采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)東榮三礦3.0Mta新井設(shè)計(jì)【全套圖紙】

I 摘 要 本設(shè)計(jì)為雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)東榮三礦 3.0Mt/a 的新井設(shè)計(jì)。此礦區(qū)內(nèi)有 5 層 煤全區(qū)可采，且其均為厚煤層，煤層平均厚度為 3.9m，走向長(zhǎng)度為 8km，傾向 長(zhǎng)度為 3.1km，煤層平均傾角為 12。本井田內(nèi)可采儲(chǔ)量為 326.2Mt，服務(wù)年 限為 78a。煤的工業(yè)牌號(hào)為肥氣煤。本設(shè)計(jì)采用立井多水平開拓，聯(lián)合開采和 集中大巷布置，大巷采用 10t 架線式電機(jī)車牽引 5t 底卸式礦車運(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，采空區(qū)處理方法為全部垮 落法。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞： 井田開拓 開采水平 走向長(zhǎng)壁 采煤工藝 全套圖紙，加 153893706 II Abstract This new mine is designed for ShangyaShan mineral industry group limited liability company the third coal mine,which capacity is 3.0Mt/a.There are 4 coal seams can be adopted in this area, and the average thickness in coal seam is 3.9 meters. It is 8,000 meters along the longwall,and is 3,100 meters along the inclined longwall, the average rake angle is 12.0 degree in this coal seam.The whole of recoverable reserves is 326.24 million ton，which can be serviced 78 years.All of the coal seams are thick seam, and the indrstry card of the coal is fatty gas coal.We design two mining levels to develop all coal seams, adopting the single lamella arrange the sum the cent set concentrates the main roadway arranges, the main roadway adopts 10 ton a line type electrical engineering cars lead 5.0 ton bed unload type car, pit tub carriage.The mining technology is along the longwall coal mining, and the mining texhnology is full- mechanized,the gob waste treats method is complete caving method. KeyKey WordsWords： vertical shaft development mining Level longwall coal minning coal mining technology III 目 錄 摘要I Abstract.II 緒 論 .1 第 1 章 井田概況及地質(zhì)特征 .2 1.1 井田概況 2 1.1.1 交通位置 .2 1.1.2 礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況 .2 1.1.3 本礦區(qū)鄰礦區(qū)煤炭生產(chǎn)建設(shè)及規(guī)劃情況 .3 1.1.4 氣象 地震 .3 1.1.5 地形 地勢(shì) .3 1.2 地質(zhì)特征 4 1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 .4 1.2.2 構(gòu)造 .4 1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 .6 1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征 .7 1.2.5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 .8 1.2.6 瓦斯、煤的自燃、地溫及頂板情況 .8 1.2.7 煤質(zhì)、牌號(hào)及工業(yè)用途 .9 1.3 勘探程度及可靠性 10 第 2 章 井田境界 儲(chǔ)量 服務(wù)年限 .11 2.1 井田境界 11 2.1.1 井田周邊狀況 .11 2.1.2 井田境界確定的依據(jù) .11 2.1.3 井田未來發(fā)展?fàn)顩r .11 2.2 井田儲(chǔ)量 11 2.2.1 井田儲(chǔ)量計(jì)算 .11 2.2.2 保安煤柱 .12 2.2.3 儲(chǔ)量計(jì)算方法 .12 2.2.4 儲(chǔ)量計(jì)算評(píng)價(jià) .13 2.3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 13 2.3.1 工作制度 .13 IV 2.3.2 生產(chǎn)能力 .14 2.3.3 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 .14 第 3 章 井田開拓 .15 3.1 概 述 15 3.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 .15 3.1.2 影響本井田設(shè)計(jì)礦井開拓方式的因素及具體原因 .15 3.1.3 確定井田開拓方式的原則 .15 3.2 礦井開拓方案的選擇 16 3.2.1 井硐形式和井口位置 .16 3.2.2 開采水平數(shù)目和標(biāo)高 .25 3.2.3 開拓巷道的布置 .26 3.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 27 3.3.1 井筒形式和數(shù)目 .27 3.3.2 井筒位置及坐標(biāo) .27 3.3.3 水平數(shù)目及高度 .27 3.3.4 石門、大巷(運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷)數(shù)目及布置 .27 3.3.5 井底車場(chǎng)形式的選擇 .30 3.3.6 煤層群的聯(lián)系 .31 3.3.7 采區(qū)劃分 .31 3.4 井筒布置及施工 33 3.4.1 井筒穿過的巖層性質(zhì)及井筒維護(hù) .33 3.4.2 井筒布置及裝備 .33 3.4.3 井筒延伸的初步意見 .34 3.5 井底車場(chǎng)及硐室 36 3.5.1 井底車場(chǎng)形式的確定及論證 .36 3.5.2 井底車場(chǎng)的布置 存車線路 行車線路布置長(zhǎng)度 .37 3.5.3 井底車場(chǎng)通過能力驗(yàn)算 .40 3.5.4 井底車場(chǎng)主要硐室 .40 3.6 開采順序 42 3.6.1 沿井田走向的開采順序 .42 3.6.2 沿井田傾斜方向的開采順序 .42 3.6.3 采區(qū)接續(xù)計(jì)劃 .43 3.6.4 “三量控制”情況 .43 V 第四章 采區(qū)巷道布置 .45 4.1 采區(qū)概況 45 4.1.1 設(shè)計(jì)采區(qū)位置、邊界、范圍采區(qū)煤柱 .45 4.1.2 采區(qū)的地質(zhì)和煤層情況 .45 4.1.3 采區(qū)生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量及服務(wù)年限 .45 4.2 采區(qū)巷道布置 47 4.2.1 區(qū)段劃分 .47 4.2.2 采區(qū)上山布置 .47 4.2.3 采區(qū)車場(chǎng)布置 .48 4.2.4 采區(qū)煤倉形式、容量及支護(hù) .55 4.2.5 采區(qū)硐室簡(jiǎn)介 .56 4.2.6 采區(qū)工作面接續(xù) .57 4.3 采區(qū)準(zhǔn)備 59 4.3.1 采區(qū)巷道準(zhǔn)備順序 .59 4.3.2 采區(qū)巷道的斷面圖及支護(hù)方式 .59 第 5 章 采煤工藝 .62 5.1 采煤方法的選擇 62 5.1.1 采煤方法的選擇 .62 5.2 回采工藝 63 5.2.1 選擇和決定回采工作面的工藝過程及使用的機(jī)械設(shè)備63 5.2.2 工作面循環(huán)方式和勞動(dòng)組織形式 .64 第 6 章 井下運(yùn)輸和礦井提升 .66 6.1 礦井井下運(yùn)輸 66 6.1.1 運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定 .66 6.1.2 礦車的選型及數(shù)量 .66 6.1.3 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 .67 6.2 礦井提升系統(tǒng) 69 6.2.1 礦井提升設(shè)備的選擇與計(jì)算 .69 第 7 章 礦井通風(fēng)與安全 .71 7.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 71 7.1.1 概述 .71 7.1.2 通風(fēng)系統(tǒng)確定因素 .71 7.2 風(fēng)量計(jì)算與風(fēng)量分配 72 VI 7.2.1 礦井風(fēng)量計(jì)算的規(guī)定 .72 7.2.2 風(fēng)量計(jì)算 .73 7.2.3 風(fēng)量分配 .76 7.2.4 風(fēng)速驗(yàn)算 .76 7.2.5 風(fēng)量調(diào)節(jié)方法與措施 .76 7.3 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 77 7.3.1 確定全礦井最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力 .77 7.3.2 礦井等積孔的計(jì)算 .79 7.4 通風(fēng)設(shè)備的選擇 80 7.4.1 主扇的選擇計(jì)算 .80 7.4.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 .81 7.4.3 反風(fēng)措施81 7.5 礦井安全技術(shù)措施 82 7.5.1 預(yù)防瓦斯及煤塵爆炸 82 7.5.2 火災(zāi)與水患的預(yù)防.82 7.5.3 其他事故的預(yù)防 .83 第 8 章 礦井排水 .85 8.1 概述 85 8.1.1 礦井水來源及涌水量 85 8.1.2 對(duì)排水設(shè)備的要求.85 8.2 礦井主要排水設(shè)備 86 8.2.1 排水方式與排水系統(tǒng)簡(jiǎn)介 86 8.2.2 主排水設(shè)備及管路的選擇計(jì)算 .87 第章 礦井主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) .90 總 結(jié) .92 致 謝 .93 參考文獻(xiàn) .94 附錄 1 95 附錄 2 105 1 緒 論 大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，讓我掌握了較多的專業(yè)知識(shí)，能過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè) 答辯，更讓我了解到了理論與實(shí)際的差距，同時(shí)也感受到了自己在專業(yè)課方面 的一些不足之處。 本設(shè)計(jì)為雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)東榮三礦 3.0Mt/a 的新井設(shè)計(jì)，根據(jù)畢業(yè)實(shí)習(xí)時(shí) 在東榮三礦所收集來的地質(zhì)條件，以及指導(dǎo)教師所分的課題方向，本設(shè)計(jì)主要 是關(guān)于新礦井的建設(shè)，其中包括了井田開拓、采煤工藝、采區(qū)設(shè)計(jì)、通風(fēng)安全 等方面的設(shè)計(jì)。本礦井走向長(zhǎng)度為 8km，傾向長(zhǎng)度為 3.1km，在本井田內(nèi)共有 5 層煤，且其全為厚煤層，平均厚度為 3.9m，煤層平均傾角為 12。本井田 內(nèi)可采儲(chǔ)量為 326.2Mt，服務(wù)年限為 78a。煤的工業(yè)牌號(hào)為肥氣煤。本設(shè)計(jì)采 用立井多水平開拓，聯(lián)合開采和集中大巷布置，大巷采用 10t 架線式電機(jī)車牽 引 5t 底卸式礦車運(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，采空區(qū)處理方法為全部垮落法。 本設(shè)計(jì)能過多方案比較和綜合技術(shù)比較以及相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)比較優(yōu)化設(shè)計(jì)，其 中開拓方案的比較，以大量的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來核算，以便使設(shè)計(jì)更加合理。同時(shí)在 設(shè)計(jì)過程中，結(jié)合了礦井的地質(zhì)情況、煤層的受力等情況以及國內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng) 驗(yàn)進(jìn)行分析，這樣使建成的礦井更加與實(shí)際相符。 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我學(xué)到更多的采礦專業(yè)知識(shí)，更重要的是，讓我所 學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐條件相結(jié)合了起來，從而也為我以后的工作打下良好的基 礎(chǔ)。 2 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 雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)東榮三礦位于黑龍江省集賢煤田東南端，西南距福利鎮(zhèn) 48km,經(jīng)福利鎮(zhèn)到礦業(yè)集團(tuán)所在地雙鴨山市為 56km。如下圖 1-1 交通位置 圖。 圖 1-1 交通位置圖 1.1.2 礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況 本區(qū)為農(nóng)業(yè)區(qū)，工業(yè)基礎(chǔ)較薄弱。但是，雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)距本區(qū)較近，可 以借助老區(qū)力量建設(shè)新區(qū)，人力來源及材料供應(yīng)條件都是良好的。 3 雙鴨山地區(qū)現(xiàn)有大型火力發(fā)電廠三座。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，供電電源已經(jīng)解決。 1.1.3 本礦區(qū)鄰礦區(qū)煤炭生產(chǎn)建設(shè)及規(guī)劃情況 東榮礦區(qū)東西寬 811km,南北長(zhǎng) 1629km。面積為 230km2,東榮礦區(qū) 總體設(shè)計(jì)規(guī)劃用三對(duì)井進(jìn)行開發(fā)?？傄?guī)模這 6.40Mt/a。 本礦井內(nèi)沒有生產(chǎn)、在建及停閉礦，也沒有小煤窯。 本礦區(qū)第三季地層廣泛分布，地下含水量較豐富，供水水源較充足。 