山西长治郊区三元南耀吉安煤业3#煤层矿井设计

继续教育学院毕业设计（论文）纸目录1 矿区概述及井田地质特征11.1 矿区概述11.2 井田地质特征21.3 煤层特征72 井田境界和储量112.1 井田境界112.2 矿井工业储量132.3 矿井可采储量143 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限163.1 矿井工作制度163.2 矿井设计生产能力及服务年限164 井田开拓184.1 井田开拓基本问题184.2 矿井基本巷道265 准备方式采区巷道布置345.1 首采区位置345.2 采区巷道布置345.3 采区主要生产系统345.4 首采工作面个数及位置355.5 巷道掘进356 采煤方法386.1 采煤方法的选择386.2 采煤工艺的确定396.3 工作面主要设备选型396.4 工作面回采方向436.5 放顶煤工作面参数的确定446.6 工作面回采方式及接替顺序457 大巷运输及设备467.1 运输方式的选择467.2 运输设备选型478 矿井提升508.1 提升方式508.2 主井提升设备508.3 副井提升设备559 矿井通风及安全629.1 概况629.2 矿井通风639.3 灾害预防及安全装备7410 设计矿井基本经济指标及环境保护8710.1 设计矿井基本技术经济指标8710.2 环境保护90参考文献99致 谢100全套图纸加1538937061021 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 井田位置、范围及交通条件长治市郊区三元南耀吉安煤业有限公司地处沁水煤田潞安矿区东北部的西白兔乡南村、中村一带，东距榆黄公路、太焦铁路约10km，西距208国道约10km，南距王庄煤矿铁路专用线5.5km，南距长治市约40km，距潞城市25km。交通运输极为便利。交通位置见图1-1。井田交通位置示意图图1-1整合后的吉安井田范围由20个拐点连线组成的不规则多边形，南北长2.5km，东西宽1.215km，整合后井田面积为1.9719km2。1.1.2 地形、地貌井田位于太行山西侧长治盆地的东北部，全部为黄土覆盖，地形较为平坦，最高海拔约+962.5m，最低海拔+917.50m，相对高差约45m，地势东北高、西南低。1.1.3 气候、地震1、气象井田属东亚季风区暖温带半湿润地区，大陆季风气候显著，冬季寒冷，夏季暖湿多雨，气候适宜。年内常有干旱、霜冻、冰雹、暴雨、大风等灾害性天气发生，多地方性风，夏季多为东南风，冬季多为西北风，最大风速1416m/s。据长治市气象站观测统计，近50年来，年平均气温9.1，最高气温37.6，最低气温-23.0（1984年12月8日）；年降雨量最小为340.9mm（1965）年，最大为832.9mm（1971）年，平均595mm，雨季多集中在七、八两个月；年平均蒸发量1558mm，为降水量的3倍；年平均无霜期170天左右，冰冻期为十一月至次年三月，最大冻土深度0.75m。2、地震据长治市地震局资料，长治地区除1890年五乡县发生过5.5级（烈度7度）地震外，尚未发生过4级以上的地震，但4级以下的小地震比较频繁。按照GB18306-2001中国地震动参数区划图，调查区地震动反应谱特征周期（f）为0.45s，地震动峰值加速度为0.05g，对应的地震基本烈度为6度。1.1.4 水文状况井田位于辛安泉域中部襄垣至长治之间迳流区。泉域边界：东为太行山西麓隔水层隆起带，是泉域隔水边界；南为高平北部丹朱岭（长子县南部）附近纬向移动的地下分水岭；西为漳河与汾河流域边界，与地表分水岭基本一致，在构造上处于沁水大向斜轴部；北为武乡榆社和顺一带的可移动的地下分水岭。区域内主要河流是漳河，属海河水系，分清漳河和浊漳河两支。1.2 井田地质特征1.2.1 井田煤系地层本井田主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组。现分述如下：1、二叠系下统山西组（P1s）含煤24层，自上而下编号有1、3号煤层。含煤地层平均厚56.47m。煤层平均厚6.88m，平均含煤系数12.18%。其中3号煤层位于本组中部，全井田可采(已分布有采空区)，1号煤层不可采。2、石炭系上统太原组（C3t）含煤1214层，含煤地层平均厚107.19m。煤层平均厚6.97m，含煤系数平均为6.50%。有编号的11层，自上而下编号有7、8-2、9、9下、11、12、13、14、15-1、15-2、15-3号煤。其中8-2、15-1、15-3号煤层全井田可采， 9号煤层零星可采，15-2煤层零星可采，其余煤层均不可采。1.2.2 井田地质构造1、区域地质构造潞安矿区位于太行山背斜西翼，沁水复向斜的东侧。沁水盆地东部地层大致为走向北东，向西倾斜的单斜构造。