双鸭山矿业集团东荣一矿3.0Mta新井设计

摘 要本设计新井为双鸭山矿业集团东荣一矿3.0Mt/a的新井设计，共有3层可采煤层，平均厚度为6.62m。该井田的可采储量为385.86Mt。服务年限为66a,划分两个水平开采。井田平均走向长10500m，平均倾斜长6000m，煤层平均倾角8，属于缓倾斜煤层。本设计矿井采用双立井的开拓方式，集中大巷布置方式。共划分14个带区，其中首采带区为1个，达产工作面2个。本设计带区为左二带区，年工作日为330天，采用“四、六”式工作制，工作面长为240m，每刀进度为0.8m，每日割九刀。提升设备为主井采用箕斗提升，副井采用罐笼提升。由于井田倾斜长度较大，且为缓倾斜煤层，以及煤层地质条件等因素影响，决定本井田内全部采用倾斜长壁采煤法开采，工作面采用综合机械化采煤。由于本人知识有限和仅仅三个月的时间，因此，本设计中难免会出现一些问题，请各位专家老师不吝提出和指正，我将虚心接受。关键词 矿井开拓 采煤工艺 倾斜长壁开采法 AbstractThe task of this design is to construct a 3.0million tons new shaft for Dongrong Num 1， Shuangyashan Mining Administration. This coalfield has three coal seams, and its average thickness is 6.62 meters. The capacity of this designed coalfield is 385.86 million tons. It can adapt for 66 years, and is divided into two levels. The average lengthway of this coalfield is 10500 ms, inclined length is 6000ms, and the average inclined angle coal seam is 8, belongs to the slant coal seam.The mine development type of the new Dongrong Num 1 shaft adopts two vertical portal,main line system are plande together.The coalfield is divided into 14 zones,arranged two working faces can attain the 3.0 million tons yield. This designed zone is Left Two,works 330 days every year, adapts “four-six” work form, the length of its working face is 240meters long,one circle is 0.8meters, and works 9 times one day.The main shaft adopts skip hoisting system,the other uses cage.For the inclined length of this coalfield is long, also is the easy gradient coal bed, and the influence of the coalfield geological condition,so I decided to use completely inclined longwall mining coal method, working face completely for synthesis mechanization mining coal system.Because my limit working ability and the only three months time, there must be lots of faults in this design. I plead with directors point them out and rectify them, and I will accept it sincerely and humble.Key words mine development the technology of coal mining inclined longwall mining目 录摘要IAbstractII绪论1第一章 井田概况及矿井地质特征21.1 井田概况21.1.1 井田位置及范围21.1.2 交通位置21.1.3 地形与河流31.1.4 气象31.2 地质特征31.2.1 矿区范围内的地层情况31.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造51.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征71.2.4 岩石性质、厚度特征81.2.5 井田内的水文地质情况91.2.6 沼气、煤尘及煤的自燃性101.2.7 煤质、牌号及用途11第2章 井田境界、储量及服务年限152.1 井田境界152.1.1 井田周边情况152.1.2 井田境界确定的依据152.2 井田储量152.2.1 井田储量的计算152.2.2 保安煤柱162.2.3 储量计算的评价162.3 矿井工作制度、生产能力及服务年限172.3.1 矿井工作制度172.3.2 矿井生产能力及服务年限17第3章 井田开拓193.1 概述193.