煤矿开采水平可采储量探测和开拓方式设计书

1 煤矿开采水平可采储量探测和开拓方式设计书 矿区范围：以国家坐标 10 个拐点连线圈定。详见表 1 1拐点连线圈定表 点号 y x 点号 y x 1 44420410 5025500 6 44426285 5021575 2 44423767 5025496 7 44426750 5020330 3 44424393 5026500 8 44423500 5019150 4 44425172 5026440 9 44423330 5020810 5 44426350 5023860 10 44418485 5019920 通位置 2 图 1城山矿交通位置图 形地势 井田内地形大部分为丘陵地形，地形差异不大。北部由于基盘古老变质岩系的出露呈现大致平行于煤系地层走向的山脊，略东西方向，山峰圆顶，一般标高为 +350m。 候 矿 区内属寒温带大陆性气候，冬夏气温相差很大，年平均气温在 +最低气温 1950 年 1 月 12 日），最高气温 +38（ 1949 年 8 月 14 日）。年平均降水量 15 年平均值），最大降水量为 1960 年）。初冰期为 10 月末，解冰期为 4 月末，冻结深度为 要风向为西风，最大风速为 25m/s。 3 流 城山煤矿今天境界范围内无大的河流穿过井田。最大洪水位为一九四二年八月 + 农业概括 矿井范围内的小煤矿生产规模较小，一般都开采大矿浅部及大中型断层所夹未动的零星和孤立块段。矿区范围内的 14 个现生产的小井已按其采矿许可证批准的开采范围从大井范围内抠出，其余报废的小井均按采矿范围在储量计算图上标明，其储量已抠出。 质特征 区范围内的地层情况 鸡西煤田沉积地层的古老基底为元古界麻山群的古老变质岩系和混合岩系，厚度 10644m，其盖层的厚度为 3860 9250m，其中中生界侏罗系地层厚度 850 3600m，白垩系沉积岩与火山碎屑岩厚度 2300 5100m，新生界第三系陆相沉积 670 750m 和玄武岩（喷发所形成的盖层） 50 250m，新生界第四系沉积及玄武岩（喷发所形成的盖层） 40 150m（详见区域地层表 1 鸡西煤田所处的大地构造单元部位为老爷岭台背斜八面通台凸的东端或新华系第二隆起带中。 该煤田为一近东西向，不对称的复向斜构造。复向斜北翼地层倾角陡，倾角达 50 60，一般为 10 25，南翼地层倾角缓，地层倾角为 5 10。煤田中部由于古隆起向东倾伏及平 麻断层的逆冲关系，使煤田从东向西呈斜卧的人字型展布，形成了鸡西煤田南、北二个含煤条带。密 敦深大断裂从煤田东部通过，加大了该煤田地质构造复杂程度和岩浆活动的强度。 城山立井井田位于鸡西煤田复向斜北部含煤条带的北翼中段。 4 附表：区域地层一览表 1 表 1区域地层一览表 地 层 系 统 地 层 单 位 界 系 统 群 组 厚 度 (M) 新 生 界 四 统 Q 全新统 漫滩堆积 3乡屯组 14Q g 10 泊晚期玄武岩 14Q 3更新统 尔滨组 230 镜泊中期玄武岩 13成二级阶地堆积 13 罗 系 J 上 统 西群 棱组 00子河组 00 统 道组 2J d 50 古 界 旦 系 Z 下 统 山群 家宁组 545 5 表 1区域地层一览表 （续表） 中 下 元 古 界 堂组 355 柳毛组 999 西麻山组 747 黑龙江群 南营组 724 山咀子组 379 鸡冠山组 177 老沟组 75 金沟屯组 10 太平沟组 033 井田内煤系 地层为侏罗系鸡西群城子河组。城山矿开采的是城子河组煤层。 该组地层厚度 520 600m，岩性由陆相碎屑沉积岩组成，其中以砂岩为主约占总厚度的 其次为砂质泥岩占 泥岩占 4%，粒度 1上的砂岩及含砾砂岩占 10%。 煤系地层厚度的变化沿走向是从西往东由 520m 增厚到 600m，沿倾斜方向由 520m 减到 500m。