采礦工程畢業設計論文-楊莊煤礦12mta新井設計(已改無錯字)

　　

【正文】 4 煤層因受巖漿侵入影響，以無煙煤為主，天然焦次之。無煙煤灰分 Ad=～ ％，平均 ％。硫分 =～ ％，平均％。揮發份 Vdaf=～％，平均 ％；發熱量=～ MJ/kg ，平均 。5 煤層煤種齊全，井田中西部以瘦煤、焦煤為主，貧煤次之；井田東部以貧煤為主。平均灰分瘦煤 ％；焦煤 ％；貧煤 ％。硫分含量較之其他煤層略高，平均硫分瘦煤、焦煤、貧煤為 ～％；無煙煤為 ％。平均揮發分 Vdaf=～％；平均發熱量=～ MJ/kg。6 煤層絕大部分為瘦煤，焦煤次之。平均灰分瘦煤和焦煤均為％。平均硫分瘦煤為 ％，焦煤為 ％。平均揮發分Vdaf=～ ％；平均發熱量 =～ MJ/kg。 煤的工業用途本礦井各可采煤層，除少數煤層因巖漿巖侵蝕局部變為天然焦和無煙煤外，均為屬中、高變質階段。煤種從焦煤、瘦煤、貧煤次之。各煤層主要煤質指標穩定，變化幅度不大，原煤屬于中灰、高灰熔點、中等～強粘結性、中等～中高發熱量煤。各煤層結焦性能良好、特低～低硫、特低磷，砷和氯的含量甚微。故本礦井的各煤層，除可作為良好的動力用煤外，還可做遠洋船舶及內海船舶用煤。洗精煤可作為較好煉焦配煤，中煤可以直接用于發電。中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 13 頁 瓦斯根據以前礦井瓦斯等級鑒定，本礦井為低瓦斯礦井，瓦斯涌出量較小，具體數據如下：5 煤層在一、二水平的瓦斯涌出量一般在 ～ 3/t，個別達 m3/t。 6 煤層一、二水平瓦斯涌出量一般在 ～ m3/，個別的達 m3/t。該井田在勘探過程中煤塵爆炸性和煤層自然性未做過專門試驗鑒定。在生產過程中，1995 年由煤科院重慶分院鑒定部分樣品，其結果如下：（一）煤層爆炸性：煤塵爆炸性指數為 ～％，主要可采煤層的煤塵具有爆炸性，可定為具有煤塵爆炸性危險的礦井。（二）煤層自然性：煤層無自然發火傾向。中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 14 頁 圖 地層綜合柱狀中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 15 頁 2 井田境界和儲量 井田境界 井田范圍東部邊界：以煤層露頭的氧化帶為界；西部邊界：以土型煤礦為界；南部邊界：南部以煤層露頭的氧化帶為界； 北部邊界：北部到朱莊煤礦和李樓煤礦礦界。 開采界限井田內含煤地層為石炭系太原組、二疊系山西組、下石盒子組和上石盒子組。煤系地層總厚 997m，含煤 20 層，平均煤厚 ，其中下石盒子組含主要可采煤層五煤層，山西組含主要可采煤層六煤層。本礦井設計只針對 5 號煤層設計。開采上限：3 號煤層有 3 個分層，系薄煤層。4 號煤層局部可采。開采下限：6 號煤層下有十幾層煤線，故 6 號煤層為下部邊界。 井田尺寸井田的走向最大長度為 ，最小長度為 ，平均 km。井田傾斜方向的最大長度為 ，最小長度為 ，平均 km。煤層的傾角最大為 15176。，最小為 5176。，平均為 10176。本井田角度變化很大分為五部分來計算：（如圖 ）第一部分的水平面積由 AutoCAD 工具中的查詢面積可得；S1=（km 2） ，則第一部分的實際井田面積為；S1=176。=（km 2） 。第二部分的水平面積由 autoCAD 工具中的查詢面積可得：S2=（km 2） ，則第二部分的實際井田面積為：S2=176。=（km 2） 。第三部分的水平面積由 AutoCAD 工具中的查詢面積可得；S3=（km 2） ，則第三部分的實際井田面積為；S3=176。=（km 2） 。中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 16 頁 第四部分的水平面積由 AutoCAD 工具中的查詢面積可得；S4=（km 2） ，則第四部分的實際井田面積為；S4=176。=（km 2） 。第五部分的水平面積由 AutoCAD 工具中的查詢面積可得；S5=（km 2） ，則第五部分的實際井田面積為；S5=176。=（km 2） 。所以井田的總面積 S 為：S= S1+S2+ S3+ S4+ S5=（km 2） 。井田賦存狀況示意圖如圖 圖 井田賦存狀況示意圖 礦井工業儲量 儲量計算基礎（一）根據楊莊井田地質勘探報告提供的煤層儲量計算圖計算；（二）依據《煤炭資源地質勘探規范》關于化工、動力用煤的標準：計算能利用儲量的煤層最低可采厚度為 ，原煤灰分不大于 40%。