山西焦煤集团西山煤电有限责任公司东曲煤矿设计说明书

1 山西焦煤集团西山煤电有限责任公司 东曲煤矿设计说明书 1 矿区概述及井田地质特征 区概述 通位置 东曲矿隶属于山西焦煤集团西山煤电有限责任公司，矿区位于古交市东南，行政区划属古交市所辖。 地理坐标北纬 374800 375500；东经 11209221121551。井田范围北以古交断层和煤层露头线为界，即地表以古交村、铁磨沟村一线为界；地面以后小峪村、黄台峰村东、经高五足至张家里村东；南到康家社、师家山、张家里村南一带；西以大川河东岸洪水位线为界，开采标高为 620 1140m。 井田大致呈南北走向，矿区北部有太 佳公路和太 岚铁路经过，矿用铁路专用线与太 岚铁路于古交东曲站接轨，井田西部有太古公路沿大川河通过；北部有太佳二级公路通过。由井田至太原公路 42 路 56 通极为便利。 2 2 图 1 东 曲 矿 交通位置 图 形、地貌 本井田位于吕梁山东侧，属中低山区，区内切割剧烈，沟谷纵横，地形复杂。沟谷两侧基岩裸露，山顶多为黄土覆盖。井田地形以东南角富家洼一带最高，海拔 +1500 米左右，北部汾河河谷最低，海拔 +960 米左右，相对高差一般在 150 250 米。汾河自井田北缘流过，在古交镇河谷宽 150 250m，流量受上游汾河水库控制。坡度千分之三，以侧向侵蚀为主。区内水系受石千峰控制，沟谷多以北西向分布，注入汾河。较大的沟谷有半沟、小峪沟、长峪沟、铁磨沟等，多为季节性水流。 流及水体 一条起源于 山西宁武管涔山麓的河流 从东曲井田中心穿流而过，河长 11水面积 1998 年出现大洪水，最高洪水位 +田西北 娄烦中型水库一座，最大容量 4910 万 象及地震 该区位于黄土高 原，属典型大陆性气候，多风少雨。春、冬两季多西北风，夏、秋两季多西南风，大时达 78 级。降雨一般集中在 7、 8、 9 月份，年降雨量最大达 平均气温 7 左右，最高达 ，最低温度为零下 ；本区结冻期 34 个月即 11月 次年 4 月，冻土层深度 土层厚度 525m。本区地震烈度定为 。地震动峰值加速度 区经济概况 经济形势比较单一，总人口 31984，其中非农业人口 27888。主要经济来源来自于煤炭行业。 源及电源 矿井用水来自于生活用水的二次利用，用电来自于东曲瓦斯发电站。 田地质特征 田地质构造 何攀：东曲煤矿 a 新井设计 4 矿区位于马兰向斜的东翼，受新华夏系泰山式断裂的控制。地层走向北西，倾向南西，倾角 3 8，基本上为一伴有宽缓波状褶皱的单斜构造。断层横穿井田中部，组成地堑，其间小断层密布，形如树枝。此外，沟谷两侧常见到滑坡等现象，采掘中没有发现有岩浆岩侵入现象。 褶曲：多为短轴或波状褶曲，轴部宽缓，两翼倾角 3 6或更小，地面不易察觉，主要为钻探和生产揭露资料控制。轴向与断层平行或斜交，延伸较远 ，对开采影响不大。 断层：本区内断层较多，为区内主要地质构造。 陷落柱 :本区内陷落柱较少，据已开采情况，在区内中、南部发育有范围较小的陷落柱，小的约 10 20 米，大的约 30 40 米 ， 对开采有一定影响。 文地质 本区含水层有奥陶系马家沟组灰岩、太原组灰岩、山西组砂岩、石盒子组砂岩、全新统冲积砾石层。其中奥灰水为基岩中最主要的含水层，其上含水带水位标高 此本区 2/3 以上 2#煤都被超越，下含水带水位 ， 8#煤全部处于超越水位。矿井正常涌水量为 210m3/h，最大 280m3/h。 层特征 层 本井田煤系地层分上、下两煤段。上含煤段煤层较为发育，主采 4、 8 煤层，地层厚约 193m 左右，岩相及岩性变化较大以河床相及湖泊相沉积为主，煤层顶板偶有冲刷现象。中部砂泥岩层，以静水湖泊相沉积为主。 层顶底板 4 号煤层：伪顶为砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩，厚度 般为 接顶为细砂岩、粗砂岩，厚度 般为 顶为细砂岩、粗砂岩及砂砾岩，厚度 般为 底板为中砂岩、细砂岩和粉砂岩，厚度 般为 接顶板为 类偏高，老顶为 类。 