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

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 礦井涌水及煤的自然性 （ 1） 瓦斯賦存情況及涌出量 根據(jù)現(xiàn)有資料和臨近生產(chǎn)礦井的調(diào)查，東山礦區(qū)內(nèi)含瓦斯，瓦斯相對(duì)涌出量 m3/t，絕對(duì)涌出量 21 m3/h，屬于低瓦斯礦井。 （ 2） 煤塵爆炸行 煤塵爆炸指數(shù)為 %，煤塵沒(méi)有爆炸危險(xiǎn)性。 （ 3） 煤的自然情況 根據(jù)實(shí)際調(diào)查，及其臨近礦井的調(diào)查報(bào)告，該井田范圍內(nèi)的煤沒(méi)有自然傾向。但在秋冬季也應(yīng)注意防火。 （ 4）礦井 涌水量 70121 m3/h，屬于低涌水量礦井。 勘探程度及可靠性 東山井田范圍內(nèi)，勘探鉆探甲、乙級(jí)孔率為 %，煤層甲、乙級(jí)層點(diǎn)率為 %，物探甲、乙級(jí)孔率和煤層層點(diǎn)率均為 100%，鉆探測(cè)井資料齊全準(zhǔn)確，并采用水泥沙漿法封孔。物探質(zhì)量高于鉆探選題，在報(bào)告編制中進(jìn)行了合理取舍，整個(gè)報(bào)告達(dá)到了《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。經(jīng)綜合評(píng)定，本區(qū)構(gòu)造程度屬簡(jiǎn)單。 8 第二章 井田境界 儲(chǔ)量 服務(wù)年限 確定井田境界的依據(jù) 井田周邊狀況 ； ，地質(zhì)條件作為劃分境界的依據(jù)； ，安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物； ，以利于機(jī)械化的不斷提高。 井田境界確定的依據(jù) 根據(jù)上述原則，結(jié)合東山礦區(qū)實(shí)際的情況，東山礦井田境界確定為：東經(jīng) 130176。 42′ 20″ 130176。 51′ 31″，北緯 45176。 18′ 42″ 45176。 22′ 16。 井田未來(lái)的發(fā)展情況 該井田隨著技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平全面的提高，井田范圍內(nèi)的探明儲(chǔ)量會(huì)越來(lái)越精確，可能在更深部發(fā)展可采煤層。 井田儲(chǔ)量 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 東山礦區(qū)范圍內(nèi)計(jì)算的煤層有 1上、 3上、 6A三層，各煤層儲(chǔ)量計(jì)算邊界與井田境界基本一致，礦井儲(chǔ)量是指礦井內(nèi)所埋藏的數(shù)量，具有工業(yè)價(jià)值的煤炭數(shù)量 .它不僅包含著煤炭在地下埋藏的數(shù)量，而且還表示煤炭的質(zhì)量，反映井田的勘探程度及開(kāi)采技術(shù)條件 .礦井儲(chǔ)量可分為礦井地質(zhì)儲(chǔ)量，礦井工 9 業(yè)儲(chǔ)量和礦井可采儲(chǔ)量。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指平衡表內(nèi) A+B+C 級(jí)儲(chǔ)量的總和。礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量是礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱，防水煤柱，井田境界煤柱和已有的地面建筑物，構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失 量后的儲(chǔ)量。礦井可采儲(chǔ)量是指礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱，礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱煤量后乘以帶區(qū)回采率的儲(chǔ)量。 保安煤柱 為了安全生產(chǎn)，東山礦依據(jù)《煤炭安全規(guī)程》，留設(shè)保安煤柱如下： 20m 煤柱； 25m 煤柱； 20m 煤柱； 50m 煤柱。 按以下計(jì)算方法得：工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失： 斷層，露頭煤，邊界保安煤柱損失： 總損失量： 損失率 =總損失量 /工業(yè)儲(chǔ)量 = 儲(chǔ)量計(jì)算方法 計(jì)算公式如下： 塊段儲(chǔ)量 =塊段面積247。平均傾角余弦塊段平均厚度容量 根據(jù)儲(chǔ)量諸圖，通過(guò)等高線塊段法計(jì)算本井田工業(yè)儲(chǔ)量為 。