【正文】 層傾角，取煤層平均傾角約為： ? = 6? Z18= 121000000? ? ? = 萬 t Z48= 121000000? ? ? = 萬 t Z9 = 121000000? ? ? = 萬 t Z15 = 121000000? ? ? = 萬 t Zz = Z18+Z48+Z9 +Z15 = 萬 t 礦井工業(yè)資源 /儲(chǔ)量 根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源量中， 60%是探明的， 30%是控制的， 10%是推斷的。 根據(jù)煤層厚度和煤質(zhì)，在探明的和控制的資源量中， 70%的是經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量， 30%是邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，則礦井工業(yè)資源 /儲(chǔ)量由下式計(jì)算： Zg =Z b111 +Z b122 +Z 112M +Z 222M +Z333 k (公式 22) 式中： Zg — 礦井工業(yè)資源 /儲(chǔ)量 Z b111 — 探明的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量； Z b122 — 控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量； Z 112M — 探明的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量； 31 Z 222M — 控制的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量； Z333 — 推斷的資源量； k— 可信度系數(shù)，取 — ，地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層賦存穩(wěn)定取 ；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存不穩(wěn)定取 。本設(shè)計(jì)中取 。 由于本設(shè)計(jì)主采煤層為 15 號(hào)煤層，所以現(xiàn)已 15 號(hào)煤層計(jì)算礦井工業(yè)資源 /儲(chǔ)量。主采 15 號(hào)煤層的礦井地質(zhì)資源量為 萬 t。 Z b111 = ? 60%? 70% = 萬 t Z b122 = ? 30%? 70% = 萬 t Z 112M = ? 60%? 30% = 萬 t Z 222M = ? 30%? 30% = 萬 t Z333 k = ? 10%? = 萬 t Zg =Z b111 +Z b122 +Z 112M +Z 222M +Z333 k = 萬 t 礦井設(shè)計(jì)資源 /儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)資源 /儲(chǔ)量按下式計(jì)算： Zs =（ Zg P1 ） (公式 23) 式中： Zs — 礦井設(shè)計(jì)資源 /儲(chǔ)量； P1 — 斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建（構(gòu)）筑物煤柱等永久煤柱損失量之和。 1 安全煤柱留設(shè)原則 （ 1） 工業(yè)場(chǎng)地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱。 （ 2） 各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或者垂線法 確定。用巖層移動(dòng)角確定工業(yè)場(chǎng)地、村莊煤柱。巖層移動(dòng)角 70 度 ,表土層移動(dòng)角為 45 度。 32 （ 3） 維護(hù)帶寬度：風(fēng)井場(chǎng)地 20 m，村莊 10 m，其他 15 m。 （ 4） 斷層煤柱寬度 30 m，井田境界煤柱寬度為 20 m。 （ 5） 工業(yè)場(chǎng)地占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第十五條，工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)見表 21。 表 21 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)（ 1 公頃 =10000 m2） 井 型 (萬 t/a) 占地面積指標(biāo)（公頃 /10 萬 t） 240 及以上 120180 4590 930 2 煤柱留設(shè) （ 1) 井田邊界保護(hù)煤柱 井田境界煤柱在本井田一側(cè)按 20 m 留設(shè)。經(jīng)計(jì)算 15 號(hào)煤層井田境界煤柱約為 614 萬噸。 （ 2) 斷層保護(hù)煤柱 斷層煤柱留設(shè) 20 m 寬，則斷層保護(hù)煤柱損失量為 736 萬噸 。 （ 3) 工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱 工業(yè)場(chǎng)地按Ⅱ級(jí)保護(hù)，維護(hù)帶寬度 15 m，工業(yè)場(chǎng)地面積由表 21 確定，取60公頃，則工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱為： 1430 萬噸。 （ 4） 大巷保護(hù)煤柱 大巷兩側(cè)保護(hù)煤柱留設(shè) 60 m，則大巷保護(hù)煤柱損失量約為 1462 萬 t （ 5) 井筒保護(hù)煤柱 主、副井井筒保護(hù)煤 柱在工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，風(fēng)井井筒保護(hù)煤柱在大巷保護(hù)煤柱的范圍內(nèi)，故井筒保護(hù)煤柱損失為 0。各種保護(hù)煤柱損失見表 22。 