采矿工程毕业设计指导书

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第二章 井田开拓

第一节 井田境界和储量

一、设计内容

1、叙述井田的境界和确定的依据，介绍井田的主要参数，走向长、倾斜长（最大、最小、平均）、井田面积等，并将最后确定的边界绘在“地质地形图”或“开拓系统平面图”上。如果收集到“矿区井田分布示意图”或“矿井境界关系图”时，可作为插图附在说明书中，该图不要求按比例绘制。

2、储量计算：包括地质储量和分级储量、煤柱损失等。 二、确定井田境界的设计步骤

根据指导教师的要求，分三种情况进行。

1、以实习矿井已定境界作为设计矿井的境；这时，学生应对已定境界充分地分析其合理性，列出主要参数。

2、教师给顶部分边界或作局部假设。

首先将“井田地质地形图”与“煤层底板等高线图”按坐标网或勘探线上下重合对照，分别画出已定边界，再研究未定境界部分的情况，按划分井田基本原则与方法，上下结合，划出合理的井田境界线，然后在图上测量或直接计算出主要参数。

3、教师要求学生全部境界自己划定

方法与上一种情况（二）基本相同，但要最后确定最后境界，必须与储量计算，井型及服务年限的计算相结合，反复调整后才能确定。其过程为：初步设定边界→初算地质及工业储量、适宜的井型及相应服务年限→对照“矿井设计规范”（以后称“设计规范”）及“煤炭工业技术政策”（以后简称“技术政策”）→调整境界使之更为合理并符合“设计规范”及“技术政策”的有关规定→最终确定境界。

三、划定井田境界的主要原则与方法

井田境界的划分，一般是在矿区总体设计时进行，毕业设计是对矿井初步设计的主要部分的模拟，故本章的设计内容和方法主要是以使一个设计矿井取得较合理的开采技术条件为目的来进行的。

1. 以自然条件划分境界

（1）利用较大的地质构造作为井田边界，例如大断层、褶曲、岩浆侵入带等。 （2）按地形地貌界线分境界：常见的有河流、湖泊、水库、铁路、大城镇或重要保护建筑等。

（3）按煤层赋存情况来划分边界：主要从赋存形态（深部浅部、构造形态等），储

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量分布、煤质煤种要求，安全及环境条件（高沼气、地温、地热等）。

2. 人为的划分境界

当井田不受或只有局部受自然条件限制时，井田边界的确定有较大的选择余地。这时，一般应从煤层的生产能力出发，确定合理的采煤方法，再据以确定恰当的井型和合理的服务年限，计算必需的储量，根据勘探报告提供的勘探深度，在考虑较合理的井筒位置和阶段划分的前提下，对照“设计规范”有关规定，最后确定井田的走向边界，可见，人为划定井田边界牵涉到较多的设计参数，确定边界的过程可能要经过不止一次的反复，才能划定合理的边界，毕业设计时，不必把这一过程做得过细，有时也可以预先估计一个井型，然后再结合其他因素迅速的划出来。

人为划分境界应当以保证开采工作的方便为原则。在一般情况下沿煤田走向的划分，以倾斜为界。沿煤田倾斜的划分，以煤层底板等高线（单煤层）或水平标高（煤层群）为界。具体的人为境界有以下几种划法：

垂直划分方法：适用于近水平及部分缓倾斜煤层（倾角偏小的）； 水平划分方法：适用于急倾斜及部分缓倾斜煤层（倾角偏大的）； 倾斜划分方法：适用于煤层群煤组间距较大，无采动影响的煤田

应当注意，上面列举的方法的适用条件不是绝对的，运用时应与开采的其他条件综合考虑。

用数学分析法确定井田的合理尺寸，此法是以生产建设和生产经营的总的经济效果来确定边界，毕业设计一般不要求用此法，如设计条件及时间允许，在指导教师的指导下可按此法进行。

3. 有关井田尺寸的规定“设计规范”第1—10条，对井田走向长的规定如下： 大型矿井：>7.0公里 中型矿井：>4.0公里

小型矿井：>1.5公里

四、井田地质及工业储量的计算方法

储量计算应与井田境界的划定结合起来进行，当井田境界与实习矿井划定的境界相同时，以收集到的“井田精查勘探地质报告书”或矿山提供的资料为基础，按设计题和指导教师的要求进行复核和整理。当实习矿山面积小，赋存稳定，构造简单，一般要求复核一煤层。当煤层多或构造复杂时，复核范围可缩小到一层煤，一个采区或一个块段的范围。具体复核范围由指导老师指定。

