湖北省長陽縣資秋鎮(zhèn)某煤礦礦井初步設計

摘要

長陽縣茶園坪煤炭有限責任公司茶園坪煤礦位于湖北省長陽縣資秋鎮(zhèn)境內(nèi)，

企業(yè)為股份制小型企業(yè)。

本礦井位于中低山地區(qū)，礦區(qū)地表高差變化大，最低處在井田范圍中部的天

池河底，標高+206m,地形最高處在礦區(qū)西南角，標高+1330.6m,相對高差U624.m。

礦區(qū)內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)斷層，褶皺等影響開采的地質(zhì)構(gòu)造，地質(zhì)構(gòu)造簡單，主要開采二

疊系上統(tǒng)龍?zhí)睹航M煤層，煤層走向近東西，方位角為90—270。；傾向方位角0°,

走向長度約3000m,斜長平均924m,煤層傾角在25°以上，+450m以上平均傾角

44°o煤層平均厚度0.52m。煤層瓦斯相對涌出量1.3m3/t,絕對瓦斯涌出量為0.6

m3/min,屬于低瓦斯礦井。礦井面積2.72km2,開采深度+200m?+900m,煤層可

采儲量為166.56萬噸，礦井設計生產(chǎn)能力9萬噸/年，礦井服務年限14年。采用

階梯平恫上山開拓，單一走向長壁式采煤法，炮采采煤工藝，雙翼后退式上山開

采，年工作日330天，三八工作制，“兩采一準”。

根據(jù)以上礦井煤層地質(zhì)技術(shù)條件，進行茶園坪煤礦礦井初步設計。

關鍵詞礦井初步設計龍?zhí)睹航M階梯平爆爆破采煤工藝

單一走向長壁采煤法雙翼后退式回采上山開采

ABSTRACT

ChayuanpincoalmineofChangyangcountyChayuanpingmineCo.Ltd.,a

smallprivatejoint-stockenterprise,isseatedinZiqiuTownshipChangyangCountyin

HubeiProvince.

Thismineislocatedinmid-lowregions,andsurfaceupsanddownschange

sharply.ThelowestplaceintheTianchilake'sbottomofthemineareaandth

elevationof+206m.Thehighestplaceinthecornerofthesouthwestandtheelevation

1330.6m.Heightdifferencebetweenthemis11624m.Withintheminingarea,

geologicalstructuresuchasdrapeandfaultwhichaffectmininghasn*tbeen

found.Basedonthesimplegeologicalconditions,minebedupperpermiansystem

LongtanFormationismainlymined;eastwesttrendabouttheminebed;azimuthof90

-270°,tendencyorientationof0°;trendlengthofnearly3000m;inclinedlengthof

924m;inclinedangleofabove25°;theaverageobliqueAngleofabove450mof44°.

Theaveragethicknessis0.52m.Relativegasemissionofthecoalbedis1.3m3/1,and

absolutegasflow-volumeis0.6m3/min,sotheminebelongstothelowerone.Mine

areaof2.72km3,miningdepthof+200m?+900m,recoverablereservesofthemine

for1.6656milliontons,thedesignofmineproductioncapacityof9milliontons/year,

theservicelifeofcoalmineof18years.Usesladdertypegallerydevelopmentsystem

andwinningtothetopmethod,thesingletrendlongwallminingmethod,demolition

miningcraft,doublewingsretreatingtypedipheadingmining,workingdaysinone

yearof330days,three-shiftworkdaysystem/twominingandonebackworking”.

Accordingtotheaboveminecoalgeologyconditions,carryonthepreliminary

designfortheChayuanpingcoalmine.

KeywordMinepitpreliminarydesignLongtancoalgroupStepsand

laddersevencaveDemolitionminingcoalcraftSoletrendlongwellmining

coallawBiplanewingbacklashtypestoppingClimbsmountainsmining

刖百

采礦工程畢業(yè)設計是采礦工程專業(yè)全部教學進程中的最后一個環(huán)節(jié)，同時也

是對學生成績的最終考核，其目的是使學生深入認識礦井各個生產(chǎn)系統(tǒng)和各個生

產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的相互聯(lián)系和制約關系，培養(yǎng)學生綜合運用各門學科的理論知識，分

析和解決采礦工程技術(shù)問題的能力；培養(yǎng)和鍛煉學生獨立地進行學習和工作的能

力；培養(yǎng)學生搜集、整理、運用科技資料和生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗的能力；進一步訓練撰

寫技術(shù)文件和繪制工程圖件的基本技能。

礦井設計是一個涉及煤礦開采學、井巷工程、礦山機械、礦井通風與安全、

礦山環(huán)保等諸多技術(shù)科學的系統(tǒng)工程，雖然本次設計題目中存在?些理想化的條

件，但是通過這次設計，我已經(jīng)基本掌握了礦井設計的方法和步驟，培養(yǎng)了搜集、

整理、運用科技資料和生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗的能力，提高了撰寫技術(shù)文件和解決實際問

