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1、华北科技学院毕业设计设计总说明本设计包括两部分：一般部分和专题部分。一般部分是河北开滦集团范各庄矿150万吨新井设计。全篇共有十篇，依次是：矿区概述及井田地质特征，井田境界及储量，矿井工作制度和设计生产能力，井田开拓，采区巷道的布置，采煤方式，井下运输，矿井提升，矿井通风与安全，矿井基本技术经济指标。开滦矿务局范各庄矿位于河北省唐山市古冶区境内，矿井井田走向5.73公里，倾向长度为2.8公里。井田面积15.38平方公里。井田内可采煤层共2层，分别为9号煤层和12号煤层，9号煤层为主采煤层，煤层赋存稳定平均厚度4.15米，平均倾角12度。井田内工业储量为1.98亿吨，可采储量为1.47亿吨。相对
2、瓦斯涌出量为0.12 m3/t，绝对瓦斯涌出量为0.73m3/min，属于低瓦斯矿井。煤层无自然发火现象。该矿井设计年生产能力为150万吨，服务年限为70年。采用双立井两水平开拓采区开采。开采水平标高为-475和-750两个水平。矿井采用走向长壁一次采全高全部垮落综合机械化采煤法。矿井布置一个综采面，工作面长度为200米。煤的运输采用胶带输送机。矿井风机工作方式为抽出式，矿井通风方式为中央分列式通风。专题部分为综放工作面采空区自然发火的规律及防治关键词：井田开拓；采煤方式；通风安全；综合机械化The Brief Introduction of the DesignThe design incl
3、udes two parts: a general part and special part.The general part of the Group of Hebei Kailuan Fangezhuang mine 1.5 million tons of new wells design. A total of 10 full papers, were: an overview of mining and mine geology, mine level and reserves, mine production capacity and design of work systems,
4、 mine development, with the layout of roadway, mining methods, underground transport, mine hoist, mine ventilation and security.Bureau of Mines Fangezhuang Kailuan mine is located in Tangshan City, Hebei Province guye district territory to mine Waida 5.73 kilometers, inclined to a length of 2.8 kilo
5、meters. Mine area of 15.38 square kilometers. Mine coal seam with a 2 layer, respectively, on the 9th and the 12th coal seam, the main coal seam No. 9 coal seam, coal storage stability of the average thickness of 4.15 meters, with an average inclination of 12 degrees. Mine industrial reserves of 198
6、 million tons, recoverable reserves of 147 million tons. Gas emission relative to 0.12 m3 / t, the absolute amount of gas emission 0.73m3/min, a low-gas coal mine. Seam-free spontaneous combustion phenomenon.The designed annual production capacity of the mine 1.5 million tons, length of service for
