孙村煤矿1.8Mt-a新井设计-煤矿冲击地压及其防治

摘要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为孙村1.8Mt/a新井初步设计，共分10章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度、设计生产能力及服务年限；4.井田开拓；5.准备方式—采区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全技术；10.矿井基本技术经济指标。孙村煤矿位于山东省泰山东侧的新泰市新汶办事处孙村镇境内，地处新汶煤田东部，位居山东新汶矿业集团公司腹地，东与张庄煤矿，西与良庄煤矿相邻，南依蒙山山系，北与莲花山相望，柴汶河自东向西流经井田之上。主井井口地理坐标：东径117°40′57″，北纬35°52′16″，东北距新泰市9km，西距磁窑68km，西北距济南168km。孙村煤矿位于山东省泰山东侧的新泰市新汶办事处孙村镇境内，地处新汶煤田东部，位居山东新汶矿业集团公司腹地，东与张庄煤矿，西与良庄煤矿相邻，南依蒙山山系，北与莲花山相望，柴汶河自东向西流经井田之上。矿井范围东西以人为边界为界，南边以煤层露头为界，北边以自然边界为界。井田走向长度为7.82km，倾斜长为5.03-6.58km，井田水平宽度为5.5km，水平面积为43.62平方公里。孙村煤矿交通方便，磁（磁窑）莱（莱芜）铁路穿过矿井生产区与生活区，与京沪铁路接轨，铁路运输可畅通全国各地。矿井驻地公路四通八达，井田南部有京沪高速公路和蒙馆公路；井田北部有直通泰安市的一级公路和博徐公路，并与京沪高速公路交汇。矿井最大涌水量为1206m3/时，正常涌水量为900m3/时；煤质为气煤；煤层的埋藏深，厚度大，储量丰富。矿井属低瓦斯矿井，煤层无自然发火危险，煤尘有爆炸性。矿井采用综合多水平开拓，采用中央并列式和两翼对角式混合通风。一矿一面，采煤方法为长壁综采一次采全高开采。煤炭运输采用阻燃胶带和底卸式矿车，辅助运输采用蓄电池电机车牵引矿车。矿井年工作日为330d，每天净提升时间16h。矿井工作制度为“三八”制。专题部分题目是煤矿冲击地压及其防治。翻译部分是一篇关于煤尘处理的论文，英文原文题目为：CopingwithCoalDust。关键词：斜井；采区；综采；中央并列式；两翼对角式AbstractThisdesignincludesofthreeparts:thegeneralpart，specialsubjectpartandtranslatedpart.ThegeneralpartisanewpreliminarydesignofPansanwellsthatannualoutputis1.8Mt.Thedesignincludestenchapters:1.Mineandminegeologicalfeaturesoutlined;2.Waidarealmandreserves;3.Minesystem，designcapacityandlengthofservice;4.Waidadevelop;5.topreparetheway-withthedistrictroadwaylayout;6.miningmethods;7.undergroundtransport;8.minehoist;9.mineventilationandsecuritytechnologies;10.minethebasictechnicalandeconomicindicators.SuncunMineislocatedinShandongProvinceTaishan'sXintaiCitytheeastsideoftheterritoryoftheSuncunvillage，locatedintheeasternpartoftheXinwencoalfield，thehighestintheShandongXinwenMiningGroupCompanyhinterlandofEastandZhangMine，West，andgoodcoalmineadjacentMonsantomountains，NorthLianhuashansea，accordingtoSouthCaiwenheflowsthroughtheminefieldfromeasttowestabove.Themainwellheadgeographicalcoordinates:eastlongitude117°40'57"，latitude35°52'16"，fromtheNortheasttoXintaiCity9kmwestciyao68kmnorthwestfromtheJinan168km.SuncunMineislocatedinShandongProvinceTaishan'sXintaiCity，theeastsideoftheterritoryoftheSuncunvillage，locatedintheeasternpartoftheXinwencoalfield，thehighestintheShandongXinwenMiningGroupCompanyhinterlandofEastandZhangMine，West，andgoodcoalmineadjacentMonsantomountains，NorthLianhuashansea，accordingtoSouthCaiwenheflowsthroughtheminefieldfromeasttowestabove.Minethescopeofthingstotheartificialboundaryastheboundary，southofthecoalseamoutcropnorth，thenaturalboundary.Idastrikelengthof7.82km，theinclinedlengthof5.03-6.58km，Idahorizontalwidthof5.5km，thelevelofanareaof43.62squarekilometers.TheProfitablecoalconvenient，magnetic(ciyao，)Levin(Laiwu)railwaythroughthemineproductionareaandlivingarea，andintegrationwiththeBeijing-ShanghaiRailway，railtransportcanbesmoothacrossthecountry.ThemineResidenthighways，IdasouthBeijing-ShanghaiExpresswayandMongoliaMuseumRoad;IdanorthernpartofahighwaythroughtheTai'anCityandBoXuHighwayandBeijing-ShanghaiExpresswayintersection.Minethemaximumdischargeis1206m3/h，thenormaldischargeis900m3/h;coaltogascoal;allminegasemissionintheabsolutemaximumforthe50m3/min，alow-gasmines;coaldustexplosionhasacertainrisk.MineusesshaftsinglethelevelofdevelopmentandusesCentralparallelandthetwowingsoftherolesofventilation.Sideofamine，miningmethodforafullymechanizedlongwallminingheight.CoalTransportationbytheendofflame-retardanttapeandbottomdumpcar.AuxiliarytransportusesbatteryLocomotivetractiontramcar.Mineisworkingdaysfor330days，theneteverydaytoenhancethetime16hours.Minesystemis"38"structure.SpecialsubjectpartisabouttheresearchofDeeproadwaysSupportingTechnology.Translationpartofanarticleonminingtheprotectiveseamwiththemanlessworkingfaceincoalandgasoutburstmines.theoriginalEnglishtextofthetitle:Studyonminingtheprotectiveseamwiththemanlessworkingfaceincoalandgasoutburstmines.Keywords:inclinedshaft;panels;fullymechanizedmining;centralparallel;Wingsdiagonalventilation

目录一般部分1矿区概述及井田地质特征 11.1矿区概述 11.1.1矿区地理位置与交通 11.1.2地形地貌 11.1.3矿区的水文情况 11.1.4气候与气象 21.2井田地质特征 21.2.1地层 21.2.2地质构造 31.2.3水文地质特征 31.3煤层特征 51.3.1煤层 51.3.2可采煤层 61.3.3煤质及工业用途 81.3.4瓦斯，煤尘及自燃 81.3.5可采煤层顶底板岩性 81.3.6瓦斯，煤尘及自燃倾向性及地温 102井田境界与储量 142.1井田境界 142.2矿井储量计算 142.2.1构造类型 142.2.2矿井工业储量 142.2.3矿井可采储量 162.2.4工业广场煤柱 173矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 183.1矿井工作制度 183.2矿井设计生产能力及服务年限 184井田开拓 204.1井田开拓的基本问题 204.1.1井筒形式的确定 204.1.2井筒位置的确定、采（带）区划分 224.1.3工业场地的位置 234.1.4开采水平的确定 234.1.5矿井开拓方案比较 234.2矿井基本巷道 334.2.1井筒 334.2.2井底车场及硐室 384.2.3主要开拓巷道 395准备方式——采区巷道布置 425.1煤层地质特征 425.1.1采区位置 425.1.2采区煤层特征 425.1.3煤层顶底板岩石构造情况 425.1.4水文地质 425.1.5地质构造 425.1.6地表情况 425.2采区巷道布置及生产系统 425.2.1采区准备方式的确定 425.2.2采区巷道布置 425.2.3采区生产系统 435.2.4采区内巷道掘进方法 445.2.5采区生产能力及采出率 445.3采区车场选型设计 455.3.1采区上部车场选型 页1矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1矿区地理位置与交通孙村煤矿位于山东省泰山东侧的新泰市新汶办事处孙村镇境内，地处新汶煤田东部，位居山东新汶矿业集团公司腹地，东与张庄煤矿，西与良庄煤矿相邻，南依蒙山山系，北与莲花山相望，柴汶河自东向西流经井田之上。主井井口地理坐标：东径117°40′57″，北纬35°52′16″，东北距新泰市9km，西距磁窑68km，西北距济南168km。孙村煤矿在新汶煤田中的地理位置如图1-1所示。图1-1孙村煤矿在新汶煤田中的地理位置如图1-2所示，孙村煤矿交通方便，磁（磁窑）莱（莱芜）铁路穿过矿井生产区与生活区，与京沪铁路接轨，铁路运输可畅通全国各地。矿井驻地公路四通八达，井田南部有京沪高速公路和蒙馆公路；井田北部有直通泰安市的一级公路和博徐公路，并与京沪高速公路交汇。1.1.2地形地貌孙村井田位于莲花山和蒙山山脉两大分水岭之间，地面为平缓的丘陵地带，地面标高在+165～+210m之间。井田西部地形较平坦，东部起伏较大。总的趋势是西北部地形较低，东南部较高。煤系地层大部为冲积层所掩盖，只有溪沟中略有出露。奥陶系石灰岩广泛出露于井田南部区域。井田中南部有柴汶河纵贯东西。工业场地建在柴汶河南岸的小平原之上，该工业场地内主斜井井口标高为+175.5m。20世纪90年代围绕千米北立井建设的北立井工业场地位于柴汶河北岸，井口标高为199.5m。1.1.3矿区的水文情况汶河及其支流构成本区主要地表水系，汶河又名柴文河，河宽300m左右，该河集鲍庄、东周、汶南、龙廷、平阳、南宫、西周、崖头等十余条支流为一身，沿煤系地层蜿蜒崎岖，自东向西行程百公里后汇入大汶河。该河为一季节性河流，雨季滚滚洪流，汹涌西下，流量高达2810m3/s，旱季（枯水期）涓涓细流，几近干涸。因其覆于煤系地层露头之上，因而浅部开采多受其害，成为矿井充水主要补给水源。图1-2孙村煤矿交通图1.1.4气候与气象本区属北温带大陆性季风气候，夏季炎热多雨，冬季干燥寒冷，春季多西南风，夏季、秋季多东南风，冬季多西北风。据历年资料知最高风速14.3m/s（1957年10月），最高气温39.5℃（1958年6月27日），最低气温－21.6℃（57年1月17日）。最大降水量1395.4mm（1964年），最小降水量450.2mm（1989年）。降水多集中于6、7、8、9月份，一般占年总降水量的68%。1.2井田地质特征1.2.1地层新汶煤田系华北石炭二叠系近海型煤田，下伏奥陶系石灰岩，上覆侏罗系、第三系红层、第四系黄土和流砂层。孙村煤矿井田内地层综合柱状图如图1-3所示。(1)奥陶系奥陶系石灰岩厚约800m，厚度大，分布广，露头大面积出露于地表，大部分裸露于井田南端，可直接接受大气降水补给，浅部岩溶裂隙发育，容水性强。下部主要为白云质厚层状结晶石灰岩，下与寒武系薄层石灰岩为假整合接触，厚约80～120m；上部主要为厚层状石灰岩，厚约700m，分三个含水段。(2)中石炭本溪组本组厚34～93m，一般为54m左右，与下中奥陶和上覆太原组都为假整合接触，主要由石灰岩、砂岩和泥岩组成，海相沉积为主，含18#和19#薄煤层。(3)上石炭统太原组本组厚147～238m，一般厚188m，与下伏本溪组呈整合接触，海陆交互相沉积，以砂岩、粉砂岩及泥岩为主，含一灰和四灰两层石灰岩，含煤层（6#～17#）12层，其中可采煤层3层，分别是11#、13#和15#煤层。(4)下二叠统山西组该组地层在井田东侧境界附近遭剥蚀，保留厚度65～130m，为陆相含煤段，以砂岩、粉砂岩及泥岩为主，含2#、3#和4#煤层，其中2#和4#煤层为孙村煤矿的主采煤层。(5)上侏罗系蒙阴组该组地层与二叠系地层呈不整合接触，厚200～300m，井田自西向东变厚，以紫色及浅红色中细粒砂岩和粉砂岩为主，间夹灰绿色泥岩。