煤矿开采水平可采储量探测和开拓方式设计书.doc

煤矿开采水平可采储量探测和开拓方式设计书矿区范围：以国家坐标10个拐点连线圈定。详见表1-1表1-1 拐点连线圈定表点号yx点号yx144420410502550064442628550215752444237675025496744426750502033034442439350265008444235005019150444425172502644094442333050208105444263505023860104441848550199201.1.2 交通位置 图1-1 城山矿交通位置图1.1.3 地形地势井田内地形大部分为丘陵地形，地形差异不大。北部由于基盘古老变质岩系的出露呈现大致平行于煤系地层走向的山脊，略东西方向，山峰圆顶，一般标高为+350m。1.1.4 气候矿区内属寒温带大陆性气候，冬夏气温相差很大，年平均气温在+3.6，最低气温-35（1950年1月12日），最高气温+38（1949年8月14日）。年平均降水量546.2cm（15年平均值），最大降水量为776.5cm（1960年）。初冰期为10月末，解冰期为4月末，冻结深度为1.5-2.1m。主要风向为西风，最大风速为25m/s。1.1.5 河流城山煤矿今天境界范围内无大的河流穿过井田。最大洪水位为一九四二年八月+100.98m。1.1.6 工农业概括矿井范围内的小煤矿生产规模较小，一般都开采大矿浅部及大中型断层所夹未动的零星和孤立块段。矿区范围内的14个现生产的小井已按其采矿许可证批准的开采范围从大井范围内抠出，其余报废的小井均按采矿范围在储量计算图上标明，其储量已抠出。1.2 地质特征1.2.1 矿区范围内的地层情况1.区域地层情况鸡西煤田沉积地层的古老基底为元古界麻山群的古老变质岩系和混合岩系，厚度10644m，其盖层的厚度为38609250m，其中中生界侏罗系地层厚度8503600m，白垩系沉积岩与火山碎屑岩厚度23005100m，新生界第三系陆相沉积670750m和玄武岩（喷发所形成的盖层）50250m，新生界第四系沉积及玄武岩（喷发所形成的盖层）40150m（详见区域地层表1-2）。鸡西煤田所处的大地构造单元部位为老爷岭台背斜八面通台凸的东端或新华系第二隆起带中。该煤田为一近东西向，不对称的复向斜构造。复向斜北翼地层倾角陡，倾角达5060，一般为1025，南翼地层倾角缓，地层倾角为510。煤田中部由于古隆起向东倾伏及平麻断层的逆冲关系，使煤田从东向西呈斜卧的人字型展布，形成了鸡西煤田南、北二个含煤条带。密敦深大断裂从煤田东部通过，加大了该煤田地质构造复杂程度和岩浆活动的强度。城山立井井田位于鸡西煤田复向斜北部含煤条带的北翼中段。附表：区域地层一览表1-2。表1-2 区域地层一览表地 层 系 统地 层 单 位界系统群组厚 度(M) 新生界Kz第四统Q全新统Q4河漫滩堆积 Q42+33-25顾乡屯组 g10-45镜泊晚期玄武岩 3-5上更新统Q3哈尔滨组 h10镜泊中期玄武岩 10河成二级阶地堆积 20中更新统Q2上荒山组 sh240侏罗系J上 统J3鸡西群J2-3jx穆棱组 J3m300-900城子河组 J3ch500-1700中 统J2滴道组 d50-1000元古界Pt震旦系Z下 统Z1麻山群Pt1-2ms马家宁组 Z1m2545表1-2 区域地层一览表 （续表）中下元古界Pt1-2毡堂组 Pt1-2j2355柳毛组 Pt1-2l1999西麻山组 Pt1-2x3747黑龙江群Pt1-2hl湖南营组 Pt1-2h2724山咀子组 Pt1-2s1379鸡冠山组 Pt1-2jg1177老沟组 Pt1-2l375金沟屯组 Pt1-2j410太平沟组 Pt1-2t10332.煤系地层情况井田内煤系地层为侏罗系鸡西群城子河组。城山矿开采的是城子河组煤层。该组地层厚度520600m，岩性由陆相碎屑沉积岩组成，其中以砂岩为主约占总厚度的70.3%，其次为砂质泥岩占9.3%，泥岩占4%，炭质页岩及煤占6.4%，粒度1mm以上的砂岩及含砾砂岩占10%。煤系地层厚度的变化沿走向是从西往东由520m增厚到600m，沿倾斜方向由520m减到500m。即煤系地层沿走向由西到东变厚，沿倾斜由浅向深变薄。附图：煤系地层综合柱状图1-2。