即煤系地层沿走向由西到东变厚，沿倾斜由浅向深变薄。 附图：煤系地层综合柱状图 1 田范围内和附近的主要地质构造 本立井位于鸡西煤田复向斜北部条带 的北翼中段。井田总体为一单斜构造。煤层走向总的趋势为 ，煤层倾角 15 20，变化较小，基本保持在 15，总的趋势是浅部陡深部缓。 本井田地质构造复杂程度为一般，主要地质构造为断层，有极少数的向斜和背斜，其中主要断层有 7 个，且全部是正断层。详见主要断裂构造表 1 6 地 层 单 位界 系 代 群 组 段序号煤层号柱 状煤厚岩 性 描 述新生界第四系全/更新统腐殖土、砂质粘土、残基层、坡基、砾层中生界侏罗系白垩系上统鸡西群城子河组第一段第二段第三段13 6山碎屑岩、细砂岩等组成。1 . 4 2凝毁砂岩，节理裂隙不发育稳定煤层，煤质较好细砂岩，泥岩，节理裂隙不发育可采稳定煤层，煤质较好。砂岩，结构稳定。煤质较好，赋存稳定。砂岩，节理裂隙不发育。煤层赋存稳定，煤质较好。顶板为砂岩。中粗砂岩，节理裂隙不发育，稳定性好。31 . 81 . 6 51 . 0 83063地层厚( 米)3 6 4 9煤层不稳定，浅部零星可采5 7 砂岩，结构稳定2图 1煤系地层综合柱状图 7 表 1主要断裂构造表 断裂编号 产状 位置 落差（ M） 性质 查明程 度 平面摆动范围 走向 倾斜 15 W 65 线、 2 线深部 300 较可靠 5023 W 60 间 30 可靠 025 0 S 2间 10 可靠 0 30E 65 间 20 可靠 0 60 E 70 间 10 可靠 40 50 E 70 线至 0 较可靠 100 W 70 N 1 100 可靠 0 层赋存状况及可采煤层特征 一含煤组的特点是 层厚度薄，为薄及中厚煤层，煤层结构复杂，灰分较高。 田内存在着煤层厚度及灰分的变化，煤层有分叉合并现象。区内可采煤层间距变化不大，变化幅度为 1 30m。 二对主要可采煤层自上而下简述如下。详见可采煤层及顶底板岩性特征表 1：复杂结构夹石 1 层，煤厚 均 定，西采区全区可采。伪顶为凝灰砂岩。 ：复杂结构夹石 1 层 ，煤厚 均 定，西采区全区可采。伪顶为凝灰砂岩。 ：复杂结构，含两层夹石。煤厚 均 采区和东采区均全区可采。伪顶为煤页岩，煤质较差。 ：复杂结构，有一层夹石。煤厚 均 区大部可采，向深部变薄不可采。夹 的凝灰质砂岩标志层。 ：复杂结构，有两层夹石。煤厚 均 部可采。沿倾斜方向的中间部位不可采。 8 表 1可采煤层及顶底 板岩性特征表 煤层号 纯煤厚（ m） 平均倾角 () 夹石层 层间距 平均 （ m） 稳定性 发育范围 顶板岩性 底板岩性 最小最大/平 均 伪顶 直接顶 老顶 36B 5 1 稳定 基本全区 发育可采 凝灰砂岩 砂岩 砂岩 砂岩 36A 5 1 3 不稳定 零星分布 可采 砂岩 砂岩 砂页岩 25 5 1 57 稳定 基本全区发育可采 砂岩 砂岩 砂岩 8 5 1 63 较稳 大部可采 砂岩 砂岩 砂岩 4 5 1 30 较稳定 浅部深部 大部可采 砂岩 砂岩 砂岩 石性质、厚度特征 城子河含煤组以假整合覆盖在滴道含煤组之上，总厚达 520 600m。本组具有以下特点： 圆度较好，分选性差，胶结良好，致密坚硬， 9 长轴直径大者 10 17者 2 3 灰白 白色砂岩为主，其 中厚层状中粗粒砂岩占 细砂岩占 42%；其余 砂页岩、页岩、凝灰岩、煤页岩、煤层。其中煤页岩、煤占 煤性远比滴道组与穆棱组良好，在本井范围内总的地层厚度比较稳定，但局部各煤层之间却有规律的变薄、变厚现象。 成若干个较完整的沉积韵律，全井性的明显沉积旋迴约有 7 个，次一级的小旋迴约有 40 余个。岩相以河床相与河漫滩相为主，浅水盆地相、沼泽相次之。 和其下部滴道与上部穆棱组有显著的不同， 并且厚度小，一般为 厚者为 分布在煤层顶底板或煤层中间，与煤层组合构成良好的标志层。 