【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 則：Zg=1587516211=（萬(wàn)噸） 礦井可采儲(chǔ)量 保護(hù)煤柱儲(chǔ)量及可采儲(chǔ)量的計(jì)算1）計(jì)算井田內(nèi)的可采儲(chǔ)量時(shí)應(yīng)考慮的儲(chǔ)量損失為：（1）工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱；（2）井田內(nèi)村莊保護(hù)煤柱；（3）井田境界及地質(zhì)構(gòu)造保護(hù)煤柱；（4）采煤方法所產(chǎn)生的巷道煤柱；（5）采煤運(yùn)輸時(shí)的損失煤柱。2）工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱根據(jù)《關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改的決定（試行）》之規(guī)定：井型在240Mt/a及以上。據(jù)此，工業(yè)廣場(chǎng)的形狀為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)600 m,寬500 m。又根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》之規(guī)定，工業(yè)廣場(chǎng)屬二級(jí)保護(hù)，其圍護(hù)帶寬度為20 m。因此，加上圍護(hù)帶，工業(yè)廣場(chǎng)需要保護(hù)的尺寸為：長(zhǎng)寬=640540=345600 m2。根據(jù)垂直剖面法作圖。 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱剖面圖廣場(chǎng)中心深度/ m煤層傾角α煤層厚度/ mфδγβ53013176。45176。67176。75176。75176。由作圖法可得工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱尺寸為： AD=998 m；BC=1086 m；hk=952 m。梯形ABCD面積＝（AD+BC）h/2=(998+1086) 952/2=991984 m2所以工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱量＝99198411= Mt3）斷層保護(hù)煤柱根據(jù)有關(guān)規(guī)定，為保證礦井的安全生產(chǎn)，斷層兩側(cè)各留30 m保護(hù)煤柱。該礦區(qū)的斷層總長(zhǎng)為902 m。則斷層保護(hù)煤柱儲(chǔ)量約為：各煤層：29023011= Mt4）邊界保護(hù)煤柱根據(jù)有關(guān)規(guī)定，邊界煤柱留20 m。 m。則邊界保護(hù)煤柱儲(chǔ)量為：各煤層：2011= Mt5）村莊保護(hù)煤柱根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》補(bǔ)充規(guī)定，為保證安全，村莊下必須留設(shè)保護(hù)煤柱。由于范各莊南礦井田境界內(nèi)沒(méi)有村莊，所以不留設(shè)村莊保護(hù)煤柱。6）保護(hù)煤柱總的儲(chǔ)量損失為++= Mt：Z=(ZcP)C （）式中：Zc礦井工業(yè)儲(chǔ)量，Mt； P保護(hù)煤柱損失儲(chǔ)量，Mt； C采區(qū)回采率，取75%。則，Z=（）75%= Mt 井田儲(chǔ)量匯總表在井田內(nèi)水平煤層工業(yè)儲(chǔ)量和可采儲(chǔ)量匯編成表，： 井田儲(chǔ)量計(jì)算表編號(hào)保有儲(chǔ)量（Mt）回采率可采儲(chǔ)量平衡表內(nèi)平衡表外A+BA+B+CA+B+C+DD全礦合計(jì)%%1794．880%一水平96．65%98．65%1363．780%二水平94．78%94．71%15880%由表中數(shù)據(jù)可以看出：井田范圍內(nèi)A+%，大于40%；第一水平內(nèi)A+%，大于70%；第二水平內(nèi)A+%，大于70%；根據(jù)《礦井設(shè)計(jì)指南》中關(guān)于礦井井型與礦井設(shè)計(jì)的高級(jí)儲(chǔ)量比例之規(guī)定，本礦井的儲(chǔ)量符合煤炭設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。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 礦井年工作日數(shù)的確定按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日330天計(jì)算。所以，本礦井設(shè)計(jì)年工作日數(shù)為330天。 礦井工作制度的確定礦井工作制度設(shè)計(jì)采用“四六”工作制，即三班采煤，一班準(zhǔn)備。 礦井每晝夜凈提升小時(shí)數(shù)的確定按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：礦井每晝夜凈提升時(shí)間16小時(shí)。這樣充分考慮了礦井的富裕系數(shù)，防止礦井因提升能力不足而影響礦井的增產(chǎn)或改擴(kuò)建。因此本礦設(shè)計(jì)每晝夜凈提升時(shí)間為16小時(shí)。 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》：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、外部建設(shè)條件、回采對(duì)煤炭資源配置及市場(chǎng)需求、開(kāi)采條件、技術(shù)裝備、煤層及采煤工作面生產(chǎn)能力、經(jīng)濟(jì)效益等因素，經(jīng)多方案比較后確定。礦區(qū)規(guī)模可依據(jù)以下條件確定：(1)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。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大。(2)開(kāi)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(lái)源等。條件好者，應(yīng)加大開(kāi)發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模；否則應(yīng)縮小規(guī)模。(3)國(guó)家需求：對(duì)國(guó)家煤炭需求量(包括煤種、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)。(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。 