宁夏洋场湾一矿1.2Mta的新井设计毕业设计

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1、 摘 要本设计为宁夏洋场湾一矿1.2Mt/a的新井设计，共有3层设计煤层，平均总厚度为7.2m，煤的工业牌号为焦煤。设计井田的可采储量为99.58Mt。服务年限为59a。划分两个水平开采，一、二水平均为上山开采。本设计矿井的开拓方式采用双立井开拓，采用集中大巷布置方式。共划分6个采区，投产工作面1个。本设计采区为二采区，走向长壁采煤法，绕道装车式下部车场，综合机械化采煤，采用两翼对角式通风。工作面年工作日为330a，采用“四六”工作制，工作面长为194m，循环进度为1m。提升设备为副井采用罐笼提升，主井采用箕斗提升。关键词：走向长壁 ；双立井开拓 ；综合机械化采煤AbstractThis de

2、sign YangChang bay in mine of 1.2 Mt/a new well design, there were three layer design coal seam, average total thickness of 7.2 m, coal industry brand for coking coal. The design of the field reserves for 99.58 Mt. Service fixed number of year for 59 a. Divided the two level mining, one, two level a

3、re up the mountain mining.The design of mine explore ways with double vertical development, the focus on arrangement of?China. Division of six mining face, put into production 1. The design for the mining area, to long wall mining methods on the type, bypass information, comprehensive mechanized, us

4、ing two wingsdiagonal type ventilation. Face years working days for 330 a, adopt the four & # 8226; six work week, face long for 194 m, circular progress for 1 m.Improve equipment for the ascension, the auxiliary shaft cage was well used the skip ascension.Keywords: to long wall; Double vertical dev

5、elopment; Comprehensive mechanized目录摘 要 I Abstract II 第 1章 井田概况及地质特征 1 1. 1 井田概况 1 1.1.1 井田位置及范围 1 1.1.2 交通位置 1 1.1.3 地形地势 1 1.1.4 气候 1 1.1.5 河流 2 1.1.6 工农业概况 3 1.2 地质特征 3 1.2.1 矿区范围内的地层情况 3 1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造 4 1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征 4 1.2.4 岩石性质、厚度特征 6 1.2.5 井田内水文地质情况 6 1.2.6 沼气、煤尘及煤的自燃性 6 1.2.7 煤

6、质牌号及用途 6 1.3 勘探程度及可靠性 6 第 2章 井田境界、储量、服务年限 9 2.1 井田境界 9 2.1.1 井田周边情况 9 2.1.2 确定井田的依据 9 2.1.3 井田未来发展情况 9 2.2 井田储量 9 2.2.1 井田储量的计算 9 2.2.2 保安煤柱 10 2.2.3 储量计算方法 11 2.2.4 储量计算的评价 11 2.3 矿井工作制度、生产能力、服务年限 12 2.3.1 矿井工作制度 12 2.3.2 设计生产能力和服务年限 13 2.3.3 矿井服务年限的确定 13 3.1 概述 15 3.2 矿井开拓方案的选择 15 3.2.1 井筒形式和井筒位置

7、15 3.2.2 开采水平数目和标高 21 3.2.3 开拓巷道的布置 21 3.2.4 矿井开拓方案确定 23 3.3 选定开拓方案的系统描述 29 3.3.1 井硐形式和数目 29 3.3.2 井筒位置及坐标 29 3.3.3 水平数目及高度 29 3.3.4 石门、大巷数目及布置 29 3.3.5 井底车场的形式及选择 30 3.3.6 煤层群的联系 31 3.3.7 采区划分 31 3.4 井硐布置和施工 33 3.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐支护 33 3.4.2 井硐布置及装备 33 3.4.3 井筒延深意见 35 3.5 井底车场及硐室 35 3.5.1 井底车场形式的确定及

8、论证 35 3.5.2 井底车场的布置 35 3.5.3 井底车场主要硐室 36 3.6 开采顺序 36 3.6.1 井田开采顺序 36 3.6.2 沿井田倾向的开采顺序 37 3.6.3 采区接续计划 37 第 4章 采区巷道布置及采区生产系统 38 4.1 采区概述 38 4.2 采区巷道布置 38 4.2.1 区段划分 38 4.2.2 采区上山布置 39 4.2.3 采区车场形式选择 41 4.2.4 采区煤仓形式、容量及支护 42 4.2.5 采区硐室简介 43 4.2.6 采区工作面接续 44 4.3 采区准备 44 4.3.1 采区巷道的准备顺序 44 4.3.2 采区巷道的断面

