【正文】 樣點(diǎn)數(shù) 原樣 /℃ ΔT13 /℃ 自燃傾向等級(jí) （ 點(diǎn) ） 結(jié)論 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 3 FM 4 362~380 10~26 1 3 不自燃 8 JM 14 353~389 9~29 1 6 不易自燃 ~不自燃 11 JM 5 349~390 16~41 2 1 2 易自燃 ~不自燃 4）地溫 本礦地溫梯度為 ~ ℃ /百米，平均為 ℃ /百米；增溫率為 m/℃ 。各煤層溫度 T（ ℃ ） 與埋深 H（ m） 成正比關(guān)系，且相關(guān)性較好，見(jiàn)表 1310。一級(jí)高溫區(qū)在 480 m 以下 ,710 m 水平以下為二級(jí)高溫區(qū)， 650 m 水平平均地 溫為 ℃ 。不得不采取擴(kuò)大斷面、壁后注漿加固等多種措施 進(jìn)行防治，嚴(yán)重影響礦井安全生產(chǎn)。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 16 頁(yè) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 17 頁(yè) 2 井田境界及儲(chǔ)量 井田境界 井田范圍 地理坐標(biāo)：東徑 116176。12′45″，北緯 33176。34′48″。 開(kāi)采界限 上統(tǒng)上石盒子組：下界從 K3 砂巖之 底，上界至平頂山砂巖之底，厚約642 m。 下統(tǒng)下石盒子組： 井田內(nèi)主要含煤地層為下界從駱駝缽砂巖之底，上界至 3 煤組下K3砂巖之底，地層厚 ~ m，平均厚 m，含 8等四個(gè)煤組，其中 8 為本礦主要可采煤層。由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成，含 11 兩煤層（組）。 井田尺寸 南北長(zhǎng) ~ km，東西寬 ~ km，面積 km2，采礦許可證拐點(diǎn)坐標(biāo)為見(jiàn)表 211，井田賦存狀況示意圖如圖 211。 H = 180 ～ 250mF2 β= 40 ～ 70176。 2）儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ) （ 1）本次儲(chǔ)量計(jì)算是按照《煤、泥 炭地質(zhì)勘查規(guī)范》 DZ/02152021 要求的工業(yè)指標(biāo)進(jìn)行資源儲(chǔ)量計(jì)算，煉焦用煤最低開(kāi)采厚度為 m，最高灰分不得超過(guò) 40%，最高硫分不得超過(guò) 3%； （ 2）儲(chǔ)量計(jì)算厚度：夾矸厚度不大于 m 時(shí)，與煤分層計(jì)算，復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的夾矸總厚度不超過(guò)每分層厚度的 50%時(shí)，以各煤分層總厚度作為儲(chǔ)量計(jì)算厚度； （ 3）井田內(nèi)主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，勘探工程分布比較均勻，本次儲(chǔ)量計(jì)算只針對(duì)主采煤層，采用地質(zhì)塊段的算術(shù)平均法； （ 4）煤層容重 :主采煤層 8 煤層平均容重為 t/m3。根據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》本次估算資源儲(chǔ)量鉆探工程基本線距見(jiàn)表221。本煤層傾角一般在 14 ~ 22186。采用煤層垂直厚度及煤層水平投影面積估算儲(chǔ)量， 估算公式 如下： Zi = SiM iR i106 （ 21） 式中： Zi——各塊段地質(zhì)資源儲(chǔ)量?jī)?chǔ)量， Mt； Si——各塊段的真實(shí)面積， m2； Mi——各塊段煤層的厚度，取平均值為 m； Ri——各塊段內(nèi)煤的容重，取平均值為 t/m3。 表 222 各塊段的工業(yè)儲(chǔ)量 序號(hào) 平均傾角 /（ 176。m3 水平面積 /m2 真實(shí)面積 /m2 地質(zhì)資源儲(chǔ)量 /Mt 甲 15 乙 14 丙 20 丁 14 戊 15 己 22 所以礦井的地質(zhì)資源儲(chǔ)量是各塊段儲(chǔ)量之和： 即： Z = Z 甲 + Z 乙 + Z 丙 + Z 丁 + Z 戊 + Z 己 = （ Mt） 其中探明的 60%、控制的 30%、推斷的 10%，探明的包括 111b 和 2M11，控制的包括 122b 和 2M22，推斷的為 333，礦井各級(jí)儲(chǔ)量分類(lèi)見(jiàn)表 223。 根據(jù)公式 22 及表 223 中的數(shù)據(jù)計(jì)算得 Mt。 礦井可采 /資源儲(chǔ)量 1）安全煤柱留設(shè)原則 （ 1） 工業(yè) 場(chǎng)地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱； （ 2）各類(lèi)保護(hù)煤柱按垂直剖面法確定，用表土層移動(dòng)角 φ、上山移動(dòng)角 γ、下山移動(dòng)角 β、走向移動(dòng)角 δ確定工業(yè)場(chǎng)地、村莊煤柱； （ 3）維護(hù)帶寬度 15 m，風(fēng)井場(chǎng)地 20 m，其他 15 m； （ 4）斷層煤柱寬度 50 m，井田 邊界煤柱寬度 20 m； （ 5）根據(jù)《畢業(yè)設(shè)計(jì)制圖標(biāo)準(zhǔn)》工業(yè)廣場(chǎng)占地面積取 300400 m。 （ 2） 斷層 保護(hù)煤柱 斷層煤柱留設(shè) 50 m，斷層保護(hù)煤柱為 Mt。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 24 頁(yè) F2 F1 400甲27.59Mt 15176。丙19.71Mt 20176。戊38.50Mt 15176。