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1、前言 毕业设计是学生锻炼自己动手操作和理论相结合的重要环节，学生通过设计能够全面系统的运用和巩固所学的知识，掌握矿井设计的方法、步骤及内容，培养自己的实事求是、理论联系实际的工作作风和严禁的工作态度，培养自己的科学研究能力，提高了编写技术文件和运算的能力，同时也提高了计算机应用能力及其他方面的能力整个毕业设计的地质资料是在学生毕业实习中得到的，锻炼了学生收集资料的能力，同时指导教师又对每个学生的题目做了修改，使每个学生都有自己的设计题目，锻炼了学生独立学习、独立解决问题的能力。本设计是铁法矿务局大兴三矿3.00Mt/a新井设计在所收集地质材料的前提下，由指导教师给予指导，并合理运用平时及课堂上
2、积累的知识，查找有关资料，力求设计出一个高产、高效、安全的现代化矿井。本设计说明书从矿井的开拓、开采、运输、通风、提升及工作面的采煤方法等各个环节进行了详细的叙述，并在很多处进行了技术和经济比较论述了本设计的合理性，完成了毕业设计要求的全部内容同时说明书中要求图文并茂，使设计的内容更容易被理解、接受书中有不妥之处请老师提出指正。1 矿区概述及井田特征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置大兴井田位于铁法煤田的西南部，隶属辽宁省铁岭市铁法区小明、蔡牛镇所辖，地理坐标为：东经 12333151233635，北纬 422136422527。 该井田北与大隆井田毗邻，以15、16号断层及72煤层525米
3、等高线为界，东邻晓南井田以3、31、2、35号断层为界，西界为55、56号断层，南以煤层最低可采厚度边界线为界。南北走向长6.4公里，东西宽3.2公里，面积为20.48平方公里。 本区东部有长（春）大（连）铁路，可由铁岭车站及沈阳大青专次列车直通该矿区，并且在矿区各井田均有矿用铁路线相连。另外该区有沥青路面公路多条，四通八达，相距铁岭市约32公里，每天有通往沈阳、抚顺、彰武等地的客车，另有通往沈阳、辽阳的列车，交通运输十分便利。1.1.2 自然地理井田的地貌成因类型可分为剥蚀堆积和冲洪积两种类型。第一种地貌成因类型，由残坡积层和坡洪积层组成。位于井田西南角的孤山子一带。是由残坡积层所构成的低山
4、丘陵，地面标高一般为75104.6米，最大地面相对高差29.6米，而在东北部左家岗子和西南部后孤山子一带，则由坡洪积层所构成的平缓平原，地面标高一般7083.00米左右，最大地面相对高差13.00米。第二种地貌成因类型，由冲洪积层组成。位于井田中部的四家子一带，是由该层所构成的较高平坦平原，地面标高一般64.3075.00米左右，最大相对高差10.70米。总之该井田地面标高64.30110.00米，最大相对高差45.7米，平均地面标高73.14米，一般相对高差8.84米。该井田内无较大河流，仅在井田中部有两条季节性小河，一是辽河屯小河，另一个是四家子小河，两条小河都是雨季河水增多，枯季几乎断流
5、。本区处于平原内，多风少雨，春旱冬寒，属大陆性气候，一般春、秋、冬三季多风，冬季多西北风，春季多西南风，大至89级，小至23级，有“三天不刮，不叫铁法”之说法。降雨多集中在每年的七、八份，年降雨量最大达到1065.8毫米（1959年）。蒸发量最大值达到2028.4毫米（1962年）。年平均气温7度左右，最高达到35.8（1962年6月16日），最低达到34.3（1965年1月11日）。历年冻土深度一般在110厘米左右，冻土一般时间为当年10月至翌年5月，本区地震强度6级左右。1.2 井田及其附近的地质特征1.2.1 井田地层井田地层皆同区域地层，地表仅出露有黑云母安山岩，粗面岩，正长斑岩，其它
