采矿工程毕业设计（论文）-双鸭山矿业集团东荣三矿1.2Mta新井设计【全套图纸】 .doc

摘 要本设计为双鸭山矿业集团东荣三矿1.2mt/a的新井设计。此矿区内有3层煤全区可采，煤层平均厚度为2.3m，走向长度为5km，倾向长度为2.8km，煤层平均倾角为13。可采储量为111.95mt，服务年限为66.63a。其中三层煤均为中厚煤层。煤的工业牌号为肥气煤。本设计采用立井多水平开拓，采用集中大巷布置，大巷采用10t架线式电机车牵引3.0t底卸式矿车运输。采煤方法为走向长壁采煤法，采煤工艺为综合机械化采煤，采空区处理方法为全部垮落法。 关键词： 可采储量 水平 集中大巷 走向长壁 全套图纸，加153893706abstractthis design is made for the third dongrong mine of shuangyashan mining bureau,this shaft is a 1.2 million tons new one.it has three arailable designed coal seam,its average thichness is 7.0m, alignment length is 5,000 incline to length as 2.8 kilo meters, average rake angle in coal seam is 13.0 degree.there are 111.95 millions tons, the service time limit is 66.63 years.among them the treble coal is all for medium-thick seam.the indrstry type of coal seam is fat gas coal.this design adopts the shaft two levels expand, adopting the sum the cent set gathering main roadway arranges, the main roadway adopts 10 ton a line type electrical engineering cars lead 3 ton bed unload type car, pit tub carriage.the coal winning method, coal mining method is a longwall mining on the strike, the coal winning technology is for synthesizing to mechanize the coal mining, the goaf, gob,waste treats method as the complete caving method.key words can adopt to keep the quantisty level gathering main roadway the alignment is lengthways the wall目 录摘要iabstractii目录iii绪论vii第1章 井田概况及地质特征11.1 井田概况11.1.1 交通位置11.1.2 地形 地势21.1.3 气象 地震21.1.4 本矿区邻矿区煤炭生产建设及规划情况21.1.5 矿区经济概况21.2 地质特征21.2.1 矿区范围内的地层情况21.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造41.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征51.2.4 岩石性质、厚度特征61.2.5 井田内水文地质情况61.2.6 沼气、煤尘及煤的自燃性71.2.7 煤质 牌号及工业用途81.3 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 井田周边状况92.1.2 井田境界确定的依据92.1.3 井田未来发展状况92.2 井田储量92.2.1 井田储量计算92.2.2 保安煤柱102.2.3 储量计算方法102.2.4 储量计算评价102.