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述193.1.2 影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况193.2 矿井开拓方案的选择193.2.1 井硐形式和井口位置193.2.2 开采水平数目和标高243.2.3 开拓巷道的布置243.3 选定开拓方案的系统描述273.3.1 井硐形式和数目273.3.2 井硐位置及坐标273.3.3 水平数目及高度283.3.4 石门、大巷(运输大巷、回风大巷)数目及布置283.3.5 井底车场形式的选择293.3.6 煤层群的联系313.3.7 带区划分313.4 井筒布置及施工323.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护323.4.2 井硐布置及装备333.4.3 井筒延伸的初步意见353.5 井底车场及硐室363.5.1 井底车场形式的确定及论证363.5.2 井底车场的布置，存车线路，行车路线布置长度363.5.3 通过能力计算403.5.4 井底车场主要硐室423.6 开采顺序423.6.1 沿煤层倾斜方向的开采顺序433.6.2 带区接续计划43第4章 带区巷道布置与带区生产系统454.1 带区概况454.1.1 设计带区的位置、边界、范围、带区煤柱454.1.2 带区地质和煤层情况454.1.3 带区生产能力、储量及服务年限454.2 带区巷道布置454.2.1 区段划分454.2.2 带区斜巷布置464.2.3 带区下部车场布置474.2.4 带区煤仓形式、容量及支护504.2.5 带区硐室简介514.2.6 带区工作面的接续524.3.1 带区巷道的准备顺序524.3.2 带区主要巷道的断面及支护方式53第5章 采煤方法555.1 采煤方法的选择555.2 回采工艺555.2.1 回采工作面的工艺过程及使用的机械设备555.2.2 工作面循环方式和劳动组织形式57第6章 井下运输和矿井提升596.1 矿井井下运输596.1.1 运输方式和运输系统的确定596.1.2 矿车的选型及数量596.1.3 带区运输设备的选择616.2 矿井提升系统626.2.1 矿井提升设备选择62第7章 矿井通风安全657.1 矿井通风系统的确定657.1.1 概述：657.1.2 矿井通风系统的确定657.1.3 主扇工作方式的确定677.2 风量计算与风量分配677.2.1 矿井风量计算的规定677.2.2 风量计算677.2.3 风量分配707.2.4、风速的验算717.2.5 风量的调节方法与措施727.3 矿井通风阻力计算737.3.1 确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力737.3.2 矿井等积孔计算767.4 通风设备的选择767.4.1 主扇的选择计算767.4.2 主扇的选择计算777.4.3 反风措施777.5 矿井安全生产措施777.5.1 预防瓦斯爆炸的措施787.5.2 预防煤尘爆炸的技术措施787.5.3 火灾的预防措施797.5.5 其他事故的预防79第8章 矿井排水818.1 概述818.1.1 矿井水来源及涌水量818.2 矿井主要排水设备818.2.1 对排水设备的要求818.2.2 排水方式与排水系统简介828.2.3 主排水设备及管路的选择计算83第9章 技术经济指标85结 论87致 谢 辞88参考文献89附 录 190附 录 29690绪论通过大学四年的学习和老师的教导，我掌握了很多我所学的采矿工程专业的专业知识，为了能更好的巩固和运用这些知识，借毕业设计这个机会和我在毕业实习中收集到的东荣一矿的资料，我做了黑龙江省双鸭山市东荣一矿的新井设计。本设计主要内容是关于新矿井的建设，其中有井田境界内储量和服务年限的计算、井天开拓方式的确定、带区巷道的布置、采煤工艺和设备的选择。其中还包括井下通风、排水、提升和运输各个环节的设计，与此同时，还进行了大量的CAD绘图工作。本设计采用了一种新的倾斜长壁采煤模式，与走向长壁采煤法相比，除了有采煤工作面布置及回采方向不同、取消了采区上下山巷道的区别外，主要是针对小倾角煤层群的开采方法，本方法采用反倾向的巷道布置，可以节省很多巷道的开拓费用，这种方法布置简单，有利于矿井的集中生产和管理。但是，如果煤层倾角较大，瓦斯涌出量也较大时，要加强通风和通风检查，防止瓦斯局部集中。通过做本次毕业设计，我希望自己不仅能够独立完成本次毕业设计，而且还能够学到更多的采矿专业知识，熟悉和掌握矿井设计的各个环节所要注意的事项，巩固所学过的各种专业知识，培养自己动手的实践能力，从而为我以后的工作和学习打下良好的基础。第一章 井田概况及矿井地质特征1.1 井田概况1.1.1 井田位置及范围东荣一矿位于双鸭山煤田东部，距双鸭山市中心55千米。东起F1断层，西至F18断层，北起各煤层露头线，南至东荣南部断层。东西长10.5千米，南北宽6千米,勘探面积63平方千米，其中可采面积 44.4 平方千米。