6、均被第四系所掩覆。据钻孔资料所见有中生界侏罗系、白垩系及新生界第四系，由下而上分述如下：（一）中生界（）1、侏罗系上统阜新组（3）,为井田内唯一含煤地层，本组分为四段：（1）底部砂砾岩段（3）该段赋存较深，仅于煤田北部柏家沟及三家子局部地区有出露。下部以灰绿色、暗褐色砂砾岩为主，分选不好，砾石成分以花岗片麻岩、石英岩砾为多，砾径一般为2025厘米，最大1米左右。上部以灰色、深灰色砂岩为主，夹有砾岩，组成成分较杂，砾径一般0.55厘米，具波状及斜波状层理。该 段厚约500米左右。（2）下含煤段（）由灰黑色、灰白色、灰色砂岩、泥岩和煤层、炭泥岩组成。仅在井田西部和南端岩石为杂色，深灰色的粗砂岩，含
7、砾砂岩及砂砾岩和少许泥岩、煤层，其岩石碎屑以长石、石英岩为主，泥质胶结，并有辉绿岩呈复式岩床侵入。该段厚约130200米，一般厚160米。产有Coniopteris（布列雅锥叶蕨）、Nilssonia（东方焦羽叶）等植物化石。该段共含煤22层，分别为121、122、12上、12、131、13、1411、1412、141、142、1521、1522、1523、152、1531、153、161、162、16上、16、171、172煤层，其中12、13、141、152、16层煤为本井田主要可采煤层，其余均为局部可采煤层。（3）中部砂岩、泥岩段（）本段为灰白色、灰色细砂岩夹粗砂岩、泥岩组成，层理发育，
8、胶结致密，硬度略大，厚度4070米，一般50米左右。（4）上含煤段（）由灰、灰白、灰黑色砂岩、泥岩、含砾砂岩、砾岩及煤层组成，夹有菱铁矿结核体，具斜波状层理。局部亦有辉绿岩呈复式岩床侵入该段。该段厚150300米，一般约200米左右。产有Coniopteris等化石。该段共含煤23层，分别为21、22、231、23、33、421、422、423、42上、42、6、721、722、723、72上、72、8、92、93、9、101、102煤层，其中23、42、72、8、9为本井田主要可采煤层，其余均为局部可采煤层。2、白垩系下统孙家湾组（）,本组最大特征是以颜色区分为两段：（1）下部灰绿色砂岩段（
9、）夹有灰色粗砂岩、泥岩及不等粒砂砾岩层，泥质胶结，厚度300米左右，并与侏罗系呈假整合或平行不整合接触。（2）上部紫色砂岩、砾岩段（）本段以紫色为最大特征，以不等粒砂砾岩、砾岩和砂岩组成，间夹薄层泥岩，胶结为泥质松软。本井田该层多被无芯钻进，厚约150300米。（二）新生界第四系（）：上部由黄色或灰褐色的亚粘土所组成，含少量铁锰质结核，全井田皆有分布。下部以砂、砂砾石为主，中夹砂层，底部较粗，一般砾径5毫米左右，平均厚度15米左右，与白垩系呈不整合接触。1.2.3 水文地质一、含水层该井田可分为三个含水层1、第四系砂砾孔隙承压含水层该层赋存于粘土及亚粘土下部，主要由黄色及灰白色砂及砂砾所组成的
10、冲洪积层。成分以石英、长石、花岗片麻岩砾为主，一般砾径25毫米，最大砾径2030毫米。分选性一般，部分带有棱角，上细下粗。其分布详见图 41。除3线以北的西北角局部存在一般厚28米的含水层外，15线基本不存在该含水层。主要是在中部59线和913由西向东呈扁豆状分布于沿河两侧。一般厚度218米，最大厚度20.17米（174孔），最小厚度1.90米（622孔），平均厚度8.58米。其底板最大深度27.93米（624孔），最小深度6.76米（173孔），平均深度19.82米。13线以南的西南角出现局部坡洪积砂砾孔隙承压含水层，一般厚度216米。最大厚度18.10米。总之，该层最大厚度20.17米（1
11、74孔），最小厚度 1.50米 （731孔）， 平均7.75米。含水性，据959孔抽水试验0.309公升秒米，13.92米日。水位标高66.55米。水质为HCO3CaKNa型水。该层水主要补给来源为大气降水，在枯季排泄于地表水。2、白垩系玄武岩、砂砾岩裂隙承压弱含水层该层顶板与第四系底板呈不整合接触，其底板与侏罗系含煤组顶部泥岩隔水层顶板相接。其岩性上部主要由紫红色粗砂岩、砂砾岩及中期喷发玄武岩复合层所组成。下部则由灰绿色粗砂岩、砂砾岩复合岩层所组成。而上、下两部又均夹泥岩、粉、细砂岩复合隔水夹层。井田北部（7线以北），基本围绕3线的473、611两个孔变厚160440米。中部（712线）东西
