七煤集团龙湖二矿1.2Mta新井设计

摘 要该设计矿井为七煤集团龙湖二矿新井设计，设计生产能力为1.2Mt/a，服务年限60年，井田划分为2个水平开采，一水平为-150m,二水平为-400m。其中一水平可采储量为44.352Mt，服务年限为26.4a。一个工作面达产。井田内有6#可采煤层：分别是54A#、55#、56#、57上#、57#、58上#。井田平均走向长4300m，平均倾斜长2400m,层平均倾角13，属缓倾斜煤层。且煤层赋存稳定，构造简单，厚度为1.9m左右，顶底板良好。由于井田倾斜长度较大，且为缓倾斜煤层，以及煤层地质条件等因素影响，决定本井田的开采方法为倾斜长壁采煤法,工作面全部为综合机械化采煤。本设计矿井采用双立井和分组集中大巷布置方式。运输方式：采用10t架线电机车牵引3t底卸式矿车和1.5t固定式矿车。通风方式：中央并列式通风。本人水平有限，因此出现毛病错误，请各位领导批评指正。关键词:可采储量 倾斜开采AbstractThis design mine is QiMeiCo.Ltdb longhu second newly-built mining design, the design productivity is 1.2Mt/a, the service life 60 years, the well field division is divided into 2 levels mining, a level is-150M, two levels are -400M. Horizontal recoverable resources are 44.352Mt, the service life are 26.4a. A working surface arrives produces.The well field has the coal bed Respectively is 54A#、55#、56#、57up#、57#、58up#. The average trend is 4300m, The average declivity length is 2400m, average inclination angle is 13,It belongs to gently inclined coalseams. Structure of which is simple. thickness is about 1.9m, goesagainst the ledger wall to be good. Because the well field inclines the length to be bigger, also for inclines the coal bed, as well as factor influence and so on coal bed geology condition, decided this well field the method of exploitation for inclines the long wall to pick Mining coal method, working surface completely for synthesis mechanization mining coal.This design mine uses the double vertical shaft and the grouping concentrates the main lane arrangement way. Transport mode Uses the10t wire laying electric locomotive to tow the 3t The bottom unloads mine carand the 1.5t stationary type mine car. Key words: The recoverable resources inclines mining 目 录摘 要1Abstract2绪 论8第一章 井田概况及地质特征91.1 井田概况91.1.1 交通位置91.1.2 地形条件91.1.3 主要河流101.1.4 气象及地震101.1.5 煤田开发历史及近况101.1.6 水源和电源101.2地质特征101.2.1矿区范围内的地层情况101.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造111.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征131.2.4 岩石性质、厚度特征141.2.5 井田内的水文地质情况141.2.6 瓦斯、煤尘爆炸性及煤的自然性151.2.7 煤质、牌号及用途151.3 地质勘探程度及可靠性16第二章 井田境界 储量 服务年限172.1 井田境界172.1.1 井田周边状况172.1.2 井田境界确定的依据172.1.3 井田境界未来发展情况172.2 井田储量172.2.1 井田储量的计算172.2.2 保安煤柱.172.2.3 储量计算的方法172.2.4 储量计算的评价182.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限182.3.1 矿井的工作制度182.3.2 矿井的生产能力及服务年限192.3.3 矿井设计服务年限19第三章 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 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况203.2 矿井开拓方案的选择203.2.1 井硐形式和井口位置203.2.2 开采水平数目和标高243.2.3 开拓巷道的布置253.3 选定开拓方案的系统描述263.3.1 井筒形式和数目263.3.2 井筒位置及坐标263.3.3 水平数目及标高273.3.4 石门、大巷数目及布置273.3.5 井底车场的形式及选择283.3.6 煤层群的联系293.3.7 带区划分293.4 井硐布置和施工303.