礦井初步設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-免費(fèi)閱讀

　　

【正文】 重點(diǎn)設(shè)計(jì)煤層及圍巖條件 本設(shè)計(jì)指定重點(diǎn)設(shè)計(jì)煤層為 4號(hào)煤層，此煤層位于帶區(qū)可采煤層的第一層，煤厚 ，平均傾角 為 ?4 ，煤層頂?shù)装鍘r石為粉砂巖、粗砂巖，中等穩(wěn)定，煤層的瓦斯相對(duì)涌出量為 tm / 3 （經(jīng)抽放后），煤層爆炸指數(shù)為 %~% ，有煤層爆炸危險(xiǎn)，煤層的自燃發(fā)火期一般為 6~3 個(gè)月，屬易燃煤層，本層的煤質(zhì)牌號(hào)為無(wú)煙煤，煤質(zhì)中硬。 2 2 M 2 4 2 4 0 0 錨桿167。 2 2 7 3 0 0 錨索排距2 m167。 帶區(qū)巷道支護(hù)形式 帶區(qū)巷道斷面尺寸及支護(hù)形式的確定依據(jù)： 1) 巷道所處的位置及圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)及地壓作用的大小。 帶區(qū)內(nèi)可采儲(chǔ)量為： t萬(wàn)4162 帶區(qū)內(nèi)實(shí)際采出煤量為： 則：帶區(qū)采出率 %794162/ ?? 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：采（帶）區(qū)采出率：厚煤層不低于 ， 中厚煤層不低于 ，薄煤層不低于 。掘進(jìn)頭利用聯(lián)絡(luò)巷貫通構(gòu)成通風(fēng)系統(tǒng)，在掘聯(lián)絡(luò)行貫通前的獨(dú)頭段采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。帶區(qū)內(nèi)輔助運(yùn)輸采用軌道，電機(jī)車(chē)牽引，材料車(chē)從井底車(chē)場(chǎng)出來(lái)，經(jīng)軌道大巷和運(yùn)輸斜巷到工作面。 帶區(qū)巷道布置 1） 帶區(qū)煤柱 由后面第 8 章通風(fēng)設(shè)計(jì)確定工作面采用副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)的布置方式， 每個(gè)工作面共布置兩條斜巷，一側(cè)布置一條，一條為進(jìn)風(fēng)巷（運(yùn)輸斜巷 )；另一側(cè)為回風(fēng)巷。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 27 5 帶區(qū)巷道布置 煤層地質(zhì)特征 帶區(qū)位置 設(shè)計(jì)首采帶區(qū)（北一帶區(qū)）位于井田中部偏東 部，巖石大巷西南部。隨著通風(fēng)技術(shù)的發(fā)展 ， 現(xiàn)階段獨(dú)頭掘進(jìn)的距離可達(dá) 3000 多米 ， 因此通風(fēng)問(wèn)題對(duì)帶區(qū)傾斜長(zhǎng)度的大小沒(méi)有限制。 2） 運(yùn)輸系統(tǒng)簡(jiǎn)單，占用設(shè)備少，運(yùn)輸費(fèi)用低。 4） 運(yùn)料系統(tǒng) 副井 → 軌道 大巷 → 運(yùn)料石門(mén) → 軌道中巷 → 運(yùn)料斜巷 → 帶區(qū)回風(fēng)斜巷 → 工作面 。 ② 水倉(cāng)布置及清理 水倉(cāng)布置在井底車(chē)場(chǎng)空重車(chē)線的一側(cè)，礦井正常涌水量為 hm/6003 ，最大涌水量為 hm/6503 ，所需水倉(cāng)的容量 為： ? ?30 5 2 0 086 5 0 mQ ??? 根據(jù)水倉(cāng)的布置要求，水倉(cāng)的容量為： LSQ ?? （ 41） 式中： Q—— 水倉(cāng)容量， 3m ； S —— 水倉(cāng)有效斷面， 210m ； L —— 水倉(cāng)長(zhǎng)度， m545 。 副井提升矸石，運(yùn)輸材料，為使其長(zhǎng)度留有調(diào)整的余地，并考慮出矸工作不均勻、不連續(xù)，故空、重車(chē)線一般不小于 。 （ 3） 當(dāng)大巷采用帶式輸送機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用無(wú)軌系統(tǒng)時(shí)，宜采用折返式或折返式與環(huán)形相結(jié)合形式的車(chē)場(chǎng)；若輔助運(yùn)輸采用有軌系統(tǒng) ，則宜采用環(huán)形形式的車(chē)場(chǎng)。為便于在巷道交叉時(shí)架設(shè)風(fēng)橋等構(gòu)筑物，軌道大巷、運(yùn)輸大巷沿底板掘進(jìn)，回風(fēng)大巷沿煤層頂板掘進(jìn)。