【導讀】——設計煤層：9、12、17

　　

【正文】 0℃，無高溫區(qū)，無熱害。 無明顯含水層，地震烈度為Ⅵ度。井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造清楚，主要河流：響水河、銅廠河、馬依河等?？菁玖髁糠謩e為 、 、 。井田內(nèi)氣候溫和濕潤，冬無嚴寒，夏無酷暑，雨量充沛，屬亞熱帶高原性季風氣候區(qū)，風向以東北風為主，也常見西南風，歷年最大風速 24m/s；最大風力≥ 8 級，這些對礦井的建設和生產(chǎn)無什么大的影響 。 資源量及勘探程度 本井田參與資源量估算的可采煤層有 1 17 共 3 層煤層全區(qū)可采。留下保護煤柱后 3層煤的資源儲量分別為 4171． 54萬 t、 5610． 58 萬 t 、 5271． 07萬 t。 1) 勘探程度 從所提供的地質(zhì)資料分析，該地質(zhì)工作取得了以下主要成果： (1) 查明了井田構(gòu)造形態(tài)及井田主要斷層。 (2) 查明了可采煤層的層位，厚度結(jié)構(gòu)及變化規(guī)律和主要可采煤層的可采范圍及露頭位置。 (3) 查明了可采煤層的煤質(zhì)特征。煤類及變化情況，其工藝性能已經(jīng)了解，并 評價了工業(yè)用途。 (4) 查明了井田水文地質(zhì)特征，正確評價了礦井充水因素；對可供利用的工業(yè)及生活用水的水量和水質(zhì)進行了評價。 (5) 實測并分析了主要可采煤層的瓦斯成份，含量及其賦存規(guī)律；評價了可采煤層的自燃趨勢和煤塵爆炸危險性以及頂?shù)装宓墓こ痰刭|(zhì)特征。 提交的井田勘查地質(zhì)報告，可以作為礦井設計、建設和生產(chǎn)的地質(zhì)依據(jù)。 2) 資料可靠性 從所提供的地質(zhì)資料看，本井田地質(zhì)構(gòu)造復雜程度中等、煤層賦存條件尚好，儲量豐富，水文地質(zhì)條件簡單，由于勘探工作量布置不均勻，局部地段勘探程度不足。 綜上所述，本井田的資源是可 靠的，具備建設特大型礦井的條件。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 16 頁 3) 存在的問題及建議 (1) 礦井涌水量采用“比擬法”進行預算，采用的觀測資料有限，建議礦井建設及生產(chǎn)期間要補充和加強礦井水文地質(zhì)工作。 (2) 本井田主采煤層 17 煤，厚度變化大，首采塊段雖然鉆孔較密，但儲量級別低，建議在現(xiàn)生產(chǎn)礦井三 維勘探試驗取得成功的基礎上，對首采區(qū)開展三維物探，進一步查明構(gòu)造和煤層賦存狀況，提高儲量級別，降低投資風險。 (3) 井田淺部鉆孔數(shù)量較多，控制較密，深部鉆孔數(shù)量較小，控制較稀。建議對深部進行適當?shù)难a鉆工作，以進一步摸清煤層深部的情況。 (4) 各主要可采煤層的瓦斯含量采樣點偏少，缺少主采煤層的瓦斯含量等值線圖。建議礦井建設及生產(chǎn)期間應進一步完善瓦斯基本參數(shù)和突出有關(guān)參數(shù)的測定工作。 (5) 地質(zhì)資料對主要可采煤層的瓦斯突出危險性的評價依據(jù)不充分，對 17 號主采煤層沒有取樣測定其瓦斯突出危險性參數(shù)。應按《煤礦安全規(guī)程》第 176 條及《防治煤與瓦斯突出細則》第 13 條的要求進行評價和鑒定。建議在礦井建設揭煤過程中進行確認。 (6) 因為對施工的鉆孔未進行封孔啟封檢查工作，建議礦井建設和生產(chǎn)時注意封孔質(zhì)量較差鉆孔導水。 (7) 應加強對?。ɡ希┟焊G積水情 況和影響范圍的調(diào)查和控制，掌握準確位置，建議采用三維地震的方法探測?。ɡ希┟焊G的開采情況、積水和影響范圍。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 17 頁 2 井田開拓 井田境界及可采儲量 井田境界 井田范圍西南以 F13 斷層為界，東北以 F13 斷層為界，淺部以煤層露頭及 F114斷層為界，深部以 +900m 標高為界，開采深度為 +1600m 至 +900m。本井田走向長 2～ 3km，傾斜寬 2～ 4km，面積 4～ 12km2。 儲量 資源量由下式可以計算，計算公式如下： ?? ????? ni iiii MSZ 1 410c os1?? 上 式中： Z— 煤層總儲量，（ 萬 t）； S— 單個塊段真面積，（ m2） α i— 單個塊段內(nèi)平均傾角，（ 176。 ）； Mi— 塊段煤層的平均厚度，（ m）； γ i— 塊段內(nèi)煤層的平均容重，（ t/m3）。