采矿工程毕业设计（论文）-东博矿1.2Mta新井设计【全套图纸】.doc

中国矿业大学2011届本科毕业生设计 第36页1矿区概述及井田地质特征全套图纸，完整版设计加1538937061.1矿区概述1.1.1地理位置:东博煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗境内，行政区划隶属于伊金霍洛旗新庙镇。其地理坐标为：东经 11015061101756；北纬 392215 392525。本次勘探范围为东博煤矿划定矿区范围批复的全部范围，即为东博煤矿煤炭资源储量核实报告的全部范围，其资源储量估算范围与东博煤矿划定矿区范围批复以及资源储量核实范围一致，面积10.14km2，开采标高12401125m，其范围由7个拐点圈定，各拐点坐标见表1-1。 东博煤矿西部与内蒙古陕西省边界相邻，东北部与丁家圪堵煤矿相邻；勘探区与原核实报告范围一致，本勘探报告与原内蒙古自治区东胜煤田准格尔召新庙矿区详查地质报告。表1.1 东博煤矿勘探区及资源储量估算范围各拐点坐标一览表拐点编号坐标系拐点编号坐标系XYXY163216.3640390.38565562.6237009.72260046.5340389.76665891.9338173.16364321.6636587.42765415.3838291.94465017.2936960.14经本次勘探，矿区煤层实际赋存标高为12401125m。根据采矿权人和煤矿设计部门的要求，本次勘探进行了先期开采地段的确定，北、东界为东博煤矿勘探区边界；南东界为DB03、ZK03、DB02和ZK3026钻孔的折线为界；南西界以ZK3206和ZK2807钻孔的连线为界；北西界以ZK2807钻孔经K06和K5至K04钻孔的折线为界；面积2.766km2；实际赋煤标高为12331224m。先期开采地段范围由10个拐点圈定。地形特点：勘查区位于鄂尔多斯高原北东部，由于侵蚀作用，沟谷纵横交错，多形成高原丘陵地貌特征。总体地形呈北高南低，最高点位于勘查区北部，海拔标高1332.0m，最低点位于勘查区南部七概沟中，海拔标高1200m，最大标高差132.0m。区内一般海拔标高为12701320m，一般高差50m左右。井田第四系风积砂(Q4eol)分布广泛，植被稀少，属半沙漠波状沙丘地貌特征。交通条件：井田位于伊金霍洛旗新庙镇东南与陕西省交界处，位于新庙镇西北方向约16km，有乡村土路与之相通。由新庙镇沿包(头)府(谷)公路向南约35km可至陕西省神木县大柳塔镇，向北约42km可到鄂尔多斯市市政府所在地东胜区。东胜区东西向有109国道(北京拉萨)经过市区，南北向有210国道(包头南宁)、包府公路(包头府谷)、包神铁路(包头神木)通过，交通干线、支线四通八达。而大柳塔镇则为东胜煤田南部开发区的发展重镇，开发区内及对外交通网络亦形成规模。居民点分布：东胜区是内蒙古自治区西部地区政治、经济、文化中心和重要交通枢纽。但井田内居民居住分散，人口稀少，劳动力贫乏，地方经济以种植业为主，兼有养殖业，经济较为落后，发展缓慢。近年来，随着煤炭工业的开发建设，农牧民生活逐年改善，地区经济状况逐步好转。井田及周边电力供应充足，可解决矿山建设的电力需求，附近无供水水源地，可在七概沟中采取截伏流方式解决供水，井田东北的旧新庙及井田以北的新庙镇，居民居住较集中，可作为井田开发建设的劳动力来源。矿区位置交通图:1.1.2气象：井田属半沙漠、干旱半干旱高原大陆性气候，阳光辐射强烈，日照丰富，冬寒夏热，多风少雨。据伊金霍洛旗气象站资料，区内年平均气温6.27.8，最高气温36.6，最低气温-29.6；年均降水量350mm左右，多集中在7、8、9月份；年均蒸发量2492.1mm；常年以西北风为主，最大风速24m/s；最大冻土深度2.04m。1.1.3水文情况：井田西部为七概沟，井田内沟谷均为七概沟的支沟，所有沟谷均为季节性沟谷，旱季无水，雨季在暴雨后可形成短暂洪流，向南经勃牛川流入陕西省的窟野河，最终注入黄河。 水质及供应情况：井田周边无供水水源地，井田西部与七溉沟相邻，可考虑在沟中进行截浮流，解决部分水源，要解决矿井供水问题还需进一步勘探。1.2 井田地质特征1.2.1井田地形：区内风积砂广布，植被不发育，水土流失严重，地形较平缓，为侵蚀性丘陵地貌，地形地貌条件简单。井田构造简单，为一平缓的向南西倾斜的单斜构造，新构造运动平稳，因此井田的稳定性较好。