河北开滦集团荆各庄矿300万吨新井设计说明书.docx

本设计包括两部分：一般部分和专题部分。
一般部分是河北开滦集团荆各庄矿300万吨新井设计。全篇共有十篇，依次是：矿区概述及井田地质特征，井田境界及储量，矿井工作制度和设计生产能力，井田开拓，采区巷道的布置，采煤方式，井下运输，矿井提升，矿井通风与安全，矿井基本技术经济指标。
开滦矿务局荆各庄矿位于河北省唐山市开平区境内，矿井井田走向7.5公里，倾向长度为4.5公里。井田面积33.75平方公里。井田内可采煤层共3层，分别为9号煤层，11号煤层和12-1号煤层，9号煤层为主采煤层，煤层赋存稳定平均厚度4.5米，平均倾角85度，为近水平煤层。井田内工业储量为52267万吨，可采储量为36936万吨。相对涌出量为:0.39～3.38m3/t,绝对涌出量为1.27～5.56m3/min属于低瓦斯矿井。煤层有自然发火现象。
该矿井设计年生产能力为300万吨，服务年限为87.9年。采用双立单水平开拓盘区条带开采。开采水平标高为-360水平。矿井采用单面倾斜长壁后退式一次采全高全部垮落法综合机械化采煤法。
矿井布置一个综采面，工作面长度为200米。煤的运输采用胶带输送机。矿井通风机工作方式为抽出式，矿井通风方式为中央边界式。
专题部分为浅谈煤巷锚杆支护机理。
关键词：井田开拓；采煤方式；运输提升；通风安全；综合机械化