1.1.4 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，年平均最高氣溫 為 20.123.7C；年降水量 325.7692.3；年蒸發(fā)量 1095.51460.6，年平均風(fēng)速 4.14.7m/s，風(fēng)向多偏西風(fēng)。年平均最低氣 溫為17.423.9C，最低氣溫可達(dá)35C。每年十月至次年五月為凍 結(jié)期，最大凍結(jié)深度為 1.552.08m。 根據(jù)國家地震局資料，東榮及其鄰區(qū)地震裂度在 5以下，過去無強(qiáng)烈地 震記載。 1.1.5 地形 地勢(shì) 本井田處于三江平原的西南部，屬高沙漫灘，地勢(shì)低平，地面標(biāo)高為 5578m，井田東部有雙山子，標(biāo)高164.7m, 南臨完達(dá)山北，西依索利 崗山，標(biāo)高為107.9m， 北面廣闊平坦。 本井田內(nèi)沒有大的河流，只有沙流河等季節(jié)性河流，從東，西兩個(gè)方向流 入本區(qū)。雨季沙流河流量為 2.9m3/s.近年來隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，在井田外 側(cè)修筑了一些排水渠道，致使?jié)竦孛娣e有所減少。 4 1.2 地質(zhì)特征 1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 本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。在穆棱組上覆有巨厚的第三、第四紀(jì)地層。晚侏羅第煤系地層不完全整合 于元古界古生界基底之上，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。 上侏羅系上統(tǒng)雞西群城子河組，這本井的主要含煤地層，該層主要由灰白 色長(zhǎng)石、石英、砂巖、灰色粉砂巖及少量的泥巖、凝灰?guī)r、礫巖和砂質(zhì)泥巖等 組成。(附煤層綜合柱狀圖 1-2) 第四系地層在田內(nèi)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 810m 的黑腐植土。區(qū)內(nèi)四紀(jì)層厚度為 東西薄、中間厚、南部薄、北部厚。 第四系地層，除在井田內(nèi) 1416 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。該地層由粉砂巖、泥巖組成。巖石膠結(jié)松散。以灰 綠色為主，厚度變化不大。 本井田內(nèi)的斷層多為正斷層，褶曲較少，部分煤層有地表露頭，但都有風(fēng) 化的痕跡，經(jīng)過雙鴨山測(cè)繪公司的多次勘測(cè)，對(duì)大部分的地質(zhì)構(gòu)造已經(jīng)基本掌 握清楚。 1.2.2 構(gòu)造 本井田位于三江盆地的西部，三江盆地是中生代以來的一個(gè)斷陷凹陷 地，區(qū)域構(gòu)造屬新華夏系第二隆起帶北段由一些北北東向展開的次一級(jí)隆起帶 和凹陷帶組成，這便導(dǎo)致本礦區(qū)形成壓扭性斷裂和斷層，并且其斷層多為傾向 性斷層。 由于本井田處于區(qū)域性三種構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的復(fù)合部位，應(yīng)力集中構(gòu)造較為復(fù) 雜，特別是北部背向斜處構(gòu)造對(duì)煤層的破壞較大，煤的變質(zhì)程度有所提高，而 且部分煤層有露頭。 井田主要構(gòu)造分述如下： 1.斷層 如下表 1-1 所示： 5 黑灰色、半亮型煤、玻璃光澤 地層煤 層柱狀圖厚度(m) 層間距(m) 巖石名稱巖性描述 16 17 18 20 22 4.2 3.6 3.8 4.1 3.8 20 26 14 16 石英砂巖 泥巖 碳質(zhì)粉砂巖 粉砂巖 碳質(zhì)細(xì)砂巖 碳質(zhì)泥巖 細(xì)砂巖 粉砂巖 頁巖 中砂巖 細(xì)砂巖 中礫巖 粉砂巖 細(xì)砂巖 中細(xì)砂巖 中砂巖 粗砂巖 煤 煤 煤 煤 煤 灰色、水平層理、致密堅(jiān)硬 灰色、水平層理、致密堅(jiān)硬 灰色、水平層理、致密堅(jiān)硬 淺灰色、水平層理、硅質(zhì)膠結(jié)、致密堅(jiān)硬 淺灰色、水平層理、硅質(zhì)膠結(jié)、致密堅(jiān)硬 淺灰色、水平層理、硅質(zhì)膠結(jié)、致密堅(jiān)硬 黑灰色、半亮型煤、玻璃光澤 黑灰色、半亮型煤、玻璃光澤 黑灰色、半亮型煤、玻璃光澤 黑灰色、半亮型煤、玻璃光澤 灰色、石英砂巖、堅(jiān)硬 灰色、石英砂巖硅質(zhì)膠結(jié)、堅(jiān)硬 灰白色、以石英為主、堅(jiān)硬、層理明顯 灰白色、以石英為主、堅(jiān)硬、層理明顯 淺灰色、快狀、層理不明顯 淺灰色、石英顆粒、層狀構(gòu)造、泥質(zhì)膠結(jié) 淺灰色、碳質(zhì)膠結(jié)、質(zhì)地松軟 淺灰色、水平層理、質(zhì)地松軟 黑色、層狀構(gòu)造、泥質(zhì)膠結(jié) 灰白色、水平層理、致密堅(jiān)硬、硅質(zhì)膠結(jié) 灰黑色、碳質(zhì)膠結(jié) 元 石 界 圖 1-2 煤層綜合柱狀圖 6 表 1-1 斷層特征表 序號(hào)名稱性質(zhì)產(chǎn)狀落差傾角斷層可靠性 1F48 逆 NE20 170340 60 可靠 2F9 正 NE35 0130 73 可靠 3F29 正 NE31 046 71 可靠 4F45 逆 EW70 04 70 可靠 5F84 正 NE45 067 37 可靠 6F72 正 NE67 1020 30 可靠 7F10 逆 NS146 060 73 可靠 2.巖漿活動(dòng)： 本井田內(nèi)的巖漿巖以侵入為主，大多呈巖脈及巖床侵入于侏羅紀(jì)煤系地層 中，為燕山后期產(chǎn)物，以酸性石英閃長(zhǎng)巖，中性輝綠巖玄武巖為主，巖漿巖主 要分布在 F9斷層與精查線 17 之間，或巖床侵入煤層中，使煤層局部變質(zhì)。 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 19.8m，平均厚度為 3.9m，地層總厚度 700m，含煤系數(shù) 5.27%，本區(qū) 煤層發(fā)育較穩(wěn)定，標(biāo)志層清晰，物性特征明顯，煤巖層相對(duì)可靠。 可采煤層特征如下： 16#煤層：全區(qū)發(fā)育且較穩(wěn)定，煤層結(jié)構(gòu)單一，厚度較大，煤質(zhì)穩(wěn)定，肉 眼鑒定為半亮半暗型，塊狀。由南向北，由東向西增厚，煤層厚度為 4.04.8m,平均厚度為 4.2m，煤層頂部和底部局部出現(xiàn)了 12 層夾石，厚度 為 0.050.10m，巖性多為炭質(zhì)泥巖，煤層頂板為粉砂巖，底板為炭質(zhì)細(xì)砂巖 及含炭質(zhì)泥巖。煤層有露頭，在0 標(biāo)高之上局部不可采。 17#煤層： 該煤層基本上全區(qū)發(fā)育，僅在井田南部的淺部局部不可采，煤 層的開采厚度在 3.43.8m 之間，平均厚度為 3.6m，賦存較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)屬復(fù) 煤層，有 12 層夾矸，厚 0.10.25m，巖性多為頁巖，煤層頂板多為中砂巖， 底板多為細(xì)砂巖。煤層有露頭，在10m 標(biāo)高之上發(fā)育不穩(wěn)定，煤變質(zhì)程度較 高，且有風(fēng)化現(xiàn)象。 18#煤層：大部可采煤層，可采厚度 3.64.1m，平均厚度 3.8m?？刹煞?圍內(nèi)煤層厚度穩(wěn)定，南西薄，向北、東增厚，結(jié)構(gòu)屬單一煤層，局部有薄層炭 質(zhì)泥巖或粉砂巖夾層石，頂板為粉砂巖，細(xì)砂巖及中砂巖，底板為細(xì)砂巖，砂 7 巖。 20#煤層：該層在全井田大部分區(qū)域發(fā)育，煤層在斷層 F9之后，逐漸變薄， 結(jié)構(gòu)單一，煤層厚度在 3.44.4m，平均厚度為 4.1m，煤層頂板為粉砂巖，底 板為細(xì)砂巖。煤層有露頭，露頭煤質(zhì)不穩(wěn)定，且在0 標(biāo)高之上局部不可采。 22煤層：全井田發(fā)育，只在井田南部淺部變薄，煤層結(jié)構(gòu)較單一，厚度 為 3.14.0m，平均厚度為 3.8m，在井田深部，煤層傾角有變大的傾向，煤層 頂板為中細(xì)砂巖，底板為中砂巖。