煤矿毕业设计（论文）-信息化在煤矿中的应用

本科生毕业论文姓名：学号：学院：应用技术学院专业：论文题目：平煤集团十矿180万吨新井设计专题：信息化在煤矿中的应用指导教师：职称：教授毕业论文题目：平煤集团十矿180万吨新井设计毕业论文专题题目：综采工作面瓦斯综合防治技术毕业论文主要内容和要求：按采矿工程毕业设计大纲要求，完成平煤集团十矿180万吨新井设计。专题为综采工作面瓦斯综合防治技术，翻译为3000字符的英译汉文章。院长签字：指导教师签字：

中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日

中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在问题；⑨是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日摘要本设计包括三部分：一般部分，专题部分和翻译部分。一般部分为平煤集团十矿180万吨新井设计，共分十章：矿井概述及井田地质特征，井田境界和储量，矿井工作制度、设计生产能力及服务年限，井田开拓，准备方式—采区巷道布置，采煤方法，井下运输，矿井提升，矿井通风及矿井基本技术经济指标。平煤集团十矿井田位于平顶山煤田东部，平顶山市东北部，距市区中心约6km，行政区划平顶山市卫东区。区内地势较为坎坷，井田东西走向长度5.0千米，南北倾斜方向长6.48千米。面积为32.4平方千米。井田可采煤层自上而下为戊10和己15。厚度分别为4.0米，1.8米，戊10与己15煤层相距70米。煤层倾角平均为13度。井田可采储量为18710万吨，新井设计生产能力为180万吨/年，服务年限为79.9年。平煤集团十矿矿井工作制度为“三八”制，两工作面保产。开拓方式为立井二水平开拓，水平标高分别为-350、-600。矿井主井采用箕斗提煤，副井采用罐笼作为辅助提升。工作面采用走向长壁采煤法，工作面长215米，采煤工艺为综采开采。矿井运煤在大巷中采用3T矿车运输，辅助运输采用1.5吨固定式矿车运输。矿井采用对角式通风，主扇工作方式为抽出式。专题部分对祁南矿349综采工作面瓦斯综合防治技术研究进行了探讨，并列举了瓦斯综合防治实际应用情况。翻译部分对综放沿空留巷技术及其在潞安矿区的应用进行了讲述，并对其取得的成果进行了简要的介绍。关键词：长壁开采、新井设计、综采开采、通风、瓦斯防治。ABSTRACTThisdesignincludesofthreeparts:thegeneralpart,specialsubjectpartandtranslationpart.ThetenerallypartofforPingdingshangroupShiKuang1,800,000tonthenewwelldesign,totalisdividedintoten:Themineralwellsaysallandthewellfarmlandqualitycharacteristic,thewellfarmlandstatewithkeepquantity,themineralwellworksystem,designproducestheabilityandtheservicetimelimit,thewellfarmlandexpand,prepareaway-adopttheareatunneldecoration,adoptthecoalmethod,thewelldescendsaconveyance,themineralwellpromote,themineralwellairinessandthemineralwellbasictechniqueeconomicindexsign.Pingdingshangrouptenmineralwellfarmlandslocateanevencrestthemountaincoalfieldeasternregion,evencrestnortheastinmountainCity,beapartfromthedowntowncenteraboutthe6km,theadministrativearearowsanPingdingshanCityeastDistrict.Theareahinterlandiscertainlymorefrustrated,thewellfarmlandthingalignmentthelengthis5,000meters,thesouthnorthtilttoonesidethedirectiongrow6,480meters.Areais32.4thesquaresisthousandmeters.ThewellfarmlandcanadoptcoalseamisEfromtoptobottom10withF15.Thethicknessdistinguishesto4.0meters,1.8meter,E10beapartfrom70meterswithpersonal15coalseamsesmutually.ThecoalseamCapeequallyis13degrees.Thewellfarmlandcanadopttokeepthequantityas187,100,000tons,thenewwelldesignproducesanabilityfor1,800,000tons/years,theservicetimelimitis79.9years.Pingdingshangrouptenmineralmineralwellworksystemsfor"38"make,twoworknoodlesprotecttoproduce.ExpandawayforsignthewellErh-shuievenexpand,thelevelelevationrespectivelyis-350,-600.Themineralwellmainwelladoptionliftscoal,thevice-welladoptionbottlethecageBeanassistancetopromote.Theworknoodlesadoptionalignmentlongthewalladoptthecoalmethod,workthenoodlesgrow215meters,adoptingthecoalcrafttoadopttomineforthe.Themineralwellluckcoaladoptsthe3Tmineralcarconveyanceinthebiglane,theassistanceconveyanceadopts1.5tonsfixedthetypemineralcarconveyance.Themineralwelladoptionoppositeanglestypeiswellventilated,mainworkmethodfordrawouttype.ThespecialsubjectparttoQiNan349adopttheworknoodlesgascomprehensivepreventionandcurethetechniqueresearchcarriedonastudy,beingjuxtaposedtoraisegascomprehensivepreventionandcurephysicallyappliedcircumstance.Translateparttoputtofollowtogetemptytostaythelanetechniquetotheanditisinthelu’anmineralDistrictoftheapplicationcarriedonrelate,andastoit'sobtainoftheresultcarriedontheintroductionofthesynopsis.Keyword:Longwayminging、newwellindesign、synthesizetomine、ventilation、thegasmanage。