张铎设计说明书xin

黑龙江科技学院毕业设计任务书学生姓名：张铎 任务下达日期： 年 月 日设计开题日期： 年 月 日设计开始日期： 年 月 日中期检查日期： 年 月 日设计完成日期： 年 月 日一、 设计题目：北盛煤矿（02#、6#、9#）煤层1.50Mt/a新井设计二、 设计的主要内容： 第一章 井田概况及地质特征 第二章 井田境界、储量、服务年限 第三章 井田开拓 第四章 采区巷道布置 第五章 采煤工艺 第六章 井下运输和矿井提升 第七章 矿井通风与安全 第八章 矿井主要技术经济指标三、 设计目标：根据煤炭工业矿井设计规范、煤矿安全规程、开题报告和毕业设计文件汇编等，以北盛煤矿地质资料为基础在设计任务期内北盛煤矿1.50Mt/a新井设计。 指 导 教 师：武旭志 院（系）主管领导： 年 月 日摘 要本设计为北盛煤矿1.5Mt/a新井设计，矿井设计服务年限52a。井田平均走向长度5.5km，平均倾斜长度2.13km。井田内有3个可采煤层，煤层总厚度为7.8m，煤层倾角13左右。本设计矿井采用双立井开拓，井田垂深450米，划分2个开采水平。采用集中大巷布置，大巷采用10t架线式电机车牵引3.0t底卸式矿车运输。矿井主提升方式为箕斗提升，辅助提升方式为罐笼提升。该矿井为低瓦斯矿井，瓦斯绝对涌出量5.9 m3/min，采用两翼对角式通风。根据矿井地质和煤层赋存条件，把该矿分成六个采区开采，回采工作面采用综合机械化采煤工艺，采煤方法为走向长壁采煤法，采空区处理方法为全部垮落法。关键词：双立井开拓 集中大巷 综合机械化采煤 走向长壁AbstractThis is a new design for the coal mine of Beisheng，the designed production capacity of this coal mine is 1.5Mt per year，and its designed life is 52 years. Average length on strike of this mine is 5.5km, and length to the dip is 2.13km. There are three minable coal seams, the overall thickness of coal seam is 7.8 meters,and obliquity of coal seam around 13.Development of this mine is double vertical shaft development, mine fields vertical interval is 450m, and its divided into two mining level. Main haulage roadway to concentrated arrange, the main roadway adopts 10 ton electric trolley locomotive to tow 3 ton drop-bottom car. Main hoisting equipment is skip, and auxiliary hoisting equipment is cage.This mine is low gas and gas outburst with absolute emission rate is 5.9m3 per minute，and two side radial ventilation. According to the geological condition of this coal mine and sediment of coal seam, the mine field is divided into 6 districts to mine. Long wall mining on the strike and full-mechanized coal winning technology,whole spontaneous caving to deal with the roof.Key Words: Double vertical shaft development Concentrated roadwayFull-mechanized coal winning technology Long wall mining along strike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 井田位置及范围21.1.2 交通位置21.1.3 地形 地势21.1.4 气侯31.1.5 河流31.1.6 工农业概况31.2 地质特征31.2.1 矿区范围内的地层情况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51.2.4 岩石性质 特征51.2.5 井田内水文地质情况61.