采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)寶清煤礦3.0Mta新井設(shè)計(jì)【全套圖紙】
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1、I 摘 要 本設(shè)計(jì)礦井為雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)寶清煤礦3.0Mt/a新井設(shè)計(jì),共有3層可采煤 層,總厚度19.24米。煤層工業(yè)牌號為氣煤煤,設(shè)計(jì)井田的可采儲量29090Mt, 服務(wù)年限為69年, 本礦井設(shè)計(jì)采用雙立井方案開拓,單水平開采,根據(jù)地質(zhì)情況將其劃分為 3個采區(qū)和3個帶區(qū).1個工作面達(dá)產(chǎn)。采用集中大巷布置,大巷采用10噸架線式 電機(jī)車牽引5噸底卸式礦車和1.5噸固定式礦車運(yùn)輸,采煤工藝為綜合機(jī)械化采 煤工藝。 關(guān)鍵字:開拓 可采儲量 采煤方法 全套圖紙,加全套圖紙,加153893706153893706 II Shuangyashan 3,0 . / , , 19.24 . , 29090.
2、, 69, , , ,1 . , 10 1,5 , . : 目錄 目錄 .III 緒論.- 1 - 第 1 章 井田概況及地質(zhì)特征.- 2 - 1.1 井田概況 - 2 - 1.1.1 交通位置 .- 2 - 1.1.2 地形地勢 .- 2 - III 1.1.3 氣象及地震情況 .- 3 - 1.1.4 水文地質(zhì)情況 .- 3 - 1.1.5 煤田開發(fā)史 .- 3 - 1.1.6 工農(nóng)業(yè)及原料供應(yīng)狀況 .- 3 - 1.1.7 水源及電源 .- 3 - 1.21.2 地質(zhì)特征地質(zhì)特征 .- 3 - 1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)情況 .- 3 - 1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 .
3、- 5 - 1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 .- 5 - 1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征 .- 6 - 1.2.5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 .- 6 - 1.2.6 煤質(zhì)、牌號及用途 .- 8 - 1.31.3 勘探程度及可靠性勘探程度及可靠性 - 8 - 第 2 章 井田境界、儲量、服務(wù)年限.- 10 - 2.1 井田境界 .- 10 - 2.1.1 井田狀況 - 10 - 2.1.2 井田境界確定的依據(jù) - 10 - 2.1.3 井田未來發(fā)展情況 - 10 - 2.22.2 井田儲量井田儲量 .- 10 - 2.2.1 井田儲量計(jì)算 - 10 - 2.2.3 儲量計(jì)算方法 - 11 -
4、 2.2.4 儲量計(jì)算評價 - 12 - 2.3 礦井工作制度、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限 - 12 - 2.3.1 礦井工作制度 - 12 - 2.3.2 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 - 13 - 2.3.3 礦井服務(wù)年限的確定 - 13 - 第 3 章 井田開拓 - 15 - 3.1 概述 - 15 - 3.2 礦井開拓方案的選擇 .- 15 - 3.2.1 井筒形式和井筒位置 - 15 - 3.2.2 井筒的位置 - 16 - 3.2.3 開采水平的數(shù)目及高 - 18 - 3.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 .- 20 - 3.3.1 井硐形式和數(shù)目 - 20 - 3.3.2 井筒位置及坐標(biāo) - 20
5、- 3.3.3 水平數(shù)目及高度 - 21 - IV 3.3.4 石門、大巷數(shù)目及布置 - 21 - 3.3.5 井底車場的形式及選擇 - 22 - 3.3.6 煤層群的聯(lián)系 - 23 - 3.3.7 采、帶區(qū)劃分 - 23 - 3.43.4 井硐布置和施工井硐布置和施工 .- 24 - 3.4.1 井硐穿過的巖層性質(zhì)及井硐支護(hù) - 24 - 3.4.2 井硐布置及裝備 - 25 - 3.4.3 井筒延深意見 - 26 - 3.5 井底車場及硐室 .- 27 - 3.5.1 井底車場形式的確定及論證 - 27 - 3.5.2 井底車場的布置,存車線路,行車路線布置長度 - 27 - 3.5.3
6、通過能力計(jì)算 - 30 - 3.5.4 井底車場主要硐室 - 32 - 3.6 開采順序 .- 32 - 3.6.1 沿煤層走向的開采順序 - 32 - 3.6.2 沿井田傾向的開采順序 - 33 - 3.6.3 帶區(qū)接續(xù)計(jì)劃 - 33 - 第 4 章、帶區(qū)巷道布置及帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng).- 34 - 4.1 帶區(qū)概述 .- 34 - 4.1.1 帶區(qū)布置概述: - 34 - 4.1.2 設(shè)計(jì)帶區(qū)的位置、邊界,范圍及帶區(qū)煤柱 - 34 - 4.1.3 帶區(qū)的地質(zhì)和煤層情況 - 34 - 4.1.4 帶區(qū)的生產(chǎn)能力、儲量和服務(wù)年限 - 34 - 4.2 帶區(qū)巷道布置 .- 35 - 4.2.1 區(qū)段劃分
7、 - 35 - 4.2.2 帶區(qū)斜巷布置 - 36 - 4.2.3 帶區(qū)車場布置 - 36 - 4.2.4 煤倉形式、容量及支護(hù) - 38 - 4.2.5 帶區(qū)硐室簡介 - 40 - 4.2.6 回采工作面的接續(xù) - 40 - 4.3 帶區(qū)準(zhǔn)備 .- 41 - 4.3.1 帶區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序 - 41 - 4.3.2 主要巷道的斷面圖 - 42 - 第 5 章 采煤方法.- 44 - 5.15.1 采煤方法的選擇采煤方法的選擇 .- 44 - 5.1.15.1.1 采煤方法選擇的依據(jù):采煤方法選擇的依據(jù): - 44 - V 5.1.25.1.2 采煤方法選擇的要求采煤方法選擇的要求: - 44
