采矿工程毕业设计（论文）-范各庄煤矿12号煤层开采设计

1、山西大同大学煤炭工程学院2018届本科毕业论文摘 要范各庄井田位于河北省唐山市。矿井平均走向长度约为5200m，平均倾斜长度约为2400m，面积10.7平方公里。本井田内的可采煤层有9#煤、10#煤、12#煤，厚度分别为5.12m、4.88m、6.5m，总厚度为16.5m。倾角平均为10度，为缓倾斜中厚煤层。井田内工业储量3.94108吨，可采储量2.82108吨。范各庄矿年设计生产能力3.00Mt/a，服务年限70.26年。采用立井单水平上下山开拓：水平标高-460m。矿井采用倾斜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300m，煤在运输大巷的运输采用带式输送机运输

2、。矿井的通风方式采用中央并列式通风。关键词：倾斜长壁；综采；立井；单水平；中央并列式全套图纸加扣 3346389411或3012250582ABSTRACTThe design includes two parts : the general part and special subject part. The general part is a new design for Fangezhuang mine, the text is divided into 10 sections : Overview of mine and geological features, Mine realm

3、and reserves, mine system design and production, mine exploration, mining area roadway layout, mining method, Underground transport, upgrading mine, and mine ventilation and mine safety technology major economic indicators. The Fangezhuang coalfield locates in the city of Tangshan in Hebei Province.

4、 The average strike length of the coalfield is 5,200 m. The inclination length of the coalfield is 2,400m with an area of 10.7 square kilometers. There are three coal seams in this coalfield, No.9coal seam, No.10 coal seam , No.12 coal seam. Their thickness are 5.12m、4.88m、6.5m and the total thickne

5、ss is 16.5 meters. The average angle is 10 degrees, belongs to gently inclined medium thickness seam. The industrial reserve is 394Mt, the workable reserve is 282Mt. The annual design production capacity of Fangezhuang mine is 3.0Mt/a and the service life is 70.26 years. It use shaft single level up

6、ward and downward development: the level elevation is-460m. The mine method is the inclined longwall comprehensive mechanization mining method.It make a fully mechanized coal face to meet the whole mine production, the coal face is 300m, the transport equipment in the main entry is transport of belt

7、. The ventilation mode of this mine is two-wing mode.Keywords：the inclined longwall; comprehensive mechanization; shaft ;single levelupward 目 录1 矿井概况及井田地质特征11.1矿区分布情况11.1.1地理位置和交通条件11.2井田地质特征41.2.1井田煤系地层41.2.2井田地质构造51.2.3井田的地下水文地质情况61.3煤层特征61.3.1煤层61.3.2 煤质92.井田的储量和服务年限102.1矿井工业储量102.1.1勘探类型102.1.2储

8、量等级的圈定102.1.3矿井工业储量的计算102.2矿井可采储量112.2.1保护煤柱留设原则112.2.2矿井永久不能回采的保护煤柱损失量122.3 矿井设计生产能力及服务年限152.3.1确定依据152.3.2 矿井的设计生产能力152.3.3 核对该矿井煤层的开采能力能否达到设计生产能力的要求152.3.4矿井服务年限153.井田开拓173.1 井田开拓的选择173.1.1 确定井筒的形式、数目、配置173.1.2 确定工业广场及井口位置173.1.3 确定开采水平和阶段高度183.1.4 开采水平布置183.1.5带区划分和布置203.2 矿井工作制度213.3 开拓方案比较213.

9、3.1 基本情况213.3.2 开拓方案的比较213.3.3 开拓方案经济比较253.4 矿井基本巷道293.4.1井筒293.4.2井底车场333.4.3 主要开拓巷道344 带区巷道布置364.1带区巷道布置364.1.1 总则364.1.2 采准巷道布置方案确定364.1.3 带区巷道布置方案说明（平剖面图说明）364.1.4 带区的划分374.2 生产系统374.2.1 各个系统的说明374.2.2 确定带区生产能力385 采煤方法395.1 采煤工艺方式395.1.1 采煤方法的初选395.1.2 采煤工艺选择及其依据395.1.3 落煤与装煤395.1.4 运煤405.1.5 支护