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限112.3.1 工作制度112.3.2 生产能力112.3.3 矿井设计服务年限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因素及具体情况133.2 矿井开拓方案选择143.2.1 井硐形式和井口位置143.2.2 开采水平数目和标高203.2.3开拓巷道的布置213.3选定开拓方案的系统描述233.3.1 井筒形式和数目233.3.2 井筒位置及坐标233.3.3 水平数目及标高243.3.4 石门 大巷数目和布置243.3.5 井底车场的形式选择273.3.6 煤层群的联系283.3.7 采区划分283.4 井筒布置和施工293.4.1 井筒穿过的岩层性质及井筒支护293.4.2 井筒布置及装备293.4.2 井筒延伸的初步意见313.5井底车场及硐室323.5.1 井底车场形式的确定及论证323.5.2 主要原则问题的确定323.5.3 井底车场的布置、储车线路、行车线路布置长度333.5.4 井底车场主要硐室383.6 开采顺序383.6.1 沿井田走向的开采顺序383.6.2 沿井田倾向的开采顺序393.6.3 采区接续计划393.6.4 “三量控制”情况39第4章 采区巷道布置414.1采区概述414.1.1 设计采区的位置边界范围采区煤柱414.1.2 采区的地质和煤层情况414.1.3 采区的生产能力、储量及服务年限414.2 采区巷道布置424.2.1 区段划分424.2.2 采区上山布置424.2.3 采区车场布置444.2.4 采区煤仓形式、容量及支护514.2.5 采区硐室简介534.2.6 采区工作面接续534.3 采区准备544.3.1 采区巷道的准备顺序544.3.2 采区巷道的断面图及支护方式55第5章 采煤工艺575.1采煤方法的选择575.1.1. 采煤方法的选择原则575.2回采工艺585.2.1 选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备585.2.2 选择采面循环方式和劳动组织形式58第6章 井下运输和矿井提升616.1 矿井井下运输616.1.1 运输方式和运输系统的确定616.1.2 矿车的选型及数量616.1.3 采区运输设备的选择646.1.4 工作面运输巷设备的选型646.2 矿井提升系统656.2.1矿井主提升设备的选择及计算65第7章 矿井通风与安全677.1 矿井通风系统的确定677.1.1 概述677.1.2 主扇工作方式的确定677.2 风量计算与风量分配677.2.1风量计算677.2.2.风量分配697.2.3风量的调节方法与措施707.2.4风速的验算717.3 矿井通风阻力的计算727.3.1 确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力727.3.2 矿井等积孔的计算747.4 通风设备的选择757.4.1 主扇的选择计算757.4.2 电动机的选择767.4.3 反风措施767.5 矿井安全技术措施767.5.1 火灾与水患的预防767.5.2 预防煤尘及瓦斯爆炸777.5.3 其他事故的预防777.5.4 避灾路线及自救78第8章 矿井排水798.1 概述798.1.1 矿井水来源及涌水量798.1.2 对排水设备的要求798.2 矿井主要排水设备798.2.1 排水方式与排水系统简介808.2.2 主排水设备及管路的选择计算80第9章 矿井主要技术经济指标83总 结85致 谢86参 考 文 献87附录192附录294vi绪 论在大学四年的学习和实践里，我掌握了很多专业知识，为了能更好的巩固和运用这些知识，借毕业设计这个机会我做了黑龙江省双鸭山市东荣三矿（5#、6#、14#）1.2mt/a新井设计,本设计主要是关于新矿井的建设，其中包括开拓方式、采煤工艺、支护方式、设备选型以及矿井的通风、运输、排水系统。本设计包括通风安全方面、采煤工艺方面、岩石力学方面以及cad制图方面的知识。本设计主要是针对煤层群的开采方法，本方法采用单一走向长壁式采煤法的巷道布置，按照需要布置三条岩石上山，分别是运输上山，轨道上山，通风上山。因此，需要很多开采、维护费用，但是更利于矿井的生产和管理。本设计主要是通过绘制矿井的各种图纸来进行矿井的优化设计，这其中文字部分包括大量的方案比较，以便使设计更加合理。在设计时，需要对矿井的地质情况、煤层的受力等情况进行分析，这样才能使建成的矿井更加与实际相符。我希望通过做本次毕业设计，我能够学到更多的采矿专业知识，巩固我所学过的各种知识，并且能够很好的运用它们，从而为我以后的工作打下良好的基础。83第1章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 交通位置双鸭山矿业集团东荣三矿位于黑龙江省集贤煤田东南端，西南距福利屯48km,经福利屯到矿业集团所在地双鸭山市为56km。