7、70 years. Two-level dual-shaft mining area to open up mining. Mining the level of elevation for the two levels of -475 and -750. Mine used to take a long time the entire wall falling all integrated high-mechanized coal mining law.Mine layout of a fully mechanized coal mining face, face length of 200
8、 meters. The use of coal belt conveyor transport. Mine fans for taking the type of work, ventilation points out for the central ventilation.Thematic part of top-coal caving face goaf spontaneous combustion of the Regulation and ControlKey words: Mine development; mining; ventilation security; compre
9、hensive mechanization华北科技学院毕业设计一般部分目 录设计总说明目 录一般部分1 矿区概述及井田地质特征11.1 矿区概况11.1.1 交通位置11.1.2 地形、地貌及居民点分布11.1.3 矿区水文及工农业供水21.1.4 矿区气候条件21.1.5 工农业生产和原料及电力供应21.1.6 地震21.2 井田地质特征31.2.1 井田地形及勘探程度31.2.2 地质构造31.2.3 煤系地层31.2.4 水文地质61.3 煤层特征61.3.1 煤层埋藏条件61.3.2 可采煤层特征61.3.3 瓦斯81.3.4煤尘及煤的自然发火倾向82 井田境界和储量92.1 井田境界
10、92.1.1 井田划分的依据92.1.2 井田范围92.2 矿井工业储量102.2.1 勘探类型及储量等级的圈定102.2.2 储量等级的圈定102.2.3 煤层最小可采厚度102.2.4 矿井工业储量的计算102.2.5 可采储量122.2.6 井田储量汇总表163 矿井工作制度、设计生产能力和服务年限173.1 矿井工作制度173.2 矿井设计生产能力及服务年限173.2.1确定依据173.2.2 矿井生产能力的确定173.2.3 矿井及第一水平服务年限的核算174 井田开拓194.1 井田开拓的基本问题194.1.1 井筒形式及数目的确定194.1.2 工业广场及井筒位置的确定214.1
11、.3 开采水平的确定214.1.4采区划分及其布置224.2 开拓方案比较234.2.1提出方案234.2.2技术比较254.2.3经济比较274.2.4 综合比较324.3 矿井基本巷道324.3.1 井筒324.3.2 井底车场354.3.3 主要开拓巷道375 采区巷道布置415.1 煤层地质特征415.1.1 可采煤层概况415.1.2 煤种及煤质变化425.1.3 各煤层顶底板岩性425.1.4 煤尘和瓦斯425.2 采区巷道布置及生产系统435.2.1 确定采区走向长度435.2.2 确定区段斜长和区段数目435.2.3 煤柱尺寸的确定445.2.4 采区上下山的布置445.2.5
