七台河新建二矿06Mta的新井治金行业管理设计.doc

I 88 摘 要 本设计为七台河新建二矿 0 6 Mt a 的新井设计 共有 3 层设计可采煤层 平均总厚度为 3 6m 煤的工业片牌号为褐煤 服务年限为 51a 划分二个水 平开采 本设计矿井采用双立井的开拓方式 分组集中大巷及采区石门的大巷布置 方式 共划分 4 采区 投产工作面 2 个 本设计采区为一采区 石门装车式 下部车场 采用分区式通风 高档普采采煤 年工作日为 330 天 采用 四 六 式工作制 工作面长为 150m 每刀进度为 0 6m 每日割六刀 提升设备为主井采用箕斗提升 副井采用罐笼提升 关键词 可采储量 采煤工艺 走向长壁 II 88 Abstract The task of this design is to construct a 60 million tons for dayan three Ming Administration This mine has three minable Coal Seam and its average thickness is 3 6 meters types of coal seam is coking coal It can adapt for 66years and is divided into two level This mine shaft is applied to double indined shaft development method Layout of gathing gallergand mining district eross heading This level is divided into 8 mining districts and 2 worked faces This worked fece is middle 2 worked face ords 330 days every year Adapt four six work situation work face is 150 meters length of circle is 0 6 meters and times is 6 one day key words Recoverable reserves The technology of coal mining Trend grows arm III 88 目 录 摘 要 I Abstract II 目 录 III 第 1 章 井田概况及地质特征 1 1 1 井田概况 1 1 1 1 井田位置及范围 1 1 1 2 交通位置 1 1 1 3 地形地势 2 1 1 4 气候 2 1 1 5 河流 2 1 1 6 工农业概况 3 1 2 地质特征 3 1 2 1 矿区范围内的地层情况 3 2 2 井田范围内和附近的主要地质构造 5 1 2 3 煤层赋存状况及可采煤层特征 5 1 2 4 岩石性质 厚度特征 5 1 2 5 井田内水文地质情况 5 1 2 6 沼气 煤尘及煤的自燃性 6 1 2 7 煤质牌号及用途 6 1 3 勘探程度及可靠性 6 第 2 章 井田境界 储量 服务年限 8 2 1 井田境界 8 2 1 1 井田周边情况 8 2 1 2 确定井田的依据 8 2 1 3 井田未来发展情况 8 2 2 井田储量 8 2 2 1 井田储量的计算 8 2 2 2 保安煤柱 9 2 2 3 储量计算方法 10 2 2 4 储量计算的评价 12 2 3 矿井工作制度 生产能力 服务年限 12 2 3 1 矿井工作制度 12 2 3 2 设计生产能力和服务年限 12 IV 88 2 3 3 矿井服务年限的确定 12 第 3 章 井田开拓 14 3 1 概述 14 3 2 矿井开拓方案的选择 14 3 2 1 井筒形式和井筒位置 14 3 2 2 井筒的位置 21 3 2 3 开采水平的数目及标高 23 3 2 4 开拓巷道的布置 24 3 3 选定开拓方案的系统描述 26 3 3 1 井硐形式和数目 26 3 3 2 井筒位置及坐标 26 3 3 3 水平数目及高度 27 3 3 4 石门 大巷数目及布置 27 3 3 5 井底车场的形式及选择 29 3 3 6 煤层群的联系 29 3 3 7 采区划分 29 3 4 井硐布置和施工 30 3 4 1 井硐穿过的岩层性质及井硐支护 30 3 4 2 井硐布置及装备 31 3 4 3 井筒延深意见 33 3 5 井底车场及硐室 33 3 5 1 井底车场形式的确定及论证 33 3 5 2 井底车场的布置 34 3 5 3 井底车场主要硐室 34 3 6 开采顺序 34 3 6 1 沿煤层走向的开采顺序 34 3 6 2 沿井田倾向的开采顺序 35 3 6 3 采区接续计划 35 第 4 章 采区巷道布置及采区生产系统 36 4 1 采区概述 36 4 1 1 采区布置的要求 36 4 1 2 设计采区的位置 边界 范围及采区煤柱 36 4 1 3 采区的地质和煤层情况 36 4 1 4 采区的生产能力 储量和服务年限 36 4 2 采区巷道布置 36 V 88 4 2 1 区段划分 36 4 2 2 采区上山布置 37 4 2 3 采区车场布置 37 4 2 4 