8、 - 5.1.3 采煤方法選擇的制約因素: - 44 - 5.2.1 選擇和決定回采工作面的工藝過程及使用的機(jī)械設(shè)備 - 45 - 5.2.2 設(shè)備選型 - 46 - 5.2.3 選擇采煤工作面循環(huán)方式和勞動組織形式 - 47 - 第 6 章 井下運(yùn)輸與礦井提升.- 51 - 6.1 礦井井下運(yùn)輸 - 51 - 6.1.1 運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定 - 51 - 6.1.2 礦車的選型及數(shù)量 - 51 - 6.1.3 帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 - 53 - 6.2 礦井提升系統(tǒng) - 53 - 第 7 章 礦井通風(fēng)安全.- 55 - 7.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 .- 55 - 7.1.1 概述: -
9、55 - 7.1.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 - 55 - 7.1.3 主扇工作方式的確定 - 56 - 7.2 風(fēng)量計(jì)算與風(fēng)量分配 - 57 - 7.2.1 礦井風(fēng)量計(jì)算的規(guī)定 - 57 - 7.2.2 風(fēng)量計(jì)算 - 58 - 7.2.3 風(fēng)量分配 - 60 - 7.2.4 風(fēng)速的驗(yàn)算 - 60 - 7.2.5 風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法與措施 - 61 - 7.3 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 - 62 - 7.3.1 確定全礦最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力 - 62 - 7.3.2 礦井等積孔計(jì)算 - 66 - 7.4 通風(fēng)設(shè)備的選擇 .- 66 - 7.4.1 主扇的選擇計(jì)算 .- 66 - 7.4.2 電動機(jī)的選擇
10、 - 67 - 7.4.2 反風(fēng)措施 - 67 - 7.5 礦井安全生產(chǎn)措施 - 67 - 7.5.1 預(yù)防瓦斯及煤塵爆炸 - 67 - 7.5.2 火災(zāi)與水患的預(yù)防 - 68 - 7.5.3 其他事故的預(yù)防 - 68 - 7.5.4 避災(zāi)路線及自救規(guī)定, - 69 - 第 8 章 礦井排水.- 70 - 8.1 概述 - 70 - VI 8.1.1 礦井水來源及涌水量 - 70 - 8.1.2 對排水設(shè)備的要求 - 70 - 8.2 礦井主要排水設(shè)備 .- 71 - 8.2.1 排水方式與排水系統(tǒng)簡介 - 71 - 8.2.2 主排水設(shè)備及管路的選擇計(jì)算 - 72 - 第 9 章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指
11、標(biāo).- 76 - 總結(jié).- 78 - 參考文獻(xiàn).- 79 - 致謝辭.- 80 - 附錄 1- 81 - 附錄 2- 89 - - 44 - 緒論 我國是煤炭資源豐富,儲量和產(chǎn)量均居世界前列。近年來隨著國民經(jīng)濟(jì)的 發(fā)展和綜合國力的提高,石油、天然氣、水力、核電等其他能源有了較大的發(fā) 展,但是煤炭仍然是我國的主要能源,預(yù)計(jì)在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)這種狀況不 會有根本性改變。進(jìn)入新世紀(jì)以后,要求我國煤炭工業(yè)深化改革,盡快擺脫粗 放經(jīng)營的舊模式,步入低投入、高產(chǎn)出、高效益的良性循環(huán)軌道。煤炭工業(yè)的 發(fā)展依賴的是先進(jìn)的煤炭先進(jìn)技術(shù)。其中包括采礦工程技術(shù)。 作為一名采礦專業(yè)的學(xué)生,即將成為煤炭行業(yè)的工程技術(shù)
12、人員。在大學(xué)的 四年學(xué)習(xí)時間里,使我掌握了很多專業(yè)理論知識,為了能更好的理解和運(yùn)用這 些理論知識,借畢業(yè)設(shè)計(jì)這個機(jī)會我做了黑龍江省雙鴨山市寶清礦的新井設(shè)計(jì), 而且我在畢業(yè)實(shí)習(xí)中也收集到了很多寶清礦的資料。本設(shè)計(jì)主要是關(guān)于新礦井 的建設(shè),其中包括開拓方式、采煤工藝、支護(hù)方式、設(shè)備選型以及礦井的各個 系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)包括通風(fēng)安全方面、采煤工藝方面、巖石力學(xué)方面以及 CAD 制圖 方面的知識。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì),使我的專業(yè)知識得以進(jìn)一步完善,并且在將 來能夠很好的運(yùn)用他們打下了很好的基礎(chǔ),使我今后更好的應(yīng)用這些知識服務(wù) 與這個行業(yè)。為我國的建設(shè)進(jìn)一份微薄之力。 - 45 - 第 1 章 井田概況及地質(zhì)特征
13、 1.1 井田概況 1.1.1 交通位置 寶清礦位于雙鴨山煤田東南部,距市中心 320 千米,寶清礦交通四通八達(dá) 有礦區(qū)鐵路由雙市經(jīng)新安礦、東榮礦到達(dá)寶清礦。并有四通八達(dá)的公路從井田 邊穿過,距友誼鎮(zhèn) 160 千米,交通極為方便。 圖 11 寶清礦交通位置示意圖 1.1.2 地形地勢 寶清礦地勢平坦,標(biāo)高一般都在+-50 米左右,最高標(biāo)高+50 米。 - 46 - 1.1.3 氣象及地震情況 該區(qū)屬大陸性寒溫帶氣候,溫差變化較大,冬季最低氣溫達(dá)到零下39, 一般為零下2030。凍土帶深達(dá)2米以上。夏季最高氣溫達(dá)到38,歷史 最大降雨量為737毫米,平均降雨500毫米,每年7、8、9三個月份為降
14、雨期, 年平均降雨量在452737毫米,凍結(jié)期每年10月至翌年4月。根據(jù)中國地震裂 度區(qū)劃圖2001雙鴨山地區(qū)地震裂度小于6。 1.1.4 水文地質(zhì)情況 七星河從該區(qū)西北側(cè)流入撓力河,最后注入烏蘇里江。 1.1.5 煤田開發(fā)史 寶清礦煤田為新近開發(fā),無開發(fā)歷史。 1.1.6 工農(nóng)業(yè)及原料供應(yīng)狀況 寶清礦井田周邊有農(nóng)田和國有林地分布,可為礦區(qū)提供一部分農(nóng)產(chǎn)品及生 產(chǎn)原料。礦井建設(shè)及生產(chǎn)所需設(shè)備可由附近廠家提供。 1.1.7 水源及電源 寶清礦供水水源位于寶清礦東部,共有水源井 5 眼,井深均為 31.5 米 (1、2、3、4、5) ,其中只有三眼水井(3、4、5)正常運(yùn)行,二 眼(1、2)備用。