目录1矿区概述及井田地质特征 11.1矿区概述 21.1.1企业性质、地理位置及交通条件 21.1.2地形地貌： 31.1.3河流及水系 31.1.4矿区气象地震 41.1.5工农业生产和原料及电力供应 41.2井田地质特征 41.2.1井田地形地势以及井田的勘探程度 41.2.2井田煤系地层概述 51.2.3井田地质构造及特征 81.2.4矿井水文地质特征 101.2.5矿井涌水量 121.3煤层特征 131.3.1可采煤层特征 131.3.2煤层围岩性质 141.3.3煤的特征 141.3.4煤层瓦斯及煤尘情况 151.3.5地温和地压 162井田境界和储量 182.1井田境界 182.1.1井田境界确定 182.1.2井田开采界限及井田尺寸 182.2矿井工业储量 192.2.1井田钻孔及勘探分布情况及勘探类型 192.2.2煤层可采厚度 192.2.3储量计算基础 192.2.4工业储量计算 202.3矿井可采储量 212.3.1计算可采储量时，必须要考虑以下储量损失 212.3.2各种煤柱损失计算 212.3.3矿井可采储量计算 233矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 243.1矿井工作制度 243.2矿井设计生产能力及服务年限 243.2.1矿井设计生产能力的确定 243.2.2矿井的服务年限 243.2.3确定矿井服务年限 254井田开拓 274.1井田开拓的基本问题 274.1.1井筒形式，数目，位置及坐标确定 284.1.2工业广场位置、形状及面积确定 284.1.3阶段参数确定 294.1.4确定开拓方案 294.1.5开拓布置 354.2矿井基本巷道 354.2.1井筒 354.2.2井底车场 394.2.3主要开拓巷道 415准备方式—采区巷道布置 445.1煤层地质特征 445.1.1煤层埋藏条件 445.1.2煤的特征 445.1.3煤层瓦斯及煤尘情况 455.2采区巷道布置及生产系统 465.2.1确定采区巷道布置及生产系统的原则 465.2.2确定采区巷道布置 475.2.3采区巷道布置参数确定 475.2.4采区生产能力确定 475.3采区车场选型设计 495.3.1车场 495.3.2采区主要硐室的布置 506采煤方法 526.1采煤工艺方式 526.1.1采煤方法确定 526.1.2工作面长度及推进长度确定 526.1.3采煤工艺 526.1.4支护 556.1.5各工艺流程安全布置注意事项 576.1.6劳动组织和循环作业图表 586.1.7工作面成本(C)计算 586.2回采巷道布置 616.2.1采区巷道布置 616.2.2回采巷道布置 626.2.3煤柱尺寸的确定 627井下运输 637.1概述 637.1.1井下运输设计的原始条件和数据 637.1.2矿井运输系统 637.2采区运输设备的选择 637.2.1工作面刮板输送机选型和验算 647.2.2转载机选型 647.2.3破碎机机选型 657.2.4顺槽皮带输送机选型 657.2.5上山皮带输送机选型 667.2.6采区辅助运输 667.3大巷运输设备选型 687.3.1大巷运输方式 687.3.2皮带选型 688矿井提升 708.1概述 708.1.1矿井提升设计原始条件核数据 708.1.2矿井提升方式 708.2主副井提升 708.2.1主井设备选型 708.2.2副井设备选型 719矿井通风设计 739.1选择矿井通风系统 739.1.1矿井概况 739.1.2矿井通风系统的基本要求 749.1.3矿井通风类型的确定 749.1.4矿井主扇工作方法的选择 769.1.5工作面通风方式的选择 769.2矿井风量分配 789.2.1矿井总风量计算 789.2.2矿井风量分配 799.2.3风速验算 829.3全矿井巷通风阻力 829.3.1通风容易时期和通风困难时期最大阻力路线的确定 829.3.2计算全矿通风阻力 879.3.3矿井总风阻和等积孔 909.4选择矿井通风设备 919.4.1自然风压的确定 919.4.2风机工矿点确定 919.4.3主扇的选择 939.4.4电动机的选择 949.4.5对矿井通风设备要求： 959.4.6反风、风硐的基本要求 959.5井下灾害预防 969.5.1井下防尘 969.5.2瓦斯预防 969.5.3火灾的预防 979.5.4预防水灾 9710设计矿井基本的技术经济指标 98专题部分 101综采工作面瓦斯综合防治技术研究 101参考文献 120翻译部分 123中文译文 128英文原文 128致谢 132中国矿业大学07届本科生毕业设计第10页一般部分1矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1企业性质、地理位置及交通条件平煤集团公司十矿为国有股份制有限公司，隶属于河南煤炭管理局平顶山煤业股份有限公司。平顶山煤田位于河南省中西南部，分布于平顶山宝丰、襄城县、叶县、郏县、鲁山县境内，平顶山煤田有平顶山矿区和韩梁矿区组成的。十矿井田位于平顶山煤田东部，平顶山市东北部，距市区中心约6km，行政区划平顶山市卫东区。十矿有平煤集团矿区专用铁路与国铁京广线、焦支线相连接，国铁京广线、焦支线分别通过矿区东部和西部，孟庙铁路线通过平顶山市与京广线、焦支线相连接；交通以铁路、公路为主，南距平顶山火车东站5km，由此往东至孟庙东站62km与京广铁路相接，向西38km至宝图1-1-1平煤集团十矿交通地理位置图A图1-1-2平煤集团十矿交通地理位置图B丰车站与焦枝铁路相连，矿井通过矿区专用铁路与国铁接轨。公路交通以平顶山市为枢纽，辐射附近各县、市及矿区，并与四通八达的许南、洛叶公路相连，交通极为便利。1.1.2地形地貌：十矿井田地处汝河以南，沙河之北的伏牛山余脉低山丘陵地带，地势西北高东南低。自西向东红石山、龙山庙、擂鼓山、落凫山、平顶山、马棚山、焦赞山绵延不断，山脉呈北西走向，组成分区的地表分水岭。十矿矿井位于平顶山、马棚山之间的山口以南的开阔山前冲积平原上。井口标高128m。井田最高峰马棚山海拔462.7m。1.1.3河流及水系沙河、汝河流经矿区的南部和北部边缘，沙河距矿区最近3.2km，汝河流经煤系之上。井田范围发育着冲沟和季节性小溪，比较大的月台河发源于尹充村，从井田中部流过，属间歇性小河。直接接受大气降水补给，冬季河床干涸断流，雨季呈涓涓细水，大雨时山洪暴发，经冲沟汇入河中，汛期历史最高洪水位可达92m，最大洪水流量8000m3/h。地表水系由北经过井田流向南部。与煤层、含水层露头走向近于直交，与地层倾向相反。沙河、汝河流经矿区的南侧和北部边缘。沙河距矿区最近3.2Km，最大洪峰流量3300m3/s，旱季流量0.8m3/s；汝河流经煤系之上，最大流量3000m3/s，旱季流量0.28m3/s。1.1.4矿区气象地震根据平顶山历年的气象资料，本区属大陆性半干燥湿度不足带，年平均降雨量794.6mm，年最大降雨量为1323.6mm，雨季一般集中在7～9月份。