采矿工程毕业设计（论文）-七台河精煤集团公司富强煤矿1.8Mta新井设计【全套图纸】 .doc

摘 要设计内容为七台河精煤集团富强煤矿1.8mt/a新井设计。井田面积15.75km2，可采煤层7层，总厚度11.7m ,煤质以焦煤为主，瘦煤次之，可采储量158.888 mt，矿井服务年限63年。主要内容包括：采用双立井方式开拓，折返式井底车场。划分两个水平进行开采，一水平共划分7个采区，采用分组联合的大巷布置方式，达产时两个采区同时生产。将二采区作为设计采区，设计生产能力0.7mt/a，单煤层开采，双翼布置，单翼生产，布置一个采煤工作面，两个掘进工作面。选择走向长壁综合机械化采煤方法。矿井通风方式为混合式通风。关键词： 开拓 分组联合 采区 综合机械化采煤 全套图纸，加153893706abstractdesign elements for the the group of qitaihe fuqiang coal mine 1.8 mt / new mine design. mine area of 15.75 km2, coal seam seven layer, the total thickness of rebuilding, mainly coal to coke lean times. recoverable reserves 158.888 mt, mines 63 years of service.main contents include : double shaft expansion, and backtrack bottom yards. division two level mining, a level seven were classified mining, use of a joint roadway layout, production of two mining area at the same time production. district 2 will be designed as a mining area, designed capacity 0.7 mt / a, single-seam mining, wing settings, the single-wing production, layout of a coal located, two excavation located. opt for an integrated mechanized longwall mining method. mine ventilation system for hybrid ventilation. keywords : opening joint integrated mechanized mining coal 绪 论 本文主要论述了七台河精煤集团富强煤矿1.8mt/a新井建设计划。主要从煤矿建设生产的主要几个方面做了系统的计算和论证，具体为井田概况与地质特征、井田储量及服务年限、矿井的开拓方式、设计采区的生产系统布置、工作面的计算和布置、矿井的通风、运输和排水。根据所掌握的资料，从以上几个方面，逐步的完成了整个矿井的初步设计工作。通过这段时间的设计工作，我们巩固了过去四年所学习的知识，更系统连贯地了解了工程设计的过程，并从中学习到了作为一名工程设计人员应该预备的专业知识和素质。设计中所涉及的地质资料均由现场收集，由于现场情况复杂，加之个人能力和设计时间有限，本文中必然存在许多不足之处，望各位老师在审阅时加以指正。76目 录摘 要iabstractii绪 论iii目 录1第1章 井田概况及地质特征11.1 井田概况11.1.1 井田位置及范围11.1.2交通位置11.1.3地形地势11.1.4 气候11.1.5 主要河流11.1.6 附近工矿概况21.1.7 原材料及水电供给情况21.2 地质特征31.2.1 矿区范围内的地层情况31.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造31.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征51.2.4 井田内的水文地质情况71.2.5 沼气、煤尘及煤的自燃性71.2.6 煤质、牌号及用途71.3 勘探程度及可靠性8第2章 井田境界 储量 服务年限92.1 井田境界92.1.1井田周边情况92.1.2 井田境界确定的依据92.1.3 井田未来发展情况92.2 井田储量92.2.1 井田储量的计算92.2.2 保安煤柱102.2.3 储量计算方法102.2.4 储量计算的评价112.3 矿井工作制度、生产能力、服务年限122.3.1 矿井工作制度122.3.2 矿井生产能力的确定122.3.3 矿井服务年限12第3章 井田开拓133.1 概述133.