杜兒坪礦設(shè)計(jì)說明書

1、中 國(guó) 礦 業(yè) 大 學(xué)采礦學(xué)課程設(shè)計(jì)姓 名： 薛 鵬 學(xué) 號(hào)： 05102325 學(xué) 院： 礦業(yè)工程學(xué)院 專 業(yè)： 采礦工程 設(shè)計(jì)題目： 杜兒坪煤礦1.8 Mt/a新井設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 曹安業(yè)/荊升國(guó) 2013年7月10日 徐州目錄1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征11.1礦區(qū)概述11.1.1交通位置11.1.2地形11.1.3河流水系11.1.4氣象及地震情況11.1.5電源和水源21.1.6其他情況21.2井田地質(zhì)特征31.2.1含煤地層及地質(zhì)構(gòu)造31.2.2水文地質(zhì)條件41.3煤層特征51.3.1煤層特征61.3.2煤質(zhì)61.3.3瓦斯、煤塵、煤的自燃性用地溫72井田境界和儲(chǔ)量92.1井田境界9

2、2.1.1井田范圍9 2.1.2井田尺寸92.2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量9 2.2.1井田地質(zhì)勘探9 2.2.2 儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ)9 2.2.3 礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算102.3礦井可采儲(chǔ)量11 2.3.1 井田邊界保護(hù)煤柱12 2.3.2 斷層保護(hù)煤柱12 2.3.3 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱12 2.3.4主要井巷煤柱13 2.3.5井筒保護(hù)煤柱13 2.3.6礦井可采儲(chǔ)量143礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限153.1礦井工作制度153.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限153.2.1 確定依據(jù)153.2.2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力153.2.3 礦井服務(wù)年限153.2.4 井型校核164井田開拓184.1井田開拓的基本問

3、題184.1.1 井筒形式、數(shù)目的確定184.1.2 井筒位置的選擇194.1.3階段劃分和開采水平的確定204.1.4井田劃分204.1.5主要開拓巷道204.1.6 開拓方案比較20參考文獻(xiàn)25采礦學(xué)課程設(shè)計(jì) 第24頁(yè)1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1礦區(qū)概述1.1.1交通位置西山礦區(qū)位于西山煤田之東北邊緣，地屬太原市河西區(qū)，東距太原市20公里。杜兒坪井田在西山礦區(qū)之北部，西銘礦之南官地礦之北，地理位置為東經(jīng)112°45，北緯37°40。杜兒坪礦區(qū)（以下簡(jiǎn)稱井田）內(nèi)多為溝谷山梁，地形切割劇烈，且大部分地區(qū)被森林覆蓋。井田內(nèi)交通除太寧公路從礦區(qū)北部通過，太古戰(zhàn)備公路從礦區(qū)南部

4、穿過外，村莊之間皆有羊腸小道相連，與公路僅有簡(jiǎn)易砂石路相通，交通不甚便利。但礦區(qū)對(duì)外交通卻十分便利，鐵路、公路均可經(jīng)太原市通往全國(guó)各地，礦區(qū)距太原五一廣場(chǎng)19.8km。鐵路有太古直達(dá)，公路有市郊線直達(dá)，終日班車往返。交通位置見附圖1-1。1.1.2地形：井田位于山西高原呂梁山脈中段東翼，總體呈西南高、東北低的中山地區(qū)。井田內(nèi)山高坡陡，溝谷深切多呈“V”字形，緩坡和低山地區(qū)有黃土黃土零星分布，山脊及坡陡處巖層裸露，風(fēng)化剝蝕作用強(qiáng)烈，溝底多砂礫石。全井田大部分為松林植被，北部尤甚。井田內(nèi)最高點(diǎn)在石千峰山，海拔標(biāo)高為1775m，最低點(diǎn)在井田東南部的子房溝內(nèi)，海拔標(biāo)高為1057.7m，最大相對(duì)高差為7

5、17m。一般相對(duì)高差為300m左右。1.1.3河流水系本區(qū)屬黃河流域、汾河水系，主石千峰山與官地礦擴(kuò)區(qū)內(nèi)廟前山（海拔標(biāo)高1865.8m）組成了西北一東南走向的分水嶺。主要溝谷呈放射狀向東、南、西各向分布，如井兒溝、南峪溝、虎峪溝、北石溝、峪道川、新華溝等都源自石千峰山，均為季節(jié)性河流溝谷，平時(shí)干枯無水或僅有溪流，唯在大雨過后短時(shí)內(nèi)水量較大，并在下游匯合后流入汾河。1.1.4氣象及地震情況1）氣象該區(qū)屬于暖溫帶、大陸性季風(fēng)氣候。冬季嚴(yán)寒少雪，春季干燥多風(fēng)，夏、秋季雨量集中，四季分明，晝夜溫差大，日照充足。 據(jù)山西省氣象局近四十年資料統(tǒng)計(jì)：（1）氣溫：年均9.5，最低氣溫在1月份，平均-7，極端最

6、低氣溫-27.5；最高氣溫在7月份，平均23.7，極端最高氣溫39.4。（2）降水量：年降水量平均495.9mm，年降水量最大749mm，年降水量最小216.1mm，日降水量最大183.5mm。每年7、8、9三個(gè)月降水量占全年降水量60%左右。（3）蒸發(fā)量：年平均蒸發(fā)量1849.3mm，年最高蒸發(fā)量2080.0mm，年低蒸發(fā)量1427.5mm。（4）風(fēng)力與風(fēng)速：年平均風(fēng)速2.5m/s，多西北風(fēng)，極端最大風(fēng)速18.7m/s。最大4月份，平均風(fēng)速3.3m/s，7、8、9月份最小平均風(fēng)速1.82m/s。（5）結(jié)冰和解凍：每年初霜日期10月上旬，終霜日期翌年4月中旬，歷時(shí)半年之久。土壤凍結(jié)在11月底或

