大雁礦業(yè)集團(tuán)一礦1.5Mta新井設(shè)計(jì)

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I 摘 要 本設(shè)計(jì)礦井為大雁礦業(yè)集團(tuán)大雁一礦 1 50Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 共有可采煤 層 4 層 分別為 17 18 19 25 煤層總厚度為 11 2 米 設(shè)計(jì)井田的可 采儲(chǔ)量 114 99Mt 服務(wù)年限為 54 7 年 由于煤層傾角為 9 屬緩傾斜煤層 所以本礦井設(shè)計(jì)采用小傾角煤層群反傾斜開拓方式 劃分為 1 個(gè)水平 13 個(gè) 帶區(qū) 一個(gè)工作面達(dá)產(chǎn) 達(dá)產(chǎn)時(shí)帶區(qū)個(gè)數(shù)為兩個(gè) 一個(gè)開采 一個(gè)準(zhǔn)備 大巷 運(yùn)輸采用 10 噸架線式電機(jī)車牽引 3 噸底卸式礦車運(yùn)輸 采用的采煤方法為傾 斜長(zhǎng)壁采煤法 采煤工藝為綜合機(jī)械化采煤工藝 頂板處理方法為全部跨落法 關(guān)鍵詞 礦井設(shè)計(jì) 傾斜長(zhǎng)壁采煤法 全部跨落法 II Abstract The mine design Dayan Mining Group for a spot ore 1 50 Mt a new mine design A total coal seam to four layers namely 17 18 19 25 Total coal thickness of 11 2 meters Mine design recoverable reserves of 114 99 Mt design service life of 54 7 years As seam inclination of 11 is a gently inclined seam Adviser of the mine design using small angle seam group develop comprehensive anti tilt classified as a level of 13 bands Face up to a production production of the district brought the number to two a mining prepared Roadway transport 10 tons of used F Line traction motor vehicles three tons dump cars transport The mining method for inclined longwall mining coal mining technology for integrated mechanized mining technique Roof approach for the entire cross loading method Keyword Mine Design Inclined longwall mining method All inter drop method III 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 緒論 VII 第 1 章 井田概況及地質(zhì)特征 1 1 1 井田概況 1 1 1 1 交通位置 1 1 1 2 地形地勢(shì) 1 1 1 3 氣象及地震 2 1 2 地質(zhì)特征 2 1 2 1 礦區(qū)內(nèi)的地層情況 2 1 2 2 地質(zhì)構(gòu)造 2 1 2 3 煤層賦存狀況及可采煤層特征表 3 1 2 4 巖石性質(zhì) 厚度特征 4 1 2 5 井田水文地質(zhì)情況 5 1 2 6 沼氣 煤塵及煤的自燃性 5 1 2 7 煤質(zhì) 牌號(hào)及用途 5 第 2 章 井田境界及儲(chǔ)量 6 2 1 井田境界 6 2 1 1 確定井田的依據(jù) 6 2 1 2 井田境界及井田周邊情況 6 2 1 3 井田未來(lái)發(fā)展情況 6 2 2 井田儲(chǔ)量 6 2 2 1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 6 2 2 2 保安煤柱 7 2 3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務(wù)年限 8 2 3 1 礦井工作制度 8 2 3 2 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 8 第 3 章 井田開拓 10 IV 3 1 概 述 10 3 1 1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 10 3 1 2 影響本設(shè)計(jì)礦井開拓方式的因素及具體情況 10 3 2 礦井開拓方案的選擇 10 3 2 1 井硐形式和井口位置 10 3 2 2 開采水平數(shù)目和標(biāo)高 11 3 2 3 開拓巷道的布置 12 3 3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 16 3 3 1 井硐形式和數(shù)目 16 3 3 2 井硐位置及坐標(biāo) 17 3 3 3 水平數(shù)目及高度 17 3 3 4 石門 大巷 運(yùn)輸大巷 回風(fēng)大巷 數(shù)目及布置 17 3 3 5 井底車場(chǎng)形式的選擇 18 3 3 6 煤層群的聯(lián)系 19 3 3 7 帶區(qū)劃分 20 3 4 井硐布置及施工 21 3 4 1 井硐穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井筒維護(hù) 21 3 4 2 井硐布置及裝備 21 3 4 3 井筒延伸的初步意見 23 3 5 井底車場(chǎng)及硐室 23 3 5 1 井底車場(chǎng)形式的確定及論證 23 3 5 2 井底車場(chǎng)的布置 存儲(chǔ)線路 行車線路布置長(zhǎng)度 24 3 5 3 通過(guò)能力計(jì)算 25 3 5 4 井底車場(chǎng)主要硐室 28 3 6 開采順序 29 3 6 1 沿煤層傾斜方向的開采順序 29 3 6 2 帶采區(qū)接續(xù)計(jì)劃 29 第 4 章 帶區(qū)巷道布置及帶區(qū)生采產(chǎn)系統(tǒng) 31 4 1 采區(qū)概述 31 4 1 1 設(shè)計(jì)帶區(qū)的位置 邊界 范圍 帶區(qū)煤柱 31 4 1 2 帶區(qū)地質(zhì)及煤層情況 31 4 1 3 帶區(qū)生產(chǎn)能力 儲(chǔ)量及服務(wù)年限 31 V 4 2 帶區(qū)巷道布置 32 4 2 1 區(qū)段劃分 32 4 2 2 帶區(qū)斜巷及車場(chǎng)布置 33 4 2 3 帶區(qū)煤倉(cāng)形式 容量及支護(hù) 37 4 2 4 帶區(qū)硐室簡(jiǎn)介 38 4 2 5 帶區(qū)工作面的接續(xù) 39 4 3 帶區(qū)準(zhǔn)備 39 4 3 1 帶區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序 39 4 3 2 帶區(qū)主要巷道的斷面及支護(hù)方式 40 第 5 章 采煤方法 42 5 1 采煤方法的選擇 42 5 2 回采工藝 42 5 2 1 選擇和決定回采工作面的工藝過(guò)程 42 5 2 2 工作面循環(huán)方式和勞動(dòng)組織形式 43 第 6 章 井下運(yùn)輸和礦井提升 46 6 1 礦井井下運(yùn)輸 46 6 1 1 運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定 46 6 1 2 礦車的選型及數(shù)量 47 6 1 3 帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 48 6 2 礦井提升系統(tǒng) 48 6 2 1 礦井主提升設(shè)備的選擇及計(jì)算 48 第 7 章 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 50 7 1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 50 7 1 1 概述 50 7 1 2 通風(fēng)系統(tǒng)確定的因素 50 7 2 風(fēng)量計(jì)算與風(fēng)量分配 51 7 2 1 風(fēng)量計(jì)算 51 7 2 2 風(fēng)量分配 56 7 2 3 