【文章內(nèi)容簡介】 ，有一部分地質(zhì)構(gòu)造是難推定的，控制程度有一定的擺動(dòng)。 礦井涌水量和瓦斯涌出量 是用類比法推算的，所以可靠性都不足待礦井建成投產(chǎn)后根據(jù)實(shí)際測得的數(shù)據(jù)重新確定。 8 第 2 章 井田境界、儲(chǔ)量、服務(wù)年限 井田境界 井田境界確定的依據(jù) 1． 井田范圍、儲(chǔ)量、煤層賦存及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng) ； 2． 保證井田有合理的尺寸 ； 3． 充分利用自然等條件劃分井田 ； 4． 合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井之間的關(guān)系 。 井田境界 根據(jù)上述原則，結(jié)合東歡坨礦區(qū)井田的實(shí)際情況，東歡 坨井田境界的確定為：西部以 F1斷層為界；東部以 F4斷層為界，上部以煤層露頭線為界；下部以 650m 標(biāo)高線 為界。井田參數(shù)如下： 井田走向長度： 5150m 傾斜長度： 2620m 勘探面積： 14711300m2 井田未來發(fā)展情況 該井田向東和向西均以自然斷層為界，向下以 650m 標(biāo)高 為 界，隨著技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平的全面提高，井田范圍內(nèi)探明儲(chǔ)量會(huì)越來越精確，可能在更深部發(fā)現(xiàn)可采煤層。 井田儲(chǔ)量 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 東歡坨井田范圍內(nèi)計(jì)算儲(chǔ)量的煤層有 9各煤層儲(chǔ)量計(jì)算邊界 與井田境界基本一致。礦井儲(chǔ)量可分為礦井地質(zhì)儲(chǔ)量、礦井工業(yè)儲(chǔ)量和礦井可采儲(chǔ)量。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指平衡表內(nèi) A+B+C 級(jí)儲(chǔ)量的總和。 礦井 設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 =工業(yè)儲(chǔ)量 斷層煤柱 防水煤柱 井田境界煤柱 永久性煤柱損失。 9 礦井可采儲(chǔ)量 =礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 (工業(yè)場地保護(hù)煤柱 +保護(hù)煤柱煤量 ) 采區(qū)回采率 。 保安煤柱 本設(shè)計(jì)礦機(jī)依據(jù)《 礦井設(shè)計(jì)安全規(guī)程 》規(guī)定，留設(shè)保安煤柱如下： 1． 各煤層在露頭處留設(shè) 20m 保安煤柱 ； 2． 邊界斷層留設(shè) 20m 保安煤柱 ； 3． 井田內(nèi)部斷層留設(shè) 30m 煤柱 。 儲(chǔ)量計(jì)算方法 1． 工業(yè) 儲(chǔ)量計(jì)算 計(jì)算公式 ：塊段儲(chǔ)量 =塊段面積 平均傾角 塊段平均厚度 容重 根據(jù)儲(chǔ)量計(jì)算圖、通過登高線塊段計(jì)算本井田工業(yè)儲(chǔ)量為 。 表 21 可采煤層儲(chǔ)量計(jì)算總表 水平 煤 層 ( 萬 t) 工業(yè) 儲(chǔ)量 ( 萬 t) 煤炭損失量 (萬 t) 可 采 儲(chǔ) 量 (萬 t) 工 業(yè) 場 地 邊 界 斷 層 開 采 損 失 合計(jì) Ⅰ 5 8 9 合計(jì) Ⅱ 5 8 9 合計(jì) 總合計(jì) 10 2． 可采儲(chǔ)量計(jì)算 計(jì)算公式如下： ? ?CpZZ ck ?? 式中 kZ —— 可采儲(chǔ)量， Mt； cZ —— 工業(yè)儲(chǔ)量， Mt； p —— 永久煤柱損失， Mt； C —— 采區(qū)回采率 。 本設(shè)計(jì)礦井煤層厚度介于 ～ 之間，屬中厚煤層 。 按相關(guān) 規(guī)定，取回采率 C=80%。 