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性61.2.7 煤质 牌号及用途61.3 勘探程度及可靠性6第2章 井田境界 储量 服务年限72.1 井田境界72.1.1 井田周边状况72.1.2 井田境界确定的依据72.1.3 井田未来发展状况72.2 井田储量72.2.1 井田储量的计算72.2.2 保安煤柱82.2.3 储量计算方法82.2.4 储量计算的评价102.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限102.3.1 矿井工作制度102.3.2 矿井生产能力的确定102.3.3 矿井设计服务年限11第3章 井田开拓123.1 概述123.1.1井田内外及附近生产矿井开拓方式概述123.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况123.2矿井开拓方案的选择123.2.1 井硐形式和井口位置123.2.2开采水平数目和标高133.2.3 开拓巷道的布置153.2.4 矿井开拓方案确定173.3 选定开拓方案的系统描述213.3.1 井筒形式和数目213.3.2 井筒位置及坐标223.3.3 水平数目及标高223.3.4 石门 大巷数目和布置223.3.5 井底车场的形式选择233.3.6 煤层群的联系243.3.7 采区划分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253.4.3 井筒延伸的初步意见283.5 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 井底车场主要硐室293.6 开采顺序293.6.1 沿井田走向的开采顺序303.6.2 沿井田倾向的开采顺序303.6.3 采区接续计划30第4章 采区巷道布置314.1 采区概述314.2 采区巷道布置314.2.1 区段划分314.2.2 采区上山布置314.2.3 采区车场布置334.2.4 采区煤仓形式 容量及支护334.2.5 采区硐室简介354.2.6 采区工作面接续354.3 采区准备364.3.1 采区巷道的准备顺序364.3.2 采区主要巷道的断面图及支护方式37第5章 采煤工艺405.1 采煤方法的选择405.1.1 采煤方法的选择405.2 回采工艺405.2.1 机械设备选择405.2.2 回采工艺过程415.2.3 循环作业方式和劳动组织形式41第6章 井下运输和矿井提升446.1 矿井井下运输446.1.1 运输方式和运输系统的确定446.1.2 矿车的选型及数量446.1.3 采区运输设备的选择486.2 矿井提升系统506.2.1 矿井主提升设备的选择及计算50第7章 矿井通风与安全527.1 矿井通风系统的确定527.1.1 矿井通风原始条件527.1.2 矿井通风系统类型527.1.3 选择矿井通风系统的依据527.2 风量计算与风量分配527.2.1 风量计算与风速验算527.2.2 风量分配567.2.3 风量的调节方法577.3 矿井通风阻力计算577.3.1 矿井通风最容易时期通风网络图及最小通风阻力计算577.3.2 矿井通风最困难时期通风网络图及最大通风阻力计算597.3.3 矿井等积孔计算627.4 通风设备选择627.4.1 主要通风机选择计算627.4.2 电动机的选择647.4.3 反风方式657.5 矿井安全技术措施657.5.1 顶板安全技术措施657.5.2 瓦斯防治措施657.5.3 粉尘防治措施667.5.4 防灭火措施667.5.5 防治水措施66第8章 矿井主要技术经济指标67总 结69致 谢70参考文献71附录172附录27780绪 论在大学四年的学习和实践里，我掌握了很多专业知识，为了能更好的巩固和运用这些知识，借毕业设计这个机会我做了北盛煤矿（02#、6#、9#）1.5Mt/a新井设计。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通风、运输。本设计包括通风安全方面、采煤工艺方面、岩石力学方面以及CAD制图方面的知识。本设计主要是针对煤层群的开采方法，本方法采用单一走向长壁式采煤法的巷道布置，按照需要布置三条煤层上山，分别是运输上山，轨道上山，回风上山。因此，需要很多开采、维护费用，但是更利于矿井的生产和管理。本设计主要是通过绘制矿井的各种图纸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，以便使设计更加合理。在设计时，需要对矿井的地质情况、煤层的受力等情况进行分析，这样才能使建成的矿井更加与实际相符。我希望通过做本次毕业设计，我能够学到更多的采矿专业知识，巩固我所学过的各种知识，并且能够很好的运用它们，从而为我以后的工作打下良好的基础。