畢業設計-古書院180萬噸礦井初步設計-資料下載頁

　　

【正文】 上物產率為％，灰分產率在＋ 80－＋ 25mm粒級增高， +25mm以下級呈鋸齒狀變化。 （四）、煤的風氧化 本井田 煤的風氧化 作用主要發生在 3號煤層露頭處，西部、南部及東部均有。風化煤完全失去煤的性質、棕褐色、土狀光澤、微具塑性，手感松軟，遇水成泥狀，可燃性基本全無，灰分中 Al2O3含量增高。氧化煤的腐植酸若大于 20％，可作為提取腐植酸的原料、灰分小于 46％，低位干基發熱量在 12MJ/kg以上的仍可作為動力用煤。 太原理工大學繼續教育學院 畢業設計說明書 9 第二章 井田境界與儲量 第一節 井田境界 井田西受白馬寺斷層控制，北與鳳凰山、王臺鋪井田相接，西南為北巖井田，東西長 公里，南北寬 公里，井田面積 平方公里。其主斜井口座標為 y＝， x＝ ， H=780，坡度 15176。，斜長 米 。副斜井口座標為 x＝ ，y＝ ， H=782，坡度 15176。，斜長 米。煤層傾角 3176。 5176。，煤層容重為,井田邊界北與西南方向受地質構造和人為共同影響，其地質構造主要受白馬寺斷層的影響 ，人為邊界受晉城礦 務局劃分的鳳凰山礦和王臺鋪礦的影響以及晉城市區的影響，無擴區的可能。 第二節 地質儲量的計算 井田內大部分地區地層傾角平緩，一般在 3176。到 5176。之間，采用煤層的偽厚度及煤層水平投影面積估算。 井田的地質儲量的計算公式： Z=s*r*m 關于以上公式參數的確定： 。 。 煤的容重 ,3＃煤層的平均厚度為 ；井田面積為 ，煤的容重為 /m 3，由上面的公式可計算出 3＃地質儲量為： Z=s*r*m= mmtm ??? =22113 萬噸 第三節 可采儲量計算 安全煤柱的留設原則 : 建筑物、鐵路和公路按保護等級外推圍護帶，表土按 450下推，遇基巖再按 65～750下推留設保安煤柱。 井田邊界煤柱按 20m留設。 大巷兩側各按 30m 留設保安煤柱，出于對巷道的保護并且對巷道的擴展，大巷留。 太原理工大學繼續教育學院 畢業設計說明書 10 Ⅱ Ⅱ斷面Ⅰ Ⅰ斷面ⅡⅡⅠⅠ建筑物的長軸方向θ煤層圍護帶αφγφ φφβ δ δ工業場地占地面積，根據《煤礦設計規范中若干條文件修改決定的說明》中第 15條，工業場地占地面積見表： 井型（萬 t/a） 占地面積指標（ 公頃 /10萬 t） 240以上 120～ 180 45～ 90 9～ 30 工業廣場煤柱損失示意圖 。如圖所示，在開拓平面圖上通過建筑物四個角分別做平行與煤層走向和傾斜的四條直線，得矩形 abcd。在矩形的外緣加上 15m 寬的維護帶，得受保護面積 aˊ bˊ cˊ dˊ。 太原理工大學繼續教育學院 畢業設計說明書 11 。通過受保護面積中心作一沿煤層傾斜剖面 1 在這個剖面上，由維護帶的邊緣點 m1， n1 起在表土層以 o=45 度劃兩條保護線，即 m1m2， n1n2。然后 在基巖中于下山和上山方向按上山移動角γ =75186。和下山移動角β =，與煤層相交得 nˊ和 kˊ，則通過 nˊ和 kˊ的走向線分別為保護煤柱的上部和下部邊界。以同樣的方法在平行煤層走向的剖面 2，按其走向移動角δ =75186。作保護線，求得沿走向的煤柱邊界 Aˊ Bˊ和 Cˊ Dˊ，將 nˊ kˊ和 Aˊ Bˊ， Cˊ Dˊ均繪制在平面圖上，即得保護煤柱邊界 ABCD。煤柱是一個梯形。 c、工業廣場保護煤柱占地面積為： ??S ＝ 公頃＝ 可采儲量的計算： Zk=(ZgP) C (據《煤礦礦井開采設計手冊》上冊公式： 2－ 3－ 1) 式中： Zk－礦井可采儲量，萬噸 。 Zg－井田地質儲量，萬噸 。 P－永久煤柱損失，萬噸 。 C－采區回采率，厚煤層采區回采率取 。 綜上所述本礦 3 號煤層可采儲量為： ???? CPZ gk )(Z 。 太原理工大學繼續教育學院 畢業設計說明書 12 第三章 礦井的工作制度及生產能力 第一節 礦井的工作制度 依據《煤礦礦井開采設計手冊》（上冊 ）確定該礦井的年工作數是 330 天，每天凈提升時間為 14小時，本設計考慮到采用綜合機械化采煤的特性，決定采用“四六”制，即采用三班出煤，一班檢修的方式。 