采礦工程畢業設計論文-楊莊煤礦12mta新井設計(留存版)

　　

【正文】 1990 年至今，井田境內先后又施工 11 個鉆孔，使得全井田歷年地面總施工的鉆孔達 405 個，總進尺 。本井田角度變化很大分為五部分來計算：（如圖 ）第一部分的水平面積由 AutoCAD 工具中的查詢面積可得；S1=（km 2） ，則第一部分的實際井田面積為；S1=176。 6 煤層一、二水平瓦斯涌出量一般在 ～ m3/，個別的達 m3/t。揮發份 Vdaf=～％，平均 ％；發熱量=～ MJ/kg ，平均 。其次為亮煤，具玻璃光澤，塊狀，內生裂隙發育，脆度大，易碎，貝殼狀斷口。抗拉強度大于 MPa，抗剪強度 MPa。各分層分述如下：A．31 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 13％，僅在 23～24 線間淺處局部可采，其余為不穩定不可采的薄煤層。 煤層與煤質 煤層埋藏條件煤的風化帶為基巖頂面向下垂深 16m，氧化帶為基巖頂面向下垂深18m。W NW～SW 正F55 斷層 25～50 70～80 N40176。西翼地層較陡，傾角 25～30176。（五）二疊統上石盒子組與下伏地層整合接觸，井田內揭露最大厚度為 487m，主要為雜色和青灰色塊狀泥巖、粉砂巖和淺灰～灰白色細～中粗粒砂巖，局部含有菱鐵鮞粒。其巖性主要為灰巖與煤、泥巖互層夾粉砂巖和砂巖，韻律性明顯。 水源礦井生活用水水源取自處理后的淺層地表水；工業用水取自處理后的井下排水。（二） 日照年平均日照數 小時，年承受的太陽輻射總量為 千卡/平方厘米。其中以閘河為最長，全長 70 公里，縱貫全礦區，閘河煤田因之得名。56′42″9。主采煤層為 5 煤,煤層平均傾角為 10176。礦井通風方式為對角式通風方式.礦井年工作日為 330d,工作制度為“三八”制。井田內有宿淮公路和一條鐵路專用線穿過，并有雷河，西流河，濉河流經，其歷史最高洪水位：雷河+、西流河 +、濉河 +。雨季礦區低洼地區積水嚴重，積水深度一般為 ～ 米，澇期最長可達一個月左右。年平均于 12 月 12 日出現初雪，次年 3 月2 日出現終雪，初終雪日數為 80 天。 。底部為厚 10m 左右的黑色砂質泥巖與下伏厚約 21m 的黑色泥巖連續沉積，其底面為與石炭系分界面。（一） 褶曲洪莊向斜位于井田西部，向斜軸在 16 線附近，樞紐向西南仰起、圈閉，軸向N35176。（二） 斷層勘探中揭露的斷層，落差大于 10 米的主要有 5 條。山西組 6 煤裂隙含水組上部以鋁質泥巖為界，下部以 K1 灰巖為界，厚度 102～140m，平均120m，巖層裂隙發育不均，賦水性大小受裂隙發育程度控制，總體而言賦水性較弱，單位涌水量 ～，滲透系數 ～，水質類型 HCO3—Na 型。煤層結構簡單，頂板以灰白色中細粒砂巖為主，其次為深灰色泥巖、粉砂巖；底板一般為泥巖、粉砂巖，常見有植物根部化石。砂巖，灰色、細粒、性硬，局部破碎夾薄層泥巖，含植物化石。砂巖抗壓強度 MPa，普氏硬度 f=，屬Ⅲ級巖石，抗拉強度 MPa。影響嚴重的巖漿侵入、穿插于煤層中，除熱力作用外，熔蝕、交代同時作用，高變質為天然焦。6 煤層絕大部分為瘦煤，焦煤次之。 開采界限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。=（km 2） 。 礦井可采儲量中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 18 頁 安全煤柱留設原則（一）工業廣場保護煤柱根據《關于煤礦設計規范中若干條文修改的決定（試行） 》之規定：井型在 120 萬 t/a 及以上，占地面積指標為 公頃/10 萬 t。 礦井永久保護煤柱損失量（一）井田邊界保護煤柱留設 50m 寬，井田邊界長 11474m,則井田邊界保護煤柱損失量為： 萬 t。 礦井設計能力及服務年限 確定依據《煤炭工業礦井設計規范》第 條規定：礦井設計生產能力應根據資源條件、開采條件、技術裝備、經濟效益及國家對煤炭的需求等因素，經多方案比較或系統優化后確定。（四）礦井的設計生產能力與整個礦井的工業儲量相適應，保證有足夠的服務年限，滿足《煤炭工業礦井設計規范》要求。必須貫徹執行煤礦安全生產的有關規定。為了便于地面系統之間互相聯接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術條件，應盡量避免穿過村鎮居民區、文物古跡保護區、陷落區或采空冒落區、洪水侵入區；要盡量少占農田、果園經濟作物區，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。