鸡西矿业集团城子河矿1.2Mta新井设计 (2)

摘 要我本次所设计的矿井为鸡西矿业集团有限责任公司城子河煤矿1.2Mt/a新井设计，共有45#、42#、29#、25#，4层可采煤层，煤层平均厚度为2.10m，煤层工业牌号为1/3焦煤。设计井田的可采储量144.1Mt，服务年限为69.1a。该矿井采用双立井开拓方式，划分为二个开采水平。该设计矿井年工作日确定为330d，矿井每日净提升16h，采用四六工作制。采用集中大巷布置，大巷采用10t架线式电机车牵引，3.0t底卸式矿车运输。采煤方法为倾斜长壁采煤法，采煤工艺为综合机械化采煤工艺，采空区处理方法为沿空留巷法。主井采用多绳摩擦箕斗提升，副井采用刚性组合罐道罐笼提升。矿井的通风方式为边界对角抽出式。关键词 开拓 水平 倾斜长壁采煤法 AbstractThis design mineral well as the Shuangyashan mineral industry group limited liability company almond flower coal mine a new well designs, having totally four layers can adopt the coal seam, average and total thickness is 2.1 metre.The coal seam industry card number is a fatty spirit coal, designing the well farmland can adopt to keep the116.1 Mts of deal, the service time limit is69.1 years.This mineral well design adoption a upright well expands the way, dividing the line two mine the level.Adoption cent the set concentrates the big lane arranges, the big lane adopts a lectrical engineering car leads a bottom unload type mineral car transports, adopting coal method as the alignment long the wall adopts the coal method, adopting coal craft as to synthesize the mechanization adopt the coal craft, adopting empty the area handles method as all falls the method.The main well adoption many rope rub the box promotes, the vice- well adopts the rigid combination a cage promotes.Well ventilated way that mineral well as the central being juxtaposed the draw out type.key words expands the level the cent the set concentrates alignment long wallII目录摘 要IAbstractII绪论5第1章 井田概况及地质特征61.1 井田概况61.1.1 交通位置61.1.2地形地势71.1.3 气象和地震71.1.4井田区及邻区生产建设及规划情况71.1.5矿区经济状况71.2 地质特征71.2.1 矿区范围内的地层情况71.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造81.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征91.2.4 岩石性质、厚度特征111.2.5 水文地质情况121.2.6 沼气、煤尘及煤的自燃性121.2.7 煤质、牌号及用途131.3 勘探程度及可靠性13第2章 井田境界、储量、服务年限152.1 井田境界152.1.1 井田境界确定的依据152.1.2 井田周边情况152.1.3 井田未来发展情况152.2 井田储量152.2.1 井田储量的计算152.2.2 保安煤柱162.2.3 储量计算方法162.2.4 储量计算的评价182.3 矿井工作制度、生产能力、服务年限182.3.1 矿井工作制度182.3.2 矿井生产能力的确定182.3.3 矿井服务年限18第3章 井田开拓203.1 概述203.