采矿毕业设计（宝山煤矿120万t新井设计说明书）.doc

1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置宝山矿井位于内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜煤田四道柳矿区南部，行政隶属伊金霍洛旗新庙乡管辖。距鄂尔多斯市政府所在地50km，距旗府所在地60 km，距东胜市45km。井田南北平均长5.43km，东西平均宽4.8km，面积24.88km2。本区对外交通尚属方便。矿井经束会川与边贾运煤专线相连，距离3 km；边贾公路与包府运煤干线相连，距离8 km；经包府公路可将煤炭运往东胜市，矿井距达拉特电厂112km，距包头神木铁路沙沙圪台车站39 km，并有简易公路相通。宝山井田交通位置图如图1-1-1所示。宝山井田交通位置图 图1-1-11.1.2 地形地貌及水系本区位于鄂尔多斯高原东部、区域性分水岭“东胜梁”的南侧，勃牛川、束会川位于本区的北、东、南部。地表大部被风积砂覆盖，由于受水流、风蚀等影响，区内沟谷纵横交错，水土流失严重，植被极不发育，是典型的高原侵蚀丘陵地貌。区内地形基本呈西部高四周低的形态，最高点位于本区西部，海拔标高+1290.5m，最低点位于束会川，标高+1149.0m，地形最大标高差141.5m。本区域属黄河水系，勃牛川、束会川环绕本区，勃牛川位于井田东侧，为常年地表径流（冰冻期冻结），水流注入黄河。束会川随季节变化可形成溪流或洪流，水流汇入勃牛川，次一级沟谷较多，均为间歇性沟谷。由于矿井主采煤层的底板标高高于沟川洪水位线，雨季洪水对井下开采一般无威胁。1.1.3 气象及地震本区属于半沙漠、半干旱温带大陆性气候，其特征是太阳幅射强烈、日照丰富、干旱少雨、风大沙多，无霜期短，冬季漫长而寒冷，夏季炎热而短暂。年降雨量为194.7531.6mm，年蒸发量为1875.02657.0mm。气温最高为34.2，最低为-25.1，年平均气温为7.2。春冬两季风力较大，一般在4级以上，最大风力可达10级，年平均风速3.5m/s，风向多为西北风。冰冻期较长，最长冻土天数为167d，最大冻土深度为2.04m。本区位于鄂尔多斯台向斜东北缘，鄂尔多斯台向斜被认为是中国现存最完整、最稳定的构造单元。据“中国地震动参数区划图”划分，本区地震动峰值加速度为0.05g，对照原烈度6度，为弱震区，一般不会发生破坏性地震，历史上亦无破坏性记载。1.1.4 矿井电源矿井附近的主要供电电源有：距离本矿井南部11km的新庙新建110kV变电站、另外有新庙35kV变电站、四道柳35 kV变电站和乌日图高勒110kV变电站。矿井现有电源引自新庙35kV变电站，10kV高压线路通过矿井工业场地，现有100kW变压器一台。本区电源能够满足矿井建设、生产的需要。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质概况1、区域构造东胜煤田位于鄂尔多斯台向斜东胜隆起之东南边缘地带，基本构造形态表现为一单斜构造，地层走向N25°W，倾向S65°W，倾角1°3°，具有宽缓的波状起伏，断层不发育。2、井田构造本区总体构造形态为一向南西倾斜的单斜构造，地层倾角1°3°，未发现断层，具有宽缓的波状起伏，无岩浆岩侵入，属于构造简单地区。1.2.2 地层本区位于东胜煤田浅部露头区，受新生代地质应力的作用，使煤系地层在沟谷中裸露于地表。区内揭露地层由老至新有：三叠系上统延长组(T3y)、侏罗系中下统延安组(J1-2y)、第三系上新统(N2)、第四系(Q)， 分述如下:1）三叠系上统延长组(T3y)该组为煤系地层的沉积基底。普遍发育大型板状、槽状交错层理，是典型的曲流河沉积体系。厚度6.4023.21m，平均17.09m。