五陽(yáng)煤礦240萬(wàn)噸新井設(shè)計(jì)

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第 1 頁(yè)1 礦區(qū)概況與井田地質(zhì)特征1.1 礦區(qū)概況1.1.1 礦區(qū)地理位置五陽(yáng)礦是潞安礦區(qū)最北部的一對(duì)大型礦井。行政區(qū)劃隸屬襄桓縣所轄，礦井范圍北以兩川斷層為界，南以文王山斷層為界，西起勘探區(qū)邊界，東至 15-3號(hào)煤層露頭，南北長(zhǎng)約 4.8km，東西寬約 7.5km，礦井面積為38km2，該礦距襄桓車站 3.5km，距長(zhǎng)治 45km ,太焦線穿越礦區(qū)，交通方便。區(qū)內(nèi)地勢(shì)屬丘陵，交差不大。地面標(biāo)高一般 930m 左右。1.1.2 交通位置潞安礦區(qū)地處山西省東南部沁水煤東部邊緣中段，地跨長(zhǎng)治。太（原）焦（作）鐵路縱貫礦區(qū)東部。邯（鄲）長(zhǎng)（治） ，太（原）焦（作）鐵路在長(zhǎng)治北站交會(huì)。太（原）焦（作）線北接石太、同蒲線，南接隴海線。礦區(qū)至太原，長(zhǎng)治，邯鄲，洛陽(yáng)等地都有汽車相通，交通極為方便。長(zhǎng)治到各周邊主要城市鐵路間距離見(jiàn)表 1.1-1；長(zhǎng)治到各周邊主要城市鐵路間距離見(jiàn)表 1.1-2；長(zhǎng)治交通位置見(jiàn)圖 1.1-1表 1.1-1 到各周邊主要城市鐵路間距離名稱 起至站 距離（公里）太（原）焦（作）線 長(zhǎng)治——太原 280太（原）焦（作）線 長(zhǎng)治——新鄉(xiāng) 217邯（鄲）長(zhǎng)（治）線 長(zhǎng)治——邯鄲 220表 1.1-2 長(zhǎng)治到各周邊主要城市鐵路間距離名稱 起至站 距離（公里）長(zhǎng)（治）太（原）線 長(zhǎng)治——太原 250長(zhǎng)（治）邯（鄲）線 長(zhǎng)治——邯鄲 185長(zhǎng)（治）臨（汾）線 長(zhǎng)治——臨汾 171第 2 頁(yè)公 路鐵 路長(zhǎng) 治 市 交 通 位 置 圖離 石鄉(xiāng) 寧 侯 馬 臨 汾大 同朔 州 沂 州太 原 市 榆 次 陽(yáng) 泉長(zhǎng) 治 焦 作運(yùn) 城圖 1.1-1 長(zhǎng)治市交通位置圖第 3 頁(yè)1.1.3 當(dāng)?shù)靥鞖鈿夂蚝徒邓吭搮^(qū)事故于溫暖帶大陸性氣候，年平均氣溫為-6.9℃（一月） ，最高氣溫為 22.8℃（七月） 。極端最低氣溫為-29.1℃（1972 年 1 月 27 日） ，日最高溫度為 37.4℃（1972 年 7 月 5 日） 。年降雨量為 414～917mm 年平均為583.9mm 年蒸發(fā)量為 1493.8～1996.3mm，年平均為 1713.84mm。降雨量多集中在 7、8、9 三個(gè)月。日最大降雨量為 109.7mm（1972 年 7 月 7 日） 。風(fēng)向多為西北風(fēng)，最大風(fēng)速為 14～16m/s。凍土期為每年十月至每年四月。最大凍土深度為 75cm。1.1.4 礦區(qū)水文情況井田內(nèi)主要河流有濁漳河西源和南源。西源由西而東流入礦區(qū)，而南源由西南匯入，并于礦區(qū)中部匯合。南、西二源匯合后，由南而北至襄垣城東流出礦區(qū)，總匯水面積約 750(km)2 。并在井田外兩河上游分別建有漳澤水庫(kù)和后灣水庫(kù)。而區(qū)內(nèi)無(wú)大的地表水體。煤層露頭附近有一條季節(jié)性河流——淤泥河，自南而北流淌，一般流量為 360 m3/h。另外，流經(jīng)本井田的濁漳河南源，為一常年有水河流，其最高洪水位 857.65 m（1953.6.15 ） ，最大流量 224 m3/s，局部對(duì)煤層頂板含水層有明顯的入滲補(bǔ)給。1.2 井田地質(zhì)特征1.2.1 地層本井田廣為第四系黃土所覆蓋，局部地帶有二疊系石盒子組地層，零星出露，據(jù)以往地質(zhì)資料和新近資料，將本井田地層發(fā)育情況由老到新敘述如下：1、奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組 O2s井田鉆孔揭露最大厚度為 99.27 米，巖性為深灰色巨厚層狀石灰?guī)r，淺灰色白云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r。局部夾石膏層。石灰?guī)r呈豹皮狀，含珠角石、腹足類，有孔蟲(chóng)等化石，分布于井田南部文王山北斷層下。2、奧陶系中統(tǒng)峰峰組 O2f該組厚度為 120 米左右，巖性為淺灰、深灰色厚層狀石灰?guī)r，灰色厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，夾灰色中厚層狀泥灰?guī)r。與下伏地層呈整合接觸。3、石炭系中統(tǒng)本溪組 C2b該組厚度 3.5～29.92 米，平均 8.5 米。巖性以灰色塊狀鋁土泥巖為主，局部發(fā)育灰白色中厚層狀細(xì)粒石英砂巖，灰色砂質(zhì)泥巖，底部為山西式鐵礦層。有時(shí)見(jiàn)及不穩(wěn)定的薄煤層或煤線。井田東南郭莊附近有出露。與下伏地層呈假整合接觸。第 4 頁(yè)4、石炭系上統(tǒng)太原組 C3t本組厚度 89.2～139 米，平均厚度 103 米。是本區(qū)的主要含煤地層之一。巖性主要為灰、灰黑色石灰?guī)r，灰、灰白色細(xì)～粗粒石英砂巖，灰、灰黑色粉砂巖，砂質(zhì)泥巖，泥巖，夾 8～15 層煤，其中可采煤層 1～7 層。泥巖多含鐵質(zhì)結(jié)核及植物化石碎片，致密堅(jiān)硬；砂巖有時(shí)常相變?yōu)樯百|(zhì)泥巖及泥巖。本組發(fā)育四層較穩(wěn)定的石灰?guī)r及一層局部發(fā)育不穩(wěn)定的石灰?guī)r，屬典型的海陸交互相沉積，旋回結(jié)構(gòu)明顯，且?guī)r性巖相較為復(fù)雜。與下伏地層呈整合接觸。5、二疊系下統(tǒng)山西組 P1sh本組厚度 59.20～85.85 米，平均厚度約 70 米。是本區(qū)主要含煤地層，巖性主要為灰白、灰色中-細(xì)粒石英砂巖，灰、灰黑色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖互層，含植物化石碎片，含煤 1～4 層。其中下部的 3#煤層為主要可采煤層，平均厚度 5.73 米，底部以一層灰白色中厚層狀細(xì)或中粒石英砂巖（K 7）與太原組分界，為濱海三角洲沉積。與下伏地層呈整合接觸。6、二疊系下統(tǒng)下石盒子組 P1x本組厚度 83.46～151.90 米，平均厚度約 110 米。巖性變化較大，頂部為紫紅、紫灰色等雜色含鮞粒厚層狀鋁質(zhì)泥巖，砂質(zhì)泥巖。 （俗稱桃花泥巖）中，底部為灰白、灰色石英砂巖為主（K 8） 。巖層顏色由淺到深的變化反映氣侯由溫暖潮濕漸變?yōu)檠谉岣稍?。為上三角洲平原～沖積平原沉積。與下伏地層呈整合接觸。7、二疊系上統(tǒng)上石盒子組 P2s本組厚度一般在 300 米左右。巖性由紫紅、紫灰等雜色泥巖或砂質(zhì)泥巖及灰、灰白和黃綠色石英砂巖組成。為半干熱氣侯條件下，沖積平原沉積。與下伏地層呈整合接觸。8、第四系 Q其厚度 0～80.17 米，平均約 32.73 米。是本井田主要覆蓋層，巖性為棕黃、淺黃色亞粘土，含砂質(zhì)粘土，夾姜結(jié)石層,局部有礫石,頂部為植耕土，近漳河一帶為古河床及河漫灘沉積。與下伏地層呈不整合接觸。鑒于本井田歷次地質(zhì)資料的地層劃分標(biāo)準(zhǔn)不甚統(tǒng)一，本次地層劃分主以2001 年《五陽(yáng)煤礦礦井生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告》中的地層劃分為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一，區(qū)域地層基本與此一致。