东荣一矿毕业设计11.doc

东荣一矿矿井设计说明朱红亮第一章、井田概况及地质特征第一节、 井田概况一、 交通位置东荣一矿位于黑龙江省集贤县境内，行政区隶属集贤县腰屯乡管辖。井田西南距福利屯32km，经福利屯到双鸭山市40km。同三公路于井田北部边界外3.2km处通过，国铁福前线于井田南部边缘外2km处通过，矿区铁路于井田北部边界0.8km处通过，交通较为方便。二、 地形地貌及水系本井田位于三江平原的西南部，煤系地层均被第四系松散层覆盖，地形平坦，地面标高为+66+68m。井田北部有双山子，标高+154m；西部有过索利岗山，标高为+207.9m；南部完达山北麓，北面平坦敞开。井田内无较大河流，只有二道河子在井田北部边界外穿过。松花江在井田北约45km处流过，最高洪水位标高+67.3m,枯水位标高为+55.02m。三、 气 象本区属寒温带大陆性气候，冬季严寒，夏季温热，年平均最高气温为20.123.7C，年平均最低气温为-17.4-23.9C，极端最低气温-35C。年降水量325.7692.3mm，年蒸发量1095.51430.6mm，年平均相对湿度6170，年平均风速为4.14.7m/s，最大可达24m/s，风向多偏西风。每年十月至翌年五月为冻结期，最大冻结深度为1.552.08m。根据国家地震局资料，本区地震裂度在6度以下，无强烈地震史。第二节 地质特征一、 区域地质（一） 地层本区位于集贤煤田的东南部，为一全隐蔽区。区内地层系统简单，发育有元古界麻山群、古生界泥盆系中统、中生界侏罗系上统、新生界第三系上新统和第四系。其中侏罗系上统（鸡西群）为本区主要含煤地层，地层最大厚度大于240m。（二） 构造本区位于新华夏系第二隆起带北端的三江盆地西部。由于受东西向压应力的作用及新华夏系构造应力场作用，该盆地形成了一系列的轴向北北东的富锦、绥滨集贤、佳木斯等隆拗相间排列的隆起带与拗陷带，同时产生了不同序次和不同方向的断裂构造。二、 井田地质（一） 地层井田内地层有元古界麻山群、古生界泥盆系、中生界侏罗系、新生界第三系和第四系。（二） 构造本井田位于绥滨集贤拗陷带的东荣向斜东翼的南段，井田内以弧形断裂为主，并由此而派生两组褶曲构造。井田内地层走向近南北，倾角一般为1525，局部地段由于断裂影响形成急倾斜带。断裂构造井田内断层走向可分为三组，共有断层26条，其中北北西到南北组有4条，北东向组12条，北西向组10条。断层多为压扭性断裂，导水性差。褶皱井田内主要褶皱有F8牵引褶曲和F7派生褶曲两组。F8牵引褶曲位于F8断层两侧，由F8断层两盘相互扭动产生。断层北侧为背斜，南侧为西斜。F7派生褶曲位于F7断层东段的北侧，属F7派生构造，轴向北东60，向南西倾伏，延展甚短，与F7断层相交。三、 岩浆岩井田内岩浆岩活动微弱，无大的侵入岩体和喷出岩，仅于钻孔中见有厚度不大的浅层侵入岩体，岩性为辉长闪长玢岩，呈岩脉侵入于煤系下部层位的裂隙中，对煤层无影响。四、 煤层本井田具有经济价值的可采煤层均集中于侏罗系鸡西群城子河组，该含煤地层总厚度为930m，含煤50余层，煤层平均总厚36.29m，其中大部分为不可采煤层。可采及局部可采的煤层自上而下分别为5、9、12、14、16、17、18、20下、22、23、24、26、29_1b号共13个可采及局部可采煤层，而上层群和下层群分别为5号煤层和29_1b号煤层。井田内煤层属稳定不稳定，结构简单复杂，一般含12层夹矸，局部达34层。五、 煤质全井田煤层属低中灰、特低硫、中低磷、高发热量、易选中等可选、弱粘结中等粘结性、低变质阶段的气煤和长焰煤，以长焰煤为主，气煤次之，可做为动力用煤和炼焦配煤。全井田煤的挥发份（Vadf）一般大于40，各煤层平均Y值为4.78.9mm，灰分含量（Ad）一般为11.2322.81，原煤全硫（Sd）为0.170.28，磷（Pd）的平均含量为0.0070.05，各煤层平均发热量为24.7229.26MJ/kg。六、 水文地质（一） 含水层井田内含水层可分为：1、第四系含水层：全区广泛分布，直接覆盖于第三系或煤系地层之上，由各粒级的砂、砾砂和砾石等组成。由南向北逐渐增厚，厚度120150m。根据第四系地层的划分，分上部含水层和下部含水层。（1）上部含水层：全区发育，厚度100110m，上部以中、粗砂及砾砂等组成，含水性和透水性好，单位涌水量3.833L/Sm，渗透系数10.134m/d，是本区间接主要含水层。下部以细砂和中砂为主，粗、砾砂次之。