安锋煤矿新井上设计煤矿设计说明.doc

河北工程大学毕业设计摘 要本毕业设计我所做的是安锋煤矿新井设计。在这次毕业设计之前，我们在高永格老师的带领下到云驾岭矿进行了为期一个月的生产实习。在这次生产实习中，我们收集了大量的设计资料并结合生产中现场工作的经验，完成了对云驾岭矿井的初步设计。并且在这次生产实习中，更加深了我们对今后所从事的工作的了解；同时，我们也获得了先进的设计思想及设计中所涉及到的在学校里所学不到的现场工作经验，为毕业设计的顺利进行打下了坚实的基础。本次毕业设计是我们毕业设计小组所有成员共同努力的成果。是小组成员经过共同的研讨，反复计算并比较后共同确定的，是我在四年大学学习的结晶。 洺河矿井设计共包括以下几部分：1.矿井的矿井概述及煤层特征的基本情况。2.矿井井田内的可采储量，矿井生产能力及服务年限的确定。3.矿井井田的总体开拓的设计，包括水平的划分，井筒位置的确定，经济比较部分，矿井延深方案的确定，采区的划分，井底车场线路计算，硐室布置及井底车场的通过能力计算等部分。4.工作面生产机械的参数，工作面生产程序的确定以及采区车场的设计计算等部分。5.矿井生产中的提升、运输、通风、排水方式的确定及其所用设备额选型计算与相关的硐室布置等。 由于本人水平有限，又没有长时间的生产和工作经验，所以在设计中必定有很多不理想的地方，希望各位老师与同学多多指教，本人感激不尽。关键词 ：矿井开拓 生产系统 采煤方法 回采工艺 矿井储量 Abstract This graduation project I have done isAnfeng well Nii design. In this graduation design, we at Gao Yongge under the leadership of the teacher to clay mine and conducted a two-month internship. In this practice, we have collected a large number of design data and combining the production field work experience, completed the preliminary design of a mine pottery. And in the production practice, the more deep in the future work we know; at the same time, we also obtain the advanced design idea and design involved in school and failed to learn the field work experience, for graduation design success to lay solid foundation.The graduation design is our graduation design group, the joint efforts of all members of the results. Member of the group through joint research, after repeated calculation and comparison to jointly determine the, I in four years of university study of crystallization. Minghe mine design includes the following several parts:1.The mine overview and basic characteristics