1、2 井田境界和储量2.1 井田境界矿井东部以煤层的露头为界；南部以IF6断层和岱河煤矿为界，矿井东南部以IF9断层和38勘探线与房庄煤矿为界；北部以IF18断层为界限。批准开采深度为：由 -50 m 至 -350 m 标高。井田形态呈不规则的多边形，南北最长约6.55 km，东西最宽约 3.75 km，面积26.22 km2。2.2 井田工业储量 2.2.1 储量计算基础在井田范围内，经过详细的勘探以及对所勘探的煤炭的质量标准有着严格检验过的达到了开采标准的煤炭地质储量叫做矿井的地址储量。2.2.2 井田勘探程度勘探的程度较高，基本已经查明地址煤层情况2.2.3 矿井工业储量计算本设计主要是对
2、3煤层进行设计。煤层的赋存条件比较简单，加之其埋藏深也比较浅，这样的条件本来可以整体来计算，但是煤层的倾角变化比较大，所以，本次储量计算采用地质块段法，将矿体中煤层倾角大致相同的煤块划分为为 A、B、C、D四个块段，如图 2-1 所示，算出每个部分的地质储量，相加在一起就是整体矿井的工业储量。见图2-1A ,B,C,D四个块段的面积分别为 6.81 km2， 5.13 km2， 7.08 km2， 7.85 km2，倾角分别为为10,9,8，12度；3#的容重为 1.37 t/m2，3#煤平均厚度为 4.6 m。矿井工业储量利用下式计算： 式中:Zg 矿井工业储量，Mt；m 各块段煤层平均厚度
3、，m；r 煤层容重，t/m3；S 各块段水平面积，km2； 各块段煤层的倾角, ；把各块段的数值带入式 2-1 得：ZA=4.61.376.81/cos10=43.58 MtZB=4.61.375.13/cos11=32.9 3MtZC=4.61.377.08/cos945.17MtZD=4.61.377.85/cos12=50.58 Mt则矿井工业储量：Zg= ZA+ ZB +ZC +ZD=43.58+32.93+45.17+50.58=172.26 Mt其中 111b+2M11 大约占 60 %，122b+2M22 大约占 30 %，333k 大约占 10 %在井田范围内，经过详细的勘探以
4、及对所勘探的煤炭的质量标准有着严格检验过的达到了开采标准的煤炭地质储量叫做矿井的地质储量储量,按6：3：1 分配，经济基础储量、边际经济基础储量按90%、10% 分配，次边际经济基础储量不计。 (2-2) 其中：k为可信度系数，取0.70.9。地质构造简单，煤层赋存稳定取0.9；地质构造复杂、煤层赋存不稳定取0.7。根据本矿实际条件，地质构造中等，煤层赋存较稳定，故取0.85。将以上数据代入公式2-2得矿井工业储量： =93.03+46.51+10.34+5.17+14.64=169.69 Mt。2.3 矿井设计储量矿井设计储量为矿井工业储量减去计算的永久煤柱损失量的储量.2.3.1 永久煤柱
5、损失量（1）井田境界煤柱可按下列公式计算： (2-2)式中：p 边界煤柱损失量，t；L 边界长度，m；b边界宽度，断层边界 50m，人为边界 20 m。r 煤的容重，取平均容重 1.37 t/m3；M 煤层平均厚度，m；P=22411.56204.61.37=2.82 Mt （2）断层煤柱可按下列公式计算P=LbMr(2-3)式中：p 断层煤柱损失量，t；L 断层长度，m；b 保护煤柱宽度，m；r 煤的容重，取平均容重 1.3 t/m3；M 煤层平均厚度，m则：p=12.12205.51.37=1.74 Mt（3）防水煤柱的留设煤层顶底板的赋存情况较好，隔水性较好，顶底板比较致密。在勘探的过程
6、中也没发现井田范围内有比较大的水系，并且每个含水层之间都有一个天然的自己形成的较致密的含水层，综合以上条件，结论是没有必要留设防水煤柱。综合以上计算，井田保护煤柱损失量：p1=2.82 Mt2.3.2 矿井设计储量 矿井设计储量按下式计算: ZS=Zgp1式中ZS 矿井设计储量，Mt；Zg 矿井工业储量，Mt；P1煤柱损失量，Mt；矿井设计储量：ZS=Zgp1=169.69-2.82=166.87 Mt2.4 矿井可采储量矿井设可采储量为矿井设计储量减去工业场地和主要井巷煤柱煤量后乘以采区回采率后得到的储量.2.4.1 工业广场保护煤柱煤量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
7、定的说明中第十五条，工业场地占地面积指标见表 2-2矿井井型设计为 1.8 Mt/a，因此由表 2-2 得到矿井工业广场的面积为 21.6公=2.16105 m2。所以将其设计成一盒为440500的矩形，面积为2.16105 m2。工业广场所处的地区的煤层的平均倾角为 8，这个地方的表土层的厚度约为40 m，工业广场在地里上的所处的中心的埋深约为120 m，地面标高约为+33 m。留设15 m的防护保护带。本矿井的地质条件及冲积层和基岩移动角见表 2-3。工业广场压煤计算示意图如图 2-3 所示： 工业广场压煤可以按下式计算： 式中：P广场工业广场压煤量，Mt；S 工业广场压煤水平面积， m2
