采矿工程毕业设计（论文）-鸡西矿业集团新发煤矿1.20Mta新井设计【全套图纸】 .doc

摘 要本次设计为鸡西矿业集团的新发煤矿年产量为1.2mt/a的新井设计。本次设计矿区内有3层煤全区可采，煤层平均厚度为1.8m，走向长度为8km,倾向长度为2km，煤层平均倾角为25。可采储量为101.11mt，可采年限为60.2a。本矿井设计采用以双立井开拓，划分为两个水平，每个水平九个采区。每个采区为双翼开采，两个工作面达产，达产时采区个数为两个。采用集中大巷布置运输，大巷运输采用10t架线式电机车牵引，3t底卸式矿车运输，采用的采煤方法为走向长壁采煤法，采煤工艺选用普通机械化采煤。顶板处理方法为全部跨落法。关键词 矿井设计 水平 单一走向长壁采煤法全套图纸，加153893706abstractthis design is the mine design of the 1.2 mts/ a to jixi mineral industry group of xinfa mineral. this mine has three lamella coal whole zones can adopt. average ckness is 1.8 meters in coal seam. alignment is 8 km in length. cline is 2 km. average rake angle in coal seam is 25 degree.adopt quantisty is 1.0111 ton. adopt time limit is 60.2 years.this mine design uses the double vertical shaft development. the division is two levels. the levels is nine the area. each picks the area is double wing mining, two working reach produce, reach produces when pick the area integer are two. the adoption concentrated big lane arrange conveyance, the big lane transportation uses 10 tons wire layings types electric locomotive to tow, 3 tons bottom-dump mine cars transportation. the adoption concentrates the big lane arranges, it is the common mechanization adopts coal. the roof processing method for all cross falls the law.key words:this mine pitdesign the quantisty the levels alignment long wall目 录摘要iabstractii目 录iii绪论1第1章 井田概况及地质特征21.1 井田概况21.1.1交通位置21.1.2地形与地势31.1.3气象及地震情况31.1.4水文地质情况31.1.5煤田开发史31.1.6工矿农业概况及原材料供应情况31.1.7水电的供给情况31.2 地质特征31.2.1矿区内的地层情况31.2.2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、厚度及特征61.2.5井田水文地质情况61.2.6煤质 牌号及用途61.3 勘探程度及可靠性7第2章 井田境界 储量 服务年限82.1 井田境界82.1.1井田周边状况82.1.2井田境界确定的依据82.1.3井田未来发展状况82.2 井田储量82.2.1井田储量计算82.2.2保安煤柱92.2.3储量计算方法102.2.4储量计算评价102.3 矿井工作制度 生产能力及服务年限112.3.1矿井的工作制度112.3.2设计生产能力11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确定井田开拓方式的原则133.2 矿井开拓方案选择143.2.1井筒形式和位置的确定143.2.2开采水平数目和标高173.2.3开拓巷道布置183.3 选定开拓方案的系统描述193.3.1选定开拓方案的系统描述193.3.2井筒形式和数目203.3.3水平数目及高度203.3.4石门 