井田勘探：1985年1989年内蒙古自治区地质矿产局105队(现内蒙古自治区第五地质矿产勘查开发院)在准格尔召新庙矿区开展了普、详查工作，1989年12月提交了内蒙古自治区东胜煤田准格尔召新庙矿区详查地质报告，确定勘探区勘查类型为一类一二型，对于主要可采的稳定较稳定煤层，累计完成工作量：12.5万地形地质测量595.72km2，钻孔181个37426.78m，槽探2333.06m3，测井36521.72条件米；12.5万磁法测量200km2，11万磁法测量54.85km2；煤芯煤样888件、煤层样108件、瓦斯样71件、煤尘样40件、自燃发火样58件、简选及泥化样24组，岩石力学样129组，其它样品2811件，抽水试段30段。在详查区南部（15勘探线以南），以15001500m的基本工程网度圈定B级资源储量，以30003000m的基本工程网度圈定C级资源储量，达不到C级基本工程网度的块段为D级资源储量；在详查区北部（15勘探线以北），以10001000m的基本工程网度圈定B级资源储量，以20002000m的基本工程网度圈定C级资源储量，达不到C级基本工程网度的地段为D级资源储量。报告经内蒙古自治区地质矿产局于1990年1月5日以“内地(1991)第1号”文审查通过。共获得煤炭资源总储量424041万吨，其中B级82024万吨、C级176938万吨、D级165079万吨，总计424041万吨。勘查区位于原详查报告的15勘探线以南部位，且其范围完全在原详查报告之内。煤系地层概述：东胜煤田地层划分属于华北地层区鄂尔多斯分区，具体位置处于高头窑小区、乌审旗小区和准格尔临县小区的交界地带。东博煤矿处于准格尔旗临县小区的西部偏西二带。东胜煤田为侏罗纪早、中世大型含煤建造，主要含煤地层为侏罗系中下统延安组(J1-2y)，其沉积基底为三叠系上统延长组(T3y)，侏罗系下统富县组(J1f)其上覆地层有侏罗系中统直罗组(J2z)及安定组(J2a)、白垩系下统志丹群(K1zh)，第三系上新统(N2)，第四系(Q3-4)。地质综合柱状：1、三叠系上统延长组(T3y)：井田内无出露，仅在钻孔中见到，揭露厚度不全，最大揭露厚度41.90m，据区域地层资料，该组厚度大于100m。该组为煤系地层沉积基底，岩性为灰绿色、绿色粗粒、中粒砂岩，含砾粗粒砂岩，夹薄层深灰色砂质泥岩，发育大型交错层理。2、侏罗系中下统延安组(J1-2y)：为井田主要含煤地层，在井田南部沟谷两侧零星出露。由于后期剥蚀，厚度变薄，钻孔揭露厚度105.02235.12m，平均175.25m。岩性为灰白色浅灰色中、细粒砂岩，深灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及黑色炭质泥岩、煤层等。井田内煤组遭后期剥蚀，仅含、三个煤组，含煤514层，含大部可采煤层3层。为典型的大型内陆盆地沉积体系，与下伏延长组呈平行不整合接触。3、第三系上新统（N2）岩性为紫红色、褐红色、浅红色砂质泥岩及泥岩，含有丰富的呈层状分布的钙质结核，呈半固结状态。据地质成果，该地层分布较为广泛，但因受沟谷切割，连续性差，主要分布在区内梁峁地带、沟掌、沟谷上部及缓坡之上。根据钻孔揭露厚度为034.38m，平均11.20m。N2与下伏J1-2y地层呈不整合接触。4、第四系(Q4)：主要为全新统风积砂层(Q4eol)，部分地段为残坡积(Q3-4)。厚度1.7911.79m，岩性为浅黄色粉、细砂，以石英为主，呈波状沙丘、沙垄等。与下伏老地层呈不整合接触。表1.2 东胜煤田区域地层简表系统组厚度(m)最小-最大岩 性 描 述第四系全新统（Q4）025为湖泊相沉积层、冲洪积层和风积层。上更新统马兰组（Q3m）040浅黄色含砂黄土，含钙质结核，具柱状节理。不整合于一切地层之上。第三系上新统（N2）0100上部为红色、土黄色粘土及其胶结疏松的砂质泥岩，下部为灰黄、棕红、绿黄色砂岩、砾岩，夹有砂岩透镜体。不整合于一切老地层之上。白垩系下统志丹群(Klzh)70310浅灰、灰紫、灰黄、黄、紫红色泥岩、粉砂岩、细砂岩、砂砾岩、泥岩、砂岩互层，夹薄层泥质灰岩。交错层理较发育。顶部常见一层中粗粒砂岩，含砾，呈厚层状。侏罗系中统安定组（J2a）1080浅灰、灰绿、黄紫褐色泥岩、砂质泥岩、中砂岩。含钙质结核。直罗组（J2z）1278灰白、灰黄、灰绿、紫红色泥岩、砂质泥岩、细砂岩、中砂岩、 粗砂岩。 下部夹薄煤层及油页岩， 含 1 煤组。与下伏地层呈平行不整合。中下统延安组（J1-2y）78247灰灰白色砂岩，深灰色、灰黑色砂质泥岩，泥岩和煤。含2、3、4、5、6、7煤组。与下伏地层呈平行不整合接触。