8 号煤层：伪顶炭质泥岩、泥岩、砂泥岩，厚度 般为 接顶为砂泥岩、细砂岩、中砂岩、粉砂岩，厚 般为 顶粉砂岩、细砂 岩、中砂岩、粗砂岩、砂砾岩，厚度 般为 板岩性粉砂岩及中砂岩，厚度 般为 接顶为 类，老顶为 类。 质 本井田的煤颜色为深黑色，具有玻璃光泽， 断口为平坦及贝壳状，一般煤的内生节理比较发育，外生节理颇为少见。显示出本区煤受动力影响较差的特征之一。 各煤层是以高等植物形成的陆植煤为主，混合生成煤少见。 煤的物理性质：容重 份（ 水分 挥发份（ 发热量 含量 斯 该矿井的瓦斯含量较 低 ，由瓦斯的结果分析可知，绝对瓦斯涌出量为 对瓦斯涌出量为 t，属于瓦斯矿井。 尘与煤的自燃 本矿煤层属一类 不 易燃煤层 ，自燃发火期为 8 11 个月。 何攀：东曲煤矿 a 新井设计 井田境界和储量 田境界 田范围 井田北部和西部以技术边界为界，南部以 层以及技术边界为界，东部以 层以及技术边界为界，形状不规则。 采界限 4 号煤层：西部和北部以技术边界为界，南部以 层为界，东部以 层为界。 8 号煤层：西部和北部以技术边界为界，南部以 层为界，东部以 层为界。 田尺寸 井田走向最长 小长度 均约 7 倾向长度最长 小长度 均 约 煤层的倾角最大为 17，最小为 3，平均为 10。 - 50 0- 525 0 0- 5 7 5- 5 5 0- 5 2 5- 5 0 0- 4 7 5- 4 5 0- 4 2 5- 4 0 0- 3 7 5- 350- 325 5 0- 3 75- 35 0- 22 5- 2 0 0- 1 7 5- 1 5 0- 3 2 5- 3 5 0- 3 7 5- 40 0- 42 5- 45 0- 47 5- 50025- 3002 5- 2 0 0- 3 0 0- 2 7 5- 2 5 0田范围图 井田的水平面积按下式计算： (2式中： S井田的水平面积， H井田 的平均水平宽度， m； L井田的平均走向长度， m。 则井田的水平面积为： 106（ 区工业储量 量计算基础 （ 1）根据东曲井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算。 （ 2）根据煤、泥炭地质勘查规范资源量估算指标中无烟煤为：煤层最低可采厚度为 高灰分为 40%，最高硫分为 3%，最低发热量为 （ 3）依据国务院过函 (1998)5 号文件关于酸雨控制区及二氧化 硫污染控制区有关问题的批复内容要求：禁止新建煤层含硫份大于 3%的矿井煤层储量列入平衡表外的储量； （ 4）储量计算厚度：夹石厚度不大于 ，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹矸总厚度不超过每分层厚度的 50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度。 （ 5）井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法。 （ 6）煤层体积质量： 8 号煤层体积质量为 田地质勘探 业储量计算 矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探， 煤层厚度与质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前可供利用的可列入平衡表内的储量。 根据同一级别同一煤厚划分同一块段，不同性质的储量较多，故又根据储量的不同性质将同一级别同一厚度的储量大块划分成储量小块，以便储量计算和使用。 矿井主采煤层为 4 号煤层，采用地质块段法。 8 号煤（平衡表外储量）采用算术平均法。 由于采用块段法计算储量，所划分的大小块段常呈规则的几何形状，故一般采用几何方法求得平面积，对于一些不规则形状采用 的求面积命令求出平面积，直接使用平面积计算储量。 何攀：东曲煤矿 a 新井设计 5 00 0 0- 5 7 5- 5 5 0- 5 2 5- 5 0 0- 4 7 5- 4 5 0- 4 2 5- 4 0 0- 3 7 5- 35 0- 32 5 5 0- 3 75- 35 0- 22 5- 2 0 0- 1 7 5- 1 5 0- 3 2 5- 3 5 0- 3 7 5- 4 00- 42 5- 45 0- 4 752 5- 2 0 0- 3 0 0- 2 7 5- 2 5 0地质块段划分图 由图中可求出各块段面积为： 21 m 22 m 23 m 24 m 1663123. 