采矿工程毕业设计（论文）-陈四楼煤矿1.5 Mta新井设计3【全套图纸】.doc

中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计全套图纸，加153893706姓 名： 学 号： 学 院： 矿 业 工 程 学 院 专 业： 采 矿 工 程 专 业 设计题目： 陈四楼煤矿1.5 Mt/a新井设计 专 题： 浅析煤层开采对地面桥梁的影响 指导教师： 职 称： 副教授 2011年6月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 矿业工程学院 专业年级 采矿工程专业2007级 学生姓名 吕 玉 任务下达日期： 2011 年 1 月 14 日毕业设计日期： 2011年 3 月 14 日至 2011 年 6 月9 日毕业设计题目：陈四楼煤矿1.5 Mt/a新井设计毕业设计专题题目：浅析煤层开采对地面桥梁的影响毕业设计主要内容和要求： 院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力； 工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为陈四楼1.5 Mt/a新井设计。陈四楼煤矿位于河南省永城市西北郊区，交通较为便利。井田倾向（东西）长约4.40 km，走向（南北）长约8.7km，井田总面积约为34.2 km2。主采煤层为二2号煤层，平均倾角为10，煤层平均厚度为3.25 m。井田工业储量为160.66Mt，矿井可采储量115.67 Mt 。该矿井服务年限为59.32 a，涌水量不大，矿井正常涌水量为894 m3/h，最大涌水量为1200 m3/h。矿井瓦斯涌出量较低，为低瓦斯矿井。根据井田地质条件，提出四个技术上可行的开拓方案。方案一：立井单水平加暗斜井开拓；方案二：立井单水平上下山开拓；方案三：立井两水平开拓（运输大巷布置在岩层中，立井直接延深）；方案四：立井两水平开拓（运输大巷布置在煤层中，立井直接延深）。通过技术经济比较，最终确定方案三为最优方案。一水平标高-540 m，二水平标高-760 m。井田为立井两水平开拓；综采一次采全高采煤法；矿井通风方式为两翼对角式。矿井年工作日为330d，工作制度为“四六”制。一般部分共包括10章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度及设计生产能力、服务年限；4.井田开拓；5.准备方式-带区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全技术；10.矿井基本技术经济指标。专题部分的题目为浅析煤层开采对地面桥梁的影响，主要针阐述了地表变形和对桥梁结构的影响，进而从煤层开采方面提出了一些解决措施。翻译的内容为液压支架的静力分析和模态分析，英文题目为：The Structure Statics Analysis and Transient Dynamics Analysis of Hydraulic Support关键词：陈四楼煤矿； 立井； 带区布置； 综采一次采全高采煤法； 两翼对角式 ABSTRACTThis design includes of three parts: the general part, special subject part and translated part. The general part is a new design of Chensilou mine. Chensilou mine lines in north-west of Yongcheng in Henan province. The traffic of road and railway is convenience to the mine. The width of the minefield is 4.40 km ,the width is about 8.70 km，well farmland total area is 34.20km2.The two is the main coal seam, and its average dip angle is 10degree. The thickness of the mine is about 3.25 m in