【正文】 13）按瓦斯帶的劃分屬于氮氣 — 瓦斯 帶。 表 13 鉆孔瓦斯組分含量表 Table 13 The gas position in the borehole 孔號 采樣深度 (m) 煤的自然瓦斯成分（ %） 氣體分析 含氧量（ %） CH4 CO2 N2 30 35 41 45 66 86 平均 根據(jù) ****礦 瓦斯觀測點資料，礦井 相對瓦斯涌出量 m3/t，絕對瓦斯涌出量姓名 ： ***礦 10 ；因而可以確定 ****礦 屬于低 瓦斯 礦井，是 低瓦斯礦井。雖為低瓦斯礦井，但由于 ****礦 自燃發(fā)火期較短，個別 地點瓦斯涌出異常，所以仍按高瓦斯礦井管理。 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 2 井田境界及儲量 井田境界 井田范圍 西北與康平三臺 子煤礦相鄰；東北與大平煤礦相鄰；東南 以煤層可采邊界線為界 ， 西南部以風氧化煤柱為界 ， 井田內(nèi)賦存有 1和 2兩個 可采煤層。 邊界煤柱留設(shè) 礦井東北 、 西南寬 約 ，西北 、 東 南長 約 ，礦井總面積 。井田內(nèi)地形比較完整，井田四周依據(jù)相關(guān)規(guī)定和安全考 慮分別留設(shè) 30m的邊界煤柱。 由于井田 中央偏西北有三個大 斷層， 單另留設(shè)煤柱， 井田邊界即為井田境界保護煤 柱。按《煤礦安全規(guī)程》 [2]規(guī)定， 邊界 煤 柱的留法及尺寸： 1） 井田邊界煤柱留 30m； 2） 階段煤柱斜長 60m，若在兩階段留 設(shè)，則上下階段各留 30m； 3） 斷層煤柱每側(cè)各為 20m； 4） 采區(qū)邊界煤柱留 20m。 根據(jù)參考《 煤炭工業(yè) 設(shè)計規(guī)范》 [1]和《礦井安全規(guī)程》 [2]的相關(guān)數(shù)據(jù)要求和規(guī)定，本井田所留的各種保護煤柱均合理，符合規(guī)定。 工業(yè)廣場保護煤柱留設(shè) 根據(jù)參考《 煤炭工業(yè) 設(shè)計規(guī)范》 [1]和《礦井安全規(guī)程》 [2]的相關(guān)數(shù)據(jù)要求和規(guī)定， 產(chǎn)量 ，工業(yè)廣場面積 公頃 /。本設(shè)計為 ，故取 。則工業(yè)廣場占地面積為 S=*= 公頃 =192021m2。則工業(yè)廣場設(shè)計成長 480m ， 寬 400m的矩形。 在確定地面保護面積后，用移動角圈定煤柱范圍，工業(yè)場地地面受保護面積應(yīng)包括保護對象及寬度 15m的圍護帶。 在工業(yè)場地內(nèi)的井筒，圈定保護煤柱時，地面受保護對象應(yīng)包括絞車房、井口房或通風機房、風道等，圍護帶寬度 為 15m。 邊界的合理性 在本井田的劃分中，充分的利用到現(xiàn)有條件，既降低了煤柱的損失，也減少了開采技術(shù)上的困難，使工作面的部署較為簡易。同時，本井田的劃分使儲量與生產(chǎn)相適應(yīng)，礦井生產(chǎn)能力與煤層賦存條件、開采技術(shù)裝備條件相適應(yīng)。井田有合理的尺寸，條帶尺寸滿足姓名 ： ***礦 12 《 煤炭工 業(yè) 設(shè)計規(guī)范》的要求，走向長度劃分合理，使礦井的開采有足夠的儲量和足夠的服務(wù)年限，避免礦井生產(chǎn)接替緊張。 根據(jù)《 煤炭工業(yè) 設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，采區(qū)開采順序必須遵守先近后遠，逐步向邊界擴展的原則，并應(yīng)符合下列規(guī)定： 1） 首采采區(qū)應(yīng)布置在構(gòu)造簡單，儲量可靠，開采條件好的塊段，并宜靠近工業(yè)廣場保護煤柱邊界線。 2） 開采煤層群時，采區(qū)宜集中或分組布置，有煤和瓦斯突出的危險煤層，突然涌水威脅的煤層或煤層間距大的煤層，單獨布置采區(qū)。 3） 開采多種煤類的煤層，應(yīng)合理搭配開采。 