【導(dǎo)讀】專(zhuān)業(yè)范圍展開(kāi)討論研究，以培養(yǎng)我們學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。面采煤方式為一次采全高綜合機(jī)械化采煤法，采用全部跨落法管理頂板。也對(duì)生產(chǎn)中遇到的災(zāi)害作以詳細(xì)的措施處理。原作者表示忠心的感謝。由于本人水平有限，設(shè)計(jì)中錯(cuò)漏之處在所難免，懇。請(qǐng)老師和同僚批評(píng)、指正。井田地處晉西黃土高原，屬呂梁山西側(cè)的中低山區(qū)，黃土覆蓋廣泛，沖溝發(fā)育，本區(qū)屬黃河流域黃河水系，井田溝谷發(fā)育，無(wú)常年性水流，僅在雨季有洪水流出，并很快排干，季節(jié)性水流向西北匯入黃河。雨量集中，有時(shí)出現(xiàn)暴雨洪水災(zāi)害。份最高，平均為℃，極端值達(dá)37℃，平均溫差℃。一般氣溫降至0℃的時(shí)。值為,最大在6月份，平均為。據(jù)歷年記載，歷史上發(fā)生過(guò)數(shù)次地震，其中以1101年，1555. 經(jīng)調(diào)查，新民二礦與本井田相接處不存在越界開(kāi)采現(xiàn)象。4號(hào)煤層已采空，2020年7月延深至8號(hào)、9號(hào)煤層。各可采煤層煤塵具有爆炸性，煤的自燃傾向性等級(jí)均為Ⅱ級(jí)，屬自燃煤層。

　　

【正文】 礦工程 專(zhuān)業(yè) 31 拉強(qiáng)度 ，平均為 ；內(nèi)摩擦角 42176。 34′，凝聚力系數(shù) 。底板抗壓強(qiáng)度為 ，平均為 ；抗拉強(qiáng)度 ，平均為 ；內(nèi)摩擦角 41176。 57′，凝聚力系數(shù) 。 (3)9 號(hào)煤層 頂板巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖，底板為細(xì)粒砂巖、泥巖。 本次在補(bǔ) 3號(hào)孔采樣進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果，頂板抗壓強(qiáng)度 ，平均為 ；抗拉強(qiáng)度，平均為 ；內(nèi)摩擦角 40176。 39′，凝聚力系數(shù) 。底板抗壓強(qiáng)度為，平均為 ；抗拉強(qiáng)度 ，平均為 ；內(nèi)摩擦角 34176。27′，凝聚力系數(shù) 。 (二 )瓦斯 原山西柳林下山峁煤 業(yè)有限公司現(xiàn)開(kāi)采 4 號(hào)煤層，根據(jù)呂煤安字 [2020]665 號(hào)《關(guān)于對(duì)山西柳林陳家灣趙家莊煤業(yè)有限公司等 45 對(duì)礦井 2020 度瓦斯等和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù)》，礦井瓦斯絕對(duì)涌出量為 ,二氧化碳絕對(duì)涌出量為；瓦斯相對(duì)涌出量為 ,二氧化碳最大涌量為 。礦井為低瓦斯礦井。根據(jù)柳煤字 [2020]313 號(hào)《轉(zhuǎn)發(fā)“關(guān)于對(duì)山西柳林陳家灣趙家莊煤業(yè)有限公司等 42對(duì)礦井 2020 度瓦斯等和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù)”的通知》，礦井瓦斯絕對(duì)涌出量為 ,二氧化碳絕對(duì)涌出量為 ；瓦斯相對(duì)涌出量為,二氧化碳最大涌量為 。礦井為低瓦斯礦井。 原山西柳林任家山煤業(yè)有限公司現(xiàn)開(kāi)采 4 號(hào)煤層，根據(jù)柳煤字 [2020]313 號(hào)《轉(zhuǎn)發(fā)“關(guān)于對(duì)山西柳林陳家灣趙家莊煤業(yè)有限公司等 42 對(duì)礦井 2020 度瓦斯等和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù)”的通知》，礦井瓦斯絕對(duì)涌出量為 ,二氧化碳絕對(duì)涌出量為 ；瓦斯相對(duì)涌出量為 ,二氧化碳最大涌量為 。礦井為低瓦斯礦井。 原山西柳 林森澤煤業(yè)有限責(zé)任公司現(xiàn)開(kāi)采 9 號(hào)煤層，根據(jù)呂煤安字 [2020]665 號(hào)《關(guān)于對(duì)山西柳林陳家灣趙家莊煤業(yè)有限公司等 45 對(duì)礦井 2020 度瓦斯等和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù)》，礦井瓦斯絕對(duì)涌出量為 ,二氧化碳絕對(duì)涌出量為；瓦斯相對(duì)涌出量為 ,二氧化碳最大涌量為 。