- I - 摘 要 本設(shè)計(jì)礦井為雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)東榮四礦 1.8Mt/a 新井設(shè)計(jì)，共有 3 層可采 煤層，平均總厚度 14m。煤層工業(yè)牌號(hào)為氣煤，設(shè)計(jì)井田的可采儲(chǔ)量為 166.56Mt，服務(wù)年限為 66.1a。 本礦井設(shè)計(jì)采用雙立井方案開(kāi)拓，劃分兩個(gè)水平，一個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)。采用 集中大巷布置，大巷采用 10t 架線(xiàn)式電機(jī)車(chē)牽引 3t 底卸式礦車(chē)運(yùn)輸，采煤方 法為走向長(zhǎng)壁采煤法，采煤工藝為綜合機(jī)械化采煤工藝，采空區(qū)處理方法為全 部垮落法。 主井采用多繩摩擦箕斗提升，副井采用剛性組合罐道罐籠提升。 關(guān)鍵詞 水平 工作面 采區(qū) 集中大巷 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 - II - Abstract The mine of this design is to construct 1.8 million tons per year new mine for the forth Dongrong coal mine of Shuangyashan Mine Administration mine. This mine has three arailable designed coal seam, and its average thickness is 14 meters. The coal seam industry card number is gas coal, this designed field of minable capacity is 166.56 million tons, and length of service of the mine is 66.1 years. This mine-shaft is applied to double vertical shaft developmnt, which is divided two levels, a working face to produce. With gazhering main roadway, big alley adopt the wiring type generator vehicle of 10t pull the base of 3t drop-bottom mine car transportation, the method of coal mining is longwall coal mining method, the coal winning technology is full-mechanized, adopting empty area handles method as all falls . The main-mine adopt many rub the box promotes, the vice-mine adopts the rigid combination a cage promotes. Key Words Level working face district gazhering main roadway III 目 錄 摘要I Abstract.II 緒論VII 第 1 章 井田概況及地質(zhì)特征 .1 1.1 井田概況 1 1.1.1 交通位置 1 1.1.2 地勢(shì)和河流 2 1.1.3 氣象和地震 2 1.1.4 水源及電源 2 1.1.5 煤田開(kāi)發(fā)歷史及近況 2 1.2 地質(zhì)特征 3 1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 3 1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 4 1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 5 1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征 5 1.2.5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 6 1.2.6 沼氣、煤塵及煤的自燃性 7 1.2.7 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 7 1.3 勘探程度及可靠性 7 第 2 章 井田境界、儲(chǔ)量、服務(wù)年限 .8 2.1 井田境界 8 2.1.1 井田周邊情況 8 2.1.2 井田境界確定的依據(jù) 8 2.1.3 井田未來(lái)發(fā)展情況 8 2.2 井田儲(chǔ)量 8 2.2.1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 8 2.2.2 保安煤柱 9 2.2.3 儲(chǔ)量計(jì)算方法 9 2.2.4 儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 9 2.3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務(wù)年限10 2.3.1 礦井工作制度 10 IV 2.3.2 礦井生產(chǎn)能力的確定 10 2.3.3 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 12 第 3 章 井田開(kāi)拓 .13 3.1 概述 13 3.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開(kāi)拓方式概述 13 3.1.2 影響本設(shè)計(jì)礦井開(kāi)拓方式的因素及具體情況 13 3.2 礦井開(kāi)拓方案的選擇 13 3.2.1 井硐形式和井口位置 13 3.2.2 開(kāi)采水平數(shù)目和標(biāo)高 17 3.2.3 開(kāi)拓巷道的布置 20 3.3 選定開(kāi)拓方案的系統(tǒng)描述 21 3.3.1 井筒形式和數(shù)目 21 3.3.2 井筒位置及坐標(biāo) 22 3.3.3 水平數(shù)目及高度 22 3.3.4 石門(mén)、大巷數(shù)目及布置 22 3.3.5 井底車(chē)場(chǎng)的形式選擇 24 3.3.6 煤層群的聯(lián)系 25 3.3.7 采區(qū)劃分 26 3.4 井筒布置和施工 27 3.4.1 井筒穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井筒支護(hù) 27 3.4.2 井筒布置及裝備 27 3.4.3 井筒延伸的初步意見(jiàn) 27 3.5 井底車(chē)場(chǎng)及硐室 29 3.5.1 井底車(chē)場(chǎng)形式的確定及論證 29 3.5.2 井底車(chē)場(chǎng)的布置 儲(chǔ)車(chē)線(xiàn)路 行車(chē)線(xiàn)路布置長(zhǎng)度 30 3.5.3 井底車(chē)場(chǎng)通過(guò)能力驗(yàn)算 32 3.5.4 井底車(chē)場(chǎng)主要硐室 33 3.6 開(kāi)采順序 34 3.6.1 沿井田走向的開(kāi)采順序 34 3.6.2 沿井田傾向的開(kāi)采順序 34 3.6.3 采區(qū)接續(xù)計(jì)劃 35 3.6.4 “三量”控制情況 35 第 4 章 采區(qū)巷道布置 .38 V 4.1 采區(qū)概述 38 4.1.1 設(shè)計(jì)采區(qū)的位置、邊界、范圍、采區(qū)煤柱 38 4.1.2 采區(qū)的地質(zhì)和煤層情況 38 4.1.3 采區(qū)的生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量及服務(wù)年限 38 4.2 采區(qū)巷道布置 40 4.2.1 區(qū)段劃分 40 4.2.2 采區(qū)上山布置 40 4.2.3 采區(qū)車(chē)場(chǎng)布置 41 4.2.4 采區(qū)煤倉(cāng)形式、容量及支護(hù) 48 4.2.5 采區(qū)硐室簡(jiǎn)介 50 4.2.6 采區(qū)工作面接續(xù) 51 4.3 采區(qū)準(zhǔn)備.51 4.3.1 采區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序 51 4.3.2 采區(qū)主要巷道的斷面示意圖及支護(hù)方式 52 第 5 章 采煤工藝 .54 5.1 采煤方法的選擇 54 5.2 回采工藝 55 5.1.1 選擇和決定回采工作面的工藝過(guò)程及使用的機(jī)械設(shè)備 55 5.1.2 選擇采面循環(huán)方式和勞動(dòng)組織形式 56 第 6 章 井下運(yùn)輸和礦井提升 .58 6.1 