采矿工程毕业设计-双鸭山矿业集团公司东荣四矿3.0Mt_a新井设计

摘 要本设计矿井为双鸭山矿业集团公司东荣四矿3.0Mt/a新井设计，共有4层可采煤层，平均总厚度12m，倾角17。设计井田的可采储量271.6Mt，服务年限为64.5a。本矿井设计采用双立井方案开拓，划分两个水平，一个工作面达产。采用分组集中大巷布置，大巷采用10t架线式电机车牵引5t底卸式矿车运输，采煤方法为走向长壁采煤法，采煤工艺为综合机械化采煤工艺，采空区处理方法为全部垮落法。关键词：开采水平 井田开拓 可采储量 AbstractThis design is made for the forth Dongrong coal mine of Shuangyashan mine company,This shaft is a 3.0 millon tones new one,It has totally four available designed the coal seam, average thickness is 12rice. There are 271.6 millon tone recoverable reserves, the length of service is 64.5 years。Double vertical shaft development method is used in the degsined, dividing the line two levels, a work reaches to produce. The big lane in concentration in adoption arranges, the big lane adopts 10 ton dor-bottom mine car lead 5 ton bottom solid mine car, adopting coal method is longwall coal mining method, the coal winning technology is full-mechanized, adopting empty the area handles method as all falls the method.Key Words:mining level vertial shaft development development recoverable reserves 101目 录摘 要IAbstractII目 录III绪 论VII第1章 井田概况及地质特征11.1 井田概况11.1.1 交通位置11.1.2 气象和地震21.1.3 地势和河流21.1.4 水源及电源21.1.5 煤田开发历史及近况21.2 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41.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征51.2.4 岩石性质、厚度特征61.2.5井田水文地质情况71.2.6 煤质、牌号及用途71.2.7 瓦斯、煤尘及煤的自燃性71.3 勘探程度及可靠性7第2章 井田境界 储量 服务年限92.1 井田境界92.1.1 井田周边情况92.1.2 井田境界确定的依据92.1.3 井田未来发展情况92.2 井田储量92.2.1 井田储量的计算92.2.2 保安煤柱102.2.3 储量计算方法102.2.4 储量计算的评价122.3 矿井工作制度、生产能力、服务年限122.3.1 矿井工作制度122.3.2 矿井生产能力的确定132.3.3 矿井设计服务年限13第3章 井田开拓153.1 概述153.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述153.1.2 影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况153.2 矿井开拓方案的选择153.2.1 井硐形式和井口位置153.2.2 开采水平数目和标高223.2.3 开拓巷道的布置243.3 选定开拓方案的系统描述263.3.1 井硐形式和数目263.3.2 井筒位置及坐标263.3.3 水平数目及高度263.3.4 石门、大巷(运输大巷、回风大巷)数目及布置263.3.5 井底车场形式的选择283.3.6 煤层群的联系293.3.7 采区划分293.4 井筒布置及施工293.4.1 井筒穿过的岩层性质及井硐维护293.4.2 井筒布置及装备303.4.3 井筒延伸的初步意见323.5 井底车场及硐室323.5.1井底车场形式确定及论证323.5.2主要硐室323.6 开采顺序333.6.1沿井田走向的开采顺序333.6.2沿井田倾向的开采顺序333.6.3采区接续计划33第4章 采区巷道布置344.1 采区概述344.1.1设计采区的位置、边界、范围、采区煤柱344.1.2采区的地质和煤层情况344.1.3采区的生产能力、储量及服务年限344.2 