采矿工程毕业设计（论文）-范各庄矿180万ta新井设计

1、全套图纸加扣 3346389411或3012250582设计总说明VIIIThe Brief Introduction of the DesignIX1 矿区概述及井田地质特征11.1 矿区概述11.1.1交通位置11.2 井田地质特征31.2.1地层31.2.2构造31.2.3井田内水文地质情况41.2.4 沼气，煤尘及煤的自燃性41.2.5顶地板岩石力学性质51.2.6 煤质，牌号及用途61.3煤层特征71.3.1煤层地层71.3.2.煤层赋存情况及可采煤层特征81.3.3 煤层赋存状况及可采煤层特征111.3.4 勘探程度及可靠性112.1井田境界132.1.1开采界限132.1.2井田

2、尺寸132.2矿井工业储量142.2.1勘探类型及储量等级的圈定142.2.2储量等级的圈定142.2.3煤层最小可采厚度152.2.4矿井工业储量的计算152.3矿井可采储量162.3.1保护煤柱储量计算162.3.2可采储量计算193 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限213.1矿井工作制度213.2 矿井设计生产能力及服务年限213.2.1矿井生产能力的确定213.2.2矿井及第一水平服务年限的核算214 井田开拓234.1 井田开拓的基本问题234.1.1 确定井筒的形式、数目、配置234.1.2 确定工业广场及井口位置244.1.3 确定开采水平和阶段高度254.1.4 开采水平布

3、置及井底车场的选型264.1.5 采区划分及其布置274.2 井田开拓设计方案比较284.2.1 开拓方案技术比较284.3 矿井基本巷道324.3.1 井筒324.3.2 井底车场354.3.3 主要开拓巷道375.1 煤层地质特征435.1.1 可采煤层情况435.1.2 煤种及煤质变化435.1.3 各煤层特征445.1.4 煤尘和瓦斯455.2 采区巷道布置及生产系统475.2.1 确定采区走向长度475.2.2 确定区段斜长和区段数目475.2.3 煤柱尺寸的确定475.2.4 采区上下山的布置485.2.5 区段平巷的布置495.2.6 联络巷道的布置495.2.7 采区运输、通风

4、运料等系统的确定495.3 采区车场设计505.3.1 采区上部车场形式的选择505.3.2 采取中部车场形式的选择515.3.3 采区下部车场的选择及设计525.3.4 采区主要硐室的布置555.4 采区采掘计划585.4.1 采区主要巷道参数确定585.4.2 确定采区生产能力655.4.3 计算采区回采率656 采煤方法676.1 采煤工艺方式676.1.1确定采煤工艺方式676.1.2 回采工作面参数686.1.3 采煤工作面破煤、装煤方式686.1.4 采煤工作面支护方式706.1.5 端头支护及超前支护方式726.1.6 各工艺过程注意事项736.1.7 采煤工作面正规循环作业74

5、6.2 回采巷道布置776.2.1 回采巷道布置方式786.2.2 回采巷道参数787井下运输817.1 系统基本概述817.1.1 基本概况817.1.2 井下运输系统817.2 采区运输设备837.2.1 主运输设备837.2.2 采区辅助运输877.3 大巷运输设备897.3.1 矿车选择907.3.2 矿用电机车的选型908 矿井提升978.1 设计依据978.1.1 主井提升978.1.2 副井提升988.2 主副井提升设备的选型988.2.1 小时提升量988.2.2 合理的提升速度988.2.3 一次循环时间998.2.4 一次合理提升量的确定1008.2.5 计算一次提升循环提

6、升时间Tx和所需的提升速度vm1028.3 提升钢丝绳的计算1038.4 提升机与天轮的选择计算1058.4.1 滚筒(或摩擦轮)直径的确定1058.4.2 天轮的选择1058.4.3 提升机强度校验1068.5 提升电动机的预选1068.5.1 电动机功率的估算1068.5.2 估算电动机转数1078.6 提升机与井筒的相对位置1078.6.1 井架高度1078.6.2 丝绳对摩擦轮的围包角计算1089 矿井通风与安全1099.1 矿井通风系统的选择1099.1.1 选择矿井通风系统的原则1099.1.2 选择矿井主要通风机的工作方法1109.1.3 选择矿井通风方式1119.2 全矿所需风

7、量的计算及其分配1129.2.1 矿井风量计算原则1129.2.2 矿井风量计算方法1129.2.3 风速验算1179.3 全矿通风阻力计算1279.3.1 矿井通风总阻力计算原则1279.3.2 矿井通风阻力计算1279.4 矿井通风设备的选择1299.4.1 矿井通风设备的要求1299.4.2 选择主要通风机1299.4.3 选择电动机1329.4.4 电费计算1339.5 矿井灾害防治技术1349.5.1 防治瓦斯1349.5.2 防治煤尘1359.5.3 防灭火1359.5.4 防治水135总 结139参考文献140参考文献155致谢156 VIII一般部分 设计总说明本设计包括两个部

