井田境界和儲量第一節(jié) 井田境界井田境界一、井田范圍井田西部基本以黃河為界，北部與鄧家莊井田相鄰，東部與大東莊煤礦及武家山煤礦相鄰，南部基本以聚財塔北斷層為界。井田呈長方形，東西長約6.2km，南北寬約5km。二、開采界限井田內(nèi)有可采煤層兩層，即4和9號煤層。9號煤層由于絕大部分處于帶壓開采不安全區(qū)內(nèi)，且含硫量較高，結構較復雜，上距4號煤層達70m左右。故4號煤層為主采煤層。其它煤層做為后期儲備資源開采，礦井設計只針對4號煤層。三、井田尺寸井田南北走向最小長度為4.70 km，最大長度為5.05 km，平均長度為4.83km。井田東西傾斜最小長度為4.70 km，最大長度為7.47 km，平均長度為6.15 km。煤層的傾角最大為5，最小為1，平均為3，井田平均水平寬度為6.12 km。井田的水平面積按下式計算：S=H L （2.1）式中： S井田的面積，K； H井田的水平寬度，Km； L井田的平均走向長度，Km。則，井田的水平面積為：S=6.14 *4.83=29.66（K）井田的賦存狀況示意圖見圖2.1。井田的賦存狀況示意圖 圖2.1第二節(jié) 井田工業(yè)儲量儲量計算基礎（1）根據(jù)雙柳井田地質勘探報告提供的煤層儲量計算圖計算；（2）依據(jù)生產(chǎn)礦井儲量管理規(guī)程：煤厚，能利用儲量最低可采厚度為0.7 m，暫不能利用儲量厚度為0.6 m；煤的灰份指標，能利用儲量灰份最高不大于40%（含40%），暫不能利用儲量灰份最高不大于50%（含50%），超過51%則不計儲量；（3）依據(jù)國務院過函（1998）5號文件關于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關問題的批復內(nèi)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：夾矸厚度不大于0.05 m時，與煤分層合并計算，復雜結構煤層的夾矸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(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，采用地質塊段的算術平均法；（6）煤層容重：4號煤層容重為1.40 t/m3；9號煤層容重為1.43 t/m32.2.2井田地質勘探雙柳井田地質報告主要是依據(jù)：1989年和1995年148地質隊提交的三交詳查和三交三號井精查地質報告其中詳查、精查報告分別于1990年、1997年被省煤管局和中國煤田地質總局審查批準。涉及本井田內(nèi)鉆孔6個。井田范圍內(nèi)鉆孔分布，井田內(nèi)西部鉆孔位置較少；東部區(qū)域鉆孔分布比較均勻，勘探詳細。井田內(nèi)西部邊界附近屬C級儲量；中部及西北部邊界一部分屬于B級儲量；其余區(qū)域為A級儲量，高級儲量占85%，符合煤炭工業(yè)設計規(guī)范要求。煤層最小可采厚度為1.04m。4號煤層最小可采厚度為2.00 m，最大可采厚度為5.51 m，平均厚度為4.95 m。2.2.3工業(yè)儲量計算礦井工業(yè)儲量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)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(nèi)的儲量。礦井工業(yè)儲量一般即A+B+C級儲量。4號煤層工業(yè)儲量計算：據(jù)地質勘探情況，將礦體劃分為A、B、C三個塊段，在各塊段范圍內(nèi)，用算術平均法求得各個塊段的儲量，煤層總儲量即為各塊段儲量之和。塊段劃分如圖2.2所示。由圖計算各塊段面積為：Sa=16.05Km2；Sb=9.10Km2；Sc=4.51 Km2。4號、9號煤層工業(yè)儲量按下式計算：Zg =S M /cos （2.2）式中： Z各塊段儲量，萬t； S各塊段的面積，Km2； M各塊段內(nèi)煤層的厚度，4號煤層平均厚度為4.95 m，9號煤層厚度為8.82 m；各塊段內(nèi)煤的容重， 4號煤為1.40 t/m3，9號煤層為1.43 t/m3；各塊段內(nèi)煤層的傾角，A段取2.5，B段取3.5，C段取3.5。A塊段儲量：Za4= 16.05*4.95*1.40/cos2.5=11133.25（萬t）Za9= 16.05*8.82*1.43/cos2.5=20262.50（萬t）B塊段儲量：Zb4= 9.10*4.95*1.40/cos3.5=6318.08(萬t)Zb9= 9.10*8.82*1.43/cos3.5=11498.91（萬t）C塊段儲量：Zc4= 4.51*4.95*1.40/cos3.5=3131.27（萬t）Zc9= 4.51*8.82*1.43/cos3.5=5698.91（萬t）則：4號煤層工業(yè)儲量為：Zg4= Za4+ Zb4+ Zc4 =20582.60（萬t)9號煤層工業(yè)儲量為：Zg9= Za9+ Zb9+ Zc9 =37460.32（萬t）礦井工業(yè)儲量為：Zg= Zg4+ Zg9=58042.92（萬t）地質塊段劃分圖 圖2.