礦井井下運(yùn)輸 58 6.1.1 運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定 58 6.1.2 礦車(chē)的選型及數(shù)量 59 6.1.3 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 61 6.2 礦井提升系統(tǒng) 62 6.2.1 提升方式 62 6.2.2 礦井主提升設(shè)備的選擇及計(jì)算 62 第 7 章 礦井通風(fēng)與安全 .65 7.1 通風(fēng)系統(tǒng)的確定 65 7.2 風(fēng)量計(jì)算和風(fēng)量分配 66 7.2.1 風(fēng)量計(jì)算 66 7.2.2 風(fēng)量分配 69 7.2.3 風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法與措施 69 VI 7.2.4 風(fēng)速的驗(yàn)算 69 7.3 礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算 70 7.3.1 確定全礦最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力 70 7.3.2 礦井等積孔的計(jì)算 72 7.4 通風(fēng)設(shè)備的選擇 76 7.4.1 主扇的選擇計(jì)算 76 7.4.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 77 7.4.3 反風(fēng)措施 77 7.5 礦井安全技術(shù)措施 77 第 8 章 礦井排水 .81 8.1 概述 81 8.2 礦井主要排水設(shè)備 81 8.2.1 排水方式和排水系統(tǒng)簡(jiǎn)介 81 8.2.2 主排水設(shè)備及管路的選擇計(jì)算 82 第 9 章 礦井主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) .85 總結(jié) .87 致謝 .88 參考文獻(xiàn) .89 附錄 1 90 附錄 2 97 VII 緒 論 在大學(xué)四年的時(shí)間里，我學(xué)習(xí)了很多的基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，為了能很好 地把這些知識(shí)再梳理一次，進(jìn)而達(dá)到系統(tǒng)地掌握這些知識(shí)，為日后深造和工作 所用，特借畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)機(jī)會(huì)做雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)東榮四礦（17#、18#、28#） 1.8Mt 新井設(shè)計(jì)。在做設(shè)計(jì)之前，我去該礦進(jìn)行了畢業(yè)實(shí)習(xí)，收集了該礦的有 關(guān)資料。 本設(shè)計(jì)是關(guān)于東榮四礦的新井設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括開(kāi)拓方式、采煤工藝、 支護(hù)方式、設(shè)備選擇和礦井的各大系統(tǒng)等。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)用到了煤礦 開(kāi)采學(xué)、煤礦地質(zhì)學(xué)、測(cè)量學(xué)、巖石力學(xué)、礦井通風(fēng)與安全、CAD 繪圖等諸多 方面的知識(shí)。由于煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)理論知識(shí)更新速度較慢，本設(shè)計(jì)是按以前 的設(shè)計(jì)流程模式進(jìn)行的。 在科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的今天，采用新技術(shù)和新工藝成為了煤炭工業(yè)發(fā)展的 必由之路，本設(shè)計(jì)中對(duì)厚煤層的開(kāi)采，采用了現(xiàn)在在技術(shù)上較為先進(jìn)和成熟的 一次采全高的采煤方式。 在隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識(shí)的加深，在礦井設(shè)計(jì)中，礦區(qū)環(huán)境保護(hù)和礦 區(qū)環(huán)境治理方面的考慮會(huì)越來(lái)越重要，為此，本設(shè)計(jì)在這方面也做了一定的考 慮。 我希望通過(guò)這次設(shè)計(jì)，能夠?qū)ΦV井的各大系統(tǒng)有一個(gè)更清楚的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一 步鞏固這四年來(lái)所學(xué)的知識(shí)，為三個(gè)月后上崗工作奠定一定的基礎(chǔ)。 1 第 1 章 井田概況及地質(zhì)特征 1.1 井田概況 1.1.1 交通位置 東榮四礦位于黑龍江省集賢煤田東南端，西南距福利屯 38km，經(jīng)福利屯 到礦業(yè)集團(tuán)所在地雙鴨山市為 46km，經(jīng)福利屯至富錦縣公路穿過(guò)本設(shè)計(jì) 井田的中部，富前鐵路在東榮礦區(qū)南部邊緣外約 3km 處通過(guò)，交通比較方便， 詳見(jiàn)圖 1-1 交通位置圖。 圖 1-1 交通位置圖 2 1.1.2 地勢(shì)和河流 本井田位于三江平原的西南部，屬高河漫灘，地勢(shì)低平，地表標(biāo)高 +85m+87m。井田東部有雙山子，標(biāo)高+174m；西依索利崗山，標(biāo)高為 +227.9m；南鄰?fù)赀_(dá)山北麓；北面地勢(shì)廣闊平坦。 本設(shè)計(jì)井田內(nèi)沒(méi)有大的河流，只有二道河子等季節(jié)性河流從西、南兩個(gè)方 向流入本區(qū)。雨季，二道河子最大流量為 5.9m3/s，近年來(lái)隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā) 展，在井田內(nèi)修筑了一些排水渠道，致使?jié)竦孛娣e有所縮小。 1.1.3 氣象和地震 本區(qū)屬寒溫帶大陸性氣候，夏季氣溫較高，冬季寒冷，年平均最高氣溫為 20.123.7；年平均最低氣溫為-17.4-23.9，最低氣溫達(dá)-35；年降 水量 325.7392.3mm；年蒸發(fā)量 1095.51430.6mm；年平均風(fēng)速 4.14.7m/s，最大風(fēng)速可達(dá) 24m/s，風(fēng)向多偏西風(fēng)；每年十月至次年五月為 凍結(jié)期，最大凍結(jié)深度 1.552.08m。 根據(jù)國(guó)家地震局有關(guān)資料，集賢及其鄰區(qū)地震烈度在 6以下，過(guò)去無(wú)強(qiáng) 烈地震記載。 1.1.4 水源及電源 本設(shè)計(jì)礦區(qū)內(nèi)第四系地層廣泛分布，地下含水量較豐富，供水水源較充足。 雙鴨山地區(qū)現(xiàn)有區(qū)域變電站兩座及正在興建的大型火力發(fā)電廠(chǎng)一座。在礦 區(qū)總體設(shè)計(jì)階段，供電電源方案已達(dá)成協(xié)議，所以供電電源容易解決。 1.1.5 煤田開(kāi)發(fā)歷史及近況 雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)距離本區(qū)約 46km，雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)現(xiàn)有生產(chǎn)礦井 8 對(duì)， 本井田內(nèi)沒(méi)有生產(chǎn)、在建及停閉礦井，也沒(méi)有小煤窯。但在井田外的西南方約 15km 處有正在生產(chǎn)的雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)集賢煤礦，西南約 18km 處有集賢縣升平 小煤礦。 集賢煤礦采用立井開(kāi)拓，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 0.6Mt/a，一水平標(biāo)高為-150m， 目前正采 9#、15#和 16#三個(gè)煤層,共布置四個(gè)采區(qū),礦井的正常涌水量 92.15m3/h，最大涌水量 140.16 m3/h，礦井瓦斯不大，屬低瓦斯礦井。 3 1.2 地質(zhì)特征 1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 本設(shè)計(jì)井田的可采煤層均賦存在上侏羅系雞西群城子河組，其上為雞西群 穆棱組，在穆棱組上覆的是第三、第四紀(jì)地層。晚侏羅系地層不整和于元古 界古生界基底上，基底由元古界麻山群泥盆系青龍山組及侵入的花崗巖組成， 詳見(jiàn)表 1-1 地層系統(tǒng)表。 