某矿井及选煤厂项目可行性研究报告书

XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告PAGE说明一、井田概况（一）井田南北走向长2.5～10.0km，平均7.0km，东西倾斜宽2.0～5.0km,平均4.0km，面积约为28.0km2，井田范围内地形平坦，自然地形标高一般在+66.0～+68.0m。（二）本井田含煤地层为侏罗系鸡西群城子河组共含可采煤层14层，平均总厚度为15.39m。（三）全井田共有工业储量194.251Mt，可采储量120.746Mt。其中：一水平-450m以上可采储量42.452Mt，-450～-700（四）本井田可采煤层属低～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，可做配焦和动力、化工用煤，经洗选加工可生产多种牌号产品，以适应不同用户的需要。（五）本井田位于绥滨—集贤拗陷带的东荣向斜东翼的南段，井田内以弧形断裂构造为主，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15～25°，局部地段由于受断裂影响形成急倾斜带。（六）本井田煤层上覆有较厚第四系和第三系，煤层位于当地侵蚀基准面以下。井田内主要含水层有第四系的上部含水层，下部含水层，煤系裂隙含水带。井田内主要隔水层有第四系上部隔水层、下部隔水层，第三系隔水层。第四系的两个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，泥质半胶结，但在8～12勘探线间煤层露头处第三系缺失，形成“天窗”，尤其又有数条正断层通过“天窗”，使其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。（七）本矿井初期为低瓦斯矿井。（八）本井田平均地温梯度为2.8℃/100m（九）根据地质报告，矿井正常涌水量462m3/h，最大涌水量721m3（十）矿井煤尘有爆炸危险，煤无自然发火倾向。二、指导思想围绕以现代化管理模式为基础，以经济效益为中心，以市场需求为前提，因地制宜采用新技术、新工艺、新设备，提高机械化水平，提高劳动生产率，追求矿井的高效率、高效益，把东荣一矿建设成为具有国内先进水平的现代化矿井。三、矿井生产能力本井田开采面积大，储量丰富，资源可靠，可建0.9Mt/a或1.2Mt/a的中到大型矿井，但考虑到国家现行的煤炭建设政策以及煤炭市场技术关系的影响，本着“少投入、早出煤、多产出”的原则，形成自我造血、滚动发展的态势，本报告推荐矿井生产能力为0.9Mt/a。四、开拓方式结合本井田第三系地层及第四系冲积层较厚，煤层层数多、层间距较大等特点，本报告推荐立井、多水平、集中大巷、分区石门开拓方式。五、井口位置选择结合井上下建井条件以及首采区布置，首采煤层选择等，本报告经2个井口位置方案比选，认为将井口位置设在8号勘探线水11-1与434号孔之间，其主井距水11-1号孔约210m处的煤层露头处较为适宜。该井位具有表土层薄、距首采区及首采煤层近，压煤量小，而且首采区及首采煤层开采条件好，建井工期短，铁路、公路连接顺畅，且工程量较少等优点。六、井筒布置根据矿井提升及通风要求，本矿井移交生产时共开凿五条井筒，其中主井、副井为立井，通达地面；主斜井、副斜井、回风斜井为暗斜井，并分别兼作初期投产采区的运上、轨上和回上。主井井筒净直径5.5m，装备一对6t单绳箕斗，用于提煤并兼作主要回风井，同时装备有梯子间，兼作矿井的安全出口。副井井筒净直径6.5m，装备一对1t矿车单层双车单绳罐笼，用于辅助提升并兼作主要进风井，同时装备有梯子间，兼作矿井的安全出口。主斜井（运上），净断面10.1m2，倾角14°，其方位位于8号勘探线以北约50m，基本与8号勘探线平行布置，其层位基本位于17与18号煤层间的岩石中，局部穿18号煤层。井筒内铺设副斜井（轨上）净断面10.1m2，与主斜井平行布置，倾角15°，其方位在主斜井的南侧50m平行主井布置，其层位位于16号煤层底板约回风斜井（回上）净断面14.2m2，于主斜井南侧20m平行主斜井且沿七、水平划分全井田划分2个生产水平，其中，一水平标高为-450m，采用上下山开采；二水平标高为-700m，采用下山开采，下山开采最终标高为-900m。八、井下运输初期首采区煤炭运输通过主斜井直接运至-190m水平车场上部煤仓。其辅助运输通过－190m轨道石门直接与-190m水平车场联系，采用防爆内燃机车牵引1t矿车运输方式.后期，－450m水平运输方式：煤炭运输采用10t架线电机车牵引３t底侧卸式矿车运输方式，辅助运输采用10t架线电机车牵引１t矿车运输方式。九、采煤方法和采区布置本矿井煤层倾角一般为15～25°，主要可采煤层多为薄煤层，煤层硬度1.37～1.43，多数煤层含有1～2层夹矸。根据具体条件经方案比选，推荐采用走向长壁全部陷落采煤法，一次采全高。因此，矿井达产时，移交南一上采区，装备1个薄煤层刨煤机综采工作面，实现矿井0.9Mt/a生产能力。矿井达到0.9Mt/a生产能力时的井巷工程量为12567.5m/173314.5十、矿井通风与安全本矿井属低瓦斯矿井，当初期开采容易时供风量为60m3/s，负压482Pa；当后期开采困难时，供风量为70m3/s，负压为1762P矿井采用中央并列式通风系统，即副井进风，主井回风。矿井设置有消防洒水系统，瓦斯报警仪、自动断电仪等，以确保矿井生产安全。十一、矿井提升、通风、排水和空气压缩设备主井采用1台2JK-3.5/11.5单绳缠绕式提升机，配备1台815kw直流电机，供电方式为直流供电。副井采用1台2JK-3.5/20单绳缠绕式提升机，配备1台618kw直流电机，供电方式为直流供电。主斜井兼作南一上采区的运输机上山，采用1台B=0.8m钢丝绳芯胶带输送机，配备两台315kw交流电机，副斜井采用1台JK2.5/20A单绳缠绕式提升机，配备1台450kw通风设备选用BDK65-8-N023对旋轴流式扇风机2台，配套电机YBFe315L2-8型，110kw、380v。排水设备选用PJ150×9型水泵5台，配套电机功率900kw。空气压缩机选用5L-40/8型空气压缩机三台，配套电机为TDK118/26-4型，250kw。十二、地面生产系统及选煤工艺矿井生产的毛煤经由胶带输送机，直接运至主厂房的筛分破碎车间，毛煤经过Ф80mm,Ф13mm双层筛预先和分级筛分后<13mm的末煤，经胶带输送机卸入跨线末煤装车仓（2个直径15m的园筒仓，总容量为7000t）；>50mm筛上物料经检查性手选后进入破碎机，破碎后的物料经胶带机转载至选前煤仓（容量为2000t）。