采礦工程畢業設計論文-楊莊煤礦12mta新井設計(專業版)

　　

【正文】 中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 29 頁 圖 立井兩水平加暗斜井 上山開采平剖面示意圖方案三：立井單水平加暗斜井、上下山開采、一水平標高300m；二水平標高500m。要保證采區內的工作面的正常接替，區段數目多一些比較有利，但是這樣斜長過大，對輔助運輸和煤炭的運輸以及行人等都有不利的影響。（3）為便于井筒的掘進和維護，井筒不應設在受地質破壞比較劇烈的地帶及受采動影響的地區。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。大巷輔助運輸采用礦車運輸，運輸方便靈活，能滿足要求。按照《煤炭工業礦井設計規范》規定：礦井每晝夜凈提升時間 16 小時。表 工業場地占地面積指標井型（萬 t/a） 占地面積指標（公頃/10 萬 t）240 及以上 120180 4590 930 （二）斷層保護煤柱斷層按其落差大小不同，根據《煤礦設計手冊》規定：落差50m 的斷層，兩側各留 50m 的煤柱；落差20m ～ ≤50m 的斷層，兩側各留 30m煤柱；落差10m ～ ≤20m 的斷層，兩側各留 20m 煤柱；落差10m 的斷層不留設斷層煤柱。并且， 《三水平延深補充勘探地質報告》確定本井田的勘探類型為構造中等，煤層較為穩定的“ 二類二型 ”，并經淮煤地字（ 90）第 912 號文批復同意。第二部分的水平面積由 autoCAD 工具中的查詢面積可得：S2=（km 2） ，則第二部分的實際井田面積為：S2=176。在生產過程中，1995 年由煤科院重慶分院鑒定部分樣品，其結果如下：（一）煤層爆炸性：煤塵爆炸性指數為 ～％，主要可采煤層的煤塵具有爆炸性，可定為具有煤塵爆炸性危險的礦井。平均灰分瘦煤 ％；焦煤 ％；貧煤 ％。影響較嚴重的侵入巖漿巖體較薄，以巖漿熱力作用為主，煤的變質程度增高，主要中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 12 頁 為貧煤、無煙煤。底板中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 11 頁 （1）直接底：一般為灰色、塊狀泥巖，下部含鋁質或菱鐵質，含植物化石，厚 1～15m，平均 ；偶見灰色、塊狀、細粒石英砂巖。有巖漿巖侵入，煤層被吞蝕，多不可采；C．33 分層，煤厚 ～，見煤點平均厚 ，僅有零星可采點，為不穩定不可采薄煤層。其中下石盒子組含主要可采煤層 5 煤層，山西組含主要可采煤層6 煤層。W NW～SW 正 井田水文地質（一） 含 水 層 第四系孔隙含水組普遍存在于井田范圍內，厚度 40～80m，一般 60m，井田兩翼厚，中間薄，含水段為流砂層，其厚度變化較大，一般 6～11m ，大部分呈透鏡體狀分布，分叉合并現象普遍，自上而下共四層：一、二分層較穩定，呈連續分布，厚度較大，而三、四分層不連續，尤其第四層僅個別鉆孔見到，上部具潛力性質，中下部具承壓性質，水位埋深 ～ ，季節波動較大，水質類型以碳酸鹽為主，硫酸鹽次之，礦化度 4g/l，滲透系數～，賦水性較強。 。該組含煤一層，編號為 1 煤層，為不穩定的局部可采薄煤層。該組含薄煤層 11 層（井田內 11 個孔接露） ，個別煤層局部厚達，其余均為不穩定、不可采煤層。褶曲有洪莊向斜、濉溪向斜、李樓向斜、陸莊背斜等。年平均蒸發量 1300～900 毫米。兩河流于本井田東南邊緣雙莊處匯合。48′9″，北緯33176。礦井正常涌水量為 190m3/h，礦井屬于低瓦斯礦井。井田為雙立井兩水平開拓。54′28″。兩河流河床下切不深，侵蝕基準面于地表僅差 2～3 米；但側蝕作用顯著，河面寬約 50～150 米；河谷標高為+ 米左右。年平均無霜期 203 天。煤層走向大致東西，西部轉為南北，東部煤層向北傾斜，西部向東傾斜，煤層傾角 4～40176。（三）下二疊統山西組（P11s）與下伏地層整合接觸，平均厚 107m。 井田地質構造楊莊井田位于閘河復式向斜的南端閉合處，以褶曲構造為主，斷層為輔，斷裂構造相對不發育。