The General Introduction of the Design The subject is on the bolt support mechanism.
.................................................................1
1矿区概况及井田地质特征 3
1.1矿区概况 3
1.2井田地质特征 4
1.2.1地质特征 4
1.2.2构造地质 6
1.2.3水文地质 8
1.2.4开采技术条件 9
1.3煤层特征 9
1.3.1煤层埋藏条件 9
1.3.2煤层特征 9
2井田境界及储量 11
2.1井田境界 11
2.2矿井工业储量 11
2.2.1井田勘探类型 11
2.2.2储量等级 11
2.2.3工业储量计算 11
2.3矿井可采储量 11
2.3.1永久煤柱煤量 11
2.3.2 矿井可采储量 13
3矿井工作制度和设计生产能力 15
3.1矿井工作制度 15
3.2矿井设计生产能力及服务年限 15
3.2.1确定依据 15
3.2.2矿井生产能力 15
3.2.3矿井服务年限 16
3.2.4井型校核 16
4井田开拓 18
4.1井田开拓的基本问题 18
4.1.1确定井筒形式、数目及配置 18
4.1.2确定井口及工业广场位置 20
4.1.3确定开采水平和阶段高度 20
4.1.4开采水平大巷布置方式 21
4.1.5回风大巷的布置 22
4.2矿井开拓方案比较 22
4.2.1开拓方案技术比较 24
4.2.2开拓方案经济比较 25
4.3矿井基本巷道 28
4 3.1井筒布置 28
4.3.2井底车场和硐室 29
4.3.3主要开拓巷 31
5 准备方式 35
5.1煤层地质特性 35
5.1.1煤层特征 35
5.1.2煤层顶底板特征 35
5.1.3煤尘和瓦斯 36
5.1.4水文地质 37
5.1.5地质构造 37
5.2采区巷道布置及生产系统 37
5.2.1带区准备方式的确定 37
5.2.2带区巷道布置 37
5.2.3生产系统 38
5.2.4带区内巷道掘进方法及巷道布置 39
5.2.5确定带区生产能力 39
5.2.6计算采区回采率 40
5.3 带区车场选型计算 40
6 采煤方法 41
6.1 采煤工艺方式 41
6.1.1带区煤层特征及地质条件 41
6.1.2确定采煤工艺方式 41
6.1.3回采工作面参数的确定 43
6.1.4回采工作面采煤方法 43
6.1.5工作面正规循环生产能力 45
6.2 设备配置 45
6.2.1采煤机 45
6.2.2液压支架 46
6.2.3运输及中转设备 46
6.3 顶板管理 47
6.3.1支护设计 47
6.3.2工作面顶板管理 49
6.3.3顺槽及端头顶板管理 51
6.4 劳动组织和主要经济技术指标 52
6.4.1劳动组织 52
6.4.2主要经济技术指标 54
6.5 回采巷道布置 55
6.5.1回采巷道布置形式 55
6.5.2回采巷道参数 56
7 井下运输 58
7.1 概述 58
7.1.1井下运输设计的原始条件和数据 58
7 1.2井下运输系统 59
7.2 带区运输设备的选择 60
7.2.1运输设备的选型原则 60
7.2.2带区运输设备选型及能力验算 60
7.2.3大巷运输设备选择 62
7.2.4列车组成计算 64
8 矿井提升 68
8.1 概述 68
8.2 主副井提升 68
8.2.1主井提升 68
8.2.2副井提升 70
8.3立井提升钢丝绳的选型验算 71
8.3.1提升钢丝绳的选择 71
8.3.2钢丝绳的验算 72
8.4提升机的选择 72
8.4.1摩擦轮的直径确定 72
8.4.2提升机强度校验 73
9 矿井通风及安全 75
9.1矿井通风系统选择 75
9.1.1矿井概况 75
9.1.2矿井通风系统的基本要求 75
9.1.3矿井通风方式的确定 76
9 1.4主要通风机工作方式选择 77
9.1.5带区通风系统的要求 77
9.1.6工作面通风方式的选择 78
9.1.7回采工作面进回风巷道的布置 79
9.2带区及全矿所需风量 79
9.2.1采煤工作面实际需要风量 79
9.2.2备用面需风量的计算 81
9.2.3掘进工作面需风量 81
9.2.4硐室需风量 83
9.2.5其它巷道所需风量 83
9.2.6矿井总风量计算 83
9.2.7风量分配 84
9.3矿井通风总阻力计算 84
9.3.1矿井通风总阻力计算原则 84
9.3.2确定矿井通风容易和困难时期 84
9.3.3矿井最大阻力路线 85
9.3.4矿井通风阻力计算 85
9.3.5矿井通风总阻力 86
9.3.6两个时期的矿井总风阻和总等积孔 87
9.4选择矿井通风设备 88
9.4.1选择主要通风机 88
9.4.2电动机选型 91
9.5防止特殊灾害的安全措施 92
9.5.1瓦斯管理措施 92
9.5.2煤尘的防治 92
9.5.3预防井下火灾的措施 93
9.5.4防水措施 93
10 设计矿井基本技术经济指标 94
参考文献 95
专题部分.................................................................97
浅谈煤巷锚杆支护机理 99
参 考 文 献 110
致 谢 111

一
般
部
分

1矿区概况及井田地质特征
1.1矿区概况
荆各庄矿位于河北省唐山市北偏东约13公里处，南距马家沟矿6公里，东距陡河发电厂4.5公里。行政区域属唐山市开平区管辖。交通十分方便，铁路：一条通往陡河电厂的专用线，并与吕陡线在井田交汇；另一条经马家沟矿业公司与京山线的开平站相联。公路：北10Km与京沈高速公路、102国道相联，南7Km经开平与205国道、津秦高速公路相联，形成了比较完整的交通网，如图1-1-1。

