采礦工程畢業(yè)設計論文雙鴨山礦業(yè)集團東榮三礦1.2Mta新井設計【】

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1、摘 要 本設計為雙鴨山礦業(yè)集團東榮三礦1.2Mt/a的新井設計。此礦區(qū)內有3層煤全區(qū)可采，煤層平均厚度為2.3m，走向長度為5km，傾向長度為2.8km，煤層平均傾角為13°?？刹蓛α繛?11.95Mt，服務年限為66.63a。其中三層煤均為中厚煤層。煤的工業(yè)牌號為肥氣煤。本設計采用立井多水平開拓，采用集中大巷布置，大巷采用10t架線式電機車牽引3.0t底卸式礦車運輸。采煤方法為走向長壁采煤法，采煤工藝為綜合機械化采煤，采空區(qū)處理方法為全部垮落法。 關鍵詞： 可采儲量 水平 集中大巷 走向長壁 全套圖紙，加153893706 Abstract

2、This design is made for the third Dongrong mine of Shuangyashan mining Bureau,This shaft is a 1.2 million tons new one.It has three arailable designed coal seam,It’s average thichness is 7.0m, alignment length is 5,000 incline to length as 2.8 kilo meters, average rake angle in coal seam is 13.0

3、degree.There are 111.95 millions tons, the service time limit is 66.63 years.Among them the treble coal is all for medium-thick seam.The indrstry type of coal seam is fat gas coal.This design adopts the shaft two levels expand, adopting the sum the cent set gathering main roadway arranges, the main

4、roadway adopts 10 ton a line type electrical engineering cars lead 3 ton bed unload type car, pit tub carriage.The coal winning method, coal mining method is a longwall mining on the strike, the coal winning technology is for synthesizing to mechanize the coal mining, the goaf, gob,waste treats meth

5、od as the complete caving method. Key Words Can adopt to keep the quantisty Level gathering main roadway The alignment is lengthways the wall 目 錄 摘要 I Abstract II 目錄 III 緒論 VII 第1章 井田概況及地質特征 1 1.1 井田概況 1 1.1.1 交通位置 1 1.1.2 地形 地勢 2 1.1.3 氣象 地震 2 1.1.4 本礦區(qū)鄰礦區(qū)煤炭生產建設及規(guī)劃情況 2 1

6、.1.5 礦區(qū)經濟概況 2 1.2 地質特征 2 1.2.1 礦區(qū)范圍內的地層情況 2 1.2.2 井田范圍內和附近的主要地質構造 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、厚度特征 6 1.2.5 井田內水文地質情況 6 1.2.6 沼氣、煤塵及煤的自燃性 7 1.2.7 煤質 牌號及工業(yè)用途 8 1.3 勘探程度及可靠性 8 第2章 井田境界 儲量 服務年限 9 2.1 井田境界 9 2.1.1 井田周邊狀況 9 2.1.2 井田境界確定的依據 9 2.1.3 井田未來發(fā)展狀況 9 2.2 井田儲量 9 2.2.1 井田儲量計算

7、9 2.2.2 保安煤柱 10 2.2.3 儲量計算方法 10 2.2.4 儲量計算評價 10 2.3 礦井工作制度 生產能力 服務年限 11 2.3.1 工作制度 11 2.3.2 生產能力 11 2.3.3 礦井設計服務年限 12 第3章 井田開拓 13 3.1 概述 13 3.1.1 井田內外及附近生產礦井開拓方式概述 13 3.1.2 影響本設計礦井開拓方式的因素及具體情況 13 3.2 礦井開拓方案選擇 14 3.2.1 井硐形式和井口位置 14 3.2.2 開采水平數(shù)目和標高 20 3.2.3開拓巷道的布置 21 3.3選定開拓方案的系統(tǒng)描述 23

8、 3.3.1 井筒形式和數(shù)目 23 3.3.2 井筒位置及坐標 23 3.3.3 水平數(shù)目及標高 24 3.3.4 石門 大巷數(shù)目和布置 24 3.3.5 井底車場的形式選擇 27 3.3.6 煤層群的聯(lián)系 28 3.3.7 采區(qū)劃分 28 3.4 井筒布置和施工 29 3.4.1 井筒穿過的巖層性質及井筒支護 29 3.4.2 井筒布置及裝備 29 3.4.2 井筒延伸的初步意見 31 3.5井底車場及硐室 32 3.5.1 井底車場形式的確定及論證 32 3.5.2 主要原則問題的確定 32 3.5.3 井底車場的布置、儲車線路、行車線路布置長度 33 3.5

9、.4 井底車場主要硐室 38 3.6 開采順序 38 3.6.1 沿井田走向的開采順序 38 3.6.2 沿井田傾向的開采順序 39 3.6.3 采區(qū)接續(xù)計劃 39 3.6.4 “三量控制”情況 39 第4章 采區(qū)巷道布置 41 4.1采區(qū)概述 41 4.1.1 設計采區(qū)的位置　邊界　范圍　采區(qū)煤柱 41 4.1.2 采區(qū)的地質和煤層情況 41 4.1.3 采區(qū)的生產能力、儲量及服務年限 41 4.2 采區(qū)巷道布置 42 4.2.1 區(qū)段劃分 42 4.2.2 采區(qū)上山布置 42 4.2.3 采區(qū)車場布置 44 4.2.4 采區(qū)煤倉形式、容量及支護 51 4.2

10、.5 采區(qū)硐室簡介 53 4.2.6 采區(qū)工作面接續(xù) 53 4.3 采區(qū)準備 54 4.3.1 采區(qū)巷道的準備順序 54 4.3.2 采區(qū)巷道的斷面圖及支護方式 55 第5章 采煤工藝 57 5.1采煤方法的選擇 57 5.1.1. 采煤方法的選擇原則 57 5.2回采工藝 58 5.2.1 選擇和決定回采工作面的工藝過程及使用的機械設備 58 5.2.2 選擇采面循環(huán)方式和勞動組織形式 58 第6章 井下運輸和礦井提升 61 6.1 礦井井下運輸 61 6.1.1 運輸方式和運輸系統(tǒng)的確定 61 6.1.2 礦車的選型及數(shù)量 61 6.1.3 采區(qū)運輸設備的選擇

