果园煤矿扩建设计-毕设论文.doc

本科生毕业设计专 业： 采 矿 工 程 设计题目： 果 园 煤 矿 扩 建 设 计 毕业设计 ( 论文 ) 任务书函授站(点) 专业年级 学生姓名 任务下达日期： 年 月 日设计(论文)日期： 年 月 日至 年 月 日设计(论文)题目： 设计(论文)主要内容和要求：指导教师签字：中国矿业大学成人教育学院毕业设计(论文)指导教师评阅书指导教师评语(包含基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：建议成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学成人教育学院毕业设计(论文)答辩及综合成绩函授站(点) 专业年级 学生姓名 说明书 页 图纸 张 其它材料 答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日中国矿业大学成教学院2013届本科毕业设计论文摘要：果园煤矿位于云南省凤庆县，瓦斯等级鉴定为低瓦斯矿井，矿井资源储量为41002.9kt，本设计设计矿井生产能力为600kt/a，服务年限为4.8年，矿井开拓方式为平硐开拓，三个井筒，分别为主平硐，轨道上山和回风斜井，矿井划分为一个水平，水平划分为两个采区，主要开采M2、M4煤层。关键词：果园煤矿 毕业设计 井田概况 平硐开拓 采煤方法 通风方式目录第一章井田概述及地质特征1第一节矿井概述1第二节 地质特征4第三节 煤层特征4第二章 井田境界及储量9第一节、井田境界9第二节、矿井储量9第三章 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限11第一节、矿井工作制度11第二节、矿井生产能力分析11第四章井田开拓12第一节、井田开拓的基本问题12第二节、井底车场及硐室17第五章 准备方式18第一节 煤层的地质特征18第二节 采（盘）区或带区巷道布置及生产系统18第六章 采煤方法24第一节 采煤工艺方式24第七章 井下运输27第一节 概述27第二节 运输系统27第八章 矿井提升28第一节 概述28第二节 轨道上山提升28第九章通风和安全30第一节矿井通风系统选择30第二节 防止特殊灾害的安全措施40第十章 矿井的基本技术经济指标44第一节 矿井的基本技术经济指标44中国矿业大学成教学院2013届本科毕业设计(论文)第 50 页第一章井田概述及地质特征第一节矿井概述一、交通位置矿区位于云南省凤庆县西南方向，行政区划隶属凤庆县营盘镇大乃坝村。矿区至凤庆县城公路里程为120km，其中县城至习谦为省道，习谦至营盘镇及矿区为县乡道路，矿区与永德县亚练乡和昌宁县勐统镇相连，交通尚属便利。附图111煤矿工程项目地理位置图。煤矿工程项目地理位置图图111二、自然地理1、地形地貌凤庆县位于滇西南横断山脉纵谷区及中山宽谷亚区，属横断山脉余脉，境内群山连绵，山川相间，地形起伏多变，地表坡度一般为2535，县境内最高点黄竹岭，海拨3098m，勐统河出境处最低，海拨900m。2、河流澜沧江从境内流过，河流属澜沧江、怒江两大水系，水系流域切割密度为0.19km/km2，年径流深为300700mm。矿区西南部冲沟为矿区最低浸蚀基准面，其标高为958m。矿区内无较大的地表水体。3、气象及地震凤庆县总体上属低纬高原（林地）中亚热带季风气候，有“雨热同季、气候温和，日照充足，冬暖夏凉”的特点。地带性气候垂直分布典型，小区气候突出，通常可分为河谷热区、半山温热区、高山冷凉区三个气候分区。年平均气温16.5，最高年平均气温22.7，最低年平均气候12.3。年极端气温高达32.1；最冷为1月平均气温12.9，极端最低气温2.1。