畢業設計礦井及井田地質-資料下載頁

【導讀】和淮（南）～阜（陽）鐵路。潘謝礦區鐵路自東向西穿過本井田。幸河和西南外緣的西淝河均可通航民船，并可轉接淮河水運。雨季易成內澇以外，地面標高一般為＋21～＋24m。總體地勢為西北高、東南低。井田西南緣外側，在魯臺孜入淮，是地表水集中排放的主渠道。尚有縱橫交錯的人工溝渠。井田所在地區屬季風暖溫帶半濕潤氣候，季節性明顯，冬冷夏熱。本井田位于淮南復向斜中部，屬陳橋背斜東翼與潘集背斜西部銜接帶。根據褶曲和斷層發育特點，可將。區和南部單斜構造區四部分。背斜、胡橋子向斜、后老莊背斜和桂集向斜等次一級褶曲4個。此外，尚有21個孤立斷點未能組合成斷層。組為主要含煤層段。80m，系基巖含水組的主要補給水源。下含水層之間有可能互相溝通，從而導致局部砂巖裂隙水突潰現象的發生。其中第1、3、4、5和12層灰巖分布穩定,并以第3、4和12層灰巖厚度較大。該含水組上距1煤層較近，一般為16～20m，且灰巖

　　

【正文】 出罐籠。在馬頭門附近為便于礦車 進出罐籠，要安設推車機、阻車器等設備。 2）、中央變電所：中央變電所硐室是全礦井下電力總配電站，為了節約輸入，輸出電纜線，配電均衡，安裝維護方便和便于提供新鮮風流等目的，宜將變電所置于副井與井底車場連接的附近。 變電所必須采用不燃性材料支護，如選用混凝土或料石砌碹，條件許可也可采用不燃性錨噴支護。 硐室必須設置易關閉的既防水又防火的密閉門，門內可設向外開的鐵珊門，但不能妨礙門的關閉。從硐室出口防火門起 5 米內的巷道應砌碹或用其它不然性材料支護。變電所的地平，應比副井重車線側的硐室通道與車場巷連接點處的標高高出 米。硐室不應有滴水現象，電纜溝應設一定坡度，以便將積水隨時排除室外。中央變電所應根據規定，設置滅火器材，如配備滅火設備和充足的沙箱，為此在硐室設計尺寸時，應留出相應的位置。 3）、中央水泵房：水泵房硐室是井下主要硐室之一，能否正常安全運行關系重大，故水泵房硐室位置的選擇應考慮以下因素：管線敷設最短，不僅節約管線電纜，而且管道阻力和電壓降最小。一旦井下發生水患，人員，設備便于撤出，或便于下放排水設備，增加排水能力，迅速排除事故，恢復生產。要求具有良好的通風條件。 根據以上要求，硐室位置應選在井底車場與副 井連接處附近空車線一側，以便于設備運輸，與中央變電所硐室組成聯合硐室，即使有特殊原因也要盡可能靠近副井。 中央水泵房硐室必須采用不燃性材料支護，如砌料石或混凝土碹，在堅固的巖層中也可是用錨噴支護，但不得有淋水。出口通道處需設置向外開啟的能防水防火的密閉門。從硐室出口密閉門起 5 米內的巷道，應砌碹或采用其它不燃性材料支護。泵房硐室的地平應高出通道與車場連接處地板 米，設有流水坡，以防硐室積水。 40 水泵工作的總能力應滿足 20小時內排出礦井 24 小時的正常涌水量。 4）、井底水倉：井底水倉是按照礦井正常涌水量計算的 ，《煤礦安全規程》規定，當礦井正常涌水量在 1000 立方米 /小時以下，主要水倉有效容積能容納 8小時的正常涌水量。同時主要水倉的有效容積不得小于四小時的礦井正常涌水量。礦井主要水倉必須含有內水倉和外水倉，當一個水倉清理時，另一個水倉能正常使用，特殊情況應設多條水倉。 據上述可知，本礦正常涌水量 850 立方米 /小時，小于 1000 立方米 /小時。故其容量： V＝ Q 8 式中： V— 水倉容積，立方米 Q— 礦井正常涌水量，立方米 /小時 計算得： V＝ 6800 立方米 本礦井水倉斷面為半圓拱形，用混凝土砌碹，考慮到支架間隙亦可儲水 ，水倉凈斷面應乘以 的系數。為使淤泥易于沉淀和清理，水倉向配水倉方向設立反坡，其坡度常為 1? ~2?，在水倉最低點既清理斜巷底部附近應設積水窩，在清理水倉時能將積水排出，以方便清理工作。 5）、等候室 : 在副井井筒附近應設置等候室，作為工人候跟休息的場所。等候室多和工具房相鄰，以便于工人領取工具。 六、其他硐室 其他硐室主要有：調度室、電機車庫及電機車修理間、防火門硐室、火藥庫等。各硐室的具體位置見井底車場平面布置圖所示。 第五節、開采順序及帶區、采煤工作面的配置 一、開采順序 《安全規程》規定： 突出 礦井、高瓦斯礦井、低瓦斯礦井高瓦斯區域的采煤工作面，不得采用前進式采煤方法。 在井田范圍內，帶區的開采順序為后退式，即從井田南北兩翼向井田中央推進的方式。