【文章內(nèi)容簡介】 柱留設(shè) 35m寬，則斷層保護(hù)煤柱面積損失量為： 471835 m2。 工業(yè)廣場按Ⅱ級保護(hù)留圍護(hù)帶寬度 15m，工業(yè)廣場面積由表 確定，取 20公頃。工業(yè)廣場保護(hù)煤柱 如圖 。則工業(yè)廣場保護(hù)煤柱面積損失為：。 大巷中心距離為 30m，大巷兩側(cè)的保護(hù)煤柱寬度各為 30m，則大巷保護(hù)煤柱面積損失量為 500000m2。 主、副井井筒保護(hù)煤柱在工業(yè)廣場保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，風(fēng)井井筒保護(hù)煤柱在大巷保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，故井筒保護(hù)煤柱損失量為 0。各種保護(hù)煤柱損失量見表 。 煤 柱 類 型 面積（ m2） 井田邊界保護(hù)煤柱 633700 斷層保護(hù)煤柱 471835 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱 大巷保護(hù)煤柱 500000 井筒保護(hù)煤柱 0 合 計 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 表 保護(hù)煤柱損失量 礦井可采儲量 根據(jù)原煤炭工業(yè)部《生產(chǎn)礦井儲量管理規(guī)程》規(guī)定，可采儲量估算公式如下： Q 采＝（ Q 保 － P）（ 1－ n） K 式中： Q 采 —— 可采儲量（萬 t） Q 保 —— 保有儲量（萬 t） P —— 永久煤柱儲量（萬 t） n —— 地質(zhì)及水文地質(zhì)損失系數(shù)。該系數(shù)沿用官地煤礦原核定的數(shù)值，按10%計算。 K —— 設(shè)計采區(qū)回采率（ %）。根據(jù)原煤炭工業(yè)部《生產(chǎn)礦井儲量管理規(guī)程》（試行）的規(guī)定，薄煤 層、中厚煤層、厚煤層的設(shè)計采區(qū)回采率分別取 85%、 80%、75%。 截止至 2021 年 12 月 31 日，官地礦采礦許可范圍內(nèi)保有煤炭資源工業(yè)儲量總計 萬噸，可采儲量 萬噸。 截止 2021年底主要可采煤層工業(yè)儲量匯總表 2 3 6 7 8 9 小計 工業(yè)儲量 可采儲量 煤 層 號 儲 量 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 17 第三章 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 第一節(jié) 礦井工作制度 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，確定礦井設(shè)計年工作日為 330d，工作制度：采用“三八”制作業(yè)，兩班生產(chǎn)，一班檢修，設(shè)計每晝夜凈提升時間為 16h，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。 第二節(jié) 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》第 條規(guī)定：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)?？梢罁?jù)以下條件確定： ：煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，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； ：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。條件好的應(yīng)加大開發(fā)強度和礦區(qū)規(guī)模 ,否則應(yīng)縮小規(guī)模； ：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)； ：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 由于官地礦井田范圍大，煤炭儲量豐富，地質(zhì)構(gòu)造較簡單，煤層生產(chǎn)能力大，開采技術(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 400 萬 t/a。 礦井服務(wù)年限 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 18 根據(jù)本次估算，截至 2021 年底官地煤礦保有資源 /儲量為 萬 t，其中可采儲量為 萬 t?，F(xiàn)以礦井核定生產(chǎn)能力 400 萬 t/a 計算，礦井服務(wù)年限如下： 計算公式： 式中： T —— 服務(wù)年限（ a）； Zk ——可采儲量（萬 t）； A —— 礦井核定生產(chǎn)能力（萬 t/a）； K —— 儲量備用系數(shù)，取 K＝ 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： 井田內(nèi) 2 號煤層平均 ，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大。