靛頭煤礦初步設計(完整版)

　　

【正文】 個循環。）計算保安煤柱。 礦井設計可采儲量計算公式如下： 礦井設計可采儲量＝（礦井設計儲量 — 煤柱損失）采區回采率 其中：煤柱損失包括采空區煤柱、工業場地保護煤柱以及大巷保護煤柱。 四、工業儲量 該礦井井田面積為 ,2 號煤煤層平均厚度為 ，平均容重為 ,因此，該礦井 2 號煤層的工業儲量為： Q＝ S H D/1000＝ 19688000 ／ 1000=76899kt 繼續教育學院畢業設計（論文）紙 17 3 號煤層的平均厚度為 ，平均容重為 ,因此，該礦井 3號煤層的工業儲量為： Q＝ S H D/1000＝ 19688000 ／ 1000=67805kt 該礦井的工業儲量為： Q＝ 76899+67805=144704kt 2 號煤層的地質儲量為 76899kt， 3 號煤層的地質儲量為 67805kt。具體范圍由以下4 個拐點坐標連線圈定，井田境界拐點坐標見表 211。如井田 走向長度過短，則難以保證礦井各個開采水平有足夠的儲量和合理的服務年限，造成礦井生產接替緊張； 三、充分利用自然等條件劃分井田 利用大斷層作為井田邊界，或在河流、國家鐵路、城鎮等下面進行開采存在問題較多或不夠經濟，須留設安全煤柱時，可以此作為井田邊界。 表 132 煤質特征表 煤層 編號 原 煤 水分（ Mad） (%) 灰分（ Ad） (%) 全硫 () (%) 揮發分(Vdaf)(%) 磷 (Pd) (%) 發熱量 () (MJ/kg) 牌號 2 焦 煤 3 肥煤 二、瓦斯、煤層爆炸性及煤的自然 繼續教育學院畢業設計（論文）紙 14 根據地質資料，本礦瓦斯相對涌出量為 ，二氧化碳相對涌出量為 ，為低瓦斯礦井。玻璃、強玻璃光澤，具棱角狀或階梯狀斷口，或均 — 狀結構。上距 K4砂巖 30m 左右，煤厚 — ，平均 ，不含夾矸，結構簡單，全區穩定可采。 繼續教育學院畢業設計（論文）紙 11 礦井涌水主要從煤層上部及其頂底裂隙滲入，礦井充水類型應為水文地質條件中等的裂隙水間接進水型礦井。 （ 4）三疊系碎屑巖類含水層組 含水層為其數層細 粗粒砂巖，含裂隙水，由于其所處位置高，含水性應不大，為自由潛水，局部可具承壓性，溝谷中有泉水出露，流量不大。區域水文地繼續教育學院畢業設計（論文）紙 9 質單元屬晉祠泉域南泉大斷裂排泄區。厚 0 一 30m，不整合于下伏不同地層之上。 上段 (P2s2)：由一套黃綠色砂巖，間夾紫紅色泥巖組成，厚 256m。 （ 2）下石盒子組 (P1x) 連續沉積于下伏山西組之上，由黃綠、灰黃色 泥巖、砂質泥巖及 3— 5層砂巖組成，厚 110m。厚度 90m 左右。本區及附近地下水發育良好，但因煤礦開采，使潛水遭到一定破壞，不能作為礦區可靠的生活水源。其間山高坡陡，黃土零星披蓋于緩坡處；基巖大面積裸露，區內最高點位于西北山梁處，海拔 ，最低點位于靛頭溝谷，海拔 ，最大相對高差 478m，屬中高山區。是在靛頭煤礦井田概 況和地質特征的基礎上，結合搜集到的其它相關原始資料、運用所學知識、參考《煤礦開采學》、《煤炭工業礦井設計規范》、《煤礦礦井開采設計手冊》等參考資料，在輔導老師深入淺出的精心指導下獨立完成。在設計的過程中我受益非淺。 三、氣象及地震 本區地處北半球中緯度內陸地帶，屬暖溫帶大陸性氣候，冬季短而寒冷，夏季炎熱多雨，春季干旱多風，秋季涼爽，四季 分明，氣候干燥。該礦由一眼深井供水，日出水量約 1200 m3／ d,能滿足改擴建后的生活用水。 （二）石炭系 (C) 中統本溪組 (C2b) 與下伏地層平行不整合接觸，下部為“山西式鐵礦”及 G 層鋁土；中夾 1— 3 層石灰巖及 1— 2 層不穩定煤線；上部為灰黑色泥巖、粉砂巖及淺灰色粘土巖。本組按巖性及色調的不同以 K5砂巖為界可分為上下兩段。 （ 2）石千峰組 (P2sh) 厚 93m，其底部為紫紅色石英砂巖 (K8)，之上為磚紅、紫紅色砂質泥巖與泥巖互層，間夾不穩定砂巖。 