关于岩石的力学性质，由于本井未做岩石的抗压、抗拉强度的测试，现只能以 1982 年鸡西矿务局的岩石抗压、抗拉强度测试结果作为本井田的参考数据，其具体数据见表 1 田内水文地质情况 一井田水文地质条件 (1)地面水系：城山立井位于穆棱河的中游地带，除穆棱河外，位于井田内的尚有由北向南流的城子河与白石河。其河流情况见表。 (2)地下水：本区的地下水按含水层岩石性质和富水程度，划分为第四系冲积层水和基岩风化裂隙水。 井田地层为陆相沉积地层组成，岩性多为细粒物质，岩石胶结良好，坚硬致密，地下水主要赋存于裂隙中，因此按照煤、泥炭资源地质勘查规范对于直接充水含水层的含水空间特征、本井矿床水文类型可划为第二类即裂隙充水矿床。又按煤、泥炭资源地质勘查规范对于直接充水含水层的富水性及补给条件的规定，依据 108 队对 55的抽水试验资料，其抽水深度 125 306m，可定为第二型即水文地质条件中等的矿床。 10 综上水文 地质类型为水文地质条件中等的裂隙充水矿床。 表 1鸡西矿务局岩石抗压、抗拉强度表 序号 岩石 名称 岩性描述 抗压强度 抗拉强度 Kg/pa/g/pa/色 粗砂岩 白色粗粒、层理明显 岩 白色、微绿、中粗 岩 白色粗粒致密灰褐色 岩 浅灰色、细粒、致密、褐色 岩 白色、粗粒、不规则煤线 岩 白色、粗粒 砂岩 白色、粗粒、致密 岩 白色、粗粒、致密 砂岩 灰色、粗粒 砂岩 灰白色、微绿、粗粒有煤线 ：资料来源于鸡 西矿务局煤岩坚固性手册。 二矿井涌水量 矿井涌水量与地形及补给条件的关系：地形平坦并具有冲积层覆盖的矿井涌水量大。 矿井涌水量与开采面积、深度成正比函数关系，矿井涌水量随开采面积与深度增大而增加。 矿井涌水量随着开采时间的延长而减少，这是由于在长期 开采过程中，水的静储量消耗，又无补给来源的原因。 矿井涌水量随着降水量的增加而增大，这一规律在矿井浅部开采表现比较明显，在深部不明显。 计算公式 K=Q/T 式中： K 冲水系 数，此处取 预测涌水量 T 煤炭采出量，此处取 90 万 t/a 11 带入数据得矿井的预计平均涌水量 三供水水源 城山矿全矿供水水源地有三处： 矿民用水。该水源地是鸡西矿业集团的专门供水水源地，有专人管理。 有专人管理。 工业和民用水，矿有专人管理 。 气、煤尘及煤的自然性 城山矿属高沼气矿井，由黑经煤安发 2010 294 号文批复，瓦斯绝对涌出量 斯相对涌出量 t。 地温：随着开采深度的增加，地温逐渐有规律性递增。预计地温梯度为深度每增加 100m，地温将增加 3。由于各煤层瓦斯的涌出量随着开采深度的延伸，涌出量呈逐渐增大的趋势，因此瓦斯的防治是保证矿井安全生产的大事。 质、牌号及用途 可采煤层的肉眼煤岩类型为半亮型和半暗型。颜色深黑，条痕为黑褐色，断口为参差状 或平坦状，硬度 2 3。视密度 煤岩显微组份：镜质组占 镜质组分为 角质组占 矿物质含量为 煤的变质属中等变质程度，镜下鉴定变质阶段为 。 艺性能、可选性及煤类 煤的化学性质：原煤灰分 属中高灰份煤， 煤的分析基高位发热量为 煤炭含量 氢 氮 氧 本井属低磷煤 12 低硫煤，硫含量 原煤挥发份 净煤挥发份 37，胶质层厚 918结指数 66 88。 依据中国煤炭分类国家标准（ 86）的规定，根据煤层煤样化验结果，该井可采煤层精煤挥发份 37%，胶质层厚 9 15结指数66 88，故各可采煤层的煤种均为 1/3 焦煤。 洗后精煤作为炼焦用煤，混煤作动力用煤。 区内煤层的露 头很少，大多有矿斜井群或小窑开采，根据生产矿井的调查和鸡西区域性的风氧化带深度推定本区风氧化带深度按垂深 25m 计算。 探程度及可靠性 一、以往勘查工作 1929 年至 1999 年的 70 年间，城山煤矿主要有 4 次地质勘查工作，另有一次补充勘探（只施工 2 个钻孔），共提交 5 次地质报告。