在帶區內優先開采離井筒近的條帶，礦井投產快，可以節約初期投資。然后再在帶區內進行跳采，跳采方式巷道掘進工程量少。 41 二、保證年產量的同采采區數和工作面數 保證年產量的同采采區數和工作面數 本礦采用綜合機械化采煤，一個工作面的生產能力可達到 90 萬噸左右。 礦井達到產量時工作面個數 （ 1）確定達到設計產量時工作面總線長： B＝ A x/（∑ M r L K3） 式中： B— 采煤工作面總線長， m； A— 礦井設計年產量， t/a；取 ； x— 回采出煤率，取 ； ∑ M— 同采煤層總厚度， m；取 ； r— 煤層容重， t/m3；取 ； K3— 工作面回采率，取 95%； L— 年推進度， L＝ ； 其中： 300— 礦井年工作日，天； n— 日循環數，個； 8 個； I— 循環進度， m； m； Φ — 正規循環系數，Φ＝ ～ 1 L＝ ＝ 300 8 ＝ 1296m 煤層厚度介于 — 的綜合機械化采煤工作面年推 進度不應小于1200m。 故： B＝ A x/（∑ M r L K3） ＝ 106 （ 1296 ） ＝ 152m （ 2）確定同采工作面個數 N＝ B n/l （取整數） 式中： N— 同采工作面數，個； B— 工作面總線長， m； n— 同采煤層數； l— 回采工作面長度， m； 計算得： N＝ 152 1/160＝ 取整數為 1 故工作面個數為 1個。 42 礦井產量的驗算 根據所配置同采工作面的具體條件，驗算投 產初期礦井年產量，驗算公式如下： iiiini in KlImA ????? ?? ?1 式中： An— 礦井同采工作面產量總和，萬 t； mi— 第 i號工作面采高， m； Li— 第 i號工作面年推進度， m； Ii— 第 i號工作面長， m； γ i— 第 i 號工作面煤的容重， t/m3； n— 同采工作面數，個； Ki— 回采工作面采出率； 計算得： An＝ 1 160 1296 ＝ 82 萬噸 An加上全礦井掘進煤之和為： 82＋ 90 10%＝ 91 萬噸，小于 ，故符合規范要求。 確定同采工作面 為 1 個，工作面長為 160m。 第六節、井巷工程和建井工期 巷道掘進進度指標見表 361，根據上述有關的設計和計算結果，編制施工進度表確定建井工期見表 362，并計算統計達到設計產量時的井巷工程量見表363。 43 表 361 巷道掘進進度指標表 井巷道工程名稱 圍巖類別 掘進進度指標（ m/月） 立井井筒 巖石 50 硐室工程 巖石 600m3 井底車場 巖石 150 順槽及橫貫 煤 400 開切眼 煤 400 注：①傾角大于 8176。的上下山的掘進速度，其修正系數上山應 為 ，下山應為； ②有煤和瓦斯突出危險的煤層巷道掘進速度應采用 修正系數。 45 表 362 井巷工程施工進度表 井底車場副 井主 井年年年（月）月（時間施工進度工程量工程名稱序號風 井軌道大巷皮帶大巷回風大巷回風石門皮帶斜巷軌道斜巷開切眼合 計石 門年 年 46 表 363 礦井達到設計產量時井巷工程量表 由施工進度表可知，四個施工隊同時施工，施工過程中如無重大地質問題影響施工的正常進行，理論計算經過 個月可滿產。 序 號 巷道名稱 支護材料 斷面形狀 巷道斷面 m2 巷道長度 (m) 工程量（ m3） 備注 凈 掘 凈 掘 一 開拓巷道 1 主 井 混凝土 圓形 744 14601 19647 2 副 井 混凝土 圓形 719 14110 18987 3 風 井 混凝土 圓形 714 28025 37709 2 4 井底車場 錨 噴 半圓拱 700 12901 14238 5 石 門 錨 噴 半圓拱 150 3720 3957 6 軌道大巷 錨 噴 半圓拱 3600 58932 66348 7 運輸大巷 錨 噴 半圓拱 3600 58932 66348 8 回風大巷 錨 噴 半圓拱 3600 58932 66348 9 回風石門 錨 噴 半圓拱 60 1488 1583 小計 13887 251641 295165 二 回采巷道 1 軌道斜巷 工字鋼 梯形 1500 20895 21615 2 皮帶斜巷 工字鋼 梯形 1500 20895 21615 3 開切眼 液壓支架 矩形 15 160 2400 2538 4 小 計 3160 44190 45768 合計 17047 295831 340933 47 第四章 采煤方法 第一節 采煤方法的選擇 為了對各煤層選擇合理的采煤方法，必須詳細研究煤層的賦存條件和地質特征。