12、 区段平巷的布置455.2.6 联络巷道的布置455.2.7 采区运输、通风运料等系统的确定455.3 采区车场设计455.3.1 采区上部车场形式的选择455.3.2 采区中部车场的选择465.3.3 采区下部车场的选择及设计475.3.4 采区主要硐室的布置525.4 采区采掘计划545.4.1 采区主要巷道参数确定545.4.2 确定采区生产能力605.4.3 计算采区回采率616 采煤方法626.1 采煤方法和回采工艺626.1.1 选择采煤方法626.1.2 综采工作面回采工艺设计626.2 综采工作面巷道布置方式697 井下运输707.1 系统基本概述707.1.1 基本概况707
13、.1.2 井下运输系统707.2 采区运输设备707.2.1 主运输设备707.2.2 采区辅助运输747.3 大巷运输设备767.3.1 矿车选择767.3.2 矿用电机车的选型778 矿井提升788.1 设计依据788.1.1 主井提升788.1.2 副井提升788.2 主副井提升设备的选型798.2.1 小时提升量798.2.2 合理的提升速度798.2.3 一次提升循环时间798.2.4 一次合理提升量的确定808.3 提升钢丝绳的选择计算818.4 提升机与天轮的选择计算828.4.1 滚筒（或摩擦轮）直径的确定828.4.2 天轮的选择828.5 提升电动机的预选838.5.1 电
14、动机功率的估算838.5.2 估算电动机转数839 矿井通风与安全859.1 矿井通风系统的选择859.1.1 选择矿井通风系统859.1.2 选择矿井主要通风机的工作方法869.1.3 选择矿井通风方式879.2 全矿所需风量的计算及其分配889.2.1 矿井风量计算原则889.2.2 矿井风量计算方法889.2.3 风速验算929.3 全矿通风阻力计算949.3.1 矿井通风总阻力计算原则949.3.2 矿井通风阻力计算949.3.3 井总风阻及总等积孔计算969.4 矿井通风设备的选择969.4.1 矿井通风设备的要求969.4.2 选择主要通风机969.4.3 选择电动机999.4.4
15、 电费计算999.5 矿井灾害防治技术1009.5.1 防治瓦斯1009.5.2 防治煤尘1019.5.3 防治水10110 矿井基本技术经济指标102专题部分前言：1061煤炭自燃1071.1煤炭自燃机理1071.2煤炭自燃的一般规律及发火期1071.2.1煤炭自燃条件1071.2.2煤炭自燃过程1071.3煤的自然发火期1092采空区自燃环境分析1102.1采空区浮煤厚度1102.2松散煤体空隙率1102.3采空区漏风强度氧气分布1112.4 工作面推进速度1112.5 采空区围岩原始温度1123 采空区遗煤的发火特点及“三带”的划分1133.l采空区遗煤自然发火特点1133.2 采空区“
16、三带”分布规律1133.2.1采空区“三带”概述1133.2.2采空区“三带”划分1143.2.3采空区“氧化带”自燃危险分析1154.工作面采空区防火技术与实践1164.1 注氮防灭火技术1164.1.1综采放顶煤工作面采空区注氮防灭火工艺1164.1.2 无煤柱开采综放工作面采空区注氮防灭火工艺1174.2 利用水泥砂浆防治已封闭采空区发火1194.2.1 防灭火措施1204.2.2实施效果1214.3自泥阻化泥浆法预防综放面采空区自然发火1225 结论124参考文献125致谢126- 5 -一般部分范各庄矿150万吨新井设计1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概况1.1.1 交通位置范
17、各庄矿业分公司位于开平向斜之东南翼，北距古冶火车站10.2km，地理坐标为东径11328，北纬3933。井口北部及西北部与吕家坨矿业分公司相接；西及西南部与钱家营矿业分公司相邻；东部及南部以14煤层基岩露头为界。井田南北走向长49005000m，东西倾向13002500，全井田总面积为9.64平方千米。矿井南有京唐港，东有秦皇岛港，西有塘沽港，公路、铁路、海运极为便利。开采深度标高为-250 -750m。详见范矿井田位置图（图1-1）。图11 范各庄煤矿地理位置图1.1.2 地形、地貌及居民点分布范各庄井田是被第四系冲积层所覆盖。地貌简单，地表平坦，地势呈现北高南低，坡度12左右，地表海拔标高