7、12月初，凍結(jié)深度為80cm。2）地震 根據(jù)山西省地震局78省震字第29號(hào)文，地震設(shè)防烈度為6°7°。1.1.5電源和水源1. 供電電源礦井由杜兒坪110kV變電站供電，現(xiàn)有356kV變電站兩座，6kV開閉所兩座，兩個(gè)變電站均采用雙回路供電，兩回路電源均來自杜兒坪110kV變電站相應(yīng)電壓等級(jí)的不同母線段，杜兒坪110kV變電站已與電力系統(tǒng)電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，礦井電源供電可靠。2. 供水水源 本區(qū)淺層水和地表水五利用價(jià)值，礦井供水水源取自水量豐富、水質(zhì)優(yōu)良的奧灰水，利用神井泵抽至地面。另外，礦井涌水排至地面經(jīng)處理達(dá)到復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)后也可用于礦井生產(chǎn)。兩部分水可滿足井下生產(chǎn)要求。1.1.6其他

8、情況太原市為一重工業(yè)城市，在礦區(qū)東部有熱點(diǎn)廠、紡織廠、磚瓦廠等工廠，市區(qū)北部有太原鋼鐵廠。礦區(qū)內(nèi)除煤礦外，還有石膏廠、水泥廠、石渣廠、石灰廠、硫磺廠等工廠。沿山邊一帶開采石灰?guī)r，黃鐵礦，石膏礦等礦。礦區(qū)內(nèi) 居民絕大多數(shù)為煤礦工人，食品及勞動(dòng)力均需外地供應(yīng)。建筑木材及坑木非常缺乏，必須外地支援。圖1-1杜兒坪礦交通位置圖1.2井田地質(zhì)特征1.2.1含煤地層及地質(zhì)構(gòu)造1. 含煤地層本井田主要含煤地層為石二疊系下統(tǒng)山西組：從K5砂巖底至K6砂巖底。是本井田主要含煤地層。由灰、淺灰色砂巖，深杰、灰黑色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及黑色泥巖為主體，含4、3、3上、2、1、03、02、01號(hào)8層煤，其中2號(hào)為主要可采

9、煤層。全組厚34.3588.34m，平均63.59m，由東向西有逐漸增厚的趨勢(shì)。該組地層沉積時(shí)脫離了海侵的影響，轉(zhuǎn)入了過渡相，陸相沉積，地殼活動(dòng)的不均衡，造成巖相變化很大，旋回結(jié)構(gòu)不甚明顯，煤層對(duì)比比較困難。2號(hào)煤層為本組發(fā)育最好的一層煤，層位穩(wěn)定，全井田可采，上距K6砂巖30m左右，對(duì)比較易；1號(hào)煤下距2號(hào)煤4m左右部分可采，但未算入井田地質(zhì)儲(chǔ)量。02號(hào)煤層位于本組上部，上距K6砂巖6m左右，常含1-2層夾石，頂板多為砂質(zhì)泥巖，富含植物化石，而區(qū)別于本組其他煤層基本不可采。01號(hào)煤層直接覆于K6砂體之下或間距很小基本不可采。03號(hào)煤層位于02號(hào)煤層與1號(hào)煤層之間，主要依據(jù)層間距及層序確定其層

10、位，但02號(hào)煤與2號(hào)煤之間只有一層煤時(shí)，究竟是03號(hào)煤還是1號(hào)煤，尚需進(jìn)一步確定，03號(hào)煤也基本不可采。主采煤層柱狀圖見圖12。2.地質(zhì)構(gòu)造本井田位于西山煤田東北隅，受新華夏系泰山式扭性斷裂的影響，其構(gòu)造形跡西部受馬蘭向斜，東部受邊山大斷裂（風(fēng)聲河斷層、圪撩溝斷層），南部受杜兒坪斷裂帶，北部受賽莊王封斷裂的制約?？傮w為，地層走向大致北西南東，向南西傾斜，傾角3°12°，一般5°左右。井田內(nèi)的斷層、褶曲、陷落柱對(duì)煤礦正常生產(chǎn)都有不同程度的影響?，F(xiàn)將井田內(nèi)主要構(gòu)造分述如下：（1）斷層井田內(nèi)主要斷層為北東及東東向高角度正斷層，與主要褶曲軸向大體一致。落差大于20m的大型

11、斷層有杜兒坪中部斷層。其余多為落差2m左右，延伸短，平行排列的小斷層，形成階梯狀或地壘、地塹構(gòu)造。井下所見小斷層甚多，是由許多近似平行，落差一般在2m左右的小斷層組成，走向北東，其延伸長(zhǎng)度，長(zhǎng)者千余米，短者百余米，對(duì)生產(chǎn)影響小。（2）褶曲杜兒坪井田在石千峰向斜為主體的控制下，伴生次一級(jí)短軸褶曲，形成井田內(nèi)部的基本構(gòu)造形態(tài)，褶曲兩翼地層平緩，其形態(tài)地表不易察看。從煤層底板等高線圖上看，在石千峰向斜北翼的次一級(jí)褶曲，其軸向都表現(xiàn)為北北東或大致南北向，兩翼不對(duì)稱，在向斜南翼的次一級(jí)褶曲由于受杜兒坪斷裂還的影響，其走向表現(xiàn)為北東、北北東向，與杜兒坪斷層、石千峰向斜大致平行。（3）陷落柱杜兒坪礦陷落柱較

12、多，但比較小，對(duì)生產(chǎn)影響不不大。（4）節(jié)理地面裸露巖層，節(jié)理比較發(fā)育，從調(diào)查測(cè)量結(jié)果來看，梅洞溝、溝東梁一帶，以北15°東和北75°西兩組較為發(fā)育，在馬圪臺(tái)附近以北55°東和北30°西兩組較為發(fā)育，其北東一組與杜兒坪斷層近似平行，且北東組有切割北西組的現(xiàn)象，這四組節(jié)理面都表現(xiàn)為平直、緊閉、傾角大的特點(diǎn)，有些節(jié)理面充填鈣質(zhì)薄膜，表現(xiàn)為較規(guī)則的棋盤格式構(gòu)造，從構(gòu)造形態(tài)和力學(xué)性質(zhì)分析，兩對(duì)X形節(jié)理為兩組共軛扭裂面所組成。（5）滑坡井田內(nèi)溝谷切割劇烈，地形復(fù)雜，相對(duì)高差大，故易于滑坡的形成。在虎峪溝、四達(dá)溝、小虎峪溝、南峪溝皆有所見，其形態(tài)各異，大小不等，多呈扇