1.1.2 交通位置东荣一矿交通四通八达，详细情况如图1-1所示。有矿区铁路由双市经四方台矿、七星矿至东荣一矿。依饶公路路经东荣一矿，距红兴隆16千米与福前线接轨，交通极为方便。图1-1 东荣一矿交通位置示意图1.1.3 地形与河流东荣一矿勘探区地势平坦，为典型的东北平原地形，标高一般都在100米左右，最高标高130米，有七星河从该区东侧流入挠力河，最后注入乌苏里江。1.1.4 气象 该区属大陆性寒温带气候，温差变化较大，冬季最低气温达到零下39，一般为零下2030。冻土带深达2米以上。夏季最高气温达到38，历史最大降雨量为737毫米，平均降雨500毫米，每年7、8、9三个月份为降雨期，年平均降雨量在452737毫米，冻结期每年10月至翌年4月。根据中国地震裂度区划图2001双鸭山地区地震裂度小于6。1.2 地质特征1.2.1 矿区范围内的地层情况东荣一矿位于双鸭山煤田最东部。双鸭山煤盆地基底在元古界时曾处于长期被剥蚀状态，当时的古地形是西高东低，因此早白垩世含煤建造沉积从东向西逐渐扩张，区域地层详见表1-1。东荣一矿为全隐蔽区，地层发育较简单，只由煤系、煤系基底以及上覆新生界第四系组成。其地层层序由老至新分述如下：1、元古界兴东群大盘道组（Pt1dq）：广泛分布于煤田外围，构成煤系基底，由石榴石片岩、石英黑云母片岩、含磁铁石英岩、石墨大理岩、花岗片麻岩组成的深变质岩类。厚度大于7400米。2、中生代早白垩系上统鸡西群：为一套陆相碎屑建造，不整合于下元古界地层之上，根据岩性与测井曲线反应又可分为城子河组（k1ch）和穆棱组（k1m）.（1）城子河组（k1ch）：由一套陆相碎屑岩类组成。最大厚度达到550米，旋迴性较明显。含煤地层受基底起伏控制，厚度变化不大，煤层发育范围被基底起伏所限。含可采煤层都集中在中段。全区和局部可采煤层共有3层，总厚度达到6.62米。本组岩性多由灰白色中细砂岩、灰色粉砂岩组成，含有少量薄层凝灰岩及泥岩。（2）穆棱组（k1m）：由一套陆源深水相为主的碎屑岩类组成。厚度由北往南逐渐增厚，最大厚度达500米，与下部城子河组（k1ch）整合接触。（3）第三系：广泛分布于矿区范围内，主要由冲积、洪积碎屑物组成，多由粘土、亚粘土及砂层组成。粘土为弱含水或不含水，具有良好的隔水性能。厚度1.585.0米，平均厚度50.0米左右。表1-1 区域地层时代地层接触关系厚度（米）分布范围主 要 岩 性 特 征新生代第四系整合1.5-85全区砂、砾、粘土等组成。第三系富锦组不整合0-29.0局部由分选及磨圆度极差的半胶结中、粗、细砂岩和灰色粉砂岩组成。中生代早白垩系穆棱组不整合0-360南部以深灰色的粉砂岩、灰白色的细砂岩、中砂岩为主，夹薄层泥岩及凝灰岩，底部有一层厚度不等的（1050米）的中粗砂岩。城子河组不整合22-550全区由灰灰白色的中、粗、细砂岩与深灰色或黑色的粉砂岩薄层泥岩、凝灰岩等组成，主要含煤地层。元古代兴东群大盘道组7400零星分布由花岗片麻岩、石英片岩、绿泥石、黑云母花岗片岩组成，被花岗岩及斑状用闪石、黑云母花岗岩广泛侵入。构成煤系基底。1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造图1-2 区域构造示意图本区为兴隆凸起东部边缘上与南部弧形压性断裂有关的盆地，保存了中生代地层。煤盆地由基底和盖层两个截然不同的构造层组成。沉积盖层经受过燕山期构造变动，形成以褶皱为主，断裂次之的构造特征。1、褶曲：该区东西两部分分别为轴向NNE、NNW的不对称短轴向斜，中部为宽广状的缓背向斜，其上有低一级平缓波状起伏，而西部次一级褶皱呈现尤为明显。地层倾角随着构造形态的变化而变化。煤盆地之中部倾角平缓，一般5-12，走向近东西，向南倾斜。而盆地之东西两侧倾角增大到10-14，走向分别转变为北西与北东向。2、断裂：全井田由地震、钻探、测井及矿井实见等综合手段确定揭示的断层共有7条。分别为北西与北东向，但以北西向高角度正断裂为主。按断距大小划分，落差0-30米，有3条；落着在30-50米（含50米）有3条，落差大于50米有1条。它们具有下列特征：（1）断裂性质以高角度NW向，正断裂为主，逆断层较少。（2）断层呈群组出现，破碎带宽，波及面广。（3）断层落差大小不一，有大于100米落差的，也有小于30米的。同一断层往往浅部落差大而愈往深部落差减小至尖灭。现将钻探、物探、地震矿井实际揭露等资料证实及分析推断的断层依据叙述如下：F1断层：位于东荣一矿东北部，东采区边界断层。走向近115-125，倾向SW，倾角75，落差50-70米，正断层，控制程度可靠。F10断层：位于东荣矿中央，断层走向132-150,，倾向NE，倾角75，落差在0-30米，正断层，控制程度可靠。F13断层：位于东荣一矿西部，断层走向130-140,倾向SW，倾角75，落差0-15米，正断层，控制程度较可靠。F14断层：位于东荣一矿西部，断层走向127-131,倾向SW，倾角75，落差20-40米，正断层。控制程度较可靠。F17断层：位于东荣一矿西南部，东荣勘探区边界断层，断层走向138-153，倾向SW，倾角75，落差在70-100米，正断层，控制程度较可靠。F18断层：位于东荣一矿西南部，为东荣勘探区西部边界断层。断层走向140-150,，倾向NE，倾角75，落差10-35米，正断层，控制程度较可靠。南部断层：位于东荣一矿南部，为东荣勘探区最南部边界断层。断层走向60-112的弧形断层,倾向S，倾角80，落差600-1500米，逆断层，控制程度可靠。