下统富县组（J1f）110上部为浅黄、灰绿、紫红色泥岩，夹砂岩。下部以砂岩为主，局部为砂岩与泥岩互层，底部为浅黄色砾岩。与下伏地层呈平行不整合。三迭系上统延长组（T3y）35312黄、灰绿、紫、灰黑色块状中粗砂岩。夹灰黑、灰绿色泥岩和煤线。与下伏地层呈平行不整合接触。下统二马营组（T2er）87367以灰绿色含砂砾岩、砾岩、紫色泥岩、粉砂岩为主。1.2.2井田地质构造：井田位于东胜煤田准格尔召新庙详查区东南部，基本构造形态与东胜煤田区域构造形态一致，为一平缓的单斜构造，地层倾向南西，倾角13，产状接近水平，未发现明显的褶皱及断裂构造，亦未发现岩浆岩侵入体。因此，井田地质构造复杂程度属简单类型。1.2.3井田水文地质：矿区直接充水含水层含水空间以裂隙为主，孔隙次之；煤层位于地下水位以下，以大气降水为主要充水水源，直接充水含水层单位涌水量q0.1L/sm，富水性弱；因此，将矿区水文地质类型划分为第一二类第一型，即以孔隙裂隙充水为主的水文地质条件简单的矿床。本井田尚未开采，据邻区丁家圪堵煤矿实际开采情况来看，矿井的涌水量不大，日涌水量1020m3左右，井田水文地质条件属简单类型。1.3 煤层特征1.3.1煤层埋藏条件：准格尔召新庙详查区含煤地层为侏罗系中下统延安组(J1-2y)，其含煤岩系主要由陆缘碎屑岩组成的陆相沉积地层，沉积环境为泥炭沼泽相和湖泊相为主的大型内陆盆地。延安组(J1-2y)为主要含煤地层，残存厚度为105.02235.12m，平均175.25m，共含煤层514层，煤层总厚5.2014.60m，平均9.10m，含煤系数5.19；含可采煤层3层，编号为-2、-2、-1煤层，可采煤层总厚2.9510.75m，平均7.55m，可采含煤系数4.31。其中可采煤层3层，编号为-2、-2、-1号煤层，主要可采煤层稳定程度为较稳定类型。走向方位倾角：根据东胜煤田总体特征与各阶段成果进行分析，勘探区含煤地层沿走向、倾向的产状变化不大，倾角13，产状近于水平，局部发育有宽缓的波状起伏，构造总体形态基本为一向南西倾斜的单斜构造，区内断层及褶皱不发育，未发现岩浆岩侵入体。构造复杂程度为简单类型。露头与风化带：东博煤矿基本属掩盖区，-2煤层埋深在73.09m，-2煤层埋深在114.78m，-1煤层埋深在163.01m。由于该区地形切割不强烈，只有七概中沟中时有煤层露头，根据露头观察，风氧化带与邻近煤矿调查对比，约1m左右。1.3.2煤层群层数：勘探区内共见可采煤层3层，编号为-2、-2、-1煤层。本次施工和利用共计18个钻孔见煤点综合成果资料统计，各可采煤层主要特征见表1-3。各煤层情况：勘探区内各可采煤层的赋存情况及特征分述如下：表1.3 东博煤矿各可采煤层特征一览表煤层编号埋深(m)煤层厚度(m)采用厚度(m)煤层间距(m)可采程度对比可靠程度稳定性最小最大平均(点数)最小最大平均(点数)最小最大平均(点数)最小最大平均(点数)-268.318l.1573.07（14）0.355.003.53（13）0.355.003.51（13）全部可采可靠稳定34.0842.2039.13（13）-2103.63129.33114.56（19）1.473.422.45（18）1.073.422.29（18）全部可采可靠稳定27.3639.5434.96（18）-1155.51170.10162.75（18）1.393.422.41（18）1.393.422.41（18）全部可采可靠稳定1、-2煤层：赋存于延安组中上部。分布在勘探区西北部，由于后期剥蚀，煤层分布不连续，为勘探区内次要可采煤层，煤层厚度0.355.00m，平均3.53m；利用厚度0.355.00m，平均3.51m；为中厚煤层；煤层结构简单，一般不含或偶含1层夹矸；对比可靠，煤层稳定程度为不稳定类型；顶板岩性多为细粒砂岩，底板为砂质泥岩、泥岩,煤层埋深68.3181.15，平均73.07m。2、-2煤层：赋存于延安组中部。为勘探区内主要可采煤层，层位较为稳定，煤层厚度1.473.42m，平均2.45m，为中煤层；利用厚度1.073.42m，平均2.29m；煤层结构简单，偶含1层夹矸。分布面积连续，对比可靠，煤层稳定程度为较稳定类型；煤层顶底板岩性为灰色、深灰色泥岩。煤层埋深103.63129.33m，平均114.56m，距3煤层间距34.0842.20m，平均39.13m。3、-1煤层：赋存于延安组中下部。为勘探区内主要可采煤层，层位较为稳定，全区分布，煤层厚度0.211.70m，平均1.20m，为薄煤层；利用厚度0.211.70m，平均1.20m。