1、 井田境界及儲(chǔ)量計(jì)算2.1井田境界本井田北以唐壟第一斷層為界，南以唐壟第三斷層為界淺部以唐一壟井田+50水平為界，深部以三都平野大斷層為界。走向長(zhǎng)度約4266.85米，傾斜長(zhǎng)約2123.92米，井田面積約9264748.93平方米。2.2 儲(chǔ)量計(jì)算2.2.1計(jì)算儲(chǔ)量的煤層最小可采厚度，最高灰分按煤炭部頒?煤炭資源地質(zhì)勘探標(biāo)準(zhǔn)?缺煤地區(qū)儲(chǔ)量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行。當(dāng)煤層傾角0°25°時(shí)，其煉焦煤最低可采厚度為0.70米，非煉焦煤為0.80米，故本次確定井田的二煤層煤的發(fā)熱量為5776大卡/公斤，可用配焦煤，最低可采厚度為0.80米，灰分為31.88%,小于40%；四煤層煤的發(fā)熱量值

2、為7140大卡/公，可用作煉焦用煤，的最低可采厚度為0.70米，煤質(zhì)灰分17.12%，小于40%。2.2.2井田內(nèi)地質(zhì)儲(chǔ)量、工業(yè)儲(chǔ)量1、可采煤層根本情況見表2-1表2-1可采煤層根本情況煤層名稱均厚(m)傾角(°)平均斜長(zhǎng)間距結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性B13.1013212480不復(fù)雜較穩(wěn)定B26.2132124不復(fù)雜較穩(wěn)定2、儲(chǔ)量計(jì)算 可采邊界確實(shí)定方法：當(dāng)煤層點(diǎn)的質(zhì)量到達(dá)可采時(shí)，采用插入法求出厚度最底可采邊界，然后連接各點(diǎn)，確定邊界。 塊段法：塊段劃分是按照生產(chǎn)的需要，結(jié)合補(bǔ)勘工程量控制的程度，煤層底板等高線，可采邊界及其構(gòu)造特征等進(jìn)行劃分的。 有夾矸的煤層的計(jì)算方法，按照?煤炭資源勘探標(biāo)準(zhǔn)?有

3、關(guān)規(guī)定執(zhí)行。煤層平均厚度采用大塊段內(nèi)煤點(diǎn)的算術(shù)平均值。 各塊段用求積儀測(cè)量3次，求其算術(shù)平均值即假面積除以傾角的余玄函數(shù)并運(yùn)用下面公式式中：Q1=S*M*DM-煤層真厚度 ； S-真面積 ； D-煤的容重；Q-儲(chǔ)量。 以煤層立面投影圖為計(jì)算圖，按地質(zhì)條件，沿等高線、勘探線及煤柱線以及計(jì)算輔助線等，結(jié)合生產(chǎn)水平線，將煤層劃分為假設(shè)干塊段借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行煤層儲(chǔ)量計(jì)算分別計(jì)算，然后把各個(gè)分儲(chǔ)量相加。儲(chǔ)量單位：萬噸，四舍五入，保存二為小數(shù)。此法適用于煤層厚度穩(wěn)定，產(chǎn)狀變化較大的情況。按照煤層底板等高線劃分塊段，再將兩相鄰等高線間的塊段根據(jù)等高線的變化靈活分為假設(shè)干小塊，原那么是各小塊的煤層傾角大致相同，

4、首先求出兩相鄰階段底板等高線所夾小塊的水平投影面積(B)及傾角()，然后根據(jù)以下公式求出真面積。S1=Ssec式中： S1煤層真面積，； S水平投影面積 ，； 煤層傾角,(°)；再將各個(gè)小塊的相加便得到煤層的真面積S1。根據(jù)煤層厚度及容重，由以下公式可計(jì)算出礦井的工業(yè)儲(chǔ)量：Zg=S1×D×式中：Zg礦井工業(yè)儲(chǔ)量，萬t; S1煤層真面積，； D煤層厚度，m ； 煤的容重，t/。此法的優(yōu)點(diǎn)是能夠真實(shí)反映煤層的自然形態(tài)，可以較為精確的算出不同水平的儲(chǔ)量。2.2.3礦井地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算其中：S=9264748.93 ()S1=S×sec=9264748.93

5、5;1.0264=9509338.30()煤層平均厚度為：2煤 3.10, 4煤 6.2；煤層平均容重為：2煤 1.44T/m3, 4煤 1.48T/m3；儲(chǔ)量為：2煤： Q2= S1×3.10×1.44=4244.97萬噸；4煤： Q4= S1×6.2×1.48=8725.77萬噸；總計(jì)：4244.9+8725.77=12970.74萬噸；礦井地質(zhì)儲(chǔ)量匯總見下表2-2： 表2-2 礦井地質(zhì)儲(chǔ)量匯總表 單位：萬噸煤層ABCA+B+C(A+B)/(A+B+C)DA+B+C+D2煤4244.9704244.974煤8725.778725.77總計(jì)12970.

