国投哈密一矿8.0Mt-a新井设计-提高综放工作面采出率的理论与技术研究

设计题目：国投哈密一矿8.0Mt/a新井设计专题：提高综放工作面采出率的理论与技术研究摘要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为国投哈密一矿8.0Mt/a新井设计。全篇共分为十个部分：1.矿井概况及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井生产能力、服务年限及工作制度；4.井田开拓；5.准备方式—带区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全技术；10.矿井基本技术经济指标。国投哈密一矿位于哈密市190°方向40km处，其行政区划属哈密市南湖乡管辖，南湖乡所在地位于井田北侧约19km处。井田南北宽6.75km，东西长约7.7km，面积约51.98km2。井田内可采煤层为3#，7#煤，其赋存稳定，厚度平均2.85m，10.41m，倾角平均8.0°，为近水平～缓倾斜煤层。井田内工业储量为947.92（Mt），可采储量为775.3(Mt)。矿井平均涌水量为124m3/h，相对瓦斯涌出量为0.019m3/t，属低瓦斯矿井；煤尘具有爆炸性危险，有自燃发火倾向。国投一矿设计生产能力为8.0Mt/a，服务年限为74.55年，工作制度为“三八”制。矿井采用斜井两水平直接延伸开拓方式，采用倾斜长壁综合机械化放顶煤采煤法。矿井采用一矿一面的高效作业方式，工作面长度为250m。水平运输大巷采用胶带输送机运输，辅助运输采用架线式电机车牵引1.5t固定箱式矿车运输矸石和材料等。矿井通风方式为中央并列式。专题部分：专题题目为“提高综放工作面采出率的理论与技术研究”。翻译部分：是将关于一篇煤炭特殊开采的英文翻译成中文。英文题目是“CoalMiningUnderSpecialConditions”。关键词：斜井开拓；二水平斜井直接延伸；带区布置；放顶煤ABSTRACTThisdesigncontainsthreeparts:thegeneral，thespecialsubjectandthetranslation.ThegeneralpartisanewdesignofHaMiaMine1.2milliont/ainChinaInvestmentCompany.Thewholearticleisdividedintotenparts:1.Anoutlineoftheminefieldgeology;2.Boundaryandthereservesofmine;3.Thedesignedproductivecapacity,servicelifeandworkingsystemofmine;4.developmentengineeringofcoalfield;5.Thelayoutofpanels;6.Theexplorermethodusedincoalmining;7.Transportationoftheunderground;8.Theliftingofthemine;9.Theventilationandthesafetyoperationofthemine;10.Thebasiceconomicandtechnicalnorms.TheHaMiaMinefieldislocatedinHaMicity190°direction40kmplace,itsadministrativedistrictsofHaMicityjurisdictionofthesouthlaketownship,villageinthenorthtothesouthlakelocatedinlaohutaiminefieldabout19kmplace.Theboundaryoftheminefieldruns6.75kmfromnorthtosouthand7.7kmfromwesttoeast.Thetotalplaneareaofthemineisabout51.98km2.Inthewellfieldmayminecoalisthe3#,7#coal.Itsaveragethicknessoftheseamis2.85m,10.41manditisstableandflatlyinclined.Itsdipangleis8.0degreeonaverage.Theindustryreservesoftheminefieldare947.92milliontonsandtheuseablereservesare775.3milliontons.TheaverageinflowrateinHaMiamineis124m3/h.Therelativegasdischargequantityis0.019m3/t.Itisalowergassymine.Thecoaldusthaveexplosionhazardaswellastheself-combustiontendency.TheproductivecapacityofHaMiaMineis8.0milliontonsperyear，andtheservicelifeis74.55years.Theworksystemis3-shiftwitha8-hourworkday.Theminepitusestheverticalshafttwoleveltoaddtheinclinedshaftdevelopmentway.Theminepitusesmovestowardthelongwellsynthesismechanizationtoputgoesagainstthecoalminingcoallaw.Thereisonlyonehighlyeffectiveworkingfaceinthemine.Theworkingsurfacelengthis250m.Thelevelservicebiglaneusestheadhesivetapeconveyertransportation,thexiliaryhaulageusesthewirelayingtypeelectriclocomotivetotowthe1.5tfixedbox-typeminecartransportationgangueandthematerialandsoon.Themineventilationwayiscentralizedventilation.Thetitleofspecialsubjectis“Increasetherateofrecoveryoffullymechanizedsub－levelcavingfacetheoryandtechnologyresearch”.ThetranslationpartistotranslateaarticleonthecoalspecialminingintotheChinese.Anditstitleis"CoalMiningUnderSpecialConditions".Keywords:inclinedshaftdevelopment;Twolevelslopedirectextensiondevelopment;arrangementswiththedistrict;caving