历年平均蒸发量为2269.2mm，年最大蒸发量2825mm，蒸发量大于降雨量。年平均气温为15℃，最高气温42.3℃，最低气温-15℃。常年风向多为北西和北东，以北西风的风速最大，为24m/s；最大积雪厚度为36cm，冻土最深22cm。平顶山位于许昌～淮南震带的南缘。根据历史记载，公元前519年到公元1942年的2461年间，许昌地区共发生地震约84次，河南省有史以来的8次大地震中，7次对本区有较大破坏。1556年1月大地震时，临汝、宝丰、郏县等地的地震列度为6度。本地区地震频繁，说明新构造活动强烈。据国家地震烈度区域划分的意见，本区为VI级地震列度区。1.1.5工农业生产和原料及电力供应矿区内工业以煤炭为主，农业主要种植小麦、玉米、棉花，间杂有果园、桑园、菜园和苗圃等。本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥需由国家计划供应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。矿区电源主要来自平顶山市电业局所辖的贾庄、肖营和孙岭变电站的110Kv和35Kv系统以及平煤集团公司所辖的谢庄110Kv变电站。备用电源取自焦庄（平八矿西风井）35kv站，当主送线路故障时，备用电源可通过装置自动投入。1.2井田地质特征1.2.1井田地形地势以及井田的勘探程度1、地形与地势十矿矿井位于平顶山、马棚山之间的山口以南的开阔山前冲积平原上。井田的东南部为开阔的冲积～洪积平原，西北部为砂岩组成的高山，山脊平缓，山坡陡峭，约为30°，向南逐步过渡到平原。地势是西北高，东南低。西北部有平顶山，北部为马棚山，山的相对标高为＋260m～＋460m，平原一般+80～+100m。井口标高128m。井田最高峰马棚山海拔462.7m。2、井田的勘探程度矿区经过普查、详查、精查勘探及使用综合勘探的精查补充勘探后，使完成勘探线24条，平均间隔500m；钻孔154个，共计工程量为45043.68m，其中水文钻孔12个，共计工程量为4789.60m。根据勘探情况，矿区的地质条件已基本清楚。本井田无陷落柱、剥蚀带及火成岩侵入情况。1.2.2井田煤系地层概述（见图1-2-1地质综合柱状图）依据地表出露与钻探揭露，十矿井田内地层层序自下而上为：寒武纪张夏组、固山组；石炭系太原组；二叠系山西组；第三、四系。明显的从海相沉积通过海陆交互相沉积，逐渐变为陆向沉积。其中石炭系太原组、二叠系山西组、石盒子组为含煤地层，含煤地层总厚度近900m。十矿井田地层从老到新依次为寒武系崮山组、石炭系中统本溪组、上统太原组、二迭系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组、石千峰组和第四系。地层未受区域变质和岩浆活动影响。（1）、寒武系崮山组(Є3g)本组地层为煤系沉积基底。岩性为灰～深灰色，厚～巨厚层状含不明显鲕粒白云质灰岩，上界是本溪组铝土质泥岩底面，厚度大于20m。（2）、石炭系(C)井田缺失下石炭统，中上石炭统也发育不全。中上石炭统为海陆交互相的铝质岩、碳酸盐岩及含煤碎屑岩组合。a.本溪组(C2b)下界为崮山组白云质灰岩顶面，上界为太原组下层灰岩(L7)底面。层位稳定，厚度不均，最小厚度1.2m，最大厚度12m，一般厚度5～8m。岩石为铝土质泥岩，底部往往富含黄铁矿集合体和黄铁矿结核。与下伏地层呈平行不整合接触。在十矿该组无煤层沉积。b．太原组(C3t)下以底部灰岩底面(L7)与本溪组分界，上以顶部灰岩(L1或L2)顶面或己煤底板砂岩底面与山西组分界，呈整合接触。厚度79m左右。本组含灰岩6～7层，富含蜓类和腕足类化石。含庚组煤6～7层，多以灰岩为顶板，煤层薄层位不稳定。(3)、二迭系(P)二迭系主要为含煤碎屑岩和红色碎屑岩组合。可划分为二迭系下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组、石千峰组。a.山西组(P1s)上以砂锅窑砂岩底面与下石盒子组分界，下以L1灰岩顶面或己煤底板砂岩底面与太原组分界，整合接触，厚约102m。下部为矿区主要含煤层位，含己组煤1～4层；其中己15煤层为主要可采煤层；上部不含煤。b.下石盒子组(P1x)本组上以丙组煤顶板砂岩底面即田家沟砂岩与上石盒子组分界，下以砂锅窑砂岩底面与山西组分界，整合接触，厚度358m左右，含植物化石及腕足类化石，为矿区又一重要含煤地层，含戊组煤2～4层和丁组煤3—4层，其中戊10煤层为主要可采煤层。丁5煤层局部可采。本组顶以田家沟砂岩，底以砂锅窑砂岩作划分标志并与区域对比，组内下部有大紫泥岩，老君庙砂岩等重要标志层，又有戊、丁、丙煤作辅助标志层，组合特征明显。c．上石盒子组(P2s)本组顶界为平顶山砂岩底面，下界为田家沟砂岩底面，整合接触，厚352m左右，为陆相含煤碎屑岩组合，无可供工业开采的煤层。甲1、乙2煤层局部达可采厚度，但因煤薄或质劣，仅有小窑开采。图1-2-1地质综合柱状图d．石千峰组(P2sh)本组在井田北部平顶山，马棚山一带出露于山脊，大面积遭受剥蚀，厚度360～462m，其下部为灰白色，浅肉红色巨厚层不等粒长石石英砂岩即平顶山砂岩，厚120m左右；中部有紫红色砂岩夹紫红色泥岩120～160m，上部为紫红色厚层状中粗粒砂岩具暗红铁质斑点，厚120余m，无煤层沉积。与下伏地层呈整合接触。(4)、第四系(Q)除北部山梁有基岩裸露外，第四系松散沉积物遍布井田，与下伏地层呈角度不整合接触。其厚度数米至150余m，北薄南厚。北部山坡多为残坡积碎石夹亚粘土，局部还有风成黄土堆积。南部山麓区多为洪冲积含钙质结核亚粘土，其底部有厚数米的卵石层，上部偶夹流沙层或卵石层，顶部为耕植土壤。1.2.3井田地质构造及特征1、地质构造平顶山矿区突出的地质特征是为四周凹陷所拱托的隆起，西北为宝丰、郏县凹陷带，南为叶县、漯河凹陷带，东北为襄县、临颖凹陷。凹陷与隆起之间以高角度的正断层相隔，这些凹陷带一般都有厚度较大的新生界沉积。十矿井田位于平顶山煤田东段，主体构造为一枢纽向北西倾伏的宽缓向斜构造-李口向斜。十矿矿区的主体构造为一宽缓的复式向斜，即李口向斜，并伴生着一些一级的背斜和向斜。十矿位于李口向斜南翼，处于、二级构造郭庄背斜和牛庄向斜上。郭庄背斜：在地表不显现，轴向与牛庄向斜平行，该背斜的南翼即牛庄向斜北翼，但收敛与展开方向与牛庄向斜相反，即背斜西北端呈封闭收敛，东南展开；背斜北翼即李口向斜南翼，倾角较大，17°～27°，向深部逐渐变缓。根据矿区实际开采情况和地质报告，本井田无陷落柱、剥蚀带及火成岩侵入情况。井田地质构造简单，褶曲、断层不发育。2、主要断层特征（表1-2-1）矿井田位于李口向斜南西翼中东段，主体构造为向北东倾斜的单斜。（1）褶曲：A、郭庄背斜：位于北翼进风井--郭庄一线，向西消失于一矿28勘探线附近，东延纵贯十二矿，延伸长度6km以上，该背斜轴北距李口向斜轴3.0km。走向300～310°，与李口向斜基本平行，两翼不对称，南西翼倾角5～8°，北东翼倾角5～27°，在-320m标高附近倾角最大，轴部稍缓。背斜南东端扬起，北西端倾伏，倾伏角4～6°，脊斜轴稍有起伏，呈鼻状构造。丁、戊组煤层同产状，己组煤层波状起伏，在轴部常产生小褶皱。在背斜西北端被原十一矿逆断层切断，断层与褶曲轴交角10～20°。由于背斜倾伏端和扬起端相对推移，背斜轴线产生了“S”型弯曲。B、十矿向斜（十二矿称牛庄逆断层）：位于牛庄～东工人镇一线，规模与郭庄背斜近似，两轴间距0.5～0.6Km，褶曲轴面平行，两翼对称，北东翼倾角5～15°，南西翼倾角3～18°。