8、分：一般部分和专题部分。一般部分为开滦矿务局范各庄矿新井设计，全篇共分为十个部分：矿井概括及井田地质特征、井田境界及储量、矿井工作制度和设计生产能力、井田开拓、采区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿井提升、矿井通风与安全和矿井主要经济技术指标。范各庄井田，矿井东西长约为2810m，南北宽约为5670m，面积为12.83km2。井田内的可采煤层为5煤、7煤、9煤，其中主采为7煤，该煤层赋存稳定，平均厚度3.5米。倾角平均为13，为缓斜厚煤层。井田内工业储量2.342108吨，可采储量1.657108吨。矿井最大涌水量为1140/h，相对瓦斯涌出量0.649，属于低瓦斯矿井。范各庄矿年设计生产能力1

9、80万t/a，服务年限65.6年。采用立井两水平开拓，第一水平标高-380m，第二水平标高-680m。矿井采用单一走向长壁综合机械化采煤法。矿井布置一个综采工作面保证全矿井的产量，长度180m，煤的运输采用10t架线式电机车牵引3t固定式矿车运输。矿井的通风方式采用中央分列式通风。关键词：综采；立井综合开拓；两水平The Brief Introduction of the DesignThis design including two parts: general part and special part.The general part is a new design of Fangezh

10、uang Mine in Kailuan Group. It has ten chapters: the outline of the mine and coalfield geology, boundary and reserves, the designed annual production capacity, service life and working area, underground transportation, lifting, ventilation and safety, the economy and technology index of the mine.The

11、 Fangezhuang coal field lies in the city of Hebei province. The boundary of the mine runs 2.57 km from west to east and 5.7km from north to south on average. The total area of the mine is about 10.98 km2. there are two available seams:5#,7#, 9#.They buried stably and belonging to lesser pitching coa

12、l seam, with the average angle 13degree. The industry reserves of the mine are 187.8 million tons and the usable 140.6 million tons. The average flow of the mine water is from 1140 m3/h. It is a lower gas mine.The production annual capacity of Fangezhuang mine is 1.2 million tons, and its service li

13、fe is 60.1 years. There are 2 levels in the mine. The first development level located at the -400m, the second is 650m. The mining method is fully mechanized along the coal bed strike.There is only one working face in the mine. The length of the face is 180m. Coal is transported by the bottomdump mi

14、ne car which capacity is 3t and dragged by 10 ton accumulator electrical engineering cars. The form of ventilation is the limitrophe to the coalfields center.Key words：Mechanized t op coal caving; the primary slant hole and secondary shaft; two levels XI1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1交通位置范各庄矿位于唐山市古冶区境内,北

15、距古冶火车站10.2公里，矿内铁路与京山线古冶站和林西矿接轨，有公路干线通过井田 。井田南北走向长5.7km，东西最大倾斜长2.57km，井田总面积为10.98,为开平煤田的一部分。交通十分方便，具体见交通位置图1-1。矿井地理坐标：东经113度28分，北纬39度33分，井田北部、西北部及西部与吕家坨矿相接，井田西及西南部与钱家营矿相邻，井田东部及南部以14煤层的基岩露头为界。井田地理位置优越，交通线四通八达。西距唐山市区23公里，丰南区31公里。西南距天津市121.5公里，西北距北京市192.3公里；北距古冶205国道10公里，京沈高速榛子镇入口23公里；南距唐港高速青坨营镇入口16公里，曹

16、妃甸新区41公里，曹妃甸港67公里；东距滦县新城26.7公里，秦皇岛港100公里。东南距滦南县城24公里，乐亭县城46公里，京唐港66公里（以范各庄矿为中心，直线距离）。图1-1开滦矿区矿井分布及交通位置平面图1.1.2自然地理1)井田地形、地貌 该地区地貌形态属于华北平原地带。地形高差不大，地面标高平均为+20米。范各庄南矿井田是被第四系冲积层所覆盖。地貌简单，地表平坦，地势呈现北高南低，坡度12左右，地表海拔标高+13到+23m。由于受多年开采的影响，矿区南北各有一个塌陷坑，随开采的进行而逐步扩大并有大量的积水。矿区范围内分布有村庄1个，分布在井田东南部。2)水系因为煤系地层上覆盖着巨厚的

