《采矿学》课程设计说明书(3)

华北科技学院《采矿学》课程设计

R ——煤的容重，1.32吨/立方米； 则：Zg=11.25×9×1.32=13365万t

2.3 矿井可采储量

1）边界煤柱可按下列公式计算

Z=L×b×M×R

其中：Z——边界煤柱损失量； L—边界长度， b——边界宽度，取b=50； M——煤层厚度，M=9； R——煤的容重，R=1.32。 则井田的边界断层煤柱为：

上团柏断层：5000/cos4×50×9×1.32×10-4=297.73万t； 下团柏断层：2000/cos4×50×9×1.32×10-4=119.10万t。

2.3.1永久煤柱留设

工业广场煤柱

根据《煤炭工业设计规范》第5-22条规定：工业广场的面积为0.8-1.1公顷/10万吨。本矿井设计生产能力为120万吨/年，所以取工业广场的尺寸为300m×400m的长方形。煤层的平均倾角为4度，工业广场的中心处在井田走向的中央，倾向中央偏于煤层中上部，其中心处埋藏深度为350，主井、副井，地表建筑物均布置在工业广场内。工业广场按Ⅱ级保护留维护带，宽度为15m。本矿井的地质掉件及冲积层和基岩层移动角见表2-1。

表2-1岩层移动角

广场中心深煤层倾角 度/m 350

煤层厚度/m 4

冲击层厚ф 度/m 100 45 76.8 76.8 68.4 δ γ β 9 10

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由此根据上述以知条件，

画出如图2-2所示的工业广场保护煤柱的尺寸

+27m-172m-200m

-500m-550m

图2-2工业广场保护煤柱

由图可得出保护煤柱的尺寸为：

S=梯形面积=（上宽+下宽）×高/（2×cos4） ---式2-3 =473653.80㎡

则：工业广场的煤柱量为： Zi=S×M×R

式中：Zi----工业广场煤柱量；

S ----工业广场压煤面积，473653.80㎡； M ----煤层厚度， 9m； R ----煤的容重。

则：Zi=473653.80×9×1.32×10 =562.70万t

总煤柱量=297.73+119.10+562.70=979.53 矿井的可采储量

矿井的可采储量按下式计算：

Zk=(Zg-P)×C

-4

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其中：Zk----矿井的可采储量；万t

Zg----矿井的工业储量，计算得出Zg=13365万t；

P ----保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留设的永久煤柱损失量，p=979.53 万t；

C ----采区采出率，厚煤层不低于0.75，中厚煤层不低于0.80，薄煤层不低于0.85，本矿取0.85

则： Zk=（13365-979.53）×0.85 =10527.65 万t

3 工作制度和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，参考《关于煤矿设计规范中若干条文修改的说明》，确定本矿井设计生产能力按年工作日330天计算，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小时。

3.2 矿井设计生产能力及服务年限

因为本井田煤层丰富，主采煤层赋存条件简单，井田内部没有较大断层，比较合适布置大型矿井，初步设定服务年限为60年。

年生产能力为：K=Zk÷A÷T=10527.65÷1.4÷60=125.3 万吨/年 经校核后确定本矿井的设计生产能力为120万吨/年 服务年限：T=Zk÷A÷K=10527.65÷1.4÷120=62.67 年

4矿井开拓方式

4.1 确定井筒位置

（1）有利于第一水平的开采，并兼顾其他水平，有利于井底车场和主要运

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输大巷的布置，石门的工程量要尽量少；

（2）有利于首采区布置在井筒附近的富煤阶段，首采区要尽量少迁村或不迁村；

（3）井田两翼的储量基本平衡；

（4）井筒不宜穿过厚表土层、厚含水层、断层破坏带、煤与瓦斯突出煤层或软弱岩层；

（5）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的威胁；

（6）工业场地宜少占耕地，少压煤；

（7）水源、电源较进，矿井铁路专用线短，道路布置合理。

4.2 确定井田开拓方式

本井田开拓方式的选择，主要考虑到以下几个因素：

1）本井田煤层埋藏较浅，煤层可采线在-250m，最深处到-400m，表土层厚度大，平均厚度为100m。

2）表土层有四个含水层，其中第四含水层直接覆盖在煤层露头上。 3）本矿地表地势平坦，且多为农田，无大的地表水系和水体。

由于本矿表土层较厚，水文地质条件比较复杂，井筒需要才用特殊法施工，故第一水平只能用立井开拓。根据矿井提升的需要与本矿的地质条件及《煤矿安全规程》的规定，在本井田的中上部设立主副井筒各一个。主井用来提升煤炭，副井用来运送人员、材料、矸石等。

本矿井的瓦斯含量比较小，能够达到低瓦斯矿井的水平。井田的走向长度比较短，平均为2.5km，故采用中央并列式通风，由副井进风，主井回风。

4.3 确定开采水平位置，标高及水平垂高

根据本矿的煤层赋存条件和水平的服务年限，确定把第一开采水平大巷设在煤层底板等高线600m标高的煤层底板岩层中，距离煤层30m，岩性为砂岩。水平走向沿600m底板等高线方向，第一水平的垂高约100m。第二水平沿着450m底板等高线布置，采用暗斜井延伸，水平垂高约150m，利用两个水平开采整个井田范围内的煤层。

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4.4 确定运输大巷布置及位置

由于本井田煤层埋藏比较浅，设计可采煤层的厚度为4.3m和4.1m，运输大巷为两个煤层服务，服务年限较长，为便于维护和使用，使大巷不受煤层开采的影响，所以将大巷布置在煤层底版下方30m处的砂岩中。其优点是巷道维护条件好，维护费用底，巷道施工条件够按要求保持一定方向和坡度；，减少煤柱损失，同时便于设置煤仓。

5 准备方式--带区巷道布置

5.1 煤层的地质特征

井田煤系地层

区内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及下石盒子组，其中太原组和山西组为主要含煤地层。太原组地层含煤层12层，其中全区稳定可采煤层2层（10、11号），现就主要的含煤地层叙述如下： 石炭系上统太原组

太原组由泥岩、粉砂岩、石灰岩及煤层组成，夹不稳定砂岩。厚73.84－97.86m，平均87.59m。厚度变化在走向上大致为南西部厚、北东部及中部地带较薄；倾向上厚度变化不大。本组地层的沉积为滨海三角洲平原及前缘沉积，期间发生了三次较大的海侵，形成潮下低能带的三层石灰岩沉积，该组岩性、岩相稳定，旋回结构明显。 下二迭统山西组(P1)

本组地层K7砂岩底至K8砂岩底。岩性主要由中、细粒砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成。厚29.20－53.39m，平均42.95m，含煤层7层（1上、1、2上、2、2下、3及一层未编号），其中较稳定大部可采煤层1层，零星可采或不可采煤层6层。

本组地层的沉积继承了太原期的沉积特点，不同的是在海退作用占主导地位前提下，该组下部为三角洲平原过渡带沉积，上部为上三角洲分流河道的洪泛平原沉积。

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