50～13mm物料经胶带机，在重选车间正常的情况下，与破碎后的物料一起运至容量为Q=60t选煤厂与矿井同步建成，工期为24个月，推荐50～13mm，两级跳汰排矸的选煤方法，煤泥经压滤后掺入末煤中。产品结构主要包括：洗中块（Ad=18.98%）；洗小块（Ad=15.94%）；洗末煤（Ad=13.35%）、末煤（Ad=24.08%）；劣质煤和矸石。也可依据用户不同要求，生产多种产品。十三、地面运输本矿井煤炭外运以铁路运输为主，矿井铁路专用线拟从东荣二矿装车站的北端1号道岔处延接入矿，该处距工业场地约8.4km。十四、工业场地总平面布置从有利于功能分区合理、工艺流程通畅和减少占地面积，以及便于矿井今后扩展，注重整体景观效果等方面综合考虑，经过方案比选推荐工业场地长轴平行装车站布置方案。十五、居住区职工居住地选在东荣矿区中心区。该中心区目前已建成2个生活小区，即东荣二矿小区、东荣三矿小区，东荣一矿小区也已规划在中心区内。本设计中小区建设实行住宅商品化，矿井不再承担投资。十六、矿井供电矿区供电，设计矿井2回60kv电源，均引自东荣二矿区域变电所。矿井在工业场地内设有1座63kv地面变电所，装备2台SFZ7-10000/63变压器。井下供电采用6kv电压等级。十七、给排水矿井饮用水源取自第四系含水层；生产、井下消防洒水及部分生活用水（非饮用水）取自矿井水处理站；工业场地污废水经过处理达标排到二道河子。十八、采暖与供热根据本矿井所处地域环境，设计确定工业场地内所有建筑物设置全部或局部采暖系统，采暖热媒为85/60℃的低温水，由工业场地锅炉房统一供给。工业场地内设置锅炉房。布置DZL7-115/70-AⅡ型热水锅炉2台；DZL2.8-115/70-AⅡ型热水锅炉1台。采暖期3台锅炉同时运行；非采暖期只运行一台DZL2.8-115/70-AⅡ型锅炉。十九、建（构）筑物面积和体积矿井工业建筑面积为6360m2，总体积为行政生活福利设施建筑面积为12940m选煤厂工业建筑面积为1043.4m2，总体积78773.1m二十、矿井总占地面积为70.10其中：工业场地11.43ha（含选煤厂1.80ha铁路专用线2场外公路22.48场外供电线路（两回）1.30ha矸石山3.5ha水源井及道路1.20排水线路1.05其它8二十一、矿井及选煤厂建井工期自主、副井开工算起，矿井建井工期为30个月，选煤厂于第2个月开工建设，施工工期为24个月，矿井及选煤厂同期移交。二十二、矿井及选煤厂职工在籍总人数为750人，其中矿井731人（含选煤厂83人）。二十三、矿井全员效率为7.0t/工，生产工效率为7.9t/工。二十四、矿井及选煤厂建设估算静态总投资（100%资本金）为65924.42万元；其中，矿井建设静态投资为59753.42万元，选煤厂建设静态投资为6171.00万元，铺底流动资金1086.00万元。二十五、财务评价指标（基价）（一）财务内部收益率10.24%（二）累计财务净现值563万元（三）投资回收期9.51（四）贷款偿还期12.91（五）投资利税率11.5%第二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，地理座标为东经北纬46°45′～46°55′，行政区划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。重建后的同三公路于井田北部边界外3.2km处通过，国铁福前铁路于井田南部边缘外2km处通过，交通较为方便，见图2-2-1-1。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。井田东北部有双山子，标高+154m；西部有索利岗山，标高为+207.9m；南邻完达山北麓，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。近年来，随着农业生产发展，修筑了一些排水沟渠，湿地面积稍有缩小。松花江在井田北约45km处流过，20年一遇最高洪水位+67.3m，百年一遇洪水位为+67.51m，枯水期水位为+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20.1～23.7℃，年平均最低气温为-17.4～-23.9℃，极端最低气温-35℃。年降水量325.7～692.3mm，年蒸发量1095.5～1430.6mm，年平均相对湿度61～70%，年平均风速为4.1～4.7m/s，最大风速可达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1.55～四、地震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。五、矿区内工农业及煤炭生产、建设情况矿区内以农业为主要经济形式，主要农作物有小麦、大豆、玉米等。除煤矿以外，矿区内尚有机修厂、木材厂、砖瓦厂、粮食加工厂等可为农业生产服务的工厂。本井田所属的东荣矿区共划分为四个井田，总体设计规模5.1Mt/a，其中东荣二矿（1.5Mt/a）、东荣三矿（1.5Mt/a）已建成投产。见图2-2-1-1。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。其中侏罗系上绕（鸡西群）最大地层厚度大于2400m。（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。见图2-2-2-1。（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15～25°，局部地段由于断裂影响形成急倾斜带。见图2-2-2-2。1、断裂构造井田内断层按走向可分为三组，共有断层26条，其中北北西到南北向组有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。断层特征见表2-2-2-1。2、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断层斜交。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，该含煤组地层总厚度为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、20下、22、23、24、26、29-1b号共14个煤层。各煤层平均总厚15.39m，倾角一般为15～25°，只有F7断层附近煤层倾角达40°左右。井田内各可采煤层，按其在纵向剖面的分布规律及组合特征，可分为上、中、下三个煤层群。其中中层群含有9、12、14、16、17、18、20、20下、22、23、24、26号共12个可采及局部可采煤层，而上层群和下层群分别有5号煤层和29-1b号煤层可采。