【文章內(nèi)容簡介】 t/m3 儲量/Mt 總儲量/Mt 1 4 2 5 3 6 4 5 礦井工業(yè)儲量 根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質資源量中， 60%探明的， 30%控制的， 10%推斷的。根據(jù)煤層厚度 和煤質，在探明的和控制的資源量中， 70%的是經(jīng)濟的基礎儲量，30%的是邊際經(jīng)濟的基礎儲量，則礦井工業(yè)資源 /儲量由式計算。 礦井工業(yè)儲量可用下式計算： Zg= Z111b+Z122b+Zm11+Zm22+Z333 k （ 22） 式中 Zg —— 礦井工業(yè)資源 /儲量； Z111b —— 探明的資源量中經(jīng)濟的基礎儲量； Z122b —— 控制的資源量中經(jīng)濟的基礎儲量； Zm11 —— 探明的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎儲量； Zm22 —— 控制的資源量中經(jīng)濟的基礎儲量； Z333 — — 推斷的資源量； k —— 可信度系數(shù)，取 ~。地質構造簡單、煤層賦存穩(wěn)定的礦井， k 值取 ；地質構造復雜、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 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 13 頁 礦井可采儲量 礦井設計資源儲量按式（ 231）計算： Zs=ZgP1 3% (231) 式中 Zs—— 礦井設計資源 /儲量 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)儲量的 3%算。 則： Zs=ZgP1 3%=（ Mt） 礦井設計可采儲量 Zk=(ZSP2) C (232) 式中 Zk—— 礦井設計可采儲量； P2—— 工業(yè)場地和主要井巷煤柱損失量之和，按礦井設計資源 /儲量的 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)設計規(guī)范》不同井型與其對應的工業(yè)廣場面積見表 23。本礦井設計生產(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級保護留維護帶，寬度為 15m。本礦井的地質條件及沖積層和基巖層移動角見表 24。 表 23 工業(yè)場地占地面積指標 井 型（萬t/a） 占地面積指標（公頃 /10萬 t） 240 及以上 120180 4590 930 表 24 巖層移動角 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)廣場保護煤柱的尺寸： 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 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)廣場保護煤柱 3 礦井工作制度、設計生產(chǎn)能力及服務年限 礦井工作制度 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》相關規(guī)定，確定礦井設計年工作日為 330 d，工作制度采用“三 八” 制，每天三班作業(yè)，兩班生產(chǎn) ,一班準備，每班工作 8 h。 礦井每晝夜凈提升時間為 16 h。 礦井設計生產(chǎn)能力及服務年限 確定依據(jù) 《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》第 條規(guī)定：礦井設計生產(chǎn)能力應根據(jù)資源條件、開采條件、技術裝備、經(jīng)濟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： (1)資源情況：煤田地質條件簡單，儲量豐富，應加大礦區(qū)規(guī)模，建設大型礦井。煤田地質條件復雜，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，應加大開發(fā)強度和礦區(qū)規(guī)模 。否則應縮小規(guī)模； 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 15 頁 (3)國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質、產(chǎn)量等）的預測是確定礦區(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、投資回收期短的應加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。 礦井設計生產(chǎn)能力 (1)本井田煤炭儲量十分豐富， 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， 非常適宜綜合機械化開采。 (2)井田內(nèi)地質構造簡單，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)水文地質條件簡單。適合建設中型礦井。 (3)本區(qū)交通方便，鐵路、公路及水路運輸均很發(fā)達，根據(jù)水利交通部門規(guī)劃，京杭運河將建成為南北水上運輸?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、煤層開采技術條件和煤的加工利用等方面綜合考慮，確定本礦井設計生產(chǎn)能力為 。 礦井服務年限 礦井服務年限必須與井型相適應。 礦井可采儲量 Zk、設計生產(chǎn)能力 A 礦井服務 年限 T 三者之間的關系為： （ ） 式中 : T—— 礦井服務年限， a； Zk—— 礦井可采儲量， Mt； A—— 設計生產(chǎn)能力 , Mt； K—— 礦井儲量備用系數(shù)，取 。 注：確定井型是要考慮備用系數(shù)的原因是因為礦井每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲備能力，礦井達產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高，局部地質條件變化，使儲量減少，有的礦井由于技術原因使采出率降低，從而減少儲量，為保證有合適的服務年限，確定井型時，必須考慮備用系數(shù)。 則，礦井服務年限為： T =( ) ≈ 符合《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》要求。見表 31。 表 31 我國各類井型的礦井和第一水平設計服務年限 礦井設計生產(chǎn)能力（萬t/a） 礦井設計服務年限（ a） 第一開采水平服務年限（ 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 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 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入煤體，建立礦井提升、運輸、通風、排水和動力供應等生產(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，需要對技術可行的幾種開拓方式進行技術經(jīng)濟比較，才能確定。 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認真研究。 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； 進行礦井開拓延深、深部開拓及技術改造； 合理確定礦井通風、運輸及供電系統(tǒng)。 確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質、開采技術等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時，應遵循下列原則： 貫徹執(zhí)行國家有關煤炭工業(yè)的技術政策，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；尤其是初期建設工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設。 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 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 17 頁 必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關規(guī)定。要建立完善的通風、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。 要適應當前國家的技術水平和設備供應情況，并為采用新技術、新工藝、發(fā)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件。 根據(jù)用戶需要，應照顧到不同媒質、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 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)場地和引進鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務年限要求。 斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設備與工序比較簡單，掘進速度快，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、流沙層施工技術復雜。 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量的要求，且阻力小，對深 井開拓極為有利；當表土層為富含水層或流沙層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質構造和煤層產(chǎn)狀均特別復雜的井田，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復雜，需用設備多，要求有較高的技術水平，井筒裝備復雜，掘進速度慢，基本建設投資大。 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；水文地質情況比較簡單，涌水量?。痪膊恍枰厥馐┕?，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； 井田兩翼儲量基本平衡； 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 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)廣場應充分利用地形，有良好的工程地質條件，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) 國家標準 工業(yè)場地占地面積指標，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 ， 設計中只針對 3 號煤層。 3 號煤層傾角 變化較小 ，為 4176。 ，為近水平煤層，故設計為單水平開采。 為實現(xiàn)高產(chǎn)高效，要求巷道布置系統(tǒng)力求簡單，掘進工程量要少，結合實際生產(chǎn)中帶區(qū)布置與采區(qū)布置各自的優(yōu)缺點及適用條件，分析比較可知本礦井采用帶區(qū)式開采優(yōu)勢明顯， 故設計為 帶 區(qū)式開采 。 方案比較