涡北煤矿1.8Mta新井设计.doc

1、 井田境界和储量井田境界井田范围在煤炭为井田时，每个井田确保合理的状态和大小，使煤的各部分可以合理开发。煤田划分为原则的范围：井田范围内的储量，开采的条件以及煤层赋存情况要与矿井生产能力相适应；保证井田有合理尺寸；利用自然条件对地质构造（断层）等进行充分的划分；处理好相邻矿井之间的关系，合理规划矿井开采范围。南起F3断层及其分支的F3-1断层，北至刘楼断层；东起太原组第一层灰岩顶界面的隐伏露头线，向西的边境为32煤层-1000 m等高线的地面投影线。煤层埋深-400-1000 m在勘探范围内，-1000 m以下的煤层尚未勘探。由于-1000 m以深煤层单独建井从技术经济方面考虑不成立，因此其范

2、围和储量应划属本井田，作为本井田的接续储量。采矿许可证拐点坐标见表211。开采界限上二叠统石河子组下部砂岩：K3的底部，绑定到平顶山砂岩厚度下，约642米。含1，2，3，三煤层（组），3号煤层为当地煤层。下二叠统下石盒子组：IDA内主要含煤地层下砂岩从骆驼碗底，绑定到3号煤集团K3砂岩底部，246.74 255.32米的地层厚度，下统山西组：底界以太原组灰岩之顶为界，上界至铝质泥岩下骆驼钵砂岩之底，厚为约66.85 108.11 m，平均厚为87.76 m。由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层等组成。开采上限：3号煤层以上无经济可采煤层。下部边界：10号煤层以下无经济可采煤层。井田尺寸井田近似一矩形，南

3、北长6.66.7 km，东西宽1.943.01 km。面积17.2 km2。矿井储量工业资源/储量矿井工业储量的可行性评价地质资源量，其经济价值的可靠性系数的内在经济边际经济及以上的储备基地和乘以资源储量，计算公式： （式2.2.2）式中：Zg 矿井工业资源/储量，万t；111b 探明的资源量中的经济的基础储量，万t；122b 控制的资源量中的经济的基础储量，万t；2M11 探明的资源量中的边际经济的基础储量，万t；2M22 控制的资源量中的边际经济的基础储量，万t；333 推断的资源量，万t；可靠性系数，一般从0.7到0.9，在稳定的条件都大的煤层，地质构造比较简单，一般以0.8。根据公式2

4、.2.2及表223中的数据可以计算得18691.95万t。此储量为8煤层的工业资源储量。由于另外四层煤厚度小且为局部可采不稳定煤层，因此本设计中没把此储量作为矿井的工业/资源储量。矿井可采储量1）安全煤柱留设原则 2）矿井永久保护煤柱损失量（1）井田边界保护煤柱保护煤柱采场边界煤柱宽20米，是减肥的边界保护煤柱是3563200吨。（2）断层保护煤柱矿井储量计算图断层煤柱一侧留设50 m，断层保护煤柱为223.89 万t。（3）工业广场保护煤柱本矿井设计生产能力为180 万t/a，工业广场面积为21.6公顷，由于现代矿井工业广场建设技术进步，实际面积可略小，取400500 m即可。按照煤柱留设原

5、则中岩层移动角，采用垂直剖面法按下式计算： (2-3)式中：Z工业广场煤柱量，Mt；S工业广场煤柱真实面积，m2；M煤层平均厚度取7.2 m；R煤层的容重，取平均值为1.40 t/m3。土壤移动角= 40，角= 75，向下移动的移动角= 65，走向角= 75，保护煤柱图2-3-1工业广场。经计算工业广场保护煤柱损失量为2456.46 万t。图2-3-1 垂直剖面法留设工业场地保护煤柱（4）井筒及大巷保护煤柱 主、副井井筒煤柱内的保护煤柱的工业广场的范围，主要巷道布置在煤层底板岩层，没有保护煤柱，保护煤柱井巷是零。矿井设计资源储量按下式计算： (2-4)式中：矿井设计资源/储量 断层煤柱、防水煤

6、柱、井田境界煤柱、地面建筑煤柱等永久煤柱损失量之和。矿井设计可采储量： (2-5)式中：矿井设计可采储量； 工业场地和主要井巷煤柱损失量之和。 C采区采出率，厚煤层不小于75%；中厚煤层不小于80%；薄煤层不小于85%。此处取0.8。经计算各种将矿井各种储量绘制于表2-3-2表2-3-2 矿井各种储量汇总 矿井的地质资源储量Z18479.6万t矿井的工业资源储量Zg18109.9万t矿井设计资源储量Zs17331.4万t矿井设计可采储量Zk12693.2万t矿井工作制度、设计生产能力及服务年限矿井工作制度煤炭工业矿井设计规范对矿井工作制度有相关规定，设计矿井一年中有330 d在工作，采用“三八

7、制”工作制度，每天分三班，其中两班生产，一班准备，每班需要工作8 h。一天矿井提升的时间为16 h。矿井设计生产能力及服务年限确定依据 矿井设计生产能力涡北煤矿的煤炭储量丰富，稳定的高质量的炼焦煤，煤，交通方便，市场需求量大。因此确定涡北矿井生产能力为1.8 Mt/a。矿井服务年限根据“规范”的煤矿工业设计要求，见表3-2-1，矿井设计能力在1.2 2.4机器翻译/范围，矿山设计使用寿命应大于50，煤层倾角小于25服务第一开采水平的长度应大于25 a。ZK矿山储量之间的关系，为矿山服务年限的T彼此生产设计能力： (3-1)式中：T矿井服务年限，a；Zk矿井设计可采储量，万t；A矿井设计生产能力