10、415.1.6 处理采空区435.2回采巷道布置435.2.1 回采巷道布置方式435.2.2 回采巷道护巷方法446矿井通风与安全456.1矿井通风系统的选择456.1.1 选择矿井主要通风机的工作方法456.1.2 选择矿井通风方式466.2 全矿所需风量的计算及其分配。476.2.1 矿井风量计算方法476.2.2 风速验算506.3通风阻力的计算516.3.1矿井通风阻力计算516.3.2 矿井总风阻及总等积孔计算537 设计矿井基本技术指标54参 考 文 献56致 谢571矿井概况及井田地质特征1.1矿区分布情况1.1.1地理位置和交通条件范各庄矿业分公司位置在开平向斜的东南翼，北部

11、距离古冶火车站为10.2km，地理坐标是东径11327，北纬是3932。井口的西北部和北部和吕家坨矿业分公司接壤；西与西南部和钱家营矿业分公司接壤；南部和东部是14号煤层基岩露头为界限的。井田的南北走向为45905690m，东西倾向为16902490，全部井田的总面积是10.6平方千米。矿井南部有京，唐港，西部有塘沽港，各种运输都比较方便。开采深度标高为-315-675米，见图1-1。图1-1 范各庄煤矿地理位置图根据采矿许可证确认，范各庄矿井田范围的角点坐标见表1-1。1.1.2气候条件井田范围地貌简单地表平坦，为第四纪冲积平原，地势北高南低，呈12坡度，地面标高介于+25m+32m之间。开

12、采范围所对应的地表村庄已搬迁。每年大概在11月开始下雪，持续5个月左右，厚度大体在3040mm，最大的达163mm。一年中最高气温达37.6，最低的气温为-22.6，平均年气温为10.8。冻结时间段在十一月的中旬至下年的三月下旬，土壤冻结的深度为0.5到0.7m。1.1.3地形特点本矿区是长时间的重工业区，有坚实的工业基础，各种藏矿产资源储量多，开采的价值很高。 矿区中大型中型企业比较多。有很好的农业发展市场。表1-1 范各庄矿井田范围的角点坐标点号X坐标Y坐标点号X坐标Y坐标14393394.0039623491.00154383313.2039621587.0024393164.00396

13、24468.00164384361.2039620249.7034392326.0039625187.00174387046.0039621267.3044391472.0039624961.00184388552.4039620659.9054390046.0039624635.00194388952.9039620864.3064388961.0039624093.00204389860.2039621162.2074387161.0039624378.00214390751.7039621353.4084386493.0039623909.00224391832.4039621675.5

14、0附表1-1 范各庄矿井田范围的角点坐标点号X坐标Y坐标点号X坐标Y坐标94386412.0039624751.20234392058.0039621884.80104385391.1039624538.00244392662.2039622183.80114384626.0039623236.00254392906.4039623148.40124381477.0039622318.00264393000.4039623148.40134381679.6039622004.30274392975.7039623346.90144381928.9039621955.101.1.4井田的水文地质

15、情况矿井生产的不断延深，新区矿井的地质条件和水文地质条件逐渐变的复杂。1999年到2008年间的开产过程中开始对矿井的地质和水文地质条件进行了适当的补充查探，影响矿井安全与生产的水文问题进行治理。煤系地层上因为覆盖着非常厚的冲积层，下雨之后大都在地表流走，导致矿井的涌水量没有季节性的变化，在冬季和春季井田西部的沙河的河水近乎干涸，导致光排泄矿井水，到了夏季时流量明显变多，汛期偶尔泛滥，史上最高的洪峰水位达29.612m，最高的洪峰为143.1m3/s，流速为1.71m2/s。10年间来，对地面施工地质孔了3个，勘探尺寸1967.84米，地面的水文地质探查孔有3个，勘探尺寸 2337.64米，井

