成庄煤矿1.8Mta新井设计课程设计【含CAD图纸+文档】
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煤矿
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采矿学课程设计姓 名： 学 号： 学 院： 矿业工程学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 成庄煤矿1.8 Mt/a新井设计 指导教师： 职 称： 20xx年7月 徐州目录1矿区概况及井田地质特征11.1矿区概况11.1.1 矿区位置与交通11.1.2地形地貌11.1.3水文地质11.1.4气象、地温及地震11.1.5矿区经济概况11.1.6矿井水、电源情况：21.2井田地质特征21.2.1地层21.2.2地质构造41.2.3 井田水文地质61.3煤层及煤质91.3.1煤层赋存条件91.3.2 煤质91.3.3 煤层瓦斯含量102井田境界及资源/储量122.2井田境界122.2.1井田境界122.2.2开采界限122.2.3井田尺寸122.2矿井工业储量132.2.1储量计算基础132.2.2 工业储量计算142.3矿井可采储量162.3.1安全煤柱留设原则163矿井工作制度、设计生产能力及服务年限183.1矿井工作制度183.2设计生产能力及服务年限183.2.1 设计依据183.2.2矿井设计生产能力183.2.3 矿井服务年限183.3井型校核193.3.1 煤层开采能力193.3.2辅助生产环节的能力校核193.3.3通风安全条件校核193.3.4储量条件校核194井田开拓204.1井田开拓的基本问题204.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标204.1.2工业场地的位置214.1.3开采水平的确定及采盘区划分224.1.4主要开拓巷道224.1.5 方案比较22致 谢1311矿区概况及井田地质特征1.1矿区概况1.1.1 矿区位置与交通成庄煤矿，位于沁水煤田南翼，晋城市西北20km处，跨泽州和沁水两县。工业广场位于泽州县下村镇史村,地理坐标为北纬353411353950,东经11236 061124349。成庄井田北至大阳井田南界，南至寺河井田北界，东以煤层露头及小窑为界，西与潘 庄井田为邻，东西长约9.5km，南北宽约3.45km，面积32.75km2。太（原）焦（作）铁路由井田东10余km处通过，侯（马）月（山）铁路从西南 约7km处通过。矿井有铁路专用线经古书院矿与太焦铁路接轨，距古书院矿18km。207国道（太原洛阳）在成庄矿东侧约20多km处通过，晋（城）长（治）、晋（城） 阳（城）、晋（城）焦（作）、长（治）邯（郸）、太（原）长（治）高速公路已建 成通车。交通极为便利（图1-1）。1.1.2地形地貌本井田地形为低山丘陵区，沟谷发育。中部高，东、西部低，最高点标高为 1146.5m ,最低标高为 691.3m，相对高差455.2m。东部长河西岸有黄土覆盖、西部沁河东岸也有黄土覆盖，中部山区森林发育。井田内村庄位于黄土冲沟两侧或山顶低洼处有黄土覆盖的地方。河谷两侧为侵蚀堆积地形，形成河漫滩及以上的三级阶地。1.1.3水文地质水系属黄河流域沁河水系。井田内主要河流为长河，为沁河支流，由东北向西南从井 田东缘流过。史村河、河底河等为长河支流，由西北向东南注入长河，为季节性水流。另外，井田东侧的长河河谷内建有南庄水库，井田内的史村河，河底河的上游分别建 有刘村、常坡两座水库。1.1.4气象、地温及地震晋城市属暖温带大陆性气候。四季分明，温暖宜人，日照充足,无霜期长。据晋城市气象站资料,年平均气温11,极端最低气温-22.8（1956年1月21日），极端最高气温38.6（1967年6月4日）。雨季为7、8、9三个月，平均年降水量622.7mm，最小295.9mm（1965年），最大1010.4mm（1956年）。平均年蒸发量1783mm。 根据中国地震烈度区划图（1990）划分：本井田属地震烈度区度区；根据中国地震参数区划图（GB18306-2001），本区所属地震动峰值加速度分区为0.05g。1.1.5矿区经济概况本地区土质比较肥沃，主要农作物有玉米、谷子、小麦和高粱，由于农田水利基本建设发展较快，亩产水平逐年提高。工业主要有冶炼、化肥、水泥、发电、农机副产品加工以及手工业。本地区经济发达，工农业基础好，对能源需求大，很有必要建设大中型矿井 来满足本地区的需要。1-1成庄矿交通位置图1.1.6矿井水、电源情况：本矿目前生活及生产用水主要来自奥陶系岩溶地下水，地表潜水井基本上全部报废。已施工奥陶系岩溶水源井9口，水平标高在454.70m与516.10m之间，单井供水量为22002800m3/d,水质优良，基本能满足矿区内居民生活及工业用水。 电源：矿井电源来自集团供电公司110KV站。1.2井田地质特征1.2.1地层本井田由东向西、岩层从老到新。现分述如下：（一）、奥陶系中统下马家沟组（O2x）以中厚层状石灰岩为主，下部夹泥质灰岩和含石膏的泥质角砾状灰岩，中下部岩溶发 育，呈蜂窝状小溶洞相互连通，一般可见 13 层，洞内可见黄褐色沉淀物。本组岩溶发 育，含水丰富，是矿区水源的重要取水层段。本组厚度约为178.32m。（二）、奥陶系中统上马家沟组（O2s） 以浅灰深灰色致密性脆的厚层状石灰岩为主，次为泥质灰岩，具方解石细脉。本组厚 177.04m254.13m，平均 207.96m，富水性弱于下马家沟组。（三）、奥陶系中统峰峰组（O2f） 以深灰色坚硬致密的厚层状石灰岩及角砾状灰岩为主，砾石成分较复杂。在个别钻孔中见到顶部具薄层状黄铁矿，为本溪组沉积物。本组厚42.79m86.13m，平均68.38m。（四）、石炭系中统本溪组（C2b） 平行不整合于峰峰组灰岩侵蚀面之上，因受剥蚀面控制，厚度由0m9.76m。平均7.86m。以灰白色铝土质泥岩为主，夹薄层砂质泥岩及细粒砂岩，局部夹薄层灰岩，为一 套以泥岩为主的泻湖海滩相沉积。底部为山西式铁矿。在井田东部边界外，有零星出露。（五）、石炭系上统太原组（C3t）为井田主要含煤地层之一。