《采矿工程毕业设计（论文）-黄石工矿集团胡家湾矿井初步设计【全套图纸】 .doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《采矿工程毕业设计（论文）-黄石工矿集团胡家湾矿井初步设计【全套图纸】 .doc（116页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、河 南 理 工 大 学 2007 届 本 科 本 科 毕 业 设 计 (论.文)摘 要本设计的井田面积为3.9平方千米，年产量45万吨。井田内煤层赋存比较稳定，煤层倾角28，平均煤厚3.2m，整体地质条件比较简单，在井田范围东部和中央均有断层发育。沼气和二氧化碳含量相对不高，涌水量也不大。根据实际的地质资料情况进行井田开拓和准备方式的初步设计，该矿井决定采用立井家暗斜井二水平开采，设计采用爆破采煤一次采全高回采工艺，走向长壁采煤法，用全部跨落法处理采空区。并对矿井运输、矿井提升、矿井排水和矿井通风等各个生产系统的设备选型计算，以及对矿井安全技术措施和环境保护提出要求，完成整个矿井的初步设计。矿
2、井全部实现机械化，采用先进技术和借鉴已实现高产高效现代化矿井的经验，实现一矿一面高产高效矿井从而达到良好的经济效益和社会效益。关键词：立井、倾斜长壁、一次采全高、爆破采煤、高产高效全套图纸，加153893706第 111 页AbstractThis design well field area is 3.9 square kilometers, the annualoutput 450,000 tons. In the well field the coal bed tax saves quitestably, the coal bed inclination angle 28, averag
3、e coal thick 3.2m,the overall geological condition quite is simple, and central has thefault growth east the well field scope. The methane and the dioxide carbon content relative are not high,wells up the water volume not to be big. Carries on the well fielddevelopment and the standby mode prelimina
4、ry design according to theactual geological data situation, this mine pit decided uses verticalshaft inside slope two levels mining, the design uses the demolitionto mine coal time picks entire Gao Huicai the craft, moves towards thelong wall mining coal method, with all cross falls law processing t
5、opick the depletion region. And to the mine pit transportation, the mine hoist, the mine pitdrains water and ventilates and so on each production system theequipment shaping computation, as well as sets the request to the minepit security technology measure and the environmental protection,completes