目录1矿区概述及井田地质特征 页1矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1矿区地理位置、范围国投哈密一矿位于哈密市190°方向40km处，井田范围极值地理坐标为：东经93°19′06″～93°29′00″，北纬42°18′00″～42°24′30″。其行政区划属哈密市南湖乡管辖，南湖乡所在地位于井田北侧约19km处。大南湖矿区属刚开始起步的新开发区，区内没有生产矿井及老窑。本井田属于吐－哈煤田大南湖矿区内的井田之一，其井田面积51.98km2。1.1.2交通条件井田位于新疆哈密市南部，北距哈密市区50km、距南湖乡约19km。已建成的哈－罗（哈密－罗布泊）公路和在建的哈－罗铁路由井田北侧14km处经过。兰新铁路和312国道自北西向东南由矿区东部经过，距井田边界约38km。矿井煤炭对外运输采用准轨铁路，规划的矿区铁路由井田南侧自西向东接轨于兰新线烟墩站，矿井铁路专用线接轨方便，井田交通运输条件优越。1.1.3地形、地貌吐哈盆地为一大型山间盆地。本井田位于吐哈盆地东段南部的戈壁沙丘平原和低山丘陵区，地势南北高，中部低，区内海拔高度+510～+630m，相对高度大于50m。干谷宽阔，地表为残积、坡积的岩屑层和风积层覆盖，通称南湖戈壁，为无植被的荒漠区。1.1.4水文情况井田及其周边无任何地表水流或水体，曾经有季节水流的库尔克果勒，距井田约20km，流向为南湖乡西南方向的沙尔湖。由于上游来水减少，已于上世纪九十年代彻底断流。1.1.5气候条件本区位于中纬度亚欧大陆腹地，由于天山山脉橫亘北部，加之山南多为荒漠戈壁，本地区具有很强的大陆性温带干旱气候特点，气候分区为暖温带极干旱区。其自然特征是气候干燥少雨，晴天多，光照丰富，年、日温差大，春季多风，冷暖多变，夏季酷热，蒸发强烈，秋季晴朗，降温迅速，冬季寒冷。该区全年日照时数在3350h以上，是全国日照最充裕地区之一。常年云稀雨少，光照时间长，全年太阳总辐射量6397.35MJ/m2。1）气温本区年平均气温8～11℃，1月最冷，7月最热，最热月与最冷月平均气温差（气温年较差）较大，一般可达36～40℃。3月上旬入春，开始转暖解冻。5月中旬进入夏季。9月中旬气温下降，开始转入秋季。11月中旬开始结冰，进入冬季。一日内，一般拂晓时气温最低，午后15～17时气温最高。由于本地区居于内陆，且多为荒漠戈壁，气温日较差较大，一般在10℃以上，2月和9月偏大，冬季略小，极端最大日较差在25℃以上。本地区夏季酷热干燥，7月平均气温25℃～29℃，平均最高气温31～35℃，极端最高气温达43.9℃（1952年7月15日）。1月平均气温－13～－10℃，平均最低气温－18～－15℃，哈密城区附近，曾出现过最低气温－31.9℃（1954年1月31日）。由于井田远离乡镇，为无植被荒漠区，气温与绿洲地区相比，有一定差值，与哈密城区比较，夏季平均气温高2℃～4℃，冬季低1～2℃。2）降水本区全年降水量不足40mm，降水日数不足25天，但年际变化较大，降水量多的年份较降水量少的年份，竟有6倍之差，如1963年，全年降水量仅9.6mm，1988年达68.3mm。夏季降水量可占全年的50％，而冬季仅为5％。日降水量≥5.0mm的日数，全年仅有1～2天；≥10.0mm的日数很少出现。冬季最大积雪深度为15.9cm（哈密市城区），由于冬季刮风，积雪不易保存，仅阴坡偶见局部有薄层积雪。3）蒸发区内全年平均相对湿度30～40％，相对湿度≤30％的干燥日可出现100～160天，全年4～5月最干燥，相对湿度最小。区内异常干燥，蒸发强烈，全年平均蒸发量3064.3mm，最大4169.1mm，蒸发量是降水量的80倍以上。4）自然灾害哈密地区属自然灾害多发区，主要自然灾害有：（1）风沙：区内多以东北风为主，平均风速2.8m/s，最大风速可达26.4m/s。风沙天气多出现在春、夏季3～7月份，其中又以4月份最多，一般有3～5天。每当风力达5～6级，裸露地面即出现风沙，造成野外施工困难，交通运输受阻。（2）热害、干热风：6～8月份出现几率较大，持续高温是其诱发因素；干热风造成人畜呼吸困难，难以适应，高温使动植物体内水份补给困难，水份代谢失去平衡，正常生理活动受到抑制。（3）低温寒潮：哈密冬季寒冷，冻土深度可达1.27m。工作区内地形无大起伏，地表无植被，冬季尤其寒冷，在毗邻的南湖乡了解，2002年冬季，最低气温近－30℃，有部分红枣、葡萄等果树被冻死。1.1.6地震根据《建筑抗震设计规范》GB50011－2001，井田所处的大南湖矿区地震动峰值加速度为0.10g，其裂度区划分为Ⅶ度，设计地震分组为第一组。据哈密地区气象局提供的资料，上世纪八十年代以来，本地区发生震级4级以上地震达10余次。最近一次地震是2009年12月14日零时零三分，在哈密市发生里氏5.1级地震，震中位于北纬41.9°，东经94.5°，震源深度约4km，震中位置距哈密市约150km，距乌鲁木齐市约600km。1.2区域及井田地质特征1.2.1区域地质1）区域地层本区属天山－兴安岭地层区，北天山、中天山地层分区。分布地层主要有中远古界长城系、蓟县系；古生界奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系；中生界三叠系、侏罗系、白垩系；新生界新近系、第四系。见表1－2－1。区域地层简表表1—2—1界系统组段（亚组）代号厚度（m）备注新生界第四系Q40-100一般5-20新近系上新统葡萄沟组N2p大于30渐—中新统桃树园组N1t124中生界白垩系—古近系K2—E550侏罗系上侏罗统喀拉扎组J3k144－724齐古组J3q35－665中侏罗统头屯河组J2t357西山窑组J2x1125下侏罗统三工河组J1s128三叠系下统韭菜园组T1j118－282烧房沟组T1sh83－299古生界二叠系下统红柳河组P1h509－3260阿尔巴萨依组P1aer198－1453胜利沟组P1shl454石炭系上统梧桐窝子组C2wt1061－8812底坎尔组C2d5326居里得能组C2j厚度不详妖魔梁组C2ym厚度不详乌尔图组C2w227－294弧形梁组C2h69－220下统干墩组C1gd1360－6405雅满苏组C1y5982小热泉子组C1x1600七角井组C1qj6624姜巴斯套组C1j769－1503泥盆系上统克孜尔塔格组D3k200－1170中统头苏泉组D2t2619－4162下统大南湖组D1d2270－5822志留系上统红柳沟组S3D1h1300中统白山包组S2b1300奥陶系中上统庙尔沟组O2-3m379大柳沟组O2-3d1550乌勒盖组O2-3w1616中统科克沙依组O2k788－34482）区域构造吐哈盆地划分为吐鲁番坳陷、了墩隆起、哈密坳陷、南部隆起带四个一级构造单元。其中，南部隆起带的一级构造单元又包括沙尔湖隆起、沙尔湖浅凹陷、大南湖浅凹陷、梧桐窝子浅凹陷、骆驼圈子浅凹陷、野马泉浅凹陷六个二级构造单元，见图1－3－1。本井田位于大南湖浅凹陷二级构造单元中，大南湖浅凹陷位于沙尔湖隆起之南，沙尔湖浅凹陷以东，与沙尔湖浅凹陷处于同一凹陷带上，南与觉罗塔格晚古生代岛弧带基底隆起相接，东部以基底弱隆起与北侧的骆驼圈子浅凹陷及东侧的梧桐窝子浅凹陷相隔。呈西宽、东窄的长条状，东西长180km，南北宽5～25km，面积约2300km2。中部露头较好，东西两端被古近系－新近系、第四系覆盖，总体呈一复向斜构造。大南湖复向斜的轴向呈缓波状起伏的近东西向，延伸长约170km。核部为头屯河组，翼部为西山窑组，总体地层产状平缓，一般3°～13°。大南湖浅凹陷内断层不发育，南部边缘发育区域性正断层，走向北东向，倾向南东，倾角陡，属南盘下降的正断层。切割侏罗系地层，推断断距约50～150m。1.2.2井田地质1）地层井田地表出露地层主要以大面积分布第四系、第三系为主，西南部零星出露有侏罗系中统西山窑组（J2x）。井田勘探钻孔揭露地层有：第四系（Q）、新近系葡萄沟组（N2p）、侏罗系中统头屯河组（J2t）、侏罗系中统西山窑组（J2x）、下统三工河组（J1s）、石炭系上统梧桐窝子组（C2wt）。