采礦工程畢業設計論文-雞西礦業集團新發煤礦12mta新井設計[2](編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 新發 井田周邊有農田和國有林地分布，可為礦區提供一部分農產品及生產原料。礦井建設及生產所需設備可由附近廠家提供。 水源及電源 新發 礦區水源來自開采地下水，能夠滿足生產與生活需要。生產與生活用電均來自雞西供電局。 地質特征 礦區范圍內的地質情況 新發 走向為 EW，傾 向為 S,傾角為 25186。地層厚度為 570～ 600m。4 表土及風化帶厚度約 20～ 63m，表土中無流沙巖。巖層多由細砂巖及中砂巖構成。詳見圖（ 1－ 2），煤層綜合柱狀圖。 井田范圍內和附近的主要地質構造 新發 范圍內的主要地質構造為斷層，有極少數的向斜和背斜，其中斷層共有 3 個，都為正斷層，鉛直地層斷距在 20～ 140m 之間，都是傾向斷層 。 區內構造形態以南西向傾斜的單斜和斷裂為主，斷層又以 NW向 SE 傾斜，并行排列的張扭正斷層為主，在 6 線之間 5B 處有一條背斜，無巖漿侵入體。 煤層賦存狀況及可采煤層 特征 煤層賦存不太深，傾角在 25186。左右 見煤層賦存特征表。 5 24 29巖　性　描　述粉砂泥質巖1/3焦煤　灰色細砂巖中砂巖，深灰色黑灰色粉砂質砂巖細中砂巖，水平層理粉砂巖夾粗砂巖粉砂巖夾粗砂巖，深灰色中砂巖，細砂巖細砂巖細砂巖，粉砂巖夾中砂巖粉砂巖粗砂巖粉砂巖中砂巖，細砂巖，灰黑色細砂巖夾中砂巖焦煤粗砂巖焦煤1/3焦煤地層厚(煤層(煤層號11 .728 .531 .425 .555 .18 .236 .128 .238 .225 .119 .416 .531 .328 .239 .729 .316 .0柱　壯地層系統界 系 統中生界侏侏羅羅系統上M3JM2 圖 12 煤層綜合柱狀圖 6 巖石性質、厚度特征 煤層頂底板的厚度一般都大于 10m,多為砂巖。 井田內水文地質情況 新建煤礦地形大部分屬漫崗，標高在 160～ 190 米之間，井田北部及中部為河谷水文地質區，西部及南部為丘陵水文地質區。巖層的富水性主要取決于構造裂隙的發育和補給條件，淺部各煤層除大氣降水補給地表強風化帶外，沒有其他來源，由于巖層裂隙發育程度而減弱，所以巖層的 富水性有明顯的垂直分帶。由于巖性的不同，巖層 的含水性極不均勻，不但存在著分帶規律且有分層規律。 如表12 巖石力學強度指標表 ， 如表 13 表 12 巖石的物理性質指標表 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 凝灰巖 砂巖 泥灰巖 7 表 13 巖石力學強度指標表 巖石 名稱 抗壓強度 σc(MPa) 抗拉強度 σt(MPa) 摩擦角 φ(176。) 內聚力 C(MPa) 砂巖 20200 425 3550 840 泥灰巖 10100 210 1530 320 煤質、牌號及用途 本礦井煤屬低硫、低磷，中低灰分的焦煤和 1/3 焦煤，其中 1/3焦煤占 %，發熱量一般在 6500～ 7500 大卡 /千。 1）物理性質 多為亮煤、半亮 煤及半暗煤，水平層狀構造，結構致密、脆質，垂直節理發育，玻璃光澤，距狀或平面斷口，鏡下多見凝膠化基質，木質鏡煤、絲炭，角質化物質較少，樹脂體少，透明基質和形態分子含量略等，且發鮮紅色，形態分子結構不歸整，鏡下可見無機物，有石英碎屑及菱鐵礦物等。比重在 ～ ，摩氏硬度約 2～ 。 2）化學性質及煤種 煤質變化規律符合希爾特定律： A 揮發分隨著深度的增加而降低， B 煤的變質程度隨著深度的增加而提高。 上部的 8 94 兩層為 1/3 焦煤，下部的 9 9 98 三層均為焦煤。 3）煤的工 藝特性 8 煤層屬中低灰份，灰份多為內在灰份，系二氧化硅、氧化鐵等，氧化鎂、氧化鈣較少，故灰熔點可達 1250℃ 以上。 