井田开拓综合机械化采煤法毕业论文.doc

井田开拓综合机械化采煤法毕业论文目 录第1章 井田地质概况11.1 井田位置及交通11.1.1 交通位置11.1.2 地形地貌11.1.3 气候及水文情况11.1.4 矿区概况21.2 井田地层及地质构造51.2.1 地层51.2.2 构造51.3 矿体赋存特征及开采技术条件81.3.1 煤层及煤质81.3.2 水文地质81.3.3 顶底板特征、瓦斯、煤尘与自燃、地温情况141.4 井田勘探类型及勘探程度评价17第2章 井田开拓182.1 矿井设计生产能力及服务年限182.1.1 矿井工作制度182.1.2 矿井设计生产能力182.1.3 矿井设计服务年限182.2 井田境界及储量192.2.1 井田境界192.2.2 储量192.3 井田开拓242.3.1 工业场地及井口位置选择242.3.2 井筒数目、用途及回风井位置选择252.3.3 开采水平的划分及水平标高的确定272.3.4 巷道布置302.3.5 开采顺序302.3.6 采区划分302.3.7 矿井总体开拓方案302.4 井筒312.5 井底车场及硐室312.5.1 井底车场型式选择312.5.2 井底车场通过能力322.5.3 井底车场硐室布置32第3章 大巷运输及设备353.1 大巷运输方式选择353.1.1 大巷煤炭运输方式的确定353.1.2 大巷辅助运输方式的确定353.2 运输设备选型393.2.1 煤炭运输设备393.2.1 辅助运输设备39第4章 采区布置及装备404.1 采区布置404.1.1 首采煤层的选择404.1.2 首采区位置选择404.2 采区的划分444.3 采煤方法444.3.1 采煤方法选择444.3.2 工作面主要技术参数的确定454.4 采区巷道布置474.5 巷道断面与支护514.6 工作面设备确定534.6.1 设备选型原则534.6.2 工作面主要设备选型534.6.3 采高的确定584.6.4 回采工艺584.6.4 工作面作业方式及劳动组织594.7 劳动组织604.8 技术经济指标分析62第5章 矿井通风635.1 概况635.2 矿井通风方式及通风系统635.2.1 通风系统及通风方式635.2.2 风井数目和服务范围635.2.3 通风网络645.3 风量与负压645.3.1 风量计算645.3.2 风量分配与阻力计算675.3.3 通风系统综合分析685.4 通风设备695.4.1 概述695.4.2 采区回风井通风设备能力校核69第6章 提升、运输、排水和压缩空气设备726.1 提升设备726.2 运输设备选型756.3 排水设备766.4 压缩空气设备78第7章 环境保护807.1 环境保护设计依据807.2 设计采用的环境保护标准807.3 主要污染源和主要污染物817.4 环境保护工程设施处理工艺、预期效果857.5 对建设项目引起的生态变化所采取的防范措施917.6 水土保持937.7 绿化设计937.8 环境管理机构及定员947.9 环境监测机构947.10 环境保护投资概算947.11 存在问题及建议94参考文献96致 谢97第1章 井田地质概况1.1 井田位置及交通1.1.1 交通位置刘庄井田位于安徽省阜阳市颍上县北部，南距县城约20km，西至阜阳市40km左右。地理坐标介于东经11607301162040与北纬324500325115之间。井田周围有简易公路多条，可达阜阳等地；井田外东部有颍（上）利（辛）公路经过，并与潘（集）谢（桥）公路相接。井田西南的淮（南）阜（阳）铁路，经由淮南和阜阳车站均可达全国各地。流经井田西南外缘的颍河常年通航，并可转接淮河水运。交通方便，见图1-1-1。1.1.2 地形地貌本井田地处淮河冲积平原，地形平坦，地面高程一般为+24+26m左右。1.1.3 气候及水文情况本井田所在地区属过渡带气候，季节性明显。该地区年均气温15.1,两极气温分别为41.4和-21.7；全年一般春季多东南及东风，秋季多东南及东北风，冬季多东北及西北风，风速一般为2.83.6m/s，平均3m/s；年均降雨量926.33mm，最大1723.5mm，雨期多集中在6、7、8三个月；雪期一般在每年11月上旬至次年3月中旬，最大降雪量为16cm；土壤的最大冻结深度为30cm。1.1.4 矿区概况（一）交通运输方便淮阜铁路从本井田南部经过。