七台河精煤集团公司新建五矿1.20Mta新井设计

1、摘摘 要要 本设计新井为七台河精煤集团公司新建五矿 1.2Mt/a 的新井设计，共有 5 层设计可采煤层，平均总厚度为 5.0m，煤的工业片牌号为 1/3 焦煤。设计井田 的可采储量为 94.3Mt。服务年限为 89a。划分三个水平开采。 本设计矿井采用双立井的开拓方式，集中大巷及采区石门的大巷布置方式。 第一水平共划分 7 个采区，其中首采区为 1 个，投产工作面 2 个，建井工期 45.2 个月。本设计采区为东一采区，石门装车式下部车场，采用采区式通风，综合 机械化采煤。工作面年工作日为 330 天，每日净提升时间为 14 小时，采用 “三、八”工作制，工作面长为 190m，滚筒截深 0.

2、8m，日进刀数为 7 刀。 关键词：关键词： 可采储量； 走向长壁； 采煤工艺； 开拓方式； 可采煤层 全套图纸，加全套图纸，加 AbstractAbstract The task of this design is to construct a 1.2million tons new shaft for Qitaihe Coal Mining Group No.3 Coal mine of xinjian This mine has five minable Coal Seam, and its average thickness is 5.0 meters, types of coal s

3、eam is 1/3 coking coal. Designed field of minable capacity is 94.3 million tons. It can adapt for 79 years, and is divided into three levels. This mine shaft is applied to double indined shaft development method; Layout of gathing gallergand mining district eross heading; This level is divided into

4、7 mining districts and 1 worked faces. Time of constructing shaft is 45.2 months. This worked face is east 1 worked face, ords 330 days every year. Adapt “theree-eight” work situation, work face is 190 meters length of circle is 0.8 meters, and times is 7 one day. Keywords: Recoverable reserves Tren

5、d grows arm The technology of coal mining Development methoal Workble coal seam 目目 录录 摘 要 .1 ABSTRACT .2 目 录 .3 绪 论 .8 第 1 章 井田概况及地质特征 .1 1.1 井田概况.1 1.1.1 交通位置 .1 1.1.2 地形 地势 .1 1.1.3 气象 地震 .2 1.1.4 水源 电源 .2 1.2 地质特征.2 1.2.1 矿区内的地层情况 .2 1.2.2 地质构造 .3 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 .7 1.2.5 井

6、田水文地质情况 .7 1.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性 .7 1.2.7 煤质 牌号及用途 .8 1.3 勘探程度及可靠性.9 第 2 章 井田境界及储量 .10 2.1 井田境界.10 2.1.1 井田周边情况 .10 2.1.2 确定井田的依据 .10 2.1.3 井田境界 .10 2.1.4 井田未来发展情况 .11 2.2 井田储量.11 2.2.1 井田储量的计算 .11 2.2.2 保安煤柱 .12 2.2.3 储量计算的评价 .12 2.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限.13 2.3.1 矿井工作制度 .13 2.3.2 矿井生产能力及服务年限 .13 2.3.3 矿井设计

7、服务年限 .14 第 3 章 井田开拓 .15 3.1 概 述.15 3.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述 .15 3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况 .15 3.1.3 确定井田开拓方式的原则 .15 3.2 矿井开拓方案的选择.16 3.2.1 井硐形式和井口位置 .16 3.2.2 开采水平数目和标高 .20 3.2.3 开拓巷道的布置 .22 3.3 选定开拓方案的系统描述.24 3.3.1 井硐形式和数目 .24 3.3.2 井硐位置及坐标 .24 3.3.3 水平数目及标高 .24 3.3.4 石门 大巷数目及布置 .24 3.3.5 井底车场的形式选择

8、.26 3.3.6 煤层群的联系 .26 3.3.7 采区划分 .26 3.4 井硐布置和施工.28 3.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐支护 .28 3.4.2 井筒布置及装备 .29 3.4.3 井筒延深的初步意见 .30 3.5 井底车场及硐室.31 3.5.1 井底车场形式的确定及论证 .31 3.5.2 井底车场的布置 储车线路 行车线路的布置长度 .32 3.5.3 井底车场通过能力计算 .34 3.5.4 井底车场主要硐室 .35 3.6 开采顺序.37 3.6.1 沿井田走向的开采顺序 .37 3.6.2 沿煤层垂直方向的开采顺序 .37 3.6.3 采区接续计划 .37 3.

9、6.4 “三量”控制情况.38 第 4 章 采区巷道布置及采区生采产系统 .40 4.1 采区概述.40 4.1.1 设计采区的位置、边界、范围、采区煤柱 .40 4.1.2 采区地质及煤层情况 .40 4.1.3 采区生产能力 储量及服务年限 .40 4.2 采区巷道布置.41 4.2.1 区段划分 .41 4.2.2 采区上山布置 .41 4.2.3 采区车场布置 .42 4.2.4 采区煤仓形式 容量及支护 .47 4.2.5 采区硐室简介 .48 4.2.6 采区工作面接续 .48 4.3 采区准备.50 4.3.1 采区巷道准备顺序 .50 4.3.2 主要巷道断面示意图及支护方式

