【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 參數(shù)的確定 （1）、煤層厚度 (a)、見煤點(diǎn)厚度利用：礦區(qū)內(nèi)煤層傾角一般小于15176。，故參加資源儲(chǔ)量估算的見煤點(diǎn)為鉆孔見煤點(diǎn)、井巷工程見煤點(diǎn)，各煤厚均為純煤真厚。鉆孔見煤點(diǎn)為鉆探、測(cè)井綜合質(zhì)量達(dá)可級(jí)以上的見煤點(diǎn)，井巷工程見煤點(diǎn)為實(shí)測(cè)煤厚點(diǎn)。 （b）煤層夾矸處理：，可與煤層合并計(jì)算采用厚度，參加儲(chǔ)量估算，但并入夾矸以后煤層總灰分不大于40%；，且煤分層厚度均等于或大于夾矸厚度時(shí)，將上下煤分層厚度相加，作為采用厚度，參加儲(chǔ)量估算。 （c）塊段平均煤厚：為塊段內(nèi)及附近所有見煤點(diǎn)純煤真厚的算術(shù)平均值。 塊段平面積塊段平面積是利用AutoCAD軟件，在煤層底板等高線圖上讀取面積數(shù)據(jù)，面積數(shù)據(jù)乘以面積系數(shù)25即為換算后實(shí)際代表的塊段平面積。該方法求得的面積數(shù)據(jù)精確，速度快捷。 煤層傾角采用作圖法確定。即：在煤層底板等高線圖上，沿煤層傾向量取相鄰等高線之間的水平距離，高差與其間的水平距離的比值為煤層坡度，然后利用反正切函數(shù)求得煤層傾角。不同部位煤層傾角的算術(shù)平均值即為塊段煤層傾角。 視密度以本礦1997年7月平頂山煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司地質(zhì)測(cè)量處編制的《平頂山礦區(qū)十一礦井田補(bǔ)充勘探暨礦井地質(zhì)報(bào)告》、2002年10月15日平頂山天安煤業(yè)股份有限公司編制的《河南省平頂山煤田天安十一礦資源儲(chǔ)量復(fù)核報(bào)告》提供資料，各煤層視密度見表21。表21 各煤層視密度一覽表煤層編號(hào) 視密度（t/m3）二2煤 二1煤 各塊段的儲(chǔ)量可按下式計(jì)算： 　　　= ( 21 ) 式中 Zi——各塊段儲(chǔ)量，萬t； Si——各塊段的煤層面積，m178。； Mi——各塊段煤層的厚度，m； γi ——各塊段煤的容重，179。計(jì)算。 具體計(jì)算情況見表 22所示。表22 二1煤層儲(chǔ)量計(jì)算表塊號(hào) 傾角α（176。） 平面面積（m178。） 煤層面積（m178。) 煤厚（m） 容重（t/m179。） 儲(chǔ)量（Mt）1 10 2 12 3 11 4 10 5 15 6 12 7 11 8 15 9 6 10 6 11 5 12 5 13 9 14 8 15 5 合計(jì) ， ，則二1煤工業(yè)儲(chǔ)量為： 礦井可采儲(chǔ)量 安全煤柱留設(shè)原則 （1）工業(yè)場(chǎng)地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱。 （2）各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用巖層移動(dòng)角確定工業(yè)場(chǎng)地煤柱。由于煤層為近水平煤層，故走向與上下山巖層移動(dòng)角大致相等，取值：走向巖層移動(dòng)角δ=75176。，上山移動(dòng)角γ=70176。，下山移動(dòng)角β=75176。，表土層移動(dòng)角φ=45176。 （3）圍護(hù)帶寬度是根據(jù)礦區(qū)建筑物的保護(hù)等級(jí)劃定的。風(fēng)井屬Ⅰ級(jí)保護(hù)建筑物，故風(fēng)井場(chǎng)地留設(shè)20 m寬的圍護(hù)帶；工業(yè)廣場(chǎng)屬Ⅱ級(jí)保護(hù)建（構(gòu)）筑物，留設(shè)15 m寬圍護(hù)帶。 （4）井田邊界煤柱寬度為50 m。 （5）工業(yè)廣場(chǎng)占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第十五條，工業(yè)廣場(chǎng)占地面積指標(biāo)見表 23。表 22 工業(yè)廣場(chǎng)占地面積指標(biāo) 井型（萬t/a） 占地面積指標(biāo)（公頃/10 萬t） 240 及以上 120～180 45～90 9～30 礦井保護(hù)煤柱損失量 井田邊界保護(hù)煤柱 　　　井田邊界保護(hù)煤柱留設(shè)50 m 寬，則井田邊界保護(hù)煤柱損失量為1053萬t。 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 ，取工業(yè)廣場(chǎng)尺寸為400 m300 m的長(zhǎng)方形。工業(yè)廣場(chǎng)所在位置煤層傾角為11176。，其中心處煤層埋藏深度為500m， 該處表土層厚度為24m，主井、副井、風(fēng)井及地表建筑物均布置在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。工業(yè)廣場(chǎng)按Ⅱ級(jí)保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為15 m。本礦井的地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動(dòng)角見表 23。 表 23 巖層移動(dòng)角 廣場(chǎng)中心煤層埋深/(m) 煤層傾角/(176。) 煤層厚度/(m) 沖積層厚度/(m) φ/(176。) δ/(176。) γ/(176。) β/(176。) 340 11 24 45 75 70 75 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱作法示意見圖 23。 圖 23 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱示意圖 據(jù)此可由開拓平面圖計(jì)算出工業(yè)廣場(chǎng)壓煤平面面積為141900m178。，其實(shí)際壓煤量為： P＝141900/cos11176。 =。 井筒保護(hù)煤柱 除工業(yè)廣場(chǎng)中的井筒外，后期在井田兩翼有兩個(gè)回風(fēng)井，即東、西回風(fēng)井，其壓煤量為： P＝(181860 + 68443) = 萬t。 