各煤層工業(yè)儲(chǔ)量見(jiàn)表可采煤層儲(chǔ)量計(jì)算總表 21。 計(jì)算公式如下： Z=（ ZCP） C 式中： ZK— 可采儲(chǔ)量， Mt； ZC— 工業(yè)儲(chǔ)量， Mt； P— 永久煤柱損失， Mt； C— 帶區(qū)回采率， %。 得 Z=（ ZCP） C =（ ） 85%= 10 表 21 可采煤層儲(chǔ)量總表 序號(hào) 煤層號(hào) A+B+C 工業(yè)儲(chǔ)量 損失量 設(shè)計(jì)采 出率 可采儲(chǔ)量 1 1上 84% 2 3上 83% 3 6A 86% 總計(jì) 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)算出本井田可采儲(chǔ)量為 Mt。 儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 東山礦的各類儲(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)量的計(jì)算設(shè)計(jì)所得到的各種儲(chǔ)量與實(shí)際可能有一定誤差。 礦井工業(yè)制度 生產(chǎn)能力 服務(wù)年限 礦井工作制度 東山礦年工作日確定為 330d ，礦井每日凈提升時(shí)間為 16h 采用三八工作制。 礦井生產(chǎn)能力 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)考慮當(dāng)前及今后市場(chǎng)的需煤量，初步擬定了三種礦井生產(chǎn)能力的確定方案 : 方案 A: 11 方案 B:方案 C: 礦井服務(wù)年限的確定 礦井服務(wù)年限的計(jì)算公式如下： T=Zk/(A K) 式中： T— 礦井服務(wù)年限， a； Ｚ —— 可采儲(chǔ)量，Ｍｔ／ａ； Ｋ —— 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，Ｋ＝１ .３～１ .５ 根據(jù)東山礦礦井的實(shí)際情況，Ｋ值取１ .４ 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)提出兩種方案，具體如下 : 方案 A:T=Z/(A K)=( )=56a 方案 B:T=Z/(A K)= ( )=42a 方案 C: T=Z/(A K)= ( )=34a 參照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，根據(jù)東山礦礦井的實(shí)際情況，方案 B較合理，即 :礦井生產(chǎn)能力 A=。 表 22 第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限表 礦井生產(chǎn)能力 Mt/a 礦井服務(wù)年限 (a) 第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限（ a） 煤層傾角小于25 度 煤層傾角2545 度 煤層傾角大于 45 度 及以上 6070 3035 ___ ____ 5060 2530 2025 1520 4050 2025 1520 1015 12 第三章 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 東山煤礦周邊礦井均采用雙立井開(kāi)拓，東山礦分二水平開(kāi)采，一水平 在100m 標(biāo)高。 影響東山礦開(kāi)拓方式的因素及具體情況 根據(jù)精查報(bào)告確定的煤層自然產(chǎn)狀，構(gòu)造因素，頂?shù)装鍡l件，沖積層結(jié)構(gòu)，地形及水文地質(zhì)條件等，其中煤層賦存深度和沖積層的水文地質(zhì)條件對(duì)開(kāi)拓方式影響最大。 東山礦建設(shè)必須嚴(yán) 格按照基本建設(shè)程序辦事，確定礦井開(kāi)拓方式必須充分考慮多個(gè)主井工藝系統(tǒng)的機(jī)械化裝備水平。礦井機(jī)械化程度的高低的不僅直接影響井型和經(jīng)濟(jì)效果，而且往往由于提升，運(yùn)輸設(shè)備的革新發(fā)展，而引起開(kāi)拓本身發(fā)生變化。 確定井田開(kāi)拓方式的原則： 1. 合理開(kāi)發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失； 2．貫徹執(zhí)行有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低、效率高創(chuàng)造條件。要使生產(chǎn)系統(tǒng)完善、有效、可靠，在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開(kāi)拓工程量，尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建工程量，加快礦井建設(shè)； 3．