年平均降水量1287mm，一般510月为雨季，降水量1069mm，占年平均降水量的83%。年平均蒸发量1137mm，年平均相对湿度为68%。凤庆县域属泥石流滑坡崩塌强度为中度活动区，凤庆县地处腾冲耿马地震带，为地震活动频繁区。1988年11月耿马澜沧发生强烈地震波及该县，其震级和烈度分别为4.1级和7度。根据中华人民共和国国家标准GB500112001建筑抗震设计规范，该矿区抗震设防烈度为8度，设计地震动峰值加速度为0.2g。三、凤庆县经济概况凤庆县地处东经993110013，北纬24132502之间。全县总面积3451km2。2000年末全县总人口42.1万人，其中农业人口39.4万人，境内少数民族主要有彝、傣、苗、回、傈僳、佤、壮、纳西、哈尼、景颇、满、拉祜、布朗族等，少数民族占总人口的30.5%。农业以种植玉米及水稻为主，经济收入来源于核桃、甘蔗、茶叶、烟叶等作物。工业以糖、茶、水泥及水电为主。凤庆是驰名中外的“滇红”茶发源地，全县乡乡种茶，同时也是云南重要的干果基地，“云电外送”重点工程小湾电站也已部分投产运营。矿山开采所需之电、木材、建材、水泥等，本地区均可供应。四、矿井目前生产情况煤矿现为生产矿井，采用平硐开拓。位于矿区内北东角有井筒两条，一条是主平硐，另一条是回风平硐。主平硐长240m，回风平硐长145m，支护形式均为木支架支护。煤矿在+1000m水平沿M2煤层向西掘有一条运输大巷，长约110m，回风大巷（M2）沿+1020m标高开掘，长约180m，也为木支架支护。在运输大巷布置上山开采M2煤层，沿煤层布置走向长壁回采工作面进行回采。采煤工艺为：爆破或手稿落煤，人工装车，平巷采用人力推车运输，开采标高+1000m+1043m，形成采空区面积约4.32万m2。矿井原采用中央并列式通风。五、现有水源、电源情况1、水源该矿生产用水取自溪沟流水及当地泉水，可以满足该矿井生产生活需要；生活用水取自自打井水。2、电源矿井为双回路电源线路供电。一回路供电电源接自营盘变电所，从该所以10kV的LGJ-50型架空线接入矿井地面10kV配电所；另一回路供电电源接自昌宁更嘎河变电所，从该所以10kV的LGJ-35型架空线接入矿井地面10kV配电所。第二节 地质特征一、地质构造1、地层矿区地层简单，盆地内均为新生界沉积，新生界包括第三系和第四系。第四系（Q）：该层厚015m；上第三系上新统（N2）： 层厚150300m；上第三系中新统（N1）：该层厚60200m；三叠系（T）：厚度不详；下古生界（PZ1）：变质岩组合，厚度不详。2、构造煤矿开采范围内，无大的断裂、褶皱构造，但由于受区域构造的影响，煤矿开采的煤层起伏性大，煤矿在开采中要引起重视。总体上看，矿井构造属简单类型。第三节 煤层特征1、煤层矿区内的主要可采煤层为：M2、M4。M2煤层：距上覆地层上新统（N2）砂砾岩下界面一般平均相距10m。煤厚0.10m1.96m不等，煤层结构复杂，常由两个复煤层组成，含夹石06层，夹石为灰色泥岩及炭质泥岩，顶板多为疏松的炭质岩或泥质粉砂岩。在钻孔和槽探揭露的四个可采见煤点中，平均纯煤厚1.0m。M4煤层：距基底三叠系（T）约7 80m，煤厚05.51m不等。煤层厚度变化大，结构复杂，含夹石07层，夹石为炭质泥岩，顶板为疏松的砂岩或泥质粉砂岩，间接顶板多为疏松的砂砾岩。在槽井探和钻孔揭露的8个可采见煤点中，平均煤厚为1.4m。各可采煤层特征详见表122：“可采煤层特征表”。 表122 可采煤层特征表 项目煤层编号煤厚(m)倾角()间距夹矸层数视密度顶底板岩性稳定性两极值平均值M20.11.961.01216061.40顶板岩性以泥粉砂岩、泥岩和炭质泥岩为主，岩石胶结度较高，以半坚硬岩为主；底板多为泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩，岩层稍具一定的可塑性。