33 表 22 各種保護(hù)煤柱損失量 煤 柱 類 型 儲(chǔ)量 /萬 t 永久性煤柱 井田邊界保護(hù)煤柱 614 斷層保護(hù)煤柱 736 水體保護(hù)煤柱 1720 村莊文物單位保護(hù)煤柱 1058 合計(jì) 4128 煤 柱 類 型 儲(chǔ)量 /萬 t 非永久性保護(hù)煤柱 工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱 1430 大巷保護(hù)煤柱 1462 井筒保護(hù)煤柱 0 合計(jì) 2892 所以礦 井設(shè)計(jì)資源 /儲(chǔ)量： Zs =（ Zg P1 ） = 4128 = 萬 t 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量按下式計(jì)算： Zk =（ Zs P2 ） C (公式 24) 式中 : Zk — 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 ,萬 t； P2 — 工業(yè)場(chǎng)地和主要井巷煤柱損失量之和； C — 采區(qū)采出率 ,厚煤層不 小于 ；中厚煤層不小于 ；薄煤層不小于 。 由于本設(shè)計(jì)主采煤層為 15號(hào)煤層，其煤層平均厚度為 ，屬于厚煤層。所以取 C=。 所以礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量： Zk =（ Zs P2 ） C =（ ） ? = 萬 t 34 3 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 依據(jù) 由《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 221 條規(guī)定 ： 礦井生產(chǎn)能力主要根據(jù)井地質(zhì)條件、煤層賦存情況、開采條件、設(shè)備供應(yīng)及國家需煤等因素確定。 礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定： （ 1）資源情況：礦 井地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，開采條件優(yōu)越， 應(yīng)將礦井定為較大的井型；煤田 地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦井規(guī)模定的太大； （ 2）開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處的地理位置，交通是否便利，用戶，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來源等； （ 3）國家需求：對(duì)國家煤炭需求量（包括煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測(cè)是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)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(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 009 礦礦井田儲(chǔ)量豐富、煤層賦存穩(wěn)定、頂?shù)装鍡l件較好、斷層較少、傾角小、厚度變化不大、開采條件較簡單、技術(shù)準(zhǔn)備先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)效益好、交通運(yùn)輸便利， 所以易建大型礦井。 因此，初步確定 009 礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 600 萬 t/a。 根據(jù)初步確定結(jié)果，參照大型礦井服務(wù)年限的下限（大于 50a）要求， T 取60a，儲(chǔ)量備用系數(shù) K取 ，則礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A為： (公式 31) TKZA k? 35 式中： A — 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬 t/a； Zk — 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 ,萬 t； T — 礦井服務(wù)年限， a； K — 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，礦井設(shè)計(jì)一般取 — 。 因 15 號(hào)煤層為煤與瓦斯突出煤層，礦井為煤與瓦斯突出煤層突出礦井，部分區(qū)域 15 號(hào)煤層在奧灰水線以下，綜合評(píng)價(jià)，地質(zhì)構(gòu)造和開采技術(shù)條件中等。故儲(chǔ)量備用系數(shù) K 值取 。 所以： A =（ 60? ) = 萬 t/a 根據(jù)煤層賦存情況和礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ) 量，按《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，將礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A 確定為 600 萬 t/a。 礦井服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限的計(jì)算 礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。 礦井服務(wù)年限 T可按下式計(jì)算： 式中： T — 礦井服務(wù)年限， a； Zk — 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 ,萬 t； A — 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬 t/a； K — 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，礦井設(shè)計(jì)一般取 — ；本設(shè)計(jì)中取 。 所以： T=（ 600? )? 綜述：井田建設(shè)規(guī)模為大型，服務(wù)年限應(yīng)為 60～ 90 年。方案設(shè)計(jì)服務(wù)年限 年，符合規(guī)定。 根據(jù)礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限發(fā)展趨勢(shì)，我國 2021 年發(fā)布的《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)各類井型的礦井和水平的設(shè)計(jì)服務(wù)年限給出的下限值要求如表 3— 1 所示。 AKZT K?