井 筒 中 心 線井 筒 中 心 線 金家?guī)X井田 240萬(wàn)噸 /年新井設(shè)計(jì) 18 開(kāi)采水平的設(shè)計(jì) 水平儲(chǔ)量及水平服務(wù)年限 井田主采煤層為 4號(hào)煤層，其它煤層均不可采。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 圖 41 主井井筒斷面圖 表 42 主井井筒特征表 b）副井 副井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 ，凈斷面積 m ，井筒內(nèi)裝備一對(duì) 雙層四車(chē)加寬多繩罐籠，井壁采用混凝土支護(hù)方式，井筒主要用于提料、運(yùn)人、提升設(shè)備，矸石等。應(yīng)該避免井筒偏于一側(cè)造成單翼開(kāi)采的不利局面。 平硐開(kāi)拓受地形及埋藏條件限制，要求地形條件合適，即在煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類(lèi)井型水平服務(wù)年限要求。45176。則工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱壓煤量為 。根據(jù)井田劃分的原則進(jìn)行劃分。其中，下含煤段含煤系數(shù)為 ，上含煤段含煤系數(shù)為 。但在火成巖侵入部位有局部的煤質(zhì)變化現(xiàn)象。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，煤層灰分每增加 %1 ，發(fā)熱量減少 kgMJ/ 左右。絲炭主要分布在水平層理的表面上，形成薄膜，反映出沼澤盆地小幅度頻繁升降。 瓦斯含量由井田中部及東側(cè)向 金家?guī)X 井田背斜鞍部逐漸增大；由中部向西側(cè)瓦斯含量也是遞增的。總體規(guī)律為東部煤層傾角較疏緩，向西傾角逐漸增大。井田內(nèi)普遍發(fā)育，起到了一定的隔水作用。 井田的水文情況 1）井田范圍內(nèi)的河流、流量及洪水位 鐵法煤田的水文地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單， 煤系地層上覆蓋有它巨厚的白堊系地層，白堊系地層滲透很差，滲透性系數(shù)較低，所以第四系含水層和白堊系上部風(fēng)化帶含水層中的水不易滲入井下。從成因上看，屬于北東向的新華夏系構(gòu)造切割東西向構(gòu)造帶而形 成的斷陷構(gòu)造盆地，且盆地的展布方向?yàn)楸北睎|向，盆地的形成和發(fā)展，始終受到新華夏系構(gòu)造的控制，盆地內(nèi)的構(gòu)造形式以斷裂構(gòu)造為主，褶曲構(gòu)造次之，并伴有廣泛的巖漿活動(dòng)。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 井田及其附近的地質(zhì)特征 區(qū)域地層 鐵法煤田為一內(nèi)陸山間盆地。鐵路及公路網(wǎng)能有利于金家?guī)X的煤炭資源持續(xù)不斷的向外運(yùn)輸 。 金家?guī)X井田 240萬(wàn)噸 /年新井設(shè)計(jì) 2 1 礦區(qū)概述及井田特征 礦區(qū)概述 交通位置 金家?guī)X井田位于鐵法礦區(qū)東南部，行政區(qū)隸屬于遼寧省調(diào)兵山市，位于調(diào)兵山市的金家?guī)X井田鎮(zhèn)及鐵嶺縣的大青鄉(xiāng)及菜牛鄉(xiāng)境內(nèi)。但 煤炭是不可再生的寶貴資源，我國(guó)雖為萬(wàn)億噸以上儲(chǔ)量的第三富煤大國(guó)，但人均資源僅為世界人均資源的一半。 井田概況主要包括礦區(qū)的地理、地形和交通；礦井的地理位置、井田范圍；礦區(qū)的氣象條件、地震烈度、電源和水源的概況；井田地質(zhì)特征、煤層及煤質(zhì)概況以及水文地 質(zhì)條件概況等。 礦井開(kāi)拓分別論述了主井、副井位置選擇、帶區(qū)的劃分、水平的劃分以及開(kāi)采順序、帶區(qū)的布置及裝備、各巷道的布置等。因此，要合理開(kāi)采、綜合利用煤炭資源，提高煤炭資源的采出率，提高經(jīng)濟(jì)效益。其地理坐標(biāo)為： 東經(jīng) 4239。 礦區(qū)地形地貌 本礦區(qū)地勢(shì)平坦，屬于平原地區(qū)，其西部為調(diào)兵山復(fù)背斜，是由一套古老巖系隆起 而成的山區(qū)。從構(gòu)造成因上看，又屬于特定大地構(gòu)造環(huán)境下的斷陷盆地。 井田含礦層成因及地質(zhì)特征 金家?guī)X 井田位于鐵法斷陷盆地的東南角，其地層層序和煤層生成年代與區(qū)域地層一致，以前震旦系構(gòu)成基底，其上發(fā)育了中生界之 下 白堊 統(tǒng) 及新生界之第四系 。另外本區(qū)內(nèi)的斷裂帶大部分不含水，只有個(gè)別斷層含水，從而說(shuō)明第四紀(jì)含水層和白堊紀(jì)上部風(fēng)化帶含水層中的水對(duì)礦井影響甚微。 礦層質(zhì)量及礦層特征 金家?guī)X 井田 普遍 發(fā)育的煤層 4個(gè)，其中 一 個(gè)煤層發(fā)育 范圍較大 ，為 金家?guī)X井田主要可采層； 其余 為 不 可采煤層。