18、+32+25m，井田西部有沙河流过，流向大致与地层走向平行。沙河为季节性河流，冬季河水近似干枯，只有林西、唐家庄等矿排放水流过。夏季流量显著增加，最高洪峰达142.8m3/s，流速1.69m2/s。由于受多年开采的影响，矿区南北各有一个塌陷坑，随开采的进行而逐步扩大并有大量的积水。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，在矿区东部有大片职工住宅区。1.1.3 矿区水文及工农业供水因为煤系地层上覆盖着巨厚的冲积层，大气降水后大部分从地表流走，所以矿井涌水量无季节性变化，井田西部沙河在冬春季河水近于干涸，只排泄矿井水，夏季流量显著增加，汛期有时泛滥，历史最高洪峰水位为29.57
19、2m，最高洪峰达142.8m3/s，流速1.69m2/s。本矿区工业及生活用水的主要供水水源为第四系上组砂岩层水和矿井净化水。水质类型为HCO3CaNa，矿化度0.37g/L。供水水源的取水方式采用管状井分散取水。矿井每日排水量约为4500 m3，全部进入污水净化站进行处理，净化水主要用于井下防水注浆、洒尘、电厂冷却、洗煤厂补充用水。1.1.4 矿区气候条件矿区气候属大陆型季风气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，气候变化较大，春季东风和西北风交替出现，气候干燥少雨，夏秋两季东南和南风常有海面带来的潮湿空气，使矿区多雨；冬季因受西伯利亚蒙古一带冷空气压的影响，多西北风，气候寒冷干燥。每年的7、8、
20、9三个月降雨量占全年降雨量的76。年平均气温10.8C，常年最高气温37.6C，最低气温-22.6，冻土深度0.50.7m，结冰期：11月中旬至次年的3月中旬。1.1.5 工农业生产和原料及电力供应矿区内工业以煤炭为主，农业主要种植小麦、玉米、花生，间杂有果园、菜园和苗圃等。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。进入矿中央变电站的电源计四趟。其中2趟是电网吕家坨变电站35kV输电线；另外2趟是开滦林西发电厂35kV输电线。1.1.6 地震自十五世纪有记载以来，唐山滦县一带共发生有感地震100余次，震级大于
21、4.7级的10次，其中6级以上2次。1976年发生7.8级大地震后，国家地震局测定本矿区地震烈度为八度。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地形及勘探程度施工地面地质孔5个，进尺2737.35米，井下地质孔201 个，进尺13237.17米；地面水文地质探查孔13个，进尺8055.14米，井下水文孔210个，进尺22496米。通过对新获得的地质及水文地质资料的分析，对范各庄井田的地质构造、水文地质条件及煤层赋存情况有了进一步的认识。1.2.2 地质构造范各庄井田位于开平煤田的东南翼。开平煤田位于燕山南麓，煤系地层为石炭二迭系。开平主向斜是煤田的主要构造骨架，呈复式向斜构造。向斜的总体轴向为NE
22、向，自古冶以北主向斜轴逐渐转为东西向。向斜两翼不对称，西北翼地层倾角比较大，局部地层倒转，发育落差及走向长度较大的逆断层或逆掩断层；东南翼地层倾角比较平缓，由北往南发育两组轴向与主向斜轴斜交或直交的短轴倾伏褶皱构造：一组由杜军庄背斜、黑鸭子向斜、吕家坨背斜、塔坨向斜、毕各庄向斜及南阳庄背斜等组成；另一组出现在宋家营以南，由李新庄向斜、刘唐堡背斜组成，其规模不如前者。东南翼断层不很发育，规模亦较小，多见于褶皱构造的轴部，正断层较多，逆断层较少。范各庄井田的主体构造为井田北翼的塔坨向斜和南翼毕各庄区域的毕各庄向斜，是由于开平向斜在发育过程中北部受青龙山东西构造带影响，主向斜轴在古冶以北发生偏转呈东
