【文章內(nèi)容簡介】 量。礦井工業(yè)儲(chǔ)量按下式計(jì)算：礦井工業(yè)儲(chǔ)量＝111b﹢122b﹢2m11﹢2m22﹢333k 式中 k—可信度系數(shù)，取 ～。地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層賦存穩(wěn)定的礦井 k值取 ；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存不穩(wěn)定的礦井，k 值取 。礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量：礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑物煤柱等永久煤柱損失量后的儲(chǔ)量，稱為礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量。礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場地和主要井巷煤柱后乘以采區(qū)回采率，為礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》以礦井回采率的規(guī)定如下：（1） 、厚煤層不應(yīng)小于 75%；（2） 、中厚煤層不應(yīng)小于 80%；（3） 、薄煤層不應(yīng)小于 85%。根據(jù)一般規(guī)定：儲(chǔ)量計(jì)算的最大垂深一般不超過 1000m，只適于建小型井的地區(qū)不超過600m，老礦區(qū)深部不超過 1200m。煤層傾角不大于 600時(shí)，在平面投影圖上計(jì)算儲(chǔ)量，當(dāng)傾角大于600時(shí)，應(yīng)用立面投影圖或立面展開圖計(jì)算儲(chǔ)量。煤層傾角不大于 150時(shí)，可用煤層的偽厚度和水平投影面積計(jì)算儲(chǔ)量，當(dāng)傾角大于 150時(shí)，必須以煤層的真厚度和斜面積計(jì)算儲(chǔ)量。 井田內(nèi)地質(zhì)儲(chǔ)量、工業(yè)儲(chǔ)量本設(shè)計(jì)采用煤層底板等高線法計(jì)算煤層儲(chǔ)量，此法適用于煤層厚度穩(wěn)定，煤層產(chǎn)狀校穩(wěn)定的的情況。首先按照煤層底板等高線劃分塊段，然后求出兩條相鄰底板等高線所夾條帶的水平投影面積(l,b)及傾角(α)，再求出真面積，最后累加得到總的煤層面積。S=B／cosα 式中 S—真面積, m 2； B—水平投影面積, m 2； α—煤層傾角,176。； Ssum =∑S i 式中 S sum —總的煤層真面積, m 2 Si —各塊段的真面積, m 2。11根據(jù)煤層厚度及容重，即可求出塊段的儲(chǔ)量。此法的優(yōu)點(diǎn)是能夠真實(shí)反映煤層的自然形態(tài)，可以算出不同水平的儲(chǔ)量。地質(zhì)儲(chǔ)量：A+B+C+D= S sumrD 式中 r—煤容重, t/m 3 D—煤層厚度,m Ssum — 總的煤層真面積, m 2。算出的各煤層面積和儲(chǔ)量見表 25。表 25 各煤層面積和儲(chǔ)量整個(gè)井田內(nèi)的地質(zhì)儲(chǔ)量總計(jì)為： 萬 t據(jù)上所述，本井田煤層地質(zhì)簡單，賦存穩(wěn)定，所以可信度系數(shù) k取 ，礦井工業(yè)儲(chǔ)量為：，估計(jì)本井田的永久煤柱占工業(yè)儲(chǔ)量的 8%，可以求得本井田的設(shè)計(jì)儲(chǔ)量為：萬 t，考慮到本井田內(nèi)地質(zhì)條件比較好一號(hào)大槽、二號(hào)大槽和四頁槽的采區(qū)回采率均取 86%、86%和85%，可以求得本井田的設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為 t，見表 26。表 26 礦井地質(zhì)儲(chǔ)量匯總表 單位（萬 t）煤層 地質(zhì)儲(chǔ)量 工業(yè)儲(chǔ)量 永久煤柱 設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 回采率 可采儲(chǔ)量一號(hào)大槽 86% 二號(hào)大槽 86% 四頁槽 85% 合計(jì) 各種煤柱的尺寸和計(jì)算方法 安全煤柱的計(jì)算規(guī)則地面建筑物和主要井巷安全煤柱的界線由巖層移動(dòng)面和煤層相交的線決定。沿受護(hù)地面建筑物和主要井巷的邊線留出圍護(hù)帶，由圍護(hù)帶起按 β，γ 及 δ 諸角的值作出巖層移動(dòng)面。