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述133.1.2 影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况133.2 矿井开拓方案的选择133.2.1 井硐形式和井口位置133.2.2 开采水平数目和标高153.2.3 开拓巷道的布置193.3 选定开拓方案的系统描述203.3.1 井硐形式和数目203.3.2 井硐位置及坐标203.3.3 水平数目及高度223.3.4 石门、大巷(运输大巷、回风大巷)数目及布置223.3.5 井底车场形式的选择223.3.6 煤层群的联系243.3.7 采区划分243.4 井筒布置及施工253.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护253.4.2 井硐布置及装备263.4.3 井筒延伸的初步意见263.5 井底车场及硐室293.5.1 井底车场形式的确定及论证293.5.2井底车场的布置、存储线路、行车线路布置长度303.5.3 井底车场通过能力验算313.5.4 井底车场主要硐室333.6 开采顺序333.6.1 沿煤层走向的开采顺序333.6.2 沿煤层倾斜方向的开采顺序333.6.3 采区接续计划333.6.4 “三量控制”情况34第4章 采区巷道布置与采区生产系统364.1 采区概况364.1.1 采区位置、边界及范围364.1.2 采区地质和煤质情况364.1.3 采区生产能力、储量及服务年限364.2 采区巷道布置364.2.1 区段划分364.2.2 采区上山布置374.2.3 采区车场布置374.2.4 采区煤仓形式、容量及支护444.2.5 采区硐室简介454.2.6 采区工作面接续474.3 采区准备474.3.1 采区巷道的准备顺序474.3.2 采区巷道的断面图及支护方式48第5章 采煤方法505.1 采煤方法的选择505.2回采工艺505.1.1 选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备505.1.2 选择采煤工作面循环方式和劳动组织形式51第6章 井下运输和矿井提升536.1 矿井井下运输536.1.1 运输方式和运输系统的确定536.1.2 矿车的选型与数量536.1.3 采区运输设备的选择546.2 矿井提升系统54第7章 矿井通风与安全587.1 通风系统的确定587.1.1 概述587.1.2 矿井通风系统的确定587.2 风量计算和风量分配607.2.1风量计算607.2.2 风量的调节方法与措施647.2.3 风速的验算657.3 矿井通风阻力的计算677.3.1 确定全矿井最大通风阻力和最小通风阻力677.3.2 矿井等积孔的计算727.4 通风设备的选择727.5 矿井安全技术措施747.5.1 预防瓦斯爆炸的措施747.5.2 预防煤尘爆炸的措施757.5.3 预防井下火灾757.5.4 其它事故预防。757.5.5 避灾路线及自救75第8章 矿井排水778.1 概述778.1.1 矿井水的来源及性质778.1.2 对排水设备的要求778.2 矿井主要排水设备788.2.1 排水方式与排水系统简介788.2.2 主排水设备及管路的选择计算78第9章 技术经济指标81结 论83致 谢 信84参考文献85附录86附录90第1章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 井田位置及范围富强煤矿位于七台河市东部的茄子河区。地理坐标是东经至，北纬至。南界（f41）与大丰祥查区相邻，东界（f12）与东方红精查勘探区相邻，西界（f7）与北岗矿深部区相邻，北界与西北界与茄子河祥查区相邻。东西走向长4.5公里，南北倾斜宽4.5公里，面积43平方公里。本井田东西走向8.2公里，南北倾斜宽3.5公里，面积约15.75平方公里。1.1.2交通位置主要公路有七台河至宝清段自矿区北部通过，并与矿区相连，为白色二，三级水泥路面，铁路有勃利至七台河铁路与矿区铁路在集配站接轨，通过本矿至东部龙湖矿，交通方便。附： 交通位置图(1-1)1.1.3地形地势自然地理方面，本矿属于丘陵地形，南侧与北侧高，中部由于受茄子河侵蚀，地势较低。区内最高标高为+216m，一般在+185m至195m之间。1.1.4 气候本区内11月至次年4月为冻结期，冻结深度为1.5m至2m。最高气温在零上27至31，最低气温在-29至-34，全年平均气温在0.5，年降水量为370至631。1.1.5 主要河流区内只有一条河流流过，即茄子河。其河床最高标高为162m,最低标高为157m，平均标高为160m,茄子河从本井田东部流入，从西部流出，汇入桃山水库，其最大流量是75.58m3/s，最大流速是0.762m3/s。