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1、目 录由于上传容量限制，说明书删除部分，全套资料CAD图纸等，联系153893706一 般 部 分1 矿区概述及井田地质特征.11.1矿区概述11.1.1地理位置11.1.2地形特点及居民点分布11.1.3工农业生产和原料及电力供应11.1.4矿区气候条件21.1.5矿区水文及工农业供水21.2井田地质特征21.2.1井田地质构造21.2.2水文地质21.2.3井田地质构造及特征51.2.4矿井地质构造的发育特点及规律61.3煤层特征61.3.1可采煤层特征61.3.2煤层顶、底板61.3.3煤的特征62 井田开拓.82.1井田境界82.1.1井田范围82.1.2井田尺寸82.2矿井工业储量8
2、2.2.1储量计算基础82.2.2工业储量计算92.3矿井可采储量92.3.1安全煤柱留设原则92.3.2矿井永久保护煤柱损失量102.3.3 矿井可采储量122.4矿井工作制度132.5矿井设计生产能力及服务年限132.5.1确定依据132.5.2矿井设计生产能力132.5.3矿井服务年限132.6井田开拓的基本问题142.6.1确定井筒形式、数目、位置及坐标152.6.2工业场地的位置202.7矿井基本巷道202.7.1井筒202.7.2井底车场232.8主要开拓巷道252.9矿井提升303 采煤方法及采区巷道布置.333.1煤层的地质特征333.1.1煤层与煤质333.1.2水文地质条件
3、333.1.3煤尘、瓦斯及自然情况333.2采区巷道布置及生产系统343.2.1采区的位置和划分：343.2.2工作面长度的确定343.2.3采区准备巷道及硐室353.2.4采区上中下车场布置373.2.5煤层的开采顺序和工作面的接替顺序373.2.6确定采区的运输系统383.3回采巷道布置383.3.1采区回采巷道布置383.3.2回采巷道的支护方式413.4 采煤方法413.4.1采煤工艺413.4.2采区设计生产能力433.4.3回采工作面参数453.5综采面设备选型463.5.1采煤机和刮板输送机463.5.2转载机及破碎机选型483.5.3支架选型493.6工作面支护503.6.1断
4、头支护和超前支护503.6.2超前支护管理504 矿井通风.514.1矿井通风系统的选择514.1.1 矿井通风系统选择的基本原则514.1.2矿井通风系统的基本要求514.1.3矿井通风方式的选择524.2采区通风系统574.2.1采区通风574.2.2采区通风总要求574.2.3采区进风上山和回风上山的选择574.2.4采区通风系统584.3回采工作面通风方式584.3.1回采工作面通风系统584.3.2回采工作面上下行通风594.3.3通风构筑物594.3.4采区通风系统的合理性评价604.4掘进通风604.4.1掘进方法的确定614.4.2掘进工作面通风方式614.4.3掘进通风设备选
5、型634.4.4掘进通风技术管理和安全措施684.5矿井所需风量684.5.1工作面所需风量的计算694.5.2备用面需风量的计算714.5.3掘进工作面需风量714.5.4硐室需风量724.5.5其它巷道所需风量724.5.6矿井总风量734.5.7风速验算754.5.8通风构筑物764.6全矿通风阻力的计算764.6.1计算原则764.6.2通风容易时期和困难时期的确定774.6.3矿井最大阻力路线774.6.4各段通风阻力824.6.5全矿通风总阻力864.6.6矿井总风阻864.7通风机选型874.7.1选择通风机的基本原则874.7.2矿井自然风压874.7.3选择通风机894.7.
