采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-雞西礦業(yè)集團(tuán)新發(fā)煤礦09mta新井設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 育 泥巖 粉砂巖 25 穩(wěn)定 全區(qū) 發(fā)育 泥巖 粉砂巖 粉砂巖 108 4 125 穩(wěn)定 全區(qū) 發(fā)育 粗 — 中沙 巖 細(xì)砂巖 巖石性質(zhì) 厚 度特征 有關(guān)巖石性質(zhì)及厚度特征詳見(jiàn)表 13所示。 表 13 巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表 名 稱 容重 kg/cm3 孔隙度 % 抗壓強(qiáng)度 102kg/cm3 抗拉強(qiáng)度 102 kg/cm3 變形模量 102kg/c3 彈性模量 kg/cm3 砂巖 ～ 5～ 25 2～ 20 ～ ～ 8 1～ 10 礫巖 ～ 5～ 15 1～ 15 ～ ～ 8 2～ 8 泥巖 ～ ～ ～ 2～ 7 5～ 10 灰?guī)r ～ 5～ 20 5～ 20 ～ 1～ 8 5～ 10 頁(yè)巖 ～ 16～ 30 1～ 10 ～ 1～ 2～ 8 石英 ～ ～ 15～ 35 ～ 6～ 20 6～ 20 水文地質(zhì)情況 ，現(xiàn)分述如下： 7 煤系裂隙含水帶，本含水帶是直接充水含水層，它與第三系有水力聯(lián)系，但很微弱。 基底巖層裂隙水：分布與低山和丘陵地帶，由花崗巖安山巖，及變質(zhì)巖組成，對(duì)煤系裂隙水帶補(bǔ)給量甚微，而且對(duì)礦床水無(wú) 影響。 第三系孔隙含水層在井田內(nèi)廣泛分布，其厚度發(fā)育規(guī)律為由東南向西北逐漸增厚，向東便薄，涌水量為 ～ m3/h。 第四系孔隙含水層，全井田廣泛發(fā)育，除山坡地區(qū)較薄外，其余均很厚，由南向北逐漸增厚，水的主要補(bǔ)給來(lái)源是大氣降水和山區(qū)地下水，涌水量 ～ 7 m3/h。 ，亞黏土，中部黏土，亞黏土層和第三系泥巖，砂巖層。 本井田煤系裂隙水補(bǔ)給條件不好，富水性較小，礦井在開(kāi)采過(guò)程中，排水將以疏干煤系風(fēng)化裂隙帶的儲(chǔ)水量為主，開(kāi) 采初期，礦井涌水量增大，隨著開(kāi)采的不斷進(jìn)行，水的靜儲(chǔ)量逐漸消耗，礦井的涌水量會(huì)逐漸減小，并趨于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。本井田最大涌水量 m3/h，正常涌水量 m3/h。 沼氣 煤塵及煤的自燃性 本井田瓦斯取樣的控制濃度在 340.～ ，在 以上，甲 烷成 分為 ～ ％ ，在 ～ 深為 ～％ ，平均為 ～ ％ ，二氧化硫一般為 ～ ％ ，瓦斯成分及含量均很低，由于地質(zhì)報(bào)告沒(méi)有明確提出礦井的瓦斯等級(jí)所以，本設(shè)計(jì)只能根據(jù)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，同時(shí)參考集賢礦井的煤塵瓦斯情況，初步確定本礦井瓦斯等級(jí)為低沼氣礦井，并有煤塵爆炸危險(xiǎn)和自然發(fā)火傾向。 本礦井的恒溫帶溫度 +176。 C，深度 20m， 500m 水平的平均地溫為 176。 C， 600m 水平為 176。 C， 800m 水平為 176。 C 煤層頂?shù)装鍘r石主要為粉沙巖和細(xì)砂巖，抗壓強(qiáng)度一般在 500～1100kg/cm2 左右。根據(jù)資料，預(yù)計(jì)本礦井各煤層頂板類型均在一級(jí)Ⅱ類以上。 8 煤 質(zhì) 牌號(hào)及用途 1． 煤種及其變化 本礦井煤的揮發(fā)分一般大于 40％ ，屬低變質(zhì)煤，個(gè)煤層 Y 值平均為 5～ 9m，粘結(jié)性較低，煤種主要為氣候，長(zhǎng)焰煤次之，煤種在垂向上無(wú)明顯變化。 2． 煤的有害成分 灰分：本井田煤的灰分含量（ Ag）為 ～ ％ ，多屬中低灰煤層，其中幾個(gè)主要可采煤層均為低灰煤層。 硫：各煤層硫的含量很低，原煤全硫（ SgQ）為 ～ ％ 屬特低硫煤。 磷：各煤層原煤磷的平均含量為 ～ ％ 屬特低 低磷煤。 3． 發(fā)熱量 各煤層煤的平均發(fā)熱量（ QfD）為 3053～ 6149 大卡 /kg。 4． 元素分析 各煤層碳（ Cr）的平均含量為 ～ ％ （ Hr）的平均含量為 ％ 。