则井田的边界煤柱为： Z1=13235×40×3.5×1.45 =2686705t= 268.6705 万t
2.3.2断层保护煤柱
断层两侧保护煤柱由于水大以及落差较大，可按每侧40m宽度留置，井田内有断层一条，周长为1865m，因此断层保护煤柱损失量为：
Z2=1865×40×3.5×1.45×2 =757190 t= 75.7190 万t
2.3.3工业广场煤柱
根据《煤炭工业设计规范》第5-22条规定：工业广场的面积为12~13公顷/百万吨。本矿井设计生产能力为60万吨/年，则0.6×（12~13）=7.2~7.8，在此取工业广场占地面积为7.5公顷，即7.5万m2。所以取工业广场的尺寸为274m×274m的正方形。在计算矿井可采储量时，工业广场保护煤柱可按井田工业储量的7%留置，因此工业广场的煤柱量为：Z3=53104651×7%=3717326t=371.7326万t
2.3.4保护煤柱总量
合计煤柱为 P =Z1+Z2+Z3
=268.6705+75.7190 +371.7326 =716万t
综合以上计算，则矿井的可采储量按下式计算： Zk=(Zg-P) ×C
其中：Zk----矿井的可采储量，t； Zg----矿井的工业储量，t；
P ----保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留设的永久煤柱损失量，t；
C ----采区采出率。
矿井的设计可采储量可采储量为： Zk=(Zg-P) ×C =(5310-716) ×80% =3675万吨
即矿井设计可采储量为3675万吨。
2.4矿井工作制度
按照《煤炭工业矿井设计规范》中规定，确定本矿井设计生产能力按年工作日330天计算，“三八”制作业（二班生产，一班检修），每日二班出煤，净提升时间为16小时。
2.5矿井设计生产能力及服务年限
2.5.1矿井设计生产能力的确定
矿井生产能力主要根据矿井地质条件、煤层赋存情况、开采条件、设备供应及国家需煤等因素确定。
针对某某矿的实际情况：主采二1煤层，平均厚度为3.5m；瓦斯涌出量较大等，采用综合机械化的开采方法。所以根据以上条件，确定本矿井的年设计生产能力为60万t/年。
2.5.2井型校核
下面按矿井的实际煤层开采能力，及辅助生产环节的能力、储量条件及安全条件等因素对井型进行校核。
(1)矿井开采能力校核
矿井的开采能力取决于回采工作面和采区的生产能力，该矿井由于煤层地质条件好，主采煤层二1煤煤层较厚，可布置一个综采工作面保产，煤层开采能力能满足矿井设计生产能力。
(2)辅助生产环节的能力校核
本设计的矿井为中型矿井，开拓方式为立井两水平开拓。主井采用1对6t提升箕斗，提升能力大，能满足提升方面的要求。大巷采用胶带运输机运煤，运输能力很大，原煤外运不成问题。辅助运输1吨材料车和人车运输，机动性强。井底车场采用梭式车场，调车方便，满足矸石、材料及人员的调动要求。所以辅助生产环节完全能够满足设计生产能力的要求。
(3)通风安全条件的校核
矿井瓦斯涌出量为15m3/t，属于高瓦斯突出性矿井。煤尘有爆炸性危险。水文地质条件简单，正常涌水量为380 m3/h。矿井通风在第一水平初期掘进时采用并列式通风，通风系统简单。通风系统贯通后，通过风井回风，可以满足通风的要求。
(4)储量条件校核
井田的设计生产能力应于矿井的可采储量相适应，以保证矿井有足够的服务年限。
矿井服务年限的公式为： T=Zk/(A×K)
其中：T ——矿井的服务年限，a； Zk——矿井的可采储量,t ；
A ——矿井的设计生产能力，60万t/a； K ——矿井储量备用系数，取1.4。 则：T =3675/（60×1.4） =44a
(5)第一水平服务年限校核
第一水平的可采储量为2352万t，那么第一水平的服务年限的计算公式为： t=Zk1/(A×K)
其中：t ——矿井第一水平的服务年限，a； Zk1——矿井第一水平的可采储量,t ； A ——矿井的设计生产能力，60万t/a； K ——矿井储量备用系数，取1.4。 则： t =2352/（60×1.4） =28a
不同矿井设计生产能力时矿井服务年限如表2—5—2—a所表示。
表2—5—2—a 不同矿井设计生产能力时矿井服务年限