礦井為低瓦理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) —— 采礦工程 專(zhuān)業(yè) 32 斯礦井。 根據(jù)上述資料，瓦斯對(duì)礦井建設(shè)和安全影響不大。但在實(shí)際生產(chǎn)中，必須注意工作面及采空區(qū)瓦斯的局部集聚和反常現(xiàn)象，采取嚴(yán)密的監(jiān)測(cè)措施，確保生產(chǎn)建設(shè)安全。 (三 )煤塵 根據(jù) 2020 年 5 月 7日由國(guó)家及煤化工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對(duì)本礦 4號(hào)煤層爆炸性測(cè)試報(bào)告，其煤塵火焰長(zhǎng)度 300mm，加巖粉用量 95%，煤層煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性。 根據(jù)本次補(bǔ) 3號(hào)孔 9號(hào)煤芯采樣， 2020 年 10 月 12 日由山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心檢驗(yàn)結(jié)果： 8號(hào)煤層火焰長(zhǎng)度 80mm，抑制煤塵最低巖粉量 65%，煤塵具有爆炸性。 9 號(hào)煤層火焰長(zhǎng)度 320mm，抑制煤塵最低巖粉量 80%，煤塵具有爆炸性。 由上可知井田 9號(hào)可采煤層煤塵均有爆炸性。該礦應(yīng)做好綜合防塵工作，防止發(fā)生煤塵爆炸事故。因此，在生產(chǎn)中要做好煤塵爆炸的預(yù) 防和隔爆措施，消除巷道積塵，在巷道撒布巖粉，灑水防塵，杜絕引爆火源，防患于未然。 (四 ) 煤的自燃傾向性 根據(jù) 2020 年 5 月 7日由國(guó)家及煤化工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對(duì)本礦 4號(hào)煤芯煤樣進(jìn)行自燃傾向 性進(jìn)行了鑒定。鑒定結(jié)果： 其吸氧量為 ，自燃等級(jí)為Ⅲ，傾向性質(zhì)為不易自燃煤層。 根據(jù) 本次補(bǔ) 3號(hào)孔 9號(hào)煤芯采樣， 2020 年 10 月 12 日由山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心檢驗(yàn)結(jié)果： 8號(hào)煤層吸氧量 ，自燃等級(jí)為Ⅱ，傾向性質(zhì)為自燃。 9號(hào)煤層吸氧量 ，自燃等級(jí)為Ⅱ，傾向性質(zhì)為自燃 。 由上可知井田 4號(hào)煤層為 不易自燃煤層， 9號(hào)煤層為 自燃煤層。 今后在開(kāi)采 9 號(hào)煤層時(shí)， 建議在今后工作中應(yīng)做好巷道及采空區(qū)密閉工作，保證安全生產(chǎn)。 (五 )地溫、地壓 1991 年山西地質(zhì)礦產(chǎn)局勘探中在大莊煤礦內(nèi)施工的 ZK4 鉆孔中進(jìn)行了簡(jiǎn)易井溫測(cè)量工作，測(cè)量成果見(jiàn)下表： 理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) —— 采礦工程 專(zhuān)業(yè) 33 ZK4 井溫測(cè)量成果表 測(cè)量深度（ m） 130 200 300 井溫（℃） 根據(jù)上述成果，未發(fā)現(xiàn)地溫異常，平均地溫梯度為 ℃ /100m，大于地溫梯度 3℃/100m，按照規(guī)范要求應(yīng)屬地溫異常區(qū)，在礦山 建設(shè)及開(kāi)采時(shí)應(yīng)予以注意。 鉆孔和礦井采掘過(guò)程中，均未發(fā)現(xiàn)地壓異常。 六、資源儲(chǔ)量估算 （一）工業(yè)指標(biāo)確定 井田內(nèi)可采煤層均為焦煤，屬煉焦用煤，煤層傾角小于 15176。，按照 2020 年 12 月國(guó)土資源部頒發(fā)的《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》中有關(guān)規(guī)定，確定煤層資源 /儲(chǔ)量的各項(xiàng)估算指標(biāo)為（煤層傾角小于 25176。）