礦井生產(chǎn)能力的確定由于畢各莊東礦井田范圍大，煤炭?jī)?chǔ)量豐富，地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，煤層生產(chǎn)能力大，開(kāi)采技術(shù)條件好，應(yīng)建設(shè)大型礦井，初步確定礦井生產(chǎn)能力為240 Mt/年。 礦井及第一水平服務(wù)年限的核算礦井服務(wù)年限的計(jì)算公式為：T= （）式中 T——礦井的服務(wù)年限，a； Z——礦井的可采儲(chǔ)量，Mt； K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取K=；A——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，Mt/a。由第二章計(jì)算結(jié)果可知：，則礦井服務(wù)年限為 T= a50 a以上結(jié)果符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。第一水平服務(wù)年限的計(jì)算公式為： T1= （）式中 T1——第一水平的服務(wù)年限，a； Zk1——第一水平的可采儲(chǔ)量，Mt； K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取K=；A——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，Mt/a。由第二章計(jì)算結(jié)果可知：第一水平可采儲(chǔ)量為9516 Mt，則第一水平服務(wù)年限為 T1== a 30 a以上結(jié)果符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。經(jīng)過(guò)礦井及第一水平服務(wù)年限的核算，二者均符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》之規(guī)定，因此最終確定礦井的生產(chǎn)能力為240Mt/a。 井型校核按礦井的實(shí)際煤層開(kāi)采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核：⑴ 煤層開(kāi)采能力。 m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化小。根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，適合布置一個(gè)高效綜采工作面保產(chǎn)。⑵安全通風(fēng)條件校核。礦井瓦斯涌出量小，屬于低瓦斯礦井。礦井采用采區(qū)式通風(fēng)，井田上部各采區(qū)設(shè)回風(fēng)井，以滿足一水平兩個(gè)采區(qū)通風(fēng)需要。⑶ 礦井設(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)，保證有足夠的服務(wù)年限，滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，見(jiàn)表31。 表31 我國(guó)各類(lèi)井型的新建礦井和第一水平服務(wù)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）第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限煤層傾角25176。25176。45176。45176。600及以上7035240500603012024050252015459040201515華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)4 井田開(kāi)拓 井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題井田開(kāi)拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開(kāi)拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升，運(yùn)輸，通風(fēng)，排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開(kāi)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(kāi)拓方式。合理的開(kāi)拓方式需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開(kāi)拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才能確定。井田開(kāi)拓主要研究如何布置開(kāi)拓巷道等問(wèn)題，具體有下列幾個(gè)問(wèn)題需要認(rèn)真研究：⑴ 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。⑵ 合理確定開(kāi)采水平的數(shù)目和位置。⑶ 布置大巷及井底車(chē)場(chǎng)。⑷ 確定礦井開(kāi)采程序，做好開(kāi)采水平的接替⑸ 進(jìn)行礦井開(kāi)拓延深，深部開(kāi)拓及技術(shù)改造。⑹ 合理確定礦井通風(fēng)，運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。確定開(kāi)拓問(wèn)題，需根據(jù)國(guó)家政策，綜合考慮地質(zhì)，開(kāi)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(kāi)拓問(wèn)題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則：⑴ 貫徹執(zhí)行國(guó)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)可靠和安全條件下減少開(kāi)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)。⑵ 合理集中開(kāi)拓布置，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。⑶ 合理開(kāi)發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。⑷ 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(yùn)輸，供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好的狀態(tài)。⑸ 要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備的供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)，新工藝，發(fā)展采煤機(jī)械化，綜掘機(jī)械化，自動(dòng)化創(chuàng)造條件。