【正文】 煤柱 井田的人為邊界煤柱為： (5420+6265) 20 7 = kt。 （ 2）礦井工業(yè)場地煤柱 根據《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》第 522條：礦井工業(yè)場地的占地面積指標，應不小于下表 的規(guī)定。 表 22礦井工業(yè)場地的占地面積指標 井型 占地指標（公頃 /100kt） 大型井 — 中型井 — 小型井 — 本礦的設計生產能力為 1500kt/a，因此，參考表 22 取本礦井工業(yè)場地的占地林南倉五礦 第 10 頁 共 124 頁 面積為 （公頃 /100kt），那么本礦井的工業(yè)廣場的面積為 150000 ㎡，一般認為工業(yè)廣場的形狀為矩形，則取工業(yè)廣場長為 500m，寬為 300m。 參考城郊煤礦的井田地質報告知本礦的基巖移動角和松散移動角如下表： 表 23地質開采條件和巖層移動角 地質開采條件 基巖移動角 /（176。） 松散移動角 Φ /（176。） 井筒垂深 煤層傾角α 煤層厚度 松散層厚度 δ β γ 45 430m 176。 7m 30m 70 70 參考《煤礦特殊開采方法》確定工業(yè)廣場的保護等級為Ⅰ級，因其保護帶的寬度為 20m，應用垂直剖面法計算工業(yè)廣場保護煤柱的留設寬度，其具體作法如圖 21。經過作圖可知工業(yè)廣場留設煤柱的形狀為梯形，計算并測得該梯形的上邊長度為，下邊長度為 ，高為 927m。則梯形的面積為： S =(a+b) h/2 =（ +） 927/2 = 105㎡ 工業(yè)廣場的 保護煤柱量為： Q=sγ h (21) 式中 Q—— 保護煤柱量 ,kt S—— 保護煤柱的面積，㎡ γ —— 煤的容重， t/m179。，取 h—— 煤層的厚度， m，為 7 將數據帶入式（ 21）得 : Q= 105 7 = 3）斷層煤柱 按斷層落差大小兩側各留一定水平寬度的安全煤柱。具體留設方法見表 24。 則井田邊界斷層煤柱 ： Q=（ 3175+3075） 7 50= 井田內部斷層煤柱： Q1=770（ 30+30+15） 7 = Q2=480（ 30+30+20） 7 = 總保護煤柱量為P=++++= 礦井可采儲量 井田的可采儲量 Z 按下式計算： Z=(Q－ P) C (25) 式中： Q—— 礦井工業(yè)儲量， 華北科技學院采礦工程 20xx 屆畢業(yè)設計（論文） 第 11 頁 共 124 頁 P—— 各種永久煤柱的儲量之和， P= C—— 采區(qū)回采率，厚煤層不低于 ；中厚煤層不低于 。薄煤層不低于 ； 設計開采的二 2煤層屬厚煤層，采區(qū)回采率取為 。 則 計算可采儲量為： Z=(Q－ P) C= （ － ） 0. 75= 表 24 斷層保護煤柱留設方法 斷層落差 H 留設尺寸 H≥ 50m 50m 30m≤ H≤ 50m 30m H＜ 30m 不留設煤柱 γβΦΦα αΦ 圖 21 垂直剖面法計算工廣保護煤柱 林南倉五礦 第 12 頁 共 124 頁 本章小結 井田境界的劃分應充分利用自然條件，如利用大斷層作為井田的邊界，或利用河流、湖泊、鐵路等劃分井田邊界；在煤層傾角變化很大處，也可以作為井田邊界。同時，考慮到與臨近礦井的地理和生產關系，應當人為地劃分井田境界。 礦井資源 /儲量是煤的視密度、煤田面積、煤層厚度的乘積。 礦井工業(yè)儲量是指井田范圍內煤層厚度、煤質、以及地質條件了解的比較清楚、勘探程度較高的 A 級、 B 級、 C 級儲量之和，它是礦井設計 和投資的依據。 A 級、 B級儲量又稱為高級儲量。同時，隨著國土資源部新的礦產資源 /儲量分類方法的頒布，應適時地對已生產礦井資源 /儲量進行套改計算，本礦為新建礦井，在按原分類方法分類的基礎上，又對礦井的資源 /儲量進行套改。 礦井可采儲量指的是礦井工業(yè)儲量中，去除永久保安煤柱損失煤量，并考慮一定礦井生產損失煤量系數（即回采率）后，實際能夠產出的煤炭量，即就是能轉化為實際經濟效果的資源 /儲量。礦井保安煤柱損失量主要包括，礦井工業(yè)廣場保護煤柱、井田地質構造保護煤柱、礦井主要巷道保護煤柱等所占用的煤炭損失量；礦井生產時的 損失煤量主要包括，采煤時由于井下條件變化，引起的煤炭回采率降低和煤炭在運輸過程中存在的運輸損失量。華北科技學院采礦工程 20xx 屆畢業(yè)設計（論文） 第 13 頁 共 124 頁 3 礦井工作制度和設計生產能力 礦井工作制度 根據《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》第 24 條：礦井設計生產能力按年工作日 330 天計算，每天 4 班作業(yè)，每天凈提升時間為 16 小時。因此規(guī)定本礦井年工作日數為 330天，每日出煤 3班，一班檢修，每班工作 6小時，礦井每晝夜凈提升 16小時。 