矿区概述及井田地质说明与采矿设计书

1 矿区概述及井田地质说明与采矿设计书 区概述 通位置 形地貌 田范围内为平缓的丘陵地形，洪水冲刷切割剧烈东北向沟谷发育，切割深度一般在 10 20m。全区地形为中部高、四周低，最高处在井田中部，标高 低点位于井田南部主井口处，标高 1190m，最大相对高差 象及地震 本区属于黄土高原干旱大陆性气候，冬季严寒，夏季炎热，气候干燥，风沙严重。气辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 2 温一般较低，以年温差 与日温差大为特点。年平均温度为 极端最高温度为 极端最低温度为 年最高最低温差可达 60以上，一般日温差在 20左右。年降水量分布不均匀，降水量多集中在 7、 8、 9 三个月，占全年降水量的 60 70%，年最大降水量为 最小降水量为 大日降水量 年日照时间为 2880 3140 小时，平均为 时，年日照百分率为 68%；历年来蒸发量大大超过降水量，一般蒸发量为降水量的 4 5 倍。年蒸发量为 1644 2105间，平均为 47 月间，月蒸发量为 200 300大日蒸发量为 年日照时间为 2880 3140小时，平均为 时，年日照百分率为 68%；历年来蒸发量大大超过降水量，一般蒸发量为降水量的 4 5 倍。年蒸发量为 1644 2105间，平均为 4 7 月间，月蒸发量为 200 300大日蒸发量为 本区地震基本烈度，在中国地震烈度区划图（ 1/300 万）上划分为 8 度。 区经济概况 矿区内的企业和贸易中心很少，但基本上能够满足矿区居民生活的需 要。该区内的居民主要靠在矿里上班或种植农作物为生；本矿区内有通向同煤集团其他煤矿的火车编组站，属内部铁路。 源及电源 该矿区的电力由位于大同市区的同煤集团发电厂供给；生产所用的水主要取自井田旁边的水库；建筑材料主要从大同市购得。 田地质特征 田地质构造 大斗沟井田位于大同煤田东南边缘中偏北部，东南边缘为口泉一鹅毛口断裂，大同向斜横穿越井田全境，井田内地层产状变化服从于大同煤田总体格局，为一宽缓的背向斜褶曲构造，轴向 ，构造简单，为简单类型，地层平缓，倾角在 5 10 度。 田水文地质特征 矿区地处干旱的半沙漠地带，地形总体呈西高东低，最高点位于矿区西北角，海拔标高 1357m，最低点位于矿区东部边缘大水沟中，海拔标高 1227m，最大高差 130m。矿区内无长年地表迳流，仅在雨季时，矿区南部的大水沟可形成短暂的洪流，向东流入勃牛川。矿区内大面积被第四系风积砂覆盖，仅在北部有直罗组地层零星出露。矿区内沟谷不发育，无泉水出露，水井零星分布于居民居住点。 3 根据地下水的赋存条件和水力性质，煤田内的含水岩组可划分为两大类：新生界松散岩类孔隙潜水含水岩组和中生界碎屑岩类孔隙、裂 隙潜水承压水含水岩组，其 水文地质特征见表 1胜煤田水文地质特征表 含隔水层特征： 矿区含水岩组依据其赋存条件及水力性质不同，划分为两类：松散岩类孔隙潜水含水岩组和碎屑岩类孔隙、裂隙潜水 分述如下： (一 ) 松散岩类孔隙、潜水含水岩组 该含水岩组，岩性以风积砂、冲洪积砂砾石层为主，厚度 0 均 含水岩组含孔隙潜水，主要接受大气降水的补给，受松散层厚度、基底起伏及地形高低等因素，含水层富水性极不均匀。在本矿区主、副斜井附近 钻孔抽该层水，单位涌水量q=s m，平均渗透系数 K=d，水位标高 水性中等，水质为低矿化度的 水。 第三系（ 水层：该地层矿区内外均有零星出露，岩性以紫色砂质粘土、粘土组成，不整合于煤系地层之上，隔水性能好，是上部潜水与下部煤系地层侏罗系含水岩组之间的良好的隔水层。 （二） 碎屑岩类孔隙、裂隙潜水承压水含水岩组 1、侏罗系中统直罗组（ 水岩组 该组地层受后期剥蚀作用，矿区内零星分布，钻孔揭露厚度 0 均 性为浅灰、灰绿、紫褐色泥岩、砂 质泥岩及厚层状粉砂岩。浅部受风化作用，岩石胶结疏松，易接受大气降水及第四系含水层的下渗补给，含少量孔隙、裂隙潜水。 