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐支护303.4.2 井硐布置及装备303.4.3 井硐延深的初步意见323.5 井底车场及硐室333.5.1 井底车场形式的确定及论证333.5.2 井底车场的布置 储车线路、行车线路布置长度333.5.3 井底车场通过能力验算343.5.4 井底车场主要硐室373.6 开采顺序373.6.1 沿井田走向的开采顺序373.6.2 沿井田倾向的开采顺序373.6.3 带区接续计划373.6.4 “三量”控制情况38第四章 带区巷道布置404.1 带区概述404.1.1 设计带区的位置、边界、范围、采区煤柱404.1.2 带区的地质和煤层情况404.1.3 带区的生产能力、储量及服务年限404.2 带区巷道布置414.2.1 区段划分414.2.2 带区巷道布置414.2.3 带区车场布置424.2.4 带区煤仓形式、容量及支护444.2.5 带区硐室简介454.2.6 带区工作面接续454.3 带区准备464.3.1 带区巷道的准备顺序464.3.2 带区主要巷道的断面及支护方式47第五章采煤工艺495.1 采煤方法的选择495.2 回采工艺495.2.1 选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备495.2.2 选择采面循环方式和劳动组织形式51第六章 井下运输和矿井提升546.1 矿井井下运输546.1.1 运输方式和运输系统的确定546.1.2 矿车的选型及数量546.1.3 带区运输设备的选择556.2 矿井提升系统566.2.1 矿井主提升设备的选择及计算56第七章 矿井通风与安全587.1 矿井通风系统的确定587.1.1 概述：587.2 风量计算与风量分配587.2.1风量的计算587.2.2 分量的分配607.2.3 风量的调节方法与措施607.2.4 风速的验算617.3 矿井通风阻力的计算627.3.1 确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力627.3.2 矿井等积孔的计算637.4 通风设备的选择647.4.1主扇的选择计算647.4.2 电动机的选择657.4.3 反风措施657.5 矿井安全技术措施657.5.1 预防瓦斯爆炸的措施657.5.2 火灾的预防措施677.5.3 其他事故的预防677.5.4 避灾路线及自救68第八章 矿井排水698.1 概述698.2 矿井主要排水设备698.2.1 排水方式与排水系统简介698.2.2 主排水设备及管路的选择计算69第九章 矿井主要技术经济指标72致 谢74参考文献75附录一76附录二79绪 论在大学这几年的学习，我掌握了很多专业知识，这次正好通过毕业设计这个机会，把所学的知识巩固和运用于这次设计中。我做的龙湖二矿的新井设计，恰好在大四上学期的毕业实习中我被分配到了龙湖矿，在那里我收集到了很多这个矿的资料。本设计主要是关于新矿井的建设，其中包括开拓方式、采煤工艺、支护方式、设备选型以及矿井的各个系统。我希望通过做本次毕业设计，能够学到更多的采矿专业知识，巩固所学过的知识，把自己的知识体系完善，为将来到工作岗位打好基础，做一个合格的煤矿工人。第一章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 交通位置龙湖二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。如图1-1 交通位置图。图1-1 交通位置图1.1.2 地形条件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130.28m。最高标高为156.92m，一般标高为143.25m。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 主要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11月至翌年4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0.021.00m/s。1.1.4 气象及地震气象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-3137.2，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。 地震根据辽宁省地震大队1964年地震资料本区地震强烈度为度。1.1.5 煤田开发历史及近况本区小煤窑开采历史较长，分布范围广，数量多。据二四勘探队调查了解，已查清的生产和已废弃小煤窑141个这些小煤窑主要分布于913勘探线北部。911勘探线之间及1416勘探线南部的可采煤层出露部分。小煤窑开采的煤层主要有：44#、44下#、46#、54#上年产量在5.040kt不等。其它小煤窑开采垂深一般在50m内。1.1.6 水源和电源 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）本组仅分布在F1断层以北，本组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。本组实控厚度为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,含煤89层，其中可采及局部可采煤层39层，可采煤层总厚度37.64m。