不稳定M40.05.511.412165060071.40顶板岩性以泥岩、泥质粉砂岩为主，以半坚硬岩为主；底板为泥岩、砂质泥岩及泥质粉砂岩为主。不稳定2、煤质黄果园煤矿煤质经肉眼观察呈黑色，黑褐色至褐黑色，光泽暗淡。煤岩组份以暗煤为主夹镜煤条带。层状构造，常有薄片状泥质夹层，具细条带状和中条带状结构，内生裂隙不发发育，具阶梯状和贝壳状断口，断口粗糙，呈块状，脆度较大，坚硬，比重较大，煤岩宏观类型为暗煤。原普查勘探报告对M2和M4煤层分别作了分析，煤层挥发份Vr平均值为51%（37%），发热量Q平均值为18 MJ /Kg（24 MJ /Kg），该矿区煤层煤化程度低，在空气中易风化碎裂，发热低，挥发份高，按中国煤炭分类国家标准GB575186，该矿区煤种为褐煤（HM）。经过采样化验，M2，M4号煤层主要煤质指标见表122。表122 矿井可采煤层煤质特征煤层分析值Ag (%)Vr(%)S(%)Q(卡/克)M2最小值最大值8.4-37.6251.16-54.652.63-8.113532-5638平均值（煤样数）26.24(5)53.23(5)5.41(5)4171(5)M4最小值最大值17.61-36.7751.84-56.662.34-8.713786-4794平均值（煤样数）25.17(10)52.94(10)4.75(10)3414(10)煤层分析值H(%)T(%)AS2O3(PPm)M2最小值最大值10.78-20.2310.655.7平均值（煤样数）15.79(4)10.6(1)55.7(1)M4最小值最大值13.91-23.165.58-7.92114.8-239.8平均值（煤样数）17.01(9)6.77(7)168.6(3)由此可见，M2，M4煤层属富灰、高硫、含有不同程度的腐植酸，发热量低的褐煤（HM）。此类煤一般用作燃料使用，也可作为加压气化、低温干馏的原料，并可用来萃取褐煤蜡。三、瓦斯、煤尘、煤的自燃性及地温等情况1、瓦斯2007年月1月1日，云南省煤炭工业局对黄果园煤矿进行了瓦斯等级鉴定（鉴定证书编号YM06-1604），审定结论为：该矿井最大瓦斯相对涌出量为6.910m3/t，最大绝对瓦斯涌出量为0.2m3/ min，最大相对二氧化碳涌出量为13.82m3/t，最大绝对二氧化碳涌出量为0.40m3/ min同，根据煤矿安全规程第133条，认定该矿井为低瓦斯矿井2、煤尘爆炸危险性2005年9月22日煤炭科学研究总院重庆分院受业主委托，对M2煤层回采工作面煤样作了煤尘爆炸性鉴定，其火焰长度400mm，结论为该煤矿有煤尘爆炸性。M4煤层未做鉴定。根据矿井历史开采情况，M4煤层煤尘有爆炸倾向性。本设计M4煤层按煤尘有爆炸性设计。3、煤尘自燃发火倾向2005年10月21日煤炭科学研究总院重庆分院，对M2煤层回采工作面煤样作了煤自燃倾向性等级鉴定，结论为：煤自燃倾向为一类，容易自燃。M4煤层未做鉴定。根据矿井历史开采情况，M4煤层有自燃发火倾向性，本设计M4煤层自燃倾向性按一类，容易自燃煤层设计。4、地温情况本区属地温正常区。四、水文地质1、井田水文地质（1）、含隔水层水文地质第四系（Q）含水性，该层以洪积、坡积砾石和浮土为主，且厚度和分布极不均匀，主要受地势影响，表现出浅地表不均匀局部含水特性。上第三系上新统（N2）地层含水性，属裂隙弱承压含水层。以砾岩、粉砂岩、泥岩为主，厚度大于150m，砾岩和砂岩中发育少量裂隙。该岩组多分布于矿区的中部和东部，经大部分钻孔涌水量很微小，钻进时井液消耗量00.15m3/h，一般为00.013m3/h，为不消耗微消耗，未见涌水。