發(fā)掏肥丟瘦，浪費(fèi)資源的現(xiàn)象。 與方案一類似，一般在井田走向短，煤層數(shù)目少，煤層間距大，采用集中布置有困難且經(jīng)濟(jì)上不合理時(shí)，才采用此種布置方案。 在目前設(shè)計(jì)、制造和使用的回采工作面機(jī)械設(shè)備的條件下，以上幾種井田開拓方案的適用條件是傾角12°以下的煤層，但對(duì)現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備采取一些相關(guān)措施，也可將適用條件擴(kuò)大到傾角為17°的煤層。 方案三優(yōu)點(diǎn)如下： 1、大巷工程量及與大巷有關(guān)的聯(lián)絡(luò)巷道相對(duì)于其它三種方案大大減少，無總石門，也無回風(fēng)石門，總工程量最少，大大降低了費(fèi)用和成本； 2、由于總工程量較其它方案大為減少，所以巷道維護(hù)量大為減少，巷道維護(hù)費(fèi)大大降低； 3、由于煤層間的開采順序是階梯式，總工程量又少，所以采掘干擾輕微，回采面接續(xù)從容。井田每翼可安排1～3個(gè)帶區(qū)階梯式同采，增產(chǎn)潛力大，排產(chǎn)靈活，礦井服務(wù)年限內(nèi)的均衡生產(chǎn)容易保證； 4、帶區(qū)斜巷與煤層的夾角較大，而且隨著煤層的階梯開采逐段報(bào)廢，越來越短，所以壓煤量為零；集中大巷處在煤層群的最下部煤層，無石門，護(hù)巷煤柱比其它方案大為減少；由于帶區(qū)斜巷的空間特性，層組內(nèi)煤層的開采順序必須是自上而下的順序式，煤層間接續(xù)工程量少，薄煤層可在低準(zhǔn)備量低成本狀態(tài)下被采出，因此最大限度地遏制了采肥丟瘦的現(xiàn)象的發(fā)生；所以煤炭采出率較其它方案大為提高； 5、由于層組內(nèi)煤層間的開采順序是階梯式，帶區(qū)斜巷又不壓煤，所以給層組內(nèi)煤層的搭配開采創(chuàng)造了條件，有利于礦井生產(chǎn)期內(nèi)綜合指標(biāo)的穩(wěn)定； 6、以斜巷代替石門做為煤層間的聯(lián)絡(luò)巷道，使得每層煤仰、俯斜工作面可推進(jìn)長(zhǎng)度失衡的狀況較其它方案大為改善，最大限度地緩解了工作面接續(xù)的緊張狀況，降低了分帶巷道的運(yùn)輸費(fèi)用； 7、當(dāng)遇到走向斷層時(shí)，集中大巷不必頻繁轉(zhuǎn)彎，帶區(qū)斜巷向下延伸或向上調(diào)整帶區(qū)斜巷的長(zhǎng)度即可保證帶區(qū)斜巷與所有煤層的聯(lián)絡(luò)，所以創(chuàng)新方案對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的適應(yīng)能力較強(qiáng)； 8、排水費(fèi)和通風(fēng)費(fèi)比其它方案低； 9、護(hù)巷煤柱少，在有自然發(fā)火危險(xiǎn)的煤層中，安全狀況比其它方案好； 10、由于帶區(qū)斜巷是逆傾向穿層布置，所以巷道受力狀態(tài)好，容易維護(hù)； 11、由于總工程量少，出矸量少；煤炭采出率高，延長(zhǎng)了礦井的經(jīng)濟(jì)壽命，會(huì)減少單位歷史階段內(nèi)的建井?dāng)?shù)量；效益高；成本低；安全狀況好；從而使得該方案具有了環(huán)保型的特性，推廣后，將有利于煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 方案三缺點(diǎn)如下： 1、由于一水平井筒較深，加之移交前要施工帶區(qū)斜巷，所以初期工程量略大，工期略長(zhǎng)； 2、井筒提升費(fèi)略高； 表3—3 技術(shù)比較表 序號(hào) 對(duì)比項(xiàng)目 評(píng)優(yōu) 準(zhǔn)則 方案 一 方案 二 方案 三 1 移交工程量及投資 少 中 優(yōu) 差 2 一水平總工程量及總投資 少 差 差 優(yōu) 3 工期 短 中 優(yōu) 差 4 巷道維護(hù)費(fèi) 少 差 差 優(yōu) 5 礦井出矸量 少 差 差 優(yōu) 6 煤炭采出率 高 差 差 優(yōu) 7 分帶巷道長(zhǎng)距離掘進(jìn)通風(fēng) 易 差 優(yōu) 中 8 仰、俯斜工作面推進(jìn)長(zhǎng)度差值 少 差 較優(yōu) 