13、形，滑移巖體大者寬350m，長(zhǎng)200m。煤系地層多為較松軟的巖石組成，長(zhǎng)期風(fēng)化剝蝕作用，裂隙發(fā)育，上覆巖層在層間水及重力作用下失去平衡，產(chǎn)生塌落或整體下滑形成滑坡體，它對(duì)工程建筑影響很大。值得注意的是，滑坡、亂石堆積和陷落柱有時(shí)共生，很難區(qū)分，陷落柱常有潛伏于滑坡和亂石堆積之下者。（6）巖漿巖杜兒坪井田無巖漿活動(dòng)。1.2.2水文地質(zhì)條件井田內(nèi)地層出露自東而西由老到新依次為奧陶系中統(tǒng)、石炭系中、上統(tǒng)、二疊系、三疊系下統(tǒng)。主要含水巖組有奧陶系中統(tǒng)馬家溝組、峰峰組，石炭系上統(tǒng)太原組，二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組。其中上馬家溝組富水性強(qiáng)，峰峰組局部富水性強(qiáng)，其余富水性弱。1.奧陶系中統(tǒng)奧陶系中統(tǒng)在井田

14、內(nèi)揭露最厚174.44m，結(jié)合井田外圍資料可看出奧陶系中統(tǒng)分為峰峰組（厚約120m），上、下馬家溝組（厚300350m），地層全厚500m左右。2.峰峰組峰峰組分下下兩段。上段：巖性以深灰、灰色厚層狀石灰?guī)r為主，夾黃、灰白色泥灰?guī)r，頂部為古風(fēng)化殼充填物，厚一般小于70m；下段：為泥質(zhì)灰?guī)r夾石膏層，厚約60m。上段灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育，巖溶多呈峰窩狀、串珠狀、局部可見溶洞。在白家莊礦區(qū)其標(biāo)高郵于你于奧灰水承壓水位而含水，含水層在風(fēng)化殼下20m至下段第一層泥灰?guī)r石膏帶之間。由于巖溶發(fā)育不均造成富水性差異，導(dǎo)致不同地段水位、水量相差很大，甚至無統(tǒng)一承壓面，單位涌水量在15L/s.m之間，水位標(biāo)高802.

15、8m，煤田西部高者可達(dá)1311.0m，但在杜兒坪井田的局部山于其標(biāo)高高于奧灰承壓水位而不含水。3.馬家溝組(1)上馬家溝組：巖性以厚層質(zhì)純石灰?guī)r為主，夾薄層泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，底部貂皮灰?guī)r為相對(duì)隔水層，全組厚200m左右。淺部巖溶裂隙發(fā)育，巖溶呈串珠狀、峰窩狀，有中小溶洞，由于富水而成為西山煤田及本礦最要主要的含水組。單位涌水量0.0004138.91L/s.m，一般0.49 L/s.m，滲透系數(shù)為70.11m/d，水位標(biāo)高779826m。(2)下馬家溝組（O2X）：巖性以灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主，厚約110m左右且富水。在煤田東部補(bǔ)給區(qū)巖溶裂隙發(fā)育，深部不發(fā)育，單位涌水量0.2614.

16、56 L/s.m，滲透系數(shù)1.4317.48m/d。4.石炭系上統(tǒng)石炭系上統(tǒng)太原組由砂質(zhì)泥巖、泥巖、砂巖、煤、石灰?guī)r組成，厚88m左右。自上而下東大窯灰?guī)r（L5）、斜道灰?guī)r（L4）、毛兒溝灰?guī)r（K7）、廟溝灰?guī)r（L1）、晉祠砂巖（K1）等含水層。根據(jù)勘探混合抽水試驗(yàn)結(jié)果，單位涌水量0.00090.03 L/s.m，滲透系數(shù)0.001320.32m/d,鉆探進(jìn)入毛兒溝灰?guī)r時(shí)沖洗液消耗量明顯增大。井下揭露太原組含水層時(shí)，局部揭露點(diǎn)有滴水現(xiàn)象，但水量很小，說明該巖組含水性徽弱。5.二疊系下統(tǒng)(1)山西組：由砂質(zhì)泥巖、泥巖、煤、砂巖組成，地層厚64m左右。底部北岔溝砂巖為含水層，灰白色，以中粗粒石英、

17、長(zhǎng)石為主，含礫，泥質(zhì)膠結(jié)，交錯(cuò)層理，節(jié)理發(fā)育，一般厚522m，鉆孔抽水試驗(yàn)結(jié)果，單位涌水量0.000077 L/s.m，滲透系數(shù)0.0004m/d，井下揭露點(diǎn)大都無水。北岔溝砂巖含水性微弱。(2)下石盒子組：由砂質(zhì)泥巖、泥巖、砂巖組成。底部駱駝脖砂巖與下石盒子組下下段分界砂巖K7為含水層。駱駝脖砂巖：灰白色，以中粒石英、長(zhǎng)石為主，泥質(zhì)膠結(jié)，厚0.8020.70m，鉆孔抽水試驗(yàn)結(jié)果，單位涌水量0.00047 L/s.m，滲透系數(shù)0.0036m/d，含水性微弱。K7砂巖：黃綠色，以中粗粒石英、長(zhǎng)石為主，鈣質(zhì)膠結(jié)，厚約1m，抽水試驗(yàn)無水。井田與煤層有直接水力聯(lián)系的各含水層所含地下水全是基巖裂隙水，從

18、抽水試驗(yàn)結(jié)果看，各含水量單位涌水理均小于0.1 L/s.m，含水微弱，表明杜兒坪礦水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。通過勘探，可得出井田內(nèi)水位標(biāo)高799-826m，可以肯定杜兒坪礦井田可采煤層全部位于奧灰水位之上。2010年前礦井預(yù)計(jì)噸煤含水系數(shù)0.371-0.70m3，年涌水量預(yù)計(jì)113.1-210.0萬m3，日排水量3050-5750m3。1.3煤層特征1.3.1煤層特征山西組含013號(hào)煤等7層，煤層總厚7.71m，地層厚度63.59m，含煤系數(shù)12.1%。 1.1號(hào)煤層位于山西組上部，上距03號(hào)煤約5m，下距2號(hào)煤4m左右。井田東北部尖滅，南部也有3小片尖滅區(qū)。見煤點(diǎn)厚度0.201.10m，平均0.55

