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](參考版)

　　

【正文】 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。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。另外，井筒還敷設有動力電纜、通訊訊號電纜。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。詳見（圖3— 6）（圖 3— 7）主副井井筒斷面圖。 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 。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。 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。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。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。 且煤層賦存穩定，構造簡單，厚度為 左右，頂、底板良好。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。 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。 ： （ 1）環行式：立式、斜式、臥式； （ 2）折返式：梭式、盡頭式。 （ 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。 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，運輸大巷及回風大巷均采用煤層大巷布置。 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。 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。 （ 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。 ：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。第二水平標高為 450m，實行上、下山開采。 兩立井井口坐標分別為： 主井：（ 417700 ， 5006800）； 副井：（ 417650 ， 5006850）。 （ 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。 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。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。 水平儲量及服務年限（見表 3— 3）。 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。 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。這就要求加大工作面、采區和水平的走向及傾斜長度。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。 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。 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。 工程量過大，難于開采，不能使用。 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。 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。 （ 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。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。 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。 （ 2）地面條件 ①井筒應建在比較平坦的地方，減少土石方工程量； ②工業場地要盡量不占良田； ③井口要避開地面滑坡和泥石流等危險地區； ④井口位置必須滿足防洪標準； ⑤工業場地位置必須符合環境保護的要求； ⑥井口位置要適應礦區交通運輸、供電、水源、居住區及輔助企業等布局，形成有利于生產，方便于生活的局面。盡量減少工業場地煤柱數量； ④井筒應盡量不穿地質及水文復雜的地層和地段。初期達產采區應選擇在煤層儲量豐富、地質和水文條件比較好的地區，這樣有利于迅速達產和增產。 （ 1）井下條件 25 ①井筒與井底車場及主要運輸大 巷位置應布置在井田走向中央或靠進中央位置，使井田兩翼可采儲量基本平衡，使走向運輸大巷的運輸費用降低，避免井筒偏于一側，形成單翼生產的不利局面。 表 31 井硐開拓方案經濟比較表 方案 項目 方案１ 方案２ 基建費 /萬元 立井開鑿 石門開鑿 井底車場 2 210 =126 800 =64 1000 =90 斜井開鑿 石門開鑿 井底車場 750 2=165 300 =64 800 =72 生產費 /萬元 立井提升 石門運輸 = = 斜井提升 石門運輸 = = 總計 費用 /萬元 費用 /萬元 24 方案一 方案二 方案三 圖 31 井硐開拓方案示意圖 經比較得出：本設計礦井最終采用雙立井開拓方案。 技術評價：根據小恒山煤礦的實際情況，主斜井副立井開拓方案在技術上不合理 ,不 能采用主斜井副立井開拓方案。副井采用立井開拓，井筒容易維護，有效斷面大，有利于通風，提升速度快。 技術評價：本井田采用兩水平開采，一水平設在 60m 水平標高，根據煤層的賦存情況，雙斜井開拓方案在技術上可行，可以采用雙斜井開拓。 ③井筒裝備和地面建筑物少； 缺點： ①在相同的自然條件下，斜井要比立井長得多； ②沿井筒敷設管路 、電纜所需的管線長度較大； ③通風風路長，不適合瓦斯涌出量較大的大型礦井； ④當表土為富含水的沖積層或流砂層時 ,斜井井筒掘進技術復雜 ,有時難以通過； ⑤采用絞車提升，提升速度低，能力小，動力消耗大，提升費用高，絞車提升轉載環節多，系統復雜，更多的占用設備和人力，使工人的勞動強度加大 ； 23 ⑥斜井井筒斷面小，通風阻力過大。最大垂直高度 850m,滿足采用雙立井開拓的條件，故此方案在技術上可行，可以采用雙立井開拓。 適用條件：立井開拓的適應 性很強，一般不受煤層傾角、煤層厚度、瓦斯和水文等自然條件限制，適用于煤層賦存深度較深，含水地層厚度較厚。 以上三種井筒開拓方案技術比較如下： （ 1）雙立井開拓 優點： ①立井的井筒短，提升速度快，提升能力大； ②機械化程度高，易于自動控制； ③井筒為圓形斷面，結構合理，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。 22 現依據小恒山井田的地形、地質構造及煤層賦存等因素，提出以下三種方案，具體情況如下（見圖 3— 1）。左右。煤層走向長度為 4400m，傾向長度 5000m。 （ 2）煤層賦存情況 小恒山煤礦整個井田的煤層上部標高在 +150 m，下部標高在 700m，東部以F1斷層為界 ,西部以 F5斷層為界。 通過對以上各種因素的綜合研究，經過系統優化和多方案技術經濟比較后確定。二道河子礦采用立井兩水平開采，一水平在 100m 標高。 21 第 3 章 井田開拓 概述 井田內外及附近生產礦井開拓方式概述 小恒山井田附近 有新礦采用立井開拓 ，三水平開采，一水平在 50m 標高。根據本礦井實際情況，取 k=。根據該井田的實際情況，初步擬定了三種礦井年生產能力的確定方 案，具體如下： 方案 A： ； 方案 B： ； 方案 C： ； 三種方案，具體選擇哪一種，還應該根據礦井的服務年限來決定。 礦井工作制度 生產能力 服務年限 礦井工作制度 本設計礦井年工作日確定為 330d，礦井每日凈提升時間為 16h，采用“三八 ” 工作制度 ,其中兩班半進行采、掘工作，半班進行檢修。 表 21煤層可采儲量計算總表 序號 煤層號 A+B+C /Mt 工業儲量 /Mt 損失量 /Mt 設計采出率 可采儲量 /Mt 1 3上 81% 2 3下 81% 3 6A 81% 4 23 81% 總計 儲量計算的評價 通過各項充分的計算，得到上述精確結論 ，各類儲量計算過程嚴格執照有關規定執行。 計算公式如下： Z =(Ｚ cP) C 式中： Z— 可采儲量， Mt； Ｚ c— 工業儲量， Mt； P— 永久煤柱損失， Mt； C— 采區回采率， %。 儲 量計算方法 計算公式：地段儲量 =地段面積地段平均厚度視密度 /平均角余弦 根據儲量圖，通過地段等高線計算本井田工業儲量為 。 本設計礦井依據《煤礦安全規程》，留設保安煤柱如下： （ 1）邊界斷層留設 30m 保安煤柱； （ 2）井田內部斷層留設 30m 保安煤柱； （ 3）河流兩側各留設 30m 保安煤柱； （ 4）地面建筑物留設 30m 保安煤柱； （ 5）煤層大巷兩側各留設 50m 保安煤柱。礦井可采儲量是指礦井設 18 計儲量減去相應保護煤柱后乘以采區回采率的儲量。 礦井工業儲量是指平衡表內 A+B+C 級儲量的總和。它不僅包含著煤礦在地下埋藏的數量，而且還表示煤炭的質量，反映井田的勘探程度及開采技術條件。各煤層儲量計算邊界與井田境界基本一致。 井田的未來發展情況 由于目前的勘探水平和技術水平還不能說是最先進的，所以隨著技術的進步和勘探水平全面的提高，可能在該井田的更深部發現更多可采煤層。 22′ 16″。 51′ 31″ ，北緯 45176。 根據小恒山礦區的實際情況，小恒山井田境界確定為 東經 130176。