采礦工程畢業設計論文-雙鴨山礦業集團嶺東煤礦12mta新井設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 界煤柱和已有的地面建筑物、構筑物需要留設的保護煤柱等永久煤柱損失量后的儲量。礦井可采儲量是指礦井設計儲量減去工業場地保護煤柱、礦井井下主要巷道及上下山保護煤柱后乘以采區回采率的儲量 。 根據《煤炭資源地質勘探規范》規定，工業指標確定為傾角小于 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。傾角為 20176。，能利用儲量厚度選用≥ ,暫不能利用儲量選用 — 。 9 參加儲量計算的煤層有 1 1 15共三層煤。儲量計算邊界與井田境界基本一致。 保安煤柱的設計方法 參照保護煤柱的設計原則如下： (1) 地面受護面積包括受護對象及周圍的受護帶 。 (2) 在一般情況下，保護煤柱應根據受護面積邊界和移動角值進行圈定。 (3) 立井保護煤柱應按其深度，用途，煤層賦存條件和地形特點留設，立井深 度大于或等于 400m 的以邊界角圈定，小于 400m 的以移動角圈定。 (4) 當受護邊界與煤層走向斜交時，根據基巖移動角求得垂直與受護邊界方向的上山方向移動角和下山方向移動角，然后再確定保護煤柱。 為了安全生產，本設計礦井依據《煤礦安全規程》，留設保安煤柱如下： 30 m 保安煤柱； 30m 保安煤柱； 20m 保安煤柱； 20m 保安煤柱； 50m 保安煤柱。 按以上方法計算得： 工業廣場煤柱損失 ： ； 斷層、地面、邊界保安煤柱損失： ； 總損失量： ； 損失率： %。 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 10 S — 塊段平面積 ? — 煤層平均傾角 M — 塊段平均厚度 γ — 煤的容重，詳見表（ 2－ 1）。 表 2－ 1 容重采用： 序號 煤層號 容重 /（ g/cm3） 1 11 2 14 3 15 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，厚度較穩定，傾角綬傾，井田范圍內大的構造控制可靠，水文地質條件中等，儲量計算較為可靠。煤層儲量見表 2－ 2。 表 2－ 2 嶺東 煤礦儲量計算表 煤層號 面積 /m2 工業儲量 /Mt 永久 損失/Mt 可采儲量 /Mt 回采率 11 179。 106 14 179。 106 15 179。 106 總計 礦井工作制度、生產能力 及 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 嶺東 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。 11 設計生產能力和服務年限 (1)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 。 (2)礦井設計生產能力的確定原則 應根據地質條件，國民發展需要和國內外市場需求，技術裝備和管理水平，充分考慮科學技術進步等因素，依據投資少，出煤快，經濟效益好的原則合理確定。 礦井與水平服務年限計算公式 T=Zm/(A179。 K) 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／（Ａ179。Ｋ） 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～ 12 根據本設計礦井實際情況， K 值取 。 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： Ｔ＝Ｚ／（Ａ179。Ｋ） = 方案Ｂ： Ｔ＝Ｚ／（Ａ179。Ｋ） = 方案Ｃ： Ｔ＝Ｚ／（Ａ179。Ｋ） = 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：Ａ＝ ，礦井服務年限Ｔ＝ 。 13 第 3 章 井田開拓 概述 根據精查報告確定的煤層 地形，水文地質條件， 自然產狀， 頂底板條件， 構造因素 及 沖積層結構等，其中 沖積層的水文地質條件和 煤層賦存深度對開拓方式影響最大。 嶺東礦建設必須嚴格按照基本建設程序辦事，確定礦井開拓方式必須充分考慮多個主井工藝系統的機械化裝備水平。礦井機械化程度的高低的不僅直接影響井型和經濟效果，而且往往由于提升，運輸設備的革新發展，而引起開拓本身發生變化． 確定井田開拓方式的原則： １ .合理 開發國家資源，減少煤炭損失。 ２ .貫徹執行有關煤炭工業的技術政策 ,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，節約基建工程量，加快礦井建設。 ３ .合理集中開拓布置，簡化生產系統，避免生產分散，為集中生產創造條件。 ４ .要適應當前國家的技術水平和設備供應情況，并為采用新技術，新工藝，發展采煤機械化，自動化創造條件。 ５ .必須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，使主要巷道經常性保持良好狀態。 根據用戶需要，應將不同煤質，煤種的煤層分別開采。 對以上各種因素要綜合研究，通過系統優化和多方案技術經濟比較后確定。影響本設計井田開拓方式的具體因素如下： （ 1）地表因素： 本井田屬于 大興安嶺的丘陵地貌 ， 礦區內海拔標高 100～ 130m，地形平坦 。 （ 2）煤層賦存情況 整個井田的煤層上部標高在 200 m，下部標高在 1050m，整個礦區共有三層可采煤層，即 1 1 15，全區發育。 本井田 11 號 14 煤層系厚煤層， 14 號煤層和 15 號煤層系緩傾斜中厚煤層，平均傾角在 12176。左右。 煤層走向長度為 ，傾向 。 礦井開拓方案的選擇 井筒形式 （１）井筒形式的確定 開拓巷道的布置方式通稱為開拓方式。 