采区巷道布置354.2.1区段划分354.2.2采区上山布置354.2.3采区车场布置364.3 采区准备404.3.1采区巷道的准备顺序404.3.2采区主要巷道的支护方式40第5章 采煤工艺435.1 采煤方法的选择435.2 回采工艺435.2.1选择和决定回采工作面的工艺及使用的机械设备435.2.2选择采面循环方式和劳动组织形式44第6章 井下运输和矿井提升466.1 矿井井下运输466.1.1运输方式和运输系统的确定466.1.2巷煤炭运输设备选型466.1.3采区运输设备的选择496.1.4工作面运输巷设备的选型506.2 矿井提升系统516.2.1 矿井主提升系统的选择与计算51第7章 矿井通风与安全537.1 矿井通风系统的确定537.1.1概述537.2 风量计算与风量分配537.2.1风量计算537.2.2.风量分配567.2.3.风量的调节方法与措施577.3 矿井通风阻力的计算587.3.1确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力587.4 通风设备的选择627.4.1主扇的选择计算627.4.2电动机的选择637.4.3 反风措施637.5 矿井安全技术措施637.5.1预防瓦斯及煤尘爆炸637.5.2 火灾与水患的预防647.5.3 其他事故的预防64第8章 技术经济指标66总结68致 谢 辞69参考文献70附录171附录281绪 论本设计为双鸭山矿业集团东荣四矿新井设计，年产3.0Mt，服务年限为64.5a。所设计的依据来自毕业实习时对东荣四矿所收集的地质资料。在本设计中，应用到了技术比较和经济分析。通过技术比较和经济分析，确定了本设计矿井采用双立井开拓方式，划分两个水平开采，一水平标高-600m，采用上山开采，二水平标高-900m，采用上山开采。大巷布置方式采用分组集中大巷，采煤方法为走向长壁采煤法。本设计所涉及到的内容主要有井田概况及地质特征，井田境界、储量、服务年限，井田开拓，采区巷道布置，采煤工艺，井下运输和矿井提升，矿井通风与安全，矿井主要技术经济指标。通过对这些内容的研究，可使我对矿井各系统有一个较全面的了解。通过对双鸭山东荣四矿的初步设计，进一步巩固所学的理论知识，培养应用所学知识解决工程设计以及相关实际问题的能力，自学能力以及独自工作能力。这些对于在日后的工作中将会给我很大的帮助。 第1章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 交通位置东荣四矿位于黑龙江省集贤煤田东南端，西南距福利屯38km，经福利屯到双鸭山矿业集团所在地双鸭山市为46km，经福利至富锦县公路穿过本井田中部，交通较方便，详见图1-1。图1-1 交通位置图1.1.2 气象和地震 本区属寒温带大陆性气候，冬季寒冷，夏季气温较高，年平均最高气温为19.122.7，年平均最低气温为-16.4-22.9，最低气温达-34。年降水量318.5386.5mm，年蒸发量982.3.51502.6mm；年平均风速4.24.7m/s，最大风速可达2.3 m/s，风向多偏西风。每年十月至次年五月为冻结期，最大冻结深度1.582.12m。 根据国家地震局资料，集贤及其邻区地震烈度在6以下，无强烈地震记载。1.1.3 地势和河流本井田位于三江平原的西南部，地势低平，地表标高+83m+87m。井田东部有双山子，标高+174m；西依索利岗山，标高为+227.9m；南邻完达山北麓；北面广阔平坦。井田内没有大的河流，只有二道河子等季节性河流从西、南两个方向流入本区。雨季，二道河子流量为5.9m3/s。 1.1.4 水源及电源本区内第四系地层广泛分布，地下含水量丰富，供水水源较充足。双鸭山地区现有变电站两座及正在兴建的大型火力发电厂一座。供电电源容易解决。1.1.5 煤田开发历史及近况双鸭山矿业集团距本矿井约46km，双鸭山矿业集团现有生产矿井8对，井田内没有生产、在建及停闭矿井。但在井田外的西南方约15km处有正在生产的双鸭山矿业集团集贤煤矿，西南约18km处有集贤县升平小煤矿。集贤煤矿采用双立井开拓，设计生产能力0.6Mt/a，一水平标高为-150m，目前正采18#、20-1#和24#三个煤层,矿井的正常涌水量110m3/h，最大涌水量155 m3/h，矿井属低瓦斯矿井。1.2 地质特征1.2.1 矿区范围内的地层情况本井田的可采煤层均赋存在上侏罗系鸡西群城子河组，晚侏罗系地层不整和于元古界古生界基底上，基底由元古界麻山群泥盆系青龙山组及侵入的花岗岩组成，详见表1-1地层系统表。表1-1 地层系统表界系统（群）组厚度（m）新 生 界第 四 系全新统1020全新统温泉河组2040上更新统顾乡屯组1040中更新统4080下中新统白山土组1550第三系上新统富锦组121中生界侏罗系上统（鸡西群）穆棱组7570城子河组887东荣组250古生界中统青龙山组不清元古界麻山群不清第三系地层，除在井田极少数块段缺失，形成“天窗”外，其余各处广泛存在。