煤層在井田中部，有煤層露頭，且煤質(zhì)也有 風(fēng)化的傾向，在10m 標(biāo)高之上發(fā)育不穩(wěn)定，且局部不可采。 具體各煤層厚度、結(jié)構(gòu)和頂?shù)装迩闆r分層如下表 1-2 所示： 表 1-2 煤層特征表 煤厚煤 層 范圍平均 層間 距 穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)發(fā)育程度頂板底板 露頭情 況 16# 4.0 4.8m 4.2m 較穩(wěn)定單一全區(qū)發(fā)育粉砂巖細(xì)砂巖有 20m 17# 3.4 3.8m 3.6m 較穩(wěn)定復(fù)雜全區(qū)發(fā)育細(xì)砂巖粉砂巖有 12m 18# 3.6 4.1m 3.8m 較穩(wěn)定單一大部發(fā)育 粉砂巖 中砂巖 細(xì)砂巖無 28m 20# 3.4 4.4m 4.1m 較穩(wěn)定單一大部發(fā)育粉砂巖細(xì)砂巖有 22# 3.1 4.0m 3.8m 16m 較穩(wěn)定單一全區(qū)發(fā)育細(xì)砂巖中砂巖有 1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征 煤層頂?shù)装宓暮穸纫话愣即笥?8m,多為砂巖。詳見下表 1-3。 表 1-3 巖石力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)表 名 稱抗壓強(qiáng)度/c(MPa)抗拉強(qiáng)度/t(MPa) 摩擦角/() 內(nèi)聚力/C(MPa) 細(xì)砂巖202004253550840 粉砂巖101002203040430 8 1.2.5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 1、井田內(nèi)各地段的水文地質(zhì)特征各有不同，現(xiàn)分述如下： 第三系孔隙含水層：在井田內(nèi)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 0.0010.83 L/Sm。 第三系裂隙透水層：本井田廣泛發(fā)育，除山坡地區(qū)較薄外，其余均很厚。 發(fā)育規(guī)律為：由南往北逐漸增厚。水的主要補(bǔ)給來源是大氣降水及山區(qū)地下水。 涌水量為 0.7057L/Sm。 基底巖層裂隙水：分布于低山和丘陵地帶。由白玉巖、安同山巖及火成巖 等組成。對(duì)煤系裂隙含水帶補(bǔ)給量甚微，而且對(duì)礦床充水無影響。 煤系裂隙含水帶：本含水帶是直接充水含水層。它與第三系有水力聯(lián)系， 但很微弱。 2、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(bǔ)給條件不好，隔水性較弱。開采初期，礦井涌水 量最大。隨著開采的不斷進(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，并趨于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。 礦井在開采過程中，排水將以疏干煤系風(fēng)化裂隙帶的儲(chǔ)水量為主。本井田 最大涌水量為 279m3/h，正常涌水量為 237 m3/h。 3、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 層和第三系泥巖、砂巖層。 1.2.6 瓦斯、煤的自燃、地溫及頂板情況 本礦井屬于低瓦斯礦井，相對(duì)涌出量 1.43m3/t，絕對(duì)涌出量為 3.95 m3/min，煤塵無爆炸危險(xiǎn)，且煤層無自燃傾向性。隨著開采深度的延伸，瓦斯 涌出量大會(huì)給礦井的安全生產(chǎn)帶來一定的困難。 本礦井瓦斯取樣的控制深度為40.5733.2m，在 737.5m 深以上，甲烷 成分為 0.7536.75；在 400.4633.2m 深度為 28.1845.26；平均為 34.3137.05。二氧化碳一般為 6.448.95，瓦斯成份及含量均很低。 由于地質(zhì)報(bào)告沒有明確提出礦井的瓦斯等級(jí)，所以，本設(shè)計(jì)只能根據(jù)上述數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析，同時(shí)參考東榮二礦的煤塵及瓦斯情況，初步確定本礦井初期的瓦斯 等級(jí)為低沼氣礦井，并沒有煤塵爆炸危險(xiǎn)和自燃發(fā)火傾向。 本礦井的恒溫帶溫度為5.6C，深度為 30m。400m 水平的平均地溫為 20.5C；700m 水平的平均地溫度為 28.3C。 9 煤層頂?shù)装鍘r石主要為粉砂巖和中細(xì)砂巖?？箟簭?qiáng)度一般在 6001100kg/cm2左右。預(yù)計(jì)本礦井各煤層頂?shù)装孱悇e均在一級(jí)以上。 1.2.7 煤質(zhì)、牌號(hào)及工業(yè)用途 1、煤種及其變化 本礦井煤的揮發(fā)份一般大于 30，屬低變質(zhì)煤。各煤層 y 值平均為 59m/m，粘結(jié)性較低。煤種主要為氣煤、肥煤次之，煤種在垂直方向上無明 顯變化。 2、發(fā)熱量 各煤層煤的平均發(fā)熱量(QfD)為 63066849 大卡/kg。 3、元素分析 各煤層碳(Cr)的平均含量為 80.8482.66；(Or)的平均含量為 10.6112.62；(Hr)的平均含量為 5.325.86。說明煤的元素組成穩(wěn)定， 屬低腐質(zhì)煤。 4、煤的有害成分 灰分：本井田煤的灰分含量(Ag)為 10.9624.45，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 0.10.41，屬特低硫煤。 磷：各煤層原煤磷的平均含量為 0.0030.061，屬特低低磷煤。 5、工業(yè)用途評(píng)價(jià) 本井田原煤按現(xiàn)行煤炭實(shí)用分類法，屬于氣煤，由于本區(qū)氣煤低灰、 低磷、低硫，具有一定的膠質(zhì)層厚度，所以，本礦井原煤經(jīng)洗選加工后可作為 優(yōu)良的配焦和化工精煤。副產(chǎn)品可供動(dòng)力及民用。 6、可選性 所有煤層的煤均屬于易選中等可選。 10 1.3 勘探程度及可靠性 礦井總體設(shè)計(jì)確定，本井田包括精查區(qū)，東南部的一塊詳查區(qū)兩個(gè)區(qū)域， 其井田的邊界范圍為北起 F48斷層，南至井田邊界，西起 F9斷層斷層，東至 煤層露頭線。在井田范圍內(nèi)，由于地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層賦存穩(wěn)定，其勘探程度 較精確。 對(duì)地質(zhì)勘探程度的評(píng)價(jià)：井田儲(chǔ)量以外，最后一次精查區(qū)內(nèi)又鉆了 238 個(gè) 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(zhì)構(gòu)造情況。 但由于設(shè)備較落后，因此相當(dāng)一部分?jǐn)嗔讶允峭贫ǖ?，控制程度還有較大擺動(dòng)。 根據(jù)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，這些都需要在建井和生產(chǎn)過程中 給予以注意。有的鉆孔孔斜較大，對(duì)構(gòu)造的推定也有一定的影響。 11 第 2 章 井田境界 儲(chǔ)量 服務(wù)年限 2.1 井田境界 2.1.1 井田周邊狀況 本井田北部以斷層 F48為界，南部以鄰礦東榮二礦為界，西以600m 標(biāo)高 為界，東以煤層天然露頭為界。 2.1.2 井田境界確定的依據(jù) 在煤田劃分為井田時(shí)，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(yīng)按以下原則來劃分： 1.以地理地形、地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù)。 2.井田范圍、儲(chǔ)量、煤層賦存及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)。 3.劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間。 4.保證井田有合理的尺寸，以利于機(jī)械化程度的不斷提高。 2.1.3 井田未來發(fā)展?fàn)顩r 該井田內(nèi)煤層埋藏較淺，傾角較小，隨著技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平的提高， 井田范圍內(nèi)探明的儲(chǔ)量會(huì)越來越精確，可能在更深部發(fā)現(xiàn)可采煤層，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量 豐富。 2.2 井田儲(chǔ)量 2.2.1 井田儲(chǔ)量計(jì)算 井田內(nèi)可采煤層為 16、17、17、20、22煤層。礦井儲(chǔ)量是指礦井 內(nèi)所埋藏的，具有工業(yè)價(jià)值的煤炭數(shù)量。礦井儲(chǔ)量可分為礦井地質(zhì)儲(chǔ)量，礦井 工業(yè)儲(chǔ)量和礦井可采儲(chǔ)量。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指平衡表內(nèi) ABC 級(jí)儲(chǔ)量的總和。礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量是礦井 工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)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(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失量后的儲(chǔ)量。礦井可采儲(chǔ)量 12 是指礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地保護(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)回采率的儲(chǔ)量。 2.2.2 保安煤柱 為保護(hù)地面建筑物及工程設(shè)施的安全，本設(shè)計(jì)對(duì)井筒及工業(yè)廣場(chǎng)、規(guī)劃中 的大斷層留設(shè)安全煤柱。其留設(shè)情況如下: 1.采區(qū)邊界留設(shè) 20m 保安煤柱。 2.邊界斷層留設(shè) 40m 煤柱。 3.井田內(nèi)部斷層留設(shè) 30m 煤柱。 4.地面留設(shè) 50m 煤柱。 主、副井筒均位于工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，主、副井筒深度已超過 300m，工業(yè)場(chǎng)地 東西長(zhǎng) 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(shè)與壓煤開采規(guī)程規(guī)定，工業(yè)場(chǎng)地圍護(hù)帶寬度為 15m，煤柱按巖 層移動(dòng)角圈定，井田境界煤柱按 40m 留設(shè)，境界線兩側(cè)各 30m，采區(qū)煤柱按 20m 留設(shè)，兩側(cè)各 20m。井筒煤柱地面受護(hù)面積包括井架、提升機(jī)房和圍護(hù)帶 面積包括工業(yè)場(chǎng)內(nèi)為煤炭生產(chǎn)直接服務(wù)的工業(yè)廠房、服務(wù)設(shè)施和其他基礎(chǔ)性設(shè) 施。 按以上計(jì)算方法得： 工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失：2.09Mt；周邊、斷層保安煤柱損失：35.03Mt。 損失總量：82.41Mt； 總損失率為：20.54%。 2.2.3 儲(chǔ)量計(jì)算方法 計(jì)算儲(chǔ)量以儲(chǔ)量管理規(guī)程為依據(jù)，公式如下： 塊段儲(chǔ)量塊段面積cos(平均傾角)平均厚度視密度； 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量工業(yè)儲(chǔ)量永久煤柱； 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(jù)儲(chǔ)量圖、通過等高線塊段法計(jì)算本井田工業(yè)儲(chǔ)量為 401.188Mt，可采 儲(chǔ)量為 326.2421Mt。 13 2.2.4 儲(chǔ)量計(jì)算評(píng)價(jià) 東榮三礦的煤層相對(duì)可靠，煤層厚度比較穩(wěn)定，傾角較平緩，煤層地板起 伏不大，構(gòu)造控制基本可靠，無巖漿巖，水文地質(zhì)條件中等，儲(chǔ)量計(jì)算較可靠。 其具體情況如下表 2-1 所示： 表 2-1 可采煤層儲(chǔ)量總表 單位：萬 t 煤炭損失量 水平煤層工業(yè)儲(chǔ)量工業(yè)場(chǎng) 地 井田境 界 斷層合計(jì) 開采損 失 可采儲(chǔ)量 16#3518.5517.154.86228.21300.17403.612861.47 17#3015.9213.1444.17238.46295.77343.382452.69 18#3072.5815.2758.9268.38342.55350.062500.41 20#3434.7813.0256.42213.25282.69391.072793.34 22#3292.3316.9365.23268.38350.54374.852677.49 小計(jì) 16336.1675.46279.581216.681571.721862.9713285.41 16#4121.7828.4688.19344.45461.1583.144165.3 17#4390.124.4884.17283.81392.46458.843570.26 18#4510.9327.7999.2311.3438.29513.593668.52 20#4999.8424.0487.52292.68404.24569.264066.13 22#4757.0929.1891.82323.42444.42541.623868.71 小計(jì) 23779.72133.95450.91555.662140.512666.4519338.9 總合計(jì) 40115.88209.41730.482772.343712.234529.4332624.31 計(jì)算可得：礦井可采儲(chǔ)量為：326.2431Mt。 2.3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 2.3.1 工作制度 根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定： (1)礦井工作日按 330d 計(jì)算； (2)每日凈提升時(shí)間 16h； 14 (3)礦井每晝夜四班工作，其中三班進(jìn)行采掘，一班進(jìn)行檢修。 2.3.2 生產(chǎn)能力 井田煤炭?jī)?chǔ)量豐富(可采儲(chǔ)量為 326.2431Mt)，地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)簡(jiǎn)單， 煤層賦存平緩(平均傾角 12)，煤質(zhì)優(yōu)良，具有建設(shè)特大型礦井的條件。 方案一：建 2.4Mt/a 的礦井。 方案二：建 3.0Mt/a 的礦井。 方案三：建 4.0Mt/a 的礦井。 根據(jù)煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范礦井投產(chǎn)后服務(wù)年限不應(yīng)過長(zhǎng)，可由服務(wù) 年限確定。(附礦井服務(wù)年限表 2-2) 表 2-2 礦井服務(wù)年限表 井型礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力/（Mt/a）礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限/a 特大 6.0 3.05.0 70 60 大型1.2，1.5，1.8，2.4 50 中型0.45，0.6，0.9 40 小型0.09，0.15，0.21，0.3各省自定 2.3.3 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限公式： )/(KAZT 式中礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，Mt；T 生產(chǎn)能力， Mta；Z 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，.31.5。