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1、优秀设计一般部分全套CAD图纸，联系 6951320521 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 地理位置及交通条件常村煤矿位于山西省长治市屯留县境内，距长治市区23km,距潞安集团约9km，地理坐标东经11300，北纬3620。交通条件十分便利，太（原）焦（作）铁路自矿区东部通过，王庄煤矿距太焦线的长治北站约13.5km，已有铁路专用线，常村矿井铁路即从该专用线上的西沟站接轨。常村矿井距长治北站约20Km，由长治北站向南经新乡、郑州达京广、陇海二线，向北经太原可达石太、南、北同蒲线。邯长线东经邯郸可达津蒲线。该矿位于208道从矿区经过，太（原）晋（城）及长治临汾公路紧邻矿井工业场
2、地，国道旁，太（原）长（治）、长（治）邯（郸）高速公路及208、309国矿井交通位置见图1-1。图1-1 常村煤矿交通位置图1.1.2 地形地貌常村煤矿位于长治盆地西部，全区广为第四系黄土沉积掩盖，地形平缓，局部黄土冲沟发育，为高原盆地内的河谷平原区。总的地貌形态是西北高，东南低，北部为缓和低山丘陵区，黄土冲沟密布，地形切割破碎，中南部地形平坦，海拔标高+930m左右。1.1.3 气候条件屯留县历气象资料统计：年降水量在410917mm，平均594.8mm。年蒸发量在15021926.8mm，平均1738.6mm，蒸发量为降水量的2.9倍，半干燥大陆性气候。风向多为西北，最大风速1416m/s
3、；冰冻期每年10月至次年4月，冻土深度75cm。1.1.4 水文情况本区河流属海河水系，浊漳河自南向北流经本井田东缘，其支流绛河由西向东流经本区南部，于中华村附近注入漳泽水库与浊漳河合流。区内河床平缓开阔，阶地发育，北部有阎村、常隆两座小型水库，地表无大的水体存在。1.1.5 水源、电源及通信情况1.水源条件常村煤矿水源地位于煤田东南角，现有3眼井，2用1备。水质满足生活饮用水卫生标准，每天可向矿区和居住区提供6000m3生活用水；另外矿区内还有临时水源井5眼，每天可提供2000m3生活、生产用水。2.电源条件在常村矿井工业场地现有110kV变电站一座，该站是潞安矿业集团的中心站，是集团电网与
4、长治电网的接口点，担负着集团的转供电任务，其两回110kV电源引自长治电网。该站也可为建设的西坡风井提供两回35kV电源，供电电源可靠。 1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质构造1.地层常村井田均为第四系黄土所掩盖，仅北部的阎村、常隆一带有二叠系上石盒子组地层零星出露。根据钻孔揭露情况，将地层发育情况由老到新叙述如下：1）奥陶系中统马家沟组（02）该地层是构成煤系地层的基底，岩性为灰色深灰色厚层状石灰岩，局部裂缝溶洞发育，并为灰白色铝质泥岩、黄铁矿、菱铁矿等充填。王庄煤矿的35、36、37号钻孔揭露深达187330m，顶部为灰色厚致密石灰岩。厚度130m。其下为灰黄色、灰白色、白云质泥灰岩
5、。厚度约为100m。2）石炭系中统本溪组(C2)平行不整合沉积于奥陶系侵蚀面之上。由于基底凹凸不平，不稳定，该组厚度1.3513.43m，平均9.11m。岩性以灰色块状铝土泥岩为主，局部发育灰白色中厚层状中粒砂岩、砂质泥岩以及底部山西式铁矿层。与下伏地层假整合接触。3）石炭系上统太原组（C3）连续沉积于本溪组之上，本组厚度99.35119.16m，平均厚度108.38m左右。底部以K1砂岩与本溪组分界，顶部以K7砂岩与山西组分界，是本区的主要含煤地层之一。该地层在井田内厚度稳定，旋回结构明显，为典型海陆交替相沉积。4）二迭系下统山西组（P11）连续沉积于太原组之上，本组厚度40.9797.55