图1-1 交通位置图本井田西南部有一条较大的季节性水沟，铁东洗煤泥沟是汛期主要的防汛地点。1.1.6 附近工矿概况矿井周边有小井几十处，现在生产的有27个，局内内的9个，局外的18个。其中与新建井有关系的有6个，建井后将对这些小井进行严格的监督管理，由矿地测科测绘，杜绝由于小井开采而影响大井安全生产的事故发生。规划矿区的周边均由落差数百米的特大断层作为矿界，与相邻矿区无采动影响。1.1.7 原材料及水电供给情况 矿井所用水源来自矿区内开采的地下水，生产和生活用电都来自七台河市区电网，矿井生产所需的大部分原材料由七台河矿务局及局属相关企业提供。1.2 地质特征1.2.1 矿区范围内的地层情况远古界的花岗岩及花岗片麻岩，为本区沉积地层的基低。中生界侏罗系中上统鸡西群滴道组的地层不整合于基底之上，岩性为集块岩，凝灰岩，该层组厚3050m 。在区内只有零星分布。侏罗系上统城子河组地层平行不整合于为滴道组之上，为本区主要含煤地层，层厚10001200m 。共含煤36层，总厚20.44m 。含煤系数为3.24%，其中可采煤层有7层。根据岩性特征和含煤性大致可分为上、中、下三段，现将其分述如下：城子河组下段：为40号煤层上顶板砾岩以下层段，地层厚150180m，含煤12层，可采层为48#层，岩性以中、粗砂岩、砾岩为主。其中49号煤层以下各煤层在f5断层上盘不发育。 城子河组中段：为15#煤层顶板含砾粗砂岩，40#煤层顶板砾岩之间的地层。厚度为250300m，含煤16层，全区可采9层，其中17、21、33为本矿井未来主采煤层，岩性以砂岩、粉砂岩、含砾粗砂岩为主。该层段底部砾岩厚约1520m。半圆状可做区域地层对比标志，36层底板12m厚的凝灰岩也是区域对比标志。城子河组上段：为4#12#煤层之间的地层，厚为650700m，含煤共8层，其中可采煤层为6#层。该段岩性以粉砂岩，中、粗砂岩为主。白垩系下统猴石沟组，仅在矿区东南f29上盘出露，控制厚度200余米，由粉砂岩、粗砂岩、中砂岩组成，与下伏地层为平整不整合接触。第四系残积层、坡积层，不整合于下伏地层之上，厚为120m，在河谷区较厚。附：煤系地层综合柱状图(1-2)1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造勃利煤田位于我国新华夏系第二隆起带，双鸭山，七台河，鸡西中生代坳陷中部，是一个弧形地带。富强煤矿位于弧形构造东侧，茄子河背斜的南翼，区内地层总体向南倾斜。区内受南北挤压应力影响而产生一组近东西向逆冲断裂，以f4，f6，f10，f41为代表，构造成叠瓦式构造，连同西北向的扭断裂f7，f12构成该区的主干断图1-2 煤系地层综合柱状图裂，在各个主干断裂两侧又产生一次级的断裂和褶皱，构成主干断裂。现矿区内共控制褶皱16组，断层85条。断层落差大于100m的共有15条，落差在10030m之间的有33条，在305m间的有37条，现将主要构造行迹由南向北依次描述如下：1.f5逆断层是一条走向近东西，倾向南，横贯矿区中央的一条落差较大的断层，对煤层沉积，煤质变化及构造的影响较大。2.f10断层是区内另一条对构造和煤层开采带来较大影响的横贯矿区南部的逆断层。其下盘的一些小断层和号褶皱组及上盘所斜接的号褶皱组，f6、f50等断层构成 “入”字型构造。附：主要断裂构造表 (1-1)表1-1 主要断裂构造表序号断层编号断层性质产状落差查明程度走向（）倾向（）最大（m）最小(m)1f10正en20en30es60350300可靠2f5正es15es25es65300280可靠3f3正es10en20es60250200可靠4f6正se40wn45ws45300150可靠5f50正nw30nw60ws75180160可靠1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征在本井田范围内含煤层7层，总厚度达到11.7m，含煤系数为3.2%，分别为6#、21#、23#、30#、33#、40#、48#。煤层倾角在左右，每层煤均为全区发育且可采。各煤层的情况如下：6#煤层，赋于城子河组上段，顶板为粉砂岩，煤厚1.751.85m，平均厚度为1.83m，无夹矸，倾角19，全区发育。21#煤层，赋于城子河组中段，顶板为砂岩，煤厚为1.31.7m，平均厚度为1.62m，结构简单无夹矸，倾角19，全区稳定可采。23#煤层，赋于城子河组中段，顶板为砂岩，煤厚1.051.55m，平均厚度为1.4m，无夹矸，倾角19，全区发育。30#煤层，赋于城子河组中段，顶板为砂岩，煤厚1.301.90m，平均厚度为1.70m，全区稳定可采无夹矸，倾角为19。33#煤层，赋于城子河组中段，顶板为粗砂岩，煤厚为1.31.7m，平均厚度为1.55m，结构简单无夹矸，倾角19，全区稳定可采。