单位涌水量0.5440.593 L/Sm，渗透系数1.2731.569m/d，均为孔隙承压水。2、煤系裂隙含水带煤系裂隙含水带，根据裂隙发育程度，埋藏深度、含水性、透水性因素，可分为风化裂隙含水带、亚风化裂隙含水带和弱裂隙含水带。(1)风化裂隙含水带：岩性为粉砂和细、中砂岩为主，厚度60120m，单位涌水量一般为0.0180.316L/Sm。天窗部位风化裂隙含水带富水性强，单位涌水量最大为1.41 L/Sm。(2)亚风化裂隙含水带：位于风化裂隙含水带之下，厚度100m，裂隙不发育，单位涌水量0.0020.0398L/Sm，渗透系数为0.0040.0291m/d。(3)弱风化裂隙仿水带：位于亚风化裂隙含水带之下，裂隙不发育，仅局部受构造影响，裂隙含水，但很微弱。（二） 断层带的富水性和导水性井田内断裂发育，以压扭性断裂为主，压扭性断裂导水性和富水性很微弱。张性断层两侧裂隙发育，富水性较强、导水性较好。因此，在开采过程中应注意防止溃水。（三） 隔水层井田内主要有第四系上部隔水层、下部隔水层和第三系隔水层。第四系上部隔水层一般为810m；下部隔水层为816m，埋深100130m，两隔水层均为亚粘土和粘土层，具有良好的隔水性能。第三系隔水层为泥岩和粉砂岩等，泥质半胶结，埋藏深度120290m，厚度10120m，从东向西逐渐增厚，局部缺失形成“天窗”。（四） 天窗本井田范围内“天窗”有三处，其中较大的一处位于812勘探线的煤层露头部位，其下伏有926号煤层露头。“天窗”范围内，第四系和煤系的富水性好、透水性强。根据水11号抽水孔资料，煤系风化裂隙含水带单位涌水量1.41 L/Sm，渗透系数为2.857m/d，又有F13等几条正断层通过“天窗”，使水文地质条件变得复杂。因此，在“天窗”范围内开采时应特别慎重。（五） 井田水文地质类型本含煤地层主要岩性由各种粒级的砂岩组成。直接充水含水层，以裂隙含水为主，为裂隙充水矿床。井田煤系上覆盖有巨厚的第四系和第三系层，煤层位于当地侵蚀基准面以下，地表水位与煤系风化裂隙含水带水位联系微弱。煤系风化裂隙含水带宿水性变化较大，煤系外围岩层透水性很微弱，排泄条件良好。第四系与煤系风化裂隙含水带之间有第三系隔水层，透水性能良好。唯有“天窗”部位第四系部含水层与煤系风化裂隙含水带有水位联系，补给较好，但第四系下部含水层含水性及透水性较弱。综上所述，本井田水文地质条件类型根据直接充水含水后的富水性和补给条件，以及单位涌水量的大小来划分，属以中等条件为主的裂隙充水矿床。（六） 预计矿井涌水量根据地质报告提供的涌水量数据，设计预计矿井先期开采地段内正常涌水量为462m3/h，最大涌水量为721m3/h。七、 其它开采技术条件（一） 瓦斯根据地质报告提供的采样资料，井田内瓦斯含量为0.073.38ml/g，-500m以上瓦斯含量均低于2ml/g，但地质报告没有明确说明矿井瓦斯等级，本设计根据采样数据分析，结合东荣二矿实际情况，暂定本矿井初期为低瓦斯矿井。（二） 煤的自燃与煤尘爆炸根据地质报告及东荣二、三矿实际开采情况，矿井煤尘有爆炸危险，有自然发火倾向。（三） 地温本区恒温带深度为20m，恒温带温度为+5.6，每百米地温梯度为2.8。本区地温变化随深度增加而增高，影响地温变化的主要因素是自然增温率。因此，初步认为本地区地温为正常区，对矿井生产影响不大。（四） 煤层顶、底板本井田内各煤层顶底板以粉砂岩、细砂岩和粉细矿岩互层为主，部分露头部位，煤层顶底板岩层的单向抗压强度值降低。八、 对资源条件的评价1、对煤层稳定性的评价根据煤矿地质规程，煤层厚度变化的稳定程度，应以煤层可采性指数（Km）和煤层厚度变异系数（r）来评定。本矿井要采及局部可采煤层共13层，其中9、12、16、18、20、26层基本全区可采，为本矿的主要可采层，即为主要的评价对象（其余各煤层因是零星可采，故不参与评价），评价结果为全矿井主要煤层基本为稳定至较稳定煤层。2、对储量及其分布的评价(1)工业储量全矿井共获得工业储量194.251Mt，其中A+B级储量为70.366Mt，占总工业储量的36.2。按水平标高划分，-450m以上工业储量72.974Mt，占全矿井工业储量的37.6，其中A+B级储量40.191Mt，占本水平工业储量的55.1；-450-700m工业储量67.461Mt，占全矿井工业储量的34.7，其中A+B级储量27.845Mt，占本水平工业储量的41.3。