可采储量及生产能力.docx
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可采储量及生产能力
井田境界和储量
第一节井田境界
井田境界
一、井田范围
井田西部基本以黄河为界，北部与邓家庄井田相邻，东部与大东庄煤矿及武家山煤矿相邻，南部基本以聚财塔北断层为界。
井田呈长方形，东西长约6.2km，南北宽约5km。
二、开采界限
井田内有可采煤层两层，即4和9号煤层。
9号煤层由于绝大部分处于带压开采不安全区内，且含硫量较高，结构较复杂，上距4号煤层达70m左右。
故4号煤层为主采煤层。
其它煤层做为后期储备资源开采，矿井设计只针对4号煤层。
三、井田尺寸
井田南北走向最小长度为4.70km，最大长度为5.05km，平均长度为4.83km。
井田东西倾斜最小长度为4.70km，最大长度为7.47km，平均长度为6.15km。
煤层的倾角最大为5°，最小为1°，平均为3°，井田平均水平宽度为6.12km。
井田的水平面积按下式计算：
S=H×L（2.1）
式中：
S——井田的面积，K㎡；
H——井田的水平宽度，Km；
L——井田的平均走向长度，Km。
则，井田的水平面积为：
S=6.14*4.83=29.66（K㎡）
井田的赋存状况示意图见图2.1。
井田的赋存状况示意图图2.1
第二节井田工业储量
储量计算基础
（1）根据双柳井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算；
（2）依据《生产矿井储量管理规程》：
煤厚，能利用储量最低可采厚度为0.7m，暂不能利用储量厚度为0.6m；煤的灰份指标，能利用储量灰份最高不大于40%（含40%），暂不能利用储量灰份最高不大于50%（含50%），超过51%则不计储量；
（3）依据国务院过函（1998）5号文件《关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复》内容要求：
禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井硫份
大于3%的煤层储量列入平衡表外的储量；
（4）储量计算厚度：
夹矸厚度不大于0.05m时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹矸总厚度不超过每分层厚度的50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度；
（5）井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法；
（6）煤层容重：
4号煤层容重为1.40t/m3；9号煤层容重为1.43t/m3
2.2.2井田地质勘探
双柳井田地质报告主要是依据：
1989年和1995年148地质队提交的三交详查和三交三号井精查地质报告其中详查、精查报告分别于1990年、1997年被省煤管局和中国煤田地质总局审查批准。
涉及本井田内钻孔6个。
井田范围内钻孔分布，井田内西部钻孔位置较少；东部区域钻孔分布比较均匀，勘探详细。
井田内西部边界附近属C级储量；中部及西北部边界一部分属于B级储量；其余区域为A级储量，高级储量占85%，符合煤炭工业设计规范要求。
煤层最小可采厚度为1.04m。
4号煤层最小可采厚度为2.00m，最大可采厚度为5.51m，平均厚度为4.95m。
2.2.3工业储量计算
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。
4号煤层工业储量计算：
据地质勘探情况，将矿体划分为A、B、C三个块段，在各块段范围内，用算术平均法求得各个块段的储量，煤层总储量即为各块段储量之和。
块段划分如图2.2所示。
由图计算各块段面积为：
Sa=16.05Km2；
Sb=9.10Km2；
Sc=4.51Km2。
4号、9号煤层工业储量按下式计算：
Zg=S×M×γ/cosα（2.2）
式中：
Z——各块段储量，万t；
S——各块段的面积，Km2；
M——各块段内煤层的厚度，4号煤层平均厚度为4.95m，9号煤层厚度为8.82m；
γ——各块段内煤的容重，4号煤为1.40t/m3，9号煤层为1.43t/m3；
α——各块段内煤层的倾角，A段取2.5°，B段取3.5°，C段取3.5°。
A块段储量：
Za4=16.05*4.95*1.40/cos2.5°=11133.25（万t）
Za9=16.05*8.82*1.43/cos2.5°=20262.50（万t）
B块段储量：
Zb4=9.10*4.95*1.40/cos3.5°=6318.08（万t）
Zb9=9.10*8.82*1.43/cos3.5°=11498.91（万t）
C块段储量：
Zc4=4.51*4.95*1.40/cos3.5°=3131.27（万t）
Zc9=4.51*8.82*1.43/cos3.5°=5698.91（万t）
则：
4号煤层工业储量为：
Zg4=Za4+Zb4+Zc4=20582.60（万t）
9号煤层工业储量为：
Zg9=Za9+Zb9+Zc9=37460.32（万t）
矿井工业储量为：
Zg=Zg4+Zg9=58042.92（万t）
地质块段划分图图2.
