东欢坨矿180万ta新井通风安全设计

本科生毕业设计 第 121 页中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设计 姓 名： 学 号：学 院： 应用技术学院 专 业： 安全工程 设计题目： 东欢坨矿180万t/a新井通风安全设计 专 题： 东欢坨矿瓦斯防治及预测 指导教师： 职 称： 年 月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 应用技术学院 专业年级 安全工程 学生姓名 任务下达日期：2011年 11 月 7 日毕业设计日期： 2012 年 3 月 5 日 至 2012 年 6 月 8 日毕业设计题目： 东欢坨矿180万t/a通风系统设计毕业设计专题题目： 东欢坨矿瓦斯防治及预测毕业设计主要内容和要求：毕业设计由一般设计部分、专题设计部分及翻译部分组成。具体如下：一般设计部分：完成东欢坨矿180万t新井通风安全设计,主要内容包括矿区概况及井田地质特征、井田开拓、采煤方法及采区巷道布置、矿井通风与安全，矿井安全技术措施等几部分;完成东欢坨矿瓦斯防治及预测专题；完成3000字的英译汉。 设计要求：独立完成上述设计内容，方案论证、计算、分析要正确，专题要有自己的见解，结论要合理。说明书条理要清楚，论述充分，文字通顺，符合专业技术用于要求，图纸完备、正确。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、专题部分及翻译部分。 一般部分：东欢坨矿180万t/a通风系统设计，其内容共分为五个部分。其内容主要有： 一、矿区概况及井田地质特征：东欢坨矿位于唐山市境内，地理位置优越，交通便利，本井田属于冲积平原地形，井田内既无山峦起伏，也无河流穿过。井田呈北东向狭长区域，走向长5.3km，东西倾斜宽3.9km，面积21.5km2。 二、井田开拓：根据东欢坨矿煤层赋存条件及煤炭部设计规范，确定矿井采用立井两水平开拓方式，副立井延伸，主井装备箕斗，副井装备罐笼。井田工业储量为173.12Mt，矿井可采储量126.66Mt。矿井服务年限为50.3a。 三、采煤方法及采区巷道布置：本矿采用综合机械化采煤，结合本矿井具体条件，确定各工作面长度为：综采工作面长度为215m，日进5刀，布置1个投产采区，矿井采用走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板。 四、矿井通风：根据矿井开拓开采条件，确定矿井通风方式为中央边界式通风，风量分配由内向外计算，工作面使用“U”型通风，掘进工作面用局部通风机压入式通风，根据通风容易、困难时期的最大阻力选择2KZ-D24型主要通风机，矿井用主要通风机风硐反风，主要通风机及电机选型合理，通风成本较低。 五、矿井安全技术措施：东欢坨矿局部有瓦斯涌出异常现象，严重影响矿井的安全生产。专题部分：东欢坨矿瓦斯防治及预测。其主要内容为：东欢坨煤矿煤层埋藏深，局部有瓦斯涌出异常现象，严重影响矿井的安全生产。为切实加强矿井安全生产管理力度，做到超前防范，提高矿井的防抗灾能力，有必要对煤层瓦斯的涌出情况进行监测，并结合日常瓦斯检查数据进行科学合理的分析，摸清许楼井瓦斯涌出规律，并制定出一套科学、可靠的瓦斯防治技术，提高矿井瓦斯防治技术水平，确保矿井安全生产。 翻译部分：综采放顶煤瓦斯涌出的特点及防治关键词：通风 ；瓦斯 ；安全 Abstract This design including three parts, common part, special part and translated part. The common part is Donghuantuo mine1.8 million t / a design.its content is divided into five parts.Its content mainly has: Part one: Mining area outlines and well field geological feature:Donghuantuo ore is located within the boundaries of Tangshan, the geographical position is superior, the transportation is convenient, he mine field of alluvial plain terrain and undulating hills mine field, no rivers running through the terrain is flat. Mine was to strip the North East region ,to the southeast wing