9、图及支护方式 45 第 5章 采煤工艺 49 5.1 采煤方法的选择 49 5.2 采煤工艺 51 5.2.1 机械设备选择 51 5.2.2 回采工艺过程 52 5.2.3 循环作业方式和劳动组织形式 52 第 6章 井下运输和矿井提升 55 6.1 矿井井下运输 55 6.1.1 运输方式和运输系统的确定 55 6.1.2 矿车的选型与数量 55 6.1.3 采区运输设备的选择 57 6.2 矿井提升系统 58 6.2.1 矿井主提升设备的选择及计算 58 第 7章 矿井通风安全 60 7.1 矿井概况、开拓方式及开采方法 60 7.1.1 矿井地质概况 60 7.1.2 开拓方式 60

10、7.1.3 开采方法 60 7.1.4 变电所、充电硐室、火药库 60 7.1.5 工作制、人数 60 7.2 矿井通风系统的确定 61 7.2.1 矿井通风系统的基本要求 61 7.2.2 矿井通风方式的选择 61 7.2.3 矿井主要通风机工作方式选择 63 7.2.4 采区通风系统 64 7.3 矿井风量计算 65 7.3.1 矿井风量计算的原则 65 7.3.2 采煤工作面需风量计算 65 7.3.3 掘进工作面需风量计算 67 7.3.4 硐室需风量计算 69 7.3.5 其它巷道需风量计算 69 7.3.6 矿井总风量计算 69 7.3.7 风量分配 70 7.4 矿井通风阻力计算

11、 74 7.4.1 矿井通风容易时期摩擦阻力 74 7.4.2 矿井通风困难时期摩擦阻力 76 7.4.3 矿井通风容易和困难时期总风阻和总等积孔 78 7.5 矿井通风设备选型 79 7.5.1 主要通风机选型 79 7.5.2 电动机选型（略） 83 7.6 矿井灾害预防措施 83 7.6.1 顶板安全技术措施 83 7.6.2 瓦斯防治措施 83 7.6.3 粉尘防治措施 84 7.6.4 防灭火措施 84 7.6.5 防治水措施 85 第 8章 矿井主要技术经济指标 86 参考文献 88 致谢 89 第1章 井田概况及地质特征1. 1 井田概况1.1.1 井田位置及范围 本井田位于宁夏

12、灵武市东南62km的毛乌素沙漠的边缘，行政区划属灵武市马家滩乡管辖.其地理坐标为东经1063010635北纬37523802.地面矿界：根据灵武矿区总体设计及其批复文件，井田东北边界以赵儿塔向斜轴为界，与羊场湾一矿井田相邻，正北以29勘探线为界与英子梁井田相接，东，南，西三面均以1层煤+600m水平煤层底板等高线在地面的投影线为界.井田范围 ;井田东南走向长约4.5公里，西南倾向宽2.75公里，面积12.375平方公里。1.1.2 交通位置本井田距黎(家新庄)羊(场湾)矿区公路约10km，黎羊公路与307国道，银(川)古(窑子)盐(池)高速公路相连.307国道向西经灵武市(30km)，吴忠市(

13、70km)，青铜峡(60km)与包(头)兰(州)公路和西(安)银(川)公路相接，向东经盐池(110 km)，定边可达陕西榆林，延安等地，由银古高速公路向北(约60km)可直达银川市，该公路紧靠矿区黎家新庄中心区处通过.井田中心至银川市约80 km.矿区内部及矿区与外部联系的运输系统已形成，公路交通便利.详见交通位置图。1.1.3 地形地势矿区地形属漫岗及丘陵区，地势特点是西高东低，标高在+195+205米之间。1.1.4 气候根据灵武市气象站资料，本井田属半干旱沙漠大陆性季风气候.昼夜温差大，降水量稀少.季风从当年10月至来年5月，长达7个月，多集中于春秋两季，风向多正北或西北，风力最大可达8

14、级，一般为45级，风速最大为20 m/s，平均风速为3.1 m/s;年平均气温为8.8，年最高气温为41.4(1953年)，年最低气温为-28.0(1954年);降水多集中在7，8，9三个月，年最大降水量为352.4 mm(1964年)，年最小降水量仅为80.1 mm(1980年)，而年最大蒸发量高达2303.3 mm(1953年)，为年最大降水量的6倍及最小降水量的29倍，年最小蒸发量1508.8 mm(1988年);最大冻土深度为1.09 m(1968年)，最小冻土深度为0.50 m，一般为0.700.90 m，相对湿度为5.26.4%，绝对湿度为7.59.1.图1-1 交通位置图1.1.