矿井铁路专用线接自颍上车站，西经阜阳站与京九线相接，东经水家湖站可通京沪线；有多条公路可达阜阳、淮南等地，井田东部有颍（上）利（辛）公路经过，并与潘谢公路相接；流经井田西南外缘的颍河，可常年通航，并可转接淮河水运。因此，刘庄矿井对外交通运输十分方便。（二）供电电源可靠本区附近有淮南电厂（490MW）、洛河电厂（4300MW）及平圩电厂（4600MW）等3座电厂，总装机容量为4090MW。其中洛河、平圩电厂与区域电网相联，并以500kV超高压线路经繁昌与江南电网相联。区内建有芦集和张集2座220kV的大型区域变电所，2座变电所设计均装设2台120MVA主变压器。其中芦集变电所2回220kV线路中1回经南坪220kV变电所与淮北电厂相联，1回经蔡家岗220kV变电所与淮南电厂相联；张集变电所2回220kV线路中1回来自芦集变电所，1回经阜阳变电所与淮北电厂相联。综上所述，本矿井供电电源充足可靠。（三）供水水源充足本矿井总用水量为5493m3/d，其中饮用水量为1417m3/d，其它生活、生产用水为4076m3/d。本矿井西南外缘的颍河常年有水，但距工业场地较远，不宜采用。本矿井地下水丰富，其中第四系上更新统砂层孔隙含水层水质符合饮用水标准，水位标高23.835m，单位涌水量为0.279L/sm，用作饮用水水源，可满足矿井饮用水需求。本矿井正常涌水量为550m3/h，涌水量较大，经深度净化处理后，可满足矿井其它生活、生产用水要求。（四）公司具有建设管理大型矿井的能力国投新集股份有限公司具有良好的矿井建设和管理经验。新集矿区仅用6年半时间，便建成了6.60Mt/a生产规模的现代化矿区，其中新集发展模式在煤炭行业得到了广泛推广。因此，公司完全具备有建设和管理大型矿井的能力。（五）公司人才资源丰富、科技力量雄厚公司重视科技、尊重人才。从矿区建设至今，已吸收了大批技术人才，并建立了一套良好的人才激励机制以调动技术人员的积极性。目前，全公司职工总人数为11120人，其中具有中专以上学历的员工就有2631人，具有专业技术职称的员工1730人。近10年来，公司共取得162项科研及先进技术推广成果，并被命名为“科技先导”企业。公司拥有的这些人才及技术力量为把刘庄矿井建成高产高效矿井提供了可靠的保证。（六）矿井具有良好的周边社会环境矿井所在地政府，一贯对新集集团持以关怀、支持和帮助的态度，这就为刘庄矿井的开发和建设创造了良好的投资环境。211.2 井田地层及地质构造1.2.1 地层刘庄井田属于全隐蔽含煤区，钻探所及地层由老到新依次有寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系和第四系，见表1-2-1。1.2.2 构造本井田位于淮南复向斜中的次一级褶皱陈桥背斜之南翼，基岩由原地系统与推覆体两部分组成。其中原地系统的总体形态为一轴向NWW的不对称向斜之西部转折端，北翼地层走向近东西，倾角浅陡 （1020）深缓（35）；南翼地层比较平缓，大部分为推覆构造所切割，形态保存不完整；转折端部分则呈窄小的马鞍平台，其两侧地层的走向呈相向凸出的弧形，分别向NW和SE两个方向倾斜。按构造形态及断层分布情况，自西向东可分为F12F14、F14F19和F19F5三部分。推覆体为阜凤逆冲断层的上盘，主要由寒武系和石炭、二叠系组成，该部分地层走向混乱，倾向多变，规律性不明显。精查地质资料和F22F31块段高分辨率三维地震资料表明：本井田共发现最大落差大于等于15m的断层80条，其中正断层72条，逆断层8条。此外，尚有落差小于15m而大于等于5m的断层76条。断层的展布方向以NE向为主，NWW向次之，NW向甚少。主要断层特征见表1-2-2。