11、 64 6.1.4 工作面運輸巷設備的選型 64 6.2 礦井提升系統(tǒng) 65 6.2.1礦井主提升設備的選擇及計算 65 第7章 礦井通風與安全 67 7.1 礦井通風系統(tǒng)的確定 67 7.1.1 概述 67 7.1.2 主扇工作方式的確定 67 7.2 風量計算與風量分配 67 7.2.1風量計算 67 7.2.2.風量分配 69 7.2.3風量的調節(jié)方法與措施 70 7.2.4風速的驗算 71 7.3 礦井通風阻力的計算 72 7.3.1 確定全礦最大通風阻力和最小通風阻力 72 7.3.2 礦井等積孔的計算 74 7.4 通風設備的選擇 75 7.4.1

12、 主扇的選擇計算 75 7.4.2 電動機的選擇 76 7.4.3 反風措施 76 7.5 礦井安全技術措施 76 7.5.1 火災與水患的預防 76 7.5.2 預防煤塵及瓦斯爆炸 77 7.5.3 其他事故的預防 77 7.5.4 避災路線及自救 78 第8章 礦井排水 79 8.1 概述 79 8.1.1 礦井水來源及涌水量 79 8.1.2 對排水設備的要求 79 8.2 礦井主要排水設備 79 8.2.1 排水方式與排水系統(tǒng)簡介 80 8.2.2 主排水設備及管路的選擇計算 80 第9章 礦井主要技術經濟指標 83 總 結 85 致 謝 86 參

13、 考 文 獻 87 附錄1 92 附錄2 94 VI 緒 論 在大學四年的學習和實踐里，我掌握了很多專業(yè)知識，為了能更好的鞏固和運用這些知識，借畢業(yè)設計這個機會我做了黑龍江省雙鴨山市東榮三礦（5#、6#、14#）1.2Mt/a新井設計,本設計主要是關于新礦井的建設，其中包括開拓方式、采煤工藝、支護方式、設備選型以及礦井的通風、運輸、排水系統(tǒng)。本設計包括通風安全方面、采煤工藝方面、巖石力學方面以及CAD制圖方面的知識。本設計主要是針對煤層群的開采方法，本方法采用單一走向長壁式采煤法的巷道布置，按照需要布置三條巖石上山，分別是運輸上山，軌道上山，通風上山。

14、因此，需要很多開采、維護費用，但是更利于礦井的生產和管理。本設計主要是通過繪制礦井的各種圖紙來進行礦井的優(yōu)化設計，這其中文字部分包括大量的方案比較，以便使設計更加合理。在設計時，需要對礦井的地質情況、煤層的受力等情況進行分析，這樣才能使建成的礦井更加與實際相符。 我希望通過做本次畢業(yè)設計，我能夠學到更多的采礦專業(yè)知識，鞏固我所學過的各種知識，并且能夠很好的運用它們，從而為我以后的工作打下良好的基礎。 83 第1章 井田概況及地質特征 1.1 井田概況 1.1.1 交通位置 雙鴨山礦業(yè)集團東榮三礦位于黑龍江省集賢煤田東南端，西南距福利屯48km,經

15、福利屯到礦業(yè)集團所在地——雙鴨山市為56km。見交通位置圖1-1。 圖1-1 交通位置圖 1.1.2 地形 地勢 本井田處于三江平原的西南部，屬高河漫灘，地勢低平，地面標高為+50～+78m，井田東部有雙山子，標高+137.8m,西依索利崗山，標高為+197.8m，南臨完達山北 ，北面廣闊平坦。 本井田內沒有大的河流，只有二道河子等季節(jié)性河流，雨季二道河子流量為2.9m3/s。 1.1.3 氣象 地震 本地區(qū)屬寒溫帶大陸性氣候。冬季寒冷。夏季氣溫較高，年平均最低氣溫為－17.4°～－23.9°C，年平均最高氣溫為20.1°～23.7°C；年降水量325.7～692.3㎜；年蒸發(fā)量1

16、095.5～1460.6㎜；年平均風速4.1～4.7m/s，風向多偏西風。每年十月至次年五月為凍結期，最大凍結深度為1.55～2.08m。 根據國家地震局資料，集賢及其鄰區(qū)地震裂度在6級以下，過去無強烈地震記載。 1.1.4 本礦區(qū)鄰礦區(qū)煤炭生產建設及規(guī)劃情況 本礦區(qū)東西寬5～11km,南北長2.8km。面積為23km2,《東榮礦區(qū)總體設計》規(guī)劃用四對井進行開發(fā)?？傄?guī)模達5.10Mt/a。 本礦區(qū)第四季地層廣泛分布，地下含水量極其豐富，供水水源充足。 本礦井內沒有生產、在建及停閉礦，也沒有小煤窯。 1.1.5 礦區(qū)經濟概況 本區(qū)為農業(yè)區(qū)，工業(yè)基礎較薄

17、弱。但是，雙鴨山礦業(yè)集團距本區(qū)較近，可以借助老區(qū)力量建設新區(qū)。 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)電廠一座，在礦區(qū)總體設計階段，供電電源方案已達成協(xié)議。 1.2 地質特征 1.2.1礦區(qū)范圍內的地層情況 本井田的可采煤層均賦存在侏羅系雞西群城子河組，其地層厚度在930m左右。其上為雞西群穆棱組。在穆棱組上覆有巨厚的第三、第四紀地層。晚侏羅系煤系地層不整合于元古界至古生界基底之上，基底由元生界麻山群泥盆系青龍山組及侵入的花崗巖組成。見地層系統(tǒng)表1—1。 表1-1 地層系統(tǒng)表 界 系 統(tǒng)（群） 組 厚度（m） 新生界 第四系 全新統(tǒng) 10-20

