中国矿业大学2011届毕业设计 第11页
西起于32勘查线，东到42与43勘探线之间即Y＝38448100～38448300，北起于河西断层和樊寨断层，南到龟山断层下盘，估算标高分别约为+60～-900m和-900～-1050m标高，埋深约110～1250m，估算平面积约为9.1043 km2。
3）储量估算方法
本区煤层属沉积矿产，呈层状展布，层位稳定，全区发育，空间上连续，煤层倾角变化在7°～21°之间，均属较稳定煤层。考虑到煤层产状、煤厚均有一定的变化以及各块段控制程度不同的实际情况，具体估算时，不能简单用统一的煤厚、倾角等参数。将全区根据相应控制程度划分为若干个地质块段更接近于实际，分别估算各块段的资源/储量，然后将各块段资源/储量相加，即得全区总资源/储量。
图2-2 储量计算快段划分图
A块段水平面积为1.223km2，倾角为15， 二1煤平均厚度10.5m；
?B块段水平面积为0.457km2，倾角为18，二1煤平均厚度11.2m；
?C块段水平面积为0.767km2，倾角为11，二1煤平均厚度11.4m；
?D块段水平面积为1.254km2，倾角为7，二1煤平均厚度10.8m；
E块段水平面积为1.286km2，倾角为8，二1煤平均厚度11.4m；
?F块段水平面积为1.085km2，倾角为7，二1煤平均厚度10.9m；
?G块段水平面积为0.954km2，倾角为12，二1煤平均厚度10.3m；
?H块段水平面积为0.821km2，倾角为16，二1煤平均厚度11.2m；
?I块段水平面积为1.150km2，倾角为17，二1煤平均厚度11.4m； 估算公式：
矿井工业储量利用下式计算：
Z?m?r?Scos??? （2-1）
?? 中国矿业大学2011届毕业设计 第12页
式中:
m —— 各块段煤层平均厚度，m； r —— 煤层容重，二1煤为1.45t/m3。 S —— 各块段水平面积，km2； ? —— 各块段煤层的倾角； 把各块段数值带入
ZA?10.5?1.45?1.223cos15??19.28Mt ZB?11.2?1.45?0.457cos18??7.80Mt ZC?11.4?1.45?0.767cos11??12.92Mt ZD?10.8?1.45?1.254cos7??19.78Mt ZE?11.4?1.45?1.286cos8??21.47Mt
ZF?10.9?1.45?1.085cos7??17.28Mt
ZG?10.3?1.45?0.954cos12??14.57Mt ZH?11.2?1.45?0.821cos16??13.87Mt
ZI?11.4?1.45?1.150cos17??19.9Mt 则矿井工业储量：
Z?ZA?ZB?ZC?ZD?ZE?ZF?ZG?ZH?ZI?146.87Mt
2.3矿井可采储量
2.3.1井田边界保护煤柱
根据超化矿的实际情况，井田边界保护煤柱取30m宽，则井田边界保护煤柱的损失按下式计算。
P?H?L?m?r （2-2） 式中：
P——井田边界保护煤柱损失，万t。 H——井田边界煤柱宽度，30m； L——井田边界长度，13904 m；
m——煤层厚度，二煤层平均为11.2m， r——煤层容重，二1煤为1.45t/m3；
?4P?30?13904?15.8?1.45?10?677.40万t 代入数据得：
2.3.2工业广场保护煤柱
1
工业广场的占地面积，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2-2。
表2-2 工业广场占地面积指标表
井型（Mt/a） 2.4及以上 1.2～1.8 0.45～0.9 0.09～0.3
占地面积指标（ha/0.1Mt）
1.0 1.2 1.5 1.8
中国矿业大学2011届毕业设计 第13页
矿井井型设计为1.5Mt/a，因此由表2-2可以确定本设计矿井的工业广场为1531.2＝18.03104m2。取工业广场的尺寸为400 m×360 m的长方形。工业广场所在位置煤层倾角为12°，其中心处埋藏深度为-300 m，该处表土层厚度为140 m，主井、副井，地表建筑物均布置在工业广场内。《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》第14条和第17条规定工业广场属于Ⅱ级保护，需要留设15m宽的围护带。本矿井的地质条件及冲积层和基岩移动角见表2-3。
