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河南理工大学本科毕业设计（论文） 目 录 前 言1 一 概述1 二．编制依据1 三．指导思想2 四．设计的主要特点2 五．设计主要技术经济指标2 六．存在主要问题及建议3 1. 矿区概况及井田地质特征4 1.1 井田概况4 1.1.1井田位置及交通4 1.1.2自然地理6 1.1.3矿区经济发展状况8 1.1.4电源条件8 1.1.5水源条件8 1.1.6建筑材料8 1.2、地层特征9 1.2.1、地层9 1.2.2、井田煤系地层11 1.2.3、构造特征11 1.2.4、煤层特征及煤质12 1.2.5、水文地质特征13 1.2.6、开采技术条件13 2. 矿井储量、年产量及服务年限15 2.1井田境界15 2.2井田储量15 2.2.1、概述15 2.2.2、矿井工业储量15 2.2.3、矿井设计储量16 2.2.4、矿井设计可采储量17 2.3、矿井服务年限及年产量18 2.3.1、矿井工作制度18 2.3.2、矿井服务年限18 2.4、矿井设计生产能力19 2.4.1、煤炭资源储量丰富19 2.4.2、煤层开采技术条件优秀19 2.4.3、煤层埋藏浅、开拓系统简单19 2.4.4、矿井建设外部条件基本具备19 2.5、矿井设计服务年限19 3. 井田开拓20 3.1 概述20 3.1.1 矿区内生产矿井的开拓方式概述及评价20 3.1.2 井田主要特点20 3.1.3工业场地位置选择21 3.2 井田开拓21 3.2.1对井田开拓中问题的分析21 3.3、 开拓方案的提出24 3.3.1、方案分析24 3.3.2、井型特点29 3.4.井筒特征30 3.4.1、井筒断面尺寸30 4、采煤方法36 4.1、采煤方法36 4.1.1、采煤方法的选择36 4.1.2工作面主要设备选型36 4.1.3、带区巷道布置及生产系统41 5、矿井运输、提升及排水46 5.1井下运输46 5.1.1.煤炭运输方式46 5.1.2、辅助运输方式46 5.1.3、运输系统47 5.1.4、运输设备选型47 5.1.5、辅助运输设备48 ５.２、矿井提升53 5.2.1、主斜井胶带输送机设计主要参数53 5.2.2、主斜井胶带输送机设计计算53 5.3矿井排水58 5.3.1设计依据58 5.3.2排水设备选型计算59 6、矿井通风与安全技术69 6.1 矿井通风系统69 6.1.1 概述69 6.1.2、设计实习矿井的基本情况70 6.1.3、通风方式的选择71 6.1.4掘进通风及硐室通风71 6.2 风量计算及风量分配71 6.2.1、按井下最大班人员数计算风量71 6.3、全矿通风阻力计算77 6.3.1 计算原则77 6.3.2 计算方法78 6.3.3 计算矿井总风阻及总等积孔80 6.4 扇风机选型80 6.4.1 确定主扇的风压81 6.4.2 电动机选择81 6.5、矿井安全技术措施84 6.5.1、火灾的防治措施84 6.5.2、预防煤尘爆炸的措施85 6.5.3、预防瓦斯爆炸的措施86 6.5.4、防水措施87 6.5.5、避灾路线及安全出口87 7 ．矿山环保88 7.1、矿山污染源概述。88 7.1.1 污水污染88 7.1.2噪音污染88 7.1.3灰尘，矸石88 7.2矿山污染的防治88 7.2.1全局性控制88 7.2.2扩散稀释89 7.2.3局部控制89 7.3矿山治理89 7.3.1矿山水污染的防治措施。89 7.3.2防范措施及绿化89 结 论92 致 谢93 参 考 文 献94 附录A英文翻译（原文）95 附录B英文翻译（译文）110 124 前 言 一 概述 1、位置 境界井田位于榆神矿区东北部，地处陕西省榆林市神木县瑶镇乡和麻家塔乡境内。 2、交通现状 井田地处陕西“米”字型公路网内，S204省道和西包铁道并行从井田南边界附近通过，210国道从矿区西侧通过，西包铁路北与京包线相接，东与神朔线、大秦线相接，南与西康线、陇海线及即将建成通车的西宁铁路相连，可达我国华北、华中、华南及沿海地区。