煤仓形式 容量及支护 38 4 2 5 采区硐室简介 38 4 2 6 回采工作面的接续 39 4 3 采区准备 40 4 3 1 采区巷道的准备顺序 40 4 3 2 主要巷道的断面图 40 第 5 章 采煤方法 42 5 1 采煤方法的选择 42 5 2 回采工艺 42 5 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 42 5 2 2 设备选型 43 5 2 3 选择采煤工作面循环方式和劳动组织形式 43 第 6 章 井下运输与矿井提升 46 6 1 矿井井下运输 46 6 1 1 运输方式和运输系统的确定 46 6 1 2 矿车的选型及数量 46 6 1 3 采区运输设备的选择 47 6 2 矿井提升系统 48 6 2 1 提升方式 48 第 7 章 矿井通风与安全 49 7 1 矿井通风系统的确定 49 7 1 1 概述 49 7 2 风量计算与风量分配 50 7 2 1 矿井风量计算的规定 50 7 2 2 风量计算 51 7 2 3 风量分配 54 7 2 4 风量的调节方法与措施 56 7 2 5 风速的验算 56 7 3 矿井通风阻力计算 58 7 3 1 确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力 58 7 3 2 矿井等积孔计算 63 7 4 通风设备的选择 63 VI 88 7 4 1 主扇的选择计算 63 7 4 2 电动机的选择 64 7 5 矿井安全生产措施 64 7 5 1 预防瓦斯及煤尘爆炸 64 7 5 2 火灾与水患的预防 65 7 5 3 其他事故的预防 65 7 5 4 避灾路线及自救 66 第 8 章 技术经济指标 67 总 结 70 致 谢 71 参考文献 72 附录 1 73 附录 2 77 1 88 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 1 新建二矿位于七台河矿区西北部 行政区属七台河市新兴区 矿址东 北距七台河火车站约 2 5 公里 东南距七台河矿务局约 15 公里 地理座标 东 经 130 53 北纬 45 45 地面矿界 西以第 12 号勘探线西 400 米及 F 9 F 14 号断层为界与青 龙山区和东风矿相邻 东以七台河河床中心线及 F4 为界与新立矿和新兴矿相 邻 北部七台河河床以西 101 号煤层露头线为矿界 南部以 74 号煤层底板为 界与新兴矿相邻 井田范围 西以 12 号勘探线西 400 米及 F 9 F 14 号断层为界与青 龙山勘探区和东风矿相邻 东部以七台河河床煤柱中心为界 河床煤柱中心至 第 6 号勘探线以各煤层 80 米标高为界 6 号勘探线到 F 3 号断层 以 250 米 标高为界 F 3 到 F 11 号断层以 400 米标高为界与新立矿相邻 以下以 F 11 号断层为界与桃山矿相邻 北部七台河河床煤柱中心以西以 101 号煤层 露头线为界 南部以 74 层底板 800 米标高地面投影为界 井田东西走向长约 12 公里 南北倾向宽约 5 5 公里 面积 66 平方公里 1 1 2 交通位置 区内有矿区专用线经七台河站与牡佳线接轨 公路可通往依兰 佳木斯 鸡西 宝清 密山 哈尔滨等市级县及对苏口岸 铁路 公路 交通运输都很 方便 详见交通位置图 2 88 图 1 1 交通位置图 1 1 3 地形地势 矿区地形属漫岗及丘陵区 地势特点是西高东低 标高在 100 150 米之间 1 1 4 气候 矿区地处亚寒带 年均气温 3 年平均降雨量 500 毫米 风向多为西北 和西南 风力 3 4 级 1 1 5 河流 井田内有新 老两条七台河 均为季节性河流 新七台河河床宽约 20 米 平水期流量 0 5 1 5m3 秒 洪水期流量为 10 25m3 秒 老七台河平水期流量小 于 0 1m3 秒 洪水期流量 10 30m3 秒 井田北部有倭肯河 属常年河流 河宽 约 30 米 水深 1 2 米 平水期流量 10 30m3 秒 洪水期流量达 1000m3 秒以 上 河道蜿延曲折 属老年期河流 井田西部有条较大的季节性水沟 西大 沟 是汛期主要的防泛地点 3 88 1 1 6 工农业概况 本矿区范围内 地面无大型工厂 工业园区 仅有少数小型工厂 大部分 为农田 主要种植玉米 大都 小麦等作物 1 2 地质特征 1 2 1 矿区范围内的地层情况 本矿地层为中生上侏罗统鸡西城子河组下部 底层厚度约 800 米 含煤 24 层 总厚 25 米 含煤系数 19 表 1 区域底层见表 界系组段符号厚度 m岩性变化情况 新生界第四系 Q2 20 松散冲击物黄土层与不整合 接触于第三段 中生界上侏罗系 城子 河组 第三段 160 以中粗砂岩为主下部粗 上 部细 含煤 7 层全不可采 第二段 以细砂岩为主岩性往上渐粗 含煤 12 层 4 88 粗砂岩 细砂岩 粉砂岩 细砂岩 95层煤 粉砂岩 8 9 1 7 6 4 2 4 1 2 1 60 6 20 岩性描述岩石名称柱 状层厚m 煤层综合柱状图 灰白色 以石英长石为主 胶 结较差 分选不好 颗粒自中 间向两端过渡到中砂岩上层接 触 明显 深灰色 以沾土质为主 胶 结较好 分选层中夹少量植 