19、m，井田內(nèi)厚度多小于0.5m，可采區(qū)位于井田東部，可采面積5.3Km2。不含夾石，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。頂板多為砂質(zhì)泥巖、泥巖，少數(shù)為中細(xì)粒砂巖及粉砂巖。底板為細(xì)粒砂巖、砂質(zhì)泥巖，局部為中粒砂巖、粉砂巖用泥巖。煤層變異系數(shù)40%，可采系數(shù)19%，現(xiàn)未算入可采煤層。 2.2號(hào)煤層位于山西組中部，上距駱駝脖砂巖（K6）30md左右，煤厚1.024.04m，平均2.88m。總體上看，東部厚，西部薄，厚度變化明顯。西部厚度多小于2m，最薄為杜932號(hào)孔，厚1.02m。東部厚度大于3m，最厚為36號(hào)孔，厚達(dá)4.04m，東南角局部厚度小于3m。一般不含夾石，局部含12層，厚度多小于0.3m，巖性為中細(xì)粒砂巖、粉砂巖，

20、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。頂板多為砂質(zhì)泥巖、泥巖，局部為中細(xì)粒砂巖、粉砂巖，底板為中細(xì)粒砂巖、砂質(zhì)泥巖，局部為泥巖、砂巖和炭質(zhì)泥巖。煤層變異系數(shù)33%，可采系數(shù)100%，本層屬全井田穩(wěn)定可采煤層。1.3.2煤質(zhì)1.物理性質(zhì)各煤層均為黑色，玻璃光澤，斷口為貝殼、參差狀、內(nèi)生裂隙及外生裂隙均發(fā)育，以條帶狀結(jié)構(gòu)為主，亦有線理狀、透鏡狀結(jié)構(gòu)。構(gòu)造有層狀、塊狀構(gòu)造。2.化學(xué)性質(zhì)各煤層原煤灰分平均什16.4636.83%，2號(hào)煤低。2號(hào)煤層原煤硫分以在0.501.00%之間。2號(hào)煤層原煤揮發(fā)分平均值15.0022.11%。煤中碳元素含量平均值90.4591.58%。氫元素含量平均值4.164.70%。氮元素含量平均值1.

21、221.51%。煤層原煤高位發(fā)熱量平均值23.5129.40MJ/Kg。煤層膠質(zhì)層厚度08.9mm。煤層煤質(zhì)特征如下：2號(hào)煤為低中灰、低硫的瘦煤、貧瘦煤，煤質(zhì)變化中等；各煤層煤灰成分酸性礦物均在80%以上，因而其灰熔融性（ST）為難熔灰或難熔灰和少量高熔灰。圖12 主采煤層附近綜合柱狀圖1.3.3瓦斯、煤塵、煤的自燃性用地溫1.瓦斯19781988年礦井絕對(duì)瓦斯涌出量由12.40m3/min增加到99.40m3/min，1988年至今，礦井瓦斯絕對(duì)涌出量一般均在90105m3/min之間；19781987年，礦井瓦斯相對(duì)涌出量先降后升，1987年后基本穩(wěn)定在1520m3/t之間。2004年礦井

22、瓦斯鑒定結(jié)果為：絕對(duì)瓦斯通出量124.14m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量17.65m3/t，屬高瓦斯礦井。井下瓦斯測(cè)定資料表明，礦井內(nèi)短軸褶曲和中、小型斷裂多為擠壓性封閉構(gòu)造，透氣性差，瓦斯含量較其它部位高；而在陷落柱附近，因其結(jié)構(gòu)松散、孔隙發(fā)育，透氣性好，往往將臨近煤巖層溝通，使礦井瓦斯涌出量高于其它部位。礦井生產(chǎn)能力分布不均衡，導(dǎo)致區(qū)域瓦斯絕對(duì)涌出量與相對(duì)涌出量也不盡相同。即產(chǎn)量大的區(qū)域，絕對(duì)涌出量大，相對(duì)涌出量小，反之則相反。隨著煤層開采深度的增加，煤層瓦斯含量、礦井瓦斯涌出量均有所增加。生產(chǎn)中實(shí)測(cè)資料表明，開采深度每下降100m，礦井瓦斯相對(duì)涌出量增加2m3/t左右。2.煤塵和煤的自燃本

23、礦歷年測(cè)定的煤塵爆炸指數(shù)在12.519.28%之間，表明本礦煤塵具有爆炸性。1994年所做的煤塵爆炸性試驗(yàn)表明各煤層煤塵均有爆炸性。1994年做的自燃傾向鑒定表明各煤層均為二類自燃，介于易自燃和難自燃之間。19911995年所作的燃點(diǎn)試驗(yàn)表明，2號(hào)煤層為正常煤，未氧化，均為不易自燃。3.地溫經(jīng)計(jì)算，井溫梯度1.44°C/100米。據(jù)采掘證實(shí)，采掘工作面溫度與季節(jié)有關(guān)，冬季為10°C，夏季為20°C，春秋兩季一般為1016°C。勘探和采掘過程中均未發(fā)現(xiàn)地溫異常，從目前情況看，井田應(yīng)屬地溫正常區(qū)。2井田境界和儲(chǔ)量2.1井田境界2.1.1井田范圍 西山礦區(qū)位于

24、西山煤田之東北邊緣，地屬太原市河西區(qū)，東距太原市20公里。杜兒坪井田在西山礦區(qū)之北部，西銘礦之南官地礦之北，地理位置為東經(jīng)112°45，北緯37°40。 井田東部以經(jīng)線37621000為界，西部以經(jīng)線37610000為界，南起緯線4184000、北止緯線4194000。2.1.2井田尺寸 井田的走向最大長(zhǎng)度為6.26 km，最小長(zhǎng)度2.84km，平均長(zhǎng)度為5.46km。 井田的傾斜方向的最大長(zhǎng)度為10.40 km，最小長(zhǎng)度為3.20km，平均長(zhǎng)度為8.87 km。 煤層的傾角最大為6.7°，最小為2.4°，平均為3.5°。 井田水平寬度5.50

