采礦工程畢業(yè)設(shè)計論文-大雁礦業(yè)集團一礦12mta新井設(shè)計(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 定,r =1 .4 0含礫砂巖:灰白 灰色,黑褐色,暗淡型,煤 質(zhì)好, 發(fā)育較穩(wěn)定,r =1 .4 0 粉砂質(zhì)泥巖:深灰色, 塊狀,內(nèi)含薄層細砂巖.黑褐色,暗淡型,煤質(zhì)堅 硬, 穩(wěn)定,r = 0 細砂中砂巖: 膠結(jié)性差,內(nèi)含砂質(zhì)泥巖.黑褐色, ,=1. 40 泥巖及砂巖:灰色, 局部含植物碎屑,內(nèi)含薄層細 中砂巖273132362721173224圖 12 煤層柱狀圖 巖石性質(zhì)、厚度特征 礦區(qū)內(nèi)煤層頂、底板均為泥巖或粉砂巖，膠結(jié)較差，遇 水膨脹 ,有底鼓的傾向，易產(chǎn)生冒頂，礦山開采時要留設(shè)一定厚度的煤皮假頂及底煤，同時需加強支護，并留有足夠的保安煤柱，切實做好頂、底板管理工作。 本區(qū)煤層圍巖屬軟巖 ,硬度在 3～ 4 之間。各煤層頂、底板依據(jù)勘探資料及井下生產(chǎn)實見做如下敘述： 表 14 巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標 區(qū)內(nèi)煤層頂?shù)装鍘r石約有 87%以上為泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖、粉砂巖名稱 容重 102 kg/cm3 孔隙度 壓強度102kg/cm3 抗拉強度 102 kg/cm3 變形 模量 102kg/cm3 彈性模量kg/cm3 砂巖 ～ 5～ 25 2～ 20 ～ ～ 8 1～ 10 礫巖 ～ 5～ 15 1～ 15 ～ ～ 8 2～ 8 泥炭巖 ～ ～ ～ 2～ 7 5～ 10 灰?guī)r ～ 5～ 20 5～ 20 ～ 1～ 8 5～ 10 7 及細砂巖組成， 13%以下為粗砂巖及含礫砂巖組成。據(jù)肉眼鑒定，這幾種巖性均由泥質(zhì)或凝灰質(zhì)膠結(jié)，松散破碎。 地層巖石性質(zhì)可見“巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標”表 14。 表 13 可采煤層特征 序號 煤層名稱 煤層厚度（ m） 層 間 距 （ m） 傾角（186。） 圍巖 煤的牌號 硬 度 （?） 容重 （ t/m3） 煤層構(gòu)造及穩(wěn)定性 最小～最大 頂板 底板 平均 1 27 ～ 60 7176。 含礫泥巖 含礫砂巖 褐煤 穩(wěn)定 2 31 8176。 細砂 巖 粉沙泥巖 褐煤 較穩(wěn) 定 ～ 56 3 32 9176。 細砂巖粉砂巖 細中砂巖 褐 煤 較穩(wěn)定 ～ 50 4 36 11176。 砂質(zhì)泥巖 泥巖礫巖 褐煤 穩(wěn)定 井田內(nèi)的水文地質(zhì)情況 大雁煤田位于大興安山脈西北麓，屬于海拉爾盆地的一部分，煤田的南北兩側(cè)由火成巖組成，地表標高一般在 +700m 左右，由于是后期剝蝕（侵蝕）構(gòu)造的影響構(gòu)成了現(xiàn)代低山 丘陵地形，大雁煤田內(nèi)沒有主要河流通過，一礦井田位于大雁煤田的東南部，勝利河由東南向西北流經(jīng)一礦井田的西南部后匯入海拉爾河。 本區(qū)含水層以煤系風(fēng)化裂隙帶含水層為主，風(fēng)化帶以下煤系孔隙含水層為輔。 地下水有較完整的循環(huán)系統(tǒng) ,即 :補給、徑流、排泄過程天然狀態(tài)下，地下水總的徑流方向是由南南東向北北西，也就是由南南東補給，排泄于北北西方向，井田內(nèi)地下水的水質(zhì)類型為 HCO3Ca 水。 8 本區(qū)的含水層可分為如下四類：第四系孔隙含水層、煤系風(fēng)化裂隙帶含水層、煤系內(nèi)孔隙含水層及煤層裂隙含水層。 