2）构造井田位于吐哈煤田大南湖浅坳陷南部，地震勘探及钻探控制了煤层起伏形态和煤层宏观结构。井田断裂构造不发育，煤层赋存区内未发现断层存在，构造类型属简单构造类型（即一类）。图1—2—2吐哈盆地构造单元划分图（1）断层：依据地质勘探的钻孔控制及地震解释成果看，井田断裂构造不发育，煤层赋存区内未发现断层存在，仅在赋煤范围外L4线中东处见一落差50m的正断层，对煤层无任何影响。（2）褶曲：井田中西部褶曲形态变化较大，东部褶曲形态较单一，呈北西西走向，北北东倾向的单斜。西北部表现为幅度较小的轴向北西西（为ZK481、ZK504及ZK531三孔连线）的向斜和轴向北东（为ZK485、ZK503两孔连线）的背斜，在ZK481与ZK485之间形成鞍部，其中向斜较宽缓，向东南方向倾伏。中部及南部发育有轴向近东西的背斜和向斜，其中背斜形成以ZKJ202、ZK493以北约100m为最浅点的隆起形态，背斜轴位于ZK487至ZKJ506，向东倾伏；南部的向斜轴ZKJ204孔向东。除以上褶曲外局部伴有次一级的褶曲。全区大部地层倾角较平缓，一般为5～15°，局部地层倾角较陡，为25～50°，其中三维区中有2处地层挠曲，一个位于ZK506孔处，15煤层上面积约1km2，另一处位于ZKJ502及ZKJ505孔之间，15煤层上面积约0.25km2。（3）侵入岩、陷落柱：井田内地表及勘探钻孔未曾发现侵入岩、陷落柱及其它构造。1.2.3水文地质特征1）地表水井田及其周边无任何地表水流或水体。2）矿井主要含水层组划分及特征据井田地层含水性，共将其划分四个含（隔）水层（段），含（隔）水层（段）划分一览表：表1－2－4地层代号含（隔）水层（段）编号含（隔）水层（段）名称Q4pl、Q3－4plⅠ第四系透水不含水层N2pⅡ新近上打新统葡萄沟组裂隙孔隙弱含水层J2tⅢ侏罗系中统头屯河组裂隙孔隙弱含水层J2xⅣ侏罗系中统西山窑组裂隙孔隙弱含水层含（隔）水层（段）特征：（1）第四系透水不含水层Ⅰ：本区广泛分布，为冲积、洪积、风积层及盐碱沼泽沉积层。岩性主要为黄土、砂质粘土、砾石、细砂、砂砾层、风成砂土，盐碱砂质粘土，与下伏地层不整合接触，厚度0.85～33.98m，平均厚度9.10m。这些松散沉积物虽透水性较好，但不具储水条件，为透水不含水层。（2）新近系上新统葡萄沟组弱富水含水层Ⅱ:为河流相土灰黄色、浅红色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩互层，底部以砾岩、砂砾岩与下伏地层侏罗系、石炭系等地层呈超覆不整合接触。控制厚度4.26～188.80m，平均53.75m。通过简易水文观测成果可知，钻进至该地层时，孔中水位几乎没有变化，泥浆消耗量也很少甚至没有消耗。ZK4812孔钻进至16.93m含砾粗砂岩段时，掉块，孔内坍塌，该段岩芯较破碎。施工的ZK533孔原本设计针对本地层及头屯河组地层混合抽水，但洗井结束后测得静止水位在新近系地层以下，该孔新近系不含水，但由周边勘探区及区域水文资料可知此含水层富水性弱。该含水层为间接充水含水层。（3）侏罗系中统头屯河组裂隙孔隙弱含水层Ⅲ:上部褐黄色砾岩，紫红色砾岩，泥岩互层；下部为杂色泥岩、泥质粉砂岩互层，夹中细砂岩，底部夹灰白色泥灰岩。此地层岩石较完整，裂隙不很发育，泥岩段一般消耗量3.85～25.87L/m，砂砾岩段消耗量较大。钻进中孔中水位变化不大，粗砂岩段微漏。据详查施工的ZK533孔针对本地层的抽水试验成果可知：渗透系数（K）为0.009574m/d，单位涌水量（q）0.00592L/s·m（q<0.1L/s·m）。由此可知，此含水层富水性弱，该含水层为间接充水含水层。（4）侏罗系中统西山窑组裂隙孔隙弱含水层Ⅳ:主要由灰绿色、褐黄色、深灰色泥岩、粉砂岩、粗砂岩、砾岩及煤层不均匀互层，为区域的主要含煤地层，地表局部零星出露，是本次工作的重点，西山窑组地层厚度变化较大，控制厚度102.96～912.05m，平均厚度419.21m，西山窑组地层垂向上含煤性不均一，由下而上呈现出稍好→好→差的变化趋势，此地层岩石较完整，裂隙不很发育，钻进中孔中水位变化不大，粗砂岩段微漏，个别钻孔煤层段不返浆。据本次施工的ZKJ303孔及详查施工的ZK486、ZK492孔抽水试验成果可知：渗透系数（K）为0.01556～0.03257m/d，单位涌水量（q）0.00622～0.0316L/s·m（q<0.1L/s·m）。由此可知，此含水层富水性较弱，该含水层为直接充水含水层。3）地下水与地表水及各含水层间的水力联系矿区无常年流动的地表水体，也未见有泉水出露，大气降水、雪融水所形成的暂时性地表水流，在顺地形坡度或冲沟向下游渲泻的同时，可通过地表风化、构造裂隙补给地下水，形成赋煤地层的微承压水。由于暂时性地表水流通过时，时间短，速度快，对地下水的补给主要表现在瞬间补给。因此，两者之间的水力联系不甚密切。区内存在新近系上新统葡萄沟组弱含水层（Ⅱ）、侏罗系中统头屯河组弱含水层（Ⅲ）、侏罗系中统西山窑组弱含水层（Ⅳ），均为层间承压水，基本无水力联系。当隔水顶板或底板岩性变化或构造变动，并使它们之间连通时，含水层承压水位高的补给低的，不论其含水层埋藏的位置高低，二者之间在一定条件下通过这种形式而发生相应的水力联系。1.2.4矿井涌水量矿井涌水量正常Q=2966m3/d，最大Q=3900m3/d1.3煤层特征1.3.1含煤性井田煤层均赋存于中侏罗统西山窑组（J2x）地层中，共含29层编号煤层。其中可采煤层为18层，主要分布在西山窑组中含煤段（J2x2）和下含煤段（J2x1）。西山窑组中含煤段（J2x2）是主要赋煤地段。西山窑组（J2x）平均地层厚度419.21m，煤层平均总厚95.81m，含煤系数22.81%，可采平均总厚68.40m，可采系数为71.39%。井田煤层编号自上而下依次编号为1～29。其中3、7、10、15、25、28、29煤层为全区可采煤层；5、6、12、13、14、16、18、19、20、22、26煤层为大部可采煤层，其余编号煤层只有个别点达到可采厚度，因其可采点较少，厚度薄，且不集中，不能连成片，为不可采煤层。1.3.2煤层垂向组合西山窑组地层垂向上含煤性不均一，由下而上呈现出较好→好→差的变化趋势，被划分为三个垂向组合。1）上含煤段（J2X3）：为区内含煤较差的含煤段，该段含大于0.30m的煤层3层，平均总厚3.37m，按该段控制地层平均厚度125.21m计，含煤系数2.69%。含1、2编号煤层，有各别可采点且不连续，均为不可采煤层。煤层号37视相对密度（ARD）1.36-1.541.44(17)1.28-1.461.37(24)煤层号1519视相对密度（ARD）1.31-1.451.36(17)1.30-1.501.40(8)煤层号2832视相对密度（ARD）1.31-1.391.36(3)1.31-1.391.36(3)2）中含煤段（J2X2）：为西山窑地层中的主要含煤段。该段含3～17号煤共15层，其中可采煤层10层，分别为3、5、6、7、10、12、13、14、15、16煤层。该段煤层平均总厚47.02m，地层平均厚度154.17m，其含煤系数30.50%，平均可采总厚38.56m，可采系数为82.01%，已探明资源量大部分集中在该含煤段中。3）下含煤段（J2X1）：西山窑地层中的次要含煤段，该段含18～29号煤共14层，其中可采煤层8层，分别为18、19、20、22、25、26、28、29煤层。该段煤层平均总厚45.42m，地层平均厚度145.57m，含煤系数31.20%。平均可采总厚29.84m，可采系数65.70%。因设计需求只取3、7煤层。