【文章內(nèi)容簡介】 備注ABA+BCA+B+C3煤層13093436417457符合總計13093436417457符合 井田可采儲量 礦井設(shè)計資源／儲量礦井設(shè)計儲量為礦井工業(yè)儲量減去設(shè)計計算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護煤柱等永久煤柱損失量。而在該井田范圍內(nèi)只有煤田境界煤柱和斷層煤柱。可暫時按工業(yè)儲量的5％－7％計入，本設(shè)計取5％，故：＝－P式中： Z——礦井設(shè)計儲量；Z——礦井工業(yè)儲量；P ——永久煤柱損失量，可暫按工業(yè)儲量的5％－7％計入，本設(shè)計取5％；由此：礦井設(shè)計儲量Z＝17457（1－5％）＝ 礦井設(shè)計可采儲量礦井設(shè)計可采儲量為礦井設(shè)計儲量減去工業(yè)場地保護煤柱、礦井井下主要巷道及上下山保護煤柱后乘以采區(qū)回采率所得到的儲量。各種主要巷道的保護煤柱及可采儲量見表2－2－3；礦井工業(yè)廣場地保護煤柱留設(shè)見圖2－2－1；工業(yè)廣場保護煤柱設(shè)計計算參數(shù)見表2－2－4。工業(yè)場地指標計算，其工業(yè)廣場面積為180. 910000=162000平方米，松散層移動角Φ=45176。， 基巖移動角γ=75176。，β=69176。，δ=72176。煤層傾角平均約在α=4176。由垂直斷面法求得3。 3煤層保護煤柱的計算方法見圖221（垂直斷面法計算圖）。表2－2－3 礦井可采儲量匯總表開采水平煤層名稱工業(yè)儲量(A+B+C)(萬噸)礦井設(shè)計儲量（萬噸）礦井可采儲量（萬噸）永久性煤柱損失設(shè)計儲量設(shè)計煤柱損失可采儲量斷層境界工業(yè)廣場井下巷道其他Ⅰ31745717089948200表2－2－4 工業(yè)廣場保護煤柱設(shè)計參數(shù)表煤層傾角煤厚（m）Φ（176。）γ（176。）β（176。）δ（176。）埋深（m）3~5 6457269722973 礦井生產(chǎn)能力、服務(wù)年限及工作制度 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 確定依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、外部條件、回采對煤炭資源配置及市場需求、開采條件、技術(shù)裝備、煤層及采煤工作面生產(chǎn)能力、經(jīng)濟效益等因素，經(jīng)多方案比較后確定。礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定：（1） 資源情況：煤田地質(zhì)條件簡單，儲量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大。（2） 開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市）、交通（鐵路、公路、水運）、用戶、供電、供水、建筑材料及勞動力來源等。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強度和礦區(qū)規(guī)模；否則應(yīng)縮小規(guī)模。（3） 國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤種、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)能力金石一礦井田儲量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，斷層褶曲少，傾角小，厚度變化不大，開采條件較簡單，技術(shù)裝備先進，經(jīng)濟效益好，煤質(zhì)為優(yōu)質(zhì)無煙煤，交通運輸便利，市場需求量大，宜建大型礦井。 礦井服務(wù)年限初步設(shè)定該礦井設(shè)計年產(chǎn)量為180Mt/a，根據(jù)公式：式中：T——礦井服務(wù)年限，年； Z——礦井可采儲量，萬噸；　 A——礦井生產(chǎn)能力，萬噸/年；　　　K——儲量備用系數(shù)，K=～。由此驗算服務(wù)年限如下：=50年符合要求。圖2－2－1 工業(yè)廣場保護煤柱計算圖 井型校核按礦井的實際煤層開發(fā)能力、輔助生產(chǎn)能力、儲量條件及安全條件因素對井型進行校核：（1） 煤層開發(fā)能力。，為特厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大。根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個放頂煤工作面保產(chǎn)。（2） 輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核。礦井設(shè)計為特大型礦井，開拓方式為雙立井單水平開拓，主立井采用箕斗提升，副立井采用罐籠提升和下放材料，運煤能力和大型設(shè)備的下放可以達到設(shè)計井型的要求。工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)順槽膠帶輸送機到大巷膠帶輸送機運到井底煤倉，再經(jīng)主立井箕斗提升到地面，運輸能力大，自動化程度高。副井運輸采用罐籠提升、下放物料，能滿足大型設(shè)備的下放與提升。主運輸大巷采用膠帶運輸機運輸，輔助運輸大巷采用無軌膠輪車運輸，運輸能力大，調(diào)度方便靈活。（3） 通風(fēng)安全條件的校核。礦井煤塵無爆炸危險性，瓦斯涌出量小，屬低瓦斯礦井，但為了防止可能出現(xiàn)的瓦斯局部突出，采取預(yù)抽瓦斯措施。