綜上所述，礦井首采區(qū)定在靠近工業(yè)廣場的 東 北 部，采區(qū) 儲量豐富，有利于運輸?shù)募泻蜏p少巷道的開拓費用 ， 所以井田劃分是合理的 。 因此，綜上來看，本井田的劃分是合理的，也就是說本井田設(shè)計的邊界是合理的。 井田的儲量 井田儲量的計算原則 1） 按照地下實際埋藏的煤炭儲量計算，不考慮開采、選礦及加工時的損失； 2） 儲量計算的最大垂深與勘探深度一致。對于大、中型礦井，一般不超過 1000m； 3） 精查階段的煤炭儲量計算范圍，應(yīng)與所劃定的井田邊界范圍相一致； 4） 凡是分水平開采的井田，在計算儲量時，也應(yīng)該分水平計算儲量； 5） 由于某種技術(shù)條件的限制不能采出的 煤炭，如在鐵路、大河流、重要建筑物等兩側(cè)的保安煤柱，要分別計算儲量； 6） 煤層傾角不大于 15176。 時，可用煤層的偽厚度和水平投影面積計算儲量； 7） 煤層中所夾的大于 （夾矸）不參與儲量的計算； 8） 參與儲量計算的各煤層原煤干燥時的灰分不大于 40%。 礦井工業(yè)儲量 井田的精查勘探面積為 S=； 根據(jù)儲量計算公式 [3]： ?cos/SMrz g ? （ 21） 式中： gz ——礦井的地質(zhì)儲量， t M ——可采煤層總厚度， m 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 S ——井田面積， m178。 r ——煤的容重， r = t/m179。 α——煤層 平均 傾角， 176。 所以， Zg =（ 9+） 176。 = 萬 t 由于設(shè)計時不考慮平衡表外儲量和遠景儲量，因此礦井工業(yè)儲量就等于地質(zhì)儲量，即： Zc= Zg= 萬 t。 各煤層的工業(yè)儲量見表 21。 表 21 煤層工業(yè)儲量表 Industrial coal reserves 礦井煤柱損失 1） 斷層煤柱損失 斷層的兩側(cè)各留 20m的 保護煤柱， 三個 斷層 煤柱 的面積為109921+60664+43077=213662m178。， 故此斷層 保護煤柱損失為： 213662（ 9+） = 萬 t。 2） 井田境界煤柱損失 井田境界 北 部 、 東部 、 西 部和 南部 分別留設(shè) 30m的邊界煤柱， 井田 總 周長 為 ，總面積為 ，井田煤柱總面積 ，井 田境界保護煤柱所占面積為178。，經(jīng)計算， 故境界保護煤柱損失為： （ 9+） = 萬 t。 3） 工業(yè)廣場煤柱損失 由《礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定： Mt/a 礦井工業(yè)場地占地為 公頃 /。 本礦井為 ，取 ，則本礦井的工業(yè)場地面積為： S== 公頃，依據(jù)井田形狀選擇 400179。 480m的長方形。用移動角圈定煤柱范圍，工業(yè)場地地面受保護面積應(yīng)包括保護對象及寬度 15m的圍護帶。再用幾何作圖的方法確定工業(yè)廣場保護煤柱的范圍。由工業(yè)廣場保護煤柱圖可知： 1煤層煤柱損失 為： 91 .32 t= 萬 t 2煤層煤柱損失為： t= 萬 t 序號 煤層號 煤厚 /m 傾角 /176。 面積 /km2 工業(yè)儲量 /萬 t 1 1 9 3~17 2 2 3~17 姓名 ： ***礦 14 故工業(yè)廣場保護煤柱損失 共為 : += 萬 t。 4）階段間保護煤柱損失 本礦井為單水平開采，無階段保護煤柱損失。 5） 全礦采區(qū) （帶區(qū)） 回采率 由《礦井設(shè)計規(guī)范》第 213 條，礦井采區(qū)回采率，應(yīng)該符合下列規(guī)定：厚煤層不應(yīng)小于 75﹪；中厚煤層不應(yīng)小于 80﹪；薄煤層不應(yīng)小于 85﹪。本礦井 1和 2煤層 均 是厚煤層，取 C=75%。 