8、，万t/a；K矿井储量备用系数，取1.3。则矿井服务年限为：T = 12693.2/（1801.3）= 54.2（a）大于50 a符合煤炭工业矿井设计规范要求。由本设计第四章井田开拓可知，矿井是两水平上下山开采，经计算第一水平可采储量为7948.45 万t，所以第一水平服务年限T1为：T1 = 7948.45/（1801.3）= 33.9（a）超过50个按照“设计规范”的煤炭工业。 不同矿井设计生产能力时矿井服务年限表 井田开拓 井田开拓的基本问题井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道从而进入煤体，建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等一系列生产系统。这些用于开拓的

9、井下巷道的形式、数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。开拓设计内容一般包括：开拓方式；井筒位置及数量；开采水平的划分及上下山开采；主要巷道布置；采区划分和开采顺序；矿井延深及技术改造。为了能够确定开拓问题，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等诸多条件，经比较后才能确定合理的方案。在解决开拓问题时，应遵循下列各项原则：1）贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤、高产高效创造条件。在保证生产可靠和安全的条件下减少各种工程的开拓工程量；尤其是初期建设工程量，应该节约基建投资，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，做到合理集中生产。3）合理开发国家资源，

10、减少煤炭损失。4）必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风、运输、供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道各种维护量，使主要巷道保持良好状态。5）要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术、新工艺、以全面发展。确定井筒形式、数目、位置及坐标1)井筒形式的确定井筒的形式有三种平硐、斜井、立井。一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井最复杂。各种井筒形式优缺点及适用条件见表4.1.1。本矿井煤层倾角为1316，平均为14，为缓倾斜煤层；水文地质情况比较简单，涌水量小；地势平坦，表土层厚，因此平硐和斜井在技术上是不可行的，只能采用立井的井筒形式。2）井筒位置的确定工业场地在主、副

11、井井口附近确定矿井工业场地，即位于井田中央。工业场地的形状和面积：本矿井煤质为优质炼焦配煤，井田内留有较多的断层煤柱，为了尽量减少煤柱损失，在符合相关规定的情况下，尽量使工业场地面积小。根据工业场地占地面积规定，确定地面占地面积为18公顷的工业场地，形状为长方形，并且长与井田走向平行，长为450 m,宽为400m。开采水平煤层倾角1316，平均是14，缓倾斜煤层；煤层基岩露头线-400 m，埋藏-1000 m深，垂直高度，600 m。根据煤炭工业矿井设计规范（2010年版）规定，一般缓倾斜以及倾斜煤层的阶段垂高为200350 m，因此宜采用多水平开采。南北走向断层F1贯穿整个井田，并且落差较大

12、，因此宜将F1断层之上沿-650m划分为一个水平，阶段垂高满足要求。标高在-650m以下的部分划分为一个或两个水平。主要开拓巷道本矿8号煤层顶底板均为泥岩，煤的硬度小，裂隙非常发育，而大巷的服务年限比较长，因此不适宜将大巷布置在煤层中，应该选用岩石大巷。根据采矿工程设计手册（2010年版）岩石大巷以布置在距煤层底板1030 m的岩性好的岩层中。距8号煤层底板30 m处为细砂岩，围岩岩性比较好，适合将大巷布置在这一层位。岩石巷道的维护条件好，维护成本低，根据需求保持一定的方向和倾斜巷道施工；设置煤仓；可以远离没有（或很少）煤柱，煤损失量少。在煤层底板中布置三条大巷，分别为轨道大巷和运输大巷和回风

13、大巷。方案比较1）提出方案根据以上提出的分析，有以下四种在技术上可行的开拓方案，分述如下：方案一：立井两水平开拓上下山开采，暗斜井延深。主、副、风井井筒均为立井，第一水平设在-650m，上山开采，部分地方上下山开采；第二水平采用暗斜井延深至-850 m，上下山开采。大巷布置在煤层底板中的岩层中，距离煤层底板30 m左右。采用中央并列式通风，如图4.1.1。图4.1.1 方案一 立井两水平开拓上下山开采，暗斜井延深1主井 2副井 3风井方案二：立井两水平开拓上下山开采，暗立井直接延深。主、副井井筒均为立井，第一水平设在-650m，上山开采，部分地方上下山开采；第二水平采用立井直接延深至-850

14、m，上下山开采。大巷布置在煤层底板的岩层中，距离煤层底板30 m左右。采用中央并列式通风，如图4.1.2.方案三：立井两水平开拓上山开采，暗斜井延深主、副、风井井筒均为立井，第一水平设在-650m，上山开采，部分地方上下山开采；第二水平采用暗斜井延深至-950 m，上下山开采。大巷布置在煤层底板的岩层中，距离煤层底板30m左右。采用中央并列式通风，如图4.1.3。图4.1.2 方案二 立井两水平开拓上下山开采，立井直接延深1主井 2副井 3风井图4.1.3 方案三 立井两平开拓上山开采，暗斜井延伸1主井 2副井 3风井方案四：立井两水平开拓上山开采，暗立井直接延深。 主、副井井筒均为立井，第一水平设在-650m，上山开采，部分地方上下山开采；第二水平采用立井直接延深至-950 m，上下山开采。大巷布置在煤层底板的岩层中，距离煤层底板30 m左右。采用中央并列式通风，如图4.1.4。图4.1.4 方案四 立井两水平开拓上山开采，暗立井直接延伸1主井 2副井 3风井2）开拓