采礦工程畢業(yè)設(shè)計（論文）-雞西礦業(yè)集團(tuán)新發(fā)煤礦0.9Mta新井設(shè)計[5]【全套圖紙】 .docVIP

摘 要本設(shè)計礦井為雞西礦業(yè)集團(tuán)新發(fā)煤礦0.9mt/a新礦井設(shè)計，一共有3層可采煤層，分別為36a#、27#、7#， 煤層總厚度為4.2米。煤層工業(yè)牌號為1/3焦煤，設(shè)計井田的可采儲量73.89mt/a，設(shè)計服務(wù)年限為59年，本礦井設(shè)計采用以立井為主的普通機(jī)械化開拓方式，劃分為二個水平，12個采區(qū)。每個采區(qū)為單翼開采，兩個工作面達(dá)產(chǎn)，達(dá)產(chǎn)時采區(qū)個數(shù)為兩個。大巷運輸采用10噸架線式電機(jī)車牽引3噸底卸式礦車運輸，采用的采煤方法為走向長壁采煤法，采煤工藝為普通機(jī)械化采煤工藝。頂板處理方法為全部跨落法。關(guān)鍵詞 開拓 水平 分組集中 走向長壁 全套圖紙，加153893706abstractthis design is the new 0.90million-tons-per-year mine design of jixi mining bureau xinfa coal mine. there are three minable coal beds, bed 36a, 27 and 7. the total thickness of the coal beds is 4.2metres. the industrial shop sign of the coal beds is one third coking coal. the minable reserves is 73.89 million tons. the time limit of the design is 59 years. this mine adopts the alignment mechanizational pioneering method which plays a major role in vertical mines. it is devided into two levels and twelve mining areas. each area applies for unilateral mining. when the output is reached, there will be two mining areas. it adopts stratificational arrangement. tunnel transportation uses 10-ton coal-tracing electric locomotive to tow the 3-ton buttom-unloading tram. the mining technology is alignment mechanizational technology. the way of dealing with the roof is to make it fall by itself.key words expands the level the cent the set concentrates alignment long wall目 錄摘 要i目 錄iii緒 論1第1章 井田概況及地質(zhì)特征21.1 井田概況21.1.1 井田位置及范圍21.1.2 交通位置21.1.3 地形地勢21.1.4 氣候31.1.5 河流31.1.6 井田區(qū)及鄰區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況31.1.7 煤田開發(fā)史及近況31.1.8 原材料及水電供給情況31.2 地質(zhì)特征31.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況31.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造41.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征51.2.4 巖石性質(zhì) 厚度特征61.2.5 水文地質(zhì)情況71.2.6 沼氣 煤塵及煤的自燃性71.2.7 煤質(zhì) 牌號及用途71.3 勘探程度及可靠性71.3.1 對地質(zhì)勘探程度的評價7第2章 井田境界 儲量 服務(wù)年限82.1 井田境界82.1.1 井田周邊情況82.1.2 井田境界確定的依據(jù)82.1.3 井田未來發(fā)展情況82.2 井田儲量82.2.1 井田儲量的計算82.2.2 保安煤柱92.2.3 儲量計算方法102.2.4 儲量計算的評價112.3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務(wù)年限112.3.1 礦井工作制度112.3.2 礦井生產(chǎn)能力的確定112.3.3 礦井服務(wù)年限12第3章 井田開拓133.1 概述133.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述133.1.2 影響設(shè)計礦井開拓方式的原因及其具體情況133.2 礦井開拓方案的選擇143.2.1 井硐形式和井口位置143.2.2 開采水平數(shù)目和標(biāo)高193.2.3 開拓巷道的布置213.