双鸭山矿业集团东荣一矿煤矿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煤矿3.0Mt/a的新井设计，共有3层设计可采煤层，平均总厚度为7.8 m，煤的工业片牌号为长焰煤。设计井田的可采储量为3.42亿t。服务年限为81a。划分三个水平开采。本设计矿井采用立井的开拓方式，集中大巷及采区石门的大巷布置方式。共划分3个采区，其中首采区为1个，投产工作面2个，建井工期个43.2个月。本设计采区为中一，大巷道装车式下部车场，采用对角式通风，综合机械化采煤。年工作日为330天，采用“四、六”式工作制，工作面长为220m，每刀进度为0.8m，每日割9刀。提升设备为主井采用箕斗提升，副井采用罐笼提升。关键词：采煤工艺 开拓方式 AbstractThe task of this design is to construct a 3.0million tons new shaft for ShuangYaShan Mine Administration.This mine has three minable Coal Seams and its average thickness is 7.8 meters, types of coal seam is long flame coal. Designed field of minable capacity is 342 million tons,It can adapt for 81years and is divided into three level。This mine shaft is applied to double indined shaft development method; Layout of gathing gallergand mining district eross heading; This level is divided into 8 mining districts and 2 worked faces. Time of constructing shaft is 43.2 months. This worked face is middle 1 and 2 worked face, work 330 days every year. Adapt “four-six” work situation, work face is 220 meters length of circle is 0.8meters, and times is 9 one day.Key word: mining technology development way of mine目 录摘要IAbstractII绪论- 1 -第1章 井田概况及地质特征- 2 -1.1 井田概况- 2 -1.1.1交通位置- 2 -1.1.2地形地势- 2 -1.1.3气象及地震情况- 3 -1.1.4水文地质情况- 3 -1.1.5煤田开发史- 3 -1.1.6工农业生产及煤炭建设规划概况- 3 -1.1.7水源及电源- 3 -1.2 地质特征- 4 -1.2.1矿区范围内的地质情况- 4 -1.2.2井田范围内和附近的主要地质构造- 4 -1.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征- 5 -1.2.4岩石性质、厚度特征- 5 -1.2.5井田内水文地质情况- 6 -1.2.6煤质、牌号及用途- 7 -1.3 勘探程度及可靠性- 8 -第2章 井田境界、储量、服务年限- 10 -第2章 井田境界、储量、服务年限- 10 -2.1 井田境界- 10 -2.1.1井田周边状况- 10 -2.1.2井田境界确定的依据- 10 -2.2 井田储量- 10 -2.2.1井田储量计算- 10 -2.2.2保安煤柱的设计方法- 10 -2.3矿井工作制度、生产能力、服务年限- 13 -2.3.1矿井工作制度- 13 -2.3.2设计生产能力和服务年限- 13 -2.3.3矿井服务年限的确定- 14 -第3章 井田开拓- 15 -3.1概述- 15 -3.1.1确定井田开拓方式的原则- 15 -3.2 矿井开拓方案的选择- 15 -3.2.1井筒形式和井筒位置- 15 -3.2.2井筒的位置- 17 -3.2.3开采水平的数目及高- 18 -3.2.4开拓巷道的布置- 18 -3.3 选定开拓方案的系统描述- 19 -3.3.1井硐形式和数目- 