【正文】 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(gè)大斷層，單另留設(shè)煤柱，井田邊界即為井田境界保護(hù)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(zhǎng) 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(jì)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(hù)煤柱均合理，符合規(guī)定。 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱留設(shè)根據(jù)參考《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)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(chǎng)面積 公頃/。本設(shè)計(jì)為 ，故取 。則工業(yè)廣場(chǎng)占地面積為 S=*= 公頃=192022m 2。則工業(yè)廣場(chǎng)設(shè)計(jì)成長(zhǎng) 480m ，寬 400m 的矩形。在確定地面保護(hù)面積后，用移動(dòng)角圈定煤柱范圍，工業(yè)場(chǎng)地地面受保護(hù)面積應(yīng)包括保護(hù)對(duì)象及寬度 15m 的圍護(hù)帶。在工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)的井筒，圈定保護(hù)煤柱時(shí)，地面受保護(hù)對(duì)象應(yīng)包括絞車房、井口房或通風(fēng)機(jī)房、風(fēng)道等，圍護(hù)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(kāi)采技術(shù)上的困難，使工作面的部署較為簡(jiǎn)易。同時(shí)，本井田的劃分使儲(chǔ)量與生產(chǎn)相適應(yīng)，姓名：***礦 20礦井生產(chǎn)能力與煤層賦存條件、開(kāi)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《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，走向長(zhǎng)度劃分合理，使礦井的開(kāi)采有足夠的儲(chǔ)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(jì)規(guī)范》的規(guī)定，采區(qū)開(kāi)采順序必須遵守先近后遠(yuǎn)，逐步向邊界擴(kuò)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(jiǎn)單，儲(chǔ)量可靠，開(kāi)采條件好的塊段，并宜靠近工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱邊界線。2）開(kāi)采煤層群時(shí)，采區(qū)宜集中或分組布置，有煤和瓦斯突出的危險(xiǎn)煤層，突然涌水威脅的煤層或煤層間距大的煤層，單獨(dú)布置采區(qū)。3）開(kāi)采多種煤類的煤層，應(yīng)合理搭配開(kāi)采。綜上所述，礦井首采區(qū)定在靠近工業(yè)廣場(chǎng)的東北部，采區(qū)儲(chǔ)量豐富，有利于運(yùn)輸?shù)募泻蜏p少巷道的開(kāi)拓費(fèi)用，所以井田劃分是合理的。因此，綜上來(lái)看，本井田的劃分是合理的，也就是說(shuō)本井田設(shè)計(jì)的邊界是合理的。 井田的儲(chǔ)量 井田儲(chǔ)量的計(jì)算原則1）按照地下實(shí)際埋藏的煤炭?jī)?chǔ)量計(jì)算，不考慮開(kāi)采、選礦及加工時(shí)的損失；2）儲(chǔ)量計(jì)算的最大垂深與勘探深度一致。對(duì)于大、中型礦井，一般不超過(guò) 1000m；3）精查階段的煤炭?jī)?chǔ)量計(jì)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(kāi)采的井田，在計(jì)算儲(chǔ)量時(shí)，也應(yīng)該分水平計(jì)算儲(chǔ)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(jì)算儲(chǔ)量；6）煤層傾角不大于 15176。時(shí)，可用煤層的偽厚度和水平投影面積計(jì)算儲(chǔ)量；7）煤層中所夾的大于 厚的高灰煤（夾矸）不參與儲(chǔ)量的計(jì)算；8）參與儲(chǔ)量計(jì)算的各煤層原煤干燥時(shí)的灰分不大于 40%。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量井田的精查勘探面積為 S=；根據(jù)儲(chǔ)量計(jì)算公式 [3]： （21）?cos/SMrzg?式中： ——礦井的地質(zhì)儲(chǔ)量，tgz遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21M——可采煤層總厚度，m ——井田面積，m178。S ——煤的容重，r = t/m179。 α——煤層平均傾角，176。所以，Zg = （ 9+）176。 = 萬(wàn) t由于設(shè)計(jì)時(shí)不考慮平衡表外儲(chǔ)量和遠(yuǎn)景儲(chǔ)量，因此礦井工業(yè)儲(chǔ)量就等于地質(zhì)儲(chǔ)量，即： Zc= Zg= 萬(wàn) t。各煤層的工業(yè)儲(chǔ)量見(jiàn)表 21。表 21 煤層工業(yè)儲(chǔ)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(hù)煤柱，三個(gè)斷層煤柱的面積為109921+60664+43077=213662m178。，故此斷層保護(hù)煤柱損失為：213662（9+ ）= 萬(wàn) 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(zhǎng)為，總面積為 ，井田煤柱總面積 ，井田境界保護(hù)煤柱所占面積為 178。，經(jīng)計(jì)算，故境界保護(hù)煤柱損失為：（9+ ）= 萬(wàn) t。3）工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失由《礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定： Mt/a 礦井工業(yè)場(chǎng)地占地為 公頃/。