計算暫不能利用儲量的煤層厚度為 ～；（三）依據國務院過函（1998）5 號文《關于酸雨控制區及二氧化硫污染控制區有關問題的批復》內容要求：禁止新建煤層含硫份大于 3%的礦井。12345N中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 17 頁 硫份大于 3%的煤層儲量列入平衡表外的儲量；（四）儲量計算厚度：夾石厚度不大于 時，與煤分層合并計算，復雜結構煤層的夾石總厚度不超過每分層厚度的 50%時，以各煤分層總厚度作為儲量計算厚度；（五）井田內主要煤層穩定，厚度變化不大，煤層產狀平緩，勘探工程分布比較均勻，采用地質塊段的算術平均法。（六）煤層容重：5 號煤層容重為 ，6 號煤層容重為 井田地質勘探本區煤田勘探自 1956 年始，由華東地質局 325 隊進行詳查，以后又由原淮北礦務局勘探隊進行大量補勘工作，直到礦井投產后的 1977 年，該期間先后完成和提交《一、二、三井田詳勘報告》 ， 《四、五、六井田詳勘報告》 ， 《二水平延深勘探報告》 。1986 年，原淮北礦務局勘探隊在楊莊井田與朱莊井田、李樓井田等重新調整過的井田邊界范圍基礎上，以滿足三水平延深設計為目的，施工 41個鉆孔，總計 ,的進尺量，于 1990 年提交 《三水平延深補充勘探地質報告》 。該報告提交以來，即 1990 年至今，井田境內先后又施工 11 個鉆孔，使得全井田歷年地面總施工的鉆孔達 405 個，總進尺 。《三水平延深補充勘探地質報告》提交前的各次勘探施工的鉆孔煤層級別、巖芯采取率、煤芯采取率、鉆孔測斜、鉆孔封孔及測井工程質量評價。并且， 《三水平延深補充勘探地質報告》確定本井田的勘探類型為構造中等，煤層較為穩定的“ 二類二型 ”，并經淮煤地字（ 90）第 912 號文批復同意。 工業儲量計算礦井主采煤層為 5 煤層，其平均厚度分別為 ，則礦井的工業儲量如式 21。Zg =SM γ （ 21）式中：Zg——礦井工業儲量，萬 t；S ——礦井實際的井田面積， 2； M ——煤層平均厚度，煤層的厚度 M =；γ ——煤的平均容重，煤層的容重 γ= t/m3；則 Zg= 萬 t。 礦井可采儲量中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 18 頁 安全煤柱留設原則（一）工業廣場保護煤柱根據《關于煤礦設計規范中若干條文修改的決定（試行） 》之規定：井型在 120 萬 t/a 及以上，占地面積指標為 公頃/10 萬 t。工業場地占地面積指標見表 。據此，確定工業廣場占地面積為 公頃，工業廣場的形狀為長方形，長 450m,寬 320m。又根據《煤炭工業礦井設計規范》之規定，工業廣場屬二級保護，其圍護帶寬度為 15m。因此，加上圍護帶，工業廣場需要保護的尺寸為：長寬=465335=155 ，775m 2。保護煤柱按垂直剖面法作圖確定。用巖層移動角確定工業場地、村莊煤柱。巖層移動角為β70176。、γ75176。、δ75176。，表土層移動角為 45176。根據垂直剖面法作圖，如圖 所示。則工業廣場保護煤柱面積損失為：592325 平方米。表 工業場地占地面積指標井型（萬 t/a） 占地面積指標（公頃/10 萬 t）240 及以上 120180 4590 930 （二）斷層保護煤柱斷層按其落差大小不同，根據《煤礦設計手冊》規定：落差50m 的斷層，兩側各留 50m 的煤柱；落差20m ～ ≤50m 的斷層，兩側各留 30m煤柱；落差10m ～ ≤20m 的斷層，兩側各留 20m 煤柱；落差10m 的斷層不留設斷層煤柱。（三）井田邊界保護煤柱井田邊界保護煤柱留設 50m 寬，則井田邊界長 11474 米，保護煤柱面積損失量為 573700 平方米。（四）大巷兩側的保護煤柱寬度各為 30m,露頭為 50m,風井場地 20m,村莊 10m。 礦井永久保護煤柱損失量（一）井田邊界保護煤柱留設 50m 寬，井田邊界長 11474m,則井田邊界保護煤柱損失量為： 萬 t。（二）斷層保護煤柱斷層煤柱留設 30m 寬，則斷層保護煤柱損失量為： 萬 t。中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 19 頁 （三）工業廣場保護煤柱工業廣場按Ⅱ級保護煤柱寬度 15m，工業廣場面積有表 確定，取 公頃，工業廣場保護煤柱如圖 ，則工業廣場保護煤柱壓煤量為： 萬 t。 Bb2a2a3dCADc1d1a1圖 工業廣場保護煤柱（四）大巷保護煤柱以大巷中心為基點，大巷兩側的保護煤柱寬度各為 30m，則大巷保護煤柱損失量為： 萬 t。