采矿工程(井工)说明书.doc

1、目录前言11 矿区概述及井田特征21.1 概述21.1.1井田位置及范围21.1.2 自然地理21.1.3 交通概况21.2 井田及其附近的地质特征31.2.1 地层31.2.2 含煤概况61.2.3 水文地质61.3 煤质及煤层特征81.3.1 井田内煤层及埋藏条件81.3.2 煤层的含瓦斯性、自燃性、爆炸性92 井田境界及储量112.1 井田境界112.1.1 井田范围112.1.2 边界煤柱留设112.1.3 工业广场保护煤柱留设112.1.4 边界的合理性112.2 井田的储量122.2.1 井田储量的计算原则122.2.2 矿井工业储量122.2.3 矿井煤柱损失132.2.4 矿井

2、的设计储量142.2.5 矿井的设计可采储量143 矿井的年产量、服务年限及一般工作制度153.1 矿井的年产量及服务年限153.1.1矿井的年产量153.1.2 矿井的服务年限153.1.3 矿井的增产期和减产期，产量增加的可能性163.2 矿井的一般工作制度164 井田开拓174.1井筒形式、位置和数目的确定174.1.1井筒形式的确定174.1.2 井筒位置及数目的确定184.2 开采水平的设计224.2.1 水平划分的原则224.2.2 设计水平储量及服务年限254.2.3 设计水平的巷道布置254.2.4 大巷的位置、数目、用途和规格264.3 采区划分及开采顺序284.3.1 采区

3、形式及尺寸的确定284.3.2 开采顺序284.4 开采水平井底车场形式的选择294.4.1 开采水平井底车场选择的依据294.4.2 井底车场主要硐室294.5 开拓系统综述324.5.1 系统概况324.5.2 移交生产时井巷的开凿位置、初期工程量335 带区巷道布置355.1 设计带区的地质概况及煤层特征355.1.1 带区概况355.1.2 煤层特征355.1.3 带区范围及工业储量355.1.4 带区生产能力及服务年限355.2 带区形式、位置及用途365.2.1 带区形式365.2.2 带区巷道数目、位置及用途365.3 带区分带的划分、分带斜巷的布置方式、层间或分层间的联系方式3

4、65.3.1 带区分带的划分365.3.2 分带斜巷的布置方式375.3.3 层间或分层间的联系方式385.4 带区车场及硐室385.4.1 车场形式385.4.2 带区硐室385.5 带区生产系统415.5.1 采准系统415.5.2 运输系统415.5.3 通风系统415.6 带区开采顺序415.7 带区巷道断面尺寸、支护方式、采区准备工程量415.7.1 确定依据415.8 带区的巷道掘进率、带区回采率425.8.1 巷道掘进率425.8.2 带区回采率436 采煤方法446.1采煤方法的选择446.1.1选择的依据和要求446.1.2 采煤方法446.2 煤层地质特征456.3 工作面

5、长度的确定466.3.1 按通风能力条件校验466.3.2 采煤机能力对工作面长度的影响476.3.3 按刮板输送机能力校验476.4 采煤机械的选择和回采工艺的确定486.4.1 综采机组的选择486.4.2 配套设备选型506.4.3 回采工艺方式526.4.4工作面布置556.5 循环方式的选择及循环图表的编制576.5.1 循环方式的选择576.5.2 循环图表的编制587 建井工期及开采计划617.1 建井工期及施工组织617.1.1 建井工期617.1.2 工程排队及施工组织排队617.2 开采计划637.2.1 开采顺序及配产原则637.2.2 开采计划648 矿井通风668.1

6、 概述668.2 矿井通风系统的选择668.2.1 通风方式的选择668.2.2 通风方法的选择678.3 总风量的计算及风流分配688.3.1 矿井总进风量688.3.2 回采工作面所需风量的计算698.3.3 掘进工作面所需风量708.3.4 独立硐室所需风量的计算718.3.5 其它巷道所需风量728.3.6矿井总风量的计算728.3.7 风量的分配728.4 矿井总风压及等积孔的计算738.4.1 计算原则738.4.2 计算方法768.4.3 计算等积孔768.5 通风设备的选择778.5.1 矿井主要扇风机选型计算778.5.2 电动机选型计算798.5.3 总耗电量798.6 灾