地层简表 表1-2-1地 层揭露厚度（米）主 要 特 征 简 述界系统组新生界（KZ）第四系（Q）全新统（Q4）27.1548.20黄色砂质粘土，夹粉、细砂层上更新统（Q3）24.5845.25灰黄、锈黄色中、细砂层，间夹砂质粘土中更新统（Q2）0419.00上部为灰色粘土层，间夹细砂；中、下部为中细砂，间夹粘土层下更新统（Q1）0115.70上部为灰色致密粘土；下部为由具椭园状、角砾状的紫红色石英砂岩组成的碎石层中生界（MZ）三叠系（T）最大304.34以棕红、褐红和紫红色砂岩为主古生界（Pz）二叠系（P）上 统（P2）石千峰组（P22）平均125.00浅灰、紫红、灰绿等杂色泥岩和砂岩上石盒子组（P21）平均535.00灰色泥岩和砂岩，含煤1020层，可采5层下 统（P1）下石盒子组（P12）平均109.00灰色砂岩和泥岩，含煤10层，可采7层山西组（P11）平均75.00灰黑色、深灰色泥岩和砂岩，含1层可采煤层石炭系（C）上 统（C3）太原组（C3t）平均120.00灰岩、泥岩和砂岩相间，含煤25层，薄而不稳定，均不可采奥陶系（O）中、下统（O1+2）最大32.42以厚层白云质灰岩为主，局部夹泥质条带。寒武系（）最大666.80以鲕状灰岩、结晶灰岩和白云质灰岩为主，夹紫色泥岩和粉砂岩。主要断层特征表 表1-2-2名称性质走向倾向倾角（）落差（m）走向长度（km）查明程度备 注*F5正NENW63733006007.0查明井 田 东 界*F19正NENW388901707.4查明井 田 中 部 大 断 层*F25正NESE498301606.4查明井 田 西 界*F31正NESE557801204.5查明 注：1.本表系据刘庄勘探区精查地质报告、刘庄矿井三维高分辨率地震勘探报告和刘庄煤矿首采区东段高分辨率三维地震勘探报告的有关资料综合而成。2.表中断层落差均30m。3.表中带*的均位于原地系统的F14-F5块段内。1.3 矿体赋存特征及开采技术条件1.3.1 煤层及煤质本井田的煤系地层为石炭、二叠系，其中二叠系的山西组与上、下石盒子组为主要含煤层段。井田内二叠系的含煤层段总厚度约为719m，共含煤30余层，煤层总厚度32.82m，含煤系数为4.6%。共有可采煤层13层，平均总厚度27.58m；其中13-1、11-2、8、5和1煤层为主要可采煤层，平均总厚度18.51m，占可采煤层总厚度的67.1%；17-1、16-1、11-1、9、7-2、6-1、5-1和4煤层为次要可采煤层，平均总厚度9.07m，占可采煤层总厚度的32.9%。主要可采煤层特征表1-3-1。主要可采每层煤质指标汇总表1-3-2。8煤层位于第二含煤段顶部，为稳定煤层，煤厚0.964.45m，平均2.54m。一般23m，以单一煤层为主，煤层倾向南，倾角1020，平均15。结构简单，顶底板以泥岩、砂质泥岩为主，少数顶板为砂岩。1.3.2 水文地质（一）主要水文地质条件1本井田基岩为厚度介于60550m的南薄北厚的第四系松散层所覆盖。按照沉积物的组合特征，可将第四系大致分为3个含水层（组）、2个隔水层（组）和1个碎石层。其中中更新统孔隙含水组在井田中部与基岩直接接触，砂层平均厚度约235m，富水性中等，为基岩含水层的主要补给水源。下更新统隔水组除在古地形隆起处缺失以外，大部分分布稳定，平均厚度40m左右，系其上、下含水层（组）间的良好隔水层。底部的碎石层因厚度小、富水性很弱，即使局部上覆中更新统孔隙含水组直接相连，也不致于对矿井开采构成大的威胁。主 要 可 采 煤 层 特 征 表表1-3-1煤 层纯煤厚度(m)平均间距（m）顶板岩性底 板 岩 性结 构 类 型可 采 性稳 定 性备 注13-1以砂质泥岩、泥岩为主、砂岩少量以砂质泥岩、泥岩为主简单较复杂全区可采稳定70.0011-2以砂质泥岩、泥岩为主、砂岩少量以砂质泥岩，泥岩为主，砂岩少量简单较复杂全区可采稳定81.608以泥岩、砂质泥岩为主、砂岩少量以泥岩、砂质泥岩为主简单全区可采稳定42.805以泥岩、砂质泥岩为主，细砂岩少量以粉、细砂岩为主，泥岩少量简单大部可采区段稳定11线以西/全区97.701以石英砂岩、中细砂岩为主泥岩和砂质泥岩简单部分可采区段稳定27线以东/全区主 要 可 采 煤 层 煤质指标汇总表表1-3-2煤层 项 目Mad (%)原 煤Ad (%)原 煤Vdaf (%) 精 煤Y(mm)GRIQb.d (MJ/kg)原 煤D(g/cm3)原 煤煤 类850900 13-1QM11-2ZNQM8QM5QM1QMJM2二叠系砂岩裂隙发育不均，富水性弱，以储存量为主，补给水源贫乏，且在主要可采煤层与粘土岩之间，多呈不稳定分布，在自然状态下，含水层之间无密切的水力联系。若被断层切割或受采动影响而致水力均衡遭到破坏时，上、下含水层可能互相沟通，从而导致局部砂岩裂隙水突溃现象的发生。