【文章內(nèi)容簡介】 煤回收率XY原煤精煤含量（%）等級8～（14）42～5649（5）6～107（5）1～43（13）4～55（5）低9～（36）29～5644（50）6～138（28）2～54（35）4～65（18）中（3）煤的結(jié)焦性從9煤層鐵箱試驗的結(jié)果（圖12），得知9煤焦炭的塊度很小，通過25轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)鼓試驗，100轉(zhuǎn)后篩分結(jié)果：大于80mm的等于零，80～%，60～%，%，說明焦炭抗碎性很差。經(jīng)250轉(zhuǎn)后，焦炭塊度大于80mm的等于零，80～%，60～40mm的占10%，%，說明焦炭抗磨度性很差。圖12 9煤焦炭轉(zhuǎn)鼓篩分試驗結(jié)果（4）煤的工業(yè)用途評價井田內(nèi)各煤層均屬氣煤，小牌號為氣煤1號和氣煤2號，根據(jù)9煤鐵箱試驗結(jié)果，煤的結(jié)焦性能較差，塊度小，抗碎性及抗磨性能較差，不適于單獨煉焦之用，但可以考慮作配焦用煤；煤的焦油含量較高，屬富油煤～高油煤，可考慮煤的綜合利用?！?，可作為動力用煤。 勘探程度及可靠性本井田的精查工作量是很大的，除以往工作量以外，最后一次精查區(qū)內(nèi)又鉆了260個孔，基本上搞清本井田的煤層賦存情況和主要的地質(zhì)構(gòu)造情況。但由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，相當(dāng)一部分?jǐn)嗔讶允峭贫ǖ摹８鶕?jù)本區(qū)斷裂的一般規(guī)律，往往在大斷裂附近還有很多較小的斷裂，再者由于煤層走向變化大，還可能有新的斷裂沒有控制，這些都需要在建井和生產(chǎn)過程中予以注意。礦井瓦斯等級、涌水量是用是根據(jù)臨礦實際情況推算出來的，所以可靠性不足，待礦井建成投產(chǎn)后，根據(jù)實際生產(chǎn)情況重新確定。2井田境界及儲量 井田境界 井田周邊情況井田本身為一盆狀向斜，邊緣急陡，中部平緩，略有起伏，井田向斜本身屬1級褶皺，次級褶皺不發(fā)育，但在向斜邊緣局部出現(xiàn)撓曲或臺階狀起伏。向斜軸部煤層厚度普遍變薄。斷裂構(gòu)造是井田最為重要的構(gòu)造形式，它不但構(gòu)成了井田邊界，而且直接影響采區(qū)的劃分，同時在井田內(nèi)廣泛存在，是采掘生產(chǎn)和井巷工程所要解決的最主要的地質(zhì)問題。井田北部、西部及北部均以煤9沖積層下潛伏露頭為界，東部及東南部以F3斷層為界，深部以煤9盆狀向斜底520標(biāo)高為最終深度， km2，煤層平均傾角8176。本礦無擴(kuò)展的可能性。 井田境界確定的依據(jù)（1）井田范圍、儲量、煤層賦存、開采條件與礦井開采能力相適應(yīng)；（2）保證礦井有合理的尺寸；（3）充分利用各井田邊界劃分井田境界；（4）合理規(guī)劃礦井開采范圍、處理好相鄰礦井之間的關(guān)系；（5）經(jīng)濟(jì)效果較好。 井田范圍荊各莊礦位于開平向斜之東南翼。礦井地理坐標(biāo)：東經(jīng)113度28分，北緯39度33分。井田北部及西北部與呂家坨礦相接。西及西南部與錢家營礦相鄰，兩礦的技術(shù)邊界未確定，暫以畢25孔與畢34孔聯(lián)線，再經(jīng)畢34孔與畢15孔聯(lián)線延至9煤層520米等高線上，作為荊各莊礦與錢家營礦的儲量計算邊界。 礦井工業(yè)儲量 井田儲量的計算本井田煤層傾角較小，為緩傾斜煤層，采用等高線法，直接在井田開拓平面圖上量取井田大致面積，再根據(jù)煤層傾角折算傾斜面積，乘以視密度，從而可計算出井田工業(yè)儲量。 工業(yè)儲量計算荊各莊井田范圍內(nèi)絕大部分勘探鉆孔密集，煤層層位、厚度、結(jié)構(gòu)及其變化情況和煤質(zhì)及其變化情況已經(jīng)查明。煤層對比可靠，屬于A級儲量。全礦只有9號煤層可采，因此僅對其作出設(shè)計。9號煤層工業(yè)儲量按下式計算：工業(yè)儲量計算公式：Zg ＝SMR (21)式中： Zg——煤層工業(yè)儲量，萬t；S——煤層傾斜面積，S = ；M——煤層厚度，7m；R——煤的容重。則，9號煤層工業(yè)儲量為：Zg＝11607＝11368萬t 礦井可采儲量 礦井永久保護(hù)煤柱損失量1）邊界煤柱可按下列公式計算 Z＝LbMr (22)式中：Z——邊界煤柱損失量，t； L——邊界長度，m； b——邊界寬度，斷層邊界50m，人為邊界20m。則井田的斷層邊界煤柱為：F1斷層：500/（cos8176。）507= 萬t；F2斷層：1050/（cos8176。）507=；井田的人為邊界煤柱為：13975/（cos8176。) 207= 萬t。2）工業(yè)廣場煤柱根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》中礦井工業(yè)廣場，占地指標(biāo)的規(guī)定，～（見表21），礦井生產(chǎn)能力越小，取值越大，為中型礦井，則工業(yè)廣場占地面積為：90104m2 本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為90萬t/a，所以取工業(yè)廣場的尺寸為300 m390 m的長方形。工業(yè)廣場所在位置煤層傾角為8176。