开滦集团荆个庄矿240万吨新井设计设计说明书.docx

摘 要本设计包括两部分：一般部分和专题部分。一般部分是河北开滦集团荆个庄矿240万吨新井设计。全篇共有十篇，依次是：矿区概述及井田地质特征，井田境界及储量，矿井工作制度和设计生产能力，井田开拓，采区巷道的布置，采煤方式，井下运输，矿井提升，矿井通风与安全，矿井基本技术经济指标。开滦矿务局荆个庄矿位于河北省唐山市境内。井田面积27.51平方公里。井田内可采煤层共2层，分别为9号煤层和11号煤层，9号煤层为主采煤层，煤层赋存稳定平均厚度4.2米，平均倾角8.0度，为近水平煤层。井田内工业储量为30811万吨，可采储量为23910万吨。相对瓦斯涌出量为0.879 m3/t，绝对瓦斯涌出量为3.24m3/min，属于低瓦斯矿井。煤层无自然发火现象。该矿井设计年生产能力为240万吨，服务年限为63年。采用双立单水平开拓盘区条带开采。开采水平标高为-340水平。矿井采用单面倾斜长壁后退式一次采全高全部垮落法综合机械化采煤法。矿井布置一个综采面，工作面长度为230米。煤的运输采用胶带输送机。矿井通风机工作方式为抽出式，矿井通风方式为中央并列式。专题部分为煤矿顶板事故防治技术研究。关键词：井田开拓；采煤方式；运输提升；通风安全；综合机械化Abstract目录摘 要1Abstract2一般部分第1章 井田概况及地质特征101.1 井田概况101.1.1 井田位置及交通101.1.2 自然地理101.1.3 井田区及邻区经济状况111.1.4 煤田开发史及近况111.1.5 原材料及水电供给情况111.1.6 周边小煤矿开采情况111.1.7 本区属大陆性气候111.2 地质特征121.2.1 矿区范围内的地层情况121.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造141.2.3 井田内水文地质情况141.2.4 沼气、煤尘及煤的自燃性141.2.5 煤质（化学分析）15第2章 井田境界与储量172.1 井田境界172.1.1 确定井田境界的依据及划分原则172.1.2 井田周边情况172.1.3 井田未来发展情况172.2 井田储量182.2.1 井田储量的计算182.2.2 保安煤柱182.2.3 矿井工业储量182.2.4 矿井可采储量192.2.5 储量计算的评价22第3章 矿井工作制度、生产能力、服务年限233.1.1 矿井工作制度233.1.2 矿井生产能力确定233.1.3 矿井服务年限的确定23第4章 井田开拓244.1 概述244.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述244.1.2 影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况244.1.3 确定井田开拓方式的原则254.2 矿井开拓方案的选择264.2.1 井硐形式和井口位置264.2.2 井硐形式技术评价294.2.3 确定开采水平和阶段高度314.2.4 开拓巷道的布置344.3 选定开拓方案的系统描述364.3.1 井筒形式和数目364.3.2 井筒位置及坐标364.3.3 水平数目及高度364.3.4 石门、大巷(运输大巷、回风大巷)数目及布置364.3.5 井底车场形式的选择394.3.6 煤层的联系394.3.7 带区划分394.4 井筒布置和施工414.4.1 井筒穿过岩层性质及井硐支护414.4.2 井筒布置及装备414.5 井底车场形式的确定及论证444.5.1 井底车场形式的确定444.5.2 储车线路、行车线路长度444.5.3 井底车场通过能力验算464.5.4 井底车场主要硐室484.6 开采顺序504.6.1 沿井田走向开采顺序504.6.2 沿井田倾向开采顺序504.6.3 带区接续计划504.6.4 “三量”控制情况51第5章 带区巷道布置535.1 带区概况535.1.1 带区的位置、边界、范围及带区煤柱535.1.2 