【正文】 儲量本設計中計算可采儲量應考慮的儲量損失為工業(yè)廣場保護煤柱、井田邊界安全煤柱及其它邊界煤柱、斷層保護煤柱、采煤方法所產(chǎn)生的巷道煤柱、采煤運輸系統(tǒng)損失煤柱等。工業(yè)廣場長邊平行于煤層走向，沖積層移動角Φ=45?，基巖上山移動角γ=75?，基巖下山移動角β=75?≈72?（煤層傾角α=4?），基巖走向移動角δ=75?，地表圍護帶寬度為15m。得41煤層壓煤為：Pg4=SHT=458150= （22）同理，計算72煤層的壓煤量得：Pg7=所以，工業(yè)廣場壓煤量為：Pg=+= （23）2)邊界煤柱：根據(jù)《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》規(guī)定，由井田邊界的地質情況，在有水害危險的地方留設邊界防水安全煤柱，井田邊界防水安全煤柱為50m，在沒有水害危險的地方留設30m的邊界煤柱。四層煤邊界煤柱：Pbj4=(4150+1250+2165+4175)30＝ （24）七層煤邊界煤柱：Pbj7=(4150+1250+2165+4175)30＝ （25）邊界煤柱總量：Pbj＝Pbj4+ Pbj7＝ （26）圖21 井田工業(yè)廣場煤柱計算圖 calculating chart for the industrial square coal safety pillars3）斷層保護煤柱：根據(jù)《采礦工程設計手冊》，為保護礦井的安全生產(chǎn)，斷層兩側一般各留設20m的保護煤柱。各斷層延伸長度見表21。41煤的斷層煤柱儲量為：Pd4=（1549040+2400300）= （27）同理，72煤層這部分儲量為：Pd7=，故Pd= Pd4+ Pd7= （28）在本設計中，參加儲量計算均為可采煤層，72煤層的采區(qū)回收率不低于80%，41號煤層的采區(qū)回收率不低于75%。 （29）式中：Z—地質儲量，萬t；Si—塊段水平投影面積，m2；Mi—塊段內鉆孔見煤厚度的均值，m；—塊段內煤層的平均傾角，176。Zk=（ZgP）C （213）式中：Zk—可采儲量，萬t；Zg—礦井工業(yè)儲量，萬t；P—保護煤柱所損失的儲量，萬t；C—采區(qū)回采率，41煤層取75%，72號煤層取80%對于41煤層：P=Pg4+Pbj4+Pd4= （214） 同理，72煤層：P=Pg7+Pbj7+Pd7= 萬t （215）經(jīng)計算得，Zk=，將井田儲量匯總，按水平將煤層工業(yè)儲量和可采儲量計算結果匯編成表，見表22。而礦井生產(chǎn)能力與井田地質構造、水文地質條件、煤炭儲量及質量、煤層賦存條件、建井條件、采掘機械化裝備水平及市場銷售量等許多因素有關。本井田內可采的主采煤層達到2層。2)開采技術條件好本井田煤層賦存穩(wěn)定，井田面積大，煤層埋藏較深，傾角小，結構簡單，水文地質條件及地質構造簡單，煤層結構單一，適宜綜合機械化開采，可采煤層均為厚及中厚煤層，適合高產(chǎn)高效工作面開采。綜上所述，由于礦井優(yōu)越的條件及外部運輸條件，有利于把本礦井建設成為一個高產(chǎn)、高效礦井。 礦井工作制度按照“設計規(guī)范”的規(guī)定，參考《關于煤礦設計規(guī)范中若干條文修改的說明》，確定本礦井設計生產(chǎn)能力按年工作日330d計算，每天四班作業(yè)，三班采煤，一班檢修，同時實行隨機檢修的工作制度，礦井每天凈提升時間為16h。所以礦井的生產(chǎn)能力為：A＝220685%330=195萬t （31）。 由礦井的服務年限計算公式： P=Zk/AK =16595／180 =66根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》關于礦井設計服務年限應符合下列規(guī)定，新建礦井及其第一水平的設計服務年限不宜小于表31內各年限值。a1礦井設計服務年限/a第一開采水平設計服務年限/a煤層傾角＜25176?！?5176。