物碳化碎屑且上接明显 黑色光亮 块状质硬而佳 灰色以石英为主 胶结好 分 选层中夹浅色粗砂岩内含中砂 岩植物分化碎屑且上接明显 深灰色以粘土质为主 胶结好 分选良好 内夹较多植物碎屑 和植物化石 中夹薄层粉砂岩 上接明显 深灰色 质细以石英为主 微含油 胶结好 分选差 中 夹植物碎屑 为煤层底板 1 1 10 1 3 97层煤 粉砂岩 98层煤 黑色块状光亮较强 深灰色 以石英为主 含化 石 黑色块状光泽强 9 6 粉砂岩 深灰色 以沾土质为主 胶 结较好 分选层中夹少量植 物碳化碎屑且上接明显 图 1 3 煤层综合柱状图 5 88 2 2 井田范围内和附近的主要地质构造 表 1 4 主要断裂构造表 断层面顺 序 名 称 性 质走向倾向 倾角 落差 m水平断距 m 1F2 正 SNNE 10 3012 3015 25 2F2 正 SNWN 78 8018 3520 30 3F2 正 SNWN 75 8015 4015 30 4F3 正 SNWN 85 9513 325 20 1 2 3 煤层赋存状况及可采煤层特征 表 1 5 可采煤层及顶底板岩性特征表 煤层厚度 m围岩 最小 最大序 号 煤 层 名 称 平均 层 间 距 m 倾 角 顶板底板 煤 的 牌 号 硬 度 f 视密 度 t m3 煤层 构造 及稳 定性 1 1 1 3 195 1 2 12 粉砂岩细砂岩 焦 煤 2 5 1 4 稳定 1 1 1 4 29 297 1 3 12 粉砂岩细砂岩 焦 煤 2 5 1 4 稳定 1 1 1 3 10 398 1 2 13 粉砂岩细砂岩 焦 煤 2 5 1 4 稳定 1 2 4 岩石性质 厚度特征 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 井田内水文地质情况 新建二矿地形大部分属漫岗 标高一般在 40 60 米 井田北部及中部为 6 88 河谷水文地质区 西部及南部为丘陵水文地质区 岩层的富水性主要决定于构 造裂隙的发育和补给条件 我矿深部煤层 100 101 层 露头正处在倭肯河河 床下 故补给来源丰富 部各煤层 除大气降水补给地表强风化裂隙带外 没 有其他来源 由于岩层裂隙发育程度随着埋藏深度增加而减弱 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 分带规律且有分层规律 1 2 6 沼气 煤尘及煤的自燃性 瓦斯绝对涌出量为 31 86m3 分 相对涌出量为 8 8m3 分 所以本矿为低瓦 斯矿井 各煤层煤尘爆炸指数在 6 9 之间 属于无爆炸危险地矿井 1 2 7 煤质牌号及用途 各煤层 多属低硫 低磷 中低灰分的焦煤和 1 3 焦煤 其中 1 3 焦煤占 62 3 发热量一般在 6500 7500 大卡 千克 1 3 勘探程度及可靠性 1956 年 108 勘探队在区内进行普查找矿工作 并于 1957 年末提出了西至 青龙山 东至龙湖 面积约 450 平方公里的概查 1958 年 204 勘探队在概查 报告基础 进行了七台河区 包括胜利深部 浅部 的普查勘探 当年提出了 中间资料 继而越过详查阶段 进行了精查 1959 年末提出精查报告 因勘 探深度不够又继续进行补充勘探报告并于 1960 年 5 月提出了精补报告 204 队 1964 年提交了胜利深部精查补充勘探报告和七台河勘探区地质最终报告 第二次精查补充 1958 年 1964 年 204 勘探队在本区共施工了 216 个孔 工程量 67282 82 米 1970 年局地测处勘探队在本区施工一个浅部补勘孔 进 尺 122 0 米 1978 年 1986 年局地测处勘探队对本区深部 400 米 800 米 进 行补充勘探 共施工了 28 个孔 进尺 21865 79 米 其中五个孔在 400 米以上 其可采煤层点 73 个 综合评级结果为甲级 39 个 乙级 18 个 丙级 16 个 甲 乙级层点率为 78 其中测井甲乙级层点率为 100 新建深部勘探地质报告 1988 年 10 月提交 于 1988 年 12 月经东煤公司批准 共获 B C 级储量 2622 20 万吨 表外储量 424 8 万吨 1991 年矿井地质报告 经东煤公司批准 共获得 A B 级储量 4615 5 万吨 C 级储量 6866 2 万吨 表外储量 3211 6 万吨 本井田内共布有 22 条勘探线 共施工了 245 个钻孔 总工程量 89270 61 米 7 88 平均每平方公里为 3 7 个钻孔 本次报告井田利用钻孔 234 个 外围利用 11 个 见附表 2 可采煤层点 987 个 其中甲级 642 个 乙级 204 个 丙级 141 个 甲乙级层率为 84 7 8 88 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 新建二矿与新立 新兴相连 与新立矿开采同一组煤层 以七台河河床中 心和 80 250 400 米标高为界分割 与新兴矿以 74 层底板为界 故本矿的 安全生产和邻矿安全生产互为影响 本矿的开采对新兴矿工业广场及井巷工程 有较大的影响 因此本次报告充分考虑这一因素 并留设永久煤柱 新建二矿井田内小窑开采历史较长 因历史原因 除早期开采的小煤窑资 