采矿工程毕业设计（论文）-双鸭山矿业集团宝清煤矿1.2Mta新井设计【全套图纸】 .doc

摘 要本矿井设计为黑龙江省宝清煤矿的新井设计，设计生产能力1.2Mt/a，服务年限59.4a。井田平均走向长4.5km，平均倾斜长3.0km，煤层平均倾角5°，属近水平煤层。设计的可采煤层有三层，平均厚度6.41m。由于井田倾斜长度较大，且为近水平煤层，所以本井田决定采用近年来大力推广的倾向长壁采煤法开采，工作面全部为综合机械化采煤。本设计中矿井开拓方式采用双立井方案，单水平开采，一个工作面达产。关键词：矿井设计、倾斜长壁采煤法、矿井开拓全套图纸，加153893706AbstractThis design is a new mine planning withBao Qing Coal Mine in Heilonjiang Province. Mine planning capacity is 1.2Mt/a. Service is 59.4a. Well the average toward length of the field is 4.5km,and average skewed length is 3.0km.The average inclination of the coal bed is 5°,that is a nearly level coal bed. This field there are 3 coal beds can be exploited, the average thickness of coal bed is 6.41m.As field more toward greater length, and coal bed is nearly level. causes impact, decision this field use more popular inelined longwall coal mining, located all use integrated mechanized coal mining.Keyword：Mine planning、inelined longwall coal mining、Mine development 目录摘要IAbstractII目录III绪论1第1章 井田概况及地质特征21.1井田概况21.1.1交通位置21.1.2地形 地势21.1.3气象 地震31.1.4水源及电源31.2 地质特征31.2.1矿区内的地层情况31.2.2地质构造41.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征51、可采煤层:51.2.4岩石性质 厚度特征61.2.5井田水文地质情况71.2.6沼气 煤尘及煤的自燃性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102.2 井田储量102.2.1井田储量的计算102.2.3储量计算方法112.2.4储量计算评价112.3 矿井工作制度 生产能力及服务年限112.3.1工作制度112.3.2生产能力112.3.3矿井设计服务年限12第3章 井田开拓133.1 概述133.1.1井田内外及附近生产矿井开拓方式概述133.1.2影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况133.2 矿井开拓方案选择133.2.1井筒形式和井口位置133.2.2开采水平数目和标高143.2.3开拓巷道布置153.3 选定开拓方案的系统描述183.3.1井筒形式和数目183.3.2井筒位置及坐标193.3.3水平数目及高度193.3.4石门大巷数目和布置193.3.5井底车场形式选择213.3.6煤层群的联系223.3.7带区划分223.4 井筒布置和施工233.4.1井筒穿过的岩层性质及井筒支护233.4.2井筒布置及装备253.4.3井筒延伸的初步意见283.5 