經(jīng)各煤層可采儲(chǔ)量計(jì)算，匯總計(jì)算出來本井田可采儲(chǔ)量為 。 儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 本設(shè)計(jì)礦井的 相關(guān) 計(jì)算 均嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，但由于本人的技術(shù)水平有限，計(jì)算所得的數(shù)據(jù)可能與實(shí)際的礦井儲(chǔ)量有一定的誤差。 礦井工作制度、生產(chǎn)能力、服務(wù)年 限 礦井工作制度 該設(shè)計(jì)礦井年工作日確定為 330d，礦井每日凈提升時(shí)間為 16h，采用三班八小時(shí)工作制度。 礦井生產(chǎn)能力的確定 礦井生產(chǎn)能力的大小主要依據(jù)井田儲(chǔ)量、煤層賦存狀況、地質(zhì)條件等情況來確定，還應(yīng)該考慮當(dāng)前及今后市場的需煤量。根據(jù)該井田的實(shí)際情況，初步擬定了三種礦井年生產(chǎn)能力方案，具體計(jì)算如下： 方案 A： 方案 B： 方案 C： 上述方案，還應(yīng)根據(jù)礦井服務(wù)年限 及今后市場的需煤量確定最終方案。 礦井服務(wù)年限 礦 井服務(wù)年限的計(jì)算公式如下： 11 AKZT? 式中 Z —— 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量， Mt； A —— 生產(chǎn)能力， Mt/a； K —— 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)， K =； 根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際情況， K值取 。 依據(jù)以上擬訂的礦井生產(chǎn)能力，服務(wù)年限的確定現(xiàn)提出的三種方案具體如下： 方案 A： aAKZT 45?? 方案 B： aAKZT 61?? 方案 C： aAKZT 76?? 參照 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》 規(guī)定，方案 B比較合理，即：礦井生產(chǎn)能力： A=,礦井服務(wù)年限： T=61a。 12 第 3 章 井田開拓 概述 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 東歡坨 井田東鄰范各莊礦，西鄰趙各莊礦 ，井田范圍內(nèi)無開發(fā)史。范各莊礦及趙各莊礦 全部采用雙立井多水平分組大巷開拓方式 。本井田范圍內(nèi)，煤層傾角 9～ 13176。，屬于低瓦斯、水文礦井。 井田范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造 簡單，多為斷層，混有少數(shù)的背斜 。本設(shè)計(jì)礦井可采儲(chǔ)量為 ，年產(chǎn)量為 ，礦井設(shè)計(jì)總服務(wù)年限為 61a。 影響本設(shè)計(jì)礦井開拓方式的原因及其具體情況 根據(jù) 相關(guān)的詳細(xì)報(bào)告內(nèi)容可初步確定本設(shè)計(jì)礦井水文地質(zhì)等條件對(duì)井田開拓的影響較小，只有煤層賦存深度對(duì)開拓方式的影響較大 。 本設(shè)計(jì)礦井建設(shè)必須按照相關(guān)規(guī)定、規(guī)范的建設(shè)程序辦事，擬訂開拓方案必須充分考慮主井工藝系統(tǒng)的 械化裝備水平 。 機(jī)械化程度的高低 直接影響井型和經(jīng) 濟(jì)效果，而且提升、運(yùn)輸設(shè)備的革新發(fā)展 對(duì)開拓方式的選擇也有較大的影響。 礦井開拓方案的選擇 井硐形式和井口位置 按照煤層的傾角不同，開拓方式劃分為以下四種形式： (1)平硐開拓 ； (2)斜井開拓 ； (3)立井開拓 ； (4)綜合開拓方式。