鸡西哈达煤矿1.20Mta新井设计

摘 要本设计矿井为鸡西哈达煤矿1.20Mt/a新矿井设计，本井田共有4层可采煤层，分别为30#、36#、37#、39#， 煤层总厚度为8.0m。煤层工业牌号为1/3焦煤，设计井田的可采储量95.64Mt，设计服务年限为56.9a，本矿井设计采用立井开拓，划分为两个水平，十一个带区。每个带区为单翼开采，一个工作面达产，达产时带区个数为一个。采用集中布置，30#，36#、37#、39#层集中开采。大巷运输采用10t架线电机车牵引3t底卸式矿车运输。矿井采用倾向长壁采煤法，采煤工艺为综合机械化采煤工艺。顶板处理方法为全部跨落法。关键词 矿井设计 集中布置 带区 AbstractThe Design Mine in JiXi Mining Bureau for Coal Mine HaDa 1.20 Mt / a new mine design, A total of four of the mine layer coal seam, respectively 30#, 36#, 37#, 39#. Total coal thickness of 8.0m. Coal industry brands for 1 / 3 coke.Mine design of recoverable reserves 95.64 Mt.Design service life of 56.9 years.The mine shaft pioneering designs, Divided into two levels, 11 bands. Centralized layout, 30#, 36#, 37#, 39#-concentrate mining. Roadway transports 10 tons of used motor vehicles - line traction 3 tons dump cars transport. Mine tend to use long wall mining method, mining technology for integrated mechanized mining technique, and Roof approach for the entire cross-loading method. Keywords Mine Design Concentrated layout Band 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31.1.3 气象 地震31.1.4 水源及电源31.2 地质特征31.2.1 矿区内的地层情况31.2.2 地质构造41.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征51.2.4 岩石性质 厚度特征71.2.5 井田水文地质情况81.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性81.2.7 煤质 牌号及用途81.3 勘探程度及可靠性9第 2 章 井田境界及储量122.1 井田境界122.1.1 井田周边情况122.1.2 确定井田的依据122.1.3 井田境界122.1.4 井田未来发展情况122.2 井田储量132.2.1 井田储量的计算132.2.2 保安煤柱142.2.3 储量计算的评价152.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限152.3.1 矿井工作制度152.3.2 矿井生产能力及服务年限162.3.3 矿井设计服务年限18第 3 章 井田开拓193.1 概 述193.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述193.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况193.1.3 确定井田开拓方式的原则193.2 矿井开拓方案的选择203.2.1 井筒形式和井口位置203.2.2 开采水平数目和标高243.2.3 开拓巷道的布置263.3 选定开拓方案的系统描述273.3.1 井硐形式和数目273.3.2 井硐位置及坐标283.3.3 水平数目及标高293.3.4 石门 大巷数目及布置293.3.5 井底车场的形式选择293.3.6 煤层群的联系303.3.7 带区划分303.4 井筒布置和施工323.4.1 井筒穿过的岩层性质及井硐支护323.4.2 井筒布置及装备343.4.3 