采礦工程畢業設計論文-楊莊煤礦12mta新井設計(存儲版)

　　

【正文】 探工程分布比較均勻，采用地質塊段的算術平均法。=（km 2） 。煤層的傾角最大為 15176。 開采界限井田內含煤地層為石炭系太原組、二疊系山西組、下石盒子組和上石盒子組。故本礦井的各煤層，除可作為良好的動力用煤外，還可做遠洋船舶及內海船舶用煤。6 煤層絕大部分為瘦煤，焦煤次之。4 煤層因受巖漿侵入影響，以無煙煤為主，天然焦次之。影響嚴重的巖漿侵入、穿插于煤層中，除熱力作用外，熔蝕、交代同時作用，高變質為天然焦。煤種從焦煤、瘦煤、貧煤到無煙煤乃至天然焦，牌號齊全。砂巖抗壓強度 MPa，普氏硬度 f=，屬Ⅲ級巖石，抗拉強度 MPa。（三）5 煤層頂板（1）直接頂：一般為深灰色塊狀泥巖，厚度 4m 左右，巖石的抗壓強度 ，普氏硬度系數約為 ，屬 VIa 級巖石，抗壓強度為 MPa，抗剪強度為 MPa。砂巖，灰色、細粒、性硬，局部破碎夾薄層泥巖，含植物化石。下距 K2 標志層 30～60m，平均為 48m。煤層結構簡單，頂板以灰白色中細粒砂巖為主，其次為深灰色泥巖、粉砂巖；底板一般為泥巖、粉砂巖，常見有植物根部化石。太原組中、上段之間隔水層太原組中、上段之間有一約 的鋁質泥巖隔水層，該層對隔絕中、上段間水力聯系起到很大作用，自然條件下中段水位比上段高 ～ ，因此中、下段含水層是礦井突水的間接補給來源。山西組 6 煤裂隙含水組上部以鋁質泥巖為界，下部以 K1 灰巖為界，厚度 102～140m，平均120m，巖層裂隙發育不均，賦水性大小受裂隙發育程度控制，總體而言賦水性較弱，單位涌水量 ～，滲透系數 ～，水質類型 HCO3—Na 型。E～15176。（二） 斷層勘探中揭露的斷層，落差大于 10 米的主要有 5 條。李樓向斜位于井田西北部，軸向 N15176。（一） 褶曲洪莊向斜位于井田西部，向斜軸在 16 線附近，樞紐向西南仰起、圈閉，軸向N35176。中、上部以灰～雜色泥巖為主，局部為灰白色砂巖和少量粉砂巖。底部為厚 10m 左右的黑色砂質泥巖與下伏厚約 21m 的黑色泥巖連續沉積，其底面為與石炭系分界面。上部為厚約 4m 的灰白色隱晶質灰巖（13 灰） ，中下部為厚約 18m 的灰綠、紫紅色鐵鋁質泥巖。 。其中月平均最大風速達 米/秒，9 月平均風速最小，為 米/ 秒。年平均于 12 月 12 日出現初雪，次年 3 月2 日出現終雪，初終雪日數為 80 天。（一）氣溫冬季寒冷干燥多風，夏季炎熱多雨，春秋兩季溫和，年平均氣溫中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 3 頁 ℃。雨季礦區低洼地區積水嚴重，積水深度一般為 ～ 米，澇期最長可達一個月左右。東有烈山、青龍山、鳳凰山、大鼓山，北部有相山等。井田內有宿淮公路和一條鐵路專用線穿過，并有雷河，西流河，濉河流經，其歷史最高洪水位：雷河+、西流河 +、濉河 +。46′5″6～116176。礦井通風方式為對角式通風方式.礦井年工作日為 330d,工作制度為“三八”制。一般部分是楊莊礦 120 萬噸新井設計。主采煤層為 5 煤,煤層平均傾角為 10176。工作面長度為 200 m。56′42″9。楊莊礦交通位置示意圖見圖 。其中以閘河為最長，全長 70 公里，縱貫全礦區，閘河煤田因之得名。1973 年 9 月 22 日 11 時 53 分，在濉溪縣臨渙發生了里氏 級地震，震中居民有強烈震撼，少部分土房有輕度破壞。（二） 日照年平均日照數 小時，年承受的太陽輻射總量為 千卡/平方厘米。由于受雨季影響，降雨量呈兩個特點：一是年際變化大；二是分配不均。 水源礦井生活用水水源取自處理后的淺層地表水；工業用水取自處理后的井下排水。該報告提交以來，即 1990 年至今，井田境內先后又施工 11 個鉆孔，使得全井田歷年地面總施工的鉆孔達 405 個，總進尺 。其巖性主要為灰巖與煤、泥巖互層夾粉砂巖和砂巖，韻律性明顯。7 煤層為一薄煤層，僅有個別可采點；6 煤層局部含 1～2 層夾矸或 2 個分層，為該區主要可采煤層之一。（五）二疊統上石盒子組與下伏地層整合接觸，井田內揭露最大厚度為 487m，主要為雜色和青灰色塊狀泥巖、粉砂巖和淺灰～灰白色細～中粗粒砂巖，局部含有菱鐵鮞粒。；西翼傾角 18176。西翼地層較陡，傾角 25～30176。） 走向 傾向 斷層性質F51 斷層 5 15～18 N3176。