煤层结构简单中等，局部含14层夹矸。对比可靠，全区可采，煤层稳定程度为较稳定类型；顶板岩性为细粒砂岩，泥岩，底板为砂质泥岩、泥岩。煤层埋深155.51170.10m，平均162.75m。1.3.3煤层的围岩性质：一、-2煤层的对比依据和可靠程度：该煤层的厚度变化大，勘探区广泛出露，其上部多以砂质泥岩和泥岩等碎屑岩为主。对比标志层明显，与下部煤层的层间距均较为稳定，是对比的主要依据。煤层的物性曲线：在煤层LL3和GGS曲线一般呈单峰尖峰状显示，与其它煤层的物性曲线区别较明显。因此，煤层对比基本可靠。二、-2煤层的对比依据和可靠程度：该煤层基本全区赋存，煤层较稳定，其本身就是对比标志层。与-2煤层间距有由北西向南东逐渐变大，是对比的主要依据。在煤层上LL3和GGS曲线呈不等值双峰状，或者多峰齿状，自身特征明显，易于对比。因此，煤层对比依据充分，对比可靠。三、-1煤层的对比依据和可靠程度：该煤层全区赋存，层位稳定，其上部多为灰白色中细粒砂岩，与-2煤层间距基本稳定，是对比的主要依据，也是本区对比的标志层。在煤层上LL3和GGS曲线呈略宽的单幅异常,顶部有锯齿状跳动。因此，煤层对比依据充分，对比可靠。井田第四系松散沉积物分布广泛，井田外南部个别地段直接覆盖在-2煤层上，可能会造成矿井涌砂、涌水等工程地质问题。含煤地层侏罗系碎屑岩类沉积岩以泥岩、粉砂岩、细砂岩为主，抗压强度2949MPa，力学强度较低。煤层顶底板岩石以泥质粉砂岩、砂岩泥岩为主。据原报告岩石物理力学性质试验成果，泥岩单轴极限抗压强度29MPa，属于软弱岩石；粉砂岩抗压强度3959MPa，多为49MPa左右，属于半坚硬岩石；泥质填隙砂岩抗压强度29MPa，属软弱岩石，钙质填隙的砂岩抗压强度3959MPa，属半坚硬岩石。1.3.4各层煤的特征：煤的含瓦斯性：原报告在详查区内选择20个钻孔共采取了71个煤层瓦斯煤样，进行了测试，测试成果见表1.4：煤层瓦斯含量测试成果表。表1.4 东博煤矿各可采煤层瓦斯含量测试成果一览表煤层编号气体含量（ml/g燃）自然瓦斯成分（%）瓦斯分带CH4CO2N2-20.629.925.2690.16N2-20.509.696.1389.79N2-10.2610.227.6982.09N2由表1-4可知，井田主要可采煤层瓦斯含量0.260.62ml/g燃，瓦斯中可燃气体含量9.6910.22%，CO2含量5.267.69%，N2含量82.0990.16%，瓦斯分带属N2带。但煤矿在开采过程中应严密监测井下瓦斯含量，保证井下通风系统畅通，防止井下瓦斯局部聚集，酿成事故。煤尘：井田煤层的浮煤挥发分产率较高，各煤层爆炸性指数在3546之间，远大于10的界限指标，属于易爆炸煤层。据原详查报告所采煤尘爆炸性试验样及生产大样的测试结果：其火焰长度大于400mm时，抑制煤尘爆炸的岩粉量为63.3365%。表明各煤层均有煤尘爆炸危险性。各可采煤层煤尘爆炸性测试结果见表1.5：煤尘爆炸性测试成果表。表1.5 东博煤矿各可采煤层煤尘爆炸性测试成果一览表煤层编号火焰长度（mm）添加岩粉量（%）爆炸性-240065有-240065有-140063.33有煤尘爆炸是煤矿开采中的一大灾害隐患，在开采过程中，应采取有效的防尘、降尘措施，保证通风系统畅通，严防事故发生。煤的自燃：井田各主要可采煤层为低变质的长焰煤及不粘煤，煤中水分含量较低，挥发分产率高，化学活性好，其自燃发火倾向必然很强。据原详查报告煤层自燃发火趋势样的测试结果，煤层还原样与氧化样燃点之差(T0)一般在1830之间，其它煤层均为易自燃煤。因此，在开采过程中应采取适宜的采掘方法，产出的煤炭应合理堆放，尽量缩短堆放时间，避免因煤的自燃造成损失，污染环境。综上所述，本区水文地质条件属于简单类型，工程地质条件属于中等类型，其煤层属于低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸性，煤易自燃。矿床开采技术条件为以工程地质条件为主的中等类型。2 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1 井田四周境界确定：北、东界为东博煤矿勘探区边界；南东界为DB03、ZK03、DB02和ZK3026钻孔的折线为界；南西界以ZK3206和ZK2807钻孔的连线为界；北西界以ZK2807钻孔经K06和K5至K04钻孔的折线为界；面积2.766km2；实际赋煤标高为12331224m。