采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-牛兒莊煤礦12mta新井設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)

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【正文】 3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度 礦井設(shè)計(jì)年工作日 330d， “三八 ”工作制，即其中二班采煤，一班準(zhǔn)備，每班 8h，每日 8 點(diǎn)至 16 點(diǎn)為早班， 16 點(diǎn)至 24 點(diǎn)為中班， 24 點(diǎn)至次日 8 點(diǎn)為夜班，安排早班檢修，中、夜班生產(chǎn)。生產(chǎn)班每班主井提升時(shí)間為 8h，每天凈提升時(shí)間 16h。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定的依據(jù) 《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及市場(chǎng)對(duì)煤炭需求等因素，經(jīng)多方案的比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。論證礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)進(jìn)行第一開采水平或不小于25a 配產(chǎn)。配產(chǎn)應(yīng)符合合理開采程序，厚、薄煤層，不同煤類搭配開采；同時(shí)生產(chǎn)的采區(qū)數(shù)及采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)，應(yīng)符合本規(guī)范第 條規(guī)定（采區(qū)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、煤層生產(chǎn)能力、采掘機(jī)械化程度和采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)及其接 替關(guān)系等因素確定，應(yīng)提高工作面單產(chǎn)。采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的綜采工作面宜一個(gè)面，不應(yīng)超過(guò)兩個(gè)面；普采工作面宜為兩個(gè)面，不應(yīng)超過(guò) 3 個(gè)面），并應(yīng)保證采區(qū)及工作面的合理接替。 礦區(qū)規(guī)模可依據(jù)以下條件確定： 1. 資源情況 煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井，煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大； 2. 開發(fā)條件 包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運(yùn)），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來(lái)源等，條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模，否則應(yīng)縮小規(guī)模； 3. 國(guó)家需求 對(duì)國(guó)家煤炭需求量（包括煤種、煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測(cè)是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)； 4. 投資效果 投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。 核算礦井服務(wù)年限 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁(yè) 根據(jù)礦井實(shí)際的地層和煤層特征，本礦井主采煤層為 2煤，厚為 8m，平均傾角 10176。，賦存較穩(wěn)定，為兩水平開拓。 礦井服務(wù)年限的計(jì)算公式： T= KAZk? （ ） 式中： T——礦井服務(wù)年限； K——儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 ； A——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。 牛兒莊礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 120 萬(wàn) t/a，儲(chǔ)量備用系數(shù) 計(jì)算，因此，礦井服務(wù)年限為： T＝ （ 120） ＝ 因 50a，符合 2020 年我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)定的大型礦井服務(wù)年限至少在 50a 以上的標(biāo)準(zhǔn)，滿足設(shè)計(jì)要求。 結(jié)合目前我國(guó)煤炭行業(yè)的實(shí)際情況和隨著采煤技術(shù)及社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，一水平服務(wù)年限 31a 符合當(dāng)前實(shí)際并且滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。具體要求見表 。 表 各類井型 的礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì) 生產(chǎn)能力 （萬(wàn)噸／ a） 礦井服務(wù)年限（ a） 第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 煤層傾角 煤層傾角 煤層傾角 ＜ 25 度 25~45 ＞ 45 度 600 及以上 70 35 — — 300～ 500 60 30 — — 120～ 240 50 25 20 15 45～ 90 40 20 15 15 井型校核 通過(guò)對(duì)實(shí)際煤層開采能力、輔助生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量條件及安全條件等因素對(duì)井型加以校核： 1. 