PAGE本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：東坪煤礦1.2Mt/a新井設(shè)計(jì)淺埋煤層保水開(kāi)采綜述摘要本設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分：一般部分、專題部分和翻譯部分。一般部分為東坪煤礦1.2Mt/a新井設(shè)計(jì)。東坪煤礦位于山西省陽(yáng)泉市管轄的盂縣境內(nèi)，交通便利。井田走向（南北）長(zhǎng)約5.1km，傾向（東西）長(zhǎng)約3.3km，總面積為14.3km2。主采煤層為15號(hào)煤，煤層傾角為2~14，平均厚度為6.45m。井田地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單。井田工業(yè)儲(chǔ)量為12612萬(wàn)t，可采儲(chǔ)量為8972萬(wàn)t。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.2Mt/a。礦井服務(wù)年限為53.40a，涌水量不大，礦井正常涌水量為90m3/d，最大涌水量為150m3/d。礦井瓦斯相對(duì)涌出量為1.30m3/t，絕對(duì)涌出量為1.85m3/min，為低瓦斯礦井。井田開(kāi)拓方式為斜井單水平上下山開(kāi)拓。采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，采用礦車進(jìn)行輔助運(yùn)輸。礦井通風(fēng)方式為中中央分列式。礦井年工作日為330d，工作制度為“三八”制。一般部分共包括10章：1、礦區(qū)概述與地質(zhì)特征；2、井田境界和儲(chǔ)量；3、礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限；4、井田開(kāi)拓；5、準(zhǔn)備方式——帶區(qū)巷道布置；6、采煤方法；7、井下運(yùn)輸；8、礦井提升；9、礦井通風(fēng)與安全；10、設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。專題部分題目是淺埋煤層保水開(kāi)采綜述，主要論述了神東礦區(qū)淺埋煤層保水開(kāi)采理論研究和工程實(shí)踐的現(xiàn)狀，對(duì)淺埋煤層保水開(kāi)采做了全面的陳述。翻譯部分主要內(nèi)容是關(guān)于長(zhǎng)壁采煤法回采巷道三向交叉點(diǎn)方面的研究，英文題目為：Finiteelementanalysisofthree-wayroadwayjunctionsinlongwallmining。關(guān)鍵詞：斜井；單水平；帶區(qū)；中央分列式通風(fēng)

ABSTRACTThisdesignincludesthreeparts:thegeneralpart,thespecialsubjectpartandthetranslationpart.ThegeneralpartisanewdesignforDongpingmine.DongpingmineislocatedinYangquaninShanxiprovince.Itisveryconvenienttogettothemineintermsofbothhighwayandrailway.Thelengthofthecoalfieldis5.1km,thewidthisabout3.3km，andthetotalareais14.3km2.Thefifteenthisthemaincoalseam,anditsdipangleis2~14degree.Thethicknessofthemineisabout6.45m.Thegeologicstructureofthiscoalfieldissimple.Therecoverablereservesofthecoalfieldare126.12milliontons,andtheminablereservesare89.72milliontons.Thedesignedproductivecapacityis1.2milliontonspercentyear,andtheservicelifeofthemineis54.3years.Thenormalflowofthemineis90m3perdayandthemaxflowofthemineis400m3perday.Therelativeminegasgushis1.30m3/tandtheabsolutegushis1.85m3/min,soitisalowgasmineThemineisasinglelevelintwoinclinedshaftstodevelop.TecentrallanewayusesBeltConveyortotransitcoal,andtrolleywagonsareusedforaccessorialtransportationintheroadway.Theventilationmodeofthismineiscenterunattachedform.The“three-eight”workingsystemisusedintheDongpingmine.Itproducesfor330daysayear.Thisdesignincludestenchapters:1.Anoutlineoftheminefieldgeology;2.Boundaryandthereservesofmine;3.Theservicelifeandworkingsystemofmine;4.developmentengineeringofcoalfield;5.Thelayoutofpanels;6.Themethodusedincoalmining;7.Undergroundtransportationofthemine;8.Theliftingofthemine;9.Theventilationandthesafetyoperationofthemine;10.Thebasiceconomicandtechnicalnormsofthedesignedmine.ThetopicofspecialsubjectpartsistheReviewofWaterResoucesPreservationinShallowSeamMining.ItmakesafullydiscussionofwaterresoucespreservationinshallowseammininginShen-dongminingarea.Translationpartisaboatanalysisofthree-wayroadwayjunctionsinlongwallmining.TheEnglishtitleis“Finiteelementanalysisofthree-wayroadwayjunctionsinlongwallmining”.Keywords:Inclinedshaft;Singlelevel;Panel;Centerunattachedventilation第PAGEIII頁(yè)目錄一般部分1礦井概況與地質(zhì)特征 21.1礦井概況 21.1.1地理位置與交通 21.1.2地形地貌及水文情況 21.1.3氣候條件 21.1.4其它條件 31.2井田地質(zhì)特征 31.2.1地層 31.2.2地質(zhì)構(gòu)造 31.2.3水文地質(zhì) 41.3煤層特征 51.3.1煤層 51.3.2煤質(zhì)及用途 51.3.3煤層開(kāi)采技術(shù)條件 62井田境界和儲(chǔ)量 82.1井田境界 82.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量 82.2.1儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ) 82.2.2井田勘探程度 92.2.3礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 92.3礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 102.3.1永久煤柱損失量 102.3.2礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 112.4礦井可采儲(chǔ)量 112.4.1工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱煤量 112.4.2主要井巷保護(hù)煤柱煤量 122.4.3礦井可采儲(chǔ)量 123礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 143.1礦井工作制度 143.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 143.2.1確定依據(jù) 143.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 143.2.3礦井服務(wù)年限 143.2.4井型校核 154井田開(kāi)拓 164.1井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題 164.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo) 164.1.2工業(yè)場(chǎng)地的位置 184.1.3開(kāi)采水平的確定及帶區(qū)、采區(qū)的劃分 184.1.4主要開(kāi)拓巷道 194.1.5開(kāi)拓方案比較 194.2礦井基本巷道 264.2.1井筒 264.2.2井底車場(chǎng) 304.2.3大巷 325準(zhǔn)備方式—帶區(qū)巷道布置 355.1煤層地質(zhì)特征 355.1.1帶區(qū)位置 355.1.2帶區(qū)煤層特征 355.1.3煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況 355.1.4水文地質(zhì) 355.1.5地質(zhì)構(gòu)造 355.2帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 355.2.1帶區(qū)準(zhǔn)備方式的確定 355.2.2帶區(qū)巷道布置 365.2.3帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 365.2.4帶區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法 405.2.5帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 406采煤方法 426.1采煤工藝方式 426.1.1帶區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件 426.1.2確定采煤工藝方式 426.1.3回采工作面參數(shù) 436.1.4采煤工作面破煤、裝煤方式 446.1.5采煤工作面支護(hù)方式 476.1.6端頭支護(hù)及超前支護(hù)方式 506.1.7各工藝過(guò)程注意事項(xiàng) 516.1.8回采工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè) 526.2回采巷道布置 546.2.1回采巷道布置方式 546.2.2回采巷道支護(hù)參數(shù) 547井下運(yùn)輸 577.1概述 577.1.1井下運(yùn)輸原始數(shù)據(jù) 577.1.2井下運(yùn)輸系統(tǒng) 577.2煤炭運(yùn)輸方式和設(shè)備的選擇 597.2.1煤炭運(yùn)輸方式的選擇 597.2.2帶區(qū)煤炭運(yùn)輸設(shè)備選型及驗(yàn)算 597.2.3運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇 617.3輔助運(yùn)輸方式和設(shè)備選擇 617.3.1輔助運(yùn)輸方式選擇 617.3.2輔助運(yùn)輸設(shè)備選擇 628礦井提升 658.1礦井提升概述 658.2主副井提升 658.2.1主井提升 658.2.2副斜井提升設(shè)備選型 668.2.3井上下人員運(yùn)送 689礦井通風(fēng)與安全 699.1礦井概況、開(kāi)拓方式及開(kāi)采方法 699.1.1礦井地質(zhì)概況 699.1.2開(kāi)拓方式 699.1.3開(kāi)采方法 699.1.4變電所、充電硐室、火藥庫(kù) 699.1.5工作制、人數(shù) 699.