双鸭山矿业集团岭东煤矿1.2Mta新井设计

摘 要本设计为双鸭山矿业集团岭东煤矿1.2Mt/a的新井设计，共有3层设计可采煤层，平均总厚度为8.11m，煤的工业牌号为长焰煤。设计井田的可采储量为98.57Mt。服务年限为58.67a。划分两个水平开采，一、二水平均为上山开采。本设计矿井的开拓方式采用双立井开拓，集中大巷及采区石门的大巷布置方式。共划分10个采区，投产工作面1个。本设计采区为一采区，大巷装车式下部车场，综合机械化采煤，采用分区式通风。工作面年工作日为330天，采用“四、六”工作制，工作面长为200m，循环进度为0.6m。提升设备为副井采用罐笼提升，主井采用箕斗提升。关键词：走向长壁 可采储量 采煤工艺AbstractThe task of this design is to construct 1.2million tons new shaft for shuangyashan lingdong Mine.This mine has three minable Coal Seam, and its average thickness is 8.11meters, types of coal seam is longfire coal. Designed field of minable capacity is98.57 million tons. It can adapt for58.67 years, and is divide the line two levels mine, a level climbs mountain to mine, even top and bottom mountain in Erh-shui mine.This mine shaft is applied to double indined shaft development method; Layout of gathing gallergand mining district eross heading; This level is divided into 10 mining districts and 1 worked faces. This design adopts the area for adopt the area a, the big lane packs the car type lower part car field, the adoption is separately the area type well ventilated, comprehensive the mechanization adopts the coal. ords 330 days every year. Adapt “four-six” work situation, work face is 200 meters length of circle is 0.6 meters.The equipments to adopt the jidou to promote for the main well, the adoption a cage of vice- well promote.key words：Recoverable reserves Trend grows arm The technology of coal mining 77目录摘 要IAbstractII绪 论1第1章 井田概况及地质特征21.1 井田概况21.1.1交通位置21.1.2地形地势21.1.3河流31.1.4气象31.1.5煤田开发史及近况31.1.6水电供给情况31.2 地质特征31.2.1矿区范围内的地质情况31.2.2井田范围内和附近的主要地质构造41.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征41.2.4岩石性质、特征51.2.5井田内水文地质情况51.2.6沼气、煤尘及煤的自燃性61.2.7 煤质、牌号及用途61.3 勘探程度及可靠性7第2章 井田境界、储量、服务年限82.1 井田境界82.1.1井田周边状况82.1.2井田境界确定的依据82.2 井田储量82.2.1井田储量计算82.2.2保安煤柱的设计方法92.2.3储量计算方法92.2.4储量计算评价102.3矿井工作制度、生产能力及服务年限102.3.1矿井工作制度102.3.2设计生产能力和服务年限112.3.3矿井服务年限的确定11第3章 