煤層開采能力 本井田 2煤層賦存穩(wěn)定的厚煤層，平均傾角為 10176。，地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于采用綜合機(jī)械化開采。據(jù)實(shí)習(xí)礦井生產(chǎn)實(shí)際，可布置一個(gè)綜合機(jī)械化采煤工作面保產(chǎn)，煤層開采能力能滿足礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。 2. 輔助生產(chǎn)系統(tǒng)能力校核 本設(shè)計(jì)的礦井為大型礦井，開拓方式為立井加暗斜井兩水平開拓。主井采用箕斗提升，能滿足提升方面的要求。大巷采用強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，運(yùn)輸能力也能達(dá)到要求，且機(jī)械化程度高。井底車場(chǎng)調(diào)車和通過(guò)能力均能滿足要求，各輔助中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁(yè) 生產(chǎn)環(huán)節(jié)都能滿足要求，不會(huì)影響生產(chǎn)能力。 3. 安全條件校核 本礦井 2煤層具有煤塵爆炸性危險(xiǎn)，但在設(shè)計(jì)時(shí)制定了相關(guān)的管理措施；該礦正常涌 水量為（ 5m3/min），最大涌水量為（ ）；該礦屬于 低瓦斯 礦井，所以工作面采用雙巷進(jìn)風(fēng)通風(fēng)方式，經(jīng)通風(fēng)設(shè)計(jì)表明通風(fēng)滿足要求。所以，各項(xiàng)安全條件均可得到保證，不會(huì)影響礦井的年生產(chǎn)能力。 4. 儲(chǔ)量條件校核 礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與整個(gè)礦井的工業(yè)儲(chǔ)量相適應(yīng)，保證有足夠的服務(wù)年限。井田的可采儲(chǔ)量為 萬(wàn) t，服務(wù)年限為 ，滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁(yè) 4 井田開拓 井田開拓的基本問(wèn)題 井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、運(yùn) 輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其互相聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。 井田開拓的基本問(wèn)題 確定開拓問(wèn)題，需根據(jù)國(guó)家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問(wèn)題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則： 貫徹執(zhí)行國(guó)家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。 合理集中開拓部署，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。 合理開發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。 必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。 要適應(yīng)當(dāng)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)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。 根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。 確定井筒形式、數(shù)目、位置、坐標(biāo) 井筒形式的確定 井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜。平硐開拓受地形條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類型水平服務(wù)年限要求。 斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少，地面工業(yè)建筑井筒裝備、井底車場(chǎng)及硐室都比較簡(jiǎn)單，井筒延伸施工方便，生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水煤層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可以滿足特大型礦井提升需要；斜井井筒也可以 作為安全出口，井下一旦發(fā)生事故，人員可以從主斜井迅速撤離。 立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文地質(zhì)等自然條件的限制。在采深相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁(yè) 有利，井筒通風(fēng)斷面大，可以滿足 低瓦斯 礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開拓特別有利；當(dāng)表土層為富含水的沖積層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的能兼顧井田淺部和深部不同產(chǎn)狀的煤層。 本礦井煤層傾角較小，平均 10176。；表土層不厚，無(wú)流沙層；水文地質(zhì)情況較復(fù)雜；井筒不需特殊施工， 因此可采用斜井開拓或立井開拓，經(jīng)后面方案比較確定井筒形式為雙立井單水平開拓。 主、副井井筒位置的選擇 （ 1）井筒沿井田走向方向的有利位置 井田的井筒沿井田走向的有利位置建立在儲(chǔ)量分布的中央，以此形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，避免井筒便于一側(cè)。