7、害防治综述808.6.1井底火灾及煤层自然发火的防治措施818.6.2 预防煤尘爆炸措施818.6.3 预防瓦斯爆炸的措施818.6.4 避灾路线819 矿井运输与提升829.1 概述829.2 带区运输设备的选择829.2.1 设备选型原则829.2.2 带区运输平巷皮带的选择839.2.3 带区轨道平巷巷运输设备的选择839.2.4 分带运输斜巷转载机和皮带机选择849.2.5 分带运料斜巷中运输设备的选择849.2.6 工作面刮板输送机的选择849.3 主要巷道运输设备的选择859.4 提升869.4.1 提升系统的合理确定869.4.2 主井提升设备的选择869.4.3 副井提升设备的

8、选择8710 矿井排水8810.1 矿井涌水8810.1.1 概述8810.1.2 矿山技术条件8810.2 排水设备的计算与选择8910.3 水泵房的设计9010.3.1 水泵房支护方式和起重设备9010.3.2 水泵房的位置9010.3.3 水泵房规格尺寸的计算9010.4 水仓设计9111 技术经济指标9311.1 全矿人员编制9311.1.1 井下工人定员9311.1.2 井上工人定员9311.1.3 管理人员9311.1.4 全矿人员9311.2 劳动生产率9411.2.1 采煤工效9411.2.2 井下工效9411.2.3 生产工效9411.2.4 全员工效9411.3 成本941

9、1.4 全矿主要技术经济指标96结论98致谢99参考文献100附录A101附录B108VII辽宁工程技术大学毕业设计（论文）前言煤炭行业是国民经济的支柱产业，煤炭产业发展的快慢，将直接关系到国计民生。作为采矿专业的一名学生，我很荣幸能够为祖国煤炭事业尽一份力。毕业设计是学生把所学知识和理论相结合的重要环节，学生通过设计能够全面系统的运用和巩固所学的知识，掌握矿井设计的方法、步骤及内容，培养自己的实事求是、理论联系实际的工作作风和严谨的工作态度，培养自己的科学研究能力，提高编写技术文件和运算的能力，同时也提高了计算机应用能力及其他方面的能力。整个毕业设计的地质资料是在学生毕业实习中得到的，锻炼了

10、学生收集资料的能力，同时指导教师又对每个学生的题目做了修改，使每个学生都有自己的设计题目，锻炼了学生独立学习、独立解决问题的能力。该说明书为*矿2.40Mt/a新井设计说明书，在所收集地质资料的前提下，由指导教师给予指导，并合理运用平时及课堂上积累的知识，查找有关资料，力求设计出一个安全高效的现代化矿井。通过对地质资料的深入研究，根据煤层的赋存条件和我国现在所能达到的煤炭开采技术水平，初步确定采用立井开拓。本设计说明书从矿井的开拓、开采、运输、通风、提升及工作面的采煤方法等各个环节进行了详细的叙述，并在很多处进行了技术和经济比较。论述了本设计的合理性，完成了毕业设计要求的全部内容。同时说明书中

11、要求图文并茂，使设计的内容更容易被理解、接受。在设计过程中，得到了广大老师的指导和同学的帮助，在此表示感谢。由于设计时间和本人能力有限，难免有错误和疏漏之处，望老师给予批评指正。113辽宁工程技术大学毕业设计（论文）1 矿区概述及井田特征1.1 概述1.1.1井田位置及范围康平煤田位于辽宁省沈阳市康平县境内，*矿位于康平煤田的东北部，隶属康平县东关镇。地理坐标为东径12320381232555，北纬423754424142。矿井东北、西南宽约3.813km，西北、东南长约5.664km，矿井总面积18.9855km2。1.1.2 自然地理本矿井位于辽河平原西侧，地势稍有起伏，无高山，一般为平缓

12、低山丘陵及第四纪洪冲积平原，地表绝大多数为农田，一般标高为+80+120m。地势最高处位于煤田西南后部的旧门山，其标高为130.30m。矿井内无较大河流，只是在矿井外的西南有一条小河，为李家河，未流经本矿井。而在矿井的中部、北部和南部有许多人工渠和季节性冲沟；主要有一道河、二道河等。在矿井的西南大平煤矿境内有三台子水库，集水面积为140km2，水库最大面积14 km2，储水量4900万m3，标高+83.5m；水库一般面积8 km2，储水量1500万m3，标高+81.0m。水库水的主要来源，除季节性冲沟汇集外，主要靠南部李家河和康平西泡子水库溢洪通过人工渠道注入。排水主要靠人工渠进行调节，调节水

