采矿工程毕业设计（论文）-葛泉煤矿1.2Mta新井设计【5张优秀】

目 录一般部分1 矿区概况及井田地质特征31.1矿区概述31.1.1地理位置及交通条件31.1.2地形特点及居民点分布31.1.3工农业生产和原料及电力供应31.1.4矿区气候条件31.1.5矿区水文及工农业供水31.2 井田地质特征31.2.1井田地形及勘探程度31.2.2井田煤系地层31.2.3井田地质构造31.2.4井田水文地质31.3煤层特征31.3.1可采煤层特征31.3.2煤层围岩性质31.3.3煤质31.3.4煤的含瓦斯性31.3.5煤的工业用途31.3.6煤尘的爆炸性31.3.7煤的自燃发火倾向32 井田开拓32.1 井田境界32.1.1井田范围32.1.2井田面积32.2 矿井工业储量32.2.1 储量计算的步骤32.2.2 井田地质勘探32.2.3 工业储量计算32.3矿井可采储量32.3.1安全煤柱32.3.2矿井永久保护煤柱损失量32.3.3采区设计损失32.3.4矿井设计可采储量计算32.3.5设计可采储量计算结果汇编表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设计生产能力33.2.2设计服务年限34 井田开拓34.1井田开拓的基本问题34.1.1井筒的确定34.1.2 工业场地位置、形式和面积34.1.3 开采水平34.1.4 大巷布置34.2开拓方案34.2.1可行开拓方案34.2.2开拓方案经济比较34.3矿井基本巷道34.3.1井筒34.3.2井底车场34.3.3井底车场硐室34.3.4井底车场巷道及硐室支护34.3.5井底车场铺轨34.3.6主要开拓巷道35 准备方式35.1 煤层的地质特征35.1.1煤层埋藏条件35.1.2煤质特征35.1.3煤层顶、底板条件35.1.4煤层的含瓦斯特征35.1.5水文地质特征35.1.6煤尘的爆炸性和自燃发火危险性35.1.7地质构造35.1.8地表特征35.2采区巷道布置及生产系统35.2.1采区数目及位置35.2.2采区走向长度的确定35.2.3确定区段和区段数目35.2.4煤柱尺寸的确定35.2.5采区上山布置35.2.6 区段平巷的布置35.2.7采区内工作面的接替顺序35.2.8 采区生产系统35.2.9采区巷道的掘进方法35.2.10采区生产能力35.2.11采区采出率35.3采区车场选型35.3.1采区上部车场选型35.3.2采区中部车场选型35.3.3采区下部车场选型35.3.4采区主要硐室36 采煤方法36.1采煤工艺方式36.1.1采煤工艺的确定36.1.2机械化程度36.1.3确定回采工作面长度、工作面推进方向和推进度36.1.4工作面推进方向36.1.5采煤工艺及设备36.1.6端头支护及超前支护方式36.1.7采煤工艺36.1.8各工艺过程安全注意事项36.1.9回采工作面吨煤成本36.1.10工作面劳动组织和作业循环图表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37.2采区运输设备选择37.2.1采区运煤设备的选择37.2.2采区辅助运输设备的选择37.3大巷运输设备选择37.3.1轨道大巷设备37.3.2胶带大巷设备38 矿井提升38.1概述38.2主副井提升39 矿井通风39.1矿井通风系统选择39.1.1矿井概况39.1.2选择矿井通风系统原则39.1.3通风方法的确定39.1.4确定矿井的通风方式39.1.5 采区通风39.1.6工作面通风系统39.1.7矿井通风网络39.1.8通风系统立体图与网络图39.2矿井所需风量39.2.1回采面所需风量的计算39.2.2掘进工作面需风量39.2.3硐室需风量39.2.4 其它巷道所需风量Qd39.2.5矿井总风量及其分配39.3全矿通风阻力的计算39.3.1矿井通风阻力39.3.2矿井总风阻、等级孔计算39.4矿井主要通风机选型39.4.1矿井自然风压39.4.2 主要通风机选型39.4.3电动机选型39.4.4矿井主要通风设备的配置及要求39.5防止特殊灾害时期的安全措施310 矿井基本技术经济指标3专题部分31 断层的形态分类32 断层巷道围岩变形力学机制和变形规律33 断层巷道的支护特点及原理34 断层巷道的支护形式35 断层巷道施工中应注意的几个问题36 结论3参考文献3英文原文3中文译文3致 谢3全套图纸，完整版设计，加153893706中国矿业大学2012届本科生毕业设计第18页1 矿区概况及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1地理位置及交通条件葛泉矿位于沙河市下解村附近，东距葛褡铁路10km，北距邢台市约18km。