19 -3.3.2井筒位置及坐标- 20 -3.3.3水平数目及高度- 21 -3.3.4石门、大巷数目及布置- 21 -3.3.5井底车场的形式及选择- 22 -3.3.6煤层群的联系- 23 -3.3.7采区划分- 23 -3.4 井筒布置和施工- 24 -3.4.1井筒穿过的岩层性质及井筒支护- 24 -3.4.2井筒布置及装备- 25 -3.4.3井筒延深意见- 25 -3.5 井底车场及硐室- 26 -3.5.1井底车场形式的确定及论证- 26 -3.5.2井底车场的布置，存车线路，行车路线布置长度- 27 -3.5.3通过能力计算- 29 -3.5.4 井底车场主要硐室- 32 -3.6 开采顺序- 32 -3.6.1沿煤层走向的开采顺序- 33 -3.6.2沿井田倾向的开采顺序- 33 -3.6.3采区接续计划- 33 -第4章、采区巷道布置及采区生产系统- 34 -4.1 采区概述- 34 -4.1.1采区布置的要求- 34 -4.1.2设计采区的位置、边界、范围及采区煤柱- 34 -4.1.3采区的地质和煤层情况- 34 -4.1.4采区的生产能力、储量和服务年限- 35 -4.2 采区巷道布置- 35 -4.2.1区段划分- 35 -4.2.2采区上山布置- 36 -4.2.3采区车场布置- 38 -4.2.4煤仓形式、容量及支护- 40 -4.2.5采区硐室简介- 41 -4.2.6回采工作面的接续- 42 -4.3.1采区巷道的准备顺序- 42 -4.3.2主要巷道的断面图- 42 -第5章 采煤方法- 44 -5.1 采煤方法的选择- 44 -5.1.1采煤方法选择的制约因素- 44 -5.2采煤方法选择- 44 -5.2.1选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备- 44 -5.2.2设备选型- 45 -5.2.3选择采煤工作面循环方式和劳动组织形式- 46 -第6章 井下运输与矿井提升- 49 -6.1 矿井井下运输- 49 -6.1.1运输方式和运输系统的确定- 49 -6.1.2矿车的选型及数量- 49 -6.1.3采区运输设备的选择- 50 -6.2 矿井提升系统- 50 -第7章 矿井通风安全- 52 -7.1 矿井通风系统的确定- 52 -7.1.1概述- 52 -7.1.2矿井通风系统的确定- 52 -7.1.3主扇工作方式的确定- 53 -7.2 风量计算与风量分配- 53 -7.2.1矿井风量计算的规定- 53 -7.2.2风量计算- 53 -7.2.3风量分配- 55 -7.2.4风速的验算- 55 -7.2.5风量的调节方法与措施- 56 -7.3 矿井通风阻力计算- 57 -7.3.1确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力- 57 -7.3.2矿井等积孔计算- 58 -7.4 通风设备的选择- 59 -7.4.1主扇的选择计算- 59 -7.4.2电动机的选择- 60 -7.5.1预防瓦斯及煤尘爆炸- 60 -7.5.2火灾与水患的预防- 61 -7.5.3其他事故的预防- 61 -7.5.4避灾路线及自救规定- 62 -第8章 矿井排水- 63 -8.1概述- 63 -8.1.1矿井水来源及涌水量- 63 -8.1.2对排水设备的要求- 63 -8.2 矿井主要排水设备- 64 -8.2.1排水方式与排水系统简介- 64 -8.2.2主排水设备及管路的选择计算- 65 -第9章 技术经济指标- 69 -参考文献：- 71 -结论- 72 -致谢辞：- 73 -附录1- 74 -附录2- 80 -VI绪论我国是煤炭资源丰富，储量和产量均居世界前列。近年来随着国民经济的发展和综合国力的提高，石油、天然气、水力、核电等其他能源有了较大的发展，但是煤炭仍然是我国的主要能源，预计在今后相当长的时间内这种状况不会有根本性改变。进入新世纪以后，要求我国煤炭工业深化改革，尽快摆脱粗放经营的旧模式，步入低投入、高产出、高效益的良性循环轨道。煤炭工业的发展依赖的是先进的煤炭先进技术。其中包括采矿工程技术。作为一名采矿专业的学生，即将成为煤炭行业的工程技术人员。在通过大学四年的学习，我掌握了很多专业知识，为了能更好的巩固和运用这些知识，借毕业设计这个机会我做了黑龙江省双鸭山市东荣一矿的新井设计，而且我在毕业实习中也收集到了很多东荣一矿的资料。