6、m，平均厚度约55.69m，是本区主要含煤地层。岩性主要为灰白色、灰色中、细粒石英砂岩，灰色、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩，夹14层煤。3号煤层的底板为K7砂岩，厚014.50m，平均厚3.40m。直接底为深灰色粉砂岩及细砂岩，厚2.7018.85m，平均厚12.98m。3号煤层上部多为一层灰色细、中粒砂岩，厚度数米至十余米，成为3号煤层的直接顶板或间接顶板。5）二迭系下统下石盒子组（P12）本组厚度44.278m，平均厚度约59.55m。连续沉积于山西组地层之上，顶部为一层紫红、紫灰等杂色含鲕粒的厚层状铝质泥岩或砂质泥岩（俗称桃花泥岩），中下部为灰色泥岩，砂质泥岩，灰色、灰白色石英砂岩。底部以一层
7、灰白色厚层状中、粗、细粒石英砂岩K8与山西组分界。6）二迭系下统下石盒子组（P21）井田北部西阎村、常隆一带零星出露，厚度不全。一般揭露为200300m。底部以K10砂岩于下石盒子组分界。7）二迭系上统石盒子组（P22）仅分布于常隆西南一带、姬村向斜轴、F4正断层文王山南断层组成的地堑中，有零星出露石千峰组下部地层。8）第四系（Q）井田内广为第四系黄土所掩盖。黄土厚度一般是北部较薄，南部较厚（1068号钻孔见黄土层最厚达131.58m）。基岩面自北向南缓倾斜。井田内多为中更新统(Q2)黄土，以棕色粘土、浅棕色粘土、亚粘土为主，夹数层浅黄色钙质核层。厚度为51.76m（根据2012号钻孔取芯鉴定
8、）。上更新统（Q3）分布于井田南部绛河两岸，北部阎村常隆等河谷，多为灰黄色粉砂土，亚粘土夹砂层。顶部一般夹褐灰色淤泥层厚0.62.4m，含较多腐植质。下部多为灰褐色、灰黄色粉砂、细砂，含砾石和钙质结核等。2.井田地质构造潞安矿区位于沁水煤田盆地东翼中部。属“山西地台区沁水台凹”矿区东部边缘为新华夏构造的褶皱、断裂集中发育地带，西部为新华夏构造体系控制的长治缓近盆地，晋东南山字型构造脊柱北端延入矿区西南部。地层走向近于南北向，向西倾斜。常村井田位于矿区中部，主要构造为轴向近南北向的相互平行的褶皱构造，总体地层走向近于南北，向西倾斜，倾角36。矿区内一主要构造为北东北东东西断裂构造。矿区北部有西川
9、断层，文王山南、北断层，矿区南部有南、北二岗山断层。中部有安昌、中华断层。构成井田的自然界限。常村井田位于文王山南断层与安昌、中华断层之间。文王山南、北断层走向为北80东的两条平行断层，延长约25.0km，两侧下降，中间抬高已露出中奥陶系马家沟石灰岩，落差400余米。成为常村、王庄、漳村等矿的北部自然境界,主要构造特征如下： 1）褶曲姬村以东基本为一向西倾斜的单斜构造。姬村以西则为近南北向的互相平行的背向斜。由东向西依次为姬村向斜、路村背斜、老军庄向斜、轴向近南北向。在南北两端稍有偏转，北端偏西，南端偏东。局部因受东西向波状起伏的影响，走向略有变化。背向斜的两翼近乎对称。倾角多在5左右。轴部比
10、较宽缓，幅度最大110m，一般为50m左右。局部有一些东西方向小的起伏。2）断层井田内断层不发育。除北部文王山南断层构成常村井田自然边界外，井田范围内尚发育有一些落差23m的小型断层。1.2.2 水文地质1.地貌根据地貌特点及组合成分，可分为三个水文地质区。1）.丘陵低山裂隙水区（）分布于井田的西北部，出露二迭系、三迭系地层，砂岩与泥岩风化破碎，形成接受大气降水的残积层和坡积层，为第四系地下水的补给来源地。2）.剥蚀堆积孔隙水区（）分布在上村、路村、东洼、北岗等地标高910940m。主要含水层为第四系中、下更新统，亚砂土、粉砂、细砂、粗砂砾石层。在北岗一带于下更新统（Q1）中夹多层粉细砂。埋深
