七台河精煤集团公司龙湖八矿0.9Mta新井设计

摘 要本设计矿井为七台河精煤集团有限责任公司龙湖八矿0.9Mt/a新井设计，共有5层可采煤层，分别为59#、62C#、63#、65B#、67#。煤层平均总厚度为14.2m，煤层工业牌号为主焦煤。设计井田的可采储量107.41 Mt，服务年限为85a。本设计矿井采用双立井开拓方式，划分两个开采水平。采用集中大巷布置，大巷采用10t架线式电机车牵引3.0t固定式矿车运输，采煤方法为走向长壁采煤法，采煤工艺为普通机械化采煤工艺，采空区处理方法为全部垮落法。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。矿井的通风方式为中央并列抽出式。由于本人知识有限，缺乏一定的现场经验。因此，本设计中难免会出现一些问题，请各位专家老师不吝指正。关键词 开拓 水平 集中大巷 走向长壁 AbstractThis design mineral well as the QiTaiHeJingMei liability company almond long hu eight coal mine a new well designs, having totally five layers can adopt the coal seam,it is59#、62C#、63#、65B#、67#。 average and total thickness is 14.2metre.The coal seam industry card number is a fatty spirit coal, designing the well farmland can adopt to keep the 107.41Mts of deal, the service time limit is 85years.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 storage battery type electrical 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.Because my limit working ability and time. There must be lots of faults in this design. I plead with dirextors point them out and redify it, I will accept it sincerely and humblely.key words expands the level the set concentrates alignment long wall目 录摘 要IAbstractII目 录III绪论VIII第1章 井田概况及地质特征11.1 井田概况11.1.2 交通位置11.1.2 地形地势21.1.3气候、温度、雨量、风向、风速21.1.4 河流21.1.5 地震史21.1.6 现有小井、小窑及周边情况21.1.7 水电供给情况31.2 地质特征31.2.1 矿区范围内的地层情况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61.2.4 岩石性质、厚度特征61.2.5 水文地质情况61.2.6 沼气、煤尘及煤的自燃性71.2.7 煤质、牌号及用途71.3 勘探程度及可靠性81.3.1 对地质勘探程度的评价8第2章 井田境界、储量、服务年限92.1 井田境界92.1.1 井田周边情况92.1.2 井田境界确定的依据92.1.3 井田未来发展情况92.2 井田储量92.2.1 井田储量的计算92.2.2 保安煤柱102.2.3 储量计算方法102.2.4 储量计算的评价112.3矿井工作制度、生产能力、服务年限112.3.1 矿井工作制度112.3.2 矿井生产能力的确定112.3.3 矿井服务年限11第3章 井田开拓133.1 概述133.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述133.1.2 影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况133.2 矿井开拓方案的选择143.2.1 确定井田开拓方式的原则143.2.2 井硐形式和井口位置143.2.3 开采水平数目和标高183.2.4 开拓巷道的布置193.3 选定开拓方案的系统描述223.3.1 井硐形式和数目223.3.2 井硐位置及坐标233.3.3 水平数目及高度233.3.4 大巷数目及布置233.3.5 井底车场形式的选择253.3.6 煤层群的联系263.3.7 采区划分273.4 井筒布置及施工273.