all. The proved reserves of the minefield are 206.49 Mt. The recoverable reserves are 125.13 Mt. The designed productive capacity is 1.5 Mt percent year, and the service life of the mine is 64.17 years. The normal flow of the mine is 894 m3 percent hour and the max flow of the mine is 1200 m3 percent hour. The mineral well gas gushes the deal lower, for low gas mineral well.Mine geological conditions under the proposed development schemes for the four technically feasible. Option One: Single-level plus dark inclined shaft development; Option Two: One level down the open shaft; Option Three: Vertical two-level development (transport arranged in rocks in the roadway, a direct extension shaft deep); program four: two horizontal shaft development (Transportation Roadway layout in coal, direct extension shaft deep). Through technical and economic comparison, the final three as the best program to determine the program. A level elevation of -650 m, -850 m elevation of the second levelMine shaft of two levels to explore; fully mechanized mining overall high-mining method; mine ventilation for the two wings on the diagonal. The working system “four-six” is used in the Chensilou mine. It produced 330 d/a.This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. Preparation method - with area tunnel arrangement; 7. Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms. Thematic part of the topic of coal mining on the ground of the bridge, the main pin surface deformation and described the impact of the bridge structure, and then put forward from a number of coal mining solutionsTranslation part of main contentses is The Structure Statics Analysis and Transient Dynamics Analysis of Hydraulic Support.English topic is: The Structure Statics Analysis and Transient Dynamics Analysis of Hydraulic Support.Keywords : Chensilou coal; shaft; with a mere