总之，井田交通便利。交通位置见“交通位置图”。 3、企业性质 矿井名称为神东煤炭公司锦界煤矿，经济类型为国有，开采矿种为煤炭，开采方式为地下开采，生产规模为400万吨／年，矿区面积为141平方公里。 （1）、开采矿种 本矿井为原煤生产矿井，主采三煤一层。 （2）、生产能力 本矿井原设计生产能力为400万吨／年。 二．编制依据 本开发利用方案的编制依据为1、原煤炭部文件（2002）煤设字第168号文（同上）；2、陕西省燃料化工局文件燃煤字（2002）62号文关于锦界井田地质资料报告的批复；3、陕西省燃料化工局文件燃煤字（2002）83号文关于锦界井田地质资料报告的补充批复；4、陕西电力银河集团公司于2002年2月委托煤炭工业西安设计院编制完成了锦界煤矿预可行性研究报告，陕西省计委以陕计基础（2002）200号文上报国家计委，中国国际工程咨询公司于2002年9月进行了评估，以咨能源[2002]747号关于陕北煤电基地锦界煤矿预可行性研究报告的评估报告上报国家计委，2003年10月国家发展改革委员会以发改能源（2003）1522号文下达了对神木锦界煤矿建议书的批复意见锦界煤矿建设总规模04.00Mt/a。 三．指导思想 在矿井可行性研究报告的基础上，进一步分析矿井的资源条件、水文地质条件，确定合理开拓方式、采区布置和采煤方法，配备切实可行的采区设备，提高机械化程度，简化地面生产系统和其他的地面设施，充分利用现有的工程和设施，以少投入、早见效为目的，促进矿井的建设，以取得良好的社会效益。 四．设计的主要特点 1. 根据井田的资源条件，并考虑到本井区水文地质条件，矿井涌水量大的特点，为减少生产费用，适当提高矿井的生产能力，确定生产能力为60万吨/年。 2. 通过进一步分析比较，为使矿井尽快投产并减少工业场地压煤，矿井的开拓方式采用斜井开拓，并将工业场地布置在井田范围上部之外。 3. 结合本区内的实际开采现状，以条带考虑开拓布置。 4. 为充分利用煤炭资源，矿井投产时，采用倾向长壁采煤法，垂直于大巷布置工作面。带区的开采顺序采用前进式。 5. 采煤方法采用综合机械化采煤。 6. 除井筒、井底水仓外，其余巷道、硐室沿煤层布置。 7. 矿井排水设备选型时，选用流量为450m3/h的潜水泵。 8. 设计中按有关规定，提出了环境保护，水土保护等安全措施。 五．设计主要技术经济指标 1. 设计生产能力 400万吨/年； 2. 设计服务年限 74年； 3. 移交工作面个数、长度 2，300m； 六．存在主要问题及建议 1、根据神府矿区生产经验，基岩顶面以上的萨拉乌素组含水层一般富水性较强，本矿井勘探时虽就青草界沟一带萨拉乌素组潜水赋存情况作了一定的工作，但仍缺乏青草界沟一带萨拉乌素组潜水对矿井开采影响的确切分析。 2、本矿井装备水平高，生产能力大，地质条件的变化（特别是断层）对长壁开采影响较大，矿井勘探探明井田内分布多条小断层，但对其控制较低。 1. 矿区概况及井田地质特征 1.1 井田概况 1.1.1井田位置及交通 境界井田位于榆神矿区东北部，二期规划区西部，地处陕西省榆林市神木县瑶镇乡和麻家塔乡境内，行政区划隶属陕西省神木县瑶镇乡管理，地理坐标位于11006′04″～11024′26″,北纬3846′32″～3853′14″之间。井田北与神东矿区相接，东与凉水井田毗邻，西与榆神矿区一期规划区隔河相望，南与锦界小煤矿开采为邻。 井田地处陕西“米”字型公路网内，S204省道和西包铁道并行从井田南边界附近通过，210国道从矿区西侧通过，西包铁路北与京包线相接，东与神朔线、大秦线相接，南与西康线、陇海线及即将建成通车的西宁铁路相连，可达我国华北、华中、华南及沿海地区。总之，井田交通便利。 锦界井田至附近主要城市里程 锦界－神木 30km 锦界－榆林 83km 锦界－包头 340km 锦界－西安 753km 井田交通位置见图 1－1。 井田交通位置见图 1－1 1.1.2自然地理 （一）、地形地貌 锦界井田位于陕北黄土高原北端、毛乌素沙漠东南缘。