在 金家?guī)X 井田背斜處，號(hào)斷層以西部分，褶曲軸西翼地層傾角為度，向西傾。瓦斯含量較大的地段煤層厚度、煤 層埋藏深度有較好的正相關(guān)關(guān)系。宏觀煤巖類(lèi)型 主要是半亮型煤，光亮型煤和暗淡型煤少見(jiàn) 。 3） 揮發(fā)份（ dafV ） 各煤層原煤可燃基揮發(fā)份平均值為 %~ 之間，平均為 % 。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 2 井田境界及儲(chǔ)量 井田境界 井田范圍 金家?guī)X井田為南北走向，金家?guī)X井田所處的地理坐標(biāo)為： 4 6 9 8 1 6 2~4 6 8 9 5 4 8?X 4 1 5 5 4 0 4 7~4 1 5 4 7 8 6 0?Y 北緯 4539。本設(shè)計(jì)是 4 號(hào)煤層。 1） 要充分利用自然條件； 2） 要有合理的走向長(zhǎng)度： 3） 要處理好相鄰井田的關(guān)系； 4） 要為礦井的發(fā)展留有余地； 5） 要有良好的安全經(jīng)濟(jì)效果 井田的儲(chǔ)量 工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 本設(shè)計(jì)的主采煤層為 4號(hào)煤層，儲(chǔ)量估算在 1： 5000 底板等高線圖上，采用水平投影地質(zhì)塊段法進(jìn)行估算，估算公式為： dhSQ ??? （ 22） 式中 ： Q －－ 儲(chǔ)量塊段 儲(chǔ)量，單位： t ； S －－ 儲(chǔ)量塊段水平投影 面積，單位： 2m ； h －－ 儲(chǔ)量塊段 平均 鉛垂 厚度，單位： m ； d －－視密度，單位： 3/mt ； ? ?萬(wàn)噸2 0 6 6 5 7 ?????Q 礦井可采儲(chǔ)量 安全煤柱留設(shè)原則 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 1）工業(yè)場(chǎng)地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱。 kqnmd cba620 580 540 500 460 42058050042075176。 金家?guī)X井田 240萬(wàn)噸 /年新井設(shè)計(jì) 10 圖 22工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱 4）大巷保護(hù)煤柱：大巷兩側(cè)的保護(hù)煤柱各為 15米，但本設(shè)計(jì)大巷為巖石大巷，所以大巷保護(hù)煤柱損失量為 0。 斜井開(kāi)拓與立井開(kāi)拓相比，井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資低；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車(chē)場(chǎng)及硐室都比較簡(jiǎn)單，井筒延伸施工方便，對(duì)生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的 威脅；主提升膠帶有相當(dāng)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(fā)生透水事故等，人員可迅速?gòu)木渤冯x。 b) 井筒設(shè)在井田中央時(shí)，可以使沿井田走向運(yùn)輸工作量小，而井田偏于一側(cè)的相應(yīng)井下運(yùn)輸工作量比前者要大。采用金屬罐道梁，型鋼組合罐道，端面布置，罐道梁采用通梁式布置方式。 4 號(hào)煤層厚度為 ，煤層傾角小，平均 ?4 ，為近水平煤層，故設(shè)計(jì)為立井單水平開(kāi)采。大巷位于井田中央，沿等高線方向布置，局部半煤巖及巖巷，運(yùn)輸大巷巷道坡度隨煤層而起伏，一般 ，軌道大巷巷道水平掘進(jìn)坡度為千分之三到千分之五，便于排水。 （ 4） 采用綜合開(kāi)拓方式的新建礦井或擴(kuò)建礦井，井下采用多種運(yùn)輸方式運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體條件，經(jīng)方案比較后確定。這就要求井底車(chē)場(chǎng)空、重車(chē)線的長(zhǎng)度應(yīng)不小于 ，即 。 則： ? ?35 4 5 05 4 510 mQ ??? 由以上計(jì)算可知： 0? ，因此，設(shè)計(jì)的水倉(cāng)容量滿足要求。 5） 排矸線路 掘進(jìn)工作面 → 帶區(qū)回風(fēng)斜巷 → 運(yùn)料斜巷 → 軌道 大巷 → 副井 。 3） 傾斜長(zhǎng)壁工作面的回采巷道可以沿煤層掘進(jìn)，可以保護(hù)固定方式， 故可以使工作面保持長(zhǎng)，對(duì)于綜合機(jī)械化采煤非常有利。 