带区地质和煤层情况535.2 带区巷道布置545.2.1 区段划分545.2.2 带区斜巷布置545.2.3 带区车场布置545.2.4 带区煤仓形式、容量及支护625.2.5 带区硐室简介635.3 带区准备645.3.1 带区巷道的准备顺序645.3.2 带区主要巷道的断面示意图及支护方式64第6章 采煤工艺666.1 采煤方法的选择666.1.1 采煤方法选择的依据666.1.2 回采工作面的推进方向和推进度676.1.3 装运煤676.1.4 支架与采煤机联动的自动化控制方式676.2 回采工艺686.1.1 回采工作面长度的确定686.2.2 选择和决定回采工作面的工艺过程686.2.3 回采工艺中使用的机械设备。696.2.3 工作面循环方式和劳动组织形式69第7章 井下运输727.1 运输方式和运输系统的确定727.1.1 基本资料727.1.2 运输方式的确定727.1.3 运输系统727.2 矿车的选型与数量737.2.1 架线式电机车型号确定737.2.2 矿车的选择737.2.3 井下电机车的台数估算747.3 带区运输设备的选择757.3.1 工作面输送机选型原则757.3.2 转载机选型原则757.3.3 可伸缩带式输送机选型原则75第8章 矿井提升系统768.1.1 矿井主提升设备的选择及计算768.1.2 设计依据768.1.3 选型计算76第9章 矿井通风与安全809.1 矿井通风系统的确定809.1.1 概述809.1.2 矿井通风系统的基本要求809.1.3 矿井通风系统的确定809.1.4 主扇工作方式的确定829.1.5 带区通风系统的要求829.1.6 工作面通风方式的选择829.1.7 回采工作面进回风巷道的布置829.2 带区及全矿所需风量和分配829.2.1 风量计算829.2.2 风量分配909.2.3 风速的验算909.2.4 风量的调节方法与措施919.2.5 风速的验算919.3 矿井通风阻力的计算939.3.1 确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力939.3.2 矿井阻力路线969.3.2 矿井等积孔计算979.3.4 两个时期的矿井总风阻和总等积孔979.4 通风设备的选择989.4.1 选择主要通风机989.4.2 电动机的选择1029.4.3 反风措施1039.5 矿井安全技术措施1039.5.1 预防瓦斯及煤尘爆炸1039.5.2 煤（岩）与瓦斯突出的防治1049.5.3 火灾与水患的预防1049.5.4 其他事故的预防1059.5.5 避灾路线及自救105第10章 矿井排水10610.1 概述10610.1.1 矿井水来源及涌水量10610.1.2 对排水设备的要求10710.2 矿井主要排水设备10810.2.1 排水方式与排水系统简介10810.2.2 主排水设备及管路的选择计算109第11章 矿井主要技术经济指标111专题部分煤矿顶板事故防治技术研究1151 前言1152 顶板事故的分类1163 巷道顶板事故的防治探讨1164 工作面顶板事故的防治探讨1195 采场局部冒顶1226 采场大型冒顶1237 顶板安全管理的措施123致 谢126 一 般 部 分开滦集团荆个庄矿2.4Mt新井设计第1章 井田概况及地质特征荆各庄矿位于河北省唐山市北偏东约13公里处，南距马家沟矿6公里，东距陡河发电厂4.5公里。行政区域属唐山市开平区管辖。交通十分方便，铁路：一条通往陡河电厂的专用线，并与吕陡线在井田交汇；另一条经马家沟矿业公司与京山线的开平站相联。公路：北10Km与京沈高速公路、102国道相联，南7Km经开平与205国道、津秦高速公路相联，形成了比较完整的交通网。交通图如下:图1-1 井田位置交通图唐山地区气候属半大陆性，夏季炎热多雨，冬季严寒凛烈，气温变化较大。本区为一平坦的冲积平原，东南面沿陡河东岸是由奥陶纪石灰岩构成的东北西南方向起伏伸展的低山丘陵。