、地質(zhì)特點 ① 本礦區(qū)地下水埋藏較淺，主要以煤層裂隙水為主 ； ② 煤層中裂隙發(fā)育，導(dǎo)水性強 ； ③ 第四系地層有較厚的粘土分布，對大氣降水的補給起到一定隔水作用 ； ④ 本礦區(qū)地勢較高，第四系地層水量不大，且補給條件較差，易于疏干。 一礦水文地質(zhì)類型為 :中等 。 沼氣、煤塵及煤的自燃性 礦井瓦斯含量及煤塵爆炸指數(shù)較低，瓦斯涌出量非常小。 主要可采煤層CH4平均含量為 ，可燃質(zhì)、 CO2 各煤層平均含量為 ，可燃質(zhì)各主要可采煤層瓦斯 自然成分以 N2 為主， CO2 次之， CH4 最少，本礦瓦斯相對涌出量為 ，屬于低瓦斯礦井。 根據(jù)煤塵爆炸性試驗指標，煤塵爆炸指數(shù) 45～ 53%之間，該礦開采的煤層屬于易 發(fā)生 爆炸危險的煤層。 本區(qū)煤樣的燃點試驗結(jié)果為原樣燃點為 253176。、還原樣燃點為 265176。、氧化樣燃點 256176。，說明煤的燃點比較低。本區(qū) 煤的自燃發(fā)火期為 3～ 6 個月 。礦井總體為 Ⅱ 級自然發(fā)火礦井。 本區(qū)恒溫深度 16～ 26m，溫度 6℃ ,從地溫測量 結(jié)果， 計算分析，本區(qū)平均地溫梯度為 ℃ /100m,平均地?zé)?增溫率為 ℃，地溫梯度小于 3℃。本區(qū)基本屬于地溫正常區(qū)。 根據(jù)地壓觀測資料，煤巖層在斷層附近特別破碎，特別是在大斷層附近表現(xiàn)的尤為明顯。隨著開采深度的增加，地壓增大。 9 煤質(zhì)、牌號及用途 本區(qū)所有煤層其物理性質(zhì)共性明顯，差異不大，一般多為黑褐 黑色，條痕淺褐色 褐色，具有瀝青光澤，多屬暗淡（或半暗淡）型煤。結(jié)構(gòu)單一或呈條帶狀，常見條帶狀結(jié)構(gòu)或木質(zhì)結(jié)構(gòu)，具層狀或塊狀構(gòu)造，斷口平坦，個別呈參差狀斷口，外生裂隙發(fā)育。硬度在 1～ 3 之間（摩氏硬度），具較 強韌性，煤的比重 ～ 之間，平均 ；煤的 視密度 在 ～ 之間，平均 。 根據(jù)本區(qū)各煤層進行磨片鏡下鑒定結(jié)果表明，本區(qū)煤巖組分以凝膠化物質(zhì)為主，其次是絲質(zhì)炭化物質(zhì)，以及含量不高的穩(wěn)定組分和礦物雜質(zhì)。礦物以泥質(zhì)和浸染狀粘土為主，石英顆粒次之。 本區(qū)煤種為褐煤，煤巖鑒定其變質(zhì)階段為 0 階段。 本區(qū)各煤層的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，根據(jù) 22個計量煤層的煤芯煤樣化驗結(jié)果，其煤質(zhì)指標如下： 水分： %～ %，平均 %； 灰分： %～ %， 平均 %； 揮發(fā)分 ： %～ %，平均 %，屬高揮發(fā)分 ； 粘結(jié)性：屬弱粘結(jié)性 。 本區(qū)煤種牌號單一，區(qū)內(nèi)各煤層其坩堝粘結(jié)性幾乎都是 1，煤化程度低，均屬褐煤，其中 2 32 號煤層屬低灰分煤， 31 號煤層屬高灰分， 36 號煤層屬中灰分煤。從平面上看，本區(qū)內(nèi)煤層的主要煤質(zhì)指標灰分產(chǎn)率值隨深度變化不大，揮發(fā)分產(chǎn)率值隨著深度加大而降低的趨勢。各煤層含硫量變化不大，均屬特低硫。 本區(qū)煤的發(fā)熱量平均為 ，灰分平均為 %，硫平均為%，灰熔點為 1380176。，屬中灰、特低 硫、 高熔點煤。 本區(qū)煤種為褐煤，煤的灰分產(chǎn)率較高，干燥基發(fā)熱量較低，全硫含量為低硫煤，為此，本區(qū)煤可供如下兩個方面使用 ： ① 火力 發(fā)電及鍋爐用煤。 ② 民用生活燃料用煤。 