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第五节 矿井开拓设计方案比较示例

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第五节 矿井开拓设计方案比较示例

一、井田概况

某矿地面为平原地带

井田范围内地表标高为+80～90m，

表土及风化带厚度(垂高)约50～60m，有流砂层，井田中部较薄，井田境界处较厚。

煤层+30m～-420m底板等高线为界，两侧人为划定境界。

井田走向长9km，倾斜长约1740m。

井田内共有4个可采煤层，倾角均为15°左右。

各煤层的名称、厚度、间距及顶底板情况如表25—3

煤层成层平稳，地质构造简单，无大断层，煤质中硬，属优质瘦贫煤，煤尘无爆炸性危险，也无自燃倾向；平均容重为1．32t／m3。

本矿瓦斯含量大，涌水量较大，矿井正常涌水量为380m3／h

表25—3煤层地质条件

煤层 层厚／m 间距／m 顶板 底板

m1

m2

m3

m4 1.8

1.9

1.6

2.0 15

20

15 直接顶为厚8m的页岩，老顶为厚4m的砂岩

页岩、砂页岩、砂岩互层

页岩、砂页岩、砂岩互层

页岩、砂页岩、砂岩互层

直接底厚10m页岩

为40m厚层砂岩

Σm 7.3

+30-100-200-300-400-4200900-100-400-420-300-200+3001740+80➢ 工业储量Zg

Zg=900017400（1.8+1.9+1.6+2.0）1.32

=15089.976万t

➢ 可采储量Zk=(Zg-P)C

P-永久煤柱损失，工广，境界煤柱；

C-采区采出率，中厚煤层，煤炭工业矿井设计规范要求C为80％

永久煤柱损失约占工业储量的5％。

P=5%Zg

=5%15089.976

=7.544988万t

Zk=(Zg-P)C

=(15089.976-7.544988)8%

=11468．4万t

➢ 生产能力和服务年限

T取60年，求A

T=Zk/（1．4A），A=136.5万t/a

根据煤层赋存情况和矿井可采储量，遵照煤炭工业矿井设计规范规定，将矿井生产能力A确定为120万t／a，储量备用系数按1．4计算，可得矿井服务年限为

T=11468．4/（1．4120）

=68．26a.

地质损失增大

K采出率降低

矿井增产

➢ 备用储量计算

算法1

120万t／a68．26a=8191．2万t

11468．4万t-8191．2万t=3277．2万t

算法2

T=[11468．4/（1．4）]0.4

=3276.7万t

估计约有50％为采出率过低和受未预知小地质破坏影响所损失的储量。

3276.7万t50％=1638.3万t

➢ 全井田实际采出储量 11468．4-1638.3万t=9830．1万t

=、开拓方案技术比较

➢ 井筒形式

地形平坦，无平硐条件

表上较厚且有流砂层立井开拓(主井设箕斗)，

➢ 井筒位置

按流砂层较薄、井下生产费用较低的原则，井筒位于井田走向中部流砂层较薄处。

➢ 井筒数目

为避免采用箕斗并回风时封闭井塔等困难

减少穿越流砂层开凿风井的数目，决定采用中央边界式通风

主立井、副立井，风井

➢ 阶段划分和开采水平的设置

阶段划分

本井田可划分为23个阶段

=个阶段：阶段斜长=1740m/2=870m

三个阶段:

第一阶段斜长740m

第=阶段斜长500m

第三阶段斜长500m

开采水平的设置

要不要上下山开采

井田瓦斯和涌水均较大，下山开采在技术上的困难较多，故决定阶段内均采用上山开采，井田内不能单水平上下山开采的开拓。

➢ 采区划分

阶段内采用采区准备方式，每个阶段沿走向划分为6个走向长1500m的采区。

在井田每翼布置一个生产采区，并采用采区前进式开采顺序。

表25—4阶段主要参数

阶段数目 阶段斜长/m 水平垂高/m 水平实际出煤/万t 服务年限／a 区段数目/个 区段斜长/m 区段采出煤量/万t 水平 采区

2 870 225 4915.05 34.13 11.38+1 5 174 6163.84

3 740 191 4180.62 29 9．7+1 4 185 6174．19

500 129 2824．74 19．61 6.54+1 3 167 6156．93

500 129 2824．74 19．61 6.54+1 3 167 6156．93

水平采出煤量计算中把储量备用系数1．4所指的备用储量，一半划为地质损失，另一半则划为增产储量；该增产储量合并计入水平实际采出煤量中。

采区服务年限按设计平均服务年限加上一年产量递增、递减期计算

水平

水平垂高H=阶段斜长sinα

870sin15°=225.17m

740sin15°=191m

500sin15°=129m

水平实际出煤/万t

=个阶段：9830．1万t/2=4915.05万t

三个阶段:

第一阶段斜长740m

第一阶段际出煤(9830．1万t/1740m)740m=4180.62万t

第=阶段斜长500m

第=阶段际出煤(9830．1万t/1740m)500m=2824．74万t

第三阶段斜长500m

第三阶段际出煤(9830．1万t/1740m)500m=2824．74万t

➢ 水平服务年限

方案一

一水平68．26/2=34.13a

=水平68．26/2=34.13a

方案=

一水平（68．26/1740m）740m=29a

=水平（68．26/1740m）500m=19．61a

三水平（68．26/1740m）500m=19．61a

➢ 采区服务年限

两个采区保证产量，即两个采区同采

每个采区服务时间；

方案一

一水平34.13a/3=11.38a+1a

=水平34.13a/3=11.38a+1a

方案=

一水平29a/3=9．7+1

=水平19．61a/3=6.54+1

三水平19．61a/3=6.54+1

➢ 区段数目及区段斜长

方案一

一水平5个区段

870m/5=174

=水平5个区段

870m/5=174m

方案=

一水平4个区段

740m/4=185m

=水平3个区段

500m/3=167m

三水平3个区段

500m/3=167m

➢ 设计区段采出煤量

设计区段采出煤量=采区设计采出煤量/采区内区段数

方案一

一水平六个采区，每采区5个区段

4915.05万t/6/5=163.84万t

=水平六个采区，每采区5个区段

4915.05万t/6/5=163.84万t

方案=

一水平六个采区，每采区4个区段

4180.62万t/6/4=174.19万t

=水平六个采区，每采区3个区段

2824.74万t/6/3=156.9319万t

➢ 大巷布置方案

集中大巷布置—各煤层间距较小

岩石大巷—为减少煤柱损失和保证大巷维护条件

岩石大巷位置——底板下垂距为30m的厚层砂岩内

上阶段运输大巷留作下阶段回风大巷使用

➢ 上山布置

集中岩石上山联合准备，中央采区上山位于距叫煤层底板30m以上的砂岩中，并在采后加以维护，留作下阶段的总回风通道及安全出口。其他采区上山位于距m4煤层底板约20m的砂岩中，回采后加以报废。

➢ 技术上可行的开拓延深方案

方案一立井两水平直接延深

方案=立井两水平暗斜井延深

方案一和方案=的区别

第=水平是用暗斜井延深还是直接延深立井。

方案一需多开立井井筒(2225m)、阶段石门800m和立井井底车场，并相应地增加了井筒和石门的运输、提升、排水费用。

方案=则多开暗斜井井筒(倾角15，2870m)和暗斜井的上、下部车场；并相应地增加了斜井的提升和排水费用

-195-420+30+80800m225m225m275m50m-195-420+30870m225m275m225m50m+80表25—5各方案粗略估算费用表