井田内煤层属稳定～不稳定，结构简单～复杂，一般含1～2层夹矸，局部达3～4层，各煤层特征详见表2-2-2-2。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4.7～8.9mm，灰分含量(Ad)一般为11.23～22.81%，原煤全硫(Sd)为0.17～0.28%,磷(Pd)的平均含量为0.007～0.05%，各煤层平均发热量为24.72～29.26MJ/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（天窗处）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120～150m。根据第四系地层的划分，又分为上部含水层和下部含水层。（1）上部含水层：全区发育，厚度100～110m，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/s·m，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0.544～0,593L/s·m，渗透系数1.273～1.569m/d，均为孔隙承压水。（2）下部含水层：以细砂、砾砂组成，厚度20～40m，含泥质较多。单位涌水量0.107～0.554L/s·m，渗透系数0.522～2.839m/d，该层局部与上部含水层有水力联系，在天窗处补给煤系风化裂隙含水带。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、透水性等因素，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60～120m，单位涌水量一般为0.018～0.315L/s·m。天窗部位风化裂隙含水带富水性强，单位涌水量最大为1.141L/s·m。（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0.0028～0.0398L/s·m，渗透系数0.004～0.0291m/d。（3）弱风化裂隙含水带：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8～10m；下部隔水层为8～16m，埋深100～130m，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120～290m，厚度10～120m，从东向西逐渐增厚。井田内在8～12勘察线间出现第三系缺失块段，形成“天窗”。（四）天窗本井田“天窗”分布于8～12勘察线的煤层露头部位，分布范围较大，而且下伏有9～26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。据水11号抽水孔，煤系风化裂隙含水带单位涌水量1.141L/s·m，渗透系数为2.857m/d，又有F18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。井田煤系上覆有巨厚第四系和第三系，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力联系微弱。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，隔水性能良好。唯有“天窗”部位第四系下部含水层与煤系风化裂隙含水带有水力联系，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0.07～3.38ml/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、三矿实际开采情况，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，煤无自燃发火。（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（四）煤层顶、底板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，部分为中、粗砂岩。单向抗压强度范围为57.5～150.5Mpa。煤层露头部位，煤层顶底板岩层的单向抗压强度值降低。八、地质勘探程度评价及存在问题本次报告的设计依据是：《黑龙江省集贤煤田东荣勘察一区精查地质报告》。该地质报告于1984年6月30日以“（84（一）对地质勘察程度的评价本井田为一全隐蔽区，呈一单斜构造，同时发育较多断层。煤层多，结构简单～复杂，主要煤层厚度较稳定。因此，按二类二型布置勘察工程，同时运用钻探，地震，测井相结合的综合勘探办法是合理的。通过地质勘察工作，查明了各可采煤层的层位、厚度、结构及其分布范围。在地质构造方面，查明了向背斜构造和主要断层，对落差大于30m的断层已查明或基本查明。在水文地质方面，查明了各含水层与矿井充水因素。储量计算方法及参数选用合理。综上所述，设计认为该地质报告基本达到《煤炭资源地质勘探规范》标准，可以做为本次设计的依据。（二）存在问题及建议第三章井田开拓与开采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：北部边界：以F2断层为界；南部边界：以F1断层为界；东部边界：以各煤层露头及F55、F7断层为界；西部边界：以16号煤层-900m等高线垂直投影为界。井田南北走向长2.5～10.0km，平均7.0km，东西倾斜宽2.0～5.0km，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、矿井储量本矿井工业储量A+B+C级合计为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。扣除开采困难的呆滞煤量、防水煤柱、断层煤柱、工业场地煤柱和井筒煤柱，以及开采损失煤量后，全矿井设计可采储量为120.746Mt，其中一水平-450m以上设计可采储量为42.452Mt，-450～-700m设计可采储量为50.585Mt。矿井设计可采储量见表表中开采损失煤量是按各采区的煤层平均厚度选取的采区回采率，即薄煤层85%，中厚煤层80%，厚煤层75%。对于本矿区防水煤柱计算，由于在本井田范围内，第四系含水层与煤系地层之间大部分被第三系隔水层所阻隔，但在8～12勘探线的煤层露头部位第三系缺失，形成“天窗”。根据《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，计算出本矿井“天窗”部位最大防水煤柱高度为70.2m，其底界标高最大达-170m,非“天窗”部位最大防水煤柱高度均小于各煤层风氧化带高度（垂高30m）。