礦井的設(shè)計儲量 礦井設(shè)計儲量 =工業(yè)儲量－永久煤柱損失量，即： Zs=Zc－ P1 （ 22） 式中： Zs——礦井的設(shè)計儲量，萬 t Zc——礦井的工業(yè)儲量，萬 t P1——永久煤柱損失量，萬 t（ 包括斷層、防水、井田境界、地面建筑物及因法律、社會、環(huán)境保護等影響因素影響不得開采的煤柱煤量 ） 此礦井永久煤柱只有斷層和井田境界保護煤柱，故： Zs= （ +） = 萬 t 礦井的設(shè)計可采儲量 礦井設(shè)計可采儲量 =（礦井設(shè)計儲量 可回收利用保護煤柱損失量） 采區(qū)回采率，即： CPZZ Sk ??? )( 2 （ 23） 式中： Zk——礦井設(shè)計可采儲量，萬 t P2——可回收利用保護煤柱損失量，萬 t（包括工業(yè)廣場、井筒、井下主要巷道等保護煤柱煤量） C——采區(qū)回采率， （厚煤層 C=） 此礦井可回收利用保護煤柱煤量有工業(yè)廣場和階段間保護煤柱煤量，故： Zk =[（ +） ] = 萬 t 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 3 礦井的年產(chǎn)量、服務(wù)年限及一般工作制度 礦井的年產(chǎn)量 及服務(wù)年限 礦井的年產(chǎn)量 礦井年產(chǎn)量是煤礦生產(chǎn)建設(shè)的重要指標，在一定程度上綜合反映了礦井生產(chǎn)技術(shù)面貌，是礦井開拓的一個主要參數(shù)，也是選擇井田開拓方式的重要依據(jù)之一。 礦井的年產(chǎn)量確定的合理與否，對保證礦井能否迅速投產(chǎn)、達產(chǎn)和產(chǎn)生效益至關(guān)重要。而礦井生產(chǎn)能力與井田地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、煤炭儲量及質(zhì)量、煤層賦存條件、建井條件、采掘機械化裝備水平及市場銷售量等許多因素有關(guān)。經(jīng)分析比較，設(shè)計認為礦井的生產(chǎn)能力確定為 ，理由如下： 1） 儲量豐富 煤炭儲量是決定礦井生產(chǎn)能力的主要 因素之一。本井田內(nèi)可采的煤層 兩 層，工業(yè)儲量為 萬 t，按照 ，能夠滿足礦井服務(wù)年限的要求，而且投入少、效率高、成本低、效益好。 2） 開采技術(shù)條件好 本井田煤層賦存較穩(wěn)定，煤層埋藏較深， 雖然 傾角變化 不 大， 經(jīng)過塊劃分，使每塊結(jié)構(gòu)變的簡單。又 由于井田面積大，水文地質(zhì)條件及地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層結(jié)構(gòu)單一，適宜綜合機械化開采，可采煤層 均 為厚煤層，適合 安全 高效 工作面開采。 3） 建井及外運條件 本井田內(nèi)有良好的煤層賦存條件，為提高建井速度、縮短建井工期提供了良好的地質(zhì)條件。本井田有礦區(qū)專用鐵 路與國鐵相通，交通較便利。 4） 具有先進的開采經(jīng)驗 近年來， “安全 高效 ”工藝在煤礦 生 產(chǎn)中有了很大發(fā)展，而且該工藝投入少、效率高、成本低、效益好、生產(chǎn)集中簡單、開采技術(shù)基本趨于成熟。 綜上所述，由于礦井優(yōu)越的條件及外部運輸條件，有利于把本礦井建設(shè)成為一個 安全高效 礦井。礦井的生產(chǎn)能力為 、合理的。 礦井的服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限應(yīng)與礦井的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，它兩個之間的關(guān)系實質(zhì)上就是礦井生產(chǎn)能力和礦井儲量的關(guān)系。在圈定的井田范圍內(nèi)，礦井儲量一定，井型越大，服務(wù)年限越短，姓名 ： ***礦 16 井型越小，服務(wù) 年限越長。當?shù)V井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限為某數(shù)值時，可使噸煤的總費用最低，相近于這個數(shù)值范圍，則是合理的礦井的生產(chǎn)能力和服務(wù)年限。 