详见表1-2。表1-2 东荣一矿断层统计序号断层编号性质产状落差可靠性走向倾向倾角1F1正NESW75o50-70可靠2F10正NESW75o0-30可靠3F13正NESW75o0-15可靠4F14正NESW75o20-40较可靠5F17正NESW75o70-100较可靠6F18正NESW75o10-35较可靠7南部断层逆NS80o600-1500较可靠1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征井田内共有3层煤，三层煤都是全部可采煤层，厚度及一般特征描述如下：图1-3 煤层综合柱状图16号煤层：复杂结构煤层，中间夹石0.19-0.34米。煤层厚度2.5-3.0米，平均煤厚2.8米。煤层顶板岩性为细砂岩，其次为粉砂岩，煤种为长焰煤。16号煤层向东南方向有增厚的趋势。17上号煤层：上距16号煤层间距29.3-34.60米，一般层间距为31.00米。单一煤层，煤层厚度为1.5-1.9米，平均煤厚1.65米。煤层顶板岩性以细砂岩为主，其次是中砂岩，煤种为长焰煤。20号煤层：上距17上号煤层间距19.0-26.0米，一般层间距为21.0米，单一煤层。煤层厚度1.81-2.47米，平均煤厚2.17米。煤层顶板岩性为粉砂岩，煤种以长焰煤为主。20号煤层向西向东有增厚趋势。表1-3 可采煤层特征表序号煤层名称煤层厚（m）层间距（m）倾角（度）围岩煤的牌号容重 （t/ m3）煤层构造及稳定性最大最小顶板底板平均1163.02.529.3-34.6070-120细砂岩细砂岩长焰煤132较稳定2.8217上1.91.560-110细砂岩粉砂岩长焰煤1.32较稳定1.6519.0-26.03202.471.8180-100粉砂岩粉砂岩长焰煤132较稳定2.171.2.4 岩石性质、厚度特征1、岩石抗压强度岩石的单向抗压强度如下：表1-4 岩石的单向抗压强度（捣碎法） （Kg/cm2）煤层名称1617上20煤的单向抗压强度310.8349.81396.7煤的硬度系数3.13.62.8直接顶顶板岩性细砂岩细砂岩粉砂岩直接顶板岩石单向抗压强630.91014.91425.3表1-5 岩石单向抗压强度（实验测定） （Kg/cm2）煤层名称1617上20直接顶板岩性细砂岩细砂岩粉砂岩岩石单向抗压强度684.51084.31235.62、节理裂隙发育程度节理裂隙能使岩石的完整性遭到破坏，因而影响岩石的稳定性。各煤层节理裂隙发育程度见表1-6：表1-6 岩石节理裂隙发育程度 煤层名称1617上20节理裂隙性质垂直或平行垂直或与煤壁斜交垂直或与煤壁斜交裂隙角度90或1807681裂隙方位283578裂隙平均间距(m)0.180.430.291.2.5 井田内的水文地质情况本区属七星河冲积平原，沿七星河东部长条状分布。上覆第四系地层较厚：32.80-60.7米。水位1.10-160米，由砾砂、粗砂、粘土所组成。分选性与渗透性均好。本区地面标高为90-130米，地形平缓。第四系砂层是煤系地层的直接充水因素，强裂隙含水带是煤层开采的直接充水含水层，区域北部、西部及东部的基底花岗岩是煤田弱补给含水层。一、含水层本区分为第四系孔隙含水层和白垩系基岩裂隙含水层。（一）第四系孔隙含水层第四系孔隙含水层全区发育，厚度一般为30-60米， 由西向东逐渐增厚，水量逐渐增大，水流方向总体流向为由西南向东北向。1、近代冲积层含水区：分布于七星河阶地以东。主要由砾砂、粗砂、粘土所组成。分选性与渗透性均好。厚度32.80-60.70米。水位1.10-160米。八分场四队以西为承压水，以东为潜水。由七星河阶地往东，含水层逐渐增厚。富水性逐渐增强，涌水量逐渐增大。单位涌水量为 1.36-4.638升/秒米，渗透系数K为14.23-14.62米/日，水质类型为HCO3-Cl-Ca-Na型，矿化度为0.175克/升，水温4-6。在垂直方向上，上部岩性为黄色砾砂、细砂，厚度为10米左右，分选性与渗透性好，含水丰富；下部岩性为灰色砾砂、粗砂，含泥质较多，渗透性较差。2、七星河阶地承压水区：分布于七星河阶地以西至第勘探线以东，岩性由粘土、砾砂、砂土等组成，厚度21.75-56.00米，其中砂层1.10-7.80米。含水性与分选性差。上覆6.70-21.25米的粘土，为承压水，含水中等，单位涌水量为0.1-1.0升/秒米。3、冲积、坡积层潜水区：分布于冲积层两侧，岩性主要由粘土、亚粘土组成。厚度变化很大，由0-33.50米，含水微弱，单位涌水量小于0.1升/秒米。（二）白垩系基岩裂隙含水层本区分为煤系裂隙含水层和煤系基底裂隙含水层。1、煤系裂隙含水层：在垂直方向上的变化规律是160米以上裂隙发育且无充填，160米以下裂隙不发育且被方解石充填。据统计：深度160米以上钻孔漏失率为84。单位涌水量q为0.356-4.582米/日，矿化度为0.244-0.414克/升，水质类型为HCO3-Na-Ca和HCO3-Na-Ca-Mg型水。水温6-10，水力性质是承压水，是矿床直接充水层。2、煤系基底裂隙含水层：主要分布于本区的北部、西部及东部，由基底花岗岩、花岗片麻岩组成，表面风化强烈，岩石破碎但差异较大。浅部裂隙相对较发育，含网状裂隙水，其富水性透水性微弱。二、隔水层分为第四系隔水层和第三系隔水层。（一）第四系隔水层全区发育，由西往东逐渐增厚，由北往南逐渐增厚。岩性为粘土和亚粘土。黑褐色、黄色和浅黄色，质较纯，粘土塑性较强，干后坚硬，厚度10-50米，具有良好的隔水性。