首山煤礦畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(留存版)

　　

【正文】 ......................................................................................... 94 排水技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ........................................................................................ 96 第九章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ........................................................................ 97 參 考 資 料 ......................................................................................... 99 感 謝 ............................................................................................. 100 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一章 礦井概 述及井田特征 礦井概述 地理位置與交通 首山一礦位于邯鄲市西約 17 公里，武安市康二城鎮(zhèn)東南 處，中心坐標(biāo)東徑 114176。凍結(jié)期自 12 月初至次年 3 月初，最大凍結(jié)深度 410mm。地層厚度 112～ 153m，平均 120m。 F4 斷層：井田西側(cè)淺部邊界斷層，又稱半個(gè)山斷層，走向 N20176。鉆孔單位涌水量介于 ～ ， m，滲透系數(shù)介于 ～；水 質(zhì)類型以 HC03S04CaMg 型三為主，屬富水性弱～中等的含水層。該層屬富水性弱的含水層，局部為中等富水性。 下石盒子組底砂巖 (Ⅵ )與上石盒子組二段底部砂巖 (Ⅶ )間距為 ～，平均為 ，巖性中粉沙巖 、泥巖和鋁質(zhì)泥巖占 50％～ 60％，這些厚層的泥巖，鋁質(zhì)泥巖起到了很好的阻隔水作用。 1煤（小煤）可 采范圍都在北翼，南翼極少。頂板為粉沙巖或泥巖。 （ 3）礦井瓦斯 本礦瓦斯涌出量較小，經(jīng)鑒定為低瓦斯礦井。 按勘探線劃分：以 煤田 地質(zhì)勘探中某地質(zhì)勘探線作為井田劃分的 人為境界。 表 首山一礦井田可采煤層一覽表 煤層編號(hào) 一般 真厚 m 一般 間距 m 穩(wěn)定性 巖漿巖 破壞程度 可采程度 煤層結(jié)構(gòu) 1 極不穩(wěn)定 輕微 大部 可采 局 部 夾 矸 石 一 2 穩(wěn) 定 輕微 可采 有夾石一層 ～ 4 極不穩(wěn)定 嚴(yán)重 局部可采 無夾石 5 極不穩(wěn)定 中等 局部可采 有夾石一層 ～ 6 不穩(wěn)定 輕微 大部可采 無夾石 7 極不穩(wěn)定 嚴(yán)重 局部可采 有夾石 1 ～ 2 ～ 8 極不穩(wěn)定 輕微 大部可采 局 部 有 夾 石 一 ～ 9 穩(wěn) 定 未破壞 可采 有夾石 1～ 2 層，～ 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 井田尺寸 井田的走向最大長度為 ，最小長度為 ，平均長度為 。 表 首山一礦礦各煤層平均視密度表 煤 層 2 4 視密度 t/ m3 儲(chǔ)量計(jì)算公式： Q=S179。 ：主副井井筒保護(hù)煤柱位于工業(yè)場地保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，風(fēng)井井筒保護(hù)煤柱在大巷保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，故 其煤柱損失與其他合并計(jì)算，其保護(hù)煤柱損失為 0。條件較好者，應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模；否則應(yīng)縮小規(guī)模。 輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核。 合理的開拓方式，需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。缺點(diǎn)是：斜井井筒長輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長、阻力大、管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。 ① 井筒設(shè)在井田中央（儲(chǔ)量分布的中央），可使沿井田走向的井下運(yùn)輸工作量小，而井田偏于一翼邊界的相應(yīng)井下工作量要較前者大； ② 井筒設(shè)在井田中央時(shí)，兩翼產(chǎn)量分配，風(fēng)量分配比較均勻，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)較短，通風(fēng)阻力較小。為便于井筒的掘進(jìn)和維護(hù)，井筒不應(yīng)設(shè)在受地質(zhì)破壞比較劇烈的地帶及采動(dòng)影響的地區(qū)。 ③ 主井井筒采用圓形斷面，這里選用 JDG16/150179。最后，根據(jù)總回風(fēng)量及梯子間布置確定井筒的直徑 (5000mm)。 （ 2）為加快掘進(jìn)的 速度，減少掘進(jìn)費(fèi)用，井筒應(yīng)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。