表 1-1 地層系統(tǒng)表 界系統(tǒng)（群）組厚度（m） 全新統(tǒng)1020 全新統(tǒng)溫泉河組2040 上更新統(tǒng)顧?quán)l(xiāng)屯組1040 中更新統(tǒng)4080 第 四 系 下中新統(tǒng)白山土組1550 新 生 界 第三系上新統(tǒng)富錦組121 穆棱組7570 城子河組887 中生界 侏羅系 上統(tǒng)（雞西群） 東榮組250 古生界中統(tǒng)青龍山組不清 元古界麻山群不清 第四系地層在井田內(nèi)廣泛分布，主要由礫砂和粗砂等組成，中間夾有不連 續(xù)的亞粘土，在砂層上，覆有粘土及厚度 810m 的黑腐植土。區(qū)內(nèi)四紀(jì)地層 厚度為東西薄，中間厚，南部薄，北部厚。 第三系地層，除在井田極少數(shù)塊段缺失，形成“天窗”外，其余各處廣泛 存在。該地層由粉砂巖、泥巖等組成。巖石膠結(jié)松散，以灰綠色為主，厚度變 化不大。 上侏羅系上統(tǒng)雞西群城子河組，為井田的主要含煤地層，該層主要由灰白 色長(zhǎng)石、砂巖、灰色粉砂巖及泥巖、凝灰色砂巖和砂質(zhì)泥巖等組成，含煤地層 特征詳見(jiàn)圖 1-2 煤層綜合柱狀圖。 4 層號(hào) 煤層號(hào) 柱狀 深灰色、層理不明顯 黑色、具有玻璃光澤 黑灰色、堅(jiān)硬 灰白色、石英粒粉、堅(jiān)硬、層理不明顯 黑灰色、石英為主、堅(jiān)硬 灰色、石英沙礫、硅質(zhì)膠結(jié)、堅(jiān)硬 灰白色、快狀、粒度分選不均勻 灰白色、粒度不均勻 黑灰色、半亮型煤、玻璃光澤 灰色、水平層理 灰白色、快狀、粒度分選不均勻 淺灰色、層理不明顯 灰色、水平層理、致密堅(jiān)硬 灰白色、粒度不均勻 灰色、水平層理 厚度 巖石名稱(chēng) 28 18 174.8 4.7 4.5 粗砂巖 粉砂巖 中粗砂巖 煤 粗砂巖 中砂巖 粉砂巖 煤 粉砂巖 中砂巖 粉細(xì)互層 粉砂巖 中砂巖 粉砂巖 粉砂巖 粉砂巖 粗砂巖 粉細(xì)互層 煤 粉砂巖 深灰色、顆粒分選差、堅(jiān)硬、層理不明顯 黑灰色、半亮型、瀝青光澤 灰色、石英砂巖硅質(zhì)膠結(jié) 灰白色、以石英顆粒為主堅(jiān)硬、水平層理 淺灰色、石英顆粒、層狀構(gòu)造、泥質(zhì)膠結(jié) 巖石描述 圖 1-2 煤層綜合柱狀圖 1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 本井田位于三江盆地的西部，是中生代以來(lái)的一個(gè)斷陷凹陷地。區(qū)域 構(gòu)造屬新華夏系第三隆起帶，北段由一些一級(jí)隆起帶和凹陷帶共同組成。 本井田的區(qū)域構(gòu)造主要受華夏系和北西向構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的共同控制。由前者 派生的次級(jí)構(gòu)造占明顯優(yōu)勢(shì)，在本井田范圍內(nèi)主要有以下幾條斷層，其特征詳 見(jiàn)表 1-2 斷層發(fā)育及落差表。 5 表 1-2 斷層發(fā)育及落差表 產(chǎn) 狀 序 號(hào) 編 號(hào) 傾向傾角 性 質(zhì) 落 差 （m） 可靠性 備 注 1F9北東向 4060 逆40130可靠 2F32北西向 3040 逆50100可靠 3F70南東向 2030 逆2030可靠 4F84北西向 1040 逆2035可靠 5F85北西向 2050 正3060可靠 1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 本井田具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的可采煤層均集中于雞西群城子河組，該組地層厚度 為 887m。煤層平均總厚達(dá) 14m，可采煤層有 17#、18#和 28#煤層，其傾角在 15左右。 可采煤層特征分述如下： 17#煤層：全區(qū)發(fā)育且穩(wěn)定，為本區(qū)主要可采煤層，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，厚度 較大，煤質(zhì)穩(wěn)定，本煤層內(nèi)沒(méi)有夾矸，煤層厚度 4.55.0m，平均厚度 4.8m， 視密度為 1.3t/m3，頂板為中粗砂巖，平均厚度 9.8m，底板為粗砂巖，平均厚 度 6.5m，下距 18#煤層約 30m。 18#煤層：全區(qū)發(fā)育且穩(wěn)定，為本區(qū)主要可采煤層，煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，煤 質(zhì)穩(wěn)定，本煤層在極少數(shù)塊段內(nèi)有夾矸，其厚度不超過(guò) 0.1m，煤層厚度 4.54.9m，平均厚度 4.7m，視密度為 1.3t/m3，頂板為粉砂巖，平均厚度 7.8m，底板粉砂巖，平均厚度 20m，下距 28#煤層約 125m。 28#煤層：全區(qū)發(fā)育且穩(wěn)定，為本區(qū)主要可采煤層，煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，煤 質(zhì)變化不大，部分?jǐn)?shù)塊段內(nèi)有夾矸，其厚度不超過(guò) 0.1m，煤層厚度 4.24.7m，平均厚度 4.5m，視密度為 1.3t/m3，頂板為粉細(xì)互層，平均厚度 5.4m，底板粉砂巖，平均厚度 10.2m。 1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征 本區(qū)內(nèi)巖性較細(xì)，主要由粉砂巖、細(xì)紗巖、粉細(xì)互層及煤層等組成。 煤層和巖層的物理性質(zhì)差異比較明顯，各巖層的密度差別較大，用物理射 6 線(xiàn)探測(cè)各種巖性反映明顯，巖石硬度多數(shù)為中等硬度的砂巖類(lèi)。本礦井所有巖 石特征情況詳見(jiàn)表 1-3 巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表。 表 1-3 巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表 名 稱(chēng) 視密度 kg/cm3 孔隙度 % 抗壓強(qiáng)度 102kg/cm3 抗拉強(qiáng)度 102kg/cm3 變形模量 102kg/cm3 彈性模量 kg/cm3 砂巖2.02.65252200.50.40.58110 礫巖2.32.65151150.21.50.8828 泥巖2.7 2.851.65.212.830.62.027510 灰?guī)r2.22.75205200.52.018510 頁(yè)巖2.02.416301100.21.013.528 石英2.652.70.120.515351.03.06 20620 1.2.5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 第四系孔隙含水層：在全礦井廣泛發(fā)育，除山坡地區(qū)較薄外，其余均很厚， 發(fā)育的規(guī)律為：由南向北逐漸增厚。水的主要補(bǔ)給來(lái)源是大氣降水和山區(qū)地下 水，涌水量為 0.7057L/（sm） 。 第三系孔隙含水層：在井田內(nèi)廣泛存在，其厚度發(fā)育規(guī)律為由東南向西北 逐漸增厚，向東變薄。其涌水量為 0.0010.83L/（sm） 。 煤系裂隙含水帶：本含水層是直接充水含水層。它與第三系有一定水力聯(lián) 系，但很微弱。 基底巖層裂隙水：分布于低山和丘陵地帶，由花崗巖，安山巖及變質(zhì)巖等 組成，對(duì)煤系裂隙含水帶補(bǔ)給量很微弱，而且對(duì)礦床充水無(wú)影響。 井田內(nèi)的主要隔水層有第四系頂部粘土、亞粘土，中部粘土，亞粘土和第 三系泥巖和砂巖層。 開(kāi)采初期，礦井涌水量最大，隨著開(kāi)采的不斷進(jìn)行，水的靜儲(chǔ)量逐漸消耗。 礦井的涌水量將會(huì)逐漸減少，進(jìn)而趨于相對(duì)穩(wěn)定。 本井田最大的涌水量為 140.16m3/h，正常涌水量為 92.15 m3/h。 7 1.2.6 沼氣、煤塵及煤的自燃性 由于地質(zhì)報(bào)告沒(méi)有明確提出本礦井的瓦斯等級(jí)，故本設(shè)計(jì)只能根據(jù)集賢礦 井的煤塵及瓦斯情況來(lái)推算，初步確定本礦井初期的瓦斯等級(jí)為低瓦斯礦井， 相對(duì)涌出量為 1.92 m3/t，并且本礦井的煤有煤塵爆炸危險(xiǎn)和自燃發(fā)火傾向。 1.2.7 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 本礦井煤的揮發(fā)份一般大于 40%，屬于低變質(zhì)煤，粘結(jié)性較低，煤種主要 是氣煤，長(zhǎng)焰煤次之。煤中磷，硫的含量很低，部分煤可作優(yōu)良的配焦和化工 精煤，副產(chǎn)品可供動(dòng)力和民用。 1.3 勘探程度及可靠性 本礦所在地區(qū)，從 1965 年就開(kāi)始進(jìn)行地質(zhì)勘探工作，先后經(jīng)過(guò)普查，詳 查和精查等階段。