井筒延伸的初步意见343.5 井底车场及硐室363.5.1 井底车场形式的确定及论证363.5.2 井底车场的布置393.5.3 井底车场通过能力计算413.5.4 井底车场主要硐室423.6 开采顺序443.6.1 沿井田走向的开采顺序453.6.2 沿煤层垂直方向的开采顺序453.6.3 带区接续计划453.6.4 “三量”控制情况45第 4 章 带区巷道布置及带区生产系统504.1 带区概述504.1.1 设计带区的位置 边界 范围 带区煤柱504.1.2 带区地质及煤层情况504.1.3 带区生产能力 储量及服务年限504.2 带区巷道布置524.2.1 区段划分524.2.2 带区斜巷布置524.2.3 带区车场布置524.2.4 带区煤仓形式 容量及支护554.2.5 带区硐室简介564.2.6 带区工作面接续574.3 带区准备584.3.1 带区巷道准备顺序584.3.2 主要巷道断面示意图及支护方式58第 5 章 采煤方法605.1 采煤方法的选择605.1.1 采煤方法的选择605.2 回采工艺615.2.1 回采工作面的工艺过程及设备615.2.2 选择采煤工作面循环方式和劳动组织形式62第 6 章 井下运输和矿井提升646.1 矿井井下运输646.1.1 运输方式和运输系统的确定646.1.2 矿车的选型及数量646.1.3 带区运输设备的选择696.2 矿井提升系统716.2.1 矿井提升设备的选择与计算71第 7 章 矿井通风系统的确定737.1 矿井通风系统的确定737.1.1 概述737.1.2 通风系统确定的因素737.2 风量计算与风量分配757.2.1 风量计算757.2.2 风量分配807.2.3 风速计算817.2.4 风量的调节方法和措施827.3 矿井通风阻力的计算837.3.1 确定全矿井最大通风阻力和最小通阻力837.3.2 矿井等积孔的计算857.4 通风设备的选择867.4.1 主扇的选择计算867.4.2 电动机的选择877.4.3 反风措施877.5 矿井安全技术措施87第 8 章 矿井排水918.1 概述918.1.1 矿井水来源及涌水量918.1.2 对排水设备的要求918.2 矿井主要排水设备928.2.1 排水系统和排水方式简介928.2.2 主排水设备及管路选择计算93第 9 章 技术经济指标97总 结99致 谢 辞100参考文献101附录103附录105 VI绪论首先，这次设计是自己对大学知识系统的复习、运用的一个过程；其次，本次毕业设计是利用理论与实践相结合的学习过程；再次，毕业设计是大学四年学习过程中所经历的最后一个阶段，也是对所学知识进行综合性考核和运用的阶段。毕业设计不仅可以培养我理论联系实际的良好作风，同时也督促我对所学专业知识回顾和深入理解，对提高我的绘图、计算能力及养成运用系统思想考虑问题的习惯有很大帮助，与此同时也对国家有关方针、政策有更加深入的了解和掌握。本设计矿井为哈达煤矿，哈达煤矿位于鸡西东北部。井田共有4层可采煤层， 煤层总厚度为8.0m。煤层工业牌号为1/3焦煤，主要用于火力发电和民用。该矿区交通位置好，煤炭的运输便利。煤质为焦煤。经济价值较高，煤炭发展前景好。第 1 章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 交通位置哈达煤矿位于鸡西煤田北部含煤条带的东部，距鸡西火车站11.5km。行政区划隶属于鸡西市鸡东县管辖。矿内有鸡密公路在井田中部通过，矿铁路专用线与鸡密铁路相连，交通方便。北与正阳矿为邻、西与杏花矿毗邻、东与东海矿接壤。如图1-1。图11 交通位置图1.1.2 地形 地势井田内地形大部分属丘陵地形，北部及中部为山岗地带，岗沟起伏不平。地表平均标高+50m，最高山+285m，南端（井田深部）为穆棱河床及河漫滩，地表标高为+177m左右。1.1.3 气象 地震井田内最大河流为穆棱河，由西向东呈蛇曲状流经矿井深部，其它河流尚有哈达河、杏花河分布井田的东部及中部，皆由西北向东南注入穆棱河。流量78.1m3/s，最大流量3120 m3/s。区内属寒温带大陆性气候，冬季与夏季平均气温相差400C以上，最低气温-320C左右，最高气温390C左右。年平均大气降水量为540mm，最大降水量为776.5mm。所有河流与降水对井田的开采均无影响。1.1.4 水源及电源哈达矿区水源来自开采地下水，能够满足生产与生活需要。生产与生活用电均来自鸡西市供电局。