如按 γ 角所作的巖層移動(dòng)面與煤層相交的線低于安全深度時(shí)，則安全煤柱的下部境界線為在安全深度所作的水平面與煤層相交的線。為保護(hù)主要傾斜巷道（斜井，下山等） ，如開有主要傾斜巷道的煤層，到下部各層間的垂直安全距離 N均小于安全深度 Hδ 時(shí)，其下部各層均留安全煤柱。立井井筒和工業(yè)場地上的建筑物，應(yīng)按下列規(guī)定留安全煤柱： 1） 、如井筒深度及工業(yè)場地下煤層的蘊(yùn)藏深度均小于安全深度，則不論煤層為緩傾斜，傾煤層名稱 煤層投影面積 (m 2) 煤層平均厚度(m) 煤容重( t/m 3) 儲(chǔ)量(萬 t)一號(hào)大槽 二號(hào)大槽 四頁槽 總計(jì) —— —— 12斜及急傾斜煤層，立井井筒和工業(yè)場地上的建筑物只留一個(gè)總的安全煤柱。 2） 、如井筒深度及地面建筑物下煤層的蘊(yùn)藏深度大于采掘安全深度時(shí)，此時(shí)則不分緩傾斜，傾斜及急傾斜煤層，均應(yīng)留設(shè)井筒安全煤柱。而對(duì)工業(yè)場地上井筒附近的建筑物，按其使用意義在安全深度水平以下可不留安全煤柱。 在地形比較簡單，無滑坡和陡壁的地區(qū)，當(dāng)緩傾斜和傾斜的薄及中厚煤層，單層采深與采厚的比值大于 40；厚煤層分層采深與采厚的比值大于 60時(shí)，對(duì)工業(yè)企業(yè)鐵路線路可不留煤柱，采用長壁陷落采煤法進(jìn)行開采。當(dāng)薄及中厚煤層單層采深與采厚的比值大于 60；厚煤層分層采深與采厚的比值大于 80時(shí)，對(duì)路網(wǎng) III級(jí)鐵路線路可不留煤柱，采用長壁陷落采煤法進(jìn)行開采。當(dāng)受護(hù)建筑物或建筑群與煤層走向相斜交（鐵路，河流及其他等） ，則其邊界線也與煤層走向相斜交。 煤柱損失計(jì)算采區(qū)煤柱包括大巷，上山和區(qū)段巷道的保護(hù)煤柱，采區(qū)邊界煤柱及采區(qū)內(nèi)較大斷層的煤柱。采區(qū)煤柱尺寸與煤柱上的礦山壓力大小和煤體本身的強(qiáng)度有關(guān)。煤體本身強(qiáng)度愈大，采區(qū)煤柱的尺寸就愈小，反之，采區(qū)煤柱尺寸愈小。目前關(guān)于煤柱的規(guī)定見表 27。表 27 采區(qū)煤柱尺寸薄及中厚煤層煤柱寬度（m） 厚煤層煤柱寬度位置名稱巷道一側(cè) 兩巷之間 巷道一側(cè) 兩巷之間水平大巷 20～30 25～50主要回風(fēng)巷 20 20～30采區(qū)上山 20 20～25 30～40 20～25區(qū)段巷道 8～25 15～20采區(qū)邊界 10 10斷 層 落差大，含水?dāng)鄬右粋?cè)留 30～50m；落差大，斷層一側(cè)留 10～15m；采區(qū)內(nèi)落差小的斷層通常不留煤柱。開拓設(shè)計(jì)常用煤柱參考尺寸見表 28。表 28 煤柱尺寸表煤柱種類 煤柱寬度 備注勘探境界 0可采境界 0斷層境界 30 斷層不含承壓水兩井田之間 40 各留 20m新建井與被淹礦井 不定 根據(jù)防水要求參照決定火成巖體邊界線 參照變質(zhì)區(qū)范圍斷層作兩礦井境界 斷層兩側(cè)各留 30 指不含承壓水?dāng)鄬勇额^線 垂深不大于 20 丘陵山地覆蓋層不含水露天壽命礦井壽命 按冒落帶高度露天坑底 露天壽命礦井壽命 0～10沿煤層大巷上下兩側(cè) 20～5013沿煤層兩條大巷之間 30～80沿煤層回風(fēng)大巷兩側(cè) 20～30沿煤層兩條回風(fēng)大巷之間 20～40兩條采區(qū)上山或下山之間 20～25根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，采區(qū)的回采率，應(yīng)符合下列規(guī)定：厚煤層回采率不應(yīng)小于 75%；中厚煤層的回采率不應(yīng)小于 80%；又考慮到本井田內(nèi)地質(zhì)條件比較好，所以本設(shè)計(jì)采區(qū)回采率一號(hào)大槽、二號(hào)大槽煤取 86%，四頁槽煤取 85%。14第三章 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度設(shè)計(jì)年工作日、工作班數(shù)、每天凈提升小時(shí)數(shù)見表 31。表 31 礦井工作制度年工作日數(shù)（天） 班/日 凈提升小時(shí)/日330 4 16 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力主要類型（表 32）和新建礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限（表 33）表 32 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力主要類型分類 年 產(chǎn) 量 （萬噸/年） 備 注大 型 1150、180、2300、400 及以上中 型 1230小 型 6～3～及以下這些類型中，除小煤礦以外，不應(yīng)出現(xiàn)介于兩種生產(chǎn)能力的中間類型。