2）侏罗系中、下统延安组（J1-2y）该组为区内含煤地层，四道柳找煤区广泛出露，在本区遭受后期剥蚀后，被第四系黄土及风积砂覆盖。其岩性组合：顶部、底部主要为灰白色泥质胶结的中粗粒砂岩，顶部有时相变为砂质泥岩，底部石英含量较高，白色砂岩特征明显，可作为延安组顶底界面的标志层。中部岩性组合为一套浅灰色，风化后呈灰黄色、浅黄色的各粒级砂岩；灰色至深灰色粉砂岩；砂质泥岩；泥岩及煤层，局部含少量钙质砂岩。发育有水平纹理及波状层理。区内含3、4、5、6、6下号煤层。该地层向东南方向厚度变大，厚度80.15138.31m，平均106.92m，与下伏地层延长组呈平行不整合接触。3）第三系上新统(N2)该组地层在区内局部残存。岩性组合为一套暗红色、褐红色砂质泥岩和泥岩，含丰富的呈层状发育的钙质结核，半胶结状。由于沉积后期风化剥蚀的作用，厚度变化较大。据钻孔揭露厚度037.00m，平均18.00m，与下伏地层呈不整合接触。4）第四系(Q)由砾石、冲洪积砂及粘土混杂堆积而成；残坡积物及少量次生黄土分布于山梁坡脚地带，由砂、砾石组成，局部地段含少量次生黄土；据钻孔揭露厚度0.5042.87m，平均13.42m，不整合于一切老地层之上。地层特征见表1-2-1。地质综合柱状图如图1-2-1所示。东胜煤田地层一览表表1-2-1地 层单 位厚度（M）最小最大平均岩 性第四系Q全新统Q4068.2416.41主要由风积砂层，次为河流淤积、洪积层。风积砂成分以细粒石英为主，河流淤积层岩性为砂、粉砂或砾石，洪积层以砂、砾石为主。更新统Q3m上部为淤积层，岩性为砂、粉砂及黑色土壤，底部为马兰黄土，岩性为淡黄色亚砂土，柱状节理发育，含钙质结核。不整合于老地层之上第三系R上新统N2010.144.43上部为粉红色砂质粘土、亚砂土，下部为灰色、桔黄、棕红色砾岩夹棕红、棕黄色砂岩，分选及滚园度差，呈半胶结状态，松散。不整合于老地层之上上侏罗下白垩统志丹群J3K1zh7.37185.8585.86上部以砖红、粉红及灰绿色的细、粉砂岩为主，局部含砾，泥质胶结，较疏松，具大型斜层理。下部为紫红、桔黄色的杂色砾岩及含砾粗砂岩互层，夹粉砂岩，砾石以花岗岩、花岗片麻岩、石英岩等组成。分选差，磨园中等，泥质胶结，较疏松。与下伏地层呈不整合接触。中侏罗统J2安定组J2a11.2648.7427.47为一套紫红、砖红、黄棕色中、细粒砂岩，中夹灰紫色砂质泥岩。底部为浅黄色，向上变为浅紫色的巨厚层状砂岩。与下伏地层呈假整合接触直罗组J2z15.56161.8596.07上部为一套杂色的细、中粒砂岩，颜色为灰白、灰黄、灰兰、灰绿、灰紫色等，泥质或粘土质胶结。底部为厚层状的灰黄色中粗粒砂岩，局部相变为砂质泥岩。含较多铁质、泥质结核。底部局部含1号煤层。与下伏地层呈假整合接触中下侏罗统J1-2延安组J1-2y上岩段J1-2y339.7084.0963.06上部主要由灰白色中、细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及2号煤组成。底部为灰白、黄绿色细、粉砂岩及泥岩，具小型波状层理及水平层理。中岩段J1-2y233.1078.3063.77主要由灰深灰色粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩和3、4号煤组组成。底部为厚层状灰白色中、细粒砂岩，具波状层理、楔状交错层理和水平层理。下岩段J1-2y113.6696.9764.96主要为灰、灰白色细砂岩、粉砂岩及灰黑色、黑色泥岩、砂质泥岩、煤组成。含5、6号煤组。底部为灰色灰白色的细中粒砂岩，局部相变为粗砂岩或砾岩，发育大型槽状交错层理。与下伏地层呈假整合接触上三迭统T3延长组T3y132.80由灰绿色、灰白色细、中粒石英砂岩组成，含较多云母及少量的暗色矿物，粘土质胶结，局部地段顶部有明显的风化壳产物。