2、侏罗系中下统延安组（ 含水岩组 该岩组以煤系地层的碎屑岩类沉积岩层为主，厚度 均 水层、隔水层、煤层交替重复出现，隔水层岩性为泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩及煤层；含水层为胶结疏松的各粒级砂岩，含裂隙潜水承压水。矿区内 钻孔，对该组地层不同煤层以上（包括第四系松散层）进行了抽水试验 ，各抽水段含水层富水性极不均匀。单位涌水量 q=s m，渗透 系数 K=d，水位标高 质类型主要为a ，次为 水，矿化度 。 3、三叠系延长组 (水岩组 矿区内仅在钻孔中见到，钻孔揭露厚度 组地层为煤系地层沉积基底，辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 4 岩性为灰绿色粗、中粒长石石英砂岩，含绿泥石及少量云母，夹薄层深灰色砂质泥岩。发育大型板状、槽状交错斜层理。含 水层岩性主要为灰绿色粗、中粒砂岩，据原详查报告水文钻孔抽水试验资料：单位涌水量 q=s m，渗透系数 d，少量裂隙承压水，富水性弱。 4、火烧岩孔隙、裂隙潜水 主要分布在矿区南部满来梁、边家壕一带，大部分被第四系风成砂掩埋，只在局部地段出露。该含水层水位埋深 水层厚度为 均厚度 据抽水试验资料，钻孔涌水量 ， 单位涌水量 sm, d，水 位标高 水质类型为 型， 矿化度 。 火烧岩富水性导水性在不同部位差异较大，在汇水有利地段水量较大，在 甚至形成地下河。矿区所处位置为补给迳流区，潜水补给区相当广泛，补给来源主要以大气降水为主，粉细砂透水性好，持水能力强，能大量吸收大气降水。沙漠区昼夜温差的变化，有利于形成凝结水，凝结水也是一个重要的补给源。 该区承压水补给条件极差，承压含水层埋藏越深，补给源越远。在矿区西部基岩零星出露区及基岩埋藏较浅处，因受风化作用，基岩孔隙、裂隙比较发育，且上 部隔水层大部已被剥蚀，含水层直接裸露于地表或直接与第四系粉细砂含水层接触，接受大气降水或粉细砂孔隙水的滞后补给，这些补给的地下水，在重力作用下，顺地形坡度及地层倾向自由流动，形成承压水的补给源。 矿区位于分水岭以东，潜水迳流方向受地形控制，大范围内自西向东顺地形坡向迳流。承压水迳流方向在矿区内较为单一，迳流方向与地层倾向一致，由北东至西南缓慢迳流。 “大井”法进行计算， 2 层矿坑涌水量为 500m3/h； 3 煤层矿坑涌水量为 500m3/h； 11煤层矿坑涌水量为 500m3/h。设计依据上述资料，综合考虑本矿井井上下 水文地质条件，预计本矿井投产后矿井 2 煤层正常涌水量为 500 m3/h，最大涌水量为 600 m3/h。 他有益矿物 矿区内与煤伴生的微量元素锗（ 镓（ 钒（ V）的含量均较低，一般达不到工业开采品位。锗含量 0 含量 含量 区内与煤共生的硬质粘土岩、沉积型褐铁矿及石英砂均达不到工业品位，无工业开采意义。 5 层特征 层及其顶底板岩性 矿区含煤地层为侏罗系中下统延安组（ y） ， 含煤地层厚度 150 160m，含煤 3 层，煤层总厚度 10均 煤系数 可采煤层主要包含三层，即2,3,11 煤层。详见图 1层综合柱状图。 地下水 类型 含水单元 层厚 /m 主要岩性 单位 涌水量 水化学类型 矿化度 / g 宁工程技术大学毕业设计（论文） 6 表 1东胜煤田水文地质特征 1 煤层综合柱状图 L 散岩类孔隙潜水含水岩组 全新统冲洪积含水层 16 36 各粒级砂、砾石层 全新统风积沙含水层 0 56 浅黄色细粒砂 拉乌素组 含水层 积粉、细砂 屑岩类孔隙、裂隙潜水 志丹群 含水层 0 500 砾岩、粗粒砂岩为主夹细粒砂岩泥岩 a g 罗系中统 含水层 0 358 以中、粗粒砂岩为主 La 罗系中下统延安组含水层 白、浅灰各粒组砂岩 a 叠系上统延长组含水层 78 灰绿色中、粗粒砂岩为主 a l7 现将区内各主要可采煤层赋存情况分述如下： 2,3,11 煤层： 煤 :亮煤为主 ,暗煤次之 ,结构简单，次生裂隙发育 ,玻璃油脂光泽 .。顶板岩性为砂岩及 细砂岩 ，底板为 泥质 粉砂岩。 共 。 综合本区岩石力学性质，主要以坚硬岩石为主，对煤层顶底板维护有利。 