6、74012970.742.2.4可采儲(chǔ)量計(jì)算方法礦井可采儲(chǔ)量Zk是礦井設(shè)計(jì)可以采出的儲(chǔ)量，其計(jì)算方法為將工業(yè)儲(chǔ)量中的因采區(qū)采出率(厚煤層不低于75%，中厚煤層不低于80%，薄煤層不低于85%，本礦井的煤層為中厚煤層、厚煤層)的影響和保護(hù)工業(yè)場(chǎng)地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱損失量(一般為工業(yè)儲(chǔ)量的10%)，能采出的煤炭量即得礦井的可采儲(chǔ)量。礦井的可采儲(chǔ)量公式為 ：Zk=Q×1-P×C式中：P各種永久煤柱損失率，這里取10%；C采區(qū)回采率，中厚煤層不低于0.80，厚煤層取0.75；所以：Zk2=4244.97×0.86×0.8=292

7、0.54萬噸； Zk4=8725.77×0.86×0.75=5628.12(萬噸)；總計(jì)：Zk=2920.54+5628.12=8548.66(萬噸)。表2-3 礦井可采儲(chǔ)量匯總表 單位：萬噸煤層工業(yè)儲(chǔ)量永久煤柱損失(沖擊層防水、斷層、工業(yè)廣場(chǎng)、風(fēng)井廣場(chǎng))開采損失可采儲(chǔ)量備注2煤4244.97594.30730.132920.54其他各煤層均為不可采煤層4煤8725.771221.611876.045628.12總計(jì)12970.741815.192606.178548.662.3 各種煤柱的尺寸和計(jì)算方法2.3.1平安煤柱的計(jì)算規(guī)那么1、地面建筑物和主要井巷平安煤柱的界線由

8、巖層移動(dòng)面和煤層相交的線決定。沿受護(hù)地面建筑物和主要井巷的邊線留出圍護(hù)帶，由圍護(hù)帶起按，及諸角的值作出巖層移動(dòng)面。2、如按角所作的巖層移動(dòng)面與煤層相交的線低于平安深度時(shí)，那么平安煤柱的下部境界線為在平安深度所作的水平面與煤層相交的線。3、為保護(hù)主要傾斜巷道斜井，下山等，如開有主要傾斜巷道的煤層，到下部各層間的垂直平安距離N均小于平安深度H時(shí)，其下部各層均留平安煤柱。4、立井井筒和工業(yè)場(chǎng)地上的建筑物，應(yīng)按以下規(guī)定留平安煤柱：、如井筒深度及工業(yè)場(chǎng)地下煤層的蘊(yùn)藏深度均小于平安深度，那么不管煤層為緩傾斜，傾斜及急傾斜煤層，立井井筒和工業(yè)場(chǎng)地上的建筑物只留一個(gè)總的平安煤柱。、如井筒深度及地面建筑物下煤層

9、的蘊(yùn)藏深度大于采掘平安深度時(shí)，此時(shí)那么不分緩傾斜，傾斜及急傾斜煤層，均應(yīng)留設(shè)井筒平安煤柱。而對(duì)工業(yè)場(chǎng)地上井筒附近的建筑物，按其使用意義在平安深度水平以下可不留平安煤柱。5、在地形比擬簡(jiǎn)單，無滑坡和陡壁的地區(qū)，當(dāng)緩傾斜和傾斜的薄及中厚煤層，單層采深與采厚的比值大于40；厚煤層分層采深與采厚的比值大于60時(shí)，對(duì)工業(yè)企業(yè)鐵路線路可不留煤柱，采用長(zhǎng)壁陷落采煤法進(jìn)行開采。當(dāng)薄及中厚煤層單層采深與采厚的比值大于60；厚煤層分層采深與采厚的比值大于80時(shí)，對(duì)路網(wǎng)III級(jí)鐵路線路可不留煤柱，采用長(zhǎng)壁陷落采煤法進(jìn)行開采。6、受護(hù)地面建筑物的邊界線，系圍著該建筑物所作的長(zhǎng)方形，長(zhǎng)方形的諸邊分別與煤層走向相平行和垂

10、直。7、當(dāng)受護(hù)建筑物或建筑群與煤層走向相斜交鐵路，河流及其他等，那么其邊界線也與煤層走向相斜交。2.3.2煤柱損失計(jì)算采區(qū)煤柱包括大巷，上山和區(qū)段巷道的保護(hù)煤柱，采區(qū)邊界煤柱及采區(qū)內(nèi)較大斷層的煤柱。采區(qū)煤柱尺寸與煤柱上的礦山壓力大小和煤體本身的強(qiáng)度有關(guān)。煤體本身強(qiáng)度愈大，采區(qū)煤柱的尺寸就愈小，反之，采區(qū)煤柱尺寸愈小。關(guān)于煤柱的留設(shè)的請(qǐng)參閱下表2-4：表2-4 煤柱寬度表位置名稱中厚煤層煤柱寬度m厚煤層煤柱寬度m巷道一側(cè)兩巷之間巷道一側(cè)兩巷之間水平大巷20302550主要回風(fēng)巷202030采區(qū)上山20202530402025區(qū)段巷道8251520采區(qū)邊界1010斷層境界30m 斷層不含承壓水兩井

11、田之間40m兩邊各留20 m斷層落差大，含水?dāng)鄬右粋?cè)留3050m；落差大，斷層一側(cè)留1015m；采區(qū)內(nèi)落差小的斷層通常不留煤柱。根據(jù)上表，本設(shè)計(jì)為集中布置，巷道是打在煤層底板，所以水平大巷和采區(qū)上山和主要回風(fēng)巷道不要留煤柱；由于煤層頂?shù)装宸€(wěn)定，所以區(qū)段巷道留8m厚煤柱，采區(qū)邊界為10m厚煤柱，斷層留30m厚煤柱，井田邊界留20m厚煤柱。通過計(jì)算，最后得出煤柱損失為14%。第三章 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及效勞年限3.1 礦井工作制度本礦井的生產(chǎn)制度按設(shè)計(jì)規(guī)定為：每年工作日數(shù)為330天，礦井每晝夜分三班工作。采煤工作面為兩班生產(chǎn)，另一班維修設(shè)備，通風(fēng)、排水那么須三班工作，每日為24小時(shí)生產(chǎn)。每天凈提升小