大巷数目及其布置203.3.5井底车场形式及选择213.3.6煤层群的联系223.3.7采区划分223.4 井筒的布施工与布置233.4.1井筒穿过的岩层的性质及井筒支护233.4.2井筒布置及装备243.4.3井筒延伸意见263.5 井底车场及硐室263.5.1井底车场形式确定及论证263.5.2井底井场的布置、存车线路、行车线路布置长度273.5.3井底车场通过能力验算293.5.4井底车场主要硐室303.6 开采顺序303.6.1沿井田走向的开采顺序303.6.2开采顺序的选择313.6.3采区接续计划313.6.4“三量”控制情况32第4章 采区巷道布置及采区生产系统334.1 采区概述334.1.1设计采区的位置、边界、范围、采区煤柱334.1.2采区的地质和煤层情况334.1.3采区的生产能力、储量及服务年限334.2 采区巷道布置344.2.1区段划分344.2.2采区上山布置354.2.3采区车场布置364.2.4采区煤仓形式、容量及支护424.2.5采区硐室简介434.2.6采区工作面接续444.3 采区准备444.3.1采区巷道的准备顺序454.3.2采区主要巷道的断面示意图及支护方式45第5章 采煤方法485.1 采煤方法的选择485.2 回采工艺485.2.1回采工艺及机械设备485.2.2选择采煤工作面循环方式和劳动组织形式50第6章 井下运输和矿井提升526.1 矿井井下运输526.1.1运输方式和运输系统的确定526.1.2矿车的选型及数量526.1.3采区运输设备的选择536.2矿井提升系统546.2.1矿井主要提升设备的选择及计算54第7章 矿井通风与安全577.1 矿井通风系统的确定577.1.1概述577.1.2矿井通风系统的确定577.2 风量计算与风量分配587.2.1风量计算587.2.3风量分配607.2.3风量调节方法与措施617.2.4风速的验算617.3 矿井通风阻力的计算627.3.1确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力627.3.2矿井等积孔的计算647.4 通风设备的选择657.4.1主扇的选择657.4.2电动机的选择667.4.3反风措施677.5 矿井安全技术措施677.5.1预防瓦斯及煤尘爆炸687.5.2火灾与水患的预防687.5.3其他事故的预防697.5.4人员自救69第8章 矿井排水708.1 概述708.1.1矿井水来源及涌水量708.1.2对排水设备的要求708.2 矿井主要排水设备718.2.1排水方式与排水系统简介718.2.2主排水设备及管路的选择计算728.2.3井底水窝排水设备的选择74第9章 技术经济指标75结论77致谢辞78参考文献79附录180采煤工作面破碎顶板加固技术研究80参考文献86附录287research of broken roof in coal mining face leading consolidation technology87introduction881the use of poly-resin for plastic roof reinforcement881.1 the reason of the roof instability, sloughing and roof fall near the fault882.2 poly-plastic resin reinforced plastic resin principle903. project application904. conclusions92references9370绪论步入21世纪七个年头以来，一直都要求着我国煤炭事业的深化改革，尽快摆脱粗放经营的旧模式，步入低投入，高产出，高效益的良性循环轨道。煤炭工业的发展依赖的是先进的煤炭技术与技术工人的自身素质，其中包括采矿工程技术。今年来随着国民经济的发展和综合国力的提高，石油、天然气、水力、核电等其他能源有了较大的发展，但是煤炭仍然是我国的主要能源，预计在今后相当长的时间内这种状态不会有根本的改变。在四年的大学学习生活里，我掌握了很多的专业知识，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鸡西市新发煤矿的新井设计，而且我在毕业实习中也收集到了很多关于新发矿设计的地质资料。本次设计主要是关于新发煤矿矿井的设计，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各个系统。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。在设计时，需要对矿井的地质情况，等情况进行分析，计算等工作。