風(fēng)速計(jì)算 56 7 2 4 風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法和措施 57 7 3 礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算 58 VI 7 3 1 確定全礦井最大通風(fēng)阻力和最小通阻力 58 7 3 2 礦井等積孔的計(jì)算 59 7 4 通風(fēng)設(shè)備的選擇 59 7 4 1 主扇的選擇計(jì)算 59 7 4 2 電動(dòng)機(jī)的選擇 60 7 4 3 反風(fēng)措施 60 7 5 礦井安全技術(shù)措施 60 7 5 1 瓦斯與煤塵的防護(hù)措施 61 7 5 2 火災(zāi)與水患的預(yù)防 61 7 5 3 其他事故的預(yù)防 61 第 8 章 礦井排水 62 8 1 概述 62 8 1 1 礦井水來(lái)源及涌水量 62 8 1 2 對(duì)排水設(shè)備的要求 62 8 2 礦井主要排水設(shè)備 63 8 2 1 排水方式與排水系統(tǒng)簡(jiǎn)介 63 8 2 2 主排水設(shè)備及管路的選擇計(jì)算 63 第 9 章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 66 總 結(jié) 68 致 謝 69 參考文獻(xiàn) 70 附錄一 71 附錄二 76 VII 緒論 大學(xué)四年使我掌握了采礦學(xué)科的基本知識(shí)和理論 而畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我所學(xué) 知識(shí)的綜合性考核 為了能更好的鞏固和運(yùn)用這些知識(shí) 我選了內(nèi)蒙古大雁一 礦的新井設(shè)計(jì) 而且我在畢業(yè)實(shí)習(xí)中也收集了一些關(guān)于大雁一礦的資料 本設(shè) 計(jì)主要是關(guān)于新礦井的建設(shè) 其中包括開拓方式 采煤工藝 支護(hù)方式 設(shè)備 選型以及礦井的各個(gè)系統(tǒng) 隨著國(guó)家能源政策的調(diào)整和市場(chǎng)供求的平衡 井田 開拓模式也迎來(lái)了改革和創(chuàng)新的春天 本設(shè)計(jì)就是從煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展這 一基點(diǎn)出發(fā) 提出了一種全新的 簡(jiǎn)單的 低成本的 環(huán)保型的 主要是針對(duì) 煤層傾角小于 120的小煤層群的井田開拓模式 這種開拓方式采用反傾斜的巷 道布置 不需要布置上下山 因此 可以節(jié)省很多開采費(fèi)用 也更利于礦井的 生產(chǎn)和管理 在設(shè)計(jì)時(shí) 需要對(duì)礦井的地質(zhì)情況 煤層的受力等情況進(jìn)行分析 這樣才能使建成的礦井更加符合實(shí)際 符合國(guó)家的政策規(guī)定和技術(shù)規(guī)程 我希望通過(guò)做本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 能夠增強(qiáng)我運(yùn)用理論知識(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)技術(shù)工作 的能力 熟悉有關(guān)煤炭工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)的方針政策 并且能夠很好的運(yùn)用他們 為 我以后的工作打下良好的基礎(chǔ) 1 第 1 章 井田概況及地質(zhì)特征 1 1 井田概況 1 1 1 交通位置 大雁礦區(qū)位于大興安嶺西麓海拉爾河中游 隸屬于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾 鄂溫克族自治旗管轄 礦區(qū)南接巴彥嵯崗蘇木北連海拉爾河與陳巴爾虎旗相望 東 鄰牙克石市 西至海拉爾區(qū) 礦區(qū)交通便利 301 國(guó)防公路通過(guò)礦區(qū)北部 濱 洲線鐵路穿過(guò)礦區(qū)中部 見圖 1 1 圖 1 1 交通位置圖 1 1 2 地形地勢(shì) 大雁礦區(qū)位于大興安嶺西北麓 地勢(shì)為四周高中部低 呈盆地狀 海撥標(biāo) 高在 640 900 米之間 地表植被以草本植物為主 有部分森林 礦區(qū)北部及 南部有水系和沼澤 大雁一礦井田地形比較簡(jiǎn)單 其地勢(shì)為東南高而西北低 海撥標(biāo)高在 653 89 716 89 米之間 一般在 665 00 米左右 2 1 1 3 氣象及地震 大雁礦區(qū)屬亞寒帶大陸性氣候 冬季漫長(zhǎng)而寒冷 春季干燥風(fēng)大 夏季濕 潤(rùn)短促 秋季氣溫驟降 年降雨量小 蒸發(fā)量大 年平均降水量為 345 2 毫米 年平均蒸發(fā)量為 1314 7 毫米 年平均風(fēng)速為 2 9m s 最大風(fēng)速為 23 m s 風(fēng) 向多為西南 年平均氣溫為 3 1 C 最低氣溫為 46 7 C 最高氣溫為 36 5 C 結(jié)凍期為每年 10 月至第二年 4 月末 凍結(jié)厚度一般在 3 米左右 并有島狀永久凍土層 降雪期為每年 9 月到第二年的 5 月中旬 本地區(qū)地震動(dòng) 峰值加速度 g 為 0 05 對(duì)照地震裂度為 6 度 1 2 地質(zhì)特征 1 2 1 礦區(qū)內(nèi)的地層情況 大雁礦區(qū)的地層有中生界白堊系下統(tǒng)梅勒?qǐng)D組的酸性熔巖和碎屑巖 大 磨拐河組的凝灰碎屑巖 泥巖 砂巖 煤層及伊敏組的泥巖 粉砂巖及煤層和 新生界第四系的松散沉積物 現(xiàn)將主要地層概況分述如下 1 白堊系下統(tǒng)梅勒?qǐng)D組 K1m 本組地層在煤田內(nèi)大面積出露 是煤系基底 系指廣泛發(fā)育于大興安嶺 各地的以中基性火山巖為主 并含有碎屑巖和酸性熔巖的一套地層 其巖性主 要由氣孔杏仁狀玄武巖 安山玄武巖和紫 灰紫色 黑色的拉斑玄武巖所組成 頂部夾薄層凝灰?guī)r或角礫巖 該地層平行不整合于九峰山組之上 與大磨拐河 組呈不整合接觸 其厚度在 150 370 米之間 2 白堊系下統(tǒng)大磨拐河組 K1d 本組地層全區(qū)發(fā)育 為本區(qū)最有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的含煤地層 根據(jù)巖石組合及 含煤情況 巖性特征 可劃分為上 中 下三個(gè)巖段 1 2 2 地質(zhì)構(gòu)造 區(qū)域內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主 地層基本是單斜狀產(chǎn)出 斷裂方向以近東西向的 走向斷裂及南北向斷裂為主 區(qū)內(nèi)無(wú)巖漿巖侵入 地層傾角在 8 15 之間 見表 1 1 1 2 3 表 1 1 本區(qū)域地層 界 系 統(tǒng) 組 符號(hào) 厚度 m 巖 性 變 化 情 況 化石種類 新 生 界 第 四 系 海 拉 爾 組 Qh 6 57 上 部 為 黑 色 腐 植 土 和 黃 色 風(fēng) 成 砂 下 部 為 粘 土 亞 粘 和 砂 礫 伊 敏 組 K1ym 233 850 主 要 為 泥 巖 和 粉 砂 巖 夾 細(xì) 中 粗 砂 巖 煤 層 及 碳 質(zhì) 泥 巖 與 下 部 地 層 整 合 接 觸 含 蕨 類 銀 杏 鐵 杉 等 植 物 化 石 大 磨 拐 河 組 K1d 200 620 為 主 要 含 煤 組 含 煤 20 余 層 17 個(gè) 可 采 煤 層 主 要 含 費(fèi) 爾 干 蚌 葉 肢 介 費(fèi) 爾 干 蚌 視 近 種 蕨 類 銀 杏 及 鐵 杉 中 生 界 白 堊 系 下 統(tǒng) 梅 勒 圖 組 K1m 150 370 上 為 泥 巖 砂 巖 和 薄 煤 層 中 為 中 基 性 熔 巖 下 為 泥 巖 夾 玄 武 巖 和 薄 煤 層 表 1 2 主要斷層發(fā)育及落差表 斷層面 斷層面 落差 水平斷順序 名稱 性質(zhì) 走向 傾向 傾角 m 距 m 1 F2 正 NS EW 50o 60 130 70 100 2 F3 正 NS WE 40o 15 50 2 10 3 F4 正 NS EW 55o 16 120 40 100 4 F5 正 WE SN 40o 40 120 50 80 1 2 3 煤層賦存狀況及可采煤層特征表 本區(qū)含煤地層可劃分為上下兩個(gè)組 即上部伊敏組和下部大磨拐河組 大 4 磨拐河組的 25 號(hào)煤層為全區(qū)發(fā)育穩(wěn)定的可采煤層 17 18 19 號(hào)煤層為全區(qū)基 本發(fā)育穩(wěn)定的大部分可采煤層 