of coal seam2.Mine Ida Uchi recoverable reserves, mine production capacity and service life determination.3.Mine mine overall develop the design, including the level of division, wellbore location, economic comparison part, mine extension plan determination, area division, bottom line calculation, chamber arrangement and the bottom of calculating the capacity such as part of.4.The production of working face mechanical parameters, working face production procedures to identify and design calculation of district station.5.In coal mine production, transport, ventilation, drainage improvement way determination and its equipment selection and calculation of volume associated with the chamber arrangement.Because I limited, and there is no long time production and work experience, so in the design must be a lot of not perfect place, I hope that teachers and students exhibitions, I be indebted forever.Main words： The exploitation of coal mine Production system Coal mining method Mining Technology Coal reserves目录摘要1Abstract2目录3第1章 矿井概述及井田特征1第1节 矿井概述1第2节 井田地质特征2第3节 煤层特征5第2章 井田境界和储量10第1节 井田境界10第2节 井田工业储量10第3节 井田可采储量11第3章 矿井生产能力、服务年限及工作制度13第1节 生产能力及服务年限13第2节 矿井工作制度13第4章 井田开拓14第1节 概述14第2节 井筒位置的确定21第 3 节 开采水平的设计25第4节 井底车场26第5节 开拓系统的综述29第5章 采煤方法和采区巷道布置30第1节 煤层的地质特征30第2节 采煤方法和回采工艺31第 4 节 采取车场设计及硐室45第5节 采区采掘计划47第6章 矿井提升与运输50第1节 概述50第2节 采区运输设备的选择50第3节 主要巷道运输设备的选择51第4节 主井提升设备选型设计58第5节 副井提升设备选型设计69第7章 矿井通风与安全72第1节 矿井通风方式与通风系统的选择72第2节 采区及全矿所需风量74第3节 矿井通风总阻力计算78第4节 扇风机选型80第8章 矿井排水系统86第1节 概述86第2节 排水设备选型86第3节 水泵房及水仓94第4节 技术经济指标96第9章 技术经济指标97参考文献99感 谢100第1章 矿井概述及井田特征第1节 矿井概述1.1.1 矿区概述 洺河矿井田位于河北省邯郸市西北约15 Km处。 