1.3.3煤层赋存特点1）3煤层控煤工程85个，其中80个见煤点均为可采点，可采性指数1，厚度变异系数为30%，面积可采系数94%。煤层全层厚0.80～4.38m，平均厚2.85m，含0～3层泥岩、含炭泥岩夹矸，煤层结构较简单。属全区可采、稳定薄～厚煤层。顶板以粉砂岩质泥岩、泥岩、粗砂岩为主，底板以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩为主。2）7煤层控煤工程88个，其中85个见煤点，85个可采点，可采性指数1，变异系数43%，面积可采系数97%。煤层全层厚1.41～19.63m，平均厚10.41m，含0～6层含炭泥岩夹矸，煤层结构较复杂、属较稳定煤层、全区可采、中厚～特厚煤层。顶板以粗砂岩、粉砂岩质泥岩、细砂岩为主，底板以泥质粉砂岩、粗砂岩、泥岩为主。与3煤层间距平均为90.04m。1.3.4煤的物理性质及煤岩特征1）物理性质各煤层物理性质基本相同，煤层多为暗淡光泽～弱沥青光泽，黑色～暗黑色，轻污染手，条痕黑褐色，节理发育，性脆易碎，煤芯大多呈块状或柱状，局部为粉末状，块状的煤样断口以参差状为主，局部可见贝壳状和平整状，具反光性。各煤层的视相对密度在1.34～1.44t/m3之间，平均1.39t/m3。2）宏观煤岩类型各煤层煤岩组份大致相同，以暗煤为主，夹少量亮煤条带，少量丝炭，呈暗淡无光状，断口、节理明显，条带状结构，层状～块状构造，煤岩类型为半暗型和半亮型。3）显微煤岩特征各煤层中有机质组份占96.25～99.25%，平均98.16%，无机质组份为0～1.10%，平均0.45%。各煤层显微煤岩类型以微惰煤为主，次为微镜煤，少数微镜惰煤，个别煤层为微三合煤。4）工业分析（1）水分（Mad）：煤层号37视相对密度（ARD）1.36-1.541.44(17)1.28-1.461.37(24)煤层号1519视相对密度（ARD）1.31-1.451.36(17)1.30-1.501.40(8)煤层号2832各煤层的原煤空气干燥基水分（Mad）含量0.45～23.31%，一般值7.41～13.05%，平均值10.93%；浮煤空气干燥基水分（Mad）1.80～21.70%之间，一般6.28～9.17%，平均8.14%，根据GB/T15224.1－2004标准，属中水份煤。（2）灰分（Ad）：各煤层原煤干燥基灰分一般12.42～26.35%，平均17.77%，为中灰煤。其中13、14、15、16、19、22、26煤层以低灰煤为主，其它煤层以中灰煤为主。（3）挥发分（Vdaf）：各煤层原煤干燥无灰基挥发分（Vdaf）在6.30～52.58%之间，一般37.22～45.71%，平均40.94%；浮煤干燥无灰基挥发分（Vdaf）在24.45～50.99%之间，一般38.38～44.54%，平均41.30%，为高挥发分煤。各煤层煤样煤质分析成果见表1－3－4。5）煤的工艺性能表1－3－4（1）发热量（Qgr,d）各煤层干燥基高位发热量（Qgr.d）一般为21.50～25.97MJ/kg，平均24.34MJ/kg；各煤层干燥基低位发热量（Qnet.d）一般在23.66～26.37MJ/kg之间，平均25.45MJ/kg。个别煤层在采集煤芯样时与夹矸一起做了测试试验（应建设方要求），其收到基低位发热量（Qnet.d）一般小于17MJ/kg。（2）粘结性各煤层粘结指数（GRI）均为0，均属于不粘结煤。（3）煤的低温干馏各煤层焦油产率（Td）一般在4.60～8.69%之间，平均6.46%。其中7煤层属于富油煤外，其余煤层均属于含油煤。6）煤的风氧化带勘探通过煤质分析，区内浅部煤质与深部基本一致，作为动力用煤，本区风氧化带确定依据不充分，可忽略不计。1.3.5瓦斯、煤尘和煤的自燃1）瓦斯井田地质勘探取样测试，矿井各煤层瓦斯含量很低（0.0～0.19m3/t），多数煤层瓦斯含量为0.00m3/t，而且分布变化不大，各煤层瓦斯统计见表1－3－5。煤层编号钻孔有效点数瓦斯含量(m3/t)备注3150～0.001ZK492钻孔附近为0.001，其余点为0.00。7250～0.019在ZK493、ZK495、ZK5010孔处为0005～0.019，其余为0.00。由表1－3－5可知，井田煤层中瓦斯成分总体以氮气为主，含量在54.87～100%之间；其次为二氧化碳，含量在0～43.55%之间；甲烷含量最低，含量在0～13.51%之间，绝大多数为0%。2）煤尘爆炸性各煤层最低抑制岩粉量在55～95%之间，扑灭火焰所须的岩粉量均大于50%，火焰长度多大于300mm之间。各煤层煤尘均具爆炸危险性，见表1－3－6。煤层编号原煤水分灰分挥发分全硫真相对密度煤尘爆炸最低抑制火焰长度鉴定结论MadAdVdafSt,dTRD指数岩粉量％％％％%%mm3煤层统计值平均值10.2726.5346.020.751.67117.9345375有爆炸性最小值3.513.0739.920.361.5600350最大值15.949.2149.861.61.9340075400点数6666655267煤层统计值平均值10.2216.9644.350.421.58387.0275340有爆炸性最小值3.0310.4540.390.121.543.2360300最大值16.8825.647.220.961.75110090360点数111111111010106103）煤层自燃区内各煤层煤的吸氧量（Vd）分别为0.55～0.99cm3/g。自燃倾向性分类等级为I级容易自燃～Ⅱ级自煤层，分煤层自燃倾向性统计见表1－3－7。煤层编号原煤水分Mad％灰分Ad％挥发分Vdaf％全硫St,d％真相对密度TRD吸氧量ml/g•干煤自燃倾向性分类等级3煤层平均值10.2726.5346.020.751.67II级自燃Ⅰ级容易自燃最小值3.513.0739.920.361.560.42最大值15.949.2149.861.61.930.71点数66666457层煤平均值10.2216.9644.350.421.580.73Ⅰ级容易自燃II级自燃最小值3.0310.4540.3最大值16.8825.647.220.961.751.01点数1111111110881.3.6矿井地温矿井地质勘探对ZK525、ZK541、ZK5113、ZK502四个钻孔进行了简易井温测量，地温随深度向下而缓慢升高。ZKJ502、ZK5113钻孔平均每百米升高1.6℃，钻孔内未见高温异常。ZK525、ZK541孔平均每百米升高1.5℃，钻孔内未见高温异常，属地温正常区。但ZK525钻孔900m以下（25号煤层的深部）温度超过31℃，达到一级热害温度（矿井煤层埋藏最大深度为945）。说明井田浅部地温无异常，深部地温有所升高。1.3.7其它有益矿产区内地表未发现其它矿产，钻孔内也没控制到其他有益矿层。勘探对煤层的稀散元素进行了采样测试，对锗、钒、铬、鎳、铜、锌、镓、鎘、铅、钼、锶、硼等元素光谱定量分析，上述元素均未达到伴生有色金属矿产、稀有金属矿产、稀散元素矿产的最低工业品位指标要求。2井田境界和储量2.1井田境界大南湖矿区属刚开始起步的新开发区，区内没有生产矿井及老窑。本井田属于吐－哈煤田大南湖矿区内的井田之一。井田东西长平均约6.75km、南北宽平均约7.70km，面积约51.98km2。2.2矿井工业储量2.2.1储量计算范围1）储量计算边界本井田储量计算上限为+450m水平，下限为-350m水平。2.2.2储量级别与计算块段的划分1）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，目前可供开采利用的列入平衡表内的储量。