8、；r 煤的容重，取平均容重 1.37 t/m3；M 煤层平均厚度，m。根据以上条件和方法，可以计算出，工业广场的保护煤柱损失量为： P广场=396469.764.61.37/cos8=2.52 Mt2.4.2 主要井巷保护煤柱煤量由于矿井设计开采结束时要对大巷煤柱进行回收，因此大巷保护煤柱不计入永久煤柱损失量2.4.3 矿井可采储量矿井的可采储量Zk按下式计算: Zk=(Zs-P2) C式中：Zk矿井可采储量，Mt；Zs 矿井设计储量，Mt；P2 工业广场及主要井巷煤柱煤量，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 3#煤层属厚煤
9、层，采区回采率取为 0.8P2=P广场=2.41 MtZk=(166.87-2.52) 0.79=129.83 Mt3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 3.1 矿井工作制度煤炭工业矿井设计规范中有明确的规定，矿井的年工作日设计为 330 d，采用“四六制”的工作制度，每天四班作业，三班生产，一班准备，每班工作时间为 6 h。矿井每个昼夜的净提升时间为 16 h。3.2 矿井设计生产能力及服务年限3.2.1 确定依据根据煤炭工业矿井设计规范第 2.2.1 条规定：应依据资源的条件、开采的条件以及技术装备、产生的经济效益及国家对煤炭的需求量等因素来确定矿井的设计生产能力，经过多个方案比较或优
10、化系统后再来确定。（1）矿井的资源情况：地质条件比较简单，储量较为丰富，应该加大适当矿区的规模，努力向大型矿井的方向来建设。（2）矿井的开发条件：矿区处在淮北市朔里镇北邻交通要道徐州市，交通便捷，高速公路以及众多铁路都可用，矿区离市区较近，所以供电，供水的问题以及材料供应的问题都能得到解决。总体来说，矿区开发条件较好，应适当增大矿区规模；（3）国家需求：近年来，国家的经济高速发展，对煤炭的需求量也日益增加，但由于受到进口煤炭的冲击，煤炭价格持续走低，但是国家对煤炭资源的需求量依然不减，所以应该适当的加大矿区规模；（4）投资效果：煤田埋深较浅，建井的前期投资较少、建井工期短并且生产成本比较低、效
11、率高、投资回收期比较短，应该适当的增大矿区规模。3.2.2 矿井设计生产能力本矿井范围内的煤层赋存条件比较简单，水文地质条件比较好，首采煤层的平均厚度约为 4.6 m，煤层的平均倾角 712，属于近缓倾斜煤层。现如今全国的煤炭市场需求量比较大，煤炭的经济效益比较好。根据上述的分析，提出了 1.5 Mt/a、1.8 Mt/a、2.4 Mt/a 三个矿井生产规模的方案，分析比较过后，发现把矿井的生产能力确定为 1.8 Mt/a 是比较合适的。主要理由有以下几点：1）煤炭资源量及矿井的服务年限经计算，本矿井的可采储量为129.83 Mt，当井型为1.5 Mt/a、1.8 Mt/a、2.4 Mt/a
12、时所相对应的矿井服务年限分别为86.56 a、72.13 a、54.10 a。能够分析出，当井型为2.4 Mt/a 时，矿井的服务年限略短，满足不了规范要求；当井型为1.5 Mt/a 时，矿井服务年限又有点长；只有当井型为1.8 Mt/a 时，矿井的服务年限才比较合适，见表3-23.2.3 矿井服务年限设计生产能力 A、矿井可采储量Zk以及矿井服务年限T 三者之间有着T=Zk/(AK）关系 (3-1) 式中：T 矿井服务年限，a；Zk矿井可采储量，129.83 Mt；A 矿井的设计生产能力，1.8 Mt/a；K 矿井储量的备用系数，取 1.3矿井投产后，产量会迅速的提高，矿井在各个生产环节都需
13、要有一定的备用空间。比如局部地质条件发生变化，会使储量有所减少；由于技术原因，使矿井的采出率降有所降低，进而减少了矿井储量。所以，要考虑储量的备用系数。根据煤炭工业矿井设计规范第 2.2.6 条：在计算矿井以及其第一开采水平的设计服务年限时，储量备用系数最好在 1.31.5之间。结合本矿井的实际情况，我们把矿井储量备用系数确定为1.3。将数据代入公式 3-1 得T=129.83/(1.81.3) 57 a3.2.4 井型校核对矿井的实际开采能力，井下以及井上的运输能力，储量条件的变化以及安全条件等因素对井型进行校核：（1）矿井开采能力的校核井田内的3#煤层为主要可采煤层，平均煤厚为4.6 m，
14、为厚煤层，赋存比较稳定，厚度变化小。煤层倾角平均 712，矿井的水文地质条件比较简单，只布置一个综合机械化采煤工作面来满足矿井对生产能力的要求比较符合现代化矿井的“一矿一井一面”的开采模式。（2）运输能力的校核本矿井为大型矿井，开拓方式确定为立井单水平开拓，主井用箕斗提升煤炭，副井辅助运输采用罐笼提升，运煤的能力以及大型设备的井下运输能够达到设计要求。工作面生产出来的原煤经分带运煤斜巷里的胶带输送机运送到带区煤仓，由运输大巷里的胶带输送机运送到井底煤仓，再由主井的箕斗提升到地面，运输量比较大，运输的自动化程度比较高。副井辅助运输用罐笼提升以及下放物料，这能够满足井下需要的大型设备的运输。矿车运输井下辅助运输的主要方式，运输的能力能够满足矿井的需求，而且技术成熟，运输的稳定性高。（3）通风安全的校核本矿井瓦斯涌出量比较小，属低瓦斯矿井，3号煤层自燃等级为，不易自燃，因此没有必要采取特殊的防范措施。考虑到本井田范围较小，综合以上所有因素确定矿井的通风方式为中央并列式，具体的实现方法是只在井田的工业