并參考實習礦井或礦區實際使用經驗。 1．開采條件 本井田位于 陳橋背斜東翼與潘集背斜西部的銜接帶，總體構造形態為走向南北、向東傾斜的“ S” 型單斜構造。地層傾角平緩， 平均 4176。左右 , 為近水平煤層， 斷層較少，構造簡單； 煤層瓦斯相對涌出量 m3/t。為高瓦斯礦井，煤塵有爆炸危險。 綜上所述，本井田煤層賦存穩定、塊段完整、開采面積大、適合綜采儲量多，故應優先考慮采用綜合機械化開采。 近年來，隨著世界煤炭技術的不斷發展，我國綜合機械化采煤技術提高很快，生產技術和管理經驗日趨成熟，綜合機械化程度已由 1990 年的 %提高到 1998 年的 %。我國潞安、晉城礦務局 及 兗州礦業（集團）的南屯、興隆莊、鮑店、東灘、濟寧二號井、濟寧三號井等 6 對礦井綜采機械化程度均達到100%。 淮南礦業集團自 80年代初以來，已有近 20 年的綜合機械化開采經驗。 2021年綜合機械化開采程度已達 %。 2021 年底投產的張集礦井及正在生產的謝橋礦井綜合機械化程度已達 100%。 綜合以上分析，根據本井田的煤層開采條件，并結合當前煤炭生產技術的發展和淮南礦業集團的綜采實踐經驗，本礦井選擇以綜采為主的采煤工藝。 （ 1）國內采煤方法發展現狀 本礦井可采煤層屬緩傾 斜煤層，目前我國緩傾斜煤層主要采用走向長壁和傾斜長壁采煤法開采，工作面產量分別占總產量的 88%和 12%。其中走向長壁采煤法開采技術業已成熟，并被廣泛采用。新集礦區以及鄰近的淮南礦區均以走向長壁采煤法開采為主。傾斜長壁采煤法多在大同、兗州、雞西等 24 個礦區、 48 100 多對礦井采用，并取得了較好的經濟效果，積累了豐富的開采經驗，現正在條件適宜的地區推廣使用。本礦井鄰近的張集礦井初期移交的兩個 131煤層工作面（煤層傾角 7176。～ 8176。）均采用傾斜長壁布置， 2021 年最高日單產分別達到 和 。 （ 2）采 煤方法選擇 本井田走向長 ，傾斜寬 ，面積 21 Km2， 煤層傾角較緩， 宜采用傾斜長壁式開采； 若開采下山時考慮本礦井屬于高瓦斯礦井，宜 采用 走向長壁開采。綜上分析，本設計礦井采用走向長壁與傾斜長壁相結合的綜合機械化采煤方法。全部冒落法管理頂板。 第二節 帶區巷道布置及生產系統 一、帶區斜長的確定 本礦井沿走向劃分為 18 個多分帶組成的 3 個帶區，每個帶區走向長度1000m，傾斜長度 1500m，每個帶區內再劃分為 6 個條帶工作面，工作面長 160m。礦井投產區為井田中央靠近工業廣場的 1號條帶工作面。 二、煤柱尺寸 該帶區開采的 112號煤層為厚度 的中厚煤層，綜采工作面布置，沿空掘巷，留設帶區保護煤柱寬度為 10m。 三、巷道布置 由于傾斜長壁采煤法取消了采區上（下）山，采區車場。巷道布置簡單，在主井和副井開鑿至開采水平標高后，布置井底車場，沿煤層走向開掘大巷，而后在水平大巷兩側沿煤層走向劃分為若干條帶，在每個條帶中布置四到六個工作面，在工作面兩側掘進工作面運輸和回風斜巷。回采工作面沿俯斜方向推進。 本設計帶區屬俯斜開采，煤層賦存比較穩定，瓦斯涌出量大，礦井服務年限比較長，因此沿走向在煤層底板中布 置三條大巷，一條皮帶大巷，一條軌道大巷和一條回風大巷，大巷掘進到帶區開采長度后，開始掘進工作面斜巷，一條軌道斜巷，一條皮帶斜巷，然后掘進開切眼。 四、帶區斜巷的布置 設計采用傾斜長壁采煤法，綜放工藝，因此只需在煤層中每個分條帶兩側 49 布置一條軌道斜巷和一條皮帶斜巷，皮帶斜巷布置膠帶輸送機，負責工作面煤炭的運輸，并作進風巷之用，軌道斜巷布置一條 600mm 軌道，負責輔助運輸、行人，并作回風順槽之用。斜巷的斷面形式為梯形，支護形式為工字鋼支護。 五、帶區聯絡巷道及下部車場 帶區軌道斜巷和水平軌道大巷聯系采用下部車場聯 系，皮帶斜巷和水平皮帶大巷用帶區煤倉聯系。帶區下部車場是帶區掘進出煤、出矸、進料等的轉運站，車場形式多為繞道式。繞道位于大巷的頂板或者底板，根據本礦井煤層傾角較小，應該采用底板繞道。示意圖如下圖 411： 回風大巷軌道大巷皮帶大巷皮帶斜巷 軌道斜巷 圖 4