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述233.3.1井硐形式和數(shù)目233.3.2 井硐位置及坐標(biāo)233.3.3 水平數(shù)目及高度243.3.4開拓巷道的布置243.3.5 井底車場形式的選擇253.3.6 煤層群的聯(lián)系263.3.7 采區(qū)劃分273.4 井筒布置及施工283.4.1 井硐穿過的巖層性質(zhì)及井硐維護(hù)283.4.2 井硐布置及裝備283.4.3 井筒延伸的初步意見303.5 井底車場及硐室313.5.1 井底車場形式的確定及論證313.5.2 井底車場的布置 存儲線路 行車線路布置長度313.5.3 井底車場通過能力驗算343.5.4 井底車場主要硐室343.6 開采順序353.6.1 沿煤層走向的開采順序353.6.2 沿煤層傾斜方向的開采順序353.6.3 采區(qū)接續(xù)計劃363.6.4 “三量”控制情況36第4章 采區(qū)巷道布置與采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)384.1 采區(qū)概況384.1.1 采區(qū)位置 邊界及范圍384.1.2 采區(qū)地質(zhì)和煤質(zhì)情況384.1.3 采區(qū)生產(chǎn)能力 儲量及服務(wù)年限384.2 采區(qū)巷道布置384.2.1 區(qū)段劃分384.2.2 采區(qū)上山布置394.2.3 采區(qū)車場布置404.2.4 采區(qū)煤倉形式 容量及支護(hù)464.2.5 采區(qū)硐室簡介474.2.6 采區(qū)工作面接續(xù)484.3 采區(qū)準(zhǔn)備484.3.1 采區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序484.3.2 采區(qū)巷道的斷面圖及支護(hù)方式49第5章 采煤方法525.1 采煤方法的選擇525.2 回采工藝525.2.1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525.2.2選擇采煤工作面循環(huán)方式和勞動組織形式54第6章 井下運輸和礦井提升576.1 礦井井下運輸576.1.1運輸方式和運輸系統(tǒng)的確定576.1.2 礦車的選型與數(shù)量586.1.3 采區(qū)運輸設(shè)備的選擇596.2 礦井提升系統(tǒng)606.2.1 提升方式606.2.2 礦井主提升設(shè)備的選擇及計算60第7章 礦井通風(fēng)與安全637.1 通風(fēng)系統(tǒng)的確定637.1.1 概 述637.1.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定637.1.3 主扇工作方式的確定647.2 風(fēng)量計算和風(fēng)量分配647.2.1 礦井風(fēng)量計算的規(guī)定647.2.2采掘工作面及硐室所需風(fēng)量的計算657.2.3礦井總供風(fēng)量687.2.4風(fēng)量分配687.2.5風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法與措施697.2.6風(fēng)速驗算697.3 礦井通風(fēng)阻力的計算717.3.1確定全礦井最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力717.3.2礦井等積孔的計算737.4 通風(fēng)設(shè)備的選擇737.4.1 主扇的選擇計算737.4.2 電動機(jī)的選擇747.4.3 反風(fēng)措施757.5 礦井安全技術(shù)措施757.5.1 預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施757.5.2 預(yù)防水災(zāi)措施757.5.3 預(yù)防井下火災(zāi)757.5.4 其它事故預(yù)防767.5.5 避災(zāi)路線及自救76第8章 礦井排水778.1 概 述778.1.1 礦井水的來源及性質(zhì)778.1.2 涌水量778.1.3 對排水設(shè)備的要求778.2 礦井主要排水設(shè)備788.2.1 排水方式與排水系統(tǒng)簡介788.2.2 主排水設(shè)備及管路的選擇計算78第9章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)81結(jié) 論83致 謝84參 考 文 獻(xiàn)85附錄86附錄8970緒 論建國50多年來，煤炭工業(yè)為新中國經(jīng)濟(jì)的騰飛提供了2/3以上的一次能源，有效地支撐了國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展。雖然石油、天然氣和水電等能源的生產(chǎn)和消費比重快速增長，但煤炭在中國能源中的主導(dǎo)地位沒有發(fā)生根本性變化。實現(xiàn)黨的十六大提出的全面建設(shè)小康社會，到2020年gdp翻兩番、基本實現(xiàn)工業(yè)化的戰(zhàn)略目標(biāo)，是推動能源消費快速增長的主要因素。據(jù)預(yù)測，到2020年，國內(nèi)生產(chǎn)總值翻二番，能源至少要翻一番，煤炭消費總量仍將持續(xù)增長。煤炭占全國已探明能源資源總量的87.4%，居絕對優(yōu)勢地位，是中國唯一可以依賴的基礎(chǔ)能源，具有不可替代的作用。煤炭工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)性地位也將是長期的和穩(wěn)固的。預(yù)測，2020煤炭消費量將達(dá)到24億噸左右。煤炭在能源消費結(jié)構(gòu)中的比例緩慢下降，但以煤為主的能源結(jié)構(gòu)不會發(fā)生根本改變。為了滿足煤炭市場的需求，我特做了這次設(shè)設(shè)計，該設(shè)計為雞西礦業(yè)集團(tuán)新發(fā)井田90萬噸新井設(shè)計，該設(shè)計采用雙立井開拓，分為兩個開采水平：一水平為-350，二水平為-800。井底車場布置在一水平-350米處，大巷采用集中大巷布置，運輸大巷布置在7#煤底板巖石中。該設(shè)計采用走向長壁采煤法采煤，采煤工藝為普通機(jī)械化采煤工藝。由于作者水平有限，書中難免有疏漏和不足，在此我懇請各位讀者提出寶貴意見，以便我今后進(jìn)一步改進(jìn)。第1章 井田概況及地質(zhì)特征1.1 井田概況1.1.1 井田位置及范圍新發(fā)井田位于黑龍江省雞西境內(nèi)，距市區(qū)中心4km2，西與滴道礦為鄰，東與城子河煤礦西斜井相鄰。