其中原城子河立井（本次报告范围）是由 108 地质勘探队于 1964 年至 1967 年进行勘探， 1967年 8 月 30 日提交的城子河深部最终（精查）地质报告。精查勘探地质报告是 1967 年 8 月提交的，勘探工期是 1964 年 1967 年，当时 的勘探是由普查直接进入精查。虽然打破“三类九型”的勘探类型的规定，但是勘探工程的布置间距是 500 500m。 勘探方法：是以走向剖面控制构造为主，倾斜剖面为辅。在走向剖面控制地质构造方面又以浅孔控制标志层为主，深孔主要控制煤层， 勘探手段：是钻探、山地工程、物探、坑内实际调查等综合勘探。 勘查工作的勘探方法和勘探手段都是有效的合理的。历次勘查工作详见以往勘查工作一览表 1 二、勘查工程及质量评述 108 地质勘探队 1967年提交的精查报告中共施工机钻孔 64 个，钻探工程量 32115m。这 64 个 机钻孔均无钻孔见煤点的质量等级资料和孔斜测量资料。 1955 年及以前施工的机钻孔 140 个，钻探工程量 39995m。其钻孔煤芯采 13 取率低，钻孔质量低，无钻孔见煤点质量等级资料。 经矿井生产资料检验，精查报告的煤质化验资料较为可靠。 1955 年及以前施工的机钻孔未封孔或封孔质量差，在矿井生产中实见突水钻孔有 6 个（ 1952 年前施工的钻孔 4 个， 1953 年钻孔 1 个， 1963 年钻孔 1个）。 精查报告中施工的 64个钻孔，按层组进行封闭，部份做了负重试验，但没进行透孔检查。 表 1以往勘 查工作一览表 序号 时间 工作单位 地质工作 质量 1 1929 1936年 满炭地质调查队 普查 边调查、边建井 2 1951 1955年 东北煤田第二地质勘查局以及东北煤田第二地质勘查局鸡西煤田地质勘查 108队 1954 年提出九号竖井勘查地质报告 1955 年 3 月提出九号竖井补充地质报告 煤芯采取率低、煤岩混合、钻孔质量低、没封孔或封孔质量差 3 1955年 108队 提出西部一、五斜井地质报告 为一、五井改扩建整理旧资料 4 1961 1963年 108队 1963 年九斜井补充勘查报告 九井 使用 5 1964 1967年 108队 1967 年提交城子河深部最终（精查）地质报告 为建立井提供依据，1972年集中改造施工立井。未按孔斜制图。 6 1999年 108队 补勘 为东采区打补勘孔，有打丢的层位或层位确定不准。 14 第 2 章 井田境界、储量、服务年限 田境界 田周边状况 该井田东西长 4北宽 部与正阳矿相邻。西部与沈煤集团新城煤矿毗连。 本矿北界以 +150 标高为界，南界到 4 号煤层 高 田境界确定的依据 的尺寸和境界，使煤田各部分能得到合理的开发。 量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应。 理还相邻矿井之间的关系。 田未来发展情况 城山煤矿煤炭资源储量较为丰富，煤种为 1/3 焦煤，可作炼焦用煤，煤质为低硫（一般含量为 量 ，矿井的深部境界还可以从现在的 平向深部延伸，随着勘探技术的不断提高，深部扩储可能性很大，所以城山煤矿 大有发展前景。 15 田储量 田储量的计算 井田内的可采煤层为 4#、 8#、 25#、 36B#、 36A#煤层。 资源量分类与计算主要遵循经国土资源部门批复的储量评审备案证明并按照国家现行标准固定矿产资源 /储量分类及煤、泥炭地质勘查规范 0215 的要求执行。 各类资源储量和可采储量的计算如下：参照储量分类图 2 图 2储量分类图 于基础储量（ 111b+122b+2+资源量（ 233 ） 储量：等于基础储量 +资源量（ 333） *K（ K 为可信度系数，取 质构造简单、煤层赋存稳定的矿井， k 值取 0. 