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护273.4.2 井硐布置及装备283.4.3 井筒延伸的初步意见293.5 井底车场及硐室313.5.1 井底车场形式的确定及论证313.5.2 井底车场的布置、存储线路、行车线路布置长度313.5.3 井底车场通过能力验算333.5.4 井底车场主要硐室333.6 开采顺序343.6.1 沿煤层走向的开采顺序343.6.2 沿煤层倾斜方向的开采顺序353.6.4 “三量”控制情况36第4章 采区巷道布置与采区生产系统394.1 采区概况394.1.1 采区位置、边界及范围394.1.2 采区地质和煤质情况394.1.3 采区生产能力、储量及服务年限394.2 采区巷道布置394.2.1 区段划分394.2.2 采区上山布置404.2.3 采区车场布置414.2.4 采区煤仓形式、容量及支护434.2.5 采区硐室简介454.2.6 采区工作面接续464.3 采区准备474.3.1 采区巷道的准备顺序474.3.2 采区巷道的断面图及支护方式48第5章 采煤方法505.1 采煤方法的选择505.2 回采工艺515.2.1选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备515.2.2选择采煤工作面循环方式和劳动组织形式52第6章 井下运输和矿井提升556.1 矿井井下运输556.1.1 运输方式和运输系统的确定556.1.2 矿车的选型与数量566.1.3 采区运输设备的选择586.2 矿井提升系统59第7章 矿井通风与安全617.1 通风系统的确定617.1.1 概 述617.1.2 矿井通风系统的确定617.1.3 主扇工作方式的确定627.2 风量计算和风量分配627.2.1 矿井风量计算的规定627.2.2 采掘工作面及硐室所需风量的计算637.2.3 矿井总供风量657.2.4 风量分配657.2.5 风量的调节方法与措施667.2.6 风速验算667.3 矿井通风阻力的计算687.3.1 确定全矿井最大通风阻力和最小通风阻力687.3.2 矿井等积孔的计算697.4 通风设备的选择697.4.1 主扇的选择计算707.4.2 电动机的选择717.4.3 反风措施717.5 矿井安全技术措施727.5.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施727.5.2 预防井下火灾727.5.3 预防水灾措施737.5.4 其它事故预防737.5.5 避灾路线及自救73第8章 矿井排水758.1 概 述758.1.1 矿井水的来源及性质758.1.2 涌水量758.1.3 对排水设备的要求758.2 矿井主要排水设备768.2.1 排水方式与排水系统简介768.2.2 主排水设备及管路的选择计算778.2.3 井底水窝排水设备的选择79第9章 技术经济指标80总结82致 谢 辞83参考文献84附录一85附录二89绪论不知不觉中，我的大学生活即将结束，我选择了采矿，但我并不后悔，因为除了专业知识，我也学到了很多别的东西。本次设计让我把以前的知识贯穿到了一起，使我全心投入到这次设计当中去，是对以前知识的一次总结，也是对这几年来所学知识的一次检验。此次我的毕业设计题目是龙湖八矿0.9Mt/a新井设计，所以在毕业实习中我搜集了许多关于龙湖八矿的资料来帮助我完成毕业设计。本设计主要是关于新矿井的建设，其中包括开拓方式、采区准备、巷道施工、采煤工艺、支护方式、设备选型以及矿井的各个生产系统。本设计包括通风安全方面、采煤工艺方面、岩石力学方面的知识。本设计根据龙湖八矿的具体情况经过分析讨论而决定施工方案的，采煤方法是走向长壁采煤法，巷道采用集中大巷布置，使管理更集中更合理。在设计时，需要对矿井的地质情况、煤层的受力等情况进行分析，这样才能使建成的矿井更加与实际相符。本设计主要是通过各种图纸来进行矿井的优化设计和比较，这其中文字部分包括大量的方案比较，以便是设计更加合理。在这次的设计中我复习了大学四年的许多知识，可以算是对自己所学知识的一个总结，我相信在不久的将来，我一个可以成为一个合格的采矿技术人员。75第1章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.2 交通位置龙湖八矿位于黑龙江省七台河市勃利县北兴农场境内，距七台河市中心25km.。地理坐标东经1311213115,北纬45504553。勃利至宝清公路从井田中部通过。七台河市距佳木斯市172km，距牡丹江市232km，距哈尔滨市587km。七台河市到以上各市均有铁路和公路相通，交通方便。详见图1-1。1-1-1交通位置图1.1.2 地形地势本区地貌为丘陵地形，地面被第四系残积，坡积及洪积层所覆盖，仅东南火山熔岩地形局部裸露。地势总的趋势市东南高，西北低，地面最低标高为190.00m。最高标高为382.92m，一般标高为230.00m。本区地貌可分为三种形态： 堆积地形：西部龙湖河床两岸及沟谷为冲积地层，地势平缓沼泽湿地遍布。 堆积侵蚀地形：煤系地层受长期侵蚀，流水冲刷及堆积作用结果，形成缓波状丘陵地形。 火山熔岩地形：为中性火山熔岩组成，经剥蚀和刻切后形成陡坡峭壁。