五陽(yáng)井田歷次進(jìn)行分采區(qū)精查，補(bǔ)勘精查，對(duì)煤系地層的控制程度較高，但對(duì)含煤地層系統(tǒng)研究較差，特別是對(duì)本井田含煤地層沉積環(huán)境缺乏系統(tǒng)的分析研究。第 5 頁(yè)1.2.2 構(gòu)造礦井構(gòu)造特征是：寬緩褶曲相伴生大，中型交角度正斷層和次級(jí)小型斷裂。構(gòu)造線方向多為南北方向，褶曲主要天倉(cāng)向斜，呈北東縱貫礦井中央，兩翼傾角一般 10 度左右，局部達(dá)到 20 度，幅達(dá) 200m，與其相伴生的次級(jí)褶曲有崔村向斜，大郝溝向斜，十字道背斜，五陽(yáng)背斜。其軸向大致與天倉(cāng)向斜一致。只是規(guī)模上，幅度上都小于天倉(cāng)向斜。與褶曲相伴生較大的構(gòu)造主要有控制礦井范圍的西川斷層，文王山斷層及發(fā)育在礦井內(nèi)的王家莊斷層，小黃莊斷層。崔家莊 1.2.3 號(hào)斷層，走向多呈北東方向，落差均在 100m 以上落差在 10—100m 的斷層有東南上斷層，倉(cāng)上１號(hào)斷層，1505 斷層，倉(cāng)上 2 號(hào)斷層，西王橋斷層，五陽(yáng)斷層等。其產(chǎn)狀與較大斷層基本一致。其中南豐正斷層：位于南豐村南、大黃莊、十字道村南一線，大黃莊村西走向?yàn)楸?50°東，傾向東南，傾角 70°，落差60～75 米，大黃莊村東，走向北 82°東，傾角 70°，落差 7～25 米，東在西王橋村北附近分叉尖滅，西在南—45 號(hào)鉆孔附近尖滅。有地震測(cè)線和鉆孔控制，井下生產(chǎn)巷道揭露，已查明。礦井內(nèi)無(wú)陷落柱。五陽(yáng)井田處于上述二級(jí)構(gòu)造帶之間，受晉～獲斷褶帶的控制和武～陽(yáng)凹褶帶的影響主要形成低級(jí)，低序次的構(gòu)造。本井田的基本構(gòu)造特征為：向南西傾伏寬緩褶曲，伴有大中型、高角度正斷層和次一級(jí)的小型斷裂，構(gòu)造線方向大致為北東東和北東方向褶曲；地層總體傾向南西，傾角一般為10°。1.2.3 水文地質(zhì)特征本區(qū)主要河流為濁漳河南源和西源，屬于海河水系漳河流域。濁漳河由南向北經(jīng)過(guò)礦區(qū)南部邊緣，其支流有洚河，嵐水河和青河等。濁漳河西源由西向東流經(jīng)礦區(qū)北緣，其支流有淤泥河。濁漳河南源流入漳澤水庫(kù)與其支流匯合，再向北與西源匯合。南、西二源匯合繞過(guò)五陽(yáng)至襄桓城東與濁漳北源匯合。南、西二源在井田中央與西源匯合后，由南而北穿越井田，至襄垣城東與濁漳河北源匯合流出五陽(yáng)井田。濁漳河河床寬達(dá) 70～110 m長(zhǎng)年流水，流量為 1m3/s 。而礦區(qū)內(nèi)基本無(wú)地表河流。礦井涌水量一般為 400m3/h 左右，含水系數(shù)為 3.1 左右。井田內(nèi)共有 11個(gè)含水層：Ⅰ～Ⅴ為灰?guī)r裂隙溶洞含水層；Ⅵ～Ⅹ為砂巖裂隙含水層；Ⅺ為風(fēng)化殼及砂礫孔隙含水層。礦井涌水主要來(lái)源于煤層頂板以上各含水層。通過(guò)回采后形成的導(dǎo)水裂隙帶和冒羅帶涌入礦井。礦井水 PH 值為 7～8 屬于弱堿性。各水層分布見(jiàn)含水層情況表 1.2-1。第 6 頁(yè)表 1.2-1 含水層情況表厚度（小—大） 水位標(biāo)高名稱 代號(hào) 平均 巖性 原始 現(xiàn)在QL/S.mKm/d溶洞水 Ⅰ 400± 厚質(zhì)灰?guī)r 688.53 686.56 0.207 0.84—1.763.11—12.01裂隙溶洞水 Ⅱ7.3L1灰?guī)r 751.53 686.560.3—0.00260.0046—0.0070.93—5.49裂隙溶洞水 Ⅲ3.1L2灰?guī)r 761.52 686.560.3—0.0012 0.00562.98—5.50裂隙溶洞水 Ⅳ4.2L3灰?guī)r 761.52 686.56 0.0012 0.00560—6.65裂隙溶洞水 Ⅴ3.1L4灰?guī)r 856.53 686.56 0.0012 0.00562.1—32.6裂隙溶洞水 Ⅵ11.1S3砂巖 856.53 0.0714 0.1321.44—28.4裂隙溶洞水 Ⅶ8.2S4砂巖 856.53 0.0714 0.1321.95—22.4裂隙溶洞水 Ⅷ9.9S5砂巖 856.53 0.0714 0.1323.50—30.1裂隙溶洞水 Ⅸ13.4砂巖 856.53 0.0714 0.1325.3—24.70裂隙溶洞水 Ⅹ12.47砂巖 856.53 0.0714 0.132第 7 頁(yè)35.0—45.0潛水 Ⅺ40.0風(fēng)化殼沖積層 872.53 0.3185 1.1121.3 煤層特征礦井主要含煤地層為二迭統(tǒng)山西組及上石炭統(tǒng)太原組煤系厚度：山西組：59.20—85.85m,太原組：89.2—129.02m。共含煤 15 層，其中山西組 4 層（1—4 號(hào)）太原組（5—15 號(hào)煤）含煤系數(shù)為 6.7%。煤層傾角為5°～12°平均傾角為 10°煤質(zhì)的硬度為 f=0.8～1.5 中等硬度。各煤層層位及特征見(jiàn)表 1.3-1；主要可采煤層特征見(jiàn)表 1.3-2；煤質(zhì)特征見(jiàn)表 1.3-3；煤工業(yè)價(jià)值分析見(jiàn)表 1.3-4。表 1.3-1 各地層層位及特征表地層單位煤層編號(hào)厚度(M)層間距(M)發(fā)育程度層位穩(wěn)定性 可采性開(kāi)采狀況 備注0～0.701#0.07 局部 不穩(wěn)定 局部0～0.60 8.862#0.15 偶爾 不穩(wěn)定 不可采0.22～7.90 18.27山西組P1sh 3#5.75全區(qū) 穩(wěn)定 可采 主采0～1.16 26.206#0.70 局部 穩(wěn)定 局部0～0.90 5.438# 0.20 局部 不穩(wěn)定 偶爾0～1.88 10.379# 0.56 局部 不穩(wěn)定 局部0～1.70 9.3310# 0.44 局部 不穩(wěn)定 局部0～0.90 12.2611# 0.35 局部 較穩(wěn)定 偶爾0～1.09 3.8012# 0.30 局部 穩(wěn)定 局部0～1.00 7.6014# 0.30 大部 穩(wěn)定 局部0.10～1.90 23.50151# 0.92 全區(qū) 穩(wěn)定 大部 擬采太原組C3t152# 0～1.71 1.72 大部 穩(wěn)定 局部第 8 頁(yè)0.570.74～2.92 1.90153# 1.59 全區(qū) 穩(wěn)定 可采 擬采表 1.3-2 主要可采煤層特征最小—最大煤號(hào) 厚度平均夾石層數(shù) 穩(wěn)定性3 1.35—7.905.8 2 穩(wěn)定15-1 0.10—1.880.63 0—2 穩(wěn)定15-3 0.46—2.061.6 0—2 不穩(wěn)定表 1.3-3 煤質(zhì)特征膠質(zhì)層 元素分析 熔 點(diǎn)煤層 Xmn Ymm Cdaf Hdaf Ndaf Odaf T1 T2 T3 煤種3 25 14 90.0 5.04 1.68 3.23 ＞1500 ＞1500 ＞1500 瘦煤15-1 23 8 ＞1500 ＞1500 ＞1500 貧煤15-3 19.6 8.5 86.1 4.04 1.45 5.34 1230 1230 1240 貧煤由于 15-3 號(hào)煤層平均厚度為 0.63m 小于最薄可采煤層，并且分布不穩(wěn)定，所以定位為不可采煤層。除以上主要可采煤層外，還有5，9，10，11，13，15-3 等局部可采煤層。