东博煤矿基本构造形态与东胜煤田区域构造形态一致，为一平缓的单斜构造，地层倾向南西，倾角13，产状接近水平，未发现明显的褶皱及断裂构造，亦未发现岩浆岩侵入体。井田地质构造复杂程度属简单类型，对开采无影响。井田水文地质类型为第一二类第一型，即以孔隙裂隙充水为主的水文地质条件简单的矿床，对开采无影响。2.2矿井储量计算本次储量计算是在精查地质报告提供的1：5000煤层底板等高线图上计算的，储量计算可靠。2.2.1矿井工业储量对井田范围内的3-2,4-2,及5-1煤层进行储量计算井田范围内的煤炭储量是矿井设计的基本依据，煤炭工业储量是由煤层面积、容重及厚度相乘所得，其公式一般为：Zg=SMR/ cos2其中：Zg矿井的工业储量；S 井田水平面积，矿10.14平方公里；M煤层的厚度R 煤的容重3-2煤层平均厚度3.51m，容重1.244-2煤层平均厚度2.29m，容重1.255-1煤层平均厚度2.41m，容重1.26cos2=0.999将井田分为四个块段进行储量计算 图 2-1 煤层地质储量计算图Sa=2535154m2 Sb=2082021m2 Sc=2295470m2 Sd=3236237m2图2-2 第一水平煤层地板等高线图第一水平标高为+1226mZa=(2535154m23.51m1.24t/m3) /0.999=11045046tZb=(2082021m23.51m1.24t/m3) /0.999=9070858tZc=(2295470m23.51m1.24t/m3) /0.999=10000801tZd=(3236237m23.51m1.24t/m3) /0.999=14099495t第一水平的工业储量为Z3-2=4521.62万吨图2-3 第二水平煤层地板等高线图第二水平标高为1185mZa=(2535154m22.29m1.25t/m3) /0.999=7264140tZb=(2082021m22.29m1.25t/m3) /0.999=5965751tZc=(2295470m22.29m1.25t/m3) /0.999=6577358tZd=(3236237m22.29m1.25t/m3) /0.999=9272974t第二水平的工业储量为Z4-2=2908.0249万吨图2-4 第三水平煤层地板等高线图第三水平标高为1137mZa=(2535154m22.41m1.26t/m3) /0.999=7705952tZb=(2082021m22.41m1.26t/m3) /0.999=6328593tZc=(2295470m22.41m1.26t/m3) /0.999=6977399tZd=(3236237m22.41m1.26t/m3) /0.999=9836993t第三水平的工业储量Z5-1=3084.8938万吨井田范围内三个水平工业储量相加得总工业储量为Zg =10514.5387万吨2.2.2矿井可采储量(1)边界保护煤柱计算Z=LBMRZ边界煤柱损失量；L边界长度14997.0819mB边界宽度；30mM煤层厚度；3.51、2.29、2.41R煤的容重，1.24、1.25、1.26第一水平的边界煤柱量14997.0819m30m3.51m1.24t/m3=1958199吨第二水平的边界煤柱量14997.0819m30m2.29m1.25t/m3=1287874吨第三水平的边界煤柱量14997.0819m30m2.41m1.26t/m3=1366204吨边界煤柱总量 Z=4020282t(2)工广保护煤柱面积计算根据煤炭工业工程项目建设用地指标规定：井型1.21.8/Mta-1矿井的工业场地占地面积指标为1.2/ha(0.1Mt)-1。本矿井设计生产能力为120万吨/年，所以取工业广场的尺寸为360m400m的长方形。煤层的平均倾角为2度，工业广场的中心处在井田走向和倾向的中央，其中心处埋藏深度为-1226m，该处表土层厚度为12.8m，主井、副井，地表建筑物均布置在工业广场内。工业广场按I级保护留维护带，宽度为20m。本矿井的地质条件及冲积层和基岩层移动角分别为45和75。