采矿工程本科毕业论文顾桥井田.doc

1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 矿区的地理位置、地形、交通及居民点分布一、位置与交通顾桥井田位于安徽省淮南市凤台县城西北约20km处，地理坐标为东经11626151163700，北纬324347325230。井田内有凤（台）阜（阳）和凤（台）利（辛）公路纵贯；井田外东部经有凤（台）蒙（城）公路，南部通有袁（集）李（凤郢子）矿区公路和淮（南）阜（阳）铁路。潘谢矿区铁路自东向西穿过本井田。井田内的永幸河和西南外缘的西淝河均可通航民船，并可转接淮河水运。交通方便（见图2-1-1）。二、地形与河流本井田位于淮河冲积平原，地形平坦，除西淝河与岗河沿岸一带地势低洼、雨季易成内涝以外，地面标高一般为+21+24m。总体地势为西北高、东南低。永幸河由西北至东南流经井田中部；而与永幸河流向相同的西淝河则流经井田西南缘外侧，在鲁台孜入淮，是地表水集中排放的主渠道。此外，井田内尚有纵横交错的人工沟渠。三、气候与气象井田所在地区属季风暖温带半湿润气候，季节性明显，冬冷夏热。该地区年均气温15.1，两极气温分别为41.2和-22.8；一般春、夏季多东南及东风，秋季多东南及东北风，冬季多东北及西北风，平均风速3.18m/s，最大风速20m/s；年均降雨量926.33mm，最大达1723.5mm；雪期一般在每年11月上旬至次年3月中旬，最大降雪厚度16cm；土壤的最大冻结深度为30cm。四、地震根据中国地震烈度区划图（1990）的使用规定，本井田地震基本烈度为6度。第二节 地 质 特 征一、地层顾桥井田属全隐蔽含煤区，钻探所及地层由老到新依次有奥陶系、石炭系、二叠系和新生界。二、构造本井田位于淮南复向斜中部，属陈桥背斜东翼与潘集背斜西部衔接带。煤系地层总体形态为一走向近南北、倾向东、倾角多为515的反“S”型单斜构造。其中发育有一系列宽缓褶曲和断层。根据褶曲和断层发育特点，可将本井田划分为北部宽缓褶曲挤压区、中部简单单斜区、中南部“X”型共轭剪切区和南部单斜构造区四部分。经综合精查地质勘探和高分辨率数字地震补充勘探，全井田共查出小陈庄背斜、胡桥子向斜、后老庄背斜和桂集向斜等次一级褶曲4个。发现断层167条，其中正断层137条，逆断层30条，大致可分为近东西向、北西向和北东向三个断层组。按落差大小来分，大于等于100m的13条，小于100m而大于等于50m的11条，小于50m而大 于等于20m的45条，小于20m而大于等于10m的63条，小于10m的35条。此外，尚有21个孤立断点未能组合成断层。主要断层特征见表2-2-1（1）表2-2-1（2）。三、煤系及煤层本井田的煤系地层为石炭、二叠系，其中二叠系的山西组与上、下石盒子组为主要含煤层段。主 要 断 层 特 征 表 表2-2-1（1）名称性质走向倾 向倾 角(度)落差(m)延展长度(km)可靠性名称性质走向倾向倾角(度)落差(m)延展长度(km)可靠性F81正NEEN60653004.0可靠FD92-2正NWSW700201.5可靠F81-1正NEEN60652006.0可靠FD92-3正NWSW750220.5可靠性差F81-2逆NEES4550582707.0可靠FD92-6正NWSW65700452.0可靠F84逆NWS3065153006.0可靠F93正NESE750261.9可靠F81-1逆NWSW5060332.0可靠F94正NWWS75800403.0可靠F85逆NWS506512505.9可靠F94-1正NWNE500200.4较可靠F86-1逆NWSW556501404.0可靠F94-2正NWNE308400.5较可靠F85-3正NWNE257035402.0可靠F95正NESE700441.0可靠F86正NEEEWSSES5570257012.0可靠F95-2正NWSW550480.9可靠F86-1正NEES50550351.15可靠F97正NESE55650424.5可靠F87正EWS55750705.6可靠F99正NESE60750201.1可靠F87-1正NENW600251.5可靠F100正NWNE7580151406.0可靠F88正NWSW55600200.82可靠F101正NWNE750400.8可靠F90正NWNE55600443.1可靠性差F102正NWSW60650203.5可靠性差F90-1逆NWNE600270.83可靠性差F103正NENW6070501405.5可靠F92正NWSW65750763.0可靠FD103-1正NWSW700250.3较可靠FD92-1正NWWS650201.0可靠F101逆NWNE60750972.6可靠 