本矿井铁路专用线与京广铁路相通，公路交通四通八达，交通相当便利，交通位置如图1.1。图1.1 交通位置示意图1.1.2地形特点及居民点分布区内为第四系冲积平原，地形平坦，地面标高+42.46+54.58m，地势由东北向西南逐渐降低，坡度极为平缓。矿区范围内分布有大小村庄15个，大部分分布在井田边界。另外，在矿区南部有大片职工住宅区。1.1.3工农业生产和原料及电力供应沙河市煤炭储量丰富，煤炭开发作为该市支柱产业之一，较为发达，伴随采石、建材等矿业发展，带动其他行业发展，矿区劳动力主要从事工矿业生产及相关产业，部分人从事农业生产，沙河市经济较为发达。工程供电电源取自葛泉矿井110kV变电站。葛泉矿井现有110kV变电站一座，两回35kV电源均引自邢台电力公司所属的中关220kV区域变电站。本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥需由国家计划供应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。1.1.4矿区气候条件本区历年最高气温为42，历年最低气温为-21，年平均气温为18左右。本区年降雨量在300600mm之间，且集中在7、8、9三个月，年蒸发量一般为16002000mm之间。冻结期为11月至次年2月，最大冻土深度为0.44m，最大积雪厚度150mm。年最多风向为东南风，历年最大风速18m/s。本区地震烈度为6至7。1.1.5矿区水文及工农业供水区内有一条季节性河流沙河，河水流向为西北至东，沙河原为长年流水，地叉分合无常，因上游朱庄水库建成蓄水，故成季节性河流。沙河全长76km，河床宽10420m，曾测得最大流量为568m3/s，流量随季节变化，由干枯断流至洪水泛滥，与第四系有水力联系。在葛泉井田范围内，沙河长7km。井田内沙河河床宽2090m，河堤经加固后实测标高为+45.50+52.91m，历年最高洪水位为+39.62m+60.87m。井田工业场地内利用井筒检查孔补，抽取奥灰水做为水源井，经抽水试验，q=2.3991L/sm。出水量大，且水质良好，可满足新建井生产生活用水。1.2 井田地质特征1.2.1井田地形及勘探程度该煤田构造形态为一宽缓的不对称倾伏向斜，轴向北东东，向东倾伏。向斜内次一级宽缓褶皱发育，伴有为数不多的断裂构造。葛泉井田为于该煤田向斜的轴部和深部，倾角平缓，一般312，平均7，最大18，最小近水平状态。井田的勘探程度：全区经过普查、详查、精查勘探及使用综合勘探的精查补充勘探后，完成钻孔145个，地震物理点3466个，平均每平方公里有2.13个，地震物理点23.9个，共计工程量为10621.27m，其中水文钻孔3个，为1865.61m。1.2.2井田煤系地层葛泉井田地表全为新生界地层所覆盖，根据钻孔揭露，井田内发育的地层由老至新依次为奥陶系中统马家沟组与峰峰组；石炭系中统本溪组、上统太原组；二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组以及第四系。现分组叙述如下：（1）奥陶系（O）奥陶系中统下马家沟组（O2x）按岩性可分为三段：下段（O2x1）：薄层、薄板状钙质页岩，厚717m，一般12m左右。中段（O2x2）：含白云质和泥质角砾灰岩，厚1778m，平均47.50m。上段（O2x3）：灰岩与白云质角砾灰岩互层，局部夹薄层泥灰岩，厚75110m，平均95m。奥陶系中统上马家沟组（O2S）按岩性可分为三段：下段（O2S1）：钙质泥岩、角砾白云灰岩和薄层泥灰岩，厚1780m，一般35m。中段（O2S2）：花斑状灰岩，夹12层角砾状灰岩，白云质灰岩与白云岩，纯灰岩，厚59.39102.06m，一般73.82m。上段（O2S3）：角砾状灰岩，厚层灰岩和纯质灰岩与白云质灰岩互层，厚76.5591.00m，一般83.78m。