11、70130m，为中深层水，浅层潜水位110m，中深层水位1147m。3）.河谷阶地孔隙水区（）主要分布在绛河一、二级阶地。含水层为上更新统、全新统（Q4，Q3）冲（洪）积层亚砂土，中粗砂和卵砾石组成，总厚约为515m，局部地带由于地下水排泄不良和受漳泽水库回水影响，有漳泽水库回水影响，有盐碱化现象。、区为农田灌溉的主要水源地。2.水文地质概况常村矿区位于漳河流域，浊漳河南源东测，属海河水系。区域地下水的补、迳、排条件明显受地形和构造控制。区域东部，地势高峻，出露一套呈南北向展布的长条状碳酸岩类地层，岩溶裂隙发育，给岩溶裂隙水直接接受大气降水补给创造了条件，是岩溶裂隙水的主要补给区；另外，地表水
12、系也是地下岩溶裂隙水补给源之一，其主要通道是灰岩出露区内河道里的断层带，如浊漳河的北、西、南三源出口附近至石梁之间，河流流量的明显损失，即是例证。地下水接受补给后，在向深部运移时，当遇断层阻隔或在地形深切处则以泉的形势排出地表，如辛安村附近的泉水排出带、浊漳河河谷排出带等。 3.水系浊漳河：属海河水系，分南，西、北三大源流。前南源位于井田东约90Km，发源于长子县西的发鸠三；西源发源于沁县西北之漳源镇；北源发源于晋中地区的榆社县，全长约180km，至平顺出省境入河北，因上游水土流失严重，河水终年浑浊。绛河:位于井田南缘，为浊漳河南源分支，流源于八泉公社盘秀山及沁县里庄卜角沟流向由西向东，注人漳
13、泽水库与浊漳河南源合流，流域补给集水面积270km2。 4.含水层主要发育在奥陶系第8、7、4、2层上，岩溶埋藏标高约300500m，疏干孔最大吸水量100m3/h，一般为20403/h，注水试验S0.5m。区域岩溶含水性表现为“上弱下强”的特点，为丰富的含水层。1）.中奥陶统马家沟组灰岩Q2岩溶含水层（）井田内奥陶系地下水的流向由南至北，由南至北东与地层倾角相反，向东北平顺县浊漳河有辛安泉群，流量11.8 m3/s，矿区水位标高由720m向北东递降为670m，辛安泉标高约650m，符合区域地下水运移富积规律。在勘探区对奥陶系未进行专门水文工作，预计井田水位标高在+710+720m。2）.太原
14、组第一层石灰岩K2裂隙岩溶含水层（）层厚2.6211.6m，覆于151、152、153号煤层之上。王庄井田16号孔抽水单位涌水量为0.916L/s，渗透系数0.888m/d，水位标高714m。从钻孔抽水含水性来看，属较弱含水层。3）.太原组第二层石灰岩K3裂隙岩溶含水层（）层厚2.51m，王庄井田16号孔，混合抽水单位涌水量0.0017L/s，为较弱含水层。4）.太原组第三层石灰岩K4裂隙岩溶含水层（）层厚3.63m，王庄井田16号孔与（）混合抽水单位涌水量0.0017L/s，为较弱含水层。5）.太原组第四层石灰岩K5裂隙岩溶含水层（）层厚2.13m，518号钻孔与（）混合抽水单位涌水量0.0
15、055L/s，为较弱含水层。6）.山西组砾岩K7裂隙含水层（）层厚3.40m，王庄45号钻孔与（）混合抽水单位涌水量0.0008L/s，为较弱含水层。7）.山西组3号煤层顶砂岩裂隙含水层（）层厚约7.5m，根据王庄矿井观察，为3号煤层4的直接充水层，一般距3号煤层10m，工作面出水性情况为顶板淋头水。裂隙不发育，水位标高约为865.0m，为较弱含水层。8）.下石盒子分界砂岩K8裂隙含水层（）层厚019.68m，变化大，含水极弱，水位标高约为870.0m，为较弱含水层。9）.基岩风化带裂隙含水层（）层厚50m左右，由破碎泥岩、砂岩组成，516号钻孔抽水单位涌水量0.086L/s，2012号钻孔抽