本設(shè)計(jì)擬將開采水平大巷布置在煤層底板堅(jiān)硬巖層中，巖石大巷的優(yōu)點(diǎn)如下：在距煤層一定距離的巖層中掘進(jìn)，基本上可保證取直且保持一定方向，巷道彎曲小，有利于運(yùn)輸。 方案 3：立井 延伸 加暗 斜井三水平開拓方案。 水平較多，開鑿井底車場工程量大。可見方案 三 優(yōu)于方案一。 可采煤量為 ： 2煤 ： 179。 設(shè)計(jì)水平的巷道布置 首山一礦 可采煤層共兩層，并且煤層間距 35m， 適合聯(lián)合開采，布置分組集中大巷。 ① 煤層大巷 大巷設(shè)在煤層內(nèi)，掘進(jìn)施工容易，掘進(jìn)速度快，有利于采用綜掘，沿煤掘進(jìn)能進(jìn)一步探明煤層賦存情況。根據(jù)我國經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)煤層間距小于 2030 時(shí)，適合采用聯(lián)合布置采區(qū)；煤層數(shù)目多，可采總厚度大時(shí)，采用聯(lián)合布置 更為有利。采區(qū)走向長度的確定應(yīng)以技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有利為原則。為便于維護(hù)和使用，應(yīng)不受開采各煤層的采動(dòng)影響，一般 將運(yùn)輸大巷設(shè)在煤層的底板巖層中，有條件時(shí)，也可設(shè)在煤組底部煤質(zhì)堅(jiān)硬圍巖穩(wěn)固的薄及中厚河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 煤層中。 一般階段高度增大，全井水平數(shù)目減少，水平儲(chǔ)量增加，分?jǐn)偟矫繃嵜旱恼叟f費(fèi)減少。 第一水平可采面積為 ，真面積 176。并且第一水平兩種開拓相同，只要比較第二水平方式的工程量即可。 表 三 種開拓方案技術(shù)比較表 優(yōu)缺點(diǎn) 方案 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 方案一 避免了首采區(qū)下山采區(qū)的形成，使開采較為容易。通過暗斜井找到煤層，布置第二水平大巷。其中 350m 標(biāo)高以上的均采用上山開采， 350m 標(biāo)高以下的采用下山開采。為了保證礦井投產(chǎn)后的可靠性，在確定井筒位置時(shí)，要使地面工業(yè)場地盡量不壓首采區(qū)煤層。 （ 3）風(fēng)井： 風(fēng)井 用于礦井回風(fēng)，兼做安全出口。N179。雖然用特殊鑿井法可以在水文地質(zhì)情況復(fù)雜的條件下掘砌井筒，但所需的施工設(shè)備較多，掘進(jìn)速度慢，掘進(jìn)費(fèi)用高。 對(duì)井下合理開采的井筒位置： （ 1）井筒沿井田走向的位置 井筒沿井田走向的的有利位置以后應(yīng)在井田中央。 平硐開拓受地形跡埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。 6． 0 及以上 70 35 3． 0～ 5． 0 60 30 1． 2～ 2． 4 50 25 20 15 15 0． 45～ 0． 9 40 20 15 15 第四章 井田開拓 井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。井田內(nèi) 2 號(hào)煤層平均 5m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大； 4號(hào)煤，厚度變化不大，平均 ，局部尖滅變薄 。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大。 ：本井田地面無大型村莊，其他零星村莊也大部分處于井田邊界位置，故無需留設(shè)保護(hù)煤柱。綜觀全區(qū)，井田構(gòu)造以斷裂為主，褶曲平緩，井田構(gòu)造中等類型。之間。 按地質(zhì)鉆孔連線 劃分 ：地質(zhì)鉆孔連線劃分，可用在煤層傾斜方向或走向方向上，應(yīng)用時(shí)注意為井田開采創(chuàng)造較好的開采條件。 目前開采的 2煤層，塊煤可用作化工原料，末煤供電力及民用。頂板為粉沙巖，個(gè)別為灰?guī)r，炭質(zhì)泥巖及細(xì)砂巖。目前主要可采煤河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 層為 2煤，待開發(fā)的下組煤為 9。 野青石灰?guī)r (Ⅳ )與 2 煤層頂板砂巖 (V)間距為 ～ ,平均為，巖性中粉砂巖和泥砂巖占 60％以上，亦具有良好的隔水性能。鉆孔單位涌水量為 ～ L/，滲透系數(shù)為。鉆孔單位涌水量為 L/，滲透系數(shù)為，水質(zhì)類型為 HC03S04Ca 型，觀測水位標(biāo)高為 。即 F F4，均為高角度正斷層。主要由深灰色、灰色粉砂巖、泥巖及灰色中～細(xì)粒砂巖組成。 氣象與地震 本區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，據(jù)武安氣象站多年觀測資料，年降水量最高為 1026mm，年蒸發(fā)度一般為 2100mm。 18? 19〞，北緯 36176。最大積雪厚度150mm。 下石盒子組 (P1x)：由灰綠、深灰和帶紫花班狀粉砂巖又淺灰色鋁質(zhì)泥巖組成。 E，傾向 NW，傾角 70176。觀測水位標(biāo)高 。 下石盒子組砂巖含水層 (Ⅵ ) 巖性為中～細(xì)粒結(jié)構(gòu)、泥硅質(zhì)膠結(jié)石英 砂巖。 區(qū)內(nèi)地表水體一般不與其下伏各含水層發(fā)生水力聯(lián)系。北翼賦存穩(wěn)定，厚度一般 變化不大。井田北部一般都不可采。 