第三節(jié) 礦井可采儲量井田安全煤柱（一）安全煤柱留設原則（1）工業(yè)場地、井筒留保護煤柱，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斷面法或垂直法確定。用巖層移動角確定工業(yè)場地、村莊煤柱，巖層移動角為75，表土層移動角為45；（3）維護帶寬度：風井場地20m，村莊10m，其他15m；（4）斷層保護煤柱留舍的原則：落差大于50m的斷層，兩側各留50m的煤柱；落差大于20m不大于50m的斷層，兩側各留30m煤柱；落差大于10m不大于20m的斷層，兩側各留20m煤柱；落差小于10m的斷層不留設斷層煤柱；（5）井田境界煤柱寬度為20m；（6）工業(yè)場地占地面積，根據(jù)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)場地占地面積見表2-1。（二）礦井永久保護煤柱損失量各類永久煤柱包括井田邊界保護煤柱、斷層保護煤柱、工業(yè)廣場保護煤柱、風井保護煤柱，具體留設如下：（1）斷層保護煤柱井田南部聚財塔斷層落差達150230m，斷層附近裂隙發(fā)育，伴生羽狀小斷層較多，且斷層穿越黃河，因此在開采斷層附近煤層時，必須對其留設足夠的防水煤柱。聚財塔正斷層（F2）防水煤柱寬度計算如下：依據(jù)礦井水文地質規(guī)程中附錄八“含水或導水斷層防隔水煤（巖）柱的留設”，對斷層煤柱寬度進行計算，計算公式為：L=0.5KM （2.3）式中：L煤柱留設的寬度，m；K安全系數(shù)（一般25），取5；M煤層厚度或采高，取4.95m；P水頭壓力，西南角（深部）60kg/cm2，東南角（淺部）13kg/cm2；KP煤的抗張強度，參照鄰近煤礦，取2kg/cm2；則：F2斷層西側L西=0.554.95=117m，取120mF2斷層東側L東=0.554.95=55m，取60m即F2斷層的防隔水煤柱寬度由東向西由60m逐漸增加到120m（2）黃河防水煤柱根據(jù)地質報告提供的資料，黃河防水煤柱的留設以提高洪水位線為基準，外推120150m做為煤柱范圍，取150m寬。（3）井田邊界保護煤柱井田西部以黃河為邊界；南部以大斷層為邊界；東、北部按規(guī)定井田邊界保護煤柱留設20m寬。Pi=LbM /cos （2.4）式中： P井田邊界保護煤柱煤量，萬t；L邊界長度，（北部+東部取l=9.60 Km）；b邊界寬度，（北部、東部取b=20 m）M煤層平均厚度，4號煤層平均厚度為4.95m；9號煤層平均厚度為8.82m；煤的平均容重，4號煤為1.40 t/m3；9號煤為1.43t/m3；煤層平均傾角，取3。則：P4（北、東）=9.60204.951.40/cos3=133.23(萬t)P9（北、東）=9.60208.821.43/cos3=242.49(萬t)P4（西）=767.534.951.40/cos3=532.63(萬t)P9（西）=767.538.821.43/cos3= 969.38(萬t)P4（南）=606.284.951.40/cos3= 420.73(萬t)P9（南）=606.288.821.43/cos3= 765.73(萬t)井田邊界保護煤柱損失量為：P4=1086.59(萬t)P9=1977.60(萬t)P= P4+ P9=3064.19(萬t)（4）工業(yè)場地保護煤柱工業(yè)場地按II級保護留設維護帶寬度15 m，工業(yè)場地面積由表2.1確定，取30公頃。工業(yè)場地的布置應結合地形、地物、工程地質條件及工藝要求，做到有利生產(chǎn)，方便生活，節(jié)約用電。工業(yè)場地占地面積指標表 表2.1井型（萬t）占地面積指標（公頃/10萬t）240及以上1.0120-1801.245-901.59-301.8本礦井工業(yè)場地的面積為30公頃，由于長方形便于布置地面建筑，所以初步設定工業(yè)廣場為長方形，即長方形長邊為600 m，短邊為500 m。用作圖法求出工業(yè)廣場保護煤柱量。本礦井地質條件及沖擊層和基巖移動角見表2.2所示。礦井地質條件及沖擊層和巖層移動角 表2.2煤層傾角煤層厚度沖積層厚度mm34.955345757575由此根據(jù)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，并由圖可得出保護煤柱的尺寸為：Si=梯形面積=(上寬+下寬)高/（2cos3）S4=(790.28+812.43) 701.93/（2cos3）=563267.05 m2S9=(836.02+855.96) 746.49/（2cos3）=632389.74 m2則，工業(yè)廣場的煤柱量為：Zi=SM （2.5）式中：Zi工業(yè)廣場煤柱量，萬t；S工業(yè)廣場面積，m2；M煤層厚度，4號煤層平均厚度為4.95 m和9號煤層平均厚度為8.82 m；煤的容重，4號煤為1.40t/m3和9號煤為1.43 t/m3。