本设计主要是关于新矿井的建设，其中包括开拓方式、采煤工艺、支护方式、设备选型以及矿井的各个系统。本设计包括通风安全方面、采煤工艺方面、岩石力学方面以及CAD制图方面的知识。在设计时，需要对矿井的地质情况、煤层的受力等情况进行分析等工作。我通过做本次毕业设计，学到更多的采矿专业知识，巩固我所学过的各种知识，并且能够很好的运用他们，从而也为我以后的工作打下良好的基础。第1章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1交通位置东荣一矿位于黑龙江省双鸭山市境内的东北方向，距双鸭山市55km。1 、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，交通极为便利。见图1-1图1-1 东荣一矿交通位置示意1.1.2地形地势东荣一矿区井田地表低山丘陵区，地面多被黄土覆盖，经侵蚀切割，形成黄土梁峁。地势总趋势西南高，东北部低，最高点在西南角标高为1338.3m，最低点在东南角，标高为1215.3m，相对高差123m。区内麦地掌沟呈弧状(向北凸)将全区地形划成南北两部分，北侧沿井田边界为一条长梁，南侧为掌状台梁，两侧地势均呈缓坡状，向麦地掌沟谷底倾斜，沿沟两侧沟谷发育，其深度多在2030m间。冲沟两壁基岩裸露。麦地掌沟谷底大部分比较开阔，部分地段狭窄呈“V”字形，多呈“U”字形。地表流水基本汇于麦地掌沟，向东南流出井田，汇入七里河。1.1.3气象及地震情况矿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-20-30。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。1.1.4水文地质情况东荣矿区境内无湖泊、七星河从该区东侧流入挠力河，最后注入乌苏里江。1.1.5煤田开发史东荣煤田为新近开发，以前没有煤炭开采的历史，为双鸭山近期开发的煤田。1.1.6工农业生产及煤炭建设规划概况本区以农业为主，主要农作物有谷子、攸麦、豆类及油料等，近年工矿企业发展较快，主要为煤矿、化肥、建材、机械加工及制造业，其中煤矿为该区重要的支柱行业。1.1.7水源及电源 东荣矿现有10kV专用线引自店坪35kV变电站，该站电源引自铺上220kV变电站，铺上变电站距东荣一矿4km。正在建设的选煤厂拟建35kV变电所，矿井改扩建后的电源可直接取自铺上变电所或由选煤厂转供，双回路供电系统建成后，能满足矿井生产的用电需求。矿区及附近地下水发育良好，但因煤矿开采，使潜水遭到一定破坏，不能作为矿区可靠的生活水源。东荣一矿由一眼深井供水，日出水量约1200 m3,能满足改扩建后的生活用水。井下排水处理后可作为井下消防洒水，矿井水源有保障。1.2 地质特征1.2.1矿区范围内的地质情况东荣矿区地层走向为EW，倾向为S,倾角为812。地层厚度为90-150m。表土及风化带厚度约20-63m，表土中无流沙岩。岩层多由细砂岩及中砂岩构成。1.2.2井田范围内和附近的主要地质构造矿区地质构造主要有褶皱、断裂。断裂为主、褶皱次之。井田南部、东部局部有向斜构造，井田范围内主要有六条断层，叙述如下：F1断层：位于东荣矿东北部，走向近115125，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132150, 倾向NE，倾角75，落差在030米，正断层。8号煤层采区巷道实见，控制程度可靠。F13断层：位于东荣矿西部， 断层走向130140,倾向SW，倾角75，落差015米，正断层。深部860孔实见， 控制程度较可靠。F14断层：位于东荣矿西部， 断层走向127131,倾向SW，倾角75，落差2040米，正断层。 控制程度较可靠。表1-2 东荣一矿断层统计一览表序号断编层号性质产 状落差(米)可程靠度走向(度)倾向倾角(度)1F1正115-125SW7050-90可 靠2F10正132-150NE750-30可 靠3F13正130-140SW750-15较可靠4F14正127-131SW7520-40较可靠5F17正138-153SW7570-100较可靠6F18正140-150NE7516-35较可靠7南部断层逆60-112S80600-1500可 靠F17断层：位于东荣矿西南部，东荣勘探区边界断层，断层走向138153，倾向SW，倾角75，落差在70100米，正断层。 控制程度较可靠。F18断层：位于东荣矿西南部，为东荣勘探区西部边界断层。断层走向140150,，倾向NE，倾角75，落差1635米，正断层。 