裝配圖采煤畢業(yè)設計

裝配圖采煤畢業(yè)設計,裝配,采煤,畢業(yè)設計 I 摘 要 本設計新井為大雁礦區(qū)四礦 1.2Mt/a 的新井設計，共有 4 層設計可采煤層， 平均總厚度為 8m。設計井田的可采儲量為 95.76Mt，服務年限為 57a。劃分二 個水平開采。井田平均走向長 3.26km，平均傾斜長 5.0km，煤層平均傾角 6.7°，屬于緩傾斜煤層。 本設計礦井采用雙立井的開拓方式，集中大巷布置方式。共劃分 8 個帶區(qū)， 其中首帶區(qū)為二個，達產(chǎn)工作面一個。本設計帶區(qū)為東一帶區(qū)，大巷裝車式下 部車場，綜合機械化采煤。年工作日為 330d，采用“四、六”式工作制，工 作面長為 200m，每刀進度為 0.8m，每日割九刀。 提升設備為主井采用箕斗提升，副井采用罐籠提升。 由于井田傾斜長度較大，且為緩傾斜煤層，以及煤層地質(zhì)條件等因素影響， 決定本井田內(nèi)全部采用傾斜長壁采煤法開采。 由于本人知識有限，缺乏一定的現(xiàn)場經(jīng)驗。因此，本設計中難免會出現(xiàn)一 些問題，請各位專家老師不吝指正。 關鍵詞 可采儲量 采煤工藝 傾斜開采 聯(lián)合開采 聯(lián)合開拓 II Abstract The task of this design is to construct a 1.2million tons new shaft for Dayan of the four Administration.This mine has four minable Coal Seam,and its average thickness is 8 meters.Designed field of minable capacity is95.76lion tons. It can adapt for 57ars, and is divided into one levels. Average alignment in farmland in well lengthways 3.26km average slant lengthways 5.0km average rake angle in coal seam 6.7°, belong to the the slant the coal seam. This mine shaft is applied to double indined shaft development method; Layout of gathing gallergand mining district eross heading; The well farmland turns to is divided into totally 8 adopt the synthesis mechanization mining coal and one worked faces. This worked face is east worked face, words 330 days every year. Adapt “four-six” work situation, work face is 200ters length of circle is 0.8meters, and times is nine one day. Because the well farmland slant length is bigger, and incline the coal seam for the , and coal seam geology conditionetc. factor effects, deciding this well farmland inside the complete adoption slant. Because my limit working ability and time. There must be lots of faults in this design. I plead with dirextors point them out and redify it, and I will accept it sincerely and humblely. Key words Recoverable reserves The technology of coal mining Adoption slant Unites to mine Unites to expand III IV 目錄 摘 要 ........................................................................................................................I ABSTRACT................................................................................................................II 第 1 章 井田概況及礦井地質(zhì)特征 ...........................................................................1 1.1 井田概況 ...................................................1 1.1.1 交通位置 .........................................................................................1 1.1.2 地形與河流 .....................................................................................1 1.1.3 氣象 .................................................................................................1 1.2 地質(zhì)特征 ...................................................2 1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 .................................................................2 1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構造 .............................................4 