1、2.2礦井工業儲量2.2.1儲量計算基礎1.根據寺河、潘莊二號井田地質勘探報告提供的煤層儲量計算圖計算；2.依據煤炭資源地質勘探規范關于化工、動力用煤的標準：計算能利用儲量的煤層最低可采厚度為0.8m，原煤灰分不大于40%。計算暫不能利用儲量的煤層厚度為0.70.8m；3.依據國務院過函（1998）5號文關于酸雨控制區及二氧化硫污染控制區有關問題的批復內容要求：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：夾石厚度不大于0.05m時，與煤分層合并計算，復雜結構煤層的夾石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

2、主要煤層穩定，厚度變化不大，煤層產狀平緩，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：3號煤層容重為1.45t/m3，9號煤層容重為1.49t/m32.2.2井田地質勘探2.2.3工業儲量計算2.3礦井可采儲量2.3.1安全煤柱留設原則1.工業場地、井筒留設保護煤柱，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線法確定。用巖層移動角確定工業場地、村莊煤柱。巖層移動角為70°，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.斷層煤柱寬度30m，井田境界煤柱寬度為20m；5.工業場

3、地占地面積，根據煤礦設計規范中若干條文件修改決定的說明中第十五條，工業場地占地面積指標見表2.1。表2.1 工業場地占地面積指標井 型（萬t/a）占地面積指標（公頃/10萬t）240及以上1.0120-1801.245-901.59-301.82.3.2礦井永久保護煤柱損失量1.井田邊界保護煤柱井田邊界保護煤柱留設20m寬，則井田邊界保護煤柱損失量為392.86萬t。2.斷層保護煤柱斷層煤柱留設20m寬，則斷層保護煤柱損失量為：112.97萬t。3.工業廣場保護煤柱工業廣場按級保護留圍護帶寬度15m，工業廣場面積由表2.1確定，取30公頃。工業廣場保護煤柱如圖2.3。則工業廣場保護煤柱壓煤量為

4、：403萬t。4.大巷保護煤柱大巷中心距離為60m，大巷兩側的保護煤柱寬度各為60m，則大巷保護煤柱損失量為1274.94萬t。5.井筒保護煤柱主、副井井筒保護煤柱在工業廣場保護煤柱范圍內，風井井筒保護煤柱在大巷保護煤柱范圍內，故井筒保護煤柱損失量為0。各種保護煤柱損失量見表2.2。表2.2 保護煤柱損失量煤 柱 類 型儲 量（萬t）井田邊界保護煤柱392.86斷層保護煤柱112.97工業廣場保護煤柱403大巷保護煤柱1274.85井筒保護煤柱0合 計2183.83.2礦井設計生產能力及服務年限3.2.1確定依據煤炭工業礦井設計規范第2.2.1條規定：礦井設計生產能力應根據資源條件、開采條件、

5、技術裝備、經濟效益及國家對煤炭的需求等因素，經多方案比較或系統優化后確定。礦區規模可依據以下條件確定：1.資源情況：煤田地質條件簡單，儲量豐富，應加大礦區規模，建設大型礦井。煤田地質條件復雜，儲量有限，則不能將礦區規模定得太大；2.開發條件：包括礦區所處地理位置（是否靠近老礦區及大城市），交通（鐵路、公路、水運），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等。條件好者，應加大開發強度和礦區規模;否則應縮小規模；3.國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質、產量等）的預測是確定礦區規模的一個重要依據；4.投資效果：投資少、工期短、生產成本低、效率高、投資回收期短的應加大礦區規模，反之則縮小規模。3.

6、2.2礦井設計生產能力 3.2.3礦井服務年限3.2.4井型校核按礦井的實際煤層開采能力，輔助生產能力，儲量條件及安全條件因素對井型進行校核：1.煤層開采能力井田內3好煤層平均5.3m，為特厚煤層，賦存穩定，厚度變化不大。根據現代化礦井“一礦一井一面”的發展模式，可以布置一個大采高工作面保產。2.輔助生產環節的能力校核礦井設計為特大型礦井，開拓方式為雙斜井單水平開拓，主斜井采用膠帶輸送機運煤，副斜井采用軌道輔助運輸，運煤能力和大型設備的下放可以達到設計井型的要求。工作面生產的原煤經順槽膠帶輸送機到大巷膠帶輸送機運到井底煤倉，再經主斜井膠帶運輸機提升至地面，運輸能力大，自動化程度高。副井運輸采用