（二）第三系隔水层本区不是普遍发育，只在东南部零星见到，厚度为0-29.0米，与下部白垩系地层不整合接触。第三系为半胶结泥岩，致密夹有卵石碎块，具有良好的隔水性。1.2.6 沼气、煤尘及煤的自燃性1、瓦斯：东荣一矿属于低瓦斯矿井，由勘探资料可推算出,-300水平以上，瓦斯涌出量非常小。随着深度增加，瓦斯涌出量逐渐增加，不同煤层瓦斯含量也有不同。由勘探资料可知,20号煤层瓦斯含量较高，其它各煤层含量较小。主要可采煤层CH4平均含量为5m3/t，可燃质、CO2各煤层平均含量为1.5m3/t，可燃质各主要可采煤层瓦斯自然成分以N2为主，CO2次之，CH4最少，本矿瓦斯相对涌出量为5.0m3/t，属于低瓦斯矿井。2、煤尘：根据煤尘爆炸性试验指标，煤尘爆炸指数36%38%之间，该矿开采的煤层属于易爆炸危险的煤层。3、煤的自燃：据勘探资料，该矿井16煤层有自燃发火的倾向，煤层的自然发火期为36个月，矿井总体为级自然发火矿井。4、地温特征：本区恒温深度16m26m，温度6,从地温测量成果计算分析，本区平均地温梯度为2.7/100m,平均地热增温率为38.2m/1，地温梯度小于3。本区基本属于地温正常区。但随着开采深度的增加，地温将有所升高。给生产安全带来负面影响。5、地压特征：没有地压观测资料，由勘探资料，煤岩层在断层附近特别破碎，特别是在大断层附近表现的尤为明显。随着开采深度的增加，地压增大，可能增加巷道变形的危险，给巷道支护增加难度。 表1-7 东荣一矿可采煤层顶底板岩石强度抗压强度 （Mp）煤层顶板强度岩性底板强度岩性1618.6 细砂岩32.5 细砂岩17上32.1细砂岩40.6 粉砂岩2029.6 粉砂岩37.8 粉砂岩1.2.7 煤质、牌号及用途一、煤的物理性质肉眼观察煤呈黑色，条痕黑褐色，以玻璃光泽为主，油脂光泽、松脂光泽等次之。呈块状，煤的硬度大而脆度小，内生裂隙不发育，外生裂隙发育，被浸染状黄铁矿，方解石等矿物充填。断口为棱角状、阶梯状和贝壳状。条带结构明显，呈线理细条带构造。煤岩组分以亮煤为主，镜煤、暗煤、丝炭等次之。宏观煤岩类型以光亮煤半亮型煤为主。二、煤的化学性质本区主要可采煤层化学性质分述如下：（一）挥发份16号煤层：原煤挥发份为37.66-42.68，平均40.89，精煤挥发分为36.7-42.37，平均为40.18，胶质层厚度为0-5.0mm，平均为1mm，曲线型为激降型。17上号煤层：原煤挥发份在38.07-42.96，平均为41.07，精煤挥发分为37.84-43.43，平均为40.27，胶质层厚度为0-3mm，平均为0mm，曲线型为激降型。20号煤层：原煤挥发份为40.67-42.87，平均为41.69，精煤挥发分为38.03-42.17，平均为40.53，胶质层厚度为0mm，曲线型为激降型。（二）灰份本区共做12个灰份分析，各层煤灰份基本稳定，以16、20层为例：16号煤层：SiO2含量54.42-58.55，平均56.49；Al2O3含量为23.13-23.41,平均23.27；Fe2O3含量为4.46-4.56，平均4.51；TiO2含量1.39-1.75，平均为1.57；CaO含量为6.42-8.61，平均7.52；MgO含量为1.07-3.22，平均2.15。20号煤层：SiO2含量41.24-53.44，平均48.48；Al2O3含量为18.11-23.03,平均20.24；Fe2O3含量为6.54-11.82，平均8.68；TiO2含量0.88-12.45，平均为5.42； CaO含量为 0.88-9.63， 平均 5.21； MgO含量为1. 7-10.56， 平均4.66。（三）磷硫含量各层煤含磷、含硫均很低， 原煤全硫含量为 0.01-1.06， 平均0.19，小于0.50，属于特低硫煤。原煤磷含量为0.001-0.068，平均0.012，属低磷。三、发热量本次生产补充勘探共做了50个发热量，高位干燥基发热量:3349卡/克-7361卡/克，平均6149卡/克，换算为国家标准发热量单位为14.00MJ/Kg-30.77MJ/Kg，平均为25.70MJ/Kg，比东荣矿混煤发热量值24.97MJ/Kg略高。四、元素分析本次生产补充勘探共做了6个孔的元素分析，其中碳（Cr）含量64.55-80.09,平均为71.74,氢（Hr）：2.26-4.16，平均3.08，氧（Or）：15.98-30.16,平均24.19,氮（Nr）：0.71-1.13，平均0.98，从碳氢含量总和接近80来看，说明煤的组成是稳定的。稀有元素分析：锗（Ge）含量为0-8.8PPm，平均为1.3PPm；铀（U）含量0.0002-0.0036，平均为0.0008，锗（Ge）和铀（U）都没有达到临界品位。故本区稀有元素无工业价值。五、煤的可选性和工业用途本地区煤层通过钻孔化验和矿井生产的实际开采证实，煤种主要为长焰煤（CYM）、还有极少量弱粘结煤（RNM）、贪煤（PM）、无烟煤（WYM）、气煤（QM）等。工业用途主要为动力用煤，也可以作为配焦部分用煤。六、勘探程度及可靠性该井田资源储量划分为A、B、C、表外及煤柱五个类别，各级资源储量划分条件如下：（一）A级储量1、勘查网度达到450500米，或者井巷工程同钻孔控制，网度达450500米之内。2、各钻孔见煤点，综合质量评级必须达到合格点以上。3、煤层对比可靠，煤层的厚度、结构、已经查明，可采煤层的连续性已经确定。煤类、煤质特征及煤的工艺性能已查明。