井底车场及硐室283.5.1井底车场形式确定及论证283.5.2井底井场的布置、存车线路、行车线路布置长度283.5.3井底车场通过能力验算303.5.4井底车场主要硐室333.6 开采顺序333.6.1沿井田走向的开采顺序333.6.2沿煤层倾斜方向的开采顺序343.6.3带区接续计划34第4章 带区巷道布置及带区生产系统354.1 带区概述354.1.1设计带区的位置、边界、范围、带区煤柱354.1.2带区的地质和煤层情况354.1.3带区的生产能力、储量及服务年限354.2 带区巷道布置364.2.1区段划分364.2.2带区巷道布置364.2.3带区车场布置374.2.4带区煤仓形式、容量及支护384.2.5带区硐室简介394.2.6带区工作面接续394.3 带区准备424.3.1带区巷道的准备顺序424.3.2带区主要巷道的断面示意图及支护方式42第5章 采煤方法435.1 采煤方法的选择435.1.1采煤方法选择的制约因素435.1.2采煤方法的选择435.2 回采工艺435.2.1选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备435.2.2选择采面循环方式和劳动组织形式456.1 矿井井下运输476.1.1运输方式和运输系统的确定476.1.2矿车的选型及数量476.1.3带区运输设备的选择486.2 矿井提升系统496.2.1矿井主提升系统的选择与计算49第7章 矿井通风与安全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：507.2 风量计算与风量分配517.2.1风量计算517.2.2风量分配537.2.3风量调节方法与措施547.2.4风速的验算547.3 矿井通风阻力的计算557.3.1确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力557.3.2矿井等积孔的计算597.4 通风设备的选择597.4.1主扇的选择计算597.4.2电动机的选择607.4.3反风措施607.5 矿井安全技术措施607.5.1预防瓦斯及煤尘爆炸617.5.2火灾与水患的预防617.5.3其他事故的预防61第8章 矿井排水638.1 概述638.1.1矿井水来源及涌水量638.1.2对排水设备的要求638.2 矿井主要排水设备648.2.1排水方式与排水系统简介648.2.2主排水设备及管路的选择计算64第9章 技术经济指标67总结69致谢70参考文献71附录 172附录 27865绪论通过大学四年对专业知识的学习，我基本掌握了专业知识体系，为了能更好的运用和巩固这些知识，借毕业设计这个机会我做了宝清煤矿的新井设计。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、采煤工艺方面的知识。本设计采用采用了近年来大力推广的小倾角倾斜长壁采煤法。第1章 井田概况及地质特征1.1井田概况1.1.1交通位置宝清煤矿位于双鸭山市宝清县境内，行政区划隶属与黑龙江省双鸭山市宝清县。宝清煤矿东南部与朝阳县接壤，西距双鸭山市65km公里，铁路线经由双鸭山可通往全国各主要城市，公路可通往东荣、岚峰、朝阳。交通条件较为便利。地理座标为：东经 128°00135°00；北纬 45°0048°30。具体地理交通位置情况详见宝清矿交通示意图。图1-1 宝清矿交通位置图1.1.2地形 地势宝清煤矿位于黑龙江省宝清县境内，地势西南高，东北部低，综合考虑全矿区的自然地质备件，这矿区属于侵蚀不强烈的低山丘陵区。该矿区标高最高点位于矿区的西南部，标高约为+100m，标高最低点位于矿区中部沟谷中，标高约为50m,相对高差为150m左右,矿区内地形简单。1.1.3气象 地震该矿区位于黑龙江省宝清县，属大陆性气候。根据近二十年来的气象观测，年平均降水量最大为816.0mm，年平均降水量最小为462mm，。年蒸发量最大为2351mm,年蒸发量最小为2028mm,最大日蒸发量达30mm,年平均气温8.7，东春季多西北风，夏秋季多东南风。