由于開拓方式對(duì)礦井建設(shè)的影響極大，因此在確定方案之前，應(yīng)該進(jìn)行詳細(xì)的 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較及分析，以保證開拓方案的合理性、可行性。 1． 井筒形式 根據(jù) 本設(shè)計(jì)井田的地形地質(zhì)及煤層賦存特征可知：平硐開拓方式的條件不具備。 由于本設(shè)計(jì)井田的煤層賦存較深，斜井開拓在技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上較立 井開拓有相當(dāng)大的劣勢，也不適于本井田。依據(jù)本井田的地質(zhì)狀況、煤層賦存、井型、服務(wù)年限等要求，提出以下三種立井開拓方案： 13 (1)方案一：雙立井開拓方式 (井口位置 位于井田中部 )：如圖 31 所示 。 圖 31 雙立井開拓方式圖 (井口位置位于井田中部 ) (2)方案二：雙 立 井開拓方式 (井口位置 位于井田 淺 部 )：如圖 32 所示 。 圖 32 雙立井開拓方式圖 (井口位置位于井田淺部 ) (3)方案 三： 立井加暗斜井開拓方式 ：如圖 33 所示 。 圖 33 雙立井加暗斜井開拓方式 14 (1)技術(shù)比較 方案一：雙立井開拓方式 (井筒位于井田中部 ) 優(yōu)點(diǎn)： ① 井筒短，提升速度快，提升能力大； ② 便于井筒延伸； ③ 對(duì)于開采深部賦存煤層有長處 ； ④ 適應(yīng)性強(qiáng)，技術(shù)成熟可靠； ⑤ 通風(fēng)斷面大，風(fēng)阻小，滿足大風(fēng)量要求 。 缺點(diǎn)： ① 需要大型的提升設(shè)備； ② 多水平開拓，由于井田煤層的間距較大，開挖立井石門長度大，掘進(jìn)工程量大，掘進(jìn)費(fèi)用高 ； ③ 井 底 車場位于煤層中部的巖石當(dāng)中，受煤層采動(dòng)影響，車場不穩(wěn)定，不利于后期開采 ； ④ 初期投資大，建井期限稍長 。 方案二：雙立井開拓方式 (井筒位于井田 淺 部 ) 優(yōu)點(diǎn)： ① 井筒短，提升速度快，提升能力大。大于斜井提升的能力； ② 井底車場位于最下部煤層的底部，車場比較穩(wěn)定，有利于后期井田開采 ； ③ 便于井筒延伸； ④ 適應(yīng)性強(qiáng)，技術(shù)成熟可靠，本井田的地質(zhì)條件完全適合立井開拓； ⑤對(duì)于開采深部賦存煤層有長處； ⑥ 通風(fēng)斷面大，風(fēng)阻小，滿足大風(fēng)量要求 。 缺點(diǎn)： ① 多水平開拓，立井石門長度大，掘進(jìn)工程量大，掘進(jìn)費(fèi)用高 ； ②需要大型的提升設(shè)備； ③ 初期投資大，建井期限稍長 。 方案三：立井加暗斜井開拓方式 優(yōu)點(diǎn)： ① 有助于輔助運(yùn)輸。 ② 掘進(jìn)速度快； ③ 可滿足最大風(fēng)量的通風(fēng)要求； 缺點(diǎn)： 15 ① 地面工業(yè)建筑分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不方便； ② 地面工業(yè)建筑占地多，增加了煤柱損失 ； ③ 井口相距較遠(yuǎn)，不利于工業(yè)廣場的布置。 依據(jù)開拓方案技術(shù)比較，可初步選定兩種較合理開拓方案： 方案二：雙立井開拓方式 (井筒位于井田 淺 部 ) 方案三：立井加暗斜井開拓方式 (2)經(jīng)濟(jì)比較 經(jīng)比 較，方案一和方案二中，二方案明顯優(yōu)與一方案，一方案不適合井田的后期開采，方案二、方案三，在技術(shù) 上 較合理，兩者之間的區(qū)別在于井筒掘進(jìn)費(fèi)用以及他們的維護(hù)費(fèi)用、提升費(fèi)用，主石門掘進(jìn)長度等等。兩個(gè)方案的井底車場、水平運(yùn)輸大巷以及各種采區(qū)石門和采區(qū)上山 (斜巷 )的工程量基本相等。因此，只需要比較它們的不同之處，即建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用、基建費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用等。 