6、4选择电动机934.7.5对矿井主要通风设备的要求944.7.6矿井反风措施及装置944.7.7 概算矿井通风954.8风机附属装置984.9通风系统评价995 安全灾害的技术措施.1005.1矿井安全技术概况1005.1.1安全基础数据1005.1.2煤类、煤质及用途1005.1.3安全监测监控系统基本情况1005.1.4预防瓦斯和煤尘爆炸的措施1005.2矿井火灾1015.2.1 矿井防火1015.2.2 矿井灭火1035.3预防煤层自燃的措施预防性灌浆1045.3.1防火灌浆设计依据和基础资料1045.3.2防火灌浆系统的确定1065.3.3灌浆参数的计算及选择1085.3.4灌浆管道系
7、统设计1115.3.5水枪选择1145.3.6泥浆泵的选择1155.3.7灌浆站主要设施1165.3.8灌浆后的排水及安全措施1175.4矿尘1185.4.1矿尘情况1185.4.2煤尘事故预防1185.4.3综合防尘系统1185.5矿井其他灾害预防及治理情况1195.5.1瓦斯治理情况1195.5.2 矿井水灾治理情况1195.6避灾路线及其他1205.7事故预防及处理计划的编制1215.7.1首采工作面防治煤层自燃发火安全措施1215.7.2首采工作面内因火灾救援预案1225.7.3重大火灾事故汇报程序126参考文献127专 题 部 分矿井采空区火灾防治技术.1291 葛泉矿矿井自然发火分
8、析.1291.1煤自燃发火的倾向性及自燃发火期分析1291.2矿井煤层发火危险程度分析1302 矿井自然发火防治技术措施.1312.1防止煤炭自燃的开采技术措施1312.2合理的通风系统1322.3预防性灌浆1322.4新技术的推广应用1322.4.1惰性气体防灭火1332.4.2阻化剂防灭火1332.4.3均压防灭火1342.4.4胶体防灭火1342.4.5三相泡沫防灭火1342.5预防为主，综合治理是防治煤层自然发火最有效的技术途径。1353 火灾监测技术.1363.1火灾信息探测方法和火灾探测器1363.2火灾报警与联动控制系统：1373.3束管监测系统：1373.4计算机在防灭火中的应
9、用1374 防灭火材料.1384.1灌浆防灭火材料1384.2三相泡沫防灭火1384.3新型凝胶防火1384.4注凝胶、注浆、注水、三相泡沫防灭火的比较1395 解决采空区自然发火问题.1395.1采空区防灭火1395.2三相泡沫技术特点1395.3三相泡沫灭火机理1405.4三相泡沫的制备工艺与压注流程1405.5工作面采空区压注三相泡沫技术1425.6三相泡沫钻孔及压注设备1435.7注三相泡沫的技术指标1445.8三相泡沫的应用效果1456 应用现状分析.145结论146参考文献：147翻 译 部 分英文原文.149中文译文.158参考文献:166致 谢.167一般部分1 矿区概述及井田
10、地质特征1.1矿区概述1.1.1地理位置葛泉矿位于沙河市下解村、曹章村、小油村、大油村一带，属大油村乡及葛泉乡管辖。东距京广铁路褡裢站10km，北距邢台市约18km。矿自用铁路与京广铁路相通，西侧紧临邢（台）都（党）公路，交通便利。交通位置如图1-1。图1-11.1.2地形特点及居民点分布区内为第四系冲积平原，地形平坦，地面标高+42.46+54.58m，地势由东北向西南逐渐降低，坡度极为平缓。矿区范围内分布有大小村庄15个，大部分分布在井田边界。另外，在矿区南部有大片职工住宅区。1.1.3工农业生产和原料及电力供应沙河市煤炭储量丰富，煤炭开发作为该市支柱产业之一，较为发达，伴随采石、建材等矿
11、业发展，带动其他行业发展，矿区劳动力主要从事工矿业生产及相关产业，部分人从事农业生产，沙河市经济较为发达。工程供电电源取自葛泉矿井110kV变电站。葛泉矿井现有110kV变电站一座，两回35kV电源均引自邢台电力公司所属的中关220kV区域变电站。本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥需由国家计划供应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。1.1.4矿区气候条件本区历年最高气温为42，历年最低气温为-21，年平均气温为18左右。本区年降雨量在300600mm之间，且集中在7、8、2三个月，年蒸发量一般为16002000mm之间。冻结期为11月至次年2月，最大冻