第1章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 井田位置及范围北盛煤矿位于鹤岗市西7公里，鹤岗市煤田内中部，距鹤岗市火车站10公里，行政区划分隶属于鹤岗市大陆区管辖。1.1.2 交通位置北盛煤矿交通方便，国铁，矿区铁路都进过本矿，矿区通勤火车在矿区设有兴山，兴安台两个车站。北达市中心，南至峻德，国铁列车可经市中心直通过矿广场。公路四通八达。有两条南北公路经由本矿，哈萝公路在本矿区北部通过，直达本矿广场。市区公共汽车站在本矿区设有兴山，八号两个车站，上下班可乘矿区通勤火车，市区公共汽车及通勤汽车。图1-1 交通位置1.1.3 地形 地势总观全矿区地形地貌：西南部煤系基盘为剥蚀区，由花岗岩组成的五座山丘俗称五指山，标高168.5m。东部，北部，南部为堆积区，由侏罗系石头河子地层组成和少部分安山集块岩组成的丘陵地区。1.1.4 气侯本地区属大陆性寒温带气候，夏季时间短，中午酷热，而冬季时间长，寒冷。每年十月中旬至翌年四月为结冰期，冰结厚度为1.902.50m。每年十二月至次年二月为最冷季节，冬季最低温度为-37.4，夏季最高气温为38。春季平均气温为36。全年平均气温为2.3。冬季多雪，平均厚度为14cm。1.1.5 河流 本矿区水文地质类型为坚硬裂缝充水为主的矿床，矿井水的补给以垂直渗透为主，以大气降水为主要补给来源。1.1.6 工农业概况本矿区范围内，地面无大型工厂，工业园区，仅有少数小型工厂。大部分为农田，主要种植玉米，大豆，小麦等作物，是以农业为主的地区。1.2 地质特征1.2.1 矿区范围内的地层情况本矿区煤系地层术语侏罗纪系鹤岗群含煤地层，主要有石头河子组组成，下部界从9#煤层底板开始，上至02#煤层，地层厚度160m，共含煤三层，总厚度7.8m。表1-1 区域地层一览表组段数厚度(m)岩性变化情况石头河子组第七段150以中砂岩，细粉砂岩为主第六段180以细粉砂岩互层为主。第五段80以粉砂岩，粉细砂岩互层。第四段210以中粗砂岩，泥岩，粗砂岩为主。含煤地层特征见图1-2煤系地层综合柱状图。地层单位煤层号柱 状 图厚度/m累厚/m岩性描述群组段石头河子群石头河子组第七段150150岩性较细，主要由粉砂岩、细砂岩、粉细互层、中砂岩及煤层组成，仅有较少的粗砂岩、含砺砂岩。各岩层的密度差别较小，岩性电阻率较低，且变化不大。第六段180330第五段02#6#9#4040410第四段210620图1-2 煤系地层综合柱状图1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造北盛井田为一狭长地带，井田煤层走向东西，倾角913。属于缓倾斜煤层。井田内的地质构造以断层为主，现确定井田内的断层共有两条，断层情况详见断层构造表1-2. 表1-2 断裂构造表顺序名称性质断 层 面倾角（）落差（m）走向倾向1F1正NEES6070802F2正NWWS6520551.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征煤层赋存状况及可采煤层特征表见表1-3。表1-3 可采煤层特征表及顶底板岩性特征表序号煤层名称煤层厚度(m)层 间 距(m)倾角()围岩煤的牌号硬度(f)容重(t/m3)煤层构造及稳定性最小最大顶板底板平均102#2.42.64013砂质泥岩细粒砂岩贫瘦煤1.161.4稳定2.526#2.62.813碳质泥岩泥岩贫煤1.161.45稳定2.74039#2.52.713碳质泥岩细沙泥岩贫煤1.161.42稳定2.61.2.4 岩石性质 特征本区岩石由灰色，粗，中，细，粉砂岩，泥岩组成，厚度南北不一。表1-4 岩石主要物理力学性质指标表名称视密度kg/cm3孔隙度%抗压强度102kg/cm3抗拉强度102kg/cm3变形模量102kg/cm3弹性模量kg/cm3砂岩2.02.65252200.50.40.58110砾岩2.32.65151150.21.50.8828灰岩2.22.75205200.52.018510页岩2.02.416301100.21.013.528石英2.652.70.120.515351.03.06 206201.2.5 井田内水文地质情况鹤岗煤田地形西北高，东南低，区内东部有石头河，又被转向东，汇流经梧桐河注入松花江，最大流量60m3/s，河宽22.5m，深36.5m，西部有鹤立河，经富力矿西部，至峻德，与鹤立河汇合注入松花江，全矿区按地貌特征，水文地质分为两个大区。1.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性北盛煤矿属于低瓦斯矿井，绝对瓦斯涌出量5.9 m3/min，相对涌出量18.7 m3/t。该矿煤尘爆炸指数低，属无爆炸危险的煤层，各煤层均无自燃发火现象。1.2.7 煤质 牌号及用途02#煤层为低中-高灰，特低硫-中硫，特低磷的贫瘦煤和瘦煤。6#煤层为低中-高灰，低-高硫，特低磷的贫瘦煤和瘦煤。9#煤层为低中-中灰，特地-低硫，特低磷的贫煤。井田煤层为瘦煤，贫瘦煤，贫煤，其工业用途主要可用作动力用煤和民用煤，亦可作汽化煤核炼焦用配煤，作汽化煤时，应加催化剂，提高煤对二氧化碳的反应活性。