第二節 礦井生產能力及服務年限 由于本地區儲量豐實，地質構造相對簡單，煤層生產能力大，開采技術條件好，且煤層穩定，采用綜合機械化開采，機械化程度高，初步定為年生產能力為 180萬噸。 礦井的年設計生產能力（井型） A，服務年限 T及可采儲量 Zk，三者的關系用下式表達： T= AKZK? 本公式見《煤礦礦井采礦設計 手冊》（上冊）公式 2－ 3－ 3，式中： K――礦井儲量備用系數，可取 Zk――井田可采儲量，萬噸 當 A＝ ，可求得該礦井的服務年限為 65年，滿足 180萬噸的礦井服務年限必須大于 60年的要求 。 太原理工大學繼續教育學院 畢業設計說明書 13 第四章 井田開拓 第一節 井田開拓的確定 本設計為晉城礦務局古書院礦初步設計，井田面積為 平方公里，井田地質構造簡單，煤埋藏較穩定，一般傾角為 3～ 5176。，走向長 ， 傾斜長 ， 基本上呈矩形。由于本區內沒有大的地質構造，地質條件較 為簡單，所以井筒與工業廣場的選擇不受地形及洪水位的限制，基于上述條件，工業廣場應該選在靠近井田儲量中心的位置，另外此處的海拔低，靠近煤層，地勢平坦。 開拓方式的選擇： （一）、平硐開拓 平硐開拓有很突出的優點 :(1)沒有井筒和井底車場，平硐本身相當于運輸大巷，煤炭直接運出地面，環節少，能力大，投資省（ 2）依靠平硐自然排水，直接流出硐口，排水能力大，安全可靠不用設備，不開鑿硐室、水倉，無需長期維護清掃（ 3）施工設備和施工技術簡單，進度快，平均月進度可達 100米。多數煤層直接露出地表如與采區對頭施工，投 產很快（ 4）通風工程較其他開拓方式小，主要采用小風井或小平硐回風，安全條件好。（ 5）硐口無井架、絞車房、扇風機房等建筑，生產系統簡單，占地少（ 6）平硐進入山體后可按需要變更方位或彎曲，靈活性大，有利于開拓布置。平硐開拓的適用條件：受地形及埋藏條件的限制，必須是平硐水平以上有較多的煤炭儲量，也而在該礦區內沒有這樣的地方，所以該礦井不適合用平硐開拓。 （二）、斜井開拓 對于煤層賦存較淺，表土層不厚，水文地質情況簡單的緩傾斜和傾斜煤層，一般采用斜井開拓 。 凡是煤層賦存較淺，垂深在 200 米以內，最大到 500 米 ，都要首先研究斜井開拓的可能性與合理性。對于表土層不厚，水文地質簡單，井筒不需要特殊施工的緩傾斜及傾斜煤層，不論井型大小均可采用斜井開拓。斜井與立井相比有如下主要優點 : ⒈井筒施工簡單，速度快、投資少 ⒉井筒裝備和地面建筑少，不用大型提升設備，鋼材消耗量小。 ⒊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。 太原理工大學繼續教育學院 畢業設計說明書 14 （三）、立井開拓 采用立井開拓的條件一般為： 煤層賦存較深或沖積層較厚 水文復雜，井筒需要用特殊方法施工 多水平開采的急傾斜煤層。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。其優點如下： ，提升能力大，機械化程度高，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。 綜上所述斜井開拓和立井開拓的優缺點，該礦井 3號煤層埋藏淺，水文地質簡單，另外從經濟條件的合理性考慮（掘進費用、巷道維護費用、與其配套的各種提升系統的費用等等一系列經濟費用），該礦井應該采用斜井開采。 第二節 井筒位置、形式、數目及礦井通風方式 （一）主副井井筒位置形式的選擇 由本區地質情況及煤層賦存情況，可以將主副井筒位置選在煤層南部露頭線井田邊界處，而煤層南部露頭線的方位大致在礦區儲量的中心處，另外根據煤層底板等高線可以看出，在煤層南部露頭線處建井后可以將井田分為東西兩翼進行開采，而東西兩翼一個是上山，一個是下山，井口的布置離煤層最近，所以是合理的，根據以上條件可以確定主井的井口坐標 y＝ ， x＝ 。副斜井座標為 x＝ ， y＝ 。礦井移交生產及達到設計生產 能力時，共布置 3個井筒，即主斜井、副斜井、中央回風立井。