中心地理座标：东经114°1819,北纬36°3910，井田外形为不规则菱形。其范围：南翼以勘探线为界，北翼以勘探线为界，东部深部以-250煤层底板等高线为界，浅部以F4断层为界。洺河煤矿西距武安市康城火车站1km，邯郸至武安公路北部通过，各乡与村之间均有公路相通，交通条件极为便利。详见交通位置图。（图1-1）洺河煤矿井田位于紫山与鼓山之间的丘陵地带，区内地势南、北两侧高，最高处为石盒子组三段砂岩组成的灌林山，标高+276.6m，中部地势低，沁河最低标高为+120m，相对高差156.6m。 洺河井田内地表水系不发育，但因受地形控制，而分属沁河、洺河两个不同的水系，井田南部发育有一条河流沁河，属海河流域子牙河水系滏阳河的支流，沁河由西南部的师窑支流和西部的王沟支流在牛叫河村附近汇合而成，流量很小，由矿井排水、大气降水组成；井田西北部属洺河水系，南洺河在井田外围有自西南向东北迳流，在紫泉附近与北洺河交汇成为洺河。 煤矿井田西邻太行山，东为华北平原，属东亚大陆性、中温带、亚干旱、季风气候，四季分明。据武安气象站多年观测资料，本区最高气温42.5，最低气温-19.9，最大年降水量1472mm，最小年降水量289mm，最大冻结深度410mm。春末夏初多风，风向以北东、北北东向居多，冬季多为北风，时有西风。区内雨季集中在79月份，降水量占全年70%以上，丰水年与枯水年降水量相差35倍，并存在10年左右的气象周期，从而形成了地下水集中补给的条件。自1972年以来，受全球性气候变化的影响，区内年平均气温与蒸发度逐年提高，降水量逐年减少，相对湿度也逐年降低。图1·1 交通示意图1.1.2 矿区地震情况 邯邢矿区属国家地震重点监测区，按照中国地震裂度区划图（1990）划分，本区地震裂度为7度区。因此，在基本建设和矿井开采方面必须予以重视。1.1.3 矿区水源状况 本矿区工业及生活用水的主要供水水源为奥陶系岩溶裂隙水和第四系顶部卵石层水。供水水源的取水方式采用管状井分散取水。第2节 井田地质特征 1.2.1 矿井地质 云驾岭煤矿井田范围内，大部分被新生界地层所掩盖，基岩出露较少，地层倾向东或南东，区内赋存的地层自下而上分别为：1、奥陶系中统（O2）磁县组（O2）：钻孔揭露不全，底部为褐红色花斑状灰岩，中部为灰白色白云质灰岩、泥质灰岩，上部为灰黄、浅红色石灰岩、花斑灰岩，地层厚度200400m。峰峰组（O2）：底部为杂色角砾状灰岩，中部为灰、深灰色石灰岩，顶部为灰白、灰色白云质石灰岩，地层厚度161m。2、石炭系中统本溪组（C2）本组地层与峰峰组（O2）呈“假整合”接触，底部为紫色含铁质砂岩或粉砂岩，向上为灰色、浅灰色粉砂岩，鲕状铝土泥岩，中部为本溪灰岩(L0)及10#煤层，本组地层厚度25m左右。3、石炭系上统太原组（C3）本组地层与石炭系中统本溪组（C2）呈“整合”接触，岩性由黑色泥岩、粉砂岩及中细粒砂岩组成，自下而上分别为下架灰岩(L1)、大青灰岩(L2)、中青灰岩(L3)、小青灰岩(L4)、山青灰岩(L5)、伏青灰岩(L6)、野青灰岩(L7)、一座灰岩(L8)，其中大青灰岩、伏青灰岩、野青灰岩全区分布稳定。本组地层厚度106150m，平均120m。4、二叠系下统（P1）本组地层与石炭系上统太原组（C3）呈“整合”接触，分为山西组（P1）和下石盒子组（P1）。山西组（P1）：底界为中厚层状灰色中-细粒砂岩，含菱铁质结核，向上为深灰、灰黑色泥岩、粉砂岩，富含植物化石，顶部含细小鲕粒的黑色粉砂岩及灰色细粒砂岩。本组含有24层煤，其中稳定可采一层，即2#煤层。本组地层厚度平均75m。下石盒子组（P1）：底部为厚层状浅灰、灰白色含砾粗粒砂岩，中部为灰、灰绿、紫花色粉砂岩及细粒砂岩，含少量植物化石，偶夹煤线，上部为灰绿带紫花斑富含鲕粒的铝土泥岩。本组地层厚度2276m，平均49m。5、二叠系上统（P2）本组地层与二叠系下统（P1）呈“整合”接触，分为上石盒子组（P2）和千峰组（P2）。