1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 .....................................................4 1.2.4 巖石性質(zhì)及厚度特征 .....................................................................5 1.2.5 井田內(nèi)的水文地質(zhì)情況 .................................................................6 1.2.6 沼氣及煤塵及煤的自燃性 .............................................................7 1.2.7 煤質(zhì)及牌號及用途 .........................................................................8 第 2 章 井田境界及儲量 .........................................................................................9 2.1 井田境界 .................................................9 2.1.1 井田周邊情況 .................................................................................9 2.1.2 井田境界確定的依據(jù) .....................................................................9 2.1.3 井田未來發(fā)展情況 .........................................................................9 2.2 井田儲量 .................................................9 2.2.1 井田儲量的計算 .............................................................................9 2.2.2 保安煤柱 .......................................................................................10 2.2.3 儲量計算的評價 ...........................................................................11 2.3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務年限 ...........................11 第 3 章 井田開拓 ...............................................................................................12 3.1 概 述...................................................12 3.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 ...................................12 V 3.1.2 影響本設計礦井開拓方式的因素及具體情況 ...........................12 3.2 礦井開拓方案的選擇 ......................................12 3.2.1 井硐形式和井口位置 ...................................................................12 3.2.2 開采水平數(shù)目和標高 ...................................................................14 3.2.3 開拓巷道的布置 ...........................................................................15 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 ...........................................................................16 3.3.3 水平數(shù)目及標高 ...........................................................................17 3.3.4 石門及大巷數(shù)目及布置 ...............................................................17 3.3.5 井底車場的形式選擇 ...................................................................17 3.3.6 煤層群的聯(lián)系 ...............................................................................17 3.3.7 帶區(qū)劃分 .......................................................................................19 3.4 井硐布置和施工 ..........................................19 3.4.1 井硐穿過的巖層性質(zhì)及井硐支護 ...............................................19 3.4.2 井筒布置及裝備 ...........................................................................21 3.4.3 井硐延伸的初步意見 ...................................................................21 3.5 井底車場及硐室 ..........................................23 3.5.1 井底車場形式的確定及論證 .......................................................23 3.5.2 井底車場的布置 .............................................................................24 3.5.3 井底車場通過能力計算 ...............................................................25 3.5.4 井底車場主要硐室 .......................................................................26 3.6 開采順序 ...............................................29 3.6.1 沿井田走向的開采順序 ...............................................................29 3.6.2 沿井田傾向的開采順序 ...............................................................29 3.6.3 帶區(qū)接續(xù)計劃 ...............................................................................29 3.6.4 三量控制情況 ...............................................................................30 第 4 章 帶區(qū)巷道布置及帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) .............................................................33 4.1 帶區(qū)概述 .................................................33 4.1.1 設計帶區(qū)的位置及帶區(qū)煤柱 .......................................................33 4.1.2 帶區(qū)地質(zhì)及煤層情況 ...................................................................33 4.1.3 帶區(qū)生產(chǎn)能力儲量及服務年限 ...................................................33 VI 4.2 帶區(qū)巷道布置 ............................................34 4.2.1 區(qū)段劃分 .......................................................................................34 4.2.2 帶區(qū)斜巷布置 ...............................................................................34 4.2.3 帶區(qū)車場布置 ...............................................................................35 4.2.4 帶區(qū)煤倉形式容量及支護 ...........................................................37 4.2.5 帶區(qū)硐室簡介 ...............................................................................38 4.2.6 帶區(qū)工作面接續(xù) ...........................................................................39 4.3 帶區(qū)準備 .................................................40 4.3.1 帶區(qū)巷道準備順序 .......................................................................40 4.3.2 主要巷道斷面示意圖及支護方式 ...............................................40 第 5 章 采煤方法 ...............................................................................................41 5.1 采煤方法的選擇 ...........................................41 5.1.1 采煤方法的選擇 ...........................................................................41 5.2 回采工藝 .................................................41 5.2.1 回采工作面的工藝過程及使用的機械設備 ...............................41 5.2.2 選擇采煤工作面循環(huán)方式和勞動組織形式 ...............................43 第 6 章 井下運輸和礦井提升 .............................................................................45 6.1 礦井井下運輸 ...........................................45 6.1.1 運輸方式和運輸系統(tǒng)的確定 .......................................................45 6.1.2 礦車的選型及數(shù)量 .......................................................................45 6.1.3 帶區(qū)運輸設備的選擇 ...................................................................50 6.2 礦井提升系統(tǒng) ............................................51 