注：表中所列均为落差大于等于20m的断层主 要 断 层 特 征 表 表2-2-1（2）名称性质走向倾 向倾 角（度）落差(m)延展长度(km)可靠性名称性质走向倾向倾角（度）落差(m)延展长度(km)可靠性FD104-1正NENW600220.35较可靠F114-4正NNEE358514400.5较可靠F105正NWNE75800551.3可靠F115正NENW6575201702.1可靠FD106-1正NWNE507010703.0可靠FD115-1正NENW7010250.45可靠FD108正NWSW657501805.1可靠F116逆NWSW6065103904.0可靠F108-2逆NWSW7025300.9较可靠F116-4逆NWSW5525400.8较可靠F108-3正NWSW7515601.2可靠F116-6逆NWNE60201.8可靠F109正NWWS406501607.0可靠F116-7正NWSW550751.0可靠F109-1正NWSW550200.7较可靠F211正NWSW40707701.3可靠F109-2正55020可靠性差F219正EWS6575356514.0可靠F109-3正NWSW650251.2可靠性差FD4正NESE600202.3可靠F109-4正NWSW650201.1可靠性差FD11正NEES700250.8可靠F109-5正NWSW500201.1较可靠FD13正NEES550200.8较可靠F110正NWEWSW-S25702012512.0可靠FD15正NWSW7025351.0可靠F110-3正NWSW65750302.3可靠FD16逆NWNE750302.0可靠F111正NESE65700201.0可靠FZ29正600202.0可靠F112逆NENW600210.7较可靠FZ31正70021较可靠F114正NESE60201102.2可靠FZ33正65020可靠F114-2正NWNE7015260.5较可靠井田内二叠系含煤层段总厚734m，含煤33层，煤层总厚度为30.08m，含煤系数为4.10%，自下而上依次分为7个含煤段。在中、下部厚约490m的一五含煤段中，集中分布9层可采煤层，平均总厚24.11m。其中13-1、11-2、8、6-2和1煤层为主要可采煤层，平均总厚21.14m；17-2、13-1下、7-2和4-1为局部可采煤层，平均总厚2.97m。可采煤层主要特征详见表2-2-2。四、煤质本井田可采煤层煤质稳定，煤种单一，属中灰富灰、特低硫、低磷特低磷、富油高油、高熔难熔灰分、具较强粘结性的气煤和1/3焦煤。可作良好的配焦和动力、化工用煤。各主要可采煤层煤质特征见表2-2-3。五、水文地质本井田水文地质条件属巨厚覆盖层下多煤层、多含水层、充水因素复杂的矿床，其富水性属简单中等，与地表水体无水力联系。（一）主要充水因素本井田基岩被厚度介于224.10576.00m之间的西北厚、东南薄的新生界松散层所覆盖。按松散沉积物组合特征及其含、隔水性能不同，自上而下大致可分为4个含水组、4个隔水组和1个碎石层。其中第三隔水组除在局部古地形隆起处变薄或缺失外，绝大部分分布稳定，厚度一般为3055m，系其上、下含水层间的良好隔水层。第四含水组在七线以北与基岩直接接触，厚度多为3080m，系基岩含水组的主要补给水源。底部的碎石层若与含水层接触时，有可能起到一定的导水作用。二叠系砂岩以中、细粒为主，局部裂隙发育，一般为钙质充填，富水性弱，以储存量为主，且因间夹泥岩和煤层，含水组之间在自然状态下无密切的水力联系。但是，若被断层切割或受采动影响而致地下水水力均衡遭到破坏时，上、下含水层之间有可能互相沟通，从而可采煤层主要特征表表2-2-2煤层厚度（m）最小最大平均间距（m）顶 板 岩 性底 板 岩 性结 构可采性稳定性17-204.350.97泥岩和中砂岩泥 岩简 单局部可采不稳定10413-11.708.254.65泥岩，局部为细砂岩泥 岩较间接全区可采稳 定113-1下01.850.56泥 岩泥 岩简 单局部可采不稳定7411-20.897.233.10浅部为中、细砂岩，其它地段为泥岩泥 岩简单较简单全区可采稳 定80805.152.52古河流冲蚀处为石莫砂岩，其余为泥岩泥岩，局部为含炭泥岩简 单大部可采较稳定47-202.940.76泥岩，局部为砂岩泥岩，局部为砂岩较间接局部可采不稳定416-20.607.103.41泥岩，局部为砂岩泥 岩简 单基本全区可采稳 定404-105.200.68泥 岩泥 岩简 单局部可采不稳定8311.8511.897.46砂质泥岩，部分为砂岩砂质泥岩较复杂全区可采稳 定导致局部砂岩裂隙水突溃现象的发生。