双鸭山矿业集团宝清矿1.8Mta新井设计

摘要该设计矿井为双鸭山矿业集团宝清矿新井设计，设计生产能力为1.8Mt/a，服务年限61a。井田共划分为1个水平开采，井田内有3层可采煤层。井田平均走向长5000m，平均倾斜长4064m，煤层平均倾角4，属近水平煤层。由于井田倾斜长度较大，且为近水平煤层，以及煤层地质条件等因素影响，决定本井田内全部采用倾斜长壁采煤法开采，工作面全部为综合机械化采煤。本设计中矿井开拓方式采用双斜井方案，单水平开采，2个工作面达产。关键词: 联合开采 近距离煤层 回采工艺AbstractThis mine pit designed for Baoqing ore new well of the Shuangyashan Mining Administration, the design produetivity was 1.8Mt/a, service life was 61a. Well field altogether division is 1 level mining, there is 3 possible mine coal in the well field. The average moving towards of the field was 5000m, mediun bank long was 3500m, the average inctination angle of the coal bed is 3 ,this field was easy gradiedt coal bed .As the greater length, medium bank long of field the easy gradient coal bed, and the impact of the geological conditions etc, this design used more long wall coal mining used, integrated mechanized coal mining in the locted. This development method is inclined portal, one production level, and two located production.Key words: combined mining; seams with a closed distance; mining technology;目 录摘要IAbstractII目 录III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气象及地震情况21.1.3地形地势31.1.4水文地质情况31.1.5工农业生产及煤炭建设规划概况31.1.6水源及电源31.1.7煤田开发史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51.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征61.2.4岩石性质、厚度特征71.2.5井田内水文地质情况71.2.6煤尘、沼气、及煤的自燃性71.2.7煤质、牌号及用途81.3 勘探程度及可靠性8第2章 井田境界、储量、服务年限92.1 井田境界92.1.1井田周边状况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112.2.4 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122.3.2 矿井生产能力及服务年限12第三章 井田开拓143.1概述143.1.1井田内外及附近生产矿井开拓方式概述143.1.2影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况143.2 矿井开拓方案的选择143.2.1井硐形式和井口位置143.2.2开采水平数目和标高193.2.3开拓巷道的布置193.3 选定开拓方案的系统描述203.3.1井筒形式和数目203.3.2井筒位置及坐标213.3.3水平数目及高度213.3.4石门大巷数目及布置213.3.5井底车场形式选择233.3.6煤层群的联系243.3.7带区划分243.4 井筒布置和施工253.4.1井筒穿过的岩层性质及井筒支护253.4.2井筒布置及装备263.4.3井筒延伸的初步意见263.5 井底车场及硐室283.5.1 井底车场形式的确定及论证283.5.2 井底车场的布置、储车线路、行车线路布置长度283.5.3井底车场通过能力验算303.5.4井底车场主要硐室343.6 开采顺序353.6.1沿煤层走向的开采顺序353.6.2沿煤层倾斜方向的开采顺序353.6.3带区接续计划36第4章 