奥陶系中统峰峰组（O2f）按岩性可分为三段：下段（O2f1）：岩性为泥质灰岩、白云质灰岩、含白云角砾状泥质灰岩、角砾状灰岩，厚1482.63m，一般47.95m。中段（O2f2）：厚层状、巨厚层状结晶灰岩、致密灰岩、局部夹泥质灰岩、底部为角砾岩，厚66.81115.3m，平均75.13m。上段（O2f3）：主要为白云质角砾岩，厚13.6225.87m，一般21.07m。（2）石炭系（C）中石炭统本溪组（C2b）主要由泥岩、粉砂岩及石灰岩组成，夹不稳定薄煤层（10#）及薄层中细粒砂岩，厚9.7633.94m，平均22.88m，与峰峰组为不整合接触。上石炭统太原组（C3t）井田主要含煤地层之一，由粉砂岩、中粒砂岩、石灰岩及煤层组成。发育灰岩46层，含煤69层。底部中砂岩为太原组与本溪组分界，与本溪组为整合接触。总厚130.28181.00m，平均153.74m。（3）二叠系（P）下二叠统山西组（P1S）为过渡相碎屑岩沉积，是井田又一主要含煤地层。由中细粒砂岩、粉砂岩和煤层组成。该组中下部含煤24层，厚44.187.65m，平均59.53m。下二叠统下石盒子组（P1X）为泥岩、中细砂岩组成，在中部偏下两层中粗砂岩之间夹有一层铝土岩，最下一层通称“骆驼脖”砂岩，全区普遍发育，是一辅助对比标志。该组地层厚169.62191.12m，平均183.76m。上二叠统上石盒子组（P2S）岩性以粉砂岩及砂质泥岩为主，夹数层中细粒含砂砾岩和铝土质泥岩，平均厚度260m左右。（4）第四系（Q）本区覆盖于各时代地层之上，与各地层呈角度不整合接触。下更新生统（Q1）为河川冰期堆积物，又称底部冰碛卵砾层，总厚15.10164.82m，一般厚45m左右，卵砾石直径101000mm。中更新生统（Q2）由数层含细砾中粗砂组成，砂层之间夹薄层状砂质粘土，厚3485m，区内保留厚10m左右。上更新生统（Q3）坡、洪、冲积物，由粘土、粉砂、卵砾石等组成，薄厚不一，且不连续。全新统（Q4）现代河床卵、砾石层及风成沙丘，厚度40m左右。1.2.3井田地质构造葛泉井田位于该煤田向斜的核部和深部，地质构造复杂程度属较简单，以宽缓的褶皱为主，伴有一定数量的断裂构造。（1）褶皱构造葛泉井田受区域地质构造的制约，井田内地层产状平缓，致使地层产状不论其走向、倾向和倾角变化均不大。地层走向大致以东为主，倾向北西或南东，倾角一般312，平均7，最大可达18（断层带除外），最小接近水平状态。次级褶皱大部属宽缓的、短轴的、波状褶皱，背斜、向斜相邻相间、定向排列，轴向总的以北东至北东东向为主，井田南端因受峄山断层影响，褶皱轴向转为东西至北西向。褶皱轴不仅在平面上有弯曲，而且在剖面上有起伏（见表1.1）。（2）断裂构造本井田经勘探发现和证实的主要断层有7条（见表1.2）。落差较大的断层大部分都分布在井田的东部和北部边缘，构成井田和煤田的自然边界。断层以高角度的正断层为主，影响生产的大断层两条。所有的正断层不论间距大小，都切割次级褶皱。井田内未发现岩浆岩侵入活动。表1.1 井田主要褶曲褶曲名称性质褶曲轴向褶曲长度（m）褶曲宽度（m）褶曲指数褶曲幅度（m）褶曲位置C1背斜N78近EW向285010000.06565井田南部第12勘探线C2向斜NEEEWNWW28606200.01612井田东南第46勘探线C3背斜N5570E呈S形弯曲42009000.06155井田中南第27勘探线C4向斜N3565E呈反S形弯曲280010000.04545井田中南第26勘探线C5背斜N75W近EW向16007000.02115井田中部第56勘探线C6向斜N75WEWNE6080 E540012000.03845井田中部第711勘探线C7背斜N35E N7555EEWN80W700011000.04550井田中部第45线至1112线C8向斜EWN45EN70EN55W550010000.05050井田中部第913勘探线C9背斜N55EEWN60E34009000.06155井田东北第1417勘探线表1.2 井田主要断层断层名称性质走 向倾向倾角（）垂直断距（m）控制情况断层位置F5断层正N35EN18WW802000基本控制边界F6断层正N1525WE70080初步控制南翼FS18断层正N1530WS70020基本控制边界FS68断层正N15W 10ES70020基本控制边界F60断层逆N4060ENW50045基本控制边界1.2.4井田水文地质（1）区域水文地质条件葛泉井田位于百泉水文地质单元。