料收集不全外 近十多年小煤窑资料齐全 现生产的矿务局系统的 3 对 市政 小井 15 对 小煤矿开采煤层大都是边缘三角煤或不计量 灰分超限的煤层 对本矿的 安全生产无影响 2 1 2 确定井田的依据 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 井田未来发展情况 新建二矿井田煤层赋存稳定 地质条件简单 煤炭资源储量丰富 有很好 的发展前景 有改扩建的潜力 2 2 井田储量 2 2 1 井田储量的计算 参加储量计算的煤层有 95 97 98 共三层煤 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 70m 灰分 40 暂不能利用储量厚度为 0 60 0 70m 灰分在 40 50 之 9 88 间 倾角在 25 45 能利用储量厚度选用 0 60m 暂不能利用储量选用 0 50 0 60m 2 2 2 保安煤柱 一 保护煤柱的留设方法 1 工业场地及主要井巷保护煤柱留设 1 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 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 2 不包括在工业场地范围内的立井 圈定其保护煤柱时 地面受保护 对象应包括轿车房 井口房或通风机房风道等 围护宽度为 20m 圈定立井 保护煤柱时 应根据井筒深度 岩性 用途 煤层赋存条件及地形特点等因素 按国家现行标准 建筑物 水体 铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程 的有关规定执行 3 斜井受保护对象应包括绞车房 井田 斜井井筒及井底车场 井口 围护宽度应为 10m 4 当斜井大巷 上 下山位于煤层中时 其保护煤柱宽度 可按本矿 区或与本矿区条件类似的矿区经验确定 或根据实测资料用分析法确定 斜井或巷道上方的煤层是否留设保护煤柱 应根据巷道距地表的垂深 巷 道所在的围岩性质 巷道与煤层的法线距离等因素确定 斜井或巷道下方煤层 应从巷道保护煤柱边界起 用岩层移动角圈定保护煤柱 2 断层带及井田径界煤柱的留设 断层带及井田境界煤柱可按照实习矿井所留设煤柱尺寸获取 20 50m 的 煤柱宽度来计算 并不是所有的地面建筑物 河流等均须留置保护煤柱 设计 时应结合实习井的具体情况和 三下 采煤理论进行分析 二 新建二矿井田边界煤柱留设及断层 井筒周边煤柱的留设 井田边界煤柱留设为 30m 断层带煤柱留设为 30m 井筒周边煤柱留设 为 15m 地面留设 50m 煤柱 10 88 2 2 3 储量计算方法 1 矿井储量 本矿井可采煤层有 3 层 主要可采煤层为 95 97 98 煤层 本矿井共 获得各类型保有储量总计为 5954 万 t 在保有储量中探明的内蕴经济资源量 331 2977 万 t 控制的内蕴经济资源量 332 416 78 万 t 推断的内 蕴经济资源量 333 2560 22 万 t 附表 2 1 1 矿井地质资源量汇总表 表 2 1 1 矿井地质资源量汇总表 单位 万 t 储 量 煤层 331 332 333 合 计 95 号 427 8359 86366 99854 68 97 号 425 5759 62366 93852 12 98 号 426 70 59 74366 96853 4 期开采地段 合计 1280 11179 221100 892560 22 95 号 565 6680 23486 491132 38 97 号 565 6079 15486 391131 14 98 号 565 63 79 19486 441131 26 期开采地段 合计 1696 89237 561459 333393 78 95 号 993 49140 09853 481987 06 97 号 991 17138 77853 321983 26 98 号 992 33138 93853 41984 66 总资源量 合计 2977416 782560 225954 2 矿井工业资源 储量 矿井工业资源 储量 矿井资源量 预测的资源量 334 边角煤 1 由于本矿井勘探程度较高 无预测的资源量 334 2 边角煤 本矿井开采比较完全 边角煤很少 忽略不计 经计算矿 井工业资源储量为 5954 万吨 3 矿井设计资源 储量 根据矿井煤层赋存特点 矿井设计资源 储量按下式计算 矿井设计资源 储量 工业资源 储量 井田边界煤柱 断层煤柱 露头煤柱 1 井田边界煤柱 井田边界留设 30m 保护煤柱 经计算井田边界保 11 88 护煤柱量为 221 9 万 t 2 断层煤柱 断层两侧留 60m 煤柱 经计算断层煤柱量为 96 8 万 t 经计算矿井设计资源 储量为 5478 57 万 t 附表 2 1 2 矿井设计资源 储量 计算表 表 2 1 2 矿井设计储量汇总表 单位 Mt 永久煤柱 煤层矿井工业储量 井田境界断层 设计资源 储量 951987 0675 133 21878 76 971983 2673 931 21878 16 981984 6674 532 31880 86 合计 5954221 996 