16、水为0.046L/s，水位标高为934.13m，为较弱含水层。10）.第四系下更新统Q1孔隙含水层（）层厚3660m，以粉砂、细砂、粘土质砂砾层组成。2012号钻孔厚约36m，抽水涌水量1.311.66L/s，水位标高为927.29943.74m，为丰富含水层。11）.第四系中更新统Q2潜水含水层（）水位一般埋藏深度5.010.0m，含水层为亚粘土及粉砂，水井分布较多，含水性弱，受大气降水影响明显。5.隔水层奥陶系顶界到3号煤底板间的岩层厚约270m左右，以泥质岩为主，可视为隔水层。 6.含水层的补给、径流、排泄及其水力联系矿区奥灰系地下水流向由南向北，由南西至北东方向，这是由区域地质条件所决
17、定的，许多河流在径流岩溶区时，常有流量损失，如浊漳南源流经奥陶系地层流量有损失。尤其是遇到构造破碎带。其它含水层的补给，断裂的导水也是岩溶水来源之一。据潞安矿区水源勘探资料，浊漳河流经文王山时，流失量达8280t/h，因此矿区可视为补给径流混合层。辛安泉为排泄区。而在下游辛安泉往下，河流流量又有所增加，它反映地下水补给地表水，也表明这些水系已成为区域岩溶水的主要排泄通道。从矿区奥陶系水位标高720720m，辛安泉标高约650m，逐渐递降，说明该泉已成为天然排泄中心，排泄起区域控制作用。本井田降水量小，地表水排泄畅通，各含水层彼此相距较远且各水层隔开，地表水、大气降水对含水层补给量甚少，不利于矿
18、井充水。因地质构造简单，井田内断层不多，各含水层的水力联系不大。钻孔中所遇断层导水性及富水性不大，主要含水层富水性弱。值得注意的是井田内主要可采煤层3号煤层均埋藏在地下水位以下，且井田北部F1断层一带，地质构造相对复杂，实际生产中已发现有大小不等的陷落柱，构造裂隙相对较发育，有可能形成突水通道。井田附近及井田内有部分钻孔封孔质量差或未封，均有可能使含水层沟通煤层，发生垂向水力联系，形成突水通道。经综合分析，本矿井水文地质条件属简单类型。7.矿井涌水量目前矿井水主要为3#煤层顶板砂岩水，占总涌水量的95.4%；底板K2灰岩水约为5m3/h，占总涌水量的2.85%；陷落柱内的水3m3/h，占总涌水
19、量的1.7%；无断层水。矿井涌水量的变化具有随开采量的增加（即开采面积的增大），呈逐年上升的趋势，且上升量的变化较大（2.919%），平均约11%。2003年矿井正常涌水量90120m3/h，最大150m3/h，约为正常量的1.5倍。其它年份矿井最大涌水量约为正常量的1.21.4倍，约为170m3/h。1.3煤层特征1.3.1煤层本井田主要含煤地层为上石炭统太原组和下二迭统山西组，可采煤层有3上、3下两层，平均总厚7.8m，含煤系数为2.8%。见图1.2。3上煤层属中厚厚煤层，可采区平均厚3.8米，有2.5km2的煤焦混合区(煤厚大于焦厚，仍按煤区考虑，焦的厚度不可考虑，只有煤的厚度参与平均厚
20、度计算)。 3上煤层顶板岩石性质：一般无伪顶，局部地段有泥岩、砂质泥岩和炭质岩伪顶，厚度变化在0.10.5之间，直接顶多为泥岩，一般厚1.71 m，自然状态下抗压强度8.1345.67MPa，其次为砂质泥岩、粉沙岩，一般厚度2.033.92 m，抗压强度43.4949.59 MPa，属于不稳定中等稳定顶板。直接顶板多为砂质泥岩，一般厚2.34m，其次粉沙岩和泥岩，粉砂岩一般厚3.14m，抗压强度18.42 MPa，少数有泥岩伪底的地段，其直接底板一般是中细粒砂岩，厚度为15.0325.19m，抗压强度47.9291.14 MPa，属于不坚固坚固岩石底版。3下煤层属于中厚煤层，可采区平均厚为4.
