鶴崗礦業(yè)集團(tuán)峻德煤礦2.4Mt_a新井設(shè)計_課程設(shè)計設(shè)計.doc

中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（ 2013 屆）題 目 鶴崗礦業(yè)集團(tuán)峻德煤礦2.4mt/a 新井設(shè)計 系 別 礦業(yè)工程系 專業(yè)班級 采礦09-3 目錄摘 要vi第1章 礦井概況及井田地質(zhì)特征11.1 礦井概況及井田地質(zhì)特征11.1.1 礦井地質(zhì)概況11.1.2 交通位置21.1.3 地形地勢.氣候及河流31.2 井田地質(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71.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征71.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征81.2.5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況81.2.6 沼氣、煤塵及煤的自燃性81.2.7 煤質(zhì)、牌號及用途9第2章 礦井儲量、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限102.1 井田境界102.1.1 井田境界確定的依據(jù)102.1.2 井田未來發(fā)展情況102.2 井田儲量102.2.1 井田儲量的計算102.2.2 保安煤柱102.2.3 儲量計算方法112.2.4 儲量計算的評價132.3 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限132.3.1 礦井工作制度132.3.2 設(shè)計生產(chǎn)能力的確定132.3.3 服務(wù)年限14第3章 井田開拓163.1 概述163.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述163.1.2 影響本設(shè)計礦井開拓方式的原因及其具體情況163.2井田開拓163.2.1 井田開拓方式163.2.2 井硐形式和井口位置163.2.3 開采水平數(shù)目和標(biāo)高193.2.4 開拓巷道的布置203.2.5 礦井開拓方案確定213.3 井筒特征293.3.1 井筒形式和數(shù)目293.3.2 井筒位置及坐標(biāo)293.3.3 水平數(shù)目及高度303.3.4 石門、大巷(運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷)數(shù)目及布置303.3.5 井底車場形式的選擇323.3.6 煤層群的聯(lián)系323.3.7 采區(qū)劃分323.4 井底車場及硐室343.4.1 井底車場形式的確定及論證343.4.2 井底車場主要硐室353.5 開采順序363.5.1 沿煤層走向的開采順序363.5.2 沿井田傾斜方向的開采順序363.5.3 采區(qū)接續(xù)計劃363.6 井筒布置及施工373.6.1 井筒穿過的巖層性質(zhì)及井筒維護(hù)373.6.2 井筒布置及裝備373.6.3 井筒延伸的初步意見41第4章 采煤方法414.1 采煤方法的選擇414.1.1 開采方法424.1.2 變電所、充電硐室、火藥庫424.1.3 工作制、人數(shù)434.2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)434.2.1 區(qū)段劃分434.2.2 采區(qū)上山布置434.2.3 采區(qū)車場形式選擇474.2.4 采區(qū)煤倉形式，容量474.2.5 采區(qū)硐室簡介494.2.6 采區(qū)工作面的接續(xù)514.2.7 采區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序514.2.8 采區(qū)巷道的斷面示意圖及支護(hù)方式524.3采煤工藝設(shè)計574.3.1 機(jī)械設(shè)備選擇574.3.2 采煤工藝過程584.4.3 循環(huán)方式和勞動組織形式58第5章 礦井通風(fēng)與安全625.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇625.1.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求625.1.2 礦井通風(fēng)方式的選擇635.1.3 礦井主要通風(fēng)機(jī)工作方式選擇665.1.4采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)665.2風(fēng)量計算及風(fēng)量分配695.2.1 礦井風(fēng)量計算的原則695.2.2 采煤工作面需風(fēng)量計算695.2.3 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計算715.2.4 硐室需風(fēng)量計算735.2.5 其它巷道需風(fēng)量計算735.2.6 礦井總風(fēng)量計算735.2.7 風(fēng)量分配745.3全礦通風(fēng)阻力計算775.3.1 礦井通風(fēng)容易時期摩擦阻力775.3.2 礦井通風(fēng)困難時期摩擦阻力785.3.3 