轴部宽缓，南东端仰起，北西端倾伏，倾伏角4°，略显起伏，呈箕形构造。十矿向斜北西段倾伏端在牛庄逆断层南西盘，断层走向与向斜轴交角10～15°。向斜南东扬起端向斜轴可能被F2逆断层切断，断褶交角10～30°。向斜倾伏端和扬起端相对推移，轴线产生“S”型弯曲。（2）断层（见表）表1-2-1主要断层表名称构造位置产状落差m延展长度m控制程度对采掘生产影响走向倾向倾角原十一矿逆断层300°～330°SW30°～75°1～353500查明采区边界，限制采面长度牛庄逆断层300°～330°NE30°～70°1.5～403000查明影响采区划分、采面布置F2逆断层270°～300°N2～201500查明影响不大A、原十一矿逆断层：位于郭庄背斜西段轴部南侧，走向320°左右，断面倾向南西，倾角60～65°，长度3.5km。南西盘上升，北东盘下降。断层延伸长度，落差及形变都由浅至深在逐步减小。原十一矿逆断层在丁组落差35m左右；向东延至23勘探线，该断层西段由戊10落差35m左右；岩层近于直立。断层中段落差近20m；断层向东消失于24勘探线东侧。B、牛庄逆断层：位于井田西部十矿向斜倾伏端轴部北侧。断层走向320°左右，倾向北东，断面倾角65°左右，煤中倾角30°左右。断层北东盘上升，南西盘下降。井田所见长度3km左右，东端消失于24勘探线西侧。切割丁、戊、己煤层，并且落差由浅至深增大。该断层落差约40m，在其西部落差仅2m；在北部，落差接近40m，向东逐渐尖灭。向西岩层牵引明显，并产生分支断层，个别钻孔己组煤层已发生明显重复。C、F2逆断层：位于井田东部十矿向斜扬起端南侧，系钻孔所见的推断断层。断层走向270～300°，倾向北东，推断落差20m，且具有分支断层。在断层前缘有与断层走向垂直的近南北向若干个小褶曲。断层向西，在相应部位有落差8m左右的正断层存在，这应是其伴生断层。1.2.4矿井水文地质特征1、井田含水层与隔水层及水质井田有灰岩岩溶裂隙含水层、砂岩裂隙含水层和松散岩类孔隙含水层。隔水层有泥岩、砂质泥岩、粘土岩和松散岩类粘土。A、寒武系中上统灰岩岩溶裂隙含水层与隔水层寒武系中上统灰岩岩溶裂隙含水层为煤系基底含水层，上统崮山组白云质灰岩，平均厚68m，溶洞裂隙发育程度低，含水性较弱，单位涌水量0.0007～2.27L/s.m。渗透系数0.0009m/d，水质类型HCO3-CaNa、HCO3-CaMg，HCO3-Ca。中统张夏组鲕状灰岩，厚56～124m，裂隙溶洞发育，含水性强，单位涌水量0.00279～48L/s.m。寒武系下统馒头组和中统毛庄组巨厚的泥岩、泥灰岩、砂质泥岩为隔水层，阻隔了与下伏辛集组石英砂岩和震旦系石英岩含水层的水力联系。B、石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水层组与隔水层本溪组、太原组平行不整合于寒武系崮山组灰岩古风化壳上，本溪组铝土质泥岩隔水层厚度小而不均，难于阻隔上下含水层水力联系。太原组灰岩七层，总厚41.Om，上部灰岩段含水层厚16.8m，上距已17煤层10m左右。钻孔单位涌水量0.00531～8.0081L/s.m，渗透系数0.0168～63.13m/d，区域资料表明岩溶发育标高一般在-180m以上，局部在-440m深处也有岩溶现象。L2灰岩含水丰富；L4灰岩含水层夹于中部砂泥岩隔水层中，厚度小且不稳定，多为透镜体，岩溶发育程度差，含水性差。中部砂泥岩段厚24m，阻隔上、下灰岩段的水力联系。下部灰岩段含水层包括两层灰岩，厚19.8m，单位涌水量0.000035～12.842L/s.m，渗透系数0.000138～29.761m/d。周边的十一矿、七、八矿井下钻孔揭露最大出水量达237.8m3/h。目前井田范围内水位降至-159m以下。太原组灰岩水质为HC03-Ca．，弱矿化度之淡水，PH值8.0～8.3，硬度1.30～13.34德国度。C、己组煤层顶板砂岩含水组与隔水层山西组己15顶部砂岩自下而上有大占砂岩，香炭砂岩、砂锅窑砂岩、老君庙砂岩含水层，砂岩总厚40余米，除大占砂岩较厚，其余都在10m以下，中间被砂质泥岩、小紫泥岩、大紫泥岩隔水层阻隔，阻碍了相互间的水力联系。其中大占砂岩为直接充水含水层；香炭砂岩为间接充水含水层，通过冒落裂隙带导水发生水力联系，向矿井充水。各砂岩单位涌水量0.00116～0.00138L/s.m，渗透系数0.00112～0.0259m/d，突水量10～20m3/h，水质类型HCO3-CaNa，矿化度最高723mg/kg，含水层隐伏露头接受第四系底砾石层水补给。D、戊组煤层顶板砂岩含水组与隔水层从下石盒子组戊组顶板到丁组底板，其间主要有戊组老顶砂岩含水层(即D煤底板砂岩)和丁煤底板砂岩含水层，总厚20m左右。各厚10m左右，中间被厚近20m的原D煤段砂泥岩隔水层分开。含水组单位涌水量0.0111～0.0119L/s.m，渗透系数0.052～0.054m/d由于厚度小，含水性差，属弱含水层。含水层隐伏露头接受第四系底砾石含水层补给。E、丁组煤层顶板砂岩含水层组与隔水层下石盒子组丁组煤有时直接顶即为中粗粒砂岩含水层，一般厚度不稳定，2～10m不等。其上20余m处尚有丙煤段底部中粗砂岩，裂隙发育，含水丰富。两砂岩中有砂质泥岩隔水层。单位涌水量0.00141～0.00156L/s.m，渗透系数0.0075～0.0081m/d，水质类型HCO3-Na，碱度较大，地下水呈乳白色。涌水量一般20m3/h，局部最大在60m3/h。F、石千峰组砂岩裂隙含水层位于煤系地层顶部，在井田分水岭一带出露。平顶山砂岩厚120m左右，石千峰红色砂岩厚240～350m，浅部风化裂隙发育，岩石较破碎，直接接受降水补给，含水性较强。李口向斜轴部26-17钻孔成自流井，现作矿泉水。G、第四系底部砾石含水层第四系底部砾石层厚0～10m，由北而南变厚，覆盖于基岩上，岩性为砾石夹粘土，属坡积、洪积物，砾石层之上为含钙质结核粘土隔水层。第四系潜水硬度11.35～11.85德国度，水质类型HCO3-Ca，PH=7.2～7.9，为淡水，无色无味，适于饮用。2、井田水文地质类型属中等型水文地质条件矿井。3、井田充水因素分析（1）充水水源①地下水煤层顶、底板含水层是矿井的直接充水水源。戊组煤层顶板含水层厚度小，富水性弱，在矿井涌水量中所占比例小，己组顶、底板含水层是矿井直接充水的主要水源。寒武系崮山组和石炭系太原组下段石灰岩含水层为主要补给水源。通过断层带对己组煤层顶、底板含水层进行补给，或通过断层破碎带直接造成矿井充水或突水。②大气降水大气降水是地下水的补给来源，也是矿井充水的补给来源。③地表水平东湖和湛河与开采煤层之间有巨厚的隔水层，加上其附近断裂构造不发育，因此，其对矿井充水充水可能性较小。在矿区为西部寒武系裸露的残丘和薄层第四系覆盖的槽形谷地，以及少量的山前坡间补给。矿区内部是一个以李口向斜为主体构造的地下水盆地，向斜两翼沿走向均为西高东低。地下水的迳流方向由西北流向东南，由此形成了矿区地下水的一个特点，西区动储量大，东区静储量大，而且越向东越突出。（2）充水通道充水通道有底板灰岩岩溶裂隙；顶板砂岩裂隙；断层带。北翼背斜部分，因受张力，岩层破坏大，裂隙多，断层多，是本矿容易出水地点，因而此段内开掘巷道，应尽量布置在己组煤层顶板；如必须穿己组煤层底板的巷道，要采取探放水措施。1.2.5矿井涌水量经精查补充勘探资料计算并参照相邻矿井实际涌水量资料，根据补充地质报告审查意见；本矿井正常涌水量为100m3/h,最大涌水量为400m3/h。