采矿工程毕业设计（论文）-鸡西矿业集团新发煤矿0.9Mta新井设计[5]【全套图纸】 .doc

摘 要本设计矿井为鸡西矿业集团新发煤矿0.9mt/a新矿井设计，一共有3层可采煤层，分别为36a#、27#、7#， 煤层总厚度为4.2米。煤层工业牌号为1/3焦煤，设计井田的可采储量73.89mt/a，设计服务年限为59年，本矿井设计采用以立井为主的普通机械化开拓方式，划分为二个水平，12个采区。每个采区为单翼开采，两个工作面达产，达产时采区个数为两个。大巷运输采用10吨架线式电机车牵引3吨底卸式矿车运输，采用的采煤方法为走向长壁采煤法，采煤工艺为普通机械化采煤工艺。顶板处理方法为全部跨落法。关键词 开拓 水平 分组集中 走向长壁 全套图纸，加153893706abstractthis design is the new 0.90million-tons-per-year mine design of jixi mining bureau xinfa coal mine. there are three minable coal beds, bed 36a, 27 and 7. the total thickness of the coal beds is 4.2metres. the industrial shop sign of the coal beds is one third coking coal. the minable reserves is 73.89 million tons. the time limit of the design is 59 years. this mine adopts the alignment mechanizational pioneering method which plays a major role in vertical mines. it is devided into two levels and twelve mining areas. each area applies for unilateral mining. when the output is reached, there will be two mining areas. it adopts stratificational arrangement. tunnel transportation uses 10-ton coal-tracing electric locomotive to tow the 3-ton buttom-unloading tram. the mining technology is alignment mechanizational technology. the way of dealing with the roof is to make it fall by itself.key words expands the level the cent the set concentrates alignment long wall目 录摘 要i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 井田位置及范围21.1.2 交通位置21.1.3 地形地势21.1.4 气候31.1.5 河流31.1.6 井田区及邻区经济状况31.1.7 煤田开发史及近况31.1.8 原材料及水电供给情况31.2 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 水文地质情况71.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性71.2.7 煤质 牌号及用途71.3 勘探程度及可靠性71.3.1 对地质勘探程度的评价7第2章 井田境界 储量 服务年限82.1 井田境界82.1.1 井田周边情况82.1.2 井田境界确定的依据82.1.3 井田未来发展情况82.2 井田储量82.2.1 井田储量的计算82.2.2 保安煤柱92.2.3 储量计算方法102.2.4 储量计算的评价112.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限112.3.1 矿井工作制度112.3.2 矿井生产能力的确定112.3.3 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143.2.1 井硐形式和井口位置143.2.2 开采水平数目和标高193.2.3 开拓巷道的布置213.3 选定开拓方案的系统描述233.3.1井硐形式和数目233.3.2 井硐位置及坐标233.3.3 水平数目及高度243.3.4开拓巷道的布置243.3.5 井底车场形式的选择253.3.6 煤层群的联系263.3.7 采区划分273.4 井筒布置及施工283.