K1石英砂岩（相当于晋祠砂岩）底界或相当层位至K7砂 岩底。与下伏本溪组成整合接触。由灰色中、细粒砂岩、灰黑色粉砂岩、泥岩、砂质泥岩、石灰岩、煤层组成。属海陆交互相沉积。自下而上K2、K3、K5三层石灰岩普遍发育，层 位稳定。含煤10层，一般68层，可采2层（9、15号煤层）。本组厚77.52m112.07m，平均91.98m。在井田东部边界附近有零星出露。（六）、二叠系下统山西组（P1s）为井田主要含煤地层之一。K7砂岩底或相当层位的粉砂岩至K8砂岩底，与下伏太原 组呈整合接触。由灰白灰色中、细粒砂岩、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，为滨岸过渡相沉积，含煤13层，其中3号煤层为主要可采煤层。本组厚39.45m73.08m， 平均49.83m。在成庄、段都、坪头一带有零星出露。（七）、二叠系下统下石盒子组（P1x）K8砂岩底至 K10砂岩底，与下伏山西组呈整合接触。由灰色、灰绿色砂岩、砂质泥岩、 泥岩组成，局部夹 12层煤线及铁锰质结核。属淡水浅湖滨湖相沉积。顶部为含铝质泥岩，富含鲕粒，俗称“桃花泥岩”，层位稳定，分布广泛，是良好的标志层。8K8砂岩 为灰、深灰色细中粒长石石英杂砂岩。本组厚 62.70m121.51m 平均 93.00m。（八）、二叠系上统上石盒子组（P2s）以 K10砂岩底界与下石盒子组分界，属陆相沉积，全组厚 547.60m600.49m，一般 567.78m，按岩性组合可分为三段：下段（P2s1）：岩性主要由杏黄、黄绿、灰绿、紫红色细粒砂岩、砂质泥岩、泥岩组成。 底部为中粗粒长石石英杂砂岩（K10），泥质胶结，具交错层理。与下伏下石盒子组呈整合接触。本段厚287.60m310.49m，平 297.78m。中段（P2s2）：岩性主要由杏黄、黄绿、灰绿色粗、中、细粒砂岩，灰绿色、紫红色粉 砂岩、泥岩组成，夹数层中厚层状粗粒长石石英杂砂岩。中部夹厚0m0.50m的锰铁矿层。本段厚200m230m，平均210m。上段（P2s3）：岩性主要由黄绿色、灰绿色、细粒砂岩，灰绿色、暗紫色粉砂岩及泥岩 组成。为本区出露的最新岩层，全层出露不全，仅在大尖山、二尖山、方山、李街村一带有零星出露，因受剥蚀，所见厚度60.00m左右。（九）、第四系(Q) 沿长河各沟谷，两侧山坡及山梁均有大面积分布，角度不整合于不同岩层之上。中更新统（Q2）：下部为浅红色至暗红色砂质粘土，夹铁锰质薄层，半胶结至不胶结， 中部为灰黄色砂砾层，上部为红色砂质粘土，含钙质结核。厚0m23.00m，平均16.00m。与下伏地层呈角度不整合接触。上更新统（Q3）：灰黄色亚砂土中夹钙质结核，垂直节理发育，孔隙度大，底部有灰黄色未经胶结的砂砾层。厚 0m8.90m，平均厚 5.00m。与下伏地层呈 角度不整合接触。全新统（Q4）：为近代河床相堆积，以砂质土，砂砾层为主，厚 0m14.00m，一般为 10m。本井田含煤地层沉积类型和特征与晋东南其它地区大致相同，主要煤层及标志层可以 对比。因此，仍沿用晋东南地区标志层对含煤地层进行划分，其对比程度可靠。本报告仍沿用传统的岩石地层单位划分和对比地层，将太原组与本溪组之界置于晋祠砂岩（K1）及其相当层位之底；山西组与太原组之界置于 K6 灰岩之上的 K7 砂岩（相当于 太原西山的北岔沟砂岩）底或与其相当层位；下石盒子组与山西组之界置于 K8 砂岩（相当 于太原西山的骆驼脖子砂岩）底或与其相当层位；上石盒子组与下石盒子组之界置于“桃 花泥岩”及其相当层位之上的 K10 砂岩之底。由于本井田太原组 3 层石灰岩（K2、K3、K5） 普遍发育，层位稳定，因此说原报告对太原组地层的对比是可靠的。在二叠系地层中，自下到上有 7 层发育较好的砂岩和一层桃花泥岩，可作为划分二叠系地层的标志层。由于这 8层标志层发育比较明显，易于鉴别，因此，原报告对二叠系地 层的对比也是可靠的。1.2.2地质构造褶曲：受区域构造的影响，区内褶曲多为幅度不大两翼平缓，开阔的背向斜及较小的 短轴背向斜构造成庄北背斜：位于井田中部，由成庄北向西北延展。一直穿过井田西部边界。地表大 部分被黄土掩盖，据3号煤层底板等高线图显示，背斜轴向280，延伸长度超过8000m左 右,波幅35m左右。北翼地层倾角5,南翼地层倾角7左右,局部12,为向西倾伏的背斜 构造。井下北翼+610辅助运输大巷和北翼总回风大巷,均横穿背斜轴部。据北翼+610辅助 运输大巷揭露,在此处该背斜为一倾伏背斜,轴部伴有许多小型褶曲及小型正断层,轴部 地层起伏不平,轴向330，倾角36。据北翼总回风巷大巷揭露，该背斜在此处为倾 伏背斜，轴向280，南翼地层倾角12,北翼地层倾角36，轴部伴有小型断层和陷落柱， 轴部地层平缓。本井田位于太行山复背斜西翼，沁水盆地东翼南端。为阳城山字形结构体系脊柱部分 南端东侧及马蹄形盾地的北侧与新华夏构造体系的复合部位。北西向压扭性开阔背向斜褶 曲伴有少数褶曲轴向近似垂直的张性断裂和与褶曲斜交的扭性断裂。井田内构造主要为走向北东逐渐转折为北东向，倾向北西的单斜构造。井田内地层平 缓，倾角315，一般在10以内。本井田从地质勘探阶段到成庄矿建成投产8年来， 没有见到断层及其他地质构造。总的说来，本井田构造比较简单。46图1-2成庄矿综合柱状图1.2.3 井田水文地质成庄井田从水文地质单元上来讲，属延河泉域。延河泉是我省较大的岩溶大泉之一，它位于阳城县东冶乡延河村北沁河西岸。高出河面约5m，出露地层为奥陶系中统上马家沟组灰岩，泉水沿上马家沟组灰岩底部涌出，其单泉平均流量为3.1m3/s。 延河泉泉口出露标高 463.78m，泉水流量受降水影响大，不稳定系数为 2.3。由于受地层岩性、地质构造、岩溶、地形和水文网的控制，整个泉域构成一个完整的从补给、径流到排泄的地下水流域。中奥陶统厚层石灰岩是组成延河泉域的主要含水层，沁水向斜使泉域地层构成南部向北，东西两侧向中间倾斜的储水构造。泉域的东边界为晋获断裂带；西边界为震旦系变质岩；南边界为山西与河南间的天然分水岭（老地层出露段）；北边界为寺头断层。延河泉域东邻晋城三姑泉域，东北靠长治辛安泉域、北倚洪洞广胜寺泉域，总面积为2990平方千米，其中奥陶系出露面积 1316平方千米。 