井田开拓133.1 概述133.2矿井开拓方案的选择143.2.1井筒形式143.2.2井口位置173.2.3开采水平的数目及标高193.2.4开拓巷道的布置203.3 选定开拓方案的系统描述213.3.1井硐形式和数目213.3.2井筒位置及坐标213.3.3水平数目及高度223.3.4石门、大巷的布置223.3.5井底车场形式的选择233.3.6采区划分233.3.7煤层群的联系243.4 井筒布置和施工243.4.1井峒穿过的岩石性质及井峒支护243.4.2布置及装备243.4.3井筒施工273.4.4延深意见273.5 井底车场及硐室273.5.1井底车场形式的确定及论证273.5.2井底车场的布置、存储线路、行车线路布置长度283.5.3通过能力计算303.5.4井底车场主要硐室333.6 开采顺序343.6.1井田开采顺序343.6.2 沿井田倾向的开采顺序343.6.3采区接续计划34第4章 采区巷道布置及采区生产系统354.1采区概述354.1.1采区位置、范围及采区煤柱354.1.2采区地质、煤层情况354.1.3采区生产能力、储量及服务年限354.2采区巷道布置374.2.1区段划分374.2.2采区上山布置384.2.3采区车场布置404.2.4采区煤仓形式、容量及支护474.2.5采区硐室简介494.2.6采区工作面接续494.3 采区准备504.3.1 采区巷道的准备顺序504.3.2采区巷道的断面图及支护方式51第5章 采煤方法545.1 采煤方法的选择545.2 回采工艺555.2.1回采工艺的选择及使用设备555.2.2回采工作面的循环方式和劳动组织形式56第6章 井下运输和矿井提升586.1矿井井下运输586.1.1 运输方式和运输系统的确定586.1.2矿车的选型与数量586.1.3采区运输设备的选择596.2 矿井提升系统606.2.1矿井主提升设备的选择及计算60第7章 矿井通风安全627.1 通风系统的确定627.1.1概 述627.1.2矿井通风系统的确定627.1.3主扇工作方式的确定637.2 风量计算和风量分配637.2.1矿井风量计算的规定637.2.2采掘工作面及硐室所需风量的计算647.2.3 矿井总供风量677.2.4 风量分配677.2.5 风量的调节方法与措施687.2.6风速验算687.3 矿井通风阻力的计算707.3.1确定全矿井最大通风阻力和最小通风阻力707.3.2矿井等积孔的计算727.4 通风设备的选择737.4.1主扇的选择计算737.4.2电动机的选择747.4.3反风措施747.5矿井安全技术措施747.5.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施747.5.2预防井下火灾757.5.3预防水灾措施757.5.4其它事故预防757.5.5避灾路线及自救76第8章 矿井排水778.1 概述778.1.1矿井水来源及涌水量778.1.2对排水设备的要求778.2 矿井主要排水设备788.2.1排水方式和排水系统简介788.2.2主排水设备及管路选择计算79第9章 矿井主要技术经济指标82总结与致谢84参考文献85附录186附录293绪 论煤炭资源在我国储量丰富，储量和产量均居世界前列。目前煤炭仍然是我国的主要能源，预计在今后相当长的时间内这种状况不会有根本性改变。进入新世纪以后，要求我国煤炭工业深化改革，尽快摆脱粗放经营的旧模式，步入低投入、高产出、高效益的良性循环轨道。煤炭工业的发展依赖的是先进的煤炭先进技术。其中包括采矿工程技术。作为一名采矿专业的学生，即将成为煤炭行业的工程技术人员。经过大学四年的系统的专业学习，我掌握了很多专业知识，此次毕业设计我做了黑龙江省双鸭山市岭东煤矿的新井设计，而且我在毕业实习中也收集到了很多岭东矿的资料， 希望通过做本次毕业设计，巩固我所学过的各种知识，并且学到更多的采矿专业知识，很好的运用他们，从而也为我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交通位置本矿在双鸭山煤田西南部，北部与岭西交界，距双鸭山市5km，东距双鸭山四方台煤矿15km。铁路经由双鸭山和福利屯至佳木斯可通往全国各地，最近车站为双鸭山站，公路可通往宝清、福利和双鸭山，交通方便。具体地理交通情况见图1-1图1-1 交通位置示意图1.1.2地形地势岭东矿区位于岭东煤盆地东段，周围为大兴安岭的丘陵地貌，矿区内海拔标高100130m。