矿井的地质资源量=探明的资源量331+控制的资源量332+推断的资源量333探明的资源量331=经济的基础储量111b+边际经济的基础储量2M11+次边际经济的资源量2S11；探明的资源量332=经济的基础储量122b+边际经济的基础储量2M22+次边际经济的资源量2S22；矿井工业储量=111b+122b+2M11+2M22+333k。2）储量计算块段划分原则（1）稳定或不稳定的3，7煤，高级储量的外围，以不超过基本线距的1∕2的距离外推次一级储量；（2）打丢煤的钻孔不参与可采边界的圈定；（3）井田内可跨越已查明的落差不大于50m的地段，降为C级储量，其断层两侧各留30～50m的煤柱，若断层密集，不能跨越断层划分高级储量；（4）见煤点的煤层厚度低于0.6m时，用插入法求出可采边界，对未见煤钻孔，用相邻的钻孔连线的中点为零点，再用插入法求出可采边界；（5）煤层夹矸的单层厚度不大于0.5m时，夹矸与煤层合并计算，煤分层厚度等于或大于夹矸厚度时，且夹矸厚度小于0.6m时，上下煤分层合并计算。（6）储量块段划分如图所示：图2-33号煤层储量块段划分图图2-47号煤层储量块段划分图2.2.3储量计算方法及参数的确定1）储量计算方法本井田煤层的倾角较小，为缓倾斜煤层，由AutoCAD软件直接在井田开拓平面图上测得井田的大致面积，再根据煤层倾角折算倾斜面积，乘以容重，煤层厚度，计算出井田工业储量。2）储量计算参数的确定（1）煤层厚度均采用煤层真厚度，按块段内或附近见煤点计算其算术平均值，做为该块段的煤层平均厚度。结果为：3煤2.85m，7煤10.41m。（2）3#，7#煤容重采用1.39t/m32.2.4工业储量计算3#煤层属全区可采、稳定薄～厚煤层，煤层结构较简单，平均厚2.85m，其容重为1.39t/m37#煤层属较稳定煤层、全区可采、中厚～特厚煤层，煤层结构较复杂，平均厚10.41m，其容重为1.39t/m3根据《煤炭工业设计规范》，求得以下各储量类型的值：1）矿井地质资源量矿井地质资源量可由以下等式计算：Z=××S／cosα×0.000001（2-1）式中：——矿井地质资源量，Mt；——煤层平均厚度，m；S——煤层底面面积，m3；——煤容重，t/m3,α——煤层平均倾角。井田各块段面积及储量如下表所示：3#煤层块段序号面积（㎡）平均厚度（m）平均倾角（°）容重（t/m3）储量（Mt）A12396452.61892.313.001.3939.86B20876425.28313.258.001.3995.24C11526926.61442.9913.001.3949.177#煤层A114258750.62408.734.001.39173.45B117516354.820710.9312.001.39272.07C119589109.848111.578.001.39318.13表2-1井田块段面积及储量计算表Z=Z(A)+Z(B)+Z(C)+Z(A1)+Z(B1)+Z(C1)=39.86+95.24+49.17+173.45+272.07+318.13=947.92（Mt）其中包括探明的资源量（60%），控制的资源量（30%），推断的资源量（10%），地质块段划分如图2-6。2）矿井工业储量矿井工业储量可用下式计算：（2-2）式中：——矿井工业储量，Mt；——探明的资源量，Mt；——控制的资源量，Mt；——推断的资源量，Mt；——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，值取0.9；地质构造复杂、煤层赋存不稳定的矿井，取0.7。该式取0.9。因此：=938.44（Mt）2.3矿井可采储量2.3.1井田边界保护煤柱根据井田实际情况，其井田边界保护煤柱宽度取30m，其中井田可采边界与赋存边界之间煤层厚度小于0.8m，不适综采，故不留可采边界保护煤柱，则用下式计算井田边界保护煤柱损失。=×××／cosα×0.000001（2-3）式中：——井田边界煤柱宽度，m；——井田边界煤柱长度，m；——煤层厚度，m；——煤层容重，t/m3；α——煤层平均倾角；——井田边界保护煤柱损失，Mt。已知=30m，=7155.0179m，=18458.4918m，=1.39t/m3，=2.85m，=10.41，α=8.0°，因此代入（2-3），可得：=307155.01792.851.39／cos8.0°×0.0000013018458.491810.411.39／cos8.0°×0.000001=0.868.09=8.95（Mt）2.3.2工业广场煤柱根据《煤炭工业设计规范》有关条文，不同井型与其对应的工业广场面积见表2-2。结合本设计井型（8Mt/a），应该是80公顷，即0.8km2，但是考虑到近些年来建筑技术的提高，建筑物不断向空间发展，所以，工业广场的面积都有缩小的趋势。本设计取0.70的系数，则工业广场的面积约为0.56km2。设计长轴定为800m，短轴定为700m。采用垂直剖面法计算工业广场的压煤损失，围护带的宽度取15m。垂直剖面图如图2-3所示。表2-2工业场地占地面积表井型/万t·a-1占地面积/公顷（10万t）-1≥2401.0120～1801.245～901.59～301.8表2-3矿井田地质条件及岩层移动角煤层厚度/m煤层倾角α/°围护带宽度/m表土层移动角/°10.418.01550走向移动角δ/°上山移动角γ/°下山移动角β/°707064.3图2-3垂直剖面图由此可得工业广场保护煤柱面积：（2-5）式中——工业广场保护煤柱平面面积，m2；——梯形面的高，m；——煤柱上边长度，m；——煤柱下边长度，m。已知=905.69m，=945.57m，=1012.60m，代入公式（2-5）可得：=0.5905.69（945.571012.60）=886747.49（m2）所以煤层底板面积及煤柱损失量：=895462.06m2；=12.95Mt。2.3.3井筒保护煤柱此矿采用斜井开拓所以井筒和井底车场保护煤柱损失量等于××S／cosα×0.000001=10.41×1.39×302955.55／cos8×0.000001=4.42Mt总上，可汇总永久保护煤柱损失量如表2-4：表2-4永久保护煤柱损失量煤柱类型储量/Mt井田边界保护煤柱8.95工业广场保护煤柱12.95井筒和井底车场保护煤柱4.42合计26.322.4矿井设计可采储量矿井可采储量是矿井设计的可以采出的储量，可按下式计算：（2-7）式中：——矿井可采储量，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，Mt；——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。此处取0.85则矿井设计可采储量为：矿井储量汇总见表2-5：表2-5矿井储量汇总煤层工业资源储量/Mt矿井资源储量/Mt永久煤柱损失/Mt设计可采储量/Mt3#,7568.752284.37694.792947.9226.32775.33矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1矿井工作制度根据按照《煤炭工业矿井设计规范》中规定，确定本矿井设计生产能力按年工作日330d计算，三八制作业（两班全生产，一班先割两刀再检修），每日两个半班出煤，净提升时间为20h。3.2矿井设计生产能力及服务年限3.2.1确定依据《煤炭工业矿井设计规范》第2.2.1条规定：矿井设计生产能力应根据资源条件、开采条件、技术装备、经济效益及国家对煤炭的需求等因素，经多方案比较或系统优化后确定。矿区规模可依据以下条件确定：1）资源情况：煤田地质条件简单，储量丰富，应加大矿区规模，建设大型矿井。煤田地质条件复杂，储量有限，则不能将矿区规模定得太大；2）开发条件：包括矿区所处地理位置（是否靠近老矿区及大城市），交通（铁路、公路、水运），用户，供电，供水，建筑材料及劳动力来源等。