【文章內(nèi)容簡介】 表16 可采煤層鉆孔瓦斯含量自然成分統(tǒng)計表（%）煤層CH4CO2N2C2H6C3H8IC4H10nC4H1079從表16可以看出：各主要可采煤層自然瓦斯成分以N2為主，％~％；CO2次之，％~％；％~％。根據(jù)本區(qū)鉆孔瓦斯測定資料，三河尖煤礦屬低瓦斯礦井。 煤塵及煤的自燃根據(jù)煤塵爆炸性試驗(yàn)指標(biāo)，各煤層煤樣火焰長度及巖粉含量均為零，屬于無煤塵爆炸危險性煤層。根據(jù)《三河尖井田（精查）勘探地質(zhì)報告》提供的資料，井田內(nèi)各煤層均為不易自燃煤層。2 井田境界及儲量 井田境界 井田范圍東部邊界：以F2正斷層、F24正斷層為界。西部邊界：以經(jīng)線39475643為界。南部邊界：為432號、475號、468號鉆孔之連線。北部邊界：以1000 m各煤層底板等高線為界。 開采界限三河尖井田主要含煤地層為石炭系、二迭系，包括兩個含煤組，即太原組、山西組，含煤22層?？刹擅簩觾蓪樱韵露弦来螢?煤。礦井設(shè)計只針對9煤。開采上限：7號煤層以上無可采煤層。下部邊界：9號煤層以下亦無可采煤層。 井田尺寸 km， km， km。 km， km， km。 km。煤層的最大傾角為21176。，最小傾角為7176。，平均為13176。井田的水平面積按下式計算：S=HL 式中：S —— 井田的水平面積，km2； H —— 井田的平均水平寬度，km； L —— 井田的平均走向長度，km。則井田的水平面積為：S＝HL＝= km2井田賦存狀態(tài)示意圖如圖21所示。 圖21 井田賦存狀態(tài)示意圖 礦井工業(yè)儲量 儲量計算的步驟礦井儲量是礦井開發(fā)和各項(xiàng)建設(shè)工作的客觀基礎(chǔ)條件，因此，對儲量的圈定與計算必須以十分認(rèn)真的態(tài)度，嚴(yán)肅對待。為保證儲量具有足夠的可靠性，在進(jìn)行礦井儲量技術(shù)時，應(yīng)按照下列步驟進(jìn)行。1）原始資料的檢查儲量是確定礦井生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)。因此，首先對計算儲量用的各類原始地質(zhì)資料進(jìn)行全面的研究和審核。2）確定勘探類型并選擇不同儲量級別的勘探密度當(dāng)對勘探工程作出可靠性的評價以后，應(yīng)根據(jù)規(guī)范中對勘探區(qū)的構(gòu)造復(fù)雜程度及煤層穩(wěn)定程度，確定勘探類型與選擇不同儲量級別的勘探密度，以此編制儲量計算平面圖。3）確定不同儲量級別的邊界線按照不同的煤層，參照其勘探類型規(guī)定的各級儲量計算所需要的勘探密度，結(jié)合設(shè)計礦井的具體地質(zhì)條件，分別確定其不同儲量級別的邊界線。4）選擇儲量計算的方法根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、煤層變化、勘探工程等情況，結(jié)合煤礦設(shè)計的具體要求，選擇合理的儲量計算方法，以保證計算出的儲量可靠，滿足設(shè)計要求。 井田地質(zhì)勘探本井田地質(zhì)勘探類型為精查，屬詳細(xì)勘探。1974年~1976年，江蘇省煤田地質(zhì)勘探四隊、二隊在三河尖勘探區(qū)進(jìn)行精查勘探，共施工鉆孔85個， m，提交了《江蘇省三河尖勘探區(qū)精查地質(zhì)報告（最終）》。1977年1月~4月，江蘇省煤田地質(zhì)勘探公司物測隊曾在吳莊~水坑洼地區(qū)進(jìn)行地震詳查勘探，使用DZ701模擬地震儀，30HZ檢波器。并于1977年6月提交了《吳莊~水坑洼地區(qū)地震詳查報告》。井田范圍內(nèi)鉆孔分布：井田內(nèi)南部邊界附近和東部及西部邊界附近，鉆孔布置較少，其他區(qū)域鉆孔分布比較均勻，勘探詳細(xì)。井田南部邊界附近、西部邊界附近以及東部邊界附近屬332級儲量，斷層附近屬333級儲量，其他區(qū)域?yàn)?31級儲量。高級儲量占99%，符合煤炭工業(yè)設(shè)計的規(guī)范要求。 m， m， m； m， m， m。 工業(yè)儲量計算1）地質(zhì)資源儲量礦井主采煤層為7煤和9煤，采用地質(zhì)塊段法劃分儲量塊。根據(jù)地質(zhì)勘探情況將礦體劃分為甲、乙、丙、丁、戊、己六個塊段（如圖22所示），在各個塊段內(nèi)用算術(shù)平均法求得各塊段的儲量，煤層儲量為各塊段儲量之和。 圖22 地質(zhì)塊段劃分圖計算公式： 式中： —— 各塊段儲量，Mt； —— 各塊段水平面積，； —— 各塊段的平均傾角，； —— 各塊段內(nèi)煤層厚度，； —— 各塊段內(nèi)煤的容重。礦井地質(zhì)儲量計算結(jié)果見表21。表21 三河尖煤礦地質(zhì)儲量計算表序號煤厚(m)容重(t/)水平面積（）傾角（）真實(shí)面積（）地質(zhì)儲量（Mt）甲21乙14丙11丁14戊12己16總計地質(zhì)資源儲量中各類儲量分類表見表22。表22 礦井地質(zhì)/資源分類表地質(zhì)資源儲量 Mt60%30%10%探明的控制的推斷的80%20%80%20%2）工業(yè)資源/儲量礦井工業(yè)資源儲量是指地質(zhì)資源量經(jīng)可行性評價后，其經(jīng)濟(jì)意義在邊際經(jīng)濟(jì)以上的基礎(chǔ)儲量的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)的資源儲量乘以可信度系數(shù)之和。