題的能力。這些能力的培養(yǎng)對以后走上工作崗位做了良好的鋪墊。

本次設計的參照礦井是茶園坪煤礦，設計之前，我在該礦進行了為期28天的

畢業(yè)實習，通過地面參觀、聽總工及各科室負責人作報告、參加科室實習及井下

生產(chǎn)實習，對礦井的情況有了一個比較全面的認識。本次設計就是在左家煤礦實

際地質(zhì)條件的基礎上，根據(jù)收集到的礦井生產(chǎn)圖紙和數(shù)據(jù)，按照指導老師的要求

作了一些改動后，對礦井做的初步設計。其主要內(nèi)容包括：礦區(qū)概況及井田地質(zhì)

特征；礦井儲量、年產(chǎn)量及服務年限；井田開拓；準備方式；礦井通風與安全技

術(shù)等五個方面。

本設計以《畢業(yè)設計論文大綱》為依據(jù)，按照《安全規(guī)程》的要求，經(jīng)過查閱

相關資料和老師的精心指導而完成，由于本人知識結(jié)構(gòu)的限制和設計能力有限，設

計中難免有不妥和錯誤之處，懇請審閱老師批評指正。

目錄

前言.............................................2

目錄.............................................3

1井田概況及地質(zhì)特征...............................7

1.1井田概況...................................................7

1.1.1地理位置及交通.............................................7

1.1.2自然地理...................................................8

1.2地質(zhì)特征...................................................8

1.2.1地層.......................................................8

1.2.2礦區(qū)構(gòu)造..................................................10

1.3煤層及煤層底板巖性特征....................................10

1.3.1煤層......................................................10

1.3.2煤層頂?shù)装鍘r性特征........................................10

1.3.3煤質(zhì)及用途................................................11

1.3.4瓦斯煤層與自燃............................................11

1.3.5礦區(qū)水文地質(zhì)特征..........................................12

1.3.5工程地質(zhì)..................................................13

1.3.6環(huán)境地質(zhì)..................................................13

1.3.7其它開采技術(shù)條件..........................................13

2井田儲量年產(chǎn)量及服務年限........................14

2.1井田境界...................................................14

2.2儲量.......................................................15

2.2.1礦井工業(yè)儲量..............................................15

2.2.2礦井儲量設計..............................................15

2.2.3礦井設計可采儲量Zc...............................................................................15

2.3礦井設計生產(chǎn)能力及服務年限................................16

2.3.1礦井工作制度..............................................16

2.3.2礦井年產(chǎn)量及服務年限......................................16

3井田開拓........................................18

3.1概述.......................................................18

3.2井田開拓...................................................18

3.2.1影響開拓方式的因素........................................18

3.2.2方案的提出及技術(shù)經(jīng)濟分析..................................19

3.3井筒特征...................................................21

3.3.1井筒斷面尺寸..............................................21

3.3.2井壁支護材料及井筒厚度....................................24

3.4井底車場及碉室.............................................25

3.4.1井底車場形式..............................................25

3.4.2線路總平面布置設計........................................25

3.4.3能力計算..................................................25

3.4.4確定井底車場主要巷道斷面及胴室位置........................25

3.4.5井底車場總平面布置圖......................................26

3.5開采順序及采區(qū)、采煤工作面的配置...........................26

3.5.1開采順序..................................................26

3.5.2保證年產(chǎn)量的同采采區(qū)數(shù)和工作面數(shù)..........................26

3.6井巷工程量和建井工期......................................29

4采煤方法........................................31

4.1采煤方法的選擇............................................31

4.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)....................................32

4.2.1采區(qū)走向長度的確定........................................32

4.2.2確定區(qū)段斜長及區(qū)段數(shù)目....................................32

4.2.3煤柱尺寸..................................................32

4.2.4采區(qū)上山的布置............................................34

4.2.5區(qū)段平巷的布置............................................35

4.2.6聯(lián)絡巷道的布置............................................36

4.2.7采區(qū)車場形式選擇..........................................37

4.2.8采區(qū)碉室..................................................37

4.2.9采區(qū)千噸掘進率、采區(qū)掘進出煤率............................38

4.2.10采區(qū)巷道的掘進方法、設備數(shù)量及掘進工作面數(shù)目.............40

4.2.11采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng).............................................41