1.3 勘探程度及可靠性本矿所在地区，先后经过普查，详查一区精查等阶段。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相对资料和测井成果。第2章 井田境界 储量 服务年限2.1 井田境界2.1.1 井田周边状况本区为农业区，工业基础比较薄弱，但距其他矿区较近，可借助老区力量建设本区，人力及材料资源较为充足，井田周边的其他情况对本井田的建设很有利，有利于矿区的发展。2.1.2 井田境界确定的依据 在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。应按以下原则来划分：1.以地理地形、地质条件作为划分井田境界的依据；2.保证井田有合理的尺寸范围，以利于机械化程度的不断提高；2.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； 4.划分的井田范围要为矿井发展留有空间。2.1.3 井田未来发展状况本井田煤层发育较好，发育性很高，且煤质较好，储量丰富，一水平开采后，接续也较为容易，发展稳定。由于井田-200m以下储量尚未探明，不能确定是否有煤，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采越精确，可能在更深部发现可采煤层，所以井田有增产的可能，开采前景十分客观。 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02#，6#，9#煤层，各煤层储量计算边界与井田境界基本一致。矿井储量是指矿井内所埋藏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开采储量。1.矿井地质储量：勘探（精查）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（精查）地质报告提供的“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采区回采率2.2.2 保安煤柱为保护地面建筑物及工程设施的安全，本设计对井筒及工业广场、规划中的大断层留设安全煤柱。为了安全生产，本设计矿井依据矿井设计规程规定，留设保安煤柱如下：1.地面留设50m煤柱。2.边界断层留设40m煤柱。3.井田内部断层留设40m煤柱，断层两侧各20m。4.采区边界留设10m保安煤柱。按照现行建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程规定，井筒煤柱地面保护面积包括井架、提升机房和围护带面积包括工业场内为煤炭生产直接服务的工业厂房、服务设施和围护带，围护带宽度为20m，煤柱按岩层移动角圈定。工业场地保护煤柱留设，工业场地南北长为400m，东西宽度为315m，围护带宽为20m。用移动角圈定煤柱范围，据有关数据可知，本矿表土层移动角取45，上山移动角取75，下山移动角取65,走向移动角取75。按以上计算方法得：工业广场保安煤柱损失：15.27Mt； 井田境界保安煤柱损失：2.08Mt；断层保安煤柱损失：6.6Mt；损失总量：23.95Mt；损失率为：15.856%。2.2.3 储量计算方法1.矿井初步设计应计算以下储量：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,它是矿井设计的依据。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/cos平均厚度煤的视密度；为煤层平均倾角；Zc=41252.71.4/cos12=159.56Mt根据储量图、通过等高线块段法计算本井田工业储量为159.96Mt2.矿井可采储量的计算 （2-1）式中 可采储量，Mt；工业储量，万t；永久煤柱损失量，万t；采区回采率,厚煤层不低于0.75；中厚煤层不低于0.80；薄煤层不低于0.85；地方小煤矿不低于0.70。则： Z=(159.66-23.95)0.80=108.56Mt详见表2-1矿井可采煤层储量表，表2-2矿井可采储量汇总表。 表2-1 矿井可采煤层储量表 单位:万t序号煤层号工业储量A+B+C煤柱损失量设计采出率可采储量102#5148.2989.0880%3327.326#5322.6624.9580%3618.639#5496.1608.3580%3910.2总计15966.92222.3880%10856.1 表2-2 矿井可采储量汇总表 单位:万t 