15、水源井取第四系砂層水,每眼水井供水量為 160 立方米/ 小時,三眼水源井 24 小時供水量為 11720 立方米。三眼水井都是取第四系砂 層水,鐵錳含量超標(biāo),人體必需的微量元素銅、鋅少。由于對水源井進(jìn)行了全 面凈化,鐵、錳指標(biāo)基本達(dá)到了國家飲用水要求標(biāo)準(zhǔn)。可以滿足寶清礦居民的 生活用水的需要。 1.21.2 地質(zhì)特征地質(zhì)特征 1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)情況 詳見圖 12,煤層綜合柱狀圖。寶清礦為全隱蔽區(qū),地層發(fā)育較簡單, 即由煤系、煤系基底以及上覆新生界第四系組成。其地層層序由老至新分述如 - 47 - 下: 1、元古界興東群大盤道組(Pt1dq):廣泛分布于煤田外圍,構(gòu)成煤系 基底,由石
16、榴石片巖、石英黑云母片巖、含磁鐵石英巖、石墨大理巖、 花崗片麻巖組成的深變質(zhì)巖類。厚度大于 7400 米。 2、中生代早白堊系上統(tǒng)雞西群:為一套陸相碎屑建造,不整合于下元古 界地層之上,根據(jù)巖性與測井曲線反應(yīng)又可分為城子河組(k1ch)和 穆棱組(k1m). 1)城子河組(k1ch):由一套陸相碎屑巖類組成。最大厚度達(dá)到 550 米, 旋迴性較明顯。含煤地層受基底起伏控制,厚度變化大,煤層發(fā)育 范圍被基底起伏所限。本組巖性多由灰白色中細(xì)砂巖、灰色粉砂巖 組成,含有少量薄層凝灰?guī)r及泥巖。 2)穆棱組(k1m):由一套陸源深水相為主的碎屑巖類組成。厚度由北 往南逐漸增厚,最大厚度達(dá) 500 米,與
17、下部城子河組(k1ch)整合 接觸。含煤及旋迴性差,不含有可采煤層,含有小于 0.5 米的煤層 35 層,巖性多以灰色粉砂巖、灰白色細(xì)砂巖及少量灰白色的粗砂 巖及薄層凝灰?guī)r、泥巖組成。 3)第三系:富錦組(Nf) ,以細(xì)、中粗粒泥質(zhì)膠結(jié)的砂巖為主,夾黃綠 色粉砂巖,呈半膠結(jié)狀。下部礫巖層與城子河組地層為不整合接觸, 其上被第四系地層所覆蓋。 4)第四系:廣泛分布于礦區(qū)范圍內(nèi),主要由沖積、洪積碎屑物組成,多 由粘土、亞粘土及砂層組成。粘土為弱含水或不含水,具有良好的 隔水性能。 - 48 - 序號 斷層 序號 斷層 性質(zhì) 斷層的產(chǎn)狀 走向(度) 傾向 傾角(度) 落差 (米) 可靠 程度 F1
18、F2 F8 1 2 正 逆 逆 NESE75 40米 可靠 NENW 40 12米 可靠 NENW 40 10米 可靠3 1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造主要有褶皺、斷裂。斷裂為主、褶皺次之。井田南部、東部 局部有向斜構(gòu)造,井田范圍內(nèi)主要有三條斷層,敘述如下: 表 1-1 寶清礦井田斷層統(tǒng)計(jì)一覽表 1)F1正斷層:位于井田南部邊緣。斷層走向?yàn)楸睎| 80,傾向南南東,傾角 75。本區(qū)內(nèi)延長約 2.1km,斷層落差 15240m,為井田南部臨 近邊界的主要斷裂構(gòu)造。 2)F2逆斷層:位于井田東南部,根據(jù)礦井地質(zhì)資料,在該礦 4-1 號煤 14304 巷東部北側(cè)及其東側(cè) 40
19、3 巷道中均見 4-1 號煤斷失,上盤砂 巖由北向南推覆于 4-1 號煤層之上,斷面清楚,實(shí)測走向北 東 80,向北北西傾斜,傾角 40,落差 1215m。 3)F8逆斷層:位于井田南部邊緣,F(xiàn)2 逆斷層南側(cè),斷層走向北東,傾向北西。 推定斷層傾角 40,落差約 10m。為層間逆斷層,向上至下 石盒子地層逐漸消失。 1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 煤層傾角在 4 6 ,平均 5,詳見煤層賦存特征表。 - 49 - 地層 系統(tǒng) 代 紀(jì) 中 生 代 MZ 白 堊 紀(jì) K 柱狀圖 煤 層 號 煤 厚 (m) 地 層 (m) 巖性描述 10 3.24 細(xì)粒砂巖 砂巖 中砂巖 粗砂巖 粉砂巖 氣
20、煤 中砂巖 粉砂巖 細(xì)砂巖 粉砂巖 炭質(zhì)泥巖 粗砂巖 8.1 3.2 1.7 3.5 4.3 2.4 1.8 4.0 8.1 9 2.1 12.92氣煤 2.6 3.08氣煤11 9.2 圖 1-2 煤層綜合柱狀圖 1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征 煤層頂?shù)装宓暮穸纫话愣即笥?2m,多為砂巖。 1.2.5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 本井田水文地質(zhì)類型為中等,其劃分的主要依據(jù)為: 1、受采掘破壞或影響的含水層:礦井充水主要含水層是煤系裂隙含水層, 含水較豐富,單位涌水量為 1.317 升/秒米,且以靜儲量為主???隙裂隙、含水層補(bǔ)給一般,只是含水層之間的相互補(bǔ)給。據(jù)此水文地 - 50 - 質(zhì)類型符合中等
21、。 2、地質(zhì)報(bào)告對礦井涌水量未做詳細(xì)預(yù)測,根據(jù)礦井含水系數(shù),考慮到改 擴(kuò)建后長壁開采對頂板的大規(guī)模破壞,參照礦井實(shí)際情況,暫推測礦 井正常涌水量為 70m3/h,最大涌水量為 100m3/h,必要時有關(guān)部門需 進(jìn)一步做這方面的工作。 3、開采受水害影響程度:采掘工程在一定程度上受水害影響,但因資料 較清楚,不威脅礦井安全,從這一條看符合水文地質(zhì)條件中等。 4、防治水工作難易程度:礦井防治水工作較簡單,主要是進(jìn)行水文補(bǔ)勘, 查清第三、四系厚度及水位動態(tài),以合理確定回采上限和采掘針對性 的防治水措施,及時查清巷道和空區(qū)積水,及時探放。 綜上所述,根據(jù)礦井水文地質(zhì)規(guī)程第 4 條分類原則,確定該礦井水
22、文 地質(zhì)類型為中等偏復(fù)雜。 表 1-2 煤層特征表 煤層間距 夾矸 數(shù)目 變異 系數(shù) 頂板 巖性 底板 巖性 9# 12.92 3.24 3.08 3.954.65 00.54 0.78 0.52 穩(wěn)定 可靠 4.3 10# 11# 2.873.29 1.992.49 3.5 2.184.82 粉砂巖 中砂巖 中砂巖 粉砂巖 細(xì)砂巖 炭質(zhì) 泥巖 13.514.44 最小最大 平均(m) 0 0 穩(wěn)定 可靠 穩(wěn)定 可靠 穩(wěn)定 可靠 細(xì)砂巖 中砂巖 粗砂巖 粉砂巖 煤層 號 最小最大 平均(m) 煤層厚度 表 1-3 巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)表 - 51 - 巖石 類型 顆粒密度 (g/cm3) 塊體密
23、度 (g/cm3) 空隙率 n(%) 吸水率 (%) 軟化系數(shù) KR 砂巖 2.60-2.752.20-2.711.6-28.00.2-9.00.65-0.97 炭質(zhì) 泥巖 2.70-2.802.10-2.701.0-10.00.5-3.00.44-0.54 1.2.6 煤質(zhì)、牌號及用途 9 號煤層為中灰,中硫,低磷煤,經(jīng)過洗選后成為特低磷煤,牌號為 QM, 可作為煉焦、動力、民用及化工用煤。 10 號煤層為富灰,中硫,低磷煤。洗選后為特低磷煤,牌號為 QM,可作 為煉焦、動力、民用及化工用煤。 11 號煤層為富灰,中硫,特低磷煤,牌號為 QM,可作為煉焦、動力、民 用及化工用煤。 1.31.