4.3采煤工藝設計...............................................42

4.3.1爆破落煤..................................................42

4.3.2裝煤與運煤................................................43

4.3.3工作面支護和采空區(qū)處理....................................43

4.3.3工作面循環(huán)作業(yè)方式及循環(huán)作業(yè)圖表..........................44

5礦井通風與安全技術(shù)措施..........................46

5.1礦井通風系統(tǒng)的選擇.........................................46

5.1.1選擇礦井主扇的工作方法....................................46

5.1.2選擇礦井通風方式..........................................47

5.2風量計算及風量分配.........................................47

5.2.1采煤工作面實際需風量......................................47

5.2.2掘進工作面所需風量........................................49

5.2.3洞室實際需風量............................................50

5.2.4礦井總需風量..............................................51

5.2.5風量分配..................................................51

5.3礦通風阻力計算.............................................52

5.3.1計算原則..................................................52

5.3.2計算方法..................................................53

5.3.3計算礦井總風阻力及總等積孔................................59

5.4扇風機選型................................................59

5.4.1選擇主扇..................................................59

5.4.2選擇電動機................................................60

5.5礦井安全技術(shù)措施..........................................61

5.5.1預防瓦斯爆炸的措施........................................61

5.5.2預防井下水突出的措施......................................62

5.5.3頂板事故的預防............................................63

5.5.4火災事故的預防............................................63

5.5.5其它事故的預防............................................64

6礦山環(huán)保.......................................66

6.1礦山污染源概述............................................66

6.1.1大氣污染..................................................66

6.1.2廢水排放..................................................66

6.1.3固體廢棄物排放............................................67

6.1.4噪聲污染..................................................67

6.2礦山污染源的防治..........................................67

6.2.1礦山水污染的防治..........................................67

6.2.2礦渣利用..................................................67

6.2.3噪聲的控制................................................68

6.3地表塌陷及生態(tài)保護措施....................................68

6.3.1地表塌陷的預防措施........................................68

6.3.2地表塌陷整治覆土..........................................68

6.3.3砰石回填塌陷區(qū)............................................69

結(jié)束語..........................................70

參考文獻.......................................71

1井田概況及地質(zhì)特征

1.1井田概況

1.1.1地理位置及交通

長陽茶園坪煤礦有限責任公司茶園坪煤礦位于長陽城縣西150公里處，地處

資丘鎮(zhèn)境內(nèi)，距資丘鎮(zhèn)約15km,距五峰縣城35公里。距清江隔河巖庫區(qū)4公里,

礦區(qū)中心地理座標為：東經(jīng)110°35,23”,北緯30°23107",屬民營礦山企業(yè)，

礦區(qū)有桃山至五峰的縣級干線公路通過，直通隔河巖庫區(qū)、長陽、五峰等地，礦

山在隔河巖庫區(qū)建有煤炭專用碼頭，水陸交通運輸方便。

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楊林橋鎮(zhèn)

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龍泉鎮(zhèn)\\o'

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堡鎮(zhèn)鎮(zhèn)

賀冢坪鎮(zhèn)

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龕峰橋鎮(zhèn)

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O局速公的紅花套鎮(zhèn)；

長陽土家族自治%'&=:￥荊產(chǎn)鎮(zhèn)

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資丘鎮(zhèn)都鎮(zhèn)灣籍磨市鎮(zhèn)o1

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★茶酬煤礦龍?zhí)镀烘?zhèn)

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10)1y

潘家灣鎮(zhèn)、一

五隍土家族自治縣

漁洋姜鎮(zhèn)王家幡\

◎長樂坪鎮(zhèn)

\松根產(chǎn)和

e水灣箱,和坪鎮(zhèn)11

劉家場鎮(zhèn)

圖1一1一1交通位置圖

1.1.2自然地理

礦區(qū)屬鄂西中低山區(qū)，區(qū)內(nèi)地形復雜，切割深度大，總體上呈南北向“V”字

形發(fā)育，局部形成陡巖。礦區(qū)內(nèi)最低處位于天池河，海拔標高+206m,最高處位于

礦區(qū)北西部山頂，海拔標高1330.6m,相對高差1124.6m,區(qū)內(nèi)氣候受地勢影響，

春秋多云霧，夏日涼爽，六?八月最高氣溫達40°C,元月最低氣溫-12°Co降雨

多集中在六、七、八三個月，年平均降雨量1288毫米，最大降雨量1520.6mm,

年平均蒸發(fā)量1380mm。相對濕度76%年最高氣溫40C,最低氣溫-12C,年平均

16.4C最大積雪厚度30cm,積雪期在11月至翌年2月，5?9月份為雨季，陰雨天

約占45%,全年冰凍期90天?120天；主導風向為東北風，一般為2.2?6級，最

大風力6?7級，屬南方亞熱帶溫潤氣候區(qū)，礦區(qū)地震烈度為VI度，五級地震危險

區(qū)。

區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)以玉米、馬玲薯為主，經(jīng)濟作物為油菜、蔬菜等。區(qū)內(nèi)有天池河，

