采礦工程畢業設計論文-雞西礦業集團小恒山煤礦18mta新井設計-wenkub

　

【正文】 系 全新統Q4 沖積層 Q4 不整和 整和 — 假整和 整和 — 假整和 不整和 不整和 120 第三系 上新統N2 玄武巖 223。沉積前的古構造以及后來的燕山運動都對含煤地層起了一定的控制作用。見煤層特征表 (13)： 表 1－ 3 可采煤層特征表 層 次 煤厚（ m） 層平均間距 （ m） 穩定性 頂板 底板 最小 最大 平均 3＃ 上 18 穩定 中粗砂巖 中砂巖 3＃ 下 穩定 中砂巖 中砂巖 138 18＃ 較穩定 中細砂巖 灰頁巖 44 34＃ 較穩定 灰頁巖 灰頁巖 7 巖石性質 厚度特征 表 14 巖石主要物理力學性質指標表 名稱 容重 kg/cm3 孔隙度 抗壓強度 102 kg/cm3 抗拉強度 102 kg/cm3 變形模量 102 kg/cm3 彈性模量 kg/cm3 砂巖 ～ 5～ 25 2～ 20 ～ ～ 8 1～ 10 礫巖 ～ 5～ 15 1～ 15 ～ ～ 8 2～ 8 泥灰巖 ～ ～ ～ 2～ 7 5～ 10 灰巖 ～ 5～ 20 5～ 20 ～ 1～ 8 5～ 10 頁巖 ～ 16～ 30 1～ 10 ～ 1～ 2～ 8 石英長 石 ～ ～ 15～ 35 ～ 6～ 20 6～ 20 井田內水文地質特征 ： 小恒山 恒溫深度 16～ 26 米，溫度 6℃，從地溫測量結果計算分析， 小恒 山 平均地溫梯度為 ℃ /100m，平均地熱增溫率為 ℃，地溫梯度小于 3℃。 沼氣 煤塵 煤的自燃性 ： 根據現有資料和臨近生產礦井的調查 ， 本礦區內含瓦斯，瓦斯相對涌出量為 1 m3/t，絕對涌出量為 m3/min， 屬于低瓦斯礦井。總體比較穩定。 煤的變質程度隨著深度的增加而提高。經過綜合評定，本區勘探類型為二類二型中等。 井田儲量 井田儲量的計算 礦井儲量是指礦井內所埋藏的具有工業價值的煤炭數量。 礦井工業儲量是指平衡表內 A+B+C 級儲量的總和。 。 按以上方法計算得：總損失量： 。 =。 儲量計算的評價 本設計井田的各類儲量計算嚴格按照有關規定執行。 二 .礦井設計生產能力方案比較 小恒山礦井已查明的工業儲量為 ，估算井田內工業廣場煤柱，邊界煤柱等永久煤柱損失量占工業儲量的 %，各可采煤層均為中厚煤層，按《煤炭工業礦井設計規范》要求，確定本礦的設計采出率為 81%，由此計算確定本井田的可采儲量為 。 根據本礦井實際情況，取 k=。二道河子礦采用雙立井開拓。 整個井田的煤層上部標高在 +150m，下部標高在 700m，東部以 F5斷層為界，西部以 F1 斷層為界。左右。 缺點：立井開拓的缺點與斜井開拓優點相反。 (2)雙斜井開拓（如圖 32） 斜井與立井相比有如下優點： ① 井筒裝備和地面建筑物少，不用大型提升設備，鋼材消耗量小； ② 井筒掘進技術和施工設備比較簡單，掘進速度快，地面工業建筑，井筒裝備，井底車場及硐室都比后者投資少； ③ 帶式輸送機提升，增產潛力大，改擴建比較方便，容易實現多水平生產，并能減少井下石門長度。 技術評價：小恒山礦一水平設在 100m 水平標高。副井采用立井開拓，井筒容易維護，有效斷面大，有利于通風，提升速度快。所以本井田不利于用綜合開拓。 結合小恒山礦井田的實際情況以及技術和經濟比較，小恒山煤礦立井開拓最為合理，所以采用立井開拓 。 在小恒山井田中，井筒沿走向的有利位置應在井田的中央。 18 開采水平數目和標高 煤層賦存為傾斜狀態時，一般由淺部向深部開采，以達到工程量少、建設速度快、投資省、成本低的效果。這就要求加大工作面、帶區和水平的走向及傾斜尺寸，要求有豐富的儲量。故而采用方案一的水平劃分方法，即劃分兩個開 19 采水平，水平標高分別為 100m 和 450m，兩水平均采用上下山開采。 ：在煤層群中，相近的煤層為一組設分組集中大巷，至井底車場開掘主要石門與分組集中大巷貫通，分組集中運輸大巷通過帶區石門與各帶區聯系。 