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。1.2.2 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，北部发育一个背斜，中部为一向斜。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 断层本区断裂十分发育，段块活动特点为北升南降趋势。总体地层走向为 NE50左右，地层倾角一般为2040断层共有4个，三个为正断层，一个为逆断层。详见表12断层特征表。表1-1煤系地层综合柱状图表1 - 2 主要断裂构造序号断层编号性质产状落差（m)可靠性走向倾向倾角1F17正NSE7540o310较可靠2F31正NE60S6525o80可靠3F69正NESW20 o130可靠4F1逆NE45NW602050可靠龙湖二矿断层控制程度可分为可靠和较可靠两种，可靠断层即断层走向和倾向均有勘探工程和巷道控制，较可靠断层为勘探工程控制断层确实存在。龙湖二矿断层构造规律如下：（1）总体为北部上升，南部下降的规律；（2）逆断层多数为走向断层，与褶曲轴平行，褶曲与逆断层相伴出现；（3）断层成组出现，且性质相同；（4）沿底层走向、地堑、地垒相同出现的规律；（5）本区较大的 走向断层为主干断层，其次生断层十分发育。上述褶曲与断层构造为本区的构造骨架，反映了本区的构造格局。在生产中揭露了落差在2m以下的断层非常多。无法进行编号。此类断层无预见性，延展长度较小，产状变化较大。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。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。含煤10 #，其中可采煤层为6#，可采煤层总厚度为11m。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10#，其中参与能利用储量计算的煤层有6#。自上而下分别为54A#、55#、56#、57上#、57#、58上#、60上#、62A#、64#、65A# 煤层，参与暂不能利用储量计算的有60上#、62A#、64#、65A#。各煤层特征见表1-3可采煤层具有以下特征:（1）可采煤层层数多，但煤层的赋存范围、赋存部位、赋存标高差别很大。（2）煤层厚度变化具有明显规律性。主要煤层的富煤带分叉变薄带一般都是NEE向条带状分布，有时富煤带与变薄带在纵向上具有一定交叉，但也有一定继承性。 详见表13层特征表表1-3煤层特征表地 层厚度主要岩性界系统组符 号中 生 界白咢系下 统猴石沟组k1h500-2000砂岩，粉砂岩，泞灰岩东山组K1d50-400安山集块岩下白咢系上 统穆陵组Kd1m400-600砂岩，粉砂岩，泞灰岩，煤城子河组Kd1ch900-2300砂岩，粉砂岩，煤。滴道组Kd1d30-1500砂岩，砂岩，粉砂岩，煤中 统万隆组Kd2W650-1000熔岩，集块岩，砂岩，煤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 井田内的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。1 含水层根据煤层分布情况，自上而下分为两个含水层:第含水层：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。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80m3/h，最大用水量为120m3/h。1.2.6 瓦斯、煤尘爆炸性及煤的自然性1 瓦斯根据钻孔采样资料，瓦斯含量为11.8mtg。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，则按低瓦斯矿井设计。2煤尘爆炸性在本区煤层做了煤的爆炸实验，实验结果全有爆炸性。火焰长度为5mm，大于400mm，加岩粉量1080才能制止。3煤的自然性本区对煤层的煤芯煤样进行化验均为不自然。4地温根据七台河市地区气象站资料，推定本区恒温带深度为1626m，温度为6。本区平均地温梯度为2.6，平均地热增温率为38.7%。地温梯度小于3。本区属温度正常区。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21.5931.26MJ/kg，平均为27.69MJ/kg；焦煤为21.2632.25MJ/kg，平均为27.19MJ/kg；瘦煤为22.6130.68MJ/kg,平均为27.17MJ/kg；贫煤为25.3727.70MJ/kg,平均为26.30MJ/kg；无烟煤为24.9827.06，平均为26.02MJ/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。根据邻井新强矿和东方红精查勘探区及本区氧化实验资料，结合本区实际情况选用垂身为25m作为氧化带深度。1.3 地质勘探程度及可靠性1矿井瓦斯没有定量或定性的资料，只给出两个孔的最高和最低瓦斯含量。2地质报告中缺少地震烈度和洪水位资料。3矿井部分钻孔封孔质量较差。4断层导水性，哪些断层导水应明确，不是所有断层都导水。5煤层顶底板岩性不全，厚度不清，应分层列出，并应有物理机械性质资料。6井田地面小窑较多，对小窑的开采范围，现有小窑生产情况应进一步调查清楚，以便留设安全防水煤柱。第二章 井田境界 储量 服务年限2.1 井田境界2.1.1 井田周边状况龙湖二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。