張雙樓煤礦 3.0Mta 新井設(shè)計(jì)含5張CAD圖.zip,張雙樓煤礦,3.0Mta,新井設(shè)計(jì)含5張CAD圖,張雙樓,煤礦,3.0,Mta,設(shè)計(jì),CAD 張雙樓煤礦 3.0Mt/a 新井設(shè)計(jì) 摘要 一般部分針對(duì)徐州張雙樓煤礦進(jìn)行了井型為 3.0Mt/a 的新井設(shè)計(jì)。張雙樓煤礦井位于 江蘇省沛縣安國(guó)鎮(zhèn)境內(nèi)，井田走向長(zhǎng) 13.5km，傾斜寬 2.9km，面積約 37.9km2。主采煤層 為 9#煤層，煤層傾角 18~21°，平均厚度 10.0m。井田工業(yè)儲(chǔ)量為 402.7Mt，可采儲(chǔ)量 265Mt， 礦井服務(wù)年限為 68a。礦井正常涌水量為 280m3/h，最大涌水量為 330m3/h；礦井相對(duì)瓦斯 涌出量為 1.22m3/t，屬低瓦斯礦井。 根據(jù)井田地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)采用雙立井兩水平開(kāi)拓方式，暗斜井延深。井田采用全采區(qū) 式布置方式，共劃分為六個(gè)采區(qū)。軌道大巷、運(yùn)輸大巷皆為巖石大巷，布置在 9#煤層底板 巖層中?？紤]到本礦井走向長(zhǎng)度較大，開(kāi)采深度較大。在第一水平開(kāi)采時(shí)采用分區(qū)對(duì)角式 通風(fēng)方式，第二水平采用中央并列式通風(fēng)方式。 針對(duì)東一采區(qū)采用了采區(qū)準(zhǔn)備方式，共劃分 8 個(gè)工作面，并進(jìn)行了運(yùn)煤、通風(fēng)、運(yùn)料、 排矸、供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 針對(duì) 9102 工作面進(jìn)行了采煤工藝設(shè)計(jì)。該工作面煤層平均厚度為 10.0m，平均傾角 19°，直接頂為中細(xì)砂巖，老頂為中砂巖。工作面采用長(zhǎng)壁綜采放頂煤采煤法。采用雙滾 筒采煤機(jī)割煤，往返一次割兩刀。采用“三八制”工作制度，截深 0.6m，每天 9 個(gè)循環(huán)， 循環(huán)進(jìn)尺 5.4m，月推進(jìn)度 162m。 大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用蓄電池式電機(jī)車(chē)牽引固定箱式礦車(chē)。主井采 用兩套帶平衡錘的 16t 箕斗提煤，副井采用一套 5t 帶平衡錘雙層單車(chē)罐籠和一套一大罐籠 5t 雙層單車(chē)罐籠運(yùn)料和升降人員。 專(zhuān)題部分題目為《深部巷道變形機(jī)理及支護(hù)技術(shù)淺析》，翻譯部分題目為《An influence function method based subsidence predictionprogram for longwall mining operations in inclined coal seams》。 關(guān)鍵詞：張雙樓煤礦；立井兩水平；采區(qū)；綜采放頂煤；分區(qū)對(duì)角式；深井巷道支護(hù) ABSTRACT The general design is about a 3.0Mt/a new underground mine design of Zhangshuanglou coal mine. Zhangshuangloucoal mine is located inPeixian, Jiangsu province. It’s about 13.5 km on the strike and 2.9 km on the dip,with the 37.9 km2 total horizontal area. The minable coal seam is 9#with an average thickness of 10.0m and a dip of 18~21°. The proved reserves of this coal mine are 402.7 Mt and the minable reserves are 265 Mt, with a mine life of 68a. The normal mine inflow is 280 m3/h and the maximum mine inflow is 330 m3/h. The mine gas emission rate is 1.22m3/t ,which can be recognized aslow gas mine. Based on the geological condition of the mine, this design uses a duel-vertical shaft double-level development method, inclind staple shaftdeepeningand full panel preparation ,which divided into eightpanels, and track roadway andbelt conveyor roadwayare all rock roadways, arranged in the floor rockof 9# coal seam. Taking into length of the mine and depth of extraction,themine ventilation method use zoningdiagonal ventilation at the first level, and cewntral paratactic ventilation at the second level. The design applies panel preparation against the first band of East One which divided into8panels totally, and conducted coal conveyance, ventilation, gangue conveyance and electricity designing. The design conducted coal mining technology design against the 9102 face. The coal seam average thickness of this working face is 10.0m and the average dip is19°, the immediate roof is average fine sand block and the main roof is average sand stone. The working face applies fullymechanized longwall top-coal caving method, and uses double drum shearer cutting coal which cuts twice each working cycle."Three-Eight" working system has been used in this design and the depth-web is 0.6m with nineworking cycles per day, and the advance of a working cycle is 5.4 m and the advance is 162m per month. Main roadway makes use of belt conveyor to transport coal resource, and battery