21、0m。有部分煤焦混合区。3下煤层顶底板岩石性质：井田北部陈楼朱道沟附近有0.10.5m厚的泥岩和炭质泥岩伪顶，为厚0.150.5m粉砂岩及砂质泥岩，直接顶板多为砂质泥岩、粉砂岩和泥岩，一般厚1.52.33m，抗压强度泥岩为57.72MPa，砂质泥岩为82.91MPa，粉砂岩为85.36MPa。老顶一般为细粒砂岩和中粒砂岩，厚15.1720.45m，少数点为粉砂岩和砂岩泥岩互层，一般厚5.055.55m，细砂岩抗压强度变化在56.74165.91MPa。泥岩和炭质泥岩伪底在井田内零星分布，一般厚0.150.55m，直接底板多为泥岩，一般厚1.51m。抗压强度35.18MPa。顶板为中等稳定稳定，
22、底板是中等坚固坚固岩石。各可采煤层特征见表1.1。 图 1.2 煤层柱状图 表 1.1可采煤层特征表煤 层名 称全井田厚度（m）两极/平均可采区平均厚（m）稳定性结构层间距（m）两极/平均顶底板岩性顶板底版3上煤07.10/3.253.8较稳定简单6.6146.30/26.41局部有伪顶,直接顶多为泥岩厚约1.71m老顶为中细砂岩焦0.252.99/2.561.3不稳定复杂3下 煤04.78/2.604.0较稳定简单局部有伪顶,直接顶多为泥质泥，粉砂岩及泥岩，老顶为细、中粒砂岩焦0.151.47/3.250.9不稳定复杂 1.3.2煤质1.煤类及其分布规律根据中国煤炭分类标准（GB5751-8
23、6），本井田3上、3下号煤为贫煤。2.煤质分析1）煤的物理性质煤层均黑色层状，光亮型煤及暗淡型煤相间，条带状构造明显，玻璃光泽，参差状断口，节理裂隙为薄膜状黄铁矿或方解石充填。经测定，煤的比重3#煤层在1.511.64之间。2）煤的化学性质 （1）水分（Mad）各煤层原、浮煤水分值变化不大；不同煤层相同煤类水分值无规律性变化。 （2）灰分（Ad）主要可采煤层灰分Ad在1418%之间，仅个别点灰分大于20%。 （3）挥发分（Vdaf）各煤层挥发分在垂向上随着煤层埋藏深度的增加，挥发分逐渐降低。煤层在水平方向上由西向东有规律地递增，但变化不是很大，约为170m3/h。3.煤炭产品用途各可采煤层为低
24、中灰、特低低磷，相当于中高高发热量。3上、3下煤层为特低低硫，强粘结性；各可采煤层均为优质动力煤，易选性好，洗精煤均可作为良好的配焦煤和炼焦用煤，可广泛用于电力、冶金、高炉喷吹、气化、化工、建材等行业。可采煤层煤质指标见表1-2。表1-2 煤层煤质分析统计结果表煤层煤类原煤分析浮煤分析质量分级水分Mad（%）灰分Ad（%）发热量Qgr，v，d（MJ/kg）水分Mad（%）灰分Ad（%）灰分发热量3上贫煤0.283.591.00（62）8.4029.0516.01（62）24.7232.5829.59（33）0.241.730.91（60）4.4811.997.27（60）中灰煤高热值煤3下贫煤
25、0.302.970.99（61）8.1630.7016.02（61）27.4435.5129.82（36）0.281.780.93（58）4.4211.467.44（59）中灰煤高热值煤2 井田开拓2.1井田境界及可采储量2.1.1井田境界1.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。2、井田境界根据以上划分原则以
26、及常村煤田的整体规划以及常村煤矿的实际情况，常村井田境界为：北以纬线3862400与王庄井为界，南至长治县城煤柱边界。南北走向长6.5km；东以纸房断层与三河口矿井为界，西至各煤层- 440m等高线和李桥断层，东西倾斜宽3.1km，面积18.7km2。井田境界示意图见图2-1。图2-1 井田境界示意图2.1.2 井田的工业储量及可采储量1.工业储量计算在本设计中，参加储量计算的煤层有2个煤层，其中3上、3下煤为主采煤层。这两层的回收率为85%，煤的容重为1.40t/m3 。依据勘探钻孔见煤厚度，采用平均煤厚计算。Q = (21)式中：Q 工业储量，万t；Si 块段水平投影面积，m2；Mi 块段
27、内钻孔见煤厚度的均值，m；A 块段内煤层的平均倾角，；其中块段水平投影面积Si为18.7km2即井田面积；3上、3下煤的平均厚度分别为：3.8m、4.0m，总厚度Mi为7.8m；煤层倾角a取10，煤的容重r取1.40 t/m3，则井田的工业储量为： Q总 = 18.71067.81.40cos10 = 20735万t Q3上 = 18.71063.81.40cos10 = 10102万t计算得井田内工业储量共计20735万t。其中A+B级储量占总储量的50%以上。其中3上煤层为10102万t，全部为山西组3上、3下煤层储量。 2.矿井可采储量 1).安全煤柱留设原则（1）工业广场、井筒留设保护