上石盒子组（P2）：本组地层厚度520 m，根据岩性特征本组地层分四段。上石盒子一段（21）：底部为灰绿色、灰白色厚层含砾砂岩，本段以灰绿、紫花斑色粉砂岩、中细粒砂岩为主，粉砂岩中含铁质结核具鲕状结构，本段平均厚度156m。上石盒子二段（P22）：本段底部为灰白色厚层状含砾粗粒石英砂岩，中部为灰绿、紫花斑色粉砂岩，上部灰白色含砾中、粗粒石英砂岩，本段地层厚度为122m。上石盒子三段（P23）：本段岩性以紫、灰绿色粉砂岩沉积为主，底部为厚层状灰白色微带浅紫色含粒石英砂岩，本段地层平均厚度112m。上石盒子四段（P24）：本段底部为灰色灰白色含砾粗粒砂岩，有泥质团块，下部为灰紫、紫红、灰绿色粉砂岩、细砂岩，夹数层灰白色含砾粗砂岩，中上部为暗紫红色粉砂岩，细砂岩，本段地层平均厚度130m。千峰组（P2）：本组地层厚度220 m，根据岩性特征分为两段。一段（P21）：岩性以暗紫色粉砂岩、细粒砂岩为主，夹浅灰色细粒砂岩及灰绿色粉砂岩，顶部含数层灰绿带紫斑的泥质灰岩，本段地层厚度140m。二段（P22）：下部为30m厚的紫红色粉砂岩，上部为50m厚的紫红色细粒砂岩与粉砂岩相间沉积，本段厚度约80m。6、第四系（）本系地层与石千峰组（P2）呈“不整合”接触，由黄土、砂质粘土组成，根据钻孔揭露厚度为020m，平均厚度15m。1.2.2 矿井水文地质条件 洺河煤矿地表为低山丘陵坡地，陡坎较多。雨季泄水条件好，大气降水对矿山开采无影响。 节理和断层等构造裂隙不仅提高了岩层的富水性，又是各种水源进入采、掘工作面的天然途径。2#煤老顶砂岩和岩浆岩中节理发育，且大多为张节理，裂隙宽度较大，是矿井水的良好充水水源和充水通道。大中型断层使得主要可采煤层局部与各含水层相接触，因此在今后的生产过程中，必须对大中型断层进行提前探测，对大断层按照相关规定留设断层防水煤柱。本井田内含水层自下而上的水文地质特征为：（一）、奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层（I）：该含水层是煤系地层基底，奥陶系灰岩水具有集中补给，长年消耗，调节储量大的特点。（二）、中石炭统本溪组灰岩岩溶裂隙含水层：该含水层在本溪组铝土泥岩之上，岩性为深灰色，致密，厚层状，质不纯。井下北部水源孔揭露水量120 m3/h ，稳定涌水量5080 m3/h。对2#煤层开采无影响。（三）、上石炭太原组大青灰岩岩溶裂隙含水层（II）：该含水层一般情况下对2#煤层开采无影响，但深部区因水压大、裂隙发育等原因也可直接影响2#煤层的开采，（四）、上石炭统太原组伏青灰岩岩溶裂隙含水层（）：本井田钻控揭露的厚度一般为2.815.7m，平均厚4.1m，青灰色，灰黑色，坚硬细致，含纺锤虫质及海百合茎化石，层面有炭质，底部为硅质灰岩，较坚硬，局部夹燧石，岩溶裂隙较发育，有溶洞。据外围钻孔抽水试验资料，单位涌水量0.0830.138l/s.m，渗透系数为1.481.82m/，水质类型为SO4-Ca. Mg、SO4·HCO3-Ca.Mg型，富水性中等。相邻矿井开采揭露本层灰岩致密、裂隙岩溶较差，富水性差。对2#煤层开采无影响。（五）、上石炭统太原组野青灰岩岩溶裂隙含水层（IV）：本井田钻孔揭露厚度在0.41.9m，平均厚1.1m，深灰色，隐晶质，质地不纯，含泥质，组织粗糙，含蜓类及海百合茎化石，局部相变为粉砂岩，岩溶裂隙多被方解石脉所充填，钻孔单位涌水量为0.0111.69 l/s·m，富水性较弱。（六）、二叠系下统大煤顶板砂岩含水层（V）：主要由2#煤顶板砂岩组成，岩性以灰白色中、细粒砂岩为主，由数层组成，总厚度在520m，在构造带和岩浆岩侵入体附近裂隙较发育，钻孔单位涌水量为0.00550.269 l/s·m，富水性较弱，局部富水性中等。渗透系数为1.96m/d，矿化度0.3g/l，水质类型为HCO3·SO4Ca·Na型。