of 5.3 km, tendency width 3.9 km; Mine area of about 21.5 km2. Part two: Well field development:According to Donghuantuo coal mining and coal storage conditions of the design specifications determined by the mine shaft two levels of development, Deputy shaft extension, skip the main shaft equipment, auxiliary shaft equipment cage. Mine industrial reserves of173.12 million t, mine recoverable reserves 126.66million t. Mine length of service for 50.3a. Part three: Mining coal methods and pick the area tunnel arrangement: This integrated mechanized coal mine in light of specific conditions of the mine to determine the length of the face: a mechanized coal face for the length of 215 m, Jin, 5 knives, 1 layout production mining area, the mine used to long Wall retreat mining law, all managed by falling roof. Part four: Mine Ventilation: According to the mine open up mining conditions, mine ventilation identify ways for the central border ventilation, air volume allocation from the field, face the use of U-ventilation, heading face with local fan out of ventilation, according to the ventilation easy, the difficult period The greatest resistance option 2 KZ-D 24-major fan, with the main mine fan anti-air wind tunnel, the main fan motor and a reasonable selection, ventilation costs are lower. Part five: Mine safety technology measure: Donghuantuo coal partially has the gas to gush out the abnormal phenomenon, and once is saved the coal security supervision bureau to list as the A level hidden danger, seriously affects the mine Special part:donghuantuo,Its main content includes:Donghuantuo coal mines coal beds, partially has the gas to gush out the abnormal phenomenon, and once is saved the coal security supervision bureau to list as the A level hidden danger, seriously affects the mine pit the safety in production. For practically strengthens the mine pit safety in production management dynamics, achieves guards against in advance, enhances the mine pit to guard against resists natural calamities the ability, it is necessary to gush