6、 the entire mine pit the preliminary design. The mine pitcompletely realizes the mechanization, uses the advanced technologyand the model has realized the high production highly effectivemodernization mine pit experience, realizes an ore high productionhighly effective mine pit thus to achieve the g
7、ood economic efficiencyand the social efficiency at the same time.Key word: vertical shaft, incline long wall, full-seam mining,demolition mining coal, high yield highly active目 录前 言11 矿区概况及井田地质特征21.1矿区概况21.2井田地质特征51.3煤层及煤质71.4水文地质特征81.5煤炭产品的供求现状112 矿井储量、年产量及服务年限132.1井田境界132.2井田储量132.3矿井年储量及服务年限183
8、井田开拓193.1概述193.2井田开拓193.3井筒特征253.4井底车场283.5开采顺序及采区回采工作面的配置403.6井巷工程量和建井周期424 采煤方法454.1采煤方法的选择454.2采区巷道布置及生产系统454.3回采工艺设计525 矿井运输、提升及排水565.1矿井运输565.2矿井提升635.3矿井排水736 矿井通风与安全技术措施846.1矿井通风系统的选择846.2风量机算及风量分配866.3全矿通风阻力计算916.4扇风机选型956.5矿井安全技术措施987 矿山环保1017.1矿山污染源概述1017.2矿山污染源的防治1027.3地表塌陷及生态保护措施104结 论10
9、5致 谢106参考文献107前 言本次毕业设计是据在湖北省黄石市黄石工矿集团胡家湾煤矿进行的毕业实习中所收集的矿井生产图纸和资料，并作了一些改动以后，对矿井进行的初步设计。采矿工程毕业设计是采矿工程专业全部教学进程中的最后一个环节。作为对大学生在学校的最后一次综合性的知识技能考查，它主要是考查学生这四年来对基础知识及其专业知识的掌握情况，使学生学会自我思考、自行设计。在设计过程中，把所学的理论知识与实践经验综合起来应用。这样达到了对理论知识“温故而知新“的作用，同时也学到了一些实际生产过程中的经验。设计的过程就是一个不断认识和学习的过程。在本次设计过程中，认真贯彻矿产资源法、煤炭法煤炭工业技术
10、政策、煤炭安全规程、煤炭工业矿井设计规范以及国家其它发展煤炭工业的方针政策，积极采用切实可行高产高效的先进技术与工艺，力争自己的设计成果达到较高水平。本设计以实践教学大纲及指导书为依据，严格按照安全规程的要求，采用工程技术语言，对矿井的开拓、准备、运输、提升、排水、通风等各个生产系统进行了初步设计。由于时间关系和设计者水平有限，设计中失误之处在所难免，敬请审阅老师给予批评指正！1 矿区概况及井田地质特征1.1矿区概况1.1.1地理位置与交通胡家湾矿区位于湖北省黄石市西塞山区，距市中心约5公里，矿区距武黄公路0.5km，且紧邻黄石火车西站，有专用铁路线0.73km，交通较为方便。详见图1-1-1
11、交通位置图。南起黄荆山向斜轴，北至武（武汉）黄（黄石）铁路，西起李家坊断层，东迄郭家花园断层与袁仓煤矿相毗邻。矿井东西长约3km，南北宽1.3km，面积约3.9km2。胡家湾煤矿位于黄石市西塞山区胡家湾村，行政区划隶属西塞山区管辖，是黄石市所属煤矿，企业性质为为国有企业。交通位置图见图111。1.1.2自然环境本区属低山丘陵区，地势南高北低，黄荆山脉为地表分水岭，地表最高处黄荆山+446.43m，两侧沟谷较平坦，最低+20m，相对高差426.43m，地表植被盛荫，地表水经张家湖流入长江。地表水排泄条件尚佳。黄石市地理座标东经1143011515，北纬29523020。地形南北两侧高，中间为一近