依据中华人民共和国国家标准GB500112001建筑抗震设计规范附录A，确定本矿区抗震设防裂度微度，基本地震加速度为0.15g。1.1.4水源及电源 本矿区地下水发育较好，由二眼深井供水，日出水量约1800m3/d，矿井水源有较好的保障。本矿电源引自35kv变电站，正在建设的选煤厂已建成35kv变电所，矿井扩建后的电源可直接从选煤厂调度，使用双回路供电系统。能够满足矿井生产的用电需求。1.2 地质特征1.2.1矿区内的地层情况宝清煤矿为黑土覆盖，根据钻孔勘探并结合邻区资料，对本井田地层由新至老分述如下：（一）第四系（Q）本组多为红色砂质粘土及黄色粉砂质亚粘土。河床为砂及亚砂土夹砾石，厚度018.91m。（二）第三系上新统（N2）本组多为深红色、黑红色粘土，夹有砂砾及铁质、钙质结核。底部为砾石层及红土层，平均厚15m。（三）二叠系发育下统山西组（p1s）、下统石盒子组（p1x）、上统石盒子组（p2s）。现分述如下：1、下统山西组（p1s）井田内厚8293m,平均87m,主要由灰色、灰白色砂岩、灰褐色泥岩、砂质泥岩组成。底界砂岩(k3)为灰白色粗中粒砂岩，其底部含理事及煤屑，与下伏太原组地层整合接触。2、下石盒子组（p1x）厚约88m,主要为灰黄色砂岩、灰色、灰黄色粉砂岩及泥岩组成。顶部发育一层鲕状铝土泥岩，底界砂岩(k5)为灰白色粗粒砂岩，含砾石，不稳定，与下伏地层整合接触。3、上统石盒子组（p2s）本组上部多被剥蚀。钻孔揭露的赋存地层最大厚度为46m,岩性主要为灰黄色砂岩、灰绿色夹紫色粉砂岩、泥岩等组成。底界砂岩(k6)为黄绿色含砾粗砂岩，与下伏地层整合接触。（四）上石炭统太原组（C3t）厚7298m,平均78.5m,以灰白色砂岩、灰黑色粉砂岩、泥岩及煤层组成，底部常发育泥灰岩一层，主要煤层赋存本组顶部及底部，按煤及岩性特征可分为上、中、下三段。下段地层由k2砂岩至5号煤层顶部，厚度2746m，平均35m，主要由煤层、砂岩、砂质泥岩组成，煤层是本段地层的主体，底部发育泥灰岩一层。中段由5号煤层顶部至4-2号煤层底部，厚度1627m，平均22m，主要由灰白色中粒砂岩，浅灰色粉砂岩及灰黑色泥岩和煤组成。中部常发育12层中粒砂岩，有时相变为细砂岩或粉砂岩。上段由4-2号煤层底部至k3砂岩，厚1923,平均21m,主要由煤层、砂岩、粉砂岩组成（五）中石炭统本溪组（C2b）井田内钻孔揭露不全，揭露最大厚度为34.90m，据邻区资料本组厚在2148m，主要由灰色、灰白色、灰黑色砂岩、砂质泥岩泥岩和铝土岩组成，地层中常夹13层薄层石灰岩，其中最下一层比较稳定，厚度最大可达3m，常含腕足类动物化石。(六)中奥陶统马家沟组(O2m)本组为含煤地层的沉积基底，在井田内揭露不全。据邻区资料本组厚约为180m,主要为灰、深灰色石灰岩、白云岩及白云质灰岩夹薄层黄绿色泥岩组成。灰岩含泥质，风化后呈土黄斑块，俗称豹皮灰岩。底层中常夹同生角砾岩，与下伏地层呈整合接触，井田内钻孔揭露最大厚度为15.74m。 1.2.2地质构造该矿区地质构造以褶曲为主,中小型断裂局部发育。主要构造线为北东方向,其中北部断层稀少,西南部断裂较为发育。地层产状主要受褶曲控制,总的地层走向为北东,倾角平缓。其中南部一般为48 º，北部一般为23º,平均为5º。现对区内构造叙述如下:1、褶曲下黑水沟背斜:位于井田西北部下黑水沟南侧,背斜区延伸约1.2km,走向为北东,两翼倾角平缓,一般为13º左右；下黑水沟南向斜:位于井田中部,下黑水沟背斜南侧。本区内延伸长约2.3 km,走向约为北东60º,与下黑水沟背斜近似平行。两褶曲轴线相隔0.40.6km；下窑子向斜:位于井田东南部，为宝清矿区南部一个主要区域向斜构造之一，区内延伸约0.5km，该向斜向西逐渐变小尖灭。两翼倾角近8 º左右；五一沟北背斜:位于井田东南部，下黑水沟南与下窑子两向斜之间，井田内延长约0.9km。背斜两翼地层倾角平均为3º，范围在2º5º。 2、断层五一沟正断层F1：位于井田南部边缘，断层走向为北东80º，倾向南东，倾角75 º。