【正文】 井田的可采儲量 Zk 按下式計算： Zk=(ZgP) C (24) 式中： Zg—— 礦井工業(yè)儲量， Mt。 Zk—— 礦井可采儲量， Mt。 P—— 各種永久煤柱的儲量之和， M t。 P=++++=（ M t) C —— 帶區(qū)回采率，厚煤層不低于 ；中厚煤層不低于 ；薄煤層不低于；本礦取 。 Zk=（ ） =(M t) 由此可得本礦井可采儲量為 億噸。 第 11 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計 工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井設(shè)計年工作日 330d。每天四班作業(yè)，其中三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備及檢修。每天凈提升時間按 16h。 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 確定依據(jù) 根據(jù)可采儲量、煤層開采技術(shù)條件、技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟效益及煤炭市場需求等影響因素，綜合分析，設(shè)計提出了 、 ，推薦設(shè)計生產(chǎn)能力為，理由如下 ： (1)儲量分析 全井可采儲量為 ，分別按 、 、 ，儲量備用系數(shù)取 計算，服務(wù)年限分別為 、 及 ，只有 滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》要求。 (2)開采技術(shù)條件 本井煤層厚，賦存穩(wěn)定，傾角平緩，一般 3～ 5176。，瓦斯含量低，構(gòu)造簡單；煤層富水性強、導(dǎo)水性較差，水文地質(zhì)條件較簡單；雖煤層頂?shù)装鍨檐泿r，但煤層厚，一般 15～ 26m，煤層相對于巖層抗壓 強度較大；根據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井實踐經(jīng)驗，將井底車場及硐室、主要巷道布置在煤層里，采用錨噴 (加錨索加鋼筋梁 )支護能夠滿足要求。因此，本井開采技術(shù)條件均符合三種規(guī)模的要求。 (3)礦井經(jīng)濟效益 礦井生產(chǎn)高度集中化、大型化是煤礦生產(chǎn)發(fā)展的趨勢。 2021 年兗州礦區(qū) 6 個特級高產(chǎn)高效礦井生產(chǎn)原煤 ，平均年產(chǎn)達到 。神華集團主力生產(chǎn)礦井單井年產(chǎn)量已超過 ，取得了顯著的經(jīng)濟效益，充分顯示了特大型礦井的規(guī)模效益。因此，礦井規(guī)模越大，成本越低，經(jīng)濟效益越好。 (4)煤炭市場需求 扎煤公司 2021年 生產(chǎn)煤炭 ， 2021年已簽訂煤炭銷售合同約 。 根據(jù)規(guī)劃，礦區(qū)將建設(shè)大型電廠和煤化工項目，礦區(qū)現(xiàn)有煤礦的煤炭產(chǎn)量已無法滿足市場需求。因此，急需新建大型礦井，以滿足煤炭市場需求。 根據(jù)規(guī)劃，電廠最終規(guī)模為 4 600MW，每年需煤炭 ，考慮到扎煤公司現(xiàn)有的煤炭產(chǎn)量和外銷煤量，本井設(shè)計規(guī)模不應(yīng)小于 。 (5)符合蒙東大型煤炭基地規(guī)劃及礦區(qū)總體規(guī)劃要求 根據(jù)蒙東大型煤炭基地規(guī)劃，扎賚諾爾礦區(qū)到 2021 年最終規(guī)劃規(guī)模 ，其中靈東礦井規(guī)劃規(guī)模為 ～ ；原國家計委以計交能 [1998]302 號文批準(zhǔn)的扎賚諾爾礦區(qū)總體規(guī)劃中，擬建鐵北礦井規(guī)模為 。同時內(nèi)蒙古自治區(qū)發(fā)展和改革委員會編制的《內(nèi)蒙古煤炭工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，擬建鐵北礦井規(guī)模為 。 (6)工作面單產(chǎn) 綜放工作面單產(chǎn)主要取決于頂煤的冒放率。本井初期開采的Ⅱ 2 煤厚 ～ ，平均，節(jié)理裂隙發(fā)育。根據(jù)扎煤公司生產(chǎn)實踐，Ⅱ煤節(jié)理裂隙發(fā)育，頂板松軟，采用綜放開采，周期來壓步距小，放煤均勻，無大塊，不需采取特殊措施。 第 12 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計 應(yīng)當(dāng)指出，如果本地市場需求有較大增加時 ，可對礦井進行適當(dāng)改擴建，以滿足市場需求，提高礦井經(jīng)濟效益。 礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。 礦井可采儲量 Zk、設(shè)計生產(chǎn)能力 A礦井服務(wù)年限 T三者之間的關(guān)系為： kZTAK? ? （ 25） 式中 : T—— 礦井服務(wù)年限， a； Zk—— 礦井可采儲量， Mt； A—— 設(shè)計生產(chǎn)能力， Mt； K—— 礦井儲量備用系數(shù)，取 則，礦井服務(wù)年限為： T =503/(41 .3) = 其中一水平可采儲量 ，二水平可采儲量 ，儲量備用系數(shù)取 。一水平服務(wù)年限 ，二水平服務(wù)年限 ，符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》要求。 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(fēng)、排水和動力供應(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行技術(shù)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(rèn)真研究。 (1) 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； (2) 合理確定開采水平的數(shù)目和位置； (3) 布置大巷及井底車場； (4) 確定礦井開采程序，做好開采水平的接替； (5) 進行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造； (6) 合理確定礦井通風(fēng)、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(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，應(yīng)遵循下列原則： (1) 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)。 (2) 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)。 (3) 合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。 (4) 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)、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造 第 13 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計 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(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)展采煤機械化、綜掘機械化、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，以及其它有益礦物的綜合開采。 、數(shù)目、位置 井筒形式的確定 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)場地和引進鐵路，上山部分儲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(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，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，掘進速度慢，基本建設(shè)投資大。 本井田煤層被第四系所覆蓋，埋藏較深，特別是開采的主要對象Ⅱ煤埋藏深度 400m左右，Ⅱ煤埋藏深度 500m 左右，第四系沖積 層厚約 23m，含水豐富。如采用斜立開拓，即主井為帶式輸送機斜井，主斜井斜長為 (傾角 16176。 )1560m，穿過第四系沖積層斜長 110m，穿過 I1煤層頂板粗砂巖含水層及 I1～ I3煤層間中、粗砂巖含水層厚度 190m，斜長 ，井筒工程量大，施工難度大。 根據(jù)煤層賦存特點、鐵路接軌及供電電源位置、初期帶區(qū)位置等因素，設(shè)計考慮了三個井口位置方案。 （ 1）煤層和水文條件對開拓的影響 本井田地表高程在 +545～ +550m 之間，煤層賦存高程在 +230～ +50m，埋藏深度為 315～490m，屬近水平 煤層。對礦井開拓影響較小。 第四系 厚度約 12～ 27m， 第四系砂礫含水層位于 其中， 廣泛分布于煤系地層之上，巖性為砂礫、粗砂，以砂礫為主，厚度一般在 ～ 左右。經(jīng)抽水試驗其水文地質(zhì)參數(shù) q為 ～ m， K 為 ～ ， T 為 ～ ㎡ /d， S 為 103～ 103， a 為 105～ 105㎡ /d，屬豐富含水層。在砂礫含水層之上有一層灰色、分選均勻的粉、細(xì)砂，全區(qū)普遍發(fā)育，厚度為 ～ ，一般在 ～，發(fā)育比較穩(wěn)定。水位埋深 ，經(jīng)鄰區(qū)抽水實驗其水文地質(zhì)參數(shù) q為 ,K 第 14 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計 為 ,T 為 ㎡ /d， S 為 ,a 為 ㎡ /d。水溫 0～ 4℃，水化學(xué)類型為 HCO3～ CL～ Na～ Mg 水，地下水類型為承壓水。Ⅰ 1煤頂板粗砂巖含水層，Ⅰ 1Ⅰ 3煤及煤層間粗、中砂巖含水層，Ⅱ煤層頂板粗砂巖含水層，煤及煤層間粗、中砂巖含水層均屬中等含水層，其中：Ⅰ 1 煤～Ⅰ 3 煤水文地質(zhì)類型為 一類三 型，水文地質(zhì)條件復(fù)雜；Ⅱ煤水文地質(zhì)類型為 一類二 型，其水文地質(zhì)條件中等。因此，在井 筒施工經(jīng)過第四系砂礫含水層段和其它含水層時，均受水害威脅。巷道掘進和工作面回采時受Ⅱ 煤層間粗、中砂巖含水層影響。 （ 2）開拓方式 方案比較 方案說明 借鑒我國現(xiàn)有高產(chǎn)高效礦井及國外生產(chǎn)礦井的經(jīng)驗，結(jié)合本井田地形地貌、煤層賦存等情況特提出以下三種開拓方案： 方案一 雙立井單水平上、下山開拓； 方案二 雙斜井單水平上、下山開拓； 方案三 主斜副立單水平上、下山開拓。 表 22 建井工程量 工期 項目 (m) 方案 1(m) 方案 2(m) 方案 3(m) 初 期 主井 +20 1307 1307 副井 +5 1121 +5 井底車場及硐室 1000 800 1000 后期 主井延伸 89+20 613 613 副井 +5 547 +5 井底車場及硐室 1000 800 1000 第 15 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計 圖 21 開拓方案比較圖 第 16 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計 表 22 建井工程費用 單價 /元 .m1 方案 1 方案 2 方案 3 立井 斜井 工程量 /m 費 用 /萬元 工程量 /m 費用 /萬元 工程量 /m 費用 /萬元 前 期 主井井筒 8283 3786 375 311 1307 495 1307 495 副井井筒 8283 4136 352 291 1121 464 352 291 井底車場及硐室 1622 1445 1000 162 800 116 1000 162 小計 764 1074 948 后 期 主井延伸 9002 3786 109 98 613 232 613 232 副井延伸 9002 4136 98 547 226 98 井底車場及硐室 1622 1446 1000 162 800 116 1000 162 小計 358 574 492 合計 1122 1648 1440 表 23 運輸費比較表 方案 名稱 系數(shù) 運量 (萬 t) 運程 (m) 單價 (元 /t) 費用 (萬元 ) 立井 副井 方案一 井 筒 提升 一水平 7278 2389 二水平 14285 89 1144 大巷運輸 一水平 7278 486 二水平 14285 954 小 計 4973 方案二 井筒 提升 一水平 7278 1307 3179 二水平 14285 613 2674 大巷運輸 一水平 7278 486 二水平 14285 954 小 計 7279 方案三 井筒 提升 一水平 7278 1307 3179 二水平 14285 613 2674 大巷運輸 一水平 7278 486 二水平 14285 954 小 計 7279 方 案 項 目 第 17 頁 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計 表 24 排水費比較表 表 25 方案費用匯總表 項目 基建費 運輸費 排水費 合計 百分比 方案一 1122 4973 1522 7617 100% 方案二 1648 7279 1522 10449