12、土深度为0.44m，最大积雪厚度150mm。年最多风向为东南风，历年最大风速18m/s。本区地震烈度为6至7度。1.1.5矿区水文及工农业供水区内有一条季节性河流沙河，河水流向为西北至东，沙河原为长年流水，地叉分合无常，因上游朱庄水库建成蓄水，故成季节性河流。沙河全长76km，河床宽10420m，曾测得最大流量为568m3/s，流量随季节变化，由干枯断流至洪水泛滥，与第四系有水力联系。在葛泉井田范围内，沙河长7km。井田内沙河河床宽2090m，河堤经加固后实测标高为+45.50+52.91m，历年最高洪水位为+39.62m+60.87m。井田工业场地内利用井筒检查孔补，抽取奥灰水做为水源井，经
13、抽水试验，q=2.3991L/sm。出水量大，且水质良好，可满足新建井生产生活用水。1.2井田地质特征1.2.1井田地质构造本矿井的沉积岩系地层可分为掩盖层和基岩两大部分，掩盖层为第四系松散含水层，厚度50.10221.01m，主要由粘土砂，砾石等成份组成，其顶部和底部各有一砾石层，中部为粘土和中粗细砂互层，基岩部分为石碳二叠系近海型海陆交替相煤系地层。本井田共含煤16层。煤层总厚16.8m。其中：可采与局部可采煤层6层，总厚12.42m，自上而下分别为山西组2#煤，2下#煤及太原组的5#，7#，8#，9#煤层。可采煤层分为上下两组：2#，2下#，5#煤层为上组，7#，8#，9#煤层为下组。下
14、组煤因受大青灰岩和奥陶系灰岩含水层的威胁尚不能进行开采。目前矿井主要开采2#煤，2004年开始对5#煤进行开发。本井田为典型的热力变质地区，煤质品种齐全。现将2#煤，2下#煤，5#煤煤层的煤质特征简述如下：2#煤：有无烟煤、贫煤、瘦煤及焦煤四种煤质牌号，属于中灰、特低硫、低磷煤。2下#煤：有无烟煤、贫煤、瘦煤及焦煤四种煤质牌号，属于中灰、特低硫、低磷煤。5#煤：有无烟煤、贫煤、瘦煤、焦煤及肥煤五个煤质条带，为低硫至中硫煤，无烟煤、贫煤属富灰、低磷煤，瘦煤、焦煤及肥煤属中灰、特低磷煤。1.2.2水文地质1井田含水层及水质本矿井共有十个主要含水层，自上而下分别为第四系顶砾含水层，第四系中部砂层含水
15、层，第四系底砾含水层，石盒子组三段砂岩含水层，石盒子组底部砂岩和山西组大煤顶板砂岩含水层，野青灰岩含水层，伏青灰岩含水层，大青灰岩含水层，本溪灰岩含水层和奥陶系灰岩含水层。现将各含水层分述如下：1）第四系顶部砾石含水层该水层岩性以肉红色、灰白色等石英岩砾石为主，少量为闪长岩、白灰岩石，充填不等粒砂，分布在河床和阶地之下，并在地平面中的沟谷两侧有零星出露，厚度030.40m，单位涌水量为3.9248.8L/sm，为富水性强的孔隙含水层。2）第四系中部砂层含水层该含水层由顶部紫红色冰积泥和中下部米黄色、桔红色中粗砂组成，厚10m，分布在南部丘陵顶及夷平面黄土之下，因层位较高，多在潜水位以下。不含水
16、。中下部砂层以细中粗砂为主，有时含砾石，夹数层亚粘土和亚砂土，厚度0131.2m，单位用涌水量0.0761 L/sm。渗透系数0.23m/日，为富含水层。3）第四系底部砾石含水层砾石成分单一，为肉红色、紫红色石英砂岩，砾径101000mm不等。厚15.10146.82m。单位涌水量0.0130.0641 L/sm。渗透系数0.075m/日，为弱富水层。4）盒子组三段砂岩含水层以灰白、浅灰色，局部绿灰色中粗砂岩为主，底部含砾，夹粉砂、砂岩，裂隙不发育并被钙质或泥质充填，本层分布不普遍，最大厚度139.2m，为一富水性弱的裂隙含水层。5）石盒子组底部砂岩和山西组大煤顶板砂岩含水层石盒子组底部砂岩为
17、浅灰色细中砂岩，含砾，裂隙不甚发育并被方解石充填。山西组大煤顶板为灰白色中细砂岩，常含铁质鲕状颗粒，裂隙不发育。二层砂岩总厚5.5839.39m，一般1020m，本层未发现漏水现象，单位涌水量0.0003830.065 L/sm。渗透系数0.00430.017m/日。属重碳酸水，为富水性弱的裂隙含水层。6）野青灰岩含水层灰色、浅灰色，局部含泥质呈褐色，裂隙被充填或半充填，呈蜂窝状溶孔，厚2.637.88m。一般46m。单位涌水量0.003680.0516 L/sm。渗透系数0.003671.512m/日。为富水性中等的溶洞裂隙含水层。7）伏青灰岩含水层灰色、灰褐色，质不纯，隐晶结构，厚1.14
