【正文】 采區(qū)工業(yè)資源 /儲量 =111b+122b+333k=817+0+350179。 =10116kt，詳見表。 各煤層資源 /儲量估算匯總表 煤層號 地質(zhì)資源 /儲量（ kt） 工業(yè)資源 /儲量（ kt） 111b 122b 333 現(xiàn)保有 15 9630 940 670 11240 10116 （三）礦井設(shè)計資源 /儲量 采區(qū)設(shè)計儲量：礦井工業(yè)資源 /儲量減去設(shè)計計算的斷層煤柱、井田境界煤柱、地面建（構(gòu)）筑物等永久保護煤柱損失后的資源 /儲量。 井田內(nèi)需要留設(shè)永久煤柱的有：采空區(qū)、積水區(qū)防水煤柱，井田境界，斷層煤柱， 30 地面建（構(gòu) ）筑物、村莊保護煤柱。 村莊建筑保護煤柱：按三級保護，圍護帶取 10m；松散層平均厚度 43m，基巖厚度平均厚度 175m，松散層的移動角取 45176。，基巖移動角取 72176。經(jīng)計算地面構(gòu)筑物保護煤柱取 100m。村莊取 100m。 永久煤柱留設(shè)參數(shù)如下：井田境界留設(shè) 20m 煤柱，斷層煤柱取 20m，積水區(qū)留設(shè)30m防水煤柱，因本礦井采空區(qū)的導水導氣等性能地質(zhì)報告中未交待不清，根據(jù)本地區(qū)的普遍地質(zhì)特征，本次設(shè)計采空區(qū)考慮留設(shè) 30m保安煤柱。詳見表 礦井設(shè)計資源 /儲量計算表 單位： kt 煤層 編號 工 業(yè)資源/儲量 永久煤柱損失 設(shè)計資源 / 儲量 井田 邊界 斷層煤柱 地面建（構(gòu)）筑物、村莊 積水區(qū)防水煤柱 小計 15 10116 152 0 0 0 152 9964 （四）采區(qū)設(shè)計可采儲量 采區(qū)設(shè)計可采儲量：礦井設(shè)計資源 /儲量減去工業(yè)場地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采區(qū)回采率的資源 /儲量； 根據(jù)《煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計規(guī)范》要求及礦井設(shè)計布置， 15 號煤層采區(qū)回采率取 75%。 采區(qū)留設(shè)的開采保護煤柱有：礦井工業(yè)場地、井筒及開拓大巷保護煤柱，大巷間煤柱及大巷兩側(cè)煤柱均按 30m 寬留設(shè)。礦井工業(yè)場地及 井筒保護煤柱是在其邊線外留出保護等級圍護帶寬度，然后按照各巖層的移動角計算出各巖層的水平移動長度，所有巖層水平移動長度之和即為圍護帶外煤柱的寬度。 松散層及基巖厚度參照鄰近鉆孔的資料確定，松散層的移動角取 45176。，基巖移動角取 72176。經(jīng)計算主工業(yè)場地保護煤柱取 100m；混合提升斜井從井底到井口保護煤柱范圍為由 30m到 100m；回風斜井從井底到井口保護煤柱范圍為由 30m 到 80m。 礦井設(shè)計可采資源 /儲量按計算公式為： ZK =（ Zs－ P）178。 C 式中： ZK—— 礦井設(shè)計可采資源 /儲量， kt； Zs—— 礦井設(shè)計資源 /儲 量， kt； 31 P—— 煤柱損失， kt； C—— 采區(qū)回采率， 15 號為厚煤層，采區(qū)回采率取 75％。 經(jīng)計算，采區(qū)可采儲量為 。詳見可采儲量表。 采區(qū)可采儲量匯總表 單位 : kt 煤 層 設(shè)計資源 / 儲量 保護煤柱 開 采 損 失 可 采 儲 量 工業(yè)場地及井巷 15 9964 0 125 （五）安全煤柱及各種煤柱的留設(shè)與計算 1. 巷道煤柱按以下公式計算 S1＝ fMH )( ? 式中 ： S1—— 巷道保護煤柱的水平寬度， m； H—— 巷道的最大垂深，取 220m； M—— 煤層厚度， m，取 15號煤層平均厚 ； f—— 煤的強度系數(shù)，取 2。 