上第三系中新统（N1），矿区相对隔水层。岩性以泥质粉砂岩、泥岩及砂砾岩为主，偶夹透镜状砂砾岩，厚度大于60m。钻进时井液消耗量00.10n3/h，一般为00.01m3/h，为不消耗微消耗，未见涌水。（2）、矿床充水因素矿区内无大的地表水体供给，与小溪流水联系也不甚紧密，矿井排水量季节性变化不大。矿区充水水源主要是大气降水补给，沿含水层径流，蚀源区的地下水通过可能存在的裂隙带与含水层沟通，也部分补给含水层。这些水源主要从裂隙、无盖层的煤层露头等部位缓慢渗入矿井。当含水层被切割、剥蚀，其中的地下水以泉的形式补给地表水。排泄方式主要是靠下泄泉、蒸发、泄流地表等。对煤层开采影响的主要因素是煤层顶板的疏松砂岩、砾岩中所含的层间孔隙水。如前所述，矿区主要煤层位于相对隔水层中，但煤系地层中的疏松砂岩、砂砾岩和极少量透镜状砂砾岩具有一定的含水性，这成为矿坑的主要充水因素。但总体上含水岩层厚度不很大，煤层顶板以含炭泥岩和炭质泥岩为主，因而具有较好的隔水性而使该层含水性较弱。（3）、老窑水文地质情况矿区已有十多年的开采历史，老窑分布多，现多数老窑已垮塌，坑口绝迹，难以调查清楚。从开采痕迹来看，多在浅部开采，以平硐居多，斜井较少，平硐一般不积水，但斜井贮水、积水量大，在开采过程中应以重视，对老窑、老采区进行调查，遇到可能贮水地段应采取“探水前进”的方法避免穿水伤害事故发生，矿井开采必须根据实际情况留设足够保护煤柱。加强探放水工作,确保安全生产。 2、水文地质评价区内岩层总体向北-北东倾斜，含煤地层岩石胶结程度较高，岩层相变迅速，故含水层一般不连通，岩层间水力联系弱。充水水源主要为大气降水，地表泄水条件好。矿区内没有大的河流及沟渠流经，也无其它地表水体；主要煤层位于N1相对隔水层内，为富水性极弱富水弱层。开采煤层标高位于侵蚀基准面之上。开采范围的扩大可能会带来老采空区及废弃井巷积水。矿井涌水量为4.65.2m3/h，即110.4124.8m3/昼夜。干季时水量更小。综上所述,水文地质条件属简单类型。五、对地质勘探程度的评述储量核实报告评审意见认为： 1、提交的核实报告内容齐全，章节安排恰当，计算取值合理，文、图编制符合有关规范要求。2、评审通过黄果园煤矿保有煤炭资源储量645.9kt（其中122b类513.8kt，333类132.1kt）。3、设计认为存在问题及建议 “报告”未对M4煤层做煤层自燃倾向性鉴定及煤尘爆炸性鉴定，建议矿井必须按相关规定对M4煤层进行煤层自燃倾向性鉴定及煤尘爆炸性鉴定，以便安全生产。 矿区构造发育，但“报告”未查明，建议煤矿生产过程中要注意收集整理资料。 “报告”提供的M4煤层底板等高线与地形地质图中的煤层露头线位置不符。综上所述，该地质报告已达到详勘要求，可作为设计的依据。第二章 井田境界及储量第一节、井田境界根据云南省国土资源厅颁发的凤庆县黄果园煤矿采矿许可证，该矿矿区平面范围由5个拐点坐标圈定，井田走向长度为2.2km，倾斜宽度为0.574km，面积为1.2117km2。煤矿井田范围拐点坐标见表211：“黄果园煤矿井田范围拐点坐标表”。表211 黄果园煤矿井田范围拐点坐标表点号X坐标Y坐标12690450335575802269085033557140326922803355636042692550335567205269070033558010开采标高：由+970+1043m矿区面积：1.2117km2 该矿四周无矿权设置，无矿权纠纷。第二节、矿井储量根据临沧市国土资储备字200748号关于云南省凤庆县黄果园煤矿矿区资源储量核实报告矿产资源储量评审备案证明，截止2006年12月30日经评审通过的煤炭保有地质资源/储量为645.9kt（122b+333），其中122b资源储量513.8 kt，333类资源储量132.1 kt。