由此根据上述以知条件，画出如(图2-5)所示的工业广场保护煤柱的尺寸：图2-5 图工业广场保护煤柱S=梯形面积=(上宽+下宽)高/(2cos2)第一水平工广保护煤柱面积S1 =(483.61m+486.85m) 525.24m/(20.999)=255117.3m2第二水平工广保护煤柱面积S2=(520.29m+524.77m) 563.17m/(20.999)= 294567.8m2第三水平工广保护煤柱面积S3=(548.72m+560.55m) 594.52m(/20.999)=330071.7 m2Zi=SMRZi工业广场保护煤柱量；S 工业广场压煤面积；M 煤层厚度3.51m、2.29m、2.41mR 煤的容重1.24 t/m3、1.25 t/m3、1.26 t/m3Zi =工广保护煤柱面积煤厚容重第一水平工广保护煤柱量Zi 1=255117.3m23.51m1.24t/m3=1110373t第二水平工广保护煤柱量Zi 2=294567.8m22.29m1.25t/m3=843200t第三水平工广保护煤柱量Zi 3=330071.7m22.41m1.26t/m3=1002296t工业广场保护煤柱总量为：Zi = Zi 1+ Zi 2+ Zi 3=2955869井田内工业场地和边界保护煤柱总量为：P =(Z+Zi)=6976151t矿井的可采储量按下式计算：Zk=(Zg-P)CZk矿井的可采储量；万t，Zg矿井的工业储量，万t；P保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留设的永久煤柱损失量，万t；C 盘区采出率，厚煤层不低于0.75，中厚煤层不低于0.80，薄煤层不低于0.85，本矿取0.80C=0.8Zk=(Zg-P)C =7853.5389万吨根据以上结果所得：表2.3 矿井储量计算汇总表水平数工业储量/万吨可采储量/万吨第一水平+1226m4521.623371.8102第二水平+1185m2908.022155.9300第三水平+1137m3084.892278.43203 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1 矿井工作制度按照煤炭工业矿井设计规范中规定，参考关于煤矿设计规范中若干条文修改的说明，确定本矿井设计生产能力按年工作日330天计算，每天四班作业（三班生产，一班准备及检修），每班作业时间6小时，每天净提升时间16h。3.2 矿井设计生产能力应该矿井走向较长倾向较短，井田面积与储量均较小，不适宜布置大型矿井故设定矿井设计生产能力定为120万t/a。该矿井三号煤层为中厚煤层，布置一个综采工作面就可以满足矿井的设计能力。3.3服务年限矿井服务年限的公式为：T=Zk/(AK)其中：T矿井的服务年限，a；Zk矿井的可采储量，7853.5389万t；A 矿井的设计生产能力， 120万t/a；K 矿井储量备用系数，取1.3。T=7853.5389/(1201.3)=50.35年既本矿井的开采服务年限符合规范的要求。注：确定井型是要考虑备用系数的原因是因为矿井每个生产环节有一定的储备能力，矿井达产后，产量迅速提高，局部地质条件变化，使储量减少，有的矿井由于技术原因使采出率降低，从而减少储量，为保证有合适的服务年限，确定井型时，必须考虑备用系数。3.31各个水平的服务年限由第四章开拓部分可知第一水平标高1226m的可采储量为3371.8102万吨T1=3371.8102/(1201.3)=21.7年第二水平的标高1185m的可采储量为2155.9300万吨T2=2155.9300/(1201.3)=14年第三水平的标高为1137m的可采储量为2278.4320万吨T2=2278.4320/(1201.3)=14.7年4 井田开拓4.1 井田开拓的基本问题4.1.1 井筒形式的确定东博煤矿基本构造形态与东胜煤田区域构造形态一致，为一平缓的单斜构造，地层倾向南西，倾角13，产状接近水平，未发现明显的褶皱及断裂构造，亦未发现岩浆岩侵入体。井田地质构造复杂程度属简单类型，对开采无影响。根据井田地质、地形条件及煤层的赋存特点，矿井具备斜井开拓的优越条件。因此，设计确定井田主提升及辅助提升井筒采用斜井开拓。其优点有：采用斜井开拓主斜井采用胶带输送机提升，可实现自井下至地面连续运输，比立井箕斗提升环节少、效率高，矿井增产潜力大；使用胶带输送机提升系统简单，设备少，日常维护检修工作量小，便于生产管理；副井用小倾角斜井开拓，辅助运输使用无轨胶轮车运输，可实现井上、下连续运输，将材料设备从地面直接送到用材、用设备地点，系统简单、效率高、运输能力大，适应综合机械化矿井辅助运输量大、设备单重大的需求；4.1.2工业场地的位置工业场地的位置选择在主、副井井口附近，即井田中央。工业场地的形状，根据工业场地占地面积指标，面积确定为14.4公顷，形状为矩形360m400m4.1.3开采水平的划分井田首采煤层为3-2煤层，煤层埋藏最浅处+1233m，埋藏最深处1211m，在井田内无煤层露头，煤层的阶段垂高为22m。