采矿工程毕业设计（论文）-鸡西矿业集团东山煤矿0.9Mta新井设计【全套图纸】 .doc

I 摘 要 东山矿为鸡西矿业集团东山矿 0.9Mt/a 新井设计，共有可采煤层为 3 层， 分别为 1#上、3#上和 6#A。煤质为 1/3 焦煤。 煤层总厚度为 5.5m。设计井田 地质构造简单，工业储量为 89.94Mt，可采储量 71.79 Mt。设计服务年限为 56a，由于煤层倾角为 8°属缓倾斜煤层，划分为二个水平，2 个带区，三个工 作面达产，达产时带区个数为两个。采用带区式准备。采用的采煤方法为倾斜 长壁采煤法，采煤工艺为普通机械化采煤工艺。大巷运输采用 10t 架线式电机 车牵引 3t 底卸式矿车运输，顶板处理方法为全部跨落法。运输方式工作面运 输采用刮板输送机。分带区运输巷采用带式输送机。年工作日为 330/d。矿井 采用“三八”工作制。日进 4 刀。提升方式主井采用箕斗提升。 由于本人水平有限，设计之中难免有错误，望各位老师不吝赐教。本人一 定虚心接受，为以后工作打下良好的基础。 关键词：矿井设计； 倾斜长壁采煤法； 全部垮落 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 II Abstract Dongshan Mine in Jixi Mining Group of Dongshan Mine 0.9 Mt / a new well design, a total coal seam to three storeys. for 1#up, 3#up and 6# A. For a coal / coke 3. Total coal thickness of 5.5 meters. Mine design simple geological structure, industrial reserves of 89.94 Mt, 71.79 Mt recoverable reserves. Design service life of 56years , seam inclination of 8 ° gently inclined seam is divided into two levels, with two, Face up to three production, production of the district brought the number to two. Use of the belt-prepared. The mining method for inclined longwall mining, mining technology to ordinary mechanized mining technique. Roadway transport the 10 t-linear motor vehicle traction 3 t-bottom tub transport, roof treatment for all inter-drop method. Face transport mode of transport used scraper conveyor. Zoning district adopted roadway transport belt conveyor. , 330 days / d. Mine “three eight“ system. Progressive four days knife. Ways to enhance use of the main shaft winder. Given the limited, the design of an error is inevitable, and hopes that substantive progress has spared no teachers. I must humbly accept, for the future work to lay a good foundation. Keywords : Mine Design inclined longwall mining method all falling 目 录 III 摘 要 .I ABSTRACT .II 绪 论 1 第一章 井田概况及地质特征 .2 11 井田概况 .2 111 交通位置 .2 1.1.2 地形地势 .3 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 工农业及原料供应状况 .3 1.1.7 水源及电源 .3 1.2 地质特征 .4 1.2.1 地层情况 .4 1.2.2 地质构造 .4 1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征 .6 1.2.4 岩石性质 厚度特征 6 1.2.5 井田内水文地质情况 .6 1.2.6 沼气 煤尘 矿井涌水及煤的自然性 .7 1.3 勘探程度及可靠性 .7 第二章 井田境界 储量 服务年限 8 2.1 确定井田境界的依据 .8 2.1.2 井田境界确定的依据 .8 2.2 井田储量 .8 2.2.1 井田储量的计算 .8 2.2.2 保安煤柱 .9 2.2.3 储量计算方法 .9 2.2.4 储量计算的评价 10 2.3 矿井工业制度 生产能力 服务年限.10 2.3.1 矿井工作制度 10 2.3.2 矿井生产能力 10 2.3.3 矿井服务年限的确定 11 IV 第三章 井田开拓 .12 3.1 概述.12 3.