受新华夏构造运动的影响，区域性的褶曲呈雁行排列，彼此平行，本井田地处晋获褶断带西侧、武阳凹褶带东侧。晋获褶断带：从河北获鹿起，经黎城、潞城、长治东侧向南一直到晋城市南村一带，延伸长250km，宽2025km，总体走向为N25E，由相互平行的断裂和褶皱组成。 1-2 山西省东南部构造纲要图武阳凹褶带：主要展布于屯留、阳城一线以西，北北东向斜贯沁水盆地，总体为一复式向斜，主要形迹为一系列褶皱，局部发育压性断裂，褶皱规模都不大，为极开阔平缓的褶曲。潞安矿区处于武乡阳城凹褶带中段，晋城获鹿褶断带西侧，矿区主体构造线方向与晋获褶断带一致，呈北北东北东东向。因受东侧晋-获褶断带构造的影响，区域内所见断层走向以北东、北北东向为主，均为高角度正断层。北北东向断层以长治断裂为最大，倾向295，倾角70，最大断距600m。北东向断层主要有二岗山南、北断层、安昌断层与中华断层、文王山南、北断层等，它们分别组成了二岗山地垒、文王山地垒等。二岗山南、北断层断距最大300400m，安昌断层断距40150m。区域内无岩浆岩侵入。(见图2-1-1 山西省东南部构造纲要图)2、井田构造受区域构造的影响，井田内构造总体为两组近北东向的宽缓褶曲，产状一般5 8，局部可达10。据3号煤层开采资料，井田内未见断层和陷落柱，无岩浆岩侵入。井田构造类型属简单类。3、构造对煤矿生产的影响从整合地质报告及现有3号煤层开采资料来看，井田内未见断层和陷落柱，无岩浆岩侵入。井田构造类型属简单类。井田构造对煤层开采无影响。由于开采规模有限，井下也可能有隐伏构造尚未发现，建议建设单位在生产中要做到有掘必探，先探后采，防患于未然。1.2.3 井田水文地质特征1、区域水文地质概况井田位于辛安泉域中部襄垣至长治之间迳流区。泉域边界：东为太行山西麓隔水层隆起带，是泉域隔水边界；南为高平北部丹朱岭（长子县南部）附近纬向移动的地下分水岭；西为漳河与汾河流域边界，与地表分水岭基本一致，在构造上处于沁水大向斜轴部；北为武乡榆社和顺一带的可移动的地下分水岭。 区域内主要河流是漳河，属海河水系，分清漳河和浊漳河两支。2、各含、隔水层特征(一) 主要含水层1)奥陶系中统（O2）岩溶裂隙含水层该含水层在井田内未出露，主要由石灰岩、白云质灰岩及泥灰岩等组成，含水空间以岩溶裂隙为主。根据钻孔揭露，峰峰组厚度257.74m，下部以泥灰岩、角砾状泥灰岩为主，含石膏层，泥灰岩顶部岩溶裂隙发育；上部以石灰岩为主，垂直裂隙发育。上马家沟组未揭穿，岩性主要为石灰岩、泥灰岩，岩溶裂隙发育。根据补3号孔简易水文地质观测，在该层段中钻进时，孔内冲洗液全部漏失。根据本次补3号孔对上马家沟组中上部及峰峰组混合抽水试验资料，单位涌水量0.1431L/s.m，渗透系数0.2184m/d，水位标高+639.91m（为方便叙述，后文均按640m叙述），为中等富水性含水层，结合区域资料，本含水层属中强富水性含水层。2)石炭系上统太原组(C3t)含水层组井田内地表无出露，为碎屑岩夹碳酸盐岩层间岩溶裂隙含水层，含水层主要由K2、K3、K4、K5等石灰岩组成，含水空间以岩溶裂隙为主，构成太原组各煤层的直接充水含水层。 K2石灰岩岩溶裂隙含水层为14号煤层直接顶板，距15-1号煤层顶平均间距4.31m，距15-2号煤顶层平均间距5.36m，距15-3号煤层顶平均间距9.94m，分布范围广， K2石灰岩厚度5.108.60m，平均6.71m，垂直裂隙发育， 部分被方解石充填，见溶孔，少数钻孔裂隙面上有水锈，部分钻孔在该层段钻进时冲洗液有漏失现象。 K3石灰岩岩溶裂隙含水层 为13号煤层的直接顶板，厚度1.653.55m，平均2.30m，部分地段垂直裂隙发育，见小溶孔。K4石灰岩岩溶裂隙含水层为11号煤层直接顶板，厚度2.454.55m，平均3.75m，岩溶裂隙发育不均一，在局部地段见垂直裂隙和溶孔。K5石灰岩岩溶裂隙含水层K5石灰岩为7号煤层直接顶板，厚度1.553.80m，平均2.63m，岩溶裂隙发育不均一，在局部地段见垂直裂隙和溶孔。根据补3号孔简易水文地质观测，在该层段中钻进时，孔内冲洗液全部漏失。根据本次补3号钻孔对太原组进行混合注水试验，单位注水量q=0.0351L/s.m，渗透系数K=0.2530m/d，水位标高+680.01m。3）二叠系下统山西组(P1s)砂岩裂隙含水层为碎屑岩裂隙含水层，井田内地表无出露，含水层主要由中、细粒砂岩组成，含水空间以构造裂隙为主。根据钻孔简易水文地质观测，在该层段中钻进遇到采空区时（补1、补4及补5），孔内冲洗液全部漏失。未遇到采空区的钻孔，冲洗液消耗量不大。 据邻区（王庄井田）43号钻孔抽水试验资料: 单位涌水量q=0.00084L/s.m，渗透系数K=0.00567m/d。该含水层为弱富水性含水层。