消耗量占矿权区累计探明量的7%。黄果园煤矿煤矿资源/储量汇总表见表221。表221 黄果园煤矿煤矿资源/储量汇总表 单位：kt煤 层分割属性资源量 类别累 计 探明量消耗量保有量合计备 注M2证内122b252.6 47.5205.1 337.2 原C级新增333132.1 0132.1 原D级M4证内122b308.70308.7 308.7 原C级合计证内122b561.347.5513.8 645.9 原C+D新增333132.1 0 132.1 矿井设计计算永久保护煤柱包括村庄煤柱、井田境界煤柱，经计算该矿各种永久保护煤柱为41.5kt，其中村庄压覆保护煤柱29.6kt；井田境界保护煤柱11.9kt。矿井扣除井田境界、防水煤柱等永久煤柱损失后，矿井的设计资源/储量为578kt。根据开拓开采布置，扣除工业场地、井筒、大巷保护煤柱、开采损失（采区回采率M2:85%；M4:80%计算）后，矿井设计可采资源/储量为402.5kt。详见矿井设计资源/储量及设计可采资源/储量汇总表231。表231 矿井设计资源/储量及设计可采资源/储量汇总表 单位：kt煤层储量级别保有储量可信度系数工业资源量永久煤柱设计储量井筒煤柱大巷煤柱采区回采率开采损失15%设计可采储量村庄压覆边界断层小计M2122b205.1/205.1/205.130.54.285%25.56144.8333132.10.8105.7/4.2/4.2101.5/85%15.286.3M4122b308.7/308.729.67.7/37.3271.440.516.780%42.8171.4333/合 计645.9619.529.611.941.55787120.983.56402.5第三章 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限第一节、矿井工作制度本矿井设计年工作日为330d，每天3班作业。采煤工作面为“两采一准”，两班采煤，一班准备；掘进工作面为三班掘进。每天净提升时间16h。第二节、矿井生产能力分析1根据该矿划定范围内井田储量、煤层生产能力、地质构造以及开采技术条件、管理水平、市场供需情况，拟通过扩建，完善生产环节，以使该矿有序、安全、稳产、高效、低耗地进行生产。该矿井的设计可采储量为402.5kt。本次设计将矿井生产能力由20kt/a扩建成为60kt/a的井型。矿井M2煤层平均厚1.0m，M4煤层平均厚1.4m，矿井一个采区，一个工作面，工作面长70m，即可满足60kt/生产能力。2矿井服务年限根据公式 T=ZK /（AK）式中：T矿井服务年限 （a）ZK矿井可采储量 （kt）A矿井设计年产量 （kt）K储量备用系数 （取1.4）T=402.5/（601.4）=4.8（a）。第四章井田开拓煤矿为生产矿井，采用平硐开拓。位于矿区内北东角有井筒两条，一条主平硐，另一条为回风平硐。主平硐长240m，回风平硐长145m，支护形式均为木支架支护。煤矿在+1000m水平沿M2煤层向西掘有一条运输大巷，长约110m，回风大巷（M2）沿+1020m标高开掘，长约180m。也为木支架支护。在运输大巷布置上山开采M2煤层，沿煤层布置走向长壁回采工作面进行回采。采煤工艺为：爆破或手稿落煤，人工装车，平巷采用人力推车运输，开采标高+1000m+1043m，形成采空区面积约4.32万m2。矿井原采用中央并列式通风。第一节、井田开拓的基本问题一、影响本井田开拓的主要因素1、本区大地构造单元属冈底斯念青唐古拉山褶皱系、保山孟连沉降带中段，为滇西幔凹区。区内断裂发育，褶皱一般规模较小，其构造体系主要为经向构造体系和北东向构造体系。2、现有工业场地、生产系统较为简单，场地过于狭窄，扩展难度极大。