鸡西矿业集团小恒山煤矿(1#上、3#上、3#下、6#A 、34#)新井设计

1、摘 要本设计矿井为鸡西矿业集团小恒山矿2.4Mt/a新矿井设计。地质构造简单，共有可采煤层为5层，分别为1#上、3#上、3#下、6#A和34# 煤层总厚度为 10.3m。设计井田的工业储量为262.5Mt,可采储量为211.2 Mt，矿井的设计服务年限为63a。煤层倾角为10属缓倾斜煤层，本矿井设计采用双立井开拓方式，划分为三个水平，4个带区，2个工作面达产，采用带区式准备方式，达产时为两个带区。大巷运输采用14t架线式电机车牵引5t底卸式矿车运输，运输巷采用带式输送机，辅助运输为1.5t固定式矿车，工作面采用刮板运输机。采煤方法为倾斜长壁后退式采煤法，采煤工艺为综合机械化采煤工艺。工作面的支

2、护方式采用支撑掩护式液压支架支护，顶板处理方法为全部跨落法。提升设备为主井采用箕斗提升，副井用罐笼提升。矿井年工作日为330d，每天净提升时间为16h，本采用“四、六”工作制，工作面长为180m，循环进度为0.8m，每日进9刀。关键词：矿井设计 倾斜长壁采煤法 全部跨落 AbstractThe design of the mine in Jixi Mining Group Xiaohengshan Mine is 2.4 Mt / a new mine design. Simple geological structure, a total coal seam is 5 layers, res

3、pectively 1#up、3#up、3 #down、6 #A and 34# coal seam thickness of the total is 10.3m. Mine design of industrial reserves are 262.5 Mt, the recoverable reserves are 211.2 Mt. Mine design service life are 63years. Seam inclination of 10 is a gently inclined coal, the mine-shaft design using pioneering a

4、pproach is divided into 3 levels. four bands, two face up to production, using the belt-prepared, when the production of two bands. Roadway transport the 14 t-linear motor vehicle traction five t-bottom tub transport, transport belt conveyors used roadway, auxiliary transport of 1.5 t fixed tub, fac

5、e scraper used transport aircraft. Mining method for inclined longwall mining retrogression mining technology for integrated mechanized mining technique. Face support method using shield-type hydraulic support the roof all the way to handle cross-loading method. Well mainly to upgrade equipment used

6、 winder, using cage belonging to upgrade. Mine for 330 days, d, net upgrade daily for 16 h, the adoption of the four six work system Face length of 180 m, the progress of cycle 0.8m per day into nine knife.Keywords : mine design Inclined longwall mining method All-trans 目录摘 要IAbstractII目录III绪论1第1章 井

7、田概况及地质特征21.1井田概况21.1.1 交通位置21.1.2 地形 地势31.1.3 气象及地震情况31.1.4水文地质情况31.1.5煤田开发史31.1.6工农业及原料供应状况31.1.7水源及电源31.2 地质特征41.2.1 矿区内的地层情况41.2.2 地质构造51.2.3 煤层赋存情况及可采煤层特征61.2.4 岩石性质 厚度特征81.2.5 井田水文地质情况81.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性81.2.7 煤质 牌号及用途81.3 勘探程度及可靠性8第2章 井田境界 储量服务年限102.1 井田境界102.1.1井田周边状况102.1.2井田境界确定的依据102.1.3 井田

8、未来发展状况102.2 井田储量102.2.1 井田周边状况102.2.2 保安煤柱112.2.3 储量计算方法112.2.4 储量计算评价122.3 矿井工作制度 生产能力及服务年限122.3.1 工作制度122.3.2 生产能力122.3.3 矿井设计服务年限12第3章 井田开拓143.1概述143.1.1井田内外及附近生产矿井开拓方式概述143.1.2影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况143.1.3确定井田开拓方式的原则153.2 矿井开拓方案的选择153.2.1井硐形式和井口位置153.2.2开采水平数目和标高213.2.3开拓巷道的布置223.3 选定开拓方案的系统描述233.

9、3.1 井硐形式和数目233.3.2 井硐位置及坐标233.3.3水平数目及高度243.3.4石门 大巷(运输大巷 回风大巷)数目及布置243.3.5井底车场形式的选择263.3.6煤层群的联系273.3.7带区划分273.4 井筒布置及施工283.4.1井硐穿过的岩层性质及井硐维护283.4.2井硐布置及装备283.4.3井筒延伸的初步意见3135 井底车场及硐室313.5.1井底车场形式的确定及论证313.5.2井底车场的布置 储车线路 行车线路布置长度323.5.3通过能力计算333.5.4井底车场主要硐室343.6 开采顺序343.6.1沿煤层走向的开采顺序343.6.2沿煤层倾斜方向