12、時(shí)數(shù)為16小時(shí)。表3-1 礦井工作制度表年工作日數(shù)天班/日凈提升小時(shí)/日3303163.2礦井生產(chǎn)能力及效勞年限3.2.1確定依據(jù)礦井生產(chǎn)能力是度量礦井生產(chǎn)建設(shè)的重要指標(biāo)，在一定程度上綜合反映了礦井生產(chǎn)技術(shù)面貌，是井田開拓的一個(gè)主要參數(shù)，也是選擇井田開拓方式的重要依據(jù)之一。礦井生產(chǎn)能力是與井田劃分緊密聯(lián)系并且相互適應(yīng)的。是礦區(qū)總體設(shè)計(jì)應(yīng)解決的重要原那么問題。礦井生產(chǎn)能力主要根據(jù)礦井地質(zhì)條件、煤層賦存情況、儲(chǔ)量、開采條件、設(shè)備供給及國(guó)家煤碳開采等因素確定。對(duì)于具體礦井，應(yīng)該根據(jù)國(guó)家需要，結(jié)合該礦地質(zhì)和技術(shù)條件，開拓、準(zhǔn)備和通風(fēng)方式，以及機(jī)械化水平等因素，在保證生產(chǎn)安技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的的條件下，綜合計(jì)

13、算開采能力和各生產(chǎn)環(huán)節(jié)所能保證的能力，并根據(jù)礦井儲(chǔ)量，驗(yàn)算礦井和水平效勞年限是否能夠到達(dá)規(guī)定的要求。礦井的根本井型及類別:大型礦井：120、150、180、240、300、400萬噸/年及以上。中型礦井：45、60、90萬噸/年小型礦井：9、15、21、30萬噸/年小煤礦： 68、35、萬噸/年以下。這些類型中，除小煤礦以外，不應(yīng)出現(xiàn)介于兩種 生產(chǎn)能力的中間類型。對(duì)于江南缺煤省份或遙遠(yuǎn)地區(qū)交通不便、儲(chǔ)量少、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、開采條件困難的零星煤田，應(yīng)從當(dāng)?shù)匦枰霭l(fā)，有條件的應(yīng)盡量建設(shè)一些小煤礦。對(duì)于北方較大煤田，為了集中生產(chǎn)，應(yīng)盡量關(guān)閉小煤窯，煤礦向大型、特大型礦井開展。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1、礦井設(shè)

14、計(jì)能力即按礦井開采條件所能保證的原煤生產(chǎn)能力，主要是同時(shí)正常生產(chǎn)的采區(qū)生產(chǎn)能力的總和。在具體條件下，根據(jù)煤層賦存情況、頂?shù)装鍘r石性質(zhì)、所選用的回采工藝和設(shè)備、相應(yīng)的回采工作面長(zhǎng)度和推進(jìn)度，可確定回采工作面的生產(chǎn)能力。以此根底上，根據(jù)采區(qū)巷道布置類型、回采工作面接替等因素，并結(jié)合采區(qū)運(yùn)輸、通風(fēng)條件，可確定采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的回采工作面數(shù)目，從而確定采區(qū)生產(chǎn)能力。為實(shí)現(xiàn)合理集中生產(chǎn)，減少初期工程量和基建費(fèi)用，并能夠早投產(chǎn)，一般以一個(gè)開采水平來保證礦井設(shè)計(jì)能力。因此，礦井內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的采區(qū)個(gè)數(shù)，實(shí)際上就是一個(gè)水平內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的采區(qū)個(gè)數(shù)。目前不同生產(chǎn)能力礦井的同采采區(qū)個(gè)數(shù)可參考以下數(shù)值，但有些綜合化機(jī)械程度高

15、的大型礦井只要一個(gè)工作便可達(dá)產(chǎn)，即“一礦、一井、一區(qū)、一面。礦井生產(chǎn)能力/萬t·a-1 60以下 90，120 150，180 240，300同采采區(qū)個(gè)數(shù)/個(gè) 12 2 23 343.2.3礦井效勞年限礦井生產(chǎn)能力應(yīng)與其儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證有足夠的礦井和水平效勞年限，依據(jù)?煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，宜以一個(gè)開采水平保證，且礦井及第一水平的設(shè)計(jì)效勞年限，不應(yīng)小于表3-4的規(guī)定。在劃定的井田范圍內(nèi)，當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)能力A一定時(shí)，可計(jì)算出礦井的設(shè)計(jì)效勞年限T其計(jì)算公式為： T=Z/A×K式中： Z可采儲(chǔ)量，萬噸；A工作面生產(chǎn)能力；K煤礦儲(chǔ)量備采系數(shù),1.31.5；k取1.4

16、；第一水平的效勞年限可依據(jù)上述公式：T1=Zg/A×R式中： T1第一水平的效勞年限；A、 K同上。表3-2 我國(guó)各類井型的礦井和第一水平設(shè)計(jì)效勞年限礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力Mt/a礦井設(shè)計(jì)效勞年限a第一開采水平設(shè)計(jì)效勞年限a煤層傾角<25°煤層傾角25°45°煤層傾角>45°6.0及以上70353.05.060301.22.4502520150.450.940201515根據(jù)礦井井田斜長(zhǎng)垂高的大小、開采煤層的多少和煤層傾角的陡緩，本井田內(nèi)可設(shè)一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)開采水平。開采水平的劃分與井田內(nèi)階段的劃分密切相聯(lián)系，而井田內(nèi)劃分階段多少主要取決