4）二叠系下统下石盒子组(P1x)中部及底部K8砂岩裂隙含水层为碎屑岩裂隙含水层，井田内地表零星出露，含水层主要由中细粒砂岩组成，含水空间以构造裂隙为主；含水层埋藏浅或出露于地表时，含水空间以风化裂隙为主，成为基岩风化带裂隙含水层。根据孔简易水文地质观测，在该层段中钻进遇到采空区时，孔内冲洗液全部漏失。未遇到采空区的钻孔，冲洗液消耗量不大。受采煤时形成的导水裂隙带的影响，K8砂岩裂隙含水层也构成3号煤层的直接充水含水层。（二）主要隔水层1）石炭系上统太原组15-3号煤层底部至中统本溪组底隔水层岩性主要为灰绿色泥岩、铝质泥岩及砂质泥岩组成，厚度12.4020.40m，平均13.94m，透水性差，平行不整合于峰峰组石灰岩岩溶裂隙含水层之上，阻隔其上、下含水层间水力联系。2）太原组上部石灰岩层间隔水层主要由灰黑色泥岩、砂质泥岩组成，分布于各石灰岩含水层之间，起层间隔水的作用。3）二叠系砂岩含水层层间隔水层主要由泥岩、砂质泥岩等组成，呈层状分布于各砂岩含水层之间，形成平行复合结构，起层间隔水作用。3、地质构造对矿井充水的影响井田内未见断层及陷落柱，但可能存在隐伏未探明的断层和陷落柱。据邻区生产矿井的调查，断层和陷落柱均具有一定的导水性，有沟通其它含水层之间的水力联系的可能。因此存在开采井田内3、15号煤层时，通过断层沟通其它含水层对矿井产生侧向突水的可能，因此在断层附近一定要预留防水煤柱，防止侧向突水；同时在开采过程中可能会出现未探明的导水断层，生产中要坚持“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则。4、矿井涌水量开采3号煤层矿井正常涌水量为3000m3/d（125m3/h），最大涌水量为3600m3/d（150m3/h）；开采8-2号煤层矿井正常涌水量为3600m3/d（150m3/h），最大涌水量为4300m3/d（180 m3/h）；开采15号煤层矿井正常涌水量为4500m3/d（187.5 m3/h），最大涌水量为5400m3/d(225 m3/h)。1.3 煤层特征1.3.1 可采煤层赋存特征井田内可采煤层为3、8-2、15-1、15-3号煤层。可采煤层均为稳定型（一型）倾角较小为近水平煤层。煤层顶底板岩性特征以及煤层层间距一览表见表1-11.3.2 煤层的围岩性质井田内可采煤层为3、8-2、15-1、15-3号煤层。位于山西组下部的3号煤层，上距K8砂岩28.3739.60m，平均33.47m。下距K7砂岩3.8320.03m，平均13.05m，下距8-2号煤层31.2375.56m，平均54.39m。煤层厚5.807.27m，平均厚6.64m，煤层结构简单，局部含一层夹矸，层位、厚度均稳定，全井田可采（分布有采空区）。3号煤层顶板多为泥岩、砂质泥岩；底板多为泥岩，局部为细粒砂岩。位于太原组三段下部的8-2号煤层，上距K5灰岩10.4517.78m，平均14.44m，下距K4灰岩10.1319.91m，平均14.53m，上距3号煤层31.2375.56m，平均54.39m，下距15-1号煤层46.5964.19m，平均61.76m。煤层厚0.502.42m，平均1.66m，局部含一层夹矸，层位较稳定。对比可靠，全井田可采。8-2号煤层顶板主要为泥岩、砂质泥岩；底板为泥岩，局部为细粒砂岩。位于太原组一段上部的15-1号煤层，上距K2 石灰岩2.676.96m，平均5.36m，上距8-2号煤层46.5964.19m，平均61.76m；下距15-3号煤层2.455.37m，平均4.13m。煤层厚0.741.37m，平均厚1.05m，无夹矸，层位、厚度稳定，全井田可采。15-1号煤层顶板多为泥岩、砂质泥岩、局部为炭质泥岩；15-1号煤层底板多为泥岩、砂质泥岩。15-3号煤层位于太原组一段下部，上距15-1号煤层2.455.37m，平均4.13m，下距K1砂岩1.734.59m，平均3.19m，煤层厚0.561.91m，平均1.46m。结构较复杂，局部夹23层夹矸，层位稳定、厚度较稳定，全井田可采。15-3号煤顶板多为泥岩，底板多为泥岩、铝质泥岩和细粒砂岩。综上所述，井田内可采煤层均为稳定型（一型）。可采煤层基本情况见表1-1，现将其主要特征分述如下：表1-1 煤层顶底板岩性特征以及煤层层间距一览表 含煤地层煤层编号煤层厚度(m)煤层间距(m)煤层结构(夹矸数)稳定性可采性顶底板岩性顶板底板P1s35.80-7.276.6431.23-75.5654.3946.59-64.1961.762.45-5.374.13简单(0-1)稳定全井田可采泥岩、砂质泥岩泥岩、砂质泥岩C3t8-20.50-2.421.66简单(0-1)稳定全井田大部可采泥岩、砂质泥岩泥岩、砂质泥岩15-10.74-1.371.05简单稳定全井田大部可采泥岩、石灰岩泥岩、砂质泥岩15-30.56-1.911.46简单(1-2)稳定全井田可采泥岩、砂质泥岩泥岩、砂质泥岩1.3.3 煤质1、煤的化学性质1)、3号煤层原煤水分（Mad）为 0.63%1.16%，平均0.88%，浮煤水分（Mad）为0.40%0.90%，平均0.64%。