石炭系太灰岩溶裂隙含水组主要由自上而下编号的13层灰岩与其间的泥岩、粉砂岩和薄煤层组成。其中第1、3、4、5和12层灰岩分布稳定,并以第3、4和12层灰岩厚度较大。该含水组上距1煤层较近，一般为1620m，且灰岩水压较高，如果直接开采1煤层，必将因太灰的水压超过1煤层底板隔水层抗压强度而引发突水事故。潘谢矿区资料表明：奥陶系灰岩中下部岩溶裂隙比较发育，虽分布不均，但富水性弱中等，系太灰的主要补给水源。本井田断层带多为泥岩和粉、细砂岩碎块充填，并呈胶结状，正常情况下可起到相对隔水作用。但是，若不同层位的含水层受断层切割而对口，且断层带又未被泥质和岩屑所充填，或受到采动影响，导致断层活化，破坏了地下水的水力均衡，断层带则很可能成为地下水突溃的主要途径。综上所述，本井田新生界第四含水层孔隙水、二叠系砂岩裂隙水和石炭系太灰岩溶裂隙水对井下开采均有较大影响。但是，只要在可采煤层浅部留设适当的防水煤柱，四含水一般不致于溃入矿坑而对煤层开采构成大的威胁。这样，二叠系砂岩裂隙水和石炭系太灰岩溶裂隙水便成为本矿井开采的主要充水因素。水文地质特征见表2-2-4。（二）矿井涌水量预计本次设计的矿井涌水量预计范围为一水平（一水平标高-780m，11-2煤层下山采至-920m）的首采区。预计方法为顾桥井田电子版精查地质报告汇编中采用的水文地质比拟法。经与新庄孜矿井实测涌水量比拟表明：开采4-117-2煤层时矿井正常涌水量为757m3/h，最大涌水量为1330m3/h。另外，开采1煤层时，经实施疏水降压等措施后，太灰的涌水量为805m3/h。考虑到井下洒水、井筒淋水和防火灌浆用水等因素的影响，矿井开采4-117-2煤层时的正常涌水量按850m3/h计取。井田水文地质特征表 表2-2-4地层含、隔水 组组 厚（米）含、隔水组主要特征水位标高（米）单位涌水量（升/秒米）渗透系数（米/日）矿 化 度（克/升）水 温（）PH值水 质 类 型新生界一 含上部以砂质粘土为主，夹薄层粘质砂土，具孔隙，受降水补给，富水性弱；下部以粉细砂为主，夹粘质砂土及砂质粘土，富水性弱中等18.0020.500.0210.6030.501.017.07.47.8Cl-HCO-C-M及HCO-Cl-N-C一 隔以砂质粘土为主，夹透镜状粉细砂，结构较致密，分布较稳定，起隔水作用；东南部因夹砂层较厚，隔水性较差二 含以中、细砂为主，夹透镜状砂质粘土，结构松散，砂层分布西南薄，中间厚，受区域河流从上游补给，水源充沛，是矿井供水的主要水源21.5522.8250.1992.734.149.540.3860.6516.019.57.38.0HCO-N-C三 含以粗、中砂为主，细砂和粘质砂土次之，疏松松散，顶部和中部夹薄层粘土及砂质粘土多层，分布比较稳定，部分层次起隔水作用23.90424.2310.1690.5773.2212.141.7272.43920.523.07.88.2Cl-N二 隔以灰绿色固结粘土为主，夹数层中、细砂，除古地形隆起处沉积变薄或缺失外，一般分布稳定，可起隔水作用三 隔灰绿色厚层固结粘土，偶夹中、细砂薄层，质韧而粘，具膨胀性，除古地形隆起处沉积变薄或缺失外，一般分布稳定，为良好的隔水层四 含以中、粗砂为主，局部含砾，松散，自七八线间向北开始沉积，并有增厚的趋势，粒度也渐粗，为基岩含水层的补给水源25.89326.560.5241.9351.30212.082.3962.6928.531.07.88.2Cl-N四 隔灰绿、棕红等杂色固结粘土，结构致密，局部为泥灰岩，夹固结中、细砂，渗透性弱，可起相对隔水作用碎石层以灰白夹紫红色中粗粒石英砂岩为主，次为细粒或含砾粗砂岩，硅质胶结，致密坚硬，偶夹薄层固结粘土，呈云片状分布于基岩面上古生界二迭系砂岩裂隙含水组130.00以中、细砂岩为主，局部粗砂岩，多为钙质胶结。