4、煤层底板等高线已严密控制，落差等于30米或大于30米的断层已经详细查明。5、不能连续跨越断层落差大于30米的断层。6、各项勘查工程（物探、钻探、采样、水文地质、环境地质、工程地质）已达到勘查阶段的控制要求。（二）B级资源储量1、勘查网度达9001000米，或者井巷工程同钻孔控制网度达9001000米之内。 2、各钻孔见煤点综合质量评级必须达到合格以上。3、煤层对比可靠，煤层厚度，结构已经查明，煤类、煤质特征及煤的工艺性已基本查明。可采煤层的连续性已经确定。4、煤层底板等高线已控制，落差小于50米断层已经查明、可以跨越。5、不连续跨越落差大于50米断层。6 、各项勘查工程（物探、钻探、水文地质、工程地质、环境地质、采样）达到勘查阶段的控制要求。（三）C级储量1、勘查网度达18002000米。 2、各钻孔见煤点综合质量评级达到合格以上。3、煤层对比基本可靠，煤层厚度、结构、煤质等基本初步查明。4、构造已初步查明。5、各项勘查工程（物探、钻探、水文地质、采样及环境地质）达到勘查阶段的控制要求。（四）各级资源储量圈定原则1、原则上以钻孔实见点之间连线，根据矿井生产实际需要，一般采用相邻的等高线，露头风化带线，勘探线或构造线为界。2、孤立而小的断块，一般不圈定A、B级资源量。3、在煤层对比可靠、煤层厚度，结构在比较稳定的条件下，在A级或B级资源量外推250300米为C级资源量。但临近可采边界时不外推。 4、对居民住宅区、铁路、省级公路、主要井巷或石门，防水煤柱等，不划分级别，进行单独计算资源储量。第2章 井田境界、储量及服务年限2.1 井田境界2.1.1 井田周边情况东荣一矿交通四通八达，有矿区铁路由双市经四方台矿、七星矿至东荣一矿。依饶公路路经东荣一矿，距红兴隆16千米与福前线接轨，交通极为方便。2.1.2 井田境界确定的依据在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各个部分都能够得到合理的开发。井田境界确定的主要依据有以下几种：1.以地理地形、地质条件作为划分井田境界的依据；2. 划分的井田范围要为矿井发展留有空间；3. 要适于选择井筒位置，合理安排地面生产系统和各建筑物；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。2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算在划定的井田范围内，计算矿井开采煤层的储量，是进行矿井设计和生产建设的依据。矿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。矿井储量是指矿井内所埋藏的具有工业价值的煤炭数量。它不仅包含着煤在地下埋藏的数量，而且还表示煤炭的质量，反映井田的勘探程度及开采技术条件。矿井工业储量是指平衡表内A+B+C级储量的总和。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上下山保护煤柱后乘以带区回采率的储量。设计东荣一矿井田范围内的煤层有16#、17上#、20#三层，各煤层储量计算边界与井田境界基本一致。2.2.2 保安煤柱保护煤柱的设计原则如下：(1) 立井保护煤柱应按其深度，用途，煤层赋存条件和地形特点留设，立井深度大于或等于400米的以边界角圈定，小于400米的以移动角圈定。(2)地面受护面积包括受护对象及周围的保护带。(3)当受护边界与煤层走向斜交时，应该根据基岩移动角求得垂直于受护边界方向的上山方向移动角和下山方向移动角，然后再确定保护煤柱。(4) 在一般情况下，保护煤柱应根据受护面积边界和移动角值进行圈定。为了安全生产，设计的东荣一矿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. 河流两侧各留设15m保安煤柱；3. 井田内部断层留设30m保安煤柱；4. 煤层大巷两侧煤柱各宽50100m。5. 地面建筑物留设20m保安煤柱；2.2.3 储量计算的评价东荣一设计矿井的各类储量计算严格按照有关规定执行。表2-1 矿井可采储量汇总表 (万t)煤层工业储量A+B+C可采储量矿界井筒及工业广场断层其他1616320.41599.641142.625685.561142.6251175017上 9617.4942.515673.225403.935673.2256924.52012648.31239.525885.375531.225885.3759106.8合计38586.13781.682701.21620.722701.227781.32.3 矿井工作制度、生产能力及服务年限2.3.1 矿井工作制度根据矿井设计规范规定：（1）矿井年工作日按330天计算；（2）每日净提升时间16h。（3）矿井每昼夜四班工作，其中三班进行采、掘工作，一班进行检修；2.3.2 矿井生产能力及服务年限一. 根据设计规范，矿井的设计生产能力应为：矿井生产能力，一般是指矿井的设计生产能力。根据矿井生产能力不同，我国把矿井划分为大、中、小三种类型，称井型。大型矿井：生产能力为1.20 Mt/a、1.50 Mt/a、1.80 Mt/a、2.40 Mt/a、3.00 Mt/a、4.00 Mt/a、5.00 Mt/a及5.00 Mt/a以上的矿井；中型矿井: 0.45 Mt/a、0.60 Mt/a、0.90 Mt/a；小型矿井：0.09 Mt/a、0.15 Mt/a、0.21 Mt/a、0.30Mt/a；除上述井型以外，不应出现介于两种设计生产能力的中间井型。