原煤灰分（Ad）为12.30%22.08%，平均为16.23%，为低灰中灰煤。浮煤灰分（Ad）为8.47%9.83%，平均9.19%，为低灰中灰煤。原煤挥发分（Vdaf）为15.81%18.33%，平均16.83%；浮煤挥发分（Vdaf）为14.29%15.79%，平均15.17%，为低挥发分煤。原煤硫分(St，d)为0.24%0.32%，平均0.29%，为特低硫煤。浮煤硫分(St，d)为0.25%0.39%，平均0.32%。为特低硫煤。从各种硫测试结果看3号煤层以有机硫为主，其次为硫化物硫，因此，洗选后煤中硫分含量略有升高。3号煤层各种硫测试结果统计表详见表1-2。表1-2 3号煤层各种硫测试结果统计表 煤层号Sp，d（%）Ss，d（%）So，d（%）3号煤原煤0.06-0.190.10 (5)0.000.12-0.240.18 (5)浮煤0.03-0.080.07 (5)0.000.17-0.360.26 (5)注：括弧内为统计点数2)、8-2号煤层原煤水分（Mad）为 0.54%1.63%，平均0.92%；浮煤水分（Mad）为0.23%0.79%，平均0.59%。原煤灰分（Ad）为14.12%32.89%，平均为25.04%，为低灰高灰煤。浮煤灰分（Ad）为8.02%16.39%，平均11.64%，为低灰高灰煤。原煤挥发分（Vdaf）为15.84%19.49%，平均17.70%；浮煤挥发分（Vdaf）为14.45%16.75%，平均15.59%，为低挥发分煤。原煤硫分(St，d)为0.97%3.91%，平均2.15%，为低硫高硫煤。浮煤硫分(St，d)为0.76%1.87%，平均1.29%。为中低硫高硫分煤。从各种硫测试结果看8-2号煤层以硫化物硫为主，其次为有机硫，因此，洗选后煤中硫分含量明显降低。8-2号煤层各种硫测试结果统计表详见表1-3。表1-3 8-2号煤层各种硫测试结果统计表 煤层号Sp，d（%）Ss，d（%）So，d（%）8-2号煤原煤0.48-3.791.68 (5)0.00-0.010.00 (5)0.11-0.620.46 (5)浮煤0.21-1.230.66 (5)0.000.55-0.730.63 (5)注：括弧内为统计点数3)、15-1号煤层原煤水分（Mad）为 0.45%3.07%，平均1.42%，浮煤水分（Mad）为0.36%0.94%，平均0.68%。原煤灰分（Ad）为15.18%36.54%，平均为22.85%，为低灰高灰煤。浮煤灰分（Ad）为7.36%10.26%，平均8.86%，为低灰中灰煤。原煤挥发分（Vdaf）为15.33%18.23%，平均16.81%；浮煤挥发分（Vdaf）为12.99%14.93%，平均13.90%，为低挥发分煤。原煤硫分(St，d)为1.44%4.99%，平均3.17%，为中硫高硫煤。浮煤硫分(St，d)为0.74%2.48%，平均1.66%。为中低硫高硫分煤。从各种硫测试结果看15-1号煤层以硫化物硫为主，其次为有机硫，因此，洗选后煤中硫分含量明显降低。15-1号煤层各种硫测试结果统计表详见表1-4。表1-415-1号煤层各种硫测试结果统计表 煤层号Sp，d（%）Ss，d（%）So，d（%）15-1号煤原煤0.83-4.342.68 (6)0.00-0.010.01 (6)0.28-0.640.49 (6)浮煤0.18-1.971.07 (6)0.00-0.010.00 (6)0.47-0.680.59 (6)注：括号内为统计点数 4)、15-3号煤层原煤水分（Mad）为 0.54%1.89%，平均1.20%，浮煤水分（Mad）为0.48%1.19%，平均0.72%。原煤灰分（Ad）为12.89%26.12%，平均为16.72%，为低灰中灰煤。浮煤灰分（Ad）为2.99%9.79%，平均6.06%，为特低灰中灰煤。原煤挥发分（Vdaf）为11.42%16.01%，平均14.15%；浮煤挥发分（Vdaf）为11.14%14.07%，平均12.48%，为低挥发分煤。原煤硫分(St，d)为0.80%3.81%，平均1.59%，为低硫高硫煤。浮煤硫分(St，d)为0.60%1.81%，平均0.94%。为低硫分高硫分煤。从各种硫测试结果看15-3号煤层以硫化物硫为主，其次为有机硫，因此，洗选后煤中硫分含量明显降低。15-3号煤层各种硫测试结果统计表详见表1-5。