表 1.3-4 工業(yè)價(jià)值分析Mad% Ad% St.d% Pd% Vduf%煤 號(hào) 原 凈 原 凈 原 原 凈3 0.87 1.59 13.2 9.0 0.34 0.002 17.811.3.1 煤層頂?shù)装鍘r性特征主要開(kāi)采對(duì)象 3 號(hào)煤層頂板一般為砂巖，泥巖，偽頂，直接頂，老頂通常同時(shí)存在。偽頂多為黑灰色泥巖,厚 0.08～0.20m ，隨著采煤冒落。直接頂有灰黑色泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖組成，厚度為 1.3～3.6m 其抗壓強(qiáng)度在第 9 頁(yè)75～905kg/cm 2,一般在搬移支柱后即冒落，為Ⅱ類穩(wěn)定中等頂板。老頂多為砂巖，硬度大，厚度不穩(wěn)定，一般厚為 6.5～9.0m 最大可達(dá) 28m，其單向抗壓強(qiáng)度 380～1310kg/cm 2，一般不易冒落，會(huì)造成周期來(lái)壓。地板多無(wú)偽底，只有直接底，巖性對(duì)為黑色泥巖，厚度達(dá) 0.2～0.6m 底板多為砂巖，其抗壓強(qiáng)度為 419～1918kg/cm 2，普式硬度為 4～8。15-3 號(hào)煤層頂板多為泥巖及粉砂巖，厚度變大，中等硬度，屬于易冒落頂板。頂板以泥巖及粉砂巖為主，老底多為細(xì)砂巖，膠結(jié)為中等膠結(jié)。煤層的埋深及頂?shù)装鍘r層見(jiàn)綜合柱狀圖 1.3-1第 10 頁(yè)粉 砂 巖 1.35～ 7.90兩 極 厚 度 （ m） 一 般 厚 度 （ m）巖 石 名 稱綜 合 柱 狀 煤 (3#)煤 (4#)煤 (4#)煤 (15（ -1） #)煤 (（ 3） )黑 色 泥 巖黑 色 粉 砂 巖粉 砂 巖深 灰 色 粉 砂 巖黑 色 粉 砂 巖灰 黑 色 粉 砂 巖泥 巖黑 灰 色 粉 砂 巖細(xì) 砂 巖大 青 灰 巖火 成 巖黑 色 鋁 土 質(zhì) 粉 砂 巖粗 粒 砂 巖粉 砂 巖細(xì) 砂 巖粉 砂 巖粉 砂 巖粉 砂 巖 10.76～ 29.6710.63～ 16.4.2～ 8.63.8～ 5.5.8～ 10.2～ 4.70～ 12.870～ 7.431.9～ .5046～ 206～ 74～ .9～ .08.4～ 15.86.9～ 10.35.36～ 1.380～ 2.75.89～ .650～ .2.～ .～～ 1.3～ .0.685.80.3.34161.73.87.2512.50.473.3.855.115.7.523.20.530.291.66.481.4.6475.941.3-1 綜合柱狀圖1.3.2 煤層瓦斯含量3#煤層瓦斯含量為 1.560~17.502mL/g·r，平均 5.725mL/g·r，變化較大。二氧化碳含量為 0.01~0.47mL/g·r，平均 0.21mL/g·r。瓦斯含量變化隨著煤層埋藏深度的增大，瓦斯含量也增大。五陽(yáng)煤礦 2003 年按照《煤礦安全規(guī)程》的要求，又對(duì) 3#煤層礦井瓦斯等級(jí)及二氧化碳進(jìn)行鑒定，瓦斯相對(duì)涌第 11 頁(yè)出量 8.99m3/t，二氧化碳相對(duì)涌出量 4.81m3/t，屬低瓦斯礦井，全礦其采煤工作面瓦斯涌出量為 12.21m3/min，掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量為 7.94 m3/min，采空區(qū)瓦斯涌出量為 8.28m3/min。從近 6 年的礦井瓦斯及二氧化碳涌出量的情況統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表 1.3-5，可以看出礦井瓦斯涌出量較小，但是由于受各種因素的影響瓦斯賦存極不均衡，局部地方瓦斯涌出量仍然較大，瓦斯相對(duì)涌出量曾達(dá)到 23m3/t，為高瓦斯區(qū)。3 #煤層瓦斯參數(shù)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表 1.3-6。表 1.3-5 3#煤層瓦斯及二氧化碳涌出量表絕對(duì)涌出量(m 3/min) 相對(duì)涌出量(m 3/t)日期（年）CH4 CO2 CH4 CO2結(jié)論1998 15.98 16.7 6.23 8.60 低瓦斯礦井1999 17.01 14.97 7.56 6.74 低瓦斯礦井2000 15.11 15.53 5.67 5.71 低瓦斯礦井2001 14.18 5.03 低瓦斯礦井2002 21.61 16.05 6.58 4.15 低瓦斯礦井2003 8.99 4.81 低瓦斯礦井表 1.3-6 3#煤層瓦斯參數(shù)測(cè)試結(jié)果表煤的等溫吸附試驗(yàn)吸附常數(shù)瓦斯參數(shù)年份煤的堅(jiān)固性系數(shù)（ f）瓦斯放散初速度（ ΔP） a b2001 0.36 19 30.064 1.1042004 0.39 22 28.8406 1.1011.3.3 煤塵和自燃情況五陽(yáng)煤礦煤類為焦煤，瘦煤和貧煤。煤的脆性較大，在機(jī)械化采煤程度高的今天，采煤作業(yè)過(guò)程中容易形成大量的煤塵。有對(duì) 3 號(hào)煤層的取樣試驗(yàn)，反向火焰長(zhǎng)度為 5～50mm，一般為 10mm 左右；爆炸指數(shù)為17.63～21.45% ，一般為 18～19%屬于危險(xiǎn)型礦井。3#煤層的自燃傾向性等級(jí)鑒定結(jié)果表明：3 #煤層煤塵具有爆炸性，屬不易自燃煤層，但局部區(qū)段 3#煤層有可能產(chǎn)生自燃。1.3.4 礦井地溫條件生產(chǎn)礦井測(cè)量井下溫度 16℃左右，地溫為 1℃/100m 屬于地溫正常地區(qū)。第 12 頁(yè)2 井田境界和儲(chǔ)量2.1 井田境界2.1.1 井田邊界五陽(yáng)礦是潞安礦區(qū)最北部的一對(duì)大型礦井。行政區(qū)劃隸屬襄桓縣所轄，礦井范圍北以兩川斷層為界，南以文王山斷層為界，西起勘探區(qū)邊界，東至 15-3號(hào)煤層露頭。礦井開(kāi)采的上限標(biāo)高+850 米，由于礦井南北是以斷層為界，西以勘探線為界，所以礦井下部開(kāi)采邊界在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)達(dá)的情況下任然可以進(jìn)一部探明，以擴(kuò)大下部開(kāi)采邊界，增加井田的可采儲(chǔ)量，延長(zhǎng)服務(wù)年限，提高全礦的經(jīng)濟(jì)效益。礦井南北走向長(zhǎng)度最長(zhǎng)為 4.95km，最短為 4.6km，平均長(zhǎng)度約為4.8km；而東西傾向最長(zhǎng)約為 8.1km，最短約為 6.2km，平均長(zhǎng) 7.5km。礦井總面積約為 38km2。由于本礦井的煤層傾角為煤層傾角為 5°～12°平均傾角為 10°，屬于緩傾斜煤層，除去井田內(nèi)有一大的斷層影響，煤層賦存基本穩(wěn)定。 2.2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量2.2.1 井田勘探類型、鉆孔及勘探情況自 1957 年以來(lái)，先后有 17 個(gè)單位施工鉆孔 241 個(gè)，總進(jìn)尺113297.54m?，F(xiàn)分述如下：（一） 普查階段的勘探工作1. 長(zhǎng)治市地質(zhì)隊(duì) 1957～1959 年在李石門一帶施工鉆孔 3 個(gè)，進(jìn)尺是1064.80m。2. 原省工業(yè)廳在 1957 年在漳河溝南施工 3 個(gè)巖芯孔，進(jìn)尺是952.16m。3. 原山西省第一工業(yè)廳第一勘探總隊(duì) 561 隊(duì)于 1957 年元月～十月，在黃土崗一帶施工 15 個(gè)鉆孔，總進(jìn)尺是 4316.55m。