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1、编号：（ ）字 号本科生毕业设计（论文）常村煤矿8.0Mt/a新井设计 厚煤层沿空留巷技术的应用王 硕 01100185采矿10-6班题目： 姓名： 学号： 班级： 二一一年六月一般部分2井田境界和储量2.1井田境界2.1.1 井田范围具体的井田范围是：文王山南断层为北边界，安昌断层、藕泽断层及绛河北岸最高洪水位线保留煤柱为南边界，西邻屯留井田，东邻王庄井田。2.1.2 开采界限常村矿区内含煤地层有下二叠统山西组及上石炭统太原组，含煤地层总厚163.36m，含煤1017层，煤层总厚7.5m，含煤系数6.9%。山西组厚54.10m，含本区最主要可采煤层3#煤层，煤层厚度7.5m，含煤系数11.2
2、0%。2.1.3 井田尺寸井田赋存状况示意图如图2.1所示： 图2.1井田赋存状况示意图 井田的走向最大长度为20.24km,最小长度为17.4km。井田倾斜方向最大长度为5.4km，最小长度为3.08km。煤层倾角平均6.2。 井田的水平面积用CAD中的Area命令计算，井田的平均水平面积为107.46（km2）.2.2 矿井储量计算2.2.1 储量计算基础 1)根据本矿的井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算； 2)根据煤炭资源地质勘探规范和煤炭工业技术政策规定：煤层最低可采厚度为0.70m，原煤灰分40%； 3)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
3、地质块段的算术平均法。2.2.2工业储量的计算 根据煤炭工业设计规范，分别计算矿井地质资源量和矿井工业储量为：（1）矿井地质资源量矿井主采煤层为3#煤层和15-3#煤层。根据等高线疏密程度（即煤层倾角的大小），采用地质块段法，将矿体分为A，B，C，D，E五个部分，具体分块情况见图2.2。 图2.2 煤田分块示意图根据每个面积小块的等高线水平间距和高差计算出面积小块的煤层倾角（倾角的正切值=等高线的高差/等高线水平间距），再用CAD中的Area命令计算面积小块的水平面积S，则由此可计算得出每个块段的不同储量Z，矿井地质总储量即为各块段储量相加之和。矿井地质资源量可由下式计算： (2.1)式中：Z
4、矿井地质资源量，Mt；m煤层平均厚度，m；sq煤层水平面积，；煤容重，t/；取1.40 t/；煤层平均倾角，()。计算结果见表2.23#煤地质资源储量计算块段倾角()面积（km2）煤厚(m)容重（t/m3）块段储量（Mt）总储量（Mt）A4.926.37.51.4278.91137.98B7.810.47.51.4110.3C5.520.87.51.4220.6D7.424.57.51.4259.85E4.625.37.51.4268.33 表2.2 3#煤地质资源储量计算（2）矿井工业储量的计算根据钻孔布置，在矿井地质资源量中，60%是探明的，30%是控制的，10%是推断的.根据大纲对矿井工
5、业储量的计算要求，所给煤层底板等高线图上的储量均设定为经济的储量和边际经济的储量，并设定为经济的储量，为边际经济的储量，矿井工业储量可用式2.3计算： (2.4)式中：Zg矿井工业储量，Mt； Z111b探明的资源量中经济的基础储量，Mt； Z122b控制的资源量中经济的基础储量，Mt； Z2M11探明的资源量中边际经济的基础储量，Mt； Z2M22控制的资源量中边际经济的基础储量，Mt； Z333推断的资源量，Mt；K可信度，取0.70.9。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井，K值取0.9；地质构造复杂、煤层赋存不稳定的矿井，K取0.7，本井田取0.9。则3#煤的工业储量为：Z111b =Z6
6、0%70%=1137.9860%70%=477.9MtZ122b=Z30%70%=1137.9830%70%=238.9Mt Z2M11=Z60%30%=1137.9860%30%=204.8MtZ2M22=Z30%30%=1137.9830%30%=102.4MtZ333=Z10%k=1147.1410%0.9=102.4Mt把以上数据代入式2.3得 Zg=477.9+238.9+204.8+102.4+102.4=1126.4Mt2.2.3 矿井可采储量 根据常村矿的实际情况，按照煤矿安全规程的有关要求，本矿井设计资源储量可按下式计算： （2.5）式中： 矿井设计资源储量，Mt； 断层煤柱
