可采储量及生产能力

井田境界和储量井田境界和储量 第一节 井田境界 井田境界井田境界 一 井田范围 井田西部基本以黄河为界 北部与邓家庄井田相邻 东部与大东庄煤矿及 武家山煤矿相邻 南部基本以聚财塔北断层为界 井田呈长方形 东西长约 6 2km 南北宽约 5km 二 开采界限 井田内有可采煤层两层 即 4 和 9 号煤层 9 号煤层由于绝大部分处于带 压开采不安全区内 且含硫量较高 结构较复杂 上距 4 号煤层达 70m 左右 故 4 号煤层为主采煤层 其它煤层做为后期储备资源开采 矿井设计只针对 4 号煤层 三 井田尺寸 井田南北走向最小长度为 4 70 km 最大长度为 5 05 km 平均长度为 4 83km 井田东西倾斜最小长度为 4 70 km 最大长度为 7 47 km 平均长度为 6 15 km 煤层的倾角最大为 5 最小为 1 平均为 3 井田平均水平宽度为 6 12 km 井田的水平面积按下式计算 S H L 2 1 式中 S 井田的面积 K H 井田的水平宽度 Km L 井田的平均走向长度 Km 则 井田的水平面积为 S 6 14 4 83 29 66 K 井田的赋存状况示意图见图 2 1 井田的赋存状况示意图 图 2 1 第二节第二节 井田工业储量井田工业储量 储量计算基础储量计算基础 1 根据双柳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 1998 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 地垄堡村 冯新村 孟门镇 西刘家山 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 6 煤层容重 4 号煤层容重为 1 40 t m3 9 号煤层容重为 1 43 t m3 2 2 2 井田地质勘探 双柳井田地质报告主要是依据 1989 年和 1995 年 148 地质队提交的三交详查和三交三号井精查地质报告 其中详查 精查报告分别于 1990 年 1997 年被省煤管局和中国煤田地质总局 审查批准 涉及本井田内钻孔 6 个 井田范围内钻孔分布 井田内西部钻孔位置较少 东部区域钻孔分布比较 均匀 勘探详细 井田内西部边界附近属 C 级储量 中部及西北部边界一部分属于 B 级储量 其余区域为 A 级储量 高级储量占 85 符合煤炭工业设计规范要求 煤层最小可采厚度为 1 04m 4 号煤层最小可采厚度为 2 00 m 最大可采厚 度为 5 51 m 平均厚度为 4 95 m 2 2 3 工业储量计算 矿井工业储量是指在井田范围内 经过地质勘探 煤层厚度与质量均合乎 开采要求 地质构造比较清楚 目前可供利用的可列入平衡表内的储量 矿井 工业储量一般即 A B C 级储量 4 号煤层工业储量计算 据地质勘探情况 将矿体划分为 A B C 三个块段 在各块段范围内 用 算术平均法求得各个块段的储量 煤层总储量即为各块段储量之和 块段划分如图 2 2 所示 由图计算各块段面积为 Sa 16 05Km2 Sb 9 10Km2 Sc 4 51 Km2 4 号 9 号煤层工业储量按下式计算 Zg S M cos 2 2 式中 Z 各块段储量 万 t S 各块段的面积 Km2 M 各块段内煤层的厚度 4 号煤层平均厚度为 4 95 m 9 号煤层厚 度为 8 82 m 各块段内煤的容重 4 号煤为 1 40 t m3 9 号煤层为 1 43 t m3 各块段内煤层的倾角 A 段取 2 5 B 段取 3 5 C 段取 3 5 A 块段储量 Za4 16 05 4 95 1 40 cos2 5 11133 25 万 t Za9 16 05 8 82 1 43 cos2 5 20262 50 万 t B 块段储量 Zb4 9 10 4 95 1 40 cos3 5 6318 08 万 t Zb9 9 10 8 82 1 43 cos3 5 11498 91 万 t C 块段储量 Zc4 4 51 4 95 1 40 cos3 5 3131 27 万 t Zc9 4 51 8 82 1 43 cos3 5 5698 91 万 t 则 4 号煤层工业储量为 Zg4 Za4 Zb4 Zc4 20582 60 万 t 9 号煤层工业储量为 Zg9 Za9 Zb9 Zc9 37460 32 万 t 矿井工业储量为 Zg Zg4 Zg9 58042 