礦井通風(fēng)容易和困難時期總風(fēng)阻和總等積孔795.4礦井通風(fēng)設(shè)備選型805.4.1 主要通風(fēng)機(jī)選型805.5 礦井災(zāi)害預(yù)防措施825.5.1 頂板安全技術(shù)措施825.5.2 瓦斯防治措施825.5.3 粉塵防治措施835.5.4 防滅火措施835.5.5 防治水措施83第6章礦井運(yùn)輸提升及排水846.1 礦井運(yùn)輸846.1.1 運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定846.1.2 礦車的選型與數(shù)量856.1.3 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇866.2 礦井提升系統(tǒng)876.2.1 礦井主要提升設(shè)備的選擇及計算876.3 礦井排水系統(tǒng)896.3.1水泵的選型896.3.2管路計算90第7章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)92致 謝94參 考 文 獻(xiàn)95摘 要 本設(shè)計礦井為鶴崗礦業(yè)集團(tuán)峻德煤礦2.4mt/a新井設(shè)計，共有4層可采煤層，厚度24.1m。煤層工業(yè)牌號為肥氣煤，設(shè)計井田的可采儲量190.22mt，服務(wù)年限為56.6a，本礦井設(shè)計采用立井一水平暗斜井延伸開拓方案，16t箕斗提升，劃分兩個水平，一個工作面達(dá)產(chǎn)。采用集中大巷布置，大巷采用20t架線式電機(jī)車牽引5t底卸式礦車運(yùn)輸，設(shè)計采區(qū)為南一采區(qū)，生產(chǎn)能力2.4mt/a，服務(wù)年限為9.05a，采煤方法為走向長壁后退采煤法，采煤工藝為綜合機(jī)械化采煤工藝。關(guān)鍵詞 立井開拓 采煤工藝 集中大巷 走向長壁采煤法100第1章 礦井概況及井田地質(zhì)特征1.1 礦井概況及井田地質(zhì)特征1.1.1 礦井地質(zhì)概況峻德礦位于黑龍江省鶴崗市，為鶴崗煤田最南部的一個井田。其地理坐標(biāo)為：東經(jīng)1301440，北緯471150。井田的北部邊界與興安煤礦相鄰，其界限為104150，兩側(cè)分別與f1斷層和第十三層勘探線相交。南止煤系地層與上復(fù)第三系地層的-900標(biāo)高不整合接觸線。西起煤系地層基盤。東止3號煤層的-500標(biāo)高鉛直截面。全區(qū)走向長5025米，傾向長2050米，面積10301250平方米。本設(shè)計礦井生產(chǎn)能力為2.4mt/a，井田走向長度為5.025km，傾向長度為2.05km，可采煤層為4層煤，煤層平均傾角為20，賦存相對穩(wěn)定。根據(jù)實際勘探資料，可以推算出本礦井的礦瓦斯相對涌出量為8.4 m3/t ，絕對瓦斯涌出量為35.7m3/min，礦井屬低瓦斯礦井。煤塵自然發(fā)火期為9-14個月，煤塵存在爆炸性。1.1.2 交通位置區(qū)內(nèi)東有峻德火車站，北距鶴崗火車站15km，西部有鶴大公路通過，交通方便。 圖1-1 交通位置圖1.1.3 地形地勢.氣候及河流峻德煤礦井田的地勢東高西洼，洼地面積占三分之二左右。本地區(qū)屬于大陸性寒溫帶氣候，夏季時間短，中午酷熱而冬季時間長寒冷，每年十二月至次年二月為最冷季節(jié)，冬季最低溫度為-37，夏季平均氣溫為25，冬季多雪。春秋時節(jié)，多西北風(fēng)，年降雨量大約為600mm，雨季集中在六，七，八月。峻德礦井田的地勢東高西洼，洼地面積占三分之二左右。區(qū)內(nèi)只有鶴立河在井田上方流過，后經(jīng)人工改造從西部邊界通過，最高洪水位238m，最大流量為180立方米每秒。地下水原始流向與地表河流流向一致。水力坡度2左右。 1.2 井田地質(zhì)特征1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況本區(qū)地層基本與鶴崗區(qū)域性地層一致。根據(jù)1975年東北地區(qū)區(qū)域地層表的統(tǒng)一對比，區(qū)內(nèi)自下而上有：前古生界；上侏羅統(tǒng)石頭河子組、石頭廟子組；下白堊統(tǒng)東山組；第三系地層。1前古生界(pt)：是本區(qū)最老的巖系，稱之為黑龍江群，分布于本區(qū)的西、北部，它和侏羅紀(jì)前侵入的花崗巖共同構(gòu)成煤系地層基底，其巖性和東北地區(qū)北部各地的古老巖系相似，按其變質(zhì)程度，分為片麻巖和片巖兩類：片麻巖多為普通片麻巖、黑云母片麻巖和角閃片麻巖，普通片麻巖含黑色礦物較少，肉紅色的長石和白色的石英風(fēng)化后呈粗大的顆粒狀。2上侏羅統(tǒng)石頭河子組(j3s)：發(fā)育在現(xiàn)在的生產(chǎn)礦區(qū)，為鶴崗煤田的主要含煤組，下部由底礫巖開始到上部的厚層南嶺礫巖止，由灰白色的粗、中、細(xì)、粉砂巖及凝灰?guī)r、泥質(zhì)巖組成，含有36個可采和局部可采煤層，厚度南北不一由818m1288m不等。以其間的礫巖為界，由下而上分為北大嶺含煤段、中部含煤段和上段。發(fā)育在峻德礦區(qū)，為礦區(qū)主要含煤層23層。3上侏羅統(tǒng)石頭廟子組(j3st）：分布區(qū)內(nèi)東部，平行不整合于石頭河子組之上，層厚120m550m。由北往南變薄。上部主要以灰白色砂巖及灰黑色粉砂巖，泥巖組成，夾薄層凝灰質(zhì)巖。下部以礫巖為主，與砂巖、粉砂巖、泥巖組成互層，夾薄煤層。