17、冲积层，大气降水后大部分从地表流走，所以矿井涌水量无季节性变化，历史最高洪峰水位为19.572m。本矿区工业及生活用水的主要供水水源为第四系上组砂岩层水和矿井净化水。水质类型为HCO3CaNa，矿化度0.37g/L。供水水源的取水方式采用管状井分散取水。矿井每日排水量约为4500 m3，全部进入污水净化站进行处理，净化水主要用于井下防水注浆、洒尘、电厂冷却、洗煤厂补充用水。3)气象情况矿区气候属于大陆季风气候，春季东风和西风交替出现，气候干燥少雨；夏秋两季东南和南风交替由海面带来潮湿空气，使矿区多雨；冬季因受西伯利亚蒙古一带冷气压影响多西北风。自建井以来，多年平均降雨量为617.45mm，降雨

18、多集中在79月，这三个月的降雨量为463.79 mm。矿区气候属大陆型季风气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，气候变化较大，春季东风和西北风交替出现，气候干燥少雨，夏秋两季东南和南风常有海面带来的潮湿空气，使矿区多雨；冬季因受西伯利亚蒙古一带冷空气压的影响，多西北风，气候寒冷干燥。每年的7、8、9三个月降雨量占全年降雨量的76。年平均气温10.8C，常年最高气温37.6C，最低气温-22.6，冻土深度0.50.7m，结冰期：11月中旬至次年的3月中旬。4)水电供给情况我矿工业、生活用水均从地面自备深水井和井下清污分流工程取水；进入矿中央输电线。本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水

19、泥需由国家计划供变电站的电源线计四趟，其中两趟是电网吕家坨变电站35千伏输电线，另外两趟是开滦林西电厂35千伏应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。1.2 井田地质特征1.2.1地层范各庄煤田区域地层表1-1表1-1 范各庄煤田区域地层表 系统组含煤层厚度岩性第四系219.5砂、粘土、卵石二迭系下白垩统大苗庄组5、7煤69.4砂岩、粉砂岩煤和泥岩石炭系上侏罗统赵各庄组9煤86.4砂岩、粉砂岩、煤组成奥陶系中统无86.4灰岩、白云石1.2.2构造1）区域构造范各庄井田位于开平煤田的东南翼。开平煤田位于燕山南麓，煤系地层为石炭二迭系。开平主向斜是煤田的主要构造骨架，呈复式向斜

20、构造。向斜的总体轴向为NE向，自古冶以北主向斜逐渐转为东西向。2）井田构造(1) 褶曲 范各庄井田的主体构造为井田北翼的塔坨向斜和南翼毕各庄区域的毕各庄向斜，是由于开平向斜在发育过程中北部受青龙山东西构造带影响，主向斜轴在古冶以北发生偏转呈东西向而派生出的南北应力场形成的次一级构造。(2) 断层 井田内共有两条断层，F0、F1、F2走向东-西两条倾角都较大，F0属于正断层F1和F2属于逆断层。（详见断层一览表1-2） 表1-2 断层一览表名称性质断层面走向倾向倾角（）落差（m）影响范围F0正断层南北东西679036较大F1逆断层南北东西6104较小F2逆断层南北东西5903.5较小1.2.3井

21、田内水文地质情况57煤层间砂岩裂隙承压含水层，79煤层间砂岩裂隙承压含水层。抽水试验结果，单位涌水量为180.6m3/h，渗透系数为0.0121.725/昼夜。水质类型变化较大，为重碳酸-钠钙镁型。范各庄南矿井田水文地质情况复杂，煤系上下各有一个含水层，上为冲积层强含水层，其为厚度不等的卵石层，下有一黏土层有隔水作用；下为奥灰含水层。它们之间联系密切，以煤层露头线为联系，相互沟通，煤层地质有两个含水层：5S顶板砂岩含水层和12S-14S砂岩组含水层，它们是矿井的主要出水来源。矿井涌水量为39t/min，矿井最大涌水量为3180t/min。矿井涌水量无季节性变化，不受大气降雨的直接影响。因为煤系

22、地层上覆盖着巨厚的冲积层，大气降雨后，大部分从地表流走，少部分渗入地下，首先形成潜水，然后再慢慢地向下渗透到底部卵砾石层，形成孔隙承压水。通过基岩隐伏露头补给煤系地层，然后经构造和裂隙渗入巷道和采空区，变成矿井涌水。地表水体与第四系冲积层中的潜水层水量呈互补关系。在雨季地表水体水位高于潜水层水位，地表水补给潜水；在旱季地表水体水位低于潜水位，潜水补给地表水。地表水体和大气降水一样，在正常情况下，只是通过渗透补给冲积层底部卵砾石含水层，间接补给煤系地层。1）地下含水层及其特征在煤系地层中，对矿井直接充水的含水层是5煤层顶板砂岩裂隙承压含水层。5煤层顶板砂岩裂隙承压含水层：该层在5煤层顶板以上，平