28、煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星分布的村庄不留保护煤柱。（2）各类保护煤柱按垂直剖面法或垂线法确定。用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱。岩层移动角为72，表土层移动角为45。（3）维护带宽度：风井场地20m，村庄10m，其他15m。（4）断层煤柱宽度30m；（5）井田境界煤柱宽度为20m；（6）露头为50m；（7）表土平均厚度为100m；（8）工业场地占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明中第十五条，工业场地占地面积指标见表2-1。 表2-1工业场地占地面积指标井型（万t/a）占地面积指标（公顷/10万t）240及以上1.0120-1801.245-901.59-301.8
29、 2). 保护煤柱储量的计算(1) 断层煤柱全井田断层煤柱总计为600万t。(2) 井田境界煤柱井田边界本矿井一侧留20m保护煤柱，除去断层边界，剩余边界长度约为15km。Q边 = 15000207.81.40cos10 = 333万t全井田境界煤柱总计333万t，其中3上煤层为162万t。(3) 工业广场保护煤柱：根据煤炭工业设计规范补充规定，大型矿井的占地面积标准为120-180万t,公顷/10万t，本设计取1.2公顷/10万t。本矿井设计井型为180万t/a。因此工业广场面积21.6公顷，设计工业广场长480m，宽450m。工业广场要垂直于煤层走向的要求，设计采用工业广场保护区域的冲击层
30、移动角为=40，深50m。基岩的走向移动角为=70，基岩的上山移动角为=70，基岩的下山移动角为=72，地表维护带宽度取15m，工业广场处煤层平缓倾角约为10，煤层深530m。综合以上数据，由图2.1、计算工业广场保护煤柱的面积如下：图2.1 工业广场保护煤柱计算示意图 工业广场保护煤柱为：Q场 = 875万t工业广场煤柱总计875万t，其中3上煤层为426万t。由于本设计中风井保护煤柱位于井田范围之外，不压煤，故不予计算保护煤柱损失储量。3) 可采储量可采储量由下式计算： (22) 式中： Z g 矿井工业储量，万t； P 保护煤柱损失储量，万t； 则 ZK = 矿井工业储量 各类永久煤柱
31、ZK = 20735 600 333 875 = 18927万t根据上述分析计算，全井田可采储量总计18927万t，其中3上煤层为8930万t。可采储量计算结果详见表2.1。 表 2.1 可采储量计算表煤层工业储量 煤 柱 损 失可采储量断层井田边界工业广场合计3上10102284162426117292303下1063331617144912349697合计207356003338752406189272.1.3 矿井生产能力及服务年限1.矿井工作制度 1）矿井年工作日数的确定本矿井设计年工作日数为300天。 2）矿井工作制度的确定本矿井工作制度为：“四六制”，三班采煤，一班检修 3）矿井每
32、昼夜净提升小时数的确定按照煤炭工业矿井设计规范规定：矿井每昼夜净提升时间16小时。这样充分考虑了矿井的富裕系数，防止矿井因提升能力不足而影响矿井的增产或改扩建。因此本矿设计每昼夜净提升时间为16小时。2.矿井设计生产能力针对常村矿井的具体条件，设计阶段提出以下三个井型方案：方案一：建150万t/a的矿井。方案二：建180万t/a的矿井。方案三：建240万t/a的矿井。经分析比较论证，矿井设计生产能力确定为180万t/a，主要理由有以下几方面：主要理由有以下几方面： 1）井田储量丰富，其储量具备建设特大型矿井的物质条件。 2）井田内地质构造简单，开采煤层赋存稳定，开采技术条件好。主要可采的煤层厚
33、度大部分比较稳定，结构简单，倾角平缓，适宜综合机械化开采，工作面单产能力较大。 3）潞安集团公司在长期的生产实践中积累了丰富的生产、管理经验，为全国第一个现代化矿务局，效率高，管理水平好，有建设和管理特大型矿井的能力。 4）常村矿井煤炭具有良好的市场前景。我国煤炭出口大幅增长；国内煤炭市场出现好转，供需两旺，价格上涨明显，市场前景广阔。 5）根据煤矿工业矿井设计规范矿井投产后服务年限不应过长，可由服务年限进一步确定。3.常村井田服务年限矿井设计服务年限公式： T Z(AK)C (23)式中： Z 矿井设计可采储量，Mt； A 生产能力， 万t/a； C 采区回采率，取0.85； K 矿井储量备