呈穹窿及脊状低山。1.1.3气候、温度、雨量、风向、风速本区属于寒温带大陆性气候。年最高气温30.538.2，年最低气温-31-37.2，年平均气温1.15.1，年降水量为323.9747.6mm.年蒸发量968.81635.3mm。冻结期为11月至翌年4月，最大冻结深度为1.291.96m。年间多西北风，年平均风速为2.34.4m/s，最大风速1633m/s。 1.1.4 河流本区内只有龙湖河位于井田西部，发源于龙湖东沟，全长约19km，流向西北注入倭肯河。该河无固定河道，河谷与沼泽相连。每年的12月至翌年3月结冻。最大结冻深度为1.52.0m。该河属于季节性河流，常年流量为8.769m3/s。1.1.5 地震史根据辽宁省地震大队1964年地震资料本区地震强烈度为度。1.1.6 现有小井、小窑及周边情况龙湖八矿为建设矿井，附近无小矿。1.1.7 水电供给情况 水源根据已批准的七台河矿区总体发展规划，矿井用水取自桃山水库。 电源根据1986年1月3日七台河矿物局与佳木斯电业局会谈纪要及达成协议，本井电源引自七台河东部变电所。1.2 地质特征1.2.1 矿区范围内的地层情况本区赋存的地层为中侏罗统万隆组（JW），上侏罗统鸡西群滴道组（J3d）城子河组（J3ch），白垩系桦山群东山组（k、d）及第四系（Q）。自下而上分述如下： 万隆组（JW）本区仅分布在F1断层以北，本区所见为万隆组地层的一部分，其岩性为正常沉积岩，以粗粒碎屑岩为主，夹粉砂岩，细砂岩及凝灰岩等。本区实控厚度为500m。 滴道组（J3d）本组仅赋存于本区南部，控制厚度为180m，本组含煤层16层，总厚度12.65m。复结构煤层较多，稳定性差。可采煤层有109、110两层，岩性为粗砂岩,含粒粗砂岩,时夹砾岩曾,岩性在横向上变化较大，不稳定。本组与下伏万隆组呈不整合接触。 城子河组（J3ch） 本组是本区主要含煤地层，地层厚度1880m。本组岩性为粉砂岩，细砂岩，粉细砂岩互层，中砂岩，粗砂岩，含砾粗砂岩。煤层及少量薄层凝灰岩，云母质粉砂岩等。与滴道组呈整合接触。 东山组（k、d）本组地层出露于南部。本区控制厚度为400m。岩性主要为灰灰绿色安山质角砾岩，砾径213cm，偶夹含凝灰质的沉积岩。与城子河组呈不整合接触。 第四系（Q）为残积、坡积、冲洪积层，由粘土、砂砾石及粉、细、中砂等组成，厚0.510m。冲洪积层本区仅在沟谷地带有所分布。与东山组呈不整合接触。详细情况见煤系地层综合柱状图1-2。煤系地层综合柱状图1-21.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造勃利煤田大地构造处于新华夏系第二隆起带之上的三江穆棱河中生代聚煤坳陷带的中部。煤田内主要由一系列褶皱及逆冲断裂所组成，呈现向南突出的弧形构造。本区位于弧形构造东翼，区内褶皱、断层较发育，并伴随岩浆活动。1） 褶皱本区总的构造形态为一复式背斜，中部为一向斜,北部为一向斜,F17断层以东,X1向斜与B1背斜平行发育。B1背斜走向NE45左右，向东倾伏,轴面大体为直立状背斜,局部地块因断块上冲推移作用,南翼地层倾斜缓而北翼陡峭,背斜轴面向北倾。X1向斜轴部走向为NE45，自西向东逐渐远离B1背斜，轴面大体为直立状向斜。本区褶皱具有三个特征：（1） 大部分轴面为直立状，即两翼地层倾斜相差不大，但局部地段不对称，即一翼地层倾斜较陡，而另一翼较缓。（2） 普通具有向东倾伏趋势，即西部出现露地层较老，而东部出现露地层较新，局部也有出现反向倾伏的现象。（3） 所有褶皱由浅部向深部均有波幅较大变为波幅较小，亦即由复杂变为简单趋势。2） 断层本区断层比较发育，其中大断层有7个，几个倾向断层将井田划分为三大块。F13断层为逆断层，走向为NW55,倾向NE70，倾角5062，落差平均155m。F15断层为正断层，走向NW20，倾向E74，倾角4752，落差平均100m，其间有150m的破碎带。F17断层为正断层，走向NS，倾向E75，倾角5355，落差平均310m。F18断层为正断层，走向NE55，倾向S，倾角7074，落差最小100m，最大1200m，平均800m，其间有60m的破碎带。F20断层为正断层，走向NW15-NS，倾向W，倾角3862，落差最小15m，最大330m，平均130m。F25断层为逆断层，走向NE25，倾向N56，倾角6568，落差最小15m，最大330m，平均130m。F54断层为正断层，走向NW27，倾向E，倾角65，平均落差50m。本区断层构造规律如下： （1） 总体为北部上升，南部下降的规律。（2）断层成组出现，且性质相同。（3） 沿底层走向、地堑、地垒相同出现的规律。（4） 本区较大的 走向断层为主干断层，其次生断层十分发育。3） 岩浆活动 本区岩浆活动可分为两期，第一期为大规模侵入活动时期，岩浆侵入煤系地层之中呈岩床产出，镜下鉴定为闪长粉岩。第二期岩体以岩盖形态产出，覆盖于含煤地层之上，分布高山顶部。镜下鉴定岩性为安山岩。1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征 1） 煤层本区含煤地层为城子河组。