成庄井田位于长河上游一带，在区域水文地质上，属长河径流带的中上游。井田内上、下马家沟组岩溶十分发育，有大的溶洞，据钻孔揭露，溶洞内有大的涌沙现象。岩溶地下水的补给来自东部和东北部高平一带的灰岩裸露区和浅埋区的降雨入渗补给，以及丹河上 游径流灰岩区和断裂的渗漏补给。由于晋获断裂带（延河泉域东边界）以大阳为界，分为南北两段，南段为阻水断裂，北段为透水段，在高平一带为导水断裂，岩溶地下水处于分流状态，一部分地下水补给成庄地区，一部分流向三姑泉。因此，成庄井田内的岩溶地下水资源极其丰富。井田内岩溶地下水供水井出水量极其可观，单井出水量达22002800m3/d。井田内的区域地下水，除奥陶系岩溶水外，还有石炭系薄层中厚层石灰岩裂隙水和 二叠系砂岩裂隙水，以及第四系冲积层孔隙水。但这部分地下水分布范围局限，一般水量 不是很大。现简述如下：（一）第四系冲积层孔隙潜水主要分布于盆地及河、沟谷地带，含水量变化较大，7-9月份为富水期， 1-4月份为 贫水期，靠大气降水及季节性水流补给，仅供当地人畜饮用水用。在无污染地区，水质一般良好，多为重碳酸硫酸钙镁型水，PH值7.127.8左右，总硬度181.62 309.42mg/L。受污染区则水质变坏。（二）二叠系砂岩裂隙水和石炭系裂隙岩溶水，赋存于二叠系砂岩及石炭系灰岩中的 裂隙岩溶中。二叠系含水层主要是厚层砂岩中裂隙含水，隔水层为底部的泥岩和砂质泥岩。 在二叠系分布较广的山区，其沟谷及两岸常有下降泉出露，泉水出自砂岩层中，水量随季 节性变化很大。在无污染地区水质良好，常作为当地供水水源。水源类型为重碳酸硫酸钾钠钙镁型水，PH值7.47.8，总硬度：56.16237.6mg/L，井下资料428.04mg/L。 石炭系含水层分布在层位稳定，厚度大，岩溶裂隙发育程度变化较大的厚层石灰岩中，其富水性变化也很大。一般与石灰岩所处位置及岩溶发育程度有关，岩溶发育程度又与地 形地貌、地质构造、地下水动力条件有关。所以，富水段多分布于盆地、沟谷及地质构造 较为发育地区，区内在上覆地层厚度大于50m，且距河谷较远的地段，往往富水性很少。 水质多为重碳酸硫酸钙型水，局部受煤系地层中尤其是煤中的硫分的影响，水质发生 变化，多为硫酸重碳酸钙镁型水。PH 值7.4，总硬度122.76309.42mg/L。（三）奥陶系石灰岩岩溶水 主要赋存于中奥陶统上、下马家沟组石灰岩中，尤其赋存于下马家沟组石灰岩中。该组石灰岩厚度巨大，岩溶裂隙发育，溶蚀强烈，层位稳定，补给充分，富水性极强。地下 水总的径流方向是由东北、西南、西部向延河泉水排泄带流动。富水性也是由东北、西南、 西部向延河泉水排泄带渐渐变强。中南部好于其它部位。相对隔水层为中奥陶统底部之含 石膏脉的泥质灰岩。水质类型属重碳酸钙型或重碳酸硫酸钙镁型水，PH 值 7-7.5 左右，总硬度 162.6441.07mg/L。井田内奥陶系峰峰组基本不含水。井田位于太行山复背斜西翼，沁水煤田南端，总体为一向西倾斜的单斜构造，奥陶系二叠系由东向西依次出露。井田内主要含水层（组）有：1、奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层 井田内奥陶系中统主要由中厚层状石灰岩组成，夹薄层泥质灰岩，出露于井田东侧，峰峰组基本不含水，可视为隔水层，含水层主要为上、下马家沟组，富水性强，埋深从东 北部向西南逐渐加厚，地下水总的流向为北东南西。据钻孔资料，单位涌水为 0.7 14.22L/sm。井田东部施工的供水水源井，单井出水量为 22002800m3/d，水位标高454.70m516.10m，总硬度为 4261158mg/L,矿化度为 0.51.5g/L,属 HCO3SO4CaMg型水，是矿区的主要供水水源。相对隔水层为中奥陶统底部的含石膏脉的泥质灰岩。2、石炭系上统太原组石灰岩岩溶裂隙含水层组太原组间夹的K2、K3、K4、K5等石灰岩为该组主要含水层，从钻孔揭露的岩层来看， 单层厚度一般为 2m10m。受补给条件的限制，裂隙发育较差，一般富水性弱。K2、K3石灰岩单位涌水量为0.0110.058L/sm，水位标高691.40m709.32m。K5石炭岩深部和 浅部的富水性变化很大，浅部单位涌水量为0.523.43L/sm，而深部为0.00090.007L/sm，水位标高为750.58m847.25m。矿化度为0.450.65g/L，属HCO3CaMg 型水。 建井初期，井巷揭露K2、K3、K4、K5等石灰岩时，均有涌水、一次最大涌水量为152.51m3/h。隔水层：本溪组广泛发育有铝土泥岩，其层位稳定。厚度一般为7.86m，是良好的隔 水层，既可阻隔上部各含水层水下漏，也可阻挡奥灰岩溶承压水向上部含水层充水。3、二叠系山西组、石盒子组砂岩裂隙含水层山西组以K砂岩为主要含水层，富水性弱。石盒子组地层出露于井田西部，以K8、 K10、K12、K13等砂岩为主要含水层，裂隙较发育，富水性较好。2005年4月该矿施工的 两个水文孔（东坡、段河）钻孔抽水试验成果见表5-2-1。表1-1东坡、段河钻孔抽水试验成果表水文钻孔 地点抽水层位抽水试验段（m）含 水层 厚 度（m）影响半径（m）渗透系数（m/d）单位涌水量（L/sm）段河石盒子组43.10189.0871.7347.350.02890.020山西组43.10264.0786.28856.50.02490.024东坡石盒子组53.50 288.1670.14998.70.05240.042石盒子组山西组288.16380.2393.98274.30.04580.042上述资料表明，山西组砂岩裂隙含水层之间因为有厚的泥岩、砂质泥岩相隔，水力联系差，富水性弱。水质类型为HCO3K+Na型水，矿化度为0.310.55g/L。而石盒子组 砂岩裂隙含水层虽然各砂岩层之间夹有多层砂质泥岩，泥岩作为隔水层，但由于埋藏极浅， 钻孔在施工过程中，消耗量急剧增加，孔内不返水，砂岩裂隙发育。地下水的补给来源主 要为侧向补给。其水质类型为HCO3K+Na 型水，矿化度为0.310.61g/L。4、第四系冲积层孔隙含水层及风化带裂隙含水层 第四系孔隙水主要分布于长河、史村河河谷中，砂砾层厚约 10m，富水性较强，据水井简易抽水资料，单位涌水量为 0.2284.64L/sm。