礦井初步設計畢業設計說明書(專業版)

　　

【正文】 2) 設 計應盡量采用行之有效的先進技術，積極提高機械化水平，達到工作面的高產高效。 根據以上所述及帶區實際的自然條件，本設計帶區進、回風煤層斜巷均采用矩形 斷面 ，工作面帶區斜巷亦采用矩形斷面 。 則： ? ?atA / 4 0 8 01 7 00 萬?????? （ 2）煤巷掘進面生產能力，按下式計算： 111 CHVLA ????? ? （ 53） 式中： 1A —— 掘進面生產能力，萬 t ； L —— 掘進面長度，取區段斜巷寬掘進寬度 ， m5 ； H —— 煤厚， ； 1V —— 掘進進面年推進長度， ? ?amV /6 6 0 0600111 ??? ； ? —— 煤層容重， 3/ mt ； 遼寧石油化工大學順華能源學院畢業設計 (論文 ) 31 1C —— 掘進面回采率，取 。 3） 開采順序 首采帶區為北一帶區，然后依次采北二帶區，南一帶區，南二帶區。 開采順序 在煤礦開采過程中 ， 煤層與各回采工作面有計劃按一定順序組織開采，才能保證整個井田的均衡生產與正常接替 ， 因此礦井開采順序的確定對礦井開采至關重要。 9)移交生產時井巷開鑿位置 首先向地下開掘主、副井筒 ， 掘至 225? 米水平后 ， 開掘部分井底車場及大巷 ，同時掘回風道 ，到井田東部再開掘斜巷與東風井打 形成通風系統 ， 形成通風系統后 ，再回頭掘進初始未掘出的車場硐室及線路。大巷來的機車直接倒入卸載站然后運走。 1）井底車場的形式和布置方式 井底車場是連接礦井井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。 井型 Mt240 提升容器 一對 9箕斗 井筒直徑 井深 m250 凈斷面積 m 井筒支護 混凝土井壁厚 mm500 表土段井壁厚mm2021~1000 基巖段毛斷面積 m 表土段毛斷面積 m 井 筒 中 心 線井 筒 中 心 線 金家嶺井田 240萬噸 /年新井設計 16 圖 42 副井井筒斷面圖 表 43 副井井筒特征表 c）風井 風井采用立井型式，圓形斷面，凈直徑為 ，凈斷面積為 m ，風井 布置 在工業廣場內，不需要留單獨的保護煤柱。主要缺點：立井井筒施工技術復雜，需要設備多，要求有較高的技術水平，井筒裝備復雜，掘進速度慢，基本建設投資大。45176。 井田尺寸 井田的走向最大長度為 km5 ，最小長度為 ，平均長 度為 km4 。 4）煤 類 金家嶺 井田內煤質牌號以 無煙煤（包括弱粘結煤） 為主，氣煤次之，各 煤 層灰分在 %20~15 之間，低硫、低磷 。結構為 線 理狀，條帶狀及透鏡狀， 原 生裂隙不發育， 次生裂隙內有方解石及粘土礦物充填 。煤層變化的總規律：井田的西部、南部厚，東部、北部及東南部較薄。 區域地址褶曲特征 鐵法盆地的褶曲構造不甚明顯，靠近盆地的西側，自北而南依次發育了北西西到近北東向的大明背斜、樸屯向斜、曉明背斜和北東向的大興向斜、曉青向斜和 金 金家嶺井田 240萬噸 /年新井設計 4 家嶺 井田背斜。 礦區的氣象及地震 該區為大陸性寒溫帶干旱半干旱氣候， 風多雨少，春冬兩季多為西北風，夏秋兩季多為西南風， 風力一般 4~3 級， 大者高達 8~7 級， 無風季節少見。在發展現代采煤工藝的同時，繼續發展多層次、多樣化的采煤工藝，建立具有中國特色的采煤工藝理論。 摘 要 礦井生產，其主要特點是地下作業，工作環境艱苦，自然條件復雜，通風和安全措施顯得尤為重要。 本設計主要由七大部分組成：礦井概況和地質特征、礦井開拓開采設計、礦井通風設計、礦井提升和運輸、安全生產措施、經濟技術指標及專題設計（傾斜長壁采煤采場礦山壓力的新特點）。年 平均 降雨量 500左右， 最大達到 (1954 年 )， 降雨一般集中在七、八、九三個月 。它們均屬于短軸、寬緩的褶曲，從控煤、聚煤角度來講，煤田北部的大明向斜、樸屯向斜及曉明背斜在聚煤區也呈北東方向展布（現今形態屬于近東西向，是由構造復合造成的）。 該 井田所見遼寧石油化工大學順華能源學院畢業設計 (論文 ) 5 的各可采煤層，其夾石以泥巖和粉砂巖為主 炭 質泥巖次之。 煤的構造為層狀構造。