優(yōu) 9 煤層間的搭配開采 易 差 差 優(yōu) 10 對(duì)構(gòu)造的適應(yīng)能力 強(qiáng) 差 差 優(yōu) 11 運(yùn)輸段數(shù) 少 優(yōu) 差 中 12 分帶巷道運(yùn)輸費(fèi) 少 差 較優(yōu) 優(yōu) 13 帶區(qū)斜巷運(yùn)輸費(fèi)和井筒提升費(fèi) 少 中 優(yōu) 差 14 排水費(fèi) 少 優(yōu) 差 優(yōu) 15 通風(fēng)費(fèi) 少 差 優(yōu) 優(yōu) （2）經(jīng)濟(jì)比較 方案一、方案二在技術(shù)均較合理，兩者之間的區(qū)別在于井筒掘進(jìn)費(fèi)用以及他們的維護(hù)費(fèi)用、提升費(fèi)用，主石門掘進(jìn)長(zhǎng)度等等。兩個(gè)方案的井底車場(chǎng)、水平運(yùn)輸大巷以及各種帶區(qū)石門和帶區(qū)上山（斜巷）的工程量基本相等。因此，只需要比較它們的不同之處，即建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用、基建費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用等。詳見開拓方案經(jīng)濟(jì)比較表。 表3—4 開拓方案經(jīng)濟(jì)比較 方案 項(xiàng)目 方案一 方案二 方案三 基建費(fèi)（萬元） 井筒 594．4 井筒 643．0 井筒 652．8 石門 329．6 石門 0 石門 0 集中斜巷 0 集中斜巷 103．7 集中斜巷 0 主要大巷 508．8 主要大巷 508．8 主要大巷 169．6 帶區(qū)車場(chǎng) 2297．9 帶區(qū)車場(chǎng) 2297．9 帶區(qū)車場(chǎng) 252．6 帶區(qū)煤倉 725．2 帶區(qū)煤倉 725．2 帶區(qū)煤倉 241．7 帶區(qū)斜巷 0 帶區(qū)斜巷 0 帶區(qū)斜巷 214．0 小計(jì) 4455．9 小計(jì) 4278．6 小計(jì) 1530．7 生產(chǎn)費(fèi)（萬元） 立井提升 2333．8 立井提升 2089．7 立井提升 2298．9 運(yùn)輸費(fèi)用 1536．8 運(yùn)輸費(fèi)用 1678．5 運(yùn)輸費(fèi)用 1587．2 立井排水 1356．9 立井排水 1456．9 立井排水 1489．6 小計(jì) 5227．5 小計(jì) 5225．0 小計(jì) 5375．7 總計(jì) 費(fèi)用/萬元 9683．4 費(fèi)用/萬元 9503．6 費(fèi)用/萬元 6906．6 從經(jīng)濟(jì)比較表可知方案三投資少，所以該設(shè)計(jì)礦井選擇方案三。 3.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 3.3.1井筒形式和數(shù)目 井筒位置就是確定井筒沿煤層走向和傾斜方向上的具體尺寸，并用直角坐標(biāo)和方位角予以表示，選擇井筒位置的條件： 1.地面條件 （1）工業(yè)場(chǎng)地占地面積 （2）地形與工程地質(zhì)條件 （3）煤的運(yùn)輸方向 （4）生產(chǎn)建設(shè)與住宅位置 2．井下條件 （1）按運(yùn)輸量確定井筒位置 （2）根據(jù)地質(zhì)條件確定井筒位置 （3）煤柱量 （4）勘探程度和初期工程量 根據(jù)本井田的實(shí)際情況，并考慮到上述的條件，該設(shè)礦井井筒位置詳見開拓示意圖 3.3.2井筒位置及坐標(biāo) 選擇井筒的條件： 井下條件 在井田走向的儲(chǔ)量中央或近中央使兩翼可采儲(chǔ)量平衡，減少走向運(yùn)輸大巷的運(yùn)輸費(fèi)用。巷道好維護(hù)，通風(fēng)費(fèi)用低，保持兩翼均衡生產(chǎn)和帶區(qū)正常接續(xù)，采用多水平開采，井田傾斜方面各水平石門工程量總和小，同時(shí)考慮到第一水平兼顧其他水平，減少煤柱數(shù)量，少壓、不壓開采條件好的煤層。 地面條件 井筒位置比較平坦，滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；符合環(huán)境保護(hù)要求有利生產(chǎn)、方便生活。 