24、3 勘探程度及可靠性勘探程度及可靠性 本礦井的勘探分普查、精查、補(bǔ)堪和深部補(bǔ)堪四類。 A 級儲量: 1、煤層對比可靠,煤層的厚度、結(jié)構(gòu)、已經(jīng)查明,可采煤層的連續(xù)性已經(jīng) 確定。煤類、煤質(zhì)特征及煤的工藝性能已查明。 2、巖漿巖對煤層及煤質(zhì)影響已查明。 3、各項(xiàng)勘查工程已達(dá)到勘查階段的控制要求。 B 級資源儲量: 1、煤層對比可靠,煤層厚度,結(jié)構(gòu)已經(jīng)查明,煤類、煤質(zhì)特征及煤的工藝 性已基本查明。可采煤層的連續(xù)性已經(jīng)確定。 2、巖漿巖對煤層及煤質(zhì)的影響查明。 3 、各項(xiàng)勘查工程達(dá)到勘查階段的控制要求。 C 級儲量: - 52 - 1、煤層對比基本可靠,煤層厚度、結(jié)構(gòu)、煤質(zhì)等基本初步查明。 2、構(gòu)造已初
25、步查明。 3、各項(xiàng)勘查工程達(dá)到勘查階段的控制要求。 第 2 章 井田境界、儲量、服務(wù)年限 2.1 井田境界 2.1.1 井田狀況 井田東西走向長平均 4.5Km,南北傾向?qū)?3.5km,面積約 15.0Km2。 - 53 - 2.1.2 井田境界確定的依據(jù) 1)以保證井田的合理尺寸,及與鄰近礦區(qū)處理好關(guān)系; 2)以大的斷層和勘探邊界為礦界; 2.1.3 井田未來發(fā)展情況 由于本井田幾條斷層的影響,投產(chǎn)時的產(chǎn)量可能不能及時達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能 力,但隨著開采深度的增加,煤層賦存條件好,采用新技術(shù)防治礦井瓦斯,產(chǎn) 量會有較大的提高幅度. 2.22.2 井田儲量井田儲量 2.2.1 井田儲量計(jì)算 參加儲量
26、計(jì)算的煤層有 09#、10#、11#共三層煤。各煤層儲量計(jì)算邊界與 井田境界基本一致。礦井儲量是指礦井內(nèi)所埋藏的數(shù)量,具有工業(yè)價值的煤炭 數(shù)量。它不僅包含著煤礦在地下埋藏的數(shù)量,而且還表示煤炭的質(zhì)量,反映井 田的勘探程度及開采技術(shù)條件。礦井儲量可分為礦井地質(zhì)儲量、礦井工業(yè)儲量 和礦井可采儲量。 平衡表內(nèi) A+B+C 級儲量的總和稱為礦井工業(yè)儲量。礦井設(shè)計(jì)儲量是礦井工 業(yè)儲量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑 物、構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失量后的儲量。礦井可采儲量是 指礦井設(shè)計(jì)儲量減去工業(yè)場地保護(hù)煤柱、礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱 后乘以采區(qū)回采率的儲
27、量。 根據(jù)煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范規(guī)定,工業(yè)指標(biāo)確定為傾角小于 25煤 層,能利用儲量選用厚度0.70m,灰分40%;暫不能利用儲量厚度為 0.60 0.70m,灰分在 40%-50%之間。傾角為 20,能利用儲量厚度選用0.60m,暫 不能利用儲量選用 0.500.60m。 2.2.2 保安煤柱的設(shè)計(jì)方法 參照保護(hù)煤柱的設(shè)計(jì)原則如下: 1)在一般情況下,保護(hù)煤柱應(yīng)根據(jù)受護(hù)面積邊界和移動角值進(jìn)行圈定。 2)地面受護(hù)面積包括受護(hù)對象及周圍的受護(hù)帶 3)立井保護(hù)煤柱應(yīng)按其深度,用途,煤層賦存條件和地形特點(diǎn)留設(shè),立井 - 54 - 深度大于或等于 400m 的以邊界角圈定,小于 400m 的以移動角圈定
28、。 4)當(dāng)受護(hù)邊界與煤層走向斜交時,洋感根據(jù)基巖移動角求得垂直與受護(hù)邊 界方向的上山方向移動角和下山方向移動角,然后再確定保護(hù)煤柱。 注:1 可采儲量=(工業(yè)儲量-永久損失)*采區(qū)回采率 2 工業(yè)儲量=塊段面積*平均傾角正割*塊段平均厚度*容重 對于必須留設(shè)保護(hù)煤柱的建筑物和構(gòu)筑物,當(dāng)其形狀規(guī)整,且長軸與煤層 走向或傾向平行時,宜采用垂直剖面法圈定保護(hù)邊界。 1)立井井筒保護(hù)煤柱設(shè)計(jì) 采用垂直剖面法;(見開拓剖面圖) 2)工業(yè)場地保護(hù)煤柱 按照數(shù)字標(biāo)高投影法,工業(yè)場地壓煤近似為梯形。 3)煤層內(nèi)煤柱 一般來說,井田邊界煤柱 40 米,河流保護(hù)煤柱為河床兩側(cè)各 40 米, A:工業(yè)廣場地面受護(hù)面
29、積包括工業(yè)產(chǎn)地內(nèi)為煤炭生產(chǎn)直接服務(wù)的工業(yè)廠房、 服務(wù)設(shè)施和圍護(hù)帶,圍護(hù)帶的寬度為 20 米。 B:井筒煤柱地面受護(hù)面積,包括井架、提升機(jī)房和圍護(hù)帶,圍護(hù)帶的寬度 為 20m,主副井筒保護(hù)煤柱以巖層邊界角圈定。 2.2.3 儲量計(jì)算方法 計(jì)算標(biāo)注以 儲量管理規(guī)程 為依據(jù),公式如下: 礦井設(shè)計(jì)儲量工業(yè)儲量永久煤柱 塊段儲量 =塊段面積 cos(平均傾角 )平均厚度 容重 塊段可采儲量 =(工業(yè)儲量永久煤柱) 設(shè)計(jì)回采率 回采率要求: 薄煤層不小于85%,中厚煤層不小于80%,厚煤層不小于75%, 表 21 容重采用: 序號煤層號容重/(g/cm3) 1091.4 2101.4 3111.4 - 5
30、5 - 塊段面積在 1:5000 的煤層儲量計(jì)算圖上用電子求積儀求得,塊段傾角采 用余切尺量得。 2.2.4 儲量計(jì)算評價 本礦井的煤層發(fā)育良好,厚度較穩(wěn)定,傾角綬傾,井田范圍內(nèi)大的構(gòu)造控 制可靠,水文地質(zhì)條件中等,儲量計(jì)算較為可靠。煤層儲量見表 23。 表 23 煤礦儲量計(jì)算表 煤層號面積/m2工業(yè)儲量/Mt 永久煤柱 /Mt 可采儲量 /Mt 占總儲量 百分比 0915.0106292.3281.86210.4672.4% 1014.3110647.0713.2033.8711.6% 1114.9310664.6818.1146.5716% 總計(jì) 404.40106.88290.90 2.