带区巷道布置及带区生产系统374.1 带区概述374.1.1设计带区的位置、边界、范围、带区煤柱374.1.2带区的地质和煤层情况374.1.3带区的生产能力、储量及服务年限374.2 带区巷道布置374.2.1区段划分374.2.2带区巷道布置384.2.3带区车场布置394.2.4带区煤仓形式、容量及支护414.2.5带区硐室简介434.2.6带区工作面接续434.3 带区准备454.3.1带区巷道的准备顺序454.3.2带区主要巷道的断面示意图及支护方式45第5章 采煤方法465.1 采煤方法的选择465.2 回采工艺465.2.1 回采工作面的工艺过程及使用的机械设备465.2.2 工作面循环方式和劳动组织形式48第6章 井下运输和矿井提升506.1 矿井井下运输506.1.1 运输方式和运输系统的确定506.1.2 矿车的选型及数量506.1.3 带区运输设备的选择526.2矿井提升系统536.2.1矿井主提升系统的选择与计算53第7章 矿井通风安全557.1 矿井通风系统的确定557.1.1 概述：557.1.2 矿井通风系统的确定557.1.3 主扇工作方式的确定567.2 风量计算与风量分配567.2.1 矿井风量计算的规定567.2.2 风量计算567.2.3 风量分配597.2.4、风速的验算607.2.5 风量的调节方法与措施617.3 矿井通风阻力计算627.3.1 确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力627.3.2 矿井等积孔计算647.4 通风设备的选择657.4.1 主扇的选择计算657.4.2 主扇的选择计算667.4.3 反风措施667.5 矿井安全生产措施677.5.1 预防瓦斯爆炸的措施677.5.2 预防煤尘爆炸的技术措施687.5.3 水患的预防措施687.5.4 火灾的预防措施697.5.5 其他事故的预防697.5.6 避灾路线及自救规程规定69第8章 矿井排水718.1 概述718.1.1 矿井水来源及涌水量718.1.2 对排水设备的要求718.2 矿井主要排水设备728.2.1 排水方式与排水系统简介728.2.2 主排水设备及管路的选择计算73第9章 技术经济指标75总 结77致 谢 辞78参考文献79附 录 180附 录 282 VI 绪论我国煤层的赋存条件多种多样，煤矿开采条件比较复杂；同时，由于我国是一个发展中国家，原有工业基础较为薄弱，从而决定了我国煤矿的建设方式、采煤方法和管理体制具有多层次、多类型的特点，这就要求我们不段的创新思维，学习先进的采煤生产工艺，为煤炭事业服务。设计出适应于本地区煤层赋存条件的开拓方式和采煤方法，以实现资源的合理利用，减少不必要的巷道掘进，合理的利用资源，提高企业的经济效益，降低生产成本，在不改变生产设备前提下，为矿井增产、增效进行有效的科学的设计,最终达到安全高效矿井。本设计采用了一种创新模式，这是一个新的设计方案，主要是针对小倾角煤层群的开采方法，本方法采用反倾向的巷道布置，不需要布置上下山，因此，可以节省很多开采费用，也更利于矿井的生产和管理。通过本次毕业设计，使我学习到了更多的采矿专业知识，并且能够深入实际的解决一些生产实际中存在的问题，对我以前所学的知识进行深入的巩固，为煤炭事业作出应有的贡献。第1章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1交通位置宝清矿位于双鸭山煤田东南部，距市中心320Km，宝清矿交通四通八达有矿区铁路由双市经新安矿、东荣矿到达宝清煤矿。并有四通八达的公路网从井田四周通过，距友谊镇160Km,交通极为方便可以通过铁路、公路等交通设施，把煤炭运输到各个用煤单位，创造良好的经济效益。图11宝清矿交通位置示意图1.1.2气象及地震情况该区属大陆性寒温带气候，温差变化比较大，冬季最低气温达到零下39，一般为零下2030。冻土带深达2m以上。夏季最高气温达到38，历史最大降雨量为737mm，平均降雨500mm，每年7、8、9三个月份为降雨期，年平均降雨量在452737mm，冻结期每年10月至翌年4月。根据中国地震裂度区划图2001双鸭山地区地震裂度小于6。1.1.3地形地势宝清矿勘探区处于丘陵地带，地势比较的平坦，地面的平均标高一般都在-50m左右，最高标高-40m。1.1.4水文地质情况七星河从该区西北侧流入挠力河，最后注入乌苏里江。1.1.5工农业生产及煤炭建设规划概况宝清矿井田周边有农田和国有林地分布，可为矿区提供一部分农产品及生产原料。矿井建设及生产所需设备可由附近厂家提供，其它的大型设备从专业的设备生产厂家订做。1.1.6水源及电源 宝清矿供水水源位于宝清矿西北部，共有水源井4眼，井深均为150.6m（1、2、3、4），其中有两眼水井（3、4）正常运行，二眼（1、2）备用。水源井取第四系砂层水，每眼水井供水量为240m3/h，两眼水源井24小时供水量为11520 m3。