25、km，根據(jù)煤層底板等高線圖，利用AUTOCAD計(jì)算得井田水平面積為52.67 km2。圖2.1 井田賦存狀況示意圖2.2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量2.2.1井田地質(zhì)勘探 （1）參加資源/儲(chǔ)量估算的煤層 本次參加資源/儲(chǔ)量估算的煤層主要是2號(hào)煤層。 （2）資源/儲(chǔ)量估算的范圍 以整個(gè)井田為儲(chǔ)量估算范圍。即東部以經(jīng)線37621000為界，西部以經(jīng)線37610000為界，南起緯線4184000、北止緯線4194000。2.2.2 儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ)（1）根據(jù)本礦的井田地質(zhì)勘探報(bào)告提供的煤層儲(chǔ)量計(jì)算圖計(jì)算；（2）根據(jù)煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范和煤炭工業(yè)技術(shù)政策規(guī)定：煤層最低可采厚度為0.70 m，原煤灰分40%；（3）依據(jù)國(guó)

26、務(wù)院過函（1998）5號(hào)文關(guān)于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問題的批復(fù)內(nèi)容要求：禁止新建煤層含硫份大于3%的礦井。硫份大于3%的煤層儲(chǔ)量列入平衡表外的儲(chǔ)量；（4）儲(chǔ)量計(jì)算厚度：夾石厚度不大于0.05 m時(shí)，與煤分層合并計(jì)算，復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的夾石總厚度不超過每分層厚度的50%時(shí)，以各煤分層總厚度作為儲(chǔ)量計(jì)算厚度；（5）井田內(nèi)主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，勘探工程分布比較均勻，采用地質(zhì)塊段的算術(shù)平均法。（6）煤層容重：2#煤層容重為1.4t/m3 。2.2.3 礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)地質(zhì)勘探，煤層厚度和質(zhì)量均合乎開采要求，地質(zhì)構(gòu)造比較清楚。 本礦井設(shè)計(jì)針對(duì)2

27、號(hào)煤層經(jīng)行開采設(shè)計(jì)，煤層平均厚度為2.88m,平均傾角為3.5。本次儲(chǔ)量計(jì)算是在精查地質(zhì)報(bào)告提供的1：10000線圖上計(jì)算的，儲(chǔ)量計(jì)算可靠。由于煤層產(chǎn)狀、厚度、煤質(zhì)比較穩(wěn)定，本次儲(chǔ)量計(jì)算采用地質(zhì)塊段法。根據(jù)每個(gè)面積小塊的等高線水平間距和高差計(jì)算出面積小塊的煤層傾角，用CAD命令計(jì)算面積小塊的水平面積，由此可計(jì)算得出每個(gè)塊段的不同儲(chǔ)量，礦井地質(zhì)總儲(chǔ)量即為各塊段儲(chǔ)量總和。根據(jù)地質(zhì)勘探情況，杜兒坪煤礦儲(chǔ)量計(jì)算塊段劃分如圖2.2所示。圖2.2 礦井塊段劃分圖根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范，以及在CAD中求得的井田面積可以求得以下各儲(chǔ)量類型的值：（1）礦井地質(zhì)資源量礦井地質(zhì)資源量可由以下等式計(jì)算： Zz=m

28、15;S××10-6/cos （2-1）式中：Zz礦井地質(zhì)資源量，Mt；m煤層平均厚度，m；S井田塊段面積，m2；煤容重，1.4 t/m3。將各參數(shù)代入式（2-1）中可得表2-1，所以地質(zhì)儲(chǔ)量為：Zz =210.91Mt表2-1 煤層地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算塊段名稱含煤情況傾角/(°)塊段面積/(m2)煤層厚度/(m)容重/(t/m3)儲(chǔ)量核算/(Mt)A2#2.1134960061.611.430.44B2#3.482063672.791.432.11C2#1.0114111473.801.460.72D2#4.5193809543.221.487.64資源儲(chǔ)量210.91

29、（2）礦井工業(yè)儲(chǔ)量根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源量中，60%探明的，30%控制的，10%推斷的。根據(jù)煤層厚度和煤質(zhì)，在探明的和控制的資源量中，70%的是經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，30%的是邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，則礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量由式計(jì)算。礦井工業(yè)儲(chǔ)量可用下式計(jì)算： Zg=Z111b+Z122b+Z2m11+Z2m22+Z333k （2-2）式中：Zg礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量；Z111b探明的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量；Z122b控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量；Z2m11探明的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量；Z2m22控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量；Z333推斷的資源量；k可信度系數(shù)，取0.70.9。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、煤層賦存穩(wěn)

30、定的礦井， Z111b= Zz×60%×70%=88.58MtZ122b= Zz×30%×70%=44.29MtZ2m11= Zz×60%×30%=37.96MtZ2m22= Zz×30%×30%=18.98MtZ333k= Zz×10%×80%=16.87Mt因此將各數(shù)代入式（2-2）得：Zg =206.68Mt2.3礦井可采儲(chǔ)量根據(jù)安全煤柱留設(shè)原則可知：1、工業(yè)場(chǎng)地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱；2、各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用巖層移

31、動(dòng)角確定工業(yè)場(chǎng)地、村莊煤柱；3、維護(hù)帶寬度：風(fēng)井場(chǎng)地20 m，村莊10 m，其他15 m；4、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)井田邊界留設(shè)保護(hù)煤柱；5、工業(yè)場(chǎng)地占地面積，根據(jù)煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說明中第十五條，工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)見表2-2。2.3.1 井田邊界保護(hù)煤柱根據(jù)杜兒坪煤礦的實(shí)際情況，按照煤礦安全規(guī)程的有關(guān)要求，可留設(shè)井田邊界煤柱30m。井田邊界保護(hù)煤柱的損失按下式計(jì)算： P1=H×L×m××10-6 （2-3）式中：P1井田邊界保護(hù)煤柱損失，Mt。H井田邊界煤柱寬度，30 m；L井田邊界長(zhǎng)度，30378.22m；m煤層厚度，2.88m；煤層容重，1.4