⑹ 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(kāi)采，以及其他有益礦物的綜合開(kāi)采。 井筒形式及數(shù)目的確定⑴ 井筒形式的確定平硐開(kāi)拓受地形及埋藏條件限制，要求地形條件合適，即在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，上山部分儲(chǔ)量大致能滿足120萬(wàn)噸井型水平服務(wù)年限要求。 斜井開(kāi)拓：建井時(shí)間長(zhǎng)，斜井井筒場(chǎng)，輔助提升能力小，提升深度有限；支護(hù)要求高，維修費(fèi)用大；痛風(fēng)路線長(zhǎng)，阻力大，管線長(zhǎng)度達(dá)；斜井井筒通過(guò)富含水層、流沙層，施工技術(shù)復(fù)雜。斜井主要適合大型煤礦的開(kāi)采提升，本礦井240Mt可不需要用斜井開(kāi)拓。 立井開(kāi)拓：不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力達(dá)，對(duì)輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開(kāi)礦極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。本井田范圍大，表土層中等，煤層埋藏比較深，從－200 m～－880 m，煤層傾角變化大。⑵ 井筒位置的確定井筒位置的確定原則：① 有利于第一水平的開(kāi)采，并兼顧其他水平，有利于井底車(chē)場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門(mén)工程量小。② 有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村。③ 井筒兩翼儲(chǔ)量基本平衡。④ 井筒不宜穿過(guò)厚表土層，厚含水層，斷層破碎帶，煤與瓦斯突出的煤層或軟弱巖層。⑤ 工業(yè)場(chǎng)地應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開(kāi)高山，低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅。⑥ 工業(yè)場(chǎng)地少占耕地，少壓煤。⑦ 距水源，電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 井筒位置的確定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(kāi)采（1）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(kāi)采的不利局面。（2）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(kāi)采選擇井筒位置要與選擇初期開(kāi)采區(qū)密切結(jié)合起來(lái)，盡可能使井筒靠近淺部初期開(kāi)采塊段，以減少初期井下開(kāi)拓巷道工程量，節(jié)省投資和縮短建井期。盡量不壓煤或少壓煤確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱，做到不壓煤或少壓煤。為了保證礦井投產(chǎn)后的可靠性，在確定井筒位置時(shí)，要使地面工業(yè)場(chǎng)地盡量不壓首采區(qū)煤層。有利于掘進(jìn)與維護(hù)（1）為使井筒的開(kāi)掘和使用安全可靠，減少其掘進(jìn)的困難及便于維護(hù)，應(yīng)使井筒通過(guò)的巖層及表土層具有較好的水文、圍巖和地質(zhì)條件。（2）為加快掘進(jìn)的速度，減少掘進(jìn)費(fèi)用，井筒應(yīng)盡可能不通過(guò)或少通過(guò)流沙層、較厚的沖積層及較大的含水層。（3）為便于井筒的掘進(jìn)和維護(hù)，井筒不應(yīng)設(shè)在受地質(zhì)破壞比較劇烈的地帶及受采動(dòng)影響的地區(qū)。（4）井筒位置還應(yīng)使井底車(chē)場(chǎng)有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進(jìn)和維護(hù)。便于布置地面工業(yè)場(chǎng)地井口附近要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)之間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國(guó)家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件，應(yīng)盡量避免穿過(guò)村鎮(zhèn)居民區(qū)、文物古跡保護(hù)區(qū)、陷落區(qū)或采空冒落區(qū)、洪水侵入?yún)^(qū)；要盡量少占農(nóng)田、果園經(jīng)濟(jì)作物區(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。為考慮長(zhǎng)期運(yùn)輸?shù)男熊?chē)安全和管理，要盡量避免與公路或其他農(nóng)用道路相交，力求使接軌點(diǎn)位于編組站配線一側(cè)。另外，井口標(biāo)高應(yīng)高于歷年的最高洪水位；還要考慮風(fēng)向的影響，防止污染?？傊x擇井筒位置要統(tǒng)籌井田全局，兼顧前期和后期、地下與地面等各方面因素。不僅要考慮有利于第一水平，還應(yīng)兼顧其他水平，適當(dāng)考慮井筒延伸的影響。通過(guò)以上分析，考慮到實(shí)際情況：主副井布置在井田儲(chǔ)量的中央，以形成兩翼儲(chǔ)量比較均衡的雙翼井田。礦井通風(fēng)方式前期為中央并列式，在工業(yè)工場(chǎng)布置一個(gè)中央風(fēng)井，后期建采區(qū)風(fēng)井。 確定開(kāi)采水平和階段高度開(kāi)采水平的確定是礦井設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它直接關(guān)系到礦井的基本建設(shè)投資及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用，是礦井開(kāi)拓的重要參數(shù)。開(kāi)采水平的高度根據(jù)煤層賦存條件、生產(chǎn)技術(shù)水平及水平接替等因素綜合考慮決定。從以下方面進(jìn)行分析論證：（1）是否有合理的階段斜長(zhǎng)；（2）階段內(nèi)是否有合理的區(qū)段數(shù)目；（3）要保證開(kāi)采水平有合理的服務(wù)年限和足夠的儲(chǔ)量；（4）要使水平高度在經(jīng)濟(jì)上合理。其中開(kāi)采水平有合理的服務(wù)年限很重要，必須符合規(guī)范規(guī)定。水平垂高可按下表選?。罕?1 礦井水平垂高表井 型緩傾斜、傾斜煤層急傾斜煤層大、中型礦井200～350 m100～