3、M2煤层被煤矿在矿区北部开采，形成采空区面积约4.32万m2。采空区至6勘探线之间，9勘探线至南部井田边界之间均为薄化带。4、M4煤层从井田北部至6勘探线以南约200m为无煤区。在井田南部有少量薄化带。5、两主采煤层倾角1216，为缓倾斜煤层，层间距较大，约60m。且两层煤在空间（平面和立面）上都是错开的，难以形成集中布置。故，较适宜分层布置开采。6、大乃坝村对M4煤层开采有一定影响。7、煤层赋存最高标高在+1040m，适宜平硐或斜井开拓的条件。二、工业场地位置选择和开拓方案根据上述影响开拓的影素，结合矿井生产现状。若利用现有工业广场，则地面工业场地较为简单，场地过于狭窄，扩展难度极大，井下开拓开采井巷工程量大，且通风，运输困难。故，本次设计结合矿井生产能力，地形地貌等因素，重新选择了井口及地面工业广场位置。根据矿井地形地貌及煤层赋存情况，矿井南翼中部为大乃坝村，居民较多，搬迁费用大，大乃坝村南边冲沟附近地面开阔，但位于矿井可采资源以外（薄化），巷道工程量大。北边煤炭箐位于矿井可采区域中部，地形较缓，适合建立地面工业广场。且原有乡村土路改造后既可满足矿井生产生活需要。由于M2煤层距下部M4煤层5060m，若先开采M4煤层，则对M2煤层无影响。因此本设计根据影响井田开拓的因素，同时结合煤层的开采顺序提出以下三个开拓方案进行比选。其中一、二方案主要从先开采M4煤层考虑；三方案则是从先开采M2煤层考虑。一方案：平硐上下山开拓，先开采M4煤层。该方案井口和工业场地位置选择在8勘探线附近，西距ZK81钻空110m开掘一平硐为设计主平硐，承担运煤、运矸、运送材料和人员等任务，井口标高为+1005m，方位角255，以该平硐对矿井进行上下山开采。另外在M4、M2煤层各布置轨道上山（出地表），作为开采上山时的辅助提升，下山时的主提升，而上山中部采用甩车场及石门与+1005m主平硐联系，下部布置井底车场及硐室。煤炭、材料、设备、人员均通过+1005m主平硐运输。在各煤层布置各自的回风上山井（出地面），作为矿井的回风井。整个矿井采用分区式通风。矿井水平划分为一个水平，即+1005m水平，为上下山开采。每个煤层为一组进行开采，共为两组。根据水平和煤组的划分，设计划分为两个采区，即一个煤层为一个采区。二方案：斜井开拓，先开采M4煤层。该方案是利用一方案中的M4轨道上山（出地面）作为主斜井井筒开拓。主斜井在+970m落平后，布置井底车场及硐室，然后开掘石门与M2运输巷、轨道上山相连，形成系统。矿井划分为一个水平，即+970m水平。风井位置和数目、煤层分组及采区划分均同一方案。矿井北翼开采也同一方案。三方案：平硐上下山开拓，先开采M2煤层。该方案开拓布置同一方案，不同的是从先期开采的M4调整至M2煤层。风井位置及个数，水平、采区划分，煤层分组和矿井北翼开采均同一方案。矿井开拓方式图同一方案。三个方案的优缺点比较表见表411。表411 方案优缺点比较表点缺优方案一方案：平硐上下山开拓先开采M4二方案：斜井开拓先开采M4三方案： 平硐上下山开拓先开采M2优点1、已办理地面工业场地用地手续，且场地已基本形成。2、平硐位置基本处于储量中心（上山25万吨，下山30万吨），且对划分区段较适宜。3、煤层赋存（最高+1043m）有利于平硐开采的条件。4、先开采下部煤层，对上部无影响。5、上下山垂高均不大于50m，不需架设乘人装置。6、井下运输系统环节少，运输简单。7、井筒及工业场地对大乃坝村庄影响小。8、投产工程量最少（971m）。1、投产工程量较少（1379m）。2、首采区段距离井筒近，矿井投产快。3、井筒布置在煤层中，容易支护。1、工业场地、平硐位置、煤层特点等均同一方案。2、先开采上部煤层，平硐不压煤。