9;地质构造复杂、煤层赋存不稳定的矿井， k 值取 储量：等于工业资源储量 水、井田境界、铁路、高速公路等永久保护煤柱损失量。 于矿井设计资源储量 要井巷煤柱的煤量后乘以采区回采率。 16 安煤柱 参照保护煤柱的设计原则如下： 表 2护带宽度根据受护 对象的保护等级而定，一般可按表 2定值选用。 酌情加大其保护煤柱尺寸，使建筑物受护面 积内地表变形值叠加后不超过允许地标变形值。 以在平面图上通过受护对象角点作矩形，使矩形各边分别平行于煤层倾斜方向和走向方向，在矩形四周作围护带，或在平面图上作各边平行于受护对 象总轮廓的多边形（或四边形），在多边形（或四边形）各边外侧作维护带，该维护带外边界即为受保护边界。 0层的建筑物留设保护煤柱时，应考虑沿断层面滑移的可 能性， 适当加大煤柱尺寸，使断层两翼均包括在保护煤柱范围之内。 途、煤层赋存条件以及地形特点留设。立井深度大于或等于 400m 的，以边界角确定；小于 400m 的，以移动角圈定；穿过急倾斜煤层的，在倾向剖面上以底板以底板移动角圈定下山边界，在走向剖面上以移动角圈定。当穿过有滑移危险的软弱岩层，高角度断层和山区斜坡时，需考虑防滑煤柱和加大煤柱尺寸。 设计矿井依据煤矿安全规程，结合本矿井的实际情况，留设保安煤柱如下： (1)各煤层在露头处留设 30m 保安煤柱； (2)边界断 层留设 30 (3)井田内部断层留设 20m 保安煤柱； 表 2建筑物等级和维护带宽度等级表 建筑物和构造物保护等级 维护带宽度（ m） 20 15 10 5 17 表 2矿区建（构）筑物保护等级的划分 保护等级 主要建（构）住物保护等级划分 国务院明令保护的文物和纪念性建筑物 ;一等火车站，发电厂主厂房，在同一跨度内有两台重 型桥式吊车的大型厂房，平炉，水泥厂回转窑，大型选煤厂厂房主厂房等特别重要或特别敏感的，采 动后可能导致发生 重 大生产、伤亡事故的建 （ 构 )筑物 ;铸铁瓦斯 管 道干线，大、中型矿井主要通风机房，瓦斯抽放站，高速公路，机场跑道，高层住宅等 高炉，焦化炉， 220区总变电所，立交桥，钢筋混凝土框架结构的工业厂房，设有桥式吊车的工业厂房，铁路煤仓、总机修厂等较宜要的大型工业建 (构 )筑物。办公楼，医院，剧院，学校，百货大楼，二等火牟站，长度大于 20 多层住宅楼 ，输 水 管 干钱和铸铁瓦斯管道 支 钱，架空 索道， 视搭及其 转播塔，一级 公路等 无吊车设备的砖木结构工业厂房，三、四等火车站，砖木、砖 混结构平房或变形缝区段小于 20庄砖瓦民房；高压输电线路杆塔，钢铁瓦斯管道等 农村木结构承重房屋，简易仓库等 井 田边界保护煤柱按 城山煤 矿实际情况取 30m，则用 下面公 式计算井田边界保护煤柱损失。 式中： H 井田边界煤柱宽度， 30m； L 井田边界长度， 73000m； m 煤层厚度， r 煤层容重， m 井田边界保护煤柱损失， 代入数据得： 根据煤炭工业矿井设计规范关于工业广场确定的规定，详见表 218 本矿井设计生产能力为 a，所以取工业广场的尺寸为 9=顷的长方形。工业广场所在位置煤层倾角为 15 ，露头风化带厚度为 20m，主井、副井，地表建筑物均布置在工业广场内。工业广场按级保护留维护带，宽度为 15 m。 表 2业场地占地面积指标明细表 井型（万吨 /年） 占地面积指标（公顷 /10万吨） 240 及以上 205矿井的地质条件及冲积层和基岩移动角见 2 ： 图 2工业广场保护煤柱示意图 表 2岩层移动角 广场中心深度 /m 煤层倾角/ 煤层厚度 /m 风积沙层厚度 /m / / / / 5 0 45 70 70 60 按以上数据计算得出：工业广场煤柱损失量： t 19 量计算方法 1. 