10、.50 第 5 章 采煤方法 .54 5.1 采煤方法的选择.54 5.2 回采工艺.54 5.2.1 回采工作面的工艺过程及使用的机械设备 .54 5.2.2 选择采煤工作面循环方式和劳动组织形式 .55 第 6 章 井下运输和矿井提升 .57 6.1 矿井井下运输.57 6.1.1 运输方式和运输系统的确定 .57 6.1.2 矿车的选型及数量 .57 6.1.3 采区运输设备的选择 .60 6.2 矿井提升系统.61 6.2.1 提升方式 .61 6.2.2 矿井主提升设备的选择及计算 .62 第 7 章 矿井通风与安全 .64 7.1 通风系统的确定.64 7.1.1 概 述 .64

11、7.1.2 矿井通风系统的确定 .64 7.1.3 主扇工作方式的确定 .64 7.2 风量计算和风量分配.65 7.2.1 矿井风量计算的规定 .65 7.2.2 采掘工作面及硐室所需风量的计算 .65 7.2.4 风量分配 .67 7.2.5 风量的调节方法与措施 .69 7.2.6 风速验算 .70 7.3 矿井通风阻力的计算.71 7.3.1 确定全矿井最大通风阻力和最小通风阻力 .71 7.3.2 矿井等积孔的计算 .75 7.4 通风设备的选择.75 7.4.1 主扇的选择计算 .75 7.4.2 电动机的选择 .76 7.4.3 反风措施 .76 7.5 矿井安全技术措施.76

12、7.5.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 .76 7.5.2 预防井下火灾 .77 7.5.3 预防水灾措施 .77 7.5.4 其它事故预防 .78 7.5.5 避灾路线及自救 .78 第 8 章 矿井排水 .80 8.1 概 述.80 8.1.1 矿井水的来源及性质 .80 8.1.2 涌水量 .80 8.1.3 对排水设备的要求 .80 8.2 矿井主要排水设备.81 8.2.1 排水方式与排水系统简介 .81 8.2.2 主排水设备及管路的选择计算 .81 第 9 章 技术经济指标 .84 总 结 .86 致 谢 辞 .87 参 考 文 献 .88 附 录 .89 附 录 .90 附 录

13、.97 绪绪 论论 毕业设计是对学生一次综合性质的考察，它不仅对学生知识的运用方面， 还对我们在工作中的态度等都一定的检验作用，同时在毕业设计的过程中我们 能学习到以前在课堂上所学不到的知识和经验。在设计中我们通过老师的指导， 发现我们在设计或是工作中存在的问题，并加以改正或解决，同时还能从中了 解到实际情况中的一写处理经验，使我们在以后步入工作时尽快融入起到了一 顶的推动作用。 毕业设计是对不同地区、不同条件下的矿井设计的全过程，原始条件千 差万别、且内容多、涉及面广，需要考虑的问题很多。矿井设计内容前后各章 节是互相联系，互相制约，相辅相成的。依据客观实际，结合各种因素，全面 地从质量和数

14、量等方面分析和解决了矿井设计中的各种方法问题的能力，以权 衡各种技术决定的优劣，确保设计质量，采用了方案比较法进行设计。设计矿 井必须从我国国情和矿情实际特点出发，依据井田资源条件。地形地貌和产、 运、销等开发条件，贯彻集中化。机械化、正规化和技术经济合理化的原则， 做到投资省、工期短、出煤快、效率高、成本低、安全好、综合经济效益好等 准则。理论结合实际地阐述了井田开拓方式、准备方式、采煤方法、矿井通风 与安全、矿井排水、采区供电及其设计等有关问题。采煤方法是煤矿生产的核 心组织工艺方式；采区是组成矿井的基本单位；井田开拓是整个矿井开采的全 局性战略部署。本设计井田全部采用走向长壁采煤法开采，

15、工作面全部为综合 机械化采煤。 第第 1 1 章章 井田概况及地质特征井田概况及地质特征 1.11.1 井田概况 1.1.1 交通位置 新建五矿位于黑龙江省七台河矿区西北部，所属七台河市新兴区管辖，矿 区地址距七台河火车站 2.5 公里左右。地理坐标：东经 13053,北纬 45 45。 矿区内有专用线经七台河站与牡佳线接轨的铁路线。公路可以连通依兰、 佳木斯、鸡西、宝清、哈尔滨等市或县。铁路、公路运输都很方便。交通位置 详见图如下： 交 通 位 置 示 意 图 七七台台河河市市 东东方方红红 密密山山县县 鸡鸡东东线线 鸡鸡西西市市 林林口口线线 依依兰兰县县 勃勃利利县县 图 1-1 交通

16、位置示意图 1.1.2 地形 地势 矿井地属漫岗及丘陵，地势西高东低，地面标高在 160190 米之间，矿 区内有新、老两条七台河，河道蜿延曲折，均属季节性河流，井田西部有条较 大的季节性水沟西大沟，是汛期主要的防泛地点。 1.1.3 气象 地震 气象 矿区地属于亚寒带气候，年历史最高气温 38.2，年历史最低气温- 37.2，年平均气温 1.15.1，年平均降水量为 500mm 左右，年蒸发量 968.81635.3mm，冻结期为 11 月至第二年 4 月，历史最大冻结深度为 1.96m, 年间多西北、西南风，年平均风力 34 级。 地震 根据辽宁省地震大队 1964 年地震资料本区地震强烈