（二）提交過(guò)精查報(bào)告的勘探工作1. 河山西煤田 3 隊(duì)于 1968 年元月～12 月在云架嶺井田的精查報(bào)告重施工 75 個(gè)鉆孔，有 31 個(gè)在本井田，進(jìn)尺是 17865.22m 可采煤層的取樣率是 17.87％。2. 煤炭部一二九隊(duì)于 1975 年元月～11 月編制顯德旺井田的精查報(bào)告中施工 135 個(gè)鉆孔，有 17 個(gè)在本井田，共進(jìn)尺是 6270.09m，巖芯取樣率第 13 頁(yè)僅 6.77％，可采煤層的取樣率是 79.75％。（三） 生產(chǎn)補(bǔ)充勘探1. 本局地質(zhì)隊(duì)于 1962 年～1982 年在井田內(nèi)施工 80 個(gè)鉆孔，共進(jìn)尺是37783.19m，巖芯總?cè)勇?57.15％，可采煤層的取樣率是 57.59％，基本為全取芯，巖性描述內(nèi)容較多。2. 煤田二隊(duì)于 1981 年 9 月到 1982 年 6 月完成 7 個(gè)鉆孔，進(jìn)尺4214.07m，全取芯有 2 個(gè)孔，其余的是煤系取芯，分層細(xì)致，描述詳細(xì)，內(nèi)容較多，滿足了生產(chǎn)礦井的需要。（四） 地質(zhì)冶金部門的勘探資料1. 山西地質(zhì)局十二隊(duì)于 1970 年 12 月～1977 年 4 月，在井田西北角施工 22 個(gè)鉆孔，進(jìn)尺 12187.46m，終可到奧灰，平均巖芯取樣 率 42.9％，但是分層較粗，描述簡(jiǎn)單。2. 冶金部門施工鉆孔冶金五一七隊(duì)于 1968 年 4 月～1979 年 3 月在李石門一帶施工 14 個(gè)水源孔，在云架嶺周圍施工 6 個(gè)奧灰水文觀測(cè)孔 20 個(gè)，總進(jìn)尺十11609.41m。冶金五一八隊(duì)于 1965 年～1969 年在西南部及西北部施工 2 個(gè)觀測(cè)孔，5 個(gè)水源孔，總進(jìn)尺是 3599.42m。吉林冶金 608 隊(duì)于 1973 年 11 月～1974 年元月在云架嶺一帶施工 2 個(gè)觀測(cè)孔，進(jìn)尺是 880.57m，全孔取芯，描述簡(jiǎn)單，煤系資料可以參考。山西冶金 217 隊(duì)于 1973 年 12 月～1974 年 2 月在井田的西南部施工 2個(gè)觀測(cè)孔進(jìn)尺 1118.42m。僅有簡(jiǎn)單的分層記錄，巖性沒(méi)有描述，煤層資料只能參考。華北冶金勘探公司 520 隊(duì)在羅義村南施工找礦孔 1 個(gè)，進(jìn)尺717.65m，終孔為火成巖，層位不清。2.2.2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算及儲(chǔ)量等級(jí)的圈定五陽(yáng)礦礦井總體范圍不大，煤層較厚?？刹擅簩?3#平均厚度為 5.8m，井田內(nèi)有落差 90 多米的大斷層貫穿其中，煤層傾角平均 α=10o，大部分標(biāo)高位于+850 ～ +300m 之間。煤層平均容重 1.3t/m3。礦井工業(yè)儲(chǔ)量：煤容重取 1.3 t/m3，煤層傾角平均 10°，煤厚平均為 5.8m。工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算公式見(jiàn)下式Zg=100S×M×r/cosα (2.2-1)式中： Zg―― 工業(yè)儲(chǔ)量， 萬(wàn) t；第 14 頁(yè)S――井田面積， km2；M―― 煤層平均厚度，5.8m；r――煤的平均容重，1.3t/m 3；α――煤層平均傾角， 10°；故工業(yè)儲(chǔ)量為：Zc=100×36.7×5.8×1.3/cos10o=28016.7 萬(wàn) t工業(yè)儲(chǔ)量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)地質(zhì)勘探厚度與質(zhì)量均合乎開(kāi)采要求，目前可供利用的列入平衡表內(nèi)的儲(chǔ)量，即 A+B+C 級(jí)儲(chǔ)量。2.3 礦井可采儲(chǔ)量2.3.1 計(jì)算可采儲(chǔ)量時(shí)，必須要考慮以下儲(chǔ)量損失： （1） 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱；（2） 井田邊界煤柱損失；（3）采煤方法所產(chǎn)生煤柱損失和斷層煤柱損失；（4） 建筑物、河流、鐵路等壓煤損失；（5） 其它各種損失。2.3.2 各種煤柱損失計(jì)算（1）工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失本礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為 240 萬(wàn) t/a，按《煤礦設(shè)計(jì)工業(yè)規(guī)范 》 ，占地面積應(yīng)在 240×0.8/10～240×1.1/10 之間，即 19.2～26.4 公頃之間，本設(shè)計(jì)工業(yè)廣場(chǎng)取 22 公頃，長(zhǎng)、寬分別為 550m、400m，工業(yè)廣場(chǎng)布置在井田的中央位置。3 號(hào)煤層傾角 α＝10o，五陽(yáng)莊礦工業(yè)廣場(chǎng)地面標(biāo)高+930m，松散層厚度為 50m，移動(dòng)角 ψ=45o，上覆巖層的邊界角 δ=75o，下山移動(dòng)角 β=66.6o，上山移動(dòng)角 γ=70o。第 15 頁(yè)ψψψψ mγ 1hnβ12 2c' d'C(k3)Ⅰ Ⅰ qkδ δ1 12 2q3 k3+93058+0Ⅱ -ⅡⅠ -Ⅰ-150Ⅱ +50qkmn2 2Ⅱ D(k)B(q2)A(q3) b'a'圖 2.3-1 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱工業(yè)廣場(chǎng)圍護(hù)帶寬度為 20m，根據(jù)垂直剖面法所作的工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱的尺寸計(jì)算如圖 2.3-1 所示：保護(hù)煤柱的水平面積 S1＝ (749+786)×665/2＝510387.5m 2則工業(yè)廣場(chǎng)壓煤為：Q 1= S1×M×r/cosα (2.3-1)＝510387.5×5.8×1.3/ cos10o=389.6 萬(wàn) t（2）井田邊界保留的邊界煤柱 井田邊界長(zhǎng)為 27234m，邊界煤柱留寬 30m，則井田邊界壓煤量為：Q3=27234×5.8×30×1.3/cos10o=623.7 萬(wàn) t (2.3-2) （3）斷層保護(hù)煤柱由于斷層落差較大，貫穿整個(gè)井田，長(zhǎng)度為 4370m，斷層兩邊各留煤柱 50m，則斷層保護(hù)煤柱損失是：Q4＝4370×2×50×5.8×1.3/cos10o ＝333.6 萬(wàn) t (2.3-3)（4）永久保護(hù)煤柱總量為：Q＝Q 1+Q2+Q3=389.6+623.7+333.6=1346.9 萬(wàn) t2.3.3 礦井可采儲(chǔ)量可采儲(chǔ)量的計(jì)算公式為：Z=(Zc－ Q)×C (2.3-4)式中： Z——礦井可采儲(chǔ)量， Mt；Zc——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，Mt；第 16 頁(yè)Q——永久煤柱損失，Mt；C——煤炭采出率，取 0.75；所以本礦井的可采儲(chǔ)量為：Z=(Zc－ Q)×C (2.3-5)=（28016.7 － 1346.9）×0.75=20002.35 萬(wàn) t3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.1 礦井工作制度本礦井年工作日為 330 天，采用“四六”工作制，即三班采煤，一班檢修，每班工作 6 小時(shí)。