在新构造运动的外应力的共同作用下，形成本区现有的地貌景观。按地貌的成因分为三类。 1、风沙地貌 约占井田面积的９/10，风力作用是风沙地貌主要成因，组成物质是第四系黄色沙质黄土，亚粘土、粉沙，细纱及中粗沙。风沙地貌分为风沙滩地和风成沙丘地貌。风沙滩地较为平坦，程度较细，常为农业耕作区，部分地段四周被沙丘所包围，地表水不能外泄，沙丘形态各异，大小不等，高度几米至十几米。风沙地貌以半固定和固定沙为主，植被覆盖较好，地势平坦开阔。 2、黄土地貌 仅分布于黄土庙与马场梁一带，梁顶平缓，常被薄层片沙覆盖，冲沟陡深，一般15～35m，地形高差较大，植被稀疏，为较经典的黄土冲蚀地貌。 3、沟谷地貌 青草界沟为地表水侵蚀堆积形成的冲击地貌。上游窄，下游宽，古坡呈斜坡形，两侧不对称，谷底平坦，河床较窄，河水蜿蜒流淌其中，两岸的河慢滩和阶地、土地较为肥沃，是区内主要的农业耕作区。 4、地形 受青草界沟的影响，本井田地形呈北高南低，东高西低的特征。最高出位于琉璃壕东侧，高程为1313.00m，最地处位于沙母河附近，标高1110m，最大高程203m。风沙区地形较为平坦，北部标高一般为1240～1260m，南部一般为1200m左右。 （二）、水系 井田内发育两条常年性沟流青草界和河则沟，均为黄河二级支流，南部的青草界沟流量为10417.7m3/d,在瑶镇滴水崖附近汇入黄河一级支流秃尾河，河则沟流量较小为9832.32m3/d，井田西侧流过的秃尾河，洪峰最大流量为2120m3/s（1971年7月21日），年迳流量3.08亿m3,年输沙量7.69106t。 三、气象 本区地处西北内陆，受极地大陆冷气团影响时较长，受海洋暖气团影响时间较短，为典型的温带半干旱大陆性气候。气候特点是冬季寒冷，夏季炎热，春季多风，秋季凉爽，冷暖多变，温差悬殊，干旱少雨，蒸发量大，全年无霜期短，10月初即上冻，次年4月初解冻。 据神木气象站观测资料 多年平均气候8.4℃ 极端最高气候38.9℃ 极端最低气候-28.4℃ 多年平均降水量435.7㎜ 日最大降水量136.3㎜ 丰水年降水量819.2㎜ 多年平均蒸发量1774.1㎜ 多年平均相对湿度56％ 多年平均绝对湿度7.6毫巴 多年平均风速2.2m/s 极端最大风速25 m/s 年最多风向NW 多年最大冻土深度146cm 多年平均气压910毫巴 全年降水量分配很不均匀，多以暴雨形式集中在7～9月份，约占全年总量的68％，各年间降水量变化很大。 （四）、地震烈度 本区属无地震害区，区域稳定性好，地震烈度为VI度。 1.1.3矿区经济发展状况 井田地处陕西省榆林神木县境内，受自然地理环境、交通等诸多因素的影响，长期以来，该地区工业，基础薄弱，经济相对落后，随着西部大开发战略的实施，国家能源基地西移，陕北能源重化工基地的建设进入了快速发展阶段。榆林市即将成为一个大型多加能源重化工基地。 随着陕北能源重化工基地的开发建设，本区基地设施环境全面改善。西包铁路神延断已建成通车，形成我国又一南北大通道，以210、307国道为“米”字型交通骨架干线公路及将市、县、乡联成一体的公路网络基本形成，榆林至附近大城市的航空运输已经开通，程控电话、数字微波、宽带互联网、移动通信都已覆盖全市，本区的经济已进入以快速发展的新阶段。 1.1.4电源条件 神木锦界电厂（6600MW）紧邻本矿井，本矿井主要供电源可直接从电厂接取。西北电网330KV供电线路以送至榆林和神木，榆林至大柳塔的两条110KV供电线路已经建成投运，从榆林北台变电所出线的矿区110KV供电专线已送至锦界，并已在锦界建成两座110/35KV变电所，矿井备用电源可以从锦界110/35KV变电所接取。 1.1.5水源条件 本去主要水系为秃尾河及其支沟沟泉水，由于本矿井系神木锦界电厂煤电一体化项目的配套矿井，矿井供水水源直接从电厂供水系统接取，统一从瑶镇水源取水，瑶镇水库已于2002年开工建设。 1.1.6建筑材料 本区主要建筑材料需从外地运入，砖、瓦、砂、石等建筑材料可就地生产，区内有多处小规模的机砖厂，可提供矿井建设所需的机砖与水泥制品，但当地砂、石多数质量不高。 