10、的开采顺序353.6.3带区接续计划353.6.4“三量控制”情况35第4章 带区巷道布置与带区生产系统374.1带区概况374.1.1设计带区的位置 边界范围 带区煤柱374.1.2带区地质和煤质情况374.1.3带区生产能力 储量及服务年限374.2 带区巷道布置374.2.1带区划分374.2.2带区斜巷布置384.2.3带区煤仓形式 容量及支护384.2.4带区硐室简介404.2.5带区工作面的接续404.3 带区准备414.3.1 带区巷道的准备顺序414.3.2 带区主要巷道的断面及支护方式42第5章 采煤方法445.1 采煤方法的选择445.2 回采工艺445.2.1回采工作面的

11、工艺过程及使用的机械设备445.2.2工作面循环方式和劳动组织形式45第6章 井下运输和矿井提升486.1 矿井井下运输486.1.1运输方式和运输系统的确定486.1.2矿车的选型及数量486.1.3带区运输设备的选择496.2 矿井提升系统49第7章 矿井通风安全507.1 矿井通风系统的确定507.1.1.概述507.1.2矿井通风系统的确定507.1.3主扇工作方式的确定517.2 风量计算与风量分配517.2.1矿井风量计算的规定517.2.2风量计算517.2.4风速的验算537.2.5风量的调节方法与措施547.3 矿井通风阻力计算557.3.1确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力

12、557.3.2矿井等积孔计算557.4 通风设备的选择567.4.1主扇的选择计算:567.4.2 电动机的选择577.5 矿井安全生产措施587.5.1预防瓦斯及煤尘爆炸587.5.2火灾与水患的预防587.5.3其他事故的预防597.5.4避灾路线及自救规定59第8章 矿井排水608.1 概述608.1.1矿井水来源及涌水量608.1.2对排水设备的要求608.2 矿井主要排水设备618.2.1排水方式与排水系统简介618.2.2主排水设备及管路的选择计算62第9章矿井主要技术经济指标64总结66致 谢 辞67参考文献68附录169附录276绪论通过大学专业知识学习，对矿井生产系统、运输系

13、统、排水系统、通风系统、供电系统有了深入的了解。在毕业实习中收集了很多小恒山矿的资料，这次毕业设计我做了鸡西矿业集团小恒山煤矿2.4Mt/a新矿井设计。地质构造简单，共有可采煤层为5层，分别为1#上、3#上、3#下、6#A和34# 煤层总厚度为 10.3m。设计井田的工业储量为262.5Mt,可采储量为211.2 Mt，矿井的设计服务年限为63a。煤层倾角为10属缓倾斜煤层，本矿井设计采用双立井开拓方式，采用倾斜长壁后退式采煤方法。通过此次设计使我巩固了CAD制图方面的知识。希望通过本次毕业设计，能够学到更多的采矿工程专业知识，巩固我所学过的各种知识，并且能够很好的运用它们，从而也为我以后的工

14、作打下坚实的基础。设计中难免还有疏漏和不足之处，希望各位专家老师给予指正。第1章 井田概况及地质特征1.1井田概况1.1.1 交通位置本区位于黑龙江省鸡西市境内。地理坐标为北纬451842452216，东经13110221315131勘探区内公路四通八达,南部有林口至密山铁路线，国家级公路方虎线.通往东海矿有铁路专用线，距牡密线的东海站，哈达河站约10km，公路可通鸡西、密山交通较为方便（见图1-1）。 图1-1小恒山矿交通位置图1.1.2 地形 地势小恒山煤矿地处恒山煤矿与二道河子煤矿之间，地表为丘陵地带。西部玄武岩覆盖，地势稍高，往东地势渐平，地面最大高差约50m。1.1.3 气象及地震情

15、况本区处中温带湿润区，属大陆性多风气候，区内由11月至翌年4月为冻结期，冻结深度为1.52.0m，最高气温在零上27至31，最低气温在-29-34。年降水量390mm700mm，年平均降水量550mm。虽本区地处地震多发带，但未对矿井生产造成影响。1.1.4水文地质情况最大涌水量是200m3/h，最小涌水量80 m3/h。1.1.5煤田开发史小恒山矿为新设计矿井，所以并无开发史。1.1.6工农业及原料供应状况小恒山井田周围有农田和国有林地分布，可为矿区提供部分农产品及生产资料。矿井建设及生产所需设备可由各省市厂家提供。1.1.7水源及电源小恒山矿区水源来自开采地下水，能满足生产与生活需求。生产