四眼水井的水都是取自第四系砂层水，铁锰含量超标，人体必需的微量元素铜、锌少。由于对水源井进行了全面净化，铁、锰指标基本达到了国家饮用水要求标准。可以满足宝清矿居民的生活用水的需要。1.1.7煤田开发史宝清矿煤田为新近开发，无开发历史。煤炭地质储量丰富，可以作为后备的能源基地，充分的利用当地的资源，但要经过合理的规划，发展化工业和水泥生产也等的相关产业，提高能源的利用率，但要注意当地环境的保护。1.2 地质特征1.2.1矿区范围内的地质情况详见图12，煤层综合柱状图。宝清矿为全隐蔽区，地层发育较简单，即由煤系、煤系基底以及上覆新生界第四系组成。其地层层序由老至新分述如下：1、元古界兴东群大盘道组（Pt1dq）：广泛分布于煤田外围，构成煤系基底，由石榴石片岩、石英黑云母片岩、含磁铁石英岩、石墨大理岩、花岗片麻岩组成的深变质岩类。厚度大于7400m。2、中生代早白垩系上统鸡西群：为一套陆相碎屑建造，不整合于下元古界地层之上，根据岩性与测井曲线反应又可分为城子河组（k1ch）和穆棱组（k1m）。图12煤层综合柱状图（1）城子河组（k1ch）：由一套陆相碎屑岩类组成。最大厚度达到550m，旋迴性较明显。含煤地层受基底起伏控制，厚度变化大，煤层发育范围被基底起伏所限。本组岩性多由灰白色中细砂岩、灰色粉砂岩组成，含有少量薄层凝灰岩及泥岩； （2）穆棱组（k1m）：由一套陆源深水相为主的碎屑岩类组成。厚度由北往南逐渐增厚，最大厚度达500m，与下部城子河组（k1ch）整合接触。含煤及旋迴性差，不含有可采煤层，含有小于0.5m的煤层35层，岩性多以灰色粉砂岩、灰白色细砂岩及少量灰白色的粗砂岩及薄层凝灰岩、泥岩组成； （3）第三系：富锦组（Nf），以细、中粗粒泥质胶结的砂岩为主，夹黄绿色粉砂岩，呈半胶结状。下部砾岩层与城子河组地层为不整合接触，其上被第四系地层所覆盖； （4）第四系：广泛分布于矿区范围内，主要由冲积、洪积碎屑物组成，多由粘土、亚粘土及砂层组成。粘土为弱含水或不含水，具有良好的隔水性能。1.2.2井田范围内和附近的主要地质构造本区地质构造主要有褶皱、断裂,断裂为主、褶皱次之。井田南部、东部局部有向斜构造，井田范围内主要有8条断层，叙述如下表11所示：表11井田断层统计一览表（1）F1正断层：位于井田南部边缘。断层走向为北东80，倾向南南东，倾角75。本区内延长约2.1km，断层落差15240m，为井田南部临近边界的主要断裂构造； （2）F2逆断层：位于井田东南部，断面清楚，实测走向北东80，向北北西倾斜，倾角40，落差1215m； （3）F3逆断层，位于井田西南边缘，地面见上石盒子组断开，紫色泥岩与黄绿色砂岩接触，断层走向北东24，倾向南东，倾角38，区内延长约140m，落差约5m； （4）F4正断层：位于井田西南边界外侧，断层走向与F1相同，为北东东向，延长约1.2km，断层倾向北北西，倾角78，落差18m； （5）F5正断层：位于井田北中部边缘，地面见上石盒子组地层断开，断层走向北东16，倾向北西，倾角78，本区内延长约140m，落差5m； （6）F6正断层：位于井田东侧中部边缘，地面见上石盒子组地层断开，上盘为紫色泥岩，下盘为黄绿色细砂岩；断层为近东西走向，向南倾斜，倾角55，延长约190m。落差35m； （7）F7正断层：位于F6断层南侧，地面见上石盒子组地层断开，断层近南北走向，向西倾斜，倾角75，延长约80m，落差35m；（8）F8逆断层：位于井田南部边缘，F2逆断层南侧，断层走向北东，倾向北西。推定断层倾角40，落差约10m。为层间逆断层，向上至下石盒子地层逐渐消失。1.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征煤层倾角在 3 5 ，平均4，详见（煤层赋存特征表12所示）。表12 煤层特征表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,多为砂岩物理性质指标表如下：表13 岩石的物理性质指标表岩石类型颗粒密度(g/cm3)块体密度(g/cm3)空隙率n(%)吸水率（%）软化系数KR凝灰岩2.56-2.782.29-2.51.5-7.50.5-7.50.52-0.8砂岩2.60-2.752.20-2.71.6-28.0.2-9.00.65-0.9泥灰岩2.70-2.802.10-2.71.0-10.0.5-3.00.44-0.51.2.5井田内水文地质情况本井田水文地质类型为中等，其划分的主要依据为：1、地质报告对矿井涌水量未做详细预测，根据矿井含水系数，考虑到改扩建后长壁开采对顶板的大规模破坏，参照矿井实际情况，暂推测矿井正常涌水量为70m3/h，最大涌水量为100m3/h，必要时有关部门需进一步做这方面的工作；2、受采掘破坏或影响的含水层：矿井充水主要含水层是煤系裂隙含水层，含水较丰富，单位涌水量为1.317l/sm，且以静储量为主。