质 （ 1）煤的物理性质 根据中国煤炭分类国家标准 变质煤的分类指标为洗煤挥发分（ 粘结指数（ 透光率（ 矿区内各可采煤层的粘结指数均为 0，透光率平均值大于 50% 。 2、 3、 11 号煤层洗煤挥发分平均值大于 37%，为长焰煤（ 区内煤呈黑色， 条痕褐黑色，沥青光泽，局部为油脂光泽，贝壳状及参差状断口，裂隙较发育，局部充填有黄铁矿或方解石薄膜。条带状结构，层状构造。燃点 300左右，燃烧试验为剧燃，残灰为灰白色粉状。显微硬度 2 煤层的是密度为 密度 3 煤层的是密度是 11 煤层的是密度是 真密度 3,11 煤层以亮煤为主，夹镜煤暗煤条带，含少量丝炭，为半亮型。 （ 2）煤的化学性质 矿区内各主要可采煤层中 ： 2 煤层为低灰、特低硫、 特低磷、 高发热量煤； 3 煤层为低灰、低硫、特低磷、高发热量煤； 11 煤层为低灰、低硫、特低磷、高发热量煤 。 (3)煤的工艺性能 发热量：区内各主要可采煤层原煤干基弹筒发热量 为中高发热量煤。 粘结性：区内各主要可采煤层的粘结指数、胶质层最大厚度（ y）均为零，焦渣类型为 2，故区内煤无粘结性。 灰熔融性：其软化温度（ 值在 1112 1198之间，属低熔灰分煤。 煤类：据本次核实利用钻孔煤芯煤样化验测试成果及规范对煤类划分方案，将主要可采煤层 进行了煤类划分，确定 2 煤层为长焰煤（ 3 煤层为长焰煤（ ;11 煤辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 8 层为长焰煤（ （ 4） 煤的工业用途 矿区 批准开采范围内 煤以长焰煤为主，其次为不粘煤，各煤层煤质特征基本相似，故其利用方向基本一致。 矿区内各可采煤层有害成分低，为低灰、特低硫、特低磷、高发热量煤，是良好的动力及民用燃料，适用于各种工业锅炉、火力发电、蒸汽机车等，也可在建材工业、化学工业中作焙烧材料。煤粉加粘结剂，可制作煤砖、煤球、 蜂窝煤等，亦可作为水煤浆的原料。 矿区内煤的气化性能好，煤对二氧化碳反应性能高，热稳定性好，抗碎强度高，无粘结性，是良好的工业气化用煤。区内煤属富油煤，也可作低温干馏用煤。 斯 边家壕井田地质 勘探选择 9 个钻孔，共采取了 25 件 煤层瓦斯样进行了测试 。 从测试成果可看出，矿区主要可采煤层可燃物中气体含量很低，为 ml/g燃，瓦斯中可燃气体含量 0， 量 量 瓦斯分带均属氮气带，矿井 瓦斯绝对涌出量为 对瓦斯涌 出量为 t,因此 在开采时无瓦斯危害。 尘及煤的自燃 矿区煤层具有很高的挥发分，各煤层煤尘爆炸性指数在 37间，远大于 10 的界限指标，属于易爆炸煤层。据 所采煤尘样及生产大样试验结果：其火焰长度均大于 400制爆炸的岩粉量 表明各煤层均有爆炸性危险。 矿区煤主要为低变质的不粘煤及长焰煤，煤中水分含量较低，挥发分产率高，化学活性好，其自燃发火倾向必然很强。据 样品煤层自燃发火趋势样的测试结果：各煤层原煤着火温 度一般在 301各煤层还原样与氧化样之差（ 般在 17间，均为易自燃煤。 探类型 依照煤、泥炭地质勘查规范关于勘查类型的划分原则，勘查类型确定为：构造复杂程度为简单型，煤层稳定程度为稳定型，即一类一型。 9 2 井田境界和储量 田境界 田范围 矿区地理坐标为：东经 112 57 26 113 3 51，北纬 40 00 40 4 40。井田东北及东部与永定庄井田相邻，南及西南与同家梁井田相接，西北与四台井田相邻，煤矿为一不规则多边形， 井田 面积约 柱的留设 以下为矿井主要留设的煤柱 ： 1) 井田边界煤柱留 30m； 2) 工业广场受护等级为二级，维护带留设 20m，按照垂线法确定其保护煤柱，见开拓图 ； 3) 大巷 煤柱每侧各为 30m； 4) 分带间 煤柱留 10m； 在井田范围内，储量、煤层赋存及开采条件均与矿井生产能力相适应。 井 田有足够的储量和合理的服务年限。井田有 两 层煤，可保证矿井各个开采水平有足够的服务年限。 计算的所需的各参数如下，冲积层厚度为 40m，角 为 4，走向移动角 错误 !未找到引用源。 为 70，上山移动角 为 75，下山移动角 为 70 。 