1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造本立井位于鸡西煤田复向斜北部条带的北翼中段。井田总体为一单斜构造。煤层走向总的趋势为NE向，煤层倾角1520，变化较小，基本保持在15，总的趋势是浅部陡深部缓。本井田地质构造复杂程度为一般，主要地质构造为断层，有极少数的向斜和背斜，其中主要断层有7个，且全部是正断层。详见主要断裂构造表1-3。图1-2 煤系地层综合柱状图表1-3 主要断裂构造表断裂编号产状位置落差（M）性质查明程度平面摆动范围走向倾斜F14N15W65SW1线、2线深部300-350正较可靠50-100F23N56W60SW4-6线间30-100正可靠0-100F25EW60S2-4线间10-25正可靠0F27N30-60E65SE4-8线间20-30正可靠0F27BN60E70SE5-7线间10-20正可靠40F30N50E70NW7线至F4510-50正较可靠100F32EW70N1-6线100-150正可靠01.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征一含煤组的特点是1.含煤层数多，煤层厚度薄，为薄及中厚煤层，煤层结构复杂，灰分较高。2.由于成煤环境的变动，井田内存在着煤层厚度及灰分的变化，煤层有分叉合并现象。区内可采煤层间距变化不大，变化幅度为130m。二对主要可采煤层自上而下简述如下。详见可采煤层及顶底板岩性特征表1-41.36B#层：复杂结构夹石1层，煤厚1.141.42m，平均1.4m，稳定，西采区全区可采。伪顶为凝灰砂岩。2.36A#层：复杂结构夹石1层，煤厚1.261.49m，平均1.4m，稳定，西采区全区可采。伪顶为凝灰砂岩。 3.25#层：复杂结构，含两层夹石。煤厚0.422.10，平均1.8m，西采区和东采区均全区可采。伪顶为煤页岩，煤质较差。4.8#层：复杂结构，有一层夹石。煤厚0.181.65m，平均1.65m。全区大部可采，向深部变薄不可采。夹0.050.07m厚的凝灰质砂岩标志层。5.4#层：复杂结构，有两层夹石。煤厚0.141.08m，平均1.08m,大部可采。沿倾斜方向的中间部位不可采。表1-4 可采煤层及顶底板岩性特征表煤层号纯煤厚（m）平均倾角()夹石层层间距平均（m）稳定性发育范围顶板岩性底板岩性最小最大/平 均伪顶直接顶老顶36B1.34-1.44/1.42151稳定基本全区发育可采凝灰砂岩砂岩砂岩砂岩36A1.26-1.49/1.41513不稳定零星分布可采砂岩砂岩砂页岩250.42-1.80/1.4515157稳定基本全区发育可采砂岩砂岩砂岩80.25-1.65/1.6515163较稳大部可采砂岩砂岩砂岩40.14-1.08/1.0815130较稳定浅部深部大部可采砂岩砂岩砂岩1.2.4 岩石性质、厚度特征城子河含煤组以假整合覆盖在滴道含煤组之上，总厚达520600m。本组具有以下特点：1.底部砾岩全区发育，滚圆度较好，分选性差，胶结良好，致密坚硬，长轴直径大者1017cm，小者23cm。2.岩性主要以各种粒度的灰灰白白色砂岩为主，占本组总厚度的80.3%，其中厚层状中粗粒砂岩占38.3%，细砂岩占42%；其余19.7%为砂页岩、页岩、凝灰岩、煤页岩、煤层。其中煤页岩、煤占6.4%。3.本组为鸡西矿区的主要含煤地层，含煤性远比滴道组与穆棱组良好，在本井范围内总的地层厚度比较稳定，但局部各煤层之间却有规律的变薄、变厚现象。4.各类岩性与煤层分布较为均匀，构成若干个较完整的沉积韵律，全井性的明显沉积旋迴约有7个，次一级的小旋迴约有40余个。岩相以河床相与河漫滩相为主，浅水盆地相、沼泽相次之。5.本组含有少量的凝灰质岩石，这和其下部滴道与上部穆棱组有显著的不同，并且厚度小，一般为0.050.15m，最厚者为0.30.4m，多分布在煤层顶底板或煤层中间，与煤层组合构成良好的标志层。6.含有大量的植物化石关于岩石的力学性质，由于本井未做岩石的抗压、抗拉强度的测试，现只能以1982年鸡西矿务局的岩石抗压、抗拉强度测试结果作为本井田的参考数据，其具体数据见表1-5。1.2.5 井田内水文地质情况一井田水文地质条件1.地面水系与地下水(1)地面水系：城山立井位于穆棱河的中游地带，除穆棱河外，位于井田内的尚有由北向南流的城子河与白石河。其河流情况见表。(2)地下水：本区的地下水按含水层岩石性质和富水程度，划分为第四系冲积层水和基岩风化裂隙水。