選定開拓方案的系統描述 井筒形式和數目 本設計井田采用一對立井開拓，即主井、副井。 確定井筒坐標為： (1)主井井口坐標為： XA=418210 YA=5007050 (2)副井井口坐標為： XB=418215 YB=5006965 主井井口標高為 +151m，副井井口標高為 +150m，擬定二水平為井筒最終水平。 石門 大巷 (運輸大巷、回風大巷 )數目及布置 ： 兩條運輸大巷、兩條回風大巷。 (2)巖石大巷： 優點：維護條件好，費用低。 在具體條件下是采用巖 石大巷還是煤層大巷需要做全面細致的方案比較才能合理的確定。 (1)井底車場富裕通過能力，應大于礦井設計生產能力的 30%； (2)井底車場設計時，應該考慮到增產的可能性； 23 圖 35 大巷斷面圖 (3)盡可能提高井底車場的機械化水平，簡化調車作業，提高井底車場通過能力； (4)應該考慮主、副井之間施工時的貫通； (5)井底車場線 路應該結構簡單，運行及操作系統安全可靠，管理使用方便，布局合理，注意節省工程量，便于施工和維護； (6)為了保護井底車場的巷道和硐室，在其所在范圍內應該留設相應的保安煤柱。 綜上所述，結合本設計礦井的有關設計參數，通過對各種形式井底車場的適用條件及優缺點做簡單比較后，初步擬定本設計井田井底車場形式為立式環形車場，采用兩翼來車的形式。 由于帶區斜巷要與帶區下部車場相連，所以注定了帶區下部車場要向集中運輸大巷的下幫開掘，帶區下部車場方位與集中運輸大巷垂直，然后施工一個回頭，與帶區斜巷相連。帶區行人運料斜巷中的運輸設備可選用絞車硐室在斜巷上部的單鉤串車運輸方式，也可采用齒軌車運輸方式，實現帶區行人運料斜巷輔助運輸的連續化。 帶區劃分 本設計井田走向長度較大，地質構造簡單，欲從井田邊界沿整個階段前進開采，無論從時間、投資和實際開采技術條件上都要受到限制，勢必按技術要求將井田沿走向劃分為若干個帶區，并按一定的順序回采，每個帶區有一套生產設施 ，以便獨立進行生產與準備。采用傾斜長壁采煤法比走向采煤法多很多優勢。據此 將整個井田劃分為八個帶區，帶區劃分如圖（ 36）： 7 00 6 50 6 00 5 50 5 00 4 50 4 00 3 50 3 00 2 50 2 00 1 50 6 50 6 00 5 50 5 00 4 50 4 00 3 50 3 00 2 50 2 00 1 50 1 00+ 50 5 0 1 00 1 50 2 00 2 50 3 00 3 50 4 00 4 50 5 00 5 50 6 00 2 50 2 00 1 50+0+ 5 0+ 1 00+ 1 5 0+0+ 10 0+ 15 0 5 50 5 0
。由于條帶式和盤區式巷道布置方式的工程量大，所以采用帶區巷道布置。因各煤層的傾角都小于 12176。 帶區運料回風斜巷與煤層群最下部煤層有一交點，自交點沿最下部煤層施工一回風聯絡巷與處在最下部煤層中的集中回 風大巷相連，構成回風回路，這條回風聯絡巷始終擔負回風的任務。 帶區運輸入風斜 巷與帶區行人運料斜巷傾角基本相同、層位相同、各自的下部車場工程量相同，從而保證了每層煤仰、俯斜工作面采止線能順暢地貼近。煤層傾角一般在 11176。 (1)調車簡單，管理方便，彎道及交、岔點少； (2)保證礦井生產能力，有足夠的富裕系數，有增產的可能性； 24 (3)操作安全，符合有關規程、規范； (4)施工方便，各井筒間、井底車場與主要運輸巷道間能迅速貫通，縮短建井工期； (5)井巷工程量少，建設投資省，便于維護，生產成本低； (6)當大巷或石門與井筒的距離較大時，能夠布置下存車線和調車線，可選擇立式井底車場； (7)井底車場形式也取決于礦車的類型，當采用定向卸載的底縱卸式、底側卸式礦車時，其卸載站（即主井車線）可布置折返式，亦可布置環形式。 