另外，从井田内第三系地层底面标高看，一般为-100～-140m，再加上30m风氧化带，开采上限标高为-130～-170m，因此，设计考虑风氧化带底界面标高的变化较大，为便于巷道布置与回采，将开采上限与防水煤柱综合考虑，暂定本井田开采上限标高为-175m，其-175m以上工业储量3.373Mt。但由于初期移交的南一上采区位于“天窗”之下，结合东荣二矿实际开采情况，为确保安全，设计首采区开采回风水平标高为-190m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300d，每日三班作业，边采边准。每班工作8h，每天净提升时间为14h。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重新论证和分析。现就0.6Mt/a、0.9Mt/a、1.2Mt/a三种井型方案做如下比选：（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条断层多数已查明或基本查明，对影响采区划分的断裂构造控制清楚。构造复杂程度属中等，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，共分为上、中、下三个层群。其中，中层群含9～26号，12个可采煤层，上、下层群只分别有5号层和29-1b号层，主要可采层12、16、18、20号层均位于中层群，其平均厚度为1.25m、1.44m、1.47m、1.63m，稳定性好，其工业储量占全井田总量的64.5%，可作为主力煤层开采，其它煤层平均厚度为0.77～1.15m，可与其它主力煤层搭配开采。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号层为主力开采煤层，其井型无论定为0.6Mt/a、0.9Mt/a还是1.2Mt/a均是可行的。（二）按矿井服务年限与井型关系进行分析本矿井可采储量120.746Mt，一水平-450m以上可采储量为42.452Mt，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，其结果见表2-3-2不同井型时矿井及水平服务年限表2-3-2-1井型全矿井(a)一水平-450m以上0.6Mt/a143.750.50.9Mt/a95.833.71.2Mt/a71.925.3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29-1b号层储量，则一水平（-450m以上）服务年限仅为（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小于1.5m的准薄煤层，且本井田断层较多，煤层倾角为15～25°。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，国产薄煤层高档工作面和综采工作面单产均为0.3Mt/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0.3Mt/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。铁法矿业集团小青煤矿从德国引进的刨煤机综采设备在厚度1.3m左右的薄煤层中开采，其工作面单产可达1.0Mt/a以上，该综采机组适用本矿井煤层的开采条件。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42a为一个采区生产，布置二个高档工作面，第一水平 生产42a以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29-1b煤层。排定的矿井年平均生产能力为0.7Mt/a。2、当井型为0.9Mt/a时：，一水平前22.5a为一个采区生产，布置一个刨煤机综采工作面。而后，当采区进入构造较复杂的南北两翼边界块段时，需由二个采区保证矿井产量，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+高档普采：一水平前22。5a为二个采区生产，布置一个刨煤机综采工作面、一个高档普采工作面，排定的矿井生产能力为1.2Mt/a。待一水平22.5a后的3.7a中，矿井生产采区个数虽仍为2个，但由于此时矿井已全部投入构造较复杂的生产采区。因此，排定的矿井生产能力下降到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井型采用刨煤机综采设备，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与1.2Mt/a井型达到设计产量时，矿井初期即需投产1～2个采区及两个工作面，尤其1.2Mt/a井型欲达到设计能力，初期即须投产构造较复杂的南北两翼边界采区配采。由此，造成矿井初期投资过大，建井工期过长，同时由于配采采区地质条件差，使得矿井的生产稳定性差。（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，其结果见表2-3-2-2。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，一个刨煤机综采工作面，12、16、18煤层为主力开采煤层。3、1.2Mt/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刨煤机综采工作面，南二采区装备一个高档普采工作面，主力开采煤层为12、16、18三个煤层。不同井型时技术经济比较表表2-3-2-2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采区个数1123回采工作面数及装备2/高档1/刨煤机综采2/刨煤机综采、高档4井巷工程量（m）14248.312567.525636.35万吨煤掘进率（m/万t）237.5139.6213.66矿井建成工期（月）303050由表2-3-2-2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型时为低。2、0.9Mt/a井型方案较1.2Mt/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为0.9Mt/a。三、矿井及各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95.8a和33.