2第二章矿井开拓

内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院2-1第二章井田开拓第一节矿井开采范围及资源储量一、矿井境界范围乌海市乌化矿业有限责任公司煤矿位于桌子山煤田白云乌素矿区西南部。行政区划隶属乌海市海南区巴音陶亥镇，地理坐标为东经106°55′44″—106°57′14″，北纬39°22′47″—39°24′13″。根据内蒙古自治区国土资源厅2008年5月19日颁发的证号为1500000810028号《采矿许可证》，乌海市乌化矿业有限责任公司煤矿井田范围拐点坐标为：XY1、4362370.0036409920.002、4362370.0036408300.003、4361300.0036408700.004、4361300.0036409920.00井田为四边形，东西长1220—1620m，南北宽1070m，面积1.5194km2。二、资源/储量1、矿井地质资源/储量按照内蒙古龙旺地质勘探有限责任公司提交的《内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌化二矿煤炭资源/储量核实报告》，该井田内可采煤层为8#、9-2#、16-1#、16-2#四层。该四个煤层地质资源/储量为1084万t,其中：（122b）为365万t，（333）为719万t，资源/储量见下表：内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院2-2乌化二矿资源/储量估算结果表（截止2007年4月30日）煤层编号分布标高（m）查明资源储量（万t）保有资源储量（万t）资源储量类型（编码）81150-918106106（122b）133133（333）计2392399-21018-10091111（333）计111116-11010-860236236（333）3（灰外）3（灰外）计23923916-21071-820259259（122b）336336（333）计595595合计1150-820365365（122b）716716（333）3（灰外）3（灰外）108410842、矿井工业资源/储量依据《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005），在初步设计阶段，以资源核实报告为基础，按规范要求进行分类计算，矿井工业资源/储量：地质资源储量中经分类得出的经济的基础储量122b连同地质资源量中推断的资源量333乘以可信度系数（因地质构造简单，煤层赋存稳定，取0.9）后的煤量。矿井工业资源/储量按下式计算：矿井工业资源/储量＝112b+333×可信度系数。经计算该矿井工业资源/储量为1012.1万t，各煤层工业量计算见下表：矿井工业资源/储量计算表单位（万t）煤层编号地质资源/储量工业资源储量122b333k小计8239106133*0.9225.79-211-11*0.99.916-1239-239*0.9215.116-2595259336*0.9561.4合计10843657191012.1内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院2-33、矿井设计资源/储量根据《规范》规定：矿井设计资源/储量＝工业资源/储量-永久煤柱资源量该矿井各种永久煤柱包括：井田边界煤柱、风井井筒及工业场地保护煤柱、主要大巷煤柱。由于该矿服务年限较短，工业场地的地面建筑均按临时性建筑布置，工业场地占压煤柱后期按全部回收考虑。经计算，矿井设计可采资源/储量为874.29万t，其中：8层设计资源/储量198.81万t；9-2层设计资源/储量6.84万t；16-1层设计资源/储量182.81万t；16-2层设计资源/储量485.83万t；4、矿井设计可采资源/储量矿井设计可采资源/储量为矿井设计资源/储量减去各种煤柱的煤量后乘以采区回采率后的煤量，即按下式计算：ZK=(ZS-P)•C式中：ZK－矿井设计可采储量，Mt；ZS－矿井设计储量，Mt；P－开采煤柱损失，Mt；C－采区回采率，中厚煤层采区回采率为80%；薄煤层采区回采率为85%。