則，Z4=563267.054.951.40=390.34(萬t)Z9=632389.748.821.43=797.61(萬t)工業(yè)場地保護煤柱損失量為Z= Z2+ Z9=1187.95(萬t)（5）村莊保護煤柱村莊保護煤柱按II級保護留設維護帶寬度15 m，用作圖法求出村莊保護煤柱4號煤面積為1.24 Km2；9號煤面積為1.51 Km2；則村莊保護煤柱損失量為2763.82（859.32+1904.50）萬t。（6）井筒保護煤柱主、副井井筒以及風井井筒保護煤柱均在工業(yè)廣場保護煤柱范圍內(nèi)，故井筒保護煤柱損失量為0。工業(yè)廣場保護煤柱留設圖 圖2.3各種保護煤柱損失量見表2.3所示。2.3.2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，可以按下式計算：Zk=(Zg P )*C （2.6）式中：Zk礦井可采儲量，萬t；Zg礦井工業(yè)儲量，萬t；P永久煤柱損失煤量，萬t；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。保護煤柱損失量表 表2.3煤柱類型儲量（萬t）4號煤層9號煤層合 計井田邊界保護煤柱1086.591977.603064.19工業(yè)廣場保護煤柱390.34797.611187.95村莊保護煤柱859.321904.502763.82井筒保護煤柱000合計2336.254679.717015.96則，礦井的設計可采儲量為：ZK4=（20582.60-2336.25）*0.75=13684.76（萬t）ZK9=（37460.32-4679.71）*0.75=24585.46（萬t）ZK=ZK4+ZK9=38270.22（萬t）礦井儲量匯總見表2.4所示。礦井儲量匯總表 表2.4煤層工業(yè)儲量（萬t）高級儲量（%）永久煤柱損失（萬t）礦井設計儲量（萬t）設計可采儲量（萬t）420582.60852336.2518246.3513684.76937460.32854679.7132780.6124585.46合計58042.927015.9651026.9638270.22根據(jù)礦井設計指南中關于礦井井型與礦井設計的高級儲量比例之規(guī)定，本礦井的儲量符合煤炭設計規(guī)范的要求。礦井工作制度、設計生產(chǎn)能力及服務年限第一節(jié) 礦井工作制度礦井工作制度根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范相關規(guī)定，確定礦井設計年工作日為330d，工作制度采用“三八制”，每天三班作業(yè)，其中兩班生產(chǎn)，一班檢修，每班工作8h。礦井每晝夜凈提升時間16h。第二節(jié) 礦井設計生產(chǎn)能力及服務年限確定依據(jù)煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范第2.2.1條規(guī)定：礦井設計生產(chǎn)能力應根據(jù)資源條件、開采條件、技術裝備、經(jīng)濟效益及國家對煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化確定。礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定：（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、交通、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的預測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(jù)；（4）投資效果投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。礦井設計生產(chǎn)能力雙柳礦井田儲量豐富、煤層賦存穩(wěn)定、頂?shù)装鍡l件好、斷層褶皺少，傾角小、厚度變化不大、開采條件簡單、技術準備先進、經(jīng)濟效益好、煤質為優(yōu)質焦煤、交通運輸便利、市場需求量大，易建大型礦井。由此，確定雙柳礦設計生產(chǎn)能力300萬t/a。礦井服務年限礦井服務年限必須與井型相適應。礦井服務年限的計算公式為：T=Zk /A K （2.7）式中： T礦井的服務年限，a；Zk礦井的設計可采儲量，萬t；A礦井設計生產(chǎn)能力，萬t/a。K礦井儲量備用系數(shù)，取K=1.3；則，礦井的服務年限為：T=38270.22/3001.3=98a4號煤層的服務年限為：T4=13684.76/3001.3=35a服務年限均符合煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范的有關規(guī)定。井型校核按礦井的實際、煤層開采能力