【正文】 表 45 水平儲量及服務年限 Horizontal reserves and service life 水平序號 可采儲量 /萬 t 服務年限 /年 第一 階段 第二 階段 設計水平的巷道布置 由于本井田煤層間距較近，層間距＜ 80m，故采用集中大巷布置，為便于維護，將大巷布置到 122 煤層底板 巖層中，又由于設計中通風方式為邊界式，所以采用兩條大巷布置，大巷距煤層底板間距一般 30。 開采水平的劃分 根據(jù)開拓推薦方案，全井田共布置 1 個水平，標高為 +360m，其中輔助水平設在 2號煤層，水平標高為 +413m，主水平設在 10號煤層。 中國礦業(yè)大學（北京） 2020 級本（專）科生畢業(yè)設計（論文） 28 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》：當煤層傾角大于 12度時，宜采用走向長壁采煤法。正常情況下，大型礦井的準備時間要 ～ 2 年，井底車場、石門及主要運輸大巷亦需要 ～ 2年，延伸井筒需要 1 年，合計需要 4～ 5年的時間。 3）根據(jù)生產(chǎn)成本 階段高度增大，全礦井水平數(shù)目減少，水平儲量增加，分 配到每 t 煤的折舊費減少，但階段長度大會使一部分經(jīng)營費相應增加，其中隨著階段增大而減少的費用有：井底車場及硐室、運輸大巷、回風大巷、石門及采區(qū)車場掘進費、設備購置及安裝費用等；相應增加的費用有：沿上山的運輸費、通風費、提升費、傾斜巷道的維修費，此外還延長生產(chǎn)時間、增加初期投資，因此要針對礦井的具體條件提出幾個方案進行經(jīng)濟技術比較，選擇經(jīng)濟上合理的方案。根據(jù)《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》規(guī)定緩傾斜煤層的階段垂高為 200~350m,故劃分為兩個階段。 2）根據(jù)煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造 煤層的傾角不同對階段高度的影響較大，本井田的屬于緩傾斜煤層，其平均傾角為14176。 井筒位置及數(shù)目的確定 山西曙光船窩煤業(yè)有限公司礦井 為兼并重組整合礦井 ，整合后前期共有 3 個井筒，分別為主斜井、副斜井和回風立井（開采 10 號煤層），主斜井、副斜井位于原 1 號井工業(yè)場地，回風立井（開采 10 號煤層）位于原 2 號井工業(yè)場地，后期還有 1 個回風斜井（開采 10 號煤層 1003 采區(qū)），回風斜井（開采 10 號煤層）位于原船窩煤礦工業(yè)場地，能夠滿足兼并重組整合后礦井設計生產(chǎn)能力的需要。副斜井鋪設雙軌，軌距為 600 mm，軌型為 30kg/m,長度 535m。 23176。 ，斜長 790m，裝備 帶式輸送機和架空乘人裝置，擔負全礦井礦井的提煤任務 和上下人員任務 , 同時作為礦井的進風井和 1 個安全出口。 井筒 用途、布置、裝備 、位置和數(shù)目的確定 井筒用途、布置及裝備 據(jù)開拓布置，達產(chǎn)時布置有 3個井筒，即主斜井、副斜井和回風立井。 5）要適應當前國家的技術水平和設備供應情況，并為采用新技術、新工藝、發(fā)展采煤機械化、綜合機械化、自動化創(chuàng)造條件。 中國礦業(yè)大學（北京） 2020 級本（專）科生畢業(yè)設計（論文） 26 4）必須貫徹執(zhí)行有關煤礦安全生產(chǎn)的有關規(guī)定。 2）合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件。