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述 .12 3.1.2 影响东山矿开拓方式的因素及具体情况 .12 3.2 矿井开拓方案的选择 13 3.2.1 井硐形式和井口位置 13 3.2.3 开采水平的数目及标高 18 3.2.4 开拓巷道的布置 19 3.3 选定开拓方案的系统描述 20 3.3.1 井筒形式和数目 20 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 24 3.3.6 煤层群的联系 24 3.3.7 带区划分 24 3.4 井筒布置和施工 26 3.4.1 井硐穿过的岩层性质及井筒支护 .26 3.4.2 井硐布置及装备 26 3.4.3 井筒延深意见 29 3.5 井底车场及硐室 29 3.5.1 井底车场形式的确定及论证 29 3.5.2 井底车场的布置、储车线路及行车线路的布置长度 30 3.5.3 井底车场通过能力计算 32 3.6 开采顺序 35 3.6.1 沿煤层走向的开采顺序 36 3.6.2 沿煤层垂直方向的开采顺序 36 3.6.3 沿煤层倾斜方向的开采顺序 36 3.6.4 带区接续计划 36 第 4 章 带区巷道布置 .40 4.1 带区概述 40 4.1.1 设计带区的位置 边界 范围 带区煤柱 .40 4.1.2 带区的地质和煤层情况 40 4.1.3 带区生产能力、储量及服务年限 40 V 4.2 带区巷道布置 41 4.2.1 区段划分 41 4.2.2 带区巷道布置 .42 4.2.3 带区上部车场布置 .42 4.2.4 带区煤仓形式、容量及支护 43 4.2.5 带区硐室简介 45 4.2.6 带区工作面的接续 45 4.3 带区准备 45 4.3.1 带区巷道的准备顺序 45 4.3.2 带区主要巷道的断面及支护方式 46 第 5 章 采煤方法 .47 5.1 采煤方法的选择 47 5.2 回采工艺 48 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 48 5.2.2 工作面循环方式和劳动组织形式 49 6.1 矿井井下运输 .52 6.1.1 运输方式和运输系统的确定 52 6.1.2 矿车的选型及数量 53 6.1.3 带区运输设备的选择 54 6.2 矿井提升系统 .54 6.2.1 矿井主提升设备的选择及计算 54 第 7 章 矿井通风与安全 .56 7.1 矿井通风系统的确定 56 7.1.1 概述： 56 7.1.2 矿井通风系统的确定 56 7.1.3 主扇工作方式的确定 57 7.2 风量计算与风量分配 .57 7.2.1 矿井风量计算的规定 57 7.2.2、风量计算 .58 7.2.4、风速的验算 .60 7.2.5、风量的调节方法与措施 .62 7.3 矿井通风阻力计算 .62 7.3.1、确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力 .62 VI 7.3.2 矿井等积孔计算 63 7.4 通风设备的选择 64 7.4.1、主扇的选择计算: 64 7.4.2 电动机的选择 65 7.4.3 反风措施 65 7.5 矿井安全生产措施 .65 7.5.1、预防瓦斯及煤尘爆炸 .65 7.5.2、火灾与水患的预防 .66 7.5.3、其他事故的预防 .66 7.5.4、避灾路线及自救规定 .67 第 8 章 矿井排水 68 8.1 概述 68 8.1.1、矿井水来源及涌水量 .68 8.1.2、对排水设备的要求 .68 8.2 矿井主要排水设备 69 8.2.1、排水方式与排水系统简介 .69 8.2.2、主排水设备及管路的选择计算 .70 第 9 章 矿井主要技术经济指标 73 参考文献 .75 致 谢 76 附 录 1 77 附 录 2 83 1 绪 论 通过大学四年我对采矿工程的专业学习，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，我做鸡西矿业集团东山矿的新井设计，我在毕业 实习中也收集了很多东山矿的资料。本设计主要是关于新井的建设，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。而且 还使用了带区开采。本设计主要是通过绘制矿井的各种图纸，来进行矿井的优 化设计，这其中文字部分包括大量的方案比较，使设计更加合理。在设计时， 对矿井的地质情况、煤层的受力等情况进行分析，使建成的矿井更加与实际相 符。 