据调查，本区距地表3.5m以下有永久冻土层存在，最大冻土深度可达20m,厚度达616m。只在高岗干燥之处形成了永冻层“天窗”，永冻层为地表水与地下水的良好隔水层。1.1.3河流大磨拐河流经矿区，该河为常年性河流，每到雨季，河水四溢。但由于永冻层的存在，与基岩承压水无水力联系。1.1.4气象本区气候属北温带大陆性季风气候，冬季寒冷漫长，夏季凉爽短促。受林区小气候影响，空气较湿润，昼夜温差大。年平均气温为-2.8，最低气温为-43.3 ,最高气温为 +39 。最大风速为 22.7m/s，年平均降水量 373mm，年平均蒸发量1267.10mm，雨季多集中在7、8两个月。无霜期 90 天,最多风向为SW向。1.1.5煤田开发史及近况岭东矿区中东偏北处有一小井采空区。1.1.6水电供给情况水源来自开采地下水，能够满足生产与生活需要；原材料以及生产生活用电来自双鸭山市。1.2 地质特征1.2.1矿区范围内的地质情况岭东煤田为全掩盖区，除第四系全新统（Q4）外，仅揭露至白垩系下统大磨拐河组（K1d）含煤地层，据区域地层及收集到的资料，地层由老到新叙述如下：泥盆系（D）：由灰绿色轻微变质粉砂岩、细粒砂岩、灰黑色砂泥质板岩和灰绿色细粒砂岩组成，局部夹泥质透镜体。主要分布在矿区东北方山地，残存在花岗岩体中。不整合上侏罗统兴安岭群（J3X）：主要由各种中酸性熔岩、碎屑岩、凝灰岩组成，底部为猪肝色砾岩，砾岩成分主要为中酸性熔岩及中酸性火山碎屑岩。砾径一般在50mm左右，磨园度好，凝灰质胶结。上侏罗统兴安岭组火山岩与泥盆系浅变质岩系一起构成了含煤盆地的基底。不整合下白垩统大磨拐河组（K1d）：由一套绿色、灰白色、灰紫色的碎屑岩组成，以灰色粉砂岩为最多，其次为细、中、粗砂岩。含煤20多层，其中局部和大部可采煤层5层以上。共分三段，以中段、上段含煤性较好，下段为底部砾岩段，厚度6201200m。不整合第三系（N）玄武岩：为一套灰黑色致密结构玄武岩和紫色、深灰色气孔状玄武岩互层，为裂隙喷发产物，呈岩体赋存，主要出露于鑫鑫煤田西北部。不整合第四系（Q4）：松散层，地表主要由黑色含腐植的亚粘土、亚砂土及杂色砂质粘土，下部经钻探揭露为冲洪积的砂和砾石，厚0.520m。1.2.2井田范围内和附近的主要地质构造本勘探区位于一号向斜的北端东南翼，单斜构造，走向N40E，倾向NW，倾角12,在勘探区的勘探线附近为一号向斜的轴部，但沿轴部方向向西南抬高。勘探区内没有断层发育，所以井田构造属简单型。11号煤层和15号煤层之间有一小井采空区。1.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征本区主要含煤地层为下白垩统大磨拐河组（K1d）：主要可采煤层有11#、14#、15#共三个煤层，煤层平均总厚度8.11m。 (1)11号煤层：可采利用厚度3.90-4.20m, 平均厚度4.06m。结构简单，不含夹矸，煤层顶底板岩性多为粉砂岩,对比可靠。 (2)14号煤层：可采利用厚度1.80-2.30m，平均厚度1.95m。结构简单，不含夹矸。煤层顶底板岩性多为粉砂岩,对比可靠，大部可采的较稳定煤层。(3)15号煤层：可采利用厚度1.90-2.35m,平均厚度2.1m，结构简单，不含夹矸。煤层顶底板岩性多为粉砂岩,对比可靠表11 可采煤层特征表煤层号可采利用厚度（m）间距（m）对比可靠程度稳 定 性最小-最大平均最小-最大平均113.90-4.201.88可靠稳 定54.67-80.4366.39141.80-2.301.95可靠较 稳 定10.05-26.1617.56151.90-2.352.1可靠较 稳 定1.2.4岩石性质、特征井田内各煤层顶底板岩石的岩性为灰色、灰白色粉砂岩，少数为炭质泥岩。根据钻孔岩芯鉴定成果，自然状态下岩芯较完整，岩石的节理裂隙较少，岩芯较坚硬。邻近矿井的开采也证实了这一点。由于勘探区内断层不发育，所以岩体稳定性较好。1.2.5井田内水文地质情况岭东煤矿受地形影响，气候寒冷，地表3.5m以下为永久冻土层，厚度达616m，最大冻土深度可达20m。该永久冻土层在整个煤盆地中分布，为地表水与地下水间的良好隔水层，在煤矿生产过程中得到证实。1、潜水：盆地内松散层潜水主要接受大气降水的直接渗入补给。潜水一般沿河流流向迳流，即向西、西南方向迳流。潜水的排泄方式有：沿河流流向的迳流排泄、人工开采排泄、蒸发排泄等。2、承压水：盆地基岩承压水主要接受周围基岩出露区的侧向迳流补给及大气降水补给。承压水一般沿地层走向向西南迳流。承压水以侧向迳流排泄为主，其次为人工开采排泄。