12、两侧较厚，中间较薄，一般在200米左右。南部 （1215线），向南逐渐增厚80560米，一般厚400米左右。总之，该层最大厚度576.28米（南排8号孔），最小厚度1.76米（950孔），平均厚度225.41米。其底板最大深度710.24米（737孔)，最小深度364.90米（989孔）。该含水层之间夹泥岩、粉、细砂岩复合隔水夹层，起很大相对隔水作用。最大厚度437.29米（628孔），最小厚度21.35米（950孔），平均厚度210.49米。含水性按垂直分带：、上覆40.2079.03米深的强风化带，简易水文观测消耗量比较大，一般大于5M3H以上，富水性较强。根据井田抽水试验，其含水性可分为
13、南北两部，南强北弱。 、位于强风化带下部，属于中部的次弱风化带。深度170260米，含水性较弱。按井田抽水试验钻孔，其含水性可分为南北两部，也是南强北弱。、位于次弱风化带下部，也就是白垩系含水层下部，深度487.22米。含水性很弱，也同样可分为南北两部，南强北弱。总之，该含水层补给来源主要靠上部水的垂直微弱渗透，排泄趋向深部，迳流条件差。3、侏罗系含煤组粗砂岩及砂砾岩裂隙承压微弱直接充水含水层该层顶板为侏罗系含煤组顶部泥岩隔水层底板，底板为171层煤底板。其岩性主要由灰白色粗砂岩、砂砾岩复合岩层所组成。赋存于4、7、14、15层煤顶板和上、下煤组之间的河床相及粗砂岩,砂砾岩。由井田四周向中南部
14、随底板加深（630.881257.00米）而增厚20200米。该层最大厚度215.83米，最小厚度1.45米，平均厚度79.87米。最大深度1257.00米，最小深度630.88米。该含水层之间夹泥岩、粉、细砂岩复合隔水夹层，起很大的隔水作用。其最大厚度417.95米，最小厚度32.92米，平均厚度284.67米。含水性：按井田钻孔抽水试验，该含水层可分为北部微弱区和南部强微弱含水区。总之，该含水层主要补给来源为白垩系间接充水含水层的微弱垂直渗透，又处于深部闭合、盐化微循环环境中。迳流条件极其微弱，排泄条件极差。1.3 矿层质量及矿层特征1.3.1 煤层及可采煤层本井田含煤地层为下二迭系山西组
15、及上石炭系的太原组，计含煤14层。17煤层赋存于山西组，814层于太原组。4-2煤、7-2煤、12煤、13煤、15-2煤全区发育稳定，余者皆为沉积不稳定的煤层，虽有局部可采点，但因构不成大块段无法开采，现将主要可采煤层自上而下分别叙述如下：1)4-2煤层：位于山西组底部，为全区发育的可采煤层，为简单结构煤层，煤变化不大，平均厚度为4.3米。顶板厚层状黑白相间条带状细粉砂岩。其底板为厚层状粉砂岩。2)7-2煤层：位于太原组顶部，为全区发育的可采煤层，平均厚度3.0米。顶板为粗砂岩，海相泥岩。底板为粘土质粉砂岩。3)12煤层：位于太原组上中部，全区发育，平均厚度3.0米。顶板厚层状海相泥岩，底板为
16、粘土岩。4）13煤层：位于太原组下中部，全区发育，平均厚度2.0米。顶板厚层状细砂岩，底板为粗砂岩，海相泥岩。5）15-2煤层：位于太原组下部，全区发育，平均厚度2.5米。顶板厚层状海相泥岩，底板为粘土岩。1.3.2 瓦斯、煤尘、自然发火1、瓦斯成分及自然含量在精查补充勘探阶段，从42、72、12、13、152 等煤层中，采取瓦斯解吸煤样157个，通过化验和计算，绝对瓦斯涌出量：80m3/min。相对瓦斯涌出量：10m3/t。2、瓦斯变化的几点趋势、瓦斯含量相对高出的部位，往往是接触变质煤，特别是天然焦分布的地方。、由于辉绿岩的侵入，接触变质作用的影响，随着煤层赋存深度的增加，而瓦斯含量相对增
