采矿工程涡北煤矿Mta新井设计

目录一般部分TOC\o"2-3"\u\t"标题1,1"1矿区概述及井田地质特征 11.1矿区概述 1交通位置 1地貌水系 1气象及地震 1矿区工农业生产概况 1电源及水源 21.2井田地质特征 3地质构造 3井田水文地质特征 6井田勘探程度 101.3煤层特征 10煤层埋藏条件 10煤层围岩性质 13煤的特征 13其他有益矿产 142井田境界和储量 162.1井田境界 16井田范围 16开采界限 16井田尺寸 162.2矿井工业储量 17井田勘探 17矿井工业储量计算基础 17矿井工业储量计算 182.3矿井可采储量 19安全煤柱留设原则 19矿井永久煤柱损失量 20矿井可采储量计算 223矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 233.1矿井工作制度 233.2矿井设计生产能力及服务年限 23确定依据 23矿井设计生产能力 23矿井服务年限 23第一水平服务年限 24井型校核 244井田开拓 254.1井田开拓的基本问题 25井筒 25井筒及工业场地位置 27阶段及水平 28主要开拓巷道 28开拓延深 28方案比较 284.2矿井基本巷道 36井筒 36井底车场及硐室 37主要开拓巷道 385准备方式——采区巷道布置 485.1煤层地质特征 48采区位置 48采区煤层特征 48煤层顶底板岩石构造情况 48采区水文地质 48采区主要地质构造 48采区地表状况 485.2采区巷道布置及生产系统 49采区范围及区段划分 49采区煤柱尺寸 49采区内煤层开采顺序 49采区巷道布置 49采区内工作面接替顺序 50采区生产系统 50采区内巷道掘进方法 51采区生产能力及采出率 515.3采区车场选型设计 52采区上部车场 52采区中部车场 52采区下部车场 526采煤方法 566.1采煤工艺方式 56采区地质条件及煤层赋存条件 56采煤工艺方式 56回采工作面参数 57工作面破煤、装煤方式 57工作面支护方式 60端头支护及超前支护 61各工艺过程注意事项 62采煤工作面正规循环作业 646.2回采巷道布置 67回采巷道布置方式 67回采巷道参数 677井下运输 707.1概述 70矿井设计生产能力及工作制度 70煤层及煤质 70运输距离和载货量 70矿井运输系统 707.2采区运输设备选择 71设备选型原则 71采区运输设备选型及运输能力验算 717.3大巷运输设备选择 73运输大巷设备选择 73轨道大巷设备选择 748矿井提升 758.1概述 758.2主副井提升 75主井提升设备选型 75副井提升设备选型 779矿井通风及安全 789.1矿井地质、开拓及开采方法概况 78矿井地质概况 78开拓方式 78开采方法 78变电所、充电硐室、火药库 78工作制、人数 789.2矿井通风系统选择 79矿井通风系统的基本要求 79矿井通风方式的选择 79矿井主要通风机工作方式选择 80采区通风系统的要求 81工作面通风方式的选择 81回采工作面进回风巷道的布置 819.3矿井风量计算 82工作面所需风量计算 82备用工作面需风量计算 84掘进工作面需风量 84硐室需风量 84其他巷道所需风量 85矿井所需总风量 85风量分配 859.4矿井通风阻力计算 87矿井最大阻力线路 87矿井通风阻力计算 87矿井通风总阻力 89各时期矿井通风的总风阻和总等积孔 909.5矿井通风设备选型 92自然风压 92通风机风量 93通风机风压 93通风机实际工况点 93电动机选型 97矿井主要通风设备的要求 979.6特殊灾害的预防措施 98瓦斯和煤尘爆炸预防措施 98井下火灾预防措施 98防水措施 9810设计矿井基本技术经济指标 99参考文献 100专题部分跨采大巷的矿压显现规律及其支护技术 1011绪论 1011.1问题的提出和研究意义 1011.2国内外研究现状 1021.3研究内容 1031.4研究方法 1032利用跨采进行巷道卸压的机理 1032.1沿工作面推进方向围岩应力变化规律 1032.2沿工作面倾斜方向围岩应力变化规律 1042.3跨采大巷的合理位置关系 1043跨采大巷矿压显现规律 1053.1深部巷道在多元应力场中的围岩稳定性分析 105数值计算模型的建立 105巷道围岩变形特征与应力状态的关系 105巷道围岩塑性破坏区发育形态与应力状态的关系 106巷道围岩应力分布特征与应力状态的关系 106小结 1083.2工程实例 108跨采概况 108矿压显现规律 1093.3纵跨底板巷道围岩变形规律 1113.4横跨底板巷道围岩变形规律 1114跨采时底板巷道围岩变形预测 1144.1工作面前方移动支承压力特征 1144.2围岩变形预测 1154.3工程应用实例 1155跨采底板巷道的优化设计 1155.1跨采巷道合理层位与法向距离 1165.2跨采巷道与跨采面的合理平面位置关系 117纵跨巷道的合理平面位置关系 117横跨巷道的合理平面位置关系及特殊地段 1176跨采巷道围岩稳定性分类 1186.1跨采巷道围岩结构稳定性指标与分类模式 118分类的基本依据 118分类指标的建立 118分类指标的权值 119跨采巷道模糊ISODATA聚类分析与分类模式 1206.2跨采巷道围岩结构稳定性的实用分类方案 1206.3跨采巷道锚杆支护合理参数设计的实用方法 1216.4小结 1237锚注支护在跨采巷道支护中的应用 1237.1锚注支护远原理概述 1237.2锚注式锚杆结构和施工工艺 123外锚内注式锚杆 123内锚外注式锚杆 1237.3工程实例 124动压巷道二次锚注支护技术实践 124近间距跨采大巷锚网注喷支护 126参考文献 128翻译部分Aplasticitymodelforthebehaviouroffootingsonsandundercombinedloading 129INTRODUCTION 129OUTLINEOFTHEMODEL 130DETAILSOFTHEMODEL 131Elasticbehaviour 132Yieldsurface 133Strainhardening 134Plasticpotential 135Partiallydrainedbehaviour 136RETROSPECTIVEMODELLINGOFEXPERIMENTS 