(6)第三系官庄组该组地层在井田内由西向东加厚，厚度为0～1000m，主要为浅红色砂岩、粉砂岩、杂色砾岩和泥岩组成，层理不清。(7)第四系沉积层该层厚0～15m，包含含水砂层及黄土层。1.2.2地质构造F10断层将孙村井田分为南北两区，两区基本上属简单的单斜构造形态，并有宽缓的褶曲存在，井田地质构造以断层为主。地层走向变化在300°～330°之间，倾角由浅至深在33°～12°～31°间变化。南区地层倾角由东到西逐渐变小，北区则变化较大。孙村煤矿井田内的断层多以高角度正断层为主，逆断层少见。井田内影响开拓、采区划分及巷道布置的大中型断层共计16条。孙村井田内的大中型断层以近倾向断层较多，这些近倾向断层将煤层沿走向分割成多个块段，多成为采区走向边界，造成采区走向长度较短，准备工程量大，工作面搬家频繁，采掘接替紧张。开拓煤量、准备煤量和回采煤量减少，巷道掘进率增高。孙村井田内断层分布较密，除大中型断层以外，井田还发育较多的小断层。据对采区内的小断层统计，倾角在70°～90°的小断层最为发育，占到56.3%，倾角在50°～70°的小断层次之，占到31.7%。1.2.3水文地质特征1地表水系柴汶河及其支流经孙村井田之上长约2700m，构成主要地表水系，该河为一季节性河流，雨季有水，枯季近于干涸，因其覆于煤系地层露头之上，浅部开采时为矿井充水主要补给水源。孙村矿现已进入深部开采，其补给水源及通道有限，对矿井影响较小，已构不成危害。图1-32含水层孙村井田地层内主要含水层及对开采的影响分述如下：（1）第四系含水层该层平均厚8m，靠大气降水补给，雨季有孔隙水，村季干燥无水，对深部采掘基本无影响。（2）第三系砾岩该层平均厚438.72m，属非均质岩溶裂隙潜水含水层或承压含水层，主要靠大气降水补给。由于受第三系中下部和侏罗系中下部巨厚的粘土质粉砂岩及石盒子组杂色粘土岩的屏闭作用，该层对煤层开采无影响。（3）侏罗系厚砂岩该层平均厚253.3m，以红色中细砂岩为主，内夹粉砂岩。该含水层露头位于汶河河床之下，接受第四系潜水补给，富水性较强，因漏水点距首采煤层法线距离较大，为211.0～329.0m，故该层对煤层开采无影响。（4）山西组砂岩该层平均厚32.5m，为2#和4#煤层顶板，由3～4层中粒砂岩组成，随采深增加，含水性变弱，对开采无影响。（5）太原群一层石灰岩该层平均厚3.2m，-75m水平以上补给循环条件较好，富水性中等或较强。随采深增加，裂隙及含水性明显减弱，至-210m水平及以下，仅有淋水出现，对开采无影响。（6）太原组第四层石灰岩该层平均厚6.0m，位于13#煤层之上，在-75m水平为富水性较强的岩溶裂隙承压含水层，在-300m水平已成为弱含水层，在-600m水平已干枯无水，在深部对开采无影响。（7）本溪组徐家庄石灰岩和草埠沟石灰岩徐家庄石灰岩平均厚12m，上距15#煤层25.5～70m，下距奥陶系石灰岩29.0～61m。该岩层裂隙发育程度随采深增大而明显减弱。草埠沟石灰岩平均厚12.0m，下距奥陶系石灰岩5～25m，露头位于古河床之处，大面积裸露于地表，主要接受大气降水补给，浅部岩溶裂隙发育，富水性较强，随采深增加，富水性明显减弱，在-400m水平以下已基本不含水，因距奥陶系石灰岩较近，稍有断层错动，都会使其与奥陶系石灰岩接近或对口接触，从而影响15#煤层开采。（8)奥陶系石灰岩该层厚800m，在浅部岩溶裂隙发育，富水性强，连通性好，可直接受大气降水补给，交替循环条件优越。-210m水平以上属富水性强的岩溶裂隙承压含水层，断层附近岩溶裂隙尢为发育，是地下水活动的主要径流部位。随采深加大，该层石灰岩富水性逐渐减弱。奥陶系石灰岩上距15#煤层54.5～155.0m，正常地段对煤层开采威胁较小。因大断层附近既是地质构造薄弱点，也是地下水的汇集点，生产过程中必须超前探查，留足安全防水煤柱。1.3煤层特征1.3.1煤层孙村井田含煤地层为石炭二叠系煤系地层，总厚度246～489m，平均厚度340m左右；其中石盒子组不含煤层，山西组和太原组为主要含煤地层，本溪组中偶含不可采或不稳定薄煤层。煤系地层为共含煤层19层，总厚13.9m，含煤系数为4.09%，其中可采煤层7层，分别为2#、3#、4#、6#、11#、13#和15#煤层，平均总厚度8.81m，可采煤层的含煤系数为2.59%。（1）山西组含煤地层山西组平均厚9.8m，含1#～4#煤层4层，煤层平均总厚度5.08m，含煤系数5.18%，其中含可采煤层3层，分别为2#、3#和4#煤层，可采煤层平均总厚度4.06m（2）太原组含煤地层太原组平均厚168.65m，含6#～16#煤层11层，煤层平均总厚度为8.43m，含煤系数5.0%；其中含可采煤层4层，分别为6#、11#、13#和15#煤层，平均总厚度5.86m，可采煤层的含煤系数3.47%。孙村井田内煤层间距比较稳定，易于对比。1.3.2可采煤层在井田内可采煤层中，4#和11#煤层为稳定煤层，2#、3#、6#、13#和15#煤层为较稳定煤层。（1）2#煤层2#煤层平均厚度3.5m，是井田内的首采煤层和主采煤层．该煤层赋存不完整，井田东部依一号斜井井口划80°方向线至矿边界被侵蚀，西部存有冲刷带。-600m水平四采区也发现冲刷变薄区，除此全井田可采。2#煤层的厚度在薄、中厚和厚煤层之间变化，井田范围内自东向西有变薄的趋势。在-300m标高至F10断层以南属厚煤层。最大厚度为4.35m，最小厚度为0.7m。.2#煤层下距3#煤层5.0m，上距第三系红色砂岩310.0m。（2）3#煤层3#煤层平均厚度0.68m，属局部可采煤层，最大厚度1.12m。该煤层结构复杂，因含夹矸较厚，致使大部地区不可采。3#煤层下距4#煤层16m。（3）4#煤层4#煤层是主采煤层，平均厚度2.8m。该煤层赋存稳定，结构简单，全井田范围内均可采，下距6#煤层37m。（4）6#煤层6#煤层属局部可采煤层，平均厚度0.68m，最大厚度1.07m，最小厚度0.65m，在井田的一部分区域内因受冲刷和侵蚀，存在无煤带。6#煤层下距11#煤层80m。（5）11#煤层11#煤层是主采煤层。该煤层结构复杂，全井田可采，平均厚度为2.2m，自东向西呈变薄趋势。11#煤层下距13#煤层40m左右。（6）13#煤层13#煤层平均厚度2.0m，由浅至深有变薄的趋势。13#煤层在井田内赋存较稳定，结构复杂，含夹矸3～5层，其岩性为炭质砂岩，较硬，层理性差。13#煤层下距15#煤层13.5m。（7）15#煤层15#煤层平均厚度1.04m，最大厚度1.52m，最小厚度0.65m，属赋存稳定、结构复杂煤层。该煤层顶部煤质较好，下部灰分含量达43%以上。孙村煤矿可采煤层特征如表1-1所列。随采深加大，可采煤层厚度有变薄的趋势，深部各可采煤层厚度变化如表1-2所列。表1-1孙村煤矿可采煤层特征煤层厚度（m）煤层间距（m）结构稳定性2#较复杂较稳定3#简单较稳定4#简单稳定6#简单不稳定11#复杂稳定13#复杂稳定15#复杂较稳定表1-2孙村煤矿深部可采煤层厚度变化煤层-600m水平厚度(m)-800m水平厚度(m)-1000m水平厚度(m)2#3#4#6#11#13#15#1.3.3煤质及工业用途⑴可采煤层化学性质孙村煤矿井田内各可采煤层的元素组成比较稳定，碳元素含量77.9～84.88%，平均83.68%；氢元素含量4.82%～6.14%，平均5.42%，氮元素含量1.58～1.76%；平均1.67%；氧和硫元素含量7.95～10.34%，平均10.05%。