孔隙裂隙、含水层补给一般，只是含水层之间的相互补给。据此水文地质类型符合中等；3、开采受水害影响程度：采掘工程在一定程度上受水害影响，但因资料较清楚，不威胁矿井安全，从这一条看符合水文地质条件中等；4、防治水工作难易程度：矿井防治水工作较简单，主要是进行水文补勘，查清第三、四系厚度及水位动态，以合理确定回采上限和采掘针对性的防治水措施，及时查清巷道和空区积水，及时探放。综上所述，根据矿井水文地质规程第4条分类原则，确定该矿井水文地质类型为中等偏复杂。1.2.6煤尘、沼气、及煤的自燃性1煤尘：根据地质报告及“双鸭山煤炭局2002年度矿井瓦斯等级和二氧化碳鉴定结果的报告”，该矿可采煤层煤尘有爆炸性危险。2瓦斯：根据双鸭山煤字200242号文，本矿瓦斯相对涌出量为1.91 m3/t，二氧化碳相对涌出量为1.71 m3/t，为低瓦斯矿井。3煤的自燃：本矿没有5号煤层自燃发火鉴定资料。参照东荣矿资料，5号煤属自燃煤层，发火期为10个月。9号煤为自燃煤层，发火期8个月，综合分析相关资料，本矿属二级自燃矿井。1.2.7煤质、牌号及用途5号煤层为富灰，特低硫，高磷煤，经过洗选后成为特低磷煤，牌号为QM，可作为炼焦、动力、民用及化工用煤。6号煤层为富灰，特低硫，洗选后为特低磷煤，牌号为QM，可作为炼焦、动力、民用及化工用煤。7号煤层为中灰，中硫，低磷煤，牌号为QM，可作为炼焦、动力、民用及化工用煤。1.3 勘探程度及可靠性本矿井的勘探分普查、精查、补堪和深部补堪四类。A级储量：1、煤层对比可靠，煤层的厚度、结构、已经查明，可采煤层的连续性已经确定。煤类、煤质特征及煤的工艺性能已查明；2、岩浆岩对煤层及煤质影响已查明；3、各项勘查工程已达到勘查阶段的控制要求。B级资源储量：1、煤层对比可靠，煤层厚度，结构已经查明，煤类、煤质特征及煤的工艺性已基本查明。可采煤层的连续性已经确定；2、岩浆岩对煤层及煤质的影响查明；3 、各项勘查工程达到勘查阶段的控制要求。C级储量：1、煤层对比基本可靠，煤层厚度、结构、煤质等基本初步查明；2、构造已初步查明；3、各项勘查工程达到勘查阶段的控制要求。第2章 井田境界、储量、服务年限2.1 井田境界2.1.1井田周边状况本矿西北部与友谊县交界，在双鸭山煤田东南缘七星河矿区内，西距双鸭山市320 Km，南距双鸭山七星矿15Km。交通方便，向北9 Km有福前铁路，最近车站为兴隆站，铁路经由双鸭山和福利屯至佳木斯可通往全国各地，公路可通往友谊、福利和双鸭山。2.1.2井田境界确定的依据1、井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应；2、充分利用自然等条件划分井田（断层、河流、铁路和褶曲等）；3、划分的井田范围要为矿井发展留有空间，保证井田有合理的尺寸；4、合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系。2.1.3井田未来发展情况随着技术的进一步发展和勘探水平的全面提高，井田范围内探明储量会越来越精确,可能在更深部发现可采煤层,远景储量丰富，并且随着煤炭事业的发展，其它的产业也相应的产生如：煤矸石的利用、煤炭的深加工等，有利于环境的保护和能源的合理利用。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。矿井储量可分为矿井地质储量、矿井工业储量、矿井可采储量。矿井地质储量包括平衡表内储量和平衡表外储量。平衡表内储量是指在目前技术条件下煤层的主要质量指标和经济指标都符合工业要求、可供开采的储量。平衡表外储量是指煤层的质量指标或经济技术指标不能满足当前的工业要求，目前暂不能开采，但今后可能利用和开采储量。矿井工业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，目前即可利用的可列入平衡表的储量。矿井工业储量是进行矿井设计的资源依据，一般既列入平衡表内的A+B+C级储量，不包括作为远景的D级储量。缺煤地区一些煤层赋存不稳定、构造复杂的煤田，达到高级储量（A、B级）的勘探工程量太大而井型又小，计算矿井工业储量（Zc） 时可包括一部分D级储量。为便于地方小煤矿发展，计算其工业储量时也包括一部分远景储量，均可取为A+B+C+0.5D。矿井可采储量（Z）是矿井设计的可采的储量，故 Z=（Zc - P）C式中 P 保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱损失量； C 采区采出率，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；2.2.2 保安煤柱1保护煤柱留设的依据：煤柱的留设应该根据本矿井实际条件而定，具体如下所示：(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)当受护边界与煤层走向斜交时，应该根据基岩移动角求得垂直于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；(3)地面受护面积包括受护对象及周围的保护带；(4)斜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，相邻两条斜井之间距离为40m，斜井两边个留设40m的保护煤柱。