煤矿块段开采技术管理.docx
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煤矿块段开采技术管理
煤矿块段开采技术管理
一、块段管理基础
1、块段
块段是指在计算或开采矿产储量时,为便于计算或管理而适当划分的计算管理单位。
块段开采,就是煤矿企业开采活动在规划设计的块段内组织开采。
块段开采管理,即:
国土资源管理部门根据煤矿企业块段开采设计书,核准年度开采块段和开采回采率指标,监督煤矿企业在核准的开采块段内组织生产,以规范中小型煤矿企业的采煤行为。
块段开采管理,涉及矿井采掘生产计划安排、矿井储量计算统计、煤矿“三量“（开拓煤量、准备煤量、回采煤量）管理和“三率”（开采回采率、含矸率、精煤回收率）考核等方面。
划分开采块段时,应考虑矿井地质构造、矿层厚度、产状底板等自然因素和矿井总体布局、安全生产计划、“三量”平衡要求等,尽量利用勘探线、矿柱边界线、采区巷道等,按照储量块段的规定划分,然后计算块段的面积和储量,最后核算全矿井储量。
块段储量标注形式如:
上部:
级别和块段号中左:
矿层厚度（米）
中右:
可采储量（万吨）下部:
水平面积（米2）
二、块段储量
（一）储量级别
地质勘探的各个阶段获得的储量,由于查明和研究程度不同,找矿（初步普查）阶段所获得的储量为D级储量,普查（详细普查）阶段所获得的储量为C级和D级储量,详查（初步勘探）阶段所获得的储量为B+C+D级储量,精查（详细勘探）阶段获得的储量为A+B+C级储量
A级储量是经过详细勘探,用钻孔或巷道在A级储量所要求的线距内圈定的储量。
它是煤矿企业编制生产计划的依据
B级储量是经过勘探,用钻孔或巷道在B级储量所要求的线距内圈定或A级储量外推的储量。
它是矿山建设设计和投资的依据。
C级储量是对煤层用足够的钻孔在C级储量所要求的线距内圈定或B级外推的储量它是矿山建设设计和投资的依据
D级储量是根据地质调査、物探成果及有关地质资料确定,并有少量勘探工程揭露证实的储量。
它一般可作为地质勘探设计的依据,有时也可配合C级储量作为小型煤矿建设的依据
二）储量分类
在井田技术边界范围内,经地质勘探查明的符合国家能源政策规定的煤炭资源标准的储量称地质储量。
亦称生产矿井总储量。
根据目前煤矿开采技术水平和可利用程度,将地质储量分为能利用储量和暂不能利用储量
能利用储量中,可以作为设计和投资依据的那部分储量称工业储量。
工业储量包括可采储量和设计损失量两部分可采储量是指工业储量中预计可以采出的那部分储量。
储量分类系统表
工业储量可采储量
设计损失量
能利用储量A+B+C
远景储量
地质储量（A+B+C+D）D级
暂不能利用储量
（三）储量计算
储量计算应绘制储量计算图纸。
中小型煤矿一般在煤层底板等高线图上进行,对于急倾斜煤层则应在平面投影图上进行。
即先按规定的要求划出计算的块段（或几何图形）,然后对每个块段进行分别计算后汇总计算块段储量的基本公式为Q=S×H×D
式中Q计算块段的储量（万吨）;
S计算块段的斜面积（米2）;
h—计算块段煤层的平均厚度（米）;
D计算块段煤的容量（吨/米3）。
三、储量损失
（1）损失量分类
工业储量中,由于地质条件或目前开采技术水平、设计或生产管理等原因开采时丢在地下不能再利用的那部分储量称损失量。
生产矿井储量损失分设计损失和实际损失两类
设计损失:
是根据煤层赋存条件采用不同采煤方法和保证开采工作的安全条件,开采设计规定允许永远遗留在地下的那部分储量,称为合理的损失。