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 699.2.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 699.2.2礦井通風(fēng)方式的選擇 709.2.3礦井主要通風(fēng)機(jī)工作方式的選擇 719.2.4帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求 719.2.5工作面通風(fēng)方式的選擇 729.3礦井風(fēng)量計(jì)算 739.3.1工作面所需風(fēng)量的計(jì)算 739.3.2備用面需風(fēng)量的計(jì)算 749.3.3掘進(jìn)工作面需風(fēng)量 749.3.4硐室需風(fēng)量 759.3.5其它巷道所需風(fēng)量 759.3.6礦井總風(fēng)量計(jì)算 759.3.7風(fēng)量分配 769.4礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 779.4.1容易和困難時(shí)期礦井最大阻力路線確定 779.4.2礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 869.4.3礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算 879.4.4礦井總風(fēng)阻和等積孔計(jì)算 889.5選擇礦井通風(fēng)設(shè)備 899.5.1選擇主要通風(fēng)機(jī) 899.5.2電動(dòng)機(jī)選型 929.6安全災(zāi)害的預(yù)防措施939.6.1預(yù)防瓦斯爆炸的措施 939.6.2煤塵的防治措施 949.6.3火災(zāi)的預(yù)防措施 949.6.4水災(zāi)的預(yù)防措施 949.6.5其他安全措施 9510設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 96專題部分淺埋煤層保水開(kāi)采綜述 99參考文獻(xiàn)121翻譯部分英文原文124中文譯文137致謝148 第20頁(yè)一般部分

1礦井概況與地質(zhì)特征1.1礦井概況1.1.1地理位置與交通東坪井田位于山西省陽(yáng)泉市管轄的盂縣縣城東南3km處一帶。井田地理坐標(biāo)北緯38°02'13"—38°04'51"，東經(jīng)113°26'21"—113°26'37"。面積約為14.3km2。盂縣一陽(yáng)泉公路從礦區(qū)北界向東坪村穿過(guò)，井田距陽(yáng)泉礦務(wù)局固莊煤礦鐵路專用線盂縣貨站21km。盂縣向西距省會(huì)太原110km，向東南距陽(yáng)泉市40km，向東經(jīng)孫家莊、牛村可直通河北省，皆為柏油馬路，交通便利。礦井交通位置如圖1-1所示。圖1-1礦井交通位置圖1.1.2地形地貌及水文情況井田位于太行山西側(cè)，屬低山丘陵地貌，其中南部為低山區(qū)，溝深坡陡，溝谷多呈“V”字形，向西、北、東三面漸次過(guò)渡為丘陵區(qū)，山間溝谷逐漸變開(kāi)闊寬緩，井田總體地勢(shì)南高北低，地形最高點(diǎn)位于井田南部南莊溝山，海拔1153.69m，最低點(diǎn)位于井田北部邊界東坪村附近，海拔928.50m左右，最大相對(duì)高差225.19m。井田西臨秀水河的中游召二河、南河，該水系自南向北由井田西部邊界外穿過(guò)，經(jīng)小南河村、賈家溝、南溝匯入溫河，為溫河上游支流，屬濾沱河水系，清水流量0.211/s，雨季水量稍大，旱季水量甚微以至干涸。1.1.3氣候條件本區(qū)屬溫帶大陸性氣候，冬寒夏熱，春季多風(fēng)，秋季涼爽。年平均氣溫8.7℃，一月份最低，平均氣溫-6.7℃，極端最低氣溫-21.60℃(1964.2.12)；7月份最高，平均氣溫22.30℃，極端最高氣溫37.4℃(1961.6.10)。年平均降雨量為585.9mm，最大降雨量817.6mm(1964年)，最小降雨量302.0mm(1972年)，且雨量多集中在7，8，9三個(gè)月，年平均蒸發(fā)量1873.8mm，為年平均降水量的3倍。年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲黠L(fēng)和東南風(fēng)，冬季常見(jiàn)西風(fēng)、西北風(fēng)，夏季多為東南風(fēng)，最大風(fēng)速20.7m/s，最大瞬時(shí)風(fēng)速可達(dá)30m/s，平均風(fēng)速為2.8m/s。冰凍期為每年11月初至翌年3月底，最大凍土深度88cm，最大積雪深度17cm，年平均無(wú)霜期180天左右。1.1.4其它條件地震烈度：根據(jù)山西省地震基本烈度區(qū)劃圖，本區(qū)屬七級(jí)基本烈度區(qū)。1.2井田地質(zhì)特征1.2.1地層本井田位于沁水煤田陽(yáng)泉礦區(qū)西北部，井田內(nèi)地層由老到新依次為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組、石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組、二迭系下統(tǒng)山西組、下石盒子組及第四系?，F(xiàn)自下而上分述如下：（1）中奧陶統(tǒng)馬家溝組(O2m)埋藏于井田深部，為煤系地層之基盤，巖性為厚層狀海相石灰?guī)r，堅(jiān)硬性脆，頂部常因鐵質(zhì)侵染而呈淡紅色，厚度不詳。（2）中石炭統(tǒng)本溪組(C2b)平行不整合于下伏奧陶系灰?guī)r侵蝕面之上，為一套海陸交互相沉積建造，底部為褐紅色山西式鐵礦，多呈雞窩狀分布，鐵礦層之上為淺灰色G層鋁土泥巖及灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖、中細(xì)砂巖和石灰?guī)r，夾有1—2層不穩(wěn)定煤線，本組厚度50-60m，平均55m左右。（3）上石炭統(tǒng)太原組(C3t)連續(xù)沉積于下伏本溪組之上，為一套海陸交互相含煤建造，井田主要含煤地層。主要由灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、灰色中細(xì)砂巖和3層石灰?guī)r及5-6層煤層組成，底部以一層淺灰色細(xì)砂巖(K1)與本溪組分界，本組厚度100-120m，平均110m左右。（4）下二迭統(tǒng)山西組(P1s)與下伏太原組呈連續(xù)沉積，為一套陸相碎屑巖沉積含煤建造，系井田次要含煤地層，主要由灰、灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖和灰白色砂巖及3層薄煤層組成，底部以一層灰白色中細(xì)砂巖(K7)與太原組分界。本組厚度35m左右。（5）下二迭系下統(tǒng)下石盒子組(P1x)連續(xù)沉積于下伏山西組之上，全組厚度150m，根據(jù)巖性特征，自下而上可分為三段。第一段(P1xl)主要由深灰、灰綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖和灰、灰黃色砂巖組成，下部含1—2層薄煤線，底部以一層灰黃色中粗砂巖(K8)與山西組分界，本段舊稱“綠色地層”，厚度60m左右。第二段(P1x2)主要由黃、黃綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖及淺灰色中粗粒砂巖組成，底部K9砂巖為一層淡黃色中粒砂巖，本段稱“黃色地層”，厚度40m左右。第三段(P1x2)由灰白色砂巖及黃綠、褐紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖組成，頂部多含一層灰、黃、紫等雜色鋁質(zhì)泥巖(俗稱“桃花泥巖”)，為良好輔助標(biāo)志，本段厚度52m左右。（6）第四系(Q)角度不整合于下伏不同地層之上，多分布于深坡和較大溝谷處，主要為中上更新統(tǒng)黃土層，各處厚度不等，一般0-20m左右。1.2.2地質(zhì)構(gòu)造本區(qū)位于沁水煤田陽(yáng)泉礦區(qū)西北部，屬沁水塊段盂縣坳緣翹起帶(據(jù)《山西省區(qū)域地質(zhì)志》1982年所劃分)，區(qū)域地層總體走向東西向，向南傾伏，為一單斜構(gòu)造，在此基礎(chǔ)上發(fā)育有次一級(jí)褶曲和斷裂構(gòu)造。井田主要由二個(gè)寬緩向斜及一較寬緩的背斜組成，褶曲軸向單一，均呈N20-25°E向延伸。全井田共有主要斷層1條，為一高角度的正斷層，落差0-25m。1.2.3水文地質(zhì)井田位于娘子關(guān)泉城西北部，屬該泉域的徑流區(qū)。區(qū)域內(nèi)河流主要為溫河，由西向東南經(jīng)娘子關(guān)流入河北省境內(nèi)，屬濾沱河水系。區(qū)域含水層主要有奧陶系石灰?guī)r含水層，上石炭系太原組灰?guī)r含水層和二迭系山西組、石盒子組砂巖含水層及第四系沖、洪積層含水層。其中奧灰含水層為區(qū)域主要含水層，埋藏淺處巖溶裂隙發(fā)育，含水豐富，區(qū)域水位標(biāo)高500-600m左右。太原組灰?guī)r局部巖溶裂隙亦較發(fā)育，含水性稍強(qiáng)，二疊系砂巖含水層含水性較強(qiáng)，地表偶見(jiàn)泉水出露，涌水量一般不大，第四系近代沖積層主要分布于較大溝谷處，含豐富潛水，為重要農(nóng)用水源。本井田含水層自上而下簡(jiǎn)述如下：（1）含水層①奧陶系灰?guī)r裂隙、巖溶含水層埋藏于井田深部，據(jù)119隊(duì)鉆孔揭露，該灰?guī)r200m深度以下巖溶裂隙發(fā)育，含水性強(qiáng)，水位較低，奧灰水位標(biāo)高約500-600m。②太原組賦存三層發(fā)育穩(wěn)定的石灰?guī)r，自下而上分別為四節(jié)石灰?guī)r(K2)、錢石灰?guī)r(K3)和猴石灰?guī)r(K4)，單層厚度1.75-9.75m，局部巖溶裂隙較發(fā)育，含水性較強(qiáng)，據(jù)119隊(duì)勘探資料，鉆孔鉆至K2灰?guī)r層段時(shí)，有不同程度漏水現(xiàn)象，具有一定充水條件。經(jīng)鉆孔抽水試驗(yàn)，單位涌水量0.027-0.7101/s.m，滲透系數(shù)0.216-6.299m/d③山西組砂巖裂隙含水層山西組含有數(shù)層砂巖，尤以底界K7砂巖厚度最大，最厚可達(dá)19.50m，但據(jù)鉆孔簡(jiǎn)易水文觀測(cè)，鉆至該層段時(shí)，沖洗液消耗量并無(wú)明顯增大，砂巖裂隙發(fā)育程度較差，含水較弱。