137Verticalpenetrationtest 137MomentandhorizontalswipetestsfromV≈1600N 138MomentandhorizontalswipetestsfromV≈200N 138Constantverticalloadtests 139Radialdisplacementtests 139APPLICATIONOFMODELCTOAJACK-UPUNIT 141CONCLUSIONS 145ACKNOWLEDGEMENTS 146NOTATION 146Subscripts 147REFERENCES 147复合载荷下沙层地基运转塑性模型 1491引言 1492模型概述 1503模型详解 1503.1弹性运转 1513.2屈服面 1523.3应变硬化 1533.4塑性势 1533.5部分排水行为 1544实验回顾模拟 1554.1垂直入侵测试 1554.2始于V≈1600N的力矩重击测试和水平重击测试 1554.3始于V≈200N的力矩重击测试和水平重击测试 1564.4常量垂直载荷测试 1564.5径向位移测试 1585模型C在自升式单元中的应用 1586结论 1617致谢 1628注释 162下标 163致谢 1641矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述交通位置涡北井田位于淮北平原西部，行政区划属安徽省涡阳县管辖。井田中心南距涡阳县城4km，地理坐标东径116°09′58″～116°12′45″，北纬33°30′53″～33°34′48″。井田南北长5.56～7.06km；东西宽1.64～3.27km，水平面积约为15.1180km2。濉（溪）～阜（阳）铁路从井田东南约3km处通过，该线往东北经符离集可接入津沪线，往西南经阜阳可接入京九线。井田附近在濉～阜铁路上有涡阳和龙山两个车站，距井田中心分别为5km和11km。全套图纸，加153893706区内公路四通八达。涡阳～永城公路纵贯井田东部，涡阳往阜阳、蚌埠、亳州、淮北、永城等邻近市、县均有公路相通。涡河是淮河的支流，距矿井工业场地最近处仅2km，可通行200～400t级船舶。由涡河经怀远可进入淮河，还可经洪泽湖于淮安转入京杭运河进入长江。综上所述，本区地理位置优越，交通运输方便，矿井具备铁路、公路和通航河流三种运输条件。矿区交通位置见图1.1。地貌水系本区地势平坦，地面标高+29.49～+31.80m，总体呈西北高东南低。井田范围内，地面村庄较多，8煤组赋存区内共有大小村庄22个。涡河及其支流武家河为长年性河流，由西北向东南流径井田西南部。涡阳县城关涡河节制闸上游最高洪水位（1963年8月7日）标高为+30.45m。区内沟渠纵横，均为人工开挖的灌溉沟渠，较大的涡新河长年有水。气象及地震本区属季风暖温带半湿润气候，气候温和，四季分明。年平均气温14.6℃，最高气温41.2℃，最低气温－24℃。最早冻结期为11月，最迟解冻为翌年3月，最大冻土深度为0.19m。年平均降雨量为811.8mm，雨季集中在7～8月份。春秋季多东北风，夏季多东～东南风，冬季多北～西北风，年平均风速为3.2m/s。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001），本区地震烈度为Ⅶ度。矿区工农业生产概况矿区工农业生产以农业为主，工业欠发达。农作物主要有小麦、大豆、红薯、玉米等。矿井建设所需的钢材、木材、水泥等材料主要由外地供应，砖、瓦、砂、石等土产材料可由当地解决。井田中心距涡阳县城仅4km，为本矿井建设、生产和居民生活等依托城市提供了便利条件。

图1.1 矿区交通位置图电源及水源本区电源充沛可靠。涡阳县城南现有220/110/35kV区域变电所，其变压器容量为1×120MVA+1×90MVA，为双回路供电方式。设计矿井供电电源引自涡阳县城南220/110/35kV区域变电所，采用35kV向矿井供电，每回线路长约14km。本区水源充足。根据现有水文地质资料，新生界第一含水层富水性强，水质较好，可作为矿区的生活水源。矿井水经处理后，可作为矿井及选煤厂生产用水。经涡阳县水利局涡水政字［2001］93号文《关于对淮北矿业有限公司〈关于涡北矿井取水许可预审请函〉的复函》批准，同意日取水量1200m3，基本可以满足矿井生活用水量的需求。矿井投产后，正常排水量为每小时420m3，远大于矿井及选煤厂生产1.2井田地质特征地质构造涡北井田位于淮北煤田涡阳矿区的东北部，地处宿北断裂、光武～固镇断裂、夏邑～固始断裂及丰涡断裂所围成的菱形块内。井田主体构造表现为一遭受断层（块）切割了的西倾单斜，明显受到区域构造的制约。井田地质构造复杂程度属中等类型，局部中等偏复杂。地层淮北煤田地层类型属华北型沉积地层范畴，且为淮河地层分区中的淮北地层小区。在地层层序中，除部分缺失外，一般发育均比较齐全。本矿井内古生界岩层均隐伏于新生界松散层之下，经钻孔揭露，自下而上分别为：奥陶系考虎山组，石炭系本溪组、太原组，二叠系山西组、下石盒子组、上石盒子组、石千峰组，第三系，第四系。主要含煤地层为二叠系。地质综合柱状图如图1.2所示。各组岩性特征由老到新简述如下：1）奥陶系（O2t）①中下统老虎山组：揭露厚度10.76m（61孔），为深灰色略带肉红色块状微晶白云质含泥质灰岩，含燧石结核，裂隙尤为发育。2）石炭系（C）①中统本溪组（C2b）：与下伏老虎山组假整合接触。厚43.73m，以深灰色钙质泥岩、暗紫色~杂色铝质泥岩、铁铝质泥岩为主，上部夹浅灰白色生物碎屑泥晶灰岩两层。②上统太原组（C3t）：与下伏本溪组整合接触。厚127.70m，下段为深灰色生物碎屑泥晶灰岩，有孔虫、瓣鳃类等动物化石；中段为浅灰色～灰色细中粒石英砂岩、泥岩，夹薄煤三层及生物碎屑灰岩一层；上段为灰～深灰色泥晶生物碎屑灰岩5层，夹深灰色泥岩及薄层细砂岩，灰岩中含较多蜓类、腕足类、珊瑚、海百合茎等动物化石。3）二叠系（P）①下统山西组（P1S）：与下伏太原组整合接触。底界以太原组L1灰岩之顶为界，上界至铝质泥岩下骆驼钵砂岩之底，厚66.85～108.11m，平均87.76m。由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成，含10、11两个煤层（组）。