实际损失:
在开采过程中实际发生的损失量。
实际损失中除设计规定的合理损失之外,还有由于开采不正确引起的不合理损失,诸如违反开采顺序而造成的损失;巷道布置不合理造成的损失;采煤方法不合理造成的损失;留设煤柱超过设计规定造成的损失;厚度损失和落煤损失;井下水、火灾害造成的损失;巷道或工作面冒顶事故造成的损失;没有正当理由而放弃不采的损失。
（2）损失量统计
损失量是按照实地丈量采区和调查的方法确定的,应按月进行采出煤量和损失量的测定。
对于设计确定的永久性煤柱损失量应按规定逐年摊销,计算采区上下山煤柱、石门煤柱、边界煤柱摊销量时,应先求出该煤柱的摊销系数,再用该系数求出煤柱应摊销的损失量。
煤柱摊销系数有三种求法:
一是按储量比求摊销系数法;二是按面积求摊销系数法;三是按工作面进度求摊销系数法。
工作面进度求摊销系数法。
煤柱摊销系数计算公式:
tn=Znq/Mnq
式中tn:
媒柱摊销系数;
Zng:
第n块煤柱储量;
Mnq采区各工作面的总储量之和。
Tn=ZnS/MnS
式中ZnS第n块煤柱面积
MnS采区内工作面（包括结束、在采和未采）面积之和
tn=ZnL/Mnl
ZnL-第n块煤柱长度;
MnL采区各工作面设计走向长度之和。
采区各煤层煤柱损失量摊销计算公式
Qnx=tn×Mnqx
式中Qnx,第n块第x次应摊销的煤损失量;
tn—第n块煤柱摊销系数;
Mnqx采区各工作面当期已采部分储量之和
Qnx=tn×Mnsx×D×h
式中Qnx第n块煤柱第x次应摊销的损失量;
tn—第n块煤柱摊销系数
Mnsx采区各工作面当期已采部分面积之和;
h—煤层厚度
D煤的容重
Qnx=tu×Mmx
式中Qnx第n块煤柱第x次应摊销的损失量;
tu—第n块煤柱摊销系数
Mmx采区各工作面当期实际推进进度之和
（三）损失率计算
损失率指在工业储量中,按设计规定或实际发生的储量损失所占工业储量的比例
长壁式采煤方法采用下式计算:
损失率（%）=（损失量/采出量+损失量）×100%
=损失量/动用储量×100%
短壁式采煤方法采用下式计算：
工作面损失率（%）=工作面动用储量-改正后统计产量/动用储量×100%
采区损失率（%）=采区动用储量-改正后统计产量/采区动用储量×100%
矿井的实际煤炭损失主要表现在不合理的面积布置损失、厚度损失和落煤损失三个方面，在实践中设法减少这三个方面的损失是提高回采率的主要途径。
四“三量”管理
块段开采管理是在矿井采掘平衡前提下分块段的开采和管理。
为保证采掘平衡,必须做到“三量”平衡。
（一）开拓煤量
开拓煤量是指矿井完成开采所需的立井、副井、风井,井底车场、主要石门或采区石门,集中运输大巷和运输大巷、采区上下山及总回风巷等开拓巷道所圈定的煤量。
计算公式是:
开拓煤量=（开拓斜面积X煤的平均厚度X煤的容重-地质损失量一设计损失量一可采期内不能采出的煤量）x采区回采率
（二）准备煤量
准备煤量是指在开拓煤量范围之内,已完成的开采所必须的采区运输、回风巷、采区上下山等掘进工程圈定的范围内,根据设计的要求应该采出的煤量。
计算公式是：
准备煤量=（采区斜面积x采区煤层平均厚度×煤的容重-地质损失量-可采期内不能采出的煤量）x采区回收率
（三）回采煤量
回采煤量是在准备煤量圈定的范围内被采区上下山、工作面运输巷、材料巷和工作面切割的范围内,按设计应采出的储量。
计算公式是：
回采煤量=工作面斜面积x煤的平均厚度x煤的容重x工作面回采率
（四）“三量”可采期限
三量”的可采期是要使“三量”能满足采掘平衡这个条件。