条件好者，应加大开发强度和矿区规模，否则应缩小规模；3）国家需求：对国家煤炭需求量（包括煤中煤质、产量等）的预测是确定矿区规模的一个重要依据；4）投资效果：投资少、工期短、生产成本低、效率高、投资回收期短的应加大矿区规模，反之则缩小规模。3.2.2矿井设计生产能力由地质资料可知：本井田储量丰富、地质结构简单、煤层稳定、开采技术条件好，有足够的条件建成大型矿井，结合本井田的工业储量和可开采储量最终选定矿井设计生产能力8Mt/a。3.2.3矿井服务年限矿井服务年限必须与井型相适应。矿井设计生产能力通常指矿井设计的年生产能力，是煤矿生产建设的重要指标，是选择井田开拓方式的重要依据之一。矿井可采储、设计生产能力、矿井服务年限力三者之间的关系为：=／AK（3-1）式中：——矿井服务年限，a；——矿井可采储量，Mt；——设计生产能力，Mt；K——矿井储量备用系数，取1.3。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。则，矿井服务年限为：=775.3/（8×1.3）=74.55（a）服务年限符合要求。参看表3-1。表3-1我国各类井型的新建矿井和第一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）第一水平设计服务年限煤层倾角<25°25°～45°>45°6及以上7035——3-56030——1.2-2.4502520150.45-0.9402015103.3井型校核按矿井的实际煤层开采能力，辅助生产能力，储量条件及安全条件因素对井型进行校核：1）煤层开采能力井田内有3#，7#两层煤可采，煤厚分别2.85m，10.41m，赋存稳定，厚度稍有变化。煤层倾角平均8.0°，地质条件简单，由于前期先采7#煤层，根据现代化矿井高产高效的发展模式，布置综采放顶煤工作面。2）辅助生产环节的能力校核矿井设计为大型矿井，开拓方式为斜井两水平开拓。煤炭大巷采用胶带输送机运煤，工作面生产的原煤经斜巷胶带输送机到大巷胶带输送机运到井底煤仓，运输能力大，自动化程度高，机动灵活；大巷辅助运输采用矿车运输，运输能力大，调度方便灵活。3）通风安全条件的校核本矿井为低瓦斯矿井，瓦斯涌出量低，煤尘具有爆炸性，井田面积大，矿井投产前后期均采用对角式通风。辅助运输大巷进风，煤炭运输大巷回风，工作面采用后退式U型通风，通过第九章的通风设计知可以满足通风需要。4）矿井的设计生产能力与服务年限相适应，才能获得好的技术经济效益。《煤炭工业矿井设计规范》给出了井型和服务年限的对应要求，见表3-1。4井田开拓4.1井田开拓的基本问题井田开拓是指在一个某井田范围内，为矿井和开采水平服务所进行的巷道布置及开掘工程。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，要技术上可行，经济上合理，生产上安全高效。井田开拓的内容包括：井筒形式、数目、位置，开采水平划分，大巷布置，准备方式等。开拓问题解决的好坏，关系到整个矿井生产的长远利益，关系到矿井的基建工程量、初期投资和建设速度，从而影响矿井经济效益。因此，在确定开拓方式是要遵循以下原则: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，减少煤炭损失。4）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的状态。5）要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，应为采用新技术、新工艺、发展采煤机械化、综合机械化、自动化创造条件。6）根据用户需要，应照顾到不同媒质、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确定井筒形式、数目、位置及坐标1）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。具体见表4-1。井筒形式优点缺点适用条件平硐1运输环节和设备少、系统简单、费用低。2工业设施简单。3井巷工程量少，省去排水设备，大大减少了排水费用。4施工条件好，掘进速度快，加快建井工期。5煤炭损失少。受地形影响特别大有足够储量的山岭地带斜井与立井相比：1井筒施工工艺、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。2地面工业建筑、井筒装备、井底车场简单、延伸方便。3主提升胶带化有相当大提升能力。能满足特大型矿井的提升需要。4斜井井筒可作为安全出口。与立井相比：1井筒长，辅助提升能力小，提升深度有限。2通风线路长、阻力大、管线长度大。3斜井井筒通过富含水层，流沙层施工复杂。井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质条件简单，井筒不需要特殊法施工的缓斜和倾斜煤层。立井1不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯和水文地质等自然条件限制。2井筒短，提升速度快，对辅助提升特别有利。3当表土层为富含水层的冲积层或流沙层时，井筒容易施工。4井筒通风断面大，能满足高瓦斯、煤与瓦斯突出的矿井需风量的要求。1井筒施工技术复杂，设备多，要求有较高的技术水平。2井筒装备复杂，掘进速度慢，基建投资大。对不利于平硐和斜井的地形地质条件都可考虑立井。表4-1井筒形式比较本矿井煤层倾角小，平均8.0°，为缓斜煤层；表土层厚约10.43m，水文地质情况中等—简单，煤层埋深浅，因此需采用斜井开拓。2）井筒位置的确定井筒位置选择要有利于减少初期井巷工程量，缩短建井工期，减少占地面积，降低运输费用，节省投资；要有利于矿井的迅速达产和正常接替。因此，井筒位置的确定原则：（1）沿井田走向的有利位置当井田形状比较规则而且储量分布均匀时，井筒的有利位置应在井田走向中央；当井田储量呈不均匀分布时，应布置在储量的中央，以形成两翼储量比较均匀的双翼井田，可使沿井田走向的井下运输工作量最小，通风网路较短，通风阻力小。（2）井筒沿井田倾斜方向的有利位置井筒位于井田浅部时，总石门工程量大，但第一水平及投资较少，建井工期短；井筒位于井田中部时，石门较短，沿石门的运输工程量较小；井筒位于井田的下部时，石门长度和沿石门的运输工作量大，如果煤系基底有含水量大的岩层不允许井筒穿过时，它可以延深井筒到深部，对开采井田深部及向下扩展有利。从井筒和工业场地保护煤柱损失看，井筒愈靠近浅部，煤柱尺寸愈小，愈近深部，煤柱尺寸愈大。因此，一般井筒位于井田倾向方向中偏上的位置。（3）有利于矿井初期开采的井筒位置尽可能的使井筒位置靠近浅部初期开采块段，以减少初期井下开拓巷道的工程量，节省投资和缩短建井工期。（4）地质及水文条件对井筒布置影响要保证井筒，井底车场和硐室位于稳定的围岩中，应尽量使井筒不穿过或少穿过流沙层，较大的含水层，较厚冲积层，断层破碎带，煤与瓦斯突出的煤层，较软的煤层及高应力区。（5）井口位置应便于布置工业广场井口附近要布置主，副井生产系统的建筑物及引进铁路专用线。为了便于地面系统间互相连接，以及修筑铁路专用线与国家铁路接轨，要求地面平坦，高差不能太大，尽量避免穿过村镇居民区，文物古迹保护区，陷落区或采空区，洪水浸入区，尽量避免桥涵工程，尤其是大型桥涵隧道工程。（6）井口应满足防洪设计标准附近有河流或水库时要考虑避免一旦决堤的威胁及防洪措施。由于本井田倾角平缓，厚度变化小，且距离东部国道近。故把井筒置于井田中央，即工业场地之中。3）井筒数目为了满足井下煤炭的提升，需设置一主井，辅助提升及进风设置一副井。