其中可采煤层为5层，可采煤层总厚度为14.2m。可采煤层中均为中厚煤层。本区城子河组参与储量计算的煤层有5层，自上而下分别为59#、62C#、63#、65B#、67 #煤层。各煤层特征见表1-1表1-1 煤层特征序号煤层号煤层间距顶板岩性底板岩性发育可采范围159#96粉砂岩粗砂岩全区发育，全区可采2 62C#33粗砂岩粉砂岩全区发育，全区可采363#50粉砂岩粉砂岩全区发育，全区可采4 65B#64粉砂岩粉砂岩全区发育，全区可采567 #粉砂岩粉砂岩全区发育，全区可采1.2.4 岩石性质、厚度特征煤层顶底板的厚度一般都大于8m,多为砂岩。1.2.5 水文地质情况本区地下水补给来源以大气降水为主。岩层富水性与区内地形地貌、岩石性质、地质构造等因素有关。七、八月为降水量集中期，地下水位高，二、三月份地下水位最低。本区水文地质类型为类型。1.含水层根据煤层分布情况，自上而下分为两个含水层:地含水层：位于煤系地层上部的第四系底层中，局部发育，主要分在勘探区北部、西部、中部的地势低洼处，含水层厚2.0m ，为孔隙承压水，含水性较弱。第含水层:位于煤系地层浅部的风华裂隙中，深70-80m，呈面状分布，含水厚度57.73m.地下水存在类型多位潜水。地势低洼处富水，丘陵顶部贫水。岩性较粗，富水性好。岩性较细，富水性差。2.临近矿井及小窑涌水及积水情况根据地质报告提供的临近矿井及小窑水资料，矿井涌水量是与雨季和开采深度有直接关系。本区煤层浅部生产与废弃小窑较多，采空区积水将给矿井涌水带来一定补给。3.矿井用水量根据地质部门对矿井涌水预计，正常涌水量为320mh，最大用水量为440mh.1.2.6 沼气、煤尘及煤的自燃性1 瓦斯全区瓦斯可分三带，浅部为CO带,中部为N带,深部为CH带。由于地质报告没有提供瓦斯等级，则按底瓦斯矿井设计。2煤尘爆炸性在本区5个煤层全部做了煤的爆炸实验，实验结果全有爆炸性。火焰长度为5mm大于400mm，加岩粉量10%80%才能制止。3煤的自然性本区所有煤层均不自燃。1.2.7 煤质、牌号及用途本区煤层以光亮-半光亮型为主。煤硬度小，裂隙发育，质脆易碎。煤的比重为1.331.66平均为1.58。煤的容重为1.271.58平均为1.39。煤的变质阶段为：焦煤、肥煤、1/3焦煤为-阶段、无烟煤、贫煤为-阶段。原煤煤质主要指标：灰分：全区煤灰分为8.04%39.85% ,平均为23.69% ，属中灰-富灰煤，以中灰煤为主。水分：肥煤为0.15%1.54% ，平均为0.75% ;1/3焦煤为0.44%1.55% ，平均为0.83% ；焦煤为0.31%1.18% ，平均为0.76% ；瘦煤为0.73% 0.83% ，平均为0.64% ；贫煤为0.52%1.06% ，平均为0.67% ；无烟煤为1.40%1.69 ,平均为1.55% .挥发分:肥煤为23.59%34.52% ，平均为27.97% ；1/3焦煤为28.15%35.94% ，平均为30.68% ；焦煤为19.98%27.88% ，平均为24.46% ；瘦煤为17.45%19.89% ,平均为18.59% ;贫煤为12.30%18.78% ,平均为15.70% ；无烟煤为7.66%7.80% ，平均为7.73% .发热量：肥煤为21.5132.68MJ/ kg ，平均为27.97% MJ/ kg ；1/3焦煤为21.5931.26 MJ/ kg ，平均为27.69 MJ/ kg ；焦煤为21.2632.25 MJ/ kg ，平均为27.19 MJ/ kg ；瘦煤为22.6130.68 MJ/ kg ,平均为27.17 MJ/ kg ;贫煤为25.3727.70 MJ/ kg ,平均为26.30 MJ/ kg ；无烟煤为24.9827.06 ，平均为26.02 MJ/ kg .粘结指数：肥煤为90103 ，平均为97 ；1/3焦煤为87102 ，平均为95 ；焦煤为5398 ，平均为89 .胶质层厚度：肥煤为25.539.5mm ，平均为28mm ；1/3焦煤为9.025.0mm ，平均为21.0mm ；焦煤为7.725.0mm ，平均为19.2mm .全区为高熔灰煤。全区煤层硫的含量为0.29%，属于低硫煤。全区煤层磷的含量基本属于低磷-中磷煤。本区煤的主要用做炼焦用煤，亦可作为动力和民用煤。1.3 勘探程度及可靠性1.3.1 对地质勘探程度的评价1.地质报告中缺少地震烈度和洪水位资料。2.矿井瓦斯没有定量或定性的资料。3.全井及一水平高级储量太底，全矿仅为19%，一水平为24%。4.矿井有煤层顶底板岩性资料，并应有物理机械性质实验资料。第2章 井田境界、储量、服务年限2.1 井田境界2.1.1 井田周边情况本井田位于黑龙江省七台河市勃利县北兴农场境内，距七台河市中心25km.勃利至宝清公路从井田中部通过。本井田没有生产，在建及停闭矿井，也没有小煤窑，经技术经济分析后，确定本设计井田境界为：西以第九勘探线为界，东以第19勘探线200m为界，南部以F25断层为井田境界，北以F17断层为界。