富力煤矿开拓设计毕业设计.doc

黑龙江科技大学 毕业设计任务书学 生 姓 名： 陈宝林 任务下达日期： 2015 年 3 月 9 日设计开题日期： 2015 年 3 月 16 日设计开始日期： 2015 年 3 月 17 日中期检查日期： 2015 年 5 月 13 日设计完成日期： 2015 年 6 月 20 日一、设计题目： 富力煤矿开拓设计（7#、9#、11#、12#、13#）1.5Mt/a 二、专题题目： 富力煤矿9号煤层自然防治技术研究应用 三、设计的主要内容： 根据地质资料，结合地质特征，完成了开拓设计，主要是井田的概况及矿井建设条件；矿井资源/储量、设计生产能力及服务年限；井田开拓任务。 四、设计目标： 为了煤炭产业的高速发展，在现有技术条件和生产设备前提下设计一个合理的矿井，尽量的减少资源的浪费和提高回采效率，使矿井可以高产高效生产。 指 导 教 师： 院（系）主管领导： 年 月 摘要本设计为鹤岗市富力煤矿1.5Mt/a开拓设计。富力煤矿井田地质构造简单，煤层倾角18。井田内共有5层可采煤层，煤层总厚27.5m，井田面积3.9km2。可采储量121.8Mt，矿井设计服务年限50a。富力煤矿采用双立井、二水平、集中大巷、上山式开拓方式。主井采用16t箕斗提升，副井采用12t罐笼提升，主运输采用架线电机车牵引3t底卸式矿车轨距600mm。一水平设3个采区，设计采区布置三条岩石上山，生产能力1.5Mt/a。富力煤矿属高瓦斯矿井，采用两翼对角式通风。关键词：双立井；上山；综合机械化采煤工艺0Abstract The design of the 1.5Mt/a for Hegang Fuli coal mine preliminary design. Coal mine geological structure simple coal seam angle 18 degrees F. Within the Ida, there are 5 layers of coal seam, the total thickness of the coal seam 27.5m, Ida area of 3.9km2. Recoverable reserves 121.8Mt, mine design service life 50A. Fuli Coal Mine with double vertical shaft, two level, big alley, the mountain type development way. The main shaft uses skiphoisting 16t. The 12t auxiliary shaft cage hoisting. The use of the main transport trolley locomotive traction 3T bottom dump car gauge 600mm. A level 3 mining area, mining layout design three rock mountain, the production capacity of 1.5Mt/a. Fuli coal mine is a high gas coal mine, using the central boundary ventilation.Keywords: double shaft; mountain; comprehensive mechanized coal mining technology1目 录摘要1Abstract2第1章 井田概况及矿井建设条件11.1 井田概况11.1.1 交通位置11.1.2 地形地貌21.1.3 地面水系21.1.4 气象特征21.1.5 地震情况21.1.6 地区经济概况21.1.7 矿区开发简史21.1.8 地面建(构)筑物及设施31.2 矿井外部建设条件及评价31.2.1 运输条件31.2.2 电源条件31.2.3 水源条件31.2.4 其它建设条件31.3 矿井资源条件41.3.1 地层41.3.2 构造71.3.3 煤层81.3.4 煤质91.3.5 水文地质101.3.6 其他开采技术条件111.3.7 储量121.4 井田勘查程度及开采条件评价131.4.1 地质勘探程度131.4.2 地质勘探评价13第2章 