17、度为度。 1.1.4 水源 电源 水源 根据七台河矿区总体发展规划，矿井用水取自桃山水库。 电源 本矿井电源引自七台河西部变电所。 1.2 地质特征 1.2.1 矿区内的地层情况 1、本矿区地层属于中生界上侏罗统鸡西群城子河组下部，含煤 17 层，总 厚 11.9 米，含煤系数 1.9见表 1-1。 2、现将各段地层自下而上分述如下：见表 1-1 第一段：上限至 97#层顶板 20 米处含动物化石，层位往下是城子河组底 砾岩，厚度约 250 米左右，主要以粉砂岩或细砂岩为主， 99#层顶板是浅灰绿 色凝灰岩（厚 0.40.6 米左右）为主要标志，含煤五层其中 99#层局部可采， 再往下是火山碎

18、屑岩，系滴道组。 第二段：上限至 91#层顶板 40 米处在粗砂岩含水层上，厚约 300 米左右， 主要以细、中砂岩为主，岩性往上渐粗，92#层直接顶为含云母的砂岩组成， 93#层直接顶为粗砂岩。此段含煤 5 层，其中 91#、92#、93#、96#、98#五层煤 是本设计矿井主要开采层。本段含煤系数高达 4%,是七台河矿区主要开采地段 之一。 第三段：上限从 74#层底板到 91#层顶板以上 40 米止，厚度 160 米左右， 岩性主要以中粗细砂岩为主，岩性从下往上渐细，本段含煤 7 层，分别是 81#、80#、79#、78#、77#、76#、75#层等这些煤层在本矿区内全不可采。 表 1-

19、2 界系群组段岩性特征含煤情况地层厚度 新 生 界 第 四 系 松散冲积物黄土层与不 整合接触于第三系 220m 中 生 界 上 侏 罗 系 鸡 西 群 城 子 河 组 第 三 段 以中粗砂岩为主下部粗， 上部细 含煤 7 层全不可采约 160 第 二 段 以细砂岩为主岩性约往 越见粗 含煤 5 层 91 层：主采煤层 92 层：主采煤层 93 层：主采煤层 96 层：主采煤层 98 层：主采煤层 约 300m 第 一 段 以粗砂岩、细纱岩，以 底砾岩化石层 99 层顶 板凝灰岩为标志层 含煤 5 层 340m 滴 道 组 火山碎屑 1.2.2 地质构造 1、新建五矿煤田位于勃利煤田弧型构造前

20、弧西翼两侧，构造形态多以南 西向倾斜的单斜构造和断裂为主，断层多以并行排列的 NW 向 NE 倾斜的张扭性 正断层为主，只有南端有一条宽缓隐伏背斜，本矿区地层无岩浆岩侵入体,因 此本矿井地质条件比较简单。 2、本井田范围内有大中型断层 4 条，都是与岩层走向斜交的正断层为主。 本矿井主要断层特征可归纳为：以张扭性正断层为主，阶梯状并行排列，北西 走向，东北倾斜。 3、本矿的所有大断层均为正断层，本矿的大断层的特征见表 1-3： 表 1-3 断层特征表 产状 序号编号 倾向倾角 性质 落差 （m） 控制程度备注 1 F3NE50 正断层2070 58118 63235 可靠 6113 资料来 源

21、于以 往地质 报告 2F4 N40 50W 50 正断层50200 6177 61127 可靠 资料来 源于以 往地质 报告 3F7 N40 50W 60 正断层1050 5857 5920 6287 可靠 资料来 源于以 往地质 报告 4F13N50W65 正断层30130 6254 6239 6170 62118 可靠 资料来 源于以 往地质 报告 1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征 1、煤层对比的方法和依据：经生产实践和补充勘探证实，原矿井地质报 告关于煤层对比方法正确，对比可靠，全区较发育。 2、煤层组合特征，85#与 87#层，90#与 91#层，95#与 96#层为典型的伴 生

22、煤层，层位稳定，层间距微变，易于识别和对比。而 91#、92#、93#、96#、98#是我矿的主力煤层。其赋存状况，可采煤层特征变 化规律见表 1-4 如下： 表 1-4 可采煤层特征表 厚度与下层间距 小大小大 煤 层 号 一般一般 煤层结构 顶 板 岩 性 地 板 岩 性 可采程度稳定程度 0.58-1.04 91 0.70 单 细 纱 岩 细 纱 岩 局部可采 A-F29 之间较稳 定 0.49-1.04.26-33 92 0.7030 单一复 细 纱 岩 细 纱 岩 局部可采 A 线以东发育稳 定 0.79-1.0445-53 92 0.7050 单一复 粉 沙 岩 细 纱 岩 全部可

23、采 15 线-G 线间发育 稳定 0.70-1.4025-34 93 1.1030 单 细 纱 岩 细 纱 岩 全部可采全层较稳定 0.58-0.9095-103 98 0.60100 单 细 纱 岩 细 纱 岩 局部可采 10 线以西发育较 稳定 地 质 系 统 界 系 统 地方单位 群组段 地 层 代 号 煤 层 号 柱 状 煤 层 厚 度/m 段 厚/m 岩性描述 新生界第四系 中 生 界 侏 罗 系 上 侏 罗 统 鸡 西 群 城 子 河 组 第 二 段 0-20黄土腐植土不整合接触 250 厚约340米，91层顶板为 粗砂岩及92、93层伴生 煤层为主要标识层，易 于识别。全区发育，