18、全新統(tǒng) 溫泉河組 20-40 上更新統(tǒng) 顧鄉(xiāng)屯組 10-40 中更新統(tǒng) 40-80 下更新統(tǒng) 白土山組 15-50 第三系 上新統(tǒng) 富錦組 121 中生界 侏羅系 上統(tǒng)（雞西群） 穆棱組 >570 城子河組 930 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廣泛分布，主要由礫砂和粗砂組成。中間夾有不連續(xù)的亞粘土。在砂層上，伏有粘土及層厚6～10m的黑腐植土。區(qū)內四紀層厚度為南部薄、中間厚、北部厚、東西薄。 第四系地層，該地層由粉砂巖、泥巖組成。巖石膠結松散。以灰綠色為主，厚度變化

19、不大。除在井田內14～16層勘探線上部有三塊缺失，形成“三窗”外，其余各處均廣泛分布。三塊“天窗”基本連成一片，覆蓋著南三采區(qū)局部及南，四采區(qū)大部?！疤齑啊本嘧钌弦粋€開采煤層的距離約為80～250m?！疤齑啊睂@兩個采區(qū)的開采將有一定影響，在開采時要加強探水和排水工作。 上侏羅系上統(tǒng)雞西群城子河組，是本井田的主要含煤地層，該層主要灰色粉砂巖及少量的泥巖、凝灰?guī)r、灰白色長石、石英、砂巖、礫巖和砂質泥巖等組成。見煤層綜合柱狀圖1-2。 圖1-2 煤層綜合柱狀圖 1.2.2 井田范圍內和附近的主要地質構造 本井田構造屬盆地內的緩擯——集陷

20、帶。由于本井田處于區(qū)域性三種構造應力場的復合部位，應力集中構造較為復雜，特別是北部背向斜處構造對煤層的破壞較大，煤的變質程度有所提高，斷層多為壓扭性斷裂，導水性能差。 井田主要構造分述如下： 1.斷層：見斷層落差及發(fā)育表1-2。 表1-2 斷層落差及發(fā)育表 序號 名稱 性質 產狀 落差 傾角 斷點可靠度 1 F48 逆 NE200 170-340 60° 可靠 2 F9 逆 NE350 40-130 73° 可靠 3 F29 逆 NE310 50-96 71° 可靠 4 F45 正 EW700 15-25 70°

21、 可靠 5 F84 逆 NE450 可靠 6 F72 正 NE670 10-20 30° 可靠 7 F10 逆 NS1460 40-60 73° 可靠 2.巖漿活動： 本井田內的巖漿巖以侵入為主，大多數(shù)呈巖脈及巖床侵入于晚侏羅紀煤系地層中，為燕山期產物，以中性石英閃長巖，基性輝綠巖玄武巖為主，巖漿巖主要分布在F9斷層與精查線之間，或巖床侵入煤層中，使煤層局部變質。 1.2.3煤層賦存狀況及可采煤層特征 本井田開采之煤層主要位于侏羅系雞西群城子河含煤組，含煤性好，主要可采厚度7m，平均厚度為2.3m，地層總厚度900m，含煤系數(shù)5.27%，本

22、區(qū)煤層發(fā)育較穩(wěn)定，標志層清楚，物性特征明顯，煤巖層相對可靠。 可采煤層特征如下： 5#煤層：為區(qū)內城子河組上部發(fā)育的第一個可采煤層，上距穆棱組約160m，為中厚煤層，一般介于1.6～2.1m間，平均煤厚1.9m，煤層結構簡單，局部有一層0.10m厚夾石，頂板巖性均以泥巖為主，底板巖性均以細砂巖為主。 6#煤層：屬中厚煤層，煤層的可采厚度在2.3～2.5m，平均煤厚2.4m，較穩(wěn)定，頂部有1～3層夾石，厚0.05～0.1m，多為粉沙巖及炭質泥巖，煤層頂板為粉沙巖、細砂巖，北部局部為中、粗粒砂巖，具古河流沖刷特征，底板以粗砂巖為主。 14#煤層：大部可采煤層，可采厚度2.3～3.1m，平均

23、厚度2.7m。可采范圍內煤層厚度穩(wěn)定，南西薄，向北東增厚，結構屬單一煤層，局部有薄層炭質泥巖或粉砂巖夾層石，頂板為粉砂巖，細砂巖及中砂巖，底板為粗砂巖，砂巖。為了清楚起見，現(xiàn)將各煤層厚度、結構、視密度和頂?shù)装迩闆r分層以文字敘述，見煤層特征表1-3。 表1-3 煤層特征表 層次 煤厚（m） 層間距(m) 穩(wěn)定性 發(fā)育范圍 頂板 底板 最小 最大 平均 5# 1.6 2.1 1.9 31 較穩(wěn)定 全區(qū)發(fā)育 泥巖 細砂巖 6# 2.3 2.5 2.4 較穩(wěn)定 全區(qū)發(fā)育 粉砂巖 粗砂巖 85 14# 2.3 3.1 2.7

24、較穩(wěn)定 全區(qū)發(fā)育 細砂巖 粗砂巖 1.2.4 巖石性質、厚度特征 煤層頂?shù)装宓暮穸纫话愣即笥?.8m,多為砂巖。詳見巖石主要物理力學性質指標表1-4。 1.2.5井田內水文地質情況 1.井田內各地段的水文地質特征各有不同，現(xiàn)分述如下： 第四系孔隙含水層：本井田廣泛發(fā)育，發(fā)育規(guī)律為：由南往北逐漸增厚。水的主要補給來源是大氣降水及山區(qū)地下水。涌水量為0.705～7l/（s·m）。 第三系孔隙含水層：在井田內廣泛分布。其厚度發(fā)育規(guī)律為由東南往西北逐漸增厚，向東變薄。涌水量為0.001～0.83 l/（s·m）。 煤系裂隙含水帶：本含水帶是直接充水含水層。它

25、與第三系有水力聯(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、變質巖等組成。對煤系裂隙含水帶補給量甚微。而且對礦床充水無影響。 2.井田內的主要隔水層有第四系頂部粘土、亞粘土、中部粘土。 3.地面水及各含水層之間的水力聯(lián)系。 本井田煤系裂隙含水帶補給條件不好，富水性較小。礦井在開采過程中，排水將以疏干煤系風化裂隙帶的儲水量為主。開采初期，礦井涌水量最大。隨著開采的不斷進行，水的靜儲量逐漸消耗，礦井的涌水量將會逐漸減少，并趨于相對穩(wěn)定狀態(tài)。 本井田最大涌水量為250m3/h，正常涌水量為157.9 m3/h。 表1-4 巖石主要物理力學性質指標表