该单元最大径流长度达49km，最大循环深度至标高-650m。排泄点达活泉处标高+71.5m，百泉处标高+55.0m。（2）井田水文地质条件含水层特征葛泉井田含水层从上向下划分为四个含水组共十二层。（a）第四纪砂砾卵石层孔隙潜水含水组第含水层全新统砂卵石层孔隙潜水极强含水层1含水层该层以石英砂岩砾石为主，片麻岩、岩浆岩砾石为次。砾径0.20.4m不等，最大可达1m左右，充填不等粒砂。主要分布在沙河河床、河漫滩及低洼阶地一元构造的下部。出露厚040m，一般20m左右。水位埋深1.6315.7m，一般2.05.0m，为极强含水层。中更新统砂层孔隙潜水弱含水层2含水层主要由顶部冰积泥砾，中下部中粗砂组成，夹薄层亚粘土和亚砂土层数层，厚约10m，主要分布南部丘陵顶部及夷平面黄土之下，为含水性弱的孔隙含水层。下更新统砾石层孔隙潜水弱含水层3含水层砾石成分单一，为石英砂岩，砾径101000mm不等。充填物为不等粒径砂或砂粘土。厚15.1146.82m，为含水性弱的孔隙含水层。（b）二叠系砂岩裂隙水承压弱含水层第含水组。石盒子组砂岩裂隙承压弱含水层4含水层。以中粗砂岩为主，底部含砾夹粉砂岩、砂岩。裂隙不发育，且为泥质冲填，最大厚度139.20m，为一含水性弱的裂隙含水层。山西组砂岩裂隙承压极弱弱含水层5含水层。（c）石炭系石灰岩裂隙岩溶承压极弱弱含水组第含水组野青石灰岩裂隙岩溶承压极弱弱含水层、6含水层裂隙全部或半充填，为极弱弱含水层。伏青石灰岩裂隙岩溶承压极弱含水层7含水层，该层岩性不纯含泥质或炭质，属含水性极弱的裂隙岩溶含水层。大青灰岩裂隙岩溶承压中等含水层8含水层本层蜂窝状溶孔和小溶洞发育，裂隙多被方解石或泥质充填或半充填，本层厚2.259.63m，一般5m左右，为富水性中等裂隙岩溶承压含水层。本溪石灰岩裂隙岩溶承压弱含水层9含水层本层蜂窝状溶洞和裂隙发育，被泥质和铝质充填或半充填。厚2.6611.72m，一般7m左右，为弱含水层。（d）奥陶系石灰岩裂隙岩溶承压强含水组含水组从井田奥灰水位观测孔一号看，目前水位标高为+53.937m。峰峰组石灰岩裂隙岩溶承压强含水层10含水层该层分上下两段，总厚59.21108.57m，平均79.35m，下段裂隙发育，顶部有方解石充填，下部有溶洞可见，富水性强。上马家沟组石灰岩裂隙岩溶承压强含水层11含水层含水层厚70.50150.37m，平均114.7m。溶蚀裂隙发育，岩面裂隙率1024%，岩层破碎，属强富水含水层。下马家沟组石灰岩裂隙岩溶承压含水层12含水层该层含水层总厚92.00188.00m，平均142.5m。分上下两段，上为强含水段，下段为弱含水段。综上所述，孔隙潜水含水层，直接覆盖在各煤层与基岩之上，但水量不大，易于疏干，将来不会对矿井开采构成威胁；奥灰含水层与上覆本溪组地层呈假整合接触，且奥灰顶面距下组煤9#底板3855m，是开采9#煤的主要充水水源。主要隔水层第四系底砾石含水层与石盒子砂岩含水层之间隔水层厚113.78m，厚度大，层位稳定，隔水性好。大青灰岩含水层与本溪灰岩含水层之间厚25.9047.89m，平均38.31m，主要为粉砂岩夹薄层砂岩和煤层，隔水性较好。本溪组灰岩含水层与峰峰组灰岩含水层之间相隔5.5021.00m，平均13.40m，主要有铝土岩等。全区稳定，有一定隔水能力。上述各隔水层的阻隔水能力，可能随着采动影响而发生弱化。井田内地下水的补给、径流和排泄第四系底部砾石与中部砂层间在井田内有一层厚45m的粘土隔水层，隔绝了中部砂层和底部砾石层与煤系地层含水层的水力联系，西部基岩露头区补给煤系含水层。煤系各含水层间均有较稳定的隔水层，在正常情况下，地下水在本区层内自西向东流动。矿井涌水量矿井正常涌水量249m3/h，突水水量713 m3/h。水文地质条件评价综上所述，矿区内经多种手段勘探，各种结论比较吻合，构造、断层及含水层各种条件更为清楚可靠。根据矿井水文地质规程开采水平标高为-650m时，确定本区水文地质类型为中等。1.3煤层特征1.3.1可采煤层特征葛泉井田倾角平缓，一般312，平均7，最大18，最小近水平状态。