由于斜井長(zhǎng)度較長(zhǎng)，故工業(yè)廣場(chǎng)煤柱不足以保護(hù)斜井全長(zhǎng)，故其額外增加的保護(hù)煤柱壓煤量為： P＝60197 ＝。 則井筒保護(hù)煤柱壓煤量為：+＝287萬t。 大巷保護(hù)煤柱 礦井設(shè)計(jì)布置二條大巷，大巷保護(hù)煤柱寬度為147m，長(zhǎng)度總計(jì)為3500m， 則其總壓煤量為： P＝147 3500＝。 則礦井的保護(hù)煤柱損失量為： P＝++287+＝。 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量是從礦井工業(yè)儲(chǔ)量中減去礦井永久保護(hù)煤柱損失量P1 之后的儲(chǔ)量?？砂聪率接?jì)算： =式中 ——礦井可采儲(chǔ)量，萬t； ——保護(hù)井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設(shè)的永久保護(hù)煤柱損失量，Mt。 則礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量==。 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的可以采出的煤量，是從礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量中減去工業(yè)場(chǎng)地、井筒、井下主要巷道等保護(hù)煤柱煤量后得出的儲(chǔ)量。可按下式計(jì)算： 式中 Zk——礦井可采儲(chǔ)量，萬t； P2——工業(yè)場(chǎng)地和主要井巷煤柱損失量之和，萬t； C——采區(qū)采出率。 關(guān)于采出率C 有如下規(guī)定：；； ；。 則礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為： Zk =()=＝ 3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，確定設(shè)計(jì)礦井年工作日為330天，工作制度采用“三八制”。每天三班作業(yè)，每班工作8 小時(shí)，其中兩班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備。礦井每晝夜凈提升時(shí)間為16 h。 礦井設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范》 條規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國家對(duì)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。 礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定： 資源情況：煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。 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(yùn)），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來源等。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模；否則應(yīng)縮小規(guī)模。 國家需求：對(duì)國家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測(cè)是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)。 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(jì)生產(chǎn)能力 平頂山天安煤業(yè)十一礦井田儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，開采條件較簡(jiǎn)單，技術(shù)裝備先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益好，交通運(yùn)輸便利，市場(chǎng)需求量大，宜建設(shè)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)。 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量Zk、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A 礦井服務(wù)年限T 三者之間的關(guān)系為： 式中 T——礦井服務(wù)年限，a； Zk——礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，萬t； A——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬t； K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)。 則礦井服務(wù)年限為： T=17040/(150)= 64a 符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》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(chǔ)量條件及安全條件等因素對(duì)井型進(jìn)行校核： 煤層開采能力 m，為厚煤層，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(gè)綜放工作面保產(chǎn)。 輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 　　礦井設(shè)計(jì)為大型礦井，開拓方式為雙立井二水平開拓。 主井裝備16t箕斗一對(duì)，提升能力大，能滿足提升方面的要求。大巷和石門采用強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，運(yùn)輸能力也能達(dá)到要求，機(jī)械化程度較高。