地理坐標(biāo)是東經(jīng)13046130，北緯45244517。本井田東西走向6.3km，南北傾斜寬2.3km，面積約14km2。1.1.2 交通位置井田內(nèi)有城（下城子）雞（雞西），林（林口）密（密山）兩條國有公路經(jīng)過，市區(qū)的興國公路由井田中部通過，交通極為方便。圖1-1 交通位置圖1.1.3 地形地勢新發(fā)屬于緩坡丘陵地形。井田北部及中部皆為山崗地帶，崗溝起伏不平，地表平均標(biāo)高+130m，最高山頭+150m；井田南部為穆陵河床地帶，地表標(biāo)高+135m左右。1.1.4 氣候礦區(qū)屬于大陸性氣候，四季溫差懸殊。春季多風(fēng)，夏季溫和且時間短暫，夏秋季多雨，冬季嚴(yán)寒漫長。年平均氣溫在-1.34c之間，最高氣溫36.4c ，最低氣溫零下-35c ，年降水量316528mm左右，凍結(jié)期由11月至次年4月末，凍結(jié)深度一般為2.0m。風(fēng)向多西風(fēng)，最大風(fēng)速為25m/s。1.1.5 河流區(qū)內(nèi)最大河流為穆陵河，由西向東蜿蜒從本區(qū)經(jīng)過，注入下游的烏蘇里江，主河道寬30100m，河深14m，正常流量0.632mm3，最大流量4750 m3/s。本區(qū)西南還有數(shù)條南北向季節(jié)河流，雨季時匯入穆陵河。1.1.6 井田區(qū)及鄰區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況井田內(nèi)以農(nóng)業(yè)為主，其次種植少量經(jīng)濟(jì)作物如蔬菜、黃煙等；井田鄰近穆陵河的河砂、礫巖及新發(fā)大隊后山的火山碎屑巖，可供建筑之用。1.1.7 煤田開發(fā)史及近況設(shè)計井田原是城子河煤礦的接續(xù)礦，在井田的露頭部分還有育新、滴道等數(shù)處地方小煤礦。 1.1.8 原材料及水電供給情況設(shè)計礦井確定供水源由滴道團(tuán)山水庫供水，輸水管路接在團(tuán)山水庫至雞西市子輸水管路上，能夠滿足生產(chǎn)與生活需要；原材料以及生產(chǎn)生活用電均來自雞西市。 1.2 地質(zhì)特征1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況井田內(nèi)的地層有樺山群之東山組、雞西群之穆陵組、城子河組、滴道組。城子河組為主要含煤地層，穆陵組含煤不佳，滴道組不含可采煤層。四者總厚度為1474m，由上到下分述如下：1、東山組（kjd）：總厚度為210 m，東厚西薄，巖性為中酸性的火山碎屑巖、粉砂巖、泥巖薄層所組成。 2、穆陵組（j3m）：厚度為658 m，巖性為灰色粉砂巖、細(xì)砂巖、深灰-黑色泥巖較多?；揖G色凝灰質(zhì)砂巖、泥巖十余層為標(biāo)志。還有局部可采煤層23層。煤層的夾層或頂?shù)装搴翼搸r為特征。3、城子河組（j3ch）：厚度470550 m，法院農(nóng)場較薄粒度變粗，由灰白色中粗砂巖、泥巖夾煤25層組成。其中可采或局部可采3層煤，即本井田之開采煤層。本地層以黑色泥巖及黃褐色含斜長石凝灰砂巖為特征。4、滴道組（j23d）：厚度061.4 m ，巖性以礫巖為主夾細(xì)粉砂巖薄層泥巖，質(zhì)堅硬抗風(fēng)化，不整合于麻山群之上，城子河組之下。1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造本井田位于雞西煤田北部條帶中部，穆陵河向斜的北部邊緣上，地層走向近東向西，向南傾斜，呈一單斜構(gòu)。地層傾角一般為2336區(qū)內(nèi)構(gòu)造，由于受燕山運動的加劇而產(chǎn)生南北向擠壓力的影響，相應(yīng)形成了東西向引張力和北東，北西向的剪應(yīng)力，構(gòu)成了井田內(nèi)北東、北西兩組斷裂體系。區(qū)內(nèi)斷層多以高角度（6080）的傾向正斷層出現(xiàn)，斷層在走向剖面上以地塹、地壘的形式相間排列組合，構(gòu)成了本區(qū)總的地質(zhì)構(gòu)造概貌。經(jīng)過鉆探及綜合分析，在勘探區(qū)內(nèi)共有斷裂5條，詳見表1-1主要斷裂構(gòu)造表。 表1-1 主要斷裂構(gòu)造表序號斷層編號斷層性質(zhì)產(chǎn)狀落差(m)查明程度走向（）傾向（）最大最小1f2正ne2575ne500370可靠2f10正ne1575w7545可靠3f23正nw45轉(zhuǎn)弧形sn75sw轉(zhuǎn)w5020可靠4f28正nw4075sw5035可靠1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征本井田開采之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鋈缦拢簣D1-2 綜合柱狀圖 (1)36a#煤層,煤層厚度1.291.52m，平均煤層厚度1.42m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，賦存穩(wěn)定，無夾石，全區(qū)發(fā)育，容重1.40 t/m3，頂板為粉沙質(zhì)泥巖，偽頂為0.1m的煤泥巖或含炭泥巖，底板也為粉砂泥質(zhì)巖，灰分在14%左右。(2)27#煤層,煤層厚度1.421.63m，平均煤層厚度1.5m，平均傾角25，全區(qū)發(fā)育，屬于穩(wěn)定的中厚煤層，結(jié)構(gòu)單一，容重1.40t/m3，頂板為粗中砂巖，底板為粉砂泥質(zhì)巖，灰分在12%左右。(3)7#煤層,煤厚1.161.44 m，平均1.3m，屬于不穩(wěn)定的煤層，淺部煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，深部煤層結(jié)構(gòu)單一，容重為1.40 t/m3，頂板中部為粗中砂巖，南北部為中粗砂巖，底板為細(xì)中砂巖，一般有0.200.30m的煤泥巖或泥巖偽底，灰分一般在25%左右。