矿井资源/储量、设计生产能力及服务年限142.1 井田境界及资源/储量142.1.1 井田境界142.1.2 资源储量142.2 矿井设计生产能力及服务年限162.2.1 矿井工作制度162.2.2 矿井设计生产能力172.2.3 矿井设计服务年限18第3章井田开拓193.1 开拓方式及井口位置193.1.1 井口位置及工业场地选择的原则和主要因素193.1.2 矿井开拓方案的选择203.2 开拓部署333.2.1 井筒形式和数目333.2.2井筒位置及坐标343.2.3 水平划分及标高343.2.4 石门、大巷布置343.2.5 煤层开采顺序353.2.6 采区划分与接替363.3 井筒373.3.1 井筒净断面及布置373.3.2 井筒施工方法403.3.3 井壁结构403.3.4井筒延深的初步意见413.4 井底车场及硐室413.4.1井底车场形式的确定及论证413.4.2井底车场主要硐室42专题：富力煤矿9号煤层自然防治技术研究应用45参考文献66致谢68I第1章 井田概况及矿井建设条件1.1 井田概况 1.1.1 交通位置富力矿区位于鹤岗煤田南部，也是市区的南部，归鹤岗市南山区管辖。在鹤岗矿区铁路南北两端与国铁相连。富力矿的交通以铁路为主干，煤炭通过矿区铁路经峻德站可直接运往外地。此外尚有哈萝公路、鹤佳公路、鹤伊公路，穿过井田交通便利。鹤岗火车站可通达全国各地。矿井交通也十分便利。交通位置情况见图1-1。图1-1 交通位置图 1.1.2 地形地貌富力井田为低山丘陵区，地面多被黄土覆盖，经侵蚀切割，形成黄土梁峁。地势总趋势西南高，东北部低，最高点在西南角标高为1338.3m，最低点在东南角，标高为1215.3m，相对高差123m。 1.1.3 地面水系本区降水期集中于六、七、八三个月，占年降雨量67%75%，最高可占到90%，年平均降雨量462mm，最大日降雨量72mm。年蒸发量在2028mm到2516mm之间，平均为2351mm左右，5月初到7月之间蒸发量可达470mm，最大日蒸发量可高达30mm。霜冻结冰期自十月下旬至次年四月，冻土深度在1.23m左右，最大可达1.5m。平均每年出现八级以上大风(风速大于17.2m/s)达25d，风沙日290d，且多集中于冬春两季，风向以西北最多，最大风速可达21m/s。 1.1.4 气象特征 本区位处晋北高寒地带，气候寒冷干燥，风沙大，属典型大陆性气候。日温差一般在l825，年温差可达34以上，最高气温可达38，最低气温在西部山区达-46。 1.1.5 地震情况依据中华人民共和国国家标准GB50011-2001建筑抗震设计规范附录A，本地区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g。1.1.6 地区经济概况矿区内除煤矿外，以农业为主，主要农作物有谷子、攸麦、豆类及油料等，近年工矿企业发展较快，主要为煤矿、化肥、建材、机械加工及制造业，其中煤矿为该区重要的支柱行业。1.1.7 矿区开发简史富力矿区位于鹤岗煤田南部，也是市区的南部，归鹤岗市南山区管辖。在鹤岗矿区铁路南北两端与国铁相连。富力矿为新开发的煤田，所在无开发史。 矿藏以煤为主，储量达3000Mt。工业以采煤为主，并有发电、钢铁、农机、建筑、化工、陶瓷、水泥、建材等厂。农作物主要有谷子、糜黍、土豆、豌豆、小麦、瓜类。 1.1.8 地面建(构)筑物及设施 富力矿区位于鹤岗煤田南部，也是市区的南部，归鹤岗市南山区管辖。南山区位于鹤岗市区中部，全区总面积25km2，总人口15万。有汉、回、满、朝鲜等7个民族。辖6个街道办事处、78个居民委。矿务局的“三矿两厂”不在居民区内，村镇较小人口少所以矿区上方都以搬迁。现有煤炭资源储量8.20Mt。1.2 矿井外部建设条件及评价1.2.1 运输条件富力矿的交通以铁路为主干，煤炭通过矿区铁路经峻德站可直接运往外地。此外尚有哈萝公路、鹤佳公路、鹤伊公路，穿过井田交通便利。鹤岗火车站可通达全国各地。 1.2.2 电源条件本矿现有一回10kV专用线引自店坪35kV站，该站电源引自铺上220kV站，铺上变电站距本矿仅4km。正在建设的选煤厂拟建35kV变电所，矿井改扩建后的电源可直接取自选煤厂，双回路供电系统建成后，能满足矿井生产的用电需求。1.2.3 水源条件本区及附近地下水发育良好，但因煤矿开采，使潜水遭到一定破坏，不能作为矿区可靠的生活水源。该矿由一眼深井供水，日出水量约1200 m3d，能满足改扩建后的生活用水。