根据精查地质报告水文部分的论述，本区水文地质特征为孔隙裂隙型含水层，水文地质为以松散岩类富水的中等型。矿井最大涌水量为68.45 m3 /h。1.2.6沼气、煤尘及煤的自燃性本次勘探对瓦斯进行采样测试，本区为低瓦斯矿井，井田内各可采煤层其煤尘都有爆炸的危险性，火焰长度一般为400mm，因此煤矿在采掘时要注意通风、降尘，防止煤尘爆炸事故发生。本区各煤层挥发分产率较高，各煤层燃点282310，燃点较低，为易自燃型。因此，煤矿产出的煤，应注意堆放方式，缩短存放时间，避免煤的自燃。1.2.7 煤质、牌号及用途本区煤呈黑色，条痕为黑色褐黑色，暗淡沥青光泽，参差状断口，在镜煤中可见贝壳状断口，细条带宽条带状结构，层状构造。宏观煤岩特征： 5号煤主要由亮煤、暗煤、镜煤组份组成， 煤岩类型以半亮型为主，半暗型次之。11、15号煤煤岩组份以暗煤为主、亮煤次之。煤岩类型为半暗型居多，半亮型较少。各煤层丝炭组份很少。视比重（ARD）测值在1.28-1.65，见表1-2。表 12 煤层比重煤层111415真比重1.621.721.671.441.871.651.531.671.61视比重1.381.491.431.281.651.421.381.501.43储量估算所用视比重值（容重）是直接利用煤层视比重平均值。因此11号煤层为1.43，14号煤层为1.42，15号煤层1.43。区内各煤层均为富灰、低硫、中高热值长焰煤。有害成份低，粘结性、结焦性差。煤中微量元素低，达不到工业品位。根据本区煤的煤质特点，其工业利用方向为动力用煤。适用于民用燃烧、火力发电、各种工业锅炉等1.3 勘探程度及可靠性在岭东煤田范围内进行过大量的精查工作，基本上搞清了本井田的煤层赋存情况和主要地质构造情况，但由于本次勘探工作资金投入量及勘探水平所限，对水文地质、工程地质没有做专门的工作，可参照邻区的勘探及生产矿井资料。第2章 井田境界、储量、服务年限2.1 井田境界2.1.1井田周边状况 岭东煤矿位于黑龙江省双鸭山市境内，在双鸭山煤田西南部，北部与岭西交界，距双鸭山市5km，东距双鸭山四方台煤矿15km。铁路经由双鸭山和福利屯至佳木斯可通往全国各地，最近车站为双鸭山站，公路可通往宝清、福利和双鸭山，交通方便。2.1.2井田境界确定的依据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，合理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2.2 井田储量2.2.1井田储量计算矿井储量是指矿井内所埋藏的数量，具有工业价值的煤炭数量。它不仅包含着煤矿在地下埋藏的数量，而且还表示煤炭的质量，反映井田的勘探程度及开采技术条件。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。矿井工业储量是指平衡表内A+B+C级储量的总和。矿井设计储量是矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量后的储量。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。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0.600.70m,灰分在40%-50%之间。倾角为20，能利用储量厚度选用0.60m,暂不能利用储量选用0.500.60m。参加储量计算的煤层有11#、14#、15#共三层煤。储量计算边界与井田境界基本一致。2.2.2保安煤柱的设计方法参照保护煤柱的设计原则如下：(1) 地面受护面积包括受护对象及周围的受护带。(2) 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。(3) 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。 (4) 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。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30 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：7.15Mt； 断层、地面、边界保安煤柱损失：13.9Mt；总损失量：21.05Mt；损失率： 14.59%。