矿井资源储量设计生产能力.doc

第二章　矿井资源/储量、设计生产能力
及服务年限
第一节　井田境界及资源/储量
一、井田境界
五轮山煤矿位于加戛背斜NE翼南段，水公河向斜西翼。井田南北长9km，东西宽2～6km，。根据中华人民共和国2006年12月31号颁发的采矿许可证（副本，证号：）五轮山矿井矿权面积为44.0238km2，占全井田的38%，其拐点坐标为见表2—1—1。
根据《贵州省水城矿区纳雍片区总体》、《毕节地区毕节市等八县（市）煤矿整合、调整布局方案》，本矿井西北有两家小型生产煤矿，能力分别为15万t/a和30万t/a，与五轮山煤矿之间有大断层NF20断层相隔，西南与德科煤矿毗邻，井田浅部及深部均无其他生产矿井。根据采矿许可证，五轮山煤矿与邻近矿山无矿界重叠现象。
五轮山煤矿与邻近矿井关系位置详见图2－1－1。
二、矿井资源/储量
（一）矿井总资源/储量
根据《贵州省纳雍县五轮山井田煤矿勘探地质报告评审意见书》（中矿联储评字[2003]30号）及中华人民共和国国土资源部文件《关于“贵州省纳雍县五轮山井田煤矿勘探地质报告”矿产资源储量评审备案证明》，截止2003年8月31日（矿井自2003年底动工至今一直未开采），矿井资源总量为81885万t，其中硫分小于3%的探明的内蕴经济资源量（331）为3535万t，控制的内蕴经济资源量（332）为12709万t，推断的内蕴经济资源量（333）为26796万t；另有预测的（334）？资源量（硫分小于3%）12009万t，硫分
表2—1—1 五轮山矿井（坐拱区）拐点坐标表
拐点
X
Y

拐点
X
Y
1
2951251.00
.11

15
2943123.00
.00
2
2951239.00
.00
16
2942954.00
.00
3
2950778.00
.00
17
2943396.00
.00
4
2950776.00
.00
18
2943397.00
.00
5
2949853.00
.00
19
2942935.00
.00
6
2949854.00
.00
20
2942936.00
.00
7
2948007.00
.00
21
2942477.00
.00
8
2948008.00
.00

22
2942477.00
.00
9
2947085.00
2947085.00

23
2942016.00
.00
10
2947087.00
.00

24
2942016.00
.00
11
2945240.00
.00

25
2941556.00
.00
12
2945242.00
.00

26
2941559.00
.00
13
2944032.00
.00

27
2948484.00
.00
14
2944008.00
.00

28
2948480.00
.00
开采标高：由2000米至700米标高
大于3%的（331）+（332）+（333）+（334）？资源量为26836万t。
经过统计分析，矿井资源/储量具有以下特点：
1、井田资源量以中、高硫分储量为主，其中硫分＜1.05%的储量仅占总资源量的20%，2%～3%的占总量的47.3%，>3%的占总量的32.7%。可采储量中，硫分<1.05%的储量仅占总量的36.5%，2%～3%的占总量的63.5%。
2、煤层厚度为中厚偏薄和薄煤层，其中2m以上煤层的资源量占总资源量的17.2%。1.5～1.8m煤层的资源量占总资源量的33.0%。1.5m以下煤层的资源量占总资源量的17.1%。
井田分硫分、厚度及分级别储量统计详见表2—1—2。
3、井田煤层倾角以平缓区域为主，其中煤层倾角<10°左右的资源量占总量的88%。
（二）矿井资源/储量评价和分类
根据表2—1—2，矿井地质总资源量为66561万t，其中（331）资源量6375万t，（332）资源量19580万t，（333）资源量40606万t。