勃利至宝清公路从井田中部通过。2.1.2 井田境界确定的依据根据地质报告圈定的井田境界为北以F1断层为界，南以露头煤为界，东以F17断层为界，西以第9勘探线为界，深部以-400m标高为界。2.1.3 井田境界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。但随着开采深度的增加，煤层赋存条件好，采用新技术防治矿井瓦斯，产量会有较大的提高幅度。2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算北以F1断层为界，南以露头煤为界，东以F17断层为界，西以第9勘探线为界，浅部至煤层风氧化带露头，氧化带垂深为25m，储量计算深部为-400m标高。工业指标的确定：根据煤炭部煤岩资源地质勘探规范规定和我国能源政策，资源状况及目前煤矿开采技术条件，本区绝大部分为炼焦用煤。按全国储量颁布的煤炭资源地质勘探第十条规定的储量计算工业指标进行储量计算，分能利用储量和暂不能利用两类。2.2.2 保安煤柱.广场煤柱、采区井巷留设的煤柱主要有工业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。2.2.3 储量计算的方法计算方法：用底板等高线平面投影分水平块段法。储量计算标准以规程为依据，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煤层平均倾角可采储量计算公式：Z=(Z0-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Z0矿井工业储量经计算得：龙湖二矿的工业储量为13500.2万t，可采储量为10100.5万t。可以进行矿井设计并以此数据为设计依据。详见表2-1可采煤层储量总表。表2-1可采煤层储量总表序号煤层号工业储量损失量可采储量154A276.820.225523.35.917.4356225.516.5457上19.64.914.755720.85.215.6658上225.516.5总计13534101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 10100.5万t。2.2.4 储量计算的评价龙湖二矿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。2.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限2.3.1 矿井的工作制度根据设计规范规定：1矿井年工作日按330d计算；2矿井每昼夜三班工作，其中两班半生产半班准备；3每日净提升时间为16h。2.3.2 矿井的生产能力及服务年限已查明龙湖二矿的工业储量为13500.2万t，估算龙湖二矿内工业广场煤柱、境界煤柱等永久煤柱损失量占工业储量的6.8%，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%，由此计算确定的可采龙湖二矿储量为10100.5万t。根据地质报告的资料描述，煤层储量丰富。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0.9Mt/a,1.2Mt/a，和1.5Mt/a三个方案，分析论证如下：按照公式 P=Z/AK其中 P矿井设计服务年限； Z井田的可采储量； A矿井生产能力； K矿井储量备用系数，一般取1.4；计算得 P1=80a；P2=60a；P3=48a；经与规程和采矿设计手册相核对，确定为60a比较合理的服务年限，即龙湖二矿的生产能力为1.2 Mt/a。2.3.3 矿井设计服务年限矿井设计服务年限P=Z/AK其中 P矿井设计服务年限； Z井田的可采储量； A矿井生产能力； K矿井储量备用系数，一般取1.4；计算得 P=Z/AK=10100.5/1.4120=60a 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龙湖二矿附近有铁东矿采用立井开拓，两水平开采，一水平在+150m标高。采用立井开拓，两水平开采，一水平在+150m标高。3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况本井田所在位置属于丘陵地形1.工业场地宜选在相对比较开阔的阶地上，标高高于+140m。2.本井田煤层埋藏的深度为140到-400m。煤层倾角在1015左右。煤层浅部赋存标高一般为+50m，深部开采到-400m。垂深一般在300m左右。3.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 井硐形式和井口位置1确定井硐形式的原则：1合理开发国家资源，减少煤炭损失。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。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。根据煤层赋存条件，设计考虑，平硐开拓方式在技术上不合理，予以否定。提出三种开拓方式。即：1双立井开拓方式。2双斜井开拓方式。3斜立井混合开拓方式。（一）双斜井开拓斜井与立井相比有如下优点：（1）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；（2）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，井度车场及硐室都比投资少；（3）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：（1）由于斜井较长，沿井筒敷设管路，电缆所需的管线长度较大；（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；（4）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300m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：根据本井田的地表情况，地质构造，煤层赋存等因素，龙湖二矿煤层赋存最深-400m标高，平均煤层倾角13，满足采用双斜井开拓，故此方案在技术上可行。