根據(jù)本井田的實(shí)際情況，并考慮到上述的條件，該設(shè)礦井井筒位置詳見開拓示意圖，其井筒井口坐標(biāo)為： 主井坐標(biāo)：經(jīng)度37605836，緯度4079787 副井坐標(biāo)：經(jīng)度37605910，緯度4079787 風(fēng)井坐標(biāo)：經(jīng)度37605376，緯度4080339 3.3.3水平數(shù)目及高度 本井田煤層傾角小，走向長(zhǎng)度長(zhǎng)，煤層賦存較淺適合采用單水平開采。如果采用多水平將導(dǎo)致服務(wù)年限太少從而達(dá)不到高產(chǎn)高效的目的。集中化生產(chǎn)的要求，同時(shí)盡量減少水平的設(shè)置。基于以上原則，同時(shí)根據(jù)本井田的煤層賦存條件，地質(zhì)構(gòu)造等因素，且通過合理的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，該設(shè)計(jì)礦井采用單水平開采，水平垂高300m。 3.3.4石門大巷數(shù)目和布置 1.大巷數(shù)目：一條運(yùn)輸大巷、一條回風(fēng)大巷。 2.大巷布置：大巷布置形式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種，對(duì)于各種大巷布置方式分述如下： （1）煤層大巷：當(dāng)煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定，煤層較堅(jiān)硬，易維護(hù)，煤層起伏和斷層、褶皺小時(shí)，可保證巷道較為平直，保證運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行；沒有瓦斯與煤的突出，無嚴(yán)重自燃發(fā)火等情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用煤層大巷。對(duì)于新建礦井，在煤層中布置巷道，在建設(shè)期間，還有早出煤，早投產(chǎn)，節(jié)省投資以及探明地質(zhì)情況的優(yōu)點(diǎn)。 （2）巖石大巷： 優(yōu)點(diǎn)很多，如維護(hù)條件好，費(fèi)用低。大巷方向、坡度可根據(jù)運(yùn)輸?shù)裙δ芤筮x定，而較少受地質(zhì)構(gòu)造的影響。可不留或少留護(hù)巷煤柱，煤的損失少，安全條件好，受煤和瓦斯突出以及自燃發(fā)火影響較小。缺點(diǎn)主要為巖石工程量大，掘進(jìn)速度慢，投資費(fèi)用高，建設(shè)工期長(zhǎng)。在具體條件下是采用巖石大巷還是煤層大巷需要做全面細(xì)致的方案比較才能合理的確定。 本設(shè)計(jì)井田對(duì)大巷布置提出兩種方案： 方案一：煤層大巷布置 方案二：巖石大巷布置 本設(shè)計(jì)礦井中，大巷服務(wù)年限較長(zhǎng)，運(yùn)輸能力要求大，所以大巷采用錨噴支護(hù)。巷道斷面設(shè)計(jì)合理與否，直接影響煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效果和生產(chǎn)的安全條件，其基本原則是在滿足安全與技術(shù)要求的條件下，力求提高斷面利用率，縮小斷面，降低造價(jià)并有利于加快施工速度。 該設(shè)計(jì)礦井大巷斷面圖如下： 圖3-2 大巷斷面示意圖 3.3.5井底車場(chǎng)形式選擇 與井底車場(chǎng)型式選擇有關(guān)的因素有：保證礦井生產(chǎn)能力，有足夠的富裕系數(shù)，有增產(chǎn)的可能性；調(diào)車簡(jiǎn)單，管理方便，彎道及交叉點(diǎn)少；調(diào)車簡(jiǎn)單，符合有關(guān)規(guī)程，規(guī)范； 井巷工程量小，建設(shè)投資省，便于維護(hù)，生產(chǎn)成本低；施工方便，各井筒間，井底車場(chǎng)巷道與主要巷道間能迅速慣通，縮短建設(shè)時(shí)間；當(dāng)大巷或石門與井筒距離較大時(shí)，能夠扣置下存車線和調(diào)車線.斜井井底車場(chǎng)的基本類型，如表3-3 根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井井筒形式及集中大巷的布置，