煤系和煤层沉积稳定，标志层明显。葛泉井田含煤地层为中石炭统本溪组、上石炭统太原组和下二叠统山西组。本井田开采的煤赋存于太原组地层。现对开采的煤层分述如下：7#煤层：位于太原组中部，厚度平均为0.5m，不可采。9#煤层：9号煤层是井田内厚度最大的可采煤层，为太原组下部一层可采煤层，平均厚6m。评价指标煤层编号煤层厚度等级平均厚度（m）稳定程度结构夹石层数厚度（m）7极薄煤层0.5稳定简单019厚煤层6.0稳定简单00.10表1.3 可采煤层特征1.3.2煤层围岩性质直接顶板以粉砂岩（64.2）为主，厚1.0012.88m，平均3.14m。次为泥岩（29.7）和细砂岩（6.1），节理发育，破碎易冒落，局部区域发育一层炭质泥岩伪顶，厚0.3m，老顶厚1020m，为中细砂岩，厚层状，硅质胶结，属最坚固至坚固岩石，抗压强度9001300kg/cm2。煤层直接底板一般为深灰色粉砂岩，次为灰色细砂岩，局部区域发育一层铝土质泥岩伪底。1.3.3煤质表1.4 葛泉矿井检孔煤芯煤样化验成果 煤层号化验项目79Mad（%）原煤5.011.77精煤1.440.64Ad（%）原煤20.3219.28精煤6.8310.46Vd（%）原煤12.3011.13精煤15.109.85Vdaf（%）原煤15.4313.78精煤16.2011.00焦渣特性原煤23精煤22FCD（%）原煤67.3869.59精煤78.0779.69St，d（%）原煤0.602.53精煤0.50GR.I（%）精煤0.00.0比重液精煤1.401.40净煤回收（%）精煤32.0029.0类牌号贫煤贫煤代码PM11PM111.3.4煤的含瓦斯性补孔可采煤层中采取了3个瓦斯样，运用解吸法对可采煤层中的瓦斯含量及成分进行了测定，成果见表1.5。 N2为48.0076.63%。由上可知各煤层瓦斯含量较低，属低瓦斯区，与本区情况基本一致。表1.5 葛泉南翼风井检查孔瓦斯煤样测试成果煤层工业分析瓦斯含量（ml/克燃质）瓦斯成分（%）采样深度 （m）MadAadVdafCH4CO2CH4CO2N291.7712.9412.821.100.2841.7510.2548.00557.851.3.5煤的工业用途主要作为动力煤，用于发电厂，亦是非常好的民用煤。1.3.6煤尘的爆炸性各煤层均存在煤尘爆炸的危险性。根据煤炭科学研究总院重庆分院2005年6月30日的化验结果，9#煤煤尘没有爆炸性。1.3.7煤的自燃发火倾向各煤层均有自然发火的倾向，属二类自燃，发火期一般为36个月，最短发火期为18天，本矿井煤的自燃发火等级为12级，即容易自燃发火至自燃发火。根据煤炭科学研究总院重庆分院2005年6月27日的化验结果，9#煤二类，自燃。2 井田开拓2.1 井田境界2.1.1井田范围在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。煤田范围划分为井田的原则有：（1）井田范围内的储量，煤层赋存情况及开采条件要与矿井生产能力相适应；（2）保证井田有合理尺寸；（3）充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等；（4）合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井间的关系。葛泉井田位于河北省邢台市地区。井田境界为：东北以FS18断层和FS68断层为界；东以F6断层为界；西南以伍61号孔和204号孔的连线垂直下切与伍仲煤矿为界；西北以35号孔及54号孔连线为界；西以54号孔与218号孔的连线垂直下切与凤凰山煤矿相临；南至F60断层与南屯井田相邻（如图2.1）图2.1 井田境界示意2.1.2井田面积设计井田走向长6.8km，井田倾斜方向的长度为3.2km，面积为21.8km2。倾角一般 312，平均7，最大可达18。井田的水平面积按下式计算： S=HL （2.1）式中：S井田的水平面积，km2； H井田的平均倾斜宽度，m； L井田的平均走向长度，m；则井田的水平面积为：SHL6.83.2=21.8km22.2 矿井工业储量2.2.1 储量计算的步骤为保证储量具有足够的可靠性，在进行矿井储量技术时，应按照下列步骤进行。（1）原始资料的检查储量是确定矿井生产能力的基础。