【文章內容簡介】 份8%時，177。%，屬難選等級；洗煤灰份10%時，177。%，屬較難選等級；洗煤灰份12%時，177。%，屬中等可選等級。 煤層開采技術條件煤層頂?shù)装迩闆r井田內可采煤層9煤層頂、底板為砂質泥巖、泥巖及中細粒砂巖等泥質及砂質巖類，屬軟～中等堅硬、易跨落類頂板，頂?shù)捉缑孑^平整，裂隙不發(fā)育，僅局部凹凸不平，頂?shù)装鍨棰騟。15煤層老頂為K2石灰?guī)r整體強度高，變形特征接近于彈性各向同性體，屬堅硬巖石；其底板為砂質泥巖，有一定強度，底鼓現(xiàn)象不大，頂?shù)装鍡l件為Ⅰe～Ⅱe。瓦斯該礦15煤層，據(jù)該礦近期測定資料，4，；8 m3/min， m3/t；9 m3/min，；15 m3/min ， m3/t，屬低瓦斯礦井。煤塵爆炸及煤的自燃1991年12月山西省煤炭工業(yè)廳綜合測試中心在該礦采取15煤層煤塵爆炸性試驗樣，做了煤塵爆炸性測試，其測試資料匯集如下表12。表12煤層爆炸性試驗結果表煤層煤塵爆炸性指數(shù)（%）火焰長度（%）加巖粉量（%）有無爆炸性91555有151540有從表12可看出，該礦15煤層煤塵具爆炸性危險。自該礦測試15煤層以來，無論井下巷道還是地面堆煤尚未發(fā)生過煤的自燃現(xiàn)象，鄰區(qū)煤礦據(jù)調查曾發(fā)生過煤層著火燃燒現(xiàn)象，故應注意煤的自燃，做好防滅火準備。放射性及其它有害氣體經(jīng)各勘探階段，對鉆孔測井及大量的煤、巖樣品測試，均未發(fā)現(xiàn)有放射性異常和大量有害氣體。地溫和地壓據(jù)該礦井下調查，未發(fā)現(xiàn)地溫、地壓異?，F(xiàn)象，應屬地溫、地壓正常區(qū)。2 井田境界和儲量整個東坪煤礦井田境界有拐點21個，詳細經(jīng)緯坐標見表21。表21 礦區(qū)范圍拐點坐標一覽表點號緯距X經(jīng)距Y點號緯距X經(jīng)距YZ1.00Z2Z3Z4 .00Z5Z6Z7 .20Z8Z9Z10 .00Z11Z12 .00Z13Z14Z15Z16Z17Z18 .00Z19 .00Z20 .00Z21 .00該礦東北接南灣煤礦井田，東為上、下烏沙及路家村煤礦井田，南鄰寨溝、南莊、北婁煤礦井田，西與上、下南莊、小橫溝、南關煤礦接壤。 儲量計算基礎（1）根據(jù)本礦的井田地質勘探報告提供的煤層儲量計算圖計算；（2）根據(jù)《煤炭資源地質勘探規(guī)范》和《煤炭工業(yè)技術政策》規(guī)定：，原煤灰分≤40%；（3）依據(jù)國務院過函（1998）5號文《關于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關問題的批復》內容要求：禁止新建煤層含硫份大于3%的礦井。硫份大于3%的煤層儲量列入平衡表外的儲量；（4）儲量計算厚度：，與煤分層合并計算，復雜結構煤層的夾石總厚度不超過每分層厚度的50%時，以各煤分層總厚度作為儲量計算厚度；（5）井田內主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產狀平緩，勘探工程分布比較均勻，采用地質塊段的算術平均法。工業(yè)儲量是指在井田范圍內，經(jīng)過地質勘探厚度與質量均合乎開采要求，目前可供開采利用的列入平衡表內的儲量。礦井的地質資源量=探明的資源量331+控制的資源量332+推斷的資源量333；探明的資源量331=經(jīng)濟的基礎儲量111b+邊際經(jīng)濟的基礎儲量2M11+次邊際經(jīng)濟的資源量2S11；探明的資源量332=經(jīng)濟的基礎儲量122b+邊際經(jīng)濟的基礎儲量2M22+次邊際經(jīng)濟的資源量2S22；礦井工業(yè)儲量=111b+122b+2M11+2M22+333k。 井田勘探程度該井田處于沁水煤田陽泉礦區(qū)西北部，基礎地質工作開展較早，并進行過較詳細的勘探工作，地質研究程度較高。井田內的地質構造形態(tài)主要褶曲和斷層以及煤層賦存條件已查清；井田水文地質條件已基本查明，所提資料基本滿足設計要求。 礦井工業(yè)儲量計算由地質勘探知，井田內可采煤層共4層，為山西組的4煤層及太原組的15煤層。但是4煤層和8煤層屬于薄煤層，9煤層為不完全發(fā)育煤層，且8和9煤層均為局部可采煤層。15煤層為全井田發(fā)育、全部可采之穩(wěn)定煤層，因此本設計主要是對15煤層進行設計。由于15煤層產狀、厚度、煤質比較穩(wěn)定，傾角變化比較小，本次儲量計算采用地質塊段法，即以塊段面積乘以塊段平均煤厚和煤層容重，即得該塊段的儲量。根據(jù)地質勘探情況，將礦體劃分為A、B、C、D四個塊段，如圖21所示，在各塊段范圍內，用算術平均法求得每個塊段的儲量，煤層總儲量即為各塊段儲量之和。