井下排水处理后可作为井下消防洒水，矿井水源基本有保障。1.2.4 其它建设条件本井田范围内分布多处村庄，对井下煤炭开采有一定影响，但是由于拆迁难度较大，设计仅对初期开采影响较大的村庄考虑进行搬迁，其他村庄暂按留设安全煤柱考虑，不搬迁。后期生产时可根据城乡发展规划和矿井经济效益情况确定村庄动迁与否。矿区周围无文物古迹旅游区。矿井建设所需砖、白灰、碎石、料石等建材均可当地解决；所需钢材、高标号水泥、木材等需由外地购置。1.3 矿井资源条件1.3.1 地层鹤岗煤田含煤地层为远海内陆山间盆地沉积，其岩性由各种沉积岩组成；常见的有：砾岩、各种粒度砂岩、泥岩和煤，有时也见火山碎屑及菱铁矿。此外，在含煤地层中还见到酸性凝灰岩薄层，极易辨认识煤层对比的主要标志层。本煤田相变化明显，最为发育的岩相是河床相。河漫滩相及泥岩沼泽相，其次是深水湖泊相，沼泽相。含煤地层的特点是：沉积稳定，岩石变化简单，含煤地层中每层层数多，厚度大。煤层厚度较稳定。就整体含煤层的沉积中，可明显的划分为二个大旋回，两大旋回在煤层的广大地区普遍存在一个剥蚀面，充分说明在形成含煤地层过程中，发生过一次沉积间断。1：下部旋回-石头河子组 岩性细，岩变化简单，含煤系数大，大部分为厚，特厚煤层，在这一大旋回中可以划出较大的三个旋回，即上部旋回-上段含煤段，中部旋回-中部含煤段，北大岭旋回-北大岭含煤段。旋回普遍以河床性沉积。开始往上逐渐过渡为较细岩石，河漫滩相，沼泽相，泥炭泽相发生于旋回上半部或上部，也往往见一个旋回受上一个旋回底部河床冲刷，河床相直接与泥炭沼泽相接。2：上部旋回-石头庙子组 岩性变化复杂，含煤少，仅四个可采层，每个旋回后，地壳都有几次上升，经过剥作用，待两个旋回结束后，地壳明显上升，上期剥蚀。 （1）石头河子组：发育在现在产区，为鹤岗煤田的主要含煤层，下部砾岩开始到上部的厚层南岭砾岩止，由灰色粗、中、细，粉砂岩，泥岩组成，厚度南北不一，由818米至1288米。 （2）石头庙子组：本组岩层空，南北窄，长条状平行，不集合于石河子组之上，因其他层在石头河子区发育较好，故称之为石头河子组，底层总厚910米。 （3）白垩系：出现在峻德至河一庄，呈南北条带状分布在煤田东部，平行整合与侏罗系地层之上，为一套火山碎屑岩和陆相碎屑岩组成，地层总厚度2650米，自下而上岩性不同。 （4）第三系：为一套半胶结和胶结松散碎岩组成，以灰绿色砂页岩为主，胶结不好为其特征，颗粒较粗者多呈松散状而颗粒较细者则呈块状灰黄色，含云母较多，局部显层理，含有杨树等许多植物化石。地层厚度为800米。（5）第四系：主要分布在河谷区和河流阶地上，沉积物为粗砂岩、砾岩、亚粘土、粘土，厚度为2.0米-45.0米。具体详细地层情况见，表1-1与煤层柱状图1-2。表1-1区域地层一览表界系统组厚度（M）岩性中 生 界第四系下统东山组255表层为腐植土，其下由灰白色砾岩、粗砂岩、细砂岩及黄色粘土组成第三系大于450山灰绿色、半胶结的粗砂岩、中砂岩、细砂岩组成白垩系大于230为绿、紫色安山质集块岩或角砾岩组成侏罗系上侏罗系石头庙子组120900分上、下两部分，上部：主要以灰白色砂岩及黑色粉砂岩，泥岩组成。夹薄层凝灰抟岩。下部：以砾岩为主与砂岩、粉砂岩、泥岩互层组成。石头河子组8001288分上、中、下三部分。上部：岩性较粗，以灰白色中砂岩为主，夹含砾粗砂岩、细砂岩及黑色粉砂岩、页岩、煤。可采煤层五层。中部：岩性较细，以灰白色中、细砂岩和灰黑色粉砂岩、泥岩为主。夹少量粗砂岩，含可采煤层十三层。下部：岩性较粗。以灰白色砾岩，中粗砂岩为主，夹灰黑色粉砂岩、泥岩、炭页岩，凝灰质岩石等组成。可含采煤层五层。前古生界不详由花岗岩、花岗片麻岩、石英石、角闪片岩等组成图1-2 煤系综合柱状图 1.3.2 构造1、 井田地质构造特征 富力矿区位于鹤岗煤田的南部。总观全区走向N1018E，但在本区域南部折转为北西向，呈一宽缓的向斜。沿走向亦有小的起伏。总体为向东倾斜的单斜构造，倾角在1535，一般在25。矿区构造中部简单，两翼复杂。 2、褶曲 、下黑水沟背斜：位于井田西北部下黑水沟南侧，背斜区内延伸约1.2km，走向为北东，两翼倾角平缓，一般为212左右。 、下黑水沟南向斜：位于井田中部，下黑水沟背斜南侧。两褶曲轴线相隔0.40.6km。北翼比南翼均较平缓，倾角为218。 、下窑子向斜：位于井田东南部，为平朔矿区南部一个主要区域向斜构造之一，区内延伸约0.5km，为该向斜构造西部变小尖灭部分。