40#煤层，赋于城子河组下段，顶板为砾岩，煤层厚度为1.71.9m，平均厚度为1.80m，结构简单无夹矸，全区发育且可采。48#煤层，赋于城子河组中段，顶板为砂岩，煤厚为1.751.85m，平均厚度为1.80m，结构简单无夹矸，倾角19，全区稳定可采。附：煤层特征表(1-2)表1-2 煤层特征表1.2.4 井田内的水文地质情况该区内的主要河流为茄子河，河床标高在180m左右，最大流量为75.88m3/s，流速0.762m/s，属于季节性河流，区内地势较低且平缓，茄子河对第四系地层的冲刷搬运使本区沉积了78米的河砂，河床切割了24米，地下水位两米左右，对采区有一定的影响。本区内的含水层主要为茄子河第四系孔隙含水层和晚侏罗系含煤地层裂隙含水层。第四系含水曾主要为茄子河两侧，呈条带状分布，对本区矿床充水有一定影响。因与地表水体间形成密切水力联系，故地下水的矿化度接近地表水体，为100150mg/l。充水因素：本区以大气降水补给为主，根据多年来资料可知，每年七、八、九月份，矿井涌水量明显增加，因此，大气降水通过第四系含水层补给煤系地层含水层是主要的补给水源。茄子河河谷地处低洼，有利于地面水和地下水的聚集，为本井田地面水和地下水的排泄区，河谷平原被第四系含水层覆盖与煤系地层之上，形成大气降水河流第四系含水层煤系地层之间的水力联系。个别在矿区内发育较好的断层也将是矿井充水的一个因素，但其补给量会很小。1.2.5 沼气、煤尘及煤的自燃性经过鉴定可知：该区内瓦斯涌出量比较稳定，相对涌出量5.77m3/t，属低瓦斯矿井本区构造较复杂大中型断层直达地表，且其导水，导气条件较好，为瓦斯散逸提供了良好的条件，随着将来开采深度的增加，瓦斯涌出量将逐渐增加。煤尘方面经鉴定，几个煤层的煤尘爆炸指数均达到爆炸区间内，所以都属于有爆炸危险的煤层，故建井后，此新井应为煤尘爆炸危险的矿井。煤的自燃性方面经鉴测，自燃发火期大约为15个月，属于自燃发火期较长的煤层，所以建井后此矿井在煤的自燃方面安全系数较高。1.2.6 煤质、牌号及用途1.煤的物理性质：该区的焦煤为主，瘦煤次之，贫煤和无烟煤局部分布。主焦煤为黑深黑色，玻璃光泽，内生裂隙较发育，质脆易碎，以块状为主，其次为粉状，粒状，多为半亮型亮型煤；贫煤、瘦煤为灰黑色，金刚光泽，硬度较大，为半暗型半亮型煤；无烟煤为黑色，褐色，粉状，为暗淡型煤。2.煤的化学性质：本矿煤层的灰份中高灰份，一般为2038之间，发热量为2028mj/kg之间，硫份为0.110.45之间，一般在0.30左右，磷份一般低于0.05，属特低硫，低磷煤；精煤挥发份为1326，胶质层厚度：主焦煤为1215mm，贫煤，瘦煤为012mm，无烟煤为粉状。3.主要用途以冶金为主，火电厂做动力用煤次之。1.3 勘探程度及可靠性本次勘探，根据本矿区域构造程度和煤层稳定性，将本区勘探类型定为ii类ii型，勘探网度定为400m400m，孔距定为200m250m，经勘探构造规模较小，但密度较大，随着采深的增加 ，小构造密度还会加大，且无规律，将可能影响矿井正常生产。通过与近几年的其它资料对比，本次勘探成果是详实可靠的。第2章 井田境界 储量 服务年限2.1 井田境界2.1.1井田周边情况本区位于七台河市东部的茄子河区，地理坐标：东经，北纬。南界（f41）与大丰详查区相邻，东界（f50）与东方红精查勘探区相邻。西界（f6）与北岗矿深部区相邻，北界和西北界（f3，f4）与茄子河详查区相邻东西走向长4.5km，南北倾斜3.5km，面积约15.75k。周边开据过几十处小井，现生产的小井有27个。2.1.2 井田境界确定的依据确定的井田周边均由落差数百米的大型断层作为矿界，与邻区无采动影响。2.1.3 井田未来发展情况经勘探资料可知，划定井田范围内7层煤均发育良好，稳定可采，且井田内地质条件较好，除几条大断层将影响到采区划分外，其它方面均无太大影响，所以建井后有望迅速达到设计生产能力，在稳定的储量条件下，可使矿井在服务年限内，稳定的达到或超过设计生产能力。2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算本设计矿井参加储量计算的可采煤层有6#、21#、23#、30#、33#、40#、48#共7层，各煤层储量计算边界与井田境界基本一致。矿井储量是指矿井内所埋藏的数量，具有工业价值的煤炭数量，可分为矿井地质储量、矿井工业储量和矿井可采储量。矿井工业储量是指平衡表内a+b+c级储量的总和。矿井设计储量是用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煤柱损失量后的储量。矿井可采储量是指矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道及上下山保护煤柱后乘以采区回采率的储量。2.2.2 保安煤柱1.