24、可 采煤层有 91、92、93、96、98都 是主要开采煤层。 98 96 93 92 91 1 1.1 1.2 0.9 0.8 220 顶板为细砂岩，底版也 是细砂岩。煤层全区发育 ，媒质好 第 一 段 5.0 图 1-5 煤岩层综合柱状图 1.2.4 岩石性质 厚度特征 本矿区主要由粉砂岩、细砂岩、中砂层及煤层组成，有少量的粗砂岩，烁 砂岩。岩石的物理性质如表 1-6： 表 1-6 岩石的物理性质指标表 岩石类型颗粒密度 （g/cm3） 块体密度 (g/cm3) 空隙率 n(%) 吸水率 (%) 软化系数 （%） 凝灰岩 2.56-2.782.29-2.501.50-7.500.50-7.

25、500.52-0.86 砂 岩 2.60-2.752.20-2.711.60-2.600.20-8.000.65-0.97 泥灰岩 2.80-2.902.10-2.701.00-10.00.50-3.000.44-0.54 1.2.5 井田水文地质情况 新建五矿属漫岗地形，标高一般在 160190 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。我矿深部煤层（100、101 层）露 头正处在倭肯河河床下，因此水源补给来源丰富 。 矿区内浅部各煤层，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，

26、又由于岩性的不同，所以岩层的含水性极不均匀，因此存在分带规 律且有分层规律。 1.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性 随着开采深度加深、强度的增加，我矿的瓦斯涌出量将逐年增加，预计到 -400 米水平时，全矿绝对瓦斯涌出量将达到 158/分。同时，由于煤层薄， 3 m 矿区面积大，单巷掘进距离远，给矿井通风带来一定困难。 矿井各煤层煤尘爆炸指数均在 3442之间，属有煤尘爆炸危险的矿井， 顶底板岩石强度在 45之间，对矿井支护无影响。 1.2.7 煤质 牌号及用途 新建五矿所采各煤层多属低硫、低磷，中低灰分的焦煤和 1/3 焦煤，其中 1/3 焦煤占 62.3,因此本矿井煤质较好。 1、煤层的物理

27、性质 本矿井开采各煤层，多为亮煤、半亮煤及半暗煤，水平层状构造 ，并以角 质层为主，树脂体含量少，透明基质和形态分子含量少等，且发鲜红色，形态 分子结构不规整，在镜下可见多种无机物，有石英碎屑及菱铁矿物等。 2、化学性质及煤种 从深部钻孔看，我矿煤质变化规律符合希尔特定律。 挥发份随深度增加而降低，煤的变质程度随深度增加而提高。 3、煤的工艺特性 现开采煤层多属中低灰份，灰分多为内在灰份。 表 1-7 煤样分析表 1.3 勘探程度及可靠性 根据矿务局勘探队 1998 年提交的新建深部补勘地质报告，对以往的采探 实际成果及补充勘探成果 ，全面收集，系统整理，综合分析。修改构造，重 新核实储量。为

28、矿井生产，开拓延深和长远规划提供可靠的地质资料依据。 历次地质工作及质量评述： 1956 年 108 勘探队在区内进行普查找矿工作，并于 1957 年末提出了西至 青龙山，东至龙湖，面积约 450 平方公里的概查。 1958 年 204 勘探队在概查报告基础上，进行了七台河区（包括胜利深部、 浅部)的普查勘探，当年提出了中间资料，继而越过详查阶段，进行了精查， 1959 年末提出精查报告，因勘探深度不够又继续进行补充勘探报告并于 1960 年 5 月提出了精补报告，204 队 1964 年提交了胜利深部精查补充勘探报告和七 台河勘探区地质最终报告（第二次精查补充） 。1958 年1964 年

29、204 勘探队在 本区共施工了 216 个孔，工程量 67282.82 米。1970 年局地测处勘探队在本区 施工一个浅部补勘孔，进尺 122.0 米。1978 年1986 年局地测处勘探队对本 区深部（-400 米-800 米）进行补充勘探，共施工了 28 个孔，进尺 21865.79 米，其中五个孔在-400 米以上，其可采煤层点 73 个，综合评级结果为甲级 39 个 乙级 18 个，丙级 16 个，甲乙级层点率为 78，其中测井甲乙级层点率为 100。新建深部勘探地质报告 1988 年 10 月提交，于 1988 年 12 月经东煤公 司批准，共获 B+C 级储量 2622.20 万吨

30、，表外储量 424.8 万吨。1991 年矿井地 质报告，经东煤公司批准共获得 A+B 级储量 8277.72 万吨 C 级储量 6866.2 万 吨，表外储量 3211.6 万吨。本井田内共布有 22 条勘探线，共施工了 245 个钻 孔，总工程量 89270.61 米，平均每平方公里为 3.7 个钻孔。本次报告井田利 用钻孔 234 个，外围利用 11 个。可采煤层点 987 个， 其中甲级 642 个， 乙 级 204 个，丙级 141 个，甲乙级层率为 84.7质层率 100%。 因此该矿的勘探可靠度较高，可以根据此依据设计矿井。 第第 2 2 章章 井田境界及储量井田境界及储量 2.