07S 25 m 煤层工业储量按下式计算： c (2式中： 各块段储量， S 各块段面积， M各块段内煤层的厚度，本矿煤层的平均厚度为 4.0 m； 各块段内煤的容重，本矿井煤的容重为 t/ 各块段内煤层的倾角，各块段平均倾角依序为： 8、 11、 9、 7、和 5。 则： 1 号块段储量为： 5331c 1. 3 34. 0 316 3 372 . 91c t 2 号块段储量为： 3962c 1 1. 3 34. 375c t 3 号块段储量为： 308c 1. 3 34. 0 151 5 346 . 07c t 4 号块段储量为： o s 7 1 . 3 34 . 0 1663123. 07c o s t 号块段储量为： o s 5 1 . 3 34 . 0 5721032. 95c o s t 1 7 7 4 7 6 . 34321 8 号煤层工业资源 /储量按下式计算： (2式中： Z各块段储量， S各块段的面积， M各块段内煤层的厚度， m； 各块段内煤层的体积质量， t/ 则 8 号煤层工业资源储 量为： 8 2 8 3 2 4 0 3 31 7 3 0 0 0 0 0Z t 井可采储量 全煤柱留设原则 (1)工业场地、井筒留保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星分布的村庄不留设保护煤柱； (2)各类保护煤柱按垂直断面法或垂直法确定。用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱，岩层移动角为 75，表土层移动角为 45； (3)维护带宽度：风井场地 20 m，村庄 10 m，其他 15 m； (4)断层保护煤柱留舍的原则：落差大于 50 m 的断层，两侧各留 50 m 的煤柱；落差大于 20 m 不大于 50 m 的断层，两侧各留 30 m 煤柱；落差大于 10 m 不大于 20 m 的断层，两侧各留 20 m 煤柱；落差小于 10 m 的断层不留设断层煤柱； (5)井田境界煤柱宽度为 50 m； (6)工业场地占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明中第十五条，工业场地占地面积见表 2 表 2工业场地占地面积参考表 井型 (Mt/a) 占地面积指标 (公顷 /何攀：东曲煤矿 a 新井设计 矿井永久保护煤柱损失量 各类永久煤柱包括井田边界保护煤柱、断层保护煤柱、工业广场保护煤柱、风井保护煤柱，具体留设如下： (1)断层保护煤柱 井田中部大断层落差达 40 m，断层附近裂隙发育，伴生羽状小断层较多，但断层没有穿越附近的河流。 故 P 断层 = ML b =2580200t (2)井田边界保护煤柱 东以含煤地层 层为界，南以 层为界， 西和北以 技术边界为界。东南西北各方按规定井田边界保护煤柱留设 50 m。由下式公式可以计算出保护煤柱的煤量。 c i(2式中： P井田边界保护煤柱量； L边界长度； b边界宽度， (矿井边界宽度取 50 m)； M煤层平均厚度，矿井煤层的平均厚度为 m； 煤的平均容重，矿井取 t/ 各块段内煤层的倾角，各块段平均倾角依序为： 7、 8、 5和 10。 则： 198 58 43. 56c 1. 334. 0050740 9. 93P 东 t 590 47 5. 65c 1. 334. 0050219 8. 23P 西 t 1 8 6 1 27 0 . 2 7c o s 5 1 . 3 34 . 0 0506 9 7 0 . 63P 南 t 5 9 74 7 7c o s 1 0 1 . 3 34 . 0 0502 2 12 . 0 3P 北 t 井田保护煤柱损失量为： 5 0 3 5 0 6 6 南西东 t (3)工业场地保护煤柱 工业场地按 保护留设维护带宽度 15 m，工业场地面积由表 2定，取 顷。