科比礦設計煤礦畢業設計說明書-資料下載頁

　　

【正文】 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。設計依據（1）礦井生產能力為180萬t/a，年工作日數為330天，全礦采用“四六”制作業，三班生產一班準檢修，每日凈提升時間為16小時。（2）立井開拓，井筒相互位置見礦井開拓系統圖。（3）主井凈直徑6500mm，準備一對16t雙箕斗；副井凈直徑6500mm，裝備一對3t單層雙車罐籠。（4）井下主要運輸大巷采用膠帶輸送機運煤；輔助運輸采用固定廂式礦車。（5）矸石量占礦井產量的15%，由副井提升。（6）井下運輸設備主要是膠帶輸送機及固定廂式礦車。礦井開采首采區時采用對角式式通風，由主、副井進風，風井回風。礦井開采后續采區時，目前考慮，都可采用采用兩翼對角式通風，在開采第三水平時，在第二水平附近開掘風井，為第三水平通風服務，由于風井的深度較大，具體實施方案預算而得。由副井、主井進風，由風井回風。井底車場形式（1）選擇井底車場形式的原則① 車場的通過能力，應比礦井生產能力有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 井巷工程量小，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。（2）影響選擇井底車場形式的因素① 井田開拓方式；② 大巷運輸方式及礦井生產能力； ③ 地面布置及生產系統；④ 不同煤種需分運分提的礦井；本礦井設計運輸大巷采用膠帶輸送機運煤，輔助運輸采用固定廂式礦車。（二）井底車場各硐室布置水倉由兩個獨立的巷道組成,即主倉和副倉，當一個清掃時另一個正常使用。其作用是將礦井涌水暫時儲存起來并予澄清,然后供給水泵排至地面。水倉采用機械清理，射流泵清倉，沉淀漿排泥。本礦正常涌水量192m3/h＜1000m3/h，所以水倉容量為8小時正常涌水量，即為1928=1536m3。根據規程規定水倉應有主副兩個，主水倉有效容積不小于4小時正常涌水量，即1924=768m3。水倉斷面為半圓拱形。主副水倉分別擔任一半的用水量，即每個水倉擔任768m3的用水量,單個水倉長度為768/=62m。初步定為主水倉62m，副水倉62m，支護方式為混凝土砌碹支護。中央水泵房和中央變電所中央水泵房和中央變電所聯合布置在車場繞道附近，分別有一條通道與井底車場連接。水泵房和變電所之間有防火門。水泵房尺寸：，高3m。，硐室斷面為三心拱形，硐室的最大凈高距底板面3m。管子道布置管子道為泵房通往井筒的斜巷道，布置在泵房的頂端，除設置排水管外，還可作安全出口，由井筒引入的電纜也由此進入中央變電所，管子道傾角30度，中設人行階梯，高3m，179。井底煤倉煤倉選用立式煤倉，具有以下優點：（1）可為橢圓形，倉底不用鋪鋼軌。（2）不拐彎，不易發生堵倉。（3）煤粉率低。煤倉容積：根據《規范》規定，大型礦井應容納1～2h提升量，由于全礦和采區的作業制度不同，采區出煤為18h，凈提升時間為16h，應在此基礎上加大煤倉容量，煤倉直徑3～8m。煤倉容積：Q=[（247。16）]/＝610m3故煤倉容量設計為610m3煤倉直徑:D=5m煤倉高度：H=610/（D/2）2＝，取30m。調度室和保健站調度室和保健站采用聯合布置，采用擴散通風，長度5m，鋪設厚的混凝土地板或木地板。底板高出大巷底板300cm，大巷有3‰——5‰的坡度，，凈長10m，半圓拱，混凝土支護。井下火藥庫根據《設計規范》，火藥庫距主要井巷及硐室死亡距離符合規定要求。井下火藥庫采用壁槽式，布置在距調度室外側的軌道大巷一側，與輔助運輸大巷垂距50m，有兩個便于運送火藥和行人的出口與軌道大巷相連，庫房規格為AB=5230,全混凝土支護，容積600kg。等候硐室布置在副井井筒附近，有兩個通路與井底車場相連。電機車庫及電機修理間布置在井底車場或大巷等進出車方便、干燥的地方，此礦井布置在進入車場輔助大巷前。 主要開拓巷道輔助運輸大巷和主運輸大巷基本沿2號煤層底板巖層布置，巷道坡度隨基本不變，一般2186。~4186。，輔助運輸大巷局部5 186。，主運輸大巷上倉段局部14186。主運輸大巷鋪設混凝土底板，厚度100mm，輔助運輸大巷鋪設混凝土底板，厚度200mm。主、輔運輸大巷均為錨梁網索噴支護矩形斷面，掘進寬度為6m，178。