見表 1 3 表 1 3 煤層特征表 煤層厚 m 圍巖 最大 最小序號(hào) 煤 層 名 稱 平均 層 間 距 m 傾 角 頂板 底板 煤的牌 號(hào) 容重 t m3 煤層構(gòu) 造及穩(wěn) 定性 3 0 2 4 1 17 2 7 8 中砂 巖 粉砂 巖 褐煤 1 24 較穩(wěn)定 3 0 2 6 47 9 2 18 2 8 9 中粗 砂巖 細(xì)砂 巖 褐煤 1 24 較穩(wěn)定 2 9 2 7 48 1 3 19 2 8 9 細(xì)砂 巖粉 砂巖 細(xì)砂 巖 褐煤 1 24 較穩(wěn)定 3 0 2 8 43 8 4 25 2 9 10 細(xì)砂 巖粉 砂巖 細(xì) 砂 巖 褐煤 1 24 較穩(wěn)定 1 2 4 巖石性質(zhì) 厚度特征 本區(qū)內(nèi)巖性較細(xì) 主要由中砂巖 細(xì)砂巖 粉砂巖及煤層組成 僅有較少 的粗砂巖 含爍砂巖 見表 1 4 表 1 4 巖石特征表 床號(hào) 巖性 厚度 m 面積 km 2 相應(yīng)層位 1 粉砂巖 1 3 18 75 9 12 17 號(hào)煤層 2 細(xì)砂巖 1 1 9 85 11 4 19 25 號(hào)煤層 3 中砂層 0 8 14 15 5 11 18 號(hào)煤層 5 1 2 5 井田水文地質(zhì)情況 大雁煤田位于大興安山脈西北麓 屬于海拉爾盆地的一部分 一礦井田位 于大雁煤田的東南部 煤田內(nèi)沒(méi)有主要河流通過(guò) 本區(qū)含水層以煤系風(fēng)化裂隙帶含水層為主 風(fēng)化帶以下煤系孔隙含水層為 輔 本區(qū)第四系基本不含水 僅在井田西部砂礫層含水 但卻是大氣降水滲 入煤系地層含水層的良好通道 地下水有較完整的循環(huán)系統(tǒng) 即 補(bǔ)給 徑流 排泄過(guò)程天然狀態(tài)下 地下 水總的徑流方向是由東南向西北 也就是由東南方向補(bǔ)給 排泄于西北方向 井田內(nèi)地下水的水質(zhì)類型為 CaHCO3水 礦化度為 366 428 毫克 立升 礦井最大涌水量為 439 5m3 h 最小涌水量為 183 9m3 h 平均涌水量為 270 6m3 h 1 2 6 沼氣 煤塵及煤的自燃性 本礦井屬于低瓦斯礦井 地質(zhì)條件簡(jiǎn)單 開采深度淺 150 米水平以上 瓦斯涌出量非常小 隨著深度增加 瓦斯涌出量逐漸增加 不同煤層瓦斯含量 也有不同 根據(jù)勘探資料 25 號(hào)煤層瓦斯含量較高 其它各煤層含量較小 主 要可采煤層 CH4平均含量為 0 15m3 t 可燃質(zhì) CO 2各煤層平均含量為 0 5m3 t 可燃質(zhì)各主要可采煤層瓦斯自然成分以 N2為主 CO 2次之 CH 4最少 本礦瓦斯相對(duì)涌出量為 0 547m3 t 屬于低瓦斯礦井 煤層無(wú)自然發(fā)火期 1 2 7 煤質(zhì) 牌號(hào)及用途 本區(qū)煤種牌號(hào)單一 區(qū)內(nèi)各煤層其坩堝粘結(jié)性幾乎都是 1 其有害成份含 量很少 硫 S t d 含量總平均為 0 56 而小于 1 磷含量總平均為 0 063 略高于 0 05 而 25 號(hào)煤層的磷含量則低于 0 05 屬于低硫低磷煤 低硫中磷煤 本區(qū)煤巖組分以凝膠化物質(zhì)為主 其次是絲質(zhì)炭化物質(zhì) 以及 含量不高的穩(wěn)定組分和礦物雜質(zhì) 礦物以泥質(zhì)和浸染狀粘土為主 石英顆粒次 之 本區(qū)煤種為褐煤 煤巖鑒定其變質(zhì)階段為 0 階段 煤的灰分產(chǎn)率較高 干 燥基發(fā)熱量較低 全硫含量為低硫煤 為此 本區(qū)煤可供如下兩個(gè)方面使用 1 發(fā)電及鍋爐用煤 6 2 民用生活燃料用煤 第 2 章 井田境界及儲(chǔ)量 2 1 井田境界 2 1 1 確定井田的依據(jù) 1 應(yīng)盡量以自然界線作為井田境界線 2 井田范圍 儲(chǔ)量 煤層賦存及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng) 3 井田劃分時(shí)要考慮礦井本身的發(fā)展和相鄰礦井的關(guān)系 4 可根據(jù)礦體賦存情況采用水平劃分 垂直劃分或按照礦體劃分 2 1 2 井田境界及井田周邊情況 礦區(qū)東接牙克石市 西連海拉爾區(qū) 南鄰巴彥嵯崗蘇木 北至海拉爾河與 陳巴爾虎旗相望 井田南部為煤層露頭 北部 F5斷層為界 西以 F2斷層為界 東以 F4斷層 為界 煤層平均傾角為 9 平均容重 1 24t m3 井田走向長(zhǎng)度 5000m 傾向長(zhǎng)度 2300m 2 1 3 井田未來(lái)發(fā)展情況 一礦位于大雁礦區(qū)的東南部 隨著生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平全面的提 高 井田范圍內(nèi)探明儲(chǔ)量會(huì)越來(lái)越精確 可能在更深部發(fā)現(xiàn)可采煤層 2 2 井田儲(chǔ)量 2 2 1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 設(shè)計(jì)井田范圍內(nèi)的煤層有 17 18 19 25 四層 各煤層儲(chǔ)量計(jì)算邊界 與井田境界基本一致 礦井初步設(shè)計(jì)應(yīng)計(jì)算以下儲(chǔ)量 1 礦井地質(zhì)儲(chǔ)量 按照地質(zhì)勘探計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的礦井儲(chǔ)量 7 2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量 在煤炭勘探中 將能利用儲(chǔ)量劃分為 A B C 三級(jí)儲(chǔ) 量 A B C 三級(jí)儲(chǔ)量的計(jì)算方法 應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) 煤炭資源地質(zhì)勘探 規(guī)范 的規(guī)定 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指井田精查地質(zhì)報(bào)告提供的平衡表內(nèi) A B C 級(jí) 儲(chǔ)量 它是礦井設(shè)計(jì)的依據(jù) 3 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱 防水煤柱 井田境界煤柱和已有的地面建筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久性煤柱損失量后 的儲(chǔ)量 4 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地的保護(hù)煤柱 礦井井 下主要巷道及上 下山保護(hù)煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率后的儲(chǔ)量 詳見表 2 1 可采煤層儲(chǔ)量總表 表 2 1 礦井可采儲(chǔ)量匯總表 煤炭損失量 水 平 煤 層 工業(yè)儲(chǔ)量 A B C 萬(wàn) t 工業(yè) 場(chǎng)地 井田境 界 斷層 巷道 合計(jì) 開采損 失 可采儲(chǔ) 量 萬(wàn) t 17 3683 107 49 27 96 279 737 2667 18 3891 121 50 30 101 302 778 2811 19 4082 136 52 33 112 333 816 2933 25 4315 148 54 35 127 364 863 3088 合計(jì) 15971 512 205 125 436 1278 3194 11499 2 2 2 保安煤柱 1 保護(hù)煤柱的留設(shè)方法 1 工業(yè)場(chǎng)地及主要井巷保護(hù)煤柱留設(shè) 工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱留設(shè) 應(yīng)在確定地面受保護(hù)面積后 用移動(dòng)角圈定煤柱 范圍 移動(dòng)角數(shù)值應(yīng)采用本礦區(qū)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)或與本礦區(qū)條件類似的礦區(qū)的實(shí)測(cè)數(shù) 據(jù)選取 工業(yè)場(chǎng)地地面受保護(hù)面積應(yīng)包括受保護(hù)對(duì)象及圍護(hù)帶 圍護(hù)帶寬度為 15m 不包括在工業(yè)場(chǎng)地范圍內(nèi)的立井 圈定其保護(hù)煤柱時(shí) 地面受保護(hù)對(duì)象 應(yīng)包括井口房 絞車房或通風(fēng)機(jī)房風(fēng)道等 圍護(hù)寬度為 