據(jù)鉆孔抽水試驗(yàn)，單位涌水量0.0681/s.m.滲透系數(shù)0.201m/d。④下石盒子組砂巖裂隙含水層下石盒子組含多層厚層砂巖，但由于大部處于侵蝕基準(zhǔn)面以上，泄水條件好，含水性較弱。⑤第四系砂礫孔隙含水層井田內(nèi)黃土廣為覆蓋，砂礫層較厚，據(jù)簡(jiǎn)易抽水試驗(yàn)，涌水量0.5541/s.m，滲透系數(shù)6.8m/d，水量豐富，為當(dāng)?shù)卮迕裰匾纳詈娃r(nóng)用水源。（2）構(gòu)造對(duì)水文地質(zhì)條件的影響井田內(nèi)發(fā)育兩個(gè)寬緩的向斜構(gòu)造，向斜聚水條件較好。井田中部發(fā)育1條落差0—25m的正斷層，正斷層具導(dǎo)水性，應(yīng)引起注意。綜上所述，15號(hào)煤層為頂板進(jìn)水為主的巖溶裂隙充水礦床，水文地質(zhì)條件中等。（3）礦井水量預(yù)計(jì)地質(zhì)報(bào)告稱820m水平的正常涌水量為90m3/d，最大涌水量為135m3/d。考慮東坪礦實(shí)際生產(chǎn)情況，平時(shí)礦井涌水量不大，主要為頂板、井筒淋水，在雨后及其延后的半月內(nèi)，礦井涌水量有所增加，本設(shè)計(jì)礦井涌水量數(shù)據(jù)定為：840m水平礦井正常涌水量90m3/d，最大涌水量150m3/d。1.3煤層特征1.3.1煤層本井田含煤地層為二疊系山西組和石炭系太原組，煤系地層平均總厚145m。共含煤十一層，全區(qū)可采之穩(wěn)定煤層一層（15號(hào)煤層），平均可采總厚6.45m。大部可采之穩(wěn)定煤層三層（4號(hào)、8號(hào)、9號(hào)煤層），其余為不可采煤層?，F(xiàn)將可采煤層特征分述如下：（1）4號(hào)煤層：賦存于山西組上部，煤層厚度0.40-2.00m，平均0.95m，井田內(nèi)局部可采，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般不含或含1層炭質(zhì)泥巖夾矸，較穩(wěn)定，為二型煤層，頂?shù)装寰鶠槟鄮r。（2）8號(hào)煤層：位于太原組上段，上距3號(hào)煤層27.60-39.36m，平均31.89m。煤層厚度0.35-1.76m，平均1.33m，屬井田內(nèi)大部發(fā)育、大部可采之穩(wěn)定煤層，為一型，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般不含夾殲，煤層頂板底板為砂質(zhì)泥巖、泥巖。（3）9號(hào)煤層：位于太原組上段，上距8號(hào)煤層0.26-12.33m，平均6.41m。煤層厚度0.72-3.85m，平均2.54m，為井田內(nèi)大部發(fā)育、大部可采之穩(wěn)定煤層，為一型。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含0-1層炭質(zhì)泥巖夾矸，煤層頂板為砂質(zhì)泥巖、泥巖，底板為中細(xì)砂巖、砂質(zhì)泥巖。（4）15號(hào)煤層：位于太原組下段，上距9號(hào)煤層71.61-82.83m，平均78.51m。煤層厚度5.12—8.37m，平均6.45m，為全井田發(fā)育全部可采之穩(wěn)定煤層，為一型。煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，多含1-3層泥巖夾矸，煤層頂板為石灰?guī)r，局部發(fā)育0.50m左右的泥巖偽頂，底板為砂質(zhì)泥巖。各可采煤層情況統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1-1。表1-1可采煤層特征一覽表含煤地層地層厚度（m）煤層編號(hào)煤層厚度（m）煤層間距（m）夾矸層數(shù)頂?shù)装鍘r性穩(wěn)定性可采程度備注最小-最大平均最小-最大平均最小-最大平均頂板底板山西組（P1S）3540.4—20.9527.6—39.3631.890.26—12.336.4171.61—82.8378.510-1泥巖泥巖較穩(wěn)定局部可采二型太原組（C3t）100—12010080.35—1.761.330泥巖-沙質(zhì)泥巖泥巖-沙質(zhì)泥巖穩(wěn)定大部可采一型90.72—3.852.540泥巖-沙質(zhì)泥巖沙質(zhì)泥巖-中細(xì)砂巖穩(wěn)定大部可采一型155.49—9.376.820-3石灰?guī)r沙質(zhì)泥巖穩(wěn)定全區(qū)可采一型1.3.2煤質(zhì)及用途（1）煤的物理性質(zhì)和煤巖特性4號(hào)、8號(hào)、9號(hào)、15號(hào)煤層物理性質(zhì)和煤巖特征基本相近，皆呈黑色、灰黑色，玻璃光澤，具節(jié)理，發(fā)育梯狀、棱角狀斷口，有一定韌性，條帶狀、線理狀結(jié)構(gòu)，塊狀或?qū)訝顦?gòu)造。宏觀煤巖類型，以光亮型煤為主，少量半亮型和暗淡型煤，煤巖組份以亮煤為主，夾有鏡煤條帶和少量暗煤。（2）煤的化學(xué)性質(zhì)和工藝性能4號(hào)煤層：水分[Mad，%]：原煤0.65-0.67%，平均0.66%；灰份[Ad，%]：11.11-10.24，平均10.68%；揮發(fā)份[Vdaf，%]：10.87-16.85，平均16.10；全硫[St，d%]：0.61-0.81，平均0.71；膠質(zhì)層指數(shù)：Y值為8.0mm。8號(hào)煤層：水分[Mad，%]：原煤1.24，洗煤0.94；灰份[Ad，%]：原煤24.91，洗煤6.54；揮發(fā)份[Vdaf，%]：原煤14.22，洗煤15.32；全硫[St，d%]：原煤0.56，洗煤0.44；膠質(zhì)層指數(shù)：Y值為5mm，x為17.3mm；粘結(jié)指數(shù)[GRt]：5.44；發(fā)熱量[Qvet.v.ad，MJ/kg]：32.24。9號(hào)煤層：水分[Mad，%]：原煤1.18，洗煤0.78；灰份[Ad，%]：原煤18.96，洗煤9.28；揮發(fā)份[Vdaf，%]：原煤13.95，洗煤15.32；全硫[St，d%]：原煤0.65，洗煤0.43；膠質(zhì)層指數(shù)：Y值為5mm，x為19.8mm；粘結(jié)指數(shù)[GRt]：6.3；發(fā)熱量[Qvet.v.ad，MJ/kg]：33.45MJ/kg。15號(hào)煤層：水分[Mad，%]：原煤:0.81，洗煤0.53；灰份[Ad，%]：原煤15.98，洗煤7.15；揮發(fā)份[Vdaf，%]：原煤14.28，洗煤13.00；全硫[St，d%]：原煤2.19，洗煤1.90；膠質(zhì)層指數(shù)：Y值為0mm，X值為11.0mm；粘結(jié)指數(shù)[GR.t]：洗煤9.0；發(fā)熱量[Qvet.v.ad，MJ/kg]：原煤29.89，洗煤33.56。（3）各煤層的煤類和利用情況井田內(nèi)4號(hào)、8號(hào)、9號(hào)煤層為中灰、特低硫一高硫、高發(fā)熱量的瘦煤，可作煉焦配煤之用；l5號(hào)煤層為中灰、中硫一富硫、高發(fā)熱量的貧煤，可作為化工用煤及民用煤。（4）15號(hào)煤層的可選性2001年4月，山西省煤炭廳綜合測(cè)試中心對(duì)該礦15號(hào)煤層采取大樣進(jìn)行了15號(hào)煤層的篩分浮沉試驗(yàn)，經(jīng)±0.1含量測(cè)定其試驗(yàn)結(jié)果如下:①精煤灰份8%時(shí)，±0.1含量為33.50%，屬難選等級(jí)；②洗煤灰份10%時(shí)，±0.1含量為24.50%，屬較難選等級(jí)；③洗煤灰份12%時(shí)，±0.1含量為15.60%，屬中等可選等級(jí)。1.3.3煤層開(kāi)采技術(shù)條件（1）煤層頂?shù)装迩闆r井田內(nèi)可采煤層4、8、9號(hào)煤層頂、底板為砂質(zhì)泥巖、泥巖及中細(xì)粒砂巖等泥質(zhì)及砂質(zhì)巖類，屬軟—中等堅(jiān)硬、易跨落類頂板，頂?shù)捉缑孑^平整，裂隙不發(fā)育，僅局部凹凸不平，頂?shù)装鍨棰騟。15號(hào)煤層基本頂為K2石灰?guī)r整體強(qiáng)度高，變形特征接近于彈性各向同性體，屬堅(jiān)硬巖石；其底板為砂質(zhì)泥巖，有一定強(qiáng)度，底鼓現(xiàn)象不大，頂?shù)装鍡l件為Ⅰe-Ⅱe（2）瓦斯該礦4號(hào)煤層瓦斯絕對(duì)涌出量為0.40m3/min，相對(duì)涌出量為2.88m3/t；8號(hào)煤層瓦斯絕對(duì)涌出量為0.64m3/min，相對(duì)涌出量為5.98m3/t；9號(hào)媒層瓦斯絕對(duì)涌出量為0.44m3/min，相對(duì)涌出量為2.93m3/t；15號(hào)煤層瓦斯絕對(duì)涌出量為1.85m3/min，相對(duì)涌出量為1.30m3/t，屬低瓦斯礦井。（3）煤塵爆炸及煤的自燃1991年12月山西省煤炭工業(yè)廳綜合測(cè)試中心在該礦采取9、15號(hào)煤層煤塵爆炸性試驗(yàn)樣，做了煤塵爆炸性測(cè)試，其測(cè)試資料匯集如下表1-1。表1-1煤層爆炸性試驗(yàn)結(jié)果表煤層煤塵爆炸性指數(shù)（%）火焰長(zhǎng)度（%）加巖粉量（%）有無(wú)爆炸性9號(hào)16.741555有15號(hào)15.841540有從表1-1可看出，該礦9、15號(hào)煤層煤塵具爆炸性危險(xiǎn)。該井田煤層無(wú)自燃傾向性，鄰區(qū)煤礦據(jù)調(diào)查曾發(fā)生過(guò)煤層著火燃燒現(xiàn)象，故應(yīng)注意煤的自燃，做好防滅火準(zhǔn)備。

2井田境界和儲(chǔ)量2.1井田境界山西省地質(zhì)礦產(chǎn)廳以1400000041705號(hào)《采礦許可證》批準(zhǔn)(有效期限2000年12月-2004年12月)，批準(zhǔn)開(kāi)采4、8、9、15號(hào)煤層，現(xiàn)將15號(hào)煤層井田坐標(biāo)及其范圍敘述如下：15號(hào)煤層整個(gè)井田境界有拐點(diǎn)18個(gè)，詳細(xì)經(jīng)緯坐標(biāo)見(jiàn)表2-1。表2-1礦區(qū)范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)一覽表點(diǎn)號(hào)緯距X經(jīng)距Y點(diǎn)號(hào)緯距X經(jīng)距YZ14219278.0019711532.00Z24219300.0019712332.00Z34219164.0019712638.00Z44219032.0019712572.00Z54219000.0019712402.00Z64218812.0019712438.00Z74218716.8019712752.00Z84219022.0019712912.40Z94218408.0019714103.00Z104218240.0019714088.00Z114218080.0019714442.00Z124217117.0019714469.00Z134217164.0019713906.00Z144216557.0019713593.00Z154215563.0019713147.00Z164215489.0019713233.00Z174215500.0019712621.00Z184214790.0019712425.00Z194214790.0019711500.00Z204214423.0019711500.00Z214214400.0019710670.0015號(hào)煤層井田走向長(zhǎng)度5.1km，傾向長(zhǎng)度3.3km，面積14.3km2。