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护283.4.2 井硐布置及装备283.4.3 井筒延伸的初步意见303.5 井底车场及硐室313.5.1 井底车场形式的确定及论证313.5.2 井底车场的布置 存储线路 行车线路布置长度313.5.3 井底车场通过能力验算343.5.4 井底车场主要硐室343.6 开采顺序353.6.1 沿煤层走向的开采顺序353.6.2 沿煤层倾斜方向的开采顺序353.6.3 采区接续计划363.6.4 “三量”控制情况36第4章 采区巷道布置与采区生产系统384.1 采区概况384.1.1 采区位置 边界及范围384.1.2 采区地质和煤质情况384.1.3 采区生产能力 储量及服务年限384.2 采区巷道布置384.2.1 区段划分384.2.2 采区上山布置394.2.3 采区车场布置404.2.4 采区煤仓形式 容量及支护464.2.5 采区硐室简介474.2.6 采区工作面接续484.3 采区准备484.3.1 采区巷道的准备顺序484.3.2 采区巷道的断面图及支护方式49第5章 采煤方法525.1 采煤方法的选择525.2 回采工艺525.2.1选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备525.2.2选择采煤工作面循环方式和劳动组织形式54第6章 井下运输和矿井提升576.1 矿井井下运输576.1.1运输方式和运输系统的确定576.1.2 矿车的选型与数量586.1.3 采区运输设备的选择596.2 矿井提升系统606.2.1 提升方式606.2.2 矿井主提升设备的选择及计算60第7章 矿井通风与安全637.1 通风系统的确定637.1.1 概 述637.1.2 矿井通风系统的确定637.1.3 主扇工作方式的确定647.2 风量计算和风量分配647.2.1 矿井风量计算的规定647.2.2采掘工作面及硐室所需风量的计算657.2.3矿井总供风量687.2.4风量分配687.2.5风量的调节方法与措施697.2.6风速验算697.3 矿井通风阻力的计算717.3.1确定全矿井最大通风阻力和最小通风阻力717.3.2矿井等积孔的计算737.4 通风设备的选择737.4.1 主扇的选择计算737.4.2 电动机的选择747.4.3 反风措施757.5 矿井安全技术措施757.5.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施757.5.2 预防水灾措施757.5.3 预防井下火灾757.5.4 其它事故预防767.5.5 避灾路线及自救76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 涌水量778.1.3 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84参 考 文 献85附录86附录8970绪 论建国50多年来，煤炭工业为新中国经济的腾飞提供了2/3以上的一次能源，有效地支撑了国民经济的持续快速发展。虽然石油、天然气和水电等能源的生产和消费比重快速增长，但煤炭在中国能源中的主导地位没有发生根本性变化。实现党的十六大提出的全面建设小康社会，到2020年gdp翻两番、基本实现工业化的战略目标，是推动能源消费快速增长的主要因素。据预测，到2020年，国内生产总值翻二番，能源至少要翻一番，煤炭消费总量仍将持续增长。煤炭占全国已探明能源资源总量的87.4%，居绝对优势地位，是中国唯一可以依赖的基础能源，具有不可替代的作用。煤炭工业在国民经济中的基础性地位也将是长期的和稳固的。预测，2020煤炭消费量将达到24亿吨左右。煤炭在能源消费结构中的比例缓慢下降，但以煤为主的能源结构不会发生根本改变。为了满足煤炭市场的需求，我特做了这次设设计，该设计为鸡西矿业集团新发井田90万吨新井设计，该设计采用双立井开拓，分为两个开采水平：一水平为-350，二水平为-800。井底车场布置在一水平-350米处，大巷采用集中大巷布置，运输大巷布置在7#煤底板岩石中。该设计采用走向长壁采煤法采煤，采煤工艺为普通机械化采煤工艺。由于作者水平有限，书中难免有疏漏和不足，在此我恳请各位读者提出宝贵意见，以便我今后进一步改进。第1章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 井田位置及范围新发井田位于黑龙江省鸡西境内，距市区中心4km2，西与滴道矿为邻，东与城子河煤矿西斜井相邻。