1.2.3 褶皱及断层核实区构造形态与东胜煤田相似，其总体构造形态为一向南西倾斜的单斜构造，地层倾角13º，未发现断层，具有宽缓的波状起伏，无岩浆岩侵入，构造复杂程度属于简单类型。1.2.4 水文地质特征1、概况区内水系较为发育，基本上两面环川。南界为束会川，东界勃牛川。沟谷十分发育，多为间歇性河流，旱季一般干涸无水或有溪流，但暴雨过后可形成洪水，水流总体由北向南流入勃牛川，而后向南汇入陕西省境内的窟野河，最终注入黄河。据古城壕水文站资料，勃牛川最大洪峰流量为4810m3/s，最小流量0.003m3/s，平均流量4.03m3/s。2、地下水的补给、迳流及排泄条件1）补给条件：潜水的补给以大气降水为主，在沟谷地带也可接受地表水的补给。延安组下部含水岩组为承压水,其补给方式一方面接受上部潜水的下渗补给，另一方面则接受侧向迳流补给。2）迳流条件：四道柳区地形切割强烈，故地表水及地下潜水迳流条件较好。承压水主要沿倾向或层面方向迳流。由于各地层岩性不同，各岩层的渗透性能及迳流速度有所不同，但迳流方向与区域地形及构造特征相一致。3）排泄条件：松散层潜水的排泄方式主要为蒸发排泄、井泉排泄和下渗排泄。碎屑岩类承压水的排泄方式主要有井泉排泄、矿井疏干排泄和地下迳流排泄。3、含（隔）水层特征1）含水层（1）第四系（Q4）松散层潜水含水段区内松散层分布广泛，岩性以风积砂为主，局部为黄土层，厚度为042.87m，宝山区平均厚度为13.42m，乔家塔区平均厚度为23.94m，厚度变化大。该层与第三系粘土及基岩接触面有泉水出露，流量0.010.04L/S,水质为HCO3-CaMg型，矿化度0.19g/L，PH=7.3，为低矿化度淡水。（2）4号煤层底板至Q4含水岩段由延安组上部地层组成，厚度13.4363.65m，宝山区平均厚度30.58m，乔家塔区平均厚度40.68m，厚度变化较大。受风化作用孔隙、裂隙较发育，浅部地层可直接或间接接受大气降水的补给，含有少量孔隙、裂隙潜水。沟谷地带有泉水出露，流量0.030.04L/S，水质为HCO3-Ca·Mg型，矿化度0.19g/L，PH=7.1，属低矿化度淡水。（3）46号煤含水岩段区内该层段均有分布，该段厚度27.4034.50m，宝山区平均厚度31.78m，乔家塔区平均厚度29.26m，厚度变化不大，含水微弱。相对含水的中细粒砂岩与相对隔水的砂泥岩类及粉砂岩呈互层分布，泥岩类隔水性能好，分布较稳定，上下层水力联系差。（4）延长组（T3y）含水岩段该层全区分布，且厚度大，为煤系地层基底。本次钻孔揭露最大厚度23.21m，岩性为不同粒度的灰绿及绿色砂岩，含孔隙、裂隙承压水，富水性不强，与煤系地层联系不大。2）隔水层（1）第三系（N2）粘土：主要分布在本区北部及东部，厚度20.0037.00m，平均厚度28.50m。岩性为浅红色含砂泥质粘土，粘性大，松软未胶结，含少量砾石，一般不含水。（2）6号煤至延长组（T3Y）顶含水岩段的隔水层区内该段均有分布，厚度10.9559.99m，横向厚度变化大。含水层的岩性以灰白色中、细砂岩为主，多为泥质胶结，较致密，含水层富水性弱。本段隔水层岩性主要为砂质泥岩，隔水性能好，较稳定。4、充水因素分析矿坑充水是影响矿井正常开采的主要因素，区内可构成矿坑充水的水源主要有大气降水、地表水及地下水。1）大气降水根据伊金霍洛旗气象局资料，本区历年平均降水量为374mm，降水多集中在79月份。大气降水除大部分地表迳流外，少部分渗入地下。本区受大气降水影响的主要是4号和6号煤层，由于局部煤层沿沟谷出露或顶板较薄，大气降水可直接通过第四系松散层直接或间接渗入煤层中，使矿坑充水。2）地表水束会川流经矿区西南边缘，实测流量1.348m3/s（2004年9月18日）。勃牛川位于井田东侧，为常年地表径流（冰冻期冻结），水流注入黄河。地表水对区内6号煤开采构不成较大危害。但矿井井巷系统形成后，地表水体将可能改变原有天然流场，将排泄区域的地表水及地下水变为补给区，会导致地下水的富集。