4白堊系（k）：出露在峻德至河北一帶，呈南北條帶狀分布在煤田東部，平行不整合于晚侏羅世煤系地層之上，為一套火山碎屑巖和陸相碎屑巖組成，尤以峻德區(qū)為發(fā)育。地層總厚2650m，自下而上按其巖性不同，分為白堊系下統(tǒng)（k1）和上統(tǒng)（k2）。在峻德礦區(qū)目前主要為下白堊統(tǒng)東山組。下白堊統(tǒng)東山組（k1dn）：為一套火山碎屑巖和火山集塊巖組成，其間夾有薄層的砂巖、礫巖，分布于全礦區(qū)的東部，近幾年又從新一礦東部施工鉆孔中見到這套地層，尤其是在鶴崗市東山區(qū)東山采石場中，有集塊巖的天然露頭，所見到的這套地層更為標(biāo)準(zhǔn)，所以東北地區(qū)區(qū)域地層會議上，將白至系下部的這套地層正式命名為東山組。其在峻德區(qū)的分布主要在區(qū)內(nèi)東部，平行不整合石頭廟子組之上，厚度大于230m。為灰綠紫色安山質(zhì)集塊巖或角礫巖組成。5第三系(r）：大面積分布在煤田的東部、南部，不整合于中生界侏羅系、白堊系及前古生界變質(zhì)巖系之上。為一套半膠結(jié)和膠結(jié)松散的碎屑巖組成，由灰色或灰綠色半膠結(jié)的中、粗、細(xì)砂巖、粉砂巖和泥巖組成，膠結(jié)不好為其特征。顆粒較粗者多呈松散狀而顆粒較細(xì)者則呈塊狀。界系統(tǒng)組厚度（m）巖性化石第三系下統(tǒng)東山組大于450山灰綠色、半膠結(jié)的粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖組成白堊系大于230為綠、紫色安山質(zhì)集塊巖或角礫巖組成侏羅系上侏羅系石頭廟子組120500分上、下兩部分，上部：主要以灰白色砂巖及黑色粉砂巖，泥巖組成。夾薄層凝灰摶巖。下部：以礫巖為主與砂巖、粉砂巖、泥巖互層組成。qnychioprir sp;cedophtetior sp;石頭河子組1000分上、中、下三部分。上部：巖性較粗，以灰白色中砂巖為主，夾含礫粗砂巖、細(xì)砂巖及黑色粉砂巖、頁巖、煤。中部：巖性較細(xì)，以灰白色中、細(xì)砂巖和灰黑色粉砂巖、泥巖為主。下部：巖性較粗。以灰白色礫巖，中粗砂巖為主，夾灰黑色粉砂巖、泥巖、炭頁巖，凝灰質(zhì)巖石等組成。含采煤層四層。coniopferie twrejcneicphcenicopseies rpecioinginkgoirers chgifcifa;podogamife tareotafur;pifyopyreum tindhrfnoenu;前古生界不詳由花崗巖、花崗片麻巖、石英石、角閃片巖等組成表1-1 區(qū)域地層一覽表圖1-2 煤層綜合柱狀圖1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造f字頭的斷層為原報告存在的。斷裂構(gòu)造控制程度從總體上看是基本可靠的，它們大多數(shù)是通過礦井實際鉆孔控制的，但就局部或剖面線的聯(lián)系上可能要有一定的出入。表1-2 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/m1f4正wnsw20-2440-5030-502f5逆newn15-2050-5520-403f6正wees18-2040-6018-251.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征各煤層的巖石性質(zhì)、厚度特征詳見巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表1-3。表1-3 巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表煤層號厚度/米層間距傾角圍巖煤的牌號硬度/f視密度/t/m3煤層結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性 平均平均平均頂板底板21#4.56.16.034353420細(xì)砂巖粗砂巖褐煤2.31.3穩(wěn)定24-1#4.06.0 5.819細(xì)砂巖細(xì)砂巖褐煤2.31.3較穩(wěn)定25#6.06.36.220粉砂巖細(xì)砂巖褐煤2.31.4較穩(wěn)定26#3.86.3 6.020粉砂巖細(xì)砂巖褐煤2.31.3穩(wěn)定1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征煤層頂?shù)装宓暮穸纫话愣即笥?0m,多為砂巖，巖石性質(zhì)、厚度特征詳見巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表1-4。表1-4 巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表名稱容重102 kg/cm3孔隙度%壓強(qiáng)度102 kg/cm3抗拉強(qiáng)度102 kg/cm3變形模量102kg/cm3彈性模量kg/cm3砂巖2.0- 2.65- 252- 200.5-0.40.5- 81- 10礫巖2.3- 2.65- 151- 150.2-1.50.8- 82- 8泥炭巖2.7- 2.851.6-5.212.830.6-2.02- 75- 10灰?guī)r頁巖2.2-2.75- 205- 200.5-2.01- 85- 102.0-2.416-301- 100.2-1.01- 3.52- 8石英長石2.65-2.70.12-0.515- 354.0-3.06- 206- 201.2.5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況鶴崗煤田處于小興安嶺山地與松花江下游合江平原之間的丘陵區(qū)，峻德井田位于丘陵區(qū)最南端。