靛頭煤礦初步設計(更新版)

　　

【正文】 35 工期 8 個月。 在礦建、土建、設備安裝三類工程的施工中，應盡力提高機械化水平，三類工程的施工應充分利用時間和空間，采取平行交叉作業，加快建井速度，縮短建井工期。在泵房掘一個 2 的長方形吸水井，混凝土澆筑 。《煤礦安全規程》規定，主要回風巷的風速不得超過 8m/s，因此最大允許風量為 m3/s。《煤礦安全規程》規定，運輸機巷的風速不得超過 6m/s，因此最大允許風量為 m3/s。回風立井內全部采有混凝土砌碹，砌碹厚度表土層為 500mm，基巖段為 350mm。并設置有梯子間。 （三）前期回風立井：井筒直徑 ，垂深 754m,裝備普通梯子間。 繼續教育學院畢業設計（論文）紙 30 第五章 礦井基本巷道及建井計劃 第一節 井筒、石門與大巷 一、井筒數目與用途 礦井移交生產時共布置 3 個井筒，分別為主立井、副立井、前期回風立井。達到設計生產能力時應該配備正常生產一個綜合機械化采煤工作面和兩個綜合機械化掘進工作面。 此開采水平將布置軌道大巷、運輸大巷和回風大巷，三條大巷全部沿煤層布置為煤層大巷，軌道大巷和運輸大巷布置在下層煤，回風大巷布置在上層煤，三條大巷平行，間距為 30m，大巷兩側還留有 30m 的保護煤柱。還有一個 立井為礦井的前期回風井，用于礦井的回風，并設梯子間作為礦井的又一安全出口。 用斜井開拓時，應考慮井筒層位的合理選擇，考慮其經濟技術的合理性 （二）根據上述原則，將工業廣場布置在靠近井田西翼，地表比較平坦處，地表標高為 +1100m。 煤層開采順序應符合下列規定： 近距離多煤層開采順序，一般應先采上層，后采下層的下行式開采； 開采有煤與瓦斯突出煤層時，經論證需要先開采下部保護層；或開采煤層間距大，開采下部煤層不影響上部煤層完整性，可采用先采下層，后采上層的上行式開采； 多煤層開采時，應厚、薄煤層合理搭配開采。 設置開采水平時，要綜合考慮各種因素，擇優而定。 ４、要保證開采水平有合理的服務年限和足夠的儲量，服務年限必須符合礦井設計規范的規定。片盤斜井可一個片盤生產，一個片盤 準備。 ，并為采用新技術、新工藝、發展采煤機械化、綜合機械化、自動化創造條件。所以計算出來的 滿足要求，確定設計生產能力 A=1200kt/a；設計服務年限P=。因此，宜選擇適宜的井型。在條件較差的綜采面加固煤壁、扶正支架、整理工作面端頭等工作也在準備班進行。 采煤工作面中的有序循環作業，是指采煤工作面在規定時間內保質、保量、安全地完成采、裝、運、支、處這樣一個采煤全過程，對于普采工作面是以放頂為標志，綜采工作面是以移架為標志。經綜合考慮，將工業廣場布置在井田的西北部，地表標高為 +1100m。 礦井設計儲量計算公式如下： 設計儲量 = 工業儲量 永久煤柱損失〔井田邊界煤柱〕 其中： 永久煤柱一般是指井田境界和大斷層兩側的井田境界煤柱和斷層煤柱，以及保護地面建筑物、河流、鐵路等而留設的保護煤柱等。 ，煤層賦存較穩定，采用水平地質塊段法進行儲量計算。 本井田劃分充分考慮了上述因素，將主要以自然邊界為井田邊界將村莊、斷層等自然條件作為井田的邊界，并且為 合理的布置開采減小開采難度、降低開采成本達到較好的經濟效益創造條件。 第二章 井田境界及儲量 第一節 井田境界 煤田劃分未井田時，要 保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開發。 化學性質 2 號煤層：水分 (Mad)：原煤 ％ ％，平均 ％；灰分 (Ad)：繼續教育學院畢業設計（論文）紙 13 原煤 ％ ％，平均 ％；揮發分 (Vdaf)：原煤 ％％，平均 ％；全硫 ()：原煤 ％ ％，平均 ％；焦渣特征 (CRC)：原煤 7；膠質層厚度 (Y 值 )： ；固定碳 (Fc，d)：原煤 ％；磷 (Pd)： ％；發熱量 ()：原煤 ／ kg，平均 ／ kg。上距 2 號煤層 左右，煤厚— ，平均 ，不含夾矸，結構簡單，全區穩定可采。 第三節 煤層的埋藏特征 一、煤層及煤 質 （一）煤層 本區含煤地層為太原組和山西組，不同的巖相形成不同的巖性組合，含煤性也存在有一定的差異性。 （ 2）二疊系砂巖裂隙含水層間的隔水層 該隔水層由泥巖、含鋁質泥巖、砂質泥巖組成，分布于各砂巖含水層間，與各層砂巖含水層構成平行復合關系，起間隔水作用。 （二）礦井沖水條件 地表水 本區為山區，屬汾河水系文峪河支系，區內支溝由西北向東南流入文峪河，常年干涸，雨季排泄地表水。 本區位于西山煤田的西南隅，即西山向斜西翼。 （ 2）和尚溝組 (Tlh) 厚 109m，磚紅色、紫紅色中細粒、粗粒石英砂巖與深紅、土紅色砂質泥巖、泥巖互層，中下部砂巖呈塊狀。K4之上為一套灰 — 灰綠色砂質泥巖及 2— 3 層砂巖組成，下部夾 2— 3 層不穩定的煤線。 繼續教育學院畢業設計（論文）紙 6 上統太原組 (C3t) 連續沉積于下伏本溪組之上，為一套海陸交互相含煤建造，為區內主要含煤地層之一，由灰黑色 泥巖、砂質泥巖、灰色中細粒砂巖和 3 層石灰巖及 7— 8 層煤組成，底部以 — 層灰白色、硅質膠結的細 — 中粒砂巖 (晉祠砂巖 K1)為基底與本溪組分界。 繼續教育學院畢業設計（論文）紙 5 五、礦區電力供應 本礦現有一回 10kV專用線引自店坪 35kV站，該站電源引自鋪上 220kV站，鋪上變電站 距本礦僅 4km。年平均降雨量分部不均，一般春季占 14％，夏季占 59％，秋季占 24％，冬季最少僅占 3％。 通過本次設計，我看到了許多以往自己欠缺的地方，提高了綜合能力，知識水平有了很大的提高，由于本人的初次設計，錯誤難免，懇 請各位老師指正。以培養和提高學生分析和解決實際問題的能力，是學生走上工作崗位前進行的一次綜合性能力訓練，也是對一個采礦工程技術人員的基本訓練。礦區往東北距文水縣城 9km，有土石公路與 307 國道和夏 (店 )汾 (陽 )高速公路相連，交通十分便利。 依據中華人民共和國國家標準 GB500112020《建筑抗震設計規范》附錄 A，本地區抗震設防烈度為 7 度，設計基本地震加速度為 。 第二節 井田地質特征 一、地層 本區地層出露良好，自西向東由老至新依次出露奧陶系中統峰峰組，石炭系中統本溪組、上統太原紐，二疊系下統山西組、下石盒子組、上統上石盒子組、石千峰組、二疊系下統劉家溝組、尚溝組、中統二馬營系組 ，第四系零星分布于溝谷及緩坡處。由灰黑色泥巖、砂質泥巖、灰色中細砂巖及煤組成，底部以一層灰色厚層狀細砂巖 (北岔溝砂巖， K3)為底與太原組分界。 繼續教育學院畢業設計（論文）紙 7 上統 (P2s) （ 1）上石盒子組 (P2s) 全厚 456m，以黃綠色中粗粒砂巖 (K6)為底與下伏地層連續沉積，由黃綠色砂巖間灰、黃綠、紫紅色泥巖、砂質泥巖及 3— 4 層砂巖組成。 （五）第四系 (Q) 繼續教育學院畢業設計（論文）紙 8 上更新統馬蘭組 (Q3m) 厚 0— 30m，淺黃色粉砂土，孔隙較大，垂直節理發育，中下部含 l 一2 層砂礫層。井田構造 屬簡單。 (2)石炭系上統太原組碎屑巖夾碳酸鹽巖類含水層組 本含水組主要由 Ll、 K L4等 3 層石灰巖及砂巖組成，厚度 20m 左右，含巖溶裂隙水，具承壓性，據區域資料，單位涌水量 — ／，屬 型，礦化度 104153mg/l，總硬度 ／ l。 （ 3）石炭二疊系砂巖裂隙水及灰巖巖溶裂隙水均具帶壓的可能性。 區內山西組、太原組總厚 148m,煤層平均總厚 ,含煤系數％。 各可采煤層特征詳見表 131。 為低中灰、特低硫 低中硫、低磷、特高熱值之肥煤，可作為煉焦用煤。對于煤層總厚度較大，開采條件好，為加快礦井建設和節約初期投資而建設的中小型礦井，更應如此。面積 ，周長 。 （三） 塊段面積 在儲量計算平面圖上按劃定的各塊段用電子求積儀測取。 （一）井田邊界煤柱量的計算 該井田邊界全長為 ，留設煤柱寬度為 20m。水平大巷之間留 30m，兩側 留 30m 煤柱，采區邊界留 20m，工業場地按二級保護，井筒按一級保護，再根據表土層和基巖厚度（表土移動角 45176。其方式通常有以下四種。 三、 三班出煤、一班準備 繼續教育學院畢業設計（論文）紙 21 即四六工作制，每班 6 小時工作 。 4．