為常年流水，水質(zhì)清澈，可作為生產(chǎn)及生活用水。經(jīng)農(nóng)網(wǎng)改造后，區(qū)內(nèi)現(xiàn)已引入

10KV/0.38KV電源。

1.2地質(zhì)特征

1.2.1地層

礦區(qū)地層從三迭系大冶組至下二迭系茅口組均有不同程度的出露及第四系，

由新到老簡述如下：

第四系殘坡積層:為灰黃色粉質(zhì)粘土夾碎石，結(jié)構(gòu)松散，碎石成份主要為砂巖、

灰?guī)r，碎塊呈棱角狀，該層厚0-5m不等。

大冶群（T1）：上部為淺灰色薄層狀夾厚層狀細晶灰?guī)r，中部為灰色中厚層狀

石灰?guī)r，下部為淺灰色薄層板狀灰?guī)r夾薄層狀黃黑色頁巖，在灰?guī)r中有清晰的水

平層理，厚度300米。

上二迭大隆組（P27灰黑色薄層狀燧石層夾鈣質(zhì)頁巖及炭質(zhì)頁巖，含假提羅

菊石。厚度2~5米。

上二迭系長興組（P2?）：為淺灰色中厚層狀含燧石灰?guī)r，上部和下部為薄層灰

巖與燧石互層，底部中厚層狀灰?guī)r與鈣質(zhì)頁巖互層。厚度大于150米。

圖1—2—1地層綜合柱狀圖

上二迭系龍?zhí)睹航M（P2?）：上部為淺灰色頁巖，含動物介殼，中部煤層厚0.1

2.5米，下部為灰黃色塊狀粘土巖及白色粉砂巖。厚度1?3米。

上二迭系孤峰組（P2”：上部為灰黑色鈣質(zhì)頁巖、炭質(zhì)頁巖、泥灰?guī)r，下部分

黑色薄層條帶狀燧石灰?guī)r夾頁巖。厚度45米以上。

1.2.2礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)大地構(gòu)造單元屬于楊子準地臺，鄂湘黔臺褶帶，長陽鶴峰褶皺軸，區(qū)內(nèi)

構(gòu)造骨架定型于侏羅紀末的燕山運動，以褶皺為主，斷層不太發(fā)育。

礦區(qū)內(nèi)地層總體上呈近東西走向，傾向北的單斜構(gòu)造，傾角15°?50°井田

范圍內(nèi)暫未發(fā)現(xiàn)較大的斷裂構(gòu)造，礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造屬簡單類型。

1.3煤層及煤層底板巖性特征

1.3.1煤層

礦區(qū)內(nèi)含煤地層為有二迭系下統(tǒng)馬鞍煤系和二迭系上統(tǒng)龍?zhí)睹合怠ｑR鞍煤系

上部多由石英砂巖夾炭質(zhì)泥巖、含煤條帶所組成，往上逐漸過渡為以煤層和炭質(zhì)

泥巖為主的泥巖沼澤相沉積，與上覆地層呈整合接觸，本礦區(qū)馬鞍煤系不發(fā)育。

龍?zhí)睹合档貙佑赡鄮r、鈣質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖及煤組成，本區(qū)煤層發(fā)育較

好。其露頭在+206m以上均出露于地表，露頭線走向北東。出露地表部分煤層風

化。平均風化深度為15?20m。

設計方案中，礦井擬開采二迭系上統(tǒng)龍?zhí)睹合担汉?.3?0.6m,平均厚0.52

m0煤層厚度變化不大，較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，呈似層狀產(chǎn)出。屬結(jié)構(gòu)較單一較穩(wěn)

定的煤層。

表1-3-1龍?zhí)睹合得簩犹卣?/p>

含煤地層煤層編號結(jié)構(gòu)可采性視密度頂?shù)装鍘r性

二疊系上統(tǒng)龍?zhí)睹合岛唵尉植靠刹?.6t/m3泥巖、灰?guī)r

1.3.2煤層頂?shù)装鍘r性特征

該煤層的直接頂板為深灰色巖質(zhì)泥巖和灰?guī)r、底板為淺色、灰色泥巖，老頂

頂板巖石抗壓強度較大，易于支護，但在裂隙發(fā)育帶、擠壓破碎帶和斷裂帶，巖

石較破碎，應加強支護，底板泥巖屬次堅硬巖石，物理性能不穩(wěn)定，會發(fā)生底鼓

現(xiàn)象。

1.3.3煤質(zhì)及用途

礦區(qū)煤層類型為條帶狀半亮煤，塊狀宏觀煤巖類型為以半亮型為主、暗淡一

玻璃光澤，具貝殼狀或階梯狀斷口。煤的變質(zhì)程度為低灰低硫無煙煤。

原煤固定碳77%、灰分11.5%、揮發(fā)分9.3%、全硫1%、水分1.4%,發(fā)熱量23.0?