因此，首先对计算储量用的各类原始地质资料进行全面的研究和审核。（2）确定勘探类型并选择不同储量级别的勘探密度当对勘探工程作出可靠性的评价以后，应根据规范中对勘探区的构造复杂程度及煤层稳定程度，确定勘探类型与选择不同储量级别的勘探密度，以此编制储量计算平面图。（3）确定不同储量级别的边界线按照不同的煤层，参照其勘探类型规定的各级储量计算所需要的勘探密度，结合设计矿井的具体地质条件，分别确定其不同储量级别的边界线。（4）选择储量计算的方法根据地质构造、煤层变化、勘探工程等情况，结合煤矿设计的具体要求，选择合理的储量计算方法，以保证计算出的储量可靠，满足设计要求。2.2.2 井田地质勘探本井田先后进行了精查地质勘探和地震补充勘探，基本查明了井田的地质条件和水文地质条件，基本查明了井田地质构造、煤层附存条件及其它开采技术条件。井田内钻孔分布均匀勘探详细。2.2.3 工业储量计算矿井主采煤层为9#煤层，采用地质块段法。主采9#煤层工业储量计算根据地质勘探情况，将矿体划分为5个块段，如图2.2。 由图计算各块段面积分别为：按下式计算： Zi=SiMii （2.2）式中：Zi各块段的储量，Mt；Si各块段的真实倾斜面积，k m2；Mi各块段内煤层的厚度，m；i各块段内煤的容重，t/ m3。图2.2 地质块段划分表2.1 各块段面积块段名称新储量分类倾斜面积平均煤厚容重储量（k m2）（m）（t/ m3 ）（Mt）A1111b4.466 1.437.764A 2111b5.966 1.450.064A 3111b4.5761.438.388A 4121b2.4561.420.58A 5111b4.4061.436.96合计21.84183.4569#煤平均厚度6m，煤层倾斜面积21.84km2 ，平均容重1.4 t/m3 ，则9#煤总储量为：183.456Mt。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。根据煤层厚度和煤质，在探明的和控制的资源量中，70%的是经济的基础储量，30%的是边际经济的基础储量，则矿井工业储量为，Z11170%77051663.8 tZ12270%38525831.4 tZ2M1118345634060%30%33022141.2 tZ2M2218345634030%30%16511071.9 t由于地质条件简单，k在0.8以上取值。Z333k19925834010%0.8515593789.9 tZgZ111bZ122bZ2M11Z2M22Z333k77051663.838525831.433022141.216511071.915593789.9180.70 Mt2.3矿井可采储量2.3.1安全煤柱计算矿井可采储量时，必须要考虑以下损失：（1）工业广场保护煤柱：工业场地、井筒、水库等均留设保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星的村庄不留设保护煤柱；（2）井田境界煤柱损失；（3）采煤方法所产生的煤柱损失和断层煤柱损失；（4）建筑物、河流、铁路等压煤损失；（5）其他损失。本井田中永久煤柱损失主要有：工业广场保护煤柱、井田境界煤柱损失和断层保护煤柱等。保护带、维护带的划分原则：（1）各类保护煤柱按垂直断面法或垂线法确定。用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱，岩层移动角为70，表土层移动角为45，用裂隙角确定水库煤柱。（2）维护带宽度：风井场地20m，村庄10m，其他14.85m。（3）断层煤柱宽度50m，井田境界煤柱宽度50m。2.3.2矿井永久保护煤柱损失量各类煤柱不可避免会有重叠，当各类煤柱相互重叠时，应根据优先级不同，其储量应算入优先级较高的煤柱之中。例如，矿井边界煤柱与断层煤柱重叠部分，其储量应算入矿井边界煤柱，其余类推。各类永久煤柱损失的计算方法：P=SM/cos （2.3）式中 p永久煤柱损失煤量，Mt；S煤柱的面积，m2； M煤层平均厚度；煤的平均容重，t/m3；煤层平均倾角，。（1）井田边界保护煤柱井田边界保护煤柱留设50m宽，则井田边界保护煤柱损失量为：Z1=11.64Mt。