7、、防水煤柱、井田边界保护煤柱、地面建筑煤柱等永久煤柱损失量之和。由于本矿井断层较多，落差较大，按矿井工业储量的5%计算。则： 3#煤层的设计资源储量为：=1126.4-1126.45%=1070.1（Mt）。矿井设计可采储量由下式计算： （2.6）式中： 矿井设计可采储量，Mt； 工业场地和主要井巷煤柱损失量之和，按矿井设计资源储量的2%算； 采区采出率，厚煤层不小于75%；中厚煤层不小于80%；薄煤层不小于85%。则：3#煤的设计可采储量为=(1070.1-1070.12%)0.75=786.52（Mt）；2.2.4 工业广场煤柱 工业广场的占地面积，根据煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说
8、明中第十五条，工业场地占地面积指标见表2.3：表2.4 工业广场占地面积指标表井型（Mt/a） 占地面积指标（公顷/10万t）2.4及以上1.01.21.81.20.450.91.50.090.31.8矿井井型设计为7Mt/a，因此由表2.3可以确定本设计矿井的工业广场为0.7km2。建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程第14条和第17条规定工业广场属于级保护，需要留设15m宽的围护带。取工业广场长为900m，宽为800m，新生界松散层平均厚度50m，结合本矿井的地质条件及冲积层和基岩移动角（表2.4）采用垂直剖面法计算工业广场的压煤损失。煤层倾角/煤层厚度/m广场中心深度/m/
9、6.2 7.5645767672 表2.5 岩层移动角 通过垂直剖面法得到工业广场保护煤柱的尺寸，见图2.2与图2.3图2.3 工业广场3#煤保护煤柱 图2.2 工业广场15-3#煤保护煤柱 工业广场设两层保护煤柱，通过Acad的Area命令计算出图2.2为1.35km2，则实际压煤面积为： S =1.35/cos6=1.36 km2 工业广场保护煤柱量由下式计算： （2-6）式中：Z工 工业广场保护煤柱量，Mt；S 工业广场压煤面积，km2；M 煤层厚度，3#煤平均厚7.56m。R 煤的容重，本井田的煤层为1.40t/m3。则，压煤量为：Z=1.367.51.4=14.3（Mt）3 矿井工作
10、制度、设计生产能力与服务年限3.1 矿井工作制度根据煤炭工业矿井设计规范2.2.3条规定，确定矿井年工作日330d，工作制度采用“四六”制，每天四班工作，每班工作6小时，其中三班生产，一班检修，矿井每天净提升时间为16h。3.2 矿井生产能力及服务年限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.国家需求：对国
11、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；3.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，交通条件好，有足够的条件建成大型矿井，结合本井田的工业储量和可开采储量最终选定矿井设计生产能力8Mt/a。3.2.3 矿井服务年限矿井服务年限必须与井型相适应。矿井设计生产能力通常指矿井设计的年生产能力，是煤矿生产建设的重要指标，是选择井田开拓方式的重要依据之一。矿井可采储Zk、设计生产能力A、矿井服务年限力T三者之间的关系为：
12、 (3.1)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1.3。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=786.52/(81.3)=75.6a70a 第一水平主采3#煤层服务年限为：=424.48/(81.3)=41a35a符合煤炭工业矿井设计规范要求，具体规范参看表3.1。 表3.1 我国各类井型的矿井和第一水平设计服务年限矿井设计生产能力万/ta-1矿井设计服务年限/a第一开采水平服务年限煤层倾角45600及以上7035300500603012024050252015459040201515930各省自定4井田开拓4.1井田开拓的基本问题