图1-1-1 荆各庄矿区交通位置图
本区为一平坦的冲积平原，东南面沿陡河东岸是由奥陶纪石灰岩构成的东北－－西南方向起伏伸展的低山丘陵。从东往西有巍山（＋290m）、凤山（＋180m）、小梁山（＋100m）和菀豆山（＋38m），由菀豆山向西南倾没于平原之下。由巍山向东北低山丘陵接连绵延，地势逐渐增高，直到青龙山标高达＋493.01m。在井田北约7公里为由震旦纪灰岩构成的低山丘陵，东西方向横伏，这两条低山丘陵在井田东面的青龙山一带相汇合。低山丘陵的伸展方向与地层走向方向一致。井田内地势平坦，但北部稍高，向南低下，北部地面标高为+38.8m（湾35孔），南端标高为＋23.85m（湾补6孔），倾向陡河。
流经本区东南边的陡河，发源于北部山区，上游由二支汇成，东支称管河，发源于丰润县福山寺管泉，西支称泉水河，发源于丰润县赵庄上水路。二支水流在双桥村北侧汇合，向南流经唐山市区，下游汇集石榴河，向南流入渤海。河北省水利厅于1965年在双桥村一带修建了陡河水库，水库大坝距井田东端的最近距离为2200m。陡河及陡河水库虽然距井田区较近，但是因其底下均赋存有百余米的第四纪松散沉积物，而且存在有隔水作用的粘土层，对本矿充水没有直接的影响。
唐山地区气候属半大陆性，夏季炎热多雨，冬季严寒凛烈，气温变化较大。
1.2 井田地质特征
1.2.1地质特征
荆各庄井田隶属开平煤田，位于开平向斜的西北侧。开平煤田地层属华北型沉积。煤田古生代地层广泛分布，石炭-二叠系为含煤岩系，各系、统间多以整合或假整合接触。含煤地层大多为第四系黄土覆盖，但也有零星出露。根据地表和钻孔揭露，荆各庄井田区域具体地层见表1-2-1。

表1-2-1 荆各庄井田区域地层表
界
系
统
年代
组
厚度（m）
新生界
第四系

Q

~~~~~~不整合~~~~~~
洼里组
0～890
上
古
生
界
二
叠
系
上统
P22
2800
P21
古冶组
346
下统
P12
唐家庄组
180
P11
大苗庄组
79
石
炭
系
上统
C32
赵各庄组
74
C31
开平组
70
中统
C2
唐山组
-------平行不整合------
马家沟组
65
下
古
生
界
奥
陶
系
中统
O2
345
下统
O12
亮甲山组
115
O11
冶里组
203
寒
武
系
上统
Є33
凤山组
68
Є32
长山组
48
Є31
崮山组
82
中统
Є2
张夏组
120
下统
Є12
馒头组
150
Є11
景儿峪组
263
元
古
界
震
旦
系
上统
Z2W
迷雾山组
1200
Z2Y
杨庄组
400
下统
Z1K
高于庄组
600
Z1T+H
大红峪黄崖关组
~~~~~~不整合~~~~~~
五台群
450
太古界
前震旦

Ar

说明：据2001全国地层委员会和2004国际地层委员会发布的时代划分方案，石炭纪二分，二叠纪三分，但为了与矿上其他资料吻合方便起见，本次仍沿用旧的时代划分方案。

图1-2-2 煤层柱状图
1.2.2构造地质
荆各庄井田隶属于开平煤田，位于开平向斜的西北侧。开平煤田位于燕山南麓，是一个北东向的大型复式含煤向斜构造，开平煤田在大地构造分区上属Ⅳ级构造单元，它位于I级构造单元——中朝准地台之上，Ⅱ级构造单元——燕山沉降带内，由燕山旋回造成的盖层构造——唐山、蓟县陷褶束（Ⅲ级构造单元）中的一个复式含煤向斜。其东侧与山海关台拱（Ⅲ级构造单元）为邻；南部则伸入华北断坳（Ⅱ级构造单元）之中。地质力学体系上处于天山-阴山纬向构造带、新华夏系构造带和祁吕～贺兰山山字形的三个巨型构造体系的交汇部位。
开平煤田受新华夏构造体系的影响，以一系列NNE向的褶曲及逆断层组成，北部受纬向构造的影响逐渐向南弯转成走向近东西向。含煤地层由石炭系中统唐山组，上统开平组、赵各庄组及下二叠系大苗庄组、唐家庄组等组成。岩性以砂岩、泥岩为主，基底地层为中奥陶系马家沟组石灰岩，分布于煤田周边地带，与含煤地层呈不整合接触。煤田向南倾伏，其南部界限可能跨过宝坻～奔城大断层伸入另一个二级构造单元——华北断陷
开平煤田包括了开平向斜、车轴山向斜、荆各庄向斜、西缸窑向斜四个含煤构造，其中开平向斜与车轴山向斜皆属于长轴向斜，中间隔卑子院隐伏背斜，三者构成了煤田的骨架构造。荆各庄向斜、西缸窑向斜为开平向斜西北翼的凤山-城子庄背斜隆起后，从主向斜分异出去的次一级褶曲构造（图1-2-3）。 煤田内褶曲线性排列明显，开平向斜长宽比为5：1，延展长度达60 km以上，车轴山向斜也在25 km以上。褶曲多呈不对称状：向斜西北翼急陡、乃至倒转；东南翼平缓，背斜则恰好相反。褶曲轴面向西北方向倾斜，且偏居一侧。开平煤田的断裂亦较发育，一般在急陡翼压性走向逆断层发育，但也有压性俯冲的正断层，还有较多剪切性质的斜交断层发育。在煤田的南侧与西侧发育有晚近活动的新生界断裂，落差可达数千米，控制了巨厚的新生界沉积。