31、1 井田境界 2.1.1 井田周边情况 本矿与新立、新兴相接，以七台河河床中心和-80、-250、-400 米标高为 界分割井田边界，与新兴矿以 74 层煤底板为界，因此本矿的安全生产和新兴 矿安全生产互为影响，同时本矿的开采对新兴矿的工业广场及井巷工程有较大 的影响，所以本次报告充分考虑这一因素，留设永久煤柱。 新建五矿井田内，小窑开采历史较长，因此早期开采的小煤窑资料收集不 全，但近十多年小煤窑资料齐全。 因为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，所以 对本矿的安全生产无影响。 2.1.2 确定井田的依据 1.井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应。 2

32、.合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系。 3.充分利用自然等条件划分井田。 4.保证井田有合理的尺寸。 2.1.3 井田境界 井田境界： 东：以右边界为界； 西：以 F14 大断层为界； 南：以下边界为界； 北：以纬线为界； 井田走向长度：7000m 倾向长度： 4000m 勘探面积： 15.6km2 2.1.4 井田未来发展情况 本矿井煤层赋存条件稳定，地质条件较好，构造简单，煤炭资源储量较丰 富，所以本矿井有很好的发展前景。 2.2 井田储量 2.2.1 井田储量的计算 （一）矿井初步设计应计算以下储量： 1.矿井工业储量：勘探（精查）地质报告提供的“能利用储量”中的 A、B、C

33、 三级储量，A、B、C 三级储量的计算方法，应符合国家现行标准煤 炭资源地质勘探规范的规定； 2.矿井设计储量：矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱，防水煤柱，井 田境界煤柱和已有的地面建筑物，构筑物需要留设的保护煤柱等永久性煤柱损 失量后的储量； 3.矿井地质储量：勘探（精查）报告提供的储量，包括“能利用储量”和 “暂不能利用储量” ； 4.矿井设计可采储量：矿井设计储量减去工业场地的保护煤柱，矿井井下 主要巷道及上、下山保护煤柱煤量后乘以采区回采率。 （二）矿井工业储量是指井田精查地质报告提供的平衡表内 A+B+C 级储量。 井田工业储量应按储量块段法进行计算。 块段储量=块段面积块段平均厚

34、度容重/cos 为煤层平均倾角 计算得 Zc=1001.435 /cos15=182.74Mt （三）矿井可采储量的计算 Z=(Zc-P) C 式中：Z可采储量， Zc工业储量，Mt P永久煤柱损失，Mt C采区回采率,厚煤层不低于 0.75；中厚煤层不低于 0.8；薄煤 层不低于 0.85；地方小煤矿不低于 0.7。 计算得：Z=（182.74-16.08）0.9=149.994Mt 详见表 2-1 可采煤层储量总表。 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）地面受保护对象应包括轿车房、口房或通风机房风道等，围护宽度 一般为 20m。设定

35、立井保护煤柱时，应根据井筒深度、岩性、用途、煤层等赋 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。 （2）当斜井大巷、上、下山位于煤层中时，其保护煤柱宽度，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。 。 （3）工业广场保护煤柱留设，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. 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

36、尺寸获取 2050m 的煤 柱宽度来计算。 （二） 本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 20m；井田内部断层带煤柱留设为 20m；井筒周边煤 柱留设为 30m；地面留设 50m 煤柱；巷道两侧留设 20m 煤柱。 2.2.3 储量计算的评价 本设计矿井的各类储量计算均严格执照有关规定执行。但由于技现在术水 平、资料及人为误差等内外因素，导致储量的计算所得到的各种储量与实际情 况可能存在一定误差。 表 2-1 矿井可采储量汇总表 层 号 总面积煤 层 厚 度 (m) 容重 (t/m) A+B+C 级储 量 (t) A+B 级储量 (t) A+B 级 储量占 该层的

37、百分比 可采储量 (t) 9126.25 106 1.21.43.1.4545% 9225.50 106 1.11.43.77.6545%.96 9325.00 106 11.43.27.3245%.78 9624.75 06 0.91.43.55.7545%.15 9823.75 106 0.81.43.96.2845%.11 合 计 5.7.4745% 2.3 矿井工作制度矿井工作制度 生产能力生产能力 服务年限服务年限 2.3.1 矿井工作制度 根据采矿设计规范的有关规定： （1）本矿井采用“三八”工作制，即每昼夜三班工作，其中两班半进行 采、掘工作，半班进行检修； （2）一般每日井筒净

38、提升时间为 14h 小时。 （3）矿井年工作日按 330 天计算； 2.3.2 矿井生产能力及服务年限 一. 根据采矿设计规范 ，本矿井的设计生产能力为 1.20Mt/a。 二. 矿井设计生产能力： 本矿井已查明的工业储量为 182.74Mt,估算本井田内工业广场的保安煤柱、 境界煤柱等永久煤柱的损失量占工业储量的 10%，各可采煤层均属薄煤层，按 矿井设计规范确定本矿的采区采出率为 90%，由此计算确定本井田的可采储量 为 149.994Mt。 2.3.3 矿井设计服务年限 矿井设计服务年限 P=Z/AK 式中，P-为矿井设计服务年限，a； Z-井田的可采储量,Mt； A-为矿井生产能力,M