因此，开采时应对汇水洼地引起注意。3）地下水（1）潜水：潜水受地形地貌控制，随降雨量多少及季节变化显著，一般滞后于雨季，水量多集中在12月份至来年13月份，开拓时应注意季节变化的影响。（2）承压水：区内地质构造简单，地层平缓，相对含水的砂岩类岩层不同深度的分布在各地层中，接受上部潜水的下渗补给。随着深度的增加，含水岩层的透水性能减弱。各含水层之间水力联系差，各煤组间无水力联系。5、矿井涌水量预计根据补充勘探报告，本区未做专门的水文地质工作，参考矿井生产时实际矿井涌水量为5 m3/h的情况，考虑到本井田埋藏情况、区域水文地质情况以及矿井消防除尘洒水情况，确定矿井正常涌水量为30m3/h，最大涌水量为60m3/h。6、水文地质类型本区最低侵蚀基准面位于束会川，区内各煤层均位于其上，地形有利于自然排水，直接充水含水层主要为延安组（J1-2y）孔隙、裂隙岩层，补给源以大气降水为主，含水层富水性弱，钻孔单位涌水量q0.1L/s·m。因此，本区水文地质类型为第第类第一型，即孔隙裂隙充水矿床、水文地质条件简单型。1.3 煤层特征1.3.1 煤层本区煤系地层为中、下侏罗统延安组，自上而下赋存为五个煤层，即3、4、5、6、6下号煤层，其中4、6号煤层可采，其它为不可采煤层。 1、4号煤层该煤层位于延安组的中部，基本全区发育，煤层厚度为02.20 m，平均厚度1.50 m，由东南向西北煤层逐渐变厚。一般不含夹矸，结构简单，大部分可采，属于较稳定煤层。2、6号煤层该煤层位于延安组的下部，全区发育，煤层厚度为0.903.00 m，平均厚度2.00 m，由东南向西北煤层逐渐变薄。一般不含夹矸，结构简单，基本全区可采，属于较稳定煤层。 可采煤层特征表 单位：m 表1-2-1煤号煤层厚度煤层间距夹 矸岩 性最小最大最小最大最小最大顶 板夹 矸底 板平 均平 均平均/层数402.2025.4531.85细砂岩砂质泥岩泥岩粉砂岩砂质泥岩1.506 02.8029.2900.30细砂岩砂质泥岩泥岩细砂岩粉砂岩2.000.30/11.3.2煤质、煤类与煤的用途1、物理性质勘查区内煤呈黑色、条痕褐黑色，弱沥青沥清光泽，内生裂隙较为发育，并具水平、垂直两组节理，其中垂直节理较为发育。节理中常充填方解石、黄铁矿薄膜。参差状断口，条带状结构，层状构造。4号煤层真比重1.281.44，平均1.30；6号煤层真比重1.281.38，平均1.33。2、化学性质1)水分（Mad）本区4号煤层原煤水分1.76%7.48%，平均5.56%； 6号煤层原煤水分4.39%9.20%，平均7.73%。2）灰分（Ad）宝山区4号煤层原煤灰分平均17.71%； 6号煤层原煤灰分平均12.82%；乔家塔区4号煤层原煤灰分平均7.04%； 6号煤层原煤灰分平均18.39%；3）挥发分（Vdaf）本区内各可采煤层挥发分产率（Vdaf）较高，4号煤层原煤挥发分产率34.32%35.69%，平均34.80%；浮煤挥发分产率33.61%35.03%，平均34.49%。6号煤层原煤挥发分产率32.69%36.47%，平均34.42%；浮煤挥发分产率31.83%35.15%，平均34.11%。4）微量元素可采煤层中锗平均含量0.25%3.85%；钒平均含量0.0011.16%。均无工业利用价值。5）有害元素（1）全硫（St.d）煤中全硫含量很低，可采煤层平均含量0.22%0.42%。数值变化小，为特低硫煤。洗选后全硫含量有所降低，平均含量0.21%0.35%。（2）磷（Pd）煤中磷含量很低，平均含量0.006%0.024%，洗选后平均含量0.002%0.013%。综上所述，本区煤层有害成分低，属低中灰分、特低硫、特低磷低磷的不粘煤。可采煤质特征见表1-2-1。3、工艺性能1）发热量（1）干基弹筒发热量（Qb.d）可采煤层干基弹筒发热量原煤平均值为26.1230.73MJ/Kg ，数值变化小，洗选后发热量增高，浮煤平均值为30.2030.98MJ/Kg。