2保护煤柱的大小如下：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）边界断层留设30m50m保安煤柱（具体根据断层的特征而定）；（2）河流两侧各留设15m保安煤柱（根据河流宽度而定）；（3）地面建筑物留设20m保安煤柱(按岩石移动角而定)；（4）井田内部断层留设30m保安煤柱（根据断层特征而定）；（5）煤层大巷两侧煤柱各宽50100m。 按以上方法计算得：工业广场煤柱损失：2.82Mt； 断层、边界、巷道保安煤柱损失：14.02Mt； 总损失量：16.84Mt。2.2.3 储量计算方法计算标注以储量管理规程为依据，公式如下：块段储量=块段面积cos(平均倾角)平均厚度容重。 即 Z=S/(cosH)式中 Z 块段储量，Mt； S 块段面积, m2； 煤层平均倾角,度； H 煤层平均厚度，m； 煤炭容重t/ m3；矿井设计储量工业储量永久煤柱。块段可采储量=（工业储量永久煤柱）设计回采率。回采率要求：厚煤层不小于75%、中厚煤层不小于80%、薄煤层不小于85%。通过等高线块段法计算本井田工业储量为168.45Mt，可采储量为152.04Mt。2.2.4 储量计算的评价表21矿井可采储量汇总表：本设计矿井的各类储量计算严格按照有关规定执行，详见上表21所示。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，本矿井工作制度如下所示：（1）矿井年工作日按330天计算；（2）矿井每昼夜四班工作，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；2.3.2 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应为：矿井生产能力是煤炭生产建设的重要指标，在一定程度上综合反映了矿井生产技术面貌，是井田开拓的一个主要参数，也是选择井田开拓方式的重要依据之一。矿井生产能力的划分具体如下所示：大型矿井：1.20、1.50、1.80、2.40、3.00及以上（Mt/a）；中型矿井: 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，不应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：本矿井的工业储量为168.45Mt,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%左右，各可采层均为中厚煤层，按矿井设计规范要求确定本矿的带区采出率为80%，由此计算确定本井田的可采储量为152.04Mt。根据地质报告的资料，井田内的煤炭储量十分丰富，地质构造比较简单，煤层生产能力大以及煤层赋存较浅等因素，决定按大型矿井进行设计。并初步确定三个方案，即矿井生产能力为1.5Mt/a，1.8Mt/a和2.4Mt/a三个方案，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；方案一： P=Z/AK=152.04/（1.51.4）=72.4a 方案二： P=Z/AK=152.04/(1.81.4)=60.3a 方案三： P=Z/AK=152.04/(2.41.4)=72.4a 计算得：P1=72.4a ； P2=45.3a ； P3=45.3a；经与规程和采矿设计手册相核对，确定61a为比较合理的服务年限，即本矿井的生产能力为1.8Mt/a，矿井服务年限为60.3年。第三章 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设计井田，煤层的赋存深度距离地表大约在-300-440m之间，煤层倾角较小，并在井田范围内没有含水丰富的冲击层，矿区地面标高在-50m左右属于丘陵地带，地区起伏不大，矿区煤层赋存稳定，断层少落差不大，大的断层都作为矿区的边界，矿区附近各个矿井井型不同，开拓方式以立井开拓、斜井开拓和斜立井联合开拓居多，平硐开拓少见。3.1.2影响本设计矿井开拓方式的因素及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）；(4)技术装备和工艺系统条件；(2)煤层赋存和开采技术条件；(3)地形地貌和地面外部条件；(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考虑，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：本井田属于缓坡丘陵地形，地势起伏比较平缓对井田开拓没有太大影响。