（ Or）的平均含量為 ％ ，說(shuō)明咩的元素組成穩(wěn)定，屬低變質(zhì)煤。 5． 工業(yè)用途評(píng)述 本井田原煤按現(xiàn)行煤炭應(yīng)用分類法屬于Ⅰ ～ Ⅱ氣煤，由于本區(qū)氣煤低灰低磷，低硫，具有一定的膠質(zhì)層厚度，所以，本礦井原煤經(jīng)洗選加工后可做為優(yōu)良的配焦和化工精練，副產(chǎn)品可供動(dòng)力或民用。 勘探程度及可靠性 本礦井所在地區(qū)先后經(jīng)過(guò)普查，祥查，精查階段，采用了鉆探，測(cè)井和地震，相互結(jié)合的綜合勘探手段，精查地質(zhì)報(bào)告提供的資料比較齊全，精查階段查明了主要斷 層和構(gòu)造及煤層厚度，結(jié)構(gòu)和分布范圍，比較可靠地提供了煤層層位的對(duì)比資料和測(cè)井成果。 9 第 2 章 井田境界 儲(chǔ)量 服務(wù)年限 井田境界 井田周邊狀況 新發(fā)煤 礦西 部與 滴道礦相 鄰 ， 東與城子河煤礦西斜井 相 連 ， 北以各煤層 的 850 標(biāo)高為界，南以煤層露頭為界，井田東西平均 走向 公里，南北走 向 10 公里 。面積約 km2。 井田境界確定的依據(jù) 的 發(fā)展留有 一定的 空間； 的 選擇 ，合理 布局 地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物； 、地質(zhì)條件作 為劃分井田境界的 主要 依據(jù)； 井田的為了發(fā)展情況 本井田煤層發(fā)育 完整 ， 煤 質(zhì)較好， 可采性極高，儲(chǔ)量豐富，一水平開(kāi)采 完后，接續(xù)也 容易，發(fā)展極 其 穩(wěn)定，隨著技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平的全面 提高，井田范圍內(nèi)的儲(chǔ)量會(huì)越來(lái)越精確，可能在 深部發(fā)現(xiàn)可采煤層。開(kāi)采前景十分 良 好 。 井田儲(chǔ)量 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 礦井儲(chǔ)量是指礦井內(nèi)所埋藏 煤 的數(shù)量， 是具有工業(yè)價(jià)值的煤炭數(shù)量。它不僅包含 煤礦在地下埋藏的數(shù)量，而且還 可以 表示煤炭的質(zhì)量，反映井田的勘探程度 以 及開(kāi)采技術(shù)條件。礦井儲(chǔ)量可分為 礦井工業(yè)儲(chǔ)量 、 礦井地質(zhì)儲(chǔ)量 和礦 井可采儲(chǔ)量。 10 本井田共有三 個(gè)可采煤層 36A， 25和 4，煤層的平均厚度分別為 、 和 ，煤層總厚度 ，各煤層傾角均在 25 度左右，容重為 ，因此根據(jù)井田面積可得出本井田的工業(yè)儲(chǔ)量為 。 保安煤柱 保護(hù)煤柱的設(shè)計(jì)原則如下： 地面受護(hù)面積包括受護(hù)對(duì)象及周圍的受護(hù)帶 ； 在一般情況下，保護(hù)煤柱應(yīng)根據(jù)受護(hù)面積邊界和移動(dòng)角值進(jìn)行圈定 ； 當(dāng)受護(hù)邊界與煤層走向斜交時(shí)，根據(jù)基巖移動(dòng)角求得垂直與受護(hù)邊界方向的上山方向移動(dòng)角和下山方向移動(dòng)角，然后再確定保護(hù)煤柱 ； 立井保護(hù)煤柱應(yīng)按其深度，用途，煤層賦存條件和地形特點(diǎn)留設(shè)，立井深度大于或等于 400m的以邊界角圈定，小于 400m的以移動(dòng)角圈定 。 為了安全生產(chǎn)，本設(shè)計(jì)礦井依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》 有關(guān)規(guī)定 ，留設(shè)保安煤柱如下： 和斷層煤柱 露頭防水煤柱留設(shè) 50m； 井田邊界煤柱留設(shè) 30m； 對(duì)落差小于 50m斷層，設(shè)煤柱 20m； 對(duì)落差大于 50m斷層，設(shè)煤柱30m； 對(duì)落差大于 100m斷層，設(shè)煤柱 50m。 保護(hù)煤柱 工業(yè)場(chǎng) 地保護(hù)煤柱留設(shè)，應(yīng)在確定地面受保護(hù)面積后，用移動(dòng)角圈定煤柱范圍， 移動(dòng)角數(shù)值應(yīng)采用本礦區(qū)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 或與本礦區(qū)條件類似的礦區(qū)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)選取 如表 21。 