本礦井為 ，取 ，則本礦井的工業(yè)場(chǎng)地面積為：S== 公頃，依據(jù)井田形狀選擇 400480m 的長(zhǎng)方形。用移動(dòng)角圈定煤柱范圍，工業(yè)場(chǎng)地地面受保護(hù)面積應(yīng)包括保護(hù)對(duì)象及寬度 15m 的圍護(hù)帶。再用幾何作圖的方法確定工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱的范圍。由工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱圖可知： 序號(hào) 煤層號(hào) 煤厚/m 傾角/176。 面積/km 2 工業(yè)儲(chǔ)量/萬(wàn) t1 1 9 3~17 2 2 3~17 姓名：***礦 221煤層煤柱損失為： 9 t= 萬(wàn) t2煤層煤柱損失為： t= 萬(wàn) t故工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱損失共為: += 萬(wàn) t。4）階段間保護(hù)煤柱損失本礦井為單水平開(kāi)采，無(wú)階段保護(hù)煤柱損失。5）全礦采區(qū)（帶區(qū)）回采率 由《礦井設(shè)計(jì)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(jì)儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量=工業(yè)儲(chǔ)量－永久煤柱損失量，即： Zs=Zc－P 1 （22）式中：Zs——礦井的設(shè)計(jì)儲(chǔ)量，萬(wàn) t Zc——礦井的工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn) t P1——永久煤柱損失量，萬(wàn) t（包括斷層、防水、井田境界、地面建筑物及因法律、社會(huì)、環(huán)境保護(hù)等影響因素影響不得開(kāi)采的煤柱煤量）此礦井永久煤柱只有斷層和井田境界保護(hù)煤柱，故：Zs= （+）= 萬(wàn) t 礦井的設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量=（礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量可回收利用保護(hù)煤柱損失量）采區(qū)回采率，即： （23）CPZSk???)(2式中：Z k——礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，萬(wàn) t P2——可回收利用保護(hù)煤柱損失量，萬(wàn) t（包括工業(yè)廣場(chǎng)、井筒、井下主要巷道等保護(hù)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(hù)煤柱煤量有工業(yè)廣場(chǎng)和階段間保護(hù)煤柱煤量，故：Zk =[（+）] = 萬(wàn) t遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）233 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(biāo)，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(kāi)拓的一個(gè)主要參數(shù)，也是選擇井田開(kāi)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(duì)保證礦井能否迅速投產(chǎn)、達(dá)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?jī)?chǔ)量及質(zhì)量、煤層賦存條件、建井條件、采掘機(jī)械化裝備水平及市場(chǎng)銷售量等許多因素有關(guān)。經(jīng)分析比較，設(shè)計(jì)認(rèn)為礦井的生產(chǎn)能力確定為 ，理由如下：1）儲(chǔ)量豐富煤炭?jī)?chǔ)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(chǔ)量為 萬(wàn) 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(kāi)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(guò)塊劃分，使每塊結(jié)構(gòu)變的簡(jiǎn)單。又由于井田面積大，水文地質(zhì)條件及地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層結(jié)構(gòu)單一，適宜綜合機(jī)械化開(kāi)采，可采煤層均為厚煤層，適合安全高效工作面開(kāi)采。3）建井及外運(yùn)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(guó)鐵相通，交通較便利。4）具有先進(jìn)的開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)近年來(lái)， “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(jiǎn)單、開(kāi)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(yùn)輸條件，有利于把本礦井建設(shè)成為一個(gè)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(gè)之間的關(guān)系實(shí)質(zhì)上就是礦井生產(chǎn)能力和礦井儲(chǔ)量的關(guān)系。在圈定的井田范圍內(nèi)，礦井儲(chǔ)量一定，井型越大，服務(wù)年限越姓名：***礦 24短，井型越小，服務(wù)年限越長(zhǎng)。當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限為某數(shù)值時(shí)，可使噸煤的總費(fèi)用最低，相近于這個(gè)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(jì)規(guī)范》 [1]的規(guī)定，在計(jì)算礦井服務(wù)年限時(shí)，儲(chǔ)量備用系數(shù)宜采用—，本礦井取用 。