孙村煤矿井田内可采的2#、4#和6#煤层属气煤，11#、13#和15#煤层属气肥煤，两种均属于中变质程度的烟煤，具有较强的粘结性和一定的结焦性，工业用途为炼焦配煤。煤质指标如表1-3所列。表1-3可采煤层煤质指标煤层水分(%)灰分(%)挥发份(%)发热量（kj/g）全硫(%)磷(%)胶质层厚度（mm）煤种2#1.02～3.942.5810.98～37.8225.8935.25～45.1738.4730.69～33.8933.200.59～1.090.790.004～0.0220.01317.33气煤3#1.70～2.362.0523.29～40.3626.8938.70～48.6436.2834.56～35.1035.000.62～0.930.860.016～0.0220.02016.10气煤4#2.09～3.082.6114.28～23.6818.2633.58～40.6536.6730.57～34.1133.540.45～1.010.660.012～0.0160.01317.56气煤6#1.99～3.352.495.58～18.3913.9239.14～39.4739.2833.99～34.8834.200.59～2.451.410.011～0.0130.01219.17气煤11#2.34～3.142.6918.94～27.3126.8940.98～44.9342.5132.00～33.7733.290.80～5.302.300.011～0.0130.01229.12气肥煤13#1.07～2.761.6129.30～42.9834.9839.01～47.6444.6832.11～34.4233.271.76～5.003.010.016～0.0190.01739.86气肥煤15#1.32～2.151.6039.47～45.5042.2247.91～49.1948.2631.36～32.7731.893.60～5.142.560.006～0.0080.00733.81气肥煤1.3.4瓦斯，煤尘及自燃（1）瓦斯本矿井为煤与瓦斯突出矿井，2008年矿井瓦斯鉴定：全矿井平均绝对瓦斯涌出量为50m3/min，平均相对瓦斯涌出量为3m3/t。矿井为煤与瓦斯突出矿井，13-1、11-2和8煤层为突出煤层。（2）煤尘爆炸本井田可采煤层偶有煤尘爆炸危险。（3）煤的自燃本井田可采煤层偶有自燃发火倾向。（4）地温据实测井温资料，本井田-650m水平附近地温为32.3~36.7℃，平均34.55℃，该水平以下地温梯度平均为3℃/hm。以此推算，-730m处地温可达37.0℃，属二级高温区。1.3.5可采煤层顶底板岩性⑴2#煤层顶底板岩性2#煤层的直接顶板为粉砂岩，局部存在泥岩伪顶，深灰色，易碎且厚度变化较大。直接顶板之上的基本顶是灰白色中粒砂岩，钙质胶结，致密坚硬，厚4～9m，层间含植物化石，侵蚀面附近为红色砂岩，性脆，易冒落，不稳固，强度明显降低。2#煤层底板为砂岩，厚2～4m，含深灰色植物碎屑化石。⑵3#煤层顶底板岩性3#煤层之上存在炭质页岩伪顶，厚0.2～0.3m，深灰色，性脆，易碎，其上直接顶板是泥岩，厚1～3m，平均2m。3#煤层底板为粉砂岩，厚2～4m⑶4#煤层顶底板岩性4#煤层直接顶板为砂岩或细砂岩，厚4～24m，平均13m左右，灰白色或浅灰色，沿井田走向自西向东变为砂页岩互层、细砂岩和粉砂岩，致密坚固，单向抗压强度多大于40MPa。4#煤层底板为粉砂岩，厚2～3m，平均2m，层理发育，含植物化石。⑷6#煤层顶底板岩性6#煤层直接顶板为粉砂岩，厚3～4m，平均3.5m，灰色层理，发育成互层，性脆，含泥质与植物碎屑化石和黄铁矿散粒。6#煤层底板为灰白色砂岩，厚2～4m，渐变为粉砂岩。⑸11#煤层顶底板岩性11#煤层直接顶板为深灰色粉砂岩，厚6～10m，平均8m，层理发育，含植物化石和褐色结核黄铁矿散粒，性脆，易于冒落。11#煤层底板是由细砂岩变到粉砂岩的岩层，厚9～10m，平均8m，层理发育，夹一层薄煤层，距11#煤层2m左右。靠近11#煤层底板处有一层粘土岩，遇水呈泥状，厚0.2m左右。⑹13#煤层顶底板岩性13#煤层的直接顶板是第四层石灰岩，厚5～7m，有5个分层，含方解石脉及蜓科类化石，下部含黑色隧石条带。第四层石灰岩坚硬，单向抗压强度大于70MPa，由于受海蚀作用高低不平，因分层多易形成复合顶板，对此需引起重视。13#煤层底板为砂岩，局部为泥岩，泥质胶结，灰白色至黑色，厚6～7m。⑺15#煤层顶底板岩性15#煤层直接顶板为泥灰岩，厚0.5～0.8m，灰色，泥质胶结。其上为泥岩，含褐色结核和黄铁矿散粒，性脆，易碎，易冒落。15#煤层底板是粉砂岩，厚2～3m孙村煤矿井田内可采煤层的顶底板岩性特征如表1-4所列。表1-4煤层顶底板岩性特征煤层直接顶基本顶底板岩性厚度（m）岩性厚度（m）备注岩性厚度（m）备注2#粉砂岩4.0～9.0———7.0中粒砂岩31.0局部有泥岩伪顶砂岩2.0～4.0———3.03#泥岩1.0～3.0———2.0砂岩7.0炭质页岩伪顶0.2～0粉砂岩2.0～4.0———3.04#砂岩4.0～24.0———13.0局部泥岩伪顶粉砂岩2.0～3.0———2.06#粉砂岩3.0～4.0———3.5中砂岩4.0砂岩2.0～4.0———3.011#粉砂岩6.0～10.7———8.0中砂岩19.0粉砂岩9.0～10.0———8.0直接底为粘土岩厚0.2～013#石灰岩5.0～7.0———6.0泥岩4.0～6.0———5.0砂岩6.5渐变为泥岩15#泥灰岩0.5～0.8———0.7泥岩6～7.0———6.5渐变为砂岩粉砂岩2.0～3.0———2.01.3.6瓦斯、煤尘、自燃倾向性及地温⑴瓦斯通过历年瓦斯鉴定，孙村煤矿在向深部发展过程中一直为一级瓦斯矿井或低瓦斯矿井，也是低二氧化碳矿井。从1965到2001年，孙村矿煤矿历年瓦斯鉴定结果见表1-5。表1-5历年瓦斯鉴定结果年份绝对涌出量(m3/d)相对涌出量(m3/d.t)矿井瓦斯等级CH4CO2CH4CO2CH4CO219653962.8810343.524.2529.403一二19663628.808867.362.6875.148一二19673964.328015.041.9314.052一二19683126.247814.882.2136.168一二19694098.008445.603.81012.710一三19704824.4013449.603.0006.760一二19714737.6012528.003.4409.680一二19725158.0811001.603.0466.013一二19734708.8013449.602.9407.030一二19757751.515154.62.1910.54一三197667461435一二19776737.7613564.81.698.32一二19783394.115616.81.8098.324一二19798121.617611.23.367.04一二19809672.482366低低198110228.815931.23.756.24低低19829201.6016464.004.2106.770低低198312672.0018792.004.9507.340低低198412700.820548.85.539.46低低198512952182125.078.02低低198611083170353.755.53低低198713003.22158低低198811955.219468.82.938.88低低19891228822531.25.557.94低低199011908.6226084.557.83低低199112988.821700.85.388.1低低199213454.42066445.84低低199313449.6215765.38.86低低199413147.220159.44.326.51低低199513401.61986低低199716819.224451.24.931.174低低199814663.521628.85.057.451低低199914650.621598.64.6596.867低低200014607.3621012.485.6908.139低低200117205.1222255.24.7336.013低低孙村煤矿瓦斯涌出量随开采深度增加呈增加趋势，但没有明显增加，而是随开采强度的大小而增减，相对涌出量随采煤工作面产量增大而减小。