井下揭露情况：以静储量为主，涌水量一般1020 m3/h，最大30 m3/h左右，易于疏干。（七）、二叠系石盒子砂岩裂隙含水层（VI）：主要是由上石盒子组二段、四段和下石盒子组底部砂岩组成。一般不影响2煤层开采，但大落差断层附近有可能造成涌水。（八）、第四系卵砾石孔隙含水层：该层主要分布在山间沟谷地带，由一套冲洪积相的沉积物组成。其厚度和水位受地形控制变化较大，一般不大于25m，水位及水量呈季节性变化较明显。（九）、岩浆岩裂隙含水层：岩浆岩由北向南侵入本区，北厚南薄，呈岩盘侵入，似层状，岩性以闪长岩、闪长斑岩为主，据抽水试验结果，单位涌水量0.0390.162l/s.m，岩浆岩含水层为承压裂隙水，富水性弱至中等，水质类型为HCO3·SO4Ca·Mg。第3节 煤层特征1.3.1 煤层地层含煤性根据以往地质工作及洺河煤矿开采对比，主要含煤地层为石炭中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组，含煤地层以奥陶系灰岩含水层为基底，假整合其上。石炭系为海陆交互相沉积，二叠系为陆相沉积。煤系地层总厚220m（未计算岩浆岩），含煤13层，煤层总厚14.40m。一、石炭系中统本溪组（C2b）主要由灰色、巨厚层状石灰岩及浅灰色铝质泥岩组成，含纺缍虫未定种化石。上部夹一层不可采薄煤层（10煤层）不稳定，不可采，煤厚0.360.42m，平均厚度0.39m。下部铝质泥岩具鲕状结构，局部含透镜状赤铁矿。地层厚度1331m，平均厚度25m。本组地层假整合于奥陶系中统峰峰组地层之上。二、石炭系上统太原组（C3t）本组为一套海陆交互相含煤建造。一般可划分为68个小旋回，从旋回结构看，海退相序较海进相序岩层厚度大。沉积环境相对稳定，泥炭沼泽发育，有利于厚而稳定煤层形成。岩性主要由深灰色、灰色粉砂岩、泥岩及灰色中细粒砂岩组成。粉砂岩中含大量植物化石，如鳞木、芦木、苛达树。其中夹有57层石灰岩，石灰岩中富含纺缍虫及海百合茎等海生动物化石。含煤814层，都不可采，石灰岩以8#煤层顶板的大青灰岩厚度最大，次为6下煤层顶板的伏青灰岩。各层灰岩和煤层为其良好的标志层，本组地层厚度112153m，平均厚度120m。三、山西组（P1s）该组为本区的主要含煤地层，地层沉积属于海退系列，是在滨海环境下形成的一套过渡相三角洲沉积体系。岩性主要由深灰色粉砂岩、泥岩和浅灰色中细粒砂岩组成，含煤47层，除2#煤以外，其余均不可采。2#煤为矿井的主采煤层。砂岩占本组厚度的40%以上，呈厚层状，具交错层理，普遍含菱铁矿结核，呈假鲕状，局部含泥质包裹体。在本区北部砂岩对2煤层局部有冲刷，使煤层厚度变薄或尖灭。粉砂岩中含有大量的植物化石，芦木、轮叶、苛达树、星轮叶、翅羊齿、鳞木、栉羊齿、瓣轮叶及植物炭化碎屑。上界为骆驼脖砂岩，底界以北岔沟砂岩与下伏太原组地层呈整合接触。本组下部的2煤层是本组对比的标志层。本组地层厚度变化较大，地层厚度4983m，平均厚度75m。1.3.2 可采煤层2#煤：位于山西组中下部，煤厚4.585.43m,平均厚度5.1m,属较稳定的复杂结构煤层，无夹矸，直接顶板为粉砂岩，厚度在16.0m左右，性脆，裂隙较发育，易冒落。2#煤层局部发育一层伪顶，岩性为炭质泥岩，厚度在1.02.0m，完整性极差，冒落严重。老顶为细砂岩，厚度为3.010.0m，坚硬，完整性好。直接底板为黑色粉砂岩，厚度约在1.32.5m左右，富含植物化石。老底为灰白色细砂岩，厚度约在3.72m左右，含方解石脉及黄铁矿，坚硬。2#煤下距4#煤28.3452.31m，平均37.68m。1.3.3 煤质一、煤质特征：井田内的煤层为滨海沼泽相腐泥煤，煤质类型均为高度变质无烟煤。