图1-2-3 开平煤田构造略图
由于本井田只是荆各庄一部分，即截取的整个井田的北部中部南部和东部，即整个井田的近水平部分，所以把截取的井田只需划分成盘区，如图1-2-4所示。本井田只有两个大断层，都是正断层，长度一千多米，但是落差不是很大。

图1-2-4 设计井田平面图
1.2.3 水文地质
矿井的补给水源和含水层
1）大气降水及其对矿井涌水量变化的影响
荆各庄矿的水文地质条件属复杂型，有八个含水层，自下而上分别为：
（1）奥陶系石灰岩岩溶裂隙承压含水层（Ⅰ）
（2）K2～K6砂岩裂隙承压含水层（Ⅱ）
（3）K6～煤12砂岩裂隙承压含水层（Ⅲ）
（4）煤9～煤7砂岩裂隙承压含水层（Ⅳ）
（5）煤5以上砂岩裂隙承压含水层（Ⅴ）
（6）风化带裂隙、孔隙承压含水层（Ⅵ）
（7）第四系底部卵石孔隙承压含水层（Ⅶ）
（8）第四系中上部砂卵砾孔隙承压和孔隙潜水含水层（Ⅷ）
其中与矿井生产较密切的为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ。
本区大气降水一般集中在七、八、九月份。据1979～1998年气象资料统计：年降水量最大值为899.6mm（1987年），最小值为317.45mm（1997年），平均值为596.85mm。补给关系是：
大气降水→Ⅰ、Ⅷ→Ⅶ→Ⅲ、Ⅴ等各基岩含水层。
2）矿井直接充水含水层
荆各庄矿直接充水含水层有K2～K6砂岩裂隙承压含水层（Ⅱ）、K6～煤12砂岩裂隙承压含水层（Ⅲ）、煤5以上砂岩裂隙承压含水层（Ⅴ）。
3）矿井间接充水含水层
（1） 冲积层含水层
该含水层厚100～379.67m。它本身为一矿井间接充水含水层，它补给上述三个直接充水含水层。其中底部卵砾石孔隙承压含水层对基岩含水层补给关系最密切。
（2）奥陶系石灰岩岩溶裂隙承压含水层（Ⅰ）
该含水层厚度大于600m。岩性由质纯的豹皮状灰岩和白云质灰岩组成，据勘探资料表明，施工的13个孔穿过灰岩总长度451.51m，因溶洞或巨大裂隙造成钻具骤然下陷的有10个孔25个段落，溶洞最大直径为1.13m，冲洗液失去循环。在井田东南部，因构造（F1～F3断层组）作用与巨厚的第四系冲积层相互接触，增加了灰岩裂隙发育程度。
1.2.4 开采技术条件
本井田煤炭储量比较丰富，尤其是主要可采的9、11、12-1煤层赋存稳定，其地质储量占总地质储量的65%。平均厚度4.3m，比较适合于大采高开采，给矿井增产创造了有利条件。：井田内断裂构造发育，主要煤层局部节理和裂隙发育，矿山压力显现比较明显，对支护带来不利影响，矿山压力大和断裂构造发育是本矿井地质条件的显著特点，对采、掘、开影响较大。
1.3煤层特征
1.3.1煤层埋藏条件
矿井井田位于开平向斜东南翼中段，井田主体构造为吕家坨背斜。吕家坨背斜轴近东西，向西倾伏，深部逐渐开阔，形成一扇面形状，北翼与黑鸭子向斜南翼相邻，南部与南阳庄－岭上背斜相接，地层倾角浅部稍大约10～25°，深部变缓，约5°左右。本井田只是扇形一侧，煤层平均走向长7.5km，倾斜长4.5km，面积33.75km2。在平面上呈现为左小右大的扇形形态，延展长度约7500米。
1.3.2煤层特征
荆各庄井田设计开采煤层有3层，即二迭系下统大苗庄组的9、11、12-1煤层，9、11、12-1煤层基本全区可采。各煤层的厚度、层间距及其变化规律见表，煤层的肉眼鉴别特征、结构、夹石层数、厚度、岩性及其对回采的影响见下表。