12、东西走向的山间洼地，东部临江环湖。其中南侧和北侧西段为低山丘陵地形，山峰标高由232470米。四峰山最高，标高485.8米，相对高差由200400米以上。北侧东段为丘陵残丘地形，丘顶标高150200米，山坡平缓，无明显的脊岭线。中间为低尘缓丘地形，西窄东宽，地面起伏差一般不超过20米，以岭状岗地为主，镶嵌有孤立残丘，丘顶标高50100米。东部为湖盆区和河谷阶地地形，地势低洼平坦，地面标高20米以下。黄石市位于亚热带潮湿气候区。气候特点是：冬冷夏热，四季分明。雨量充沛。多年平均气温17，年平均降水量为1382.6毫米。正常年份降水量在10001700毫米之间。最大年降水量2180.1毫米，降水主
13、要集中在每年的48月。多年平均蒸发量略高于降水量。区内地表水资源丰富。主要水域均分布在东部，最大水体是长江。长江流经研究区全长18.04公里，江面宽窄不一，由7502000米。年平均流量2.64万立方米/秒。最小流量仅0.76万立方米/秒。除长江外，其它地表水体以湖泊为主。分布在沿江一带。主要湖泊有花马湖、青山湖、南湖和夏游湖。湖泊面积29.13平方公里，占市区面积的28.8。本区属亚热带气候，冬季干寒，夏季炎热，四季分明，雨量充沛，霜冻期短最大年降雨量为2533.8毫米，最小年降雨量为886.5毫米，一般在428毫米左右，雨量比较集中，每年4-9月份为降雨较多季节，占年降雨量70%以上，10
14、月份至 年3月份为枯雨季节。历年最大蒸发量为1206.7毫米，最小蒸发量为503.6毫米，一般为697.4毫米。年蒸发量为年降雨量的50%左右，属潮湿多雨地区。年最高气温40，最低气温-11，春夏两季东风居多，秋冬两季多西北风，最大风速30米/秒。总之，气候条件的变化，直接影响地下水和地表水的动态与循环。图111 交通位置图1.1.3矿井地表水系本区属低山丘陵区，地势南高北低，黄荆山脉为地表分水岭，两侧沟谷较平坦，地表植被盛荫，地表水经张家湖流入长江，地表水排泄条件尚佳。区内地表水资源丰富。主要水域均分布在东部，最大水体是长江。长江流经研究区全长18.04公里，江面宽窄不一，由7502000米
15、。年平均流量2.64万立方米/秒。最小流量仅0.76万立方米/秒。除长江外，其它地表水体以湖泊为主。分布在沿江一带。主要湖泊有花马湖、青山湖、南湖和夏游湖。湖泊面积29.13平方公里，占市区面积的28.8。矿区外围地表水体主要为张家湖，湖水的面积大，储水量丰富，但湖水不能渗入矿井内部，对矿井影响不大。1.1.4气象与地震本区属亚热带气候，冬季干寒，夏季炎热，四季分明，雨量充沛，霜冻期短。最大年降雨量为2533.8毫米，最小年降雨量为886.5毫米，一般在428毫米左右，雨量比较集中，每年4-9月份为降雨较多季节，占年降雨量70%以上，10月份至 年3月份为枯雨季节。历年最大蒸发量为1206.7
16、毫米，最小蒸发量为503.6毫米，一般为697.4毫米。年蒸发量为年降雨量的50%左右，属潮湿多雨地区。年最高气温40，最低气温-11，春夏两季东风居多，秋冬两季多西北风，最大风速30米/秒。总之，气候条件的变化，直接影响地下水和地表水的动态与循环。根据湖北省地震局资料，评估区及周边从未发生过地震，但周围地震活动尚较频繁，并以震级烈度小为特点。根据中华人民共和国国家标准GB500112001建筑抗震设计规范和GB183062001中国地震动参数区划图，评估区范围内抗震设防烈度为6度，设计基本加速度值为0.05g。1.1.5国民经济概况本区北部位于市区，地方经济较发达、稳定，南部为农村，农业比较