23、均厚度约74.4米，岩性主要为中、细砂岩及粉砂岩。该层裂隙发育，含水较丰富。采掘过程中大都表现为淋滴水，局部表现为涌水现象。2）地质构造对矿井充水的影响范各庄南矿井田煤系地层下部以奥陶系石灰岩为基底，上部有巨厚冲积层覆盖。井田北部为单斜构造，南部为向斜构造，有良好的储水条件，地下水极易沿岩层的孔隙、裂隙集中而达到饱和，其结果使所有含水层均为承压状态。经钻孔实测奥陶系石灰岩含水层水压在-310水平为3.03.3兆帕，在-490米水平为4.85.0兆帕。突水与构造密切相关，断裂构造规模和力学性质以及区域内断裂构造的复杂程度是发生突水的重要因素。1.2.4 沼气，煤尘及煤的自燃性 矿井瓦斯等级：低瓦

24、斯矿井矿井瓦斯绝对涌出量：0.73矿井瓦斯相对涌出量：0.12煤尘爆炸指数为41.38%，各层均属于很自燃性煤，发火等级为1。1.2.5顶地板岩石力学性质表1-3 井田内各煤层顶底岩石力学性质及分类表煤顶底板岩性厚度/米特征及赋存情况5煤伪顶粉砂岩01.3岩石破碎，夹多层煤线直接顶粉砂岩3.0水平层理，层理面附大量植物化石，富含泥质结核，成细层状或串珠状分布。老顶砂岩4.0硅质胶结，局部含钙质。直接底粉砂岩0.51.0含大量植物根化石。老底细砂岩2.03.0水平层理，分布稳定。7煤伪顶泥岩0.52.5一般在1.0米以下，岩性破碎，局部增厚可达2.5米，相变为粉砂岩或细砂岩。中夹一层煤线，顶部一

25、层煤线与直接顶相隔。续表1-3 井田内各煤层顶底岩石力学性质及分类表煤顶底板岩性厚度/米特征及赋存情况7煤直接顶粉砂岩2.43.5水平层理，含植物化石。井田中部厚度增大至68米，北翼及深部局部被冲蚀掉。老顶中砂岩0.56.0硅质胶结，坚硬。北翼及深部局部直接沉积于煤层上。直接底粉砂岩0.52.5南一石门以北厚度小于1.0米，松软破碎，含大量植物根化石，同时8煤层顶板，北翼局部缺失，直接为8煤层，即7、8煤层合群。南二石门以南逐渐增厚。老底细砂岩02.5层状结构，南二石门以南逐渐增厚。9煤伪顶无伪顶。直接顶粉砂岩4.0含炭质成分及菱铁矿结核，小断层、节理十分发育，比较破碎。北三石门以北相变为细砂

26、岩。老顶细砂岩4.5水平层理，层理面附炭质薄膜，分布稳定。顶底板岩性厚度/米特征及赋存情况直接底粉砂岩2.0局部缺失。顶部含大量植物根化石。井田中部较厚。老底细砂岩3.0硅质胶结，坚硬，局部相变为粉砂岩。1.2.6 煤质，牌号及用途井田各煤层由腐植煤构成。其宏观煤岩组分以亮煤为主，暗煤次之，镜煤和丝炭较少；其煤岩类型以半亮型煤和半暗型煤为主，光亮煤较少，具条带状-线状层理。显微煤岩组分以镜质组占绝对优势。井田内各主要可采煤层的煤种均为结焦性良好的1号、2号肥煤和气肥煤。赋存于陆相大苗庄组的5煤、7煤则灰分较高，发热量较低，但煤的含硫量低。均属于难选或非常难选煤。表 1-4 原煤工业分析综合表项

27、目灰分 Ag（%）硫分 S（%）挥发分 Vr（%）发热量（大卡/克）灰熔融性煤质牌号备注5煤层10.7820.870.530.9834.0339.2040407902135015001、2号肥煤为主，局部气肥煤15.820.7436.9459017煤层26.7238.290.430.5827.7336.80552076521、2号肥煤为主，局部肥焦煤和气肥煤在井田东南翼煤层结构复杂，夹石增厚，灰分增大。31.090.4729.8660609煤层24.1731.701.052.4430.6338.7146007630117015001、2号肥煤南翼煤层下部夹石层增厚，灰分增加。28.801.63