（二）双立井开拓（井筒位置在断层下盘）优点：（1）立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升有利；（2）机械化程度高，易于自动控制；（3）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，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。适用条件：煤层赋存深度200-900m，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-400m标高，平均煤层倾角13，满足采用双立井开拓，故此方案在技术上也可行。（三）主斜副立井开拓优点：兼有斜井和立井的优点。缺点：如果井口相近，则井底车场相距较远，布置及调度不太方便。如井底相近，则井口相距较远，地面建筑物比较分散，占地较多，相应地增加煤柱损失。适用条件：介于双立与双斜之间。技术评价：根据龙湖二矿的实际情况，该方案在技术上不合理。详见下表表3-1 开拓方案经济比较表项目名称方案一 双立井（万元）方案二 双斜井 （万元）开凿费用主井：300m0.2072=60（万元）主井： 750m0.1204=90（万元）副井：300m0.3141=91（万元）副井： 750m0.759=57（万元）支护费用主井：300m0.2243=65（万元）主井： 750m0.1651=124（万元）副井：300m0.3554=103（万元）副井： 750m0.1315=98（万元）总计319（万元）369（万元）经以上技术比较和经济比较，方案一为最优方案，故选双立井。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，就要考虑各种可能的井口位置。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基本平衡，这样可使走向运输大巷的运输费用最低，同时在生产中能保持两翼均衡生产和采区的正常接续，而且巷道维护、通风等费用也相应降低。若因地面、井下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，形成单翼生产的不利局面，特别是第一水平量亦可采储量的平衡问题。（2）在井田倾斜方面：采用单水平开采时考虑上、下山合理的长度，井筒与上山下部运输大巷靠近，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。井筒与井底车场及主要运输大巷位置的选择统一考虑。（3）开拓方式和井口位置选择时，一定要与初期移交达产采区的位置及其接续统一考虑。初期采区要选择在地质（特别是构造、煤层厚度及稳定性、顶底板）和水文条件好、煤层储量丰富、勘探程度高、地面无建筑物或少量易迁建筑物，便于迅速达产和增产的地段，同时尽量靠近井田中部。井筒应靠近初期移交、达产采区。井筒到底巷道掘出井筒场地保护煤柱后即可掘进准备采区和工作面，使基建工程量少和贯通连锁工程短，达到投资少，建井工期短的好效果。（4）井筒应尽量避开或少穿地质及水文复杂的底层或地段。同时将井底车场置于地质和水文条件好的稳定岩层中，并注意不受底部强含水层承压水威胁。（5）尽量减少井筒及工业场地煤柱数量，特别是少压或不压前期开采条件好的煤层。有条件时可放在无煤带和煤层无开采价值的地带。2. 地面条件（1）工业场地要少占或不占良田；（2）井口应满足防洪设计标准；（3）井口要避开地面滑坡、岩崩、泥石流、流砂等危险地区；（4）井口及工业场地位置必须符合环境保护的要求；（5）井筒应建在比较平坦的地方。在山区、丘陵地带要结合地面生产系统充分利用地形尽量减少土石方工程量；（6）井口位置要与矿区总体规划的交通运输、供电、水源、居住区、辅助企业等布局相协调，使之有利于生产，方便生活。从井田的走向和倾向上看。井田中心大致在F69断层附近的中部。根据井上下自然条件设计中考虑了3个井筒位置方案。经全面分析比较后最终以2个方案参与比较。（1）一方案一方案井口位置选在F69断层中间。井口自然标高为+146m。见图3-1该方案采用立井，3个水平开拓，井底采用卧式环型车场。采区基本采用俯斜开采，中央并列式通风。优点: 1.工业场地比较平坦，工程量少； 2.初期开采条件较好。缺点：1.工业场地的工程量大；2.井筒穿F69断层；3.初期工程量大，投资高。图3-1 开拓方案剖面示意图1（2）二方案二方案井口位于（5081474 440848）。井口地面自然标高为+142m。见图3-2该方案采用立井，2个水平开拓。井底车场采用卧式环型车场。采区基本采用俯斜开采，中央并列式通风。优点：1.井口位于井田中心； 2.工业场地压煤量少，特别压水平煤量少； 3.工业场地比较平坦，工程量少； 4.初期开采条件较好； 5.初期工程量少，投资少。缺点：1.压一水平采区煤量较多；2.工业场地周围小窑较多。 图3-2 开拓方案剖面示意图2经分析比较二方案具有工业场地平坦、工程量小、开采条件好、投资少等优点。3.2.2 开采水平数目和标高龙湖二矿煤层一般赋存在+50m左右。煤层开采深部境界为-400m。开采垂深在280300m。水平划分考虑了两个方案：一方案为2个水平开拓，一水平为-150m，二水平-400m。垂高为300m和500m。