20m 圈定立井保護(hù)煤 柱時(shí) 應(yīng)根據(jù)井筒深度 巖性 用途 煤層賦存條件及地形特點(diǎn)等因素 按國(guó) 8 家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) 建筑物 水體 鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程 的有 關(guān)規(guī)定執(zhí)行 斜井或巷道上方的煤層是否留設(shè)保護(hù)煤柱 巷道所在的圍巖性質(zhì) 應(yīng)根據(jù)巷道距地表的垂深 巷道與煤層的法線距離等因素確定 斜井或巷道下 方煤層 應(yīng)從巷道保護(hù)煤柱邊界起 用巖層移動(dòng)角圈定保護(hù)煤柱 2 斷層帶幾井田徑界煤柱的留設(shè) 斷層帶及井田境界煤柱可按照 30 50m 的煤柱寬度來(lái)計(jì)算 并不是所有 的地面建筑物 河流等均須留置保護(hù)煤柱 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)習(xí)井的具體情況和 三下 采煤理論進(jìn)行分析 2 本井田邊界煤柱留設(shè)及斷層 井筒周邊煤柱的留設(shè) 井田邊界煤柱留設(shè)為 30m 斷層帶煤柱留設(shè)為 30m 井筒周邊煤柱留設(shè)為 15m 2 3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務(wù)年限 2 3 1 礦井工作制度 根據(jù) 設(shè)計(jì)規(guī)范 規(guī)定 1 礦井年工作日為 330 天 2 礦井每晝夜四班工作 其中三班進(jìn)行采 掘工作 一班進(jìn)行檢修 3 每日凈提升時(shí)間 16h 小時(shí) 2 3 2 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 1 根據(jù) 設(shè)計(jì)規(guī)范 礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)為 大型礦井 1 20 1 50 1 80 2 40 3 00 4 00 及以上 Mt a 中型礦井 0 45 0 60 0 90 Mt a 小型礦井 0 09 0 15 0 21 0 30 Mt a 除上述井型以外 不應(yīng)出現(xiàn)介于兩種設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的中間井型 2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力方案比較 本礦井已查明的工業(yè)儲(chǔ)量為 159 71Mt 估算本井田內(nèi)工業(yè)廣場(chǎng)煤柱 境界 煤柱等京永久煤柱損失量占工業(yè)儲(chǔ)量的 10 各可采層均為中厚煤層 按礦井 9 設(shè)計(jì)規(guī)范要求確定本礦的采區(qū)采出率為 80 由此計(jì)算確定本井田的可采儲(chǔ)量 為 114 99Mt 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告的資料描述 煤層儲(chǔ)量豐富 地質(zhì)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單 煤層生 產(chǎn)能力大以及煤層賦存深等因素 初步?jīng)Q定采用大型礦井設(shè)計(jì) 并初步確定三 個(gè)方案 即礦井生產(chǎn)能力為 1 20Mt a 1 50Mt a 和 1 80Mt a 三個(gè)方案 分析 論證如下 按照公式 P Z AK 式中 P 為礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 a Z 井田的可采儲(chǔ)量 Mt A 為礦井生產(chǎn)能力 Mt a K 為礦井儲(chǔ)量備用系數(shù) 一般取 1 4 計(jì)算得 P1 68 4a P2 55 7a P3 45 6a 經(jīng)與 規(guī)程 和 采礦設(shè)計(jì)手冊(cè) 相核對(duì) 確定 54 7a 為比較合理的服務(wù) 年限 即本礦井的生產(chǎn)能力為 1 50Mt a 服務(wù)年限為 54 7a 10 第 3 章 井田開拓 3 1 概 述 3 1 1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 一礦位于大雁礦區(qū)的東南部 其地理坐標(biāo)為東經(jīng) 120 30 56 120 37 18 北緯 49 13 11 49 15 00 礦區(qū)東接牙克石市 西連海 拉爾區(qū) 南鄰巴彥嵯崗蘇木 北至海拉爾河與陳巴爾虎旗相望 附近無(wú)大型礦 井 本礦井采用立井開拓方式 3 1 2 影響本設(shè)計(jì)礦井開拓方式的因素及具體情況 1 大雁礦區(qū)位于大興安嶺西北坡 地勢(shì)為四周高中部低 呈盆地狀 海 撥標(biāo)高在 640 900 米之間 地表植被以草本植物為主 有部分森林 礦區(qū)北 部及南部有水系和沼澤 一礦井田內(nèi)地形比較簡(jiǎn)單 其地勢(shì)為東南高而西北低 海撥標(biāo)高在 653 89 716 89 米之間 一般在 665 00 米左右 2 整個(gè)井田的煤層上部標(biāo)高在 600m 下部標(biāo)高在 200m 東部以 F4斷層為 界 西部以 F2斷層為界 本井田煤層系緩傾斜中厚煤層 整個(gè)礦區(qū)共有四層可 采煤層 即 17 18 19 25 全區(qū)發(fā)育 煤層走向長(zhǎng)度為 5 公里 傾向 2 3 公里 這四層煤的間距均小于 50m 可聯(lián)合開采 3 煤層平均傾角約 9 且含水層較少 4 井田內(nèi)有 F2 F 3 F 4 F 5四條斷層 5 頂 底板為粉砂巖 細(xì)砂巖 中砂巖等硬質(zhì)巖層 穩(wěn)定性較好 3 2 礦井開拓方案的選擇 3 2 1 井硐形式和井口位置 1 井筒形式 井筒形式選擇立井井筒開拓 由于立井井筒的適應(yīng)性很強(qiáng) 具有通過(guò)復(fù)雜 地質(zhì)地段的能力強(qiáng) 生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單 提升能力大 機(jī)械化程度高 維護(hù)費(fèi)用低 11 有效斷面大 通風(fēng)條件好 管線短 物料和人員升降速度快等優(yōu)點(diǎn) 2 井口位置 選擇井筒位置時(shí)應(yīng)從技術(shù) 經(jīng)濟(jì) 保安礦量 安全等四個(gè)方面出發(fā) 考 慮以下因素 1 井下條件 在井田走向的儲(chǔ)量中央或靠近中央位置 使井田兩翼可采儲(chǔ)量基本平 衡 地下運(yùn)輸方便 井筒應(yīng)盡量避免開掘在含水層 受斷層破壞和不穩(wěn)固的巖層 勘探程度及初期的工程量 井筒位置應(yīng)盡量避免壓礦 盡量位于巖層移動(dòng)帶以外一定距離 2 地面條件 井筒位置應(yīng)選在比較平坦的地方 并且滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 高出歷年 洪水位 3m 以上 井口要避開地面滑坡 巖崩 雪崩 泥石流等危險(xiǎn)地區(qū) 井口應(yīng)有足夠的工業(yè)場(chǎng)地同時(shí)考慮不占或少占用良田 井口位置要與礦區(qū)總體規(guī)劃的交通運(yùn)輸 供電 水源 居住區(qū) 輔助 企業(yè)等的布局相協(xié)調(diào) 使之有利生產(chǎn) 方便生活 在本設(shè)計(jì)井田中 井筒沿走向的有利位置應(yīng)在井田的中央 當(dāng)井田儲(chǔ)量呈 不均勻分布時(shí) 應(yīng)在儲(chǔ)量分布的中央 應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè) 造成單翼開 采的不利局面 本井田煤層均為緩傾斜中厚煤層 井田走向長(zhǎng)度不大 但傾斜長(zhǎng)度較大 從有利井下運(yùn)輸和保證井田合理的服務(wù)年限出發(fā) 應(yīng)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(shè)計(jì)井田的井筒位置在井田的中部稍靠 上方 3 2 2 開采水平數(shù)目和標(biāo)高 傾斜煤層 一般由淺部向深部開采 以達(dá)到建設(shè)速度快 投資省 工程量 少 成本低的效果 根據(jù)煤層的賦存條件和傾斜長(zhǎng)度 一個(gè)井田可以單水平開 采 亦可以多水平開采 煤礦科技迅猛發(fā)展 