【正文】 3MgO TiO2 SO3 CaO K2O+Na2O P2O5 MnO4 號 ZK31 9 號 ZK31 河 北 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 )26灰分 Ad(%) 全硫 (%)煤層號原煤 浮煤 降低率 原煤 浮煤 降低率備注5 53 238 55 2410 51 47表中數(shù)值為礦區(qū)平均值由以上表可以看出，區(qū)內(nèi)各層煤的精煤和原煤相比：5 號煤 Ad 降低 53%，S 23%。煤的風(fēng)化和氧化根據(jù)該區(qū)勘探中布設(shè)工程所控制煤層露頭和風(fēng)氧化帶。井田東部、西部均有大面積無煤區(qū)，東部、西部均有 5 號、8 號、10 號煤層風(fēng)氧化帶、隱伏著 10 號煤層露頭，西部的風(fēng)氧化帶受 ZKZKZK7 號未見煤鉆孔（為剝蝕無礦孔）控制，位于 ZKZKZK7 號鉆孔的東部，貫穿井田南北，長約3000m。10 號煤層屬中灰—高灰、低硫—中高硫、高熱值—特高熱值的焦煤與瘦煤。煤的自燃傾向性據(jù)補充勘探 ZK1ZK1ZK14 號鉆孔中所取樣品分析結(jié)果及井下工作面檢測報告：5 號煤層煤的吸氧量為 ，自燃傾向性等級為ⅡⅠ類，屬于容易自燃煤層。頂?shù)装鍡l件井田內(nèi)構(gòu)造簡單，為一背、向斜構(gòu)造。根據(jù)鉆孔勘探資料及該礦揭露煤層掌握資料敘述如下：5 號煤層頂、底板均為泥巖，頂板抗壓強度為 ，抗剪強度為 ，底板抗壓強度為 。頂板砂質(zhì)泥巖的抗壓強度，抗剪強度為 ；底板的抗壓強度 ，抗剪強度為 。2022 年該礦委托煤炭科學(xué)研究總院撫順分院做了《山西省方山縣裕豐煤礦煤礦瓦斯涌出量預(yù)測》報告(未批復(fù))，裕豐煤礦在年產(chǎn)量 450kt 條件下,采用分源預(yù)測法預(yù)測礦井平均相對瓦斯涌出量為 ,最大相對瓦斯涌出量預(yù)測值為；平均絕對瓦斯涌出量為 ，最大絕對瓦斯涌出量預(yù)測值為。河 北 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 )29第二章　井田境界和儲量第 一 節(jié) 　 井 田 境 界根據(jù)山西省國土資源廳 2022 年 11 月為該礦換發(fā)的 C1400002022111220223575 號采礦許可證，井田面積為 ，設(shè)計生產(chǎn)能力 120 萬噸/年，批準(zhǔn)開采 48 號煤層。采用具體指標(biāo)為：河 北 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 )30最低可采厚度：(傾角小于 25176。式中：K333資源量可信度系數(shù)，取k=河 北 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 )31礦井工業(yè)資源/儲量匯總表儲量級別(萬t)煤層編號111b 122b 333(k)合計5 1680 296 8 1591 735 合計 3271 1031 礦井設(shè)計資源/儲量根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，礦井設(shè)計資源/儲量應(yīng)從礦井工業(yè)資源/儲量中扣除井田境界煤柱、村莊保護煤柱、斷層煤柱區(qū)、風(fēng)氧化帶煤柱、采空區(qū)隔離煤柱后所得資源/儲量。井田邊界煤柱留 20m，8 號煤層巷道之間留設(shè)煤柱 30m，兩側(cè)留設(shè) 30m，采空區(qū)邊界煤柱留設(shè) 20m,斷層煤柱留設(shè) 20m，風(fēng)氧化帶煤柱 20m，工業(yè)場地按二級保護，井筒按一級保護，村莊按三級保護，再根據(jù)表土段和基巖段厚度(表土移動角 45176。當(dāng)?shù)V井報廢時，預(yù)計護巷煤柱損失可回收50%左右?？