85635 3 4 矿井可采储量 矿井可采储量 设计资源 储量 工业广场保护煤柱 333 折减量 开采 损失 1 工广保护煤柱 由于井田主要含煤地层为侏罗系 故岩石移动角表 土移动角 45 基岩段上山移动角 75 下山移动角 60 走向移动角 75 计算 考虑 20m 的维护带 工广保护煤柱压煤量为 267 3 万 t 2 333 折减量 333 级资源 储量 边角煤 333 边界煤柱 333 断层煤 柱 333 工广 井筒煤柱 20 118 77 万 t 3 开采损失 按规范规定 煤厚大于 3 5m 取 25 1 3 3 5m 为 20 小于 1 3m 取 15 按上述方法计算 矿井可采储量为 4303 万 t 详见表 2 1 3 表 2 1 3 矿井可采储量计算表 单位 Mt 煤柱损失煤层 编号 煤厚 m 设计储量 工业场地 333 折减量 20 开采损失 15 可采储量 951 21878 7647 1170 69218 971442 971 11878 16107 1170 66173 41427 981 31880 86113 1170 68163 081434 合计 5635 3267 3512 05534303 12 88 2 2 4 储量计算的评价 新建二矿矿井设计的各类储量计算严格按照有关规定执行 由于技术水平 所限 储量的计算设计所得到的各种储量与实际可能有一定误差 2 3 矿井工作制度 生产能力 服务年限 2 3 1 矿井工作制度 依据各规程有关规定 结合振兴矿的实际情况 拟制定工作制度如下 设 计年工作日 330 天 日提升 18 小时 采用 四六 作业制 三班生产 一班 准备 2 3 2 设计生产能力和服务年限 一 根据 设计规范 矿井的设计生产能力应为 大型矿井 120 150 180 240 300 400 及以上 万 t a 中型矿井 45 60 90 万 t a 小型矿井 9 15 21 30 万 t a 除上述井型以外 不应出现介于两种设计生产能力的中间井型 二 矿井设计生产能力方案比较 新建二矿矿井已查明的工业储量 59 54Mt 估算本井田内工业广场煤柱 境界煤柱等永久煤柱损失量占工业储量的 10 各可采层均为薄煤层 按矿 井设计规范要求确定本矿的采区采出率为 80 由此计算确定本井田的可采 储量为 53 89Mt 根据地质报告的资料描述 煤层储量丰富 煤层生产能力大以及煤层赋存 深等因素 初步决定采用中型矿井设计 并初步确定三个方案 即矿井生产能 力为 0 6Mt a 0 9Mt a 和 1 20Mt a 三个方案 2 3 3 矿井服务年限的确定 矿井服务年限的计算公式如下 T Z A K 式中 Z 矿井设计可采储量 Mt A 生产能力 Mt a 13 88 K 矿井储量备用系数 K 3 1 5 根据本设计矿井实际情况 K 值取 1 4 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 6 Mt a T Z A K 51a 方案 B 0 9Mt a T Z A K 44a 方案 C 1 2Mt a T Z A K 33a 参照 煤矿工业矿井设计规范 规定 方案 A 较合理 即 矿井生产能 力 A 0 6Mt a 矿井服务年限 T 51a 14 88 第 3 章 井田开拓 3 1 概述 根据精查报告外界对本矿井影响很小 新建二矿建设应严格按照基本建设 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 确定井田开拓方式的原则 1 为多出煤 早出煤 投资少 成本低 效率高创造条件 2 简化生产系统 合理集中开拓布置 3 减少煤炭不必要损失 4 要建立完善的通风系统 减少巷道维护量 5 加快建井工期安全生产 3 2 矿井开拓方案的选择 3 2 1 井筒形式和井筒位置 1 井筒形式的确定 根据大雁煤矿的煤层的赋存情况 平硐开拓方式不合理 应直接否定 现 依据大雁煤矿的地形 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 方案一 双立井两个水平开拓 方案二 双斜井两个水平开拓 方案三 双立井加暗斜井开拓 15 88 以上三种井筒开拓方案技术比较如下 95 97 98 图 3 1 方案 1 95 97 98 图 3 2 方案 2 97 98 图 3 3 方案 3 1 技术比较 16 88 方案一 双立井开拓 优点 1 适应性强 技术成熟可靠 2 井筒短 提升速度快 提升能力大 3 通风断面大 风阻小 满足大风量要求 4 便于井筒延伸 5 有利于开采深部赋存煤层 缺点 1 初期投资大 建井期限稍长 2 需要大型的提升设备 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 双斜井井开拓 优点 1 井筒掘进技术和施工设备比较简单 2 掘进速度快 地面工业建筑 井筒装备 井底车场及硐室投资少 3 提升设备简单 4 改扩建比较简单 缺点 1 井筒太长 2 围岩不稳固时井筒维护费用高 3 采用绞车提升时提升速度低 能力小 钢丝绳磨擦严重 动力消耗大 提升费用高 4 斜井井筒断面小 风阻过大 通风风路很长 方案三 立井加暗斜井开拓 优点 