： 煤層最低可采厚度（ m）： ； 煤層最高可采灰分（ Ad） :40%； 煤層最高可采硫分 ()： 3%。 (二 )資源 /儲(chǔ)量類(lèi)別劃分原則 井田范圍地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層傾角平緩。 9號(hào)煤層穩(wěn)定全區(qū)可采。按照《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》， 9號(hào)煤層以 1000179。 1000m 工程網(wǎng)度勘查工程見(jiàn)煤點(diǎn)連線以?xún)?nèi)和在連線之外本種基本線距（鉆孔間距）的 1/2 的距離所劃定的全部范圍為探明的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量（ 111b）， 2020179。 2020m 工程網(wǎng)度勘查工程見(jiàn)煤點(diǎn)連線以?xún)?nèi)和在連線之外本種基本線距（鉆孔間距）的 1/2 的距離所劃定的全部范圍為控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量（ 122b），其余的為推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（ 333）。 (四 )資源儲(chǔ)量估算結(jié)果 經(jīng)估算，井田保有資源 /儲(chǔ)量 3320 萬(wàn) t，其中 探明的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量 (111b)2935 萬(wàn)t，占總儲(chǔ)量的 %，控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量（ 122b） 375萬(wàn) t,(111b+122b)占總量的%。推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（ 333） 10萬(wàn) t。詳見(jiàn)下表。 理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) —— 采礦工程 專(zhuān)業(yè) 34 資源 /儲(chǔ)量估算匯總表 煤層 煤類(lèi) 資 源 / 儲(chǔ) 量 (萬(wàn) t) 111b 111b+122b+333 (%) 111b+122b 111b+122b+333 (%) 111b 122b 333 蹬空區(qū) 111b 蹬空區(qū) 333 現(xiàn)保有 4 JM 479 68 10 557 8 JM 1414 176 1590 9 JM 1042 131 1173 合 計(jì) 2935 375 10 3320 理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) —— 采礦工程 專(zhuān)業(yè) 35 第二章 井田境界與儲(chǔ)量 第一節(jié) 井田境界 一、井田境界 根據(jù)山西省國(guó)土資源廳 2020年 10 月 30 日頒發(fā)的 C1400002020202020202020號(hào)《采礦許可證》，批準(zhǔn)開(kāi)采 49 號(hào)煤層，井田范圍由下列 14個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo) （西安 80坐標(biāo)系 6176。帶）依次連線圈定，坐標(biāo)點(diǎn)見(jiàn)下表。 拐點(diǎn)編號(hào) X Y 拐點(diǎn)編號(hào) X Y 1 8 2 9 3 10 4 11 5 12 6 13 7 14 井田東西長(zhǎng) ，南北寬 ，面積 。煤層開(kāi)采標(biāo)高 810m610m。 第二節(jié) 設(shè)計(jì)儲(chǔ)量及可采儲(chǔ)量計(jì)算 設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量及可采儲(chǔ)量計(jì)算 (1)設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 設(shè)計(jì)儲(chǔ)量：工業(yè)儲(chǔ)量減去井 田境界煤柱、斷層煤柱、村莊煤柱等永久煤柱儲(chǔ)量后的儲(chǔ)量。