（2）干基低位发热量（Qnet.d）可采煤层干基低位发热量原煤平均值为25.3429.84MJ/Kg ，数值变化小，洗选后发热量增高，浮煤发热量平均值为29.1529.98MJ/Kg。2）粘结性和结焦性煤的粘结指数，自由膨胀序数，胶质层最大厚度，奥亚膨胀度均为零，焦块熔合状况为“粉状胶结”，葛金焦型为“A”，少数为“B”，焦渣特征为II类，表明区内煤的粘结性弱，结焦性差。3）气化性能（1）热稳定性据邻区勃牛川普查地质报告，区内6号煤层热稳定性中等。（2）煤对CO2的反应性据本区B2号孔煤样测试结果得知：煤对CO2的反应性好，在1000时还原率仅达61.3%62.6%。在900以下增长较快，900以上增长缓慢。4）低温干馏煤的低温干馏产物以半焦为主，其次为焦水，焦油产率和气体损失。各煤层焦油产率平均含量为5.38%6.87% ，各煤层均为富油煤。经统计焦油产率和元素分析中的氢、氮呈正相关，和碳、氧多为负相关。5）煤灰成分及熔融性区内煤灰成分组成复杂，且变化大。主要成分为SiO2，平均值为46.43%，AL2O3：18.26%；Fe2O3:7.31%；CaO:12.21%；SO3:9.83%；MgO、TiO2含量低，一般在3%以下。本区煤的煤灰熔融性（ST）一般在11001250之间，属低软化温度灰（LST）较低软化温度灰（RLST）。4、煤的可选性可选性评定须预先拟定一个洗选后的灰分值，依据国际GB/T16417-1996煤炭可选性评定方法（±0.1含量法）可选性进行评定。从可选性试验成果表中看，当洗选后灰分（Ad%）在6.0%时属难选。5、煤质综合以上所述，本区煤层有如下特征：1）煤变质程度低，煤层为低变质的不粘煤，变质程度为烟煤第阶段。2）煤层有害成分低，低中灰分、低硫分、特低磷低磷分煤。3）属高热值煤。4）粘结性差，焦渣类型为2号，煤中微量元素含量低。5）煤的气化性能好，煤层均为含油煤。主要可采煤层煤质特征见表1-3-1。主要可采煤层煤质特征表 表1-3-1煤层号洗选情况工 业 分 析 （%）焦渣特征发热量（MJ/Kg）各 种 硫 %MadAdVdafQgr.adQb.dSt.dSt.daf最小最大平均最小最大平均最小最大平均最小最大平均最小最大平均最小最大平均最小最大平均4原3.707.485.5613.1723.1217.7134.3235.6934.80222.5524.4223.3524.7026.8426.120.310.640.42浮8.5113.5610.304.315.424.9433.6135.0334.49229.0130.200.340.370.350.356原5.089.207.735.0219.5912.8232.6936.4734.42221.4227.3524.7724.8130.8430.730.270.680.47浮8.9013.3311.023.864.644.3731.8337.1534.11228.2328.4428.3430.8131.1530.980.180.330.240.186、煤类根据中国煤炭分类国家标准（GB575186），区内各煤层胶质层最大厚度和粘结指数为零，透光率在73%左右，原煤挥发分（Vdaf）平均值为29.76%36.47%，本区属于不粘煤。7、煤的用途区内各可采煤层有害成分低，属低中灰、低硫、特低磷低磷、高热值不粘煤，是良好的民用和动力用煤，适用于火力发电，各种工业锅炉等，也可在建材工业、化学工业中用焙烧材料。粉煤加粘结剂成形还可制作煤砖、煤球、蜂窝煤等。1.3.3 煤层开采技术条件1、煤层顶底板情况从乔家塔Q4钻孔岩石试验结果看，细粒岩石比粗粒岩石抗压、抗剪强度大，各类岩石抗压强度小于30MPa的占88.9%，岩体完整性多为较完整。因此，基岩大都属于软弱半坚硬岩层，工程地质条件属中等。