砂岩局部裂隙发育，厚度不稳定，分布于粘土岩、粉砂岩和煤层之间，富水性弱，以静储量为主26.3627.4010.0130.0480.01870.0911.992.68726.031.0HCO-Cl-K+-N及Cl-SO-K+-N二迭系1煤底部隔水组泥岩、粉砂岩，局部夹细砂岩，可视为1煤层底板压盖隔水层石炭系太灰岩溶裂隙含水组含灰岩1213层,平均总厚度为47.74m,其中3、4、12三层灰岩较厚,岩溶裂隙分布不均。按其水文地质条件,可分为中部简单区和南、北部中等区23.04827.0550.001050.2240.005863.0861.9072.99Cl-N-K+奥陶系灰岩岩溶裂隙含水组109.16灰深灰色厚层状白云质灰岩及少量粒状灰岩，富水性较弱。据区域资料，本组上部岩溶裂隙发育，富水性强24.600.01130.03471.484Cl-N矿井发展到10Mt/a时，正常涌水量尚需增加470m3/h，最大涌水量增加793m3/h。六、其它开采技术条件（一）主要可采煤层顶底板岩石力学特征本井田主要可采煤层顶板主要由泥岩、砂质泥岩和少量砂岩组成；底板均为泥岩和砂质泥岩。顶、底板泥岩、砂质泥岩的抗压强度较低，平均介于342513kg/cm2，砂岩的抗压强度较高，平均介于5711224kg/cm2。但总体来看，本井田主要可采煤层顶、底板岩石工程地质条件比较差，巷道支护和顶板管理比较困难。望有关部门加强井下工程地质研究工作，确保矿井建设与生产的安全。（二）瓦斯本井田共采集13-1、11-2、8、7-2、6-2和1煤层瓦斯样125个。其中主要可采煤层瓦斯测试成果见表2-2-5。根据本井田主要煤层瓦斯测试成果与潘谢矿区生产矿井瓦斯资料综合分析，本矿井应属高瓦斯矿井。随着矿井开采深度的增加，局部可能出现煤与瓦斯突出现象。（三）煤尘与自燃本井田可采煤层除6-2和1煤层不自燃很易自燃以外，其余均为很易自燃煤层。主要可采煤层的煤尘均具有强爆炸性。（四）地温根据淮南矿区九龙岗矿长观孔资料，本井田所在地的恒温带深度为自地表向下30m，恒温带温度为16.8。已有测温资料表明：本井田属于以地温异常区为主的高温区，平均地温梯度为3.08/100m。从纵向上看，垂深500m处平均地温在31以上，已达一级高温区；垂深700m处平均地温在37左右，已进入二级高温区；垂深在800m处平均地温高达40以上。预计-780m水平地温可达37.743.7，平均40.1。从横向上看，主要可采煤层瓦斯测试成果表 表2-2-5煤层新地层厚度（m）基岩盖层厚度（m）瓦斯含量 (m3/t)瓦斯成份 （%）CH4CO2CH4CO2N213-111-286-21地温等值线的走向具有与煤层底板等高线走向基本一致的变化趋势。鉴于本井田地温较高，有关部门应引起高度重视，并采取积极的降温措施，以防各类热害发生。2 井田开拓2.1 井田境界及可采储量2.1.1 井田境界一、井田境界顾桥井田北起F81断层，南止F211断层，西自1煤层隐伏露头，东至三十一勘探线和13-1煤层-1000m底板等高线地面垂直投影线。全井田南北走向长平均约13km，东西倾斜宽平均11km左右，面积约140km2。二、储量（一）储量计算范围、对象、方法及参数1计算范围本井田储量计算范围：北自F81断层，南至F211断层；西起各可采煤层的隐伏露头，东止三十一勘探线和各可采煤层-1000m底板等高线（其中17-2煤层至井田东部边界）。2计算对象参加储量计算的煤层共9层。其中主要可采煤层有13-1、11-2、8、6-2和1煤层计5层，次要可采煤层有17-2、13-1下、7-2和4-1煤层计4层。3计算方法运用地质块段法在各可采煤层底板等高线图上，按照钻探工程控制程度及计算水平的不同，划分不同地质块段分别计算储量。4计算参数（1）煤层最低可采厚度为0.70m；（2）原煤最高可采灰分为40%；（3）煤层的容重采用各层的算术平均值；（4）因地层倾角一般不大于15，故储量计算面积采用实测的水平面积。二）储量计算结果1矿井地质储量及工业储量经核算，全井田共获得矿井地质储量（因无D级储量，故均为矿井工业储量A+B+C级）2633888.5kt，其中A+B级1083140.7kt，占工业储量的41.1%。-850m以上有矿井工业储量1692972.8kt，其中A+B级947478.0kt，占-850m以上工业储量的56.0%。矿井地质（工业）储量见表3-1-1（1）表3-1-1（2）。本井田5层主要可采煤层共有工业储量2460869.3kt，占本井田工业储量的93.4%；其中-850m以上5层主采煤层有工业储量1543190.2kt，占-850m以上工业储量的91.2%。