合理集中開(kāi)拓布置， 簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件； 4．必須貫徹執(zhí)行有關(guān)煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常性保持良好狀態(tài)； 5．要適應(yīng)發(fā)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)，新工 13 藝，發(fā)展采煤機(jī)械化，自動(dòng)化創(chuàng)造條件； 6．根據(jù)用戶需要，應(yīng)將不同煤種、煤質(zhì)的煤層分別開(kāi)采。 礦井開(kāi)拓方案的選擇 井硐形式和井口位置 根據(jù)東山井田的地表及煤層等實(shí)際情況，不具備平硐開(kāi)采條件。現(xiàn)依據(jù)東山井田的地形，地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦存 等因素，提出三種井筒開(kāi)拓方案， 具體情況如下： 方案一 —— 雙斜井開(kāi)拓（如圖 31）； 方案二 —— 雙立井開(kāi)拓（如圖 32）； 方案三 —— 主斜井副立井開(kāi)拓（如圖 33）。 方案一 圖 31 方案二 圖 32 14 方案三 圖 33 以上三種井筒開(kāi)拓方案技術(shù)比較如下： （ 1）雙斜井開(kāi)拓 斜井與立井相比有如下優(yōu)點(diǎn)： ① 井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工 設(shè)備比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井度車場(chǎng)及硐室投資少。 ② 井筒裝備和地面建筑物少，不用大型提升設(shè)備，鋼材消耗量小； ③ 帶式輸送機(jī)提升增產(chǎn)潛力大，改擴(kuò)建比較方便，容易實(shí)現(xiàn)多水平生產(chǎn)，并能減少井下石門長(zhǎng)度； 缺點(diǎn)： ① 圍巖不穩(wěn)固時(shí)，斜井井筒維護(hù)費(fèi)用高，采用絞車提升時(shí)，提升速度低，能力小鋼絲繩磨損嚴(yán)重，動(dòng)力削消耗大，提升費(fèi)用高，當(dāng)井田斜長(zhǎng)較大時(shí)，采用多段絞車提升，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)復(fù)雜，更要多占用設(shè)備和人力； ② 在自然條件相同時(shí)，斜井要比立井長(zhǎng)得多； ③ 由于斜井較長(zhǎng)，沿井筒敷設(shè)管路，電纜所需的管線 長(zhǎng)度較大； ④ 當(dāng)表土為富含水的沖積層或流砂層時(shí)，斜井井筒掘進(jìn)技術(shù)復(fù)雜，有時(shí)難以通過(guò)。 ⑤ 斜井通風(fēng)風(fēng)路較長(zhǎng)，對(duì)瓦斯涌出量大的大型礦井，斜井井筒斷面小，通風(fēng)阻力過(guò)大，可能滿足不了通風(fēng)的要求，不得不另開(kāi)專用進(jìn)風(fēng)或回風(fēng)的立井并兼做輔助提升。 適用條件：煤層賦存較淺，垂深在 200m以內(nèi)，煤層賦存深度為 0500m，含水砂層厚度小于 2040m，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單的煤層，井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層。 技術(shù)評(píng)價(jià)：本井田一水平設(shè)在 100m 水平標(biāo)高，根據(jù)煤層的賦存情況可以采用雙斜井開(kāi)拓，東山礦井田賦 存深度為 +300m~700m，在技術(shù)上是可行的。 （ 2）雙立井開(kāi)拓 優(yōu)點(diǎn)： ① 機(jī)械化程度高，易于自動(dòng)控制； ② 立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利； ③ 井筒為圓形斷面結(jié)構(gòu)合理，維護(hù)費(fèi)用低，有效斷面大通風(fēng)條件好，管線短，人員升降速度快。 缺點(diǎn)：與斜井優(yōu)點(diǎn)相反。 適用條件：煤層賦存深度 2001000m，含水砂層厚度 20400m，立井開(kāi)拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角，厚度，瓦斯和水文等自然條件限制，技術(shù)上也比較可靠，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不利于平硐或斜井開(kāi)拓時(shí)均采用立井開(kāi)拓方式。 