從垂直方向看， 4 煤層為無煙煤，煤的粘結指數低 ? ?4~2 ， 無粘結性，不粘結煤，而且 煤的內在灰分又太高，故 目前 本井田 出產的煤只能做動力用煤。 井田傾斜方向的水平投影最大長度為 ，最小長度為 ，平均長度為 。75176。 本礦井煤層傾角小，平均為 ?4 ，為近水平煤層；但表土層有流沙層；水文地質情況比較復雜；井筒需要特殊法施工，因此本礦井采用立井開拓。井筒采用混凝土 支護，井壁厚度 mm400 。它聯系著井筒提升和井下運輸兩大生產環節，為提煤、提矸石、下料、通風、排水、 供電和升降人員等 各項工作服務，是井下運輸的總樞紐。兩翼大巷駛入井底車場的電機人車在存車場存放，該處同時作為上、下井人員換乘點。 帶區劃分及開采順序 遼寧石油化工大學順華能源學院畢業設計 (論文 ) 25 帶區形式及尺寸的確定 本著盡量利用特殊條件和自然地質構造劃分 帶區 的原則，考慮到設計范圍內的斷層大且走向發育，傾向上布置受到限制，因此充分利用斷層劃分 帶區 ， 以斷層、工業廣場煤柱線為 帶區 的邊界。 對于單一及中厚煤層，沿傾斜推進分為仰斜和俯斜開采兩種。帶區內采用下行式依次開采 。 則： ? ?tA 6 0 051 ?????? 帶區內布置一個煤巷掘進面，故煤巷掘進面的總生產能力為 （ 3）帶區生產能力 礦井設計井型為 at/240萬 ，帶區生產能力 at/ 萬 ，能滿足礦井產量 要求。根據《煤礦安全規程》規定：綜采工作面，其運輸帶區斜巷的斷面不小于 212m ，回風帶區斜巷凈斷面不小于 210m ，運料、通風和行人上、下山的凈斷面不宜小于 210m ，由于半圓拱形巷道斷面受壓能力大，維護費用低，故運料斜巷、行人進風斜巷均采用拱形斷面，錨噴支護，工作面回采巷道均選用支撐掩護式 支架支護，帶區各種巷道的斷面規格如圖；（見圖： 52） 帶區巷道斷面尺寸 帶區 巷道包括帶區皮帶巷 ， 帶區軌道巷 ， 帶區回風巷，運輸 帶區斜巷 和回風 帶區斜巷， 以及開切眼 .運輸 帶區斜巷 斷面采用帶區皮帶巷斷面 ， 回風 帶區斜巷 斷面和帶區回風巷斷面保持一致 . 支護方式 帶區皮帶巷和帶區回風巷的具體情況前已敘述 ， （ 圖 53） 運輸 帶區斜巷 和圖 （ 54） 回風 帶區斜巷， 采用錨桿進行支護 。 3) 選 擇的采煤方法，應做到經濟上合理，材料消耗少，成本低，回采率高。 用下式計算帶區巷道掘進率 ZLA /? （ 55） 式中： A —— 帶區巷道掘進率，米 /萬噸； L —— 掘進巷道總長度，米； Z —— 帶區可采儲量，萬噸； 帶區巖石巷道掘進率 =巖石巷道總長 /帶區可采儲量 ??? （米 /萬噸） 帶區煤層巷道掘進率 =煤層巷道總長 /帶區可采儲量 ??? （米 /萬噸） 帶區回采率 帶區回采率 =帶區可采儲量 /帶區工業儲量 金家嶺井田 240萬噸 /年新井設計 36 6 采煤方法 采煤方法的選擇 采煤方法包括采煤系統與回采工藝兩方面，據不同的井田地質條件，可以有不同的 采煤方法與回采工藝相結合，從而構成多種多樣的采煤方法，根據《煤炭工業設計規范》的規定，選擇采煤方法時，一般應遵循下列原則； 1) 綜合考慮礦井地質構造，煤層特征，頂底板條件以及瓦斯、煤塵、水文、自燃發火等狀況，保證安全生產。 4) 帶區巷道斷面還要滿足通風和安全的需要。 （ 1） 工作面的生產能力，按下式計算： 000 CMVLA ????? ? （ 52） 式中： 0A —— 工作面生產能力，萬 t ； L —— 工作面長度， m ； M —— 煤層厚度， m ； 0V —— 工作面年推 進長度， mV 1 0 8 ???? ； ? —— 煤層容重， 3/ mt ； 0C —— 工作面回采率，取 。帶區內劃分 12個區段，區段平均長 m1092 ，寬 m175 ， 工作面長 m170 ， 區段斜巷均為 m5 寬， 高。不僅有利于工作面的持續推進 ， 減少工作面的搬家次數 ， 也有利于工作面及帶區的正常接替 ， 而且開采時采用沿空 留 巷 ， 減少了煤柱損失 ， 增加了可采儲量及服務年限 ， 利于集中生產 ， 從經濟上考慮其優越性是明顯的。 8)瓦斯抽放系統 本井田瓦斯相對涌出量為 hm / 3 ，屬高瓦斯礦井 ， 為了預防瓦斯事故，確保礦井安全 ， 必須進行預抽放瓦斯 ， 降低瓦斯濃度 ， 本礦井采用瓦斯道與鉆孔抽放相結合方式 進行抽放 ， 同時必須采取預防突出措施。 