S1＝ fMH )( ?= 2. 斷層煤柱按下式計算： L ＝ K M pKP3 式中： L—— 煤柱留設(shè)的寬度， m； K—— 安全系數(shù)（一般取 2～ 5）； M—— 煤層厚度或采高， m，取 15 號煤層平均厚 ； P—— 水頭壓力， Mpa，（ 1030－ 860）179。 179。 10－ 3＝ ； Kp—— 煤的抗張強度，取 Mpa。 L ＝ K M pKP3＝ 179。 2179。 179。 ＝ 綜上，大巷煤柱 30m，斷層煤柱取 20m。 32 井田邊界留設(shè) 20m 煤柱；由于 15 號煤層較厚，而且井田東部采空區(qū)較多，以及采空區(qū)有積水存在，因此采空區(qū)防水煤柱按 30m 煤柱留設(shè)。 二、采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 工作制度 礦井設(shè)計年工作日 330d，井下采用“四六”工作制，即每天四班作業(yè)，三班生產(chǎn)，一班檢修，日凈提升時間 16h；地面采用“三 八”工作制。 設(shè)計的年生產(chǎn)能力 結(jié)合礦井煤層賦存條件、開采技術(shù)條件、工作面裝備水平、煤炭外運條件和市場需求等因素，綜合確定礦井兼并重組整合后的設(shè)計生產(chǎn)能力為 900kt/a。其理由如下： 1）根據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳 2021 年 9 月 9 日下發(fā)的晉煤規(guī)函【 2021】 1295 號文件“關(guān)于山西下合煤業(yè)有限公司調(diào)整產(chǎn)能的批復”，批準山西下合煤業(yè)有限公司礦井的產(chǎn)能由原來的 300kt/a 調(diào)整變更為 900kt/a。 2）礦井煤層賦存條件和 開采技術(shù)條件較好 ， 本礦井批準 15 號煤層，煤質(zhì)為貧煤，市場需求量較大，銷量穩(wěn)定，外運交通方便 ，礦井兼并重組整合投產(chǎn)后，不僅能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟利益，而且能帶動當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展 ，具備建設(shè) 900kt/a 井型的條件。 3）主提升采用帶式輸送機運輸，為礦井高產(chǎn)高效和安全生產(chǎn)提供有力保證。 4）兼并重組整合后在井下裝備一個綜采一次采全高工作面。根據(jù)井下煤層的賦存條件、開采技術(shù)條件和生產(chǎn)經(jīng)驗，礦井生產(chǎn)能力可達到 900kt/a。但根據(jù)煤層儲量，900kt/a 生產(chǎn)規(guī)模服務(wù)年限偏短 。 綜上所述，設(shè)計礦井井型 900kt/a。 三、服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限按下式計算： T=Zk/（ K178。 A） 式中： T—— 礦井服務(wù)年限， a； 33 Zk—— 設(shè)計可采儲量， ； A—— 設(shè)計生產(chǎn)能力， 900kt/a； K—— 儲量備用系數(shù)，取 K =； 礦井服務(wù)年限： T＝ （ 179。 900） =（ a）。 第三章 采煤方法及采區(qū)巷道布置 第一節(jié) 采煤方法的選擇 一、采煤方法 15號煤層位于太原組下段下部，上距 K2 灰?guī)r 15m 左右。煤層厚度為 ，平均 ，井田南部該煤層剝蝕，其余全部可采，為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。煤層結(jié)構(gòu)較簡單，一般含夾矸 2層，夾矸最大厚度 。頂板為 泥巖，底板為細砂巖。 合理的采煤方法是建設(shè)高產(chǎn)高效礦井的關(guān)鍵。