1.3煤层特征1.3.1可采煤层特征井田含煤地层有石炭系上统太原组、二迭系下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组。含煤岩系总厚度800m左右，含煤44层，煤层总厚度20.72～32.21m，含煤系数2.4～3.7%。自上而下为甲，乙、丙、丁、戊、己、庚七个煤组7层可采、可采煤层：、戊10、己15。井田甲、乙、丙煤组无工业开采价值。甲1、乙2、丙3、丁5、零星达到可采厚度，属高灰高硫劣质煤，由于埋藏浅，只有小窑开采。最下部庚组煤薄，仅庚20局部可采，且为高硫煤。井田主要有戊、已煤组的戊10、己15两个可采煤层。各主要可采煤层、煤组分述如下：1、戊煤组：属二叠系下石盒子组，上距丁组煤60～80m，下距己煤组60～80m。包括戊8、戊9、戊10、戊11、戊12，可采煤层为戊10。可采戊组煤层上距丁6煤层90m左右。戊10煤层是主要的开采煤层，煤厚在3.21～4.27m之间，一般煤厚为4.0m左右，由东南向西北逐渐变薄。戊10直接顶为致密泥岩，水平层理发育，厚0.8～1.0m，向上为0.8～1.0m的砂质泥岩，再向上为夹硅质岩的砂质泥岩，厚约6～8m，戊10底板为砂质泥岩偶夹透镜状砂岩，含菱铁矿薄层及结核。2、己煤组：该煤组属二叠系山西组，下距石炭系太原组顶部灰岩8～20m，上距己组顶板砂岩10～20m，与戊组煤间距70m左右。本煤组包括己14，己15，己16，己17四个煤层，己14，己16，己17不可采,己15为主要可采煤层。，煤厚在1.8m左右，局部可达3.00m，在25勘探线以西，己15煤厚由东南向西北逐渐变薄，多数1.8m左右，己15直接顶为砂质泥岩含砂质条带，泥岩，8～10m为0.4m左右的己14煤。其上为己组顶板砂岩，此顶板砂岩为砂岩群，厚度巨大，岩石层面夹炭质薄膜及白云母，己17底板一般情况下为含白云母砂质泥岩，厚10m左右。

十矿李口向斜轴南翼，煤层倾角变化较大，戊组煤层倾角3°～21°，己组煤层倾3°～20°。可采煤层特征表表1-3-1煤层名称煤层厚度（m）煤层平均厚度（m）倾角（°）稳定性硬度层间距（m）容重（t/m3）顶板岩性底板岩性戊103.21-4.074．03~21稳定中硬871.38泥岩，砂质泥岩，砂岩砂岩己151.66-3.311．83~20稳定中硬701.40泥岩，砂质泥岩，细砂岩灰色粒土泥岩1.3.2煤层围岩性质煤层顶底板岩由为砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及泥岩互层组合，煤组煤层直接顶板大多数为砂泥岩或泥岩，老顶一般为砂岩，少有伪顶，伪顶岩性为炭质泥岩。各煤层均以砂质泥岩及泥岩为直接底板，靠东部个别煤层直接底板有粉砂岩及砂岩。煤层一般不底鼓，易管理。据钻空岩芯物理力学试验结果表明，其砂岩的抗压强度平均5749.7×104Pa、粉砂岩为4704×104Pa、砂质泥岩为3941.6×104Pa及泥岩为4385.5×104Pa，各类岩石抗压强度平均2940×104Pa，属中等稳定顶板范畴。1.3.3煤的特征1、煤质各可采煤层煤质牌号戊10为焦煤，己15浅部为肥煤，深部为焦煤。戊组煤各分层特征：戊10厚3.21～4.07m一般为3.8m，其灰份16.88～25.94%，挥发份24.21～31.01%，胶质厚度21～39mm。己组煤各煤层特征：己15单独存在煤厚为1.66～3.31m，西部较薄0.89～3.2m，平均2m。灰份10.72～17.61%，挥发份21.71～29.3%，胶质层厚度为15～40，牌号为肥煤或焦煤。A、灰分：煤层灰分大体上按煤层层位自上而下逐渐减小，戊、己组煤为低～中灰煤。B、硫分：戊组煤原煤全硫小于1%，属于特低～低硫煤。己组煤为中硫-富硫煤，且主要为有机硫，难于洗选除去。C、发热量：发热量由上部煤组至下部煤组逐渐增高的变化趋势，戊、己组煤为中--高热值煤。D、胶质层厚度(Ymm)。：本区煤的胶质层厚度值较大，反映了煤的粘结性较好，戊、己组煤属于中强～强粘结性煤。E、煤灰的成分及煤灰熔融性软化温度：煤灰成分以硅铝含量为主，占80%以上，煤灰软化温度普遍较高。2、类别本区煤质稳定，根据井田内各煤层挥发份、粘结指数、胶质层最大厚度，结合《中国煤炭分类国家标准（GB5752－86）》，对照中国煤炭分类简表：井田可采煤层煤类为1/3焦煤、肥煤和焦煤、可供动力用和炼焦用煤。戊10煤层为低灰～中灰，特低硫、磷，具高发热量、可选优质肥、焦煤，是优质的冶金用煤。己15煤层煤质较好，为中灰、1/3焦煤，为中-高硫、低磷，具高等发热量、极难选的煤类，宜作动力用煤。其煤质分析见表1-3-2。煤质特征表表1-3-2煤层名称灰分（%）挥发分（%）水分（%）S（%）发热量（KJ/kg）工业牌号戊1021.0629.971.060.3428.861/3JM己1518.7027.030.902.0929.14FM～1/3JM3、煤的用途根据本矿的煤质情况及当地市场的需求，本矿生产的原煤和经加工的块煤主要用于电厂、热电厂和分散客户，可主要作为电力、船舶、锅炉用煤及其他工业用煤，另外还可作为良好的炼焦用煤。4、煤的容重经过化验分析得出戊煤为1.38t/m3，己煤为1.40t/m3。硬度中硬,普氏硬度为2～3。1.3.4煤层瓦斯及煤尘情况1:根据《防治煤与瓦斯突出细则》第22条，预测煤层突出危险性中的单项指标为煤层瓦斯压力P≥0.6Mpa时为具有突出危险煤层。十矿煤层实测瓦斯压力均未超过单项指标值。区内各主要可采煤层CH4平均含量为0.039～0.124cm3/g可燃质；CO2各煤层平均含量为0.346～0.503cm3/g可燃质。各主要可采煤层瓦斯自然成分以N2为主占64.91～77.24％；CO2次之，19.28～33.62％，CH4含量仅占3.38～9.11％。全矿井相对瓦斯涌出量为1.5m3/t.d，绝对瓦斯涌出量为5.53m3/min，根据2001版《煤矿安全规程》，本矿井应属低瓦斯矿井。2:煤尘及其爆炸性根据勘探资料，本矿各煤层煤尘爆炸指数为33.03～48.38％，其中：戊组煤37.52～38.09％，己组煤33.03～41.01％，属存在煤尘爆炸危险的煤层。平煤(集团)公司通风管理中心实验室，对各主要可采煤层煤尘爆炸性鉴定结果，为存在煤尘爆炸性危险的煤层。3:煤的自燃性根据周边矿井实际测量数据，推算本矿煤层自燃发火期为4-6个月。主要可采煤层自燃倾向等级为易自燃煤层。所以设计中应该提高采掘速度，合理安排回采与掘进之间的关系，尽量减少煤巷空闲情况的出现，采空区要求封闭严实，以防止余煤的自燃。1.3.5地温和地压1、地温本次统计补勘钻孔29个，对深部18个孔进行了测温，测温数据可靠。根据中科院地质所与集团公司对平顶山矿区进行的地温分析，确定矿区恒温带深度在25m左右，温度17.2℃。根据十矿井由内的测温孔资料分析，十矿井田恒温带深度25～30m，温度17.1℃。钻孔测温数据的校正井田内的测温钻孔为简易测温孔，采用中性点法校正测温孔的岩石温度，中性点采用经验法求得，中性点的深度为钻孔深度的0.6～0.66倍，温度为实测温度。孔底的原始温度为实测温度加1.2℃。影响井田地温的原因平顶山煤田为一地垒构造，中间的基岩相对抬升，四周被高角度正断层切割后下降，被高热阻的第四系冲积层覆盖，大地热流相对集中于中间的基岩，形成典型的基底抬高型地热异常区。平顶山矿区的地温梯度平均在3.2～3.5℃/1OOm，十矿井田正处于平顶山矿区主体构造李口向斜南翼，马棚山位于井田中部，马棚山南北两侧均覆盖有第四系冲积层，南侧较厚，北测较薄。因此，井田地温受李口向斜大地热流侧向作用和南北两侧的冲积层的热阻大、大地热流相对集中两种因素的影响。