1.2 地质特征1.2.1 矿区内的地层情况鸡西煤田沉积地层的古老基底为元古界麻山群的古老变质岩系和混合岩系，厚度10644m，其盖层厚度为38609250m，其中中生界侏罗系煤系地层厚度8503600m，白垩系沉积岩与火山碎屑岩厚度23005100m，新生界第三系陆相沉积670750m和玄武岩（喷发所形成的盖层）70250m，新生界第四系沉积及玄武岩（喷发所形成的盖层）40150m。勘探区地层层序表如表1-1。表1-1 勘探区地层层序表界系统群组接触关系地层厚度m新生界第四系全新统Q4冲积层Q4整和整和假整和整和假整和整和整和1-20第三系上新统N2玄武岩0-40中生界侏罗纪上统J3鸡西群穆棱组J3m6城子河组J3ch660-740滴道组J3a0-130元古界麻山群Ptms变质岩系15001.2.2 地质构造鸡西煤盆地的古构造轮廓受近于南北向压应力的影响，大体上可分为二组：一是位于盆地中央的平阳麻山古背斜，在古背斜轴部发育一条逆冲断裂称平麻断裂，将鸡西煤盆地的基底分成了中间凸起，走向近东西的南北两个凹陷盆地。二是走向近北东或北西方向的剪切断裂。侏罗纪晚期，含煤地层形成。沉积前的古构造以及后来的燕山运动都对汗煤地层起了一定的控制作用。在煤田形成之后，南北向压力进一步加强，使东西向褶皱和北东、北西断裂进一步发展，形成了煤田的今日构造形态。哈达矿区位于鸡西煤盆地北部条带的东端，地层走向近东西、倾向南、单斜。地层倾角616之间。矿区所涉及的断层分述如下：正F17:位于勘探区西部，走向NE20，倾向NW30，倾角60，落差246m。由6981号孔实见，正断层，属推断断层。正F6:为勘探区东部断层，走向NE15,倾向NW75，倾角55，落差162m，正断层。由78101号、78102号孔实见，程度可靠。见表12 断层发育及落差表。表1-2 断层发育及落差表位置编号产状性质落差（m）控制程度备注倾向倾角勘探区西部F17NE20NW3060正断层246基本可靠，8019号孔控制孔实见资料来源于以往地质报告勘探区东部F6NE15NW7555正断层162基本可靠，8011孔实见，61110、8015孔控制资料来源于以往地质报告1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征本区煤层都赋存在穆棱、城子河两个含煤组中，地层总厚度1250m，主要可采煤层发育在城子河组地层中，本次报告以城子河含煤组为主。如图1-2 煤岩层综合柱状图图1-2 煤岩层综合柱状图本区城子河组地层，含煤性好，主要可采层总厚8.0m，地层总厚度700m，含煤系数2.28%。本区煤层发育较稳定，标志层清楚，物性特征明显，煤岩层对比可靠。设计可采煤层特征如下：30号煤层：全区发育且稳定，为本区主要可采层，煤层结构简单，厚度较大，煤质较稳定，肉眼鉴定为半亮半暗型、块状。本煤层有少许夹矸，岩性为煤页岩或页岩，厚度在0.030.29之间。煤层厚度1.782.22m，平均厚度2.0m，顶板粉砂岩，平均厚度3.77m，底板粉砂岩，平均厚度3.09m，下距36号煤层约40m。36号煤层：全区发育稳定，本区主要可采层，浅部较复杂，含多层夹矸，岩性为煤页岩，厚度0.040.19m，深部煤层结构较简单，肉眼宏观煤岩型为半亮型、粉、块状。煤层厚度1.72.3，平均厚度2.0m，下距37号煤层约为20m。37号煤层：全区发育，较稳定。煤层厚度1.82.2m，平均厚度2.1m。煤层顶底板为粉细砂岩，顶板平均厚度2.0m，底板平均厚度2.43m，下距39号煤层约为20m。39号煤层：全区发育较稳定， 16线以西含夹矸，岩性为煤页岩，厚度1.852.15m，平均厚度2.0m。16线以东，煤层结构单一，肉眼鉴定宏观类型为半亮半暗型，块状。煤层厚度1.92.1m，平均厚度2.0m，煤层顶板为粉砂岩或页岩，平均厚度1.22m，底板是粉砂岩或细砂岩，厚约1.94m。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，岩石硬度多数为中等硬度的砂岩类。1.2.5 井田水文地质情况冲积孔含水层：分布在河流两面岸，成狭长条带状相等距离的由东往西分布排列，宽为50120m。含水层厚度一般东薄西厚，其厚度主要决定于河流的大小而异。西部：哈达河冲积层一般814m，富水性强，渗透系数为35.88m/d，单位涌量为6.34m3/h。部分地段由于表土复盖较薄，仅0.51m，且含水层直接受地面水的补给，因次地下水呈自由水出现。东部：自长山沟以东厚1.54.5m，含水性弱，渗透系数为0.0091.802m/d，单位涌量为0.10.122m3/h，由于表土复盖较厚，25.5m，对降水的补给与渗透起到到控制作用，使地下水呈承压水出现。地下水补给来源主要是大气降水和冲积孔含水层水。据简易水文，抽水及矿井调查证实，此带含水性弱，岩芯较为完整，随着深度的增加涌水量则显著减少，对矿井开采无影响。