13、量500万m3。本区位于辽河平原西侧，属于大陆性气候，一般多风少雨，春干冬寒，一般春、秋、冬三季多风，冬季多西北风，春季多西南风。风力最大至79级，瞬时达10级，小至23级，无风季节少见。降雨一般集中在7、8、9月份，年最大降雨量达801.4mm，年平均降雨量为544.4mm，最大月降雨量为346.1mm（1984年8月），最小月降水量为0（见表1-6）；该区年平均蒸发量为1922.3mm，最大月蒸发量为405.6mm（1974年5月）；最高气温33.3，最低气温-32.6，冬季冻层最大深度1.45m。地震烈级度为度（1989年辽宁省地震局资料），本区的地震动峰值加速度为0.05g。1.1.3

14、 交通概况*矿矿区交通非常便利。*矿距调兵山35km，距康平县城15km。矿区铁路经法库、调兵山至大青编组站，大青编组站东至铁岭20km与京哈线相接。公路有203国道从矿井西南部通过。见附图1-1 图1-1 *矿交通位置图Figure 1-1 Tiekang mine Map of traffic location1.2 井田及其附近的地质特征1.2.1 地层*矿位于康平煤田东北部，其地层层序和含煤地层生成年代与区域地层完全一致，以前震旦系地层为基底，其上依次沉积了中生界之早白垩系、及新生界之第四系，现由老到新分述如下：（1）前震旦系（AnZ）出露在后门山、土井山、郝官屯及五棵树一带，煤田内没

15、有出露。但在大平煤矿勘探中，在大平煤矿的西部有许多钻孔终孔打到前震旦系，其岩系组成以绿色片岩、花岗片麻岩为主，并有花岗岩及闪长岩侵入。（2）白垩系下统（K1）含煤地层无论是岩性特征或生物群组合，从区域对比上看可以与三台子组相当。在煤田的东部地段该组地层沉积厚度较大，向西逐渐变薄，一般厚度为437m。根据岩性、接触关系和生物化石特征，可将白垩系由下而上划分为三个组，孙家湾组、三台子组和建昌组地层，建昌组直接覆盖于前震旦系地层之上，为不整合接触。而三台子组则平行不整合于建昌组之上。1）建昌组（K1jc）由以下三层组成：火山碎屑岩：以火山集块岩为主，夹薄层安山岩，岩块有小气孔，其中有燧石填充。厚度大

16、于30m。砂砾岩层：以灰白色砂岩，砂砾岩为主，夹灰黑色泥岩，在泥岩，砂岩中夹有炭质碎片。厚度大于150m。红色砂砾岩层：以赭色，灰绿色砾岩为主，夹砂岩及粉砂岩，中下部为灰绿色、赭色砾岩，砾石成份以片麻岩为主，火山岩、石英岩次之。本层厚度西部50300m，东部大于300m。2）三台子组（K1st） 该组地层顶底界面清楚，岩性分异明显且标准，与下覆建昌组呈假整合接触，按其岩性和化石组合自下而上分为：底部砾岩段（K1st1）在煤田东部的大房申、老边一带出露。在大平煤矿的西部也有许多钻孔见到此层，其岩性以紫色、灰绿色砾岩为主，并夹有薄层砂岩。砾岩以泥质胶结为主，主要成分为绿色片岩，花岗质片麻岩为主，同

17、时也混有少量石英岩及火山砾岩。厚度50300m，东部大于300m。砂岩段（K1st 2）在矿井东部有出露，以灰、灰白色砂岩为主，夹深灰色泥岩、灰白色砂砾岩，在西部夹炭质页岩及薄煤层，仅13号钻孔见到可采煤层，但分布面积不大，距上部煤层200多m，故无济经济价值。厚度30230m。含煤段（K1st3）主要以煤层为主、间夹炭质页岩、灰黑色泥岩、油页岩、灰白色粉砂岩组成，可采煤层集中于上部，向东、北方向分叉变薄，厚度125m。厚度变化是：西薄东厚，东北部最厚。油页岩段（K1st4）以黑褐色油页岩为主，夹黑色泥岩和泥灰岩、菱铁矿透镜体。赋存规律：油页岩与泥岩易于识别，到矿井边缘二者不易识别，厚度矿井内