见交通位置图1-1。图1-1 交通位置图1.1.2 地形 地势本井田处于三江平原的西南部，属高河漫滩，地势低平，地面标高为+50+78m，井田东部有双山子，标高+137.8m,西依索利岗山，标高为+197.8m，南临完达山北 ，北面广阔平坦。本井田内没有大的河流，只有二道河子等季节性河流，雨季二道河子流量为2.9m3/s。1.1.3 气象 地震本地区属寒温带大陆性气候。冬季寒冷。夏季气温较高，年平均最低气温为17.423.9c，年平均最高气温为20.123.7c；年降水量325.7692.3；年蒸发量1095.51460.6；年平均风速4.14.7m/s，风向多偏西风。每年十月至次年五月为冻结期，最大冻结深度为1.552.08m。根据国家地震局资料，集贤及其邻区地震裂度在6级以下，过去无强烈地震记载。1.1.4 本矿区邻矿区煤炭生产建设及规划情况 本矿区东西宽511km,南北长2.8km。面积为23km2,东荣矿区总体设计规划用四对井进行开发。总规模达5.10mt/a。 本矿区第四季地层广泛分布，地下含水量极其丰富，供水水源充足。 本矿井内没有生产、在建及停闭矿，也没有小煤窑。 1.1.5 矿区经济概况 本区为农业区，工业基础较薄弱。但是，双鸭山矿业集团距本区较近，可以借助老区力量建设新区。双鸭山地区现有区域变电站两座及正在兴建的大型火力发电厂一座，在矿区总体设计阶段，供电电源方案已达成协议。1.2 地质特征1.2.1矿区范围内的地层情况本井田的可采煤层均赋存在侏罗系鸡西群城子河组，其地层厚度在930m左右。其上为鸡西群穆棱组。在穆棱组上覆有巨厚的第三、第四纪地层。晚侏罗系煤系地层不整合于元古界至古生界基底之上，基底由元生界麻山群泥盆系青龙山组及侵入的花岗岩组成。见地层系统表11。表1-1 地层系统表界系统（群）组厚度（m）新生界第四系全新统10-20全新统温泉河组20-40上更新统顾乡屯组10-40中更新统40-80下更新统白土山组15-50第三系上新统富锦组121中生界侏罗系上统（鸡西群）穆棱组570城子河组930东荣组250古生界中统青龙山组不清元古界麻山群不清第四系地层在井田内广泛分布，主要由砾砂和粗砂组成。中间夹有不连续的亚粘土。在砂层上，伏有粘土及层厚610m的黑腐植土。区内四纪层厚度为南部薄、中间厚、北部厚、东西薄。第四系地层，该地层由粉砂岩、泥岩组成。岩石胶结松散。以灰绿色为主，厚度变化不大。除在井田内1416层勘探线上部有三块缺失，形成“三窗”外，其余各处均广泛分布。三块“天窗”基本连成一片，覆盖着南三采区局部及南，四采区大部。“天窗”距最上一个开采煤层的距离约为80250m。“天窗”对这两个采区的开采将有一定影响，在开采时要加强探水和排水工作。上侏罗系上统鸡西群城子河组，是本井田的主要含煤地层，该层主要灰色粉砂岩及少量的泥岩、凝灰岩、灰白色长石、石英、砂岩、砾岩和砂质泥岩等组成。见煤层综合柱状图1-2。 图1-2 煤层综合柱状图1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造本井田构造属盆地内的缓摈集陷带。由于本井田处于区域性三种构造应力场的复合部位，应力集中构造较为复杂，特别是北部背向斜处构造对煤层的破坏较大，煤的变质程度有所提高，断层多为压扭性断裂，导水性能差。井田主要构造分述如下：1.断层：见断层落差及发育表1-2。表1-2 断层落差及发育表 序号名称性质产状落差倾角断点可靠度1f48逆ne200170-34060可靠2f9逆ne35040-13073可靠3f29逆ne31050-9671可靠4f45正ew70015-2570可靠5f84逆ne450可靠6f72正ne67010-2030可靠7f10逆ns146040-6073可靠2.岩浆活动：本井田内的岩浆岩以侵入为主，大多数呈岩脉及岩床侵入于晚侏罗纪煤系地层中，为燕山期产物，以中性石英闪长岩，基性辉绿岩玄武岩为主，岩浆岩主要分布在f9断层与精查线之间，或岩床侵入煤层中，使煤层局部变质。1.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征本井田开采之煤层主要位于侏罗系鸡西群城子河含煤组，含煤性好，主要可采厚度7m，平均厚度为2.3m，地层总厚度900m，含煤系数5.27%，本区煤层发育较稳定，标志层清楚，物性特征明显，煤岩层相对可靠。可采煤层特征如下：5#煤层：为区内城子河组上部发育的第一个可采煤层，上距穆棱组约160m，为中厚煤层，一般介于1.62.1m间，平均煤厚1.9m，煤层结构简单，局部有一层0.10m厚夹石，顶板岩性均以泥岩为主，底板岩性均以细砂岩为主。