26、 名稱 視密度 kg/cm3 孔隙度 % 抗壓強度 102kg/cm3 抗拉強度 102 kg/cm3 變形模量 102kg/cm3 彈性模量 kg/cm3 砂巖 2.0～2.6 5～25 2～20 0.5～0.4 0.5～8 1～10 礫巖 2.3～2.6 5～15 1～15 0.2～1.5 0.8～8 2～8 灰?guī)r 2.2～2.7 5～20 5～20 0.5～2.0 1～8 5～10 頁巖 2.0～2.4 16～30 1～10 0.2～1.0 1～3.5 2～8 石英 2.65～2.7 0.12～0.5

27、 15～35 1.0～3.0 6～ 20 6～20 1.2.6 沼氣、煤塵及煤的自燃性 本礦井屬于低瓦斯礦井，相對涌出量1.43m3/t，絕對涌出量為4.3 m3/min，煤塵無爆炸危險，且煤層無自燃傾向性。隨著開采深度的延伸，瓦斯涌出量會給礦井的安全生產帶來一定的困難。 本礦井瓦斯取樣的控制深度為340.5～933.2m，在737.5m深以上，甲烷成分為0.75～36.75％；在900.4～933.2m深度為28.18～45.26％；平均為34.31～37.05％。二氧代碳一般為6.44～8.95％，瓦斯成份及含量均很低。同時參考集賢礦井的煤塵及瓦斯情況。初步確定本

28、礦井初期的瓦斯等級為低瓦斯礦井，并沒有煤塵爆炸危險和自燃發(fā)火傾向。 本礦井深度為20m的恒溫帶溫度為＋5.6°C；－500m水平的平均地溫為19.5°C；－700m水平的平均地溫度為25.3°C。 煤層頂?shù)装鍘r石主要為粉砂巖。抗壓強度一般在500～1100kg/cm2左右。預計本礦井各煤層頂板類別均在一級以上。 1.2.7煤質 牌號及用途 1.元素分析 各煤層碳（Cr）的平均含量為80.84～82.66％；（Hr）的平均含量為5.32～5.86％；（Or）的平均含量為10.61～12.62％。說明煤的元素組成穩(wěn)定，屬低腐質煤。 2.煤的有害成分 灰

29、分：本井田煤的灰分含量（Ag）為10.96～24.45％，多屬中低灰分煤層。 硫：各煤層硫的含量均很低，原煤全硫（SgQ）為0.1～0.41％，屬特低硫煤。 磷：各煤層原煤磷的平均含量為0.003～0.061％，屬特低—低磷煤。 3.煤種及其變化 本礦井煤的揮發(fā)份一般大于40％，屬低變質煤。煤種主要為肥氣煤、長焰煤次之，煤種在垂直方向上無明顯變化。 4.發(fā)熱量 各煤層煤的平均發(fā)熱量（QfD）為6306～6849KJ/kg。 5.可選性 所有煤層的煤均屬于易選到中等可選。 6.工業(yè)用途評價 本井田原煤按現(xiàn)行煤炭實用分類法，屬于Ⅰ～Ⅱ氣煤，由于

30、本區(qū)氣煤低灰、低硫、低磷，具有一定的膠質層厚度，所以，本礦井原煤經洗選加工后可作為優(yōu)良的配焦和化工精煤。副產品可供動力及民用。 1.3勘探程度及可靠性 本井田包括精查區(qū)、西北部的一塊詳查區(qū)兩個區(qū)域，其井田的邊界范圍為南起 F10斷層，北至煤層露頭線，西起F48斷層，東至F84斷層。 對地質勘探程度的評價：測量以外，最后一次精查區(qū)內又鉆了238個孔，13.6萬余米，基本上搞清本井田的煤層賦存情況和主要的地質構造情況。但由于設備較落后，因此相當一部分斷裂仍是推定的，控制程度還有較大擺動。根據本區(qū)斷裂的一規(guī)律，往往在大斷裂附近還有很多較小的斷裂，再者由于煤層走向變化大，還可能有新的斷裂沒有控制

31、，這些都需要在建井和生產過程中予以注意。有的鉆孔孔斜較大，對構造的推定也有一定的影響。 第2章 井田境界 儲量 服務年限 2.1 井田境界 2.1.1 井田周邊狀況 本井田西以斷層F48為界，東至F84斷層，北以煤層天然露頭為界，南部以自然邊界河流為界。 2.1.2 井田境界確定的依據 在煤田劃分為井田時，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開發(fā)。應按以下原則來劃分： 1.以地理地形、地質條件作為劃分井田境界的依據； 2.保證井田有合理的尺寸范圍，以利于機械化程度的不斷提高； 2.井田范圍、儲量、煤層賦存及開采條件要與礦井生產能力相適應； 4.劃分

32、的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間。 2.1.3 井田未來發(fā)展狀況 該井田內煤層埋藏較淺，傾角較小，可能在更深部發(fā)現(xiàn)可采煤層，遠景儲量豐富。隨著技術的進步和勘探水平的提高，井田范圍內探明的儲量會越來越精確。 2.2 井田儲量 2.2.1 井田儲量的計算 井田內可采煤層為5＃，6＃，14＃煤層。礦井儲量是指礦井內所埋藏的，具有工業(yè)價值的煤炭數(shù)量。礦井儲量可分為礦井地質儲量，礦井工業(yè)儲量和礦井可采儲量。 礦井工業(yè)儲量是指平衡表內A+B+C級儲量的總和。礦井設計儲量是礦井工業(yè)儲量減去設計計算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、構筑物需要留設的保護煤柱等永久煤柱損失量后的儲