煤层
煤层厚度（m）
煤层间距（m）
最小～最大
变化规律
最小～最大
变化规律
平均
平均
9
0.99～7.01
仅西北部煤厚在3m以下，个别点煤厚偏大
10.15～25.14
井田中部间距最大，往西间距变小，往东北两煤层合区
4.5
11
0.23～7.79
煤厚变化不大，井田深部个别钻孔不可采
18.52
4.1
2.64～28.36
间距变化不大，仅局部间距较小，规律性不强
12-1
0.64～7.76
煤厚变化不大，井田深部有2个不可采点
19.56
4.3

间距变化大，井田中部间距小，往四周逐渐增大缓慢
表1-3-2主要煤层物理特征表
特征

煤层
颜色
光泽
煤岩成分
煤岩类型
煤的结构
和构造
矿物结核
和包体
容重（t/m3）
9
黑色
玻璃光泽
以亮煤为主，间夹暗煤条带局部含丝炭膜
半亮-光亮型
带条状构造
偶含黄铁矿
1.44
11
黑色
玻璃光泽
以亮煤为主，夹有镜煤及暗煤条带
光亮型
块状构造，局部呈条带状构造
含黄铁矿膜及薄膜
1.42
12-1
黑色
强玻璃光泽弱玻璃光泽
上部以亮煤为主，下部由亮煤和暗煤组成，常夹丝炭膜
光亮型-半亮型
块状及条带状构造

1.35

2井田境界及储量
2.1井田境界
矿井浅部以9煤层露头为界，深部至12-1煤层580米底板等高线。平均走向长7.5km，倾斜长4.5km，面积33.75km2。
2.2矿井工业储量
2.2.1井田勘探类型
本设计中所有地质资料作为初步设计的依据，勘探钻孔很密集。根据地质勘探资料可以很准确的判断煤层的分布情况，井田勘探类型属于精查。
2.2.2储量等级
荆各庄矿井田范围内绝大部分勘探钻孔密集，煤层层位、厚度、结构及其变化情况和煤质及其变化情况已经查明。煤层对比可靠，属于A级储量。
2.2.3工业储量计算
全矿3层可采，9煤，11煤和12-1煤。
煤层工业储量按下式计算：
Zg ＝S×M×R (2-2-1)
式中：
Zg——煤层工业储量，万t；
S——煤层倾斜面积，28865461m2；
M——煤层厚度，m；
R——煤的容重，t/m3。
则煤层工业储量为：Zg＝28865461×（4.5×1.44+4.1×1.42+4.3×1.35）＝52266.6902327万t
2.3矿井可采储量
2.3.1永久煤柱煤量
永久煤柱一般是指保护地面工业广场和井筒的工业场地煤柱，井田境界煤柱和断层煤柱，以及保护地面建筑物、河流，铁路等留设的保护煤柱等。
1）边界煤柱可按下列公式计算
Z＝L×b×M×r (2-3-1)
式中：
Z——边界煤柱损失量，t；
L——边界长度，m；
b——边界宽度，断层边界30 m，人为边界25 m。
井田的人为边界煤柱为：
17500 ×25×（4.5×1.44+4.1×1.42+4.3×1.35）=792.18125万t。
2） 工业广场保护煤柱
根据《煤炭工业设计规范》第5-22条规定：工业广场的面积为0.8-1.1平方公顷/10万t。
依据本矿具体情况确定：每10万吨煤所占工业广场面积为0.8公顷。本矿井生产能力为300万吨，故工业广场面积为：
30×1.0×104 =30×104 m2 =500×600(m2)
工业广场地面布置，长度方向为走向方向，宽度方向为倾向方向。
工业广场所在位置煤层倾角为5°，其中心处埋藏深度为-320 m，该处表土层厚度为87 m，主井、副井，地表建筑物均布置在工业广场内。工业广场按Ⅱ级保护留维护带，宽度为15 m。本矿井的地质条件及冲积层和基岩层移动角见表2-3-1。
表2-3-1 岩层移动角
广场中心深度/m
煤层倾角/°
煤层厚度/m
冲积层厚度/m
ф/°
δ/°
γ/°
β/°
-320
5
5
87
45
75
75
71
由此根据上述已知条件，画出如图2-3-1所示的工业广场保护煤柱的尺寸：由图可得出保护煤柱的尺寸为：
S=梯形面积=(上宽+下宽)×高/(2×cos5°)
=（850+1150）×1050/(2×cos5°)
=1.05km2