1 掘进速度快 2 可满足最大风量的通风要求 3 有助于辅助运输 缺点 1 井口相距较远 不利于工业广场的布置 2 地面工业建筑分散 生产调度及联系不方便 3 地面工业建筑占地多 增加了煤柱损失 17 88 依据开拓方案技术比较 方案二第一水平斜长过长 方案不合理 初步选 定两种较合理开拓方案 方案一 双立井开拓方式 方案三 双立井加暗斜井开拓方式 2 经济比较 方案 1 和方案 3 的区别仅在于第二水平用暗斜井还是直接延伸立井 两方 案的生产系统较简单可靠 两方案对比 第一方案多开立井井筒 2 300 阶段石门 1450m 和立井井底车场 并相应增加了井筒和石门的 运输 提 升 排水费用 而第 3 方案则多开暗斜井井筒 倾角 12 度 2 1050m 和暗 斜井上 下部车场 并相应的增加了斜井的提升和排水费用 粗略的估算 工 作的环节少 人员上下较方便 在方案 3 中未计入暗斜井上 下部车场的石门 运输费用 以及方案 1 在通风方面优于方案 3 所以决定采用方案 1 表 3 4 井筒开拓方案比较表 方案一方案三方案 项目工程量 m 单价 元 m 费用 万元 工程量 m 单价 元 m 费用 万元 主井井筒 6608387 2553 5629345240 01537 42 副井井筒 6458387 2540 9729345240 01537 42 井底车场 1000360036010003600360 初 期 运输大巷 20003592 5718 520003592 5718 5 小计 万元 2173 034153 34 表 3 5 建井工程量 项目方案一方案二 立井井筒 640 202934 副井井筒 640 52934 井底车场 10001000 主石门 190190 初 期 运输大巷 20002000 表 3 6 生产经营工程量 18 88 项目方案一项目方案三 运输提升 万 t km工程量运输提升 万 t km工程量 采区上山运输采区上山运输 一水平 一区段 1 2 53 6 0 15 57 24 一水平 一区段 1 2 53 6 0 15 57 24 二区段 1 2 53 5 0 15 47 70 二区段 1 2 53 5 0 15 47 70 三区段 1 2 53 4 0 15 38 16 三区段 1 2 53 4 0 15 38 16 四区段 1 2 53 3 0 15 28 62 四区段 1 2 53 3 0 15 28 62 五区段 1 2 53 2 0 15 19 08 五区段 1 2 53 2 0 15 19 08 六区段 1 2 53 1 0 15 9 54 六区段 1 2 53 1 0 15 9 54 二水平 一区段 1 2 69 6 0 19 94 39 二水平 一区段 1 2 69 6 0 19 94 39 二区段 1 2 69 5 0 19 78 66 二区段 1 2 69 5 0 19 78 66 三区段 1 2 69 4 0 19 62 93 三区段 1 2 69 4 0 19 62 93 四区段 1 2 69 3 0 19 47 19 四区段 1 2 69 3 0 19 47 19 五区段 1 2 69 2 0 19 31 46 五区段 1 2 69 2 0 19 31 46 六区段 1 2 69 1 0 19 15 73 六区段 1 2 69 1 0 19 15 73 续表 19 88 大巷及运输石门大巷及运输石门 一水平 1 2 2035 0 5 2 1269 84 1 2 2035 0 5 2 1269 84 二水平 1 2 2402 0 6 5 1873 56 立井提升斜井提升 一水平 1 2 2035 0 3 4 830 28 一水平 1 2 2035 1 2 34 3013 43 二水平 1 2 2402 0 6 5 1873 56 二水平 1 2 2402 2 3 87 6880 28 维护采区上山维护采区上山 1 2 2 6 925 0 000755 10 06 1 2 2 6 115 3 0 000886 14 71 1 2 2 6 925 0 000755 10 06 1 2 2 6 115 3 0 000886 14 71 排水 一水平 150 24 365 0 00235 2673 99 二水平 150 24 365 0 002402 3156 23 表 3 7 生产经营费 20 88 方案一 方案三 项 目 工程量单价 费用 万工程量 单价费用 万 运输提升 采区上山 一水平 157 242 441139 7257 242 441139 72 247 702 725129 9847 702 725129 98 338 163 401129 7838 163 401129 78 428 623 31494 8528 623 31494 85 519 083 62869 2219 083 62869 22 69 543 94237 619 543 94237 61 二水平 194 392 742258 8294 392 742258 82 278 663 064241 0178 663 064241 01 362 933 327209 3762 933 327209 37 447 193 636171 5847 193 