2矿井设计储量（1）永久性煤柱a防水（砂）煤柱：为确保井下安全生产，根据本矿井新生界底部含、隔水层的赋存特点，本报告于五和六勘探线以北和以南分别暂留设一定高度的防水煤柱和防砂煤柱，共有A+B+C级储量91098.1kt。实际开采中，可根据具体情况对其高度进行必要的调整。b断层煤柱：考虑到断层对开采可能造成的危害程度不同，本次暂按最大落差大于等于100m、小于100m而大于等于50m和小于50m而大于等于20m，分别于断层两侧留设100m、50m和30m宽度作为断层煤柱，共有A+B+C级储量255068.0kt。实际开采中，还应根据各断层的具体情况，对煤柱宽度进行必要调整。c井界煤柱：鉴于本矿井东北部与丁集井田毗邻，按照煤矿安全规程的要求，必须留设井界煤柱。本次于井界内侧留设20m宽度煤柱，共有A+B+C级储量1527.0kt。（2）矿井设计储量矿井工业储量扣除永久性煤柱后即为矿井设计储量，共有2286195.4kt。矿井地质储量汇总表表3-1-1(1) 单位：kt煤层水 平ABCA+B+C17-2防水煤柱414.25282.45696.6防水煤柱-78016805.937414.054219.9-780-8506870.26870.2-850-10003540.33540.3计17220.153106.970327.013-1防水煤柱1548.212190.615803.429542.2防水煤柱-780147928.288771.995803.8332503.9-780-85017988.035489.082154.0135631.0-850-100027162.4218824.4245986.8计167464.4163613.9412585.6743663.913-1下防水煤柱446.8446.8防水煤柱-78019173.719173.7-780-8502237.52237.5-850-1000699.1699.1计22557.122557.111-2防水煤柱945.814932.315878.1防水煤柱-78073552.858840.352087.6184480.7-780-8509572.328394.740718.178685.1-850-100010154.0144651.3154805.3计83125.198334.8252389.3433849.28防水煤柱1524.26553.38077.5防水煤柱-78038578.837734.861028.5137345.1-780-8509745.611793.120067.841606.5-850-1000469.412129.3115414.7128013.4计50318.061660.2203064.3315042.5矿井地质储量汇总表表3-1-1(2) 单位：kt煤层水 平ABCA+B+C7-2防水煤柱346.11787.02133.1防水煤柱-78010050.525924.935975.4-780-8503745.13745.1-850-100010217.510217.5计10396.641674.552071.16-2防水煤柱7610.87610.8防水煤柱-78035550.942577.582476.7160605.1-780-85019736.48811.419392.047939.8-850-10001267.537672.1124070.9163010.5计56554.889061.0233550.4379166.24-1防水煤柱577.4577.4防水煤柱-78015816.315581.63-780-8502890.62890.6-850-10008779.78779.7计28064.028064.01防水煤柱5157.615978.021135.6防水煤柱-78094614.786036.466248.5246899.6-780-85025138.127637.042474.195249.2-850-10009189.237618.8179055.1225863.1计128942.0156449.8303755.7589147.5合计防水煤柱3072.419054.368971.491098.1防水煤柱-780390225.4340820.3455974.01187019.7-780-85082180.4112125.2220549.4414855.0-850-100010926.1124736.6805253.0940915.7计486404.3596736.41550747.82633888.53设计可采储量（1）工业场地、后期风井场地和桥梁保护煤柱根据工业场地布置,按照原国家煤炭工业局2000年颁发的建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程规定，并结合淮南矿区实际，经计算中央区工业场地压煤量88822.0kt；西区、北区、南区风井场地共压煤216014.0kt。