井温测定表表1-3-3孔深（m）4005507008501000温度（°C）25.426.7283033根据资料数据可知由于矿井开采深度大，温度过高，所以应在深部开采时应采取相应的降温措施。2、地压地压与开采深度有关，预计埋深超过600m，顶板压力将加大、底鼓强、巷道变形快、维护周期短。地压与构造部位有关，即边界条件变化大的部位地压大。地压是客观存在，其防治方法第一是埋深超过600m决不能跳采，第二是地质条件变化大部位加强支护。2井田境界和储量2.1井田境界2.1.1井田境界确定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。煤田范围划分为井田的原则有：1、要充分利用自然条件划分，在可能的条件下，应尽量利用地形、地物、地质构造、水文地质以及煤层特征等自然条件，以减少煤柱损失，提高资源采出率，充分保护地面设施；2、要有与矿区开发强度相适应的井田范围，要保证井田范围与矿井生产能力相适应，有足够的储量和服务年限及合理的尺寸；3、照顾全局，处理好与临矿的关系；4、直线原则，井田的划分应尽量采用直线或折线，有利于矿井的设计和生产管理工作的开展。根据以上划分原则，以及考虑到平顶山矿区地质构造强度中等，本井田在能满足生产开发强度的前提条件下，主要考虑了自然条件原因，将十矿四周境界定为：南以各煤层露头为界，北至李口向斜轴部，西以26勘探线与一矿相邻，东以21勘探线以东500米与八矿为界。2.1.2井田开采界限及井田尺寸井田内可采煤层有2层，为戊10和己15煤层，其中主采戊10煤层，己15煤层由于含硫份较高且煤层较戊10薄，作为后期储备资源开采。本矿井设计只针对戊10煤层的开采。开采上限:：戊10煤层以上无可采煤层。开采下限：己15煤层以下有庚20煤层局部可采，但含硫份大于3%，列入平衡表外储量。根据以上划分本井田东西走向最大长5.9km,最小长4.6km,平均5.0km；南北倾斜宽最大7.1km,最小6.0km,平均6.48km；煤层倾角最大21°，最小3°，平均13°；井田平均水平宽度为5km；水平面积按下式计算：S=H×L式中：S—井田的水平面积，m2；H—井田的平均水平宽度，km；L—井田的平均走向长度，km；则井田的水平面积为：S=6.48×5.0=32.4(km2)2.2矿井工业储量2.2.1井田钻孔及勘探分布情况及勘探类型1、钻孔及勘探分布情况矿区经过普查、详查、精查勘探及使用综合勘探的精查补充勘探后，使完成勘探线28条，平均间隔500m；钻孔154个，共计工程量为45043.68m，其中水文钻孔12个，共计工程量为4789.60m。根据勘探情况，矿区的地质条件已基本清楚。2、勘探类型本区断层发育集中，强度大，故属于中等构造；但煤层稳定，对比可靠，故属于稳定煤层；所以确定本矿井勘探类型为二类一型。2.2.2煤层可采厚度区内赋含煤层数目较多，在目前的经济技术条件下，除戊煤、己煤外，其它煤层可作为后期开发。戊煤、己煤煤层厚度均匀，最低可采厚度定为1米。2.2.3储量计算基础1.根据十矿井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算；2.依据《煤炭资源地质勘探规范》关于化工、动力用煤的标准：计算能利用储量的煤层最低可采厚度为0.8m，原煤灰分不大于40%。计算暂不能利用储量的煤层厚度为0.7—0.8m；3.依据国务院过函（1998）5号文《关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复》内容要求：禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井。硫份大于3%的煤层储量列入平衡表外的储量；4.储量计算厚度：夹石厚度不大于0.05m时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层厚度的50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度；5.井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法；6.煤层容重：戊煤的平均容重，1.38t/m3；己煤的平均容重，1.40t/m3。2.2.4工业储量计算工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探厚度与质量均合乎开采要求，目前可供利用的列入平衡表内的储量，即A+B+C级储量。本设计采用求积仪测量含煤面积结合算术平均法计算工业储量：1、利用日本产数字式求积仪（DIGITALPLANMETERKP-90N）,逐一测量每一块段至少两次，误差在允许范围，方可取其平均值作为块段水平面积。东西走向最大长5.2km,最小长4.8km,平均5.0km；南北倾斜宽最大7.4km,最小6.0km,平均6.48km；煤层倾角最大21°，最小3°，平均13°；井田平均水平宽度为5.0km；水平面积按下式计算：S=H×L式中：S—井田的水平面积，m2；H—井田的平均倾斜宽度，km；L—井田的平均走向长度，km；则井田的水平面积为：S=6.48×5.0=32.4(km2)2、用算术平均法计算矿井工业储量：Zg=S×M×r=S×M1×γ1+S×M2×γ2式中：Zg——工业储量，Mt；S——井田面积,m2；M1——戊煤层平均厚度，4.0m； M2——己煤层平均厚度，1.8m；γ1——戊煤的平均容重，1.38t/m3；γ2——己煤的平均容重，1.40t/m3；故工业储量为：Zg=32.4×10=6\*Arabic6×4.0×1.38＋32.4×10=6\*Arabic6×1.8×1.4=178848000+81648000=260.496Mt3、根据地质勘探资料显示，其中高级储量为：159.90+71.30=231.20Mt，约占工业储量的88.7%，符合设计要求。2.3矿井可采储量2.3.1计算可采储量时，必须要考虑以下储量损失1、工业广场保安煤柱；2、井田境界煤柱损失；3、采煤方法所产生煤柱损失和断层煤柱损失；4、建筑物、河流、铁路等压煤损失；5、其它各种损失。2.3.2各种煤柱损失计算1、本矿井开采时，由于村庄稀疏且规模较小，开采初期时无影响，在后期开采时宜采用搬迁解决；井田内无铁路河流影响。因此煤柱损失只需考虑工业广场保安煤柱损失，断层煤柱损失及井田边界煤柱等损失。2、工业广场保安煤柱设计：工业工场煤柱设计图2-3-1本矿井设计年生产能力为180万t/a，按《煤矿设计工业规范》，工业广场占地面积见下表，本设计工业工业广场占地面积指标表2-3-1井型(万t/a)占地面积指标(公顷/10万t)>=2401.0120-1801.245-901.59-301.8广场取21.6公顷，长、宽分别为400m、540m，工业广场围护带宽度为15m.本矿井山上方向移动角为70°；下山移动角为76°；表土层移动角为45°；基岩移动角为74°。则按垂直剖面法计算工业广场压煤见图2-3-1。保护煤柱的尺寸为S=梯形面积=（上宽+下宽）×高/2则：工业广场的煤柱量为：Zi=S×M×R式中：Zi——工业广场煤柱量；S——工业广场面积；M——煤层厚度；R——煤的容重。可得出工业广场压煤约574万吨.4、其它煤柱留设：本矿井断层落差较大，所以牛庄逆断层及原十一矿逆断层两侧分别各留设35m煤柱；F2两侧分别各留设20m煤柱；井田浅部有风化带留设80m煤柱；由于深部不留煤柱；井田西部留边界煤柱20m；井田东部留边界煤柱20m；。