15、5 河流矿区内主要沟谷有西天河，碎石井沟和倒江沟.西天河位于四耳山的东麓，流经王家圈，在磁窑堡出矿区，全长23km，位于本井田之外.碎石井沟源于四耳山的中部，斜穿井田，在口子沟出井田，全长14km.沟谷呈开阔的箱形.沟底高程:上游1420m，井田中部为1330m，口子沟(出井田)1290m.井田内沟底平均坡降1.3%，为仅在暴雨后有两小时左右洪水流的干沙沟，每年夏秋季节有34次洪水.倒江沟源于四耳山的东北部，自东向西流入井田的北部，而后转为南西在口子沟处汇入碎石井沟，全长7.5km.在背斜轴部沟底标高+1330m，上游汇水面积3.4km2，洪水罕见，也为干沙沟.井田内井，泉稀少，水量受降水季节

16、影响，水质差，矿化度高，不宜饮用.1.1.6 工农业概况矿区位于毛乌素沙漠的边缘，地表沙丘密布，生态环境脆弱.矿区西部的灵武市经济以农业为主，工业不发达.农作物以水稻，小麦为主.主要经济作物及特产有大麻，胡麻，甘草，发菜及滩羊皮等，畜牧业以牛，马，驴，羊为主。但矿区内煤源丰富是未来重要的能源重化工基地，目前正处在大力开发建设之中1.2 地质特征1.2.1 矿区范围内的地层情况本矿地层底层厚度约800米，含煤3层，总厚7.2米，含煤系数9%。表1-1 区域底层见表时代地层厚度（米）含煤情况岩性描述界系统群组段新生界第四系103砂质粘土，冲积层白垩系上统群灵武组220含煤两层、均为不可采灰白色灰色

17、粉细砂岩、粗砂岩中生界侏罗系侏罗上统银川组第五段290含煤两层、可采一层灰色深灰色粉细砂岩、夹白色粗砂岩第四段150含煤四层、均为不可采白色中粗砂岩、灰白色粉细砂岩第三段300含煤十层、可采局部可采三层灰色深灰色粉细砂岩、白色中粗砂岩、局部含砾、夹薄层凝灰岩第二段110含煤六层、可采五层灰色深灰色粉细砂岩、白色中粗砂岩、局部发育砾岩和薄层凝灰岩第一段140含煤六层、局部可采二层灰色深灰色粉细砂岩、灰白色中砂岩、薄层凝灰岩1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造表1-2主要断裂构造表顺序名称性质断层面倾角/落差/m水平断距/m走向倾向1F1正NESE1020506015252F2正NESE11

18、23556520303F3正SNW1530545915304F4正NESE132853615201.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征表1-3可采煤层及顶底板岩性特征表序号煤层名称煤层厚度/m层间距/m倾角/围岩煤的牌号硬度/f视密度/t/m3煤层构造及稳定性最小最大顶板底板平均1951.92.32912粉砂岩细砂岩焦煤2.51.4稳定2.12971.82.012粉砂岩细砂岩焦煤2.51.4稳定1.9103983.03.412粉砂岩细砂岩焦煤2.51.4稳定3.2图1-2煤层综合柱状图1.2.4 岩石性质、厚度特征本区内岩性较细，主要由粉砂岩、细砂岩、粉细互层、中砂层及煤层组成，仅有较少的粗砂

19、岩，含烁砂岩。煤层和岩层的物性差异均比较明显，岩石硬度多数为中等硬度的砂岩类。1.2.5 井田内水文地质情况羊场湾一矿地形大部分属漫岗，标高一般在200米，井田北部及中部为河谷水文地质区，西部及南部为丘陵水文地质区。岩层的富水性主要决定于构造裂隙的发育和补给条件，我矿深部煤层（98层）露头正处在倭肯河河床下，故补给来源丰富，矿井涌水量380m3/h，下部各煤层，除大气降水补给地表强风化裂隙带外，没有其他来源，由于岩层裂隙发育程度随着埋藏深度增加而减弱，所以岩层的富水性有明显的垂直分带，由于岩性的不同，岩层的含水性极不均匀，不但存在分带规律且有分层规律。1.2.6 沼气、煤尘及煤的自燃性瓦斯绝对

20、涌出量为31.86m3/min，相对涌出量为8.8m3/min，所以本矿为低瓦斯矿井。各煤层煤尘爆炸指数在6%9%之间，属于无爆炸危险的矿井。1.2.7 煤质牌号及用途各煤层、多属低硫、低磷，中低灰分的焦煤和褐煤，其中焦煤占62.3%，发热量一般在65007500大卡/千克。1.3 勘探程度及可靠性1.质勘探程度及存在问题，地质报告的编制情况本区地质工作始于1944年，从1953年起，先后有石油，煤炭系统的勘探队在本区进行过程度不同的地质工作，并提交了相应的地质资料和报告。在对以往地质资料审定利用的基础上，本井田由甘肃省煤田地质勘探公司一三三队1989年11月提交宁夏回族自治区灵武矿区枣泉井田