（2）断层保护煤柱根据以下规定：落差50m的断层，两侧各留50m的煤柱；落差20m50m的断层，两侧各留30m煤柱；落差10m20m的断层，两侧各留20m煤柱；落差50a以上结果符合煤炭工业矿井设计规范的规定。经过矿井服务年限的核算，符合煤炭工业矿井设计规范之规定，因此最终确定矿井的生产能力为1.2Mt/a。计算矿井服务年限时，考虑矿井投产后，可能由于地质损失增大、采出率降低和矿井增产的原因，使矿井服务年限缩短，设置了备用储量，应为：Zb= ZkK（K-1）； （3.2）式中：K储量备用系数，取1.4。Zb=（111.861.4）（1.4-1）=31.96Mt在备用储量中，估计约有50为采出率过低和受未预知地质破坏影响所损失的储量。因此实际采出量约为：111.86 -（31.9650）=95.88Mt4 井田开拓4.1井田开拓的基本问题井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体，建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。这些用于开拓的井下巷道的形式、数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。合理的开拓需要对技术可行的几种开拓方式进行技术经济才能确定。井田开拓主要研究如何布置开拓巷道等问题，具体有下列几个问题认真研究： （1）确定井筒的形式、数目和配置，合理选择井筒及工业场地的位置。 （2）合理确定开采水平的数目和位置。 （3）布置大巷及丼底车场。 （4）确定矿井开采程序，做好开采水平的接替。 （5）合理确定矿井通风、运输及供电系统。 确定开拓问题，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等诸多条件，经全面比较后才能确定合理的方案。在解决开拓问题时，应遵循下列原则： （1）贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤、高产高效创造条件。在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量，尤其是初期建设工程量，节约基建投资，加快矿井建设。 （2）合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。 （3）合理开发国家资源，减少煤炭损失。 （4）要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术、新工艺、发展采煤机械化、综掘机械化、自动化创造条件。 （5）根据用户需要，应照顾到不同煤质、煤种的煤层分别开采，以及其他有益矿物的综合开采。4.1.1井筒的确定（1）井筒形式：一般情况下，井筒的形式有立井、斜井和平峒三种。在一般条件下，平硐最简单，斜井次之，立井复杂，选择井筒形式必须从自然地质条件，技术条件和经济条件等各方面因素综合考虑。各井筒适用条件斜井：适用于井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质情况简单，井筒不需要特殊法施工的缓斜和倾斜煤层。平峒：适用于地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分的储量大致能满足同类井型水平服务年限要求。立井：煤层埋藏深、表土厚或水文情况复杂，井筒需特殊施工；开采煤层受倾角、厚度、CH4、水文等条件限制；多水平开采的急斜煤层；凡不适合斜井、平硐及综合开拓方式时，均可采用立井开拓。综合葛泉煤矿的实际情况：表土层较厚，平均为95.57m，且风化严重；地处平原，地势平坦，地面标高平均为+50m左右，煤层埋藏较深，距地面垂深在5001100m之间。因此，斜井及平峒均不适用于葛泉矿，只适用立井开拓。由于立井开拓的适应性较强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制；在采深相同的条件下，立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利；井筒的断面大，可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需风量的的要求，且阻力小，对深井更为有利；当表土层为富含水的冲积层或流沙层时，立井井筒比斜井容易施工；对地质构造和煤层产状均特别复杂的井田，能兼顾井田浅部和深部不同产状的煤层。