2、瓦斯根据原宝山矿瓦斯鉴定结果，矿井总回风巷瓦斯绝对涌出量为0.14m3/min，相对涌出量为1.008m3/t，本矿为低沼气矿井。3、煤尘爆炸及煤的自燃勘探报告没有对煤的自燃、煤尘爆炸作专项鉴定，据邻区鉴定结果，各煤层火焰长度均大于400mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉量为80%，有爆炸危险性。煤层具有自然发火倾向，自然发火期4060d。4、地温勘查未作地温测量工作。据邻区勃牛川普查区钻孔简易地温测量结果，最大地温梯度1.6/100m，平均1.2/100m，小于3/100m，无地温异常。5、放射性及其它有害气体本区经各勘探阶段，对钻孔测井及大量的煤、岩样品测试，均未发现有放射性异常和大量有害气体。6、地压本区煤层埋藏较浅，地压较小，无异常地压。2 井田境界和储量2.1 井田境界本项目包括伊泰公司的宝山井田和乔家塔井田以及蒙泰公司的牛家梁井田，三井田合并开发。合并后的井田南北平均长5.43km，东西平均宽4.8km，面积24.88km2，整个井田由11个拐点圈定。井田境界拐点坐标见表2-1。表21 井田境界拐点坐标表 单位：m点号纬距（X）经距（Y）点号纬距（X）经距（Y）14371860.00037445000.00074368622.00037446837.00024374130.00037446300.00084368550.00037445950.00034372560.00037449070.00094369090.00037445720.00044370175.00037450310.000104369276.00037445647.00054369010.00037450310.000114369700.00037445000.00064366540.00037448830.0002.2 矿井工业储量2.2.1 井田勘探1、构造类型工作区内地层倾角为13°，为一向南西倾斜的单斜构造，褶曲与断层均不发育，无岩浆活动，为构造简单地区，属于第一类。2、煤层稳定类型工作区内煤系地层共含煤17层，具有对比意义的为5层，其中4、6煤层为可采煤层，主要可采煤层为6号煤层，为本次勘查的主要工作对象，该煤层全区发育，厚度变化较小，为0.505.70m，平均为2.00m。层位稳定，煤厚变化相对较小，变化规律明显，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一类一型。2.2.2 矿井工业储量本区煤系地层为中、下侏罗统延安组，自上而下赋存为五个煤层，即3、4、5、6、6下号煤层，其中4、6号煤层可采，其它为不可采煤层。 4号煤层位于延安组的中部，基本全区发育，煤层厚度为02.20 m，平均厚度1.50 m，由东南向西北煤层逐渐变厚。一般不含夹矸，结构简单，大部分可采，属于较稳定煤层。6号煤层位于延安组的下部，全区发育，煤层厚度为0.903.00 m，平均厚度2.00m，由东南向西北煤层逐渐变薄。一般不含夹矸，结构简单，基本全区可采，属于较稳定煤层,且埋藏浅，储量丰富，是本井田主采煤层。本设计主要针对6煤层进行开采设计。井田内各煤层容重见表2-2-1表2-2-1 各煤层容重表煤层46容重/g·m-31.351.391 矿井工业储量矿井工业储量可用下式计算Zgimi×ri×si （2-2）式中：mi第i煤层平均厚度，m；ri第i煤层容重，t·m-3；si第i煤层面积。计算结果见表2-2-2。表2-2-2 各煤层工业储量计算表煤层煤层厚度/m煤层容重/t·m-3井田面积/km2工业储量/万t4 1.51.3524.885038.262.001.3924.886916.6合计11954.82.3 矿井可采储量设计对井田内厚度2.00 m的4、6煤层进行开采设计，因此，井田内的各种永久煤柱损失按4、6煤层进行计算，其余煤层只考虑一定的系数。