28、35.1060161.3煤层特征1.3.1煤层地层1)唐山组 该组地层属于石炭系中统，直接覆于奥陶系灰岩之上，与奥陶系地层呈假整合接触，平均厚度约为56米。岩性以粉砂岩、泥岩为主，细砂岩次之，底部为土质泥岩。2)开平组 属于石炭系上统， 上部赵各庄灰岩顶板，下起唐山灰岩顶板，本组厚度约为52米。岩性以细砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之。本组比唐山组颜色较深，多呈深灰色，泥岩显著减少，含砂量增加，植物化石增多，黄铁矿结晶体和菱铁矿结合较发育。(3)赵各庄组 属于石炭系上统，上部以11煤层顶板为界，下伏开平组，厚度约为86米，为主要含煤层之一，岩性以粗砂岩、中砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之。(4)大苗庄组

29、属于二迭系下统，厚度约为67米。本组以深灰、黑灰色粉砂岩和泥岩为主，青灰色中砂岩次之，为主要含煤地层之一。含可采煤层2层，即7 煤、8煤。植物化石的种类显著增多。 表15 范各庄矿井田地层划分简表 地质时代建组起止层位地层接触关系厚度含煤性主 要 特 征系统组第四系由地表至基岩面不整合整合整合整合整合整合假整合219.5主要由砂、粘土、卵石组成。二迭系上统古冶组红色砂岩底面至A层顶面120.0不含煤主要由中砂岩、粉砂岩组成下统唐家庄组A层顶面至5煤层顶面269.7含煤线4-5层主要由中砂岩、粉砂岩组成大苗庄组5煤层顶板至11煤层顶板69.4含煤6层可采3层即5、7、9煤由砂岩、粉砂岩、煤和泥岩

30、组成。石炭系上统赵各庄组11煤层顶板至K6灰岩顶面86.4含3层煤即不可采的11、12、12半煤由砂岩、粉砂岩、煤组成开平组K6灰岩顶面至K3灰岩顶面51.7含煤13层主要由粉砂岩、泥岩组成，夹三层分布不稳定的灰岩中统唐山组K3灰岩顶面至奥陶灰岩顶面55.8含13层不稳定薄煤线以粉砂岩为主，细砂岩次之，间夹三层灰岩，底部为G层铝矾土岩奥陶系中统开平组由灰岩、白云岩等组成1.3.2.煤层赋存情况及可采煤层特征井田内共三层可采煤层，厚度及一般特征描述如下：5煤层：5煤层为简单结构煤层，煤层厚度4.4m，厚度变化尚有规律，西北薄，东南厚。均在可采范围，为较稳定煤层。煤岩类型以光亮型煤为主，间夹半亮型

31、煤。内生节理发育，性脆。煤的硬度f=0.30.5，密度1.36 克/厘米3。5煤与下伏的6煤间距810米，与7煤层的间距2943米，平均32.2米，由北往南逐渐变薄。7煤层：7煤层为复杂结构厚煤层。煤厚4m。煤层厚度由北往南逐渐变薄，煤岩类型以半亮型和半暗淡型煤为主，中间夹12层暗淡型煤，底部为光亮型煤。煤层中节理裂隙发育，棱角状断口。煤的硬度f=0.40.9，密度1.57克/厘米3。7煤与下部8煤层间距变化较大，间距015米。在井口区7、8煤层合群，往南间距逐渐增大，在井田北翼7、8煤层间距为0.30.5米。9煤层:9煤层为复杂结构的中厚煤层。煤层厚度3.2m。含有12层泥岩、粉砂岩夹石，夹

32、石分布广泛，变化较大，由北往南逐渐增厚，由0.1米至0.9米，9煤层厚度的变化较大，多是由于煤层底板起伏变化较大和煤层顶板小型断层比较发育造成。煤岩类型以光亮型为主。内生节理发育，玻璃光泽。煤的硬度f=0.40.7，密度1.51克/厘米3。与下伏11煤层间距5.321.0米，平均9.3米。表1-6 煤层综合柱状图表 1.3.3 煤层赋存状况及可采煤层特征本井田共有可采煤层三层，从上到下依次为5、7和9煤层。煤层倾角平缓，倾角一般为914。煤层埋藏较浅，一般在-150-700米，煤层总厚度11.6米，煤层层间距不大。具体参数及相关特征见煤层特征表1-5和煤层综合柱状图表1-煤层名称煤厚（m）层间

33、距（m）倾 角（）围岩煤的牌号硬度（f）容重（t/m3）最大最小顶板底版平均51.856.16015914砂岩细砂岩1、2号肥煤为主，局部气肥煤0.30.51.364.470.32.646.32.6中砂岩细砂岩1、2号肥煤为主，局部肥焦煤0.40.91.57491.058.320.138.9细砂岩细砂岩2号肥煤为主，局部气肥煤0.40.71.513.2 表1-8 可采煤层特性一览表1.3.4 勘探程度及可靠性在范各庄井田范围内进行过大量的精查工作。除以往工作量外最后一次在精查区内又探了100个钻孔，基本上搞清了本井田的煤层赋存情况和主要地质构造情况。但由于地质构造复杂和勘探的水平所限，有一部分