18、东厚西薄，南厚北薄。最大厚度4050m，分布于324号孔一带，最薄10m，分布于北部边缘。详见油页岩厚度等厚线图（图2-1）。泥岩段（K1st5）由于泥岩段下部富含动物化石，而上部则不含，所以又将此层分为动物化石层（K1st5-1）、泥岩层（K1st5-2）。a 动物化石层（K1st5-1）本层以黑色泥岩及深灰色粉砂岩为主，含有大量动物化石。一般有以下种属：Crpridea sp. （女星虫，未定种）Darwinaded sp. （达尔文虫）Cypridea aff praqnata （女星虫）Cypredeafpp （神密女星虫亲近种）Lycapteraypyes sp. （狼星虫，未定种）

19、Turfanaqrapta sp. （吐鲁番周佳饰叶肢介，未定种）Ballaamya sp. （环棱螺）Sphaereum spp. （球 蚬）动物化石层在矿井内沉积稳定。分布于全区是一个良好的标志层。从动物化石面貌上段与阜新三台子组层位相当。b 泥岩层（K1st5-2）上部灰绿色泥岩，夹粉砂岩、细砂岩，在煤田边缘为砂砾岩。本层泥岩具球状，极松软，易风化，遇水后有膨胀现象。该层顶部含有黄铁矿晶体；矿井中部缺失此段。厚度变化：南部厚度3045m，北部510m，就矿井东西两部分看，其特点是：中间厚，两侧薄，厚者厚度2530m，薄者厚度05m。3)孙家湾组（K1s）与下覆三台子组呈平行不整合接触，全

20、区均有分布。上部主要为赭色粉砂岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩及砾岩等，下部以灰色粉砂岩、细砂岩为主，夹泥岩、粗砂岩及薄层砂砾岩，底部普遍有一层较厚的砂砾岩。厚度150750m。（3）第四系（Q）上部为黑色腐植土，厚度0.20.5m。中部为灰黄色亚粘土，厚度为217m。下部为黄色粗砂，底部含砾，厚度1.55m。1.2.2 含煤概况*矿内两层煤层（即1#煤层、2#煤层）是可采煤层，上部的煤层称之为1#煤层，下部的煤层称为2#煤层。1#煤层顶板为粉砂岩夹薄层泥岩，厚度在9m左右，其余煤层顶板为油页岩，矿井内普遍发育，厚度在1050m之间，是一个明显的标志层。因此煤层对比相对比较容易简单，对比清楚。煤层赋

21、存于-250-480m的空间中。2#煤层可采厚度平均为3.5m，两煤层除边缘外薄厚均匀，可采厚度的变化梯度不大。综上所述，煤层在矿井内是稳定的，变化是很小的，规律性很强的。附可采煤层赋存状况一览表（表1-1）表1-1 可采煤层赋存状态表Tab.1-1 Coal seam occurrence state list煤层号厚度层间距煤层结构顶板岩性底板岩性可采范围稳定程度最小最大平均最小最大平均岩性夹石层数一般夹石厚度一般1#7.810.29253027泥岩01000.040.2粉砂岩粉砂岩泥岩全部矿井可采稳定2#2.84.23.5泥岩02100.40 0.02粉砂岩油页岩泥岩粉砂岩全部矿井可采较

22、稳定1.2.3 水文地质*矿位于辽河平原西侧，地势稍有起伏，无大高山，一般为平缓低山丘陵及第四系洪冲积平原，一般海拔为+80+120m，在煤田西南后旧门山地势最高，其海拔为+130.30m。全区地貌按成因可划分为三种类型，即构造剥蚀地形、剥蚀堆积地形和洪冲积堆积地形。由于上述地貌类型，促成了区内无较大河流的水文特征，只是在矿井的西南有一条小河（李家河），未流经矿井，而中部、北部和南部则有许多人工渠道（主要有一道河、二道河）和季节性冲沟。在矿井的西南（即大平矿井）有三台子水库，积水面积为140km2，积水量：900万m3，最高洪水位+83.5m，一般为+81.0m；水库水的主要来源，除季节性冲沟