23、西向而派生出的南北应力场形成的次一级构造（附图2 井田构造纲要图）。塔坨向斜在井田范围内已由钻探工程、井巷工程严密控制，向斜轴线总体呈东西向，枢纽呈弧形向北凸出。受塔坨向斜影响，往南伴生发育了北二背斜和井口向斜。毕各庄向斜主要为钻探工程控制，向斜轴呈NW向，枢纽呈马鞍状起伏较大，沿轴线形成两个小型盆地。到目前为止，井田内可能出现的大型构造已基本得到了控制。总的来看，塔坨向斜区、毕各庄向斜区构造比较复杂，形成的断裂构造多与区域构造应力场有关，有明显的规律性。中部单斜区构造相对比较简单。同时随着井田开发往深部延深，构造发育越来越复杂，断层落差增大，断层面形式多样化，对生产的影响也越来越大。1.2.
24、3 煤系地层范各庄井田煤系地层主要由石炭系、二迭系地层组成，其中包括中石炭统唐山组，上石炭统开平组、赵各庄组，下二迭统的大苗庄组、唐家庄组。基底为经过长期剥蚀夷平的中奥陶统，上覆地层为上二迭统古冶组陆相碎屑岩。含煤建造由一套海相、过度相、陆相地层组成。表1-2-1为范各庄井田地层划分表。范各庄矿井田地层划分简表 表1-2-1地质时代建组起止层位地层接触关系厚度含煤性主 要 特 征系统组第四系由地表至基岩面不整合整合整合整合整合整合假整合219.5主要由砂、粘土、卵石组成。二叠系上统古冶组红色砂岩底面至A层顶面120.0不含煤主要由中砂岩、粉砂岩组成下统唐家庄组A层顶面至5煤层顶面269.7含煤
25、线4-5层主要由中砂岩、粉砂岩组成大苗庄组5煤层顶板至11煤层顶板69.4含煤6层可采1层即9煤由砂岩、粉砂岩、煤和泥岩组成。 石 炭 系上统赵各庄组11煤层顶板至K6灰岩顶面86.4含3层煤12煤可采由砂岩、粉砂岩、煤组成开平组K6灰岩顶面至K3灰岩顶面51.7含煤13层主要由粉砂岩、泥岩组成中统唐山组K3灰岩顶面至奥陶灰岩顶面55.8含13层不稳定薄煤线以粉砂岩为主，细砂岩次之，间夹三层灰岩奥陶系中统开平组由灰岩、白云岩等组成（一）、唐山组属石炭系中统。直接覆于奥陶系灰岩之上，与奥陶系地层呈假整合接触，平均厚度约56米。岩性以粉砂岩、泥岩为主，细砂岩次之，底部为鲕状铝土质泥岩（层），含1、
26、 2、3三层灰岩，以3灰岩发育较好，层位稳定，厚度一般为2.53.2米，称为唐山灰岩。含13层不稳定的薄煤线。(二)、开平组属石炭系上统。上部止于赵各庄灰岩（6）顶板，下起唐山灰岩顶板，本组厚度约52米。岩性以细砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之，含4、5、6三层质地不匀的薄层灰岩和一层局部可采的14煤层。本组比唐山组颜色较深，多呈深灰色，泥岩显著减少，含砂量增加，植物化石增多，黄铁矿结晶体和菱铁矿结核均较发育。(三)、赵各庄组属石炭系上统。上部以11煤层顶板为界，下伏开平组，厚度约86米，为主要含煤地层之一。岩性以粗砂岩、中砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之。含一层可采煤层，即12煤。岩性与开平组相比颗粒变
27、粗，接近陆相沉积。(四)、大苗庄组属二迭系下统。上部止于5煤层顶板，下伏赵各庄组，厚度约67米。本组以深灰、黑灰色粉砂岩和泥岩为主，青灰色中砂岩次之，为主要含煤地层之一。含可采煤层一层，即9煤。其它煤层分布普遍，但不可采。(五)、唐家庄组属二迭系下统。上部止于层顶板，下伏大苗庄组，厚度约270米。岩性以粗中砂岩为主，细砂岩次之，下部粉砂岩和泥岩比较发育，间夹层薄煤线。岩石颜色由下部的深灰、浅灰往上变为灰和紫红色，均属于陆相沉积。范各庄井田煤系地层的形成过程均属于近海型沉积。其中石炭系的唐山组、开平组和赵各庄组属于海陆交互相沉积，二迭系的大苗庄组和唐家庄组属于近海陆相沉积。整个煤系地层厚度、煤层
28、层数、旋回结构明显清晰，易于对比。从相旋回的特征分析，中石炭世地壳升降运动频繁，引起大面积的海侵和海退，沉积了一套海陆交互相地层。由于地壳运动短暂而频繁，不宜泥炭堆积，故没有形成可采煤层。在这时期地形比较平坦，海侵和海退范围广泛，沉积了三层薄层灰岩，即1、2、3灰岩。中石炭世地层厚度较薄，约为56 米，相旋回结构清晰，易于对比。晚石炭世地层以缓慢上升为主，聚煤作用活跃，海相地层逐渐减少，过渡相地层增多，且出现河流冲积相沉积。在晚石炭世早期地壳运动还比较频繁，且很不稳定，沉积了三层薄层灰岩，即4、5、6灰岩，到后期地壳运动趋于稳定，适宜植物生长与堆积形成了本井田的可采煤层，即12煤层。晚石炭世厚