控制程度较可靠。南部断层：位于东荣矿南部，为东荣勘探区南部边界断层。断层走向60112的弧形断层,倾向S，倾角80，落差6001500米，逆断层。 控制程度可靠。见表1-21.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征煤层赋存不深，倾角在6-32，平均在8左右，详见表1-3表1-3 煤层赋存特征表1.2.4岩石性质、厚度特征煤层顶底板的厚度一般都大于8m,多为砂岩，而且比较坚硬。1.2.5井田内水文地质情况东荣井田水文地质类型为中等，其划分的主要依据为：1、受采掘破坏或影响的含水层：矿井充水主要含水层是煤系裂隙含水层，含水较丰富，单位涌水量为1.317升/秒米，且以静储量为主。孔隙裂隙、含水层补给一般，只是含水层之间的相互补给。据此水文地质类型符合中等。2、单井涌水量：从1984年建井到2006年底，由投产初期的矿井涌水量为346.9立方米/小时左右，到2006年7月矿井涌水量为1497立方米/小时，尤其是1997年以来，矿井涌水量有增大趋势，据此条水文地质类型又偏复杂。3、开采受水害影响程度：采掘工程在一定程度上受水害影响，但因资料较清楚，不威胁矿井安全，从这一条看符合水文地质条件中等。4、防治水工作难易程度：矿井防治水工作较简单，主要是进行水文补勘，表1-4 煤层特征表序号煤层名称层间距（m）围岩煤的牌号 硬度容重煤层稳定性 煤厚（m）倾角顶板底板19#25.632.1泥炭粉沙岩中，粗沙岩长烟煤中硬1.38较稳定2.18210#中粗砂岩粉沙岩无烟煤中硬1.48较稳定4.1.8312#中细砂岩细砂岩长烟煤中硬1.36较稳定1.68及时查清第三、四系厚度及水位动态，以合理确定回采上限和采掘针对性的防治水措施，及时查清巷道和空区积水，及时探放。见表1-4、表1-5、表1-6。综上所述，根据矿井水文地质规程第4条分类原则，确定该矿井水文地质类型为中等偏复杂。表1-5 岩石的物理性质指标表 岩石 类型颗粒密度(g/cm3)块体密度(g/cm3)空隙率n(%)吸水率（%）软化系数KR凝灰岩2.56-2.782.29-2.501.5-7.50.5-7.50.52-0.86砂岩2.60-2.752.20-2.711.6-28.00.2-9.00.65-0.97泥灰岩2.70-2.802.10-2.701.0-10.00.5-3.00.44-0.54表1-6 岩石力学强度指标表岩石 名称抗压强度c(MPa)抗拉强度t(MPa)摩擦角()内聚力C(MPa)砂岩20-2004-2535-508-40泥灰岩10-1002-1015-303-201.2.6煤质、牌号及用途东荣一矿煤层通过钻孔化验和矿井生产的实际开采证实，煤种有长焰煤（CYM）、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。矿区煤层由于受岩浆岩侵入，煤质变化较大，线以东受岩浆岩影响较小，挥发分大于35，胶质层35mm；线以东受岩浆岩影响较大，挥发分小于15，胶质层为0。综上所述煤质特征：本井田依据“中国煤炭分类标准（GB5751-86）”，采用精煤干燥无灰基挥发分Vdaf()，粘结指数GRI（或Y），及奥亚膨胀度b（）作为指标来划分煤种。东荣井田煤层含特低硫、低磷、低中富灰煤，中等高发热量，低中高变质的长焰煤（CYM）、弱粘结煤（RNM）、气煤（QM）、贪煤（PM）、气煤（QM）以及无烟煤（WYM），可以作为民用及动力用煤。1、 物理性质多为亮煤、半亮煤及半暗煤，水平层状构造，结构致密、脆质，垂直节理发育，玻璃光泽，距状或平面断口，镜下多见凝胶化基质，木质镜煤、丝炭，角质化物质较少，树脂体少，透明基质和形态分子含量略等，且发鲜红色，形态分子结构不归整，镜下可见无机物，有石英碎屑及菱铁矿物等。比重在1.35-1.48g/cm3之间，摩氏硬度约2-2.5。2、 化学性质及煤种煤质变化规律符合希尔特定律： A挥发分随着深度的增加而降低，B煤的变质程度随着深度的增加而提高。3、 煤的工艺特性煤层属中低灰份，灰份多为内在灰份，系二氧化硅、氧化铁等，氧化镁、氧化钙较少，故灰熔点可达1250以上。4、 用途一般作为配煤炼焦使用。1.3 勘探程度及可靠性东荣矿井的勘探分普查、精查、补堪和深部补堪四类。