走向为北东70，两翼倾角近20左右。 、富力沟北背斜，位于井田东南部，下黑水沟南与下窑子两向斜之间，井田内延长约0.9km。背斜南北西北两翼在富力沟两侧均有上石盒子组地层出露。3、 断层主要断层特征，见表1-2。表1-2 断层特征表序号断层名称断层性质断层产状区内走向长度（m）控制程度备注走向倾向倾角（）落差（m）1F1正NEWS304823212502F2正NEWS304812158503F4逆WSNE304812306704F4-1正NEW1.3.3 煤层1、含煤地层井田内赋存含煤地层总厚为200m左右，含煤达10层，煤层总厚约32m，含煤系数16%。主要含煤地层，含煤多达7层，可采稳定煤层有5层，从上向下编号为7号、9号、11号、12号、13号。太原组平均厚度为78.5m，煤层平均总厚约为34m，含煤系数为43%。2、煤层特征可采煤层特征表，并符合表1-3的规定。可采煤层特征，见表1-3。表1-3 可采煤层特征表序号煤层全区厚度（m）煤层层间距（m）煤层结构顶底板岩性煤层稳定性煤层可采范围煤层容重 平均 平均夹矸层数夹矸厚度（m）顶板底板74.821300砂质泥岩泥岩砂质稳定可采全部可采1.495.681700泥岩砂质粉砂岩等稳定可采全部可采1.4 115.762000泥岩砂质粉砂岩等稳定可采全部可采1.4126.462500泥岩砂质泥岩砂质稳定可采全部可采1.4134.781600炭质泥岩砂质泥岩稳定可采全部可采1.4 1.3.4 煤质1、物理性质本区本溪组煤层肉眼观察有以下特点：上部层段以7#煤层为主，多为光亮半亮型煤，油脂玻璃光泽，块状构造，断口参差不齐，内生裂隙发育，煤岩多以凝胶化基质为主，镜煤、亮煤占煤岩总比例75%以上，丝质组和稳定组占20%左右，镜质组由59.0182.75%，丝质组由2.3119.66%，角质组由03.40%，矿物质含量由2.6028.93%。矿物杂质含量低于5%；9#、11#煤层为半亮型，玻璃金属光泽，块状构造，内生裂隙发育，具有条带状分布的亮煤、半亮煤；12#、13#煤层半亮半暗型、镜煤、亮煤、半亮煤多为条带状。由浅往深变质程度逐步增高，其规律性明显，所以煤的变质因素当以区域变质为主，但在局部地块由于受到构造运动的影响，导致变质程度产生很大的差异。2、化学性质、工艺性能本区可采煤层化学性质各异，这说明分层段的煤变质程度各异，但总体上仍存在着变质程度下部比上部高，东部比西部高的规律。本区煤的炭含量为84.6989.74%。根据煤炭质量分级煤炭灰分分级（GB/T15224.1-94）标准，7层煤灰分平均18.69%，划分为低中灰分煤，9#、11#煤层煤灰分平均为20.8628.71%，划为中灰分煤，12#、13#层煤灰分平均31.3136.69%，划为中高灰煤。煤的硫分含0.290.95%，根据煤炭质量分级煤炭硫分分级（GB/T15224.2-94）标准划为特低、低硫分煤。根据煤炭质量分级，煤炭发热量分级（GB/T15224.3-94）标准，煤的收到基低位发热量21.3-23.95MJ/Kg的煤层有7#煤层，划分为中高热值煤（MHQ）。煤的收到基低位发热量为24.2-26.71MJ/Kg的煤层有9#、11#煤层，划为高热值煤（HQ）。12#、13#层煤的收到基低发热量20.52MJ/Kg，划为中热值煤（MQ）。根据煤中磷分分级(MT/T562-1996)标准，煤的磷含量0.0030.014%，划为特低磷（SLP）、低磷分煤（LP）。煤变质的因素，存在着两方面的原因：一是沉积时代的先后，沉积时代由老到新，煤质牌号由焦煤到气煤，二是岩浆岩的接触变质作用在岩浆岩侵入到煤层顶底板的区域内。所以煤的变质因素当以区域变质为主，但在局部地块由于受到构造运动的影响，导致变质程度产生很大的差异。 煤质特征见表1-4。表1-4 煤质特征表序号煤层名称牌号水分Mad（%）灰分Ad（%）18.69%挥发分Vdaf(%)硫分St，d (%)磷分Pd (%)低位发热量Qnet.ar (MJ/kg)煤灰软化温度ST（）胶质层最大厚度Y （mm）黏结指数GR.I备注17气煤20.4620.7918.690.290.00321.95328529气煤18.6920.6722.640.470.00525.6732105311气煤16.7820.7824.560.650.00724.3532144412气煤12.3620.9832.450.780.00620.5232136513气煤18.6420.7631.760.720.00820.52321261.3.5 水文地质 一、水文地质分区根据地质时代、岩性特征、地下水类型、水文地质条件不同，将本区划分为四个水文地质区：1洪积、冲积孔隙水水文地质区，分布于兴安区煤系地层之上，含水层主要由粗砂、砂砾、砾石组成，厚度由北向南由4 m到32 m，水位由0.385.38 m，年变化幅度2.0 m。