二、煤的物理性质：受区域岩浆热变质的影响，各煤层均变质为无烟煤，呈黑色、灰黑色，条痕为灰黑色及灰色，具玻璃光泽、沥青光泽及似金属光泽，贝壳状、眼球状及参差状断口，半松软半坚硬，呈块状及粉状，外生裂隙发育，性脆，煤岩组分多由亮煤组成，镜煤及暗煤次之，属半亮型和半暗型煤，条带状结构。煤岩镜下鉴定时表面光亮，反射光呈亮黄色及亮黄白色，具明显的消光现象，有机组分界限难以区分，个别的可见条带状镜质体、丝质体、丝质碎屑体、氧化丝质体及粗粒体，保存较好的丝炭胞腔，有的还存在定向的煤的原始结构及形态各异的半镜质组和半丝质组，稳定组分的孢子体等。无机组分以层状、块状、透镜状及分散状粘土为主，次为裂隙充填状、细胞充填状的方解石，细晶状、半棱角状的石英，分散状、结核状的黄铁矿等，无机组分含量在8%19.2%之间。由于受岩浆热变质的影响，局部煤层变质程度增高，致使个别煤芯样中含有天然焦颗粒。三、煤的种类确定：根据井田内钻孔煤芯煤样工业基础样的工业分析和少量的胶质层测定资料，各煤层的情况基本相同，可燃体挥发份平均值5.12%，粘结性特征均为粉状一类，煤的变质程度极高，胶质层最大厚度（y）为零，不具结焦性。因此本井田内各个煤层的煤种牌号均属无烟煤。四、各煤层的工业指标分析及变化特征：1、灰分2#煤层灰分低，为低中灰煤，煤层精煤灰分小于10%。2、水分煤层原煤水分平均在1.96%2.57%之间，山西组煤层水分普遍高于太原组煤层水分。煤层精煤水分在1.37%2.40%之间，普遍低于原煤水分。3、挥发分煤层精煤挥发分平均值在4.37%6.42%之间，均属中变质无烟煤，北部煤层挥发分值低于南部煤层挥发分值，表明煤变质程度在平面上北部高于南部，基本依赖于和岩浆岩的位置关系，垂向上规律不明显。4、全硫属陆相和过渡相沉积的山西组，煤含硫量很低，大部分不超过1.0%，个别点也不超过1.5%；属海陆交替相沉积的太原组，从各种硫的化验成果上看，煤中硫分主要有挥发硫组成，固定的硫酸盐硫均低于0.1%，因此煤中的硫分，在燃烧、干馏过程中经挥发可大大降低。五、元素分析：1、元素组成：区内煤层均处于高变质状态，煤层中有机质主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成，以碳为主，其次为氢、氧、硫。碳随变质程度加深而含量增大，氢则相反，氧和氮与变质程度关系不大，各煤层间元素含量变化不甚明显。2、其它有害元素及稀散元素：煤层中有害元素磷含量较低，基本属于特低磷煤和低磷煤，煤层有少量中磷煤和高磷煤。六、煤的工业特征：1、煤灰成分：煤层煤灰成分以SiO2为主，平均含量在42.58%52.00%之间，其次为Al2O3，平均含量在18.64%33.98%之间，两项含量在60%90%之间。其它灰成分含量无明显规律。2、煤的灰熔点：煤灰成分中SiO2含量高，则煤的灰熔点低，Al2O3含量高，则煤的灰熔点高，煤灰成分中的Fe2O3、CaO、MgO均为易熔组分。3、煤的热稳定性：各煤层热稳定性TS+6高于60%，在63.3%94.0%之间，煤样属较高和高热稳定性煤，表明块煤在高温状态下保持原来粒度的能力较强，不易爆裂。煤质汇总表煤#水分 (点数)灰分 (点数)挥发分(点数)固定炭 (点数)发热量(点数)全硫 (点数)2原煤2.86(46)18.14(45)5.25(46)78.49(40)8030(15)0.576(17)净煤1.74(3)5.87(3)4.15(3)90.23(3) 第2章 井田境界和储量 第1节 井田境界 洺河煤矿南翼以勘探线为界，北翼以勘探线为界，东部深部以-250煤层底板等高线为界，浅部以F4断层为界。第2节 井田工业储量2.2.1 井田勘探类型 本井田勘探类型为二类一型，即中等构造。马家河井田为缓倾斜煤田，煤层倾角一般为9°-15°，平均13o. 。 计算储量时，水平面积利用AutoCAD软件在微机上圈定。 