井田走向长4.75km,倾向长4.25km,井田面积约20.1875km2。2.1.2 井田境界确定的依据1.以地理地形，地质条件和底地层开采条件作为划分井田境界的依据。2.要合适于选择井筒位置，合理安排地面生产系统和各建筑物。划分的井田范围要为矿井发展留有空间。3.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 井田未来发展情况随着技术的进步和勘探水平的全面提高，井田范围内的储量会越来越精确，可能在更深部发现可采煤层。2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算设计井田范围内计算的煤层为59#、62C#、63#、65B#、67#五层煤，各煤层储量计算边界与井田境界基本一致。矿井储量是指矿井内所埋藏的具有工业价值的煤炭数量，它不仅包含着煤在底下埋藏的数量，而且还表示煤炭的质量，反映了井田的勘探程度及开采技术条件。矿井储量可分为矿井的地质储量，矿井的工业储量和矿井的可采储量。各煤层厚度59#为2.6m，62C#为2.8m，63#为2.7m，65B#为3.2m，67#为2.9m。本矿井储量的计算范围采用水平投影法计算求得。2.2.2 保安煤柱留设的煤柱主要有工业广场煤柱、采区井巷煤柱及断层边境煤柱。煤柱留设的依据是根据国家煤炭工业局制定的建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程计算的：1井田边界留设煤柱20m;2断层两边各留设20m煤柱；3工业广场留设15m的煤柱维护带。其中工业广场是以下为依据留设保护煤柱。按以上方法计算得：工业广场煤柱损失：460.61万t断层、地面、边界保安煤柱损失：394.39万t总损失量：855万t2.2.3 储量计算方法计算方法：用底板等高线平面投影分水平快段法。储量计算标准以煤炭工业矿井设计规范为依据，计算如下：计算公式：块段储量=块段面积块段平均厚度容重/cos(煤层平均倾角)工业储量=252500001.414.2/cos30 =14281.6万t可采储量计算公式：Z=(Zc-P)C式中P保护工业场地、井筒、井田境界、湖泊等留设的永久煤柱损失量C采区采出率（取0.8）Zc矿井工业储量。Z=(Zc-P)C=(14281.6-855)0.8=10741.28万t经计算得：本矿井的工业储量为14281.6万t，可采储量为10741.28万t。可以进行矿井设计并以此数据为设计依据。表2-1矿井可采储量汇总表序号煤层号工业储量(万t)煤炭损失量(万t)可采储量(万t)工业场地(万t)井田境界(万t)断层(万t)开采损失(万t)合计(万t)159#2614.9489.7826.7147.97490.10648.241966.70262C#2816.0991.2624.5149.03530.26698.112117.98363#2715.5290.2628.5957.19507.50663.182042.34465B#3218.3997.0627.6359.21606.90797.852420.54567# 2916.6692.2522.5256.47549.08723.042193.62合计14281.6460.61124.52269.872685.323540.3210741.282.2.4 储量计算的评价本设计矿井的各类储量计算严格执照有关规定执行的。由于技术水平所限，储量的计算设计所得各种储量与实际可能有一定的误差。这在现有的情况下是允许的，误差不会超过规定的范围。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 本矿井年工作日330d，采用四六工作制制度,三班生产一班准备，每日净提升时间16h。2.3.2 矿井生产能力的确定本矿井已查明的工业储量为14281.6万t，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5.98%为854万t,各可采煤层均为中厚煤层，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10741.28万t。2.3.3 矿井服务年限根据地质报告的资料描述、煤层储量、地质构造、煤层赋存条件等因素，初步确定三个方案，即矿井生产能力为0.6Mt/a,0.9 Mt/a，和1.2Mt/a三个方案，分析论证如下：按照公式 P=Z/AK其中 P为矿井设计服务年限； Z井田的可采储量； A为矿井生产能力； K为矿井储量备用系数，一般取1.4；P1=10741.28/(1.460)=127P2=10741.28/(1.490)=85P3=10741.28/(1.4120)=63计算得 P1=127a； P2=85a； P3=63a；经与煤炭工业矿井设计规范和采矿设计手册相核对，确定为63年比较合理的服务年限，但是经过后期论证，由于采区块数太多，达产工作面数目超过五个，不符合规定的要求，所以本矿井的生产能力为0.9 Mt/a。