其次开采的煤层为为4-2煤层，煤层埋藏最浅出+1190m，煤层埋藏最深处+1185m，在井田内无煤层露头。再次开采的煤层为5-1煤层，埋藏最浅出+1155，埋藏最深处为+1140m。根据情况设计选择斜、立井混合开拓方式。根据煤层赋存情况和储量分布情况，全井田共划分为三个生产水平进行开采，第一水平开采-2煤层，水平标高+1226m；第二水平开采-2煤层，水平标高+1185m；第三水平开采-1煤层，水平标高+1137m。4.1.4主要开拓巷道根据煤层赋存特点及井下煤炭运输及辅助运输方式，设计将主要大巷均布置在煤层中。矿井在一水平开采时，在-2煤层中布置一组胶带输送机大巷、辅助运输大巷和回风大巷；在二水平开采时，在-2煤层中布置一组胶带输送机大巷、辅助运输大巷和回风大巷。在大巷布置的方向上，由于煤层为近水平煤层，井下煤炭运输设备选型为胶带输送机，辅助运输设备选型为无轨胶轮车，井下煤炭运输和辅助运输可在小倾角的煤层巷道中沿任何方向运行，因此，大巷布置方向不受限制。考虑本井田煤层赋存的特定条件和其他相关的因素后，确定三条主要开拓大巷在井田中部沿方位角为45方向布置，大巷间距30m。井田开拓方式平面图，设计综合考虑井下运输、通风、设备布置、检修和施工等的要求后，确定开拓巷道采用矩形巷道断面，采用锚喷支护。运输大巷净宽5.0m，净高3.4m，净断面17m2，支护厚150mm，掘进断面积为18.8m2；辅运大巷净宽5.5m，净高3.5m，净断面19.3m2，支护厚150mm，掘进断面积为22.3m2；回风大巷净宽5.0m，净高3.4m，净断面17m2，支护厚150mm，掘进断面积为18.8m2。4.2方案比较4.2.1提出方案方案一：将主副井口布置在井田中部均为斜井开拓，主副井口标高为1305m，主井倾角16，内使用胶带输送机运输。副井倾角5，使用无轨胶轮车作辅助运输。延伸至水平标高1226m布置运输，辅助运输，及回风大巷，大巷间距30m。在一水平运输大巷附近设置井底水仓，及井下中央变电所，水泵房。在开采第二水平时，主井延伸至水平标高1185m，并同一水平一样布置一组运输回风大巷及水仓井下中央变电所。 图 4-2-1 方案一方案二：将主副井口布置在井田中部，主副井口标高为1305m，主副井均为斜井开拓，主井倾角16，使用胶带输送机运输。副井倾角16，使用绞提升。井筒沿西北方向下延伸至水平标高1226m布置运输大巷，辅助运输大巷，及井底车场井下中央变电所和井底水仓水泵房和其它设施。在开采第二水平时主副井筒继续向下延伸至第二水平。 图 4-2-1 方案二4.2.2方案比较表4.1 方案一项 目数量(m)基价(元)费用(万元)费用(万元)基建费用(万元)主斜井开凿表土段46.4459075274.41899.3基岩段293554561624.9副斜井开凿表土段146691721009.96597.722基岩段762733315587.8一水平运输大巷煤巷2026301406106.36106.3一水平辅助运输大巷煤巷2026300966106.366106.36一水平回风大巷煤巷2026301406106.46106.37水泵房中央变电所煤巷157.333902533.27533.23煤仓岩巷155390280.880.8小计27433生产费用(万元)胶带输送机系数煤量(万t)提升高度km基价(元/t.km)126.421.23371.810.0760.41排水(一水平)涌水量(m3)时间(h)服务年限(年)基价(元/t.km)208760220.28107.9232大巷运输系数煤量(万t)平均运距(km)基价(元/t.km)1359.181.23371.810.960.35小计7924.58合计费用(万元)35757表4.2 方案二项 目数量(10m)基价(元)费用(万元)费用(万元)基建费用(万元)主斜井开凿表土段46.4459075274.41899.3基岩段293554561624.9副斜井开凿表土段46.4459075274.41899.3基岩段293554561624.9一水平运输大巷煤巷2026301406016.366016.36一水平辅助运输大巷煤巷2026300966016.46016.4一水平回风大巷煤巷2026301406016.366016.36水泵房中央变电所煤巷157.333902533.27533.27煤仓岩巷155390280.880.8井底车场岩巷16853415897.4897.4小计23563.4生产费用(万元)胶带输送机系数煤量(万t)提升高度km基价(元/t.km)126.421.23371.810.0760.41排水(一水平)涌水量(m3)时间(h)服务年限(年)基价(元/t.km)208760220.28107.9232运输系数煤量(万t)平均运距(km)基价(元/t.km)1359.181.23371.810.960.35小计7924.58合计费用(万元)31487.4方案一优点：副井井筒倾角较小，使用无轨胶轮车运输，可以实现井上井下连续运输，将材料设备直接运输到需要材料设备的地点，系统简单，效率高，运输能力大。