根據(jù)煤炭設(shè)計(jì)規(guī)范，礦井日凈提 L 確定為 16 小時(shí)。3.2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.2.1 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的確定礦井生產(chǎn)能力主要根據(jù)礦井地質(zhì)條件、煤層賦存情況、開(kāi)采條件、設(shè)備供應(yīng)及國(guó)家需煤等因素確定。五陽(yáng)礦的實(shí)際情況：地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)較簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，煤層賦存較穩(wěn)定，為緩傾斜煤層（傾角 10°） ，兩水平開(kāi)拓，主采 3#煤層，平均厚度為5.8m；瓦斯和水涌出量較小，采用綜采放頂煤的開(kāi)采方法。所以根據(jù)以上條件和五陽(yáng)莊煤礦的最初設(shè)計(jì)，確定本礦井的年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 240 萬(wàn) t/年。3.2.2 礦井的服務(wù)年限根據(jù)礦井實(shí)際的地層和煤層特征，本礦井主采 3 號(hào)煤，均厚 5.8m，平均傾角 10°，賦存較穩(wěn)定，為單水平開(kāi)拓。水平服務(wù)年限的計(jì)算公式： ZTKA??式中： T——水平服務(wù)年限， a；第 17 頁(yè)Z——可采儲(chǔ)量， 20002.35 萬(wàn) t；A—礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力，為 240 萬(wàn) t；K—礦井備用系數(shù)（1.3-1.5） ，取 1.3。所以礦井的服務(wù)年限為： 20.3564.11Ta???表 3-1 我國(guó)各類井型的礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限第一開(kāi)采水平服務(wù)年限（a）礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（萬(wàn) t/a）礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限（ a） 煤層傾角 45°600 及以上 70 40 — —300～500 60 35 — —120～240 50 30 25 2045～90 40 25 20 159～30 各省自定第 18 頁(yè)因?yàn)?59.5 年50 年，符合 2003 年我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)定的大型礦井（120~240萬(wàn) t/年）服務(wù)年限至少在 50 年以上的標(biāo)準(zhǔn)，滿足設(shè)計(jì)要求。第一水平（+650）服務(wù)年限為：T= = =31.1aKAZ?4.23197 也符合水平服務(wù)年限。第二水平（+300）服務(wù)年限為：T= = =33aAZ?4.2310水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限見(jiàn)表 3.2-1表 3.2-1 水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限名稱 儲(chǔ)量（億噸） 服務(wù)年限（年）第一水平 0.97 31.1第二水平 1.03 333.2.3 井型校核通過(guò)對(duì)實(shí)際煤層開(kāi)采能力、輔助生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量條件及安全條件等因素對(duì)井型加以校核：（1）煤層開(kāi)采能力五陽(yáng)礦井田 3#煤層賦存穩(wěn)定的厚煤層，傾角為 5o~12o，平均 10°，地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于采用放頂煤開(kāi)采。據(jù)實(shí)習(xí)礦井生產(chǎn)實(shí)際，可布置一個(gè)綜采放頂煤工作面保產(chǎn)，煤層開(kāi)采能力能滿足礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。（2）輔助生產(chǎn)系統(tǒng)能力校核本設(shè)計(jì)的礦井為大型礦井，開(kāi)拓方式為雙立井多水平開(kāi)拓。主井采用2 對(duì) 12t 箕斗，提升能力大，能滿足提升方面的要求。大巷采用 3t 底卸式礦車運(yùn)煤，運(yùn)輸能力也能達(dá)到要求，且機(jī)械化程度高。輔助運(yùn)輸采用 1.5 噸固定廂式礦車，本設(shè)計(jì)中井底車場(chǎng)采用刀把式車場(chǎng)。調(diào)車和通過(guò)能力均能滿足要求，各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)都能滿足要求，不會(huì)影響生產(chǎn)能力。（3）安全條件校核本礦井瓦斯涌出量為 8.99m3/t，屬于低瓦斯礦井。煤塵無(wú)爆炸性危險(xiǎn)。水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，涌水量較小（400m 3/h） 。礦井采用區(qū)域式通風(fēng)方式，經(jīng)通風(fēng)設(shè)計(jì)表明：通風(fēng)滿足要求。井田內(nèi)小斷層較少，只有一個(gè)較大的斷層，對(duì)于開(kāi)拓有一定的影響，但是，對(duì)于影響生產(chǎn)的小斷層較少。所以，第 19 頁(yè)各項(xiàng)安全條件均可得到保證，不會(huì)影響礦井的年生產(chǎn)能力。（4）儲(chǔ)量條件校核規(guī)范規(guī)定，礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)與礦井的儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證足夠的服務(wù)年限。井田的可采儲(chǔ)量為 200Mt，服務(wù)年限為 64.1 年，可以滿足礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)要求。第 20 頁(yè)4 井田開(kāi)拓井田開(kāi)拓是在總體設(shè)計(jì)已經(jīng)劃定的井田范圍內(nèi)，根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告和其它補(bǔ)充資料，具體體現(xiàn)在總體設(shè)計(jì)合理原則，將主要巷道由地表進(jìn)入煤層，為開(kāi)采水平服務(wù)所進(jìn)行的井巷布置和開(kāi)掘工程。其中包括確定，主、副井和風(fēng)井的井筒形式、深度、數(shù)量、位置、階段高度、大巷位置、采（帶）區(qū)劃分以及開(kāi)采順序與通風(fēng)運(yùn)輸系統(tǒng)。4.1 井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題4.1.1 井筒形式、數(shù)目的確定1. 