首山煤礦畢業設計說明書-閱讀頁

　　

【正文】 狀態。 （ 6） 根據用戶需要，應照顧到不同煤質、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復雜。 斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設備與工序比 較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資少；地面工業建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比立井簡單，井筒延伸施工方便，對生產干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井河北工程大學畢業設計 17 井筒可作為安全出口，井下一旦發生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。 立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升 速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利；當表土層為富含水層或流沙層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質構造和煤層產狀均特別復雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產狀的煤層。 綜合以上因素并結合首山一礦的實際情況，確定井筒的形式為立井或斜井。它具有承受地壓性能好，通風 阻力小以及便于施工等優點。 井筒位置的確定 選擇井筒的位置應考慮如下原則： （ 1）初期開采條件有利，儲量可靠，井巷工程量省，建井工期短。 （ 3）要充分利用地形，少占地，少壓煤。 （ 5）井筒應盡量避免穿過流沙層、含水層、較厚的沖擊層，有煤和瓦斯突出危險的煤層。 （ 7）井底車場及主要硐室盡量布置在較穩定的巖層中，便于硐室的開掘和 維護。當井田儲量呈不均勻分布時，應在儲量分布的中央，以此形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井田，應盡量避免井筒偏于一側。井田偏于一側時，一翼通風距離較長，風壓較大。如要降低風壓，就要增加巷道斷面，增加掘進工程量。井田偏于一側時，一翼通風距離較長，風壓較大。如井筒偏于一側，一翼過早采完，然后產量集中于另一側，將使運輸，通風過于集中，采煤掘進互相干擾，甚至影響全礦生產。從而使礦井建設投 產后有可能的儲量和較好的開采條件，以便迅速達到設計能力。井筒設在井田中部，可使石門總長度最短、沿石門的運輸工作量小；井筒設在淺部時，總的石門工程量雖然稍大，但初期（第一水平）工程量較及投資較少，建井期較短；井筒設在深處的初期工程量最大，石門總長度和沿石門的運輸工作量也較大，但如煤系基底有含水特大的巖層，不允許井筒穿過時，它可以延伸井筒到深部，對開采井田深部及向下擴展有利；而在淺、中位置，井筒只能打到一、二水平，深部需用暗井或暗斜井開采，生 產系統較復雜，環節較多。 （ 3）對掘進與維護有利的井筒位置 為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進的困難及便于維護，應使井筒通過的巖層及表土具有較好大的水文、圍巖和地質條件。因此，井筒應可能不通過或少通過流沙層、較厚的沖積層及較大的含水層。井筒 位置還應使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進和維護。在傾斜方向上：布置在井田中央可以避免布置在井田淺部時形成的過長石門開拓，也可以避免布置在井田深部所造成的工業廣場壓煤過多。 井筒數目的確定 河北工程大學畢業設計 19 根據目前的技術經濟條件，采用立井開拓時，立井的數目至少在兩個以上。 因此，本礦井設計為三個井筒即：主井、副井和回風立井。 （ 1）主井 ① 主井井筒裝備采用剛性裝備剛性罐道 ,主井罐道梁采用組合罐道、山形式布置，罐道與罐道梁的連接方式采用鋼軌連接。c179。T)/(3600179。t1) 求出一次 提升量，再按松散煤的容重計算出松散體積，選擇一對 16t 箕斗提升。4 標準底卸式四繩 16t箕斗。 