34、用系数，K1.31.5；根据本设计矿井实际情况，储量备用系数K值取1.4。 T = 189270.85/（1801.4）= 63.8 a矿井设计生产能力为180万t/a时服务年限较合适，因此矿井设计生产能力为180万t/a，服务63.8年。2.1.4 井型校核下面按矿井的实际煤层开采能力，各辅助生产环节的能力，储量条件及安全条件因素对井型进行校核：1.煤层开采能力矿井的开采能力取决于回采工作面和采区的生产能力，根据本设计矿井开拓与采煤方法的设计可知，该矿3上、3下煤层是赋存稳定的中厚煤层,地质结构简单,易采用大采高开采。3上煤层厚度变化不大，首采区较厚，可采用综采开采方式。2.辅助生产系统能力
35、校核 本矿井为大型矿井，开拓方式为立井单水平开拓，运煤能力可以达到设计井型的要求。工作面生产的原煤经顺槽胶带输送机到大巷胶带输送机运到井底煤仓，经主井提升至地面，运输能力大，自动化程度高。副井采用罐笼提升，能满足下放物料、大型设备的要求。大巷辅助运输采用无轨胶轮车，运输能力大，调度方便灵活。所以辅助生产环节完全能够满足设计生产能力的要求。3.安全条件本矿井瓦斯涌出量较小，煤尘具有爆炸性危险。水文地质条件简单，涌水量不大。在副井中铺设四趟排水管道可满足矿井排水要求。井田内断层较少，只有一些较大的断层，对于开拓有一定的影响，但是，对于影响生产的小断层较少。所以，各项安全条件也均可保证矿井达到的设计
36、产量。4.储量条件校核煤矿设计规范规定，矿井的设计生产能力应与矿井的工业储量相适应，以保证有足够的服务年限。该矿井设计生产能力为180万t/a，服务年限为63.8年与矿井的设计生产能力相适应。 表2.2 我国各类井型的矿井和第一水平设计服务年限矿井设计生产能力（万t/a）矿井设计服务年限（a）第一开采水平服务年限（a）煤层倾角25煤层倾角2545煤层倾角45500及以上70353005006030120240502520154590402015152.2井田开拓2.2.1井田开拓的基本问题1、井田开拓的问题和原则 1)井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体，建立
37、矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。这些用于开拓的井下巷道的形式、数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。合理的开拓方式，需要对技术可行的几种开拓方式进行技术经济比较，才能确定。井田开拓主要研究如何布置开拓巷道等问题，具体有下列几个问题需认真研究。 (1)确定井筒的形式、数目和配置，合理选择井筒及工业场地的位置； (2)合理确定开采水平的数目和位置； (3)布置大巷及井底车场； (4)确定矿井开采程序，做好开采水平的接替； (5)进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造； (6)合理确定矿井通风、运输及供电系统。 2)确定开拓问题，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等诸多条件，经
38、全面比较后才能确定合理的方案。在解决开拓问题时，应遵循下列原则： (1)贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤高产高效创造条件。在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量；尤其是初期建设工程量，节约基建投资，加快矿井建设。 (2)合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。 (3)合理开发国家资源，减少煤炭损失。 (4）必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风、运输、供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常保持良好状态。 (5)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、综掘机械化、自动化创造
39、条件。 (6)根据用户需要，应照顾到不同煤质、煤种的煤层分别开采，以及其它有益矿物的综合开采。2.井筒形式、数目和位置的确定： 1)井筒形式的确定井筒形式有三种：平硐、斜井、立井。一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井最复杂。其适用条件和优缺点如下： (1)平硐开拓受地形迹埋藏条件限制，只有在地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分储量大致能满足同类井型水平服务年限要求。明显不不符合本设计的要求，具体比较另外两种开拓方式。 (2)斜井开拓：优点：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、