②下统下石盒子组（P1X）：与下伏山西组整合接触。下界为骆驼钵砂岩之底，上界至3煤组下K3砂岩之底，厚246.73～255.31m，平均250.04m。由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。本组为主要含煤段，含4、5、6、8等四个煤层（组），其中8煤层（组）为主要可采煤层（组）。③上统上石盒子组（P2S）：与下伏下石盒子组整合接触。下界从K3砂岩之底，上界至平顶山砂岩之底，厚约642m。由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成，泥岩、粉砂岩颜色变杂，紫色和绿色增多。含1、2、3三个煤层（组），其中32煤层为局部可采煤层。④上统石千峰组（P2h）：与下伏上石盒子组整合接触，揭露厚度>310m。下段厚约80m，为灰白色粗粒石英砂岩夹砖红色细砂岩、粉砂岩薄层，石英含量可达85～90%，含长石及重矿物，接触式、基底式胶结，填隙物以硅质为主，泥、钙质次之，局部可见泥岩角砾，厚层状，层理不发育；上段以砖红色粉砂岩为主，夹细砂岩薄层，镜下鉴定石英含量可达75～85%，长石含量为10%左右，含有重矿物，基底式、接触式胶结，填隙物以钙质为主，泥质次之，常见钙质结核，平行层理发育，层面含白云母片。4）上第三系①中新统：与下伏二叠系呈不整合接触。厚111.20～147.80m，平均133.50m。一般可分为三段：下段为残坡积相沉积，岩性较杂，厚0～11.35m，一般为3～4m，由深黄、灰白、灰绿及棕红色砂砾、砾石、粘土砾石、粘土质砂及钙质粘土组成，多呈半固结状；中段厚度一般为10m左右，为湖相沉积，岩性为灰绿色粘土、半固结及固结状灰白色泥灰岩及钙质粘土，泥灰岩坚硬有溶蚀现象，具溶孔或小溶洞；上段厚度一般为110m左右，为湖相沉积，由灰绿、灰白、灰黄色厚层粘土及砂质粘土间夹5～8层细砂或粘土质砂组成，粘土单层厚度大，分布稳定，质纯致密，具静压滑面。②上新统：与下伏中新统呈整合接触，为河湖相沉积物，分为上中下三段：下段由棕黄、灰绿、灰白色中细砂及粉砂、粘土质砂间夹3～6层砂质粘土及粘土组成，厚度一般为55m左右；中段厚度为95m左右，由棕黄及浅黄色中细砂和粉砂间夹3～5层粘土或砂质粘土组成，砂层单层厚度大，结构松散，局部夹1～3层薄层呈透镜状分布的砂岩（盘），钙泥质胶结，岩性坚硬；上段由灰绿、浅黄、棕黄色粘土及砂质粘土夹2～3层细砂及粘土质砂组成，厚度为32m左右，顶部富含钙质及铁锰质结核组成古土壤层，相当于沉积间断古剥蚀面，是第三系与第四系地层的分界线。5）第四系该地层假整合于上第三系之上，厚83～99m，一般为91m左右。地层产状及褶曲本区褶曲不甚发育，仅存在一些宽缓的波状起伏，具体表现为：F2断层以东，地层走向近南北，倾角变化范围为15°～34°，一般在24°左右。F2断层以西，地层倾角则相对较为平缓，但沿走向有一定的变化，具体表现为：第2勘探线以北，地层走向近南北，倾角变化不大一般在20°左右；自第2勘探线以南至第5勘探线以北，地层走向近南北，倾角逐渐由20°变为14°左右，一般为15°左右；由F1、F2、F3所包围块段内，地层走向近南北，倾角平缓，为16°；F3断层以南－550m水平以深，地层倾角由13°逐渐变为28°左右，一般在23°左右，致使南部水平宽度减小，地层走向也逐步拐向东南方向。断层根据《涡北井田勘探（精查）地质报告》，全区共发现断层7条，均为正断层，其中刘楼断层、F4、F4-1属于井田边界断层。区内F2与F1、F3两条断层正交，落差依次为65～250m，90～310m和20～150m，将井田分割成6个块段，为井田内主要构造，次生断层较发育。此外，精查地质报告中提出，井田内尚有46个地震解释小于10m的孤立断点。

图1.2 地质综合柱状图

矿井主要断层特征及控制程度见表1.1。井田构造示意见图1.3。表1.1 矿井主要断层特征及控制程度表断层名称性质落差（m）断层产状走向长度（m）查明程度走向倾向倾角（°）F1正90～310NEENNW40～70>3700查明F1-1正0～100NEENNW40～702200查明F2正65～250SNE30～75>6000查明F3正20～150EWN702200查明F4正>280NESE70>2300查明F4-1正>270NNESEE50>900查明图1.3 井田构造示意岩浆岩区内岩浆活动不甚强烈，仅在井田边缘两个钻孔（61孔和127孔）见到。根据已有资料分析，岩浆岩侵入属燕山期，对井田内煤层、煤质产生影响的可能性较小。井田水文地质特征新生界松散层含、隔水层（组）井田内松散层厚度受古地形所控制，总体趋势是自东向西逐渐增厚，两极厚度为378.80～445.40m，平均404.28m。按其岩性组合及区域资料对比，自上而下新生界松散层可划分为四个含水层（组）和三个隔水层（组）。①第一含水层（组）②第一隔水层（组）底板深度在45.60～52.60m，平均48.35m。隔水层厚6.40～13.50m，平均10.10m。由浅黄色及浅棕黄色粘土及砂质粘土夹1～3层粉细砂及粘土质砂组成，富含钙质结核及铁锰结核。分布稳定，隔水性能较好。③第二含水层（组）底板深度在86.30～97.10m，平均91.39m。含水层厚12.00～28.50m，平均20.50m。由浅黄色细砂、粉砂及粘土质砂夹5～8层砂质粘土或粘土组成。水位标高24.46～28.01m，q=0.099～0.564L/s·m，富水性弱～中等。矿化度0.830～1.51g/L，水质类型为HCO3－·K＋·Na·Mg型和SO4·HCO3·Cl－·K＋·Na型。④第二隔水层（组）底板深度在116.40～142.30m，平均121.48m。隔水层厚12.80～46.50m，平均22.70m。由棕黄、灰黄及棕红色砂质粘土及粘土夹1～3层细砂及粘土质砂组成。分布稳定，隔水性能好。⑤第三含水层（组）底板深度在260.20～297.60m，平均269.70m。含水层厚69.50～124.10m，平均100.60m。由深黄、棕黄、棕红、灰白色中砂、细砂、粉砂及粘土质砂夹5～8层粘土或砂质粘土组成。顶板一般夹有1～2层细砂岩（盘），在195～225m有1～2层厚粘土把该含水层组分为上下两段：上段砂层较厚，一般大于50m，含水较丰富；下段砂层较上段薄，一般为20～40m，砂层泥质含量高，含水性较上部差。