适合综合机械化开采辅助运输量大，设备单重大的要求。可不设井底车场，铺设轨道线路。运输灵活性较强，有利于简化井下运输系统。缺点：副井井筒斜长较长，开掘时间较长，掘井通风困难，巷道维护费用相对较高，距离长通风阻力较大。方案二优点：主副井平行掘井，中间开凿联络巷沟通，有利于开拓掘井通风，人员避难，材料设备共用。副井井筒开凿距离相对方案一较短。缺点：采用副井绞车提升需在地面布置绞车提升房，也需在井底车场布置调车线路，井下使用有轨架线电机车运输，连续运输能力相对较小。综上考虑并考虑到相邻矿区实际辅助运输方案应用情况，为了保证矿井早投产、少压煤，运输便利，巷道好维护。参考以上分析和计算结果，东博矿开拓方案选择技术上较优的方案一。4.3井筒4.3.1布置及装备根据开拓布置，本矿井移交生产时共建成三条井筒，即主斜井、副斜井和回风立井。其中主斜井担负井下煤炭提升并兼作矿井入风井和安全出口；副斜井作为全矿矸石、材料、设备及人员辅助运输提升井，同时兼入风井和安全出口；回风立井作为全矿专用回风井兼作安全出口。1、主斜井：倾角16，井筒斜长673m，作为全矿井煤炭运输通道，兼做进风井及安全出口，铺设宽1200mm胶带输送机，设有行人台阶，敷设排水管路、消防洒水管路、压风管路及动力电缆。井筒净宽4.6m，净断面14.3m2，掘进宽表土段为5.6m，采用混凝土砌碹支护，支护厚度500mm，掘进断面积为20.7m2；基岩段掘进宽为4.9m，采用锚喷支护，支护厚150mm，掘进断面积为16.8m2。2、副斜井：倾角5，井筒斜长1921m，行驶无轨胶轮车，敷设消防洒水管路，担负全矿井的矸石、材料、设备、人员运输任务，也是矿井的主要入风井及安全出口。井筒净宽5.5m，净断面20.1m2，掘进宽表土段为6.5m，采用混凝土砌碹支护，支护厚度500mm，掘进断面积为27.6m2；基岩段掘进宽为5.8m，采用锚喷支护，支护厚150mm，掘进断面积为23.1m2。3、回风立井：井筒长度75m，装备梯子间，敷设防火灌浆管路，作为矿井专用回风井，并兼作安全出口。井筒净直径4.0m，净断面12.6m2，掘进直径表土段为5.0m，采用混凝土砌碹支护，支护厚度500mm，掘进断面积为19.6m2，基岩段掘进直径4.7m，采用混凝土砌碹支护，支护厚度350mm，掘进断面积17.3m2。4.3.2井底车场及硐室井底车场由于井下主运输采用带式输送机，辅助运输采用无轨胶轮车方式，加之井下辅助运输量也不很大，所以井底车场非常简单，只是在进入各煤层辅运大巷前设一段平车场。井下运输大巷沿煤层布置，井底车场原则上也布置在煤层之内。辅助运输车辆在井下可利用硐室通道或大巷之间的联络巷进行转向、掉头。1、井底煤仓井底煤仓采用斜式圆煤仓，煤仓净直径为5m，净断面19.6m2，煤仓长度15m，容量294t，采用混凝土支护，支护厚度300mm。2、水仓布置及容量计算在井底车场设主、副两个水仓，以便一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。水仓容量Q=8QZ=875=600m3式中：QZ矿井正常涌水量，m3/h。水仓净断面S静=5.5m2，水仓长度为：L=Q/S净=600/5.5=109m，设计取水仓长度140m。3、爆破材料库及消防材料库由于井下爆破材料用量较少，设计在井下不设爆破材料库。如图4-3不设材料库： 图 4-3 不设材料库井下开采时利用各煤层的辅助运输运大巷与运输大巷之间的联络巷作为消防材料库。4.3.3主要开拓巷道井下大巷原则上均沿煤层布置，采用锚杆、钢丝网、钢带、喷浆的支护方式，生产的矸石量少，且矸石可以就近填入废弃巷道或采空区内，支护材料亦用量小，所以辅助运输量不大。如图4-5井下大巷沿煤层布置有13的坡度，工作面顺槽底板也有一定的起伏，无轨胶轮车运输方式可以适应本矿井的煤层坡度。如图4-4 图