鸡西矿业集团城子河矿 0.9Mta新井设计

摘 要本设计矿井为鸡西矿业集团有限责任公司城子河煤矿0.9Mt/a新井设计，共有3层可采煤层，煤层平均厚度为2.0m，煤层工业牌号为肥气煤。设计井田的可采储量6577.49万t，服务年限为54年。本设计矿井采用双立井开拓方式，划分二个开采水平。采用分组集中大巷布置，大巷采用10吨架线式电机车牵引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开采工艺，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，副井采用双层双车立井多绳罐笼提升。矿井的通风方式为中央并列抽出式。关键词 开拓 水平 分组集中 倾斜长壁 AbstractThis design is to opens mineral industry group limiteliability company each Chuang of a new well design, having totally 3layers can adopt the coal seam, average thickness 2.05rice.Coal seam industry card number is fatty coals and partial spirit in numbers are lords.Designing the well farmland can adopt to keep the 6577.49Mts of deal, the service time limit is 54years, this mineral well design adoption a well project expands, dividing the line two levels, a work reaches to produce.The big lane in concentration in adoption arranges, the big lane adopts10 ton storage battery electrical engineering cars lead 3 ton bottom unload type mineral cars transport, adopting coal method as to tilt to one side the long wall adopt the coal method, adopting coal craft as to synthesize the mechanization adopt the coal craft.Because oneself the ability is limited with time, exsits by all means in design many shortage, please each expert with teacher animadversion correct.VI目 录摘 要IAbstractII绪 论V第1章 矿区概述及井田地质特征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81.2.1矿区范围内的地层情况81.2.2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121.2.5井田内水文地质情况121.2.6沼气、煤尘及煤的自然131.2.7煤质131.3 勘探程度及可靠性14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172.3 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253.2.3开拓巷道的布置263.3 选定开拓方安案的系统描述293.3.1井硐形式和数目293.3.2井硐位置及坐标293.3.3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313.3.6煤层群的联系343.3.7带区划分343.4 井筒布置和施工363.4.1井硐穿过的岩层性质及井硐维护363.4.2井硐布置及装备363.4.3井筒延伸的初步意见373.5 井底车场及硐室383.5.1井底车场形式的确定及论证383.5.2井底车场的布置、储车路线、行车路线布置长度393.5.3井底车场通过能力验算423.5.4井底车场主要硐室423.6 开采顺序433.6.1沿井田走向的开采顺序433.6.2沿井田倾向的开采顺序433.6.3带区接续计划433.6.4“三量”控制情况44第4章 带区巷道布置464.1 带区概述464.1.1设计带区的位置、边界、范围、带区煤柱464.1.2带区的地质和煤层情况464.1.3带区的生产能力、储量及服务年限464.2 带区巷道布置464.2.1区段划分464.2.2带区巷道布置474.2.3带区车场布置484.2.4带区煤仓形式、容量及支护484.2.5带区硐室简介494.2.6带区工作面接续494.3 带区准备504.3.1带区巷道的准备顺序504.3.2带区主要巷道的断面示意图50第5章 采煤工艺535.1 采煤方法方式535.1.1采煤方法的选择535.2 回采工艺535.2.1工艺过程选择535.2.2工作面设备选型555.2.3劳动组织及工作面技术经济指标58第6章 井下运输和矿井提升606.1 矿井井下运输606.1.1运输方式和运输系统的确定606.1.2矿车选型及数量606.1.3带区运输设备选择606.2 矿井提升系统626.2.1主井提升636.2.2副井提升63第7章 矿井通风安全647.1 矿井通风系统的确定647.1.1概述647.1.2矿井通风系统的确定647.1.3主扇工作方式的确定657.2 