采礦工程畢業設計論文-雞西礦業集團小恒山煤礦18mta新井設計[2]-資料下載頁

【導讀】可采煤層4層,分別為3#上、3#下、6#A和23#。煤層總厚度為，平均厚度。均為1/3焦煤，主要用于煉焦和工業用煤。井田平均走向長4400m，平均傾斜長5000m，煤層賦存深度+150m—-700m，主要地質構造為單斜和斷層，煤層平均傾角11°，屬緩傾斜煤層。本設計礦井工業儲量，可采儲量，服務年限64a。采用綜合機械化采煤。

　　

【正文】 已確定井口位于井 田走向方向的中部，為確定傾斜方向位置，提出三種沿井田傾斜方向的井筒位置方案： 方案 1— 井筒位于井田淺部； 方案 2— 井筒位于井田中部； 方案 3— 井筒位于井田深部。 經過技術比較后認為： ①井筒位于井田淺部，壓煤最少，但石門最長； ②井筒位于井田中部，煤柱尺寸稍大，但石門長度較短，且沿石門的運輸工程量也小； ③井筒位于井田深部，煤柱尺寸最大，壓煤量最大，且初期工程量大，石門也較長，但對于開采井田深部煤層及井筒延伸有利； 由于本井田煤層均為緩傾斜中厚煤層，井田走向長度不大，但傾斜長度較 26 大，從有利井下運輸和保證初水 平合理的服務年限出發，也應該將井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置，由此可初步確定本設計井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方。 開拓巷道的布置 大巷的布置方式根據煤層的數目和間距分為分煤層大巷、分組集中大巷和集中大巷布置。各種開拓巷道布置方式的適用條件如下： （ 1）分煤層大巷 適用于：井田走向長度短，服務年限不長的；煤層數不多，層間距較大，石門較長的；井底車場或平硐布置在煤層頂板的；煤質牌號不同，要求分采、分運的；產量大、風量大的；各煤層頂、底板均為堅硬巖層的。 （ 2） 分組集中大巷 適用于：多個煤層中相距較近的兩個或幾個；要求運輸、通風合理組合，經濟上有利的；難以解決運輸、通風干擾，多水平生產的；煤層數多，煤層間距相差較大的。 （ 3）集中運輸大巷 適用于：煤質牌號相同的多個間距較小的；井田走向長度大，服務年限長的；下部煤層底板有堅硬巖層，容易維護的；自然發火嚴重，難以分區、分段處理事故的；采區尺寸大，石門長度較短的。 詳見開拓方案比較（見表 3— 2）和開拓方案剖面示意圖（圖 3— 2）。 27 表 32 開拓方案比較表 方案 方案一 方案二 方案三 開拓巷道布置 3下 與 6A 中間布置巖石集中運輸巷。 在各個煤層底板分別布置煤層運輸巷與回風巷。 在 23下的巖石中布置一條巖石集中運輸巷道 方案分析 3下 與 6A層間距 65m，需要掘石門進入煤層，工程量大，且巷道壓煤量大。 本方案屬于分組分層開采， 各個煤層單獨開采，每層掘進兩條煤層大巷，工程量較大，但是運煤效果好，壓煤量少。 工程量過大，難于開采，不能使用。 分析結果 本設計礦井采用方案二的開拓方案，在各個煤層底板分別布置煤層運輸巷與回風巷。 依據本井田的地質條件及煤層賦存狀況：本井田共有可 采煤層 4層，即 3上、 3下、 6A和 23，其中 3上 與 3下平均間距 18m， 3下 與 6A平均間距 65m，6A 與 23平均間距 93m。針對上述情況，由對比表可知，本井田適合于分層布置，單層開采，所以采用方案二。 28 方 案 二方 案 三方 案 一圖 32 開拓方案剖面示意圖 29 開采水平數目和標高 煤層開采一般順序是由淺部向深部逐層開采。根據煤層的賦存狀況，井田開采可采用單水平開采或多水平開采。每個開采水平設井底車場和運 輸大巷，供該水平各采區運煤、運料、排矸和通風使用。 隨著煤礦科技的迅速發展，使目前的煤礦實現了高度的機械化，高產高效礦井是煤礦發展的主要趨勢，這就要求采煤工作集中在一個水平， 1～ 2個工作面生產。這就要求加大工作面、采區和水平的走向及傾斜長度。 水平標高的確定主要受以下幾個因素影響： ； ； ； ； 。 考慮到上述因素，對本設計井田水平劃分提出以下兩個方案： 方案一：井田劃分兩個開采水平，一水平標高 60 m，二水平標高為 450 m。兩水平均實行上下山開采。 方案二：井田劃分三個開采水平，一水平標高 50 m，二水平標高 350 m，三水平標高 700 m。