21、勘探精查地质报告。1990年11月，全国矿产储量委员会以储发1990第207号文发送地质报告决议书。2.勘探类型和基本网度本井田勘探类型以较稳定煤层即一类二型为主，兼顾其他两型煤层.布设精查勘探网度时，基本线距为500m.控制稳定煤层时，A级线距为1000m，B级线距为2000m，C级线距为4000m;控制较稳定煤层时，A级线距为500m，B级线距为1000m，C级线距为2000m;控制不稳定煤层时，B级线距为500m，C级线距为1000m.根据井田内地质构造及煤层赋存条件，勘探类型和网度符合地质勘探规范要求。3.地质构造对开采的影响本井田地质构造简单，主体构造是一两翼对称向南倾没的背斜构造，

22、在井田北部发现落差大于2030m的断层有4条。背斜两翼深部煤层的倾角较大，井田北部的断层对矿井的初期开采影响较小，但对矿井的后期开采将会带来不利因素，矿井生产时必须予以重视。4.煤层对比的可靠性和稳定性本区煤岩层对比主要根据标志层，层间距，煤层，岩性特性，测井曲线，煤质并结合旋回法进行了对比，认为主要可采煤层层位清楚，对比可靠。5.地质储量的复核，验算及高级储量的范围根据全国矿产储量委员会文件储发1990第207号关于发送审查批准决议书的函，报告的各项勘探工作质量达到了有关规程，规定和标准的要求，勘探及研究程度符合煤炭资源地质勘探规范关于勘探(精查)阶段的规定，报告编制符合规定，可以作为矿井建

23、设设计的依据。根据报告，井田勘探面积12.375km，共获得地质储量124.32Mt。储量计算方法采用常规的地质块段法，采用三线(勘探线，等高线和构造线)圈定各级储量块段，设计中对其提交的地质储量进行了演算，计算数字可靠.A级储量主要分布在井田北部煤层倾角较大的区域。6.水文地质，瓦斯等级，煤质分析等资料的精确程度勘探过程中，查明了煤层顶底板充水含水的性质，查明了断层的水文地质特征，客观分析了井田的充水因素，确定了水文类型，对矿井涌水量作了预测，并对矿井设计和生产提出了建设性意见。井田内各煤层的瓦斯分带，除2煤，14煤各有一个点为氮气沼气带外，其余均为二氧化碳氮气带，瓦斯总含量与沼气含量均小于

24、1m3/t，与矿区现有生产矿井的瓦斯含量情况大致相当，应属低瓦斯矿井.各层煤或同一煤层瓦斯成分及含量在背斜轴部和东西两翼或井田的南北方向均无大的变化。本井田共采集各类样品1479个，通过对井田煤样的各种项目的分析化验，主要煤质指标比较清楚，可以满足生产需要。7.对地质资料的评价，存在问题及补充勘探的建议枣泉井田勘探类型和网度符合地质勘探规范要求和客观实际，各项勘探工程质量和勘探研究程度高，地质基础资料齐全，准确，可靠，对井田构造，可采煤层的厚度，结构，产状及分布已查明，煤的用途已评价，储量数据可靠，可以满足矿井设计的需要。但由于报告提交时间较早，且A级储量主要分布在井田北部煤层倾角较大的区域，

25、为查清小断层等地质构造，确保首采区资源的可靠性，使矿井移交后能很快达产，稳产高效，建设方在24I线和27线之间的首采区域补充三维地震勘探工作正在进行之中，并取得了初步成果资料。设计建议对24I线以南的煤层倾角较缓的首轮接替区域在适当时机也适当补充勘探工作，提高其储量级别，以保证矿井的长期稳产。另外，建议采用综合方法对火烧区烧变岩含水体的赋存形态，范围，水量，特征等进一步核定，以利设计及生产安全。第2章 井田境界、储量、服务年限2.1 井田境界2.1.1 井田周边情况羊场湾一矿井田东北边界以赵儿塔向斜轴为界，与羊场湾二矿井田相邻，正北以29勘探线为界与英子梁井田相接，东，南，西三面均以1层煤+6

26、00m水平煤层底板等高线在地面的投影线为界.故本矿的安全生产和邻矿安全生产互为影响，本矿的开采对新兴矿工业广场及井巷工程有较大的影响，因此本次报告充分考虑这一因素，并留设永久煤柱。羊场湾一矿井田内小窑开采历史较长，因历史原因，除早期开采的小煤窑资料收集不全外，近十多年小煤窑资料齐全，现生产的矿务局系统的3对，市政小井15对。小煤矿开采煤层大都是边缘三角煤或不计量、灰分超限的煤层，对本矿的安全生产无影响。2.1.2 确定井田的依据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，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，