3石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水组上部岩溶裂隙发育不均，富水性弱，具补给水源贫乏的储存量消耗型特征，但因其水压较高，上距1煤层较近（平均15m左右），故在开采1煤层时，若太灰的水头压力超过1煤层底板隔水层的抗压强度时，势必发生底板突水事故。4本井田的断层破碎带多以泥质岩屑为主，且含砂岩碎块，钻探过程中未见含水和泥浆漏失现象，正常情况下有一定的阻水作用。若受采动影响而致断层活化，很可能成为矿井突水的主要途径。综上所述，本井田的第四系中更新统孔隙含水组、二叠系砂岩裂隙含水组和石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水组对井下开采影响较大。但是，只要在可采煤层的浅部留设适当高度的防水煤柱，第四系中更新统孔隙水一般不致于溃入矿坑而对煤层的开采构成大的威胁。这样，二叠系砂岩裂隙含水组和石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水组便成为矿井开采的主要充水因素。因此，在正常情况下，17-14煤层属裂隙类充水矿床，水文地质条件简单；1煤层属以岩溶裂隙底板进水为主类型充水矿床，水文地质条件中等。井田主要水文地质特征见表1-3-3。（二）矿井涌水量预计根据本井田的水文地质条件，运用比拟法和地下水动力学法预计的矿井涌水量为：开采17-14煤层的正常涌水量为550m3/h，最大涌水量为960m3/h。开采1煤层时正常突水量为126m3/h。主要水文地质特征表 表1-3-3地 层含、隔水层（组）平均厚度（m）主 要 特 征水位高程（m）单位涌水量（L/sm）渗透系数（m/d）矿化度（g/L）水温（）水质类型界系统组新生界第四系全新统孔隙弱含水组32.40以灰黄色砂质粘土为主、含粉、细砂，受大气降水及地表水补给，富水性较强上更新统孔隙含水组33.65由灰黄杂锈黄色中、细砂和砂质粘土相间组成，受上部含水组越流补给，富水性中等23.8350.2794.0390.4718.5HCO3K+-Na+中更新统隔水组12.90以浅灰绿色固结粘土为主，局部夹薄层砂土，结构致密，具隔水作用孔隙含水组295.75上部以灰绿色中、细砂为主，含粗砂及粉、细砂，局部夹薄层粘土；下部由灰绿色杂浅棕色中、细砂与固结粘土互层。在古地形隆起处，与基岩直接接触24.50224.5881.0281.03212.50915.9772.242.3427.0C1-K+-Na+下更新统隔水组38.38由紫红杂灰绿、灰白色固结含钙粘土组成，致密质硬，局部钙质富集，呈块状，半岩化，具良好的隔水作用，仅在古地形隆起处有缺失孔隙含水组10.52由以紫红、灰白色石英砂岩为主的碎块组成，偶见灰岩块，泥质充填固结，部分岩芯呈短柱状，分布不受古地形控制，呈片状位于基岩顶部邻区抽水试验结果表明：涌水量7L/h，富水性很弱古生界二叠系上、下统上石盒子组山西组砂岩裂隙含水组460.00主要位于主采煤层及粘土岩之间，除1煤层顶板砂岩较稳定外，其余均不稳定，砂岩以中、细粒为主，硅质胶结，少量为铁、钙质胶结，裂隙发育不均，主要在构造比较复杂地段。QS曲线呈对数型，水位恢复缓慢，表明以储存量为主，补给水源贫乏21.57529.5520.0002640.0180.0005470.1981.481.7727.027.5C1-K+-Na+石炭系上统太原组灰岩岩溶裂隙含水组120.00主要由灰岩、泥岩和砂岩相间组成，其中灰岩1113层，总厚55m左右。上部14层灰岩为1煤层底板直接充水含水层，岩溶裂隙发育不均。QS曲线呈对数型，水位恢复缓慢，表明具补给水源贫乏的储存量消耗型特征。24.89525.6530.009290.0970.06710.4361.761.9827.033.0C1-K+-Na+1.3.3 顶底板特征、瓦斯、煤尘与自燃、地温情况（一）主要可采煤层顶、底板岩石力学特征本井田主要可采煤层的顶板，除1煤层以砂岩为主外，其余均以泥岩、砂质泥岩为主，少量为砂岩；其中泥岩的抗压强度较低，砂质泥岩稍高，砂岩比较高。不同的岩性作为直接顶板的稳定性分类表明：泥岩属不稳定类，砂质泥岩属不稳定中等稳定类，砂岩属中等稳定稳定类（见表1-3-4）。底板多为泥岩和砂质泥岩。由此可见，本井田主要可采煤层除1煤层外，顶板岩石的工程地质条件均比较差，巷道支护和顶板管理较为困难。