16、与生活用电都来自鸡西市供电局和鸡东县供电局，可以构成双回路供电。1.2 地质特征1.2.1 矿区内的地层情况小恒山矿区位于鸡西盆地北部条带东端，基底是元古界麻山群，含煤地层为中生界上侏罗纪鸡西群，井田西北部煤层倾角在8-11，井田中部煤层倾角在9-11，都为单斜构造，局部有断层。本区赋存的地层为中侏罗统万隆组（JW），上侏罗统鸡西群滴道组（J3d）城子河组（J3ch），白垩系桦山群东山组（k、d）及第四系（Q）。自下而上分述如下： 万隆组（JW）本区仅分布断层以北，本区所见为万隆组地层的一部分，其岩性为正常沉积岩，以粗粒碎屑岩为主，夹粉砂岩，细砂岩及凝灰岩等。本区实控厚度为500m。 滴道组（

17、J3d）本组仅赋存于本区南部，控制厚度为180m，本组含煤层16层，总厚度12.65m。复结构煤层较多，稳定性差。可采煤层有109、110两层，岩性在横向上变化较大，不稳定。本组与下伏万隆组呈不整合接触。 城子河组（J3ch） 本组是本区主要含煤地层，地层厚度1880m,含煤89层，其中可采及局部可采煤层39层，可采煤层总厚度37.64m。本组岩性为粉砂岩，细砂岩，粉细砂岩互层，中砂岩，粗砂岩，含砾粗砂岩。煤层及少量薄层凝灰岩，云母质粉砂岩等。与滴道组呈整合接触。小恒山组（k、d）本组地层出露于南部。本区控制厚度为400m。岩性主要为灰绿色安山质角砾岩，砾径213cm，偶夹含凝灰质的沉积岩。与

18、城子河组呈不整合接触。 第四系（Q）为残积、坡积、冲洪积层，由粘土、砂砾石及粉、细、中砂等组成，厚0.510m。冲洪积层本区仅在沟谷地带有所分布。与东山组呈不整合接触。侏罗纪晚期，含煤地层形成。如表11勘探区地层层序表界系统群组接触关系地层厚度m新生界第四系全新统Q4冲积层Q4整和假整和整和假整和不整和不整和1-20第三系上新统N2玄武岩0-40中生界侏罗纪上统J3鸡西群穆棱组J3m6城子河组J3ch660-740滴道组J3a0-130元古界麻山群Ptms变质岩系1500沉积前的构造以及后来的燕山运动都对煤地层起了一定的控制作用。在煤田形成之后，南北向压力进一步加强。 本区位于鸡西煤盆地北部条

19、带的东端，地层走向近东西、倾向南、单斜。地层倾角812之间。 1.2.2 地质构造小恒山井田范围内主要地质构造为断层，其中断层有5个断层（见表1-2断层特征表）。表1-2 断层特征表顺序号断层编号断层性质产状落差m备注走向倾向倾角最大最小可靠1F1正断层N35E N67600100较可靠2F2正断层N50ES56325东向F23F3逆断层N60WSW70103较可靠4F4逆断层N50WNE733010可靠5F5正断层N20ESE7057090可靠 1.2.3 煤层赋存情况及可采煤层特征小恒山矿区煤系地层属侏罗纪上统城子河组地层。共有可采煤层5层，全层可采。可采总厚度为10.3米。采煤层1#上、

20、3#上、3#下、6#A和34#，其中1#上与3#上平均间距64m，3#上与3#下煤层平均间距18 m，3#下与6#A平均间距65 m，6#A与34#平均间距147m（见煤层综合柱图）。1.2.4 岩石性质 厚度特征本区内岩性较细，主要由粉砂岩、细砂岩、粉细互层、中砂层及煤层组成，仅有较少的粗砂岩，含烁砂岩。煤层和岩层的物性差异均比较明显，各岩层的密度差别较小，在各种岩层反应平直煤层异常反应明显，岩石硬度多数为中等硬度的砂岩类。1.2.5 井田水文地质情况据简易水文，抽水及矿井调查证实，随着深度的增加涌水量也将曾加。矿井涌水量一般为100 m3/h，最大涌水量为150m3/h。1.2.6 沼气

21、煤尘及煤的自燃性小恒山煤矿属于瓦斯低突矿井，相对涌出量6.42m3/t，绝对涌出量为7.24m3/min 。随着开采深度的延伸，瓦斯赋存条件好涌出量大，可能给矿井的安全生产带来一定的困难。煤尘爆炸指数为3.72% ，属于无爆炸危险的煤层。开采煤层均属低沼气煤层，矿井属低沼气等级矿井，属无煤尘爆炸危险煤层。随着矿井开采深度的不断增加，瓦斯涌出量也将逐步加大，这给矿井生产会带来不利影响，因此，未来矿井通风、瓦斯防治技术措施将需进一步增强。1.2.7 煤质 牌号及用途小恒山煤矿区内的煤层是由高等植物所形成的腐植煤，其肉眼煤岩成份主要是亮煤、暗煤、夹镜煤丝带、丝炭较少，黑色光亮内生裂隙发育，质脆，黑色