（五）井筒保護煤柱主、副井井筒保護煤柱在工業廣場保護煤柱范圍內，故主、副井的井筒保護煤柱損失量為 0，風井井筒保護煤柱為 20m，則風井井筒保護煤柱布置在防水煤柱之內，故風井的井筒保護煤柱損失量為 0。 （六）防水煤柱由于松散層第四系含水層直接覆蓋煤系地層上,礦井在淺部開采時,必須留設合適的防水煤柱,防止礦井突水。導水裂隙帶的高度由式 22 確定：中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 20 頁 H=100ΣM/（+）177。 （22）式中：H——導水裂隙帶高度； ΣM——可采煤層厚度之和 ,m,ΣM=4。則： H=40177。 取防水煤柱垂直高度為 45m，其傾斜長度平均為 235m，則防水煤柱損失量為： 萬噸。各種保護煤柱損失量見表 。 表 保護煤柱損失量煤柱類型 儲量（萬 t）井田邊界保護煤柱 斷層保護煤柱 工業廣場保護煤柱 大巷保護煤柱 井筒保護煤柱 0防水煤柱 合計 礦井可采儲量礦井可采儲量是礦井設計的可以采出的儲量，可按式 23 計算：Zk = （Z gP）C （23）式中： Zk——礦井可采儲量，萬 t；P——保護工業場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設的永久保護煤柱損失量， 萬 t；C——采區采出率，厚煤層不小于 ；中厚煤層不小于 ；薄煤層不小于 ；地方小煤礦不小于 。則，礦井設計可采儲量：Zk=（萬 t）中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 21 頁 3 礦井工作制度及設計生產能力、服務年限 礦井工作制度跟據《煤炭工業礦井設計規范》相關規定，確定礦井設計年工作日為330 天，工作制度采用“ 三八制 ”，每天三班作業，每班工作 8 小時。按照《煤炭工業礦井設計規范》規定：礦井每晝夜凈提升時間 16 小時。這樣充分考慮了礦井的富裕系數，防止礦井因提升能力不足而影響礦井的增產或改擴建。因此本礦設計每晝夜凈提升時間為 16 小時。 礦井設計能力及服務年限 確定依據《煤炭工業礦井設計規范》第 條規定：礦井設計生產能力應根據資源條件、開采條件、技術裝備、經濟效益及國家對煤炭的需求等因素，經多方案比較或系統優化后確定。礦區規模可依據以下條件確定：（一）資源情況：煤田地質條件簡單，儲量豐富，應加大礦區規模，建設大型礦井。煤田地質條件復雜，儲量有限，則不能將礦區規模定得太大；（二）開發條件：包括礦區所處地理位置（是否靠近老礦區及大城市） ，交通（鐵路、公路、水運） ，用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等。條件好者，應加大開發強度和礦區規模。否則應縮小規模；（三）國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質、產量等）的預測是確定礦區規模的一個重要依據；（四）投資效果：投資少、工期短、生產成本低、效率高、投資回收期短的應加大礦區規模，反之則縮小規模。 礦井設計生產能力楊莊井田儲量豐富，煤層賦存較穩定，頂底板條件好，斷層少，傾角變化大，厚度變化不大，開采條件較簡單，技術裝備先進，煤質為貧煤、瘦煤，且位于交通運輸便利的華東地區，市場需求量大，經濟效益好，宜建大型礦井，綜合以上因素確定楊莊礦井設計生產能力為 Mt/a。 礦井服務年限礦井服務年限必須與井型相適應。中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 22 頁 礦井可采儲量 Zk、設計生產能力 A、礦井服務年限 T 三者之間的關系如式 31 所示： （31）kZT??式中：T——礦井服務年限，a； Zk——礦井可采儲量， 萬 t； A——設計生產能力, 120 萬 t； K——礦井儲量備用系數，取 ；則，礦井服務年限為：T = 68 a符合《煤炭工業礦井設計規范》要求。 井型校核按礦井的實際煤層開采能力，輔助生產能力，儲量條件及安全條件因素對井型進行校核：（一）煤層開采能力井田內 5 號煤層平均厚度 4m，6 號煤層平均厚度為 ，賦存穩定，厚度變化不大。根據現代化礦井“一礦一井一面， ”的發展模式，可以布置一個綜采工作面保產。（二）輔助生產環節的能力校核礦井設計為大型礦井，開拓方式為雙立井二水平開拓，主立井采用箕斗提煤，副立井采用罐籠提升，運輸能力和大型設備的下放可以達到設計井型的要求。工作面生產的原煤經順槽膠帶輸送機到上下山膠帶輸送機進入采區煤倉