S0—— 罐道與罐道梁連接處凹槽墊板寬度，取 S0=112mm。 圖 主井平面布置圖 河北工程大學畢業設計 20 （ 2）副井： 副井井筒裝備采用剛性裝備 ，主要負責通風任務。 ② 副井提升設備采用 1噸單層雙車多繩摩擦提升罐籠，根據礦車規格和《設計規范》有關要求驗算，選用 GDGY1179。4 型多繩提升罐籠。 ③ 副井井筒斷面選用圓形 圖 副井平面布置圖 3 號罐道梁中心線間距可按下式求出： L1＝ a+2h+S0=1674mm （ ） L2＝ B+f2+b2/2 =1584mm （ ） 式中： L1 —— 1～ 2 號梁中心線， mm； L2 —— 罐道中心線與 2號罐道梁中心線間距， mm； a —— 兩側罐道之間的距離， 1114mm； h —— 木罐道厚度， 200 mm； S0 —— 罐道與罐道梁連接處墊板凹槽處寬度，取 S0=160mm； b2 —— 2號罐梁寬度，取 168mm。 副井井筒斷面見圖 。 M、 S、 T與罐籠井筒一樣，取決于梯子間的布置和結構尺寸。 井井筒斷面見圖 。因此，風井井筒內應設置梯子間。 井筒位置的確定 井筒是井下與地面出入的咽喉，是全礦井的樞紐。 選擇井筒位置時要考慮以下主要原則： 有利于井下合理開采 φ圖 風井斷面圖 河北工程大學畢業設計 22 （ 1）井筒沿井田走向的有利位置。應盡量避免井筒偏于一側，造成單翼開采的不利局面。在傾向上井筒宜布置在中偏上的位置，同時考慮到減少煤損，盡量讓工業廣場保護煤柱圈住一些影響生產的地質構造和 斷層。 盡量不壓煤或少壓煤 確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業廣場保護煤柱，做到不壓煤或少壓煤。 有利于掘進與維護 （ 1）為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進的困難及便于維護，應使井筒通過的巖層及表土層具有較好的水文、圍巖和地質條件。 （ 3）為便于井筒的掘進和維護，井筒不應設在受地質破壞比較劇烈的地帶及受采動影響的地區。 便于布置地面工業場地 井口附近要布置主、副生產系統的建筑物及引進鐵路專用線。為考慮長期運輸的行車安全和管理，要盡量避免與公路或其他農用道路相交，力求使接軌點位于編組站配線一側。故綜合以上信息將主、副井筒位置定在井田中央，既可以將井田按走向均分為東西兩翼，并且減少優質煤的損失。 井田開拓方式的確定 水平高度的確定 井田主要開采 2號和 4號煤層，下部煤層距離較遠，結構復雜且受奧灰水的影響暫不能開采后期可根據需要進行井筒延伸開采 2 號煤層以下的煤層。煤層傾角平緩，為 8～ 14176。為緩傾斜煤層，故設置兩水平開采，第一水平水平標高為 100m，第二水平水平標高為 300m，采區式開采。 水平的巷道設計 2號煤層平均厚度為 5m， 4號煤平均厚度 ，賦存 穩定，底板起伏不大，為緩傾斜煤層，煤層厚度變化不大。巷道維護條件好，煤柱損失量小，安全條件好礦井開拓大巷布置在巖層中，留大煤柱護巷，大巷間距 30m。布置一條運輸大巷，一條軌道大巷，共兩條大巷，礦井生產集中，運輸大巷采用帶式輸送機運輸，軌道大巷采用電機車運輸。 本礦井采用立井開拓方式，并且采用一正一副兩個井筒，邊界開鑿風井，作為回風使用兼作安全出口。 （ 1）提出方案：根據以上分析，現提出以下四種在技術上可 行的開拓方案，分述如下： 河北工程大學畢業設計 24 方案 1：立井延伸三個水平開拓方案。主副井延伸至 300 水平，通過石門找到煤層，布置第二水平大巷。 方案 2：立井 三 水平加暗斜井開拓方案。主井副井首先打到 100 水平，通過石門找到煤層，布置第一水平大巷。 從二水平暗井延伸找到第三水平大巷。主井布置在井田中央。主副井延伸至300 水平，布置第二水平大巷。 開拓方案的比較 （ 1） 開拓方案技術比較 立井開拓時，井筒位置的幾個布置方案剖面圖可見圖 。通風方式，采區劃分，主、副井井筒斷面及裝備，風井井筒及斷面，總回風道的布置。 技術綜合分析： 方案一有效避免了首 采區下山采區的形成，使開采較為容易。 方案二減少水平數量，提 升環節減少，主要問題在于對于形成了采區下山，不利于通風和排水。 方案三和方案三基本相同，只是在水平延伸有區別，方案三是利用暗斜井延河北工程大學畢業設計 25 伸，方案一是采用立井延伸，在技術上都合理。減少了通風、排水、掘進、運輸等方面的問題。 