3）調車方式 井底車場內設 2 臺架線式機車（軌道），車場內的材料設備、集裝箱平 板車由架線機車牽引，重車頂入卸載站，機車返回井底車場存車線。 井底車場及硐室 礦井為立井開拓，煤炭由箕斗運至地面；物料經副立井運至井底車場，在井底車場換裝，由電機車運到帶區或帶區。副井井筒斷面如圖 42所示，主要參數見表 43。 立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需要風量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利，當表土層為富含水層 或流沙層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質構造和煤層產狀均特別復雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產狀的煤層。75176。 下部邊界： 3號煤層以下 4號煤層為可采煤層。 屬于中高揮發份煤。下含煤段局部有似玻璃光澤，具有不平坦狀、貝殼狀、眼球狀斷口。 以厚煤層為主， 中厚煤 層次之，無 薄 煤層。金家嶺 井田僅發育 4 個煤層 ， 1個可采煤層，可采煤層總厚 。金家嶺井田海拔標高在 75~50 ?? 米之間，區內表土層厚度在m35~6 之間。現代采煤 工藝的發展方向是高產、高效、高安全性和高可靠性，基本途徑是使采煤技術與現代高新技術相結合，研究開發強力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤設備和生產監控系統，改進和完善采煤工藝。各煤田所處的地理位置不同，煤層地質條件多種多樣，開采方法也就多種多樣。 通過 此次 畢業設計 ， 進一步 鞏固和擴展我們所學的知識 ， 培養我們獨立思考 、分析 、 解決 問題的能力 ， 促使我們運用所學 的 知識去觀測 、 調查 、 分析礦井 生產工藝和 安全管理技術，為 我們 進一步學習專業知識打下基礎，也為將來工作做準備。 年平均氣溫 7℃ 左右， 歷史 最高 氣溫 (2021 年 7 月 8 日 )，最低達到 － (2021 年 1月 13 日 )。它們基本上反映了各井田的聚煤環境特征，從對含煤建造厚度的控制關系來看，這些短軸褶曲都是聚煤古構造。煤層結構總的變化規律是北部、東部煤層結構較簡單，西部、南部煤層結構較復雜 。 煤巖特征 金家嶺井田 240萬噸 /年新井設計 6 金家嶺 井田各煤層均為腐植煤 。 5）煤的工業用途 根據煤的物理及化學性質，金家嶺井田內的煤的工業用途為電廠發電，鍋爐取暖及其它民用。 煤層傾角最大為 ?8 ，最小為 ?2 ，平均為 ?4 ，井田平均實際寬度為 井田邊界保護煤柱都留設 m20 。75176。由于本礦屬高瓦斯礦井，除主副井外還要設置風井，共三個。風井井筒斷面如圖 48 所示，主要參數見表 410。 根據《煤炭工業設計規范》要求 :井底車場布置形式應根據大巷運輸方式，通過車場的貨載量、井筒提升方式、井筒與主要運輸大巷的相互位置，地面生產系統布置和井底車場巷道及主要硐室所處的圍巖條件等因素，經技術經濟比較確定，并符合下列規定： （ 1） 大巷采用 底卸 式礦車運輸時，宜采用 折返式 車場。 4）硐室 金家嶺井田 240萬噸 /年新井設計 20 井底硐室主要有：井底 煤倉、主變電所、主排水泵房、消防材料庫、井底清理斜巷、水倉、調度室、等候室、急救室、機頭硐室、聯絡巷等。這樣， 帶區 邊界為主和一部分煤柱，工業廣場煤柱共用，既減少了煤柱損失，又避免了采空區內出現較大的斷層給開采帶來的困難。 條帶內沿傾斜方向的推進方向可分為前進式與后退式兩種。 帶區內工作面采用一進一回 U 型通風系統，即：工作面 兩 側各布置一條巷道，一條運料斜巷，一條回風斜巷。 2） 帶區采出率 帶區內實際采出煤量與帶區內可采儲量的百分比稱為帶區采出率。 遼寧石油化工大學順華能源學院畢業設計 (論文 ) 33 圖 52 工作面布置圖 5 0 5 0 m m 5 . 2 1 . 1 m 　　頂金屬網 1 塊 / 1 m幫金屬網 2 塊 / 1