圖21東坪煤礦儲量計算塊段劃分圖 km2，； km2，； km2，； km2，；根據(jù)地質勘探報告，15。礦井工業(yè)儲量利用下式計算： （21）式中：—— 礦井工業(yè)儲量，Mt；—— 各塊段煤層平均厚度，m；—— 煤層容重，t/m3；—— 各塊段水平面積，km2；—— 各塊段煤層的傾角, 176。；把各塊段的數(shù)值帶入式21得：MtMtMtMt則礦井工業(yè)儲量：Mt其中111b+2M11大約占60%，122b+2M22大約占30%，333k大約占10%。 礦井設計儲量礦井設計儲量為礦井工業(yè)儲量減去計算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建（構）筑物煤柱等永久煤柱損失量的儲量。 永久煤柱損失量（1）井田境界煤柱可按下列公式計算： （22）式中：——邊界煤柱損失量，t；——邊界長度，m；——邊界寬度，斷層邊界50 m，人為邊界20 m；——煤的容重，；——煤層平均厚度，m；由于井田的邊界無斷層，故無須留斷層邊界煤柱。井田的人為邊界煤柱損失量為：萬t（2）斷層煤柱井田內只有一條落差為0～15m的斷層，即泥河村斷層，傾角為25～30176。由于礦井涌水量小，瓦斯涌出量低，因此斷層保護煤柱按30m留設，即斷層兩側各留30m的保護煤柱。斷層保護煤柱損失量為：萬t（3）防水煤柱的留設由于煤層頂?shù)装鍫顟B(tài)較好，致密性較好，井田范圍內又無較大水系，區(qū)內地表水體一般不與其下各含水層發(fā)生水力聯(lián)系，并且各含水層之間均有一定厚度的隔水巖層。含水層水位各不相同，說明其無水力聯(lián)系。因此，無需留設防水煤柱。井田保護煤柱損失量見表22。表22保護煤柱損失量煤柱類型損失量（萬t）井田邊界保護煤柱斷層及防水保護煤柱合 計綜合以上計算，井田保護煤柱損失量： 礦井設計儲量礦井設計儲量按下式計算： （23）式中：——礦井設計儲量，Mt；——礦井工業(yè)儲量，Mt；——煤柱損失量，Mt；礦井設計儲量：Mt 礦井可采儲量礦井設可采儲量為礦井設計儲量減去工業(yè)場地和主要井巷煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率后得到的儲量。 工業(yè)廣場保護煤柱煤量工業(yè)廣場的占地面積，根據(jù)《煤礦設計規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第十五條，工業(yè)場地占地面積指標見表23。表23工業(yè)廣場占地面積指標表井型（Mt/a）占地面積指標（ha/）～～～，因此由表23可以確定本設計礦井的工業(yè)廣場面積為：，故設計工業(yè)廣場的尺寸為m的矩形，面積為m2。工業(yè)廣場位置處的煤層的平均傾角為11176。，工業(yè)廣場的中心處在井田儲量中央，傾向中央偏于煤層中上部，該處表土層厚度為30m，中心埋深110m，地面標高約為+956m。主斜井、副斜井、中央斜風井以及地面建筑物均在工業(yè)廣場內?！督ㄖ?、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程》第14條和第17條規(guī)定工業(yè)廣場屬于Ⅱ級保護，需要留15m寬的圍護帶。本礦井的地質條件及沖積層和基巖移動角見表24。表24 地質條件、沖積層及巖層移動角廣場中心深度/m煤層傾角/176。煤層厚度/m風積沙層厚度/m/176。δ/176。γ/176。β/176。110113045727263工業(yè)廣場壓煤計算示意圖如圖22所示。工業(yè)廣場壓煤可以按下式計算： （24） 式中：——工業(yè)廣場壓煤量，t； ——工業(yè)廣場壓煤水平面積， m2； ——煤的容重， t/m3； ——煤層平均厚度，m。根據(jù)以上條件和方法，可以計算出，工業(yè)廣場的保護煤柱損失量為：Mt 主要井巷保護煤柱煤量由于礦井設計開采結束時要對大巷煤柱進行回收，因此大巷保護煤柱不計入永久煤柱損失量。 礦井可采儲量礦井的可采儲量按下式計算： （25）式中：——礦井可采儲量，Mt；—— 礦井設計儲量，Mt；——工業(yè)廣場及主要井巷煤柱煤量，Mt；——采區(qū)回采率，；；。設計開采的15煤層屬于厚煤層。 Mt Mtφ——表土層移動角β——基巖上山移動角λ——基巖下山移動角δ——基巖走向移動角 圖22工業(yè)廣場壓煤計算示意圖3 礦井工作制度、設計生產能力及服務年限 礦井工作制度根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》，礦井設計宜按年工作日330d計算，每天凈提升時間宜為16h。