采矿工程毕业设计-大同煤矿集团恒宝源煤业有限公司4号煤层开采设计

1、山西大同大学本科生毕业设计中文题目： 大同煤矿集团恒宝源煤业有限公司4号煤层开采设计 英文题目：Mining design of coal seam no. 4, hengbaoyuan coal industry co., LTD., datong coal mining group 学 院： 山西大同大学煤炭工程学院 姓 名： 学 号： 专 业： 采矿工程 班 级： 16采矿升本2班 指导教师： 职 称： 完成日期： 2018 年 05 月 30 日摘 要大同煤矿集团恒宝源煤业有限公司是经山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室以晋煤重组办发200921号文批准，以大同煤矿集团有限责任公

2、司为主体企业，兼并重组整合原山西朔州岳海恒宝源煤业有限公司和原山西朔州全武营煤业有限公司为一座煤矿，并新增井田面积为1.2901km2。原山西朔州岳海恒宝源煤业有限公司于2007年3月5日由山西省国土资源厅为其发放的采矿许可证，批准开采4号煤层，井田面积为1.3418km2，生产规模30万t/a；原山西朔州全武营煤业有限公司由山西省国土资源厅为其发放的1400000721875号采矿许可证，批准开采4号煤层，生产规模为30万吨/a，井田面积1.7704km2。关键词：生产能力;采煤方法;地理坐标全套图纸加扣 3346389411或3012250582ABSTRACTDatong coal mi

3、ne group constant treasure source coal co., LTD. Is a coal mine in Shanxi Province to jin coal enterprise merger and reorganization to integrate work leadership group office without the approval of the restructuring do hair 2009 no. 21 in datong coal mine group co., LTD as the mainstay enterprise, m

4、erger and reorganization to integrate the original Shanxi Province it is mined here YueHaiHeng schroder coal co., LTD. And it is mined here in shanxi full moo coal co., LTD.It is mined here the original shanxi YueHaiHeng schroder coal co., LTD. On March 5, 2007 by the Shanxi Province land and resour

5、ces issued the mining license, for its approval no. 4 coal seam mining, mine area of 1.3418 km2, the scale of production of 300000 t/a; It is mined here all original shanxi moo coal co., LTD., from the land resources in Shanxi Province for the mining license no. 1400000721875, approved mining no. 4

6、coal seam, the scale of production is 300000 t/a, covers an area of 1.7704 km2 mining field.Key words: production capacity, coal mining method, geographical coordinates.山西大同大学煤炭工程学院2018届本科生毕业设计目 录1 井田概述及井田地质特征11.1井田概述11.1.1矿井及井田基本情况11.1.2 井田位置11.1.3 交通21.1.4 地形地貌41.1.5 水文41.1.6 气象41.2井田地质41.2.1 区域地质

7、41.2.2 井田地层61.2.3 含煤地层61.3 煤层特征81.3.1 含煤性81.3.2 可采煤层81.3.3 煤层对比91.4煤质91.4.1物理性质91.4.2煤的化学性质111.4.3 煤的成份及工业用途141.4.4 瓦斯与自燃倾向性142 井田储量和服务年限152.1 矿井工业储量152.1.1 储量计算方法152.1.2储量主要参数的确定152.1.3 工业指标162.2矿井设计资源/储量162.2.1矿井设计资源/储量计算162.2.2矿井设计可采储量172.3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限172.3.1 矿井工作制度172.3.2 矿井设计生产能力的确定172.3

8、.3 矿井及水平服务年限的计算183井田开拓193.1井田开拓方式的选择193.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标193.1.2工业广场的位置要求213.1.3开采水平的确定及盘区的划分223.1.4开拓方案比较223.2矿井开拓巷道283.2.1井筒283.2.2主要开拓巷道293.3井底车场及硐室303.3.1井底车场303.3.2硐室314 采（盘）区或带区巷道布置324.1盘区的位置及首采煤层特征324.2盘区巷道布置及生产系统324.2.1盘区巷道布置324.2.2盘区生产系统334.3盘区生产能力及采出率334.3.1 盘区生产能力334.3.2 盘区采出率344.3.3 盘区车