7035——～6030——～50252015～40201515本礦井服務年限為66年按要求大于其規(guī)定值，所以服務年限合理。4 井田開拓 井筒形式及位置的確定 井筒形式的確定礦井開拓就井筒形式來說，一般有以下幾種形式:平硐、立井、斜井和混合式．下面就幾種形式進行技術分析，然后進行確定采用哪種開拓方式。斜井與立井相比，井筒掘進技術和施工設備比較簡單，速度快、地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比立井簡單．因而投資較少，建井期較短，斜井適用與煤層埋藏較淺，如果埋藏深度較大，按照皮帶斜井設計時，傾角不超過17o的話，此時斜井的長度是非常大的，維護費用高。本井田煤層埋藏較深，可采煤層較多，礦井生產(chǎn)能力大。本設計使用立井開拓方式，其主要優(yōu)點有：1）立井布置有利于減少煤柱的損失；2）以立井做副井，利于輔助運輸?shù)碾S即性；3）曉明礦為高瓦斯礦井，立井開拓具有通風斷面大，風阻小的優(yōu)點；4）對于采深較大的礦井，立井提升距離小，噸煤提升成本較低；5）立井方案具有井巷長度短、占用設備少（只需一套提升設備）、運營維護費用低；6）避災線路短，有利于井下工人的逃生。本設計中，共設計有主、副、風三個井筒，工業(yè)廣場位于井田走向的中央，見圖41。各井筒特征見表41?？紤]到要滿足水平的服務年限，及運輸掘進等成本，礦井采用單水平上下山開拓，水平標高確定為360m。 開拓方案的提出結合井田的實際情況，井田開拓采用立井開拓，可分單水平或兩水平，提出技術上可行的四種方案如下：方案Ⅰ：單水平立井開拓，上下山開采。水平標高為600m，見圖43；圖43 開拓方案 Ⅱ development scheme Ⅱ方案Ⅲ：兩水平開拓暗斜井延深，上山開采。第一水平標高為360m，立井開拓；第二水平標高為600m，采用立井延深，見圖45。粗略方案經(jīng)濟比較見表42,43。方案3和方案4的區(qū)別也僅在于兩個水平開拓時是用立井延深還是暗斜井延深；經(jīng)比較兩方案費用相差大于10%，所以方案3與方案4比較中排除方案4。表44 基建費用表 capital expenditure list方案項目方案1方案3工程量/m單價/元m1費用/萬元前期主井井筒/m副井井筒/m井底車場/m主石門/m運輸大巷/m530490100047647003000300090080080015914790376770740100025447003000300090080080023122290376小計后期主井井筒/m副井井筒/m井底車場/m主石門/m運輸大巷/m上、下山/m00003200380030003000900800800600000025622830030010004744800220030003000900800800600909090368132小計484共計表45 生產(chǎn)經(jīng)營工程量 engineering quantity of production項目方案1項目方案3運輸提升/萬tkm工程量大巷、石門運輸主石門采區(qū)石門立井提升（+）====一水平石門運輸二水平石門運輸一水平提升二水平提升====表46 生產(chǎn)經(jīng)營費 production cost list方案項目方案1方案3工程量/萬t（tkm1單價/元km）1費用/萬元大巷石門小計立井提升小計合計表47 費用總表 total cost 方案項目方案1方案3初期建井費基建工程費生產(chǎn)經(jīng)營費總計百分率100%%從上述技術經(jīng)濟比較結果來看，方案1和方案3的費用相差不大，但方案1的初期建井費和生產(chǎn)經(jīng)營費都低于方案3；另外北翼邊界區(qū)域的煤層底板標高為250～600m，采用方案3就需要應用輔助水平，從而增加井下的運輸環(huán)節(jié)，使生產(chǎn)系統(tǒng)復雜化。 井筒斷面及其參數(shù)井田工業(yè)廣場位置巖層中硬穩(wěn)定，無斷層陷落柱等構造，含水層頂?shù)讕r層均為隔水層，表土沉積層約200m左右。 