22、条带状。只有焦煤和1/3焦煤，单独炼焦时，膨胀压力大，推焦困难，一般作为配煤炼焦使用较好。1.3 勘探程度及可靠性小恒山煤矿深部精查补充勘探地质报告。小恒山煤矿范围内共施工了398个钻孔，总工程量为.86m，平均每平方公里为10.69个钻孔，采用可采煤层点1221个、其中甲级306个、乙级点168个、丙级点227个未评级520个，甲、已级点率为38.82 。由于钻探质量较低，直接影响了精查地质报告和深部补充勘探地质报告的质量，对煤层灰分的确定，高级储量的圈定有着间接的影响。第2章 井田境界 储量服务年限2.1 井田境界2.1.1井田周边状况小恒山矿区的境界为：东经1304220-1305131

23、，北纬451842-452216。左起F1断层，右到F5断层，上至煤层露头，下至-700m标高。2.1.2井田境界确定的依据1以地理地形，地质条件作为划分井田境界的依据；2要适于选择井筒位置，安排地面生产系统和建筑物；3划分的井田范围要为矿井发展留有空间；4井田要有合理的走向长度，以利于机械化程度的不断提高。2.1.3 井田未来发展状况随着技术的进步和勘探水平全面的提高，井田范围内探明储量会越来越精确，可能在更深部发现可采煤层，远景储量丰富。2.2 井田储量2.2.1 井田周边状况井田内可采煤层为1#上，3#上，3#上，6#A和34#号煤。矿井储量是指矿井内所埋藏的，具有工业价值的煤炭数量。矿

24、井储量可分为矿井地质储量，矿井工业储量和矿井可采储量。矿井设计储量是矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱，防水煤柱，井田境界煤柱和已有的地面建筑物，构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量后的储量。矿井可采储量是指矿井设计储量减去工业场地保护煤柱，矿井井下主要巷道及带区保护煤柱煤量后乘以带区回采率的储量。2.2.2 保安煤柱为了安全生产，本设计矿井依据煤矿安全规程，留设保安煤柱如下：1.边界断层留设30m50m保安煤柱；2.井田内部断层留设30m保安煤柱；3.河流两侧各留设15m保安煤柱；4.地面建筑物留设20m保安煤柱；5.煤层大巷两侧煤柱各宽50100m。按以上计算方法得：工业广场煤柱损失：

25、20.1Mt；边界、断层保安煤柱损失：31.2Mt；损失总量：51.3Mt； 2.2.3 储量计算方法计算标注以储量管理规程为依据，公式如下：块段储量=块段面积 平均倾角的余弦值平均厚度煤的视密度矿井设计储量工业储量永久煤柱块段可采储量=（工业储量永久煤柱）设计回采率（如表21）表21序号煤层号A+B+C（MT）工业储量（MT）损失量（MT）设计采出率可采储量（MT）11#上52.559.6110.280.5%42.323#上54.259.6110.780.5%43.533#下48.659.619.580.5%37.146#A53.459.6110.480.5%43534#53.856.910

26、.580.5%43.3总计-262.5295.651.3-211.2回采率要求：厚煤层不小于75%，中厚煤层不小于80%，薄煤层不小于85%根据储量诸图、通过等高线块段法计算本井田工业储量为262.5Mt，可采储量为211.2Mt。2.2.4 储量计算评价小恒山煤矿的煤层对比可靠，煤层厚度比较稳定，倾角较缓，煤层地板起伏不大，构造控制基本可靠，水文地质条件简单，储量计算可靠。矿区的煤层厚度稳定，煤层倾角较小，并且稳定，煤层底板起伏小，大构造控制基本可靠。2.3 矿井工作制度 生产能力及服务年限2.3.1 工作制度矿井设计年工作日为330d，每天净提升时间为16h。每天四班作业，三班生产，一班准

27、备。2.3.2 生产能力井田煤炭储量丰富（工业储量为262.5Mt，可采储量为211.2Mt），地质构造及水文地质简单，煤层赋存平缓（最大倾角911），煤质优良，具有建设大型矿井的条件。方案一：建1.8Mt/a的矿井。方案二：建2.4Mt/a的矿井。方案三：建3.0Mt/a的矿井。服务年限根据煤炭工业矿井设计规范确定。2.3.3 矿井设计服务年限矿井设计服务年限公式： （）式中：矿井设计可采储量，Mt； 生产能力， Mta； K矿井储量备用系数，K.31.5；矿井设计一般取K=1.4，地质条件复杂的矿井及矿区总体设计可取K=1.5 。根据本设计矿井实际情况，K值取1.4。方案A：1.8Mt/a