locomotive to be assistant transport. The main shaft uses double 16t skips to liftcoal with a balancehammer and the auxiliary shaft uses a 5 tsingle-car double-deck cage and amammoth 5t single-car double-deck cage to lift material and personnel transportation. The monographic studyentitled "Case Study and Research of Deep Soft Rock Pressure Observation"and the titleof the translated academic paper is "An influence function method based subsidence predictionprogram for longwall mining operations in inclined coal seams ". Keywords:Zhangshuanglou coal mine; double vertical shaft; panel preparation; top-coal caving;zoningdiagonal ventilation; deep shaft bolting 目 錄 1 礦井概況與地質(zhì)特征 1 1.1 礦井概況 1 1.1.1 地理位置與交通 1 1.1.2 地形地貌及水文情況 1 1.1.3 氣候條件 1 1.1.4 其它 2 1.2 井田地質(zhì)特征 2 1.2.1 地層 2 1.2.2 地質(zhì)構(gòu)造 4 1.2.3 水文地質(zhì)條件 4 1.3 煤層特征 5 1.3.1 煤層 5 1.3.2 煤質(zhì) 6 2 井田境界和儲(chǔ)量 9 2.1 井田境界 9 2.2 井田工業(yè)儲(chǔ)量 9 2.2.1 儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ) 9 2.2.2 井田勘探情況 9 2.2.3 礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 10 2.3 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 11 2.3.1 永久損失煤柱 11 2.3.2 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 12 2.4 礦井可采儲(chǔ)量 12 2.4.1 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱量 12 2.4.2 主要井巷保護(hù)煤柱 13 2.4.3 礦井可采儲(chǔ)量 13 3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 15 3.1 礦井工作制度 15 3.2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 15 3.2.1 確定依據(jù) 15 3.2.2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 15 3.2.3 礦井和第一水平服務(wù)年限 15 3.2.4 井型校核 16 4 井田開(kāi)拓 18 4.1 井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題 18 4.1.1 確定井筒的形式、位置及坐標(biāo) 18 4.1.2 工業(yè)場(chǎng)地的位置 20 4.1.3 開(kāi)采水平的確定及采區(qū)的劃分 20 4.1.4 主要開(kāi)拓巷道 21 4.1.5 開(kāi)拓方案比較 21 4.2 礦井基本巷道 26 4.2.1 井筒 26 4.2.2 井底車(chē)場(chǎng) 29 5 準(zhǔn)備方式?采區(qū)巷道布置 33 5.1 煤層地質(zhì)特征 33 5.1.1 采區(qū)位置 33 5.1.2 采區(qū)煤層特征 33 5.1.3 煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況 33 5.1.4 水文地質(zhì) 34 5.1.5 地質(zhì)構(gòu)造 34 5.2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 34 5.2.1 采區(qū)準(zhǔn)備方式的確定 34 5.2.2 采區(qū)巷道布置 34 5.2.3 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 35 5.2.4 采區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法 35 5.3 采區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 35 5.3.1 采區(qū)生產(chǎn)能力 35 5.3.2 采區(qū)采出率 36 5.4 采區(qū)車(chē)場(chǎng)選型設(shè)計(jì) 37 6 采煤方法 39 6.1 采煤工藝方式 39 6.1.1 采區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件 39 6.1.2 確定采煤工藝方式 39 6.1.3 回采工作面參數(shù) 40 6.1.4 采煤工作面破煤、裝煤方式 41 6.1.5 采煤工作面支護(hù)方式 44 6.1.6 端頭支護(hù)及超前支護(hù)方式 47 6.1.7 各工藝過(guò)程注意事項(xiàng) 48 6.1.8 回采工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè) 49 6.2 回采巷道布置 53 6.2.1 回采巷道布置方式 53 6.2.2 回采巷道支護(hù)參數(shù) 53 7 井下運(yùn)輸 55 7.1 概述 55 7.1.1 井下運(yùn)輸原始數(shù)據(jù) 55 7.1.2 井下運(yùn)輸系統(tǒng) 55 7.2 煤炭運(yùn)輸方式和設(shè)備的選擇 56 7.2.1 煤炭運(yùn)輸方式的選擇 56 7.2.2 采區(qū)煤炭運(yùn)輸設(shè)備選型及驗(yàn)算 56 7.2.3 運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇 58 7.3 輔助運(yùn)輸方式和設(shè)備選擇 59 7.3.1 輔助運(yùn)輸方式選擇 59 7.3.2 輔助運(yùn)輸設(shè)備選擇 59 8 礦井提升 62 8.1 礦井提升概述 62 8.2 主副井提升 62 8.2.1 主井提升 62 8.2.2 副井提升 65 9 礦井通風(fēng)及安全技術(shù) 68 9.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 68 9.1.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 68 9.1.