33、量。礦井可采儲量是指礦井設計儲量減去工業(yè)場地保護煤柱，礦井井下主要巷道及上下山保護煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率的儲量。 2.2.2 保安煤柱 為保護地面建筑物及工程設施的安全，本設計對井筒及工業(yè)廣場、規(guī)劃中的大斷層留設安全煤柱。 為了安全生產，本設計礦井依據《礦井設計規(guī)程》規(guī)定，留設保安煤柱如下： 1.地面留設50m煤柱。 2.邊界斷層留設30m煤柱。 3.采區(qū)邊界留設10m保安煤柱。 4.井田內部斷層留設30m煤柱。 主、副井筒均位于工業(yè)場地內，主、副井筒深度已起過300m，工業(yè)場地東西長540m，南北最大寬度為430m，按照現(xiàn)行《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)

34、程》規(guī)定，井筒煤柱地面保護面積包括井架、提升機房和圍護帶面積包括工業(yè)場內為煤炭生產直接服務的工業(yè)廠房、服務設施和圍護帶，圍護帶寬度為15m，煤柱按巖層移動角圈定，井田境界煤柱按40m留設，境界線兩側各20m，采區(qū)煤柱按10m留設，兩側各10m。 按以上計算方法得： 工業(yè)廣場煤柱損失：7.11Mt； 周邊、斷層保安煤柱損失：10.92 Mt； 損失總量：18.03 Mt； 損失率為：5.6﹪。 2.2.3 儲量計算方法 計算標注以《儲量管理規(guī)程》為依據，公式如下： 塊段儲量=塊段面積÷cos(平均傾角)×平均厚度×視密度； 礦井設計儲量＝工業(yè)儲量－永久煤柱； 塊段可采儲量=

35、（工業(yè)儲量－永久煤柱）×設計回采率。 回采率要求：厚煤層不小于75%，中厚煤層不小于80%，薄煤層不小于85% 根據儲量圖、通過等高線塊段法計算本井田工業(yè)儲量為151.0Mt，可采儲量為111.95Mt。 2.2.4 儲量計算評價 東榮三礦的煤層對比可靠，煤層厚度比較穩(wěn)定，傾角較緩，煤層底板起伏不大，構造控制基本可靠，無火成巖，水文地質條件中等，儲量計算較可靠。見可采煤層儲量總表2-1。 表2-1 可采煤層儲量總表 單位:萬t 水平級別 煤層號 工業(yè)儲量A+B+C 工業(yè) 場地 井田 境界 斷層 開采 損失 合計 可采儲量 I 5# 1463

36、55.6 74.3 45.66 154.49 330.05 1132.95 6# 1848 66.19 110.42 45.16 195.15 416.9 1431.09 14# 2079 110.42 120.3 45.16 216.37 492.25 1586.74 合計 5390 232.21 305.02 135.98 566.01 1329.21 4150.78 II 5# 2631.9 101.62 143.62 70.6 277.93 593.77 2038.18 6# 3324.6 210.09

37、 237.65 200 102.28 750.02 2574.55 14# 3740.1 201.01 343.28 186.42 115.06 843.77 2896.37 合計 9696.7 512.72 724.55 457.02 457.02 2187.56 7509.10 總計 15086.67 744.93 1029.57 592.9 1061.28 3426.77 11194.64 計算可得，礦井可采儲量為：111.95Mt。 2.3 礦井工作制度 生產能力 服務年限 2.3.1 工作制度 根據《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范

38、》規(guī)定： （1）礦井工作日按330d計算； （2）每日凈提升時間16h； （2）礦井每晝夜四班工作，其中三班進行采掘，一班進行檢修。 2.3.2 生產能力 井田煤炭儲量豐富（可采儲量為111.95Mt），地質構造及水文地質簡單，煤層賦存平緩（平均傾角13°），煤質優(yōu)良，具有建設大型礦井的條件。 方案一：建0.90Mt/a的礦井； 方案二：建1.20Mt/a的礦井； 方案三：建1.50Mt/a的礦井。 根據《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》礦井投產后服務年限不應過長，可由服務年限確定。 2.3.3 礦井設計服務年限 礦井設計服務年限公式： 式中 ——礦井設計可采儲量，Mt；

39、 ——生產能力， Mt／a； ——礦井儲量備用系數(shù)，＝１.3～1.5。 礦井設計一般取=1.4，地質條件復雜的礦井及礦區(qū)總體設計可取=1.5，地方小煤礦可取=1.3 。根據本設計礦井實際情況，值取1.4。 方案一：=111.95/(0.9×1.4)=88.84年； 方案二：=111.95/(1.2×1.4)=66.63年； 方案三：=111.95/(1.5×1.4)=48.3年。 從保證礦區(qū)均衡生產來看，井型較大的礦井對保證礦區(qū)產量起骨干作用，其服務年限也應略長些，因本井田地質儲量大，可采儲量多，則選擇方案一合理。該礦井生產能力為1.2Mt/a，礦井服務年

40、限為66.63a。 第3章 井田開拓 3.1 概述 3.1.1 井田內外及附近生產礦井開拓方式概述 雙鴨山東榮三礦與東榮二礦為鄰，井田東南鄰東榮四礦，西以斷層F48為界,設計礦井采用雙立井多水平集中大巷開拓方式,井田范圍傾角上部13°，該設計礦井屬低瓦斯，低涌水量礦井。 井田范圍內地質構造主要為斷層，有極少數(shù)的背斜與向斜。該設計礦井可采儲量為111.95Mt，年產量為1.20Mt/a，服務年限為66.63a。 3.1.2 影響本設計礦井開拓方式的因素及具體情況 本井田范圍內有三層煤，煤層屬中厚煤層，平均厚度2.3m，傾角13°左右。其中5#煤層與6

41、#煤層間距31m，6#煤層距14#煤層85m，井田北側有煤層露頭。根據精查報告確定的煤層自然產狀，構造要素，頂?shù)装鍡l件，沖擊層結構，地形及水文地質條件等，其中煤層賦存深度和沖擊層的水文地質條件對開拓方式影響最大。 確定井田開拓方式的原則： 1.貫徹執(zhí)行有關煤炭工業(yè)的技術政策,為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低、效率高創(chuàng)造條件。要使生產系統(tǒng)完善、有效、可靠，在保證生產可靠和安全的條件下減少開拓工程量，尤其是初期建設工程量，節(jié)約基建工程量，加快礦井建設。 2.合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失；合理集中開拓布置，簡化生產系統(tǒng)，避免生產分散，為集中生產創(chuàng)造條件。 3.要適應當前國家的技術水

