許廠煤礦1.8 Mta新井設計含5張CAD圖.zip,許廠煤礦1.8,Mta新井設計含5張CAD圖,煤礦,1.8,Mta,設計,CAD 目 錄 1 礦區(qū)概述及井田地質特征 1 1.1礦區(qū)概述 1 1.1.1礦區(qū)地理位置........................................ 1 1.1.2礦區(qū)氣候條件 1 1.1.3礦區(qū)的水文情況 1 1.2井田地質特征 1 1.2.1煤系地層 2 1.2.2水文地質特征 3 1.3煤層特征 5 1.3.1可采煤層 5 1.3.2煤的特征 6 1.3.3瓦斯，煤塵及自燃 7 2 井田境界和儲量 9 2.1井田境界 9 2.1.1井田范圍 9 2.1.2開采界限 9 2.1.3井田尺寸 9 2.2礦井工業(yè)儲量 9 2.2.1儲量計算基礎 9 2.2.2井田地質勘探 10 2.2.3工業(yè)儲量計算 11 2.3礦井可采儲量 13 2.3.1安全煤柱留設原則 13 2.3.2礦井永久保護煤柱損失量 14 2.3.3礦井可采儲量 15 3 礦井工作制度、設計生產能力及服務年限 17 3.1礦井工作制度 17 3.2礦井設計生產能力及服務年限 17 4 井田開拓 19 4.1井田開拓的基本問題 19 4.1.1井筒形式的確定 20 4.1.2井筒位置的確定采（帶）區(qū)劃分 22 4.1.3工業(yè)場地的位置 23 4.1.4開采水平的確定 23 4.1.5礦井開拓方案比較 23 4.2礦井基本巷道 31 4.2.1井筒 31 4.2.2井底車場及硐室 35 4.2.3主要開拓巷道 38 4.2.4巷道支護 39 5 準備方式——帶區(qū)巷道布置 42 5.1煤層地質特征 42 5.1.1帶區(qū)位置 42 5.1.2帶區(qū)煤層特征 42 5.1.3煤層頂?shù)装鍘r石構造情況 42 5.1.4水文地質 42 5.1.5地質構造 43 5.1.6地表情況 43 5.2帶區(qū)巷道布置及生產系統(tǒng) 43 5.2.1帶區(qū)準備方式的確定 43 5.2.2帶區(qū)巷道布置 44 5.2.3帶區(qū)生產系統(tǒng) 45 5.2.4帶區(qū)內巷道掘進方法 47 5.2.5帶區(qū)生產能力及采出率 47 5.3帶區(qū)車場選型設計 48 6 采煤方法 49 6.1采煤工藝方式 49 6.1.1采煤方法的選擇 49 6.1.2回采工作面長度的確定 49 6.1.3工作面的推進方向和推進度 49 6.1.4綜采工作面的設備選型及配套 50 6.1.5回采工作面采煤機、刮板輸送機結構參數(shù)校核 53 6.1.5各工藝過程注意事項 57 6.1.6工作面端頭支護和超前支護 58 6.2回采巷道布置 65 6.2.1回采巷道布置方式 65 6.2.2回采巷道參數(shù) 65 7 井下運輸 68 7.1概述 68 7.1.1礦井設計生產能力及工作制度 68 7.1.2煤層及煤質 68 7.2帶區(qū)運輸設備選擇 69 7.2.1設備選型原則： 69 7.2.2帶區(qū)運輸設備選型及能力驗算 70 7.3大巷運輸設備選 71 7.3.1主運輸大巷設備選擇 71 7.3.2輔助運輸大巷設備選擇 71 7.3.3運輸設備能力驗算 73 8 礦井提升 75 8.1概述 75 8.2主副井提升 75 8.2.1主井提升 75 8.2.2副井提升 78 9 礦井通風及安全 80 9.1礦井地質、開拓、開采概況 80 9.1.1礦井地質概況 80 9.1.2開拓方式 80 9.1.3開采方法 80 9.1.4變電所、充電硐室、火藥庫` 81 9.1.5工作制、人數(shù) 81 9.2礦井通風系統(tǒng)的確定 81 9.2.1礦井通風系統(tǒng)的基本要求 81 9.2.2礦井通風方式的選擇 81 9.2.3礦井通風方法的選擇 82 9.2.4帶區(qū)通風系統(tǒng)的要求 83 9.2.5帶區(qū)通風方式的確定 84 9.3礦井風量計算 84 9.3.1通風容易時期和通風困難時期采煤方案的確定 84 9.3.2各用風地點的用風量和礦井總用風量 84 9.3.3風量分配 90 9.4礦井阻力計算 90 9.4.1計算原則 91 9.4.2礦井最大阻力路線 91 9.4.3計算礦井摩擦阻力和總阻力： 91 9.4.4兩個時期的礦井總風阻和總等積孔 93 9.5選擇礦井通風設備 95 9.5.1選擇主要通風機 95 9.5.2電動機選型 99 9.6安全災害的預防措施 100 9.6.1預防瓦斯和煤塵爆炸的措施 100 9.6.2預防井下火災的措施 100 9.6.3防水措施 100 10 設計礦井基本技術經濟指標 102 參考文獻 104 致 謝 107 1 礦區(qū)概述及井田地質特征 1.1礦區(qū)概述 1.1.1礦區(qū)地理位置 許廠煤礦位于濟寧煤田的東北部，行政區(qū)劃屬山東省濟寧市高新區(qū)所轄。地理坐標為： 東經116°36￠00"～116°43￠00" 北緯35°24￠00"～35°31￠00" 許廠煤礦距濟寧市8 km。連接京滬、京九兩大南北鐵路干線的新(鄉(xiāng))～菏(澤)～兗(州)～石(臼港)鐵路，從本區(qū)南側通過，區(qū)內有孫氏店及兗州西站。由濟寧市東行30 km至兗州，與京滬鐵路相接，向西109 km至菏澤站與京九鐵路相接，菏澤至新鄉(xiāng)190 km與京廣鐵路相連。濟北礦區(qū)鐵路專用線從本區(qū)中部通過，在兗州西站與京滬鐵路接軌。327國道及日荷高速公路分別從礦區(qū)南北側通過。京杭大運河由北向南流經濟寧市構成重要的水上運輸要道。交通極為便利，如圖1-1所示。 本區(qū)為沖積、湖積平原，地形平坦，地勢呈東北高，而西南低，地面標高為35.20~41.44 m，自然地形坡度為0.04%。 1.1.2礦區(qū)氣候條件 本區(qū)氣候溫和，屬北溫帶季風區(qū)海洋~大陸性氣候。氣候變化明顯，四季分明。