因此，综合以上因素并结合葛泉矿的实际情况，确定井筒的形式为立井。本矿井采用一对立井开拓：主立井采用箕斗提煤；副立井采用罐笼提升矸石，升降人员、设备、材料，且兼作进风井。副井安装梯子间，作为一个安全出口。考虑到葛泉井田范围较大，矿井通风方式经过比较后确定为两翼对角列式通风，在井田上部边界两翼采区中央各掘一个风井，风井安装梯子间，作为回风井并兼作安全出口。（2）井筒位置的确定井筒是井下与地面出入的咽喉，是全矿井的枢纽。井筒位置的选择对于建井期限、基本建设投资、矿井劳动生产率以及吨煤生产成本都有重要影响，因此，井筒位置一定要合理选择。选择井筒位置时要考虑以下主要原则：有利于井下合理开采（a）井筒沿井田走向的有利位置当井田形状比较规则而储量分布均匀时，井筒沿井田走向的有利位置应在井田的中央；当井田储量分布不均匀时，井筒应布置在井田储量的中央，以形成两翼储量比较均衡的双翼井田，可使沿井田走向的井下运输工作量最小，通风网络较短，通风阻力小。应尽量避免井筒偏于一侧，造成单翼开采的不利局面。（b）井筒沿煤层倾向的有利位置在倾向上井筒宜布置在中偏上的位置，同时考虑到减少煤损，尽量让工业广场保护煤柱圈住一些影响生产的地质构造和断层。有利于矿井初期开采选择井筒位置要与选择初期开采区密切结合起来，尽可能使井筒靠近浅部初期开采块段，以减少初期井下开拓巷道工程量，节省投资和缩短建井期。尽量不压煤或少压煤确定井筒位置，要充分考虑少留井筒和工业广场保护煤柱，做到不压煤或少压煤。为了保证矿井投产后的可靠性，在确定井筒位置时，要使地面工业场地尽量不压首采区煤层。有利于掘进与维护（a）为使井筒的开掘和使用安全可靠，减少其掘进的困难及便于维护，应使井筒通过的岩层及表土层具有较好的水文、围岩和地质条件。（b）为加快掘进的速度，减少掘进费用，井筒应尽可能不通过或少通过流沙层、较厚的冲积层及较大的含水层。（c）为便于井筒的掘进和维护，井筒不应设在受地质破坏比较剧烈的地带及受采动影响的地区。（d）井筒位置还应使井底车场有较好的围岩条件，便于大容积硐室的掘进和维护。便于布置地面工业场地井口附近要布置主、副生产系统的建筑物及引进铁路专用线。为了便于地面系统之间互相联接，以及修筑铁路专用线与国家铁路接轨，要求地面平坦，高差不能太大，专用线短，工程量小及有良好的技术条件，应尽量避免穿过村镇居民区、文物古迹保护区、陷落区或采空冒落区、洪水侵入区；要尽量少占农田、果园经济作物区，尽量避免桥涵工程，尤其是大型桥涵隧道工程。为考虑长期运输的行车安全和管理，要尽量避免与公路或其他农用道路相交，力求使接轨点位于编组站配线一侧。另外，井口标高应高于历年的最高洪水位；还要考虑风向的影响，防止污染。总之，选择井筒位置要统筹井田全局，兼顾前期和后期、地下与地面等各方面因素。不仅要考虑有利于第一水平，还应兼顾其他水平，适当考虑井筒延伸的影响。通过以上分析，考虑到葛泉矿实际情况：平衡井田西（前期）、东（后期）两翼的运输和通风系统，主副井布置在井田储量的中央，以形成两翼储量比较均衡的双翼井田。矿井通风方式为中央分列式，在井田上部边界中央掘一个风井。4.1.2 工业场地位置、形式和面积（1）布置要求井田两翼储量基本平衡；工业广场应充分利用地形，有良好的工程地质条件，且避开高山、低洼和采空区，不受崖崩滑坡和洪水威胁；工业广场宜少占耕地，少压煤；水源、电源较近，矿井铁路专用线短，道路布置合理。（2）工业场地位置结合以上要求，根据井筒位置，工业广场的布置有两个方案：工业广场布置在井田中央。工业广场布置在井田中上部走向的中央；两个方案的优缺点见以下分析。经比较方案一虽然较方案二压煤较多但没有石门工程量；没有沿石门运输工作量。方案二工业广场压煤较少。但需开凿一条主运输石门两个方案各有优缺点需要进行近一步比较。方 案 一：双立井，工业广场布置在井田中央布置一个开采水平。与比方案二相比，工业广场在深部压煤较多。较方案二石门工程量较小；沿石门运输工作量较小。井下运输环节较简单。方 案 二：双立井，工业广场布置在井田中上部布置一个开采水平与方案二相比，工业广场在浅部压煤较少，建井期短。较方案二石门