3、第三部分矿井开拓方案设计实例

第三章矿井开拓方案设计案例第一节矿井开拓设计方案比较示例一第二节矿井开拓设计方案比较示例二第一节矿井开拓设计方案比较示例一一、矿井基本资料1.井田概况（P38）地面标高+1460m~+1850m井田走向长度4.00~8.50km倾斜长度1.40~4.40km2.井田内可采煤层（P39）主采5煤平均厚度33m次开采3煤平均厚度1.58m第一节矿井开拓设计方案比较示例一二、矿井开拓方案设计1.井筒的形式和井口位置由于井田东、北、西及中部地形起伏落差大，不便布置工业广场及解决地面运输。井口和工业广场位置合适的地点有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四处场地可供选择。Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ三个场地为比较合理方案。IVIIIIII北水河汭100090080070060080090010001100100011009001000900800900700B302B402B505图3－1井田位置图第一节矿井开拓设计方案比较示例一二、矿井开拓方案设计2.开采水平数目和标高的位置该井田煤层倾角一般为6~15°，倾斜长度在1400~4400m之间。考虑到合理的采区上、下山长度和上、下山煤量的比例，全矿设置一个水平开采全井田。方案甲：水平垂高定为+940m。方案乙：水平垂高定为+930m。方案丙：水平垂高定为+915m。结合比较，确定使用方案乙+930m水平较为合适。第一节矿井开拓设计方案比较示例一二、矿井开拓方案设计3.开采水平数目和标高的位置根据井田内煤层的赋存状况，水平大巷在西北部基本沿煤层走向布置，东南部大背斜水平大巷穿越背斜布置；井型大，生产集中，运输大采用带式输送机运输，轨道大巷采用电机车运输。根据以上考虑，拟定出三个矿井开拓方案。第一节矿井开拓设计方案比较示例一二、矿井开拓方案设计4.开拓方案概述（1）方案一立井单水平开拓；主、副井口标高+1480m；在+930m设水平环形车场；轨道大巷按3‰流水坡度掘进；胶带大巷沿5煤底板掘进；初期中央并列式，后期采用分区式通风。北水河汭100090080070060080090010001100100011009001000900800900700西六采区西　四　采　区西五采区西三　采　区西二采区西一采区东一采区北二采区南一采区1245693南二采区87第一节矿井开拓设计方案比较示例一二、矿井开拓方案设计4.开拓方案概述（1）方案一5煤3煤5煤9774321098651+850+900+950+1000+1050+1100+1150+1200+1250+1300+1350+1400+1450+1500+850+900+950+1000+1050+1100+1150+1200+1250+1300+1350+1400+1450+15001234563煤5煤91011123煤5煤78+850+900+950+1000+1050+1100+1150+1200+1250+1300+1350+1400+1450+1500+1550+1600+1650+850+900+950+1000+1050+1100+1150+1200+1250+1300+1350+1400+1450+1500+1550+1600+1650Ⅰ－Ⅰ剖面图Ⅱ－Ⅱ剖面图第一节矿井开拓设计方案比较示例一二、矿井开拓方案设计4.开拓方案概述（1）方案二立井单水平开拓；主、副井口标高+1150m；设+930m水平环行井底车场。+930m水平轨道大巷；沿5煤底板布置胶带大巷；初期中央并列式，后期中央边界式通风。北水河汭10009008007006008009001000110010001100900100090080090070099北九采区北八采区北七采区北六　采　区北五采区北三采区北一采区北二采区北四采区南一采区南二采区123546378第一节矿井开拓设计方案比较示例一二、矿井开拓方案设计4.开拓方案概述（1）方案三采用立井开拓；在+1030m设环行井底车场；全矿采用+1030m水平和+930m辅助水平开采。设+1030水平轨道大巷；沿5煤底板设胶带大巷北水河汭1000900800700600800900100011001000110090010009008009007009北九采区北八采区北七采区北六采　区北五采区北四采区北二采区北一采区北三采区南二采区1南一采区234568711109第一节矿井开拓设计方案比较示例一三、开拓方案比较1.开拓方案技术比较（1）压煤方面方案一和方案三工广煤柱约23Mt，压煤量大；方案二工业广场不压煤，有利于提高资源回收率。（2）建井工期方案一、方案三井巷贯通距离短，建井工期短，投产快。第一节矿井开拓设计方案比较示例一三、开拓方案比较1.开拓方案技术比较（3）均衡生产方案一首采区煤层条件好，能迅速达产，两翼同时生产保证生产稳产和高产；方案三后期为单翼生产，产量不均衡；方案二首采区煤层条件差，对达产不利。第一节矿井开拓设计方案比较示例一三、开拓方案比较1.开拓方案技术比较（4）运输方面方案一运输环节少，反向运输量小。方案二与方案三上下山反向运输量大。方案二运输环节多。（5）基建投资方案一较方案二、方案三基建投资省。（6）外部条件方案一、方案三铁路进线短，方案二供水线路短。第一节矿井开拓设计方案比较示例一三、开拓方案比较1.