该地层由粉砂岩、细砂岩、泥岩组成。岩石胶结松散，以灰绿色为主，厚度变化较小。第四系地层在井田内广泛分布，主要由粗砂组成，在砂层上，覆有粘土及厚度810m的黑腐植土。上侏罗系上统鸡西群城子河组，为井田的主要含煤地层，该层主要由灰白色长石、砂岩、灰色粉砂岩及少量的泥岩等组成，含煤地层特征详见图1-2含煤地层综合柱状图。图1-2 含煤地层综合柱状图1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造本井田位于三江盆地的西部。区域构造属新华夏系第三隆起带，北段有一些一级隆起带和凹陷带组成。本井田的区域构造主要受华夏系和北西向构造应力场的控制。在本井田范围内主要有四条断层，其特征详见表1-2断层发育及落差表。 表1-2 断层发育及落差表序 号编 号产 状性质落差（m）可靠性备注倾向倾角1F28东西向 2030逆2030可靠2F33南西向 3040逆50100可靠3F25南北向 4060逆40130可靠4F10南北向 1040逆2035可靠1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征本井田具有经济价值的可采煤层都集中于鸡西群城子河组，该组地层厚度为885m。煤层平均总厚13m；可采煤层有18#、20-1#、24#、30#煤层，倾角在17左右。可采煤层特征分述如下：18#煤层：全区发育且稳定，为本区主要可采煤层，煤层结构简单，厚度较大，煤质稳定，本煤层内没有夹矸，煤层厚度2.83.1m，平均厚度3.10m，视密度为1.3t/m3，顶板为中粗砂岩，平均厚度7.9m，底板粗砂岩，平均厚度5.6m，下距20-1#煤层约100m。20-1#煤层：全区发育且稳定，为本区主要可采煤层，煤层结构较简单，煤质稳定，本煤层在极少数块段内有夹矸，其厚度不超过0.3m，煤层厚度2.83.1m，平均厚度3.0m，视密度为1.3t/m3，顶板为粉砂岩，平均厚度6.9m，底板粉砂岩，平均厚度5.2m，下距24#煤层约80m。24#煤层：全区发育且稳定，为本区主要可采煤层，煤层结构较简单，煤质变化不大，本煤层内没有夹矸，煤层厚度2.93.1m，平均厚度3.05m，视密度为1.3t/m3，顶板为粉细互层，平均厚度6.0m，底板粉砂岩，平均厚度9.9m。下距30#煤层约160m。30#煤层：全区发育且稳定，为本区主要可采煤层，煤层结构较简单，煤质变化不大，本煤层内没有夹矸，煤层厚度3.03.2m，平均厚度3.15m，视密度为1.3t/m3，顶板为粉砂岩，平均厚度7.2m，底板粉砂岩，平均厚度5.9m。表1-2煤层特征表煤层煤厚层间距稳定性结构发育程度顶板底板露头情况范围平均18#3.03.2m3.1m100m较稳定单一全区发育粉砂岩细砂岩粉砂岩有20-1#2.93.2m3.0m较稳定复杂全区发育粉砂岩粗砂岩有80m24#2.93.1m3.05m较稳定单一大部发育粉砂岩中砂岩细砂岩有160m30#3.03.2m3.15m较稳定单一大部发育粉砂岩细砂岩有1.2.4 岩石性质、厚度特征本区内岩性较细，主要由粉砂岩、细纱岩、粗砂岩、粉细互层及煤层组成。本矿井所有岩石特征情况详见表1-3岩石主要物理力学性质指标表。 表1-3 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石英2.652.70.120.515351.03.06 20620砂岩2.02.65252200.50.40.58110泥岩2.7 2.851.65.212.830.62.027510灰岩2.22.75205200.52.018510砾岩2.32.65151150.21.50.8828 1.2.5井田水文地质情况第三系孔隙含水层：在井田内广泛发展，其厚度发育规律为由东南向西北逐渐增厚，向东变薄。涌水量为0.001-0.83l/（sm）。第四系孔隙含水层：全矿井广泛发展，除山坡地区较薄外，其余均很厚,发育的规律为：由南向北逐渐增厚。水的主要补给来源是大气降水及山区地下水，涌水量为0.705-7l/（sm）。井田内的主要隔水层有第四系顶部粘土，亚粘土，中部粘土，和第三系泥岩，砂岩层。本井田最大的涌水量为135m3/h，正常涌水量为90m3/h。1.2.6 煤质、牌号及用途本矿井煤的挥发份一般大于40%，属于低变质煤，粘结性较低，煤种主要是气煤。煤中磷，硫的含量较低，可做为优良的配焦和化工精煤，副产品可供动力和民用。1.2.7 瓦斯、煤尘及煤的自燃性本设计矿井初期的瓦斯等级为低瓦斯矿井，相对涌出量为1.92 m3/t。并且本矿井有煤尘爆炸危险和自燃发火倾向。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，经过普查，详查,精查等阶段。采用了钻探，探井和地震相互配合的综合勘探手段。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 井田周边情况井田北部以-150m标高垂直投影为界，南（深部）以-800m标高垂直投影为界，西与东荣三矿相邻，按矿区总体设计确定的界线为界，东以F23断层为界，井田走向7.0km,倾向3.0km。