該礦東北接南灣煤礦井田，東接2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量2.2.1儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ)（1）根據(jù)本礦的井田地質(zhì)勘探報(bào)告提供的煤層儲(chǔ)量計(jì)算圖計(jì)算；（2）根據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》和《煤炭工業(yè)技術(shù)政策》規(guī)定：煤層最低可采厚度為0.70m，原煤灰分≤40%；（3）依據(jù)國(guó)務(wù)院過(guò)函（1998）5號(hào)文《關(guān)于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問(wèn)題的批復(fù)》內(nèi)容要求：禁止新建煤層含硫份大于3%的礦井。硫份大于3%的煤層儲(chǔ)量列入平衡表外的儲(chǔ)量；（4）儲(chǔ)量計(jì)算厚度：夾石厚度不大于0.05時(shí)，與煤分層合并計(jì)算，復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的夾石總厚度不超過(guò)每分層厚度的50%時(shí)，以各煤分層總厚度作為儲(chǔ)量計(jì)算厚度；（5）井田內(nèi)主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，勘探工程分布比較均勻，采用地質(zhì)塊段算術(shù)平均法。工業(yè)儲(chǔ)量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)地質(zhì)勘探厚度與質(zhì)量均合乎開(kāi)采要求，目前可供開(kāi)采利用的列入平衡表內(nèi)的儲(chǔ)量。礦井的地質(zhì)資源量=探明的資源量331+控制的資源量332+推斷的資源量333；探明的資源量331=經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量111b+邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量2M11+次邊際經(jīng)濟(jì)的資源量2S11；控制的資源量332=經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量122b+邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量2M22+次邊際經(jīng)濟(jì)的資源量2S22；礦井工業(yè)儲(chǔ)量=111b+122b+2M11+2M22+333?k2.2.2井田勘探程度本勘測(cè)區(qū)控制面積14.3km2，鉆孔布置采取1000m×1000m主格網(wǎng)，全區(qū)共施工24個(gè)鉆孔，工程量15431.74m，平均每平方公里1.68個(gè)鉆孔。井田內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)、主要褶曲和斷層以及煤層賦存條件已查清；井田水文地質(zhì)條件已基本查明，所提供資料基本滿足設(shè)計(jì)要求。2.2.3礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算由地質(zhì)勘探知，本礦井可采煤層共四層，分別為4號(hào)、8號(hào)、9號(hào)和15號(hào)煤層。但是4號(hào)煤層、8號(hào)煤層和9號(hào)煤層屬于局部可采煤層，因此本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)15號(hào)煤層進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于煤層產(chǎn)狀、厚度、煤質(zhì)比較穩(wěn)定，傾角變化比較大，本次儲(chǔ)量計(jì)算采用地質(zhì)塊段法，即以塊段面積乘以塊段平均煤厚和煤層容重，即得該塊段的儲(chǔ)量。根據(jù)地質(zhì)勘探情況，將礦體劃分為A、B、C三個(gè)塊段，如圖2-1所示，在各塊段范圍內(nèi)，用算術(shù)平均法求得每個(gè)塊段的儲(chǔ)量，煤層總儲(chǔ)量即為各塊段儲(chǔ)量之和。圖2-1東坪煤礦儲(chǔ)量計(jì)算塊段劃分圖A塊段水平面積為3.90，傾角為16，15號(hào)煤平均厚度6.02m；B塊段水平面積為7.39，傾角為6，15號(hào)煤平均厚度6.67m；C塊段水平面積為3.01km2，傾角為3，15號(hào)煤平均厚度6.45m；根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告，15號(hào)煤的容重為1.35t/m3。礦井工業(yè)儲(chǔ)量利用下式計(jì)算：（2-1）式中：——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，Mt；——各塊段煤層平均厚度，m；——煤層容重，t/m3；——各塊段水平面積，km2；——各塊段煤層的傾角，°；把各塊段的數(shù)值帶入式2-1得：MtMtMt則礦井工業(yè)儲(chǔ)量：Mt其中111b+2M11大約占60%，122b+2M22大約占30%，333大約占10%。2.3礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量為礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去計(jì)算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建（構(gòu)）筑物煤柱等永久煤柱損失量的儲(chǔ)量。2.3.1永久煤柱損失量（1）井田境界煤柱可按下列公式計(jì)算：（2-2）式中：——邊界煤柱損失量，t；——邊界長(zhǎng)度，m；——邊界寬度，斷層邊界50m，人為邊界20m?！旱娜葜?，取平均容重1.35t/；——煤層平均厚度，m；由于井田沒(méi)有斷層邊界，井田的斷層邊界煤柱損失量為0；井田的人為邊界煤柱損失量為：萬(wàn)t綜上井田邊界煤柱損失量為：=萬(wàn)t（2）斷層煤柱井田內(nèi)只有一條落差大于5m的斷層，即F1，傾角80°，落差0～25m，由于礦井涌水量小，瓦斯涌出量低，因此斷層保護(hù)煤柱按30m留設(shè)，即斷層兩側(cè)各留30m的保護(hù)煤柱。斷層保護(hù)煤柱損失量為：萬(wàn)t（3）防水煤柱的留設(shè)由于煤層頂?shù)装鍡l件較好，致密性好，井田范圍內(nèi)又無(wú)較大水系，區(qū)內(nèi)地表水體一般不與其下各含水層發(fā)生水力聯(lián)系，并且各含水層之間均有一定厚度的隔水巖層。含水層水位各不相同，說(shuō)明其無(wú)水力聯(lián)系。因此，無(wú)需留設(shè)防水煤柱。井田保護(hù)煤柱損失量見(jiàn)表2-2。表2-2保護(hù)煤柱損失量煤柱類型損失量（萬(wàn)t）井田邊界保護(hù)煤柱262.98斷層及防水保護(hù)煤柱148.90合計(jì)411.88綜合以上計(jì)算，井田保護(hù)煤柱損失量：2.3.2礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量按下式計(jì)算：（2-3）式中：——礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量，Mt；——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，Mt；——斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱等永久煤柱損失量之和，Mt；礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量：Mt2.4礦井可采儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地和主要井巷煤柱煤量后乘以采區(qū)采出率后得到的儲(chǔ)量。2.4.1工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱煤量工業(yè)廣場(chǎng)的占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說(shuō)明》中第十五條，工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)見(jiàn)表2-3。表2-3工業(yè)廣場(chǎng)占地面積指標(biāo)表井型（Mt/a）占地面積指標(biāo)（ha/0.1Mt）2.4及以上1.01.2～5～9～0.31.8礦井井型設(shè)計(jì)為1.2Mt/a，因此由表2-3可以確定本設(shè)計(jì)礦井的工業(yè)廣場(chǎng)為14.4公頃=m2。故設(shè)計(jì)工業(yè)廣場(chǎng)的尺寸為m的矩形，面積為m2。工業(yè)廣場(chǎng)位置處的煤層平均傾角為12.5°，工業(yè)廣場(chǎng)中心處在井田儲(chǔ)量的中央。該處表土層厚度為10m，中心埋深100m，地面標(biāo)高約為+960m。主井井口、副井井口、地面建筑物均在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)?！督ㄖ铩⑺w、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》第14條和第17條規(guī)定工業(yè)廣場(chǎng)屬于Ⅱ級(jí)保護(hù)，需要留15m寬的圍護(hù)帶。本礦井的地質(zhì)條件及沖積層和基巖移動(dòng)角見(jiàn)表2-4。表2-4地質(zhì)條件、沖積層及巖層移動(dòng)角廣場(chǎng)中心深度/m煤層傾角/°煤層厚度/m表土層層厚度/m/°δ/°γ/°β/°10012.56.451045726372工業(yè)廣場(chǎng)壓煤計(jì)算示意圖如圖2-2所示：工業(yè)廣場(chǎng)壓煤可以按下式計(jì)算：（2-4）式中：——工業(yè)廣場(chǎng)壓煤量，t；——工業(yè)廣場(chǎng)壓煤水平面積，m2；——煤的容重，取平均容重1.38t/m3；——煤層平均厚度，m。根據(jù)以上條件和方法，可以計(jì)算出，工業(yè)廣場(chǎng)的保護(hù)煤柱損失量為：Mt2.4.2主要井巷保護(hù)煤柱煤量（1）井筒保護(hù)煤柱量由于主副井井身有一部分處于工業(yè)廣場(chǎng)范圍之外，風(fēng)井處于井田傾向中央靠近邊界處，因此均需另設(shè)額外的保護(hù)煤柱?！督ㄖ?、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》第14條和第17條規(guī)定井筒屬于Ⅰ級(jí)保護(hù)，需要留20m寬的圍護(hù)帶。根據(jù)實(shí)際條件，風(fēng)井工業(yè)場(chǎng)地取20×20m的矩形。井筒保護(hù)煤柱與工廣保護(hù)煤柱有大部分重合，額外增加的井筒保護(hù)煤柱總量總量為：（2）大巷保護(hù)煤柱量由于礦井設(shè)計(jì)開(kāi)采結(jié)束時(shí)要對(duì)大巷煤柱進(jìn)行回收，因此大巷保護(hù)煤柱不計(jì)入永久煤柱損失量。2.4.3礦井可采儲(chǔ)量礦井的可采儲(chǔ)量按下式計(jì)算：（2-5）式中：——礦井可采儲(chǔ)量，Mt；——礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量，Mt；——工業(yè)廣場(chǎng)及主要井巷煤柱煤量，Mt；——采區(qū)回采率，厚煤層不低于0.75；中厚煤層不低于0.80；薄煤層不低于0.85。設(shè)計(jì)開(kāi)采的15號(hào)煤層屬厚煤層，采區(qū)回采率取為0.75。MtMtφφ——表土層移動(dòng)角；β——基巖上山移動(dòng)角；λ——基巖下山移動(dòng)角；δ——基巖走向移動(dòng)角 圖2-2工業(yè)廣場(chǎng)壓煤計(jì)算示意圖

3礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限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》2.2.3條規(guī)定，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力宜按年工作日330d計(jì)算，每天凈提升時(shí)間宜為16h。礦井工作制度采用“三八制”作業(yè)，兩班生產(chǎn)，一班檢修。3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.2.1確定依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第2.2.1條規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開(kāi)采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國(guó)家對(duì)煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。（1）資源情況：煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大；（2）開(kāi)發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運(yùn)），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來(lái)源等。條件好者，應(yīng)加大開(kāi)發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模，否則應(yīng)縮小規(guī)模；（3）國(guó)家需求：對(duì)國(guó)家煤炭需求量（包括煤種煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測(cè)是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)；（4）投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。3.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力本礦井井田范圍內(nèi)煤層賦存簡(jiǎn)單，地質(zhì)條件較好，首采煤層平均厚度6.45m，煤層平均傾角2～14°，局部?jī)A角最大的地方為19°，屬近水平及緩傾斜煤層。全國(guó)煤炭市場(chǎng)需求量大，經(jīng)濟(jì)效益好。結(jié)合本礦區(qū)的煤炭?jī)?chǔ)量，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.2Mt/a。3.2.3礦井服務(wù)年限礦井可采儲(chǔ)量、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和礦井服務(wù)年限三者之間的關(guān)系為：（3-1）式中：——礦井服務(wù)年限，a；——礦井可采儲(chǔ)量，89.72Mt；——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，1.2Mt/a；——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取1.4。礦井投產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高，礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要有一定的儲(chǔ)備能力。例如局部地質(zhì)條件變化，使儲(chǔ)量減少；或者礦井由于技術(shù)原因，使采出率降低，從而減少了儲(chǔ)量。因此，需要考慮儲(chǔ)量備用系數(shù)?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第2.2.6條規(guī)定：計(jì)算礦井及第一開(kāi)采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限時(shí)，儲(chǔ)量備用系數(shù)宜采用1.3～1.5。結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的具體情況，礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)選定為1.4。把數(shù)據(jù)代入公式3-1得礦井服務(wù)年限：本礦井設(shè)計(jì)只有一個(gè)水平，因此，第一水平服務(wù)年限也是53.40。3.2.4井型校核按礦井的實(shí)際煤層開(kāi)采能力，運(yùn)輸能力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核：（1）煤層開(kāi)采能力的校核井田內(nèi)15號(hào)煤層為首采煤層，煤厚6.45m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化較小。煤層傾角平均2～14°，地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個(gè)綜放工作面來(lái)滿足生產(chǎn)能力要求。（2）運(yùn)輸能力的校核本礦井設(shè)計(jì)為大型礦井，開(kāi)拓方式斜井單水平開(kāi)拓，主井采用膠帶輸送機(jī)提煤，副井采用礦車輔助運(yùn)輸，運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)分帶斜巷或區(qū)段平巷里的膠帶輸送機(jī)運(yùn)到帶區(qū)或采區(qū)煤倉(cāng)，由大巷內(nèi)的膠帶輸送機(jī)運(yùn)至井底煤倉(cāng)，再經(jīng)主井膠帶輸送機(jī)提升至地面，運(yùn)輸連續(xù)，運(yùn)輸能力大，自動(dòng)化程度高。副井運(yùn)輸采用雙鉤串車、下放物料，能滿足大型設(shè)備的運(yùn)輸。井下輔助運(yùn)輸采用礦車運(yùn)輸，運(yùn)輸能力能滿足礦井要求，技術(shù)成熟，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。（3）通風(fēng)安全條件的校核礦井瓦斯涌出量小，屬于低瓦斯礦井，礦井煤塵爆炸危險(xiǎn)性弱，煤層無(wú)自燃傾向性，所以不需要采取特殊防范措施?？紤]到本井田走向長(zhǎng)度較大，且煤層埋深較淺，因此礦井采用中央分列式通風(fēng)，在井田走向中央靠近邊界處分別設(shè)兩個(gè)風(fēng)井，可以滿足通風(fēng)要求。（4）儲(chǔ)量條件的校核根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第2.2.5條規(guī)定：礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與服務(wù)年限相適應(yīng)，才能獲得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。井型和服務(wù)年限的對(duì)應(yīng)要求見(jiàn)表3-1。表3-1我國(guó)各類井型的礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限第一開(kāi)采水平服務(wù)年限煤層傾角<25°煤層傾角25°～45°煤層傾角>45°600及以上7040——300～5006035——120～2405030252045～90402520159～30各省自定由上表可知：煤層傾角低于25°，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.2～2.4Mt/a時(shí)，礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限不宜小于50a，第一開(kāi)采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限不宜小于30a。本設(shè)計(jì)中，煤層傾角低于25°，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.2Mt/a，礦井服務(wù)年限為53.40a，第一水平服務(wù)年限為53.40a，符合《規(guī)范》的規(guī)定。

4井田開(kāi)拓4.1井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題井田開(kāi)拓是為整個(gè)礦井和各個(gè)水平開(kāi)采進(jìn)行的總體性的井巷布置、工程實(shí)施和開(kāi)采部署。井巷布置和工程實(shí)施包括設(shè)計(jì)和開(kāi)掘由地表通達(dá)采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)的各種井巷。開(kāi)采部署是對(duì)井田內(nèi)各開(kāi)采煤層的開(kāi)采方法和順序做出總體性的安排。井田的開(kāi)拓解決的是礦井全局性的生產(chǎn)建設(shè)問(wèn)題，是礦井開(kāi)采的戰(zhàn)略部署。合理的開(kāi)拓方式需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開(kāi)拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。井田開(kāi)拓具體有下列幾個(gè)問(wèn)題需要確定：（1）確定井筒的形式、數(shù)目、和配合，合理選擇井筒及工業(yè)廣場(chǎng)位置。（2）井田內(nèi)的再劃分，劃分階段、開(kāi)采水平、采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)，合理確定開(kāi)采水平的高度、數(shù)目和位置。（3）布置大巷及井底車場(chǎng)。（4）確定礦井開(kāi)采程序，做好開(kāi)采水平的接替。（5）進(jìn)行礦井開(kāi)拓延深、深部開(kāi)拓和技術(shù)改造。（6）合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。