礦井工業(yè)資源/儲量按下式計算： 式中： —— 礦井工業(yè)資源/儲量，Mt； —— 探明的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量，Mt； —— 控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量，Mt； —— 探明的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量，Mt； —— 控制的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量，Mt； —— 推斷的資源量，Mt； —— 可信度系數(shù)，～。地質(zhì)構(gòu)造簡單，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，本礦井煤層賦存中等穩(wěn)定。根據(jù)表22中數(shù)據(jù)可知：++ + + Mt 礦井可采儲量 安全煤柱計算礦井可采儲量時，必須要考慮以下?lián)p失：1）工業(yè)廣場保護(hù)煤柱：工業(yè)場地、井筒、水庫等均留設(shè)保護(hù)煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對零星的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱；2）井田境界煤柱損失；3）采煤方法所產(chǎn)生的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）其他損失。本井田中永久煤柱損失主要有：工業(yè)廣場保護(hù)煤柱、井田境界煤柱損失和斷層保護(hù)煤柱等。保護(hù)帶、維護(hù)帶的劃分原則：1）各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。2）維護(hù)帶寬度：風(fēng)井場地20 m，村莊10 m，其他15 m。3）斷層煤柱寬度30 m，井田境界煤柱寬度20 m?！睹旱V設(shè)計規(guī)范中若干條文修改決定的說明》中第十五條關(guān)于減少廣場占地問題中，工業(yè)場地（包括選煤廠）占地面積指標(biāo)應(yīng)控制在表23的范圍內(nèi)。表23 工業(yè)場地占地面積指標(biāo)明細(xì)表井型/Mta1占地面積指標(biāo)/（）1~~~ 礦井永久保護(hù)煤柱損失量1）井田邊界保護(hù)煤柱井田邊界保護(hù)煤柱留設(shè)20 m寬， Mt。2）斷層保護(hù)煤柱由于本井田斷層落差太大，考慮到斷層落差與斷層破碎帶成正相關(guān)，設(shè)計決定斷層保護(hù)煤柱留設(shè)50 m寬， Mt。3）工業(yè)場地保護(hù)煤柱工業(yè)場地的布置應(yīng)結(jié)合地形、地物、工程地質(zhì)條件及工藝要求，做到有利生產(chǎn)，方便生活，節(jié)約用電。經(jīng)設(shè)計驗(yàn)算， Mt/a。根據(jù)上述規(guī)定，由表23確定，104 。但是考慮到近些年來建筑技術(shù)的提高，建筑物不斷向空間發(fā)展，所以，工業(yè)廣場的面積都由縮小的趨勢。， km2。長軸定為300 m，短軸定為288 m。即取工業(yè)廣場需要保護(hù)的尺寸為：長寬=300288=86400 的矩形布置工業(yè)場地，工業(yè)廣場布置在井田的中部偏西。7煤層平均傾角α＝13186。，松散層厚度約為80 m，松散層移動角ψ=45186。，上覆巖層的邊界角δ=74186。，下山移動角β==67186。，上山移動角γ==63186。工業(yè)廣場按Ⅱ級保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為15 m。工業(yè)廣場保護(hù)煤柱如圖23所示，則工業(yè)廣場保護(hù)煤柱壓煤量為： Mt。4）大巷保護(hù)煤柱：由于本礦井選用聯(lián)合布置，大巷全部采用巖石大巷，故大巷保護(hù)煤柱損失量為0。5）井筒保護(hù)煤柱：主、副井井筒保護(hù)煤柱在工業(yè)廣場保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，風(fēng)井井筒布置在井田邊界以外，故井筒保護(hù)煤柱損失量為0。各保護(hù)煤柱損失量見表24。表24 保護(hù)煤柱損失量煤柱類型損失量（Mt）井田邊界保護(hù)煤柱斷層保護(hù)煤柱工業(yè)場地保護(hù)煤柱大巷保護(hù)煤柱0井筒保護(hù)煤柱0合 計 圖23 工業(yè)場地保護(hù)煤柱 礦井可采儲量礦井可采儲量=（礦井工業(yè)儲量永久煤柱損失）礦井回收率即：=(－P)C 式中：—— 礦井可采儲量； P —— 保護(hù)工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久保護(hù)煤柱損失量； C —— 采區(qū)采出率，。代入數(shù)據(jù)，得＝(－) ＝ Mt3 礦井工作制度及設(shè)計生產(chǎn)能力、服務(wù)年限 礦井工作制度由《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，礦井的設(shè)計年工作日330d，工作制度采用“四六制”，每天四班作業(yè)，三班生產(chǎn)，一班檢修，每班工作6小時。礦井每晝夜凈提升時間為16個小時。 礦井設(shè)計能力及服務(wù)年限 確定依據(jù)由《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》第221條規(guī)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、開采條件、設(shè)備供應(yīng)及國家需煤等因素確定。