在一定的井田地質條件、開采技術條件下，礦井開拓巷道有多種布置方式，合理的開拓方式，一般應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。 開拓方式按照井筒的傾角不同（水平、傾斜、垂直）分為平硐開拓、斜井開拓、立井開拓和綜合開拓方式（平、斜、立井中的任何二或三種形式相結合進行開拓）等四種方式。開拓方式依據井筒 （或平硐）與煤層位置的不同又有若 干分類。 ① 立井開拓：適應性很強，可用于各種地質條件，同時在技術上也成熟可靠。一般在表土層厚、煤層賦存深時，應采用立井開拓。 ②斜井開拓：對于表土層較薄、煤層賦存較淺、水文地質條件簡單的煤田，一般都可以采用斜井開拓。斜井開拓在各種傾角煤層開拓中都得到了廣泛的應用。 ③ 平硐開拓：在侵蝕基準面以上的山嶺或丘陵地區的煤層，由地面開鑿通向煤層的平硐，可利用平硐開拓煤田的全部或一部分。 首先我們應該考慮平硐開拓方式是否可行。 因為 平硐開拓是最簡單的開拓方式，有很多突出優點。 參照平硐開拓方式適用條件，結合本設計井田的地形 地質及煤層賦存特征可知：平硐開拓方式的條件不具備。因此，平硐開拓方式對本設計井田不適用，排除采用平硐開拓方式。 斜井 開 拓 和 立井 開拓方式在技術上均可行，綜合開拓雖然對工業廣場布置和井底車場要求很高，但針對本井田的地質狀況，綜合開拓方式也可行，應該予以考慮。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 如圖 3 3 33 所示 ： 15 50010050150200250300350400450500550600650700750800850900950100010501100圖 31 雙 立 井開拓 50010050150200250300350400450500550600650700750800850900950100010501100 圖 32 雙 斜 井開拓 50010050150200250300350400450500550600650700750800850900950100010501100 圖 33 主立井副斜井開拓 以上三種井筒開拓方案技術比較如下： （ 1） 雙 立 井開拓 優點： １ .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 。 16 ，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：與斜井優點相對應 。 適用條件：煤層賦存深度 200－ 1000m，含水砂層厚度 20－ 400m,立井開拓的適應性很強，一般不受煤層傾角 ，厚度，瓦斯，水文等自然條件限制 。 技術上也比較可靠．當地質條件不利于平硐或斜井開拓時均采用立井開拓方式 。 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 ，嶺東 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 。 （ 2） 雙 斜 井開拓 斜井與立井相比有如下優點： 井筒掘進技術和施工設備比較簡單，掘進速度快，地面工業建筑，井筒裝備，井底車場及硐室都比投資少。 井筒裝備和地面建筑物少，不用大型提升高備，鋼材消耗量小。 膠帶輸送機提升增產潛力大，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： 在自然條件相同時，斜井要比立井長得多。 圍巖不穩固時，斜井井筒維護費用高，采用絞車提升時，提升速度低，能力小鋼絲繩磨損嚴重，動力消耗大，提升費用高，當井田斜長較大時，采用多段絞車提升，轉載環節多，系統復雜，更要多占用設備和人力。 由于斜井較長，沿井筒敷設管路，電纜所需的管線長度較大。 斜井通風風路較長，對瓦斯涌出量大的大型礦井，斜井井筒斷面小，通風阻力過大，可能滿足不了通風的要求，不得不另開專用進風或回風的立井并兼做輔助提升 。 當表土為富含水的沖積層或 流砂層時 ,斜井井筒掘進技術復雜 ,有時難以通過 。 適用條件 ：煤層賦存較淺，垂深在 200m 以內，煤層賦存深度為 0－ 500m，含水砂層厚度小于 20－ 40m，表土層不厚，水 文地質情況簡單的煤層．井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層。 17 技術評價：本井田一水平設在－ 500m 水平標高， 嶺東 礦井田賦存深度為 200m― 1050m。 根據煤層的賦存情況不宜采用雙斜井開拓 。 （ 3） 主立井副斜井開拓 優點：兼有斜井和立井的優點，主井采用斜井開拓，井筒施工簡單，掘進速度快，費用低．副井采用立井開拓，井筒容易維護，有效斷面大， 有利于通風，提升速度快 。 缺點：如果井口相近，則井底相距較遠，井底車場布置，井下的聯系就不太方便，如井底相近，由井口相距較遠，地面工業建筑物就比較分散，生產調度及聯系不方便，占地面積大，相應地增加了煤柱損失 。 適用條件：介于雙立井與雙斜井之間 技術評價：根據設計井田的地表狀況，煤層賦存及工業廣場的布置等實際情況，如用綜合開拓不利于地面工業廣場的布置，也不利于井底車場的布置，井下的聯系和生產調度較為繁瑣，故該方案在技術不合理，不適合本設計礦井．所以本井田不利于用綜合開拓 。 根據上述井硐開拓方案的技術比較，確定 本礦井適合采用 雙立井開拓 。 井口位置 井口位置的選擇是井田開拓的重要組成部分。井口位置與開拓方式要相互協調，經綜合比選后擇優確定，特別是提、運煤炭的主井位置還要與地面生產系統、工業廣場布置相匹配，需要綜合考慮的主要因素和原則如下： ⑴ 地面條件： ①井筒位置應選在比較平坦的地方，并且滿足防洪設計標準； ②工業場地不占或少占用良田； ③井口要避開地面滑坡、巖崩、雪崩、泥石流、流砂等危險地區；