矿井工业储量计算 计算公式 式中 ： m 煤层平均厚度， r 煤 层容重， m s 井田面积 ， 将数据代入公式可得： 计算公式 )(式中： 矿井可采储量， 矿井的工业储量， P 保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大断层等留设的永久保护煤柱损失量， 按工业储量的 5%计算， C 采区采出率，厚煤层不小于 厚煤层不小于 煤层不小于 方小煤矿不小于 则 代入数据得： 矿井设计可采储量： （ 5%） 0. 85=井储量详见表 222 量计算的评价 本设计井田的各类储量计算严格执照有关规定执行。煤层对比可靠，煤 20 层厚度比较稳定，倾角较缓，煤层地板起伏不 大，构造控制基本可靠，水文地质条件简单，储量计算比较可靠。但由于技术水平所限，统计时间仓促，储量计算设计所得到的各种储量与实际可能有一定的误差。 表 2矿井地质资源量汇总表 单位： 层 矿井工业资源储量 （ 331） （ 332) (333) 合 计 36B 6A 5 计 2矿井设计资源 /储量汇总表 单位： 层 矿井地质 资源量 333折 减量 矿井工业资源储量 永久煤柱煤量 矿井设计 资源储量 断层 防水 井田 境界 地面 建筑 合计 36B 6A 5 计 2矿井可采储量计算表 单位： 平 煤层 矿井设计 资源 /储量 保护煤柱煤量 采区 回采率 矿井设计 可采储量 工业 场地 巷道 小计 36B 5% 6A 5% 5 5% 21 表 2矿井可采储量计算表 （续表） 8 5% 5% 计 36B 5% 6A 5% 5 5% 5% 5% 计 36B 5% 6A 5% 5 5% 5% 5% 计 计 井工作制度、生产能力和服务年限 井工作制度 根据煤炭工业矿井设计规范 中 2 规定，矿井设计 生产能力宜按年工作 日 330 天计算 ， 每天净提升时间宜为 16 小时。矿井 工作制度 “四六制”作业，三班生产，一班检修。 井生产能力确定 煤炭工业矿井设计规范规定：矿井设计生产能力，应根据资源条件、 22 外部建设条件、国家对煤炭资源配置及 市场需求、开采条件、技术装备、煤层及采煤工作面生产能力、经济效益等因素，经多方案比较后确定。论证矿井设计生产能力尚应符合下列规定 : 进行第一开采水平或不小于 20 年配产 ； 应符合合理开采程序，厚、薄煤层 及不同煤质煤层合理搭配开采，不应采厚丢薄 ； 体现生产集中原则， 并应保证采区及工作面合理接替。 现初步拟定了三种矿井年生产能力方案，具体如下： 方案 A： a 方案 B： a 方案 C： a 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。矿井及第一开采水平设计服务年限如表 2 表 2矿井及第一开采水平设计服务年限 矿井设计生 产能力 Mt/a 矿井设计服务年限 a 第一开采水平设计服务年限 a 煤层倾角 45 以上 70 35 - 0 30 - 0 25 20 15 0 20 15 15 务 年限 矿井可采储量 计生产能力 A 矿井服务年限 T 三者之间的关系为： )/( k 式中 ： P 矿井服务年限， a； 矿井可采储量， 23 A 设计生产能力 ， K 矿井储量备用系数， 根据实际情况 取 确定井型时需要考虑备用系数的原因是，矿井各生产环节有一定的储备能力，矿井投产后，产量迅速提高；局部地质条件变化，使储量减少；有的矿井由于技术原因，使采出率降低，从而减少了储量。 代入数据得， 矿井服务年限为： 方案 A： 9 0 . 8 8 / ( 0 . 4 5 1 . 4 ) 1 4 4 . 3 方案 B： 9 0 . 8 8 / ( 0 . 6 1 . 4 ) 1 0 8 . 2 方案 C： 9 0 . 8 8 / ( 0 . 9 1 . 4 ) 7 2 . 1 参照煤矿工业矿井设计规范规定，方案 C 较为合理，即：矿井生产能力为 t/a；矿井服务年限为 T=72a。 