第三节井田开拓一、开拓方式本井田的特点是：（一）第三系地层及第四系冲积层较厚，第四系地层为142～157m，且富含水。第三系地层为0～50m，为此，井筒需采用特殊方法进行施工。（二）井田内共有14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（142～207m），井田面积大。（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、井口与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。按矿井井口及工业场地位置选择的一般原则，初期采区应布置在地质构造简单，开采条件好，储量丰富，井巷工程量少，投资效益好的块段。从本矿井的地质构造及煤层赋存条件看，靠井田南北边界处的构造较复杂，而F8断层两侧块段则相对简单。经分析认为一水平F8断层南侧的南一上采区，其平均走向长度达2km，可实现双翼开采，且可采储量大，煤层稳定性好，构造简单，其位置又基本处于井田走向中部，这将为首采区位置靠近井口提供有利条件。根据上述原则，设计在充分总结国内先进煤矿设计经验的基础上，对本矿井井口位置的选择提出了二个方案，现分述如下：I方案：主井口位置设在F8断层南侧，9号勘探线202号孔以南250m处，工业场地设主、副井两个井筒，另在8号勘探线水11—1号孔附近设一回风井。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，一个刨煤机综采工作面，井下采用集中大巷，分区石门开拓（见图2-3-3-1、2-3-3-2）。II方案：主井井口位置设在8号勘探线水11—1号孔与434号孔之间，距水11—1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、3t卸载与1t本方案初期移交采区位置及工作面个数与I方案相同，井下开拓方式仍采用集中大巷，分区石门开拓（见图2-3-3-3、图2-3-3-4）。两方案的技术经济比较详见表2-3-3-1。现根据本井田特点，对上述两个方案进行比选：（一）I方案井口位置基本位于井田中央，而II方案则将一对立井由井田中央移至I方案风井附近，用箕斗井兼作回风井，减少了一条长246.5m的特凿风井，且由于II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（二）由于II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，铁路专用线减少1.51km，供电线路减少3.6km,矿井占地减少29.8ha，这几项共减少投资约1476.1万元。（三）由于II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，II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侧底卸矿车卸载站及1t翻车机联合硐室等其它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，实行边采边建，达到“自我造血，以煤养煤，滚动发展”的目的。（四）II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用与本方案初期节省的投资利息比，则矿井后期每年增加的运营费用远小于II方案初期节省的投资利息。并且II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I方案少。（五）II方案矿井工业场地位于煤层露头处，需留设的保护煤柱较I方案小。（六）经计算，I方案主、副井提升设备均需采用多绳摩擦轮提升机，地面建（构）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II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（构）筑物采用钢井架。因此，从主、副井提升设施及装备看，I方案投资较II方案多540多万元。（七）I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II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，系统可靠性下降。另外暗斜井通风阻力较立井通风阻力大，造成矿井后期通风困难。（八）II方案由于立井井筒长度缩短，其建井工期较I方案减少8个月。通过上述对方案的综合比选，设计认为：II方案虽然后期运输环节较多，生产成本有所增加，但其初期投资较I方案大幅度减少。全矿井静态投资累计减少约7503.9万元，且建井工期也较I方案少8个月。故设计推荐采用II方案的井口位置。三、井下开拓巷道布置按上述确定的井口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：I方案：在8号勘探线的水11-1号孔与434号孔之间开凿主、副立井，当副立井掘至-190m水平后，形成副立井辅助运输车场。利用-190m水平前石门作为副井存车线，副井进出车方位基本与8号勘探线平行，-190m井底车场采用绕道自滑车场，车场与中央采区轨道上山（副斜井）通过-190m轨道石门联系。轨道石门采用调度绞车对拉，采区上山（暗斜井）方位基本平行于8号勘探线，在层位上采区轨道上山（副斜井）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（主斜井）则以14°倾角布置于17与18号煤层间的岩石中（局部穿18号煤层），由-190m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（回风斜井）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对于后期二水平开拓，设计在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。见图2-3-3-5和图2-3-3-II方案：井口位置及初期开拓巷道布置基本与I方案相同，但设计在综合考虑地面工业场地布置的基础上，对主、副立井提升方位角和-190m井底车场及-190m轨道石门运输方式作了改变。-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。各上山层位、坡度与I方案相同,为适应主、副立井提升方位角的变化,各暗斜井筒的平面位置与I方案有所不同,主要变化为主斜井由在回风斜井的内侧,调到回风斜井的外侧。