冬季寒冷多風，夏季炎熱多雨，春秋兩季溫和。據淮北市氣象局1980~2000年觀測資料，年平均氣溫14.3℃，最高氣溫40.3℃（1988年7月8日），最低氣溫-10.9℃（1988年12月16日）。年平均降雨量785mm，雨量多集中在7、8月份。最大凍土深度0.17m，年平均風速2.2m/s，最大風速達20 m/s,主導風向東~東北風。無霜期210~240天，凍結期一般在12月上旬至次年2月中旬。 1.1.3礦區(qū)的水文情況 本井田內河流稀少，水系不甚發(fā)育，主要河流有兩條：一條為洸府河，系人工河，位于井田中部、由北向南流入南陽湖，河寬230~400 m，汛期洸府河最大洪水位為39.3 m，最大流量為400 m3/s（1964年9月1日），枯水季節(jié)河水減少甚至斷流；另有一條為洸府河支流楊家河，亦為季節(jié)性人工河流。 1.2井田地質特征 本礦井位于南北向的濟寧地塹構造內，孫氏店斷層構成礦井的東部及東北部邊界。由于受區(qū)域性構造的控制，致使區(qū)內發(fā)育一組走向北東、向南西傾伏的寬緩褶曲及走向近南北的西傾高角度正斷層組，使煤系地層向西呈階梯式下降，構造類型屬中等，局部偏復雜或偏簡單。 井田南北長約10km，東西寬約6km，井田面積為56.6，開采深度為-120m～-1000m。 圖1-1許廠煤礦交通位置圖 1.2.1煤系地層 井田內地層包括中、下奧陶統(tǒng)，中石炭統(tǒng)本溪組、上石炭統(tǒng)太原組、下二疊統(tǒng)山西組、下石盒子組，上二疊統(tǒng)上石盒子組，上侏羅統(tǒng)蒙陰組及第四系。在礦井的中、南部，即第4～16線之間，地層產狀變化較小，其走向一般為北東30°左右，孫氏店支2斷層西側則為東傾，孫氏店支2斷層以東則為西傾，地層傾角一般為2～8°。在第16線以南地層走向逐漸轉成東西向。在礦井的北部，即第4勘探線以北由于受次一級褶曲的影響，致使地層走向變化較大，即北東～南北～北西向，地層傾角變化較大，局部塊段地層傾角可達20～32°。 地層厚度14.18~23.10m。巖性以淺灰色到暗紅色的雜色含鋁泥巖為主，夾有少量的泥質灰?guī)r。含鋁泥巖為中厚層狀，含有鐵質結核及菱鐵鮞粒。與下伏奧陶系地層呈假整合接觸。 （1）上石炭統(tǒng)太原組(C3t) 本組地層厚141.70～176.20m，平均162.66m，地層厚度變化不大。主要由深灰、灰黑色粉砂巖、泥巖、粘土巖、灰色細砂巖、夾薄層灰?guī)r及煤層組成。泥質含量較高，砂巖比率較低，屬海陸交互相沉積。為太原組主要含煤段，以深灰、灰黑色粉砂巖、泥巖及粘土巖為主，夾11層石灰?guī)r（十一、十下、十上、九、八、七、六、五、四、三、二）及22層煤（18下、18中、18上、17、16下、16上、15下、15上、14、12下、12中、12上、11、10下、10中、10上、9、8下、8上、6、5、4），16上、17煤層為穩(wěn)定可采煤層，15上煤層屬局部可采煤層；其余為不穩(wěn)定煤層，均不可采。 （2）下二疊統(tǒng)山西組(P1s) 本組地層厚59.90～114.70m，局部有剝蝕現(xiàn)象，平均78.57m，為含煤地層中的主要含煤組，具有經濟價值的3上、3下煤層就賦存于本組的中上部及下部。本組由砂巖、粉砂巖、粉、細砂巖互層、粘土巖、煤層組成，以灰～灰白色、灰綠色砂巖為主，砂巖含量高，多以厚層狀分布于煤層的頂板及底板，以3上與3下煤層間的砂巖最為發(fā)育，該砂巖為淺灰～灰白色、灰綠色，厚層狀，以石英為主，長石次之，分選中等至較好，次棱角狀～次園狀，孔隙式～接觸式膠結，以硅質、粘土質膠結為主，局部為鈣質膠結，具交錯層理、斜層理及韻律層理，含大量粉砂巖、泥巖包裹體及鏡煤屑。 1.2.2水文地質特征 礦井水文地質特征取決于第四系、奧陶系及礦井邊界斷層水文地質特征。許廠煤礦水文地質條件屬于中等類型，其中上組煤充水含水層富水性中等、補給條件不良；下組煤充水含水層富水性中等、補給條件良好。本礦井充水因素為含水層充水，基本不受地表水影響。區(qū)內主要含水層有第四系砂礫層、山西組3煤層頂?shù)装迳皫r、太原組第三層、第十下層及奧陶系石灰?guī)r含水層。 礦井正常涌水量610 /h左右，預計最大涌水量1100 /h左右。 （1）井田水文地質概況。 本井田水文地質邊界東以孫氏店支1斷層為界，西至八里鋪斷層，南起八里營斷層，北至孫氏店斷層。由此四條斷層包圍形成封閉的地質小塊段，構成獨立的水文地質小單元。 井田水文地質條件屬中等類型，其中上組煤含水層富水性中等，補給條件不良，下組煤含水層富水性中等，補給條件良好。 （2）含水層與隔水層。 井田內主要含水層有第四系，三灰，十下灰及奧灰含水層，第四系除為 圖1-2 綜合地質柱狀圖 含水層外，還是良好的隔水層。此外，石盒子組及奧灰壓蓋巖層組均是良好 隔水層。 （3）邊界水文地質條件與斷層導水性。 許廠井田水文地質邊界完全由斷層構成。西部邊界阻水，南部比較弱導水，井田內各含水層主要在北部及東南部接受井田外強富水奧灰水的補給，其中，上組煤系含水層只在孫氏店斷層長約2 km開口段接受補給，補給面積較??；下組煤系含水層大范圍地接受奧灰水補給，補給條件良好。 縱向比較，孫氏店支斷層以東含水層接受補給較支斷層以西強。 根據濟寧煤田奧灰?guī)r溶水專門水文地質勘探報告及許廠礦井達產采區(qū)地震（水文）補充勘探報告，本礦井各斷層導水性見表1-3。 （4）奧灰底鼓水對開采下組煤的影響。 地質部門按規(guī)程公式計算的安全隔水層厚度（開采-480 m第二水平下組煤時）分別為33.50 m及34.65 m，小于正常地段奧灰壓蓋隔水層厚度35.21~76.90 m。且還有以下因素有利于阻止奧灰水底鼓：下組煤首先開采16，煤層其與奧灰之間的壓蓋隔水層厚度，抵抗奧灰水底鼓的能力強。 1.3煤層特征 1.3.1可采煤層 本井田含煤地層為下二迭統(tǒng)山西組和上石炭統(tǒng)太原組，平均總厚246.33 m，共含煤25層，平均總厚17.27 m，含煤系數(shù)7.2%。