开拓方案经济比较表3－1各方案工程量投资比较表方案一方案二方案三项目数量投资／万元数量投资／万元数量投资／万元主井／m5501897.54701621.54851673.25副井／m582239050020505202132风井／m520130060015004801200井底车场／万元220022002200主要运输及回风道／m23001748640048648002128采区准备巷道／m28001568410022964992352井筒装备／万元800905870井巷工程合计／万无11903.515436.512555.25占地面积／km2157501470016800土石方工程量／m3110000441200004813000052防洪排涝工程／万元180245260铁路专用线总投资／万元390051004500工业场地运输工程场外公路总投资／万元120230160供电通信线路投资／万元176189205供水管路投资／万元400300450主、副井提升设备投资／万元246023402270基建投资合计／万元19933.524588.521252.25基本建设费用生产经营费用第一节矿井开拓设计方案比较示例一三、开拓方案比较1.开拓方案经济比较表3－2各方案投产20年内生产经营费比较表项目方案一方案二方案三矿井提升费721.89769.94661.95矿井带式输送机运营费311.33631.52450.44矿井辅助运输费124.48167.10158.18矿井主排水费121.33128.99108.59平面辅助排水费20.5730.1745.24矿井通风费127.89167.74131.91巷道维护费371.14501.23423.45合计1798.632396.691979.76吨煤生产运营费／元•t-14.505.994.95第二节矿井开拓设计方案比较示例二一、矿井基本资料某矿位于平原地带，地面标高+80m~+90m表土层及风化带厚度50～60m，含厚度不一流砂层瓦斯和水涌出量大，矿井正常涌水量380m3/h。井田走向长度9.00km，倾斜长度1.74km4层可采煤层，倾角均为15°,上+30m，下-420m。第二节矿井开拓设计方案比较示例二一、矿井基本资料-500-400-300-200-1000m2=1.9m20m-420m3=1.6m15m15mm1=1.8m15°m4=2.0m+80+3021000200001900018000+30-100-200-300-400-500预定边界风井的位置Ⅰ—Ⅰ9000m1740m表1煤层底层条件煤层厚度/m层间距/m顶板底板m11.815直接顶8m页岩,基本顶4m砂岩直接底10m页岩，老底40m砂岩。m21.9页岩、砂页岩、砂岩互层20m31.6页岩、砂页岩、砂岩互层15m42.0页岩、砂页岩、砂岩互层∑m7.3第二节矿井开拓设计方案比较示例二第二节矿井开拓设计方案比较示例二二、储量计算1.工业储量ZgZg=9000×1740×(1.8＋1.9＋1.6＋2.0)×1.32=15089.976万t2.可采储量ZkP=Zg×5％=15089.976×5％=754.499万tZk=(Zg-P)×C=(15089.976-754.499)×0.8=11468.4万t第二节矿井开拓设计方案比较示例二三、矿井设计生产能力和服务年限矿井设计生产能力根据煤层条件，按矿井设计规范，将矿井生产能力定为120万t/a。atkTZAk万5.1364.1604.11468akAZTk26.684.11204.11468tZZkb万68.32764.04.1第二节矿井开拓设计方案比较示例二四、开拓方案及技术比较1.井筒布置立井开拓。中央分列式通风，主副井位于井田中央，风井位于井田上部边界走向中部。2.阶段划分和开采水平设置瓦斯和涌水量较大，排除下山开采；井田斜长较大，倾角15°，排除单水平上下山开采。两阶段，两水平三阶段，三水平-420-195+80+30-420-290+80+30-160两阶段，两水平三阶段，三水平第二节矿井开拓设计方案比较示例二第二节矿井开拓设计方案比较示例二四、开拓方案及技术比较煤层层间距较小，采用集中大巷布置，位于m4煤层底板下方30m厚砂岩层内。600m580m500m-420-195+80+30-420-290+80+30-160800m870m方案二：立井单水平加暗斜井方案四：立井两水平加暗斜井方案一：立井两水平方案三：立井三水平两个阶段，两个开采水平三个阶段，三个开采水平-420-195+80+30-420-290+80+30-16021000200001900018000+30-100-200-300-400-500预定边界风井的位置-195Ⅰ-1Ⅰ-2Ⅰ-4Ⅰ-6Ⅰ-3Ⅰ-5Ⅱ-1Ⅱ-2Ⅱ-4Ⅱ-6Ⅱ-3Ⅱ-521000200001900018000+30-100-200-300-400-500预定边界风井的位置-160Ⅰ-1Ⅰ-2Ⅰ-4Ⅰ-6Ⅰ-3Ⅰ-5Ⅲ-1Ⅲ-2Ⅲ-4Ⅲ-6Ⅲ-3Ⅲ-5-290Ⅱ-1Ⅱ-2Ⅱ-4Ⅱ-6Ⅱ-3Ⅱ-5采区划分第二节矿井开拓设计方案比较示例二第二节矿井开拓设计方案比较示例二四、开拓方案及技术比较3.阶段和开采水平参数1）水平垂高（1）两阶段，两水平：870×sin15°=225.1m。（2）三阶段，三水平：740×sin15°=191.5m。500×sin15°=129.4m。2）开采水平实际出煤量（1）两阶段，两水平：9830.1/2=4915.05万t。（2）三阶段，三水平：一水平：（9830.1/1740）×740＝4180.62万t二三水平：（9830.1/1740）×500＝2824.74万t第二节矿井开拓设计方案比较示例二四、开拓方案及技术比较3.阶段和开采水平参数3）水平服务年限（1）两阶段，两水平方案：一、二水平：68.26/2＝34.13a（2）三阶段，三水平方案：一水平：（68.26/1740）×740=29a二、三水平：（68.26/1740）×500=19.61a第二节矿井开拓设计方案比较示例二四、开拓方案及技术比较3.阶段和开采水平参数4）采区服务年限开采水平内每翼一个采区，矿井由两个采区同采保证产量，考虑1a的产量递增或递减。（1）两阶段，两水平：（34.13/3）+1=12.38a（2）三阶段，三水平：一水平采区：（29/3）+1=10.7a二、三水平采区：（19.61/3）+1=7.54a第二节矿井开拓设计方案比较示例二四、开拓方案及技术比较3.