636171 58 531 463 931123 6731 463 931123 67 615 734 23366 5815 734 23366 58 小 计 1670 191670 19 大巷石门 一水平 1269 841 5681991 111269 841 5681991 11 二水平 1873 561 5242855 31 小 计 4846 42 1991 11 立 井 一水平 830 288 6207157 013013 434 91014795 41 二水平 1844 78 13515006 96880 284 45630658 53 续表 21 88 运输费 28680 549115 24 维护采区 上山费 10 06 14 71 1403467 80 10 06 14 71 1403467 80 排水费 一水平 二水平 2673 99 3156 23 0 4516 0 2928 1207 55 924 14 2673 99 3156 23 0 4516 0 2928 1207 55 924 14 小 计 合 计 2131 69 34280 07 2131 69 54714 73 3 8 费用总汇表 方案一方案三 方案 项目费用 万元百分率费用 万元百分率 初期建井费 2241 291004221 60188 35 生产经营费 34280 0710054714 73159 61 总费用 36521 3610058936 33161 37 从上表可看出 方案 1 的总费用低于方案 3 另外 从开采水平来看 方案 1 仅需延伸一次立井 对生产影响少于方案 3 因方案 3 需延伸 2 次 因此 确定方案 1 为最优方案 3 2 2 井筒的位置 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 22 88 业等的布局相协调 使之有利生产 方便生活 在本设计井田中 提出三种井筒位置方案 方案一 井筒位于井田浅部图 3 9 方案二 井筒位于井田中部图 3 10 方案三 井筒位于井田深部图 3 11 95 97 98 图 3 9 方案 1 95 97 98 图 3 10 方案 2 95 97 98 图 3 11 方案 3 经过简单的技术比较后认为 23 88 井筒位于井田浅部 煤柱尺寸最小 压煤最少 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 但石门长度较长 且沿石门的运 输工程量大 本井田煤层均为缓倾斜中厚煤层 井田走向长度不大 但倾斜长度较大 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 由此可初步确定本设计井田的井筒位置选择方案一 主井 X 5073438 Y 44412540 副井 X 5073051 Y 44412576 3 2 3 开采水平的数目及标高 根据各方面原因及本井田的实际情况 现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 400m 阶段垂高 540m 储 量 0 43 Mt 服务年限 51 年 方案二 二水平上山开采 水平标高 100m 400m 阶段垂高 240m 300m 一水平储量 0 21Mt 二水平储量 0 22Mt 一水平服务年限 22 二水平服务年限 29 参照上述二种方案的各项数据 各方案评价如下 方案一 由于下山开采通风困难 技术上不可行 固该方案不可用 方案二 该方案的一水平服务年限及垂高均符合规定 根据本井田的实际 情况 本方案技术上可行 3 2 4 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 24 88 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 1 分煤层大巷适用条件 1 煤层数不多 层间距大 石门长 2 井田走向长度短 服务年限不长 3 井底车场或平硐在煤层顶板 4 煤质牌号不同 要求分采 分运 5 产量 风量均大 需要疏解 6 各煤层底板 均有坚硬岩层 2 分组集中大巷适用条件 1 煤层数多 层间距大小悬殊 2 按煤层的特点根据运输 通风要求组合 经济上有利 3 多水平生产 容易解决运输 通风的干扰 3 集中运输大巷适用条件 1 适于煤层层数多 层间距不大的矿井 2 井田走向长度大 服务年限长 3 下部煤层底板有坚硬岩层 容易维护 4 煤质牌号相同 要求分采分运 5 自然发火严重 便于分区 分段处理事故 6 采区尺寸大 石门长度短 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 图 3 12 图 3 13 25 88 图 3 12 方案一 分组集中大巷布置 图 3 13 方案二 集中大巷布置 两种技术方案的优缺点详见表 3 14 所示 26 88 表 3 14 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 总的巷道工程量较少 2 生产比较集中 3 采区巷道分组联合布置 4 大巷容易维护 运输条件好 1 大巷工程量少 2 生产区域比较集中 运输条件好 