我通过做本次毕业设计，学到更多的采矿专业知识，巩固我所学过的知识，把我所学的零散知识串成整体，并且能够很好的运用他们，从而也为我以后的工作奠定了良好的基础，为企业带来更大的经济效益有了更好保障。第1章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1交通位置新发煤矿位于黑龙江省鸡西市西南方向4km。其地理坐标为：东经：1405100北纬：452200新发煤矿的交通以铁路、公路为骨干。有矿山铁路专线与鸡西站相连，公路通达鸡西市等地。交通极为便利（详见附图1-1）。图（11）交通位置图1.1.2地形与地势新发煤矿的井田地表为丘陵起伏，整个地势为东南低，西北高。海拔最低标高为186m，最高标高为211m。1.1.3气象及地震情况新发矿区属于雨中温带大陆性季风气候。年平均降水量为540mm，最高气温为+36c，最低气温为-36c。春季秋季多风，春夏之际以西南风为主冬季以西北风为主。最大风速为25m/s，新发煤矿在2007年鸡西发生的轻微地震中没受到太大影响。1.1.4水文地质情况新发矿区境内没湖泊，水库和沟塘。1.1.5煤田开发史新发煤矿为近期开发的新煤矿，没任何开发史。1.1.6工矿农业概况及原材料供应情况新发井田周边有农田和国有林地分布，地表大部分都被农田覆盖，可谓矿区提供一部分农产品及生产原料。矿井建设及生产所需设备可由附近厂家提供。1.1.7水电的供给情况新发煤矿的水源来自开采地下水，能够满足生产与生活的需要。生产与生活的用电均来自于鸡西供电局。1.2 地质特征1.2.1矿区内的地层情况新发煤矿的地层走向为ew，倾向为se，倾角为20。地层厚度为580-610m。表土及风化带厚度约为42-63m,表土中无流砂岩。岩层多由细砂岩及中砂岩构成。详见图（1-2）煤系地层综合柱状图表。 图（12）煤系地层综合柱状图1.2.2井田范围内和附近的主要地质构造新发煤矿井田范围内的主要地质构造为断层，有少数的向斜和背斜，其中落差较大的断层有4个，全部为正断层，都是倾向断层，与煤层斜交。在铅直地层断距中，最大断层落差为37.5m，往东延展落差逐渐减小。这些贯穿了整个井田，给采掘生产造成了很大影响。（详见表1-3 断层发育及落差表）。表（13）断层特征表区内构造形态以东西方向的倾斜的褶皱和断裂为主，断层又以en向es倾斜，并行排列的张扭正断层为主，无岩浆侵入体。1.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征井田内共有可采煤层三层，每层赋存不太深，倾角在25度左右，其富存情况及特征如下：1、3#煤层3#煤层为简单结构中厚煤层，煤层厚度1.6-2.0m，平均1.8m，厚度变化尚有规律，西北薄，东南厚。均属可采煤层，只有极少数不可采区域。顶底版均为粉砂岩。煤岩类型以半亮型和半暗淡型煤为主，中间12层暗淡型煤，底部为光亮型煤。煤层中节理裂隙发育，棱角状断口。煤的硬度f=0.40.9，容重1.4。2、25#煤层25#煤层为简单结构中厚煤层，厚度1.6-2.2m，平均1.8m，为全部可采煤层。顶板为粉沙岩，底板为粉细砂岩。煤岩类型以光亮型和半光亮型为主，中间夹有透镜状的半暗淡型煤，煤层内生节理发育。煤的硬度f=0.30.8，容重1.43、29#煤层29#煤层为简单结构煤层。煤层厚度1.5-2m，平均1.7m，为全部可采煤层。顶底板均为粉细砂岩。煤岩类型以光亮型为主，内生节理发育，玻璃光泽。煤的硬度f=0.40.7，容重1.41.2.4岩石性质、厚度及特征本区内岩性较细，主要由粉砂岩、细砂岩、粉细互层、中砂层及煤层组成，仅有较少的粗砂岩，含烁砂岩。煤层和岩层的物性差异均比较明显，各岩层的密度差别较小，曲线在各种岩层反应平直煤层异常反应明显，岩石硬度多数为中等硬度的砂岩类。1.2.5井田水文地质情况新建煤矿地形大部分属漫岗，标高在160-190m之间，井田北部及中部位河谷水文地质区，西部及南部为丘陵水文地质区。岩层的富水性主要取决于构造裂隙的发育和补给条件，浅部各煤层除大气降水补给地表外，没其他来源，由于岩层裂隙发育程度而减弱，所以岩层的富水性有明显的垂直分带。由于岩性的不同，岩层的含水性极不均匀，不但存在着分带规律而且有分层规律。从涌水量可以看出，只有大气降水通过强风化带渗入井下，补给单一，采掘工程一般不受水害影响，防水工作简单，故水文地质条件属简单型。瓦斯、煤尘及煤的自燃性该矿井的瓦斯等级为：高瓦斯矿井矿井瓦斯绝对涌出量：12.3m3/min矿井二氧化碳绝对涌出量：33.73m3/min矿井瓦斯相对涌出量：10.8m3/td矿井二氧化碳相对涌出量：5.45m3/td煤层自然发火期：矿井自然发火等级为六级1.2.6煤质 牌号及用途井田内主要可采煤层的煤种均属于低硫、低磷，中等灰分的焦煤和1/3焦煤，其中1/3焦煤占24.63，发热量一般在77008200大卡/千克。