河南理工大学2007届本科毕业论文（设计）
表2-2-1矿井工业储量汇总表
煤层A 名称 9# 1889.426 809.754 809.754 B 工业储量(万t) A+B C A+B+C 2699.18 2699.18 4048.77 4048.77 6747.95 6747.95 总计 1889.426
2.2.2 矿井设计储量
矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田边界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量后的储量。计算公式如下：
矿井设计储量=工业储量－永久煤柱损失
永久煤柱包括井田境界、断层、铁路桥、村庄保护煤柱；
井田范围内的地面上没有村庄、铁路桥等地面建筑物、构筑物，主要分布的是农田，在此不用考虑地面建筑物保护煤柱的留设问题。井田内由于地质构造简单，不存在大的断层和发育的含水裂隙，因此无需留设断层和防水保护煤柱。永久煤柱的留设，只考虑边界煤柱的留设。
井田境界煤柱的留设：井田境界煤柱均留设20 m。 总的损失煤量为 Q境 ＝115.5(万吨)
故矿井设计储量=工业储量－永久煤柱损失 ＝6747.95－115.5 ＝6632.45(万吨)
2.2.3 矿井设计可采储量
矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、井下主要巷道及上、下山保护煤柱处理后乘以采区回采率的储量。矿井设计可采储量计算公式如下：
河南理工大学2007届本科毕业论文（设计）
矿井设计可采储量=（矿井设计储量－保护煤柱损失）×采区回采率 保护煤柱为：工业场地、风井场地、主要巷道保护煤柱。因工业场地、矿井井下主要巷道等煤柱损失与井田开拓方式、采煤方法有关，其煤柱损失量待第三章井田开拓、第四章采煤方法确定后才能够确定。为了便于利用矿井可采储量初步确定矿井井型，上述永久煤柱损失与工业场地、井下主要巷道煤柱损失等可暂按工业储量的5-7%计入。
矿井设计可采储量=（矿井设计储量－保护煤柱损失）×采区回采率
=（6747.95-6747.95×6%）×85%
=5391.6(万吨)
井筒及工业场地保护煤柱留设：
按规范规定，年产0.9Mt/a的中型矿井，工业场地占地面积指标为1.3公顷/10万吨。
故可算得工业场地的总占地面积： S=1.3×9=11.7公顷=1.17×10 m
可知工业场地占地117000 m2，设其沿倾向边长为390m，走向边长为300m。根据建筑物级别围护带宽取20m。又知矿区安全系数k=250，故安全深度Hδ=m×k=2.09×250=522.5m（式中2.09m为采高）。由井筒深小于安全深度可知，立井井筒和工业场地只需留一个总的安全煤柱。
各种保护煤柱损失量及可采储量见表2-2-2。矿井工业广场保护煤柱
表2-2-2 矿井可采储量计算表 矿井设计储量（万t） 矿井可采储量（万t） 5
2
设计计算参数见表2-2-3；矿井工业广场保护煤柱留设见图2-2-1。
煤永久煤柱损失 工业储量层（A+B+C） 名构(万t) 断其称 筑层境界他物煤煤柱 煤煤柱 柱 柱 9# 6747.95 0 115.5 0 0 设计煤柱损失 设 计 储 量 可采储量 工业井下其他场地巷道煤柱 煤柱 煤柱 17.43 0 6632.45 97.95 5539.50 河南理工大学2007届本科毕业论文（设计）
表2-2-3 工业广场保护煤柱设计参数表
煤层（o） 煤厚（m） 埋深（m） Φ（o） γ（o） β（o） δ（o） 4 2.09 330 45 72 70 72 根据垂直剖面法计算工业广场保护煤柱，计算如下图2-2-1所示.经计算梯形ABCD的面积为保护煤柱压煤面积，经计算为S=322274m2。 保护煤柱压煤量为：
Q=S×M×γ=322274×2.09×1.45/cos4°=979590t=97.95万吨 式中:S—保护煤柱面积，m2； M—煤层厚度，m； γ—煤层容重，t/m3。
河南理工大学2007届本科毕业论文（设计）
图2-1垂直剖面法留设保护煤柱
2.3矿井年产量及服务年限
2.3.1矿井工作制度
矿井年工作日330天,每天三班作业;两班采煤,一班准备检修.每天净提升时间为16小时.
2.3.2矿井设计生产能力及服务年限
矿井生产能力主要根据矿井地质条件、煤层赋存情况、处理、开采条件、设备供应以及国家需煤等因素确定。
参考《煤矿设计手册》各类井型井田的特征，初步确定矿井设计生产能力为0.9Mt/a。
矿井服务年限按下式计算： T＝ Z/KA
式中：T——矿井服务年限，a Z——矿井可采储量，Mt A——矿井生产能力，Mt／a K——储量备用系数，取1.4. 则 T=5391.6/（1.4×90）=42.8a
按设计规范规定，井型为0.45～0.9Mt/a的新建矿井服务年限不得小于40年。经计算后的矿井服务年限为41.6年，可知满足设计规范规定的服务年限 。
3 井田开拓
河南理工大学2007届本科毕业论文（设计）
3.1概述
3.1.1 原开拓方式概述及评价
成庄矿于1989年12月20日开工建设，于1997年9月19日正式验收移交投产，原设计生产能力400万t/a，设计服务年限94年。2005年核实生产能力为800万t，2005年原煤产量实际达到800万t。矿井现开采3号煤层，采用斜井、主井混合开拓方式，综合机械化开采，采煤方法为走向长壁、综合机械化、全垮落开采工艺，井筒向两翼推进的采区前进式开采。矿井目前矿井通风方式为分区式通风。
实践证明了所采用的开拓方式及准备方式的正确性。
3.1.2 影响设计矿井开拓的主要因素分析
影响设计矿井开拓方式的主要因素包括精查地质报告、所确定的煤层自然产状、构造要素、顶底板条件、冲积层结构、地形以及水文地质条件等。其中以煤层赋存深浅和冲积层的水文地质条件对开拓方式的影响最大。
下面主要介绍对开拓有影响的地质因素：
1、本井田内地质属简单类型，井田范围内煤层赋存稳定，地质构造2、煤层赋存较深。
3、本矿煤层瓦斯涌出量大，矿井涌水量较大。
简单，无大断层。而且煤层不具有爆炸危险性，煤层无自燃倾向。
3.2 井田开拓
3.2.1自然地质条件
由地质报告知，该井田煤层倾角平均为4°，平均厚度2.09m，单一开采9#煤层，煤层赋存稳定，地质构造简单，无大断层，矿井涌水量较