地理坐标是东经13046130，北纬45244517。本井田东西走向6.3km，南北倾斜宽2.3km，面积约14km2。1.1.2 交通位置井田内有城（下城子）鸡（鸡西），林（林口）密（密山）两条国有公路经过，市区的兴国公路由井田中部通过，交通极为方便。图1-1 交通位置图1.1.3 地形地势新发属于缓坡丘陵地形。井田北部及中部皆为山岗地带，岗沟起伏不平，地表平均标高+130m，最高山头+150m；井田南部为穆陵河床地带，地表标高+135m左右。1.1.4 气候矿区属于大陆性气候，四季温差悬殊。春季多风，夏季温和且时间短暂，夏秋季多雨，冬季严寒漫长。年平均气温在-1.34c之间，最高气温36.4c ，最低气温零下-35c ，年降水量316528mm左右，冻结期由11月至次年4月末，冻结深度一般为2.0m。风向多西风，最大风速为25m/s。1.1.5 河流区内最大河流为穆陵河，由西向东蜿蜒从本区经过，注入下游的乌苏里江，主河道宽30100m，河深14m，正常流量0.632mm3，最大流量4750 m3/s。本区西南还有数条南北向季节河流，雨季时汇入穆陵河。1.1.6 井田区及邻区经济状况井田内以农业为主，其次种植少量经济作物如蔬菜、黄烟等；井田邻近穆陵河的河砂、砾岩及新发大队后山的火山碎屑岩，可供建筑之用。1.1.7 煤田开发史及近况设计井田原是城子河煤矿的接续矿，在井田的露头部分还有育新、滴道等数处地方小煤矿。 1.1.8 原材料及水电供给情况设计矿井确定供水源由滴道团山水库供水，输水管路接在团山水库至鸡西市子输水管路上，能够满足生产与生活需要；原材料以及生产生活用电均来自鸡西市。 1.2 地质特征1.2.1 矿区范围内的地层情况井田内的地层有桦山群之东山组、鸡西群之穆陵组、城子河组、滴道组。城子河组为主要含煤地层，穆陵组含煤不佳，滴道组不含可采煤层。四者总厚度为1474m，由上到下分述如下：1、东山组（kjd）：总厚度为210 m，东厚西薄，岩性为中酸性的火山碎屑岩、粉砂岩、泥岩薄层所组成。 2、穆陵组（j3m）：厚度为658 m，岩性为灰色粉砂岩、细砂岩、深灰-黑色泥岩较多。灰绿色凝灰质砂岩、泥岩十余层为标志。还有局部可采煤层23层。煤层的夹层或顶底板含凝灰页岩为特征。3、城子河组（j3ch）：厚度470550 m，法院农场较薄粒度变粗，由灰白色中粗砂岩、泥岩夹煤25层组成。其中可采或局部可采3层煤，即本井田之开采煤层。本地层以黑色泥岩及黄褐色含斜长石凝灰砂岩为特征。4、滴道组（j23d）：厚度061.4 m ，岩性以砾岩为主夹细粉砂岩薄层泥岩，质坚硬抗风化，不整合于麻山群之上，城子河组之下。1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造本井田位于鸡西煤田北部条带中部，穆陵河向斜的北部边缘上，地层走向近东向西，向南倾斜，呈一单斜构。地层倾角一般为2336区内构造，由于受燕山运动的加剧而产生南北向挤压力的影响，相应形成了东西向引张力和北东，北西向的剪应力，构成了井田内北东、北西两组断裂体系。区内断层多以高角度（6080）的倾向正断层出现，断层在走向剖面上以地堑、地垒的形式相间排列组合，构成了本区总的地质构造概貌。经过钻探及综合分析，在勘探区内共有断裂5条，详见表1-1主要断裂构造表。 表1-1 主要断裂构造表序号断层编号断层性质产状落差(m)查明程度走向（）倾向（）最大最小1f2正ne2575ne500370可靠2f10正ne1575w7545可靠3f23正nw45转弧形sn75sw转w5020可靠4f28正nw4075sw5035可靠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，本组共有厚薄煤层3组，为了清楚起见，现将各煤层厚度、结构、容重和顶底板情况分层以文字叙述如下：图1-2 综合柱状图 (1)36a#煤层,煤层厚度1.291.52m，平均煤层厚度1.42m，煤层结构简单，赋存稳定，无夹石，全区发育，容重1.40 t/m3，顶板为粉沙质泥岩，伪顶为0.1m的煤泥岩或含炭泥岩，底板也为粉砂泥质岩，灰分在14%左右。(2)27#煤层,煤层厚度1.421.63m，平均煤层厚度1.5m，平均倾角25，全区发育，属于稳定的中厚煤层，结构单一，容重1.40t/m3，顶板为粗中砂岩，底板为粉砂泥质岩，灰分在12%左右。(3)7#煤层,煤厚1.161.44 m，平均1.3m，属于不稳定的煤层，浅部煤层结构复杂，深部煤层结构单一，容重为1.40 t/m3，顶板中部为粗中砂岩，南北部为中粗砂岩，底板为细中砂岩，一般有0.200.30m的煤泥岩或泥岩伪底，灰分一般在25%左右。