陸莊背斜位于井田西部，背斜軸在 16 線～17 線間，軸向近南北，長約 。上石盒子組孔隙～裂隙含水組厚 170～210m，區內為隱付型，分布普遍，以砂巖裂隙水為主，基巖風化帶發育有孔隙水，賦水性弱，該組底部中粗粒砂巖穩定，沖洗液消耗量大，賦水性相對較強，是本組含水段，單位涌水量 ～，滲透系數 ～，水質類型 HCO3—Cl—Na—Ca 型。太原組含煤 11 層，但因不穩定或不可采而無經濟價值。各煤層的基本情況如表 表 可采煤層基本情況一覽表評價指標煤層編號煤層厚度等級全井田厚度最小～最大（m）平均厚度（m）穩定程度 結構31 ～732 ～ 33薄 煤 層～ 不穩定 復雜4 薄 煤 層 ～ 不穩定 復雜5 中厚煤 層 ～ 穩定 簡單中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 10 頁 6 中厚煤 層 ～ 穩定 復雜 煤層圍巖性質可采煤層頂底板巖性 （一） 3 煤層頂板（1）直接頂：一般為深灰色，致密塊狀泥巖，含有大量植物化石，厚度一般 20m 左右。泥巖抗壓強度為 MPa，普氏硬度 f=，抗拉強度為 MPa，抗剪強度為 MPa。煤呈黑色到暗黑色，以暗煤為主，塊狀構造，局部為條帶狀。硫分含量較之其他煤層略高，平均硫分瘦煤、焦煤、貧煤為 ～％；無煙煤為 ％。（二）煤層自然性：煤層無自然發火傾向。=（km 2） 。 工業儲量計算礦井主采煤層為 5 煤層，其平均厚度分別為 ，則礦井的工業儲量如式 21。（三）井田邊界保護煤柱井田邊界保護煤柱留設 50m 寬，則井田邊界長 11474 米，保護煤柱面積損失量為 573700 平方米。這樣充分考慮了礦井的富裕系數，防止礦井因提升能力不足而影響礦井的增產或改擴建。（三）通風安全條件的校核礦井煤塵有爆炸危險性，瓦斯涌出量不大，屬低瓦斯礦井，為保證大型礦井的安全要求須采取預抽瓦斯措施。合理集中開拓部署，簡化生產系統，避免生產分散，做到合理集中生產。（4）井筒位置還應使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進和維護。所以選用一個合理的斜長是很重要的。如圖 。如圖 。需考慮以下因素：要有合理的區段數為保證采區正常的生產和接替，就需要有合理的區段數目，它從另一個側面反映了階段斜長的要求。（2）為加快掘進的速度，減少掘進費用，井筒應盡可能不通過或少通過流沙層、較厚的沖積層及較大的含水層。在解決開拓問題時，應遵循下列原則：貫徹執行國家有關煤炭工業的技術政策，為早出煤、出好煤高產高效創造條件。副井運輸采用罐籠提升、下放設備、物料等，能滿足大型設備的下放與提升的要求。則，礦井設計可采儲量：Zk=（萬 t）中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 21 頁 3 礦井工作制度及設計生產能力、服務年限 礦井工作制度跟據《煤炭工業礦井設計規范》相關規定，確定礦井設計年工作日為330 天，工作制度采用“ 三八制 ”，每天三班作業，每班工作 8 小時。則工業廣場保護煤柱面積損失為：592325 平方米。《三水平延深補充勘探地質報告》提交前的各次勘探施工的鉆孔煤層級別、巖芯采取率、煤芯采取率、鉆孔測斜、鉆孔封孔及測井工程質量評價。=（km 2） 。該井田在勘探過程中煤塵爆炸性和煤層自然性未做過專門試驗鑒定。5 煤層煤種齊全，井田中西部以瘦煤、焦煤為主，貧煤次之；井田東部以貧煤為主。易燃，具膨脹性和粘結性，以焦煤和瘦煤為代表。按原局發《緩傾斜煤層工作面頂板分類方案》預計，5 煤層為Ⅰ類Ⅱ級或Ⅱ類Ⅱ級頂板。B．32 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 55％，分布普遍，局部可采。 可采煤層特征（一） 含煤性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。E～43176。 ；東翼傾角略緩， 15～20176。底部為一層平均厚 19m 的灰白色中粗粒含礫砂巖，較為穩定，是井田煤系地層標志層之一（K3 標志層） ，其底面為上下石盒子組的分界面。