可以布置兩個綜放工作面保產(chǎn)。 礦井設(shè)計為大型礦井，開拓方式為雙斜井單水平開拓，主井采用皮帶運煤，副井采用礦車輔助提升、下放物料，輔助電機(jī)車的運輸能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計井型的要求。工作面生產(chǎn)的原 煤經(jīng)順槽膠帶輸送機(jī)到大巷膠帶輸送機(jī)運到井底煤倉，再經(jīng)主井皮帶運輸至地面，提升能力大，自動化程度高。 礦井煤塵有爆炸危險性，瓦斯涌出量不大，屬低瓦斯礦井，礦井采用中央分列式通風(fēng)，設(shè)單立井回風(fēng)，西翼與東翼各布置一個回風(fēng)井，可以滿足通風(fēng)需要。 ，保證有足夠的服務(wù)年限，滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》要求。見表 。 表 我國各類井型的礦井和第一水平設(shè)計服務(wù)年限 KAZT k??)( 0 0 0 2 8 9 4 aT 　 ?? ?中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 19 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 25 煤層傾角 15~45 煤層傾角 45 600 及以上 80 40 300~500 70 35 120~240 60 30 25 20 45~90 50 25 20 15 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 20 第四章井田開拓 第一節(jié)井田開拓的基本問題 確定井筒形式、數(shù)目、位置 井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。 平硐開拓受地形跡埋藏條件限制，只有在地形條件合適，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)場地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。 斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比立井簡單，井筒延伸施工方便，對生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。缺點是：斜井井筒長輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長、阻力大、 管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。 立井開拓不受煤層傾角、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，提升能力大，對輔助提升特別有利，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，對深井開拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質(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。主要缺點是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資 大。 本礦井煤層傾角較小，表土層中等，無流沙層；水文地質(zhì)情況比較簡單，涌水量不大；井筒不需要特殊施工，因此可采用平硐開拓單水平開采。經(jīng)后面方案比較確定井筒形式為平硐開拓，一水平開采。 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 21 井筒位置的確定原則： 有利于第一水平的開采，并兼顧其它水平，有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石門工程量少； 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； 井田兩翼儲量基本平衡； 井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層； 工業(yè)廣場應(yīng)充分利用地形，有良好的工程 地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅； 工業(yè)廣場宜少占耕地，少壓煤； 距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 井口坐標(biāo)為： X=， Y=， H=。 工業(yè)場地的 選擇 1) 工業(yè)場地選擇的主要原則 (1) 應(yīng)考慮對口供煤電廠、鐵路裝車站位置，盡可能縮短向電廠、鐵路裝車站供煤距離，且利于煤炭外運，地面各類工程省。 (2) 井下開拓系統(tǒng)簡單合理，井巷工程量省，投資少，建井工期短。 (3) 移交采區(qū)位于井底附近，煤層賦 存條件好，儲量可靠，有利于穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。 (4) 少占良田，盡量與鐵路、公路、河流煤柱相結(jié)合，少壓煤。 (5) 盡量靠近煤層儲量中心，兩翼均衡。 (6) 場地地層穩(wěn)定，無不良工程地質(zhì)現(xiàn)象，地形平緩，利于場地布置，土石方工程少。 (7) 工業(yè)場地盡可能選在最高洪水位以上地段，減少回填土石方工程量。 工業(yè)場地選擇 綜合考慮上述影響因素，依據(jù)確定的主要原則，設(shè)計提出如下兩個工業(yè)場地布置方案： 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 22 工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中部。 工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)表 工業(yè)場地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場地的 占地面積為 40 公頃，形狀為矩形，長邊垂直于井田傾向 ,長為 800m,寬為550m。 第二節(jié) 開采水平的確定及采區(qū)劃分 井田主采煤層為 8 號煤層 ,其它煤層為不穩(wěn)定煤層，前期暫不開采，后期根據(jù)需要可采用延伸井筒方式開采。為實現(xiàn)高產(chǎn)高效，要求巷道布置系統(tǒng)力求簡單，掘進(jìn)工程量要少，結(jié)合實際生產(chǎn)中的優(yōu)缺點及適用條件，分析比較可知本礦井采用采區(qū)式開采優(yōu)勢明顯，故設(shè)計為采區(qū)式開采。 2 號煤層平均厚度為 ，賦存穩(wěn)定，煤層厚度變化不大，煤質(zhì)硬度不大。故礦井開拓大巷布置在巖層中，留大煤柱護(hù)巷，大巷間距 30m。由于礦井屬 低瓦斯礦井，為滿足回風(fēng)需要，單獨建設(shè)回風(fēng)立井。一條輔助運輸大巷，一條膠帶運輸大巷及回風(fēng)大巷共三條大巷。為便于在巷道交叉時架設(shè)風(fēng)橋等構(gòu)筑物，輔助運輸大巷和主運輸大巷距煤層底板一定距離掘進(jìn)。大巷基本保持與煤層同方向布置，局部半煤巖及巖巷，巷道坡度不隨煤層而起伏 ,一般保持千分之三，膠帶大巷上倉段局部 10176。 開拓 方案比較 1．提出方案 方案一：立井 260m單水平上山聯(lián)合開采（圖 ） 方案二：立井 150m單水平上下山開采（圖 ） 方案三：斜井 260m單水平上山開采（圖 ） 方案四：斜井 150m單水平下山開采（圖 ） 為直觀反映煤層井筒井巷的關(guān)系，圖中只須畫出一個向斜，另一部分與該部分相似。 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 23 如圖 立井 260m單水平上山聯(lián)合開采 如圖 立井 150m單水平上山聯(lián)合開采 如圖 斜井 260m單水平上山聯(lián)合開采 如圖 斜井 150m單水平上山聯(lián)合開采 方案技術(shù)比較： 各方案技術(shù)比較見表 表 開拓方案的技術(shù)比較 方案 方案特征敘述 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 24 方案一 采用立井開拓方式， 260 水平，開采個向斜兩翼時均采用上山開采，階段斜長 1280 米，階段垂高 224 米，給軌道運輸和行人帶來很大的困難，但上山開采時，運輸方便，通風(fēng)容易，建井周期長。 方案二 采用主井開拓方式， 150m 水平。開采個向斜兩翼時均采用上下山開采，上山階段斜長772 米。階段垂高 132 米；下山階段斜長 578米，階段垂高 90 米。需開拓石門連接兩相鄰采區(qū)，上山開采通風(fēng)路線短，下山開采是運輸，排水，通風(fēng)困難，但提升容易，建井周期較短，收益快。 方案三 采用斜井開拓，井筒水平角為 300，開采個向斜兩翼時均采用上山開采，階段斜長 1280米，階段垂高 224 米，給軌道運輸和行人帶來很 大的困難，但上山開采時，運輸方便，通風(fēng)容易，建井周期長，井筒保護(hù)煤柱多，煤炭產(chǎn)出率較低。 方案四 采用斜井開拓，井筒水平角為 300， 150m水平。開采個向斜兩翼時均采用上下山開采，上山階段斜長 772 米。階段垂高 132 米；下山階段斜長 578 米，階段垂高 90 米。需開拓石門連接兩相鄰采區(qū)，上山開采通風(fēng)路線短，下山開采是運輸，排水，通風(fēng)困難，但提升容易，建井周期較短，收益快，井筒保護(hù)煤柱多，煤炭產(chǎn)出率較低。 經(jīng)濟(jì)比較見表 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 25 表 開拓方案的經(jīng)濟(jì)比較 項目 井巷名稱 長度或高度（ m） 單價（元） 費 用（萬元） 合計（萬元） 百分率 方案一 立井 2 11850 % 運輸大巷 1635 1577 采取上下山 1035 2 2189 方案二 主井 2 11850 % 運輸大巷 1556 1577 采區(qū)上下上 1035 2 2189 方案三 斜井 519 2 6119 120% 運輸大巷 1635 1577 采區(qū)上下山 1035 2 2189 方案四 斜井 327 2 6119 100% 運輸大巷