我希望通过本次毕业设计，我能够学到更多的专业知识，复习我所学过的 各门课程，并且能够熟练运用他们，从而也为我在以后的工作中打下基础。同 时也为我熟悉自己所掌握的课程提供了一个良好的平台。再本次设计中，我将 自己的理论充分的和实际相结合。但是由于本人实际经验有限，很多理论和实 际有出入，希望老师能批评指正，本人不胜感激。更加感谢母校在我即将离校 时给我提供了宝贵的学习机会，让我在今后的工作上终身受益。 2 第一章 井田概况及地质特征 11 井田概况 111 交通位置 交通状况 东山矿位于黑龙江省鸡西市境内，东经 130°4220“130º5131“ ， 北纬 45°1842“45º2216“东山矿的交通以铁路、公路为主，有矿山铁路 专线与鸡西站相连；公路通达鸡西市、密山市等地，交通较为便利区内公路四 通八达，交通十分便利，有数条国有铁路和国家级公路 (见图 11) 。 比例尺 1:600000 图11 交 通 位 置 图 至林口 滴道 至牡丹江 柳毛矿 石墨矿 通桦木林场 水 源 地 恒山矿东山 矿 二道河子矿 张新矿 鸡西矿业集 团 鸡西 通密山 鸡东 通密山 东海矿 杏花矿 正阳矿 城子河矿 滴道矿 3 1.1.2 地形地势 东山矿区属于盆地在侏罗纪沉积之前的多次构造运动中，地面最大高差在 250m 左右。 1.1.3 气象及地震情况 区内自 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 37°C31°C，最低气温在-29°C34°C，全年平均气温在零上 0.5°C，处于亚 寒带属大陆性季风气候，年降水量在 390mm 到 700mm，年平均降水量为 545mm。风向多为西北和西南，风力 34 级。 1.1.4 水文地质情况 区内有穆棱河、滴道河、河北沟和暖泉河均离矿井较远对东山矿井影响较 小，故不于考虑。东山矿最大涌水量为 121 m3/h，最小涌水量为 70 m3/h。属 于低涌水量矿井。 1.1.5 煤田开发史 东山矿为新井设计，无开发史。 1.1.6 工农业及原料供应状况 东山矿周围资源丰富，可为东山矿区提供农产品及生产资料，矿井建设及 生产设备可由附近省市厂家提供。 1.1.7 水源及电源 东山矿区水源来自水库、地下水，能够满足生产与生活需要，生产与生活 用电来自鸡西市供电局和鸡东县供电局双回路供电。 4 1.2 地质特征 1.2.1 地层情况 东山矿区属于盆地在侏罗纪沉积之前的多次构造运动中，本地区近于南北 方向，地面井田西北部煤层倾角在 8°10°。井田中部煤层倾角在 10°18°。井田南部煤层倾角在 12°13°。局部有断层。本煤田形成之 后，来自南北方向的主压应力的进一步加强，形成了今日的煤田构造形态。1# 上，3#上和 6#A 煤层位于东山中部岩性为砂岩，页岩，砂页岩，凝灰岩，底部 砂岩。总厚 5.5m。 1.2.2 地质构造 东山井田范围内的主要地质构造为断层，其中断层有 3 个，铅直断距在 25m 左右，详见(表 11)断层特征表。 表 11 断层特征 产状落差（m）存在依据及控制情况备 注 顺 序 号 断 层 编 号 断 层 性 质 走向倾向倾角最大最小 1 F13 正 断 层 60°WNE30°25 来原于以往的地质报告 2 F11 正 断 层 56°WNE34°40 来原于以往的地质报告 3 F8 正 断 层 58°WNE32°50 来原于以往的地质报告 5 3上 1上 岩 性 描 述 粉 砂 泥 质 岩 1/3 焦 煤 灰 色 细 砂 岩 黑 灰 色 粉 砂 质 砂 岩 细 中 砂 岩 ，水 平 层 理 粉 砂 岩 夹 粗 砂 岩 中 砂 岩 夹 粗 砂 岩 ，深 灰 色 中 砂 岩 ，细 砂 岩 粉 砂 岩 粗 砂 岩 ，中 砂 岩 ，灰 黑 色 焦 煤 粗 砂 岩 焦 煤 地 层 厚 ( 煤 层 ( 煤 层 号 8.7 1.8 6.5 2.0 9.0 9 13.0 8.0 1.2 6 柱 壮 地层系统 界 系 统 中 生 界 侏 侏 罗 罗 系 统 上 6 5.5 2 9 7 中 砂 岩 ，细 砂 岩 ，灰 黑 色 图 12 煤层综合柱状图 6 1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征 东山矿区煤系地层属侏罗系上上统组地层。共有可采煤层 3 层，全部为可 采煤层。可采总厚度为 5.5m。见（表 12）赋存特征表。 表 12 煤层 号 煤层 厚度 煤层 结构 层间距（m）可采程度顶板岩性底板岩性 1#上 1.8简单全层可采细砂粉细互层 20 3#上 1.5简单全层可采细砂粉砂岩 6#A 1.2简单50全层可采粉砂粉砂岩 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。 （见表 1-3） 表 1-3 岩石力学强度指标表 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10-1002-1015-303-20 1.2.5 井田内水文地质情况 东山矿受大气降水直接补给，岩石风化裂隙不发育，地下水呈裂隙水形式 不丰富。