毕业论文：采矿工程本科

生产水平有两个，第水平已基本采完，第二水平为该矿井主要生产水平，到年底可供开采地质储量为万吨，服务年限仅为年。

为此急需向深部延伸或扩大井田范围，增加地质储量。

五阳煤矿为立井上下山开拓方式，采煤方法为走向倾斜长壁全部冒落式开采，至年开始采用开天窗放顶煤次采全高新工艺。

本区煤层埋藏深，广为第四系黄土所覆盖，区内无小窑开采。

六矿区经济状况五阳煤矿隶属于山西省著名国有企业潞安集团，该企业生产设备先进，规模宏大，经济效益好。

煤炭是该矿区的支柱产业，除煤矿以外，该区还有煤焦化厂，煤炼油厂，煤电厂等较多的煤炭相关产业。

农业主要以冬小麦为主。

加之该区交通便利，各种企业较多，所以经济发展迅速，经济状况较好。

七文物古迹和其他地面建筑情况本井田区域内无文物古迹，无高大及重要建筑物，所以这方面对井田开拓没什么影响。

八水源和电源本次地质勘探共采取五个钻孔的个水样，水样分别取之于煤下伏含水层中。

分析结果整体呈碱性，为无侵蚀性水。

据矿井水文地质规程规定，大型矿井用水量在每产吨煤为吨之间。

按平均预计涌水量计，年产万吨的吨煤涌水量为每小时原煤产量计吨煤涌水量因为大型矿井生产需水时最大为吨煤吨水，因此井下涌水量能满足生产用水。

用水可以自给自足。

矿区附近有较多煤电厂，电力充足。

电源主要靠国家统分配。

第二节地质特征地质构造本区系潞安矿区五阳井田，潞安矿区属沁水煤田，位于其中东部边缘。

据以往资料及新近资料，将区域地层的发育情况简述如下奥陶系下统地层厚度为，般厚度。

中上部为浅灰色中厚巨厚层状石灰岩，含燧石条带几结核白云石，下部为泥质白云岩类夹竹叶状白云岩。

与下伏地层为整合接触。

奥陶系中统下马家沟组本组厚度为，般厚度为。

中上部岩性为青灰色中厚巨厚层状石灰岩，下部为角砾状泥灰岩，浅灰黄绿色钙质灰岩。

奥陶系中统上马家沟组本组厚度为，般厚度。

中上岩性为灰色白云质泥灰岩类泥质灰岩，灰黑色中厚层状豹皮灰岩夹泥灰岩，下部为灰绿色或角砾状泥灰岩。

奥陶系中统峰峰组该组厚度为，般厚度为。

岩性为浅灰色中厚层状豹皮灰岩，灰白，灰黄色薄层状白云质灰岩，夹灰黑色中厚层状灰岩。

石炭系中统本溪组该组厚度为，般厚度为。

岩性以浅灰色铝土泥岩为主，并发育有石灰岩灰白色岩性砂岩，夹有煤线。

底部有山西式铁矿透镜体，与下伏地层为假整合接触。

石炭系上统太原组该组厚度为，般厚度为。

岩性以灰白色砂岩及灰色粉砂岩，泥岩为主。

发育石灰岩层，煤层。

底部为灰白色中厚层状砂岩。

与下伏地层为整合接触。

二叠系下统山西组该组厚度为，般厚度为。

岩性以灰白色中细粒砂岩，灰岩泥岩，砂质泥岩及粉砂岩。

发育煤层层。

底部以灰白色中或细粒砂岩为底界。

与下伏地层整合接触。

二叠系下统下石盒子组该组厚度为般厚度为顶部为杂色鲕状铝土泥岩俗称桃化泥岩，中部为灰白色中细粒砂岩，下部为黄绿色砂岩，夹灰色泥岩，底部以灰白色中细粒砂岩为底界，与下伏地层整合接触。