(2)可采储量矿井可采储量114.174Mt，一水平-450m以上可采储量为35.421Mt，其中适合机械化开采的可采储量约占19.252Mt，约占本水平-450m以上可采储量的54.4。3、结论本矿井煤炭储量丰富，资源可靠，地质构造及水文地质条件中等，主要可采煤层赋存稳定，顶底板易于管理，为综合机械化开采，建设高产高效矿井提供了较适宜的条件。地质勘探程度达到了精查勘探要求，可作为矿井设计的依据。第二章 井田开拓第一节 井田境界及储量一、 井田境界根据东荣矿区总体设计，本矿井的井田境界为：北部以F2断层，即东荣二矿南部边界为界；南部以F1断层为界；东部以各煤层露头及F55、F7断层为界；西部以16号煤层-900m等高线垂直投影为界。井田南北走向长2.510.0km，平均7.0km，东西倾斜宽2.05km，平均4.0km，井田面积约为28.0km2。因本井田浅部为各煤层露头，深部为16号煤层-900m等高线垂直投影。而井田走向两翼的F1、F2断层均为落差大于100m以上的断裂构造，属自然境界。因此，设计认为本矿井井田境界确定合理。二、 储量本矿井工业储量（A+B+C）合计为194.251Mt，其中一水平-450m以上工业储量为72.974Mt，-450-700m工业储量为67.461Mt。扣除非经济储量、防水煤柱、断层煤柱、工业广场煤柱和暗斜井煤柱，以及开采损失煤量后，全矿井设计可采储量约为114.174Mt，其中一水平-450以上设计可采储量约35.421Mt，-450-700m设计可采储量约78.753Mt。8383水平煤层工业储量ABC煤 柱 损 失开 采损 失设计可采储 量计 算服务年限断 层防 水工广及井筒呆 滞 量小 计一水平-450m以上52.8330.2400.0190.3670.6260.3311.87696.7340.3370.5002.0222.8590.5813.294129.2700.5350.1820.5601.6282.9050.9555.410140.7010.1050.5961613.2151.1790.8320.9200.9783.9091.8617.445171.4940.0370.1450.5530.7350.1140.6451813.1040.9000.5641.0601.0003.5241.9167.6642010.1510.5370.4161.0300.5762.5591.5186.07420下2.8030.2090.1830.0770.4690.3501.984225.0010.1650.2421.0110.2141.6320.5052.864230.8050.1210.684240.7850.0580.6950.7530.0050.027264.1790.1820.2670.2920.7410.5162.922291b1.8990.0340.0230.7050.7620.1700.967合 计72.9744.4133.3734.6738.81521.4749.04842.45233.7工业储量、设计可采储量汇总表单位：Mt 工业储量、设计可采储量汇总表单位：Mt 水平煤层工业储量ABC煤 柱 损 失开 采损 失设计可采储 量计 算服务年限断 层防 水工广及井筒呆 滞 量小 计一水平-450m-700m58.9050.6590.0150.6741.2356.99696.0540.5290.5290.8294.696128.0680.4020.4021.5336.133140.1710.0260.1451612.7050.6490.0730.7222.3979.586171.6330.6790.6790.1430.8111811.8281.1370.1101.2472.1168.465207.1460.6970.6970.9675.48220下2.9910.1650.1650.4242.402220.1560.0240.132230.9910.0960.0960.1340.761241.3300.2480.2480.1620.920264.6490.4400.0950.1090.6440.6013.404291b0.8340.0670.0670.1150.652合 计67.4615.7680.2780.1246.17010.70650.58540.1工业储量、设计可采储量汇总表单位：Mt 水平煤层工业储量ABC煤 柱 损 失开 采损 失设计可采储 量计 算服务年限断 层防 水工广及井筒呆 滞 量小 