二. 矿井设计生产能力方案比较根据所给的地质资料，计算得东荣一矿矿井已的工业储量为385.86Mt,，估算本井田内境界煤柱、工业广场煤柱等永久煤柱损失量占工业储量的10%。所测得的可采煤层16#、17上#、20#均为厚煤层，根据矿井设计规范要求确定本矿的带区采出率为80%，由此计算出本井田的可采储量为277.82Mt。根据井田的可采储量和矿井设计规范要求等因素，初步确定东荣一矿为大型矿井，并初步确定三个方案，即矿井生产能力为4.0Mt/a ，3.0Mt/a和2.4Mt/a，三个方案，分析论证如下：按照公式P=Z/AK式中: K-矿井储量备用系数，矿井设计一般取1.4，地质条件复杂的设计取1.5，地方小煤矿取1.3；P-矿井设计服务年限，a；A-为矿井生产能力, Mt/a；Z-井田的可采储量, Mt；计算得：P1=50a ； P2=66a ； P3=83a；表2-2 矿井及其第一水平服务年限规定表 (a)矿井生产能力（t/a）矿井服务年限第一水平设计服务年限煤层倾角小于25度煤层倾角25-45度煤层倾角大于45度3.0及以上60301.2-2.4502520150.45-0.940201510经过与矿井设计规范和采矿设计手册认真核对，确定66a为比较合理的矿井服务年限，即新设计的东荣一矿矿井的生产能力为3.0Mt/a，矿井服务年限为66年。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东荣一矿交通四通八达，有矿区铁路由双市经四方台矿、七星矿至东荣一矿。依饶公路路经东荣一矿，距红兴隆16千米与福前线接轨，交通极为方便。该矿与四方台矿相临，其矿井的开拓方式为立井多水平上下山开采。3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况确定井田开拓方式的原则井田开拓所要解决的问题是，在一定的矿山地质和开采技术条件下，根据矿区总体设计的原则规定，在设计时应该正确解决下列问题：（1） 确定井筒的形式、数目及其配置，合理选择井筒及工业场地的位置；（2） 布置大巷及井底车场；（3） 合理地确定开采水平的数目和位置；（4） 确定矿井开采程序，做好开采水平的接替；影响本设计井田开拓方式的具体因素如下：（1）地表因素：东荣一矿井田北部及中部均为平原地带,地表平均标高在100m左右。井田南部为河床地带，地表平均标高在90m左右。（2）煤层赋存情况东荣一矿井田的煤层上部标高在-100m左右，下部标高在-700m左右，东部以F1、断层为界,西部以F17 F18 断层为界，南部以南部断层为界。整个矿区共有三层可采煤层，即16#、17上#、20#，全区发育。煤层走向长度为10.6公里，倾向6.0公里。本井田煤层为缓倾斜中厚煤层，平均倾角在8左右。3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1 井硐形式和井口位置1.井筒形式井筒形式可以分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓和综合开拓。根据东荣一矿井田的地表及煤层赋存等实际情况，平硐开拓方式不可行。依据东荣一矿井田所处的地形、其内部地质构造、煤层赋存情况等因素，提出三种井筒开拓方案，具体情况如下：方案I 主立井副斜井开拓方案II 双斜井开拓方案III 双立井开拓图3-1主斜副立井开拓图3-2 双斜井开拓图3-3 双立井开拓以上三种井筒开拓方案技术比较如表3-1：表3-1 方案比较表方案I方案II方案III优点兼有斜井和立井的优点，主井采用斜井开拓，井筒施工简单，掘进速度快，费用低副井采用立井开拓，井筒容易维护，有效断面大，有利于通风，提升速度快1.井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，地面工业建筑，井筒装备，井底车场及硐室都比投资少。2.井筒装备和地面建筑物少，不用大型提升设备，钢材消耗量小。3.胶带输送机提升增产潜力大，改扩建比较方便，容易实现多水平生产，并能减少井下石门长度。1.立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利2.机械化程度高，易于自动控制3.井筒为圆形断机结构合理，维护费用低，有效断面大通风条件好，管线短，人员升降速度快缺点如果井口相近，则井底相距较远，井底车场布置，井下的联系就不太方便，如井底相近，由井口相距较远，地面工业建筑物就比较分散，生产调度及联系不方便，占地面积大，相应地增加了煤柱损失1.在自然条件相同时，斜井要比立井长得多。2.围岩不稳固时，斜井井筒维护费用高，采用绞车提升时，提升速度低，动力消耗大，提升费用高，当井田斜长较大时，采用多段绞车提升，转载环节多，系统复杂，更要多占用设备和人力。3.沿井筒敷设管路，电缆所需的管线长度较大。对瓦斯涌出量大的大型矿井，斜井井筒断面小，通风阻力过大，可能满足不了通风的要求，不得不另开专用进风或回风的立井并兼做辅助提升.1.井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，地面工业建筑，井筒装备，井底车场及硐室都比投资少。2.井筒装备和地面建筑物少，不用大型提升设备，钢材消耗量小。3.