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 221。 理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) —— 采礦工程 專(zhuān)業(yè) 36 設(shè)計(jì)儲(chǔ)量匯總表 表 221 煤層序號(hào) 工業(yè)儲(chǔ)量（萬(wàn) t） 111b+122b+333K 永久煤柱損失（萬(wàn) t） 設(shè)計(jì)儲(chǔ)量（萬(wàn) t） 境界煤柱 風(fēng)氧化帶煤柱 蹬空區(qū) 小計(jì) 8 1590 44 178 53 275 1315 9 1173 40 159 47 246 927 合計(jì) 2763 84 337 100 521 2242 (2)可采儲(chǔ)量 可采儲(chǔ)量：按《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地、主要 大巷保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)回采率 80%，即為礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 222。 可采儲(chǔ)量匯總表 表 222 煤層序號(hào) 設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 （萬(wàn) t） 保護(hù)煤柱損失（萬(wàn) t） 開(kāi)采損失（萬(wàn) t） 可采儲(chǔ)量（萬(wàn) t） 工業(yè)場(chǎng)地 大巷煤柱 小計(jì) 8 1315 89 133 222 219 874 9 927 80 119 199 146 582 合計(jì) 2242 169 252 421 365 1456 經(jīng)計(jì)算，礦井可采儲(chǔ)量為 1456 萬(wàn) t，其中 8號(hào)煤為 874 萬(wàn) t，占 60%， 9號(hào)煤為 582萬(wàn) t，占 40%。（經(jīng)計(jì) 算，由于 4 號(hào)煤層的剩采儲(chǔ)量除村莊壓煤、巷道煤柱、井田邊界煤柱外，其余儲(chǔ)量可利用原下山峁礦的生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)渡期生產(chǎn)，本次設(shè)計(jì)不計(jì)入可采儲(chǔ)量）。 (3)各類(lèi)安全煤柱的留設(shè) ①工業(yè)場(chǎng)地煤柱：工業(yè)場(chǎng)地按Ⅰ級(jí)保護(hù)留設(shè)煤柱予以保護(hù)，場(chǎng)地周?chē)鷩o(hù)帶取 20m，下伏各煤層表土段移動(dòng)角δ＝ 45176。，巖層移動(dòng)角δ＝ 72176。，計(jì)算保護(hù)煤柱范圍。 ②井田境界煤柱：井田境界煤柱 20m。 ③大巷、采區(qū)煤柱：礦井主要大巷均沿 9號(hào)煤層布置，鑒于本井田面積較小，為增加資源回收率，予留井田大巷煤柱總寬 120m，運(yùn)輸大巷、軌道大巷、回風(fēng)大巷之間間 距為 30m，大巷臨近采區(qū)一側(cè)預(yù)留煤柱 30m，兩側(cè)計(jì) 60m。兩個(gè)采區(qū)之間的隔離煤柱為 10m。 ④斷層煤柱：斷層兩側(cè)各預(yù)留 20m 保護(hù)煤柱。 ⑤煤層風(fēng)氧化帶煤柱寬度按 20 留設(shè)。 ⑥村莊、道路煤柱：井田范圍內(nèi)有農(nóng)民生活、生產(chǎn)鄉(xiāng)間公路，一般不設(shè)煤柱，遇理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) —— 采礦工程 專(zhuān)業(yè) 37 有地表沉陷，道路會(huì)有裂縫產(chǎn)生，由礦方負(fù)責(zé)預(yù)以填高修復(fù)，確保道路暢通，使農(nóng)民生產(chǎn)、生活不受地表沉陷的影響。井田范圍內(nèi)有后備村、任家山村、楊家溝村和碾焉村四個(gè)村莊，且位于井田南部，依據(jù)《規(guī)程》要求，村莊保護(hù)按三級(jí)保護(hù)，圍護(hù)帶寬10m。再根據(jù)表土層厚 90m 和基巖厚度和移動(dòng)角 (表土移動(dòng)角 45176。，基巖移動(dòng)角 72176。 )，采用垂線法計(jì)算保安煤柱。 ⑦由于本井田東北部原森澤礦采空區(qū)內(nèi)有積水，依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》，巷道與水體之間的距離不得小于巷道高度的 10 倍，即 3179。 10=30m。 理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) —— 采礦工程 專(zhuān)業(yè) 38 第三章 礦井工作制度及生產(chǎn)能力 第一節(jié) 礦井工作制度 一、礦井工作制度 按《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，礦井設(shè)計(jì)年工作日為 330d，四六制，三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每天凈提升時(shí)間為 16h。 第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 一、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的確定 依據(jù) 山西省國(guó)土資源廳換發(fā)的第 C1400002020202020202020 號(hào)采礦許可證，山西柳林鑫飛下山峁煤業(yè)有限公司礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 90 萬(wàn) t/a。 二、礦井及水平服務(wù)年限 礦井及水平服務(wù)年限均按下式計(jì)算： T＝ Z/（ A178。 K） 式中： T—— 服務(wù)年限， a； Z—— 設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，萬(wàn) t； A—— 生產(chǎn)能力，萬(wàn) t/a； K—— 儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 。 服務(wù)年限為 T＝ 1456/（ 90179。 ）＝ 經(jīng)計(jì)算礦井服務(wù)年限為 ，其中 8號(hào)煤可服務(wù) ， 9 號(hào)煤可服務(wù) 。 理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) —— 采礦工程 專(zhuān)業(yè) 39 第四章 井田開(kāi)拓 第一節(jié) 井田開(kāi)拓方式的確定 一、影響井田開(kāi)拓的主要因素 根據(jù)山西柳林鑫飛下山峁煤業(yè)有限公司采礦許可證載明井田由 14點(diǎn)坐標(biāo)圈定，井田面積 ，資源 /儲(chǔ)量為 3320萬(wàn) t。井田面積較大，煤層厚度適中，具有建設(shè)90 萬(wàn) t/a 能力中型礦井的資源條件。 本井田總體為一走向北北東、傾向北西西的單斜構(gòu)造，傾角 2176?！?9176。本井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層及陷落柱，僅 4號(hào)煤層采掘過(guò)程中在本井田東北部，即原山西柳林森澤煤業(yè)有限責(zé)任公司井田內(nèi)發(fā)現(xiàn)一沖刷帶。今后生產(chǎn)中應(yīng)注意隱伏斷層和陷落柱，以防透水事故的發(fā)生。綜合上述，總體上井田 構(gòu)造屬簡(jiǎn)單類(lèi)型。 外部條件好：本區(qū)屬黃河流域黃河水系，井田溝谷發(fā)育，無(wú)常年性水流，僅在雨季有洪水流出，并很快排干，季節(jié)性水流向西北匯入黃河。 奧陶系石灰?guī)r含水層巖溶裂隙發(fā)育，富水性強(qiáng)，水質(zhì)優(yōu)良，開(kāi)采奧陶系巖溶水是今后主要的供水方向；太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層水，為淺層潛水，水質(zhì)較好，是礦井附近村民生活用水及生產(chǎn)用水的主要來(lái)源。井下水處理達(dá)標(biāo)后可作為井下消防灑水和場(chǎng)地綠化、生產(chǎn)用水水源，可滿足礦井用水的需要。礦井主斜井、回風(fēng)立井和副立井工業(yè)場(chǎng)地選擇在原任家山煤礦工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，屬溝谷荒地，不占良田。井田開(kāi)發(fā)的 優(yōu)勢(shì)較多。 煤