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述203.1.2 影响本矿井开拓方式的因素及其具体情况203.1.3 确定井田开拓方式的原则203.2 矿井开拓方案的选择213.2.1井硐形式和井口位置213.2.2 开采水平数目和标高263.2.3 开拓巷道的布置273.3 选定开拓方案的系统描述293.3.1井硐形式和数目293.3.2 井硐位置及坐标303.3.3 水平数目及高度303.3.4大巷数目及布置303.3.5 井底车场形式的选择323.3.6 煤层群的联系343.3.7 带区划分343.4 井筒布置及施工353.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护353.4.2 井硐布置及装备363.4.3 井筒延伸的初步意见393.5 井底车场及硐室403.5.1井底车场形式选择和论证403.5.2井底车场的布置、储车线路、行车线路布置长度413.5.3通过能力计算443.5.4井底车场主要硐室443.6 开采顺序443.6.1 沿煤层走向的开采顺序453.6.2 沿煤层倾斜方向的开采顺序453.6.3 带区接续计划453.6.4三量的控制情况46第4章 带区巷道布置与带区生产系统494.1 带区概况494.1.1 设计带区的位置、边界、范围、采区煤柱494.1.2 带区地质和煤质情况494.1.3 带区生产能力、储量及服务年限494.2 带区巷道布置494.2.1 区段划分494.2.2 带区斜巷布置504.2.3 带区车场布置514.2.4 带区煤仓形式、容量及支护534.2.5 带区硐室简介554.2.6 采区工作面的接续554.3 带区准备564.3.1 带区巷道的准备顺序564.3.2 带区主要巷道的断面及支护方式56第 5 章 采煤方法595.1 采煤方法的选择595.1.1 采煤方法的选择595.2 回采工艺605.2.1 选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备605.2.2 选择采煤工作面循环方式和劳动组织形式61第6章 井下运输和矿井提升636.1 矿井井下运输636.1.1 运输方式和运输系统的确定636.1.2 矿车的选型及数量636.1.3 带区运输设备的选择666.2 矿井提升系统676.2.1 矿井提升设备的选择与计算67第7章 矿井通风系统的确定697.1 矿井通风系统的确定697.1.1 概述697.1.2 通风系统确定的因素697.2 风量计算与风量分配707.2.1 风量计算707.2.2 风量分配767.2.3 风量的调节方法与措施777.2.4 风速的验算777.2.5 风量的调节方法与措施787.3 矿井通风阻力的计算797.3.1 确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力797.3.2 矿井等积孔的计算817.4 通风设备的选择817.4.1 主扇的选择计算827.4.2 电动机的选择827.4.3 反风措施827.5矿井安全技术措施837.5.1 预防瓦斯及煤尘爆炸837.5.2 火灾与水患的预防847.5.3 其他事故的预防857.5.4 避灾路线及自救85第8章 矿井排水878.1 概述878.1.1 矿井水来源及涌水量878.1.2 对排水设备的要求878.2 矿井主要排水设备888.2.1 排水方式与排水系统简介888.2.2 主排水设备及管路的选择计算89第9章 矿井主要技术经济指标92结论94致 谢 辞95参考文献96附录97附录103参考文献116绪论大学的生活马上就要结束了，在这个学校我度过了整整四年，在这四年里我学到了很多知识。学校为了让我们达到学以致用的目的，让我们进行毕业设计。毕业设计我做的题目是城子河矿1.2Mt/a新井设计，在毕业实习的过程中我们为此进行了资料搜集工作。我本次设计主要是设计一个新的矿井，这其中包括开拓方式、采煤工艺、通风安全和矿井排水等矿井各个系统。在设计的过程中我应用了大量以前学习的知识和大量的CAD电脑绘图，把以前的知识重新系统的温习了一遍，又从老师那里学到了很多新的知识，很好的吧理论与实践结合起来。我选择了一个比较接近现实生产的方案，这个方案主要是针对煤层群的开采方法，本方法采用单一倾斜长壁式采煤法的巷道布置。本次设计主要是通过绘制矿井的各种图纸来进行矿井的优化设计，这其中文字部分包括大量的方案比较，以便使设计更加合理。在设计时，需要针对矿井的地质情况、煤层的赋存条件等情况进行分析，这样才能使建成的矿井更加与实际相符合。毕业设计结束以后我将步入工作岗位，我会将我在毕业设计中所学到的文化知识应用到我的工作岗位上，为以后的工作打下良好的基础。