7、絞車雙鉤串車提升、下放物料，能滿足大型設備的下放與提升。大巷輔助運輸采用無軌膠輪車運輸，運輸能力大，調度方便靈活。3.通風安全條件的校核礦井煤塵無爆炸危險性，瓦斯涌出量大，屬高瓦斯礦井，須采取預抽瓦斯措施。礦井采用分區式通風，設兩條回風大巷，東區、西區各布置一個風井，可以滿足通風需要。4.礦井的設計生產能力與整個礦井的工業儲量相適應，保證有足夠的服務年限，滿足煤炭工業礦井設計規范要求，見表3.1。表3.1 我國各類井型的礦井和第一水平設計服務年限礦井設計生產能力（萬t/a）礦井設計服務年限（a）第一開采水平服務年限（a）煤層傾角<25°煤層傾角25°45°煤

8、層傾角>45°600及以上8040300500703512024060302520459050252015930各省自定4 井田開拓4.1井田開拓的基本問題井田開拓是指在井田范圍內，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進入媒體，建立礦井提升、運輸、通風、排水和動力供應等生產系統。這些用于開拓的井下巷道的形式、數量、位置及其相互聯系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，需要對技術可行的幾種開拓方式進行技術經濟比較，才能確定。井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認真研究。1.確定井筒的形式、數目和配置，合理選擇井筒及工業場地的位置；2.合理確定開采水平的數目和

9、位置；3.布置大巷及井底車場；4.確定礦井開采程序，做好開采水平的接替；5.進行礦井開拓延深、深部開拓及技術改造；6.合理確定礦井通風、運輸及供電系統。確定開拓問題，需根據國家政策，綜合考慮地質、開采技術等諸多條件，經全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時，應遵循下列原則：1.貫徹執行國家有關煤炭工業的技術政策，為早出煤、出好煤高產高效創造條件。在保證生產可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設工程量，節約基建投資，加快礦井建設。2.合理集中開拓部署，簡化生產系統，避免生產分散，做到合理集中生產。3.合理開發國家資源，減少煤炭損失。4.必須貫徹執行煤礦安全生產的有關規定。要建立

10、完善的通風、運輸、供電系統，創造良好的生產條件，減少巷道維護量，使主要巷道經常保持良好狀態。5.要適應當前國家的技術水平和設備供應情況，并為采用新技術、新工藝、發展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創造條件。6.根據用戶需要，應照顧到不同媒質、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。4.1.1確定井筒形式、數目、位置及坐標1.井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復雜。平硐開拓受地形跡埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區，且便于布置工業場地和引進鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務年限要求。斜井開拓與

11、立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資少；地面工業建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比立井簡單，井筒延伸施工方便，對生產干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。缺點是：斜井井筒長輔助提升能力少，提升深度有限；通風路線長、阻力大、管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術復雜。立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒斷

12、面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利；當表土層為富含水層或流沙層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質構造和煤層產狀均特別復雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產狀的煤層。主要缺點是立井井筒施工技術復雜，需用設備多，要求有較高的技術水平，井筒裝備復雜，掘進速度慢，基本建設投資大。本礦井煤層傾角小，平均5°，為近水平煤層；表土層薄，無流沙層；水文地質情況比較簡單，涌水量小；井筒不需要特殊施工，因此可采用斜井開拓或立井開拓。經后面方案比較確定井筒形式為雙斜井。2.井筒位置的確定井筒位置的確定原則：第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運輸

13、大巷的布置，石門工程量少；有利于首采區布置在井筒附近的富煤階段，首采區少遷村或不遷村；井田兩翼儲量基本平衡；井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；工業廣場應充分利用地形，有良好的工程地質條件，且避開高山、低洼和采空區，不受崖崩滑坡和洪水威脅；工業廣場宜少占耕地，少壓煤；距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。由于井田西部邊界距侯月鐵路很近，故為便于地面運輸及工業廣場布置，主井井筒位置布置方案也可以選擇在井田西部邊界附近。經后面方案比較確定主、副井筒位置在井田中央。4.1.2工業場地的位置工業場地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田西翼中部。工業場地的