27、以利于机械化程度的不断提高.2.1.3 井田未来发展情况羊场湾一矿井田煤层赋存稳定，地质条件简单，煤炭资源储量丰富，有很好的发展前景，有改扩建的潜力。2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算参加储量计算的煤层有95#、97#、98#共三层煤。根据煤炭资源地质勘探规范规定，工业指标确定为倾角小于25煤层，能利用储量选用厚度0.70m，灰分40%；暂不能利用储量厚度为0.600.70m，灰分在40%-50%之间。倾角在2545，能利用储量厚度选用0.60m，暂不能利用储量选用0.500.60m。2.2.2 保安煤柱一、保护煤柱的留设方法1.工业场地及主要井巷保护煤柱留设（1）工业场地保护煤柱留设

28、，应在确定地面受保护面积后，用移动角圈定煤柱范围。移动角数值应采用本矿区实测数据或与本矿区条件类似的矿区的实测数据选取。工业场地地面受保护面积应包括受保护对象及围护带，围护带宽度为15m。（2）不包括在工业场地范围内的立井，圈定其保护煤柱时，地面受保护对象应包括轿车房，井口房或通风机房风道等，围护宽度为20m。圈定立井保护煤柱时，应根据井筒深度、岩性、用途、煤层赋存条件及地形特点等因素，按国家现行标准建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程的有关规定执行。（3）斜井受保护对象应包括绞车房、井田、斜井井筒及井底车场。井口围护宽度应为10m。（4）当斜井大巷、上、下山位于煤层中时，其保护

29、煤柱宽度，可按本矿区或与本矿区条件类似的矿区经验确定；或根据实测资料用分析法确定。斜井或巷道上方的煤层是否留设保护煤柱，应根据巷道距地表的垂深，巷道所在的围岩性质，巷道与煤层的法线距离等因素确定。斜井或巷道下方煤层，应从巷道保护煤柱边界起，用岩层移动角圈定保护煤柱。2.断层带及井田径界煤柱的留设断层带及井田境界煤柱可按照实习矿井所留设煤柱尺寸获取2050m的煤柱宽度来计算。并不是所有的地面建筑物、河流等均须留置保护煤柱，设计时应结合实习井的具体情况和“三下”采煤理论进行分析。二、羊场湾一矿井田边界煤柱留设及断层、井筒周边煤柱的留设井田边界煤柱留设为30m；断层带煤柱留设为30m；井筒周边煤柱留

30、设为30m；地面留设50m煤柱。2.2.3 储量计算方法采用分水平及投影块段法，用煤层真厚度和斜面积计算储量，块段平均厚度采用钻孔见煤厚度，以算术平均法求出。计算公式：式中：块段储量；块段平面积；煤层平均倾角；块段平均厚度；煤的视密度，详见表（21）。表2-1煤的视密度序号煤层号视密度/（g/cm3）1951.42971.43981.4块段面积在1：5000的煤层储量计算图上用电子求积仪求得，块段倾角采用余切尺量得。2.2.4 储量计算的评价表2-2 矿井地质资源量汇总表 单位：Mt总资源储量煤层资 源 储 量（331）（332）（333）合计95号22.623.168.1533.9497号2

31、5.013.509.0137.5198号38.114.4114.6552.87合计85.7411.0731.81124.32表2-3 矿井设计储量汇总表单位：Mt煤层矿井地质资源/储量333折减量矿井资源/储量永久煤柱设计资源/储量井田境界断层9533.941.631.630.961.9830.569737.511.801.801.112.1833.459852.872.932.011.162.2850.79合计124.326.355.453.236.44114.89表2-4矿井可采储量计算表 单位：Mt水平煤层设计资源/储量煤柱损失量采区采出率可采储量工业场地井巷 小计9516.660.14

32、0.320.460.8914.379718.260.150.330.480.8915.819827.700.160.360.520.8924.37合计62.670.451.011.4654.559513.90.220.310.430.8911.839715.190.20.340.450.8912.989823.090.20.340.430.8920.22合计52.220.620.992.1145.03总计114.891.072.003.5799.58羊场湾一矿矿井的各种储量的计算都是按照煤炭工业有关规定计算的，估算的数值由于技术问题的限制可能与实际值有一定的误差。2.3 矿井工作制度、生产能力

33、、服务年限2.3.1 矿井工作制度依据煤矿安全规程，煤矿生产许可法和劳动法有关规定，结合岭东矿的实际情况，拟制定工作制度如下：设计年工作日330天，日提升16小时，采用“四六”作业制，三班生产，一班准备。2.3.2 设计生产能力和服务年限(1)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。(2)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确定。矿井与水平服务年限计算公式：T=Z/(AK)式中：T设计计算服务年限；Z可采储量，Mt/