17、高的趋势表现虽然不明显，但仍有所表现。、瓦斯分带：本井田根据瓦斯成分（CH4），将瓦斯分成两个带，即CH4带(CH480%，N2=2080%）和N2、CH4带（N2、CH4均为2080%）。这两个带以CH4带为主，N2、CH4带只是呈小片分布于煤层中。3、大兴矿煤与瓦斯突出危险性的测定在建井阶段，抚顺煤研所对7煤层进行了突出危险性的指标测定。测定结果，煤的突出危险性综合指标3685，煤层突出 危险综合指标D12.818.5。因此，抚顺煤研所认为具有突出危险性。4、实际生产情况在建井和生产过程中，大兴矿共发生4次煤与瓦斯突出现象，如表53：在生产过程中，97 年测得瓦斯相对涌出量为 11.31M
18、3T，绝对涌出量为 78.8M3T；98 年测得相对涌出量为15.46M3T，绝对涌出量为79.88M3T。造成大兴井田瓦斯含量较高的原因为：火成岩活动频繁，接触变质煤分布广泛，煤层埋藏深，透气性差。因此在生产过程中，对瓦斯的防治工作要给予高度重视。二、煤尘在精查阶段从947、987、992三个钻孔中，采取了72、12、152 三个煤层共5个煤尘煤样，鉴定结果：火焰长度约大于400MM，岩粉量约为80。在生产过程中，96、97、98年测得煤尘爆炸指数在48.3055.63之间。因此本井田各煤层的煤尘，有强爆炸性或有爆炸危险。三、煤的自燃通过对九个还原样与氧化样的分析，由于着火点之差（T）均大于
19、40，因此属于易自燃煤。在生产过程中就发生过煤的自燃现象。如S5701等多个工作面出现过CO增大现象。自然发火期为36个月。1.3.3 煤质一、煤种大兴井田各煤层共有长焰煤、气煤、不粘煤、弱粘煤、贫煤和天然焦等六个煤种。由于弱粘煤和贫煤零星分布，不成片，故把这两个零星分布点，并入到不粘煤之中。这样，煤层中煤种只有四个煤种，即长焰煤、气煤、不粘煤和天然焦。1、煤种的变化规律大兴井田各煤层以区域变质作用为主，但接触变质作用也相当严重，它严重地破坏干扰了区域变质作用的规律性，使煤种界线复杂化。、长焰煤和气煤的分布规律、随着煤层赋存深度的增加，长焰煤分布面积逐渐缩小，而气煤分布面积逐渐增大。例如23煤
20、层，气煤零星分布，绝大部分为长焰煤；而12煤层长焰煤只在东北角零星分布，绝大部分为气煤。就长焰煤和气煤而言，上煤组以长焰煤为主，下煤组以气煤为主。、同一煤种随着煤层赋存深度的增加，而碳含量略有增高。以上两点变化规律，得出一个结论：就是本井田各煤层随着煤层赋存深度的增加，而煤的变质程度相对增高。、天然焦变化的几点规律、辉绿岩侵入煤层中间，影响煤的接触变质程度最为严重。、辉绿岩侵入煤层底部，辉绿岩与煤层的距离较辉绿岩的厚度影响严重。也就是说辉绿岩离煤层距离越小，煤层易变成天然焦；当距离不变，辉绿岩厚度越大，煤层易变成天然焦。、辉绿岩侵入煤层顶部，辉绿岩和煤层的距离对煤层变成天然焦的影响，较辉绿岩的
21、厚度大得多。通过对接触变质煤的资料分析和研究，得出下面结论：在影响接触变质程度的三个主要条件中，以辉绿岩对于煤层的空间位置影响最为重要，其次是辉绿岩和煤层的距离，再其次是辉绿岩的厚度。、不粘煤的分布规律大兴井田总的煤层变质程度符合希尔特定律，但局部地段、局部煤层变质程度异常。分析其原因是火成岩的侵入，造成火成岩发育区域煤的热变质程度增高。大兴井田的不粘煤主要分布在火成岩岩床附近，该煤种与火成岩有着十分密切的关系。二、煤质特征1、煤的物理性质、长焰煤与气煤煤为黑色，条痕微带褐色，沥青光泽，具参差状、贝壳状、阶梯状、眼球状断口。8、9、13煤层，眼球状断口比较发育；72、12、141煤层贝壳状断口
22、比较发育。容重一般为 1.301.34，9、152、16 煤层等容重较高，一般为1.301.36。煤层硬度均不大。各煤层比较，42、8、9、13、16等煤层较硬；72、12、141等煤层较脆。各煤层中有两组近于垂直煤层的节理，其中一条节理发育，近东西向。煤层结构及构造：各煤层具线理状、条带状结构，层状构造普遍发育，块状构造只有个别煤层局部发育。、天然焦由于辉绿岩的侵入，煤层部分或全部变成天然焦。天然焦的颜色变浅、灰浅灰色，光泽增强为金钢似金属光泽，外生裂隙发育，内有方解石充填。粒状结构，块状构造，比较坚硬。、不粘煤其物理性质介于长焰煤、气煤天然焦之间。2、煤的化学性质、水分各煤层净煤水分略高于