二叠系上统上石盒子组地层厚度为。

顶部为黄绿色砂岩与紫红色泥岩互层。

中上部为杂色泥岩砂质泥岩中粗粒砂岩以及黄绿色中粒砂岩灰色泥岩。

下部为具紫色斑状的黄绿色砂质泥岩，紫红色泥岩。

底部为灰白色厚层状中粗粒砂岩。

与下伏地层整合接触。

二叠系上统石千峰组地层厚度为，般厚度为。

岩性黄绿色厚层状中粗粒砂岩与紫红色泥岩互层。

顶部发育有淡水灰岩及薄层石膏岩。

与下伏地层整合接触。

三叠系下统刘家沟组地层厚度为，般厚度为。

岩性为浅灰紫红色中厚层状细粒砂岩，夹紫红色泥岩。

与下伏地层整合接触。

三叠系下统便，对生产的干扰少工业广场可布置在井田范围内，生产比较集中提升费用低。

斜井井筒要比立井长得多，通风阻力较大由于斜井较长，沿井筒敷设管路电缆所需的管线长度较大，留保安煤柱，增加煤柱损失第二水平立井井筒延伸困难，二水平都需留较多的保安煤柱深部开采时矿井多段提升转载，环节多，系统复杂，增加提升费用第Ⅴ方案掘进技术与施工设备简单，掘进速度较快，便于施工井下为双翼生产，易于保证矿井产量，井底车场位于储量中心，井下运营费用低斜井采用皮带运输，提升能力大，能实现连续运提副井立井开拓，辅助运提效率高。

工业广场和斜井井筒大量压煤地面工业广场布置分散斜井井筒较长，增加了掘进量井筒长，通风阻力较大通风困难斜井维护费用高第二水平井筒延伸困难，且都需留较多的保安煤柱，煤柱损失量大。

由于本矿井的煤层埋藏较深，虽然为近水平煤层，但倾斜长度大，所以垂高也较大，因此不宜用单水平开拓，至少要分两个水平，对第水平的开拓方案的确定，要兼顾下水平的延伸，方案Ⅳ和方案Ⅴ都采用了反斜井开拓，不仅工业广场和井筒大量压煤，而且对下水平的延伸开拓带来较大的困难，技术上不合理，不予考虑。

对于方案Ⅲ副井采用斜井开拓，由于本井田埋藏较深，斜井辅助运输极不合理，所以也不予考虑。

对于方案Ⅰ和方案Ⅱ各有自己的优缺点，难以单纯的从技术方面加以取舍，因此对方案Ⅰ和方案Ⅱ进步进行经济比较，以便确定最优的开拓方案。

开拓方案经济比较对方案Ⅰ和方案Ⅱ进行经济比较时，两方案相同或基本相同的部分不参与比较，如副井都是立井开拓，两方案各项费用基本相同采区的设备等也基本相同，不参与比较，矿井的涌水量不大，排水费用较少，对比较结果影响不大，也不参与比较。

下面对两方案的第水平主立井和主斜井的固定资产投资费用井巷掘进费用和经营费用进行详细的经济比较，以便确定最优方案。

两方案固定资产投资费用比较两方案的固定资产投资费用见表和表。

表Ⅰ的固定资产投资费用明细表项目费用单位元备注井塔主井为多绳箕斗提升，副井为单绳罐笼提升。

变流室箕斗间井筒装备装载硐室及煤仓清理井底撒煤硐室清扫井底撒煤斜巷提升机设备变流室设备箕斗设备井口房设备井底设备清理井底散煤设备合计表方案Ⅱ的固定资产投资费用明细表项目费用单位元备注井塔主井为胶带提升，倾角为，副井为单绳罐笼提升。

变流室井筒装备装载硐室及煤仓清理井底撒煤硐室清扫井底撒煤斜巷提升机设备变流室设备胶带设备井口房设备井底设备清理井底散煤设备合计两方案井巷工程费用明细表两方案的固定资产投资费用见表和表表方案Ⅰ的井巷工程费用明细表项目名称长度支护方式断面积单价元米费用元备注立井井筒锚喷井底车场锚喷主石门锚喷合计表方案Ⅱ的井巷工程费用明细表项目名称长度支护方式断面积单价元米费用元备注斜井井筒锚喷井底车场锚喷主石门锚喷合计两方案生产经营费用明细表生产经营费用包括提升费用和水平运输费用，两方案的提升费用和水平运输费用分别列于表和表。

表两方案的提升费用明细表项目名称方案Ⅰ方案Ⅱ备注提升长度提升长度井筒长度服务年限年年提升量万提升总量万单价元年提升费万元总提升费万元总计万元表两方案的水平运输费用明细表项目名称方案Ⅰ方案Ⅱ备注水平运距服务年限年年运量万运输总量万单价元年运费万元总运费万元合计两方案生产经营费用汇总表见表表生产经营费用汇总表单位万元项目名称方案Ⅰ方案Ⅲ备注提升费用水平运输费用合计两方案经济比较汇总表见表。