這樣可使沿井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，而井筒偏于一翼邊界則相應(yīng)增大井下運(yùn)輸工作量。 （ 2）井筒沿井田傾斜方向的有利位置 立井開拓時(shí)，考慮到初期工程量和初期投資，以及整個(gè)井田的開采布局。將立 井井筒設(shè)于煤層傾向較大的有利于全礦井布局的位置。 （ 3）地質(zhì)及水文地質(zhì)條件對(duì)井筒布置的影響 要保證井筒、井底車場(chǎng)及硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)使井筒盡量不穿過(guò)或少穿過(guò)流沙層、較大的含水層、較厚沖積層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層、較軟煤層及高應(yīng)力區(qū)。 （ 4）井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)場(chǎng)地 井口附近要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國(guó)家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件。 綜合以上幾方面的因素，結(jié)合礦井實(shí)際情況，本井田 形狀不規(guī)則，儲(chǔ)量分布比較均勻，地質(zhì)、水文條件簡(jiǎn)單，為了均衡礦井初期和后期的生產(chǎn)運(yùn)輸量，縮短通風(fēng)網(wǎng)路，決定將井筒的位置設(shè)于井田中央偏東的位置，這樣既可以不增加初期工程量投資，又能照顧礦井中后期的開采布置，同時(shí)以傾角較大條件復(fù)雜的煤層做工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱，簡(jiǎn)化了礦井的開拓結(jié)構(gòu)。 風(fēng)井井口位置的選擇應(yīng)在滿足通風(fēng)條件的前提下，與提升井筒的貫通位置最短，并利用各種煤柱以減少保護(hù)煤柱的損失。本礦井采用中央分列式通風(fēng)，故將風(fēng)筒布置在邊界，從而減少了煤柱的損失。 井筒坐標(biāo) 表 411 井筒名稱 X Y 主 井 副 井 風(fēng) 井 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁(yè) 工業(yè)廣場(chǎng)的位置、形狀和面積的確定 工業(yè)場(chǎng)地的選擇主要考慮以下因素： 盡量位于儲(chǔ)量中心，使井下有合理的布局； 占地要少，盡量做到不搬遷村莊； 盡量布置在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，同時(shí)工業(yè)場(chǎng)地的標(biāo)高要高于最高洪水位； 盡量減少工業(yè)廣場(chǎng)的壓煤損失。 根據(jù)以上原則和本礦井的實(shí)際情況，工業(yè)廣場(chǎng)與 主副井筒布置位置相同，其面積及保護(hù)煤柱的大小詳見第二章第三節(jié)內(nèi)容，工業(yè)廣場(chǎng) 500m300m 的矩形。 開采水平的劃分 本井田煤層埋藏深度較淺，煤層淺處在 50m，最深處到 550m。傾角為 8176。～11176。不等，平均為 10176。設(shè)計(jì)只針對(duì) 2 號(hào)煤層，故采用單水平開采。水平標(biāo)高為 100米，采用帶區(qū) 式開采。 主要開拓巷道 井田內(nèi) 2 號(hào)煤層平均厚度 8 米，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大。大巷層位選擇根據(jù)煤層頂?shù)装鍘r性和服務(wù)年限長(zhǎng)短的原則，結(jié)合輔助運(yùn)輸方式對(duì)大巷的要求，設(shè)計(jì)確定大巷布置在 2 號(hào)煤層底板的巖層中。 方案比較 提出方案 根據(jù)以上分析，提出以下四種技術(shù)上可行的開拓方案，分述如下： 方案一；立井單水平開拓。 主井 副井 主、副井井筒均為立井，布置在井田中央，只設(shè)一個(gè)水平。大巷布置在巖層中，如圖 411。 方案二；立井兩 水平 ，立井直接延伸 。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁(yè) 主井 副井 主、副井井筒均為立井，布置在井田中央，設(shè)置兩個(gè) 水平。大巷布置在巖層中，如圖 412。 方案三；主斜副立單水平開拓。 副井 主井 斜井提煤運(yùn)輸能力大，立井輔助運(yùn)輸能力大，為此提出主井采用斜井開拓，副井采用立井開拓。大巷布置在巖層中，如圖 413。 方案四；斜井單水平開拓。 主井 副井 主、副井井筒均為斜井開拓，布置于井田中部 ，大巷布置在巖層中，如圖414。 技術(shù)比較與粗略估算結(jié)果 以上分析以上所提出的四種方案大巷及水平數(shù)目都相同，區(qū)別在于井筒形式和井筒位置不同及部分基建、生產(chǎn)費(fèi)用不同。粗略估算結(jié)果（見表 41表41表 41表 415） 開拓方案經(jīng)濟(jì)比較見表 41表 41表 41表 415 和表 416。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁(yè) 方案一 :立井單水平開拓 表 412 項(xiàng) 目 數(shù)量 (10m) 基價(jià) (元 ) 費(fèi)用 (萬(wàn)元 ) 費(fèi)用 (萬(wàn)元 ) 基建費(fèi)用 (萬(wàn)元 ) ① 主井開鑿 表土段 123211 基巖段 87051 ② 副井開鑿 表土段 154563 基巖段 112828 ③ 井底車場(chǎng) 巖巷 180 11812 ④ 小計(jì) 生產(chǎn)費(fèi)用 (萬(wàn)元 ) ⑤ 立井提升 系數(shù) 煤量 (萬(wàn) t) 提升高度 (km) 基價(jià) (元 /) 8469 ⑥ 排水 涌水量 (m3) 時(shí)間 (h) 服務(wù)年限 (年 ) 基價(jià) (元 /) 300 8760 50 ⑦ 大巷運(yùn)輸 系數(shù) 煤量 (萬(wàn) t) 平均運(yùn)距 (km) 基價(jià) (元 /) 8469 ⑧ 小計(jì) 合計(jì) ⑨ 費(fèi)用 (萬(wàn)元 ) 方案二 :立井 雙水 平開拓 （立井直接延伸 ） 表 413