2.2.3储量计算方法采用分水平及投影块段法，用煤层真厚度和斜面积计算储量，块段平均厚度采用钻孔见煤厚度，以算术平均法求出。计算公式：式中 块段储量 块段平面积 煤层平均倾角块段平均厚度 煤的容重，详见表（21）。表21容重采用：序号煤层号容重/（g/cm3）1111.432141.423151.43块段面积在1：5000的煤层储量计算图上用电子求积仪求得，块段倾角采用余切尺量得。2.2.4储量计算评价本矿井的煤层发育良好，厚度较稳定，倾角绶倾，井田范围内大的构造控制可靠，水文地质条件中等，储量计算较为可靠。煤层储量见表22。表22岭东煤矿储量计算表煤层号面积/m2工业储量/Mt永久损失/Mt可采储量/Mt回采率1111.7610668.279.8546.740.81413.0310636.085.3524.580.81513.2710639.915.8527.250.8总计144.2621.0598.572.3矿井工作制度、生产能力及服务年限2.3.1矿井工作制度依据煤矿安全规程，煤矿生产许可法和劳动法有关规定，结合岭东矿的实际情况，拟制定工作制度如下：设计年工作日330天，日提升16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(1)确定矿井生产能力的重要因素a储量是指基础储量中经济可采部分，b地质和开采条件技术装备和管理水平。(2)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。矿井与水平服务年限计算公式T=Zm/(AK)式中T 设计计算服务年限Zm可采储量，万吨；A年产量，万吨/年K储量备用系数，宜采用1.31.51.设计生产能力矿井生产能力的大小主要根据井田储量、煤层赋存状况、地质条件等情况来确定，还应考虑当前及今后市场的需煤量。根据该井田的实际情况，初步拟定了三种矿井年生产能力方案，具体如下：方案：1.5 Mt/a方案：1.2 Mt/a方案：0.9 Mt/a上述三种方案，具体选择哪一种，还应根据矿井服务年限来确定。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：（）式中：矿井设计可采储量，Mt生产能力， MtaK矿井储量备用系数，K.31.5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：1.5Mt/a （）= 46.94a方案：1.2Mt/a （）= 58.67a方案：0.9Mt/a （）= 78.23a参照煤矿工业矿井设计规范规定，方案B较合理，即：矿井生产能力：1.2Mt/a，矿井服务年限 58.67a。第3章 井田开拓3.1 概述根据精查报告确定的煤层地形，水文地质条件，自然产状，顶底板条件，构造因素及冲积层结构等，其中冲积层的水文地质条件和煤层赋存深度对开拓方式影响最大。岭东矿建设必须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。矿井机械化程度的高低的不仅直接影响井型和经济效果，而且往往由于提升，运输设备的革新发展，而引起开拓本身发生变化确定井田开拓方式的原则：.合理开发国家资源，减少煤炭损失。.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，尤其是初期建设工程量，节约基建工程量，加快矿井建设。.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。.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。.必须贯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。根据用户需要，应将不同煤质，煤种的煤层分别开采。对以上各种因素要综合研究，通过系统优化和多方案技术经济比较后确定。影响本设计井田开拓方式的具体因素如下：（1）地表因素：本井田属于大兴安岭的丘陵地貌，矿区内海拔标高100130m，地形平坦。（2）煤层赋存情况整个井田的煤层上部标高在-200 m，下部标高在-1050m，整个矿区共有三层可采煤层，即11#、14#、15#，全区发育。本井田11号煤层系厚煤层，14号煤层和15号煤层系缓倾斜中厚煤层，平均倾角在12左右。煤层走向长度为3.8km，倾向3.7km。3.2矿井开拓方案的选择3.2.1井筒形式（）井筒形式的确定开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。