31、3 礦井工作制度、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限 2.3.1 礦井工作制度 依據(jù)煤礦安全規(guī)程 , 煤礦生產(chǎn)許可法和勞動法有關(guān)規(guī)定,結(jié)合 寶清礦的實(shí)際情況,擬制定工作制度如下: 設(shè)計(jì)年工作日 330 天,每日凈提升時間為 16 小時,采用“四六”作業(yè) 制,三班生產(chǎn),一班準(zhǔn)備。 2.3.2 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 1.礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的確定原則 應(yīng)按照礦井實(shí)際地質(zhì)條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要、市場需求、管理水平、考慮科 學(xué)技術(shù)進(jìn)步等因素。以投資少、出煤快的原則合理確定。 2.設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 地質(zhì)和開采條件技術(shù)裝備和管理水平礦井與水平服務(wù)年限,礦井與水平服 務(wù)年限計(jì)算公式 T=Zm/(A*K) - 56 - 式中:T 設(shè)計(jì)
32、計(jì)算服務(wù)年限 Z可采儲量,萬噸 A年產(chǎn)量,萬噸/年 K儲量備用系數(shù),宜采用 1.31.5 礦井設(shè)計(jì)一般取K=1.4,地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井及礦區(qū)總體設(shè)計(jì)可取 K=1.5,地方 小煤礦可取K=1.3 。根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際情況, K值取1.4。 礦井生產(chǎn)能力的大小主要根據(jù)井田儲量、煤層賦存狀況、地質(zhì)條件等情況 來確定,還應(yīng)考慮當(dāng)前及今后市場的需煤量。寶清礦參加的三層煤可采儲量為 2909 萬噸。初步擬定了三種礦井年生產(chǎn)能力方案,具體如下: 方案:3.0 Mt/a 方案:2.4Mt/a 方案:1.8 Mt/a 上述三種方案,具體選擇哪一種,還應(yīng)根據(jù)礦井服務(wù)年限來確定。 2.3.3 礦井服務(wù)年限的確定 礦
33、井服務(wù)年限的計(jì)算公式如下: () 式中: 礦井設(shè)計(jì)可采儲量,Mt 生產(chǎn)能力, Mta K礦井儲量備用系數(shù),K.31.5 根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際情況,K 值取 1.4。 依據(jù)以上擬定的礦井生產(chǎn)能力,服務(wù)年限的確定現(xiàn)提出三種方案,具體如 下: 方案:3.0 Mt/a ()69a 方案: 2.4Mt/a ()= 86a 方案:1.8Mt/a ()=115a 參照煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定,方案較合理,即:礦井生產(chǎn)能力: - 57 - B3.0Mta,礦井服務(wù)年限69a。 - 58 - 第 3 章 井田開拓 3.1 概述 寶清礦建設(shè)必須嚴(yán)格按照基本建設(shè)程序辦事,確定礦井開拓方式必須充分 考慮多個主井工藝系統(tǒng)
34、的機(jī)械化裝備水平。礦井機(jī)械化程度的高低的不僅直接 影響井型和經(jīng)濟(jì)效果,而且往往由于提升,運(yùn)輸設(shè)備的革新發(fā)展,而引起開拓 本身發(fā)生變化 3.1.1 確定井田開拓方式的原則: .貫徹執(zhí)行有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策,為多出煤、早出煤、出好煤、投資 少、成本低、效率高創(chuàng)造條件 .合理集中開拓布置,簡化生產(chǎn)系統(tǒng),避免生產(chǎn)分散,為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條 件。 .合理開發(fā)國家資源,減少煤炭損失。 .必須貫徹執(zhí)行有關(guān)煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。 .要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況,并為采用新技術(shù),新工藝, 發(fā)展采煤機(jī)械化,自動化創(chuàng)造條件。 根據(jù)用戶需要,應(yīng)將不同煤質(zhì),煤種的煤層分別開采。 3.2 礦井開拓方案的選擇 3
35、.2.1 井筒形式和井筒位置 在井田地質(zhì)條件、開采技術(shù)一定的條件下,礦井開拓巷道有多種布置方式, 開拓巷道的布置方式通稱為開拓方式。合理的開拓方式,一般應(yīng)在技術(shù)可行的 多種開拓方式中進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后,才能確定。 開拓方式按照井筒的傾角不同(水平、傾斜、垂直)分為平硐開拓、斜井 開拓、立井開拓和綜合開拓方式(平、斜、立井中的任何二或三種形式相結(jié)合 進(jìn)行開拓)等四種方式。開拓方式依據(jù)井筒 (或平硐)與煤層位置的不同又 有若干分類。 立井開拓:適應(yīng)性很強(qiáng),可用于各種地質(zhì)條件,同時在技術(shù)上也成熟 可靠。一般在表土層厚、煤層賦存深時,應(yīng)采用立井開拓。 斜井開拓:對于表土層較薄、煤層賦存較淺、水文地
36、質(zhì)條件簡單的煤 - 59 - 田,一般都可以采用斜井開拓。斜井開拓在各種傾角煤層開拓中都得 到了廣泛的應(yīng)用。 平硐開拓:在侵蝕基準(zhǔn)面以上的山嶺或丘陵地區(qū)的煤層,由地面開鑿 通向煤層的平硐,可利用平硐開拓煤田的全部或一部分。 1.井筒形式的確定: 由于寶清礦 9煤層距離地表最近點(diǎn)為-590 米,且為近水平煤層。因此只 能采用立井開拓方式。 1)雙立井開拓優(yōu)點(diǎn): 適應(yīng)性強(qiáng),技術(shù)成熟可靠; 便于井筒延伸 井筒短,提升速度快,提升能力大; 通風(fēng)斷面大,風(fēng)阻小,滿足大風(fēng)量要求; 缺點(diǎn): 初期投資大,建井期限稍長; 多水平開拓,立井石門長度大,掘進(jìn)工程量大,掘進(jìn)費(fèi)用高。 需要大型的提升設(shè)備; 3.2.2
37、井筒的位置 井口位置的選擇是井田開拓的重要組成部分。經(jīng)綜合比選后擇優(yōu)確定井口 位置。特別是提、運(yùn)煤炭的主井位置還要與地面生產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)廣場布置相匹 配,其主要因素和原則如下: (1)地面條件: 井筒位置應(yīng)選在比較平坦的地方,并且滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn); 工業(yè)場地不占或少占用良田; 井口及工業(yè)場地位置必須符合環(huán)境保護(hù)的要求; 井口要避開地面滑坡、巖崩、雪崩、泥石流、流砂等危險地區(qū); 井口位置要與礦區(qū)總體規(guī)劃的交通運(yùn)輸、供電、水源、居住區(qū)、輔助 企業(yè)等的布局相協(xié)調(diào),使之有利生產(chǎn)、方便生活。 (2)井下條件: 井田走向儲量中央或靠近中央位置,使井田兩翼可采儲量基本平衡; 井筒應(yīng)盡量避開或少穿地質(zhì)及水文復(fù)雜