2煤层赋存情况：整个井田的煤层上部标高在-300m左右，下部标高在-430m左右，南部局部以F1断层为界。整个矿区共有可采煤层3层，即5#、6#、7#煤层，煤层赋存条件较好。煤层走向长度为5.0km，倾向4.1km。本井田煤层系近水平中厚煤层，平均倾角在4左右。3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1井硐形式和井口位置井口附近要有一定范围用以布置工业场地，其中包括主辅井生产系统建筑物与结构物矿井工业场地占地指标。选择井井筒位置应当充分利用地形，以地面生产条件系统布置要求，平坦地形最适合矿井建设，不仅平场工程量较小，大型建筑物基础处理也比较简单。1工业场地占地面积：井口附近要有一定的范围用以布置工业场地，其中包括主副井生产系统建筑物与结构物，根据煤炭工业设计规范矿井工业场地的占地面积指标，该矿井占地约有1114公顷，由于矿井占地较多，矸石和煤泥水对生态有一定的影响，故应选择荒山坡地结合地形布置生产系统，以减少土石工程，认真贯彻不占良田，少占农田，不拆或少拆村庄的方针。并且要考虑到煤层的赋存条件及岩石移动角，经过合理的计算，确定工业广场保护煤柱的面积。2地形与工程地质条件：选择井筒的位置应当充分利用地形，从地面生产系统布置要求，平坦地形最适合矿井建设，这样不仅平场工程量少，大型建筑物基础比较简单，井口附近不能过分低洼，不仅要避免洪水灾害，还要避开滑坡、岩崩、流沙河泥石流危险区以免对矿井的正常生产产生影响。3煤的运向：为了减少运输费用，在确定井筒位置时，要考虑主要运输所在的位置，有条件的应尽量使提升井筒或运输平硐靠近主要运向一侧。（1）按最小运输功确定井筒的位置：通常把运量和运距的乘积叫做运输功，以吨公里表示，在同一井田内，大巷运输费高低与所消耗的运输功近似成正比。所以当井田储量一定时，沿井田走向大巷运输功的变化可因井筒位置的不同而成倍的增加，当井田形状规则，储量分布均匀时，最小运输功的位置在井田的中心，井筒设于此处，不仅运输费用低，巷道维护、盘区准备及通风费用也相应降低。(2)煤柱量： 为减少煤柱量，在选择井筒位置时，如果不能设在井田之外，应结合其他条件尽量使井筒设在煤层浅部，即可少压煤，也便于后期回收，浅部没有条件时，井筒应选择在无煤区、薄煤区、高灰份区、变质区，但是又不能给井筒的施工带来困难。(3)根据地质条件： 井筒位置应选择在以丘陵坡地为主的宽缓地带，该处冲击层薄，地下补给范围有限，工程地质条件较好。土地亩产较低，如果井筒位于冲击平原，应该根据钻孔资料寻找基岩隆起区，可利用故地形和掩埋着的冲击层。依据本井田的储量分布图，及剖面图考虑水平划分及主要巷道布置，确定井口的位置在整个井田的储量中心，坐标为：主井坐标：经度19617464，纬度4365000副井坐标：经度19617504，纬度4365000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：双斜井开拓；方案二：双立井开拓；方案三：主斜井副立井开拓；以上三种井筒开拓方案比较如下：(一)适用条件比较：斜井: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，比较适合本矿井地质条件。立井: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，瓦斯，厚度，水文等自然条件限制，技术上也比较可靠，不适合本地区煤层的赋存条件。斜立联合：煤层的赋存大概介于立井和斜井之间，他的兼有立井和斜井的共同优点，缺点是地面建筑不集中，管理不方便，而且广场的压煤量要比其他两种方案都要多，需要的地面工作人员的数目相应的增加，不适合本地区煤层的赋存条件。(二)斜井与立井相比：斜井:优点：井筒掘进技术和施工比较容易，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，容易实现多个水平的同时生产，并能减少井下石门长度并且可以获得补充地质资料等优点掘进出煤可满足建井期用煤的需要。缺点：在自然条件相同时，斜井要比立井长；围岩不稳固时，斜井井筒维护费用高，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;由于斜井较长，沿井筒敷设管路，电缆所需的管线长度较大。立井:优点：生产系统比较简单，运输环节少，建井速度快，投产早，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，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。