17、于井田斜長(zhǎng)和階段尺寸大小以及地質(zhì)和水文條件。階段傾斜方向尺寸大小以階段垂高或斜長(zhǎng)表示。前面說過，階段是按標(biāo)高劃分的，階段上下邊界的標(biāo)高一經(jīng)確定，階段垂高即為定值。然而階段斜長(zhǎng)卻因煤層傾角的不同而變化同一個(gè)井田的兩翼，甚至相鄰的兩個(gè)采區(qū)，因傾角不同而階段斜長(zhǎng)不等是很普遍的。開采水平的尺寸以水平垂高表示。水平垂高是指該水平開采范圍的垂高。假設(shè)一個(gè)開采水平只開采一個(gè)上山階段，階段的垂高就是水平的垂高，通常所說的水平高度，如不附加說明，即指階段高度。假設(shè)一個(gè)水平開采上下山各一個(gè)階段，水平垂高就應(yīng)是這兩個(gè)階段的總垂高。在極少數(shù)情況下，一個(gè)開采水平開采兩個(gè)上山階段，水平垂高就應(yīng)包括兩個(gè)上山階段的垂高。對(duì)開

18、采近水平煤層的礦井，井田內(nèi)各煤層的斜長(zhǎng)可能很長(zhǎng)，但其垂高并不大，也不劃分為階段，而是劃分為盤區(qū)或帶區(qū)。如開采煤層不多、上下可采煤層的間距不大，可以采用單水平開拓。如開采煤層數(shù)目較多，上下可采煤層的間距較大，就要?jiǎng)澐置航M，各煤組分別設(shè)置開采水平，實(shí)行多水平開拓。在這種情形下，水平垂高與煤層的斜長(zhǎng)沒有直接關(guān)系，這一點(diǎn)與階段劃分開采水平是不同的。根據(jù)本井田的煤層走向和傾向以及水文地質(zhì)條件，整個(gè)井田為緩傾斜煤層，煤層平均傾角為19o，整個(gè)井田的傾斜長(zhǎng)度不是很大，約1400米，但是井田的垂高較大，依據(jù)?煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?當(dāng)?shù)V井劃分為階段開采時(shí)，緩傾斜、傾斜煤層階段垂高200350m為宜。故將本井田的

19、階段分為兩個(gè)階段為宜，一階段為100-400、二階段為-400-600。表3-1-3為水平劃分的階段參數(shù)：表3-3 水平劃分的階段參數(shù)方案劃分階段數(shù)目/個(gè)階段斜長(zhǎng)/m階段垂高/m兩個(gè)水平21160971300200根據(jù)上述計(jì)算方法和水平的劃分，在不同水平劃分情況下礦井效勞年限，各水平的儲(chǔ)量為水平煤層可采儲(chǔ)量萬噸一11780.2923434.39合計(jì)5214.68二11138.2222195.76合計(jì)3333.98效勞年限請(qǐng)參閱表3-4表3-4 效勞年限比擬表方案井型效勞年限備注第一水平第二水平合計(jì)K=1.490422870120312051150251742根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)分兩個(gè)水平開采時(shí)，設(shè)

20、計(jì)生產(chǎn)能力為90萬t/a時(shí)，礦井效勞年限要大于40年，第一水平設(shè)計(jì)效勞年限雖然大于20年，且下水平的效勞年限也滿足要求，礦井生產(chǎn)能力為90萬t/a符合設(shè)計(jì)要求。但是效勞年限70年太長(zhǎng)。當(dāng)設(shè)計(jì)能力為120萬t/a時(shí)，第一水平的效勞年限要大于25年，總效勞年限大于50年，所以礦井生產(chǎn)能力為120萬t/a符合?煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?要求。當(dāng)設(shè)計(jì)能力為150萬t/a時(shí)，第一水平的效勞年限要大于25年，總效勞年限大于50年，所以礦井生產(chǎn)能力為150萬t/a不符合?煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?要求。所以，選定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)為120萬t/a，為合理井型，該礦井的效勞年限為51年。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)取120萬t/ a，

21、所以本礦為特中型礦井。 按年工作日為330天，可知本礦的日生產(chǎn)能力為：Ä=A/330 =3636.36t所確定的結(jié)果是符合?煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?的要求。第四章 井田開拓4.1井田開拓的根本問題井田開拓是指在本井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供給等生產(chǎn)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。合理的開拓需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比擬才能確定。井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有以下幾個(gè)問題需要認(rèn)真研究：（1） 確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)廣場(chǎng)的位置。（2

22、） 合理確定開采水平的數(shù)目和位置。（3） 布置大巷及井底車場(chǎng)。（4） 確定礦井開采程序、做好開采水平的接替。（5） 進(jìn)行礦井開拓延伸、深部開拓及技術(shù)改造。（6） 合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。確定開拓問題，需根據(jù)國(guó)家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比擬后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時(shí)，應(yīng)遵循以下原那么：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)條件。在保證生產(chǎn)可靠和平安的條件下減少開拓量，尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。2合理集中開拓部署，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，防止產(chǎn)生分散，做到合理集中生產(chǎn)。3合理開發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。4必須貫徹

23、執(zhí)行煤礦平安生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，是主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。5要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供給情況，并為采用新技術(shù)，新工藝、開展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化，自動(dòng)化創(chuàng)造條件。6根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其他有益礦物的綜合開采。4.1.1 井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造，水文條件對(duì)開采的影響井田構(gòu)造中等,為“北北東、南南西之單斜構(gòu)造，在南邊緣出現(xiàn)北西向裙邊褶皺,井田構(gòu)造以斷裂為主,主導(dǎo)斷裂的是縱貫礦區(qū)的三都平野斷層,伴隨它的有抬轎壟斷層，白石江斷層。它們都具壓扭斷裂性質(zhì)，對(duì)煤層破壞較大，三都平野斷層直接控制礦區(qū)含煤地層的