本矿区内的煤层是由高等植物所形成的腐植煤，其肉眼煤岩成份主要是亮煤、暗煤、夹镜煤丝带、丝炭较少，黑色光亮内生裂隙发育，质脆，黑色条带状，层状结构，其煤岩类型多为光亮型、半亮型和半暗型；镜下鉴定为煤岩组成多是凝胶物质体，色鲜红以镜煤煤化物质为主树脂胶体占次要地位，矿物杂质多见。原煤灰分变化较大，一般在20至30，超过30的情况也常见，净煤灰分一般在10左右，胶质层厚度在9至15mm，挥发分一般在30至39，硫含量在0.005左右。磷含量一般在0.001至0.02。属低硫，低磷煤，发热量一般在7500大卡每公斤。主要工业用途以冶金用煤为主，火电厂作动力用煤次之。1.3 勘探程度及可靠性1975年新发煤矿所在地区就开始对地质进行勘探工作，先后经过普查，详查，精查阶段，采用了钻探，测井和地震，相互结合的综合勘探手段，精查地质报告提供的资料比较齐全，精查阶段查明了主要断层和构造及煤层厚度，结构和分布范围，比较可靠地提供了煤层层位的对比资料和测井成果鸡西矿物局在1985年6月对本区精查地质报告的批复认为，基本达到煤炭资源地质勘探规范的标准。其存在的问题为：1、瓦斯取样虽然不少，但是，未作矿井瓦斯涌出量的祥述，也未指出矿井的瓦斯等级。2、对于落差小于30m的断层，未作评价，控制不够，给设计带来一定困难，如断层之间构成的三角地带，构造较为复杂，大断层控制程度不够，有一定摆动，对井筒位置的选择有一定影响。第2章 井田境界 储量 服务年限2.1 井田境界2.1.1井田周边状况西以a1号勘探线西655m，与滴道矿相邻，东以a6号勘探线东200m与城子河煤矿相邻，北以51#煤层露头线为矿界，南以-800m标高为界。井田东西走向长平均为8.5km，南北倾向宽平均为2.3km，面积约为17.4km。2.1.2井田境界确定的依据1、以地理地形、地质条件作为划分井田境界的依据；2、要适于选择井筒位置、安排地面生产系统和各建筑物；3、划分的井田范围要为矿井发展留有空间；4、井田要有合理的走向长度，以利于机械化程度的不断提高。2.1.3井田未来发展状况由于本井田几条大断层的影响，开采时不能及时达到设计生产能力，但是随着开采深度的增加，煤层赋存条件好，采用新技术防治本次设计的高瓦斯矿井，产量会有较大幅度的提高。2.2 井田储量2.2.1井田储量计算本次设计的新发矿井参加储量计算的煤层有29#、25#、3#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。根据煤炭资源地质勘探规范规定，工业指标确定为倾角小于25煤层，能利用储量选用厚度0.7m，灰分40%；暂时不能利用的储量厚度为0.6-0.7m，灰分在40-50%之间，倾角为20，能利用的储量厚度选用0.6m，暂时不能利用的储量选用为0.50-0.60m。2.2.2保安煤柱按照保护煤柱的设计原则1、立井保护煤柱应按其深度，用途，煤层赋存条件和地形特点留设，立井深度大于或等于400m的以边界角圈定，小于400m的以移动角圈定。2、地面受护面积包括受护对象及周围的受护带。3、当受护边界与煤层走向斜交时，要根据基岩移动角求得垂直与受护边界方向的上山方向移动角和下山方向移动角，然后再确定保护煤柱。4、在一般情况下，保护煤柱应根据受护面积边界和移角值进行圈定。一般来说，井田边界煤柱40m，河流保护煤柱为河床两侧各40m，大断层一侧留保护煤柱15-40m，有时也要根据具体的情况而定。（详见表21）表（21）建筑物、构筑物保护煤柱的围护带宽度建筑物和构造保护等级围护带宽度2015105工业广场地面受保护面积包括工业场地内为煤炭生产直接服务的工业厂房，服务设施和围护带，围护带的宽度为20m，煤柱按岩层移动角圈定（详见表22）。表（22）地质条件及冲积层和基岩移动角值井筒垂深(m)煤层厚度(m)煤层倾角(度)冲积层厚度4505.3254577597720在区段运输平巷和轨道平巷之间留设区段煤柱，对一般煤质和围岩条件的近水平，缓倾斜及倾斜煤层、薄及中厚煤层不小于815m，厚煤层不小于1520m。采区边界一般留设宽度10m左右的保护煤柱。（详见表23）表（23）巷道留设煤柱参考表名称薄及中厚煤层厚煤层备注巷道一侧两巷之间巷道一侧两巷之间水平大巷30-40m40-50m煤层倾角较小时煤柱可少些采区上山20m左右20m左右30-40m20-30m2.2.3储量计算方法采用分水平及投影块段法，用煤层真厚度和斜面倾角计算储量，块段平均厚度采用钻孔见煤厚度，以算术平均法求出。计算公式：式中：q块段的储量s块段的投影面积煤层平均倾角m块段的平均厚度煤的容重（详见表24）表（24）煤容重表序 号煤层号容重/ g/cm31291.32251.4331.4块段的面积可以用电子求积仪在1：5000的煤层储量计算图上求得，而块段倾角可采用余切尺量得。