2.1.2 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.井田的走向要有合理的长度，以利于机械化程度的不断提高；3.划分的井田范围要为矿井发展留有空间；4.要适于选择井筒位置，合理安排地面生产系统和各建筑物。2.1.3 井田未来发展情况随着技术的进步和勘探水平的逐渐提高，井田范围内的探明储量会越来越精确，有可能在更深部发现可采煤层，或把以前不可采煤层变为可采煤层加以开发，从而更加合理开发矿产资源。2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算1.本设计矿井的井田工业储量按储量块段法进行计算。块段储量=块段面积块段平均厚度视密度cos 煤层平均倾角；Mt2.矿井可采储量的计算式中：可采储量，Mt 工业储量，Mt 永久煤柱损失，Mt 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。2.2.2 保安煤柱参照保护煤柱的设计原则如下：(1)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。(2)地面受护面积包括受护对象及周围的受护带(3)当受护边界与煤层走向斜交时，洋感根据基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。(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。(1)各煤层在露头处留设20 m保安煤柱；(2)边界断层留设20 m保安煤柱；(3)井田内部断层留设20 m保安煤柱；(4)河流两侧各留设20 m保安煤柱；(5)地面建筑物留设50 m保安煤柱。2.2.3 储量计算方法本设计矿井的储量计算方法采用块段法来计算。1.本设计矿井的井田工业储量按储量块段法进行计算。块段储量=块段面积块段平均厚度视密度cos根据东荣四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37183.5Mt，各煤层工业储量见表2-1可采煤层储量计算总表。2.矿井可采储量的计算式中：可采储量，Mt 工业储量，Mt表2-1矿井地质资源量汇总表 单位：万t煤层资源储量331332333合计18#5487.2564.72017.58069.420-1#5197.4535.31910.87643.524#5048.8519.71856.07424.530#4931.0507.61812.97251.5合计27836.42865.510234.040935.9表2-2矿井设计资源量汇总表 单位：万t煤层矿井地质资源量333折减量（20）矿井工业资源量永久煤柱设计资源量井田境界断层18#8069.1353.127665.6188208.47269.220-1#7643.4340.257261.2195.3221.16844.824#7424.2342.257053201.1227.66624.330#7251.5340.976888.9207.6249.46431.9合计40935.92072.0738889.1799.1906.537183.5 表2-3矿井可采资源量计算表 单位：万t水平煤层号设计资源量(万t)煤炭损失可采储量(万t)工业场地(万t)巷道(万t)开采损失(万t)合计损失(万t)I18#5663.8215.4233.91042.91492.24171.620-1#4894.7206.3245.1888.61340.23554.524#4098.196.3255.2749.31100.82997.330#4507.5110.0271.7825.21206.93300.6合计19164.1733.41012.93505.95140.214023.9II18#4347.7303.2162.5774.41250.13097.620-1#4574.9290.3171.3822.81284.43290.524#4842.7135.5173.5906.71215.73627.030#4254.2154.8185.3782.81122.93131.3合计18019.51032.2692.73286.44873.113146.4总计37183.51765.51705.6 6792.610013.227170.3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 27170.3万t。2.2.4 储量计算的评价本设计矿井的各类储量计算都严格按照提供的地质报告，以现行标准的有关规定为依据进行的。由于技术水平所限，所计算的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 矿井工作制度 根据煤炭工业矿井设计规范规定：1.