18、2.85m，为富水性弱的溶洞裂隙含水层。8）大青灰岩含水层灰、浅灰色，隐晶结构，致密坚硬。蜂窝溶孔和小溶洞发育，裂隙多被方解石充填。厚2.259.63m，一般5m左右，单位涌水量为0.83 L/sm。渗透系数3.086m/日，属碳酸钙钠水，为富水性中等的溶洞裂隙含水层。9）本溪灰岩含水层浅灰色灰岩，蜂窝状溶洞和裂隙发育，被泥质和钙质充填或半充填，厚2.6611.72m，一般7m，单位涌水量0.0099 L/sm，渗透系数为0.319m/日，为强富水性溶洞裂隙含水层，主要受构造断裂带下伏的奥陶系灰岩补给。10）奥陶系灰岩含水层岩性为灰色、浅灰色，厚至巨厚层状质纯灰岩，为煤系地层的基底，与煤系地层
19、呈假整合接触，岩溶裂隙和溶洞发育。单位涌水量为1.122 L/sm。渗透系数1.837m/日，属重碳酸钙镁水，为强富水性的裂隙溶洞含水层。对开采下组煤影响极大。1.2.3井田地质构造及特征1、地质构造邢台葛泉井田所在的邯邢煤田位于太行山隆起带与华北沉降区的过渡地带，决定了该煤田兼有这两大构造单元的特点，葛泉井田位于邯邢煤田中北段，断层与褶皱构造均十分发育。葛泉矿井田褶皱与断层构造都十分发育。褶皱构造格架为NE向的葛泉复向斜；断裂构造格架为NE向阶梯式不对称地堑。总体而言，葛泉井田是被纵向正断层强烈切割的NE向复向斜构造。地层走向以NE向为主，地层倾角在350范围内变化。在一采区、四采区下解向斜
20、两翼及葛泉向斜东南翼、南翼一采区轨道、运输上山，地层倾角较陡，一般在20左右，最大可达50。其它地区一般为1025。葛泉井田含煤地层为中石炭统本溪组、上石炭统太原组和下二叠统山西组。主采煤层为山西组的2号煤层和太原组的9号煤层。2号煤层厚12715 m，平均285 m，9号煤层厚131834 m，平均505 m。2、主要断层特征（1）断层井田内断裂构造十分发育，除F16外井田内断层均为正断层，断层走向大体有NE向、NW向、近南北向、近东西向四组其中NE向的F9、F5、F12、F6、F17-1、F304、F308等断层构成井田内断裂构造格局阶梯式不对称地堑，其余走向的断层与NE向断层组呈网状交切
21、。井田由钻孔、井下工程、地震控制的大于20m的断层17条，小于20m的断层132条。（2）褶皱：井田内发育有NE向、NW向两组褶皱，其中以NE向褶皱为主，NE向的下解向斜、曹章背斜及大油村向斜构成井田褶皱构造的主体葛泉复向斜。NWW向的葛1向斜、葛71向斜及葛泉向斜分布于井田的北部及南部，与葛泉复向斜相互叠加构成葛泉井田的褶皱格局。（3）断层与褶皱之间的关系在第一阶段形成近东西向褶皱的同时，形成NE 与近南北向两组剪裂面，但尚未出现断层。第二阶段，首先形成葛泉复向斜，然后随着地层进一步弯曲，在局部应力作用下形成纵张、横张断裂及纵向逆断层。其中纵张断裂和纵向逆断层由早期NE向剪裂面发育而成，早期
22、近南北向剪裂面与近东西向剪裂面构成第二阶段的共轭剪裂面。第三阶段，纵断层与区域拉张力垂直，成为主张裂面(纵向逆断层经历了“先逆后正”的转化)，并成阶梯状、地堑、地垒状断层组合，使下解向斜的构造形态进一步强化。同时，近南北向与NE向正断层共同发育，从而形成目前所见之复杂构造图象。（4）陷落柱葛泉井田内岩溶陷落柱十分发育，由该矿井下工程揭露的陷落柱已达56个，地震发现的陷落柱7个，周边小煤矿揭露的陷落柱4个，已实际揭露的陷落柱均无水。井田内发现的陷落柱，几乎全部分布于下解向斜内，其出现的随机性较强，但带状分布规律较明显。其形态特征绝大多数为椭圆形，另外还有一些形态极不规则，如带状、梨形等。在垂向上
23、，推测为下大上小的圆柱状。1.2.4矿井地质构造的发育特点及规律1井田北翼为下解向斜，南翼为大油村向斜，两个向斜之间为曹章背斜。它们共同构成葛泉复向斜。该复向斜内的次级向斜宽缓开阔，延伸较长；背斜狭窄低短。井田东北部褶皱形态清晰，地层产状稳定；井田西南部断层破坏强烈，地层产状变化较大。2从断裂发育程度看，葛泉井田断裂构造十分发育，将井田内煤层切割得支离破碎，成大小不等、形态各异的断块，断裂构造具有主导性。井田构造破坏西部较东部强烈，南部较北部强烈。井田东北部大中型断层以NENNE向纵断层为主，井田西南部NW 、NE向正断层均很发育，相互交切成网状。3从断层性质和展布方向来看，具有明显的一致性。