6#煤层：属中厚煤层，煤层的可采厚度在2.32.5m，平均煤厚2.4m，较稳定，顶部有13层夹石，厚0.050.1m，多为粉沙岩及炭质泥岩，煤层顶板为粉沙岩、细砂岩，北部局部为中、粗粒砂岩，具古河流冲刷特征，底板以粗砂岩为主。14#煤层：大部可采煤层，可采厚度2.33.1m，平均厚度2.7m。可采范围内煤层厚度稳定，南西薄，向北东增厚，结构属单一煤层，局部有薄层炭质泥岩或粉砂岩夹层石，顶板为粉砂岩，细砂岩及中砂岩，底板为粗砂岩，砂岩。为了清楚起见，现将各煤层厚度、结构、视密度和顶底板情况分层以文字叙述，见煤层特征表1-3。表1-3 煤层特征表层次煤厚（m）层间距(m)稳定性发育范围顶板底板最小最大平均5#1.62.11.931较稳定全区发育泥岩细砂岩6#2.32.52.4较稳定全区发育粉砂岩粗砂岩8514#2.33.12.7较稳定全区发育细砂岩粗砂岩1.2.4 岩石性质、厚度特征煤层顶底板的厚度一般都大于7.8m,多为砂岩。详见岩石主要物理力学性质指标表1-4。1.2.5井田内水文地质情况1.井田内各地段的水文地质特征各有不同，现分述如下： 第四系孔隙含水层：本井田广泛发育，发育规律为：由南往北逐渐增厚。水的主要补给来源是大气降水及山区地下水。涌水量为0.7057l/（sm）。 第三系孔隙含水层：在井田内广泛分布。其厚度发育规律为由东南往西北逐渐增厚，向东变薄。涌水量为0.0010.83 l/（sm）。 煤系裂隙含水带：本含水带是直接充水含水层。它与第三系有水力联系，但很微弱。 基底岩层裂隙水：分布于低山和丘陵地带。由花岗岩、变质岩等组成。对煤系裂隙含水带补给量甚微。而且对矿床充水无影响。2.井田内的主要隔水层有第四系顶部粘土、亚粘土、中部粘土。3.地面水及各含水层之间的水力联系。本井田煤系裂隙含水带补给条件不好，富水性较小。矿井在开采过程中，排水将以疏干煤系风化裂隙带的储水量为主。开采初期，矿井涌水量最大。随着开采的不断进行，水的静储量逐渐消耗，矿井的涌水量将会逐渐减少，并趋于相对稳定状态。 本井田最大涌水量为250m3/h，正常涌水量为157.9 m3/h。表1-4 岩石主要物理力学性质指标表名称视密度kg/cm3孔隙度%抗压强度102kg/cm3抗拉强度102 kg/cm3变形模量102kg/cm3弹性模量kg/cm3砂岩2.02.65252200.50.40.58110砾岩2.32.65151150.21.50.8828灰岩2.22.75205200.52.018510页岩2.02.416301100.21.013.528石英2.652.70.120.515351.03.06 20620 1.2.6 沼气、煤尘及煤的自燃性本矿井属于低瓦斯矿井，相对涌出量1.43m3/t，绝对涌出量为4.3 m3/min，煤尘无爆炸危险，且煤层无自燃倾向性。随着开采深度的延伸，瓦斯涌出量会给矿井的安全生产带来一定的困难。本矿井瓦斯取样的控制深度为340.5933.2m，在737.5m深以上，甲烷成分为0.7536.75；在900.4933.2m深度为28.1845.26；平均为34.3137.05。二氧代碳一般为6.448.95，瓦斯成份及含量均很低。同时参考集贤矿井的煤尘及瓦斯情况。初步确定本矿井初期的瓦斯等级为低瓦斯矿井，并没有煤尘爆炸危险和自燃发火倾向。 本矿井深度为20m的恒温带温度为5.6c；500m水平的平均地温为19.5c；700m水平的平均地温度为25.3c。 煤层顶底板岩石主要为粉砂岩。抗压强度一般在5001100kg/cm2左右。预计本矿井各煤层顶板类别均在一级以上。1.2.7煤质 牌号及用途1.元素分析 各煤层碳（cr）的平均含量为80.8482.66；（hr）的平均含量为5.325.86；（or）的平均含量为10.6112.62。说明煤的元素组成稳定，属低腐质煤。2.煤的有害成分 灰分：本井田煤的灰分含量（ag）为10.9624.45，多属中低灰分煤层。 硫：各煤层硫的含量均很低，原煤全硫（sgq）为0.10.41，属特低硫煤。 磷：各煤层原煤磷的平均含量为0.0030.061，属特低低磷煤。3.煤种及其变化 本矿井煤的挥发份一般大于40，属低变质煤。煤种主要为肥气煤、长焰煤次之，煤种在垂直方向上无明显变化。4.发热量 各煤层煤的平均发热量（qfd）为63066849kj/kg。5.可选性 所有煤层的煤均属于易选到中等可选。6.工业用途评价本井田原煤按现行煤炭实用分类法，属于气煤，由于本区气煤低灰、低硫、低磷，具有一定的胶质层厚度，所以，本矿井原煤经洗选加工后可作为优良的配焦和化工精煤。副产品可供动力及民用。1.3勘探程度及可靠性本井田包括精查区、西北部的一块详查区两个区域，其井田的边界范围为南起 f10断层，北至煤层露头线，西起f48断层，东至f84断层。