表1-2 煤层特征表层次煤厚（m）平均间距（m）稳定性发育范围顶板底板最小最大平均36a#1.921.521.42140稳定全区发育粉砂泥质岩粉砂泥质岩27#1.421.631.50稳定全区发育粗-中砂岩粉砂泥质岩657#1.161.441.30稳定全区发育粗-中砂岩细-中砂 岩1.2.4 岩石性质 厚度特征有关岩石性质及厚度特征详见表1-3所示。表1-3 岩石主要物理力学性质指标表名称容重kg/cm3孔隙度%抗压强度102kg/cm3抗拉强度102 kg/cm3变形模量102kg/c3弹性模量kg/cm3砂岩2.02.65252200.50.40.58110砾岩2.32.65151150.21.50.8828泥岩2.7 2.851.65.212.830.62.027 510灰岩2.22.75205200.52.018 510页岩2.02.416301100.21.013.528石英2.652.70.120.515351.03.06 20 6201.2.5 水文地质情况本井田开采的煤层位于较深部或深部,水文地质条件简单，矿井涌水量主要受下列因素的影响：1.南北走向大断层对本矿井涌水量的影响。2.垂深400以内（包括风化裂隙带）裂隙发育，裂隙水对矿井涌水量有影响。设计新发井田，估计在开采期间正常涌水量约120m3/h，最大涌水量为160m3/h，井筒检查孔测算的井筒施工期间涌水量为120m3/h。1.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性根据邻近矿井的数据及实际勘探资料，推算出设计矿井属高瓦斯矿井，煤尘有爆炸危险性，在井田范围内煤具有自燃发火倾向，自燃发火期为6个月左右。1.2.7 煤质 牌号及用途本井田煤层碳的含量由上往下逐渐增高，其平均含量在8491%，有机硫的含量较低，平均在0.310.53%间，一般在0.35%左右；磷的含量很低，平均在0.00320.006%间；36a#煤层属于中灰分（25%），27#，7#号为低灰分煤层；煤的挥发分为21.835.18%。胶质层厚度平均值为1.3m ，厚煤发热量一般大于4000千卡/kg,净煤发热量大于5000千卡/kg。根据煤样的分析结果，本区煤种弱粘结煤至瘦煤都有分布，但无肥煤出现，本区煤层以焦煤为主，弱粘结煤次之。本区煤有害成分（硫、磷）含量很低，胶质层厚度大于8mm具有粘结性，所有煤层作为炼焦用煤使用。1.3 勘探程度及可靠性1.3.1 对地质勘探程度的评价新发井田最后一次精查在井田内又钻了238个孔，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。但由于地质构造复杂，相当一部分断裂仍是推定的，控制程度还有较大摆动。第2章 井田境界 储量 服务年限2.1 井田境界2.1.1 井田周边情况井田西与滴道矿为邻，东与城子河煤矿西斜井相连，北以各煤层-800m标高为界，井田东西平均走向长约6.3公里，南北倾向宽平均2.3公里，面积14.7km2。2.1.2 井田境界确定的依据1.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.划分的井田范围要为矿井发展留有空间；3.要适于选择井筒位置，合理安排地面生产系统和各建筑物；4.以地理地形、地质条件作为划分井田境界的依据。2.1.3 井田未来发展情况由于本井田几条断层的影响，本矿井初期的产量，可能未及时达到设计生产能力，但随开采深度进一步增加，煤层赋存条件变好，并开始采用新技术防治瓦斯，产量会有较大的提高。2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算设计井田范围内计算的煤层有36a#、27#、7#煤层，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具有工业价值的煤炭数量，它不仅包含着煤矿在地下埋藏的数量，而且还表示煤炭的质量，反映井田的勘探程度及开采技术条件。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。1.矿井地质储量：勘探（精查）报告提供的储量，包括“能利用储量”和“暂不能利用储量”。2.矿井工业储量：勘探（精查）地质报告提供的“能利用储量”中的a、b、c三级储量，a、b、c三级储量的计算方法，应符合国家现行标准煤炭资源地质勘探规范的规定。3.矿井设计储量：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性煤柱损失量后的储量。4.矿井设计可采储量：矿井设计储量减去工业场地的保护煤柱，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。