詳見開拓方案經(jīng)濟(jì)比較表 3 3 3 34 所示。 表 31 建井工程量 從圖 3圖 33以及表 31可以看出方案二及方案三在礦井建設(shè)初期即一水平的投資是相同的，不需要進(jìn)行比較。故對(duì)此兩種方案的二水平的投資建設(shè)進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較。 初 期 項(xiàng)目 方案二 方案三 主井井筒 385 385 副井井筒 365 365 井底車場 1100 1100 主石門 535 535 運(yùn)輸大巷 2900 2900 16 表 32 方案粗略估算費(fèi)用表 方案二 方案三 基建費(fèi)用(360～ 570) (萬元 ) 立井開拓 主暗斜 330 石門開鑿 副暗斜 330 井底車場 99 上下斜井 車場 108 小計(jì) 小計(jì) 768 生產(chǎn)費(fèi) (萬元 ) 立井提升 暗斜井提升 石門運(yùn)輸 主井提升 立井排水 1200 排水 (斜立 ) 總計(jì) 費(fèi)用 費(fèi)用 小計(jì) 小計(jì) 百分率 100％ 百分率 % 表 33 生產(chǎn)經(jīng)營工程量 項(xiàng)目 方案二 項(xiàng)目 方案三 運(yùn)輸提升 () 工程量 運(yùn)輸提升 () 工程量 大巷及石門運(yùn)輸 二 水平 大巷及石門運(yùn)輸 二 水平 立井提升 立井提升 維護(hù)采區(qū)上山 (萬 ) 維護(hù)采區(qū)上山 (萬 ) 排水 (m3) 排水 (m3) 表 34 基建費(fèi)用表 方案 項(xiàng)目 方案二 方案三 工程量 單價(jià) 費(fèi)用 工程量 單價(jià) 費(fèi)用 主井井筒 230 9000 2070000 1100 3000 3300000 副井井筒 215 9000 1935000 1100 3000 3300000 井底車場 1100 900 990000 1100 900 990000 主石門 535 800 428000 運(yùn)輸大巷 2900 800 2320200 2900 800 2320200 小計(jì) 6753000 9910000 17 經(jīng)經(jīng)濟(jì)比較后，方案二的運(yùn)輸費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用相對(duì)少于方案三，所以決定該設(shè)計(jì)礦井應(yīng)該采用二方案：雙立井開拓方式 。 2． 井口位置的確定 井口位置的選擇 對(duì) 井田開拓 有著極其重要的作用 。 井口位置的選擇要綜合考慮 多方面因素， 提、 運(yùn)煤炭的主井位置 要與地面生產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)廣場布置相匹配 。 綜合考慮 本設(shè)計(jì)礦井的井下條件及地面工業(yè)廣場的條件，提出以下三種井筒位置的方案： 方案一：井筒位于井田淺部 方案二：井筒位于井田中部 方案三：井筒位于井田深部 經(jīng)過簡單的技術(shù)比較后認(rèn)為： (1)井筒位于井田淺部，煤柱尺寸最小，壓煤最少，但石門最 短 ； (2)井筒位于井田深部，煤柱尺寸最大，壓煤量最大，且初期工程量大，石門也較長，但對(duì)于開采井田深部煤層及井通延伸有利； (3)井筒位于井田中部時(shí)，煤柱尺寸稍大，但石門長度較短，且沿石門的運(yùn)輸工程量也小 。 本井田煤層均為緩傾斜中厚煤層，井田走向長度不大，但傾 斜長度較大，從有利井下運(yùn)輸和保證初水平合理的服務(wù)年限出發(fā)，也應(yīng)該將井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置 。 由此可初步確定本設(shè)計(jì)井田的井筒位置 選擇方案一，即井筒位置位于井田淺部。 開采水平數(shù)目和標(biāo)高 礦井水平劃分就是合理解決階段垂高 和斜長。 水平劃分的原則： 1． 開采水平必須有足夠的服務(wù)年限 開拓出一個(gè)