arrangement; fully mechanized mining overall high-mining method; wings diagonal中国矿业大学2011届本科生毕业设计 第IV页目 录一般部分1 矿区概述及井田地质特征31.1 矿区概述31.1.1矿区地理位置31.1.2自然地理概况31.1.3矿区开发历史及生产建设规划31.1.4矿井建设的外部条件31.2 地质特征31.2.1地层31.2.2地质构造31.2.3水文地质31.3 煤层特征31.3.1煤层31.3.2 煤质31.3.3 开采技术条件31.3.4勘探程度及存在问题32 井田境界和储量32.1 井田境界32.2 矿井工业储量32.2.1构造类型32.2.2煤层稳定类型32.2.3矿井工业储量32.3 矿井可采储量32.3.1井田边界保护煤柱32.3.2工业广场煤柱32.3.3井筒保护煤柱32.3.4断层保护煤柱32.3.5大巷保护煤柱32.3.6矿井设计可采储量33. 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限33.1 矿井工作制度33.2矿井设计生产能力及服务年限33.2.1确定依据33.2.2矿井设计生产能力33.2.3矿井服务年限33.3井型校核34 井田开拓34.1 井田开拓的基本问题34.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标34.1.2工业场地的位置34.1.3开采水平的确定及带（采）区划分34.1.4方案比较34.2 矿井基本巷道34.2.1井筒34.2.2开拓巷道35 准备方式带区巷道布置35.1煤层地质特征35.1.1带区位置35.1.2带区煤层特征35.1.3煤层顶底板岩石构造情况35.1.4水文地质35.1.5地质构造35.1.6地表情况35.2 带区巷道布置及生产系统35.2.1带区准备方式的确定35.2.2带区巷道布置35.2.3带区生产系统35.2.4带区内巷道掘进方法35.2.5带区生产能力及采出率35.3带区车场选型设计36 采煤方法36.1 采煤工艺方式36.1.1 采煤方法的选择36.1.2 回采工作面长度的确定36.1.3 工作面的推进方向和推进度36.1.4 综采工作面的设备选型及配套36.1.5 各工艺过程注意事项36.1.6 工作面端头支护和超前支护36.1.7循环图表、劳动组织、主要技术经济指标36.1.8 综合机械化采煤过程中应注意事项36.2回采巷道布置36.2.1回采巷道布置方式36.2.2回采巷道参数37 井下运输37.1概述37.1.1矿井设计生产能力及工作制度37.1.2煤层及煤质37.1.3运输距离和辅助运输设计37.1.4矿井运输系统37.2带区运输设备选择37.2.1设备选型原则：37.2.2带区运输设备选型及能力验算37.3大巷运输设备选37.3.1主运输大巷设备选择37.3.2辅助运输大巷设备选择37.3.3运输设备能力验算38 矿井提升38.1矿井提升概述38.2主副井提升38.2.1主井提升38.2.2副井提升设备选型39 矿井通风及安全39.1矿井地质、开拓、开采概况39.1.1矿井地质概况39.1.2开拓方式39.1.3开采方法39.1.4变电所、充电硐室、火药库39.1.5工作制、人数39.2矿井通风系统的确定39.2.1矿井通风系统的基本要求39.2.2矿井通风方式的选择39.2.3矿井通风方法的选择39.2.4带区通风系统的要求39.2.5带区通风方式的确定39.3矿井风量计算39.3.1通风容易时期和通风困难时期采煤方案的确定39.3.2各用风地点的用风量和矿井总用风量39.3.3风量分配39.4矿井阻力计算39.4.1计算原则39.4.2矿井最大阻力路线39.4.3计算矿井摩擦阻力和总阻力：39.4.4两个时期的矿井总风阻和总等积孔39.5选择矿井通风设备39.5.1选择主要通风机39.5.2电动机选型39.6安全灾害的预防措施39.6.