根据参考矿井设计规范 1和矿井安全规程 2的相关数据要求和规定，本井田所留的各种保护煤柱均合理，符合规定。 田的储量 田储量的计算原则 1) 按照地下实际埋藏的煤炭储量计算，不考虑开采、选矿及加工时的损失； 2) 储量计算的最大垂深与勘探深度一致。对于大、中型矿井，一般 不超过 1000m； 3) 精查阶段的煤炭储量计算范围，应与所划定的井田边界范围 一 致； 4) 凡是分水平开采的井田，在计算储量时，也应该分水平计算储量； 5) 由于某种技术条件的限制不能采出的煤炭，如在铁路、大河流、重要建筑物等两侧的保安煤柱，要分别计算储量； 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 10 6) 煤层倾角不大于 15 度时，可用煤层的伪厚度和水平投影面积计算储量； 7) 煤层中所夹的大于 的高灰煤（夹矸）不参与储量的计算； 8) 参与储量计算的各煤层原煤干燥时的灰分不大于 40%。 井 地质资源 /储量 根据储量计算公式： （ 2 式中： Z矿井 地质 /资源 储量， t S井田面积， k M可采煤层厚度， m r煤的容重， t/以， 矿井地质 /资源储量为 ) 1.4/= 井 工业资源 /储量 由于本井田煤层赋存稳定，地质构造简单，无大的地质构造，勘探程度高，所以本矿井的矿井工业资源 /储量可认为与矿 井地质资源 /储量相等，即 d= 矿井 设计资源 /储量 矿井地面无大的村庄，也无大的建筑物，只有一些零散住户；所以不留设煤柱。按零散住户搬迁设计。 井田永久煤柱损失 井田境界煤柱 ，断层煤柱等 。 井田境界保护煤柱： ) 层煤柱 : ) 井永久煤柱损失： j+ t 矿井设计资源 /储 量： g 矿井 设计可采 /储量 从矿井设计资源 /储量中减去工业场地、井筒、井下主要巷道等保护煤柱储量，再减去开采损失 (根据规范采区回采率厚煤层按 厚煤层按 煤层按 算 )，即 11 为矿井设计可采储量。 临时煤柱损失 要包括工业广场压煤 、大巷保护煤柱 等。 工业广场压煤 巷保护煤柱 )井临时煤柱损失： 井设计可采 /储量： C=( 工业广场面积的确定 由设计规范规定：工业场地占地面积： 45 t/a， 顷 /10 万 t； 120t/a， 顷 /10 万 t； 240 万 t/a 以上 ， 顷 /10 万 t。本矿井设计年产 180 万 t，所以工业广场面积为 S=8=顷，选择边长为 360m480m 的长方形。 3 矿井工作制度及设计生产能力、服务年限 井一般工作制度 根据有关规定，结合本矿区煤层条件、储量状况及完成产量的需要，同时考虑法定假日，设备检修和涌水等的影响，做出相应的工作制度。本矿井的年工作日按每年 330 天计算，每昼夜提升时间为 16 小时。矿井每昼夜分为四班，三班出煤，一班检修，每班工作 6小时，即 “四六制 ”工作制。 3 井设计生产能力及服务年限 井的年产量合理性 矿井年产量是煤矿生产建设的重要指标，在一定 程度上综合反映了矿井生产技术面貌，是矿井开拓的一个主要参数，也是选择井田开拓方式的重要依据之一。 矿井的年产量确定的合理与否，对保证矿井能否迅速投产、达产和产生效益至关重要。而矿井生产能力与井田地质构造、水文地质条件、煤炭储量及质量、煤层赋存条件、建井条件、采掘机械化装备水平及市场销售量等许多因素有关。经分析比较，设计认为矿井的生产能力确定为 a 是非常合理和可行的，理由如下： 1) 储量丰富 煤炭储量是决定矿井生产能力的主要因素之一。本井田内可采的煤层达到 3 层，保有辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 12 可采储量为 按照 a 的生产能力，能够满足矿井服务年限的要求，而且投入少、效率高、成本低、效益好。 2) 开采技术条件好 本井田煤层赋存较稳定，煤层埋藏较浅，倾角变化不大，由于井田面积大，水文地质条件及地质构造简单，煤层结构单一，适宜综合机械化开采，可采煤层均为厚煤层，适合高产高效工作面开采。 