井田大部分處于鶴立河河谷區(qū)。本區(qū)地層無完整的隔水層。主要含水層為第四系孔隙含水層和白堊系，侏羅系，前古生界地層風(fēng)化帶含水層。峻德礦屬于水文地質(zhì)條件復(fù)雜礦井。主要表現(xiàn)是： q值為0.773.94,礦井正常涌水量300 m3/h最大涌水量500m3/h。采掘工程受水害威脅，防治水工程量大，難度大，經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果差。1.2.6 沼氣、煤塵及煤的自燃性就21、24-1號煤層經(jīng)歷年來瓦斯鑒定，該井為低瓦斯礦井，但隨著開采的深入，瓦斯的含量及涌出量會逐步提升，在不久的將來將變成高瓦斯礦井。該礦對以開采的21、24-1、25和26煤層分別做了煤塵爆炸性鑒定，結(jié)論是四個煤層均存在爆炸性。爆炸試驗中其火焰長為：21號層300400、24-1號層320530。25號層260310mm26號層310480mm煤層自然發(fā)火期，21號層為18個月、24-1號層為9個月、25號層為13個月、26號層為16個月煤層自然傾向性分類：21、24-1號煤層為類，25、26煤層為類。1.2.7 煤質(zhì)、牌號及用途峻德井田各煤層的宏觀煤巖類型以半亮巖為主，暗淡型其次。有較明顯的絲炭薄層。煤的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。有條帶狀及線理狀結(jié)構(gòu)，煤質(zhì)一般較脆，內(nèi)生裂隙較發(fā)育。顯微組分以凝膠化基質(zhì)體為主，其次為鏡煤、木炭、木質(zhì)結(jié)構(gòu)鏡煤占8090，絲炭化物質(zhì)也較為常見。尤以上部層為多，占318，角質(zhì)化物質(zhì)一般不超過1。煤層的揮發(fā)分為30.67%43.39%，角質(zhì)層厚度為0mm17mm.粘結(jié)性指數(shù)為099%。本次報告是按新煤種分類劃分的。本區(qū)粘結(jié)性指數(shù)指標(biāo)化驗資料較少，根據(jù)生產(chǎn)大樣化驗資料和少數(shù)鉆孔的化驗資料，與先期化驗資料進(jìn)對比綜合確定。由于溫度增加50度，有粘結(jié)性指標(biāo)化驗資料的揮發(fā)分比先期化驗的揮發(fā)分?jǐn)?shù)值提高1.52。根據(jù)這些數(shù)據(jù)對全區(qū)煤層煤種進(jìn)行了劃分。本區(qū)煤種比較簡單，均為褐煤。第2章 礦井儲量、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 2.1 井田境界2.1.1 井田境界確定的依據(jù)1.以大的斷層和勘探線為礦界。峻德礦僅北部與興安煤礦相鄰。2.以保證井田的合理尺寸，及與鄰近礦區(qū)處理好關(guān)系。2.1.2 井田未來發(fā)展情況由于本井田幾條斷層的影響，投產(chǎn)時的產(chǎn)量可能不能及時達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力，但隨著開采深度的增加，煤層賦存條件好，采用新技術(shù)防治礦井瓦斯，產(chǎn)量會有較大的提高幅度. 2.2 井田儲量2.2.1 井田儲量的計算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。礦井工業(yè)儲量是指平衡表內(nèi)331、332、333級儲量的總和。礦井設(shè)計儲量是礦井工業(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)煤柱等永久煤柱損失量后的儲量。礦井可采儲量是指礦井設(shè)計儲量減去工業(yè)場地保護(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)回采率的儲量。設(shè)計井田范圍內(nèi)計算的煤層有21#、24-1#、25#、26#四層，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)所埋藏的數(shù)量，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。2.2.2 保安煤柱本設(shè)計礦井依據(jù)煤礦安全規(guī)程，留設(shè)保安煤柱如下：1.各煤層在露頭處留設(shè)25m保安煤柱；2.邊界斷層留設(shè)30m保安煤柱；3.井田內(nèi)部斷層留設(shè)25m保安煤柱；4.河流兩側(cè)各留設(shè)30m保安煤柱；5.地面建筑物留設(shè)50m保安煤柱。按以上方法計算得：工業(yè)廣場煤柱損失：24.1mt； 井田邊界保安煤柱損失：24.2mt 斷層保護(hù)煤柱損失：26.6mt 巷道保護(hù)煤柱損失：26.98mt總損失量：101.88mt；2.2.3 儲量計算方法采用分水平及投影塊段法，用煤層真厚度和斜面積計算儲量，塊段平均厚度采用鉆孔見煤厚度，以算術(shù)平均法求出。工業(yè)儲量：式中： q塊段儲量；s塊段平面積；煤層平均傾角；m塊段平均厚度；煤的視密度. 經(jīng)計算本設(shè)計礦井工業(yè)儲量為339.69mt?？刹蓛α浚?