保护煤柱的设计原则如下：保护煤柱圈定应根据受护面积边界和移动角值进行；保护煤柱的地面受护面积包括受护对象及周围的受护带；当受护边界与煤层走向斜交时，先基岩移动角求得上山移动角和下山移动角，再确定保护煤柱；立井保护煤柱深度大于或等于400米时用边界角圈定，小于400米的用移动角圈定。2.为了安全生产，本设计矿井依据煤矿安全规程，留设保安煤柱如下3：露头处留设20 m保安煤柱；井田内部断层留设20 m保安煤柱；边界断层留设20 m保安煤柱；地面建筑物留设50 m保安煤柱；河流两侧各留设20 m保安煤柱。 按以上方法计算得：工业广场煤柱损失：740万吨 断层、地面、边界保安煤柱损失：2570.6万；总损失量：3310.6万吨损失率：15.8 %2.2.3 储量计算方法1.工业储量计算计算公式如下：块段储量=块段面积平均倾角余割块段平均厚度容重块段面积：500500=250000；平均倾角余割：1/cos=1.058；块段平均厚度：11.7m；容重：1.4；工业储量=块段储量块段数块段数：48.4；根据各煤层储量图，计算本井田工业储量为20964.82万吨。2.可采储量计算工业储量zc为20964.82万吨，保护工业广场，井田边界断层，茄子河下等位置的保安煤柱p约为3310.6万吨，采区采出率取0.90。计算公式如下：z=（zcp）cz可采储量 ；zc工业储量 20964.82万吨；p永久煤柱损失3310.6万吨；c采区回采率 0.90。附：可采煤层储量总表(2-1)表2-1可采煤层储量总表煤层名称工业储量（万吨） 煤柱损失（万吨）可采储量（万吨）采出率（%）abca+b+c6#3865672326327923627399021#2314392305296537723299023#2164181941257536819689030#2754832288304642323609033#2604622056277855020059040#1883682668322465323149048#18034027043224704217490合计173630771615220965331115889回采要求：中厚煤层不应小于80%，薄煤层不应小于85%。经各煤层可采储量计算，汇总计算出本设计井田可采储量为15889万吨。2.2.4 储量计算的评价矿井各项储量计算均遵照有关技术规范要求，但由于属于新建井，地质勘察的资料精度有限，局部地区可能会发生计算误差，矿井生产后如发现误差较大，将进行补充储量计算。2.3 矿井工作制度、生产能力、服务年限2.3.1 矿井工作制度 矿井工作制度：拟定矿井每年工作日为330天，每天四班，每班六小时，每天提升时间为16个小时。2.3.2 矿井生产能力的确定生产能力：综合考虑矿区内的煤层发育情况，地质构造，煤质等情况，初步计算该矿井年生产能力可达到1.8mt/a。2.3.3 矿井服务年限矿井可采储量z=( zcp)c zc：工业储量为20964.82万吨。p :保护工业广场，井田边界断层，茄子河下等位置的保安煤柱p约为3310.6万吨。c :采区采出率取0.90。z=(20964.82-3310.6)0.9=15888.80万吨服务年限pz/aka为矿井生产能力1.8mt/a。k为矿井储备系数取1.4。p15888.80/(1801.4)63.05年所以该新井设计服务年限为63年，符合矿井设计有关规定的要求。第3章 井田开拓3.1 概述3.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述富强新建矿井周围有小井几十处，其中与新建井有关系的有6个，建井后将对其进行严格监督管理，杜绝由于小井生产而影响大井生产的情况发生。3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况由地质勘探精查报告确定的煤层自然产状，顶底板条件，构造因素，冲积层的结构，地形及水文地质等，经比较，确定煤层赋存深度和冲积层的水文地质条件对开拓方式影响最大。富强建设新井首先要确定开拓方式，确定矿井的开拓方式要充分考虑多个主井工艺系统的机械化装备水平，经济技术比较，对矿井发展的影响等因素，这些因素将决定新建井的井型和经济效果。确定井田开拓方式要遵循以下各项原则：1.遵守有关煤炭工业的技术政策，争取做到早出煤，出好煤，减少投资和成本，为资金快速收回创造条件。生产系统应做到完善，有效，可靠，在保证安全生产的条件下减少开拓工程量，尤其在初期建设中，更要尽可能节约基建工程量，从而加快矿井建设。2.尽量简化生产系统，避免生产分散，为集中生产创造条件。3.合理开发和利用资源，减少煤炭损失。4.执行煤矿安全规程的有关规定。建立完善的通风系统，减少巷道维护量，使主要巷道经常性能保持在良好状态。5.设计新建矿井要适应国家当前技术水平和设备供应情况，在条件允许的情况下，尽可能采用新技术，新工艺。