为本煤田的主要含水层。2白垩系火山集块岩、砂页岩、凝灰岩裂隙水水文地质区：分布于矿区的东侧，主要靠大气降水补给，矿井是其排泄区，水文地质资料很少，情况不详。3含煤地层裂隙水水文地质区，分为风化裂隙含水带和煤层层间裂隙含水带。4煤层基底裂隙水水文地质区：分布于煤田四侧，出露在分水岭及斜坡上，主要补给源为大气降水，研究程度不够。二、矿井 充水因素分析及涌水量预计1矿井充水因素：（1）大气降水是地下水补给来源之一，矿井的总涌水量，雨季较冬季有显著的增加，如兴安矿井正常涌水量为800m3/h。（2）地形低，煤系上部被在一定历史条件下的冲积含水层覆盖，冲积层水、河水是矿井充水的主要因素。凡是矿井位置高出当地侵蚀基准面、距河流远，上部没有各种层含水层覆盖则矿井涌水量较小，反之则增大。兴安煤矿离河近，因而矿井涌水量比本区其它各矿的涌水量大510倍。（3）裂隙是矿井充水的主要通道，在没有裂隙地区的矿井涌水形式呈潮湿或淋水状态，而凡是呈水流状的则都伴有裂隙的出现。但随深度的增加，外营力减弱等原因，岩石裂隙显著减少，涌水量亦显著减少，如兴安矿井第一水平涌水量为8001000 m3/h，而第二水平矿井涌水量仅有50 m3/h。（4）采空区地面塌陷裂隙带，老窑积水，未封闭钻孔等人为因素也是矿井涌水量增加的原因。煤层被采出后，岩石发生移动、地表形成陷坑、水没有排泄出路，降雨大量的汇集，然后通过裂隙而渗入井下。（5）其它的灌浆水及充填水亦影响着矿井充水，参与矿井的小循环。2涌水量预计本矿经多年的水文地质观测和开采实践表明，矿井涌水量与载采面积和生产能力扩大呈递增状态。根据相关曲线图，开采初期为500800M3/h时，中期采掘量相对稳定，涌水量也趋于稳定，为800900M3/h，后期生产能力扩大，涌水量在9351226 M3/h，末期，由于二水平投产，一水平开采面积逐渐缩小，涌水量在600700 M3/h，二水平标高-100 m从开拓到生产后，涌水量的增加不大，100m3左右，后来一水平巷道有的不通后，水放入二水平，才使二水平的水量增加较大400500 m3/h，它与一水平涌水量相比较为悬殊。主要原因是：向深部岩石致密，裂隙减小；裂隙不含水，多数巷道在一水平疏干范围内，因此二水平涌水量小。 1.3.6 其他开采技术条件 1、矿井瓦斯：根据朔城煤字200242号文，本矿瓦斯相对涌出量为1.91m3/t，二氧化碳相对涌出量为1.71m3/t。 2、煤层自燃:：矿没有4号煤层自燃发火鉴定资料。参照刘家口矿资料，4号煤属自燃煤层，发火期为18个月。9号煤为自燃煤层，发火期6个月，综合分析相关资料，本矿属二级自燃矿井。 3、煤尘爆炸：根据地质报告及“朔城区煤炭局2002年度矿井瓦斯等级和二氧化碳鉴定结果的报告”，该矿可采煤层煤尘有爆炸性危险。 4、矿井地温：本区恒温深度1626m，温度6，从地温测量成果计算分析，本区平均地温梯度为2.7/100m，平均地热增温率为38.2m/1，地温梯度小于3。本区基本属于地温正常区。但随着开采深度的增加，地温将有所升高。给生产安全带来负面影响； 5、煤层顶底板:煤层底板以砂岩或细粒砂岩为主，巷道掘进时应预防底鼓的发生。 1.3.7 储量 本井田内共见煤层7层，参加资源/储量估算的煤层为7号、9号、11号、12号、13号煤层。本区各可采煤层的煤类主要为长焰煤、气煤，地层倾角小于15，根据2002年12月17日中华人民共和国国土资源部颁发的煤、泥炭地质勘查规范规定，资源/储量估算的工业指标为：气煤（炼焦配煤）最低可采厚度为0.70m，长焰煤最低可采厚度为0.80m，倾角小于25，最高灰分（Ad）40，最高硫分（St，d）3，最低发热量（Qnet，d）17MJ/kg。各可采煤层的视密度值为本区测试成果的算术平均值。本次资源/储量估算范围平面上是以勘查许可证范围内各可采煤层的赋存范围。垂向上最高标高为200m，最低标高为-300m。