已探明含煤地曾风化裂隙带总深度在 80-100m，而强风化裂隙带在 50-60 没以内。目前新井在-200500m 标高之间，垂深近于 300700m，风化 裂隙水对其直接影响很小，井口标高大大高于洪水位线，洪水对矿井影响不大。 7 1.2.6 沼气 煤尘 矿井涌水及煤的自然性 （1） 瓦斯赋存情况及涌出量 根据现有资料和临近生产矿井的调查，东山矿区内含瓦斯，瓦斯相对涌出 量 0.547 m3/t，绝对涌出量 21 m3/h，属于低瓦斯矿井。 （2） 煤尘爆炸行 煤尘爆炸指数为 0.7%，煤尘没有爆炸危险性。 （3） 煤的自然情况 根据实际调查，及其临近矿井的调查报告，该井田范围内的煤没有自然倾 向。但在秋冬季也应注意防火。 （4）矿井涌水量 70-121 m3/h，属于低涌水量矿井。 1.3 勘探程度及可靠性 东山井田范围内，勘探钻探甲、乙级孔率为 88.4%，煤层甲、乙级层点率 为 87.8%，物探甲、乙级孔率和煤层层点率均为 100%，钻探测井资料齐全准 确，并采用水泥沙浆法封孔。物探质量高于钻探选题，在报告编制中进行了合 理取舍，整个报告达到了煤炭工业矿井设计规范的要求。经综合评定，本 区构造程度属简单。 8 第二章 井田境界 储量 服务年限 2.1 确定井田境界的依据 2.1.1 井田周边状况 1.划分的井田范围要为矿井发展留有空间； 2.以地理地形，地质条件作为划分境界的依据； 3.要适合选择井筒位置，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，以利于机械化的不断提高。 2.1.2 井田境界确定的依据 根据上述原则，结合东山矿区实际的情况，东山矿井田境界确定为：东经 130°4220-130°5131，北纬 45°1842-45°2216。 2.1.3 井田未来的发展情况 该井田随着技术的进步和勘探水平全面的提高，井田范围内的探明储量会 越来越精确，可能在更深部发展可采煤层。 2.2 井田储量 2.2.1 井田储量的计算 东山矿区范围内计算的煤层有 1#上、3#上、6#A 三层，各煤层储量计算边 界与井田境界基本一致，矿井储量是指矿井内所埋藏的数量，具有工业价值的 煤炭数量.它不仅包含着煤炭在地下埋藏的数量，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.矿井储量可分为矿井地质储量，矿井工业 9 储量和矿井可采储量。 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 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，东山矿依据煤炭安全规程 ，留设保安煤柱如下： 1.各煤层在露头处留设 20m 煤柱； 2.边界断层留设 25m 煤柱； 3.井田内部断层留设 20m 煤柱； 4.地面留设 50m 煤柱。 按以下计算方法得：工业广场煤柱损失：1.4Mt 断层，露头煤，边界保安煤柱损失：4.3Mt 总损失量：5.7Mt 损失率=总损失量/工业储量=5.7/90=6.38% 2.2.3 储量计算方法 1.工业储量计算 计算公式如下： 块段储量=块段面积÷平均倾角余弦×块段平均厚度×容量 根据储量诸图，通过等高线块段法计算本井田工业储量为 90.0Mt。各煤层工 业储量见表可采煤层储量计算总表 2-1。 2.可采储量计算 计算公式如下： Z=（ZC-P）×C 式中： ZK可采储量，Mt； ZC工业储量，Mt； P永久煤柱损失，Mt； C带区回采率，%。 得 Z=（ZC-P）×C =（90.0-5.7）×85%=71.8Mt 10 表 2-1 可采煤层储量总表 序号煤层号 A+B+C 工业储量损失量 设计采 出率 可采储量 1 1#上 2806.062997.35191.2984%2413.21 2 3#上 3021.913227.91206.0083%2538.4 36#A2590.212766.78176.5786%2227.58 总计 8418.188992.04573.867179.19 回采要求：中厚煤层不应小于 80%，薄煤层不应小于 85%。 经各煤层可采储量计算，汇总计算出本井田可采储量为 71.8 Mt。 2.2.4 储量计算的评价 东山矿的各类储量计算严格执照有关规定执行。由于技术水平所限，储量 的计算设计所得到的各种储量与实际可能有一定误差。 2.3 矿井工业制度 生产能力 服务年限 2.3.1 矿井工作制度 东山矿年工作日确定为 330d ，矿井每日净提升时间为 16h 采用三八工作 制。 2.3.2 矿井生产能力 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，初步拟定了三种矿井生产能力的 确定方案: 方案 A:0.9Mt/a 11 方案 B:1.2Mt/a 方案 C:1.5Mt/a 2.3.3 矿井服务年限的确定 矿井服务年限的计算公式如下： T=Zk/(A×K) 式中：T矿井服务年限，a； 可采储量，； 矿井储量备用系数，. 