计全矿511.7380.8990.0190.3821.3001.5668.872915.9291.3140.5002.7844.5981.7009.6311224.7451.6130.1821.0162.2415.0522.95416.739140.8720.1310.7411644.3353.5910.8322.0633.66110.1476.83827.350174.1910.1630.1452.6502.9580.1851.0481833.1912.4150.5642.2964.0149.2894.78019.1222023.0131.2770.4161.9852.0355.7133.46013.84020下9.0620.5240.1830.2890.1191.1151.1926.755225.1570.1650.2421.2110.0141.6320.5292.996231.7960.0960.0960.2551.445244.2000.3631.1171.4800.4082.3122613.2890.7310.2671.2451.2503.4931.4698.327291b2.7330.0830.0230.7820.8880.2771.568合 计194.25113.2343.37310.10521.04947.76125.744120.74695.8第二节 矿井设计生产能力及服务年限一、 矿井工作制度本矿井设计年工作日330d，每日三班作业，边采边准。每班工作8h，每天净提升时间为16h。二、 矿井设计生产能力根据已批准的东荣矿区总体设计安排，东荣一矿设计生产能力为0.9Mt/a。本次设计对设计生产能力进行论证和分析。现就0.6 Mt/a、0.9 Mt/a、1.2 Mt/a三种井型方案做如下比较：（一） 按井下构造条件和煤层开采条件进行分析1、 构造复杂程度本井田呈一向西倾斜的单斜构造。井田内除F7派生褶曲较大外，其它褶曲构造对煤层开采影响不大。井田内26条断层多数已查明，对影响采区划分的断裂构造控制清楚。根据前节对井田地质构造的评价，地质构造复杂类型为类，其中井田中部构造较为简单。2、煤层开采条件全井田共获得工业储量194.251Mt，高级储量占36.2，其中-450m以上工业储量72.974Mt，高级储量占55.1。井田内煤层对比可靠，煤层层数、结构和可采范围已查明。根据井田内煤层赋存情况，井田内14个可采煤层中，按各煤层的层间距将可采煤层共分为上、中、下三个层群。其中，中层群含926号12个可采煤层，其工业储量约179.78Mt，约占矿井总工业储量的92.6，上、下层群分别为5号层和291b号层，两层群的工业储量之和约14.471Mt，约占矿井总工业储量的7.4。因此，中层群为该矿井的主要开采煤层群。经上节分析，9、12、16、18、20、26等六个煤层基本全区可采。其中12、16、18、20四个煤层赋存稳定（仅18号层煤厚变异系数略大些），煤层平均厚度为1.381.66m，四个煤层的工业储量总和约125.28Mt，约占全矿井总工业储量的64.5，可作为本矿井的主力开采煤层，其它煤层平均厚度为0.771.15m，可与主力煤层搭配开采。从以上井下条件看，设计以井田中层群采区作为主要开采块段，以12、16、18、20号为主力层开采煤层，其井型无论定为0.6 Mt/a、0.9Mt/a、1.2 Mt/a均是可行的。井 田 可 采 煤 层 特 征 表 名称厚度(m)层间距(m)夹 矸结构稳定性可采性顶底板主要岩性平均容重(t/m3)储量（Mt）备 注最小最大最小最大层 数顶板底板平 均平 均厚度(m)50.701.04120170简 单较稳定局部可采粉砂岩粉砂岩1.3111.738煤层厚度按可采范围重新统计0.8390.701.19150244713较复杂稳 定局部可采粉砂岩细砂岩粉砂岩1.3115.9290.930.040.10120.701.8835153513复 杂较稳定局部可采粉砂岩粉砂岩细砂岩1.3324.7451.250.100.30140.701.49272048简 单稳 定局部可采粉砂岩细砂岩中砂岩细砂岩粉砂岩1.280.8721.10160.702.433572812较简单较稳定大部可采粉砂岩细砂岩粉砂岩1.3244.3351.440.050.20170.702.07201540简 