39、t/a； K-为矿井储量备用系数，一般取 1.4； 计算得：p= Z/AK=14999.4/（1201.4）=89.2a。 第第 3 3 章章 井田开拓井田开拓 3.1 概概 述述 3.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述 新建五矿与新兴煤矿、东风煤矿相连，新兴煤矿以立井开拓为主，东风煤 矿是以斜井开拓，其矿井范围的小矿主要是片盘斜井为主。 3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况 1.本矿井所在位置属于平原地带，无太大起伏，矿井内煤层埋藏深度从 +150-800，其中 91# 和 92#层间距约为 24.5， 93#、96#层间距为 20.3m，以 上四个煤层可联合开采。 9

40、6#、98#之间的距离接近 81.6m，不宜采用联合开采， 98#须单独开采。 2.煤层倾角 1225 之间。且含水层较少，可以采用上山开采。 3.构造比较复杂，虽然无太大型构造，但井田内有 F3、F4、F7、F13四条大 断层，所以对开采有一定的影响。 4.顶、底板为粉砂岩、粉细砂岩等硬质岩层，稳定性较好，所以井巷维护 比较容易。 3.1.3 确定井田开拓方式的原则 1.认真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；

41、 2. 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，使主要巷道经常保持良好状态； 3. 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，根据设计的需要，将不同煤质、煤种的 煤层分别开采； 4.合理集中开拓布置，简化生产系统，避免生产分为集中生产创造条件； 5. 合理开发国家资源，减少煤炭损失。 3.2 矿井开拓方案的选择矿井开拓方案的选择 3.2.1 井硐形式和井口位置 （一） 井硐形式方案比较 根据新建五井的地质及煤层等实际情况，以平洞开拓方式的条件不具备， 所以应直接否定，现依据该井田的地形

42、、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 1 - 双斜井开拓； 方案 2 - 双立井开拓； 方案 3 - 斜立井混合开拓； 以上三种井筒开拓方案技术比较如下： 1.双斜井开拓：如图 3-1 斜井与立井相比有如下优点： （1）井筒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立井投资少。 （2）胶带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。 （3）井筒装备和地面建筑物少，不用大型提升高备，钢材消耗量小。 缺点： （1）在自然条件相同时，斜井要比立井长得多。 （2）由于斜井较长，沿井筒敷设

43、管路，电缆所需的管线长度较大。 （3）围岩不稳固时，斜井井筒维护费用高，采用绞车提升时，提升速度 低，能力小，钢丝绳磨损严重，动力消耗大，提升费用高，当井田斜长较大时， 采用多段绞车提升，转载环节多，系统复杂，更要多占用设备和人力。 （4）斜井通风风路较长，对瓦斯涌出量大的大型矿井，斜井井筒断面小， 通风阻力过大，可能满足不了通风的要求，不得不另开专用进风或回风的立井 并兼做辅助提升。当表土为富含水的冲积层或流砂层时,斜井井筒掘进技术复 杂,有时难以通过。 适用条件 ：煤层赋存较浅，垂深在 200 米以内，煤层赋存深度为 0500 米，含水砂层厚度小于 2040 米，表土层不厚，水文地质情况简

44、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：本井田一水平设在-100 水平标高，根据煤层的赋存情况采用斜 井开拓在技术上不可行。 2.双立井开拓：如图 3-2 立井与斜井相比有如下优点： （1）机械化程度高，易于自动控制。 （2）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。 （3）井筒为圆形断面，结构合理，维护费用低，有效断面大，通风条件 好，管线短，人员升降速度快。 缺点： 井筒掘进技术和施工设备相对复杂，掘进速度慢，地面工业建筑，井筒装 备，井底车场及硐室等初期投资较多。 适用条件：煤层赋存深度 2001000m，含水砂层厚度 20400m,立井开拓 的

45、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，地质构造，煤层赋存状况等因素，本矿井的 条件满足采用双立井开拓，故此方案在技术上可行。 3. 斜立井混合开拓：如图 3-3 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，费用底，副井采用立井开拓，井筒容易维护，有效断面大，有利于通 风。 缺点：如井口相近，则井底车场相距较远，井底车场布置，井下联系就不 太方便，地面工业建筑物就比较分散，生产调度及联系也不带方便，另外占地 较多，相应增加了煤柱损失。 适用条件

46、：介于双立与双斜井之间。 技术评价：根据设计的地表状况，煤层赋存及工业广场的布置实际情况， 如果采用综合开拓不利于地面工业广场的布置，也不利于井底车场的布置，井 下的联系和调度也较为繁琐，因此该方案在技术上合理，但不适合本矿井设计， 所以本矿井不才用斜立混合开拓。 图 3-1 图 3-2 图 3-3 3-4 开拓方案经济比较表 方案一方案二方案三 斜井开拓 两组上山 立井开拓 两组上山 斜力混合开拓 两组上山 项目名称 数量 投资 （万元）数量 投资 （万元） 数量 投资 （万元） 主井1200144030090012001440 副井10001200300900300900 井 筒 风井25