对地质勘探程度的评价：测量以外，最后一次精查区内又钻了238个孔，13.6万余米，基本上搞清本井田的煤层赋存情况和主要的地质构造情况。但由于设备较落后，因此相当一部分断裂仍是推定的，控制程度还有较大摆动。根据本区断裂的一规律，往往在大断裂附近还有很多较小的断裂，再者由于煤层走向变化大，还可能有新的断裂没有控制，这些都需要在建井和生产过程中予以注意。有的钻孔孔斜较大，对构造的推定也有一定的影响。第2章 井田境界 储量 服务年限2.1 井田境界2.1.1 井田周边状况本井田西以断层f48为界，东至f84断层，北以煤层天然露头为界，南部以自然边界河流为界。2.1.2 井田境界确定的依据 在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。应按以下原则来划分：1.以地理地形、地质条件作为划分井田境界的依据；2.保证井田有合理的尺寸范围，以利于机械化程度的不断提高；2.井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应； 4.划分的井田范围要为矿井发展留有空间。2.1.3 井田未来发展状况该井田内煤层埋藏较浅，倾角较小，可能在更深部发现可采煤层，远景储量丰富。随着技术的进步和勘探水平的提高，井田范围内探明的储量会越来越精确。 2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算井田内可采煤层为5，6，14煤层。矿井储量是指矿井内所埋藏的，具有工业价值的煤炭数量。矿井储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煤量后乘以采区回采率的储量。2.2.2 保安煤柱为保护地面建筑物及工程设施的安全，本设计对井筒及工业广场、规划中的大断层留设安全煤柱。为了安全生产，本设计矿井依据矿井设计规程规定，留设保安煤柱如下：1.地面留设50m煤柱。2.边界断层留设30m煤柱。3.采区边界留设10m保安煤柱。4.井田内部断层留设30m煤柱。主、副井筒均位于工业场地内，主、副井筒深度已起过300m，工业场地东西长540m，南北最大宽度为430m，按照现行建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程规定，井筒煤柱地面保护面积包括井架、提升机房和围护带面积包括工业场内为煤炭生产直接服务的工业厂房、服务设施和围护带，围护带宽度为15m，煤柱按岩层移动角圈定，井田境界煤柱按40m留设，境界线两侧各20m，采区煤柱按10m留设，两侧各10m。按以上计算方法得：工业广场煤柱损失：7.11mt； 周边、断层保安煤柱损失：10.92 mt；损失总量：18.03 mt；损失率为：5.6。2.2.3 储量计算方法计算标注以储量管理规程为依据，公式如下：块段储量=块段面积cos(平均倾角)平均厚度视密度；矿井设计储量工业储量永久煤柱；块段可采储量=（工业储量永久煤柱）设计回采率。回采率要求：厚煤层不小于75%，中厚煤层不小于80%，薄煤层不小于85%根据储量图、通过等高线块段法计算本井田工业储量为151.0mt，可采储量为111.95mt。2.2.4 储量计算评价东荣三矿的煤层对比可靠，煤层厚度比较稳定，倾角较缓，煤层底板起伏不大，构造控制基本可靠，无火成岩，水文地质条件中等，储量计算较可靠。见可采煤层储量总表2-1。表2-1 可采煤层储量总表 单位:万t水平级别煤层号工业储量a+b+c工业场地井田境界断层开采损失合计可采储量i5#146355.674.345.66154.49330.051132.956#184866.19110.4245.16195.15416.91431.0914#2079110.42120.345.16216.37492.251586.74合计5390232.21305.02135.98566.011329.214150.78ii5#2631.9101.62143.6270.6277.93593.772038.186#3324.6210.09237.65200102.28750.022574.5514#3740.1201.01343.28186.42115.06843.772896.37合计9696.7512.72724.55457.02457.022187.567509.10总计15086.67744.931029.57592.91061.283426.7711194.64计算可得，矿井可采储量为：111.95mt。2.