从东往西有巍山（290m）、凤山（180m）、小梁山（100m）和菀豆山（38m），由菀豆山向西南倾没于平原之下。由巍山向东北低山丘陵接连绵延，地势逐渐增高，直到青龙山标高达493.01m。在井田北约7公里为由震旦纪灰岩构成的低山丘陵，东西方向横伏，这两条低山丘陵在井田东面的青龙山一带相汇合。低山丘陵的伸展方向与地层走向方向一致。井田内地势平坦，但北部稍高，向南低下，北部地面标高为+38.8m（湾35孔），南端标高为23.85m（湾补6孔），倾向陡河。设计矿区内以农业为主，其次种植少量经济作物如蔬菜、黄烟等。该矿井为开滦（集团）有限责任公司下属的一座大型矿井，为国有重点煤矿，隶属关系现为河北省，原为煤炭直属企业。该矿井于1958年兴建， 1979年建成投产，设计能力120万t/a， 1997年核定能力170万t/a。2003年出原煤200万t，2005年核定能力为201万t/a。本设计井田的生产和生活用水主要来自于开采地下水；矿区供电主要有由陡河发电厂双回路供电，矿区内有25/6kv变电所一座。鉴于小煤矿开采对煤炭资源浪费严重，且因越界开采，易造成重大安全生产事故，依据国家及地方政策，小煤矿相继关闭。本次修编地质报告过程中对荆各庄周边小煤矿再次进行摸底排查，确定在荆各庄矿井田范围及周围不存在小煤矿开采情况。1.降水量：年最大降水量1154.5毫米（1967年），年最小降水量345毫米（1968年）；月最大降水量668.2(1967年8月)毫米。本区降水量的特点是集中在6、7、8三个月，约占全年的87，而且多暴雨。2.蒸发量：年最大蒸发量是2186毫米(1961年)，年最小蒸发量1670.4(1971年)毫米。蒸发量一般大于降水量的2倍。尤其是5、6月份气温转暖，而降水量很小，常显旱象，亦为本区气候之特点。3.气温：月最高平均气温27.2，月最低平均气温-7.9（1969年1月）。气温最高在6、7、8三个月，最低在12月和1月年平均气温在9.8-12.2之间。荆各庄矿井田位于开平向斜西北侧，煤系地层的形成时代属于石炭纪和二叠纪。煤系基底地层为中奥陶统马家沟组石灰岩，井田地层情况见表3-1。开平煤田区域地层表 表1-11.石炭系上统（C3）分上下两组，下组称开平组C31 ，上组称赵各庄组C32 。上组是荆各庄矿井田重要的含煤地层，本统地层一般厚度为135m。见图3-1。 2.赵各庄组C32： 下限为赵各庄灰岩K6顶板，上限为煤11顶板泥岩之顶界面。一般厚度为60m，本组为重要的含煤地层。 本组地层以粉砂岩为主，其次为砂岩，各种岩石所占百分比如下：粉砂岩类38.3，砂岩类29.5，煤层17.4，粘土岩14.8。岩相组合主要是泻湖海湾相和泥岩沼泽相交替沉积，同时在泻湖海湾相之后出现有湖滨三角洲相。自沉积赵各庄灰岩K6之后，海水大规模后退，而每次海进的幅度都比较小。该阶段沉积环境相对稳定，是成煤的最好时期。本组含煤层5层，即：煤12-1/2、煤12-2、煤12-1、煤12-1上煤线、煤11。其中煤12-2、煤12-1、煤11三层可采。见图3-3。 3.二叠系下统1下界为煤11顶板之泥岩顶面，为整合接触。上界为层矾土质粘土岩之顶板，井田内该层大部分被冲蚀掉。本统地层一般厚度为235.76m，分上下两组，上组称唐家庄组，下组称大苗庄组，其中大苗庄组是重要的含煤地层。 a.大苗庄组11 上限为煤5顶板的中粗粒砂岩底界面，此层位受古河流冲刷，冲蚀的下切深度并不相同，在井田西部不仅煤5受剥蚀，煤6、煤7、煤8、均受不同程度的影响。 下限为煤11顶板粘土岩之顶界面。本组一般厚度为90.36m，最小厚度为65m（湾水2）。 本组地层以粉砂岩和砂岩为主，粘土岩也较多，岩石大致百分比为：粉砂岩类占36.2，砂岩类占30.2，粘土岩类占19.2，煤占14.4。岩相组合主要是泻湖海湾相、三角洲相及泥炭沼泽相沉积。在本组顶部出现了大陆河流冲积相沉积。 本组含煤6层即：煤5、煤6、煤7、煤8、煤9、煤10，其中可采煤层一层即煤9，是荆各庄矿的主采煤层，其它煤8、煤10局部可采。见图3-4 4.风化壳 岩石特点：a.