礦井采用中央并列式通風(fēng)，輔助運輸大巷做進風(fēng)用，主運輸大巷做回風(fēng)用，可以滿足通風(fēng)需要。（4） 礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力與整個礦井的工業(yè)儲量相適應(yīng)，保證有足夠的服務(wù)年限，滿足《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》要求。 礦井工作制度根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，確定礦井設(shè)計年工作日為330d，工作制度采用“四六制”，每天四班作業(yè)，三班生產(chǎn)，一班準備，每班生產(chǎn)6h。礦井每晝夜凈提升時間為16h。 新建礦井設(shè)計服務(wù)年限 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力(Mt／a)礦井設(shè)計服務(wù)年限(a)第一開采水平設(shè)計服務(wù)年限(a)煤層傾角＜25176。煤層傾角25176。～45176。煤層傾角＞45176。6．0及以上70353．0～5．060301．2～2．4502520150．45～0．9402015 15 作業(yè)循環(huán)圖表4 井田開拓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入煤體，簡歷礦井提升、運輸、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行技術(shù)經(jīng)濟比較才能確定。井田開拓主要研究如何不知開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認真研究：（1） 確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理學(xué)則井筒及工業(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：（7） 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)。（8） 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)。（9） 合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。（10） 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)、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。（11） 要適合當前國家的技術(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)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件。（12） 根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其他有益礦物的綜合開采。 概述 地質(zhì)構(gòu)造金石井田位于太行山隆起帶與山前大斷層之間的過渡地帶，即武安斷陷的北部。為一不完整的、被NNE向斷層切割的NNE向金石向斜向斜稱為金石向斜。該向斜寬緩開闊，略顯波狀起伏，向斜形態(tài)較清晰完整。在第12勘探線以南，發(fā)育一軸向NWW向的向斜，與NWW向欒卸向斜相復(fù)合的構(gòu)造。井田東部規(guī)模較大的NNE向稱為欒卸向斜。金石向斜與欒卸向斜之間還有李石崗向斜及李石崗南背斜等次級褶皺構(gòu)造。區(qū)內(nèi)大中型斷層大多分布在金石向斜東翼及欒卸向斜西南翼，井田南半部有火成巖巖床侵入，井田為單斜構(gòu)造，以斷裂構(gòu)造為主。礦井地質(zhì)構(gòu)造簡單。地層走向為34 186。，傾向向東南傾斜，傾角10186?！?5186。斷層基本為高角度正斷層，斷層面傾角一般70～80186。，以NNE及NS為主，斷層面一般不寬。北部構(gòu)造相對簡單，大中型斷層一般相互交叉或切割，落差大的切割落差小的。小構(gòu)造比較發(fā)育，走向與其鄰近的大中型斷層基本一致，但延伸不遠即消失。 煤層賦存狀況該井田含煤5～6層,煤層總厚度約15m，其中以7號煤層為礦井主采煤層。112號煤層賦存狀態(tài)極不穩(wěn)定，為局部可采煤層，故暫不可采。各煤層變質(zhì)程度較高，煤種牌號為無煙煤。 水文地質(zhì)情況井田內(nèi)含水層自下而上有奧灰強含水層，厚度大，富水性較強；大青灰?guī)r含水層厚度5~6m，為較強含水層；，為較強含水層；野青灰?guī)r含水層含水性差，一般不含水；，含水性弱到中等；上石盒子組細砂巖以上含水層厚度大于100m，雖含水性不強，但靜儲量比較大；第四系砂礫石層最厚94m，一般50~60m，富水性較強。礦井正常涌水量192m179。/h，最大211m3/h。 地形因素本井田位于太行山東麓山前丘陵地帶，武安盆地的西部，呈山前過渡平原地形特征。井田地面海拔標高在+～+。 綜述綜合上述因素：本井田不具備平硐開拓的地形條件。由于煤層埋藏深、表土層厚，不具備斜井開拓的條件。且水文地質(zhì)條件屬中等類型。故采用立井開拓。符合立井開拓的適用條件及優(yōu)點：立井開拓的適用條件一般為：（1）煤層賦存較深或沖擊層較厚。（2）適用于水文復(fù)雜，多水平開采的傾斜煤層。