表 33 礦井及第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限（a）礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（萬噸/年）礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年（a）煤層傾角〈25 煤層傾角〈2545 煤層傾角〉45600及以上 80 40 —— ——300～500 70 35 —— ——120～240 60 30 25 2045～90 50 25 20 15 確定礦井的生產(chǎn)能力和服務(wù)年限方案 當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)能力 A一定時(shí)，根據(jù)以下公式可計(jì)算出礦井的設(shè)計(jì)服務(wù)年限 T：T=Z/(AK) 式中： T——計(jì)算服務(wù)年限，年；Z——礦井可采儲(chǔ)量，萬噸；A——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬噸；K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 K=。下面根據(jù)上公式進(jìn)行服務(wù)年限方案試算，其中第二章中計(jì)算得 Z=：試算結(jié)果如下：15方案(1) A=60 萬噸時(shí)， T=188 年；方案(2) A=90 萬噸時(shí)， T=125 年；方案(3) A=120 萬噸時(shí)，T=89 年；方案(4) A=150 萬噸時(shí)，T=75 年；方案(5) A=180 萬噸時(shí)，T=62 年； 方案(6) A=240 萬噸時(shí)，T=47 年；(不符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，故不宜采用)則預(yù)提的方案見表 34 。 表 34 井型確定的方案總可采儲(chǔ)量萬 t) 方 案 生產(chǎn)能力(萬 t) 服務(wù)年限（年） 設(shè)計(jì)規(guī)范 (年)（1） 60 188 50（2） 90 125 50（3） 120 89 60（4） 150 75 60（5） 180 62 60（6） 240 47 60因礦區(qū)地質(zhì)條件好，能發(fā)揮出機(jī)械的優(yōu)勢，可采煤層均為突出煤層，為了更好的利用能源和礦井的可持續(xù)利用，盡量減少煤炭損失，根據(jù)高產(chǎn)高效的原則，暫時(shí)確定選用方案(2)(3)和方案(4)。下面根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力第一水平服務(wù)年限規(guī)范(表 33),進(jìn)一步驗(yàn)證. 生產(chǎn)能力與服務(wù)年限的方案比較礦井生產(chǎn)能力應(yīng)與其儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證有足夠的礦井和水平服務(wù)年限，依據(jù)文獻(xiàn)《煤礦礦井采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，宜以一個(gè)開采水平保證，且礦井及第一水平的設(shè)計(jì)服務(wù)年限，不應(yīng)小于表 35的規(guī)定。表 35 礦井及第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限（a）礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（萬t/a）礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年（a ） 煤層傾角〈25 煤層傾角〈2545 煤層傾角〉45600及以上 80 40 —— ——300～500 70 35 —— ——120～240 60 30 25 2045～90 50 25 20 15依據(jù)第上節(jié)所選定的方案，生產(chǎn)能力定為 90萬噸、120 萬噸、150 萬噸.