胶带输送机提升增产潜力大，改扩建比较方便，容易实现多水平生产，并能减少井下石门长度。适用条件介于双立井与双斜井之间煤层赋存较浅，垂深在200m以内，煤层赋存深度为0500m，含水砂层厚度小于2040m，表土层不厚，水文地质情况简单的煤层井筒不需要特殊方法施工的缓倾斜及倾斜煤层煤层赋存深度2001000m，含水砂层厚度20400m,立井开拓的适应性很强，一般不受煤层倾角，厚度，瓦斯，水文等自然条件限制技术上也比较可靠当地质条件不利于平硐或斜井开拓时均采用立井开拓方式技术评价根据设计井田的地表状况，煤层赋存及工业广场的布置等实际情况，如用综合开拓不利于地面工业广场的布置，也不利于井底车场的布置，井下的联系和生产调度较为繁琐，故该方案在技术不合理，不适合本设计矿井所以本井田不利于用综合开拓.本井田垂深达-700m，根据井田的地质构造和煤层的赋存情况分析不宜采用双斜井拓根据井田的地表情况，地质构造，煤层赋存等因素，采用双立井开拓方案可行本矿井田的地表，地质构造，煤层赋存等因素，适合采用双立井开拓，故此方案在技术上可行由表内技术比较可知，东荣一矿选用双立井的开拓方式。2.井口位置的选择合理确定井口的位置，对于井下开拓部署、地面设施布局及运输线路的布置有着决定性影响。有利井口位置不仅能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，而且对矿井迅速达产和正常生产接替，提高矿井技术经济效益起着十分重要的作用。因此，在确定井口位置时需要综合考虑以下主要因素和原则：（1）地面条件：井口要避开地面滑坡、岩崩、雪崩、泥石流、流砂等危险地区；井筒位置应选在比较平坦的地方，并且满足防洪设计标准；工业场地不占或少占用良田；井口及工业场地位置必须符合环境保护的要求；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。（2）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；勘探程度及初期工程量。井筒应尽量避开或少穿地质及水文复杂的地层或地段；考虑到以上各个因素，在东荣一矿新井设计中，井筒应沿走向的有利位置布置在井田的中央。这样可以尽量避免井筒偏于一侧，造成单翼开采的不利局面。由于在倾斜方向还不能确定，于是提出三种沿井田倾斜方向的井筒位置方案：方案一：井筒位于井田深部方案二：井筒位于井田中部方案三：井筒位于井田浅部经过简单的技术比较后认为：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；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；井筒位于井田浅部，煤柱尺寸最小，压煤最少，但石门最长；本井田可采煤层16#、17上#、20#均为缓倾斜中厚煤层，井田走向长度适中，但倾斜长度较大，从保证一水平合理的服务年限和有利于井下运输的角度出发，应该将井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置。由此初步确定本设计井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方。3.2.2 开采水平数目和标高根据井田外长（垂高）的大小、开采煤层的多少和煤层倾角的陡缓，井田内可设一个或多个开采水平。开采水平垂高是指该开采水平上下边界之间的垂直距离。合理的开采水平垂高应以合理的阶段垂高为前提，并使开采水平有合理的服务年限，有利于矿井水平的接替，还要有较好的技术经济效果。东荣一矿新井设计井田水平垂高的确定主要考虑了以下几个因素：1.合理的水平服务年限；2.生产成本；3.煤层赋存条件及地质构造；4.井底车场及其主要硐室的位置应尽量处于较好的岩层内。5.水平接替；根据上述因素，本设计井田设计提出水平划分方案如下：东荣一矿井田划分为两个开采水平：一水平标高-300 m，二水平标高为-550 m。一、二水平均实行俯仰斜开采。表3-2 水平储量及服务年限表水平可采储量（Mt）服务年限（a）方案一水平173.2140二水平104.6126从表中可以得知，这种方案的水平服务年限能够满足一水平服务年限不小于30年的基本要求，且能够有利于带区的接续，吨煤成本相对较低，巷道利用率高，是比较合理的划分方法。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。.开拓巷道布置方式的选择根据所给可采煤层的数目和层间距离不同，大巷的布置方式分为单煤层布置，分煤组布置和全煤组集中布置。采用集中运输大巷时，由开采水平大巷开掘采区石门，为各煤层服务，当煤层倾角太大时，层间联系也可用溜井或斜巷。各种方式的适用条件如下：（）单煤层大巷适用条件井田走向长度短，服务年限不长；煤层数不多，层间距大，石门长；煤质牌号不同，要求分采，分运；井底车场或平硐在煤层顶板；产量和风量均较大，需要疏解；各煤层底板均有坚硬岩层（）分组集中大巷适用条件多水平生产，容易解决运输，通风的干扰；按煤层的特点根据运输，通风要求组合，经济上有利；煤层数多，层间距大小悬殊；（）集中运输大巷适用条件适于煤层层数多，层间距不大的矿井；井田走向长度大，服务年限长；下部煤层底板有坚硬岩层，容易维护；煤质牌号相同，要求分采分运；自然发火严重，便于分区，分段处理事故；采区尺寸大，石门长度短运输大巷的布置：运输大巷的主要任务是担负煤矸、物料和人员的运输，以及通风、排水、