本井田无历史涌水事故。1.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性本矿属于低瓦斯矿井，相对涌出量在1.6m3/t以下。随着开采深度的延伸，瓦斯涌出量无明显增大现象。开采煤层均属低沼气煤层，属低硫特低磷不易自燃煤层。1.2.7 煤质 牌号及用途本矿区内的煤层是由高等植物所形成的腐植煤，其煤岩成份主要是亮煤、暗煤、镜煤，丝炭较少，质脆，黑色条带状，层状结构；其煤岩类型多为光亮型、半亮型和半暗型；镜下鉴定为煤岩组成多是凝胶物质体，色鲜红，以镜煤煤化物质为主树脂胶体占次要地位，矿物杂质少。原煤灰分变化较大，一般在20.15%31%。净煤灰分一般为10%左右，胶质层厚度13.018.5mm，粘结指数在7585%之间，原煤分析基高位发热量为5800-6400千卡，精煤挥发分在32%左右，硫含量在0.22%0.37%之间。磷含量在0.003%0.014%之间。是低硫、低磷的1/3焦煤。主要工业用途以冶金用煤为主，火电厂作动力用煤为辅。1.3 勘探程度及可靠性1. 钻探工程量统计：本次钻探从1990年9月13日开始，到1993年10月结束，历时三年。施工钻孔是7个，竣工16个，总工程量17557.58m，超千米孔14个。详见表1-3。2. 工程质量：勘探所使用的钻机有TXB-1000型，TK-1型，TK-3型绳索取芯，设备良好，符合技术要求。本次勘探竣工钻孔16个，全部按煤炭部1987年12月颁发的煤田勘探钻孔工程质量标准进行验收。1991年前竣工钻孔参加了东煤公司复查，1992年后施工的钻孔本队验收。验收成果为：特级钻孔2个，甲级钻孔6个，乙级钻孔5个，丙级钻孔3个，特、甲、乙级钻孔层12层，不合格层20层，优质合格层率为72.6%。测井验收66层，均为优质层，优质层率100%。 表1-3 钻探工程量统计表线号孔号终孔深度钻机层位钻孔型号钻孔质量备注1069-781173.5530下TK-1 乙1069-791049.0730下TXB-1000乙1069-80102.7736下废运输巷漏水未计工程总量1069-811052.8937下TXB1000丙1069-821146.8036下TK-1乙1069-831143.7239下TK-1甲1069-84975.9436下TK-1甲1069-851021.2437下TXB-1000乙1176-1161193.0139下TK-1乙1176-1171141.1639下TK-1甲1176-1181006.5036下TXB-1000丙1176-1191220.5639下TK-1特1176-1201121.1437下TK-1甲1176-1211024.9336下TXB-1000丙1176-1221163.3037下TK-1特1176-123967.4436下TXB-1000甲1278-1011156.3339下TK-1甲总计17557.58钻孔质量及煤层见煤点级别见表1-4、1-5。 表1-4 钻孔质量评级表 级 别数量项目特级甲级乙级丙级特甲乙级孔率合计钻探265381.3%16测井9610015表1-5 煤层见煤点评级表级别数目项目优质合格不合格优质合格层率合计钻探孔41122072.6%73电测孔6610066第 2 章 井田境界及储量2.1 井田境界2.1.1 井田周边情况哈达井田东西两侧是东海煤矿和杏花煤矿，北侧是正阳煤矿，南隔穆陵河与鸡东镇相望。在井田的附近还有育新、东山等数处地方小煤矿。北侧还有青山萤石矿正在开采，可供炼钢催化剂之用。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 井田境界井田境界：北部以0标高线为界，南（深部）以-550m标高为界，西以正F16断层为界；东以正F7断层为界。井田走向长度：4.500km 倾向长度： 3.000km 勘探面积：13.5km22.1.4 井田未来发展情况井田西部与杏花矿相邻，随着勘探水平全面的提高，井田范围内探明储量会越来越精确。很可能在深部发现可采煤层。2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算（一）矿井初步设计应计算以下储量：1.矿井地质储量：勘探报告提供的储量，包括“能利用储量”和“暂不能利用储量”；2.矿井工业储量：勘探报告提供的“能利用储量”中的A、B、C三级储量，A、B、C三级储量的计算方法，应符合国家现行标准煤炭资源地质勘探规范的规定；3.矿井设计储量：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性煤柱损失量后的储量；4.