二、地質構造 （一）區域地質構造 依據 1986 年《山西區域地質層》，本區位于“祁呂賀”山字型構造帶東翼，其整體為一復式向斜 ，為軸向近南北的“西山向斜組”構造，西陡東緩，兩翼極不對稱。區內地形切割劇烈，沖溝發育，較大溝谷有大川河、原平河、獅子河、屯蘭河、天池川、文峪河等，這些溝谷均為汾河支流，由分水嶺向北西，向南東流入汾河，汾河由西向東，由北而南婉蜒穿過區域的北部和東部邊緣，溝谷水流攜帶的砂礫在東南邊山地帶傾瀉堆積成大大小小的洪積扇群，相互連接構成山前傾斜平原，海拔在 760— 850m 間。 （ 5）第四系松散巖類含水層組 本含水層主要為大溝谷中的窄條帶沖積物，厚度很小，水量不大，礦化度為 ，總硬度為 ，屬 。 （三）礦井涌水量 根據對各個坑口調查，每個坑口正常涌水量為 5m3/h 左右，全礦井正常涌水量 30m3／ h，最大涌水量 50m3/h。其頂板為砂質泥巖、底板為細砂巖。 (2)顯微煤巖特征 各可采煤層煤的顯微組成中有機組份以鏡質組為主，絲質組次之。 根據地質報告，各煤層煤塵均有爆炸性危險。繼續教育學院畢業設計（論文）紙 15 這樣，既降低了煤柱損失，又減少了開采技術上的困難。 表 211 井田境界拐點坐標表 標號 緯距 (X) 經距 (Y) 備注 1 4151000 19584000 2 4145000 19583438 3 4145000 19587000 4 4151000 19587000 （面積 = km2，周長 = km） 第二節 地質儲量的計算 一、礦井所有資源 /儲量 根據中華人民共和國地質礦產行業標準 DZ/T02152020《煤、泥炭地質勘查規范》、中華人民共和國國家標準 GB/《煤炭質量分級第 1 部分：灰分》；中華人民共和國國家標準 GB/T 《煤炭質量分級第 2 部分：硫分》；中華人民共和國國家標準 GB/《煤炭質量分級第 3 部分：發熱量》。本礦地質儲量共計 144704kt。 一、礦井工業場地和巷道保護煤柱量的計算 本區地處山岳地帶，東臨文水平川，總觀全井田，區內地形復雜，溝壑縱橫，總體趨勢西高東低，北高南低，東南、南向發育 5 條相間的沖溝。當礦井報廢時，預計護巷煤柱損失可回收 50%左右，采區回采率取 。邊采邊準，是指三個采煤班，每班設備檢修工作約占 2 小時，采煤、放頂平行作業，一日完成三個循環。兩采一準，即兩個采煤班，一個準備班。 經計算，礦井服務年限 年。 繼續教育學院畢業設計（論文）紙 23 。斜井角度的大小由斜井內所選擇的運輸設備確定。 ２、具有合理的區段數目。用多水平上、下山開采的礦井，為了解決下山采區排水、通風和輔助運輸等困難，也可以考慮設置輔助水平。 開拓巷道布置應避開應力集中區和活動斷層，且不宜沿斷層布置。 井筒應盡量避免穿過流沙層、較大含水層、較厚的沖擊層、有煤和瓦斯突 出的煤層以及較大面積的采空區和大斷層，以減少施工困難，并盡量少壓煤。副立井主要負責礦井的輔助運輸，也作為礦井的主要進風通道和一個安全出口?；緸橐唤矫簩印? 根據《煤炭工業設計規范》規定，礦井設計移交生產標準為 120 萬 t 以上的礦井： 一、井上，下各生產系統基本建成，并能進行安全生產； 二、“三量”達到標準； 三、回采工作面長度一般不小于設計回采工作面長度的 50%； 繼續教育學院畢業設計（論文）紙 29 四、工業廣場內的行政，公共建筑及其設施全部建成； 五、居民區及其設施基本建成。 破碎機：選用 石家莊煤礦機械廠生產的 PEM980 815 型破碎機 ，生產能力為 650t/h。 （二）副立井：井筒直徑 ，垂深 556m。 副立井井深為 556m,采用圓形斷面?；仫L井作為礦井的一個重要安全出口，設置的梯子間。鋪設一部帶式輸送機，并 設檢修軌道，巷道凈寬為 ，凈高為 ，凈斷面積為 。巷道內只鋪設一水溝，巷道寬為 ，凈高為 ，凈斷面積為 。在兩硐室的通道內都設有防火門和柵欄門。 第二節 建井工作計劃 基建工程和礦井工程同時開工，機電安裝工程根據建設周期和資金到位情況統籌考慮，在礦井工程的主副井分別與井底車場、硐室、運輸大巷貫通后， 隨施工進度工期情況及時安裝主立井、副立井提升設備、回風立井通風機設備和中央變電所設備，使永久生產系統逐步到位。 