KK 礦井設(shè)計(jì)一般取 K1.4，地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井及礦區(qū)總體設(shè)計(jì)可取 K1.5，地方小煤礦可取 K1.3 。根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際情況，K 值取 1.4。 方案一：32624.31/(2401.4)97.10a；AKZT/ 方案二：32624.31/(3001.4)77.68a；AKZT/ 方案三：32624.31/(4001.4)58.26a。AKZT/ 從保證礦區(qū)均衡生產(chǎn)來看，井型較大的礦井對(duì)保證礦區(qū)產(chǎn)量起骨干作用， 同時(shí)考慮到本礦井對(duì)振興老東北工業(yè)基地的需要，其服務(wù)年限也應(yīng)略長(zhǎng)些，從 礦井儲(chǔ)量條件來看，雖然本井田地質(zhì)儲(chǔ)量大，可采儲(chǔ)量多，但是煤層儲(chǔ)量大部 15 分集中于二水平，從一水平的服務(wù)年限上看，選擇選擇方案二較要較合理一些， 因此最終確定該礦井生產(chǎn)能力為 3.0Mt/a，礦井服務(wù)年限為 77.68a。 第 3 章 井田開拓 3.1 概 述 3.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 東榮三礦與東榮二礦為鄰，東榮二礦以立井開拓為主。 3.1.2 影響本井田設(shè)計(jì)礦井開拓方式的因素及具體原因 1.該井田所在位置屬于丘陵地形，南北兩側(cè)高，中部平坦，工業(yè)場(chǎng)地宜選 擇在相對(duì)比較開闊的階地上，標(biāo)高高于50m。 2.井田內(nèi)煤層埋藏深度為50-650m，煤層傾角 12左右，其中 16#和 17#的煤層層間距約為 20m，17#、18#、20#、22#之間的煤層間距分別為 12m，28m 和 16m，總體來說，煤層相當(dāng)集中，可直接采用集中布置聯(lián)合開采。 3.煤層傾角在 12左右，且含水層較少，可直接采用上山開采。 4.煤層構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，無大、中型構(gòu)造，共計(jì) 7 條斷層，大斷層為井田邊 界，中央的小斷層對(duì)礦區(qū)的總體布置無太大的影響。 5.頂、底板為粉砂巖、粉細(xì)砂巖等硬質(zhì)巖層，穩(wěn)定性較好。 6.煤層厚度較大，而且結(jié)構(gòu)較單一，雖然有煤層中含有少許夾層，但夾層 多為頁巖、泥巖，并不會(huì)對(duì)采煤工序產(chǎn)生太大的影響。 3.1.3 確定井田開拓方式的原則 1.合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。 2.貫徹執(zhí)行有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)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。 3.必須貫徹執(zhí)行有關(guān)煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)系統(tǒng)， 創(chuàng)造良好的通風(fēng)環(huán)境，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道保持良好狀態(tài)。 4.合理集中開拓布置，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)過于分散，為集中生產(chǎn)創(chuàng) 造條件。 16 3.2 礦井開拓方案的選擇 3.2.1 井硐形式和井口位置 (一)井硐形式方案比較： 開拓方式的選擇應(yīng)全面考慮各種因素，主要因素包括： 井田地質(zhì)和水文地質(zhì)條件；地形地貌和地面外部條件；技術(shù)裝備和工藝系 統(tǒng)條件；施工技術(shù)和設(shè)備條件；煤層賦存和開采技術(shù)條件；總體設(shè)計(jì)和礦井生 產(chǎn)能力要求，當(dāng)?shù)氐慕煌敖?jīng)濟(jì)條件等。 針對(duì)以上因素要綜合研究，需通過系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)和多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確 定。 1.雙立井開拓 優(yōu)點(diǎn)： (1)井筒為圓形斷面，結(jié)構(gòu)合理，維護(hù)費(fèi)用低，有效斷面大通風(fēng)條件好， 管線短，人員升降速度快，生產(chǎn)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，運(yùn)輸環(huán)節(jié)少，建井速度快，投 產(chǎn)早。 (2)機(jī)械化程度高，易于自動(dòng)控制。 (3)立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升有利。 適用條件：煤層賦存深度在 2001000m，含水層厚度 20400m。立井開 拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件限制。技 術(shù)上也比較可靠。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不利于平硐或斜井開拓時(shí)均采用立井開拓方式。 技術(shù)評(píng)價(jià)：根據(jù)本井田的地表情況，地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦存等因素，本井田 煤層賦存最深650m 標(biāo)高，煤層平均傾角 12，滿足采用雙立井開拓，故此方 案在技術(shù)上可行。 2.雙斜井開拓 斜井與立井相比有如下優(yōu)點(diǎn)： (1)斜井采用膠帶輸送機(jī)，其提升能力和增產(chǎn)潛力大，改擴(kuò)建比較方便， 并且能容易實(shí)現(xiàn)多水平生產(chǎn)，并相應(yīng)地能減少井下石門長(zhǎng)度。 (2)井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，地面工業(yè)建筑，井 筒裝備，井底車場(chǎng)及硐室都比立井投資少，并且在斜井延伸過程中，生產(chǎn)和延 伸相互影響較小。 17 (3)井筒裝備和地面建筑物少，不用大型提升設(shè)備，鋼材消耗量小，井筒 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)： (1)圍巖不穩(wěn)固時(shí)，斜井井筒維護(hù)費(fèi)用高，材料提升速度低，能力小，絞 車鋼絲繩磨損嚴(yán)重，動(dòng)力消耗大，提升費(fèi)用高，當(dāng)井田斜長(zhǎng)較大時(shí)，采用多段 絞車提升，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)復(fù)雜，需要多占用設(shè)備和人力。 (2)在自然條件相同時(shí)，斜井要比立井長(zhǎng)得多。 (3)斜井通風(fēng)風(fēng)路較長(zhǎng)，相對(duì)通風(fēng)阻力也較大，當(dāng)表土為富含水的沖積層 或流砂層時(shí),斜井井筒掘進(jìn)技術(shù)復(fù)雜,井筒的維護(hù)也相對(duì)困難。 (4)由于斜井較長(zhǎng)，沿井筒敷設(shè)管路、電纜所需的管線長(zhǎng)度較大，并且相 應(yīng)地就提出了建井初期的基建費(fèi)。 