2.矿床水文类型：本井田地层为陆相沉积地层组成，岩性多为细粒物质，岩石胶结良好，坚硬致密，地下水主要赋存于裂隙中，因此按照煤、泥炭资源地质勘查规范对于直接充水含水层的含水空间特征、本井矿床水文类型可划为第二类即裂隙充水矿床。又按煤、泥炭资源地质勘查规范对于直接充水含水层的富水性及补给条件的规定，依据108队对55-66孔的抽水试验资料，其抽水深度125306m，可定为第二型即水文地质条件中等的矿床。综上水文地质类型为水文地质条件中等的裂隙充水矿床。表1-5 鸡西矿务局岩石抗压、抗拉强度表序号岩石名称岩性描述抗压强度抗拉强度Kg/cm2Mpa/cm2Kg/cm2Mpa/cm2A-1白色粗砂岩白色粗粒、层理明显534.853.4836.53.65A-2砂岩白色、微绿、中粗662.466.2449.74.97A-3砂岩白色粗粒致密灰褐色732.173.2164.56.45A-6砂岩浅灰色、细粒、致密、褐色1307.9130.79152.815.28A-8砂岩白色、粗粒、不规则煤线541.154.1154.35.43A-11砂岩白色、粗粒458.645.86B-1粗砂岩白色、粗粒、致密572.157.2186.48.64B-2砂岩白色、粗粒、致密614.561.4546.94.69B-3粗砂岩灰色、粗粒415.141.5169.96.99B-4粗砂岩灰白色、微绿、粗粒有煤线507.650.7648.24.82注：资料来源于鸡西矿务局煤岩坚固性手册。二矿井涌水量1.矿井涌水规律：矿井涌水量与地形及补给条件的关系：地形平坦并具有冲积层覆盖的矿井涌水量大。矿井涌水量与开采面积、深度成正比函数关系，矿井涌水量随开采面积与深度增大而增加。矿井涌水量随着开采时间的延长而减少，这是由于在长期 开采过程中，水的静储量消耗，又无补给来源的原因。矿井涌水量随着降水量的增加而增大，这一规律在矿井浅部开采表现比较明显，在深部不明显。2.矿井涌水量预计：计算公式K=Q/T 式中：K冲水系数，此处取1.3 Q预测涌水量 T煤炭采出量，此处取90万t/a 带入数据得矿井的预计平均涌水量 三供水水源城山矿全矿供水水源地有三处：1.团山水库供水水源，为矿民用水。该水源地是鸡西矿业集团的专门供水水源地，有专人管理。2.西一号水源地水源为民用水，矿有专人管理。3.穆棱河水源地，为工业和民用水，矿有专人管理 。 1.2.6 沼气、煤尘及煤的自然性城山矿属高沼气矿井，由黑经煤安发2010294号文批复，瓦斯绝对涌出量78.31m3/min。瓦斯相对涌出量30.4m3/t。地温：随着开采深度的增加，地温逐渐有规律性递增。预计地温梯度为深度每增加100m，地温将增加2.53。由于各煤层瓦斯的涌出量随着开采深度的延伸，涌出量呈逐渐增大的趋势，因此瓦斯的防治是保证矿井安全生产的大事。1.2.7 煤质、牌号及用途1.物理性质可采煤层的肉眼煤岩类型为半亮型和半暗型。颜色深黑，条痕为黑褐色，断口为参差状或平坦状，硬度23。视密度1.351.53t/m3。煤岩显微组份：镜质组占50.66%70.15%，镜质组分为3.35%17.80%，角质组占2.04%7.29%，矿物质含量为8.29%42.74%。煤的变质属中等变质程度，镜下鉴定变质阶段为-级。2.煤的化学性质、工艺性能、可选性及煤类煤的化学性质：原煤灰分Ad:17.53%40.39%。属中高灰份煤，煤的分析基高位发热量为19.9127.44mJ/kg。精煤炭含量83.7687.72%，氢4.935.47%，氮0.881.98%，氧5.819.53%。本井属低磷煤pd%0.0010.019%。低硫煤，硫含量std%0.20.36%。原煤挥发份29.1739.44%，净煤挥发份28.0437，胶质层厚918mm。粘结指数6688。依据中国煤炭分类国家标准（GB575186）的规定，根据煤层煤样化验结果，该井可采煤层精煤挥发份28.0437%，胶质层厚915mm，粘结指数6688，故各可采煤层的煤种均为1/3焦煤。洗后精煤作为炼焦用煤，混煤作动力用煤。3.煤的风化带及氧化带区内煤层的露头很少，大多有矿斜井群或小窑开采，根据生产矿井的调查和鸡西区域性的风氧化带深度推定本区风氧化带深度按垂深25m计算。 1.3 勘探程度及可靠性一、以往勘查工作1929年至1999年的70年间，城山煤矿主要有4次地质勘查工作，另有一次补充勘探（只施工2个钻孔），共提交5次地质报告。