而不作具体计算。2.3.1 井田边界保护煤柱井田边界保护煤柱按宝山矿实际情况取20 m，则用下式计算井田边界保护煤柱损失。PjH×L×m×r （2-5）式中：H井田边界煤柱宽度，m；L井田边界长度，m；m煤层厚度，m；r煤层容重，t·m-3；Pj 井田边界保护煤柱损失，万t。则：P420×20025×1.50×1.35×0.000181.1万tP620×20025×2.00×1.39×0.0001111.3万t2.3.2 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2-3-1。由表2-3-1可知，并结合本设计井型（120万t/a），应该是12公顷，即0.12 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，工业广场的面积都由缩小的趋势。本设计取0.70的系数，则工业广场的面积为0.084 km2。长轴定为300m，短轴定为280m。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20m。垂直剖面图如图2-1所示。表2-3-1 工业广场占地面积表井型/万t·a-1占地面积/公顷（10万t）-12401.01201801.245901.59301.8由此可知工业广场压煤面积为：Sg0.5×H×（L1+L2） （2-6）式中：H梯形高度，mm；L1梯形上边长，mm；L2梯形下边长，mm；Sg工业广场煤柱面积，km2。则：Sg0.24工业广场压煤量为：0.24×(2.00×1.39+1.50×1.35)×100115.3 （万t）。表2-3-2 宝山煤矿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/°2.002545走向移动角/°上山移动角/°下山移动角/°7080752.3.3 井田内永久煤柱损失井田内永久煤柱损失包括井田内断层保护煤柱损失、井田边界防水煤柱损失、和工业广场压煤损失及铁路保护煤柱.计算结果见表2-3-4，工业广场压煤如图2-1所示。表2-3-4 宝山井田永久煤柱损失煤柱损失处单位数量断层煤柱万t0边界煤柱万t192.4工业广场煤柱万t115.3合计万t307.7以上计算的为4、6煤层煤柱损失，考虑全井田的煤柱损失则取1.4的系数，所以全井田煤柱损失为1.4×307.7430.78（万t）。2.3.5 矿井设计际可采储量1 矿井设计可采储量按下式计算：Zk（Zg-P）×C （2-7）式中：Zg矿井工业储量，万t；P井田煤柱损失，430.78，万t；C采区采出率，薄煤层不应小于85%，中厚煤层不应小于80%，厚煤层不应小于75%。Zk矿井可采储量，万t。各煤层的工业储量和可采储量见表2-3-5。表2-3-5 矿井储量汇总表 单位：万t煤层工业储量煤柱损失矿井可采储量4 、611954.8430.789219.213 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1 矿井工作制度按照煤炭工业矿井设计规范中规定，确定本矿井设计生产能力按年工作日300 d计算，四六制作业（三班生产，一班检修），每日三班出煤，净提升时间为14 h。3.2 矿井设计生产能力、服务年限3.2.1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。3.2.2矿井设计生产能力由地质资料可知：本井田储量丰富、地质结构简单、煤层稳定、开采技术条件好，有足够的条件建成大型矿井，结合本井田的工业储量和开采储量最终选定矿井设计生产能力120万t/a。 