采用了鉆探，探井和地震相互配合的綜合勘探手段。精查地 質(zhì)報(bào)告提供的資料比較齊全。精查階段，查明了主要斷層和構(gòu)造及煤層厚度， 結(jié)構(gòu)和分布范圍，比較可靠地提供了煤層層位的相對(duì)資料和測(cè)井成果。 8 第 2 章 井田境界、儲(chǔ)量、服務(wù)年限 2.1 井田境界 2.1.1 井田周邊情況 本設(shè)計(jì)井田北部以-150m 標(biāo)高垂直投影為界，南（深部）以-800m 標(biāo)高垂 直投影為界，西與東榮三礦相鄰，按礦區(qū)總體設(shè)計(jì)確定的 F85斷層為界，東以 F32斷層為界。 2.1.2 井田境界確定的依據(jù) 1.以地理地形、地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù)； 2.保證井田有合理的尺寸,為礦井發(fā)展留有空間； 3.要適于選擇井筒位置，合理安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物； 4.井田要有合理的走向長(zhǎng)度，以利于機(jī)械化程度的不斷提高。 2.1.3 井田未來(lái)發(fā)展情況 本井田西與東榮三礦相鄰，隨著技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平的全面提高，井田 范圍內(nèi)的探明儲(chǔ)量會(huì)越來(lái)越精確，可能在更深部發(fā)現(xiàn)可采煤層?；虬岩郧安豢?采煤層變?yōu)榭刹擅簩蛹右蚤_(kāi)發(fā)，從而更合理開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)資源。 2.2 井田儲(chǔ)量 2.2.1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 1.礦井工業(yè)儲(chǔ)量 它是指井田精查地質(zhì)報(bào)告提供的平衡表內(nèi) A+B+C,它是礦井設(shè)計(jì)的依據(jù)。 井田工業(yè)儲(chǔ)量應(yīng)按儲(chǔ)量塊段法進(jìn)行計(jì)算。 塊段儲(chǔ)量=塊段面積塊段平均厚度視密度cos； 為煤層平均傾角。 計(jì)算得: Mt。95.24415cos143 . 125000052 c Z 2.礦井可采儲(chǔ)量的計(jì)算 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地的保護(hù)煤柱，礦井井下主 要巷道及上、下山保護(hù)煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率。 9 其計(jì)算公式如下： CPZZ c )( 式中 可采儲(chǔ)量，Mt；Z 工業(yè)儲(chǔ)量，Mt； c Z 永久煤柱損失，Mt；P 采區(qū)回采率,厚煤層不低于 0.75；中厚煤層不低于 0.80；C 薄煤層不低于 0.85；地方小煤礦不低于 0.70。 計(jì)算得：Mt。56.16680 . 0 )74.3694.244(Z 詳見(jiàn)表 2-1 可采煤層儲(chǔ)量總表。 2.2.2 保安煤柱 1.工業(yè)場(chǎng)地及主要井巷保護(hù)煤柱留設(shè) 工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱留設(shè)，應(yīng)在確定地面受保護(hù)面積后，用移動(dòng)角圈定煤柱 范圍。移動(dòng)角數(shù)值應(yīng)采用本礦區(qū)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)或與本礦區(qū)條件類(lèi)似的礦區(qū)的實(shí)測(cè)數(shù) 據(jù)選取。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，本設(shè)計(jì)礦井表土層移動(dòng)角取 45，巖層移動(dòng)角取 75， 圍護(hù)帶寬為 20m。 圈定立井保護(hù)煤柱時(shí)，應(yīng)根據(jù)井筒深度、巖性、用途、煤層賦存條件及地 形特點(diǎn)等因素，按國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與 壓煤開(kāi)采規(guī)程的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 2.斷層帶及井田邊界煤柱的留設(shè) 斷層帶及井田境界煤柱可根據(jù)實(shí)習(xí)礦井所留設(shè)煤柱尺寸選取，斷層帶留設(shè) 40m 的煤柱，井田境界留設(shè) 30m 的煤柱。 2.2.3 儲(chǔ)量計(jì)算方法 本設(shè)計(jì)對(duì)礦井、一水平和各煤層儲(chǔ)量均采用塊段法來(lái)計(jì)算。 2.2.4 儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 本設(shè)計(jì)井田的各類(lèi)儲(chǔ)量計(jì)算均嚴(yán)格執(zhí)照提供的地質(zhì)報(bào)告，以現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的有 關(guān)規(guī)定為依據(jù)進(jìn)行的。由于技術(shù)水平所限，沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)所得到的 各種儲(chǔ)量與實(shí)際可能有一定的誤差。 10 表 2-1 礦井可采儲(chǔ)量匯總表 （單位：萬(wàn) t) 煤炭損失量 水 平 煤層號(hào) 工業(yè)儲(chǔ)量 A+B+C 工業(yè) 場(chǎng)地 井田 境界 斷層 開(kāi) 采 損 失 合 計(jì) 損 失 可 采 儲(chǔ) 量 173432.00120264130.8583.441098.242333.76 183360.50117.50258.5128.08571.281075.362285.14 283217.50112.50247.5122.63546.971029.602187.90 合計(jì) 10010.00350770381.511701.693203.26806.8 174966.16182.4360202.52844.661589.173376.99 184862.70178.6352.5198.31826.661556.073306.63 284655.77171337.5189.87791.481489.853165.92 合計(jì) 14484.635321050590.72462.394635.099849.54 總計(jì) 24494.638821820972.214164.087838.2816656.34 2.3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務(wù)年限 2.3.1 礦井工作制度 根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，本設(shè)計(jì)礦井采用的工作制度 為：礦井年工作日 330d；礦井每晝夜三班工作，其中兩班進(jìn)行采、掘工作， 一班進(jìn)行檢修；每日凈提升時(shí)間 16h。 2.3.2 礦井生產(chǎn)能力的確定 1.煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定 礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)為： 大型礦井：120、150、180、240、300、400 及以上（萬(wàn) t/a） ； 中型礦井：45、60、90（萬(wàn) t/a） ； 小型礦井：9、15、21、30（萬(wàn) t/a） 。 除上述井型以外，不應(yīng)出現(xiàn)介于兩種設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的中間井型。 2.礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力方案比較 11 本礦井已查明的工業(yè)儲(chǔ)量為 244.95Mt，估算本井田內(nèi)工業(yè)廣場(chǎng)煤柱，境界 煤柱等永久煤柱損失量占工業(yè)儲(chǔ)量的 15%，各可采層均為厚煤層，按礦井設(shè)計(jì) 規(guī)范要求確定本礦的采區(qū)采出率為 80%，由此計(jì)算確定本井田的可采儲(chǔ)量為 166.56Mt。 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告的資料描述，煤層儲(chǔ)量較豐富，地質(zhì)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，煤層生 產(chǎn)能力大以及煤層賦存深等因素，初步?jīng)Q定采用大型礦井設(shè)計(jì)。