应加强对井下岩体工程地质研究，确保矿井建设与生产的安全。（二）瓦斯本井田自基岩界面向下垂深平均约210m为瓦斯风化带与瓦斯带的分界面。从据各主要可采煤层的瓦斯含量与煤层埋深之间的相关关系式计算的不同水平平均瓦斯含量来看，13-1和5煤层的瓦斯含量较大，11-2和8煤层较小。各主要可采煤层分水平平均瓦斯含量及瓦斯梯度情况见表1-3-5。（三）煤尘与自燃本井田各可采煤层的煤尘均具有爆炸性。煤的自燃倾向性为很易自燃不自燃。主要可采煤层中，11-2、8和5煤层很易自燃，1煤层易自燃，13-1煤层不易自燃。各煤层的自燃发火期为36个月。（四）地温本井田的恒温带深度为自地表向下30m，相应的温度为16.8。实测地温资料表明：本井田地温有随深度的增加而增高的趋势。其中井田南部地温梯度小于3/百米，属地温正常区；北部地温梯度多大于3/百米，为地温异常区。据各主要可采煤层的地温与其埋深建立的相关关系式计算，-762m水平最高温度为40.3,平均38.9,已进入二级高温区，见表1-3-6。主要可采煤层直接顶板稳定性分类表1-3-4煤 层实 测 值直 接 顶 板 分 类岩 性抗压强度（MPa）岩 性厚 度（m）稳定程度13-1泥岩16.029.3泥岩、砂质泥岩为主泥 岩 0.289.43不稳定砂质泥岩45.276.2砂质泥岩 0.537.17不稳定中等砂 岩 2.0中等稳定11-2泥岩8.8泥岩、砂质泥岩为主泥 岩 0.474.62不稳定粉砂岩96.7砂质泥岩 0.387.37不稳定中等石英砂岩101.0125.5砂 岩 4.0中等稳定（局部无直接顶板）8泥岩2.3泥岩、砂质泥岩为主泥 岩 0.576.67不稳定砂质泥岩49.5砂质泥岩 0.558.78不稳定中等细砂岩96.4砂 岩 4.0中等稳定（局部无直接顶板）石英砂岩149.1214.85泥岩13.244.3泥岩为主泥 岩 0.434.47不稳定中等砂质泥岩1.8砂质泥岩 0.7012.55不稳定1粉、细砂岩72.0石英砂岩为主粉、细砂岩 0.996.81中 等砂质泥岩 0.352.61不稳定石英砂岩 2.0724.47稳定坚硬（半数以上无直接顶板）注：因直接顶板的泥岩易碎，故样品不多，本表系据实测资料所作的综合分类，仅供参考。各主要可采煤层分水平平均瓦斯含量表表1-3-5 单位：m3/t 煤 层水平（m）13-111-2851-5001.541.130.150.640.13-6002.441.620.721.971.03-7003.342.111.293.301.93-8004.242.601.864.632.83-9005.143.092.435.963.73-10006.043.583.007.294.63梯度（m/m3/t）11120417575111各主要可采煤层不同水平地温预测表表1-3-6 单位： 煤 层水平（m）13-111-2851-50030.931.732.833.734.7-60033.534.135.035.936.8-70036.136.537.238.138.9-76237.938.138.639.640.3-80038.738.939.440.341.0-90041.341.341.642.543.1-100043.943.743.844.745.21.4 井田勘探类型及勘探程度评价刘庄井田精查地质勘探工作从1982年开始，历时5年，在面积约90km2的范围内，采用400500m的地震基本测网，共施工测线479.195km，计20363个物理点，平均每平方公里达226个；确定了800m的钻探工程基本线距，施工钻孔79个，包括其前的普查、找煤孔44个，全井田共施工钻孔123个，工程密度为1.37个孔/km2，并对79个钻孔全部进行测井，加上27个普查孔和15个找煤孔，实际测井121个。上述勘探工作，较好地控制了井田的构造形态，查明或基本查明了煤层和煤质特征，除17-1、7-2和6-1煤层对比基本可靠外，其余煤层对比可靠。查明了17-14煤层的充水含水层（组）的主要特征，对其它开采技术条件也作了不同程度的研究和评述。煤炭储量计算方法正确，参数选取得当，采用按构造控制程度和煤层稳定性进行单项分析、综合确定储量级别的原则是可行的，结果比较真实、可靠。