3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1 井硐形式和井口位置根据富强新井井田的地表及煤层等实际情况，初步拟定如下三种方案：方案i双立井开拓方案ii双斜井开拓方案iii主斜井副立井开拓三种开拓方案技术比较如下：1.方案i： 双立井开拓主要优点：适应性较强，通常不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文 等自然条件的限制。井筒最短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，井筒的断面很大，对通风有利；由于井筒短，通风阻力又小，所以深井更为有利。主要缺点：井筒掘进技术和施工设备复杂，且掘进速度慢，地面的工业建筑，井筒装备，井底车场及硐室都比斜井须大型提升设备，所以初期投资较大，建井期较长成本回收较慢，主井延伸时，对生产影响较大。适用条件：煤层赋存较深，表土层厚，对斜井或平硐开拓不利时均可采用立井开拓方式。技术评价：根据本井田的地表情况，地质构造，煤层赋存等因素，适合于立井开拓的条件上，故方案i在技术上可行。2.方案ii：双斜井开拓主要优点：掘进技术和施工设备简单，掘进速度快，地面工业建筑，井筒设备比较简单，石门总长度也较短，左翼建井期较短，初期投资少，当延伸井筒的施工方便，对生产干扰小。主要缺点：自然条件相同时，斜井要比立井长的多，当围岩不稳固时，斜井井筒维护费用高，采用绞车提升时，提升速度慢，能力小，各种损耗过大，所以这部分费用很高。由于井筒过长，井巷断面小，通风阻力过大，同条件下可能满足不了通风要求，不得不另开风井。适用条件：井田内煤层埋藏较浅，表土层不厚，水文地质情况简单，井筒不需要特殊法施工的缓斜和倾斜煤层，可采用斜井开拓。技术评价：本井田的煤层赋存深度在+195-400m，适合于斜井开拓在技术上可行。3.方案iii：主斜井副立井开拓主要优点：主井采用斜井开拓，施工简单，掘井速度快，费用低运输连续性强，副井采用立井开拓，井筒维护量小，井筒断面大，有利于通风。主要缺点：如果井口相近，井底则相距较远，井底车场布置，井下运输联系就有困难，如果井底相近，则井口相距较过，地面工业建筑特就比较分散，工业广场面积增大，调度不方便，占地较多，增加了煤柱损失。适用条件：比较广泛，且于双立与双斜井之间。技术评价：根据设计井田的地表情况，煤层赋存及工业广场的布置等实际情况，综合开拓不适合本矿井的生产，工业广场和车场布置都是困难，所以不利于用此方案。1、2 根据上述井硐开拓方案的技术比较，淘汰不合理的综合开拓方案iii，在双立井开拓与双斜井开拓两个方案之间进行经济比较。比较的主要内容包括井筒掘进费用以及他们的维护费用、提升费用，主石门掘进长度等等。其他工程如井底车场、水平运输大巷以及各种采区石门和采区上山的工程量两种方案基本相等所以次要比较。附：经济技术比较表(3-1) 开拓方案示意图(3-1)通过技术分析和经济比较，方案一较优，所以本矿井应采用双立井开拓方式。井口位置：对矿井井筒位置有以下的要求：1.井筒应设在井田中央（储量分布的中央），这样可以使井田走向的运输工作量最小。2.井筒设在井田中央，可使两翼的产量分配和风量分配都比较平衡，同时通风网路较短，通风阻力较小。3.如立井开拓，井筒位置需要考虑煤柱损失量，井筒穿过地层的地质构造和初期投资等。综合以上因素，应将本矿井井筒位置设在井田的储量中心坐标：主井（71750，432325） 副井（71770，432370）3.2.2 开采水平数目和标高根据矿井井田斜长（垂高）的大小，开采煤层的多少和煤层倾角的陡缓，井田内可设一个或几个开采水平。合理的开采水平垂高应以合理的阶段垂高为前提，并使开采水平有合理的服务报限，有利于矿井水平和采区的接替，还要有较好的技术经济效果。4、5合理的水平垂高应注意满足以下要求。1.使阶段倾斜长度合理；2.使区段数目划分合理；3.要能够便于采区的正常接替；表3-1 经济技术比较表项目名称方案一方案二立井开拓斜井开拓数量（m）投资（万元）数量（m）投资（万元）井巷工程井筒主井345931.510521578副井325877.510521578风井95270100270井底车场750202.5850230.1主要运输及回风道2950223929502239提升设备立井提升设备25622354副井提升设备13081268基建投资总计8390.59517.1方案差值-1126.64.保证水平的服务年限合理；5.确定的水平垂高要在经济上有利。