32、t/m3。帶入數(shù)據(jù)計(jì)算可得：P1=3.67Mt2.3.2 斷層保護(hù)煤柱根據(jù)杜兒坪煤礦的實(shí)際情況，井田中有斷層，按照煤礦安全規(guī)程的有關(guān)要求，斷層兩側(cè)各留設(shè)30m的保護(hù)煤柱，因此斷層保護(hù)煤柱損失可得： P2=Li×m××30×10-6 （2-4） 式中：P2煤柱損失，Mt；Li斷層上盤或下盤長(zhǎng)度，m；m煤層厚度，2.88m；煤層容重，1.4t/m3。故：P2=5487.6×2.88×1.4×30×10-6=0.66Mt2.3.3 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱工業(yè)廣場(chǎng)的占地面積根據(jù)煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說明第十五條，工業(yè)

33、場(chǎng)地面積指標(biāo)見表2-2。本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.8Mt/年，所以取工業(yè)廣場(chǎng)的尺寸為400 m×540 m的長(zhǎng)方形。煤層的平均傾角為3.5°，工業(yè)廣場(chǎng)的中心處在井田走向的中央，傾向中央偏于煤層中上部，其中心處埋藏深度為+1100m，該處表土層風(fēng)氧化帶厚度為15 m，主井、副井，地表建筑物均布置在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。工業(yè)廣場(chǎng)按II級(jí)保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為15m。本礦井的地質(zhì)條件及沖積層和基巖移動(dòng)角見表2-2和表2-3。表2-2 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)井型（萬t/a）占地面積指標(biāo)（公頃/10萬t）240及以上1.0120-1801.245-901.59-301.8表2-3 巖層移動(dòng)角廣場(chǎng)中心

34、深度/m煤層傾角煤層厚度/m沖積層厚度/m11003.5°2.881545757560由此根據(jù)上述以知條件，畫出如圖2.3所示的工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱的尺寸：由圖可得出保護(hù)煤柱的尺寸為：由AUTOCAD軟件量的梯形的面積分別是：484146.08m2S=484146.08/cos3.5°=485050.80 m2則：工業(yè)廣場(chǎng)的煤柱量為： Z=S×m× （2-5）式中： Z工業(yè)廣場(chǎng)煤柱量，Mt；S工業(yè)廣場(chǎng)壓煤面積，m2；m煤層厚度，2.88m；R煤的容重，1.4t/m3。則：Z =485050.80×2.88×1.4×10-6=1.

35、96Mt圖2.3 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱2.3.4主要井巷煤柱主要井巷煤柱是指大巷保護(hù)煤柱，大巷中心距離為60m，大巷兩側(cè)的保護(hù)煤柱寬度各位50m。布置大巷長(zhǎng)度為9318.18m，大巷保護(hù)煤柱壓煤量為9375.86×200×2.88×1.4×10-6=7. 56Mt2.3.5井筒保護(hù)煤柱主、副井井筒和風(fēng)井井筒保護(hù)煤柱在工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，故井筒保護(hù)煤柱損失量為0。綜上，礦井的永久保護(hù)煤柱損失量匯總見表2-4。表2-4 巖層移動(dòng)角永久保護(hù)煤柱損失量煤柱類型儲(chǔ)量/Mt井田邊界保護(hù)煤柱3.67斷層保護(hù)煤柱0.66工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱1.96大巷保護(hù)煤柱7.56井筒保

36、護(hù)煤柱0合計(jì)13.852.3.6礦井可采儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量式（2-6）計(jì)算： Zk=（Zg -P）C （2-6）式中Zk礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量；P礦井永久保護(hù)煤柱損失量；13.85Mt;C采區(qū)采出率，厚煤層不小于75%；中厚煤層不小于80%；薄煤層不小于85%。由于2號(hào)煤厚2.88 m，屬于中厚煤層，此處取0.80。則：Zk=（Zg -P）C =（206.68-13.85）×0.8=154.264 Mt3礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.1礦井工作制度按照煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定，參考關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改的說明，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日330 d計(jì)算，“三八”制

37、作業(yè)（兩班生產(chǎn)，一班檢修），每日兩班出煤，凈提升時(shí)間為16 h。3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.2.1 確定依據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范第2.2.1條規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國(guó)家對(duì)煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定：（1）資源情況：煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井，煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大；（2）開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市）、交通（鐵路、公路、水運(yùn)）、用戶、供電、供水、建筑材料及勞動(dòng)力來源等。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模，否則

38、應(yīng)縮小規(guī)模；（3）國(guó)家需求：對(duì)國(guó)家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測(cè)是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)；（4）投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。3.2.2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力本礦井井田范圍內(nèi)煤層賦存簡(jiǎn)單，地質(zhì)條件較好，煤層平均厚度2.88 m，煤層平均傾角3.5°，屬近水平煤層，易于發(fā)揮工作面生產(chǎn)能力。目前全國(guó)煤炭市場(chǎng)需求量大，經(jīng)濟(jì)效益好，同時(shí)結(jié)合本礦區(qū)的煤炭?jī)?chǔ)量，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.8Mt/a。3.2.3 礦井服務(wù)年限礦井可采儲(chǔ)量Zk、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A和礦井服務(wù)年限T三者之間的關(guān)系為： （3-1）式中：T 礦井服務(wù)年限，

39、a；Zk 礦井可采儲(chǔ)量，154.264Mt；A 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，1.80 Mt/a；K 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)。礦井投產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高，礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要有一定的儲(chǔ)備能力。例如局部地質(zhì)條件變化，使儲(chǔ)量減少；或者礦井由于技術(shù)原因，使采出率降低，從而減少了儲(chǔ)量，因此，需要考慮儲(chǔ)量備用系數(shù)。煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范第2.2.6條規(guī)定：計(jì)算礦井服務(wù)年限時(shí)，儲(chǔ)量備用系數(shù)宜采用1.31.5。結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的具體情況，礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)選定為1.4。把數(shù)據(jù)代入式3-1得礦井服務(wù)年限：3.2.4 井型校核（1）礦井開采能力校核杜兒坪煤礦2號(hào)煤層為中厚煤層，煤層平均傾角為3.5°，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，賦存較穩(wěn)定，考慮到