地质特征 1.2、地层特征 1.2.1、地层 锦界井田位于榆林矿区北部，地层区划属华北地层区鄂尔多斯盆地分区。地表绝大部分被第四系沉积物覆盖，仅在青草界小沟脑、J405孔及呼家圪堵一带基岩零星出露。据地质填图及钻孔揭露，井田地层由老至新依次为三叠系上统永坪组（T3y），侏罗系中统延安组（J2y）、直罗组（J2z），第三系上新统保德组（N2b）,第四系中更新统离石组（Q2L）及上更新统撒拉乌苏组（Q3s）。其特征分述如下 （１）三叠系上统永坪组（T3y） 该地层是陕北侏罗纪煤田含煤岩系的沉积基底，遍布全区，未出露，据区域资料，厚度80～200m。其岩性为一套巨厚层状灰绿色中～细粒长石、石英沙岩，含大量云母及绿泥石，分选性及磨圆度中等，具大型板状交错层理、楔状层理及块状层理，局部含石英砾、灰绿色尼质包体及黄铁矿结核。 （２）侏罗系中统延安组（J2y） 该地层为本区含煤地层，全区分布，未出露，与下伏三叠层系上统永坪组呈平行不整合接触。因受“古直罗河”冲刷及新生界的剥蚀，上部地层均有不同程度缺失，残存厚度112.34～191.10m，一般170m，总体趋势东南、西北较厚，青草界沟一带和东北角较薄。 该组为一套陆源碎屑沉积层，其岩性以灰色粉砂岩、灰白色～铅灰白色细粒砂岩、中粒长石砂岩、岩屑长石砂岩及钙质砂岩为主，砂质泥岩、泥岩即煤层次之，灰质泥岩少见，局部地段夹有透镜状泥灰岩及黄铁矿结核。 （３）侏罗系中统直罗组（J2z） 除青草界沟一带遭剥蚀外，该地层在区内广泛分布，仅在青草界小沟脑、J405孔及呼家圪堵一带基岩零星出露。厚度变化较大，残存厚度0～103.85m，平均39.55m。青草界沟一带缺失，井田南部及东北部厚度小于60m，一般20～30m，西北部厚度大于60m。与下伏延安组呈平行不整合接触。 岩性以具厚层状黄灰、黄绿灰、局部紫杂色中～粗粒长石砂岩为主，分选性中等，滚圆度次棱角状为主。局部地段夹黄绿色、浅灰色粉砂岩、细粒砂岩，部分地段含底砾岩，厚0.3～0.92m，砾石以石灰岩，燧石为主，粒径1～10㎝。 （４）第三系上新统保德组（N2b） 出露于井田东部边界及小西梁一带，主要分布于J107～J1107连线以北、J103～J603连线以南，先期地段东界附近，即基本分布于北部和南部地势较高的区域。井田中部及西南部剥蚀殆尽。据钻孔揭露，其厚度2.20～51.53m，一般20m。 岩性主要为浅红色、棕红色粘土及亚粘土，含不规则的钙质结核，呈层状分布。局部地段底部为10～30㎝厚砾石层，砾石成份多为石英砂岩、砾岩等，钙质胶结，坚硬致密。本组地层因含三趾马及其它动物骨骼化石而称之为“三趾马红土”。与下伏侏罗系中统直罗组呈不整合接触。 （５）第四系中更新统离石组（Q2L） 区内广有分布，主要分布于井田东南部。出露于南部马场梁、黄土苗、小西梁、中部大曼梁及东北部白家庙一带。据钻孔揭露及填图资料，厚度0～65.33m（J303），平均20.10m。最大厚值区在J303、J202、J302及J501孔周围，厚度变化大且不稳定。井田东南部J406、J405及J503孔形成无土区，西北部呈零星片状分布，厚度2.00m。 岩性以灰黄色、棕黄色亚泥土、亚沙土为主，其中夹多层古土壤层，含分散状钙质结核，粒径一般为3～5㎝，最大为20㎝，据垂直裂隙，古冲沟发育。与下伏地层呈不整合接触。 （６）第四系上更新统撒拉乌苏组（Q3s） 区内广泛分布，主要出露于青草界沟两侧及沙丘间滩地。据填图资料，厚度0～76.1m，一般25m，厚值区分布在J607、J606、J506、J406、J407、J905、J1107孔，厚度一般40～60m。井田东南部及大曼梁一带缺失，其余地段厚度大多小于30m，一般10～20m，总体上该组地层厚度变化较大。岩性主要由灰黄色、灰绿色、灰褐色及灰黑色粉砂、细砂、中砂组成，夹亚砂土、亚泥土和泥炭层。局部底部含有豆状钙质结核。与下伏地层不整合接触。 1.2.2、井田煤系地层 含煤地层侏罗系中统延安组为一套陆源碎屑沉积层，本矿所采断为单一层序结构的三角洲沉积，岩性主要以灰色、深灰色粉沙岩和砂质泥岩为主，部分地段中部则以灰白色中细粒砂岩为主，局部夹有炭质泥岩及薄煤层，发育微波状层理、小型交错层理即水平层理，是延安组中最稳定的一断。 