上段水位标高14.56～22.31m，q=0.491～0.8901L/s·m，富水性中等，矿化度为0.791～1.245g/L，水质类型为HCO3·Cl－·K＋·Na型和HCO3·Cl·SO4－·K+·Na型，经矿泉水指标测试，本层水中锶、碘、偏硅酸达到饮用天然矿泉水标准；下段水位标高22.61m，q=0.232L/s·m，矿化度为1.245g/L，水质属HCO3－·K+·Na型，矿化度、氟含量及色度第多项指标超过饮用水标准，不宜饮用。⑥第三隔水层（组）底板深度在374.80～442.20m，平均403.23m。隔水层厚59.90～125.90m，平均93.90m。由灰绿、棕红、灰白色粘土、砂质粘土及钙质粘土夹4～10层粉细砂及粘土质砂组成。底部在6～12线之间有泥灰岩分布，泥灰岩厚1.40～32.30m，平均10.59m。该层（组）为井田内重要隔水层（组），使其上部的地表水及一、二、三含地下水与下部四含及煤系砂岩裂隙水无直接水力联系。⑦第四含水层（组）该含水层（组）直接覆盖在煤系地层之上，其厚度变化主要受古地形控制。含水层厚0～11.35m，平均3.43m。岩性较复杂，多为半固结及固结状砾石及粘土质砂组成。分布极不稳定，只在4线和10线局部地段呈透镜状分布。水位标高33.312m，q=0.0327L/s·m，富水性弱。矿化度3.16g/L，水质类型为Cl·SO4－·K+·Na型。基岩含、隔水层（段）①1～2煤组隔水层（段）主要由泥岩、粉砂岩及1～4层薄层状砂岩组成。隔水层厚50～80m。岩性致密完整，裂隙不发育，钻探揭露仅在48孔的2煤组上中砂岩处发生漏水，漏水孔率占3%，隔水性能较好。②3煤上下砂岩裂隙含水层（段）由中、细粒砂岩夹少量泥岩及粉砂岩组成。含水层厚5.00～28.50m，平均17.25m。砂岩裂隙程度发育不均一，钻探揭露仅在46孔发生漏水，漏水孔率占2.6%，富水性弱。③4～5煤组隔水层（段）主要由灰色泥岩、粉砂岩、煤层及2～4层细粒砂岩组成。隔水层厚30～80m，一般为60m。岩性致密，裂隙不发育，钻探揭露仅在12孔4煤组下砂岩漏水，漏水孔率占2%，隔水性能好。④6煤组顶板砂岩裂隙含水层（段）由中、细粒砂岩夹泥岩及粉砂岩组成。含水层厚3.50～21.00m，平均9.95m。一般裂隙不发育，钻探揭露无漏水现象。⑤8煤组顶、底板砂岩裂隙含水层（段）岩性以浅灰色中细粒砂岩为主，夹泥岩和粉砂岩。含水层厚3.50～40.00m，平均21.43m。裂隙不甚发育，钻探揭露无漏水现象。水位标高27.675～33.564m，q=0.008～0.0065L/s·m。矿化度0.537～3.365g/L，水质类型为HCO3－·K+·Na·Ca·Mg、Cl·SO4－·K+·Na型。该含水层段水质差，补给水源有限，径流条件差，富水性弱，以储存量为主。⑥8煤组下隔水层（段）岩性以铝质泥岩、泥岩和粉砂岩为主，夹少量砂岩。隔水层厚17.26～66.41m，一般为30m左右。裂隙不发育，钻孔揭露无漏水现象，隔水性能较好。⑦10～11煤间砂岩裂隙含水层（段）主要由中、细粒砂岩和砂泥岩互层夹少量泥岩和粉砂岩组成。含水层厚17.40～53.96m，平均32.77m，裂隙一般不发育，富水性弱，钻孔揭露无漏水现象。⑧11煤下隔水层（段）岩性以泥岩及粉砂岩为主。隔水层厚7.63～19.77m，平均14.49m。岩性致密完整，钻孔揭露无漏水现象，能起一定隔水作用。⑨太原组石灰岩岩溶裂隙含水层（段）据本井田61孔资料，太原组由灰岩、泥岩、粉砂岩、砂岩和煤层组成。厚度127.70m，含灰岩7层，厚度52.60m，占组厚41.2%。其中L3、L4、L12层灰岩单层厚度大且分布稳定，为主要含水层段。L1上距112煤平均间距为14.49m，是开采112煤层时底板进水直接充水含水层（段）。灰岩岩溶裂隙发育不均一，一般浅部较发育，向深部逐渐减弱。个别孔（44孔）有漏水现象，漏水孔率占2.4%。水位标高27.17～34.599m，q=0.0286～0.287L/s·m，富水性弱～中等，水质类型为Cl·SO4－·K+·Na型和SO4·HCO3－·K+·Na·Mg型。⑩本溪组隔水层（段）岩性以钙质、铝质和铁铝质泥岩为主，夹2～3层薄层状灰岩。隔水层厚36.72m。岩性致密完整，钻探揭露无漏水现象，具有一定的隔水作用。除上述部分之外，奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层（段）主要由深灰色略带肉红色的白云质灰岩组成。仅有61孔揭露10.76m，裂隙较发育，据区域水文地质资料，该层段在浅部裂隙岩溶发育，富水性强。但由于远离煤系地层，对矿床开采一般无影响。断层的富水性及导水性本井田已查出7条断层，均为正断层。断层破碎带岩性较混杂，以泥岩、粉砂岩为主，砂岩少量，挤压揉皱现象严重，但钻探揭露时均未发生漏水。断层的富水性弱，导水性差。各含水层间的补给、排泄条件及其水力联系①第一含水层（组）地下水该层（组）上部属潜水，下部为弱承压水，两者水力联系密切。其主要补给来源是大气降水（通常7、8月为主要补给期），另外还有人为蓄水渗入，灌溉水回渗，地下水侧向径流等途径，但水量较少。水位动态为渗入蒸发型，水位年变幅2.1m，主要排泄途径以垂直排泄为主，人工开采和蒸发次之。在涡河两岸，河水与一含地下水有密切的水力联系，表现为汛期涡河水补给一含地下水，平、枯水期一含地下水补给涡河。②新生界第二、三含水层（组）地下水第二、三含水层（组）均属多层结构的承压含水层（组），以区域层间径流补给为主，其次是在第一隔水层（组）局部变薄地段，隔水层具有弱透水性，会构成一含和二含间的越流补给。三含水作为城市供水水源，使其水位持续下降，亦证明该含水层补给条件差。③新生界第四含水层（组）地下水由于上部有隔水性良好的第三隔水层（组）存在，第四含水层（组）与上部地表水及一、二、三含地下水无直接水力联系。由于第四含水层（组）不发育，含水层厚度薄，分布范围小，仅在局部地段直接覆盖在煤系地层和太原组及奥陶系石灰岩之上，“四含”水不仅与煤系砂岩水有一定水力联系，而且还是沟通基岩各含水层地下水的通道。④二迭系主采煤层（组）砂岩裂隙含水层（段）地下水本井田煤系岩层致密，砂岩裂隙不甚发育，渗透性弱，砂岩各层间均有泥岩相隔，除因导水张性断层沟通外，一般为独立含水层。主要受区域层间径流补给。