23、原煤水分，水分含量0.5615.54。一般净煤水分在4.05左右，原煤水分在3.27左右。煤层水分含量从长焰煤、气煤、不粘煤天然焦依次减小，随着煤层赋存深度的增加，水分含量逐渐减小。、灰分除天然焦外，煤层灰分含量在5.6239.87之间，一般灰分含量在17.0022.73之间。在10 个主煤层中，72、9煤层灰分偏低，42、12、141、16煤层灰分略高，23、8、13、152煤层灰分偏高。、挥发分原煤挥发分略高于净煤挥发分，气煤挥发分略高于长焰煤，不粘煤挥发分则较低，一般低7，天然焦挥发分则更低。、发热量煤的发热量随着灰分的增高而降低，随着深度的增加而增高。 、碳、氢含量碳含量一般在80.3
24、4左右，氢含量一般在5.1左右。碳的含量有随着煤层赋存深度的增加而增高的趋势。不粘煤这种趋势不明显。就全井田而言，长焰煤、气煤、不粘煤的碳、氢含量比较稳定，只是不粘煤氢含量略低些。、含焦油率本井田5个主要可采煤层（4-2、7-2、12、13、15-2）的长焰煤和气煤平均焦油率，均在8以上，最高达13.83，属富油煤。10个主要可采煤层不粘煤的焦油产率，除7-2、13煤层为富油煤外，其余均为含油煤。、化学活性从井田内7个钻孔，4个煤层中，采取10个化学活性样。化验结果为CO2还原率太低，当温度在900时，平均仅为4.77，不能做气化用煤。、灰分结渣性从924孔4煤层中，采取1个灰分结渣样。试验结
25、果，属强结渣性。、灰成分长焰煤、气煤的SO2、A23的含量较高，而不粘煤、天然焦含量较低；长焰煤、气煤的F2O3、CO、MO的含量较低,而不粘煤、天然焦的含量较高。、灰熔点长焰煤、气煤的灰熔点较高，不粘煤、天然焦的灰熔点较低，这与灰成分有关。长焰煤、气煤、不粘煤属高熔灰分；天然焦属低熔灰分。、硫、磷含量硫含量上煤组含量比下煤组高；长焰煤、气煤比不粘煤和天然焦高；原煤硫含量高于净煤。硫含量（SQ%）一般在0.50，属特低低硫煤层。磷含量(Pg %)原煤高于净煤，一般为0.0070.015，属低磷煤层。、砷（A2O3）、氯（CI）砷含量上煤组变化较大，在1.610ppm之间，下煤组比较稳定，变化小
26、，在55.6ppm之间。上煤组氯含量较低；变化在0.00320.0068之间，下煤组氯含量较高，变化 在0.0110.03之间。、可选性根据 我矿洗煤厂提供的原料煤入洗0.1含量约为10，属于易选煤。、生产原煤灰分经过对近几年生产原煤灰分的统计，42煤层原煤灰分一般在37左右，72煤层原煤灰分在27左右。与精查补报告原煤灰分预计基本一致，略高两个百分点。、煤的工业用途综上煤质的指标，本井田的长焰煤、气煤和不粘煤可做动力用煤；长焰煤和气煤可做炼油用煤；气煤可做炼焦配煤。 图1-1综合柱壮图Figure 1 -1-strong comprehensive plan2 井田境界与储量2.1 井田境界
27、2.1.1 井田境界 井田以南北为走向，东西为倾向。其井田境界：该井田北与大隆井田毗邻，以15、16号断层及72煤层525米等高线为界，东邻晓南井田以3、31、2、35号断层为界，西界为55、56号断层，南以煤层最低可采厚度边界线为界。井田走向长7.5千米，倾向宽3.8千米，井田面积约28.5平方公里。边界煤柱的留法及尺寸：1)井田边界矿柱留30米。2)井田浅部防水煤柱斜长50米。3)断层煤柱每侧各为20米。 2.1.2 邻近井田的开发情况及与本矿的影响本井田西部为大隆矿，西南部与晓南矿相邻，均以断层或勘探线为界，现分述如下 ： 1） 大隆井田 大隆井田位于小山井田西侧，以断层F76、F14、