本设计矿井年工作日为330d；2.矿井每昼夜四班工作，其中三班进行采、掘工作，一班进行检修；3.本设计每日净提升时间16h。2.3.2 矿井生产能力的确定1.根据煤炭工业矿井设计规范，矿井的设计生产能力应为：大型矿井：1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0及以上（Mt/a）；中型矿井: 0.45、0.6、0.9（Mt/a）；小型矿井：0.09、0.15、0.21、0.3（Mt/a）；除上述井型以外，不应出现介于两种设计生产能力的中间井型。2.矿井设计生产能力方案比较 本矿井已查明的工业储量为327.33Mt，估算本井田内工业广场煤柱，境界煤柱等永久煤柱损失量占工业储量的16%，按矿井设计规范要求确定本矿的采区采出率为80%，由此计算确定本井田的可采储量为271.1Mt。根据地质报告的资料描述，煤层储量较丰富，煤层生产能力大以及煤层赋存深等因素，初步决定采用大型矿井设计。并初步确定三个方案：方案一：矿井设计生产能力1.8Mt/a；方案二：矿井设计生产能力2.4Mt/a；方案三：矿井设计生产能力3.0Mt/a。按照公式式中 为矿井设计服务年限，a；井田的可采储量,Mt；为矿井生产能力,Mt/a；为矿井储量备用系数，一般取1.4；计算得：P1=107.6a； P2=80.7a； P3=64.5a；经与煤炭工业矿井设计规范相核对，确定64.5a为比较合理的服务年限，即本矿井的生产能力为3.0Mt/a。2.3.3 矿井设计服务年限 矿井服务年限计算公式如下： 式中 矿井设计可采储量，Mt；矿井生产能力，Mt/a；矿井储量备用系数，k=1.31.5，根据本矿井实际情况，取k=1.4。计算得a，其中第一水平服务年限36a，第二水平服务年限28.5a。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本设计矿井附近没有正在生产的矿井，而在附近只有正在兴建的东荣三矿，东荣三矿采用双立井开拓；在距东荣四矿18km有正在生产的集贤煤矿，也采用双立井开拓。3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况通过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：地表因素：本井田位于三江平原的西南部，地势低平，地表标高+85m+87m。井田东部有双山子，标高+174m；西依索利岗山，标高为+227.9m；南邻完达山北麓；北面广阔平坦。煤层赋存情况：整个井田的煤层的赋存深度-270-1000m,整个矿区共有四层可采煤层，即18#、20-1#、24#、30#，全区发育。煤层走向长度为8.3km，倾向4.3km。本井田煤层系缓倾斜中厚煤层，平均倾角17。其他因素:构造较简单，只有F10，F28，F33，F25三条断层。顶底板为粉砂岩等硬质岩层，稳定性较好。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可分为平硐开拓、斜井开拓、立井开拓和综合开拓等四种方式。1.井筒形式：结合本设计井田的地形条件及煤层赋存特征可知：平硐开拓方式的条件不具备。因此，排除采用平硐开拓方式。立井开拓和斜井开拓方式在技术上均可行，综合开拓对工业广场布置和井底车场要求很高，针对本井田的地质状况，综合开拓方式不可行。依据本井田的地质状况、煤层赋存情况及井型、服务年限等要求，对本井田开拓方式选择提四两种方案：表3-1 方案和方案建井后期基建费用表方案方案方案项目工程量(m)单价/元m-1费用（万元）工程量(m)单价/元m-1费用(万元)主井井筒3002090002881650203000501副井井筒3001090002791650103000498井底车场120027003249002700243主石门2350240056410002400240运输大巷550021001155550021001155合计26102637百分率100%101.03%表3-2 方案和方案建井后期基建费用表方案方案方案项目工程量(m)单价/元m-1费用（万元）工程量(m)单价/元m-1费用（万元）主井井筒1650203000294300209000198副井井筒1650103000291300109000189井底车场900270024312002700324主石门1000240010823502400312运输大巷550021001155550021001155合计26372610百分率101.03%100%表3-3方案和方案建井初期基建费用表方案方案方案项目工程量m单价元m-1费用(万元)工程量m单价元m-1费用(万元)主井井筒325209000310.51500203000456副井井筒325159000306150053000451.5井底车场120027003249002700243主石门1200240028812002400288运输大巷550021001155550021001155回风大巷5500180099055001800990合计3373.53583.5百分率100%106.22%表3-4 