34、地质构造是推定的，控制程度还是有较大摆动。根据本地区断裂的一般规律，在大断层附近还有较多的小的断裂没有控制，这些都需要在生产过程中予以注意，有的孔斜较大，对构造的推定有一定的影响。表1-9 煤层稳定性分析成果表煤层可采性指数km(%)厚度变异系数r（）综合评价579.450.7不稳定710025.3较稳定998.328.8较稳定1562 井田境界和储量2.1井田境界2.1.1开采界限井田煤系地层主要由石炭系、二迭系地层组成，其中包括中石炭统唐山组，上石炭统开平组、赵各庄组，下二迭统的大苗庄组、唐家庄组。含煤14层，可采煤层3层，分别为5、7、9煤层。其中主采煤层为7号煤层，5、9煤层为后期储备

35、资源开采。2.1.2井田尺寸井田赋存状况示意图如图2-1所示图2-1 井田赋存状况示意图井田的平均走向长度为5.67km，平均倾向长度为2.81km。煤层的最大倾角为160，最小倾角为70，平均为130。井田的水平面积按下式计算： 式中 井田的水平面积，; 图2-1中单方格面积，; 图2-1中单方格的个数则井田的水平面积为： = 50250000 =12.5（）井田内煤层面积按下式计算： 式中 井田内煤层面积，; 井田的水平面积，; 煤层的倾角 2.2矿井工业储量2.2.1勘探类型及储量等级的圈定1）井田勘探类型根据矿井勘探情况，其勘探类型为类型。2）钻孔及勘探线分布全区经过普查、详查、精查勘

36、探及使用综合勘探的精查补充勘探后，使完成钻孔145个，地震物理点3466个，平均每平方公里有2.13个，地震物理点23.9个，共计工程量为10621.27m，其中水文钻孔3个，为1865.61m。2.2.2储量等级的圈定根据对煤矿床的勘探，研究程度和煤炭工业建设的需要，将煤炭储量划分为A、B、C、D四级。本矿井煤质稳定，煤类单一，水文地质条件中等，煤系中无岩浆岩破坏活动，因此储量级别的划分主要依据对地质构造和煤层的控制、研究程度。邻近不可采边界的块段均不圈定高级储量；断层煤柱不圈定高级储量，一律降为C级储量；2.2.3煤层最小可采厚度该井田煤层倾角均小于15，各煤层经洗选后均能达到炼焦用煤要求

37、，根据生产矿井储量管理规程的规定，确定煤层的最小可采厚度为1.3 m。2.2.4矿井工业储量的计算矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探，煤层厚度与质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前可供利用的可列入平衡表内的储量。矿井工业储量一般即A+B+C级储量。井田范围内全区可采煤层为5煤、7煤和9煤共3层煤。其中，5煤平均厚度为5.4m， 7煤平均厚度为3.5m，9煤平均厚度为3.6m，可采煤层总厚为12.5m。矿井的工业储量根据经纬网网格法来计算。经过计算，得出井田范围内有43个经纬网格，煤层倾角没有较大的变化，在7到16左右。矿井工业储量的计算公式如下： 式中：矿井工业储量，； 井田的真

38、面积， 煤层平均厚度； 煤的平均容重，t/；由于有5，7，9三层可采煤层则各煤层的工业储量为：5煤层的工业储量为： = 12.835.41.36 = 9.40（t）7煤层的工业储量为： = 12.833.51.57 =7.05（t）9煤层的工业储量为： = 12.833.61.51 = 6.97（t）则矿井的工业储量为： = + + = 9.40 + 7.05 + 6.97 =2.342 (t)2.3矿井可采储量2.3.1保护煤柱储量计算要计算井田可采储量，首先要确定各种永久煤柱损失。永久煤柱一般是指保护工业广场和井筒的保护煤柱，井田境界和大断层两侧的井田境界煤柱和断层煤柱，以及保护地面建筑物

39、、河流、铁路等而留设的保护煤柱等。1）工业广场保护煤柱受保护面积边界是由受保护建筑物和主要井筒的边界向外加上一部分备用量即维护带确定的。受保护建筑物边界一般不是直接以被保护建筑物的外边界为准，而是取平行于煤层走向或倾斜方向的与受保护建筑物外缘相连的直线所围成的面积，作为受保护建筑物的边界。地面建筑物和主要井筒的保护煤柱是从受保护的边界起，按基岩移动角、和及表土层移动角所做的保护平面与煤层的交线来确定。煤层群开采时，应采用重复采动条件下的移动角值。基岩移动角和表土层移动角如图2-3所示。图2-3 岩层移动角示意图安全煤柱的留设与计算一般用垂直断面法求得。煤柱的留设的计算方法与步骤如下：(1) 确