2.2.2 井田工业储量计算储量计算公式： Q=S×M× （2·1） 式中 Q-储量（万t）；S-煤层水平投影面积（m2）；M-煤层平均厚度（m）；-煤的容重(t/m3)。 经过计算,平均倾角13°。 由于受奥灰水及其他方面的影响，本井田只开采2#煤。由地质资料可知：cos13°=0.974S1=9798332.29/cos13° =10059889.4（m2）边界保护煤柱面积： S2=303611.12m2）M=5.1米=1.75(t/m3)本井田的工业储量为Q1= S1*5.1*1.75 =8978.45(万吨) Q2=S2*5.1*1.75 =270.97(万吨) 总储量：Q=8978.45(万吨) 第3节 井田可采储量2.3.1 井田煤柱留设在本井田范围内，各类煤柱的留设原则为：1. 断层煤柱：断层按其落差大小及对煤层的破坏程度而留设保安煤柱，落差50米者，两侧各留50m（水平距离），落差20m（水平距离），两侧各留20m（水平距离），落差20m 者，不留保护煤柱。2. 井田边界煤拄：按50 m（水平距离）留设。3. 三下保安煤柱设计时, 边界角0=0=58° 0=58°-0.3 移动角=73° =73°-0.6 松散移动角45°-煤层真倾角4. 在井田开采初期, 由于工业广场范围内布置主、副井和其他相关的建筑，根据下表确定工业广场面积为9*1.3*10000 m2=120000m2，井田范围内的松散层大于100米，=40， 经过计算，得工业广场保护煤柱为475717.962 m2。其质量为475717.962×5.1×1.75=424.58万吨 表2.2 矿井工业场地占地指标表 井 型大 型 井中型井小 型 井生产能力（万吨/年）120、150、180、24045、60、909、15、21、30占地指标（公顷/10万吨）0.81.11.31.82.02.52.3.2 可采储量计算可采储量为： Q采=（Q工-P）（1-n）×K （2·2） 式中 Q采-可采储量； Q工-工业储量；P-永久煤柱；n-地质及水文损失系数，洺河煤矿取2.3%；K-设计采区回收率，2#煤取75%。将各数值带入，得： Q采 =（8978.45-270.97-424.58）×（1-2.3%）×75%=6069.29万吨第3章 矿井生产能力、服务年限及工作制度第1节 生产能力及服务年限 洺河煤矿的可采储量为24398.55万吨，除去1.4储量备用系数，按设计生产能力计算矿井服务年限按设计生产能力90万t/年计算，矿井服务年限 （3·1）式中 Z可-矿井可采储量（万t）A-矿井设计生产能力（万t/年）T-矿井服务年限（a）K-储量备用系数，取1.4 代入数据,得 =48.2年按关于煤矿设计规范中若干条文修改的决定，本矿井设计服务年限为48.2年，符合规定。我国煤矿目前有向大型矿井发展的趋势，设计90万吨的井型，达产后，当技术条件适宜时，有充裕的能力来提高产量，用以增产。综合各方面的原因，矿井年产900万吨是符合要求的。第2节 矿井工作制度根据有关规定，达到矿井设计生产能力时按年工作日330天，每天三班，每天净提升时间14小时。 采用“四六”制作业，三采一准，即三班采煤一班检修。 第4章 井田开拓第1节 概述 4.1.1 影响矿井开拓的主要因素本井田为全隐蔽式煤田，位于太行山东麓山前丘陵地带，武安盆地的西部，呈山前过渡平原地形特征。井田以北有北洺河自西向东流过，为季节性河流。井田地面海拔标高在+280+300m。井田内主采2#煤层底板等高线标高在-250+150m。井田开拓以考虑开采2#煤层为主，进行开拓系统布置。4.1.2 确定井田开拓方式 由于本井田位于平原地带，地势平坦，可采煤层埋深较大，且倾角不大，在井田各部分的埋深不同，差别比较大，考虑到本矿井为中型矿井，为适应提升能力较大，机械化程度较高,早投产的要求, 显然，采用平硐开拓不现实，所以，所有方案均采用立井开拓。