17、发达，主要农作物为：小麦、玉米、大豆、棉花。矿区内的主要工业是煤炭和水泥厂、矿山机械厂等。矿区所需的建设材料除砖、瓦、灰、砂、石及水泥能自给外，钢材及木材需调进。1.2井田地质特征1.2.1地层胡家湾煤矿的地层自二叠系至第四系地层均有出露和揭露，现自老至新叙述如下：1、二叠系下统棲霞组（p1g）含泥质结核灰岩，全厚70100m；2、二叠系下统茅口组（p1m）厚2080m，以灰岩、硅质灰岩为主，上部为硅质条带状灰岩；3、上二叠统龙潭组含煤段（P2l1），全厚1020m，中间夹有无烟煤一层，为本矿主要开采煤层；4、上二叠统龙潭组灰岩段（P2l2），一般厚30m，全厚2045m，含燧石结核灰岩；5、
18、上二叠统大隆组（P2d），厚215m，灰黑色薄层硅质页岩，成菱形状,层间夹粘土岩，组成至密坚硬，易破碎；6、三叠系下统大冶组（T1d），全厚约800m，分为T1d1、T1d2、T1d3、及T1d4以上；7、第四系冲积层（Q），分布在低洼及冲沟内。1.2.2构造区内构造较为简单，岩层总体呈单斜构造，其中小型褶褶较发育，断裂构造中主体断裂多分布于矿区周沿。1、断裂构造（1）郭家花园断层：郭家花园村西侧，均为第四系黄土层覆盖，断层东盘为大冶灰岩第一层，西盘为大冶灰岩第三层，同时切割桐子堡背斜。断层方向330340，两盘水平移动达300m,该断层为胡家湾矿与袁仓矿的自然边界线，向深部逐渐消失。（2）采
19、石场东西断层：位于灰石厂露天矿采掘工作面上，具有明显的320方向的断层面及断层擦痕，倾角几乎直立，岩层水平错动约300m ,该断层对煤层无影响。（3）王家垴东、西断层：位于桐子堡背斜南翼，王家垴村之北。西断层：东盘大冶灰岩T1d3 、T1d4与西盘T1d6层相接，水平移动115m左右，断层走向330，倾角直立，断距45m左右，平推位移约50m左右，仅对背斜南翼有破坏作用。东断层：东盘大冶灰岩T1d4和T1d5分界线和西盘T1d5相接，水平移动60m左右，倾向230，倾角65，一般4050，断层线方向145。断层性质为平移正断层，垂直断距4070m，本断层对煤层有一定的影响，但不甚严重。主要地质
20、构造特征见表121。2褶皱构造本区主要构造形态由黄荆山向斜和桐梓堡背斜褶皱构造组成，褶皱轴向近北东南西向（4050左右），向西倾伏，其向斜轴部均为大冶灰岩出露，黄荆山向斜为一不对称之向斜，轴面倾向南，轴面倾角75左右，向斜在大路沟断层附近出现封闭和抬高现象，形成由东向西开阔的马蹄形向斜构造。南翼分布的地层较为完整，从志留系至下三叠系大冶灰岩均有出露。地层走向为5060左右，倾角1565不等，一般为3040。由东往西逐渐变陡，地层浅部局部倒转；北翼（桐梓堡背斜南翼）地层走向倾角基本与上述相同，但背斜北翼地层倾角变化较大，由1070到直立不等，一般为3550左右，地表大部地层倾角正常，但其深部却为
21、倒转，倒转转折点一般在-200-300m水平之间，这种现象在矿井巷道及钻孔均已证实，致使该背斜为一不对称的倒转背斜构造，倒转背斜轴面倾向南东，倾角一般为5070左右。表121 主要地质构造特征表序号名称断层性质断层面走向断层面倾向倾角（）落差（m）1王家垴断层正断层北北东北北西6540702李家坊断层正断层北北西西西南80251.3煤层及煤质1.3.1煤层二叠系上统龙潭煤组为区内含煤段，除在向斜南翼有零星的煤层露头分布外均埋于地下， 含煤段主要含煤一层，为似层状、透镜状、扁豆状，煤层结构比较简单，不稳定有分叉尖灭变薄等现象。区内煤层比较发育的地段是靠近背斜轴部，一般在3m左右。从背斜两翼来看，
22、南翼走向均有变化，但倾向变化较大，一般平均在1.77m，可采含煤率为78%；而北翼一般在2m左右，煤体沿走向较稳定，可采含煤率为8790%。根据素描资料分析，煤层厚度一般为2m以上的地段沿走向延展5060m，沿倾向最大达50m左右，一般在2030m，煤体沿走向变薄带最大的有60m左右，最小的有4m左右，但往深部，煤层赋存情况较差，经巷探证实北翼可采含煤率仅在4650%左右，南翼可采含煤率为3555%。主要煤层特征表见表122。表122 可采煤层特征表煤组龙潭煤组煤层一般厚度（m）煤层结构顶底板岩性稳定性可采程度倾角（）容重（t/m3）夹石层数夹石厚度顶板程度底板3.2无无长兴灰岩茅口灰岩比较稳