14、形狀和面積：根據表2.1工業場地占地面積指標，確定地面工業場地的占地面積為30公頃，形狀為矩形，長邊垂直于井田走向， 長為700m,寬為450m。4.1.3開采水平的確定及采盤區劃分井田主采煤層為3號煤層，9號煤層由于含硫量高，近期暫不開采，后期根據需要可采用延伸井筒方式開采3號煤層以下煤層。設計中只針對3號煤層。3號煤層傾角平緩，為2°10°，一般5°，為近水平煤層，故設計為單水平開采。水平標高+560m，盤區式開采。3號煤層生產能力：可采儲量為209.14Mt，服務年限為53.63a。4.1.4主要開拓巷道3號煤層平均厚度為5m，賦存穩定，底板起伏不大，為近水

15、平煤層，煤層厚度變化不大，且煤質硬度大。故礦井開拓大巷布置在煤層中，留大煤柱護巷，大巷間距60m。由于礦井瓦斯涌出量大，為滿足回風需要，布置兩條回風大巷。再布置一條主運輸大巷，一條輔助運輸大巷，共四條大巷。為便于在巷道交叉時架設風橋等構筑物，輔助運輸大巷和主運輸大巷沿底板掘進，回風大巷沿頂板掘進。大巷位于井田中央，沿傾向布置，局部半煤巖及巖巷，巷道坡度隨煤層而起伏,一般2°-5°，輔助運輸大巷局部7°，主運輸大巷上倉段局部10°。4.1.5方案比較1提出方案根據以上分析，現提出以下四種在技術上可行的開拓方案，分述如下：方案一：立井單水平開拓主、副井井筒均

16、為立井，布置于井田中央，只設一個水平。由于輔助運輸采用無軌膠輪車，爬坡能力強。大巷布置在煤層中，沿底板掘進，局部半煤巖及巖巷，如圖4.1。方案二：主斜副立單水平開拓斜井提煤運輸能力大，立井輔助運輸能力大，為此提出主井采用斜井開拓，副井采用立井開拓。大巷布置在煤層中，沿底板掘進，局部半煤巖及巖巷，如圖4.2。方案三：斜井單水平開拓（井筒位于井田中央）主、副井井筒均為斜井開拓，布置于井田中央，大巷布置在煤層中，沿底板掘進，局部半煤巖及巖巷，如圖4.3。方案四：斜井單水平開拓（井筒位于井田邊界）主、副井井筒均為斜井開拓，布置于井田西部邊界，大巷布置在煤層中，沿底板掘進，局部半煤巖及巖巷，如圖4.4。

17、2技術比較以上所提四個方案大巷布置及水平數目均相同，區別在于井筒形式和井筒位置不同，及部分基建、生產費用不同。方案一、二主井井筒形式不同。方案一主井為立井，立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，主要缺點是井筒施工技術復雜，需用設備多，要求有較高的技術水平，掘進速度慢，基建投資大；方案二主井為斜井，斜井的運輸提升能力比立井大，有相當大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒也可作為安全出口，井下一旦發生事故，人員也可從主斜井迅速撤離。井田內3號煤層厚度大、傾角小、賦存穩定，涌水量小，立井的優點不突出，而斜井的提升能力大的特點很適合300Mt的特大型礦井的需要。經

18、過以上技術分析、比較，再結合粗略估算費用結果（見表4.1），在方案一、二中選擇方案二：主斜副立單水平開拓。1. 主井 2. 副井圖4.2方案二 主斜副立單水平開拓圖4.3方案三 斜井單水平開拓（井筒位于井田中央）圖4.4方案四 斜井單水平開拓（井筒位于井田邊界）圖4.1方案一 立井單水平開拓方案三、四主要區別在井筒位置不同，方案三井筒位于井田中央的儲量中心，井下運輸距離短，運輸費用相對較低，但井田中央煤層距地表距離大，井筒長，基建費用多；方案四井筒位于井田西部邊界附近，由于緊靠井田西部邊界就是侯月鐵路，可以減少地面運輸距離及設備等費用，還可以利用部分井田邊界煤柱，減少部分壓煤。經過以上技術分析

19、、比較，再結合粗略估算費用結果（見表4.1），在方案三、四中選擇方案三：斜井單水平開拓（井筒位于井田中央）。3經濟比較第一、四、五方案有差別的建井工程量、生產經營工程量、基建費、生產經營費和經濟比較結果，分別計算匯總于下列表中：見表4.2、表4.3、表4.4、表4.5和表4.6。表4.1 各方案粗略估算費用表(單位：萬元)項目方案一 立井單水平開拓方案二 主斜副立單水平開拓基建費用/萬元主井開鑿290×0.82834240.22主斜井開鑿1052.1×0.255268.29副井開鑿290×1.06747309.57副立井開鑿290×1.06747309.