24、分布，抬轎壟斷層，白石江斷層及其分支斷層對(duì)煤層破壞性大，對(duì)井田深部煤層評(píng)價(jià)及煤炭開采有極為不利的影響，另一組斷裂為傾向斷裂，具有張扭斷裂性質(zhì)有唐壟一斷層、唐壟三斷層、唐壟五斷層、唐壟六斷層，它們雖然落差較小，但直接關(guān)系到礦井采區(qū)的劃分。楊梅壟層整合與出炭壟之上，以灰黑色粉砂巖和頁巖為主，是煤田的主要含煤地層，二煤、四煤等兩個(gè)煤層，其煤層的頂?shù)桶寰鶠榉凵绊搸r二煤系簡(jiǎn)單煤層。四煤煤為單一煤層、質(zhì)純，由鏡煤組成，本層普遍存在，極為穩(wěn)定本井田水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單，目前礦井正常涌水量為205m3/h。礦井涌水與大氣降雨密切相關(guān)，隨大氣降雨的增大而增大，淺部老空區(qū)及斷層水對(duì)礦井充水有一定的影響。開采煤層屬于

25、底沼氣煤層，瓦斯絕對(duì)涌出量為2.285m3/min,相對(duì)涌出量為4.3076/t。煤層易松散破碎，煤塵較大，根據(jù)煤塵爆炸性試驗(yàn)，煤層具有強(qiáng)爆炸危險(xiǎn)，煤層不易自燃，但在2021年2月份井下唐洞八一井下煤層發(fā)生自燃，目前正在緊急控制當(dāng)中。綜上分析，一井井田的開發(fā)條件相比照擬好。開采難度不大，這為開發(fā)創(chuàng)造了較好的自然條件。4.1.2 工業(yè)場(chǎng)地的位置選擇工業(yè)場(chǎng)地實(shí)際反映了井筒的位置，除了地勢(shì)較高的山區(qū)采用平硐開拓以外，一般井口都在工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)。工業(yè)場(chǎng)地是指礦井地面工業(yè)生產(chǎn)的場(chǎng)所，包括生產(chǎn)指揮機(jī)構(gòu)在內(nèi)。在工業(yè)場(chǎng)地選擇時(shí)，一般注意以下幾個(gè)方面。 (一)工業(yè)場(chǎng)地盡量位于井田中央或沿走向煤炭運(yùn)量的中心，以形成雙

26、翼井田，降低運(yùn)輸、通風(fēng)、巷道維護(hù)費(fèi)用，做到生產(chǎn)均衡，綜合經(jīng)濟(jì)效益好；(二)不壓煤或少壓煤；(三)有較好的地形和工程地質(zhì)條；(四)便于地面生產(chǎn)系統(tǒng)間相互連接以及修筑鐵路專用線與國(guó)鐵接軌，要求地面平坦，高差不能太大；(五)盡量不占良田，少占農(nóng)田，不拆或少拆村莊；(六)工業(yè)廣場(chǎng)的占地面積應(yīng)不大于表4-1。表4-1 礦井工業(yè)廣場(chǎng)占地指標(biāo)井 型大井型中井型小井型占地指標(biāo)(公頃/10萬噸)0.81.11.31.82.02.5注：如附設(shè)礦井選煤廠時(shí)，增加的數(shù)值為同類礦井占地面積的3040%。 本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為120萬噸每年，為大型礦井，取系數(shù)1.0所以工業(yè)廣場(chǎng)占地面積為12公頃。層斷一第垅田唐井周轎壟唐

27、洞煤礦八一井煤層底板等高線圖唐洞煤礦一號(hào)井初步設(shè)計(jì)鯉 魚 江 煤 礦 井 田周 源 山 煤 礦 井 田358500040725500358550035860003586500358700040726500407250004072450035840003583500358300040724000358300040723500358350040723000358400040722500407220003586000358650035870004072150040721000407215004072200040722500407240004072350040723000358750035880003

28、5885003589000407245004072500040725500407265003589000358850035880003587500唐壟一斷層唐壟三斷層唐壟二斷層407260003584500358450040726000井筒位置個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途圖4-1 工業(yè)廣場(chǎng)位置方案圖本礦井地表較平坦，表土層不厚，地面標(biāo)高在+175+400米不等，由地質(zhì)地形圖知從西北到東南逐漸增高，經(jīng)綜合考慮，井田內(nèi)的工業(yè)場(chǎng)地的布置有3種可選方案：井筒位置布置在井田中央接近儲(chǔ)量中心沿井田傾斜方向的中下部；方案見上圖4-2方案優(yōu)缺點(diǎn)參閱表4-2表4-2井口位置方案名稱主要優(yōu)點(diǎn)主要缺點(diǎn)方案距離儲(chǔ)量中心

29、線近，井下運(yùn)輸功少；距離西南和東北的兩條公路較近，地面運(yùn)輸方便井下壓煤稍小，距鐵路比方案二距鐵路遠(yuǎn)可見方案技術(shù)上經(jīng)濟(jì)上都是可行。4.2 水平劃分及布置開采水平的劃分與井田內(nèi)階段的劃分密切相聯(lián)系，而井田內(nèi)劃分階段多少主要取決于井田斜長(zhǎng)和階段尺寸大小以及地質(zhì)和水文條件。階段傾斜方向尺寸大小以階段垂高或斜長(zhǎng)表示。前面說過，階段是按標(biāo)高劃分的，階段上下邊界的標(biāo)高一經(jīng)確定，階段垂高退職為定值。然而階段斜長(zhǎng)卻因煤層傾角的不同而變化同一個(gè)井田的現(xiàn)金翼，甚至相鄰的現(xiàn)金個(gè)采區(qū)，因傾角不同而階段斜長(zhǎng)不等是很普遍的。開采水平的尺寸以水平垂高表示。水平垂高是指該水平開采范圍的垂高。假設(shè)一個(gè)開采水平只開采一個(gè)上山階段，