和 m178?？偦仫L大巷基本沿煤層頂板掘進，布置在煤層中，回風大巷斷面及支護特征為錨梁網索噴支護矩形斷面，掘進寬度為6m， m178。， m178。 輔助運輸大巷斷面（半圓拱，錨噴，B=5200） 主運輸大巷斷面（半圓拱，錨噴，B=4500） 回風大巷斷面（半圓拱，錨噴，B=5000） 開拓系統的綜述本礦井井型為180萬t，通過技術經濟比較：確定本井田為立井多水平開拓。通風方式采用兩翼對角式，在井田開采后期由于通風線路較長，可以考慮在井田第二水平附近另開鑿后期風井，為第三水平服務。本井田主要采用采區式開采，少數特殊區域采用分帶開采，采用采區式開采，主要運輸大巷采用膠帶輸送機運煤，輔助運輸采用固定廂式礦車。礦井的生產系統如下：運煤系統 采煤工作面——區段運輸平巷——采區煤倉——運輸大巷——運輸石門——井底煤倉——主井提升至地面煤巷掘進面掘出的煤直接經皮帶運輸到采區煤倉。部分巖石巷道掘出的煤直接由副井提至地面處理。運料系統副井——井底車場——輔助運輸大巷——采區下部車場——軌道上山——區段運料平巷——采煤工作面副井——井底車場——輔助運輸大巷——大巷掘進工作面排矸系統采煤工作面——區段運料平巷——軌道上山——采區下部車場——輔助運輸大巷——井底車場——副井提至地面運輸大巷掘出的矸石直接到井底車場由副井提出。通風系統新鮮風流——副井——井底車場——輔助運輸大巷——采區下部車場———軌道上山——區段運輸平巷——采煤工作面——區段回風平巷——采區回風上山——回風大巷——風井煤巷掘進工作面需要的風用局部扇風機提供，經回風上山至回風大巷經風井排出地面。運輸大巷掘進工作面需要的風用局部扇風機提供，經回風上山至回風大巷經風井排出地面。供電系統高壓電纜由井底車場中央變電所——輔助運輸大巷——上山——采區變電所——運輸機、移動變電所等處壓氣和供水系統掘進巖巷的鑿巖機和錨桿打眼機所用的空氣，采掘工作面、上山以及區段巷道皮帶機轉載點所需的防塵噴霧用水，分別由地面（或井下）壓氣泵房和地面貯水池（或井下小水泵）以專用管路送至各個需要的地點。第五章 開采方法和采區巷道布置 煤層的地質特征 采區位置設計首采區（101采區）位于井田西翼，大巷北部。 采區煤層煤層特征采區所采煤層為2號煤層，其煤層特征：為高變質煤，為黑色～灰黑色，煤巖成分由鏡煤，亮煤、暗煤和絲炭組成。，煤層傾角9186。~16186。，平均傾角12186。煤層結構復雜：受構造破壞，裂隙十分發育，煤體結構多為碎裂結構和碎粒結構，硬度較小，機械強度低。燃燒時難燃、無煙，無火焰或火焰短，不熔不膨脹。2煤層結構簡單，含少量夾矸層，煤層愈厚，夾矸層數愈少， 12勘探線以南，用煤層厚度變異系數、可采指數評價均，屬穩定煤層。179。本采區煤的牌號以高變質無煙煤為主，部分為天然焦。2號煤層主要是無煙煤，僅個別小塊段因與火成巖接觸出現天然焦。本采區煤的主要用途是供動力燃料和民用煤，部分可作化工用煤。 煤質情況表煤種工業牌號硬度發熱量灰份揮發分活性炭硫份貧煤PM35MJ/kg19%7~12%70%% 開采煤層的瓦斯及煤塵情況瓦斯涌出量統計經地質分析及預測，2煤相對瓦斯涌出量大于10m3/t，煤層最大相對瓦斯涌出量為11m3/t，為高瓦斯礦井。煤塵和自燃發火情況根據地質報告提供的資料，煤塵無爆炸危險性，自燃傾向等級為三類不易自燃煤層。 煤層頂底板巖石構造情況煤層圍巖特征如下表： 煤層圍巖特征表煤層圍巖類型巖石名稱巖層厚度（m）類別巖性特征2號煤基本頂中砂巖2~5Ⅱ級灰黑色至深灰色，中下部含硅質結核，具斜波狀層理，含少量泥巖包裹體直接頂粉砂巖4~11Ⅱ級深灰色，塊狀，質不均，夾薄層泥巖，可見植物化石碎片偽頂泥巖0~1Ⅱ級灰黑色，質軟，隨采掘脫落，含植物化石碎片，含碳質直接底粉砂巖Ⅱ級灰黑色，質軟，均勻層理，局部炭化老底細砂巖Ⅱ級深灰色，薄之中厚層狀，水平層理發育，可見貝殼狀斷口 水文地質井田內含水層自下而上有奧灰強含水層，厚度大，富水性較強；大青灰巖含水層厚度5~6m，為較強含水層；，為較強含水層；野青灰巖含水層含水性差，一般不含水；，含水性弱到中等；上石盒子組細砂巖以上含水層厚度大于100m，雖含水性不強，但靜儲量比較大；第四系砂礫石層最厚94m，一般50~60m，富水性較強。礦井正常涌水量192m179。/h，最大211m3/h。 地質構造井田地勢平坦，礦井地質構造簡單。