9、场的设计345 采煤方法355.1采煤工艺方式355.2综采工作面设备选型和配套设备选择375.2.1落煤方式375.2.2装运煤385.2.3液压支架的选型385.2.4设备选型405.3矿井工作制度426 矿井通风及安全技术436.1矿井通风系统选择436.1.1矿井通风系统的基本要求436.1.2矿井通风系统的选择436.2采（盘）区或带区及全矿所需风量446.2.1盘区通风系统的要求446.2.2工作面通风方式的选择446.2.3工作面所需风量的计算446.2.4备用面需风量的计算456.2.5矿井总风量的计算466.3防止特殊灾害的安全措施466.3.1防止瓦斯爆炸事故466.3.2

10、矿井水的防治476.3.3防止火灾事故476.3.4综合防尘的措施487 矿井提升、运输和排水系统497.1 主副井提升选型497.1.1主井提升设备的选择497.1.2 副井提升设备497.2 采（盘）区或带区运输设备选择507.3 井下排水507.3.1井底车场的水泵房507.3.2工作面平巷508 设计矿井基本技术指标51参考文献53致 谢541 井田概述及井田地质特征1.1井田概述1.1.1矿井及井田基本情况大同煤矿集团恒宝源煤业有限公司是经山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室以晋煤重组办发200921号文批准，以大同煤矿集团有限责任公司为主体企业，兼并重组整合原山西朔州岳海恒宝

11、源煤业有限公司和原山西朔州全武营煤业有限公司为一座煤矿，并新增井田面积为1.2901km2。2010年2月9日山西省国土资源厅为该矿发放的C1400002010021220056353号采矿许可证，批准开采4号煤层，生产规模90万吨/a，井田面积为16.393584km2。原山西朔州岳海恒宝源煤业有限公司于2007年3月5日由山西省国土资源厅为其发放的采矿许可证，批准开采4号煤层，井田面积为1.3418km2，生产规模30万t/a；原山西朔州全武营煤业有限公司由山西省国土资源厅为其发放的1400000721875号采矿许可证，批准开采4号煤层，生产规模为30万吨/a，井田面积1.7704km2

12、。该矿现在基建中。1.1.2 井田位置大同煤矿集团恒宝源煤业有限公司井田位于朔州市朔城区下团堡乡上磨石沟-白家窑村一带。行政区划属朔城区下团堡乡管辖，其地理坐标为东经1121752-1121922，北纬392318-392350。2010年2月9日山西省国土资源厅为该矿发放了C1400002010021220056353号采矿许可证，批准开采4号煤层，生产规模90万吨/年，井田范围由下列拐点坐标连线圈定：表1-1 坐标系表序号1980年西安坐标系（6带）XY14364832.0037609323.0024364832.0037612325.0034364282.0037612325.00443

13、64282.0037614672.0054362344.0037615187.0064360500.0037611028.0074364132.0037609323.00井田东西最长2.33km，南北最宽1.74km，井田面积为1693584m2。1.1.3 交通本井田东南距下团堡乡8km，东距平鲁朔州公路8km，距大（同）运（城）二级公路10km，东距刘家口煤炭集装站7km，距朔州市16km。北同蒲铁路线经朔州市通过，向北经大同可通往内蒙、河北，向南经省城太原通往全国各大城市，交通运输便利（详见交通位置图）。图1-1 交通位置图1.1.4 地形地貌井田位于管涔山脉东麓，地表大部为黄土覆盖，经

14、长期冲刷切割，呈现为低山丘陵地貌。纵观井田，沟谷纵横，梁峁绵延，地形比较复杂。井田总的地势为西北高东南低，最高点位于西北边界处，标高1518.00m，最低点位于井田东南边界河谷底，标高1293.00m，最大相对高差225.00m。1.1.5 水文井田内沟谷发育，沟谷多北西南东方向延伸，井田内大小沟谷平时基本干涸无水，唯雨季时才汇集洪水沿沟谷向东南排泄，流量受季节性影响，为季节性河流。井田地表水属海河流域永定河水系桑干河支系。1.1.6 气象井田位于晋西北黄土高原区，属温带大陆性气候。空气干燥、昼夜温差大、风沙多，为本区气候的主要特点。全年平均气温4.5，一月份最冷，平均气温-12，最低气温-3