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 68 9.1.3 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的確定 70 9.2 礦井風(fēng)量計(jì)算 70 9.2.1 工作面所需風(fēng)量的計(jì)算 71 9.2.2 備用面需風(fēng)量的計(jì)算 72 9.2.3 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量 72 9.2.4 硐室需風(fēng)量 73 9.2.5 其它巷道所需風(fēng)量 74 9.2.6 風(fēng)量分配 74 9.3 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 75 9.3.1 容易和困難時(shí)期礦井最大阻力路線確定 75 9.3.2 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 77 9.3.3 礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算 79 9.4.4 礦井總風(fēng)阻和等積孔計(jì)算 79 9.4 選擇礦井通風(fēng)設(shè)備 80 9.4.1 選擇主要通風(fēng)機(jī) 80 9.4.2 電動(dòng)機(jī)選型 83 9.4.3 主要通風(fēng)機(jī)附屬裝置 84 9.5 安全災(zāi)害的預(yù)防措施 84 9.5.1 預(yù)防瓦斯爆炸的措施 85 9.5.2 煤塵的防治措施 85 9.5.3 火災(zāi)的預(yù)防措施 85 9.5.4 水災(zāi)的預(yù)防措施 85 9.5.5 其他安全措施 86 10 設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 87 致 謝 88 1 礦井概況與地質(zhì)特征 1.1 礦井概況 1.1.1 地理位置與交通 張雙樓煤礦位于徐州市西北，距徐州市約 79km，在江蘇沛縣安國(guó)鎮(zhèn)境內(nèi)，地理座標(biāo)： 東經(jīng) 116°45′18″～116°52′27″,北緯 34°46′56″～34°49′05″。井田范圍：東起 F1 大斷層，西到 F24 斷層，南自太原組 21 煤層露頭線，北到-1200m 水平 7 煤層底板等高線。水平標(biāo)高為 -200m～-1200m，井田走向長(zhǎng) 13.5km，傾斜寬 2.9km，面積約 37.8623km2。 井田內(nèi)有礦到大屯鎮(zhèn)公路，并與徐州沛縣公路相接，北上山東，南下徐州甚為便利。 另有礦井鐵路專(zhuān)用線，通過(guò)徐沛鐵路與隴海線、符夾線相連。交通位置圖如圖 1.1 所示。 圖 1.1 張雙樓煤礦交通位置圖 1.1.2 地形地貌及水文情況 本井田地表屬黃泛沖積平原，地面較為平坦，地面標(biāo)高+37～+39m，地勢(shì)西高東低， 地表水系較為發(fā)育，區(qū)內(nèi)東緣微山湖（又稱南四湖），大沙河從北向南橫穿井田西部，東 有徐沛河，區(qū)外南有豐沛河經(jīng)京杭大運(yùn)河注入微山湖。 1.1.3 氣候條件 本區(qū)屬南溫帶黃淮區(qū)，氣象具有長(zhǎng)江流域的過(guò)渡性質(zhì)，接近北方氣候的特點(diǎn)，冬季寒 冷干燥，夏季炎熱多雨。春季常有干旱及寒潮、霜凍等自然災(zāi)害，但四季分明，氣候溫和。 本區(qū)屬于季風(fēng)型大陸性氣候。 降水量：年平均降水量 811.7mm，最大年降水量 1178.9mm（1977 年），最小降水量 550mm(1968 年)，最大日降水量 340.7mm（1971 年 8 月 9 日），降水多集中于 7、8、9 月 份，占全年降水量的 50～70％，1、2、3 月份為枯水季節(jié)。 蒸發(fā)量：年平均最大蒸發(fā)量 1873.5mm（1968 年），最小蒸發(fā)量 1273.9mm（1985 年）。 風(fēng)向：全年以東南，偏東風(fēng)為最多，年平均風(fēng)速 3.2m/S。 氣溫：年平均氣溫 13.8℃，日最高氣溫 40.70℃（1996 年 7 月 18 日），日最低氣溫-21.3℃ （1967 年 1 月 4 日）。 1.1.4 其它 自公元 462 年以來(lái)，根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，本區(qū)共記載有感地震 30 余次，其中影響較大 的有 1668 年 7 月 25 日山東莒縣郯城 8.5 級(jí)地震，1937 年 8 月 1 日山東荷澤 7 級(jí)地震等。 本區(qū)屬華北地震區(qū)，距郯廬斷裂 100 余 km，該斷裂為一長(zhǎng)期活動(dòng)的斷裂帶，亦為強(qiáng) 地震帶，郯城至新沂一帶具有發(fā)生強(qiáng)地震的地質(zhì)構(gòu)造背景。 1.2 井田地質(zhì)特征 1.2.1 地層 本區(qū)地層屬華北型，煤系地層為石炭、二迭系，均為第四系或侏羅—白堊系所覆蓋。 區(qū)內(nèi)揭露的地層有奧陶系下統(tǒng)肖縣組（未揭穿）、馬家溝組，奧陶系中統(tǒng)閣莊組、八陡組， 石炭系中統(tǒng)本溪組，石炭系上統(tǒng)太原組，二迭系下統(tǒng)山西組和下石盒子組，二迭系上統(tǒng)上 石盒子組，侏羅—白堊系，第四系?，F(xiàn)按地層生成順序敘述如下： （一）、奧陶系下統(tǒng)肖縣組（O1x） 本區(qū)僅一個(gè)鉆孔揭露，最大揭露厚度 125m。巖性為灰～灰白色微帶肉紅色白云巖、 灰質(zhì)白云巖，夾灰黑色微晶灰?guī)r、泥礫灰?guī)r。 （二）、奧陶系下統(tǒng)馬家溝組（O1m） 本區(qū)僅一個(gè)鉆孔全層揭露，全組厚度約 198m。巖性上部為灰色或呈淺褐色隱晶質(zhì)灰 巖夾薄層白云巖和含白云質(zhì)灰?guī)r；下部為似豹斑狀灰?guī)r，夾泥質(zhì)條帶，與下伏肖縣組地層 呈整合接觸。 （三）、奧陶系中統(tǒng)閣莊組（O2g） 本區(qū)僅個(gè)別鉆孔揭露，全組厚約 113m。巖性由淺灰、灰白或淺褐色微晶狀白云巖、 灰質(zhì)白云巖夾薄層泥灰?guī)r、灰?guī)r組成，與下伏馬家溝組地層呈整合接觸。 （四）、奧陶系中統(tǒng)八陡組（O2b） 本區(qū)僅個(gè)別鉆孔揭露，全組厚約 25m。由灰～棕灰色厚層狀質(zhì)純隱晶質(zhì)灰?guī)r夾薄層灰 綠色泥巖組成。與下伏閣莊組地層呈整合接觸。 b （五）、石炭系中統(tǒng)本溪組（C2 ） 本區(qū)僅少數(shù)鉆孔揭露，全組厚約 20～38/29m，為海陸交替相沉積。中、上部主要由淺 灰色致密狀灰?guī)r夾灰綠色，雜色泥巖組成。下部為絳紫色泥巖及褐黃色鋁土質(zhì)泥巖，偶含 薄層灰?guī)r，底部為一層絳紫色鐵質(zhì)泥巖與下伏奧陶系中統(tǒng)八陡組地層呈假整合接觸 （六）、石炭系上統(tǒng)太原組（C3t） 本區(qū)大多數(shù)鉆孔揭露，全組厚 145～179/159m，本組地層為海陸交互相沉積，是本區(qū) 主要含煤地層之一，沉積旋回清晰，標(biāo)志層明顯。發(fā)育了薄-厚層灰?guī)r十三層及十一層薄煤， 其中：一、四、十二灰是全區(qū)標(biāo)志層。本組主要由灰色細(xì)、中粒砂巖，灰黑色泥巖，砂泥 巖、灰?guī)r和煤組成。一、二灰為生物化學(xué)巖，常具方解石晶體，四灰最厚，平均 8.21m， 且含燧石；十二灰中下部富含蜓科化石及燧石。無(wú)名灰上、九灰下賦存 17 煤，十二灰下 賦存 21 煤，為本區(qū)主要可采煤層。底部以一層鋁質(zhì)泥巖與下伏本溪組地層分界，呈整合 接觸。 1 （七）、二迭系下統(tǒng)山西組（P 1） 為本區(qū)主要含煤地層之一，整合于太原組地層之上，全組厚 93～185/113m。