工业场地的布置应结合地形、地物、工程地质条件及工艺要求，做到有利生产，方便生 活，节约用电。 矿井工业场地的面积为 顷，由于长方形便于布置地面建筑，所以初步设定工业广场为长方形，即长方形长边为 540 m，短边为 400 m。用作图法求出工业广场保护煤柱量。 本矿井地质条件及冲击层和基岩移动角见表 2示。 表 2击层和基岩移动角 煤层倾角 () 煤层厚度 (m) 松散层厚度 (m) () () () () 10 0 45 73 55 73 由此根据上述已知条件， 画出如图 2示的工业广场保护煤柱的尺寸，并由图可得出保护煤柱的尺寸为： 作图步骤： 确定受保护边界。在平面图先确定需要保护的范围，然后加维护带 s=15m，的受保护边界 1 在受保护边界各点 1,2,3,4 向外按宽度 o c o 画出不规则八边形得表土层与基岩接触面上的受保护边界； 从 a， b， c， d 各点分别作线段 ad, bc, cd, 垂线。上山方向的垂线长 q 为 h ）H c nc c ot（q （ 2山方向的垂线长 l 为 h ）（Hl c nc c （ 2中 H 计算 a， b， c， d/位置的煤层埋藏深度，它可以从煤层地板等高线图上 量取； h 表土层厚度； 个受保护边界与煤层走向所加的锐角； 煤层倾角； 、 倾向断面上的倾面移动角。 上、下山方向垂线长 q 和 l 的详细推导见下文。已知数据及计算结果见下 表。 a 点： 16c o a o 5c o （曲煤矿 a 新井设计 74c o a o 5c o tq h ）（： 74c o a o 5c o （ 16c o a o 3c o （： 19c o a o 3c o （ 71c o a o 3c o （ d 点： 9c o a o 5c o （ 81c o a o 3c o （垂线上按比例截取其垂线长，得点 5， 6， 12 ，依次连接各点并相交与 A,B,C,D,是用垂线法留设的保护煤柱的平面图。 1234a 89101112图 2工业广场保护煤柱 1 9 1 1 1 1 4 梯形面积 (2那么，工业广场保护煤柱量为： i (2 式中： 工业广场保护煤柱量， t； S 工业广场面积， M煤层厚度， 4 号 煤层厚度取 m； 煤的容重，取 t/ 则： 5 7 5 2 1 1 1 1 44 Z t (4)大巷保护煤柱 巷中心距离 30 m，大巷两侧的保护煤柱宽度各位 30 m，t。 (5)井筒保护煤柱 主、副井井筒为 立 井 ， 立 井的保护煤柱留有 50 m 宽的煤柱量，以及风井井筒保护煤柱均在工业广场保护煤柱范围内，故井筒保护煤柱损失量为 t。 各类保护煤柱损失量见表 2示。 表 2护煤柱损失量 煤柱类型 储量 (井田边界保护煤柱 层保护煤柱 业场地保护煤柱 巷保护煤柱 筒保护煤柱 合计 矿井可采储量 矿井可采储量是矿井设计的可以采出的储量，可以按下式计算： )( （ 2 式中： 矿井可采储量， 矿井工业储量， P 永久保护煤柱损失量， C采区采出率， 厚煤层不小于 厚煤层不小于 煤层不小于 则矿井的可采储量为： 1 2 5( t 矿井储量汇总表见表 2示。 表 2井储量汇总表 煤层 工业储量 (高级储量率 (% ) 永久煤柱损失 (矿井设计储量 (设计可采储量 (4 根据矿井设计指南中关于矿井井型与矿井设计的高级储量比例之规定，本矿井的储量符合煤炭设计规范的要求。 何攀：东曲煤矿 a 新井设计 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 井工作制度 根据 国务院关于煤炭行业化解过剩产能 实现脱困发展的意见 相关规定，确定矿井设计年工作日为 276 d，工作制度采用 “三八制” ，每天三班作业，其中两班生产，一班检修，每班工作 8 h。矿井每昼夜净提升时间 16 h。 井设计生产能力及服务年限 定依据 煤炭工业矿井设计规范 第 221 条规定：矿井设计生产能力应根据资源条件、开采条件、技术装备、经济效益及国家对煤炭的需求等因素，经多方案比较或系统优化确定。 