礦井設計生產能力及服務年限 確定礦井的年生產能力的依據 《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》第 條規(guī)定：礦井設計生產能力應根據 資源條件、開采條件、技術裝備、經濟效益及國家對煤炭的需求等因素，經多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。 礦區(qū)規(guī)?？梢罁韵聴l件確定： 1） 資源情況：煤田地質條件簡單，儲量豐富，應加大礦區(qū)規(guī)模，建設大型礦井。煤田地質條件復雜，儲量有限，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），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等。條件好者，應加大開發(fā)強度和礦區(qū)規(guī)模 ， 否則應縮小規(guī)模； 3） 國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質、產量等）的預測是確定礦區(qū)規(guī)模 的一個重要依據； 4） 投資效果：投資少、工期短、生產成本低、效率高、投資回收期短的應加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。 礦井設計年生產能力 參考《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》可知，礦井設計生產能力主要類型有： 大型礦井： 、 、 、 、 （ Mt/a）及以上 中型礦井： 、 、 （ Mt/a） 小型礦井： 1 2 30（萬噸 /年） 本井田儲量豐富，設計開采煤層賦存穩(wěn)定，煤層厚度大部分比較穩(wěn)定，首采煤層屬厚煤層 (4m)；煤層平均傾角小，屬近水平煤層。因地質構造簡單，同時煤田范圍 較大，開采技術好的礦井適合布置大型礦井。因此，初步確定礦井的設計生產能力為 。 礦井服務年限 礦井服務年限必須與井型相適應。 礦井可采儲量 Zk、設計生產能力 A礦井服務年限 T 三者之間的關系為： T＝ Zk /（ A K） （ 31） 式中 ： T—— 礦井服務年限， a； 林南倉五礦 第 14 頁 共 124 頁 Zk—— 礦井可采儲量， t； A—— 設計生產能力 ， t； K—— 礦井儲量備用系數，取 。 確定井型時需要考慮備用系數的原因是，礦井各生產環(huán)節(jié)有一定的儲備能力，礦井投產后，產量迅速 提高；局部地質條件變化，使儲量減少；有的礦井由于技術原因，使采出率降低，從而減少了儲量。 則，礦井服務年限為： T = = 52 a 服務年限符合要求 。 井型校核 下面按礦井的實際煤層開采能力，各輔助生產環(huán)節(jié)的能力，儲量條件及安全條件因素對井型進行校核： 1）煤層開采能力 礦井的開采能力取決于回采工作面和采區(qū)的生產能力，根據本設計第四章（礦井開拓）與第六章（采煤方法）的設計可知，該礦由于煤層地質條件較好，二 2煤厚度較厚，布置一 個綜合機械化采煤工作面完全可 以達到本設計的產量。 2）輔助生產環(huán)節(jié)的能力校核 本礦井為大型礦井，開拓方式為立井開拓，主井提升容器為兩對 12t 提升箕斗，運煤能力和大型設備的下放可以達到設計井型的要求。工作面生產的原煤一律用強力膠帶輸送機運到帶盤區(qū)（采區(qū)）煤倉，運輸能力也很大，自動化程度較高。輔助運輸采用雙層罐籠，大巷輔助運輸采用 600mm 軌距的 固定車廂式礦車，同時本礦井井底車場調車方便，通過能力大，滿足矸石，材料和人員的調動要求。所以各輔助生產環(huán)節(jié)完全可以達到設計生產能力的要求。 3）通風安全條件的校核 本礦井無煤塵爆炸性，瓦斯 含量低，屬于低瓦斯礦井。水文地質條件中等，在副井中鋪設兩趟水管路可以滿足排水要求。礦井早期采用中央并列式通風，有專門的風井，可以滿足要求。副井進風，回風大巷回風，工作面采用后退式 U 型通風 ，通過第九章的通風設計知 可以滿足通風需要。 4） 礦井的設計生產能力與 服務年限 相適應， 才能獲得好的技術經濟效益。本設計采用立井單水平開拓 《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》 給出了井型和服務年限的對應要求 ，見表 31。 本礦井的設計服務年限符合規(guī)定。 華北科技學院采礦工程 20xx 屆畢業(yè)設計（論文） 第 15 頁 共 124 頁 表 31 我國各類井型的礦井和第一水平設計服務年限 礦井設計生產能力（萬 t/a） 礦井設計服務年限（ a） 第一開采水平服務年限（ a） 煤層傾角 25176。 煤層傾角 25176?！?45176。 煤層傾角 45176。 