23、汇集外，主要是南部李家河和康平西泡子水库的水通过人工渠道流注水库，排水主要靠人工渠道进行调节。通过矿井西南部123号钻孔之风化带抽水试验来看，水库对矿井充水不是主要因素。该矿井划分三个含水层，现分述如下：（1）第四系洪积含水层主要分布在东部低洼处，一般厚度为4m，该层上部由1.921m黄色粘土所覆盖；下部则有黄色及灰白色粉砂、细砂、砂砾所组成，成分以石英为主，下部含砾，最大砾径为3050mm，具棱角，分选性差。据水10号抽水资料：单位涌水量0.0032公升/秒.m，渗透系数为0.0965m/日。该层上覆之粘土，由西向东逐渐增厚。由于地形变缓，故水位变化幅度变小（1.001.60m），其水质变化

24、较大，总碱度值很高，一般为重碳酸钙钠型水。（2）白垩系砂岩、砂砾岩承压含水层白垩系分布全矿井，厚度在50200m之间，一般为77m，由煤田中心向南逐渐增厚，其岩芯大部份由泥质或钙质胶结的灰色或灰绿色的砂岩、砂砾岩组成，结构致密，透水性很弱，但由于压力作用，在个别钻孔发现长期自涌水现象，最大614号孔，水头高出地表5.6m。该层上覆3070m的风化壳，大部分由紫红色的砂岩、砂砾岩所组成，分选性差，粒度不一，泥质或钙质胶结。由于风化作用，岩石松散，透水性较强，据抽水资料：渗透系数由0.16110.621m/日，其水质分析为：重碳酸钙钠型水，迳流条件良好，并在风化壳中发现十个钻孔在1560m处漏水，

25、最大达6.00m3/h。该层的渗透性向F1、F2、F3号断层渐趋增强，渗透系数由0增至0.6m/日，它是矿床充水的来源之一，但不是矿床充水的主要因素。该层下部有350400m弱透水层和不透水层所隔，在无断裂沟通时，对矿井影响不大。从目前钻孔所揭露断层分析，来看，均为闭合断层，未发现断裂引起的漏水现象，故这种隐患可能性较小，但生产过程中应给予高度重视。（3）白垩系底部砂岩、砂砾岩承压含水层该层赋存于煤层之下，大部分由钙质和泥质胶结的灰白色砂岩、砂砾岩所组成，结构致密坚硬，渗透性很弱。据抽水资料：渗透系数为0.00238m/日,据水质为重碳酸氯化钠型水，说明该含水层水迳流条件很差, 又由于该层位于

26、煤层底板50180m左右，且随煤层的增厚而加深，所以，对矿井充水影响甚微，可不作考虑。本区含水层主要补给来源为大气降水，而地表水的渗透补给对第四系和白垩系有影响，但影响不大，人工渠和季节性积水，对处于粘土覆盖层较薄地段则渗透补给良好。另外各含水层之间都存在微弱渗透补给，而含水层的排泄除垂直渗透外，第四系含水层主要靠蒸发，只是枯水季节，则由冲沟和人工渠进行排泄。而深层水（白垩系含水层）只在水位差变化大，迳流条件良好地段排泄则较好，其它地段排泄条件很差。该矿井水文地质勘探类型，按直接充水含水层的空间特征而划分的。根据原煤炭部制定的矿井水文地质规程矿井水文地质分类的条件：*矿范围内地表水排泄条件良好

27、，露头区被粘土类土层覆盖，属深部矿井；矿井内直接充水含水层主要由白垩系粗砂岩及砂砾岩微弱的裂隙承压含水层所组成，虽然岩层疏软多裂隙，但单位涌水量很小，而且断层水极弱，并且煤层顶部有较厚的油页岩、泥岩和含水层间有良好隔水性能的泥岩、粉砂岩层，所以与地表水以及各含水层间无直接水力联系。矿井正常涌水量为63.9 m3/h，最大涌水量小于102.2m3/h，采掘工程一般不受水害影响，防治水工程简单。为此*矿矿井水文地质类型为一类一型矿井，属于水文地质简单型矿井。1.3 煤质及煤层特征1.3.1 井田内煤层及埋藏条件煤层走向主体为东西走向，整体呈弧形，井田东南部分煤层呈向斜构造，倾角为7左右，西北部分呈