矿区规模可依据以下条件确定： (1)资源情况 煤田地质条件简单，储量丰富，应加大矿区规模，建设大型矿井；煤田地质条件复杂，储量有限，则不能将矿区规模定得太大； (2)开发条件 包括矿区所处地理位置、交通、用户、供电、供水、建筑材料及劳动力来源等。条件好者，应加大开发强度和矿区规模，否则应缩小规模； (3)国家需求 对国家煤炭需求量的预测是确定矿区规模的一个重要依据； (4)投 资效果 投资少、工期短、生产成本低、效率高、投资回收期短的应加大矿区规模，反之则缩小规模。 井设计生产能力 东曲矿井田储量丰富、煤层赋存稳定、顶板条件较好、倾角小、厚度变化不大、开采条件简单、技术准备先进、经济效益好、煤质为优质焦煤、交通运输便利、市场需求量大，但由于底板条件较差、断层褶皱多且大，不易建大型矿井。 由此，确定东曲矿设计生产能力 t/a。 矿井服务年限 矿井服务年限必须与井型相适应。 矿井服务年限的计算公式为： k （ 3 式中： T矿井的服务年限， a； 矿井的设计可采储量， A矿井设计生产能力， Mt/a； K矿井储量备用系数，取 K= 则 ： 矿井的服务年限为： 22 T 井型校核 1) 煤层开采能力 井田内 4 号煤层平均厚度为 4 m，为厚煤层，赋存稳定，厚度变化不大，井田底板条件较稳定，宜布置综采工作面。 井田内 8 号煤层平均厚 度为 3.8 m，为厚煤层，赋存稳定，厚度变化不大，井田底板条件较稳定，宜布置综采工作面。 2) 辅助生产环节的能力校核 矿井设计为大型矿井，井田采用双立井开拓，主井 主井井筒内布置两对 12t 长形箕斗，提升采用多绳摩擦提升机，组合钢罐道。主井担任全矿井的提煤任务，确定主井井筒直径为 井 根据矿井辅助提升运输量（提升量）及不可拆件最大外形尺寸和重量，确定副井井筒直径为 内装一宽一窄双层 2 车多绳（四绳）罐笼和玻璃钢梯子间，组合钢罐道。副井担负全矿材料、人员、设备等的升降任务，兼做进风井。主要运输大 巷采用胶带输送机运输，辅助运输大巷采用双轨运输。 3) 通风安全条件的校核 矿井没有有煤尘爆炸危险性，瓦斯涌出量较小，属瓦斯矿井。矿井初期采用中央并列式通风系统，主井、副井进风，中央回风立井回风；后期采用分区式通风系统，通风方式均采用机械抽出式。可以满足通风要求。 4) 矿井的设计生产能力与整个矿井的工业储量相适应，保证有足够的服务年限，满足何攀：东曲煤矿 a 新井设计 煤炭工业矿井设计规范要求。 我国各类井型的矿井和第一水平设计服务年限见表 3 表 3我国各类井型的矿井和第一水平设计服务年限表 矿井设计生产能力 (Mt/a) 矿井设计服务年限 (a) 第一开采水平服务年限 煤层倾角 45 70 35 - - 0 30 - - 0 25 20 15 0 20 15 15 井田开拓 田开拓的基本问题 定井筒形式、数目、位置及坐标 （ 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。 平硐开拓受地形埋藏条件限制 ，只有在地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分储量大致能满足同类井型水平服务年限要求。 斜井开拓与立井开拓相比：井筒施工工艺、施工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；地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单，井筒延伸施工方便，对生产干扰少，不易受底板含水层的威胁；主提升胶带化有相当大的提升能力，可满足特大型矿井主提升的需要；斜井井筒可作为安全出口，井下一旦发生透水事故等，人员可迅速从井筒撤离。缺点是：斜井井筒长，提升深度 有限，辅助提升能力小；通风路线长、阻力大、管线长度大；斜井井筒通过富含水层、流沙层施工技术复杂。 立井开拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制，在采深相同的的条件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，井筒断面大，可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需风量的要求，且阻力小，对深井开拓极为有利；当表土层为富含水层或流沙层时，立井井筒比斜井容易施工；对地质构造和煤层产状均特别复杂的井田，能兼顾深部和浅部不同产状的煤层。