40、礦井的儲(chǔ)量，可以布置單個(gè)綜采工作面即可滿足礦井的設(shè)計(jì)能力。（2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核礦井設(shè)計(jì)為大型礦井，開拓方式為雙斜井開拓。井下煤炭運(yùn)輸采用鋼絲繩芯膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)膠帶輸送機(jī)到大巷膠帶輸送機(jī)運(yùn)到井底煤倉(cāng)，運(yùn)輸連續(xù)、能力大，自動(dòng)化程度高，機(jī)動(dòng)靈活；井下矸石、材料和設(shè)備采用軌道運(yùn)輸，運(yùn)輸能力大，調(diào)度方便靈活。（3）通風(fēng)安全條件的校核本礦井為高瓦斯礦井，瓦斯涌出量高，煤塵爆炸性低，礦井投產(chǎn)前后期均采用中央并列式通風(fēng)。軌道巷和膠帶運(yùn)輸巷進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)巷回風(fēng)，工作面采用后退式U型通風(fēng)。（4）儲(chǔ)量條件校核井田的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)于礦井的可采儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證礦井有足夠的服務(wù)年限。礦井服務(wù)年限

41、的公式為：即本礦井的開采服務(wù)年限符合規(guī)范的要求。注：確定井型是要考慮備用系數(shù)的原因是因?yàn)榈V井每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲(chǔ)備能力，礦井達(dá)產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高，局部地質(zhì)條件變化，使儲(chǔ)量減少，有的礦井由于技術(shù)原因使采出率降低，從而減少儲(chǔ)量，為保證有合適的服務(wù)年限，確定井型時(shí)，必須考慮備用系數(shù)。（5）第一水平服務(wù)年限校核根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范第2.2.5條規(guī)定：礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與服務(wù)年限相適應(yīng)，才能獲得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。井型和服務(wù)年限的對(duì)應(yīng)要求見表3-1。第一開采水平服務(wù)年限為： 由表3-1可知：煤層傾角低于25°，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.22.4 Mt/a時(shí)，礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限不宜小于50年，第一

42、開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限不宜小于25年。本設(shè)計(jì)中，煤層傾角低于25°，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.8Mt/a，礦井服務(wù)年限為61.22年，第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限為61.22年，符合煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。表3-1 我國(guó)各類井型的礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（萬t/a）礦井設(shè)計(jì)年限（a）第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限煤層傾角<25°25°45°>45°600及以上7035300-5006030120-2405025201545-90402015154井田開拓4.1井田開拓的基本問題井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤從地面向地下開拓一系列巷

43、道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才能確定。井田開拓具體有下列幾個(gè)問題需要確定：（1）確定井筒的形式、數(shù)目和配合，合理選擇井筒及工業(yè)廣場(chǎng)的位置；（2）合理確定開采水平的數(shù)目和位置；（3）布置大巷及井底車場(chǎng)；（4）確定礦井開采程序，做好開采水平的接替；（5）進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓和技術(shù)改造；（6）合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。開拓問題解決的好壞，關(guān)系到整個(gè)礦井生產(chǎn)的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，關(guān)系到礦井的基建工程量、初期投資和建設(shè)速度，從而影響礦井

44、經(jīng)濟(jì)效益。因此，在確定開拓方式是要遵循以下原則：（1）貫徹執(zhí)行國(guó)家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤、高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)；（2）合理集中開拓部署，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)；（3）合理開發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失；（4）要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)、創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好的狀態(tài)；（5）要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，應(yīng)為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜合機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件；（6）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別

45、開采，以及其它有益礦物的綜合開采。4.1.1 井筒形式、數(shù)目的確定（1）井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井，各井筒形式優(yōu)缺點(diǎn)比較及適用條件見表4-1。表4-1 各井筒形式優(yōu)缺點(diǎn)比較及適用條件井筒形式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平硐環(huán)節(jié)和設(shè)備少、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、費(fèi)用低工業(yè)設(shè)施簡(jiǎn)單井巷工程量少，省去排水設(shè)備，大大減少了排水費(fèi)用施工條件好，掘進(jìn)速度快，加快建井工期煤炭損失少。受地形影響特別大有足夠儲(chǔ)量的山嶺地帶斜井與立井相比：井筒施工工藝、設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場(chǎng)簡(jiǎn)單、延伸方便主提升膠帶化有相當(dāng)大提升能力，能滿足特大型礦井的提升需要斜井井筒

46、可作為安全出口。與立井相比：井筒長(zhǎng)，輔助提升能力小，提升深度有限通風(fēng)線路長(zhǎng)、阻力大、管線長(zhǎng)度大斜井井筒通過富含水層，流沙層施工復(fù)雜。井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和傾斜煤層。立井不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯和水文地質(zhì)等自然條件限制井筒短，提升速度快，對(duì)輔助提升特別有利當(dāng)表土層為富含水層的沖積層或流沙層時(shí)，井筒容易施工井筒通風(fēng)斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風(fēng)量的要求，風(fēng)阻小，對(duì)深井開拓極為有利。井筒施工技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基建投資大。對(duì)不利于平硐和斜井的地形地質(zhì)條件都可考慮立井。杜兒坪煤礦水文

47、地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單，涌水量較小，平均傾角3.5°，屬于近水平煤層。井田地面較平緩，地面平均標(biāo)高+1370m左右，煤層埋深平均為+1100 m，表土層較薄，平均厚約15m，無流沙層，綜上所述立井開拓與斜井開拓均可在本礦中采用。4.1.2 井筒位置的選擇1、井筒位置的確定原則：有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門工程量少。（1）有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村；（2）井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡；（3）井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；（4）工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開