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施39.6.2预防井下火灾的措施39.6.3防水措施310 设计矿井基本技术经济指标3参考文献3专题部分浅析煤层开采对地面桥梁的影响31前言32开采深陷规律32.1开采沉陷的基本规律32.2采空区稳定性评价33桥梁结构的分析33.1地表移动与桥梁基础的关系33.2桥梁抗不均匀沉降的分析33.3井下开采对桥梁安全的保护措施34小结35参考文献3翻译部分英文原文3The Structure Statics Analysis and Transient Dynamics Analysis of Hydraulic Support3I.INTRODUCTION3II.THE STRUCTURE STATICS ANALYSIS OF HYDRAULIC SUPPORT3III. THE TRANSIENT DYNAMICS ANALYSIS OF HYDRAULIC SUPPORT3IV. CONCLUSION3REFERENCES3中文译文3液压支架的静力分析和模态分析31引言32液压支架的结构静力分析33液压支架的瞬态分析34总结3参考文献3致 谢3中国矿业大学2011届本科生毕业设计 第1页一般部分中国矿业大学2011届本科生毕业设计 第125页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1矿区地理位置永城矿区陈四楼井田位于河南省永城市境内，为城厢、陈集、顺和乡所辖。井田中心南距永城老县城8 km；地理坐标：东经1162220，北纬300035。矿区北靠陇海铁路，东临京沪铁路，青（龙山) 阜（阳）铁路从矿区东南约20 km处穿过，西有京九铁路商阜段。永城老县城距商丘车站95 km，至徐州车站97 km，宿州车站74 km，其间均有柏油公路相连。区内主要村镇之间亦有简易公路相通，交通运输堪称方便。详见矿区交通位置图1-1。1.1.2自然地理概况井田位于黄淮冲积平原东部，地势低洼平坦，自西北向东南微微倾斜，地面标高+32.49 m +36.50 m，一般在+32 m至+35 m之间，相对高差3 m左右。地表广为巨厚的新生界松散冲积物所覆盖。区内地表水系不甚发育，最大的河流沱河在井田南部2 km处流过。井田内用于灌溉的沟渠纵横交错。沱河属淮河水系，发源于商丘市东北之响河，向东南流入安徽省的新汴河，全长120 km，其流量受大气降水控制，年平均流量12 m3/s，有记载的最大流量384 m3/s（1963年）。本区属半湿润、半干旱的大陆性气候，冬春干早，夏秋多雨，四季分明。据永城县气象站资料：气温：19741984年观测，月平均最高气温26.89 （7月份），最低-0.32 ，年平均卫14.3 。日最高气温41 (1959年7月30日)，最低-19 (1957年2月21日)。降雨量：最大降雨量1022.5 mm（1977年），最小为630.4 mm，年平均813.6 mm；日最大降雨量207 mm(1957年7月I4日)，一次最大降雨量为443.4 mm ( 1965年7月5日18日)。蒸发量：历年最大蒸发量1985.7 mm（1978年），最小1603.2 mm，(1975年)，平均1745.4 mm。相对湿度平均68%73.16%。冬春季多西北风，夏季多东北风偶有东南风，最大风速183 m/s(1982年4月21日)。每年12月至翌年3月为降雪和冰冻期，最大冻土深度19 cm。据中国地震烈度表载，本区属六度地震区.河南省地震局受永城煤炭工业联合公司委托，提出“永城县地震基本烈度鉴定意见书” （84）豫震烈字第002号文)，该文在分析了地质构造及本区地震史之后，认为.“本区不可能发生六级左右地震，主要是受邻区强震影响，其地震基本烈度六度是最适宜的。”又提出“鉴于永城煤炭储量丰富，现已投入建井，将来发展远景可观，据此建议，对特别重要的工程和建筑物，可提高1度设防。”煤炭部基建司对陈四楼矿井方案设计审查意见明确：“建筑物地震烈度均按6度设防，但对六大要害系统按7度的构造措施设计。” 图1-1 陈四楼矿区交通图1.1.3矿区开发历史及生产建设规划矿区现有生产矿井葛店煤矿、新庄煤矿、车集煤矿等8处。另外，矿区已经逐步形成了煤矿产业链，除部分大件煤矿机械外，基本可以满足煤矿建设需要。1.1.4矿井建设的外部条件矿井工业场地至矿区集配站的铁路专用线正线里程15.86 km。新、老两条永砀公路，分别自工业场地两侧经过，将矿井工业场地与铁路干线和土产材料产地连通，交通条件较好。矿井永久电源由永城220 kV变电站供给。地方集资兴建的永城110 kV变电站，可作为本矿井建井期的施工电源。为确保施工安全，另一回电源可取自新庄矿井。矿区热电站应尽快建设。