out the situation to the coal bed gas to carry on the monitor, and the union daily gas inspection data carries on the science reasonable analysis, finds out Donghuantuo the gas to gush out the rule, and formulates set of science, the reliable gas preventing and controlling technology, raises the damp preventing and controlling technical level, guarantees the mine pit safety in production. Translated part:The Features and Prevention of the Gas Pouring from the Breaking Coal-bed of the Comprehensively Mechanized Mining FaceKeywords：ventilation ;gas ;safety 目 录1 矿区概况及井田地质特征111.1矿区概况111.1.1交通位置111.1.2地形111.1.3河流水系111.1.4矿区气候条件111.1.5矿区瓦斯情况111.1.6其他情况111.2井田地质特征121.2.1含煤地层及地质构造121.2.2水文地质条件121.3煤层特征131.3.1煤层特征131.3.2煤质特征151.3.3本井田煤的特征162 井田开拓192.1井田境界及工业储量192.1.1井田境界192.1.2工业储量192.1.3 矿井设计生产能力及服务年限222.2 井田开拓242.2.1 井田开拓的基本问题242.2.2矿井基本巷道342.2.4 矿井提升413 采煤方法及带区巷道布置423.1煤层的地质特征423.1.1煤层的地质特征423.2采区巷道布置及生产系统423.2.1采区准备方式的确定423.2.2采区巷道布置423.2.3采区生产系统433.2.4采区生产能力及采出率433.2.5采区车场选型设计443.2.6采区峒室设计453.3采煤方法463.3.1采煤工艺方式463.3.2回采巷道布置524 矿井通风534.1矿井通风系统选择534.1.1矿井概述534.2采区通风574.2.1对采区通风系统的基本要求574.2.2工作面通风584.2.3通风构筑物594.2.4确定采区配风量、采区漏风量及有效风量594.3掘进通风594.3.1掘进通风方法的选择594.3.2掘进通风方式的选择594.3.3掘进工作面需风量604.3.4掘进面的设计条件604.3.5掘进通风设备614.3.6掘进通风安全技术措施624.4矿井所需风量624.4.1矿井风量计算原则624.4.2矿井需风量的计算624.4.3矿井的风量分配664.5矿井通风阻力674.5.1矿井通风容易、困难时期的确定674.5.2矿井通风阻力计算674.6 矿井主要通风机选型704.6.1 矿井自然风压704.6.2矿井风机的风压、风量、工作风阻711. 风机风压714.6.3矿井的主要通风机选择及配套电动机722. 电动机选型734.7矿井反风措施及装置744.7.1矿井反风的目的及意义744.7.2对反风、风硐的基本要求744.7.3矿井反风的方法及反风装置744.7.4区域性反风和局部反风754.8 矿井通风费用概算754.9防止特殊灾害的安全措施764.9.2预防火灾事故措施774.9.3矿井水防治措施784.9.4防突的主要技术措施及安全防护措施794.9.5安全监控805 矿井安全技术措施815.1矿井安全技术概况。815.2矿井火灾815.2.1矿井自然发火概况815.2.2矿井自然发火分析815.3矿井瓦斯835.3.1矿井瓦斯地质条件835.3.2矿井及采区瓦斯涌出概况845.3.3矿井瓦斯防治措施845.3.4 矿尘845.3.5事故预防及处理计划的编制85东欢坨矿瓦斯防治与预测881问题的提出882瓦斯研究的现实意义893矿井瓦斯893.1矿井瓦斯的类型892. 按动力现象的强度分类分913.2煤与瓦斯突出的特征913.3煤与瓦斯突出的机理914东欢坨矿瓦斯防治935. 突出发生的一般规律996煤与瓦斯突出预测100英文原文112中文译文116 1 矿区概况及井田地质特征1.1矿区概况1.1.1交通位置 东欢坨井田位于河北省唐山市丰润区韩城与新军屯两镇之间，东距唐山市约15km。坐标位置：东经1800034；北纬393835。井田北有京秦铁路，东有京山和唐遵铁路，东至唐山西站约10km，南至胥各庄站14km。