采礦學畢業設計-井田采區布置設計-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 。00′20′40′34176。中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 1 頁 1 礦井概述及井田地質特征 礦區概述 地理位置與交通 城郊井田位于河南省永城市境內，覆蓋城關鄉、城廂鄉的全部及侯嶺、雙橋、十八里、將口鄉的一部分。00′33176。 井田內地勢平坦、交通方便。其上游永城市段常年關閘蓄水，致使下游斷流無水。 ～ 176。 褶皺構造及斷裂構造 井田內褶皺構造均屬褶 幅不大的隆起和凹陷。為一東盤下降的正斷層。晚古生代中基性巖漿巖活動比較強烈，并對煤層有一定的破壞作用。下二疊統山西組（ P1s）含二煤組，由 1～ 3個分層組成，分層編號從下至上分別為二 二 二 3，煤層平均總厚度為，含煤系數為 %。 二 2煤層直接頂，底板多為細中粒砂巖，厚層狀泥巖（厚度一般大于 5m），局部為砂質泥巖或落層狀泥巖，抗壓強度一般大于 600kg/cm2 ，巖石的完整性，穩定性較好，頂板易于管理，底板一般不易發生底鼓。 2 井田境界和 儲 量 井田境界 井田邊界 井田劃分的原則有： （ 1） 要充分利用自然條件劃分井田； （ 2） 要有與礦區開發強度相適應的礦井數目和井田范圍； （ 3） 照顧全局； （ 4） 為礦井發展留有余地； （ 5） 直（折）線原則； （ 6） 安全經濟效果好； 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。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。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。 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。 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。 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。 （ 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。 （ 7） 井筒井口位置的標高應高于當地 的歷年最高洪水位。 綜合以上五條原則，結合本礦的具體情況，井田中部的地面標高為最高并且遠離村莊，因此把工業廣場選在井田的中部。 階段運輸大巷位置的選擇 由于運輸大巷不僅要為上水平開采的煤層服務還將作為開采下水平 煤層的總回風道，其總的使用年限達數十年以上，為了便于維護和使用，應不受開采個煤層的采動影響。 井田開拓方案的確定 本井田地形平坦，表土較厚且有流沙層，所以采用立井開拓，并按流沙層較薄，井下生產費用較低的原則確定了井筒位于井田走向中部流沙層薄處。可分別按價值單位計算井巷和地面建筑、機電設備安裝及其它工程費用。因此排除了斜井開拓的可能性。 方案Ⅰ、Ⅲ有差別的建井工程量、生產經營工程量、基建費、生產經營費。井筒內還設有排水管、灑水管及敷設動力、通訊、信號和安監電纜等 ， 平面布置見圖 42。 ① 中型礦井主井重車線長度為 ～ 列車長度。 上述硐室的布置，主要取決于地質及水文地質條件，確定井筒位置時，要注意將箕斗裝載硐室在堅硬穩定的巖層中，其它硐室位置則由線路布置所定 。 主要開拓巷道 （ 1） 斷面形式確定 我國煤礦常用的巷道斷面形狀是梯形和直墻拱形，其次是矩形。 根據《煤礦安全規程》，人行道寬 840mm，非人行道一側寬 400mm，及 600mm雙軌巷道中心線距必須在 1300mm 以上，所選巷道斷面均滿足要求。空車運輸方向材料車運輸方向重車運輸方向圖 例圖 44 城郊煤礦井底車場 中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 36 頁 290030001001001003200斷面( m2 ) 圍 巖 類 別掘進尺寸（mm ） 錨桿 （mm ）凈 寬 高 型式 間排距錨深 外 露 長 度 排 列 方 式 噴 射 厚 度 （ m）凈周長（m）3400 3000鋼筋砂漿１００800100矩形1600掘噴射材料斷面（m2）煤 圍 巖 類 別掘進工程量(m 2)凈 掘巷道 墻腳粉刷面積（）100鋪底（ ）材料消耗量 錨 桿 重 量 kg托板 注 眼 樹 脂 kg 鐵（kg ） 木（個）斷面特征表每米工程量及材料消耗量表膠帶輸送機巷(半 圓拱，錨噴，B= 32 00 )1:5034001520 840840 圖 45 膠帶機巷 斷面特征 中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 37 頁 4 0 004 8 00200360150020001 0 001 0 606 30 1 0 602 50R2831三心拱雙軌運輸大巷( 錨噴，B = 4 0 0 0 )1:50掘進斷面凈斷面水溝S 掘水溝S 凈凈周長１４. ５　 m 　 巷道坡度巖石硬度３ f ＝２－４２巷道特征 9 . 