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限2.3.1 工作制度根据煤炭工业矿井设计规范规定：（1）矿井工作日按330d计算；（2）每日净提升时间16h；（2）矿井每昼夜四班工作，其中三班进行采掘，一班进行检修。2.3.2 生产能力井田煤炭储量丰富（可采储量为111.95mt），地质构造及水文地质简单，煤层赋存平缓（平均倾角13），煤质优良，具有建设大型矿井的条件。方案一：建0.90mt/a的矿井；方案二：建1.20mt/a的矿井；方案三：建1.50mt/a的矿井。根据煤炭工业矿井设计规范矿井投产后服务年限不应过长，可由服务年限确定。2.3.3 矿井设计服务年限矿井设计服务年限公式： 式中 矿井设计可采储量，mt； 生产能力， mta； 矿井储量备用系数，.31.5。矿井设计一般取=1.4，地质条件复杂的矿井及矿区总体设计可取=1.5，地方小煤矿可取=1.3 。根据本设计矿井实际情况，值取1.4。方案一：=111.95/(0.91.4)=88.84年；方案二：=111.95/(1.21.4)=66.63年；方案三：=111.95/(1.51.4)=48.3年。从保证矿区均衡生产来看，井型较大的矿井对保证矿区产量起骨干作用，其服务年限也应略长些，因本井田地质储量大，可采储量多，则选择方案一合理。该矿井生产能力为1.2mt/a，矿井服务年限为66.63a。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双鸭山东荣三矿与东荣二矿为邻，井田东南邻东荣四矿，西以断层f48为界,设计矿井采用双立井多水平集中大巷开拓方式,井田范围倾角上部13，该设计矿井属低瓦斯，低涌水量矿井。井田范围内地质构造主要为断层，有极少数的背斜与向斜。该设计矿井可采储量为111.95mt，年产量为1.20mt/a，服务年限为66.63a。3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况本井田范围内有三层煤，煤层属中厚煤层，平均厚度2.3m，倾角13左右。其中5#煤层与6#煤层间距31m，6#煤层距14#煤层85m，井田北侧有煤层露头。根据精查报告确定的煤层自然产状，构造要素，顶底板条件，冲击层结构，地形及水文地质条件等，其中煤层赋存深度和冲击层的水文地质条件对开拓方式影响最大。确定井田开拓方式的原则：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。要使生产系统完善、有效、可靠，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，节约基建工程量，加快矿井建设。2.合理开发国家资源，减少煤炭损失；合理集中开拓布置，简化生产系统，避免生产分散，为集中生产创造条件。3.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，自动化创造条件。4.必须惯彻执行有关煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风系统，创造良好的条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常性保持良好状态。5.根据用户需要，应将不同煤质、煤种的煤层分别开采。3.2 矿井开拓方案选择3.2.1 井硐形式和井口位置1.井硐形式根据地形地貌、煤层赋存条件及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，设计提出了两个开拓方案：方案一：双立井开拓；方案二：双斜井开拓。以上两种井筒开拓方案技术比较如下：详见技术比较表3-1。表3-1 技术比较方案名称优 点缺 点双立井开拓1.井筒短，提升速度快，提升能力大；2.适应性强，技术成熟可靠；3.通风断面大，风阻小，满足大风量要求；4.对于开采深部赋存煤层有长处；5.便于井筒延伸。1.初期投资大，建井期限稍长；2.需要大型的提升设备；3.多水平开拓，立井石门长度大，掘进工程量大，掘进费用高。双斜井开拓1.井筒设备较简单；2.掘进速度快初期投资较双立井开拓省；3.建井期稍短些。1.辅助运输时间长；2.通风线路长，通风阻力大，费用增加；3.井筒过长，地质条件复杂时，不易维护，安全性降低；4.井筒过长，煤柱损失严重。依据开拓方案技术比较，可初步选定两种开拓方案在技术上可行，见开拓方案示意图3-1图3-1 开拓方案示意图（3）经济比较方案一与方案二技术上均可行，水平服务年限也均符合要求，需要通过经济比较。