第1章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 交通位置鸡西市矿业集团城子河煤矿位于鸡西市鸡西车站东北约5km的位置。城子河矿的地理坐标为东经1303340，北纬452040。城子河煤矿输非常方便。此外还有通的矿内有运煤有专用煤炭运输铁路，使得煤炭可以运往鸡西、勃利、哈达等地的公路。图1.1交通位置图1.1.2地形地势 城子河煤矿井田地形为丘陵地形。区内河流共有四条：即穆棱河、城子河、正阳河、白石河。其中穆棱河最大，流量最大2200 m3/秒，最小0.60 m3/秒，但该河在本井田极深部流过，对本设计矿井的影响不大，此外城子河、正阳河、白石河均在井田内流过，是季节性小河，并且冬季干涸，所以对井田的开拓影响不大。1.1.3 气象和地震城子河矿矿区属于温带大陆性气候，最高气温38C，最低温度零下35C，结冻期由该年11月初至次年4月末。结冻期比较长，冻结深度一般为2.0米，风向多西北风。根据国家地震局报告鸡西及其邻区过去无强烈地震记载。1.1.4井田区及邻区生产建设及规划情况本矿区走向长2.9km，倾向长4.5km，面积13.05km2，规划用一对立井对其进行开发，规模初步拟订为1.2Mt/a。1.1.5矿区经济状况 城子河矿区为农业区，工业基础相对比较薄弱，但是鸡西矿业集团距本区比较较近，可以借此力量建设新区，人力资源及材料供应条件都是比较便利的。 鸡西地区现有大型火力发电厂一座，在矿区总体设计阶段，供电方案已达成协议，所以供电方面不存在问题。 该区内第四系地层分布比较广泛，地下含水量极其丰富，水源充足。 1.2 地质特征1.2.1 矿区范围内的地层情况城子河煤矿地层为向南倾斜的构造，倾角比较小，大约在8。左右，矿内断层非常少，水文地质条较简单，矿井涌水随季节的变化而变化。见表1-1表1-1 地层系统表界系统（群）组厚度（米）新生界第四系全新统10-20全新统温泉河组20-40上更新统顾乡屯组10-40中更新统40-80下更新统白土山组15-50第三系上新统富锦组121中生界侏罗系上统（鸡西群）穆棱组570城子河组930东荣组250古生界中统青龙山组不清元古界麻山群不清第四系地层在本设计井田内广泛分布，主要由砾砂和粗砂组成。在砂层上，伏有粘土及层厚810m的黑腐殖土。 第三系地层分布也比较广泛，该地层由粉沙岩，泥岩组成，岩石胶结松散，以灰绿色为主，厚度变化不大。该矿井有4层可采煤层，均为中厚煤层。1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造城子河煤矿位于三江盆地的西部，区域构造属新华夏系第二隆起带，北段由一些北东向的次一级隆起带和凹陷带组成。本设计井田的区域构造主要受新华夏系和北西向构造应力场的控制，本区主要断层为F1一个主要断层，详见断层特征表，表1-2断层特征表 表1-2顺序名称性质断层面走向落差（m）影响范围1F1正断层北向南40130整个井田1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征本设计井田开采的煤层主要位于侏罗系鸡西群城子河含煤组，本组共有煤层4组，本设计井田具有经济价值的可采煤层均集中在鸡西群城子河组，该组地层厚度930m，可采的煤层有45#、42#、29#、25#四个煤层，平均厚度2.10m，各煤层倾角在78本井田储量较大，煤层均是全井田发育的可采煤层，可采厚度从1.562.57m，煤层稳定，为单一煤层，底部多为炭质泥岩，煤层顶板为粉沙岩，细砂岩，底板为粉沙岩及含炭质粉沙岩。见图1-2煤层综合柱状图及表1-3可采煤层特征表表1-3 可采煤层特征表序号煤层名称煤层厚度（m）层间距（m）倾角（度）围岩煤的牌号硬度（f）容重（t/煤层构造及稳定性最大最小顶板底板平均145#1.2-2.62.07细砂岩粉砂岩-气煤F31.325单一煤层稳定242#1.3-2.72.1（42#-45#）29m8粉砂岩粉沙岩及细砂岩-气煤F31.325单一煤层稳定329#1.3-2.72.1（29#-42#）43m7粉砂岩粉砂岩及细砂岩-气煤F31.325单一煤层较稳定425#1.4-2.82.2(29#-25#)28m8石英砂岩石英砂岩-气煤F31.325单一煤层较稳定图1-2 煤层综合柱状图1.2.4 岩石性质、厚度特征有关岩石性质及厚度特征详见表1-4所示。