根据东山矿矿井的实际情况，值取. 依据以上拟定的矿井生产能力，服务年限的确定现提出两种方案，具体如 下: 方案 A:0.9Mt/a T=Z/(A×K)=71.8/(0.9×1.4)=56a 方案 B:1.2Mt/a T=Z/(A×K)= 71.8/(1.2×1.4)=42a 方案 C:1.5Mt/a T=Z/(A×K)= 71.8/(1.5×1.4)=34a 参照煤炭工业矿井设计规范规定，根据东山矿矿井的实际情况，方案 B 较合理，即:矿井生产能力 A=0.9Mt/a 矿井服务年限 T=56a。 表 2-2 第一水平设计服务年限表 第一水平设计服务年限（a）矿井生产能力 Mt/a矿井服务 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_ 1.2-2.450-6025-3020-2515-20 0.45-0.940-5020-2515-2010-15 12 第三章 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 东山煤矿周边矿井均采用双立井开拓，东山矿分二水平开采，一水平在- 100m 标高。 3.1.2 影响东山矿开拓方式的因素及具体情况 根据精查报告确定的煤层自然产状，构造因素，顶底板条件，冲积层结构， 地形及水文地质条件等，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。 东山矿建设必须严格按照基本建设程序办事，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。 确定井田开拓方式的原则： 1. 合理开发国家资源，减少煤炭损失； 2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，尤其是初期建设工程量，节约基建工 程量，加快矿井建设； 3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； 4必须贯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要适应发前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术，新工 13 艺，发展采煤机械化，自动化创造条件； 6根据用户需要，应将不同煤种、煤质的煤层分别开采。 3.2 矿井开拓方案的选择 3.2.1 井硐形式和井口位置 1.井筒形式的确定 根据东山井田的地表及煤层等实际情况，不具备平硐开采条件。现依据东 山井田的地形，地质构造，煤层赋存等因素，提出三种井筒开拓方案， 具体 情况如下： 方案一双斜井开拓（如图 3-1） ； 方案二双立井开拓（如图 3-2） ； 方案三主斜井副立井开拓（如图 3-3） 。 方案一 图 3-1 方案二 图 3-2 14 方案三 图 3-3 以上三种井筒开拓方案技术比较如下： （1）双斜井开拓 斜井与立井相比有如下优点： 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，井度车场及硐室投资少。 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； 带式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； 缺点： 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， 能力小钢丝绳磨损严重，动力削消耗大，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； 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； 当表土为富含水的冲积层或流砂层时，斜井井筒掘进技术复杂，有时难 以通过。 斜井通风风路较长，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。 适用条件：煤层赋存较浅，垂深在 200m 以内，煤层赋存深度为 0- 500m，含水砂层厚度小于 20-40m，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。 技术评价：本井田一水平设在-100m 水平标高，根据煤层的赋存情况可以 采用双斜井开拓，东山矿井田赋存深度为+300m-700m，在技术上是可行的。 （2）双立井开拓 优点： 机械化程度高，易于自动控制； 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； 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。 缺点：与斜井优点相反。 