表2-3 地质条件、冲积层及岩层移动角
广场中心深度/m 二1煤300 煤层倾角/° 12 煤层厚度/m 11.2 风积沙层厚度/m
40 ?/°
45 δ/° γ/° β/°
73 75 75 工业广场压煤计算示意图如图2-3所示：
图2-3工业广场保护煤柱示意图
根据以上条件和方法，可以求出工业广场所占煤柱面积为41.10/cos12°=42.02万m2。
则工业广场的保护煤柱量为：
Zi?S?M?R
（2-3）
式中：Zi——工业广场煤柱量，万t； M——煤层平均厚度，m； S——工业广场压煤面，km2。
中国矿业大学2011届毕业设计 第14页
则：Z＝420.2×10 3×11.2×1.45=682.69万t
工业广场的保护煤柱损失量为682.69万t 2.3.3断层和井筒保护煤柱
1）断层煤柱
按断层落差大小两侧各留一定水平宽度的安全煤柱。具体留设方法见表2-4。
表2-4 断层保护煤柱留设方法
断层落差H H≥50m 30m≤H≤50m H<30m 留设尺寸 50m 30m 不留设煤柱 由于断层落差0-70m,因此局部需要留50m保护煤柱，结局需要留30m保护煤柱，局部不需要留保护煤柱。综合考虑断层平均留30m保护煤柱。
则断层保护煤柱量为： Z=1750×30×11.2×1.45×2=170.52万t
矿井的永久保护煤柱损失量汇总表见表2-5。
表2-5 永久保护煤柱损失量
保护煤柱形式 井田边界保护煤柱 工业广场保护煤柱 断层和井筒保护煤柱 合计 损失量（万t） 677.40 682.69 170.52 1530.61 2.3.4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：
Zk??Zg?P??C （2-4） 式中： Zk—— 矿井可采储量，万t；
Zg—— 矿井的工业储量，146.87Mt；
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，万t；
C—— 采区采出率。
根据《煤炭工业矿井设计规范》2.1.4条规定：矿井的采出率，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。本设计矿井二1煤层厚度为9.5m，属于厚煤层，因此采区采出率选择0.75。则代入数据得矿井设计可采储量：
??0.75?9867Zk??14687?1530.61.29万t
中国矿业大学2011届毕业设计 第15页
3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限
3.1 矿井工作制度
根据《煤炭工业矿井设计规范》2.2.3条规定，矿井设计宜按年工作日330d计算，每天净提升时间宜为16h。矿井工作制度采用―三八制‖作业，两班生产，一班检修。
3.2 矿井设计生产能力及服务年限
3.2.1 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。
（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。 3.2.2 矿井设计生产能力
本矿井井田范围内煤层赋存简单，地质条件较好，首采煤层平均厚度2.5m，煤层平均倾角7°～21°，局部倾角最大的地方为21°，属近缓倾斜煤层。全国煤炭市场需求量大，经济效益好。结合本矿区的煤炭储量，确定本矿井设计生产能力为1.5Mt/a。 3.2.3 矿井服务年限
矿井可采储量Zk、设计生产能力A和矿井服务年限T三者之间的关系为：
T?ZK?A?K? （3-1）
式中： T —— 矿井服务年限，a；
Zk —— 矿井可采储量，98.67 Mt； A —— 设计生产能力，1.5 Mt/a； K —— 矿井储量备用系数，取1.3。 矿井投产后，产量迅速提高，矿井各生产环节需要有一定的储备能力。例如局部地质条件变化，使储量减少；或者矿井由于技术原因，使采出率降低，从而减少了储量。因此，需要考虑储量备用系数。《煤炭工业矿井设计规范》第2.2.6条规定：计算矿井及第一开采水平设计服务年限时，储量备用系数宜采用1.3～1.5。结合本设计矿井的具体情况，矿井储量备用系数选定为1.3。
把数据代入公式3-1得矿井服务年限：
T?98.67?1.5?1.3??50.6a
3.2.4井型校核
按矿井的实际煤层开采能力，运输能力，储量条件及安全条件因素对井型进行校核：