表1-4 岩石主要物理力学性质指标表名称容重kg/cm3孔隙度%抗压强度102kg/cm3抗拉强度102 kg/cm3变形模量102kg/c3弹性模量kg/cm3砂岩2.02.65252200.50.40.58110砾岩2.32.65151150.21.50.8828泥岩2.7 2.851.65.212.830.62.027510灰岩2.22.75205200.52.018510页岩2.02.416301100.21.013.528石英2.652.70.120.515351.03.06 206201.2.5 水文地质情况1、井田内各地段的水文地质特征互不相同，第四系孔隙含水层在全区井田范围内发育广泛，但在山坡地区较薄，由南向北逐渐增厚。水的主要补给来源是大气降水和矿区地下水，涌水量0.7057L/sm，第三系孔隙含水层在井田内也分布比较广泛，由东南向西北逐渐增厚，向东变薄，涌水量为0.0010.83L/sm。本含水带是直接充水含水层，它与第三系有水力联系，但很微弱，基底岩层裂隙水分布在低山和丘陵地带，由花岗岩、安山岩，及变质岩组成，对煤系裂隙水带补给量甚微，但对矿床水无影响。2、井田内的主要隔水层有第四系和第三系。3、地面水及各含水层之间的关系 本井田煤系裂隙水补给条件不是很好，富水性比较小，矿井在开采初期，矿井涌水量增大，随着开采的不断进行，水的静储量逐渐消耗，矿井的涌水量会逐渐减小，并趋于相对稳定状态。本井田最大涌水量386m/h，正常涌水量314m/h。1.2.6 沼气、煤尘及煤的自燃性 本井田瓦斯取样的控制浓度在340.5933.2m，在737.5m以上，甲烷成分为0.8536.75，在800.4933.2m深为28.1845.26，平均为34.3137.05，二氧化硫一般为6.448.95，瓦斯成分及含量均很低，由于地质报告没有明确提出矿井的瓦斯等级所以，本设计只能根据上述数据进行分析，同时参考城子河矿井的煤尘瓦斯情况，初步确定本矿井瓦斯等级为低沼气矿井，并没有煤尘爆炸危险和自然发火倾向。 本矿井的恒温带温度5.6，-500m水平的平均地温为19.5，-700m水平为25.3，-900m水平为30.9。根据资料，预计本矿井各煤层顶板类型均在一级类以上。煤层顶底板岩石主要为粉沙岩和细砂岩，抗压强度一般在5001100kg/cm2左右。1.2.7 煤质、牌号及用途 本矿井煤的挥发分一般大于40，属低变质煤，各煤层Y值平均为59m/m，粘结性较低。煤种在垂向上无明显变化。1有害成分灰分：本井田煤的灰分含量为10.9624.45，多属中低灰煤层。 硫：各煤层硫的含量很低，原煤全硫为0.1 0.41属特低硫煤。磷：各煤层原煤磷的平均含量为0.003 0.061属特低磷煤。2发热量各煤层煤的平均发热量（QfD）为3063 6849大卡/kg。3元素分析各煤层碳（Cr）的平均含量为80.84 82.66（Hr）的平均含量为5.32-5.86。（Or）的平均含量为10.61-12.62 ，说明煤的元素组成稳定，属低变质煤。4工业用途评述综述本井田的煤质特征属于特低硫、磷、中低灰份，按现行煤炭使用分类，本井田煤炭应属于1/3焦煤和少量肥煤、气煤。原煤经过洗选加工后，可做炼焦、配焦用煤，其次可做优良的化工及动力用煤。1.3 勘探程度及可靠性 城子河矿先后经过普查，详查，精查阶段，采用了钻探，测井和地震，相互结合的综合勘探手段， 煤层变化规律已经查清，煤层对比比较清楚，对煤质、煤层特征及开采条件均基本查明，井田水文地质做了一定的工作，故从本井的地质资料方面看，已具备了矿井设计和建设的条件，经东煤公司1984年6月对本区精查地质报告的批复认为，基本达到煤炭资源地质勘探规范的标准。存在问题：1、对影响矿井设计和生产的一些开采技术条件，如瓦斯、煤尘等基本没做取样，仅借鉴哦了邻近矿井的资料，但是两矿井的煤层肯定会存在一定的差异，故存在一定的问题。2、对于落差小于30m的断层，未作评价，控制不够，给设计带来一定困难。3、煤质化验点少第2章 井田境界、储量、服务年限2.1 井田境界2.1.1 井田境界确定的依据1、保证井田有合理的尺寸；2、井田范围、储量、煤层赋存条件要与矿井生产能力相适应；3、合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的井田境界；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；5、充分利用自然等条件划分井田。2.1.2 井田周边情况此设计矿井东西部以保安煤柱为界，浅部以煤层露头为界，深部以-600标高为境界，走向2.9km，倾斜4.5km，井田面积13.05km2。生产能力为1.2Mt/a2.1.3 井田未来发展情况伴随着科技的发展与技术的进步，勘探水平会有大幅度的提高，到时候井田范围内的储量会越来越精确，将来很有可能在井田的更深部发现可采煤层。2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算在划定的井田范围内，计算矿井开采煤层的储量，是进行矿井设计和生产建设的依据，本设计矿井井田范围内的可采煤层有45#、42#、29#、25#四层，各煤层的边界与井田境界基本一致。