38、的地層或地段; 勘探程度及初期工程量。 在本設(shè)計(jì)井田中,提出三種井筒位置方案: - 60 - 方案一:井筒位于井田淺部 方案二:井筒位于井田中部 方案三:井筒位于井田深部 經(jīng)過簡單的技術(shù)比較后認(rèn)為: 井筒位于井田淺部,煤柱尺寸最小,壓煤最少,但石門最長; 井筒位于井田深部,煤柱尺寸最大,壓煤量最大,且初期工程量大, 石門也較長,但對于開采井田深部煤層及井通延伸有利; 井筒位于井田中部時,煤柱尺寸稍大,但石門長度較短,且沿石門的 運(yùn)輸工程量也??; 本井田煤層均為近水平中厚煤層,井田走向長度與傾斜長度較大,從 有利井下運(yùn)輸和保證初水平合理的服務(wù)年限出發(fā),應(yīng)將井筒布置在井 田中部或稍靠下方的位置,
39、由此可初步確定本設(shè)計(jì)井田的井筒位置在井田的中部稍靠下方。其主、副井筒 地理坐標(biāo)如下。 主井:-4365100、19617470 副井:-4365030、19617475 - 61 - 表 3-1 開拓方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較表 方案優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn) 方 案 一 井口位置接近井田邊界,井下 為雙翼生產(chǎn),易于保證礦井產(chǎn) 量。 1.工業(yè)場地壓煤量較小。 2.井筒延伸需要建上下部兩個車場, 工程量較大,不利于生產(chǎn)。 3.運(yùn)輸費(fèi)用高,井下需要人員多。 方 案 二 1.井口位置接近井田中央,井 下為雙翼生產(chǎn),易于保證礦 井產(chǎn)量 2.立井安裝速度快,檢修容易, 能耗低。 3.井筒延伸方便。 4.初期投資省。 5.井上運(yùn)
40、輸距離短,營運(yùn)費(fèi)用 低。 1.工業(yè)場地壓煤量較大。 2.井下存在反向運(yùn)輸。 3、第二水平的石門較長。 方 案 三 1.主井井口位于井田邊界,壓 煤量小。 2.主井作為安全出口,安全性 能高。 3.連續(xù)提升能保證運(yùn)輸力。 1.井巷工程量大不利于施工。 2.長距離的膠帶輸送機(jī)提升,可靠 性差。 3.主井口地面標(biāo)高低,防洪工程量 大。 3.2.3 開采水平的數(shù)目及高 開采水平的尺寸以水平垂高表示水平垂高是指該水平開采范圍的垂 高合理的水平垂高的要求: )有合理的階段斜長 )有合理的區(qū)段數(shù)目 )有利于采區(qū)的正常接替 )保證開采水平有合理的服務(wù)年限及足夠的儲量 )保證經(jīng)濟(jì)上有利的垂高 - 62 - 由于
41、本井田三層煤的總垂高為 120 米,所以只能采用單水平開采 水平標(biāo)高 -720 m 階段垂高 120 m 工業(yè)儲量 404000000 萬噸 服務(wù)年限 69a 3.2.4 開拓巷道的布置 水平巷道的主要任務(wù)是擔(dān)負(fù)煤矸,運(yùn)料和人員的運(yùn)輸,以及排水,鋪設(shè)管 線,通風(fēng)對大巷的基本要求是便于運(yùn)輸,利于掘進(jìn)和維護(hù),能滿足礦井通風(fēng) 安全的需要 根據(jù)煤層埋藏特征和設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定,并考慮到各煤層的間距較 小,宜采用集中大巷,采、帶區(qū)聯(lián)合布置方式,為減少煤柱損失和 保證大巷 維護(hù)條件,運(yùn)輸大巷布置在 11#煤層的底板下的厚砂巖中,采用沿空掘巷方式。 .開拓巷道布置方式的選擇 根據(jù)煤層的數(shù)目和間距,大巷的布置
42、方式分為單煤層布置(稱分煤層運(yùn) 輸大巷) ,分煤組布置(稱分組集中運(yùn)輸大巷)和全煤組集中布置(稱集中運(yùn) 輸大巷) 采用集中運(yùn)輸大巷時,各煤層(組)間用采區(qū)石門聯(lián)系當(dāng)煤層傾 角太大時,層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷各種方式的適用條件如下: )分煤層大巷適用條件 )井田走向長度短,服務(wù)年限不長; )煤層數(shù)不多,層間距大,石門長; )井底車場或平硐在煤層頂板; )煤質(zhì)牌號不同,要求分采,分運(yùn); )產(chǎn)量,風(fēng)量均大,需要疏解; )各煤層底板均有堅(jiān)硬巖層 2)集中運(yùn)輸大巷適用條件 G)適于煤層層數(shù)多,層間距不大的礦井; H)井田走向長度大,服務(wù)年限長; I)下部煤層底板有堅(jiān)硬巖層,容易維護(hù); J)煤質(zhì)牌號相同,
43、要求分采分運(yùn); K)自然發(fā)火嚴(yán)重,便于分區(qū),分段處理事故; L)采區(qū)尺寸大,石門長度短 - 63 - 3)分組集中大巷適用條件 M)煤層數(shù)多,層間距大小懸殊; N)按煤層的特點(diǎn)根據(jù)運(yùn)輸,通風(fēng)要求組合,經(jīng)濟(jì)上有利; O)多水平生產(chǎn),容易解決運(yùn)輸,通風(fēng)的干擾; 本設(shè)計(jì)井田的可采煤層為 09#、10#、11#、煤層,09#、10#、11#三層煤間距 7.8 米,可以聯(lián)合開采,各煤層的煤質(zhì)相同,不需要分采分運(yùn)所以根據(jù)本井 田的實(shí)際情況,本井田采用集中運(yùn)輸大巷和采、帶區(qū)式石門布置方式 3.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 3.3.1 井硐形式和數(shù)目 根據(jù)井田的地形地勢,煤層賦存,地質(zhì)構(gòu)造等因素,經(jīng)過第二節(jié)中井
44、筒形 式確定為,礦井采用雙立井開拓,即一主一副兩個井筒詳見井筒開拓方案示 意圖: 圖 3-1 井筒開拓方案示意圖 3.3.2 井筒位置及坐標(biāo) 井筒位置就是確定井筒沿煤層走向和傾斜方向上的具體尺寸,并用直角坐 標(biāo)和方位角予以表示,選擇井筒位置的條件: 1.地面條件 1)工業(yè)場地占地面積的 - 64 - 2)地形與工程地質(zhì)條件 3)煤的運(yùn)輸方向 4)生產(chǎn)建設(shè)與住宅位置 2. 井下條件 1)按運(yùn)輸量確定井筒位置 2)根據(jù)地質(zhì)條件確定井筒位置 3)煤柱量 4)勘探程度和初期工程量 根據(jù)本井田的實(shí)際情況,并考慮到上述的條件,該設(shè)礦井井筒位置詳見開 拓示意圖,其井筒井口坐標(biāo)為: 主井:-4365100、1
45、9617470 副井:-4365030、19617475 3.3.3 水平數(shù)目及高度 水平設(shè)置總的原則是盡量加大一個水平的開采范圍,資源儲量和服務(wù)年限, 使之適應(yīng)高產(chǎn)高效;集中化生產(chǎn)的要求,同時盡量減少水平的設(shè)置,基于以上 原則,同時根據(jù)本井田的煤層賦存條件,地質(zhì)構(gòu)造等因素,合理的水平劃分方 案的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)評價,該設(shè)計(jì)礦井在720m 水平標(biāo)高處劃分水平,階段 垂高 120 m,階段斜長為 3500m,井底車場及各類硐室井田范圍內(nèi)各煤層以 720m 開采水平為界,采用采區(qū)及帶區(qū)聯(lián)合開采 3.3.4 石門、大巷數(shù)目及布置 根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井開拓巷道布置方案的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)評價,確定本設(shè)計(jì)礦 井采用
46、的開拓巷道布置方式為集中運(yùn)輸大巷 本設(shè)計(jì)礦井中,大巷和石門服務(wù)年限長,運(yùn)輸能力大,所以大巷和石門的 斷面和支護(hù)設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中基本相同其內(nèi)部設(shè)施也基本相同巷道斷面設(shè)計(jì) 合理與否,直接影響煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效果和生產(chǎn)的安全條件,其基本原則是在 滿足安全與技術(shù)要求的條件下,力求提高斷面利用率,縮小斷面,降低造價并 有利于加快施工速度該設(shè)計(jì)礦井大巷,石門斷面的各項(xiàng)內(nèi)容見圖 - 65 - 4200 900900 1300 8001200 320 1200 950 500 2000 1550 1200 1219 1122 1448 圖 3-2 大巷石門斷面圖 3.3.5 井底車場的形式及選擇 井底車場是連接井