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本井田内没有生产、在建及停闭矿井，也没有小煤窑。根据七台河精美集团的地理位置，西部区首先开发，目前主要生产的矿井为1985年投产的新建矿，设计生产能力为630kt/a，1987年扩建为1200 kt/a，现生产能力为1300 kt/a，一对斜井开拓；1958年投产的新兴矿，设计生产能力为750 kt/a，1990年扩建到1200 kt/a，现生产能力为1200 kt/a，一对斜井开拓；1958年投产的桃山矿，设计生产能力为750 kt/a，1987年扩建到1050 kt/a，现在生产能力为1050 kt/a，一对斜井开拓。东部区1986年投产的富强矿，设计生产能力为900 kt/a，现生产能力1500 kt/a，一对立井开拓；1991年8月移交的铁东矿，设计生产能力为1500 kt/a，一对立井开拓。与本区以F17断层为界的中心矿以完成初步设计，尚未建设。3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的原因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（特别是表土层情况）；(2)煤层赋存和开采技术条件；(3)地形地貌和地面外部条件；(4)技术装备和工艺系统条件；(5)施工技术和设备条件；(6)总体设计和矿井生产能力要求等。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.本井田所在位置属于丘陵地形,地面被第四系残积、坡积及冲洪积所覆盖,厚度为0.5m15m。2.地面标高为190.00m282.92m，一般标高为220.00m，工业场地宜选在现对比较开阔的阶地上，标高高于+215m。3.本井田煤层浅部赋存标高一般在0m，深部开采到-600m标高，垂深一般在600m。4.顶底板为粉砂岩、粗砂岩等硬质岩层，稳定性好。3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1 确定井田开拓方式的原则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，尤其是初期建设工程量，节约基建工程量，加快矿井建设。2.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。3.合理开发国家资源，减少煤炭损失。4.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。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，自动化创造条件。3.2.2 井硐形式和井口位置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，开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。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。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。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。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。1.井筒形式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。立井开和斜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：方案一：双立井开拓方式方案二：双斜井开拓方式方案三：主立井副斜井开拓方式(1)技术比较图3-1 双立井开拓 图3-2 双斜井开拓图3-3 主立井副斜井开拓方案一：双立井开拓方式优点：适应性强，技术成熟可靠； 井筒短，提升速度快，提升能力大；通风断面大，风阻小，满足大风量要求；便于井筒延伸对于开采深部赋存煤层有长处。缺点：初期投资大，建井期限稍长；需要大型的提升设备；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：双斜井开拓方式优点：掘进速度快，初期投资较双立井开拓较省；井筒设备较简单；建井期稍短些；缺点：井筒过长，煤柱损失严重；通风线路长，通风阻力大，费用增加；井筒过长，如果地质条件复杂，不易维护，安全性降低；辅助运输时间长。方案三：主立井副斜井开拓方式优点：掘进速度快；可满足最大风量的通风要求；有助于辅助运输。缺点：井口相距较远，不利于工业广场的布置； 地面工业建筑分散，生产调度及联系不方便；地面工业建筑占地多，增加了煤柱损失。