单较稳定局部可采细砂岩粉砂岩粉砂岩1.384.1911.05180.703.1125365012较复杂不稳定大部可采粉砂岩粉砂岩细砂岩1.3533.1911.470.100.25200.702.404502012较复杂较稳定局部可采粉砂岩中砂岩粉砂岩1.3723.0131.630.100.3020下0.701.814143212较复杂稳 定局部可采粉砂岩细砂岩粉砂岩1.399.0621.050.050.24220.701.682001615复 杂稳 定局部可采粉砂岩粉砂岩1.385.1571.150.100.65230.700.8481030简 单稳 定局部可采粉砂岩细砂岩粉砂岩1.341.7960.77240.701.40152060简 单稳 定局部可采粉砂岩中细砂岩粉砂岩细砂岩1.314.2000.90260.701.454512017012较简单稳 定局部可采粉砂岩细砂岩粉砂岩细砂岩1.3513.2890.960.050.2029-1b0.701.17150简 单稳 定局部可采粉砂岩粉砂岩1.342.733（二） 按矿井服务年限与井型关系进行分析本矿井可采储量114.174 Mt，一水平-450m以上可采储量为35.421Mt，储量备用系数按1.4计算，则矿井及一水平上山部分（-450m以上）服务年限按不同井型计算，其结果见下表。 不同井型时矿井及水平服务年限井型 全矿井（a）一水平-450m以上（a）0.6Mt/a135.942.20.9Mt/a90.628.11.2Mt/a68.021.1根据以上计算结果看，0.6Mt/a井型时，矿井及一水平（-450m以上）服务年限太长，而1.2Mt/a井型时，一水平（-450m以上）服务年限太短，如扣除5号和291b号层储量，则一水平（-450m以上）服务年限仅约为19.4a。（三） 按工作面个数和采区接续与井型关系进行分析由于本矿井煤层赋存特征主要以薄煤层为主，主力开采煤层也多为厚度为1.5m左右的准薄煤层，且本井田断层较多，煤层倾角为1525。从我国现阶段薄煤层机械化装备水平看，本矿井采煤装备可以采用三种方式，即国产综采装备、高档普采装备（与大功率薄煤层采煤机配套）和进口综采装备。使用效果看，国产薄煤层工作面和综采工作面单产均为0.9Mt/a左右，相差不大，但在设备投资对比上，综采装备远大于高档装备，而高档装备使用灵活、搬家方便，对薄煤层的适应性强，在设计工作面单产0.9Mt/a时，选择国产高档普采装备经济效益好于选用国产综采装备。但其占用人员多，材料消耗量大，单产低，不能满足现代化矿井高产高效的要求。设计依据不同装备的工作面生产能力，在确保矿井经济效益最优的情况下，对不同井型进行了工作面装备和工作面个数的优化组合，对不同井型确定了合理的工作面装备和个数，依据上述原则配合采区规划能力并根据不同井型进行采区接续安排，结果如下：1、当井型为0.6Mt/a时：一水平前38a为一个采区生产，布置二个高档工作面，38a后需由两个采区保证矿井产量，此时采区进入北部边界采区和5号煤层及291b煤层。排定的矿井年平均生产能力为0.6Mt/a。2、当井型为0.9Mt/a时：一水平前13.5a为一个采区生产，布置一个薄煤机综采工作面。之后由两个采区三个高档工作面生产，约19.3a后进入南北两翼边界构造较复杂的块段进行开采，排定的矿井年平均生产能力为0.9Mt/a。3、当井型为1.2Mt/a时：工作面装备采用综采机组及高档普采，一水平前13.5a为二个采区生产，布置一个薄煤机综采工作面、一个高档普采工作面，排定的矿井生产能力为1.2Mt/a。13.5a后矿井生产采区个数仍为两个，但由于此时已全部进入构造较为复杂的生产采区，其生产能力下降到0.6Mt/a左右，需要接续一水平的下山采区以保证矿井生产能力。4、从上述一水平采区接续情况及达到矿井设计产量所需工作面个数和采区个数看，0.9Mt/a井型接续情况好于0.6Mt/a和1.2Mt/a井型。0.9Mt/a井型采用薄煤机综采设备，达到矿井设计产量仅需一个采区一个面，井巷工程少，建井工期短，生产效率高，达到矿井高产高效的要求。而0.6Mt/a和1.2Mt/a井型达到设计产量时，矿井初期即需投产12个采区及两个工作面，尤其1.2Mt/a井型欲达到设计能力，初期较0.9Mt/a井型多需增加一个采区一个高档工作面及相应的巷道工程量，造成矿井初期投资过大，建井工期过长及初期就需投产地质条件较复杂的南二采区，同时由于进入地质条件较复杂的南北边界采区后，产量迅速下降，急需接续一水平下山采区，而使矿井接续相对紧张。