92 万 t 地质块段划分图 图 2 第三节 矿井可采储量 井田安全煤柱井田安全煤柱 一 安全煤柱留设原则 1 工业场地 井筒留保护煤柱 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直法确定 用岩层移动角确定工业场 地垄堡村 冯新村 孟门镇 西刘家山 地 村庄煤柱 岩层移动角为 75 表土层移动角为 45 3 维护带宽度 风井场地 20m 村庄 10m 其他 15m 4 断层保护煤柱留舍的原则 落差大于 50m 的断层 两侧各留 50m 的 煤柱 落差大于 20m 不大于 50m 的断层 两侧各留 30m 煤柱 落差大于 10m 不大于 20m 的断层 两侧各留 20m 煤柱 落差小于 10m 的断层不留设断层煤 柱 5 井田境界煤柱宽度为 20m 6 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 工业场地占地面积见表 2 1 二 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 断层保护煤柱 井田南部聚财塔断层落差达 150 230m 断层附近裂隙发育 伴生羽状小 断层较多 且断层穿越黄河 因此在开采断层附近煤层时 必须对其留设足够 的防水煤柱 聚财塔正断层 F2 防水煤柱宽度计算如下 依据 矿井水文地质规程 中附录八 含水或导水断层防隔水煤 岩 柱 的留设 对断层煤柱宽度进行计算 计算公式为 L 0 5KM 2 3 Kp P3 式中 L 煤柱留设的宽度 m K 安全系数 一般 2 5 取 5 M 煤层厚度或采高 取 4 95m P 水头压力 西南角 深部 60kg cm2 东南角 浅部 13kg cm2 KP 煤的抗张强度 参照邻近煤矿 取 2kg cm2 则 F2 断层西侧 L 西 0 5 5 4 95 117m 取 120m 2 60 3 F2 断层东侧 L 东 0 5 5 4 95 55m 取 60m 2 13 3 即 F2 断层的防隔水煤柱宽度由东向西由 60m 逐渐增加到 120m 2 黄河防水煤柱 根据地质报告提供的资料 黄河防水煤柱的留设以提高洪水位线为基准 外推 120 150m 做为煤柱范围 取 150m 宽 3 井田边界保护煤柱 井田西部以黄河为边界 南部以大断层为边界 东 北部按规定井田边界 保护煤柱留设 20m 宽 Pi L b M cos 2 4 式中 P 井田边界保护煤柱煤量 万 t L 边界长度 北部 东部取 l 9 60 Km b 边界宽度 北部 东部取 b 20 m M 煤层平均厚度 4 号煤层平均厚度为 4 95m 9 号煤层平均厚度为 8 82m 煤的平均容重 4 号煤为 1 40 t m3 9 号煤为 1 43t m3 煤层平均倾角 取 3 则 P4 北 东 9 60 20 4 95 1 40 cos3 133 23 万 t P9 北 东 9 60 20 8 82 1 43 cos3 242 49 万 t P4 西 767 53 4 95 1 40 cos3 532 63 万 t P9 西 767 53 8 82 1 43 cos3 969 38 万 t P4 南 606 28 4 95 1 40 cos3 420 73 万 t P9 南 606 28 8 82 1 43 cos3 765 73 万 t 井田边界保护煤柱损失量为 P4 1086 59 万 t P9 1977 60 万 t P P4 P9 3064 19 万 t 4 工业场地保护煤柱 工业场地按 II 级保护留设维护带宽度 15 m 工业场地面积由表 2 1 确定 取 30 公顷 工业场地的布置应结合地形 地物 工程地质条件及工艺要求 做 到有利生产 方便生活 节约用电 工业场地占地面积指标表 表 2 1 井型 万 t 占地面积指标 公顷 10 万 t 240 及以上1 0 120 1801 2 45 901 5 9 301 8 本矿井工业场地的面积为 30 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 即长方形长边为 600 m 短边为 500 m 用作图法求 出工业广场保护煤柱量 本矿井地质条件及冲击层和基岩移动角见表 2 2 所示 矿井地质条件及冲击层和岩层移动角 表 2 2 煤层倾角煤层厚度冲积层厚度 mm 34 955345757575 由此根据上述已知条件 