23、定可采281.431.3.2煤质及用途本区煤层结构比较简单，肉眼观察为黑色亮黑色，以亮煤为主，多呈粉末状、鳞片状，煤极为松散易碎，污手。1、瓦斯本矿井瓦斯绝对涌出量为9 m3/min，相对涌出量为16m3/t.d，鉴定为低瓦斯矿井。2、煤尘爆炸性矿区经煤尘爆炸性鉴定确定煤尘无爆炸性，但煤层多呈粉状结构，干燥、疏松，在开采过程中煤尘较大，要采取综合防尘措施。3、煤自燃性由于煤层含硫较高，煤质松软，易形成自燃发火，北翼发火期最短为一周，南翼发火期为45天左右。因此，要提高采区回采率，及时封闭采空区和废弃巷道，加强工程质量管理，防止因采空区漏风、煤巷垮冒、通风不良等情况造成自燃发火。4、煤的物理性质
24、本区煤层结构比较简单，肉眼观察为黑色亮黑色，以亮煤为主，多呈粉末状、鳞片状，煤极为松散易碎，污手。5、煤的化学性质经化验煤质特征如下：灰分挥发分水分硫分发热量（大卡/千克）原煤18.9111.711.303.868284净煤6.839.851.103.0784546、煤的用途从以上化验资料分析，原煤灰份和全硫含量较高，应属高灰高硫无烟煤，根据本区煤质特征，主要作民用煤及工业动力燃料之用。1.4水文地质特征1.4.1地表水特征矿区内有胡家湾及张万有两冲沟，无其他水系，两沟之水皆流入张家湖中，系由大冶灰岩之裂隙补给，流量受季节影响变化大，雨季水量充足，干旱时则极微小，附近一带井水较浅，井深不超过2
25、3m，矿区外围地表水体主要为张家湖，湖水的面积大，储水量丰富，但湖水不能渗入矿井内部，对矿井影响不大。1.4.2含水层的水文地质特征二叠系下统茅口灰岩裂隙承压水为龙潭煤组底板充水主要的含水层，其露头在地表仅有零星出露，罕见泉水。含水层的上部为矽质层具菱形节理，下部为厚层石灰岩组成，裂隙溶洞发育极不均匀，其含水性有大有小。对矿井开采有一定的影响。二叠系上统长兴灰岩裂隙承压水为煤层顶板含水层，厚度一般30米，含水性较弱，浅部裂隙溶洞发育，深部节理裂隙为方解石充填，含水甚微。龙潭组含煤段为一良好的隔水层，但由于层位不稳定，局部出现尖灭现象，在开采时人为因素的影响，加之水头压力，有时起不到应有的隔水作
26、用。对于各个岩层的含水性的描述如下：（1）二叠系下统茅口灰岩溶洞裂隙（P1m）：井田内没有出露，其岩性上部为灰及灰白色块状矽质层、坚硬、节理发育，中部为深灰色及灰黑色厚层条状矽质页岩与灰岩，方解石成网状穿插，裂隙发育，1003孔孔深130m处，该层发生涌水，开始涌水量为13.86M3/时，逐减到9.6 M3/时，到146.06m时，又发现裂隙，孔内漏水严重，不反水。该层底部为深灰及灰黑色厚层状细晶质灰岩，含磁石结核，上部溶洞裂隙发育，多被方解石充填，该层是本区一主要含水层。井田内有六个孔在该层出现涌水，水位标高一般在+41.00m以上，在805孔及1003孔对该层进行了两次抽水，单位涌水量在1
27、.115 M3/昼夜，米122.94M3/昼夜，米之间，渗透系数0.0311M/昼夜1.392M/昼夜。以SO4-Ca-Mg和HCO3-Mg型水为主，含水丰富对矿床有很大威胁。（2）二叠系上统龙潭煤组隔水层（P2L）为细砂岩。黑色粉砂岩炭质页岩，页岩及煤层组成，局部有砾石，据简易水文和抽水孔证实，隔水尚好，厚度2.137.0015.05m。（3）二叠系上统长兴灰岩溶洞裂隙水（P2c）：为深灰色含燧石结核之灰岩，裂隙发育，常有串珠状小溶洞，同时伴有方解石晶簇，钻孔揭露该层时，有漏水及涌水现象，井田内六个钻孔在该层发现涌水，一般水位标高在+42米以上，经805孔及1003孔抽水结果，单位涌水量为0
28、.0003480.044M3/时米，渗透系数为0.0002870.0524M/昼夜，含水层厚为7.8431.05M，一般在19m左右，本层为该区一主要含水层，是煤系直接顶板，对矿床开采有一定影响。水质为HCO3SO4-Ca-Mg型。（4）二叠系上统保安页岩（P2b）及三迭系下统泥质薄层大冶灰岩（T1d1）隔水层，泥灰岩及分布于松山，法洪山背斜轴部，岩性为灰黄及黄绿色的薄层泥质灰岩及灰色页岩，风化后呈叶片状，一般厚7080m隔水性良好。保安页岩分布于松山，法洪山背斜轴部处，为黑灰色矽质页岩，节理裂隙发育，风化后呈棱片状，一般厚8m左右，能起隔水作用。（5）三叠系下统薄层，中厚层，厚层大冶灰岩，层