7 　 m 　20 . 3 6 　 m 　２0 . 2 0 　 m 　２1 2 . 5 　 m 　２ ‰ 圖 46 軌道巷斷面特征 中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 38 頁 斷面（m 2 ） 圍巖 類別掘進尺寸（m m ） 錨桿 （m m ）凈 寬 高 型式間排距 規格錨深 外露 長度 排列 方式 噴射 厚度 （m ）凈周長（m ）３４００ ３０００鋼筋砂漿１００８００ １００ １０. ８矩形掘０. ８２噴射材料（m 3 ）斷面（m 2 ）煤 圍巖 類別０. ０４掘進工程量（m ）凈 掘９. ５巷道 墻腳粉刷面積（ m2 ）７. ９１００鋪底( m 3 ）材料消耗量 錨桿 重量（ k g ）托板 注眼 樹脂（ k g ） 鐵（k g ） 木（個）斷面特征表每米工程量及材料消耗量表城郊礦回風石門1:50 圖 47 城郊礦回風石門斷面特征 中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 39 頁 板巖層屬于中硬巖， 本礦井第一水平運輸大巷 、 主石門 及總回風道 服務年限超過 30 年，服務年限較長，故綜合本 礦 巷道 圍巖 的實際情況，選用半圓拱形斷面。水倉入口在空車線上，入口處標高為井底車場標高最低處，以便水倉能裝滿水。 本礦井輔助運輸采用 型 ， 外型尺寸為，長 ，寬 ，高 。 表 49 各 井筒風速驗算表 通過風量 巷道斷面積 巷道風速 允許風速 井筒 名稱 m3/min m2 m/s m/s 中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 30 頁 副井井筒 4024 8 風井 4024 15 經驗算，井筒風速符合《煤礦安全規程》之規定。風井的開拓方案將在第九章進行分析比較，選擇通風方式和通風方法。具體的經濟費用比較項目如表 4表 4單水平立井開拓 440 水平 中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 19 頁 表 4表 4表 4表 48。礦井生產能力，煤炭采出率，巷道掘進率。可以知道本礦井的服務年限為 60a，本井田的主要可采煤層為二 2煤層，為單一的煤層開采，為了減少煤柱損失和保證大巷維護條件 ，大巷布置在煤層底板下的砂巖內，其它采區上山均布置在煤層中，最后再加以回收，第二水平開采時，再在工業廣場掘一風井變主要的通風方式為中央并列式，因此在確定開拓方案時，風井的比較方案將在第九章做進一步的討論。缺點是巖石工程量大，掘進施工困難，掘進速度慢，掘進費用高。 （ 2） 有利于采區正常接替 階段斜長增長，采區儲量多，采區服務年限長對采區接替有利。 （ 2） 處于當地主導風向的上風向，避免空氣污染。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首采區煤層。 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。 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。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。可通過塊段法（煤 層傾角小于 15176。 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。井田的傾向長度最大約 ，最小長度約 ，平均長度約 。煤的硬度系數為 f = 。煤層埋深大于 235m時，煤層基本正常，但局部較深的部位有風化現象，參考鄰區陳四樓井田所確定的風化帶深度為 21m，故認為本井田風化帶的深度為 20m合適。井田斷層富水性微弱，具有一定的隔水性能，一般情況下不會發生大導水威脅。地層產狀總趨勢向南西西方向傾斜，地層傾角一般在?～ ?,個別地段（東南部蔣閣向斜一帶）達 20?～ 30?。左右，傾向北傾角 70176。打薄打丟的煤層均經測井補救合格。年平均降水量 ㎜，年最大降水量 ㎜，年最小降水量 。區內新生界松散沉