采礦學畢業設計-井田采區布置設計(留存版)

　　

【正文】 井田的傾向長度最大約 ，最小長度約 ，平均長度約 。可通過塊段法（煤 層傾角小于 15176。 當第一水平為－ 480 米時，其服務年限為： T= Zk/A K = 8840 = 34 年 符合《煤炭工業設計規范》第 26 條的規定。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。 （ 2） 有利于采區正常接替 階段斜長增長，采區儲量多，采區服務年限長對采區接替有利。可以知道本礦井的服務年限為 60a，本井田的主要可采煤層為二 2煤層，為單一的煤層開采，為了減少煤柱損失和保證大巷維護條件 ，大巷布置在煤層底板下的砂巖內，其它采區上山均布置在煤層中，最后再加以回收，第二水平開采時，再在工業廣場掘一風井變主要的通風方式為中央并列式，因此在確定開拓方案時，風井的比較方案將在第九章做進一步的討論。具體的經濟費用比較項目如表 4表 4單水平立井開拓 440 水平 中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 19 頁 表 4表 4表 4表 48。 表 49 各 井筒風速驗算表 通過風量 巷道斷面積 巷道風速 允許風速 井筒 名稱 m3/min m2 m/s m/s 中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 30 頁 副井井筒 4024 8 風井 4024 15 經驗算，井筒風速符合《煤礦安全規程》之規定。水倉入口在空車線上，入口處標高為井底車場標高最低處，以便水倉能裝滿水。 根據《煤礦安全規程》，人行道寬 840mm，非人行道一側寬 400mm，及 600mm雙軌巷道中心線距必須在 1300mm 以上，所選巷道斷面均滿足要求。 上述硐室的布置，主要取決于地質及水文地質條件，確定井筒位置時，要注意將箕斗裝載硐室在堅硬穩定的巖層中，其它硐室位置則由線路布置所定 。井筒內還設有排水管、灑水管及敷設動力、通訊、信號和安監電纜等 ， 平面布置見圖 42。因此排除了斜井開拓的可能性。 井田開拓方案的確定 本井田地形平坦，表土較厚且有流沙層，所以采用立井開拓，并按流沙層較薄，井下生產費用較低的原則確定了井筒位于井田走向中部流沙層薄處。 綜合以上五條原則，結合本礦的具體情況，井田中部的地面標高為最高并且遠離村莊，因此把工業廣場選在井田的中部。 （ 2） 井筒沿井田傾斜方向的有利位置 立井開拓時，立井井筒位于井田傾斜方向的中部略靠上時，可以使石門長度較短，沿石門的運輸工作量較小。 礦井設計生產能力及服務年限 圖 21 垂直剖面法計算工廣保護煤柱 中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 11 頁 確定礦井的年生產能力 參考《煤炭工業設計規范》可知，礦井設計生產能力主要類型有： 大型礦井： 、 、 、 、 （ Mt/a）及以上 中型礦井： 、 、 （ Mt/a） 小型礦井： 1 2 30（萬噸 /年） 在大型礦井中不能出現介于兩種設計生產能力的中間井型，經勘測表明本井田的礦井工業儲量為 萬噸，若采用 180 萬噸 /年，礦井的服務年限為 49 年達不到《煤炭工業設計規范》規定的服務年限 60 年，若采用 120萬噸 /年的井型，礦井的服務年限達 75年，因此確定本礦井的井型為 150萬噸 /年，服務年限為 60 年。其落差為 42— 135m，也是較大的斷層，故設定其保護煤柱的寬度為 50m。 2 井田境界和 儲 量 井田境界 井田邊界 井田劃分的原則有： （ 1） 要充分利用自然條件劃分井田； （ 2） 要有與礦區開發強度相適應的礦井數目和井田范圍； （ 3） 照顧全局； （ 4） 為礦井發展留有余地； （ 5） 直（折）線原則； （ 6） 安全經濟效果好； 根據以上的劃分原則，再結合城郊礦的實際情況，將其邊界做如下劃分：北西以正斷層 F14 為邊界； 南東以正斷層 F5 為邊界； 北東以煤層露頭和永城集團人為劃分的井田邊界線 280m 等高線為界；南以永城集團人為劃分的 580m等高線井田邊界線作為邊界； 井田邊界擴大的可能性 由于本井田邊界一部分以自然條件為劃分依據，另一部分以永城集團根據礦井的發展戰略而劃分的。下二疊統山西組（ P1s）含二煤組，由 1～ 3個分層組成，分層編號從下至上分別為二 二 二 3，煤層平均總厚度為，含煤系數為 %。為一東盤下降的正斷層。 ～ 176。 井田內地勢平坦、交通方便。中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 1 頁 1 礦井概述及井田地質特征 礦區概述 地理位置與交通 城郊井田位于河南省永城市境內，覆蓋城關鄉、城廂鄉的全部及侯嶺、雙橋、十八里、將口鄉的一部分。永城市 西北至隴海鐵路商丘東站約 95km，夏邑東站 62km；東北至京滬鐵路徐州車站約 100km，東南至宿州車站約 75km，距京九鐵路的亳州車站 55km，且均有柏油公路相通。井田內大部分區段發育有寬緩褶曲，局部地層走向和傾向有波狀起伏現象。總之，北北東向斷層構造居主導地位，其次是近東西 向構造，局部發育有北西向構造。下石 盒子組（ P1x）含三煤組，由 4～ 7 個分層組成，分層編號從下至上分別為三 三 2三 2三 三 、三 、 、 三 6及三7。