采掘平衡是指在一个井田的定期限内,由开拓掘进构成的煤量与同时期内开采出的煤量相适应,这种平衡实际是指采、掘关系的相对稳定。
“三量”可采期限过短,容易影响生产正常衔接;“三量”可采期限过长,则会造成资金过早支出,并增加工程的维护费用。
一般情况下,中型煤矿开拓一个新的开采水平约需2-4年,准备一个采区需一年左右,准备一个回采工作面需4—6个月。
小型煤矿较合理的开拓煤量可采期为1-3年,准备煤量可采期9个月一1年,回采煤量可采期3-5个月。
二、块段开采管理
1、块段开采图件
煤矿要按“采矿制图标准”的要求,以6度带坐标绘制1:
2000或1:
5000（个别矿区范围较小也可采用1:
500或1:
1000）的基础图件。
（1）地形地质图
地形地质图综合反映井田范围内的地形、地物、地层构造、煤层和标志层的分布以及勘探工程的布置等。
它是以地形图作为底图,填图后编制而成的,一般还附有地层综合柱状图及地质剖面图。
地形地质图的主要内容有:
地形等高线、地面建筑物、河流、公路、铁路、桥梁、三角点、高压线经纬线、指北线等;全部钻孔、探槽、探井、平峒、坑巷小窑等;地层分界线、岩浆岩分布范围、地层产状、断层线、褶曲轴等;煤层、标志层及其它有益矿产露头线（或覆盖层下的分布界线）;井田边界线、勘探线及其编号;井田已有生产矿井（包括老窑）的境界线及其采掘范围;滑坡范围及最高洪水位线、图名、图签及图例等。
地形地质图是矿井设计和煤矿生产的基础图件之一,设计部门用来选择运输干线及供电线路、确定井口位置、工业广场位置建筑物位置等;生产部门用它作为编制探线剖面图、煤层底板等高线图以及井对照图等图件的基础图件。
（2）煤层底板等高线图
煤层底板等高线图是煤层底板与不同高程水平面的交线在平面上的投影。
煤层底板等高线图反映煤层的产状和构造形成及其在空间的变化情况,一般矿井特别是倾斜和缓倾斜煤层的矿井都必须编制这种图件。
煤层底板等高线图是煤矿进行开拓布置、编制生产计划设计井巷工程、安排掘进和回采的重要依据,也是总结与分析地质构造规律、布置生产勘探进行储量计算的基础图纸。
编制和修改煤层底板等高线图是一项经常性的重要工作,随着采掘工作的进展,不断地加以补充与修改以适应生产阶段的需要。
煤层底板等高线图上反反应的主要内容有：
地面河流、铁路和主要地物、经纬线、指北线、井田边界，穿过本煤层的全部钻孔及其勘探线、勘探工程点的编号及标高;现有的生产矿井、巷道、小窑及采空区范围;煤层露头线、氧化带界线、煤层分叉、尖灭线、缺失区（岩浆岩、陷落柱、古河床冲刷）边界;煤层底板等高线,并注明其标高;见煤钻孔（或巷道）、煤层小柱状,该柱状表示出煤层与夹石层的真厚,煤质主要指标（Ag、Vr、Y、S、QD）,见煤点底板标高和煤层厚度,最低可采边界及零点边线等;储量分级线、块段界线及编号、煤层平均倾角及平均厚度;构造线（断层上、下盘断煤交线）及其编号、岩浆岩分布范围及其它资料等。
（3）采掘工程平面图
采掘工程平面图一般是在煤层底板等高线图的基础上,绘制本煤层的各类生产要素。
包括:
井巷硐室,各类生产巷道,采区与回采工作面,小窑与采空区,各种煤柱界线,以及主要的地面建筑,铁路、河床等项资料。
在块段开采管理中,除中型煤矿专门制作储量计算和块段设计图外,小型煤矿的块段开采设计一般都在采掘工程平面图上进行。
即在采掘工程平面图上注记煤层储量计算数据,圈定各级储量计算块段,并注记各个时期审批的开采块段范围、面积、储量和审批、结束时间。
（4）井上下对照图