表1-2 煤層特征表層次煤厚（m）平均間距（m）穩(wěn)定性發(fā)育范圍頂板底板最小最大平均36a#1.921.521.42140穩(wěn)定全區(qū)發(fā)育粉砂泥質(zhì)巖粉砂泥質(zhì)巖27#1.421.631.50穩(wěn)定全區(qū)發(fā)育粗-中砂巖粉砂泥質(zhì)巖657#1.161.441.30穩(wěn)定全區(qū)發(fā)育粗-中砂巖細(xì)-中砂 巖1.2.4 巖石性質(zhì) 厚度特征有關(guān)巖石性質(zhì)及厚度特征詳見表1-3所示。表1-3 巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表名稱容重kg/cm3孔隙度%抗壓強(qiáng)度102kg/cm3抗拉強(qiáng)度102 kg/cm3變形模量102kg/c3彈性模量kg/cm3砂巖2.02.65252200.50.40.58110礫巖2.32.65151150.21.50.8828泥巖2.7 2.851.65.212.830.62.027 510灰?guī)r2.22.75205200.52.018 510頁巖2.02.416301100.21.013.528石英2.652.70.120.515351.03.06 20 6201.2.5 水文地質(zhì)情況本井田開采的煤層位于較深部或深部,水文地質(zhì)條件簡單，礦井涌水量主要受下列因素的影響：1.南北走向大斷層對本礦井涌水量的影響。2.垂深400以內(nèi)（包括風(fēng)化裂隙帶）裂隙發(fā)育，裂隙水對礦井涌水量有影響。設(shè)計新發(fā)井田，估計在開采期間正常涌水量約120m3/h，最大涌水量為160m3/h，井筒檢查孔測算的井筒施工期間涌水量為120m3/h。1.2.6 沼氣 煤塵及煤的自燃性根據(jù)鄰近礦井的數(shù)據(jù)及實際勘探資料，推算出設(shè)計礦井屬高瓦斯礦井，煤塵有爆炸危險性，在井田范圍內(nèi)煤具有自燃發(fā)火傾向，自燃發(fā)火期為6個月左右。1.2.7 煤質(zhì) 牌號及用途本井田煤層碳的含量由上往下逐漸增高，其平均含量在8491%，有機(jī)硫的含量較低，平均在0.310.53%間，一般在0.35%左右；磷的含量很低，平均在0.00320.006%間；36a#煤層屬于中灰分（25%），27#，7#號為低灰分煤層；煤的揮發(fā)分為21.835.18%。膠質(zhì)層厚度平均值為1.3m ，厚煤發(fā)熱量一般大于4000千卡/kg,凈煤發(fā)熱量大于5000千卡/kg。根據(jù)煤樣的分析結(jié)果，本區(qū)煤種弱粘結(jié)煤至瘦煤都有分布，但無肥煤出現(xiàn)，本區(qū)煤層以焦煤為主，弱粘結(jié)煤次之。本區(qū)煤有害成分（硫、磷）含量很低，膠質(zhì)層厚度大于8mm具有粘結(jié)性，所有煤層作為煉焦用煤使用。1.3 勘探程度及可靠性1.3.1 對地質(zhì)勘探程度的評價新發(fā)井田最后一次精查在井田內(nèi)又鉆了238個孔，基本上搞清本井田的煤層賦存情況和主要的地質(zhì)構(gòu)造情況。但由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，相當(dāng)一部分?jǐn)嗔讶允峭贫ǖ模刂瞥潭冗€有較大擺動。第2章 井田境界 儲量 服務(wù)年限2.1 井田境界2.1.1 井田周邊情況井田西與滴道礦為鄰，東與城子河煤礦西斜井相連，北以各煤層-800m標(biāo)高為界，井田東西平均走向長約6.3公里，南北傾向?qū)捚骄?.3公里，面積14.7km2。2.1.2 井田境界確定的依據(jù)1.井田要有合理的走向長度，以利于機(jī)械化程度的不斷提高；2.劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間；3.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；4.以地理地形、地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù)。2.1.3 井田未來發(fā)展情況由于本井田幾條斷層的影響，本礦井初期的產(chǎn)量，可能未及時達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力，但隨開采深度進(jìn)一步增加，煤層賦存條件變好，并開始采用新技術(shù)防治瓦斯，產(chǎn)量會有較大的提高。2.2 井田儲量2.2.1 井田儲量的計算設(shè)計井田范圍內(nèi)計算的煤層有36a#、27#、7#煤層，各煤層儲量計算邊界與井田境界基本一致。礦井儲量是指礦井內(nèi)所埋藏具有工業(yè)價值的煤炭數(shù)量，它不僅包含著煤礦在地下埋藏的數(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。礦井儲量可分為礦井地質(zhì)儲量、礦井工業(yè)儲量和礦井可采儲量。1.礦井地質(zhì)儲量：勘探（精查）報告提供的儲量，包括“能利用儲量”和“暫不能利用儲量”。2.礦井工業(yè)儲量：勘探（精查）地質(zhì)報告提供的“能利用儲量”中的a、b、c三級儲量，a、b、c三級儲量的計算方法，應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范的規(guī)定。3.礦井設(shè)計儲量：礦井工業(yè)儲量減去設(shè)計計算的斷層煤柱，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)煤柱等永久性煤柱損失量后的儲量。4.礦井設(shè)計可采儲量：礦井設(shè)計儲量減去工業(yè)場地的保護(hù)煤柱，礦井井下主要巷道及上、下山保護(hù)煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率。