40、定受保护面积如图2-4所示，在开拓平面图上通过建筑物四个角分别做平行与煤层走向和倾斜的四条直线，得矩形abcd。在矩形的外缘加上20m宽的维护带，得受保护面积abcd。图2-4 用垂直断面法确定建筑物下安全煤柱(2) 煤柱煤量计算工业场地煤柱煤量=梯形面积煤层厚度煤层密度工业广场面积的取值，依据设计井型大小按煤矿设计规范中关于煤矿设计规范中若干条文修改的决定（试行）之规定选取。表2-1 工业场地占地面积指标井型/Mta-1占地面积指标/ha（0.1Mt）-12.4及以上1.01.21.81.20.450.91.50.090.31.8本矿井井型为180万吨/年，故工业广场占地面积为： 181.2

41、 = 21.6（ha）, 即 216000设计工业广场形状为长方形，长为500 m, 宽为430m。矿井的表土层厚度为50米，煤层平均倾角13，= 70 =72，=64，冲击层移动角35，围护带宽度为20 m。表2-4 地表层移动角及岩层移动角地表层厚度（m）()()()()8035727064经计算得：梯形高度h = 753m；梯形上底AB = 895m；梯形下底CD = 1036m，工业广场保护煤柱面积： = 0.5 （AB + CD） = 0.5 （895 + 1036）753 = 727021.5 （） 工业广场保护煤柱煤量= 梯形面积煤层平均厚度煤层平均密度 各煤层所以工业场地煤柱量

42、计算如下： 5煤层工业场地煤柱量 727021.55.41.36 5339245.896（t） 7煤层工业场地煤柱量 727021.53.51.57 3994983.143（t） 9煤层工业场地煤柱量 727021.53.61.51 3952088.874（t）故 总工业场地煤柱量 5339245.896+ 3994983.143+3952088.87413286317.91（t）2）断层保护煤柱根据有关规定，为保证矿井的安全生产，根据断层的大小确定断层两侧保护煤柱的大小。断层两侧保护煤柱留30m.断层保护煤柱煤量断层长度煤柱宽度煤层厚度煤的密度则各断层保护煤柱储量为： F1断层的保护煤柱储量

43、4339.611230(5.41.36+3.51.57+3.61.51） 4758383.462（t） F2的保护煤柱储量 1768.41230(8.41.36+3.51.57+3.61.51） 1939061.256（t） 断层保护煤柱储量为 4758383.462 + 1939061.256=6697444.718（t）3）边界保护煤柱根据有关规定，边界煤柱留25m。本井田边界长度为16500m，则边界保护煤柱储量为： 1650025(4.41.36+41.57+3.21.51) = 7052100(t)4）村庄保护煤柱根据煤炭工业设计规范补充规定，为保证安全，村庄下必须留设保护煤柱。但是

44、村庄已迁出，无需留村庄保护煤柱。5）保护煤柱总的储量损失为：13286317.91+6697444.718+7052100=27035862.63t表2-2 保护煤柱损失量煤柱类型占用储量/t 工业广场保护煤柱13286317.91 断层保护煤柱6697444.718 井田边界保护煤柱7052100 村庄保护煤柱0 合 计27035862.632.3.2可采储量计算可采储量由下公式计算： 式中：-矿井工业储量，万t； P-保护煤柱损失储量，万t； C-采区回采率，取80%。则，=（23420 2703.59）80% =16573.13万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

45、度按照煤炭工业矿井设计规范规定：矿井设计生产能力按年工作日330天计算。所以，本矿井设计年工作日数为330天。矿井工作制度设计采用“四六”工作制，即三班采煤，一班准备，每班净工作时间为6个小时。按照煤炭工业矿井设计规范规定：矿井每昼夜净提升时间16小时。这样充分考虑了矿井的富裕系数，防止矿井因提升能力不足而影响矿井的增产或改扩建。因此本矿设计每昼夜净提升时间为16小时。3.2 矿井设计生产能力及服务年限3.2.1矿井生产能力的确定由于范各庄矿井田范围大，煤炭储量丰富，地质构造较简单，煤层生产能力大，开采技术条件好，应建设大型矿井，初步确定矿井生产能力为180万t/a。3.2.2矿井及第一水平服