中岭煤矿
五轮山煤矿
贝勒煤矿
德科煤矿
图2—1—1 五轮山煤矿与周边煤矿关系位置图

根据固体矿产资源/储量分类，对探明的和控制的资源量进行可行性综合评价和经济意义分类，得出探明的经济基础储量（111b）6088万t，探明的边际经济基础储量（2M11）167万t，探明的次边际经济资源量（2S11）120万t；控制的经济基础储量（122b）17581万t，控制的边际经济基础储量（2M22）893万t；控制的次边际经济资源量（2S22）为1106万t；推断的内蕴经济资源量（333）为40606万t。
矿井资源/储量评价分析见表2－1－3。

表2—1—2　 矿井资源/储量统计表
硫分
含量
煤层
厚度
（m）
资源量（储量）
331
(万t)
332
(万t)
333
(万t)
334
(万t)
合计
（万t）
资源量比例（%）
<1.05%
2.13
1956
4352
6172
1568
14048
17.2
0.91
0
418
1681
182
2281
2.8
小计
1956
4770
7853
1750
16329
20.0
2%～3%
1.5～1.8
1579
7063
11968
6410
27020
33.0
<1.5
0
876
6975
3849
11700
14.3
小计
1579
7939
18943
10259
38720
47.3
合 计
3535
12709
26796
12009
55049
67.3
>3%
2840
6871
13810
3315
26836
32.7
总 计
6375
19580
40606
15324
81885
100
表2—1—3　 矿井资源/储量评价分析表
煤层
331
332
333
合计
(111b)
(2M11)
(2S11)
小计
(122b)
(2M22)
(2S22)
小计
3
1445
52
29
1526
2905
130
138
3173
4607
9306
5-2

680
133
66
879
3747
4626
5-3
1233
35
36
1304
2935
68
185
3188
6202
10694
6-3
1884
46
26
1956
4126
97
129
4352
6172
12480
8
1526
34
29
1589
3560
76
165
3801
5417
10807
9