浅部露头带接受上覆新生界松散层第四含水层（组）地下水缓慢入渗补给。其补给条件差，补给源有限，富水性弱，属于以静储量为主的承压含水层。⑤太原组和奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层（段）地下水均属承压水，主要通过层间径流补给以及浅部露头带接受上覆新生界松散层第四含水层（组）补给，若受断裂影响可能和煤系地层发生水力联系。水文地质类型在自然条件下，新生界松散层底部泥灰岩及四含水通过煤系基岩风化带垂直入渗进入矿坑，成为矿床主要间接充水含水层。开采32～82煤层属裂隙充水矿床，水文地质条件简单；开采112煤层属底板进水岩溶充水矿床，水文地质条件中等。故本井田应属以裂隙充水矿床为主，底板进水岩溶充水矿床为辅，水文地质条件简单～中等。矿井涌水量预计根据精查地质报告，本矿井新生界松散层底部泥灰岩及四含水涌水量为71.76m3/h；主采煤层顶、底板砂岩裂隙水涌水量为275.35m3/h；太原组石灰岩岩溶裂隙水可能突水量为495.96m3/h。地质报告特别提出，淮北各生产矿井虽然均留设了一定的防水或防砂煤柱，但松散层底部含水层水仍然渗入矿坑，引起四含水位大幅度下降。因此矿井正常涌水量应包括松散层底部泥灰岩及四含水涌水量。①矿井正常涌水量矿井正常涌水量包括新生界松散层底部泥灰岩及四含水涌水量、主采煤层顶底板砂岩裂隙水涌水量，即71.76＋275.35＝347.11m3/h。考虑井筒淋水及消防洒水、黄泥灌浆等生产工艺中增加的水量，确定矿井正常涌水量为420m3/h。②矿井最大涌水量矿井最大涌水量包括新生界松散层底部泥灰岩及四含水涌水量、主采煤层顶底板砂岩裂隙水涌水量，再加上太原组石灰岩岩溶裂隙水可能突水量（由于距主采的8煤组较远，对其开采无影响；主要考虑其对112煤层开采的影响），即71.76＋275.35＋495.96＝843.07m3/h。考虑井筒淋水及消防洒水、黄泥灌浆等生产工艺中增加的水量，设计确定矿井最大涌水量为860m3/h。井田勘探程度本井田勘探经历了找煤、普查、详查、精查四个阶段，勘探面积约19.2km2。勘探采用了高分辨率数字地震技术与钻探、数字测井相结合的综合方法，共施工模拟地震测线62条，测长200.0km，物理点8765个；施工数字地震测线67条，测长189.54km，物理点3905个；施工地质钻探钻孔95个，工程量66207.39m，平均4.95个／km2；抽水6次；采取煤芯煤样73个，瓦斯样28个，岩石力学样461个，其它样品315个。可行性研究设计阶段，进行了井筒检查孔（3个）的施工，提交了井筒检查孔地质水文报告。通过上述地质勘探工作，对井田可采煤层构造形态及主要褶曲、断裂、煤层厚度、储量、煤质、水文地质条件及其它开采地质条件已查明或基本查明。因此本井田地质勘探程度较高，高级储量比例大，勘探工程质量较好，分析准确、资料齐全。井田精查地质报告经中国煤田地质总局批准，国土资源部矿产咨源储量评审中心给予认定，基本可以满足矿井设计、生产建设建要。1.3煤层特征煤层埋藏条件煤层本井田主要含煤地层为二叠系，其中山西组与上、下石盒子组为主要含煤层段。井田二叠系总厚约990m，含煤20～30余层，煤层总厚约20～26m：上石盒子组下部含1、2、3等三个煤层（组）；下石盒子组含4、5、6、8等四个煤层（组），为主要含煤段；山西组下部含10、11两个煤层（组）。全井田可采或局部可采的有32、62、63、81、82、112煤层，总厚度14.10m，占煤层总厚的61%。其中81、82为主采煤层，总厚度平均11m，占可采煤层总厚的78%；其它为不稳定的局部可采煤层。本设计只考虑81、82煤层的开采。（1）32煤层厚0.22～1.75m，平均0.88m，可采指数58%。结构简单，部分见煤点具一层夹矸，夹矸为炭质泥岩或泥岩。（2）62煤层上距32煤层平均211.25m。厚0～1.66m，平均0.58m，可采指数30%。结构简单，少数见煤点具一层夹矸，夹矸为炭质泥岩。（3）63煤层上距62煤层0.92～8.96m，平均3.58m。煤层厚0～1.21m，平均0.53m，可采指数24%。结构简单，少量见煤点具一层夹矸，夹矸为炭质泥岩。（4）81煤层上距63煤层平均29.01m。厚3.58～6.35m，平均5.50m，可采指数100%。结构简单，1/3见煤点具一层夹矸，夹矸为炭质泥岩或泥岩。（5）82煤层上距81煤层10.57～19.77m，平均15m。厚3.46～6.32m，平均5.50m，可采指数100%。结构较简单，1/2见煤点具1～2层夹矸，夹矸为炭质泥岩或泥岩。（6）112煤层上距82煤层平均103.03m，煤厚0～1.58m，平均0.74m，可采指数41%。结构简单，少量见煤点具一层夹矸，夹矸为泥岩或炭质泥岩。可采及局部可采煤层特征见表1.2。表1.2 可采及局部可采煤层特征表煤层厚度（m）间距（m）煤层结构稳定性Max～minaverage矸石层数结构320.22～1.750.88211.250～1简单不稳定620～1.660.580～1简单不稳定3.58630～1.210.530～1简单不稳定29.01813.58～6.355.500～1简单较稳定15.00823.46～6.325.500～2较简单较稳定103.031120～1.580.740～1简单不稳定煤质本井田可采、局部可采煤层中，除32、63、112煤层伴有FM（肥煤）外，其余均为我国稀缺的优质JM（焦煤）。其中，81煤为特低硫，低磷，特低氯，一级含砷，强粘结性，中等挥发分，高热值煤；82煤层低硫分，特低磷，特低氯，一级含砷，强粘结性煤。各煤层物理性质和煤岩特征见表1.3。各煤层视密度见表1.4。各煤层有害组分统计见表1.5。各煤层元素分析统计见表1.6。