【文章內(nèi)容簡介】 t/m3 儲(chǔ)量/Mt 總儲(chǔ)量/Mt 1 4 2 5 3 6 4 5 礦井工業(yè)儲(chǔ)量 根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源量中， 60%探明的， 30%控制的， 10%推斷的。根據(jù)煤層厚度 和煤質(zhì)，在探明的和控制的資源量中， 70%的是經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，30%的是邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，則礦井工業(yè)資源 /儲(chǔ)量由式計(jì)算。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量可用下式計(jì)算： Zg= Z111b+Z122b+Zm11+Zm22+Z333 k （ 22） 式中 Zg —— 礦井工業(yè)資源 /儲(chǔ)量； Z111b —— 探明的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量； Z122b —— 控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量； Zm11 —— 探明的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量； Zm22 —— 控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量； Z333 — — 推斷的資源量； k —— 可信度系數(shù)，取 ~。地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層賦存穩(wěn)定的礦井， k 值取 ；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存較穩(wěn)定的礦井， k 取 。該式取 。 Z111b =Zz 60% 70%=（ Mt） Z122b =Zz 30% 70%=（ Mt） Zm11 =Zz 60 % 30%=（ Mt） Zm22 =Zz 30 % 30%= （ Mt） Z333 = Zz 10% k= （ Mt） 因此將各數(shù)代入式 22 得： Zg= （ Mt） 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 礦井可采儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量按式（ 231）計(jì)算： Zs=ZgP1 3% (231) 式中 Zs—— 礦井設(shè)計(jì)資源 /儲(chǔ)量 P1—— 斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑煤柱等永久煤柱損失量之和。按礦井工業(yè)儲(chǔ)量的 3%算。 則： Zs=ZgP1 3%=（ Mt） 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 Zk=(ZSP2) C (232) 式中 Zk—— 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量； P2—— 工業(yè)場地和主要井巷煤柱損失量之和，按礦井設(shè)計(jì)資源 /儲(chǔ)量的 2%算； C—— 采區(qū)采出率，厚煤層不小于 75%；中厚煤層不小于 80%；薄煤層不小于 85%。此處取 。 則： Zk=(ZsP2) C=( 2%) 80%=（ Mt） 工業(yè)廣場煤柱 根據(jù)《煤 炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》不同井型與其對應(yīng)的工業(yè)廣場面積見表 23。本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 60萬噸 /年 .所以取工業(yè)廣場的尺寸為 450m 300m的長方形。煤層的平均傾角為 5度， 考慮到 工業(yè)廣場 壓煤量及第一開采水平的選擇，其中心處在井田走向的中央， 煤層埋藏深度較淺，靠近井田下部邊界 埋藏深度為250m，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(dòng)角見表 24。 表 23 工業(yè)場地占地面積指標(biāo) 井 型（萬t/a） 占地面積指標(biāo)（公頃 /10萬 t） 240 及以上 120180 4590 930 表 24 巖層移動(dòng)角 廣場中心深度/m 煤層傾角 煤層厚度/m 沖擊層厚度/m ф δ γ β 240 5176。 120 45 71 73 65 由此根據(jù)上述以知條件，畫出如圖 22 所示的工業(yè)廣場保護(hù)煤柱的尺寸： 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 50 045 040 035 030 0080 0 75 0 70 065 0 60 055 0 50 0 45 0 40 0A Bcdd39。a39。 b39。c39。a( q3 )a( q2 )C ( k 2 )D ( k 3 )m nn1m1m2n2q kq1 k1ak2q2k3q3IIIIIIIIIIII80 075 070 065 060 055 0 圖 22 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱 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，確定礦井設(shè)計(jì)年工作日為 330 d，工作制度采用“三 八” 制，每天三班作業(yè)，兩班生產(chǎn) ,一班準(zhǔn)備，每班工作 8 h。 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》第 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(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； 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 (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(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。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 (1)本井田煤炭儲(chǔ)量十分豐富， 煤層 賦存穩(wěn)定、 頂?shù)装鍡l件好 ，傾角一般為10176。 ～ 30176。， 厚度變化不大，開采條件較簡單， 非常適宜綜合機(jī)械化開采。 (2)井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，瓦斯涌出量少，以寬緩的褶曲為主，斷層、陷落柱稀少，無巖漿巖侵入。井田內(nèi)水文地質(zhì)條件簡單。適合建設(shè)中型礦井。 (3)本區(qū)交通方便，鐵路、公路及水路運(yùn)輸均很發(fā)達(dá)，根據(jù)水利交通部門規(guī)劃，京杭運(yùn)河將建成為南北水上運(yùn)輸?shù)闹饕降?。?jīng)疏通后年通過能力為 2500萬 t。 (3)本井田以氣煤為主， 為此，從礦井資源條件、煤層開采技術(shù)條件和煤的加工利用等方面綜合考慮，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 。 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—— 礦井可采儲(chǔ)量， Mt； A—— 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 , Mt； K—— 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 。 注：確定井型是要考慮備用系數(shù)的原因是因?yàn)榈V井每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲(chǔ)備能力，礦井達(dá)產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高，局部地質(zhì)條件變化，使儲(chǔ)量減少，有的礦井由于技術(shù)原因使采出率降低，從而減少儲(chǔ)量，為保證有合適的服務(wù)年限，確定井型時(shí)，必須考慮備用系數(shù)。 則，礦井服務(wù)年限為： T =( ) ≈ 符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。見表 31。 表 31 我國各類井型的礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（萬t/a） 礦井設(shè)計(jì)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。～ 45176。 煤層傾角 45176。 600 及以上 70 35 — — 300～ 500 60 30 — — T= —— Zk AK 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 120～ 240 50 25 20 15 45～ 90 40 20 15 15 9～ 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(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。 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； 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)。 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(shí)，應(yīng)遵循下列原則： 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)。 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)。 合理開發(fā)國家資源，減 少煤炭損失。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 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)常保持良好狀態(tài)。 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(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。 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。 本井田開拓方式的選擇，主要考慮到以下幾個(gè)因素： 1） 本井田煤層埋藏較深，煤層可采線在 80m，最深處到 260m。 2） 2）本井田瓦斯及涌水比較小 ,對開拓方式的選擇影響不大。 3）本礦地表地勢平坦，且多為農(nóng)田，無大的地表水系和水體 。 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo) 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(chǔ)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(jià)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(diǎn)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(shí)，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(diǎn)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。 本礦井煤層傾角小，平均 5o，為近水平煤層；表土層薄，無流沙層；水文地質(zhì)情況比較簡單，涌水量小；井筒不需要特殊施工，因此可采用斜井開拓或立井開拓。經(jīng)后面方案比較確定井筒形式為雙斜井。 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(yùn)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； 井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡； 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 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； 距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 工業(yè)場地的位置 工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近。 工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù) 國家標(biāo)準(zhǔn) 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 18 公頃，形狀為 正方 形，長為 450m,寬 為 400m。 開采水平的確定及采盤區(qū)劃分 井田主采煤層為 3 號煤層 ， 設(shè)計(jì)中只針對 3 號煤層。 3 號煤層傾角 變化較小 ，為 4176。 ，為近水平煤層，故設(shè)計(jì)為單水平開采。 為實(shí)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(shí)際生產(chǎn)中帶區(qū)布置與采區(qū)布置各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件，分析比較可知本礦井采用帶區(qū)式開采優(yōu)勢明顯， 故設(shè)計(jì)為 帶 區(qū)式開采 。 方案比較