本区内只存在其尖灭部分，主体不在本矿区内。断层落差40米左右，为井田南部边界外的唯一主要断裂构造；F2逆断层：位于井田东南部，根据矿井地质资料，走向北东80°，向北西倾斜，倾角40º，落差1013m；F8逆断层：位于井田南部边缘，F2逆断层南侧，断层走向北东，倾向北西，落差约10m，向上至下石盒子组地层逐渐消失。1.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征1、可采煤层:矿区内主要可采煤层为7、9、12号煤层，详见可采煤层特征表1-1。现将各可采煤层分述如下：1、7号煤层煤层在太原组中部,厚度2.68-3.30m，平均2.89m左右，在矿区内属稳定全区可采煤层，其顶板为粉砂岩、细砂岩，底板为泥岩、砂质泥岩等。煤层结构简单，不含夹石，为主要可采煤层。2、9号煤层上距7号煤层7.84m左右，煤层厚度1.4-1.8m，平均1.64m左右，在矿区内属稳定可采煤层。其顶板为粉砂岩、泥岩，底板为砂质泥岩、细砂岩。煤层结构简单，不含夹石。3、12号煤层上距9号煤层33m左右，煤层厚度1.7-2.2m，平均1.88m左右，在矿区内属稳定可采煤层，主要由煤层、砂岩、砂质泥岩组成。其顶板为砂质泥岩、细砂岩，底板为泥岩、砂质泥岩。煤层结构简单，不含夹石。表1-1 可采煤层特征表煤层号平均厚度平均层间距夹矸稳定性可采性顶板岩性底板岩性72890稳定全区可采粉砂岩泥岩91647820稳定全区可采粉砂岩泥岩121883330稳定全区可采粉砂岩泥岩2、煤质(1)煤的物理性质黑色、强玻璃光泽、性脆、比重中小、裂隙发育。条带状结构、块状构造。宏观煤炭类型属半光亮型煤。(2)煤岩特征煤岩组分由镜质组、半镜质组、丝炭组和无机矿物组成。镜质组、半镜质组：一般含量在62左右，以基质及均质镜质体为主，含少量的结构镜质体。丝质组：一般含量在38左右，以半丝质体、粗粒体为主。无机矿物：以粘土为主。部分含方解石。(3)化学性质及煤种煤质变化规律符合希尔特定律： 1）挥发分随着深度的增加而降低，2）煤的变质程度随着深度的增加而提高。(4)煤的工艺特性及用途煤质属富灰、低硫、高磷煤，经过洗选后成为特低磷煤，牌号为气煤，可作为动力、民用及化工用煤。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，曲线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。见表1-2。表12岩石主要物理力学性质指标表名称容重kg/cm3孔隙度抗压强度MPa抗拉强度MPa变形模量MPa弹性模量MPa砂岩2.1- 2.76-223-200.5-0.40.5-81-8粉砂岩2.2- 2.75-152-150.2-1.30.8-82-8泥岩2.7- 2.81.6-51-130.6-2.03-65-9石灰岩2.2-2.76- 195-220.5-2.01-85-11铝土岩2.1-2.417-311-100.3-1.01-3.52-9白云岩2.3-2.87-1515-341.0-3.06-206-181.2.5井田水文地质情况1.含水层本矿区与充水有关的有二叠系上石盒子组（P2s）、下石盒子组（P1X）、山西组（P1s）的裂隙水含水层组、奥陶系上马家沟组（O2s）、下马家沟组（O2x）及亮山组（O11）岩溶含水层组。矿床主要充水含水层分述如下： (1)奥陶系灰岩地板岩融水主要含水层位是上马家沟组（O2s）、下马家沟组（O2x）和亮山组（O11），其中下马家沟组（O2x）岩层较薄，富水不均匀，富水带不稳定,局部对太原组煤层开采有地板突水影响的是上马家沟组（O2s）和亮山组（O11）。(2)山西组裂隙水含水层主要位于下段的砂岩带，底部粗砂岩局部变为细砂岩，是太原组上段煤层开采的主要顶板充水含水层。本层富水性不均匀，为极弱至中等程度。本层达到中等富水程度的部位位于埋藏较浅的向斜轴附近。