表31井筒技术比较表：依据开拓方案技术比较表可初步选定三种较合理的开拓方案。方案一：双斜井开拓；方案二：双立井开拓；方案三:主斜井副立井开拓；开拓方案图具体如下图（31、32、33）所示： 图31双斜井开拓图32双立井开拓图33主立井副斜井开拓表32开拓方式经济比较表方案项目方案一方案二方案三基建费（万元）主斜井262.4主立井319主斜井262.4副斜井157.4副立井297副立井297石门140石门0石门0主要大巷1650主要大巷1650主要大巷1650小计2209.8小计2266小计2209.4生产费（万元）立井提升3715立井提升3685斜井提升4179.7运输费用2039运输费用2356运输费用2345小计5754小计6041小计6524.7总计费用/万元7963.8费用/万元8307费用/万元8734.1从经济比较表可知方案一投资少，所以该设计矿井选择方案一。3.2.2开采水平数目和标高本井田煤层倾角小，走向长度较大，由于煤层垂直高度较小比较适合于单水平开采。如果采用多水平开采将导致服务年限太少从而达不到高产高效、集中化生产的要求，同时尽量减少水平的设置。基于以上原则，同时根据本井田的煤层赋存条件，地质构造等因素，且通过合理的技术分析和经济评价，该设计矿井采用单水平开采,拟定开采水平为-430m,实行上、下山开采。3.2.3开拓巷道的布置1、大巷数目：一条运输大巷、一条回风大巷（一般情况下，运输大巷布置在岩石当中，回风大巷布置在最下一层的煤层当中）。2、大巷布置：大巷布置形式主要有煤层大巷、岩石大巷两种，对于各种大巷布置方式分述如下。本设计井田的可采煤层为5#、6#、7#号煤层，由地质资料可知，该三层煤的层间距较小，又因为三层煤的煤质及煤牌号相同，不需要分采分运。所以，根据煤层的赋存条件、煤层顶底板岩石的地质情况，排除分层布置的开拓方案，应考虑采用集中大巷的布置方式。综上所述：该设计开拓巷道的布置方式采用集中大巷及采区石门布置。大巷与石门服务年限较长，运输能力要求大，所以大巷和石门的断面和支护设计基本相同，并且应该布置在岩石当中，这样可以有效的降低巷道的维护费用，断面尺寸详见打大巷断面示意图如图34所示。图34大巷断面示意图3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1井筒形式和数目井筒位置就是确定井筒沿煤层走向和倾斜方向上的具体尺寸，并用直角坐标和方位角予以表示，选择井筒位置的条件：1地面条件：（1）工业场地占地面积；（2）生产建设与住宅位置；（3）煤的运输方向；（4）地形与工程地质条件。2井下条件：（1）勘探程度和初期工程量；（2）按运输量确定井筒位置；（3）根据地质条件确定井筒位置；（4）煤柱量。根据本井田的实际情况，并考虑到上述的条件，该设矿井井筒位置详见开拓示意图上坐标所示。3.3.2井筒位置及坐标1井下条件：在井田走向的储量中央或近中央使两翼可采储量平衡，减少走向运输大巷的运输费用。巷道好维护，通风费用低，保持两翼均衡生产和带区正常接续，采用单平集中开采，井田倾斜方面各水平石门工程量总和最小，减少煤柱数量，少压、不压开采条件好的煤层。2地面条件： 井筒位置比较平坦，满足防洪设计标准，符合环境保护要求有利生产、方便生活。根据本井田的实际情况，并考虑到上述的条件，该设矿井井筒位置详见开拓示意图，其井筒井口坐标为如下所示：（1）主井坐标：经度19617464，纬度4365000；（2）副井坐标：经度19617504，纬度4365000；（3）风井坐标：经度19617500，纬度4366415；3.3.3水平数目及高度本井田煤层倾角小，走向长度长，煤层赋存较浅适合采用单水平开采。如果采用多水平将导致服务年限太少从而达不到高产高效的目的、集中化生产的要求，同时尽量减少水平的设置。基于以上原则，同时根据本井田的煤层赋存条件，地质构造等因素，且通过合理的技术分析和经济评价，该设计矿井采用单水平开采，水平垂高390m左右。3.3.4石门大巷数目及布置1、大巷数目：一条集中运输大巷、一条集中回风大巷。2、大巷布置：大巷布置形式主要有煤层大巷、岩石大巷两种，对于各种大巷布置方式分述如下：（1）煤层大巷：当煤层顶底板较稳定，煤层较坚硬，易维护，煤层起伏和断层、褶皱小时，可保证巷道较为平直，保证运输设备运行，没有瓦斯与煤的突出，无严重自燃发火等情况下，应优先考虑采用煤层大巷。对于新建矿井，在煤层中布置巷道，在建设期间，还有早出煤，早投产，节省投资以及探明地质情况的优点。（2）岩石大巷：优点很多，如维护条件好，费用低，大巷方向、坡度可根据运输等功能要求选定，而较少受地质构造的影响，可不留或少留护巷煤柱，煤的损失少，安全条件好，受煤和瓦斯突出以及自燃发火影响较小。缺点主要为岩石工程量大，掘进速度慢，投资费用高，建设工期长。