矿井地质资源量汇总表，见表1-5。 表1-5 矿井地质资源量汇总表煤层矿井地质资源量（Mt）（%）（%）(331)(332)(333)小计7324.8461.23%91.82%917.948.972.3929.361.22%91.84%表1-5 矿井地质资源量汇总表 （续表）1118.189.082.4229.6961.23%91.81%1220.410.222.7233.3460.18%91.84%1315.17.542.0124.6561.25%91.84%总计86.8343.4111.57141.8161.22%91.84%1.4 井田勘查程度及开采条件评价1.4.1 地质勘探程度富力矿井范围内进行过大量的精查工作，除以往工作量外最后一次在精查区内又探了298个钻孔，基本上摸清了井田煤层的赋存情况和主要地质构造情况。但是由于地质构造复杂和勘探的水平有限，有的部分地质构造是推定的，控制程度还是有较大摆动，根据本地区的一般规律，在断裂附近还有较多的小断裂没有控制。有的孔斜较大，对构造推定有一定的影响。 1.4.2 地质勘探评价1、井田构造形态已经查明，地层走向大致为东西向，倾向北，为一南高北低的单斜构造。中部树儿里断层组附近断裂构造较发育对开拓布置有较大影响，岩浆岩不发育，地层产状平缓，西部局部有岩浆岩侵入，井田构造复杂程度总体中等。2、查明了可采的煤层7、9、11、12、13煤层的厚度、深度、结构、可采范围及变化规律，同时查明了不可采煤层的层数、层位、厚度、结构及赋存特征，可采煤层对比可靠，评价了可采煤层的稳定性。3、富力煤矿矿煤炭资源地质储量丰富，有着远大的发展前景。第2章 矿井资源/储量、设计生产能力及服务年限2.1 井田境界及资源/储量2.1.1 井田境界富力矿区位于鹤岗煤田南部，也是市区的南部，归鹤岗市南山区管辖。在鹤岗矿区铁路南北两端与国铁相连。井田东西长约2600m，南北宽约1500m，面积3.9km2。地理坐标为东经ll21530，北纬394310，井田境界以证号1400000041616号采矿许可证批准的8点坐标连线圈定，详见表2-1井田范围拐点坐标表。表2-1 矿井境界拐点坐标表拐点坐标拐点坐标XYXY11090001195005107000121500210850012000061065001220003108000120500710600012250041075001210008105500123000 2.1.2 资源储量1、矿井地质资源量探矿权登记范围内共查明各煤层焦煤资源储量为144.79Mt。其中探明的内蕴经济资源量(331) 86.87Mt，占煤层资源量的60%；控制的内蕴经济资源量(332) 43.44Mt，占煤层资源量的30%；推断的内蕴经济资源量(333) 14.48Mt，占煤层资源量的10%。详见表1-5。2、矿井工业资源/储量矿井工业资源/储量=l11b+122b+2M11 +2M22 +333k=60.81+30.41+26.06+13.03+11.5=141.81Mt (2-1) 矿井工业资源/储量为141.81Mt，即矿井地质资源量扣除333折减量。考虑到333级资源量约占总地质的资源量的10%，比例可能较大，且局部可采煤层的零星分布区段均为333级资源量无法开采，所以可信度系数k取0.8。 矿井工业资源/储量计算见表2-2。表2-2 矿井工业资源/储量表煤层矿井地质资源量（Mt）探明的资源量（Mt）（331）控制的资源量（Mt）（332）推断的资源量（Mt）（333）矿井工业资源/储量（Mt）111b2M11小计2S11122b2M22小计2S22k值333k725.3810.654.5615.2105.322.287.600.82.0324.84929.9112.565.3817.9406.282.698.9700.82.3929.31130.3312.735.4518.1806.362.729.0800.82.4230.41234.0114.286.1220.407.163.0610.2200.82.7233.341325.1710.574.5315.105.282.267.5400.82.0124.65全矿井总计144.8160.7926.0486.83030.413.0143.4100.811.57142.53 3、矿井设计资源/储量矿井设计资源/储量=矿井工业资源/储量-断层煤柱-防水煤柱-井田境界煤柱-地面建（构）筑物煤柱-其他煤柱经计算矿井永久煤柱损失量总计为11.66Mt，矿井设计资源/储量为130.87Mt。