5006004005006007008009001000400500 600700 800 900 1000F1 β= 35 ～ 70176。 H = 90 ～ 200mF2 F1 圖222 井田塊段劃分示意圖 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 25 頁(yè) 利用垂直剖面法得到工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱的水平投影面積，有表土層移動(dòng)角 φ=55176。、下山移動(dòng)角 β=78176。工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱示意圖如圖 222。 （ 5）經(jīng)濟(jì)不可采煤層 11 煤層局部可采，屬不穩(wěn)定煤層，計(jì)算可采儲(chǔ)量時(shí)將其扣除。 表 224 保護(hù)煤柱損失量 序號(hào) 煤 柱 類(lèi) 型 儲(chǔ)量 /Mt 1 井田邊界保護(hù)煤柱 2 斷層保護(hù)煤柱 3 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 4 井筒及大巷保護(hù)煤柱 3）礦井設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量 根據(jù)《采礦專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)文件》規(guī)定，礦井設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量卡按下式計(jì)算 ： Zs = Zg P1 （ 24） 式中： Zs——礦井設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量， Mt； P1——井田邊界和斷層保護(hù)煤柱， Mt。 則有 Zk =（ ） =（ Mt） 礦井儲(chǔ)量匯總表見(jiàn)表 231。γ=72176。δ=55176。礦井每晝夜凈提升時(shí)間為 16 h。條件好者，應(yīng)加大開(kāi)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（包括煤中煤質(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。 確定渦北礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 Mt/a。根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力在 ~ Mt/a范圍之內(nèi)，礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限應(yīng)大于 50 a，煤層傾角小于 25176。礦井可采儲(chǔ)量 Zk、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A 礦井服務(wù)年限 T 三者之間的關(guān)系為： T=Zk / （ AK ） （ 31） 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 28 頁(yè) 式中： T——礦井服務(wù)年限， a； Zk——礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量， Mt； A——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力， Mt/a； K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 。 第一水平礦井保護(hù)煤柱損失量見(jiàn)表 321。 表 321 保護(hù)煤柱損失量 序號(hào) 煤 柱 類(lèi) 型 儲(chǔ)量 /Mt 1 井田邊界保護(hù)煤柱 2 斷層保護(hù)煤柱 3 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 4 井筒保護(hù)煤柱 井型校核 按礦井的實(shí)際煤層開(kāi)采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核： （ 1）煤層開(kāi)采能力 井田內(nèi) 8 煤平均厚度 m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定 ，厚度變化不大。 （ 2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 礦井設(shè)計(jì)為大型礦井，主立井采用箕斗運(yùn)煤，副立井采用罐籠輔助運(yùn)輸，運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。大巷輔助運(yùn)輸采用架線電機(jī)車(chē)運(yùn)輸，運(yùn)輸能力大，調(diào)度方便靈活。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 29 頁(yè) 4 井 田 開(kāi) 拓 礦井開(kāi)拓的基 本問(wèn)題 井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題 井田開(kāi)拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開(kāi)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(kāi)拓方式，需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開(kāi)拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。 （ 1） 確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場(chǎng)地的位置； （ 2） 合理確定開(kāi)采水平的數(shù)目和位置； （ 3） 布置大巷及井底 車(chē)場(chǎng)； （ 4） 確定礦井開(kāi)采程序，做好開(kāi)采水平的接替； （ 5） 進(jìn)行礦井開(kāi)拓延深、深部開(kāi)拓及技術(shù)改造； （ 6） 合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。在解決開(kāi)拓問(wèn)題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則： （ 1） 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。 （ 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，做到合理集 中生產(chǎn)。 （ 4） 必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。 （ 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、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜。 斜井開(kāi)拓與立井開(kāi)拓相比：井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車(chē)場(chǎng)及硐室都比立井簡(jiǎn)單，井筒延伸施工方便，對(duì)生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶輸送機(jī)有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速?gòu)木渤冯x。 立井開(kāi)拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開(kāi)拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。 本礦井煤層傾角中等，平均 16 176。 2）主副井筒位置的確定 井筒位置的確定原則：有利于第一水平的開(kāi)采，并兼顧其他水平，有利于井底車(chē)場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門(mén)工程量少。 （ 2） 井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡。 （ 4） 工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開(kāi) 高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅。 （ 5） 距水源、電源較近，礦井鐵路專(zhuān)用線短，道路布置合理。 副井井筒中心位置：經(jīng)距 m，緯距 m。邊界風(fēng)井布置在井田邊界之外，減少了煤柱損失。 工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積：根據(jù)工業(yè)場(chǎng)地占地面積規(guī)定， ~ 公頃 /10 萬(wàn)噸，確定地面工業(yè)場(chǎng)地的占地面積為 12 公頃即 12104 km2，形狀為矩形，長(zhǎng)邊垂直于井田走向，長(zhǎng)為 400 m，寬為 300 m。 主要開(kāi)拓巷道 1）運(yùn)輸大巷的布置 由于運(yùn)輸大巷服務(wù)年限較長(zhǎng)，且煤層的頂?shù)装寰鶠槟鄮r，為便于維護(hù)和使用，且不受煤層開(kāi)采的影響，將大巷布置在距煤層底板大約 30 m 處的細(xì)砂巖中。 2）井底車(chē)場(chǎng)的布置 由于井底車(chē)場(chǎng)一般要為整個(gè)礦井服務(wù)，服務(wù)時(shí)間較長(zhǎng)，故要布置在較堅(jiān)硬的巖 層中。煤層底板為堅(jiān)硬的細(xì)砂巖。 礦井開(kāi)拓延伸 本礦井開(kāi)拓延伸可考慮以下二種方案： 立井直接延伸；暗斜井延伸。但采用這種方法延伸時(shí)，原有井筒同時(shí)擔(dān)任生產(chǎn)和延伸任務(wù)，施工與生產(chǎn)相互干擾，立井接井時(shí)技術(shù)難度大，礦井將短期停產(chǎn)；延伸兩個(gè)井筒施工組織復(fù)雜，為延伸井筒需要掘進(jìn)一些臨時(shí)工程，延伸后提升長(zhǎng)度增加，能力下降，可能需要更換提升設(shè)備。其缺點(diǎn)是增加了提升、運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備，通風(fēng)系統(tǒng)較復(fù)雜。 方案二：立井兩水平開(kāi)拓，立井直接延伸 主、副井井筒均為立井，第二水平延伸采用立井直接延伸，水平和大巷布置同于方案一采用 中央邊界 式通風(fēng)，如圖 411。大巷布置及通風(fēng)方式同于方案一， 如圖 412。 所提四個(gè)方案水平數(shù)目均相同，區(qū)別在于井筒延伸形式和工作面布置以及由此及起的部分基建、生產(chǎn)費(fèi)用不同。由方案粗略經(jīng)濟(jì)比較（見(jiàn)表 411）可知， 比較結(jié)果是方案二的粗略估算費(fèi)用比方案一的費(fèi)用高 ％，方案一在經(jīng)濟(jì)上占優(yōu)，而且二水平采用暗斜井延伸，系統(tǒng)較簡(jiǎn)單且運(yùn)輸能力大，可充分利 用原有井筒能力，同時(shí)不干擾現(xiàn)行礦井的正常生產(chǎn)，綜合考慮選擇方案一。 ②斜長(zhǎng) 105 3m/ 107 2m 平均傾角 18176。方案二 立井兩水平立井直接延伸一水平 700m 二水平 1000m①②Ⅰ Ⅰ①斜長(zhǎng) 7 50m 平均傾角 20 176。 / 1