24 第 3 章 井田开拓 述 田内外及附近矿井开拓方式概述 本设计城山煤矿井田位于黑龙江省鸡西市城子河区，井田东侧是正阳煤矿和东海煤矿，西侧是沈煤集团新城煤矿。东海煤矿采用斜井开拓方式，浅部正阳煤矿和地方小井采用箕斗斜井开拓方式。 响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况 井田开拓方式的选择应全面考虑各种因素，主要因素包括： 别是表土层情况）； 和工艺系统条件； 对以上各种因素要综合研究，通过系统优化和多方案技术经济比较后确定。影响本设计井田开拓方式的具体因素如下： 本井田属于缓坡丘陵地形，井田北部及中部皆为山岗地带，岗沟起伏不平。 整个井田的煤层上部标高在 +150m，下部标高在 西部分别以城 层为界。整个矿区共有 5 层可采煤层，即 36B#、 36A#、 25#、 8#，4#全区发育。本井田煤层系缓倾斜薄煤层，平均倾角在 15左右。 本井田南部有穆陵河流过，虽然水量较大，但从井田深部流过，对本井 25 田影响不大。附近河流对本井田开发影响不大。 井开拓方案的选择 筒形式和井口位置 在一定的井田地质条件、开采技术条件下，矿井开拓巷道有多种布置方式，开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。开拓方式主要是指井筒的形式。按照井筒的倾角不同 (水平、倾斜、垂直 )分为平硐开拓、斜井开拓、立井开拓和综合开拓方式 (平、斜、立井中的任何二或三种形式相结合进行开拓 )等四种方式。 一 井筒形式有 三 种：平硐、斜井、立井。一般 情况下，平硐最简单，斜井次之，立井最复杂。 (1)平硐开拓受地形迹埋藏条件限制，只有在地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分储量大致能满足同类井型水平服务年限要求。 (2)斜井开拓对十表土层较薄、煤层赋存较浅、水文地质条件简单的煤田，一般都可以采用斜井开拓。由于带式输送机运煤方式的广泛应用，对于煤层赋存较深，但只要斜井能通过表土层，往往采用斜井或以斜井为主的综合开拓方式。特别是大型或特大型矿井并下全部采用带式输送机运煤，则可实观从工作面到地面的连续运输下有力 地保证矿井高产高效。 斜井开拓与立井开拓相比 优点是 ：井筒施工工艺、施工设备与工序比较简单，掘进速度快，井筒施工单价低，初期投资少；地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单，井筒延伸施工方便，对生产干扰少，不易受底板含水层的威胁；主提升胶带化有相当大的提升能力，可满足特大型矿井主提升的需要；斜井井筒可作为安全出口，井下一旦发生透水事故等，人员可迅速从井筒撤离。 斜井开拓与立井开拓相比缺点是：斜井井筒长 ， 提升深度有限 ， 辅助提升能力 小 ；通风路线长、阻力大、管线长度大；斜井井筒通过 富含水层、流沙层施工技术复杂。当表土深，有较厚的含水冲积层或流砂时，斜井通过较 26 复杂、较昂贵 ;同样开采水平，斜井比立井长，维护费用高，当围岩条件差时维护困难 ;采用绞车提升时，速度低，能力小，钢绳磨损严重，动力消耗大，提升费用高。当井田倾斜很长 时 需要多段提升时则转换环节多，系统复杂，效率低，成本高 ;由于斜井较长，因此各种管线敷设长度大，通风阻力大，增加了费用 ;人员进出井和材料设备等辅助运输时间长。上述这 些缺点都随着开采深度和斜井斜长的加大而逐步突出。 (3)立井开拓适应性很强，可用于各种地质条件，同时，在技术 上也成熟可靠。因此，在地质条件不能使用平嗣开拓又不利于斜井开拓时均可采用立井开拓。一般在表土厚、煤层赋存深时，应采用立井开拓。当水文地质复杂 (如覆盖 有厚表 土含水砂岩，需用特殊施工方法开凿井筒时 (如用冻结法、钻井法或注浆法等 )，则立井是首选的方式。多水平开采的急倾斜煤层应优先考虑立井开拓。 