双鸭山煤矿1.8Mta设计论文

1、 摘要本设计为岭东煤矿1.8Mt/a设计。岭东矿井田地质构造简单，煤层倾角18o23o。煤种以焦煤为主。井田共有5层可采煤层，煤层总厚13m，井田面积14km2。可采储量182.99Mt，矿井设计服务年限72.6a。岭东煤矿采用双立井、划分两个水平，一个工作面达产。采用集巷布置，大巷采用10t架线式电机车牵引3t底卸式矿车运输，采煤方法走向长壁采煤法，采空区处理方法为全部垮落法，主井采用多绳箕斗提升，副井采用刚性组合罐笼提升，“四-六”工作制。岭东煤矿属于低瓦斯矿井，采用两翼对角抽出式通风。关键词：立井开拓；上山；综合机械化采煤工艺68 / 74AbstractThis design for

2、Ling Dong coal 1.8Mt/a design. Lingdong mine geological structure simple, seam dip angle 180230. Coal for coking coal. 5 layer mining coal seam in the minefield, total thickness of coal seam 13m mine area of 14km2. Recoverable reserves of 182.99Mt, life of mine design 72.6a. Lingdong coal with twin

3、shaft, divided into two levels, a work surface production. Centralized layout, main roadway using 10T overhead line electric locomotive traction 3T bottom-unloading mine car transport, coal mining methods of longwall mining method, method of goaf disposal method for all failing, multi rope of main s

4、haft skip hoisting, use rigid composite cage hoisting in auxiliary shaft of "four-six" work. Lingdong coal mine belongs to the low gas mine, exhaust ventilation wing diagonal.Key words: vertical development; Hill; fully mechanized mining technology . 目 录摘要IAbstractII第1章 井田概况与矿井建设条件11.1 井田概

5、况11.1.1 交通位置11.1.2 地形地貌21.1.3 地面水系21.1.4 气象特征21.1.5 地震情况21.1.6 地区经济概况21.1.7 矿区开发简史31.1.8 地面建(构)筑物与设施31.2 矿井外部建设条件与评价31.2.1 运输条件31.2.3 水源条件31.2.4 其它建设条件41.3矿井资源条件41.3.1 地层41.3.2 构造51.3.3 煤层51.3.4 煤质61.3.5 水文地质81.3.6 其他开采技术条件81.3.7 储量81.4 井田勘查程度与开采条件评价91.4.1 地质勘探程度91.4.2 地质勘探评价9第2章矿井资源/储量、设计生产能力与服务年限1

6、12.1 井田境界与资源/储量112.1.1 井田境界112.1.2 资源储量112.2 矿井设计生产能力与服务年限152.2.1 矿井工作制度152.2.2 矿井设计生产能力152.2.3矿井设计服务年限17第3章井田开拓183.1 开拓方式与井口位置183.1.1 井口位置与工业场地选择的原则和主要因素183.1.2 矿井开拓方案的选择183.2 开拓部署323.2.1 井筒形式和数目323.3.2井筒位置与坐标323.2.3 水平划分与标高333.2.4 石门、大巷布置333.2.5 煤层开采顺序353.2.6 采区划分与接替353.3 井筒373.3.1 井筒净断面与布置373.3.2

7、 井筒施工方法39(1)普通法403.3.3 井壁结构403.3.4 井筒延深的初步意见413.4 井底车场与硐室413.4.1井底车场形式的确定与论证413.4.2井底车场主要硐室42专 题 瓦斯抽采方法研究与措施441.1 井田概况与背景与意义441.1.1 井田概况441.1.2 本课题研究的背景与意义441.2 研究现状与发展趋势451.2.1 煤岩瓦斯渗流和煤层卸压瓦斯抽放研究现状451.2.2 采动覆岩移动变形与裂隙演化研究现状461.2.3 矿井瓦斯抽放方法研究现状471.2.4 瓦斯抽采技术481.2.5 研究存在的问题521.3研究方法与技术路线521.4 瓦斯赋存与运移规律

8、531.4.1 矿煤层瓦斯含量531.4.2 煤层瓦斯运移规律531.5采空区瓦斯分布规律561.5.1 采空区瓦斯分布规律561.5.2 封闭区瓦斯分布规律571.6防治煤矿瓦斯爆炸的措施571.7加强煤矿瓦斯综合治理和利用的一些要求591.8结论60致 61参考文献62第1章 井田概况与矿井建设条件1.1 井田概况1.1.1 交通位置岭东煤矿位于双鸭山矿区西部，距双煤公司约12km，行政区划属黑省双鸭山市岭东区管辖。即地理位置为：东经130°3000130°3100北纬45°460045°4700。矿区有矿用铁路专用线与勃七线，牡佳线接轨。公路可通往