工業(yè)場(chǎng)地地面受保護(hù)面積應(yīng)包括受保護(hù)對(duì)象及圍護(hù)帶，圍護(hù)帶寬度為 15m。 表 21 地質(zhì)條件及沖擊層和基巖移動(dòng)角值 井筒垂深（ m） 煤層厚度 (m) 煤層傾角 φ r β s 沖擊層厚度（ m） 450 25 186。 45186。 77 186。 59186。 77 186。 20 11 4．開(kāi)采損失 和其它損失 開(kāi)采損失可按煤層厚度選取，本煤礦屬于中厚煤層礦井取 20％ 計(jì)算。一般指地面鐵路、河流的保護(hù)煤柱或由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，目前技術(shù)條件開(kāi)采不了，或開(kāi)采經(jīng)濟(jì)不合理地區(qū)的含煤量。 儲(chǔ)量計(jì)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(jì)算儲(chǔ)量，塊段平均厚度采用鉆孔見(jiàn)煤厚度，以算術(shù)平均法求出。 計(jì)算公式： ?? ??? MSQ c o s 1 5 7 8 9 3 0 1 5 6 8 0 0 0 1 5 7 2 3 4 3 01 . 4 1 . 2 1 . 4 1 . 4 1 . 4 1 . 2c o s 2 5 c o s 2 5 c o s 2 51 0 7 5 6 . 4 8 (cz ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? 萬(wàn) 噸 ） 表（ 2－ 2） 容重采用 序號(hào) 煤層號(hào) 容重 /（ g/cm3） 1 36A 2 25 3 4 塊段面積在 1： 5000 的煤層儲(chǔ)量計(jì)算圖上用電子求積儀求得，塊段傾角采用余切尺量得。 計(jì)算公式如下 ZK=（ ZC－ P） C （ 21） 式中 ： ZK— 可采儲(chǔ)量； ZC— 工業(yè)儲(chǔ)量； P— 永久煤柱損失； C— 采區(qū)回采率。 12 回采要求：中厚煤層不應(yīng)小于 80%，薄煤層不應(yīng)小于 85%。經(jīng)各煤層可采儲(chǔ)量計(jì)算，匯總計(jì)算出本設(shè)計(jì)井田可采儲(chǔ)量為 。 儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 本設(shè)計(jì)井田的各類儲(chǔ)量計(jì)算嚴(yán)格執(zhí)照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。由于技術(shù)水平所限，儲(chǔ)量計(jì)算設(shè)計(jì)所得到的各種儲(chǔ)量與實(shí)際可能有一定的誤差。 表 23 分煤層分水平儲(chǔ)量計(jì)算表 水平別 煤層別 工 業(yè)儲(chǔ)量A+B+C 工業(yè)場(chǎng)地 井田境界 斷層 開(kāi)采損失 其他損失 合計(jì) 可采儲(chǔ)量 Ⅰ 36A 340 25 2156 4 347 合計(jì) Ⅱ 36A 0 25 4 合計(jì) 總計(jì) 13 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務(wù)年限 礦井工作制度 該設(shè)計(jì)礦井年工作日確定為 330d，礦井每日凈提升 16h， 采用四六工作制制度。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 根據(jù)地質(zhì)條件，國(guó)民發(fā)展需要和國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求，技術(shù)裝備和管理水平，充分考慮科學(xué)技術(shù)進(jìn)步等因素，依據(jù)投資少，出煤快，經(jīng)濟(jì)效益好的原則合理 的 確定。 一方面是 儲(chǔ)量 ， 指基礎(chǔ)儲(chǔ)量 中經(jīng)濟(jì)可采部分； 另一方面是 地質(zhì)和開(kāi)采條件技術(shù)裝備和管理水平。 礦井生產(chǎn)能力的大小主要根據(jù)井田儲(chǔ)量、煤層賦存狀況、地質(zhì)條件等情況來(lái)確定，還應(yīng)該考慮到當(dāng)前及今后市場(chǎng)的需煤量。