表两方案经济比较汇总表单位万元项目名称方案Ⅰ方案Ⅱ方案Ⅰ比方案Ⅱ增加量增加百分比备注固定资产费用井巷工程费用经营费用总计从前述经济比较的结果看方案Ⅱ的固定资产费用比方案Ⅰ高，方案Ⅱ的井巷工程费用比方案Ⅰ低，方案Ⅱ的经营费用比方案Ⅰ低，总费用方案Ⅱ比方案Ⅰ高，两方案在经济费用上相差不多，低于，可以忽略不计。

但方案Ⅱ工业广场主斜井和副立井井筒大量压煤，煤柱损失量远大于方案方案工业广场主副立井只共同压个煤柱。

因而综合经济技术因素，认为方案Ⅰ比方案Ⅱ优越。

经过综合考虑多方面因素选用方案Ⅰ作为本矿井的开拓方案，即第水平用对立井开拓，主井用多绳箕斗提升，副井用单绳罐笼作为提升运输，两井兼做进风井。

第五章矿井基本巷道第节井筒井筒在矿井开发和开采中的作用是不言而喻的，它是整个矿井的进口和出口，井筒选择决定于其用途服务年限等因素，井筒的断面大小更是整个矿井的关键因素，它决定了矿井的用途井型服务年限等。

同时，井筒穿过的岩层性质涌水情况选择的支护方式及施工方法等因素也决定了井筒的断面形状。

井筒断面形状和布置形式井筒断面形状井筒断面形状主要根据井筒的用途服务年限穿过的岩层性质选择的支护材料，及施工方法等因素确定。

我国的矿井中，立井井筒断面大多选用圆形，只有少数小型矿井选用矩形。

圆形断面常采用混凝土料石或混凝土喷砼支护，具有服务年限长承受地压性能较好生产期间支护不需要或很少需要维修通风阻力小，以及便于施工等系列优点，因此，服务年限在年以上的矿井都采用圆形断面。

其主要缺点是断面利用率较差。

立井井筒的名称见表。

表立井井筒名称名称用途提升容器及装备备注主井提煤箕斗小型矿井装备罐笼除小型矿井外，般不设梯子间，目前在设计中，般不考虑留延伸间副井升降人员设备材料及提升矸石等，并兼做通风排水。

罐笼排水压风洒水电缆等管线和梯子间。

风井进风回风或兼做矿井的安全出口。

梯子间及管线电缆等有的矿井根据需要还设有提升设备。

混合井兼做主副井之用箕斗罐笼排水压风洒水电缆等管线和梯子间。

常用于老矿井的改建。

矩形断面井筒仅适于采用木井框支护，其主要优点是断面利用率高，但服务年限短，承受地压能力差，而且四角不易开凿，故矩形断面多用于服务年限不长小于年围岩较坚固的金属矿中。

除了圆形和矩形断面的井筒外，还有六角形和椭圆形断面的井筒，但由于这些矿井施工不便，且断面利用率低，只在个别情况下采用。

综合上述各因素，本矿井生产能力大，服务年限较长，选定断面形状为圆形断面。

井筒的布置形式井筒断面布置主要根据提升间的提升容器与井筒装备的类型来决定。

井筒断面内除提升间外，根据井筒的用途和需要的不同，往往还须布置梯子间管子间或延伸间。

在提人的罐笼井副井中必须设梯子间，箕斗井主井可不设梯子间。

现有矿井立井井筒内般都没有梯子间，但有些井筒的梯子间由于年久失修不能使用。

目前，在大型矿井和深井中有用紧急罐笼代替梯子间的趋势。

过去在箕斗立井井筒的般设计中，曾留有延伸间，作为井筒的延伸之用。

但生产中多采用从辅助水平延伸井筒的方法，仅少数矿井利用延伸间延伸井筒。

据些矿井利用延伸间延伸箕斗立井井筒的经验在浅井米利用延伸间延伸井筒，在地面提升和卸载，具有不干扰生产辅助工程量小管理集中等优点。

若矿井储量丰富，在以后有可能扩大生产，可以留有延伸间。

在井筒延伸后可利