风量计算与风量分配657.2.1矿井风量计算的规定657.2.2风量计算657.2.3风量分配687.2.4风速的验算687.2.5风量的调节方法与措施697.3 矿井通风阻力计算707.3.1确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力707.3.2矿井等积孔计算717.4 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 矿井安全生产措施757.5.1预防瓦斯及煤尘爆炸757.5.2火灾与水患的预防757.5.3其他事故的预防767.5.4避灾路线及自救76第8章 矿井排水788.1 概述788.1.1矿井水来源及涌水量788.1.2对排水设备的要求788.2 矿井主要排水设备798.2.1排水方式与排水系统简介798.2.2主排水设备及管路的选择计算80第9章 技术经济指标83结 论85致 谢 辞86参考文献87附 录188附 录292绪 论通过大学刻苦的学习，我对采矿专业知识有了更多的了解，毕业时，我选择做了鸡西城子河矿的新井设计，在设计中我又从新温习和巩固了我所学的专业知识，关于这次设计我做了充分的准备，在毕业实习中收集到了很多有关城子河矿的资料。本设计关于新矿井的建设，其中包括开拓方式、采煤工艺、支护方式、运输方式、设备选型以及矿井的各个系统的配备和组合。本设计是采用传统的方法，根据方案比较采用双立井开拓，分两个水平，运用石门找煤，采用中央并列式通风，这样的优点是见煤快，达产快，见效快，本设计是通过有关资料进行方安比较后作出的，运用CAD制图，通过绘制矿井的各种图纸来，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，以便是设计更加合理。在设计过程中对矿井的地质情况进行分析，这样才能使建成的矿井更加与实际相符。第1章 矿区概述及井田地质特征1.1 井田概况1.1.1交通位置鸡西城子河矿位于鸡西市鸡西车站东北约5公里，地理坐标为东经1303340，北纬452040。矿内有运煤专用铁路与国铁林密线西的鸡西车站相接，距离为7.5公里，往东至正阳煤矿6.5公里，再往东有杏花矿。此外尚有公路通往鸡西、勃利、哈达、四海店等地，交通很方便。图1.1交通位置图1.1.2地形地势 此井田地形呈丘陵起伏，中部为含煤地带的缓坡丘陵，一般标高+50+100,区内河流共四条即穆棱河、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，对本井田的影响不大，此外城子河、正阳河、白石河均在井田内流过，是季节性小河，冬季干涸。而且这几条小河是本矿区良好的天然排浅渠道，雨季集水缓慢，排浅迅速，故很少酿成灾害，对本井田深部开拓影响不是很大。1.1.3气象和地震矿区属大陆性气候，最高气温38C，最低温度零下33C，结冻期由11月初至次年4月末。冻结深度一般为2.0米，多西北风，最大风速25m/秒。根具国家地震局报告鸡西及其邻区震度均在3.6级以下，在此前无强烈地震记载。1.1.4井田区及邻区生产建设及规划情况矿区东西长3.1km，南北宽4.1km，面积12.7km2，规划用双立井进行开采，规模为90万t/a。鸡西矿业集团距本区约3km，鸡西原有生产矿井8座。 1.1.5矿区经济状况 本区是农业区，工业基础相对较薄弱，但是鸡西矿业集团距本区较近，可借助老区力量建设新区，人力资源及材料都有良好的供应。鸡西地区现有区域变电站两座及正在兴建的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。 矿区电源来源于鸡西发电厂，电压35千伏。变电所设有35/3.15千伏，5600伏三相变压器及4000伏变压器各两台。 矿区东部还有一座规模较大的砖瓦厂，供给市内用。 本区内第四系地层广泛分布，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 此井田的可采煤层均赋存在上侏罗系鸡西群城子河组和鸡西群穆棱组，在穆棱组上覆有巨厚的第三，第四地层晚侏罗系煤系地层不整合于元古界古生界基底之上，基底由元生界麻山群泥盆系青龙山组及侵入的花岗岩组成。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 第四系地层在井田内广泛分布，主要由砾砂和粗砂组成，中间夹有不连续的亚粘土，在砂层上，伏有粘土及层厚8 10m的黑腐殖土，区内四纪层厚度规律为东西薄，中间厚，南部厚，北部厚。 第三系地层处均广泛分布，该地区由粉砂岩，泥岩组成，岩石胶结松散，以灰绿色为主，厚度变化不是很大。1.2.2井田范围内和附近的主要地质构造本井田所在三江盆地的西部，三江盆地是中生代以来的一个断层凹陷地，区域构造属新华夏系第二隆起带，北段由一些东北向展布的次一级隆起带和凹陷带组成。井田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，F2，两个主要断层，详见断层特征 表1-2表1-2 断层特征表顺序名称性质断层面走向落差（m）影响范围1F1逆断层南向北25-30整个井田2F2逆断层南向北34-32整个井田1.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征本井田开采之煤层主要位于侏罗系鸡西群城子河含煤组，本组共有中厚煤层3组，本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850m，可采的煤层有24#、25#、42#、三个煤层，平均厚度2.00m左右，各煤层倾角在78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1.5 2.6m，各煤层都为单一稳定煤层，煤层顶板为粉砂岩，细砂岩，底板为粉砂岩及含炭质粉砂岩。