图2-3-1 用垂直断面法确定建筑物下安全煤柱图
则工业广场的煤柱量为：
Zi＝S×M×R (2-3-2)
式中：
Zi——工业广场煤柱量，万t；
S ——工业广场压煤面积，1.05 km2。
则：Zi＝1.05×（4.5×1.44+4.1×1.42+4.3×1.35）=1901.235万t
3）断层煤柱
境界内断层煤柱每侧留30m宽，断层与煤柱相交处的总长为6000m，保护煤柱为325.926万吨。
表2-3-2 保护煤柱损失量
煤柱类型
储量（万t）
井田边界保护煤柱
792.18125
断层保护煤柱
325.926
工业广场保护煤柱
1901.235
合 计
3019.34225
2.3.2 矿井可采储量
矿井可采储量是矿井设计的可以采出的储量，可按下式计算：
Zk＝（Zg－P）×C （2-3-3）
式中：
Zk——矿井可采储量，万t；
Zg——矿井的工业储量，52266.6902327万t；
P——保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大断层等留设的永久保护煤柱损失量，万t；
C——采区采出率，厚煤层不小于0.75；中厚煤层不小于0.8；薄煤层不小于0.85；地方小煤矿不小于0.7。
则，矿井设计可采储量：Zk =（52266.6902327-3019.34225）×0.75=36935.51万t
表2-3-3 矿井储量汇总
煤层
工业储量（Mt）
（A+B）/（A+B+C）
永久煤柱损失（Mt）
矿井设计储量（Mt）
设计开采损失（Mt）
设计可采储量（Mt）
3
522.67
100%
30.19
492.48
0.75
369.36