经初步勘探证实，上第三系孔隙承压水，无论其水量和水质均可满足本矿井永久水源的要求。矿区北部的芒山生产白灰、石子、料石等土产材料。水泥、钢材木材等建材亦可通过公路运至本矿。矿井建设的外部条件比较优越、可靠。1.2 地质特征1.2.1地层永城煤田为华北型沉积，地层分区属华北区、鲁西分区、徐州小区的范畴。本井田无基岩出露，全都被新生界冲积层所覆盖，缺失上奥陶统至下石炭统、三迭系至第三系古新统两段。钻探揭露的基岩地层上至石千峰组（平顶山砂岩)，下至中奥陶统马家沟灰岩，厚度约1100 m。自下而上叙述如下:1、中奥陶统马家沟组(O2m)，由白云质灰岩、灰岩组成，井田内揭露厚度3045.20 m。2、石炭系(C23)，假整合于中奥陶统之上；中统本溪组（C2b)，由铝质泥岩及山西式铁矿组成，厚度222 m，平均8.78 m；上统太原组（C3t），由911层薄至中厚层状灰岩和泥岩、砂质泥岩及粉、砂岩组成，间夹不可采煤层35层，厚度93164 m，平均133 m；3、二迭系(P)，揭露厚度961.2 m，下统齐全，上统K6标志层以上多被剥蚀；下石盒子组（P1x），厚度48.63112.27 m，平均74.92 m，由泥岩、砂质泥岩、砂岩及三煤组组成，以K5砂岩标志层底界与上石盒子分界； 山西组（P1S），厚度89.94131.78 m，平均106.43 m，由泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤层组成。二2煤层赋存于中部，下以K3灰岩标志层顶界与石炭系分界，上以K4鲕状铝质泥岩底界与下石盒子组分界；上石盒子组（P2s），钻孔穿见厚度728.98 m，共分四段，每段底部都以一层稳定的砂岩标志层相分界（K5K9），其基岩组成也是以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及砂岩为主，不含具有工业价值的煤层。4、新生界（R2）井田内覆盖层中，仅有上第三系和第四系，缺失下第三系。厚度300430 m，平均348.73 m。由粘土、亚粘土、亚砂土及中、细、粉砂交互成层。上第三系为河湖相沉积，直接覆盖于古生界之上。详见井田地层划分表1-1。（后附矿井综合柱状图）图1-2 矿井综合柱状图1.2.2地质构造 新华夏体系及东西向构造构成永城煤田的骨架，本煤田有永城背斜及北部的孔庄芒山背斜组成。 陈四楼井田位于永城隐伏背斜之西冀，大致呈单斜构造，总体走向NNW，倾向SWW。受多期构造运动的影响，褶曲、断裂均较发育。 地层倾角在露头处局部较大，向深部逐渐变小，一般为310，局部1015。1、褶曲 井田内褶曲比较发育，近东西向的自南向北有八里庙向斜、吕庄向斜等。2、断裂 井田内断裂构造均为正断层，据葛店煤矿井下及芒山地表所见，推定断层面倾角均为70。发现并已被控制的断层2条，以NNE向断裂为主，近东西向断裂也较发育。断层情况详见表1-2。3、岩浆活动据侧定，井田内岩浆岩活动大致有两个期次：基性岩为华力西运动晚期产物；酸性岩为燕山运动早晚期产物。基性岩主要为辉绿岩，一般在三煤组中顺煤层侵入三4、三2、三5煤层中，呈岩脉或岩席产出；酸性岩主要为闪长岩类及花岗岩类，呈岩墙及岩席产出。受岩浆岩侵入影响地段，使煤层结构复杂，或变为天然焦，降低了煤层的经济价值。1.2.3水文地质1、含水层及隔水层特征自上而下分为四个含水组：1）新生界孔隙含水组：区内松散地层沉积为冲积及湖积，其厚度受古地形影响而东薄西厚、南薄北厚。含水砂层一般为112层，平均厚86.34 m。浅部以大气降水垂直渗入为主，中部及深部以水平侧向渗透为主。属孔隙承压水，不易疏干，q=0.0047.0 /sm，K=0.623 m/d。含水砂层之间及其与基岩之间有厚度比较稳定的粘土层，形成天然的隔水屏障，局部地段与基岩处有透镜状砂层，即所谓“天窗”，对浅部开采会具有一定影响。2）二迭系砂岩裂隙，孔隙含水组：主要由上、下石盒子组及山西组砂岩裂隙孔隙承压水组成，其补给方式以水平侧向渗透补给为主，渗透能力差，富水性弱，迳流滞缓，静储量为主，易于疏干。q=0.1213 /sm，K=0.5683.91 m/d，水质类型为SO4-Na。3）石炭系灰岩岩溶裂隙含水组：主要含水岩层为石灰岩(11层)。灰岩以L2、L3、L4、L7、L8、L9、L10七层比较稳定，岩溶裂隙比较发育，但多被泥质或钙质充填。补给方式为远方侧向渗透。