生产经营费工程量项目方案项目方案运输提升/万tkm工程量运输提升/万tkm工程量采区上山运输一区段二区段三区段四区段23.0961.9540.48711243.2723.0961.9530.4878432.4523.0961.9520.4875621.6423.0961.9510.4872810.82采区上山运输一区段二区段三区段四区段1.23.0102040.5377887.471.23.0102030.5375915.591.23.0102020.5373943.731.23.0102010.5371971.86大巷和石门运输一水平二水平1.211159.74(5.50.8)242183.821.216244.67(5.51.6)269202.29大巷和石门运输一水平二水平1.211159.74(5.50.45)239840.271.216244.67(5.50.45)257993.47立井提升一水平二水平1.211159.740.82511048.141.216244.671.529240.41斜井提升一水平二水平1.211159.741.216070.031.216244.671.937037.85采区上山维护（万ma）1.2362964.9534.6710-4144.38采区上山维护（万ma）1.2362102041.2510-4181.76排水/万m3一水平二水平23724365102.3910-421257.3923724365124.8410-425918.28排水/万m3一水平二水平2372436590.2110-418728.6823724365105.2610-421853.24表3-5生产经营费比较项目方案方案工程量/万t km-1单价/元(t km) -1费用/万元工程量/万t km-1单价/元(t km) -1费用/万元运输提升一区段二区段三区段四区段11243.278432.455621.642810.8215219622824817089.7716527.612817.346970.837887.475915.593943.731971.862.012.282.502.7615853.6913487.559859.335443.33小计28108.1853405.5419718.6544642.90大巷及石门一水平二水平42183.8269202.291.181.1449976.9178890.6139840.2757993.471.181.1447011.5266112.56小计128867.52113124.08立、斜井一水平二水平11048.1429240.412.281.8325189.7653509.9516070.0337037.852.421.7438889.4764445.86小计78699.71103335.33运提费合计207567.23216459.49维护采区上山144.38426063.96181.76427633.92排水费一水平二水平21257.3925918.280.1510.2533209.876557.3318728.6821853.240.1840.3103446.086774.50小计9767.210220.58合计227102.89276803.93211424.09278957.32表3-6费用汇总表方案方案方案项目费用/万元百分率%费用/万元百分率/%初期建井费5527.5100%5314.5106.22%基建工程量227102.89100%211424.09100%生产经营费276803.93100%278957.32100.78%总费用282332.43100%284358.82100.72%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、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：井下条件：井口布置在井田走向的储量中央或靠近中央位置，使井田两翼可采储量基本平衡；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；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。从井筒到井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；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。地面条件：井筒位置应选在比较平坦的地方，并且满足防洪设计标准；井口要避开地面滑坡、岩崩、雪崩、泥石流、流砂等危险地区；井口及工业场地位置必须符合环境保护的要求；工业场地不占或少占用良田；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：井筒位于井田中部稍靠上方；方案三：井筒位于井田深部。