为了进一步查明小构造的发育情况，并对已有构造予以验证，1998年又对前期开采块段（F22F31）进行高分辨率三维地震勘探工作，共完成地震测线48束，物理点7571个，有效控制面积约12.21km2。三维地震勘探成果表明，本井田F22F31之间的13-1煤层-800m底板等高线以浅的构造分布情况与精查地质报告中该范围内的构造分布情况基本一致；构造的发育程度为西部（F22F19之间）高于东部（F19F31之间），也与精查地质报告相吻合；小构造的分布同样表现出西多东少的特点。由此可见，本井田精查地质勘探阶段对较大构造的控制程度是比较高的，说明在资源勘探中采用地震先行、钻探验证和测井定厚的综合勘探方法是行之有效的，也是切实可行的。因此，本井田的精查地质报告与F22F31块段三维地震勘探报告均可作为矿井设计的依据。第2章 井田开拓2.1 矿井设计生产能力及服务年限2.1.1 矿井工作制度矿井设计年工作日为300d，每天3班作业，每班工作8h。每天净提升时间为16h。2.1.2 矿井设计生产能力本矿井设计为一矿一井一面生产。综采工作面实行2班采煤，1班检修；按采煤班每班割煤67刀，每刀进尺0.8m，日循环进尺为9.611.2m，循环率取0.9，年工作日按300天计算。 按年推进度计算综采工作面单产：A=LhlrC10-3式中：A综采工作面产量，kt/a；L综采工作面年推进度，m/a；h综采工作面采高，m；l综采工作面长度，m；r煤的容重，t/m3；C综采工作面回采率。综采工作面产量表 参 数 煤 层L(m/a)h(m)l(m)r(t/m3)CA(kt/a)8260028002.543001.390.8022952471 按采煤机割煤速度计算综采工作面单：A=TbhrVc(tu-t1)nC10-3 式中：A、h、r、C符号含义同前T设计年工作天数，天；b采煤机截深，m；Vc采煤机平均割煤速度，m/min；t每班工作时间，min/班；u综采机组开机率；t1每班采煤机换向等工序时间，min/班；n每天采煤班数，班/天。综采工作面产量表煤层T（天）b(m)h(m)r(t/m3)Vc(m/min)t(min/班)ut1(min/班)n (班/天)CA(kt/a)83000.82.541.398.04800.53020.8227853000.84.241.396.54800.53020.933475综合分析， 将刘庄矿井建设成为2.4Mt/a的大型矿井。2.1.3 矿井设计服务年限根据井田可采储量，矿井设计生产能力2.4 Mt/a。 得矿井服务年限为：=52.0 a故按2.4 Mt/a的生产能力，并考虑1.4的储量备用系数，矿井计算服务年限为52.0a。其中一水平计算服务年限为33.0a。2.2 井田境界及储量2.2.1 井田境界刘庄井田东以F5断层与谢桥矿井接壤，西以F25断层与口孜集勘探区毗邻；南自原地系统17-1煤层-1000m底板等高线的地面垂直投影线，北至1煤层隐伏露头。东西走向长6.728.65km，南北倾斜宽2.833.30km，面积约23.626km2。 井田拐点坐标表2-2-1点号纬距（X）经距（Y）点号纬距（X）经距（Y）13943301536348825394397153631589239434237363488263943106036315893394355913634420739431060363255043943971536344202.2.2 储量（一）储量计算范围、对象、方法及参数1计算范围：8、5煤层的井田范围2计算对象：主要可采煤层8、5煤层。3计算方法：采用地质块段法在煤层底板等高线图上按照钻探工程控制程度及计算水平的不同，划分不同的地质块段分别计算储量。4计算参数（1）煤层的最低可采厚度为0.70m；（2）原煤最高可采灰分产率为40%；（3）各煤层均采用全层平均容重；（4）因本井田的煤层倾角平均为15，故以煤层的真厚度和斜面积计算储量。（二）储量计算结果1.矿井地质储量经核算，全井田共获得矿井地质储量（A+B+C+D级）454.56Mt，2.矿井工业储量原地系统内有矿井工业储量（A+B+C级）391.27Mt，推覆体内两层主要可采煤层有矿井远景储量（D级）63.29Mt。原地系统内的F12F14之间有C级储量35.47Mt；而F14F5之间有A+B+C级储量355.80Mt，其中-762m以浅有A+B+C级储量187.06Mt,-762m-1000m有A+B+C级储量168.74Mt。