16、下的水文装钻孔 有114个，勘探尺寸8602.95米。在对新获得的地质和水文地质资料进行了分析，对于范各庄井田地质构造条件和和水文地质条件有了新的的认识。依据十年间揭露的地质、水文地质资料中可以肯定范各庄煤矿井额地质条件类别是类，代号是-abcdeg；范各庄矿井的水文地质条件是极为复杂的类型。1.2井田地质特征1.2.1井田煤系地层范各庄的井田煤系地层是石炭系和二叠系，基底是剥蚀过的中奥陶统，上面覆盖的地层是上二叠统-古冶组的陆相碎屑岩，其中有煤建造是以过度相、海相、陆相的地层组合。见表1-2 表12 范各庄矿井田地层划分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

17、表至基岩面不整合整合整合整合219.5主要由砂、粘土、卵石组成。二叠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2层由砂岩、粉砂岩、煤和泥岩附表1-2 范各庄矿井田地层划分简地质时代建组起止层位地层接触关系厚度含煤性主 要 特 征系统含3层煤12煤可采由砂岩、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

18、夹三层灰岩奥陶系中统开平组由灰岩、白云岩等组成1）开平组本组的厚度大概在54m。岩性大多数是承粉砂岩与细砂岩，泥岩含相对少些。4、5和6三层质地不同的薄层灰岩。本组相对于唐山组的颜色比较重。 2）大苗庄组是二叠系中的下统。上部停止在5煤层的顶板，下伏在赵各庄组，大概厚度为67米。包括两层可采煤层，也就是5煤、6煤和9煤层分布较多，可是不可以采动。3）赵各庄组是石炭系中的上统。11是煤层的顶板是上部的界限，下伏是以开平组为界限，大概厚度是86米，是重要的含煤地层。1.2.2井田地质构造开平复式的向斜构造得矿区主体，一半开放一半封闭性的构造盆地在井田的西南端，面积大约为799平方公里。向斜的总体轴

19、向是北东方向，从古冶往北主向斜轴开始转变成东西方向的。一组是以刘唐堡背斜和李新庄向斜来组合成的，在宋家营的南部，但是他的规模比上一个小。至东向南的翼断层发育不好，小规模，大都在褶皱构造的轴部，相对多的正断层和相对少的逆断层。到现在，井田的内部大概会出现的大型的构造大体上已经控制。并且有规律可寻。表1-3 矿井主要断层序号名称性质断层走向断层倾向倾角落差延展长度1F1正断层北43东西5519m1.8km2F2正断层南78西西486m0.9km1.2.3井田的地下水文地质情况范各庄的井田地下水文地质情况相对简单，开采煤层和承压含水层他们中间也有很好的隔水层，厚度的情况也符合规程的要求，大于应该存在

20、的安全厚度，对煤层开采也不会破坏承压的含水层。矿井每年的平均涌水量是149m3/h，矿井的一年中最大的涌水量是290m3/h。1.3煤层特征1.3.1煤层范各庄井田内部的重要可采煤层总共有三层，三层分别是7号煤层和8号煤层和9号煤层，沉积在二迭系中的下统的大苗庄组，大体上是属于陆相沉积，因为他们沉积环境的比较复杂，所以对煤层有影响。1）10号煤层结构简单，是中厚度煤层，煤层厚度在4.20到5.70米，大体为4.89米，煤层的顶部是厚度在0.40.7米的劣质煤。煤层的局部会受到古河流的冲刷，厚度有相对大的改变，有小范围的无煤区出现。会受到河流强烈的冲刷，10号煤和顶底板的层位所以都代之是含砾粗砂

21、岩砂岩。表1-4 可采煤层特征煤层名称煤层厚度（m）倾角（）硬度容重（t/m3）稳定性最大最小平均最大最小平均9煤层6.164.085.12173100.40.91.57较稳定10煤层5.644.124.881549.50.30.81.56较稳定12煤层7.455.556.5164100.40.71.51较稳定煤岩的类型大都是半光亮型和光亮型，内部生节理比较发育。煤的硬度f=0.3到0.7，容重1.55。表1-5 煤层顶底板煤层顶底板岩性厚度特征及赋存情况9煤伪顶泥岩0.52.5一般在1.0 m以下，岩性破碎，局部增厚可达2.5 m，相变为粉砂岩或细砂岩。中夹一层煤线，顶部一层煤线与直接顶相隔

