【正文】 %） 灰發(fā)分（ %） 硫（ %） 矸（ %） 發(fā)熱量（卡） 2 瘦 3614031623 5 35420 3 瘦 3670136098 36454 4 瘦 3634135767 36056 6 瘦 3663035127 35726 7 瘦 3641735295 36019 8 貧 3620735211 35739 9 貧 3545833892 34721 煤的瓦斯、自燃 牛兒莊礦為低 瓦斯礦 井， 2020 年礦井瓦斯鑒定情況為 CH4 相對(duì)涌出量。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè) 2 井田境界與儲(chǔ)量 井田境界 井田境界確定依據(jù) 煤田劃分為井田時(shí)，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開發(fā)。 井田境界 本井田西至 F4 斷層為界；東部自北向南分別以 F1 BF F22 斷層與羊渠河礦相隔；東北角與小屯礦毗鄰；北以 F11 斷層和技術(shù)邊界與薛村礦為界；南與五礦井田相連，以技術(shù)邊界為界；全井田近似菱形。見圖 21 井田賦存狀況示意圖。 《生產(chǎn)礦井儲(chǔ)量管理規(guī)程》 : 煤厚，能利用儲(chǔ)量最低可采厚度為 ， 煤的灰份指標(biāo)能利用儲(chǔ)量灰份最高不大于 40%（含 40%），暫不能利用儲(chǔ)量灰份最高不大于 50%（含 50%）超過 51%則不計(jì)儲(chǔ)量 ,暫不能利用儲(chǔ)量厚 ； （ 1985） 5 號(hào)文《關(guān)于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問題的批復(fù)》內(nèi)容要求：禁止新建煤層含硫份大于 3%的礦井。 礦井工 業(yè)儲(chǔ)量 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)地質(zhì)勘探，煤層厚度和質(zhì)量均合乎開采要求，地質(zhì)構(gòu)造比較清楚。 表 21 儲(chǔ)量計(jì)算厚度、灰分指標(biāo) 儲(chǔ)量類別 能利用儲(chǔ)量 尚可利用儲(chǔ)量 煤的種類 煉焦 用煤 非煉焦 用煤 褐煤 煉焦 用煤 非煉焦 用煤 褐煤 最低可采厚度/m 緩斜煤層 (025176。) 急斜煤層(45176。 本次儲(chǔ)量計(jì)算是在精查地質(zhì)報(bào)告提供的 1： 5000 煤層底板等高線圖上計(jì)算的，儲(chǔ)量計(jì)算可靠。 本區(qū)礦井儲(chǔ)量采用網(wǎng)格法，將井田分為三個(gè)塊段（根據(jù)等高線疏密程度劃分面積 塊段）具體分塊情況見圖 22 井田面積計(jì)算圖，根據(jù)每個(gè)面積小塊的等高線水平間距和高差計(jì)算出面積小塊的煤層傾角，用 CAD 命令計(jì)算面積小塊的水平面積，再計(jì)算出傾斜面積，最后將各個(gè)小塊面積相加即得出井田面積。 (21) 式中： Zd——礦井的 工業(yè)儲(chǔ)量； S ——井田水平面積，礦 ； M——煤層的厚度， 8m； R ——煤的容重， ； cos ——煤層傾角 176。 B 塊段：水平面積： 平方公里、傾角 11176。 如圖 22 所示。=(萬 噸 ) Z122b =10000008/cos11176。=(萬噸 ) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè) 地質(zhì)資源量為： Zd=++=(萬噸 ) 二、工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指在井田范圍內(nèi)， 經(jīng)過地質(zhì)勘探，煤層厚度與質(zhì)量均合乎開采要求，地質(zhì)構(gòu)造比較清楚，目前可供利用的可列入平衡表內(nèi)的儲(chǔ)量。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量： 地質(zhì)資源量中探明的資源量 331 和控制的資源量 332，經(jīng)分類得出的經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量 111b 和 122b、邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量 2M11 和 2M22，連同地質(zhì)資源量中推斷的資源量 333 的大部，歸類為礦井工業(yè)儲(chǔ)量。各種儲(chǔ)量分配表見表 22： 表 22 儲(chǔ)量分配表 礦井工業(yè)儲(chǔ)量按下式計(jì)算： Zg=111b+122b+2M11+2M22+333k （ 22） 式中： k 取值為 Zg=++++ = 礦井可采儲(chǔ)量 一、各類永久煤柱留設(shè)寬度及其依據(jù)： ；維護(hù)帶寬度為 5～ 20m ；維護(hù)帶寬度為 20m。 類別 探明儲(chǔ)量 (Mt) 控制儲(chǔ)量 (Mt) 推斷儲(chǔ)量 (Mt) 經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量 (Mt) 邊際儲(chǔ)量 (Mt) 經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量 (Mt) 邊際儲(chǔ)量 (Mt) 數(shù)量 合計(jì) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁(yè) 表 23 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo) 井 型（萬 t/a） 占地面積指標(biāo)（公頃 /10 萬 t） 240 及以上 120180 4590 930 二、礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量：礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱、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 失量后的儲(chǔ)量，稱礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量。