15、2.4。七月份最热，平均气温20，最高气温38.2。年平均降水量420mm，主要集中在七、八月份，占全年降水量的50%以上。年蒸发量1375.62598.0mm，平均2351mm，为年降水量的5倍。全年无霜期100120天，初霜期为九月下旬。冰冻期为十月下旬到次年四月中旬，最大冻土深度1.51m。本区风沙大，八级以上大风（风速大于17.2m/s）平均有25天以上。一般风沙日在290天以上，多集中在冬春季节。风向以西北风最多，最高风速可达21m/s以上。1.2井田地质1.2.1 区域地质 （一）区域地层 井田位于宁武煤田平朔矿区西部。宁武煤田的东缘及东北缘有上太古界变质岩系、寒武系、奥陶系出露。

16、石炭系、二叠系、三叠系沿盆地周围呈环状出露盆地中心位于煤田中南部宁武静乐一带，出露有侏罗系和广泛分布的上第三、第四系。地层总厚2600 3500m。根据区域范围内钻孔揭露情况，区域地层发育情况如表1-2。（二）、区域构造平朔矿区位于宁武煤田的北部，北以洪涛背斜与大同煤田相隔，其东、北、西出露奥陶系灰岩，构成三面环山的低山丘陵，周边有隐伏煤层露头线，局部处有煤层露头形成天然的赋煤边界。区域地质柱状情况如表1-3。表1-2 区域地层简表地层单位岩性、沉积特征厚度（m）接触关系界系统组新生界Kz第四系Q自下更新统到全新统均有沉积，岩性主要以砂砾层、砂土层及粘土层组成。0-210与下伏地层呈角度不整合

17、接触第三系E上新统N为保德和静乐红土。0-200中生界Mz侏罗系J沉积下统大同组、中统云岗组和天池河组。500与下伏地层呈角度不整合接触三叠 系T含下统刘家沟组及和尚沟组，中统二马营组及铜川组。500与下伏地层呈整合接触古生界Pz二叠系P上统P2石千峰组P2sh以紫红色、砖红色砂岩、泥岩为主。56100与下伏地层呈整合接触上石盒子组P2s杏黄、黄绿色砂岩，紫红色泥岩为主70310下统P1下石盒子组P1x杏黄、黄绿色砂岩、泥岩为主。85160山西组P1s灰白色砂岩，灰色砂质泥岩，含薄煤层。56103石炭系C上统C3太原组C3t灰色砂岩、灰黑色泥岩，夹泥质灰岩，含主要可采煤层。4899与下伏地层呈

18、整合接触中统C2本溪组C2b灰色砂质泥岩、铝质泥岩，含数层石灰岩及薄煤层，底部为山西式铁矿。2581与下伏地层呈平行不整合接触奥陶系O中统O2马家沟组O2m为一整套浅海相碳酸盐岩建造，以石灰岩、泥灰岩为主，含白云岩。555与下伏地层呈整合接触下统O1亮甲山组O1l、冶里组O1y寒武系含下统毛庄组；中统张夏组、徐庄组；上统凤山组、长山组、崮山组。以碳酸盐岩、泥质岩为主。300-500元古界为一套浅变质灰岩。9806489太古界为一套中深变质岩系。16001.2.2井田地层本井田位于宁武煤田平朔矿区西部，地表大部分被黄土覆盖，沟谷中有二叠系上统上石盒子组，下统下石盒子组、山西组及石炭系上统太原组基

19、岩出露。1.2.3 含煤地层井田内含煤地层为石炭系上统太原组（C3t）及二叠系下统山西组（P1s）。主要含煤地层为太原组。表1-3 煤层地质柱状简表 现分述如下：（一）太原组（C3t）本组含4号主要可采煤层。 4号煤层稳定可采，具高灰低硫的特点，为发育在三角州平原洪泛盆地上的淡水泥炭沼泽。（二）山西组（P1s）主要由砂岩、砂质泥岩、泥岩及粉砂岩组成，在其中下部发育3层薄煤层，均为不稳定不可采煤层，含煤性较差。综上所述，井田主要含煤地层为石炭系上统太原组。其主要特点是含可采煤层多，且厚度大，分布稳定，反映了晚石炭世太原期在井田一带形成了良好的成煤环境，其广泛分布的泥炭沼泽环境非常适宜植物生长，且