26.34MJ/kg。根據(jù)國家標準GB5751-86《中國煤炭分類》標準分類，本礦區(qū)煤質(zhì)牌

號為低灰、低硫、中高?高熱值無煙煤，可供民用和動力用煤。

表1—3—2煤的工業(yè)分析

水揮粘膠

煤發(fā)熱量

分發(fā)硫灰熔結(jié)質(zhì)灰

含煤層^古1定MJ/煤

(性分點指分

地以編碳Fckg種

M(VStdSTC數(shù)厚Ad

號Qgrd

)%)%G度

龍

二疊無

潭23.0-26

系上1.49.3<177.8>1500煙11.5

煤.34

統(tǒng)煤

系

1.3.4瓦斯煤層與自燃

該礦現(xiàn)開采二迭系龍?zhí)督M煤層，鄰近礦井均開采龍?zhí)睹簩樱话阃咚瓜鄬τ砍?/p>

量較低，為0.8m3/t。據(jù)宜昌天安公司二00三年對生產(chǎn)井鑒定結(jié)果，本礦及鄰近

礦井均為低瓦斯礦井。

該煤層燃點高，不易氧化，在老窯采空、廢棄巷道的殘留煤柱以及煤場堆積

的商品煤，均未發(fā)生煤的自燃發(fā)火現(xiàn)象。本礦區(qū)煤層暫按不易自燃發(fā)火型對待。

1.3.5礦區(qū)水文地質(zhì)特征

(1)含水層與隔水層

含水層：上二疊長興灰?guī)r段裂隙水含水層，由灰色硅質(zhì)灰?guī)r，灰?深灰色厚

層狀灰?guī)r，灰?深灰色薄?中厚層狀含生物碎屑泥質(zhì)灰?guī)r組成，常含燧石團塊或

條帶，由于該層下伏地層為龍?zhí)督M含煤段隔水巖組及茅口組上段隔水層，所以地

下水主要從本層灰?guī)r中排泄。

大冶組中段灰?guī)r裂隙溶洞水含水層，為灰色薄?中厚層狀石灰?guī)r，間夾泥質(zhì)

薄膜，在全區(qū)廣泛出露，大量吸收大氣降水。

大冶組上段灰?guī)r裂隙溶洞水含水層，為淺灰?灰色中厚層狀細晶灰?guī)r，本層

出露較廣泛，巖溶發(fā)育。

隔水層：龍?zhí)督M含煤段隔水巖組：由灰色粉砂質(zhì)泥巖、煤層、炭質(zhì)泥巖、粘

土巖，灰?灰綠色巖屑砂巖組成，厚1?3米，隔水性較好。

大冶組下段隔水層：為灰黃色粉砂質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥巖及頁巖，局部夾淺灰色

薄層狀泥灰?guī)r，地下水受該層阻隔作用而出露地下降泉，說明該層隔水性較好。

(2)地下水補給、逕流、排泄條件

區(qū)內(nèi)水系不發(fā)育，地表水與地下水來源均靠大氣降水，地表水排泄條件極佳,

地下水逕流排泄條件較好，大部分雨水由地表溝谷匯入天池河注入清江。

地層總體上為向北?北西傾斜的單斜構(gòu)造，地下水主要靠大氣降水補給，據(jù)

調(diào)查資料，地下水流向與巖層傾向一致，地下水逕流條件較好，雨后部分降水通

過漏斗、巖溶裂隙、構(gòu)造裂隙、風化裂隙滲入地下。

(3)礦區(qū)水文地質(zhì)類型

天池河流經(jīng)礦區(qū)，最高洪水位為+208m,地表水來源靠大氣降水，雨天地表水

向天池河匯集，并向北注入清江，地表水逕流條件尚佳。

(4)礦井涌水量

本礦區(qū)開采+200m標高以上煤層，位于當?shù)厍治g基準面以上，地下充水水源

主要來自于大氣降水，煤礦充水水源主要為頂板裂隙水，礦井涌水量般為5m3/d,

最大涌水量10m3/d

綜上所述，水文地質(zhì)條件屬簡單類型。

1.3.5工程地質(zhì)

本區(qū)分布有兩類工程地質(zhì)巖組，一是層狀碳酸鹽巖類；二是層狀碎屑巖類；

另一類為松散砂礫石巖土類，簡述如下：

層狀碳酸鹽巖類：礦山分布的吳家坪組灰?guī)r段(PqD屬此類巖類，巖石呈剛

性、堅硬，其組成懸崖的臨空面，各類結(jié)構(gòu)面發(fā)育，巖溶、溶蝕裂隙、裂隙發(fā)育,

并可產(chǎn)生危巖體及崩塌體。此類巖覆蓋于龍?zhí)睹合档貙又稀?/p>

松散砂礫石巖土類：此巖類分布于溝谷、斜坡或平坦地帶的第四系，包括滑

坡帶的松散堆積物，厚度不大，可覆蓋于各巖類之上

1.3.6環(huán)境地質(zhì)