主要缺点是立井井筒施工技术复杂，需用设备多，要求有较高的 技术水平，井筒装备复杂，掘进速度慢，基本建设投资大。 根据该矿井的地质条件，煤层埋藏较浅，最浅的地方有 100m，最深的地方有 600m，平均埋深为 325m；煤层倾角较小，大部分倾角都在 15以下，属于缓倾斜煤层。矿井水文地质条件简单，涌水量较小。井上地形较为平坦，无太大起伏，总体地势南高北低，因而不适宜平硐开拓。由于煤层埋藏较浅，表土层薄，无流沙层，井筒不需要特殊施工。因此，可以采用斜井、立井或者混合的开拓方式。具体的井筒形式在方案比较后确定。 （ 2）井筒位置的确定 何攀：东曲煤矿 a 新井设计 筒位置的确定原则： 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，石门工程量少； 采区少迁村或不迁村； 含水层、断层破碎带、煤与瓦斯突出煤层或软弱岩层； 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威胁； 压煤； 源较近，矿井铁路专用线短，道路布置合理。 井筒沿井田走向方向的有利位置 本井田形状不规则，储量分布不均匀，井筒的有利位 置应在井田走向的储量中央，以形成两翼储量比较均匀的双翼井田，可以使井田走向的井下运输工作量最小，运输费用最小，通风网路较短，通风阻力小。 井筒沿井田倾斜方向的有利位置 本井田东翼、西翼各有一条大断层。为了使井筒不受断层影响，又有利于井田内煤炭的开采，井筒应布置在井田中部。 有利于矿井初期开采的井筒位置 设计应减少初期工程量，使矿井尽快达产，尽快获得经济效益，所以井筒布置在第一水平的位置最优。 尽量不压煤或少压煤合理布置井筒 确定井筒位置，要充分考虑少留井筒和工业广场保护煤柱。将井筒建设在工业场地 内，工业场地保护煤柱可以包含井筒保护煤柱，可以减少煤柱损失。 地质及水文条件对井筒布置的影响 要保证井筒、井底车场及硐室位于稳定的围岩中，应使井筒尽量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、煤与瓦斯突出煤层、较软煤层及高应力区。 本矿井水文地质条件简单，涌水量也较小，设计时将井底车场布置于 4#煤层下部的岩层中。 井口位置应便于布置工业场地 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 相联接，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，专用线短，工程量小及有良好的技术条件。 综合以上七方面的因素，结合矿井实际情况，提出本矿井井筒布置位置经纬坐标如下： 主井井筒中心位置：经度 19711700，纬度 4217430； 副井井筒中心位置：经度 19711810，纬度 4217430。 业场地的位置 为减少压煤，工业场地的位置选择在主、副井口附近。 工业场地的形状和面积：根据工业场地占地面积指标，确定地面工业场地的占地面积为 顷。设计工业广场 的形状为不规则八边形，面积为 105业场地的位置及形状如图 4示。 图 4业广场布置示意图 采水平的确定及采盘带区的划分 开采水平划分的依据： （ 1）是否有合理的阶段斜长； （ 2）阶段内是否有合理的分带、区段数目； （ 3）要保证开采水平有合理的服务年限和足够的储量； （ 4）要使水平高度在经济上合理。 本井田主采煤层为 4#煤层，其他煤层不采，设计只针对 4#煤层。在 4#煤层中，煤层 露何攀：东曲煤矿 a 新井设计 标高为 层埋藏最深处达 直高度达 225m，小于 250m；斜长 层倾角平均为 10；根据规范规定需采用单水平开拓。 要开拓巷道 由于瓦斯涌出量很小，煤层一般不自燃，因此本设计在各水平只布置两条大巷。