矿井设计可采储量：矿井设计储量减去工业场地的保护煤柱，矿井井下主要巷道及上、下山保护煤柱煤量后乘以带区回采率。（二）矿井工业储量是指井田精查地质报告提供的平衡表内A+B+C级储量，是矿井设计的依据。井田工业储量应按储量块段法进行计算。块段储量=块段面积块段平均厚度容重/cos为煤层平均倾角，（）；计算得Zc=472500001.40(2.02.02.02.0)/ cos11=134.29Mt。（三）矿井可采储量的计算Z=(Zc-P) C 式中：Z可采储量，Mt； Zc工业储量，Mt； P永久煤柱损失，Mt； C带区回采率,厚煤层不低于0.75；中厚煤层不低于0.8；薄煤层不低于0.85；地方小煤矿不低于0.7。 计算得：Z=（134.1419-14.59）0.80=95.64152Mt详见表2-1可采煤层储量总表。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）工业场地保护煤柱的留设，应该在确定地面受保护面积之后，用移动角来圈定保护煤柱的范围。移动角数值采用本矿区实测数据或与本矿区条件类似实测数据选取。工业广场地面受保护面积包括受保护对象及围护带，围护带宽度为15m。本矿井工业广场保护煤柱面积为126000m2。 （2）除工业场地范围内的立井，圈定保护煤柱时，地面受保护对象包括绞车房、井口房、通风机房、风道等，围护宽度为20m。圈定保护煤柱时，应根据井筒岩性、深度、用途、煤层赋存条件及地形特点等因素，根据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。 2. 断层带及井田境界煤柱的留设断层带及井田境界保护煤柱可按照实习矿井所留设煤柱尺寸取3050m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，设计时应结合实习矿井的具体情况和“三下”采煤理论进行具体分析。（二） 本井田边界煤柱留设及断层、井筒周边煤柱的留设本井田边界煤柱留设30m；断层带煤柱留设30m；工业广场要严格按照规范留设合理保护煤柱。本井田工业场地保护煤柱面积为126000m2。图2.2 煤层储量计算块段划分示意图2.2.3 储量计算的评价本设计矿井的各类储量计算严格遵循各项规定。由于技术水平所限，井田储量的计算结果和所得到的各种储量值与实际可能有一定误差。我会尽量多次计算，取其平均值，减小误差。 2.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限2.3.1 矿井工作制度根据设计规范规定：（1）矿井年工作日按330天计算；（2）矿井设计采用四六制采煤，每昼夜四班工作，其中三班进行采、掘工作，一班进行检修；（3）每日净提升时间16h。表2-1 矿井可采储量汇总表 单位：Mt 阶段别煤层别工业储量A+B+CMt煤炭损失量可采储量工业场地井田境界断层开采损失其他损失合计损失3012.230.20.500.351.200.378.019.323612.010.20.490.401.700.357.479.143712.030.30.410.401.670.347.429.083912.110.30.500.351.430.368.169.44合计48.3811.91.508.01.4210.1738.983012.600.20.500.354.200.378.0127.323612.570.20.490.403.700.357.4728.143712.490.30.410.403.670.347.4230.083913.720.30.500.354.430.368.1629.44合计50.381.01.91.506.01.4210.1738.983011.590.20.500.452.800.378.0127.323611.630.20.490.401.700.357.4728.143711.600.30.410.401.670.347.4230.083911.560.30.500.472.430.368.1629.44合计46.381.01.901.726.01.4210.1738.98总计134.292.995.017.4320438.6595.642.3.2 矿井生产能力及服务年限一. 