立井开拓 受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制，在采深相同的的条件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，井筒断面大，可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需风量的要求，且阻力小，对深井开拓极为 有利；当表土层为富含水层或流沙层时，立井井筒比斜井容易施工；对地质构造和煤层产状均特别复杂的井田，能兼顾深部和浅部不同产状的煤层。主要缺点是立井井筒施工技术复杂，需用设备多，要求有较高的技术水平，井筒装备复杂，掘进速度慢，基本建设投资大。 根据城山煤矿井田的地表地形，地质构造，煤层赋存等因素考虑平洞开拓方式在技术上是不合理的，所以不考虑采用平硐开采。现提出三种井筒开拓方案，具体情况如下： 方案一：双立井开拓； 方案二：双斜井开拓； 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： 方案一：双立 井开拓，见图 3点： 升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利。 于自动控制。 护费用低，有效断面大通风条件好，管线短，人员升降速度快。 缺点： 井期限稍长； 27 井石门长度大，掘进工程量大，掘进费用高。 适用条件 : 适用条件：煤层赋存深度 200 1000m，含水砂层厚度 20 400m,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。 技术评价：根据井田的地表情况，地质构造，煤层埋深，运输能力等因素考虑，采用双立井开拓方案在技术上是可行的。 方案二：双斜井开拓，见图 3点： 进速度快，地面工业建筑 ，井筒装备，井底车场及硐室都比立井投资少； 用大型提升高备，钢材消耗量小； 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： 风阻力大，费用增加； 果地质条件复杂，不易维护； 适用条件：煤层赋存较浅，垂深在 200m 以内，煤层赋存深度为 0 500m，含水砂层厚度小于 20 40m，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 技术评价：本井田煤层倾角小、倾向长度大、瓦斯涌出量较大，斜井开拓井筒过长，井筒断面较小通风较差，不利于瓦斯的抽放。兼于对斜井和立井的优缺点及适用条件的综合考虑双斜 井开拓方式在技术上不适合作为该矿井开拓方式。 方案三：主斜井副立井开拓，见图 3点： 进速度快，地面工业建筑，井筒装备，井底车场及硐室都比立井投资少； 用大型提升高备，钢材消耗量小； 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。 升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利。 28 于自动控制。 护费用低，有效断面大通风条件好，管线短，人员升降速度快。 缺点 利于工业广场的布置； 产调度及联系不方便； 加了煤柱损失。 适用条件：大型矿井需要胶带输送机斜井输送，而通风、辅助提升等需要立井来满足的矿井，表土层不厚，水文地质情况简单的煤层。 技术评价：根据本井田煤层赋存较深，设计生产能力 a 不属于大型矿井，考虑到前期投资和技术可行性，确定双立井开采和双斜井开采在技术上可行。 上述井硐开拓方案的技术比较，确定双立井开拓与双斜井拓方案在技术上可行。根据规定，对技术可行的方案还应进行经济比较。 二 井 口位置 确定 井口位置的选择是井田开拓的重要组成部分。在选择开拓方式 (井筒形式及