根據(jù)以下公式和第一水平保證服務(wù)年限以及對(duì)應(yīng)的階段垂高來驗(yàn)證方案(2)和方案(3)，計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)于表 36。Z1=T1AK16式中：　　Z 1——第一水平最小保證儲(chǔ)量； T1——第一水平服務(wù)年限。A——井型； 　K——煤礦儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 K=。表 36 礦井服務(wù)年限方案對(duì)比表方案 年產(chǎn)量(萬 t) 第一水平儲(chǔ)量(萬 t) 第一水平服務(wù)年限 設(shè)計(jì)規(guī)范 (年)方案(2) 90 42 25方案(3) 120 31 30方案(4) 150 25 30根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，礦井服務(wù)年限要大于 60年，第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限要大于 30年，再綜合經(jīng)濟(jì)和礦井開拓等各方面的因素，則礦井生產(chǎn)能力為 120萬 t/a符合設(shè)計(jì)要求。所以：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 120萬 t，為選定的合理井型，該礦井的服務(wù)年限為 89a。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)取 120萬 t/年，所以本礦為大型礦井。按年工作日為 330天，可知本礦的日生產(chǎn)能力為：196。=A/300 =3636t所確定的結(jié)果符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。 階段垂高與水平劃分的關(guān)系根據(jù)《煤礦礦井采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，一般階段垂高見表 37。表 37 階段垂高煤 層 緩傾斜、傾斜煤層 急 傾 斜 煤 層階段高度（m） 250～350 100～150但是，根據(jù)《急傾斜煤層開采》 ，在解放后，由于生產(chǎn)技術(shù)的提高，急傾斜煤層的階段垂高在很多礦井設(shè)計(jì)中也有了很大的提高，有的達(dá)到 200，230 以及 250米的垂高，甚至有礦井的垂高達(dá)到了300米，而且效果比較好?！睹旱V礦井采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定，為使每個(gè)開采水平有足夠的儲(chǔ)量保證服務(wù)年限.根據(jù)設(shè)計(jì)服務(wù)年限必須滿足第一水平要求，此礦可采煤層為三層，總垂高 850米，傾角平均18186。，斜長 2751米，可將本井田劃分為三個(gè)水平。具體一水平的階段垂高和服務(wù)年限如表 38所示。表 38 一水平的階段垂高和服務(wù)年限井型 水平 垂高（m） 保有儲(chǔ)量 服務(wù)年限120萬噸 一水平 300 31所確定的結(jié)果符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，所以設(shè)計(jì)是比較合理的。17第四章 井田開拓方式 井田地質(zhì) 井田地形、構(gòu)造、水文地質(zhì)對(duì)其開拓的影響。該井田南北平均長約 ，東西約 ，面積約為 帶，井田的范圍內(nèi)的地表高差+150～+800 之間，井田北部地勢平坦,南部為高山區(qū),煤層露頭位于標(biāo)高+500 以上處,本設(shè)計(jì)從+450 水平開始到400 水平,其地質(zhì)剖面圖如下：A 剖 176。圖 41 井田地形地貌圖五方井礦井田位于山丘地帶，井田的范圍內(nèi)的地表高差+150～+800 之間，井田北部地勢平坦,南部為高山區(qū),煤層露頭位于標(biāo)高+500 以上(示意圖如上)，因此適應(yīng)平峒開拓，同時(shí)也可參考立井、暗立井、暗斜井多種方式聯(lián)合開拓。本井田內(nèi)無大的水系且位于背斜構(gòu)造的一翼，為單一背斜，其煤層平均傾角為 18度。因此在考慮開拓時(shí)，應(yīng)考慮平硐或聯(lián)合開拓。18 工業(yè)廣場的確定工業(yè)廣場的占地面積應(yīng)不大于表 41：表 41 礦井工業(yè)廣場占地指標(biāo)井 型 大井型 中井型 小井型占地指標(biāo)(公頃/10 萬噸)～ ～ ～注：如附設(shè)礦井選煤廠時(shí)，增加的數(shù)值為同類礦井