22、。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 m，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部分厚度小于1.0 m，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。此部分以南逐渐增厚。老顶细砂岩02.层状结构，由南到北逐渐增厚。附表1-5 煤层顶底板煤 层顶底板岩性厚度特征及赋存情况10煤伪 顶粉砂岩0.20.5松软破碎，节理发育，顶部发育煤线与直接顶相隔，由北到南逐渐出现，北部既为7煤层底板。直接顶粉砂岩2.0深灰色，由北往南逐渐发育并增厚。老顶砂岩

23、02.5层状层理，由北往南出现并逐渐增厚。直接底粉砂岩0.20.6含大量根化石，普遍发育。老底细砂岩3.0硅质胶结，呈块状结构，坚硬，普遍发育。11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。由南到北相变为细砂岩。老顶细砂岩4.5水平层理，层理面附炭质薄膜，分布稳定。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。2）12煤层12煤层为复杂结构的中厚煤层。煤层厚度5.557.45m，平均6.5m。其中含有l2层泥岩、粉砂岩夹石。广泛分布夹石，改变大，从北往南开始变厚。12号煤层的厚度有

24、不小的变化，大都因为煤层的底板起伏变化大与煤层的顶板小型断层相对发育而造成的。表1-6 煤层间距煤层9S煤10S煤10S煤12S煤间距(m）最大6.116.8最小1.07.1平均3.912.31.3.2 煤质依据得到的各个煤层煤质的化验资料，与各个煤层间的煤质的变化相对不大，各个可采的煤层都是难选与非常难选的结焦性很好的肥煤。可是对开采影响相对大。各和煤层的煤质情况见表1-7。表1-7原煤工业分析综合项目灰份（%）硫份（%）挥发份（%）发热量（卡/克）灰容融性煤质牌号9煤层26.72-38.9231.090.43-0.580.4727.73-36.829.865520-765260601、2号

25、肥煤为主，局部为肥焦煤和气肥煤10煤层22.56-35.4028.920.42-0.880.6430.53-36.633.485454-718963451270-15001、2号肥煤为主，局部肥焦煤12煤层24.17-31.7028.801.05-2.441.6330.63-38.735.104600-763060161170-15001、2号肥煤2.井田的储量和服务年限2.1矿井工业储量2.1.1勘探类型1）井田勘探类型依据矿井的勘探情况，将勘探类型划分为类和型。2）钻孔及勘探线分布全区在经过系统额补充勘探后，总共完成的钻孔为144个，地震物理点为3465个，是1864.62米。2.1.2储

26、量等级的圈定依据勘探相关要求，将煤炭储量分为A、B、C、D四个等级。相邻的不可采边界的块段都是不圈定的高级储量；断层的煤柱一般是不圈定的高级储量，都降成C级的储量；2.1.3矿井工业储量的计算矿井的工业储量就是在井田的范围内，在经过勘探和相关要求，相对明朗的地质构造，可以将供利用的能列在平衡表内的储量。矿井工业储量就是A、B和C级的总储量。井田的范围内所以可采的煤层是9号煤层和10号煤层、与12号煤层总共3层煤层。可采的煤层总的厚度在16.4米。1）计算数据的计算和取得表2-1 各煤层容重煤层9煤层10煤层12煤层容重1.571.561.51回采率数据如表2-2。2）储量计算公式，（1）块段资

27、源储量=投影面积倾角正割值煤厚容重表2-2 各煤层回采率数据煤层9煤层10煤层12煤层回采率80%80%95%（2）块段资源储量=投影的面积倾角的正割值煤层的厚度煤层的容重=（ Q1 P ） （ 1 n ） K （3）煤层地质储量=该煤层各块段地质储量之和（4）水平地质储量=该水平各煤层块段地质储量之和（5）煤层可采储量=该煤层各块段可采储量之和（6）水平可采储量=该水平各煤层块段可采储量之和（7）全矿地质储量=各煤层地质储量之和=各水平地质储量之和（8）全矿可采储量=各煤层可采储量之和=各水平可采储量之和依据勘探钻孔见煤厚度，采用地质块段法计算。 Q = 详细数据见表2-3。表2-3 工业储