34、a；A年产量；K储量备用系数，宜采用1.31.5。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，还应考虑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：0.9 Mt/a方案：1.2 Mt/a方案：1.5 Mt/a上述三种方案，具体选择哪一种，还应根据矿井服务年限来确定。2.3.3 矿井服务年限的确定矿井服务年限的计算公式如下：TZ/（AK）式中:Z 矿井设计可采储量，Mt;A 生产能力， Mta;K 矿井储量备用系数，K.31.5；根据本设计矿井实际情况，K值取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

35、方案，具体如下：方案A：0.9 Mt/aTZ/（AK）79a；方案B: 1.2Mt/aTZ/（AK）= 59a；方案C： 1.5Mt/aTZ/（AK）= 47a。参照煤矿工业矿井设计规范规定，方案B较合理，即：矿井生产能力：A1.2Mt/a，矿井服务年限T59a第3章 井田开拓3.1 概述根据精查报告确定的煤层地形，水文地质条件，自然产状，顶底板条件，构造因素及冲积层结构等，其中冲积层的水文地质条件和煤层赋存深度对开拓方式影响最大。洋场湾矿建设必须严格按照基本建设程序办事，确定矿井开拓方式必须充分考虑多个主井工艺系统的机械化装备水平。矿井机械化程度的高低的不仅直接影响井型和经济效果，而且往往由

36、于提升，运输设备的革新发展，而引起开拓本身发生变化确定井田开拓方式的原则：.合理开发国家资源，减少煤炭损失。.贯彻执行有关煤炭工业的技术政策，为多出煤、早出煤、出好煤、投资少、成本低、效率高，创造条件要使生产系统完善、有效、可靠，在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量，尤其是初期建设工程量，节约基建工程量，加快矿井建设。.合理集中开拓布置，简化系统，避免生产分散，为集中生产创造条件。.要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术，新工艺，发展采煤机械化，自动化创造条件。.必须贯彻执行有关煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风系统，创造良好的条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常性

37、保持良好状态。3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1 井筒形式和井筒位置1.井筒形式的确定由于不是盆地或坡度较大的沟谷，平硐开拓方式不合理，应直接否定。现依据羊场湾一矿的地形，地质构造，煤层赋存等因素，提出三种井筒开拓方案，具体情况如下：方案一：双立井两个水平开拓方案二：双斜井两个水平开拓方案三：主斜井副立井开拓以上三种井筒开拓方案技术比较如下：图3-1 方案1图3-2 方案2图3-3 方案3(1)技术比较方案一：双立井开拓优点：.立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利。2.机械化程度高，易于自动控制。3.井筒为圆形断机结构合理，维护费用低，有效断面大通风条件好，管线短，人员升

38、降速度快。缺点：1.初期投资大，建井期限稍长；2.需要大型的提升设备；3.多水平开拓，立井石门长度大，掘进工程量大，掘进费用高。适用条件：煤层赋存深度2001000m，含水砂层厚度20400m，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方案二：双斜井井开拓优点：1.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，井底车场及硐室都比投资少。2.装备和地面建筑物少，不用大型提升高备，钢材消耗量小。3.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.

39、井筒太长；2.围岩不稳固时井筒维护费用高；3.采用绞车提升时提升速度低、能力小、钢丝绳磨擦严重、动力消耗大，提升费用高。4.斜井井筒断面小，风阻过大，通风风路很长。适用条件 ：煤层赋存较浅，垂深在200m以内，煤层赋存深度为0500m，含水砂层厚度小于2040m，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。方案三：主斜井副立井开拓优点：兼有斜井和立井的优点，主井采用斜井开拓，井筒施工简单，掘进速度快，费用低副井采用立井开拓，井筒容易维护，有效断面大，有利于通风，提升速度快如果井口相近，则井底相距较远，井底车场布置，井下的联系就不太方便，如井底相近，由井口相距较远

40、，地面工业建筑物就比较分散，生产调度及联系不方便，占地面积大，相应地增加了煤柱损失适用条件 ： 立井与双斜井之间依据开拓方案技术比较，方案二不符合适用条件，方案不合理。初步选定两种较合理开拓方案：方案一：双立井开拓方式方案三：主斜井副立井开拓(2)经济比较表3-1井筒开拓方案比较表方案项目方案一方案三工程量/10m单价/元/m费用/万元工程量/m单价/元/m费用/万元初期主井井筒表土段10145889145.894843794210.21基岩段5299672518.2922734970793.82副井井筒表土段10176902176.9010176902176.90基岩段50.51245426