其中穩(wěn)定可采的僅有3下煤層，占可采煤層總厚的79%，主要煤層中3下煤層厚度較大，平均厚度為3.53 m，且埋藏淺，儲量豐富，是本井田首采，主采煤層。 按各主要煤層在含煤地層中的位置，地質報告中將3下煤劃分為可采煤組?，F(xiàn)將各煤層賦存情況分述如下： （1）3上煤層：煤厚0～2.71m，平均0.75m，屬不穩(wěn)定煤層，位于山西組的中上部，上距P2底界52.38m～85.92m，平均64.49m，下距3下煤層11.70～67.31m，平均41.08m。煤層厚為本煤層在原始沉積時成煤條件不利，區(qū)內大部分地區(qū)沉積缺失或不可采，煤層主要賦存于第10勘探線以西，煤層的可采性指數(shù)為15%，煤層厚度的變異系數(shù)為166.8%。 （2）3下煤層：煤厚0～8.04m，平均2.37m；可采范圍內，煤層厚度為0.70～8.04m，平均厚3.53m，結構較簡單，一般不含夾石，個別點含1～3層夾石，夾石多為炭質泥巖或粉砂巖，屬較穩(wěn)定煤層，位于山西組的下部，下距太原組第三層石灰?guī)r39.61～73.92m，平均49.60m。煤層主要賦存于礦井的東部及東北部，西部出現(xiàn)了無煤區(qū)及煤層不可采區(qū)。全區(qū)煤層厚度的變異系數(shù)為63.8%，煤層厚度變化較大，呈東厚西薄，南厚北薄變化規(guī)律。 （3）15上煤層：煤厚0～1.41m，平均0.63m，屬不穩(wěn)定煤層，位于太原組的中部，上距3下煤層平均間距108.52m，下距16上煤層為24.76～44.58m，平均35.50m?？刹珊穸鹊姆秶柿阈欠植?，可采范圍內，煤層厚度為0.70～1.41m，平均厚0.79m，煤層厚度的變異系數(shù)為9%。 （4）16上煤層：煤厚0.39～2.67m，平均1.24m，結構較復雜，含夾石見煤點占55%，含夾石0～3層，夾石巖性為炭質砂巖和泥巖或粘土巖，屬穩(wěn)定煤層，位于太原組的下部，上距15上煤層平均間距35.50m，十下灰為其直接頂板。煤層可采性指數(shù)為0.96，煤層厚度變異系數(shù)為28.1%。 （5）17煤層：煤厚0.60～1.61m，平均0.90m，結構簡單，含夾石0～1層，夾石為泥巖或粉砂巖，屬穩(wěn)定煤層，位于太原組下部，上距16上煤層1.01～10.35m，平均4.53m，下距十二灰7.85～21.65m，平均13.65m，十一灰為其直接頂板。煤層可采性指數(shù)為0.96，煤層厚度的變異系數(shù)為14.96%。 其煤層特征見表1-1。 表1-1可采煤層特征表 煤層 名稱 厚度（m） 間距（m） 煤層結構 穩(wěn)定性 頂?shù)装鍘r性 最小~最大 平均 最小~最大 平均 夾石 層數(shù) 結構 頂板 底板 3下 0.7~8.04 3.53 0~1 簡單 穩(wěn)定 中砂巖 粉砂巖 泥質巖及粉砂巖 109.61~142.58 118.80 15上 0~1.41 0.52 0~1 簡單 不穩(wěn)定 石灰?guī)r 粘土巖 24.76~44.58 35.50 16 0.52~1.51 0.80 0~3 較簡單 穩(wěn)定 石灰?guī)r 泥質巖及粉砂巖 1.01~10.35 4.35 17 0.50~1.89 0.97 0~1 簡單 穩(wěn)定 薄層石灰?guī)r 泥巖及粉砂巖 泥質巖及粉砂巖 1.3.2煤的特征 宏觀煤巖特征：各煤層的宏觀煤巖組分多以亮煤為主，暗煤次之，含有鏡煤條帶及透鏡體。山西組煤絲炭含量比太原組煤多，以細條帶或線理狀分布于煤層中。煤巖類型以半亮型煤為主，半暗型煤次之。線理狀～寬條帶狀結構，層狀構造。 主采3下煤層具有低灰、低硫、特低磷、高揮發(fā)分、高發(fā)熱量、高灰熔點的特點，主要作為良好的煉焦配煤和動力用煤。 煤的物理性質：該礦井各可采煤層均為黑色、黑褐、褐黑條痕色的軟～中等堅硬煤層。煤的硬度(堅固性系數(shù))平均1.68，山西組煤層硬于太原組煤層，煤的最大硬度達1.90(3上煤層)。 煤的物理性質見表1-2。 表1-2各煤層物理性質統(tǒng)計表 煤層項目 3上 3下 15上 16 17 水份Wf （%） 原煤 0.68~3.28 2.46（12） 1.19~3.37 2.36（55） 1.03~2.6 1.93（35） 0.8~2.24 1.71（73） 1.24~2.54 1.88（58） 精煤 1.85~2.92 2.49（12） 1.48~3.04 2.44（55） 1.35~2.70 2.06（32） 1.07~2.44 1.78（74） 1.18~2.69 1.91（58） 灰份Aｇ （%） 原煤 11.58~39.34 22.72（12） 9.07~24.55 13.78（55） 7.17~32.54 13.88（34） 5.26~24.53 12.50（74） 3.79~21.87 10.07（57） 精煤 5.95~9.80 7.80（12） 4.29~8.55 5.98（55） 3.38~8.58 5.37（32） 2.48~8.74 4.50（74） 1.93~5.69 3.21（57） 揮發(fā)份V／（%） 原煤 37.92~48.11 40.94（11） 32.14~40.98 36.53（51） 39.82~45.07 42.64（33） 40.05~47.72 43.70（72） 41.91~46.22 43.90（56） 精煤 38.69~41.86 40.38（12） 34.90~43.93 38.32（54） 40.76~46.28 43.32（32） 42.29~46.52 44.34（73） 42.61~46.78 44.48（58） 硫SｇQ （%） 原煤 0.61~1.70 1.12（12） 0.36~0.96 0.53（54） 1.92~7.61 3.51（33） 2.52~6.91 3.64（69） 2.26~7.20 3.70（57） 精煤 0.60~1.20 0.92（10） 0.33~0.75 0.49（51） 