但受季节影响、变化较大、富水期为 7 9 月份，贫水期为 14 月份。基岩风化带裂隙含水层受风化裂隙发育程度的影响，据钻孔揭露资料，井田内浅部较 发育，越往深部发育程度越差，风化带下部的厚层泥岩、泥质砂岩裂隙不发育，作为隔水 层，阻隔了上部风化带裂隙含水层与下部石盒子组含水层之间的水力联系。厚约 27.70m 38.23m，单位涌水量为 0.0560.109L/s m，渗透系数 0.1270.25m/d，影响半径为 15.82m36.48m，属 HCO3K+Na 型水，矿化度 0.29 g/L。 需要特别指出的是：石炭系中统本溪组底部铝土泥岩和各不同时代的砂质泥岩、泥岩等，在发育良好、厚度稳定，不受构造破坏区域，均为良好的隔水层。（二）井田内地质构造的水文地质特征井田内大中型断层（落差大于 20m）从勘探阶段到成庄矿建成投产至今尚未发现。但 小型断层较为发育，尤其是落差小于 5m 的小型高角度（6075）正断层较为发育。这 些断层虽然导水性弱，但在井田西部煤层带压开采区，可能成为奥灰岩溶水进入巷道和采 掘工作面的导水通道。因此在井田西部各煤层带压开采区开拓生产时应引起高度重视。同 时也要注意这些小断层在一定条件下也可能成为各含水层之间的导水通道。因此在开拓生 产时应注意和预防断层导水事故的发生，必须在断层附近采取有力措施，以防止断层把各 含水层之水导入矿井。井田内陷落柱较发育，从勘探阶段到成庄矿建成投产至 2004 年底共发现陷落柱 95个， 由此说明本井田陷落柱较为发育。但陷落柱分布无规律，以中、小型圆形及椭圆形为主， 与围岩呈锯齿状接触，长短轴之比一般为 13。它属奥灰岩溶塌陷所致，对煤层破坏程度 较大，在其周围煤岩层中形成许多裂隙及小型断层。为构通奥灰岩溶水和各含水层之水创 造了良好的通道。在井田西部煤层带压开采区陷落柱有导通奥灰水的可能，应引起高度的 注意。因此在煤层带压开采区，应采取探水前进、留设防水煤柱等措施，防止透水事故的 发生，确保安全生产。长河由东北向西南从井田东缘流过。井田东南部的史村河、河底河等长河支流由西北向东南注入长河。井田内沟谷纵横，松散层广泛分布，蓄水能力强，第四系潜水丰富。另 外，刘村、常坡二座水库也分别建在史村河、河底河上游。由于井田东部煤层抬高导致煤层埋藏较浅，在井田东部 3 号和 9 号煤层出现露头，在井田东部边缘处不远 15 号煤层也出现露头。3 号煤层距地表隔水层厚度变薄，地表水对 3 号煤层的开采具有较大威胁。因此在开采露头附近的煤层时要防止水害发生，确保安全生 产。井田西部常店河属于季节性河流，在雨季要注意防洪，经常观测地表裂缝塌陷，及时 填堵，防止地表水贯入矿井。3 号煤层充水因素1）地表水回采 3 号煤层时，工作面会受到地表水的威胁，造成工作面涌水量增大，地表水主要 有塌陷裂隙导致地表沟谷第四系砂砾石层形成的潜水、地表河流、地表水体等。特别是在 雨季地表水相对富集。根据成庄矿 20002004 年矿井涌水量统计，其涌水量之峰出现在 9-12 月份，最大涌水量出现在 12 月份为 395m3/h。雨季为 6、7、8 三个月，涌水量滞后 2-4个月。雨季是矿井防治水工作的重点。2）3 号煤层上覆砂岩裂隙水3号煤层的顶板二叠系山西组，石盒子组砂岩富水性较好，尤其是三、四盘区西部， 上覆砂岩富水性好。当巷道开拓时，由于压力释放，上覆岩层裂隙水会沿导水裂隙渗透入 工作面，造成顶板淋水较大，但一般过一段时间后均会疏干。当回采造成大面积塌陷时， 会造成采煤工作面涌水量加大。3）老窑、小窑采空区和本矿采矿区积水老窑、小窑采空区和相邻矿井由于开采时间久远，局部很可能积水比较严重。但是它们的积水情况和涌水量大小目前尚不清楚。截止2004年底成庄矿已回采了24个工作面，部分工作面内含有大量积水见3号煤层充水性图，积水主要集中在一盘区、二盘区和三盘区东部，采空区范围见3号煤层采掘工程平面图，采空区范围面积共计8.43km2，积水面积约80738m2,积水量约14200m3。当工作面布置到这些采空区附近时，由于受到采动影响，积水会沿煤层顶板、煤帮、裂隙、裂缝和小型断层渗入或导入工作面。因此当工作面掘进到这些地段时，必须制定严格的探放水措施。确保不发生透水事故。4）奥灰承压水当3号煤层开拓生产到井田西部带压开采区之后，由于小型高角度正断层、陷落柱同 井田东部一样比较发育，它们都有可能把奥灰水导入矿井，所以，需采取井上下勘探、三 维地震勘探、井下坑透、巷道探查等措施，查清井田西部小型高角度正断层的具体位置、 大小和性质，以及采取留足隔离防水煤柱，构筑挡水墙、挡水阀门等措施，防止突水事故 的发生。1.3煤层及煤质1.3.1煤层赋存条件井田内主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组，总厚度 116.97m185.15m，平均厚度141.81m。含煤11层，煤层总厚度14.23m，含煤系数10%，其中本次计算资源储量和蕴藏量的煤层有3层，总厚度11.33m。山西组厚49.83m，含煤13层，煤层总厚6.98m，含煤系数14.01%，其中有2层薄 煤层不可采，唯3号煤层为可采煤层，厚6.00m，可采含煤系数12.92%。太原组厚91.98m，含煤10层，自上而下编号为5、6、7、8、9、11、13、14、15、 16号，煤层总厚7.79m，含煤系数8.47%。1.3.2 煤质根据煤岩和煤化学特征，井田内各煤层均属中等变质的无烟煤，按“中国煤炭分类国 家标准”（GB5751-86）划分煤类，并经统计3号煤以光亮型煤为主，半亮型煤次之，颜色呈黑色，条痕为黑色，似金属光泽，致密坚硬，具贝壳状或阶梯状断口，不染手，节理 裂隙较发育，且常被方解石或黄铁矿脉充填。煤的视（相对）密度介于1.431.46g/cm3之间。由于煤本身致密坚硬，加之煤层结构简单，宏观煤岩类型为均一状结构，块状构造， 再加上井田内构造简单，煤层受挤压、剪切力小，所以，3号煤层成块率高。