刹蓛α繛?2752 萬 t，服務(wù)年限為 年。向斜兩翼產(chǎn)狀較緩，傾角為37176。斷矩18m，井田內(nèi)延伸290m。井田內(nèi)奧灰?guī)r溶水位標(biāo)高為850m，8號煤層在井田兩南部局部低于奧灰?guī)r溶水位，存在局部帶壓開采。5號煤層在井田北東部存在3處采（古）空區(qū)，其面積為160517m 2， 3。8號煤層均有爆炸性，5號煤層自燃傾向性等級為Ⅱ—I類，屬于容易自燃煤層，8號煤層自燃傾向性等級為I類，屬于容易自燃煤層，礦井為低瓦斯礦井。該工業(yè)場地面已有設(shè)施多，也比較寬闊，道路暢通，能滿足兼并重組整合后 120 萬 t/a 的需要，為了充分利用已有的地面設(shè)施，井筒及井下巷道，設(shè)計確定利用現(xiàn)有工業(yè)場地做為兼并重組后礦井工業(yè)場地。(4)保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟效益。三個井筒均落低于 5 號煤層，在井田西南部東西方向沿 5 號煤層布置三條主要大巷，原 45 萬 t/a 年礦井開拓系統(tǒng)已基本完成。設(shè)計提出兩個方案進行選擇，現(xiàn)分述如下：方案Ⅰ：（斜井開拓方案）根據(jù)礦井生產(chǎn)規(guī)模、裝備及通風(fēng)安全，為保證大件設(shè)備下放，如利用原有井筒必須刷大兩個井筒，而刷大兩個井筒，施工難度大、投入費用多、施工工期長。半圓拱斷面，凈寬 4m，凈斷面積 ，裝備B=1000mm 的大傾角強力膠帶輸送機、單軌檢修道，擔(dān)負礦井原煤提升、進風(fēng)任務(wù)。回風(fēng)立井（已有）利用原副立井改造，圓形斷面，凈直徑 5m，凈斷面 ，為礦井專用回風(fēng)井，裝備梯子間為礦井的另一個安全出口。由井底煤倉東 200m 處沿 8 號煤層向北開掘三條上山至吳城局村西，轉(zhuǎn)為東西方向布置，西至 8 號煤層風(fēng)氧化帶，東至 8 號煤層風(fēng)氧化帶，形成二水平三、四采區(qū)開拓開采系統(tǒng)。副立井（已有）圓形斷面，凈直徑 5m，凈斷面 ，裝備一對 1t 標(biāo)準(zhǔn)罐籠，擔(dān)負礦井小型材料設(shè)備提升、人員上下及進風(fēng)任務(wù)。河 北 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 )37井筒功能單一，主輔運輸互不干擾。方案Ⅱ：優(yōu)點：三個井筒全部利用。2）經(jīng)濟比較：經(jīng)濟比較（可比部分）方案 I 方案Ⅱ項目名稱 單位 數(shù)量（ m）單價（元/m ）金額（萬元）數(shù)量（ m）單價（元/m ）金額（萬元）主斜井刷大 m 773 9000 新建副斜井 m 637 12022 回風(fēng)立井刷大 m 110 9000 99副斜井猴車 套 1 30合計 經(jīng)綜合比較：方案 I 較優(yōu)越，設(shè)計推薦方案 I。凈寬 4m，凈斷面 ，至一水平斜長 773m，至二水平斜長 859m，裝備 B＝1000mm 的皮帶運輸機，單軌檢修道，擔(dān)負礦井原煤提升和進河 北 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 )38風(fēng)任務(wù)。回風(fēng)立井(已有)，凈直徑 5m，凈斷面積 ，垂深至一水平垂深 193m，二水平垂深 253m。副斜新建，表土段采用鋼筋混凝土支護，厚度 500mm，基巖段采用錨噴支護，厚度 150mm。第三節(jié) 開采水平的設(shè)計一、水平劃分及階段垂高的確定根據(jù)開拓方案，全井田采用兩個水平開采，即以+870m 一水平開采 5 號煤層，以+830m 二水平開采 8 號煤層。一水平主要大巷布置：在井田南中部一水平井底煤倉處，東西方向沿 5 號煤層布置一組三條大巷，西至風(fēng)氧化帶，東至井田東邊界，形成第一水平 5 號煤層開拓開采系統(tǒng)。