(3)下石盒子组裂隙水主要含水层位为底部的含砾粗砂岩和砂岩带，基岩风化壳裂隙发育，裂隙水的补给主要来自大气降水的入渗，局部地段受河谷潜水补给，七里河改道后其富水性可能减弱，但在雨季其富水性将有所增强，基岩风化壳富水程度达到中等以上程度的都处于河谷区域构造比较发育的浅埋藏区。(4)上石盒子组裂隙水该组含水层离煤层较近，且靠近较大背斜轴部地段较富水，从而成为太原组上段煤层开采的主要充水含水层，富水性达到中等程度，而在埋藏较深的下黑水沟南向斜轴部富水性为弱至极弱程度。2.隔水岩层(1)中石炭系本溪组：主要隔水岩层为铝质泥岩、泥岩，一般厚20.00m左右为较好的隔水层。(2)上石炭统及下二叠统：主要由具有可塑性泥岩、砂质泥岩组成，各层砂岩间及灰岩间均有泥岩分布，一般厚2.00m至数米不等，可起到良好的层间隔水作用。3.矿井涌水量地质报告对矿井涌水量做了初步调查，并且根据矿井含水系数，参照邻近矿井实际情况，测得矿井七号煤层正常涌水量200m3/h,最大涌水量300m3/h，但对于九号与十二号煤层的涌水量未做调查，随着开采的深度的啬，后期应做补充调查。 4.水文地质类型矿区主要地质构造以向背斜褶曲为主，局部伴随少数中小型断裂，主要开采7号9号12号煤层，其直接充水含水层为K8砂岩含水层。该含水层含水性较弱，由于煤层底板标高高于奥灰水位标高，不会构成对下组煤层开采的威胁，因此，水文地质条件属简单类型。1.2.6沼气 煤尘及煤的自燃性1. 瓦斯据本矿对7号煤层瓦斯测量结果，CH4和C02绝对瓦斯相对涌出量分别为1.23m3/t和2.3m3/t，属低瓦斯矿井。但随着开采深度的增加，瓦斯含量可能会增大。2. 煤尘及煤的自燃煤层煤尘爆炸指数为60，自然发火期10个月。所以，在开采过程中要加强管理，做好防尘和防自燃工作。1.3 勘探程度及可靠性对地质勘探程度的评价1勘探程度（1）基本查明了井田的主要构造形态及地层沉积特征。（2）基本查明了主要可采煤层的层位、厚度、结构。（3）基本查明了可采煤层的煤质、煤岩特征，确定了煤类。（4）初步评价了井田水文地质，推测该区水文地质条件简单。（5）初步评价了主要可采煤层顶、底板岩层的工程地质特征，了解了煤层自燃倾向、煤尘爆炸、矿井瓦斯含量。2存在问题地质报告中对9号12号煤层的涌水量未作具体测试分析，建议补充测试。第2章 井田境界 储量 服务年限2.1 井田境界2.1.1井田周边状况本矿周边褶皱发育，大断层比较少见，局部中小断层发育。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各建筑物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2.2 井田储量2.2.1井田储量的计算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。矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探煤层厚度和质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前即可供利用的可列入平衡表内的储量。矿井工业储量是进行矿井设计的资源依据，一般即列入平衡表内的A+B+C级储量，不包括作为远景储量的D级储量。矿井可采储量是矿井设计的可以采出的储量，故可采储量等于矿井工业储量减去各建筑物、河流、工业场地等相应的永久保护煤柱之后再与带区采出率相乘即得。2.2.2保安煤柱为居住保地面建筑物及工程设施的安全，本设计对井筒及工业场地后期的风井、规划中的大断层留设安全煤柱。由于本矿区无地表移动参数实测资料，但邻近矿区此方面资料充足，做为本矿区设计的主要参考，来确实实际留设的安全煤柱：松散层移动角：含水松散层45º、不含水的松散层50º岩层移动角：60º岩层边界角：55º主、副井筒均位于工业场地内，主、副井筒深度650m，工业场地南北长875m，东西最大宽度为875m，为一梯形形状。