q=0.0006852.068 /sm，K=0.004927.473 m/d。水质类型SO4CaNa，矿化度2 g /l。4）奥陶系岩溶裂隙含水组：区域范围内，在安徽省闸河煤田东西两侧出露，本煤田仅在芒山有局部出露。岩溶发育，富水性强。补给方式以远方水平渗透为主。=0.00068515.7 /sm，0.0027.473 m/d。水质类型SO4CaNa，矿化度2.2064.43 g/l。表1-1 井田地层划分表地 层 系 统厚度（m）最小-最大界系统组段符 号标志层代号平 均新 生 界第四系|第三系R2300-430348.73古生界二叠系上二叠统石千峰组P2Sh1K9残厚51上石盒子组四P2S4K8172三P2S3K7200二P2S2K6233P2S1K581.65-150.68124.08下二叠统下石盒子组P1xK448.53-112.2774.92山西组P1s 89.94-131.78 106.43石炭系上统太原组CatK3 K2123.09-201.86151.54中统本溪组CabK12.0-22.08.78奥陶系中统马家沟组Ozm揭穿40表1-2 断层特征及控制情况断 层延展方向倾 角（）长 度（m）落 差（m）可靠度编 号性 质F1正断层东西55280089可靠F2正断层东西70430091可靠 表1-3 可 采 煤 层 特 征 一 览 表煤 层煤可采厚度层 间 距煤层结构稳定程度可采情况顶板岩性底板岩性（m）（m）三611.50.785.90简单不稳定局部可采泥岩、砂质泥岩、细 砂岩泥岩、炭质泥岩、粉砂岩三42.310.821.6018.471.557.85较简至较复杂不稳定为主至较稳定局部可采泥岩、砂质泥岩、细 砂岩泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩三222.660.811.5014.540.605.03较简单较稳定至不稳定大部可采泥岩、砂质泥岩、中细砂岩泥岩、砂质泥岩、细粉砂岩三108线南2.030.851.30113.707581.03较简单08勘探线以南较稳定全层不稳定08以南大部可采，以北不可采。泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩砂岩二24.850.803.25简单稳定至较稳定全井田基本可采。泥岩、砂质泥岩、中粗粒砂岩泥岩、砂质泥岩、细砂岩2、井田水文地质条件 本井田水文地质类型为中等简单，其主要依据是：1）直接充水含水层，三煤层和二煤层顶板砂岩含水性弱，单位涌水量一般小于0.01 /sm，为简单类型； 2）上复新生界含水层与基岩界面之间有厚度大于30 m的粘土层阻隔，正常地段对煤系地层无充水作用； 3）下伏太原组灰岩含水层与二2煤层之间有砂岩和泥岩组成的隔水层，厚度在50 m以上，正常地段二2煤层的开采不存在底板突水的威胁； 4）井田内断层富水性及导水性弱，q0.95，25%，表2-1 煤层稳定类型的主、辅指标煤层类型稳定煤层较稳定煤层不稳定煤层极不稳定煤层主要指标辅助指标主要指标辅助指标主要指标辅助指标主要指标辅助指标 薄煤层Km0.9525%0.95Km0.80Km0.6035%55%Km55%中厚和厚煤层25%Km0.9525%Km0.8040%Km0.6565%Km0.65特厚煤层30%Km0.9530%Km0.8550%Km0.7075%Km0.70故将其确定为稳定煤层，即第一型，其它煤层的稳定类型据其发育程度确定为不稳定型。故工作区的勘查类型确定为二类一型。评定煤层稳定类型的主、辅指标见表2-1：2.2.3矿井工业储量井田内含煤地层自下而上为石炭系上统太原组、二迭系下统山西组，下石盒子组及二迭系上统上石盒子组。其 中 二2、三组煤层为可采煤层，主要可采煤层为二2煤层，其它为不可采煤层。 二2煤层为一稳定较稳定，结构简单(偶含泥岩夹矸一层)的厚煤层。全区稳定可采。该煤层全区发育，厚度变化较小，为0.84.85 m，平均3.25 m。层位稳定，煤厚变化相对较小，一般不含夹矸，结构简单，基本全区可采，属于较稳定煤层,储量丰富，其容重为1.46 t/m3。根据煤炭工业设计规范，求得以下各储量类型的值：矿井地质资源量矿井地质资源量可由以下等式计算： （2-1）式中：矿井地质资源量，Mt；二2煤层平均厚度，m；二2煤层底面面积，m3；二2煤容重，t/m3。