一水實行上山開采，二水平實行上下山開采，三水平實行下山開采。 水平儲量及服務年限（見表 3— 3）。 表 3— 3 水平儲量及服務年限表 方案 水平 可采儲量 /Mt 服務年限 /a 方案一 一水平 32 二水平 32 方案二 一水平 20 二水平 19 三水平 25 通過該表可知，方 案二的一水平服務年限達不到規范要求，不能采用。方案一的水平服務年限能夠滿足一水平服務年限不小于 25a 的要求，儲量充足。故而采用方案一的水平劃分方法，即劃分二個開采水平，一 、 二水平標高分別為 60m 和 450m ，一二水平均采用上下山開采。 30 選定開拓方案的系統描述 井 筒 形式和數目 本礦井采用雙立井開拓方式，一主井 ,一副井。 井 筒 位置及坐標 井筒位置就是確定井筒沿煤層走向和傾斜方向上的具體位置，選擇井筒位置的依據： （ 1）根據工業場地占地面積確定井筒位置； （ 2）根據生產建設與住宅位置確定井筒位置； （ 3）根據地形地勢與工程地質條件確定井筒位置； （ 4）根據煤的運輸方向確定井筒位置。 （ 1）根據地質條件確定井筒位置； （ 2）根據勘探程度和初期工程量確定井筒位置； （ 3）根據壓煤量確定井筒位置； （ 4）根據運輸量確定井筒位置。 根據上述的條件，并考慮到小恒山井田的實際情況，確定該設計礦井井筒位置，詳見井田開拓方式平面圖。 兩立井井口坐標分別為： 主井：（ 417700 ， 5006800）； 副井：（ 417650 ， 5006850）。 水平數目及高度 小恒山井田地表標高為 +150m 采用二水平開拓 ,第一水平標高為 60m,實行上、下山開采。第二水平標高為 450m，實行上、下山開采。 石門 大巷 (運輸大巷、回風大巷 )數目及布置 ：兩條（一條運輸大巷、一條回風大巷）。 ：大巷布置形式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種，對于各種大巷布置方式分述如下： 31 （ 1） 煤層大巷： ①掘進施工容易，掘進速度快； ②早出煤，早投產，節省投資以及及時探明地質情況； ③巷道維護困難，維護費用高； ④當煤層起伏褶曲較少，巷道彎曲轉折多 ，所以煤層大巷機車運行速度受到限制，運輸能力低。 煤層大巷適用于： 單獨開拓的薄煤層或中厚煤層；煤層群中相距較遠的單個薄煤層或中厚煤層；煤層群下部的薄或中厚煤層；煤質堅硬，圍巖穩定，易于維護，維護費用不高的煤層；煤系底部有強含水層或富含水的溶巖時；煤層堅硬而頂板松軟或膨脹，難以維護的。 （ 2）巖石大巷： ① 巖石工程量大，掘進速度慢，投資費用高，建設工期長； ② 安全條件好，受煤塵和瓦斯突出以及自燃發火影響較小； ③ 大巷方向、坡度可根據運輸等功能要求選定，而較少受地質構造的影響； ④ 可不留或少留保安煤柱，煤的損失少； ⑤ 維護條件好，費用低。 適用條件：與煤層大巷相對。 針對上述條件，對大巷布置提出兩種方案： 方案一：煤層大巷布置； 方案二：巖石大巷布置。 根據本設計礦井的實際情況，煤層大巷與巖石大巷相比較： ①掘進時間短，速度快，出煤早，見效快； ②本區煤層起伏褶曲較少，巷道彎曲轉折少，所以煤層大巷機車運行速度不受到限制，運輸能力穩定； ③煤層頂板堅硬，易于維護，巷道維護不必留設過多保安煤柱； ④瓦斯涌出量較低無煤塵爆炸危險，煤層無自燃發火可能； ⑤煤層大巷的維護時間短，總體維護費用比巖石大巷低。 綜上所述，通過簡單的費用 計算，結合本設計礦井實際情況，煤層大巷與巖石大巷相比優點大于缺點。在本設計井田中，由于各個煤層間距離均比較遠，可采用分煤層布置大巷布置 。因此，運輸大巷及回風大巷均采用煤層大巷布置。 本設計礦井石門服務年限較長，大巷布置在煤層中，服務年限較短 ,但石門及大巷的斷面基本一致 ,見具體斷面和支護設計（見圖 3— 3）。 32 圖 33 主要巷道斷面圖 井底車場形式的選擇 井底車場是連接井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，是連接井 下運輸和提升兩個環節的樞紐，是礦井生產的咽喉。因此，井底車場設計 33 是否合理，直接影響礦井的生產和安全。 （ 1）井田開拓方式； （ 2）礦井瓦斯等級及通風方式； （ 3）礦井地面及井下生產系統的布置方式； （ 4）各種硐室有關的資料； （ 5）礦井主要運輸巷道的運輸方式； （ 6）井筒形式及數目； （ 7）礦井設計生產能力及工作制度。 ： （ 1）井底車場的通過能力，應比礦井設計生產能力有 30%以上的富裕系數，； （ 2） 提高井底車場的機械化水平，簡化調車作業，增大井底車場通過能力； （ 3） 井底 車場線路布置應該布局合理，結構簡單，管理使用方便，運行及操作系統安全可靠，注意節省工程量，便于施工和維護； （ 4）應該考慮有增產的可能性； （ 5） 充分考慮主、副井之間施工時相互聯系的方便； （ 6）井底車場內及附近的巷道和硐室，應留設相應的保安煤柱。 ： （ 1）環行式：立式、斜式、臥式； （ 2）折返式：梭式、盡頭式。 ： 井底車場形式必須滿足下列要求： （ 1）保證車場有足夠的通過能力，有 30%以上的富裕系數，有增產的可能性； （ 2）調車簡單，管理方便，彎道 及交岔點少； （ 3）操作安全，符合有關規程、規范要求； （ 4）井巷工程量少，建設投資省；便于維護，生產成本低； （ 5）施工方便，各井筒間、井底車場巷道與主要巷道間能迅速貫通，縮短建設時間。 根據上述原則，結合本設計礦井的實際情況，確定本設計井田井底車場形式為主井臥式環行井底車場，采用兩翼來車的形式。 34 煤層群的聯系 由于各個煤層間距比較大，決定了本設計井田煤層開采時的聯系方式是集中石門聯系，即各個煤層單個形成一個采準系統，大巷采用分煤層布置方式。各層煤由各層運輸大巷運至運輸主石門，統一通過井 底車場由主井提升至地面。 帶 區劃分 小恒山井田地質構造簡單，但走向長度較大， 由于各煤層的傾角都小于12176。 且煤層賦存穩定，構造簡單，厚度為 左右，頂、底板良好。采用傾斜長壁采煤法可以節省大量采掘費用。傾斜長壁采煤法的礦井內的劃分一般是條帶式、帶區式和盤區式。所以本設計礦井決定采用傾斜長壁帶區式巷道布置。帶區是指 能共用一個帶區煤倉的所有煤層的所有工作面所組成的區域。現將本設計井田一水平 3＃ 上煤層劃分為以下帶區 (見圖 3— 5)。 圖 3— 5 帶區劃分示意圖 35 井筒布置及施工 井筒穿過的巖層性質及井筒維護 本設計礦井采用雙立井開拓，一主、一副兩個井筒，井筒掘進穿過的巖石大部分為粉砂巖，現根據井筒特征及裝備情況，參考小恒山地質資料，對本設計礦井井 筒 支護形式提出以下兩種方案： 方案一：砌筑式； 方案二：整體灌注式。 考慮到實際情況，經過簡單的比較，方案二較方案一相比，優點大于缺點。所以本設計礦井井筒支護形式為：混凝土整體灌注式，主副井井壁厚度均為450mm。 井筒布置及裝備 井筒斷面布置應綜合考慮井筒 圍巖的性質、運輸方式和通風安全等因素，具體遵循原則如下： 《煤礦安全規程》及《煤炭工業礦井設計規范》對通風、運輸、管線布置的要求，滿足施工需要； 、維護、清掃和人員的安全通行； ，對井筒中各種管線及其他設備的破壞減小到最低程度； ，減少井筒工程量。 主井主要用于煤的提升，其直徑為 ，副井主要用于運料、排矸及人員上下，副井兼做進風井，其直徑為 。主副井均采用整體灌注式。詳見（圖3— 6）（圖 3— 7）主副井井筒斷面圖。 36 圖 3— 6 主井井筒斷面圖 主井井筒：井筒直徑 ，凈斷面面積 33m2，掘進斷面面積 42m2井筒深度210m。井筒內裝備一對 16t 鋼性罐道立井多繩箕斗，采用方形空心型鋼罐道，端面布置采用錨桿固定拖架。 37 圖 3— 7 副井井筒斷面圖 副井井筒：井筒直徑 ，凈斷面面積 33m2，掘進斷面積 42m2。井筒深度210m，井筒裝備雙層四車鋼性立井多繩罐籠，采用方形空心型鋼罐道，端面布置采用錨 桿固定拖架。井筒內設有梯子間，作為礦井安全出口和井筒檢修之用，并敷設排水管路三趟和井下消防灑水管路。另外，井筒還敷設有動力電纜、通訊訊號電纜。 38 井筒延伸的初步意見 為了保證帶區正常接續和均衡生產，本礦井將延伸原主副井，從 60m水平延伸至 450m 水平。井筒延伸復雜，一般沿原有井筒直接下沿很難實現，因為原有井筒的延深斷面很小，箕斗或罐籠平行提升不安全，對井底施工威脅很大。所以，通常采用巖柱或保護盤與原有井筒隔開，分段接井。 井底車場及硐室 井底車場形式的確定及論證 確定 井底車場形式的原則應該根據井田地質條件、井型大小、井田開拓方式、大巷運輸方式、地面布置及生產系統等因素。 本礦井選擇井底車場形式的依據： 1. 礦井屬于低瓦斯、低等涌水量