1.2.3、构造特征 井田内地质构造简单，地层平坦，总体趋势为一个小于1，缓缓向北西倾斜的单斜构造。无褶皱和岩浆活动，仅发育小型宽缓的波状起伏的和二条高角度正断层F1和F2。 表12 锦界井田断层要素一览表 断层 编号 性 质 断 层 产 状 落差 （m） 延伸长度 （m） 可靠 程度 走向 倾向 倾角 F1 正 N30E N60W 65 ＜15 ＞2250 可靠 F1 正 N10E N80W 70 ＜8 5250 较可靠 1、波状起伏 本区煤层底板等高线总体表现为西疏东密的特点，西部相对更缓，尤其是西南部坡度约0.5，东部坡度略有增加，约1。在J605、J905和J709孔等地段存在宽缓的波状起伏，波幅3～５m。该波状起伏在煤层中具有继承性，唯有规模及位置有所摆动而已。其余地段的波状规模更小。 2、断层 F1断层位于井田东南角J103孔一线附近，区内延伸长度约1.5km，走向北东，倾向北西，倾角65左右，最大落差为15m左右，是由L1、L11、LJ1、L2、L3、D2-1地震线控制的一条可靠正断层，解释断电5个（4A、1B）。 F2断层位于本区东部J203～J205孔东侧约70～300m之间，在本区延伸长度约5.2km。走向北北东，倾向北西西，倾角70左右，最大落差8m左右，是由L11、LJ1、L2、L3、LJ2、L4、LJ4、L41地震线控制的一条较可靠的正断层，解释断点９个（4A、4B、1C）。 另外，勘探在J404好孔附近发现有可疑断点，倾角71～74，落差5～7m。 根据神府矿区大柳塔矿井地质资料继勘探阶段发现4条落差10m以上的断层后，在开采过程中又发现有较多落差小于5m的断层，这些构造规模小、规律不明显，它们是沉积作用和构造动力等因素共同作用的产物，但对矿井现代化综采生产不利影响。据此类比，本区有可能发育一系列落差小于5的断层。 1.2.4、煤层特征及煤质 1、煤层特征 3－1煤层位于延安组第三段顶部，埋深一般为70～120m。除青草界沟一带遭受剥蚀外，全区可采面积141.75km2。煤厚3.12m。一般无夹矸，仅在J503孔一层夹矸，厚度0.35m，岩性为粉沙岩。3－1煤层以中厚煤层为主，厚度变化很小，结构简单；其煤质以长焰煤为主，煤类较单一，煤质变化小，基本全区可采，为稳定煤层。 2、煤质 井田内煤层属低变质阶段的长焰煤和不粘煤；煤层具有特低灰～低灰、特低硫～低硫、低～特低磷、中高发热量、富油、高挥发分产率等化学特征，可广泛用于动力、气化、液化等用途。 1.2.5、水文地质特征 1、地形地貌及地表水系 本区地形较为平坦，地表高程1110.00m（沙母河）～1313.00m百家庙，最大高差203m。北部标高一般为1240～1260m，先期地段南部1200m左右。 井田大部分被第四系风积沙覆盖，为典型的风成沙丘及风沙滩地地貌，以半固定沙及固定沙为主，植被覆盖较好，地势平坦开阔，有利于降水渗入补给地下水。东南部为黄土冲蚀地貌，梁顶较平缓，沟谷受水力冲蚀较深，一般15～35m，基岩仅在小沟沟脑、J405和J605钻孔一带零星出露。 本区属于黄河一级支流秃尾河流域，西临秃尾河。井田内地表水系主要包括青草界沟、河则沟和小型水库。 2、矿井涌水量 根据锦界井田勘探地质报告提供的矿井涌水量资料，又考虑到青草界沟泉域的影响，本矿井正常涌水量为593m3/h，最大涌水量为724m3/h。 1.2.6、开采技术条件 1、主要可采煤层顶、底板情况 井田内煤层直接顶板由粉沙岩、泥岩、泥质粉沙岩、沙质泥岩组成。平均饱和抗压强度41.6Mpa，软化系数0.4，RQD值平均76％，岩石质量好。岩体较完整，属中硬类易软化岩石。直接顶分属II类中等稳定顶板。 煤层基本顶以中粒砂岩和细粒沙岩为主，次为粗粒砂岩，平均饱和和抗压强度为40.9Mpa，软化系数0.52，RQD值77％，岩石质量好，岩体较完整，是井田内稳定性较好的岩组，属中硬类易软化岩石。