28、 T=Z /（Ak）=211.2/（1.81.4）=87 a；方案B：2.4Mt/a T=Z /（Ak）=211.2/（2.41.4）=63a方案C：3.0Mt/a T=Z /（Ak）=211.2 /（3.01.4）=49a；表22矿井第一开采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)第一开采水平设计服务年限 a煤层倾角453.0及以上60703035-1.22.45060 2530202515200.450.94050202515201015从保证矿区均衡生产来看，井型较大的矿井对保证矿区产量起骨干作用，其服务年限也应略长些，因本井田地质储量大，可采储量多，则选择方案

29、二合理。该矿井生产能力为2.4Mt/a，矿井服务年限为63a。第3章 井田开拓3.1概述3.1.1井田内外及附近生产矿井开拓方式概述本设计小恒山井田位于黑龙江省鸡东县哈达镇与鸡西市小恒山区境内，井田东西两侧是二道河子煤矿和恒山煤矿。二道河子煤矿采用立井开拓方式，恒山煤矿采用立井开拓方式。3.1.2影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况井田开拓方式的选择应考虑各种因素，主要因素包括：1.井田地质和水文地质条件；2.煤层赋存和开采技术条件；3.地形地貌和地面外部条件；4.技术装备和工艺系统条件；5.施工技术和设备条件；6.总体设计和矿井生产能力要求等。对以上各种因素要综合研究，通过系统优化和多方

30、案技术经济比较后确定。影响本设计井田开拓方式的具体因素如下：（1）地表因素：本井田属于缓坡丘陵地形，井田北部及中部都是山岗地带，岗沟起伏不平。地表平均标高+150m。井田南部地带，地表平均标高+110m。（2）煤层赋存情况整个井田的煤层上部标高在+100 m，下部标高在-700m，东西部分别以F1、F5断层为界。整个矿区共有5层可采煤层，即1#上、3#上、3#下、6#A和34#，全区发育。煤层走向长度为6.8Km，倾向4.8 Km。本井田煤层系缓倾斜中厚煤层，平均倾角在10左右。（3）其他因素本井田南部有穆陵河从井田深部留过流过，对本井田影响不大，其他河流分别流经井田东部境界，对本井田开发无影

31、响。3.1.3确定井田开拓方式的原则（1）贯彻执行有关煤炭工业的技术政策,为多出煤、早出煤、出好煤、投资少、成本低、效率高创造条件要使生产系统完善、有效、可靠，在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量，尢其是初期建设工程量，节约基建工程量，加快矿井建设；（2）合理集中开拓布置，简化生产系统，避免生产分散，为集中生产创造条件；（3）合理开发国家资源，减少煤炭损失；（4）必须惯彻执行有关煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风系统，创造良好的条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常性保持良好状态；（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，自动化创造条件；（

32、6）根据用户需要，应将不同煤质，煤种的煤层分别开采。3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1井硐形式和井口位置在一定的井田地质条件、开采技术条件下，矿井开拓巷道有多种布置方式，开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。合理的开拓方式，一般应在技术可行的多种开拓方式中进行技术经济分析比较后，才能确定。开拓方式按照井筒的倾角不同（水平、倾斜、垂直）分为平硐开拓、斜井开拓、立井开拓和综合开拓方式（平、斜、立井中的任何二或三种形式相结合进行开拓）等四种方式。开拓方式依据井筒 （或平硐）与煤层位置的不同又有若干分类。平硐开拓：在侵蚀基准面以上的山岭或丘陵地区的煤层，由地面开凿通向煤层的平硐，可利用平硐开拓煤田的全部

33、或一部分。斜井开拓：对于表土层较薄、煤层赋存较浅、水文地质条件简单的煤田，一般都可以采用斜井开拓。斜井开拓在各种倾角煤层开拓中都得到了广泛的应用。立井开拓：适应性很强，可用于各种地质条件，同时在技术上也成熟可靠。一般在表土层厚、煤层赋存深时，应采用立井开拓。1.井筒形式：结合小恒山井田的地形地质及煤层赋存特征可知：本井田不具备平硐开拓条件。立井开拓和斜井开拓方式在技术上均可行，综合开拓虽然对工业广场布置和井底车场要求很高，但针对本井田的地质状况，综合开拓方式也可行，应该予以考虑。依据本井田的地质状况、煤层赋存情况及井型、服务年限等要求，对本井田开拓方式选择提出三种方案：方案一：双立井开拓方式方

34、案二：双斜井开拓方式方案三：主斜井副立井开拓方式（1）技术比较方案一：双立井开拓方式优点：适应性强，技术成熟可靠； 井筒短，提升速度快，提升能力大；通风断面大，风阻小，满足大风量要求；便于井筒延伸对于开采深部赋存煤层有长处。缺点：初期投资大，建井期限稍长；需要大型的提升设备；多水平开拓，立井石门长度大，掘进工程量大，掘进费用高。方案二：双斜井开拓方式优点：掘进速度快，初期投资较双立井开拓较省；井筒设备较简单；建井期稍短些；缺点：井筒过长，煤柱损失严重；通风线路长，通风阻力大，费用增加；井筒过长，如果地质条件复杂，不易维护，安全性降低；辅助运输时间长。方案三：主斜井副立井开拓方式优点：掘进速度快