（3）立井開拓的適應(yīng)性很強，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件限制，技術(shù)上也比較可靠。當?shù)刭|(zhì)條件不利于平硐或斜井開拓時均采用立井開拓方式。其優(yōu)點如下：（1）能通過復(fù)雜的地質(zhì)條件，提升能力大，機械化程度高，易于自動控制；（2）井筒為圓形斷面、結(jié)構(gòu)合理、維護費用低、有效斷面大、通風(fēng)條件好、管線短、人員升降速度快。 確定井田開拓方式 確定井筒形式、位置、數(shù)目及坐標（1） 井筒形式的確定由于金石礦區(qū)表土層較淺，煤層賦存較淺，所以采用立井開拓方式。立井開拓井筒短，提升速度快，提升能力大，通風(fēng)有效斷面大，能夠滿足礦井通風(fēng)的需要。而采用斜井開拓掘進費用低，建井工期短，投產(chǎn)快，可以實現(xiàn)煤的連續(xù)運輸，具體選擇要做后續(xù)比較。（2） 井筒位置的確定選擇井筒的位置應(yīng)考慮如下原則：（1）初期開采條件有利，儲量可靠，井巷工程量省，建井工期短。（2）井田兩翼儲量大致平衡，井下運輸、通風(fēng)、開采比較有利。（3）要充分利用地形，少占地，少壓煤。（4）井口標高要高于歷年最高洪水位。（5）井筒應(yīng)盡量避免穿過流沙層、含水層、較厚的沖擊層，有煤和瓦斯突出危險的煤層。（6）井底距奧陶灰?guī)r要保持一定的安全距離。（7）井底車場及主要硐室盡量布置在較穩(wěn)定的巖層中，便于硐室的開掘和維護。對井下合理開采的井筒位置：（1）井筒沿井田走向的位置井筒沿井田走向的的有利位置以后應(yīng)在井田中央。當井田儲量呈不均勻分布時，應(yīng)在儲量分布的中央，以此形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井田，應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè)。①井筒設(shè)在井田中央（儲量分布的中央），可使沿井田走向的井下運輸工作量小，而井田偏于一翼邊界的相應(yīng)井下工作量要較前者大； ②井筒設(shè)在井田中央時，兩翼產(chǎn)量分配，風(fēng)量分配比較均勻，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)較短，通風(fēng)阻力較小。井田偏于一側(cè)時，一翼通風(fēng)距離較長，風(fēng)壓較大。當產(chǎn)量集中于一翼時，風(fēng)量成倍增加，風(fēng)壓按二次方關(guān)系增加。如要降低風(fēng)壓，就要增加巷道斷面，增加掘進工程量。③井筒設(shè)在井田中央時，兩翼分擔比較均勻，各水平兩翼開采結(jié)束的時間比較接近。如井筒偏于一側(cè)，一翼過早采完，然后產(chǎn)量集中于另一側(cè)，將使運輸，通風(fēng)過于集中，采煤掘進互相干擾，甚至影響全礦生產(chǎn)。④實際工作中，由于井田地質(zhì)條件和其他因素的影響，只要盡可能使兩翼均衡，同時可將井筒布置在靠近高級儲量地段，使初期投產(chǎn)的采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲量可靠。從而使礦井建設(shè)投產(chǎn)后有可能的儲量和較好的開采條件，以便迅速達到設(shè)計能力。（2）井筒沿煤層傾向的位置立井開拓時井筒沿煤層傾向位置的幾個原則。井筒設(shè)在井田中部，可使石門總長度最短、沿石門的運輸工作量小；井筒設(shè)在淺部時，總的石門工程量雖然稍大，但初期（第一水平）工程量較及投資較少，建井期較短；井筒設(shè)在深處的初期工程量最大，石門總長度和沿石門的運輸工作量也較大，但如煤系基底有含水特大的巖層，不允許井筒穿過時，它可以延伸井筒到深部，對開采井田深部及向下擴展有利；而在淺、中位置，井筒只能打到一、二水平，深部需用暗井或暗斜井開采，生產(chǎn)系統(tǒng)較復(fù)雜，環(huán)節(jié)較多。從保護井筒和工業(yè)場地煤柱損失看，愈靠近淺部，煤柱的尺寸愈小，愈近深部，則煤柱損失愈大。（3）對掘進與維護有利的井筒位置為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進的困難及便于維護，應(yīng)使井筒通過的巖層及表土具有較好大的水文、圍巖和地質(zhì)條件。雖然用特殊鑿井法可以在水文地質(zhì)情況復(fù)雜的條件下掘砌井筒，但所需的施工設(shè)備較多，掘進速度慢，掘進費用高。因此，井筒應(yīng)可能不通過或少通過流沙層、較厚的沖積層及較大的含水層。為便于井筒的掘進和維護，井筒不應(yīng)設(shè)在受地質(zhì)破壞比較劇烈的地帶及采動影響的地區(qū)。井筒位置還應(yīng)使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進和維護。綜上所述，在走向方向上：布置在井田儲量中央有利于礦井的兩翼開采，有利于通風(fēng)、運輸、工作面的接替，故井筒位置選在井田走向中央。在傾斜方向上：布置在井田中央可以避免布置在井田淺部時形成的過長石門開拓，也可以避免布置在井田深部所造成的工業(yè)廣場壓煤過多。故井筒位置選在井田傾向儲量中央。（3） 井筒數(shù)目的確定根據(jù)目前的技術(shù)經(jīng)濟條件，采用立井開拓時，立井的數(shù)目至少在兩個以上。同時根據(jù)本井田具體的條件，兩個立井可以滿足井田運輸?shù)囊螅诒镜V井設(shè)計中，將西南部邊界風(fēng)井和主、副井作為礦井的初期工程。因此，本礦井設(shè)計為三個井筒即：主井、副井和回風(fēng)立井。井筒特征見表。 工業(yè)場地的