1.31~2.83 1.83（31） 2.51~4.14 3.06（69） 2.02~3.62 2.67（57） 焦油產率 Tg（%） 10.72~12.25 11.48（2） 8.86~12.91 11.27（15） 12.68~17.92 15.64（8） 13.85~18.68 15.81（21） 14.49~18.97 16.62（20） 煤灰熔融性 T2（%） >1500（2） 1320~＞1500 1443（17） 1085~1250 1142（7） 1065~1380 1230（21） 1060~1225 1151（16） 粘結指數(shù) GRI 67.8~88.4 76.7（8） 43.5~86.3 71.4（43） 71.1~95.7 88.0（23） 90.4~103.0 76.7（55） 91.9~99.9 96.8（45） 1.3.3瓦斯，煤塵及自燃 （1）瓦斯 2010年鑒定為低瓦斯、低二氧化碳礦井。瓦斯絕對涌出量為3.18/min，二氧化碳絕對涌出量為15.46/min，瓦斯相對涌出量為0.49/t，二氧化碳相對涌出量為2.36/t。 （2）煤塵和煤的自燃 各煤層均有煤塵爆炸危險性，3下煤層煤塵爆炸指數(shù)為41.27%。 （3）煤的自燃傾向性 3下煤層自然發(fā)火期為3~6個月，最短發(fā)火期20±3天，具有自然發(fā)火傾向性，屬自燃煤層。  2 井田境界和儲量 2.1井田境界 2.1.1井田范圍 東部邊界：東起煤層露頭線； 西部邊界：煤厚為零點邊界； 南部邊界：兗新鐵路； 北部邊界：何崗煤礦。 2.1.2開采界限 井田內地層包括中、下奧陶統(tǒng)，中石炭統(tǒng)本溪組、上石炭統(tǒng)太原組、下二疊統(tǒng)山西組、下石盒子組，上二疊統(tǒng)上石盒子組，上侏羅統(tǒng)蒙陰組及第四系，總厚330 m，含煤5層。可采煤層4層，為3上、3下、16、17號煤層。礦井設計只針對3下號煤層。 開采上限：3下號煤層以上無可采煤層。 下部邊界：17號煤層以下無可采煤層。 2.1.3井田尺寸 井田的走向最大長度為8.4 km，最小長度為6.0 km，平均長度為8.2 km。 井田傾斜方向的最大長度為4.53 km，最小長度為3.27 km，平均長度為3.90 km。 煤層的傾角最大為9.3°，最小為1.6°，平均為4.6°。 井田的水平面積按下式計算： S=H×L （2-1） 式中： S——井田的水平面積，m2； H——井田的平均水平寬度，m； L——井田的平均走向長度，m。 井田的水平面積為： S=8.2×3.9 =31.98(km2) 井田賦存狀況示意圖如圖2-1。 2.2礦井工業(yè)儲量 2.2.1儲量計算基礎 （1）根據本礦的井田地質勘探報告提供的煤層儲量計算圖計算； （2）根據《煤炭資源地質勘探規(guī)范》和《煤炭工業(yè)技術政策》規(guī)定：煤層最低可采厚度為0.70m，原煤灰分≤40%； 圖2-1井田賦存狀況示意圖 （3）依據國務院過函（1998）5號文《關于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關問題的批復》內容要求：禁止新建煤層含硫份大于3%的礦井。硫份大于3%的煤層儲量列入平衡表外的儲量； （4）儲量計算厚度：夾石厚度不大于0.05m時，與煤分層合并計算，復雜結構煤層的夾石總厚度不超過每分層厚度的50%時，以各煤分層總厚度作為儲量計算厚度； （5）井田內主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產狀平緩，勘探工程分布比較均勻，采用地質塊段的算術平均法。 2.2.2井田地質勘探 井田南部鉆孔分布均勻，地質勘探類型為精查，北部的東半部分鉆孔分布均勻，為詳細勘探區(qū)，西半部鉆孔較少，為普查區(qū)。 井田內斷層南部以及斷層北部東大半部分屬111b-1級儲量，斷層附近及露頭附近屬122b級儲量，其它區(qū)域為111b-2級儲量。高級儲量占94.15%，符合煤炭工業(yè)設計規(guī)范要求。 3下號煤層最小可采厚度為0.7 m，最大可采厚度為8.04 m，平均3.53 m。 2.2.3工業(yè)儲量計算 礦井主采煤層為3下號煤層，采用地質塊段法來劃分儲量塊。 根據地質勘探情況，將礦體劃分為5個塊段，在各塊段范圍內，用算術平均法求得每個塊段的儲量，煤層總儲量即為各塊段儲量之和。塊段劃分如圖2-2。 各塊儲量計算見表2-1。 根據每個面積小塊的等高線水平間距和高差計算出面積小塊的煤層傾角，用CAD命令計算面積小塊的水平面積，由此可計算得出每個塊段的不同儲量，礦井地質總儲量即為各塊段儲量相加之和。 再根據： （2-2） 式中 Z——礦井地質儲量，t S ——井田塊段面積，m2 m——煤層平均厚度 γ ——煤層的容重，1.5 t/ —— 各塊段煤層的傾角 由此可知：地質儲量Z=250.15Mt。 礦井工業(yè)儲量是指在井田范圍內，經過地質勘探，煤層厚度與質量均合乎開采要求，地質構造比較清楚，目前可供利用的可列入平衡表內的儲量。礦井工業(yè)儲量是進行礦井設計的資源依據，一般也就是列入平衡表內的儲量。 礦井工業(yè)儲量：地質資源量中探明的資源量331和控制的資源量332，經分類得出的經濟的基礎儲量111b和122b、邊際經濟的基礎儲量2M11和2M22，連同地質資源量中推斷的資源量333的大部，歸類為礦井工業(yè)儲量。 儲量的分配探明儲量、控制儲量、推斷儲量按6：3：1分配，經濟基礎儲量、邊際經濟基礎儲量按90%、10% 分配，次邊際經濟基礎儲量不計。