2.2.2 保安煤柱参照保护煤柱的设计原则如下：(1)在一般情况下，保护煤柱应根据受护面积边界和移动角值进行圈定；(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，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)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。为了安全生产，设计矿井依据煤矿安全规程有关规定，留设保安煤柱如下：1.边界煤住（1）露头防水煤柱留设50m；（2）井田边界煤柱留设30m；2.断层煤柱（1）对落差大于100m断层，设煤柱50m；（1）对落差大于50m断层，设煤柱30m；（1）对落差小于50m断层，设煤柱20m；3工业广场保护煤柱工业场地保护煤柱留设，应在确定地面受保护面积后，用移动角圈定煤柱范围，移动角数值应采用本矿区实测数据或与本矿区条件类似的矿区的实测数据选取如表2-1。工业场地地面受保护面积应包括受保护对象及围护带，围护带宽度为15m。表2-1 地质条件及冲击层和基岩移动角值井筒垂深（m）煤层厚度(m)煤层倾角rs冲击层厚度（m）4801.4225 4577 5977 204开采损失开采损失可按煤层厚度选取，本煤矿属于中厚煤层矿井取20计算。5其它损失一般指地面铁路、河流的保护煤柱或由于地质构造复杂，目前技术条件开采不了，或开采经济不合理地区的含煤量。2.2.3 储量计算方法1.工业储量计算根据原新发立井初步设计储量诸图，通过等高线块段法计算本井田工业储量，其计算公式如下：块段储量=块段面积块段平均厚度容重/cos式中：为煤层平均倾角计算得：2.可采储量计算计算公式如下zk=（zcp）c （2-1）式中： zk 可采储量；zc 工业储量；p 永久煤柱损失；c 采区回采率。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，汇总计算出设计井田可采储量为73.8958mt。各煤层工业储量见表2-2。 2.2.4 储量计算的评价设计井田的各类储量计算严格执照有关规定执行。由于技术水平所限，储量计算设计所得到的各种储量与实际可能有一定的误差。表2-2 分煤层分水平储量计算表水平别煤层别工业储量a+b+c(万t)损失（万t）可采储量（万t）工业场地井田境界断层开采损失其他损失合计36a1545.5276.1459.6452.63267.3120.54476.261069.26271676.3874.9164.6857.08289.3433.01519.021157.3671436.2136.7255.0248.56252.2224.80417.321008.89合计4648.11187.77179.34158.27808.8778.351412.603235.51361898.4610.3547.7152.73351.7728.85491.411407.05272058.8938.5251.7457.19375.2035.45558.101500.7971751.8971.7244.0248.65311.5630.21505.661246.23合计5709.24120.09143.47158.571038.5394.511555.174154.07总计10357.36307.86322.81316.841847.40172.862967.777389.582.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限2.3.1 矿井工作制度 该设计矿井年工作日确定为330d，矿井每日净提升16h，采用四六工作制制度。2.3.2 矿井生产能力的确定矿井生产能力的大小主要根据井田储量、煤层赋存状况、地质条件等情况来确定，还应该考虑到当前及今后市场的需煤量。根据该井田的实际情况，初步拟定了三种矿井年生产能力方案，具体如下： 方案a：0.6mt/a方案b：0.9mt/a方案c：1.2mt/a上述三种方案，具体选择哪一种，还应该根据矿井服务年限来确定。2.3.3 矿井服务年限矿井服务年限计算公式如下：t=z /（ak） （2-2） 式中: z 矿井设计可采储量，mt；a 矿井生产能力，mt/a；k 矿井储量备用系数，k=1.31.5，取k=1.40。依据以上拟定的矿井生产能力，服务年限的确定现提出三种方案，具体如下：方案a：0.6mt/a t=z /（ak）=7389.58 /（601.40）=88a；方案b：0.9mt/a t=z /（ak）=7389.58 /（901.40）=59a；方案c：1.2mt/a t=z /（ak）=7389.58 /（1201.40）=44a；根据我国煤炭工业矿井设计规范(以下简称规范)中规定各类井型和开采水平设计服务年限的要求,见表2-3,确定方案b较为合理，即：矿井生产能力为0.9 mt/a；矿井服务年限为t=59a。