井田采礦畢業設計-資料下載頁

【導讀】唐洞礦井是三都礦區南部的一個礦。位于湖南省資興市區行政區劃隸屬資興市管轄。西距市區中心三公里，北去資興礦務局。交通運輸以鐵路為主。京廣鐵路許家洞車站，有許三支線經過本礦區唐洞車站。八達，尚稱方便。三都煤田地形多為高山峻嶺。山系走向為東南至南西，八一井東南瀕臨高山峻嶺，西北為。月份時，水流中斷，在礦區的東南3公里處，有東江河流，水源豐富，可行駛1—3噸木船。次年4月份末，陰雨綿綿，降雨量較大時為2月份。近幾年來，氣溫偏低，最低氣溫為零。本礦區不位于地震強烈帶，無地震發生。礦區用電主要以鯉魚江發電廠，三都自備廠形成的電網線路供給。本區屬三都礦區南端的一個生產井田。米，茅仙嶺層以白色長石中粒砂巖為主，并含植物化石碎屑，厚度為299米。該采區煤層屬楊梅壟地層，煤呈單斜構造，賦存情況簡單，可采煤層為1煤層，2煤層，頂板由灰色砂質頁巖，有垂直節理，含方解石及石英細脈的直接頂及菱鐵質的老頂組成，

　　

【正文】 得 R=,D=2R=,取為 6m。 支護類型： 井筒的支護類型有四種，具體列表如下表 54。 錨噴混泥土 混泥土 (錨桿、金屬等 ) 在巖層較穩定、淋水小且井筒裝備少或鋼絲繩罐道的井筒中采用 ，施工進度較快，效率較高； 高、粉塵多； 限制。 整體預制式、預制裝配式 大 型 配 筋 砌塊、丘賓 筒及地 面 整 體 澆注、預制鋼筋混泥井筒 使用于鉆井法、沉井法施工時，需要地面預制的井筒；地壓大的深井井筒中，常采用丘賓筒、組合鋼板等支護結構 、地面預制混泥土構件強高； 、混泥土砌塊在深流沙層中，必須與防水材料配套使用 根據本礦井是地質復雜、井下水多的實際情況和上表中所述的各種支護類型的適用條件，選取整體澆注式的立井支護類型。 支護材料的選擇： 在上面支護類型選定為整體澆注式后，根據《煤礦礦井采礦設計手冊》，加上本礦井的立井延伸較深，所受的地壓大，所以要選取強度較大的支護材料，因此 ，決定選用混泥土及鋼筋混泥土作為本礦井的支護材料。 ： 根據設計，立井的深度設計為 900m，而且本礦井范圍內的喀斯特地形發育，井下涌水大，根據《煤礦礦井采礦設計手冊》的各種計算地壓公式的適用條件，宜選用重液公式計算本礦井的地壓。計算公式如下： P=γHty2(45176。 － φ /2) 式中 P— 計算處地壓， t/m2； H— 計算處深度， m； γ— 土層的容重，取 ； φ —— 土層內摩擦角，取 30176。 。 所以井筒在 900m深處處的所受地壓是： P=179。 900tg30176。 =。 ： （ ? ?? ????????? ??? 13 PR Rrh a a）。 公式中 h— 井壁厚度， cm； r— 井筒凈半徑， cm； P— 地壓， t/cm2； Ra— 井壁材料的設計強度， kg/cm2； K— 設計安全系數，《煤礦礦井采礦設計手冊》根據取為 。 井壁材料的設計強度為 500t/cm2，根據拉麥公式計算時，有： ? ? 33 0 ??aR kg/cm2 333250 ????????? ?????h cm=1213mm。 根據能量強度公式計算時，有： ? ? ???????? ????? 333250h 圖5 5 立井 斷面 布置 圖==945mm。 根據以上兩種計算方法，取小值，即： h=945mm。 （三）、回風井設計 回風井筒的形式一般有立井和斜井兩種，通常來說斜井的施工比立井要快，技術比較簡單，而且投資也比較少，所以選用斜井作為風井的形式。 斷面 一般采用直墻半圓拱形。斷面積根據回風量和允許的風速確定。《煤礦安全規程》規定，無提升設備又不作為安全出口的風井，允許最高風速為 15m/s；作為礦井安全出口時，允許最高風速為 8m/s。當人行道封閉時，最高風速仍可達到 15m/s。風井內應設置水溝，作為礦井 安全出口時，應設臺階、扶手等，其設計的規格與主斜井的設計一樣。 井口布置包括風井井筒、風硐、安全出口、井口防爆門框等。為減少通風阻力，風硐與井筒的夾角不宜太大，一般采用 30176。 ～ 50176。 。為減少漏風，安全出口與井筒的夾角應盡量大一點。在其中 裝設兩道正向風門和兩道反向風門，避免反風時風流短路。