本組地層 屬過(guò)渡相沉積，即由瀉湖海灣波浪帶～瀉湖海灣～濱海沼澤相組成，沉積旋回明顯，大體 可分為三個(gè)沉積旋回，含煤 1～5 層，其中 7、9 煤為本區(qū)主采煤層。現(xiàn)將巖性分旋回自下 而上分述如下： 1、第一旋回：厚 21m?；液谏Ｏ嗄鄮r，深灰色砂泥巖，灰白色細(xì)粒砂巖、9 煤。海 相泥巖，致密性脆，含少量動(dòng)物化石及黃鐵礦，偶夾鈣質(zhì)透鏡體，頂部常呈砂泥巖，9 煤 沉積較穩(wěn)定。 2、第二旋回：厚 34m?；野咨駥又小?xì)粒砂巖，灰色砂泥巖，7 煤。7 煤沉積較穩(wěn) 定。 3、第三旋回：厚 58m?；疑澳鄮r，淺灰～淺灰白色細(xì)～中粒砂巖，深灰色砂泥巖， 泥巖。本旋回下部偶含 5 煤或 6 煤。 （八）、二迭系下統(tǒng)下石盒子組(P12) 為本區(qū)含煤地層之一，全組厚 161～247/220m。本組為內(nèi)陸湖泊沼澤相沉積。上段由 雜色泥巖、砂泥巖間夾灰白～灰綠色粉細(xì)砂巖等組成，底部為一厚層狀淺灰～灰白色中細(xì) 粒砂巖，局部為粗粒砂巖（柴砂）。下段由灰色或灰綠色夾紫紅色斑點(diǎn)泥巖，砂泥巖及灰 色砂巖組成，局部發(fā)育有 1～2 層薄煤，均不可采，底部為一層灰白～灰綠色中粗粒砂巖 （俗稱分界砂巖），全區(qū)穩(wěn)定，為本區(qū)對(duì)比標(biāo)志層，本組地層與下伏山西組地層呈整合接 觸。 1 （九）、二迭系上統(tǒng)上石盒子組（P2 ） 本區(qū)揭露殘留地層厚度 12～175/101m。上部由雜色泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，間夾薄層灰 綠、絳紫色砂巖，內(nèi)含大量鋁土質(zhì)和菱鐵質(zhì)鮞粒，下部由紫紅、灰綠色中細(xì)粒砂巖為主， 間夾雜色砂質(zhì)泥巖及蛋青色薄層鋁土質(zhì)泥巖、砂泥巖組成，底部為紫色或灰白色中～粗粒 含礫石英砂巖（奎山砂巖）與下伏下石盒子組地層呈整合接觸。 （十）、侏羅-白堊系（J-K） 本區(qū)內(nèi)揭露殘留地層最大厚度 509m（13-2 孔），平均 290m。上部由深灰、暗紫色泥 巖、砂泥巖夾砂巖組成。下部由絳紫色、紫紅色砂泥巖、灰綠色細(xì)砂巖夾礫巖組成。底部 常有一層較厚的絳紫色、紫紅色含礫砂巖，礫石成份為石英巖、灰?guī)r等，礫徑 1～6mm,厚 度變化大，局部相變?yōu)樯澳鄮r或砂巖，與下伏地層呈不整合接觸。 （十一）、第四系（Q） 為一套松散沉積物，由粘土、砂質(zhì)粘土、細(xì)中粗砂及砂礫層組成。與下伏各系地層呈 不整合接觸，厚度 196～319/250m，在井田走向上由東北向西南增厚，傾向上中深部最薄， 向兩側(cè)逐漸增厚，其巖性特征： 上部：上段由棕黃、棕灰色粉砂夾薄層粘土，砂質(zhì)粘土組成；下段由棕黃、灰綠色粘 土，砂質(zhì)粘土夾細(xì)、中粗砂層組成，粘土中常含砂姜，厚約 90m。 中部：由灰白、灰綠、土黃色細(xì)中粗砂夾灰褐色粘土，砂質(zhì)粘土組成，粘土中常含砂 姜及鐵錳質(zhì)結(jié)核，厚約 74m。 下部：主要由灰白、灰綠及灰褐色粘土、砂質(zhì)粘土組成，夾 2～5 層細(xì)中粗砂透鏡體， 厚約 72m。 底部常有一層砂礫層，礫石成份為石英、灰?guī)r，礫徑 2～4cm，滾圓良好，充填物為粘 土及砂，厚約 14m。 1.2.2 地質(zhì)構(gòu)造 張雙樓井田是一個(gè)被東、西、南邊界斷層包圍的相對(duì)獨(dú)立的、完整封閉的地質(zhì)構(gòu)造單 元，為一傾向 NNW，走向略有變化的單斜構(gòu)造，地層傾角一般在 18～25°左右，井田內(nèi)以 張性斷層為主，茲將區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造發(fā)育情況簡(jiǎn)述如下： 一、褶曲 井田內(nèi)自東向西發(fā)育的褶曲依次為：馮家向斜、后周田背斜。分述如下： （一）、馮家向斜：位于 2～4 勘探線，軸向 NE42°，兩翼不對(duì)稱，東翼地層傾角 22°， 西翼傾角 18°，向斜往淺部仰起，往深部延展并被 F9 斷層切割，經(jīng)三維地震揭露，控制程 度可靠。 （二）、后周田背斜：位于 4～6 線，軸向與馮家向斜平等，兩翼較對(duì)稱，地傾角 18° 左右，向斜往淺部仰起，往深部由于受 F9 斷層水平扭動(dòng)往 W 偏移，經(jīng)三維地震揭露控制 程度可靠。 二、斷層與陷落柱 設(shè)計(jì)中將地質(zhì)條件進(jìn)行簡(jiǎn)化，將陷落柱全部去掉，而且斷層也只留下橫貫井田的 F9 斷層，F(xiàn)9 斷層詳細(xì)信息見(jiàn)表 1.1 所示。 表 1.1 斷層情況統(tǒng)計(jì)表 斷層 產(chǎn)狀 落差 性質(zhì) 延展長(zhǎng)度 可靠 地震控制 號(hào) 走向 傾向 傾角 (m) (m) 程度 F9 正 EW S 45-60° 40-120 9800 73A32B11C 可靠 F9 正斷層位于 01～17 勘探線間，走向近 EW 向，傾向 S，傾角 45～60°，落差 40～ 120m，延展長(zhǎng)達(dá) 9800m，為井田主要斷層。有 Z61、1-1、Z52、3-1、G2、Z65、G1、11-1、 12-2、14-2，共 10 個(gè)鉆孔穿過(guò)，6 線以西地震控制，以東未控制，該斷層傾角較緩，西部 落差較大 120m，而東部落差較小 40m，控制可靠。 1.2.3 水文地質(zhì)條件 一、礦井最大涌水量 根據(jù)張雙樓井田特殊的水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。根據(jù)張雙樓礦歷年涌水量觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)， 自 1986 年投產(chǎn)以來(lái)，礦井最大涌水量與當(dāng)年礦井平均涌水量的比值為 1.01～1.17,考慮一 定的系數(shù)，采用 1.2。 礦井最大涌水量在 330m3/h。 二、礦井主要水害 張雙樓礦自建井以來(lái)，井下采掘生產(chǎn)受水害威脅較為嚴(yán)重，多次發(fā)生突水事故，不同 類(lèi)型的水害事故在該礦都發(fā)生過(guò)，經(jīng)過(guò)對(duì)井下突水資料的整理分析，統(tǒng)計(jì)出較大水量的突 水點(diǎn)（涌水點(diǎn)、淋水點(diǎn)）有 29 處，主要水害有以下幾種： 1、沖積層水 主要為底部為礫石含水層，其直接與基巖風(fēng)氧化帶接觸，是礦井的主要補(bǔ)給水源之一。 預(yù)計(jì)發(fā)生頂板掉水事故期間，底礫層水也會(huì)參與補(bǔ)給，造成地面底礫層觀測(cè)孔水位下降。 因此，淺部開(kāi)采必須留設(shè)足夠的防水煤柱，才能確保底礫層水不會(huì)突入井下。 2、煤層頂?shù)装迳皫r水 9 煤直接頂及老頂多數(shù)為砂巖，由于砂巖富含承壓裂隙水，掘進(jìn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)頂板 淋水和底板參水現(xiàn)象，回采過(guò)程中的直接頂及老頂?shù)拇竺娣e垮落，出現(xiàn)頂板淋水、突水及 采空區(qū)遲后出水現(xiàn)象，對(duì)生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。 3、灰?guī)r水 該礦太原組地層含有 13 層灰?guī)r，富水性較好的有 2 灰、4 灰、8～9 灰、12 灰及奧陶 系灰?guī)r。但其距離 9 煤地板較遠(yuǎn)，對(duì)于煤炭生產(chǎn)無(wú)影響。 