矿井储量是指在井田范围内，经过地质勘探煤层厚度和质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前即可供利用的可列入平衡表内的储量。矿井储量可分为矿井地质储量、矿井工业储量和矿井可采储量。矿井可采储量是指矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道及上下山保护煤柱后乘以采区回采率的储量。2.2.2 保安煤柱参照保护煤柱的设计原则如下：(1)在一般情况下，保护煤柱应根据受护面积边界和移动角值进行圈定。(2)地面受护面积包括受护对象及周围的受护带(3)当受护边界与煤层走向斜交时，根据基岩移动角求得垂直与受护边界方向的上山方向移动角和下山方向移动角，然后再确定保护煤柱。(4)立井保护煤柱应按其深度，用途，煤层赋存条件和地形特点留设，立井深度大于或等于400m的以边界角圈定，小于400m的以移动角圈定。为了安全生产，本设计矿井依据煤矿安全规程，留设保安煤柱如下：1.各煤层在露头处留设20 m保安煤柱；2.边界断层留设30m 保安煤柱；3.井田内部断层留设20m保安煤柱；4.河流两侧各留设20m保安煤柱；5.地面建筑物留设50m保安煤柱。按以上方法计算得： 工业广场煤柱损失：7.25Mt；断层保安煤柱损失：9.37Mt；边界保安煤柱损失：9.10Mt；总损失为：25.72Mt；2.2.3 储量计算方法1.工业储量计算计算公式如下：块段储量=块段面积平均倾角余割块段平均厚度容重根据原城子河矿立井初步设计储量诸图，通过等高线块段法计算本井田工业储量为180.8Mt，各煤层工业储量见表2-1可采煤层储量计算总表。表2-1 分煤层分水平储量计算表水平别煤层别工业储量(万t)可采储量（万t）工业场地井田境界断层45#2575.4309.1154.547.52060.342#2580.7311.3156.148.12064.229#1800.8216.2108.236.11440.325#1800.8216.2108.236.11440.3合计8752.71152.8311.0167.87004.945#1765.3211.8105.935.41412.242#1780.2213.6106.835.71424.129#2855.2342.6171.357.22284.125#2855.4342.6171.357.22284.3合计9256.11110.6555.3185.57404.7总计18008.82263.4866.3353.314409.62.可采储量计算 计算公式如下 ZK=（ZCP）C （2-1）式中 ZK 可采储量； ZC 工业储量；P 永久煤柱损失； C 采区回采率。回采要求：中厚煤层不应小于80%，薄煤层不应小于85%。经各煤层可采储量计算，汇总计算出本设计井田可采储量为144.1Mt。2.2.4 储量计算的评价 本设计井田的各类储量计算严格执照有关规定执行，经计算后的储量可能与实际有些误差。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 该矿井参考最新设计规范与本设计矿井的实际相结合最后确定本设计矿井年工作日确定为330d，矿井每日净提升16h，采用四六工作制。2.3.2 矿井生产能力的确定1.矿井设计生产能力的确定原则应根据地质条件，国民发展需要和国内外市场需求，技术装备和管理水平，充分考虑科学技术进步等因素，依据投资少，出煤快，经济效益好的原则合理确定。2.确定矿井生产能力的重要因素a.储量；b.地质和开采技术条件；c.合理的服务年限；d.经济效果；c.开采设备的能力。根据本设计矿井的实际情况我初步拟定了三种矿井年生产能力方案，具体如下： 方案A：1.5Mt/a、方案B：1.2Mt/a、方案C：0.9Mt/a以上三种方案具体采用哪种还需要计算服务年限。2.3.3 矿井服务年限矿井服务年限计算公式如下：T=Z /（Ak） （2-2） 式中 Z 矿井设计可采储量，Mt；A 矿井生产能力，Mt/a；k 矿井储量备用系数，k=1.31.5。 根据本矿井实际情况，取k=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：1.5Mt/a T=Z /（Ak）=116.1/（1.51.4）=55.3a；方案B：1.2Mt/a T=Z /（Ak）=116.1 /（1.21.4）=69.1a方案C：0.9Mt/a T=Z /（Ak）= 116.1/（0.91.4） =92.1a；参照煤矿工业设计规范规定，方案B较为合理，即：矿井生产能力为120 Mt/a；矿井服务年限为T=69.1a。第3章 井田开拓3.1 概述3.