10 第 2 章 井田境界、儲量及服務(wù)年限 井田境界 井田境界確定的依據(jù) 、地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù)； 選擇井筒位置，合理安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物； ，以利于機械化程度的不斷提高 ； 田范圍要為礦井發(fā)展留有空間 ，處理好與各企業(yè)之間的關(guān)系。 井田周邊情況 大雁礦區(qū)位于大興安嶺西麓的海拉爾河中游，隸屬于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾鄂溫克族自治旗管轄。礦區(qū)東接牙克石市，西連海拉爾區(qū)，南鄰巴彥嵯崗蘇木，北至海拉爾河與陳巴爾虎旗相望。礦區(qū)交通便利，國防公路 301 線在礦區(qū)北部通過，濱洲線鐵路在礦區(qū)中部穿過。大雁火車站東距牙克石市18km，向西至海拉爾區(qū) 64km。 井田儲量 井田儲量的計算 設(shè)計井田范圍內(nèi)計算的煤層為 2 3 3 36四層，各煤層儲量計算邊界與井田境界 基本一致。礦井儲量是指礦井內(nèi)所埋藏的具有工業(yè)價值的煤炭數(shù)量。它不僅包含著煤在地下埋藏的數(shù)量，而且還表示煤炭的質(zhì)量，反映井田的勘探程度及開采技術(shù)條件。礦井儲量可分為礦井地質(zhì)儲量、礦井工業(yè)儲量和礦井可采儲量。 礦井工業(yè)儲量是指平衡表內(nèi) A+B+C 級儲量的總和。 礦井可采儲量是指礦井設(shè)計儲量減去工業(yè)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 帶 區(qū)回采率的儲量。 礦井設(shè)計儲量是礦井工業(yè)儲量減去設(shè)計計算的 防水煤柱、 斷層煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護煤柱等永久煤柱損失量后的儲量。 11 保安煤柱 （ 1）在一般情況下，保護煤柱應(yīng)根據(jù)圍護面積邊界和移動角值進行圈定。 （ 2）當(dāng)受保護邊界與煤層走向斜交時，應(yīng)該根據(jù)基巖移動角求得垂直于圍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。 （ 3）立井保護煤柱應(yīng)按其深度，用途，煤層賦存條件和地形特點留設(shè)，立井深度大于或等于 400m 的以邊界角圈定，小于 400m 的以移動角圈定。 （ 4） 根據(jù)《煤炭工業(yè) 礦井 設(shè)計規(guī)范》中“礦井工業(yè)廣場 占地指標 ”表 21的規(guī)定，本井田取 ，則工業(yè)廣場占地面積 為： 120 104m2 為了安全生產(chǎn)，本設(shè)計礦井依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，留設(shè)保安煤柱如下： （ 1） 地面建筑物留設(shè) 20m 寬圍護帶； （ 2） 邊界斷層留設(shè) 30m～ 50m 保安煤柱； （ 3） 井田內(nèi)部斷層留設(shè) 30m 保安煤柱； （ 4） 煤層大巷兩側(cè)煤柱各寬 50～ 100m。 按以上方法計算得： 工業(yè)廣場煤柱損失： 萬 t； 開采損失量： 萬 t。 斷層、地面、邊界保安煤柱損失： 萬 t； 表 21 工業(yè)廣場占地面積指標 井型 （萬 t/a） 占地 指標 （ H/10 萬 t） 井型 （萬 t/a） 占地指標 （ H/10 萬 t） 井型 （萬 t/a） 占地指標 （ H/10 萬 t） 9 60 240 15 90 300 21 120 400 30 150 500 45 180 H—— 面積，公頃。 12 儲量計算的評價 本設(shè)計礦井的各類儲量計算嚴格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。