按照现行建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程规定，井筒煤柱地面受护面积包括井架、提升机房和围护带面积包括工业场内为煤炭生产直接服务的工业厂房、服务设施和围护带，围护带宽度为15m，煤柱按岩层移动角圈定，井田境界煤柱按30m留设，带区煤柱按20m留设，断层两侧各设30m煤柱。按以上计算方法得：工业广场煤柱损失：666.5万t； 周边、断层保安煤柱损失：846.2万t；损失率为：11.4%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÷cos(平均倾角)×平均厚度×容重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%通过等高线块段法计算本井田工业储量为132.69Mt，可采储量为99.93Mt。2.2.4储量计算评价该矿的煤层倾角较小，煤层厚度稳定，对比可靠，煤层底板随地质构造起伏，但起伏不大。构造控制基本可靠，无火成岩，水文地质条件简单，储量计算可靠。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，每天三班作业，两班生产，一班准备，每天净提升时间为16h。2.3.2生产能力井田煤炭储量丰富（地质储量为132.69Mt，可采储量为99.93Mt），地质构造及水文地质简单，煤层赋存平缓（最大倾角8°平均倾角5°），煤质优良。现提出三种建井方案：方案一：建0.90Mt/a的矿井。方案二：建1.20Mt/a的矿井。方案三：建1.50Mt/a的矿井。根据煤矿工业矿井设计规范矿井投产后服务年限不应过长，可由服务年限确定。矿井及第一开采水平设计服务年限 如表2-2表2-2 矿井及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<25°煤层倾角25°-45°煤层倾角>45°3.0及以上60803035-1.22.450702530202515200.450.940502025152010152.3.3矿井设计服务年限矿井设计服务年限公式： P（×）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，地方小煤矿可取K=1.3 。根据本设计矿井实际情况，K值取1.4。计算得：方案一：P79.3年方案二：P59.4年方案三：P47.58年由上表可知，选择方案二合理。该矿井设计生产能力为1.2Mt/a，矿井设计服务年限为59.4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本矿区地面标高在0至+50m之间属于丘陵区，地区起伏不大，矿区煤层赋存稳定，断层少且落差不大，矿区附近各个矿井井型不同，开拓方式以立井开拓、斜立井联合开拓居多，平硐开拓少见。3.1.2影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况井田开拓方式的选择应全面考虑各种因素，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，地势起伏较平。2煤层赋存情况整个井田的煤层上部标高在-520m，下部标高在-630m。整个矿区共有3层可采煤层，即7、9、12号，全区发育。煤层走向长度为4.5km，倾向3.0km。本井田煤层系近水平中厚煤层，平均倾角在5°左右。3.2 矿井开拓方案选择3.2.1井筒形式和井口位置井口附近要有一定范围用以布置工业场地，其中包括主副井生产系统建筑物与结构物。选择井筒位置应当充分利用地形，以地面生产条件系统布置要求，平坦地形最适合矿井建设，不仅平场工程量较小，大型建筑物基础处理也比较简单。1、地面条件工业场地占地面积；地形与工程地质条件；煤的运输方向；生产建设与住宅位置。2、井下条件：按最小运输量确定井筒位置；根据地质条件确定井筒位置；煤柱量；勘探程度和初期工程量。