W NW～SW 正F55 斷層 25～50 70～80 N40176。奧灰巖溶裂隙含水組該層總厚度 500m 以上，含水層段以奧陶系中統的老虎山組為主，含水空間為溶蝕裂隙，溶洞次之，賦水性差別較大，單位涌水量～，水位峰值在 11 月份，區域水位標高+20m，枯水期 5～6 月份，水位標高+15m 左右，水質類型 HCO3～Ca～Mg 型。 煤層與煤質 煤層埋藏條件煤的風化帶為基巖頂面向下垂深 16m，氧化帶為基巖頂面向下垂深18m。普氏硬度系數約為 ，該煤層結構較簡單，局部含夾矸，夾矸厚 ～ ，多為泥巖或炭質泥巖，煤層頂板巖性一般為深灰色泥巖或粉砂巖，底板為泥巖。各分層分述如下：A．31 分層，煤厚 ～，見煤點平均厚 ，井田內鉆孔穿過該層位的可采點占見煤點的 13％，僅在 23～24 線間淺處局部可采，其余為不穩定不可采的薄煤層。中粒砂巖，灰色、性硬，層面常含有炭質薄膜，層狀構造，厚 0～。抗拉強度大于 MPa，抗剪強度 MPa。砂巖及粉砂巖抗壓強度為 MPa，普氏硬度 f=，屬Ⅲ級巖石；抗拉強度為 MPa，抗剪強度為 MPa。其次為亮煤，具玻璃光澤，塊狀，內生裂隙發育，脆度大，易碎，貝殼狀斷口。（二）化學性質3 煤層以瘦煤為主，貧煤次之。揮發份 Vdaf=～％，平均 ％；發熱量=～ MJ/kg ，平均 。平均揮發分Vdaf=～ ％；平均發熱量 =～ MJ/kg。 6 煤層一、二水平瓦斯涌出量一般在 ～ m3/，個別的達 m3/t。開采上限：3 號煤層有 3 個分層，系薄煤層。本井田角度變化很大分為五部分來計算：（如圖 ）第一部分的水平面積由 AutoCAD 工具中的查詢面積可得；S1=（km 2） ，則第一部分的實際井田面積為；S1=176。第五部分的水平面積由 AutoCAD 工具中的查詢面積可得；S5=（km 2） ，則第五部分的實際井田面積為；S5=176。該報告提交以來，即 1990 年至今，井田境內先后又施工 11 個鉆孔，使得全井田歷年地面總施工的鉆孔達 405 個，總進尺 。又根據《煤炭工業礦井設計規范》之規定，工業廣場屬二級保護，其圍護帶寬度為 15m。根據垂直剖面法作圖，如圖 所示。 Bb2a2a3dCADc1d1a1圖 工業廣場保護煤柱（四）大巷保護煤柱以大巷中心為基點，大巷兩側的保護煤柱寬度各為 30m，則大巷保護煤柱損失量為： 萬 t。 表 保護煤柱損失量煤柱類型 儲量（萬 t）井田邊界保護煤柱 斷層保護煤柱 工業廣場保護煤柱 大巷保護煤柱 井筒保護煤柱 0防水煤柱 合計 礦井可采儲量礦井可采儲量是礦井設計的可以采出的儲量，可按式 23 計算：Zk = （Z gP）C （23）式中： Zk——礦井可采儲量，萬 t；P——保護工業場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設的永久保護煤柱損失量， 萬 t；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 ；地方小煤礦不小于 。條件好者，應加大開發強度和礦區規模。工作面生產的原煤經順槽膠帶輸送機到上下山膠帶輸送機進入采區煤倉，然后在大巷裝車經礦車運到井底煤倉，再經主立井箕斗提升至地面，提升能力大，自動化程度高。煤層傾角25176。（二）確定開拓問題，需根據國家政策，綜合考慮地質、開采技術等諸多條件，經全面比較后才能確定合理的方案。根據用戶需要，應照顧到不同煤質、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。有利于掘進與維護（1）為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進的困難及便于維護，應使井筒通過的巖層及表土層具有較好的水文、圍巖和地質條件。總之，選擇井筒位置要統籌井田全局，兼顧前期和后期、地下與地面等各方面因素。 開采水平的確定及采區劃分（一） 開采水平及階段的劃分原則：要有合理的階段斜長，指在采用合理的回采工藝及合理的工作面參數、采區巷道布置及生產系統、一定的采區設備條件下所能達到的階段斜長。根據比較的結果綜合考慮技術、管理、安全等因素，從而獲得合理的水平高度。圖 立井兩水平上下山開采平剖面示意圖方案二：立井兩水平加暗斜井延伸、上山開采、一水平標高300m；二水平在500m；三水平標高650m。具體比較如表 。