主井底撒煤处理系统与I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,详见图2-3-3-3和图2-3-3-4.现对上述两方案作如下分析比较:I方案:优点:1、利用-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、副井辅助运输车场采用绕道自滑车场，其车场线路工程量较II方案少265m。3、-190m轨道石门采用调度绞车对拉运输，设备投资少。4．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，车场设计困难，车场空重车线路坡度很难同时满足各种矿车自滑调车的要求。3、-190m运输石门采用调度绞车对拉运输，矿车在采区上部车场运行均需人力辅助调车，劳动强度大，安全性差4、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广场及相应的工业建筑并相应须从主工业场地延伸公路、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。II方案：优点：1、由于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，工业场地平面布局合理。2、井下-190m辅助运输车场及石门采用内燃机车运输，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井底车场工程量大，较I方案多265m。2、后期二水平开拓由于采用二段暗斜井方式，井下形成两段提升，增加了主、辅提升环节，井下运营费用高，由于风路长，矿井后期通风阻力较大。综上所述，设计认为II方案具有初期井巷工程量小，初期投资少等优点，且后期不开凿副立井，工业场地集中，管理方便，虽然后期通风阻力较大，但目前通风机性能完全可满足通风需要，因此设计推荐II方案。四、水平划分及标高（一）开采上限及回风水平标高的确定按防水煤柱高度计算的结果，并考虑煤层露头处风氧化带对开采顶板的影响，以及“天窗”范围及构造情况，暂定本矿井各煤层开采上限为-175m。待矿井建设后可视实见围岩条件及涌水情况作相应调整。至于回风水平标高的确定，设计根据东荣二、三矿回风大巷实见围岩条件及施工情况，将首采区回风水平标高降至-190m，增加回风大巷与风氧化带底界面的高度，使回风大巷位于较好的围岩条件下，以确保生产安全，同时也可探明实际地质情况。（二）运输水平标高的确定本井田呈一单斜构造，各煤层倾角为15～25°。井田开采下部边界为-900m水平，从开采上限至井田下部边界垂高725m，因此矿井至少以二个水平开采。根据本井田的煤层赋存条件及储量分布情况，设计对各运输水平标高的确定提出了两个方案，分述如下：I方案：第一水平运输巷道确定在-450m标高，垂高275m，一水平各采区全部采用上山开采；第二水平运输巷道布置于-700m标高，垂高250m，二水平-700m以上采区全部采用上山开采，-700m～-900m标高煤层利用-700m水平运输巷实行下山开采。II方案：第一运输水平标高确定在-450标高，实行上、下山开采，其中-450m以上煤层为上山开采，-450～-700m标高实行下山开采。第二运输水平确定在-700m标高，-700～经比较认为，II方案使一水平增加开采年限40.1a，有利于矿井一水平的长期稳产高产，并可滞后掘进二水平暗斜井，因此，设计采用II对于第一运输水平标高的确定，设计也曾提出两个方案。第I方案运输水平在-450m标高；第II方案运输水平在-500m标高。经技术经济比较认为：1、I方案在-450m以上各采区斜长达1050m，倾角15～20°，轨道上山提升设备选用2.5m绞车，可满足设计要求。如选用第II方案，则因采区斜长达12402、II方案较I方案增加工业储量13.949Mt，增加可采储量9.067Mt，但初期增加暗斜井工程量550m，建井工期延长2.5个月。综上所述，设计一水平标高设在-450m，实行上下山开采；二水平标高设在-700m，实行下山开采。五、大巷布置（一）主要运输巷道布置根据本井田的煤层赋存条件，井田内14个可采煤层中共分上、中、下三个层群。其中，中层群含12个可采煤层，而上、下层群只分别有5号层和29～1b号层，并且与中层群间距较大，因此，设计主要对中层群的煤层分组情况进行了分析。从中层群各煤层间距变化情况看，其主力开采煤层16与18号层间距和18与20号层间距均为40～45m左右，煤层间距相差不大。因此，设计对中层群煤层分组主要从采区服务年限合理的角度来考虑，将9～18号层作为上层组，20～26号层作为下层组。鉴于上述煤层分组情况，设计对主要运输大巷布置方式曾提出集中大巷分区石门布置和集中石门分组大巷布置两个方案。经分析，一水平-450m以上共划分6个采区，其中南二和北二采区没有分层组划分，只有南一和北一分上下层组划分采区。因此，采用集中大巷分区石门布置较集中石门分组大巷布置可节省565m通过上述分析比较，设计采用集中大巷分区石门布置方式，其南翼-450m主运巷沿18号煤层布置，北翼-450m主运巷沿16号煤层布置。（二）回风水平巷道布置根据前述回风水平标高确定，设计为减少巷道压煤，回风大巷主要沿26号煤层-175m标高布置。但首采区回风石门底板标高为-190m六、采区划分、采区储量及开采顺序（一）采区划分及采区储量根据本井田构造情况，设计对一水平采区划分主要以断层和褶曲构造作为采区分界，且尽可能考虑加大采区走向长度。本井田主力开采煤层有12、16、18、20号4个煤层，而其它均为参加配采的煤层，设计根据一水平沿走向分布的断层及褶曲构造情况，将一水平-450m以上部分沿走向分为四个块段，其以上所述采区划分情况均针对中层群煤层而言，对于上层群5号煤层和下层群29-1b号煤层，在一水平范围内只有个别块段经济可采储量较大，因此，设计暂按残采考虑。根据上述采区划分情况，一水平-450m以上中层群共划分6个采区，其各采区储量及服务年限见表2-3-3-2本矿井达到设计产量时移交一个采区，即南一上采区。（二）采区接续本矿井煤层间距较大，开采煤层薄，经计算，对于煤层间距为40m左右的薄煤层，其下层煤开采对上层煤影响不大，不存在压茬关系，但设计对采区接续关系尽量不采取上行开采方式，因此，设计对采区接续原则为：井田内沿走向开采顺序是前进式，沿倾斜方向正常顺序为先上层组，后下层组。（三）开采顺序开采顺序为采区前进式，采区内工作面采用后退式，沿煤层倾斜方向自上而下开采。