勘探程度及煤层控制程度详见表1-7、表1-8 表1-7 钻孔勘探表 勘探时间勘探阶段孔数(个)工程量测井评级综合评级（米）特甲乙特甲乙特甲乙1965年找矿41697.04441966年详查5918541.0233626331336101971年精查5317709.4328252924183411988-1986生产补勘199226.452107216121611994-1999生产补勘2315132.75216581418141合计15862306.63477771085634110017表1-8 煤层点质量统计表煤层号钻探测井采用甲乙丙计甲乙丙计甲乙丙计95017239063245927723161161052162088523148766271711012411829886325391782314115 第2章 井田境界、储量、服务年限2.1 井田境界2.1.1井田周边状况东荣一矿东起各煤层露头及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44.4平方千米。2.1.2井田境界确定的依据1 、 以大的断层和勘探边界为矿界2 、 以保证井田的合理尺寸，及与邻近矿区处理好关系2.2 井田储量2.2.1井田储量计算参加储量计算的煤层有9#、10#、12#共三层煤。根据煤炭资源地质勘探规范规定，工业指标确定为倾角小于25煤层，能利用储量选用厚度0.70m,灰分40%；倾角为8，能利用储量厚度选用0.60m,暂不能利用储量选用0.500.60m，东荣一矿的三层煤都是能利用的储量，符合开采的标准。2.2.2保安煤柱的设计方法对于必须留设保护煤柱的建筑物和构筑物，当其形状规整，且长轴与煤层走向或倾向平行时，宜采用垂直剖面法圈定保护边界。立井井筒保护煤柱设计采用垂直剖面法；工业场地保护煤柱按照数字标高投影法，工业场地压煤近似为梯形。一般来说，井田边界煤柱40米，河流保护煤柱为河床两侧各40米，大的断层一侧留煤柱1540米，有时也要根据具体的情况而定。详见表21。 1、井筒煤柱地面受保护面积，包括井架、提升机房和围护带，围护带 的宽度为20m，主副井筒保护煤柱以岩层边界角圈定。2、工业广场地面受护面积包括工业产地内为煤炭生产直接服务的工业厂房、服务设施和围护带，围护带的宽度为20米，煤按岩层移动角圈定。详见表22表21建筑物、构筑物保护煤柱的围护带宽度建筑物和构造保护等级围护带宽度（米）表22地质条件及冲积层和基岩移动角值井筒垂深煤层厚度煤层倾角冲积层厚度2187.88-12456872.67020m3、煤柱留取尺寸在区段运输平巷和轨道平巷之间留设区段煤柱，对一般煤质和围岩条件的近水平、缓斜及倾斜煤层、薄及中厚煤层不小于米。采区边界一般留设宽度米左右。详见表23断层煤柱留取尺寸：断层落差很大，断层一侧煤柱宽度不小于米，落差较大的断层一侧煤柱一般为米，落差较小的断层通常可以不留设 断层煤柱。井田境界煤柱按米留设。表23护巷煤柱尺寸名称薄及中厚煤层厚煤层备注巷道一侧两巷之间巷道一侧两巷之间水平大巷煤层倾角较小时煤柱可小一些采区上（下）山左右左右2.2.3储量计算方法采用分水平及投影块段法，用煤层真厚度和斜面积计算储量，块段平均厚度采用钻孔见煤厚度，以算术平均法求出。计算公式： 式中Q块段储量S块段平面积煤层平均倾角M 块段平均厚度煤的容重，详见表24。块段面积在1：10000的煤层储量计算图上用电子求积仪求得，块段倾角采用余切尺量得表2-4 煤的容重 序号煤层号容重/（g/cm3）191.382101.483121.362.2.4储量计算评价矿井的煤层发育良好，厚度较稳定，倾角缓倾斜，井田范围内大的构造控制可靠，水文地质条件中等，储量计算较为可靠。煤层储量见表25表25煤矿储量计算表煤层号面积/m2工业储量/Mt永久煤柱/Mt可采储量/Mt占总储量百分比943.4125.235.0690.1426.410 44.1 270.387.85182.4553.11243.8 97.6827.3570.3320.5总计493.18150.26342.922.3矿井工作制度、生产能力、服务年限2.3.1矿井工作制度依据煤矿安全规程，煤矿生产许可法和劳动法有关规定，结合东荣矿的实际情况，拟制定工作制度如下：1、设计年工作日330天，日提升16 时2、采用“四六”作业制，三班生产，一班准备。2.3.2设计生产能力和服务年限1、矿井生产能力是煤矿生产建设的 重要指标，在一定程度上反映了矿井生产技术面貌，是井田开拓的一个主要参数，也是选择井田开拓方式的重要依据之一。2、 确定矿井生产能力的重要因素a、矿井生产能力和服务年限的关系，实质上就是矿井生产能力和矿井储量的关系。