階段斜長大時，采區儲量就大，服務年限就長，噸煤的開拓準備工程量也少。如圖 。如圖 。工業廣場形狀為矩形，其尺寸為：長寬=450m320m=144000m2。為了保證礦井投產后的可靠性，在確定井筒位置時，要使地面工業場地盡量不壓首采區煤層。確定井筒的形式、數目和配置，合理選擇井筒及工業場地的位置；合理確定開采水平的數目和位置；布置大巷及井底車場；確定礦井開采程序，做好開采水平的接替；進行礦井開拓延深、深部開拓及技術改造；合理確定礦井通風、運輸及供電系統。（二）輔助生產環節的能力校核礦井設計為大型礦井，開拓方式為雙立井二水平開拓，主立井采用箕斗提煤，副立井采用罐籠提升，運輸能力和大型設備的下放可以達到設計井型的要求。各種保護煤柱損失量見表 。表土層移動角為 45176。1986 年，原淮北礦務局勘探隊在楊莊井田與朱莊井田、李樓井田等重新調整過的井田邊界范圍基礎上，以滿足三水平延深設計為目的，施工 41個鉆孔，總計 ,的進尺量，于 1990 年提交 《三水平延深補充勘探地質報告》 。平均為 10176。中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 13 頁 瓦斯根據以前礦井瓦斯等級鑒定，本礦井為低瓦斯礦井，瓦斯涌出量較小，具體數據如下：5 煤層在一、二水平的瓦斯涌出量一般在 ～ 3/t，個別達 m3/t。硫分 =～ ％，平均％。（一） 物理性質本井田煤的物理性質，以受巖漿巖影響程度的不同而分為三類：影響輕微的稍受影響者，以暗煤為主，黑色塊狀或鱗片狀，一般硬度較大，有一定韌性。巖石抗壓強度一般為 MPa，普氏硬度 f=，屬Ⅱ級巖石。3 個分層中以 32 分層較為穩定，31 分層次之。 井田涌水量據礦井地質資料，礦井最大涌水量 310m3/t, 正常涌水量 190m3/t。E～40176。井田內延展約 。2 煤層局部可采點；3 煤層一般具有 2～3 個分層，只有 32 煤層為不穩定的局部可采煤層；4 煤層局部較穩定，為中厚煤層，淺部多與 5 煤層合并，深部逐漸分開，該煤層受巖漿侵蝕破壞嚴重，大部分不可采；5 煤層為較穩定的中厚煤層，僅有個別不可采點，局部地段亦被巖漿侵蝕，為主要可采煤層之一。（二）上石炭統太原組（C3t）整合于本溪組之上，厚約 162m。 礦區經濟概況本礦地處華東平原，地區經濟發達，工農業基礎好，對能源需求大，很有必要建設大中型礦井來滿足本地區的需要。氣壓以 12 月最高，為 780 毫米汞柱。流經該井田的河流皆南北走向，西部有岱河，東部有龍河，閘河，南部有龍岱河，均注入濉河，屬淮河水系。53′32″3～33176。楊莊礦設計年生產能力為 120 萬 t/a，位于安徽省淮北市，井田走向（東西）長約 ，傾向（南北）長約 ，井田總面積為 。礦井的采煤方法主要為走向長壁綜合機械化一次采全高。楊莊礦交通便利，礦區鐵路專用線在青龍山站與符夾線、濉阜線接軌，可北通徐州，南至符離集，西達阜陽、亳州，與隴海、京滬、京九鐵路干線聯網。 地震淮北礦區位于蘇魯豫皖交界地區，東有郯廬大斷裂，西有阜陽麻城斷裂，北有秦嶺緯向構造帶，南有宿南斷裂（五河～利辛斷裂） 。最大積雪深度 350 毫米。本區煤田勘探自 1956 年始，由華東地質局 325 隊進行詳查，以后又由原淮北礦務局勘探隊進行大量補勘工作，直到礦井投產后的 1977 年，該期間先后完成和提交《一、二、三井田詳勘報告》 ， 《四、五、六井田詳勘報告》 ， 《二水平延深勘探報告》 。其上為細～中粒砂巖，泥鈣中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 5 頁 質膠結，見斜層理；中部以灰～深灰色砂質泥巖夾條帶砂巖及泥巖，泥巖中常見雜色團塊及菱鐵質鮞粒，富含植物化石；上部發育一層灰白色中～粗粒含碩石英砂巖，鈣質膠結。E，長約 。如表 。太原組巖溶裂隙含水組本組自 K1 鋁質泥巖下至本溪組，總厚度 171～203m，平均 180m，以薄層泥巖和砂巖互層為主，各段相對獨立，水力聯系不暢，僅在構造或沉積變薄處發生補給關系，中、下段因距可采煤層較遠，故影響不大，未作詳細水文地質工作，僅觀測其水位動態。6 煤層之上局部含 1～3 層 ～ 的薄煤層， 5 煤層，位于下石盒子組下部，為井田內主要可采煤層之一。粉砂巖與砂巖互層狀。（四）6 煤層頂板（1）直接頂：灰黑色泥巖，致密、塊狀，底部呈薄層狀，含植物化石，厚 0～。煤層原始結構幾乎全部消失，呈鋼灰色，致密塊狀，堅硬、比重大，垂直柱狀節理發育，參差狀斷口。