根据地形地貌、煤层赋存条件来确定的工业场地位置，由于宝清煤矿煤层赋存角度较小，接近水平且埋藏较深，所以若采用斜井开拓则明显不合理，故初步定为采用立井开拓，立井开拓存在如下优点：适应性强，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斜井可靠，井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，机械化程度高，易于自动控制，井筒为圆形断面机结构合理，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。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，在此开成两翼储量比较均衡的双翼井田，应尽量避免井筒偏于一侧，造成单翼开采的不利局面；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；为使井筒的开掘和使用安全可靠，减少其掘进的困难及便于维护，应使井筒通过的岩层及表土层有较好的水文，围岩和地质条件。依据本井田的储量分布图，及剖面图考虑水平划分及主要巷道布置，确定井口的位置在整个井田的储量中心，坐标为：主井坐标：经度19617227，纬度4365626副井坐标：经度19617183，纬度40656003.2.2开采水平数目和标高根据煤层的赋存条件和倾斜长度，一个井田可以单水平开采，也可以多水平开采（从上往下逐水平开采）。在每个开采水平设井底车场和运输大巷，供该水平各带区煤的外运、辅助运输和通风用。煤矿科技发展迅速，生产高度机械化和管理高度集中化是主要的发展方向，高产高效矿井的生产一般集中在一个水平，12个工作面生产。这就要求加大工作面、带区和水平的走向及倾斜尺寸，要求有丰富的资源储量。本设计井田水平标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、煤层赋存条件及地质构造；3、采掘关系；4、生产成本；井底车场及其主要硐室的位置应尽量处于较好的岩层内。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：井田划分为一个开采水平；方案二：井田划分为两个开采水平。表31水平储量及服务年限表储量（Mt）服务年限（年）方案一单水平99.9359.4方案二一水平45.0526.8二水平54.8832.6从该表可知，方案二中的一水平达不到合理的服务年限，且根据本井田地质条件限制，不利于多水平开采；而方案一有利于带区的接续，且巷道利用率高，吨煤成本相对较低。故而采用方案一的水平划分方法，即划分一个开采水平。3.2.3开拓巷道布置阶段或水平主要巷道是沟通带区与井底车场的交通线，并在其中进行通风排水及布置管线，当上一阶段采完后，又可作为下阶段开采水平的总回风道，其工作年限较长，如果用单一水平开拓，其工作年限与矿井服务年限相同。布置的主要问题是运输大巷的布置，运输大巷担负着整个区段的通风，布线和运料行人任务，是全矿井的命脉。运输大巷可有单煤层布置，分煤组布置或全煤组集中布置。主要根据煤层赋存情况和数目来定。采用分煤层或分组集中大巷时，各煤层大巷之间、各大巷与井底车场之间用石门联系；用集中运输大巷时，各煤层组之间用带区石门联系。 详见比较表：表32 优缺点比较表特点集中大巷布置分组集中大巷布置优点1.总的大巷开拓工程量少，总的开拓巷道维护工作量较少。2. 大巷容易维护，运输条件好3.大巷容易维护，运输条件好1. 大巷工程量较少2. 初期工程式量较少，建井速度较快。3. 大巷维护容易缺点1总的石门工程量大，掘进工程量大， 2建井期较长1. 井下运输、装载分散生产管理不方便。2. 分组困难。适应条件适用于煤层层数较多、层间距不大的矿井。当层间距有大有小用单一的集中运输大巷有困难或不经济时。本井田的设计可采煤层为7、9、12号三煤层，倾角较小，平均为5度左右，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。