岩层显著变色，粘土岩和砂岩均变成浅黄色、灰白色或其它杂色。b.岩石硬度降低，产生风化裂隙，疏松易碎，裂隙中有黄色充填物。c.岩石矿物发生淋滤分解作用。 在垂直方向上，区内风化壳具有分带性： 上部强风化带 下部弱风化带 5.第四系松散沉积物第四系地层不整合于各时期基岩之上，在井田范围内，厚度由北部100m向南逐渐增厚，至井田南端厚度达到379.67m，等厚线方向大致东西延伸。荆各庄矿井田自身即为一个盆状向斜，向斜轴线偏居西侧，近南北延伸，中部略向西呈弧形弯曲，并向南偏东倾伏，倾伏角约56。向斜轴线西侧地层产状急陡，而东侧则较为舒缓，同时向斜边缘较之中部地层产状陡。这种构造特征直接影响了井田不同区域断裂构造的性质和发育程度。在井田东部有一舒缓横向褶皱,轴线方向N43E,长700m,宽300m，两翼倾角510。 在井田中南部有一小型背斜，轴线方向40，长600m以上，背斜西部一翼产状较陡，倾角2560，东部则地层较舒缓，倾角1525。背斜脊部张性断裂非常发育，同时煤岩层均有拉伸变薄现象，2095、2097、2099、2020s泄水巷等工程对其均有控制。1.断层，本井田内断裂构造较为发育，揭露的大中型断层有F1，荆4、F46等，井田小断层较为发育，对生产影响不大，F1逆断层位于井田南部边缘，自西向东纵贯全区，F46断层位于庞庄矿井东翼边界。如表1-1。2.其它地质构造，在井田中北部中南部各有一断层，揭露地层内发现有岩浆岩，主要沿9煤侵入，使部分煤层蚀成天然焦，破坏范围不大，影响较小。表1-2 主要断裂构造表顺序名称性质断层面走向断层面倾向倾角落差/m水平断距/m1F3正WESN65o0100202F1正WESN75o10152045水文地质条件定为复杂型，目前矿井涌水量15.65m3/min。疏水中心排放的清水通过管路抽到地面供生活用水，其它涌水排到中央井底水仓仓通过排水系统排至地面灌溉农田或经东翼塌陷坑沉淀，环游后经后屯大渠流入陡河。该矿井2005年河北省批复瓦斯鉴定结果：全矿井瓦斯相对涌出量0.879m3/t，绝对涌出量3.24m3/min；二氧化碳相对涌出量2.799m3/t，绝对涌出量为10.32m3/min，矿井为低瓦斯矿井。有煤尘爆炸危险，煤尘爆炸指数为38.4264.2。矿井通风采用中央并列抽出式，由副井进风，主井回风。1.硫份:各煤层全硫平均含量为0.253.66,其中煤9含量低于1，属低硫煤；煤11含硫量最高为3.66，平均为3.07，属富硫煤，其所含硫量分为：黄铁矿硫占59，有机硫占36，硫酸盐硫占2.5。 2.磷份：磷份平均含量最大0.0825，最小0.008，其中煤11为特低磷煤，煤9为中磷煤。3.发热量：各可采煤层发热量变化范围在18.0124.18MJ/kg之间，各煤层发热量由大至小排列为：煤11煤9。一般情况是煤层灰分高的发热量低，而煤层灰分低的其发热量高。矿井中煤11、煤9一分层发热量最高，而煤9二三分层表1-3各煤层煤质情况统计表 井田内各煤层均属气煤类，结焦性能较差，块度小，抗碎性及抗磨性能较差，不适于单独炼焦，可以考虑作配焦用煤；煤的焦油含量较高，属富油煤高油煤，发热量均在18.0124.18MJ/Kg，主要为动力用煤。 1.煤9 伪顶：暗灰色泥岩或粉砂岩，厚00.08m，随采随落，区内大部分缺失。 直接顶：灰色粉砂岩，有明显水平层理或波状层理，块状，含有丰富的植物叶片化石，偶见浅褐色结核，厚度变化较大，极不稳定，厚03.86m，平均1.97m。 老顶：灰白色中砂岩，夹粉砂岩，厚层状；岩石成分为石英及泥质岩屑，次为暗色燧石，并含有紫红色的矿物细粒；胶结物为高岭土质基底式胶结，占30，极易风化，遇水澎涨，厚10.4339.2m，平均12.00m。 底板：灰黑色泥岩，致密块状，断口呈贝壳状或参差状，含菱铁质结核及黄铁矿散晶体，结核大小不一，扁球状成层状分布，含少量植物根化石，厚4.518.60 m，平均6.44m。 2.煤11 直接顶：灰黑色泥岩，块状，致密细腻，贝壳状断口，含菱铁质透镜状结核及黄铁矿聚集体,含海相动物化石(在西翼1210、1214采到完整的动物介壳化石)层厚3.969.47m,平均6.65m。 