輔助運(yùn)輸采用柴油機(jī)牽引齒軌卡軌車運(yùn)輸，運(yùn)輸能力很大，且車場(chǎng)簡(jiǎn)單，所以本設(shè)計(jì)中采用立井刀式井底車場(chǎng)。調(diào)車和通過能力均能滿足要求，輔助運(yùn)輸能力能滿足生產(chǎn)環(huán)節(jié)的要求。 通風(fēng)安全條件的校核 礦井煤塵無爆炸危險(xiǎn)性，屬低瓦斯礦井。礦井通風(fēng)方式為：兩翼對(duì)角式通風(fēng)，可以滿足通風(fēng)需要。 礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與整個(gè)礦井的工業(yè)儲(chǔ)量相適應(yīng)，有足夠的服務(wù)年限，滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于表 31的有關(guān)要求。 新建礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力(Mt/a) 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限(a) 第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限(a) 煤層傾角 25176。 煤層傾角 25176?！?5176。 煤層傾角 45176。 70 35 — — ～ 60 30 — — ～ 50 25 20 15 ～ 40 20 15 表 31 4 井田開拓 井田開拓的基本問題 。煤層的最大傾角為15176。,最小傾角為5176。，平均為10176。，井田主要可采煤層為二煤層。 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(duì)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(gè)問題需認(rèn)真研究。 確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場(chǎng)地的位置； 合理確定開采水平的數(shù)目和位置； 布置大巷及井底車場(chǎng)； 確定礦井開采程序，做好開采水平的接替； 進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造； 合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。依據(jù)以上所述地質(zhì)情況和結(jié)合礦井開拓的其他問題，確定該礦井開拓方式，具體分述如下： 井硐的形式、數(shù)目：本井田處平原地區(qū)，且煤層傾角小，煤層埋藏距離地表200～300m。因此井筒施工無需采用特殊施工方法。 井筒形式：一般情況下，井筒的形式有立井、斜井和平峒三種。在一般條件下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井復(fù)雜，選擇井筒形式必須從自然地質(zhì)條件，技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)條件等各方面因素綜合考慮?！　　「骶策m用條件　　　斜井：適用于井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和傾斜煤層。　　　平峒：適用于地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分的儲(chǔ)量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。 立井：煤層埋藏深、表土厚或水文情況復(fù)雜，井筒需特殊施工；開采煤層受傾角、厚度、CH水文等條件限制；多水平開采的急斜煤層；凡不適合斜井、平硐及綜合開拓方式時(shí)，均可采用立井開拓。 考慮到本井田境界較大，屬低瓦斯礦井等因素，本區(qū)沖積層由南向北逐漸加厚，介于200－300 m之間，大致分五個(gè)層段，自上而下分述為： 1．耕土～細(xì)砂層段：地表耕土層厚1－2 m，多為砂質(zhì)粘土或粉砂：其下為細(xì)砂，局部夾粘土層，含水性中等，為潛水含水層段。 2．粘土及砂質(zhì)粘土層段：沉積較穩(wěn)定，局部夾砂層透鏡體，隔水性強(qiáng)。 3．卵石～中粗砂層段：粒度分選差，局部夾粘土層透鏡體，含水性較強(qiáng)，承壓含水層段。 4．粘土～砂質(zhì)粘土層段：覆蓋于底部卵石層之上，在背斜軸附近局部直接和基巖接觸，隔水強(qiáng)。 5．底部卵礫石層段：含粗、中砂、主要分布于井筒附近及背斜北翼，背斜南翼多以粘土或粘土夾卵石與基巖直接接觸，含水性較強(qiáng)，為承壓含水層。本設(shè)計(jì)中決定采用主副兩個(gè)井筒，均為立井，主井提升煤炭，副井提升材料兼做進(jìn)風(fēng)井，根據(jù)不同開拓方案：在井田西南翼開掘一個(gè)風(fēng)井或在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)單獨(dú)開鑿一風(fēng)井，滿足礦井通風(fēng)要求。 井硐的位置：井筒是井下與地面出入的咽喉，是全礦井的樞紐。井筒位置的選擇對(duì)于建井期限、基本建設(shè)投資、礦井勞動(dòng)生產(chǎn)率以及噸煤生產(chǎn)成本都有重要影響，因此，井筒位置一定要合理選擇。 選擇井筒位置時(shí)要考慮以下主要原則： 有利于井下合理開采 井筒沿井田走向的有利位置：當(dāng)井田形狀比較規(guī)則而儲(chǔ)量分布均勻時(shí)，井筒沿井田走向的有利位置應(yīng)在井田的中央；當(dāng)井田儲(chǔ)量分布不均勻時(shí)，井筒應(yīng)布置在井田儲(chǔ)量的中央，以形成兩翼儲(chǔ)量比較均衡的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)較短，通風(fēng)阻力小。應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè)，造成單翼開采的不利局面。　　　井筒沿煤層傾向的有利位置：在傾向上井筒宜布置在中偏上的位置，同時(shí)考慮到減少煤損，盡量讓工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱圈住一些影響生產(chǎn)的地質(zhì)構(gòu)造和斷層。　　　有利于礦井初期開采：選