斷層基本為高角度正斷層，斷層面傾角一般55～65186。，以NNE及NS為主，斷層面一般不寬。北部構造相對簡單，大中型斷層一般相互交叉或切割，落差大的切割落差小的。小構造比較發育，走向與其鄰近的大中型斷層基本一致，但延伸不遠即消失。采區內地質構造簡單，煤層整體呈東西部高，中部低的向斜構造，造成煤層底板有較小的波動，但變化不大煤層傾角一般在6186。~16186。，平均傾角12186。斷層：F1正斷層：位于井田西部邊界，走向南北，落差80m，傾角60176。，；F2正斷層：位于井田南部，科比村以西，走向北56176。東，落差40m，；F3正斷層：走向北25176。東，落差30m，,與F2斷層交叉；F4正斷層：位于井田北部，走向南北，落差46m,。 地表情況各采區對應地面有零星分布的幾個村莊，村莊都不大，人口、戶數少，搬遷費用相對較少，采區全部搬遷措施。地表無大的地表水系和水體。 采煤方法和回采工藝 采煤方法的選擇本井田主采2煤層，2～。煤層穩定，結構簡單，火成巖對煤層干擾不大，全區穩定可采。頂底板巖性為粉砂巖，局部為細砂巖。煤層傾角9186。~16186。，平均傾角12186。根據以上地質地形條件2比較適合放頂煤綜合采煤法。采煤方法全區基本選用走向長壁采煤法，全部跨落法管理頂板，采用采區式開采；礦井全區均采用采區式開采，少數特殊區域采用分帶開采。走向長壁采煤法的適用條件：是否布置成走向長壁工作面主要考慮煤層傾角的大小，其次考慮地質構造特點，著重于斷層的分布規律并保證工作面有足夠的連續推進長度，具體有下列幾個方面：（1）目前的設備條件，走向長壁采煤法主要適用于傾角在8186。~25 186。的薄及中厚煤層。（2）當對采煤工作面設備采取有效的技術措施后，可適用于大于25176。的煤層。（3）巷道沿煤層掘進，可提前探測煤層構造及厚度變化情況；走向長壁采煤法的優缺點：走向長壁采煤法比傾斜長壁采煤法具有以下優點：（1）采區巷道近水平，掘進，運輸，行人方便；（2）巷道沿煤層掘進，可提前探測煤層構造及厚度變化情況；（3）通風、排水方便，可避免仰斜開采的瓦斯積聚，俯斜開采的涌水問題；（4）現有生產設備技術成熟，設備適應能力強，選型方便。傾斜長壁采煤法的適用條件：是否布置成傾斜長壁工作面主要考慮煤層傾角的大小，其次考慮地質構造特點，著重于斷層的分布規律并保證工作面有足夠的連續推進長度。具體有下列幾個方面：（1） 按目前的設備條件，傾斜長壁采煤法主要適用于傾角在12186。以下的煤層。應做為推廣應用的重點；（2） 當對采煤工作面設備采取有效的技術措施后，可應用于12186。~17186。的煤層。當煤層傾角在20186。左右時，現只有少數礦井應用，總的也有待于改進；（3） 對于傾斜和斜交斷層較多的區域，能大致劃分成較為規則分帶的情況下，可采用傾斜長壁采煤法或偽斜長壁采煤法。傾斜長壁采煤法的評價：采用傾斜長壁采煤法比走向長壁采煤法具有以下優點：（1） 巷道布置簡單，巷道掘進和維護費用低、投產快。與走向長壁采區巷道布置相比，這種方法減少了一些準備巷道，相應地可以縮短礦井建設期。當井底車場和少量的大巷工程完畢后，就可以很快地準備出采煤工作面投入生產。（2） 運輸系統簡單，占用設備少，運輸費用低。工作面出煤經分帶斜巷運輸直達運輸大巷，運輸環節少，系統簡單。（3） 由于傾斜長壁工作面的回采巷道既可以沿煤層掘進，又可以保持固定方向，故可使采煤工作面長度保持等長，從而減少了因工作面長度的變化給生產帶來的不利影響，對綜合機械化采煤非常有利。（4） 通風路線短，風流方向轉著變化少，同時使巷道交岔點和風橋等通風構筑物也相應減少。（5） 對傾斜方向發育的斷層的井田適應性較強。（6） 技術經濟效果比較顯著。存在的問題是：長距離的傾斜巷道，使掘進機輔助運輸、行人比較困難；現有設備都是按走向長壁工作面的回采條件設計和制造的，不能完全適應傾斜長壁工作面生產的要求；大巷裝車點較多，特別是當工作面單產低，同采工作面個數較多時，這一問題更加突出；有時存在污風下行的問題。故全區采用走向長壁采煤法，只有斷層附近少部分特殊區域采用走向長壁采煤法。 回采工藝本井田2號煤層采用綜合機械化放頂煤采煤工藝。就目前煤礦地下開采技術發展趨勢看，放頂煤是采煤工藝的重要發展方向，它具有高產，高效，安全，低耗以及勞動條件好，勞動強度小、巷道掘進量少減少搬家倒面次數、對煤層厚度變化及地質適應性強的優點。