9、桦南、双鸭山、宝清、密山、鸡西、勃利、依兰和等市县。铁路交通、公路交通十分方便。岭东煤矿交通位置，见图1-1。图1-1 交通位置图1.1.2 地形地貌本区位于双鸭山市煤田东部，三面为低山区，西为西石山、南为洪涛山、东南为口泉山脉。本井田为低山丘陵地形，地势东南部高，西北部低，黄土梁与“V”字型沟谷发育。本区最高点1709m，位于井田东南部，最低点在七星河河床，标高1412m，相对高差297m，一般地形标高14501600m。1.1.3 地面水系双鸭山岭东矿发源于本区南部山区，为倭肯河支流，河宽20米左右，水深0.30米左右，平常期流量为0.5-1.5立方米/秒，洪水期流量为10-200立方米/

10、秒，属季节性河流。1.1.4 气象特征本区属于湿润温带大陆性季风气候，常年受季风和西伯利亚寒流影响，因此温度变化差异大，冬季长而寒冷，夏季短而温暖，春秋两季气候变化多变。昼夜温差大。一般日温差20。降水主要集中于7、8、9三个月，多年平均降水量为409.7mm，年最小降水量259.3mm，极端降雨量32.6mm（1976年9月20日），相对湿度53。年平均蒸发量为1787.6mm，其中47月蒸发量大，最大日蒸发量21mm西北风几乎贯穿全年，4、5月份风力最大，多年平均风速2.8m/s，最大风速20m/s（1979年4月30日东北风）。平均8级以上大风日数20.1天，最多达36天（1979年），

11、沙尘暴平均6.2天/a。冰冻期：每年结冰期从11月至翌年4月，年平均168.6天，最大冻土厚度1860mm（1993年10月连续13天），最大积雪厚度220mm。1.1.5 地震情况双鸭山市位于东北地震区大，小兴安岭地震带之间，根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），根据国家地震局资料，岭东矿与其邻区地震裂度在5°以下，地震设防烈度为度。1.1.6 地区经济概况2013年，岭东区生产总值实现8.8亿，比上一年增长35%；公共财政预算收入实现1亿元，比上年下降33.6%；规模以上生产增加值完成1.47亿元，增长8.2%；城镇居民人均收入实现12644元，增长10.6%。对

12、外贸完成388万美元，增长40%。全区招商引资完成6.22亿元。1.1.7 矿区开发简史双鸭山矿业集团生产矿井8对，本井田没有正在生产、建设与停闭个矿井，更没有小煤窑。但在井田外的西南方约15km处有正在生产的双鸭山矿业集团矿，西南约18km处有集贤升平小煤矿。 岭东煤矿采用立井开拓，设计生产能力1.8Mt/a，一水平标高为-320m，目前正开采48#，58#，63#,65#和67#五个煤层，共布置三个采区。矿井的正常涌水量为104m3/h，最大涌水量为186m3/h，矿井瓦斯不大，属于低瓦斯矿井。1.1.8 地面建(构)筑物与设施岭东矿区位于省东部，行政区划涉与双鸭山市所辖矿区、四方台区、岭

13、东区、宝清县和集贤县。矿区资源围涵盖整个双鸭山煤田，属国家大型煤炭基地东部煤炭基地规划区。1.2 矿井外部建设条件与评价1.2.1 运输条件矿区有矿用铁路专用线与勃七线，牡佳线接轨。公路可通往桦南、双鸭山、宝清、密山、鸡西、勃利、依兰和等市县。铁路交通、公路交通十分方便。1.2.2 电源条件双鸭山地区现有区域变电站两座与正在兴建的小型核发电厂一座。在矿区总体设计阶段，供电电源方案已与达成协议。所以，供电电源容易解决。1.2.3 水源条件井田与附近第四系松散层中均含有不同程度的潜水，为当地的主要饮用水源。根据双鸭山煤矿集团XX公司岭东矿井水资源论证报告（双鸭山市水资源技术开发服务公司，2008.