在具体条件下是采用岩石大巷还是煤层大巷需要做全面细致的方案比较才能合理的确定。本设计井田对大巷布置提出两种方案：方案一：煤层大巷布置；方案二：岩石大巷布置。图35大巷、石门断面图本设计矿井中，大巷服务年限较长，运输能力要求大，所以大巷采用锚喷支护。巷道断面设计合理与否，直接影响煤矿生产的经济效果和生产的安全条件，其基本原则是在满足安全与技术要求的条件下，力求提高断面利用率，缩小断面，降低造价并有利于加快施工速度。该设计矿井大巷断面图如上图35所示：3.3.5井底车场形式选择与井底车场型式选择有关的因素有：保证矿井生产能力，有足够的富裕系数，有增产的可能性；调车简单，管理方便，弯道及交叉点少；调车简单，符合有关规程，规范；井巷工程量小，建设投资省，便于维护，生产成本低；施工方便，各井筒间，井底车场巷道与主要巷道间能迅速惯通，缩短建设时间；当大巷或石门与井筒距离较大时，能够扣置下存车线和调车线.斜井井底车场的基本类型，如下表表33所示。表33斜井井底车场的基本类型类型结构特点适用条件环形式立式1、存车线和回车线与主要运输大巷垂直；2、主副井距主要运输大巷较远，有足够年度的布置存车线。适于单一水平的箕斗斜井或带式输送机斜井。卧卧式1、存车线与主要运输线平行；2、主、副井距主要运输大巷较近。适于单一水平的箕斗斜井或带式输送机斜井。折返式折返式主井空、重车线设于平行于大巷的顶板巷道内。适用于单一水平的箕斗斜井。主井空、重车线设于大巷内。适用于多水平的箕斗斜井或带式输送机斜井。甩车场主井空、重车线设于井筒的一侧。适用于多水平的串车斜井。根据本设计矿井井筒形式及集中大巷的布置，结合上述井底车场型式的选择因素，该设计矿井选用环形立式井底车场。3.3.6煤层群的联系本设计井田煤层群开采时的联系方式是联合准备，即5#、6#、7#号煤层组成一个统一的采准系统，准备巷道为三个煤层共用，大巷采用集中布置方式，煤层倾角一般在4左右。本设计带区斜巷按逆倾向布置，由于带区斜巷要与带区下部车场相连，所以注定了带区下部车场要向集中运输大巷的下帮开掘，带区下部车场方位与集中运输大巷垂直布置，然后回头施工，与带区斜巷相连构成带去下部车场，以达到运料、通风、行人、排水的目的。上述带区下部车场、带区煤仓和带区运输斜巷的布置方式，是一种最佳组合，以最少的工程量实现了集中运输大巷与各煤层的联系并保障了各项功能的完善。带区运输入风斜巷和带区运料回风斜巷倾角相同、层位相同、各自的下部车场工程量相同，从而保证了每层煤仰、俯斜工作面采止线能顺畅地贴近，避免了在采止线附近维护采空区巷道和Z形通风现象的发生，提高了矿井生产产的安全系数。带区斜巷的层位按穿过一水平煤层群剖面图几何中心点考虑。带区斜巷倾角均取最佳角度24。带区运输入风斜巷中的设备选用铸石刮板运输机，投资少，运营费低。带区运料回风斜巷中的运输设备可选用绞车硐室在斜巷上部的单钩串车运输方式，也可采用绞车硐室在斜巷下部的单轨吊车运输方式，还可以采用内燃机车牵引的单轨吊车或者是绞车运输材料，实现从带区运料回风斜巷辅助运输的目的。3.3.7带区划分本设计井田走向长度较大，地质构造简单，欲从井田边界沿整个阶段前进开采，无论从时间、投资和实际开采技术条件上都要受到限制，势必按技术要求将井田沿倾向划分为带区，并按一定的顺序回采，每个带区有一套生产设施，包括运输、通风、排水等系统，以便独立进行生产与准备。由于本设计矿井采用倾斜长壁采煤法,各煤层的倾角均在4左右，且煤层赋存稳定、构造简单，顶底板良好，采用倾斜长壁采煤法比走向采煤法多很多优点，可以节省大量开采费用。采用倾斜长壁采煤法的矿井划分一般是条带式、带区式和盘区式。由于条带式和盘区式巷道布置方式其工程良大，所以采用带区巷道布置。带区是指能共用一个带区煤仓的所有煤层的所有工作面所组成的区域。据此将整个井田划分为北翼、西翼、东翼、南翼四个带区，详见带区划分示意图如下图图36所示。图36 带区的划分示意图3.4 井筒布置和施工3.4.1井筒穿过的岩层性质及井筒支护井筒支护的要求：1、井筒支护应结合具体围岩条件优先考虑锚喷支护。按锚杆喷射混凝土支护技术规范的规定，当井筒在1、2类围岩中，宜采用喷射混凝土技术；在3、4类围岩中，宜采用锚杆加喷射混凝土支护，在5类围岩中，宜采用锚杆加钢筋网喷射混凝土支护。采用喷射混凝土支护时，应设墙角，其深度不得少于100mm；2、穿过软岩或断层带的井筒，宜采用锚喷，（或挂网锚喷）和混凝土（或钢筋混凝土）砌碹联合支护；3、对不宜锚喷支护，但服务年限长，且不受动压影响的井筒，宜采用砌碹支护；4、底板松软、破碎或底鼓的井筒，宜采用锚杆、底深、注浆或底拱等支护形式进行底板支护。3.4.2井筒布置及装备井筒断面布置应综合考虑井筒围岩性质，运输方式和通风安全等因素，具体遵循原则如下：(符合，对运输、通风、管线等布置的要求，满足施工需要；1、有利于井筒检修、维护、清扫和人员通行安全；2、合理使用断面空间，减少井筒工程量。根据该设计矿井年产量、提升方式等实际情况