具体见下建井工程量表3-2；生产经营工程量表 3-3 ；基建费用表3-4；生产经营费比较表3-5；费用汇总表表3-6。表3-2 建井工程量表项目方案一方案二初期主井井筒/m3401511.4副井井筒/m3001511.4井底车场/m537420主石门/m166运输大巷/m36003600项目方案一方案二后期主井井筒/m2461176.8副井井筒/m2461176.8井底车场/m537420主石门/m475运输大巷/m56005600表3-3 生产经营工程量表项目方案一项目方案二运输提升/万tkm工程量运输提升/万tkm工程量采区上山运输一区段21.2956.440.522=4792.7一区段1.293240.555=2482.8二区段21.2956.430.522=3594.5二区段1.293230.555=1862.1三区段21.2956.420.522=2396.4三区段1.293220.555=1241.4四区段21.2956.410.522=1198.2四区段1.293210.555=620.7大巷石门运输一水平1.28927.12.43=26031.42一水平1.27814.42.78=26068.8二水平1.28927.13.48=37279.6二水平1.27814.42.47=23788.1立井提升一水平1.28927.10.345=3695.8一水平1.28361.240.3=3010.05二水平1.28927.10.65=6953.1二水平1.28361.240.48=4816.07采区上山维护（km.a）1.22697915.210-4=21.43采区上山维护（km.a）1.226113010.210-4=16.6排水/万m3一水平340243659010-4=26805.6一水平34024365120.210-4=34521.2二水平340243659010-4=26805.6二水平34024365150.210-4=43788.6表3-4 基建费用表方案项目方案一方案二工程量/m单价/元.m-1费用/万元工程量/m单价/元.m-1费用/万元初期主井井筒3409000306.01511.43000453.4副井井筒3309000297.01511.43000453.4井底车场5372700144.94202700113.4主石门24001662400398.4运输大巷3600210075636002100756小计1503.92174.6工程量/m单价/元m-1费用/万元工程量/m单价/元m-1费用/万元后期主井井筒2469000221.41176.83000353.0副井井筒2469000221.41176.83000353井底车场5372700144.94202700113.4主石门47524001144752400114运输大巷56002100117.656002100117.6小计819.31051共计2323.23225.6表3-5 生产经营费比较表项目方案一方案二工程量/万t km-1单价/元(t km) -1费用/万元工程量/万t km-1单 价 /元(t km) -1费用/万元运输提升一区段10001.531530923.51.761625.4二区段856.91.651413.9706.31.951377.3三区段697.51.711192.7543.62.541380.7四区段412.21.86766.7342.52.87982.9小计4903.35366.4大巷及石门一水平26031.420.98225562.926068.80.95524895.7二水平25145.50.87121901.723788.10.89921385.5小计47464.646281.2立井一水平3695.82.9610939.63010.053.8511588.7二水平6953.12.5517730.44816.073.0014448.2小计2867026036.9运提费合计52599.152990.1维护采区上山35.25（kma-1）38元(am)-11339.530.8（kma-138元(am)-11170.4排水费一水平10526.20.086905.39454.480.078737.4二水平10526.20.1581663.19454.480.2632486.5小计2568.43223.9合计137544.9135068.9表3-6费用汇总表方案项目方案一方案二费用/万元百分率%费用/万元百分率/%初期建井费1503.9104.2%2174.6100%基建工程量2323.2106%3225.6100%生产经营费137544.9100%135068.9100.4%总费用139868.1100%141520.1100.8%从前述技术经济比较结果来看：虽然方案一的生产经营费略高于方案二，但是其基建投资费用和总费用则明显低于方案二，立井开拓比斜井开拓投资少，所以该设计矿井选择方案一：采用双立井开拓方式。