3矿井工作制度和设计生产能力
3.1矿井工作制度
根据《煤炭工业矿井设计规范》GB50215-2005中2-23条规定，矿井设计生产能力宜按年工作日330 d计算，每天净提升时间宜为16 h。矿井工作制度，综采综掘采用“四六制”。
3.2矿井设计生产能力及服务年限
3.2.1确定依据
《煤炭工业矿井设计规范》第2.2.1条规定：矿井设计生产能力应根据资源条件、开采条件、技术装备、经济效益及国家对煤炭的需求等因素，经多方案比较或系统优化后确定。
矿区规模可依据以下条件确定：
1）资源情况：煤田地质条件简单，储量丰富，应加大矿区规模，建设大型矿井。煤田地质条件复杂，储量有限，则不能将矿区规模定得太大；
2）开发条件：包括矿区所处地理位置（是否靠近老矿区及大城市），交通（铁路、公路、水运），用户，供电，供水，建筑材料及劳动力来源等。条件好者，应加大开发强度和矿区规模，否则应缩小规模；
3）国家需求：对国家煤炭需求量（包括煤中煤质、产量等）的预测是确定矿区规模的一个重要依据；
4）投资效果：投资少、工期短、生产成本低、效率高、投资回收期短的应加大矿区规模，反之则缩小规模。
3.2.2矿井生产能力
矿井生产能力是煤矿生产建设的重要指标，在一定程度上综合反映了矿井生产技术面貌，是井田开拓的一个重要参数，也是选择井田开拓方式的重要依据之一。
矿井生产能力是与井田划分紧密联系并相互适应的，是矿区总体设计应解决的重要原则问题。矿井生产能力主要根据矿井地质条件、煤层赋存情况、储量、开采条件、设备供应及国家需煤等因素确定。
该井田可采煤层3层，厚度中等，煤层倾角较小，赋存稳定，影响生产的断层很少，瓦斯含量较低，但具备设计大型矿井的条件，故根据矿区现有生产矿井的实际生产水平以及国家对该矿区焦煤的迫切需要，确定矿井年生产能力为300万吨。
3.2.3矿井服务年限
矿井服务年限必须与井型相适应。
矿井可采储量Zk、设计生产能力A矿井服务年限T三者之间的关系为：
T＝Zk /（A×K） （3-2-1）
式中：
T——矿井服务年限，a；
Zk——矿井可采储量，万t；
A——设计生产能力，万t；
K——矿井储量备用系数，取1.4。
确定井型时需要考虑备用系数的原因是，矿井各生产环节有一定的储备能力，矿井投产后，产量迅速提高；局部地质条件变化，使储量减少；有的矿井由于技术原因，使采出率降低，从而减少了储量。
则，矿井服务年限为：
T=Z/AK=36936/(300×1.4)=87.9a （3-2-2）
式中
K—矿井储量备用系数，取1.4；
T—矿井设计服务年限，a；
Z—矿井可采储量，万t；
A—矿井设计生产能力，万t/a。
3.2.4井型校核
按矿井的实际煤层开采能力，辅助生产能力，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
井田内有3号煤层可采，煤厚12.9m，赋存稳定，厚度基本无变化。煤层倾角平均5°，地质条件简单，根据现代化矿井“一矿一井一面”的发展模式，可以布置一个综采工作面。
2）辅助生产环节的能力校核
矿井设计为特大型矿井，开拓方式为双立井单水平开拓。主立井采用多绳摩擦式提升机带两对22t箕斗提升煤炭，工作面生产的原煤经斜巷胶带输送机到大巷矿车运到井底煤仓，再经主立井箕斗提升至地面，运输能力大，自动化程度高；副立井采用两套宽型罐笼运输人员和材料矸石。运煤能力和大型设备的下放可以达到设计井型的要求。大巷辅助运输采用矿车运输，运输能力大，调度方便灵活。
3）通风安全条件的校核
本矿井为低瓦斯矿井，瓦斯涌出量极低，但煤尘具有强爆炸危险，煤炭有自然发火倾向，发火期3-6个月。矿井投产前期采用中央边界式通风，后期采用两翼对角式通风。辅助运输大巷进风，煤炭运输大巷回风，工作面采用后退式U型通风，通过第九章的通风设计知可以满足通风需要。
4）矿井的设计生产能力与服务年限相适应，才能获得好的技术经济效益。《煤炭工业矿井设计规范》给出了井型和服务年限的对应要求，见表3-2-1。
表3-2-1 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
25°～45°
煤层倾角
>45°
600及以上
80
40
—
—
300～500
70
35
—
—
120～240
60
30
25
20
45～90
50
25
20
15
9～30
各省自定