在高度機(jī)械化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高度集中化是主要的發(fā)展 方向 高產(chǎn)高效礦井要求集中在一個(gè)水平 1 2 個(gè)工作面生產(chǎn) 這就要求有 豐富的儲(chǔ)量 加大工作面 帶區(qū)和水平的走向及傾斜尺寸 12 井田水平標(biāo)高的確定主要考慮了以下幾個(gè)因素 1 合理的水平服務(wù)年限 2 煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造 3 生產(chǎn)成本 4 水平接替 根據(jù)上述因素 本設(shè)計(jì)井田設(shè)計(jì)提出水平劃分方案如下 方案一 井田劃分一個(gè)開采水平 仰俯斜開采 方案二 井田劃分兩個(gè)開采水平 一水平標(biāo)高 400m 水平垂高 200m 二 水平標(biāo)高為 200m 一水平實(shí)行仰俯斜開采 二水平仰斜開采 各水平均實(shí)行仰俯斜開采 水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限如表 3 1 表 3 1 水平劃分比較表 可采儲(chǔ)量 萬(wàn)噸 服務(wù)年限 年 方案一 一水平 11499 54 7 一水平 5569 26 5方案二 二水平 5930 28 2 從該表中可知 方案二的一水平服務(wù)年限達(dá)不到規(guī)范要求的服務(wù)年限 不 能夠滿足一水平服務(wù)年限不小于 30a 的基本要求 方案一滿足要求 儲(chǔ)量充足 并且單水平開采生產(chǎn)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單 運(yùn)輸環(huán)節(jié)少 故而采用方案一的單水平仰 俯斜開采 3 2 3 開拓巷道的布置 開拓巷道是指用于開辟或擴(kuò)展采準(zhǔn)區(qū)的礦井巷道 如井筒 井底車場(chǎng) 水 平大巷等 大巷的主要任務(wù)是擔(dān)負(fù)煤矸 物料和人員的運(yùn)輸 以及通風(fēng) 排水 敷設(shè)管線 對(duì)大巷的基本要求是便于運(yùn)輸 能滿足礦井通風(fēng)安全的需要 利于 掘進(jìn)和維護(hù) 本井田共有可采煤層四層 即 17 18 19 25 其中 17 與 18 煤層平 均間距 47 9m 18 與 19 煤層平均間距 48 1m 19 與 25 煤層平均間距 43 8m 根據(jù)本設(shè)計(jì)的礦井的條件 特列出如下開拓和巷道布置方案進(jìn)行比較 方案一 總石門 分煤層大巷 帶區(qū)材料車場(chǎng)及帶區(qū)入風(fēng)石門 分 帶運(yùn)輸巷及運(yùn)料巷 傾斜長(zhǎng)壁回采工作面 開拓及巷道布置如圖 3 1 所示 方案一的優(yōu)點(diǎn)如下 由于方案一用總石門貫穿所有煤層 初期工程量較少 施工簡(jiǎn)單 總石門 分煤層大巷和帶區(qū)車場(chǎng)中可以選用同一種運(yùn)輸設(shè)備 分煤層大巷與分帶巷道之 13 間再?zèng)]有斜巷聯(lián)系 所以 模式一的運(yùn)輸段數(shù)最少 方案一的缺點(diǎn)如下 1 各水平總石門長(zhǎng)度大 工程量大 2 每層煤都要掘進(jìn)多條分煤層大巷 分煤層大巷總條數(shù)過(guò)多 井田開 拓掘進(jìn)總工程量大 成本過(guò)高 3 由于巷道數(shù)目多 所以巷道維護(hù)量大 維護(hù)費(fèi)用高 4 由于帶區(qū)材料車場(chǎng)和帶區(qū)入風(fēng)石門是從煤層底板穿向煤層 煤層傾 角緩 要留大量的護(hù)巷煤柱 總石門和兩翼回風(fēng)石門較長(zhǎng) 壓煤量較大 所以 煤炭采出率低 圖 3 1 方案一開拓及巷道布置圖 5 各煤層的分煤層運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷處在下層煤下山階段的上方 回風(fēng)立井處在井田邊界附近 煤層之間幾乎不能實(shí)現(xiàn)同采 一般為扒皮式回采 給各煤層間的搭配開采造成非常大的困難 礦井生產(chǎn)期內(nèi)的產(chǎn)量 煤質(zhì) 煤種 等綜合指標(biāo)不穩(wěn)定 6 當(dāng)井田內(nèi)存在傾向斷層時(shí) 分煤層回風(fēng)大巷要頻繁找煤 大巷的彎 道數(shù)量增加 影響運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)行速度且增加投資 所以 對(duì)構(gòu)造適應(yīng)能力差 7 通風(fēng)網(wǎng)路長(zhǎng) 通風(fēng)費(fèi)用高 8 每層煤的護(hù)巷煤柱較大 煤柱損失大 且在有自然發(fā)火危險(xiǎn)的煤層 中 容易引起自然發(fā)火 另外 由于是分層開拓 最易助長(zhǎng)短期行為 浪費(fèi)資源的現(xiàn)象 一般在井田走向短 煤層數(shù)目少 煤層間距大 集中布置在技術(shù)上有困難 經(jīng)濟(jì)上不合理時(shí) 才考慮此種布置模式 方案二 首層 分煤層大巷 帶區(qū)車場(chǎng)及帶區(qū)石門 分帶運(yùn)輸巷及運(yùn) 14 料巷 傾斜長(zhǎng)壁回采工作面 其它層 集中大巷 反斜集中斜巷 分煤 層大巷 帶區(qū)材料車場(chǎng)及帶區(qū)入風(fēng)石門 分帶運(yùn)輸巷及運(yùn)料巷 傾斜長(zhǎng) 壁回采工作面 開拓及巷道布置如圖 3 2 所示 方案二的優(yōu)點(diǎn)如下 1 井筒較短 建井工期較短 初期投資較低 2 每層煤仰 俯斜回采工作面的推進(jìn)長(zhǎng)度相差不大 分帶接續(xù)較均衡 分帶巷道運(yùn)輸費(fèi)較低 3 分帶運(yùn)輸巷和分帶運(yùn)料巷掘進(jìn)通風(fēng)比較容易 方案二的缺點(diǎn)如下 1 每層煤的護(hù)巷煤柱較大 容易引起自然發(fā)火 2 由于巷道多 所以巷道維護(hù)量大 維護(hù)費(fèi)用高 3 由于工程量大 又是單層開拓 扒皮式回采 所以采掘干擾比較嚴(yán) 重 4 由于帶區(qū)材料車場(chǎng)和帶區(qū)入風(fēng)石門是從煤層底板穿向煤層 要留大 量的護(hù)巷煤柱 集中斜巷和回風(fēng)斜巷較長(zhǎng) 壓煤量較多 所以煤炭采出率低 5 各煤層的分煤層運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷處在下層煤下山階段的上方 回風(fēng)立井處在井田邊界附近 煤層之間幾乎不能實(shí)現(xiàn)同采 給各煤層間的搭配 開采造成極大的困難 礦井生產(chǎn)期內(nèi)的產(chǎn)量 煤質(zhì) 煤種等綜合指標(biāo)不穩(wěn)定 圖 3 2 方案二開拓及巷道布置圖 7 當(dāng)井田內(nèi)存在傾向斷層時(shí) 分煤層回風(fēng)大巷要頻繁找煤 分煤層運(yùn) 輸大巷的彎道數(shù)量增加 影響運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)行速度且增加投資 對(duì)構(gòu)造適應(yīng)能 力差 與方案一類似 一般在井田走向短 煤層數(shù)目少 煤層間距大 采用集中 布置技術(shù)上有困難且經(jīng)濟(jì)上不合理時(shí) 才采用此種布置模式 方案三 集中大巷 帶區(qū)下部車場(chǎng) 反斜帶區(qū)斜巷及煤倉(cāng) 分帶運(yùn) 15 輸巷及運(yùn)料巷 傾斜長(zhǎng)壁回采工作面 開拓及巷道布置如圖 3 3 所示 方案三優(yōu)點(diǎn)如下 1 大巷工程量及與大巷有關(guān)的聯(lián)絡(luò)巷道相對(duì)于其它兩種模式大大減少 無(wú)總石門 也無(wú)回風(fēng)石門 總工程量最少 降低了費(fèi)用和成本 2 帶區(qū)斜巷與煤層的夾角較大 而且隨著煤層的階梯開采逐段報(bào)廢 越來(lái)越短 所以壓煤量很小 集中大巷處在煤層群的最下部煤層 無(wú)石門 護(hù) 巷煤柱大為減少 所以煤炭采出率較高 3 由于總工程量減少 所以巷道維護(hù)量減少 巷道維護(hù)費(fèi)大大降低 4 煤層間的開采順序是階梯式 總工程量又少 所以采掘干擾輕微 回采接續(xù)容易 圖 3 3 方案三開拓及巷道布置圖 5 排水費(fèi)和通風(fēng)費(fèi)比其它模式低 6 當(dāng)遇到走向斷層時(shí) 集中大巷不必頻繁轉(zhuǎn)彎 帶區(qū)斜巷向下延伸或 向上調(diào)整帶區(qū)斜巷的長(zhǎng)度即可保證帶區(qū)斜巷與所有煤層的聯(lián)絡(luò) 所以對(duì)地質(zhì)構(gòu) 造的適應(yīng)能力較強(qiáng) 7 護(hù)巷煤柱少 