表1.3 各煤层物理性质和煤岩特征一览表煤层颜色构造光泽煤岩组分煤岩类型煤类分级81黑色块状为主，粒状粉末状次之玻璃光泽亮煤、镜煤为主，少量暗煤半亮～光亮型JM(31)高热值煤82黑色块状为主，粒状粉末状次之玻璃光泽亮煤、镜煤为主，少量暗煤半亮～光亮型PS(1)JM(32)高热值煤表1.4 各煤层视密度ARD一览表煤层煤类平均灰分实测平均值回归计算值实测回归差值报告采用值32FM22.111.411.42-0.011.4262JM27.181.451.46-0.011.4663JM26.301.481.450.031.4581JM19.181.401.400.001.4082JM20.491.411.400.011.40112JM20.021.421.400.021.40表1.5 有害组分统计表水分Mad(%)灰分A.d(%)全硫St.d(%)磷P.d(%)氯Cl.d(%)As2O3.d(ppm)氟Fd(ppm)原煤原煤浮煤原煤原煤原煤原煤原煤320.88(16)22.11(16)9.13(16)0.64(16)0.006(10)0.072(5)1.23(4)28.20(1)621.22(10)27.18(10)9.14(10)0.47(8)0.011(8)0.026(7)2.08(7)630.83(4)26.30(4)10.81(4)0.55(4)0.009(3)0.045(2)1.96(2)140.40(2)811.05(31)19.18(31)8.86(31)0.48(28)0.014(25)0.047(15)2.267(15)90.93(5)820.94(33)20.49(33)9.24(33)0.51(33)0.008(26)0.048(16)2.55(16)76.18(3)1121.00(8)20.02(8)7.75(8)2.73(8)0.014(7)0.043(3)10.33(3)表1.6 元素分析统计表煤层C.dafH.dafN.daf(O+S).dafO.daf原子比FCO/CH/C3288.97(12)5.23(12)1.35(12)4.45(12)3.69(12)0.0310.70155.66288.99(6)5.24(6)1.30(5)4.47(5)3.82(6)0.0320.70254.16388.79(4)5.17(4)1.35(4)4.69(4)4.18(4)0.0350.69454.38189.57(26)5.01(26)1.53(26)3.89(26)3.40(26)0.0280.66761.68289.72(27)4.98(27)1.46(27)3.84(27)3.25(27)0.0270.6260.911289.97(6)4.95(6)1.46(6)3.62(6)1.97(6)0.0160.65661.9煤层层理、节理地质报告未对煤层的层理及节理发育情况进行描述。根据煤样实验室测定资料，32煤孔隙率为7.19%～18.87%；62煤孔隙率为11.97%～12.58%；63煤孔隙率为12.03%～12.33%；81煤孔隙率为7.86%～8.45%，82煤孔隙率为4.86%～10.27%；112煤孔隙率为5.63%。可以推测62、63、81、82煤层内生裂隙发育，32、112煤层内生裂隙较发育。煤层围岩性质各可采、局部可采煤层顶、底板岩性分述如下：32煤层顶、底板以泥岩为主，并有少量粉砂岩和细砂岩；62煤层顶、底板以泥岩为主，并有少量粉砂岩。63煤层顶板以泥岩为主，底板一般为泥岩，并有少量粉砂岩或细砂岩；112煤层顶板以泥岩为主，粉砂岩次之，底板一般为粉砂岩。81煤层顶板以泥岩为主，粉砂岩、细砂岩次之（粉砂岩、细砂岩下常发育泥岩伪顶），底板一般为泥岩；82煤层顶板以泥岩为主，并有少量粉砂岩，底板一般为泥岩。主采煤层（组）顶、底板岩石物理力学性质见表1.7。表1.7 主采煤层顶、底板岩石物理力学性质表煤层顶底板岩石名称抗压强度(Mpa)抗拉强度(Mpa)弹性模量(×105)Mpa泊松比平均变异范围平均变异范围8顶底根据直接顶岩石单轴抗压强度、直接顶厚度与采高比值可推测，8煤组由于直接顶较厚，81煤层直接顶厚度平均为3.7m，82煤层直接顶平均厚度为2.5m。回采煤层后冒落岩石基本能填满采空空间，老顶发生周期性来压表现地不甚强烈。按煤炭部试用煤层顶、底板工程地质分类方案（建议），可将本井田煤层顶板分为2类，底板分为Ⅲ类。煤的特征瓦斯根据矿井精查地质报告提供的资料，32、81、82煤层最大甲烷含量分别为6.85、6.96和8.84ml/g·daf，平均含量依次是2.58、2.55、2.47ml/g·daf，属贫甲烷范畴。地质报告未对各煤层的煤与瓦斯突出危险性作出评价。但根据分源预测法预算结果：回采工作面绝对瓦斯涌出量分别为8.43m3/min、10.00m3/min，相对瓦斯涌出量分别为4.55m3/t、10.80m3/t；矿井相对瓦斯涌出量为15.98m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量为47.46m煤尘及粉尘各煤层煤尘燃烧时均有一定长度的火焰，最大火焰长度（32煤）可达250mm，一般需通入25～95%的岩粉方能抑制发火。因此，各煤层煤尘均存在爆炸危险性。各煤层煤尘爆炸性试验成果统计见表1.8。表1.8 煤尘爆炸性试验成果统计表煤层样点数挥发分Vdaaf(%)火焰长度(mm)岩粉量（%）结论32525.35～30.61有火～25020～80有爆炸危险81621.28～24.18有火～9545～>95有爆炸危险82721.15～24.59有火～10055～>95有爆炸危险根据淮北矿业集团公司卫生防疫站粉尘检验报告，粉尘分散度如下：2um以下为46.5～60.5%；2um～5um为28.5～45%；5um～10um为5～10%；10um以上为1～5.5%。粉尘中游离SiO2含量：煤巷为0.25～1.47%，岩巷为7.37～12.05%。煤的自燃倾向以还原样与氧化样着火点温度之差ΔT1-3评价煤的自然发火倾向。各煤层自燃发火倾向性试验成果统计见表1.9。表1.9 自燃发火倾向性试验成果统计表煤层煤类样点数原样（℃）ΔT1-3（℃）自燃倾向等级(点)结论ⅠⅡⅢⅣ32FM4362～38010～2613不自燃62JM6346～3748～2824不易自燃～不自燃81JM15342～3914～391239很易自燃～不自燃82JM14353～3896～49419易自燃～不自燃112JM5349～39016～41212易自燃～不自燃地温本区恒温带深度为30m，恒温带温度为17.1℃，地温梯度为1.88～3.33℃/百米，平均为2.75℃/百米，增温率为36.4m/℃，属地温正常区。