3、开采初期节约了矿井上山排水、提煤等费用。4、首采区段为双翼，区段长度较适宜，工作面接替容易。5、井下运输系统环节少，运输简单。6、井筒及工业场地对大乃坝村庄影响小。7、上山有2个工作面，接替容易，可采储量约13.5万t，开采时间1.5a。8、开拓工程量小（568m）。缺点1、开拓工程量最大（751m）。2、平硐井筒布置在第三系中，支护难度大。3、投产时只有1个上山工作面，可采储量约5.4万t，开采时间0.6a，接替采区较远。1、井筒及工业场地对大乃坝村庄影响大。2、垂高大于50m，需架设机械行人装置3、首采区段为单翼，工作面接替困难。4、需要补办地面工业场地用地手续。5、开拓工程量较大（618m）。1、平硐井筒布置在第三系中，支护难度大。2、投产工程量最大（1468m）。表412 矿井开拓方案技术经济比较表 方案内容一方案二方案三方案一、井筒及装备（划分为一个水平）二、工程量1、主平硐522812、轨道上山或主斜井97/15、145/14231/15145/143、回风斜井92/15、136/14227/15136/144、石门、车场及硐室229160小计751618562比较+189+560一、经济比较（一）基建井巷工程投资（万元）1、主平硐1375.92、轨道上山48.446.2293、回风斜井66.165.839.44、井底车场及主要硐室（m）64.144.85、主要设备、器材及井筒装备182418小计209.6180.8162.3比较+47.3+18.50(二)工业场地占地面积(hm2)2.12.42.1其中旱地(hm2)0.660.720.66费用（万元 ）118.8129.6118.8比较（万元 ）0+10.80总投资（万元 ）328.4310.4281.1总投资比较（万元 ）47.3+29.30从表中可以看出，首先，三个方案中只有三方案的开拓井巷工程量最省，比一方案少189m，比二方案少56m；投资较一、二方案也是最少。其次，方案中的平硐井筒布置较斜井井筒布置对村庄影响小，平硐基本处于两层可采煤层储量的中心，平硐以上服务年限2.1a，约占整个矿井服务年限的一半，平硐开采还节省了排水和提煤的费用，简化了矿井生产系统，使其对整个矿井开拓开采比较适宜。另外投产时先开采M2煤层，具有区段为双翼，工作面接替容易，投产区段服务时间较长等优点。并最终结合业主意见基础上，本设计开拓方案推荐三方案，即平硐上下山开拓，先开采M2煤层方案。 水平划分根据矿区范围和各井筒位置，设计将全矿井划分为一个水平，即+1005m水平，水平垂高73m。分上、下山开采，上山垂高38m，下山垂高35m。 采区划分根据井田开拓及水平划分，设计将M2煤层划分为一个采区，M4煤层划分为一个采区，各采区均为双翼开采。全矿井共划分为二个采区。三、采区划分及开采顺序该矿井整个井田划分二个采区，采区走向长约1.038km，倾斜宽约0.48km，煤层倾角一般为14o，各煤层顶板稳定性较好。根据井田开拓及水平划分，设计将M2煤层划分为一个采区，M4煤层划分为一个采区，各采区均为双翼开采。全矿井共划分为二个采区。设计可采煤层自上而下剥皮式开采，即首先开采M2煤层，再开采M4。四 、大巷布置本矿井可采煤层两层，即M2，M4煤层，属薄中厚煤层。本着安全、节省投资、工程量少的原则，根据开采煤层顶底板性质及矿井开采煤层的经验，设计运输（回风）大巷布置在煤层中，运输大巷标高为+1005m。回风大巷标高根据各煤层的赋存而定。五、 通风方式矿井通风方法为机械抽出式，根据开拓系统，通风方式为分区式，两个采区各有一个风井，即：一采区风井服务于一采区，服务年限为2.75年；二采区风井服务于二采区，服务年限2.0年。工作面采用“U”型全负压通风，掘进工作面采用局部通风机压入式通风。