表1-2煤层特征表地 层 单 位地层 单位岩石名称厚 度层间距（m）岩性特征P1xK8细、中粒砂 岩1.3033.007.3034.8深灰色，细中粒长石石英杂砂岩P1s3煤4.307.68厚度大且稳定6.446.12K7细粒砂岩0.3514.09深灰色，薄层状，细粒砂岩，具波状层理3.981.64C3t5煤01.11厚度小且不稳定0.48.33K5石灰岩1.004.48深灰色，致密坚硬，含星散状黄铁矿及腕足 类化石，沉积稳定2.3521.58K4石灰岩00.90深灰色，含泥质较多，沉积不稳定0.490.009煤0.150.34厚度小且较稳定0.2519.48K3石灰岩0.206.19灰深灰色，厚层状，致密坚硬、性脆，偶 夹燧石条带，产动物化石，沉积稳定2.806.65K2石灰岩7.1014.13深灰色，厚层状，致密坚硬，块状，性脆， 含丰富的动物化石，厚度大且稳定9.850.0015煤0.120.53厚度大且稳定0.39.76K1细粒砂岩05.433.30灰灰白色，细粒砂岩，硅质胶结据2008年瓦斯鉴定情况，成庄矿全矿井瓦斯相对涌出量为14.60m3/t，瓦斯绝对涌出量为189.7m3/min，属高瓦斯矿井。1.3.3 煤层瓦斯含量由于瓦斯的比重小于空气和向压强小的空间运移的特性，导致煤层中的瓦斯会在漫长的地质年代里，透过煤层和顶板及上覆岩层的空隙、裂隙向上运移扩散。煤层埋深愈深，瓦斯向空气扩散的行程（煤及上覆岩、土层）愈长，所受阻力愈强，瓦斯愈难扩散而易保 存。由此可知，煤层埋藏越深以及向斜轴部的瓦斯含量相对较高；反之，煤层埋藏越浅以 及背斜轴部的瓦斯含量较低。在同一层煤中，随着埋深的增加，瓦斯含量亦会逐渐增加。由此可知，井田西部3号煤层埋深比东部大，因而井田西部3号煤层的瓦斯含量比东部高。 日后，成庄矿矿井的瓦斯含量将会随着开采深度的增加而“与时俱增”。瓦斯的运移、扩散除与埋深、盖层厚度有关外，与其上覆岩层的透气性、孔隙大小，孔隙率，裂隙大小、断层等关系更大。陷落柱、断层附近、背斜轴部受张力影响，煤岩层 会形成不同的程度的裂隙，增加其透气性使瓦斯含量不同程度地降低。煤层顶板为粗、中、 细粒砂岩的地方透气性较好，瓦斯含量相对来说也会降低一些。封闭型的向斜构造轴部有 利于封存瓦斯。闭合而完整的背斜加上覆盖着不透气的地层是良好的储集瓦斯构造，在其 轴部煤层内往往积存高浓度瓦斯，形成“气顶”。在倾伏背斜的轴部，通常也比相同埋深 的翼部瓦斯储量高。但是当背斜的顶部岩层为透气岩层或因张力形成连通地面的裂隙时， 瓦斯会大量流失，轴部瓦斯含量反而比翼部小。在陷落柱、断层的周围和软煤区瓦斯涌出 也会发生异常。当局部地应力增大时，会发生煤与瓦斯突出现象，即瓦斯动力现象。由于 本区小型断层发育，小型断层破坏性差，不能形成良好的通道，因而不能使瓦斯扩散释放 出来，这是造成本矿瓦斯含量高的主要原因。2井田境界及资源/储量2.2井田境界2.2.1井田境界在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合 理的开发。煤田范围划分为井田的原则为：（1）井田范围内的储量，要与煤层赋存情况、开采条件和矿井生产能力相适应；（2）保证井田有合理尺寸；（3）充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等；（4）合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井间的关系。 成庄井田北至大阳井田南界，南至寺河井田北界，东以煤层露头及小窑为界，西与潘庄井田为邻，东西长约9.50km，南北宽约3.45km，面积32.75km2。2.2.2开采界限井田内主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组，总厚度 116.97m 185.15m，平均厚度141.81m，含煤11层，煤层总厚度14.23m，含煤系数10%，其中本次 计算资源储量和蕴藏量的煤层有3层，总厚度11.33m。开采上限：3号煤层以上无可采煤层。下部边界：3号煤层以下有几层为较稳定煤层，但现在的技术条件不能开采，本设计 以3号煤为主采煤层。2.2.3井田尺寸井田的走向最大长度为10.01km，最小长度为9.47km，平均长度为9.50km。 井田倾斜方向的最大长度为3.56 km，最小长度为2.91km，平均长度为3.45km。 煤层的倾角最大为8，最小为2，平均为3，井田平均水平宽度为3.45km。 井田的水平面积按下式计算：S=HL (2-1)式中S-井田的水平面积，m2;H-井田的平均水平宽度，mL-井田的平均走向长度，m 则井田的水平面积为：S=9.503.45=32.75km2井田赋存状况示意图如图2-1所示。2.2矿井工业储量2.2.1储量计算基础图2-1井田赋存状况示意图一、依据煤炭资源量估算指标，如下表所示：表2-1煤炭资源量估算指标表长焰煤不粘煤弱粘煤贫煤指示煤类炼焦用炭项目无烟煤褐煤井倾 煤层厚度(m)采角250.70.81.525450.60.71.4450.50.61.3露天开采1.01.5最高灰分Ad()40最高硫分St.d(%)3最低发热量Qnet.d(MJ/kg)17.022.115.7二、依据储量计算厚度夹石厚度不大于0.05m时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每 分层厚度的50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度；井田内主要煤层稳定，厚度变 化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法。 三、煤层容重3号煤层容重为1.45t/m3。2.2.2 工业储量计算1 ) 地质块段的划分 由于井田内各煤层构造较简单，地层产状平缓，均属中厚以上煤层，据此我们认为采用地质块段法计算各煤层储量较为适宜。储量计算边界及地质块段划分是在煤层底板等高 线图上进行。划分块段和储量级别时除遵循了一般原则外，并依据实际情况遵循以下原则: (1) 依工程控制程度划分出各级储量边界，再依据煤厚、产状及开采技术条件划分为 若干小的地质块段。对于煤层较稳定且构造简单区域为使储量块段形状简单、计算方便，以底板等高线或沿走向划分。