3) 建井及外运条件 本井田内有良好的煤层赋存条件，为提高建井速度、缩短建井工期提供了良好的地质条件。本井田 工业广场场近似在井田中央 ， 运输 便利。 4) 具有先进的开采经验 近年来， “高产高效 ”工艺在煤矿成产中有了很大发展 ，而且该工艺投入少、效率高、成本低、效益好、生产集中简单、开采技术基本趋于成熟 。众所周知鄂尔多斯市已成为一座名副其实的煤都，区域内已建成众多大型矿井，已积累了较丰富的建设和生产管理经验。 综上所述，由于矿井优越的条件及外部运输条件，有利于把本矿井建设成为一个高产、高效矿井。矿井的生产能力为 a 是可行的、合理的。 井服务年限的确定 矿井设计服务年限通过下式计算： （ 31） 式中： T 矿井设计服务年限， a； 矿井的设计可采储量， A 矿井的设计生产能力， Mt/a； K 储量备用系数，取 经计算，矿井设计服务年限 T 60a 本矿井田地质条件比较简单，属简单构造类型，勘探程度高，故新井设计储量备用系数 K 取 由以上计算可知：大斗沟七矿井服务年限满足规定要求大于 50a，矿井生产能力 13 4 井田开拓 田开拓 井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体，建立矿井提升、运输、通风、 排水和动力供应等生产系统 .4这些用于开拓的井下巷道形式、数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。合理的开拓方式需要对技术可行的几种开拓方式进行技术经济比较才能确定。 井田开拓主要研究如何不知开拓巷道等问题，具体有下列几个问题需要认真研究： 1）确定井筒的形式，数目及其配合。合理选择井筒及工业广场的位置。 2）合理地确定开采水平数目和位置（标高）。 3）布置大巷和井底车场。 4）确定矿井开采程序，做好水平的接替。 5）进行矿井开拓延深，深部开拓及技术改造。 6) 合理确定矿井通风、运输及供电系统。 确定 开拓问题，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等诸多条件，经全面比较后才能确定合理的方案。在解决开拓问题时，应遵循下列原则： 1) 贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤、高产高效创造条件。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，节约基建投资，加快矿井建设。 2) 合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。 3) 合理开发国家资源，减少煤炭损失； 4) 必须执行煤矿安全生产的有关规程。要建立完善的通风、运输、供电系统，创作良好的生产条件，减少巷 道维护量，是主要巷道经常保持良好状态。 5) 要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为尽可能采用目前国家能够提供的新技术、新设备、新工艺综掘机械化、自动化创造条件； 6)根据用户需要，应照顾不同煤质、煤种的煤层分别开，以及其他有意矿物的综合开采。 定井筒形式、数目、位置及坐标 筒形式的确定 井筒形式有三种：平硐、斜井、立井。一般情况下，平硐施工最简单，斜井次之，立辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 14 井最复杂。 5 平硐开拓受地形及埋藏条件的限制，要求地形条件适合，即在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。 斜井开拓与立井开拓相比，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。缺点是：斜井井筒长，辅助提升能力小，提升深度有限；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。 