在有自然發(fā)火危險(xiǎn)的煤層中 安全狀況較好 8 由于總工程量少 出矸量少 煤炭采出率高 延長(zhǎng)了礦井的經(jīng)濟(jì)壽 命 效益高 成本低 安全狀況好 有利于煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展 9 以斜巷代替石門做為煤層間的聯(lián)絡(luò)巷道 使得每層煤仰 俯斜工作 面可推進(jìn)長(zhǎng)度失衡的狀況大為改善 降低了分帶巷道的運(yùn)輸費(fèi)用 10 由于帶區(qū)斜巷是逆傾向穿層布置 所以巷道受力狀態(tài)好 容易維護(hù) 16 方案三缺點(diǎn)如下 1 由于井筒較深 加之移交前要施工帶區(qū)斜巷 所以初期工程量略大 工期略長(zhǎng) 2 井筒提升費(fèi)略高 3 建井期較長(zhǎng) 詳見技術(shù)比較表 3 2 表 3 2 技術(shù)比較表 序號(hào) 對(duì)比項(xiàng)目 評(píng)優(yōu)準(zhǔn)則 方案 一 方案 二 方案 三 1 一水平總工程量及總投資 少 差 差 優(yōu) 2 工期 短 中 優(yōu) 差 3 移交工程量及投資 少 中 優(yōu) 差 4 礦井出矸量 少 差 差 優(yōu) 5 巷道維護(hù)費(fèi) 少 差 差 優(yōu) 6 煤炭采出率 高 差 差 優(yōu) 7 分帶巷道長(zhǎng)距離掘進(jìn)通風(fēng) 易 差 優(yōu) 中 8 仰 俯斜工作面推進(jìn)長(zhǎng)度差值 少 差 較優(yōu) 優(yōu) 9 煤層間的搭配開采 易 差 差 優(yōu) 10 運(yùn)輸段數(shù) 少 優(yōu) 差 中 11 對(duì)構(gòu)造的適應(yīng)能力 強(qiáng) 差 差 優(yōu) 12 分帶巷道運(yùn)輸費(fèi) 少 差 較優(yōu) 優(yōu) 13 帶區(qū)斜巷運(yùn)輸費(fèi)和井筒提升費(fèi) 少 中 優(yōu) 差 14 通風(fēng)費(fèi) 少 差 優(yōu) 優(yōu) 15 排水費(fèi) 少 優(yōu) 差 優(yōu) 方案一 方案二 方案三在技術(shù)均較合理 方案三的優(yōu)點(diǎn)顯而意見 所以 該設(shè)計(jì)礦井選擇方案三 17 3 3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 3 3 1 井硐形式和數(shù)目 本設(shè)計(jì)井田采用一對(duì)立井開拓 即主井 副井 主井用以提升煤炭 副井 用以提矸 升降人員 下放材料和設(shè)備及兼作進(jìn)風(fēng)井 3 3 2 井硐位置及坐標(biāo) 井筒確定在 60 91 鉆孔附近 理由是 1 地處井田儲(chǔ)量中央 井筒距北部邊界 1 35 公里 南部邊界 1 公里 西部邊界 2 4 公里 東部邊界 2 6 公里 2 有較好的地形條件 井口處標(biāo)高 650m 地面平整 確定井筒坐標(biāo)為 主井井口坐標(biāo)為 X A 5454357 YA 541883 副井井口坐標(biāo)為 X B 54544449 YB 541937 主井井口標(biāo)高為 643 3m 副井井口標(biāo)高為 642 7m 主井井深 400 副井 井深 385m 兩井筒中心線間距為 60m 主井井筒直徑 6 5m 副井井筒直徑 6 5m 均采用整體式混凝土井壁 井壁厚度 450mm 3 3 3 水平數(shù)目及高度 本井田采用立井單水平上 下山開拓方式 3 3 4 石門 大巷 運(yùn)輸大巷 回風(fēng)大巷 數(shù)目及布置 1 大巷數(shù)目 一條運(yùn)輸大巷 一條回風(fēng)大巷 2 大巷布置 大巷可布置在煤層中或煤層底板巖石中 前者叫煤層大巷 后者叫巖石大巷 1 煤層大巷 一般沿煤層底板或頂板布置 優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械化掘進(jìn) 掘進(jìn)速度快 費(fèi)用低 便于探明煤層變化 缺點(diǎn)是巷道會(huì)因?yàn)槊簩幼呦蜃兓?無(wú)法達(dá)到平直 維護(hù)工程量大 費(fèi)用高對(duì)自然發(fā)火嚴(yán)重的煤層需采用砌碹 錨 噴等支護(hù)方式 需要留煤柱保護(hù) 當(dāng)煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定 煤層較堅(jiān)硬 易維護(hù) 煤層起伏和斷層 褶皺小時(shí) 可保證巷道較為平直 保證運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行 沒(méi)有 18 瓦斯與煤的突出 無(wú)嚴(yán)重自燃發(fā)火等情況下 應(yīng)優(yōu)先考慮采用煤層大巷 2 巖石大巷 一般布置在煤層底板下方垂直在 20m 左右的比較穩(wěn)定的 巖層中 優(yōu)點(diǎn) 維護(hù)條件好 費(fèi)用低 大巷方向 坡度可根據(jù)運(yùn)輸?shù)裙δ芤?選定 而較少受地質(zhì)構(gòu)造的影響 可不留或少留護(hù)巷煤柱 煤的損失少 安全 條件好 受煤和瓦斯突出以及自燃發(fā)火影響較小 缺點(diǎn)主要為巖石工程量大 掘進(jìn)速度慢 投資費(fèi)用高 建設(shè)工期長(zhǎng) 在具體條件下是采用巖石大巷還是煤 層大巷需要做全面細(xì)致的方案比較才能合理的確定 綜上所述 由于本設(shè)計(jì)采用單水平集中大巷布置要求大巷服務(wù)年限較長(zhǎng) 要長(zhǎng)時(shí)間維護(hù) 所以將集中運(yùn)輸大巷布置在巖石中 大巷斷面尺寸詳見斷面圖 3 4 430 150 1020R205 901060106060 60 410 2020 5050320 圖 3 4 大巷斷面圖 3 3 5 井底車場(chǎng)形式的選擇 井底車場(chǎng)是位于開采水平 連接井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐 室的總稱 井底車場(chǎng)是開拓巷道的重要組成部分 在開拓工程量中占很大比例 是連接井下運(yùn)輸和提升兩個(gè)環(huán)節(jié)的樞紐 井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)是否合理直接影響礦井 的安全和生產(chǎn) 1 設(shè)計(jì)依據(jù) 1 井筒用途 形式和提升方式 主要運(yùn)輸巷道的運(yùn)輸方式 2 井筒及數(shù)目 主副井間距 井筒與大巷的位置關(guān)系 3 地面布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 4 各種硐室有關(guān)的資料 5 礦井開拓方式 生產(chǎn)能力 車場(chǎng)用途和通過(guò)能力 2 選擇井底車場(chǎng)原則 1 井底車場(chǎng)通過(guò)能力應(yīng)大于礦井生產(chǎn)能力 并有 30 的富裕量 2 調(diào)車簡(jiǎn)單 安全 方便 彎道及交叉點(diǎn)少 3 操作安全 符合規(guī)程 規(guī)范要求 4 應(yīng)該考慮主 副井之間施工時(shí)便于貫通 從而縮短建井時(shí)間 5 井底車場(chǎng)線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 工程量小 管理使用方便 布局合理 便 于施工和維護(hù) 6 井底車場(chǎng)形式也取決于礦車的類型 當(dāng)采用定向卸載的底縱卸式 底側(cè)卸式礦車時(shí) 其卸載站 即主井車線 可布置折返式 亦可布置環(huán)形式 19 但其裝車站的線路布置必須與其相對(duì)應(yīng) 3 立井井底車場(chǎng)的基本類型 1 環(huán)形式 斜式 立式 臥式 2 折返式 梭式 盡頭式 綜上所述 結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù) 通過(guò)對(duì)立井各種形式井底車 場(chǎng)的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)做簡(jiǎn)單比較后 初步擬定本設(shè)計(jì)井田采用環(huán)形與盡頭式 結(jié)合形式的井底車場(chǎng) 3 3 6 煤層群的聯(lián)系 本設(shè)計(jì)井田煤層群開采時(shí)的聯(lián)系方式是聯(lián)合準(zhǔn)備 即 17 18 19 25 煤層組成一個(gè)統(tǒng)一的采準(zhǔn)系統(tǒng) 準(zhǔn)備巷道為四個(gè)煤層共用 大巷采用集中布置 方式 煤層傾角一般在 9 左右 