采礦學畢業設計-井田采區布置設計-文庫吧

【正文】 ； 根據以上的劃分原則，再結合城郊礦的實際情況，將其邊界做如下劃分：北西以正斷層 F14 為邊界； 南東以正斷層 F5 為邊界； 北東以煤層露頭和永城集團人為劃分的井田邊界線 280m 等高線為界；南以永城集團人為劃分的 580m等高線井田邊界線作為邊界； 井田邊界擴大的可能性 由于本井田邊界一部分以自然條件為劃分依據，另一部分以永城集團根據礦井的發展戰略而劃分的。在以兩個正斷層劃分的邊界處， F14 斷層落差達 17107m， F5 斷層落差達 42135 m，并且這兩處的煤層不很穩定，由此可見，這兩處的邊界均無擴大的可能性。在人為劃分的邊界處，由于受相鄰礦區的制約和社會上各方面的因素的影響，再加上本礦區集團總部的總體規劃，這些邊界處暫無擴大的可能性。 井田邊界的特征 本井田的走向長度最小約 ，最大長度約 ，平均長度約 。井田的傾向長度最大約 ，最小長度約 ，平均長度約 。井田的水平寬度約 。經過測量井田的水平面積為約 17k ㎡。 礦井工業儲量 井田勘探類型、鉆 孔及勘探分布 中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 8 頁 本井田的勘探類型當屬中等偏簡單構造，穩定到較穩定的煤層。考慮習慣用法并參考相鄰井田（勘探區）的經驗，采用較為穩妥的作法以二類二型的基本線距進行勘探。經過計算穿過本煤層的鉆孔密度為 個 /k ㎡，使用合理。 根據本井田的地質報告，井田的勘探類型為二類二型（偏簡單穩定劃分各級儲量的基本網度為： A級 一般 500 500（米） B級 一般 1000 1000（米） C級一般 2021 2021（米） A、 B 級儲量，允許跨越已經查明的單個斷層，跨越時，斷層兩側各留 50米劃分為 C級儲量。 A、 B級 儲量不與風氧化帶下界，插入的可采邊界相接觸，經查明煤層的平均厚度為 7米。 計算標高的劃分 根據《煤炭工業設計規范》第 26 條，礦井的設計生產能力一般以一個生產水平來保證。礦井設計生產能力在 120180 萬 t/a 的礦井，礦井第一水平設計服務年限一般不少于 30a。 再結合本礦井的垂高和煤層厚度，按不同的標高計算的工業儲量為： 風氧化帶下界 280m～ 440m，工業儲量為 萬 t； 440m～ 480m，工業儲量為 萬 t； 480m～ 580m，工業儲量為 萬 t； 礦井可采儲量 井田內各保護煤住 （ 1） 井田邊界保護煤住 本井田北西邊界以 F14 斷層為界，其落差為 17107m，屬于較大的斷層，參考《礦井設計指南》的有關章節，設定其保護煤柱寬度為 50m。同樣，南東邊界以 F5 斷層為界。其落差為 42— 135m，也是較大的斷層，故設定其保護煤柱的寬度為 50m。北東邊界部分有風氧化帶，留設其保護煤柱為 30m。其余的人為邊界根據《煤炭工業設計規范》的要求留設煤柱 20m。由本井田的走向長度為 ，傾向長度為 ，主要可采煤層的厚度為 7米。可通過塊段法（煤 層傾角小于 15176。，塊段法計算誤差很小）計算得，邊界保護煤柱的儲量為 891 萬噸。 （ 2） 礦井工業場地煤柱 根據《煤炭工業設計規范》第 522條：礦井工業場地的占地面積指標，中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 9 頁 應不小于下表的規定。 表 21礦井工業場地的占地面積指標 井型 占地指標（公頃 /10萬噸） 大型井 — 中型井 — 小型井 — 本礦的設計生產能力為 150 萬 t/a，因此，參考表 21 取本礦井工業場地的占地面積為 （公頃 /10 萬噸），那么本礦井的工業廣場的面積為 150000㎡，一般認為工業廣場的 形狀為矩形，則取工業廣場長為 500m，寬為 300m。 參考城郊煤礦的井田地質報告知本礦的基巖移動角和松散移動角如下表： 表 22地質開采條件和巖層移動角 地質開采條件 基巖移動角 /（176。） 松散移動角 Φ /（176。） 井筒垂深 煤層傾角 煤層厚度 松散層厚度 α β γ 45 515m 7176。 7m 30m 74 參考《煤礦特殊開采方法》確定工業廣場的保護等級為Ⅰ級，因其保護帶的寬度為 20m，應用垂直剖面法計算工業廣場保護煤柱的留設寬度，其具體作法如圖 21。經過作圖可知工業廣場留設煤柱的 形狀為梯形，計算并測得該梯形的上邊長度為 516m，下邊長度為 648m，高為 826m。則梯形的面積為： S =(a+b) h/2 =（ 516+684） 826/2 = 105㎡ 工業廣場的保護煤柱量為： Q= s γ h (21) 式中 Q— — 保護煤柱量 ,萬 t S— — 保護煤柱的面積，㎡ γ — — 煤的容重， t/m179。，取 h— — 煤層的厚度， m，為 7 將數據帶入式（ 21）得 : Q= 105 7 中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 10 頁 = 萬 t γβΦΦα αΦ 3 礦井工作制度和設計生產能 力及服務年限 礦井工作制度 根據《煤炭工業設計規范》第 24 條：礦井設計生產能力按年工作日 300天計算，每天 3 班作業，每天凈提升時間為 14 小時。因此規定本礦井年工作日數為 300 天，每日出煤 2 班，每班工作 8 小時，礦井每晝夜凈提升 14小時。 