(公式 32) 36 表 31 新建礦井設(shè)計(jì) 服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（萬 t/a） 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限（ a） 第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)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 － － 120～ 240 50 25 20 15 45～ 90 40 20 15 15 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，需從地面向地下開掘一系列井巷進(jìn)入煤層，建立礦井的提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)，所要解決的問題 是在一定的礦山地質(zhì)和開采技術(shù)條件下根據(jù)礦區(qū)總體設(shè)計(jì)的原則規(guī)定，對(duì)礦井開拓巷道和生產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)方案做出抉擇，對(duì)井田內(nèi)各部分煤層的開采做出原則性安排。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其互相聯(lián)系和配合稱為開拓方式。 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(gè)問題需要認(rèn)真研究： （ 1）確定井筒的形式、數(shù)量和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場(chǎng)地的位置； （ 2）合理確定開采水平的數(shù)目和位置，上山、上下山或下山開采，階段的數(shù)目和斜長； （ 3）布置大巷及井底車場(chǎng)的形式、能力線路和硐室； （ 4）確定礦井開采程序 ，做好開采水平的接替； （ 5）進(jìn)行礦井開拓延伸、深部開拓及技術(shù)改造； 37 （ 6）合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)； （ 7）確定技術(shù)改造和改擴(kuò)建方案。 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開拓方案。在解決開拓問題時(shí)，應(yīng)遵循下列幾個(gè)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(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)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(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)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。 確定井筒形式、數(shù)目 井筒形式主要有三種：平硐、斜井、立井，且各有優(yōu)缺點(diǎn)。 由于井田內(nèi)地形 為西高東低，最高處為龍王廟山，海拔 +，最低點(diǎn)在巴洲鄉(xiāng)附近，標(biāo)高 +863m，高低相差 750m 左右，一般相對(duì)高差 100～ 200m，屬構(gòu)造剝蝕成因，河谷、高山相間的低中心地形。且屬于大型礦井。所以初步確定采用主斜井 — 副立井綜合開拓，中央分列式通風(fēng)。方案初期采用兩立一斜三個(gè)井筒、一個(gè)水平、一組大巷開拓全井田 15號(hào)煤層。 38 工業(yè)場(chǎng)地的位置 工業(yè)場(chǎng)地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中部附近。 開采水平的確定及采區(qū)劃分 開采水平劃分依據(jù)及原則：開采水平的劃分將影響礦井建設(shè)時(shí) 期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，影響建井初期工程量，影響基建投資。所以，開采水平的劃分要合理。其所遵循的原則如下： （一）具有合理的階段斜長 合理的階段斜長要便于煤炭的運(yùn)輸，便于輔助提升，方便行人。同時(shí)還要考慮要有合理的區(qū)段數(shù)目。 （二）要有利于采區(qū)的正常接替 為保證礦井均衡生產(chǎn)，一個(gè)采區(qū)開始減產(chǎn)，另一個(gè)新的采區(qū)應(yīng)投入生產(chǎn)，必須提前準(zhǔn)備好一個(gè)新采區(qū)。所以，一個(gè)采區(qū)的服務(wù)年限應(yīng)大于一個(gè)采區(qū)的開拓準(zhǔn)備時(shí)間。由此可見，階段斜長越長，采區(qū)儲(chǔ)量多，采區(qū)的服務(wù)年限就越長，越有利于采區(qū)的接替。 （三）經(jīng)濟(jì)上有利的水平垂高 我國多年的生 產(chǎn)建設(shè)實(shí)際表明，開采水平垂高過小，將造成嚴(yán)重的采掘失調(diào)。合理的加大開采水平垂高，可以增加水平儲(chǔ)量和服務(wù)年限，有利于集中生產(chǎn)，提高開采水平的生產(chǎn)能力，減少開采水平和同時(shí)生產(chǎn)的水平數(shù)目。故在運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、巷道維護(hù)等技術(shù)條件能夠達(dá)到的情況下，可以適當(dāng)加大水平垂高，減少水平數(shù)目。 綜上所述：本設(shè)計(jì)井田主采煤層為 15 號(hào)煤層，該煤層傾角平緩，平均傾角為 6o，為近水平煤層；由于井田走向和傾向較長，且屬煤與瓦斯突出礦井，故為兩個(gè)水平開采?？紤]到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的合理性，根據(jù)本井田條件和設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)規(guī)定，本井田可劃分兩個(gè)水平， 階段內(nèi)采用帶區(qū)式或盤區(qū)式準(zhǔn)備。 方案比較 本煤層走向和傾向較長，屬于煤與瓦斯突出礦井，鑒于走向長度和傾斜長度較長，絞車提升的長度有限，但煤層大部分傾角很小