在井底煤倉東 200m 處向北沿 8 號煤層布置一組三條上山，至吳城局村西，轉(zhuǎn)為東西方向布置；西至 8 號煤層風(fēng)氧化帶、東至 8 號煤層風(fēng)氧化帶，形成二水平二采區(qū)開拓系統(tǒng)。落底+830m 二水平設(shè)平車場，通過車場與二水平一采區(qū)軌道大巷連接，井底車場主要為輔助運輸提升服務(wù)，運輸量相對較小，車場形式簡單，調(diào)車方便。主斜井井底煤倉為直立圓煤倉，一水平為已有，垂深 28m，凈直徑 6m，容量 600 m3，二水平為新建，垂深 30m，凈直徑 6m，容量 660 m3，井底撒煤清理采用調(diào)度絞車牽引礦車完成。四、井底車場主要巷和硐室支護形式及支護材料河 北 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 )40　　井底車場和硐室因斷面較大，服務(wù)年限長采用料石砌碹或混凝土澆注的支護形式。主斜井（已有），傾角 22176。半圓拱斷面，凈寬 5m，凈斷面積 ，裝備單鉤串車，架空乘人裝置，擔(dān)負礦井全部輔助提升、人員上下及進風(fēng)任務(wù)，設(shè)臺階扶手，做為礦井的一個安全出口。二水平：一組三條主要巷道，在二水平井底煤倉處，東西方向沿 8 號煤層布置，西。根據(jù)煤層賦存情況及各煤層間距，礦井采用兩個水平開采井田內(nèi) 8 號煤層，以一水平開采 5 號煤層，水平標(biāo)高+870m，以二水平開采 8 號煤層，水平標(biāo)高+830m。設(shè)臺階扶手為礦井的一個安全出口。河 北 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 )41工 程 量 匯 總 表 表 451 斷面（m 2） 鋪軌序號 巷道名稱支護形式支護厚度 凈 掘進 長度掘進體積（m 3）軌型 長度水溝長度（ m）坡度（176。一水平井底水倉由主、副水倉組成，主水倉有效長度 118m，容量 732m3，副水倉有效長度 78m，有效容量 488，水倉清理采用調(diào)度絞車牽引礦人工清理。調(diào)車方式為自動滑行調(diào)車。第 四 節(jié) 采 區(qū) 劃 分根據(jù)開拓布置，礦井采用兩個水平的開拓方式，設(shè)計以+870m 一水平開采井田內(nèi)5 號煤層，劃分為一個采區(qū)；設(shè)計以+830m 二水平開采井田內(nèi) 8 號煤層，劃分為二個采區(qū)，開采順序為一水平一采區(qū)→二水平一采區(qū)→二水平二采區(qū)。即運輸大巷、軌道大巷沿 5 號煤層底板布置，回風(fēng)大巷沿 5 煤層頂板布置。5 號煤層平均厚度 為厚煤層，8 號煤層平均厚度 為中厚煤層，適合采用綜合機械開采。副斜井井筒施工及回風(fēng)立井延深采用普通鉆煤法即可，回風(fēng)立井延深。設(shè)梯子間，為礦井的另一個安全出口。至一水平斜長 637m，至二水平斜長 769m，裝備單鉤串車，架空乘人裝置，擔(dān)負礦井全部輔助提升、人員上下和進風(fēng)任務(wù)。三個井筒均位于現(xiàn)有工業(yè)場地內(nèi)。缺點：需刷大兩個井筒，施工難度大，建井工期長。缺點：需新建一個斜井。根據(jù)煤層賦存情況及各煤層間距，礦井采用兩個水平開采井田內(nèi) 8 號煤層，以一水平開采 5 號煤層，水平標(biāo)高+910m；以二水平開采 8 號煤層，水平標(biāo)高+854m。主斜井（已有井筒刷大） ，傾角 22176。一水平：三條主要大巷在一水平井底煤倉處，東西方向沿 5 號煤層布置，西至 5號煤層風(fēng)氧化帶，東至井田東邊界，形成第一水平 5 號煤層一、二采區(qū)開拓開采系統(tǒng)。副斜井（新建）傾角 20176。利用現(xiàn)有主斜井，做兼并重組后主斜井，改造現(xiàn)有副立井做兼并重組后回風(fēng)立井，在工業(yè)場地內(nèi)新建副斜井，兩斜一立的三個井筒開拓全井田。