第三水 平的石門較長，工程量大，運輸線路較長。 方案二 兩個水平進行開拓，相對運輸環節要簡單，井底車場工程量大大減少。 450 水平要暗斜井開拓，輔助提升設備較復雜維護較為困難。 這種開拓方式形成兩個下山采區，對于掘進、運輸、通風、排水等帶來較大困難。 斜井開掘要比立井簡單得多，且投資小得多。 1 暗斜井輔助提升運輸較復雜困難。兩者區別在于對于第三水平延伸方式不同，分別是主副井井筒延伸采用石門揭露煤層和采用暗斜井配合石門開拓。 （ 2） 開拓方案經濟比較 方案一和方案 三 有差別的工程量在于第二水平的基建費和工程量，計算匯總結論： 河北工程大學畢業設計 26 表 三 水平基建費及工程量 長度 （ m） 斷面 （ m2） 工程量 （ m3） 單價 （元 /10m） 費用 （元） 方案一 主井延伸 150 74547 副井延伸 150 74547 石門 1727 31552 總計 方案 三 主暗斜井 35772 副暗斜井 35772 總計 經以上比較項目中可得，方案 三 比方案一工程量少 ，投資省 元。 由以上比較可看出，方案 三 比方案一的綜合費用低， （ 選擇方案 三 為最優方案 ）兩方案中井底車場的形式和建設費用雖稍有差別，但相對較小，故也未予以比較，本次設計即采用方案三。 開采水平的高度根據煤層的賦存條件、生產技術水平及水平接替等因素綜合考慮確定。 根據水平服務年限 根據煤炭工業設計規范規定，為使每個開采水平有足夠的儲量保證服務年限，可按下式計算必須的階段高度。 本井田參數如下：礦井設計年產量 A取 180 萬 t，根據設計規范定水平服務年限 T 取 27a，儲量備用系數 K 取 ，階段內煤層平均傾角 α 取 11176。 按照規程規定，水平高度應當滿足下表，符合要求。采區上、下山長度根據《煤炭工業設計規范》規定，采用采區準備時采區上山長度一般不超過 1000m，采區下山不宜超過 700m。 保證開采水平有合理的服務年限和足夠的儲量 由于本礦井采用兩個水平開拓，分別是 100、 300、 500 水平。 =。179。 6179。80% +179。 除去斷層保護煤柱量 ： = 萬 t。 代入數值，得 ： Ts= /180179。 參照規程中的要求，階段儲量符合要求。我國大多數礦井過去的階段高度偏小，水平儲量不足，造成接替緊張，增大了后期總工程量，使管理復雜化。但階段斜長過大又會使一部分生產經營費增加。開采順序采用下行式開采。對大巷的基本要求方便運輸，利于掘進和維護，能滿足礦井的通風和安全的需要。 （ 1）開采水平大巷的布置方式 開采水平布置的核心問題是運輸大巷的布置。采用集中或分組集中的基本出發點都是為了合理集中生產。我國一些礦區的實際情況是層間距小于 50m的煤層一般采用集中布置。本井田共有兩個可采煤層， 2＃和 4＃間距平均 35m。 （ 2）運輸大巷布置的選則 確定運輸大巷在各煤層中的具體位置是與選擇運輸大巷的布置方式密切聯系的。 由于 申莊 礦下部煤層為 中 厚煤層， 具 備布置煤層大巷的條件，所以設計決定將大巷布置在煤層中，易于 掘進 。但是煤層大巷也有下列缺點： A 煤層大巷的巷道維護困難，維護費用高。 C 為便于巷道維護，須在煤層大巷 上下兩側各留 4050m 的煤柱，煤柱回收困難，資源損失大。 從世界各國技術發展來看，煤層大巷是發展趨勢。 C 煤系基底有近距離富含溶洞水的巖層，不宜布置底板巖層大巷，而該煤層又有較堅硬的頂板，有設置大巷的條件。 ② 巖層大巷 巖層大巷能適應地質構造的變化，便于保持一定的坡度和方向。巖石大巷的主要問題是巖石掘進工程量大，要求的掘進設備 多，掘進速度慢。 河北工程大學畢業設計 30 采區劃分 采區劃分應遵循以下原則： （ 1） 采區宜雙面布置，當地質構造限制時，或在安全上有特殊要求時， 可 以單面布置。 （ 2） 開采煤層群時，以集中或分組布置采區。 采區的劃分 首山一礦 根據井田面積和各個水平面積共將井田分成八個采區。由于采區的傾斜長度受到上山長度、通風線路等限制，盡量不超過 1000m，但由于如果上山長度過短，第一水平未能滿足服務年限要求，所以采區的傾斜長度初步定為平均 1100m，選用較大絞車進行上山中的輔助提升。并且由于兩個上下層煤工作面同采，能夠達產 ，符合規程要求。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，井底車場線路平面布置必須滿足下列要求： （ 1）井底車場線路布