其各风井坐标见“矿井开拓方式平面图”六、井筒一、井筒用途、布置及装备设计井筒数目共三条：主平硐、一采区回风井、二采区回风井。矿井投产时布置两条井筒和一条轨道上山（出地表）。1、主平硐主平硐：为全矿生产服务，用于运煤、出矸、进风、排水，运输设备、材料、敷设管道等；巷道净宽2.4m，S净5.3m2、S掘7.9m2，砌碹支护，半圆拱型断面，铺设单轨，轨型22kg/m，轨距600mm。2、一采区轨道上山一采区轨道上山（M2）：由于煤层埋藏浅，轨道上山绞车房设在地面，初期担负辅助提升任务。巷道净宽2.0m，S净4.8m2、S掘6.9m2, 砌碹支护，半圆拱型断面。3一采区回风斜井一采区回风斜井：作为投产时候的专用回风井，敷设管道，并作为矿井的一个安全出口。巷道净宽2.2m，S净4.8m2、S掘6.9m2,砌碹支护，半圆拱型断面。平硐断面及特征见图412、表412 井筒特征表名 称单位主平硐一采区回风斜井一采区轨道上山（出地表）井口坐标Xm2691094.002691202.682691170.81Ym33557170.0033557279.3933557278.07Zm100510381040度255256256井筒长度m281287290井筒断面S 净M25.34.84.8S掘M27.96.96.9支护材料砌碹砌碹砌碹支护厚度mm505050井筒断面形式半圆拱型半圆拱型半圆拱型井筒装备22kg/m单轨安装主要通风机15kg/m单轨第二节、井底车场及硐室矿井为平硐开拓，根据开拓布置，设计考虑设置采区车场，主井空重车线长度均按1.5列串车长度考虑。采区车场内设有信号硐室、变电硐室等硐室。第五章 准备方式第一节 煤层的地质特征M2煤层：距上覆地层上新统（N2）砂砾岩下界面一般平均相距10m。煤厚0.10m1.96m不等，煤层结构复杂，常由两个复煤层组成，含夹石06层，夹石为灰色泥岩及炭质泥岩，顶板多为疏松的炭质岩或泥质粉砂岩。在钻孔和槽探揭露的四个可采见煤点中，平均纯煤厚1.0m。M4煤层：距基底三叠系（T）约7 80m，煤厚05.51m不等。煤层厚度变化大，结构复杂，含夹石07层，夹石为炭质泥岩，顶板为疏松的砂岩或泥质粉砂岩，间接顶板多为疏松的砂砾岩。在槽井探和钻孔揭露的8个可采见煤点中，平均煤厚为1.4m。黄果园煤矿煤质经肉眼观察呈黑色，黑褐色至褐黑色，光泽暗淡。煤岩组份以暗煤为主夹镜煤条带。层状构造，常有薄片状泥质夹层，具细条带状和中条带状结构，内生裂隙不发发育，具阶梯状和贝壳状断口，断口粗糙，呈块状，脆度较大，坚硬，比重较大，煤岩宏观类型为暗煤。该矿区煤层煤化程度低，在空气中易风化碎裂，发热低，挥发份高，按中国煤炭分类国家标准GB575186，该矿区煤种为褐煤（HM）。第二节 采（盘）区或带区巷道布置及生产系统一、 移交生产和达到设计生产能力时的采区数目、位置和工作面生产能力计算 本着首采区位置应尽量靠近井筒，以减少初期工程量，缩短建井工期，节约投资，降低生产成本，能形成合理的运输、通风系统和首采区应选择在地质构造简单，煤层赋存稳定，储量丰富可靠，开采技术条件好的原则，本矿井移交生产时布置一个采区，一个炮采工作面，即一采区的1121工作面。表521 矿井投产时工作面特征表采区工作面代号工作面参数备注工作面长（m）采高（m）年推进度（m）产量（kt）（kt/a）一1121701.059456.5炮采两个煤层掘进工作面（按工作面年产量的10%）5.65掘进出煤合计62.2二、煤层分组、分层关系和开采顺序1、煤层分组、分层关系矿井范围内M2、M4两层主要可采煤层，为缓倾斜薄中厚煤层，M2至M4煤层平均间距60m，设计将两层煤分为两组，M2煤层单独为一组进行开采，M4煤层为一组进行开采。2、开采