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述鸡西矿业集团距本区约5km，距离不远，可以利用这个条件帮助建设该区，并且在人力和材料等方面的供应条件较好。鸡西地区现有大型火力发电厂一座，在矿区总体设计阶段，供电电源方案已达成协议，所以供电电源容易解决。该矿区内地下含水量极其丰富，供水水源充足。3.1.2 影响本矿井开拓方式的因素及其具体情况井田开拓方式的选择应全面考虑各种因素，主要因素包括：(1)井田地质和水文地质条件及地形地貌和地面外部条件；(2)煤层赋存和开采技术条件及技术装备和工艺系统条件；(3)技术装备和工艺系统条件；(4)总体设计和矿井生产能力要求等。 通过对上述各种因素综合研究，与系统优化和多方案技术经济比较后确定本矿井开拓方式。影响本设计井田开拓方式的具体因素如下：a.地表因素；b.煤层赋存情况。3.1.3 确定井田开拓方式的原则在解决井田开拓问题时，应遵循以下原则：(1)贯彻执行有关煤炭工业的技术政策,为多出煤、早出煤、出好煤、投资少、成本低、效率高创造条件要使生产系统完善、有效、可靠，在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量，尢其是初期建设工程量，节约基建工程量，加快矿井建设。(2) 必须惯彻执行有关煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风系统，创造良好的条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常性保持良好状态。(3) 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，自动化创造条件。(4) 合理集中开拓布置，简化生产系统，避免生产分散，为集中生产创造条件。(5) 合理开发国家资源，减少煤炭损失。(6)根据用户需要，应将不同煤质，煤种的煤层分别开采3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1井硐形式和井口位置开拓方式按照井筒的倾角不同（水平、倾斜、垂直）分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓和综合开拓方式（平、斜、立井中的任何二或三种形式相结合进行开拓）等四种方式。立井开拓：适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件限制。斜井开拓：对于煤层赋存较浅，表土层不厚，水文地质情况简单的缓倾斜和倾斜煤层，一般采用斜井开拓。平硐开拓：当煤层赋存具有平硐开拓条件时，应优先考虑采用平硐开拓。综合开拓：如果单一的开拓方式不能满足通风、安全、充填、提升等不同需要或技术经济不合理时，可采用综合开拓。1.井筒形式根据地形地貌、煤层赋存条件及确定的工业场地位置，本着合理开发全井田，集中生产运输环节简单、初期井巷工程量少、投资省、出煤早、达产快、安全、高效的原则，设计提出了三个开拓方案：方案一：双立井两个水平开拓方案二：双斜井两个水平开拓 方案一方案二以上两种井筒开拓方案比较如下：斜井与立井相比斜井优点：井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，地面工业建筑，井筒装备，井底车场及硐室都投资少；井筒装备和地面建筑物少，不用大型提升设备，钢材消耗量小；胶带输送机提升增产潜力大，改扩建比较方便，容易实现多水平生产，并能减少井下石门长度。缺点：在自然条件相同时，斜井要比立井长得多；围岩不稳固时，斜井井筒维护费用高，采用绞车提升时，提升速度低，能力小钢丝绳磨损严重，动力消耗大，提升费用高，当井田斜长较大时，采用多段绞车提升，转载环节多，系统复杂，更要多占用设备和人力；由于斜井较长，沿井筒敷设管路，电缆所需的管线长度较大；斜井通风风路较长，对瓦斯涌出量大的大型矿井，斜井井筒断面小，通风阻力过大，可能满足不了通风的要求，不得不另开专用进风或回风的立井并兼做辅助提升；当表土为富含水的冲积层或流砂层时,斜井井筒掘进技术复杂,有时难以通过。适用条件：煤层赋存较浅，垂深在200m以内，煤层赋存深度为0500m，含水砂层厚度小于2040m，表土层不厚，水文地质情况简单的煤层井筒不需要特殊方法施工的缓倾斜及倾斜煤层。立井优点：立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，机械化程度高，易于自动控制，井筒为圆形断面机结构合理，维护费用低，有效断面大通风条件好，管线短，人员升降速度快；缺点：与斜井优点相对。