另外，永幸河立交桥、岗河大桥保护煤柱量69691.5kt。上述各项保护煤柱量合计374527.5kt。（2）本报告将开采难度大或开采效益差的局部块段或煤层（如17-2、13-1下、7-2、4-1等）计入非经济储量。经计算，全井田共有非经济储量约232368.9kt。其中：一水平约182040.5kt（-850m以上），二水平约50328.4kt。（3）经济储量矿井设计储量扣除工业场地、风井场地、桥梁保护煤柱以及非经济储量后，全井田共获得经济储量1679299kt。其中一水平981270kt（-850m以上），二水平698030kt。（4）可采储量经济储量扣除开采损失后，全井田共获得可采储量1296814kt。其中一水平757530kt（-850m以上），二水平539284kt。矿井工业储量、设计储量、可采储量见表3-1-2（1）3-1-2（2）。需要说明的是，本设计仍将顾桥镇保护煤柱储量117409kt（见表3-1-3）作为后期可采储量，计入可采储量表中。2.1.3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限一、矿井工作制度本矿井设计年工作日为300天。每天三班作业，其中二班生产、一班检修。每班工作8h，每天净提升时间14h。二、矿井设计生产能力本井田在潘谢矿区总体设计中，曾考虑采用顾桥、桂集两对井分别开发，设计生产能力各为4.0Mt/a，总规模8.0Mt/a。1985年原煤炭工业部在上报国家计委的（85）煤基字第710号文中，提出将原规划的顾桥、桂集两个井田合并建一对矿井，矿井设计生产能力为10.0Mt/a，并采取一次设计，分两期建设，一期能力5.0Mt/a。1986年，国家计委在计1986392号文中，同意本井田采用一对井集中开发，并批复要本着少投入、多产出、早产出的原则，结合“七五”计划编制情况，顾桥矿井规模定为5.0Mt/a。2001年7月受淮南矿业(集团)公司委托，我院编制了本矿井预可行性研究报告，推荐矿井设计生产能力为5.0Mt/a，留有发展到10.0Mt/a的条件。本报告业经中咨公司咨询，并经国家计委审核批准。2002年9月，我院又编制完成了本矿井可行性研究报告，设计生产能力与预可研相同，也经国家计委审核。本次初步设计针对影响矿井生产能力合理确定的主要因素，进一步分析论证如下：（一）矿井建设的外部条件本矿井铁路装车站与潘谢矿区铁路紧靠在一起，而潘谢矿区铁路与淮阜铁路相接、东通京沪铁路、西连京九铁路；矿井工业场地南约0.68km处有凤利公路通过，矿井场外道路直接与之相连，交通十分方便。本井田南邻西淝河，井田内有永幸河，地下水资源丰富，矿井水源充沛；本区人口稠密，加之矿区拥有大量的工程技术人员及熟练的技术工人，劳动力资源丰富；矿区附近有田家庵、平圩及洛河3座电厂，井田附近有张集、芦集2座220kV区域变电所，矿井电源充足，供电可靠。综上分析，矿井具有良好的外部条件。（二）资源条件分析本矿井共探明地质储量2633888.5kt。其中，可采储量1296814kt。若按10.0Mt/a生产能力计算，矿井服务年限达92.7a；按5.0Mt/a计，矿井服务年限可达185.4a，矿井资源丰富。本井田采用“地震先行、钻探验证、测井定厚”的综合勘探方法进行了精查地质勘探，基本控制了井田构造形态，查明了主要断层、褶曲、煤层及煤质等技术特征。1995年又对原勘探区大部分区段进行了高分辨率数字地震补充勘探，基本查明了落差10m以上的断层、褶曲及落差5m以上的断点。2002年对综合精查勘探、地震补充勘探等区内、区外近期勘探成果进行了电子版精查汇编，对煤层、构造等的研究程度又有了显著提高。目前，又基本完成了井田首采块段的三维地震勘探，大大提高了矿井初期投产采区的可靠性。综上分析，设计认为本井田资源条件是可靠的。（三）采场分析本矿井具有多分区、多煤层、多工作面同采的条件。全井田走向长约13.0km，倾斜宽11.0km，面积140km2。