一水平上山采区（-450m以上）接续见表2-3-3-3第四节井筒、井底车场及大巷运输一、井筒1、井筒布置、装备及用途本矿井移交生产时共开凿五条井筒，其中有两条通达地表的立井，其余三条为暗斜井，各井筒特征见表2-3-4-1。（1）主井主井装备一对6t单绳箕斗，采用钢丝绳罐道，并装备玻璃钢梯子间。井筒净直径5.5m，担负提煤及回风，并兼作矿井的安全出口。见图2-3-4-1。（2）副井副井布置一对1t矿车单层双车单绳罐笼，井筒装备整体轧制冷弯方管罐道和罐道梁，罐道梁采用树脂锚杆牛腿托架固定。井筒内敷设排水管、压风管及消防洒水管路，另设玻璃钢梯子间。井筒净直径6.5m，担负提矸、上下人员、设备材料及进风，并装备玻璃钢梯子间，作为矿井的安全出口。见图2-3-4-2。井筒特征表表2-3-4-1井筒名称井口座标（m）提升方位角（度）倾角（度）净面积(m2)净直径或净宽(m)备注XYZ主井5187180.00044461180.000副井5187224.95644461249.130主斜井副斜井°回风斜井（3）主斜井（运上）主斜井位于8号勘探线以北约50m且基本平行于8号勘探线布置，倾角14°，提升总斜长1390m，铺设0（4）副斜井（轨上）位于主斜井南侧，与主斜井平行布置，间距50m，倾角15°，提升斜长1005m，净断面积10.1m2（5）回风斜井（回上）位于主斜井南侧与主斜井平行布置，间距20m，与副斜井间距30m，净断面14.2m2，斜长92、井壁结构由于本井一对立井皆需穿过155m深的四系地层，第四系地层多为砂砾岩，含水丰富，第四系地层以下为30m的基岩风化带，基岩风化带以下则为风化裂隙含水带，其裂隙发育，富水性强，且由于两立井位置处于“天窗对第四系松散层冻结段井壁结构采用塑料夹层钢筋混凝土复合结构型式，即在双层钢筋混凝土井壁之间铺设一层聚乙烯塑料板，内层井壁按承受静水压力设计，外层井壁按承受施工荷载即冻结压力设计，并以永久土层压力校核。对于基岩段井壁结构，其临时支护采用锚喷，永久支护采用砼碹。二、大巷运输方式选择及设备根据矿井开拓布置，初期首采区煤炭运输通过主斜井直接运至-190m水平车场上部煤仓，其辅助运输通过-190m轨道石门直接与-190m井底车场联系，车场调车和石门运输均采用防爆内燃机车牵引1t矿车运输方式，具用系统可靠，安全性好的特点。对于后期-450m水平运输方式，因后期两翼大巷不易取直，且分区石门与集中大巷斜交，主运输如采用胶带机运输，胶带机台数多，运输效率不高，运距长，运营费用大。因此，设计结合后期辅助运输，确定-450m水平主运输采用10t架线电机车牵引3t底侧卸矿车运输方式，辅助运输采用10t架线电机车牵引1t矿车运输方式。三、井底煤仓、采区煤仓的型式及容积本矿井初期井底煤仓位于-190m井底车场，选用立式圆形筒仓，煤仓净直径8m，容积800t。初期首采区不设采区煤仓，各区段运输顺槽与主斜井间设区段溜煤眼，溜煤眼净直径3m。四、井底车场型式（一）-450m水平井底车场根据本矿井确定的开拓布置和生产能力，设计结合主斜井和副斜井之间的相互关系，以及本车场与前后石门的联接形式，对-450m水平井底车场布置提出了两个方案。I方案：井底车场采用立式环形车场，此车场对煤矸混合列车及矸石列车采用环形调车，调车方便，换向次数少，但车场工程量大，副斜井存车线处于曲线段，对矿车运行不利，且3t底侧卸式煤车线与掘进煤车线之间岩柱小，车场硐室布置困难。II方案：井底车场采用立式折返车场，此车场主线和副线互不干扰，均采用折返调车。由于3t底侧卸式煤车线与1t掘进煤车线设在同一条巷道内，3t卸载硐室与1t翻车机硐室联合布置，车场工程量小，硐室布置简单合理，车场通过能力大。见图2-3-4-3。根据上述两方案特点，经综合分析后确定采用II方案。井底车场通过能力为2.35Mt/a。（二）-190m水平井底车场本车场仅作为副井辅助运输车场，采用尽头折返式布置方式，车场调车及-190m轨道石门辅助运输均采用防爆内燃机车牵引1t矿车运输方式，运行可靠、安全性好。见图2-3-4-4。第五节井下开采一、采煤方法选择、工作面长度及采高的确定、主要采煤机械选型的论证与配置（一）采煤方法的选择1、采煤工艺方式的选择本井田共有14个可采及局部可采煤层，煤层平均总厚度15.39m，倾角一般为15～25°。井田内除16、18、20号层为1.6m左右的中厚煤层外,其余均为1.0m左右的薄煤层。各煤层煤质为长焰煤和气煤，且多含有一至二层夹矸，夹矸岩性为粉砂岩、炭质泥岩，各煤层顶底板以粉砂岩，细砂岩和粉细砂岩互层为主。根据地质报告所提供的煤层硬度系数f为3.1左右，但根据邻近东荣二、三矿对各煤层所做的物理试验数据，各煤层的硬度系数f为1.37～1.43。根据上述煤层赋存条件,为合理确定本矿井采煤工艺方式,设计针对本矿井主要可采煤层多为薄煤层的特点,对薄煤层回采工作面装备作了专项调研。目前，国内对薄煤层工作面机械配备有三种方式。一是采用滚筒采煤机配套的综采设备，二是采用滚筒采煤机配套的高档设备，三是采用刨煤机配套的综采设备。对于薄煤层滚筒采煤机综采工作面和薄煤层高档工作面，从目前国内矿井生产的实际情况看，由于综采设备投资大，但其工作面单产却与高档工作面相差不大。因此，综采工作面的经济效益远不及相应的高档工作面。对于刨煤机综采工作面，通过分析，设计认为本矿井与临近矿井东荣二、三矿开采同一煤层群，因此，二、三矿的煤层硬度试验数据可用于本矿井，即煤层硬度f=1.37～1.43。但本矿井煤层多数含有1～2层夹矸，现有国产刨煤机功率小，只适合硬度系数f=1.5以下煤层，且要求无夹矸，不粘顶。另外，由于国产刨煤机现在尚不能实现电液阀自动控制，推移溜子及上下端头返程控制仍需人工操作，占用人员多，操作复杂及使用效果较差。而国外的刨煤机综采设备生产技术已十分成熟，设备成套性好，智能化、自动化程度高，性能可靠，故障率低，生产效率高。但成套引进价格昂贵，初期投资大，成本回收期长。我国铁法矿业集团小青煤矿采用“买核”的方式，从德国引进具有世界先进水平的薄煤层刨煤机机组及其控制系统与国产液压支架配套，成功的解决了薄煤层开采中的产量小、效率低、经济效益差的实际问题。该设备采用全套电液控制系统，实现了采煤、掘进、支护、运输等机械设备的机电一体化及采煤工作面的自动化控制。小青煤矿引进该综采设备，在煤层平均厚度1.3m的情况下，达到了工作面单产年百万吨以上水平。由于本矿井生产规模为0.9Mt/本矿井的煤层以薄煤层为主，构造条件也比较简单，设计对矿井的储量分布情况分析，可供薄煤层刨煤机组开采的储量大约有88.175Mt，具备使用该设备的条件。而且，在条件适合，能取得较好经济效益的前提下，从国外引进先进的采、掘设备也能够得到国家有关产业政策的支持。根据上述分析，本着提高矿井的机械化及劳动生产率水平，并根据预可研专家组评估意见，设计推荐引进薄煤层刨煤机组的综采回采工艺。