890
156
202
1248
2407
3655
14

1899
1899
16

3624
3624
20

2147
2147
32

150
173
95
418
1681
2099
33

2335
60
126
2521
2703
5224
合计
6088
167
120
6375
17581
893
1106
19580
40606
66561

（三）矿井工业资源/储量
1、高硫煤纳入工业资源/储量计算的原因
本矿井开采煤层煤种为无烟煤，井田内有高硫煤（硫分大于3%）26836万t。根据国家环保政策，高硫煤暂时不能开采，且高硫煤不能作为一次性能源直接燃用。但本矿井建有选煤厂（初期建筛选车间），矿井原煤经洗选后，硫分可降到3%以下；本矿井对口用户为经洗选后的混煤销往纳雍二电，块煤销往省内煤化工企业或其他工矿企业。纳雍二电本身已建有脱硫装置，产品可以满足用户要求；本矿井因各煤层瓦斯含量大，层间距较小，为确保开采主采煤层时瓦斯得到充分释放，从保证生产安全的角度综合考虑，设计考虑层间距小的各煤层均开采。本次设计将原煤硫分大于3%的部分煤层资源量纳入工业资源/储量计算，其中：
①上煤组：本矿井上煤组因各煤层瓦斯含量大，层间距较小，为确保开采主采煤层时瓦斯得到充分释放，从保证生产安全的角度综合考虑，设计考虑上煤组各煤层均开采。本次设计将上煤组原煤硫分大于3%的煤层均纳入工业资源/储量计算。
②中组煤
16号煤层上距8煤层约100m，下距32号煤层也约100m，16号煤层本身为局部可采煤层，平均厚度仅0.97m，硫分含量为2.5%，储量不大、开采困难、价值不大，因此，全部列为暂不利用储量。
14上号煤层上距8煤层平均约60m，硫分平均达4.14%，储量不大（4112万t）、且为不稳定的局部可采煤层，开采困难、价值不大，因此，亦全部列为暂不利用储量。
20号煤层硫分平均含量达3.45%，储量不多（2287万t），设计根据环保政策，亦暂不开采。
③下煤组
下煤组硫分小于3%，均纳入工业资源/储量计算。
矿井工业资源/储量＝（331）+（332）+333×k
其中，k－可信度系数，根据本井田内地质构造、煤层稳定性，k取0.80。
经计算，矿井共获得工业资源/储量58891万t。矿井工业资源储量汇总见表2－1－4。
（四）矿井设计资源/储量
矿井设计利用资源/储量＝矿井工业资源/储量－永久煤柱损失
矿井永久煤柱有：井田边界煤柱、分区边界煤柱、地面建（构）筑物下保护煤柱和水公河及其支流水体下防水煤柱、在水淹区或浅部老窑采空区周围煤柱。
（1）井田边界煤柱为120m，人为井田边界两侧共留120m的煤柱，本井田范围内留设60m；落差大于30m的断层煤柱取30m，落差大于15m的断层煤柱取15m，如断层有导水性煤柱取20m。
（2）分区边界煤柱两侧各取20m，共40m。
（3）地面建（构）筑物下保护煤柱和水公河及其支流水体下防水煤柱的留设按照《煤矿防治水规定》和《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》规定计算，计算参数按Ⅱ级保护、表土移动角取45°、基岩移动角取70°考虑，保护带取100m，各煤层尺寸不一致。根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》留设。
（4）在水淹区或浅部老窑采空区周围留设50m防水煤柱。
经计算，矿井设计利用资源/储量为49464.1万t，其中一分区设计利用资源/储量为11612万t。详见表2—1—4、2—1—5
（五）矿井设计可采储量
矿井设计可采储量=（矿井设计利用资源/储量—场地和主要井巷煤柱）×采区回采率
本矿井工业场地、风井场地、主要井巷煤柱留设详见表2—1—4。采区回采率中厚煤层取80%，薄煤层取85%。
经计算，矿井可采储量31388万t，详见表2—1—4。
　　　　一分区可采储量8022万t，详见表2—1—5。
　　　　一盘区可采储量占矿井可采储量总量的25.6%。

表2－1－4 矿井设计设计可采储量计算表 单位： 万t
煤层编号　
资源量
工业资源储量
永久煤柱损失
设计资 源储量
工业场地和主要井巷煤柱损失
推断的资源量333的折减
开采 损失
可采储量
断层
河流
防水
井田、分区边界
合计
工业场地
风井场地
主要井巷
合计
3
9900
9306
229.2
614.2
39.2
323.5
1206.1
8099.9
460.4
29.4
61.5
551.3
921.4
1325.44
5302
5-2
4626
4626
98.4
743
26.5
221.8
1089.7
3536.3
315.7
20.2
42.7
378.6
749.4
361.245
2047
5-3
11297
10694
240.6
1297
44.9
359.2
1941.7
8752.3
511.4
32.6
66.4
610.4
1240.4
1380.3
5521
6-3
14048
12480
278.4
642
90.4
424
1434.8
11045.2
603.5
38.5
81
723
1234.4
1817.56
7270
8
11532
10807
235
203
79.7
345.4
863.1
9943.9
491.7
31.4
72.9
596
1083.4
1652.9
6612
9
4052
3655
30.2
117.3
28
182.7
358.2
3296.8
260.1
16.6
34.1
310.8
481.4
375.69
2129
14上
4112
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
16
7076
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
20
2287
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
32
2281
2099
105
84
20
183.6
392.6
1706.4
261.4
16.7
37.6
315.7
336.2
158.175
896
33
10674
5224
282
1407
147
304.7
2140.7
3083.3
433.8
27.7
67.3
528.8
540.6
402.78
1611
合计
81885
58891
1498.8
5107.5
475.7
2344.9
9426.9
49464.1
3338
213.1
463.5
4014.6
6587.2
7474.09
31388
备注：上煤组中硫分大于3%的煤层从安全角度考虑必须开采。