综合以上要求，并结合本井田的地质条件和开采技术特点，初步拟定三个水平划分方案：方案一：单水平上下山开采方案二：两个水平上山开采方案三：三水平上山开采图3-1 开拓方案示意图方案一：单水平上下山开采表3-2-1 单水平划分指标表单水平水平标高-400m阶段垂高595m服务年限63年水平储量15888.8万吨方案二：两个水平上山开采表3-2-2 两水平划分指标表第一水平第二水平水平标高-100m-400m阶段垂高295m300m服务年限30.7年32.3年水平储量7736.4万吨8152.4万吨方案三：三水平上山开采表3-2-3 三水平划分指标表第一水平第二水平第三水平水平标高0m200m-400m阶段垂高195m200m200m服务年限4435.2万吨6904.8万吨4536万吨水平储量17.6年27.4年18年根据各方案的技术指标，各方案评价分析如下：6方案一：该方案阶段斜长，水平垂高等均不符合水平划分要求和上下山开采的条件，所以方案一在技术上不可行。方案二：该方案各水平储量可以满足水平服务年限的要求和开采技术的条件，方案二技术上合理可行。方案三：该方案在第一水平上服务年限达不到规定的要求，所以该方案不合理。综上所述，此矿井应采用方案二的水平划分方式。附：水平划分示意图（3-2） 图3-2 水平划分方案示意图3.2.3 开拓巷道的布置对大巷布置的一般要求：开采水平大巷的主要任务是担负煤矸，物料和人员的运输，以及通风、排水、敷设管线。对大巷的基本要求是便于运输，利于气进和维护，能满足矿井通风安全的需要。开采水平布置的核心问题是运输大巷的布置。运输大巷可有分煤层运输大巷，分组集中运输大巷，集中运输大巷，主要根据煤层的数目和间距来定。考虑到井田内可采煤层为7层，且21#，23#，30#煤层间距较小，所以分煤层运输大巷布置不合理 。拟定两个方案进行分析。方案一：分组集中运输大巷方案二：集中运输大巷附：大巷布置方案对照表（3-3）本设计井田可采煤层中6#，与21#相邻煤层的层间距较大，倾角较小，使集中大巷布置不能满足其适应条件，所以本井田选择采用分组集中大巷布置。附：大巷布置方案示意图（3-3）表3-3 大巷布置比较表分组集中大巷集中大巷布置优点1.总的巷道工程量较少2.生产比较集中3.采区巷道分组联合布置4.大巷容易维护，运输条件好1.大巷工程量少2.生产区域比较集中，运输条件好 3.采区巷道集中联合布置，开采强度大4.大巷维护容易，运输条件好缺点1.石门长度较长2.掘进工程量大1.初期工程量大，建井时间长 2.反向运输工作量大适应条件1.可采煤层数目多，间距大小不同 2.采区巷道为分组联合布置，煤层分组间距大3.井底车场在煤层群上部或中间时，初期工程少，工期较长1.煤层间距小2.井田走向长度大，服务年限长3.下部煤层底板有坚硬的岩层，石门长度短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富强新井井田中的煤层赋存，地质构造等牲，综合考虑实际开采条件，设计井型，通过前面井筒开式确定方案的技术分析和经济比较，确定该矿井采用双立井开拓方式，即一主一副两个井筒。3.3.2 井硐位置及坐标确定井筒位置是井田开拓的重要问题，合理的井筒位置应使井下开采有利，井筒的开掘和使用安全可靠，地面工业场地布置合理。1.对井下开采有利的井筒位置应使：井巷工程和维护量较少；使井下运输系统简单，工作量小； 图3-3 大巷布置（-100切面）方案示意满足通风需要，且煤柱损失要少，还要有利于井下的开采部署。 2.对掘进与维护有利的井筒位置：尽量避免在水文地质情况复杂的条件下掘砌井筒。为便于维护，井筒不应设在受地质破坏比较剧烈的地带及受采动影响的地区。井筒位置应考虑使底车场处在较好的围岩条件中，以便于大容积硐室的掘进和维护。3.对地面工业场地布置有利的位置：为了便于布置矿井的地面生产系统和其工业建筑特首先，要有足够的场地，同时要为以后扩建留有空间；要便于供电，供水和运输系统的接入，附近要能建设居住区和排矸等设施；井筒位置要高于当地最高洪水位，避免水患是井筒和工业场地受灾；尽可能使平整场地的工程量较少3、5。 综合考虑上述条件上，确定了该井田的井筒位置，详见开拓方案示意图。3.3.3 水平数目及高度根据本井田内煤层赋存情况和地质构造，经过技术分析比较后，确定将矿井划分两平，一水平标高为-100m，阶段垂高为295m，在-100m水平布置井底车场，主要石门和运输大巷等至各个采区，进行上山开采。3.3.4 石门、大巷(运输大巷、回风大巷)数目及布置通过矿井开拓巷道布置方案的技术分析和经济评价，确定本矿井采用分组集中运输大巷的布置方式，具体石门，大巷数目和布置见开拓方案平面示意图。附：大巷(石门)示意图（3-4）3.3.5 井底车场形式的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，是连接井下运输和提升两个环节的枢纽，是矿井生产的咽喉，因此一个合理的井底车场设计是保证矿井安全和生产的重要条件。1.影响井底车辆形式选择的因素包括：井田的开拓方式；大巷的运输方式和矿井生产能力；要考虑地面布置及生产系统；图3-4 大巷(石门)示意图不同煤种是否需分运分提。