表1-5 15-3号煤层各种硫测试结果统计表 煤层号Sp，d（%）Ss，d（%）So，d（%）15-3号煤原煤0.38-3.221.10 (5)0.00-0.010.00 (5)0.40-0.580.49 (5)浮煤0.06-1.070.32 (5)0.000.54-0.740.62 (5)2、煤的用途3号煤为低灰中灰、特低硫、高热值特高热值之贫瘦煤，可作为动力用煤、民用煤。原煤经洗选后灰分降至9.19%，硫分为0.32%，可作为炼焦配煤。8-2号煤层为低灰高灰、低硫高硫、中热值特高热值高软化温度灰之贫瘦煤，可作为动力用煤、民用煤。原煤经洗选后灰分下降至11%左右、硫分下降至1.5%以下。可作为炼焦配煤。15-1号煤为低灰高灰、中硫高硫、低热值特高热值、较低软化温度灰之贫煤，可作为动力用煤、民用煤。15-3号煤层为低灰中灰、低硫高硫、中热值特高热值、较高软化温度灰之贫煤，可作为动力用煤、民用煤。3、瓦斯、煤尘及煤的自燃性根据计算， 井田内3、8-2、15-1、15-3号煤层瓦斯含量均较低，本矿为低瓦斯矿井。各煤层甲烷含量、瓦斯成分测定结果统计详见表1-6表1-6 煤层甲烷含量、瓦斯成分测定结果统计表 煤层编号甲烷含量ml/g（空气干燥基）甲烷含量ml/g(干燥无灰基)瓦斯成分CH4CO2（%）N2（%）C2-C8（%）30.290.372.5523.5573.900.0008-20.360.3937.681.3860.940.00015-1(3)0.03-0.230.100.04-0.260.121.18-12.017.811.07-22.298.2076.53-86.7682.740.000-3.7601.25315-30.740.7868.756.6624.590.000本井田3、8-2、15-1、15-2、 15-3号煤层之煤尘均有爆炸危险性。根据本次勘探时施工的补2、补3、补4号孔对3、8-2、15-1、15-3号煤层采样作煤的自燃倾向性试验结果， 3号煤层吸氧量为0.89cm3/g，自燃倾向等级为类，属不易自燃煤层。8-2号煤层吸氧量为0.540.87cm3/g，自燃倾向等级为类，属自燃煤层。15-1号煤层吸氧量为0.720.87cm3/g，自燃倾向等级为类，属自燃煤层。15-2号煤层吸氧量为0.570.82cm3/g，自燃倾向等级为类，属自燃煤层。15-3号煤层吸氧量为0.920.85cm3/g，自燃倾向等级为类，属不易自燃煤层。2 井田境界和储量2.1 井田境界依据晋煤重组办发【2010】13号文关于山西长治郊区三元南耀吉安煤业有限公司煤矿企业兼并重组整合方案的批复，整合后的吉安井田范围由20个拐点连线组成的不规则多边形，南北长2.5km，东西宽1.215km，整合后井田面积为1.9719km2。井田拐点坐标见表2-1，井田境界示意图详见图2-1。表2-1 井田拐点坐标表坐标系点号北京54坐标系西安80坐标系平面坐标（6）平面坐标（6）X坐标Y坐标X坐标Y坐标14034289.0019681500.004034240.5819681431.6224034309.0019682130.004034260.5819682061.6234033760.0019682147.004033711.5819682078.6344033748.0019681780.004033699.5819681711.6254033010.0019681818.004032961.5819681749.6364032286.0019681846.004032237.5719681837.6374032267.0019681770.004032218.5719681701.6384032144.0019681776.004032095.5719681707.6394032097.0019681729.004032048.5719681660.63104032007.0019681388.004031958.5719681319.62114032009.0019680669.004031960.5719680600.62124032957.0019680600.004032908.5719680531.62134032959.0019680653.004032910.5719680584.62144033127.0019680736.004033078.5719680667.62154033147.0019681071.004033098.5719681002.62164033245.0019681162.004033196.5819681093.62174033518.0019681155.004033469.5819681086.62184033529.0019681515.004033480.5819681446.62194034180.0019681480.004034131.5819681411.62204034181.0019681503.004034132.5819681434.62继续教育学院毕业设计（论文）纸图2-1 