当井田境界全部由学生人为划定或局部划定时，应对划定的井田范围内的可采煤层全部进行储量计算。

在开拓方案确定以后，各水平的储量也应当在本章列出。

地质储量（包括工业储量）的计算一般只要求用下面的常用的方法进行。

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1. 等高线法

适用于煤层厚度稳定，厚度变化在25%范围以内的煤层。具体作法是沿煤层底板等高线，按层厚或倾角大致稳定的范围划分为若干块段，分别计算各块段的储量，各单个块段储量的综合即煤层的总储量。设计时尽量采用此法，可以减少工作量并兼顾水平储量的计算。

2. 块段法

适用于计算不稳定煤层的储量，或地质构造比较复杂，倾角多变的煤层。块段是按煤田的勘探程度，煤层厚度（变异系数>25%），大的地质变动和灰分差异较大等来划分。

上面两种方法的计算公式如下：

nZ??Si?Mi??ii?11?10?4 cos?i式中：Z—煤层总储量，（万吨）； S—单个块段真面积，（m2）； αi—单个块段内平均倾角，（度）； Mi—块段煤层的平均厚度，（m）； γi—块段内煤层的平均容重，（t/m3）。 采用上式计算时应注意以下几点： （一）每个块段应有一个以上的钻孔控制；

（二）块段水平面积一般应用求积仪在“煤层底板等高线”图上测算出。当煤层倾角小于60°时，按水平投影图计算，倾角大于60°时按垂直面投影图计算；

（三）块段平均厚度及平均容重取块段内各钻孔值的加权平均值（厚度如何取值按“煤炭资源地质勘探规范”进行）；

（四）当煤层倾角αi<15°时，可用水平投影面积和煤层的伪厚（即未换算的垂直钻孔见煤厚度）计算储量。

计算结果用下面的表格形式在说明书内列出。

单位：万t 全井田可采煤层地质（包括工业）储量总表

附表2-1-1

顺序 煤层名称 工业储量 远景储量 （A+B+C） （D） 工业储量占总储量% 平衡表外 储量 备 注 复核整理在实习矿山收集到的地质资料和进行地质储量计算，参照《采矿设计手册》（上）第二篇附录二，煤田勘探这一部分有关的技术规范和工业指标进行。

工业储量表形式见附表2—2（附于本章末）。

五、井田可采储量计算 1. 计算方法

可采储量是指工业储量（A+B+C）中，可以采出的那一部分储量。计算时应分煤层分别计算，其计算公式如下：

Zk?(ZG?P)?K

式中：ZK—可采储量，（万t）；

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ZG—工业储量，（万t）；

P—永久性煤柱损失，（万t）。主要包括工业广场、井筒、井田境界、河流、湖泊（水库）、

铁路、建筑物、大断层保护煤柱及防水煤柱等。 K—设计采区回采率。一般不得低于下列数值，即： 厚煤层>75% 中厚煤层>80% 薄煤层>85% 地方小矿>70%

2. 注意事项

1）采区回采率是反映采区巷道布置好坏的主要指标之一，设计采区回采率应在第四章井田开拓和第六章采煤方法的巷道系统确定以后才能计算出来，本章只引用其计算结果。

2）永久煤柱损失，亦即保安煤柱损失，其界线是被保护的建筑、地物和主要井巷（井筒）保护范围边线岩层移动面和煤层相交线决定的。其留置原则和计算方法可参阅《采矿设计手册》第一篇第七章的有关内容。毕业设计一般尽量采用实习矿山的资料和划定的界线。如无实际资料可参考时，在教师指导下简化条件。作图计算。

3）水平可采储量只要计算第一水平。计算时应注意保安煤柱应包括大巷煤柱。

4）矿井可采储量在计算时，因毕业设计对第六章只要求具体进行一个采区的设计，其余采区的采区回采率如果采煤方法与设计采区基本相同，就引用设计采区采区回采率；如果认为井田内某些采区的系统及采煤工艺现在或将来有较大变化，可提出看法与指导教师讨论，然后适当调整一个值再行计算。

3. 计算成果表

列于说明书中，其形式见附表2-1-2、2-1-3。

工业储量计算表 附表2-1-2 块段编号 块段内煤层平均倾角 （度） 煤厚（M） 面积（M2） 钻孔 真厚 平均 平面积 斜面积 平均容重 （t/M3） 储量（万t） A B C 合计 备注 （万t）

可采储量计算表 附表2-1-3 煤层及水平编号 工业储量（万t） 煤层斜面积（m2） 煤层单位面积出煤量 （t/m2） 大断层 煤的损失量（万t） 工业广场及井筒 井田边界 采区回采率 （%） 可采储量 （万t） A+B C A+B+C 其他 共计