各類儲量 詳 見 “礦井工業(yè)儲量總匯” 表 22： 表 22 礦井工業(yè)儲量匯總表 水平別 煤層別 工業(yè)儲量 A+B+C (萬 t) 開采 損失 可采 儲量 （萬 t） 工業(yè) 場地 井田 境界 斷層 其 它 損 失 合計 27 31 32 3 36 合計 礦井工作制度、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度 根據(jù)《 煤炭工業(yè)礦井 設(shè)計規(guī)范》 的 規(guī)定 ，本設(shè)計礦井選用： 330d 計算； 四 班工作，其中 三 班進行采、掘工作，一班進行檢修； 16h。 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 《 煤炭工業(yè)礦井 設(shè)計規(guī)范》 的規(guī)定 礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)為： 大型礦井： 、 、 、 、 、 及以上（ Mt/a）； 中型礦井 :、 、 （ Mt/a）； 小型礦井： 、 、 、 （ Mt/a）； 13 除上述井型以外，不應(yīng)出現(xiàn)介于兩種設(shè)計生產(chǎn)能力的中間井型。 本礦井已查明的工業(yè)儲量為 ,估算本井田內(nèi)工業(yè)廣場煤柱，境界煤柱等永久煤柱損失量占工業(yè)儲量的 10%，各可采層均為中厚煤 層，按礦井設(shè)計規(guī)范要求確定本礦的 帶 區(qū)采出率為 80%，由此計算確定本井田的可采儲量為。 根據(jù)地質(zhì)報告的資料描述，煤層儲量適中，地質(zhì)構(gòu)造比較簡單，煤層生產(chǎn)能力大以及煤層賦存深等因素，初步?jīng)Q定采用中型礦井設(shè)計。并初步確定三個方案，即礦井生產(chǎn)能力為 ， ，分析論證如下： 按照公式 : P=Z/AK 式中 P—— 為礦井設(shè)計服務(wù)年限， a； Z—— 井田的可采儲量 ,Mt； A—— 為礦井生產(chǎn)能力 ,Mt/a； K—— 為礦井儲量備用系數(shù)，一般取 ； 計算得 ： P1=82a； P2=61a； P3=49a； 根據(jù)《煤炭 工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》 參照“礦井及第一開采水平設(shè)計服務(wù)年限”表 23 表 23 礦井及第一開采水平設(shè)計服務(wù)年限 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 Mt/a 礦井設(shè)計服務(wù)年限 a 第一開采水平設(shè)計服務(wù)年限 a 煤層傾角 25176。 煤層傾角 25176。 ～ 45176。 煤層傾角 45176。 70 35 ～ 60 30 ～ 50 25 20 15 ～ 40 20 15 10 參照《 煤炭 工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，經(jīng)與《規(guī)程》和采礦設(shè)計手冊相核對，確定61a為比較合理的服務(wù)年限，即本礦井的生產(chǎn)能力為 。 礦井設(shè)計服務(wù)年限 礦井設(shè)計服務(wù)年限 計算得： P=Z/AK=（ 120） =61a 14 第 3 章 井田開拓 概述 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 大雁礦區(qū)位于大興安嶺西北坡，地勢為四周高中部低，呈盆地狀，海撥標高在 640～ 900m 之間。大雁一礦井田內(nèi)地形比較簡單，其地勢為東南高而西北低， 海撥標高在 653～ 716m 之間，一般在 675m 左右。地貌單元：第 15勘探線間屬溝谷類型，第 5～ 17 勘探線間屬沖積平原型。 礦區(qū)煤層賦存穩(wěn)定