47、筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱,是連 接井下運(yùn)輸和提升兩個環(huán)節(jié)的樞紐,是礦井生產(chǎn)的咽喉,因此井底車場設(shè)計(jì)是 否合理直接影響礦井的安全和生產(chǎn)。 1.設(shè)計(jì)要求: 1)井底車場富裕通過能力,應(yīng)大于礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的 30%; 2)井底車場線路不止應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)行及操作系統(tǒng)安全可靠,管理使用 方便,布局合理,注意節(jié)省工程量,便于施工和維護(hù); 3)井底車場設(shè)計(jì)時,應(yīng)該考慮到增產(chǎn)的可能性; 4)盡可能提高井底車場的機(jī)械化水平,簡化調(diào)車作業(yè),提高井底車場通 過能力; 5)應(yīng)該考慮主、副井之間施工時便于貫通; 6)為了保護(hù)井底車場的巷道和硐室,在其所在范圍內(nèi)應(yīng)該留設(shè)相應(yīng)的保安 煤柱。 3.立井井
48、底車場的基本類型: 1)折返式:梭式、盡頭式; 2)環(huán)形式:立式、斜式、臥式; - 66 - 4.井底車場形式選擇: 1)保證礦井生產(chǎn)能力,有足夠的富裕系數(shù),有增產(chǎn)的可能性; 2)調(diào)車簡單,管理方便,彎道及交岔點(diǎn)少; 3)施工方便,各井筒間、井底車場與主要運(yùn)輸巷道間能迅速貫通,縮短建 井工期; 4)井巷工程量少,建設(shè)投資省,便于維護(hù),生產(chǎn)成本低; 5)當(dāng)大巷或石門與井筒的距離較大時,能夠布置下存車線和調(diào)車線,可選 擇立式井底車場; 6)井底車場形式也取決于礦車的類型,當(dāng)采用定向卸載的底縱卸式、底側(cè) 卸式礦車時,其卸載站(即主井車線)可布置折返式,亦可布置環(huán)形式。但其 裝車站的線路布置必須與其相
49、對應(yīng)。 綜上所述,結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù),通過對各種形式井底車場的 適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)做簡單比較后,初步擬定本設(shè)計(jì)井田井底車場形式為臥式環(huán) 形車場,采用兩翼來車的形式。 3.3.6 煤層群的聯(lián)系 寶清礦井共有三層設(shè)計(jì)煤層,即:09#、10#、11#煤層,本設(shè)計(jì)井田煤層群 開采時的聯(lián)系方式是聯(lián)合準(zhǔn)備,即 09#、10#、11#煤層組成一個統(tǒng)一的采準(zhǔn)系 統(tǒng),準(zhǔn)備巷道為三個煤層共用,大巷采用分組集中布置方式。煤層傾角一般在 5左右,煤層群間采用石門聯(lián)系。 參見可采煤層特征表及巷道開拓方案示意圖。大巷布置在 11#煤層的底板 巖石中。開采時采用下行式開采。 3.3.7 采、帶區(qū)劃分 根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)
50、計(jì)規(guī)范 ,以井田內(nèi)的煤層變化情況斷層斷層為邊界, 劃分為三個采區(qū)和三個帶區(qū)。劃分的具體情況如圖 3-2 - 67 - 圖 3-3 采區(qū)劃分示意圖 3.43.4 井硐布置和施工井硐布置和施工 3.4.1 井硐穿過的巖層性質(zhì)及井硐支護(hù) 井筒穿過的巖石大部分為粉砂巖,有少部分的細(xì)砂巖和中砂巖。根據(jù)主副 井圍巖性質(zhì),并按規(guī)程規(guī)定,確定主副井筒支護(hù)方式如下: 副井支護(hù):混凝土井壁厚 450 毫米,充填混凝土 50 毫米; 主井支護(hù):混凝土井壁厚 400 毫米,充填混凝土 50 毫米。 井筒布置及裝備 井筒斷面布置應(yīng)綜合考慮井筒圍巖性質(zhì),運(yùn)輸方式,通風(fēng)安全等因素具 體遵循原則如下: 1. 當(dāng)提升容器發(fā)生掉
51、道或跑車事故,對井筒中各種管線或其它設(shè)備的破 壞應(yīng)減少到最低程度; 2. 符合,對運(yùn)輸、通風(fēng)、管線 等布置的要求,滿足施工需要; 3. 有利于井筒檢修、維護(hù)、清掃和人員通行安全; - 68 - 4. 合理使用斷面空間,減少井筒工程量; 根據(jù)該設(shè)計(jì)礦井年產(chǎn)量、提升方式等實(shí)際情況,本設(shè)計(jì)礦井井筒按有關(guān)規(guī) 定布置運(yùn)輸設(shè)施及輔助設(shè)施。 3.4.2 井硐布置及裝備 井硐布置應(yīng)綜合考慮井硐圍巖性質(zhì),運(yùn)輸方式,通風(fēng)安全等因素,具體遵 循原則如下: 1. 符合煤礦安全規(guī)程 , 煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范對運(yùn)輸、通風(fēng)、管線等 布置的要求,滿足施工需要; 2. 有利于井筒檢修、維護(hù)、清掃和人員通行安全; 3. 當(dāng)提升容器發(fā)
52、生掉道或跑車事故,對井筒中各種管線或其它設(shè)備的破 壞減少到最低程度; 4. 合理使用斷面空間,減少井筒工程量; 根據(jù)設(shè)計(jì)礦井生產(chǎn)能力、服務(wù)年限、提升方式等實(shí)際情況,本設(shè)計(jì)礦井井 筒按有關(guān)規(guī)定布置運(yùn)輸設(shè)施及輔助設(shè)施,采用斷面尺寸如下: 圖 3-4 主井井筒斷面圖 - 69 - 圖 3-5 副井井筒斷面圖 3.4.3 井筒延深意見 1.開拓延伸的方案的原則: 1)保持或擴(kuò)大礦井生產(chǎn)能力。 2)加強(qiáng)生產(chǎn)管理,延深的組織管理與技術(shù)管理施工與和緊密配合,協(xié)調(diào) 一致,盡量減少延深對生產(chǎn)的影響。 3)充分利用現(xiàn)有井巷,設(shè)施及設(shè)備,減少臨時輔助工程時不時降低投資。 4)積極采用新技術(shù),新工藝和設(shè)備。 5)盡可
53、能縮短新、舊水平的同時生產(chǎn)時期。 根據(jù)寶清礦井煤層賦存條件,該設(shè)計(jì)礦井主副井筒從地面布置到一水平后 - 70 - 不需要再延伸,但是在進(jìn)一步進(jìn)行地質(zhì)勘探后,可提出兩種延伸方案: 方案一:直接延伸原有主副井; 優(yōu)點(diǎn):可以充分利用原有設(shè)備和設(shè)施,提升系統(tǒng)簡單,轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)少,經(jīng)營 費(fèi)用低,管理方便; 缺點(diǎn):原有井筒同時擔(dān)負(fù)生產(chǎn)和延伸任務(wù),施工和生產(chǎn)相互干擾,接井 技術(shù)難度大,礦井將短期停產(chǎn);延伸兩個井筒的施工組織復(fù)雜, 延伸后提升長度增加,提升能力下降; 方案二:暗斜井延伸(即利用暗斜井或暗立井開拓下一水平,原有主副井不 延伸) 優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)與延伸相互干擾小,暗斜井做主井,系統(tǒng)簡單,提升能力大, 可充分