14、7），岭东矿井、铁路专用线与选煤厂生产用水利用本矿井下排水。地下含水量还算丰富，供水水源充足。1.2.4 其它建设条件本井田围分布多处村庄，对井下煤炭开采有一定影响，但是由于拆迁难度较大，设计仅对初期开采影响较大的王冒庄和桂里窑两个小村庄考虑搬迁，其他村庄暂按留设安全煤柱考虑，不搬迁。矿井建设所需砖、白灰、碎石、料石等建材均可当地解决；所需钢材、高标号水泥、木材等需由外地购置。1.3矿井资源条件1.3.1 地层岭东矿区位于双鸭山盆地北部条带东端，基底是元古界麻山群，含煤层为中生界上侏罗纪鸡西群，井田煤层倾角在21º左右，都为单斜构造，局部有四个断层。应附地层特征表，并符合表1-1 的

15、规定。区域地层特征，见表1-1。表1-1 地层特征表界系统组符号厚度/m岩 性 变 化 情 况新生界第四系海拉尔组Qh6-57上部为黑色腐植土和黄色风成砂，下部为粘土，亚粘和砂砾。中生界白垩系下统伊敏组K1ym 33-250主要为泥岩和粉砂岩，夹细、中、粗砂岩、煤层与碳质泥岩。与下部地层整合接触。大磨拐河组K1d20-220为主要含煤组，含4个煤层，编号为：48#、58#、63#、65#煤层。梅勒图组K1m50-370上为泥岩、砂岩和薄煤层，中为中基性熔岩，下为泥岩夹玄武岩和薄煤层。龙江组K1lj 50-120上部为凝灰碎屑岩，下部为中酸性熔岩。古生界泥盆系上泥统大民山组D3d不详主要为蚀变安

16、山岩、酸性熔岩、薄层凝灰岩、凝灰质砂岩。1.3.2 构造1、井田地质构造特征岭东煤矿属于侏罗纪晚期，含煤地层形成。沉积前的古构造以与后来的燕山运动都对煤层起了一定的控制作用。在煤田形成之后，南北压力进一步加强。2、断层岭东煤矿井田围主要地质构造为断层，其中断层有3个，铅直断距在20 m左右，主要断层特征，见表1-2。表1-2 主要断层特征表序号断层名称断层性质断层产状区走向长度（m）控制程度备注走向倾向倾角（°）落差（m）1F7正WESN608515501242可控可划分采区2F14正WESN568010401255可控3F10正WEES 10333305065可控1.3.3 煤层1

17、、含煤地层设计矿井具有经济价值的可采煤层均集中于鸡西群城子河组，该组地层总厚度为881.5m，煤层的平均可采厚为2.6m，可采煤层有48#，58#，63#,65 #和67#共5个煤层，其倾角在21°左右,平均容重1.4。2、煤层特征可采煤层特征，见表1-3。表1-3 可采煤层特征表煤层名称煤层全区厚度（m）煤层可采区厚度（m）煤层层间距（m）煤层结构顶底板岩性煤层稳定性煤层容重最小最大平均最小最大平均最小最大平均夹矸层数夹矸厚度（m）顶板底板48#2.73.33.040.541.64110221620.35砂页岩砂岩稳定1.458#2.63.02.836.538.6371016132

18、0.36砂岩砂岩稳定1.3563#1.92.52.237.538.63810201530.34砂岩泥岩稳定1.465#2.42.82.635253025212320.34泥岩砂岩稳定1.467#2.12.72.430202526142020.34泥岩砂岩稳定1.41.3.4 煤质1、煤类（包括各煤层与其分布规律）；岭东矿区的煤层是由高等植物所形成的腐植煤，其肉眼煤岩成份主要是亮煤、暗煤、夹镜煤丝带、岩性较细，主要由粉砂岩、细砂岩、粉细互层、中砂层与煤层组成，仅有较少的粗砂岩，含烁砂岩。煤层和岩层的物性差异均比较明显，曲线在各种岩层反应平直煤层异常反应明显，岩石硬度多数为中等硬度的砂岩类，如煤层

19、柱状图见下图1-2 和煤质特征分析见表1-4。 图 1-2 煤层柱状图表1-4 煤质特征表煤层名称水分Mad（%）灰分Ad（%）挥发分Vdaf(%)硫分St,d (%)磷分Pd (%)低位发热量Qnet.ar (MJ/kg)煤灰软化温度ST（）胶质层最大厚度Y （mm）黏结指数GR.I48#1.8023.9533.750.270.03328.6630121/3JM58#2.2023.6034.200.130.02128.9028151/3JM63#1.4620.4035.070.260.05428.7427111/3JM65#1.9222.3635.600.190.01826.6832181/

