【文章內容簡介】 示地質可靠程度：1=探明的，2=控制的，3=推斷的。4=預測的，b=未扣除設計、采礦損失的可采儲量。礦井工業(yè)儲量按下式計算：礦井工業(yè)儲量＝111b﹢122b﹢2m11﹢2m22﹢333k 式中 k—可信度系數，取 ～。地質構造簡單、煤層賦存穩(wěn)定的礦井 k 值取 ；地質構造復雜、煤層賦存不穩(wěn)定的礦井，k 值取 。礦井設計儲量：礦井工業(yè)儲量減去設計計算的斷層煤柱、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量，稱為礦井設計儲量。礦井設計可采儲量：礦井設計儲量減去工業(yè)場地和主要井巷煤柱后乘以采區(qū)回采率，為礦井設計可采儲量?！睹禾抗I(yè)礦井設計規(guī)范》以礦井回采率的規(guī)定如下：（1） 、厚煤層不應小于 75%；（2） 、中厚煤層不應小于 80%；（3） 、薄煤層不應小于 85%。根據一般規(guī)定：儲量計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，在平面投影圖上計算儲量，當傾角大于600時，應用立面投影圖或立面展開圖計算儲量。煤層傾角不大于 150時，可用煤層的偽厚度和水平投影面積計算儲量，當傾角大于 150時，必須以煤層的真厚度和斜面積計算儲量。 井田內地質儲量、工業(yè)儲量本設計采用煤層底板等高線法計算煤層儲量，此法適用于煤層厚度穩(wěn)定，煤層產狀校穩(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。10根據煤層厚度及容重，即可求出塊段的儲量。此法的優(yōu)點是能夠真實反映煤層的自然形態(tài)，可以算出不同水平的儲量。地質儲量：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量見表 25。表 25 各煤層面積和儲量整個井田內的地質儲量總計為： 萬 t據上所述，本井田煤層地質簡單，賦存穩(wěn)定，所以可信度系數 k 取 時，礦井工業(yè)儲量為： 萬噸，估計本井田的永久煤柱占工業(yè)儲量的 8%，可以求得本井田的設計儲量為：萬 t，考慮到本井田內地質條件比較好一號大槽、二號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計可采儲量為 萬 t，見表 26。表 26 礦井地質儲量匯總表 單位（萬 t）煤層 地質儲量 工業(yè)儲量 永久煤柱 設計儲量 回采率 可采儲量一號大槽 86% 二號大槽 86% 四頁槽 85% 合計 各種煤柱的尺寸和計算方法 安全煤柱的計算規(guī)則地面建筑物和主要井巷安全煤柱的界線由巖層移動面和煤層相交的線決定。沿受護地面建筑物和主要井巷的邊線留出圍護帶，由圍護帶起按 β，γ 及 δ 諸角的值作出巖層移動面。如按 γ 角所作的巖層移動面與煤層相交的線低于安全深度時，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，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) 儲量(萬 t)一號大槽 二號大槽 四頁槽 總計 —— —— 11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總的安全煤柱。 2） 、如井筒深度及地面建筑物下煤層的蘊藏深度大于采掘安全深度時，此時則不分緩傾斜，傾斜及急傾斜煤層，均應留設井筒安全煤柱。而對工業(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，對工業(yè)企業(yè)鐵路線路可不留煤柱，采用長壁陷落采煤法進行開采。當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，對路網 III 級鐵路線路可不留煤柱，采用長壁陷落采煤法進行開采。當受護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。 煤柱損失計算采區(qū)煤柱包括大巷，上山和區(qū)段巷道的保護煤柱，采區(qū)邊界煤柱及采區(qū)內較大斷層的煤柱。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度有關。煤體本身強度愈大，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 兩巷之間 巷道一側 兩巷之間水平大巷 20～30 25～50主要回風巷 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，含水斷層一側留 30～50m；落差大，斷層一側留 10～15m；采區(qū)內落差小的斷層通常不留煤柱。開拓設計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 根據防水要求參照決定火成巖體邊界線 參照變質區(qū)范圍斷層作兩礦井境界 斷層兩側各留 30 指不含承壓水斷層露頭線 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 20～5012沿煤層兩條大巷之間 30～80沿煤層回風大巷兩側 20～30沿煤層兩條回風大巷之間 20～40兩條采區(qū)上山或下山之間 20～25根據《煤炭工業(yè)礦井設計手冊》 ，采區(qū)的回采率，應符合下列規(guī)定：厚煤層回采率不應小于 75%；中厚煤層的回采率不應小于 80%；又考慮到本井田內地質條件比較好，所以本設計采區(qū)回采率一號大槽、二號大槽煤取 86%，四頁槽煤取 85%。13第三章 礦井設計生產能力及服務年限 礦井工作制度設計年工作日、工作班數、每天凈提升小時數見表 31。