因为低瓦斯矿井，井田面积较大，表土层厚度小，开拓前期宜用中央并列式通风，因此设置一副回风立井。4.2工业场地的位置工业场地的具体位置及坐标见图5-1。工业场地的形状和面积：根据表2-2工业场地占地面积指标，确定地面工业场地的占地面积为56公顷，其形状为一矩形，长度方向和煤层的走向方向平行，宽度方向和煤层倾向方向平行；长轴800m，短轴700m；地面标高+570m。其大小确定的依据前面第二章已经详细的讲述，在此不作赘述。4.3开采水平的确定及带（采）区划分开采水平的划分将影响矿井建设时期的技术经济指标，影响建井初期工程量，影响基建投资。所以，开采水平的划分要合理。其所遵循的原则如下：1）具有合理的阶段斜长合理的阶段斜长要便于煤炭的运输，便于辅助提升，方便行人。同时还要考虑要有合理的区段数目。2）要有利于采区的正常接替为保证矿井均衡生产，一个采区开始减产，另一个新的采区应投入生产，必须提前准备好一个新采区。所以，一个采区的服务年限应大于一个采区的开拓准备时间。由此可见，阶段斜长越长，采区储量多，采区的服务年限就越长，越有利于采区的接替。3）经济上有利的水平垂高我国多年的生产建设实际表明，开采水平垂高过小，将造成严重的采掘失调。合理的加大开采水平垂高，可以增加水平储量和服务年限，有利于集中生产，提高开采水平的生产能力，减少开采水平和同时生产的水平数目。故在运输、通风、排水、巷道维护等技术条件能够达到的情况下，可以适当加大水平垂高，减少水平数目。井田主采煤层为3#，7#煤层，煤层赋存条件简单，倾角平均8.0°，为缓斜煤层，设计为两水平开采。一水平标高+200m，二水平-150m。以带区式为主，采区式和带区式开采相结合。由于3#，7#煤层层间距平均94.04m，不易联合开拓，所以初期首采7#煤层，7#煤层生产能力：可采储量为620.971Mt，服务年限为59.71a。4.4矿井开拓方案比较4.4.1提出方案根据以上分析，现提出以下四种在技术上可行的开拓方案，如图4-2，分述如下：方案一：两水平斜井直接延伸（岩石大巷)主、副井均为斜井，井筒布置于井田边界，3#煤层无煤区上部及7#煤层底板岩层，设两水平直接斜井延伸；一水平位于+200m，由主副斜井延伸至-150m水平，第二水平斜井井筒与第一水平井底车场直接相连。运输大巷和第二水平斜井井筒均布置在7#煤层底板岩层之中。如图4-1(a)。方案一：斜井两水平直接斜井延伸开拓主要数据：①主斜井项目倾角断面形状长度／m掘进断面／m2煤岩类别支护厚度／mm表土段20半圆拱形3120.7中硬岩100基岩段20半圆拱形207420中硬岩100②副斜井项目倾角断面形状长度／m掘进断面／m2煤岩类别支护厚度／mm表土段20半圆拱形3134.2中硬岩100基岩段20半圆拱形207434.2中硬岩100③井底车场项目长度／m掘进断面／m2支护形式煤岩类别支护厚度／mm平硐及平巷80025喷射混凝土中硬岩120方案二：斜井两水平水平暗立井延伸（岩石大巷)主、副井均为斜井，井筒布置于井田边界，3#煤层无煤区上部及7#煤层底板岩层，设两水平直接斜井延伸；一水平位于+200m，由暗斜井延伸至-150m水平，第二水平暗斜井与第一水平东一带区大巷垂直相连。运输大巷和第二水平暗斜井均布置在7#煤层底板岩层之中。方案二：斜井两水平加暗斜井延伸开拓主要数据：①主斜井项目倾角断面形状长度／m掘进断面／m2煤岩类别支护厚度／mm表土段20半圆拱形3120.7中硬岩100基岩段20半圆拱形207420.7中硬岩100②副斜井项目倾角断面形状长度／m掘进断面／m2煤岩类别支护厚度／mm表土段20半圆拱形3134.2中硬岩100基岩段20半圆拱形207434.2中硬岩100③井底车场项目长度／m掘进断面／m2支护形式煤岩类别支护厚度／mm平硐及平巷80025喷射混凝土中硬岩120方案三：立井两水平暗斜井延深（岩层大巷）主、副井均为立井，井筒布置于井田边界，3#煤层无煤区上部及7#煤层底板岩层，设两水平直接斜井延伸；一水平位于+200m，由主副斜井延伸至-150m水平，第二水平立井与第一水平井底车场垂直相连。运输大巷和第二水平暗斜井均布置在7#煤层底板岩层之中。方案三：立井两水平直接延伸开拓主要数据：①主立井项目净直径／m厚度／m支护形式煤岩类别冻结深度／m支护厚度／mm表土段（冻结法施工）5.510.43钢筋混凝土＜200＜1000基岩段5.5709.57混凝土中硬岩350②副立井项目净直径／m厚度／m支护形式煤岩类别冻结深度／m支护厚度／mm表土段（冻结法施工）5.510.43钢筋混凝土＜200＜1000基岩段5.5709.57混凝土中硬岩350③井底车场项目长度／m掘进断面／m2支护形式煤岩类别支护厚度／mm平硐及平巷100025喷射混凝土中硬岩120方案四：立井两水平加暗斜井延伸开拓（岩石大巷）主、副井均为立井，井筒布置于井田边界，3#煤层无煤区上部及7#煤层底板岩层，设两水平暗斜井延伸；一水平位于+200m，由暗斜井延伸至-150m水平，第二水平暗斜井与第一水平井底车场垂直相连。运输大巷和第二水平暗斜井均布置在7#煤层底板岩层之中。方案四：立井两水平加暗斜井延伸开拓主要数据：①主立井项目净直径／m厚度／m支护形式煤岩类别冻结深度／m支护厚度／mm表土段（冻结法施工）5.531钢筋混凝土＜200＜1000基岩段5.5339混凝土中硬岩350②主暗斜井项目倾角断面形状长度／m掘进断面／m2煤岩类别支护厚度／mm基岩段20半圆拱形102320中硬岩100③副立井项目净直径／m厚度／m支护形式煤岩类别冻结深度／m支护厚度／mm表土段（冻结法施工）5.531钢筋混凝土＜200＜1000基岩段5.5339混凝土中硬岩350④副暗斜井项目倾角断面形状长度／m掘进断面／m2煤岩类别支护厚度／mm基岩段20半圆拱形102320.7中硬岩100⑤井底车场项目长度／m掘进断面／m2支护形式煤岩类别支护厚度／mm平硐及平巷100025喷射混凝土中硬岩1204.4.2各方案计算费用时采用的基础数据如下：矿井可采储量：620.971Mt矿井最大涌水量：124m3／h矿井服务年限：59.71a立井提升单价：1.6元／t*km斜井提升单价：0.42元／t*km排水单价：0.4元／t*km方案一第一水平可采储量：280.65Mt方案一第二水平可采储量：340.321Mt方案一第一水平石门：0km方案一斜井斜长：2.074km方案一第二水平石门：0km方案二第一水平可采储量：280.65Mt方案二第二水平可采储量：340.321Mt方案二第一水平石门：1.2km方案二暗斜井斜长：1.023km方案二第二水平石门：0km方案三第一水平可采储量：280.65Mt方案三第二水平可采储量：340.321Mt方案三立井垂高：0.72km方案三第一水平石门：1.652km方案三第二水平石门：3.426km方案四第一水平可采储量：280.65Mt方案四第二水平可采储量：340.321Mt方案四立井垂高：0.37km方案四第一水平石门：1.652km方案四第二水平石门：0km方案四暗斜井斜长：1.023km4.4.3技术比较以上所提四个方案中，井筒位置、数量和轨道大巷、回风大巷长度以及一、二水平采区和带区布置总体一致。区别在于一，二水平的井筒长度及井筒到大巷的石门距离不同而引起部分基建、生产经营费用不同。