20、3JM67#1.6723.5235.790.230.02227.5829171/3JM1.3.5 水文地质第四系孔隙含水层在全矿广泛发展，除山坡地区较薄外，其余均很厚，发育的规律为：由南向北逐渐增厚。水的主要补给来源是大气降水与山区地下水，涌水量为0.7157L/（s·m）。岭东矿受大气降水直接补给，岩石风化裂隙不发育，地下水呈裂隙水形式。已探明含煤地层风化裂隙带总深度在80100 m，而强风化裂隙带在5060 m以。对降水的补给与渗透起到到控制作用，使地下水呈承压水出现，地下水补给来源主要是大气降水，水力性质呈潜水状态。1.3.6 其他开采技术条件1、本矿井煤尘无爆炸危险，且煤层无

21、自燃倾向性，属于低瓦斯矿井。相对涌出量1.43m3/min，绝对涌出量为2.4m3/min。2、矿井地温（包括地温梯度、热害状况），应附地温等值线图；本矿井的恒温带温度为5.6°C，深度为20m。500m水平的平均地温为19.5°C；700m水平的平均地温度为25.3°C。3、煤层顶底板（包括每层直接顶和老顶岩性与稳定性，煤层直接底板岩性与稳定性）。煤层顶底板岩石主要为粉砂岩和细砂岩。煤层顶底板条件好，抗压强度一般在5001100kg/cm2左右。1.3.7 储量本井田共见煤层5层，参加资源/储量估算的煤层48#、58#、63#、65#和67#号煤层。本次资源/储

22、量估算围平面上是以勘查许可证围各可采煤层的赋存围。垂向上最高标高为1360m，最低标高为700m。矿井地质资源量汇总表，见表1-6。 表1-5 矿井地质资源量汇总表表开采水平煤层矿井地质资源量（Mt）（%）（%）(331)(332)(333)小计48#17.536.533.7627.8263.0186.5258#15.825.9323.7825.5362.6285.2263#16.944.0443.7124.6963.5684.9965#16.186.963.9327.0759.9885.4867#15.904.993.5824.4765.0685.23合计82.3728.4516.76127

23、.5860.9385.4048#14.126.933.6124.6657.2885.3858#13.946.723.6824.3257.3384.9863#14.186.153.3223.6559.9785.9765#14.0163,3523.3659.9885.6867#13.285.533.2922.1359.9984.99合计56.4931.3317.88118.1259.9484.87总计151.2859.7834.64245.761.5785.9 1.4 井田勘查程度与开采条件评价1.4.1 地质勘探程度自一九八九年至一九九九年经历了普查、精查阶段。二零零一年十月，双鸭山矿业集团地质

24、队提交了临东煤矿深部精查补充勘探地质报告。共施工了398个钻孔，总工程量210381.86m，可采煤层点1221个、其中甲级306个、乙级168。1.4.2 地质勘探评价1、井田构造形态已经查明，井田位于双鸭山煤田东南部，地层走向大致为东西向，倾向北，为一南高北低的单斜构造，地层倾角一般18-24°。中部树儿里断层组附近断裂构造较发育对开拓布置有较大影响，岩浆岩不发育，地层产状平缓，有陷落柱4个，西部局部有岩浆岩侵入，井田构造复杂程度总体中等。2、查明了可采48#、58#、63#、65#和67#煤层的厚度、深度、结构、可采围与变化规律，同时查明了不可采煤层的层数、层位、厚度、结构与赋

25、存特征，可采煤层对比可靠，评价了可采煤层的稳定性和可采性。3、查明了井田各可采煤层的煤质特征、工艺性能与其变化情况，确定了煤类，评价了煤的工业利用方向。井田各可采煤层以不粘煤为主，含少量的长焰煤和弱粘煤，并以低水分、特低灰低灰、特低硫中硫、特低磷低磷、高特高热值为特点，是理想的环保型民用与动力用煤。4、水文地质条件复杂程度中等，矿坑以裂隙含水层直接充水为主、岩溶裂隙水底板间接充水为辅。即井田水文地质勘探类型为二类二型。5、查明了井田各可采煤层顶底板的工程地质特征。本井田为层状岩类，工程地质条件复杂程度为中等，即三类中等型。6、通过对区钻孔简易测温资料的分析，确定井田全区为地温正常区，通过本次地