確定開(kāi)拓問(wèn)題，需根據(jù)國(guó)家政策，綜合考慮地質(zhì)、開(kāi)采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開(kāi)拓問(wèn)題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則：（1）貫徹執(zhí)行國(guó)家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤、高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開(kāi)拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。（2）合理集中開(kāi)拓部署，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。（3）合理開(kāi)發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。（4）必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。（5）要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。（6）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開(kāi)采，以及其它有益礦物的綜合開(kāi)采。4.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)（1）井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜。①平硐開(kāi)拓受地形及埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。②斜井開(kāi)拓與立井開(kāi)拓相比：井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場(chǎng)及硐室都比立井簡(jiǎn)單，井筒延伸施工方便，對(duì)生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速?gòu)木渤冯x。缺點(diǎn)是：斜井井筒長(zhǎng)，提升深度有限，輔助提升能力??；通風(fēng)路線長(zhǎng)、阻力大、管線長(zhǎng)度大；斜井井筒通過(guò)富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。③立井開(kāi)拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開(kāi)拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。根據(jù)該礦井的地質(zhì)條件，煤層埋藏較淺，最淺的地方只有80m，最深的地方只也達(dá)到220m；煤層傾角較小，大部分傾角都在14°以下，屬于緩傾斜煤層。礦井水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，涌水量較小。井上地形較為平坦，無(wú)太大起伏，因而不適宜平硐開(kāi)拓。由于煤層埋藏較淺，如果用雙立井開(kāi)拓不僅施工復(fù)雜，而且基建投資大、基建期亦增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)上不合理。除此之外可以考慮采用主斜副立開(kāi)拓方式，這種方式既有利于發(fā)揮膠帶輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸?shù)膬?yōu)勢(shì)，又很好的解決了斜井提升能力小的問(wèn)題。因此本設(shè)計(jì)可以采用雙斜井開(kāi)拓或主斜副立開(kāi)拓，具體采用哪種，需要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。（2）井筒位置的確定①井筒位置的確定原則：a.利于第一水平的開(kāi)采，并兼顧其他水平，有利于井底車場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門工程量少；b.利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村；c.井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡；d.井筒不宜穿過(guò)厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；e.工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開(kāi)高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；f.工業(yè)廣場(chǎng)宜少占耕地，少壓煤；g.距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。②井筒沿井田走向方向的有利位置本井田形狀不規(guī)則，儲(chǔ)量分布比較均勻，井筒的有利位置應(yīng)在井田走向的儲(chǔ)量中央，以形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，可以使井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，運(yùn)輸費(fèi)用最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。③井筒沿井田傾斜方向的有利位置本井田中部有一條長(zhǎng)度較大的正斷層（F1斷層），落差0～25m，傾角為45°，把井田分為南翼和北翼兩大部分。為了使井筒不受斷層影響，又有利于井田內(nèi)煤炭的開(kāi)采，井筒布置在斷層南側(cè)，井田傾向中央。④有利于礦井初期開(kāi)采的井筒位置設(shè)計(jì)應(yīng)減少初期工程量，使礦井盡快達(dá)產(chǎn)，盡快獲得經(jīng)濟(jì)效益，所以井筒布置在第一水平的位置最優(yōu)。⑤盡量不壓煤或少壓煤合理布置井筒確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱。將井筒建設(shè)在工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱可以包含井筒保護(hù)煤柱，因?yàn)楸揪镏醒胗幸粭l大斷層，斷層要留保護(hù)煤柱，為了不給開(kāi)采帶來(lái)麻煩，應(yīng)使工業(yè)場(chǎng)地盡量靠近斷層，并且保證井筒在井田走向的中央，傾向的儲(chǔ)量中央。⑥地質(zhì)及水文條件對(duì)井筒布置的影響要保證井筒、井底車場(chǎng)及硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)使井筒盡量不穿過(guò)或少穿過(guò)流沙層、較大的含水層、較厚沖積層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層、較軟煤層及高應(yīng)力區(qū)。本礦井水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，涌水量也較小，設(shè)計(jì)時(shí)將井底車場(chǎng)布置于15號(hào)煤層下部的巖層中。⑦井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)場(chǎng)地井口附近要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國(guó)家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件。綜合以上七方面的因素，結(jié)合礦井實(shí)際情況，提出本礦井井筒布置位置經(jīng)緯坐標(biāo)如下：主斜井井口中心位置：經(jīng)度19711990，緯度4217110；副斜井井口中心位置：經(jīng)度19712100，緯度4216850。4.1.2工業(yè)場(chǎng)地的位置為減少壓煤，工業(yè)場(chǎng)地的位置選擇在主、副井口附近。工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積：根據(jù)工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場(chǎng)地的占地面積為14.4公頃。設(shè)計(jì)工業(yè)廣場(chǎng)的尺寸為m的矩形，面積為m2。工業(yè)場(chǎng)地的位置及形狀如圖4-1所示。圖4-1工業(yè)廣場(chǎng)布置示意圖4.1.3開(kāi)采水平的確定及帶區(qū)、采區(qū)的劃分開(kāi)采水平劃分的依據(jù)：（1）是否有合理的階段斜長(zhǎng)；（2）階段內(nèi)是否有合理的分帶、區(qū)段數(shù)目；（3）要保證開(kāi)采水平有合理的服務(wù)年限和足夠的儲(chǔ)量；（4）要使水平高度在經(jīng)濟(jì)上合理。本井田主采煤層為15號(hào)煤層，其他煤層不采，設(shè)計(jì)只針對(duì)15號(hào)煤層，煤層傾角只有在兩個(gè)向斜兩翼達(dá)到14，局部達(dá)到19，而其余部分煤層傾角都在11以下，井田內(nèi)F1斷層北側(cè)傾角較小，大部分在5左右，為近水平煤層。井田內(nèi)煤層標(biāo)高落差為+880m～+740m，僅為140m。《規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜煤層階段垂高宜為200～350m。如果上山開(kāi)采，一個(gè)水平服務(wù)一個(gè)階段，因此水平垂高也為200～350m；如果采用上下山開(kāi)采，一個(gè)水平服務(wù)兩個(gè)階段，水平垂高為400～700m。因此，本設(shè)計(jì)只適合采用單水平上下山開(kāi)拓。由于F1斷層南側(cè)大部分煤層傾角達(dá)到14，而北側(cè)煤層傾角很小，在5左右。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中采區(qū)布置與帶區(qū)布置各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件，在本設(shè)計(jì)中，把井田內(nèi)F1斷層南側(cè)劃分為兩個(gè)雙翼采區(qū)，北側(cè)劃分為兩個(gè)帶區(qū)。4.1.4主要開(kāi)拓巷道由于瓦斯涌出量很小，煤層無(wú)自燃傾向性，因此本設(shè)計(jì)在各水平只布置兩條大巷。一條運(yùn)輸大巷，與主井連接，負(fù)責(zé)運(yùn)煤回風(fēng)；一條軌道大巷，與副井相連，負(fù)責(zé)行人、進(jìn)風(fēng)和輔助運(yùn)輸。由于煤層無(wú)煤與瓦斯突出危險(xiǎn)、無(wú)沖擊地壓，煤層頂?shù)装鍑鷰r較穩(wěn)定且涌水量很小，亦無(wú)自燃傾向性，所以大巷既可以布置在煤層底板中，也可以布置在煤層中，至于怎么布置是最優(yōu)的，需要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。4.1.5開(kāi)拓方案比較（1）提出方案根據(jù)以上分析及礦井的實(shí)際情況，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開(kāi)拓方案，分別如圖4-2～4-5所示。