在以兩個正斷層劃分的邊界處， F14 斷層落差達 17107m， F5 斷層落差達 42135 m，并且這兩處的煤層不很穩定，由此可見，這兩處的邊界均無擴大的可能性。北東邊界部分有風氧化帶，留設其保護煤柱為 30m。 第一水平的服務年限 計算礦井的設計服務年限時，可以用下式： T=Zk/(A K) （ 31） 式中 T— 礦井第一水平服務年限， a A— 礦井設計生產能力，萬 t/a K— 儲量備用系數，一般采用 ～ ，本井田地質條件及其它條件簡單因此取下限 Zk— 礦井可采儲量，萬 t 計算礦井可采儲量時，可用下式： Zk/（ Zg－ P） C （ 32） 式中 Zg— 礦井工業儲量，萬 t/a P— 保護工業場地、井筒、井田境界、河流建筑物等留置的永久煤柱損失，萬 t/a 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 ，本礦取 C= 在本煤礦中， P 為邊界保護煤柱、工業廣場保護煤柱、斷層保護煤柱之和。從井筒和工業場地保護煤柱損失看，井筒愈靠近淺部，煤柱的尺寸愈小。 確定開采水平位置、標高及水平垂高 本礦井為中型礦井，井田可采儲量有限，故借鑒現有礦井的經驗確定開采水平的數目為兩個。采用一個 主立井和一個副立井，為了減少穿越流沙層開鑿風井的數目和限于本井田的儲量而少壓煤采用風井布置在煤層露頭之外，并且整個礦井服務年限中采用混合式通風方式，立井井筒采用特殊方法施工。因本井田涌水很大，使用上下山開采在技術上的困難較多并且排水費用也很高，尤其是在下山掘進的過程中排水困難更多。 （ 3） 風井 風井擔負著全礦井回風的任務，并在井下發生災害時作為一個安全出口。 ② 副井系統硐室 副井系統硐室有馬頭門，中央水泵房，水倉及清理水倉硐室，中央變電中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 31 頁 所及等候室等 。 。為了便于設備的檢修及運送，水泵房靠近副井空車線一側。 （ 4） 各開拓井筒的風速驗算 根據第九章的有關數據可知，井筒的風速校驗如表 49。上述的五種方案除方案 Ⅴ 技術上不可行以外，其余方案均屬技術上可行，那么下面就其余的四個方案進行經濟比較，以確定經濟上合理的一個方案，使礦井的總經濟費用達到優化的目的。 根據煤 層賦存情況和礦井可采儲量，遵照礦井設計規范規定，將礦井生產能力確定為 150 萬 t/a，儲量備用系數按 計算，因為本井田制約備用系數的因素相對較少。設計時主要考慮以下因素： （ 1） 階段斜長 目前，煤炭運輸、輔助提升、行人條件和合理的區段數目是制約階段斜長的主要因素，階段斜長在隨著先進設備的不斷出現有加大的趨勢，目前一般可達到 1500m，少數能達到 2021m。 （ 4） 盡量不壓煤或少壓煤合理布置井筒 確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業廣場保護煤柱。當第一水平為－ 440m時，中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 12 頁 其服務年限為 ： T= Zk/A K = (－ 504) = 30 年 符合《煤炭工業設計規范》的要求。由本井田的走向長度為 ，傾向長度為 ，主要可采煤層的厚度為 7米。 井田邊界的特征 本井田的走向長度最小約 ，最大長度約 ，平均長度約 。井田內二 三 三2三 4煤層為可采煤層，詳見《煤層情況一覽表》。北部由于受小褶曲的影響，呈波狀起伏，走向變化較大。全井田共穿煤層 729 層次，見煤點質量評級結果，甲級 249 個，占 %，乙級 479 個，占 %，丙級 1 個，占 % 。 地形地貌 中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 2 頁 城郊井田位于淮河沖積平原的東部 ，地勢平坦，海拔標高在 +31～ +35m之間，相對高差 2～ 3m，微向東南傾斜。00′20′40′34176。53′52″～ 34186。永城地區受地震影響不大，地震烈度小于 6度。 F5 斷層位于井田東部，控制長度約 5km，北端延出井田外趨于消失，走向北北東 15176。 礦井正常涌水量 1180m3/h，考慮上段灰巖突水，最大涌水量為 1917m3/h，中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 4 頁 目前礦井涌水量為 1100m3/h。井田的平均地濁梯度為，從地溫梯度看，淺部地溫梯度較高，深部地溫梯度較低。 再結合本礦井的垂高和煤層厚度，按不同的標高計算的工業儲量為： 風氧化帶下界 280m～ 440m，工業儲量為 萬 t； 440m～ 480m，工業儲量為 萬 t； 480m～ 580m，工業儲量為 萬 t； 礦井可采儲量 井田內各保護煤住 （ 1） 井田邊界保護煤住 本井田北西邊界以 F14 斷層為界，其落差為 17107m，屬于較大的斷層，參考《礦井設計指南》的有關章節，設定其保護煤柱寬度為 50m。取 h— — 煤層的厚度， m，為 7 將數據帶入式（ 21）得 : Q= 105 7 中國礦業大學 2021 屆本科生畢業設計 第 10 頁 = 萬 t γβΦΦα αΦ 3 礦井工作制度和設計生產能 力及服務年限 礦井工作制度 根據《煤炭工業設計規范》第 24 條：礦井設計生產能力按年工作日 300天計算，每天 3 班作業，每天凈提升時間為 14 小時。故本礦井在井筒形式上采用立井。 （ 4） 盡量布置在地勢比較平坦、地質條件較好的區域