表 31 礦井工作制度年工作日數（天） 班/日 凈提升小時/日330 4 16 礦井設計生產能力及服務年限根據《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》中礦井設計生產能力主要類型（表 32）和新建礦井設計服務年限（表 33）表 32 礦井設計生產能力主要類型分類 年 產 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，不應出現介于兩種生產能力的中間類型。表 33 礦井及第一水平設計服務年限第一開采水平設計服務年限（a）礦井設計生產能力（萬噸/年）礦井設計服務年（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 確定礦井的生產能力和服務年限方案 當礦井生產能力 A 一定時，根據以下公式可計算出礦井的設計服務年限 T：T=Z/(AK) 式中： T——計算服務年限，年；Z——礦井可采儲量，萬噸；A——礦井設計生產能力，萬噸；K——礦井儲量備用系數，取 K=。下面根據上公式進行服務年限方案試算，其中第二章中計算得 Z= 萬噸：試算結果如下：14方案(1) A=60 萬噸時， T=188 年；方案(2) A=90 萬噸時， T=125 年；方案(3) A=120 萬噸時，T=89 年；方案(4) A=150 萬噸時，T=75 年；方案(5) A=180 萬噸時，T=62 年； 方案(6) A=240 萬噸時，T=47 年；(不符合《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》要求，故不宜采用)則預提的方案見表 34 。 表 34 井型確定的方案總可采儲量萬 t) 方 案 生產能力(萬 t) 服務年限（年） 設計規(guī)范 (年)（1） 60 188 50（2） 90 125 50（3） 120 89 60（4） 150 75 60（5） 180 62 60 萬噸（6） 240 47 60因礦區(qū)地質條件好，能發(fā)揮出機械的優(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，根據高產高效的原則，暫時確定選用方案(2)(3)和方案(4)。下面根據《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》中礦井設計生產能力第一水平服務年限規(guī)范(表 33),進一步驗證. 生產能力與服務年限的方案比較礦井生產能力應與其儲量相適應，以保證有足夠的礦井和水平服務年限，依據文獻《煤礦礦井采礦設計手冊》礦井設計生產能力，宜以一個開采水平保證，且礦井及第一水平的設計服務年限，不應小于表 35 的規(guī)定。表 35 礦井及第一水平設計服務年限第一開采水平設計服務年限（a）礦井設計生產能力（萬t/a）礦井設計服務年（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依據第上節(jié)所選定的方案，生產能力定為 90 萬噸、120 萬噸、150 萬噸.根據以下公式和第一水平保證服務年限以及對應的階段垂高來驗證方案(2)和方案(3)，計算結果統(tǒng)計于表 36。Z1=T1AK15式中：　　Z 1——第一水平最小保證儲量； T1——第一水平服務年限。A——井型； 　K——煤礦儲量備用系數，取 K=。表 36 礦井服務年限方案對比表方案 年產量(萬 t) 第一水平儲量(萬 t) 第一水平服務年限 設計規(guī)范 (年)方案(2) 90 42 25方案(3) 120 31 30方案(4) 150 25 30根據設計規(guī)范，礦井服務年限要大于 60 年，第一水平設計服務年限要大于 30 年，再綜合經濟和礦井開拓等各方面的因素，則礦井生產能力為 120 萬 t/a 符合設計要求。所以：礦井設計生產能力為 120 萬 t，為選定的合理井型，該礦井的服務年限為 89a。礦井設計生產能力應取 120 萬 t/年，所以本礦為大型礦井。按年工作日為 330 天，可知本礦的日生產能力為：196。=A/300 =3636t所確定的結果符合《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》要求。 階段垂高與水平劃分的關系根據《煤礦礦井采礦設計手冊》 ，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《急傾斜煤層開采》 ，在解放后，由于生產技術的提高，急傾斜煤層的階段垂高在很多礦井設計中也有了很大的提高，有的達到 200，230 以及 250 米的垂高，甚至有礦井的垂高達到了300 米，而且效果比較好。《煤礦礦井采礦設計手冊》規(guī)定，為使每個開采水平有足夠的儲量保證服務年限.根據設計服務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水平。具體一水平的階段垂高和服務年限如表 38 所示。表 38 一水平的階段垂高和服務年限井型 水平 垂高（m） 保有儲量 服務年限120 萬噸 一水平 300 31所確定的結果符合《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》要求，所以設計是比較合理的。16第四章 井田開拓方式 井田地質 井田地形、構造、水文地質對其開拓的影響。該井田南北平均長約 公里，東西約 公里，面積約為 帶，井田的范圍內的地表高差+150～+800 之間，井田北部地勢平坦,南部為高山區(qū),煤層露頭位于標高+500 以上處,本設計從+450 水平開始到400 水平,其地質剖面圖如下：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),煤層露頭位于標高+500 以上(示意圖如上)，因此適應平峒開拓，同時也可參考立井、暗立井、暗斜井多種方式聯合開拓。本井田內無大的水系且位于背斜構造的一翼，為單一背斜，其煤層平均傾角為 18 度。因此在考慮開拓時，應考慮平硐或聯合開拓。17 工業(yè)廣場的確定工業(yè)廣場的占地面積應不大