表2-3 各类井型和开采水平设计服务年限表井型矿井生产能力（万t）矿井设计服务年限开采水平设计服务年限/a开采025煤层矿井开采2545煤层矿井开采4590煤层矿井特大30080704035大120,150,180,240,30060302520中45,60,9050252015小9，15，21，30各省自定 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设计井田东邻城子河西斜井，其设计能力为30万吨，是在原两对片盘斜井的基础上改造成的箕斗井，井田西侧是滴道矿的九井，其生产能力30万吨，采用片盘斜井开拓方式。3.1.2 影响设计矿井开拓方式的原因及其具体情况影响设计矿井开拓方式井田开拓方式的原因包括：1.开采技术条件；2.地质条件；3.技术装备和工艺系统条件；4.总体设计和矿井生产能力要求等。 对以上各种因素要综合研究，通过系统优化和多方案技术经济比较后确定。影响设计井田开拓方式的具体因素如下：(1)地表因素本井田属于缓坡丘陵地形，井田北部及中部皆为山岗地带，岗沟起伏不平，地表平均标高+135m，井田南部为穆陵组河床地带，地表平均标高+130m。(2)煤层赋存情况整个井田的煤层上部标高在+100m，下部标高在-800m，东西部分别以城f2和f28断层为界。整个矿区共有3层可采煤层，即36a#、27#、7#，全区发育。煤层走向长度为6.3km，倾向2.3km。本井田煤层系缓倾斜中厚煤层，平均倾角在25左右。(3)其他因素该区水文地质条件较单调，含水层带分布较有规律，火成岩裂痕含水且具有导水性，断层基本无水。部分火成裂岩墙出露地表与冲沟及河流相通，构成岩裂痕水的补给来源，同时含水层还可能通过火成岩墙互相连通导入井下，充水因素较多，所以要加强对裂痕性质、裂痕密度、富水性及发育程度的调查，认真分析矿井充水条件，井田为一向斜构造，各属轴线变动不大且均向正北方向倾斜，煤层赋存较深。3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1 井硐形式和井口位置开拓方式按照井筒的倾角不同（水平、倾斜、垂直）分为平硐开拓、斜井开拓、立井开拓和综合开拓方式等四种方式。平硐开拓：在侵蚀基准面以上的山岭或丘陵地区的煤层，由地面开凿通向煤层的平硐，可利用平硐开拓煤田的全部或一部分。斜井开拓：对于表土层较薄、煤层赋存较浅、水文地质条件简单的煤田，一般可以采用斜井开拓。斜井开拓在各种倾角煤层开拓中都得到了广泛的应用。立井开拓：适应性很强，可用于各种地质条件，同时在技术上也成熟可靠，一般在表土层厚、煤层赋存深时，应采用立井开拓。综合开拓：平、斜、立井中的任何二或三种形式相结合进行开拓的方式。1.井筒形式首先我们先考虑平硐开拓方式，参照平硐开拓方式适用条件，结合设计井田的地形地质及煤层赋存特征可知，新发设计井田不具备平硐开拓方式的条件，因此，排除平硐开拓方式。剩下的立井开拓和斜井开拓方式在技术上均可行，综合开拓虽然对工业广场布置和井底车场要求很高，但针对本井田的地质状况，综合开拓方式也可行，应该予以考虑。依据本井田的地质状况、煤层赋存情况及井型、服务年限等要求，我对本井田开拓方式的选择提出三种参考方案：方案一：双立井开拓方式方案二：双斜井开拓方式方案三：主斜井副立井开拓方式图3-1 开拓方案示意图(1)技术比较方案一：双立井开拓方式优点：适应性强，技术成熟可靠； 井筒短，提升速度快，提升能力大；通风断面大，风阻小，满足大风量要求；对于开采深部赋存煤层有优势，便于井筒延伸；缺点：初期投资大，建井期限稍长，需要大型提升设备提升；多水平开拓，立井石门长度大，掘进工程量大，掘进费用高。适用条件：煤层赋存深度2001000m，含水砂层厚度20400m,立井开拓适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件限制。技术上也比较可靠。当地质条件不利于平硐或斜井开拓时均采用立井开拓方式。技术评价：根据本井田的地质构造，煤层赋存等因素，本井田煤层最深标高-800m，煤层倾角25，满足双立井开拓，故此方案在技术上也可行。方案二：双斜井开拓方式优点：掘进速度快，建井期稍短些，初期投资较省；地面工业建筑，井筒装备，井底车场及硐室都比较少。缺点：井筒过长，不易维护，煤柱损失严重，且辅助运输时间长；通风线路长，通风阻力大，费用增加。