30、階段的垂高就是水平的垂高，通常所說的水平高度，如不附加說明，即指階段高度。假設(shè)一個(gè)水平開采上下山各一個(gè)階段，水平垂高就應(yīng)是這兩個(gè)階段的總垂高。在極少數(shù)情況下，一個(gè)開采水平開采兩個(gè)上山階段，水平垂高就應(yīng)包括兩個(gè)上山階段的垂高。對(duì)開采近水平煤層的礦井，井田內(nèi)各煤層的斜長(zhǎng)可能很長(zhǎng)，但其垂高暗藏不大，也不劃分為階段，而是劃分為盤區(qū)。如開采煤層不多、上下可采煤層的間距不大，可以采用單水平開拓。如開采煤層數(shù)目較多，上下可采煤層的間距較大，就要?jiǎng)澐置航M，各煤組分別設(shè)置開采水平，實(shí)行多水平開拓。在這種情形下，水平垂高與煤層的斜長(zhǎng)沒有直接關(guān)系，這一點(diǎn)與階段劃分開采水平是不同的。根據(jù)?煤礦礦井采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)?，一般

31、階段垂高見表4-3。表4-3 階段垂高煤 層緩傾斜、傾斜煤層急 傾 斜 煤 層階段高度m200350100250但是，根據(jù)?急傾斜煤層開采?，在解放后，由于生產(chǎn)技術(shù)的提高，急傾斜煤層的階段垂高在很多礦井設(shè)計(jì)中也有了很大的提高，有的到達(dá)200，230以及250米的垂高，甚至有礦井的垂高到達(dá)了270米，而且效果比擬好。?煤礦礦井采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)?規(guī)定，為使每個(gè)開采水平有足夠的儲(chǔ)量保證效勞年限，可按以下公式計(jì)算必須的階段高度。H=式中 H階段垂高，m；T水平效勞年限，a；A礦井年產(chǎn)量，t；K儲(chǔ)量備用系數(shù)，可取1.4；階段內(nèi)煤層平均傾角，度；S井田走向長(zhǎng)度，m；M階段內(nèi)煤層累計(jì)厚度，m；煤的容重，t/m3

32、，可取1.31.4；C采區(qū)回采率，取0.80。帶入數(shù)據(jù)計(jì)算第一水平的階段垂高： H=300m本井田的煤層屬緩傾斜煤層，?煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?規(guī)定：階段垂高為200350米，第一水平的設(shè)計(jì)效勞年限不小于25年。根據(jù)設(shè)計(jì)效勞年限必須滿足第一水平要求，將本井田劃分為二個(gè)水平。具體每個(gè)水平的階段范圍和效勞年限如表4-4所示。表4-4 水平劃分表水平名稱階段范圍(m)可采儲(chǔ)量(萬噸)效勞年限(a)備注一水平-100m-400m5214.6831符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)25年要求二水平-400m-600m3333.9820符合要求合計(jì)-100m-600m8548.6651符合要求所確定的結(jié)果符合?煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)標(biāo)

33、準(zhǔn)?要求，所以設(shè)計(jì)是比擬合理的。4.3礦井開拓方式確實(shí)定4.3.1預(yù)提開拓方案與比擬較優(yōu)方案根據(jù)本礦井的實(shí)際情況，現(xiàn)提出五個(gè)可行的礦井開拓方案方案進(jìn)行比擬，先通過技術(shù)比擬，從中確定二個(gè)技術(shù)上都相當(dāng)優(yōu)越的方案，然后對(duì)這兩個(gè)方案進(jìn)行詳盡的經(jīng)濟(jì)比擬，并綜合考慮各種因素，從而確定一個(gè)技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的最正確方案二、現(xiàn)預(yù)提5個(gè)初選方案：方案一：圖4-2：立井多水平開拓方案二：圖4-3反斜井加暗斜井多水平開拓方案三：圖4-4反斜井多水平開拓方案四：圖4-5主反斜井副立井加暗斜井多水平開拓方案五：圖4-6主反斜井副立井多水平開拓表4-5各方案技術(shù)比擬表方案優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)第1方案1 井口位置接近于井田中心，井

34、下為雙翼生產(chǎn)，易于保證礦井產(chǎn)量；2 井底車場(chǎng)位于儲(chǔ)量中心，井下運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低；3 立井提升距離短，提升速度快，提升費(fèi)用低；4 立井井筒短，斷面大，通風(fēng)阻力小，對(duì)深井更為有利。1 立井井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備較復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢；2工業(yè)場(chǎng)地、排風(fēng)井及回風(fēng)石門壓大量的開采條件好的煤柱；3石門較長(zhǎng)，有一定的工程量第2方案1 井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備比擬簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快；2 地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場(chǎng)及硐室都比擬簡(jiǎn)單，一般無需大型提升設(shè)備，同類井行的斜井提絞車也較立井需用的絞車型號(hào)小，因而初期投資較少，建井期較短；3 在多水平開采時(shí)，斜井的石門總長(zhǎng)度較用立井開拓時(shí)較短；因而掘進(jìn)石門的工程量和巖石門的運(yùn)輸工

35、作量較少，延深斜井井筒的施工較方便,對(duì)生產(chǎn)的干擾少。1 斜井井筒要比立井長(zhǎng)得多，通風(fēng)阻力較大；2 井田斜長(zhǎng)較大，采用多段絞車提升，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多、系統(tǒng)復(fù)雜，更要多占用設(shè)備和人力；3 由于斜井較長(zhǎng)，沿井筒敷設(shè)管路、電纜所需的管線長(zhǎng)度較大，留保安煤柱，增加煤柱損失；4 斜井維護(hù)費(fèi)用高，提升速度慢，提升能力小，提升費(fèi)用高。第3方案1 可根據(jù)井上下特定條件所選定的井筒位置，使工業(yè)廣場(chǎng)合理；2 井筒到達(dá)煤層的距離比擬短。1井筒較長(zhǎng)，增加了掘進(jìn)量；2. 壓煤多，環(huán)節(jié)多，延深方式復(fù)雜第4方案1主井井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備比擬簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快；2在多水平開采時(shí)，斜井的石門總長(zhǎng)度較用立井開拓時(shí)較短；因而掘進(jìn)石門的工程