(2) 大面积的薄煤带和剥蚀区，圈定可采边界时既考虑储量计算的最低可采边界的一 般原则，又综合考虑薄煤带和剥蚀区的分布和变化规律。(3) 对于分叉煤层，分层划分块段，合并区按一层煤划分块段，分别计算储量。主采3号煤层赋存较为稳定，大致可分为 4 个块段。矿井主采煤层为 3 号煤层，采用地质块段法。块段划分如图 2-2 所示51900039475005195005155005160003938000：图2-2地质块段划分2 1342) 储量计算公式Q = s m d /cos式中：Q块段资源储量；s块段面积(m2)；m块段平均煤厚(m)；d容重(t/m3);煤层块段的平均倾角。（1）储量计算有关参数的确定面积s面积的测定是以1:5000底板等高线图为底图，在CAD底图中量逐一测量各块段的面 积，并按规定进行了检验，再依照用底板等高线图计算的块段的平均角度，对面积进行换 算，得出煤层块段的实际面积。块段煤层平均厚度m资源储量计算中采用的煤厚点可以根据钻孔资料查出，由钻孔资料可知，本主采煤层的厚度均在 6.0m 左右波动，所以在计算煤层储量时取平均煤厚为 6.0m。煤层倾角各个块段的煤层倾角由划分的煤层底板块段图计算可得，具体方法为tg=两等高线间 的垂高/此两等高线间的水平垂距，可得角度。容重d3号煤层为均匀煤层，根据地质勘探报告煤芯煤样分析得d=1.45 t/m3。（2）储量计算结果由储量计算参数及计算公式，最终计算出矿井的块段储量，如表 2-3 所示：表2-2煤层块段储量计算汇报表块段角度a（）面积（m2）密度（kg/m3）煤层厚度（m）块段储量（Mt）煤层储量（Mt）12.32128746821450.005.97111.5412263.643523.8776278571450.006.1868.067432.043401181450.006.2340.300942.1248348691450.006.443.7340表2-3地质资源分类表探明的资源量控制的资源量推断的资源量经济的基础储量边际经济的基础储量经济的基础储量边际经济的基础储量111b2M11122b2M2233360%30%10%矿井工业储量由下式计算：（2-3）式中：Zg矿井工业资源储量，Mt；Z111b 探明的资源量中经济的基础储量，Mt；Z122b控制的资源量中经济的基础储量，Mt；Z2M11探明的资源量中边际经济的基础储量，Mt；Z2M22控制的资源量中边际经济的基础储量，Mt；Z333推断的资源量，Mt；K可信度系数，取0.70.9，地质构造简单，煤层赋存稳定取0.9；地质构造复杂、煤层赋存不稳定取0.7。根据本矿实际条件，取0.8。根据勘探地质报告，本矿井地质资源分类见表2-2-2。Z111b= Zz60%70%=117.28 MtZ122b= Zz30%70%=58.64 MtZ2m11= Zz60%30%=50.26 MtZ2m22= Zz30%30%=25.13 MtZ333k= Zz30%30%=22.34 Mt矿井工业储量(Mt)探明资源量(Mt)控制资源量(Mt)推断资源量(333)(Mt)经济基础储量边际经济储量经济控制储量边际控制储量21.0915111b2M11122b2M22110.730347.455855.365123.7279得：Zg=258.3706Mt2.3矿井可采储量2.3.1安全煤柱留设原则1、工业场地、井筒留设保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星分布的村庄 不留设保护煤柱；2、各类保护煤柱按垂直断面法或垂线法确定。用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱。岩层移动角为76、77、76，表土层移动角为45；3、维护带宽度：工业广场维护带20m；4、断层作为井田边界时，断层一侧留20m。据实际经验，断层按性质、落差大小 及其对煤层破坏程度，断层煤柱留设如下：落差50m的断层，两侧各留50m的煤柱；落 差20m50m的断层，两侧各留30m煤柱；落差10m20 m的断层，两侧各留20m 煤柱；落差10m的断层不留设断层煤柱；5、井田境界煤柱宽度为30m；6、工业场地占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明中第十 五条，工业场地占地面积指标见表2-1。则将工业场地定为长540m，宽400m。表2-4工业场地占地面积指标井 型（万t/a）占地面积指标（公顷/10万t）240及以上1.0120-1801.245-901.59-301.8二、矿井永久保护煤柱损失1、井田边界保护煤柱：井田边界保护煤柱留设30m宽，井田边界长26122.40m，则 保护煤柱损失量为6.80 Mt。2、工业广场保护煤柱：工业广场按I 级保护留围护带宽度20m，工业广场面积由表2-4确定，取21.6公顷。3号煤层工业广场保护煤柱损失为：4.1Mt，工业广场保护煤柱如图2-33、井筒保护煤柱：主、副井井筒保护煤柱在工业广场保护煤柱范围内，风井井筒保护煤柱在大巷保护煤柱范围内，故井筒保护煤柱损失量为0。4、大巷保护煤柱：大巷中心距离为50m，大巷两侧的保护煤柱宽度各为50m，按工 业储量的百分之五估算。则煤柱损失量为258.37060.05=12.92Mt5、本矿只井田中部有一落差10m断层，故不留设保护煤柱。mnqkm1n1q1k1q2k2n2m2q3k3ABaqbm2n2dkcC D三、矿井3号煤层可采储量图2-3工业广场保护煤柱矿井可采储量是矿井设计的可以采出的储量，可按下式计算：式中：Zk=(Zgp)c( 2-3 )Zk矿井的可采储量；Mt Zg矿井的工业储量；Mtc采区采出率，厚煤层=0.75；中厚煤层=0.8；薄煤层=0.85。