4井田开拓
副井
主井
风井

图4-2-1 方案一
副井
主井
风井

图4-2-2 方案二副井
主井
风井

图4-2-3 方案三

井底车场形式见图4-3-3。

5 准备方式
为矿井的主采煤层，厚度为0.00～7.67m，平均厚度为4.5m。煤层为黑色、条带状构造，玻璃光泽，以亮煤为主，间夹暗色条带，局部含丝炭，偶含黄铁矿膜，半亮～光亮型，煤层的容重为1.44t/m3。
井田内厚度自0.37～7.22m，平均4.1m。倾角为3°～10°，平均为5°，黑色块状～条带状构造，玻璃光泽，以亮煤为主，夹镜煤及亮煤条带，含黄铁矿结核，光亮型煤，含夹矸一层，但夹石分布不稳定，在东翼采区1114掌见到厚度达0.5m的泥岩夹矸，褐红色，易碎,具油脂光泽。煤层的容重为1.42t/m3。
煤层厚度为0.53～7.05m，平均4.3m。倾角为0～10°，平均为5°，区内煤层厚度变化较稳定，煤层为黑色块状～条带状构造，玻璃光泽，以亮煤为主，下部也有暗煤夹丝炭膜，光亮～半暗型煤，煤层中间夹一层稳定的炭质泥岩，上分层煤厚为0.19～1.95m，平均0.85m，下分层煤厚为0.20～2.06m，平均0.75 m，夹矸厚度为0～1.64m，平均0.698m。煤层的容重为1.35t/m3。
（1）伪顶：暗灰色泥岩或粉砂岩，厚0～0.08m，随采随落，区内大部分缺失。
直接顶：灰色粉砂岩，有明显水平层理或波状层理，块状，含有丰富的植物叶片化石，偶见浅褐色结核，厚度变化较大，极不稳定，厚0～3.86m，平均1.97m。
（2）老顶：灰白色中砂岩，夹粉砂岩，厚层状；岩石成分为石英及泥质岩屑，次为暗色燧石，并含有紫红色的矿物细粒；胶结物为高岭土质基底式胶结，占30％，极易风化，遇水澎涨，厚10.43～39.2m，平均12.00m。
（3）底板：灰黑色泥岩，致密块状，断口呈贝壳状或参差状，含菱铁质结核及黄铁矿散晶体，结核大小不一，扁球状成层状分布，含少量植物根化石，厚4.51～8.60 m，平均6.44m。

（1）直接顶：灰黑色泥岩，块状，致密细腻，贝壳状断口，含菱铁质透镜状结核及黄铁矿聚集体,含海相动物化石(在西翼1210、1214采到完整的动物介壳化石)层厚3.96～9.47m,平均6.65m。
（2）老顶：浅灰色～灰白色细砂岩，块状，钙质基底式胶结，成分以石英为主，易风化，厚度不稳定，一般在0.65～8.23m之间，平均2.69m。
（3）直接底：灰～灰白色带褐色泥岩或粘土质粉砂岩,泥质胶结，块状构造，含大量植物根化石，厚0.53～3.87m，平均1.85m。
（1）直接顶：灰～浅灰色条带状粉砂岩，水平波状层理、交错层理、透镜状层理，岩石致密坚硬，局部夹细砂岩条带，使层理更加明显；厚度不稳定，在0～9.1m之间，平均厚4.0m。
（2）老顶：灰白色中～细砂岩，厚层状，高岭土质基底式胶结，易风化澎涨，呈泥状；矿物成分为石英及少量的暗色矿物，厚1.6～10.67m，平均厚6.52m。
（3）直接底：深灰色～灰黑色矽质胶结的粉砂岩或细砂岩，岩性致密坚硬，含大量沿层面分布的植物根化石，厚0.5～2.77m，平均1.5m。
矿井瓦斯等级为一级，并有煤尘爆炸危险。相对涌出量为:0.39～3.38m3/t,绝对涌出量为1.27～5.56m3/min；二氧化碳相对涌出量为1.5～2.85m3/t，绝对涌出量为4.95～9.24m3/min。煤尘爆炸指数为38.42％～64.2％。
根据《燃化部(72)燃煤开字第91号文》规定，荆各庄矿有 煤尘爆炸危险，各可采
煤层自然发火期如下表5-1-1：

煤层编号
自然发火期(月)
煤尘爆炸指数(％)
9
2
77.28
11
8----12
48.35
12-1
8----12
60.5
表5-1-1 煤层发火期

5.1.4 水文地质

6 采煤方法

工作面采用“四·六”作业制，三班生产，一班检修，每班工作6小时。生产班割煤3刀，工作面劳动组织表如表6-4-1，工作循环图表如图6-4-1所示。

7 井下运输

按照上面三个条件计算得电机车组重量取Qzh=88.9t。

8 矿井提升