2.选择井底车场形式的原则：3能保证矿井生产能力，还要有足够的富裕系数，有增产的可能性；使调车工作简单，管理方便，尽量减少弯道和交岔点；要做到操作安全，符合有关规程规范；使井巷工程量少，便于维护，从而降低生产成本；要使车场建设施工方便，各井筒间、井底车场与主要运输巷道间能迅速贯通，缩短建井工期；当大巷或石门与井筒的距离较大时，可以选择立式井底车场，方便布置存车线和调车线；井底车场形式还应考虑所选矿车的类型，当采用定向卸载的底纵卸式、底侧卸式矿车时，其卸载站可布置折返式，亦可布置环形式。但选用的装车站的线路也必须相对应。立井井底车场的形式基本分两大类，即环式车场和折返式车场。环行车场又包括环行立式（刀式）、环行卧式和环行斜式车场；折返式车场包括梭式和尽头式车场。 综合井底车场设计的各项要求和条件，兼考虑富强煤矿各采区在车场周围的分布情况，又考虑矿井的生产能力较大运输方式为底卸式矿车运煤，最终确定本矿井采用通过能力较大的立井折返式井底车场。3.3.6 煤层群的联系本设计井田中赋存可采煤层为6#，21#，23#，30#，33#，40#，48#共7层煤，采用分组联合布置。附：煤层布置图表（3-4）表3-4富强新井煤层分组联合布置表煤层特征煤层分组煤层编号煤层厚度（m）平均间距（m）6#1.831906# 上组21#1.621021#、23#、30#、33#、中组23#1.401830#1.702433#1.5515040#1.802040#、48#下组48#1.803.3.7 采区划分采区划分原则：6、91.根据煤炭工业设计规范要求，采区一般应双翼布置。当受地质条件不满足或在安全上有特殊要求，才可选择单翼布置；2.确定采区走向长度时要根据煤层地质条件，开采机械化水平，采区储量，生产能力与巷道维护等多方面因素进行综合考虑；3.采区划分要考虑合理的采区接续关系，使其各翼储量及产量分配均匀；4.划分采区时即要有意识地缩短大巷，还要充分考虑人为外延的可能性；5.要充分发挥机械化效能，尽量减少搬家次数，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可较一般采区增大；6.条件允许的情况下，应尽量采用联合布置采区，搞集中生产；7.如果赋存煤层稳定，开采条件好，生产能力大的采区，走向长度可适当加大3。 富强煤矿赋存煤层发育完全，稳定可采，地质较简单，煤层倾角为左右，初步拟定采用单一走向长壁，综合机械化采煤，生产能力为1.8mt/a，分组集中联合布置方式，考虑综采生产能力大，且工作面搬迁困难，应适当加大采区的走向长度，遵循尽量保证在建井后早出煤，减少工程量等原则，将井田内第一水平划分为7个采区，第二水平划分9个采区。附：采区划分示意图(3-5)图3-5 第一水平（-100m标高）采区划分示意图3.4 井筒布置及施工3.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护富强煤矿井硐岩层性质包括粉砂岩，细砂岩，中砂岩，粗砂岩及粉细互层等，具体详见煤系地层综合柱状图。井硐支护类型为整体灌注式。1.优点是：防水性能较好；整体性好，强度较其它支护方式高；便于机械化能力提高，施工方便，劳动强度低。2.主要支护材料包括：料石，混凝土预制块，混凝土外加剂等。3.4.2 井硐布置及装备井筒平面布置设计依据和要求如下：1.设计依据：要考虑提升容器的种类数量，种类，量大的外形尺寸是否合适。要配备的井筒装备的类型和规格。要考虑提升容器与井筒装备，井壁之间的安全间隙。通过风量的计算。2.布置要求：2、5用做箕斗提升的井筒不能兼作风井。当立井井筒作为安全出口的，如井深超过300米，应每隔200米左右设置一处休息点。井筒平面内布置提升容器时所允许的间隙，要严格附合有关规定。井筒的允许最大风速不得超过有关方面的规定。 综合以上依据和要求，兼顾富强矿井的实际条件和年产能力，确定井筒平面布置形式如井筒断面图所示：立井井筒装备包括：罐道，罐道梁，梯子间，管路，电缆，井口和井底金属支撑结构，及托管梁，电缆支架，过卷装置等，经选型本井的实际需要装备说见井筒断面图。附：井硐断面图（主井3-6、副井3-7）3.4.3 井筒延伸的初步意见开拓延深方案的原则及要求1.要能够保持或扩大矿井生产能力；2.尽量利用矿井现有的井巷，设施设备，减少临时辅助工程量，降低投资；3.在条件允许的条件下积极采用新技术，新工艺和新设备；图3-6 主井断面图图3-7 副井断面图4.在延伸的过程中，要加强延深的组织管理与技术管理，使施工与生产紧密配合，尽量减少延深对生产的影响；5.尽可能缩短两个水平同时生产的时间。经过分析富强新井的煤层赋存情况及二水平采区分布情况，确定采用延深原有主副井方案。主要优点是可充分利用原有设备和设施，提升系统单