54、利用原有井筒提力; 缺點(diǎn):增加了提升、運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備;通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜。 通過上述兩種方案比較,并參照井筒延伸原則及本井田煤層賦存特征,初 步?jīng)Q定采用暗斜井延伸方案。 3.5 井底車場及硐室 3.5.1 井底車場形式的確定及論證 井底車場形式的確定應(yīng)該根據(jù)井田地質(zhì)條件、井型大小、井田開拓方式、 大巷運(yùn)輸方式、地面布置及生產(chǎn)系統(tǒng)等因素來選擇。該礦井井底車場形式的選 擇依據(jù)如下: 1)該礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 3.0Mt/a,年工作日 330d,實(shí)行四六工作制, 每日凈提升 16 小時; 2)礦井采用雙立井開拓方式,單水平開采,分組集中大巷布置; 3)主要運(yùn)輸大巷采用 5t 底卸式礦車運(yùn)輸,每列車由 22
55、 輛礦車組成,由 兩臺 10t 架架線式電機(jī)車一前一后牽引。卸載時,機(jī)車通過卸載站。輔助運(yùn)輸 和掘進(jìn)煤采用 1.5 噸固定式礦車,煤矸混合列車由 22 輛 1.5 噸礦車組成。一 臺 10t 架線式電機(jī)車牽引。 4)本設(shè)計(jì)礦井屬于低瓦斯、低等涌水量礦井; 綜合以上所述,結(jié)合設(shè)計(jì)要求,經(jīng)分析比較后,本設(shè)計(jì)礦井?dāng)M選用 5.0t 底卸式礦車環(huán)形折返式井底車場。 - 71 - 3.5.2 井底車場的布置,存車線路,行車路線布置長度 1存車線長度的確定 確定存車線長度是井底車場設(shè)計(jì)中的重要問題,如果存車線長度不足,將 會使井下運(yùn)輸和井筒提升彼此牽制,影響礦井生產(chǎn)能力;反之,如果存車線過 長,會使列車在車
56、場內(nèi)的調(diào)車時間增加,反而降低了車場通過能力,并增加車 場工程量。根據(jù)我國煤礦多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),各類存車線可以選用下列長度: 1)材料車線長度,中小型礦井應(yīng)能容納 510 個材料車; 2)中小型礦井的主井空、重車線長度各為 1.01.5 列車長; 3)副井空、重車線長度, 中小型礦井按 0.51.0 列車長; 4)調(diào)車線長度通常為 1.0 列車和電機(jī)車長度之和; 2.存車線長度的計(jì)算 主井空、重車線,副井進(jìn)、出車線: L=mnLk+NLj+Lf 式中: L主井空、重車線,副井進(jìn)、出車線有效長度,m; m列車數(shù)目,列; n每列車的礦車數(shù),按列車組成計(jì)算確定; Lk每輛礦車帶緩沖器的長度, m; N機(jī)
57、車數(shù),臺 Lj每臺機(jī)車的長數(shù) Lf附加長度,取 10 m。 經(jīng)過計(jì)算,得 主井 L=2*22*5.0+2*4.9+10=239.8 m, 副井 L=1.5*22*3.0+4.9+10=103.9 m。 材料車線有效長度 L=ncLc+nsLs 式中: L材料車線有效長度,m; nc材料車數(shù),輛; Lc 每輛材料車帶緩沖器的長度,m; ns 設(shè)備車數(shù),輛; Ls 每輛設(shè)備車帶緩沖器的長度,m; L=ncLc+nsLs=152.4=36 m; 根據(jù)實(shí)際需要,開設(shè)水泵硐室和變電所,取材料車線長 60m。 3線路道岔的計(jì)算 - 72 - 表 3-2 道岔選型表 主要尺寸(mm)序 號 道岔型號名稱轍叉
58、角 abLTL0 質(zhì)量 /Kg 1 ZDK930/6/3 0 單開 9274 4“ 51606940 1210 0 2416 2 ZDX930/4/1 519 渡線 1402 10“ 39424858 1548 4 19007600 3290 3 ZDC930/3/1 5 對稱 1826 06“ 256037766287 1397 單開道岔非平行線路聯(lián)接 ZDK930-6-30 =92744 =45 a=5160mm b=6940mm R=25000mm 可得,m、n、H、T、K. =-=35.5 T=8002mm m=5160+14942*sin/sin=17417mm M=25799 H=
59、M-R*cos=8121mm n=H/sin=49398mm Kp=R/180=3.14*35.5*25000/180=15482mm 單開道岔平行線路聯(lián)接 Z-6-30, =92744 a=5160mm b=6940mm R=25000mm T=2069mm m=10949mm n=8880mm 渡線道岔線路聯(lián)接 ZDK930-4-1519 =140210 a=3942mm b=4858 mm L=15484mm L=72000mm N=7421mm 對稱道岔線路連接: ZDC930/3/15 =182606 a=2560 mm b=3776 mm B=5546 mm T=2015 mm -
60、 73 - M=5619 mm n=3604 mm C=n-b=3604-3776=-1720 當(dāng)用單開道岔組合渡合道線時,C 的絕對值不宜小于 50 mm。當(dāng) N-2B0 時, 該道岔不是渡線道岔,成為兩個單開道岔的線路連接。 3.5.3 通過能力計(jì)算 1.井底車場線路布置圖和調(diào)度表見下圖: 圖 3-6 井底車場圖 - 74 - 表 3-3 井底車場調(diào)度表 噸底卸式礦車 圖示 區(qū)段 噸固定礦車 2. 礦井日產(chǎn)原煤 0.91 萬噸,每日運(yùn)矸石量為 9100*0.15=1365t,日產(chǎn)掘進(jìn) 煤為 9100*0.06=546t,5t 底卸式礦車日運(yùn)煤量為 9100*0.94=8554t。5t 底卸
61、 式礦車列車數(shù)為 8554/(5*22)=77.7 列。 根據(jù)礦井矸石量與掘進(jìn)煤的比例(15%/6%=5/2) ,確定 1.5t 煤矸石混合列 車由 13 輛矸石與 9 輛煤車組成。每列矸石車與煤車的載重之比為 2.7*13/1.5*9=5/2 故符合要求,日混合列車數(shù)為 (1500+600)/(2.7*13+1.5*9)=39.2(列) 每日進(jìn)入井底車場的 5t 底卸式礦車數(shù)與 1.5t 混合列車數(shù)之比為 77.7/39.2=2/1。每一調(diào)度循環(huán)時間為 22.5 分,列車進(jìn)入井底車場平均間隔時 間為 22.5/6=3.75 分,列車在井底車場平均運(yùn)行時間為 11.2 分,5t 底卸式礦 車在
62、井底車場平均運(yùn)行時間為 7.6 分,1.5 混合列車在井底車場平均運(yùn)行進(jìn)間 為 18 分。 3. 通過能力計(jì)算 按公式計(jì)算: N=TaQ/1.15T =25.2Q/1.15T =25.2*(4*22*5+2*9*1.5)/(1.15*22.5) - 75 - =454Mt/a 通過能力富余系數(shù)為 454/300=1.51.2。滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。 3.5.4 井底車場主要硐室 1.主井系統(tǒng)硐室 主井設(shè)有 5.0 t 底卸式礦車卸載站硐室、翻車機(jī)硐室、井底煤倉及井底煤 倉裝載硐室、清理井底散煤硐室及水窩泵房等。主井井底散煤采用礦車處理, 用絞車提升至車場水平。 2.副井系統(tǒng)硐室 副井系統(tǒng)硐室有副井
63、井筒與井底車場連接處(馬頭門) 、主排水泵房(中 央水泵房) 、水倉及清理水倉硐室、主變電所(中央變電所)及等候室等。 主排水泵房和主變電所應(yīng)聯(lián)合布置,以便使主變電所向主排水泵房的供電 距離最短。為防止進(jìn)下突然涌水淹沒礦井,變電所與水泵房的底板標(biāo)高應(yīng)高出 井筒與井底車場聯(lián)結(jié)處巷道軌面標(biāo)高 0.5 米,水泵房及變電所通往井底車場的 通道應(yīng)設(shè)置閉門。 3.其它硐室 其它硐室有調(diào)度室、醫(yī)療室、架線電機(jī)車庫及修理間、蓄電池電機(jī)車庫及 充電硐室、防火門硐室、防水門硐室、井下火藥庫、消防材料庫、人車站等。 其位置應(yīng)根據(jù)線路布置和各自要求確定。 3.6 開采順序 開采順序是指礦井采掘工作應(yīng)有計(jì)劃、有步驟地按一定順序進(jìn)行,
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