基本顶分级属I～II级，基本顶压力显现不明显～明显。 煤层底板由粉沙岩、泥岩、泥质粉沙岩、砂质泥岩、中粒砂岩、细粒沙岩组成，平均饱和抗压强度为37.3～41.2Mpa，工作面底板分类属IV类，中硬类底板。 2、瓦斯 本井田煤层瓦斯含量很低，属CO2-N2带。 3、煤尘 本井田煤层煤尘爆炸指数大于10％，煤层具有煤尘爆炸危险性。 4、煤的自然倾向 本井田煤层属不易自然－不自然煤层。 5、地温 本井田地温正常区，无地热危害。 2. 矿井储量、年产量及服务年限 2.1井田境界 境界井田位于榆神矿区东北部，而期规划区西部，地处陕西省榆林市神木县瑶镇乡和麻家塔乡境内，行政区划隶属陕西省神木县瑶镇乡管理，地理坐标位于11006′04″～11024′26″，北纬3846′32″～3853′14″之间。井田北与神东矿区相接，东与凉水井田毗邻，西与榆神矿区一期规划区隔河相望，南与锦界小煤矿开采为邻。井田东西宽12km，南北长12.45km，面积141.75km2。 2.2井田储量 2.2.1、概述 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。 2.2.2、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，其中高级储量A、B级之和所占比例应符合表2-1的规定。经块段法计算本设计矿井工业储量汇总见表2-1。 表2-1 矿井高级储量比例 地质开采条件 储量级 井型 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AB级储量占总储量的比例 40 35 25 35 40 20 25 15 第一水平内AB级储量占本水平储量比例 70 60 40 60 50 30 40 不作具体规定 第一水平内A级储量占本水平储量的比例 40 30 15 30 20 不作具体规定 不要求 表2-2 矿井工业储量汇总表 煤层 名称 工业储量mt 备 注 A B AB C ABC 3-1煤层 107.7 123.1 230.8 339.71 570.51 符合 总计 107.7 123.1 230.8 339.71 570.51 符合 2.2.3、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井田境界煤柱。可暂按工业储量的5～7计入，本设计取5，故 Z＝Z－P 式中 Z矿井设计储量；mt Z矿井工业储量；mt P 永久煤柱损失量，可暂按工业储量的5～7计入，本设计取5。 由此 ZS1-0.05570.51542mt 2.2.4、矿井设计可采储量 矿井设计的可采储量为矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、矿井下主要巷道及上下山保护煤柱后乘以采取回采率所得到的储量。 Z＝（Zg－P）C 式中 Z矿井可采储量；mt Zg矿井工业储量；mt P 永久煤柱损失量，可暂按工业储量的5～7计入，本设计取5。 C采区采出率，取75％。 则 Z1-0.05570.510.75 406.5 mt 表2－3 矿井可采储量汇总表 单位（mt） 煤层 名称 工业 储量 煤柱损失 矿井设计储量 矿井设计 可采储量 工业 场地 断层 井田 境界 合计 3－1 570.51 0 1.21 6.1 7.31 542 406.5 2.3、矿井服务年限及年产量 2.3.1、矿井工作制度 根据设计大纲规定以及结合矿井实际情况。确定该设计矿井年工作日数为300天，每日三班作业，每班工作八小时，每日净提升时数为14小时。 2.3.2、矿井服务年限 初步设定该矿井设计年产量为4.0Mt/a，根据公式 式中 T矿井设计服务年限，a； 矿井可采储量，万t； A矿井设计产量，Mt/a； K储量备用系数，K1.3～1.5，取1.4。 由此； 验算服务年限如下 T72.6 ＞60 a 符合要求。 2.4、矿井设计生产能力 确定矿井生产能力为4.0mt/a。现根据锦界井田的煤炭资源储量、开采技术条件和矿井建设外部条件，对矿井生产能力分析。 