適用條件：煤層賦存較淺，垂深在 200m 以內(nèi)，煤層賦存深度為 0500m，含水砂層厚度小于 2040m，不含流砂層，并且表土層不厚，水 文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單的煤層。井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層。 技術(shù)評(píng)價(jià)：本井田內(nèi)部分煤層有露頭，根據(jù)煤層的賦存情況,可以考慮雙 斜井開拓。 針對(duì)本礦井的實(shí)際情況和現(xiàn)有的技術(shù)條件，可行的方案如下圖 31 所示。 19 方案 雙立井開拓(立井延深) 方案 雙立井開拓(暗斜井延深) 16# 17# 18# 20# 22# 16# 17# 18# 20# 22# 方案 雙斜井開拓(斜井延深) 方案 雙斜井開拓(暗立井延深) 16# 17# 18# 20# 20# 16# 17# 18# 20# 20# 20 圖 3-1 開拓方案示意圖 3.開拓方案技術(shù)比較： 方案和方案區(qū)別在于第二水平是立井開拓還是暗斜井開拓兩方案比較， 方案需要多開立井井筒 200m，階段石門 850m，并相應(yīng)增加了井筒和石門的 運(yùn)輸，提升，排水費(fèi)用；方案多開主暗斜井 960m(傾角 12)，并相應(yīng)增加 了斜井的提升和排水費(fèi)用，粗略估算表明，兩方案費(fèi)用相差不大，采用立井提 升，優(yōu)點(diǎn)是提升能力大，礦井延伸在條件允許時(shí)，增加的設(shè)備較少，但施工條 件差，施工速度慢，開拓維護(hù)費(fèi)用高，采用斜井提升時(shí)，施工速度快，費(fèi)用低， 但需要與暗斜井配套設(shè)備，人員，材料運(yùn)輸需轉(zhuǎn)載，考慮到方案的提升，排 水工作環(huán)節(jié)少，人員上下較方便，在方案中未計(jì)入暗斜井上下部車場(chǎng)的石門 運(yùn)輸費(fèi)用，以及方案在通風(fēng)方面優(yōu)于方案，決定選用方案。(方案與 方案具體的基建費(fèi)用比較如下表 3-1 所示，由于在建井初期，方案和方案 相同，所以只需要比較建井后期；同樣，方案和方案也如此。) 方案與方案比較同方案與方案類似，從國情上考慮，用暗立井延 伸的礦井較少，而且考慮到在技術(shù)上，在暗立井通風(fēng)、運(yùn)輸以及車場(chǎng)布置上， 存在一定不可靠性。最后，通過粗略估計(jì)，方案比方案中所留保護(hù)煤柱的 損失多，決定采用方案。(方案與方案具體的基建費(fèi)用比較如下表 3-2 所示) 余下的方案與方案技術(shù)上均可行，水平服務(wù)年限也均符合要求，需要 通過經(jīng)濟(jì)比較，確定優(yōu)劣。 表 3-1 方案和方案建井后期基建費(fèi)用表 方案方案方案 項(xiàng)目 工程量 (m) 單價(jià)/元 m-1 費(fèi)用（萬 元） 工程量 (m) 單價(jià)/元 m-1 費(fèi)用(萬元) 立井井筒20020 9000198 96020 3000294 副井井筒20010 9000189 96010 3000291 井底車場(chǎng) 120027003249002700243 主石門 160024003847502400180 運(yùn)輸大巷 550021001155550021001155 合 計(jì) 22502163 百分率 104.02%100% 表 3-2 方案和方案建井后期基建費(fèi)用表 21 方案方案方案 項(xiàng)目 工程量 (m) 單價(jià)/元 m-1 費(fèi)用（萬元） 工程量 (m) 單價(jià)/元 m-1 費(fèi)用（萬 元） 立井井筒96020 3000294 20020 9000198 副井井筒96010 3000291 20010 9000189 井底車場(chǎng) 900270024312002700324 主石門 450240010813002400312 運(yùn)輸大巷 550021001155550021001155 合 計(jì) 20912178 百分率 100%104.16% 4.開拓方案的經(jīng)濟(jì)比較(方案和方案方案) 在上述后期的基建費(fèi)用上，方案與方案相差不大，而初期的基建費(fèi)用 比較表如下 3-3 所示。通過比較，同時(shí)我們也發(fā)現(xiàn)方案與方案在前期的基 建費(fèi)用上也不大，因此，我們得進(jìn)行更一步的經(jīng)濟(jì)比較。方案與方案有差 別的基建費(fèi)在上面表中已經(jīng)比較了，有差別的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)和 經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，分別計(jì)算匯總于表 3-4、3-5、3-6。 表 3-3 方案和方案建井初期基建費(fèi)用表 方案方案方案 項(xiàng)目工程量m 單價(jià)元 m-1 費(fèi)用(萬 元) 工程量m 單價(jià)元 m-1 費(fèi)用(萬 元) 主井井筒32520 9000310.5 130020 3000396 副井井筒32515 9000306 11005 3000331.5 井底車場(chǎng) 120027003249002700243 主石門 80024001924502400108 運(yùn)輸大巷 550021001155550021001155 回風(fēng)大巷 5500180099055001800990 合計(jì) 3277.53223.5 百分率 101.68%100% 在上述經(jīng)濟(jì)比較中需要說明以下幾點(diǎn)： (1)兩方案在各采區(qū)均布置有三條采區(qū)上山，且這些上山的開掘單價(jià)近似 相同。針對(duì)采區(qū)上部、中部、下部車場(chǎng)數(shù)目相同，兩方案雖略有差別，但基建 22 費(fèi)的差別很小，故不能作為其經(jīng)濟(jì)比較的重要指標(biāo)。 (2)采區(qū)上、中、下部車場(chǎng)的維護(hù)費(fèi)用均按占采區(qū)上山維護(hù)費(fèi)用的 20%估 算，采區(qū)上山的維護(hù)單價(jià)按采動(dòng)影響與未受采動(dòng)影響的平均單價(jià)估算。對(duì)于方 案與方案，我們只算第一水平的采區(qū)上、中、下部車場(chǎng)的維護(hù)費(fèi)來作比較。 (3)井筒、井底車場(chǎng)、主石門、階段大巷及總回風(fēng)大巷和采區(qū)中部車場(chǎng)均 布置于堅(jiān)硬的巖層中，它們的維護(hù)費(fèi)用低于 15 元/am，故比較中未對(duì)比其維 護(hù)費(fèi)用的差別。 (4)立井、大巷、石門及采區(qū)上山的輔助運(yùn)輸費(fèi)用均占運(yùn)輸費(fèi)用的 20%進(jìn) 行計(jì)算。 (5)在初期投資中，方案在一水平時(shí)需多掘運(yùn)煤上山及軌道上山各 30m，在比較中未列入。 (6)在列表中，對(duì)于風(fēng)井掘進(jìn)量，我們假定其是相同的，對(duì)于通風(fēng)費(fèi)用， 我們?cè)诘V井的風(fēng)量相同的條件下，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)比較判斷出方案的費(fèi)用較高 （因?yàn)樾本娘L(fēng)路較長(zhǎng)一些），但因其差別較小，故我們不作比較。 