在一定的井田地质条件、开采技术条件下，矿井开拓巷道有多种布置方式，合理的开拓方式，一般应在技术可行的多种开拓方式中进行技术经济分析比较后，才能确定。开拓方式按照井筒的倾角不同（水平、倾斜、垂直）分为平硐开拓、斜井开拓、立井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。开拓方式依据井筒 （或平硐）与煤层位置的不同又有若干分类。立井开拓：适应性很强，可用于各种地质条件，同时在技术上也成熟可靠。一般在表土层厚、煤层赋存深时，应采用立井开拓。斜井开拓：对于表土层较薄、煤层赋存较浅、水文地质条件简单的煤田，一般都可以采用斜井开拓。斜井开拓在各种倾角煤层开拓中都得到了广泛的应用。平硐开拓：在侵蚀基准面以上的山岭或丘陵地区的煤层，由地面开凿通向煤层的平硐，可利用平硐开拓煤田的全部或一部分。首先我们应该考虑平硐开拓方式是否可行。因为平硐开拓是最简单的开拓方式，有很多突出优点。参照平硐开拓方式适用条件，结合本设计井田的地形地质及煤层赋存特征可知：平硐开拓方式的条件不具备。因此，平硐开拓方式对本设计井田不适用，排除采用平硐开拓方式。斜井开拓和立井开拓方式在技术上均可行，综合开拓虽然对工业广场布置和井底车场要求很高，但针对本井田的地质状况，综合开拓方式也可行，应该予以考虑。依据本井田的地质状况、煤层赋存情况及井型、服务年限等要求，对本井田开拓方式选择提出三种方案如图3-1、3-2、3-3所示：图 3-1双立井开拓图 3-2双斜井开拓 图 3-3主立井副斜井开拓以上三种井筒开拓方案技术比较如下：（1）双立井开拓优点：.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。2.机械化程度高，易于自动控制。3.井筒为圆形断机结构合理，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：与斜井优点相对应。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。技术评价：根据井田的地表情况，地质构造，煤层赋存等因素，采用双立井开拓方案可行，岭东矿井田的地表，地质构造，煤层赋存等因素，适合采用双立井开拓，故此方案在技术上可行。（2）双斜井开拓斜井与立井相比有如下优点：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，井底车场及硐室都比投资少。井筒装备和地面建筑物少，不用大型提升高备，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。技术评价：本井田一水平设在500m水平标高，岭东矿井田赋存深度为-200m-1050m。根据煤层的赋存情况不宜采用双斜井开拓。（3）主立井副斜井开拓优点：兼有斜井和立井的优点，主井采用斜井开拓，井筒施工简单，掘进速度快，费用低副井采用立井开拓，井筒容易维护，有效断面大，有利于通风，提升速度快。缺点：如果井口相近，则井底相距较远，井底车场布置，井下的联系就不太方便，如井底相近，由井口相距较远，地面工业建筑物就比较分散，生产调度及联系不方便，占地面积大，相应地增加了煤柱损失。适用条件：介于双立井与双斜井之间技术评价：根据设计井田的地表状况，煤层赋存及工业广场的布置等实际情况，如用综合开拓不利于地面工业广场的布置，也不利于井底车场的布置，井下的联系和生产调度较为繁琐，故该方案在技术不合理，不适合本设计矿井所以本井田不利于用综合开拓。根据上述井硐开拓方案的技术比较，确定本矿井适合采用双立井开拓。3.2.2井口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：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；工业场地不占或少占用良田； 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；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。井下条件：在井田走向的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。依据岭东煤田的储量分布图，及剖面图。考虑水平划分及主要巷道布置，将井口放在煤层浅部、中部、深部，进行比较。