井上下对照图是反映井下采掘工程与地表的地形、地物关系的图件。
绘制的方法是:
在矿区地形地质图上,利用采掘工程测量资料绘制本煤层的各类生产要素。
主要内容包括:
地形地物、地形等高线、地表河流、水体、积水区、主要建筑物、主要道路、井口、工业广场等;煤层露头线、断层线、钻孔位置等;井下煤层开采的主要巷道位置,已采区综合投影面积,地表塌陷影响范围,目前采掘的区块和范围等。
2、块段设计和开采
（1）块段设计
煤矿企业根据矿山年度生产计划,按批准的矿山设计或矿产资源开发利用方案和“三量”平衡要求,编制年度块段开采设计书与标有开采块段管理的采掘工程平面图、井上下对照图,一并在年初复产前报县级国土资源管理部门核准。
块段设计是将煤炭生产计划分解成掘进煤量和回采煤量,再按采区规格求出掘进巷长度和回采面长度,分配到各采区,在采掘工程图上用颜色标出季度或年度开采块段,并在块段开采设计书上用坐标或统一的标定方法注记。
在实际规划块段过程中,均以实际掘进、回采工程规格进行规划,有了规划的真面积就可以在图纸上投影。
将规划真面积或掘进巷道长度向图上投影时,如果煤层是近水平煤层,可以直接投落,如果在煤层倾角较大时就不能将计算的真面积或巷道长度直接投落在图纸上,必须将真面积或长度根据倾角大小换算成图上平面面积。
图上平面面积与实际规划真面积的换算公式
S'=S*cosr
式中S'计算块段在平面图上面积;
S实际计算控制块段面积
r煤层与平面的真倾角
控制长度在平面上投影公式:
L'=L*cosr
式中L'一平面图上的长度;
L—实际计算规划的长度;
r同上。
（2）块段开采
县级国土资源管理部门核准块段开采设计后,矿山就可以组织编制本块段掘进工作面、回采工作面、操作规程和安全规程，并按要求组织采掘。
在采掘过程中,由于一些无法预见的因素,需增减一定保安煤柱的,煤矿应作好测算和记录,并向县级国土资源管理部门说明,增减了多少保安煤柱,丢失或节约了多少煤炭资源实际采出煤量多少,这样就可以确定本块段实际采出多少,实际开采回采率指标达到了多少,便于储量的统计和考核。
为了随时掌握煤矿的块段开采情况,煤矿应按月准确地将实际釆掘工程填绘在采掘工程平面图上,与县级国土资源管理部门交换,同时接受上级有关部门监督检查。
（3）产量统计
开采动用储量是指开采过程中采出部分的储量与永久煤柱已摊销的储量之和,包括采出量和损失量两部分。
对矿井的块段采出量,必须及时作准确的统计,以促进合理开采和有效保护。
a生产统计产量
采出煤量是指实际采出的煤量,即实测产量。
分析储量动态、计算损失率时,必须用实测采出量。
只有当采取特殊或落后的采煤方法,无法实际测算采出量时,才可以用统计产量代替。
即在出矿井口统计每班、每天从各采区出煤的提升车数,按矿车平均装载量获得每班、每天的产量,统计各采区的总产量。
但在用统计产量进行储量动用分析、研究时,需要对水分、灰分、含矸量进行改正。
b、采区丈量产量
生产矿井根据采掘进度情况,及时对采掘工作面进行丈量。
3、回采率考核与储量核销
（1）回采率考核
煤矿块段开采管理中,对开采回采率指标的制定和考核是一项重要的工作。
有设计的煤矿,由煤矿依据生产实际结合设计制定块段开采回采率指标;无设计的煤矿必须编制煤炭资源开发利用方案,根据批准的方案在年度块段开采设计书中确定开采回采率指标,经县级国土资源管理部门核准后,作为核定该块段开采回采率指标。
块段开采结束后,通过核销实际采出的煤量,就可以考核该块段是否达到了核定的开采回采率指标.