20、57井底車場1200×0.14819×1.05186.72井底車場1100×0.14819×1.05171.16小計736.5小計749.02生產費用/萬元立井提升1.2×20914×0.29×0.926695.83斜井提升1.2×20914×1.0521×0.225808.96排水120×24×365×53.6×0.178×10-41002.93排水120×24×365×53.6×0.178×1

21、0-41002.93大巷運輸1.2×1.6×10457×0.088×（1.06+0.91）3480.62大巷運輸1.2×1.6×10457×0.088×（1.06+0.91）3480.62小計11179.38小計10292.51合計費用/萬元11915.88費用/萬元11041.53百分率108.1%百分率100.2%方案三 斜井單水平開拓（井田中央）方案四 立井單水平開拓（井田邊界）基建費用/萬元主井開鑿1052.1×0.255268.286主井開鑿800×0.255204副立井開鑿890.7

22、5×0.29467262.477副立井開鑿680×0.29467200.38井底車場1000×0.14819×1.05155.60井底車場1000×0.14819×1.05155.60小計686.36小計559.98生產費用/萬元斜井提升1.2×20914×1.0521×0.225808.96斜井提升1.2×20914×0.8×0.224417.04排水120×24×365×53.6×0.178×10-4×1.043

23、51046.56排水120×24×365×53.6×0.125×704.304大巷運輸1.2×1.6×10457×0.088×（1.06+0.91）3480.62大巷運輸1.2×3.2×20914×0.088×0.916431.21小計10336.14小計11552.55合計費用/萬元11022.5費用/萬元12112.53百分率100%百分率110%表4.2 建井工程量 (單位：m)項目方案二 主斜副立單水平開拓方案三 斜井單水平開拓初期副井井筒290890.75

24、井底車場11001000表4.3 生產經營工程量項目方案二 主斜副立單水平開拓項目方案二 主斜副立單水平開拓運輸提升萬t.km工程量運輸提升萬t.km工程量順槽運輸1.2×529.4×1.32×37=31027.08順槽運輸1.2×529.4×1.32×37=31027.08大巷運輸1.2×529.4×0.335×81=17238.32大巷運輸1.2×529.4×0.335×81=17238.321.2×529.4×0.335×77=16387.

25、051.2×529.4×0.335×77=16387.05斜井提升1.2×20914×0.8=20077.44斜井提升1.2×20914×0.8=20077.44大巷維護1.2×2×3250×4×26.8×10-4=82.97大巷維護1.2×2×3250×4×26.8×10-4=82.97排 水120×24×365×53.6×10-4=5634.43排 水120×24×

26、;365×53.6×10-4=5634.43表4.4 基建費用表(單位：萬元)方案方案二 主斜副立單水平開拓方案三 斜井單水平開拓工程量單價費用工程量單價費用（m）（元/m）（萬元）（m）（元/m）（萬元）初期主井井筒1052.12330.3337.501052.12330.3245.17副井井筒29011004.6320.04890.752714.3241.78井底車場11002122.6318.6510002122.6212.26運輸大巷32002413326.8832002413772.16小計1569.951471.37后期運輸大巷32002413772.16320

27、02413772.16合計2342.112243.53表4.5 生產經營費(單位:萬元)項目方案二 主斜副立單水平開拓方案三 斜井單水平開拓工程量萬t/km單價元/t·km費用萬元工程量萬t/km單價元/t·km費用萬元運輸提升順槽運輸31027.080.0882730.3831027.080.0882730.38大巷運輸東區17238.320.088×0.911380.4417238.320.088×0.911380.44大巷運輸西區16387.050.088×1.041499.7416387.050.088×1.041499.74

28、斜井提升20077.440.224417.0420077.440.224417.04合計10027.610027.6大巷維護費82.97201659.482.97201659.4排水費5634.430.125704.35634.430.125×1.0435734.94合 計12391.312421.94表4.6 費用匯總表方案項目方案二 主斜副立單水平開拓方案三 斜井單水平開拓費用（萬元）百分率（%）費用（萬元）百分率（%）初期建井費1865.31105.6%17766.73100%基建工程費2342.11104.4%2243.53100%生產經營費12391.3100.0%1242