41、28.9450.5124542628.94井底车场10024226242.2610024226242.26小计(万元)1712.292025.13从上表可看出，方案1的总费用低于方案方案3。因此，确定方案1为最优方案，即双立井开拓。2.井口位置方案比较选择井筒位置的主要条件：1.地面条件(1)井口附近要有一定范围，用以布置工业场地，其中包括主、副井生产系统建筑物与结构物。(2)选择井筒位置应当充分利用地形。从地面生产系统布置要求，平坦地形最适合矿井建设，不仅平场工程量小，大型建筑物基础处理也比较简单。(3)为了减少运输费，在确定井筒位置时，要考虑主要用户所在位置，有条件的应尽量使提升井筒或运输

42、平硐的位置靠近主要运向一侧。(4)确定井筒位置常有许多方案可供选择。除其它条件外，加速施工准备、减少矿井生产期间配套工程、缩短工人居住区与井口的距离都应作为比较因素。2.井下条件(1)应该按最小运输功确定井筒位置。(2)应该根据地质条件确定井筒位置。3.综合确定井筒位置井筒位置牵涉地面、井下一系列因素，原则性强，关系重大。但就某一个具体井田并非所有因素同时存在，其重要性也不能等量齐观，有些要求还互相抵触。设计时不仅要逐一研究有关条件，还必须把他们产生的影响联系起来综合考虑，根据煤层赋存条件掌握住每个井田的特殊性和主要矛盾。 依据洋场湾煤田的储量分布图，及剖面图。考虑水平划分及主要巷道布置，将井

43、口放在煤层浅部、中部、深部，进行比较。在本设计井田中，提出三种井筒位置方案：方案一：井筒位于井田浅部图3-4方案二：井筒位于井田中部图3-5方案三：井筒位于井田深部图3-6经过简单的技术比较后认为：（1）筒位于井田浅部，煤柱尺寸最小，压煤最少，；（2）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；（3）井筒位于井田中部时，煤柱尺寸稍大，但石门长度较长，且沿石门的运输工程量大；（4）本井田煤层均为缓倾斜中厚煤层，井田走向长度不大，但倾斜长度较大。图3-4 方案1图3-5方案2图3-6方案3从有利井下运输和保证初水平合理的服务年限出发

44、，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选择方案二。主井：X：5073438 Y：44412540Z ：+200副井：X：5073051 Y：44412576Z： +2003.2.2 开采水平数目和标高根据各方面原因及本井田的实际情况，现确定水平划分方案如下：表3-2水平划分比较表方案阶段数目阶段斜长/m水平垂高/m可采储量/Mt水平区段数目/个区段斜长/m一2123026053.97326200114524045.61276189二1237550099.585912194三3123026053.9732620059812023.651431965471

45、2022.96133182参照上述三种方案的各项数据，各方案评价如下：方案二：由于该方案阶段斜长太长，要求输送机太长，不符合要求，并且下山开采通风困难，技术上不可行，固该方案不可用。方案一和方案三：这两个方案的一水平服务年限及阶段斜长均符合规定，根据本井田的实际情况，这两个方案技术上可行3.2.3 开拓巷道的布置主要巷道布置在符合开拓要求的前提下，希望尽量缩短大巷长巷避免过多的弯曲，转折，以减少开拓工程，作到运输方便，有利通风，并应选取在坚硬、不易风化、无自然发火的煤、岩层内。主要巷道布置方式一般可分为三种：集中布置、分层布置和分组集中布置。现依据矿井设计生产能力及技术可行角度，特提出以下二种

46、大巷布置方式： 方案一：分组集中运输大巷方案二：集中运输大巷方案三：分煤层运输大巷图3-7 方案一：分组集中大巷布置图3-8 方案二：集中大巷布置表 33 大巷布置方式优缺点特布置方式分组集中大巷布置集中大巷布置分煤层大巷布置方式优优点总的巷道工程量较少，生产比较集中，采区巷道分组联合布置，大巷容易维护，运输条件好。大巷工程量少，生产区域比较集中，运输条件好，采区巷道集中联合布置，开采程序比较灵活，开采强度大，大巷维护容易。初期工程量小，投资少，建井速度快，每一个采区的地工程量少。缺缺点石门长度较长，掘进工程量大。总的石门长度大，有反向运输，初期工程量大，建井时间长。大巷数目多，总的维护量大煤

47、柱损失大，采区数目多，生产分散，管理不方便。适适应条件可采煤层数目多，间距大小不同，采区巷道为分组联合布置，煤层分组间距大，井底车场在煤层群上部或中间时，初期工程少，工期长。煤层间距小，井田走向长度大，服务年限长，下部煤层底版有坚硬岩层，采区尺寸大，石门长度短。煤层间距较大，集中布置在技术上有困难，经济上不合理时。由于该井田只有三层煤，方案一排出，而方案三适合煤层间距较大的煤层，此三层煤的艰间距较小，所以方案三也排出，方案二比较适合该煤层的开采.所以方案二比较合适3.2.4 矿井开拓方案确定根据以上的技术经济比较，现在提出技术上可行的三个开拓方案方案一：立井两水平开拓方案二：立井单水平加暗斜井