20、延续时间长，从而堆积形成了厚度较大、全区稳定可采的4号煤层。 （三）岩浆岩及陷落柱 井田内尚未发现有岩浆岩侵入现象和陷落柱存在。综上所述，井田地质构造，属于中等，属二类。1.3 煤层特征1.3.1 含煤性井田内赋存的主要含煤地层为太原组，含煤地层的含煤性分述如下：太原组（C3t）为井田主要含煤地层，4号煤层为全井田稳定可采煤层，煤层平均总厚33.31m，本组平均厚度为106.16m，含煤系数为31.38%。1.3.2可采煤层4号煤层赋存于太原组顶部，煤层厚度9.94-20.79m，平均12m，属全区稳定可采煤层。该煤层结构简单，含夹矸06层，岩性多为高岭岩、炭质泥岩和砂质泥岩。本煤层老顶为砂岩

21、，顶板为砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩，有时有炭质泥岩伪顶。底板一般为含植物根化石的泥岩、细砂岩、炭质泥岩。煤层厚度为中厚煤层变化较大如图1-3。1.3.3 煤层对比本次仅收集到井田内2个钻孔（补1、补2）柱状图，1903、101、203号钻孔柱状图未收集到，但收集到煤层资料。本次煤层对比主要还是利用山西省煤炭地质115勘查院本年内勘探的6个钻孔成果进行对比。对比方法采用标志层、煤层结构、厚度、煤层层间距等特征进行对比，上述特征明显，对比结果可靠。4号煤层：位于太原组顶部，为一层灰白、深灰色中粗粒石英砂岩，泥质胶结，分选较差，赋存区层位稳定，特征明显，为可靠之标志层。煤层厚度9.7-15.60，平均

22、为12m，煤层结构简单，含0-6层夹矸。多为暗淡型，灰分高，含硫低，因此，其对比可靠。1.4煤质1.4.1物理性质各可采煤层的物理性质相近，外观黑色，沥青-弱玻璃光泽，断口平坦或参差状，水平层理，块状构造，发育裂隙，裂隙面可见方解石和黄铁矿膜。视密度（ARD）测定，4号煤1.41-1.48 t/m3，平均1.45 t/m3。煤的宏观煤岩类型为半暗型煤。图1-2 4 号煤层等厚线图显微煤岩见表1-4，有机组分以惰质组为主，镜质组次之，壳质组含量较少。显微煤岩类型属于微三合煤。无机组分以粘土类为主。表1-4 显微煤岩鉴定表层名显微有机组分 %显微无机组分 %Rmax%镜质组惰质组壳质组粘土类硫化物

23、类硫酸盐类460.3830.199.4312.003.200.65镜下描述：镜质组以均质镜质体为主，基质镜质体次之，可见少量结构镜质体。惰质组主要为氧化丝质体、半丝质体，其次为碎屑惰质体。壳质组主要为小孢子体，其次为大孢子体和角质体及木栓质体。无机组分以粘土矿物为主，黄铁矿次之，碳酸盐少量，粘土矿物多呈微层状、充填细胞腔、团块状分布，黄铁矿有草莓状、浸染状或粒状，碳酸盐以脉状为主，粒状少量。镜煤最大反射率（Rmax）在0.65-0.67%。煤的变质阶段在阶段，相应煤类长焰煤-气煤。1.4.2煤的化学性质4号煤层化学性质据煤芯样测定成果（见表1-5、表1-6、表1-7、表1-8、表1-9）评述如

24、下。 （1）水分（Mad）：原煤0.34-1.00%，平均0.67% 。浮煤2.48-4.08%，平均3.28%。（2）灰分（Ad）：原煤22.04-30.75%，平均26.39%。浮煤8.07-8.57%，平均8.32%。原煤属于中灰-高灰分煤，浮煤属于特低灰。 （3）挥发分（Vdaf）：原煤37.42-39.28%，平均38.34%。浮煤38.67-39.54，平均39.11%。原煤和浮煤均属于高挥发分。(4）硫分（St,d）：原煤0.83-1.84%，平均1.34。浮煤0.83-1.42%，平均1.13%。原煤硫分属于低硫-中高硫，浮煤属于低硫-中硫煤。( 5)有害元素：原煤各元素含量，

25、磷0.017-0.020%，平均0.019%，属低磷；氯0.034-0.041%，平均0.038%，属低氯煤；砷1-5ppm，为一级含砷；氟180-278ppm，平均229 ppm 。 (6)微量元素：锗（Ge）在2-5ppm，镓（Ga）17-28 ppm；铀（U）1-3ppm，钍（Th）10-15ppm，钒（V）3-21ppm。 (7)发热量：原煤高位发热量（Qgr,d）21.63-24.95MJ/kg，平均23.29MJ/kg，低位发热量20.05-22.84MJ/kg，平均21.45 MJ/kg，属低热值-中热值煤。 (8)粘结性：原煤坩埚粘结性4，焦渣不熔融粘结；浮煤坩埚粘结性4-5，