适用条件：煤层赋存较浅，赋存深度为0500米，垂深在200米以内，含水砂层厚度小于2040米，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-350水平标高，根据煤层的赋存情况可以采用双斜井开拓方式。方案三：主斜井副立井开拓方式优点：掘进速度快；可满足最大风量的通风要求。缺点：井口相距较远，不利于工业广场的布置； 地面工业建筑分散占地多，增加了煤柱损失且生产调度及联系不方便；地面工业建筑占地多，增加了煤柱损失。适用条件 ：一般地质条件都适合，煤层赋存深度2001000m。技术评价：，地面工业建筑分散，生产调度及联系不方便且工业建筑占地多，此次设计矿井不采用主斜副立井井开拓方式。依据开拓方案技术比较，可初步选定两种较合理开拓方案：方案一：双立井开拓方式方案二：双斜井开拓方式(2)经济比较方案一、方案二在技术均较合理，两者之间的区别在于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，两个方案的井底车场、水平运输大巷以及各种采区石门和采区上山（斜巷）的工程量基本相等，因此，只需要比较它们的不同之处，即建井工程量、基建费用和维护费用等。表3-1 开拓方案经济比较表方 案双 立 井 开 拓双 斜 井 开 拓内容工程 量单价（元）费用（万元）工程量单 价（元）费 用（万元）单位名称数量单位数量数量数量单位数量数量基岩段主井掘进45.2010m39690179.38106.4010m21753231.50基岩段副井掘进46.5010m44457206.70110.0010m24817272.19基岩段主井辅助费45.0010m427.81192.50106.4010m168.75179.50基岩段副井辅助费46.7010m45214211.10110.5010m15964176.40表土层副井辅助费2.7010m234356.36.310m118227.40主井提升费用95.8010m5.60.05226.6010m4.20.09副井提升费用96.4010m8.20.08228.1010m6.70.15箕斗2个14380028.70罐笼2个7640015.30输送机费用110.2010m12.50.035串车费用110.2010m9.218主（斜）井提升设备1个78500078.501个85240085.20副（斜)井提升设备1个80400080.401个76700076.70总 计999.011047.16经经济比较后，该设计矿井应该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，经综合比选后择优确定，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，需要综合考虑的主要因素和原则如下：(1)井下条件井田走向储量中央或靠近中央位置，使井田两翼可采储量基本平衡；井筒应尽量避开或少穿地质及水文复杂的地层或地段；勘探程度及初期工程量。(2)地面条件井筒位置应选在比较平坦的地方，并且满足防洪设计标准；井口要避开地面滑坡、岩崩、雪崩、泥石流、流砂等危险地区；井口及工业场地位置必须符合环境保护的要求；工业场地不占或少占用良田；井口位置要与矿区总体规划的交通运输、供电、水源、居住区、辅助企业等的布局相协调，使之有利生产、方便生活。 (3) 井筒位置在本此次井田设计中，提出三种方案：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；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；本井田煤层均为倾斜中厚煤层，井田走向长度大，但倾斜长度较小，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，由此可初步确定设计井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方。3.2.2 开采水平数目和标高设计井田水平标高的确定主要考虑了以下几个因素：1.煤层赋存条件及地质构造；2.生产成本；3.合理的水平服务年限；4.水平接替；5.井底车场及其主要硐室的位置应尽量处于较好的岩层内。根据上述因素，综合本井的具体实际情况现提出三个开采水平方案进行比较：方案一：单水平上下山开采水平标高 -450m水平垂高 950m储量 7390万吨服务年限 59年方案二：两水平上山开采一水平标高 -350m 二水平标高 -800m水平垂高 450m 一水平储量 3236万吨二水平储量 4154万吨一水平服务年限 26年二水平服务年限 33年方案三：三水平上山开采水平标高 -200m 二水平标高 -500m三水平标高 -800m水平垂高 300m 一水平储量 1642万吨二水平储量 2463万吨三水平储量 3284万吨一水平服务年限 13年二水平服务年限 20年三水平服务年限 26年各方案水平划分如图3-2图3-2 水平划分示意图1运输大巷 l1,l2,l3第一，第二，第三水平参考以上考虑因数，及本井实际情况，现对以上各方案进行评价。