4、老塘（老空）水 隨著井下開(kāi)采面積的增加，采空區(qū)或多或少的存在一定的積水，尤其是-500m 向下剔 頭延深開(kāi)采，采空區(qū)積水現(xiàn)象較為嚴(yán)重，上一個(gè)區(qū)段的工作面水倉(cāng)積水量至少在 500m3 以 上，對(duì)下一個(gè)工作面沿空掘巷構(gòu)成嚴(yán)重威脅，處理不好就會(huì)造成大的突水事故。 5、封閉不良鉆孔水 礦井有 32 個(gè)未封或封閉不良鉆孔，這些鉆孔都不同程度的與含水層發(fā)生水力聯(lián)系， 一旦井下采掘工作面揭露或破壞這些鉆孔，就會(huì)造成鉆孔突水事故的發(fā)生。 1.3 煤層特征 1.3.1 煤層 一、含煤性 本區(qū)主要含煤地層為石炭二迭系，其中：石炭系太原組（C3t）、二迭系山西組（P11）, 總厚度 272m，含煤 16 層，平均累計(jì)厚度 9.30m，含煤系數(shù) 3.40％。 含主要可采煤層 1 層，平均總厚度 10.0m。 1、山西組 本組厚 113m，含煤 1～5 層，平均累計(jì)厚度 5.60m，含煤系數(shù) 3.5％，含主要可采煤層 1 層，即 9 煤。 2、太原組 本組厚 159m，含煤 9～11 層，平均累計(jì)厚度 3.70m，含煤系數(shù) 0.3％。煤層均不可采。 二、可采煤層 區(qū)內(nèi)可采煤層只有一層，即山西組 9#煤，具體情況如下： 全區(qū)穿層點(diǎn) 177 個(gè)，見(jiàn)煤點(diǎn) 138 個(gè)，沉缺點(diǎn) 13 個(gè)，斷缺點(diǎn) 3 個(gè)，沖刷缺失點(diǎn) 23 個(gè)， 見(jiàn)煤點(diǎn)均可采。見(jiàn)煤點(diǎn)兩極厚度 5.54～11.58m，平均 10.0m。沉缺點(diǎn)多集中分布在 9～12 線，深度在-350～-700m 之間，缺失時(shí) 9 煤多為大段砂巖所替代，9 煤變薄時(shí)頂板砂巖增厚。 20 線以西 9 煤全部沖刷缺失；20 線以東至 01 線全區(qū)煤層厚度較為穩(wěn)定，煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單， 有 5 個(gè)見(jiàn)煤點(diǎn)含二層夾矸，24 個(gè)見(jiàn)煤點(diǎn)含一層夾矸，厚度 0.11～0.59m，夾矸以泥巖為主， 次為砂泥巖。煤層變異系 r=30％，可采性指數(shù) Km=1。據(jù)其發(fā)育程度，本煤層應(yīng)屬全區(qū)大 部分可采的較穩(wěn)定厚煤層。 1.3.2 煤質(zhì) 一、物理性質(zhì) 山西組 9 煤 鏡下鑒定結(jié)果：條帶狀結(jié)構(gòu)明顯，局部能看到有絲炭物質(zhì)所組成的線理結(jié)構(gòu)。有機(jī)組 份主要有絲炭物質(zhì)組成，有少量凝膠化物質(zhì)及角質(zhì)分子。 （一）化學(xué)性質(zhì) 1、煤的揮發(fā)份（Vdaf） 區(qū)內(nèi)各主要可采煤層原煤揮發(fā)份平均在 36.04～54.93%之間，為高揮發(fā)份煤（見(jiàn)表 1.2）。 注：在 2～9 勘探線間，由于受到火成巖侵入，Z9、Z64、Z12、Z20、Z18 孔揮發(fā)份值僅 為 2.94～12.44%，平均 9.64%，已變質(zhì)為天然焦。 表 1.2 主要可采煤層煤芯煤樣工業(yè)分析成果表 項(xiàng)目 煤層 水份 Mad(%) 灰份 Ad（%） 揮發(fā)份 Vdaf(%) 硫份 St,d(%) 9 原煤 0.99~3.98 1.87(74) 6.48~ 24.44 13.26(74) 0.55~3.40 1.76(66) 0.22~1.66 0.76(0.53) 精煤 0.88~ 3.54 2.02(7) 2.87~11.89 5.55(70) 33.13~ 40.97 37.12(74) 0.45~1.14 0.65(15) 2、元素分析 區(qū)內(nèi)各主要可采煤層碳、氫含量基本穩(wěn)定，干燥無(wú)灰基碳含量（Cdaf）平均在 82.97～ 84.60%之間；干燥無(wú)灰基氫含量（Hdaf）平均在 5.50～6.66%之間；干燥無(wú)灰基氮含量（Ndaf） 平均在 1.30～1.42%之間；干燥無(wú)灰基氧含量（Odaf）平均在 8.83～10.02%之間，煤層元 素分析見(jiàn)表 1.3。 表 1.3 可采煤層元素分析統(tǒng)計(jì)表 煤層 煤種 Cdaf(%) Hdaf(%) Ndaf(%) Odaf(%) 9 氣煤 83.26~ 92.95 84.60(27) 5.29~ 6.34 5.27(27) 1.25~1.61 1.42(27) 6.78~13.84 8.94(27) 3、煤的有害成份 1）水份（Mad） 區(qū)內(nèi)各可采煤層原煤水份在 1.13～1.87％之間變化。 2）灰份（Ad） 區(qū)內(nèi)各可采煤層原煤灰份產(chǎn)率 13.26～17.94％，在有效灰份采樣層次中（見(jiàn)表 1.4）， 各煤層灰份產(chǎn)率≤10％的占 20％，＞10～15％的占 32％，＞15～25％的占 38％，＞25～40％ 的占 10％，可見(jiàn)區(qū)內(nèi)煤層以低～中灰煤為主。據(jù)各煤層煤芯煤樣統(tǒng)計(jì)結(jié)果：9 煤為低灰煤， 煤層精層煤平均灰份產(chǎn)率為 4.52～8.58%，均屬特低煤。說(shuō)明原煤中外在灰份較多，精選 后大部份可剔除掉，另外，因火成巖侵入造成局部煤層變質(zhì)為天然焦，以及采樣過(guò)程中泥 漿或夾矸的混入也是造成部分煤樣灰份增高的原因。 表 1.4 煤層灰份產(chǎn)率級(jí)別數(shù)量統(tǒng)計(jì)表 原煤灰份產(chǎn)率 煤層 Ad≤10% Ad＞10-15% Ad＞15-25% Ad＞25-40%  點(diǎn)數(shù) ％ 點(diǎn)數(shù) ％ 點(diǎn)數(shù) ％ 點(diǎn)數(shù) ％ 9 24 32 23 31 23 31 4 6 74 合計(jì)點(diǎn) 數(shù) 3）硫（St,d） 9 煤原精煤含硫量在量 0.52～0.67％均為特低硫煤。 4）灰份及灰融性、灰渣特征 區(qū)內(nèi)各主要可采煤層煤灰成份及灰渣均以 SiO2 和 Al2O3 為主，屬于酸性。 煤灰的熔融性主要取決于煤灰的化學(xué)成份，區(qū)內(nèi)各煤層灰熔點(diǎn)溫度測(cè)試情況見(jiàn)表 1.5。 表 1.5 可采煤層灰熔點(diǎn)溫度測(cè)試情況 測(cè)試 軟化溫度（ST） 煤層 級(jí)別 點(diǎn)數(shù) ≤1000 1100-1250 1250-1500 ＞1500 11 / 5 5 1 9 低-高熔灰份 從表中可以看出：9 煤為低-高熔灰份。 （二）工藝性能 1、發(fā)熱量（Qgr.d） 可采煤層發(fā)熱量見(jiàn)表 1.6，從表中可以看出： 1）原煤發(fā)熱量：區(qū)內(nèi)各可采煤層原煤干燥基高位發(fā)熱量在 27.79～29.96MJ/kg 之間， 為中高發(fā)熱量煤。 2）精煤發(fā)熱量：區(qū)內(nèi)各可采煤層精煤干燥基高位發(fā)熱量在 30.68～33.42MJ/kg 之間， 為高發(fā)熱量煤。 表 1.6 可采煤層煤芯煤樣工業(yè)分析成果表 項(xiàng)目煤層 發(fā)熱量（MJ/kg） Qb.ad Qgr.d Qnet.d 9 原煤 23.48-32.30 29.05(46) 23.72-32.65 29.51(48) 25.32～30.59 28.49(12) 精煤 27.77～32.46 30.68(9) 29.75～32.93 31.68(9) 28.68～31.84 30.52(8) 區(qū)內(nèi)煤質(zhì)較為穩(wěn)定，據(jù)煤質(zhì)化驗(yàn)成果各主要煤質(zhì)指標(biāo)分級(jí)見(jiàn)表 1.7。 