本礦區(qū)原生地質(zhì)環(huán)境較好，地形地質(zhì)及水文地質(zhì)情況簡單，地質(zhì)構(gòu)造不發(fā)育,

無有害元素、放射性等影響人身安全的因素。

由于該區(qū)開采范圍較小，次生地質(zhì)環(huán)境不明顯。暫未發(fā)現(xiàn)明顯的滑坡、危巖、

崩塌等地質(zhì)災害現(xiàn)象，但礦山在開采過程中要對上述地質(zhì)現(xiàn)象進行詳細調(diào)查評價,

以確保礦山安全。

13.7其它開采技術(shù)條件

(1)生產(chǎn)井開采情況

礦井煤層開采采用走向壁式采煤方法，放炮落煤，掘進巷道及工作面采用木

支護頂板，頂板好時為裸巷，破碎時則加密支護。采空區(qū)頂板管理采用充填法法,

工作面采用木支護，支柱間距一般l~L2m,頂板破碎地方采用肝石砌垛支護和適

當留煤柱。

(2)煤層頂?shù)装鍘r性特征和力學性質(zhì)

該煤層的直接頂板為深灰色巖質(zhì)泥巖和灰?guī)r、底板為淺色、灰色泥巖，老頂

頂板巖石抗壓強度較大，易于支護，但在裂隙發(fā)育帶、擠壓破碎帶，巖石較破碎,

應加強支護，底板泥巖屬次堅硬巖石，物理性能不穩(wěn)定，會發(fā)生底鼓現(xiàn)象。

2井田儲量年產(chǎn)量及服務年限

2.1井田境界

井田境界以國土資源部門核定的礦區(qū)范圍為法定境界依據(jù)，走向長度3千米,

平均傾斜長度0.924千米礦區(qū)面積約2.772平方公里。開采標高+200?+800m。

該礦四界范圍如下表

表2—2—1拐點坐標表

點號

XY

1336165037459990

2336165037459000

3336300037459000

4336300037460400

5336340037462000

6336250037462000

7336250037460250

2.2儲量

2.2.1礦井工業(yè)儲量

表2—2—2礦井工業(yè)儲量匯總表

塊段面積1傾角1厚度1視密度儲量級別礦井總儲量A+BA+B占A+B占第

ABC西總總一水平

東

1178200290.521.414.83

2137133290.521.411.41

3268694290.541.612.56

4210357310.451.415.64

586329300.351.44.8899.59

6112875300.351.66.39

726546300.351.41.5

8138440420.351.410.43

9121114420.41.49.13

197.284.5242.8641.7

10112793401.11.422.7

1118211400.481.41.8

1294582401.11.419.01

1613417530.541.41.69

171745530.541.40.22

1847441530.541.45.96

2.2.2礦井儲量設計

礦井工業(yè)儲量減去設計計算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的

地面建筑物需要留設的保護煤柱等永久性煤柱損失量后的儲量。

井田范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層，流經(jīng)井田中央有一河流，河流未壓井田內(nèi)煤，井田

范圍內(nèi)沒有壓煤集中民房，沒有鐵路等構(gòu)筑物壓煤，井田邊界留設20m保護煤柱。

則井田邊界損失量Zj=SjX20X0.5X1.4

=8380X20X0.5X1.4

=11.7320（萬t）

設計儲量Zs=Zg-Zj=197.2-11.732=185.468（萬。

2.2.3礦井設計可采儲量Zc

礦井設計儲量減去工業(yè)場地保護煤柱、礦井井下主要巷道及上、下山保護煤

柱量后乘以采區(qū)采出率的儲量。

工業(yè)場地布置在煤層露頭外，未壓煤。礦井東西兩翼擬采用獨立的開拓系統(tǒng),

均用平胴上山開拓，平雨及上山煤柱尺寸為：在巷道兩側(cè)留20m護巷煤柱。

表2—2—3礦井井下主要巷道及上、下山保護煤柱量

東翼上山煤柱西翼大巷煤柱西翼上山煤柱量

合計萬t東翼大巷煤量t

量t量tt

18.912972598934102212972

所以，礦井可采儲量Zc=(Zs-Zb)X采區(qū)采出率=(185.468-18.9)X0.85=141.1

（萬t）

2.3礦井設計生產(chǎn)能力及服務年限

2.3.1礦井工作制度

礦井年工作日按330天計算，每日三班作業(yè)，每班8小時，工作面“兩采一

準”。

2.3.2礦井年產(chǎn)量及服務年限

表2—2—4礦井設計生產(chǎn)能力主要有以下三種井型:

井型設計生產(chǎn)能力(MT/A)