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124#1.5-2.62.07细砂岩和粉砂岩粉砂岩及炭质粉砂岩-气煤F31.35单一煤层稳定225#1.5-2.41.9（24#-25#）20m8粉砂岩粉砂岩及炭质粉砂岩-气煤F31.35单一煤层稳定342#1.6-2.41.9（25#-42#）70m7粉砂岩和细砂岩粉砂岩及炭质粉砂岩-气煤F31.35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。1.2.5井田内水文地质情况1井田内的主要隔水层有第四系顶部黏土，中部黏土，亚黏土，亚黏土层和第三系泥岩，砂岩层。2井田内各地段的水文地质特征各有不同，第四系孔隙含水层，全井田广泛发育，山坡地区较薄外，其余均很厚，水的主要补给来源是大气降水和山区地下水，涌水量0.7067L/sm，第三系孔隙含水层在井田内广泛分布，其厚度发育规律为由东南向西北逐渐增厚，向东便薄，涌水量为0.0010.84L/sm，煤系裂隙含水带，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，分布与低山和丘陵地带，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，而且对矿床水无影响。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 206203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好，富水性较小，矿井在开采过程中，排水将以疏干煤系风化裂隙带的储水量为主，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570m3/h，正常涌水量140m3/h。1.2.6沼气、煤尘及煤的自然 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，深度20m，-250m水平的平均地温为19.5，-450m水平为25.3。煤层顶底板岩石主要为粉砂岩和细砂岩，抗压强度一般在5001100kg/cm2左右。根据资料，预计本矿井各煤层顶板类型均在一级类以上。1.2.7煤质本矿井煤的挥发分一般大于40，属低变质煤，个煤层Y值平均为59m/m，粘结性较低。1、有害成分灰分：本井田煤的灰分含量（Ag）为10.9624.45，多属中低灰煤层，其中几个主要可采煤层均为低灰煤层。硫：各煤层硫的含量很低，原煤全硫（SgQ）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-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、工业用途评述本井田原煤按现行煤炭应用分类法属于气煤，由于本区气煤低灰低磷，低硫，具有一定的胶质层厚度，所以，本矿井原煤经洗选加工后可做为优良的配焦和化工精练，副产品可供动力或民用。1.3 勘探程度及可靠性 本矿井所在地区从1965年就开始进行地质勘探工作，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，精查地质报告提供的资料比较齐全，精查阶段查明了主要断层和构造及煤层厚度，结构和分布范围，比较可靠地提供了煤层层位的对比资料和测井成果。 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。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.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。2.1.2井田周边情况本井西部以西部保安煤柱为界，浅部以现生产井实见断层为界，深部以-600标高为技术境界，走向3.1公里，倾斜4.1公里，井田面积12.7平方公里。关于井田境界除东部外其余均和勘探境界相同。东部在勘探时为了增加本井深部储量，增加到煤层边界。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有24#、25#、42#、三层，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、矿井井下主要巷道保护煤柱后乘以带区回采率的储量。2.2.2保安煤柱参照保护煤柱的设计原则如下：1. 当受护边界与煤层走向斜交时，根据岩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。 2. 地面受护面积包括受护对象及周围的受护带。3. 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。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20m 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：10.02Mt；断层保安煤柱损失：13.43Mt；边界保安煤柱损失：11.06 Mt；总损失为：34.51Mt；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100266687.9t410031001.355.8/cos7=100266687.9 t表2-1 分煤层分水平储量计算表煤层别工业储量A+B+C(万t)可采储量（万t）工业场地井田境界断层24#1715.01225.10180.14184.721125.0525#1698.70273.15280.98303.381114.3442#1303.52234.14214.27855.11合计4717.23498.25695.26602.373094.5024#1715.01 283.36306.601125.0525#1629.16261.12292.761075.2842#1955.27501.9370.36100.321282.66合计5299.44501.93614.84699.683482.99总计10026.671000.181106.241342.766577.492.