本設(shè)計(jì)帶區(qū)斜巷按反傾斜布置 由于帶區(qū)斜巷要與帶區(qū)下部車場(chǎng)相連 所 以帶區(qū)下部車場(chǎng)要向集中運(yùn)輸大巷的下幫開掘 帶區(qū)下部車場(chǎng)與集中運(yùn)輸大巷 垂直 然后施工一個(gè)回頭 與帶區(qū)斜巷相連 帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷和帶區(qū)運(yùn)料回 風(fēng)斜巷傾角相同 層位相同 從而保證了每層煤仰 俯斜工作面采止線能順暢 地貼近 避免了在采止線附近維護(hù)采空區(qū)巷道和 Z 形通風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生 帶區(qū)斜巷傾角均取最佳角度 24 帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷中的設(shè)備選用鑄石 刮板運(yùn)輸機(jī) 投資少 運(yùn)營(yíng)費(fèi)低 帶區(qū)運(yùn)料回風(fēng)斜巷中的運(yùn)輸設(shè)備可選用齒軌 車運(yùn)輸方式 帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷和帶區(qū)運(yùn)料回風(fēng)斜巷一般是平行交替布置 它 們之間的間距是一個(gè)工作面的長(zhǎng)度 帶區(qū)運(yùn)料回風(fēng)斜巷與煤層群最下部煤層有一交點(diǎn) 自交點(diǎn)沿最下部煤層施 工一回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷與最下部煤層中的集中回風(fēng)大巷相連 構(gòu)成回風(fēng)回路 這條回 風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷始終擔(dān)負(fù)回風(fēng)的任務(wù) 同理帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷在類似位置也有一回風(fēng) 聯(lián)絡(luò)巷 其功能是在帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷僅擔(dān)負(fù)掘進(jìn)任務(wù)時(shí)為掘進(jìn)工作面回風(fēng) 當(dāng)帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷擔(dān)負(fù)運(yùn)輸 入風(fēng)和掘進(jìn)任務(wù)時(shí) 回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷中的風(fēng)門關(guān)閉 3 3 7 帶區(qū)劃分 本設(shè)計(jì)井田走向長(zhǎng)度較大 地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單 各煤層的傾角都小于 12 且煤層賦存穩(wěn)定 構(gòu)造簡(jiǎn)單 厚度為 2 8 米左右 頂?shù)装辶己?所以采用傾斜 長(zhǎng)壁采煤法 采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法比走向采煤法多很多優(yōu)點(diǎn) 可以節(jié)省大量開 采費(fèi)用 采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法的礦井內(nèi)的劃分一般是條帶式 帶區(qū)式和盤區(qū)式 20 由于條帶式和盤區(qū)式巷道布置方式工程量大 所以采用帶區(qū)巷道布置 帶區(qū)是 指能共用一個(gè)帶區(qū)煤倉(cāng)的所有煤層的所有工作面所組成的區(qū)域 因?yàn)椴捎脦^(qū)式巷道布置 所以采用帶區(qū)劃分 據(jù)此將整個(gè)井田劃分為 十三個(gè)帶區(qū) 詳見帶區(qū)劃分示意圖 3 5 西一西二西三西四 東一 東二 東三 東四 東五北一 北二南一 南二 圖 3 5 帶區(qū)劃分示意圖 3 4 井硐布置及施工 3 4 1 井硐穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井筒維護(hù) 本設(shè)計(jì)井田采用立井開拓方式 布置兩個(gè)井筒 井筒穿過(guò)的巖石大部分 為粉砂巖 有少部分的細(xì)砂巖和中砂巖 依據(jù)井筒特征及裝備情況 參考地質(zhì) 及水文地質(zhì)資料 對(duì)本設(shè)計(jì)礦井井筒支護(hù)形式采用混凝土整體灌注式 主副井 井壁厚度均為 450 毫米 混凝土整體灌注式有防水性能好 整體性好 強(qiáng)度較高 便于機(jī)械化 施工方便 勞動(dòng)強(qiáng)度低的優(yōu)點(diǎn) 3 4 2 井硐布置及裝備 井筒斷面形狀主要根據(jù)井筒用途 服務(wù)年限 井筒穿過(guò)的巖層性質(zhì)及涌水 情況 選擇的支護(hù)方式及施工方法等因素確定 主井為提升煤兼入風(fēng)所用 其直徑為 6 5 米 副井為提升矸石 運(yùn)料和人 21 員所用 其直徑為 6 5 米 主副井都采用混凝土整體灌注式 其中主井壁厚為 450mm 副井壁厚為 450mm 主井井筒 井筒直徑 6 5m 凈斷面面積 33 17m2 掘進(jìn)斷面面積 43 m2井 筒深度 400m 井筒內(nèi)裝備一對(duì) 12t 剛性罐道立井多繩箕斗 JDG12 90 6Y 采用 180 180 10mm 方形方型空心型鋼罐道 端面布置采用樹脂錨桿固定拖 架 詳見主井井筒斷面圖 3 6 22 16016023080120460 650 240 830450 圖 3 6 主井?dāng)嗝鎴D 副井井筒 井筒直徑 6 5m 凈斷面面積 33 17m2 掘進(jìn)斷面積 43 m2 井 筒深度 400m 井筒裝備一對(duì) 1t 固定式礦車 雙層四車剛性立井多繩罐籠 擔(dān) 負(fù)礦井輔助提升任務(wù) 詳見副井井筒斷面圖 3 7 采用 180 180 10mm 方型空心型鋼罐道 端面采用樹脂錨桿固定拖架 罐道和井粱 罐道導(dǎo)向?qū)娱g距均按 4 0m 設(shè)計(jì) 井筒內(nèi)設(shè)有鋼 玻璃鋼復(fù)合材料 梯子間 作為礦井安全出口和井筒檢修之用 并敷有排水管路三趟 一趟預(yù)備 井下消防灑水管路 另外 井筒還敷設(shè)有動(dòng)力電纜 通訊訊號(hào)電纜 圖 3 7 副井?dāng)嗝鎴D 3 4 3 井筒延伸的初步意見 由于本礦井采用單水平開采 固不用考慮井筒的延伸 23 3 5 井底車場(chǎng)及硐室 3 5 1 井底車場(chǎng)形式的確定及論證 井底車場(chǎng)形式的確定應(yīng)該根據(jù)井田地質(zhì)條件 井田開拓方式 大巷運(yùn)輸方 式及礦井生產(chǎn)能力 地面布置及生產(chǎn)系統(tǒng)等因素來(lái)選擇 該礦井井底車場(chǎng)形式 的選擇依據(jù)如下 1 該礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 1 5Mt a 年工作日 330d 實(shí)行四六工作制 每日凈提升 16 小時(shí) 2 礦井采用立井開拓方式 一個(gè)開采水平 集中大巷布置 兩翼來(lái)煤 量基本相等 3 主要運(yùn)輸大巷采用 3t 底卸式礦車運(yùn)輸 每列車由 20 輛礦車組成 由兩臺(tái) 10t 架架線式電機(jī)車一前一后牽引 卸載時(shí) 機(jī)車通過(guò)卸載站 輔助運(yùn) 輸和掘進(jìn)煤采用 1 噸固定式礦車 矸石列車由 34 輛 1 噸礦車組成 一臺(tái) 10t 架線式電機(jī)車牽引 4 本設(shè)計(jì)礦井屬于低瓦斯 低涌水量礦井 綜合以上所述 結(jié)合設(shè)計(jì)要求 經(jīng)分析比較后 本設(shè)計(jì)礦井?dāng)M選用 3 0t 底卸式礦車 環(huán)形與盡頭式相結(jié)合的井底車場(chǎng) 3 5 2 井底車場(chǎng)的布置 存儲(chǔ)線路 行車線路布置長(zhǎng)度 1 存車線長(zhǎng)度的確定 根據(jù)我國(guó)煤礦多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 各類存車線可以選用下列長(zhǎng)度 1 大型礦井的主井空 重車線長(zhǎng)度各為 1 5 列車長(zhǎng) 2 副井空 重車線長(zhǎng)度 中型礦井按 1 5 列車長(zhǎng) 3 材料車線長(zhǎng)度 中小型礦井應(yīng)能容納 5 10 個(gè)材料車 2 