表 1.7 主要煤質(zhì)指標(biāo)分級(jí)一覽表 煤 精煤揮發(fā) 原煤灰份 原煤含硫 原煤發(fā)熱量 粘結(jié) 數(shù) 煤類(lèi) 符號(hào) 層 份（Vdaf） Ad 熔融性 （Std） （Qgr.d） 性 碼 9 37.12 低灰 低-高熔 特低 中高 中等 氣煤 QM 44 從表中可以看出：山西組 9 煤可作為電力、船舶、鍋爐用煤及其它工業(yè)用煤。 三、煤的風(fēng)化和氧化 煤層雖有露頭，但上覆 240m 左右的第四系厚松散層，風(fēng)化作用對(duì)煤層影響不大，一般風(fēng) 氧化帶垂深小于防水煤柱厚度。僅鴛樓區(qū)精查報(bào)告對(duì) 9 煤層布置了控制煤層露頭的鉆孔， 從煤質(zhì)分析角度，僅獲得煤層氧化帶深度的資料，在垂深 15.16m 以上的煤質(zhì)數(shù)據(jù)與 9 煤 正常煤質(zhì)數(shù)據(jù)相比 Mad(%)增大 0.48％左右，Vdaf(%)下降 2.9，Y（mm）降低 2 左右，燃 點(diǎn)降低，但總的變化不大，可以認(rèn)為垂深 15m 左右為氧化帶下限，其下的煤質(zhì)與正常無(wú)顯 著差異。而風(fēng)化帶的底界應(yīng)在 13.50m 以上。 2 井田境界和儲(chǔ)量 2.1 井田境界 井田東起 F1 大斷層，西到 F24 斷層，南自太原組 21 煤層露頭線，北到-1200m 水平 9 煤層底板等高線。水平標(biāo)高為-200m～-1200m。整個(gè)井田共有 22 個(gè)拐點(diǎn)，各個(gè)拐點(diǎn)經(jīng)緯坐 標(biāo)詳見(jiàn)表 2.1。 表 2.1 礦區(qū)范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)一覽表 序號(hào) 經(jīng)度 緯度 序號(hào) 經(jīng)度 緯度 1 39479111 3853664 12 39487692 3853396 2 39480088 3853628 13 39488492 3853600 3 39480710 3853697 14 39489952 3853687 4 39481238 3853608 15 39489735 3853182 5 39482172 3853926 16 39489090 3852146 6 39482555 3853839 17 39488649 3851659 7 39483393 3853772 18 39487968 3851160 8 39484060 3853583 19 39487452 3850762 9 39485213 3853727 20 39481527 3850618 10 39486010 3853560 21 39480839 3850575 11 39586813 3853694 22 39479084 3850568 2.2 井田工業(yè)儲(chǔ)量 2.2.1 儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ) 工業(yè)儲(chǔ)量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)地質(zhì)勘探厚度與質(zhì)量均合乎開(kāi)采要求，目前可供開(kāi) 采利用的列入平衡表內(nèi)的儲(chǔ)量。 礦井的地質(zhì)資源量=探明的資源量 331+控制的資源量 332+推斷的資源量 333； 探明的資源量 331=經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量 111b+邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量 2M11+次邊際經(jīng)濟(jì)的資 源量 2S11； 探明的資源量 332=經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量 122b+邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量 2M22+次邊際經(jīng)濟(jì)的資 源量 2S22； 礦井工業(yè)儲(chǔ)量=111b+122b+2M11+2M22+333k。 2.2.2 井田勘探情況 在井田內(nèi)施工 4 個(gè)找煤孔，工程量 1637.19m,首先發(fā)現(xiàn)該煤田。其后，先后累計(jì)共施 工各類(lèi)鉆孔 280 個(gè)，工程量 160703.96m，其中水文地質(zhì)孔 57 個(gè)，工程量 20621.09m。 井田內(nèi)共施工水文地質(zhì)孔 57 個(gè)，工程量 20621.09m。抽水試驗(yàn) 27 層次，注水試驗(yàn) 9 層次，大型放水試驗(yàn) 2 次，恢復(fù)水位試驗(yàn) 2 次。井下累計(jì)完成放水鉆孔 27 個(gè)，鉆探工程 量 1057m，放水巷工程量 286m。 井田內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)主要褶曲和斷層以及煤層賦存條件已查清；井田水文地質(zhì)條件 已基本查明，所提資料基本滿足設(shè)計(jì)要求。 2.2.3 礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 由地質(zhì)勘探可知，本礦井主要可采煤層為 9 煤。煤層平均厚度為 10.0m。 由于煤層產(chǎn)狀、厚度、煤質(zhì)比較穩(wěn)定，部分傾角變化比較大，本次儲(chǔ)量計(jì)算采用地質(zhì) 塊段法，即以塊段面積乘以塊段平均煤厚和煤層容重，即得該塊段的儲(chǔ)量。根據(jù)地質(zhì)勘探 情況，將礦體劃分為 A、B、C 三個(gè)塊段，如圖 2.1 所示，在各塊段范圍內(nèi)，求得每個(gè)塊段 的儲(chǔ)量，煤層總儲(chǔ)量即為各塊段儲(chǔ)量之和。 圖 2.1 張雙樓煤礦儲(chǔ)量計(jì)算塊段劃分圖 A 塊段水平面積為 9.8km2，傾角為 21 ，煤層厚度為 10.0m； B 塊段水平面積為 6.5km2，傾角為18 ，煤層厚度為 10.0m； C 塊段水平面積為 11.4km2，傾角為19 ，煤層厚度為 10.0m； 根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告，9 煤容重為 1.37t/m3。 則礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算公式為： Zg = γ ′S′M cos α (2.1) 式中： Zg ——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，Mt； γ ——煤的容重，t/m3； S ——塊段水平面積，km3； M ——9 煤煤層厚度，m； α ——煤層傾角，°； 將各塊段數(shù)值代入上式得： ZA = 1.37 ′9.8′10.0 cos 21 = 143.8Mt ZB = 1.37 ′ 6.5′10.0 cos18 = 93.8Mt ZC = 1.37 ′11.4′10.0 cos19 則工業(yè)儲(chǔ)量為： = 165.1Mt Zg = ZA + ZB + ZC = 143.8 + 93.8 +165.1 = 402.7Mt 其中 111b+2M11 大約占 60%，122b+2M22 大約占 30%，333k 大約占 10%。 