可采储量计算 计算公式如下 ZK=（ZCP）C 式中 ZK 可采储量； ZC 工业储量；P 永久煤柱损失； C 带区回采率。P=0.18 C=0.8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6577.49万t。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。由于技术水平所限，储量计算设计所得到的各种储量与实际可能有一定误差。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 该设计矿井年工作日确定为330d，矿井每日净提升16h，采用“三八”制工作制度。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。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，还应该考虑到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A：1.5Mt/a、方案B：1.2Mt/a、方案C：0.9Mt/a上述三种方案，具体选择哪一种，还应该根据矿井服务年限来确定。2.3.3矿井服务年限矿井服务年限计算公式如下：T=Z /（Ak） 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=1.35。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）=6577.49/（1501.35）=32.48a；方案B：1.2Mt/a T=Z /（Ak）=6577.49/（1201.35）=40.60a；方案C：0.9Mt/a T=Z /（Ak）=6577.49/（901.35） =54.13a；参照煤矿工业设计规范规定，方案C较为合理，即：矿井生产能力为0.9Mt/a；矿井服务年限为T=54.13 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鸡西矿务局距本区约5km，鸡西矿务局现有生产矿井8对，本区为农业区，工业基础较薄弱。但是鸡西矿务局距本区较近，可以借助老区力量建设新区，人力来源及材料供应条件都是良好的。鸡西地区现有区域变电站两座及正在兴建的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。本区内第四系地层广泛分布，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（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：a.地表因素本井田属于缓坡丘陵地形，井田北部及中部皆为平原。地表平均标高+57m。b.煤层赋存情况整个井田的煤层上部标高在-50m，下部标高在-550m，整个矿区共有3层可采煤层，即24#、25#、42#，全区发育。煤层走向长度为3.1km，倾向4.1km。本井田煤层系缓倾斜中厚煤层，平均倾角在7左右。3.1.3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。(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。(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，设计提出了两个开拓方案：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 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2502072.5851.815002072.58310.89副井井筒2502072.5851.815502072.58321.25井底车场100090090100090090主石门7008005670080056运输大巷30008002403000800240小计 （万元）489.61018.14后期主井井筒2002072.5841.41000666.3666.6副井井筒2002072.5841.41050666.3669.97井底车场100090090100090090主石门150080012015080012运输大巷30008002403000800240小计 （万元）532.9478.57共计1022.51496.71两方案对比，经过简单的计算，方案一的工作的环节相对较少，人员提升比较方便，而方案二在经济上就不是很合理，以及方案一在通风方面优于方案二。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，特别是提升、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1.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；2.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1.井筒位置应选在比较平坦的地方，并且满足防洪设计标准；2.井口要避开地面滑坡、岩崩、雪崩、泥石流、流砂等危险地区；3.井口及工业场地位置必须符合环境保护的要求；4.工业场地不占或少占用良田；5.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：井筒位于井田深部方案一 方案二 方案三图3-4 立井方案比较图经过简单的技术比较后认为：1.