京唐高速公路和唐山市外环线公路均在矿井附近，交通便利。矿井交通位置如图1.1所示1.1.2地形 本井田属于冲积平原地形，井田内既无山峦起伏，也无河流穿过，地形甚为平坦。北部X村附近地形标高为+23m，南部X村附近地表高程为+2m，地形坡降为1.6，地势东北高，西南低。井田呈北东向狭长区域（不对称向斜），走向长5.3km，倾斜宽3.9km，面积21.5km2。1.1.3河流水系 井田南端紧邻一夏秋积水的“油葫芦泊”。井田西北25km处有一泥河，平行本井田急倾斜翼浅部边界，由东北流向西南，注入蓟运河，全长约50km。流量较小但河床较宽，遇降雨量大时亦有泛滥发生，但影响范围较小。两岸筑有土坝及人工沟渠，对防洪有一定作用。 井田东南侧3km为猪龙河，由北向南从韩城镇穿过，向南注入油葫芦泊。该河雨季有水，平时经常断流，属季节性河流。地质报告未提供洪水水位标高，但在东欢坨村附近从未受到洪水威胁。1.1.4矿区气候条件 本区属大陆性气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥。最高气温39.6，最低气温21，年平均气温11.1。年平均降雨量为614.7mm，最大降雨量为1007.7mm，年平均蒸发量1321.1mm，平均湿度34.8%。冰冻期由每年12月至翌年3月初，冻土深度0.60.8m。积雪最小厚度40mm，最大厚度190mm。 冬春季多风，风向多为东风，其次为偏北风，有记载的最大风速为25米/秒。根据河北省最新颁布的地震区划图，本区地震烈度为八度。1.1.5矿区瓦斯情况 该矿井属于低瓦斯矿井。1.1.6其他情况 矿区煤炭、钢铁、水泥、陶瓷等工业非常发达，轻工业也比较发达；农业主要以小麦、玉米、高梁及棉花等农作物为主，发展情况良好。 矿井续建所需的主要建筑材料如钢材、木材、水泥、砂石等都可以在当地得到解决。1.2井田地质特征1.2.1含煤地层及地质构造 1. 含煤地层 东欢坨井田西部广泛出露奥陶系地层，石炭系中、上统本溪、太原组地层环绕奥陶系露头呈现扇形零星出露。二叠系下统山西组及下石盒子组，均呈条带状由老至新依次排列分部于本井田的中部和东部地区，上石盒子组一段至四段地层及二叠系石千峰组地层也在本区有零星出露。第四系地层覆盖于老地层之上，厚薄变化较大。 本井田地层由老至新分别为：奥陶系中统上马家沟组（O2s）；石炭系中、上统本溪组（C2b）、太原组（C3t）；二叠系下统（P1）山西组（ P1S）、下石盒子组（P1x）；二叠系上统（P2）上石盒子组一段至四段（P2 S14）、石千峰组（P2Sh）；三叠系下统（T1）刘家沟组(T1l)，第四系（Q）。本次设计着重介绍石碳系太原组及二叠系下统山西组含煤地层。 1）石炭系太原组（C3t） 石炭系太原组（C3t）与本溪组呈整合接触，为浅海相、滨海相过渡相沉积，岩性为黑色泥岩、浅灰色灰色铝土泥岩和粉砂岩，含植物化石，间夹厚层状浅灰色中细粒砂岩，可采及局部可采煤层有9号煤、8号煤、6号煤、2号煤、1号煤。不可采煤层有7 号煤、4号煤、3号煤层等共11层。含57层石灰岩，由下而上为下架灰岩、大青灰岩、中青灰岩、小青灰岩、伏青灰岩、野青灰岩、一座灰岩。本组厚106210m，平均厚131m。 2）二叠系下统山西组（P1s） 底界为北岔沟砂岩，以灰色中厚层细粒砂岩、中粒砂岩夹薄层粉砂岩，含菱铁矿结核与太原组呈整合接触，向上为深灰色粉砂岩、泥岩及细粒砂岩，夹薄煤一层不稳定，多分布在井田北、中部地段，其上为本井田主要可采的2号煤，顶板为粉砂岩，含丰富的植物化石，局部相变为细粒砂岩，向上含薄层13层，一般多不可采，极不稳定，本组厚度4498m，平均厚度74m。 2. 地质构造 本井田基本为单斜构造。地层总体走向为北东，倾向南东，一般倾角：南翼1325，北翼小于15。井田内构造复杂程度除区域性控制外，还受矿山岩体的影响。由于西部矿山岩浆岩体的控制，所以井田内的地层构造具有明显的变化。在24勘探线附近，有一明显的“马鞍型”构造，地层倾角在轴部都很平缓为6左右，在两翼较陡。1.2.2水文地质条件 1. 含水层 井田内的含水层自下而上主要有奥陶系中统石灰岩、石炭系上统大青灰岩、伏青灰岩、野青灰岩、二叠系砂岩及第四系砂砾石层。 东欢坨矿业公司具有多年的开采历史，开采的对象为山西组2号煤层。目前巷道揭露的含水层主要为石盒子组和2号煤顶板砂岩含水层。矿井充水源以老窑、采空积水及地表水为主，其次为砂岩含水层。奥陶系灰岩上距太原组底部可采煤层的相对隔水层厚度只有2045m，因此，奥陶系灰岩地下水对煤层开采具有相当大的威胁，特别是奥陶系地下水，是影响下组煤开采的主要充水水源。所以9号煤为暂不可采煤层。 2. 隔水层特征： 井田内各含水层之间，普遍发育着一定厚度及隔水能力的泥岩及粉砂岩，从而切断了各含水层之间的垂向水力联系。