经过初步的技术比较后决定：确定井田的井筒位置在井田中部稍靠上方，其优点是井筒位于井田中部稍靠上方时，煤柱尺寸稍大，但石门长度较短，且沿石门的运输工程量也小。其井口中心坐标为：主井：XA=5026109， YA=431350；副井：XB=5026140， YB=431290。3.2.2 开采水平数目和标高 1.开采水平划分的原则：开采水平必须要足够的服务年限，没有足够的服务年限是不合理的。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3-6矿井的阶段垂高和表3-7矿井和开采水平设计服务年限；表3-6 矿井的阶段高度（m） 煤层倾斜倾斜、缓倾斜煤层急倾斜煤层阶段高度（m）200350100250具有合理的区段数目；保正上、下山要有合理的斜长，水平划分直接影响到阶段斜长，合理的水平划分，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；表3-7 矿井和开采水平服务年限井型矿井设计生产能力万t/a矿井设计服务年限a开采水平设计服务年限/a开采025的煤层矿井开采2545的煤层矿井开采4590的煤层矿井特 大60076303005006030大120、150、180、24050252.根据实际情况提出三种方案方案一：井田划分两个开采水平；一水平标高-450 m，水平垂高175 m，二水平标高为-800m。一水平实行上山开采，二水平上下山开采。方案二：井田划分两个开采水平，一水平标高-600 m，二水平标高-325m, 三水平标高-800 m。一水平实行上山开采，二水平上下山开采。方案三：井田划分二个开采水平，一水平标高-700 m，二水平标高-900m，各水平均上山开采。表3-8 储量及服务年限如下：储量（万t）服务年限（a）方案一一水平6324.1815.1二水平20785.8249.4方案二一水平14023.8936.6二水平13146.3727.9方案三一水平19127.3945.5二水平7982.6119.03.对各方案的评价方案一：该方案的阶段垂高符合煤矿安全规程规定，但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，该方案在技术上不可行，显然该方案不能用。方案二：该方案的阶段垂高基本符合煤矿安全规程规定，一水平服务年限能够满足一水平服务年限不小于30a的基本要求，储量充足，且有利于采区的接续，巷道利用率高。方案三：该方案的阶段垂高符合煤矿安全规程规定，但较方案二的工程量较多，该方案在技术上可行，在经济上却不太合理，因而该方案不可用。综合上述方案评价，选取方案二为最优方案，即全矿分两个水平开拓，即划分两个开采水平，一、二水平标高分别为-600 m和-900 m，一水平垂高为325 m，采用上山开采，二水平垂高为300 m，采用上山开采。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。本设计主要考虑运输大巷的布置。1.开拓巷道布置方式的种类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）。2.根据实际情况提出的方案本设计矿井可采煤层共4层；即18#、20-1#，24#，30#，各煤层间距分别为100 m，80 m，160 m，据以上条件提出以下两个方案：方案一：分组集中布置，在24#和30#煤层底板中分别布置大巷;方案二：集中大巷布置，在30#煤层底板中布置大巷。其示意图分别见图3-3和图3-4。 图3-3 分组集中大巷布置示意图 图3-4 集中大巷布置示意图3.各方案的评价表3-8 大巷布置方案比较表特点集中大巷布置分组集中大巷布置优点1.总的巷道工程量较少2.生产比较集中3.采区巷道分组联合布置4.大巷容易维护，运输条件好1.大巷工程量少2.生产区域比较集中，运输条件好3.采区巷道集中联合布置，开采程序比较灵活，开采强度大4.大巷维护容易缺点1石门长度较长2掘进工程量大1.总的石门长度大2.初期工程量大，建井时间长3.存在反向运输方案一比方案二多掘一条运输大巷，大巷的长度约4200m.而方案二比方案一多掘了石门，总长度约为4136m。本设计矿井的石门和大巷在各方面基本上相同，故方案一和方案二的掘进费用相差不多。但布置集中大巷时煤的运输费用较高，且本矿井服务年限较长，故本设计矿井采用分组集中大巷。3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1 井硐形式和数目本设计矿井采用双立井开拓，即主井、副井，以及两风井。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。风井做为全矿的回风井。3.3.2 井筒位置及坐标主井井口标高为-275 m，副井井口标高为