首山煤礦畢業設計說明書-資料下載頁

　　

【正文】 式，并且采用一正一副兩個井筒，邊界開鑿風井，作為回風使用兼作安全出口。 由于本井田位于平原地帶，地勢平坦，可采煤層埋深大，且傾角不大，在井田各部分的埋深不同，差別比較大，又考慮到本礦井為 大 型礦井，為適應 相應的提升能力， 和 機械化程度 ,早投產的要求 , 顯然，采用平硐開拓不現實，所以，所有方案均采用立井開拓。 （ 1）提出方案：根據以上分析，現提出以下四種在技術上可 行的開拓方案，分述如下： 河北工程大學畢業設計 24 方案 1：立井延伸三個水平開拓方案。主井布置在井田中央，主井副井首先打到 150 水平，通過石門找到煤層，布置第一水平大巷。主副井延伸至 300 水平，通過石門找到煤層，布置第二水平大巷。主副井延伸至 500 水平，通過石門找到煤層，布置第三水平大巷。 方案 2：立井 三 水平加暗斜井開拓方案。加主井布置在井田中央。主井副井首先打到 100 水平，通過石門找到煤層，布置第一水平大巷。通過暗斜井找到煤層，布置第二水平大巷。 從二水平暗井延伸找到第三水平大巷。 方案 3：立井 延伸 加暗 斜井三水平開拓方案。主井布置在井田中央。主井副井首先打到 100 水平，通過石門找到煤層，布置第一水平大巷。主副井延伸至300 水平，布置第二水平大巷。通過暗斜井找到 450 水平煤層，布置第 三 水平大巷。 開拓方案的比較 （ 1） 開拓方案技術比較 立井開拓時，井筒位置的幾個布置方案剖面圖可見圖 。 三個方案相同的不需參與比較的項目，包括礦井的設計生產能力、水平劃分。通風方式，采區劃分，主、副井井筒斷面及裝備，風井井筒及斷面，總回風道的布置。各方案優缺點見表 。 技術綜合分析： 方案一有效避免了首 采區下山采區的形成，使開采較為容易。但是石門開掘過多，工程量較大。 方案二減少水平數量，提 升環節減少，主要問題在于對于形成了采區下山，不利于通風和排水。放棄方案二。 方案三和方案三基本相同，只是在水平延伸有區別，方案三是利用暗斜井延河北工程大學畢業設計 25 伸，方案一是采用立井延伸，在技術上都合理。 表 三 種開拓方案技術比較表 優缺點 方案 優 點 缺 點 方案一 避免了首采區下山采區的形成，使開采較為容易。減少了通風、排水、掘進、運輸等方面的問題。 水平較多，開鑿井底車場工程量大。 第三水 平的石門較長，工程量大，運輸線路較長。 提升環節多。 方案二 兩個水平進行開拓，相對運輸環節要簡單，井底車場工程量大大減少。 井下運輸距離要短的多。 450 水平要暗斜井開拓，輔助提升設備較復雜維護較為困難。 開采 450 水平時，煤炭、材料都要經過暗斜井，提升環節多。 這種開拓方式形成兩個下山采區，對于掘進、運輸、通風、排水等帶來較大困難。 方案三 較方案一基本相同，只是井筒延伸改稱暗斜井延伸，開拓工程量小。 斜井開掘要比立井簡單得多，且投資小得多。 避免了下山采區的 形成，使開采較為容易。 1 暗斜井輔助提升運輸較復雜困難。 從技術上，只有方案一和方案三是可行的，水平服務年限等也均符合要求（年產 180 萬 t的礦井第一水平服務年限應大于 25年，兩種方案都已經達到 26年，滿足要求）。兩者區別在于對于第三水平延伸方式不同，分別是主副井井筒延伸采用石門揭露煤層和采用暗斜井配合石門開拓。并且第一水平兩種開拓相同，只要比較第二水平方式的工程量即可。 （ 2） 開拓方案經濟比較 方案一和方案 三 有差別的工程量在于第二水平的基建費和工程量，計算匯總結論： 河北工程大學畢業設計 26 表 三 水平基建費及工程量 長度 （ m） 斷面 （ m2） 工程量 （ m3） 單價 （元 /10m） 費用 （元） 方案一 主井延伸 150 74547 副井延伸 150 74547 石門 1727 31552 總計 方案 三 主暗斜井 35772 副暗斜井 35772 總計 經以上比較項目中可得，方案 三 比方案一工程量少 ，投資省 元。可見方案 三 優于方案一。 