（四） 按矿井经济技术指标与井型关系进行分析为保证矿井形成可靠的生产能力，并迅速达产，减少建井投资，缩短企业还贷时间，在生产技术条件允许的情况下，设计认为应优先开采主力煤层，减少建井工程量。根据以上原则，设计对不同井型时的技术经济指标进行比较，其结果见下表。序号井型方案比较内容 0.6Mt/a井型 0.9Mt/a井型 1.2Mt/a井型1井筒个数2个立井、3个暗斜井2个立井、3个暗斜井2个立井、3个暗斜井2采区个数1123回采工作面数及装备2/高档1/薄煤机综采2/薄煤机综采、高档4井巷工程量（m）14248.312549.125636.35万吨煤掘进率m/万t237.5139.4213.66矿井建成工期（月）303050不同井型时同时移交的采区个数及工作面装备情况如下：1、0.6Mt/a井型时，移交南一上采区，二个高档普采工作面，12、16、18煤层为主力开采煤层。2、0.9Mt/a井型时，移交南一上采区，一个薄煤机综采工作面，12、16、18煤层为主力开采煤层。3、1.2 Mt/a井型时，移交南一上和南二两个采区，南一上采区装备一个薄煤机综采工作面，南二采区装备一个高档普采工作面，12、16、18煤层为主力开采煤层。由上表可以看出：1、井巷工程万吨掘进率及井巷工程总量，均以0.9Mt/a井型时为低。2、0.9Mt/a井型方案比较1.2 Mt/a井型方案节省建井工期20个月。通过以上几个方面的分析比较，设计认为0.9Mt/a井型方案具有投资少，经济效益高，建井工期短，采区接续容易，生产集中，管理方便等优点，因此本设计推荐矿井生产能力仍0.9Mt/a。三、 矿井及水平服务年限按生产能力0.9Mt/a计算，储量备用系数取1.4，则矿井和一水平上山部分（-450m以上）服务年限分别为90.6a和28.1a。第三节 井田开拓一、 开拓方式本井田的特点是：（一） 本井田浸透系地层上覆巨厚的第三系及第四系地层，其中第四系地层为142157m，岩性主要由各粒级的砂岩组成，且富含水；第三系地层为050m，据此，井筒需采用特殊凿井方法进行施工。（二） 井田内共有13个可采及局部可采煤层，煤层层数多，层间距较大，且多为薄煤层。（三） 地势平坦，煤层埋藏深度150m左右，井田面积大（南北走向长平均7.0km，东西倾斜宽平均4.0km，井田面积平均28.0km2）。（四） 井下沿走向划分采区的块段较少。根据上述特点，设计确定本矿井采用立井、多水平、集中大巷、分区石门开拓方式。二、 井口及工业场地位置选择根据矿井地形、地貌、冲积层厚度，资源赋存条件等特点，结合首采区位置的确定和压煤情况，设计在总结国内煤矿设计的先进经验的基础上，认真贯彻煤炭设计改革的若干规定的有关要求，在对井口及工业场地位置选择时，必须充分考虑在矿井建设时达到“以煤养煤，滚动发展”的目的，以适应社会市场经济体制的需要。（一） 采区划分及首采区位置的确定1、从构造上看，井田内共有26条断层，除由F7派生的第5勘探线处较大的褶曲外，总体为一走向近南北，向西倾斜的单斜构造，且分别由F8、F24两组断层将井田沿煤层走向划分成三大自然块段，形成自然构造境界的三大采区。但考虑第6勘探线以南褶曲较大，煤层倾角局部变为40以上，且断层较多，故将其作为单独采区，即总体上形成四大采区。2、从煤层分布看，根据前述煤层群的划分及主采层的分析，将中层群划分成上下两个煤层组进行开采。其中，上层组由918号煤层组成，下层组由2026号煤层组成，但由于南北两边界采区局部不可采煤层缺失较多，故不分层组。因此，一水平-450m以上共划分六个采区，即南一上采区、南一下采区、北一上采区、北一下采区、南二采区、北二采区，见矿井开拓平面布置图。3、从构造复杂程度分析，南一上采区、北一上采区相对断层少，构造简单，勘探程度较高，构造控制较可靠，而且高级储量主要集中在这两个块段中，为首采区的首选块段，但北一上采区走向较短（1000m），可采储量较少（约4.806Mt），而南一上采区走向长度约2000m，设计可采储量约6.843Mt。4、根据地质报告，本井田812勘探线间的煤层露头处第三系地层缺失形成“天窗”，其“天窗”位置恰在南一上采区及北一上采区的上方，即该两个采区都在“天窗”下开采。因此，无论选择两个采区中的哪个采区作为首采区，均回避不了“天窗”下采煤的问题。实际上，只要按着“三下”开采规程留有足够的防水煤柱，并采取科学有效的防范措施，完全可以达到在“天窗”下安全生产的目的。综上所述，设计确定南一上采区作为本矿井初期投产的首采区。