如图井筒位置示意图 34所示：方案一 煤层浅部方案二 煤层中上部方案三 煤层深部图 34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，但石门长度较短，且沿石门的运输工程量也小；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在井田的中部稍靠上方。3.2.3开采水平的数目及标高水平垂高是指该水平开采范围的垂高。开采水平的尺寸以水平垂高表示。合理的水平垂高的要求：1）具有合理的区段数目2）具有合理的阶段斜长3）要保证开采水平有合理的服务年限及足够的储量4）要有利于采区的正常接替5）经济上有利的垂高根据以上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：方案一：两水平上山开采 水平标高 500m,800m 阶段垂高 300m，300m 一水平储量5956万吨 二水平储量3901万吨 一水平服务年限35.45a 二水平服务年限23.22a 方案二：单水平上下山开采 水平标高 -650m 阶段垂高 450m 储 量9857万吨 服务年限58.67年参照上述二种方案的各项数据，各方案评价如下：方案一：该方案的一水平服务年限及垂高均符合煤矿安全规程规定，根据本井田的实际情况，本方案技术上可行。方案二：该方案的阶段垂高，设计不符合煤矿安全规程规定，初期投资大，见效慢，本方案不可取。3.2.4开拓巷道的布置水平巷道的主要任务是担负煤矸，物料和人员的运输，以及通风，排水，敷设管线。对大巷的基本要求是便于运输，利于掘进和维护，能满足矿井通风安全的需要。根据煤炭设计规范的有关规定和煤层埋藏特征，并考虑到各煤层的间距较小，宜采用集中大巷，为减少煤柱损失和保证大巷维护条件，运输大巷布置在14#煤层的底板下的岩层中，上水平的运输巷用做下水平的回风巷，这样有利用井下运输效率。生产系统较简单。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用条件如下：（）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。 （）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。（）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。本设计井田的可采煤层为11#、14#、15#煤层，14#、15#煤层较近，可以联合开采，11#距14#煤层66.39m，各煤层的煤质相同，不需要分采分运。分组集中大巷方案中大巷布置总长度7285m，石门总长度825m，集中大巷方案中大巷布置总长度2530m，石门总长度3250m，经两种方案比较后，结合本井田的实际情况，本井田采用集中运输大巷和采区式石门布置方式。 3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1井硐形式和数目根据井田的地形地势，煤层赋存，地质构造等因素，经过第二节中井筒形式确定方案的技术分析和经济比较，该矿井采用双立井开拓，即一主一副两个井筒。详见井筒开拓方案示意图3-4中方案二所示。3.3.2井筒位置及坐标 对矿井井筒位置有以下的要求：）井筒沿煤层倾向的位置，应使总的石门工程量小，初期工程量及投资小，建井期短，且煤柱损失小。 C风速收缩系数0.9-0.95M工作面采高，mQb昼夜产煤一吨所需风量，m3/tSn循环进度P煤层生产率昼夜循环数由此可知，工作面长度为200m，截深为0.6m，年生产时间为330天，即可达产。4.2.2采区上山布置采区上山布置应综合考虑受煤层厚度、采区服务年限及产量、瓦斯涌出量、煤层顶底板岩性等因素的影响，使上山布置方案在技术上可行，在经济上合理。1.上山条数的确定在一般情况下，布置两条上山（一条运输上山，一条轨道上山），就可以满足采区运输、通风和行人的需要，但在下列情况下还需要布置一条回风上山。1）运输和轨道上山均布置在底板岩石中，需要弄清煤层情况或为提前掘进其他采区的巷道以及需要泄水的采区。2）产量较大，经常出现上、下分阶段同时生产、需要简化通风系统的采区。3）生产能力很大的厚煤层采区，集中联合布置采区、分组联合布置采区。4）产量较大，瓦斯涌出量很大的采区特别是下山采区。 