奥灰含水层距9号煤底板平均厚28.5米，最薄9.75米，最厚49.73米，井田南部及北部为较厚带，岩性为铝土泥岩、粉砂岩、分布不稳定的本溪灰岩及岩浆岩，正常情况下为良好的隔水层。断层破坏了其正常厚度，减弱了其隔水能力。表1.1井田内主要含水层特征含水层名称平均厚度富水性据钻孔抽水试验涌水量l/sm水质类型中奥陶第岩溶裂隙含水层600m六段为弱,七、八段为强北部 0.1886南部 0.138.3重碳酸硫酸钙镁型大青灰岩裂隙含水层5.15m中等外围资料0.0675重碳酸钠钙伏青灰岩裂隙含水层2.52m弱中等0.0620.278野青灰岩裂隙含水层2.12m弱0.01050.015第四系砂砾石孔隙含水层019.6m中等0.6631.4重碳酸钙型岩浆岩裂隙含水层1020m微弱0.0500.1821.3煤层特征1.3.1煤层特征 本井田煤系地层属石炭系中统本溪组、上统太原组和二叠系下统山西组。煤系总厚度约174267m，平均厚度207m（注：未计算岩浆岩厚度），本溪组一般平均厚度19m，含煤2层；太原组平均厚131m，含煤17层；山西组平均厚约74m，含煤7层；整个煤系地层共含煤26层，其中可采和局部可采5层，即1、2、6、8、9号煤层，平均可采厚度9.09m，煤层总厚度18.12m。煤层稳定程度属较稳定型。见可采煤层特征一览表：表1.2可采煤层特征一览表地层时代煤层号煤厚煤层结构煤层间距（米）稳定程度顶板岩性底板岩性可采程度备注最小最大平均（点数）山西组102.840.82（197）较简夹矸12层极不稳定粉砂岩及砂岩粉砂岩局部可采全区有五分之二的范围尖灭20207.412.27（219）较简单夹矸13层稳定粉砂岩及砂岩粉砂岩可采个别尖灭井田东北部煤层变薄69太原组601.80.76（156）简单局部有一层夹矸极不稳定粉砂岩细砂岩粉砂岩或泥岩局部可采有部分尖灭及吞蚀6289803.741.26（117）简单局部有夹矸一层极不稳定石灰岩局部泥岩粉砂岩岩浆岩局部可采出现分叉变薄或吞蚀4.718.890.389.282.85（139）较复杂有25层夹矸较稳定粉砂岩粉砂岩可采局部被岩浆岩穿插或吞蚀1.3.2煤质特征 1. 煤的物理性质 本区可采煤层为低变质的气煤类(QM)，煤种单一，一般为中灰、低硫、低磷。仅向斜西翼西南端，井田边界处因受岩浆影响，有无烟煤及自然焦。 1）灰份：本煤层主要属于低灰分煤层，局部为中灰，灰分一般在2.0011.2.88%，平均在8.5% 2）挥发分：一般为16.842.3%，平均为35.9%； 3）硫含量：一般为0.210.55%，平均为0.40%，均小于1%； 4）磷含量：为0.0010.005%，远小于0.01%，； 5）胶质层厚度：7.516.6mm，平均12.0mm； 2. 煤的牌号 根据资源勘探阶段煤质化验结果，煤层的工业牌号为低变质的气煤（QM）。 3. 煤的硬度 可采煤层的单向抗压强度为200300Mpa。 1）灰分 以2号煤层及8号煤层灰分最低，属中灰煤，6号9号煤层稍高些，属低富灰煤，其它各层煤属中高灰煤。表1.3煤质特征表 级别煤层低灰1015中灰1525富灰2540高灰40备注小煤（1）12.8914.831386（2）16.224.942035（13）25.7436.413017（6）中富大煤(2)11.1814.7613.57（16）15.0923.611886（30）25.4837.602976（7）低中山青煤(6)1261（1）16.4624.791986（12）25.0334.402992（6）中富大青煤(8)10.7314.991271（12）15.0123.561929（13）27.1431.572972（3）低中下架煤(9)11.13151372（16）15.1424.17922（29）25.1138.502978（13）4391（1）低富 2）水分、挥发分和全硫 水分一般在4.96%左右，个别点达到89%。挥发分各煤一般在3.884.99%，垂向变化幅度不大，基本上是由浅到深逐渐减小，亦即随变质程度逐渐加深。硫分2号煤层（0.48%）、1号煤层（0.48%）属低硫煤，而其它煤层属中高硫煤，全硫中以黄铁矿硫和有机硫为主，易脱硫。各煤层发热量相差不大，最小31.72MJ/kg，最大33.21 MJ/kg。表1.4 可采煤层及局部可采煤层煤质分析成果表项目煤层Mad（%）Ad（%）Vdaf（%）FCd（%）St.d（%）P（%）Qb（MJ/kg）煤质牌号14.1922.544.6774.680.480.110833.05WY24.6818.784.3375.610.480.07533.03WY64.4122.264.9971.072.720.007233.21WY84.7617.294.0680.382.030.01232.03WY95.3319.693.8876.062.200.02132.14WY1.3.3本井田煤的特征矿井鉴定等级为低瓦斯矿井，瓦斯绝对涌出量6.169m3/min，相对涌出量1.92 m3/td；煤炭为易自燃；具有爆炸性。