根據(jù) 《煤炭工業(yè) 設(shè)計規(guī)范 》 [1]的 規(guī)定，在計算礦井服務(wù)年限時，儲量備用系數(shù)宜采用—，本礦井 取 用 。 由礦井的服務(wù)年限計算公式： P=Z／ AK （ 31） 式中： Z——礦井的設(shè)計可采儲量； A——礦井的年產(chǎn)量； K——礦井儲量備用系數(shù)，一般取 P=Z／ AK =（ 240179。 ） = 年 ≈ 66 年 根據(jù)有關(guān)規(guī)定和查閱相關(guān)資料，年產(chǎn) 240 萬 t 的大型礦井的服務(wù)年限應(yīng)為 50 年以上，本礦井 66 年的服務(wù)年限達到標準，符合要求 。 礦井的增產(chǎn)期和減產(chǎn)期，產(chǎn)量增加的可能性 建井后產(chǎn)量出現(xiàn) 變化 ，其可能性為： 1） 地質(zhì)條件勘探存在一定的誤差，有可能出現(xiàn)新的斷層 。 2） 由于國民經(jīng)濟發(fā)展對煤炭的需求變化，導(dǎo)致礦井產(chǎn)量增減。 3） 礦井的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲備能力，礦井投產(chǎn)后，迅速突破設(shè)計 能力，提高了 工作面生產(chǎn)能力 。 4） 工作面的回采率提高，導(dǎo)致在相同的條件下， 礦井服務(wù)年限 增加。 5） 采 區(qū) 地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲量可靠，因此投產(chǎn)后有可靠的儲量及較好的開采條件。 礦井的一般工作制度 根據(jù)有關(guān)規(guī)定，結(jié)合本區(qū)煤層條件、儲量狀況及完成產(chǎn)量的需要，同時達到法定假日，設(shè)備檢修和涌水等的影響，做出相應(yīng)的工作制度。本礦井的年工作日按每年 330 天計算，日 提升時間為 16 小時。礦井每晝夜分為 三 班， 兩 班 采 煤， 一 班 放一次 煤，然后 檢修，每班工作 8 小時，即 “三八 制 ” 工作制。 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 4 井田開拓 井田開拓方式應(yīng)該通過對礦井設(shè)計 生產(chǎn)能力，地形地貌條件，井田地質(zhì)條件，煤層賦存條件，開采技術(shù)及裝備設(shè)施等綜合因素進行方案比較以及系統(tǒng)優(yōu)化之后確定。因此，在解決井田開拓問題時，應(yīng)遵循以下原則： 1）貫徹執(zhí)行有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低效率高創(chuàng)造條件。要使生產(chǎn)系統(tǒng)完善 、 有效、可靠，在保證生產(chǎn)可高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，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件。 3）合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。 4）必須貫徹執(zhí)行有關(guān)煤礦 安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風系統(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)。 5）要適應(yīng)當前國家的技術(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、綜合機械化、自動化創(chuàng)造條件。 6）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采