一条运输大巷 ， 与主井连接，负责运煤回风；一条辅助运输大巷，与副井相连，负责行人、进风和辅助运输。 对于 4#煤，可以布置 岩 层大巷，也可以布置岩层大巷。因此，具体的巷道类型需要经济比较之后才可以确定。 布置岩层大巷时，巷道布置在 4#煤层的底板岩层中，距离煤层底板 20m。 案比较 （ 1）提出方案 根据以上分析先提出以下在技术上可行的开拓 方案： 方案一：主副井均为立井，布置在工业广场内，以减少主副井压煤量。 - 6 2 5- 6 0 0- 5 7 5- 5 5 0+ 7 3+ 5 00- 2 5- 1 2 5- 2 2 5- 3 2 5- 4 2 5- 5 2 5- 5 0 0- 4 7 5- 4 5 0- 4 0 0- 3 7 5- 3 5 0- 3 0 0- 2 7 5- 2 5 0- 2 0 0- 1 7 5- 1 5 0- 1 0 0- 7 5- 5 0- 6 2 5- 6 0 0- 5 7 5- 5 5 0+ 7 3+ 5 00- 2 5- 1 2 5- 2 2 5- 3 2 5- 4 2 5- 5 2 5- 5 0 0- 4 7 5- 4 5 0- 4 0 0- 3 7 5- 3 5 0- 3 0 0- 2 7 5- 2 5 0- 2 0 0- 1 7 5- 1 5 0- 1 0 0- 7 5- 5 0- 6 2 5- 6 0 0- 5 7 5- 5 5 0+ 7 3+ 5 00- 2 5- 1 2 5- 2 2 5- 3 2 5- 4 2 5- 5 2 5- 5 0 0- 4 7 5- 4 5 0- 4 0 0- 3 7 5- 3 5 0- 3 0 0- 2 7 5- 2 5 0- 2 0 0- 1 7 5- 1 5 0- 1 0 0- 7 5- 5 0主井副井主井副井副井主井图 4案二：主副井均为斜井，大巷布置在岩层中，沿地板掘进。 - 6 2 5- 6 0 0- 5 7 5- 5 5 0+ 7 3+ 5 00- 2 5- 1 2 5- 2 2 5- 3 2 5- 4 2 5- 5 2 5- 5 0 0- 4 7 5- 4 5 0- 4 0 0- 3 7 5- 3 5 0- 3 0 0- 2 7 5- 2 5 0- 2 0 0- 1 7 5- 1 5 0- 1 0 0- 7 5- 5 0- 6 2 5- 6 0 0- 5 7 5- 5 5 0+ 7 3+ 5 00- 2 5- 1 2 5- 2 2 5- 3 2 5- 4 2 5- 5 2 5- 5 0 0- 4 7 5- 4 5 0- 4 0 0- 3 7 5- 3 5 0- 3 0 0- 2 7 5- 2 5 0- 2 0 0- 1 7 5- 1 5 0- 1 0 0- 7 5- 5 0- 6 2 5- 6 0 0- 5 7 5- 5 5 0+ 7 3+ 5 00- 2 5- 1 2 5- 2 2 5- 3 2 5- 4 2 5- 5 2 5- 5 0 0- 4 7 5- 4 5 0- 4 0 0- 3 7 5- 3 5 0- 3 0 0- 2 7 5- 2 5 0- 2 0 0- 1 7 5- 1 5 0- 1 0 0- 7 5- 5 0主井副井主井副井副井主井图 4案三：主井为立井，副井为斜井，布置一条运输大巷，一条辅助运输大巷。 - 6 2 5- 6 0 0- 5 7 5- 5 5 0+ 7 3+ 5 00- 2 5- 1 2 5- 2 2 5- 3 2 5- 4 2 5- 5 2 5- 5 0 0- 4 7 5- 4 5 0- 4 0 0- 3 7 5- 3 5 0- 3 0 0- 2 7 5- 2 5 0- 2 0 0- 1 7 5- 1 5 0- 1 0 0- 7 5- 5 0- 6 2 5- 6 0 0- 5 7 5- 5 5 0+ 7 3+ 5 00- 2 5- 1 2 5- 2 2 5- 3 2 5- 4 2 5- 5 2 5- 5 0 0- 4 7 5- 4 5 0- 4 0 0- 3 7 5- 3 5 0- 3 0 0- 2 7 5- 2 5 0- 2 0 0- 1 7 5- 1 5 0- 1 0 0- 7 5- 5 0- 6 2 5- 6 0 0- 5 7 5- 5 5 0+ 7 3+ 5 00- 2 5- 1 2 5- 2 2 5- 3 2 5- 4 2 5- 5 2 5- 5 0 0- 4 7 5- 4 5 0- 4 0 0- 3 7 5- 3 5 0- 3 0 0- 2 7 5- 2 5 0- 2 0 0- 1 7 5- 1 5 0- 1 0 0- 7 5- 5 0主井副井主井副井副井主井图 4 2）技术比较 以上三个方案井筒数量相同，但方案三主井为斜井，又需要布置两条大巷，在前期掘进工程量 比较大，基建、生产费大。 