根据设计规范，矿井的设计生产能力：大型矿井：1.20、1.50、1.80、2.40、3.00、4.00及以上（Mt/a）；中型矿井: 0.45、0.60、0.90（Mt/a）；小型矿井：0.09、0.15、0.21、0.30（Mt/a）；除上述井型以外，新建矿井不可以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 本矿井已查明的工业储量为135.96Mt,，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%，各可采层均为中厚煤层，按矿井设计规范要求确定本矿的采出率为80%，由此计算确定本井田的可采储量为95.64Mt。根据地质报告的资料描述，煤层储量丰富，地质构造比较简单，煤层生产能力大以及煤层赋存深等因素，初步决定采用大型矿井设计。并初步确定三个方案，即矿井生产能力为0.90Mt/a， 1.20Mt/a和1.50Mt/a三个方案，分别设定为P1、P2、P3，分析论证如下：按照公式P=Z/AK式中，P为矿井设计服务年限，a；Z井田的可采储量,Mt； A为矿井生产能力,Mt/a； K为矿井储量备用系数，一般取1.4，地质条件复杂的矿井及矿区总体设计可取1.5，地方小煤矿可取1.3。计算得：P1= 95.640.81.40.90=71a ； P2=95.640.81.41.20=56a； P3=95.640.81.41.50=45a；根据煤炭工业矿井设计规范规定生产能力在1.22.4Mt/a的矿井设计服务年限不小于50a；根据煤矿高产高效的理论，矿井服务年限不易过长。所以确定56a为比较合理的服务年限，即本矿井的生产能力为1.20Mt/a。2.3.3 矿井设计服务年限矿井设计服务年限 P=Z/AK式中，P-为矿井设计服务年限，a；Z-井田的可采储量,Mt；A-为矿井生产能力,Mt/a；K-为矿井储量备用系数，一般取1.4，地质条件复杂的矿井及矿区总体设计可取1.5，地方小煤矿可取1.3；计算得：p= Z/AK=95.64/（1.201.4）=56a。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哈达煤矿与杏花煤矿为邻，杏花煤矿以立井开拓为主。3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况1.该井田所在位置属于丘陵地形，南北两侧高，中部受茄子河之侵蚀，较低洼。工业场地宜选择在相对比较开阔的阶地上，标高高于+150m.2.井田内煤层埋藏深度为0900，煤层倾角11左右。其中30#和36#煤层间距约40m。36#、37#、39#层间距均为20m，这四层煤的间距均小于50m ，四层煤可联合开采。3.煤层平均倾角约11，且含水层较少。4.构造简单无大、中型构造，有正F16、正F7两条断层。5.顶、底板为粉砂岩，粉细砂岩等硬质岩层，稳定性较好。3.1.3 确定井田开拓方式的原则确定井田开拓方式原则有：1.贯彻执行有关煤炭工业的技术政策,为高产高效创造条件。要使生产系统完善、有效、可靠、合理，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. 合理开发国家资源，减少煤炭损失，加大煤炭采出率。3. 合理集中开拓，简化矿井生产系统，避免生产分为集中生产创造条件。4.贯彻有关煤矿安全生产的规定。建立完善的通风系统，创造良好条件，减少巷道维护量，使主要巷道保持良好状态。3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1 井筒形式和井口位置（一） 井筒形式方案比较 如图开拓方式的选择应全面考虑各种因素，主要因素包括：井田地质和水文地质条件；煤层赋存和开采技术条件；地形地貌和地面外部条件；技术装备和工艺系统条件；施工技术和设备条件；总体设计和矿井生产能力要求等。对以上因素要综合研究，通过系统优化设计和多方案技术经济比较确定。1.双斜井开拓 斜井与立井相比有如下缺点：（1）由于斜井较长，沿井筒敷设管路，电缆所需的管线长度大。（2）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。（3）在自然条件相同时，斜井要比立井长得多，维护比较困难。（4）斜井通风风路长，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。斜井与立井相比有如下优点：（1）井筒掘进技术和施工设备简单，掘进速度快，地面工业建筑，井筒装备，井度车场及硐室都比立井投资少。（2）井筒装备和地面建筑物少，不用大型提升装备，钢材消耗量小。（3）胶带输送机适应增产能力大，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。 