式中：z可采儲量，190.22mt；p保護(hù)工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱損失量，101.88mt；c采區(qū)采出率，厚煤層不低于0.75；中厚煤層不低于0.8；薄煤層不低于0.85；地方小煤礦不低于0.7經(jīng)各煤層可采儲量計算，得出本設(shè)計井田可采儲量為190.22mt。詳見表2-1、2-2、2-3。表2-1 礦井地質(zhì)資源總匯表單位：mt總資源儲量煤層資源儲量331332333合計2157.7816.6413.1487.5524-155.8616.0812.7084.632562.6018.0214.2394.852654.8915.8012.4883.17合計231.1366.5452.55350.20表2-2 礦井可采煤層儲量表單位：mt煤層礦井地質(zhì)資源儲量333折減量礦井工業(yè)儲量永久煤柱設(shè)計資源儲量井田邊界斷層2187.552.6384.925.457.2572.2224-184.632.5482.096.286.0169.812594.852.8592.007.706.0678.242683.172.4980.686.026.0568.61合計350.2010.51339.6825.4425.37288.88表2-3礦井可采儲量匯總表單位：mt水 平煤層設(shè)計資源儲量煤炭損失量可采儲量工業(yè)場地井巷合計開采損失2136.116.033.389.45.3421.3624-134.915.833.269.095.1620.662539.126.533.6610.185.7923.152634.31.5.723.208.935.0820.40合計144.4524.113.537.621.3785.482136.113.383.286.8425.9924-134.903.263.266.6624.982539.123.663.666.8028.662634.303.203.206.0725.03合計144.4313.513.526.91104.74總計288.8824.127.051.147.56190.222.2.4 儲量計算的評價本設(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。 2.3 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限2.3.1 礦井工作制度依據(jù)煤礦安全規(guī)程，煤礦生產(chǎn)許可法和勞動法有關(guān)規(guī)定：設(shè)計年工作日330天，日提升20小時，采用三八工作制，二班半生產(chǎn)，半班準(zhǔn)備。2.3.2 設(shè)計生產(chǎn)能力的確定本礦井已查明的工業(yè)儲量為339.69 mt,，估算本井田內(nèi)工業(yè)廣場煤柱，境界煤柱等永久煤柱損失量占工業(yè)儲量的30.1%，各可采層均為中厚煤層，按礦井設(shè)計規(guī)范要求確定本礦的采區(qū)采出率為80%，由此計算確定本井田的可采儲量為190.22mt。根據(jù)地質(zhì)報告的資料描述，煤層儲量情況，地質(zhì)構(gòu)造比較簡單，煤層賦存深等因素，初步?jīng)Q定采用大型礦井設(shè)計。并初步確定三個方案，即：方案一：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力1.8mt/a；方案二：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力2.4mt/a；方案二：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力3.0mt/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 服務(wù)年限礦井服務(wù)年限的計算公式如下：tz/(ak)式中: t礦井服務(wù)年限，a； a生產(chǎn)能力，mt/a；z礦井設(shè)計可采儲量，mt； k礦井儲量備用系數(shù)，k1.31.5。根據(jù)本設(shè)計礦井實際情況，k值取1.4。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。方案一：1.8mt/a tz/(ak) 75.5a方案二：2.4mt/atz/(ak) 56.6a方案三：3.0mt/atz/(ak)45.3 a參照煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范規(guī)定，如表2-4（規(guī)范2005年版）由于2.4mt礦井設(shè)計服務(wù)年限要大于50a小于60a所以方案二較合理，即：礦井生產(chǎn)能力為：a2.4mt/a，礦井服務(wù)年限t56.6a表2-4新建礦井設(shè)計服務(wù)年限礦井設(shè)計生產(chǎn)能力（mt/a）礦井設(shè)計服務(wù)年限（a）第一開采水平設(shè)計服務(wù)年限（a）煤層傾角4506.0及以上7035-3.0-5.06030-1.2-2.4502520150.45-0.940201515經(jīng)過對比和本身的煤層賦存的地質(zhì)條件情況可以規(guī)定為本礦井的第一水平不少于25年，根據(jù)本煤田的走向、傾向、賦存及地質(zhì)條件經(jīng)過計算第一開采水平服務(wù)年限為28年。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)礦井開拓方式概述鶴崗礦區(qū)地面標(biāo)高在+150m+250m，屬于丘陵區(qū)，礦區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，礦區(qū)附近各個礦井井型不同，開拓方式以立井居多。