立井开拓不受煤层倾角、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，要求有较高技术水平，井筒装备复杂，掘进速度慢，基本建设投资大。 本矿井煤层倾角小，平均 为近水平煤层；表土层适中，无流沙层；水文地质情况比较简单，涌水量小；井筒不需要特殊施工，煤层赋存浅。在本井田，各煤层在井田内均有出露，但煤层露头均出露在山谷中，山谷狭窄，坡度大，车辆无法进入，没有选择工业场地条件，矿井不具备沿煤层露头建平硐开拓的条件，矿井开采深度 60m，小于 300m，不适合采用立井开拓，所以最后决定主副运输井， 回风井采用斜井开拓。 筒位置、数目的确定 按照以下原则，选择井口与工业场地位置： （ 1）本区构造简单，煤层埋藏浅，主采煤层在地面均有露头，工业场地位置应尽量选 择在煤层浅部，减少井筒深度和岩石工程量。工业场地标高应比周围地形高以及要高于历年来的最高洪水位，以防止暴雨引起的山洪淹井事故。 （ 2）矿井井型 a，工业场地的选择，应有利于地面生产系统的建设和地面设施的布置。工业场地位置要有利于进场公路的修建，为煤炭外运提供条件。 （ 3）井筒及工业场地位置选择要有利于井下煤层的开采，井筒靠近井田储量中心， 15 以减少矿井整体运输费用。 1、井口数目选择原则 : （ 1）有利于矿井通风安全，至少有两个安全出口。 （ 2）加快建井速度，缩短矿井建井工期。 （ 3）矿井投资少，开拓巷 道少。 2、井口位置选择的原则： （ 1）井筒及工业场地尽量少压煤； （ 2）井筒及主要大巷应避免穿越大的断层等构造带； （ 3）多做煤巷，少做岩巷，最大限度地减少岩石工程量； （ 4）工业场地生活设施及福利设施尽量与新庙镇合建。 根据以上原则及矿井的开拓方式，为便于地面运输及工业场地布置，主、副井井筒位置布置井田中央。 拓方案 案比较 （ 1）提出方案 根据上文所述，现提出以下三种在技术上可行的方案，分述如下： 方案一： 该方案为主、副斜井，回风立井开拓方式，布置于井田中央，只设一个水平， 集中布置。主副斜井的倾角分别为 25。主、副运输大巷布置在 3 号煤层下的岩层中，回风大巷布置在 3 号煤层下的岩层中，沿岩层掘进，均为岩层大巷。如图 4示。 图 4 方案一 4 宁工程技术大学毕业设计（论文） 16 1 副斜井 2 主斜井 3 风井 4 回风大巷 5 主运输大巷 方案二： 该方案为主、副斜井，回风斜井开拓方式，布置于井田中央，采用分煤层开拓，即设有两个水平，每个煤层为一个开采水平。主副斜井的倾角分别为 25。主、副运输大巷以及回风大巷布置在每个开采水平的岩层中，沿岩层掘 进，均为岩层大巷。开采下一水平时回风斜井和副斜井直接延伸，用暗斜井将下一水平运输大巷和主斜井相联系，暗斜井也用皮带运输。如图 4示。 图 4 方案二 4 副斜井 2 主斜井 3 风井 4 回风大巷 5 主运输大巷 方案三： 该方案为主、副井及回风井均为立井开拓方式，布置于井田中央，分两个开采水平。主、副运输大巷以及回风大巷布置在开采水平的岩层中，沿岩层掘进，均为岩层大巷。开采下一水平时回风立井和副立井直接延伸。如图 4示。 图 4 方案三 4 17 1 副斜井 2 主斜井 3 风井 4 回风大巷 5 主运输大巷 （ 2）技术比较 方案一与方案二井筒形式差别在回风井的布置问题上。方案一设立立井回风井，较方案二总的大巷开拓工程量及占用的轨道管线均较多，井底车场工程量大，总的开拓巷道维护工作量也较多，但根据岩层赋存条件来说，为砂岩是坚硬岩层，不宜增加开拓量，第一煤层与第二煤层通风运输联系均较困难，在技术上较难实现，故而选择方案二。 方案二与方案三的区别主要在于井筒形式不同。方案三为立井，立井开 拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制，主要缺点是井筒施工技术复杂，需要设备多，要求较高的技术水平，掘进速度慢，基建投资大；方案二为斜井，井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，初期投资较少，建井期较短，但井筒工程量较立井大。 