礦井設計生產能力及服務年限 圖 21 垂直剖面法計算工廣保護煤柱 中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 11 頁 確定礦井的年生產能力 參考《煤炭工業設計規范》可知，礦井設計生產能力主要類型有： 大型礦井： 、 、 、 、 （ Mt/a）及以上 中型礦井： 、 、 （ Mt/a） 小型礦井： 1 2 30（萬噸 /年） 在大型礦井中不能出現介于兩種設計生產能力的中間井型，經勘測表明本井田的礦井工業儲量為 萬噸，若采用 180 萬噸 /年，礦井的服務年限為 49 年達不到《煤炭工業設計規范》規定的服務年限 60 年，若采用 120萬噸 /年的井型，礦井的服務年限達 75年，因此確定本礦井的井型為 150萬噸 /年，服務年限為 60 年。 第一水平的服務年限 計算礦井的設計服務年限時，可以用下式： T=Zk/(A K) （ 31） 式中 T— 礦井第一水平服務年限， a A— 礦井設計生產能力，萬 t/a K— 儲量備用系數，一般采用 ～ ，本井田地質條件及其它條件簡單因此取下限 Zk— 礦井可采儲量，萬 t 計算礦井可采儲量時，可用下式： Zk/（ Zg－ P） C （ 32） 式中 Zg— 礦井工業儲量，萬 t/a P— 保護工業場地、井筒、井田境界、河流建筑物等留置的永久煤柱損失，萬 t/a C— 采區采出率，厚煤層不小于 ，中厚煤層不小于 ，薄煤層不小于 ，本礦取 C= 在本煤礦中， P 為邊界保護煤柱、工業廣場保護煤柱、斷層保護煤柱之和。因此代入數據可知： Zk= (Zg－ P) C = (－ 1395) = 萬 t 由公式（ 3— 1）得 T= Zk/A K = = 60 萬 t 符合《煤炭工業設計規范》第 26 條 的規定。當第一水平為－ 440m時，中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 12 頁 其服務年限為 ： T= Zk/A K = (－ 504) = 30 年 符合《煤炭工業設計規范》的要求。 當第一水平為－ 480 米時，其服務年限為： T= Zk/A K = 8840 = 34 年 符合《煤炭工業設計規范》第 26 條的規定。 4 井田開拓 井田開拓是在總體設計已經劃定的井田范圍內，根據精查地質報告和其它補充資料，具體體現在總體設計合理原則，將主要巷道由 地表進入煤層，為開采水平服務所進行的井巷布置和開掘工程。其中包括確定，主、副井和風井的井筒形式、深度、數量、位置、階段高度、大巷位置、采（帶）區劃分以及開采順序與通風運輸系統。 確定井硐形式、數目、位置及坐標 井筒形式的確定 目前我國井筒一般為立井、斜井和平硐三種形式，由于地形所限平硐這種開拓方式不適用于 城郊礦井 井田。 斜井開拓與立井開拓相比，井筒施工工藝、施工設備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資少；地面工業建筑、井筒裝備、井筒裝備、井底車場及硐室都比立井簡單，井筒延深 施工方便，對生產干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。 與立井開拓相比，斜井開拓的缺點是：斜井井筒長，輔助提升能力少，提升深度有限；通風路線長、阻力大，管線長度長；斜井井筒通過富含水層、流砂層施工技術復雜。而立井不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制，而且井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利。 本井田表土層厚度在 ～ 之間，平均 30m，表土層厚度 較厚 ，中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 13 頁 然而本井田煤層傾角平均在 7186。 左右，地面標高為＋ 35m，很明顯，采用斜井開拓時斜井井筒的長度比立井要長的多，井筒壓煤量較立井而言大的多，此外采用斜井施工時危險性相對立井而言較大。 綜上所述，立井開拓在經濟和技術、安全三方面都占有很大的優勢。故本礦井在井筒形式上采用立井。 主、副井井筒位置的選擇 （ 1） 井筒沿井田走向方向的有利位置 本井田形狀比較對稱，儲量分布比較均勻，在井田中部存在一條落差比較大的康溝斷層，將井田天然地分為東西兩翼，故井筒的有利位置應在井田走向的儲量中央，以形成兩翼儲量比較均勻 的雙翼井田，可以使井田走向的井下運輸工作量最小，通風網路較短，通風阻力小。 （ 2） 井筒沿井田傾斜方向的有利位置 立井開拓時，立井井筒位于井田傾斜方向的中部略靠上時，可以使石門長度較短，沿石門的運輸工作量較小。從井筒和工業場地保護煤柱損失看，井筒愈靠近淺部，煤柱的尺寸愈小。 （ 3） 有利于礦井初期開采的井筒位置 應盡可能使井筒位置靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓工程量，節省投資和縮短建井工期。 （ 4） 盡量不壓煤或少壓煤合理布置井筒 確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業廣場保護煤柱。為了保證礦井投產后的 可靠性，在確定井筒位置時要使地面工業場地盡量不壓