29、1.94 100.2%總費用14733.41100.5%14665.47100%在上述經濟比較中需要說明以下幾點：1.兩方案大巷布置數目及位置相同，均在煤層中沿煤層底板掘進，兩條煤層運輸大巷，兩條回風大巷；2.兩方案中各盤區均有遇大斷層需搬家的問題，總費用相同，故未對此計算；3.井筒大巷的輔助運輸費用均按占運輸費用的20%經行估算；4.主、副井及風井布置在巖層中，維護費用較低，故未對比其維護費用的差別；5.主、輔運輸大巷斷面大小不同，大巷維護費用按平均維護費用估算。由對比結果可知，方案一和方案三的總費用近似相同，但設計礦井采用無軌膠輪車，斜井有利于膠輪車的下放及提升，而且立井的井底車場相對要復

30、雜；礦井設計大巷布置在煤層中，基本不出矸，輔助運輸任務輕，立井有利于輔助運輸任務的優點不突出；綜合以上技術經濟比較，確定礦井開拓方式為：斜井單水平開拓（井筒位于井田中央）。4.2礦井基本巷道4.2.1井筒礦井共有五個井筒，分別為主斜井、副斜井、進風井立井、東回風立井、西回風立井。1. 主斜井位于礦井工業場地，擔負全礦井300萬t/a的煤炭運輸兼進風。井筒內裝備B=1400mm膠帶輸送機；，裝備斜井架空乘人器，負責礦井人員升降， 設有一趟消防灑水管路和一趟壓風管路，靠近機尾段鋪設檢修軌道。井筒斷面為半圓拱形，凈斷面面積為15.5m2, 傾角16°，表土層段掘進斷面面積為21.7m2,基

31、巖掘進斷面面積為17.1m2,井筒斷面布置如圖4.5、圖4.6。2. 副斜井位于礦井工業場地，擔負全礦的材料和設備提升。副斜井內鋪設43kg/m雙軌，900mm規矩，裝備3.5m雙滾筒絞車和一套慢速絞車。井筒內設有兩趟排水管路，并敷設動力電纜。井筒斷面形狀為半圓拱形，傾角19°，凈斷面面積為17.8m2,表土層掘進斷面面積為23.9m2,基巖掘進斷面面積為19.9m2,井筒斷面布置如圖4.7、圖4.8。3進風立井進風立井位于礦井工業場地，井筒凈直徑7m，擔負礦井部分進風風量，內設玻璃鋼梯子間作為安全出口，井筒斷面布置如圖4.9。4. 東回風立井位于礦井工業場地，擔負礦井東區的全部回風

32、，井筒凈直徑為7m，凈斷面面積為38.5m2，表土層掘進斷面積為52.8m2，基巖段掘進斷面積49.0m2，井深350m，內設玻璃鋼梯子間作為安全出口，井筒斷面布置如圖4.10。5西回風立井位于礦井工業場地，擔負礦井西區的全部回風，井筒凈直徑為7m，凈斷面面積為38.5m2，表土層掘進斷面積為52.8m2，基巖段掘進斷面積49.0m2，井深210m，內設玻璃鋼梯子間作為安全出口，井筒斷面布置同東回風立井，如圖4.10。根據后面通風設計部分的風速驗算，各井筒風速均符合煤炭工業設計規范和煤礦安全規程的規定規定。4.2.2井底車場及硐室礦井為斜井開拓，煤炭由主斜井膠帶輸送機運至地面；物料經副斜井運至

33、井底車場，在井底車場換裝，由無軌膠輪車運到盤區；少量矸石由鏟斗車直接排到非通行的巷道橫貫中。1. 井底車場的形式和布置方式根據礦井開拓方式，主斜井、副斜井和大巷的相對位置關系，確定為折返式井底車場，副斜井、井底車場鋪軌以礦車輔助運輸，大巷輔助運輸為無軌膠輪車，在井底車場的大巷北側設環形換裝站，以滿足礦車與無軌膠輪車之間的材料調換。井底車場布如圖4-11。2. 空重車線長度井底車場空、重車線調車線長度按1.5倍列車長度考慮，一列礦車為20個車廂，采用1.5t固定箱式礦車，型號為MG1.7-9B,外形尺寸（長×寬×高）2400×1150×1150（mm），故取調車線長度為70m。換裝站硐室用于材料、設備的換裝，長度為80m，可同時對兩套膠輪平板車進行換裝，硐室內一端布置2臺40m行程的10t電動葫蘆橋式起重機用于物料與一般設備換裝，另一端布置2臺一組的20t電動葫蘆橋式起重機用于支架等重型設備的換裝。3. 調車方式井底車場內設2臺蓄電池機車（軌道），車場內的