各種儲量分配見表2-1 表2-1儲量分配見表 Zg=111b+122b+2M11+2M22+333k （2-3） 其中：k=0.8 Zg=135.081+15.009+67.5405 +7.5045+25.015×0.8=245.147 Mt 圖2-2塊段劃分 表2-2井田塊段儲量計算表 煤層 塊段 傾角/(°) 塊段面積/km2 煤厚/m 容重/t/m3 儲量/Mt 煤層總儲量/Mt 總儲量/Mt 3下 1 5.3 0.504 3.53 1.5 2.68 153.04 250.15 2 3.5 1.933 3.53 1.5 10.26 3 1.6 10.127 3.53 1.5 53.64 4 9.3 8.437 3.53 1.5 45.27 5 3.5 7.764 3.53 1.5 41.19 16上 1 5.3 0.504 1.27 1.5 0.97 55.06 2 3.5 1.933 1.27 1.5 3.68 3 1.6 10.127 1.27 1.5 19.30 4 9.3 8.437 1.27 1.5 16.29 5 3.5 7.764 1.27 1.5 14.82 17 1 5.3 0.504 0.97 1.5 0.74 42.05 2 3.5 1.933 0.97 1.5 2.81 3 1.6 10.127 0.97 1.5 14.74 4 9.3 8.437 0.97 1.5 12.44 5 3.5 7.764 0.97 1.5 11.32 2.3礦井可采儲量 2.3.1安全煤柱留設原則 （1）工業(yè)場地、井筒留設保護煤柱，對較大的村莊留設保護煤柱，對零星分布的村莊不留設保護煤柱。 （2）各類保護煤柱按垂直剖面法確定，用巖層移動角確定工業(yè)場地煤柱。 （3）圍護帶寬度是根據礦區(qū)建筑物的保護等級劃定的。風井屬Ⅰ級保護建筑物，故風井場地留設20m寬的圍護帶；工業(yè)場地屬Ⅱ級保護建（構）筑物，留設15m寬圍護帶。 （4）井田境界煤柱寬度為50m。 （5）工業(yè)場地占地面積，根據《煤礦設計規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第十五條，工業(yè)場地占地面積指標見表2-3。 表2-3工業(yè)廣場占地面積指標 井型（萬t/a） 占地面積指標（公頃/10萬t） 240及以上 1.0 120~180 1.2 45~90 1.5 9~30 1.8 2.3.2礦井永久保護煤柱損失量 1、井田邊界保護煤柱 井田邊界保護煤柱留設50 m寬，則井田邊界保護煤柱損失量為6.5780Mt。 2、斷層保護煤柱 斷層F1煤柱留設50 m寬，則斷層保護煤柱損失量為：5.3481 Mt。 3、工業(yè)廣場保護煤柱 本礦井設計生產能力為1.80 Mt/a，取工業(yè)廣場的尺寸為400 m×500 m的長方形。工業(yè)廣場所在位置煤層傾角為4.1°，其中心處埋藏深度為-250 m，該處表土層厚度為19 m，主井、副井、進風井、地表建筑物均布置在工業(yè)廣場內。工業(yè)廣場按Ⅱ級保護留維護帶，寬度為15 m。本礦井的地質條件及沖積層和基巖層移動角見表2-4。 表2-4巖層移動角 廣場中心深度(m) 煤層傾角 (°) 煤層厚度(m) 沖積層厚度 (m) ф(°) δ(°) γ(°) β(°) -250 4.1 3.53 19 40 75 75 68 圖2-3工業(yè)廣場保護煤柱 由此根據上述已知條件，畫出如圖2-3所示的工業(yè)廣場保護煤柱的尺寸：由圖可得出保護煤柱的尺寸為： S=(上寬+下寬)×高/(2×cos4.1°) (2-2) =(611+589)×745/(2×cos4.1°) =0.448147 (km2) 則工業(yè)廣場的保護煤柱量為： Zi=S×M×R (2-3) 式中：Zi——工業(yè)廣場煤柱量，Mt； M——煤層平均厚度，m； S——工業(yè)廣場壓煤面，0.448 km2。 Zi＝448147×3.53×1.50 =2.3729(Mt) 4、井筒保護煤柱 回風井井筒所在地表廣場為邊長100 m的正方形，風井屬Ⅰ級保護建筑物，故風井場地留設20m寬的圍護帶；風井廣場所在煤層平均傾角1°。用同樣方法計算得壓煤量0.4425 Mt。 表2-5保護煤柱損失量 煤 柱 類 型 儲量(Mt) 井田邊界保護煤柱 6.5780 斷層保護煤柱 5.3418 工業(yè)廣場保護煤柱 2.3729 井筒保護煤柱 0.4425 合 計 14.7352 2.3.3礦井可采儲量 礦井可采儲量是礦井設計的可以采出的儲量，可按下式計算： Zk=(Zg-P)×C （2-4） 式中：Zk——礦井可采儲量，Mt； P——保護工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設的永久保護煤柱損失量，Mt； C——采區(qū)采出率，厚煤層不小于0.75；中厚煤層不小于0.8；薄煤層不小于0.85；地方小煤礦不小于0.7。 Zk =(245.147-14.7352)×0.75 =172.8089 (Mt) 礦井儲量匯總表見表2-6。 表2-6礦井儲量匯總表 煤層 工業(yè)儲量（Mt） 111b/（111b+122b） 永久煤柱損失(Mt) 設計開采損失（Mt） 礦井設計儲量（Mt） 設計可采儲量（Mt） 111b 122b 3下 135.0810 15.0090 90% 14.7352 61.2868 233.2272 172.8089 3 礦井工作制度、設計生產能力及服務年限 3.1礦井工作制度 按照《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》中規(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能力按年工作日330天計算，三八制作業(yè)（兩班生產，一班檢修），每日三班出煤，凈提升時間為16小時。 3.2礦井設計生產能力及服務年限 1.礦井設計生產能力 因為本井田設計豐富，主采煤層賦存條件簡單，比較合適布置大型礦井，經校核后確定本礦井的設計生產能力為180萬噸/年。 2.井型校核 下面通過對設計煤層開采能力、輔助生產能力、儲量條件及安全條件等因素對井型加以校核。 （1）礦井開采能力校核 許廠煤層均為中厚及厚煤層，煤層平均傾角為4.6度，地質構造簡單，賦存較穩(wěn)定。 （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9噸底卸式提升箕斗，提升能力可以達到設計井型的要求，工作面生產原煤一律用帶式輸送機運到采區(qū)煤倉，運輸能力很大，自動化程度很高，原煤外運不成問題。輔助運輸采用罐籠，同時本設計的井底車場調車方便，通過能力大，滿足矸石、材料及人員的調動要求。所以輔助生產環(huán)節(jié)完全能夠滿足設計生產能力的要求。 （3）通風安全條件的校核 本礦井煤塵具有爆炸性瓦斯含量相對較低，屬于高瓦斯礦井，水文地質條件較簡單。礦井通風采用前期中央并列式、后期中央邊界式通風，礦井達產初期對首采只需先建一個風井即可滿足礦井的通風需求，后期再建一個風井，可以滿足整個礦井通風的要求。本井田內存在大斷層，已經查到且不導水，不會影響采煤工作。所以各項安全條件均可以得到保證，不會影響礦井的設計生產能力。 （4）儲量條件校核 井田的設計生產能力應于礦井的可采儲量相適應，以保證礦井有足夠的服務年限。 礦井服務年限的公式為： T=Zk/(A×K) （3-1） 其中： T ---礦井的服務年限，年； Zk----礦井的可采儲量，172.8089Mt； A ----礦井的設計生產努力， 180萬噸/年； K ----礦井儲量備用系數(shù)，取1.4。 則： T=172.8089×100/（180×1.4） =68.57（年） 既本礦井的開采服務年限符合規(guī)范的要求。 注：確定井型是要考慮備用系數(shù)的原因是因為礦井每個生產環(huán)節(jié)有一定的儲備能力，礦井達產后，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，從而減少儲量，為保證有合適的服務年限，確定井型時，必須考慮備用系數(shù)。 5）第一水平服務年限校核 由本設計第四章井田開拓可知，礦井是單水平上下山開采，水平在-250m，水平服務年限即為全礦井服務年限，為68.57年。 即本設計第一水平的服務年限符合礦井設計規(guī)范的的要求。 表3-1不同礦井設計生產能力時礦井服務年限表 礦井設計生產能力 （萬t/a） 礦井設計年限 （a） 第一水平設計服務年限 煤層傾角 <25° 25°-45° >45° 600及以上 70 35 300-500 60 30 120-240 50 25 20 15 45-90 40 20 15 15 4 井田開拓 4.1井田開拓的基本問題 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(shù)量、位置及其相互聯(lián)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。 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認真研究。 確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置； 合理確定開采水平的數(shù)目和位置； 布置大巷及井底車場； 確定礦井開采程序，做好開采水平的接替； 進行礦井開拓延深、深部開拓及技術改造； 合理確定礦井通風、運輸及供電系統(tǒng)。 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： 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。 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。 合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。 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)。 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。 根據用戶需要，應照顧到不同媒質、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。 本井田開拓方式的選擇，主要考慮到以下幾個因素： 1）本井田煤層埋藏較深，煤層可采線在-250m，最深處到-320m表土層厚度小，平均19m。 2）本井田瓦斯及涌水比較小,對開拓方式的選擇影響不大。 3）本礦地表地勢平坦，且多為農田，無大的地表水系和水體，地面平均標高為+37m。 4.1.1井筒形式的確定 （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，立井最復雜。具體見表4-1。 本礦井煤層傾角小，平均4.1°，為近水平煤層；表土層厚約19 m，無流沙層；水文地質情況中等—簡單，涌水量不大；井筒需要特殊施工—凍結法建井，因此需采用立井開拓。 表4-1井筒形式比較 井筒形式 優(yōu)點 缺點 適用條件 平硐 1運輸環(huán)節(jié)和設備少、系統(tǒng)簡單、費用低。 2工業(yè)設施簡單。 3井巷工程量少，省去排水設備，大大減少了排水費用。 4施工條件好，掘進速度快，加快建井工期。5煤炭損失少。 受地形影響特別大 有足夠儲量的山嶺地帶 斜井 與立井相比： 1井筒施工工藝、設備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資少。 2地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場簡單、延深方便。 3主提升膠帶化有相當大提升能力。能滿足特大型礦井的提升需要。 4斜井井筒可作為安全出口。 與立井相比： 1井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限。 2通風線路長、阻力大、管線長度大。 3斜井井筒通過富含水層，流沙層施工復雜。 