28、F19为界，大隆矿井于1966年9月开始兴建，1972年12月开始投产，设计年产量为92万吨。后经改扩建井型为180万吨的现代化大型矿井，开采4，7两层煤。由于大隆井田与小山井田边界断层的控制程度不同，有待于在今后的生产中进一步确定。 2） 晓南井田 晓南井田位于小山西南部，以 F19 断层为界，晓南矿井1971年10月开始筹建，于1980年9月28日建成投产，矿井设计年产量为90万吨，后经技术改进，扩建成年产量为180万吨的大型现代化的矿井，进入90年代后，逐步实现了高产稳产，现开采煤层为2与4-2两个煤层。2.1.3 论述所定边界的合理性本井田以断层为边界，充分利用自然条件。在井田范围内，
29、储量、煤层赋存及开采条件均与矿井生产能力相适应。井田内有足够的储量和合理的服务年限。井田走向长度大于倾斜长度，有五层煤，可保证矿井各个开采水平有足够的服务年限。阶段高度及阶段斜长适当，矿井通风、井下运输较容易。 根据矿井设计规范的规定，采区开采顺序必须遵守先近后远，逐步向边界扩展的原则，并应符合下列规定7： 1)首采采区应布置在构造简单，储量可靠，开采条件好的块段，并宜靠近工业广场保护煤柱边界线。 2)开采煤层群时，采区宜集中或分组布置，有煤和瓦斯突出的危险煤层，突然涌水威胁的煤层或煤层间距大的煤层，单独布置采区。 3)开采多种煤类的煤层，应合理搭配开采，一般不得分采分运。 综上所述，矿井首采
30、区定在靠近工业广场的东北部，采区储量丰富，有利于运输。东南部划分为一个采区，有利于矿井的均衡生产、运输较为集中和减少巷道的开拓费用。所以井田划分是合理的。2.2 井田的储量2.2.1 井田储量的计算原则71)按照地下实际埋藏的煤炭储量计算，不考虑开采、选矿及加工时的损失。2)储量计算的最大垂深与勘探深度一致。对于大、中型矿井，一般不超过1000米。3)精查阶段的煤炭储量计算范围，应与所划定的井田边界范围相一致。4)凡是分水平开采的井田，在计算储量时，也应该分水平计算储量。5)由于某种技术条件的限制不能采出的煤炭，如在铁路、大河流、重要建筑物等两侧的保安煤柱，要分别计算储量。6)煤层倾角不大于1
31、5度时，可用煤层的伪厚度和水平投影面积计算储量。7)煤层中所夹的大于0.05米厚的高灰煤（夹矸）不参与储量的计算。8)参与储量计算的各煤层原煤干燥时的灰分不大于40%。2.2.2井田的工业储量矿井的工业储量：勘探地质报告中提供的能利用储量中的A、B、C三级储量。 本井田的工业储量的算： Zg =21565969/cos10(4.3+3+3+2+2.5) 1.35=4.396亿吨 （2-1）其中 4-2煤储量：21565969/cos104.31.35=1.277亿吨 （2-2）7-2煤储量：21565969/cos1031.35=0.891亿吨 （2-3）12煤储量： 21565969/cos
32、1031.35=0.891亿吨 （2-4）13煤储量：21565969/cos1021.35=0.594亿吨 （2-5）15-2煤储量：21565969/cos102.51.35=0.742亿吨 （2-6）表2-1工业储量计算表Table 2 -1 industrial reserves calculation table4-27-2121315-2工业储量/亿吨1.2770.8910.8910.5940.742总计/亿吨4.3962.2.3 矿井的地质损失和永久矿柱损失因为井田内有个大断层，需要留设保护煤柱：Z1=69233/cos1014.81.35=142.2（万吨） （2-7） Z2=
33、39292/cos1014.81.35=80.1（万吨） （2-8） 因为边界需要留设边界保护煤柱：Z3=623648/cos1014.81.35=1271.4(万吨） （2-9）总计永久煤柱损失： Zy=Z1+Z2+Z3 =1493.7（万吨） （2-10）矿井的设计储量：Zs=Zg-Zy=4.396-0.14937=4.246(亿吨) （2-11）2.2.4 矿井的设计可采储量矿井的设计可采储量是指矿井的设计储量减去工业广场保护煤柱、矿井井下主要巷道及上下山保护煤柱量后乘以采区回采率的储量。矿井设计可采储量的计算矿井工业广场保护煤柱损失的计算4-2煤层工业广场保护煤柱梯形损失： 91212