方案 方案一 方案=

基建费／万元 立井开凿

石门开凿

井底车场 2×225×3000×

10—4=135.O

800×800×10—4=64.O

1000×900×10—4=90.O 主暗斜井开凿

副暗斜井开凿

上、下斜井车场 870×1050×10—4=91.35

870×1150×10—4=100.05

(300＋500)×900×10—4=72.00

小计 289.0 小计 263.4

生产费／万元 立井提升

石门运输

立井排水 1.2×4915.05×O.5×O.85=2506.7

1.2×4915.05×O.80×O.381=1797.7

380×24×365×34.13×0.1525×10—4=1732.6 暗斜井提升

立井提升

排水(斜、立井) 1.2×4915.05×O.87×O.48=2463.0

1.2×4915.05×O.275×1.02=1654.4

380×24×365×34.13(0.063+O.127)×10—4=2158.6

小汁 6037.O 小计 6276.O

总计 费用／万元 6326.O 费用(万元) 6539.4

百分率 100％ 百分率 103.37％

粗略估算表明：两方案费用相差不大。

考虑到方案一的提升、排水工作的环节少，人员上下较方便，

在方案=中未计入暗斜井上、下部车场的石门运输费用，

方案一在通风方面优于方案=，所以决定选用方案一

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第三节 方案比较法示例

一、井田概况

某矿位于平原地带，井田范围内地表标高为+80~+90m，表土及风化带厚度(垂高)50~60m，表土中夹有厚度不一的流砂层，井田中部流砂层较薄，靠井田境界处较厚。

井田内煤层上以+30 m，下以-420m的煤层底板等高线为界，井田两侧系人为划定境界。井田走向长9000 m，倾斜长约1740 m。井田内共有4层可采煤层，倾角均为15°左右。由上而下，各煤层的名称、厚度、间距及顶底板情况如表6-3所列。

表3-3 煤层地质条件

煤层 厚度/m 层间距/m 顶 板 底 板

m1 1.94 直接顶为厚8m的页岩，基本顶为厚4m的砂岩

直接底为厚10 m的页岩，下为40 m厚的砂岩 m2 1.90 15 页岩、砂页岩、砂岩互层

m3 1.60 20 页岩、砂页岩、砂岩互层

m4 2.00 15 页岩、砂页岩、砂岩互层

小计 7.44

井田内各煤层成层平稳，地质构造简单，无大的断层，煤质中硬，属优质瘦贫煤，煤尘无爆炸性危险，也无白燃倾向;平均容重(体积质量)为1.32t/m3。该矿煤岩层瓦斯涌出量大，涌水量较大，矿井正常涌水量为380 m3/h。

井田内m4煤层的底板等高线图及井田中部的地质剖面图如6-7和图6-8所示。

-100-200-300-400-420+3021000190001800020000预定边界风井的位置图3-7 m4 煤层底板等高线图

m1=1.8m15m20mm2=1.9mm3=1.6m15m-420m4=2.0m15+80+300图3-8 井田中部地质刨面1—1二、储量计算

固体矿产资源/储量分类表如表6－1所示。

表6－1 固体矿产资源/储量分类表

地质可靠程度

经济意义 查明矿产资源 潜在矿产资源

探明的 控制的 推断的 预测的

第二章井田开拓方式(修改2)

第二章井田开拓方式(修改2)

第二章井田开拓方式(修改2)

- 1 - / 8

第二章 井田开拓方式

为了开采地下的煤炭资源，必须从地面开掘一系列通道进入煤层，这些通道统称为井巷。由地表进入煤层时，为建立矿井运输、提升、通风、排水和动力供应等生产系统而进行的井巷布置和开掘工程称为井田开拓。

根据进入煤层的井硐形式不同，井田的开拓方式分为：斜井开拓、立井开拓、平硐开拓和综合开拓。

井田开拓方式、井巷施工顺序，以及井下运输、通风等生产系统总称为井田开拓系统。

第一节 斜井开拓

主、副井筒均为斜井的开拓方式称为斜井开拓。斜井开拓方式在我国煤矿中应用较广，半数以上的矿井是斜井开拓。随着技术和设备水平的发展，尤其是长距离、大运量、大倾角带式输送机的应用，使斜井开拓方式的应用更加广泛。

按井田内划分和阶段内的布置方式不同，斜井开拓可以分为多种方式。这里只介绍斜井单水平采区式开拓及斜井盘区式开拓。

一、斜井单水平采区式开拓

斜井单水平采区式开拓方式如图2-1所示。井田沿倾斜方向划分为两个阶段，每个阶段沿走向划分为若干个采区，每个采区沿倾向划分为若干个区段。

井巷开掘顺序：在井田走向中部，开掘一对斜井，主井1安装带式输送机提升煤炭，副井2用作辅助提升。两斜井相距30～40 m。当主副井筒掘至煤层底板岩石预定位置时，开掘井底车场3，并向两翼掘进水平运输大巷4和副巷5运输大巷在岩石中掘进，距煤层底板垂直距离20 m，副巷沿煤层掘进。当掘到采区中部位置时，开掘采区下部车场通入煤层，并沿煤层掘进采区运输上山6和轨道上山7。为加快矿井建设速度，在开掘主、副井的同时，可以在井田上部边界开掘回风井12。当风井掘至回风水平后，即向两翼开掘阶段回风大巷11，并在采区上部掘进采区上部车场，贯通采区上山。然后就可以在区段内掘进区段运输平巷8，区段回风平巷9及采煤工作面开切眼，并在开切眼内安装采煤设备。待一切准备好后就可进行回采工作。