2.2.2 保安煤柱參照保護(hù)煤柱的設(shè)計原則如下：(1)在一般情況下，保護(hù)煤柱應(yīng)根據(jù)受護(hù)面積邊界和移動角值進(jìn)行圈定；(2)地面受護(hù)面積包括受護(hù)對象及周圍的受護(hù)帶；(3)當(dāng)受護(hù)邊界與煤層走向斜交時，根據(jù)基巖移動角求得垂直與受護(hù)邊界方向的上山方向移動角和下山方向移動角，然后再確定保護(hù)煤柱；(4)立井保護(hù)煤柱應(yīng)按其深度，用途，煤層賦存條件和地形特點留設(shè)，立井深度大于或等于400m的以邊界角圈定，小于400m的以移動角圈定。為了安全生產(chǎn)，設(shè)計礦井依據(jù)煤礦安全規(guī)程有關(guān)規(guī)定，留設(shè)保安煤柱如下：1.邊界煤住（1）露頭防水煤柱留設(shè)50m；（2）井田邊界煤柱留設(shè)30m；2.斷層煤柱（1）對落差大于100m斷層，設(shè)煤柱50m；（1）對落差大于50m斷層，設(shè)煤柱30m；（1）對落差小于50m斷層，設(shè)煤柱20m；3工業(yè)廣場保護(hù)煤柱工業(yè)場地保護(hù)煤柱留設(shè)，應(yīng)在確定地面受保護(hù)面積后，用移動角圈定煤柱范圍，移動角數(shù)值應(yīng)采用本礦區(qū)實測數(shù)據(jù)或與本礦區(qū)條件類似的礦區(qū)的實測數(shù)據(jù)選取如表2-1。工業(yè)場地地面受保護(hù)面積應(yīng)包括受保護(hù)對象及圍護(hù)帶，圍護(hù)帶寬度為15m。表2-1 地質(zhì)條件及沖擊層和基巖移動角值井筒垂深（m）煤層厚度(m)煤層傾角rs沖擊層厚度（m）4801.4225 4577 5977 204開采損失開采損失可按煤層厚度選取，本煤礦屬于中厚煤層礦井取20計算。5其它損失一般指地面鐵路、河流的保護(hù)煤柱或由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，目前技術(shù)條件開采不了，或開采經(jīng)濟(jì)不合理地區(qū)的含煤量。2.2.3 儲量計算方法1.工業(yè)儲量計算根據(jù)原新發(fā)立井初步設(shè)計儲量諸圖，通過等高線塊段法計算本井田工業(yè)儲量，其計算公式如下：塊段儲量=塊段面積塊段平均厚度容重/cos式中：為煤層平均傾角計算得：2.可采儲量計算計算公式如下zk=（zcp）c （2-1）式中： zk 可采儲量；zc 工業(yè)儲量；p 永久煤柱損失；c 采區(qū)回采率?；夭梢螅褐泻衩簩硬粦?yīng)小于80%，薄煤層不應(yīng)小于85%。經(jīng)各煤層可采儲量計算，匯總計算出設(shè)計井田可采儲量為73.8958mt。各煤層工業(yè)儲量見表2-2。 2.2.4 儲量計算的評價設(shè)計井田的各類儲量計算嚴(yán)格執(zhí)照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。由于技術(shù)水平所限，儲量計算設(shè)計所得到的各種儲量與實際可能有一定的誤差。表2-2 分煤層分水平儲量計算表水平別煤層別工業(yè)儲量a+b+c(萬t)損失（萬t）可采儲量（萬t）工業(yè)場地井田境界斷層開采損失其他損失合計36a1545.5276.1459.6452.63267.3120.54476.261069.26271676.3874.9164.6857.08289.3433.01519.021157.3671436.2136.7255.0248.56252.2224.80417.321008.89合計4648.11187.77179.34158.27808.8778.351412.603235.51361898.4610.3547.7152.73351.7728.85491.411407.05272058.8938.5251.7457.19375.2035.45558.101500.7971751.8971.7244.0248.65311.5630.21505.661246.23合計5709.24120.09143.47158.571038.5394.511555.174154.07總計10357.36307.86322.81316.841847.40172.862967.777389.582.3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務(wù)年限2.3.1 礦井工作制度 該設(shè)計礦井年工作日確定為330d，礦井每日凈提升16h，采用四六工作制制度。2.3.2 礦井生產(chǎn)能力的確定礦井生產(chǎn)能力的大小主要根據(jù)井田儲量、煤層賦存狀況、地質(zhì)條件等情況來確定，還應(yīng)該考慮到當(dāng)前及今后市場的需煤量。根據(jù)該井田的實際情況，初步擬定了三種礦井年生產(chǎn)能力方案，具體如下： 方案a：0.6mt/a方案b：0.9mt/a方案c：1.2mt/a上述三種方案，具體選擇哪一種，還應(yīng)該根據(jù)礦井服務(wù)年限來確定。2.3.3 礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限計算公式如下：t=z /（ak） （2-2） 式中: z 礦井設(shè)計可采儲量，mt；a 礦井生產(chǎn)能力，mt/a；k 礦井儲量備用系數(shù)，k=1.31.5，取k=1.40。依據(jù)以上擬定的礦井生產(chǎn)能力，服務(wù)年限的確定現(xiàn)提出三種方案，具體如下：方案a：0.6mt/a t=z /（ak）=7389.58 /（601.40）=88a；方案b：0.9mt/a t=z /（ak）=7389.58 /（901.40）=59a；方案c：1.2mt/a t=z /（ak）=7389.58 /（1201.40）=44a；根據(jù)我國煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范(以下簡稱規(guī)范)中規(guī)定各類井型和開采水平設(shè)計服務(wù)年限的要求,見表2-3,確定方案b較為合理，即：礦井生產(chǎn)能力為0.9 mt/a；礦井服務(wù)年限為t=59a。