矿井采用分区开拓；井田内主要可采煤层5层，且主采层层间距较大，具备上、下煤层同采的条件，而且煤层倾角较缓，可以形成上、下山同采。根据构造分布，全井田167条断层大致可分为北西向、北东向及东西向3个断层组，这3个断层组又大致将全井田划分为7个开采块段。其中3个构造简单的块段为：F86F103F92、F105F114及F103F211F115；3个构造中等的块段为：F93F100F95、F115F116F110及F86以北部分；构造复杂的块段1个，为F95F114F115。在3个构造简单的块段中，F86F103F92、F105F110F114两个块段面积大、储量丰富，是矿井的主采块段。且这2块距中央区井筒近，也是矿井初期适于首采的块段。2个首采块段中，F86F103F92块段走向长约3km，倾斜宽约10km，有可采储量约377110kt。该块段5个主采煤层中，8煤层大部被冲刷或变薄，1煤层及6-2煤层在中央区井筒附近埋藏较深，初期宜于开采的为13-1及11-2煤层，13-1、11-2两层煤同采，上、下山布置，该块段初期可以布置2个综采面；F105F110F114块段走向长约2km，倾斜宽约3.58km，有可采储量318620kt。该块段5个主采煤层中除1煤层在中央区范围内埋藏较深外，其它4层初期均可布置工作面。根据该块段开采方法、工作面接替及煤层开采时上、下压茬关系，该块段初期也以布置2个综采面为宜，即1个13-1综放面及1个8煤层综采面。也即是讲在中央区井筒周围，初期可布置4个综采面同采。（四）开采技术条件好、煤层生产能力大、有条件提高工作面单产本井田5层主要可采煤层均属中厚厚煤层，煤层倾角一般为515。尤其是F86F92F103及F105F110F114两个主要开采块段，煤层赋存稳定、地质构造简单，十分有利于装备综合机械化工作面，而且主要煤层生产能力大。F86F92F103首采块段中，13-1、11-2煤层平均厚度分别为4.2m及2.8m，F105F110F114首采块段中13-1、11-2、8及6-2煤层平均厚度分别为5.2m、2.8m、3.5m、3.5m。按采煤机日进9刀，工作面年推进度2160m计，F86F92F103块段中13-1、11-2煤层工作面单产分别为2.6、2.1、2.5、2.5Mt/a。因此，当矿井2个综采面生产时，矿井生产能力可达5.0Mt/a，4个综采面生产时，矿井生产能力可达10.0Mt/a。（五）目前的采掘技术及装备水平具有实现工作面高产高效的能力1综采技术：目前中厚及4m左右的厚煤层一次采全高综合机械化开采技术已取得了较大发展。如神东公司大柳塔煤矿，4.0m左右的煤层一次采全高，2001年一井一面生产原煤9.3Mt，2002年出煤10.9Mt。近几年，淮南矿区谢桥、张集、新集等矿井的综采技术水平也有了很大提高，“三软”条件下的13-1厚煤层一次采全高已取得明显成效。工作面最高日产已达1.13万吨，最高月产已达24.4万吨。张集煤矿2002年2个综采面出煤5.07Mt。2采煤设备：高支护强度、电液控制、大流量阀的液压支架及大功率电牵引采煤机、大运量的重型可弯曲刮板机已得到应用。配合可自由编程的微处理机技术、红外遥感技术、采煤机煤岩识别系统等已经实现液压支架自动连续工作，工作面已实现了自动控制。这些技术新、可靠性高的采煤设备的应用，在硬件方面为矿井实现工作面安全高效提供了可能性。3掘进设备：悬臂式掘进机在我国已得到成熟应用。新型的掘、锚、支一体化综掘机在国内也开始使用，最高月进尺达1000m，可以满足安全高效工作面对巷道掘进的需要。4巷道支护：锚注、锚梁网及锚索等新型支护型式正在淮南矿区推广应用，以取代传统的砌碹及金属支架支护。新型的支护技术，不仅解决了“三软”条件下的巷道支护难题，提高了巷道支护质量及巷道施工速度，而且大大减少了工作面推进过程中的拆架工作量，从而降低了劳动强度，提高了劳动效率，减少了工作面辅助作业时间，为提高工作面单产奠定了良好基础。5瓦斯抽排技术：随着淮南矿区瓦斯抽放技术和瓦斯抽放率的不断提高，为大幅度提高工作面单产提供了保障。本矿井工作面单产若按2.5Mt/a计算，当开采一水平（-780m）上山段时，13-1、11-2、8、6-2煤层的瓦斯抽放率应分别达到60%、42.9%、59%和52%。目前，淮南矿区现有生产矿井工作面瓦斯抽放率最高已达60%左右，考虑到顾桥矿井投产尚需34年时间，随着瓦斯抽排技术的不断改进和提高，以及选择11-2煤层作为13-1煤层的下解放层开采，届时瓦斯抽放效果还会进一步提高。