为了保证矿井的连续生产，上一区段采煤工作面产量递减之前，就要把接替区段回采巷道掘进完毕，将工作面准备好，以保证工作面正常接替。同理，前一个采区采完之前，应将接替采区准备好。 运输系统：工作面采出的煤经区段运输平巷8采区运输上山6运至采区煤仓19，然后在阶段运输大巷装入矿车，用电机车牵引经运输大巷4到井底车场3，经翻笼将煤卸入井底煤仓20，由斜井带式输送机提至地面。材料、设备由副井2下放至井底车场，采用电机

平泉县金宝矿业下金宝金矿开拓方案设计

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平泉县金宝矿业有限公司下金宝金矿

3~15线上部矿体探矿工程系统设计

1 目录

前 言 ······································································ 错误！未定义书签。

第一章 地质圈矿结果 ··········································· 错误！未定义书签。

1.1地质圈矿方案············································· 错误！未定义书签。

1.2地质圈矿结果············································· 错误！未定义书签。

1.2.1方案一圈矿结果 ································ 错误！未定义书签。

1.2.2方案二结果 ········································ 错误！未定义书签。

1.2.3几点说明 ············································ 错误！未定义书签。

1.2.4下步工作建议 ···································· 错误！未定义书签。

第二章 探矿开拓方案选择 ··································· 错误！未定义书签。

2.1开采方式的选择 ········································· 错误！未定义书签。

2.1.1露天开采方式： ································ 错误！未定义书签。

2.1.2地下开采方式： ································ 错误！未定义书签。

2.2矿山总体开拓方案 ····································· 错误！未定义书签。

第五章 矿床开拓

第五章 矿床开拓

第五章 矿床开拓(专题部分)

为开发地下矿床，从地表向地下掘进一系列的井巷通达矿体，便于人员出入的以及把采矿机械设备、器材等送往各采区工作面；同时把采出的矿石由井下运往那个地表，使地表与矿床之间形成一条完整的运输、提升、通风、排水，动力供应等服务井巷，这些井巷工程的建立称为矿床开拓。

同时矿床开拓是为开采地下矿床，从地面向地下开掘一系列的井筒、硐室、巷道以通达矿体的地下工程总称。矿床开拓系统是由地面向矿体开掘的各种井巷在空间位置上所形成的体系的总称。

地下矿井开拓系统是地下开采矿山基本的主体工程。开采系统一旦形成，很难改变，即使进行局部改建，也要花费大量的投资和时间，而且在改建时间内还可能影响生产。

本次设计矿床东部-235m至-415m标高Ⅴ号矿体的矿床开拓将严格按照勘探的地质资料并结合本矿山的实际情况进行标准设计。同时本着满足生产工艺以及开采矿石的数量和质量要求的前提下尽可能的减少投资和缩小基建时间的原则进行设计。

5.1开采范围的确定

本次设计开采主要对象Ⅴ号矿体分布于15~ 63勘探线之间，埋藏深度为-235

m~－500m标高，但一般都在－450m标高以上。

设计开采范围主要为15~63勘探线、－235 m~－410m水平之间的Ⅴ号矿体。（为使各中段高度统一，将最低开采中段定为－415m水平。）根据矿山的相关地质资料，经计算Ⅴ号矿体保有储量见表5—1。

从东同矿业公司长期生产实践和地质勘探成果对比，设计考虑全部利用－235m~－410m水平之间的Ⅴ号矿体经济基础储量，利用Ⅴ号矿体的经济资源量为60%。其开采设计利用储量见表5—2。

5-1 Ⅴ号矿体铜矿保有资源储量表

中段标高

（m） 资源储量类别 矿石量

（kt） 平均品位（%） Cu金属量

（t） 含硫量

（t） Cu S

－280m 122b+333 1843.1 1.03 27.03 18911 498125

－325m 122b+333 1903.4 1.06 26.62 20214 506638