表2-3 各類井型和開采水平設(shè)計服務(wù)年限表井型礦井生產(chǎn)能力（萬t）礦井設(shè)計服務(wù)年限開采水平設(shè)計服務(wù)年限/a開采025煤層礦井開采2545煤層礦井開采4590煤層礦井特大30080704035大120,150,180,240,30060302520中45,60,9050252015小9，15，21，30各省自定 第3章 井田開拓3.1 概述3.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述設(shè)計井田東鄰城子河西斜井，其設(shè)計能力為30萬噸，是在原兩對片盤斜井的基礎(chǔ)上改造成的箕斗井，井田西側(cè)是滴道礦的九井，其生產(chǎn)能力30萬噸，采用片盤斜井開拓方式。3.1.2 影響設(shè)計礦井開拓方式的原因及其具體情況影響設(shè)計礦井開拓方式井田開拓方式的原因包括：1.開采技術(shù)條件；2.地質(zhì)條件；3.技術(shù)裝備和工藝系統(tǒng)條件；4.總體設(shè)計和礦井生產(chǎn)能力要求等。 對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。影響設(shè)計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，井田北部及中部皆為山崗地帶，崗溝起伏不平，地表平均標(biāo)高+135m，井田南部為穆陵組河床地帶，地表平均標(biāo)高+130m。(2)煤層賦存情況整個井田的煤層上部標(biāo)高在+100m，下部標(biāo)高在-800m，東西部分別以城f2和f28斷層為界。整個礦區(qū)共有3層可采煤層，即36a#、27#、7#，全區(qū)發(fā)育。煤層走向長度為6.3km，傾向2.3km。本井田煤層系緩傾斜中厚煤層，平均傾角在25左右。(3)其他因素該區(qū)水文地質(zhì)條件較單調(diào)，含水層帶分布較有規(guī)律，火成巖裂痕含水且具有導(dǎo)水性，斷層基本無水。部分火成裂巖墻出露地表與沖溝及河流相通，構(gòu)成巖裂痕水的補(bǔ)給來源，同時含水層還可能通過火成巖墻互相連通導(dǎo)入井下，充水因素較多，所以要加強(qiáng)對裂痕性質(zhì)、裂痕密度、富水性及發(fā)育程度的調(diào)查，認(rèn)真分析礦井充水條件，井田為一向斜構(gòu)造，各屬軸線變動不大且均向正北方向傾斜，煤層賦存較深。3.2 礦井開拓方案的選擇3.2.1 井硐形式和井口位置開拓方式按照井筒的傾角不同（水平、傾斜、垂直）分為平硐開拓、斜井開拓、立井開拓和綜合開拓方式等四種方式。平硐開拓：在侵蝕基準(zhǔn)面以上的山嶺或丘陵地區(qū)的煤層，由地面開鑿?fù)ㄏ蛎簩拥钠巾?，可利用平硐開拓煤田的全部或一部分。斜井開拓：對于表土層較薄、煤層賦存較淺、水文地質(zhì)條件簡單的煤田，一般可以采用斜井開拓。斜井開拓在各種傾角煤層開拓中都得到了廣泛的應(yīng)用。立井開拓：適應(yīng)性很強(qiáng)，可用于各種地質(zhì)條件，同時在技術(shù)上也成熟可靠，一般在表土層厚、煤層賦存深時，應(yīng)采用立井開拓。綜合開拓：平、斜、立井中的任何二或三種形式相結(jié)合進(jìn)行開拓的方式。1.井筒形式首先我們先考慮平硐開拓方式，參照平硐開拓方式適用條件，結(jié)合設(shè)計井田的地形地質(zhì)及煤層賦存特征可知，新發(fā)設(shè)計井田不具備平硐開拓方式的條件，因此，排除平硐開拓方式。剩下的立井開拓和斜井開拓方式在技術(shù)上均可行，綜合開拓雖然對工業(yè)廣場布置和井底車場要求很高，但針對本井田的地質(zhì)狀況，綜合開拓方式也可行，應(yīng)該予以考慮。依據(jù)本井田的地質(zhì)狀況、煤層賦存情況及井型、服務(wù)年限等要求，我對本井田開拓方式的選擇提出三種參考方案：方案一：雙立井開拓方式方案二：雙斜井開拓方式方案三：主斜井副立井開拓方式圖3-1 開拓方案示意圖(1)技術(shù)比較方案一：雙立井開拓方式優(yōu)點：適應(yīng)性強(qiáng)，技術(shù)成熟可靠； 井筒短，提升速度快，提升能力大；通風(fēng)斷面大，風(fēng)阻小，滿足大風(fēng)量要求；對于開采深部賦存煤層有優(yōu)勢，便于井筒延伸；缺點：初期投資大，建井期限稍長，需要大型提升設(shè)備提升；多水平開拓，立井石門長度大，掘進(jìn)工程量大，掘進(jìn)費用高。適用條件：煤層賦存深度2001000m，含水砂層厚度20400m,立井開拓適應(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均采用立井開拓方式。技術(shù)評價：根據(jù)本井田的地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦存等因素，本井田煤層最深標(biāo)高-800m，煤層傾角25，滿足雙立井開拓，故此方案在技術(shù)上也可行。方案二：雙斜井開拓方式優(yōu)點：掘進(jìn)速度快，建井期稍短些，初期投資較??；地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井底車場及硐室都比較少。缺點：井筒過長，不易維護(hù)，煤柱損失嚴(yán)重，且輔助運輸時間長；通風(fēng)線路長，通風(fēng)阻力大，費用增加。適用條件：煤層賦存較淺，賦存深度為0500米，垂深在200米以內(nèi)，含水砂層厚度小于2040米，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單的煤層。井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層。技術(shù)評價：本井田一水平設(shè)在-350水平標(biāo)高，根據(jù)煤層的賦存情況可以采用雙斜井開拓方式。方案三：主斜井副立井開拓方式優(yōu)點：掘進(jìn)速度快；可滿足最大風(fēng)量的通風(fēng)要求。