圖 立井單水平加暗斜井上下山開采方案四：立井三水平、上山開采、一水平標高300m；二水平標高500m；三水平標高650m。考慮到技術和經濟的合理性，根據本井田條件和設計規范相關規定，加之本井田傾斜較長可劃分 2～3 個水平（即 2～4 個階段） ，第一水平標高300m，第二水平標高500m。要有利于采區的正常接替 為保證礦井均衡生產，一個采區開始減產，另一個采區開始應投入生產。 工業場地的位置工業廣場的選擇主要考慮以下因素：（一）盡量位于儲量的中心，使井下有合理的布局；（二）占地要少，盡量做到不搬遷村莊；（三）盡量布置在地質條件比較好的區域，同時工業場地的標高要高與歷年最高洪水位；（四）盡量減少工業廣場的壓煤損失；根據以上原則并結合本礦井的實際情況，工業廣場與主副井筒位置相同。便于布置地面工業場地井口附近要布置主、副生產系統的建筑物及引進鐵路專用線。表土層薄無流沙層 傾角較小，地形復雜優點井身短，通過井筒的各種管線長度小，提升速度快，機械化程度高，對輔助提升有利，人員提升快；井筒斷面大，通風阻力小；生產經營費用低，有利于井筒維護，適應性強，技術可靠，不受煤層瓦斯煤層等限制開拓部署能適應產量大、生產集中的要求，主斜井不受長度限制，井筒裝備及井底車場，地面設施簡單；施工簡單，掘進快，初期投資少，延伸方便，安全出口好最簡單的開拓方式，技術、經濟最有利，主運輸環節少，設備少，地面工業廣場簡單，水可自流，無水倉施工條件好，掘進速度快缺點井筒施工復雜，裝備復雜，其建井投資大，井筒延伸困難井身長，通過井筒各種管線長，生產經營費較高，維護難，串車提升能力小，對地質條件適應性差對井田地質構造和自然條件有一定限制適用條件生產能力大，煤層埋藏深，表土厚或水文條件復雜，開采煤層不受條件限制，凡不適合斜井、平硐、綜合方式時均可采用立井開拓地質構造簡單井田走向較短山嶺、丘陵、溝谷地區煤層埋于山中中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 26 頁 （二）井筒沿煤層傾向的有利位置在傾向上井筒宜布置在中偏上的位置，同時考慮到減少煤損，盡量讓工業廣場保護煤柱圈住一些影響生產的地質構造和斷層。合理開發國家資源，減少煤炭損失。這些用于開拓的井下巷道的形式、數量、位置及其相互聯系和配合稱為開拓方式。礦井采用初期采用兩翼對角式通風，后期采用混合式通風，通風線路短，阻力小，可以滿足通風需要。中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 22 頁 礦井可采儲量 Zk、設計生產能力 A、礦井服務年限 T 三者之間的關系如式 31 所示： （31）kZT??式中：T——礦井服務年限，a； Zk——礦井可采儲量， 萬 t； A——設計生產能力, 120 萬 t； K——礦井儲量備用系數，取 ；則，礦井服務年限為：T = 68 a符合《煤炭工業礦井設計規范》要求。因此本礦設計每晝夜凈提升時間為 16 小時。 （22）式中：H——導水裂隙帶高度； ΣM——可采煤層厚度之和 ,m,ΣM=4。（四）大巷兩側的保護煤柱寬度各為 30m,露頭為 50m,風井場地 20m,村莊 10m。巖層移動角為β70176。Zg =SM γ （ 21）式中：Zg——礦井工業儲量，萬 t；S ——礦井實際的井田面積， 2； M ——煤層平均厚度，煤層的厚度 M =；γ ——煤的平均容重，煤層的容重 γ= t/m3；則 Zg= 萬 t。計算暫不能利用儲量的煤層厚度為 ～；（三）依據國務院過函（1998）5 號文《關于酸雨控制區及二氧化硫污染控制區有關問題的批復》內容要求：禁止新建煤層含硫份大于 3%的礦井。第三部分的水平面積由 AutoCAD 工具中的查詢面積可得；S3=（km 2） ，則第三部分的實際井田面積為；S3=176。井田傾斜方向的最大長度為 ，最小長度為 ，平均 km。中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 14 頁 圖 地層綜合柱狀中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 15 頁 2 井田境界和儲量 井田境界 井田范圍東部邊界：以煤層露頭的氧化帶為界；西部邊界：以土型煤礦為界；南部邊界：南部以煤層露頭的氧化帶為界； 北部邊界：北部到朱莊煤礦和李樓煤礦礦界。各煤層結焦性能良好、特低～低硫、特低磷，砷和氯的含量甚微。平均揮