采礦工程畢業設計論文-黑龍江省寶清煤礦30mta新井設計[2](編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 定可采粉砂巖炭質泥巖細砂巖泥巖、粉砂巖砂質泥巖細砂巖泥巖砂質泥巖粉砂巖砂質泥巖泥巖砂質泥巖 煤質 、牌號及 用途 41號煤層為富灰、特低硫、高磷煤，經過洗選后成為特低磷煤，牌號為 QM，可作為煉焦、動力、民用及化工用煤。 42號煤層為富灰、特低硫煤， 經過洗選后成為特低磷煤，牌號為 QM，可作為煉焦、動力、民用及化工用煤。 5號煤層為中灰、中硫、低磷煤，牌號為 QM，可作為煉焦、動力、民用及化工用煤。 8 巖石性質 厚度特征 礦區內部巖石類型較簡單，主要組成為鋁土巖、粉砂巖、泥巖 ， 詳 見表13 表 1— 3巖 石主要物理力學性質指標表 巖 石 類 型 顆粒密度 g/cm3 塊體密度 g/cm3 空隙率 n% 吸水 率 % 軟化系數 KR 鋁土 巖 粉 砂巖 泥巖 井田水文地質情況 含水層 本礦區與充水有關的有二疊系 下石盒子組（ P1X） 、 上石盒子組 （ P2s） 、 奧陶系上馬家溝組（ O2s）、下馬家溝組（ O2x）及亮山組（ O11）巖溶 含水層組、東山 組 （ P1s） 的裂隙水含水層組 。 礦床主要充水含水層分述如下： (1)下 石盒子組 裂隙水 主要含水層位為底部的含礫粗砂巖和砂巖帶，基巖風化殼裂隙發育，裂隙水的補給主要來自大氣降水的入滲，局部地段受河谷潛水補給，七里河改道后其富水性可能減弱，但在雨季其富水性將有所增強，基巖風化殼富水程度達到中等以上程度的都處于河谷區域構造比較發育的淺埋藏區。 (2)上石盒子組裂隙水 該組含水層離煤層較近，且靠近較大背斜軸部地段較富水， 從而成為 寶清 組上段煤層開采的主要充水含水 層，富水性達到中等程度，而在埋藏較深的下黑 水溝南向斜軸部富水性為弱至 極 弱程度。 (3)奧陶系灰巖地板巖融水 主要含水層位是上馬家溝組（ O2s）、下馬家溝組（ O2x） 和亮山組（ O11），其中下馬家溝組（ O2x） 巖層較薄，富水不均勻，富水帶不穩定 ,局部對寶清組煤層開采有地板突水影響的是上馬家溝組（ O2s）和亮山組（ O11）。 (4)東山 組裂隙水 含水層主要位于下段的砂巖帶，底部粗砂巖局部變為細砂巖， 是太原組上段煤層開采的主要頂板充水含水層。本層富水性不均勻，為極弱至中等程 9 度。本層達到中等富水程度的部位位于埋藏較淺的向斜軸附近。 礦井涌水量 地質報 告對礦井涌水量未做詳細調查，暫推測礦井正常涌水量為 70m3/h,最大涌水量為 100m3/h，必要時有關部門需進一 步 做這方面的工作。 充水因素 井田中西部 靠近下黑水溝向斜部位，東山組的匯水補給條件較好，局部 富水性可達到中等程度。井田西北部分靠近 913鉆孔部分，上石盒子組的含水性局部達到中等程度，將會影響礦井涌水量，但其影響范圍較小 。井田西北部靠近蘆子溝背斜，煤層埋藏較淺，老窯開采情況不清，應注意老窯水的防范，井田其余區段頂板充水含水層富水程度較弱。 沼氣 煤塵及煤的自燃性 瓦斯 根據寶 清煤字 [2020]42好文， 本礦瓦斯 相對 涌出量為 ，二氧化碳相對涌處量為 ， 為 低 瓦斯 礦井 。 煤塵及煤的自燃 根據地質報告及“雙鴨山市煤炭局 2020年度礦井瓦斯等級和二氧化碳鑒定結果的報告”，該礦可采煤層有爆炸危險。 本礦 沒有 4 4 5號煤層自然發火鑒定資料，參照劉家口礦資料，所采煤層屬自燃煤層，發火期為 18個月。因此 ，在開采過程中 要加強管理，做好 防止 塵 煤塵和煤炭的 自燃工作。 勘探程度及可靠性 對地質勘探程度的評價 表 14 煤層點質量統計表 煤層號 鉆 探 測井 采用 甲 乙 丙 計 甲 乙 丙 計 甲 乙 丙 計 41 40 32 25 97 34 26 16 76 50 50 35 135 42 24 36 15 75 15 28 14 57 35 42 20 92 5 53 31 18 102 45 24 12 81 75 46 15 136 10 存在問題 地質報告中對 4 4 5號煤層的涌水量未作具體測試分析，建議補充測試。 