水平煤层工业储量A+B+C煤炭损失量可采储量工业场地井田境界断层其它损失合计开采损失022465.24124.2127.9115.6132.9500.6455.461607.8262588.61135.3101.7117.3114.3468.6435.861722.292711.98107.9119.1108.77109.2444.9419.011834.34合计7765.82367.4348.7341.67356.41414.11310.335164.36022657.8237.8132.787.696.4354.5549.611766.5762733.7139.6102.490.787.3320.3462.171897.2392809.638.3117.774.278.6308.8391.922027.9合计8201.08115.7352.8252.5262.3982.61403.75691.7总计15966.9483.1701.5594.17518.72396.72714.0310856.12.2.4 储量计算的评价北盛煤矿的煤层对比可靠，煤层厚度比较稳定，煤层底板起伏不大，构造控制基本可靠，无火成岩，水文地质条件中等，储量计算较可靠。2.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限2.3.1 矿井工作制度根据煤炭工业矿井设计规范规定：1.矿井工作日按330d计算；2.每日净提升时间16h；3.矿井每昼夜四班工作，其中三班进行采掘，一班进行检修。2.3.2 矿井生产能力的确定井田煤炭储量丰富（可采储量为108.56Mt），地质构造及水文地质简单，煤层赋存平缓（平均倾角13），煤质优良，具有建设大型矿井的条件。方案一：建1.20Mt/a的矿井；方案二：建1.50Mt/a的矿井；方案三：建1.80Mt/a的矿井。根据煤炭工业矿井设计规范矿井投产后服务年限不应过长，可由服务年限确定。2.3.3 矿井设计服务年限矿井设计服务年限公式： （2-2）式中 矿井设计可采储量，Mt；生产能力， Mta；矿井储量备用系数，.31.5。矿井设计一般取=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 。根据本设计矿井实际情况，值取1.4。方案一：=108.56/(1.21.4)=64.6a；方案二：=108.56/(1.51.4)=51.68a；方案三：=108.56/(1.81.4)=43.07a。从上述各方案可以知道，在总的矿井服务年限上，三个方案都是符合煤炭工业矿井设计规范要求的，只是方案一，时间太长，不利于在经济上最优，采用方案三时，矿井第一水平的服务时间偏短，只有20.30a,不符合煤炭工业矿井设计规范关于大型矿井第一水平服务年限不小于25a的要求。因此选取方案二，该矿井生产能力为1.5Mt/a，矿井服务年限为52a。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北盛矿井平坦，地面标高在+300+350。矿区附近各矿开拓方式以立井居多。3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况地质构造以断层为主，煤质以贫煤，贫瘦煤，瘦煤为主。属于低瓦斯矿井。无煤尘爆炸的危险。煤层倾角再1015，平均倾角13。02#和6#，6#和9#煤层间距都为40m。煤层赋存条件简单，无褶曲构造，煤层顶底板条件简单，为岩质坚硬的粉砂岩，施工条件比较简单。3.2矿井开拓方案的选择3.2.1 井硐形式和井口位置方案一：双立井开拓；方案二：双斜井开拓；方案三：主斜井，副立井开拓。方案一：双立井开拓方式优点：适应性强，技术成熟可靠； 井筒短，提升速度快，提升能力大；便于井筒延伸；通风断面大，风阻小，满足大风量要求。缺点：初期投资大，建井期限稍长；需要大型的提升设备；多水平开拓，立井石门长度大，掘进工程量大，掘进费用高。技术经济评价：北盛煤矿的地表、地质构造、煤层赋存等因素，适合用双立井开拓。方案二：双斜井开拓方式优点：掘进速度快，初期投资较双立井开拓较省；井筒设备较简单；建井期稍短些。缺点：井筒过长，煤柱损失严重；通风线路长，通风阻力大，费用增加；井筒过长，如果地质条件复杂，不易维护，安全性降低；辅助运输时间长。技术经济评价：北盛煤矿煤层赋存为+250-200m，垂深达450m，不易采用斜井开拓，因而双斜井开拓不可行。方案三：主斜井副立井开拓方式优点：掘进速度快；可满足最大风量的通风要求；有助于辅助运输。缺点：井口相距较远，不利于工业广场的布置； 地面工业建筑分散，生产调度及联系不方便；地面工业建筑占地多，增加了煤柱损失。由方案比较可知，双斜井开拓在经济技术上不合理，本设计矿井采用双立井开拓最为适宜，但最终方案需经济比较后确定。1.井口位置方案比较在本设计矿井中，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。经过简单的技术比较后认为:方案一石门较长,井筒延伸工程量大,方案三虽有利于井筒延伸,但是第一水平的石门工程量,运输量大,生产经营费用高。而方案二中的师门工程量小，工期适中，师门总长度较短，沿石门运输工作量较少，井筒延伸的各方案再技术上可行。3.2.2开采水平数目和标高合理的开采水平应该有合理的服务年限，有利于矿井水平和采区接替，还要有良好的经济技术效果。再确定开采水平数目和标高时应注意：1.