29、间裂隙水和裂隙溶洞含水层（T1d2T1d8）：底部岩性为灰黄及黄绿色的薄层灰岩，分布于松山，法洪山一带，透水性弱。中上部为中厚层及厚层灰岩，在秀山，屏山法洪山北坡一带有广泛出售，上部以溶洞水为主，中部以裂隙水为主，该层泉水量与降水关系密切，干旱时水量为零，雨季最大达8.52升/秒，屏山见一溶洞，高3m，深10m左右，全层透水性强，据实测该层厚约650m左右，以HCO3SO4-Ca-Mg型水为主，因底部有良好隔水层，故对矿井充水关系不大。（6）燕山期花岗闪长斑岩（r）：据前人区域水文资料认为该层属裂隙含水层，但从本井田所打钻孔来看，该层岩芯完整，又以最近建井（红锋煤矿）主付井的揭露情况，该层不含
30、水或含水也较弱。（7）第四系孔隙潜水：分布于冲沟谷两岸及低洼区。岩性为坡积残积的黄褐色亚砂土，亚粘土及红色粘土，局部含碎石块及铁锰质结核，厚031m，一般15m左右，潜水埋深04m。民井提水试验，涌水量为0.0580.014升/秒，泉涌水量为00.45升/秒，透水性弱，大气降水是主要补给来源。以HCO3SO4-Ca-Mg型水为主，对矿井开采影响不大。1.4.3矿井充水因素和补给来源棲霞灰岩含裂隙溶洞，水量丰富，为矿井的主要充水水源。1.4.4矿井涌水量据历年来排水情况，正常涌水量为100m3/h，最大涌水量为160m3/h，。井田综合柱状图见图121。1.5煤炭产品的供求现状湖北省煤炭资源贫乏
31、，全省原煤产量不足1000万吨，境内密布建材、电力、冶金、化工等工业企业，且多为能源消耗大户，煤炭年需求量为7000万吨左右，因此，仅靠省内煤炭企业自产的煤量远远满足不了需求，大部分生产用煤需从河南、山西等富煤地区调入，煤炭市场需求量很大。黄石市是鄂东南的老工业城市，国民经济发展迅速，对煤炭的需求量也相当大，而本地煤炭的年产量较小，加上本地水泥厂、砖瓦厂及生活用煤的需求量也较大。1.5.1煤质、煤的牌号与用途井田各可采煤层煤质稳定，均是由高等植物生成的高变质程度、中等灰分之单一工业牌号的无烟煤，低磷、低硫。所有可采煤层的煤质指标均达到了工业要求。煤的工业分析表见表125表125 煤的工业分析表
32、序号煤层名称牌号水分（）M灰分（）A挥发分（）V含硫量（）S发热量MJ/KgQ备注1234567891一1无烟煤1.0615.589.630.4729.67毛煤2 矿井储量、年产量及服务年限2.1井田境界井田境界应根据地质构造、储量、水文、煤层赋存情况、开采技术条件、开拓方式及地貌、地物等因素，进行技术分析后确定。一般以下列情况为界：1以大断层、褶曲和煤层露头、老窑采空区为界；2以山谷、河流、铁路、较大的城镇或建筑物的保护煤柱为界；3以相邻的矿井井田境界煤柱为界；4人为划分井田境界。胡家湾煤矿井田境界，东部以袁仓的交界为边界，西部以李家坊斜交断层为边界，南部以煤层700的地板等高线为边界，北部
33、以煤层700的地板等高线为边界。井田平均走向长度3，倾向长约1.5。井田面积约4.5。2.2井田储量矿井储量是指矿井井田边界范围内，通过地质手段查明的符合国家煤炭储量计算标准的全部储量，又称矿井总储量。它不仅反映了煤炭资源的埋藏量，还表示了煤炭的质量。本井田采用块段法计算的各级储量，块段法是我国目前广泛使用的储量计算方法之一。块段法是根据井田内钻孔勘探情况，由几个煤厚相近钻孔连成块段。根据此块段的面积，煤的容重，平均煤厚计算此块段的煤的储量，再把各个经过计算的块段储量取和即为全矿井的井田储量。2.2.1矿井工业储量矿井工业储量是勘探（精查）地质报告提供的“能利用储量”中的A、B、C三级储量之和