2.2.4储量计算评价本矿井的煤层发育良好，煤层厚度属于中厚，倾角缓倾斜，井田范围内大的构造控制可靠，水文地质条件良好，储量计算较为可靠。详见表（25）储量计算表（25）水平煤层工业储 量/万t煤柱损失（万t）可采储量工业场地井田境界断层开采损失其他损失合计291976.856420.1445.07274.8815.1420.191556.66252367.1522.1325.2637.25340.5312.32437.491929.6632198.68027.4040.45316.5120.75405.111793.57合 计6542.6886.1372.80123.77931.9248.171262.795279.89291980.728218.5130.12272.6525.32435.731544.99252212.33153.0620.430.20298.3519.78521.711690.6232182.45222.5422.3597.57281.5730.25586.351595.54合 计6375.50457.5061.2697.34852.5775.351544.354831.15合 计12918.18543.6334.06221.341784.49123.522807.1410111.042.3 矿井工作制度 生产能力及服务年限2.3.1矿井的工作制度1、本次设计的矿井工作日按每年330d计算；2、本次设计的矿井每昼夜四班工作，采取“四六”工作制，三班生产，一班准备；3、本次设计的矿井每日采用16h净提升工作制。2.3.2设计生产能力1、矿井生产能力的确定原则根据本矿的地质条件、国内外的市场需求、技术和管理水平、充分考虑当代科学技术的进步等因素。2、确定矿井生产能力的重要因素矿井生产能力是矿井各系统和环节的综合能力，是全面反映矿井面貌的一个重要综合指标。因此为了方便矿井设计，建设和生产管理，矿井生产能力采用系列化的通用的指标值。（详见表26）表（26）各类井型的矿井和开采水平设计与服务年限井型矿井设计生产能力/万t/a-1矿井设计服务年限/a开采水平设计服务年限（一水平）开采0-25煤层开采2545煤层开采4590煤层特大型60030050080704035大型120、150、180、24060302520中型40、60、9050252015小型各省自定根据井田的实际情况，可以初步设计出三套方案，如下：第一种方案：0.9mt/a；第二种方案：1.2mt/a；第三种方案：1.5mt/a。根据公式：其中：可采储量a生产能力k矿井储量备用系数（k值根据本矿的实际情况取1.4）第一种方案：a；第二种方案：a；第三种方案：a。根据表（26）所示，本矿采用年生产能力1.2mt/a 最为适宜，服务年限为61a。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新发煤矿的矿井建设必须严格按照基本建设程序办事，确定矿井开拓方式必须充分考虑多个主井工艺系统的机械化装备水平。矿井机械化程度的高低，不仅直接影响着井型和经济效果，而且往往由于提升、运输设备的革新发展，而引起开拓本身发生变化。根据精查报告确定的煤层自然产状、构造因素、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积层的水文地质条件对开拓方式影响最大。新发矿区地面标高在+150m左右，属于丘陵地区，但地区起伏不大，矿区煤层赋存稳定，断层较少，大的断层都作为矿区的边界，矿区附近各个矿井井型不同，开拓方式多样，立井开拓占多数。井田涌水量不大，瓦斯等级为高瓦斯矿井，故采用上山开采。根据井田条件和设计规范有关规定，本井田划分为两个水平，阶段内采用采区式进行准备。3.1.2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、效率高而创造条件，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，尽快创造效益。2、合理集中开拓布置，简化生产系统，避免生产分散，为集中生产创造有利的条件,合理开发自然资源，减少煤炭损失。3、必须贯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，使主要巷道经常性的保持良好状态。4、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、自动化创造有利条件。根据用户的需求，应该将不同煤质、煤种的煤层分别开采。