缺點：井口相距較遠(yuǎn)，不利于工業(yè)廣場的布置； 地面工業(yè)建筑分散占地多，增加了煤柱損失且生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不方便；地面工業(yè)建筑占地多，增加了煤柱損失。適用條件 ：一般地質(zhì)條件都適合，煤層賦存深度2001000m。技術(shù)評價：，地面工業(yè)建筑分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不方便且工業(yè)建筑占地多，此次設(shè)計礦井不采用主斜副立井井開拓方式。依據(jù)開拓方案技術(shù)比較，可初步選定兩種較合理開拓方案：方案一：雙立井開拓方式方案二：雙斜井開拓方式(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)費用以及他們的維護(hù)費用、提升費用，主石門掘進(jìn)長度等等，兩個方案的井底車場、水平運輸大巷以及各種采區(qū)石門和采區(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、基建費用和維護(hù)費用等。表3-1 開拓方案經(jīng)濟(jì)比較表方 案雙 立 井 開 拓雙 斜 井 開 拓內(nèi)容工程 量單價（元）費用（萬元）工程量單 價（元）費 用（萬元）單位名稱數(shù)量單位數(shù)量數(shù)量數(shù)量單位數(shù)量數(shù)量基巖段主井掘進(jìn)45.2010m39690179.38106.4010m21753231.50基巖段副井掘進(jìn)46.5010m44457206.70110.0010m24817272.19基巖段主井輔助費45.0010m427.81192.50106.4010m168.75179.50基巖段副井輔助費46.7010m45214211.10110.5010m15964176.40表土層副井輔助費2.7010m234356.36.310m118227.40主井提升費用95.8010m5.60.05226.6010m4.20.09副井提升費用96.4010m8.20.08228.1010m6.70.15箕斗2個14380028.70罐籠2個7640015.30輸送機(jī)費用110.2010m12.50.035串車費用110.2010m9.218主（斜）井提升設(shè)備1個78500078.501個85240085.20副（斜)井提升設(shè)備1個80400080.401個76700076.70總 計999.011047.16經(jīng)經(jīng)濟(jì)比較后，該設(shè)計礦井應(yīng)該采用雙立井開拓方式。2.井口位置井口位置的選擇是井田開拓的重要組成部分，井口位置與開拓方式要相互協(xié)調(diào)，經(jīng)綜合比選后擇優(yōu)確定，特別是提、運煤炭的主井位置還要與地面生產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)廣場布置相匹配，需要綜合考慮的主要因素和原則如下：(1)井下條件井田走向儲量中央或靠近中央位置，使井田兩翼可采儲量基本平衡；井筒應(yīng)盡量避開或少穿地質(zhì)及水文復(fù)雜的地層或地段；勘探程度及初期工程量。(2)地面條件井筒位置應(yīng)選在比較平坦的地方，并且滿足防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；井口要避開地面滑坡、巖崩、雪崩、泥石流、流砂等危險地區(qū)；井口及工業(yè)場地位置必須符合環(huán)境保護(hù)的要求；工業(yè)場地不占或少占用良田；井口位置要與礦區(qū)總體規(guī)劃的交通運輸、供電、水源、居住區(qū)、輔助企業(yè)等的布局相協(xié)調(diào)，使之有利生產(chǎn)、方便生活。 (3) 井筒位置在本此次井田設(shè)計中，提出三種方案：方案一：井筒位于井田淺部方案二：井筒位于井田中部方案三：井筒位于井田深部經(jīng)過簡單的技術(shù)比較后認(rèn)為：井筒位于井田淺部，煤柱尺寸最小，壓煤最少，但石門最長；井筒位于井田深部，煤柱尺寸最大，壓煤量最大，且初期工程量大，石門也較長，但對于開采井田深部煤層及井通延伸有利；井筒位于井田中部時，煤柱尺寸稍大，但石門長度較短，且沿石門的運輸工程量也?。槐揪锩簩泳鶠閮A斜中厚煤層，井田走向長度大，但傾斜長度較小，從有利井下運輸和保證初水平合理的服務(wù)年限出發(fā)，也應(yīng)該將井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置，由此可初步確定設(shè)計井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方。3.2.2 開采水平數(shù)目和標(biāo)高設(shè)計井田水平標(biāo)高的確定主要考慮了以下幾個因素：1.煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造；2.生產(chǎn)成本；3.合理的水平服務(wù)年限；4.水平接替；5.井底車場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，綜合本井的具體實際情況現(xiàn)提出三個開采水平方案進(jìn)行比較：方案一：單水平上下山開采水平標(biāo)高 -450m水平垂高 950m儲量 7390萬噸服務(wù)年限 59年方案二：兩水平上山開采一水平標(biāo)高 -350m 二水平標(biāo)高 -800m水平垂高 450m 一水平儲量 3236萬噸二水平儲量 4154萬噸一水平服務(wù)年限 26年二水平服務(wù)年限 33年方案三：三水平上山開采水平標(biāo)高 -200m 二水平標(biāo)高 -500m三水平標(biāo)高 -800m水平垂高 300m 一水平儲量 1642萬噸二水平儲量 2463萬噸三水平儲量 3284萬噸一水平服務(wù)年限 13年二水平服務(wù)年限 20年三水平服務(wù)年限 26年各方案水平劃分如圖3-2圖3-2 水平劃分示意圖1運輸大巷 l1,l2,l3第一，第二，第三水平參考以上考慮因數(shù)，及本井實際情況，現(xiàn)對以上各方案進(jìn)行評價。