防爆門應安設在裝有主要扇風機的出風井口，不得小于出風井口斷面，并正對出風井口的風流方向。 由于本礦井的通風線路長，通風量大，在選擇風井斷面尺寸時要選擇較大的斷面。根據 《煤礦采礦設計手冊》，可選擇井筒凈寬為 4m的井筒，其斷面特征和每米材料消耗量見下表 56。 表 56 回風斜井井筒斷面特征及材料消耗 井 凈 凈 允許通 全荒料石砌筑 筒凈寬 (m) 斷面(㎡ ) 周長(m) 過最大風量 (m3/s) 掘進斷面(㎡ ) 拱壁厚度(mm) 材料消耗量 (m3/m) 井筒 基礎 300 拱 壁 基 礎 充 填 12.9 通過以上對副立井、主斜井和風井的設計，現將有關這些井巷的斷面特征列表如下 57。 表 57 井筒特征表 井筒名稱 井 口 坐 標 井 口 標 高 井筒直徑或寬度 (m) 井筒斷 面 (m2) 砌壁 井筒裝備 x y 凈 掘進 凈 掘進 厚度 材料 副立井 147.4 945 鋼筋混泥土 罐籠、罐道梁、梯子間、管子間 主立井 混泥土 軌道、水溝、道床、礦車 斜風井 300 全荒料石 水溝、管子 四、井筒的風速校核 井筒設計完后，就要針對本礦井的實際情況進行風速校核，看井筒的設計是否符合安全生產、合理采煤等的要求。按照《煤礦安全規程》規定的井巷中風流速度及《煤炭工業設計規范》有關條文進行校核。《煤礦安全規程》中的有關井巷風速的要求如下表 58 所示。 表 58 《煤礦安全規程》中的有關井巷風速要求表 井巷名稱 容 許風速 最低 最高 風橋 10 主要進、回風道 8 架線電機車巷道 8 輸送機巷道、采區進、回風道 6 回采工作面、掘進面的煤巷和半煤巖巷 4 掘進中的巖巷 4 其他人行巷道 設計時，應在不違反《煤礦安全規程》的條件下，并按設計要求確定巷道斷面，應留有適當的余地。 在進行風速校對之前，必須還要對礦井的通風量進行估算，因為本礦井屬于高瓦斯礦井，因此可以用瓦斯的多少來估算礦井的通風量。根據《煤礦礦井采礦設計手冊》，高瓦斯礦井在計算 風量時，必須使總回風流中的瓦斯和二氧化碳濃度不超過 %，同時日產一噸煤礦井需要風量不少于每分鐘 。本礦井設計的日生產能力為 1500t，所以，每分鐘礦井所需風量為 Qmin=1500=2250m3,j 則每秒鐘地所需風量為 Qs=Qmin/60=。最后根據公式： Q=Sv 和上表 57 中已經確定了的井巷斷面積來進行井筒的風速校核。 式中 S—— 井筒的凈斷面積； v—— 井筒中的風速。 具體風速的校核情況如下： ： v 立 =Qs/S 立 =247。=。 ： v 風 =Qs/S 風 =247。=。 由于主斜井是由來提升煤炭的，一般不用做通風巷，所以這里就不用進行風速校核了。而平硐作為第一水平開拓的主要運輸巷道，將在后面的第二節中論述。 通過以上的井巷風速校核，結合表 58 中所規定的風速數值，可以看出，礦井的井巷設計是比較合理的，能夠保證礦井在開采時的通風要求。 第六章 采煤方法和采區巷道布置 第一節 煤層地質特征 一、煤層及煤質： （ 1）煤層層次，厚度，結構及穩定性 本區主要含煤地層為三迭統楊梅壟組：出炭 壟組次之，共含煤八層可采煤層，可采局部煤層四層，即上部楊梅壟組的 1 煤層（可采）， 2 煤層， 3 煤層（可采）和下部出炭壟組的 4 煤層（僅局部煤層點達到可采）。 各煤層厚度及特征： 該采區煤層屬楊梅壟地層，煤呈單斜構造，賦存情況簡單，可采煤層為 1 煤層， 2 煤層，3 煤層， 4 煤層，各煤層厚度及特征為： 1 煤：厚度為 米，傾角為 22 度，容重為 1。 44，煤層牌號為肥焦 2 號， 1 煤至 2 煤間距為 20 米。 2 煤：厚度為 米，傾角為 25 度，容重為 ，煤層牌號為肥焦 2 號， 2 煤至 3 煤間距為19 米。 3 煤：厚度為 米，傾角為 26 度，容重為 ，煤層牌號為主焦煤。 3 煤至 4 煤間距為10 米。 4 煤：厚度為 2 米，傾角為 25 度，容重為 ，煤層牌號為肥焦 2 號。 煤層結構特征： 1 煤：屬復合煤層，由清煤，炭質頁巖組成，煤層厚度為 米，煤層含硫化鐵結亥，本層穩定。 