26、质勘查成果，查明了煤层的瓦斯、煤尘与煤的自燃趋势，井田煤层瓦斯含量较低，煤尘具爆炸性，煤具有自燃倾向。综上所述，本区勘查程度为勘探阶段，基本查明了井田总体构造形态，煤层赋存情况与煤类、煤质特征，对水文地质、瓦斯、煤尘、自燃等开采技术条件，并进行了评价；对矿区资源/储量进行了估算，先期开采地段探明的资源量（331）占本地段总资源量的60.46，探明的资源量（331）+控制的资源量（332）占本地段总资源量的85.15，达到煤、泥炭地质勘查规要求。可以作为现阶段设计依据。第2章矿井资源/储量、设计生产能力与服务年限2.1 井田境界与资源/储量2.1.1 井田境界本井田西以F14断层为界与青龙山区和

27、东风矿相邻，东以F7断层为界与新立矿和新兴矿相邻，北部以48#煤层露头线为矿界，南部以67#煤层底板-650m标高地面投影为界与新兴矿相邻。井田走向5.0km，倾向2.8km，井田面积约14.0km2。经省双鸭山市国土资源局核实，省国土资源厅划定矿区围审批号（黑国土矿划2005127号）的意见，井田围由8个国家拐点坐标圈定，详见表2-1井田围拐点坐标表。表2-1 矿井境界拐点坐标表拐点坐标拐点坐标XYXY152415602259990055244265225916025242400225985506524363522600030352429652259854575243240226000604

28、5242885225983098524291022600120开采上限+87m开采下限-1000m2.1.2 资源储量1、矿井地质资源量探矿权登记围共查明各煤层地质资源量为245.7Mt。其中探明的蕴经济资源量(331) 82.06Mt，占煤层资源量的33.4%；控制的蕴经济资源量(332) 18.43Mt，占煤层资源量的7.5%；推断的蕴经济资源量(333) 145.21Mt，占煤层资源量的59.1%。详见表1-6。2、矿井工业资源/储量矿井工业资源/储量=lllb+122b+2M11 +2M22 +333k=103.194+51.595+44.2264+22.113+19.656=240.

29、78Mt矿井工业资源/储量为240.78Mt，即矿井地质资源量扣除333折减量。考虑到333级资源量约占总地质资源量的59. 9%，比例较大，且局部可采煤层的零星分布区段均为333级资源量无法开采，故可信度系数k取0.8。（考虑到该矿井构造程度属于中等、煤层较稳定，故可信度系数k取0.8。）矿井工业资源/储量计算见表2-2。表2-2 矿井工业资源/储量表开采水平煤层矿井地质资源量（Mt）探明的资源量（Mt）（331）控制的资源量（Mt）（332）推断的资源量（Mt）（333）矿井工业资源/储量（Mt）111b2M11小计2S11122b2M22小计2S22k值333k48#27.8217.14

30、6.3723.510.447.172.399.560.220.83.0526.5258#25.5316.056.2722.321.057.072.399.460.330.82.7824.3863#24.6915.586.0321.610.507.092.279.360.720.82.6723.5365#27.0711.145.8717.270.306.832.389.210.600.82.6325.8767#24.4710.416.0316.440.405.842.508.340.330.82.5225.28合计127.5870.5830.57101.152.6935.5011.9346.93

31、2.213.65125.5848#24.6614.026.0220.040.446.403.44.860.220.82.4324.3658#24.3213.655.5219.121.056.403.24.860.330.82.3423.2563#23.6512.194.8716.890.505.33.04.620.720.82.2522.5965#23.3610.565.0215.580.305.403.44.860.600.82.1323.1567#22.137.154.3711.580.4063.05.100.330.81.3622.12合计118.1259.7825. 383.212.6

32、929.51624.32.20.811.18115.2矿井总计245.7103.155.87186.27.0365.1827.9393.114.40.824.84240.78矿井设计资源/储量=矿井工业资源/储量-断层煤柱-防水煤柱-井田境界煤柱-地面建（构）筑物煤柱-其他煤柱经计算矿井永久煤柱损失量总计为6.16Mt，矿井设计资源/储量为295.06Mt。矿井设计资源/储量计算见表2-3。表2-3 矿井设计资源/储量表开采水平煤层矿井工业资源/储量（Mt）永久煤柱煤量（Mt）矿井设计资源/储量（Mt）断层防水井田境界地面建筑物其他合计4826.520.6100.02000.6325.8958