现依据矿井设计生产能力及技术可行角度，特提出以下三种大巷布置方式：详见以下比较:（1）开拓方案方案一：总石门分煤层大巷带区车场分带运输巷及运料回风巷倾斜长壁回采工作面；方案二：1、首层：分煤层大巷分煤层大巷带区车场分带运输巷及运料回风巷倾斜长壁回采工作面；2、下两层：分组集中大巷带区车场分带运输巷及运料回风巷倾斜长壁回采工作面；方案三：集中大巷带区下部车场反斜带区斜巷及煤仓分带运输巷及运料回风巷倾斜长壁回采工作面。方案一的优点如下：由于是在各可采煤层中都布置大巷，相应地在各煤层单层准备带区，就每一个带区来说，工程量较小，各分煤层大巷之间中只开一条主要石门，石门工程量不大，建井时可首先进行上部煤层的开拓和准备，初期工程量少，建井速度快。方案一的缺点如下：1、每层煤都要布置分煤层大巷，分煤层大巷总条数过多，井田开拓掘进总工程量大，相应的轨道、管线的占用量也较多。2、各煤层布置带区，总的带区数目多，生产和运输都较分散，占用辅助生产人员也较多，生产管理不方便；3、由于大巷多，总工程量大，所以巷道维护量也大，维护费用高；4、每条大巷均需留设护巷煤柱，煤柱损失大；5、各煤层的分煤层运输大巷和回风大巷处在下层煤顶板上方，影响下层煤顶板的稳定。6、每层煤的护巷煤柱较大，在有自然发火危险的煤层中，护巷煤柱压裂透风容易引起自然发火；一般在井田走向短，煤层数目少，煤层间距大，采用集中布置有困难且经济上不合理时，才采用此种布置方案。方案二的优点如下：这种布置方式兼有分煤层大巷与集中大巷的部分优点，如层间距小的煤层分为一组，可以减少带区石门的掘进工程量等，是为了适应地质条件和煤层赋存条件而灵活采用的布置方式。方案二的缺点如下：由于巷道多，总工程量也较大，巷道维护量大，维护费用高；采用溜井实质上就是在溜井上部设置辅助水平，在煤层群下部设置主水平，布置为全矿井服务的井底车场及设施，辅助水平和主水平之间以溜井联系，辅助水平开掘简易的车场和煤层运输大巷，布置带区，进行开采。矸石及材料要多段转运，井下运输环节多，生产易分散。由于本质上的缺点，除特殊条件下很少采用。方案三优点如下：1、大巷工程量及与大巷有关的联络巷道相对于其它二种方案大大减少，总工程量最少，巷道维护费用也大大降低，生产区域比较集中；2、由于带区石门穿过各煤层，可同时时行若干个煤层的准备和回采，开采顺序灵活，开采强度较大；方案三缺点如下：1、矿井投产前的掘进工程量较大，初期工程量大，建井期较长；2、每一带区都要掘带区石门，若煤层间距大，带区石门就很长，总的石门工程量大，井筒提升费略高；表33 技术比较表序号对比项目评优准则方案一方案二方案三1移交工程量及投资少中优差2一水平总工程量及总投资少差优优3工期短中优差4巷道维护费少差中优5矿井出矸量少差中优6煤炭采出率高差差中7分带巷道长距离掘进通风易差优中8仰、俯斜工作面推进长度差值少差较优优9煤层间的搭配开采易差优优10对构造的适应能力强差优中11运输段数少优中中12分带巷道运输费少差中优13带区斜巷运输费和井筒提升费少中较优差14排水费少优较优优15通风费少差优优（2）经济比较方案二、方案三在技术均较合理，所以对技术上可行的方案进行经济比较。由于宝清煤矿煤层赋存为近水平煤层，采用主要石门联系各分煤层大巷要掘很长的石门，经济上明显不全理。所以采用方案二。3.3 选定开拓方案的系统描述3.3.1井筒形式和数目井筒位置就是确定井筒沿煤层走向和倾斜方向上的具体尺寸，并用直角坐标和方位角予以表示，选择井筒位置的条件：1.地面条件（1）工业场地占地面积（2）地形与工程地质条件（3）煤的运输方向（4）生产建设与住宅位置2井下条件（1）按运输量确定井筒位置（2）根据地质条件确定井筒位置（3）煤柱量（4）勘探程度和初期工程量根据本井田的实际情况，并考虑到上述的条件，该设矿井井筒位置详见开拓示意图3.3.2井筒位置及坐标选择井筒的条件：井下条件 在井田走向的储量中央或近中央使两翼可采储量平衡，减少走向运输大巷的运输费用。巷道好维护，通风费用低，保持两翼均衡生产和带区正常接续，采用多水平开采，井田倾斜方面各水