第二章 矿井境界和储量

2 井田境界和储量
2.1井田境界
2.1.1井田范围
坪湖矿位于丰城矿区东端。

距矿务局机关6公里左右，属上塘镇境内。

井田边界：东以含煤地层与侏罗纪接触带为界，西以F3断层为界，与建新一井相邻。

北(浅部)以B4煤层-50 m底板等高线为界，南(深部)以B4煤层-650 m 底板等高线，与曲江矿井相邻。

走向长4.3公里，倾斜宽3.3公里，面积14.2平方公里。

2.1.2开采界限
井田内可采煤层一层，即B煤组4号煤层。

厚度在2.2 m~4.9 m，一般在3.00米，倾角8º~12 º。

属主焦煤，为煤和瓦斯突出的矿井。

煤尘具有爆炸性危险，自燃发火期2~4个月。

2.1.3井田尺寸
井田南北倾向最小长度为3.6 km，最大长度为4.8 km，平均长度为4.3 km。

井田东西走向最小长度为3.3 km，最大长度为3.9 km，平均长度为3.6 km。

煤层的倾角最大为14 º，最小为8 º，平均在11 º，井田平均水平宽度为4.0 km。

井田的水平面积按下式计算：
=(2-1)
S⨯
L
H
式中：S——井田的面积，Km2；
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：19
⨯
=L
=
H
S Km2
3.3
.4
⨯
1
3.4=
井田的赋存状况如下图2-1所示。

图2-1井田赋存状况图
2.2矿井工业储量
2.2.1储量计算基础
(一)根据坪湖矿井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算；
(二)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；
(三)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%的矿井煤层储量列入平衡表外的储量；
(四)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；
(五)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；
(六)煤层容重：4号煤层容重为1.50 t/m3。

2.2.2井田地质勘探
坪湖矿井田地质报告主要是依据：
我矿开采上二叠系乐平统老山层B4煤层，一九五八年二月由丰城煤矿地质队提交“丰城仙姑岭矿区地质勘探综合报告”，一九六二年四月由江西省矿产储量委员会审批，即《复审仙姑岭矿区地质综合报告决议书储字第25号》文批准。

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。

根据同一级别同一煤厚划分同一块段，不同性质的储量较多，故又根据储量的不同性质将同一级别同一厚度的储量大块划分成储量小块，以便储量计算和使用。

图2-2为地质块段划分图。

图2-2 地质块段划分图
由于采用块段法计算储量，所划分的大小块段常呈规则的几何形状，故一般采用几何方法求得平面积，对于一些不规则形状采用AutoCAD中的求面积命令求出平面积，直接使用平面积计算储量。

由图中可求出各块段面积为：
2
1m
84.716555=S
2
2m 62.816224=S 2
3m 37.2721402=S
2
4m 62.4141461=S 2
5m 94.170056=S
2
6m 31.843386=S 2
7m
92.506616=S 2
8m 65.706355=S
2
9m
32.1135331=S
2
10m
78.2406882=S
煤层工业储量按下式计算：
α
γos M S Zg c ⨯⨯=
(2-2)
式中：Z g ——各块段储量，Mt ；
S ——各块段面积，m 2；
M ——各块段内煤层的厚度，本矿煤层的平均厚度为3.00 m ； γ ——各块段内煤的容重，本矿井煤的容重为1.50 t/m 3；
α ——各块段内煤层的倾角，各块段平均倾角依序为：11.3°、13.62°、
12.25°、10.90°、15.91°、10.71°、13.58°、10.61°、12.20°和10.74°。

则：
1号块段储量为： 28.257245130.11cos 50.100.3 571655.84cos 1=︒
⨯⨯=
⨯⨯=αγM S Zg t
2号块段储量为： 79.216730162.31cos 50
.100.362.481622c 2=︒
⨯⨯=
⨯⨯=
αγ
os M S Zg t
3号块段储量为： 67.1022463125.12cos 50.100.3 2272140.37c 3=︒⨯⨯=⨯⨯=
αγ
os M S Zg t 4号块段储量为： 81.636365990.10cos 50
.100.3 1414146.62c 4=︒⨯⨯=⨯⨯=
αγos M S Zg t 5号块段储量为： 75.277652691.15cos 50
.100.3 617005.94c 5=︒⨯⨯=⨯⨯=
αγos M S Zg t 6号块段储量为： 40.307952271.10cos 50
.100.3 684338.31c 6=︒⨯⨯=⨯⨯=
αγos M S Zg t 7号块段储量为：63.292797858.13cos 50
.100.3 650661.92c 7=︒⨯⨯=⨯⨯=
αγos M S Zg t 8号块段储量为： 44.256786061.10cos 50
.100.3 570635.65c 8=︒⨯⨯=⨯⨯=
αγos M S Zg t 9号块段储量为： 94.501089920.12cos 50
.100.3 1113533.65c 9=︒⨯⨯=⨯⨯=
αγos M S Zg t 10号块段储量为：
53.1008309974.10cos 50
.100.3 2240688.78c 10=︒
⨯⨯=⨯⨯=αγos M S Zg t
B 4煤层工业储量为：
25.4777393210987654321=+++++++++=Zg Zg Zg Zg Zg Zg Zg Zg Zg Zg Zg t
2.3矿井可采储量
2.3.1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、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20 m ，村庄10 m ，其他15 m ； (4)断层保护煤柱留舍的原则：落差大于50 m 的断层，两侧各留50 m 的煤柱；落差大于20 m 不大于50 m 的断层，两侧各留30 m 煤柱；落差大于10 m 不大于20 m 的断层，两侧各留20 m 煤柱；落差小于10 m 的断层不留设断层煤柱；
(5)井田境界煤柱宽度为50 m ； (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
井田中部大断层落差达40 m ，断层附近裂隙发育，伴生羽状小断层较多，且断层穿越附近的河流，因此在开采断层附近的煤层时，必须对其留设足够的防水煤柱。