3 采区巷道集中联合布置 开采程 序比较灵活 开采强度大 4 大巷维护容易 缺 点 1 石门长度较长 2 掘进工程量大 1 总的石门长度大 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 间距大小不同 2 采区巷道为分组联合布置 煤层 分组间距大 3 井底车场在煤层群上部或中间时 初期工程少 工期大 1 煤层间距小 2 井田走向长度大 服务年限长 3 下部煤层底版有坚硬有岩层 采 区尺寸大 石门长度短 依据本井田的地质条件及煤层赋存状况 本井田共有可采煤层 3 层 即 95 97 98 层煤间距较小平均间距 20m 针对上述情况 方案二集中大巷布置 将三层煤分为一组集中布置 经济 上较为合理 方案一采区大巷长度很大 工程量增加 费用高 经济上不合理 故而采用方案二 3 3 选定开拓方案的系统描述 3 3 1 井硐形式和数目 本设计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 井筒位置及坐标 选择井筒位置的条件 工业场地占地面积 煤的运输方向 生产建设与住 宅位置 按运输量确定井筒位置 勘探程度和初期工程量 根据本井田的实际情况 该设矿井井筒位置详见开拓示意图 其井筒井口 27 88 坐标为 主井 X 5073438 Y 44412540 副井 X 5073051 Y 44412576 3 3 3 水平数目及高度 本井田采用二水平开拓 拟定第一水平标高为 100 实行上山开采 第二水平 拟定标高为 400 上山开采 3 3 4 石门 大巷数目及布置 1 大巷数目 一条运输大巷 一条回风大巷 2 大巷布置 大巷布置形式主要有煤层大巷 岩石大巷两种 1 煤层大巷 当煤层顶底板较稳定 煤层较坚硬 易维护 煤层起伏和断层 褶皱小时 可保证巷道较为平直 保证运输设备运行 没有瓦斯与煤的突出 无严重自燃 发火等情况下 应优先考虑采用煤层大巷 对于新建矿井 在煤层中布置巷道 在建设期间 还有早出煤 早投产 节省投资以及探明地质情况的优点 下列情况宜布置煤层大巷 单独开拓的薄煤层或中厚煤层 煤层群中相距较远的单个薄煤层或中厚煤层 走向不大 资源 储量有限 服务年限短的 煤层群 组 下部的薄及中厚煤层中开集中大巷的 煤质坚硬 围岩稳定 维护简单 费用不高的煤层 煤系底部有强含水层或富含水的岩溶时 不宜布置底板大巷的 煤层坚硬而顶板松软或膨胀 难以维护的 2 岩石大巷 优点很多 如维护条件好 费用低 大巷方向 坡度可根据运输等功能要 求选定 而较少受地质构造的影响 可不留或少留护巷煤柱 煤的损失少 安 全条件好 受煤和瓦斯突出以及自燃发火影响较小 缺点主要为岩石工程量大 掘进速度慢 投资费用高 建设工期长 在具体条件下是采用岩石大巷还是煤 层大巷需要做全面细致的方案比较才能合理的确定 本设计井田对大巷布置提出两种方案 方案一 煤层大巷布置 28 88 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 煤层大巷的巷道维护困难 维护费用高 岩层大巷掘进费用高 速度慢 工程量大 但维护费用低 综上所述 在本设计井田中 应布置岩石集中大巷 本设计矿井中 大巷和石门服务年限较长 运输能力要求不大 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 见图 3 15 图 3 15 大巷与石门断面 表 3 15 大巷与石门断面 巷道支护断面积设计尺寸净周长喷厚 29 88 形状方式净掘顶高底宽 m mm 半圆形锚喷 12 9914 601950410012 63150 3 3 5 井底车场的形式及选择 按照矿车在井底车场内运行特点 井底车场可分为 环行式和折返式两大 类型 井底车场型式选择的因素如下 1 保证矿井生产能力 有足够的富裕系数 有增产的可能性 2 调车简单 管理方便 弯道及交叉点少 3 井巷工程量小 建设投资省 便于维护 生产成本低 4 施工方便 缩短建设时间 5 当大巷或石门与井筒距离较大时 能够布置下存车线和调车线 可选择 卧式井底车场见表 3 16 表 3 16 折返式式井底车场的基本类型 类型结构特点适用条件 折返式 1 存车线与主要运输线平行 2 主 副井距主要运输大巷较近 适于 60 90 万吨 年的矿井 根据本设计矿井井筒形式及大巷 石门的布置 该设矿井采用卧式环行井 底车场 大巷运煤主要是 3 吨底卸式矿车 辅助运输是 1 5 吨固定式矿车 轨 距是 600mm 3 3 6 煤层群的联系 本矿井共有三层煤 即 95 97 98 煤层 参见可采煤层特征表及巷道 开拓方案示意图 三层煤层间距较小 因此可以采用联合开采 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 1 采区宜双面布置 当受一些地质条件限制时 也可单面布置 2 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 3 要考虑采区接续关系 便其适应各翼储量及产量分配 4 采区划分既要有意识地缩短大巷 30 88 5 条件好的煤层 走向长度可适当加大 6 开采多煤层的井田 应尽量联合布置采区