第三节矿井可采储量
井田安全煤柱
（一）安全煤柱留设原则
（1）工业场地、井筒留保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星分布的村庄不留设保护煤柱；
（2）各类保护煤柱按垂直断面法或垂直法确定。
用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱，岩层移动角为75°，表土层移动角为45°；
（3）维护带宽度：
风井场地20m，村庄10m，其他15m；
（4）断层保护煤柱留舍的原则：
落差大于50m的断层，两侧各留50m的煤柱；落差大于20m不大于50m的断层，两侧各留30m煤柱；落差大于10m不大于20m的断层，两侧各留20m煤柱；落差小于10m的断层不留设断层煤柱；
（5）井田境界煤柱宽度为20m；
（6）工业场地占地面积，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，工业场地占地面积见表2-1。
（二）矿井永久保护煤柱损失量
各类永久煤柱包括井田边界保护煤柱、断层保护煤柱、工业广场保护煤柱、风井保护煤柱，具体留设如下：
（1）断层保护煤柱
井田南部聚财塔断层落差达150～230m，断层附近裂隙发育，伴生羽状小断层较多，且断层穿越黄河，因此在开采断层附近煤层时，必须对其留设足够的防水煤柱。
聚财塔正断层（F2）防水煤柱宽度计算如下：
依据《矿井水文地质规程》中附录八“含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设”，对断层煤柱宽度进行计算，计算公式为：
L=0.5KM
（2.3）
式中：
L——煤柱留设的宽度，m；
K——安全系数（一般2～5），取5；
M——煤层厚度或采高，取4.95m；
P——水头压力，西南角（深部）60kg/cm2，东南角（浅部）13kg/cm2；
KP——煤的抗张强度，参照邻近煤矿，取2kg/cm2；
则：
F2断层西侧L西=0.5×5×4.95×
=117m，取120m
F2断层东侧L东=0.5×5×4.95×
=55m，取60m
即F2断层的防隔水煤柱宽度由东向西由60m逐渐增加到120m
（2）黄河防水煤柱
根据地质报告提供的资料，黄河防水煤柱的留设以提高洪水位线为基准，外推120～150m做为煤柱范围，取150m宽。
（3）井田边界保护煤柱
井田西部以黄河为边界；南部以大断层为边界；东、北部按规定井田边界保护煤柱留设20m宽。
Pi=L×b×M×γ/cosα（2.4）
式中：
P——井田边界保护煤柱煤量，万t；
L——边界长度，（北部+东部取l=9.60Km）；
b——边界宽度，（北部、东部取b=20m）
M——煤层平均厚度，4号煤层平均厚度为4.95m；9号煤层平均厚度为8.82m；
γ——煤的平均容重，4号煤为1.40t/m3；9号煤为1.43t/m3；
α——煤层平均倾角，取3°。
则：
P4（北、东）=9.60×20×4.95×1.40/cos3°=133.23（万t）
P9（北、东）=9.60×20×8.82×1.43/cos3°=242.49（万t）
P4（西）=767.53×4.95×1.40/cos3°=532.63（万t）
P9（西）=767.53×8.82×1.43/cos3°=969.38（万t）
P4（南）=606.28×4.95×1.40/cos3°=420.73（万t）
P9（南）=606.28×8.82×1.43/cos3°=765.73（万t）
井田边界保护煤柱损失量为：
P4=1086.59（万t）
P9=1977.60（万t）
P=P4+P9=3064.19（万t）
（4）工业场地保护煤柱
工业场地按II级保护留设维护带宽度15m，工业场地面积由表2.1确定，取30公顷。
工业场地的布置应结合地形、地物、工程地质条件及工艺要求，做到有利生产，方便生活，节约用电。
工业场地占地面积指标表表2.1
井型（万t）
占地面积指标（公顷/10万t）
240及以上
1.0
120-180
1.2
45-90
1.5
9-30
1.8
本矿井工业场地的面积为30公顷，由于长方形便于布置地面建筑，所以初步设定工业广场为长方形，即长方形长边为600m，短边为500m。
用作图法求出工业广场保护煤柱量。
本矿井地质条件及冲击层和基岩移动角见表2.2所示。
矿井地质条件及冲击层和岩层移动角表2.2
煤层倾角
煤层厚度
冲积层厚度
Φ
δ
γ
β
°
m
m
°
°
°
°
3
4.95
53
45
75
75
75
由此根据上述已知条件，画出如图2.3所示的工业广场保护煤柱的尺寸，并由图可得出保护煤柱的尺寸为：
Si=梯形面积=（上宽+下宽）×高/（2×cos3°）
S4=（790.28+812.43）×701.93/（2×cos3°）=563267.05m2
S9=（836.02+855.96）×746.49/（2×cos3°）=632389.74m2
则，工业广场的煤柱量为：
Zi=S×M×γ（2.5）
式中：
Zi——工业广场煤柱量，万t；
S——工业广场面积，m2；
M——煤层厚度，4号煤层平均厚度为4.95m和9号煤层平均厚度为8.82m；
γ——煤的容重，4号煤为1.40t/m3和9号煤为1.43t/m3。
则，Z4=563267.05×4.95×1.40=390.34（万t）
Z9=632389.74×8.82×1.43=797.61（万t）
工业场地保护煤柱损失量为Z=Z2+Z9=1187.95（万t）
（5）村庄保护煤柱
村庄保护煤柱按II级保护留设维护带宽度15m，用作图法求出村庄保护煤柱4号煤面积为1.24Km2；9号煤面积为1.51Km2；则村庄保护煤柱损失量为2763.82（859.32+1904.50）万t。
（6）井筒保护煤柱
主、副井井筒以及风井井筒保护煤柱均在工业广场保护煤柱范围内，故井筒保护煤柱损失量为0。
工业广场保护煤柱留设图图2.3
各种保护煤柱损失量见表2.3所示。
2.3.2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，可以按下式计算：
Zk=（Zg–P）*C（2.6）
式中：
Zk——矿井可采储量，万t；
Zg——矿井工业储量，万t；
P——永久煤柱损失煤量，万t；
C——采区采出率，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。
保护煤柱损失量表表2.3
煤柱类型
储量（万t）
4号煤层
9号煤层
合计
井田边界保护煤柱
1086.59
1977.60
3064.19
工业广场保护煤柱
390.34
797.61
1187.95
村庄保护煤
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