42、平和設備供應情況，并為采用新技術，新工藝，發(fā)展采煤機械化，自動化創(chuàng)造條件。 4.必須慣徹執(zhí)行有關煤礦安全生產的有關規(guī)定。要建立完善的通風系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的條件，減少巷道維護量，使主要巷道經常性保持良好狀態(tài)。 5.根據用戶需要，應將不同煤質、煤種的煤層分別開采。 3.2 礦井開拓方案選擇 3.2.1 井硐形式和井口位置 1.井硐形式 根據地形地貌、煤層賦存條件及確定的工業(yè)場地位置，本著合理開發(fā)全井田，集中生產運輸環(huán)節(jié)簡單、初期井巷工程量少、投資省、出煤早、達產快、安全、高效的原則，設計提出了兩個開拓方案： 方案一：雙立井開拓； 方案二：雙斜井開拓。 以上兩種井筒開拓方案技

43、術比較如下：詳見技術比較表3-1。 表3-1 技術比較 方案 名 稱 優(yōu) 點 缺 點 Ⅰ 雙 立 井 開 拓 1.井筒短，提升速度快，提升能力大； 2.適應性強，技術成熟可靠； 3.通風斷面大，風阻小，滿足大風量要求； 4.對于開采深部賦存煤層有長處； 5.便于井筒延伸。 1.初期投資大，建井期限稍長； 2.需要大型的提升設備； 3.多水平開拓，立井石門長度大，掘進工程量大，掘進費用高。 Ⅱ 雙斜井開拓 1.井筒設備較簡單； 2.掘進速度快初期投資較雙立井開拓??； 3.建井期稍短些。 1.輔助運輸時間長； 2.通風線路長，通風阻

44、力大， 費用增加； 3.井筒過長，地質條件復雜時， 不易維護，安全性降低； 4.井筒過長，煤柱損失嚴重。 依據開拓方案技術比較，可初步選定兩種開拓方案在技術上可行，見開拓方案示意圖3-1 圖3-1 開拓方案示意圖 （3）經濟比較 方案一與方案二技術上均可行，水平服務年限也均符合要求，需要通過經濟比較。具體見下建井工程量表3-2；生產經營工程量表 3-3 ；基建費用表3-4；生產經營費比較表3-5；費用匯總表表3-6。 表3-2 建井工程量表 項目 方案一 方案二 初期 主井井筒/m 340 1511.4 副井井筒/m 300 1

45、511.4 井底車場/m 537 420 主石門/m 166 運輸大巷/m 3600 3600 項目 方案一 方案二 后期 主井井筒/m 246 1176.8 副井井筒/m 246 1176.8 井底車場/m 537 420 主石門/m 475 運輸大巷/m 5600 5600 表3-3 生產經營工程量表 項目 方案一 項目 方案二 運輸提升/萬t·km 工程量 運輸提升/萬t·km 工程量 采區(qū)上山運輸 一區(qū)段 2×1.2×956.4×4×0.522=4792.7 一區(qū)段 1.2×932

46、×4×0.555=2482.8 二區(qū)段 2×1.2×956.4×3×0.522=3594.5 二區(qū)段 1.2×932×3×0.555=1862.1 三區(qū)段 2×1.2×956.4×2×0.522=2396.4 三區(qū)段 1.2×932×2×0.555=1241.4 四區(qū)段 2×1.2×956.4×1×0.522=1198.2 四區(qū)段 1.2×932×1×0.555=620.7 大巷石門運輸 一水平 1.2×8927.1×2.43= 26031.42 一水平 1.2×7814.4×2.78 =26068.8 二水平 1.2×8927.1×3.48=

47、37279.6 二水平 1.2×7814.4×2.47 =23788.1 立井提升 一水平 1.2×8927.1×0.345 =3695.8 一水平 1.2×8361.24×0.3 =3010.05 二水平 1.2×8927.1×0.65 =6953.1 二水平 1.2×8361.24×0.48 =4816.07 采區(qū)上山維護 （km.a） 1.2×2×6×979×15.2×10-4=21.43 采區(qū)上山維護 （km.a） 1.2×2×6×1130×10.2×10-4=16.6 排水/萬m3 一水平 340×24×365×90×

48、10-4=26805.6 一水平 340×24×365×120.2×10-4=34521.2 二水平 340×24×365×90×10-4=26805.6 二水平 340×24×365×150.2×10-4=43788.6 表3-4 基建費用表 方案 項目 方案一 方案二 工程量 /m 單價 /元.m-1 費用 /萬元 工程量 /m 單價 /元.m-1 費用 /萬元 初 期 主井井筒 340 9000 306.0 1511.4 3000 453.4 副井井筒 330 9000 297.0 1511

49、.4 3000 453.4 井底車場 537 2700 144.9 420 2700 113.4 主石門 2400 166 2400 398.4 運輸大巷 3600 2100 756 3600 2100 756 小計 1503.9 2174.6 工程量 /m 單價 /元m-1 費用 /萬元 工程量 /m 單價 /元m-1 費用 /萬元 后 期 主井井筒 246 9000 221.4 1176.8 3000 353.0 副井井筒 246 9000 221.4 1176.8

50、 3000 353 井底車場 537 2700 144.9 420 2700 113.4 主石門 475 2400 114 475 2400 114 運輸大巷 5600 2100 117.6 5600 2100 117.6 小計 819.3 1051 共計 2323.2 3225.6 表3-5 生產經營費比較表 項目 方案一 方案二 工程量/萬t ·km-1 單價/元·(t ·km) -1 費用/萬元 工程量/萬t ·km-1 單 價 /元·(t ·km) -1 費用/萬元 運輸提升