井田內煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質條件簡單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和傾斜煤層。 立井 1不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯和水文地質等自然條件限制。2井筒短，提升速度快，對輔助提升特別有利。3當表土層為富含水層的沖積層或流沙層時，井筒容易施工。4井筒通風斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風量的要求。 1井筒施工技術復雜，設備多，要求有較高的技術水平。 2井筒裝備復雜，掘進慢，基建投資大。 對不利于平硐和斜井的地形地質條件都可考慮立井。 （2）井筒位置的確定 井筒位置選擇要有利于減少初期井巷工程量，縮短建井工期，減少占地面積，降低運輸費用，節(jié)省投資；要有利于礦井的迅速達產和正常接替。因此，井筒位置的確定原則： 1）沿井田走向的有利位置 當井田形狀比較規(guī)則而且儲量分布均勻時，井筒的有利位置應在井田走向中央；當井田儲量呈不均勻分布時，應布置在儲量的中央，以形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運輸工作量最小，通風網路較短，通風阻力小。 2）井筒沿井田傾斜方向的有利位置 井筒位于井田淺部時，總石門工程量大，但第一水平及投資較少，建井工期短；井筒位于井田中部時，石門較短，沿石門的運輸工程量較??；井筒位于井田的下部時，石門長度和沿石門的運輸工作量大，如果煤系基底有含水量大的巖層不允許井筒穿過時，它可以延深井筒到深部，對開采井田深部及向下擴展有利。從井筒和工業(yè)場地保護煤柱損失看，井筒愈靠近淺部，煤柱尺寸愈小，愈近深部，煤柱尺寸愈大。因此，一般井筒位于井田傾向方向中偏上的位置。 3）有利于礦井初期開采的井筒位置 盡可能的使井筒位置靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道的工程量，節(jié)省投資和縮短建井工期。 4）地質及水文條件對井筒布置影響 要保證井筒，井底車場和硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應盡量使井筒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，煤與瓦斯突出的煤層，較軟的煤層及高應力區(qū)。 5）井口位置應便于布置工業(yè)廣場 井口附近要布置主，副井生產系統(tǒng)的建筑物及引進鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相連接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，盡量避免穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)，文物古跡保護區(qū)，陷落區(qū)或采空區(qū)，洪水浸入區(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。 6）井口應滿足防洪設計標準 附近有河流或水庫時要考慮避免一旦決堤的威脅及防洪措施。 由于本井田傾角平緩，厚度變化小，且距離南部國道近。故把井筒置于井田中央，即工業(yè)場地之中。 （3）井筒數(shù)目 為了滿足井下煤炭的提升，需設置一主井，輔助提升及進風設置一副井。因為低瓦斯礦井，井田面積較大，表土層厚度小，可用邊界式通風，所以再另設風井，前后期共計四個井筒。 4.1.2井筒位置的確定采（帶）區(qū)劃分 （1）井筒位置的確定原則 1）有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石門的工程量要盡量少； 2）有利于首采采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)要盡量少遷村或不遷村； 3）井田兩翼的儲量基本平衡； 4）井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破壞帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層； 圖4-1采帶區(qū)劃分示意圖 5）工業(yè)廣場應充分利用地形，有良好的工程地質條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水的威脅； 6）工業(yè)場地宜少占耕地，少壓煤； 7）水源、電源較進，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 （2）井筒位置的確定 本礦井走向長度較大地勢平坦,主副井筒布置在儲量中央,且兩井筒的地面標高大于歷年最高洪水位標高。 具體采區(qū)、帶區(qū)劃分見圖4-1。 4.1.3工業(yè)場地的位置 工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中部。 工業(yè)場地的形狀和面積：根據表2-3工業(yè)場地占地面積指標，確定地面工業(yè)場地的占地面積為12公頃，形狀為矩形，長邊垂直于井田走向。根據制圖規(guī)范1：5000的圖按500m* 400m繪制。 4.1.4開采水平的確定 本礦井主采煤層為3下號煤層，其它煤層屬薄煤層，近期暫不開采可作為后備儲量。3下號煤層屬緩斜煤層，平均傾角為4.6，煤層埋藏最深處達-320m，垂直高度達180m。根據《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高為200~350m，針對于本礦井的實際條件，決定煤層的階段垂高為300m左右。 由于本礦井瓦斯,涌水及煤層傾角比較小,所以可以考慮上下山的開采方案,考慮到井田范圍不大,所以本礦井也可采用單水平的開采方式。