29、度约为138米，相旋回结构比较清楚。早二迭世地壳运动仍以上升为主，上升幅度由小渐大，海退范围逐渐扩大，沉积了一套近海陆相地层，湖泊、沼泽遍布，沉积了一层稳定和较稳定可采煤层（9煤层）。到二迭世中晚期，气候由温润转向干燥，不宜植物的生长。中期只形成薄煤层，到晚期聚煤作用已进入尾声。下二迭统地层厚度约为337米。从煤系地层形成过程来看，地壳运动在中石炭世、下二迭世是以上升为主，上升幅度由小到大，由缓慢上升到直线上升。从岩相来看，为近海相过渡相大陆相。从成煤环境看，则为滨海平原到内陆湖泊。正是由于地壳运动由弱到强，从海相逐渐转为陆相，在这种地壳相对稳定时期，才沉积了本井田的可采煤层。1.2.4 水文
30、地质因为煤系地层上覆盖着巨厚的冲积层，大气降水后大部分从地表流走，所以矿井涌水量无季节性变化，井田内沙河在冬春季河水近于干涸，只排泄矿井水，夏季流量显著增加，汛期有时泛滥，历史最高洪峰水位为29.572m。范各庄井田水文地质情况复杂，煤系上下各有一个含水层，上为冲积层强含水层，其为厚度不等的卵石层，下有一黏土层有隔水作用；下为奥灰含水层。它们之间联系密切，以煤层露头线为联系，相互沟通，煤层地质有两个含水层：5煤顶板砂岩含水层和12煤-14煤砂岩组含水层，它们是矿井的主要出水来源。1.3 煤层特征1.3.1 煤层埋藏条件范各庄井田内的主要可采煤层中，下部的12煤层沉积于石炭系上统的赵各庄组，属海
31、陆交互相沉积，煤层厚度的区域性变化相对比较稳定，规律性较强，且顶底板条件较好。上部的9煤层沉积于二叠系下统的大苗庄组，基本上属陆相沉积，由于沉积环境的复杂多变，对煤层厚度、结构及其顶底板均产生一定的影响，并往往伴随不同程度的河流冲刷。1.3.2 可采煤层特征1）9煤层9煤层为稳定的中厚煤层，厚度3.764.34m，平均为4.15m，煤岩类型以光亮型为主，下层以半亮型为主，界线明显。内生节理发育，玻璃光泽。煤的硬度f=0.40.7，容重1.50。顶板情况：9煤层直接顶由于原始沉积和小型构造影响，沿走向及倾向均起伏不平，呈波浪状，厚度一般约6.0m，岩性为深灰色粉砂岩，致密均一,直立裂隙发育，其上
32、为层状细砂岩，一般厚3.4m。底板情况：底板变化比顶板变化表现更为突出，起伏不平，岩性变化不大，一般为灰色、灰褐色的粉砂岩，含杂乱植物根化石，局部底鼓，厚1.03.0m。其下为硅质胶结的细砂岩，分布稳定，厚度约为5.0m。表1-3-1 可采煤层特征表煤层名称煤层厚度（m）层间距（m）倾角（）煤层牌号硬度容重稳定性最小最大平均9煤层3.764.344.1530121、2号肥煤0.40.71.50较稳定12煤层3.844.534.31122号肥煤0.31.11.50较稳定2）12煤层12煤层为复杂结构的中厚煤层，煤层厚度3.844.53米，平均4.31米。距底板约0.3米普遍含有一层0.10.2米
33、厚的松软泥岩夹石。煤岩类型以光亮型和半光亮型为主。内生节理发育，玻璃光泽，贝壳状断口。煤的硬度f=0.31.1，容重1.50。顶板情况：12煤层直接顶炭质含量很高，呈腐泥质泥岩，褐色条痕，分布比较稳定，与老顶之间存在明显层见滑动，厚度1.02.5m。老顶为致密粉砂岩，块状结构，含结核，顺层呈串珠状分布。底板情况：12煤层直接底为厚度0.36.0m的粉砂岩，岩石较完整，灰色块状结构。老底为致密粉砂岩，块状结构含结核，顺层呈串珠状分布，厚度约为4.0m。表1-3-2 煤层顶底板情况表煤层顶底板岩性厚度特征及赋存情况9煤层伪顶无伪顶。直接顶粉砂岩4.0含炭质成分及菱铁矿结核，小断层、节理十分发育，比