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-225水平标高，根据煤层的赋存情况不可以采用双斜井开拓。2.双立井开拓（主立井，副立井）优点：（1）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，易于控制。（3）井筒为圆形断机结构合理，维护费用较低，有效断面大通风条件好，管线比较短，人员升降速度快。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：根据本井田的地表情况，地质构造，煤层赋存等因素，本井田煤层赋存最深-600m标高，平均煤层倾角11，满足采用双立井开拓，故此方案在技术上也可行。3.综合开拓（一水平双立井，二水平暗斜井）除与上面相同的特点以外，本设计开拓形式考虑了双立井结合暗斜井开拓。见表3-1。表3-1 开拓方案经济比较表项目名称方案一（万元）方案二（万元）方案三（万元）井筒主井3000120010-4=360600300010-4=180600300010-4=180副井3000120010-4=360600300010-4=180600300010-4=180风井600300010-4=180150300010-4=45600300010-4=210井底车场80090010-4=72100090010-4=90100090010-4=90石门开凿35080010-4=28205080010-4=1641250100010-4=125暗斜井开凿3000115010-4=3451200115010-4=1383000115010-4=345总二） 井口位置井口位置的选择是井田开拓的重要组成部分。在选择开拓方式的同时，必须考虑不同的井口位置。1.井下条件（1）在井田走向方向的储量中央或靠进中央位置，使井田两翼可采储量大致平衡，这样可使运输大巷的运输费用最低，同时在生产中保持两翼均衡生产和带区正常接续，而且巷道维护、通风等费用也降到最低。若因某种因素影响靠近中央位置，需要偏离时，在可能条件下要少偏离，尽量避免井筒偏于一侧，从而形成单翼生产的不利形势，尤其要注意的是第一水平产量和可采储量的平衡问题。图3-1开拓方案比较（2）在井田倾斜方面：采用单水平开采时考虑倾向长度是否合理，井筒与运输大巷靠近，与井底车场形成一体，尽可能不搞石门。采用多水平开拓时，在考虑各水平石门工程量总和小的同时，应首先考虑第一水平的开采，然后兼顾其他水平。同时考虑井筒与井底车场及主要运输大巷位置的选择。（3）开拓方式和井口位置选择时：首先、要与初期移交达产带区的位置及其接续统一考虑；其次、初期带区要选择在地质和水文条件好、勘探程度高、煤层储量丰富、地面少量易迁建筑物或无建筑物，便于迅速达产和增产的位置，同时靠近井田中部。井筒应靠近初期移交、达产带区。井筒到巷道掘出井筒场地保护煤柱后即可掘进准备带区和工作面，使基建工程量少，贯通连锁工程短，达到投资少，建井工期短。（4）井筒应尽量避开或少穿水文地质复杂的地层。同时将井底车场置于水文地质条件好的稳定岩层中，注意不受底部承压水威胁。（5）尽量减少井筒及工业场地煤柱数量，最好是少压或不压前期开采条件好的煤层。条件允许时可放在无开采价值煤层地带和无煤带。2. 地面条件（1）井筒应建在比较平坦的地方。在丘陵、山区地带要结合地面生产系统充分利用地形，减少施工量。（2）井口应满足防洪标准，高于历年洪水位。（3）井口要避开岩崩、滑坡、泥石流等危险地域。（4）井口及工业广场位置要符合环境保护的规定。（5）工业广场要尽量少占或不占良田。（6）井口位置要与矿区总体规划的交通运输、供电、供水、居住区等布局相协调，使之有利于生产。综上所述，由于本井田采用双翼开采，井口布置在井田中央即可解决两翼运输与通风问题，而且又在储量的中心，所以本设计将井口位置设置在井田中央。3.2.2 开采水平数目和标高1. 开采水平简称“水平”。即运输大巷及井底车场所在的位置及服务的开采范围。开采水平的尺寸以水平垂高来表示。水平垂高是指该水平开采范围内的垂高。见表3-2。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）要有利于带区正常接替；（4）经济上有利的垂高；（5）开采水平有合理的服务年限及足够的储量。根据以上各方面原因及井田实际情况，现确定水平划分方案，一水平-225m，二水平-450m。1)缓倾斜、倾斜煤层200350m； 2)急倾斜煤层100250m。2. 水平划分方案比较本井田水平划分拟定了3个方案,列表如下3-2表3-2 水平划分方案比较表方案方案一方案二方案三水平数目223水平标高-200m，-600m-225m，-450m，-200m，-400m,-600m方案分析煤炭损失量大，二水平阶段垂高过大。