由經(jīng)濟方案比較，可以知道，本設計采用雙立井開拓。井筒支護：基巖段砌碹厚350mm，表土凍結段厚1000mm，充填混凝土厚50mm，掘進斷面d=6550mm。 圖46 主井井筒斷面圖 crosssection of main shaft表48 主井井筒參數(shù)表 parameter list of main shaft井型表土段毛斷面積井筒直徑基巖段毛斷面積井深530m提升容器一對12t箕斗凈斷面積基巖段砌碹厚350mm表土凍結段厚1000mm沖填混凝土厚50mm 副井井深加上井底水渦深490m，提升容器為一對3t雙層單車罐籠，井筒支護基巖砌碹厚450mm，表土段凍結厚1200mm，充填混凝土厚50mm，掘進斷面d=7750mm。圖47 副井井筒斷面 crosssection of auxiliary shaft表49 副井井筒參數(shù)表 parameter list of auxiliary shaft井型表土段毛斷面積井筒直徑基巖段毛斷面積井深490m提升容器一對3t雙層單車罐籠凈斷面積基巖段砌碹厚450mm表土凍結段厚1000mm沖填混凝土厚50mm3. 風井 井筒直徑6m。表410 風井井筒參數(shù)表 parameter list of ventilation shaft井型井深460m基巖段毛斷面積井筒直徑凈斷面積表土段毛斷面積圖48 風井井筒斷面圖 crosssection of ventilation shaft 井底車場及硐室《煤礦設計規(guī)范》，井底車場布置形式應根據(jù)地質條件，大巷運輸方式、運量、井筒提升方式，井筒與主要大巷的相對位置，以及地面生產(chǎn)系統(tǒng)的布置等條件確定。 井底車場及其參數(shù)本設計井底車場設在360m水平，車場位置無斷層，圍巖穩(wěn)定，設計井型為180萬t/a，采用單水平立井開拓。 井底車場相關硐室．主井系列硐室主井系列硐室由井底煤倉、箕斗裝載硐室、清理灑煤硐室等組成。煤倉有效容量見經(jīng)驗公式41。煤倉斷面特征及其參數(shù)見圖410，表411。a1容量/t圓形斷面直徑/㎜凈斷面/㎡煤倉高度/m支護方式1801000650028錨噴加混凝土2）箕斗裝載硐室布置在運輸水平以下，地質構造簡單、圍巖堅固部位，本設計硐室開口為矩形，采用鋼筋混凝土支護。由耙斗裝入礦車提升到井底車場水平，裝入煤倉。1）中央變電所布置考慮到便于維護、管理、線路短以及主排水硐室、管子道的布置，設在副井井筒附近，主要變電所通道與副井進車線相連。為防止井下突然涌水，水泵房與變電所通往井底車場的通道設置密閉門，見圖411；圖 411中央變電所 central substation2）根據(jù)水倉沉淀、清理、備用的需要，水倉分組進行布置，每組分水倉分沉淀倉和清理倉兩部分。水倉內的最高水位線低于水泵房地板標高1～2m。按礦井最大涌水量為250 t/h設計，水倉容量為8250=2000t；3）機電車庫與機電維修硐室應設在井底車場通風良好、便于進出車輛的地方；4）調度室設在井底車場進出線的進出口處，正常是重列車出入井底車場必須經(jīng)過的地方，便于調度人員與列車運行；5）等候室設在副井井底車場附近，供工人上下班候車機等人車。由于本礦井采用全部機械化采煤，所以相對用火藥較少，選用儲量較小的壁槽式火藥庫就可以滿足井下正常工作的需要?；鹚帋煊歇毩⒌耐L系統(tǒng)，通過火藥庫的風流不進入工作面，而是直接由專用回風道進入中央總排排出，見圖412。運輸大巷肩負主運和輔助運輸，巷道布置72煤層底板的巖層內，大巷沿著等高線等直布置，只是離等高線忽遠忽近，盡量不穿越煤層，影響采區(qū)巷道的布置?？偦仫L大巷布置在72煤層底板巖層內。見圖41表412。見圖414。 開拓系統(tǒng)綜述本礦井設計的開拓系統(tǒng)為立井單水平主石門集中大巷式開拓。 運煤系統(tǒng)回采工作面→運輸順槽→運輸上山→采區(qū)溜煤眼→皮帶運輸巷→井底煤倉→