采用單水平劃分時。 4.1.5礦井開拓方案比較 （1）提出方案 根據以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術上可行的開拓方案，如圖4-2，分述如下： 方案一：單水平巖巷中央分列式 主、副井均為立井，布置于井田中央，大巷布置在巖層當中，回風立井位于井田邊界。 方案二：單水平巖巷中央并列式 主、副、風井均為立井，布置于井田中央，大巷布置在巖層當中。 方案三：單水平煤巷中央并列式 主、副、風井均為立井，布置于井田中央，大巷布置在煤層當中。 方案四：單水平煤巷中央分列式 主、副井均為立井，布置于井田中央，大巷布置在煤層當中，回風立井位于井田邊界。 （2）技術比較 以上所提四個方案中，主副井井筒位置、數(shù)量和部分大巷、所有上下山布置總體一致。區(qū)別在于通風井位置、尺寸以及部分巷道位置不同而引起部分基建、生產經營費用不同。 方案一 單水平巖巷中央分列式 方案二 單水平巖巷中央并列式 方案三 單水平煤巷中央并列式 方案四 單水平煤巷中央分列式 圖4-2開拓方案示意圖  表4-2方案一粗略估算費用表 項目 數(shù)量/10m 基價/元 費用/萬元 費用/萬元 基 建 費 用 回風井開鑿 表土段 1.9 85143 16.18 124.7 基巖段 15.9 68253 108.52 回風大巷開鑿 煤巷 581 18841 1094.66 1094.66 石門開鑿 巖巷 257.2 27532 708.12 708.12 大巷開鑿 巖巷 131.5 27532 362.05 362.05 小計/萬元 2289.53 生 產 費 用 系數(shù) 煤量/萬t 平均運距/km 基價/元 費用/萬元 大巷運輸 1.2 2394.8 0.67 0.381 733.58 石門運輸 1.2 3415.8 0.73 0.381 1140.04 排水 涌水/m3 時間/h 服務年限/年 基價/元 費用/萬元 610 8760 69 0.4 14748.8 小計/萬元 16622.42 合計/萬元 18911.95 表4-3方案二粗略估算費用表 項目 數(shù)量/10m 基價/元 費用/萬元 費用/萬元 基 建 費 用 進風井開鑿 表土段 1.9 85143 16.18 199.78 基巖段 26.9 68253 183.60 大巷開鑿 巖巷 131.5 27532 362.05 362.05 石門開鑿 巖巷 257.2 27532 708.12 708.12 小計/萬元 1269.95 生 產 費 用 系數(shù) 煤量/萬t 平均運距/km 基價/元 費用/萬元 石門運輸 1.2 3415.8 0.73 0.381 1140.04 大巷運輸 1.2 2394.8 0.67 0.381 733.58 排水 涌水/m3 時間/h 服務年限/年 基價/元 費用/萬元 610 8760 69 0.4 14748.8 小計/萬元 16622.42 合計/萬元 17892.37 表4-4方案三粗略估算費用表 項目 數(shù)量/10m 基價/元 費用/萬元 費用/萬元 基 建 費 用 進風井開鑿 表土段 1.9 85143 16.18 199.78 基巖段 26.9 68253 183.60 大巷開鑿 煤巷 361.2 18841 680.54 680.54 小計/萬元 880.32 生 產 費 用 系數(shù) 煤量/萬t 平均運距/km 基價/元 費用/萬元 大巷運輸 1.2 2394.8 0.798 0.381 728.11 1021 0.282 109.70 3415.8 0.725 943.53 排水 涌水/m3 時間/h 服務年限/年 基價/元 費用/萬元 610 8760 69 0.4 14748.8 小計/萬元 16530.14 合計/萬元 17408.98 表4-5方案四粗略估算費用表 項目 數(shù)量/10m 基價/元 費用/萬元 費用/萬元 基 建 費 用 回風井開鑿 表土段 1.9 85143 16.18 124.7 基巖段 15.9 68253 108.52 回風大巷開鑿 煤巷 581.0 18841 1094.66 1094.66 大巷開鑿 煤巷 361.2 18841 679.06 679.06 小計/萬元 1898.42 生 產 費 用 系數(shù) 煤量/萬t 平均運距/km 基價/元 費用/萬元 大巷運輸 1.2 2394.8 0.798 0.381 728.11 102 0.282 109.70 3415.8 0.725 943.53 排水 涌水/m3 時間/h 服務年限/年 基價/元 費用/萬元 610 8760 69 0.4 14748.8 小計/萬元 16530.14 合計/萬元 18428.56 以上四個方案的粗略比較匯總見表4-6。 表4-6四方案粗略比較匯總 方案 方案一 方案二 方案三 方案四 基建費用/萬元 2289.53 1269.95 878.84 1898.42 生產費用/萬元 16622.42 16622.42 16530.14 16530.14 合計/萬元 18911.95 17892.37 17408.98 18428.56 百分比 108.6% 103% 100% 105.8% 需要說明的是： （1）方案一與方案二大巷布置相同，未進行大巷基建費用及生產費用比較，方案三與方案四大巷布置相同，未進行大巷基建費用及生產費用比較。 （2）本次費用估算基價在《開拓方案主要經濟數(shù)據及畢業(yè)設計制圖標準》（2008年版）中查得。 （3）方案中相同部分未做比較分析，僅對不同之處進行了計算對比。 通過粗略比較知，方案一和方案二中，方案一比較經濟，選擇方案一；而方案三和方案四中，方案三比較經濟，選擇方案三。方案一和方案三相比，方案一的基建費用要少一些，但是方案三的生產費用及總費用要低一些。因此，兩方案還需要通過詳細的經濟比較才能確定其優(yōu)劣。 表4-7方案二和方案三的建井工程量 項目/m 方案二 方案三 初 期 主井 表土段19