36、量和巖石門的運(yùn)輸工作量較少3副井未穿過流沙層，減小了井筒掘進(jìn)的難度。1 工業(yè)場(chǎng)地、排風(fēng)井及回風(fēng)石門壓大量的的煤柱；2 井筒較長(zhǎng)，增加了掘進(jìn)量；3 斜井維護(hù)費(fèi)用高，提升速度慢，提升能力小，提升費(fèi)用高；第5方案1 掘進(jìn)技術(shù)與施工設(shè)備簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度較快，便于施工和井筒延伸；2 建井時(shí)間短，初期投資少，石門短、掘進(jìn)速度快，建井工期短3 結(jié)合了斜井和立井的優(yōu)點(diǎn)1 主副井均穿透突出煤層；2 工業(yè)廣場(chǎng)，反斜井都要壓煤，壓煤量大；井筒較長(zhǎng)，增加了掘進(jìn)量；3 井筒長(zhǎng)，通風(fēng)阻力相對(duì)較大；4 斜井維護(hù)費(fèi)用高，斜井提升慢提升能力小、提升費(fèi)用較高；5 井田斜井較長(zhǎng)，多段提升轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多系統(tǒng)復(fù)雜。由表可知道因?yàn)槊郝竦纳疃缺?/p>

37、擬深，利用斜井開拓會(huì)使井筒過長(zhǎng)，通風(fēng)阻力相對(duì)較大，壓煤量大，排除方案2、方案3和方案5。方案1和方案4在技術(shù)都可以施行。粗略比擬，方案1和方案4的主要區(qū)別在于1方案是 雙斜井4方案是的主井是斜井第二水平是斜井延伸，兩方案比擬，其石門長(zhǎng)度都差不多。采用立井提升，優(yōu)點(diǎn)是提升能力大，礦井延深在條件允許時(shí)增加的設(shè)備比擬少：但施工條件差，施工速度慢，開拓維護(hù)費(fèi)用高。采用斜井提升時(shí)，施工速度快，費(fèi)用低，但需要與暗井配套的設(shè)備和人員，但方案1減少了運(yùn)煤環(huán)節(jié)，減少了運(yùn)輸距離，方案1優(yōu)于方案4。還要通過經(jīng)濟(jì)比擬來判定。4.3.2經(jīng)濟(jì)比擬：各方案的主要數(shù)據(jù)如下：表4-6方案1：立井多水平開拓1主立井工程凈直徑/m

38、厚度/m支護(hù)形式煤巖類別支護(hù)厚度表土段5.510鋼筋混凝土永久鎖口基巖段5.5880混凝土中硬巖3502副立井工程凈直徑/m厚度/m支護(hù)形式煤巖類別支護(hù)厚度表土段6.510鋼筋混凝土<1200基巖段6.5875混凝土中硬巖5003) 井底車場(chǎng) 工程長(zhǎng)度/m掘進(jìn)斷面/支護(hù)形式煤巖類別支護(hù)厚度/mm平巷或平硐100025錨噴支護(hù)中硬巖120表4-7方案4：主反斜井副立井加暗斜井多水平開拓1主反斜井 工程長(zhǎng)度/m掘進(jìn)斷面/斷面形狀煤巖類別支護(hù)厚度/mm表土段3019半圓拱形中硬巖<600基巖段140019半圓拱形中硬巖1002副立井 工程凈直徑/m厚度/m支護(hù)形式煤巖類別支護(hù)厚度表土段6

39、.510鋼筋混凝土<1200基巖段6.5900混凝土中硬巖5003主暗斜井 工程長(zhǎng)度/m掘進(jìn)斷面/斷面形狀煤巖類別支護(hù)厚度/mm基巖段77319半圓拱形中硬巖100根據(jù)?煤炭建設(shè)井巷工程概算定額?2007各個(gè)方案計(jì)算時(shí)采用的根底數(shù)據(jù)如下：1)主立井井筒表土段根據(jù)井筒直徑5.5m，支護(hù)形式為鋼筋混凝土，永久鎖口等條件查得：定額編號(hào)6，基價(jià)18532元/m。(p69)2) 主立井基巖段根據(jù)井筒直徑5.5m，支護(hù)形式為混凝土，煤巖類別中硬巖，支護(hù)厚度350mm等條件查得：定額編號(hào)0395，基價(jià)66796元/10mp813副立井表土段根據(jù)井筒直徑6.5m，支護(hù)形式鋼筋混凝土，永久鎖口等條件可得查

40、得：定額編號(hào)8，基價(jià)21867元/m。(p69)4副立井基巖段根據(jù)井筒直徑6.5m，支護(hù)形式混凝土，煤巖類別中硬巖，支護(hù)厚度500mm等條件查得:定額編號(hào)0415，基價(jià)97552元/10m。p815)平硐及平巷根據(jù)井筒掘進(jìn)面積，支護(hù)形式及支護(hù)厚度120mm等條件查得：當(dāng)掘進(jìn)斷面為23時(shí)，定額編號(hào)3474，基價(jià)40161元/10m。當(dāng)掘進(jìn)斷面為19時(shí)，定額編號(hào)3426，基價(jià)33000元/10m。P158各方案計(jì)算費(fèi)用時(shí)采用的根底數(shù)據(jù)如下：立井提升單價(jià)：1.6元/t.km 斜井提升單價(jià)：0.42元/t.km排水單價(jià)：0.4元/t.km大巷運(yùn)輸單價(jià)：0.35元/t.km 大巷維護(hù)單價(jià)：26.8元/a