平均相对瓦斯涌出量变化趋势如图1-4所示。图1-4平均相对瓦斯涌出量变化趋势孙村煤矿近年来各开采煤层的相对瓦斯涌出量见表1-6。表1-6各开采煤层相对瓦斯涌出量测定结果煤层测定时间地点CH4相对涌出量(m3/d.t)CO2相对涌出量(m3/d.t)2#2000.8北风井总回风巷2.003.024#2000.8北风井东回风巷7.509.056#1991.81613工作面3.505.3411#2000.8北风井西回风巷2.733.8513#1991.8113143.305.4015#1991.8315141.852.77⑵煤尘根据抚顺煤科分院和新汶矿业集团公司通风实验室完成的煤尘爆炸性测试结果，孙村煤矿开采的各煤层均有煤尘爆炸危险，煤尘爆炸(可燃挥发分)指数都超过了28%，属煤尘爆炸性很强的煤层。随着开采深度不断加大，煤岩呈干燥趋势，相对瓦斯涌出量呈增高趋势，煤尘爆炸危险性加大。孙村煤矿各开采煤层在实验室测定的煤尘爆炸性结果如表1-7。表1-7各开采煤层实验室煤尘爆炸性测定结果煤层煤的工业分析煤尘爆炸性试验水分Wf（%）灰分Ag（%）爆炸(挥发分)指数Vr(%)火焰长度(mm)岩粉用量(%)2#1.0812.3234.59600753#133.2637.61125654#1.49.6435.356008011#1.210.0742.746508513#0.8611.5545.376508515#1.218.3542.4270080⑶煤层的自燃倾向性孙村煤矿开采的各煤层均具有自燃发火倾向，发火期为6～12个月，2#、4#、11#、和13#煤层为Ⅲ类不易自燃煤层，3#、6#和15#煤层为Ⅱ类自燃煤层。各开采煤层自燃倾向性测定结果如表1-8。表1-8煤层自燃倾向性测定结果煤层工作面全硫（%）密度（g/cm3）吸氧量(cm3/g)自燃等级及倾向性2#22181.071.540.28Ⅲ、不易自燃52131.041.730.27Ⅲ、不易自燃1217下0.641.480.39Ⅲ、不易自燃3#13170.991.450.43Ⅱ、自燃4#24170.881.500.39Ⅲ、不易自燃6#16133.171.460.47Ⅱ、自燃11#111141.771.480.34Ⅲ、不易自燃13#113142.951.360.32Ⅲ、不易自燃15#315141.290.41Ⅱ、自燃 ⑷地温经测定，孙村煤矿井田内恒温带深37m，平均温度为16.1℃。随采深增加，井下地温增加，造成深部开采的热害。地层中的地温梯度在水平和垂直方向上有明显差别，表现在沿井田走向方向东低西高，沿倾向方向随深度增加而增大，平均2.20℃/100m。孙村煤矿井田地温梯度和地温分布见表表1-9井田地温梯度和地温分布区域地温梯度（℃/100m）深部各开采水平平均地温（℃）-600m-800m-1050mE-1050mW东1.8129.633.337.938.7中2.1932.536.942.443.5西2.6035.540.747.448.7平均2.2032.536.942.643.6

2井田境界与储量2.1井田境界孙村煤矿位于山东省泰山东侧的新泰市新汶办事处孙村镇境内，地处新汶煤田东部，位居山东新汶矿业集团公司腹地，东与张庄煤矿，西与良庄煤矿相邻，南依蒙山山系，北与莲花山相望，柴汶河自东向西流经井田之上。矿井范围东西以人为边界为界，南边以煤层露头为界，北边以自然边界为界。井田走向长度为7.82km，倾斜长为5.03-6.58km，井田水平宽度为5.5km，水平面积为43.62平方公里。2.2矿井储量计算2.2.1构造类型煤层内倾角为9°~35°，断层较发育，无岩浆活动，为中等构造地区，属于第二类。2.2.2矿井工业储量矿井工业储量是指在井田范围内，经地质勘探，煤层厚度和质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚。根据已看勘探的煤种，由表2-1知最低可采厚度为0.7m。表2-1储量计算厚度、灰分指标储量类别能利用储量尚可利用储量煤的种类炼焦用煤非炼焦用煤褐煤炼焦用煤非炼焦用煤褐煤最低可采厚度/m缓斜煤层（0°-25°）倾斜煤层（25°-45°）急斜煤层（>45°）最低灰分%4050本矿井设计对2，4煤层进行开采设计，它们的厚度分别为3.5、2.8，基岩无出露，均为巨厚新生界松散层覆盖。本次储量计算是在精查地质报告提供的1：5000煤层底板等高线图上计算的，储量计算可靠。2煤层、4煤层，采用块段法计算工业储量。地质块段法就是根据一定的地质勘探或开采特征，将矿体划分为若干块段，在圈定的块段法范围内可用算术平均法求得每个块段的储量。煤层总储量即为各块段储量之和，每个块段内至少应有一个以上的钻孔。块段划分如图2-1所示。图2-1块段划分示意图根据《煤炭工业设计规范》，求得以下各储量类型的值：（1）矿井地质资源量矿井地质资源量可由以下等式计算：（2-1）式中：——矿井地质资源量，Mt；——煤层平均厚度，m；——煤层底面面积，m3；——煤容重，t/m3。将各参数代入（2-1）式中可得表2-2，所以地质储量为：=403.19（Mt）表2-2煤层地质储量计算煤层块段倾角/(°)块段面积/km2煤厚/m容重/t/m3储量/Mt煤层总储量/Mt总储量/Mt2#12110．343.51.3652.72224.50403.1921215.683.51.3676.3032817.713.51.3695.474#12110.342.81.3640.20178.6921215.682.81.3659.4632817.712.81.3674.39（2）矿井工业储量根据钻孔布置，在矿井地质资源量中，60%探明的，30%控制的，10%推断的。根据煤层厚度和煤质，在探明的和控制的资源量中，70%的是经济的基础储量，30%的是边际经济的基础储量，则矿井工业资源/储量由式计算。矿井工业储量可用下式计算：（2-2）式中——矿井工业资源/储量；——探明的资源量中经济的基础储量；——控制的资源量中经济的基础储量；——探明的资源量中边际经济的基础储量；——控制的资源量中经济的基础储量；——推断的资源量；——可信度系数，取0.7~0.9。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井，值取0.9；地质构造复杂、煤层赋存较稳定的矿井，取0.7。该式取0.8。169.34（Mt）84.67（Mt）75.57（Mt）36.29Mt）28.22（Mt）因此将各数代入式2-2得：394.09（Mt）2.2.3矿井可采储量矿井设计资源储量按式（2-3）计算：（2-3）式中 ——矿井设计资源储量 ——断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑煤柱等永久煤柱损失量之和。