24、截止目前，除一条逆断层外，井田内的大、中、小型断层均为正断层。从断层走向来看，断层可分为NE 向、NW 向、近南北向、近东西向四组。其中NE 向(50左右)的正断层占绝对优势，占到断层总数的23以上，而且愈向井田北部，此特点愈明显。断层倾角一般在60左右变化，尤其是生产过程中揭露的中小断层，倾角往往小于60。而在垂向上，断层面常呈波状起伏，断层倾角随着岩性不同而发生变化。例如，F125断层在硬岩层中倾角达70，软岩层中倾角减小到40左右，有时甚至不足304井田内大断层往往是由相邻的几条断层构成的断层带，时而合并时而分叉，或紧邻平行发育。5从大中型断层的平面分布来看，NE向断层构成井田断裂构造的
25、基本格架 阶梯式不对称地堑，一般出现在相对上升带与相对沉降带的转折部位，如F5断层带发育在地垒与地堑之间；F12，F6断层发育在曹章背斜与下解、大油村向斜的转折部位。NW 向断层组与近南北向断层组仅在井田西南部比较发育，与NE向断层组呈网状交切；近东西向断层无论规模、数量均处于次要地位。1.3煤层特征1.3.1可采煤层特征现采2#煤平均煤厚为4.5m，倾角520。2#煤距2下煤036.2m，平均16.84m，2下煤平均厚度为1.27m，局部可采；距5#煤30.999.3m，平均65m，5#煤平均厚度1.51m，为局部可采煤层。1.3.2煤层顶、底板各煤层顶底板较稳定，其顶底板岩性如下：2#煤顶
26、板大部分为粉砂岩，局部地区为中砂岩，底板全部为粉砂岩。2下煤层大部分顶板为中粗砂岩，局部为粉砂岩；底板以粉砂岩为主，局部地方为中细砂岩。5#煤层顶板为泥岩到粉砂岩；底板为粉砂岩。7#煤顶板为泥岩到粉砂岩，底板为粉砂岩到细砂岩。8#煤顶板全部为大青灰岩，底板为粉砂岩。8#、9#煤合并处为大青灰岩顶板，其余地区为粉砂岩；底板为粉砂岩1.3.3煤的特征本井田为典型的热力变质地区，煤质品种齐全。现将2#煤，2下#煤，5#煤煤层的煤质特征简述如下：2#煤：有无烟煤、贫煤、瘦煤及焦煤四种煤质牌号，属于中灰、特低硫、低磷煤。2下#煤：有无烟煤、贫煤、瘦煤及焦煤四种煤质牌号，属于中灰、特低硫、低磷煤。5#煤：
27、有无烟煤、贫煤、瘦煤、焦煤及肥煤五个煤质条带，为低硫至中硫煤，无烟煤、贫煤属富灰、低磷煤，瘦煤、焦煤及肥煤属中灰、特低磷煤。煤质特征见表1-1。表1-1 煤质特征一览表煤层编号2#2下#5#备注水份Mda %2.141.381.28灰份Ad %7815.8911.28挥发份Vdaf %8.7431.9117.51硫分Sta %0.430.460.39磷Pd %0.050.050.05发热量mJ/kg30.202931.23灰熔点ST145014501450胶质层厚度Y(mm)019.53粘结指数G0930煤种无烟煤焦煤贫煤2 井田开拓2.1井田境界2.1.1井田范围在煤田划分为井田时，要保证各
28、井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。煤田范围划分为井田的原则有：1、要充分利用自然条件划分，在可能的条件下，应尽量利用地形、地物、地质构造、水文地质以及煤层特征等自然条件，以减少煤柱损失，提高资源采出率，充分保护地面设施；2、要有与矿区开发强度相适应的井田范围，要保证井田范围与矿井生产能力相适应，有足够的储量和服务年限及合理的尺寸；3、照顾全局，处理好与临矿的关系；4、直线原则，井田的划分应尽量采用直线或折线，有利于矿井的设计和生产管理工作的开展。北部边界为48，110，4053号钻孔之连线；西部边界为葛13，葛63，葛8号钻孔之连线；东部边界北段为4009，葛2和煤层露头
29、连线，南段为葛67，葛11，沙2号钻孔之连线。2.1.2井田尺寸井田井田走向长度约8.1km，葛泉矿井田整体为向斜构造，井田一翼倾向长度1.21.6km，平均倾向2.8 km，井田面积22.45 km2，现采2#煤平均煤厚为4.5m，倾角520，整个煤层倾角不大。2#煤距2下煤036.2m，平均16.84m。图2-1井田赋存状况示意图2.2矿井工业储量2.2.1储量计算基础1.根据葛泉井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算；2.依据煤炭资源地质勘探规范关于化工、动力用煤的标准：计算能利用储量的煤层最低可采厚度为0.8m，原煤灰分不大于40%。计算暂不能利用储量的煤层厚度为 0.70.8m；3