第一水平设计服务年限 矿井设计生产能力 （Mt/a） 3.0~5.0 1.2~2.4 0.45~0.9 矿井设计服务年限 （a） 60 50 40 煤层倾角 缓斜 35 30 25 倾斜 25 20 急斜 20 15
本矿井分水平储量分配表，详见表2—5—2—b
表2—5—2—b 矿井分水平储量分配表
开采水平 -150水平 -450水平 合计 工业储量（万t） 3398 1912 5310 可采储量（万t） 2352 1323 3675
服务年限（a） 28 16 44 由以上两表可知，第一水平服务年限为28年>25年，满足60万吨矿井第一水平服务年限的要求。
3井田开拓
井田开拓是在总体设计已经划定的井田范围内，根据精查地质报告和其它补充资料，具体体现在总体设计合理原则，将主要巷道由地表进入煤层，为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程。其中包括确定，主、副井和风井的井筒形式、深度、数量、位置、阶段高度、大巷位置、采（带）区划分以及开采顺序与通风运输系统。
3.1井田开拓的基本问题
3.1.1开拓方式比较
平硐、斜井与立井开拓的优缺点比较
平硐开拓的优点是运输环节少，设备少，系统简单，费用低，但受地形及埋藏条件限制，只适用于赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地带，并且要便于布置工业场地。
斜井开拓与立井开拓相比，井筒施工工艺、施工设备与工序比较简单，掘进速度快，井筒施工单价低，初期投资少；地面工业建筑、井筒装备、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单，井筒延深施工方便，对生产干扰少，不易受底板含水层的威胁；主提升胶带化有相当大的提升能力，可满足特大型矿井主提升的需要；斜井井筒可作为安全出口，井下一旦发生透水事故等，人员可迅速从井筒撤离。
与立井开拓相比，斜井开拓的缺点是：斜井井筒长，辅助提升能力少，提升深度有限；通风路线长、阻力大，管线长度长；斜井井筒通过富含水层、流砂层施工技术复杂。对井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质情况简单，井筒不需特殊法施工的缓斜和倾斜煤层，一般可采用斜井开拓。
根据自然地理条件、技术经济条件等因素，综合考虑某某矿的实际情况， 采用立井开拓较好。
根据矿井提升的需要与本矿的地质条件及《煤矿安全规程》的规定，在本井田的中部设立主，副井筒各一个。主井用来提升煤炭，副井用来运送人员、材料、矸石及通风等。
本矿井的瓦斯含量较大，属于高瓦斯矿井。矿井改变必须保证矿井通风。同时考虑到井田的实际，确定第一水平初期采用中央并列式通风，后期采用对角式通风，即第一水平后期在井田上部东，西角各打一风井，以保证矿井的正常通风。
3.1.2井筒位置的确定
（1）井筒位置的确定原则
a.有利于第一水平的开采，并兼顾其他水平，有利于井底车场和主要运输大巷的布置，石门的工程量要尽量少；
b.有利于首采采区布置在井筒附近的富煤阶段，首采区要尽量少迁村或不迁村； c.井田两翼的储量基本平衡；
d.井筒不宜穿过厚表土层、厚含水层、断层破坏带、煤与瓦斯突出煤层或软弱岩层； e.工业广场应充分利用地形，有良好的工程地质条件，且避开高山、低洼和采空区，不受崖崩滑坡和洪水的威胁；
f.工业场地宜少占耕地，少压煤；
g.水源、电源较进，矿井铁路专用线短，道路布置合理。 (2)井筒位置的确定
考虑以上井筒位置确定原则，并结合矿井实际情况，最终确定主、副井筒位于井田的中部，有利于减少矿井保护煤柱损失；同时，便于第二水平井筒延深。
风井井口位置的布置在井田上部东，西各一个。
综合以上因素，结合矿井实际情况，提出本矿井井筒布置位置如下：
表3—1—2 井筒位置坐标 井筒名称 副井 主井 东风井 西风井 Y 38446178 38446169 38448394 38445554 X 3812245 3812201 3812616 3813293 Z 220 220 220 220 3.1.3工业广场的位置、形状和面积的确定
工业场地的选择主要考虑以下因素： 尽量位于储量中心，使井下有合理的布局； 占地要少，尽量做到不搬迁村庄；
尽量布置在地质条件较好的区域，同时工业场地的标高要高于最高洪水位； 尽量减少工业广场的压煤损失。
采矿工程毕业设计