吉安煤矿井田境界拐点图2.2 矿井工业储量2.2.1 储量计算基础1）根据本矿的井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算；2）根据煤炭资源地质勘探规范和煤炭工业技术政策规定：煤层最低可采厚度为0.70m，原煤灰分40%；3）依据国务院过函（1998）5号文关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复内容要求：禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井，硫份大于3%的煤层储量列入平衡表外的储量；4）储量计算厚度：夹石厚度不大于0.05m时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层厚度的50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度；5）井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层赋存较稳定，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法。2.2.2 井田地质勘探井田地质勘探工作历时较长，勘探类型和网度符合地质勘探规范要求和客观实际，各项勘探工程质量和勘探研究程度高，地质基础资料齐全、准确、可靠，对井田构造、可采煤层的厚度、结构、产状及分布已查明，煤的用途已评价，储量数据可靠，可以满足矿井设计的需要。2.2.3 矿井工业储量计算1、资源储量计算方法本井田主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，且勘探工程分布均匀，因此资源估算选用地质块段法，其计算公式为：Q=SHD式中：Q 块段煤炭资源储量，t S 块段水平投影面积，m2H 块段煤层利用厚度，mD 煤层容重值，t/m32、矿井地质资源/储量经估算，全井田保有3、8-2、15-3号煤层资源/储量36.68Mt，其中 111b(331)资源/储量30.82 Mt，122b(332)资源/储量1.62 Mt，333资源量1.97 Mt。111b(331)资源/储量占总资源/储量的84%。111b(331)+122b(332）资源/储量占总资源/储量的91%。另保有15-1号高硫煤资源量3.43 Mt。各类资源量比例均满足煤、泥炭地质勘查规范要求，全井田得到了勘探程度。3号煤层保有资源/储量为14.09 Mt， 8-2号煤层资源/储量为4.13 Mt， 15-1号煤层资源/储量为3.43 Mt，15-3号煤层资源/储量为4.15 Mt。各煤层资源/储量汇总表见表2-2。3、矿井工业资源储量 资源/储量的可靠性井田内3号煤层已开采多年，勘查程度较高，除采空区边界外画出30m333资源量外，其余资源/储量类别均划分探明的(可研)经济基础储量(111b)。井田内构造简单为一类。8-2、15-1、15-3号煤层全井田稳定可采，均为一型。由于未开采，未进行可行性研究，根据煤、泥炭地质勘查规范，以不大于1000m1000m工程网度同时外推实际工程间距1/3所圈定的范围为探明的资源量331，以1500m1500m工程网度，划定范围确定为控制的内蕴经济资源量332；最低可采边界内50m划定为推断的资源量(333)。 矿井资源/储量分类设定本矿井地质构造简单，主要可采煤层赋存稳定，倾角较小，煤质优良；矿井水文地质条件简单，瓦斯含量小，开采技术条件简单，可采煤层对比可靠，因此可采煤层中的331和332均应属经济基础储量，分别列入111b和122b。表2-2 矿井地质资源/储量汇总表煤层号煤类资源/储量(Mt)合计111b(331)总量(%)111b(331)+122b（332）总量(%)备注111b (331)122b (332) 3333PS21.473.5024.9786868-2PS3.240.840.054.13789915-3PM3.370.784.1581100小计28.081.621.9733.25849115-1PM2.740.693.4380100高硫煤合计30.821.311.9736.6883884、矿井工业资源/储量预测矿井的工业资源/储量为矿井地质资源量中探明的资源量331和控制的资源量332，经分类得出的经济的基础储量111b和122b、边界经济的基础储量2M11和2M22，连同地质资源量中推断的资源量333的大部。矿井工业资源/储量=111b+122b+2M11+2M22+333k如前所述，各煤层中331和332均应属经济基础储量，分别列入111b和122b，其余下组煤列入推断的资源量333，则：矿井工业资源量=111b+122b+333k其中 k可信度系数，一般取0.70.9。