矿井开拓设计
一．矿井基本资料
某矿井含有俩煤层，煤层厚度为m1=6m，m2=8m，煤间距10m，煤层倾角32。煤层埋深煤露头72m，煤倾斜长度1860m，走向长度8000m。设计生产能力180万t/a，采用3t底卸式矿车运输。低瓦斯矿井，水文地质条件简单，顶底板均为中等稳定粉砂岩。
二．储量计算
1.矿井地质资源量
Z=8000*1860*（6+8）*1.25=260400000t
2.矿井工业资源/储量
根据钻孔布置，在煤矿地质资源量中，60%是探明的，30%是控制的，10%是推断的。
根据煤层厚度和煤质，在探明的和控制1的资源量中，70%的是经济的基础储量，30%的是边际经济的基础储量，则矿井工业资源/储量计算。
Zg= Z111b + Z122b + Z2m11+ Z2m22+ Z333k
Zg——矿井工业资源/储量
Z111b——探明的资源量中经济的基础储量
Z122b——控制的资源量中经济的基础储量
Z2m11——探明的资源量中边际经济的基础储量
Z2m22——控制的资源量中边际经济的基础储量
Z333k——推断的资源量
Z111b=26040*60%*70%=10936.8万t
Z122b=26040*30%*70%=5468.4万t
Z2m11=26040*60%*30%=4687.2万t
Z2m22=26040*30%*30%=2343.6万t
由于地质条件简单，k在0.8以上取值。
Z333k=26040*10%*k=2083.2万t
Zg=Z111b+Z122b+Z2m11+Z2m22+Z333k=
10936.8 +5468.4+4687.2+2343.6+2083.2=25546.2万t。
3.矿井设计资源/储量
矿井设计资源/储量计算，其中P1按矿井工业资源/储量的3%估算，
Zs=（Zg-P1）
Zs——矿井设计资源/储量
P1——断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱。地面建筑物煤柱等永久煤柱损失量之和。
Zs=25546.2-25546.2*3%=24779.814万t
4.矿井设计可采储量
矿井设计可采储量按下式计算，其中P2按矿井设计资源/储量的2%估算。
Zk=（Zs-P2）C
Zk——矿井设计可采储量；
P2——工业场地和主要井巷损失量之和；
C——采区采出率，厚煤层不小于75%；中厚煤层不小于80%；薄煤层不小于85%。
Zk=（24779.814-24779.814*2%）*80%=19427.38万t。
三．矿井的设计生产能力和服务年限
因为已知矿井的生产能力为180万t/a。参照大型矿井服务年限的下限的要求，
储量备用系数取1.4.
T=Zk/AK=19427.38/180*1.4=77.09a
在计算矿井服务年限时，考虑矿井投产后，可能由于地质损失增大、采出率低和矿井增产的原因，使矿井服务年限缩短，设置了备用储量Zb，备用量为：
Zb=0.4*Zk/1.4=5550.68万t
在备用储量中，估计约有50%为采出率过低和受未预知地质破坏影响所损失的储量。矿井开拓设计时认定的实际采出的储量约为：
19427.38-（5550.68*50%）=16652.04万t
四．矿井开拓方式
1 井筒布置
由于井田地形平坦，不存在平硐开拓的条件
根据煤层的赋存条件设计如下俩个方案
方案一采用竖井开拓方式
采用立井开拓，分别设主、副立井两个井筒。
井田垂高为 sin32*1860=985.7m
煤层埋深露头为72m。所以竖井高度为564.8m
方案二采用斜井开拓方式
斜井长度为 72/sin32=136m
所以斜井长度约为1066m。
比较俩个方案竖井的建井时间长，开拓费用高，但是运输费用低。
斜井的开拓费用少，但是运输成本比较高。且开拓长度较长，所以采用竖井开拓方式。
2 阶段的划分和开采水平的设置
因为煤层的倾角较大，且倾斜长度较长。故排除单水平开采。
根据《煤炭工业矿井设计规范》的规定当矿井划分为阶段开采时，其阶段垂高宜为： 1)缓倾斜、倾斜煤层200～350m； 2)急倾斜煤层 100～250m。
根据井田条件。则本井田划分为二到三个阶段，二到三个水平。
阶段内采用采区式准备方式，每个阶段沿走向划分为4个走向长2000m的采区，采区内划分为若干个区段。
因煤层的角度过大，采用上下山开采技术上困难较多。故采用上山开采。
这样，阶段划分和开采水平设置形成俩个方案，一是井田划分为俩个阶段，设置两个开采水平；二是井田划分为三个阶段，三个水平。
3．阶段和开采水平参数
（1）水平垂高
两阶段，两水平：（1860*sin32）/2=492.8m
三阶段，三水平：（1860*sin32）/3=328.5m
（2）开采水平实际出煤量
两阶段，两水平方案：
第一、第二阶段16652.04/2=8326.02
三阶段，三水平方案：
第一、第二、第三水平16652.04/3=5550.68
（3）开采水平服务年限
两阶段，两水平方案
第一、第二阶段77.09/2=38.55a
三阶段，三水平方案：
第一、第二、第三水平77.09/3=25.7a
(4)采区服务年限
开采水平内每翼一个采区生产，矿井由俩个采区同采保证产量，考虑1a 的产量递增和递减期。
两阶段，两水平方案中的采区服务年限：
(38.55/2)+1=20.27a
三阶段，三水平方案中的采区服务年限:
(25.7/2)+1=13.85a
(5)区段数目及区段斜长
两阶段，两水平方案：每个阶段划分5个区段，区段斜长为960/5=186m
三阶段，三水平方案：每个阶段划分3个区段，区段斜长为620/3=206.7m (6)区段采出煤量
两阶段，两水平方案：
每个水平划分为4个采区，每个采区5个阶段，每个区段出煤量：8326.02 /4/5=416.301 万t
三阶段，三水平方案：
每个水平划分为4个采区，每个采区3个阶段，每个区段出煤量：5550.68/4/3=462.56万t
综合考虑选择三阶段，三水平方案
阶段和开采水平参数
4.上山布置