28、量计算CA+BA+B+CA+B/ A+B+C1336.8538150.6539487.596.61%2.2矿井可采储量2.2.1保护煤柱留设原则1）要留保护煤柱的有工业广场、井筒，村庄；不需要留保护煤柱的有零星分布的村庄。2)采用垂直剖面法或垂直线法确定各种防护柱。工业广场和村庄立柱应根据岩石移动角度确定。表土和岩层的移动角分别是45和70。(3)断层柱和IDA边界柱宽度分别是20m和30m,。见表2-4。表2-4 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1.01.21.81.20.450.91.50.090.31.82.2.2矿井永久不能回采的保护

29、煤柱损失量1）井田边界保护煤柱约为16337m，边界煤柱取30mP1 = 30 L H r 式中，P1井田边界煤柱损失量；L井田边界保护煤柱线长度；H煤层厚度；R煤容重。P1=3016337(1.575.12+1.564.88+1.516.5）=1248.24Mt2）断层的保护煤柱：三个大断层的总长度大概是3653m留30m保护煤柱在断层的两边。P2 = L H r 式中：P2断层煤柱损失量；L断层长度；H保护煤层厚度；R煤的容重。P2=2150302(1.575.12+1.564.88+1.516.5）=372.11Mt3）工业广场保护煤柱工业广场受保护面积边界是由工业广场的边界向外加上一部

30、分备用量即围护带确定的，受保护边界一般不是直接以工业广场的外边界为准，而是取平行于煤层走向或倾斜方向的与工业广场外边界相连的直线所围成的面积，作为受保护的边界。工业广场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。保护煤柱的留设与计算一般用垂直断面法求得，计算方法与步骤如下：确定受保护面积见图2-2所示，要在开拓平面图上的四个角做四条平行与煤层走向和倾斜的直线，然后会得到矩形abcd。再在矩形外边添上的维护带为20m宽，就得到受保护面积abcd图2-1 用垂直断面法确定工业广场保护煤柱确定受保护煤柱通过受保护面积中心作一煤层倾斜剖面-，在这个剖面

31、上，由维护带的边缘点m1，n1起在表土层以=45划两条保护线，即m1m2，n1n2。然后在基岩中在下山和上山方向按上山移动角=72和下山移动角=66作保护线，与煤层相交得n和k，则通过n和k的走向线分别为保护煤柱的上部和下部边界。以同样的方法在平行煤层走向的剖面-，按走向移动角=70作保护线，得沿走向的煤柱边界AB和CD，将nk和AB，CD均绘制在平面图上，即得保护煤柱边界ABCD。煤柱是一个梯形。计算煤柱的煤量P3 = S H r 本矿的，围护带工业广场的保护力度定位二级，20米的宽度，设计该矿井的生产能力是4.0Mt，由表2-5知，工业广场面积取1.2ha/0.1Mt,即24公顷，见表2-

32、5。表2-5 地表层移动角及岩层移动角地表层厚度（m）(）(）(）(）2045727066经计算得：梯形高度h=1200m；梯形上底AB=800m；梯形下底CD=1100m，得 S底=0.5（800+1100）1200=1140000m2。 所以12煤层工业场地煤柱量11400006.51.51111.89Mt4）村庄保护煤柱为了保证安全二依据相关的规定，保留的村庄要留保护煤柱，搬走的就不需要留。5）保护煤柱总的储量损失为：1248.24 +372.11=1620.35Mt表2-6 保护煤柱损失量煤柱类型占用储量/万t工业广场保护煤柱11189断层保护煤柱372.11井田边界保护煤柱1248.

33、24村庄保护煤柱0合 计1732.24可采储量由公式计算： 式中，Zg矿井工业储量，Mt；P保护煤柱损失储量，Mt；C采区回采率，取95%。则Zk=（36013.88-1732.24）95%=32567.59Mt2.3 矿井设计生产能力及服务年限2.3.1确定依据 (1)资源:煤炭地质条件简单,储量丰富,应扩大矿区规模,建设大型矿山。2）开发的条件：有所处的位置和交通等等。条件相对好的，可以增大开发力度加大范围，相对不好矿井就应该减小力度和范围。3）国家的需求：确定一个矿井范围的一个重要跟据是国家对煤炭需求量的预测。4）投资的效果：生产成本低、出资少工作时间少、效率快、资金回收时间短的加大规模