方案一与方案二井筒形式不同；方案一主井为立井，立井开拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制，主要缺点是井筒施工技术复杂，备用设备多，要求有较高的技术水平，掘进速度慢，基建投资大；方案二主井为斜井，斜井的运输提升能力比立井大，有相当大的提升能力，可满足大型矿井主提升的需要，斜井井筒也可作为安全出口，井下一旦发生事故，人员也可从主斜井迅速撤离，但斜井开拓的工业广场比立井的工业广场大，带来的煤炭损失非常大 。 （ 3）经济比较 表 4 方案一主立井、副立井费用计算 表 项目 数量（ m） 基价（元） 费用（万元） 基 建 费 用 （万元） 主立井开凿 400 5058 立井开凿 380 5058 底车场 岩巷 1000 5965 巷开凿 岩巷 3988 3528 计（万元） 产 费 用 （万元） 提升 系数 煤量 （ 提升长度（ 基价（元） 22 水 涌水量（m3/h） 时间（ h） 服务年限（a） 基价（元） 10 9463 53 巷运输 系数 煤量（ 平均运距（ 基价（元） 22 小计（万元） 计 费用（万元） 攀：东曲煤矿 a 新井设计 4 方案二主斜井、副斜井费用计算表 项目 数量（ m） 基价（元） 费用（万元） 基 建 费 用 （万元） 主斜 井开凿 566 4397 斜井开凿 538 4397 底车场 岩巷 1000 5965 巷开凿 岩巷 3988 3528 计（万元） 产 费 用 （万元） 提升 系数 煤量 （ 提升长度（ 基价（元） 22 水 涌水量（m3/h） 时间（ h） 服务年限（a） 基价（元） 10 9463 53 巷运输 系数 煤量（ 平均运距（ 基价（元） 22 小计（万元） 计 费用（万元） 4 方案三主立井、副斜井费用计算表 项目 数量（ m） 基价（元） 费用（万元） 基 建 费 用 （万元） 主立井开凿 400 5058 斜井开凿 538 4397 底车场 岩巷 1000 5965 巷开凿 岩巷 3988 3528 计（万元） 产 费 用 （万元） 提升 系数 煤量 （ 提升长度（ 基价（元） 22 水 涌水量（m3/h） 时间（ h） 服务年限（a） 基价（元） 10 9463 53 巷运输 系数 煤量（ 平均运距（ 基价（元） 22 小计（万元） 计 费用（万元） 据经济比较，选择第一种方案，即主立井、副立井。 井基本巷道 筒 1）井筒数目 据本矿区煤层的埋藏的具体条件，各井筒均采用立井； （ 1）主立井 主井井筒净直径 深 400m，内布置两对 20升采用多绳摩擦提升机，组合钢罐道。主井担负全矿井的煤炭提升务。 （ 2)副立井 根据矿井辅助提升 运输 量 （提升量）及不可拆件最大外形尺寸和重量，确定副井 井筒直径为 内装一宽一窄双层 2 车多绳（四绳）罐笼和玻璃钢梯子间，组合钢罐道。副井担负全矿材料、人员、设备等的升降任务，兼做进风井。 （ 3）风井 根据矿井开拓方案，在矿井两翼布置两个风井，直径是 5m，其内装备玻璃钢梯子间。风井担负全矿井回风任务，并作为紧急情况下的安全出口。 ? 4 主井井筒断面 何攀：东曲煤矿 a 新井设计 4 副井井筒断面布置图 4 风井井筒断面布置图 井底车场及硐室 1）井底车场布置形式 从矿车载井底车场内的运行特点看，井底车场有两大类：环形式和折返式；本矿井设计生产能力为 180t/a，在大巷运输采用胶带输送机运煤。根据矿井的开拓方式主立井、副立井与大巷的相对位置关系，确定井底车场采用折返式。为了保证矿井生产及安全的需要，一般井底车场设有各种硐室。 2）验算主、