井硐形式的確定斜井與立井開(kāi)拓的優(yōu)缺點(diǎn)比較斜井開(kāi)拓與立井開(kāi)拓相比，井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井筒裝備、井底車場(chǎng)及垌室都比立井簡(jiǎn)單，井筒延深施工方便，對(duì)生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速?gòu)木渤冯x。與立井開(kāi)拓相比，斜井開(kāi)拓的缺點(diǎn)是：斜井井筒長(zhǎng)，輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長(zhǎng)、阻力大，管線長(zhǎng)度長(zhǎng)；斜井井筒通過(guò)富含水層、流砂層施工技術(shù)復(fù)雜。對(duì)井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單，井筒不需特殊法施工的緩斜和傾斜煤層，一般可采用斜井開(kāi)拓。根據(jù)自然地理?xiàng)l件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等因素，綜合考慮五陽(yáng)煤礦的實(shí)際情況：(1) 表層土較薄，平均為 50m，風(fēng)化不太嚴(yán)重； (2) 地勢(shì)起伏不平，地面標(biāo)高平均+930m 左右，煤層埋藏較淺，距地面垂深在 100～500m 之間，平均為 300 左右；(3) 礦井年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 240 萬(wàn) t/a，為大型礦井。綜上所述，立井開(kāi)拓和斜井開(kāi)拓在本礦都可以采用。4.1.2 主、副井井筒位置的選擇(1)井筒沿井田走向方向的有利位置本井田形狀比較對(duì)稱，儲(chǔ)量分布比較均勻，在井田中上部存在一條落差比較大橫穿井田的大斷層 K1 和天倉(cāng)向斜，將井田天然地分為上下兩翼，故井筒的有利位置應(yīng)在井田走向的儲(chǔ)量中央，以形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的第 21 頁(yè)雙翼井田，可以使井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。(2)井筒沿井田傾斜方向的有利位置立井開(kāi)拓時(shí)，考慮到有一大斷層 K1 橫穿井田，初期應(yīng)先采斷層下部的儲(chǔ)量，所以井筒應(yīng)沿傾向偏下部布置，立井井筒位于井田傾斜方向的中部略靠下部。(3)盡量不壓煤或少壓煤合理布置井筒確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱。為了減少工業(yè)廣場(chǎng)所壓煤柱，使鐵路煤柱和工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱有一部分重合會(huì)減少保護(hù)煤柱的面積。所以工業(yè)廣場(chǎng)可布置在鐵路附近，并且可以保證在井田走向的中央。(4)地質(zhì)及水文地質(zhì)條件對(duì)井筒布置的影響要保證井筒、井底車場(chǎng)及硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)使井筒盡量不穿過(guò)或少穿過(guò)流沙層、較大的含水層、較厚沖積層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層、較軟煤層及高應(yīng)力區(qū)。(5)井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)場(chǎng)地井口附近要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國(guó)家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件。綜合以上六方面的因素，結(jié)合礦井實(shí)際情況，提出本礦井井筒布置位置如下：主井井筒中心位置：經(jīng)距 411850m，緯距 4039300m副井井筒中心位置：經(jīng)距 411770m，緯距 4039360m4.1.3 風(fēng)井位置的選擇本井田煤層賦存條件比較好，屬于緩傾斜煤層，中部靠上位置有一大斷層 K1 將井田分為上、下兩部分，上部受條件限制采用條帶開(kāi)采。大斷層K1 上部煤層埋深較淺，最淺處離地表只有 70m 左右，所以采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)，在淺部掘兩個(gè)風(fēng)井，風(fēng)井深 80 米，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上都比較好。故在設(shè)計(jì) 2 個(gè)風(fēng)井：北風(fēng)井服務(wù)大斷層 K1 上部煤層的東五采區(qū)和東七帶區(qū)；東風(fēng)井服務(wù)東一采區(qū)和東三帶區(qū)?？紤]到斷層下部右翼可以滿足礦井初期的開(kāi)采要求，在此精確提出東風(fēng)井的位置。東風(fēng)井井筒中心位置：經(jīng)距 414200m，緯距 407100m北風(fēng)井井筒中心位置：經(jīng)距 414200m，緯距 407100m第 22 頁(yè)4.1.4 工業(yè)廣場(chǎng)的位置、形狀和面積的確定工業(yè)場(chǎng)地的選擇主要考慮以下因素：（1）盡量位于儲(chǔ)量中心，使井下有合理的布局；（2）占地要少，盡量做到不搬遷村莊；（3）盡量布置在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，同時(shí)工業(yè)場(chǎng)地的標(biāo)高要高于最高洪水位；（4）盡量減少工業(yè)廣場(chǎng)的壓煤損失。根據(jù)以上原則和本礦井的實(shí)際情況，工業(yè)廣場(chǎng)與主副井筒布置位置相同，其面積及保護(hù)煤柱的大小詳見(jiàn)第二章第三節(jié)內(nèi)容，工業(yè)廣場(chǎng)面積 22 公頃，定為 550m×400m 的矩形。4.1.5 開(kāi)拓方案及其比較一 開(kāi)拓方案根據(jù)地質(zhì)勘探資料，本井田只有 3#煤層為可采煤層，煤層埋深主要分布在＋850m～+300m 左右，傾角在 5°～12°之間，平均 10°，為緩傾斜煤層?？紤]到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的合理性，本設(shè)計(jì)采用單水平或兩水平開(kāi)拓都能滿足要求。煤層平均厚度在 5.8m 左右，所以布置煤層大巷較困難，特別是以后的維護(hù)，且需要很大的保護(hù)煤柱，所以采用巖巷布置。本井田延深方案有兩種：立井延深和暗斜井延深。這兩種延深方案在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上都可行，故都可以采用。