其中原城子河立井（本次报告范围）是由108地质勘探队于1964年至1967年进行勘探，1967年8月30日提交的城子河深部最终（精查）地质报告。精查勘探地质报告是1967年8月提交的，勘探工期是1964年1967年，当时的勘探是由普查直接进入精查。虽然打破“三类九型”的勘探类型的规定，但是勘探工程的布置间距是500500m。勘探方法：是以走向剖面控制构造为主，倾斜剖面为辅。在走向剖面控制地质构造方面又以浅孔控制标志层为主，深孔主要控制煤层，勘探手段：是钻探、山地工程、物探、坑内实际调查等综合勘探。勘查工作的勘探方法和勘探手段都是有效的合理的。历次勘查工作详见以往勘查工作一览表1-8。二、勘查工程及质量评述1.钻探工程108地质勘探队1967年提交的精查报告中共施工机钻孔64个，钻探工程量32115m。这64个机钻孔均无钻孔见煤点的质量等级资料和孔斜测量资料。1955年及以前施工的机钻孔140个，钻探工程量39995m。其钻孔煤芯采取率低，钻孔质量低，无钻孔见煤点质量等级资料。2.煤质化验经矿井生产资料检验，精查报告的煤质化验资料较为可靠。3.钻孔封孔质量1955年及以前施工的机钻孔未封孔或封孔质量差，在矿井生产中实见突水钻孔有6个（1952年前施工的钻孔4个，1953年钻孔1个，1963年钻孔1个）。精查报告中施工的64个钻孔，按层组进行封闭，部份做了负重试验，但没进行透孔检查。表1-8 以往勘查工作一览表序号时间工作单位地质工作质量119291936年满炭地质调查队普查边调查、边建井219511955年东北煤田第二地质勘查局以及东北煤田第二地质勘查局鸡西煤田地质勘查108队1954年提出九号竖井勘查地质报告1955年3月提出九号竖井补充地质报告煤芯采取率低、煤岩混合、钻孔质量低、没封孔或封孔质量差31955年108队提出西部一、五斜井地质报告为一、五井改扩建整理旧资料419611963年108队1963年九斜井补充勘查报告九井使用519641967年108队1967年提交城子河深部最终（精查）地质报告为建立井提供依据，1972年集中改造施工立井。未按孔斜制图。61999年108队补勘为东采区打补勘孔，有打丢的层位或层位确定不准。第2章 井田境界、储量、服务年限2.1 井田境界2.1.1 井田周边状况该井田东西长4km，南北宽3.5km。东部与正阳矿相邻。西部与沈煤集团新城煤矿毗连。本矿北界以+150标高为界，南界到4号煤层-750标高2.1.2 井田境界确定的依据1.要保证个井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分能得到合理的开发。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。3.保证井田有合理的尺寸。4.充分利用自然等条件划分井田。5.合理规划矿井开采范围，处理还相邻矿井之间的关系。2.1.3 井田未来发展情况城山煤矿煤炭资源储量较为丰富，煤种为1/3焦煤，可作炼焦用煤，煤质为低硫（一般含量为0.20.36%）.低磷（含量0.0010.019%），矿井的深部境界还可以从现在的-150m水平向深部延伸，随着勘探技术的不断提高，深部扩储可能性很大，所以城山煤矿大有发展前景。2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算 井田内的可采煤层为4#、8#、25#、36B#、36A#煤层。资源量分类与计算主要遵循经国土资源部门批复的储量评审备案证明并按照国家现行标准固定矿产资源/储量分类及煤、泥炭地质勘查规范DZ/T0215的要求执行。各类资源储量和可采储量的计算如下：参照储量分类图2-1。图2-1 储量分类图 1.矿井地质资源量：等于基础储量（111b+122b+2M11+2M22）+资源量（2S11+2S22+333 ）2.矿井工业资源/储量：等于基础储量+资源量（333）*K（K为可信度系数，取0.7-0.9。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井，k值取0. 9;地质构造复杂、煤层赋存不稳定的矿井，k值取0.7。）3.矿井设计资源/储量：等于工业资源储量-设计计算的断层、防水、井田境界、铁路、高速公路等永久保护煤柱损失量。