34、，时间长的降低规模。2.3.2 矿井的设计生产能力范各庄井田的煤炭储量多，煤层稳定，煤层的厚度相对稳定，倾角也不大，收益不错，设备先进，技术也先进。交通问题良好，适于大型矿井的建设。最后确定范各庄矿井设计生产能力为400Mt/a。2.3.3 核对该矿井煤层的开采能力能否达到设计生产能力的要求回采工作面与带区的生产能力决定啦一个矿井的开采能力，该矿井准备用一个带区的一个高产、高效工作面确保整个矿井的产量。主采煤层厚度6.5米，工作面长度300m，容重为1.51t/m3，采煤机截深0.8米，每天进6刀，一年330d,工作面回采率95%，则综采面的生产能力为：3006.50.863301.5190%

35、443.1万吨400万吨 满足要求。2.3.4矿井服务年限矿井的可以采出的储量Zk、矿井设计的服务年限T和设计的矿井生产能力A之间的关系是： 式中，Zk矿井可采储量，Mt；A设计生产能力，Mt；T矿井服务年限，a；K矿井储量备用系数，取1.4。则矿井设计服务年限为：T=325(4.01.4）=58.26（年）56年另外，由于本矿井开拓方案为多水平开拓，故而第一水平服务年限为55年，要满足相关规定。（见表2-7）。表2-7 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/Mta-1矿井设计服务年限/a第一开采水平服务年限/a煤层倾角25煤层倾角2545煤层倾角456.0及以上703

36、53.05.060301.22.4502520150.450.9040201515 593.井田开拓3.1 井田开拓的选择3.1.1 确定井筒的形式、数目、配置1）井筒形式的选择（1）选择的一般标准在有利于平硐开括时，需先考虑用平硐开拓。在平硐上面的煤层垂高和斜长在很大的时候，在地面开出口方便的时候，就可以用阶梯型的平硐开拓。采用斜井开拓的条件为浅埋煤层，薄的表土层，不复杂的水文地质条件的缓倾斜、倾斜煤层。斜井井筒倾角在各种提升方式的规定如下：串车提升 25箕斗提升 2535输送机 16（2）本矿井的井筒形式因为该设计矿井是埋藏较深、厚冲积层、小倾角的煤层，所以本矿井采用立井开拓方式。3.1.

37、2 确定工业广场及井口位置工业广场及井口位置确定的原则若下：（1）需要方便于最开始开采的时候。（2）要让井田的两边的储量大体上保持平衡。(3)尽量不补足耕地,尽可能补充耕地。要充分利用地形,安排工业广场,使地面生产系统合理,便于对外交流,方便运输。(4)地质条件要好,不受自然灾害的威胁。风井位置的确定风井位置应根据通风系统合理选择：(1)采用中央分体式通风系统时,主井和副井位于井田中心,井筒位于井田的上边界中心。(2)当采用中央平行通风系统时,进、返回空气威尔斯置于工业广场。在矿井的水文地质条件不复杂时,主井和副井都可以上下移动,安全出口可以单独设置。（3）使用对角式通风时，就要在井田的两边上

38、部处的边界布置上风井。依据开滦集团范各庄矿的实际生产：产量为一年400万吨。3.1.3 确定开采水平和阶段高度根据煤层赋存条件、生产技术水平和水平置换等因素综合确定开采高度。从以下几个方面进行分析论证:从下面几个方面来分析和论证：（1）有没有符合的阶段斜长；（2）阶段内是否有合理的区段数目；（3）需要确保开采水平有符合的相应服务年限和相应的储量；（4）要使水平高度在经济上合理。之中的开采水平的服务年限合理很重要，要符合相关规范规定。水平垂高可按下表选取：表3-1 矿井水平垂高井 型缓倾斜、倾斜煤层急倾斜煤层大、中型矿井200350 m100250 m小型矿井80120m60120m3.1.4