47、0105035010503501050 井底车场75067.585076.5850765 井 巷 工 程 主要运输巷道及 回风巷道（m） 800072008000720080007200 主井25622527.52562 提 升 设 备 副井110411381138 基建投资总计14623.513791.514366.5 各方案与第一方案的差 值 -832-257 （二） 井口位置 井口位置的选择是井田开拓的重要组成部分。这是在选择开拓方式的同时 就必须要考虑的。因此对井筒有以下要求： 1.井下条件： （1）井筒在井田沿走向方向的储量中央或靠近井田中央位置使井田两翼 可采储量基本平衡，使沿走向

48、运输的大巷的运输费用最低，同时还能保持两翼 均衡生产和采区的正常接续。尽量避免井筒偏于一侧，形成单翼生产的不利局 面，特别是第一水平量亦可采储量的平衡问题。 （2）在井田倾斜方面：应使总石门工程量最小，初期工程量及投资小， 建井工期短，且煤柱损失小等 （3）开拓方式和井口位置选择时，一定要与初期移交达产采区的位置及 其接续统一考虑。初期采区要选择在地质（特别是构造、煤层厚度及稳定性、 顶底板）和水文条件好、煤层储量丰富、勘探程度高、地面无建筑物或少量移 迁建筑物，便于迅速达产和增产的地段，同时尽量靠近井田中部。 （4）井筒应尽量避开或少穿地质及水文复杂的地层或地段。同时将井底 车场置于地质和水

49、文条件好的稳定岩层中，并注意不受底部强含水层承压水威 胁。 （5）尽量减少井筒及工业场地煤柱数量，特别是少压或不压前期开采条 件好的煤层。有条件时可放在无煤带和煤层无开采价值的地带。 2. 地面条件 （1）井口应满足防洪设计标准。 （2）工业场地要少占或不占良田。 （3）井口及工业场地位置必须符合环境保护的要求。 （4）井口要避开地面滑坡、岩崩、泥石流、流砂等危险地区。 （5）井筒应建在比较平坦的地方。在山区、丘陵地带要结合地面生产系 统充分利用地形尽量减少土石方工程量。 （6）井口位置要与矿区总体规划的交通运输、供电、水源、居住区、辅 助企业等布局相协调，使之有利于生产，方便生活。 根据本井

50、田的地质情况井筒可位于井田中央位置 将井筒放在井田中央位置时，压煤量为 1185.6 万吨，此时一水平标高定 在了-200m。 确定井口的位置，坐标为： 主井：（-88000 , -） 副井：（-88000 , -） 3.2.2 开采水平数目和标高 1.开采水平的尺寸以水平垂高表示，水平垂高是指该水平开采范围的垂高， 合理的水平垂高的要求： （1）经济上有利的垂高； （2）具有合理的区段数目； （3）具有合理的阶段斜长； （4）要有利于采区的正常接替； （5）证开采水平有合理的服务年限及足够的储量。 2. 水平划分方案比较 根据以上各方面原因及本井田的实际情况现确定水平划分方案比较如下： 表

51、3-5 方案一方案二 二水平上下山开采三水平上山开采 第一水平的标高取 -200m 第一水平的标高取 -200m 第二水平的标高取 -400m 第二水平的标高取 -400m 第三水平的标高取 -800m 阶段垂高 200m 阶段垂高 200m 400m 水平单位(万吨)水平单位(万吨) 第一水平储量 7309.7 第一水平储量 7309.7 第二水平储量 10964.6 第二水平储量 6578.7 第三水平储量 4385.8 平服务年限 (年)平服务年限 (年) 第一水 37 第一水 37 第二水 31 第二水 52 第三水 21 根据一上两种方案所列出的各项数据，对两种方案比较如下： 方案一

52、：该方案的阶段垂高、服务年限符合煤矿生产安全规程的规定，煤 层为缓倾斜煤层，但采用上下山开采，后期压力大，故此方案不可行。 方案二：该方案的阶段垂高及服务年限符合煤矿生产安全规程的规定，故 选用此方案。 可采总储量为 Zc=14999.4Mt，设计生产能力为 1.2Mt/a； 服务年限为 T=Z/AK=14999.4/（1201.4）=89.2a。 3.2.3 开拓巷道的布置 1.开拓巷道布置方式的选择 根据煤层的数目和间距大小的关系，大巷的布置方式分为单煤层布置、分 煤组布置和全煤组集中布置，采用集中运输大巷时，各煤层间用采区石门联系。 当煤层倾角太大时，层间联系也可用溜井或斜巷。各种方式的

53、适用条件如下： 1、分煤层大巷适用条件 1) 产量，风量均大，需要疏解； 2) 各煤层底板均有坚硬岩层； 3) 井底车场或平硐在煤层顶板； 4) 煤层数不多，层间距大，石门长； 5) 井田走向长度短，服务年限不长； 6) 煤质牌号不同，要求分采，分运。 2、分组集中大巷适用条件 1) 煤层数多，层间距大小悬殊； 2) 多水平生产，容易解决运输，通风的干扰； 3) 按煤层的特点根据运输，通风要求组合，经济上有利。 3、集中运输大巷适用条件 1) 采区尺寸大，石门长度短； 2) 井田走向长度大，服务年限长； 3) 煤质牌号相同，要求分采分运； 4) 适于煤层层数多，层间距不大的矿井； 5) 下部煤