依據(jù)本礦井煤層賦存條件和開采技術(shù)條件，選擇采煤方法時，主要考慮了以下原則： 適應(yīng)煤層地質(zhì)和開采條件，提高工作面單產(chǎn)，保證礦井合理集中生產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)。 簡化采煤工藝，減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)，節(jié)省巷道和設(shè)備，降低掘進率，盡量不掘或少掘巖石巷道。 可靠地保證礦井安全生產(chǎn)。 提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，節(jié)約開采成本。 提高資源回收率。 根據(jù)推薦的井田開拓方案，結(jié)合礦井的井型和工作面裝備水平，礦井移交生產(chǎn)及達到設(shè)計生產(chǎn)能力 900kt/a 時布置一個采區(qū)， 采區(qū)內(nèi)布置一個綜采一次采全高工作面，兩個綜掘工作面來滿足生產(chǎn)及正常接替。 首采區(qū)位置選擇：為提高礦井的經(jīng)濟效益，礦井首采區(qū)應(yīng)選擇在資源儲量穩(wěn)定、煤層結(jié)構(gòu)簡單、有利于礦井達產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的資源儲量區(qū)。首采區(qū)選擇在井田中部一采區(qū)。 34 結(jié)合國內(nèi)外采煤技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，綜合考慮各影響因素，設(shè)計認為礦井可供選擇的采煤方法有以下幾種：一是綜采一次采全高采煤法；二是人工假頂分層綜采； 采 用綜采一次采全高采煤法不用鋪設(shè)金屬網(wǎng)，巷道工程量小，頂板較易管理，有利于礦井防滅火。一次采全高采煤法可減少工作面搬家次數(shù)，有利于提高生產(chǎn)效率。 采用 分層開采采煤法時，煤層平均厚度 ，按照礦井 900kt/a的生產(chǎn)能力，分層厚度在 ，這勢必造成工作面假頂形成非常困難，且巷道工程量大。人工假頂分層綜采采煤法以前在我國大中型礦井也普遍采用，隨著采煤支護設(shè)備的不斷發(fā)展，大中型礦井分層開采的應(yīng)用正在逐漸減少，正在被放頂煤或一次采全高采煤法取而代之，其缺點是生產(chǎn)能力有限，分層開采頂班不易管理，生產(chǎn)能力較小，安全程度相對要低。 經(jīng)以上分析比較，設(shè)計從減小礦井巷道工程量和礦井設(shè)備投資，是否有利于礦井防滅火等因素考慮，推薦綜采一次采全高采煤法。 根 據(jù)本井田內(nèi) 15 號煤層埋藏深度、煤層賦存狀況、煤層厚度及煤層頂?shù)装逄匦缘葪l件，為節(jié)省投資，并充分考慮了業(yè)主的建議，設(shè)計推薦綜采一次采全高采煤法，全部垮落法管理頂板。此采煤方法可以在保證滿足 900kt/a 的設(shè)計生產(chǎn)能力的同時，使礦井取得最佳經(jīng)濟效益。 二、頂板管理方法 回采工作面頂板管理方式為全部垮落法。 根據(jù) 15 號煤層賦存情況及煤層厚度，結(jié)合選用的采煤方法，工作面支護選用ZZ5200/。 回采工作面生產(chǎn)能力計算 礦井移交生產(chǎn)及達到設(shè)計產(chǎn)量時，共布置一個綜采一次采全高工作面。 綜采工作 面生產(chǎn)能力按下式計算： A 綜采 =M178。 l178。 L178。 r178。 C 式中： 35 A 綜采 —— 綜采工作面年產(chǎn)量， t/a； M—— 采煤工作面機采高度， 15號煤層平均厚度為： ； l—— 工作面機采長度， l=170m； L—— 采煤工作面年推進度， L=； r—— 煤的容重 ， ； C—— 采煤工作面割煤回采率 ， 取 93％； A 綜采 =179。 170179。 179。 179。 