34、4/cos101.354.3=0.05亿吨 （2-12）7-2煤层工业广场保护煤柱梯形损失： 923135/cos101.353=0.04亿吨 （2-13）12煤层工业广场煤柱梯形损失： 1001321/cos101.353=0.04亿吨 （2-14）13煤层工业广场保护煤柱梯形损失：1015735/cos101.352=0.028亿吨 （2-15）15-2煤层工业广场保护煤柱梯形损失：1017625/cos101.352.5=0.035亿吨 （2-16） 工业广场保护煤柱损失量：Zgy=0.05+0.04+0.04+0.028+0.035=0.193亿吨 （2-17）所以矿井的设计可采储量为
35、:Zk=(Zs- Zgy) C （2-18）式中：Zk矿井设计可采储量； Zs矿井可采储量； Zgy矿井工业广场保护煤柱损失量； C矿井采区的回采率，厚煤层不低于0.75，中厚煤层不低于0.8，薄煤层不低于0.85。所以，本矿井设计可采储量Zk=(Zs-Zgy) C=（4.246-0.193）0.75=3.04亿吨 （2-19）3 矿井的年产量、服务年限及一般工作制度3.1 矿井的年产量及服务年限3.1.1 说明矿井的年产量矿井的年产量（生产能力）确定的合理与否，对保证矿井能否迅速投产、达产和产生效益至关重要。而矿井生产能力与井田地质构造、水文地质条件、煤炭储量及质量、煤层赋存条件、建井条件、
36、采掘机械化装备水平及市场销售量等许多因素有关。经分析比较，设计认为矿井的生产能力确定为300万吨/年不仅是可行的，也是合理的，理由如下：1)储量丰富煤炭储量是决定矿井生产能力的主要因素之一。本井田内可采的煤层达到5层，保有工业储量为4.396亿吨，按照300万吨/年的生产能力，能够满足矿井服务年限的要求，而且投入少、效率高、成本低、效益好。2)开采技术条件好本井田煤层赋存稳定，井田面积大，煤层埋藏较深，倾角小，结构简单，水文地质条件及地质构造简单，煤层结构单一，适宜综合机械化开采，可采煤层均为厚煤层，适合高产高效工作面开采。3)具有先进的开采经验近年来，“高产高效”工艺在煤矿成产中有了很大发展
37、，而且该工艺投入少、效率高、成本低、效益好、生产集中简单、开采技术基本趋于成熟。综上所述，由于矿井优越的条件及外部运输条件，有利于把本矿井建设成为一个高产、高效矿井。矿井的生产能力为300万吨是可行的、合理的。3.1.2 矿井的服务年限矿井的设计生产能力宜按工作日330天计算，每天净提升时间为16小时。根据设计，工作面长220米，滚筒采用750毫米，一个工作面生产，一天割10刀，煤的比重为1.35吨/立方米，工作面的采出率为95%。所以矿井的生产能力为： 2200.75104.31.3595%330=300万吨 （3-1）满足矿井的设计生产能力每年300万吨。 根据煤炭设计规范的规定，在计算矿
38、井服务年限时，储量备用系数宜采用1.31.5，本矿井采用1.3。 由矿井的服务年限计算公式6： P=Zk/AK （3-2） 式中： Zk矿井设计可采储量； A矿井的年产量； K矿井储量备用系数，一般取1.3 P=ZkAK =3.040.031.3 =78年根据煤炭工业矿井设计规范关于矿井设计服务年限应符合下列规定，新建矿井及其第一水平的设计服务年限不宜小于表内各年限值表3-1新建矿井设计服务年限Table 3 -1 new mine design service life矿井设计生产能力（Mt/a）矿井设计服务年限（a）第一开采水平设计服务年限（a）煤层倾角25煤层倾角2545煤层倾角456.