34、，其中高级储量A、B级之和所占比例应符合表221的规定。由煤层底板等高线及储量计算图上提供的资料可计算出来设计矿井工业储量汇总表见222。表221 矿井高级储量比例 地质开采条件储量级别比例（）简单中等复杂大型中型小型大型中型小型中型小型井田内A+B级储量占总储量的比例4035253540202515第一水平内A+B级储量占本水平储量的比例70604060503040不作具体规定第一水平内A级储量占本水平内储量的比例4030153020不作具体规定不要求表222 矿井工业储量汇总表煤层名称工业储量（万吨）备注ABA+BCA+B+C一1煤层1156532150211492837符合总计11565
35、32150211492837符合2.2.2矿井设计储量矿井设计储量为矿井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煤柱损失量。而在该井田范围内只有煤田境界煤柱和断层煤柱。可暂时按工业储量的57计入，本设计取7，故：式中：矿井设计储量；矿井工业储量；P永久煤柱损失量，可暂按工业储量的57计入，本设计取7；由此：矿井设计储量3057（17）2843.01万吨2.2.3矿井设计可采储量矿井设计可采储量为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后乘以采区回采率所得到的储量。各种主要巷道的保护煤柱及可采储量见表223
36、；矿井工业广场地保护煤柱留设见图221；工业广场保护煤柱设计计算参数见表224。表223 矿井可采储量汇总表开采水平煤层名称工业储量(A+B+C)(万吨)矿井设计储量（万吨）矿井可采储量（万吨）永久性煤柱损失设计储量设计煤柱损失可采储量断层境界工业广场井下巷 道其他1一1305798.286.72872.1202.476.9无2592.8表224 工业广场保护煤柱设计参数表煤层倾角（）煤厚（m）（）（）（）（）埋深（m）273.235725872380图221 工业广场保护煤柱计算图2.3矿井年储量及服务年限2.3.1矿井工业制度根据设计大纲规定以及结合矿井实际情况。规定该设计矿井年工作日为3
37、30天，每日三班工作，每日工作8小时，每日净提升时间数为16小时。2.3.2矿井服务年限初步设定该矿井设计年产量为0.45Mt/a，根据公式：式中：T矿井服务年限，年； Z矿井可采储量，万吨； A矿井生产能力，万吨/年；K储量备用系数，K=1.31.5，此处取1.4。由此验算服务年限如下： =41.240年符合要求。3 井田开拓3.1概述3.1.1开拓方式选择原矿井采用的是斜井开拓方式加暗斜井延伸。由于胡家湾矿井田表土层较厚，但是煤层埋深很深，所以井筒施工方式采用立井开拓。立井开拓的适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制。立井的井筒短、提升能力大、对辅助提升特别有利。对
38、于煤层赋存较深、表土层厚、水文情况比较复杂、井筒需要特殊法施工或多水平开采急斜煤层的矿井，一般都应该采用立井开拓。3.1.2影响立井开拓的主要因素分析影响设计矿井开拓方式的主要因素包括精查地质报告、所确定的煤层自然产状、构造要素、顶底板条件、冲积层结构、地形以及水文地质条件等。其中以煤层赋存深浅和冲积层的水文地质条件对开拓方式的影响最大。3.2井田开拓3.2.1对井田开拓中若干问题分析3.2.1.1井田开拓方式由于本井田位于丘岭地带，表土层虽然不厚但是煤层埋深很深，所以确定采用立井开拓方式，并按照工业广场少压煤，至少不压好煤和井下生产费用较低的原则确定了主、副井筒位于井田偏南部的井田走向中央。
39、同时由于在井田走向西部中央有一个25m的断层需要留有一定的保护煤柱，故可考虑把工业广场保护煤柱和断层保护煤柱留设在一起，这样可以节省保护煤柱。为了避免采用箕斗井通风时封闭井塔困难和减少穿越流沙层，决定开凿一个风井。并采取中央边界式通风，风井位于井田背斜轴部处，这样由于风井处于轴部而且地面与煤层的标高很低，风井就不需要留设很多的保护煤柱，减少了煤柱的损失。同时为了减少煤柱损失和保护大巷维护条件，把运输大巷设在煤层底板下垂距为20m的岩层中。根据胡家湾井田煤层赋存条件和设计规范的有关规定，本井田可以划分为12个水平（即12个阶段）；阶段内采用采区式准备。水平划分及位置在后面的方案中进行详细说明。3