綜上，提出以下四個(gè)方案：方案一：立井兩水平直接延深方案二：立井兩水平加暗斜井延深方案三：立井三水平直接延深方案四：立井三水平加暗斜井延深二 方案比較四種開(kāi)拓方案的開(kāi)拓示意圖：方案一：立井兩水平直接延深，見(jiàn)圖 4.1-1 +508933圖 4.1-1 立井兩水平直接延深第 23 頁(yè)方案二：立井兩水平加暗斜井延深，見(jiàn)圖 4.1-2 +508933圖 4.1-2 立井兩水平加暗斜井延深方案三：立井三水平直接延深，見(jiàn)圖 4.1-3 +6508934圖 4.1-3 立井三水平直接延深方案四：立井三水平加暗斜井延深，見(jiàn)圖 4.1-4 +6508934圖 4.1-4 立井兩水平加暗斜井延深這四種方案在技術(shù)上都是可行的，所以要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較才能確定其可行性，下面先進(jìn)行粗略的經(jīng)濟(jì)比較，淘汰掉兩個(gè)方案，然后進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較，最終確定最優(yōu)方案對(duì)四個(gè)方案的粗略經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表 4.1-1第 24 頁(yè)表 4.1-1 各方案粗略估算費(fèi)用表方案項(xiàng)目 方 案 一 方 案 二立井開(kāi)鑿 2×250×3000×10－4 =150 主暗斜井 開(kāi)鑿 1664×1050×10－4 ＝174.72石門開(kāi)鑿 1525×800×10－4 =122 副暗斜井 開(kāi)鑿 1664×1150×10－4 ＝191.36井底車場(chǎng) 1256.3×900×10－4 =113.06 上下斜井 車場(chǎng) （300＋500）×900×10 －4 ＝72基建費(fèi)/萬(wàn)元小 計(jì) 385.06 小 計(jì) 438.08立井提升 1.2×7400×0.63×0.85=4755.24暗斜井提升 1.2×7400×1.664×0.48=7092.63石門運(yùn)輸 1.2×7400×1.525×0.381=5159.5立井提升 1.2×7400×0.38×1.02=3441.89立井排水 200×24×365×34.13×10-4×2403×10-4=1436.89排水（斜、立井） 200×24×365×34.13×10-4×(2064+630)×10－4 =1610.89生產(chǎn)費(fèi)/萬(wàn)元小 計(jì) 113516.63 小 計(jì) 12145.41費(fèi)用/萬(wàn)元 11736.69 費(fèi)用/萬(wàn)元 12583.49總計(jì)百分率 100% 百分率 107.2%方案 1、2 的區(qū)別僅在于第二水平是用暗斜井開(kāi)拓還是直接延深立井。兩方案的系統(tǒng)都簡(jiǎn)單可靠。兩方案的費(fèi)用相差不多，在 10%以內(nèi)，可以看作近似，考慮到方案 1 的提升、排水、通風(fēng)工作的環(huán)節(jié)少，人員上下較方便，所以決定選用方案 1。第 25 頁(yè)方案項(xiàng)目 方 案 三 方 案 四立井開(kāi)鑿 2×150×3000×10－4 =90 主暗斜井 開(kāi)鑿 1710×1050×10－4 ＝179.55石門開(kāi)鑿 2000×800×10－4 =160 副暗斜井 開(kāi)鑿 1710×1150×10－4 ＝196.5井底車場(chǎng) 1256.3×900×10－4 =113.06 上下斜井 車場(chǎng) （300＋500）×900×10－4 ＝72基建費(fèi)/萬(wàn)元小 計(jì) 363.06 小 計(jì) 383.05立井提升 1.2×4122.35×0.63×0.85=2649.02暗斜井提升 1.2×4122.35×1.71×0.48=4060.35石門運(yùn)輸 1.2×4122.35×2.0×0.381=3769.48立井提升 1.2×4122.35×1.71×0.48×0.92=3735.52立井排水 200×24×365×19.61×10-4×2778×10-4=951.81排水（斜、立井）200×24×365×19.61×10-4×(2110+630)×10－4 =941.37生產(chǎn)費(fèi)/萬(wàn)元小 計(jì) 7370.33 小 計(jì) 8737.24費(fèi)用/ 萬(wàn)元 7733.54 費(fèi)用/萬(wàn)元 9120.29總計(jì)百分率 100% 百分率 117.9%方案 3、4 經(jīng)粗略估算后，兩方案的費(fèi)用相差較大，方案 4 比方案 3 高出 17.9%，且方案 3 的通風(fēng)路線較方案 4 要短，所以決定選用方案 3。余下的 1、3 方案均屬技術(shù)上可行，水平服務(wù)年限也都符合要求。兩者相比方案 1 的總投資要多一些，但是方案 1 的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用可能要低一些。因此，兩方案還需要通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定其優(yōu)劣。對(duì)方案 1 和 3 進(jìn)行階段劃分以便進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表 4.1-2第 26 頁(yè)表 4.1-2 階段主要參數(shù)服務(wù)年限（a）水平數(shù)目平均斜長(zhǎng)（m）垂高（m）水平出煤量（億 t） 水平采區(qū)（帶區(qū)）區(qū)段個(gè)數(shù)（個(gè)）區(qū)段斜長(zhǎng)（m）區(qū)段出煤量（萬(wàn) t）9.3 4 250 2868.1 6 250 21517 6 250 2582050 300 1.26 37.55.1 2 200 26521800 250 0.74 22 22 5 250 2609.3 4 250 2867.4 6 250 23111.8 6 250 2631400 200 0.97 31.12.6 2 200 2551000 200 0.61 19.5 19.5 4 250 26531200 150 0.42 13.5 13.5 5 250 266開(kāi)拓方案經(jīng)濟(jì)比較：第 1，3 方案有差別的建井工程量，基建費(fèi)，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)和經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，分別計(jì)算匯總于下表 4.1-3，表 4.1-4，表 4.1-5，表 4.1-6，表 4.1-7表 4.1-3 建井工程量工期 項(xiàng) 目 方 案 一 方 案 三主井井筒 380＋20 280＋20副井井筒 380＋5 280＋5井底車場(chǎng) 1256 1256初期運(yùn)輸大巷 1200 1000主井井筒 250 350副井井筒 250 350井底車場(chǎng) 1256 2×1256后期主石門 1525 2000第 27 頁(yè)運(yùn)輸大巷 6500 8000表 4.1-4 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量 項(xiàng)目 方案 1 項(xiàng)目 方案 3運(yùn)輸提升萬(wàn) t·km工程量 運(yùn)輸提升萬(wàn) t·km工程量上山運(yùn)輸：一采區(qū)二采區(qū)三帶區(qū)四帶區(qū)二水平 ：一采區(qū)二采區(qū)1.2×3124×0.25×3=28111.2×2688×0.25×6=48381.2×5075×0.25×7=8881.21.2×1713×1.7=3494.521.2×4284×0.25×2=25701.2×3116×0.25×2=1869采區(qū)上山：一采區(qū)二采區(qū)三采區(qū)四帶區(qū)二水平 ：一采區(qū)二采區(qū)三水平 ：一采區(qū)二采區(qū)1.2×2553×3×0.25=22971.2×1814×3×0.25=13601.2×3360×5×0.25=50401.2×672×1.5=12091.2×3520×0.25×2=17601.2×3200×2×0.25=19201.2×2366×0.25×2=11831.2×1800×2×0.25=900大巷及石門運(yùn)輸：一水平二水平1.2×12600×4.7=684801.2×7400×3.0=26640大巷及石門運(yùn)輸：一水平二水平三水平1.2×9700×4.8=524161.2×6100×4.0=321601.2×4200×3.0=15120立井提升：一水平二水平1.2×12600×0.38=57451.2×7400×0.63=5594立井提升：一水平二水平三水平1.2×9700×0.28=30571.2×6100×0.48=38591.2×4200×0.63=3175維護(hù)采區(qū)上山（萬(wàn) m·a）1.2×2×2050×14.65×2×10-4=14.41.2×2×1800×14.65×2×10-4=12.6維護(hù)采區(qū)上山（萬(wàn)m·a）1.2×2×1400×11.3×2×10-4=7.61.2×2×1000×12.1×2×10-4=5.8第 28 頁(yè)排水：一水平二水平200×24×365×34.13×10-4=5979200×24×365×34.13×10-4=5979排水：一水平二水平三水平200×24×365×19.61×10-4=3435200×24×365×19.61×10-4=3435200×24×365×19.61×10-4=3435表 4.1-5 基建費(fèi)用表方 案 一 方 案 三方案項(xiàng)目 工程量/m 單價(jià)/元·m -1 費(fèi)用/萬(wàn)元 工程量/m 單價(jià)/元·m -1 費(fèi)用/萬(wàn)元主井井筒 400 3000 120 300 3000 90副井井筒 385 3000 115.5 285 3000 85.5井底車場(chǎng) 1256 900 113 1256 900 113石門 250 800 20 420 800 33.6運(yùn)輸大巷 1200 800 96 1000 800 80初期小 計(jì) 464.5 402.1主井井筒 250 3000 75 350 3000 105副井井筒 250 3000 75 350 3000 105井底車場(chǎng) 1256 900 113 2512 900 226石門 1525 800 122 2000 800 160運(yùn)輸大巷 6500 800 520 8000 800 640后期小 計(jì) 905 1236總計(jì) 1369.5 1638.1礦井的基建費(fèi)用只是礦井初期投產(chǎn)前所需要的費(fèi)用，不能反映礦井在整個(gè)服務(wù)年限中費(fèi)用的多少。因?yàn)榈V井的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用才是礦井費(fèi)用的主要方面，所以要從經(jīng)濟(jì)方面說(shuō)明問(wèn)題，必須還要從以后生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用的多少來(lái)說(shuō)明問(wèn)題。下面是對(duì)礦井在整個(gè)服務(wù)年限中從運(yùn)輸，提升，通風(fēng)，排水等各方面對(duì)起進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較，可能在單價(jià)方面不是很準(zhǔn)確，但是是在同一時(shí)期，比較還是有意義的。第 29 頁(yè)表 4.1-6 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)方案 1 方案 3項(xiàng)目工程量/m單價(jià)/元.m-1費(fèi)用/萬(wàn)元工程量/m單價(jià)/元.m-1費(fèi)用/萬(wàn)元運(yùn)輸提升 采區(qū)上山：一采區(qū)二采區(qū)三帶區(qū)四帶區(qū)二水平：一采區(qū)二采區(qū)三水平：一采區(qū)二采區(qū)281148388881.23494.52257018690.580.6520.7590.6520.7620.8351630.383154.386740.832278.421958.341561.1122971320504012092712192011839000.6690.7600.8340.7600.7620.8350.7620.8351536.691003.24203.36918.842066.541603.2901.45747小計(jì) 17323.42 12980.28大巷及石門 ：一水平二水平三水平68480266400.3920.38126844.1610149.845241632160152000.3850.3920.38120180.1612606.725791.2小計(jì) 36994 38578.06立井提升：一水平二水平三水平574555841.320.857583.44746.43057385931751.351.000.854126.8538592698.75小計(jì) 12329.8 10684.6運(yùn)提費(fèi)合計(jì) 66647.22 62242.94采區(qū)上山 27 35 945 13.4 35 469第 30 頁(yè)維護(hù)費(fèi)用排水：一水平二水平三水平597959790.08390.1525501.64911.803435343534350.07320.11290.1525251.44387.81523.84小計(jì) 1413.44 1163.09合計(jì) 69005.66 63875.03表 4.1-7 費(fèi)用匯總表方案 1 方案 3方案項(xiàng)目 費(fèi)用/萬(wàn)元 百分率/% 費(fèi)用/萬(wàn)元 百分率/%初期建井費(fèi) 464.5 115.5 402.1 100基建工程費(fèi) 1369.5 83.6 1638.1 100生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi) 69005.66 108.03 63875.03 100總費(fèi)用 70375.16 107.4 65513.13 100說(shuō)明：在方案 1 與方案 3 的對(duì)比過(guò)程中，因?yàn)轱L(fēng)井的位置及井筒型號(hào)大小都一樣，所以不再參加比較。由對(duì)比結(jié)果可以看出方案 1 比方案 3 的總費(fèi)用要多 7.4%，且方案 3 有三個(gè)水平，上山的長(zhǎng)度較短，適宜選擇輔助運(yùn)輸設(shè)備，系統(tǒng)后期維護(hù)較容易，生產(chǎn)系統(tǒng)更為可靠。所以第 3 個(gè)方案在礦井的后期開(kāi)采中更能體現(xiàn)處優(yōu)勢(shì)來(lái)。綜合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和安全三方面的考慮，選取最優(yōu)方案 3——立井三水平開(kāi)拓作為本礦井的開(kāi)拓方案。4.2 礦井基本巷道4.2.1 井筒1. 主井本礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力 240 萬(wàn) t，為保證提升，決定主井采用兩對(duì) 12t底卸式箕斗提煤。見(jiàn)圖 4.2-1 和表 4.2-12. 副井副井采用一套 3t 普通罐籠。副井內(nèi)設(shè)梯子間，作為一個(gè)安全出口。見(jiàn)圖 4.2-2 和表 4.2-23. 風(fēng)井風(fēng)井內(nèi)設(shè)梯子間作為另一個(gè)安全出口。