28、向斜，煤层赋存比较稳定，全区发育，倾角为5左右，可采煤层间距见表1-2。表1-2 煤层间距表Tab .1-2 Seam pitch table煤层平均厚度/m煤层间距/m1#9272#3.5煤层赋存状态见煤层柱状图，如图1-2。图1-2 综合柱状图Fig. 1-2 Synthesis column map1.3.2 煤层的含瓦斯性、自燃性、爆炸性据六个钻孔瓦斯样（真空罐）的分析成果，矿井内煤层瓦斯化学成分CH4:6070%，CO2:35%，N2:2530%（见表1-3）按瓦斯带的划分属于氮气瓦斯带。表1-3 钻孔瓦斯组分含量表Table 1-3 The gas composition in t

29、he borehole孔号采样深度(m)煤的自然瓦斯成分（%）气体分析含氧量（%）CH4CO2N230541.0164.005.2030.803.7035461.4884.502.3046.103.2041483.2250.603.3046.103.2045451.1165.008.8026.203.8066449.3464.904.6030.500.8086599.4677.700.6021.701.60平均497.6067.784.1328.082.72根据*矿瓦斯观测点资料，矿井相对瓦斯涌出量1.17 m3/t，绝对瓦斯涌出量8.86m3/min；因而可以确定*矿属于低瓦斯矿井，是低瓦斯

30、矿井。虽为低瓦斯矿井，但由于*矿自燃发火期较短，个别地点瓦斯涌出异常，所以仍按高瓦斯矿井管理。辽宁工程技术大学毕业设计（论文）2 井田境界及储量2.1 井田境界2.1.1 井田范围西北与康平三台子煤矿相邻；东北与大平煤矿相邻；东南以煤层可采边界线为界，西南部以风氧化煤柱为界，井田内赋存有1#和2#两个可采煤层。2.1.2 边界煤柱留设矿井东北、西南宽约3.813km，西北、东南长约5.664km，矿井总面积18.9855km2。井田内地形比较完整，井田四周依据相关规定和安全考虑分别留设30m的边界煤柱。由于井田中央偏西北有三个大断层，单另留设煤柱，井田边界即为井田境界保护煤柱。按煤矿安全规程2

31、规定，边界煤柱的留法及尺寸：1）井田边界煤柱留30m；2）阶段煤柱斜长60m，若在两阶段留设，则上下阶段各留30m；3）断层煤柱每侧各为20m；4）采区边界煤柱留20m。根据参考煤炭工业设计规范1和矿井安全规程2的相关数据要求和规定，本井田所留的各种保护煤柱均合理，符合规定。2.1.3 工业广场保护煤柱留设根据参考煤炭工业设计规范1和矿井安全规程2的相关数据要求和规定，产量2.40Mt/a，工业广场面积0.8公顷/0.1Mt。本设计为2.40Mt/a，故取0.8。则工业广场占地面积为S=2.4*0.8=19.2公顷=192000m2。则工业广场设计成长480m ，宽400m的矩形。在确定地面保

32、护面积后，用移动角圈定煤柱范围，工业场地地面受保护面积应包括保护对象及宽度15m的围护带。在工业场地内的井筒，圈定保护煤柱时，地面受保护对象应包括绞车房、井口房或通风机房、风道等，围护带宽度为15m。2.1.4 边界的合理性在本井田的划分中，充分的利用到现有条件，既降低了煤柱的损失，也减少了开采技术上的困难，使工作面的部署较为简易。同时，本井田的划分使储量与生产相适应，矿井生产能力与煤层赋存条件、开采技术装备条件相适应。井田有合理的尺寸，条带尺寸满足煤炭工业设计规范的要求，走向长度划分合理，使矿井的开采有足够的储量和足够的服务年限，避免矿井生产接替紧张。根据煤炭工业设计规范的规定，采区开采顺序

33、必须遵守先近后远，逐步向边界扩展的原则，并应符合下列规定：1）首采采区应布置在构造简单，储量可靠，开采条件好的块段，并宜靠近工业广场保护煤柱边界线。2）开采煤层群时，采区宜集中或分组布置，有煤和瓦斯突出的危险煤层，突然涌水威胁的煤层或煤层间距大的煤层，单独布置采区。3）开采多种煤类的煤层，应合理搭配开采。综上所述，矿井首采区定在靠近工业广场的东北部，采区储量丰富，有利于运输的集中和减少巷道的开拓费用，所以井田划分是合理的。因此，综上来看，本井田的划分是合理的，也就是说本井田设计的边界是合理的。2.2 井田的储量2.2.1 井田储量的计算原则1）按照地下实际埋藏的煤炭储量计算，不考虑开采、选矿及