40、井底车场及硐室都简单，井筒装备和地面建筑物少，不用大型提升设备，钢材消耗量小；井筒延伸施工方便，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；胶带输送机提升增产潜力大，改扩建比较方便，容易实现多水平生产，并能减少井下石门长度。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。 缺点：在自然条件相同时，斜井要比立井长得多；围岩不稳固时，斜井井筒维护费用高，采用绞车提升时，提升速度低，能力小钢丝绳磨损严重，动力消耗大，提升费用高，当井田斜长较大时，采用多段绞车提升，转载环节多，系统复杂，更要多占用设备和人力；由于斜井较长，沿
41、井筒敷设管路，电缆所需的管线长度较大；斜井通风风路较长，对瓦斯涌出量大的大型矿井，斜井井筒断面小，通风阻力过大，可能满足不了通风的要求，不得不另开专用进风或回风的立井并兼做辅助提升；当表土为富含水的冲积层或流砂层时,斜井井筒掘进技术复杂,有时难以通过。 适用条件：煤层赋存较浅，垂深在200米以内，煤层赋存深度为0500米，含水砂层厚度小于2040米，表土层不厚，水文地质情况简单的煤层井筒不需要特殊方法施工的缓倾斜及倾斜煤层 (3)立井开拓：优点：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，在采深相同的的条件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，井筒断面大
42、，可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需风量的要求，且阻力小，对深井开拓极为有利；当表土层为富含水层或流沙层时，立井井筒比斜井容易施工；对地质构造和煤层产状均特别复杂的井田，能兼顾深部和浅部不同产状的煤层。缺点：是立井井筒施工技术复杂，需用设备多，要求有较高的技术水平，井筒装备复杂，掘进速度慢，基本建设投资大。适用条件：煤层赋存深度2001000m，含水砂层厚度20400m,立井开拓的适应性很强，一般不受煤层倾角，厚度，瓦斯，水文等自然条件限制技术上也比较可靠当地质条件不利于平硐或斜井开拓时均采用立井开拓方式。与斜井开拓相比较，立井开拓对地质条件的适应性强，立井开拓能较好地适应埋深大，表土层厚，
43、地质条件复杂情况下的井筒施工和维护。因此，结合常村煤矿的实际情况：地处平原，地势平坦，表土层较厚，且风化严重，表土层中含有流沙层，煤层埋藏较深。根据地质条件及以上开拓方式的技术要求，本着合理开发全井田，集中生产运输环节简单、初期井巷工程量少、投资省、出煤早、达产快、安全、高效的原则，本井田采用立井开拓。经后面方案比较确定井筒形式为双立井。2)井筒位置的确定井筒是井下与地面出入的咽喉，是全矿井的枢纽。井筒位置的选择对于建井期限、基本建设投资、矿井劳动生产率以及吨煤生产成本都有重要影响，因此，井筒位置一定要合理选择。井筒位置的确定原则：(1)有利于井下合理开采 .井筒沿井田走向的有利位置当井田形状
44、比较规则而储量分布均匀时，井筒沿井田走向的有利位置应在井田的中央；当井田储量分布不均匀时，井筒应布置在井田储量的中央，以形成两翼储量比较均衡的双翼井田，可使沿井田走向的井下运输工作量最小，通风网络较短，通风阻力小。应尽量避免井筒偏于一侧，造成单翼开采的不利局面。 .井筒沿煤层倾向的有利位置在倾向上井筒宜布置在中偏上的位置，同时考虑到减少煤损，尽量让工业广场保护煤柱圈住一些影响生产的地质构造和断层。 (2)有利于矿井初期开采选择井筒位置要与选择初期开采区密切结合起来，尽可能使井筒靠近浅部初期开采块段，以减少初期井下开拓巷道工程量，节省投资和缩短建井期。 (3)尽量不压煤或少压煤确定井筒位置，要充分考虑少留井筒和工业广场保护煤柱，做到不压煤或少压煤。为了保证矿井投产后的可靠性，在确定井筒位置时，要使地面工业场地尽量不压首采区煤层。 (4)有利于掘进与维护 .为使井筒的开掘和使用安全可靠，减少其掘进的困难及便于维护，应使井筒通过的岩层及表土层具有较好的水文、围岩和地质条件。 .为加快掘进的速度，减少掘进费用，井筒应尽可能不通过或少通过流沙层、较厚的冲积层及较大的含水层。 .为便于井筒的掘进和维护，井筒不应设在受地质破坏比较剧烈的地带及受采动影响的地