表2—1—5　　 　　　 　 　一分区可采储量估算表　　　　　　　　　　　 单位：万t
煤层编号　
资源量
工业资 源储量
各类煤柱损失
设计资 源储量
推断的资源量333的折减
开采损失
可采储量
3
2131
2010
154
1856
240
323
1293
5-2
1753
1753
105
1648
195
218
1235
5-3
2137
2015
171
1844
323
304
1217
6-3
2930
2611
208
2404
321
417
1666
8
2689
2543
171
2372
282
418
1672
9
554
473
88
385
125
39
221
14上
529
0
0
0
0
0
0
16
700
0
0
0
0
0
0
20
548
0
0
0
0
0
0
32
530
493
86
407
87
48
272
33
1967
862
165
697
141
111
445
合计
16468
12761
1148
11612
1712
1878
8022

第二节　矿井设计生产能力与服务年限
一、矿井工作制度
根据《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005）规定，矿井按年工作日330d，工作制度地面“三· 八”制，井下“四·六”制；其中综采工作面三班生产、一班检修；掘进工作面采用四班掘进，每班作业时间6h；每天净提升工作时间16h。地面采用“三、八”工作制。
二、矿井生产能力
1、设计生产能力
合理的确定矿井生产能力对保证矿井的稳定性、可靠性、节省矿井基建投资和矿井投产、达产至关重要。
确定矿井生产能力的综合因素主要有：井田内的资源条件、外部建设条件、开采技术条件、储量、地质构造、瓦斯限产、机械化装备及管理水平等。
1）资源量
坐拱区勘探阶段获得各类资源量81885万t，计算可采储量31388万t，按240万t/a设计规模计算，矿井可服务93a，其中一分区资源量16468万t，计算可采储量8022万t，可服务24a，具备建设大型矿井的资源条件。
2）煤层赋存及稳定程度
本井田可采及局部可采煤层共有11层，为近水平至缓斜薄及中厚煤层的煤层群为主，分布在上、中、下三个含煤段，主要可采煤层集中于上、下含煤段，井田内大部分块段煤层倾角平缓，一般在10°以内。含煤地层上段含可采及局部可采煤层有3、5-2、5-3、6-3、8、9号煤层，纯煤平均厚度分别为1.54、1.07、1.78、2.13、l.70、0.87m，合计9.09m，主采煤层（3、5-3、6-3、8）全区赋存除5-3煤层不稳定外（5-2号煤层为不稳定的局部可采煤层），其它均较稳定，其中6-3号发育最好，井田内全区可采，煤层结构较简单，一分区内平均厚分别为2.43m，顶底板多为粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩。适宜于机械化开采。
3）地质构造
坐拱勘探区位于加戛背斜北东翼南段、水公河向斜西翼，为一宽缓褶曲为特征的单斜构造，区内有次一级褶曲发育。主要有你卧背斜、16勘探线小向斜、17-23线背斜、奶孤向斜等。倾角沿倾向变化较大，沿走向变化不明显。区内查明大小断层45条，断层落差大于30m的6条，20～29m的15条，<20m的24条。多数断层落差由浅部向深部逐渐变小，以至消失。设计同时考虑把落差较大断层作为分区边界。各分区内一般只有数量不多的小断层，对井田开拓影响不大，对工作面回采有一定影响，属于中等构造类型。区内浅部倾角较陡，一般为25～40°，向深部倾角逐渐变缓，一般在8°以内。煤系地层含水性弱，强含水层与煤系地层之间有厚层的隔水层相隔，不存在较大水患威胁。设计首采区为一分区，布置在井田深部，采取倾斜长壁工作面回采，具备建设大型矿井的地质条件。