由以上比較可看出，方案 三 比方案一的綜合費用低， （ 選擇方案 三 為最優方案 ）兩方案中井底車場的形式和建設費用雖稍有差別，但相對較小，故也未予以比較，本次設計即采用方案三。 水平高度的確定 開采水平的確定是開拓的關鍵，它直接影響礦井的基本建設投資及生產經營費用，使井 田開拓的重要參數。 開采水平的高度根據煤層的賦存條件、生產技術水平及水平接替等因素綜合考慮確定。設計時應從以下幾方面進行分析論證： （ 1） 是否有合理的階段斜長； （ 2） 階段內是否有合理的區段數目； （ 3） 要保證開采水平有合理的服務年限和足夠的儲量； （ 4） 要使水平高度在經濟上合理。 根據水平服務年限 根據煤炭工業設計規范規定，為使每個開采水平有足夠的儲量保證服務年限，可按下式計算必須的階段高度。 式中： H —— 階段垂高 ； AT KSinHL m C? ??? ?河北工程大學畢業設計 27 A —— 礦井年產量 ； T —— 水平服務年限 ； α —— 階段內煤層平均傾角 ； K —— 儲量備用系數 ； S —— 井田走向長度 ； M —— 階段內煤層累計厚度 ； γ —— 煤的容重，可取 ； C —— 采區回采率。 本井田參數如下：礦井設計年產量 A取 180 萬 t，根據設計規范定水平服務年限 T 取 27a，儲量備用系數 K 取 ，階段內煤層平均傾角 α 取 11176。 ， S 取6000m， M 取 ， γ 取 ， C 取 ； 計算得，階段垂高 H 為要求大于 ，第一階段 H取 210m，符合要求。 按照規程規定，水平高度應當滿足下表，符合要求。 根據煤層賦存條件及地質構造 煤層傾角不同對階段高度影響較大。采區上、下山長度根據《煤炭工業設計規范》規定，采用采區準備時采區上山長度一般不超過 1000m，采區下山不宜超過 700m。用采區石門溜煤眼開采時，采區斜長可按具體條件確定。 保證開采水平有合理的服務年限和足夠的儲量 由于本礦井采用兩個水平開拓，分別是 100、 300、 500 水平。 第一水平可采面積為 ，真面積 176。 =。 可采煤量為 ： 2煤 ： 179。179。 5== 萬 t 4煤 ： 179。 6179。 == 萬 t 第一水平總可采煤量： 179。80% +179。 75%= 萬 t。 除去斷層保護煤柱量 ： = 萬 t。 第一水平服務年限為 ： 井 型 緩傾斜、傾斜煤層 急傾斜煤層 大、中型礦井 200350 100250 KAZTs ?? 可河北工程大學畢業設計 28 式 中 ： Ts水平內的可采儲量； A 礦井年產量，萬 t； K 礦井備用 系數，取 。 代入數值，得 ： Ts= /180179。= 21a。 參照規程中的要求，階段儲量符合要求。 根據生產成本 合理的階段高度應使噸煤成本低，勞動生產率高。我國大多數礦井過去的階段高度偏小，水平儲量不足，造成接替緊張，增大了后期總工程量，使管理復雜化。 一般階段高度增大，全井水平數目減少，水平儲量增加，分攤到每噸煤的折舊費減少。但階段斜長過大又會使一部分生產經營費增加。 設計水平的巷道布置 首山一礦 可采煤層共兩層，并且煤層間距 35m， 適合聯合開采，布置分組集中大巷。開采順序采用下行式開采。 對大巷布置的一般要求 大巷的主要任務是擔負煤矸、物料和人員的運輸，以及通風，排水、敷設管線。對大巷的基本要求方便運輸，利于掘進和維護，能滿足礦井的通風和安全的需要。根據礦井生產能力和地質條件的不同，大巷可選不同的運輸設備和運輸方式，而不同的運輸設備又對大巷提出了不同的要求。 （ 1）開采水平大巷的布置方式 開采水平布置的核心問題是運輸大巷的布置。運輸大巷可有單煤層布置（稱分煤層運輸大巷），分煤組布置（稱分組集中運輸大巷），或全煤組集中布置 (稱集中運 輸大巷 )，主要根據煤層的數目和間距來定。采用集中或分組集中的基本出發點都是為了合理集中生產。但根據煤層間距大小不同，集中的程度也不一樣，間距近可以全部集中，間距遠則易分組集中。我國一些礦區的實際情況是層間距小于 50m的煤層一般采用集中布置。采用分組集中布置的分組間距一般大于 70m。