经计算，矿井可采资源/储量为：709.71万t，设计可采资源/储量见下表：内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院2-4井田内可采储量表煤层工业储量（万吨）设计损失（万吨）采区回采率可采储量万吨边界煤柱井筒煤柱合计8#225.713.3313.5626.8985%168.999-2#9.9-3.063.0685%5.8116-1#215.112.8319.4632.2980%146.2516-2#561.430.0245.5575.5780%388.66合计1012.156.1881.63.137.81709.71根据建井过程中煤层厚度变化趋势计算，乌化二矿在批准的境界范围内，增加资源储量575.6万t,加之原资源储量1084万t,共有资源/储量共1659.6万t，各煤层占有资源储量见下表：新增资源/储量一览表单位（万t）煤层新资源/储量原资源/储量增加量备注8294.1223955.129-2182.0211171.0216-1555.10239316.1016-2628.3659533.36合计1659.601084575.6三、安全煤柱留设根据该矿井田煤层赋存条件和巷道布置，凡是需要留设保安煤柱之处，均经过计算留足留够安全保护煤柱。各种煤柱留设分述如下：1、井田边界煤柱井田边界煤柱留设20m，西部断层东侧保护煤柱留设50m。2、风井井筒及工业场地保护煤柱风井井筒地表留设15m保护煤柱，地表覆盖砂砾层及风化岩层按45°安息角推算；其它岩层上山移动角γ0取72°，下山移动角β0取65°，见内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院2-5保护煤柱计算图（见图C1308-106-1）。工业广场保护区外扩15m，按下山移动角65°留设。因矿井服务年限短，工业广场均为临时性建筑，采后煤柱均可回收。3、主要大巷煤柱该矿主要集中运输巷护巷煤柱按30m留设，煤柱最终按50％回收。第二节矿井生产能力及服务年限一、矿井工作制度矿井年工作日为330d。采用三班作业制。每天二班生产，一班准备，日净提升时间为16h。二、设计服务年限根据《资源/储量核实报告》提供的矿井资源/储量，技改后矿井设计生产能力为60万t/a，可采储量为709.71万t，储量备用系数取1.3，矿井服务年限为9.1a，其计算如下：T=Q/(A×K)=709.71/(60×1.3)=9.1（a）式中：A—矿井生产能力（60万t/a）；Q—矿井可采储量（万t）；K—储量备用系数（取1.30）；T—矿井服务年限（a）。根据建井过程中，掘进巷道对8#煤层实际揭露的情况看，8＃煤层厚度增大，平均厚度由原来的1.08m增加到2.3m（并已得到乌海市国土资源局及乌海市国土资源局海南分局的确认），据此推断计算，全矿井新增加地质资源/储量575.6万t，新增可采储量405.6万t,可延长服务年限5.2a，达14.3a。内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院2-6第三节井田开拓一、矿井开拓方式确定的主要原则1、以经济效益为中心，把矿井建设成为高产高效的现代化矿井,提高矿井市场竞争能力。2、采用先进的技术和设备，以煤巷为主，少掘岩巷，创造有利于生产、施工的条件，尽量减少井巷工程量，缩短建井工期，使矿井建设达到投资省、见效快、效益好的目的。3、在兼顾现有设备及设施的基础上，尽量采用切合实际的装备水平，力求高效，简化生产环节，提高生产集中化程度。4、尽可能加大采区尺寸，增加工作面推进长度，减少工作面搬家次数，充分发挥采掘设备的生产能力，适应矿井未来发展的要求。5、简化地面布置，使产、储、装、运等主要生产环节高度集中。二、井田特点1、矿井地面地势高差较小，工业场地选择的灵活性大。2、井田南北长约1.07Km，东西平均宽约1.42Km,面积约1.519Km2。3、煤层倾角小，一般3-15°，在向斜轴西翼较陡，轴部较缓。4、煤层数目少，全井田可采煤层共四层。5、矿井为低瓦斯矿井。