30、.依据国务院过函（1998）5号文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。硫份大于3%的煤层储量列入平衡表外的储量；4.储量计算厚度：夹石厚度不大于0.05m时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石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；5.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。6.煤层容重：2号煤层容重为。2.2.2工业储量计算工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探厚度与质量均合乎开采要求，目前可供利用的列入平衡表内的储量，即A+B+C级储量。2号煤层工业
31、储量按下式计算： （公式2-1）式中：煤层工业储量， ；煤层面积，；煤层厚度， ；煤的容重， ；煤层平均倾角， 。则2号煤层工业储量为： 2.3矿井可采储量2.3.1安全煤柱留设原则1.工业场地、井筒留设保护煤柱，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线法确定。3.维护带宽度：风井场地20m，村庄10m，其他15m；4.断层煤柱宽度30m，井田境界煤柱宽度为20m；5.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，工业场地占地面积指标见表2-1。6.立井保护煤柱应按其深度、用途、煤层赋存条件以及地形特点留设。立井深度
32、大于或等于400m的，以边界角圈定；小于400m的，以移动角圈定；穿过急倾斜煤层的，在倾向剖面上以底板移动角圈定下山边界，在走向剖面上以移动角圈定。当穿过有滑移危险的软弱岩层、高角度断层和山区斜坡时，需考虑防滑煤柱和加大煤柱尺寸。2号煤层倾角520属于缓斜煤层，没有穿过有滑移危险的软弱岩层、高角度断层和山区斜坡，所以设计立井保护煤柱应以移动角圈定。表2-1 矿井工业场地占地面积指标井型(Mt/a)占地面积指标(公顷/Mt)2.40、3.00781.20、1.809100.45、0.9012130.09、0.30152.3.2矿井永久保护煤柱损失量1.井田边界保护煤柱井田边界保护煤柱留设20m宽
33、边界煤柱可按下列公式计算 (公式2-2)其中：边界煤柱损失量；边界长度；边界宽度；煤层厚度；煤的容重；煤层平均倾角，。 则井田边界保护煤柱损失量。2.断层保护煤柱根据葛泉矿井现场生产经验，断层按性质、落差大小及其对煤层破坏程度，断层煤柱留设如下：落差50m的断层，两侧各留50m的煤柱；落差20m50m的断层，两侧各留30m煤柱；落差10m20m的断层，两侧各留20m煤柱；落差10m20m的断层，两侧各留20 m煤柱。断层保护煤柱损失量Zj断层保护煤柱损失量可按（式2-3）计算 (公式2-3)其中：断层保护煤柱宽度取20 m；断层长度,1082m；煤层平均倾角， 。则： 则断层保护煤柱损失量为
34、3.工业广场保护煤柱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。由表2-1可确定本矿井工业广场的面积为15公顷,故设计工业广场的尺寸为300500m的长方形，面积为：150000m2。工业广场的中心处在井田走向中央，倾向中央偏于煤层中上部，主井、副井、地面建筑物均在工业广场内。工业广场按级保护留围护带宽度15m，因此，加上围护带，工业广场需要保护的尺寸为：长宽=330530=174900m2。工业广场面积由表2-1确定，工业广场保护煤柱失量为2.87Mt。本矿井地质条件及冲击层和基岩移动角见表2-2。表2-2 岩层移动角广场中心深度 H煤层倾角煤层
35、厚度M冲积层厚度 h（m）（）（m）（m）（）（）（）（）32074.57058737365.5用作图法求出工业广场保护煤柱量,工业广场保护煤柱留设见图2-2。由此根据上述已知条件，可得出保护煤柱的尺寸为：由CAD作图法可得工业广场保护煤柱尺寸为： 则工业广场压煤为： (公式2-4) 4.大巷保护煤柱布置在煤层中的大巷，每边留设30m安全煤柱，大巷保护煤柱损失为0.178 Mt。大巷保护煤柱损失量可按（式2-5）计算 (公式2-5)其中：大巷保护煤柱宽度取30m；大巷长度,4660m；煤层平均倾角，则：图2-2工业广场保护煤柱计算示意图表2-3 可采储量计算表煤层工业储量(Mt)煤 柱 损 失