，其中心處埋藏深度為400 m，該處表土層厚度為40m，主井、副井，地表建筑物均布置在工業(yè)廣場內(nèi)。工業(yè)廣場按Ⅱ級保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為15m。本礦井的地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動角見表22。表21 工業(yè)廣場占地指標(biāo)表井型（萬噸/年）指標(biāo)（公頃/10萬噸）400～600～240～300～120～180～45～90～備注：（指標(biāo)中中小井取大值，大井取小值）表22 巖層移動角廣場中心深度/m煤層傾角/176。煤層厚度/m沖積層厚度/mф/176。δ/176。γ/176。β/176。400874045707064以上的數(shù)據(jù)均根據(jù)開灤礦務(wù)局地測處中國礦業(yè)大學(xué)測物系在全國礦山測量學(xué)術(shù)會議上發(fā)表的開灤礦區(qū)地表移動規(guī)律綜合分析材料中關(guān)于《地表移動主要參數(shù)的計算》所載：（1）各煤層在露頭處留設(shè)20m保安煤柱；（2）邊界斷層留設(shè)20m保安煤柱；（3）井田內(nèi)部斷層留設(shè)20m保安煤柱；（4）河流兩側(cè)各留設(shè)20m保安煤柱；（5）地面建筑物留設(shè)50m保安煤柱。由此根據(jù)上述已知條件，畫出如圖21所示的工業(yè)廣場保護(hù)煤柱的尺寸：由圖可得出保護(hù)煤柱的尺寸為：S=梯形面積=(上寬+下寬)高/(2cos8176。) =1470855/(2cos8176。)= km2則工業(yè)廣場的煤柱量為：Zi＝SMR (23)式中：Zi——工業(yè)廣場煤柱量，萬t； S ——工業(yè)廣場壓煤面積， km2。則：Zi＝7 = 圖21 工業(yè)廣場煤柱損失圖表23 保護(hù)煤柱損失量煤 柱 類 型儲 量（萬t）井田邊界保護(hù)煤柱工業(yè)廣場保護(hù)煤柱斷層保護(hù)煤柱合 計 礦井可采儲量礦井可采儲量是礦井設(shè)計的可以采出的儲量，可按下式計算：Zk＝（Zg－P）C （24）式中： Zk——礦井可采儲量，萬t； Zg——礦井的工業(yè)儲量，11368萬t；P——保護(hù)工業(yè)場地、井筒、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，萬t；C——采區(qū)采出率，；；；。則，礦井設(shè)計可采儲量：Zk =（）=礦井儲量匯總表見表24：表24 礦井儲量匯總煤層工業(yè)儲量（Mt）（A+B）/（A+B+C）永久煤柱損失（Mt）礦井設(shè)計儲量（Mt）設(shè)計開采損失（Mt）設(shè)計可采儲量（Mt）9100%3礦井工作制度、設(shè)計生產(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)計規(guī)范》規(guī)定：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日300天計算。所以，本礦井設(shè)計年工作日數(shù)為300天。 礦井工作制度的確定礦井工作制度設(shè)計采用“四六”工作制，即三班采煤，一班準(zhǔn)備，每班凈工作時間為6個小時。 礦井每晝夜凈提升小時數(shù)的確定按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：礦井每晝夜凈提升時間14小時。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)計每晝夜凈提升時間為14小時。 礦井設(shè)計生產(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、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)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。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（包括煤中煤質(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)能力本礦井井田范圍內(nèi)煤層賦存簡單，地質(zhì)條件較好，一層煤可采且厚7m，煤層平均傾角小，屬近水平煤層，適合布置大中型礦井。因此，初步確定本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為90萬t/a。 礦井及第一水平服務(wù)年限的核算礦井服務(wù)年限的計算公式為： T= （31）式中： T——礦井的服務(wù)年限，a；Zk——礦井的可采儲量，萬t；K——礦井儲量備用系數(shù)，取K=；A——礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，萬t/a。由第二章計算結(jié)果可知：，則礦井服務(wù)年限為 T=（90）= ＞50a以上結(jié)果符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定。