51、一區(qū)段 1000 1.53 1530 923.5 1.76 1625.4 二區(qū)段 856.9 1.65 1413.9 706.3 1.95 1377.3 三區(qū)段 697.5 1.71 1192.7 543.6 2.54 1380.7 四區(qū)段 412.2 1.86 766.7 342.5 2.87 982.9 小計 4903.3 5366.4 大巷及石門 一水平 26031.42 0.982 25562.9 26068.8 0.955 24895.7 二水平 25145.5 0.871 2

52、1901.7 23788.1 0.899 21385.5 小計 47464.6 46281.2 立井 一水平 3695.8 2.96 10939.6 3010.05 3.85 11588.7 二水平 6953.1 2.55 17730.4 4816.07 3.00 14448.2 小計 28670 26036.9 運提費合計 52599.1 52990.1 維護采區(qū)上山 35.25（km·a-1） 38元·(a·m)-1 1339.5 30.8（km·a-1 38元·(a·m)-1 11

53、70.4 排水費 一水平 10526.2 0.086 905.3 9454.48 0.078 737.4 二水平 10526.2 0.158 1663.1 9454.48 0.263 2486.5 小計 2568.4 3223.9 合計 137544.9 135068.9 表3-6　費用匯總表 方案 項目 方案一 方案二 費用/萬元 百分率／% 費用/萬元 百分率/% 初期建井費 1503.9 104.2% 2174.6 100% 基建工程量 2323.2 106% 3225.6 100%

54、 生產經營費 137544.9 100% 135068.9 100.4% 總費用 139868.1 100% 141520.1 100.8% 從前述技術經濟比較結果來看：雖然方案一的生產經營費略高于方案二，但是其基建投資費用和總費用則明顯低于方案二，立井開拓比斜井開拓投資少，所以該設計礦井選擇方案一：采用雙立井開拓方式。 2. 井口位置： 井口位置的選擇是井田開拓的重要組成部分。井口位置與開拓方式要相互協(xié)調，經綜合比較后擇優(yōu)確定，特別是提、運煤炭的主井位置還要與地面生產系統(tǒng)、工業(yè)廣場布置相匹配，需要綜合考慮地面條件（如井筒位置應選在比較平坦的地方，并且滿足防洪設計標準）

55、和井下條件（如在井田走向的儲量中央或靠近中央位置，使井田兩翼可采儲量基本平衡）。 在本設計井田中，提出三種井筒位置方案：建井筒位置示意圖3-2。 方案一：井筒位于井田淺部 方案二：井筒位于井田中部 方案三：井筒位于井田深部 經過簡單的技術比較后認為： ①井筒位于井田淺部，煤柱尺寸最小，壓煤最少，但石門最長； ②井筒位于井田中部時，煤柱尺寸稍大，但石門長度較短，且沿石門的運輸工程量也??； ③井筒位于井田深部，煤柱尺寸最大，壓煤量最大，且初期工程量大，石門也較長，但對于開采井田深部煤層及井通延伸有利； ④本井田煤層均為緩傾斜中厚煤層，井田走向長度不大，但傾斜長度較大，從有利井下運

56、輸和保證初水平合理的服務年限出發(fā)，也應該將井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置，由此可初步確定本設計井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方。 方案1 方案2 方案3 圖3-2 井筒位置示意圖 3.2.2 開采水平數(shù)目和標高 根據煤層的賦存條件和傾斜長度，一個井田可以單水平開采，亦可以多水平開采（從上往下逐水平開采）。每個開采水平設井底車場和運輸大巷，供該水平各采區(qū)煤的外運、輔助運輸和通風用。 考慮到本設計井田水平標高確定的幾個因素，該井田設計提出水平劃分方案如下： 方案一：井田劃分兩個開采水平；一水平標高

57、-250m，水平垂高250m，二水平標高為-500 m；一水平實行上山開采，二水平上下山開采。 方案二：井田劃分三個開采水平，一水平標高-250 m，二水平標高-450 m，三水平標高-650 m。各水平均實行上山開采。見水平儲量及服務年限表3-7。 表3-7　水平儲兩及服務年限表 儲量（萬t） 服務年限（a） 方案一 一水平 4275.55 25.5 二水平 6919.09 41 方案二 一水平 4084.56 24.6 二水平 3651.08 23 三水平 3459 19 從該表中可知，方案二的一水平服務年限達不到規(guī)范要求

58、的服務年限，水平儲量嚴重不足，而方案一的水平服務年限能夠滿足一水平服務年限不小于25a的基本要求，儲量充足，且有利于采區(qū)的接續(xù)，巷道利用率高，噸煤成本相對較低。故而采用方案一的水平劃分方法，即劃分兩個開采水平，水平標高分別為-250 m和-500m，一水平垂高為250 m，二水平垂高為200 m。一水平采用上山開采，二水平采用上下山開采。 3.2.3開拓巷道的布置 1.運輸大巷的布置 根據煤層的數(shù)目和間距，大巷的布置方式分為單煤層布置（稱分煤層運輸大巷）、分煤組布置（稱分組集中運輸大巷）和全煤組集中布置（稱集中運輸大巷）。采用集中運輸大巷時，各煤層（組）間用采區(qū)石門聯(lián)系。當煤層傾角太大時

59、，層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷。 (1)分組集中大巷適用條件： ①煤層數(shù)多，層間距大小懸殊； ②按煤層的特點根據運輸，通風要求符合，經濟上有利； ③多水平生產，容易解決運輸，通風的干擾。 (2)集中運輸大巷適用條件 ①適于煤層層數(shù)多，層間距大的礦井； ②井田走向長度大，服務年限長； ③煤質牌號相同，要求分采分運； ④下部煤層底板有堅硬巖層，容易維護； ⑤自然發(fā)火嚴重，便于分區(qū)，分段處理事故； ⑥采區(qū)尺寸大，石門長度短。 (3)分煤層大巷適用條件 ①煤層數(shù)不多，層間距大，石門長； ②井田走向長度短，服務年限不長； ③井底車場或平硐在煤層頂板； ④煤質牌號不同，要求分采