二方案为3个水平开拓方式，水平标高为-100m和-250m和-400m。垂高为250m和350m和550m。分析：二方案多一个水平，巷道工程量大、无效进尺多、运输距离相应增大，其次也增加了初期的井巷工程量。根据本井煤层赋存条件，考虑初期工程量省，水平储量和服务年限基本合理等原则。设计采用2个水平开拓，一水平-150m，二水平-400m。其中一水平可采储量为4435.2万t，服务年限为26.4a。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数目和间距，大巷的布置方式分为单煤层布置，分煤组布置和全煤组集中布置。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：（1）分煤层大巷适用条件煤质牌号不同，要求分采，分运；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；煤层数不多，层间距大，石门长；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按煤层的特点根据运输，通风要求组合，经济上有利；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。（3）集中运输大巷适用条件采区尺寸大，石门长度短。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；适于煤层层数多，层间距不大的矿井。2.阶段或水平是沟通采区与井底车场的交通运输干线，并进行通风、排水及布设管线。当上一阶段采完后，又可作为下一阶段或水平的总回风道，其工作年限较长。如果采用单一水平开拓，其工作年限与矿井服务年限相同。见开拓方案比较表3-2依据龙湖二矿的地质条件及煤层赋存状况：本井田共有可采煤层6层，即54A#、55#、56#、57上#、57#、58上#，其中54A#与55#平均间距53m，55#与56#煤层平均间距34m，其他各层平均间距小于7m。针对上述情况，有对比表可知，龙湖二矿适合于前2层分层开采，后几层联合集中大巷布置，所以采用方案一。表3-2 开拓方案比较表方案方案一方案二开拓巷道布置在54A#与55#中间布置岩石运输巷在58上#下与布置岩石集中运输巷方案分析本方案属于分层开采，54A#、55#单独开采，56#、57上#、55#、58上#集中开采，工程量较方案二优，运煤效果好，压煤量少。54A#和55#与其他各层间距大，需要掘石门进入煤层，工程量大，运煤效果不好，且巷道压煤量大。分析结果本设计矿井采用方案的开拓方案，在54A#下与58上#下分别布置岩石运输巷3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1 井筒形式和数目经分析比较龙湖二矿设有3个井口。其中主、副井各1个，风井1个，均为立井。3.3.2 井筒位置及坐标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) 生产建设与住宅位置；(2) 工业场地占地面积；(3) 地形与工程地质条件；(4) 煤的运输方向。2.井下条件（1）勘探程度和初期工程量；（2）根据地质条件确定井筒位置；（3）煤柱量；（4）按运输量确定井筒位置。根据龙湖二矿的实际情况，并考虑到上述的条件，龙湖二矿矿井井筒位置详见开拓示意图。两立井位于井田中央，坐标分别为：主井：（5081474 440848）；副井：（5081552 440818）。3.3.3 水平数目及标高龙湖矿井共设2个水平。其中一水平标高为-150m，二水平标高为-400m。3.3.4 石门、大巷数目及布置1.大巷数目：一条运输大巷、一条回风大巷。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）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。（2）煤层大巷：当煤层较坚硬，煤层顶底板较稳定，易维护，煤层起伏和断层小时，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。下列情况宜布置煤层大巷：煤质坚硬，围岩稳定，维护简单，费用不高的煤层；煤层群中相距较远的单个薄煤层或中厚煤层，走向不大， 资源/储量有限、服务年限短的；煤层群（组）下部的薄及中厚煤层中开集中大巷的；单独开拓的薄煤层或中厚煤层；煤系底部有强含水层或富含水的岩溶时，不宜布置底板大巷的；煤层坚硬而顶板松软或膨胀，难以维护的。本设计井田对大巷布置提出两种方案：方案一：岩石大巷布置方案二：煤层大巷布置煤层大巷与岩石大巷相比较有下列缺点：为了便于巷道维护，巷道维护留设保安煤柱增多，煤柱回收困难，资源损失大；当煤层起伏褶曲较多时，巷道弯曲转折多，机车运行速度受到限制，运输能力降低；煤层大巷的巷道维护困难，维护费用高；煤层有自燃发火危险时，一旦发火就要封闭大巷，导致矿井停产，而且因煤柱受影响破坏，封闭效果不好，处理火灾困难。综上所述，煤层大巷与岩石大巷相比缺点大于优点，岩层大巷的优越性是主要的。因此，运输大巷采用岩石大巷布置，回风大巷采用岩石大巷布置。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，断面尺寸详见断面图3-3：图3-3巷道断面图3.3.5 井底车场的形式及选择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枢纽，是矿井生产的咽喉。因此，井底车场设计是否合理将直接影响着矿井的安全和生产。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，井底车场的形式各异。影响井底车场