矿井设计资源/储量计算见表2-3。表2-3 矿井设计资源/储量表煤层矿井工业资源/储量（Mt）永久煤柱煤量（Mt）矿井设计资源/储量（Mt）断层防水井田境界地面建筑物其他合计724.841.010.020.9100.031.9722.87931.0100.112.2727.03151.0400.042.328.11233.341.390.021.2800.062.7530.591324.651.150.021.1600.042.3722.28全矿井总计142.535.840.145.400.2811.66130.87 4、矿井设计可采储量矿井设计可采储量=（矿井设计资源/储量-工业场地保护煤柱-井筒保护煤柱-主要巷道煤柱）采区回采率。采区回采率：薄煤层取85%，中厚煤层取80%，厚煤层取75%。经计算，全矿井设计可采储量为121.8Mt，矿井设计可采储量计算见表2-4。表2-4 矿井设计可采储量表煤层矿井设计资源/储量（Mt）保护煤柱煤量（Mt）采区回采率开采损失矿井设计可采储量（Mt）工业场地主要巷道小计722.870.630.811.4475%1.4421.43927.030.660.851.5175%1.5125.521128.10.730.911.6475%1.6426.461230.590.781.031.8175%1.8128.781322.280.891.782.6775%2.6719.61全矿井总计130.873.695.389.0775%9.07121.85、安全煤柱（1）根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程和煤炭工业矿井设计规范，工业场地按II级保护，场地周围围护带宽度取20m，各煤层暂按表土层移动角=45，岩层移动角=77。计算保护煤柱范围。（2）井田境界煤柱宽度取50m，采区边界煤柱两侧各留10m，大巷煤柱宽度一侧取50m。（3）断层煤柱宽度按20m留设。2.2 矿井设计生产能力及服务年限2.2.1 矿井工作制度根据煤炭工业矿井设计规范规定：1、矿井年工作日按330d计算。2、井下人员每天四班作业，每班工作6h，采用“四六”制，每天4班作业，其中三班生产，一班检修。3、 每日净提升时间16h。2.2.2 矿井设计生产能力根据矿井资源条件（包括储量、煤层赋存条件、开采技术条件、井田地质构造、 水文地质条件）、建设条件（包括地理位置、交通运输、水源、电源、建材等）、社会经济发展和市场形式要求，结合国内外高产高效矿井生产管理现状和开采技术条件的发展，经技术经济分析论证，本设计对矿井生产能力提出如下三个方案。方案一： 1.2Mt/a；方案二： 1.5Mt/a；方案三： 1.8Mt/a；1、资源条件资源量是决定矿井生产能力的基础，井田范围内地质资源储量144.79Mt，矿井设计可采储量121.8 Mt。矿井设计服务年限计算公式 (2-2)式中 T矿井设计服务年限，a；Zk矿井设计可采储量，Mt；A矿井设计生产能力，Mt/a；K矿井储量备用系数，K=1.31.5，根据本设计矿井情况，备用系数K=1.4。方案一：T=Z/(AK) =121.8/(1.21.4)=72.5a方案二：T=Z/(AK) =121.8/(1.51.4) =58a方案三：T=Z/(AK) =121.8/(1.81.4) =48a该矿井设计生产能力为1.2 Mt/a、1.5 Mt/a、1.8Mt/a时，矿井设计服务年限均满足煤炭工业矿井设计规范的要求。从资源量方面分析，本矿井建设规模以1.5Mt/a为宜。2、外部建设条件从地理位置、交通运输、水源、电源、建材等方面分析哪种矿井设计生产能力合理。3、国家对煤炭资源配置及市场需求从国家对煤炭产出总量和煤类煤质的宏观调控和指导，本矿煤种、用途、煤炭市场需求及国内外市场的需求分析哪种矿井设计生产能力合理。4、技术装备条件根据矿井资源条件和设备供应条件，合理选择和采购先进的技术装备来分析哪种矿井设计生产能力合理。综上所述，本矿储量丰富，受煤层开采条件、当前装备技术水平限制，设计认为矿井初期生产能1.5Mt/a合理，容易实现设计产量。2.2.3 矿井设计服务年限 矿井设计服务年限按下式计算： (2-3) 按煤炭工业矿井设计规范要求并根据本矿井实际储量备用系数取 1.4。