34、较破碎。北三石门以北相变为细砂岩。老顶细砂岩4.5水平层理，层理面附炭质薄膜，分布稳定。直接底粉砂岩2.0局部缺失。顶部含大量植物根化石。井田中部较厚。老底细砂岩3.0硅质胶结，坚硬，局部相变为粉砂岩。续表1-3-212煤层伪顶无伪顶。直接顶泥岩1.02.5炭质含量很高，呈腐泥质泥岩，褐色条痕，分布比较稳定，与老顶之间存在明显层见滑动。南四以南炭质成分逐渐减少成致密泥岩。老顶粉砂岩4.0致密，块状结构。含结核，顺层呈串珠状分布。直接底粉砂岩0.30.6南二石门以北较薄，松软含化石。南二至南五较厚，岩石完整，为灰色块状结构。下为12半煤层。南五石门以南12煤与12半煤基本合群。直接顶粉砂岩3.0
35、灰色，含大量结核，顶部含大量根化石。老底砂岩为巨厚砂岩。1.3.3 瓦斯范各庄矿目前的生产主要在800m水平以上，根据历年矿井回风系统中瓦斯的相对涌出量的情况分析，本矿仍属于低瓦斯矿井。1996年矿井瓦斯等级鉴定为：矿井瓦斯等级低瓦斯矿井；矿井瓦斯绝对涌出量：0.73m/min，矿井相对涌出量：0.12m/t.d。1.3.4煤尘及煤的自然发火倾向在本矿北邻的吕家坨煤矿取样做煤尘爆炸性试验，结果为：火焰长度及岩粉含量均为零，属无爆炸危险煤层。各煤层均没有自然发火的倾向。2 井田境界和储量2.1 井田境界2.1.1 井田划分的依据在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能
36、得到合理的开发。煤田范围划分为井田的原则有：1、井田范围内的储量，煤层赋存情况及开采条件要与矿井生产能力相适应；2、保证井田有合理尺寸；3、充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等；4、合理规划矿井开采范围，处理号相邻矿井间的关系。2.1.2 井田范围范各庄矿位于开平向斜之东南翼。矿井地理坐标：东经113度28分，北纬39度33分。东部边界：以14s煤层浅部露头与冲击层交线为界。北部边界：以1、2、3、4、5、6、7点连线与吕家坨矿为界，各点坐标见表2-1-1。表2-1-1 井田北部边界各点坐标表各点XY138663891567238670091950338720092553438720
37、092700538720093200638720093700738720094507西部边界：以钻孔毕25、33、34孔连线及深部-800m与钱家营矿为界，浅部以14S煤层露头与冲击层交线为界。南部边界：以坐标点（382153，94311）、坐标点（381700，93455）和坐标点（381700，92200）的连线为界；同时浅部以可采煤层-400m水平底板等高线与唐山市古冶区第一煤矿为界。2.2 矿井工业储量2.2.1 勘探类型及储量等级的圈定1、井田勘探类型根据矿井勘探情况，其勘探类型为类型。2、钻孔及勘探线分布全区经过普查、详查、精查勘探及使用综合勘探的精查补充勘探后，使完成钻孔145个
38、，地震物理点3466个，平均每平方公里有2.13个，地震物理点23.9个，共计工程量为10621.27m，其中水文钻孔3个，为1865.61m。2.2.2 储量等级的圈定根据对煤矿床的勘探，研究程度和煤炭工业建设的需要，将煤炭储量划分为A、B、C、D四级。由于本矿井煤质稳定，煤类单一，水文地质条件中等，煤系中无岩浆岩破坏活动，因此储量级别的划分主要依据对地质构造和煤层的控制、研究程度。邻近不可采边界的块段均不圈定高级储量；断层煤柱不圈定高级储量，一律降为C级储量；2.2.3 煤层最小可采厚度该井田煤层倾角小于25，各煤层经洗选后均能达到炼焦用煤要求，根据生产矿井储量管理规程的规定，确定煤层的最
39、小可采厚度3.76m。2.2.4 矿井工业储量的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。井田范围内全区可采煤层为9、12煤共2层煤。其中， 9煤平均厚度为4.15m，12煤层平均为4.31m，可采煤层总厚为8.46m。计算数据的依据及方法：1、计算数据的求取（1）投影面积：以1：5000煤层底板等高线图为基础，划分储量计算块段，块段形状规则的以几何图形求面积的方法计算，不规则的，则用AutoCAD在计算机上求得。（2）煤层厚度及倾角：计算块段储量使用的煤厚及倾角是按储