(二)井口及工业场地位置的选择按矿井井口及场地位置选择的一般原则，结合首采区位置，在充分总结国内先进煤矿设计经验的基础上，对本矿井井口及工业场地位置的选择提出了两个方案，现分述如下：方案：井口位置设在F8断层南侧，9号勘探线202号孔以南250m处，工业场地内设主、副井两个立井井筒，另在8号勘探线水111号孔附近设一个回风立井。井底车场位于一水平-450m标高，初期主、副井掘至车场水平，然后通过-450M总石门与首采区联络。矿井初期移交采区为南一上采区，一个薄煤机比综采工作面，井下采用集中大巷，分区石门开拓。方案”主井井口位置设在8号勘探线水111号孔与434号孔之间，距水111号孔约210m处的煤层露头处。工业场地内设主、副井两个立井井筒，其中主井除担负提煤外，还兼作主要回风井。矿井初期在-190m水平设一辅助运输车场，两条立井均掘至-190m井底车场水平，然后通过暗斜井与一水平-450m井底车场联系。初期-450井底车场仅布置水泵房、变电所及水仓和井下火药库硐室，2号井底煤仓、3吨侧底卸式矿车卸载站等工程可在一建设。 序号比 较 内 容方 案 方 案-序号比 较 内 容 方 案 方 案-1井巷工程量(m)18126.412567.5-5558.912移交采区位置南一上采区南一上采区井 筒1424.0637.5-786.513移交采区开采煤层号9、12、16、189、12、16、18井底车场及硐室2942.83000.0+57.214移交工作面个数1个1个主运巷及回风巷536.1712.0+203.915工作面装备综采综采采区13223.58018.0-192.516主井装备一对9t箕斗一对6t箕斗2井筒个数(个)32-117主井提升机多绳摩擦轮提升机单绳缠绕式提升机3主、副井净直径m5.5/6.5/5.0(风井)5.5/6.518主井井架结构钢筋砼井塔钢井架4铁路专用线(km)9.958.44-1.5119副井装备双层四车罐笼单层双车罐笼5场外公路(km)9.276.56-2.7120副井提升机多绳摩擦轮提升机单绳缠绕式提升机6供电线路(km)18.314.7-3.621副井井架结构钢筋砼井塔钢井架7建井工期(月)3830-822矿井静态投资万吨73428.0265924.427503.68万吨掘进率m/万t201.4139.6-61.89矿井可采储量Mt120.788120.7881矿井服务年限(a)95.895.8井 口 位 置 方 案 比 较 表本方案初期移交采区位置及工作面个数与方案相同，井下开拓方式仍采用集中大巷，分区石门开拓。现根据本井田特点，对上述两个方案进行比选：一）方案井口位置基本位于井田中央，而方案则将一对立井由井田中央移至方案风井附近，用箕斗井兼作回风井，减少了一条长231.4m的特凿风井，且由于方案将立井车场水平由-450m标高移至-190m标高，使主、副井井筒长度又减少了540m，全矿井累计减少井筒长度771.4m，减少投资约3100万元。二）由于方案工业场地位于煤层浅部露头附近，相应减少场外公路2.71km，减少铁路专用线1.15km，减少供电线路3.6km，减少矿井占地29.8ha，这几项共减少投资约1500万元。三）由于方案的暗斜井基本位于投产采区的中部，设计利用暗斜井兼作首采区的上山巷道，减少了采区工程量，另外，方案虽然在-190m标高增加了一个辅助运输车场，但由于-450m水平井底车场在矿井移交时只需将水泵房、变电所、水仓等部分工程建成，而2号井底煤仓、3t底侧卸式矿车卸载站等井底车场工程可延至矿井投产后再进行建设，使该部分投资后延，实现边采边建，达到“自我造血，以煤养煤,滚动发展”的目的。四）方案由于首采区煤流向上运输，煤流顺畅，避免了反向运输，减少了井下运营费。但在首采区开采结束后，一水平其它采区开采时，则增加了一段暗斜井运输环节，而在二水平开采时，则增加了二段暗斜井运输环节，使矿井后期井下运营费用增加，这也是本方案最突出的缺点。但如将矿井后期每年增加的运营费与本方案初期节省的投资利息比，则矿井后期井下运营费用远小于方案初期节省的投资利息。并且方案初期首采区生产时，由于煤流向上运输，无反向运输环节，因此，初期井下运营费用较方案少。五）方案矿井工业场地位于煤层露头处，需留设的保护煤柱较方案小。六）经计算，方案主、副井提升设备均需采用多绳摩擦轮提升，地面建筑物采用钢筋混凝土外箱内框结构形式井塔，且主井需装备一对9t箕斗，副井装备一对双层四车罐笼。