4.矿井设计可采储量：等于矿井设计资源储量-工业场地、主要井巷煤柱的煤量后乘以采区回采率。2.2.2 保安煤柱参照保护煤柱的设计原则如下：1.地面受护面积包括受护对象及其周围的围护带（见表2-1）围护带宽度根据受护对象的保护等级而定，一般可按表2-2规定值选用。2.当受护建筑物和构筑物面积较小时，应酌情加大其保护煤柱尺寸，使建筑物受护面积内地表变形值叠加后不超过允许地标变形值。3.受护对象的外侧边界，可以在平面图上通过受护对象角点作矩形，使矩形各边分别平行于煤层倾斜方向和走向方向，在矩形四周作围护带，或在平面图上作各边平行于受护对象总轮廓的多边形（或四边形），在多边形（或四边形）各边外侧作维护带，该维护带外边界即为受保护边界。4.其下有落差大于20-30m断层的建筑物留设保护煤柱时，应考虑沿断层面滑移的可能性，适当加大煤柱尺寸，使断层两翼均包括在保护煤柱范围之内。5.立井保护煤柱应按其深度、用途、煤层赋存条件以及地形特点留设。立井深度大于或等于400m的，以边界角确定；小于400m的，以移动角圈定；穿过急倾斜煤层的，在倾向剖面上以底板以底板移动角圈定下山边界，在走向剖面上以移动角圈定。当穿过有滑移危险的软弱岩层，高角度断层和山区斜坡时，需考虑防滑煤柱和加大煤柱尺寸。6.为了安全生产，本设计矿井依据煤矿安全规程，结合本矿井的实际情况，留设保安煤柱如下：(1)各煤层在露头处留设30m保安煤柱；(2)边界断层留设30m保安煤柱；(3)井田内部断层留设20m保安煤柱；表2-1 建筑物等级和维护带宽度等级表建筑物和构造物保护等级维护带宽度（m） 2015105 表2-2 矿区建（构）筑物保护等级的划分保护等级主要建（构）住物保护等级划分国务院明令保护的文物和纪念性建筑物;一等火车站，发电厂主厂房，在同一跨度内有两台重型桥式吊车的大型厂房，平炉，水泥厂回转窑，大型选煤厂厂房主厂房等特别重要或特别敏感的，采动后可能导致发生重大生产、伤亡事故的建（构)筑物;铸铁瓦斯管道干线，大、中型矿井主要通风机房，瓦斯抽放站，高速公路，机场跑道，高层住宅等高炉，焦化炉，220kV以上超高压输电线路杆塔，矿区总变电所，立交桥，钢筋混凝土框架结构的工业厂房，设有桥式吊车的工业厂房，铁路煤仓、总机修厂等较宜要的大型工业建(构)筑物。办公楼，医院，剧院，学校，百货大楼，二等火牟站，长度大于20m的二层楼房和三层以上多层住宅楼，输水管干钱和铸铁瓦斯管道支钱，架空索道，视搭及其转播塔，一级公路等无吊车设备的砖木结构工业厂房，三、四等火车站，砖木、砖混结构平房或变形缝区段小于20m的两层楼房，村庄砖瓦民房；高压输电线路杆塔，钢铁瓦斯管道等农村木结构承重房屋，简易仓库等1.井田边界保护煤柱井田边界保护煤柱按城山煤矿实际情况取30m，则用下面公式计算井田边界保护煤柱损失。 式中：井田边界煤柱宽度，30m；井田边界长度，73000m；煤层厚度，7.24m；煤层容重，1.4tm-3；井田边界保护煤柱损失，Mt。代入数据得：14.39Mt2.工业广场煤柱根据煤炭工业矿井设计规范关于工业广场确定的规定，详见表2-3。本矿井设计生产能力为0.9Mt/a，所以取工业广场的尺寸为1.59=13.5公顷的长方形。工业广场所在位置煤层倾角为15，露头风化带厚度为20m，主井、副井，地表建筑物均布置在工业广场内。工业广场按级保护留维护带，宽度为15 m。表2-3 工业场地占地面积指标明细表井型（万吨/年）占地面积指标（公顷/10万吨）240及以上1.0120-1801.245-901.59-301.8本矿井的地质条件及冲积层和基岩移动角见2-4表：图2-2 工业广场保护煤柱示意图表2-4 岩层移动角广场中心深度/m煤层倾角/煤层厚度/m风积沙层厚度/m/-150157.042045707060按以上数据计算得出：工业广场煤柱损失量：164.8万t2.2.3 储量计算方法1. 矿井工业储量计算计算公式 式中： m煤层平均厚度，7.24m； r煤层容重，1.4tm-3； s井田面积，12.5km2；将数据代入公式可得：Zg=127.55Mt2.矿井可采储量的计算计算公式 式中： 矿井可采储量，Mt； 矿井的工业储量，Mt； 保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大断层等留设的永久保护煤柱损失量，按工业储量的5%计算，Mt； C采区采出率，厚煤层不小于0.75；中厚煤层不小于0.8；薄煤层不小于0.85；地方小煤矿不小于0.7。