48、高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；（5）工業(yè)廣場(chǎng)宜少占耕地，少壓煤；（6）井口位置要與礦區(qū)總體規(guī)劃的交通運(yùn)輸、供電、水源等布局相協(xié)調(diào)?；谏鲜鲈瓌t，結(jié)合本礦井實(shí)際地質(zhì)資料，本設(shè)計(jì)將主副井筒布置在井田中部工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。該處表土層厚度約15m，地面平坦，地面原始標(biāo)高+1350 m。該方案的主要優(yōu)點(diǎn)如下： 工業(yè)場(chǎng)地所在地?zé)o村莊，不需拆遷，可降低投資、縮短建井工期；工業(yè)場(chǎng)地附近首采塊段勘探程度高，煤層賦存條件較好；礦井首采區(qū)通風(fēng)線路較短，有利于前期的通風(fēng)。2、風(fēng)井井口位置的選擇應(yīng)在滿足通風(fēng)要求的前提下，與進(jìn)風(fēng)井筒的貫通距離最短，并利用各種煤柱以減少保護(hù)煤柱的損失。本礦井將風(fēng)井位置選擇在工業(yè)廣場(chǎng)

49、內(nèi)，以滿足礦區(qū)通風(fēng)。4.1.3階段劃分和開采水平的確定根據(jù)井田條件和煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，開采水平劃分的依據(jù)：（1）是否有合理的階段斜長(zhǎng)；（2）階段內(nèi)是否有合理的帶區(qū)數(shù)目；（3）要保證開采水平有合理的服務(wù)年限和足夠的儲(chǔ)量；（4）要使水平高度在經(jīng)濟(jì)上合理。本井田煤層埋藏較淺，屬于近水平煤層，因此需要布置單水平。4.1.4井田劃分根據(jù)井田地質(zhì)構(gòu)造，煤層傾角、煤層間距、斷層位置、井田形狀、工業(yè)廣場(chǎng)位置等特點(diǎn)，將井田劃分為兩個(gè)塊段，斷層以北為北翼塊段，斷層以南劃分為南翼塊段，進(jìn)一步將井田北翼劃分為四個(gè)盤區(qū)，將井田南翼劃分為三個(gè)盤區(qū)，首采北一盤區(qū)。4.1.5主要開拓巷道大巷的布置2號(hào)煤層平均厚度為

50、2.88 m，且煤層賦存穩(wěn)定，底板起伏不大，為近水平煤層，煤層厚度變化不大，且煤質(zhì)硬度較大。由于本礦井瓦斯涌出量較大，因此本設(shè)計(jì)布置三條大巷。一條主運(yùn)輸大巷，一條輔助運(yùn)輸大巷，一條回風(fēng)大巷。大巷位于井田中央，各大巷間留設(shè)50m的保護(hù)煤柱，大巷兩側(cè)也留設(shè)50m的保護(hù)煤柱，根據(jù)礦井實(shí)際情況可以在開采后期考慮回收大巷煤柱。4.1.6 開拓方案比較1、提出方案根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下三種在技術(shù)上可行的開拓方案，分述如下：方案1：斜井單水平開拓（巖石大巷）主、副井井筒均為斜井，布置于井田中央，輔助運(yùn)輸大巷與膠帶輸送機(jī)大巷均布置在距2#煤層下20m處的穩(wěn)定巖層中，按固定坡度掘進(jìn)，沿井田主要延展方向延伸。膠

51、帶輸送機(jī)大巷與輔助運(yùn)輸大巷平行布置，間距50m。煤層與大巷通過穿層斜坡聯(lián)系，斜坡傾角16°，如圖4.1所示。方案2：斜井單水平開拓（煤層大巷）主、副井井筒均為斜井，布置于井田中央，三條大巷均布置在煤層中，沿井田主要延展方向延伸。膠帶輸送機(jī)大巷與輔助運(yùn)輸大巷平行布置，間距60m，隨煤層起伏掘進(jìn)。煤層與大巷通過穿層斜坡聯(lián)系，斜坡傾角10°。該方案如圖4.2所示。方案3：立井單水平開拓（煤層大巷）主、副井井筒均為立井，布置于井田中央，第一水平輔助運(yùn)輸大巷與膠帶輸送機(jī)大巷均布置在煤層中，按固定坡度掘進(jìn)，沿井田主要延展方向延伸。膠帶輸送機(jī)大巷與輔助運(yùn)輸大巷平行布置，間距60m。煤層與

52、大巷通過穿層斜坡聯(lián)系，斜坡傾角10°，如圖4.3示。2、開拓方案技術(shù)比較方案1與方案2的區(qū)別在于方案一采用巖石大巷，方案二采用煤層大巷。方案2與方案3的區(qū)別在于立井開拓與斜井開拓。斜井開拓施工技術(shù)簡(jiǎn)單，但是井筒較長(zhǎng)，對(duì)地質(zhì)條件要求較高；立井開拓井筒短，對(duì)地質(zhì)條件要求不高，但是對(duì)施工技術(shù)要求高。以上所提三個(gè)方案中，區(qū)別在于井筒形式不同以及大巷形式的不同，和部分基建、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用的不同。方案1、方案2中，主要區(qū)別在于大巷形式的不同，方案1中的大巷為巖層大巷，巖層大巷需要保護(hù)煤柱量較少，而且很容易維護(hù)，維護(hù)費(fèi)用較低，對(duì)煤層厚度變化要求很小，巷道方向容易取直；但是這樣巷道施工技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備多

53、，要求有較高的技術(shù)水平，巷道施工裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基建投資大。方案2中大巷采用煤層大巷，大巷施工工藝、設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，大巷前期施工單價(jià)低，初期投資少；但是煤層大巷有時(shí)需要跟著煤層拐彎，隨煤層變化，需要較多的保護(hù)煤柱，后期維護(hù)難度較大，維護(hù)費(fèi)用較高，而且對(duì)于高瓦斯礦井通風(fēng)要求很高，對(duì)煤層厚度變化要求很高。方案2、方案3中，主要區(qū)別在于主、副井筒形式的不同，方案2中主、副井均采用斜井，布置在井田中央，主副斜井井筒施工工藝、設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少。井筒裝備設(shè)備少、環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單，而且斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生事故，人員可以從斜井撤離。方案3中主、副井均采用立井，并布置在井田中央，主副井采用立井形式，這樣井筒施工技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基建投資大。但其優(yōu)點(diǎn)也是顯而易見的：不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯和水文地