1.21.51.82.43.04.05.06.0及

大型

以上

中型0.450.600.90

小型0.090.150.210.30

根據(jù)礦井實際情況，礦井設計年生產(chǎn)能力9萬噸/a。

礦井服務年限T

ZK“I」…

A?K9x1.3

式中：T一礦井設計服務年限，a；ZK一礦井可采儲量，萬t

A一礦井設計年產(chǎn)量，萬t；K一儲量備用系數(shù)，取1.3

所以礦井服務年限為12年。

3井田開拓

3.1概述

井田內(nèi)為一單斜構(gòu)造，呈半隱蔽式煤田。煤系地層被吳家坪組、大隆組、大

冶組及第四系覆蓋，厚度幾十米到一千米，井田范圍內(nèi)溝谷切割深度大，地形最

低處海拔標高+206m,最高處+1330.6m,相對高差+1124.6m而煤層賦存在

+100~+900m標高，煤層露頭出露地表，煤層傾角變化大，西翼從+200~+450較為

平緩，25°-30°,+450~800m為45°左右；東翼普遍在40°以上，影響開拓方

式的主要因素為當?shù)氐匦渭懊簩淤x存條件。

生產(chǎn)礦井情況：井田為平洞開拓方式。主平碉位于+212水平標高。承擔運煤,

進風，供電，排水，行人等任務；+318平碉為副井，承擔進風，排水，行人，運

料等任務；+390為風井平洞，作礦井總回風巷。

根據(jù)當?shù)氐匦蔚孛蔡攸c，結(jié)合煤層賦存條件，生產(chǎn)礦井生產(chǎn)采區(qū)巷道布置合

理，整個礦井用階梯平胴開拓較適宜。

3.2井田開拓

3.2.1影響開拓方式的因素

(1)井田內(nèi)劃分原則：

井田劃分階段時，階段要有合理的斜長，以便于運輸、通風、巷道維護等。

上山采用輸送機時，輔助提升一般采用一段單鉤串車提升，絞車滾筒直徑一般不

大于1.6米。根據(jù)絞車纏繩量、階段斜長一般不超過800m。對煤層賦存條件好、

生產(chǎn)能力較大的采用滾筒直徑2.0米絞車，有效提升距離可達900余米。根據(jù)以上

分析，階段垂高一般可按下列范圍確定：緩斜、傾斜階段垂高為150~200m,急斜

煤層100~150m,傾角16°及以下煤層、瓦斯含量低、涌水量小時，應采用上、下

山開采相結(jié)合的方式。

階段內(nèi)采區(qū)劃分一般應考慮走向有無大的地質(zhì)構(gòu)造變化，如斷層、無煤帶、

傾角變化較大等，若有可利用這些地質(zhì)變化帶作為采區(qū)邊界。在沒有地質(zhì)條件限

制時，應綜合考慮技術(shù)經(jīng)濟的合理性，確定最優(yōu)方案。一般采區(qū)走向長度可參照

下列數(shù)值確定：綜采工作面單翼布置時，走向長度一般不小于1000m,雙翼布置

時一般不小于2000m；高檔普采的雙翼采區(qū)，其走向長度一般為10007500；炮采

工作面，雙翼采區(qū)走向長度一般為800~1000m。對于頂?shù)装逅绍浵锏离y以維護，

地質(zhì)構(gòu)造復雜或自燃發(fā)火期短的煤層，以及裝備水平低的小型礦井，采區(qū)走向長

度適當縮短。具體劃分時，應使礦井初期開采的采區(qū)，盡量布置在井筒附近，應

優(yōu)先考慮布置中央采區(qū)的可能性。采用膠帶輸送機斜井開拓時，初期中央采區(qū)上

山可利用主副、斜井，以減少井巷工程量；采區(qū)一般宜雙翼布置。當受地質(zhì)構(gòu)造

限制，活在安全上有特殊要求時，也可布置單翼采區(qū)。綜采工作面采區(qū)單翼布置

有利于跨上山或跨石門連續(xù)開采，以減少工作面搬家次數(shù)。

采區(qū)內(nèi)要有合理的區(qū)段數(shù)目，以保證采區(qū)正常生產(chǎn)和工作面接替。

開采水平的數(shù)目、位置，應根據(jù)煤層賦存條件、階段的劃分、生產(chǎn)技術(shù)水平

和水平接替等因素綜合考慮。

(2)井筒形式、數(shù)目及配置。應根據(jù)煤層賦存條件、地形、水文地質(zhì)、沖積

層組成和厚度、井型、設備供應、施工條件等因素來考慮。

(3)運輸大巷和總回風巷的布置及與煤層間的聯(lián)系方式

主要運輸大巷一般應布置在煤組地板巖石中，巖石運輸大巷應布置在堅硬、

穩(wěn)定、厚度較大的巖層中，如砂巖、石灰?guī)r和砂質(zhì)頁巖等。當井田上部邊界標高

不一致是，總回風巷可安不同標高分段設置，但分段不宜過多。

3.2.2方案的提出及技術(shù)經(jīng)濟分析

階段劃分

茶園坪煤礦開采+200~+800米標高的煤層，相對高差600米，+450米以下屬

于緩斜煤層，+450~800屬于傾斜煤層?？蓜澐?~4個階段。

階段劃分可按如下方式：

三階段三水平：四階段四水平：

第一階段+200-400第一階段+200~+350

第二階段+400-+650第二階段+350~+500

第三階段+600-+900第三階段+500-+650

第四階段+650-+900

表3—2—1階段主要技術(shù)參數(shù)表

階段服務年限/A

區(qū)段區(qū)段區(qū)段采

劃分階段斜長水平實際出

數(shù)目/斜長出煤量/

數(shù)目/M煤量/萬T

水平采區(qū)