其計算結(jié)果見表 表 、 表 、 表 。 表 9號煤層儲量計算 塊段編號 塊段內(nèi)煤層平均傾角（ 176。 ） 煤厚（ m） 面積（ m2） 平均容（ m3 /t ） 儲量（萬t） 合計（萬 t） 真厚 平均 平面積 1 17 2． 87 2． 87 427． 9 427． 9 2 15 3 18 1438172 629． 9 629． 9 4 17 709． 7 5 17 415． 34 6 15 2． 87 207 207 合計 9622546 4171． 54 表 12號煤層儲量計算 塊段編號 塊段內(nèi)煤層平均傾角（ 176。 ） 煤厚（ m） 面積（ m2） 平均容（ t/ m3） 儲量（萬 t） 合計（萬 t） 真厚 平均 平面積 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 18 頁 表 （ 續(xù) ） 1 17 1338377 2 16 3 17 1182495 4 17 1034008 5 16 6 17 7 18 658675 391． 6 391． 6 合計 9152505 5610． 58 表 17號煤層儲量計算 塊段編號 塊段內(nèi)煤層平均傾角（ 176。 ） 煤厚（ m） 面積（ m2） 平均容（ t/ m3） 儲量（萬 t） 合計（萬 t） 真厚 平均 平面積 1 17 830970 449． 17 449． 17 2 18 3． 62 723 723 3 18 1032805 562． 19 562． 19 4 15 3325170 5 11 437925 6 17 1253830 678． 93 678． 93 7 16 943140 508． 57 508． 57 8 17 621400 336． 37 336． 37 合計 5271． 07 由于在礦井的底板等高線圖上， 所設計的礦井內(nèi)北部有兩條 F13 和 F11 斷層，留設50m的距離作為斷層保護煤柱；礦井的西和東部邊界留設 30m 的煤柱作為采區(qū)保護煤柱 ；采區(qū)底部邊界 +900m 水平標高的地方留設 30m 的煤柱作為底部的保護煤柱 。 斷層以及邊界保護煤柱 儲量計算公式 ： Q′ = 39。 c osS M k??? ? ? ? Q′ 9= 39。 c osS M k??? ? ? ? = 106 247。 Cos16176。 = 106 (t) Q′ 12= 39。 c osS M k??? ? ? ? = 106 247。 Cos16176。 = 106 (t) Q′ 17= 39。 c osS M k??? ? ? ? = 106 247。 Cos16176。 = 106 (t) P= Q′ 9+Q′ 12+Q′ 17 =7 106 + 106+ 106= 107 (t) 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 19 頁 礦井的可采儲量（ Z）： Z= QZ C 式中： P — 保護工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱損失量。 C — 采區(qū)采出率，厚煤層不低于 ；中厚煤層不低于 ；薄煤層不低 ；地方小礦不低于 。 Q 總 — 礦井的工業(yè)儲量。 該礦井所設計的四層煤的平均厚度為 、 、 ，屬于中厚煤層，因此采區(qū)采出率應不低于 ，綜合考慮礦井的實際情況，選擇采區(qū)采出率 。 KPZZ Gk ??? )( 上 式中： ZK— 可采儲量，（萬 t）； ZG— 工業(yè)儲量，（萬 t）； P— 永久性煤柱損失，（萬 t）。主要包括工業(yè)廣場、井筒、井田境界、河流、 湖泊（水庫）、鐵路、建筑物、大斷層保護煤柱及防水煤柱等。 K— 設計采區(qū)回采率。一般不得低于下列數(shù)值，即：厚煤層 75%， 中厚煤層 80%，薄煤層 85%， 地方小礦 70%。 ZK = 108 = 108 t 礦井生產(chǎn)能力及服務年限 工作制度 按《煤礦設計規(guī)范》有關(guān)規(guī)定工作制度，充分結(jié)合本礦井的實際情況，本礦設計屬于 大 型礦井，所以確定礦井的年工作日為 330天； 每天 四班作業(yè)，其中三 班生產(chǎn) ，一 班檢修。 生產(chǎn)能力的確定 由于一個礦井的設計生產(chǎn)能力（井型）決定于儲量、開采條件、技術(shù)裝備水平和安全生產(chǎn)條件等諸多因素，所以，不可能在設計之初就能確定一個礦井的合理的井型和服務年限。