则代入数据得：矿井设计可采储量：Zk =（127.55-127.555%）0.85=90.88Mt矿井储量详见表2-5、2-6、2-7。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。煤层对比可靠，煤层厚度比较稳定，倾角较缓，煤层地板起伏不大，构造控制基本可靠，水文地质条件简单，储量计算比较可靠。但由于技术水平所限，统计时间仓促，储量计算设计所得到的各种储量与实际可能有一定的误差。表2-5 矿井地质资源量汇总表 单位：Mt煤层矿井工业资源储量（331）（332)(333)合计36B15.033.323.7622.1136A15.194.673.5123.372522.835.544.2432.61818.535.985.3829.89412.525.091.9619.57合计84.10 24.6018.85127.55表2-6 矿井设计资源/储量汇总表 单位：Mt煤层矿井地质资源量333折减量矿井工业资源储量永久煤柱煤量矿井设计资源储量断层防水井田境界地面建筑合计36B22.850.7522.100.260.62.490.84.1519.3836A24.070.7023.370.270.72.640.74.3120.462533.460.8532.610.380.43.680.85.2628.55830.971.0829.890.350.73.370.65.0226.17419.960.3919.570.230.52.210.33.2417.13合计131.323.77127.551.482.914.393.221.97111.68表2-7 矿井可采储量计算表 单位：Mt水平煤层矿井设计资源/储量保护煤柱煤量采区回采率矿井设计可采储量工业场地巷道小计36B7.460.160.30.5185%6.3436A7.82 0.270.50.8385%6.652510.520.151.01.1885%8.95表2-7 矿井可采储量计算表 （续表）89.720.100.40.5285%8.2646.71 0.151.01.1885%5.72合计41.230.853.24.2335.9236B5.960.160.30.5185%5.0736A6.32 0.270.50.8385%5.38259.020.151.01.1885%7.6788.220.100.40.5285%6.9945.21 0.151.01.1885%3.76合计35.230.83.24.2328.8836B5.9600.30.3585%5.0736A6.3200.50.5585%5.38259.0201.01.0385%7.6788.2200.40.4285%6.9945.2101.01.0385%3.76合计35.2303.23.3828.88总计111.681.659.611.8490.882.3 矿井工作制度、生产能力和服务年限2.3.1 矿井工作制度根据煤炭工业矿井设计规范中2-23条规定，矿井设计生产能力宜按年工作日330天计算，每天净提升时间宜为16小时。矿井工作制度 “四六制”作业，三班生产，一班检修。2.3.2 矿井生产能力确定煤炭工业矿井设计规范规定：矿井设计生产能力，应根据资源条件、外部建设条件、国家对煤炭资源配置及市场需求、开采条件、技术装备、煤层及采煤工作面生产能力、经济效益等因素，经多方案比较后确定。论证矿井设计生产能力尚应符合下列规定:1.新建矿井设计生产能力，应进行第一开采水平或不小于20年配产；2.新建和扩建矿井配产，均应符合合理开采程序，厚、薄煤层及不同煤质煤层合理搭配开采，不应采厚丢薄；3.同时生产的采区数及采区内同时生产的工作面个数，应体现生产集中原则，并应保证采区及工作面合理接替。现初步拟定了三种矿井年生产能力方案，具体如下：方案A：0.45Mt/a方案B：0.6Mt/a方案C：0.9Mt/a根据煤矿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。矿井及第一开采水平设计服务年限如表2-8。