2.3 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量為礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去計(jì)算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面 建（構(gòu)）筑物煤柱等永久煤柱損失量的儲(chǔ)量。 2.3.1 永久損失煤柱 （1）井田境界煤柱 可按下列公式計(jì)算： p = L ′b′ M ′ γ (2.2) 式中： p ——邊界煤柱損失量，萬(wàn) t； L ——邊界長(zhǎng)度，m； b ——邊界寬度，斷層邊界 40m，人為邊界 20m。 r ——煤的容重，取平均容重 1.37t/m3； M ——煤層平均厚度，m； 則井田的斷層邊界煤柱損失量為： 北部邊界： pN = 11500′ 20′10.0′1.37 = 315.1萬(wàn)t 西部邊界： pW = 3102′ 20′10.0′1.37 = 85.1萬(wàn)t 南部邊界： pS = 2744′ 20′10.0′1.37 = 75.1萬(wàn)t 東部斷層邊界： pE = 4442′ 40′10.0′1.37 = 243.4萬(wàn)t 綜上井田邊界煤柱損失量為： p = pN + pS + pW + pE = 315.1+ 85.1+ 75.1+ 243.4 = 718.7萬(wàn)t （2）斷層保護(hù)煤柱 為了防止礦井水通過(guò)斷層涌入生產(chǎn)區(qū)采掘空間，需要留設(shè)斷層煤柱，其尺寸取決于斷 層的短距、性質(zhì)、含水和導(dǎo)水情況。落差很大的斷層，斷層一側(cè)的煤柱寬度不小于 30m； 落差較大的斷層，斷層一側(cè)的煤柱寬度一般為 10～15m；落差很小的斷層通常可以不設(shè)煤 柱。 此礦井有一貫穿井田中部的大斷層，斷層兩側(cè)各留設(shè)保護(hù)煤柱 40m 煤柱。 則斷層保護(hù)煤柱為： p斷 = 2′9800′10.0′ 40′1.37 = 1074.1萬(wàn)t 井田保護(hù)煤柱損失統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表 2.2 所示。 表 2.2 井田保護(hù)煤柱損失匯總表 煤柱類(lèi)型 損失量（萬(wàn) t） 井田邊界保護(hù)煤柱 718.7 斷層保護(hù)煤柱 1074.1 合計(jì) 1792.8 綜合以上計(jì)算，井田保護(hù)煤柱損失量： p1 = 1792.8萬(wàn)t = 17.9Mt 2.3.2 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量按下式計(jì)算： 式中：  Zs = Zg - p1  (2.3) Zs ——礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量，Mt； Zg ——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，Mt； p1 ——煤柱損失量，Mt； 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量： Zs = Zg - p1 = 402.7 -17.9 = 384.8Mt 2.4 礦井可采儲(chǔ)量 礦井設(shè)可采儲(chǔ)量為礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地和主要井巷煤柱煤量后乘以采區(qū)回采 率后得到的儲(chǔ)量。 2.4.1 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱量 工業(yè)廣場(chǎng)的占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說(shuō)明》中第十五 條，工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)見(jiàn)表 2.3。 表 2.3 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo) 井型（Mt/a） 占地面積指標(biāo)（ha/0.1Mt） 2.4 及以上 1.0 1.2～1.8 1.2 0.45～0.9 1.5 0.09～0.3 1.8 礦井井型設(shè)計(jì)為 1.2Mt/a，因此由表 2.3 可以確定本設(shè)計(jì)礦井的工業(yè)廣場(chǎng)為 30 公頃， 即 3′105 m2。故設(shè)計(jì)工業(yè)廣場(chǎng)的尺寸為 500′ 600 m 的矩形，面積為 3′105 m2。 工業(yè)廣場(chǎng)位置處的煤層的平均傾角為 20°，工業(yè)廣場(chǎng)的中心處在井田走向中央，傾向 中央偏于煤層中上部，該處表土層平均厚度為 250m，地面平均標(biāo)高約為+38m。主井、副 井、地面建筑物均在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采 規(guī)程》第 14 條和第 17 條規(guī)定工業(yè)廣場(chǎng)屬于Ⅱ級(jí)保護(hù)，需要留 15m 寬的圍護(hù)帶。 本礦井的地質(zhì)條件及沖積層和基巖移動(dòng)角見(jiàn)表 2.4。 表 2.4 礦井的地質(zhì)條件及沖積層和基巖移動(dòng)角 廣場(chǎng)中心 深度/m 煤層傾 角/° 煤層厚 度/m 風(fēng)積沙層 厚度/m j /° δ /° γ /° β /° 550 20 10 250 38 75 60 75 工業(yè)廣場(chǎng)壓煤量根據(jù)垂直剖面法求得，垂直剖面法示意圖見(jiàn)圖 2.2 所示。 工業(yè)廣場(chǎng)壓煤可以按下式計(jì)算： p工廣 = S ′ M ′ γ / cos 20 (2.4) 式中：  p工廣 ——工業(yè)廣場(chǎng)壓煤量，Mt； S ——工業(yè)廣場(chǎng)壓煤水平面積，m2； γ ——煤的容重，1.37t/m3； M ——煤層厚度，m。 根據(jù)以上條件和方法，可以計(jì)算出，工業(yè)廣場(chǎng)的保護(hù)煤柱損失量為： p廣場(chǎng) = 2167500′10′1.37 cos 20 = 31.6Mt 2.4.2主要井巷保護(hù)煤柱 由于礦井設(shè)計(jì)開(kāi)采結(jié)束時(shí)要對(duì)大巷煤柱進(jìn)行回收，因此大巷保護(hù)煤柱不計(jì)入永久煤柱 損失量。主井、副井均在工廣煤柱保護(hù)范圍內(nèi)，無(wú)需再留設(shè)保護(hù)煤柱。 2.4.3 礦井可采儲(chǔ)量 礦井的可采儲(chǔ)量 Zk 按下式計(jì)算： Zk = (Zs - P2 ) ′ C (2.5) 式中： ZK ——礦井可采儲(chǔ)量，Mt； Zs ——礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量，Mt； P2 ——工業(yè)廣場(chǎng)及主要井巷煤柱煤量，Mt； C ——采區(qū)回采率，厚煤層不低于 0.75；中厚煤層不低于 0.80；薄煤層不低于 0.85。 設(shè)計(jì)開(kāi)采的 4#煤層屬中厚煤層，采區(qū)回采率取為 0.80。 