考虑本采区为生产能力很大的厚煤层采区，拟布置三条上山，分别为轨道上山，运输上山和回风上山，为了实现两翼布置开采及生产均衡的要求，三条上山大致布置位于采区走向中央，各条上山间距大致留设为20m。2.上山位置的选择采区上山的位置，有布置在煤层中或底板岩石中的问题以及相对于煤层群的上部、中部或下部的问题。1）岩石上山优点：维护状况良好，维护费用低，煤柱留设少。缺点：掘进困难，联络巷道工程量大。适用条件：对单一厚煤层采区和联合准备采区，在未采用可伸缩金属支架的情况下，为改善维护条件，将上山布置在煤层底板岩石中。2）煤层上山优点：掘进容易、费用低、速度快、联络巷道工程量少。缺点：煤层上山受工作面采动影响较大，生产期间上山的维护困难，需要金属可伸缩支架，煤柱留设多。适用条件：a.为部分煤层服务的，维护期限不长的专用通风或运煤上山。b.煤层顶底板岩石比较稳定，煤质在中硬以上，上山不难维护。c.开采薄或中厚煤层的单一煤层采区，采区服务年限短。根据本设计采区煤层及顶底板岩性等实际情况，结合上述煤层上山和岩石上山的情况，本设计采区就上山布置方式提出如下三种方案：方案一：三条煤层上山 方案二：三条岩石上山方案三：两岩一煤上山下面对于这三种采区上山布置方案进行技术评价:1）三条煤层上山布置方案该方案将轨道、运输、通风上山布置在11#煤层中，由于受采动影响，维护这三条上山较为困难；且留设大量保护煤柱。故该采区布置三条煤层上山的方案在技术上不合理。2）三条岩石上山布置方案该方案将轨道、运输、回风上山布置在煤层底板岩石中，对于本采区，该方案在技术上可行。3）两岩一煤上山布置方案该方案将运输上山和轨道上山布置在煤层底板岩石中，将回风上山布置在煤层中，该方案在技术上适合本采区。根据本设计采区实际情况，两岩一煤、三条岩石上山布置方案在技术上均合理，具体选用哪种方案，还应该进行经济比较，详见表4-2上山布置方案经济比较。表4-2 上山布置方案经济比较表。项 目轨道上山运输上山回风上山费用总计（万元）二岩一煤上山倾角121212长度138010301380支护方式组合基价单价881.2881.21538.4合计127.5801114.1506222.7295464.4602辅助费单价515.9515.9388.0合计74.692066.829656.1746197.6962三条岩石上山倾角121212长度138010301380支护方式组合基价单价881.2881.2881.2合计127.5801114.1506127.5801369.3108辅助费单价515.9515.9515.9合计74.69266.829674.692216.2136参见经济比较表4-2，两岩一煤和三条岩石上山布置方案中，轨道上山和运输上山形式相同，都布置在煤层中还是布置在底板岩石中。通过经济比较，得出三条岩石上山布置方案在经济上合理，故本设计采区选用三条岩石上山布置在11#煤层底板岩石中。轨道上山与通风上山倾角都为12，在煤层底板起坡。轨道上山内用串车提升，运输上山内铺设普通胶带输送机运输，通风上山经回风石门通达采区风井，初期投产采用分区抽出式通风方式。4.2.3采区车场布置采区上、中部车场均采用平车场。优点：摘挂钩操作方便安全；缺点：车辆需反向运行，调车时间长，运输能力小。1.煤矿矿井井底车场和硐室设计规范的规定：（1）采区车场和硐室应根据围岩情况尽量布置在稳定岩层或煤层中；（2）采区车场巷道断面应根据围岩情况确定，可为半圆拱形，跨度大时视围岩情况也可采用三心拱形，应优化选择锚喷支护，当锚喷支护有困难时，也可采用其他支护方式。（3）采区车场和硐室的设计，应根据采区巷道布置、采区生产能力和服务年限、运输方式和矿车类型、地质构造和围岩性质、煤尘、瓦斯及水文情况等因素进行全面考虑确定。采区下部车场基本形式：采区下部车场多由采区装车站和辅助提升车场组合而成。根据煤炭装车地点的不同，可分为大巷装车式、石门装车式和绕道装车式。因为运输能力的限制不可采用石门装车式，采用顶板绕道大巷装车式车场。采区范围内煤层平均倾角为12，轨道上山和运输上山均开掘在底板岩层中，两上山线路中心线间距为20m。运输大巷位于煤层底板岩石内，大巷中心处轨道面水平至煤层底版垂直距离8-10m,上山与大巷交角90。大巷、轨道上山均采用600mm(非注明，以下长度单位均为（mm)轨距。大巷用10 t架线式电机车牵引，列车由34个矿车组成。上山辅助运输由绞车完成。设计步骤：（1）装煤车场设计根据给定条件，装煤车场为大巷装车式，设计成尽头式。 1-运输上山、2-调度绞车、3-煤仓4-空车存车线、5-重车存车线6-装车点道岔7、8-通过线渡线道岔