33、24.380.6200.01000.6323.756323.530.6300.01000.6422.896525.870.6700.05000.7225.156725.280.6000.05000.6524.63合计125.583.3300.14003.99121.594824.360.6200.02000.5423.825823.250.6100.04000.6522.646322.590.6700.03000.7021.996523.150.5500.15000.7023.956722.120.6600.15 000.7121.42合计115.23.2300.36003.23112.01全

34、矿井总计240.786.5600.66007.22233.564、矿井设计可采储量矿井设计可采储量=（矿井设计资源/储量-工业场地保护煤柱-井筒保护煤柱-主要巷道煤柱）×采区回采率。采区回采率：薄煤层取85%，中厚煤层取80%，厚煤层取75%。经计算，全矿井设计可采储量为182.99Mt，矿井设计可采储量计算见表2-4。表2-4矿井设计可采储量表开采水平煤层矿井设计资源/储量（Mt）保护煤柱煤量（Mt）采区回采率开采损失矿井设计可采储量（Mt）工业场地井筒主要巷道小计4825.890.2390.1480.4050.7920.85.25519.8435823.750.2650.1690

35、.3070.7410.85.95817.0516322.890.2220.1420.4120.7760.85.68716.4276525.150.2940.1920.3860.8420.84 .84119.4676724.630.2760.1890.3350.80.85.8718.425合计121.591.2650.8271.8433.90529.81194.784823.820.3130.2170.4971.0270.84.26618.5275822.640.3050.2080.5041.0170.84.78616.8376321.990.4480.1920.5801.2720.85.678

36、15.046523.950.2940.2290.4751.0460.85.53517.5546721.420.4750.2510.611.3360.85.21114.873合计112.011.8331.4492.6665.94823.888.21全矿井总计233.563.0982.2764.5099.6050.57182.995、安全煤柱（1）根据建筑物、水体、铁路与主要井巷煤柱留设与压煤开采规程和煤炭工业矿井设计规，工业场地按II级保护，场地周围围护带宽度取15m，各煤层暂按表土层移动角=45°，岩层移动角=70°。计算保护煤柱围。（2）井田境界煤柱宽度取50m，采区边界

37、煤柱两侧各留10m，大巷煤柱宽度一侧取50m。（3）断层煤柱宽度按10m留设。（4）防水煤柱留设根据井田勘探报告提供的资料，井田开采围有无流水的河流或湖泊，不设防水煤柱。2.2 矿井设计生产能力与服务年限2.2.1 矿井工作制度根据煤炭工业矿井设计规规定：1、矿井年工作日按330d计算。2、地面采用“三八”制，每天3班作业，其中2班生产、1班检修。井下（包括与井下关联的部分地面工种）采用“四六”制，每天4班作业，其中3班生产、1班检修。3、每日净提升时间16h。2.2.2 矿井设计生产能力根据矿井资源条件（包括储量、煤层赋存条件、开采技术条件、井田地质构造、 水文地质条件）、建设条件（包括地理

38、位置、交通运输、水源、电源、建材等）、社会经济发展和市场形式要求，结合国外高产高效矿井生产管理现状和开采技术条件的发展，经技术经济分析论证，本设计对矿井生产能力提出如下三个方案。方案一： 1.8Mt/a；方案二： 2.4Mt/a；方案三： 3.0Mt/a；1、矿井资源条件资源量是决定矿井生产能力的基础，井田围地质资源储量245.7Mt，矿井设计可采储量182.99Mt。矿井设计服务年限计算公式式中T矿井设计服务年限，a；Zk矿井设计可采储量，Mt；A矿井设计生产能力，Mt/a；K矿井储量备用系数，K=1.31.5，根据本设计矿井情况，备用系数K=1.4。方案一：T=Z/(A×K) =

39、182.99/(1.5×1.4)=87.1a方案二：T=Z/(A×K) =182.99/(1.8×1.4) =72.6a方案三：T=Z/(A×K) =182.99/(2.4×1.4) =54.4a该矿井设计生产能力为1.5 Mt/a、1.8 Mt/a、2.4Mt/a时，矿井设计服务年限均满足煤炭工业矿井设计规的要求。从资源储量、井田地质条件、煤层赋存条件、水文地质条件、开采技术条件、煤种煤质等方面分析，本矿井建设规模以不超过 1.8Mt/a 为宜。2、外部建设条件 （1）地理位置优势岭东矿地处三江平原，同三公路经由井田南部边界外约3.5km处通