并初步確定三 個(gè)方案： 方案一：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 1.5Mt/a； 方案二：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 1.8Mt/a； 方案三：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 2.4Mt/a。 上述三種方案，具體選擇哪一種，還應(yīng)該根據(jù)礦井服務(wù)年限來(lái)確定。 按照公式 AK Z T 式中 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限，a；T 井田的可采儲(chǔ)量，Mt；Z 礦井生產(chǎn)能力，Mt/a；A 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，一般取 1.4。K 計(jì)算得：a；a；a。3.79 1 T1.66 2 T6.49 3 T 經(jīng)與煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范和礦井設(shè)計(jì)手冊(cè)相核對(duì)，確定 66.1a 為比 較合理的服務(wù)年限，其詳見(jiàn)表 2-2 設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的各井型服務(wù)年限。即本礦井 的生產(chǎn)能力為 1.8Mt/a。 表 2-2 設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的各井型服務(wù)年限 井 型礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力/（萬(wàn) t/a）礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限/a 特 大 600 300500 70 60 大型120，150，180，24050 中型45，60，9040 小型9，15，21，30各省自定 12 2.3.3 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限計(jì)算公式如下： AK Z T 式中 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限，a；T 井田的可采儲(chǔ)量,Mt；Z 礦井生產(chǎn)能力,Mt/a；A 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，一般取 1.4。K 計(jì)算得 a。1.66 4.180.1 56.166 T 其中第一水平服務(wù)年限 27.0a，第二水平服務(wù)年限 39.1a。 13 第 3 章 井田開(kāi)拓 3.1 概述 3.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開(kāi)拓方式概述 本設(shè)計(jì)礦井附近沒(méi)有正在生產(chǎn)的礦井，而在其附近只有正在興建的東榮三 礦，三礦設(shè)計(jì)采用雙立井開(kāi)拓；在距東榮四礦 18km 有正在生產(chǎn)的集賢煤礦， 也采用立井開(kāi)拓。 3.1.2 影響本設(shè)計(jì)礦井開(kāi)拓方式的因素及具體情況 1.井田位于三江平原的西南部，屬高河漫灘，地勢(shì)低平，地表標(biāo)高 +85m+87m。井田東部有雙山子，標(biāo)高+174m；西依索利崗山，標(biāo)高為 +227.9m；南鄰?fù)赀_(dá)山北麓；北面廣闊平坦。井田內(nèi)沒(méi)有大的河流，只有一些 季節(jié)性河流。 2.井田南北寬約 3.5km，東西長(zhǎng)約 5.0km，面積 17.5km2?？刹擅簩?3 層， 資源較為豐富。 3.煤層賦存穩(wěn)定，傾角平均 15，且含水層較少，只有一個(gè)約 5m 的含水 砂層，瓦斯涌出量小，可以采用下山開(kāi)采。 4.井田內(nèi)煤層埋藏較深，從-150m 到-800m，不宜采用斜井和平峒開(kāi)拓。 5.構(gòu)造較簡(jiǎn)單，只有 F9，F(xiàn)32，F(xiàn)70，F(xiàn)84，F(xiàn)85五條斷層。 6.頂?shù)装鍨榉凵皫r等硬質(zhì)巖層，穩(wěn)定性較好。 3.2 礦井開(kāi)拓方案的選擇 3.2.1 井硐形式和井口位置 開(kāi)拓方式按照井筒的傾角不同（水平、傾斜、垂直）分為平硐開(kāi)拓、斜井 開(kāi)拓、立井開(kāi)拓和綜合開(kāi)拓方式（平、斜、立井中的任何二或三種形式相結(jié)合 進(jìn)行開(kāi)拓）等四種方式。 1.井硐形式 平硐開(kāi)拓是最簡(jiǎn)單的開(kāi)拓方式，有很多突出優(yōu)點(diǎn)。首先應(yīng)該考慮平硐開(kāi)拓 方式是否可行。參照平硐開(kāi)拓方式適用條件，結(jié)合本設(shè)計(jì)井田的地形地質(zhì)及煤 層賦存特征可知，平硐開(kāi)拓方式的條件不具備。因此，平硐開(kāi)拓方式對(duì)本設(shè)計(jì) 14 井田不適合，排除采用平硐開(kāi)拓方式。立井開(kāi)拓和斜井開(kāi)拓方式在技術(shù)上均可 行，由于綜合開(kāi)拓對(duì)工業(yè)廣場(chǎng)布置和井底車(chē)場(chǎng)要求很高，針對(duì)本井田的地質(zhì)狀 況，綜合開(kāi)拓方式不予以考慮。依據(jù)本井田的地質(zhì)狀況、煤層賦存情況及井型、 服務(wù)年限等要求，對(duì)本井田開(kāi)拓方式選擇提出兩個(gè)方案： 方案一：雙立井開(kāi)拓方式； 方案二：雙斜井開(kāi)拓方式。 各方案詳見(jiàn)圖 2-1 雙立井開(kāi)拓方式示意圖和圖 2-2 雙斜井開(kāi)拓方式示意圖。 -200 -250 -300 -350 -400 -450 -500 -550 -600 -650 -700 -750 -800 -150 副井主井 -430 圖 2-1 雙立井開(kāi)拓方式示意圖 -200 -250 -300 -350 -400 -450 -500 -550 -600 -650 -700 -750 -800 -150 副井 主井 -430 圖 2-2 雙斜井開(kāi)拓方式示意圖 方案一：雙立井開(kāi)拓方式 15 優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)性強(qiáng)，技術(shù)成熟可靠； 井筒短，提升速度快，提升能力大； 便于井筒延伸； 通風(fēng)斷面大，風(fēng)阻小，滿(mǎn)足大風(fēng)量要求； 對(duì)于開(kāi)采深部賦存煤層有長(zhǎng)處。 缺點(diǎn)：需要大型的提升設(shè)備； 初期投資大，建井期限稍長(zhǎng)； 多水平開(kāi)拓，立井石門(mén)長(zhǎng)度大，掘進(jìn)工程量大，掘進(jìn)費(fèi)用高。 技術(shù)評(píng)價(jià)：本設(shè)計(jì)礦井的地表、地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存等因素，適合用雙立 井開(kāi)拓。 方案二：雙斜井開(kāi)拓方式 優(yōu)點(diǎn)：掘進(jìn)速度快，初期投資較雙立井開(kāi)拓較省； 井筒設(shè)備較簡(jiǎn)單； 建井期稍短些。 缺點(diǎn)：井筒過(guò)長(zhǎng)，煤柱損失嚴(yán)重； 通風(fēng)線(xiàn)路長(zhǎng)，通風(fēng)阻力大，費(fèi)用增加； 井筒過(guò)長(zhǎng)，如果地質(zhì)條件復(fù)雜，不易維護(hù)，安全性降低； 輔助運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)。 技術(shù)評(píng)價(jià)：本設(shè)計(jì)礦井煤層賦存為-150-800m，垂深達(dá) 650m，只有一個(gè) 5m 的含水砂層，根據(jù)有關(guān)規(guī)定可用斜井開(kāi)拓，因而雙斜井開(kāi) 拓也行。 方案比較可知，雙立井和雙斜井在技術(shù)上都合適，這就需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較， 詳細(xì)見(jiàn)表 3-1 方案經(jīng)濟(jì)比較表。 通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較可知，雙立井在經(jīng)濟(jì)上比雙斜井合適，因而本設(shè)計(jì)礦井采用 雙立井開(kāi)拓。 2.井口位置 井口位置的選擇是井田開(kāi)拓的重要組成部分。