6.2.1 礦井提升設備的選擇與計算 .......................................................51 第 7 章 礦井通風系統(tǒng)的確定 .........................................................................53 7.1 礦井通風系統(tǒng)的確定 ......................................53 7.1.1 概述 ...............................................................................................53 7.1.2 通風系統(tǒng)確定的因素 ...................................................................53 7.2 風量計算與風量分配 ......................................53 7.2.1 風量計算 .......................................................................................53 7.2.2 風量分配 .......................................................................................57 VII 7.2.3 風速計算 .......................................................................................57 7.2.4 風量的調(diào)節(jié)方法和措施 ...............................................................59 7.3 礦井通風阻力的計算 ......................................59 7.3.1 確定全礦井最大通風阻力和最小通阻力 ...................................59 7.3.2 礦井等積孔的計算 .......................................................................60 7.4 通風設備的選擇 ..........................................61 7.4.1 主扇的選擇計算 ...........................................................................61 7.4.2 電動機的選擇 ...............................................................................62 7.4.3 反風措施 .......................................................................................62 7.5 礦井安全技術措施 ........................................62 第 8 章 礦井排水 .................................................................................................64 8.1 概述 ....................................................64 8.1.1 礦井水來源及涌水量 ...................................................................64 8.2 礦井主要排水設備 .......................................64 8.2.1 排水方式和排水系統(tǒng)簡介 ...........................................................64 8.2.2 主排水設備及管路選擇計算 .......................................................65 第 9 章 技術經(jīng)濟指標 .......................................................................................69 致 謝 辭 ...................................................................................................................72 參考文獻 ...................................................................................................................73 附錄 1 ........................................................................................................................74 附錄 2 ........................................................................................................................78 1 第 1 章 井田概況及礦井地質(zhì)特征 1.1 井田概況 1.1.1 交通位置 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。礦區(qū)交通便利，國防公路 301 線在礦區(qū)北部通過，濱洲線鐵 路在礦區(qū)中部穿過。大雁火車站東距牙克石市 18km，向西至海拉爾區(qū) 64km。 向西經(jīng)海拉爾市可到我國邊陲重鎮(zhèn)滿洲里市。向東經(jīng)牙克石市可達加格達奇、 齊齊哈爾、哈爾濱、沈陽、北京以及全國各地。 1.1.2 地形與河流 大雁礦區(qū)位于大興安嶺西北坡，地勢為四周高中部低，呈盆地狀，海撥 標高在+640～+700m 之間，地表植被以草本植物為主，有部分森林，礦區(qū)北部 及南部有小溪和沼澤。