3.1.2 影響本設(shè)計礦井開拓方式的原因及其具體情況1.地表因素：本井田地勢較低，屬于丘陵地形，地表標(biāo)高+180m+220m。2.煤層賦存情況：整個井田的煤層的賦存深度+200m-500m,整個礦區(qū)共有四層可采煤層，即21#、24-1#、25#和26#全區(qū)發(fā)育。本井田煤層系緩傾斜中厚煤層，平均傾角20。3.其他因素:構(gòu)造較簡單，井田范圍內(nèi)有f4，f5，f6三條斷層。頂?shù)装鍨榉凵皫r等硬質(zhì)巖層，穩(wěn)定性較好。4、鶴立河貫穿整個煤田，對于開采有些影響。3.2井田開拓3.2.1 井田開拓方式確定井田開拓方式的原則：1.合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。2.貫徹執(zhí)行有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策,為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低、效率高創(chuàng)造條件。3.必須貫徹執(zhí)行有關(guān)煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的通風(fēng)環(huán)境，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道保持良好狀態(tài)。4.合理集中開拓布置，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)過于分散，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件。本設(shè)計礦井采用立井一水平暗斜井延伸開拓方式。第一水平標(biāo)高為-150m，為進(jìn)行高產(chǎn)高效礦井設(shè)計開采并結(jié)合本礦井實際情況，在井田內(nèi)一水平劃分為三個采區(qū)，分別為中一采區(qū)，南一采區(qū)，北一采區(qū)。3.2.2 井硐形式和井口位置1.井筒形式方案比較：開拓方式按井筒的傾角不同分為平硐開拓，斜井開拓，立井開拓和綜合開拓四種方式。參照平硐開拓方式的適用條件，結(jié)合本設(shè)計井田的地形地質(zhì)及煤層賦存特征可知：平硐開拓方式的條件不具備，因此，平硐開拓方式對本設(shè)計井田不適用，予以排除。立井開拓和斜井開拓方式在技術(shù)上均可行，綜合開拓方式雖然對工業(yè)廣場布置和井底車場要求很高，但針對本井田的地質(zhì)情況，綜合開拓方式也可行，予以考慮。因此對峻德礦第一水平開拓方式選擇提出三種開拓方案。方案一：雙立井開拓方式 見圖3-1；方案二：雙斜井開拓方式 見圖3-2；方案三：綜合開拓方式 見圖3-3。圖3-1 雙立井開拓圖3-2 雙斜井開拓圖3-3 綜合開拓對三種方案進(jìn)行初步經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，經(jīng)過比較方案三的投資投資費用略高于方案一和方案二，但方案三井口相距較遠(yuǎn)，不利工業(yè)廣場的布置，地面工業(yè)建筑分散，生產(chǎn)調(diào)度聯(lián)系不方便，且地面工業(yè)建筑占地多，增加了煤柱損失，所以應(yīng)排除方案三，對方案一和方案二進(jìn)行進(jìn)一步的比較。2.井口位置方案比較井口位置的選擇是井田開拓的重要組成部分。在選擇開拓方式的同時，就要考慮各種可能的井口位置。（1）在井田走向方向的儲量中央或靠進(jìn)中央位置使井田兩翼可采儲量基本平衡，保持兩翼均衡生產(chǎn)和采區(qū)的正常接續(xù)，而且巷道維護(hù)、通風(fēng)等費用也相應(yīng)降低。若因地面、井下某種因素影響靠近中央位置，需要偏離時，在可能條件下要少偏離，盡量避免井筒偏于一側(cè)，形成單翼生產(chǎn)的不利局面。（2）在井田傾斜方面采用單水平開采時考慮上、下山合理的長度，井筒與井底車場形成一體，盡可能不搞石門。采用多水平開拓時，在考慮各水平石門工程量總和小的同時，應(yīng)首先考慮第一水平的開采，然后兼顧其他水平。（3）井筒應(yīng)盡量避開或少穿地質(zhì)及水文復(fù)雜的底層或地段。同時將井底車場置于地質(zhì)和水文條件好的穩(wěn)定巖層中，并注意不受底部強(qiáng)含水層承壓水威脅。（4）盡量減少井筒及工業(yè)場地煤柱數(shù)量，特別是少壓或不壓前期開采條件好的煤層，有條件時可放在無煤帶和煤層無開采價值的地帶。（5）井口應(yīng)滿足防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),避開地面滑坡、巖崩、泥石流、流砂等危險地區(qū)。井口位置要與礦區(qū)總體規(guī)劃的交通運(yùn)輸、供電、水源、居住區(qū)、輔助企業(yè)等布局相協(xié)調(diào)，使之有利于生產(chǎn)，方便生活，工業(yè)場地要少占或不占良田。在本設(shè)計井田中，提出三種井筒位置方案：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：1井筒位于井田淺部時，煤柱尺寸最小，壓煤最少，但石門最長；2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(yùn)輸工程量也小；3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筒延伸有利。