老顶：浅灰色灰白色细砂岩，块状，钙质基底式胶结，成分以石英为主，易风化，厚度不稳定，一般在0.658.23m之间，平均2.69m。 直接底：灰灰白色带褐色泥岩或粘土质粉砂岩,泥质胶结，块状构造，含大量植物根化石，厚0.533.87m，平均1.85m。本井田的精查工作量是很大的，基本上搞清本井田的煤层赋存情况和主要的地质构造情况。但由于地质构造复杂，相当一部分断裂仍是推定的。根据本区断裂的一般规律，往往在大断裂附近还有很多较小的断裂，再者由于煤层走向变化大，还可能有新的断裂没有控制，这些都需要在建井和生产过程中予以注意。矿井瓦斯等级、涌水量是用是根据临矿实际情况推算出来的，所以可靠性不足，待矿井建成投产后，根据实际生产情况重新确定。第2章 井田境界与储量1 确定井田境界的依据1） 以地理地形、地质条件作为划分井田境界的依据；2） 要适于选择井筒位置，安排地面生产系统和各建筑物；3） 划分的井田范围要为矿井发展留有空间；4）井田要有合理的走向长度，以利于机械化程度的不断提升。2 井田境界划分的原则在煤田划分为井田时，要保证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开发。煤田范围划分为井田的原则有：1）井田的储量，煤层赋存情况及开采条件要与矿井生产能力相适应；2）保证井田有合理尺寸；3）充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等；4）合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井间的关系。矿井设计生产能力为2.4Mt/a，根据以上标准和开采技术水平并结合荆各庄矿区井田的实际情况确定井田南北长度约为4.0km，东西宽约为5.7km。上部以-180水平为界；下部以-480水平为界。井田参数如下：煤层倾角一般为1.014.5，由于煤层的浅部与深部的倾斜角度不同，浅部约6.010左右，中部平缓，约16左右，再深又稍变陡，倾角13左右，平均倾角为8，倾斜面积为27.51km2。设计井田向东和向西均以勘探线为界，是人为边界.向下以-460标高为界，随着技术的进步和勘探水平的全面提高，井田向两边开拓的条件较好，井田范围内探明储量会越来越精确，并可能在更深部发现可采煤层。设计井田范围内计算储量的煤层有9#、11#各煤层储量计算边界与井田境界基本一致。矿井储量是指矿井内所埋藏的，具有工业价值的煤炭数量。它不包含着煤炭底下埋藏的数量，而且还表示煤炭的质量，反映井田勘探程度及开采技术条件。矿井储量可分为矿井地质储量、矿井工业储量和矿井可采储量。矿井工业储量是指平衡表内A+B+C级储量的总和。矿井设计储量是指工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物，构筑物需要留设的保护煤柱等永久性煤柱损失的储量。矿井可采储量是指矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道及上下山保护煤柱煤量后乘以采区回采率的储量。为了安全生产，本设计矿机依据煤矿安全规程规定，留设保安煤柱如下：1、各煤层在露头处留设50m保安煤柱。2、井田内部断层留设40m煤柱。1.井田勘探类型 精查地质报告查明了本井田的煤层赋存情况、构造形态、煤质及水文地质条件。井田勘探类型为中等。2.矿井工业储量的计算及储量等级的圈定本矿井设计中只对9#和11#煤层进行开采设计，煤层倾角平均=8，煤的平均容重1.44t/m3。边界煤层露头线为-180m，-480m以下的煤炭储量目前尚未探明，作为矿井的远景储量。3.工业储量计算计算公式如下：块段储量=块段面积块段平均厚度容重/cos 煤层平均倾角；根据储量计算图，通过登高线块段计算本井田工业储量为308.1118Mt。可采储量计算如下：矿井可采储量=(矿井工业储量-永久性煤柱)采区回采率。