第一水平服務(wù)年限的計算公式為： T1= （32）式中： T1——第一水平的服務(wù)年限，a；Zk1——第一水平的可采儲量，萬t；K——礦井儲量備用系數(shù)，取K=；A——礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，萬t/a。由第二章計算結(jié)果可知：，則第一水平服務(wù)年限為 T1= （90）= ＞25a以上結(jié)果符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定。經(jīng)過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)計規(guī)范》之規(guī)定，因此最終確定礦井的生產(chǎn)能力為90萬t/a。 井型校核按礦井的實際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲量條件及安全條件因素對井型進(jìn)行校核：1）煤層開采能力井田內(nèi)只有9號煤層可采，煤厚7 m，為特厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度基本無變化。煤層傾角平均8176。，地質(zhì)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，可以布置一個綜采放頂煤工作面。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。主立井采用多繩摩擦式提升機帶兩對22t箕斗提升煤炭，工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)斜巷膠帶輸送機到大巷膠帶輸送機運到井底煤倉，再經(jīng)主立井箕斗提升至地面，運輸能力大，自動化程度高；副立井采用兩套寬型罐籠運輸人員和材料矸石。運煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計井型的要求。大巷輔助運輸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)安全條件的校核本礦井為低瓦斯礦井，瓦斯涌出量極低，但煤塵具有強爆炸危險，煤炭有自然發(fā)火傾向，發(fā)火期36個月。礦井投產(chǎn)前期采用中央并列式通風(fēng)，后期采用兩翼對角式通風(fēng)。輔助運輸大巷進(jìn)風(fēng)，煤炭運輸大巷回風(fēng)，工作面采用后退式U型通風(fēng)，通過第九章的通風(fēng)設(shè)計知可以滿足通風(fēng)需要。4）礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力與服務(wù)年限相適應(yīng)，才能獲得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》給出了井型和服務(wù)年限的對應(yīng)要求，見表31。表31 我國各類井型的礦井和第一水平設(shè)計服務(wù)年限礦井設(shè)計生產(chǎn)能力（萬t/a）礦井設(shè)計服務(wù)年限（a）第一開采水平服務(wù)年限（a）煤層傾角25176。煤層傾角25176?！?5176。煤層傾角45176。600及以上8040——300～5007035——120～2406030252045～90502520159～30各省自定4井田開拓 井田開拓的基本問題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(jìn)入煤體，建立礦井提升、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(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。本礦井開拓方式的確定，主要考慮到以下因素：1）僅有一個可采煤層，且為近水平煤層；2）煤層埋深較大，且表土層厚度大，平均40m；3）表土層有三個含水層，含水量較大；4）礦井涌水量不大，不威脅生產(chǎn)；5）本礦井為低瓦斯礦井；6） 本礦地表地勢平坦，且多為農(nóng)田，無大的地表水系和水域。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：1）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)。2）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)。3）合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。4）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(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。5）要適應(yīng)當(dāng)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。6）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