适用条件 ：煤层赋存深度2001000m，含水砂层厚度20400m,立井开拓的适应性很强，一般不受煤层倾角，厚度，瓦斯，水文等自然条件限制技术上也比较可靠当地质条件不利于平硐或斜井开拓时均采用立井开拓方式 根据上述井筒开拓方案的技术比较，根据规定，对技术可行方案应进行 经济比较。详见开拓方案比较表，表3-1表3-1 开拓方案比较表方案项目方案一方案二工程量m单价元/m费用万元工程量m单价元/m费用万元初期主井井筒4202072.58871850666.36123.3副井井筒4202072.58871870666.36124.6井底车场110090099110090099主石门3508002835080028运输大巷25008002002500800200小计 （万元）501574.9后期主井井筒2002072.5841.41720666.36114.6副井井筒2002072.5841.41740666.36116.1井底车场110090099110090099主石门5008004008000运输大巷2540800203.22540800203.2小计 （万元）425.6532.9共计926.61107.8两方案对比，经过简单的计算，方案1的工作的环节相对较少，人员提升比较方便，而方案2在经济上就不是很合理，以及方案1在通风方面优于方案2。经过两方案的经济比较，从而得出立井开拓方案在经济上合理，技术上可行。因此，该矿井设计为立井开拓。2.井口位置井田开拓的一个重要组成部分便是井口位置的选择。井口位置的选择必须要与开拓方式相协调，并且要经过方案的比较，而且要和人员与煤炭的提升，地面生产系统和工业广场布置相匹配。以下是井口位置选择所需要考虑的因素与依照准则：(1)井下条件尽量布置在井田走向中央或靠近中央位置，使得井田两翼可采储量基本平衡；井筒应尽量避开或减少穿越地质及水文复杂的地层或地段；勘探程度；初期工程量。(2)地面条件井筒位置应选在地面比较平坦的地方；井口要避开地面滑坡、岩崩、雪崩、泥石流、流砂等危险地区；工业场地尽量不占用耕地；井口及工业场地位置必须符合环境保护的要求；井口位置要与矿区总体规划的交通运输、供电、水源、居住区、辅助企业等的布局相协调，使之有利生产、方便生活。我根据上述需要考虑的因素和原则，最后确定了本设计矿井的井筒位置。 在本设计井田中，在井筒位置的选择上提出了三个方案：方案一：井筒位于井田深部方案二：井筒位于井田中部方案三：井筒位于井田浅部对三个方案进行比较如下：井筒位置位于井田深部时，压煤量最大，且初期工程量也很大，石门也较长，但对于开采井田深部煤层及井通延伸比较有利；井筒位置位于井田中部时，煤柱尺寸稍大，石门较短；井筒位置位于井田浅部时，煤柱尺寸最小，压煤量同时也是最少，大巷布置在下层煤底板中，易于维护，有较长的服务年限；本井田煤层均为中厚煤层，井田倾向长度较大，为了方便井下运输和保证各水平合理的服务年限，所以将井筒布置在井田中部稍靠上方的位置。图3-4方案1图3-5方案2图3-6方案3经过简单的技术比较后认为：井筒位于井田浅部，煤柱尺寸最小，压煤最少，但石门最长；井筒位于井田中部时，煤柱尺寸稍大，但石门长度较短，且沿石门的运输工程量也小；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筒延伸有利；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一水平合理的服务年限方面考虑，也应该将井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置，因此初步确定本设计井田井筒的位置在井田的中部稍靠上方才比较合理。3.2.2 开采水平数目和标高煤层赋存为倾斜状态时，一般由浅部向深部开采，以达到工程量少、建设速度快、投资省、成本低等效果。根据煤层的赋存条件和倾斜长度，一个井田可以单水平开采，亦可以多水平开采（从上往下逐水平开采）。每个开采水平设井底车场和运输大巷，供该水平各采区煤的外运、辅助运输和通风使用。煤矿科技迅猛发展，在高度机械化的基础上实现高度集中化是主要的发展方向，高产高效矿井要求集中在一个水平，12个工作面生产，要求有丰富的储量和较合理的服务年限。水平上、下山开采方式是合理和优越的，可以保证生产合理，节省总井巷的工程量，经济效益好。因此使用上下山开采的意义很大。在条件适宜时，应该优先考虑使用上下山开采。我所设计的井田水平标高主要考虑了以下几个因素：(1)具有合理的阶段斜长；(2)具有合理的区段数目；(3)要有利于带区的正常接替；(4)要保证开采水平要有合理的服务年限及足够的储量；(5)井底车场及其主要硐室的位置应尽量处于较好的岩层内。根据上述五个因素，我提出了如下两个水平标高划分方案：方案一：井田划分两个开采水平；一水平标高-200 m，二水平标高为-400 m。一水平实行上下山开采，二水平上下山开采。