39、0及以上70353.05.060301.22.4502520150.450.940201515本矿井服务年限为78年按要求大于其规定值，所以服务年限合理。3.1.3 矿井的增产期和减产期，产量增加的可能性 建井后产量出现增大，其可能性为：1)因在设计中考虑90%的面正规循环率，投产后，由于技术管理水平的提高，可突破90%的面正规循环率，故产量会增大。2)矿井的各个生产环节有一定的储备能力，矿井投产后，迅速突破设计能力，提高了年产量。3)工作面的回采率提高，导致在相同的条件下，产量也会增加。4)采取地质构造简单，储量可靠，因此投产后有可靠的储量及较好的开采条件。3.2 矿井的一般工作制度3.2.
40、1 矿井的工作日数矿井的年工作日数为330天。3.2.2 矿井的工作班数、落矿班数、每班工作时数矿井实施“三八”工作制，即每昼夜两个半采煤工作班和半个检班。采煤班内进行“落、装、运、支、移”工序工作，准备班进行回柱放顶，设备检修，推移转载机、运输平巷胶带输送机等工作；检修班内进行检修设备，以提高生产率。出煤班为两班半，三个班每班工作八个小时。3.2.3 每昼夜提升时数每昼夜净提升时数为16小时。4 井田开拓4.1 井筒形式及位置的确定4.1.1 井筒形式的确定矿井开拓就井筒形式来说，一般有以下几种形式:平硐、立井、斜井和混合式下面就几种形式进行技术分析，然后进行确定采用哪种开拓方式平硐开拓的优
41、点是井下出煤不需要提升转载即可由平硐直接外运，因而运输环节和运输设备少、系统简单、费用低但一般就适用与煤层埋藏较浅，平硐适合在较高的山岭、丘陵或沟谷地区很显然，这种开拓方式不适合本矿井斜井与立井相比，井筒掘进技术和施工设备比较简单，速度快、地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单因而投资较少，建井期较短，斜井适用与煤层埋藏较浅，倾角较大的倾斜煤层且按照皮带斜井设计时，倾角不超过17度的话，此时斜井的长度是非常大的，立井开拓的适用性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯水文等自然条件的限制，立井井筒短，通风阻力小，对深井更为有利。本井田的煤层埋藏较深，地表附近的冲积层又比较薄，用立井开拓不
42、会造成影响，再有一大好处就是井筒开凿以后，其维护费用几乎为零对煤炭提升极为有利。对于本矿井来说平硐和斜井都是不适合的，所以混合式就更不能采用。根据1规定：煤层埋藏较深、表土层较厚、水文地质条件复杂及主要可采煤层赋存比较稳定储量比较丰富等特点本设计采用立井开拓。4.1.2 井筒的位置井筒位置与井筒形式，用途是密切联系的，确定井筒位置是井田开拓的一个重要问题，合理的井筒位置应对井下开采有利，井筒的开掘和使用安全可靠，且地面工业广场的布置合理，本设计井田采用立井井筒，选择井筒位置主要考虑以下几个方面的因素1：1)尽可能使井筒煤柱少压煤，地面工业广场要布置合理，少占良田。2)井筒位置要尽可能在井田储量
43、中心或尽可能地靠近井田储量中心。3)井筒位置的确定应首先考虑有利于第一水平的开采，并兼顾下水平的开采，以减少第一水平的工程量，加快建井速度，并保证第一水平有足够的服务年限。4)为了使井筒的开掘和使用安全可靠，减少其掘进的困难，以及便于维护，应使井筒通过的岩层及表土层具有较好的围岩条件，便于大容积硐室的掘进及维护。5)有利于首采区布置在井筒附近的富煤块段，首采区应少迁村或不迁村。6)水源、电源较近，矿井设在铁路专用线短，道路布置合理。如图所示图4-1井筒位置剖面图Figure 4 -1 shaft location profiles表4-1井筒断面及位置Tablet.4-1 Table of economic comparison井筒名称井筒用途净断面/m2井筒长度/m井口位置坐标 经纬坐标主 井提煤进风33.1792542448-91458副 井运料、运矸进风、行人33.1790542540-91342 风 井 回风兼作安全出口23.7588542781-91284主井、副井、风井断面图见图4-2、4-3、4-4主井、副井、风井井筒及其装备技术特征见表4