开采水平划分的原则开采水平必须要有足够的服务年限，因为开拓一个水平需要大量的工程量，耗费大量资金，特别是第一水平，必须按煤炭工业矿井设计规范的有关规定实施，其详见表3-1矿井的阶段垂高和表3-2 矿井和开采水平设计服务年限；保持上、下山的合理斜长，应使开采水平范围的井巷工程量和维护费最少，矿井提升、排水、生产和管理费用最低；要有利于采区的正常接替；具有合理的区段数目。表3-1 矿井的阶段高度煤层倾斜缓倾斜、倾斜煤层急倾斜煤层阶段高度（m）200350100250表3-2 矿井和开采水平服务年限矿井设计生产能力（Mt/a）矿井设计服务年限（a）第一开采水平设计服务年限（a）煤层倾角 456.0及以上7035-3.0-5.06030-1.2-2.4502520150.45-0.9402015152.根据实际情况提出的方案根据本区实际情况，开采水平划分的方案比较如下:方案一:两个水平 标高+250+30，+30-200；方案二:两个水平 标高+250+50，+50-200；方案三:三个水平 标高+2500，0 -100，-100-200。表3-3 开采水平数目方案比对表方案水平数阶段斜长/m水平垂高/m可采储量/Mt服务年限/a方案一第一水平1050 22053.4225.44第二水平107523055.1426.25方案二第一水平95020048.2422.98第二水平117525060.3228.72方案三第一水平117525060.3228.72第二水平47510024.1211.49第三水平47510024.1211.49方案二中的第一水平服务年限不足25年，故不符合设计规范,所以排除方案一,而方案三中,虽然第一水平的服务年限够,但第二,三水平的服务年限均不符合设计规范，所以排除。方案一则符合设计规范中的要求，所以方案一可取。3.2.3 开拓巷道的布置1.运输大巷的布置根据本矿井设计生产能力和矿井地质条件，提出以下在技术上可行的三种大巷布置方式。方案一：分煤层大巷；方案二：集中大巷；方案三：分组集中大巷。三种方案优缺点见表3-4，三种大巷布置方式见图3-1。表3-4运输大巷布置方式比较表形式优点缺点分煤层大巷1.石门工程量小2.初期工程量小，投资少，速度快1.总的开拓工程量较大2.生产采区比较分散，管理不方便3.维护大巷较困难4.煤柱损失大集中大巷1.总的大巷开拓工程量少2.总的开拓巷道维护工作量小3.生产区域集中，便于运输4.开采顺序灵活，开采强度大1.采区石门长，总的石门工程量大2.如果煤组厚度大时，初期建井工程量大分组集中大巷1.总的开拓巷道工程量较少2.生产较为集中3.大巷容易维护，便于运输1.总石门长度较分煤层长2.掘进工程量大3.煤柱损失较集中大巷量多图3-1 运输大巷布置示意图由于本区内有3层煤，间距分别是40m，40m。井田走向长度在5km5.5km，服务年限为52a。根据这种情况采用方案二，集中大巷布置。2总回风大巷的布置现依据矿井设计生产能力及技术可行角度，特提出以下三种通风方式。方案一：中央边界式；方案二：两翼对角式；方案三：分区对角式。各布置形式优缺点见表3-5。表3-5 回风大巷布置形式比较表形式优点缺点中央边界式 通风线路短，通风阻力小，井下漏风小，回风井位于上部边界，工程量增加不多，工业广场不受主要通风机噪音的影响。 工业场地比较分散，保护井筒煤柱较多，当矿井转入深部开采后，需要维护较长的上山回风到。两翼对角式风流在井下的流动线路是直向式，风流线路短，阻力小。内部漏风小，安全出口多，抗灾能力强。便于风量调节，矿井风压比较稳定，工业广场不受回风污染和通风机噪音的危害。 所需通风设备较多，工业场地分散，安全煤柱压煤较多，初期投资大，投产较晚。分区对角式 通风线路短，采区通风方便，风阻小，建井时可以几个采区同时施工，以加快建井速度抗灾能力强。占用设备多，管理分散，工业场地分散，矿井反风困难。由于本矿井走向5.5km，中央边界式通风不适于本矿井；本矿井属于低瓦斯矿井，并且较少掘进的工程量和加强反风能力；分区对角式通风不适用于本矿井。所以本矿区选择两翼对角式通风，两回风井分别布置井田的左右。具体见图3-2。 图3-2风井布置示意图3.2.4 矿井开拓方案确定根据以上的技术比较，对四个矿井开拓方案进行详细的经济比较，最终确定即：方案一：两水平双立井开拓立井延伸；方案二：两水平双立井开拓暗斜井延伸；方案三：两水平主斜副立开拓暗斜井延伸；方案四：两水平主斜副立开拓，主井暗斜井延伸，副井立井延伸。四种方案的示意图见图3-3。划定阶段的主要参数见表3-6表3-6 阶段主要参数水平数/个阶段数/个阶段斜长/m水平垂高/m可采储量/Mt服务年限/年区段数目/个区段斜长/m22105023053.4225.445200107555.1426.255200开拓方案的技术经济比较，见表3-7，3-8，3-9，3-10，3-11，3-12。