由于矿井地质构造简单，煤层赋存稳定，设计取333储量的可信度系数取0.85。经计算，矿井工业资源/储量为33.86Mt。 2.3 矿井可采储量矿井设计资源/储量：矿井工业资源/储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和地面建（构）筑物煤柱等永久性保护煤柱损失量后的资源/储量。2.3.1、各类煤柱留设方法如下：1）断层煤柱根据地质报告，本井田内未发现断层，故本设计暂不考虑留设断层煤柱。2）采空区防水煤柱本矿为整合煤矿，3号煤存在较大区域的采空区需要留设保护煤柱，根据煤矿防治水规定附录三，3号煤采空区防水煤柱按人为边界防隔水煤柱留设，设计按40m留设。经计算，采空区防水煤柱为1.31Mt。3）井田境界煤柱井田境界煤柱在本井田一侧按20m留设。经计算，井田境界煤柱为1.33 Mt。4）地面建筑由于井田内的两个村庄-中村和南村均考虑搬迁，且地面没有其它需要保护的建筑，故本设计暂也不考虑留设地面建筑保护煤柱。即扣除井田境界永久煤柱2.64Mt后，矿井设计资源/储量为20.55Mt，见表2-3。表2-3 矿井设计资源/储量汇总表 单位：Mt煤层编号工业资源/储量永久煤柱损失矿井设计资源/储量采空区防水煤柱井田边界合计324.471.310.261.5712.23 22.908-23.280.340.342.9415-12.740.280.282.4615-33.370.450.452.92合计33.861.311.332.6431.222.3.2、矿井设计可采储量矿井设计可采储量（矿井设计资源/储量减去工业场地、井筒、井下主要巷道保护煤柱）采区采出率采区回采率：根据煤炭工业矿井设计规范及井田3号煤层厚度，确定3号煤采区采出率为75%，15-1号煤层采区采出率为85%，8-2、15-3号煤采区采出率为80%。 工业场地煤柱工业场地和村庄保护煤柱表土段移动角按45计算，基岩段移动角：由于本矿井煤层倾角仅36，故走向和倾向均按73计算。 井下主要巷道保护煤柱主要巷道两侧各留30m煤柱。经计算，全井田共获得设计可采储量为20.83Mt。详见表2-4。表2-4 矿井设计可采储量汇总表 单位：Mt煤层编号矿井设计资源/储量煤柱损失采区采出率设计可采储量工业场地主要巷道小计322.901.230.872.10.7515.608-22.940.280.310.590.801.8815-12.460.300.260.560.851.6215-32.920.460.300.760.801.73合计31.222.271.744.0120.833 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1 矿井工作制度煤矿年工作日330d，井下采用“四六”工作制，每天四班作业，其中三班生产，一班检修。每天净提升时间为16h。3.2 矿井设计生产能力及服务年限3.2.1 矿井设计生产能力本矿井设计生产能力为0.6Mt/a。3.2.2 确定依据根据设计委托要求，结合井田煤层条件、开采技术条件、工作面装备水平、煤炭外运条件、初期投资和市场需求等因素，设计提出0.6Mt/a、0.9Mt/a、1.2Mt/a三个矿井井型方案，分析比较见表3-1。表3-1 矿井设计井型分析比较表序号项目井型0.6Mt/a0.9Mt/a1.2Mt/a1储量及资源条件全井田地质资源总储量为33.8Mt，设计可采储量为20.83Mt，矿井服务年限20.36a ；全井田地质资源总储量为33.8Mt，设计可采储量20.83Mt，矿井服务年限16.53a ；全井田地质资源总储量为33.8Mt，设计可采储量为20.83Mt，矿井服务年限12.40a ；22资源配置0.45Mt/a设计生产能力低于规划规模根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室（晋煤重组办发201013号）批复意见，以及山西省国土资源厅颁发的采矿许可证的批复，矿井生产能力均为0.9 Mt/a设计生产能力高于矿井已批复的生产能力。33技术装备首采的3号煤层平均厚度6.64m，适应此煤厚的采煤工艺为综采放顶煤工艺，0.6Mt/a的生产规模不能充分发挥设备的效能与综采设备能力基本匹配。1.2Mt/a的生产规模可以充分发挥设备效能， 44开采技术条件初期开采的3号煤为低瓦斯、近水平、煤层赋存稳定、构造简单，优越的开采技术条件为建设现代化矿井奠定了基础。同左生产后期进入8-2、15-1、15-3号煤煤层厚度较小，且部分区域受水害威胁，不适合大规模开采综合以上几个方面的比较，设计认为本矿井按山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室（晋煤重组办发201013号）批复意见确定矿井生产能力，即矿井设计生产能力0.6Mt/a。 