41、.m方案1第一水平可采煤量：5460.21Mt方案1第二水平可采煤量：3489.05Mt方案1第一水平石門：940m方案1第二水平石門：315m方案4第一水平可采煤量：5460.21Mt方案4第二水平可采煤量：3489.05Mt方案4第一水平石門：735m方案4第一水平石門:560m方案4暗斜井斜長(zhǎng)：773m表4-8 方案1粗略估算費(fèi)用表工程數(shù)量10m)基價(jià)(元費(fèi)用萬元費(fèi)用萬元主井開拓表土段118532018.532606.3368基巖段88667965878048基建費(fèi)用副井開拓表土段121867021.8670875.447基巖段87.59755285358井底車場(chǎng)巖巷1004016140

42、161401.61一水平石門巖巷944016137751343775134二水平石門巖巷31.540161126.50715126.50715小計(jì)2347.41435生產(chǎn)費(fèi)用立井提升系數(shù)煤量萬t提升高度km基價(jià)元費(fèi)用萬元一水平1.25460.21 0.6401.66709.506二水平1.2348905 0.8901.65962.089排水涌水量m3時(shí)間(h)效勞年限(a)基價(jià)元費(fèi)用萬元2058760520.43735264石門運(yùn)輸系數(shù)煤量萬t平均距離km基價(jià)元費(fèi)用萬元一水平1.25460.21 0.940.352155.691二水平1.23489.050.310.35454.274小計(jì)190

43、61.824合計(jì)21364.23835表4-9 方案4粗略估算費(fèi)用表工程數(shù)量10m)基價(jià)(元費(fèi)用萬元費(fèi)用萬元主井開拓表土段318532055.5960855.82498基巖段140368265155640暗斜井開拓基巖段77.33682628466498基建費(fèi)用副井開拓表土段121867021.867909.835基巖段9097552877.968井底車場(chǎng)巖巷1004016140161401.61一水平石門巖巷73.533000242.55391.35二水平石門巖巷5633000148.8小計(jì)2558.61998生產(chǎn)費(fèi)用系數(shù)煤量萬t提升長(zhǎng)度km基價(jià)元費(fèi)用萬元斜井提升1.28946.27 1.4

44、30.426447.756暗斜井提升1.23489.05 0.7730.421359.306排水涌水量m3時(shí)間(h)效勞年限(a)基價(jià)元費(fèi)用萬元2058760520.43735264石門運(yùn)輸系數(shù)煤量萬t平均距離km基價(jià)元費(fèi)用萬元一水平1.25460.21 0.7300.351674.100二水平1.23489.050.5600.35820.625主井壓煤留煤柱寬度m長(zhǎng)度m煤價(jià)元每噸費(fèi)用萬30100060016760小計(jì)30797合計(jì)33356表4-10方案的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)比擬方案方案一方案四名稱立井開拓主斜副立加暗斜井多水平開拓工程費(fèi)用萬元百分比%費(fèi)用萬元百分比%基建費(fèi)用2347.414351002

45、558.61998109生產(chǎn)費(fèi)用19061.82410030797161總費(fèi)用21364.2383510033356156由比照結(jié)果知道，方案1的費(fèi)用明顯低于方案4，而且1方案壓煤少平安系數(shù)好，維護(hù)費(fèi)用少，通風(fēng)阻力小，工業(yè)廣場(chǎng)比擬好布置。綜合上述條件所以選用1號(hào)方案。4.4主要運(yùn)輸大巷及回風(fēng)道的布置方式和位置選擇4.4.1 主要運(yùn)輸大巷階段或水平主要運(yùn)輸大巷是溝通采區(qū)與井底車場(chǎng)的主要交通運(yùn)輸干線，并進(jìn)行通風(fēng)排水及布設(shè)管線。當(dāng)上階段采完后，又可以作為下一階段或水平的總回風(fēng)道，其工作年限長(zhǎng)。主要運(yùn)輸大巷在符合開拓要求的前提下，要盡量縮短大巷長(zhǎng)度防止過多的彎曲轉(zhuǎn)折以減少開拓工程，做到運(yùn)輸方便，有利通

46、風(fēng)，并應(yīng)設(shè)在堅(jiān)硬耐久不易風(fēng)化無自然發(fā)火的煤巖層內(nèi)。布置方式分為集中布置，分組集中布置與分層布置三種。各種方式的適用條件請(qǐng)參閱表4-11。表4-11 主要巷道布置方式與適用條件布置方式適 用 條 件集中布置煤層層數(shù)多，層間距不大的礦井；井田走向長(zhǎng)度大，效勞年限長(zhǎng)；下部煤層底板有堅(jiān)硬，容易維護(hù)；煤層牌號(hào)相同，不要求分采分運(yùn)；自然發(fā)火嚴(yán)重，便于分區(qū)、分段處理事故；帶區(qū)尺寸大，石門長(zhǎng)度短分層布置煤層數(shù)不多，層間距大，石門長(zhǎng)；井田走向長(zhǎng)度短，效勞年限短；井底車場(chǎng)或平硐在煤層頂板；煤質(zhì)牌號(hào)不同，要求分采分運(yùn)；產(chǎn)量、風(fēng)量均大，需要疏解；各煤層底板均有堅(jiān)硬巖層分組集中布置煤層層數(shù)多，層間距大小懸殊；按煤層的特點(diǎn)，根據(jù)運(yùn)輸通風(fēng)要求組合，經(jīng)濟(jì)上有利；多水平生產(chǎn)，容易解決