永久性煤柱包括工业场地煤柱及主石门煤柱、冲积层防水煤柱、断层煤柱、奥灰防水煤柱、村庄煤柱及井田边界煤柱。本设计井田煤采区回采率取80%.工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探厚度与质量均合乎开采要求，目前可供利用的列入平衡表内的储量，即ABC级储量。根据地质勘探资料显示，其中高级储量为：1126.69Mt，约占工业储量的41.0 %，符合高级储量比例要求。1.计算可采储量时，必须要考虑以下储量损失 1）工业广场保护煤柱；2）井田边界煤柱损失；3）采煤方法所产生煤柱损失和断层煤柱损失；4）建筑物、河流、铁路等压煤损失；5）其它各种损失。2.各种煤柱损失计算1）工业广场保护煤柱本矿井设计年生产能力为2.4Mt/a，按煤矿设计工业规范，占地面积指标应在（0.70.8）公顷/10万吨之间小井取大值，故取0.8。占地面积为240.819.2104m2。故设计工业广场的尺寸为400500m2的长方形，面积为：20104m2，尺寸为400500m2的长方形。工业广场位置处的煤层的平均倾角为1.5，工业广场的中心处在井田走向中央，倾向中央煤层中部，中心处煤层深度为-300m。主井、副井、地面建筑物均在工业广场内。工业广场按大型矿井级保护，留围护带宽度为30m。本矿的地质条件及冲积层和基岩层移动角见表2-1：表2-1 矿井地质条件及冲积层和基岩层移动角广场中心煤层深度煤 层 倾 角煤层厚度冲积层厚度冲积层移动角走向移动角下山移动角上山移动角mmm-3001.5615040707065.8由此根据上述已知条件，画出如图2-1所示的工业广场保安煤柱的尺寸，并由图得出保护煤柱的尺寸为：图2-1 工业广场保护煤柱示意图S=梯形面积=1/2(上宽下宽) 高=1/2(840.69850.57) 700.75=592575.22m2 则工业广场压煤为：Q1SMr/cos 592575.222561.44/ cos1.5512.11万t2）井田边界煤柱损失井田除东北部外均为人为划分的边界，留20m的边界煤柱；东北部为自然形成的煤层露头，考虑防水煤柱，留50m的保安煤柱。则井田边界压煤量为：Q2=（190602025020）5.51.44/cos10=306.13万t3）断层煤柱断层煤柱可按下式计算： Z =LbMR 其中：L断层的长度； B断层煤柱的宽度； M煤柱的平均厚度，3.5m；R煤柱的平均容重，1.44t/m3；则井田边界断层煤柱：由于F3和F5断层落差较大，长度分别为1100m和500m，断层两边各留煤柱20米，则断层保护煤柱损失是：Q3 16002205.51.44/cos550.69万t 3.井田的可采储量井田的可采储量Z按下式计算：Z=(QP) C 式中：Q矿井工业储量， P各种永久煤柱的储量之和， P=512.11306.1350.69 =868.93万t C带区回采率，厚煤层不低于0.75；中厚煤层不低于0.80。薄煤层不低于0.85；设计开采的11煤层属中厚煤层，9煤层属于厚煤层，采区回采率取为0.80。则计算可采储量为：Z=(QP) C=（308.11188.6893）0.80=239.538Mt由此可得本矿井的可采储量为239.538Mt。在备用储量中，估计约为50%为回采率过底和受未知地质破坏影响所损失的储量。井田实际采出储量用下式计算： Z实际=ZZ（K1）50%/K 式中：Z实际 井田实际采出煤量，万t； Zk 矿井的可采储量，23953.8万t； K矿井储量备用系数，取1.3； Z实际=23953.823953.8（1.31）50%/1.3 =21189.9万t即本设计矿井实际采出煤量为21189.9万t。矿井工业储量及各水平储量见表2-2。表2-2 矿井储量统计表煤层名称工业储量/万t永久煤柱损失可采储量/万t实际采出/万t工业广场/万t开采损失/万t断层/万t边界煤柱/万t合计/万t9煤 11煤30811.185555988.4550.69306.136900.2723910.9121189.9本设计矿井的各类计算严格按照有关规定执行。