3.2 矿井开拓方案选择3.2.1井筒形式和位置的确定1、井筒形式的确定根据本次所设计的新发井田的地表及煤层等实际情况，平硐开拓方式在技术上不合理，可以直接否定。现在根据本次设计矿井的地形、地质构造、煤层赋存等因素，提出三种井筒开拓方案，具体情况如下：第一种方案：双斜井开拓；第二种方案：双立井开拓；第三种方案：主斜井、副立井综合开拓；以上三种井筒开拓方案技术经济比较如下：双斜井开拓斜井优点： 井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，地面工业建筑，井筒装备，井底车场及硐室都投资少。 井筒装备和地面建筑物少，不用大型提升设备，钢材消耗量小。 胶带输送机提升增产潜力大，改扩建比较方便，容易实现多水平生产，并能减少井下石门长度。斜井缺点： 在自然条件相同时，斜井要比立井长得多,由于斜井较长，沿井筒敷设管路，电缆所需的管线长度太大。 围岩不稳固时，斜井井筒维护费用高，采用绞车提升时，提升速度低，能力小钢丝绳磨损严重，动力消耗大，提升费用高，当井田斜长较大时，采用多段绞车提升，转载环节多，系统复杂，更要多占用设备和人力。 斜井通风风路较长，对瓦斯涌出量大的大型矿井，斜井井筒断面小，通风阻力过大，可能满足不了通风的要求，不得不另开专用进风或回风的立井并兼做辅助提升。 当表土为富含水的冲积层或流砂层时,斜井井筒掘进技术复杂,有时难以通过。适用条件 ：煤层赋存较浅，垂深在200m以内，煤层赋存深度为0500m，含水砂层厚度小于2040m，表土层不厚，水文地质情况简单的煤层，井筒不需要特殊方法施工的缓倾斜及倾斜煤层。技术评价：本井田一水平设在-350m水平标高，根据煤层的赋存情况与地质条件来看,不适合采用双斜井开拓。双立井开拓优点： 立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利。 机械化程度高，易于自动控制。 井筒为圆形断面机结构合理，维护费用低，有效断面大通风条件好，管线短，人员升降速度快。缺点： 井筒掘进技术和施工设备都比较复杂，硐室掘进量比较大，地面工业场地及建筑物压煤损失多。 立井提升的生产能力增产潜力没有斜井大，扩建比较复杂。主斜井副立井综合开拓优点：兼有斜井和立井的优点，主井采用斜井开拓，井筒施工简单，掘进速度快，费用低；副井采用立井开拓，井筒容易维护，有较大断面，利于通风，提升速度快。缺点：如果井口相近，则井底相距太远，井底车场布置困难，井下联系不方便；如井底相离近，则由于井口相距太远，地面工业建筑物就比较分散，生产调度及联系不方便，占地面积大，相应的增加了煤柱损失。适用条件：介于双立井与双斜井之间。技术评价：根据本次设计井田的地表状况，煤层赋存及工业场地的布置等实际情况，如果用综合开拓不利于地面工业场地的布置，也不利于井底车场的布置，井下的联系和生产调度较为麻烦，故该方案在技术上不合理，不适合本次设计，所以本井田不利于综合开拓。根据上述，井筒方案的技术比较，初步确定双斜井开拓和双立井开拓两个方案在技术上可行，根据规定，要对在技术上可行的方案再进行经济比较。双斜井与双立井经济比较表（31）方案双立井开拓双斜井开拓内容工程量单价（元）费用（元）工程量单价（元）费用 （元） 单位名称数量单位数量单位基岩段主井辅助费用5010m36028180140012010m180352164200基岩段副井辅助费用5010m35760178800011710m180352110095基岩段主井掘进费用5010m26450132250012010m103501242000基岩段副井掘进费用5010m26450132250011710m103501210950主井提升费用5010m0.94512010m0.43510.44副井提升费用5010m2.512511710m0.62514.625主井提升机1个101232010123201个920000920000副井提升机1个9524509524501个933750933750串车10个540054000箕斗2个2546050920罐笼2个2213544270表土层副井辅助费用3.510m214507507518.510m11822218707合 计8369605合 计8853727从开拓方案比较表可以看出，双立井开拓方案比双斜井开拓方案投资少，所以本次设计的矿井采用双立井开拓。2、井筒位置的确定本次设计对本矿井井筒位置有以下三点要求： 井筒沿走向的有利位置应在井田的中央当井田储量呈不均匀分布时，应在储量分布的中央，在此开成两翼储量比较均衡的双翼井田，应尽量避免井筒偏于一侧，造成单翼开采的不利局面。 为井筒的安全掘进和使用，减少掘进的困难并且便于维护，应该使井筒通过的岩层和表土层有比较稳定的水文，围岩及地质条件。 