储量结果详见表2-2-2和表2-2-3。矿 井 地 质 储 量 表2-2-2 单位：Mt煤 层原 地 系 统推覆体A+B+C+DF12F14F14F5F12F5F12F5CABCA+B+CA+B+CD86.8319.0538.2151.11108.37115.214.66129.86528.6456.4683.97107.00247.43276.0748.63324.70计35.4775.51122.18158.11355.80391.2763.29454.56F14F5块段煤层分水平、分级别矿井工业储量表2-2-3 单位：Mt煤 层水 平ABCA+B+C8风底防底5.995.99防底-76215.4222.5813.6951.69-762-9003.6315.6310.722998-900-100020.7120.71计19.0538.2151.11108.375风底防底6.306.30防底-76246.0956.4820.51123.08-762-90010.3727.4947.3085.16-900-100032.8932.89计56.4683.97107.00247.43合计风底防底12.2912.29防底-76261.5179.0634.20174.77-762-90014.0043.1258.02115.14-900-100053.6053.60计75.51122.18158.11355.803.矿井设计储量（1）永久性煤柱损失量a、防水（砂）煤柱储量为确保井下安全生产，根据本井田新生界底部含、隔水层的赋存特点，本次于各可采煤层的浅部暂留适当高度的防水（砂）煤柱，共有C级储量25.11Mt。实际开采中，可根据具体情况对其高度进行必要的调整。b、断层煤柱储量考虑到断层对开采可能造成的危害程度不同，本次暂按断层的最大落差大于等于100m、小于100m而大于等于50m和小于50m而大于等于20m，分别在断层两侧留设100m、50m和30m宽度作为断层煤柱，共有A+B+C级储量52.27Mt。实际开采中，还应根据各断层的具体情况，对煤柱的宽度进行必要的调整。（2）矿井设计储量从矿井工业储量中扣除永久性煤柱损失量后即为矿井设计储量，共有278.42Mt。4.矿井可采储量（1）永久煤柱损失经计算工业场地保护煤柱储量为22.07Mt，各采区风井场地保护煤柱储量为9.84Mt，上述各煤柱损失合计为31.91Mt。（2）非经济储量为提高矿井投资效益，本设计将虽然达到可采厚度，但由于地质条件等原因，造成技术上开采困难，经济上开采效益差的块段（如孤立块段或构造复杂块段等）的储量作为非经济储量。经计算，全矿井共有非经济储量28.36Mt。（3）经济储量矿井设计储量扣除永久煤柱损失及非经济储量后，全井田共获得经济储量218.15Mt。（4）矿井可采储量经济储量扣除采区开采损失43.63Mt以后，全矿井共获得可采储量174.52Mt，其中-762m以上为110.81Mt，-762m以下为63.71Mt。矿井工业储量、设计储量及可采储量计算结果见表2-2-4。矿井工业储量、设计储量、可采储量表表2-2-4 单位：Mt水平煤层工业储量A+B+C永久煤柱储量设计储量保护煤柱储量非经济储量经济储量开采损失可采储量防水煤柱断层煤柱计工业场地采区风井计-762m857.684.185.669.8447.840.350.353.9841.588.3933.195129.386.3310.016.33113.053.14.07.102.5103.4525.8377.62计187.0610.5115.6626.17160.893.14.357.456.48145.0334.22110.81-762-1000m850.694.1814.919.0831.618.152.3610.519.3721.103.7117.395118.0510.4222.1632.5885.4710.813.1313.9512.5152.025.746.32计168.7414.637.0651.66117.5318.975.4924.4621.8873.129.4163.71全矿井8108.378.3620.5628.9279.458.152.7110.8613.3562.6812.150.585247.4316.532.1648.91198.5213.917.1321.0515.01155.4731.53123.94计355.825.1152.7277.83278.4222.079.8431.9128.36218.1543.63174.52222.3 井田开拓一、井田主要特点（一）地形平坦，地面高程一般在+24+26m；（二）新生界松散层较厚，介于60550m之间，一般为400500m；（三）煤层埋藏深，一般为-500-1000m。