（1）井田边界保护煤柱根据孙村矿的实际情况，鉴于本井田大部分边界为断层边界，按照《煤矿安全规程》的有关要求，井田边界内侧暂留50m宽度作为井界煤柱，则井田边界保护煤柱的损失按下式计算。（2-4）式中：P’——井田边界保护煤柱损失，万t。H——井田边界煤柱宽度，50m；L——井田边界长度，25980m；m——煤层厚度，2号煤3.5m，4号煤2.8m；r——煤层容重，1.36t/m3代入数据得：P’=(50×29628.66×3.5×1.36+50×29628.66×1.36）/0.9336=13.78Mt(2)断层保护煤柱根据地质状况与孙村矿的实际情况，按照安全要求，大断层一侧暂留50m宽、小断层留30m宽作为断层煤柱，则：断层压煤量为：（2-5）式中：P’’——井田断层保护煤柱损失，万t。H——井田断层煤柱宽度，50m；L——井田断层长度，41350.25m；m——煤层厚度，2号煤3.5m，4号煤2.8m；r——煤层容重，1.36t/m3代入数据得：P’’=(100×41350.25×1.54×3.5+100×41350.25×2.8×1.50）/cos28=35.95Mt则矿井设计资源储量为：矿井设计可采储量式中 ——矿井设计可采储量； ——按矿井设计资源/储量的1%算； C——采区采出率，厚煤层不小于75%；中厚煤层不小于80%；薄煤层不小于85%。此处取0.80则2.2.4工业广场煤柱根据《煤炭工业设计规范》不同井型与其对应的工业广场面积见表2-3。第5-22条规定：工业广场的面积为0.8-1.1平方公顷/10万吨。本矿井设计生产能力为180万吨/年，所以取工业广场的尺寸为21.6公顷。煤层的平均倾角为21度，工业广场的在井田的外面，主井、副井，地表建筑物均布置在工业广场内。工业广场按Ⅱ级保护留维护带，宽度为15m。因此本矿工业广场设在煤田外面，因此无工业广场保护煤柱。表2-3工业场地占地面积指标井型（万t/a）占地面积指标（公顷/10万t）240及以上1.0120-1801.245-901.59-301.8

3矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1矿井工作制度按照《煤炭工业矿井设计规范》中规定，参考《关于煤矿设计规范中若干条文修改的说明》，确定本矿井设计生产能力按年工作日330天计算，三八制作业（二班生产，一班检修），每日二班出煤，净提升时间为16小时。3.2矿井设计生产能力及服务年限1.矿井设计生产能力因为本井田设计丰富，主采煤层赋存条件简单，井田内部有较大断层，比较合适布置大型矿井，经校核后确定本矿井的设计生产能力为180万吨/年。2.井型校核下面通过对设计煤层开采能力、辅助生产能力、储量条件及安全条件等因素对井型加以校核。（1）矿井开采能力校核孙村煤矿2、4煤层均为中厚煤层，煤层平均倾角为较大，浅部较小，随着深度增加角度增大，最大28°，矿井瓦斯含量及涌水相对较小，但是煤层的深部埋藏较深。工作面长度不易过大，考虑到矿井的储量可以布置一个综采工作面及可满足矿井的设计能力。（2）辅助生产环节的能力校核本矿井为大型矿井，开拓方式为斜井-立井综合开拓，主井运输为带式输送机，运输能力可以达到设计井型的要求，工作面生产原煤一律用带式输送机运到采区煤仓，运输能力很大，自动化程度很高，原煤外运不成问题。辅助运输前期采用矿车，后期采用罐笼，同时本设计的井底车场调车方便，通过能力大，满足矸石、材料及人员的调动要求。所以辅助生产环节完全能够满足设计生产能力的要求。（3）通风安全条件的校核本矿井煤尘具有爆炸性瓦斯含量相对较小，属于低瓦斯矿井，水文地质条件较简单。矿井通风采用对角式通风，矿井达产初期对首采只需先建一个风井即可满足矿井的通风需求，后期再建一个风井，可以满足整个矿井通风的要求。本井田内存在若干大断层，已经查到且不导水，不会影响采煤工作。所以各项安全条件均可以得到保证，不会影响矿井的设计生产能力。（4）储量条件校核井田的设计生产能力应于矿井的可采储量相适应，以保证矿井有足够的服务年限。矿井服务年限的公式为：T=Zk/(A×K)（3-1）其中：T矿井的服务年限，年；Zk矿井的可采储量，279.86Mt；A矿井的设计生产努力，180万吨/年；K矿井储量备用系数，取1.4。则：T=279.86×100/（180×1.4）=110.06（年）既本矿井的开采服务年限符合规范的要求。注：确定井型是要考虑备用系数的原因是因为矿井每个生产环节有一定的储备能力，矿井达产后，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，从而减少储量，为保证有合适的服务年限，确定井型时，必须考虑备用系数。5）第一水平服务年限校核由本设计第四章井田开拓可知，矿井是多水平上山开采，水平在-200m、-400、-600、-800、-1150，水平服务年限即为全矿井服务年限，为110.06年。即本设计第一水平的服务年限符合矿井设计规范的的要求。表3-1不同矿井设计生产能力时矿井服务年限表矿井设计生产能力（万t/a）矿井设计年限（a）第一水平设计服务年限煤层倾角<25°25°-45°>45°600及以上7035300-5006030120-2405025201545-9040201515

4井田开拓4.1井田开拓的基本问题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。这些用于开拓的井下巷道的形式、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布置开拓巷道等问题，具体有下列几个问题需认真研究。1）确定井筒的形式、数目和配置，合理选择井筒及工业场地的位置；2）合理确定开采水平的数目和位置；3）布置大巷及井底车场；4）确定矿井开采程序，做好开采水平的接替；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：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。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。合理开发国家资源，减少煤炭损失。必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风、运输、供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常保持良好状态。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、综掘机械化、自动化创造条件。根据用户需要，应照顾到不同媒质、煤种的煤层分别开采，以及其它有益矿物的综合开采。本井田开拓方式的选择，主要考虑到以下几个因素：1）本井田煤层埋藏较深，煤层可采线在+150m，最深处到-1550m表土层厚度较小约为25m。2）本井田瓦斯及涌水比较小，对开拓方式的选择影响不大。3）本矿地表地势平坦，且多为农田，无大的地表水系和水体，地面平均标高为+165—210m。4.1.1井筒形式的确定（1）井筒形式的确定井筒形式有三种：平硐、斜井、立井。一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井最复杂。