具體留設(shè)如下： 井田邊界煤柱采用 20m 保護(hù)煤柱。 則井田的邊界保護(hù)煤柱為： 208103104/cos10176。= 208103104/cos9176。煤層的平均傾角為 10176。工業(yè)廣場(chǎng)按I 級(jí)保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為 20m。 工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失量的計(jì)算公式為： ] Pg=SiM? 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁(yè) 式 (24) 式中 ： Si——梯形的面積， m2。 ?——煤的容重， t/m3。） =（ +） （ 2Cos10176。 表 24 巖層移動(dòng)角 廣場(chǎng)中 心深度 /m 煤層 傾角 煤層 厚度 /m 沖擊層 厚度 /m ф δ γ β 403 10176。 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量計(jì)算 Zk=（ ZgP） C （ ） 式中： Zk—可采儲(chǔ)量， Mt； P—永久煤柱損失量， Mt； ⅠⅡⅡⅠⅠ ⅡⅡⅠ中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁(yè) C—采區(qū)回采率，取 75﹪。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁(yè) 3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度 礦井設(shè)計(jì)年工作日 330d， “三八 ”工作制，即其中二班采煤，一班準(zhǔn)備，每班 8h，每日 8 點(diǎn)至 16 點(diǎn)為早班， 16 點(diǎn)至 24 點(diǎn)為中班， 24 點(diǎn)至次日 8 點(diǎn)為夜班，安排早班檢修，中、夜班生產(chǎn)。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定的依據(jù) 《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及市場(chǎng)對(duì)煤炭需求等因素，經(jīng)多方案的比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。配產(chǎn)應(yīng)符合合理開采程序，厚、薄煤層，不同煤類搭配開采；同時(shí)生產(chǎn)的采區(qū)數(shù)及采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)，應(yīng)符合本規(guī)范第 條規(guī)定（采區(qū)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、煤層生產(chǎn)能力、采掘機(jī)械化程度和采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)及其接 替關(guān)系等因素確定，應(yīng)提高工作面單產(chǎn)。 礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定： 1. 資源情況 煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井，煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大； 2. 開發(fā)條件 包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運(yùn)），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來源等，條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模，否則應(yīng)縮小規(guī)模； 3. 國(guó)家需求 對(duì)國(guó)家煤炭需求量（包括煤種、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。賦存較穩(wěn)定，為兩水平開拓。 牛兒莊礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 120 萬 t/a，儲(chǔ)量備用系數(shù) 計(jì)算，因此，礦井服務(wù)年限為： T＝ （ 120） ＝ 因 50a，符合 2020 年我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)定的大型礦井服務(wù)年限至少在 50a 以上的標(biāo)準(zhǔn)，滿足設(shè)計(jì)要求。具體要求見表 。地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于采用綜合機(jī)械化開采。 2. 輔助生產(chǎn)系統(tǒng)能力校核 本設(shè)計(jì)的礦井為大型礦井，開拓方式為立井加暗斜井兩水平開拓。大巷采用強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，運(yùn)輸能力也能達(dá)到要求，且機(jī)械化程度高。 