15 技術(shù)評(píng)價(jià)：根據(jù)井 田的地表情況，地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦存等因素，采用雙立井開(kāi)拓方案可行，東山礦井田的地表，地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦存等因素，適合采用雙立井開(kāi)拓，故此方案在技術(shù)上可行。 （ 3）主立井副斜井開(kāi)拓 優(yōu)點(diǎn)：兼有斜井和立井的優(yōu)點(diǎn)，副井采用斜井開(kāi)拓，井筒施工簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，費(fèi)用低，主井采用立井開(kāi)拓，井筒容易維護(hù)，有效斷面大，有利于通風(fēng)，提升速度快。 缺點(diǎn)：如果井口相距較近，則井底相距較遠(yuǎn)，井底車場(chǎng)布置，井下的聯(lián)系就不太方便，如井底相近，由井口相距較遠(yuǎn)，地面工業(yè)建筑物就比較分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不太方便，占地比較多，相應(yīng)地增加煤柱損失。 適用條件：介于雙立井與雙斜井之間 技術(shù)評(píng)價(jià)：根據(jù)設(shè)計(jì)井田的地表狀況，煤層賦存及工業(yè)廣場(chǎng)的布置等實(shí)際情況，如用綜合開(kāi)拓不利于地面工業(yè)廣場(chǎng)的布置，也不利于井底車場(chǎng)的布置，井下的聯(lián)系和生產(chǎn)調(diào)度較為繁瑣，故該方案在技術(shù)不合理，不適合東山礦。所以本井田不利用綜合開(kāi)拓。 根據(jù)上述井硐開(kāi)拓方案的技術(shù)比較，確定雙立井開(kāi)拓與雙斜井開(kāi)拓方案在技術(shù)上可行，根據(jù)規(guī)定，對(duì)技術(shù)可行的方案還應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。（見(jiàn)表 31） 對(duì)礦井井筒位置有以下的要求 ① 井筒沿煤層傾向的位置，應(yīng)使總的石門工程量小，初期工程量及投資小，建井 期短，且煤柱損失小； ② 井筒沿走向有利的位置應(yīng)在井田的中央，當(dāng)井田儲(chǔ)量呈不均勻分布時(shí)，應(yīng)在儲(chǔ)量分布的中央，形成兩翼儲(chǔ)量比較均衡的雙翼井田，應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè)，造成單翼開(kāi)采的不利局面； ③ 為使井筒的開(kāi)掘和使用安全可靠，減少其掘進(jìn)的困難及便于維護(hù)，應(yīng)使井筒通過(guò)的巖層及表土層有較好的水文，圍巖和地質(zhì)條件。 依據(jù)本井田的儲(chǔ)量分布圖及勘探線剖面圖。考慮水平劃分及井口位置，確定井口的位置在整個(gè)井田的儲(chǔ)量中心。 現(xiàn)有兩種井筒位置布置方案如下： 方案一：井筒位于井田淺部； 方案二：井筒位于井田中部。 井口位置：雙立井 開(kāi)拓時(shí)井口位置應(yīng)在井田中央，儲(chǔ)量比較可靠的塊段上，以便運(yùn)輸和通風(fēng)的集中管理，而且在東山礦區(qū)的地質(zhì)情況下，井田中央有斷層，煤層底部有基巖，作經(jīng)濟(jì)比較如表開(kāi)拓方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較表 16 表 3— 1 開(kāi) 拓方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較表 方案 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 方 案 一 ，壓煤量小； 低。 ，防洪工程量大； ； 中運(yùn)輸。 方 案 二 ，井下為雙翼生產(chǎn)，易于保證礦井產(chǎn)量； 車場(chǎng)位于儲(chǔ)量中心，井下運(yùn)輸費(fèi)用低。 3. 井口位置接近井田中央，石門相對(duì)較短。 ，壓煤量大； 中運(yùn)輸。 表 33 技術(shù)比較 方案 名稱 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) Ⅰ 雙 立 井 開(kāi) 拓 ，技術(shù)成熟可靠 ，提升速度快，提升能力大； ，風(fēng)阻小，滿足大風(fēng)量要求 。 ，建井期限稍長(zhǎng)； ； ，立井石門長(zhǎng)度大，掘進(jìn)工程量大，掘進(jìn)費(fèi)用高 。 Ⅱ 雙斜井開(kāi)拓 省； 2井筒設(shè)備較簡(jiǎn)單； 。 ，煤柱損失嚴(yán)重； ，通風(fēng)阻力大， 費(fèi)用增加； ，地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)，不易維護(hù)，安全性降低； 。