井筒位于井田浅部，煤柱尺寸最小，压煤最少，但石门最长；2.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；3.井筒位于井田中部时，煤柱尺寸稍大，但石门长度较短；4.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。3.2.2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，供该水平各带区煤的外运、辅助运输和通风用。煤矿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。这就要求加大工作面、带区和水平的走向及倾斜尺寸，要求有丰富的资源/储量和较长的服务年限。水平仰、俯斜开采方式是优越的，可保证生产合理集中化，稳定生产，节省总井巷工程量，经济效益好。因此使用仰俯斜开采的意义很大。在条件适宜时，应该优先考虑使用仰俯斜开采。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：井田划分两个开采水平；一水平标高-250 m，二水平标高为-450 m。一水平实行仰俯斜开采，二水平仰俯斜开采。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-550 m。各水平均实行仰俯斜开采。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储量（万吨）服务年限（年）方案一一水平3094.5025.4二水平3482.9928.7方案二一水平2188.716.1二水平3353.627.4三水平1016.610.6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。故而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-250 m、二水平标高-450 m，一水平采用仰俯斜开采，二水平采用仰俯斜开采。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，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）间用带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，层间距比较大，石门比较长；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，要求分别采，分别运；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，多水平生产，容易解决运输，通风的干扰；按煤层的特点根据运输，通风要求组合，经济上有利。(3)集中运输大巷适用条件下部煤层底板有坚硬岩层，容易维护； 井田走向长度长，服务年限长；适于煤层层数多，层间距不大的矿井；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；带区尺寸大，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： 方案一 方案二图3-5 大巷布置比较图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.总的巷道较短，工程量少2.生产比较集中3.采（带）区巷道分组联合布置，大巷容易维护，运输条件好1.大巷工程量少，大巷维护容易2.生产区域比较集中，运输条件好3.采（带）区巷道集中联合布置，开采程序比较灵活，开采强度大缺点1石门长度较长2掘进工程量相当大1.总的石门长度很大2.初期工程量大，建井周期长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（带）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.井田走向长度长，服务年限长3.下部煤层底版有坚硬有岩层，带区尺寸大，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3层，即24#、25#、42#，其中24#与25#间距20m, 25#与42#煤层平均间距70m。针对上述情况，方案一分组集中大巷布置，将24#和25#层分为一组，集中开采，42#分为一组，单独开采，经济上较为合理，故而采用方案一。3.3 选定开拓方安案的系统描述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。主井回风。主井用以提升煤炭兼回风。副井用以提矸、升降人员、下放材料和设备及兼作进风井。主井回风抽出式。3.3.2井硐位置及坐标(1)井筒地处井田储量中央；井筒距北部边界1.4公里，南部边界2.6公里，西部边界1.7公里，东部边界1.7公里；(2)有较好的地形条件：井口处标高+50 m，地面坡度不足2，平整土方量小；(3)交通条件好：靠近公路。确定井筒坐标：主井井口坐标： XA=424800， YA=5024500；副井井口坐标： XB=424550， YB=5024550；主井井口标高为+50 m，副井井口标高为+51 m，拟定二水平为井筒最终水平。主井井深530 m，副井井深531 m，两井筒中心线间距为50m，主井井筒直径5.5 m，副井井筒直径6.5 m，均采用整体式混凝土井壁，井壁厚度450 mm。3. 表53 采煤机主要技术特征采煤机MG375-AM滚筒中心距mm8370采高 m1.22.6机面高度mm950适应煤质硬度f=24卧底量 mm230305380480煤层倾角035型号DM2B200s/200截深630-800功率375滚筒直径1.1台数1牵引方式液压，双牵引 ，无链电压v1140牵引力(kN)2*225冷却方式