40、过；福前铁路于井田南部边界外23km处通过，矿区铁路在金沙岗与国铁福前线接轨。矿井煤炭产品通过上述铁路与公路，运往双鸭山发电厂、发电厂、市第三发电厂和全国各地。(2）供电电源的可靠性：根据岭东矿区总体设计和岭东矿区输电线路初设，岭东矿矿井变电所为区域性63kv变电所，电源取自红兴隆220kv变电所和矿业集团长安配电所，供电电源可靠。（3）供水水源可靠性矿井与选煤厂日用水量为2764 m3/d,其中生活饮用水40m3/d，生活（非饮用水）、生产日用水量2724m3/d；本矿区第四纪砂层厚度在100m以上，由各粒级的砾、砂层组成的含水层，其富水性强，水质除铁、锰含量超标外，其他指标均符合饮用水标准

41、。本矿井工业场地供水可在工业场地附近打深井取水。（4）其它建设条件双鸭山矿业集团具有丰富的煤矿建设和管理经验，东荣二矿、东荣三矿的投产为岭东矿的建设和生产积累了宝贵的经验。当地充足的建筑材料和劳动力资源完全可以满足岭东矿的建设要求。 综上所述，设计认为岭东矿的外部条件十分优越，已具备建设的条件。3、国家对煤炭资源配置与市场需求煤炭是我国的主要能源，长期以来，煤炭生产和消费在我国一次性能源消费中的比重始终维持在70%以上。二十世纪九十年代以前，我国煤炭供不应求，总量缺口较大；九十年代初期，供需基本平衡；1996年以来，煤炭总量出现过剩，社会库存量增加，煤炭需求不旺，市场疲软，价格持续下滑，煤炭市

42、场开始由卖方市场转化为买方市场。1998年开始，国家出台了“关井压产”的宏观调控政策，2000年又出台了关闭所有矿办小井与停产整顿地方小煤矿的政策，有效地打击了非法小煤矿蚕食大井资源的势头，煤炭市场出现了转机，市场价格开始回弹，从而扭转了连续二年持续下滑的态势“十五”期间，国民经济增长速度预期为年均7%左右，煤炭需求量稳步上升，随着国民经济持续快速发展与工业结构调整，能源需求总量增加，但增长速度趋缓。从国家对煤炭产出总量和煤类煤质的宏观调控和指导，本矿煤种、用途、当地煤炭市场需求与国外市场的需求分析1.8Mt/a矿井设计生产能力合理。4、技术装备条件根据目前国中厚煤层开采的实际经验并参照相邻矿

43、井与其它矿区的矿井生产情况，中厚煤层一次采全高综合机械化开采技术已取得了较大的发展。据统计资料，煤层厚度在2m与以上时的综采产量可达到1.201.50Mt/a左右，而2m以下的高档普采产量在0.50.8Mt/a。另外，近年来引进的薄煤层刨煤机组也将薄煤层的生产能力和生产工艺提高到了一个新的水平。随着科技的发展和回采工艺的不断更新，使矿井的全员效率提高，生产成本降低，建设现代化矿井，实现高产高效成为可能。经统计，本井田适于综采（包括薄煤层刨煤机综采）的储量占全矿总量的74%。因此，推荐一井一面，提高采煤机械化程度、加大开采强度、减少工程量与工作面的搬家次数，。综上所述，本矿储量丰富，受煤层开采条

44、件、当前装备技术水平限制，设计认为矿井初期生产能力1.5Mt/a 合理，容易实现设计产量。2.2.3矿井设计服务年限矿井设计服务年限按下式计算：按煤炭工业矿井设计规要求并根据本矿井实际储量备用系数取 1.4。根据表2-4计算的可采储量和确定的矿井设计生产能力，计算的服务年限为：T=182.99/（1.8×1.4）=72.6a。同理，可计算一水平服务年限。一水平服务年限=94.78/（1.8×1.4）=37.6（a）。 一水平服务年限符合煤炭工业矿井设计规的要求。第3章井田开拓3.1 开拓方式与井口位置3.1.1 井口位置与工业场地选择的原则和主要因素1、井口位置与工业场地选