两风井均留设在郭庄背斜和断层保护煤柱内，损失很少。利用求积法结合算术平均法计算得出其它煤柱总量约为2100万t。5、煤柱留设总量为574+2100＝2674万t。2.3.3矿井可采储量计算1、矿井的可采储量是矿井设计的可以开采的储量，其计算公式为：Zk=(Zc-P)×C式中：Zk——矿井可采储量，万t；Zc——矿井工业储量，万t；P——永久煤柱损失，2674万t；C——采区采出率，按设计规程规定厚煤层不小于0.75；中厚煤层不小于0.8；薄煤层不小于0.85。本区内煤层均衡后属于中厚煤层，取0.8。计算得出本矿井的可采储量为：18700.5万t3矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1矿井工作制度根据《煤炭工业矿井设计规范》规定矿井年工作日定为300天。矿井日净提升时间确定为14小时。设计采用“三八”工作制，其中二班半采煤，半班准备，每班工作8小时。3.2矿井设计生产能力及服务年限3.2.1矿井设计生产能力的确定本矿井的生产能力主要考虑了以下几点：1、生产强度与地质条件的符合，本矿井地质构造简单，储量丰富，煤层赋存稳定，倾角不大，煤层属于中厚煤层；2、矿井生产能力与工业储量符合《煤炭工业矿井设计规范》要求；3、当地煤炭市场需求情况，目前煤炭市场供不应求，本矿井的煤质属于市场紧缺煤种。十矿煤层赋存相对稳定，顶底板相对较好，断层一般，开采条件较好，技术装备较先进，经济效益较好等。鉴于以上因素确定本矿井的年设计生产能力为180万t/a。3.2.2矿井的服务年限本井田煤层倾角平均在130左右。其中主要以戊10和己15煤层有开采价值。可采范围内戊10煤层平均厚度4.0m左右，己15煤层平均厚度1.8m左右。该矿井的两层可采煤层水文地质条件比较简单，煤层厚度变化不是特别大，故适合综合机械化开采，一次采全高。根据矿井实际的地层和煤层特征，本矿井主采戊10层煤，赋存稳定。矿井服务年限必须与井型相适应。根据本井田煤层赋存情况、井田水文地质情况及我国煤矿矿井井型分类表，井型分类表表3-2-1井型矿井设计生产能力（万吨/年）大型矿井120、150、180、300、400、500及以上中型矿井45、60、90小型矿井9、15、21、30推荐矿井设计生产能力为180万吨/每年。理由如下：本井田的两层主采煤层都属于中厚煤层，水文地质条件较好；2)移交首采区的煤层条件适宜综合机械化开采，应充分发挥综采设备的潜力。因此矿井生产能力不宜过小；3）在设备相同，工程量相仿的情况下，矿井生产能力越大，生产效率越高，矿井的综合经济小效益越好。4）我国目前对煤炭的需求量急剧上升，本矿井煤炭除一半本地消费外，另一半主要运往南方发达地区，以弥补煤炭需求缺口。3.2.3确定矿井服务年限根据《煤炭工业设计规范》矿井服务年限中规定：我国各类井型的矿井和第一水平设计服务年限表3-2-2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（年）煤层倾角＜250煤层倾角250～450煤层倾角＞4503.0及以上7030～35——1.2～2.46025～3020～2515～200.45～0.95020～2515～2010～15矿井服务年限的计算公式：T=Zk/（A×K）式中T——为水平服务年限，a;Zk——矿井可采储量，18700万t；A——矿井设计年生产能力，180万t；K——矿井备用系数，取1.3。由上式计算得出矿井服务年限的服务年限为79.9a。其中一水平煤层服务年限约为29a其中戊10煤层服务年限为T=13000/180×1.3=55.5a其中一水平戊10煤层服务年限约为21a根据《煤炭工业矿井设计规范》要求，矿井的服务年限满足其设计要求。4井田开拓4.1井田开拓的基本问题井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体，建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。这些用于开拓的井下巷道的形式、数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。合理的开拓方式，需要对技术可行的几种开拓方式进行技术经济比较，才能确定。井田开拓主要研究如何布置开拓巷道等问题，具体有下列几个问题需认真研究。1、确定井筒的形式、数目和配置，合理选择井筒及工业场地的位置；2、合理确定开采水平的数目和位置；3、布置大巷及井底车场；4、确定矿井开采程序，做好开采水平的接替；5、进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造；6、合理确定矿井通风、运输及供电系统。确定开拓问题，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术的诸多条件，经全面比较后才能确定合理的方案。在解决开拓问题时，应遵循下列原则：1、贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤、高产高效创造条件。在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量；尤其是初期建设工程量，节约基建投资，加快矿井建设。2、合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。3、合理开发国家资源，减少煤炭埙失。4、必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风、运输、供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常保持良好状态。5、要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术、新工艺，发展采煤机械化、综掘机械化、自动化创造条件。6、根据用户需要，应照顾到不同煤质、煤种的煤层分别开采，以及其它有益矿物的综合开采。4.1.1井筒形式，数目，位置及坐标确定=1\*Arabic1、井筒形式的选择：根据本矿井的实际情况：表土层厚，平均0—35米；区内地势平坦；煤层埋深不大，浅部埋深不足百米。不适用斜井与平峒开拓，确定本矿井采用立井开拓。2、井筒数目：本矿井采用主井提煤，副井运料。由于矿井走向小于倾向长度，而且矿井开采深度大，为便于后期通风，采用对角式通风。3、为方便管理将主井、副井布置在工业广场内。两风井均留设在郭庄背斜和断层保护煤柱内。4、设计井筒位置坐标见下表：井筒坐标表4-1-1坐标XY主井3739222.24738440610.583副井3739112.35838440731.465东风井3738120.43438441610.121西风井3739480.11438439485.0904.1.2工业广场位置、形状及面积确定1、工业场地的选择主要考虑以下因素：（1）、尽量位于储量中心，使井下有合理的布局避免单翼开采，节省运输及通风费用；（2）、占地尽量要少，减少压煤，且交通方便；（3）、工业场地的标高要高于矿区历年最高洪水位；（4）、主副井筒布置在地质条件较好的区域，确保井筒及井底车场的围岩稳定。（5）、综合考虑矿井的前期及后期生产，在保证总体工程量小的前提条件下，尽量减少初期投资。2、根据以上原则，结合本矿实际情况，工业广场布置在11勘探线附近，郭庄背斜上。