存車線長(zhǎng)度的計(jì)算 主井空 重車線 副井進(jìn) 出車線 L m n Lk N Lj Lf 式中 L 主井空 重車線 副井進(jìn) 出車線有效長(zhǎng)度 m m 列車數(shù)目 列 n 每列車的礦車數(shù) 按列車組成計(jì)算確定 Lk 每輛礦車帶緩沖器的長(zhǎng)度 m N 機(jī)車數(shù) 24 Lj 每臺(tái)機(jī)車的長(zhǎng)數(shù) Lf 附加長(zhǎng)度 取 10 m 經(jīng)過(guò)計(jì)算 得主井 L 1 5 20 3 45 0 2 2 4 5 10 128 5 m 副井 L 1 5 34 2 0 0 2 1 4 5 10 126 7 m 材料車線有效長(zhǎng)度 L NC LC 式中 L 材料車線有效長(zhǎng)度 m NC 材料車數(shù) 輛 LC 每輛材料車帶緩沖器的長(zhǎng)度 m L NC LC 15 2 2 33 m 根據(jù)實(shí)際需要 開設(shè)水泵硐室和變電所 取材料車線長(zhǎng) 60m 3 線路道岔的計(jì)算 所選道岔數(shù)據(jù)見表 3 3 表 3 3 道岔特性表 主要尺寸 mm 序 號(hào) 道岔型號(hào) 名稱 轍叉角 a b L 質(zhì)量 Kg 1 ZDK630 6 25 單開 9 27 44 4972 5128 10100 2109 2 ZDC630 3 15 對(duì)稱 18 26 06 2560 5375 5375 1253 3 ZDC630 5 25 垂直 11 25 16 3258 4142 25325 單開道岔非平行線路聯(lián)接 ZDK630 6 25 9 27 44 45 0 a 4972mm b 5128mm R 25000mm 35 32 16 T 8012mm M 25503mm m 15775mm n 11068mm f 5921mm 單開道岔平行線路聯(lián)接 ZDK630 6 25 9 27 44 45 a 4972mm b 5128mm R 25000mm B 9604mm m 9732mm T 2069mm n m T 7663mm D 13206mm 垂直三角道岔線路聯(lián)接 ZDC630 5 25 18 25 16 a 3258mm b 4142mm R 25000mm 1 18 55 30 69 06 59 a 1 2064mm b1 2736mm 25 b1 2774mm T 1729mm m 27483mm M 25325mm 3 5 3 通過(guò)能力計(jì)算 1 井底車場(chǎng)線路布置圖 3 8 和循環(huán)調(diào)度表 3 4 26 26950235830 850 126760631R25012850128505826 270 21503560 3910 720 R25R250主井副井3 6 階段1 24 5 圖3 8 井底車場(chǎng)線路圖 27 區(qū)段 時(shí)間 Min 023456789101231 45167189201 23245267289 30132 煤煤 煤 煤 煤 矸 表 3 4 循環(huán)調(diào)度圖表 28 2 礦井日產(chǎn)原煤 4545 噸 日產(chǎn)掘進(jìn)煤為 4545 0 06 272 7t 3t 底卸式 礦車日運(yùn)煤量為 4545 0 94 4272 3t 3t 底卸式礦車列車數(shù)為 4272 3 3 20 72 列 每日運(yùn)矸石量為 4545 0 20 909t 1t 箱式礦車 列車數(shù)為 909 1 7 34 16 列 每日進(jìn)入井底車場(chǎng)的 3t 底卸式礦車數(shù)與 1t 煤矸列車數(shù)之比為 72 16 9 2 每一調(diào)度循環(huán)時(shí)間為 60 分 列車進(jìn)入井底車場(chǎng)平均間隔時(shí)間為 60 11 5 45 分 列車在井底車場(chǎng)平均運(yùn)行時(shí)間為 7 79 分 3t 底卸式礦車在井底車場(chǎng)平均運(yùn)行 時(shí)間為 7 7 分 1t 箱式列車在井底車場(chǎng)平均運(yùn)行進(jìn)間為 7 9 分 3 通過(guò)能力計(jì)算 按公式計(jì)算 N TaQ 1 15T 330 16 60 Q 1 15T 330 16 60 3 20 9 1 15 60 2479304 3t 通過(guò)能力富余系數(shù)為 2479304 3 1500000 1 65 1 3 滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求 3 5 4 井底車場(chǎng)主要硐室 1 主井系統(tǒng)硐室 主井設(shè)有固定礦車推車機(jī)及翻車機(jī)硐室 底卸式礦車卸載站硐室 井底煤 倉(cāng)及箕斗裝載硐室 清理井底灑煤硐室及水窩泵房等 2 副井系統(tǒng)硐室 副井系統(tǒng)硐室有副井井筒與井底車場(chǎng)連接處 主排水泵房 水倉(cāng)及清理硐 室 主變電所及等候室等 主排水泵房和主變電所應(yīng)聯(lián)合布置 以便使主變電所向主排水泵房的供電 距離最短 一般應(yīng)布置在副井井筒與井底車場(chǎng)連接處附近 為防止進(jìn)下突然涌 水淹沒(méi)礦井 變電所與水泵房的底板標(biāo)高應(yīng)高出井筒與井底車場(chǎng)聯(lián)結(jié)處巷道軌 面標(biāo)高 0 5 米 水泵房及變電所通往井底車場(chǎng)的通道應(yīng)設(shè)置密閉門 3 其它硐室 其它硐室有調(diào)度室 架線電機(jī)車庫(kù)及修理間 醫(yī)療室 蓄電池電機(jī)車庫(kù)及 充電硐室 防火門硐室 井下火藥庫(kù) 消防材料庫(kù) 人車站等 其位置應(yīng)根據(jù) 線路布置和各自要求確定 29 3 6 開采順序 3 6 1 沿煤層傾斜方向的開采順序 開采順序是指礦井采掘工作應(yīng)有計(jì)劃 有步驟地按一定順序進(jìn)行 做到采 掘并舉 掘進(jìn)先行 合理的開采順序應(yīng)滿足下列要求 1 保證開采水平 采煤工作面的生產(chǎn)正常接替 以保證礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn) 高 產(chǎn) 2 降低掘進(jìn)率 減少井巷工程量和基建投資 3 符合煤層采動(dòng)影響關(guān)系 最大限度地開采煤炭資源 4 合理進(jìn)行集中生產(chǎn) 充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的能力 提高礦井的勞動(dòng)生產(chǎn)率 5 沿煤層走向的開采順序 開采煤層群時(shí) 可分為上行式和下行式開采 先采上煤層后采下煤層稱下 行式開采順序 反之 則稱為上行式開采順序 除近水平煤層外 對(duì)于緩傾斜 傾斜和急傾斜煤層 根據(jù)其采動(dòng)影響關(guān)系 一般只采用下行式開采順序 本礦 屬于緩傾斜煤層 考慮到本設(shè)計(jì)井田內(nèi)共有四個(gè)可采煤層 即 17 18 19 25 煤層 其中 17 煤層位于最上部 25 煤層位于最下部 四 層煤層分為一組 布置集中運(yùn)輸巷道 根據(jù)其采動(dòng)影響關(guān)系 采用下行開采順 序 一水平實(shí)行上下山開采 同一層煤先采上山 上山采用俯斜開采 再采下 山 實(shí)行仰斜開采 3 6 2 帶采區(qū)接續(xù)計(jì)劃 根據(jù)井田的地質(zhì)條件 以自然斷層和煤層露頭為界 將該井田劃分為 13 個(gè)帶區(qū) 詳見帶區(qū)分布示意圖 合理的采區(qū)接續(xù)應(yīng)符合如下要求 1 開采水平 采區(qū)的生產(chǎn)正常接續(xù) 從而保證礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn) 高產(chǎn) 2 符合煤層采動(dòng)影響關(guān)系 最大限度采出煤炭資源 3 合理集中生產(chǎn) 充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的能力 有利于巷道維護(hù) 減少巷道 維護(hù)費(fèi) 4 為確保合理的開采順序 上下煤層工作面之間 保持一定的錯(cuò)距和時(shí)間 間隔 帶區(qū)接續(xù)計(jì)劃詳見帶區(qū)接續(xù)圖表 3 5 30 表 3 5 帶區(qū)接續(xù)圖表 服 務(wù) 年 限 31 第 4 章 帶區(qū)巷道布置及帶區(qū)生采產(chǎn)系統(tǒng) 4 1 采區(qū)概述 4 1 1 設(shè)計(jì)帶區(qū)的位置 邊界 范圍 帶區(qū)煤柱 本設(shè)計(jì)帶區(qū)為東四帶區(qū) 位于井田東部 西部以 F3斷層為界 淺部以