39、开采水平布置开采水平布置的原则：（1）开采煤层群时，应根据煤层数目、煤层间距条件，选择采用分煤层运输大巷主要石门的布置方式，或集中运输大巷采区石门的布置方式，或者采用分组集中打巷主要石门的布置方式。某些矿区的经验表明：煤层间距小于50m时，一般可采用集中运输大巷的布置方式；而采用分组集中大巷的布置方式时，分层间距一般应大于70m。（2）有些煤层的层间距虽然较大，但煤层受断层切割，或者赋存状态不稳定，只有局部可采，储量较少，不宜单独布置运输大巷，可根据具体情况，与其他相邻煤层化为一组。对于瓦斯涌出量很大的有些煤层，为了满足技术上和安全上的要求，也可以分别划分为煤组。对有突然涌水危险的煤层也可考虑

40、单独划组。（3）运输大巷一般布置在底板岩层中，但在下列条件下，也可考虑布置在煤层中：距其他煤层很远，储量有限的单个薄及中厚煤层；煤组（或煤系）底部有距离很近的富含溶洞水或含水层，不宜布置底岩石运输大巷，而在煤层中有坚硬顶板、有布置大巷条件的薄及中厚煤层；井田走向较短，运输大巷服务年限不长，而煤层厚度又不大、大巷维护不困难时；煤组（或煤系）底部有煤质坚硬、围岩稳固、无自然发火危险的薄及中厚煤层，经技术经济比较有利时；煤层赋存不稳定、地质构造复杂的中、小矿井，尤其是地方小矿井或生产勘探性矿井。（4）大巷若布置在煤层中，需在上下帮两侧各留3040m保护煤柱。（5）岩石运输大巷应布置在坚硬、稳定、厚度

41、较大的岩层中，应考虑大巷距上部煤层的法线距离。根据我国经验，这一法线距离一般为2030m。对急倾斜煤层，一般应布置在底板移动线之外，并留出1020m的安全岩柱。（6）大巷的方向与煤层走向大体一致。为便于机车行使，大巷应尽量取直，不宜弯曲折转过多。但要注意，不要因取直巷道造成大巷维护不利和开采困难。（7）近水平煤层的大巷应与井田内煤层的主要延展方向一致，便于在其两侧布置盘区。采用分煤层（组）布置大巷时，上下煤层（组）的大巷方向应一致，平面位置宜重叠，便于留设安全煤柱，并便于上下煤层配采。（8）矿井通风系统要求设置总回风道时，总回风道的布置原则，同上述运输大巷基本相同。矿井第一水平的总回风道应尽可

42、能保持标高一致。当井田上部边界标高不一致时总回风道可按不同标高分段设置，但分段不宜过多。当井田上部冲积层厚、含水丰富，留有防水煤柱时，总回风道应布置在防水煤柱内。开滦集团范各庄矿井三可采煤层的间距较小，地质条件较简单，因此采用集中大巷的布置方式。3.1.5带区划分和布置倾斜长壁回采工作面，按推进方向可分为仰斜开采和俯斜开采。工作面沿倾斜从下向上推进的称为仰斜开采，工作面沿倾斜从上向下推进的称为俯斜开采。据资料统计，我国应用俯斜开采的比重较大，占74.07%。实践经验表面，当煤层顶板较稳定、煤质较硬，或顶板含水量较大时，宜采用仰斜开采；当煤层倾角与厚度较大、煤质松软片帮，或沼气量较大时，宜采用俯

43、斜开采。根据倾斜长壁工作面的推进方向与主要水平大巷的相互位置关系，其回采方式可分为前进式、后退式和混合式三种。当回采工作面自主要水平大巷向阶段上边界推进，其运输斜巷和回风斜巷随工作面的推进而向前推进，并在采空区中维护时，称之为前进式回采方式。前进式回采方式不需要预掘大量的回采巷道，缩短了回采工作面的准备时间，有利于采掘接续；巷道免受超前支承压力的作用，沿空留巷维护状况较好；改变采掘分散的局面，提高矿井集中化程度。但这种回采方式不易弄清工作面前方的地质构造，采掘工作互相干扰，采空区漏风有导致自然发火的危险。可采用密封材料将采空区密封。矿井开拓水平内同时生产的采区(带区）个数应符合“规范”规定，见