由礦井的服務(wù)年限計(jì)算公式： P=Z／AK （31）式中： Z——礦井的設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量； A——礦井的年產(chǎn)量； K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，一般取 P=Z／AK =（240）= 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(wàn) 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(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，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(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)煤炭的需求變化，導(dǎo)致礦井產(chǎn)量增減。3）礦井的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲(chǔ)備能力，礦井投產(chǎn)后，迅速突破設(shè)計(jì)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(jiǎn)單，儲(chǔ)量可靠，因此投產(chǎn)后有可靠的儲(chǔ)量及較好的開(kāi)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(chǔ)量狀況及完成產(chǎn)量的需要，同時(shí)達(dá)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(jì)算，日提升時(shí)間為 16 小時(shí)。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(shí)，即“三八制”工作制。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）254 井田開(kāi)拓井田開(kāi)拓方式應(yīng)該通過(guò)對(duì)礦井設(shè)計(jì)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(kāi)采技術(shù)及裝備設(shè)施等綜合因素進(jìn)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(kāi)拓問(wèn)題時(shí)，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(kāi)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(kāi)拓部署，簡(jiǎn)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(kāi)發(fā)國(guó)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(fēng)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(guó)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、綜合機(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(kāi)采，以及其他有益礦物的綜合開(kāi)采。 井筒形式、位置和數(shù)目的確定 井筒形式的確定井筒是聯(lián)系地面與井下的咽喉，是全礦的樞紐。井筒選擇應(yīng)綜合考慮建井期限，基建投資，礦井勞動(dòng)生產(chǎn)率及煤的生產(chǎn)成本，并結(jié)合開(kāi)拓的具體條件選擇井筒。 礦井開(kāi)拓，就其井筒形式來(lái)說(shuō)，一般有以下幾種形式：平硐、斜井、立井和混合式。下面就幾種形式進(jìn)行技術(shù)分析，然后進(jìn)行確定采用哪種開(kāi)拓方式。平硐：一般就是適合于煤層埋藏較淺，而且要有適合于開(kāi)掘平硐的高地勢(shì)，例如山地或丘陵，也就是要有高于工業(yè)廣場(chǎng)以上具有一定煤炭?jī)?chǔ)量。本井田地勢(shì)比較平緩，高低地的最大高差也不過(guò)幾十 m，而且煤層埋藏較深，很顯然，利用平硐開(kāi)拓對(duì)于本井田來(lái)說(shuō)是沒(méi)有可行性的。斜井：利用斜井開(kāi)拓首先要求煤層埋藏較淺、傾角較大的傾斜煤層，且當(dāng)?shù)氐乇頉_積層較厚，利用豎井開(kāi)拓困難時(shí)，即便是煤層埋藏較深，不惜打較長(zhǎng)的斜井井筒的條件下才可能使用，而本井田的條件卻不盡如此，全部的可采煤層均賦存于240m 以下，最深達(dá)480m 。這樣一來(lái)，如果按照皮帶斜井設(shè)計(jì)時(shí)，傾角不超過(guò) 17176。的話，此時(shí)斜井的井筒姓名：***礦 26長(zhǎng)度很長(zhǎng)。太長(zhǎng)的斜井提升幾乎是不可能的，而且工程量也是非常巨大的，跟著相關(guān)的維護(hù)和運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用也會(huì)大幅度的增加，以上種種因素決定了本井田使用斜井開(kāi)拓也是不可行的。立井：適用于開(kāi)采煤層埋藏較深且地表附近沖積層不厚的情況，而且越是這種情況就越顯示出豎井的優(yōu)越性。本井田的煤層埋藏較深，地表附近的沖積層比較薄，它對(duì)井筒的開(kāi)鑿將不會(huì)造成影響。而且立井開(kāi)拓的一大好處就是，如果基巖賦存較穩(wěn)定時(shí)，開(kāi)鑿以后，其維護(hù)費(fèi)用幾乎為零，本井田采用立井開(kāi)拓時(shí)，對(duì)于煤炭的提升也較合適?；旌鲜剑簩?duì)于本礦井來(lái)說(shuō)。由于利用平硐和斜井都是不可行的，所以混合式也就不予考慮。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》 [1]規(guī)定：煤層埋藏較深、表土層較厚、水文地質(zhì)條件復(fù)雜及主要可采煤層賦存比較穩(wěn)定，儲(chǔ)量比較豐富等特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用立井開(kāi)拓。 井筒位置及數(shù)目的確定1）井筒的數(shù)目a 根據(jù)本礦區(qū)煤層的埋藏的具體條件，各井筒均采用立井。b 主井、副井、風(fēng)井各一個(gè)（見(jiàn)圖 4443） 。c 井筒參數(shù)該設(shè)計(jì)采用三個(gè)井筒的井田開(kāi)拓方式：主井、副井、風(fēng)井，通風(fēng)方式為中央并列式通風(fēng)。2）井筒的位置選擇井筒位