方案一：主副井都采用斜井，在井田靠近中部位置沿走向布置兩條840m水平的大巷，在掘進(jìn)見(jiàn)煤后沿煤層布置，傾角最大處為5.08°，同時(shí)掘首采面的運(yùn)輸和輔助運(yùn)輸斜斜巷。由于首采面的運(yùn)煤系統(tǒng)簡(jiǎn)單穩(wěn)定，因此不需要布置煤倉(cāng)，距離井底車場(chǎng)較遠(yuǎn)的分帶兩個(gè)分帶共用一個(gè)煤倉(cāng)。如圖4-2所示。方案二：主副井都采用斜井，在井田靠近中部位置布置兩條840m水平的巖層大巷，同時(shí)掘首采面的運(yùn)輸和輔助運(yùn)輸斜巷。在首采面運(yùn)輸斜巷與運(yùn)輸大巷的接頭處布置首采面的溜煤眼。如圖4-3所示。方案三：主井采用斜井，副井采用立井形式，在井田靠近中部的位置布置兩條840m水平的大巷，在掘進(jìn)見(jiàn)煤后沿煤層布置，傾角最大處為5.08°，同時(shí)掘首采面的運(yùn)輸和輔助運(yùn)輸斜巷。由于首采面的運(yùn)煤系統(tǒng)簡(jiǎn)單穩(wěn)定，因此不需要布置煤倉(cāng)，距離井底車場(chǎng)較遠(yuǎn)的分帶兩個(gè)分帶共用一個(gè)煤倉(cāng)。如圖4-4所示。方案四：主井采用斜井，副井采用立井形式，在井田靠近中部的位置布置兩條840m水平的巖層大巷，同時(shí)掘首采面的運(yùn)輸和輔助運(yùn)輸斜巷。在首采面運(yùn)輸斜巷與運(yùn)輸大巷的接頭處布置首采面的溜煤眼。如圖4-5所示。由于井田煤層埋藏較淺，開(kāi)鑿風(fēng)井比較方便；為了簡(jiǎn)化通風(fēng)系統(tǒng)，降低通風(fēng)阻力，這四種方案均采用中央分列式通風(fēng)。前期在井田北翼開(kāi)鑿一個(gè)回風(fēng)立井，與運(yùn)輸大巷連接，后期在井田南翼開(kāi)鑿一個(gè)回風(fēng)立井與運(yùn)輸大巷連接，副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2012屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第22頁(yè)圖4-2方案一斜井開(kāi)拓方式（煤巷）圖4-3方案二斜井開(kāi)拓方式（巖巷）圖4-4方案三主斜井副立井開(kāi)拓方式（煤巷）圖4-5方案四主斜井副立井開(kāi)拓方式（巖巷）第30頁(yè)（2）技術(shù)比較一二方案之間以及三四方案之間的不同主要是大巷布置在巖層還是煤層中；一二和三四方案的主要不同是副井的形式不同，一二方案是斜井、三四方案是立井。提出方案一，主要考慮開(kāi)拓工程量省，出煤快，系統(tǒng)簡(jiǎn)單；第二種方案考慮礦井服務(wù)周期長(zhǎng)，巷道的維護(hù)費(fèi)用比較低，維護(hù)容易；第三四方案提出副井采用立井，主要是考慮立井提升能力大，利于輔助運(yùn)輸、排水也方便。這四種方案在技術(shù)上都是可行的，并且有對(duì)比性。（3）粗略經(jīng)濟(jì)比較四種方案進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較步驟較多，因此，把相近的一二方案和三四方案先分開(kāi)分別進(jìn)行粗略的經(jīng)濟(jì)比較，選出經(jīng)濟(jì)上有明顯優(yōu)勢(shì)的方案進(jìn)行下一步的詳細(xì)經(jīng)濟(jì)比較。在比較過(guò)程中，由于風(fēng)井布置以及準(zhǔn)備方式在這四個(gè)方案中基本是相同的，因此，沒(méi)有列入比較范圍。各方案的粗略估算費(fèi)用表見(jiàn)表4-1～4-4。表4-1方案一斜井開(kāi)拓（煤巷）費(fèi)用計(jì)算表項(xiàng)目數(shù)量基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）小計(jì)（萬(wàn)元）基建費(fèi)用（萬(wàn)元）主斜井開(kāi)鑿表土段38439716.71165.68基巖段4263497148.97副斜井開(kāi)鑿表土段32505816.19162.79基巖段3584095146.60井底車場(chǎng)巖巷8005965477.20477.20大巷開(kāi)鑿煤巷550020091104.952106.95巖巷200050101002.00小計(jì)（萬(wàn)元）2912.62生產(chǎn)費(fèi)用（萬(wàn)元）斜井提升系數(shù)煤量（萬(wàn)t）提升長(zhǎng)度（km）基價(jià)（萬(wàn)元）2098.161.289720.4640.42排水涌水量（）時(shí)間（h）服務(wù)年限（a）基價(jià)（萬(wàn)元）56.133.75876053.40.32大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬(wàn)t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（萬(wàn)元）7065.451.289721.8750.35小計(jì)（萬(wàn)元）9219.74總計(jì)費(fèi)用（萬(wàn)元）12132.36表4-2方案二斜井開(kāi)拓（巖巷）費(fèi)用計(jì)算表項(xiàng)目數(shù)量基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）小計(jì)（萬(wàn)元）基建費(fèi)用（萬(wàn)元）主斜井開(kāi)鑿表土段38439716.71165.68基巖段4263497148.97副斜井開(kāi)鑿表土段32505816.19162.79基巖段3584095146.60井底車場(chǎng)巖巷8005965477.20477.20大巷開(kāi)鑿巖巷650050103256.503256.50小計(jì)（萬(wàn)元）4062.17生產(chǎn)費(fèi)用（萬(wàn)元）斜井提升系數(shù)煤量（萬(wàn)t）提升長(zhǎng)度（km）基價(jià)（萬(wàn)元）2098.161.289720.4640.42排水涌水量（）時(shí)間（h）服務(wù)年限（a）基價(jià)（萬(wàn)元）56.133.75876053.40.32大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬(wàn)t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（萬(wàn)元）6123.391.289721.6250.35小計(jì)（萬(wàn)元）8277.68總計(jì)費(fèi)用（萬(wàn)元）12339.85表4-3方案三主斜井副立井開(kāi)拓（煤巷）費(fèi)用計(jì)算表項(xiàng)目數(shù)量基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）小計(jì)（萬(wàn)元）基建費(fèi)用（萬(wàn)元）主斜井開(kāi)鑿表土段38439716.71165.68基巖段4263497148.97副立井開(kāi)鑿表土段101769017.69154.68基巖段11012454136.99井底車場(chǎng)巖巷10005965596.50596.50大巷開(kāi)鑿煤巷550020091104.952106.95巖巷200050101002.00小計(jì)（萬(wàn)元）3023.81生產(chǎn)費(fèi)用（萬(wàn)元）斜井提升系數(shù)煤量（萬(wàn)t）提升長(zhǎng)度（km）基價(jià)（萬(wàn)元）2098.161.289720.4640.42排水涌水量（）時(shí)間（h）服務(wù)年限（a）基價(jià)（萬(wàn)元）49.123.75876053.40.28大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬(wàn)t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（萬(wàn)元）7065.451.289721.8750.35小計(jì)（萬(wàn)元）9212.72總計(jì)費(fèi)用（萬(wàn)元）12236.54表4-4方案四主斜井副立井開(kāi)拓（巖巷）費(fèi)用計(jì)算表項(xiàng)目數(shù)量基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）小計(jì)（萬(wàn)元）基建費(fèi)用（萬(wàn)元）主斜井開(kāi)鑿表土段38439716.71165.68基巖段4263497148.97副立井開(kāi)鑿表土段101769017.69154.68基巖段11012454136.99井底車場(chǎng)巖巷10005965596.50596.50大巷開(kāi)鑿巖巷650050103256.503256.50小計(jì)（萬(wàn)元）4173.36生產(chǎn)費(fèi)用（萬(wàn)元）斜井提升系數(shù)煤量（萬(wàn)t）提升長(zhǎng)度（km）基價(jià)（萬(wàn)元）2098.161.289720.4640.42排水涌水量（）時(shí)間（h）服務(wù)年限（a）基價(jià)（萬(wàn)元）49.123.75876053.40.28大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬(wàn)t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（萬(wàn)元）6123.391.289721.6250.35小計(jì)（萬(wàn)元）8270.66總計(jì)費(fèi)用（萬(wàn)元）12444.03通過(guò)粗略比較知，方案一和方案二中，方案一比較經(jīng)濟(jì)，選擇方案一；而方案三和方案四中，方案三比較經(jīng)濟(jì)，選擇方案三。對(duì)方案一和方案三要進(jìn)行比較詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較，才能確定最終的開(kāi)拓方案。兩方案的詳細(xì)計(jì)算分別見(jiàn)表4-5、4-6。