适用条件：煤层赋存深度 200-1000m，含水砂层厚度 20-400m，立井开拓 的适应性很强，一般不受煤层倾角，厚度，瓦斯和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。 15 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，东山矿井田的地表，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。 （3）主立井副斜井开拓 优点：兼有斜井和立井的优点，副井采用斜井开拓，井筒施工简单，掘进 速度快，费用低，主井采用立井开拓，井筒容易维护，有效断面大，有利于通 风，提升速度快。 缺点：如果井口相距较近，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 产调度及联系不太方便，占地比较多，相应地增加煤柱损失。 适用条件：介于双立井与双斜井之间 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，不适合东山矿。所 以本井田不利用综合开拓。 根据上述井硐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 技术上可行，根据规定，对技术可行的方案还应进行经济比较。 （见表 3-1） 2.井口的位置 对矿井井筒位置有以下的要求 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； 井筒沿走向有利的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，形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； 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勘探线剖面图。考虑水平划分及井口位置，确 定井口的位置在整个井田的储量中心。 现有两种井筒位置布置方案如下： 方案一：井筒位于井田浅部； 方案二：井筒位于井田中部。 井口位置：双立井开拓时井口位置应在井田中央，储量比较可靠的块段上，以 便运输和通风的集中管理，而且在东山矿区的地质情况下，井田中央有断层， 煤层底部有基岩，作经济比较如表开拓方案技术经济分析比较表 16 表 31 开拓方案技术经济分析比较表 方 案 优 点缺 点 方 案 一 1.主井井口位于井田边界，压煤量 小； 2.利于布置工业广场和交通运输用 低。 1.主井口地面标高低，防洪 工程量大； 2.井下反向运输量多； 3.车场位置在边界不利于集 中运输。 方 案 二 1.井口位置接近井田中央，井下为 双翼生产，易于保证矿井产量； 2.井底车场位于储量中心，井下运 输费用低。 3. 井口位置接近井田中央，石门 相对较短。 1.主井井口位于井田中央， 压煤量大； 2.车场位置在边界不利于集 中运输。 表 3-3 技术比较 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，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。 17 主 立 副 斜 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。 综上所述和东山矿实际情况，方案一比较适合。 表 3-2 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 数 量 数 量 基岩段主井掘进 45. 6 10m319581457285155. 97 10m8503132621.9 基岩段副井掘进 42. 6 10m399101700166145. 70 10m92151342625. 5 基岩段主井辅助费 45. 6 10m42781195081.4155. 97 10m147742304300. 8 基岩段副井辅助费 42. 6 10m452141926116. 4 145. 70 10m147742152571. 8 表土层副井辅助费 410m234359374013.710m11822161961.4 主井提升费用 80. 9 10m0.85869.429010m0.39835.84 副井提升费用 15. 8 10m2.7143048627.5 1 10m0.681187343 箕斗 2 个 243750487500 罐笼 2 个 218750437500 钢丝绳输送机 16010m4955792800 串车 1210m525063000 主井提升机 1 个 101750010175001 个 9200092000 副井提升机 1 个 8762508762501 个 923750 0 9237500 18 总 计 12549862.8 21281575.5 t 煤成本 13.94 23.65 3.2.3 开采水平的数目及标高 开采水平的尺寸以水平垂高表示，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）具有合理的区段数目； （2）具有合理的阶段斜长； （3）要保证开采水平有合理的服务年限及足够的储量； （4）要有利于带区的正常接替； （5）经济上有利的垂高。 