p保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大断层等留设的永久保护煤柱损失量，Mt；则，矿井 3 号煤层设计可采储量为:Zk=（258.37-6.80-4.1-12.92）0.75=175.91Mt矿井储量汇总表：表2-5矿井储量汇总表煤层工业资源储量（Mt）永久煤柱损失（Mt）矿井设计储量（Mt）设计开采损失（Mt）设计可采储量（Mt）3259.7223.58172.9943.50175.913矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1矿井工作制度本设计根据煤炭工业矿井设计规范相关规定，矿井设计年工作日为330天，为了 减少工人的作业时间，充分利用工时，提高经济效益，确定采用“四六制”，每天四班作 业，三班生产，一班准备，每班工作6小时。矿井每昼夜净提升时间为16小时。3.2设计生产能力及服务年限3.2.1 设计依据煤炭工业矿井设计规范第 2.2.1 条规定：矿井设计生产能力应根据资源条件、开 采条件、技术装备、经济效益及国家对煤炭的需求等因素，经多方案比较或系统优化后确 定。1、资源情况：煤田地质条件简单，储量丰富，应加大矿区规模，建设大型矿井。煤 田地质条件复杂，储量有限，则不能将矿区规模定得太大；2、开发条件：包括矿区所处地理位置（是否靠近老矿区及大城市），交通（铁路、公 路、水运），用户，供电，供水，建筑材料及劳动力来源等。条件好者，应加大开发强度 和矿区规模;否则应缩小规模；3、国家需求：对国家煤炭需求量（包括煤中煤质、产量等）的预测是确定矿区规模 的一个重要依据；4、投资效果：投资少、工期短、生产成本低、效率高、投资回收期短的应加大矿区 规模，反之则缩小规模。3.2.2矿井设计生产能力成庄井田储量丰富，煤层赋存稳定，顶底板条件好，断层少，褶曲多，倾角小，厚度变化不大，开采条件较简单，技术装备先进，经济效益好，煤质为优质无烟煤，交通运输便利，市场需求量大，宜建大型矿井。 确定成庄矿井设计生产能力为1.8Mt/a。3.2.3 矿井服务年限矿井服务年限必须与井型相适应。矿井可采储量 Zk、设计生产能力 A 和矿井服务年限 T 三者之间的关系为：T = Zk / (AK) ( 3-1 )式中:T矿井服务年限，a； Zk矿井可采储量，Mt；A设计生产能力,Mt； K矿井储量备用系数，取1.4；则，矿井服务年限为：T=175.91/(1.81.4)=69.81a符合煤炭工业矿井设计规范要求。 满足表 3-1 要求。表3-1新建矿井设计服务年限矿井设计 生产能力矿井设计 服务年限第一开采水平设计服务年限(a)煤层倾角煤层倾角煤层倾角(Mta)(a)2525454560 及以上7035-30506030-12245025201504509402015153.3井型校核按矿井的实际煤层开采能力，辅助生产能力，储量条件及安全条件因素对井型进行校 核。3.3.1 煤层开采能力井田内 3 号煤层平均 6m，为厚煤层，赋存稳定，厚度变化不大。根据现代化矿井“一 矿一井一面”的发展模式，可以布置一个大采高一次采全高工作面生产。3.3.2辅助生产环节的能力校核矿井设计为大型矿井，开拓方式为双斜井单水平开拓，主斜井采用胶带输送机运煤，副斜井采用轨道辅助运输，运煤能力和大型设备的下放可以达到设计井型的要求。工作面生产的原煤经顺槽胶带输送机到大巷胶带输送机运到井底煤仓，再经主斜井胶带运输机提 升至地面，运输能力大，自动化程度高。副井运输采用绞车双钩串车提升、下放物料，能 满足大型设备的下放与提升。大巷辅助运输采用无轨胶轮车运输，运输能力大，调度方便 灵活。3.3.3通风安全条件校核矿井煤尘无爆炸危险性，瓦斯涌出量大，属该高瓦斯矿井，回风井设立在井田中央,可以满足通风需要。3.3.4储量条件校核矿井的设计生产能力与整个矿井的工业储量相适应，保证有足够的服务年限，满足煤炭工业矿井设计规范要求。本矿服务年限为：T=175.91/(1.81.4)=69.81a即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。4井田开拓4.1井田开拓的基本问题井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体，建 立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。这些用于开拓的井下巷道的形式、 数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。合理的开拓方式，需要对技术可行的几种 开拓方式进行技术经济比较，才能确定。井田开拓主要研究如何布置开拓巷道等问题，具体有下列几个问题需认真研究。（1）确定井筒的形式、数目和配置，合理选择井筒及工业场地的位置；（2）合理确定开采水平的数目和位置；（3）布置大巷及井底车场；（4）确定矿井开采程序，做好开采水平的接替；（5）进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造；（6）合理确定矿井通风、运输及供电系统。 确定开拓问题，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等诸多条件，经全面比较后才能确定合理的方案。在解决开拓问题时，应遵循下列原则：（1）贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤高产高效创造条件。 在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量；尤其是初期建设工程量，节约基建投资， 加快矿井建设。（2）合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。（3）合理开发国家资源，减少煤炭损失。（4）必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风、运输、供电系统， 创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常保持良好状态。（5）要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术、新工艺、发展 采煤机械化、综掘机械化、自动化创造条件。（6）根据用户需要，应照顾到不同媒质、煤种的煤层分别开采，以及其它有益矿物 的综合开采。