1989年委托煤研所对煤层煤尘的爆炸性进行鉴定，煤层有爆炸危险，爆炸指数为36.7937.28%。表1.5煤的爆炸性试样号试样名称物理性质爆炸性试验水份Wf灰分Af挥发份火焰长度(cm)抑制煤尘爆炸最低岩粉量(%)爆炸性结论VfVr87爆-291号钻孔2.6316.5330.1337.287075煤尘有爆炸性87爆-302号钻孔2.3716.4629.8636.7910075煤尘有爆炸性表1.6 煤层柱状图图1.1东欢坨矿井交通位置图2 井田开拓2.1井田境界及工业储量2.1.1井田境界 1. 井田划分的依据在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，井田境界应根据地质构造，储量，水文，煤层赋存情况，开采技术条件，开拓方式及地貌，地物等因素，进行技术分析后确定，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）充分利用自然条件进行划分； 3）保证井田有合理尺寸； 4）合理规划矿井开采范围，处理号相邻矿井间的关系。 井田的走向最大长5.38km,最小长度5.04km，平均走向长度5.3km； 倾斜方向的最大长度4.20 km，最小长度3.20km，平均倾斜长度3.9km。煤层的最大倾角22，最小倾角11，平均倾角为17。井田面积21.5km22.1.2工业储量 1. 储量计算基础 1）根据井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算； 2）依据生产矿井储量管理规程：煤厚，能利用储量最低可采厚度为0.7 m，暂不能利用储量厚度为0.6 m；煤的灰份指标，能利用储量灰份最高不大于40%(含40%)，暂不能利用储量灰份最高不大于50%(含50%)，超过51%则不计储量； 3）依据国务院过函(1985)5 号文件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。； 4）储量计算厚度：夹矸厚度不大于0.05 m 时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹矸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，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法； 2. 矿井工业储量 矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探，煤层厚度和质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前即可供利用的可列入平衡表内的储量。矿井工业储量是进行矿井设计的资源依据。一般列入平衡表内的A+B+C级储量。不包括作为远景的D级储量。根据公式： Zg=SMr/a 式（2-1）式中： Zg工业储量，Mt ； S井田的面积，km2； M各煤层的厚度，m； 煤的容重，煤为1.4t/m3； a煤层倾角a取17即： Zg=21.55.51.4/17 =17312万t 3. 矿井可采储量 矿井设计可采储量=（矿井工业储量永久煤柱损失）采区采出率。 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；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）其它损失。 1）安全煤柱留设的原则 （1）工业场地、井筒留设保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星分布的村庄不留设保护煤柱。 （2）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。岩层上山移动角 为60，下山移动角 为70，走向移动角 为75，表土层移动角为45。 （3）维护带宽度：工业场地20m，村庄10m，其他15m。 （4）落差20m 以上的断层留设煤柱宽度30m，井田境界煤柱宽度为30m。 （5）工业场地占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明中第十五条，工业场地占地面积指标见（表2.1）表2.1工业场地占地面积指标井 型大 型 井公顷/10万t中 型 井公顷/10万t小 型 井公顷/10万t占地指标0.801.101.301.802.002.50 2）矿井永久保护煤柱损失量 各类永久煤柱包括井田边界保护煤柱、断层保护煤柱、工业广场保护煤柱、风井保护煤柱，具体留设如下： （1）井田边界保护煤柱：边界煤柱可按下列公式计算 Z=LbM 式（2-2）式中： Z边界煤柱损失量； L边界长度，； b边界宽度，井田境界煤柱宽度规定为20m；M煤层厚度； 煤的容重。