40、.2.1.2井硐形式、数目及其配置.井硐形式选择由于胡家湾矿区地势起伏不平，表土层较厚，流沙层较多井筒需要特殊凿岩法施工，从而确定采用立井开拓方式。立井开拓井筒短，提升速度快，提升能力大，通风有效断面大，能够满足矿井通风的需要。井筒数目因为胡家湾井田走向长度不大，且为低瓦斯矿井，前面已经确定采用立井开拓方式，故只需开凿一对提升井筒和一个风井即可。后期可以在下一水平的上方东西边界开设一个风井用于第二水平的回风。井筒位置选择根据井田地形和地质条件，从首先满足第一水平的开采，缩短贯通距离，减少井巷工程量考虑，将主、副井筒设置在井田走向的中央处。该处的地质构造清楚、简单、开采条件好。3.2.1.3运输
41、大巷和总回风巷的布置为了减少煤柱损失和便于维护巷道，将运输大巷布置在距离煤层20m处的煤层底板岩石中。布置岩石大巷时，应避免在松软、吸水膨胀、易风化的岩石中布置，同时还应避开支承压力的不利影响。考虑到煤层不具有自燃发火倾向，且煤质为比较坚硬的无烟煤，将巷道布置在煤层中维护并不困难。所以将回风大巷布置在煤层的背斜轴部周围，以减少通风的距离。3.2.2方案的提出及技术比较根据前述各项决定，本井田在技术上可行的开拓方案有下列三种：立井两水平，见图321；图321 立井二水平立井延伸开拓立井加暗斜井二水平，见图322；图322 立井加暗斜井延伸二水平开拓立井加暗斜井二水平，见图323。323 立井上下
42、山加暗斜井二水平延伸从以上方案的简图可以对方案和方案进行比较，二方案的生产系统均简单可靠，方案比方案多开设暗斜井井筒（2757m），但是由于本井田的地质所限，煤层的倾角很大，各采区都要解决采区内的排水的问题。下山装载、运输、排水、通风等其他的问题的工序都比较复杂，因此相应增加了运输、提升、排水、通风等费用，所以在方案和方案中选择方案。余下的、两个方案均属技术上可行的方案，水平服务年限也均符合要求。两方案相比，方案和方案在初期的工程量和投资都基本相同，因此两方案还需要通过经济比较才能够确定其优劣。3.2.3方案经济比较由于方案和方案在第一水平内的准备方式和采煤方法都完全相同，方案比较法在对不同的
43、开拓方案进行比较时，一些相同的部分可以不进行比较，于是对方案和方案两个方案进行比较时，可以只将两个方案中有差别的基建工程量、基建费用、生产经营费用及费用汇总表分别计算汇总于表321、表322、表323和表324。表321 基建工程量时期项目方案方案早期主井井筒/m814.2+208142.+20副井井筒/m813.6+5813.6+5井底车场/m645645主石门/m725725运输大巷/m17001700后期主井井筒/m3202757副井井筒/m3202757井底车场/m6452(300+500)主石门/m14290运输大巷/m17001700表322 基建费用表 方案项目方案方案工程量/m
44、单价/ 费用/万元工程量/m单价/ 费用/万元早期主井井筒834.23000250.26834.23000250.26副井井筒818.63000245.58818.63000245.58井底车场64590058.0564590058.05主石门7258005872580058运输大巷17008001361700800136小计747.89747.89后期主井井筒32030009627571050158.97副井井筒32030009627571150174.11井底车场64590058.051600900144主石门1429800114.32000运输大巷17008001361700800136小计500.37613.08共计1248.261360.97表323 生产经营费用项目方案生产经营费用/万元项目方案生产经营费用/万元石门运输1.214300.7250.381474