44、下表:表3-2 各类矿井采区个数矿井设计生产能力（Mt/a）采区（带区）个数2.4，3.00以上351.5，1.8230.9，1.220.6及以下12根据范各庄矿情况，带区采用集中布置；井田范围内采用前进式开采顺序；下行式的开采顺序。并且生产一个带区保证全矿井的产量。3.2 矿井工作制度根据煤矿设计规范的有关规定,最终将工作日定为330天,采用“46制”的工作制度,每班6h。矿井的时间为每天16h夜间为16h。3.3 开拓方案比较 3.3.1 基本情况本井田位于平原地带，地表标高是+80到+90m，上部煤层是-320m，下以-680m底板等高线为界。煤层的名称、厚度以及顶底板情况如下表：表3-

45、3 煤层地质条件煤层别层厚/m间距/m顶板底板可采性指数煤92.94m3.9m12.3m粉砂岩粉砂岩0.988煤103.38m粉砂岩粉砂岩0.975煤123.2m粉砂岩粉砂岩0.945总厚度9.52m-属稳定煤层煤层成层可采性系数高。本井田已查明的工业储量为39481.75Mt，由于地质构造较为简单，计算煤炭损失量，确定井田内的可采储量为29511.32Mt。矿井正常涌水量为150m3/a。 3.3.2 开拓方案的比较根据矿山现场条件和设计规范的相关规定,HoniDa可分为12级,并将在该阶段使用。根据矿山现场条件和设计规范的相关规定,HoniDa可分为12级,并将在该阶段使用。考虑到阶段本井

46、田深部储量相对较小，且涌水量很小，所以可采用上下山开采。所划定阶段的主要参数如表4-4所示。表3-4 阶段主要参数划定阶段数目/个阶段斜长/m水平垂高/m水平实际出煤量/Mt服务年限/a条带数目/个条带斜长/m条带采出煤量/Mt水平带区12500360137.8565.67.85140011003.943.1521300120019017076.5861.2734.730.97.27.456130012003.543.35考虑到每个煤层的小间距,宜采用集中巷道布置。为了减少煤柱的损失,保证巷道的维护条件,巷道位于9煤层底板20m稳定稳定的地层中。沿采空区沿采空区沿采空区巷道掘进。根据规定，在技

47、术上可以行的通的方案有以下几种，如图4-1所示，:方案一：立井单水平上下山方案二：立井两水平上山方案三：立井两水平加暗斜井延伸图3-1 技术上可行的三种开拓方案方案2，3的不一样的地方使用的开括方式不一样。两方案的生产系统较简单可靠。比较这两个方案，表4-4表明：方案2更加适合，因为提升、排水工作在方案2中也少，工人来去方便。剩下的两方案在技术上也都可以行的通。但是还要考虑经济的原因。表3-5 各方案粗略估计费用方案项目方案2方案3基建费/万元立井开凿石门开凿井底车场2700300010-4=420.097580010-4=78.0100090010-4=90.0立井开凿主暗斜井开凿副暗斜井开

48、凿上下暗斜井车场2520300010-4=312.01050105010-4=110.31200115010-4=120.8（350+550）90010-4=81.0小计588.0小计624.1生产费/万元主井提升石门运输立井排水1.2150000.70.85=107101.2150000.9750.381=6686.515024365360.152510-4=721.4暗斜井提升立井提升排水（斜、立）1.2150001.050.48=90721.2150000.531.02=9730.81502436536（0.063+0.127）10-4=898.8/小计18117.9小计19701.63

49、.3.3 开拓方案经济比较方案1、2的各种差别比较结果，分别计算汇总于表3-63-10表3-6 建井工程量项目方案1方案2初期主井井筒/m副井井筒/m井底车场/m运输大巷/m520+25460+510003000520+25460+510003000后期主井井筒/m副井井筒/m井底车场/m主要石门/m运输大巷/m0000024024010009753000表3-7 基建费用方案项目方案1方案2工程量/m单价/元m-1费用/万元工程量/m单价/元m-1费用/万元初期主井井筒副井井筒井底车场运输大巷5454651000300030003000900800163.5139.590.02405454651000300030003000900800163.5139.590.0240小计633小计633后期主井井筒副井井筒井底车场主要石门运输大巷00000300030009008008000000024024010009753000300030009008008007