個/M萬T

/個

45085.839.52411321.5X4

331633.143.724798.3X4

27921.642.424695.4X4

33962.776.923113>0.9X3

29633.043.7239711.0X3

4

20814.381.623694.8X3

20415.821.823685.3X3

根據(jù)階段參數(shù)綜合分析，四階段四水平所多布置的巷道利用率不高，上山服

務年限短，采用三階段三水平更經(jīng)濟合理，所以決定用三階段三水平。

（2）井口位置選擇

方案一：開拓方式為平恫開拓方式。工業(yè)場地和主井布置在斜坡正下方的公

路上邊，地形標高+212m,地形平坦，工業(yè)廣場沿天池河邊布置，面積大，占良田

面積小，進場公路為現(xiàn)有公路，離主干線公路約50m左右，肝石排場選擇在工業(yè)

廣場的南側(cè)，排肝距離為100m。

主井口標高為+212m,沿著141°的方位角直行掘進，掘進160米時離煤層

15m,然后沿煤層掘進運輸大巷。

方案二：將井口及工業(yè)場地選擇在風響坪河邊+220米標高，工業(yè)場地位于洼

溝南側(cè)沿天池河邊布置，不占良田，排肝場布置在洼溝南側(cè)沿天池河邊+215?+220

標高。工業(yè)場地較開闊，場內(nèi)建筑物依現(xiàn)有的公路布置，分區(qū)較明確，布局較合

理，進場公路需修礦山簡易公路500米，距離主干線公路為+500米左右。

主井井口標高選擇在+212米，從井口位置沿180的方位掘355m至設計的運輸大

巷位置然后沿煤層底板距煤層10~15米向前掘進運輸巷，巷道斷面5.86m2,坡度

3%o承擔進風、行人、運輸任務。

井口工業(yè)場地位置方案優(yōu)缺點比較：

方案一：進場簡易公路短，維護費用低；過巖石巷工程量較小，建井工期較

短；建井初期，工業(yè)場地土石方量小，主要為填方，可解決井巷掘進的排渣問題;

井筒圍巖較穩(wěn)定；可利用部分社會公益設施，減少建設投資。但是工業(yè)場地上方

地形坡度較方案一陡；工業(yè)場地較方案一小，平整廠地工程量大。

方案二：工業(yè)場地上方地形坡度較方案一陡；給水管路較短；但是；較方案

一井巷掘進工程量大，建井投資大；地表堆積物厚，井筒圍巖穩(wěn)定程度稍低，支

護難度大；地形條件較差，工業(yè)場地布置土石方量較方案一大，基建投資大，礦

井生產(chǎn)營運費高。

經(jīng)方案比較，方案一有利因素多于方案二，井口及工業(yè)廣場選擇方案一，結(jié)

合階段劃分的分析，井口選擇方案一的基礎上，選擇采用三水平開拓整個礦井。

風井位置選擇：由于煤層上下高差達600米，采用的是階梯平碉開拓，煤層

露頭均出露地表，為使井田開拓生產(chǎn)過程中通風及運料的方便，每一采區(qū)單獨布

置一回風井，以+400、+650、+900分別為一、二、三采區(qū)回風平巷標高。

3.3井筒特征

3.3.1井筒斷面尺寸

主井平胴主要用于運輸，供電，行人，進風，排水壓氣等；風井平嗣擔任通

風，行人，輔助運輸?shù)热蝿铡?/p>

礦井運輸選用It礦車，由牽引車牽引至地面儲煤地點，主井筒一側(cè)設人行道、

敷設壓風壓水管、排水坑，供電電纜，另一-側(cè)敷設通訊、監(jiān)控線路；風井敷設通

訊、監(jiān)控線路。風井井筒敷設通訊、監(jiān)控線路。按照《煤礦安全規(guī)程》及《煤炭

工業(yè)設計規(guī)范》的規(guī)定：主要運輸大巷巷道凈高度不得小于2.2米，其他巷道不

得小于1.8米，其中人行道側(cè)不得小于800mm,非人行道側(cè)不得小于300mm,

主井及風井及運輸大巷均采用半圓拱斷面形式，墻高取1600mm,拱高取

100