依据开拓方案技术比较，可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二：双斜井开拓方式（主井采用皮带提升（17），副井采用串车提升（25） 表3-1开拓方案经济比较表名称 单位双 立 井 开 拓双 斜 井 开 拓主井副井主井副井断面面积平方m25.543.08.787.05长度m56754521371218掘进一m单价m/元2072.53141.151034929支护一m单价m/元9697.415597.360734852掘进总费用万元117.52171.19220.96113.15支护总费用万元549.85850.061297.8590.97合计万元1698.612222.88 (2)经济比较方案一、方案二在技术均较合理，两者之间的区别在于井筒掘进费用以及他们的维护费用、提升费用，主石门掘进长度等等。两个方案的井底车场、水平运输大巷以及各种采区石门和采区上山（斜巷）的工程量基本相等。因此，只需要比较它们的不同之处，即建井工程量、生产经营费用、基建费用和维护费用等。 详见开拓方案经济比较表3-1。 经经济比较后，该设计矿井应该采用双立井开拓方式。 2.井筒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：井筒位于井田浅部方案二：井筒位于井田中部方案三：井筒位于井田深部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 开采水平数目和标高煤层赋存为倾斜状态时，一般又浅部向深部开采，以达到工程量少、建设速度快、投资省、成本低的效果。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、辅助运输和通风用。本设计井田水平标高的确定主要考虑了以下几个因素：(1)合理的水平服务年限；(2)煤层赋存条件及地质构造；(3)生产成本；(4)水平接替；(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。根据上述因素，本设计井田设计提出如下两个水平标高划分方案：方案一：井田划分三个阶段，布置两个开采水平；一水平标高-300 m，水平垂高500 m，二水平标高为-600 m。一水平实行上山开采，二水平上山开采。方案二：井田划分三个开采水平，一水平标高-200 m，二水平标高-400 m，三水平标高-600 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可采储量（万t）服务年限（年）方案一一水平5307.4642二水平5433.8243方案二一水平2780.1022二水平3929.7430三水平4180.1433从该表中可知，方案二的一水平服务年限达不到规范要求的30a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的基本要求，储量充足，且有利于采区的接续，巷道利用率高，t煤成本相对较低。故而采用方案一的水平划分方法，即划分两个开采水平，一水平标高分别为-300m和-600 m，一水平垂高为500 m，二水平垂高为300 m。一水平采用上山开采，二水平采用单上山开采。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煤层数不多，层间距大，石门长；井田走向长度短，服务年限不长；井底车场或平硐在煤层顶板；煤质牌号不同，要求分采，分运；产量，风量均大，需要疏解；各煤层底板均有坚硬岩层(2)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；(3)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；下部煤层底板有坚硬岩层，容易维护；煤质牌号相同，要求分采分运；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3-4 方案一分组集中大巷布置图3-5 方案二分组集中大巷布置两种技术方案的优缺点详见表3-3所示。表3-3 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5层，即59#、62C#、63#、65B#、67#，其中59#与62C#平均间距96m,62C#与63#煤层平均间距33m，63#与65B#平均间距50 m，65B#与67#平均间距64 m。针对上述情况，方案二分组集中大巷布置，将59#、62C#、63#、65B#、67#分为一组，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 井硐位置及坐标井筒确定在912钻孔附近，理由是：(1)地处井田储量中央：井筒距北部边界2.5km，南部边界1.75km，西部边界2.5km，东部边界2.85km；(2)有较好的地形条件：井口处标高+215 m，地面坡度不足2，平正土方量小；(3)交通条件好：靠近勃宝公路，井口距公路 1000 m；(4)有较好的居名点条件；确定井筒坐标： 主井井口坐标：