34、加工时的损失；2）储量计算的最大垂深与勘探深度一致。对于大、中型矿井，一般不超过1000m；3）精查阶段的煤炭储量计算范围，应与所划定的井田边界范围相一致；4）凡是分水平开采的井田，在计算储量时，也应该分水平计算储量；5）由于某种技术条件的限制不能采出的煤炭，如在铁路、大河流、重要建筑物等两侧的保安煤柱，要分别计算储量；6）煤层倾角不大于15时，可用煤层的伪厚度和水平投影面积计算储量；7）煤层中所夹的大于0.05m厚的高灰煤（夹矸）不参与储量的计算；8）参与储量计算的各煤层原煤干燥时的灰分不大于40%。2.2.2 矿井工业储量井田的精查勘探面积为S=18.9755km2；根据储量计算公式3：

35、（2-1）式中： 矿井的地质储量，t可采煤层总厚度，m 井田面积，m 煤的容重，r =1.32 t/m 煤层平均倾角，所以，Zg =18975502.1（9+3.5）1.32/cos8 = 31617.3万t由于设计时不考虑平衡表外储量和远景储量，因此矿井工业储量就等于地质储量，即： Zc= Zg= 31617.3万t。各煤层的工业储量见表2-1。表2-1煤层工业储量表Tab.2-1 Industrial coal reserves序号煤层号煤厚/m倾角/面积/km2工业储量/万t11#931718.985522764.522#3.531718.98558852.82.2.3 矿井煤柱损失1）

36、断层煤柱损失断层的两侧各留20m的保护煤柱，三个断层煤柱的面积为109921+60664+43077=213662m，故此断层保护煤柱损失为：213662（9+3.5）1.32=352.8万t。2）井田境界煤柱损失井田境界北部、东部、西部和南部分别留设30m的边界煤柱，井田总周长为18042.6m，总面积为18975502.1m2，井田煤柱总面积18437796.3m2，井田境界保护煤柱所占面积为537705.7m，经计算，故境界保护煤柱损失为：537705.7（9+3.5）1.32=887.2万t。3）工业广场煤柱损失由矿井设计规范规定：2.40 Mt/a矿井工业场地占地为0.7-0.8公顷

37、/0.1Mt。本矿井为2.40Mt/a，取0.8，则本矿井的工业场地面积为：S=2.40/0.10.8=19.2公顷，依据井田形状选择400480m的长方形。用移动角圈定煤柱范围，工业场地地面受保护面积应包括保护对象及宽度15m的围护带。再用几何作图的方法确定工业广场保护煤柱的范围。由工业广场保护煤柱图可知： 1#煤层煤柱损失为： 597452.691.32 t=709.8万t2#煤层煤柱损失为： 664539.53.51.32 t=307.0万t故工业广场保护煤柱损失共为: 709.8+307.0=1016.8万t。4）阶段间保护煤柱损失本矿井为单水平开采，无阶段保护煤柱损失。5）全矿采区（

38、带区）回采率 由矿井设计规范第213条，矿井采区回采率，应该符合下列规定：厚煤层不应小于75；中厚煤层不应小于80；薄煤层不应小于85。本矿井1#和2#煤层均是厚煤层，取C=75%。 2.2.4 矿井的设计储量矿井设计储量=工业储量永久煤柱损失量，即： Zs=ZcP1 （2-2）式中：Zs矿井的设计储量，万t Zc矿井的工业储量，万t P1永久煤柱损失量，万t（包括断层、防水、井田境界、地面建筑物及因法律、社会、环境保护等影响因素影响不得开采的煤柱煤量）此矿井永久煤柱只有断层和井田境界保护煤柱，故：Zs= 31617.3-（352.8+887.2）=30377.3万t2.2.5 矿井的设计可采

39、储量矿井设计可采储量=（矿井设计储量-可回收利用保护煤柱损失量）采区回采率，即： （2-3）式中：Zk矿井设计可采储量，万t P2可回收利用保护煤柱损失量，万t（包括工业广场、井筒、井下主要巷道等保护煤柱煤量）C采区回采率，（厚煤层C=0.75）此矿井可回收利用保护煤柱煤量有工业广场和阶段间保护煤柱煤量，故：Zk =30377.3-（709.8+307.0） 0.75=22020.4万t3 矿井的年产量、服务年限及一般工作制度3.1 矿井的年产量及服务年限3.1.1矿井的年产量矿井年产量是煤矿生产建设的重要指标，在一定程度上综合反映了矿井生产技术面貌，是矿井开拓的一个主要参数，也是选择井田开拓