市場需求因素：本礦井擬開采的煤層，煤質優良，市場需求前景非常好，因此加大開發力度不僅能產生顯著的經濟效益，而且能產生較好的社會效益。要使生產系統完善、有效、可靠，在保證生產可靠和安全的條件下，減少開拓工程量；尤其是初期建設工程量，節約基建投資，加快礦 井建設。 (一 ) 井筒的確定 煤層賦存和地形等具有平硐開拓條件時，應首先考慮采用平硐拓。 (二 ) 開采水平和階段高度的確定 開采水平的確定直接影響礦井的基本建設投資及生產經營費用，是井田開拓的重要參數，必須多方比較后確定。以下的緩傾斜煤層，可以采用上下山開采。 開拓巷道不得布置在有煤與瓦斯突出危險煤層中和嚴重沖擊地壓煤層中。 應使井田兩翼儲量大致平衡，即井筒應位于儲量中心，利于井下運輸、通風和開采系統布置，減少生產經營費用。在工業廣場內布置兩個立井井筒，該礦井為雙立井開拓方式，在井田的中央偏南的位置布置一個前期回風井，后期回風井布置在井田中央的北側。按照《煤礦安全規程》中的規定，兩個安全出口間距不得小于 30m。 第二節 達到設計生產能力時工作面的配備 根據前面進行方案比較的結果，確定方案一為該礦井的開拓方案。中部槽規格 1500 764 222mm。 （三）前期回風立井：擔負全礦井回風任務，兼作安全出口。裝備一對 16t 立井箕斗，鋼繩罐道，裝備普通梯子間。表土層掘進直徑為 ,掘進斷面積為 m2，基巖段掘進直徑為 ，掘進斷面積為 m2。 三、石門與大巷 該礦井布置了三條大巷和三個煤門，分別為運輸大巷、軌道大巷、回繼續教育學院畢業設計（論文）紙 32 風大巷、軌道煤門、運輸煤門和回風煤門。采用錨噴支護，噴層厚度為 100mm。井底車場巷道和主要硐室均采用半圓拱斷面，錨噴支護。主、副水倉采用聯合布置的形式，即在 3 號煤底板巖石中掘一條巷，中間加隔墻。該礦井為一個工作面滿足礦井生產能力，礦井移交生產和達產為同一時間。 六、回風大巷：初期投產時長 620m，采用錨噴支護，主要用于回風。 （三）機電安裝工程和土建安裝工程除服從于井巷工程施工工期外，還應盡量考慮到勞動力的均衡使用。應組織技術力量強、施工經驗豐富的施工隊伍施工主要巷道工程，使礦井主要井巷盡早貫通，盡快形成全負壓通風系統，為井下施工隊伍創造良好的作業環境。 （二）緩斜、傾斜厚煤層的采煤方 法 對緩斜、傾斜厚煤層，一般采用傾斜分層下行垮落走向長壁采煤法。 2 號煤層平均厚 ，采高 ；工作面長 進長度為 1810m. 回采工作面生產能力按下列公式計算： Q 采 =L Vo M r C 式中： Q 采 — 工作面年產量， t/a； L— 工作面長 度， 200m； Vo— 工作面年推進度， 2112m； M— 工作面采高， r — 煤的容重， ； C— 采煤工作面采出率， 取 ； 則礦井年生產能力： Q 采 = L Vo M r C=200 2112 = 萬 t/a Q 掘 = Q 采 10%= 10%= 萬 t/a 繼續教育學院畢業設計（論文）紙 39 從而該礦井總設計年生產能力為： Q 總 = Q 采 + Q 掘 =+= t/a 由此可見總煤產量滿足設計生產能力要求。 繼續教育學院畢業設計（論文）紙 40 （三）通風、運輸系統簡單、安全、可靠 。 回采工藝過程如下： （ 一）采煤機落煤裝煤 采煤工作面使用雙滾筒采煤機，其布置方式為：面向工作面時，采煤機的右滾筒應為右螺旋，割煤時順時針旋轉；左滾筒為左螺旋，割煤時逆時針旋轉。 （四）綜采面端頭作業 綜采面端頭支護方式采用單體支柱加長梁組成的邁步抬棚，該方式適應性強，有利于排頭液壓支架的穩定，但支設麻煩，費工費時。查《采礦工程設計手冊》得，西 安煤礦機械廠生產的 MXB880 型采煤機比較適合，主要技術特征見表 631。 表 635 可伸縮帶式輸送機技術特征表 型號 輸送能力 (t/h) 輸送長度 (m) 帶速 (m/s) SJJ1000/160 800 1000 電機功率（ kW） 電壓等級（ V） 帶寬 (mm) 質量 (t) 160 660/1140 1000 93 （五）液壓支架 根據地質報告， 2 號煤層頂板多為泥巖、砂質泥巖等泥質巖類，局部為砂巖頂板，基本屬軟 中等堅硬，易垮落類頂板