具体比较见表4-1。本矿井煤层倾角较大，平均21°，为缓斜煤层；表土层厚较小约25m，无流沙层；水文地质情况中等—简单，涌水量不大；井筒不需要特殊施工，因此需采用斜井-立井综合开拓。表4-1井筒形式比较井筒形式优点缺点适用条件平硐1运输环节和设备少、系统简单、费用低；2工业设施简单；3井巷工程量少，省去排水设备，大大减少了排水费用；4施工条件好，掘进速度快，加快建井工期；5煤炭损失少。受地形影响特别大有足够储量的山岭地带斜井与立井相比：1井筒施工工艺、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；2地面工业建筑、井筒装备、井底车场简单、延深方便；3主提升胶带化有相当大提升能力。能满足特大型矿井的提升需要；4斜井井筒可作为安全出口。与立井相比：1井筒长，辅助提升能力小，提升深度有限；2通风线路长、阻力大、管线长度大；3斜井井筒通过富含水层，流沙层施工复杂；井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质条件简单，井筒不需要特殊法施工的缓斜和倾斜煤层。立井1不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯和水文地质等自然条件限制；2井筒短，提升速度快，对辅助提升特别有利；3当表土层为富含水层的冲积层或流沙层时，井筒容易施工；4井筒通风断面大，能满足高瓦斯、煤与瓦斯突出的矿井需风量的要求。1井筒施工技术复杂，设备多，要求有较高的技术水平；2井筒装备复杂，掘进速度慢，基建投资大。对不利于平硐和斜井的地形地质条件都可考虑立井。（2）井筒位置的确定井筒位置选择要有利于减少初期井巷工程量，缩短建井工期，减少占地面积，降低运输费用，节省投资；要有利于矿井的迅速达产和正常接替。因此，井筒位置的确定原则：1）沿井田走向的有利位置当井田形状比较规则而且储量分布均匀时，井筒的有利位置应在井田走向中央；当井田储量呈不均匀分布时，应布置在储量的中央，以形成两翼储量比较均匀的双翼井田，可使沿井田走向的井下运输工作量最小，通风网路较短，通风阻力小。2）井筒沿井田倾斜方向的有利位置井筒位于井田浅部时，总石门工程量大，但第一水平及投资较少，建井工期短；井筒位于井田中部时，石门较短，沿石门的运输工程量较小；井筒位于井田的下部时，石门长度和沿石门的运输工作量大，如果煤系基底有含水量大的岩层不允许井筒穿过时，它可以延深井筒到深部，对开采井田深部及向下扩展有利。从井筒和工业场地保护煤柱损失看，井筒愈靠近浅部，煤柱尺寸愈小，愈近深部，煤柱尺寸愈大。因此，一般井筒位于井田倾向方向中偏上的位置。3）有利于矿井初期开采的井筒位置尽可能的使井筒位置靠近浅部初期开采块段，以减少初期井下开拓巷道的工程量，节省投资和缩短建井工期。4）地质及水文条件对井筒布置影响要保证井筒，井底车场和硐室位于稳定的围岩中，应尽量使井筒不穿过或少穿过流沙层，较大的含水层，较厚冲积层，断层破碎带，煤与瓦斯突出的煤层，较软的煤层及高应力区。5）井口位置应便于布置工业广场井口附近要布置主，副井生产系统的建筑物及引进铁路专用线。为了便于地面系统间互相连接，以及修筑铁路专用线与国家铁路接轨，要求地面平坦，高差不能太大，尽量避免穿过村镇居民区，文物古迹保护区，陷落区或采空区，洪水浸入区，尽量避免桥涵工程，尤其是大型桥涵隧道工程。6）井口应满足防洪设计标准附近有河流或水库时要考虑避免一旦决堤的威胁及防洪措施。由于本井田倾角较大，表土层厚度薄，厚度变化小。故把井筒置于井田浅部边界，即工业场地位于井田的外面。（3）井筒数目为了满足井下煤炭的运输，前期需设置两个斜井和一个立井，分别用于煤炭运输、辅助运输和回风。因为低瓦斯矿井，井田面积较大，在开采深部需要另外设计一个副立井和一个回风立井。共计五个井筒。4.1.2井筒位置的确定、采（带）区划分（1）井筒位置的确定原则1）有利于第一水平的开采，并兼顾其他水平，有利于井底车场和主要运输大巷的布置，石门的工程量要尽量少；2）有利于首采采区布置在井筒附近的富煤阶段，首采区要尽量少迁村或不迁村；3）井田两翼的储量基本平衡；4）井筒不宜穿过厚表土层、厚含水层、断层破坏带、煤与瓦斯突出煤层或软弱岩层；5）工业广场应充分利用地形，有良好的工程地质条件，且避开高山、低洼和采空区，不受崖崩滑坡和洪水的威胁；6）工业场地宜少占耕地，少压煤；7）水源、电源较进，矿井铁路专用线短，道路布置合理。（2）井筒位置的确定本矿井走向长度较大地势平坦，煤层埋藏较浅，表土层较薄，主副斜井井口在井田边界，沿4号煤层底板掘进。两井筒的地面标高为+175m，大于历年最高洪水位标高。具体采区划分见图4-1。图4-1采区划分示意图4.1.3工业场地的位置工业场地的位置选择在主、副井井口附近，即井田边界。工业场地的形状和面积：根据表2-3工业场地占地面积指标，确定地面工业场地的占地面积为21.6公顷，形状为矩形，长边垂直于井田走向。根据制图规范1：5000的图按400m*540m绘制。4.1.4开采水平的确定本矿井主采煤层为2，4号煤层，其它煤层属中厚煤层且是稳定煤层，2，4号煤层属缓斜煤层，平均倾角为21度，煤层南部有露头，煤层埋藏最深处达-1550m，垂直高度达1700m。根据《煤炭工业设计规范》规定，缓倾斜、倾斜煤层的阶段垂高为200~350m，针对于本矿井的实际条件，决定煤层的阶段垂高为350m与200m两种。由于本矿井瓦斯涌水较小、倾角较大，所以可以考虑上山的开采方案，考虑到井田范围较大，所以本矿井也可采用两水平的开采方式。采用五个水平划分时，斜井开拓第一、第二、第三水平，第四和第五水平另外设计两个千米立井作为辅助运输与回风，主斜井采用暗斜井延伸，因此属于斜井-立井综合开拓。4.1.5矿井开拓方案比较（1）提出方案根据以上分析，现提出以下四种在技术上可行的开拓方案，如图4-2，分述如下：方案一：综合开拓（集中岩石大巷)开采初期在煤层露头处建立主副斜井和风井，后期在井田北翼建立副立井和风井。方案二：立井多水平上山开拓（分煤层大巷)主、副井均为立井，布置于井田中央，大巷布置在煤层当中。方案三：综合开拓（分煤层大巷）开采初期在煤层露头处建立主副斜井和风井，后期在井田北翼建立副立井和风井。方案四：立井多水平上山开拓（集中岩石大巷）主、副井均为立井，布置于井田中央，大巷布置在岩层当中。（2）技术比较以上所提四个方案中，方案一与三井筒的数量和运输大巷、轨道大巷长度都一样，只是大巷的布置位置不同，所以引起部分基建、生产经营费用不同。方案二与四的也是因巷道的布置位置不同所引起部分基建、生产经营费用不同。图4-2开拓方案示意图(3)各方案粗略经济比较以上四个方案根据布置的方式不同分成两组进行比较，及方案1和3一组，方案2和4一组。方案1和3粗略经济比较如表4-2、4-3、4-4所示。