26、不熔融粘结或不膨胀熔融；粘结指数（GR.I）6-15，粘结性弱。 (9)灰成分：主要以二氧化硅（SiO2）为主， 三氧化二铝（AI2O3）次之， SiO2含量51.65%，AI2O3含量35.74%，Fe2O3含量4.02%，CaO含量2.25%，SO3含量0.85%，其它成分在2%以下。(10)灰熔融性：软化温度（ST）大于1500，属于高软化温度灰。(11)低温干馏：焦油产率6.9%，半焦产率79.1%。属于含油煤。表1-5 原煤化验主要指标汇总表两极值/平均值(采样点数)层号Mad%Ad%Vdaf%Qgr.dMJ/kgSt.d%ARD40.34-1.000.67（2）22.04-30.7

27、526.39（2）37.42-39.2838.34（2）21.63-24.9523.29（2）0.83-1.841.34（2）1.41-1.481.45（2）表1-6 浮煤化验主要指标汇总表两极值/平均值(采样点数)层号Mad%Ad %Vdaf %St.d%GR.I煤类42.48-4.083.28（2）8.07-8.578.32（2）38.67-39.5439.11（2）0.83-1.421.13（2）6-1511长焰煤表1-7 有害元素化验成果汇总表两极值/平均值(采样点数)层号原煤 （干燥基）浮煤 （干燥基）P%CI%AsppmFppmP%CI%AsppmFppm40.017-0.0200

28、.019（2）0.034-0.0410.038（2）1-53（2）180-278229（2）表1-8 微量元素化验成果汇总表两极值/平均值(采样点数)层号GeppmGappmUppmThppmVppm42-54(2)17-2823(2)1-32(2)10-1513(2)3-2112(2)表1-9 煤灰成分及灰熔性测定成果汇总表两极值/平均值(采样点数)层号SiO2%Al2O3%Fe2O3%CaO%MgO%SO3%451.65(1)35.74(1)4.02(1)2.25(1)1.29(1)0.85(1)层号TiO2%P2O5%Na2O%K2O%MnO2%ST 41.01(1)0.11(1)0.1

29、9(1)0.28(1)0.016(1)1500(1)1.4.3 煤的成份及工业用途1. 煤的成份 4号煤属中灰-高灰，低硫-中高硫分，低热值-中热值，高挥发分，弱粘结性的长焰煤。2.工业用途 各可采煤层的工业用途适宜动力用煤，可供发电和各种工业燃煤锅炉用煤，也可供气化用煤，此外各煤层均含油或富油且煤的变质程度较低可考虑液化用煤。1.4.4 瓦斯与自燃倾向性 本次施工的HB2、HB4钻孔中采取瓦斯样，野外采样用地勘瓦斯解析仪(FHJ-2型)和瓦斯罐现场采取，计算损失量，采取方法符合MT/T77-94要求。室内脱气测试由山西省煤炭地质研究所完成，使用测试仪器有真空脱气装置和PE/XL型气相色谱仪，

30、测定结果汇总见表1-10。 表1-10 瓦斯测定汇总表煤层瓦斯含量(ml/g煤daf)自燃瓦斯成分（%）CH4CO2C2-C8CH4CO2C2-C8N240.190.100.0410.545.760.00083.70本井田4号煤层共有10个煤芯煤样由山西省煤炭工业局综合测试中心测定4号煤吸氧量0.58cm3/g，自燃倾向等级级，属于自燃；4号煤吸氧量0.56cm3/g，自燃倾向等级级，属于自燃。2007年9月原岳海恒宝源煤业井下工作面采样送山西省煤炭工业局综合测试中心鉴定4号煤吸氧量0.6307cm3/g，自燃倾向等级II级，属于自燃。2 井田储量和服务年限2.1 矿井工业储量2.1.1 储量