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：
p
K
P KM
L 35.0= (2-3)
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3.00 m ；
P ——水头压力，西南角(深部)60 kg/cm 2，东南角(浅部)13 kg/cm 2；
K p ——煤的抗张强度，参照邻近煤矿，取2 kg/cm 2。

则：
F 1断层西侧15
.71260300.355.0=⨯⨯
⨯⨯=南L m ，取72 m ；
F 1断层东侧12
.332
13300.355.0=⨯⨯
⨯⨯=北L m ，取34 m 。

即F 1断层的防隔水煤柱宽度由南北从34 m 逐渐增加到72 m 。

本矿根据实际需要，断层上下盘各留50 m 的保护煤柱。

则断层的煤柱损失量为1.70 Mt 。

(2)河流保护煤柱
根据地质报告提供的资料，大断层经过的河流不在本矿井田范围内，受河流的影响很小，因此暂时不考虑河流的保护煤柱。

(3)井田边界保护煤柱
东以含煤地层与侏罗纪接触带为界，西以F 3断层为界，与建新一井相邻。

北(浅部)以B 4煤层-50 m 底板等高线为界，南(深部)以B 4煤层-650 m 底板等高线，与曲江矿井相邻。

东南西北各方按规定井田边界保护煤柱留设50 m 。

由下式公式可以计算出保护煤柱的煤量。

α
γ
cos ⨯⨯⨯=
M b L P i (2-4)
式中：P ——井田边界保护煤柱量； L ——边界长度；
b ——边界宽度，(矿井边界宽度取50 m)；
M ——煤层平均厚度，矿井煤层的平均厚度为3.00 m ； γ ——煤的平均容重，矿井取1.40 t/m 3;
α ——各块段内煤层的倾角，各块段平均倾角依序为：11.3°、13.62°、
12.25°、10.90°、15.91°、10.71°、13.58°、10.61°、12.20°和10.74°。

则：87.23087130.11cos 1.5000.35023.10061=︒
⨯⨯⨯=
P t 30.27159562.13cos 1.5000.35019.11732=︒
⨯⨯⨯=P t 13.77284125.12cos 1.5000.35077.33563=︒
⨯⨯⨯=P t 98.24681390.10cos 1.5000.35019.10774=︒
⨯⨯⨯=P t
56
.22045591.15cos 1.5000.35029.9425=︒
⨯⨯⨯=P t 06
.30884671.10cos 1.5000.35076.13486=︒
⨯⨯⨯=P t
058.13cos 1.50
00.35007=︒
⨯⨯⨯=
P t
061.10cos 1.50
00.35008=︒
⨯⨯⨯=
P t
90.21544220.12cos 1.5000.35094.9359=︒
⨯⨯⨯=P t
76.75957174.10cos 1.5000.35085.331610=︒⨯⨯⨯=P t
井田保护煤柱损失量为：
55
.302643810987654321=+++++++++=P P P P P P P P P P P 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9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。

本矿井工业场地的面积为9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300 m ，短边为300 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。

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：
图2-3 工业广场保护煤柱
12
cos 2高下底）（上底梯形面积
⨯+==i S (2-5) 则：
6.23982612
cos 241
.481)36.51524.459(4=⨯+=
S m 2
那么，工业广场保护煤柱量为：
⨯
⨯=M S Z i (2-6)
式中：Z i ——工业广场保护煤柱量，t ； S ——工业广场面积，m 2；
M ——煤层厚度，B 4煤层厚度取3.00 m ； γ ——煤的容重，取1.5 t/m 3。

则：7.107921950.100.36.2398264=⨯⨯=Z t
(5)大巷保护煤柱
大巷中心距离30 m ，大巷两侧的保护煤柱宽度各位30 m ，则大巷保护煤柱损失量为1.00 Mt 。

(6)井筒保护煤柱
主、副井井筒为斜井，斜井的保护煤柱留有50 m 宽的煤柱量，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0.38 Mt 。

各类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：
C P Z Z g k ⨯-=)( (2-7) 式中：Z k ——矿井可采储量，Mt ； Z g ——矿井工业储量，Mt ；
P ——永久保护煤柱损失量，Mt ；
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。

则矿井的可采储量为：
47
.328.0)19.777.47(=⨯-=k Z Mt
矿井储量汇总表见表2-4所示。

表2-4 矿井储量汇总表
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。