礦井未發(fā)現(xiàn)煤（巖）及瓦斯噴出和突出現(xiàn)象。 井田范圍 首山一礦位于邯鄲市西約 17 公里，武安市康二城鎮(zhèn)東南 處，中心坐標(biāo)東徑 114176。井田的傾向最大長度為 ，最小長度為 ，平均長度為 。 M179。 ：工業(yè)場地按 II 級(jí)保護(hù)，維護(hù)帶寬度 15m，工業(yè)場地面積由表 ，取 18 公頃，工業(yè)場地保護(hù)煤柱如圖 所示， 經(jīng)過計(jì)算工業(yè)廣場保護(hù)煤柱俯視圖面積近似為 ，所以 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 其 2煤質(zhì)量為 ： 179。 國家需求：對(duì)國家煤炭需求量（包括煤種、煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)。礦井設(shè)計(jì)為大型礦井，開拓方式為立井加暗斜井多水平開拓（暫定）。井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個(gè)問題需認(rèn)真研究。 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，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升 速度快，提升能力大，對(duì)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風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。井田偏于一側(cè)時(shí)，一翼通風(fēng)距離較長，風(fēng)壓較大。井筒 位置還應(yīng)使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進(jìn)和維護(hù)。4 標(biāo)準(zhǔn)底卸式四繩 16t箕斗。 井井筒斷面見圖 。 （ 3）為便于井筒的掘進(jìn)和維護(hù)，井筒不應(yīng)設(shè)在受地質(zhì)破壞比較劇烈的地帶及受采動(dòng)影響的地區(qū)。巷道維護(hù)條件好，煤柱損失量小，安全條件好礦井開拓大巷布置在巖層中，留大煤柱護(hù)巷，大巷間距 30m。主井布置在井田中央。 第三水 平的石門較長，工程量大，運(yùn)輸線路較長。 由以上比較可看出，方案 三 比方案一的綜合費(fèi)用低， （ 選擇方案 三 為最優(yōu)方案 ）兩方案中井底車場的形式和建設(shè)費(fèi)用雖稍有差別，但相對(duì)較小，故也未予以比較，本次設(shè)計(jì)即采用方案三。179。開采順序采用下行式開采。但是煤層大巷也有下列缺點(diǎn)： A 煤層大巷的巷道維護(hù)困難，維護(hù)費(fèi)用高。 采區(qū)的劃分 首山一礦 根據(jù)井田面積和各個(gè)水平面積共將井田分成八個(gè)采區(qū)。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 采區(qū)劃分 采區(qū)劃分應(yīng)遵循以下原則： （ 1） 采區(qū)宜雙面布置，當(dāng)?shù)刭|(zhì)構(gòu)造限制時(shí)，或在安全上有特殊要求時(shí)， 可 以單面布置。 （ 2）運(yùn)輸大巷布置的選則 確定運(yùn)輸大巷在各煤層中的具體位置是與選擇運(yùn)輸大巷的布置方式密切聯(lián)系的。我國大多數(shù)礦井過去的階段高度偏小，水平儲(chǔ)量不足，造成接替緊張，增大了后期總工程量，使管理復(fù)雜化。 保證開采水平有合理的服務(wù)年限和足夠的儲(chǔ)量 由于本礦井采用兩個(gè)水平開拓，分別是 100、 300、 500 水平。兩者區(qū)別在于對(duì)于第三水平延伸方式不同，分別是主副井井筒延伸采用石門揭露煤層和采用暗斜井配合石門開拓。 方案三和方案三基本相同，只是在水平延伸有區(qū)別，方案三是利用暗斜井延河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 伸，方案一是采用立井延伸，在技術(shù)上都合理。主井副井首先打到 100 水平，通過石門找到煤層，布置第一水平大巷。為緩傾斜煤層，故設(shè)置兩水平開采，第一水平水平標(biāo)高為 100m，第二水平水平標(biāo)高為 300m，采區(qū)式開采。 盡量不壓煤或少壓煤 確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場保護(hù)煤柱，做到不壓煤或少壓煤。 副井井筒斷面見圖 。T)/(3600179。 （ 3）對(duì)掘進(jìn)與維護(hù)有利的井筒位置 為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進(jìn)的困難及便于維護(hù)，應(yīng)使井筒通過的巖層及表土具有較好大的水文、圍巖和地質(zhì)條件。 （ 7）井底車場及主要硐室盡量布置在較穩(wěn)定的巖層中，便于硐室的開掘和 維護(hù)。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。 煤層傾角 ＞ 45176。 井型校 核 按礦井的實(shí)際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核： 煤層開采能力。 礦區(qū)規(guī)模可依據(jù)以下條件確定： 資源情況：煤田地質(zhì)條件簡單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。 表 工業(yè)廣場占地面積指標(biāo) 井 型 大 型 井 中型井 小 型 井 生產(chǎn)能力