方案二：井田划分三个开采水平，一水平标高0 m，二水平标高-200 m，三水平标高-400 m。各水平均实行上山开采。各方案水平储量及服务年限详见表3-2表3-2 水平储量及服务年限表方案水平储量（万t）服务年限（年）方案一一水平875041.6二水平925544.1方案二一水平360021.4二水平480028.6三水平480028.6从上表中可以看出，方案二的一水平服务年限达不到规范要求的服务年限，水平储量严重不足，而方案一的水平服务年限能够满足一水平服务年限不小于25年的基本要求，储量充足，且有利于带区的接续，巷道利用率高，吨煤成本相对较低。所以我采用方案一的水平划分方法，即划分二个开采水平，一水平标高分别为-200 m、二水平标高-400 m、一水平垂高为200 m，二水平垂高为400 m。一水平和二水平都采用上下山开采。3.2.3 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（带）区服务的巷道。所以选择一个合理的开拓巷道布置方案对整个矿井的设计有很大的影响。 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，以及通风和排水，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。各种方式的适应条件如下：2.分煤层大巷适用条件井田走向长度短，服务年限不长；煤层数不多，层间距大，石门长；井底车场或平硐在煤层顶板；煤质牌号不同，要求分采，分运；各煤层底板均有坚硬岩层。3.分组集中大巷适用条件煤层数多，层间距大小悬殊；按煤层的特点根据运输，通风要求组合，经济上有利；多水平生产，容易解决运输，通风的干扰；4.集中运输大巷适用条件适于煤层层数多，层间距不大的矿井；井田走向长度大，服务年限长；煤质牌号相同，要求分采分运；下部煤层底板有坚硬岩层，容易维护；自然发火严重，便于分区，分段处理事故；采区尺寸大，石门长度短本井田为中厚煤层，不能采用分煤层大巷。经济比较： 表3-1 经济比较表集中运输大巷分组集中运输大巷工程量较小较大费用较小较大利用率高低方案一：集中大巷图3-1 集中大巷开拓图方案二：分组集中大巷 图3-2 分组集中大巷开拓图根据上面的图表可知，本井田的可采煤层为45#、42#、29#、25#煤层，各煤层间距都不大，各煤层的煤质相同，不需要分采分运。所以根据本井田的实际情况，采用集中运输大巷布置方式。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，一对立井即主井、副井。另外还设有回风井。主井用来提升煤炭，副井用来提矸、提升人员、下放材料和设备，回风井则专门用于回风。3.3.2 井硐位置及坐标井筒位置确定在井田的中部，这么选择井筒位置的条件是：1. 地面条件（1）工业场地占地面积（2）地形与工程地质条件（2）煤的运输方向（4）生产建设与住宅位置2. 井下条件（1）按运输量确定井筒位置（2）根据地质条件确定井筒位置（3）煤柱量（4）勘探程度和初期工程量根据本井田的开拓示意图可知，井筒位置为，走向的中央偏，倾向的中央偏上。坐标分别为：主井： XA=425075 , YA=5008655副井：XB=425075 , YB=5008715主井井口标高为+170m，副井井口标高为+170m，拟定二水平为井筒最终水平。主井井深770m，副井井深770m，两井筒中心线间距为60m，主井井筒直径6.5m，副井井筒直径6.5m，均采用整体式混凝土井壁，井壁厚度450mm。3.3.3 水平数目及高度本井田采用两个水平开拓,拟定第一标高为-200m,第二水平拟定标高为-400m。3.3.4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)煤层大巷下列情况宜布置煤层大巷：大巷设在煤层内，掘进施工容易，掘进速度快，有利于采用综掘，沿煤巷掘进能进一步探明煤层赋存情况图表3-7带区接续图表3.6.4三量的控制情况 设计一个矿井三量的控制很重要的，这节我要计算我所设计矿井的三量控制情况。1开拓煤量 在所设计的矿井可采储量的范围内已经完成设计规定主井、副井、风井、井底车场、主要石门、集中运输大巷、主要溜煤眼等开拓掘进的工程所构成的煤的储量，并减去地质损失、设计损失、和在开拓煤量可采期内不能回收的临时煤柱和其他煤量，既是开拓煤量。计算公式如下： Zd=(ZogZg Pdd)C式中：Zd开拓煤量，Mt；Zog已开拓范围内的地质储量，Mt；Zg地质损失量 Mt；C采区回采率，；Pdd开拓煤量可采期内不能开采的煤量, Mt Zd=(ZogZg Pdd)C =(10.08-0.57-0.27)0.85 =7.854Mt2.准备煤量 在开拓煤量范围内