由于技术水平有限，储量计算设计所得到的各种储量与实际可能有一定误差。第3章 矿井工作制度、生产能力、服务年限该设计矿井年工作日确定为330天，矿井每日净提升时间为16h，采用“四六”工作制度。矿井生产能力的大小主要依据井田储量、煤层赋存状况、地质条件等情况来确定，还应该考虑当前及今后市场的需煤量。根据该井田的实际情况，初步拟定了三种矿井年生产能力方案，具体计算如下：方案A：3.0Mt/a方案B：2.4Mt/a方案C：2.0Mt/a上述三种方案，具体选择哪一种，还应根据矿井服务年限的确定。矿井服务年限的计算公式如下：T=Z/(AK)式中 Z矿井设计可采储量，Mt A生产能力，Mt/a K矿井储量备用系数，K=1.31.5根据本设计矿井实际情况，K值取1.4依据以上拟订的矿井生产能力，服务年限的确定现提出的三种方案具体如下：方案A：3.00Mt/aT=Z/(AK)= 2118.9/(3001.4)=50.45年方案B：2.4Mt/aT=Z/(AK)=21189.9/(2401.4)=63.07年方案C：1.8Mt/aT=Z/(AK)=21189.9/(1801.4)=84.09年参照煤炭工业矿井设计规范规定，方案B比较合理，即：矿井生产能力：A=2.4Mt/a,矿井服务年限：T=63年。所以确定本设计采用方案B，矿井生产能力定为2.4Mt/a。第4章 井田开拓井田开拓是在总体设计已经划定的井田范围内，根据精查地质报告和其它补充资料，具体体现在总体设计合理原则，将主要巷道由地表进入煤层，为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程。其中包括确定主、副井和风井的井筒形式、深度、数量、位置、阶段高度、大巷位置、采（带）区划分以及开采顺序与通风运输系统。本设计荆各庄井田位于河北省丰润县,周围有唐山矿,范各庄矿,钱家营矿等都采用立井开拓方式。1.井田开拓方式的选择应全面考虑各种因素，主要因素包括：1)井田地质和水文地质条件（特别是水文条件复杂且涌水量大情况）；2)煤层赋存和开采技术条件；3)地形地貌和地面外部条件；4)技术装备和工艺系统条件；5)施工技术和设备条件；6)总体设计和矿井生产能力要求等。对以上各种因素要综合研究，通过系统优化和多方案技术经济比较后确定。影响本设计井田开拓方式的具体因素如下： 1)荆各庄矿井田内地势平坦，为第四系冲积层所覆盖，冲积层最薄处177m，含水层较多，且有流沙，井筒穿过该区域很困难，因此，无斜井或平峒开拓的可能。 2)井田内地质构造复杂，以断层为主，煤层赋存较稳定， 井田的东部、中部、南部皆为近水平煤层，西部、北部为缓倾斜、倾斜煤层，因此，井筒宜放在井田中央，以减少工业广场煤柱的损失，并有利于开拓布局。3)其他因素本井田可能受地震等因素的影响。根据精查报告确定的煤层自然产状，构造因素，顶底板条件，冲积结构，地形及水文地质条件等，荆各庄矿必须按照基本建设程序办事，确定矿井开拓方式必须充分考虑多个主要工艺系统的机械化装备水平。矿井机械化程度的高低不仅直接影响井型和经济效益，而且往往由于提升、运输设备的革新发展，而引起开拓本身发生变化。1)贯彻执行有关煤炭工业的技术政策,为多出煤、早出煤、出好煤、投资少、成本低、效率高创造条件要使生产系统完善、有效、可靠，在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量，尢其是初期建设工程量，节约基建工程量，加快矿井建设。2) 合理开发国家资源，减少煤炭损失。3) 合理集中开拓布置，简化生产系统，避免生产分散，为集中生产创造条件。4) 要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术，新工艺，发展采煤机械化，自动化创造条件。