表4-5方案一斜井開(kāi)拓（煤巷）詳細(xì)費(fèi)用計(jì)算表項(xiàng)目數(shù)量（m）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）小計(jì)（萬(wàn)元）初期建井費(fèi)用（萬(wàn)元）主斜井開(kāi)鑿表土段38439716.71165.68基巖段4263497148.97副斜井開(kāi)鑿表土段32505816.19162.79基巖段3584095146.60井底車場(chǎng)巖巷8005965477.20477.20大巷開(kāi)鑿煤巷550020091104.952106.95巖巷200050101002.00小計(jì)（萬(wàn)元）2912.62生產(chǎn)費(fèi)用（萬(wàn)元）斜井提升系數(shù)煤量（萬(wàn)t）提升長(zhǎng)度（km）基價(jià)（萬(wàn)元）2098.161.289720.4640.42排水涌水量（）時(shí)間（h）服務(wù)年限（a）基價(jià)（萬(wàn)元）56.133.75876053.40.32大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬(wàn)t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（萬(wàn)元）7065.451.289721.8750.35大巷維護(hù)系數(shù)煤巷長(zhǎng)度m維護(hù)時(shí)間單價(jià)（元）1233.541.2550053.435系數(shù)巖巷長(zhǎng)度m維護(hù)時(shí)間單價(jià)（元）256.321.2200053.420小計(jì)（萬(wàn)元）10709.60總計(jì)費(fèi)用（萬(wàn)元）13622.22表4-6方案三主斜井副立井開(kāi)拓（煤巷）詳細(xì)費(fèi)用計(jì)算表項(xiàng)目數(shù)量（m）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）小計(jì)（萬(wàn)元）初期建井費(fèi)用（萬(wàn)元）主斜井開(kāi)鑿表土段38439716.71165.68基巖段4263497148.97副立井開(kāi)鑿表土段101769017.69154.68基巖段11012454136.99井底車場(chǎng)巖巷10005965596.50596.50大巷開(kāi)鑿煤巷550020091104.952106.95巖巷200050101002.00小計(jì)（萬(wàn)元）3023.81生產(chǎn)費(fèi)用（萬(wàn)元）斜井提升系數(shù)煤量（萬(wàn)t）提升長(zhǎng)度（km）基價(jià)（萬(wàn)元）2098.161.289720.4640.42排水涌水量（）時(shí)間（h）服務(wù)年限（a）基價(jià)（萬(wàn)元）49.123.75876053.40.28大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬(wàn)t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（萬(wàn)元）7065.451.289721.8750.35大巷維護(hù)系數(shù)煤巷長(zhǎng)度m維護(hù)時(shí)間單價(jià)（元）1233.541.2550053.435系數(shù)巖巷長(zhǎng)度m維護(hù)時(shí)間單價(jià)（元）256.321.2200053.420小計(jì)（萬(wàn)元）10702.58總計(jì)費(fèi)用（萬(wàn)元）13726.40兩方案對(duì)比匯總見(jiàn)表4-7。表4-7方案一、方案三經(jīng)濟(jì)比較表方案方案一方案三名稱斜井開(kāi)拓（煤巷）主斜井副立開(kāi)拓（煤巷）項(xiàng)目費(fèi)用（萬(wàn)元）百分比（%）費(fèi)用（萬(wàn)元）百分比（%）初期基建費(fèi)用2912.62100.003023.81103.82后期基建費(fèi)用00.0000.00生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用10709.60100.0710702.58100.00總費(fèi)用13622.22100.0013726.40100.76由表4-7知，兩種方案經(jīng)濟(jì)比較總費(fèi)用基本相同，但是方案一的前期基建費(fèi)用低，只是生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用的排水費(fèi)用比方案三高，考慮到前期開(kāi)拓費(fèi)用的投入，本設(shè)計(jì)采用方案一斜井單水平開(kāi)拓（煤巷）作為最終的開(kāi)拓方案。4.2礦井基本巷道4.2.1井筒（1）主斜井?dāng)嗝鏋榘雸A拱形，凈斷面面積為15.5，傾角15。表土段掘進(jìn)斷面為21.7，掘進(jìn)長(zhǎng)度為38?；鶐r段掘進(jìn)斷面為18.4，掘進(jìn)長(zhǎng)度為426。井筒斷面布置如圖4-6、4-7。圖4-6主斜井表土段斷面圖圖4-7主斜井基巖段斷面圖（2）副斜井?dāng)嗝鏋榘雸A拱形，凈斷面面積為17.8，傾角18。表土段掘進(jìn)斷面為23.9，掘進(jìn)長(zhǎng)度為32m。基巖段掘進(jìn)斷面為20.1，掘進(jìn)長(zhǎng)度為358m。井筒斷面布置如圖4-8、4-9。4-8副斜井表土段斷面圖圖4-9副斜井基巖段斷面圖（3）風(fēng)井南北翼風(fēng)井均采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為6.0m，凈斷面積為m2，風(fēng)井布置在井田南北兩翼，需要留設(shè)單獨(dú)的保護(hù)煤柱。井筒采用混凝土支護(hù)，井壁厚度400mm。風(fēng)井井筒斷面如圖4-8，主要參數(shù)見(jiàn)表4-10和表4-11。表4-10北翼風(fēng)井井筒特征表井型井筒直徑井深凈斷面積基巖段毛斷面積表土段毛斷面積1.2Mt/a6.0m120m28.27m237.39m254.10m2表4-11南翼風(fēng)井井筒特征表井型井筒直徑井深凈斷面積基巖段毛斷面積表土段毛斷面積1.2Mt/a6.0m80m28.27m237.39m254.10m2圖4-8風(fēng)井井筒斷面圖根據(jù)后面通風(fēng)設(shè)計(jì)部分的風(fēng)速驗(yàn)算，各井筒風(fēng)速均符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》和《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2012屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第31頁(yè)4.2.2井底車場(chǎng)圖4-9井底車場(chǎng)平面布置圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2012屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第38頁(yè)礦井為斜井開(kāi)拓，煤炭由主斜井膠帶輸送機(jī)運(yùn)至地面，人員從副斜井乘坐架空乘人車器進(jìn)入井下井底車場(chǎng)的候車區(qū)域，然后乘坐人車到達(dá)各工作區(qū)域；物料經(jīng)副斜井運(yùn)至井底車場(chǎng)，在井底車場(chǎng)換裝，再由電機(jī)車牽引礦車運(yùn)至各工作區(qū)域；矸石運(yùn)至井底車場(chǎng)，用礦車經(jīng)副斜井提升至地面。井底車場(chǎng)的平面布置示意圖如圖4-9所示。（1）井底車場(chǎng)的形式和布置方式根據(jù)礦井的開(kāi)拓方式，主斜井、副斜井和大巷的相對(duì)位置關(guān)系，確定采用折返式井底車場(chǎng)；副斜井、井底車場(chǎng)鋪設(shè)軌道，利用礦車進(jìn)行輔助運(yùn)輸；大巷采用膠套輪電機(jī)車牽引礦車進(jìn)行輔助運(yùn)輸。（2）空、重車線長(zhǎng)度對(duì)于采用固定廂式礦車進(jìn)行輔助運(yùn)輸?shù)拇笾行偷V井，空、重車線的長(zhǎng)度應(yīng)為1.0～1.5倍列車長(zhǎng)度。輔助運(yùn)輸采用MG1.1-6A型1.0噸固定廂式礦車，其尺寸為2000×880×1150。電機(jī)車選用XKJ-10蓄電池式膠套輪電機(jī)車，其尺寸為7380×1060×1650。每列車14節(jié)車廂。一列車的長(zhǎng)度L＝7.38＋2.0×14＝35.38m。空、重車線的長(zhǎng)度應(yīng)不小于35.38m。副井提升矸石，運(yùn)輸材料，為使其長(zhǎng)度留有調(diào)整的余地，并考慮出矸工作不均勻、不連續(xù)，故空、重車線一般不小于1.5列礦車長(zhǎng)度。這就要求井底車場(chǎng)空、重車線的長(zhǎng)度應(yīng)不小于53.07m。所選車場(chǎng)的空車線的長(zhǎng)度L副空＝70.00m>35.38m，所選車場(chǎng)的重車線的長(zhǎng)度L副重＝96.00m>53.07m，符合要求。（3）調(diào)車方式運(yùn)輸大巷的煤直接由膠帶輸送機(jī)運(yùn)至井底煤倉(cāng)。矸石列車在副井重車線與機(jī)車分離以后，電機(jī)車經(jīng)機(jī)車?yán)@道至副井空車線牽引空車經(jīng)繞道出井底車場(chǎng)。材料的運(yùn)行路線與空車相同。（4）硐室井底硐室主要有：井底煤倉(cāng)、主變電所、主排水泵房、消防材料庫(kù)、井底清理斜巷、水倉(cāng)、調(diào)度室、等候室、急救室、機(jī)頭硐室、聯(lián)絡(luò)巷等。①井底煤倉(cāng)主井井底煤倉(cāng)為一垂直圓形直倉(cāng)，坐落于井底車場(chǎng)運(yùn)輸大巷與主斜井井底段之間，煤倉(cāng)直徑為6m，有效的裝煤高度為25m，經(jīng)計(jì)算煤倉(cāng)容量為960t，工作面的最大出煤能力為666t/h，主井運(yùn)輸能力為1600t/h，兩者之差為996t/h，完全滿足運(yùn)量要求，設(shè)置井底煤倉(cāng)更多的是為了提高礦井運(yùn)煤系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性②水倉(cāng)布置及清理水倉(cāng)布置在井底車場(chǎng)空重車線的一側(cè)，礦井正常涌水量為90m3/d，最大涌水量為150m3/d，所需水倉(cāng)的容量為：m3根據(jù)水倉(cāng)的布置要求，水倉(cāng)的容量為：(4-1)式中：——水倉(cāng)容量，m3；——水倉(cāng)有效斷面，3.28；——水倉(cāng)長(zhǎng)度，120m。則：m3由以上計(jì)算可知：，因此，設(shè)計(jì)的水倉(cāng)容量滿足要求。井底車場(chǎng)巷道及硐室，除煤倉(cāng)、裝卸載硐室等采用現(xiàn)澆混凝土支護(hù)外，其余的都采用錨噴支護(hù)，遇到圍巖破碎的地方加金屬網(wǎng)支護(hù)。③其他各個(gè)主要硐室見(jiàn)圖4-9井底車場(chǎng)平面布置圖。4.2.3大巷運(yùn)輸大巷和輔助運(yùn)輸大巷大部分布置在煤層中沿頂板掘進(jìn)，小部分布置在煤層底板中，運(yùn)輸大巷在靠近井底煤倉(cāng)段抬高，輔助運(yùn)輸大巷坡度最大處為5.07°，采用膠套輪電機(jī)車牽引礦車進(jìn)行輔助運(yùn)輸。兩條大巷均選用拱形巷道，錨噴支護(hù)。運(yùn)輸大巷斷面如圖4-10所示，巷道特征見(jiàn)表4-11，每米材料消耗量見(jiàn)表4-12；輔助運(yùn)輸大巷斷面如圖4-11所示，巷道特征見(jiàn)表4-13，每米材料消耗量見(jiàn)表4-14。圖4-10運(yùn)輸大巷斷面圖表4-11運(yùn)輸大巷巷道特征表圍巖類別斷面設(shè)計(jì)/m2設(shè)計(jì)掘進(jìn)尺寸噴射厚度/mm凈周長(zhǎng)/mm凈設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度/mm高度/mm巖19.821.653004900150錨桿形式外露長(zhǎng)度/mm排列方式排間距/mm長(zhǎng)度/mm直徑/mm頂幫頂幫頂幫樹(shù)脂50交錯(cuò)240020002018表4-12運(yùn)輸大巷每米工程量及材料消耗量圍巖類別計(jì)算掘進(jìn)工程量/m3材料消耗量水溝長(zhǎng)度/m錨桿數(shù)量噴射材料/m3金屬網(wǎng)/m2藥卷數(shù)量金屬網(wǎng)/