本井田共有兩個可采煤層， 2＃和 4＃間距平均 35m。所以本井田采用集中巖石大巷布置。 （ 2）運輸大巷布置的選則 確定運輸大巷在各煤層中的具體位置是與選擇運輸大巷的布置方式密切聯系的。為便于維護和使用，應不受開采各煤層的采動影響，一般 將運輸大巷設在煤層的底板巖層中，有條件時，也可設在煤組底部煤質堅硬圍巖穩固的薄及中厚河北工程大學畢業設計 29 煤層中。 由于 申莊 礦下部煤層為 中 厚煤層， 具 備布置煤層大巷的條件，所以設計決定將大巷布置在煤層中，易于 掘進 。 ① 煤層大巷 大巷設在煤層內，掘進施工容易，掘進速度快，有利于采用綜掘，沿煤掘進能進一步探明煤層賦存情況。但是煤層大巷也有下列缺點： A 煤層大巷的巷道維護困難，維護費用高。 B 當煤層起伏，褶曲較多時，如大巷沿一定坡度沿煤層掘進，則巷道彎曲轉折多，機車運行速度受到限制，將減低運輸能力。 C 為便于巷道維護，須在煤層大巷 上下兩側各留 4050m 的煤柱，煤柱回收困難，資源損失大。 D 當煤層有自然發火危險時，一旦發火就必須封閉大巷，導致礦井停產，而且因煤柱受采動影響破壞，密閉效果不好，處理火災更困難。 從世界各國技術發展來看，煤層大巷是發展趨勢。就我國目前情況而言，在某些條件適合的情況下，可考慮使用煤層大巷： A 煤層賦存不穩定、地質構造復雜的小型礦井，尤其地方小煤礦或生產勘探井，煤層大巷對探明地質情況、及早布置和準備采區有重要意義； B 井田走向長度不大或煤組中距其它煤層甚遠的單個薄或中厚煤層，儲量有限，服務年限不長。 C 煤系基底有近距離富含溶洞水的巖層，不宜布置底板巖層大巷，而該煤層又有較堅硬的頂板，有設置大巷的條件。 D 煤組底部有煤質堅硬、圍巖穩固、無自然發火危險的薄或中厚煤層，也可在該煤層中布置運輸大巷。 ② 巖層大巷 巖層大巷能適應地質構造的變化，便于保持一定的坡度和方向。可在較長距離內直線布置，彎曲轉折少，利于提高列車運行速度和通過能力；巷道維護條件好，維護費用底，并可少留或不留煤柱，對預防火災及安全生產也是有利的；另外巖石大巷布置比較靈活，有利于設置采區煤倉。巖石大巷的主要問題是巖石掘進工程量大，要求的掘進設備 多，掘進速度慢。 本井田第一水平主采 2和 4煤 , 4煤底板為堅硬而穩定的巖層，考慮到煤層的服務年限，并且煤層自燃發火期較短，故將 4大巷均布置在煤層底板巖層中。 河北工程大學畢業設計 30 采區劃分 采區劃分應遵循以下原則： （ 1） 采區宜雙面布置，當地質構造限制時，或在安全上有特殊要求時， 可 以單面布置。采區走向長度的確定應以技術上可行、經濟上有利為原則。 （ 2） 開采煤層群時，以集中或分組布置采區。根據我國經驗，當煤層間距小于 2030 時，適合采用聯合布置采區；煤層數目多，可采總厚度大時，采用聯合布置 更為有利。 采區的劃分 首山一礦 根據井田面積和各個水平面積共將井田分成八個采區。由于采區走向長度受到通風、運輸、供電、煤的自燃發火性等因素的限制，不能太長，所以本礦采區平均走向長度為 2800m，采區一翼長度定為 1400m。由于采區的傾斜長度受到上山長度、通風線路等限制，盡量不超過 1000m，但由于如果上山長度過短，第一水平未能滿足服務年限要求，所以采區的傾斜長度初步定為平均 1100m，選用較大絞車進行上山中的輔助提升。所以，第一水平共劃分為 2個采區，第二水平共劃分為 2個采區，第三水平共劃分成 2個 采區。并且由于兩個上下層煤工作面同采，能夠達產 ，符合規程要求。 表 各類礦井同采采區個數 礦井設計生產能力 /（ Mt/年） 采區個數 ， 及以上 35 ， 23 ， 2 及以下 12 井底車場 確定井底車場的形式 井底車場是井筒附近聯結井筒和主要運輸大巷的一組巷道和硐室的總稱，是聯結礦井提升和井下運輸的樞紐，井下的煤炭和矸石通過井底車場運到地面，地面的材料和設備通過井底車場運到井下用料場所。井底車場設計是否正確， 要看其運輸通過能力是否滿足礦井生產的需要、列車運行是否安全、施工是否方便和車場繞道工程量是否節省等，井底車場線路平面布置必須滿足下列要求： （ 1）井底車場線