井筒沿煤层倾向的位置，应使总的石门工程量小，初期工程量及投资小，建井工期短，且煤柱损失小。井筒位置就是确定井筒沿煤层走向和倾斜方向上的具体尺寸，下面为选择井筒位置的条件：1、地面条件 工业场地占地面积 地形与工程地质条件 煤炭的运输方向 生产建设与住宅位置2、井下条件 按运输量确定井筒位置 根据地质条件确定井筒位置 煤柱量 勘探程度和初期工程量根据以上几个要点及本井田的储量分布图、剖面图，综合考虑了水平的划分及巷道的布置确定本次设计的新发矿的井口位置在整个井田的中部，即井田的储量中部，其坐标位置为：主井坐标：xa：412800，ya：5020850：副井坐标：xb：412750，yb：5020950。3.2.2开采水平数目和标高开采水平的尺寸大小用水平垂高表示，水平垂高即为该水平开采范围的垂直高度。本次设计的合理水平垂高要求为以下几点： 合理的阶段斜长； 合理的阶段数目； 经济上有利； 利于采区的正常接替工作； 要保证开采水平有合理的服务年限与开采储量。根据以上各个方面的原因及本次所设计的井田的实际情况，现在确定水平划分方案如下：方案一：单水平上下山开采水平标高-800m阶段垂高900m可采储量101.1104mt服务年限61a方案二：两水平上山开采一水平标高-350m阶段垂高450m二水平标高-800m阶段垂高350m一水平储量52.7989mt二水平储量48.3115mt一水平的服务年限32a二水平的服务年限29a参照上述二种方案的各项数据以及井田的具体情况层，两种方案的评价如下：方案一：该方案的垂高设计不符合规程的规定，初期投资相当大，见效慢，本方案不可取。方案二：本方案的一水平的服务年限及垂高的设计都符合规程的规定，又从本次所设计的井田的实际情况考虑，此方案可行。3.2.3开拓巷道布置水平巷道的主要任务是担负运输煤矸、物料和工作人员，以及通风、排水、铺设管线等，对大巷的基本要求是便于运输，利于掘进和维护，能满足矿井通风安全的需要。根据新发矿矿区内煤层的数目和间距，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。各种方法的适用条件如下：1、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。2、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，通风要求组合，经济上有利；多水平生产，容易解决运输，通风的干扰。3、集中运输大巷的适用条件适于井田走向长度大，服务年限长；煤层层数多，层间距不大的矿井；下部煤层底板有坚硬岩层，容易维护；采区尺寸大，石门比较短；煤质牌号相同，要求分采分运；自然发火严重，便于分区，分段处理事故。本设计井田的开采煤层为3#、25#、29#煤层，本井田采用集中运输大巷与采区石门装车的布置方式。3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1选定开拓方案的系统描述 根据井田的地形地势，煤层赋存，地质构造等因素，经过第一节井筒形式确定方案的技术分析和经济比较，该矿井采用双立井开拓即一主一副两个井筒。（详见图31）图（31）井筒形式布置图3.3.2井筒形式和数目根据煤矿安全规程规定，一个矿井必须有两个通向地面的出口，以满足安全和通风需要，采用两井筒不太远的采区，用风井专用回风。由于双立井开拓适应性强，可用于各种地质条件，同时在技术上也成熟、可靠。3.3.3水平数目及高度根据本井田的煤层赋存条件，地质构造等因素，该设计矿井在350m水平标高处划分一个水平，阶段垂高450m，阶段斜长为1020m，在350m水平标高上布置水平开拓巷道，第二水平标高为-800m。井田范围内各煤层以350m开采水平为界，采用上山开采。3.3.4石门 大巷数目及其布置根据本次设计矿井开拓巷道布置方案的技术分析和经济评价，确定本设计矿井采用的开拓巷道布置方式为集中运输大巷及采区石门装车的布置。由于大巷和石门的服务年限较长，运输能力要求大，所以大巷和石门的断面和支护设计在本设计中基本相同，其内部设施也基本相同。巷道断面设计合理与否，直接影响煤矿生产的经济效果和生产的安全条件，其基本原则是在满足安全与技术要求的条件下力求提高断面利用率，缩小断面，降低造价并有利于加快施工速度，该设计矿井大巷，石门断面的各项内容见图（32）图（32）大巷与石门的断面图3.3.5井底车场形式及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，使连接井下运输和提升两个环节的枢纽，是矿井生产的咽喉，因此井底车场设计是否合理直接影响矿井的安全和生产。