表2-8 矿井及第一开采水平设计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7035-3.05.06030-1.22.4502520150.450.9402015152.3.3 服务年限矿井可采储量Zk、设计生产能力A矿井服务年限T三者之间的关系为： 式中： 矿井服务年限，a； 矿井可采储量，90.88Mt； 设计生产能力，0.9Mt； 矿井储量备用系数，根据实际情况取1.4。确定井型时需要考虑备用系数的原因是，矿井各生产环节有一定的储备能力，矿井投产后，产量迅速提高；局部地质条件变化，使储量减少；有的矿井由于技术原因，使采出率降低，从而减少了储量。代入数据得，矿井服务年限为：方案A：方案B：方案C：参照煤矿工业矿井设计规范规定，方案C较为合理，即：矿井生产能力为0.9 Mt/a；矿井服务年限为T=72a。第3章 井田开拓3.1 概述3.1.1 井田内外及附近矿井开拓方式概述本设计城山煤矿井田位于黑龙江省鸡西市城子河区，井田东侧是正阳煤矿和东海煤矿，西侧是沈煤集团新城煤矿。东海煤矿采用斜井开拓方式，浅部正阳煤矿和地方小井采用箕斗斜井开拓方式。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）；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：1.地表因素本井田属于缓坡丘陵地形，井田北部及中部皆为山岗地带，岗沟起伏不平。2.煤层赋存情况整个井田的煤层上部标高在+150m，下部标高在-750m，东西部分别以城F49和F19断层为界。整个矿区共有5层可采煤层，即36B#、36A#、25#、8#，4#全区发育。本井田煤层系缓倾斜薄煤层，平均倾角在15左右。3.其他因素本井田南部有穆陵河流过，虽然水量较大，但从井田深部流过，对本井田影响不大。附近河流对本井田开发影响不大。3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1 井筒形式和井口位置在一定的井田地质条件、开采技术条件下，矿井开拓巷道有多种布置方式，开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。开拓方式主要是指井筒的形式。按照井筒的倾角不同(水平、倾斜、垂直)分为平硐开拓、斜井开拓、立井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。一.井筒形式的确定井筒形式有三种：平硐、斜井、立井。一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井最复杂。(1)平硐开拓受地形迹埋藏条件限制，只有在地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分储量大致能满足同类井型水平服务年限要求。(2)斜井开拓对十表土层较薄、煤层赋存较浅、水文地质条件简单的煤田，一般都可以采用斜井开拓。由于带式输送机运煤方式的广泛应用，对于煤层赋存较深，但只要斜井能通过表土层，往往采用斜井或以斜井为主的综合开拓方式。特别是大型或特大型矿井并下全部采用带式输送机运煤，则可实观从工作面到地面的连续运输下有力地保证矿井高产高效。斜井开拓与立井开拓相比优点是：井筒施工工艺、施工设备与工序比较简单，掘进速度快，井筒施工单价低，初期投资少；地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单，井筒延伸施工方便，对生产干扰少，不易受底板含水层的威胁；主提升胶带化有相当大的提升能力，可满足特大型矿井主提升的需要；斜井井筒可作为安全出口，井下一旦发生透水事故等，人员可迅速从井筒撤离。 斜井开拓与立井开拓相比缺点是：斜井井筒长，提升深度有限，辅助提升能力小；通风路线长、阻力大、管线长度大；斜井井筒通过富含水层、流沙层施工技术复杂。当表土深，有较厚的含水冲积层或流砂时，斜井通过较复杂、较昂贵;同样开采水平，斜井比立井长，维护费用高，当围岩条件差时维护困难;采用绞车提升时，速度低，能力小，钢绳磨损严重，动力消耗大，提升费用高。当井田倾斜很长时需要多段提升时则转换环节多，系统复杂，效率低，成本高;由于斜井较长，因此各种管线敷设长度大，通风阻力大，增加了费用;人员进出井和材料设备等辅助运输时间长。