表3-7 各方案粗略估算费用表方案项目 方案一方案二基建费/万元立井开凿22308705.110-4=400.43石门开凿9503263.110-4=309.99井底车场10003263.110-4=326.31主暗斜井开凿10003911.310-4=391.13副暗斜井开凿10003911.310-4=391.13上,下斜井车场(300+500) 3263.110-4=261.05小计 1036.73小计 1043.31生产费/万元立井提升1.255140.452.04=6074.22石门运输1.255140.950.91=5720.22立井排水3802436526.250.36610-4=3198.14暗斜井提升1.2551411.152=7622.55立井提升1.255140.222.448=3563.5排水(斜,立井)3802436526.250.367810-4=3213.87小计 14992.58小计 14399.96总计费用/万元 16029.31费用/万元 15443.27百分率 103.79%百分率 100%方案项目 方案三方案四基建费/万元主暗斜井开凿10003911.310-4=391.13副暗斜井开凿10003911.310-4=391.13斜井车场5003263.110-4=163.16石门开凿0主暗斜井开凿10003911.310-4=391.13立井开凿2258705.110-4=195.86井底车场(500+800) 3263.110-4=424.2石门开凿10003263.110-4=326.31小计 945.42小计 1337.5生产费/万元暗斜井提升1.2551411.152=7622.55斜井提升1.255140.771.152=5869.37排水(斜,立井)3802436526.250.367810-4=3213.87暗斜井提升1.5551411.152=9528.19斜井提升1.555140.771.152=7336.7排水费3802436526.250.36610-4=3198.14小计 16705.79小计 20063.04总计费用/万元 17651.21费用/万元 21400.54百分率 100%百分率 121.24%方案二与方案三均属技术上可行，水平服务年限等也均符合要求，因此两方案只有经过经济比较，才能确定其优劣。见表3-8，3-9，3-10，3-11,3-12。表3-8 建井工程量项目方案二方案三初期主井井筒/m副井井筒/m井底车场/m主石门/m运输大巷/m220+20220+51000027001090+20220+5100002700后期主井井筒/m副井井筒/m井底车场/m主石门/m运输大巷/m10001000100002800+550010001000100002800+5500表3-9 生产经营工程量 （二水平相同不予比较）项目方案二项目方案三运输提升/万tkm工程量运输提升/万tkm工程量立井提升一水平1.253420.22=1410.29斜井提升一水平1.253421.096987.34表3-10 基建费用表 方案项目方案二方案三工程量/m单价/元m-1费用/万元工程量/m单价/元m-1费用/万元初期主井井筒2408705.1208.911003911.3430.2副井井筒2258705.1195.92258705.1195.9井底车场10003263.1326.310003263.1326.3主石门0-0-运输大巷27003424924.327003424924.5小计 1655.6 1876.9 后期主井井筒10003911.3391.310003911.3391.3副井井筒10003911.3391.310003911.3391.3井底车场10003263.1326.110003263.1326.1主石门0-0-运输大巷830034242841.9830034242841.9小计 3950.8 3950.8共 计 5606.4 5827.7表3-11 生产经营费 （二水平相同不予比较）项目方案 二方案三工程量/万tkm-1单价/元（tkm）-1费用/万元工程量/万tkm-1单价/元（tkm）-1费用/万元立井（斜井）提升1410.292.042876.996987.341.1528049.46表3-12 费用汇总表 方案项目方案二方案三费用/万元百分率/%费用/万元百分率/%初期建井费1655.61001876.9113.37基建工程费5606.41005827.7103.95生产经营费2876.991008049.46279.79总费用10138.99810015754.06155.38经过经济比较后可认为：方案二比方案三在技术和经济方面优出很多。所以决定采用方案二，即两水平双立井开拓，暗斜井延伸。第一水平位于+30m，第二水平位于-200m。3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1 井筒形式和数目本设计井田采用一对立井开拓，即主井，副井，另外还设有回风井。主井用以提升煤炭，副井用以提矸、升降人员、下放材料和设备及兼作进风井，回风井专门用于回风。3.3.2 井筒位置及坐标主井，副井位于井田中央上