35、； 可满足最大风量的通风要求； 有助于辅助运输。缺点：井口相距较远，不利于工业广场的布置； 地面工业建筑分散，生产调度及联系不方便；地面工业建筑占地多，增加了煤柱损失。详见技术比较表3-1表3-1 技术比较表方案名称优 点缺 点双立井开拓1.适应性强，技术成熟可靠；2.井筒短，提升速度快，提升能力大；3.通风断面大，风阻小，满足大风量要求；4.便于井筒延伸；5.对于开采深部赋存煤层有长处。1.初期投资大，建井期限稍长；2.需要大型的提升设备；3.多水平开拓，立井石门长度大，掘进工程量大，掘进费用高。双斜井开拓1.掘进速度快初期投资较双立井开拓省；2井筒设备较简单；3.建井期稍短些。1.井筒过长

36、，煤柱损失严重；2.通风线路长，通风阻力大，费用增加；3.井筒过长，地质条件复杂时，不易维护，安全性降低；4.辅助运输时间长。主斜井副立井1.掘进速度快；2.满足最大风量的通风要求；3.有助于辅助运输。1.井口相距较远，不利工业广场的布置；2.地面工业建筑分散，生产调度联系不方便；3.地面工业建筑占地多，增加了煤柱损失。依据开拓方案技术比较，可初步选定两种较合理开拓方案：方案一：双立井开拓方式方案二：双斜井开拓方式（主井采用皮带提升17），副井采用串车提升（25）（图3-2开拓方式比较图）。图3-2开拓方式比较图（2）经济比较方案一、方案二在技术均较合理，两者之间的区别在于井筒掘进费用以及他们

37、的维护费用、提升费用，主石门掘进长度等等。两个方案的井底车场、水平运输大巷以及各种带区石门和带区斜巷的工程量基本相等。因此，只需要比较它们的不同之处，即建井工程量、生产经营费用、基建费用和维护费用等。详见开拓方案经济比较表3-3表3-3 经济比较表方案双 立 井 开 拓双 斜 井 开 拓内容工 程 量单价（元）费 用（元）工程量单 价（元）费 用（元） 单位名称数量单位数量数量数量单位M数量数量基岩主井掘进5.60m31958155.9108503.9基岩副井掘进2.60m39910145.7109215.基岩段主井辅助费5.60m42781.4155.91014774.基岩段副井辅助费2.6

38、0m45214145.71014774.表土层副井辅助费40m234359374013.71011822.4主井提升费用0.90m0.85869.4290100.39835.84副井提升费用5.80m2.7127.51100.681箕斗2个罐笼2个钢丝绳输送机160104955串车1210525063000主井提升机1个1个9200092000副井提升机1个1个总 计 .8 .5吨煤成本 13.94 23.65从上表可知，立井开拓比斜井开拓投资少，所以小恒山矿开拓方式选择方案一：即采用双立井开拓方式。2.井口位置井口位置的选择是井田开拓的重要组成部分。井口位置与开拓方式要相互协调，经综合对比后

39、确定，特别是提升煤炭的主井位置还要与地面生产系统、工业广场布置相匹配，需要考虑的主要因素和原则如下：（1）井下条件在井田走向的储量中央或靠近中央位置，使井田两翼可采储量基本平衡；井筒应尽量避开地质及水文复杂的地层或地段；勘探程度及初期工程量。（2）地面条件井筒位置应选在比较平坦的地方，还要满足防洪设计标准；井口要避开地面滑坡、雪崩、泥石流、流砂等危险地区；井口及工业场地位置必须符合环境保护的要求；工业场地要尽量不占或少占用耕地；井口位置要与矿区总体规划的交通运输、供电、水源、居住区、辅助企业等的布局相协调，使之有利生产、方便生活。在本设计井田中，提出三种井筒位置方案：方案一：井筒位于井田浅部方

40、案二：井筒位于井田中部方案三：井筒位于井田深部经过技术比较后认为：井筒位于井田浅部，煤柱尺寸最小，压煤最少，但石门最长；井筒位于井田中部时，煤柱尺寸稍大，但石门长度较短，且沿石门的运输工程量也小；井筒位于井田深部，煤柱尺寸最大，压煤量最大，且初期工程量大，石门也较长，但对于开采井田深部煤层及井通延伸有利；本井田煤层均为缓倾斜中厚煤层，井田走向长度不太大，但倾斜长度较大，从有利井下运输和保证一水平合理的服务年限考虑，应将井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置，由此可确定本设计井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方（图3-4井口位置比较图）。方案1方案2方案3图3-4井口位置比较图3.2.2开采水平数目和