帶區(qū)變電所設(shè)在 軌道 大巷附近 ， 考慮到帶區(qū)斜長(zhǎng)過(guò)大將使供電距離增大，電壓降升高 ， 勢(shì)必影響到工作面機(jī)電設(shè)備 的啟動(dòng) ， 因而結(jié)合實(shí)際情況 ， 把變電所布置在帶區(qū)中央 ， 以解決供電問(wèn)題。 帶區(qū)煤層特征 帶區(qū)所采煤層為 4號(hào)煤層，其煤層特征：黑色，亮煤為主，具有金屬玻璃光澤，煤層平均厚度 ，煤層傾角平均 ?4 。一般主、副井部分大巷貫通形成通風(fēng)回路之后就可以布置回采巷道，但工作面產(chǎn)量大，瓦斯涌出量較大，前期采用中央并列式通風(fēng)，中后期采用中央分裂列式通風(fēng)，軌道大巷、 運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷均布置在巖石中。 帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 1） 運(yùn)煤系統(tǒng) 煤由工作面刮板運(yùn)輸機(jī) → 帶區(qū)運(yùn)輸 斜 巷轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī) → 帶區(qū)運(yùn)輸 斜巷膠帶輸送機(jī) → 運(yùn)輸大巷 → 井底煤倉(cāng) → 主井箕斗提升機(jī) → 地面。每個(gè)掘進(jìn)工作面配備兩臺(tái) FDⅡ 型 255KW 型局部通風(fēng)機(jī)，通風(fēng)方式為壓入式。設(shè)計(jì)首 帶區(qū) 采出率為 %79 ，符 合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定。 2) 為帶區(qū)機(jī)械化采煤的需要，帶區(qū)內(nèi)各巷道斷面應(yīng)滿足各機(jī)械設(shè)備的要求。182。182。 工作面長(zhǎng)度的確定 合理的工作面長(zhǎng)度是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效 的重要條件，雖然在一定的范圍內(nèi)加長(zhǎng)工作面長(zhǎng)度，有利于提高產(chǎn)量、效率和效益，但工作面長(zhǎng)度受設(shè)備、煤層地質(zhì)條件及沼氣涌出量等因素制約，同時(shí)工作面長(zhǎng)度太長(zhǎng)，生產(chǎn)技術(shù)管理的難度也會(huì)增大，因此工作面長(zhǎng)度超過(guò)一定范圍，工作面單產(chǎn)、效率、效益以及安全生產(chǎn)條件等都會(huì)下遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 37 降，據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，綜采工作面長(zhǎng)度不小于 160 米，條件適宜時(shí)，工作面長(zhǎng)度可適當(dāng)加大，據(jù)本設(shè)計(jì)帶區(qū)煤層地質(zhì)條件，確定工作面長(zhǎng)度為 170米，下面對(duì)工作面長(zhǎng)度進(jìn)行校核： 1) 按工作面生產(chǎn)能力保證礦井生產(chǎn)能力進(jìn)行校核 本設(shè)計(jì)礦井由一個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)，工作 制度為“四六”制，即三班割煤，每班割三刀，采煤機(jī)截深 米。根據(jù)本設(shè)計(jì)井田的條件，決定回采工藝選擇綜采，（根據(jù)《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，大型礦井應(yīng)以綜合機(jī)械化采煤工藝為主）綜采的優(yōu)點(diǎn)是：高產(chǎn)、高效、安全、低耗及勞動(dòng)條件好，勞動(dòng)強(qiáng)度小。182。182。 帶區(qū)開(kāi)采順序 對(duì)于一個(gè)帶區(qū)來(lái)說(shuō)，合理的開(kāi)采順序應(yīng)該是在考慮采動(dòng)影響的關(guān)系的前提下，保證帶區(qū)內(nèi)回采工作面的正常接替，保證礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，最大 限度地采出煤炭資源，減少巷道掘進(jìn)和維護(hù)工程量，合理集中生產(chǎn)，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，便于災(zāi)害防治，保證生產(chǎn)安全可靠。按下 式計(jì)算： 帶區(qū)采出率 = 帶區(qū)實(shí)際采出煤量 /帶區(qū) 可采 儲(chǔ)量 %100 帶區(qū)開(kāi)采損失主要有：工作面落煤損失，約占 %10 厚度及