大雁四礦井田內(nèi)地形比較簡單，其地勢為東南高而西北 低，海撥標高在+653～+716m 之間，一般在+650m 左右。 海拉爾河為本地區(qū)的主要區(qū)域性河流，總體流向為由北東流向南西，河 床寬為 58～130m，屬老年期河流，彎曲率較大，沿河兩岸牛軛湖及河漫灘廣 泛分布。其最大洪峰流量為 1057m3/s， ，多年平均流量為 66m3/s。該河流距離 礦區(qū)最近點在 1km 以外，又為丘陵所隔，對礦井開發(fā)無影響。勝利溝小溪發(fā)源 于區(qū)外東南部的低山間，上游呈樹枝狀，源頭有群泉出露，總體流向為由南東 流向北西，最終于扎羅木得西北端注入海拉爾河。該小溪匯集有大氣降水及火 山巖風化裂隙水，全長 35km，流域面積 97km2，該河冬季干涸，夏季暢流，汛 期水量驟增，最大流量為 3.38m3/s，最小流量為 0.067m3/s，沿河遍布沼澤。 1.1.3 氣象 本區(qū)屬亞寒帶大陸性氣候，冬季漫長而寒冷，春季干燥風大，夏季濕潤短 促，秋季氣溫驟降，年降雨量小，蒸發(fā)量大，年平均降水量為 345.2mm，年平 均蒸發(fā)量為 1314.7mm，年平均氣溫為-3.1℃,最低氣溫為-46.7℃，最高氣溫 2 為+36.5℃ ，年平均風速為 2.9m/s，最大風速為 23 m/s，風向多為西北，降 雪期為每年 9 月到翌年的 5 月中旬，結凍期為每年 10 月至翌年 4 月末，凍結 厚度一般在 3m 左右，并有島狀永久凍土層。本地區(qū)地震動峰值加速度（g）為 0.05，對照地震裂度為 6 度。 1.2 地質(zhì)特征 1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 大雁煤田位于新華夏系第三隆起帶（大興安嶺隆起帶）的西坡，第三沉降 帶的東緣，在海拉爾盆地的五九—南屯凹陷中段，大雁煤田為一向斜構造，即 大雁—扎尼河向斜。向斜軸的方向為 N40°～80°E，傾向北西，傾角 15°～30°。向斜的淺部比較陡，一般傾角在 15°～20°，中部略緩，深部 平緩，呈一向北西傾斜而為斷裂所破壞的單斜構造。 區(qū)內(nèi)出露地層主要為古生界泥盆系上統(tǒng)大民山組（D2d）的蝕變安山巖、 酸性熔巖、薄層凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂礫巖；中生界白堊系下統(tǒng)龍江組（K1l）的 下部中酸性熔巖段、上部凝灰碎屑巖段，梅勒圖組（K1m）的酸性熔巖和碎屑 巖、大磨拐河組（K1d）的凝灰碎屑巖、泥巖、砂巖、煤層及伊敏組（K1y）的 泥巖、粉砂巖及煤層；新生界第四系（Qh）的松散沉積物。 本區(qū)域地層時代、厚度、巖性及化石屬種等情況，詳見“表 1-1 區(qū)域地層一 覽表” 。 3 表 1-1 區(qū)域地層一覽表 區(qū)域內(nèi)構造以斷裂為主，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。大雁煤田內(nèi)無巖漿侵入。 界 系 統(tǒng) 組 符號 厚 度（m） 巖 性 變 化 情 況 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 成 砂 ， 下 部為 粘 土 ， 亞 粘 和 砂 礫 。 伊 敏 組 K1ym 33-250 主 要 為 泥 巖 和 粉 砂 巖 ， 夾 細 、 中 、 粗 砂 巖 、 煤 層 及 碳 質(zhì) 泥 巖 。 與 下 部 地 層 整 合 接 觸 。 大 磨 拐 河 組 K1d 20-220 為 主 要 含 煤 組 ， 含 4 個 煤 層 ， 編 號 為 ： 27、 31、 32、 36 煤 層 。 梅勒 圖組 K1m 50-370 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 。 中 生 界 白 堊 系 下 統(tǒng) 龍 江 組 K1lj 50-120 上 部 為 凝 灰 碎 屑 巖 ， 下 部 為 中 酸 性 熔 巖 。 古 生 界 泥 盆 系 上 泥 盆 統(tǒng) 大 民 山 組 D3d 不詳 主要為蝕變安山巖、酸性熔巖、薄層凝灰?guī)r、 凝灰質(zhì)砂巖。 4 1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構造 1.斷裂構造 大雁煤田內(nèi)斷層大部分是向南傾斜，與煤系地層傾向相反，造成含煤地 層在平面上重復出現(xiàn)，沿傾斜方向呈階梯狀抬起。四礦主要斷層情況詳見 “表 1-2 主要斷裂構造”表。 表 1-2 主要斷裂構造 2.褶曲構造 本區(qū)褶曲構造簡單，通過生產(chǎn)實見，僅在 25～26 勘探線之間賦存一背斜 褶曲，其曲扭方向為 N40°W，翼角為 7°，其附近煤巖層節(jié)理較發(fā)育。從總體 上看，斷層較為發(fā)育，本區(qū)構造條件屬于中等，斷層性質(zhì)均為張扭性正斷層， 有逢斷必正的規(guī)律。 1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 本井田開采的煤層主要位于白堊系下統(tǒng)大磨柺河含煤組，本組共有中厚煤 層 4 層，為了便于區(qū)別，現(xiàn)將各煤層厚度、結構、容重和頂?shù)装迩闆r分層詳見 下表“表 1-3 可采煤層特征表” 順序 名稱 性質(zhì) 斷層面 走向 斷層面 傾向 傾角（ o） 落差（m） 水平斷 距(m) 1 F5 正 NE SE 30～48 20～62 12～42 2 F6 正 EW S 35～45 15～50 0～7 3 F7 正 SN EW 10～20 25～80 7～36 5 表 1-3 可采煤層特征表 煤層厚度 （m） 圍巖 最小～最大 序 號 煤 層 名 稱 平均 層 間 距 （m ） 傾 角 （o ） 頂板 底板 煤的 牌號 硬 度 （? ） 容重 （t/ m3） 煤層 構造 及穩(wěn) 定性 1.8 2.21 17 2.0 7 中砂巖 粉砂 巖 褐煤 2.5 1.3 穩(wěn)定 1.7 2.3 9.5- 20 2 19 2.1 6 中粗砂 巖 細砂 巖 褐煤 2.5 1.3 較穩(wěn) 定 2.0 2.4 9.1- 16 3 26 2.2 6 細砂巖 粉砂巖 細砂 巖 褐煤 2.5 1.4 較穩(wěn) 定 1.6 2.4 4 31 1.8 8.5- 25 7 中粗砂 巖 細砂 巖 褐煤 2.5 1.2 穩(wěn)定 1.2.4 巖石性質(zhì)及厚度特征 礦區(qū)內(nèi)煤層頂、底板均為泥巖或粉砂巖，膠結較差，遇水膨脹,有底鼓的 傾向，易產(chǎn)生冒頂，礦山開采時要留設一定厚度的煤皮假頂及底煤，同時需加 強支護，并留有足夠的保安煤柱，切實做好頂、底板管理工作。 本區(qū)煤層圍巖較硬,硬度在 2～3 之間。