根据表2-4计算的可采储量和确定的矿井设计生产能力，计算的服务年限为：T=Z/(AK) =121.8/(1.51.4) =58a 第3章井田开拓3.1 开拓方式及井口位置3.1.1 井口位置及工业场地选择的原则和主要因素 1、井口位置及工业场地选择的原则 井筒是井下与地面出入的咽喉，是全矿井的枢纽。井筒位置的选择对于建井期限、基本建设投资、矿井劳动生产率以及吨煤生产成本都有重要影响，因此，井筒位置一定要合理选择。选择井筒位置时要考虑以下主要原则： （1）有利于井下合理开采井筒沿井田走向的有利位置当井田形状比较规则而储量分布均匀时，井筒沿井田走向的有利位置应在井田的中央；当井田储量分布不均匀时，井筒应布置在井田储量的中央，以形成两翼储量比较均衡的双翼井田，可使沿井田走向的井下运输工作量最小，通风网络较短，通风阻力小。应尽量避免井筒偏于一侧，造成单翼开采的不利局面。井筒沿煤层倾向的有利位置在倾向上井筒宜布置在中偏上的位置，同时考虑到减少煤损，尽量让工业广场保护煤柱圈住一些影响生产的地质构造和断层。 （2）有利于矿井初期开采选择井筒位置要与选择初期开采区密切结合起来，尽可能使井筒靠近浅部初期开采块段，以减少初期井下开拓巷道工程量，节省投资和缩短建井期。 （3）尽量不压煤或少压煤确定井筒位置，要充分考虑少留井筒和工业广场保护煤柱，做到不压煤或少压煤。为了保证矿井投产后的可靠性，在确定井筒位置时，要使地面工业场地尽量不压首采区煤层。 （4）有利于掘进与维护为使井筒的开掘和使用安全可靠，减少其掘进的困难及便于维护，应使井筒通过的岩层及表土层具有较好的水文、围岩和地质条件。为加快掘进的速度，减少掘进费用，井筒应尽可能不通过或少通过流沙层、较厚的冲积层及较大的含水层。为便于井筒的掘进和维护，井筒不应设在受地质破坏比较剧烈的地带及受采动影响的地区。井筒位置还应使井底车场有较好的围岩条件，便于大容积硐室的掘进和维护。2、影响矿井开拓和井口位置选择的主要因素（1）地形地貌和地面外部条件；（2）井田地质和水文地质条件；（3）煤层赋存和开采技术条件； （4）施工技术和设备条件；（5）技术装备和工艺系统条件；（6）总体设计和矿井生产能力要求。3、井田开拓主要技术原则（1）因地制宜，尽量利用已有设施和设备；（2）力求简化生产系统，尽量减少井巷工程量；（3）提高机械化程度，提高生产效率，实现安全高效；（4）投资少，工期短，见效快。 3.1.2 矿井开拓方案的选择 井硐形式和井口位置 1、井硐形式方案比较 本井田地势平坦，水文地质情况简单，井筒不需要特殊方法施工，现针对本井田的实际情况，提出以下三种井筒开拓方案： 方案一：双立井开拓方式 优点：（1）对于开采深部赋存煤层有长处； （2）通风断面大，风阻小，满足大风量要求； （3）井筒短，提升速度快，提升能力大； （4）适应性强，技术成熟可靠； （5）便于井筒延伸。 缺点：（1）需要大型的提升设备； （2）初期投资大，建井期限稍长； （3）多水平开拓，立井石门长度大，掘进工程量大，掘进费用高。 方案二：双斜井开拓方式 优点：（1）井筒设备较简单； （2）建井期稍短些； （3）掘进速度快，初期投资较双立井开拓较省； 缺点：（1）通风线路长，通风阻力大，费用增加； （2）井筒过长，煤柱损失严重； （3）辅助运输时间长； （4）井筒过长，如果地质条件复杂，不易维护，安全性降低。 方案三：综合开拓 优点：（1）掘进速度较快； （2）满足大风量的通风要求； （3）有利于辅助运输，运输连续化，提升能力大。 缺点：如果井口相近，则井底相距较远，井底车场布置、井下的联系就不方便；如井底相近，井口相距较远，地面工业建筑就比较分散，生产调度及联系不太方便，占地比较多，相应的增加煤柱损失。2、井口位置方案比较 综合考虑地面条件和井下条件，在设计过程中至少提出三种井筒位置方案，进行技术经济比较。最终确定井口中心坐标。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，需要综合考虑的主要因素和原则如下：(1)井下条件：1)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；2)井筒应尽量避开或少穿地质及水文条件复杂的地层或地段；3)勘探程度及初期工程量。(2)地面条件：1)井筒位置应选在比较平坦的地方，并且满足防洪设计标准；2)井