矿井开拓方式设计(1)

矿井设计

一、井田概况

某井田含有两层煤，煤层厚度分别为1M 6m,2M 8m,走向长度8km ，倾斜长度1860m ，煤层间距10m ，煤层倾角34°，煤层露头深度为72m ，设计生产能力为180万t/a 。瓦斯等级属于低瓦斯矿井。地表较为平坦，水文地质简单，煤层顶底板均为中等稳定砂岩。初步设计矿井开拓方式，并初步分析大巷布置方式，同时设计井底车场。

二、井田开拓

一、储量计算

1、矿井地质资源量计算

t 2604025.1)86(18608000万=⨯+⨯⨯=Z Z

2、矿井资源/储量计算

以勘探地质报告为基础，矿井可行性研究和初步设计阶段的矿井工业资源/储量计算按下式计算：

k Z Z Z Z Z Z M M b b g 333222112122111++++=

g Z ——矿井工业资源/储量；

b Z 111——探明的资源量中经济的基础储量；

b Z 122——控制的资源量中经济的基础储量；

112M Z ——探明的资源量中边际经济的基础储量；

222M Z ——控制的资源量中边际经济的基础储量；

333Z ——推断的资源量；

k ——可信度系数，取0.7～0.9，地质构造简单、煤层赋存稳定的取0.9；地质构造复杂、煤层赋存不稳定的取0.7。

根据钻孔布置，在矿井地质资源储量中，60%是探明的，30%是控制的，10%

是推断的。

根据煤层厚度和地质，在探明和控制的资源量中，70%的是经济基础储量，30%的是边际经济的基础储量，则矿井工业/资源储量：

t Z b 万8.10936%70%6026040111=⨯⨯=

t Z b 万4.5468%70%3026040122=⨯⨯=

t Z M 万2.4687%30%6026040112=⨯⨯=

t Z M 万6.2343%30%3026040222=⨯⨯=

因为地质条件简单，k 取0.9，则t k Z 万6.23439.0%1026040333=⨯⨯= 则g Z =10936.8+5468.4+4687.2+2343.6+2343.6=25778.8万t

3、矿井设计资源/储量

矿井设计资源/储量可按下式计算)(1P Z Z g S -=

式中S Z ——矿井设计资源/储量；

1P ——断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑物煤柱、露头煤柱、水平面煤柱等永久煤柱损失量之和。1P 按矿井设计资源/储量的3%估算。

则t 25005.497%25778.8万=⨯=S Z

4、矿井设计可采储量

矿井设计可采储量t Z k 万3.20004%804.25005=⨯=

二、矿井设计生产能力和服务年限

参照大型矿井服务年限的下限（大于50a ）的要求，T 取70年，储量备用系数取1.4，则矿井设计生产能力A 为：

t TK Z A k 万1.2044

.1703.20004=⨯== 根据煤层赋存情况和设计可采储量，按煤炭工业矿井设计规范规定，将矿井设计生产能力A 确定为120万t/年，则矿井服务年限为

年4.794

.11803.20004=⨯==AK Z T k 三、阶段划分和开采水平设置

在矿井设计中，确定合理的水平垂高或阶段垂高，是井田划分中的重要问题。水平高度确定的合理与否，不仅影响矿井的基本建设投资，同时还要影响生产技术的合理性以及生产费用的大小，而且水平高度一经确定，将要在较长的时间内影响矿井的生产成本与效果。因此，合理的开采水平高度，需要经过技术经济比较才能确定。

本矿年产量180万吨，井田走向长度8000m ，倾斜长度1860m ，煤层可采总厚度14m ，其中上层煤厚6m ，下层煤厚8m ，间距10m ，煤层倾角34°。

在确定本矿的水平高度时，考虑了以下几个主要因素：

1）保证采区正常接替与均衡生产

在采区的生产能力，采区走向长度及煤层厚度一定时，阶段垂高不同，其服务年限也应不同。阶段垂高小，则采区服务年限短，采区搬家频繁，造成采掘关系紧张，均衡生产时间短。另外，采区车场、硐室等巷道工程也得不到充分利用。

2）阶段内具有合理的区段数目

本矿属近水平煤层，煤层间距也不大，可设置一个开采水平进行集中开采。近水平煤层开采水平垂高的确定，主要取决于煤层的赋存条件，与煤层内布置的工作面关系不大。

3）要保证开采水平有合理的服务年限及足够的储量

水平内的煤炭储量要保证开采水平有一个合理的服务年限。在这个服务年限内，设备、井巷工程等都得到合理的利用，同时又避免延深频繁，接续紧张。

根据井田斜长或垂高大小、开采煤层数目的多少、层间距远近和倾角陡缓的不同，井田内可以设计一个或者多个开采水平。由于该煤层组倾角为34°属于中斜煤层，并不适合采用下山开采，只能采用上山开采，考虑到煤层倾向长度为1860M ，若采用一个开采水平开采多个上山，开采时施工难度和经济效益并不理想，则确定一个水平只开采一个上山。

井田内划分的阶段数目取决于井田斜长、阶段垂高或者阶段斜长。初步确定将该井田划分为3个水平3个阶段进行开采。

（1）阶段斜长：1860/3=620m ；

（2）阶段垂高：620×sin34°=346.7m

（3）水平标高：

第一水平：-（346.7+72）=-418.7m ；

第二水平：-（346.2×2+72）=-764.4m ；

第三水平：-（346.2×3+72）=-1328.1m 。

（4）区段斜长：缓倾斜煤层的阶段，区段数可取3～5个，而中斜和急斜煤层的阶段，区段数可取2～3个。则将一个采区划分为2个区段，则每个区段斜长分别为620/2=310m ，1m 2m 煤层厚度分别为6m 和8m ，属于厚煤层，开采方式采用综采长壁放顶煤采煤法，区段保护煤柱20m,则采煤工作面的长度为

310-20-10-10=270m 。我国综采放顶煤工作面长度一般>150m ，高产高效>200m ，