井口位置與開(kāi)拓方式要相互 協(xié)調(diào)，經(jīng)綜合比選后擇優(yōu)確定，特別是提、運(yùn)煤炭的主井位置還要與地面生產(chǎn) 系統(tǒng)、工業(yè)廣場(chǎng)布置相匹配，需要綜合考慮的主要因素和原則如下： 井下條件： 井口布置在井田走向的儲(chǔ)量中央或靠近中央位置，使井田兩翼可采儲(chǔ)量 基本平衡； 在井田傾斜方面：采用單水平開(kāi)采時(shí)考慮上、下山合理的長(zhǎng)度，井筒與 16 上山下部運(yùn)輸大巷靠近，與井底車(chē)場(chǎng)形成一體，盡可能不搞石門(mén)。采用多 表 3-1 方案經(jīng)濟(jì)比較表 方案雙 立 井 開(kāi) 拓雙 斜 井 開(kāi) 拓 內(nèi)容工 程 量 單價(jià)（元） 費(fèi) 用 （萬(wàn)元） 工程量 單 價(jià) （元） 費(fèi) 用 （萬(wàn)元） 單位 名稱(chēng) 數(shù) 量 單 位 數(shù)量數(shù)量數(shù)量 單 位 數(shù) 量 數(shù)量 表土層 主井掘進(jìn) 35m800028120m200024 基巖段 主井掘進(jìn) 511m9900505.891748m2640461.47 表土層 副井掘進(jìn) 35m120004282.82m300024.85 基巖段 副井掘進(jìn) 480m120005761136m3200363.52 表土層主 井輔助費(fèi) 35m15005.25120m6007.2 基巖段主 井輔助費(fèi) 511m4000204.41748m1500262.2 表土層副 井輔助費(fèi) 35m2000782.82m120099.38 基巖段副 井輔助費(fèi) 480m45002161136m2000227.2 生產(chǎn)費(fèi)用 （萬(wàn)元） 主立井提升費(fèi)用為： 1.216656.340.5460.85 =9276.25 主斜井提升費(fèi)用為： 1.216656.341.8680.48 =17921.69 提升機(jī)費(fèi) 用（萬(wàn)元） 600300 總 計(jì) 10143.7919691.51 17 水平開(kāi)拓時(shí)，在考慮各水平石門(mén)工程量總和小的同時(shí)，應(yīng)首先考慮第一水平的 開(kāi)采，然后兼顧其他水平。井筒與井底車(chē)場(chǎng)及主要運(yùn)輸大巷位置的選擇統(tǒng)一考 慮； 開(kāi)拓方式和井口位置選擇時(shí)，一定要與初期移交達(dá)產(chǎn)采區(qū)的位置及其接 續(xù)統(tǒng)一考慮。初期采區(qū)要選擇在地質(zhì)（特別是構(gòu)造、煤層厚度及穩(wěn)定性、頂?shù)?板）和水文條件好、煤層儲(chǔ)量豐富、勘探程度高、地面無(wú)建筑物或少量 易遷建筑物，便于迅速達(dá)產(chǎn)和增產(chǎn)的地段，同時(shí)盡量靠近井田中部。井筒應(yīng) 靠近初期移交、達(dá)產(chǎn)采區(qū)。從井筒到井底巷道掘出井筒場(chǎng)地保護(hù)煤柱后即可 掘進(jìn)準(zhǔn)備采區(qū)和工作面，使基建工程量少和貫通連鎖工程短，達(dá)到投資少，建 井工期短的好效果； 井筒應(yīng)盡量避開(kāi)或少穿地質(zhì)及水文復(fù)雜的底層或地段。同時(shí)將井底車(chē)場(chǎng) 置于地質(zhì)和水文條件好的穩(wěn)定巖層中，并注意不受底部強(qiáng)含水層承壓水威脅。 地面條件： 井筒位置應(yīng)選在比較平坦的地方，并且滿(mǎn)足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)； 井口要避開(kāi)地面滑坡、巖崩、雪崩、泥石流、流砂等危險(xiǎn)地區(qū)； 井口及工業(yè)場(chǎng)地位置必須符合環(huán)境保護(hù)的要求； 工業(yè)場(chǎng)地不占或少占用良田； 井口位置要與礦區(qū)總體規(guī)劃的交通運(yùn)輸、供電、水源、居住區(qū)、輔助企 業(yè)等的布局相協(xié)調(diào)，使之有利生產(chǎn)、方便生活。 在本設(shè)計(jì)井田中，提出三種井筒位置方案： 方案一：井筒位于井田淺部； 方案二：井筒位于井田中部稍靠上方； 方案三：井筒位于井田深部。 經(jīng)過(guò)初步的技術(shù)比較后決定：確定井田的井筒位置在井田中部稍靠上方， 其優(yōu)點(diǎn)是井筒位于井田中部稍靠上方時(shí)，煤柱尺寸稍大，但石門(mén)長(zhǎng)度較短，且 沿石門(mén)的運(yùn)輸工程量也小。其井口中心坐標(biāo)為： 主井：XA=5190208， YA=44457456； 副井：XB=5190190， YB=44457385。 3.2.2 開(kāi)采水平數(shù)目和標(biāo)高 1.開(kāi)采水平劃分的原則 開(kāi)采水平必須要足夠的服務(wù)年限，因?yàn)殚_(kāi)拓一個(gè)水平需要大量的工程量， 18 耗費(fèi)大量資金，沒(méi)有足夠的服務(wù)年限是不合理的。特別是第一水平，必須按 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定實(shí)施，其詳見(jiàn)表 3-2 礦井的階段垂高和 表 3-3 礦井和開(kāi)采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限； 表 3-2 礦井的階段高度（m） 煤層傾斜傾斜、緩傾斜煤層急傾斜煤層 階段高度（m）200350100250 保證上、下山的合理斜長(zhǎng)，水平劃分直接影響到階段斜長(zhǎng)，合理的水平 劃分，應(yīng)使開(kāi)采水平范圍的井巷工程量和維護(hù)費(fèi)最少，礦井提升、排水、生產(chǎn) 和管理費(fèi)用最低； 要有利于采區(qū)的正常接替； 具有合理的區(qū)段數(shù)目。 表 3-3 礦井和開(kāi)采水平服務(wù)年限 開(kāi)采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限/a 井 型 礦井 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 萬(wàn) t/a 礦井設(shè)計(jì) 服務(wù)年限 a 開(kāi)采 025 的煤層礦井 開(kāi)采 2545 的煤層礦井 開(kāi)采 4590 的煤層礦井 600 7030 特 大3005006030 大 120、150、180、2 40 5025 中45、60、904025 小9、15、21、30各省自定 2.根據(jù)實(shí)際情況提出的方案 方案一：兩水平開(kāi)采，上水平上山開(kāi)采，下水平上、下開(kāi)采； 水平標(biāo)高：-430m，-710m； 階段垂高：280m，280m； 一水平儲(chǔ)量：68.07Mt；二水平儲(chǔ)量：98.50Mt； 一水平服務(wù)年限：27.0a；二水平服務(wù)年限：39.1a。 19 方案二：三水平上山開(kāi)采； 水平標(biāo)高：-430m，-680m，-800m； 階段垂高：280m，250m，120m； 一水平儲(chǔ)量：68.07Mt，二水平儲(chǔ)量：60.78Mt，三水平儲(chǔ)量： 37.72Mt； 一水平服務(wù)年限：27.0a，二水平服務(wù)年限：24.1a，三水平 服務(wù)年限：15.0a。 方案三：三水平上山開(kāi)采； 水平標(biāo)高：-400m，-600m，-800m； 階段垂高：250m，200m，100m； 一水平儲(chǔ)量：60.78Mt，二水平儲(chǔ)量：52.89Mt，三水平儲(chǔ)量： 52.89Mt； 一水平服務(wù)年限：24.1a，二水平服務(wù)年限：21a，三水平服 務(wù)年限： 21a。 各方案的具體情況見(jiàn)圖 3-3 水平劃分方案一示意圖，圖 3-4 水平劃分方案 二示意圖，圖 3-5 水平劃分方案三示意圖。 -430 -710 圖 3-3 水平劃分方案一示意圖 -680 -800 -430 圖 3-4 水平劃分方案二示意圖 20 -600 -800 -400 圖 3-5 水平劃分方案三示意圖 3.對(duì)各方案的評(píng)價(jià) 方案一：該方案的階段垂高和服務(wù)年限都符合有關(guān)規(guī)定，煤層屬緩傾斜礦 井，涌水量和瓦斯涌出量都較小，符合下山開(kāi)采條件，較三水平 開(kāi)采減少了一套開(kāi)拓系統(tǒng)，工程量少了，能夠節(jié)省部分資金； 方案二：該方案的階段垂高基本符合有關(guān)規(guī)定，一水平服務(wù)年限符合有關(guān) 規(guī)定，但較方案一多了一套開(kāi)拓系統(tǒng)，工程量多了，該方案在技 術(shù)上可行，在經(jīng)濟(jì)上不合理，因而該方案不可用； 方案三：該方案的階段垂高符合有關(guān)規(guī)定，但一水平服務(wù)年限不符合有關(guān) 規(guī)定，該方案在技術(shù)上不可行，顯然該方案不能用。 