31、计算方法0.45，平均3，最大5，故本次故采用块段法计算矿井工业储量，计算公式如下：（万吨）（m2）（m）（t/m 3）2.1.2储量主要参数的确定 1. CAD 2. 各见煤点 储量CAD： S= 16393584m2： Zg= S * h * (2-1) 式中： S井田面积（m2），采用水平投影面积，用cad在煤层底板等高 线上直接测得； H煤层平均厚度（m），为各勘探点厚度之算术平均值，各点煤 层采用厚度的确定按照有关规程的规定确定，取12m； 煤层视密度（t/m3），煤层视密度（容重）均为1.4t/m3； Zg=16393584*12*1.4/cos5=276.46Mt 2.1.3 工

32、业指标根据中华人民共和国国土资源部DZ/T0215-2002煤、泥炭地质勘查规范规定，确定资源/储量估算各项指标如下：最低可采厚度： 0.70m；最高可采灰分（Ad%）: 40%；最高硫分(St.d)： 3%。4号煤层视密度为1.4t/m3。2.2矿井设计资源/储量2.2.1矿井设计资源/储量计算矿井设计储量为矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量。而在该井田范围内只有煤田境界煤柱。 (2-2)式中：矿井设计储量，万t；矿井工业储量，万t；永久煤柱损失量，井田境界长17160m，煤柱宽取30m。经计算得： 表2-1 矿井设计储量计算 单位：

33、Mt煤层工业储量永久煤柱损失设计储量井田边界断层小计4276.4686.4886.48267.812.2.2矿井设计可采储量矿井设计可采储量按下式计算： (2-3)式中：矿井设计可采储量，Mt；矿井设计储量，Mt；P工业广场及运输大巷保护煤柱损失，Mt；C采区回采率，薄煤层取C=85%；中厚煤层取C=80%；厚煤层取C=75%，取70%。则：2.3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限2.3.1 矿井工作制度根据煤炭工业矿井设计规范以及结合矿井实际情况，确定该设计年工作日为330天，每日四班工作，每班工作六小时，每日净提升时间数为16小时。2.3.2 矿井设计生产能力的确定根据当地用煤需求，结

34、合煤层赋存条件，可采储量、装备水平、资金来源等因素，确定矿井生产能力为90万t/a。本次设计为4号层煤，同时生产一个水平、一个工作面可保证90万t/a设计生产能力。2.3.3 矿井及水平服务年限的计算矿井及水平服务年限均按下式计算： (2-4)式中：T服务年限，a；Z设计可采储量，万t；A设计生产能力，万t/a；K储量备用系数，取1.3。则：矿井及水平服务年限T=18077/2001.353a服务年限符合煤炭工业矿井设计规范的有关要求。3井田开拓3.1井田开拓方式的选择3.1.1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，平硐最为简单，斜井

35、次之，立井最复杂。各种形式的井筒优缺点比较即适用条件如表所示。表3-1 井筒选择表井筒形式优点缺点适应条件平硐开拓井下煤炭运输不需转载即可由平硐直接外运，工业设施简单，井巷工程量小，利于排水，掘进速度快，不留或少留工业场地煤柱，煤柱损失少。受地形即埋藏条件限制。适合煤层赋存较高的山岭、丘陵，或沟谷地区。立井开拓立井的适应性强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制1.施工复杂，设备多技术要求高；2.施工困难掘进速度慢；3.不能躲开煤层顶底板含水层。1.煤层埋藏较深，或冲击层厚；2.水文条件复杂，围岩不稳定需特殊施工；3.倾斜长度大，用立井开采兼顾小开采。斜井斜井1.地质条件较好井筒

36、掘进技术简单;2.斜井开采每个水平井底车场易靠近储量中心;3.井口可靠近井田边界，工业广场留煤少;4.主井做斜井时可做安全出口;5.建井工期短;6.可用皮带运输，实现连续运提。受地形及煤层埋藏条件限制。1.便于布置工业广场和引进铁路，2.水文地质条件好。综合开拓可充分利用各种开拓方式的优点。井田位于管涔山脉东麓，地表大部为黄土覆盖，经长期冲刷切割，呈现为低山丘陵地貌。纵观井田，沟谷纵横，梁峁绵延。井田总的地势为西北高东南低，最高点位于西北边界处，标高1518.00m，最低点位于井田东南边界河谷底，标高1293.00m，煤层埋藏深度比较浅，无采用平硐开拓的条件。煤层倾角小，均为 5以下，根据该矿

37、水文地质条件，地面地下情况及地形地貌特征，本矿井只宜采用斜井开拓，经济等其他各方面都不合理。 1）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