表 4 建井工程量 单位 :m m 项目 方案一 主副 斜井回风立井 方案二 主副斜井回风斜井 第一水平 回风井井筒 233 553 石门 503 0 第二水平 回风井井筒（后期延伸长度） 127 256 石门 679 0 合计 回风井井筒 360 809 石门 1182 0 表 4 基建费用 单位 :万元 万元 方案 方案一 主副斜井回风立井 方案二 主副斜井回风斜井 工程量/m 单价 /元 用 /万元 工程量 /m 单价 /元 用 /万元 回风井井筒 360 09 门 1182 合计 宁工程技术大学毕业设计（论文） 18 （ 3）经济比较 方案三 在技术比较时已经放弃，故而只对方案二和方案一进行经济比较。方案二和方案三有差别的建井工程量、基建费、生产经营费和经济比较结果，分别计算汇总于表 4 4 4 4。 表 4 生产经营费用 单位 :万元 万元 项目 方案一 主副斜井回风立井 方案二 主副斜井回风斜井 工程量/m 单价 /元 a 费用 /万元 工程量 /m 单价 /元 a 费费用 /万元 第一水平 回风井井筒维护费 233 30 233 错误 !未找到引用源。 30 错误 !未找到引用源。 26=53 60 553 错误 !未找到引用源。 60错误 !未找到引用源。26=门维护费用 503 35 503 错误 !未找到引用源。 35 错误 !未找到引用源。 26= 35 0 第二水平 回风井井筒维护费 127 30 127 错误 !未找到引用源。 30 错误 !未找到引用源。 28+233 错误 !未找到引用源。 60 错误 !未找到引用源。28=56 60 256 错误 !未找到引用源。 60错误 !未找到引用源。28+553 错误 !未找到引用源。 60 错误 !未找到引用源。28=门维护费用 679 35 679 错误 !未找到引用源。 35 错误 !未找到引用源。 28= 35 0 合计 19 表 4 费用总汇表 of 案 方案一 主副斜井回风立井 方案二 主副斜井回风斜井 项目 费用 /万元 百分率 /错误 !未找到引用源。 费用 /万元 百分率 /错误 !未找到引用源。 基建工程费 00 3 生产经营费 2 00 总费用 00 上述方案比较中需说明一下几点： （ 1） 两方案主副井井筒及井底车场形式、长度、位置及维护费用均相同，故未对其进行计算比较； （ 2） 两方案运输回风大巷布置数目及位置相同，运输方式及维护也相同，故未对其进行计算比较； （ 3） 两方案提升，排水等相同，也不对其进行经济比较； （ 4） 两方案中基建费用和维护费用按 平均费用估算。 由对比结果可知，方案二较方案一的总费用少于 30%，因此选择方案二作为矿井开拓方案。 一水平储量及服务年限 根据上文所述，方案二一共有两个开采水平，按设计要求计算矿井第一水平可采储量和服务年限。由公式： （ 4 其中： T 矿井服务年限， a Z 井田设计可采储量， 矿井设计年产量， - 储量备用系数 K=矿井 服务年限计算知第一水平可采储量为 则 T=48a25a，满足设计规范要求。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 20 区划分及开采顺序 区形式及尺寸的确定 矿井煤层倾角 为近水平煤层，井田沿倾向的高差很小，所以直接将井田划分为带区，根据本矿井实际情况，煤层赋存稳定、倾角小，充分利用断层做为带区边界，减少煤炭损失，将井田共划分为四个带区。第一水平各带区 详细情况见表 4田各 带 区技术特征表，以及矿井开拓平面图。 采顺序 矿井的开采工作，应当有计划、有步 骤地按一定顺序进行，以便保证安全、均衡生产，并且有利于提高技术经济指标。 表 4井田各区技术特征表 of 区 带区面积 /k 储量 /煤方 法 准备方式 一带区 采 一次采全高 带区式准备 二带区 采 一次采全高 带区式准备 三带区 采 一次采全高 带区式准备 四带区 采 一次采全高 带区式准备 合计 合理的开采顺序应满足以下要求： 1) 保证开采水平、 带 区、采煤工作面的生产正常接替，以保持矿井持续稳产、高产。 