2. 井口位置：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，需要综合考虑地面条件（如井筒位置应选在比较平坦的地方，并且满足防洪设计标准）和井下条件（如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）。在本设计井田中，提出三种井筒位置方案：建井筒位置示意图3-2。方案一：井筒位于井田浅部方案二：井筒位于井田中部方案三：井筒位于井田深部经过简单的技术比较后认为：井筒位于井田浅部，煤柱尺寸最小，压煤最少，但石门最长；井筒位于井田中部时，煤柱尺寸稍大，但石门长度较短，且沿石门的运输工程量也小；井筒位于井田深部，煤柱尺寸最大，压煤量最大，且初期工程量大，石门也较长，但对于开采井田深部煤层及井通延伸有利；本井田煤层均为缓倾斜中厚煤层，井田走向长度不大，但倾斜长度较大，从有利井下运输和保证初水平合理的服务年限出发，也应该将井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置，由此可初步确定本设计井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方。 方案1 方案2方案3图3-2 井筒位置示意图3.2.2 开采水平数目和标高根据煤层的赋存条件和倾斜长度，一个井田可以单水平开采，亦可以多水平开采（从上往下逐水平开采）。每个开采水平设井底车场和运输大巷，供该水平各采区煤的外运、辅助运输和通风用。考虑到本设计井田水平标高确定的几个因素，该井田设计提出水平划分方案如下：方案一：井田划分两个开采水平；一水平标高-250m，水平垂高250m，二水平标高为-500 m；一水平实行上山开采，二水平上下山开采。方案二：井田划分三个开采水平，一水平标高-250 m，二水平标高-450 m，三水平标高-650 m。各水平均实行上山开采。见水平储量及服务年限表3-7。表3-7水平储两及服务年限表储量（万t）服务年限（a）方案一一水平4275.5525.5二水平6919.0941方案二一水平4084.5624.6二水平3651.0823三水平345919从该表中可知，方案二的一水平服务年限达不到规范要求的服务年限，水平储量严重不足，而方案一的水平服务年限能够满足一水平服务年限不小于25a的基本要求，储量充足，且有利于采区的接续，巷道利用率高，吨煤成本相对较低。故而采用方案一的水平划分方法，即划分两个开采水平，水平标高分别为-250 m和-500m，一水平垂高为250 m，二水平垂高为200 m。一水平采用上山开采，二水平采用上下山开采。3.2.3开拓巷道的布置1.运输大巷的布置根据煤层的数目和间距，大巷的布置方式分为单煤层布置（称分煤层运输大巷）、分煤组布置（称分组集中运输大巷）和全煤组集中布置（称集中运输大巷）。采用集中运输大巷时，各煤层（组）间用采区石门联系。当煤层倾角太大时，层间联系也可用溜井或斜巷。(1)分组集中大巷适用条件：煤层数多，层间距大小悬殊；按煤层的特点根据运输，通风要求符合，经济上有利；多水平生产，容易解决运输，通风的干扰。(2)集中运输大巷适用条件适于煤层层数多，层间距大的矿井；井田走向长度大，服务年限长；煤质牌号相同，要求分采分运；下部煤层底板有坚硬岩层，容易维护；自然发火严重，便于分区，分段处理事故；采区尺寸大，石门长度短。(3)分煤层大巷适用条件煤层数不多，层间距大，石门长；井田走向长度短，服务年限不长；井底车场或平硐在煤层顶板；煤质牌号不同，要求分采，分运；产量、风量均大，需要疏解；各煤层底板均有坚硬岩层。现依据矿井设计生产能力及技术可行角度，特提出以下两种大巷布置方式： 详见大巷布置方案详见图3-3。方案一：分组集中布置，在6#和14#煤层底板中分别布置大巷；方案二：集中大巷布置，在14#煤层底板中布置大巷。图3-3 大巷方案比较图详见两种技术方案的优缺点详见表3-8所示。依据本井田的地质条件及煤层赋存状况：本井田共有可采煤层3层，即5#、6#、14#，其中5#与6#平均间距31m, 6#与14#煤层平均间距85 m。针对上述情况，方案二集中大巷布置，将5#、6#层分为一组，集中开采；14#煤层为一组单独开采，经济上较为合理。方案一分组集中大巷布置对于5#、6#煤层还可以适用，对14#煤层则不适用。由于本井田的6#煤层与14#煤层间距大，而且煤层顶底板有坚硬岩石，采区石门长度会很大，工程量增加，费用高