2.4.1、煤炭资源储量丰富 煤炭资源储量是确定矿井生产能力的基础和主要因素之一；本井田煤层3－1煤，共有资源/储量570.51mt。扣除各种煤柱损失和开采损失后，可采储量为406.5mt；按4.0mt/a生产能力计算，考虑1.4的储量备用系数，矿井的服务年限可达72.6年，符合要求。 2.4.2、煤层开采技术条件优秀 本井田内煤层赋存稳定，倾角平缓，结构简单，水文地质条件计地质构造简单，瓦斯含量低，3－1煤层为中厚煤层，其总资源/储量570.51mt；煤层顶、底板岩性稳定，适合高产高效综合机械化开采。故此本井田具备建设成现代化特大矿井的开采技术条件。 2.4.3、煤层埋藏浅、开拓系统简单 3－1煤层埋藏浅一般为70～120m，煤层倾角不足1，采用斜井开拓，系统简单，主（煤）运输为胶带输送机连续运输系统，辅助运输为无轨胶轮车无中转环节的直达运输系统，具备现代化大型高产高效矿井的生产条件。 2.4.4、矿井建设外部条件基本具备 矿井建设水源、电源落实。邻近神东矿区大柳塔机电维修和设备中心可以作为本矿井大型采掘设备及机电设备的依托；西包铁路和榆神公路并行从本井田通过，交通十分便利。 综合上述，本矿井实现4.0mt/a生产能力是完全可行的。 2.5、矿井设计服务年限 矿井设计生产能力4.0mt/a，考虑到1.4的储量备用系数，计算服务年限为72.6年。 3. 井田开拓 3.1 概述 3.1.1 矿区内生产矿井的开拓方式概述及评价 陕西省愉神矿区锦界煤矿位于陕西省榆林市神木县瑶镇乡，矿井是榆神矿区二期总体规划建设的主要矿井之一，是“西电东送”北通道陕北煤电基地规划建设的重要组成部分。为落实党中央、国务院关于西部大开发和“西电东送”的战略部署，加快“西电东送”北通道工程建设进程，尽快将陕北老区的资源优势转化为经济优势，满足华北和冀南地区用电需求，缓解东部地区环境压力，按照“西电东送”北通道长远规划和陕北煤电基地总体规划，陕西国华锦界能源有限责任公司（由神华集团公司、陕西电力银河集团公司和山东鲁能发展集团公司合资组建）决定开发建设陕北煤电基地的神木电厂（6 600MW 及其配套供煤矿井。神木电厂规划厂址位于锦界煤矿南侧，拟由锦界煤矿为其供应燃煤。 陕西电力银河集团公司于2002年2月委托煤炭工业西安设计院编制完成了锦界煤矿预可行性研究报告，陕西省计委以陕计基础（2002） 100号文上报国家计委，中国国际工程咨询公司于2002年9月进行了评估，以咨能源[2002]747号关于陕北煤电基地锦界煤矿预可行性研究报告的评估报告上报国家计委，2003年10月国家发展改革委员会以发改能源（2003）1522号文下达了对神木电厂－锦界煤矿煤电一体化项目建议书的批复意见神木电厂规划容量6600MW，一期2600MW；锦界煤矿建设总规模04.00Mt/a。 3.1.2 井田主要特点 （1） 井田内地貌多以风沙滩地和风成沙丘为主，地型总的呈北高南底，东高西底的特征。 （2） 煤层赋存稳定，倾角近水平，地质结构及水文地质条件较简单，开采条件优越。 （3）埋藏浅（70m－120m），工程量小，投资省。 （4）本矿井为神木锦界电厂配套拱煤矿井，矿井工业场地的选择应结合电厂供煤需要综合考虑。 上述主要特点成为影响本矿井开拓方式的主要因素。 3.1.3工业场地位置选择 3.1.3.1本井田的位置选择原则 本井田地处陕北黄土高原北端，毛乌素沙漠东南缘，地势较平坦，更具井田地形、煤层赋存情况、井田与锦界开发小区的西包铁路及S204省道相互位置关系，矿井工业场地的选择的原则如下 （1）、井下开拓布置合理，系统简单，投资少，建井期短。 （2）、与电厂联系紧密，地面运输距离短，向电厂供煤方便。 （3）、场地平坦，土方工程量少，场地稳定性好。 （4）、交通运输便利。 （5）、工业场地尽量少的占良田，少压煤。 3.1.3.2工业广场的位置选择 本着上述场地选择的主要原则，结合井田的具体特点，选择位于锦界开发小区中部、神木锦界电厂东侧、甲醇厂西侧场地作为矿井工业场地。工业场地位置见图。 