大巷與石門服務年限較長，運輸能力要求大，所以大巷和石門的斷面和支護設計基本相同，斷面尺寸詳見斷面圖（ 35）： 井底車場的形式選擇 井底車場是連接井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，是連接井下運輸和提升兩個環節的樞紐，是礦井生產的咽喉，因此井底車場設計是否合理直接影響礦井的安全和生產。可不留或少留護巷煤柱，煤的損失少，安全條件好，受煤和瓦斯突出以及自燃發火影響較小。對于新建礦井，在煤層中布置巷道，在建設期間，還有早出煤，早投產，節省投資以及探明地質情況的優點。 水平數目及高度 本井田采用多水平開拓，擬定第一水平為 100m，本井大部分帶區的煤層淺部標高在 +150，一水平垂高為 250m，實行上、下山開采。 井筒位置及坐標 井筒確定的理由是： 21 ：井筒距北部邊界 公里，南部邊界 公里，西部邊界 公里，東部邊界 公里； ：井口處標高 +150m，地面坡度不足 1176。 現依據礦井設計生產能力及技術可行角度，特提出以下二種大巷布置方式，如圖（ 34）： 250250150250250集中運輸大巷布置分組集中運輸大巷布置 圖 34 大巷布置圖 方案一：分組集中運輸大巷 方案二：集中運輸大巷 詳細技術比較見表 （ 33）： 20 表 33 大巷布置比較表 特點 分組集中大巷布置 集中大巷布置 優點 1. 總的巷道工程量較少 2. 生產比較集中 3. 帶區巷道分組聯合布置 4. 大巷容易維護，運輸條件好 1. 大巷工程量少 2. 生產區域比較集中，運輸條件好 3. 帶區巷道集中聯合布置，開采程序比較靈活，開采強度大 4. 大巷維護容易 缺點 1．石門長度較長 2．掘進工程量大 1. 總的石門長度大 2. 初期工程量大，建井時間長 3. 有反向運輸 適應 條件 1. 可采煤層數目多，間距大小不同 2. 帶區巷道為分組聯合布置，煤層分組間距大 3. 井底車場在煤層群上部或中間時，初期工程少，工期長 1. 煤 層間距小 2. 井田走向長度大，服務年限長 3. 下部煤層底板有堅硬巖層，帶區尺寸大，石門長度短 依據本井田的地質條件及煤層賦存狀況：本井田共有可采煤層四層，即 3＃上、 3＃ 下、 18＃ 、 34＃ ，其中 3＃ 上與 3＃ 下平均間距 18m， 3＃ 下與 18＃ 煤層平均間距 138m， 18＃ 與 34＃ 煤層平均間距 44m。 運輸大巷服務于整個開采水平的煤炭和輔助運輸（人員、矸石、材料、設備等）以及通風、排水和管線敷設，服務年限很長。 根據上述因素，本設計井田設計提出水平劃分方案如下： 方案一：井田劃分兩個開采水平，一水平標高 100m，上、下山開采，水平垂高 400m；二水平標高為 450m，上、下山開采。每個開采水平設井底車場和運輸大巷，供該水平各帶區煤的外運、輔助運輸和通風。 已確定井口位于井田走向方向的中部，但傾斜方向還不能確定，于是提出三種沿井田傾斜方向的井筒位置方案： 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。井口位置與開拓方式要相互協調，經綜合比較后擇優確定，特別是提、運煤炭的主井位置還要與地面生產系統、工業廣場布置相匹配，需要綜合考慮的主要因素和原則如下： (1)井下條件 ①在井田走向的儲量中央或靠近中央位置，使井田兩翼可采儲量基本平衡； ②井筒應盡量避開或少穿地質及水文復雜的地層或地段。根據規定，對技術可行的方案還應進行經濟比較。 16 圖 33 主斜井副立井開拓 適用條件：介于雙立井與雙斜井之間。在技術上是可行的。 適用條件 ：煤層賦存較淺，垂深在 200m 以內，煤層賦存深度為 0～ 500m，含水砂層厚度小于 20m～ 40m，表土層不厚，水文地質情況簡單的煤層。技術上也比較可靠。依據小恒山礦井田的實際地形、地質及賦存等因素，提出三種開拓方按： 方案 I — 雙立井開拓； 方案 II — 雙斜井開拓； 方案 III — 主斜井副立井開拓。煤層走向長度為 ，傾向長度 。 對以上各種因素要綜合研究，通過系統優化和多方案技術經濟比