礦區(qū)規(guī)模可依據(jù)以下條件確定：1）資源情況：礦井地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，開采條件優(yōu)越，應(yīng)將礦井定為較大的井型；煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲量有限，則不能將礦井規(guī)模定的太大；2）開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處的地理位置，交通是否便利，用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等；3）國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(jù)；4）投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力由地質(zhì)資料可知：本井田儲量豐富、地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單、煤層穩(wěn)定、開采技術(shù)條件好，有足夠的條件建成大型礦井， Mt/a。 礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。礦井可采儲量、設(shè)計生產(chǎn)能力A礦井服務(wù)年限T三者之間的關(guān)系為： T＝（AK） 式中：T —— 礦井服務(wù)年限，a； —— 礦井可采儲量，Mt；A —— 設(shè)計生產(chǎn)能力，Mt；K —— 礦井儲量備用系數(shù)。則礦井服務(wù)年限為：T = () = a服務(wù)年限符合要求。 井型校核按礦井的實(shí)際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲量條件及安全條件因素對井型進(jìn)行校核：1）煤層開采能力井田內(nèi)有9號煤層可采， m，為中厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度基本無變化。煤層傾角平均13176。，地質(zhì)條件簡單，根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個綜采工作面。2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核本設(shè)計的礦井為大型礦井，開拓方式為雙立井單水平開拓。主井采用箕斗提升，提升能力大，能滿足提升方面的要求；副井采用雙層罐籠提升，保證人員和材料的運(yùn)輸；大巷采用強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，運(yùn)輸能力也能達(dá)到要求，且機(jī)械化程度高。井底車場調(diào)車和通過能力均能滿足要求，各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)都能滿足要求，不會影響生產(chǎn)能力。3）通風(fēng)安全條件的校核本礦井為低瓦斯礦井，瓦斯涌出量很低，但煤塵具有爆炸危險，煤炭有自然發(fā)火傾向。礦井采用中央分列式通風(fēng)。輔助運(yùn)輸大巷進(jìn)風(fēng)，煤炭運(yùn)輸大巷回風(fēng)，工作面采用后退式U型通風(fēng)，通過第九章的通風(fēng)設(shè)計知可以滿足通風(fēng)需要。4）儲量條件校核規(guī)范規(guī)定，礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)與礦井的儲量相適應(yīng)，以保證足夠的服務(wù)年限。 Mt， a，可以滿足礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力。4 井田開拓 井田開拓的基本問題井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入媒體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，需要對技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認(rèn)真研究。1）確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置；2）合理確定開采水平的數(shù)目和位置；3）布置大巷及井底車場；4）確定礦井開采程序，做好開采水平的接替；5）進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造；6）合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時，應(yīng)遵循下列原則：1）貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。2）合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。3）合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。4）必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。5）要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動化創(chuàng)造條件。6）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)1）井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。平硐