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)工程量比較(如下表 3-4）： 表 3-4 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)工程量 項(xiàng)目方案項(xiàng)目方案 運(yùn)輸提升/ 萬 tkm 工程量 運(yùn)輸提升/ 萬 tkm 工程量 采區(qū)上山運(yùn) 輸 一區(qū)段 二區(qū)段 三區(qū)段 四區(qū)段 23.0961.9540.487 11243.27 23.0961.9530.487 8432.45 23.0961.9520.487 5621.64 23.0961.9510.487 2810.82 采區(qū)上山運(yùn) 輸 一區(qū)段 二區(qū)段 三區(qū)段 四區(qū)段 1.23.0102040.537 7887.47 1.23.0102030.537 5915.59 1.23.0102020.537 3943.73 1.23.0102010.537 1971.86 23 大巷和石門 運(yùn)輸 一水平 二水平 1.211159.74(5.50.8 )242183.82 1.216244.67(5.51.6 )269202.29 大巷和石門 運(yùn)輸 一水平 二水平 1.211159.74(5.50.45 )239840.27 1.216244.67(5.50.45 )257993.47 立井提升 一水平 二水平 1.211159.740.82511 048.14 1.216244.671.52924 0.41 斜井提升 一水平 二水平 1.211159.741.216070 .03 1.216244.671.937037 .85 采區(qū)上山維 護(hù)（萬 ma） 1.2362964.9534 .6710-4144.38 采區(qū)上山維 護(hù)（萬 ma） 1.2362102041.25 10-4181.76 排水/萬 m3 一水平 二水平 23724365102.3910 -421257.39 23724365124.8410 -425918.28 排水/萬 m3 一水平 二水平 2372436590.2110- 418728.68 23724365105.2610- 421853.24 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)比較(如下表 3-5）： 表 3-5 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)比較 方案方案 項(xiàng)目 工程量/ 萬 t km-1 單價(jià)/元(t km) -1 費(fèi)用/萬元 工程量/ 萬 t km-1 單價(jià)/元(t km) -1 費(fèi)用/萬元 運(yùn)輸提 升 一區(qū)段 二區(qū)段 三區(qū)段 四區(qū)段 11243.27 8432.45 5621.64 2810.82 152 196 228 248 17089.77 16527.6 12817.34 6970.83 7887.47 5915.59 3943.73 1971.86 2.01 2.28 2.50 2.76 15853.69 13487.55 9859.33 5443.33 小計(jì) 28108.1853405.5419718.6544642.90 大巷及 24 石門 一水平 二水平 42183.82 69202.29 1.18 1.14 49976.91 78890.61 39840.27 57993.47 1.18 1.14 47011.52 66112.56 小計(jì) 128867.52113124.08 立、斜 井 一水平 二水平 11048.14 29240.41 2.28 1.83 25189.76 53509.95 16070.03 37037.85 2.42 1.74 38889.47 64445.86 小計(jì) 78699.71103335.33 運(yùn)提費(fèi) 合計(jì) 207567.23216459.49 維護(hù)采 區(qū)上山 144.38426063.96181.76427633.92 排水費(fèi) 一水平 二水平 21257.39 25918.28 0.151 0.253 3209.87 6557.33 18728.68 21853.24 0.184 0.310 3446.08 6774.50 小計(jì) 9767.210220.58 合計(jì) 227102.89276803.93211424.09278957.32 費(fèi)用匯總表(如下表 3-6）： 表 3-6 費(fèi)用匯總表 方案方案方案 項(xiàng)目費(fèi)用/萬元百分率%費(fèi)用/萬元百分率/% 初期建井費(fèi) 5527.5104.08%5314.5100% 基建工程量 227102.89107.42%211424.09100% 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi) 276803.93100%278957.32100.78% 總費(fèi)用 282332.43100%284358.82100.72% 5.綜合比較 從前述技術(shù)比較結(jié)果來看，雖然方案的基建工程量略高于方案，但是 從經(jīng)濟(jì)上可以看出，方案其生產(chǎn)費(fèi)用和和礦井總費(fèi)用要小于方案，而初期 建井費(fèi)用相對(duì)礦井生產(chǎn)費(fèi)而言，其費(fèi)用較小，所以可以認(rèn)為方案相對(duì)較優(yōu)。 25 從建井期來看，雖然方案初期的工程量要大于方案，但考慮到投產(chǎn)及達(dá)產(chǎn) 方面，立井明顯優(yōu)于斜井；從國內(nèi)外技術(shù)水平看，特大型緩傾斜礦井的立井技 術(shù)相對(duì)斜井技術(shù)，要成熟一些。從生產(chǎn)過程中的提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水及安 全角度，立井也要優(yōu)于斜井。 (二)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(diào)，經(jīng)綜合比較后擇優(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，需要綜合考慮的各種因素。其主要原則如下： （1）地面條件： 工業(yè)場(chǎng)地不占或少占用良田； 井筒位置應(yīng)選在比較平坦的地方，并且滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)要避開 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； 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。 （2）井下條件： 盡量減少井筒及工業(yè)場(chǎng)地煤柱數(shù)量，特別是少壓或不壓前期開采條件好 的煤層，盡量降低煤柱損失。 井筒應(yīng)盡量布置井田走向的儲(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； 開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。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。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)装澹┖退臈l件好、煤層儲(chǔ)量豐富、勘探程度高、地面 無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 儲(chǔ)量中部； 在井田傾斜方面：采用單水平開采時(shí)考慮上、下山合理的長(zhǎng)度，井筒與 上山下部運(yùn)輸大巷靠近，與井底車場(chǎng)形成一體，盡可能不建石門。采用多水平 開拓時(shí)，在考慮各水平石門工程量總和小的同時(shí)，應(yīng)首先考慮第一水平的開采， 然后兼顧其他水平，要將井筒與井底車場(chǎng)及主要運(yùn)輸大巷位置的選擇統(tǒng)一考慮； 井筒應(yīng)盡量避開或少穿地質(zhì)及水文復(fù)雜的底層或地段，同時(shí)要將井底車 26 場(chǎng)大巷的形式和井筒位置聯(lián)系起來，注意將井底車場(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； 在本設(shè)計(jì)井田中，提出三種井筒位置方案： 方案一：井筒位于井田煤層露頭端； 方案二：井筒位于井田煤層儲(chǔ)量中部； 方案三：井筒位于井田煤層賦存深部。 經(jīng)過簡(jiǎn)單的技術(shù)比較后認(rèn)為： 井筒位于井田煤層露頭端時(shí)，煤柱尺寸最大，壓煤最大，但石門最短； 井筒位于井田煤層賦存深部，煤柱尺寸最小，壓煤量最小，但初期工程 量最大，石門也較長(zhǎng)，但對(duì)于開采井田深