各煤层底板温度与深度关系表1.10 煤层底板温度与深度关系表煤层回归方程点数相关系数32T=20.2703+0.0214H200.960662T=17.6150+0.0263H110.900381T=18.6425+0.0248H110.925682T=17.3904+0.0265H120.9446112T=14.6789+0.0310H100.9643地压地质报告未对本矿井发生冲击地压的可能性进行评价。据淮北生产矿井资料，地压较大，显现明显，采掘巷道均出现有不同程度的变形，经常出现“前掘后修、边掘边修”、片帮和底鼓等现象。本矿煤层埋藏较深，预计存在地压问题，今后生产过程中要加强地压的监测和研究工作。1.3.4其他有益矿产根据实验检测结果：煤中微量元素种类繁多，但无明显富集带，未发现达到最低工业品位的微量元素。在煤层及其夹矸、伪顶底中，镓、锗含量都达不到一般工业品位要求，无工业利用价值。当煤层的夹矸或伪顶、底为炭质泥岩时，其干燥基弹筒发热量平均值大多大于10JM/kg，具有一定的可燃性，可作为低热值燃料使用。另外，位于下石盒子组底部分界砂岩之上，上距82煤层底板12～20m的铝制泥岩（硬质高岭土），在本矿内普遍发育，厚度2～10m，层位稳定，是地层和煤层对比的重要标志，可用于陶瓷、造纸及耐火材料等工业生产。2井田境界和储量2.1井田境界井田范围涡北煤矿井田边界南起F4断层，北至刘楼断层；东起太原组第一层灰岩顶界面的隐伏露头线，西止于82煤层－1000m底板等高线的地表垂直投影线。开采界限井田南部边界F4断层落差大于280m、北部边界刘楼断层落差大于1000m，受该两条边界大断层切割，本井田成为独立井田。勘探范围内煤层埋深－400～－1000m，－1000m以深煤层尚未勘探。由于开采－1000m以深煤层单独建井从技术经济方面考虑不成立，其范围和储量应划属本井田，作为其接续储量。结合井田边界，开采界限确定为：开采上限以主采煤层风氧化带底界线为界；开采下限以82煤层－1000m底板等高线为界。井田尺寸结合井田开采范围与开采界限，井田实际开采尺寸：南北长度变化范围5.56～7.06km；东西宽度变化范围1.64～3.27km。根据计算机制图软件量取结果，井田开采水平面积约为15.1180km2。井田赋存状况示意图如图2.1所示。图2.1 井田赋存状况示意图2.2矿井工业储量井田勘探本矿地质勘查工作经历了预查、普查、详查、勘探四个阶段。各勘探阶段累计施工钻孔95个，工程量66207.39m。各勘查阶段钻探工程统计见表2.1。表2.1 各勘查阶段钻探工程统计表勘查阶段施工期间钻探工程量地震工程量孔数（个）工程量(m)测线长(km)物理点（个）预查1960.10～1960.111479.971967.07～1967.1021280.521978.01～1978.011714.241981.01～1982.09107429.07普查1982.09～1982.111890.691985.08～1986.0775005.3584.4442221986.06～1987.12139925.33详查1988.03～1990.091713252.15勘探1990.6～1996.124327230.07305.108448《煤、泥炭地质勘查规范》中关于资源储量钻探工程基本线距规定见表2.2。表2.2 各类别资源储量钻探工程基本线距表煤层类型煤层钻探工程基本线距（m）探明的控制的推断的预测的较稳定煤层81，82，11250010002000达不到推断的不稳定煤层32，61，621000勘探类型及钻孔、侧线分布情况：本矿井地质构造复杂程度属中等，局部中等偏复杂，煤层赋存较稳定。矿井地质构造由地震测线结合钻孔进行控制。二维地震测网第一水平为125×250m，其它水平为250×500m。煤层厚度、结构、煤质及其变化情况由钻孔控制，按较稳定型煤层选择基本勘查线距为500m。井田范围内钻孔分布均匀，平均4.95个钻孔/km2。矿井工业储量计算基础1）地质资料依据：1997年6月安徽省煤田地质局勘查研究院提交的《安徽省涡阳县涡北井田勘探（精查）地质报告》；2002年8月安徽三队提交的《涡北矿井井筒检查孔竣工报告》；2003年11月煤炭科学研究总院西安分院提交的《淮北矿业集团有限责任公司涡北煤矿三维地震勘探报告》；2006年10月西安分院提交的涡北煤矿三维地震勘探中间成果资料；矿方提供的建井过程中揭露的地质资料。2）工业指标：本矿井产煤以焦煤为主（伴有少量肥煤）。按照《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/0215-2002要求，炼焦用煤最低开采厚度为0.7m，最高灰分不得超过40%，最高硫分不得超过3%。3）厚度：夹矸的单层厚度小于0.05m时，夹矸与煤可合并计算；夹矸的单层厚度大于所规定的煤层最低可采厚度时，被夹矸所分开的煤层作为独立煤层；煤分层厚度等于或大于夹矸厚度时，上下煤分层加在一起，作为煤层的采用厚度。4）视密度：各煤层视密度按表1.4中所示取值：81、82煤层均取1.40t/m3。5）井田内主采煤层赋存较稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，本次储量计算只针对主采煤层，采用地质块段算术平均法。矿井工业储量计算地质资源储量计算 Zzi＝Si×Mi×Ri×10-6cosαi （2.1）ZziSiMi11mαiZz＝Zz＋Zz＋Zz＋Zz＋Zz＋Zz＝218.0851Mt表2.3 各块段的地质资源储量汇总表块段平均倾角Cos水平面积（m2）储量（Mt）24°37.004829°13.820424°35.436317°31.876116°19.990920°79.9566总计——218.0851工业储量计算矿井工业资源/储量：地质资源量中探明的资源量331和控制的资源量，经分类的出的经济的基础储量111b和112b、编辑经济的基础储量2M11和2M22，连同地质资源量中推断的资源量333的大部。计算公式如下： Zg＝Z111b＋Z112b＋Z2M11＋Z2M22＋Z333·k （2.2）式中：Zg——矿井工业资源/储量，Mt；Z111b——探明的资源量中经济的基础储量，Mt；Z112b——控制的资源量中经济的基础储量，Mt；Z2M11——探明的资源量中边际经济的基础储量，Mt；Z2M22——控制的资源量中边际经济的基础储量，Mt；Z333——推断的资源量，Mt；k——可信度系数，取0.7～0.9，地质构造简单、煤层赋存稳定取0.9；地质构造复杂、煤层赋存不稳定取0.7。