储量划分合理，服务年限合理39a， 18a。一水平服务年限达36年，在-250-800之间斜长大，开采困难，难于运输。比较结果选择方案二比较合理综合以上：本设计矿井为2个水平，一水平标高为-225m，二水平标高为-450m。矿井开拓方式为双立井为主的综合开拓。总储量为Zc=95.64Mt，设计生产能力为1.20Mt/a；服务年限为T=Z/AK。式中，P-为矿井设计服务年限，a；Z-井田的可采储量,Mt；A-为矿井生产能力,Mt/a；K-为矿井储量备用系数，一般取1.4，地质条件复杂的矿井及矿区总体设计可取1.5，地方小煤矿可取1.3；计算得：T= 95.64/(1.201.4)=57a图3-2 水平划分示意图3.2.3 开拓巷道的布置1. 开拓巷道布置方式的选择根据煤层的间距和数目，大巷的布置方式分为单煤层布置、分煤组布置和全煤层集中布置。采用集中运输大巷时，各煤层（组）之间用带区斜巷联系。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：（1）分煤层大巷煤层数不多，层间距较大，石门较长；矿井井田走向长度较短，服务年限短；井底车场在煤层顶板；产量，风量大，需要疏解时；煤质牌号不同，需要分采，分运时；各煤层底板均有坚硬岩层。（2）分组集中大巷煤层数多，层间距差距太大，超过50m；多水平生产，容易解决运输及通风的干扰；按煤层的特点根据运输，通风要求组合。（3）集中运输大巷适用条件适于煤层层数多，层间距小（50m以内）的矿井；下部煤层底板有坚硬岩层，易维护；井田走向长度大，服务年限长；煤质牌号相同，无须分采分运；带区多，石门特短。2. 阶段或水平是沟通带区与井底车场的交通干线，进行通风、排水及布设置管线等。当上一阶段开采完毕后，又可作为下一阶段或水平的总回风道，其服务年限长。如果采用单一水平开拓，其服务年限与矿井服务年限相同。开拓方案比较表和开拓方案剖面示意图如下：图3-2，表3-3。 图3-2 开拓方案剖面示意图3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1 井硐形式和数目本矿井设计采用双立井开拓方式，即一主井、一副井。表3-3 开拓方案比较表方案方案一方案二方案三开拓巷道布置在煤层底板下部布置斜井在煤层底板下布置岩石集中运输巷在井田中部向两翼开拓方案分析斜井长度太长，工程量大，且巷道维护量特别大。本方案属于集中开采，30#、36#、37#、39#集中开采，工程量较方案一少大，但是运煤效果好，压煤量少。工程量过大，难于开采，不能使用。分析结果本设计矿井采用方案二的开拓方案，在煤层下布置岩石集中运输巷 3.3.2 井硐位置及坐标井筒位置是确定井筒沿煤层走向和倾斜方向上的具体尺寸，并且用直角坐标及方位角表示，选择井筒位置的有利条件：1. 地面条件(1) 工业广场的占地面积；(2) 工程地质及地形条件；(3) 生产建设及其住宅位置；(4) 煤炭的运输方向。2. 井下条件（1）根据地质条件确定合理的井筒位置；（2）根据运输量确定合理的井筒位置；（3）勘探程度及初期工程量；（4）保护煤柱量。根据本井田的实际情况，工业广场面积126000m2，地形属平原兼山地，交通便利。两立井位于井田中央，坐标分别为：主井：（429485，5023185）；副井：（429580，5023125）；3.3.3 水平数目及标高本设计矿井为2个水平，一水平标高为-225m，二水平标高为-450m。3.3.4 石门 大巷数目及布置本设计矿井中，大巷和石门服务年限长，运输能力大，所以大巷和石门的断面和支护在本设计中相同。巷道断面设计的合理与否，直接影响煤矿生产的安全条件和经济效果，其原则是在满足安全生产及技术满足的条件下，提高断面利用率，尽可能缩小断面，降低造价，加快施工速度。设计大巷，石门断面内容见图3-3。3.3.5 井底车场的形式选择井底车场设计是否合理，直接影响着矿井的安全和生产。是因为井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是连接井下运输和提升两个环节的总枢纽，是矿井生产的咽喉。由于井筒形式，提升方式，大巷运输方式及大巷距井筒的水平距离不同，井底车场的形式也各不相同。根据矿车在井底车场内运行的特点，可将井底车场分为：环行式和折返式两大类型。该矿井年产1.20Mt/a，属于大型矿井，况且大巷离井筒距离较远（250m），故本设计采用立式井底车场。3.3.6 煤层群的联系区段运输集中巷通过溜煤眼和