而方案由于井筒长度减少，主、副井提升设备只需采用单绳缠绕式提升机，主井装备一对6t箕斗，副井装备一对单层双车罐笼，地面建筑物采用钢井架。因此，从主、副井提升设施及装备看，方案投资较方案节约540万元。七）方案由于井口位置基本处于井田中部，后期二水平开拓将主、副井直接延深至二水平-700m标高，井下煤炭、人员、材料、矸石等可由-700m水平直接提至地面，井下运输环节少，系统简单，且矿井后期通风容易。而方案因立井与二水平之间的联络增加一段暗斜井运输环节，井下运输环节明显增多，井下煤炭、矸石、材料、人员等提升需多段接力，矿车在井下运行时间长，系统可靠性相对下降。另外暗斜井通风阻力较立井通风阻力大，带来矿井后期通风较困难。八）方案由于立井井筒长度缩短，其建井工期较方案减少8个月。通过上述对方案的综合比选，设计认为：方案虽然后期运输环节较多，生产成本有所增加，其初期投资较方案大幅度减少。全矿井静态投资累计减少约10763.56万元，且建井工期也较方案少8个月。故设计采用方案的井口位置。三、 井下开拓巷道布置按上述确定的井筒及工业场地位置方案，设计在综合考虑井上下总体布置及其相互影响的基础上，并结合地面工业场地平面布置及井下-190m井底车场布置，对井下开拓巷道布置提出了二个方案：方案：在8号勘探线的水111号孔与343号孔之间开凿主、副立井，当副立井掘至-190m水平后，形成辅助运输车场。利用-190m水平前石门作为副井存车线，副井出车方位基本与8号勘探线平行，即241，井下进出车采用绕道自滑车场形式，车场与首采区轨道上山通过-190m轨道石门联系。采区上山方位与副井出车方位相同。在层位上采区轨道上山基本沿16号煤层底板之下约10m的岩石中布置，倾角15；采区运输机上山则以倾角1415布置于17与18号煤层之间的岩石中，由-190井底车场井底一号煤仓上口直达-450m井底车场煤仓；采区回风上山则沿16号煤层布置，其回风通过-190m回风石门与主井相连，主井兼作矿井的主要回风井，其井底撒煤通过设在主井底的溜道，溜到-250m石门后装入矿车。对于后期二水平开拓，设计确定在7号勘探线的53与54号孔之间另开凿一副立井，承担二水平矸石、材料等运输，并兼作后期的主要进风井，其主运输则仍采用二段皮带暗斜井通过-450m水平的二号井底煤仓进入主斜井皮带。方案：井口位置及初期开拓巷道基本与方案相同，但设计在综合考虑地面工业场地布置的基础上，对副井井下出车方位角和-190m井底车场形式进行了调整，其副井出车方位角161，-190m井底车场采用尽头折返式布置方式，-190m井底车场调车及-190m轨道石门运输均采用防爆内燃机车牵引1t矿车的运输方式。各上山方位、层位、坡度与方案相同，但为适应主、副井提升方位角的变化，各暗斜井筒的平面位置与方案有所不同，主要变化为主斜井由在回风斜井的内侧，调到回风井的外侧。主井底撒煤处理系统与方案方式相同。对于矿井后期二水平开拓，则采用二段暗斜井开拓方式。两方案后期水平大巷布置相同。现对上述两方案作如下分析比较：方案：优点：1、选用-190m水平前石门作为副井存车线，副井进出车方向与前石门相同，车场顺畅，石门工程量少。2、副井进出车采用绕道自滑车场方式，其车场线路工程量较方案少265m。3、后期二水平开拓另打一副立井，辅助提升环节少，提升能力大，通风较容易。缺点：1、因井下进出车方位与地面进场方向垂直，致使地面工业场地布置较困难，场地布局分区不太明确。另外，副井绞车房因工艺布置及场地限制，需采用架空式，基础采用钢筋混凝土柱，加大了土建工程投资。2、副井辅助运输车场采用绕道自滑方式、人力辅助调车，劳动强度大，车场通过能力小，安全可靠性低。同时因副井下放、上提矿车的种类及载重量各有不同，车场空重车线路坡度设计很难同时满足各种矿车自滑调车的要求。3、矿井后期二水平开拓另开凿一副立井，采用多绳摩擦轮提升机提升。由于在井田中央增设副井工业场地及相应的工业建筑并相应须从矿井工业场地延伸公路、电力、供排水管线，造成矿井占地及压煤量增加，使矿井后期投资大，地面工业场地分散，管理复杂。方案：优点：1、井下进出车方位与地面进场方向平行，有利于地面工业场地布置，工业场地平面分区较明显、清楚，布局较合理。2、井下-190m辅助运输车场采用内燃机车运输，运行可靠，安全性好，工人劳动强度小，车场通过能力大。3、后期二水平开拓采用二段暗斜井，工业场地集中，煤柱损失小，投资少，管理方便，经济效益好。缺点：1、-190m