三、回風立井：表土層采用混凝土料石砌碹，基巖端采用錨噴支護，主要用來回風，并兼做安全出口，井筒一側安設梯子間，月進 60m，工期13 個月。 八、 井底煤倉：井底煤倉采用圓柱型垂直煤倉，井底煤倉的有效容積為： Qmc=(~)Am 式中： Qmc—— 井底煤倉的有效容量（ t） Am—— 礦井設計日產量 （ t） ~—— 系數，大型礦井取大值，小型礦井取小值。 （三）依靠科學技術進步，充分發揮第一生產力的作用，積極合理地采用和推廣國內外行之有效的先進技術和先進經驗，選用成套施工設備，提高機械化程度，提高勞動生產率。影響采煤方法的因素很多，概括起來主要有地質構造、煤層埋深、煤層賦存狀況 、煤層厚度及硬度、煤層結構、頂底板條件、煤質條件及礦井生產能力等。 繼續教育學院畢業設計（論文）紙 38 （三）急傾斜煤層的采煤方法 急傾斜煤層應優先考慮采用偽斜采煤法，其工作面偽傾角一般不小于25176。 四、采區及工作面回采率 根據《煤炭工業礦井設計規范》， 2 號煤層為中厚煤層，采區回采率為80％，工作面回采率為 95％。垂直運輸，在采區內布置回采工作面，回采工作面長度為 200m，工作面年推進長度約為 2112m，工作面運輸平巷和回風平巷采用雙巷布置、雙巷掘進。 繼續教育學院畢業設計（論文）紙 41 采煤機的進刀方式為 工作面端部斜切進刀，使用割三角煤進刀方法，其進刀過程為：①當采煤機割至工作面端頭時，其后的輸送機槽已移近煤壁，采煤機機身處尚留有一段下部煤；②調換滾筒位置，前滾筒降下、后滾筒升起并沿輸送機彎曲段返向割入煤壁，直至輸送機直線段為止。 繼續教育學院畢業設計（論文）紙 42 （一）采煤機 該礦井設計生產能力為 ，由一個綜采工作面滿足全礦井生產能力。 采煤機生產能力為： Q=60VMBRη＝ 60 ＝ 506（ t/h） 式中： Q— 采煤機小時割煤量， t/h V— 采煤機牽引速度，取 M――割煤厚度，取 B――截深，取 繼續教育學院畢業設計（論文）紙 43 R――煤的容重， η――有效截割系數，取 考慮上述因素，查閱《采礦工程設計手冊》選用山西煤機廠生產的SGB764/264型可彎曲刮板輸送機，其主要技術參數如表 632。 工作面頂板壓力估算 P=8 倍采高巖石容重 工作面采高 ，頂板巖石平均容重取 。液壓支架主要參數見表 636。 表 633 轉載 機主要技術特征表 型號 出廠長度 (m) 輸送能力 (t/h) 鏈速 (m/s) SZZ730/132 43 630 中部槽 (長寬高 ) 電機功率（ kW） 電壓等級（ V） 備注 1500 764 222 132 1140 中雙鏈 順槽破碎機的破碎能力亦因不小于工作面的生產能力，并與刮板轉載機相匹配，為此選用石家莊煤礦機械廠生產的 PEM980 815 型破碎機，其主要技術參數見表 634。按采高 m、日產 3800t 以上選擇設備。 （二）移架 液壓支架的移架方式采用單架依次順序式，支架沿采煤機牽引方向依次前移，移動步距等于截深，支架移成一條直線，該方式操作簡單，容易保證規格 質量，操作安全，工作面環境好。一采區采完后，按采區編號依次開采。 表 611 不同厚度煤層的采區與工作面回采率 采區回采率 工作面回采率 厚煤層 75% 93% 中厚煤層 80% 95% 薄煤層 85% 97% 第二節 確定采區 巷道布置和要素 一、投產后首采區位置及布置原則 根據開拓方式，為了節省初期井巷工程量，減少初期投資和縮短建設工期，盡快回收資金，設計將首采區布置在一采區內。 靛頭煤礦設計生產能力為 120 萬 t/a，為大型礦井。時，可以考慮采用傾斜長壁采煤法開采。 （五）盡量利用永久設施建井，嚴格控制臨時工程、充分利用現有施工設備，提高機械設備利用率。工程建設期間，應充分利用時間、空間，對礦建、土建、機電安裝三類工程與礦井配套工程進行合理安排， 使三者緊密接合交叉施工。月進 250m，繼續教育學院畢業設計（論文）紙