3.2 井田开拓 3.2.1对井田开拓中问题的分析 3.2.1.1 井田内划分及开采水平数目及位置 根据本井田的煤层赋存状况，煤层倾角小于1，可以说是水平煤层；形状基本为正方形，矿井生产能力大等特点结合井田开拓方式，装备水平及国内外高产高效矿井生产经验等因素，设计以纬度X430000，经度Y3742800把井田划分为4个带区。工作面推进长度受地质条件限制少，具有布置长距离推进的工作面的资源条件，则设计采用倾斜长壁开采，条带走向长4.0km～6.0km，首采区平均长3.5km。 3.2.1.2、井硐形式、数目及其配置 （1）、井硐形式的选择 本井田地处陕北黄土高原北端，毛乌素沙漠东南缘，井田内地貌多以风沙滩地和风成沙丘为主，地型总的呈北高南底，东高西底的特征，根据井田地形、煤层赋存、埋藏浅和煤层倾角小等情况，所以采用斜井开拓方式， （2）、井筒数目 采用斜井开拓时，一般只开一对提升井筒（主、副井），在技术经济合理时，也可以开凿两个以上的提升井筒，风井个数应根据安全生产通风要求和一开多用的原则合理确定。 本井田设计为，在工业场地内一次开凿主、副井并在井田内开凿风井，以保证矿井能够安全生产。 （3）、井筒位置的选择 井筒位置的选择应首先满足井田开采，缩短贯通距离，减少井巷工程量，在一般的情况下，井筒位置也能够选在井田中央或最少货载运点上，选择井位置既要求做到对井下开采有利，又要注意使地面合理布置，还要有利于井筒的开掘和维护；根据上述，本设计矿井将井筒布置在井田外。坐标是XYZ 3.2.1.3运输大巷和总回风大巷的布置与煤层的联系方式 （1）根据矿井的生产能力，通风要求及规程和规范的要求，结合煤层厚度、顶板岩性，设计确定在煤层设置大巷，即在煤层布置一组煤层大巷进行开拓。 煤巷和岩巷的对比见表3－1 （2）大巷运输方式的选择 根据比较，结合矿井的设计生产能力，运输大巷选择大功率胶带输送机运煤，辅助运输采用无轨胶轮车。 大巷运输方式的比较见表3－2。 表3－1 煤巷与岩巷的对比 水平 大巷 煤 层大 巷 岩层大巷 特 征 沿煤层掘进随着等高线变化 杂距煤层一定距离岩层中掘进，基本上保证取直 优 点 大巷掘进容易，施工速度快、便于机械化，掘进中可以探明煤层变化和地质结构。 可保持一定方向、弯曲小、有利于运输，巷道维护条件好，不留设护巷煤柱，安全条件好，便于布置采区煤仓。 缺 点 生产期间，大巷维护苦难，影响生产，两侧至少要留30～50m的护巷煤柱，煤层起伏变化大时，大巷随之弯曲不利于运输，采区发火时，不易封闭。 掘进施工苦难，难以机械化，掘进速度慢，费用校高，沿巷工程量大。 使 用 条 件 煤层群中相距较远的单个煤层或中厚煤层，需单独开拓的薄或中厚煤层，煤系底板岩层有含水溶洞，不宜开掘巷道或围岩坚硬的煤层。 在距煤层不太远的地方，有适于开掘的维护巷道的岩层，煤层有瓦斯、煤尘突出和自然发火危险，大巷要求呈直线布置。 表3－2 大巷运输方式的比较 对比项目 胶带输送机 矿车轨道运输 运输的连续性和系统运输能力 连续性，系统简单，运输能力大，不易调节 周期性，系统复杂，运输能力较大，大小容易调节 分采分运的适应性 小 大 占用人员多少和效率高低 人员少，效率高。 人员多，效率低。 自动化控制和集中管理 容易 困难 设备投资 大 小 设备维护量 小 大 辅助运输系统和设备 需要另设一套辅助运输系统 运煤运料只要一套系统 运输故障 少 多 综上所述，本井田设计确定在煤层设置大巷，即在煤层布置一组煤层大巷进行开拓，大巷由胶带输送机大巷、辅助运输大巷、回风大巷组成。 3.3、 开拓方案的提出 本井田的煤层埋藏浅，埋深一般为70～120m，具备斜井开拓的条件，有此设计采用斜井开拓方案。 3.3.1、方案分析 A、斜井开拓 主副斜井井筒位于井田南部边境外，两井筒距60m，主井筒倾角为14，副井井筒的倾角5，与煤层的垂距为98m，沿煤层水平布置大巷，垂直大巷布置条带工作面。 B、主斜井、副立井综合开拓 主斜井井筒位于井田南部边境外，主井筒倾角为14，与副立井相距100m，副立井的坐标为X＝427867，Y＝374279