其中含有一層 厚的鋁質泥巖，為本區的主要標志層之一（K1 標志層） 。 井田地質特征 井田地形及勘探程度楊莊井田位于閘河復式向斜的南端閉合處，以褶曲構造為主，斷裂構中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 4 頁 造相對不發育。其中 6～8 月日照時數最多，12 月最少。龍河全長 60 公里，發源于蕭縣城東龍山南麓；岱河流向南東，發源于蕭縣岱山湖。井口位置：東經 116176。井田工業儲量為 萬 t,礦井可采儲量為 萬 t，服務年限為68 年。運輸大巷采用礦車運煤，大巷輔助運輸采用礦車運輸。井田處在閘河煤田最南端，東、南、西部均以露頭為界，東西最長 ，南北最寬約 ，面積約 24km2。所有河水流量均受季節控制，河道寬緩平淺，無航運價值。（三）降水年平均降水量 毫米，降雨多集中在 6～8 月份的雨季，平均降水量 438 毫米，占年總降水量的 %；平均降雨天數 37 天，占年總降雨天數的 %，最長雨季達 84 天。 ，大部分為 10～12176。灰色砂質泥巖和灰色～灰白色砂巖為主，夾泥巖。褶曲有洪莊向斜、濉溪向斜、陸莊背斜、李樓向斜等。背斜兩翼寬緩，對稱，傾角為 5～8176。下石盒子組 5 煤裂隙含水組中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 7 頁 厚 50～70m，井田內屬埋藏型，以裂隙發育的砂質泥巖、砂巖為含水層，含水層厚 ～，平均 ，該含水組裂隙不發育，賦水性較弱，單位涌水量 ～，滲透系數 ～（見抽水成果表 5—1） ，呈承壓轉無壓狀態，其水位逐年下降，水質類型 HCO3—Na型。煤系地層總厚 997m，含煤 20 層，平均煤厚 ,含煤系數為 ％，6 煤層，賦存于本組下部，上距鋁質泥巖（K2 標志層） 52～80m，平均 67m，下距 K1 灰巖約 58m，煤厚 ～，見煤點平均厚 ，普氏硬度系數約為 ，屬較穩定煤層。（2）老頂：粉砂巖，灰色、塊狀，泥質膠結。（2）老底：灰色、塊狀細～中粒砂巖，淺灰色、塊狀細粒石英砂巖平均厚度為 。脆性較小，硬度和比重較大，弱玻璃光澤，節理不發育，參差斷口，燃燒無明顯火焰，粘結性較差。平均揮發分 Vdaf=～％；平均發熱量=～ MJ/kg。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。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。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。（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。因此本礦設計每晝夜凈提升時間為 16 小時。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。合理開發國家資源，減少煤炭損失。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。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。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。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。 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。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。（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。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。 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 。根據垂直剖面法作圖，如圖 所示。該報告提交以來，即