40、量规程要求计算的控制该块段的工程揭露的各见煤点的煤厚及倾角平均值。（3）容重：计算块段储量使用的容重是1975年测定的数据（见表2-2-1）。表2-2-1 单位：吨/米3煤层9煤12煤容重150150（4）设计回采率：我矿采用储量规程规定的各类煤层的回采率数据（见表2-2-2）。表2-2-2 单位：吨/米3 煤层9煤12煤回采率80%80%2、储量计算公式：按生产矿井储量管理规程规定储量计算采用公式为：(1)块段地质储量=斜面积x煤厚x容重(2)块段可采储量=（Q1-P）x（1-n）x KQ1=工业储量；P=永久煤柱储量；n=地质及水文地质损失系数；K=设计采区回采率(3)煤层地质储量=该煤层
41、各块段地质储量之和(4)水平地质储量=该水平各煤层块段地质储量之和(5)煤层可采储量=该煤层各块段可采储量之和(6)水平可采储量=该水平各煤层块段可采储量之和(7)全矿地质储量=各煤层地质储量之和=各水平地质储量之和(8)全矿可采储量=各煤层可采储量之和=各水平可采储量之和依据勘探钻孔见煤厚度，采用地质块段法计算。公式：Q = 式中：Q工业储量，万tSi块段水平投影面积，m2Mi块段内钻孔见煤厚度的均值，mA块段内煤层的平均倾角，度计算得井田内工业储量19877.667万t。2.2.5 可采储量1、矿井可采储量的计算矿井可采储量的计算公式如下：ZK =（ZgP）C式中：ZK矿井可采储量，万t；
42、 Zg矿井工业储量，万t；P保护煤柱损失煤量，万t；C采区采出率。根据煤炭工业矿井设计规范的规定，9、12煤层采出率取0.8。2、保护煤柱储量的计算1）计算井田内的工业储量时应考虑的储量损失为：（1）工业广场保护煤柱；（2）井田内村庄保护煤柱；（3）井田境界及地质构造保护煤柱；（4）采煤方法所产生的巷道煤柱；（5）采煤运输时的损失煤柱。2）工业广场保护煤柱受保护面积边界是由受保护建筑物和主要井筒的边界向外加上一部分备用量即维护带确定的。受保护建筑物边界一般不是直接以被保护建筑物的外边界为准，而是取平行于煤层走向或倾斜方向的与受保护建筑物外缘相连的直线所围成的面积，作为受保护建筑物的边界。地面建
43、筑物和主要井筒的保护煤柱是从受保护的边界起，按基岩移动角、和及表土层移动角所做的保护平面与煤层的交线来确定。煤层群开采时，应采用重复采动条件下的移动角值。基岩移动角和表土层移动角如图2-1所示。图2-1 岩层移动角示意图安全煤柱的留设与计算一般用垂直断面法求得。煤柱的留设的计算方法与步骤如下： (1)确定受保护面积如图所示，在开拓平面图上通过建筑物四个角分别做平行与煤层走向和倾斜的四条直线，得矩形abcd。在矩形的外缘加上15m宽的维护带，得受保护面积abcd。图2-2 用垂直断面法确定建筑物下安全煤柱(2)确定受保护煤柱通过受保护面积中心作一沿煤层倾斜剖面1在这个剖面上，由维护带的边缘点m1
44、，n1起在表土层以=45度划两条保护线，即m1m2，n121n2。然后在基岩中在下山和上山方向按上山移动角=75和下山移动角=64.6作保护线，与煤层相交得n和k，则通过n和k的走向线分别为保护煤柱的上部和下部边界。以同样的方法在平行煤层走向的剖面2，按走向移动角=75作保护线，得沿走向的煤柱边界AB和CD，将nk和AB，CD均绘制在平面图上，即得保护煤柱边界ABCD。煤柱是一个梯形。(3)煤柱煤量计算工业场地煤柱煤量=梯形面积煤层平均厚度煤层平均密度工业广场面积的取值，依据设计井型大小按煤矿设计规范中关于煤矿设计规范中若干条文修改的决定（试行）之规定选取。表2-2-3 工业场地占地面积指标井型/Mta-1占地面积指标/ha（0.1Mt）-12.4及以上1.01.21.81.20.450.91.50.090.31.8本矿井井型为150万吨/年，工业广场占地面积为：150101.2100001.80105 m2设计工业广场形状为长方形，长为470 m, 宽为390m。矿井的表土层厚度为50米，煤层平均倾角12，=75，=66，=12，冲击层移动角45，围护带宽度为15 m。表2-2-4 地表