46、务年限的核算矿井服务年限的计算公式为： （3-1）式中T矿井的服务年限，a； Zk矿井的可采储量，万t； K矿井储量备用系数，取K=1.4； A矿井设计生产能力，万t/a。由第二章计算结果可知：矿井可采储量为16573.13万t，则矿井服务年限为 以上结果符合煤炭工业矿井设计规范的规定。第一水平服务年限的计算公式为： （32）式中 第一水平的服务年限，a； 第一水平的可采储量，万t； K 矿井储量备用系数，取K=1.4；A矿井设计生产能力，万t/a。由第二章计算结果可知：第一水平可采储量9280.95t，则第一水平服务年限为 表3-1 矿井及水平服务年限表矿井设计生产能力（Mt/a）矿井设计服

47、务 年限（a）第一水平设计服务年限/a煤层倾角025煤层倾角2545煤层倾角45906.0及以上70353.05.060301.22.4502520150.450.940201515以上结果符合煤炭工业矿井设计规范的规定。经过矿井及第一水平服务年限的核算，二者均符合煤炭工业矿井设计规范之规定，因此最终确定矿井的生产能力为180万t/a。4 井田开拓4.1 井田开拓的基本问题4.1.1 确定井筒的形式、数目、配置1）井筒形式选择的一般标准煤层赋存和地形等条件具有平硐开拓条件时，应首先考虑采用平硐开拓。当平硐以上煤层垂高或斜长过大时，多开地面出口有利时，可采用阶梯平硐开拓。对于煤层赋存较浅，表土层

48、不厚，水文地质条件简单的缓倾斜、倾斜煤层，应尽量采用斜井开拓。各种提升方式的斜井井筒倾角一般规定如下： 串车提升 25 箕斗提升 25-35 输送机 16 采用立井开拓的一般条件为： 煤层赋存较深或冲积层较厚时； 水文地质条件复杂，井筒需要特殊施工时； 多水平开拓的急倾斜煤层； 其他井筒形式无法开拓的条件。根据井田特点，结合地面布置，采用单一的开拓方式不能满足通风、安全生产、提升、运输时或单一开拓不合理时，可采用平硐立井、平硐斜井、斜井立井等综合开拓方式。第一水平采用立井开拓的大中型矿井，其延深方式可采用延深井筒方法开拓深部水平，或采用胶带输送机暗斜井和延深副井的开拓方式。当条件受限制时，主副

49、井不能直接延深时，也可采用暗立井延深开拓方式。大型矿井采用立井多水平开拓，而第二水平采用暗斜井延深时，暗斜井井筒个数、主副暗斜井的提升能力，以及通风安全等条件均应作详细计算，避免出现暗斜井能力不足，要特别注意副井提升能力的校核。 采用立井多水平开拓时，为避免出现多段提升，增加生产环节，不宜多次采用暗斜井延深，避免增加设备占用量，增加投资费用。2）矿井的井筒形式 由于范各庄矿井煤层埋藏较深，冲积层厚度中等，所以，本矿井采用立井开拓方式。3）井筒数目采用斜井或立井开拓时，新建矿井一般要开凿一对井筒，满足提升和辅助运输的需要并满足矿井通风和施工的需要。风井的个数是根据通风系统要求以及安全生产的需要合

50、理确定的。若采用主井通风，用箕斗或胶带输送机井筒做风井时，应符合煤矿安全规程的规定。范各庄矿为新建矿井，且瓦斯涌出量低，综合考虑后确定布置 1 个主井、1 个副井、1 个风井。4.1.2 确定工业广场及井口位置1）工业广场及井口位置确定的原则（1）对初期开采有利，即储量必须可靠，井巷工程量省，建井工期较短。（2）应使井田两翼储量大致平衡，即井筒应位于储量中心，利于井下运输、通风和开采系统布置，减少生产经营费用。（4）尽量不占良田、少占农田。充分利用地形地貌布置工业广场，以便使地面生产系统合理，便于与外界沟通，使运输方便。（5） 井筒应尽量避免穿过流沙层、较大含水层、较厚的冲积层、有煤和瓦斯突出的煤层以及较大面积的采空区和大断层，以减少施工困难，并尽量少压煤。（6）工业广场和井筒应有良好的工程地质条件，不受洪水、岩崩、泥石流、滑坡及森林火灾的威胁。（7）用斜井开拓时，应考虑井筒层位的合理选择，考虑其经济技术的合理性。范各庄矿工业广场和主副井井口布置在井田走向的中央，对于本矿井井田走向中央也大致是井田储量中央。2）风井位置的确定风井位置应根据通风系统合理选择。（1） 采用中央边界式通风系统时，主、副井筒设在井田中央，风井设在井田上部边界中央。（2） 采用中央并列式通风系统时，进、回