36、 (Mt)可采储量(Mt)井田边界工业广场大巷及断层煤矿2#142.862.762.872.05135.182.3.3 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，可按下式计算： （公式2-6）式中：Zk矿井可采储量，；P保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大断层等留设的永久保护煤柱损失量，；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；地方小煤矿不小于0.7。 则，矿井设计可采储量： 2.4矿井工作制度根据煤炭工业矿井设计规范相关规定，确定矿井设计年工作日为330天，工作制度采用“三八制”,两班采煤，一班检修，每班工作8小时。矿井每昼夜
37、净提升时间为16小时。2.5矿井设计生产能力及服务年限2.5.1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.开发条件：包括矿区所处地理位置（是否靠近老矿区及大城市），交通（铁路、公路、水运），用户，供电，供水，建筑材料及劳动力来源等。条件好者，应加大开发强度和矿区规模;否则应缩小规模；3.国家需求：对国家煤炭需求量（包括
38、煤中煤质、产量等）的预测是确定矿区规模的一个重要依据；4.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。2.5.2矿井设计生产能力 技术装备先进，经济效益好，媒质为优质无烟煤，交通运输便利，市场需求量大，鉴于以上因素，宜建大型矿井。故确定本矿井的年设计生产能力为1.5Mt /a。2.5.3矿井服务年限矿井服务年限必须与井型相适应。矿井可采储量Zk、设计生产能力A矿井服务年限T三者之间的关系为： （公式2-7）式中: 矿井服务年限，；矿井可采储量，；设计生产能力,；矿井储量备用系数，取；则，矿井服务年限为：因为，符合煤炭工业矿井设计规范的要求。表2-
39、4 不同矿井设计生产能力时矿井服务年限矿井设计生产能力矿井设计服务年限第一水平设计服务年限煤层倾角（Mt/a）（a）456.0及以上70353.05.060301.22.4502520150.450.9402015152.6井田开拓的基本问题井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入媒体，建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。这些用于开拓的井下巷道的形式、数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。合理的开拓方式，需要对技术可行的几种开拓方式进行技术经济比较，才能确定。井田开拓主要研究如何布置开拓巷道等问题，具体有下列几个问题需认真研究。1.确定井筒的形式、
40、数目和配置，合理选择井筒及工业场地的位置；2.合理确定开采水平的数目和位置；3.布置大巷及井底车场；4.确定矿井开采程序，做好开采水平的接替；5.进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造；6.合理确定矿井通风、运输及供电系统。确定开拓问题，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等诸多条件，经全面比较后才能确定合理的方案。在解决开拓问题时，应遵循下列原则：1.贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤高产高效创造条件。在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量；尤其是初期建设工程量，节约基建投资，加快矿井建设。2.合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。3.合理开发国家资源，减少煤炭损失。4.必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风、运输、供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常保持良好状态。5.要适应当前国家的技术水平和设备供