二、开拓方式根据本井田表土层厚，煤层赋存深等特点，本设计推荐矿井采用立井、集中大巷、分区开拓、分区通风、集中出煤的开拓方式。三、分区划分鉴于本井田走向较长，井田内又有F19大断层所形成的地堑构造。为保证矿井具有较合理的通风及辅助运输线路长度，同时又便于矿井开拓布署，减少矿井初期井巷工程量，本设计以F19断层以及F31断层为界，由西向东将井田划分为三采区，一采区，二采区。矿井工业场地设于17线162孔东南约650m处，设主井、副井2个井筒；每一采区再设一个独立的采区回风井。2.3.1 工业场地及井口位置选择工业场地及井口位置选择主要依据以下原则：（一）有利于一水平开采；（二）井口位置尽量靠近勘探程度高、构造简单、储量比较丰富的完整块段，以利于首采区布置，并尽量减少初期井巷工程量；（三）井位应尽量布置在表土较薄处；（四）井口应尽量位于储量中心；（五）井位应尽量避开构造复杂地带，以便于车场及主要巷道施工和维护；（六）工业场地应尽量布置在开阔地带，同时还要尽量避免矿井铁路专用线及进场公路、供电线路受村庄影响。对矿井井口及工业场地位置选择主要提出方案：井位设于17线162孔东南约650m处。该方案井位处表土层厚度约240300m，井底水平标高-762m，井底车场位于18煤层顶板砂质泥岩中，原始地面标高为+26.0m。矿井工业场地内设主井、副井2个井筒。移交一采区，装备1个综采面，设一采区回风井。矿井投产时于17线121孔西南约300m设一采区回风井；生产后期于7线108孔东北约400m设二采区回风井；生产后期于17线174孔西约100m设三采区回风井。矿井前后期共设5个井筒。该方案达产时井巷工程量为26717.127m，工期为32.0个月，井巷工程投资为45412.02万元。综合分析，该方案距首采区近、移交工程量少、工期短、投资省。2.3.2 井筒数目、用途及回风井位置选择（一） 井筒数目及用途根据煤炭政策、市场等因素的变化，推荐矿井一次建成2.4Mt/a规模。针对工业场地内两个井筒提升量划分，设计重点考虑2个方案进行分析比较：方案：副井净直径为6.7m，装备1套1.5t矿车双层四车罐笼。主要担负人员、设备及矸石、材料等辅助提升任务，并作为开采时主要进风井。井筒内设梯子间，作为矿井安全出口之一。主井井筒净直径为8.0m，装备2套12t双箕斗，担负全矿井煤炭提升并进部分风。方案：副井净直径为6.7m，装备1套1.5t矿车双层四车罐笼。主要担负人员、设备及矸石、材料等辅助提升任务，并作为开采时主要进风井。井筒内设梯子间，作为矿井安全出口之一。主井井筒净直径为5.5m，装备1套12t双箕斗，担负全矿井煤炭提升并进部分风。两方案技术经济比较见表2-3-1。井井筒提升量划分方案比较表表2-3-1 方案比较项目方案方案工程量投资（万元）工程量投资（万元）井 筒D8.0/789m4667.56D5.5/789m3142.99井 塔1966.511994.76地面栈桥120m135煤仓上口联巷65m41.3490m57.28井下配煤巷30m25.0井下转载巷65m103.05120m190.25装载皮带机2台31.774台63.54合 计6810.235608.82方案具有以下优点：两套主提升设备布置在1个筒内，生产管理方便。该方案的主要缺点：主井直径大，井筒投资高。其总投资较方案多1201.41万元。方案主要优点是：投资较之方案少1201.41万元。该方案存在以下缺点是：提升量小；提升效率慢；回风能力小；较之方案年耗电量多35万元。综上所述虽然方案总投资较高，但方案有利于矿井安全生产，且耗电省，回风能力大，为矿井后期增产、稳产提供了保障；同时两套主提升设备布置在1个筒内，生产管理也比较方便。故推荐方案：即主井净直径为8.0m。在矿井每个采区设立独立的采