根據(jù)該井田的實(shí)際情況，初步擬定了三種礦井年生產(chǎn)能力方案，具體如下： 方案 A： 方案 B： 方案 C： 上述三種方案，具體選擇哪一種，還應(yīng)該根據(jù)礦井服務(wù)年限來(lái)確定。 礦井服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限計(jì)算公式如下： T=Z /（ A k） （ 22） 式中 : Z— 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量， Mt； A— 礦井生產(chǎn)能力， Mt/a； k— 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)， k=～ ，本設(shè)計(jì) 取 k=。 14 依據(jù)以上擬定的礦井生產(chǎn)能力，服務(wù)年限的確定現(xiàn)提出三種方案，具體如下： 方案 A： （ A k） = /（ 60 ） =97a； 方案 B： （ A k） = /（ 90 ） =65a 方案 C： （ A k） = /（ 120 ） =49a； 根據(jù) 1994年我國(guó)煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范各類井型和開(kāi)采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 ,表 24確定 方案 B較為合理，即：礦井生產(chǎn)能力為 Mt/a；礦井服務(wù)年限為 T=65a。 表 24 各類井型和開(kāi)采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限表 井型 礦井生產(chǎn)能力（萬(wàn)t） 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 開(kāi)采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 /a 開(kāi)采 0176。~25176。 煤層礦井 開(kāi)采 25176。~45176。 煤層礦井 開(kāi)采 45176。~90176。 煤層礦井 特大 ≥ 600 300~500 80 70 40— 35— — — — — 大 60 30 30 25 20 中 50 25 25 20 15 小 9， 15， 21，30 各省自 定 15 第 3 章 井田開(kāi)拓 概述 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開(kāi)拓方式概述 新發(fā)井田 的 東 南方有正在生產(chǎn)的 城子河西斜井 ， 設(shè)計(jì)能力 30Mt。西側(cè)是 滴道礦的九井，其生產(chǎn)能力 30 Mt。 影響本設(shè)計(jì)礦井開(kāi)拓方式的因素及具體情況 井田開(kāi)拓方式的選擇應(yīng)全面考慮各種因素，主要因素包括： 施工技術(shù)和設(shè)備條件； 井田地質(zhì)和水文地質(zhì)條件（特別是表土層情況）；煤層賦存和開(kāi)采技術(shù)條件；地形地貌和地面外部條件；技術(shù)裝備和工藝系統(tǒng)條件；總體設(shè)計(jì)和礦井 生產(chǎn)能力要求等。 對(duì)以上各種因素要 進(jìn)行 綜合 的 研究，通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化和多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后 在 確定。影響井田開(kāi)拓方式的具體因素 有 地表因素 和煤層賦存情況 礦井開(kāi)拓方案的選擇 井硐形式和井口位置 在一定的井田地質(zhì) 和 開(kāi)采技術(shù)條件下，礦井開(kāi)拓巷道有多種布置方式，開(kāi)拓巷道的布置方式通稱為開(kāi)拓方式。合理的開(kāi)拓方式，一般應(yīng)在技術(shù)可行的多種開(kāi)拓方式中進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后，才能確定。開(kāi)拓方式按照井筒的傾角不同分為平硐開(kāi)拓、斜井開(kāi)拓、立井開(kāi)拓和綜合開(kāi)拓方式等四種方式。開(kāi)拓方式依據(jù)井筒 （或平硐）與煤層位置的不 同又 分為 立井開(kāi)拓