45、择的原则（1）处于三江平原的东南部，属高河漫滩，地势低平，地面标高为+84+87m。南邻完达山北麓，北面地势广阔平坦。井田没有大的河流，只有一些季节性河流；（2）井田走向长约5000m，倾斜长约2800m，面积约14.0km2，可采煤层5层，资源相对来说不是很丰富；（3）本设计矿井的地质构造简单，无大、中型构造，矿区仅有F7、F14、10F三条断层； （4）井田煤层埋藏较深，从0-1000m，不宜采用斜井开拓；再者，由于本设计矿井位于平原地区，亦不宜采用平硐开拓方式；（5）顶底板为砂岩等硬质岩层，稳定性较好。2、影响矿井开拓和井口位置选择的主要因素（1）地形与地质构造（2）矿井开发现状（3）煤

46、层开采技术条件影响分析3、井田开拓主要技术原则（1）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。尤其初期建设工程量，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。（3）充分利用自然等条件划分井田。（4）合理规划矿井开采围，处理好相邻矿井之间的关系。3.1.2 矿井开拓方案的选择 3.1.2.1井硐形式和井口位置1、井硐形式方案比较根据本矿地形地貌、煤层赋存条件与确定的工业场地位置，本着合理开发全井田，集中生产运输环节简单、初期井巷工程量少、投资省、出煤早、达产快、安全、高效的原则，设计提出了三个开拓方案：方案1 双

47、立井开拓；方案2 主立副斜井开拓；方案3 双斜井开拓；以上三种井筒开拓方案技术比较如下：(1)双立井开拓优点：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；机械化程度高,易于自动控制；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：井筒掘进技术各施工设备相对复杂,掘进速度慢,地面工业建筑,井筒装备,井底车场与硐室等初期投资较多，需要大型提升设备，运输不连续。适用条件：煤层赋存深度2501000m,含水砂层厚度2040m,立井开拓的适用性很强,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

48、采用立井开拓方式。技术评价：根据本矿井田的地表,地质构造,煤层赋存状况等因素,满足采用双立井开拓,故此方案在技术上可行。(2)主立副斜井开拓优点：掘进速度较快，满足大风量的通风要求，有利于辅助运输，运输连续化，提升能力大。缺点：井口位置相距较远，不利于工业广场的布置，地面工业建筑分散，生产调度联系不方便，地面工业广场占地多，煤柱损失量大。适用条件：介于双立井与双斜井之间技术评价：根据设计井田的地表状况，煤层赋存与工业广场的布置等实际情况，如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，井下的联系和生产调度较为繁琐，虽然该方案在技术不太合理，但可行如果经济比不是很大的话尽量本井田不

49、采用综合开拓。(3)双斜井开拓斜井与立井相比有如下优点：井筒掘进技术各施工设备比较简单,掘进速度快,地面工业建筑,井筒装备,井底车场与硐室等都投资少；井筒装备和地面建筑物少,不用大型提升高设备,钢材消耗量小；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。缺点：在自然条件一样时,斜井要比立井长的多；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,当井田斜长大时,采用多断绞车提升,环节多,系统复杂,更要多占用设备和人力；由于斜井较长,沿井筒铺设管路,电缆需要的管线长度较大；斜井通风的风路较长,对瓦斯涌出

50、量大的大型在矿井,井筒断面小,能风阻力过大,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难以通过。适用条件：煤层赋存较浅,垂深在250m以煤层赋存深度为0500m,含水砂层厚度小于2040m,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与倾斜煤层。技术评价：本井田一水平设在-300m水平标高,根据煤层的赋存情况可以采用双斜井开拓,本矿井田赋存深度为100-750m, 根据煤层的赋存情况不宜采用双斜井开拓但在技术上是可行的。该矿煤层赋存深度在100-750m之间,煤层走向3.8km倾向2.8km。无含水层,没有流沙层，地层性质稳定。设计生产能力1.80Mt。综上所述,三种方案在技术上均可行。2、井口位置方案比较综合考虑地面条件和井下条件，在设计过程中至少提出三种井筒位置方案,进行技术经济比较。最终确定井口中心坐标。井口位置的选择是井田开拓的重要组成部分。井口位置与开拓方式要相互协调，经综合比较后择优确定，特别是提、运煤炭的主井位置还要与地面生产系统、工业广场布置相匹配，需要综合考虑的主要因素和原则如下：(1)井下条件：1)在井田走向的储量中央或靠近中央位置，使井田两翼可采储量基本平衡；2)井筒应尽量避开或少穿地质与水文条件复杂的地层或地段；3)勘探程度与初