48、开拓方案三：立井三水平开拓方案一和方案二的区别仅在于第二水平是用立井直接延伸还是暗斜井延伸。两方案的生产系统较简单可靠。两方案对比，第一方案多开立井井筒（2240m），阶段石门1590m和立井井底车场；兵相应地增加了井筒和石门的运输、提升、图3-9方案一图3-10方案二图3-11方案二排水费用。二方案则多开斜井井筒（倾角12o，21150m）和暗斜井的上、下部车场；兵相应地增加来了提升和排水费用。粗略估算表明:两方案费用相差不大。方案一和方案三在技术上均可行，水平服务年限也符合要求，两者相比，虽然方案三的总投资比方案一高一些，但是其初期投资少，生产经营费也可能要略低一些。因此两方案需要通过经济

49、比较才能确定。表3-4基建工程量 项目方案一方案二方案三初期立井井筒/m360+20360+20360+20副井井筒/m360+5360+5360+5井底车场/m100010001000一水平石门/m500500500后期立井井筒/m2400240副井井筒/m2400240暗斜井011500井底车场/m10001000二水平石门/m159001300三水平石门1590表3-5生产经营工程量方案一方案二方案三石门运输工程量工程量工程量一水平1.25400.950.5=3240.491.299580.5=5974.81.25400.950.5=3240.49二水平1.24557.051.59=86

50、94.851.22362.921.3=3686.16三水平1.22194.141.59=4186.42立井提升一水平1.25400.950.36=2333.211.25400.950.36=2333.211.25400.950.36=2333.21二水平1.24557.050.6=3281.081.22362.920.48=1361.04三水平1.22194.140.6=1579.78斜井提升1.24557.051.15=6288.73排水3802436559=19639.923802436559=19639.923802436559=19639.92表3-6基建费用表项目方案一方案二方案三工

51、程量（10m）单价元费用/万元工程量（10m）单价元费用/万元工程量单价元费用/万元主井井筒副井井筒井底车场主石门表土段10178805526.1410178805775.9710178805526.14基岩段526679626667965266796斜井段11536826表土段10251326743.9610251326928.8310251326743.96基岩段50.597552269755250.597552斜井段1153682610041874418.7410041874418.7410041874418.74一水平5043355906.125043355216.7850433551

52、137.27二水平1594335513031851三水平15931851合计2594.962340.322826.11表3-7 生产经营费用表方案一方案二方案三石门运输工程量万t/km单价/元费用/万元工程量万t/km单价/元费用/万元工程量万t/km单价/元费用/万元一水平1.25400.950.5=3240.490.41296.201.299580.5=5974.80.42389.921.25400.950.5=3240.490.41296.20二水平1.24557.051.59=8694.850.43477.961.22362.921.3=3686.160.41474.46三水平1.22

53、194.141.59=4186.420.41674.57小计4774.222389.924445.23立井提升.一水平1.25400.950.36=2333.211.63733.141.25400.950.36=2333.211.63733.141.25400.950.36=2333.211.63733.14二水平1.24557.050.6=3281.081.65249.731.22362.920.48=1361.041.62177.66三水平1.22194.140.6=1579.781.62527.65斜井提升1.24557.051.15=6288.730.422641.27排水380243

54、6559=19639.920.47855.973802436559=19639.920.47855.973802436559=19639.920.47855.97小计16838.8414230.3816294.42合计21613.0619620.320739.653-8 费用总汇表方案项目方案一方案二方案三费用/万元百分率费用/万元百分率费用/万元百分率基建费2594.96110.882340.321002826.11120.76生产经营费21613.06110.1419620.310020739.65105.71总费用24208.02110.5121960.6210023565.76107.

55、31从上表可看出，方案二的总费用低于方案一和方案三。另外，从开采水平来看，方案二仅需延伸一次井筒井，对生产影响少于方案三（因方案三需延伸2次）。因此，确定方案二为最优方案。3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1 井硐形式和数目根据井田的地形地势，煤层赋存，地质构造等因素，经过第二节中井筒形式确定方案的技术分析和经济比较，该矿井采用双立井开拓，即一主一副两个井筒。3.3.2 井筒位置及坐标对矿井井筒位置有以下的要求：）井筒沿煤层倾向的位置，应使总的石门工程量小，初期工程量及投资小，建井期短，且煤柱损失小。 ）井筒沿走向的有利位置应在井田的中央当井田储量呈不均匀分布时，应在储量分布的中央，在此开成两翼储量比较