方案1斜井两水平直接延伸开拓方案粗略估算表数量（10m)基价(元）费用（万元）费用（万元）基建费/万元主斜井开凿基岩段102.336826376.72998副斜井开凿基岩段102.374826765.46998井底车场岩巷8041874334.992小计1477.19196生产费用/万元提升系数煤量（万t)平均运距（km)基价（元）费用（万元）斜井提升1.234032.12.1050.434386.03384斜井排水涌水量（m3)时间（h）服务年限（年）基价（元）124876032.720.414216709.12石门运输系数煤量（万t)平均运距（km)基价（元）1.234032.100.40小计14251095.15合计14252572.35方案2斜井两水平加暗斜井延伸开拓方案粗略估算表基建费/万元数量（10m)基价(元）费用（万元）费用（万元）主暗斜井开凿基岩段102.336826376.72998副暗斜井开凿基岩段102.374826765.46998井底车场岩巷8041874334.992一水平石门岩巷12043355520.26小计1997.45196生产费/万元提升系数煤量（万t)提升距离（km）基价（元）费用（万元）斜井提升1.234032.11.08180.4218555.22659暗斜井提升1.234032.12.22330.42381.3443824排水涌水量（m3)时间（h）服务年限（年）基价（元）斜井排水124876032.720.414216709.12暗斜井排水124876032.720.414216709.12石门运输系数煤量（万t)平均运距（km)基价（元）1.234019602.4896小计28471957.3合计28473954.75方案3立井两水平直接延伸开拓方案粗略估算表基建费/万元数量（10m)基价(元）费用（万元）费用（万元）主井开凿基岩段3579907279.6745副井开凿基岩段3587051304.6785井底车场岩巷10041874418.74二水平石门岩巷342.6318511091.21526小计2094.30826生产费/万元提升系数煤量（万t)提升高度（km）基价（元）立井提升1.234032.10.721.647045.97504石门运输1.234032.13.4260.455965.10781立井排水涌水量（m3)时间（h）服务年限（年）基价（元）124876032.720.414216709.12小计14319720.2合计14321814.51方案4立井两水平加暗斜井延伸开拓方案粗略估算表基建费用（万元）数量（10m)基价(元）费用（万元）费用（万元）主暗斜井开凿基岩段102.336826376.72998副暗斜井开凿基岩段102.336826376.72998井底车场岩巷10041874418.74小计岩巷1172.19996生产费用（万元）提升系数煤量（万t)提升高度（km）基价（元）费用（万元）立井提升1.234032.10.371.624176.40384暗斜井提升1.234020092.55184排水涌水量（m3)时间（h）服务年限（年）基价（元）立井124876032.720.414216709.12斜井124876032.720.414216709.12石门运输系数煤量（万t)平均运距（km)基价（元）1.234032.100.40小计28477687.228478859.4方案方案一方案二方案三方案四名称斜井两水平直接延伸斜井两水平暗斜井立井两水平直接延伸立井两水平暗斜井延伸基建费用（万元）1477.191961997.451962094.308261172.19996生产费用（万元）14251095.1528741957.314319720.228477687.2合计（万元）14252572.3528743954.7514321814.5128492417.78百分比100201.6755575100198.9441894开拓方案汇总比通过粗略比较知，方案一和方案二中，方案一比较经济，选择方案一；而方案三和方案四中，方案三比较经济，选择方案三。对方案一和方案三,需要进行比较详细的经济比较，才能确定最终的开拓方案。开拓方案1详细经济估算表项目数量（10m）单价(元)费用（万元）18.98626费用（万元）初期基建费用/万元主斜井开凿表土段3.161246405.65926基岩段36826386.673副斜井开凿表土段3.17482623.19606409.86906基岩段10536826386.673井底车场岩巷800418743349.923349.92大巷开凿岩巷747.689433553241.605663241.60566石门开凿岩巷03185100小计7407.05398后期基建费用/万元主斜井开凿斜井段102.33336828376.8719724376.8719724副斜井开凿斜井段102.33336826376.8515058376.8515058大巷开凿岩巷426.6520090857.13985857.13985石门开凿岩巷03185100小计1610.863328生产费用/万元斜井提升系数煤量（万t）提升高度（km）单价（元）第一水平1.2280651.0810.414562.3672第二水平1.234032.12.1050.434386.03384排水涌水量（m3)时间（h）服务年限（年）单价（元）斜井排水124876059.710.425943756.16大巷运输系数煤量（万t）平均运距（Km）单价（元）第一水平1.2280657.4760.3588121.8548第二水平1.234032.14.2660.3560975.99421大巷维护系数大巷长度（m）大巷数量单价（元）第一水平1.27476226.8480856.32第二水平1.24266226.8274389.12小计26897047.85合计26906065.77开拓方案3详细经济估算表项目数量（10m）单价(元)费用（万元）20.0632523费用（万元）初期基建费用/万元主井开凿表土段1.043192361基岩段35.95779907287.3215999副井开凿表土段1.04324176325.2158809基岩段35.95787051313.0092807井底车场岩巷10041874418.74大巷开凿岩巷747.689200901502.107201石门开凿岩巷165.243355716.2246小计3282.681815后期基建费用/万元主立井开凿基岩段3579907279.6745副立井开凿基岩段3587051304.6785井底车场岩巷10041874418.74大巷开凿岩巷426.6520090857.13985石门开凿岩巷342.6433551485.3423小计3345.57515生产费用/万元提升系数煤量（万t）提升高度（km）单价（元）第一水平1.2280650.371.666983.35104第二水平1.234032.10.721.6排水涌水量（m3)时间（h）服务年限（年）单价（元）124876059.720.425948101.12大巷运输系数煤量（万t）平均运距（km）单价（元）第一水平1.2280657.4760.3588121.8548第二水平1.234032.14.2660.3560975.99421石门运输系数煤量（万t）平均运距（m）单价（元）第一水平1.22806516520.3519472619.6第二水平1.234032.134260.3548969469.33大巷维护系数大巷长度（m）大巷数量单价（元）第一水平1.27476226.8480856.32第二水平1.24266226.8274389.12小计95361516.69合计95368144.95方案1，方案3详细经济估算费用汇总方案一方案三名称斜井量水平直接延伸开拓立井两水平加暗斜井开拓项目费用（万元）百分比（%）费用（万元）百分比（%）初期基建费用7407.053981003282.68181544.31831905后期基建费用161