綜合上述方案評(píng)價(jià)，選取方案一為最優(yōu)方案，即全礦分兩個(gè)水平開(kāi)拓，一 水平標(biāo)高-430m，階段垂高 280m，二水平標(biāo)高-710m，階段垂高也為 280m，一 水平上山開(kāi)采，二水平上、下山開(kāi)采，一水平服務(wù)年限 27.0a，二水平服務(wù)年 限 39.1a。 3.2.3 開(kāi)拓巷道的布置 開(kāi)拓巷道是指為全礦井、一個(gè)水平或若干采區(qū)服務(wù)的巷道，如井筒、井底 車(chē)場(chǎng)、主要石門(mén)、運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷（或總回風(fēng)道） 、主要風(fēng)井等。本設(shè)計(jì) 在此處主要考慮運(yùn)輸大巷的布置。 1.開(kāi)拓巷道布置方式的簡(jiǎn)介 根據(jù)煤層的數(shù)目和間距，大巷的布置方式分為單煤層布置（稱(chēng)分煤層運(yùn)輸 大巷） ，分煤組布置（稱(chēng)分組集中運(yùn)輸大巷）和全煤組集中布置（稱(chēng)集中運(yùn)輸 大巷） 。各種方式的適用條件如下： 分煤層運(yùn)輸大巷適用條件： 煤層數(shù)不多，層間距大，石門(mén)長(zhǎng)； 井田走向長(zhǎng)度短，服務(wù)年限不長(zhǎng)； 21 井底車(chē)場(chǎng)或平硐在煤層頂板； 煤質(zhì)牌號(hào)不同，要求分采，分運(yùn)； 各煤層底板，均有堅(jiān)硬巖層。 分組集中運(yùn)輸大巷適用條件： 煤層數(shù)多，層間距大小懸殊； 按煤層的特點(diǎn)根據(jù)運(yùn)輸、通風(fēng)要求組合，經(jīng)濟(jì)上有利； 多水平生產(chǎn)，容易解決運(yùn)輸，通風(fēng)的干擾。 集中運(yùn)輸大巷適用條件： 適合于煤層層數(shù)多，層間距不大的礦井； 井田走向長(zhǎng)度大，服務(wù)年限長(zhǎng)； 底部煤層底板有堅(jiān)硬巖層，容易維護(hù)； 煤質(zhì)牌號(hào)相同，不要求分采分運(yùn)； 自燃發(fā)火嚴(yán)重，便于分區(qū)，分段處理事故。 2.根據(jù)實(shí)際情況提出的方案 本設(shè)計(jì)礦井可采煤層 3 層：17#、18#和 28#，17#和 18#相距 30m，18#和 28# 相距 125m，且煤層頂?shù)装鍘r性較好，屬中等以上硬度巖石，掘進(jìn)巷道好維護(hù)， 據(jù)以上條件提出以下兩個(gè)方案： 方案一：分組集中布置，在 18#和 28#煤層底板中分別布置大巷； 方案二：集中大巷布置，在 28#煤層底板中布置大巷。 3.各方案的評(píng)價(jià) 方案一：能縮短一定的建井工期，但其大巷加石門(mén)的工程量為 6700m，其 基建費(fèi)為 1608 萬(wàn)元； 方案二：壓煤量略少于方案一，建井工期要長(zhǎng)一點(diǎn)，但其大巷加石門(mén)工程 量為 4600m，基建費(fèi)為 1104 萬(wàn)元。 綜上所述，從經(jīng)濟(jì)技術(shù)上全面考慮，本設(shè)計(jì)礦井采用集中大巷布置。 3.3 選定開(kāi)拓方案的系統(tǒng)描述 3.3.1 井筒形式和數(shù)目 本設(shè)計(jì)礦井采用一對(duì)立井開(kāi)拓，即主井和副井，另加一風(fēng)井。 主井用以提升煤炭；副井用以提矸、升降人員、下放材料和設(shè)備、兼作進(jìn) 風(fēng)井；風(fēng)井為全礦回風(fēng)服務(wù)。 22 3.3.2 井筒位置及坐標(biāo) 井筒位置就是確定井筒沿煤層走向和傾斜方向上的具體尺寸，并用直角坐 標(biāo)和方位角予以表示。選擇井筒位置的條件： 1.地面條件 工業(yè)場(chǎng)地占地面積； 地形與工程地質(zhì)條件； 煤的運(yùn)輸方向； 生產(chǎn)建設(shè)與住宅位置。 2.井下條件 按運(yùn)輸量確定井筒位置； 根據(jù)地質(zhì)條件確定井筒位置； 煤柱量； 勘探程度和初期工程量。 根據(jù)本礦井的實(shí)際情況，并考慮到上述的條件，本設(shè)礦井井筒位置如下： 主井：XA=5190208， YA=44457456； 副井：XB=5190190， YB=44457385。 主井井口標(biāo)高為+87m，副井井口標(biāo)高為+85m，擬定二水平為井筒最終水平。 主井井深 542m，副井井深 520m，兩井筒中心線(xiàn)間距為 71m，主井井筒直徑 6.5m，副井井筒直徑 8m，均采用整體式混凝土井壁，主井壁厚度 450mm，副井 壁厚度 550mm。 3.3.3 水平數(shù)目及高度 本井田采用兩水平開(kāi)拓,擬定第一水平標(biāo)高為-430m,階段垂高為 280m,采 用上山開(kāi)采。第二水平擬定標(biāo)高為 -710m，階段垂高也為 280m,采用上、下山 開(kāi)采。 3.3.4 石門(mén)、大巷數(shù)目及布置 1.大巷數(shù)目：一條運(yùn)輸大巷、一條回風(fēng)大巷。 2.大巷布置：大巷布置形式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種，至于選擇哪 種大巷布置方式需要進(jìn)行比較。 煤層大巷與巖石大巷相比較有下列缺點(diǎn)： 煤層大巷的巷道維護(hù)困難，維護(hù)費(fèi)用高； 23 當(dāng)煤層起伏褶曲較多時(shí)，巷道彎曲轉(zhuǎn)折多，機(jī)車(chē)運(yùn)行速度受到限制，運(yùn) 輸能力降低； 為了便于巷道維護(hù)，巷道維護(hù)留設(shè)保安煤柱增多，煤柱回收困難，資源 損失大； 煤層有自燃發(fā)火危險(xiǎn)時(shí)，一旦發(fā)火就要封閉大巷，導(dǎo)致礦井停產(chǎn)，而且 因煤柱受影響破壞，封閉效果不好，處理火災(zāi)困難。 綜上所述，由于本設(shè)計(jì)礦井煤層軟，厚度大，煤層大巷與巖石大巷相比缺 點(diǎn)大于優(yōu)點(diǎn)，巖層大巷的優(yōu)越性還是主要的，在本設(shè)計(jì)井田中，在 28#煤層底 板可布置巖石集中大巷，本設(shè)計(jì)礦井中，大巷和石門(mén)服務(wù)年限較長(zhǎng)，運(yùn)輸能力 要求大，所以大巷和石門(mén)的斷面和支護(hù)設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中相同。其內(nèi)部設(shè)施也相 同。巷道斷面設(shè)計(jì)合理與否，直接影響煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效果和生產(chǎn)的安全條件， 其基本原則是在滿(mǎn)足安全與技術(shù)要求的條件下，力求提高斷面利用率，縮小斷 面，降低造價(jià)并有利于加快施工速度。本設(shè)計(jì)礦井大巷，石門(mén)斷面的各項(xiàng)內(nèi)容 見(jiàn)圖 3-6 運(yùn)輸大巷斷面示意圖，圖 3-7 石門(mén)斷面示意圖和表 3-4 大巷石門(mén)主要 參數(shù)表 。 1800 120012005001000 600600 320 4200 4500 500 500 150 1500 100 200 1800 3900 450 1000 2100 1600 圖 3-6 運(yùn)輸大巷斷面示意圖 24 1800 120012005001000 600600 320 4200 4500 500 500 150 1500 100 200 1800 3900 450 1000 2100 1600 圖 3-7 石門(mén)斷面示意圖 表 3-4 大巷石門(mén)主要參數(shù)表 斷面積（m2）設(shè)計(jì)尺寸（m2） 巷道 形狀 支 護(hù) 方 式 凈掘頂高底寬 凈周長(zhǎng) (m) 噴厚 (mm) 半圓形 錨 噴 14.4817.684.24.514.99300 3.3.5 井底車(chē)場(chǎng)的形式選擇 井底車(chē)場(chǎng)是連接井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱(chēng)，是連 接井下運(yùn)輸和提升兩個(gè)環(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產(chǎn)的咽喉，因此井底車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)是 否合理直接影響礦井的安全和生產(chǎn)。 1.設(shè)計(jì)依據(jù) 25 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度； 礦井開(kāi)拓方式； 井筒及數(shù)目； 礦井主要運(yùn)輸巷道的運(yùn)輸方式； 礦井瓦斯等級(jí)及通風(fēng)方式； 礦井地面及井下生產(chǎn)系統(tǒng)的布置方式； 各種硐室有關(guān)的資料。 2.立井井底車(chē)場(chǎng)的基本類(lèi)型 環(huán)形式：立式、斜式、臥式； 折返式：梭式、盡頭式。 3.