由前可知： P2 = P工廣 = 31.6Mt 則，礦井可采儲(chǔ)量為： Zk =（384.8 - 31.6）′ 0.75 = 265Mt 圖 2.2 垂直剖面法示意圖 3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 3.1 礦井工作制度 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》2.2.3 條規(guī)定，礦井設(shè)計(jì)宜按年工作日 330d 計(jì)算，每 天凈提升時(shí)間宜為 16h。礦井工作制度采用“三八制”作業(yè)，兩班生產(chǎn)，一班檢修。 3.2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 3.2.1 確定依據(jù) 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 2.2.1 條規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開(kāi) 采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國(guó)家對(duì)煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確 定。 （1）資源情況：煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。 煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大； （2）開(kāi)發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、 公路、水運(yùn)），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來(lái)源等。條件好者，應(yīng)加大開(kāi)發(fā)強(qiáng) 度和礦區(qū)規(guī)模，否則應(yīng)縮小規(guī)模； （3）國(guó)家需求：對(duì)國(guó)家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測(cè)是確定礦區(qū)規(guī) 模的一個(gè)重要依據(jù)； （4）投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦 區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。 3.2.2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 本礦井井田范圍內(nèi)煤層賦存簡(jiǎn)單，地質(zhì)條件較好，煤層平均厚度 10.0m，煤層平均傾 角 18~21°，屬緩（傾）斜煤層。全國(guó)煤炭市場(chǎng)需求量大，經(jīng)濟(jì)效益好。結(jié)合本礦區(qū)的煤炭 儲(chǔ)量，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 3.0Mt/a。 3.2.3 礦井和第一水平服務(wù)年限 礦井可采儲(chǔ)量 Zk 、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A 和礦井服務(wù)年限 T 三者之間的關(guān)系為： T = ZK (A′ K ) (3.1) 式中： T ——礦井服務(wù)年限，a； Zk ——礦井可采儲(chǔ)量,Mt； A ——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，Mt/a； K ——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)。 礦井投產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高，礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要有一定的儲(chǔ)備能力。例如局部地質(zhì) 條件變化，使儲(chǔ)量減少；或者礦井由于技術(shù)原因，使采出率降低，從而減少了儲(chǔ)量。因此， 需要考慮儲(chǔ)量備用系數(shù)?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 2.2.6 條規(guī)定：計(jì)算礦井及第一開(kāi)采 水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限時(shí)，儲(chǔ)量備用系數(shù)宜采用 1.3～1.5。結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的具體情況，礦井 儲(chǔ)量備用系數(shù)選定為 1.3。 把數(shù)據(jù)代入公式得礦井服務(wù)年限： T = 265 (3.0′1.3) = 68a 第一水平儲(chǔ)量約為全礦井儲(chǔ)量的 2 3 ，由于工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱及大部分 F9 斷層保護(hù)煤 柱在第一水平服務(wù)范圍內(nèi)，故第一水平可采儲(chǔ)量約為： Z = 2 Z 1) p -p = 2 ′ 402.7-10.7 - 31.6=227Mt 3 g 斷 工廣 3 所以第一水平服務(wù)年限約為： T1 = 227′ 0.75 /1.3 / 3 = 43.7a 3.2.4 井型校核 按礦井的實(shí)際煤層開(kāi)采能力，運(yùn)輸能力，儲(chǔ)量條件對(duì)井型進(jìn)行校核： （1）煤層開(kāi)采能力的校核 井田內(nèi)開(kāi)采 9#煤層，煤厚 10.0m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化較小。煤層傾角為 18~21°，地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，根據(jù)現(xiàn)代化礦井―一礦一井一面‖的發(fā)展模式，可以布置一個(gè)綜采 工作面來(lái)滿足生產(chǎn)能力要求。 （2）運(yùn)輸能力的校核 本礦井設(shè)計(jì)為特大型礦井，開(kāi)拓方式為立井兩水平開(kāi)拓，主井采用箕斗提升機(jī)提煤， 副井采用罐籠輔助運(yùn)輸，運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。工作面生 產(chǎn)的原煤經(jīng)區(qū)段運(yùn)輸平巷里的膠帶輸送機(jī)運(yùn)到采區(qū)煤倉(cāng)，由大巷內(nèi)的膠帶輸送機(jī)運(yùn)至井底 煤倉(cāng)，再經(jīng)主井箕斗提升機(jī)提升至地面，運(yùn)輸連續(xù)，運(yùn)輸能力大，自動(dòng)化程度高。副井運(yùn) 輸采用罐籠提升、下放物料，能滿足大型設(shè)備的運(yùn)輸。井下輔助運(yùn)輸采用礦車(chē)運(yùn)輸（上下 山設(shè)有絞車(chē)），運(yùn)輸能力能滿足礦井要求，技術(shù)成熟，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。 （3）儲(chǔ)量條件的校核 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 2.2.5 條規(guī)定：礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與服務(wù)年限相 適應(yīng)，才能