因此，在解決井田開拓問題時，應遵循以下原則： 1）貫徹執(zhí)行有關煤炭工業(yè)的技術政策，為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低效率高創(chuàng)造條件。 礦井的工作制度 根據(jù)中華人民共和國建設部和中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局 2020 年制定的《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》，確定礦井的工作制度為：年工作日為 330d，每天四班作業(yè)，日凈提升時間 16h。 4) 工作面的回采率提高，導致在相同的條件下，礦井服務年限增加。 2) 由于國民經(jīng)濟發(fā)展對煤炭的需求變化，導致礦井產(chǎn)量增減。其中： 2 號煤層礦井服務年限 ,10 號煤層礦井服務年限 。 服務年限 礦井服務年限按下式計算 : KA = aA K ??? 式中 : T— 服務年限 ,a； Zk— 設計可采儲量 , ； 中國礦業(yè)大學（北京） 2020 級本（專）科生畢業(yè)設計（論文） 25 A— 礦井設計生產(chǎn)能力 , ； K— 儲量備用系數(shù) ,取 。 2 3 ＝ 萬 t Y=＋ ＝ 萬 t 階段煤柱＝（ 2851 ＋ 1861 ）（ 4+3） 247。全礦采區(qū)回采率按下式計算： C = 7 ??? ＝ 5）礦井設計可采儲量 Ek＝（ Es－ Pz） C （ 21） 式中 Ek—— 設計可采儲量 Es—— 井田設計儲量 Pz—— 煤柱損失 C —— 采區(qū)平均回采率 煤柱損失 Pz 主要包括工業(yè)廣場壓煤、 階段間煤柱等 工業(yè)廣場壓煤 Y 9煤層壓煤量＝（ 828+905） 683247。經(jīng)計算， 故境界保護煤柱損失為： 405840 7 = 萬 t。 a斷層煤柱損失 斷層的兩側(cè)各留 20m 的保護煤柱，此斷層的面積為 1188 40=47520m178。本井田的工業(yè)儲量的計算： 1）工業(yè)儲量 井田煤層埋藏深度為 300~750 標高之間。對于大、中型礦井，一般不超過 1000m； 3)精查階段的煤炭儲量計算范圍，應與所劃定 的井田邊界范圍相一致； 4)凡是分水平開采的井田，在計算儲量時，也應該分水平計算儲量； 5)由于某種技術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，要分別計算儲量； 6)煤層傾角不大于 15 度時，可用煤層的偽厚度和水平投影面積計算儲量； 7)煤層中所夾的大于 厚的高灰煤（夾矸）不參與儲量的計算； 8)參與儲量計算的各煤層原煤干燥時的灰分不大于 40%。因此，綜上來看，本井田的劃分是合理的，也就是說本井田設計的邊界是合理的。 3) 開采多種煤類的煤層，應合理搭配開采。 根據(jù)《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》 [1]的規(guī)定，采區(qū)開采順序必須遵守先近后遠，逐步向邊界擴展的原則，并應符合下列規(guī)定： 1) 首采采區(qū)應布置在構(gòu)造簡單，儲量可靠，開采條件好的塊段，并宜靠近工業(yè)廣場保護煤柱邊界線。同時，本井田的劃分使儲量與 生產(chǎn)相適應，礦井生產(chǎn)能力與煤層賦存條件、開采技術裝備條件相適應。 在工業(yè)場地內(nèi)的井筒，圈定保護煤柱時，地面受保護對象應包括絞車房、井口房或通風機房、風道等，圍護帶寬度為 15m。則工業(yè)廣場設計成長 380m ,寬 290m 的矩形。 