平均灰分瘦煤和焦煤均為％。煤系地層總厚 997m，含煤 20 層，平均煤厚 ，其中下石盒子組含主要可采煤層五煤層，山西組含主要可采煤層六煤層。中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 16 頁 第四部分的水平面積由 AutoCAD 工具中的查詢面積可得；S4=（km 2） ，則第四部分的實際井田面積為；S4=176。工業場地占地面積指標見表 。（二）斷層保護煤柱斷層煤柱留設 30m 寬，則斷層保護煤柱損失量為： 萬 t。礦區規模可依據以下條件確定：（一）資源情況：煤田地質條件簡單，儲量豐富，應加大礦區規模，建設大型礦井。我國各類井型的礦井和第一水平設計服務年限見表 。要建立完善的通風、運輸、供電系統，創造良好的生產條件，減少巷道維護量，使主要巷道經常保持良好狀態。為考慮長期運輸的行車安全和管理，要盡量避免與公路或其他農用道路相交，力求使接軌點位于編組站配線一側。要保證開采水平要有足夠的儲量和合理的服務年限 中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 28 頁 這是水平劃分的最重要的部分，對于年設計產量 120 萬 t/a 的礦井來說，第一水平服務年限應不少于 25 年。圖 立井三水平上山開采（二）經濟比較鑒于方案一和方案三是兩水平開拓，方案二和方案四是三水平開拓。 方案比較（一）提出方案根據以上分析，現提出以下四種在技術上可行的開拓方案，分述如下：方案一：立井兩水平、上下山開采，一水平標高300m，二水平標高500m。由此確定工業廣場占地面積為 公頃。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廣場保護煤柱，做到不壓煤或少壓煤。（一）井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認真研究。根據現代化礦井“一礦一井一面， ”的發展模式，可以布置一個綜采工作面保產。 取防水煤柱垂直高度為 45m，其傾斜長度平均為 235m，則防水煤柱損失量為： 萬噸。、δ75176。（六）煤層容重：5 號煤層容重為 ，6 號煤層容重為 井田地質勘探本區煤田勘探自 1956 年始，由華東地質局 325 隊進行詳查，以后又由原淮北礦務局勘探隊進行大量補勘工作，直到礦井投產后的 1977 年，該期間先后完成和提交《一、二、三井田詳勘報告》 ， 《四、五、六井田詳勘報告》 ， 《二水平延深勘探報告》 。最小為 5176。洗精煤可作為較好煉焦配煤，中煤可以直接用于發電。無煙煤灰分 Ad=～ ％，平均 ％。煤種的分布與巖漿巖體的厚度分布呈相關關系，具有一定的規律性。（2）老頂：為細粒砂巖：淺灰色，塊狀，少含菱鐵質，硅質膠結，性硬，平均厚度 。20 線以西 2～3 個分層為主，局部有 1 個或 2 個分層；20 線以東 2 個分層為主，局部為 1 個或3 個分層。本溪組隔水層在太灰與奧灰之間，本溪組底部有一厚約 22m 的鐵鋁質泥巖，是太灰與奧灰的良好隔水層。W NW～SW 正F54 斷層 25 65 N40176。E。該組含煤 4 層，自上而下依次為 5 煤層。13 灰的頂面為與太原組的分界面。春末夏初常有干熱風，最大風速為 20 米/秒；夏季時有暴風，最大風力 9 級，冬季風可達 6 級。一年之中 7～8 月天氣最熱，最高溫度一般為 35～39℃ ，極端最高氣溫 ℃，出現在 1972 年 6 月 11 日；12 月至第二年 2 月最冷，最低溫度一般為零下 12～15℃，極端最低氣溫零下 23℃，出現在 1955 年 1 月 7 日。 河流及水體礦區內地勢平坦。51′51″2，北緯 33176。全篇共分為十章：礦井概述及井田地質特征、井田境界和儲量、礦井工作制度、設計生產能力及服務年限、井田開拓、準備方式－采區巷道布置、采煤方法、井下運輸、礦井提升與運輸、礦井通風與安全和礦井主要經濟技術指標。礦井布置一個工作面生產，一個工作面備用，年生產能力為 120 萬t/a?；此蕖⒒葱旃芬约靶旌?、連霍高速公路等可通全國各地。自公元前 179 年以來，在淮北地區這塊土地內發生的地震以及鄰省波及的中強地震 40 余次。土壤凍結一般出現在 12 月至次年 2 月 14 日，凍土厚度一般在 100～150 毫米，最大厚度可達 300 毫米。1986 年，原淮北礦務局勘探隊在楊莊井田與朱莊井田、李樓井田等重新調整過的井田邊界范圍基礎上，以滿足三水平延深設計為目的，施工 41個鉆孔，總計 ,的進尺量，于 1990 年提交 《三水平