60、，分運； ⑤產量、風量均大，需要疏解； ⑥各煤層底板均有堅硬巖層。 現(xiàn)依據礦井設計生產能力及技術可行角度，特提出以下兩種大巷布置方式： 詳見大巷布置方案詳見圖3-3。 方案一：分組集中布置，在6#和14#煤層底板中分別布置大巷； 方案二：集中大巷布置，在14#煤層底板中布置大巷。 圖3-3 大巷方案比較圖 詳見兩種技術方案的優(yōu)缺點詳見表3-8所示。 依據本井田的地質條件及煤層賦存狀況：本井田共有可采煤層3層，即5#、6#、14#，其中5#與6#平均間距31m, 6#與14#煤層平均間距85 m。 針對上述情況，方案二集中大巷布置，將5#、6#層分為一組，集中開采；1

61、4#煤層為一組單獨開采，經濟上較為合理。方案一分組集中大巷布置對于5#、6#煤層還可以適用，對14#煤層則不適用。由于本井田的6#煤層與14#煤層間距大，而且煤層頂?shù)装逵袌杂矌r石，采區(qū)石門長度會很大，工程量增加，費用高，經濟上不合理。故而采用方案二。 表3-8 大巷布置方案比較表 特點 集中大巷布置 分組集中大巷布置 優(yōu) 點 1.總的巷道工程量較少 2.生產比較集中 3.采區(qū)巷道分組聯(lián)合布置 4.大巷容易維護，運輸條件好 1.大巷工程量少 2.生產區(qū)域比較集中，運輸條件好 3.采區(qū)巷道集中聯(lián)合布置，開采程序比較靈活，開采強度大 4.大巷維護容易 缺點

62、1．石門長度較長 2．掘進工程量大 1.總的石門長度大 2.初期工程量大，建井時間長 3.存在反向運輸 3.3選定開拓方案的系統(tǒng)描述 3.3.1 井筒形式和數(shù)目 本設計井田采用一對立井開拓，即主井，副井。主井用以提升煤炭，副井用以提矸、升降人員、下放材料和設備及兼作進風井。 3.3.2 井筒位置及坐標 井筒確定在84-10 鉆孔附近，理由是： 1.地處井田儲量中央：井筒距北部邊界1.5km，南部邊界2.0km，西部邊界4.4km，東部邊界3.6km； 2.有較好的地形條件：井口處標高+80 m，地面坡度不足2°，平正土方量小； 3.交通條件好：靠近城密公路，井口距公路

63、1500 m； 4.有較好的居名點條件：工人村距井口 400 m左右。 確定井筒坐標為：①主井井口坐標為： XA=44660140 YA=5193571 ②副井井口坐標為： XB=44660081 YB=5193630 主井井口標高為+80 m，副井井口標高為+70 m，擬定二水平為井筒最終水平。主井井深340 m，副井井深330 m，兩井筒中心線間距為60m，提升方位角為25°，主井井筒直徑6.5 m，副井井筒直徑6.5 m，均采用整體式混凝土井壁，井壁厚度450 mm。 3.3.3 水平數(shù)目及標高

64、 本井田采用多水平開拓,擬定第一水平為-250m,本井大部分采區(qū)的煤層淺部標高在+50m,階段垂高為250 m,實行上山開采。第二水平擬定標高為 -500 m，實行上下山開采。若再確定往井田境界外的深部發(fā)展時,設第三水平,需經方案比較后確定。 3.3.4 石門 大巷數(shù)目和布置 1.大巷數(shù)目：一條運輸大巷、一條回風大巷。 2.大巷布置：大巷布置形式主要有巖石大巷、煤層大巷兩種，對于各種大巷布置方式分述如下： （1）巖石大巷： 優(yōu)點很多，如維護條件好、費用低，而較少受地質構造的影響?？刹涣艋蛏倭糇o巷煤柱，煤的損失少，安全條件好，受煤和瓦斯突出以及自燃發(fā)火影響較小。 缺點主要為巖石工程

65、量大，掘進速度慢，投資費用高，建設工期長。在具體條件下是采用巖石大巷還是煤層大巷需要做全面細致的方案比較才能合理的確定。 （2）煤層大巷： 當煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定，煤層較堅硬，易維護，煤層起伏和斷層、褶皺小時，可保證巷道較為平直，保證運輸設備運行；沒有瓦斯與煤的突出，無嚴重自燃發(fā)火等情況下，應優(yōu)先考慮采用煤層大巷。對于新建礦井，在煤層中布置巷道，在建設期間，還有早出煤，早投產，節(jié)省投資以及探明地質情況的優(yōu)點。 下列情況宜布置煤層大巷： ①單獨開拓的薄煤層或中厚煤層； ②煤層群中相距較遠的單個薄煤層或中厚煤層，走向不大， 資源儲量有限、服務年限短的； ③煤層群（組）下部的薄及中厚煤層中開

66、集中大巷的； ④煤質堅硬，圍巖穩(wěn)定，維護簡單，費用不高的煤層； ⑤煤系底部有強含水層或富含水的巖溶時，不宜布置底板大巷的。 本設計井田對大巷布置提出兩種方案： 方案一：巖石大巷布置； 方案二：煤層大巷布置。 煤層大巷與巖石大巷相比較有下列缺點： ①煤層大巷的巷道維護困難，維護費用高； ②當煤層起伏褶曲較多時，巷道彎曲轉折多，機車運行速度受到限制，運輸能力降低； ③為了便于巷道維護，巷道維護留設保安煤柱增多，煤柱回收困難，資源損失大； ④煤層有自燃發(fā)火危險時，一旦發(fā)火就要封閉大巷，導致礦井停產，而且因煤柱受影響破壞，封閉效果不好，處理火災困難。 綜上所述，煤層大巷與巖石大巷相比缺點大于優(yōu)點，巖層大巷的優(yōu)越性是主要的。在本設計井田中，由于5#、6#煤層間距小，可布置巖石集中大巷。所以采用方案二：巖石大巷布置。 大巷與石門服務年限較長，運輸能力要求大，所以大巷和石門的斷面和支護設計基本相同，詳見石門斷面技術特征圖3-4及石門斷面特征表3-9，詳見大巷斷面圖3-5及大巷斷面特征表3-10。 圖3-4 石門斷面技術特征 表3-9 石門斷面特征表