4）分区同时生产的工作面个数分析
根据矿井开拓方式和开采布置，矿井采用分区布置方式。一分区面积约8.9km2（宽缓地段），沿大巷方向长约2200m，分为三个回采单元，每个回采单元布置2个回采工作面，因本矿为煤与瓦斯突出矿井，矿井移交生产时布置一个8煤综采面进行保护层开采，约在4年（视预抽瓦斯时间而定）当8煤开采第5个工作面时（即1804工作面），在被保护区域内增加布置一个6-3煤层综采面达产。工作面接替有较大的回旋余地、可正常进行接替。
5）首采分区工作面开采技术条件分析
根据矿井开拓布置，首采区即一分区，一分区北西以F23′号断层为界，南东以F43号断层为界，深部以+1330m水平北翼大巷为界，浅部人为边界为界。分区走向长约2200m，倾向长约4.0km，面积约8.9km2。分区内F23′、F6、F41、F42等斜交断层对煤层有一定的破坏作用，但对工作面布置影响不大。区内3煤层一分区内可布置倾斜长壁工作面22个；5-2煤层一分区内可布置倾斜长壁工作面2个；5-3煤层一分区内可布置倾斜长壁工作面13个；6-3煤层一分区内可布置倾斜长壁工作面19个；8煤层一分区内可布置倾斜长壁工作面19个。工作面倾斜长度750～2400m。一分区内主要可采煤层3、5-3、6-3、8煤平均厚度1.47～2.43m，说明本分区采面条件较好，适宜于机械化开采。
6）瓦斯限产分析
本井田煤层瓦斯含量比较高，可采煤层的原煤瓦斯含量7.14～32.30ml/g·r，平均达18.17 ml/g·r，瓦斯含量分布不均匀。且煤层群开邻临近层瓦斯涌出也较大，当任何一层开采时，其工作面的瓦斯涌出除本层外，邻近层瓦斯占有较大比例。因此，对于首采煤层工作面产量将受瓦斯涌出量的限制。根据第四章分析，五轮山煤矿以8煤作首采层开采，根据瓦斯限产分析结果，当矿井开采8煤时，工作面相对瓦斯涌出量为14.13m3/t。由于本煤层和邻近层瓦斯涌出量较大，工作面采用“U”型通风和采取瓦斯抽采措施，工作面瓦斯抽放率达到78%时，最大产量在100万t/a左右。
其它煤层3、5-2、5-3、6-3煤层回采面依次布置在8煤的保护区域，由于瓦斯已得到释放，煤层得到保护，其工作面可采用“U”型通风，设计考虑为了尽早达到设计规模，通过分析，在被保护范围内增加布置一个6-3综采工作面时，工作面瓦斯抽放率经计算达到77%时，最大产量在110～125万t/a左右。再考虑部分掘进出煤，此时矿井可达到设计规模。
7）市场条件
已建成的纳雍二电厂的装机容量为4×300MW，年耗煤约422万t/a。电厂留有二期2×300MW的场地。本矿井作为纳雍二电厂的主要供煤矿井，有稳定的销售市场。
本井田煤类属三号无烟煤，高热值、高灰熔性、高机械强度，经动筛或洗选后，具有一定的外销市场。
综上所述，从井田储量、地质构造、煤层赋存条件、开采技术条件、分区和采面接替等方面考虑，矿井两个综采工作面生产能力包括掘进出煤达到240万t/a是可行的，但从瓦斯限产方面考虑矿井生产能力达到240万t/a从技术、经济和生产管理上存在一定的困难。
本设计仍按已批准矿井可研基础上进行设计，在加大工作面瓦斯预抽力度和抽采量、提高瓦斯抽采率、改善矿井通风系统能力的情况下，可提高回采工作面生产能力。
三、矿井服务年限
矿井服务年限按下式计算：
服务年限 = 矿井可采储量/（矿井设计生产能力×储量备用系数）
式中：储量备用系数——按规范要求并根据本矿井实际取1.4。
根据上述计算的可采储量和确定的矿井设计生产能力，计算的服务年限为：
矿井服务年限 =31388/（240×1.4）
=93（a）
一分区服务年限 =8022/（240×1.4）
=24（a）