設(shè)計(jì)要求 井底車(chē)場(chǎng)有足夠的富裕通過(guò)能力，一般應(yīng)大于礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的 30%； 井底車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮到增產(chǎn)的可能性； 盡可能提高井底車(chē)場(chǎng)的機(jī)械化水平，簡(jiǎn)化調(diào)車(chē)作業(yè)，提高井底車(chē)場(chǎng)通過(guò) 能力； 應(yīng)該考慮主、副井之間施工時(shí)便于貫通； 井底車(chē)場(chǎng)線(xiàn)路應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行及操作系統(tǒng)安全可靠，管理使用方便， 布局合理，注意節(jié)省工程量，便于施工和維護(hù)； 為了保護(hù)井底車(chē)場(chǎng)的巷道和硐室，在其所在范圍內(nèi)應(yīng)該留設(shè)相應(yīng)的保安 煤柱。 井底車(chē)場(chǎng)形式也取決于礦車(chē)的類(lèi)型，當(dāng)采用定向卸載的底縱卸式、底側(cè) 卸式礦車(chē)時(shí)，其卸載站（即主井車(chē)線(xiàn)）可布置折返式，亦可布置環(huán)形式。但其 裝車(chē)站的線(xiàn)路布置必須與其相對(duì)應(yīng)。 綜上所述，結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，通過(guò)對(duì)各種形式井底車(chē)場(chǎng)的 適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)做簡(jiǎn)單比較后，初步擬定本設(shè)計(jì)井田井底車(chē)場(chǎng)形式為環(huán)形臥 式車(chē)場(chǎng)。 3.3.6 煤層群的聯(lián)系 本設(shè)計(jì)礦井井田范圍內(nèi)共有三層可采煤層，即 17#，18#和 28#煤層，參見(jiàn) 可采煤層特征敘述以及巷道開(kāi)拓方案示意圖。17#和 18#煤層間距小，故可聯(lián)合 開(kāi)采，28#煤層離另兩層較遠(yuǎn)，這一層單獨(dú)開(kāi)采。 26 3.3.7 采區(qū)劃分 本設(shè)計(jì)井田走向長(zhǎng)度較大，欲從井田邊界沿整個(gè)階段后退式開(kāi)采，無(wú)論從 時(shí)間、投資和實(shí)際開(kāi)采技術(shù)條件上都要受到限制，按技術(shù)要求可將井田沿煤層 走向劃分為采區(qū)，并按一定的順序回采，每個(gè)采區(qū)有一套生產(chǎn)設(shè)施，包括上下 山提升、運(yùn)輸設(shè)備，以便獨(dú)立進(jìn)行生產(chǎn)與準(zhǔn)備。 將井田劃分為若干采區(qū)時(shí)應(yīng)該考慮如下原則： 采區(qū)走向長(zhǎng)度根據(jù)煤層地質(zhì)條件，開(kāi)采機(jī)械化水平，采區(qū)儲(chǔ)量，生產(chǎn)能 力與巷道維護(hù)等因素綜合考慮； 初步設(shè)計(jì)一般負(fù)責(zé)劃分第一水平全部采區(qū)，故需要沿井田走向全長(zhǎng)統(tǒng)一 考慮，做到初后期統(tǒng)籌兼顧，不但要全井合理，更要有利于初期； 采區(qū)劃分既要有意識(shí)地縮短大巷，又要充分注意人為境界處延的可能性； 對(duì)于煤層穩(wěn)定，開(kāi)采條件好，生產(chǎn)能力大的采區(qū)，走向長(zhǎng)度要適當(dāng)加大； 初期采區(qū)尺寸要適應(yīng)目前輸送機(jī)的實(shí)際長(zhǎng)度及電壓降的控制范圍，后期 采區(qū)尺寸可逐步加大根據(jù)該設(shè)計(jì)井田的地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存等因素。 結(jié)合上述采區(qū)劃分原則，本設(shè)計(jì)礦井第一水平劃分為六個(gè)采區(qū)，分別為西 一上采區(qū)、西一下采區(qū)、東一上采區(qū)、東一下采區(qū)、東二上采區(qū)和東二上 采區(qū)，詳見(jiàn)圖 3-8 采區(qū)劃分示意圖。 西一下采區(qū) 西一上采區(qū) 東一下采區(qū) 東一上采區(qū) 東二下采區(qū) 東二上采區(qū) 圖 3-8 采區(qū)劃分示意圖 27 3.4 井筒布置和施工 3.4.1 井筒穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井筒支護(hù) 本設(shè)計(jì)井田采用雙立井開(kāi)拓方式，布置兩個(gè)井筒，井筒穿過(guò)的巖石大部分 為粉砂巖，有少部分的細(xì)砂巖和中砂巖，詳見(jiàn)綜合柱狀圖。依據(jù)井筒特征及裝 備情況，參考地質(zhì)及水文地質(zhì)資料，對(duì)本設(shè)計(jì)礦井井硐支護(hù)形式采用整體灌注 式，其優(yōu)點(diǎn)是：整體性好，強(qiáng)度較高；防水性能好；便于機(jī)械化，施工方便， 勞動(dòng)強(qiáng)度低。主井井壁厚度均為 450mm，副井井壁厚度均為 550mm。 3.4.2 井筒布置及裝備 井筒斷面布置應(yīng)綜合考慮井筒圍巖性質(zhì)、運(yùn)輸方式、通風(fēng)安全等因素，具 體遵循原則如下： 符合煤礦安全規(guī)程 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范 ，對(duì)通風(fēng)、運(yùn)輸、管線(xiàn) 布置的要求，滿(mǎn)足施工需要； 有利于井筒檢修、維護(hù)、清掃和人員通行安全； 當(dāng)提升容器發(fā)生掉道或跑車(chē)事故，對(duì)井筒中各種管線(xiàn)或其他設(shè)備的破壞 減小到最低程度； 合理使用斷面空間，減少井筒工程量。 根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井生產(chǎn)能力、服務(wù)年限、提升方式等實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)礦井 井筒按有關(guān)規(guī)定布置運(yùn)輸設(shè)施及輔助設(shè)施，采用的斷面尺寸如下： 主井：井筒直徑 6.5m，附有一對(duì) 16t 箕斗，鋼絲繩罐道； 副井：井筒直徑 8 m，附有一對(duì) 1.5t 礦車(chē)雙層四車(chē)罐籠，并設(shè)有梯子間， 敷設(shè)電纜、排水管等，具體情況見(jiàn)圖 3-9 主井?dāng)嗝鎴D和圖 3-10 副井?dāng)嗝鎴D。 3.4.3 井筒延伸的初步意見(jiàn) 礦井開(kāi)拓延伸應(yīng)遵循如下原則及要求： 1.保持或擴(kuò)大礦井生產(chǎn)能力； 2.充分利用現(xiàn)有井巷、設(shè)備及設(shè)施，減少臨時(shí)輔助工程量，降低投資； 3.積極采用新技術(shù)、新工藝和設(shè)備； 4.加強(qiáng)生產(chǎn)管理、延伸的組織管理與技術(shù)管理，施工與生產(chǎn)緊密配合，協(xié) 調(diào)一致，盡量減少延伸時(shí)對(duì)生產(chǎn)的影響； 5.盡可能縮短新、舊水平的同時(shí)生產(chǎn)時(shí)間。 28 圖 3-9 主井?dāng)嗝鎴D 為了保證采區(qū)正常接續(xù)和均衡生產(chǎn)，本礦井需將主副井從-430m 水平延伸 至-710m 水平。井筒延伸方案主要有以下兩種： 方案一：直接延伸原有主副井； 優(yōu)點(diǎn)：可以充分利用原有設(shè)備和設(shè)施，提升系統(tǒng)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)少，經(jīng)營(yíng) 費(fèi)用低，管理方便； 缺點(diǎn)：原有井筒同時(shí)擔(dān)負(fù)生產(chǎn)和延伸任務(wù)，施工和生產(chǎn)相互干擾，接井 技術(shù)難度大，礦井將短期停產(chǎn)；延伸兩個(gè)井筒的施工組織復(fù)雜，延 伸后提升長(zhǎng)度增加，提升能力下降； 方案二：暗井延伸（即利用暗斜井或暗立井開(kāi)拓下一水平，原有主副井不 延伸） 優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)與延伸相互干擾小，暗斜井做主井，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，提升能力大， 充分利用原有井筒提力； 缺點(diǎn)：增加了提升、運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備；通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜。 通過(guò)上述兩種方案比較，并參照井筒延伸原則及本井田煤層賦存特征，初