38、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。对于缓倾斜煤层单水平开采的矿井，从井下运输及开采有利出发，井筒应位于井田中部，使上山部分斜长略大于下山部分斜长。3）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

39、力区。 4）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。5）井筒数目为了满足井下煤炭的提升和人员、材料、矸石的辅助提升， 需设置一主井及一副井，在盘区的回风大巷终端布置一个风井，共计三个井筒。3.1.2工业广场的位置要求 1.工业广场地应具有稳定的工程地质条件，避开法定保护的文物古迹，风景区、内涝低洼区和采空区，不受岩崩、滑坡、泥石流和洪水等灾害威胁；2.工

40、业场地应少占耕地，少压煤；3.距水源，电源较近，矿井铁路专用线短，道路布置合理。为满足以上条件，减少压煤，工业广场应布置于主副井筒附近，位于井田走向的中央、倾向的中下部。 根据计算，确定地面工业场地的占地面积为 18 ha，形状为矩形，长为 500m，宽为 360m。3.1.3开采水平的确定及盘区的划分1.开采水平划分的具体依据为：1）是否有合理的阶段斜长；2）阶段内是否有合理的分带、区段数目；3）要保证开采水平有合理的服务年限和足够的储量；4）要使水平高度在经济上合理。 本井田主采煤层为 9#煤层，其他煤层暂时不进行开采，本设计只针对于 9#煤层。在本煤层中，仅靠近东北部区域的倾角才达到 5

41、，其余区域倾角都在 5以下，属近水平煤层。井田内煤层标高落差为 200m，可采用单水平开拓，由于井田面积较大，通风路线较长，可考虑多井筒分区域开拓，选择两个开采水平。通过技术经济比较最终确定选用单水平开拓。具体盘区划分如图所示。3.1.4开拓方案比较影响选择矿井开拓方案的因素很多，主要是地质因素、技术因素和管理因素。1.预提开拓方案及确定较优的方案根据本矿井的实际情况，现提出四个可行的矿井开拓方案进行比较，先通过技术比较，从中确定两个技术上相对优越的方案，然后对这两个方案进行详尽的经济比较，并综合考虑各种因素，从而确定一个技术上可行、经济上合理的最佳方案。 现针对第一水平的开拓，兼顾下水平的延

42、伸，预提出四个开拓方案： 方案：一对立井开拓，主副井均采用立井开拓，主井用箕斗提升，副井用罐笼提升，主要任务是提矸，担负人员和设备的升降、坑木入井，主副井均兼做进风井。（开拓方案剖面图见图）方案：斜井-立井联合开拓，主井为斜井开拓，皮带运提，副井为立井开拓，罐笼提升，主要担负提矸，人员和设备的升降、坑木入井。（开拓方案剖面图见图)方案：一对斜井开拓，即主副井都用斜井开拓，主井皮带运提，副井串车提升。（开拓方案剖面图见图）2. 开拓方案技术比较 表3-2 预提方案比较表方案优点缺点第方案1 井口位置接近于井田中心，井下为双翼生产，易于保证矿井产量；2 井底车场位于储量中心，井下运营费用低；3 对

43、地质条件的适应性较强，提升能力大，机械化程度高，易于自动控制；4 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，人员升降速度快；5 工业广场布置在井口附近，只压一个煤柱。1 立井井筒掘进技术和施工设备较复杂，掘进速度慢，需要穿越含水层，施工复杂，工作条件差；2 下水平的延伸较困难；3 提升费用高。第方案1 井下为双翼生产，易于保证矿井产量，井底车场位于储量中心，井下运营费用低；2 辅助运输采用立井，运输速度快；3 斜井采用皮带运输，提升能力大，能实现连续运提；4 延伸斜井井筒的施工比较方便，对生产的干扰少；5 地面工业广场可布置在井田边界，少压煤柱 。1 工业广场和斜井井筒大量

44、压煤；2 井口位置不易布置在井田中央，立井井口和斜井井口不利于集中布置，工业广场比较分散；3 斜井线路长，管道铺设工程量大，费用高；4 井筒复杂，通风阻力大；第方案1 井下为双翼生产，易于保证矿井产量；2 主副井井口距离较近，便于集中布置工业广场；3 工业广场可以布置在井田边界，不压或少压煤柱；4 井底车场位于储量中心，井下运营费用低；5 斜井提升能力大，采用皮带提升，能实现连续运提，提升费用低；6 延伸井筒施工比较方便，对正常生产的干扰小。1 煤柱损失量大；2 斜井线路长，管道铺设工程量大，费用高；3 斜井的有效断面利用率低，井同较长，通风困难；4 立井井筒掘进技术和施工设备较复杂，掘进速度