然而一個礦井的開拓系統(tǒng)和采煤方法與井型的大小及服務年限的長短又有密切的關(guān)系。所以在設計之初應用本章第一節(jié)所計算出的“工業(yè)儲量”以及《設計規(guī)范》有貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 20 頁 關(guān)井型及服務年限的規(guī)定，初算礦井的生產(chǎn)能力和服務年限，初算結(jié)果作為設計的開拓系統(tǒng)和采煤方法的參考。根據(jù)礦井的工業(yè)儲量可以初步假設礦井的生產(chǎn)能力為 120 萬t/a。 由上面所初步確定的礦井 生產(chǎn)能力和礦井的工業(yè)儲量可以按下式計算設計生產(chǎn)能力和服務年限： )/( KAZT K ?? 式中： ZK—— 可采儲量 ；萬 t T—— 服務年限； a A—— 生產(chǎn)能力；萬 t／ a K—— 儲量備用系數(shù)；一般取 ～ 根據(jù)可采儲量 ZK為 10920 萬 t，初步確定礦井為中型礦井，設計生產(chǎn)能力 A 為 90萬 t/a 、 120萬 t/a、 150 萬 t/a，儲量備用系數(shù) K 為 。所以服務年限為： T＝ 10920／（ 90 ）＝ 81a T＝ 10920／（ 120 ）＝ 60a T＝ 10920／（ 150 ）＝ 49a 服務年限 通過用可采儲量 ZK 計算設計生產(chǎn)能力和服務年限，與《規(guī)范》規(guī)定的相應的服務年限對照（見表 礦井的井型和服務年限表），可以判斷出所設計生產(chǎn)能力和服務年限，最后確定礦井的設計生產(chǎn)能力為 120萬 t／ a，設計服務年限為 60a 。 表 礦井設計生產(chǎn)能力 （萬 t/a） 礦井服務年限（ a） 礦井穩(wěn)產(chǎn)時間（ a） 技改礦井服務年限（ a） 水平 服務年限（ a） 大型井 2 300、 400 1 150、 180 中型井 4 60、 90 小型井 1 2 30 80 50～ 70 40 30 70 60 50 30 50 40 30 15 30 20 15～ 20 10 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 21 頁 井田開拓 開拓方案的確定 根據(jù)雨谷新井地質(zhì)條件，技術(shù)生產(chǎn)管理水平及設備供應等條件。為滿足礦井投產(chǎn)快、投資少、長期、穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標，礦井計劃首采 9 號煤層一采區(qū)，接替第一水平。 ： 根據(jù) 雨谷新井 現(xiàn) 有生產(chǎn)設備及地質(zhì)資料和本礦井能 投產(chǎn)快、投資少、 持續(xù)、穩(wěn)定、長期發(fā)展的戰(zhàn)略目標，設計時從許多可行性方案中篩選出兩個較優(yōu)方案進行比選。 根據(jù) 雨谷新井地質(zhì)條件，技術(shù)生產(chǎn)管理水平及設備供應等條件 ，可以提出兩個大方案分別為：方案一：平硐開拓走向長壁采煤法、方案二：斜井開拓走向長壁采煤法。 方案一：平硐開拓走向長壁采煤法（其中可提出技術(shù)上可行方案如下） 方案 1：平硐開拓，集中布置方案。 采用平硐開拓 ， 井口標高為 +1300m，地理坐標為： x=2820210 y=35460315， 首采區(qū)布置在一采區(qū)，采用 集中運輸、集中排水 、 集中通風、供電、輔助提升聯(lián)合布置， 所屬工程主平硐和副平硐布置在 +1300m 標高巖層中 ,其他主要巷道均布置在 17 號煤層的底板下，礦井的采煤方法采用的是 跨上山走向長壁采煤法， 具體布置如下： 本礦井煤層屬緩傾斜煤層平均傾角為 16176。，主平硐和副平硐按 3‰布置，三條 上山分別掘在所設計的三層煤最底煤層底板 30m 中，一條運輸斜井（上山）、一條軌道斜井（上山）；由于該礦井是高瓦斯礦井，故必須有一條專用回風巷（上山），三條上山均平行布置，回風上山布置直通地表當回風井用，其它兩條不通地表 ,在 +1300m 處主副平硐和軌道、運輸 大巷相連 ,在二 、三、 采區(qū)布置三條暗斜井 ,分別與運輸大巷和回風井大巷相連 ,在四采區(qū)設計三條下三與三采區(qū)的運輸、回風、軌道大巷相連 ， 三條暗斜井均布置在 17號煤層底板中 (按煤層平均傾角 )當一采區(qū)采完后，二采區(qū)作接替 ,布置工作面，這樣初期投產(chǎn)快、維費低，通風線路短 ,不需要布置井底車