（六）建设单位具有丰富的矿井建设、生产和管理经验淮南矿业集团是由原淮南矿务局改制而成的国有独资公司，是全国520家重点企业集团之一，也是我国重点煤炭生产基地。经过几十年煤矿建设和生产实践，锻炼培养了一支具有建设和管理大型或特大型矿井的高素质技术人才队伍，且已积累了建设安全高效矿井的宝贵经验。为高速度、高水平、高质量把顾桥矿井建设成为安全高效的国内一流的现代化大型矿井提供了根本保证。（七）合理的矿井生产能力要适应煤炭市场变化本矿井煤炭销售市场主要为江、浙、沪、两广及本省地区，该区经济发达且属缺煤地区，因此本矿井煤炭销售前景十分看好。加之水煤浆及煤化工等洁净煤技术的推广应用，更为煤炭市场开拓了广阔的前景。但另一方面，随着国家西电东送、西气东输、西煤东运工程的相继开工及投入运营，对华东地区煤炭市场的影响还是存在的。因此，为了适应未来市场的变化，本矿井初期生产能力不宜过大，并且应具有一定的灵活性。综合以上因素，从矿井拥有的资源条件、开采技术条件、采场条件及目前采、掘工作面装备水平、建设单位管理水平等方面分析，本矿井宜建特大型矿井。但从建设资金筹措渠道及降低市场风险等因素考虑，本矿井初期生产能力又不宜过大。综上所述，结合本矿井开拓布置，本设计对矿井生产能力着重提出了3个方案进行分析比较：方案I：矿井设计生产能力为5.0Mt/a，预留发展到10.0Mt/a的条件。该方案矿井投产时打开中央区。移交北一（13-1）及北一（11-2）下 2个采区，分别装备1个13-1煤层综采工作面和1个11-2煤层综采工作面。工业场地内设主井、副井及中央回风井3个井筒。其中主井净直径7.5m，装备2套32t双箕斗，配2套JKMD-54（）提升机，主要用于提煤兼进风；副井净直径8.4m，装备1套1.5t双层四车双罐笼及1套1.5t双层四车宽罐笼带平衡锤，配JKMD-4.54（）及JKMD-44（）提升机各1台，用于辅助提升和进风；中央回风井净直径7.5m，装备封闭梯子间，主要用于回风兼作安全出口。该方案移交时井巷工程量为39311.9m，万吨掘进率为78.6m，建井工期为47.5个月。井巷工程投资60647.16万元，矿井静态投资为172162.04万元。该方案在设计时，考虑在主要生产环节上预留有发展到10.0Mt/a的条件：主井提升系统上预留一定富余能力，以便将来通过增加提升时间、提高提升速度来实现10.0Mt/a。另外设计预留1个主井位置，必要时也可增开1个主井来提高煤炭提升能力；地面生产系统预留有一条栈桥位置；材料库、机修车间等预留有扩建场地；矿井变电所也预留有增加1台主变的条件。该方案移交时井下布置见图3-2-1。方案：矿井设计生产能力为8.0Mt/a。矿井达到设计生产能力时打开中央区，移交北一（13-1）、南二（13-1）及北一（11-2）下3个采区，装备2个13-1煤层综采工作面和1个11-2煤层综采工作面。工业场地内设2个主井、1个副井和1个中央回风井共4个井筒。其中1个主井净直径6m，装备1套40t双箕斗，配JKMD-64（）提升机1台；另外1个主井、副井及中央回风井净直径及装备同方案。该方案移交生产时井巷工程量约为64223m，万吨掘进率为80.3m，建井工期为59个月；井巷工程投资约89572万元，矿井总投资约为223509万元。该方案移交生产时井下布置见图3-2-2。方案：矿井设计生产能力为10.0Mt/a。该方案达到设计生产能力时移交北一（13-1）、北一（11-2）下、南二（13-1）及南二（8）共4个采区，装备2个13-1、1个11-2及1个8煤层综采工作面，生产能力为10.0Mt/a。中央区工业场地内设2个主井、1个副井和1个中央回风井。另在西区风井场地内设西区进、回风井各1个。中央区1个主井净直径为7m，装备2套25t双箕斗，配JKMD-4.54（）型提升机2台。中央区另1个主井及副井、中央回风井断面及装备同方案；西区进风井净直径7.5m，装备1套1.5t双层四车双罐笼，担负矿井部分辅助提升及进风；西区回风井净直径7.0m，主要担负矿井部分回风。该方案移交生产时，井巷工程量约为89319m，万吨掘进率为89.3m，建井工期为59个月，井巷工程投资约为123271万元。矿井总投资约为279835万元。该方案移交时井下布置见图3-2-3。以上3个方案技术经济比较见表3-2-1。方案的主要优点是：1初期井巷工程量省。分别比方案、