本井田煤層均為傾斜中厚煤層，井田走向長度大，但傾斜長度不大，但煤層總厚度大。從有利井下運(yùn)輸和減少提升費用，節(jié)約成本方面出發(fā)，應(yīng)該將井筒布置在井田的中部稍上部。3.2.3 開采水平數(shù)目和標(biāo)高采煤科技迅速發(fā)展，在高度機(jī)械化的基礎(chǔ)上實現(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水平，12個工作面生產(chǎn)。這就要求加大工作面長度、采區(qū)上山的走向及傾斜尺寸及水平垂高，要求有豐富的資源、儲量和較長的服務(wù)年限。本設(shè)計井田水平標(biāo)高的確定主要考慮了以下幾個因素：(1)本井田共有四層可采煤層，賦存標(biāo)高+200-500m，共有三條主要斷層；(2)設(shè)計礦井生產(chǎn)能力定為2.4mt/a，根據(jù) 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范規(guī)定一水平服務(wù)年限不少于25a，整個礦井開采不少于50a； (3)提高礦井機(jī)械化應(yīng)用強(qiáng)度，減少煤炭生產(chǎn)成本；(4)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)，便于維護(hù)；(5)考慮減少主要巷道工程量。根據(jù)上述因素，本設(shè)計井田設(shè)計提出如下二個水平標(biāo)高劃分方案：方案一：井田劃分二個開采水平；一水平標(biāo)高-150 m，二水平標(biāo)高為-500m，兩個水平實行上山開采。各方案水平儲量及服務(wù)年限詳見表3-1表3-1 水平儲量及服務(wù)年限表方案水平序號階段劃分?jǐn)?shù)目階段斜長/m水平垂高/m水平標(biāo)高/m可采儲量/萬t服務(wù)年限/a一1 21023350-15096.1428.612-50096.0828.00二131023350-15096.1428.612511.5-35053.7616.003511.5-50040.3212.00從該表中可知，方案二的一水平服務(wù)年限達(dá)到規(guī)范要求的服務(wù)年限，其他水平儲量嚴(yán)重不足，而方案一的水平服務(wù)年限能夠滿足一水平服務(wù)年限不小于25年的基本要求，儲量充足，且有利于采區(qū)的接續(xù)，巷道利用率高，噸煤成本相對較低。故而采用方案一的水平劃分方法，即劃分二個開采水平，一水平標(biāo)高分別為-150m，二水平標(biāo)高-500，一、二水平均采用上山開采。3.2.4 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(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷(或總回風(fēng)道)、主要風(fēng)井等。運(yùn)輸大巷的布置方式可分為：單煤層布置；分煤組布置；全煤組集中布置，采用集中運(yùn)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。各種布置方式都有自己的實用條件。本設(shè)計礦井共四層可采煤層，即21#、24-1#、25#和26#煤層全區(qū)可采，最上層21#煤層距24-1#煤層間距34m，24-1#煤層與25#煤層間距35m，25#煤層距26#煤層34m,井田走向長度5025m，可采用分組集中大巷和集中大巷采區(qū)石們的布置方式。區(qū)內(nèi)由三條斷裂構(gòu)造將煤層分為四個大的塊段，這樣對上述兩種方案做比較如下：現(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集中大巷采區(qū)石門優(yōu)點1. 采區(qū)巷道分組聯(lián)合布置2. 大巷容易維護(hù)，運(yùn)輸條件好3. 石門工程量小4. 初期工程量少1.總的大巷工程量少，維護(hù)工作量少2.生產(chǎn)區(qū)域比較集中，運(yùn)輸效率高3.采區(qū)巷道集中聯(lián)合布置，開采順序比較靈活，開采強(qiáng)度可較大缺點1. 大巷工程量大，掘進(jìn)費用高2. 生產(chǎn)區(qū)域分散，煤柱損失大1.初期工程量大2.不適合煤層間距大的條件適應(yīng)條件1.可采煤層數(shù)目多，間距大小不同2.采區(qū)巷道為分組聯(lián)合布置，煤層分組間距大3.井底車場在煤層群上部或中間1.煤層間距小2.井田走向長度大，服務(wù)年限長3.下部煤層底版有堅硬有巖層，采區(qū)尺寸大，石門長度短針對上述情況，方案一：分組集中大巷布置，將煤層分為兩組，集中開采，技術(shù)上可行。方案二：集中大巷采區(qū)石門布置，在26#煤層底板布置主要運(yùn)輸大巷，掘進(jìn)采區(qū)石門開采21#、24-1#、25#各煤層，這樣節(jié)省巷道掘進(jìn)量和維護(hù)費用。采區(qū)石門長度會很大，工程量增加，但是和在掘進(jìn)一條主要運(yùn)輸巷道相比，相對巷道工程量減少很多，在技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上也更合理。故而采用方案二。