方案一：主、副井井筒都设于井田中部，都打到第一水平井底车场，采用上、下山开采。 开拓巷道及工业广场布置如下图：图4.1 开拓方案一平面图 图4.1 开拓方案一平面图 图4.2 开拓方案一剖面图方案二： 主、副井井筒都设于井田中部，都打到第一水平井底车场，再由第一水平延伸至第二水平，两个水平都采用上山开采。开拓巷道及工业广场布置如下图：图4.3 开拓方案二平面图 方案三：井田内采用主、副井生产系统，位于井田中央，打到第二水平，采用上开采。开拓 图4.4 开拓方案二剖面图巷道及工业广场布置如下图：图4.5 开拓方案三平面图图4.6 开拓方案三剖面图表4.1方案的技术比较表 方案优缺点优 点缺 点方案一1. 井筒短，初期工程量小。2. 提升能力大，机械化程度高。3. 出煤早，见效快。1. -100水平以下都要采用下山开采，提升、运和掘进工作量较大。2. 开采-100水平以下采用下山开采时，通风、排水困难，费用增高，管理复杂。方案二和方案一基本相同，只是采用两水平后均可上山开采，在提升、运输、通风、排水和掘进等方面比下山开采更优越。 井筒延伸，增加了石门，掘进、排水费用大大增加，提升设备也较复杂，环节较多。 方案三1. 井筒工程量相对较大，基建投资减大。2. 井底车场布置复杂，不易于掘进及生产管理。1. 提升相对复杂，提升环节较多。煤炭上运，运输费用高。2. 地面生产系统分散，不便管理。方案一和方案二开拓的基本思路是一致的，只是开采水平选择不一样，方案一井筒位于井田中部，井筒短，初期工程量小，提升能力大，机械化程度高，出煤早，见效快。但是单水平开采，在-100水平以下都要用下山开采，提升、运和掘进工作量较大，通风、排水有点困难，费用有点高，管理增加难度。方案二较方案一虽然立井井筒工程量较大，增加了石门，掘进费用大大增加，提升设备也较复杂，环节较多。但是采用两水平后均可上山开采，在提升、运输、通风、排水和掘进等方面比下山开采更优越，整体运输费用减小，便于后期生产管理。方案三区别在于第二水平的延深形式以及井筒和工业广场的位置不同，方案二水平为立井延深，需多开一立井井底车场，石门较长，且井筒施工复杂需用设备多，要求有较高的技术水平，但立井开拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制，井筒长度小，辅助提升能力大；通风线路短，排水距离短，提升转载环节少，系统简单。综合考虑，应该放弃方案三，将方案一和方案二进行经济比较。 方案一和方案二的经济比较：将方案一和方案二进行经济比较，其初期基建费及工程量，维护费用，运输费用等经济比较结果汇总于下表。在比较中需要说明以下几点：（1）两方案中阶段的划分和采区的布置均相同，故大巷和采区上山的开掘长度相同，费用也基本相同，故未对其进行比较（2）两方案中井底车场的形式和建设费用虽稍有差别，但相对较小，故也未予以比较。（3）运输费用中运距不包括准备巷道，只包括大巷和石门的运输。 表4.2掘进费用比较表 深 度（M）净 径（M）单 价(元/10M）费 用（万元）方案一主 井表土段10 5148129149 基岩段 35545485159副 井表土段106174730175基岩段 30659062177石 门0000总计660方案二主 井表土段10 5148129149斜井段 60 5 51633310基岩段 35 545485159副 井表土段10 6174730175斜井段 73 651633377基岩段 30 659062177石 门总计1347方案三主 井表土段10 5148129149 基岩段 44545485200副 井表土段106174730175基岩段 126.5659062747石 门131.5 51633679井底车场岩巷100 51633516总计2466 表4.3 提升费用比较表 项目方案提升煤量 （万t）单 价(万/t.km）距 离（