2) 符合煤炭采动影响关系，最大限度的开采出煤炭资源。 3) 合理集中生产，充分发挥机械设备的能力，提高矿井的劳动生产率，简化巷道布置。 4) 尽量降低掘进率，减少井巷工程量及基建投资。 21 综合上述因素，将本矿的开采顺序划分如下： 整个井田的开采工作 采用后退式，即从井田边界块段到中央块段顺序开采，先开采井田边界块段井筒附近的带 区，从便于运输大巷和总回风巷的维护、采后密闭、减少漏风、避免采掘干扰、回收大巷煤柱考虑，采用后退式有利 。 带 区：由井田两翼向井田中部采区开采，即 后退 式 开采 ； 分带 ： 由远及近，采用顺序式的方式由带区边界向井筒附近（或大巷附近）推进 ； 工作面：回采工作面推进方向是从 由远离大巷一侧向大巷方向推进 ， 或者说采用采用俯斜开采。 井主要开拓巷道及硐室 筒 根据开拓布置，矿井初期共布置三条井筒，即主斜井、副斜井、和回风斜井井，都布置在井田中央。其中主副斜井的倾角都为 20。 主斜井井筒和副斜井井筒为 半圆拱形断面，主斜井安装一条胶带输送机，负责矿井主提升。井筒一侧设人行道及洒水管路。副井内铺设 43kg/m 双轨， 900格，装备 负矿井的材料、矸石、设备、人员等运输任务，井筒内敷设两趟动力电缆及通信、监测电缆各一条，兼作进风井。回风斜井作为矿井专用回风井，井内设玻璃钢梯子间作为安全出口。各井筒具体参数见表 4扶井筒中心线胶带中心线电缆挂钩图 4 4 主斜井表土段断面图 6 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 22 井底车场 井底车场是连接井筒和大巷或者主要石门的一组巷道及井底附近各种硐室的总称。井底车场担负井上下煤炭、矸石、材料、人员的转运，是联结井下运输和矿井提升的枢纽，并为矿井的通风、排水、动力供应、调度服务，对保证矿井的正常生产起着重要作用。 选择井底车场应该满足下列要求： a 调车简单，管理方便，弯道急交叉点少； b 操作安全，符合有关规定，规范要求； c 井巷工程量小，建设投资省，便于维护，生产成本低； d 施工方便，各个井筒间，井底车场巷道与主要巷道间能迅速贯通 ，缩短建井时间。 1、井底车场的形式 矿井为主副斜井和回风斜井斜井开拓，主斜井煤炭运输采用胶带输送机，副斜井辅助运输采用双滚筒绞车牵引矿车运输，因此结合本矿井实际情况将井底车场布置在副斜井附近，主要用于调车及与主要巷道之间的迅速贯通。该车场形式通过能力大、便于管理、施工简单。 手扶井筒中心线胶带中心线电缆挂钩图 4 5 主斜井基岩段断面图 23 手扶电缆挂钩灯具挂钩轨道机中线巷道中线排水管压水管图 4 6 副斜表土井断面图 4、井底车场调车方式 井底车场内设两台蓄电池机车（轨道），车场内的材料设备、集装箱平板车由蓄电池机车牵引，空车与重车调车用双轨加渡线道岔调车，分别在空重车线行驶。两翼大巷驶入井底车场的矿车在存车场存放，该处座位上、下井人员换乘点。 手扶电缆挂钩灯具挂钩轨道机中线巷道中线排水管压水管辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 24 图 4 7 副斜基岩井断面图 4 4 8 回风斜井井断面图 4 、验算副井空重车线长度 井底车场空、重车线调车线长度按 列车长度考虑，一列矿车为 20 个车厢，定箱式矿车，型号为 形尺寸（长 宽 高） 240011501150(取调车线长度为 72m。 表 4 井 筒 特 征 表 of 号 项目名称特征 井筒名称 主斜井 副斜井 回风立井 1 井筒坐标 经距（ Y） 距（ X） 井筒倾角 /度 25 25 23 25 3 井口标高 /m 1350 1350 1350 4 前期井筒深度或斜长 /m 后期井筒深度或斜长 /m 井筒直径或宽度 /m 6 7 井筒断面 / 净 井筒 支护厚度 / 100 100 450 材料 锚喷 锚喷 砼砌 9 井筒装备 胶带机 绞车 设梯子间 底车场硐室 1、中央排水泵房 主排水泵房布置 3 台水泵，一台使用，一台备用一台检修。 2、中央变电所 主变电