1、设计依据 矿井设计生产能力及工作制度 矿井的开拓方式 井筒及数目 矿井主要运输巷道的运输方式2、设计要求 井底车场设计的富裕能力，应大于设计生产能力的30% 井底车场设计时，应该考虑到增产的可能性 尽可能提高井底车场的机械化水平，简化调车作业，提高井底车场的通过能力 应该考虑主、副井之间施工时便于贯通 井底车场线路不止应该结构简单，运行及操作安全可靠，管理使用方便，布局合理，注意节省工程量，便于施工和维护3、立井井底车场的基本类型 环形式：立式、斜式、卧式 折返式：梭式、尽头式4、井底车场形式的选择 保证矿井生产能力，有足够的富裕系数，有增产的可能性； 调车简单，管理方便，弯道及道岔点少； 操作安全，符合有关规程、规范； 井巷工程量少，建设投资省，便于维护，生产成本低； 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； 井底车场的形式也取决于矿车的类型，当采用定向卸载的底卸式矿车时，其卸载站(即主井车线)可布置折返式，亦可布置环形式，但其装车站的线路布置必须与其相对应。综上所述，结合本设计矿井的有关设计参数，通过对各种形式井底车场的适用条件及优缺点简单比较之后，初步拟定本设计井田的井底车场形式为立井刀式折返井底车场，大巷两翼来车运到运输平巷再到主井提升的形式。3.3.6煤层群的联系本次设计的矿井内共有三层煤，即：3#、25#、29#煤层，参见可采煤层特征表及巷道开拓方案示意图。运输大巷布置在3#煤层底板岩石中开采时采用下行式开采。采用石门装车的方式。3.3.7采区划分将井田划分成若干采区时，应考虑如下所述原则： 根据煤炭工业设计规范，采区划分要考虑采区接续关系，便其适应各翼储量及产量分配。 为了充分发挥综合机械化效能，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要单独划分出来采区。 开采多煤层的井田，应尽量联合布置采区，搞集中生产。 采区走向长度根据煤层地质条件，开采机械化水平，采区储量，生产能力与巷道维护等因素综合考虑。 对于煤层稳定，开采条件好，生产能力大的采区，走向长度要适当加大。 如果井田走向长度不大，两翼均不超过1500m，可以不划分采区，直接从井田边界进行后退式回采。 初期采区尺寸要适应目前输送机的实际长度及电压降的控制范围，后期采区尺寸可逐步加大根据该设计井田的地质构造及煤层赋存等因素。 采区划分要考虑采区接续关系，便其适应各翼储量及产量分配；要适应充填注砂井，回风井的既定位置，使分区充填，分区通风的联系巷道尽量缩短。 对于煤层稳定，开采条件好，生产能力大的采区，走向长度要适当加大；初步设计一般负责划分第一水平全部采区，故需要沿井田走向全长统一考虑，作到初后期统筹兼顾，不但要全井合理，更要有利于初期。结合上述采区划分原则，本设计矿井第一水平划分为九个采区，分别为西一采区、西二采区、西三采区、中一采区、中二采区、中三采区、东一采区、东二采区、东三采区具体划分示意图（33）：图（33）采区划分示意图3.4 井筒的布施工与布置3.4.1井筒穿过的岩层的性质及井筒支护鸡西盆地是在晚侏罗纪开始发展形成的内陆含煤盆地，基底为元古界马山群，含煤地层是中生界侏罗统鸡西群，上覆白垩系华山统陆相沉积，新生界第三系陆相含煤沉积和玄武岩沉积，第四系河湖及山间河床，河谷相沉积层。根据主副井围岩性质，并按规程规定，确定主副井筒支护方式如下：主井井筒表土段：混凝土砌碹，井壁厚450mm，充填混凝土50mm；煤层段：料石砌碹，井壁厚550mm，充填混凝土50mm；基岩段：锚喷支护；副井井筒表土段：混凝土砌碹，井壁厚450mm，充填混凝土50mm；煤层段：料石砌碹，井壁厚550mm，充填混凝土50mm；基岩段：锚喷支护；3.4.2井筒布置及装备井筒断面布置应综合考虑井筒围岩性质，运输方式，通风安全等因素具体遵循原则如下： 符合煤矿安全规程，煤炭工业设计规范对运输、通风、管线等布置的要求，满足施工需要； 有利于井筒检修、维护、清扫和人员通行安全； 当提升容器发生掉道或跑车事故时，应对井筒中各种管线或其它设备的破坏应减少到最低程度； 合理使用断面空间，减少井筒工程量。根据该设计矿井年产量、提升方式等实际情况，本设计矿井井筒按有关规定布置运输设施及辅助设施。（详见图34与图35主副井井筒断面图所示）主井装备：两对16t多绳箕斗；副井装备：一对1.5t层四车罐笼和一个5t双层两车罐笼带平衡锤。图（3 4）主井断面图图（35） 副井断面图3.4.3井筒延伸意见开拓方案延伸方案的原则如下： 保持或扩大矿井生产能力 充分利用现有井巷，设施及设备，减少临时辅助工程，降低工资 积极采用新技术，新工艺和设备 加强生产管理，延伸组织管理与技术管理施工紧密配合，协调一致，尽量减少延伸时对生产造成的影响 尽可能缩