地質報告中對礦井瓦斯涌出量、煤塵爆炸指數、煤層自燃性未作詳細的測試分析，建議補測。 煤層 底板標高控制程度較差。 11 第 2 章 井田境界 儲量 服務年限 井田境界 井田周邊狀況 本礦 北部 以 自然 斷層 為界 ，東部 為 二鋪 煤礦， 西部為人為劃分境界 。 井田境界確定的依據 井田要有合理的走向長度，以利于機械化程度的不斷提高 。 要適于選擇井筒位置 ， 安排地面生產系統和各建筑物 。 以地理地形 ， 地質條件作為劃分井田境界的依據 。 劃分的井田范圍要為礦井發展留有空間 。 井田未來發展狀況 由于本井田內部煤層厚度變化不均，再 加上斷層的影響，投產時的產量可能經過一定的時間才能達到礦井設計生產能力，但隨著開采深度的增加，在采用先進的技術之后，產量會有較大幅度的提高。 井田儲量 井田儲量的計算 寶清 礦區 范圍內 參與 計算的煤層有 4 4 5號 ，各煤層儲量計算邊界與井田境界基本一致 。 根據《煤炭資源地質勘探規范》規定，工業指標確定 傾角小于 25176。煤層，能利用儲量選用厚度≥ ,灰分≤ 40%；暫不能利用儲量厚度為— ,灰分在 40%50%之間。傾角在 25176。 45176。，能利用儲量厚度選用≥ ,暫不能利用儲量選用 — 。 保安煤柱 礦井保安煤柱包括工業場地以及主要井巷 保護煤柱、斷層帶以及井田邊界煤柱。本設計礦井的保安煤柱留設如下： 工業場地及主要井巷保護煤柱留設 按照現行《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》 12 規定 ： 斜井受保護對象應包括斜井井筒 、 絞車房 井底車場 ， 井口圍護寬度應為10m。 當斜井大巷、上 下山位于煤層中時，其保護煤柱寬度，可按本礦區區經驗確定或根據實測資料用分析法確定。 斜井或巷道上方的煤層是否留設保護煤柱，應根據巷道距地表的垂深，巷道所在的圍巖性質，巷道與煤層的法線距離等因素確定。斜井或巷道下方煤層，應從巷道保護煤柱邊界起，用巖層移動角圈定保護煤柱。 斷層帶 以及 井田 邊界 煤柱的留設 斷層帶及井田境界煤柱可留設煤柱尺寸獲取 30～ 50m煤柱寬度計算。 結合本井田的實際情況，對本 井田井筒周邊煤柱 、 邊界煤柱 、 斷層 煤柱的留設 如下： 井田邊界煤柱留設為 30m；斷層帶煤柱留設為 30m；井筒 煤柱留設 20m。 主、副井筒均位于工業場地內，主、副井筒深度 833m，工業場地東西長660m，南北寬度為 500m， 按以上計算方法得： 工業廣場煤柱損失： 1066萬 t； 井田境界 、斷層保安煤柱損失： t； 損失總量： t； 損失率為： % 儲量計算方法 礦井儲量計算包括礦井工業儲量計算、礦井可采儲量計算 。 工業儲量計算 計算公式如下： 塊段儲量 =塊段面積 247。 cos(平均傾角 )平均厚度容重 根據 寶清斜 井初步設計儲量諸圖，通過等高線塊段法計算 出 本井田工業儲量為 401Mt， 可采儲量 270Mt。 可采儲量計算 計算公式如下： ZK=（ ZC－ P） C 式中： ZK— 可采儲量； ZC— 工業儲量； P— 永久煤柱 損失； 13 回采率要求： 厚煤層不小 于 75%，中厚煤層不小于 80%，薄煤層不小于 85%。 表 21 礦井可采儲量匯總表 單位 Mt 煤層號 工業 儲量 工業廣場 及井筒 斷 層 井田 境界 其它 損失 開采 損失 可采 儲量 41 42 5 總計 270 儲量計算評價 寶清礦區所開采煤層 4 4 5 號煤層屬于近水平近距離煤層群，煤層賦存較可靠。但由于本礦區主要受褶曲構造影響，煤層底板起伏變化較大，儲量計算所得到的數據與實際可能存在著一定的誤差。 礦井工作制度 生產能力及服務年限 工作制度 礦井設計年工作日為 330d，每天三班作業，兩 班 生產， 一 班準備，每天凈提升時間為 16h。 生產能力 礦井生產能力的大小主要根據井田儲量、煤層賦存狀況、地質條件等情況來確定，還應該考慮到當 前及今后市場的需煤量。 本設計礦井 煤炭儲量豐富，地質構造及水文地質簡單，煤層賦存平緩（最大傾角 176。），煤質優良，具有建設大型礦井的條件。 