3. 安全條件校核 本礦井 2煤層具有煤塵爆炸性危險(xiǎn)，但在設(shè)計(jì)時(shí)制定了相關(guān)的管理措施；該礦正常涌 水量為（ 5m3/min），最大涌水量為（ ）；該礦屬于 低瓦斯 礦井，所以工作面采用雙巷進(jìn)風(fēng)通風(fēng)方式，經(jīng)通風(fēng)設(shè)計(jì)表明通風(fēng)滿足要求。 4. 儲(chǔ)量條件校核 礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與整個(gè)礦井的工業(yè)儲(chǔ)量相適應(yīng)，保證有足夠的服務(wù)年限。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁(yè) 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，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、運(yùn) 輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。合理的開拓方式，需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。在解決開拓問題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則： 貫徹執(zhí)行國(guó)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。 合理集中開拓部署，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。 必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。 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、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。 確定井筒形式、數(shù)目、位置、坐標(biāo) 井筒形式的確定 井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。平硐開拓受地形條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類型水平服務(wù)年限要求。 立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文地質(zhì)等自然條件的限制。 本礦井煤層傾角較小，平均 10176。 主、副井井筒位置的選擇 （ 1）井筒沿井田走向方向的有利位置 井田的井筒沿井田走向的有利位置建立在儲(chǔ)量分布的中央，以此形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，避免井筒便于一側(cè)。 （ 2）井筒沿井田傾斜方向的有利位置 立井開拓時(shí)，考慮到初期工程量和初期投資，以及整個(gè)井田的開采布局。 （ 3）地質(zhì)及水文地質(zhì)條件對(duì)井筒布置的影響 要保證井筒、井底車場(chǎng)及硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)使井筒盡量不穿過或少穿過流沙層、較大的含水層、較厚沖積層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層、較軟煤層及高應(yīng)力區(qū)。為了便于地面系統(tǒng)間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國(guó)家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件。 風(fēng)井井口位置的選擇應(yīng)在滿足通風(fēng)條件的前提下，與提升井筒的貫通位置最短，并利用各種煤柱以減少保護(hù)煤柱的損失。 井筒坐標(biāo) 表 411 井筒名稱 X Y 主 井 副 井 風(fēng) 井 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁(yè) 工業(yè)廣場(chǎng)的位置、形狀和面積的確定 工業(yè)場(chǎng)地的選擇主要考慮以下因素： 盡量位于儲(chǔ)量中心，使井下有合理的布局； 占地要少，盡量做到不搬遷村莊； 盡量布置在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，同時(shí)工業(yè)場(chǎng)地的標(biāo)高要高于最高洪水位； 盡量減少工業(yè)廣場(chǎng)的壓煤損失。 開采水平的劃分 本井田煤層埋藏深度較淺，煤層淺處在 50m，最深處到 550m。～11176。設(shè)計(jì)只針對(duì) 2 號(hào)煤層，故采用單水平開采。 主要開拓巷道 井田內(nèi) 2 號(hào)煤層平均厚度 8 米，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大。 方案比較 提出方案 根據(jù)以上分析，提出以下四種技術(shù)上可行的開拓方案，分述如下： 方案一；立井單水平開拓。大巷布置在巖層中，如圖 411。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁(yè) 主井 副井 主、副井井筒均為立井，布置在井田中央，設(shè)置兩個(gè) 水平。 方案三；主斜副立單水平開拓。大巷布置在巖層中，如圖 413。 主井 副井 主、副井井筒均為斜井開拓，布置于井田中部 ，大巷布置在巖層中，如圖414。粗略估算結(jié)果（見表 41表41表 41表 415） 開拓方案經(jīng)濟(jì)比較見表 41表 41表 41表 415 和表 4