1、2 井田境界及储量2.1 井田境界2.1.1 井田范围祁东矿西以F22断层为界与祁南矿相邻；东边以33勘探线为界，并且与龙王庙勘探区接壤；南到太原组灰岩顶界面，北方以32煤层的-900m 底板等高线垂直投影为界；井田走向长4.7-8.6km，平均8.2km。倾斜宽2.6-3.5km，平均约3.3km，面积约27.0km2。井田赋存状况示意图见图2-12.2 矿井工业储量计算2.2.1 井田勘探类型经过地质勘探，查明了祁东井田的煤层赋存情况、构造形态、煤质及水文地质条件。得知祁东井田勘探类型为中等类型。2.2.2 矿井工业储量的计算及储量等级的圈定本次设计中只针对对71煤层进行开采设计，71煤层
2、的平均倾角=13，71煤层的平均容重1.40 t/m3。边界煤层露头线为-300 m，-900 m以下的煤炭储量目前尚未探明，作为矿井的远景储量。矿井地质资源量：在CAD中将矿井划分为几个块段（根据等高线的疏密程度即煤层倾角来划分），用CAD命令计算面积小块的水平面积，由此可计算得出每个块段的不同储量，矿井地质总储量即为各块段储量相加之和。A块段水平面积为6.467平方千米，倾角12，平均厚度4.1 m；B块段水平面积为8.571平方千米，倾角13，平均厚度4.0 m；C块段水平面积为6.705平方千米，倾角14，平均厚度4.1 m；D块段水平面积为5.189 平方千米，倾角12，平均厚度3.
3、9 m。矿井工业储量可以用下式计算： (2.1)式中: m 各块段煤层的平均厚度，m；r 煤层容重，1.40 t/m3；S 各块段的水平面积，km2； 各块段煤层的倾角；把各块段的数值带入式2-1得：ZA=4.11.406.467/cos12=37.96 MtZB=4.01.408.571/cos13=49.28 MtZC=4.11.406.705/cos14=39.68 MtZD=3.91.405.189/cos12=28.97 Mt则矿井地质资源量：Z=ZA+ZB+ZC+ZD=155.89 Mt 矿井工业储量：根据钻孔布置，在矿井地质资源量中，60%是探明的，30%是控制的，10%是推断的
4、。根据大纲对矿井工业储量的计算要求，所给煤层底板等高线图上的储量均设定为经济的储量和边际经济的储量，并设定为经济的储量，为边际经济的储量，矿井工业储量可用式2.2计算： (2.2)式中：Zg矿井工业储量，Mt；Z111b探明的资源量中经济的基础储量，Mt；Z122b控制的资源量中经济的基础储量，Mt；Z2M11探明的资源量中边际经济的基础储量，Mt；Z2M22控制的资源量中边际经济的基础储量，Mt；Z333推断的资源量，Mt；K可信度系数，取0.70.9。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井，K值取0.9；地质构造复杂、煤层赋存不稳定的矿井，K取0.7，本井田取0.9。则Z111b=Z60%70%
5、=155.8960%70%=65.474MtZ122b=Z30%70%=155.8930%70%=32.737MtZ2M11=Z60%30%=155.8960%30%=28.060MtZ2M22=Z30%30%=155.8930%30%=14.030MZ333k=Z10%k=155.8910%0.9=14.030Mt把以上数据代入式2.2得Zg=65.474+32.737+28.060+14.030+14.030=154.331Mt2.3 矿井可采储量2.3.1 井田边界保护煤柱根据祁东矿的实际情况，按照煤矿安全规程的有关要求，井田边界内侧留30m的宽度作为祁东矿边界保护煤柱煤柱，则井田边界保
6、护煤柱的损失按下式计算。 （2.3）式中：P井田边界保护煤柱损失，Mt；H井田边界煤柱宽度，30 m；L井田边界长度，m；m煤层厚度，4.0 m；r煤层容重，1.40 t/m3；代入数据得：P=3024273.30104.01.40=4.07 Mt2.3.2 工业广场保护煤柱工业广场的占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明中第十五条，工业场地占地面积指标见表2-1：表2-1 工业广场占地面积指标表井型/Mta-1占地面积指标/ha0.1Mt-12.4及以上1.01.21.81.20.450.91.50.090.31.8 此次矿井设计井型为1.5Mt/a，因此根据上表可以确定工业广
7、场为1.8km2。根据采矿规程中有关工业广场的规定，工业广场属于级保护，需要留设15m宽的维护带。本设计选定的工业广场长450m，宽400m。本矿的地质条件及松散层和基岩层移动角见表2-2：表2-2 矿井地质条件及松散层和基岩层移动角广场中心煤层深度煤 层 倾 角煤层厚度松散层厚度松散层移动角走向移动角下山移动角上山移动角mmm-550134.029145757568由此根据上述已知条件，画出如图2-3所示的工业广场保安煤柱的尺寸，并由图得出保护煤柱的尺寸为：图2.3中红色梯形的面积S=1/2（上底+下底）*高 =1/2(1174.8+1320.3)* 1218.2 =1519929.9m2