表4-2方案1和方案3粗略经济比较方案1粗略经济费用长度/m单价元/m费用基建费用第一水平岩石大巷长度3410×2276218836840石门长度250900225000主斜井91731572894969副斜井88031572778160井底车场800900720000南翼风井（1）258000200000南翼风井（2）758000600000第二水平岩石大巷长度3630×2276220052120石门长度540900486000主斜井47031571483790副斜井47031571483790井底车场800900720000洛沟风井57572004140000第三水平岩石大巷长度3180×2276217566320石门长度17709001593000主斜井47027621298140副斜井47027621298140井底车场800900720000第四水平岩石大巷长度3725×2276220576900石门长度950900855000井底车场800900720000暗斜井延伸100031573157000北翼风井98087058530900北翼副井105079908389500北翼副井车场1000900900000第五水平岩石大巷长度5300×2276229277200石门长度8090072000井底车场800900720000暗斜井延伸52031571641640小计151936409生产费用煤量/万t距离/km单价系数费用/万元斜井提升第一水平44200.9170.481.22334.609第二水平39431.3870.481.23150.11第三水平43411.8570.481.24643.273第四水平73792.8570.481.212143.12第五水平53843.3770.481.210472.7小计32743.81石门运输第一水平44200.250.3811.2505.206第二水平39430.540.3811.2973.4794第三水平43411.770.3811.23512.928第四水平73790.950.3811.23204.995第五水平53840.080.3811.2196.9252小计8393.534总计/万元56330.98表4-3方案3粗略经济费用长度/m单价元/m费用基建费用第一水平煤层大巷长度3410×4185225261280石门长度250900225000主斜井91731572894969副斜井88031572778160井底车场800900720000南翼风井（1）258000200000南翼风井（2）758000600000第二水平煤层大巷长度3630×4185226891040石门长度540900486000主斜井47031571483790副斜井47031571483790井底车场800900720000洛沟风井57572004140000第三水平煤层大巷长度3180×4185223557440石门长度17709001593000主斜井47027621298140副斜井47027621298140井底车场800900720000第四水平煤层大巷长度3725×4185227594800石门长度950900855000井底车场800900720000暗斜井延伸100031573157000北翼风井98087058530900北翼副井105079908389500北翼副井车场1000900900000第五水平煤层大巷长度5300×4185239262400石门长度8090072000井底车场800900720000暗斜井延伸52031571641640小计188193989生产费用煤量/万t距离/km单价系数费用/万元斜井提升第一水平44200.9170.481.22334.609第二水平39431.3870.481.23150.11第三水平43411.8570.481.24643.273第四水平73792.8570.481.212143.12第五水平53843.3770.481.210472.7小计32743.81石门运输第一水平44200.250.3811.2505.206第二水平39430.540.3811.2973.4794第三水平43411.770.3811.23512.928第四水平73790.950.3811.23204.995第五水平53840.080.3811.2196.9252小计8393.534总计/万元59956.7表4-4方案方案1方案3总费用/万元5633159959.74百分率100%106%如上表所示方案1、3中，区别在于1方案中是大巷的位于4号煤层底板岩层中，两个煤层联合开采，优点是简化了开采方法，较少了一套上山和以及装备，巷道易于维护；缺点是岩石大巷的开拓较慢，投入比煤层大巷多。而方案3中是采用煤层大巷分煤层开采，优点是煤层大层巷掘进较快以及费用较低，但是缺点是显而易见的，巷道维护较困难，后期维护费用较高，开采流程较复杂，增加了两条煤层和一套上山。由于两煤层距离较近，为了简化工艺，经粗略经济比较，两方案中暂取方案1。方案2和4粗略经济比较如表4-5、4-6、4-7所示。表4-5方案2和方案4粗略经济比较方案2粗略经济费用长度/m单价元/m费用基建费用第一水平岩石大巷长度3410×2276218836840石门长度13359001201500主立井40087053482000副立井39079903116100井底车场1000900900000南翼风井（1）257990199750南翼风井（2）757990599250第二水平岩石大巷长度3630×2276220052120石门长度805900724500主立井延伸20087051741000副立井延伸20079901598000井底车场1000900900000洛沟风井57572004140000第三水平岩石大巷长度3180×2276217566320石门长度120900108000主立井延伸20087051741000副立井延伸20079901598000井底车场1000900900000第四水平岩石大巷长度3725×2276220576900石门长度5090045000井底车场800900720000主暗斜井延伸59031571862630副暗斜井延伸59031571862630北翼风井98079907830200第五水平岩石大巷长度5300×2276229277200石门长度900900810000井底车场800900720000主暗斜井延伸72031572273040副暗斜井延伸72031572273040小计/元147655020生产费用煤量/万t距离/km单价系数费用/万元立井提升第一水平44200.40.851.21803.36第二水平39430.60.851.22413.116第三水平43410.80.851.23542.256第四水平73790.80.851.26021.264第五水平53840.80.851.24393.344暗斜井提升第一水平442000.481.20第二水平394300.481.20第三水平434100.481.20第四水平73790.590.481.22507.679第五水平53841.310.481.24062.551小计/万元24743.57石门运输第一水平44201.33550.3811.22698.81第二水平39430.8050.3811.21451.205第三水平43410.120.3811.2238.1646第四水平73790.050.3811.2168.6839第五水平53840.720.3811.21772.327小计6329.191总计/万元45837.69表4-6方案2和方案4粗略经济比较方案4粗略经济费用长度/m单价元/m费用基建费用第一水平煤层大巷长度3410×4185225261280石门长度13359001201500主立井40087053482000副立井39079903116100井底车场1000900900000南翼风井（1）257990199750南翼风井（2）757990599250第二水平煤层大巷长度3630×4185226