回采率是指在矿井的一定范围块段内,设计或实际采出煤量与该范围或块段的工业储量之比。
计算的范围可分为全矿的、采区的、回采工作面的。
回采率（%）=实际采出煤量/工业储量×100%=工业储量一实际损失量/工业储量x100%
块段开采回采率指标,中型煤矿按照厚煤层75%、中厚煤层8%、薄煤层85%的标准执行。
小型煤矿按厚煤层55%、中厚煤层65%、薄煤层75%的标准执行,最低不得低于35%。
（2）储量核销
矿山地测机构根据开采位置、范围、煤层平均厚度、开采区工业储量、实际采出量、损失量、开采回采率等实际数据,进行块段储量核销。
核销块段储量时,要对正常储量核销（采出实际数据量和设计损失量）和非正常储量注销（不合理储量损失）分别说明,特别应对非正常储量损失的原因、类型、范围、数量切实搞清,符合下列条件之一,方可报销:
（1）矿层顶底板破碎,地质、水文地质条件复杂,无法保证安全生产
（2）因自然灾害或其它原因遗留下来的无法再利用的孤立矿体块段。
（3）实际矿体的品级达不到最低工业要求的。
违反正常的开采设计而造成储量损失或无充分理由丢失矿体,按不合理损失、浪费资源处理。
3、块段管理监督
1、块段管理机构
煤矿企业应建立块段开采管理机构。
大中型煤矿企业要建立健全地质测量机构,制定矿井储量管理制度,建立矿井储量管理档案,严格按矿山设计组织块段开采。
小型煤矿企业,要设立块段开采专管人员（专管人员报县级国土局备案）,制定块段开采管理制度,建立块段开采管理档案,严格按矿山设计或矿产资源开发利用方案组织块段开采,并建立健全块段开采管理的统计、测定、计算、报表、回采率考核等制度,按规定向县级国土资源局报送。
县级国土资源局要设立专门机构负责煤矿企业块段开采监督管理工作。
2、块段设计审批
县级国土资源局根据国家煤炭工业技术政策规定和煤矿前期块段开采考核及终审情况,对煤矿呈报的块段开采设计书及相关图纸进行审核,核准年度开采块段和块段开采回采率指标,并在块段开采设计书和图件上签章确认开采残区煤炭资源的,县级国土资源局组织鉴定并报市级国土资源局确认后,可以不确定和不考核开采回采率,但必须按规定进行块段开采的申报核准和跟踪管理。
煤矿企业申请开采的块段可能造成矿产资源浪费或地面设施破坏的,由国土资源局退回块段开采申请资料限期修改后重新申请。
未经国土资源局核准,不得擅自组织采掘。
因地质或水文条件复杂、煤层破坏,开采时安全上无保障、技术上有困难和经济上不合理,确需变更开采块段的,由煤矿企业重新提出申请,经县级国土资源局现场核实后,按规定程序重新核准。
3、块段开采考核
块段开采的考核,采取企业自检与国土资源局抽检相结合的方法。
煤矿企业应在每年一月底前对本企业上年度块段开采情况进行自检。
填写煤矿块段开采考核表与核准的煤矿企业块段开采设计书、采掘工程平面图、矿产开发利用年度报告,一并于二月上句报县级国土资源局进行年度检查,核销实际动用的储量和考核实际开采回采率。
回采率考核的主要内容是回采率指标是否作为本矿重要年度计划指标,并分解到生产班组和开采块段;回采率计算数据是否可靠、计算是否正确、与统计台帐是否吻合;正常储量与非正常储量核销界线是否明确等。
县级国土资源局要建立块段开采监管制度和台账档案,认真核准和终审煤矿企业块段开采,严格块段开采的现场检查验收。
每半年至少深入井下核查一次,防止虚假报批和违规采掘行为,并对开采回采率不达核定指标的煤矿企业补征矿产资源补偿费。
每年底对各煤矿块段开采情况进行汇总,填写煤矿块段开采汇报表,报上一级国土资源局范化采掘、集约化经营,不断提高煤矿企业经济效益和资源回收率。
各级国土资源管理部门应积极引导煤矿企业因地制宜改革采煤方法,指导煤矿企业规范化开采、集约化经营、不断提高煤矿企业经济效益和资源回收率。
四、块段开采监督
煤矿企业块段开采列入年度检查的重要内容。
有下列情形之一的,由县级国土资源局按照《矿产资源开采登记管理办法》的规定,责令限期改正,可以并处1万元以下的罚款
1）未按规定申报块段开采资料的
2）未按规定核销储量和考核开采回采率的
3）擅自变更核准开采块段的
4）超越核准块段开采的;
5）不接受国土资源管理部门监督检查的
限期内仍未改正的,确定为年检不合格。
一次年检不合格,采矿许可证有效期满后不予办理采矿许可证延续登记手续。
凡三年以上达不到核定的开采回采率指标,按照《矿产资源监督管理暂行办法》规定,由县级国土资源局责令其停产整顿，限期改正，并处以相当于矿石损失50%以下的罚款;情节严重或拒不改正的报请采矿许可证颁发机关吊销《采矿许可证》。
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