54、层底板有坚硬岩层，容易维护； 6) 自然发火严重，便于分区，分段处理事故。 2.本设计阶段或水平是沟通采区与井底车场的交通运输干线，当上一水平 采完后，又可作为下一水平的总回风道，其服务年限较长。见开拓方案比较表 和开拓方案平面示意图。 图 3-6 开拓方案剖面示意图 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，在经过技术和经济比 较，确定该矿井采用双立井开拓。 。 3.3.2 井硐位置及坐标 井筒位置就是确定井筒沿煤层走向和倾斜方向上的具体尺寸，选择井筒位 置的条件如下表 3-7： 表 3-7 地面条件井下条件 煤的运输方向煤柱量

55、 工业场地占地面积按运输量确定井筒置 地形与工程地质条件勘探程度和初期工程量 生产建设与住宅位置根据地质条件确定井筒位置 根据本井田的实际情况和地质条件，又考虑到以上条件，本矿井井筒位置 详见开拓示意图。 两立井位于井田中央，坐标分别为： 主井：（-88000 , -） ；副井：（-88000 , -） ； 3.3.3 水平数目及标高 根据本矿井的煤层赋存条件，地质构造等因素，合理的水平划分方案的技 术分析和经济评价，该设计矿井在-200m 水平标高处划分一个水平，阶段垂高 300m，在-200m 水平标高上布置水平开拓巷道，井底车场及各硐室，井田范围 内各煤层以-200m 开采水平为界，再用

56、上山开采。 3.3.4 石门 大巷数目及布置 根据矿井开拓巷道布置方案的技术分析和经济评价，确定本设计矿井采用 集中运输大巷及采区石门布置。 在本设计矿井中，由于大巷和石门服务年限较长，运输能力要求较大，所 以大巷和石门的断面和支护形式在本矿井中相同，其内部设施也相同。巷道断 面设计合理与否，直接影响煤矿的经济效益和生产的安全性，其基本原则是在 满足安全与技术要求的条件下，提高断面利用率、缩小断面、降低造价并有利 于加快施工速度为原则。本矿井大巷断面如图 3-8 图 3-8 大巷断面图 3.3.5 井底车场的形式选择 井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是连 接井下运输

57、和提升两个环节的枢纽，是矿井生产的咽喉。因此，井底车场设计 是否合理，直接影响着矿井的安全和生产。 井底车场形式选择的因素如下： （1）调车简单，符合有关规定、规范； （2）调节简单，管理方便，弯道及交叉点少； （3）矿井生产能力，有足够的富裕系数增产的可能性； （4）井巷工程量小，建设投资省，便于维护，生产成本低； （5）施工方便，各井筒间，井底车场巷道与主要巷道间能迅速贯通，缩 短建设时间； （6）矿山提升的斜井井底车场，井筒不延深的一般采用平车场，井筒延 深的一般采用甩车场； （7）当大巷或石门与井筒距离较大时，能够布置下存车线和调车线，选 择卧式井底车场。 3.3.6 煤层群的联系 本

58、矿井设计井田范围内共有五层可采煤层,即 91#、92#、93#、96#、98#,参 见可采煤层特征表及巷道开拓方案示意图, 91#和 92#距离较近可联合开采，93# 和 96#距离较近也可联合开采,最后一层单层开采。 3.3.7 采区划分 本设计井田走向长度较大，地质构造比较简单，想从井田边界沿整个阶段 前进开采，无论从时间、投资和实际开采技术条件上都要受到限制，因此势必 按技术要求将井田沿走向划分各各采区，并按一定的顺序进行回采，所以每个 采区都有一套完整的生产设施，包括上下山提升、运输设备，以便独立进行生 产与准备。 本设计将井田划分成若干采区时，应考虑如下所述原则： （1）根据煤炭工业

59、矿井设计规范 ，开采多煤层的井田，应尽量联合布 置采区，搞集中生产； （2）采区划分要考虑采区接续关系，便其适应各翼储量及产量分配； （3）采区划分既要有意识地缩短大巷，又要充分注意人为境界处延的可 能性； （4）对于煤层稳定，开采条件好，生产能力大的采区，走向长度要适当 加大； （5）对于自然发火倾向强烈的煤层或围岩压力大，难于难护的矿井，采 区尺寸要适当缩小； （6）要适应充填注砂井，回风井的既定位置，使分区充填，分区通风的 联系巷道尽量缩短； （7）采区宜双面布置，当受地质条件限制时或安全上有特殊要求时，可 单面布置； （8）如果井田走向长度不大，两翼均不超过 1500m，可以不划分采区

60、，直 接从井田边界进行后退式回采； （9）采区走向长度根据煤层地质条件，开采机械化水平，采区储量，生 产能力与巷道维护等因素综合考虑； （10）初步设计一般负责划分第一水平全部采区，故需要沿井田走向全长 统一考虑，作到初后期统筹兼顾，不但要全井合理，更要有利于初期； （11）为了充分发挥综合机械化效能，减少搬家次数，提高效率和回采率， 减少采区煤柱损失，凡是厚度稳定，适合于综机开采的部分要单独划分出采区； （12）初期采区尺寸要适应目前输送机的实际长度及电压降的控制范围， 后期采区尺寸可逐步加大根据该设计井田的地质构造及煤层赋存等因素。结合 上述采区划分原则，本设计矿井第一水平划分为四个采区，