由《設計規(guī)范》規(guī)定：工業(yè)場地占地面積： 4590 萬 t/年， ～ 公頃 /10 萬 t；120180 萬 t/年， ～ 公頃 /10 萬 t； 240300 萬 t/年， ～ 公頃 /10 萬 t，400600 萬 t/年， 公頃 /10 萬 t。由于井田西面和南面為斷層所包圍，故西部和南部的井田邊界即為斷層保護煤柱和井田境界保護煤柱，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 60m，若在兩階段留設，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 10m。 邊界煤柱留設 井田南北長 ，東西寬 ，井田面積 。 山西曙光船窩煤業(yè)有限公司礦井井田周邊與多個煤礦相鄰，井田東部為杜聯(lián)煤礦、柴聯(lián)煤礦、羊莊溝煤礦、井溝煤礦、薛虎溝煤業(yè)有限責任公司、陳聯(lián)煤礦、河津市下化鄉(xiāng)黃河第二煤礦，北部與小灣溝煤礦和躍進煤礦相鄰 ，西部與山西海鑫鋼鐵集團公司寺塔煤礦相鄰，南部無鄰礦。 見 井田境界拐點坐標表 321。 井田的勘探程度及進一步勘探要求 目前，勘探程度已達到精查，確定了高級儲量為 50%以上，但為了滿足以后生產(chǎn)要求，應提高一水平的勘探程度，使高級儲量達到 70%以上。煤塵爆炸指數(shù)為：為 ％～ ％；本區(qū)由于煤燃點低，易自燃發(fā)火，煤塵試驗結(jié)果為火焰長度 40mm，巖粉量 55%，具有爆炸性。經(jīng)洗選后 ,硫仍較高 ,可作為動力用煤和民用煤。 煤類確定依據(jù)為《中國煤炭分類國家標準》 (GB575186) 、 GB/2020,GB/ 和 GB/。再者揮發(fā)分低，煉焦過程中副產(chǎn)品回收少，如能與高揮發(fā)分肥煤和氣煤適量配合，能煉出高質(zhì)量的冶 金焦。焦炭抗碎強度高，耐磨強度低，顯示了瘦煤的特征。焦炭抗碎強度和耐磨強度達到冶金焦炭分級標準 1～ 2 級焦。其結(jié)果為：全層焦炭抗碎強度 M10 為 ％～ %。羅加指數(shù)為 0～ ％，平均 ％，粘結(jié)指數(shù)為 16～ 64，焦渣特征為4～ 6，為不膨脹熔融粘結(jié)。羅加指數(shù)為 ％～ ％，平均 ％，粘結(jié)指數(shù)為 58～ ，焦渣特征為 4～ 6，為不膨脹熔融粘結(jié)。 本煤層為特低灰～中灰，平均為中灰、中高硫～高硫，平均為中高硫、低揮發(fā)分～中等揮發(fā)分，平均為低揮發(fā)分、高熱值～特高熱值，平均為特高熱值瘦煤和貧瘦煤。 焦渣特征 (CRC)： 4～ 6，平均 5。浮煤 %～ %,平均 %。 全硫 (St 發(fā)熱量 (Qgr,d)：原煤 ～ MJ/kg，平均 。 中國礦業(yè)大學（北京） 2020 級本（專）科生畢業(yè)設計（論文） 16 揮發(fā)分 (Vdaf)：原煤 %～ %,平均 %。 灰分 (Ad)：原煤 %～ %,平均 %。 2)10 號煤層 水分 (Mad)：原煤 %～ %,平均 %。 粘結(jié)指數(shù) (GRI)： ～ ，平均 。 膠質(zhì)層厚度 (Y)： 。 d)：原煤 %～ %,平均 %。浮煤 ～ MJ/kg，平均 。浮煤 %～ %,平均%。浮煤 %～ %,平均 %。浮煤 %～ %,平均 %。 井田內(nèi)各煤層主要煤質(zhì)化驗成果詳見表 212。煤的光澤最亮部分為亮煤，內(nèi)生裂隙發(fā)育，層理中夾有極少量的扁豆狀絲炭。 2)10 號煤層 宏觀煤巖特征為黑色，屬半亮及半暗煤型，弱金屬光澤。 鏡煤為光澤極強之狹長條帶夾于亮煤之 中，具明顯的貝殼狀斷口，但層的界限不顯。 