3.2.3 服务年限煤矿服务限用下列公式计算：式中 T煤矿服务年限，a；Z采煤矿设计可采储量，20.83Mt；A煤矿设计生产能力，0.6Mt/a；K储量备用系数，取1.4。经计算，全煤矿服务年限为15.3a。4 井田开拓4.1 井田开拓基本问题4.1.1、影响矿井开拓方式与井口位置选择的主要因素影响井田开拓方式及井口位置选择的主要因素有地面地形条件、井田地质构造及煤层开采技术条件、技术装备与开采工艺、矿井外部建设条件等。1、矿井井田面积小（1.9719km2），南北最长2.5km，东西最宽1.215km；井田内保有储量较少，全矿井主要开采的3号煤层地质构造简单，煤层赋存稳定，结构简单，3号煤层厚5.807.27m，平均厚6.64m，煤层倾角平缓，一般58。 2、本矿井为全隐覆井田，3号煤层埋藏深度较浅，一般为200m左右，8-2煤距3号煤的层间距平均为54.39m，15-1煤距8-2号煤的层间距平均为61.76m，15-3煤距15-1号煤的层间距平均为4.13m。3、根据“整合地质报告”整合前各煤矿均在3号煤层生产，采空区较为分散的特点。故井下主要受采空区积水、积气的影响较大；8-2煤、15-1和15-3号煤尚未进行回采破坏。4、井田范围内有两个村庄（南村和中村）均按搬迁设计。 4.1.2、井田开拓方案1、井田开拓主要考虑以下原则： 以经济效益为中心，进一步深化矿井设计改革，把矿井建设成投资省、工期短、用人少、安全可靠、效益高的现代化矿井，提高煤炭资源回收率。 采用先进生产设备和工艺，提高生产集中化水平，提高工作面单产，简化生产环节。 井下开拓巷道布置应根据整合后的井田产装形态，合理确定采区尺寸，尽量增加工作面推进长度，以减少工作面搬家次数，充分发挥采掘设备的能力。 矿井设计要体现高产高效，系统简单化，控制自动化，无人值守化；按一井一面考虑。 设计方案要最大程度减少压煤，优化、合理、科学布置，提高资源利用效率。 设计方案要充分利用现有设施、设备和建构筑物，尽量减少投资，控制造价。2、工业场地的选择由于本矿为资源整合煤矿，所以工业场地应优先选择资源整合前各矿井现有工业场地，经现场勘查，原耀南煤矿工业场地和耀北煤矿的工业场地适合作为整合后矿井生产需要。其中原耀南煤矿工业场地位于井田的西部边界处，此工业场地交通较为方便，地形有利于地面设施布置；原耀北煤矿工业场地位于南村东北部，此场地地势起伏小，但三面受村庄包围，场地扩大受限。设计对这两个场地进行了优缺点比较，详见表4-1。通过综合分析比较，虽然原耀南煤矿工业场地部分场地位于采空区上，但采空区为2001年时形成，场地塌陷已稳定，可以作为布置地面建筑物；同时方案即利用原耀南煤矿工业场地具有交通方便等优点，结合建设单位意见，设计推荐利用原耀南煤矿工业场地作为整合以后矿井的工业场地。耀北煤矿的工业场地作为整合后煤矿的风井场地。3、已有井筒现状整合前4个煤矿共有8个井筒，目前除耀南煤矿主井及耀北煤矿主井尚保留外，其它井筒均已报废回填。表4-1 工业场地优缺点比较表 方案优缺点方案（原耀南煤矿工业场地）方案（原耀北煤矿工业场地）主要优点1、场地开阔，地形有利于场地分区布置，场地填挖方量小；2、外运交通条件好，距选煤厂较近；3、场地的布置受工农关系影响小；4、开工准备时间短；5、场地扩大部分征地方便。1、已有场地面积较大，有利于地面布置；2、部分建筑可以利用；3、靠近井田剩余储量中心。主要缺点1、已有场地扩大可征地的面积有限，部分场地需布置在采空区上，；2、地面基本无可利用的设施。1、场地被村庄包围，不利于场地的扩大，受工农关系影响大，征地较为困难；2、工业场地保护煤柱损失较大；3、井下与地面的煤炭运输方向相反。4、开拓方案本设计针对原耀南煤矿的现状以及井下采空区的分布情况，本着利用已有井巷工程的原则，提出两个开拓方案进行了比选：方案：立井开拓方式在工业场地内开凿主井井筒，作为整合后的主井，井口标高+936.0m，井底落于8-2煤底板，垂深261m，井筒直径5.0m，井筒装备4t箕斗，负责全矿的煤炭提升任务；副井利用原耀南煤矿的主井井筒扩掘而成，副立井井口标高+936.0m，井底落于8-2煤底板，垂深284m，井筒直径6.0m，井筒装备单罐平衡锤，负责全矿的辅助提升任务；风井利用原耀北煤矿回风立井，井口标高+931.85m，井筒直径4.3m，井底落于3号煤底板。作为矿井的回风井兼安全出口。在3号煤和8-2号煤所在层位分别布置井底车场，初期在3号煤垂直井筒向北布置三条大巷至纬线X=4033200附近，转向呈东西向后经回风立井至井田东边界，形成矿井开拓系统；后期利用暗斜井开拓15-1和15-3号煤。本方案开拓方式及巷道布置平、