b、地质和开采条件技术装备和管理水平矿井与水平服务年限，矿井与水平服务年限计算公式T=Zm/(A*K)式中T 设计计算服务年限Zm可采储量，万吨；A年产量，万吨/年K储量备用系数，宜采用1.31.53、设计生产能力矿井生产能力的大小主要根据井田储量、煤层赋存状况、地质条件等情况来确定，还应考虑当前及今后市场的需煤量。根据该井田的实际情况，初步拟定了三种矿井年生产能力方案，具体如下：方案：3.0 Mt/a方案：2.4Mt/a方案：1.8 Mt/a 上述三种方案，具体选择哪一种，还应根据矿井服务年限来确定。并符合表2-62.3.3矿井服务年限的确定矿井服务年限的计算公式如下：（）式中：矿井设计可采储量，Mt生产能力， MtaK矿井储量备用系数，K.31.5根据本设计矿井实际情况，K值取1.4。矿井服务年限 依据以上拟定的矿井生产能力，服务年限的确定现提出三种方案，具体如下：方案：3 Mt/a （）81.6方案：2.4Mt/a （）= 102方案：1.8Mt/a （）=136参照煤矿工业矿井设计规范规定，方案A较合理，即：矿井生产能力：B3.0Mta，矿井服务年限81a。表2-6 矿井服务年限表矿井生产能力Mt/a矿井服务年限(a)第一水平设计服务年限（a）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60-7030-35_1.2-2.450-6025-3020-2515-200.45-0.940-5020-2515-2010-15 第3章 井田开拓3.1概述东荣一矿建设必须严格按照设计大纲的要求，确定矿井开拓方式必须充分考虑多个主井工艺系统的机械化装备水平。矿井机械化程度的高低的不仅直接影响井型和经济效果，而且往往由于提升，运输设备的革新发展，而引起开拓本身发生变化，其中煤层赋存深度和冲积层的水文地质条件对开拓方式影响最大。3.1.1确定井田开拓方式的原则、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；、合理的确定开采水平数目和位置、大巷布置及井底车场；、确定矿井开采程序和水平接续以及开拓延深、技术改造；3.2 矿井开拓方案的选择3.2.1井筒形式和井筒位置、井筒形式的确定根据东荣一矿井田的地表及煤层等实际情况，煤层在地面-90米以下，且属于缓斜煤层，不符合平硐开拓方式的要求，应直接否定。现依据东荣一矿井田的地形，地质构造，煤层赋存等因素，提出以下三种井筒开拓方案，具体情况如下：方案I 双斜井开拓方案II 双立井开拓方案III 主立井副斜井开拓以上三种井筒开拓方案技术比较如下：1、双斜井开拓1、东荣一矿属于缓斜煤层，最底层煤标高在-750米左右，在自然条件相同时，斜井要比立井长得多。由于斜井较长，沿井筒敷设管路，电缆所需的管线长度较大。2、由于东荣一矿设计产量为3.0M/a，所以，需要较多大的、先进的设备，采用绞车提升时，提升速度低，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、 斜井通风风路较长，斜井井筒断面小， 通风阻力过大，可能满足不了通风的要求，需要较大的风机，增加了通风的难度，不得不另开专用进风或回风的立井并兼做辅助提升。适用条件 ：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。技术评价；东荣一矿煤层赋存深度为+10-750m,且煤层为缓倾斜煤层，但涌水量相对比较大，如用斜井，井筒长运输费用大，在经济上和技术上不太合理，但可行。、双立井开拓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，能满足设计生产能力的要求；2、机械化程度高，易于自动控制，符合煤矿未来的发展的方向，并能提高劳动生产率，减少成本；3、东荣一矿的岩石比较稳定，所以，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，管线短，人员升降速度快，满足运输、通风的要求；适用条件：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。、主井立副斜井开拓如果井口相近，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。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。根据上述开拓方案的技术比较，确定双立井开拓与双斜井开拓方案在可行根据规定，对技术可行的方案还应进行经济比较，表3-1。