41、标高 开采水平要有合理的阶段垂高。（1）工作面具有合理的倾斜推进长度；（2）具有合理的分带数目；（3）要有利于带区的正常接替；（4）要保证开采水平有合理的服务年限及足够的储量；（5）经济上有利的垂高。根据上述因素，本设计井田设计提出水平划分方案如下：方案一：井田划分两个开采水平；一水平标高-350 m，水平垂高500 m，二水平标高为-700 m。一水平实行带区开采，二水平带区开采。方案二：井田划分三个开采水平，一水平标高-200 m，二水平标高-450 m，三水平标高-700 m。各水平均实行带区开采（表3-5水平储量及服务年限表）。表3-5水平储量及服务年限表储量（万吨）服务年限（a）方案

42、一一水平912038二水平600025方案二一水平744031二水平408017三水平360015从该表中可知，方案一的一水平储量过少，一水平服务年限达不到煤炭工业矿井设计规范服务年限的要求，而方案二的水平服务年限能够满足一水平服务年限不小于30a的基本要求，储量充足，且有利于带区的接续，巷道利用率高，吨煤成本相对较低。故采用方案二的水平划分方法，即划分三个开采水平，水平标高分别为-200 m和-450 m和-700 m，一水平垂高为300 m，二水平垂高为250 m。三个水平均采用带区开采。3.2.3开拓巷道的布置开拓巷道是指为全矿井、一个水平或若干带区服务的巷道，如井筒、井底车场、主要石门

43、、运输大巷和回风大巷（或总回风道）、主要风井等。（一）运输大巷的布置：运输大巷服务于整个开采水平的煤炭和辅助运输（人员、矸石、材料、设备等）以及通风、排水和管线敷设，服务年限很长。煤层群开拓时，主要巷道布置方式一般可分为三类：（1）单层布置：自井底车场开掘主要石门后，分煤层设置水平运输大巷。（2）分组集中布置：在煤层群中，相近的煤层为一组设集中大巷，由集中运输大巷开采石门与各煤层联系。自井底车场开掘主要石门与个分组集中大巷贯通。（3）集中布置：在开采近距离煤层群时，只开掘一条水平集中运输大巷，用带区石门联系各煤层。现依据矿井设计生产能力及技术可行角度，提出以下二种大巷布置方式（表3-6大巷布置

44、方式比较表）。表3-6大巷布置方式比较表特点分组集中大巷布置集中大巷布置优点1. 总的巷道工程量较少2. 生产比较集中3. 带区巷道分组联合布置4. 大巷容易维护，运输条件好1. 大巷工程量少2. 生产区域比较集中，运输条件好3. 带区巷道集中联合布置，开采程序比较灵活，开采强度大4. 大巷维护容易缺点1石门长度较长2掘进工程量大1. 总的石门长度大2. 初期工程量大，建井时间长3. 有反向运输适应条件1. 可采煤层数目多，间距大小不同2. 带区巷道为分组联合布置，煤层分组间距大3. 井底车场在煤层群上部或中间时，初期工程少，工期大1. 煤层间距小2. 井田走向长度大，服务年限长3. 下部煤层

45、底版有坚硬有岩层，带区尺寸大，石门长度短依据本井田的地质条件及煤层赋存状况：本井田共有可采煤层5层，即1#上、3#上、3#下、6#A和34#，其中1#上与3#上平均间距64m,3#上与3#下煤层平均间距18 m，3#下与6#A平均间距65 m，6#A与34#平均间距147m。针对上述情况，有对比表可知，本井田适合于分组集中大巷布置，所以采用方分组集中大巷布置。3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1 井硐形式和数目本设计井田采用一对立井开拓，即主井、副井。主井用以提升煤炭，副井用以提矸、升降人员、下放材料和设备及兼作进风井。3.3.2 井硐位置及坐标1.井硐确定（1）地处井田储量中央：井筒距北

46、部边界1.6Km，南部边界2.1 Km，西部边界4.3 Km，东部边界3.5 Km；（2）有较好的地形条件：井口标高+155 m，地面坡度不足3，平整土方量小；（3）交通条件好：靠近城-密公路，井口距公路 1600 m；（4）有较好的居民点条件：工人村距井口 500 m左右。3.3.3水平数目及高度本井田采用多水平开拓，拟定第一水平为-205 m，本井大部分带区的煤层浅部标高在+100m，阶段垂高为305 m，实行带区开采。第二水平拟定标高为 -450 m，实行带区开采。若再确定往井田境界外的深部发展时，设第三水平，需经方案比较后确定。3.3.4石门 大巷(运输大巷 回风大巷)数目及布置1.大