荊東四礦的水文地質(zhì)條件屬一般型，有八個含水層，自下而上分別為： 1） 奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層（Ⅰ） 2） K2～ K6 砂巖裂隙承壓含水層（Ⅱ） 3） K6～煤 12 砂巖裂隙承壓含水層（Ⅲ） 4） 煤 9～煤 7 砂巖裂隙承壓含水層（Ⅳ） 5） 煤 5以上砂巖裂隙承壓含水層（Ⅴ） 6） 風化帶裂隙、孔隙承壓含水層（Ⅵ） 7） 第四系底部卵石孔隙承壓含水層（Ⅶ） 8） 第四系中上部砂卵礫孔隙承壓和孔隙潛水含水層（Ⅷ） 其中與礦井生產(chǎn)較密切的為Ⅰ、Ⅳ、Ⅶ。 1)地面供水水源：根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，本礦井地面生活用水為擬在工業(yè)場地附近新建一口深水井深度達到奧灰水位 ，水質(zhì)符合飲用標準，水量豐富，通過潛水泵提升至地面高位水池，可作為地面生產(chǎn)、生活用水的供水水源。礦井涌水量為 270～ 350m3/d，利用富水系數(shù)法計算當開采 10 號煤層生產(chǎn)能力達到 120 萬 t/a 是時，礦井涌水量為 2160～ 2800 m3/d。 利用富水系數(shù)法計算當開采 2號煤層生產(chǎn)能力達到 ，礦井涌水量為2020～ 3120 m3/d。由于采空區(qū)或采空破壞區(qū)較大，其積水入滲增加各礦井涌水量，據(jù)調(diào)查井田開采 2號煤層每個礦井涌水量大約為 ～ ，受季節(jié)影響。 本井田地層為一傾向 NW的單斜構(gòu)造，煤層標高由東南向西北逐漸遞減。 必須經(jīng)常了解井田內(nèi)及周邊其它生產(chǎn)礦井開采情況，掌握其采空范圍，涌（積）水情況，防止越界開采，造成 巷道相互貫通，采空區(qū)積水涌入礦井，造成涌（突）水事故的發(fā)生；本礦開采后形成的采空區(qū)會有積水，應加強管理。 必須經(jīng)常檢查礦區(qū)地表是否存在導水裂隙或其它導水通道，發(fā)現(xiàn)裂隙導水通道，應及時將其回填封實。 ③物質(zhì)措施 保證雨季防治水物資供應。 井田內(nèi)各可采煤層均存在帶壓開采現(xiàn)象，在礦井開采前，應對井田內(nèi)奧灰水進行突水危險性評價。 經(jīng)常清挖井下水倉，保證水倉有足夠容量。井下防治水應做到： 掘進工作面接近斷層、采空區(qū)時必須按礦井設計留設防水煤柱。 在雨季前，組織有關人員踏勘井田是否有采空塌陷裂隙、裂縫、塌陷洞，并用黃土、粘土、碎石及時填封，用粘土夯實高出地表。 10 號煤層距 2 號煤層平均為 ，小于導水裂隙帶高度，因此開采 10 號煤層時應加強探放水，注意 2 號煤層采空區(qū)積水對開采 10號煤層的影響。冒落帶高度 ～ 。8 .91 .2 2 .0m MH M? ???中國礦業(yè)大學（北京） 2020 級本（專）科生畢業(yè)設計（論文） 12 Hm—— 冒落帶高度（ m）； M—— 累計采厚（ m）。 10 號煤層頂板為石灰?guī)r，采用公式如下： 公式一： 公式二： 30 +10mHM? ? 冒落帶最大高度： 1 0 0 MH m = 2 .52 .1 M + 1 6 ??? 式中 : Hli—— 導水裂隙帶高度（ m）； 100 177。 2 號煤層平均厚度 ，一次采全高，計算后導水裂隙帶為：公式一計算結(jié)果：～ ，公式二計算結(jié)果： 。 中國礦業(yè)大學（北京） 2020 級本（專）科生畢業(yè)設計（論文） 11 ③井筒水對礦井水的影響 因井筒開拓近于順層巷道，揭露含水層較少，據(jù)本次調(diào)查，井筒向礦井滲水量不大。 5)礦井充水因素分析 ⑴ 充水水源及其影響程度 ①大氣降水對礦井充水的影響 大氣降水是該礦礦井