凈寬 4m，凈斷面 ，副立井凈直徑 5m，凈斷面 ,回風(fēng)立井凈直徑 3m，凈斷面 7m2。依據(jù)地質(zhì)報告，礦井地質(zhì)構(gòu)造屬簡單類型，水文地質(zhì)屬中等。(2)合理利用礦井現(xiàn)有的井巷工程和地面設(shè)施，減少整合投資。兼并重組前礦井名稱為山西新星煤業(yè)有限公司，為 45 萬 t/a 生產(chǎn)能力的基建礦井，采用主斜井、副立井、回風(fēng)立井三個井筒開掘，現(xiàn)開采井田內(nèi) 5 號煤層，現(xiàn)有的井筒及地面設(shè)施、井下巷道是影響礦井開拓方式和工業(yè)場地選擇的主要影響因素。各采（古）空區(qū)未發(fā)現(xiàn)積氣及火區(qū)。水文地質(zhì)條件屬中等。斷矩10m，井田內(nèi)延伸450m。井田內(nèi)發(fā)育2條正斷層，該2條正斷層是開掘巷道中發(fā)現(xiàn)的，基本查明了斷層的傾向、傾角、斷距等，地表由于為黃土覆蓋，未發(fā)現(xiàn)斷層。計算公式：T=ZK/KA 式中： T礦井服務(wù)年限，a； ZK礦井可采儲量，萬 t； K儲量備用系數(shù)，； A礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，120 萬 t/a；第二節(jié)　礦井工作制度礦 井 年 工 作 日 330d， 每 天 四 班 作 業(yè) ， 三 班 生 產(chǎn) ， 一 班 準(zhǔn) 備 ， 每 班 工 作 6h， 每 天 凈 提升 時 間 為 16h。 礦 井 保 有 資 源 /儲 量 為 4631 萬 t， 可 采 儲 量 為 2752萬 t， 服 務(wù) 年 限 ， 雖 然 不 符 合 《 煤 礦 工 業(yè) 礦 井 設(shè) 計 規(guī) 范 》 規(guī) 定 ， 但 符 合 山 西 省 兼 并重 組 整 合 批 復(fù) 精 神 ， 有 利 于 企 業(yè) 發(fā) 展 和 項 目 改 造 ， 因 此 礦 井 設(shè) 計 生 產(chǎn) 能 力 確 定 為 120 萬t/a 是 可 行 的 。)采用垂直剖面法計算保安煤柱。礦井設(shè)計資源/儲量匯總表永久煤柱損失(萬t)煤層編號工業(yè)儲量 井田邊界 村莊 采空區(qū) 古空區(qū) 斷層 風(fēng)氧化帶 小計設(shè)計儲量5 18008 合計 第三節(jié)　井田可采儲量一、安全煤柱及各種煤柱的留設(shè)計算巷道煤柱按以下公式計算： fMHS)(1??式中：S1—巷道保護煤柱的水平寬度，m；H—巷道的最大垂深，5 號煤層為 350m，8 號煤層為 410m；M—煤層厚度 m， 5 號煤層 ，8 號煤層 ；f—煤的強度系數(shù)，取 。 地 質(zhì) 保 有 資 源 /儲 量通過本次資源/儲量估算，井田內(nèi)批采的8號煤層保有資源儲量4631萬t,其中探明的經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量（111b）為3271萬t，控 制 的 經(jīng) 濟 基 礎(chǔ) 儲 量 (122b)為1031萬t，推斷的內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量(333)為329萬t。第二節(jié)　井田工業(yè)儲量根據(jù)采礦許可證及地質(zhì)報告，本礦批準(zhǔn)開采48號煤層，本井田范圍內(nèi)可采煤層為10號煤層，其中8號煤層為批準(zhǔn)開采煤層，10號煤層為未批準(zhǔn)開采煤層，故本次只估算了10號煤層的資源/儲量。綜上所述，本區(qū)主采煤層 8 號瓦斯均不高，為低瓦斯礦井，煤層埋藏深度是控制煤層瓦斯含量的一個主要因素，這是由于隨煤層埋深增大，煤層本身及圍巖的透氣性降低，使得煤中瓦斯難以往外運移