画出如图 2 3 所示的工业广场保护煤柱的尺寸 并由图可得出保护煤柱的尺寸为 Si 梯形面积 上宽 下宽 高 2 cos3 S4 790 28 812 43 701 93 2 cos3 05 m2 S9 836 02 855 96 746 49 2 cos3 74 m2 则 工业广场的煤柱量为 Zi S M 2 5 式中 Zi 工业广场煤柱量 万 t S 工业广场面积 m2 M 煤层厚度 4 号煤层平均厚度为 4 95 m 和 9 号煤层平均厚度为 8 82 m 煤的容重 4 号煤为 1 40t m3 和 9 号煤为 1 43 t m3 则 Z4 05 4 95 1 40 390 34 万 t Z9 74 8 82 1 43 797 61 万 t 工业场地保护煤柱损失量为 Z Z2 Z9 1187 95 万 t 5 村庄保护煤柱 村庄保护煤柱按 II 级保护留设维护带宽度 15 m 用作图法求出村庄保护煤 柱 4 号煤面积为 1 24 Km2 9 号煤面积为 1 51 Km2 则村庄保护煤柱损失量为 2763 82 859 32 1904 50 万 t 6 井筒保护煤柱 主 副井井筒以及风井井筒保护煤柱均在工业广场保护煤柱范围内 故井 筒保护煤柱损失量为 0 工业广场保护煤柱留设图 图 2 3 号煤 号煤 各种保护煤柱损失量见表 2 3 所示 2 3 2 矿井可采储量 矿井可采储量是矿井设计的可以采出的储量 可以按下式计算 Zk Zg P C 2 6 式中 Zk 矿井可采储量 万 t Zg 矿井工业储量 万 t P 永久煤柱损失煤量 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 保护煤柱损失量表 表 2 3 储量 万 t 煤柱类型 4 号煤层9 号煤层合 计 井田边界保护煤柱1086 591977 603064 19 工业广场保护煤柱390 34797 611187 95 村庄保护煤柱859 321904 502763 82 井筒保护煤柱000 合计2336 254679 717015 96 则 矿井的设计可采储量为 ZK4 20582 60 2336 25 0 75 13684 76 万 t ZK9 37460 32 4679 71 0 75 24585 46 万 t ZK ZK4 ZK9 38270 22 万 t 矿井储量汇总见表 2 4 所示 矿井储量汇总表 表 2 4 煤 层 工业储量 万 t 高级储量 永久煤柱损失 万 t 矿井设计储量 万 t 设计可采储量 万 t 420582 60852336 2518246 3513684 76 937460 32854679 7132780 6124585 46 合 计 58042 927015 9651026 9638270 22 根据 矿井设计指南 中关于矿井井型与矿井设计的高级储量比例之规定 本矿井的储量符合煤炭设计规范的要求 矿井工作制度 设计生产能力及服务年限 第一节 矿井工作制度 矿井工作制度矿井工作制度 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 330d 工作制度采用 三八制 每天三班作业 其中两班生产 一班检修 每 班工作 8h 矿井每昼夜净提升时间 16h 第二节 矿井设计生产能力及服务年限 确定依据确定依据 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 交通 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 矿井设计生产能力矿井设计生产能力 双柳矿井田储量丰富 煤层赋存稳定 顶底板条件好 断层褶皱少 倾角 小 厚度变化不大 开采条件简单 技术准备先进 经济效益好 煤质为优质 焦煤 交通运输便利 市场需求量大 易建大型矿井 由此 确定双柳矿设计生产能力 300 万 t a 矿井服务年限矿井服务年限 矿井服务年限必须与井型相适应 矿井服务年限的计算公式为 T Zk A K 2 7 式中 T 矿井的服务年限 a Zk 矿井的设计可采储量 万 t A 矿井设计生产能力 万 t a K 矿井储量备用系数 取 K 1 3 则 矿井的服务年限为 T 38270 22 300 1 3 98a 4 号煤层的服务年限为 T4 13684 76 300 1 3 35a 服务年限均符合 煤炭工业矿井设计规范 的有关规定 井型