礦井設計服務年限 礦井設計服務年限公式： P＝Ｚ／（ＡＫ） 式中： Ｚ —— 礦井設計可采儲量， Mt Ａ —— 生產能力， Mt／ a K—— 礦井儲量備用系數， K＝１ .3～ 根據該井田的實際情況，初步擬定了三種礦井生產能力方案，具體如下 14 方案一：建 。 方案二：建 。 方案三：建 。 計算得： 方案一： P＝ 107 年 方案二： P＝ 年 方案三： P＝ 年 參照《煤礦工業設計規范》規定，方案 三 較為合理，即：礦井生產能力為 ；礦井服務年限為 。 15 第 3 章 井田開拓 概述 井田內外及附近生產礦井開拓方式概述 本設計礦井東西兩側是二鋪煤礦和靈東礦，北側為新建礦，南側為自然斷層，斷層少落差較大，可作為井田邊界。 二鋪煤礦、靈東煤礦采用立井開拓方式，新建煤礦采用斜井開拓。 影響本設計礦井開拓方式的因素及具體情況 井田開拓主要研究如何布置 開拓巷道等問題，具體有以下幾個問題需要認真研究，分述如下： 確定井筒的形式、數目及其配置，合理選擇井筒及工業場地的位置； 合理確定開采水平數目和位置 ； 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。 礦井開拓方案選擇 井筒形式 井筒（硐）是井下與地面出入的咽喉，是安全生產的樞紐。井筒（硐）形式及位置的選擇，對于建井期限、基本建設投資、礦井勞動生產率以及噸煤成本都有重要影響，因此 必須正確選擇。 依據本井田的地質狀況、煤層賦存情況及井型、服務年限等要求，對本井田開拓方式選擇提出三種方案： 方案一： 雙斜井開拓 方案二： 雙立井開拓 方案三：主斜井副立井開拓 詳見井筒開拓方案示意圖 31 現將 三種井筒開拓方案 做如下比較 ： 16 立井 : 優點：立井 開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯以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，井筒通風斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風量的要求，并且阻力小，對深井開拓更為有利；當表土層為富含水的沖 擊層或流砂層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質構造和煤層產狀特別復雜的井田，能兼顧井田淺部和深部不同產狀的的煤層。 缺點： 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。 當井田的地形抵制條件不利于平硐或斜井開拓時都可考慮采用立井開拓。對于煤層賦存較深或者沖擊層厚、水文地質條件復雜或多水平開采急傾斜煤層的礦井，一般都應采用立井開拓。 斜井 : 斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資少；地面工業建筑、井筒裝 備、井底車場以及硐室都比立井簡單，井筒延伸施工方便，對生產干擾少，不易受底板含水層的影響；主提升膠帶化有相當大的提升能力，可滿足特大型礦井建設主提升的需要；斜井 井筒可作為安全出口，井下一旦發生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。 缺點：斜井井筒長，輔助提升能力少，提升深度有限；通風線路長、阻力大，管線長度大；斜井井筒通過、富含水層、流沙層施工技術復雜。 對井田煤層埋藏教淺，表土層不厚，水文地質條件簡單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和傾斜煤層，一般可用斜井開拓。 17 方案一 方案二 方案三 圖 31 開拓方案比較圖 綜合以上因素分析，鑒于本設計礦井煤層賦存較淺（煤層底板等高線最高點為 200m,最低點為 340m）、煤層傾角小（最大傾角 176。 ）、水文地質條件簡單、瓦斯瓦斯涌出量小、礦井生產能力大，兼于對斜井和立井的優缺點及適用條件的綜合考慮 ， 可初步選定