方案一：該方案水平垂高過長，設(shè)計不符合規(guī)程規(guī)定，存在運輸困難，初期投資大，見效慢，本方案不可取。方案二：該方案一水平服務(wù)年限及垂高均符合規(guī)程規(guī)定，根據(jù)本井田實際情況，本方案技術(shù)可行。方案三：該方案一水平服務(wù)年限過短，不符合規(guī)程規(guī)定，本方案不可取。3.2.3 開拓巷道的布置開拓巷道是指為全礦井、一個水平或若干采區(qū)服務(wù)的巷道，如井筒、井底車場、主要石門、運輸大巷和回風(fēng)大巷（或總回風(fēng)道）、主要風(fēng)井等。1.運輸大巷的布置運輸大巷服務(wù)于整個開采水平的煤炭和輔助運輸（人員、矸石、材料、設(shè)備等）以及通風(fēng)、排水和管線敷設(shè)，服務(wù)年限很長。根據(jù)煤層的數(shù)目和間距，大巷的布置方式分為單煤層布置（稱分煤層運輸大巷），分煤組布置（稱分組集中運輸大巷）和全煤組集中布置（稱集中運輸大巷）采用集中運輸大巷時，各煤層（組）間用采區(qū)石門聯(lián)系當(dāng)煤層傾角太大時，層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷?，F(xiàn)依據(jù)礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及技術(shù)可行角度，特提出以下兩種大巷布置方式：方案一：分組集中大巷布置方案二：集中運輸大巷布置 具體情況如圖3-3 圖3-3 大巷布置示意圖1主井，2副井，3井底車場，4集中運輸，527#，7#煤層集中運輸大巷636a#煤層集中運輸大巷，7風(fēng)井兩種技術(shù)方案的優(yōu)缺點詳見表3-2所示。表3-2 大巷布置方案比較表特 點分組集中大巷布置集中大巷布置優(yōu)點1.減少采區(qū)石門的掘進(jìn)工程量2.分采分運保證原煤質(zhì)量 4.實現(xiàn)合理集中生產(chǎn)1.總的大巷開拓工程量、占用的軌道管線較少2.生產(chǎn)區(qū)域比較集中，運輸條件好3.大巷維護(hù)容易缺點1大巷掘進(jìn)和維護(hù)工程量大1.總的石門工程量大2.初期工程量大，建井時間長3.存在反向運輸適應(yīng)條件1.可采煤層數(shù)目多，煤層分組間距大2.煤質(zhì)需要分采分運 1.煤層間距小2.下部煤層底板有堅硬有巖層，采區(qū)尺寸大，石門長度短新發(fā)設(shè)計井田共有可采煤層3層，即36a#、27#、7#，其中36a#與27#平均間距140m,27#與7#煤層平均間距65m。在方案一分組集中大巷布置中，將36a#層分為一組，單獨開采；27#、7#煤層為一組，各布置一條運輸大巷，但由于36a#、7#煤層間距較近，完全可用石門連接采區(qū)下部車場，所以，方案一經(jīng)濟(jì)上不合理，而方案二，不但減少巷道工程量，節(jié)省費用，還縮短井田建設(shè)時工期，由于本井田各煤層煤質(zhì)相同不需分采分運，所以根據(jù)新發(fā)礦的實際情況，本采區(qū)采用方案二集中運輸大巷布置合理。3.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述3.3.1井硐形式和數(shù)目設(shè)計新發(fā)井田采用一對立井開拓，即主井、副井，另外還設(shè)有回風(fēng)井。主井用以提升煤炭，副井用以提矸、升降人員、下放材料和設(shè)備及兼作進(jìn)風(fēng)井，回風(fēng)井專門用于回風(fēng)。3.3.2 井硐位置及坐標(biāo)井筒確定在井田中部偏左，理由是：1、地處井田儲量中央：井筒距北部邊界1.1公里，南部邊界1.19公里，西部邊界約3公里，東部邊界約3.2公里；2、有較好的地形條件：井口處標(biāo)高+130m，地面坡度不足2，平整土方量??；3、交通條件好：靠近城密公路，井口距公路1500 m；4、有較好的居名點條件：工人村距井口400m左右。確定井筒坐標(biāo)：(1)主井井口坐標(biāo)： xa=5021647.90， ya=412725.40；(2)副井井口坐標(biāo)： xb=5021707.85 ， yb=412717.25；主井井口標(biāo)高為130m，副井井口標(biāo)高為135m，擬定二水平為井筒最終水平。主井井深480m，副井井深485m，兩井筒中心線間距為60.5m，提升方位角為25，主井井筒直徑5.5m，副井井筒直徑6.0m，均采用整體式混凝土井壁，井壁厚度450mm。3.3.3 水平數(shù)目及高度本井田采用多水平開拓,擬定第一標(biāo)高為-350 m,本井大部分采區(qū)的煤層淺部標(biāo)高在130左右,階段垂高為450 m,上山開采.第二水平擬定標(biāo)高為 -800 m，上山開采。若再確定往井田境界外的深部發(fā)展時,設(shè)第三水平,需經(jīng)方案比較后確定。3.3.4開拓巷道的布置此次井田設(shè)計對大巷布置提出兩種方案：方案一：煤層大巷布置方案二：巖石大巷布置煤層大巷與巖石大巷相比較有下列缺點：1.煤層有自燃發(fā)火危險時，一旦發(fā)火就要封閉大巷，導(dǎo)致礦井停產(chǎn)，而且因煤柱受影響破壞，封閉效果不好，處理火災(zāi)困難；2.為了便于巷道維護(hù)，巷道維護(hù)留設(shè)保安煤柱增多，煤柱回收困難；3.煤層大巷的巷道維護(hù)困難，維護(hù)費用高?？偵纤?，煤層大巷與巖石大巷相比缺點大于優(yōu)點，巖層大巷的優(yōu)越性還是主要的，可考慮把運輸大巷布置在36a#煤層下部巖層中。在設(shè)計井田中，由于27#、7#煤層間距小，采用聯(lián)合開采，而36a#煤層與其它煤層間距大，單獨開采。有關(guān)大巷及石門斷