3.2.5 礦井開拓方案確定根據(jù)前述各項決定，本井田可劃分2個水平，階段內(nèi)采用采區(qū)式準(zhǔn)備，最終提出三個方案，進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定礦井開拓方案：方案一 雙立井多水平上山式集中大巷開拓 圖3-4方案二 雙立井暗斜井多水平上山式集中大巷開拓 圖3-5方案三 雙斜井多水平上山式集中大巷開拓 圖3-6 圖3-4 雙立井多水平上山式集中大巷開拓 圖3-5 雙立井暗斜井多水平上山式集中大巷開拓 圖3-6 雙斜井多水平上山式集中大巷開拓表3-4 各方案粗略估算費用表方案項目方案一基建費用/萬元立井開鑿石門開鑿 井底車場小計632.06生產(chǎn)費/萬元立井提升石門運(yùn)輸立井排水小計12731.32總計費用/萬元13363.38百分率108.3%方案項目方案二基建費用/萬元井筒開鑿石門開鑿 井底車場小計538.33生產(chǎn)費/萬元暗斜井提升立井提升石門運(yùn)輸立、斜井排水小計11796.66總計費用/萬元12334.99百分率100%方案項目方案三基建費用/萬元主、副斜井開鑿石門開鑿井底車場小計535.786生產(chǎn)費/萬元斜井提升石門運(yùn)輸立井排水小計11915.49總計費用/萬元12451.276百分率100.9%方案一和方案二的區(qū)別僅在于第二水平是用暗斜井延深還是直接延深立井。兩方案生產(chǎn)系統(tǒng)較簡單可靠。兩方案對比，第一方案需多開立井井筒（2 350m）、階段石門（425m）和立井井底車場，并相應(yīng)地增加了井筒和石門的運(yùn)輸、提升、排水費用。第二方案則多開暗斜井井筒（傾角20，21023m）和暗斜井的上、下部車場，并相應(yīng)地增加了斜井的提升和排水費用。方案三需總用打斜井井筒（傾角20，22046m）和斜井的上、中、下部車場，并相應(yīng)地增加了斜井的提升和排水費用。對三方案的基建費和生產(chǎn)費粗略估算如表3-4所列，粗略估算后認(rèn)為：第二方案和第三方案的費用相差不不大，方案二的總費用和生產(chǎn)費都比方案一低，兩方案需要通過詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較，才能確定其優(yōu)劣。而方案一的總費用明顯高于其余兩個方案予以排除。第二方案和第三方案有差別的建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營工程量、基建費、生產(chǎn)經(jīng)營費和經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，分別計算匯總于表3-5表3-9。 表3-5 開拓方案二和三的建井工程量項目方案二方案三初期主井井筒/m副井井筒/m井底車場/m主石門/m運(yùn)輸大巷/m37035580042524001023.10238004252400項目方案二方案三后期主井井筒/m副井井筒/m井底車場/m主石門/m運(yùn)輸大巷/m102310238004252400102310238004252400 表3-6 生產(chǎn)經(jīng)營工程量項目方案二項目方案三運(yùn)輸提升工程量運(yùn)輸提升工程量采區(qū)上山運(yùn)輸一區(qū)段二區(qū)段三區(qū)段四區(qū)段采區(qū)上山運(yùn)輸一區(qū)段二區(qū)段三區(qū)段四區(qū)段大巷及石門運(yùn)輸一水平二水平立井提升一水平暗斜井提升二水平大巷及石門運(yùn)輸一水平二水平斜井提升一水平二水平維護(hù)采區(qū)上山維護(hù)維護(hù)采區(qū)上山維護(hù)排水一水平二水平排水一水平二水平表3-7 基 建 費方案項目方案方案二方案三工程量單價/萬元費用/萬元工程量單價/萬元費用/萬元初期主井井筒/m副井井筒/m井底車場/m主石門/m運(yùn)輸大巷/m37035580042524000.30.30.090.080.08111106.572341921023102380042524000.1050.1050.090.080.08107.4107.47234192小計515.5512.8后期主井井筒/m副井井筒/m井底車場/m主石門/m運(yùn)輸大巷/m1023102380042524000.1050.1050.090.080.08107.4107.472341921023102380042524000.1050.1050.090.080.08107.4107.47234192小計512.8512.8共計1028.31025.6表3-8生產(chǎn)經(jīng)營費項目方案二方案三工程量/m單價/萬元費用/萬元工程量/m單價/萬元費用/萬元運(yùn)輸提升采區(qū)上山一區(qū)段1956.60.508993.951956.60.508993.95二區(qū)段1467.450.652956.781467.450.652956.78三區(qū)段978.30.759742.53978.30.759742.53項目方案二方案三工程量/m單價/萬元費用/萬元工程量/m單價/萬元費用/萬元四區(qū)段489.150.832406.97489.150.832406.97小計3100.233100.23大巷及石門一水平23732.80.3929303.323732.80.3929303.3二水平23732.80.3819042.217363.70.3819042.2小計18345.618345.6立井、斜井斜井一水平3461.041.023530.2610116.120.484855.73二水平13577.160.486517.04