93% ＝ 803230t/a ≈ 803kt 掘進煤量計算：礦井達到設(shè)計生產(chǎn)能力 900kt/a 時，礦井 2個綜掘工作面，綜掘工作面平均斷面（ +）247。 2=，日進尺 10m。則 2個綜掘工作面年掘進煤量為 A =2179。 179。 10179。 330179。 ≈ 99kt。 礦井總產(chǎn)量為 803+99=902kt/a 能夠滿足礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 900kt/a。 第二節(jié) 礦壓觀測情況 礦井現(xiàn)配備有部分礦壓觀測儀，布置于開拓巷道頂板，每 50 米布置一個，但礦壓觀測臺賬不完善，未嚴格進行定期觀測、記錄、分析。建議該礦加強頂板壓力觀測管理，建立健全頂板壓力觀測臺賬，定期收集、分析頂壓力情況，為安全生產(chǎn)提供可靠依據(jù)。 第三節(jié) 采區(qū)巷道布置 方案一、由 于混合提升斜井、行人立井井筒已經(jīng)形成，井下煤倉、膠帶大巷和軌道大巷已掘進一部分，因此沿原來掘進方向繼續(xù)向東向西掘進布置軌道大巷、膠帶大巷和回風大巷。向東掘進至煤層露頭保安煤柱處，回風大巷與回風斜井溝通；向西掘進約 140m 處垂直膠帶大巷、軌道大巷和回風大巷布置二采區(qū)膠帶巷、二采區(qū)軌道巷和二采區(qū)回風巷至井田邊界處。膠帶大巷、軌道大巷和回風大巷，其間距 30m。 36 方案二、膠帶大巷、軌道大巷、二采區(qū)膠帶巷、二采區(qū)軌道巷沿 15 號煤層底板布置，回風大巷、二采區(qū)回風巷沿 15 號煤層頂板布置。 主斜井落底后，沿主斜井方向掘進膠 帶大巷至井田邊界處，平行膠帶大巷掘進軌道大巷和回風大巷，軌道大巷與副立井溝通，回風大巷與回風斜井溝通。膠帶大巷、軌道大巷和回風大巷至井田邊界處后沿井田邊界方向向西北方向掘進至新增區(qū)中段花豹拐村附近，然后向東北方向垂直于 7和 8井田邊界線掘進至井田邊界處。膠帶大巷、軌道大巷沿 15 號煤層底板布置，回風大巷沿 15 號煤層頂板布置。 開拓方案經(jīng)濟比較 項目 方案 方案一 方案二 新增井筒工程量（ m） 斜井 0 0 立井 0 （刷大） 井筒投資（萬元） 0 122 提升設(shè)備及裝 備（萬元） 155 822 可比投資合計（萬元） 155 944 礦井開拓方案技術(shù)比較表 方案 指針 方案一 方案二 優(yōu)點 斜井提升系統(tǒng)簡單 井筒安裝施工工藝簡單。 輔助生產(chǎn)區(qū)空間較大 絞車型號小，較立井提升安全 主副井功能區(qū)分，有利于生產(chǎn)和管理 缺點 需改造現(xiàn)有混合提升斜井為行人立井，裝備新的混合提升斜井 二采區(qū)的工作面推進長度較長。 立井提升系統(tǒng)較斜井復雜 不利于大件的整體升降 土方工程量大，改造困難 立井車場與大巷垂直，通 風阻力大 采區(qū)推進長度太短，搬家頻繁。 對現(xiàn)有大巷系統(tǒng)改造較多，改造較困難 37 綜合分析，方案一前期投資最省，技術(shù)上也合理可行，設(shè)計推薦方案一。即 確定首采區(qū)位于井田中部，采區(qū)南北長約 ，東西寬約 ；設(shè)計可采儲量 。 利用原武鄉(xiāng)縣韓北鄉(xiāng)下合村煤礦工業(yè)場地的混合提升斜井作為兼并重組整合后礦井的混合提升斜井；將原武鄉(xiāng)縣韓北鄉(xiāng)下合村煤礦工業(yè)場地的回風立井作為兼并重組整合后礦井的行人立井；利用原原武鄉(xiāng)縣韓北鄉(xiāng)棗嶺聯(lián)營煤礦煤礦工業(yè)廣場主斜井作為兼并重組整合后礦井的回風斜井。 采區(qū)巷道分別一采 區(qū)膠帶大巷、一采區(qū)軌道大巷、一采區(qū)回風大巷，三條大巷均為新掘。一采區(qū)膠帶大巷、一采區(qū)軌道大巷沿 15號煤層底板布置，一采區(qū)回風大巷均沿 15 號煤層頂板布置，大巷均采用矩形斷面，錨網(wǎng)噴 +錨索支護。在三條大巷兩側(cè)沿煤層傾向布置回采工作面，沿煤層走向布置運輸順槽和回風順槽，回采工作面采用后退式開采，順槽均采用矩形斷