根据煤炭工业矿井设计规的规定，矿井生产能力在 0.9Mt/a，倾角小 于 25°，第一水平的服务年限在 20a25a。 T=Z/A=3528/90×1.4=28a20a 阶段垂高=可采储量÷煤的视密度÷煤的厚度÷走向长度×煤层倾角的正 弦值=35280000÷1.4÷5.6÷5100×sin11°=406m。 根据以上各方面原因及本井田的实际际情况，现确定水平划分方案如下； 方案一：单水平开采 水平标高-100m 阶段垂高900m 储量7179； 服务年限56。 方案二：两水平开采 水平标高-100m，-600m 阶段垂高400m，500m； 一水平储量3589.5； 二水平储量3589.5； 一水平服务年限28； 二水平服务年限28。 方案三：三水平开采 19 水平标高+50m，-250m，-600； 阶段垂高250m，300m； 一水平储量4361.38； 二水平储量3309.49 三水平储量1848.15； 一水平服务年限26； 二水平服务年限20； 三水平服务年限11。 参照上述三种方案的各项数据，各方案评价如下： 方案一：该方案的阶段垂高，服务年限不符合煤炭工业矿井设计规范 ， 煤层为缓倾斜煤层，不符合开采条件，因此本方案不可行。 方案二：该方案的一水平服务年限及垂高均符合煤炭工业矿井设计规范 规定，根据本井田的实际情况，本方案技术上可行。 方案三：该方案阶段垂高不符合煤炭工业矿井设计规范规定，根据本 井的实际情况，因此本方案不可行。综合上述方案评价。第二种方案为最优方 案。 3.2.4 开拓巷道的布置 水平巷道的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。对大巷的基本要求是便于运输，利于掘进和维护，能满足矿井通风 安全的需要。 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单煤层布置（称分煤层运输 大巷） ，分煤组布置（称分组集中运输大巷）和全煤组集中布置（称集中运输 大巷） 。采用集中运输大巷时，各煤层（组）间用带区石门联系，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： （1）分煤层大巷适用条件 煤质牌号不同，要求分采，分运； 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； 煤层数不多，层间距大，石门长； 产量，风量均大，需要疏解； 各煤层底板，均有坚硬岩层。 20 （2）分组集中大巷适用条件 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； 多水平生产，容易解决运输，通风的干扰。 （3）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； 自然发火严重，便于分区，分段处理事故； 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； 井田走向长度大，服务年限长； 带区尺寸大，石门长度短。 本设计井田的可采煤层为 3 层，三层较近，各煤层的煤质相同，不需要分 采分运，所以根据本井田的实际情况，本井田采用带区式大巷布置方式。 3.3 选定开拓方案的系统描述 3.3.1 井筒形式和数目 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。 3.3.2 井筒位置及坐标 井筒位置就是确定井筒沿煤层走向和倾斜方向上的具体位置，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） ；煤的运输方向； （2）地形与工程地质条件； （3）工业场地占地面积 （4）生产建设与住宅位置。 2.井下条件 （1）煤柱量； 21 （2）根据地质条件确定井筒位置； （3）按运输量确定井筒位置； （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 拓平面图，其井筒井口坐标为： 主井：5008875，4158250 副井：5008775，4158200 3.3.3 水平数目及高度 根据本井田的煤层赋存条件，地质构造等因素，合理的水平划分方案的技 术分析和经济评价，该设计矿井在-100m 水平标高处划分一个水平，阶段垂高 250m，在-100m 水平标高上布置水平开拓巷道，井底车场及各类硐室，井田 范围内各煤层以-100m 开采水平为界，采用带区开采。 3.3.4 石门 大巷数目及布置 根据该设计矿井开拓巷道布置方案的技术分析和经济评价，确定东山矿采 用的开拓巷道布置方式为带区石门布置。 东山矿中，大巷和石门服务年限较长，运输能力要求大，所以大巷和石门 的断面和支护设计在本设计中相同，其内部设施也相同。巷道断面设计合理与 否，直接影响