方案一：该方案水平垂高过长，设计不符合规程规定，存在运输困难，初期投资大，见效慢，本方案不可取。方案二：该方案一水平服务年限及垂高均符合规程规定，根据本井田实际情况，本方案技术可行。方案三：该方案一水平服务年限过短，不符合规程规定，本方案不可取。3.2.3 开拓巷道的布置开拓巷道是指为全矿井、一个水平或若干采区服务的巷道，如井筒、井底车场、主要石门、运输大巷和回风大巷（或总回风道）、主要风井等。1.运输大巷的布置运输大巷服务于整个开采水平的煤炭和辅助运输（人员、矸石、材料、设备等）以及通风、排水和管线敷设，服务年限很长。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。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：方案一：分组集中大巷布置方案二：集中运输大巷布置 具体情况如图3-3 图3-3 大巷布置示意图1主井，2副井，3井底车场，4集中运输，527#，7#煤层集中运输大巷636a#煤层集中运输大巷，7风井两种技术方案的优缺点详见表3-2所示。表3-2 大巷布置方案比较表特 点分组集中大巷布置集中大巷布置优点1.减少采区石门的掘进工程量2.分采分运保证原煤质量 4.实现合理集中生产1.总的大巷开拓工程量、占用的轨道管线较少2.生产区域比较集中，运输条件好3.大巷维护容易缺点1大巷掘进和维护工程量大1.总的石门工程量大2.初期工程量大，建井时间长3.存在反向运输适应条件1.可采煤层数目多，煤层分组间距大2.煤质需要分采分运 1.煤层间距小2.下部煤层底板有坚硬有岩层，采区尺寸大，石门长度短新发设计井田共有可采煤层3层，即36a#、27#、7#，其中36a#与27#平均间距140m,27#与7#煤层平均间距65m。在方案一分组集中大巷布置中，将36a#层分为一组，单独开采；27#、7#煤层为一组，各布置一条运输大巷，但由于36a#、7#煤层间距较近，完全可用石门连接采区下部车场，所以，方案一经济上不合理，而方案二，不但减少巷道工程量，节省费用，还缩短井田建设时工期，由于本井田各煤层煤质相同不需分采分运，所以根据新发矿的实际情况，本采区采用方案二集中运输大巷布置合理。3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1井硐形式和数目设计新发井田采用一对立井开拓，即主井、副井，另外还设有回风井。主井用以提升煤炭，副井用以提矸、升降人员、下放材料和设备及兼作进风井，回风井专门用于回风。3.3.2 井硐位置及坐标井筒确定在井田中部偏左，理由是：1、地处井田储量中央：井筒距北部边界1.1公里，南部边界1.19公里，西部边界约3公里，东部边界约3.2公里；2、有较好的地形条件：井口处标高+130m，地面坡度不足2，平整土方量小；3、交通条件好：靠近城密公路，井口距公路1500 m；4、有较好的居名点条件：工人村距井口400m左右。确定井筒坐标：(1)主井井口坐标： xa=5021647.90， ya=412725.40；(2)副井井口坐标： xb=5021707.85 ， yb=412717.25；主井井口标高为130m，副井井口标高为135m，拟定二水平为井筒最终水平。主井井深480m，副井井深485m，两井筒中心线间距为60.5m，提升方位角为25，主井井筒直径5.5m，副井井筒直径6.0m，均采用整体式混凝土井壁，井壁厚度450mm。3.3.3 水平数目及高度本井田采用多水平开拓,拟定第一标高为-350 m,本井大部分采区的煤层浅部标高在130左右,阶段垂高为450 m,上山开采.第二水平拟定标高为 -800 m，上山开采。若再确定往井田境界外的深部发展时,设第三水平,需经方案比较后确定。3.3.4开拓巷道的布置此次井田设计对大巷布置提出两种方案：方案一：煤层大巷布置方案二：岩石大巷布置煤层大巷与岩石大巷相比较有下列缺点：1.煤层有自燃发火危险时，一旦发火就要封闭大巷，导致矿井停产，而且因煤柱受影响破坏，封闭效果不好，处理火灾困难；2.为了便于巷道维护，巷道维护留设保安煤柱增多，煤柱回收困难；3.煤层大巷的巷道维护困难，维护费用高。总上所述，煤层大巷与岩石大巷相比缺点大于优点，岩层大巷的优越性还是主要的，可考虑把运输大巷布置在36a#煤层下部岩层中。在设计井田中，由于27#、7#煤层间距小，采用联合开采，而36a#煤层与其它煤层间距大，单独开采。有关大巷及石门断