600 及以上 70 35 — — 300～ 500 60 30 — — 120～ 240 50 25 20 15 45～ 90 40 20 15 15 9～ 30 各省自定 本章小結 采煤工作面周而復始地完成破煤、裝煤、運煤、支護和處理采空區(qū)等工序的過程稱為采煤循環(huán)。一般炮采和普采工作面完成一個采煤循環(huán)的標志是回柱放頂，綜采工作面完成一個采煤循環(huán)的標志是移架。 確定礦 井設計生產能力需要考慮的主要因素有儲量條件、儲量條件、采煤工藝與礦井技術裝備水平、礦山經濟及社會因素等。參考《采礦工程設計手冊》，本礦資源儲量較為豐富、地質條件簡單、礦井生產能力大、開采技術條件好，故宜建大型礦井。 隨著社會進步和勞動制度改革，目前綜采多采用 “ 四六 ” 工作制，每班工作 6小時，三班出煤，一般檢修準備，以縮短煤礦工人的輔助勞動時間，減輕煤礦工人的勞動強度。因此，本礦井工作制度設計設計時采用 “ 四六 ” 工作制，即三班采煤，一班準備檢修，每班凈工作時間為 6 個小時。 大型礦井年工作日為 330 天， “ 四六 ” 制作 業(yè)，服務年限不小于 50a，第一水平服務年限不小于 25a。按照《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》規(guī)定 “ 礦井每晝夜凈提升時間16 小時。這樣充分考慮了礦井的富裕系數，防止礦井因提升能力不足而影響礦井的增產或改擴建。因此，本礦設計每晝夜凈提升時間為 16小時。林南倉五礦 第 16 頁 共 124 頁 4 井田開拓 井田開拓是在總體設計已經劃定的井田范圍內，根據精查地質報告和其它補充資料，具體體現在總體設計合理原則，將主要巷道由地表進入煤層，為開采水平服務所進行的井巷布置和開掘工程。其中包括確定主、副井和風井的井筒形式、深度、數量、位置、階段高度、大巷位置、采（帶）區(qū) 劃分以及開采順序與通風運輸系統(tǒng) 。 井田開拓是指在井田范圍內，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進入 煤體，建立礦井提升、運輸、通風、排水和動力供應等生產系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、數量、位置及其相互聯系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式需要對技術可行的幾種開拓方式進行技術經濟比較，才能確定。 本礦井開拓方式的確定，主要考慮到以下因素： 1) 地形平坦，地勢高差小，有內澇威脅； 2) 煤層埋深較大，且表土層厚度大，平均 30 m； 3) 第四系覆蓋層較厚，井筒需要特殊鑿井方法施 工；為防止第四系水潰入井下，需留設合理的防水煤柱； 4) 太原組灰?guī)r水壓較大，水量相對豐富，巖溶裂隙比較發(fā)育，選擇井筒位置時需留有足夠的隔水巖柱 ； 5) 本礦井為低瓦斯礦井。 確定開拓問題，需根據國家政策，綜合考慮地質、開采技術等諸多條件，經全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時，應遵循下列原則： 1) 貫徹執(zhí)行國家有關煤炭工業(yè)的技術政策，為早出煤、出好煤高產高效創(chuàng)造條件。在保證生產可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設。 2) 合理集中開拓部署，簡化生產 系統(tǒng)，避免生產分散，做到合理集中生產。 3) 合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。 4) 必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產的有關規(guī)定。要建立完善的通風、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產條件，減少巷道維護量，使主要巷道經常保持良好狀態(tài)。 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、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件。 6) 根據用戶需要，應照顧到不同 煤 質、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。 確定井硐形式、數目、位置及坐標 1） 井筒形式的確定 井筒形式有三種：平硐、斜 井、立井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，華北科技學院采礦工程 20xx 屆畢業(yè)設計（論文） 第 17