40、方式的重要依据之一。矿井的年产量确定的合理与否，对保证矿井能否迅速投产、达产和产生效益至关重要。而矿井生产能力与井田地质构造、水文地质条件、煤炭储量及质量、煤层赋存条件、建井条件、采掘机械化装备水平及市场销售量等许多因素有关。经分析比较，设计认为矿井的生产能力确定为2.40Mt/a是合理和可行的，理由如下：1）储量丰富煤炭储量是决定矿井生产能力的主要因素之一。本井田内可采的煤层两层，工业储量为31617.3万t，按照2.40Mt/a的生产能力，能够满足矿井服务年限的要求，而且投入少、效率高、成本低、效益好。2）开采技术条件好本井田煤层赋存较稳定，煤层埋藏较深，虽然倾角变化不大，经过块划分，使每

41、块结构变的简单。又由于井田面积大，水文地质条件及地质构造简单，煤层结构单一，适宜综合机械化开采，可采煤层均为厚煤层，适合安全高效工作面开采。3）建井及外运条件本井田内有良好的煤层赋存条件，为提高建井速度、缩短建井工期提供了良好的地质条件。本井田有矿区专用铁路与国铁相通，交通较便利。4）具有先进的开采经验近年来，“安全高效”工艺在煤矿生产中有了很大发展，而且该工艺投入少、效率高、成本低、效益好、生产集中简单、开采技术基本趋于成熟。综上所述，由于矿井优越的条件及外部运输条件，有利于把本矿井建设成为一个安全高效矿井。矿井的生产能力为2.40Mt/a是可行的、合理的。3.1.2 矿井的服务年限矿井服务

42、年限应与矿井的生产能力相适应，它两个之间的关系实质上就是矿井生产能力和矿井储量的关系。在圈定的井田范围内，矿井储量一定，井型越大，服务年限越短，井型越小，服务年限越长。当矿井生产能力和服务年限为某数值时，可使吨煤的总费用最低，相近于这个数值范围，则是合理的矿井的生产能力和服务年限。根据煤炭工业设计规范1的规定，在计算矿井服务年限时，储量备用系数宜采用1.31.5，本矿井取用1.4。由矿井的服务年限计算公式： P=ZAK （3-1）式中： Z矿井的设计可采储量； A矿井的年产量； K矿井储量备用系数，一般取1.4 P=ZAK =22020.4/（2401.4）=65.5年66年根据有关规定和查阅

43、相关资料，年产240万t的大型矿井的服务年限应为50年以上，本矿井66年的服务年限达到标准，符合要求。3.1.3 矿井的增产期和减产期，产量增加的可能性建井后产量出现变化，其可能性为：1）地质条件勘探存在一定的误差，有可能出现新的断层。2）由于国民经济发展对煤炭的需求变化，导致矿井产量增减。3）矿井的各个生产环节有一定的储备能力，矿井投产后，迅速突破设计能力，提高了工作面生产能力。4）工作面的回采率提高，导致在相同的条件下，矿井服务年限增加。5）采区地质构造简单，储量可靠，因此投产后有可靠的储量及较好的开采条件。3.2 矿井的一般工作制度根据有关规定，结合本区煤层条件、储量状况及完成产量的需要

44、，同时达到法定假日，设备检修和涌水等的影响，做出相应的工作制度。本矿井的年工作日按每年330天计算，日提升时间为16小时。矿井每昼夜分为三班，两班采煤，一班放一次煤，然后检修，每班工作8小时，即“三八制”工作制。4 井田开拓井田开拓方式应该通过对矿井设计生产能力，地形地貌条件，井田地质条件，煤层赋存条件，开采技术及装备设施等综合因素进行方案比较以及系统优化之后确定。因此，在解决井田开拓问题时，应遵循以下原则：1）贯彻执行有关煤炭工业的技术政策，为多出煤、早出煤、出好煤、投资少、成本低效率高创造条件。要使生产系统完善、有效、可靠，在保证生产可高和安全的条件下减少开拓工程量；尤其是初期建设工程量，节约基建投资，加快矿井建设。2）合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，为集中生产创造条件。3