8、则工业广场压煤为：P1SMr/cos (2.1)1519929.94.01.40/ cos13873.88万t=8.74Mt2.3.3 断层保护煤柱祁东矿71煤层现已查明主要断层有F1断层和 F2 断层以及DF5 断层，这些断层可靠并且容易控制，故在这些断层的两侧各留20 m的保护煤柱，则其煤柱损失可由下式求得Pf=Lf2m 30 （2.4）式中：Pf煤柱损失，t；Lf断层长度，m；m 煤层厚度，m；煤层容重，t/m3，取1.40 t/m3Pf=500024.01.402010=1.12 Mt2.3.4 风井保护煤柱按照建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程（2000版）中参数计算
9、，取东西和南三采区风井工业场地为100 m100 m，因其保护煤柱处于防水保护煤柱中，因而只需计算防水煤柱压煤量即可。风井保护煤柱即为0。2.3.5 防水保护煤柱按照建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程中近水体采煤的安全煤岩柱设计方法，再根据本矿井实际情况，留取80m作为防水煤柱，计算得防水煤柱损失为2.44 Mt。2.3.6 大巷保护煤柱取大巷保护煤柱的宽度为20 m计算可得大巷保护煤柱总量为：3.15 Mt。综上，矿井的永久保护煤柱损失量汇总见表2-3。表2-3 永久保护煤柱损失量煤柱类型储量/Mt工广煤柱8.74井田边界煤柱4.07断层煤柱1.12风井煤柱0防水煤柱2.44
10、大巷煤柱3.15合计19.522.3.7 矿井可采储量井田的可采储量Z按下式计算：Z=(QP) C (2.5)式中：Q矿井工业储量，154.331Mt； P各种永久煤柱的储量之和，19.52 Mt； C采区回采率，厚煤层不低于0.75，中厚煤层不低于0.80，薄煤层不低于0.85；设计开采的71煤层属厚煤层，采区回采率取为0.80。则计算可采储量为：Z=(QP) C=（154.33119.52）0.8=107.85 Mt由此可以得出祁东矿的可采储量为107.85Mt。3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限按照煤炭工业矿井设计规范的规定，参考关于煤矿设计规范中若干条文修改决定的说明，确定本矿井
11、设计生产能力按年工作日330d计算。“三八制”作业（两班生产一班准备检修）每天两班出煤，净提升时间为16h。3.2 矿井设计生产能力服务年限3.2.1 确定依据煤炭工业矿井设计规范第2.2.1条规定：矿井设计生产能力应根据资源条件、开采条件、技术装备、经济效益及国家对煤炭的需求等因素，经多方案比较或系统优化后确定。矿区规模可依据以下条件确定：（1）资源情况：煤田的煤储量丰富，地质条件简单，要加大对矿区规模的建设，如果是建设大型矿井，煤田的地质条件也相当复杂，并且储量有限，那么则不能将矿区规模定得太大；（2）开发条件：包括井田所处的地理位置（是否靠近老矿区以及大城市），交通（铁路、公路、水运），
12、供电，供水，建筑材料及劳动力来源等。如果这些条件都比较好，那么应加大开发的强度和矿区的规模建设；（3）国家需求：对国家煤炭的需求量预测是确定矿区规模的一个重要依据；（4）投资效果：工期短、投资少、效率高、生产成本低、投资回收期短的矿井应该加大矿区的规模建设，反之则需要缩小矿井规模。3.2.2 矿井设计生产能力祁东矿区煤的储量丰富，设计开采的71煤层赋存稳定，煤层属于厚煤层，且煤层厚度比较稳定，为缓倾斜煤层（倾角13）。经计算，祁东矿总的工业储量为154.331 Mt，可采储量为107.85 Mt。但因为祁东矿地质构造简单，同时煤田的范围比较大，开采技术比较好，所以本设计初步确定矿井的设计生产能
13、力为1.5 Mt。3.2.3 矿井服务年限矿井服务年限必须与井型相适应。矿井可采储量Z、设计生产能力A、矿井服务年限力T三者之间的关系为：T=Z/(AK) (3.1)式中：T矿井的设计服务年限，年； Z矿井可采储量，107.85 Mt； A矿井的设计生产能力，1.5Mt /a； K储量备用系数，取1.3；由3-1式得：T=107.85/(1.51.3)= 55.31 a50 a 因此，本矿井的开采年限符合规范的要求。具体规范参看表3-1。表3-1 我国各类井型的矿井和第一水平设计服务年限矿井设计生产能力万/ta-1矿井设计服务年限/a第一开采水平服务年限煤层倾角45600及以上7035300500603012024050252015459040201515930各省自定一水平可采储量为55.4Mt，故一水平服务年限28.41a，符合要求。4 井田开拓4.1 井田开拓的基本问题井田开拓是为整个矿井和各水平开采进行的总体性的井巷布置、