45、慢；5 井筒延伸费用较高；6 二水平井筒延伸干扰一水平的正常生产。方案一和方案三的区别在于井筒形式不同。方案一为双立井，立井开拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制，主要缺点是井筒施工技术复杂，需用设备多，要求有较高的技术水平，掘进速度慢，基建投资大；方案三井筒均为斜井，斜井的运输提升能力比立井大，有相当大的提升能力，可满足特大型矿井主提升的需要。井田内9#煤层过厚度大、倾角小、赋存稳定，涌水量小，立井的优点不突出，而斜井的提升能力大的特点很合适1.8Mt的大型矿井的需要。在方案一、方案三中选择方案三。方案一、三有差别的建井工程量，生产经营工程量，基建费，生产经营费和经济比较结

46、果，分别计算汇总于下表表3-3 建井工程量 (单位：m)项 目方案一 双立井单水平开拓方案三 双斜井单水平开拓（岩层大巷）初期主井井筒291886.79副井井筒281663.81井底车场10001100运输大巷3063.083063.08后期主井井筒00副井井筒00井底车场00运输大巷13173.8213173.82表3-4 生产经营工程量项 目方案一 双立井单水平开拓项 目方案三 双斜井单水平开拓运输提升万t.km工程量运输提升万t.km工程量顺槽运输1.2297.21.3276=16005.46顺槽运输1.2297.191.3276=16005.46大巷运输1.28118.452.108=

47、20536.431大巷运输1.28118.452.108=20536.431立井提升1.2170670.291=5959.79斜井提升1.2170670.887=18166.12大巷维护1.24126227.3510-4=27.08大巷维护1.24126227.3510-4=27.08排 水1202436554.7010-4=5750排 水1202436554.7010-4=5750表3-5 基建费用表(单位：万元)方案方案一 双立井单水平开拓方案三 双斜井单水平开拓工程量单价费用工程量单价费用（m）（元/m）（万元）（m）（元/m）（万元）初期主井井筒29130000873886.79923

48、5.34818.98副井井筒28130000838.2663.819535.34632.97井底车场1000900090011009000990运输大巷3063.0880002695.513063.0880002695.51小计5306.715137.46后期运输大巷13173.82800010539.0513173.82800010539.05小计10539.0610539.06总计15847.7715676.52表3-6 生产经营费(单位:万元)项 目方案一 双立井单水平开拓方案三 双斜井单水平开拓(岩层大巷）工程量万t/km单价元/tkm费用万元工程量万t/km单价元/tkm费用万元运输

49、提升顺槽运输16005.468801408.4816005.468801408.48大巷运输7748.373810029521.297748.373810029521.29主井提升5959.798500050658.2218166.122530045860.28小计81587.9976890.05大巷维护费27.0820541.627.0820541.6排水费57501.5258768.8557501.5258768.85总 计90898.4485658.90表3-7 费用汇总表方 案项 目方案一 双立井单水平开拓方案三 双斜井单水平开拓（岩巷）费用（万元）百分率（%）费用（万元）百分率（%）

50、初期建井费5306.71100.005137.4696.8基建工程费15847.77100.0015676.5298.9生产经营费90898.44100.0085658.9094.2总费用112052.92100.0010647495.0结论：由结果可知，方案一和方案三的所需费用差不多，但是煤层埋藏较浅，用斜井开拓较好，综合以上多方面考虑，从而确定矿井开拓方式为：双斜单水平开拓。3.2矿井开拓巷道3.2.1井筒根据井田开拓布署，共布置有三个井筒，即主斜井、副斜井回风立井，井筒 参数见井筒特征表，全井田采用单水平开拓方式，具体如下： 1、主斜井：地表段采用混凝土砌碹，基岩段采用锚网喷支护方式，呈半圆拱状断面，净宽.20m，净高4.00m，净断面17.89m2，井筒斜470.9m，坡度18。装备带式输送机和铺设检修轨道，担负全矿井的原煤运输任务，兼作进风井。2、副斜井：表土