上述这 些缺点都随着开采深度和斜井斜长的加大而逐步突出。(3)立井开拓适应性很强，可用于各种地质条件，同时，在技术上也成熟可靠。因此，在地质条件不能使用平嗣开拓又不利于斜井开拓时均可采用立井开拓。一般在表土厚、煤层赋存深时，应采用立井开拓。当水文地质复杂(如覆盖有厚表土含水砂岩，需用特殊施工方法开凿井筒时(如用冻结法、钻井法或注浆法等)，则立井是首选的方式。多水平开采的急倾斜煤层应优先考虑立井开拓。立井开拓受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制，在采深相同的的条件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，井筒断面大，可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需风量的要求，且阻力小，对深井开拓极为有利；当表土层为富含水层或流沙层时，立井井筒比斜井容易施工；对地质构造和煤层产状均特别复杂的井田，能兼顾深部和浅部不同产状的煤层。主要缺点是立井井筒施工技术复杂，需用设备多，要求有较高的技术水平，井筒装备复杂，掘进速度慢，基本建设投资大。根据城山煤矿井田的地表地形，地质构造，煤层赋存等因素考虑平洞开拓方式在技术上是不合理的，所以不考虑采用平硐开采。现提出三种井筒开拓方案，具体情况如下：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；以上三种井筒开拓方案技术比较如下：方案一：双立井开拓，见图3-1优点： 1.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。 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。缺点： 1.初期投资大，建井期限稍长； 2.需要大型的提升设备； 3.多水平开拓，立井石门长度大，掘进工程量大，掘进费用高。适用条件: 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。技术评价：根据井田的地表情况，地质构造，煤层埋深，运输能力等因素考虑，采用双立井开拓方案在技术上是可行的。方案二：双斜井开拓，见图3-2 优点：1.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，井底车场及硐室都比立井投资少； 2.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； 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.通风线路长，通风阻力大，费用增加； 2.井筒过长，如果地质条件复杂，不易维护； 3.辅助运输时间长。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技术评价：本井田煤层倾角小、倾向长度大、瓦斯涌出量较大，斜井开拓井筒过长，井筒断面较小通风较差，不利于瓦斯的抽放。兼于对斜井和立井的优缺点及适用条件的综合考虑双斜井开拓方式在技术上不适合作为该矿井开拓方式。方案三：主斜井副立井开拓，见图3-3优点：1.主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，井底车场及硐室都比立井投资少； 2.主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； 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。 4.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。 5.机械化程度高，易于自动控制。 6.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1.井口相距较远，不利于工业广场的布置； 2.地面工业建筑分散，生产调度及联系不方便； 3.地面工业建筑占地多，增加了煤柱损失。适用条件：大型矿井需要胶带输送机斜井输送，而通风、辅助提升等需要立井来满足的矿井，表土层不厚，水文地质情况简单的煤层。技术评价