此处地质资料详细，基本位于储量中心，整个矿井的运输费用最省，没有村庄干预；充分利用埋深浅减少压煤；工业广场煤柱与断层的煤柱重合，减少了煤柱损失；另外此处地面标高高于历年的最高洪水位；围岩稳定。因此此处是最佳位置。3、根据以上原则并结合本矿井的实际情况，工业广场与主副井筒位置相同，靠近铁路布置。依据《关于煤矿设计规范中若干条文修改的决定（试行）》之规定：井型在180万t/a及以上，占地面积标准为1．2公顷/10万t。由此确定工业广场占地面积为21．6公顷。工业广场形状为矩形，其尺寸为：长×宽=540m×400m=216000m2。4.1.3阶段参数确定根据本井田条件及矿井设计规范有关规定，本井田倾斜长度较长，可划分为2～3个水平5~6个阶段；阶段内宜采用采区或带区布置方式，又因本井田走向长度较短，每个阶段根据实际情况划分为2采区。初步划定阶段主要参数见下表：阶段主要参数表4-1-2阶段数目/个划分水平阶段斜长/m水平垂直/m阶段出煤量/万t服务年限/a区段数目/个区段斜长/m区段出煤量/万t6一水平（-350）6602002500303215820660150250032158107二水平（-600）6601502500353215810880100325042158104.1.4确定开拓方案1：方案提出：结合本矿井的实际条件提出以下四个方案。方案一：采用立井三水平开拓，第一水平标高－350,上下山开采；二水平采用立井延伸，标高－600,上下山开采；如图：图4-1-1方案二：采用立井三水平开拓，一水平标高－300；二水平采用立井延伸，标高－500；三水平采用立井延伸，标高，－650,都采用上山开采伸。如图：图4-1-2方案三：采用立井一水平开拓，一水平标高－500；上下山开采。如图4-1-3。图4-1-3方案四：采用立井两水平开拓，一水平标高－400；二水平采用斜井延伸，标高－600。如图：图4-1-42、技术比较：在技术上，以上四个方案中，方案四存在后期辅助运输和行人比较困难问题，方案三存在一水平上山距离过长，倾角过大，辅助运输及行人困难等问题，故从技术方面首先否定，方案一个方案二都可行，方案二存在后期石门运输距离过长问题，但通过优化及改变运输方式可以解决其存在的问题。因此技术上均属于可行。故只对方案一和方案二进行比较。3、经济比较：粗略比较：方案一为两水平上下山开拓,方案二为三水平开拓，水平标高不相同，延伸方式不同，将其先进行粗略比较。比较情况见下表：详细经济比较：建井工程量比较见下表：表4-1-3项目方案一方案二初期主井井筒/m503453副井井筒/m483433风井井筒/m340340井底车场/m1000800运输大巷/m20002000石门/m170120后期主井井筒/m250350副井井筒/m250350井底车场/m10001600运输大巷/m20004000石门/m8002000基建费用比较见下表：表4-1-4基建费用比较项目方案方案一方案二工程量单价（元/m）费用（万元）工程量单价（元/m）费用（万元）mm初期主井井筒5033000150.94533000135.9副井井筒4833000144.94333000129.9风井井筒34030001023403000102井底车场10001000100800100080运输大巷20008001602000800160石门17080013.61208009.6小计671.4617.4后期主井井筒2503000753503000105副井井筒2503000753503000105井底车场1000100010016001000160运输大巷20008001604000800320石门800800642000800160小计474850共计1145.41467.4运输生产经营工程量及经营费用比较：表4-1-5运输生产经营工程量及经营费用比较表4-1-5项目方案一项目方案二运输提升工程量结果运输提升工程量结果万t×km万t×km采区下山运输采区下山运输一水平1区段1.2×(6700/6)×5×0.185=1239.50一水平1区段1.2×(7940.5/6)×5×0.185=1468.992区段1.2×(6700/6)×4×0.185=991.602区段1.2×(7940.5/6)×4×0.185=1175.193区段1.2×(6700/6)×3×0.185=743.703区段1.2×(7940.5/6)×3×0.185=881.404区段1.2×(6700/6)×2×0.185=495.804区段1.2×(7940.5/6)×2×0.185=587.605区段1.2×(6700/6)×1×0.185=247.905区段1.2×(7940.5/6)×1×0.185=293.80大巷及石门运输大巷及石门运输一水平1.2×6700×(0.800+0.132)=7493.28一水平1.2×7940.5×(0.800+0.132)=8880.66二水平1.2×8000×(0.800+1.2)=19200.00二水平1.2×4000×(0.800+1.2)=9600.00三水平1.2×4500×(1.100+1.07)=11718立井提升一水平1.2×6700×0.35=2814.00一水平1.2×7940.5×0.3=3049.15二水平1.2×8000×0.6=5760.00二水平1.2×4000×0.5=2400.00三水平1.2×4800×0.65=3840维护及排水生产经营工程量及工程费用比较：表4-1-6维护及排水生产经营工程量及工程费用项目方案一项目方案二维护（万a×m）工程量及费用维护（万a×m）工程量及费用采区上山1.2×2×（4281×48.6/4）/10000=12.48采区上山1.2×2（3047×48/4）/10000=8.84采区下山1.2×2×(1880×23.2/2)/10000=5.23采区下山1.2×2×（1944×23.8/2）/10000=5.55排水（万m3）工程量及费用排水（万m3）工程量及费用一水平400×24×365×29/10000=10161.6一水平400×24×365×25/10000=8760二水平400×24×365×32/10000=11212.8二水平400×24×365×18/10000=6307.2三水平400×24×365×18/10000=6307.2将上面计算进行汇总见下表：表4-1-7费用汇总表项目方案方案一方案二费用（万元）百分率费用（万元）百分率初期建井费671.4109%617.4100%基建工程费1145.4100%1467.4128%生产经营费25858100%28028.53109%总费用27890.8100%28796.13111%综合以上经济比较结果，方案一与方案二比较结果只相差11％，有一定的差别，再从技术上比较得出结论。方案一与二方案相比较，水平开拓均采用立井延伸，对于本矿井来说首采倾角都较大，都在各水平设置井底车场及运输大巷，但方案二设置三个水平，后期运输工程量大，对生产影响较大，且行人运料及维护费用均较大。所以综合评价方案一作为本设计的开拓设计的最佳方案。4.1.5开拓布置本矿主采煤层为戊10煤、己15煤，各煤层厚度均匀，煤层间距相差较大，平均70m，不适用于集中联合布置，即在戊10煤中或其底板内掘上下山，在己15煤中或其底板内掘上下山，。煤层间开采采用下行式开采，即先采戊10煤，再开采己15煤。第一水平布置两个上山和两个下山。本井田走向长度较短，为了节省开拓工程量，矿井各水平设置水平大巷，直接用石门联接采区上下山，即立井多水平上下山石门