4）用途 :一般作為配煤煉焦使用 9 第 2 章 井田境界、儲量、服務年限 井田境界 井田 境界 根據雞 西 礦物局（ 1989）雞煤建字第 377 號文《關于改動西雞西立井東部井田境界的通知》及能源投資公司能投煤技（ 1991） 604號文，井田北部以各煤層露頭為自然境界，南部至各煤層 900m 標高，東部起 F31 號斷層為界，西部到 F2 斷層為界。 井田東西走向長 8km，南北傾斜寬 4km，面積為 32km2。 井田境界確定的依據 、 儲量、煤層賦存及開發條件要與礦井生產能力相適應 ； ； ； ，處理好相鄰礦井之間的關系。 井田未來發展情況 本井田地質條件較好，開采難度不大，在開采前期即可達到產量，后期的 存在小斷層開采稍受影響 。 井田儲量 井田儲量計算 參加儲量計算的煤層有 2 2 4共三 層煤。傾角為 25176。 保護地面建筑物及維護帶大小 礦區內的地面建筑物和主要井巷等 ，應按級別、建筑物的結構、巖層層次及巖層移動的特性而采取不同的保護方法。 保護方法有下列幾種： ① .留安全煤柱； 10 ② .充填老塘； ③ .加固建筑物； ④ .采用適當的采煤方法； ⑤ .臨時改變采煤影響的地面建筑物和主要井巷的用途。 由于決定巖層移動角值時可能有錯誤，測煤層傾角時不夠精確，決定受護地面建筑物以及井巷等的相互位置時有錯誤，在計算安全煤柱時不可避免地會發生誤差。 因此在計算受護面積時，應在受護對象的外側加一圍護帶， 維護帶的保護級別從表 2－ 1 查取。 表 2－ 1 建筑物、構筑物保護煤柱的圍護帶寬度 建筑物和構造保護等級 圍護帶寬度（米） Ⅰ 20 Ⅱ 15 Ⅲ 10 ① 根據到雞西礦區生產礦井調查、了解，本次設計對落差大于100m 的斷層，每側留 50m 煤柱；落差在 50～ 100m 之間的斷層，每側留 30m 的煤柱；落差小于 50m 的斷層，每側留 20m 的煤柱。 ② 露頭煤柱按 30m 留取 。 儲量計算方法 采用分水平及投影塊段法，用煤層真厚度和斜面積計算儲量，塊段平均厚度采用鉆孔見煤厚度，以算術平均法求出。 計算公式： ?? ??? MSQ c os 式中 Q—塊段儲量 ； S—塊段平面積 ； α—煤層平均傾角 ； 11 M —塊段平均厚度 ； γ—煤的容重。 詳見表 2－ 2 表 2－ 2 容重采用 序號 煤層號 容重 /（ g/cm3） 1 29 2 24 3 4 塊段面積在 1： 5000 的煤層儲量計算圖上用電子求積儀求得，塊段傾角采用余切尺量得。 儲量計算評價 本礦井的煤層發育良好， 煤 厚度較穩定，傾角 25 度左右 ，井田范 圍內大的構造 可靠，水文地質條件中等，儲量計算較為可靠。煤層儲量見表 2－ 3 ` 12 表 2－ 3 煤礦儲量計算表 水平 煤層 工業儲量A+B+C(萬 t) 可采儲量（萬 t） 工業場地 井田境界 斷層 開采損失 其他損失 合計 Ⅰ 29 24 4 0 合計 Ⅱ 29 24 4 合計 總計 10082 礦井工作制度、生產能力、服務年限 礦井工作制度 依據《煤礦安全規程》，《煤礦生產許可法》和《勞動法》有關規定，結合 新發 礦的實際情況，擬制定工作制度如下： 設計年工作日 330 天，日提升 16 小時， 采用 ―四 六 ‖作業制，三班生產，一班準備。 13 設計生產能力和服務年限 (1) 礦井設計生產能力的 確定原則 根據新發的實際地質情況 、煤層賦存情況、儲量、開采條件、設備供應， 現階段的技術、設備、管理水平，國內的需求形勢 等因素確定 。 (2) 確定礦井生產能力的重要因素 a、儲量是指基礎儲量中經濟可采部分。 b、地質和開采條件技術裝備和管理水平礦井與水平服務年限，礦井與水平服務年限計算公式 T=Zm/(AK) 式中 T —設計計算服務年限 Zm—可采儲量，萬噸； A—年產量，萬噸 /年 K—儲量備用系數，宜采 用 ～ 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，還應考慮當前及今后市場的需煤量。