已知=3.25m，=34185510.54 m 2，=1.46 t/m3，将其代入（2-1）式中可得： =162.28（Mt）其中包括探明的资源量（60%），控制的资源量（30%），推断的资源量（10%），地质块段划分如图2-2。2矿井工业储量矿井工业储量可用下式计算： （2-2）式中：矿井工业储量，Mt； 探明的资源量，Mt； 控制的资源量，Mt； 推断的资源量，Mt； 可信度系数，取0.70.9。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井，值取0.9；地质构造复杂、煤层赋存不稳定的矿井，取0.7。该式取0.9。因此： =160.66（Mt）2.3 矿井可采储量由于陈四楼井田地质构造简单，地面无大的水域和河流，且基层上覆表土层厚，含水砂层之间及其与基岩之间有厚度比较稳定的粘土层，形成天然的隔水屏障，渗透能力差，富水性弱，迳流滞缓；下伏太原组灰岩含水层与二2煤层之间有砂岩和泥岩组成的隔水层，厚度在50 m以上，正常地段二2煤层的开采不存在底板突水的威胁；地面村庄密布，为充分开发煤炭资源，本设计不留设村庄煤柱及防水煤柱，采用长壁冒落法进行迁村采煤。因此该井田永久煤柱只留井田边界保护煤柱和断层保护煤柱。本设计对井田内厚度3.25 m的二2煤层进行开采设计，因此，井田内的各种永久煤柱损失按二2煤层进行计算。2.3.1井田边界保护煤柱根据陈四楼井田实际情况，其井田边界保护煤柱宽度取50 m，其中井田东部为煤层风化带，近乎无水，故不留边界保护煤柱，则用下式计算井田边界保护煤柱损失。 （2-3）式中：井田边界煤柱宽度，m；井田边界煤柱长度，m；煤层厚度，m；煤层容重，t/m3； 井田边界保护煤柱损失，Mt。 已知=50 m，=20894.53 m，=1.46 t/m3，=3.25 m，因此代入（2-3），可得：=5020894.533.251.460.000001=4.95（Mt）2.3.2工业广场煤柱根据煤炭工业设计规范有关条文，不同井型与其对应的工业广场面积见表2-2。结合本设计井型（1.5 Mt/a），应该是17公顷，即0.17 km2，但是考虑到近些年来建筑技术的提高，建筑物不断向空间发展，所以，工业广场的面积都有缩小的趋势。本设计取0.70的系数，则工业广场的面积约为0.12 km2。设计长轴定为400 m，短轴定为300 m。采用垂直剖面法计算工业广场的压煤损失，围护带的宽度取20 m。垂直剖面图如图2-1所示。表2-2 工业场地占地面积表 井 型 /万ta-1占地面积/公顷（10万t）-12401.01201801.245901.59301.8表2-3 陈四楼井田地质条件及岩层移动角 煤层厚度/m煤层倾角/围护带宽度/m表土层移动角/3.25101541走向移动角/上山移动角/下山移动角/71.57067由此可得工业广场保护煤柱面积： （2-4） 式中 工业广场保护煤柱平面面积，m 2；梯形面的高，m；煤柱上边长度，m；煤柱下边长度，m。已知=1553.51 m，=1364.03 m，=1536.73 m，代入公式（2-4）可得：=0.51553.51（1364.03+1536.73） =2253179.83（m 2）所以煤层底板面积及煤柱损失量：=2220778.74 m 2 ；=24.10 Mt。2.3.3井筒保护煤柱 井筒布置在工业广场中央，包括在工业广场保护煤柱中，不再累计。2.3.4断层保护煤柱井田现已查明两条断层，即F1，F2。其中F1，F2可靠且可控制，故其两侧各留40 m保护煤柱，则其煤柱损失可由下式求得： （2-5）式中：F1，F2煤柱损失，Mt；F1，F2长度，m；二2煤层厚度，m；煤层容重，t/m3。已知L1=2244.50 m，L2=4131.74 m， t/m3，m=3.25 m，代入（2-5）可得：（2244.50+4131.74）23.25400.000001 =1.66（Mt） 2.3.5大巷保护煤柱本设计共有两条煤层大巷，即轨道运输大巷和胶带运输大巷，前者布置在煤层底板岩层中；考虑后者布置在中厚煤层中，受采动影响较大，故煤柱留设宽度为50 m，沿大巷走向。基于以上公式（2-5），可以得到煤柱损失量为7.30 Mt。总上，可汇总永久保护煤柱损失量如表2-4：表2-4 永久保护煤柱损失量煤柱类型储量/Mt井田边界保护煤柱4.95断层保护煤柱1.66大巷保护煤柱7.30工业广场保护煤柱24.10合计38.012.