依据表上述各种方案比较，得知立双井开拓最合理、经济。3.2.2井筒的位置合理的井筒位置应使井巷工程量，井下运输工作量，井巷维护工作量较少，通风安全条件好，煤柱损失少，有利于井下的开采部署。应分别分析井田走向及倾向的有利井筒位置。对矿井井筒位置有以下的要求：、井筒沿走向的有利位置应在井田的中央当井田储量呈不均匀分布时，应在储量分布的中央。 、井筒沿煤层倾向的位置，应使总的石门工程量小，初期工程量及投资小，建井 期短，且煤柱损失小。依据东荣一矿的井田储量分布图，及剖面图。考虑垂直划分及水平划分和主要巷道布置，确定井口的位置在整个井田的储量中央，坐标为：主井：-24358、 63224副井：-24227、 633103-1 比较方案费用表 方案项目名称 方 案一方案二 方案三 （万元）基建费用 立井开凿 302 134.94 194石门运输77.635.250.84井底车 场90 200 198（万元）生产费用立井提 升188.7 584.1584.1石门运输498.3 84.9 348.3 总计（万元）1156.61096.84 1375.243.2.3开采水平的数目及高开采水平的划分与井田内阶段的划分密切相联系，而井田内划分阶段主要取决于井田斜长和阶段尺寸大小。水平垂高是指该水平开采范围的垂高合理的水平垂高的要求：1、合理的阶段斜长，且以合理的阶段垂高为前提2、合理的区段数，是保证采区正常生产和接替的区段数3、要保证开采水平有合理的服务年限及足够的储量4、可以通过经济比较的方法，选择有利的水平垂高根据以上各方面原因及本井田的实际情况，现确定水平划分方案如下：方案一：两水平上下山开采 水平标高 -200m，-500m 阶段垂高300m 一水平储量 13988.5万吨 二水平储量10491.4服务年限81年方案二：两水平上山开采 水平标高 180m,450 m，-620m 阶段垂高270m，170 m 一水平储量10491.42万吨 二水平储量8742.85万吨 三水平储量 5245.71万吨 一水平服务年限35a 二水平服务年限29a 三水平服务年限17 a参照上述二种方案的各项数据，各方案评价如下：方案一：该方案的阶段垂高过大，阶段斜长也大，设备不能满足生产的需要，设计不符合煤炭工业矿井设计规范规定，本方案不可取。方案二：该方案的水平服务年限及垂高均符合采矿工程设计手册规定，有利于矿井的生产，根据东荣井田的实际情况，方案二技术上可行3.2.4开拓巷道的布置巷道应该便于运输，利于掘进和维护，能满足矿井通风安全的需要。特别是运输大巷，它是开采水平运输的核心。巷道主要任务是担负煤矸，物料和人员的运输，以及通风，排水，敷设管线，满足生产要求。根据煤层埋藏特征和采矿工程设计手册的有关规定，并考虑到各煤层的间距宜采用集中大巷，采区联合布置方式，为减少煤柱损失和保证大巷维护条件，运输大巷布置在12#煤层的底板下的厚砂岩中，上水平的运输巷用做下水平的回风巷，这样有利用井下运输效率。生产系统较简单。、开拓巷道布置方式的选择根据煤层的数目和间距，大巷的布置方式分为分煤层运输大巷，分组集中运输大巷和集中运输大巷采用集中运输大巷时，各煤层（组）间用采区 区石门联系，当倾角较大时，层间联系也可用溜井或斜巷， 分煤层大巷适用于煤层数不多，层间距大，石门长；井田走向长度短，服务年限不长；井底车场或平硐在煤层顶板；煤质牌号不同，要求分采，分运；产量，风量均大，需要疏解；各煤层底板均有坚硬岩层；分组集中大巷适用于煤层数多，层间距大小悬殊；按煤层的特点根据运输，通风要求组合，经济上有利；多水平生产，容易解决运输，通风的干扰；集中运输大巷适用于适于煤层层数多，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；设计井田的可采煤层为9#、10#、12#煤层，由于煤层只有三层，层间距不太大，井田走向长，服务年限达81年，底部岩层坚硬，所以根据东荣井田的实际情况，拟本井田采用集中运输大巷和采区式石门布置方式。3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1井硐形式和数目根据井田的地形地势，煤层赋存，地质构造等因素，经过第二节中井筒形式确定方案的技术分析和经济比较，该矿井采用双立井开拓，即一主一副两个井筒。详见图3-1、3-2、3-31、开采水平、采区的生产正常接续，从而保证矿井持续稳产、高产；2、符合煤层采动影响关系，最大限度采出煤炭资源；3、合理集中生产，充分发挥机械设备的能力，减少巷道维护费；4、便于灾害防治，有利于巷道维护。