取平均值1.40t/m3则： Z= 10004.4205.51.4 =154.1万t全井田境界煤柱总计154.1万t. （2）工业广场保护煤柱：本矿设计为180万t,根据上述规定，工业广场布置在井田的中部。 据设计规范规定见表2.1，大型矿井工业场地占地指标为1.2公顷/10万吨，本矿井井型为180万吨/年，所以工业广场面积为(0.9)180/10=162000m2。 经计算工业广场的面积为16.2公顷，由于长方形便于布置地面建筑，所以初步设定工业广场为长方形500 m324 m，加上维护带宽度长度，大约长方形长边为515 m，短边为339 m。计算工业广场煤柱各参数的取值见表2.2表2.2工广煤柱参数表井筒中心过煤层深度（m）煤层倾角（）煤层、厚度（m）（）()101175.54575工业广场煤柱的计算，如图2.2：因此工业煤柱广场损失煤柱： Z=SMr 式（2-3）式中： Z工业广场煤柱量，t； S工业广场面积。M2 r煤的容量，取1.4t/m3 M煤层厚度，取5.5m。则，Z=1620005.51.4 =166.32万t由于断层保护煤柱和风井保护煤柱所占的损失量很少，故取工业广场损失量的10.即：其他损失量为16.632万t表2.3损失量统计表井田边境煤柱损失量工广煤柱损失量其他损失量总损失量241万t166.32万t16.632万t423.952万t图2.1工业广场保护煤柱示意图 3) 可采储量可采储量由下式计算： ZK=(ZgP)C 式（2-4）式中： Z g 矿井工业储量，万t； P 保护煤柱损失储量，万t； C采区采出率，厚煤层不小于0.75；中厚煤层不小于0.8；薄煤层不小于0.85；地方小煤矿不小于0.7。则:ZK = (17312423.952)0.75 =12666.036万t根据上述分析计算，全井田可采储量总计12666.036万t。2.1.3 矿井设计生产能力及服务年限 1. 矿井工作制度 根据煤炭工业矿井设计规范相关规定，确定矿井设计年工作日为330 天，工作制度采用“三八制”，二班半生产，半班检修，每班工作8小时。按照煤炭工业矿井设计规范规定：矿井每昼夜净提升时间16小时。这样充分考虑了矿井的富裕系数，防止矿井因提升能力不足而影响矿井的增产或改扩建，因此本矿设计每昼夜净提升时间为16时。 2. 矿井设计生产能力及服务年限 1)确定依据 煤炭工业矿井设计规范第2.2.1 条规定：矿井设计生产能力应根据资源条件、开采条件、技术装备、经济效益及国家对煤炭的需求等因素，经多方案比较或系统优化后确定。 矿区规模可依据以下条件确定： （1）资源情况：煤田地质条件简单，储量丰富，应加大矿区规模，建设大型矿井。煤田地质条件复杂，储量有限，则不能将矿区规模定得太大； （2）开发条件：包括矿区所处地理位置(是否靠近老矿区及大城市)，交通(铁路、公路、水运)，用户，供电，供水，建筑材料及劳动力来源等。条件好者，应加大开发强度和矿区规模;否则应缩小规模； （3)国家需求：对国家煤炭需求量(包括煤中煤质、产量等)的预测是确定矿区规模的一个重要依据； (4)投资效果：投资少、工期短、生产成本低、效率高、投资回收期短的应加大矿区规模，反之则缩小规模。2)矿井设计生产能力由于东欢坨矿井田范围大，煤炭储量丰富，地质构造较简单，煤层生产能力大，开采技术条件好，初步确定矿井生产能力为180万t/a。3） 矿井服务年限 矿井服务年限必须与井型相适应。矿井可采储量Zk、设计生产能力A 矿井服务年限T 三者之间的关系为： T= 式（2-5）式中: T矿井服务年限，a； Zk矿井可采储量，Mt； A设计生产能力, Mt； K矿井储量备用系数，取1.4；则矿井服务年限为：T =12666.036/(1801.4)=50.3a4)核算矿井 矿井的服务年限必须与井型相适应。 矿井的设计生产能力与整个矿井的工业储量相适应，保证有足够的服务年限满足煤炭工业矿井设计规范要求。 表2.4矿井服务年限表矿井设计生产能力（万t/a）矿井设计服务年限（a）第一开采水平服务年限（a）煤层倾角45600及以上7035300 5006030120 2405025201545 9040201515 按设计手册规定：新设计的180万吨的矿井服务年限应大于50年。本设计服务年限为50.3年，是符合要求的。 东欢坨井田煤层赋存稳定，顶底板条件好，无断层褶曲，倾角为17，厚度变化不大，开采条件较简单，适宜大型综采，煤炭储量能满足大型矿井服务年限的要求。 确定东欢坨矿井设计生产能力为180万t/a2.2 井田开拓2.2.1 井田开拓的基本问题 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