根據該井田的實際情況，初步擬定了三種礦井年生產能力方案， 具體如下： 方案Ａ： Mt/a 方案Ｂ： Mt/a 方案Ｃ： Mt/a 上述三種方案，具體選擇哪一種，還應根據礦井服務年限來確定。 礦井服務年限的確定 礦井服務年限的計算公式如下： Ｔ＝Ｚ／（Ａ Ｋ） 式中： Ｚ —礦井設計可采儲量， Mt Ａ —生產能力， Mt／ a 14 K—礦井儲量備用系數， K＝１ .3～ 根據本設計礦井實際情況， K 值取 。礦井服務年限依據以上擬定的礦井生產能力，服務年限的確定現提出三種方案 ， 具體如下： 方案Ａ： Mt/a Ｔ＝Ｚ／（Ａ Ｋ）＝ 方案Ｂ： Ｔ＝Ｚ／（Ａ Ｋ） = 方案Ｃ： Ｔ＝Ｚ／（Ａ Ｋ） = 48a 參照《煤礦工業礦井設計規范》規定，方案 B 較合理，即：礦井生產能力 B＝ ／ a，礦井服務年限Ｔ＝ 。 15 第 3 章 井田開拓 概述 在一定的井田地質、開采技術條件下，礦井開拓巷道可有多種布置方式，開拓巷道的布置方式通稱為開拓方式。合理的開拓方式，一般要在技術可行的多種開拓方式中進行技術經濟分析比較后，才能確定。 確定井田開拓方式的原則 ： ,為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低、效率高 創造條件。 要使生產系統完善、有效、可靠，在保證生產可靠和安全的條件下減少開拓工程量， 尤其是初期建設工程量，節約基建投資 ，加快礦井建設 ； ，簡化生產系統，避免生產分散，為集中生產創造條件 ； 國家資源，減少煤炭損失 ； 貫徹 執行有關煤礦安全生產的有關規定。要建立 完善的通風系統，創造良好的條件，減少巷道維護量，使主要巷道經常 保持良好狀態 ； ，并為采用新技術 、新工藝、發展采煤機械化、綜合機械化、 自動化創造條件 ； 用戶需要，應照顧到不同煤質、煤種的煤層分別開采，以及其他有益礦物的綜合開采。 礦井開拓方案的選擇 井筒形式和井筒位置 １ .井筒形式的確定 根據 新發 井田的地表及煤層等實際情況，平硐開拓方式技術上不合理，應直接否定。 因新發 礦是高瓦斯礦井，煤層深度大，雙斜井的壓煤量大，所以也直接否定雙斜井開拓方式。所以選擇 三 個方案進行比較 方案 Ⅰ —主 斜 井副立井開拓 16 方案 Ⅱ —雙立井開拓 方案 Ⅲ —多井筒分區域開拓 以上 三 種井筒開拓方案技術比較如下： （１） 主斜井副立井開拓的優點： ，在技術上經濟上均很優越 ； ，提升環節少，能力大，通風路線短、風量大。 ，改擴建比較方便，容易實現多水平生產，并能減少井下石門長度。 缺點： ，并且非常重要； 、井下的聯系就不太方便； ，則地面工業建筑比較分散，生產調度及聯系不太方便，占地比較多，相應地增加煤柱損失。 技術評價： 井田的煤層傾角較大， 25176。不適合用此方案，所以 取消本方案 。 （２） 雙立井開拓優點： ， 立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利 ； ，易于自動控制 ； ，維護費用低，有效斷面大通風條件好，管線短，人員升降速度快 。 缺點 ： ，掘進速度慢； ； 。 技術評價：根據井 田的地表情況，地質構造，煤層賦存等因素，采用雙立井開拓方案可行。 本 礦井田的地表，地質 構造，煤層賦存等因素，適合采用雙立井開拓，故此方案在技術上可行。 （３） 多井筒分區域開拓 開拓 優點： 井田尺寸大、深度大、輔助提升任務重、瓦斯涌出量大都可以解決。 17 缺點： 初期投資大，工程量大 。 技術評價：根據設計井田的 經濟方面考慮，此方案不適合新發的實際開采情況。 根據上述井硐 開拓方案的技術比較，確定雙立井開拓與雙斜井開拓方案在技術 上可行。 根據規定，對技術可行的方案還應進行經濟比較，如表 3