2、采煤方法因本井田煤层倾角多为15～25°。属缓倾斜煤层，根据近年来国内外应用倾斜长壁采煤法的实践，其适应倾角多在12°以下。因此，设计根据本矿井煤层倾角较大，斜交断层较多的特点，确定采用走向长壁全部陷落采煤法。（二）工作面长度及采高的确定按双鸭山矿业集团有限公司生产矿井统计分析结果，从85年至94年，最佳工作面长度已由140m增至180m，高档工作面最大布置长度为240m。由此可见，随着装备水平及管理水平的不断提高，工作面长度不断增加，故此，设计根据本矿井所确定的采煤机械，按回采面成本最低、效率最高的原则，确定工作面长度为180～220m，平均200m。由于本井煤层厚度多为薄煤层或中厚煤层，最大厚度小于2.5m，均可一次采全高，即采高为煤层厚度。（三）主要采煤设备选型的论证与配置支架选型：根据本矿井的顶底板岩性及单向抗压强度，，并结合双鸭山矿业集团的顶板分类管理方法，本采区煤层顶板确定为Ⅱ级二类，宜采用掩护支架。本矿井初期投产南一上采区，采区平均煤厚0.93m～1.47m，煤层的硬度系数f=1.采高：0.9～2.0m工作阻力；4280～6400KN；支撑强度:0.773～0.995MPa；对底板比压：2.5MPa支架强度校核计算如下：顶板最大强度：F=Nrm=（6～8）×2.6×1。48=24.65～33.15t/m2㎡=0.25～0.33MPa＜0.773～0.995MPa式中：N—支架载荷相当于采高岩重的倍数，取6～8r—顶板岩石平均岩重t/m2m—工作面最大采高，m2、煤层底板硬度系数5.8～15.3，即单向抗压强度为58～153MPa＞2.5MPa故所选液压支架满足初期采区顶、底板的要求。采煤机及运输机选型：由于初期投产采区内可采煤层平均厚度0.93～1.47m，且有夹矸，煤层硬度系数f=1.37～1.43,为节省矿井初期建设投资，本次设计借鉴铁法矿业集团的经验，采用“买核”的方式，引进德国产的刨煤机（型号Gleithobe19-34ve/4.7）、运输机（型号PE2.30/732二、采区巷道布置与回采方式根据本矿井煤层分组及采区划分情况，中层群共划分两组，9～18号煤层为上层组，20～26号煤层为下层组，两层组之间法线距离为40～45m，全井田沿走向按断层和褶曲构造划为四大块段，其中南二、北二采区因可采层数少，采用大集中布置，而南一、北一两块段可依据煤层分组情况划为上、下二组四个采区，以减少采区准备工程量，降低采区准备时间。对于初期移交的南一块段，设计在矿井开拓采区划分时作为上、下层组二个采区考虑，但根据本矿井初期开拓巷道布置，工业场地压去了南一下采区一、二片盘的部分煤炭，为充分发挥中央采区系统能力，减少折返运输，增加中央采区服务年限，矿井在移交生产后也可将南一下采区与南一上采区合并，采用集中大联合布置方式，下层组采区通过后石门与之联络，为矿井创造边采边建的条件。1、上山位置选择由于南一上采区平均走向长2100m左右，根据开拓巷道布置，本采区作为中央采区，三条暗斜井均可代替采区上山使用，其位置基本处于采区中央，实现双翼开采。2、采区巷道布置本采区巷道布置形式采用集中上山，区段石门布置。采区内设主斜井（运上）、副斜井（轨上）和回风斜井（回上）三条斜井，三条暗斜井除回风斜井沿16号煤层布置外，其余均布置于16层之下的岩层中。其中主斜井倾角14°，铺设0.8m宽的钢丝绳芯胶带输送机；副斜井倾角15°，采用单钩串车提升。各暗斜井平面间距为：主斜井与回风斜井间距20m，与副斜井间距采区内各区段石门布置：-190轨道（零片）石门确定在-190m标高，一片石门标高确定在-250m标高，阶段垂高60m。由此，一区段工作面长度可达210m左右。此后其它区段的开采，则以50m垂高来进行区段划分。工作面上下顺槽则通过区段石门及溜煤眼与各暗斜井筒联络。3、回采方式为充分发挥采煤工作面机械性能，减少采、掘相互干扰，同时为在生产期间切实掌握采区内煤层构造及变化情况，采区内工作面均采用后退式开采。顺槽采用沿空留巷布置方式。首采区巷道布置见图2-3-5-1和图2-3-5-2。三、移交生产及达到设计产量时采区数目及位置本矿井移交生产及达到设计产量时，由南一上一个采区来保证设计生产能力，其主要理由为：1、本采区走向长，设计可采储量大，服务年限长，有利于矿井长期稳定生产。2、采区位置距井筒近，初期开拓工程量小，建井工期短，可利用暗斜井兼作首采区的上山巷道。3、采区内地质构造简单，煤层稳定性好，勘探程度高，高级储量所占比例大。四、移交生产及达到设计产量时，回采工作面数目、总长度、总产量及单位指标。如前所述，矿井移交生产时，以一井一区一面达到设计生产能力，首采区为南一上采区，工作面布置于16号煤层中，工作面长度为200m。工作面采用三班采煤，边采边准，年推进度约3000m。全矿井移交生产时共配备1个综掘工作面，2个普掘工作面，采掘比为1：3，矸石率为20%。五、移交生产及达到设计产量时的井巷工程量由于本矿井岩层主要为砂岩，抗压强度大，围岩条件较好。因此，巷道支护型式主要采用锚喷支护，工作面上、下顺槽由于均为半煤岩巷，设计采用锚杆加钢带支护，对一些特殊酮室支护则采用混凝土砌碹。为节省初期投资，设计对一些初期不影响首采区正常生产，但需要后期形成和完善的部分系统工程量（如井底二号煤仓，3t卸载及翻车机联合硐室等部分井底车场工程），留待移交后建设，实行边采边建。这部分井巷工程量共有489m，其中除采区巷道295矿井移交时井巷工程量见表2-3-5-1。矿井移交时井巷工程量表表2-3-5-1序号工程类别井巷工程量长度（m）掘进体积（m3）1井筒637.529230.82井底车场及硐室3000.037109.83主要运输巷及回风巷712.010822.44采区8218.096151.5合计12567.5173314.5目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章总论 51.1项目概况 51.2研究范围及主要编制依据 61.3研究内容及目的 71.4项目总投资及资金来源 81.5主要结论 8第二章项目建设的背景及必要性 102.1项目建设背景 102.2项目建设必要性 15第三章市场预测与需求分析 183.1XXXXXX社会经济发展分析 183.2XX交通运输分析 273.3项目旅客发送量分析预测 293.4站内作业量指标预测 32第四章项目选址及建设条件分析 354.1项目选址 354.2建设条件 37第五章项目建设内容及规模 415.1设计生产能力及功能定位 415.2项目设施组成 425.3建设规模及内容 435.4项目主要经济指标 43第六章项目建设方案 456.1工程概况 456.2交通组织方案 456.3站场总平面布置 47HYPERLINK"file:///F:\\准备修改传百度文档