47、巷数目：一条运输大巷、一条回风大巷。2.大巷布置：大巷布置形式主要有煤层大巷、岩石大巷两种，对于各种大巷布置方式分述如下： （1）煤层大巷当煤层顶底板较稳定，煤层较坚硬，易维护，煤层起伏和断层、褶皱小时，可保证巷道较为平直，保证运输设备运行；没有瓦斯与煤的突出，无严重自燃发火等情况下，应优先考虑采用煤层大巷。对于新建矿井，在煤层中布置巷道，在建设期间，还有早出煤，早投产，节省投资以及探明地质情况的优点。下列情况宜布置煤层大巷：单独开拓的薄煤层或中厚煤层；煤层群中相距较远的单个薄煤层或中厚煤层，走向不大， 资源/储量有限、服务年限短的；煤质坚硬，围岩稳定，维护简单，费用不高的煤层；煤系底部有强含

48、水层或富含水的岩溶时，不宜布置底板大巷的；（2）岩石大巷优点很多，如维护条件好，费用低。大巷方向、坡度可根据运输等功能要求选定，而较少受地质构造的影响。可不留或少留护巷煤柱，煤的损失少，安全条件好，受煤和瓦斯突出以及自燃发火影响较小。缺点主要为岩石工程量大，掘进速度慢，投资费用高，建设工期长。在具体条件下是采用岩石大巷还是煤层大巷需要做全面细致的方案比较才能合理的确定。本设计井田对大巷布置提出两种方案：方案一：煤层大巷布置方案二：岩石大巷布置煤层大巷与岩石大巷相比较有下列缺点：煤层大巷的巷道维护困难，维护费用高；当煤层起伏褶曲较多时，巷道弯曲转折多，机车运行速度受到限制，运输能力降低；巷道维护

49、留设保安煤柱增多，煤柱回收困难，资源损失大；煤层有自燃发火危险时，一旦发火就要封闭大巷，导致矿井停产，而且因煤柱受影响破坏，封闭效果不好，处理火灾困难。综上，煤层大巷与岩石大巷相比优点大于缺点，煤层大巷的优越性是主要的。在本设计井田中，由于各煤层顶底版条件好，可布置煤层分组大巷。所以采用方案一：煤层大巷布置。大巷服务年限较长，运输能力要求大，大巷的断面尺寸和支护方式（图3-7见断面图）。图3-7大巷断面图3.3.5井底车场形式的选择井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是连接井下运输和提升两个环节的枢纽，是矿井生产的咽喉，因此井底车场设计是否合理直接影响矿井的安全和生产。

50、1.设计依据（1）矿井设计生产能力及工作制度；（2）矿井开拓方式；（3）井筒及数目；（4）矿井瓦斯等级及通风方式；（5）矿井主要运输巷道的运输方式；（6）矿井地面及井下生产系统的布置方式；（7）各种硐室有关的资料。2.设计要求（1）井底车场富裕通过能力，应大于矿井设计生产能力的30%应该考虑到增产的可能性；（2）为了保护井底车场的巷道和硐室，在其所在范围内应该留设相应的保安煤柱。（3）尽可能提高井底车场的机械化水平，简化调车作业，提高井底车场通过能力；（4）应该考虑主、副井之间施工时便于贯通；（5）井底车场线路不止应该结构简单，运行及操作系统安全可靠，管理使用方便，布局合理，注意节省工程量，便

51、于施工和维护；3.立井井底车场的基本类型（1）环形式：立式、斜式、卧式；（2）折返式：梭式、尽头式；4.井底车场形式选择（1）保证矿井生产能力，有足够的富裕系数，有增产的可能性；（2）井巷工程量少，建设投资省，便于维护，生产成本低；（3）操作安全，符合有关规程、规范；（4）当大巷或石门与井筒的距离较大时，能够布置下存车线和调车线，可选择立式井底车场；（5）施工方便，各井筒间、井底车场与主要运输巷道间能迅速贯通，缩短建井工期；（6）井底车场形式也取决于矿车的类型，当采用定向卸载的底纵卸式、底侧卸式矿车时，其卸载站（即主井车线）可布置折返式，亦可布置环形式。但其装车站的线路布置必须与其相对应。综上所述，结合本设计矿井的有关设计参数，通过对各种形式井底车场的适用条件及优缺点做简单比较后，初步拟定本设计井田井底车场形式为卧式环形车场，采用两翼来车的形式。3.3.6煤层群的联系本设计井田煤层群开采时的联系方式是联合准备，即3#上和3#下煤层组成一个统一的采准系统，准备巷道为两个煤层共用，大巷采用集中布置方式。煤层倾角一般在10左右。3.3.7带区划分本设计井田走向长度较大，地质构造复杂，欲从井田边界沿整个阶段前进开采，无论从时间、投资和实际开采技术条件上都要受到限制，势必按技术要求将井田沿走向划分为带区，并按一定的顺序回采，每个带区有一套生产设施，包括上下山提升、运输设备，以便独立进行