本井田取0.8。根据井田内的钻孔布置，在矿井地质资源储量中，60%是探明的，30%是控制的，10%是推断的。矿井地质资源各级储量分类见表2.4。表2.4 矿井地质资源各级储量分类表矿井地质资源储量（Mt）218.0851探明的（60%）130.8511控制的（30%）65.4255推断的（10%）21.8085Z111b（80%）Z2M11（20%）Z112b（80%）Z2M22（20%）Z333（100%）根据公式2.2及表2.3中的数据可得：Zg＝213.7234Mt。2.3矿井可采储量安全煤柱留设原则①工业场地、井筒留设保护煤柱，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各保护煤柱按垂直断面法或垂线法留设。用岩层移动角确定工业场地、村庄保护煤柱。③维护带宽度：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》，风井场地和工业场地按建（构）筑物值20m。按新生界松散层移动角43°、煤系地层走向及倾向下山方向移动角75°、倾向上山方向移动角75°－0.7α（α为煤层倾角），圈定工业场地、风井场地保护煤柱。④所有断层每侧均取宽50m的保护煤柱。⑤井田边界保护煤柱、煤层露头防水、防砂煤柱宽度均取20m。⑥矿区内沟渠纵横，均为人工开挖的灌溉沟渠，较大的涡新河长年有水。涡河及其支流武家河为长年性河流。但由于新生界第三隔水层（组）为井田内重要隔水层（组），使其上部的地表水及一、二、三含地下水与下部四含及煤系砂岩裂隙水无直接水力联系，所以不考虑地表水系与松散含水层保水煤柱的留设。⑦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，具体指标见表2.5。本矿井设计生产能力为1.8Mt/a，工业场地面积为2.16ha，相当于216000m2，确定工业场地形状为400×540m2。表2.5 工业场地占地面积指标井型（Mt/a）占地面积指标（ha/0.1Mt）2.4及以上1.01.2～1.81.20.45～0.91.50.09～0.31.8矿井永久煤柱损失量主、副、中央风井井筒均布置在工业场地内，不再考虑其保护煤柱。由于井田范围内，表土层较厚，垂直断面法留设保护煤柱压煤量大，资源损失量大，且井田边界为荒地，购置费用较低，则决定将两翼风井布置在井田范围之外，不压煤。各类保护煤柱损失量见表2.6。工业广场保护煤柱留设示意图见图2.3。表2.6 各类保护煤柱损失量汇总表保护煤柱类型损失储量（Mt）工业场地断层井田边界与煤层露头防水防沙总计46.1002注：表中各类保护煤柱（尤其是工业场地与断层保护煤柱）均有不同程度的重叠，该部分不累计。矿井可采储量计算矿井可采储量是矿井设计的可以采出的储量，按下式计算： Zk＝（Zg－P）C （2.3）式中：Zk——矿井可采储量，Mt；P——保护工业场地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大断层等留设的永久保护煤柱损失量，Mt；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；地方小煤矿不小于0.7；本矿井取0.75。计算得：Zk＝（213.7234－46.1002）×0.75=125.7174Mt3矿井工作制度、设计生产能力及服务年限3.1矿井工作制度根据《煤炭工业矿井设计规范》的相关规定，确定矿井设计年工作日为330d，工作制度采用“四六制”，每天四班作业，三班生产，一班准备，每班工作6h。矿井每昼夜净提升时间为16h。3.2矿井设计生产能力及服务年限确定依据《煤炭工业矿井设计规范》第条规定：矿井设计生产能力应根据资源条件、开采条件、技术装备、经济效益及国家对煤炭的需求等因素，经多方案比较或系统优化后确定。矿区规模可依据以下条件确定：①资源情况：煤田地质条件简单，储量丰富，应加大矿区规模，建设大型矿井；煤田地质条件复杂，储量有限，则不能将矿区规模定得太大。②开发条件：包括矿区所处地理位置（是否靠近老矿区及大城市），交通（铁路、公路、水运），用户，供电，供水，建筑材料及劳动力来源等。条件好者，应加大开发强度和矿区规模；否则应缩小规模。③国家需求：对国家煤炭需求量（包括煤种、煤质、产量等）的预测是确定矿区规模的一个重要依据。④投资效果：投资少、工期短、生产成本低、效率高、投资回收期短的应加大矿区规模；反之则缩小规模。矿井设计生产能力涡北煤矿井田储量丰富，煤层赋存较稳定，煤层厚度大，开采条件较简单，煤质为我国稀缺的优质焦煤，交通运输便利，市场需求量大，经济效益较好，宜建大型矿井。确定涡北矿井设计生产能力为1.8Mt/a。矿井服务年限矿井服务年限必须与井型相适应。矿井可采储量Zk、设计生产能力A矿井服务年限T三者之间的关系为： T=Zk/(A·K) （3.1）式中：T——矿井服务年限，a；Zk——矿井可采储量，Mt；A——设计生产能力，1.8Mt/a；K——矿井储量备用系数，本矿井取1.3。《煤炭工业矿井设计规范》第条规定：计算矿井及第一开采水平设计服务年限时，储量备用系数宜采用1.3～1.5。结合本设计矿井的具体情况，取1.3。则矿井服务年限为，T=125.7174／（1.8×1.3）=53.73a显然，53.73a符合表3.1中规定的服务年限值的要求。表3.1 我国各类井型的矿井设计服务年限规定矿井设计生产能力（Mt/a）6.0及以上3.0～5.01.2～2.40.45～0.9矿井设计服务年限（a）70605040第一水平服务年限矿井第一水平可采储量Zk1=万第一水平服务年限T1为：T1＝5270.41/180＝29.28a符合表3.2《煤炭工业矿井设计规范》中规定的服务年限。表3.2 我国各类井型矿井第一水平设计服务年限规定矿井设计生产能力（Mt/a）6.0及以上3.0～5.01.2～2.40.45～0.9煤层倾角﹤25°35302520煤层倾角25°～45°——2015煤层倾角﹥45°——15153.2.5井型校核按矿井的实际煤层开采能力，辅助生产能力，储量条件及安全条件因素对井型进行校核：（1）煤层开采能力。井田内8号煤组81、82均为厚煤层，赋存较稳定，厚度变化不大。根据现代化矿井“一矿一井一面”的发展模式，可以布置一个综采工作