2 煤：屬單一煤層，結構簡單質純，由鏡煤組成，煤層厚度為 米，本層穩定。 3 煤：屬復合煤層，由清煤，炭質頁巖組成，煤層厚度約為 米，煤層局部地質含硫化鐵結亥，本層較穩定。 4 煤：屬單一煤層，結構簡單質純，由鏡煤組成，煤層厚度為 2 米，本層穩定。 三、瓦斯賦存情況及其涌 出量，煤塵爆炸危險性，煤的自燃性，地溫情況 低瓦斯，高 CO2 礦井 １）絕對瓦斯涌出量 ２）相對瓦斯涌出量 %m３ /t178。日 ３）點相對瓦斯涌出量 178。日 ４）絕對 CO2 涌出量 ５）相對 CO2 涌出量 178。日 煤塵無爆炸危險，無自然發火 ６）瓦斯涌出梯度 178。日 地溫：井溫梯度 ℃ /百米～ ℃ /百米 第二節 采煤方法和回采工藝 一，回采工藝選擇 法的選擇 因本礦井煤層為單一向斜，傾角為 22176。參考〈〈采礦設計手冊〉〉其采煤方法選為單一走向長壁采煤法。據〈〈采礦設計手冊〉〉用機采落煤時其工作面長度一般為 80 到 150米。在此考慮到第一水平傾斜后長度 612 米且上部邊界為煤層露頭線選工作面長度為120 米。采區走向長度按〈〈采礦設計手冊〉〉當用爆破落煤時，雙工作面采區走向長度為 800 米到 1000 米，考慮到第一水平走向長度 2100 米將采區走向長度定為 1050 米，推進方向為后退式。因煤層傾角為 22176。，參考〈〈采礦設計手冊〉〉其工作面采用鐵槽自溜運輸。運輸平巷選用 SGW— 80T 行刮板輸送機。 本工作面是傾斜工作面，傾角為 22176。，最大采高 米，最小采高 米，直接頂為泥巖或砂質泥巖厚度為 6 米，其上為細砂巖厚 4 米工作面最大控頂距為 4 米。 老頂級別： Km=H/m 式中 Km—— 老頂級別 H—— 直接頂厚度， 6 米 m—— 采高 — 則 Km=H/m=6/— =— 其老頂級別在Ⅰ級和Ⅱ級之間直接頂有周期來壓。 2，確定支架規格 選用 HPJA— 1000 型頂梁（據一次掘進深度 1 米選 用） SL=ymL 式中 y—— 系數，取 m—— 最小采高，為 米 L—— 最大控頂距，為 4 米 則 SL=4==216mm Hmax=MmaXb=220096=2104mm Hmin=MminSLba=18002169650=1438mm 據〈〈液壓轉動與采掘機械〉〉表 12— 2 選用 DZ22— 30/60 型單體液壓支柱。 P=HY 式中 H—— 直接頂厚度，為 6 米 Y—— 巖石容重，每平方米 24KN 則 P=624=144KN 每平方米 確定支柱有效阻力 P 柱 =KPh 式中 K—— 為系數，取 Ph—— 為支柱工作阻力，取 300KN 確定支柱密度和柱距 P1=P/P 柱 =144/90=（根每平方米） R=1/P1L 式中 L—— 為行距取 1 米 則 R=1/=，取 米 6— 6— 6— 3。 圖 6— 1 圖 6— 2 圖 6 2 移柱放頂后采煤前 圖 6— 3 三，采區通風、運輸系統 1，運煤系統： 工作面的煤→區段運輸平巷→聯絡石門→區段煤斗→運輸上山→采區下部車場→運輸大巷→井底車場→主立井→地面。 2，運材料系統 地面材料→副立井→井底車場→運輸大巷→采區下部車場→軌道上山→采區上部車場→回風石門→區段軌道平巷→采煤工作面。 3，通風系統 地面新鮮風流→副立井→井底車場→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→ 區段軌道平巷→回風石門→回風大巷→風井→地面。 4，運煤設備 （ 1）、工作面開采時，鋪設 SGW— 80 型刮板運輸機，工作面的煤由刮板運輸機送至該區段，煤最后裝入礦車運至地面。 （ 2）、大巷運輸使用 1t 固定礦車， 8t 蓄電池電機車。 （ 3）采區采用區段集中式煤斗儲煤，煤斗容量 20m3 5，供電系統 （ 1）、機電設備見表 6— 5。 表 6— 5 序號 名稱 型號 數量 功率 1 液壓泵 XRB 1 臺 37KW 2 開關 QC8380 7 臺 3 開關 QC83320 1 臺 4 溜子 SGW80 5 臺 80KW 5 小絞車 1 臺 6 風鎬 0311 4 臺 7 電煤鉆 1 臺 8 起爆器 1 臺