第五节 矿井开拓设计方案比较示例

第五节矿井开拓设计方案比较示例

一、井田概况

某矿地面为平原地带

井田范围内地表标高为+80～90m，

表土及风化带厚度(垂高)约50～60m，有流砂层，井田中部较薄，井田境界处较厚。

煤层+30m～-420m底板等高线为界，两侧人为划定境界。

井田走向长9km，倾斜长约1740m。

井田内共有4个可采煤层，倾角均为15°左右。

各煤层的名称、厚度、间距及顶底板情况如表25—3

煤层成层平稳，地质构造简单，无大断层，煤质中硬，属优质瘦贫煤，煤尘无爆炸性危险，也无自燃倾向；平均容重为1．32t／m3。

本矿瓦斯含量大，涌水量较大，矿井正常涌水量为380m3／h

➢工业储量Zg

Zg=9000⨯17400⨯（1.8+1.9+1.6+2.0）⨯1.32

=15089.976万t

➢可采储量Zk=(Zg-P)C

P-永久煤柱损失，工广，境界煤柱；

C-采区采出率，中厚煤层，煤炭工业矿井设计规范要求C为80％

永久煤柱损失约占工业储量的5％。

P=5%Zg

=5%15089.976

=7.544988万t

Zk=(Zg-P)C

=(15089.976-7.544988)8%

=11468．4万t

➢生产能力和服务年限

T取60年，求A

T=Zk/（1．4A），A=136.5万t/a

根据煤层赋存情况和矿井可采储量，遵照煤炭工业矿井设计规范规定，将矿井生产能力A确定为120万t／a，储量备用系数按1．4计算，可得矿井服务年限为

T=11468．4/（1．4⨯120）

=68．26a.

地质损失增大

K采出率降低

矿井增产

➢备用储量计算

算法1

120万t／a⨯68．26a=8191．2万t

11468．4万t-8191．2万t=3277．2万t

算法2

T=[11468．4/（1．4）]⨯0.4

=3276.7万t

估计约有50％为采出率过低和受未预知小地质破坏影响所损失的储量。

3276.7万t⨯50％=1638.3万t

➢全井田实际采出储量

11468．4-1638.3万t=9830．1万t

=、开拓方案技术比较

➢井筒形式

地形平坦，无平硐条件

表上较厚且有流砂层立井开拓(主井设箕斗)，

➢井筒位置

按流砂层较薄、井下生产费用较低的原则，井筒位于井田走向中部流砂层较薄处。

➢井筒数目

为避免采用箕斗并回风时封闭井塔等困难

减少穿越流砂层开凿风井的数目，决定采用中央边界式通风

主立井、副立井，风井

➢阶段划分和开采水平的设置

阶段划分

本井田可划分为2~3个阶段

=个阶段：阶段斜长=1740m/2=870m

三个阶段:

第一阶段斜长740m

第=阶段斜长500m

第三阶段斜长500m

开采水平的设置

要不要上下山开采

井田瓦斯和涌水均较大，下山开采在技术上的困难较多，故决定阶段内均采用上山开采，井田内不能单水平上下山开采的开拓。

➢采区划分

阶段内采用采区准备方式，每个阶段沿走向划分为6个走向长1500m 的采区。

在井田每翼布置一个生产采区，并采用采区前进式开采顺序。

水平采出煤量计算中把储量备用系数1．4所指的备用储量，一半划为地质损失，另一半则划为增产储量；该增产储量合并计入水平实际采出煤量中。

采区服务年限按设计平均服务年限加上一年产量递增、递减期计算水平

水平垂高H=阶段斜长⨯sinα

870⨯sin15°=225.17m

740⨯sin15°=191m

500⨯sin15°=129m

水平实际出煤/万t

=个阶段：9830．1万t/2=4915.05万t

三个阶段:

第一阶段斜长740m

第一阶段际出煤(9830．1万t/1740m)⨯740m=4180.62万t

第=阶段斜长500m

第=阶段际出煤(9830．1万t/1740m)⨯500m=2824．74万t

第三阶段斜长500m

第三阶段际出煤(9830．1万t/1740m)⨯500m=2824．74万t

➢水平服务年限

方案一

一水平68．26/2=34.13a

=水平68．26/2=34.13a

方案=

一水平（68．26/1740m）⨯740m=29a

=水平（68．26/1740m）500m=19．61a

三水平（68．26/1740m）500m=19．61a

➢采区服务年限

两个采区保证产量，即两个采区同采

每个采区服务时间；

方案一

一水平34.13a/3=11.38a+1a

=水平34.13a/3=11.38a+1a

方案=

一水平29a/3=9．7+1

=水平19．61a/3=6.54+1

三水平19．61a/3=6.54+1

➢区段数目及区段斜长

方案一

一水平5个区段

870m/5=174

=水平5个区段

870m/5=174m

方案=

一水平4个区段

740m/4=185m

=水平3个区段

500m/3=167m

三水平3个区段

500m/3=167m

➢设计区段采出煤量

设计区段采出煤量=采区设计采出煤量/采区内区段数方案一

一水平六个采区，每采区5个区段

4915.05万t/6/5=163.84万t

=水平六个采区，每采区5个区段

4915.05万t/6/5=163.84万t

方案=

一水平六个采区，每采区4个区段

4180.62万t/6/4=174.19万t

=水平六个采区，每采区3个区段

2824.74万t/6/3=156.9319万t