5) 必须惯彻执行有关煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风系统，创造良好的条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常性保持良好状态。6)根据用户需要，应将不同煤质，煤种的煤层分别开采。1.井硐形式根据荆各庄井田的地表及煤层等实际情况，平硐开拓方式技术上不合理，应直接否定。现依据荆各庄井田的地形、地质构造、煤层赋存等因素，由于荆各庄矿井田内地势平坦，为第四系冲积层所覆盖，冲积层最薄处177m，含水层较多，且有流沙，井筒穿过该区域很困难，因此，斜井或平峒开拓的可能很小，除非在经济上特别合理。因此采用双立井开拓开拓方案比较大。1）斜井与立井开拓的优缺点比较斜井开拓与立井开拓相比，井筒施工工艺、施工设备与工序比较简单，掘进速度快，井筒施工单价低，初期投资少；地面工业建筑、井筒装备、井筒装备、井底车场及垌室都比立井简单，井筒延深施工方便，对生产干扰少，不易受底板含水层的威胁；主提升胶带化有相当大的提升能力，可满足特大型矿井主提升的需要；斜井井筒可作为安全出口，井下一旦发生透水事故等，人员可迅速从井筒撤离。与立井开拓相比，斜井开拓的缺点是：斜井井筒长，辅助提升能力小，提升深度有限；通风路线长、阻力大，管线长度长；斜井井筒通过富含水层、流砂层施工技术复杂。对井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质情况简单，井筒不需特殊法施工的缓斜和倾斜煤层，一般可采用斜井开拓。根据自然地理条件、技术经济条件等因素，综合考虑荆各庄煤矿的实际情况：荆各庄矿井田内地势平坦，为第四系冲积层所覆盖，冲积层最薄处177m，含水层较多，且有流沙，井筒穿过该区域很困难，井筒需要特殊凿井方法施工；地势平坦，本井田地表范围的标高为+23.85-+38.9m，均高于最高洪水位(+19.5m)，因此，井筒位置不受洪水的威胁。（地面标高平均+32m左右，）煤层埋藏较浅；矿井年设计生产能力为2.4Mt/a，为大型矿井。综上所述，本矿采用立井开拓。2）风井形式的选择本井田煤层赋存条件比较好，属于缓倾斜近水平煤层，采用带区式开采，瓦斯含量较小，因此初步选定为中央并列式通风，副井兼作风井，若随着开采距离的加大，通风困难时若有必要再开凿一风井。3）工业广场的位置、形状和面积的确定工业场地的选择主要考虑以下因素：（1）尽量位于储量中心，使井下有合理的布局；（2）占地要少，尽量做到不搬迁村庄；（3）尽量布置在地质条件较好的区域，同时工业场地的标高要高于最高洪水位；（4）尽量减少工业广场的压煤损失。根据以上原则和本矿井的实际情况，工业广场与主副井筒布置位置相同，其面积及保护煤柱的大小详见第二章第三节内容，工业广场面积20104m2，定为400m500m的矩形。4）开采水平的确定本矿井煤层露头标高为-180m，煤层埋藏最深处达-480m，垂直高度达300m，因此可采用一个开采水平或两个水平开采，根据煤炭工业矿井设计规范规定，缓倾斜、倾斜煤层的阶段垂高为200350m，根据本矿井的实际条件，结合阶段斜长考虑，决定煤层的阶段垂高选为200m左右。本井田可划分一个或两个水平，但考虑两个水平生产系统复杂且需要延伸原有井筒到二水平，所以费用较大，如果一个水平采用上下两个阶段可简化生产系统，因此采用一个水平开采。2.主、副井井筒位置的选择井口位置与开拓方式要相互协调，需要经过综合比选后择优确定，特别是提、运煤炭的主井位置还要与地面生产系统、工业广场布置相匹配，井口位置的选择是井田开拓的重要组成部分，需要综合考虑。选择的主要因素和原则为：选择的主要因素：1）井下条件：（1）在井田走向的储量中央或靠近中央位置，使井田两翼可采储量基本平衡；(2）井筒应尽量避开或少穿地质及水文复杂的地层或地段；(3）勘探程度及初期工程量。2）地面条件：(1）井筒位置应选在比较平坦的地方，并且满足防洪设计标准；(2）工业场地不占或少占用良田； (3）井口及工业场地位置必须符合环境保护的要求；(4）井口要避开地面滑坡、岩崩、雪崩、泥石流、流砂等危险地区；(5）井口位置要与矿区总体规划的交