礦井工作制度采用“三八制”作業(yè)，兩班生產，一班檢修。 礦井設計生產能力及服務年限 確定依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》：礦井設計生產能力應根據(jù)資源條件、開采條件、技術裝備、經(jīng)濟效益及國家對煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。（1）資源情況：煤田地質條件簡單，儲量豐富，應加大礦區(qū)規(guī)模，建設大型礦井。煤田地質條件復雜，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，應加大開發(fā)強度和礦區(qū)規(guī)模，否則應縮小規(guī)模；（3）國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質、產量等）的預測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(jù)；（4）投資效果：投資少、工期短、生產成本低、效率高、投資回收期短的應加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。 礦井設計生產能力本礦井井田范圍內煤層賦存簡單，地質條件較好，煤層平均傾角1～12176。，局部傾角最大的地方為23176。，屬近緩傾斜煤層。全國煤炭市場需求量大，經(jīng)濟效益好。結合本礦區(qū)的煤炭儲量。 礦井服務年限礦井可采儲量、設計生產能力和礦井服務年限三者之間的關系為： （31）式中： —— 礦井服務年限，a； —— 礦井可采儲量，； —— 設計生產能力，； —— 礦井儲量備用系數(shù)。礦井投產后，產量迅速提高，礦井各生產環(huán)節(jié)需要有一定的儲備能力。例如局部地質條件變化，使儲量減少；或者礦井由于技術原因，使采出率降低，從而減少了儲量。因此，需要考慮儲量備用系數(shù)?！睹禾抗I(yè)礦井設計規(guī)范》：計算礦井及第一開采水平設計服務年限時，～。結合本設計礦井的具體情況。把數(shù)據(jù)代入公式31得礦井服務年限：本礦井設計只有一個水平，因此。 井型校核按礦井的實際煤層開采能力，運輸能力，儲量條件及安全條件因素對井型進行校核：（1）煤層開采能力的校核井田內15煤層為首采煤層，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化較小。煤層傾角平均1～12176。，地質條件簡單，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來滿足生產能力要求。（2）運輸能力的校核本礦井設計為中型礦井，開拓方式為雙斜井單水平開拓，主斜井采用帶式輸送機運煤，副斜井采用雙鉤串車運輸，運煤能力和大型設備的下放可以達到設計井型的要求。工作面生產的原煤經(jīng)分帶斜巷里的膠帶輸送機運到帶區(qū)或采區(qū)煤倉，由大巷內的膠帶輸送機運至井底煤倉，再經(jīng)主斜井膠帶輸送機輸送至地面，運輸連續(xù)，運輸能力大，自動化程度高。副井運輸采用雙鉤串車提升、下放物料，能滿足大型設備的運輸。井下輔助運輸采用礦車運輸，運輸能力能滿足礦井要求，技術成熟，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。（3）通風安全條件的校核礦井瓦斯涌出量小，屬于低瓦斯礦井，礦井煤塵爆炸危險性不大，但是煤層有自然傾向性，自燃發(fā)火期為6~12個月，因自燃發(fā)火期很長，所以不需要采取特殊防范措施?？紤]到本井田走向長度和傾向長度平均都不大于5km，范圍較小，因此礦井采用中央并列式通風，在井田中央的工業(yè)廣場設置一個中央斜風井，可以滿足通風要求。（4）儲量條件的校核根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》：礦井的設計生產能力與服務年限相適應，才能獲得好的技術經(jīng)濟效益。井型和服務年限的對應要求見表31。表31 我國各類井型的礦井和第一水平設計服務年限礦井設計生產能力礦井設計服務年限第一開采水平服務年限煤層傾角25176。煤層傾角25176?！?5176。煤層傾角45176。600及以上7040——300～5006035——120～2405030252045～90402520159～30各省自定由上表可知：煤層傾角低于25176。，～ Mt/a時，礦井設計服務年限不宜小于40a，第一開采水平設計服務年限不宜小于25a。本設計中，煤層傾角低于25176。，，符合《規(guī)范》的規(guī)定。4 井田開拓井田開拓是為整個礦井和各個水平開采進行的總體性的