第4章、采区巷道布置及采区生产系统 4.1 采区概述4.1.1采区布置的要求1、有利于矿井合理集中生产，使采准巷道系统有合理的生产能力和增产潜力；2、力求在技术和经济上合理，简化巷道系统减少巷道掘进和维护工程量，便于采掘正常衔接；3、煤炭损失少，有利于提高采出率；4、安全生产条件好，符合有关规定；4.1.2设计采区的位置、边界、范围及采区煤柱 根据东荣一矿的开拓方式、煤层赋存状况以及开采投产的要求，采区的位置及边界见采区布置图，采区煤柱包括采区范围内的巷道煤柱、采区边界煤柱、断层煤柱和隔水煤柱等，根据有关要求和采区的实际情况，采区煤柱留设如下：大巷两侧保护煤柱留25米，上下山保护煤柱其间宽20米，两侧各留保护煤柱30米，采区边界煤柱宽度留设30米（两个采区之间），当采区边界挨井田边界时，保护煤柱按井田边界留设20米，区段保护煤柱留设12米。露头处留设50米。4.1.3采区的地质和煤层情况采区地质条件比较简单，由西向东逐渐增厚，岩性以粗、中砂岩、细砂岩、粉砂岩、辉绿岩、闪长斑岩及煌斑岩为主，在底部有1-2层是凝灰岩，夹有植物化石，其岩相以湖泊相为主。9#-单一结构煤层，顶板岩性为中、细砂岩。煤种主要是长焰煤，。10#-为单一结构煤层，煤层顶板岩性以中、粗砂岩为主，其次为含炭粉砂岩及凝灰质粉砂岩。煤种以长焰煤为主。12#-全区可采煤层，煤层顶板岩性为含炭泥岩及粉砂岩，煤种以长焰煤为主，其次为弱粘结煤。12号煤层自北向南煤层有增厚趋势。4.1.4采区的生产能力、储量和服务年限1、影响采区生产能力的因素1、煤层赋存情况2、地质构造情况和开采技术条件3、采煤工艺和设备装备水平2、确定采区生产能力的方法1、采煤工作面单产计算2、采区内同采工作面数目3、采区运输和通风能力3、采区生产能力、储量和服务年限东荣一矿煤层赋存条件好，地质构造简单，采用先进的采煤工艺和设备，拟确定东荣一矿同采工作面为2个综采工作面，采区生产能力为300万吨/年，各采区的服务年限详见采区接续表3-5 4.2 采区巷道布置 4.2.1区段划分由于采区采用走向长壁采煤法，划分则以工作面长度为标志。拟设计采用分区式通风，运输大巷设在-180m标高处，矿井三层煤层厚度7.8m 左右，采用分层开采。工作面长度的确定采区设计产量为3.0Mt/a，2个工作面，即工作面日产量为4545t/d。确定工作面长度的公式如下：QLrmnLC式中： Q工作面日产量，tL工作面斜长，m r煤的容重， t/m3 m采高，m n昼夜循环数 C采区回采率（本采区取0.98）即： Q =220*9*0.8*1.38*2.1*0.98 =4712.84吨所以年生产能力为4712.84*330*2=3.11Mt根据综采工作面经济长度和有关规定，L大约为220米。采用走向长壁采煤，上式计算得到的L值，还应通过下述公式确定的工作面L来校核，若LL则L合理。L=（60VBCM）（QbSnP）式中：V工作面内允许的最大风速，取4m/sB工作面最小控顶距，mC风速收缩系数0.9-0.95M工作面采高，mQb昼夜产煤一吨所需风量，m3/tSn循环进度P煤层生产率昼夜循环数由此可知，工作面长度为220米，截深为0.8米，年生产时间为330天，即可达产。4.2.2采区上山布置东荣一矿为低瓦斯矿井，按照设计要求，拟布置三条上山，分别为轨道上山，运输上山和回风上山，为了实现两翼开采结合生产均衡的要求，三条上山大致位于采区走向中央，布置同一层面的煤层中。间距大致为20米，其中三条上山倾角大约为8-12度，轨道上山为了减少巷道量以及方便运输做一定坡度变化，先急后缓。轨道上山和回风上山均透地表。三条上山布置的方案比较见图4-1、4-2、4-3 图4-1 三条上山布置在12#底版岩石中24003+610 102=19400 M 当三条上山布置在第四层煤12#煤层底板的岩石中时，距离9#煤层的石门较长，在开采每个区段时，都需要打区段石门。 图4-2 分煤层布置三条上山610102=12200 M 由此可以看出，掘进的工程量小，因此费用也不大，但石门短，采掘方便，风量集中。 图4-3 分组布置240032+6109=19890M由此可以看出，工程量也不小，所需经济费用相对也大，但石门较短，风量集中。从上述的比较来看，第二种方案掘进的工程量小，费用也不大，而且石门短，采掘方便，风量集中。所以第二种方案为优。4.2.3采区车场布置采区上、下山与区段平巷或阶段大巷连接处的一组巷道和硐室称之为采区车场，采区车场的主要作用是在采区内运输方式改变或过度的地方完