各井筒用途分述如下： 主斜井：擔負全礦井煤炭提升任務，兼作進風井和安全出口。 副斜井：擔負礦井人員、設備、材料等輔助運輸任務，作進風井、排矸和安全出口。 回風立井：擔負礦井回風任務，不裝備。 井筒裝備及布置： 主斜井：凈斷面 2m ，掘進斷面為 ，裝備 1400mm寬鋼繩芯膠帶輸送機和 600mm檢修軌。 副斜井：凈斷面為 ，掘進斷面為 ， 礦車。 回風立井 :凈直徑為 5m，凈斷面 ，掘進斷面為 。 太原理工大學繼續教育學院 畢業設計說明書 15 （二） .階段垂高、開采水平的規劃及其服務年限的確定 從該井田煤層的賦存條件可以看出，該井田煤層傾角一般在 3～ 5 度之間，屬于近水平煤層，因此對其垂高的計算已 經毫無實際意義可言，所以在井田內不應該劃分階段，而是直接劃分為帶區進行開采，所以該礦井初步設計為斜井單水平帶區開拓，帶 區內進行單一開采，由于采用單一水平進行開采，所以該開采水平的服務年限即為礦井的服務年限為 65 年。 （三）礦井通風方式的選擇 中央并列式 ：適用 于煤層傾角較大，走向不長，投產初期暫未設置邊界安全出口，且自燃發火不嚴重礦井。它的優缺點是：（ 1）初期投資少，采區生產集中便于管理（ 2）節省風井工業場地，壓煤少（ 3）進出風井之間漏風較大，風路較長（ 4）工業場地有噪音影響。 中央分列式： 適用于煤層傾角小，走向長度適中的礦井。它的優缺點：（ 1）比中央并 列式安全性好（ 2）通風阻力小，幾個內部漏風少，利于對瓦斯、自燃發火的管理（ 3）工業場地無噪音影響（ 4）多留風井煤柱，壓煤較多。 兩翼對角式： 適用煤層走向大于 4km，井型較大，低瓦斯礦井或瓦 斯與自然發火嚴重的礦井 。煤層走向較長，產量較大的礦井。它的優缺點：（ 1）風流線路是直向式的，風流線路短，阻力小，內部漏風少，安全出口多，抗災能力強。便于風量調節，礦井風壓比較穩定，工業廣場不受回風污染和通風機噪聲危害（ 2）井筒安全煤柱壓煤較多，初期投資大，投產較晚。 分區對角式 ：煤層埋藏淺，或因地表高低起伏較大，無法開掘總回風巷，它的優缺點：（ 1）每個采區有獨立通風路線，互不影響，便于風量調節，安全出口多，抗災能力強，建井工期短，初期投資少，出煤快（ 2）占用設備多，管理分散，礦井反風困難。 考慮 到該礦井實際情況，該礦井應采用中央并列式通風系統。 第三節 開采水平的 位 置 為了保證生產使用，便于維護，減少煤柱損失，一般將主要運輸大巷布置在煤層底板不受采動影響的堅硬巖層或煤組下部煤質堅硬、圍巖穩定，無自然發火的薄及中厚煤層中。因此將該礦井的主要運輸大巷布置在 3＃煤層底板的堅硬巖層中，查閱《礦太原理工大學繼續教育學院 畢業設計說明書 16 井開采設計手冊》（上冊），兩井筒間距為 60m，主井井底標高為 620 m，副井井底標高為 620m，在 620m 水平布置井底車場，與主井副井相聯系。 方案一： 該方案采用雙斜井開拓， 主井井口標高 780m，傾角為 15 度 ，斜長為，副井標高為 782m，傾角為 15度，斜長為 ，主副井的井底的標高全為 620m。 以上井筒位置的確定不僅考慮到地面地形、地貌，煤層賦存條件，而且也考慮到技術上優越，經濟上合理，此處地面寬敞。 該礦井主副井間距為 60m，主副井井底標高為 620m，在 620m水平布置井底車場，與主井相聯系。副井打至 620水平時 ， 掘井底車場 ， 然后按千分之三的坡度掘出運輸大巷 ， 掘至距北部邊界約 300m時，掘出一條運輸大巷，該運輸大巷將井田平整的劃分為兩個大的采區 。 該方案為單水平開拓，按巷道的布 置可將采區分為 4個帶 區并采用傾斜長壁采煤法進行開采。 方案二：該方案采用雙立井開拓，主井標高 790m，經度 ，緯度 ，向下掘進打至 620水平，副井標高為 792m，主副井的井底的標高全為 620m。工業場地與一方案相同。 該礦井主副井間距為 60m，主副井井底標高為 620m，在 620m水平布置井底車場，與主井相聯系 。 主副井同井底車場連接起來后 ， 按千分之三的坡度掘出運輸大巷 ， 掘至距北部邊界約 300m 時，掘出一條運輸大巷，該運輸大巷將