3.2.3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： TZk /（A×K） （3-1）式中： T矿井服务年限，a；Zk矿井可采储量，万t；A设计生产能力，万t；K矿井储量备用系数，取1.3。确定井型时需要考虑备用系数的原因是，矿井各生产环节有一定的储备能力，矿井投产后，产量迅速提高；局部地质条件变化，使储量减少；有的矿井由于技术原因，使采出率降低，从而减少了储量。则，矿井服务年限为：T =9219.21/120×1.3 = 59.1 a服务年限符合要求。3.3井型校核按矿井的实际煤层开采能力，辅助生产能力，储量条件及安全条件因素对井型进行校核：1）煤层开采能力井田内有4、6号煤层可采，总煤厚3.5 m，为中厚煤层，赋存稳定，厚度基本无变化。煤层倾角平均2°，地质条件简单，根据现代化矿井“一矿一井一面”的发展模式，可以布置一个综采工作面。2）辅助生产环节的能力校核矿井设计为大型矿井，开拓方式为斜井平硐联合开拓。主斜井采用胶带输送机提升煤炭，工作面生产的原煤经斜巷胶带输送机到大巷胶带输送机运到地面煤仓，运输能力大，自动化程度高；副平硐和大巷辅助运输采用无轨胶轮车运输，运输能力大，调度方便灵活。3）通风安全条件的校核本矿井为低瓦斯矿井，瓦斯涌出量极低，但煤尘具有强爆炸危险，煤炭有自然发火倾向，发火期3-6个月。矿井投产前期采用中央并列式通风，后期采用两翼对角式通风。辅助运输大巷进风，煤炭运输大巷回风，工作面采用后退式U型通风，通过第九章的通风设计知可以满足通风需要。4）矿井的设计生产能力与服务年限相适应，才能获得好的技术经济效益。煤炭工业矿井设计规范给出了井型和服务年限的对应要求，见表3-1表3-1 不同矿井设计生产能力时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）第一水平设计服务年限煤层倾角<25°25°-45°>45°600及以上7035300-5006030120-2405025201545-90402015104 井田开拓4.1 井田开拓的基本问题井田开拓是指在一个某井田范围内，为了采煤，从地面向地下开掘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。合理的开拓方式，要技术上可行，经济上合理，生产上安全高效。井田开拓的内容包括：井筒形式、数目、位置，开采水平划分，大巷布置，准备方式等。开拓问题解决的好坏，关系到整个矿井生产的长远利益，关系到矿井的基建工程量、初期投资和建设速度，从而影响矿井经济效益。因此，在确定开拓方式是要遵循以下原则: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 要建立完善的通风、运输、供电系统、创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常保持良好的状态。5 要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，应为采用新技术、新工艺、发展采煤机械化、综合机械化、自动化创造条件。6根据用户需要，应照顾到不同媒质、煤种的煤层分别开采，以及其它有益矿物的综合开采。4.1.1 井筒形式和位置井筒是井下和地面出入的咽喉，是全矿生产的枢纽。1 井筒形式的选择井筒形式目前只有三种:平硐、斜井和立井。在一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井复杂。但在解决具体问题时，必须从自然地质条件、技术条件和经济条件各个方面综合考虑。三种井筒形式的优缺点见表4-1设计的许厂井田地面标高在+38.5 m+39.8 m，地势平坦，不具备平硐开拓的地形条件；井田内冲积层厚度达150 m，厚度较大，采用斜井则施工困难，而且井田内煤层平均倾角在4°左右，所以，没有采用