三、影响开拓方式的主要因素1、外部条件根据对外联系的公路、输变电系统、供水系统、通信系统等目前已经形成的状况，从综合外部条件来看，主、副井口及工业场地位置设在井田北侧较为有利。内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院2-72、地面地形条件该矿北部为宽缓的河谷、洼地，南部为岩石裸露的低山丘陵，工业广场选择在北部，平整场地工程量小，不压煤，且地面建筑物和人烟稀少，对井口与工业场地位置选择影响较小。3、工程地质条件本井田内西北部煤层埋藏较浅，而东南部煤层埋藏较深。为缩短建井工期和节省投资，井口宜选择在该煤层埋藏较浅处。4、井田构造矿区位于桌子山背斜南部倾斜端的西侧，西来峰断层东侧。井田主体位于S7宽缓向斜内。向斜东翼地层走向近东西，向南倾斜，倾角5°～10°；向斜西翼地层走向近南北，向东倾斜，倾角达到20°以上。西来峰逆断层走向SE20°,倾向SW,倾角56°～60°，落差大于300米，处于矿井西部边界以外约100m。矿区内虽有宽缓的向斜构造，但两翼地层倾角一般小于10°，断层均位于井田范围外，对井田内煤层基本无影响。5、煤层分布状况井田范围内可采煤层共4个，分别为8#、9-2#、16-1#、16-2#煤层。其中8#、9-2#煤层间距为3-8m，为中组煤；16-1#、16-2#煤层间距为0.5-14.4m，为下组煤。中组煤与下组煤间距为65m。6、矿井现有状况该矿原设计为30万吨/年，设计为斜井开拓。主、副斜井井口处于井田西北角，井筒沿井田北翼边界布置；风井为立井，布置在井田西北角。现主井按25°俯角已施工至16-2煤顶板（720m）；副井按25°俯角已施工内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院2-8至9-2#煤底板（596m）；风井已施工至16-2煤底板（240m）；副井在1062m标高布置了车场及石门，并穿至8#煤层，在8#煤层中布置了部分煤巷。四、矿井开拓方案该矿井为技改矿井，设计在能满足矿井安全生产的前提下，能利用的已有工程、设备和设施应可能利用，从而降低矿井投资。根据矿井目前的建设现状和该矿煤层赋存条件，设计提出了三个开拓方案，现分述如下：（一）方案一：主、副斜井，立风井开拓方案利用已有的主、副斜井及立风井，并将主副井延深到16-2#煤层底板中，在16-2#煤层底板中布置主、副井车场，并用联络巷连通。分别在上、下组煤处布置副井甩车场，并以石门穿至各煤层，沿井田北部边界在煤层中布置集中回风巷与风井连通，并布置轨道运输巷和集中运输巷，在井底布置水仓（见图C1308-109-5）。中组煤由副井1016甩车场及石门穿入各煤层。在井田北部边界沿煤层布置轨道运输巷、集中运输巷和集中回风巷。中组煤东翼采区轨道运输巷沿8#煤层布置，集中运输巷、集中回风巷沿9-2#煤层布置；西翼采区中组煤集中回风巷沿8#煤层布置，轨道运输巷、集中运输巷沿9-2#煤层布置。西翼采区中组煤集中回风巷布置442m（平距）即布置到点X：4362348，Y：36408540时换方位为3070仍沿8#煤层与风井连通。下组煤由副井942甩车场及石门穿入各煤层。下组煤东、西采区轨道运输巷沿16-1#煤层布置，集中运输巷、集中回风巷沿16-2#煤层布置。（二）方案二：主斜井、副立井、立风井开拓方案利用现有的主斜井和立风井，并将主井延深到16-2#煤层底板中，在井内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院2-9田西北角另布置副立井，副立井底部到16-2#煤层底板中。沿井田北部边界在8#、16-1#煤层分别布置集中回风巷；在9-2#、16-2#煤层底板中分别布置轨道上山和运输上山。轨道上山用联络巷与集中回风巷连通；主井车场用联络巷与轨道上山连通；运输上山通过斜煤仓与主井连接。通过轨道上山联络巷进入各煤层布置工作面进行采掘活动，在主井井底布置水仓（见图C1308-109-6）。（三）方案三：主、副、风井立井开拓方案利用原有立风井，在井田西北角另外布置主、副立井，井底部到16-2#煤层底板中。沿井田北部边界