4.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标（1）井筒形式的确定 井筒形式有三种：平硐、斜井、立井，各井筒形式优缺点比较及适用条件见表4-1。本矿井煤层倾角小，平均 3，为近水平煤层；表土层薄，无流沙层；水文地质情况比 较简单，涌水量小；井筒不需要特殊施工，因此可采用斜井开拓或立井开拓。经后面方案 比较确定井筒形式为双斜井单水平开拓。表4-1各井筒形式优缺点比较及适用条件井筒形式优点缺点适用条件平硐环节和设备少、系统简单、费用低工业设施简单井巷工程量少，省去排水设备，大大减少了排水费用施工条件好，掘进速度快，加快建井工期煤炭损失少。受地形影响特别大有足够储量的山岭地带斜井与立井相比：井筒施工工艺、设备与工序比较简单，掘进速度快，井筒施工单价低，初期投资少地面工业建筑、井筒装备、井底车场简单、延伸方便主提升胶带化有相当大提升能力，能满足特大型矿井的提升需要斜井井筒可作为安全出口。与立井相比：井筒长，辅助提升能力小，提升深度有限通风线路长、阻力大、管线长度大斜井井筒通过富含水层，流沙层施工复杂。井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质条件简单，井筒不需要特殊法施工的缓斜和倾斜煤层。立井不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯和水文地质等自然条件限制井筒短，提升速度快，对辅助提升特别有利当表土层为富含水层的冲积层或流沙层时，井筒容易施工井筒通风断面大，能满足高瓦斯、煤与瓦斯突出的矿井需风量的要求，风阻小，对深井开拓极为有利。井筒施工技术复杂，设备多，要求有较高的技术水平井筒装备复杂，掘进速度慢，基建投资大。对不利于平硐和斜井的地形地质条件都可考虑立井。（2）井筒位置的确定 1）有利于第一水平的开采，并兼顾其他水平，有利于井底车场和主要运输大巷的布置，石门工程量少。2）有利于首采区布置在井筒附近的富煤阶段，首采区少迁村或不迁村；3）井田两翼储量基本平衡；4）井筒不宜穿过厚表土层、厚含水层、断层破碎带、煤与瓦斯突出煤层或软弱岩层；5）工业广场应充分利用地形，有良好的工程地质条件，且避开高山、低洼和采空区，不受崖崩滑坡和洪水威胁；6）工业广场宜少占耕地，少压煤；7）井口位置要与矿区总体规划的交通运输、供电、水源等布局相协调。基于上述原则，结合本矿井实际地质资料，本设计将主副井筒布置在井田中部工业广场内。应在满足通风要求的前提下，与进风井筒的贯通距离最短，并利用各种煤柱以减少保护煤柱的损失。本矿井将风井位置选择在工业广场内，以满足矿区通风。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。工业场地的形状和面积：根据工业场地占地面积指标，确定地面工业场地的占地面积为21.6公顷，形状为矩形，长为540m,宽为400m。4.1.3开采水平的确定及采盘区划分井田主采煤层为3号煤层，3号煤层倾角平缓，为28，一般3，为近水平煤层， 故设计为单水平开采，带区式开采。3号煤层生产能力：可采储量为175.91Mt，服务年限 为69.88a。4.1.4主要开拓巷道（1）大巷的布置由于本井田煤层厚度达 6 m，服务年限长，大巷长度较长，煤层底板等高线有起伏， 因此将大巷布置在煤层底板下方岩层中。其优点是巷道维护条件好，维护费用低，巷道施 工足够按要求保持一定方向和坡度，同时便于设置煤仓。布置一条主运输大巷，一条辅助 运输大巷，由于巷道的长度较长，另在煤层中掘一条回风大巷便于通风。（2）井底车场的布置由于井底车场一般要为整个矿井服务，服务时间较长，故要布置在较坚硬的岩层中。本矿井布置位置选择在距煤层底板的岩层中。4.1.5 方案比较（1）提出方案根据以上分析，现提出以下三种在技术上可行的开拓方案，分述如下： 方案一：立井单水平开拓，主、副井井筒均为立井，布置于井田中央，只设一个水平。由于辅助运输采用无轨胶轮车，爬坡能力强。大巷布置在煤层底部的岩层中，如图41。方案二：主斜副立单水平开拓，斜井提煤运输能力大，立井辅助运输能力大，为此提出主井采用斜井开拓，副井采用立井开拓。大巷布置在煤层底板的岩层中，沿底板掘进，如图42。方案三：斜井单水平开拓,主、副井井筒均为斜井开拓，布置于井田中央，大巷布置在煤层底板的岩层中，如图43。图4-1方案一：立井单水平开拓图4-2方案二：主斜副立单水平开拓图4-3方案三：斜井单水平开拓（2）技术比较以上所提三个方案大巷布置及水平数目均相同，区别在于井筒形式和井筒位置不同， 及部分基建、生产费用不同。方案一、二主井井筒形式不同。方案一主井为立井，立井开拓不受煤层倾角、厚度、 深度、瓦斯及水文等自然条件的限制，主要缺点是井筒施工技术复杂，需用设备多，要求 有较高的技术水平，掘进速度慢，基建投资大；方案二主井为斜井，斜井的运输提升能力 比立井大，有相当大的提升能力，可满足特大型矿井主提升的需要；斜井井筒也可作为安 全出口，井下一旦发生事故，人员也可从主斜井迅速撤离。井田内3号煤层厚度大、倾角 小、赋存稳定，涌水量小，立井的优点不突出，而斜井的提升能力大的特点很适合1.8Mt 的大型矿井的需要。经过以上技术分析、比较，再结合粗略估算费用结果（见表45）， 在方案一、二中选择方案二：主斜副立单水平开拓。方案二、三主要区别在副井井筒不同，方案二使用立井提升物料、设备与人员，立井辅助运输能力大，主要缺点是井筒施工技术复杂，需用设备多，要求有较高的技术水平，掘进速度慢，基建投资大。而方案三使用斜井提升物料、设备与人员，斜井井筒也可作为安全出口，井下一旦发生事故，人员也可从主斜井迅速撤离，但井筒长，辅助提升能力小，提升深度有限，且通风线路长、阻力大、管线长度大。由粗略估算费用结果（见表4-5）， 知 方案二、三费用相差2%，小于10%，可以认为费用相同。经过以上技术分析、比较，再合粗略估算费用结果，很难判断哪一种更合理，故需进行更详细的经济比较。（3）详细的经济比较二、三方案有差别的建井工程量
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