各煤層頂、底板依據(jù)勘探資料及井 下生產(chǎn)實見做如下敘述： 區(qū)內(nèi)煤層頂?shù)装鍘r石約有 85%以上為泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖、粉砂巖 及細砂巖組成，15%以下為粗砂巖及含礫砂巖組成。據(jù)肉眼鑒定，這幾種巖性 均由泥質(zhì)或凝灰質(zhì)膠結，松散破碎。由于煤層較軟、抗壓強度低，極不利于巷 道及采面支護，容易使巷道變形和支護困難。巖石性質(zhì)見“表 1-4 巖石主要 物理力學性質(zhì)指標表” 。 表 1-4 巖石主要物理力學性質(zhì)指標表 6 1.2.5 井田內(nèi)的水文地質(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，煤田的南北 兩側由火成巖組成，地表標高一般在+650m 左右，由于是后期剝蝕（侵蝕）構 造的影響構成了現(xiàn)代低山～丘陵地形，大雁煤田內(nèi)沒有主要河流通過，四礦井 田位于大雁煤田的東南部，勝利河由東南向西北流經(jīng)四礦井田的西南部后匯入 海拉爾河。 本區(qū)含水層以煤系風化裂隙帶含承壓水為主，風化帶以下為煤系風化裂隙 含水層為輔。本區(qū)第四系地層基本無水，但卻是大氣降水及火山巖裂隙水滲入 補給煤系地層含水層的良好通道。 1.地表水與地下水的關系 本區(qū)含水層以煤系風化裂隙帶含水層為主，風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:補給、徑流、排泄過程天然狀態(tài)下，地下 水總的徑流方向是由東南向西北，也就是由東南補給，排泄于西北方向，井田 內(nèi)地下水的水質(zhì)類型為 HCO3-Ca 水，礦化度為 355～412mm/l 3。 2.礦區(qū)內(nèi)含水層及隔水層 本區(qū)的含水層可分為如下四類：第四系孔隙含水層、煤系風化裂隙帶含水 名稱 容重102 kg/cm3 孔隙度 壓強度102 kg/cm3 抗拉強度102 kg/cm3 變形模 量 102kg/c m3 彈性 模量 kg/c m3 砂巖 2.0- 2.6 5- 25 2- 20 0.5-0.4 0.5- 8 1- 10 礫巖 2.3- 2.6 5- 15 1- 15 0.2-1.5 0.8- 8 2- 8 泥炭巖 2.7- 2.85 1.6-5.2 12.83 0.6-2.0 2- 7 5- 10 灰?guī)r 2.2-2.7 5- 20 5- 20 0.5-2.0 1- 8 5- 10 頁巖 2.0-2.4 16-30 1- 10 0.2-1.0 1- 3.5 2- 8 石英長石 2.65-2.7 0.12-0.5 15- 35 4.0-3.0 6- 20 6- 20 7 層、煤系內(nèi)孔隙含水層及煤層裂隙含水層。 3.礦區(qū)水文 地質(zhì)特點 （1） 、本礦區(qū)地下水埋藏較淺，主要以煤層裂隙水為主。 （2） 、煤層中裂隙發(fā)育，導水性強。 （3） 、第四系地層有較厚的粘土分布，對大氣降水的補給起到一定隔水作 用。 （4） 、本礦區(qū)地勢較高，第四系地層水量不大，且補給條件較差，易于疏 干。 4.綜合各項因素評價 四礦水文地質(zhì)類型為:中等。 1.2.6 沼氣及煤塵及煤的自燃性 1.瓦斯 礦井瓦斯含量及煤塵爆炸指數(shù)較低，煤的自然發(fā)火期為 3～6 個月，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。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，本礦瓦斯相對涌出量為 3.2m3/t，屬于低瓦斯礦井。 2.煤塵 根據(jù)煤塵爆炸性試驗指標，煤塵爆炸指數(shù) 15～23%之間，該礦開采的煤層 屬于不易發(fā)生爆炸危險的煤層。 3.煤的自燃 本區(qū)煤樣的燃點試驗結果為原樣燃點為 253℃，還原樣燃點為 265℃，氧 化樣燃點 256℃，說明煤的燃點比較低。本區(qū)煤種為褐煤，煤化程度低、燃點 比較低，極易風化成粉末和碎塊，煤層含水分又較高，煤炭采出后堆積在一起， 因濕度較大，煤堆很容易發(fā)熱，當溫度達到臨界值時，就會發(fā)生煤的自燃。井 下煤層裸露點封閉或通風不及時，也會發(fā)生煤層的自燃現(xiàn)象。本區(qū)煤層自燃發(fā) 火期為 3－6 個月。礦井總體為Ⅱ級自然發(fā)火礦井。 4.地溫特征 本區(qū)恒溫深度 16～26m，溫度 6℃,從地溫測量成果計算分析，本區(qū)平均地 溫梯度為 2.7℃/100m,平均地熱增溫率為 38.2m/1℃，地溫梯度小于 3℃。本 區(qū)基本屬于地溫正常區(qū)。但隨著開采深度的增加，地溫將有所升高,給生產(chǎn)安 全帶來負面影響。 8 5.地壓特征 根據(jù)地壓觀測資料，煤巖層在斷層附近特別破碎，特別是在大斷層附近表 現(xiàn)的尤為明顯。隨著開采深度的增加，地壓增大。 1.2.7 煤質(zhì)及牌號及用途 1.煤的物理性質(zhì)及特征 本區(qū)所有煤層其物理性質(zhì)共性明顯，差異不大，一般多為黑褐-黑色，條 痕淺褐色-褐色，具有瀝青光澤，多屬暗淡（或半暗淡）型煤。結構單一或呈 條帶狀，常見條帶狀結構或木質(zhì)結構，具層狀或塊狀構造，斷口平坦，個別呈 參差狀斷口，外生裂隙發(fā)育。硬度在 1～3 之間（摩氏硬度） ，具較強韌性，煤 的比重 1.15～1.84 之間，平均 1.48～1.66；煤的容重在 1.06～1.57 之間， 平均 1.20～1.43。 根據(jù)本區(qū)各煤層進行磨片鏡下鑒定結果表明，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。 2.煤的化學性質(zhì)和工藝性能 本區(qū)各煤層的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，根據(jù) 4 個計量煤層的煤芯煤樣化驗結果， 其煤質(zhì)指標如下： 水分（ Wt）：2.69% ～20.08%，平均 9.57%； 灰分( Ad)：7.13% ～49.26%，平均 18.17%； 揮發(fā)分（ Vdaf）39.06%～ 53.75%，平均 45.30%，屬高揮發(fā)分。 粘結性：屬弱粘結性。 本區(qū)煤種牌號單一，區(qū)內(nèi)各煤層其坩堝粘結性幾乎都是 1，煤化程度低， 均屬褐煤，其中 27、32 號煤層屬低灰分煤，31 號煤層屬于高灰分外，36 號煤 層屬于中灰分煤。從平面上看，本區(qū)內(nèi)煤層的主要煤質(zhì)指標灰分產(chǎn)率（ Ad）值 隨深度變化不大，揮發(fā)分產(chǎn)率（ Vdaf）值隨著深度加大而降低的趨勢。 本區(qū)煤的發(fā)熱量（ Qnet.d ）平均為 19.91MC/kg，灰分（ Ad）平均為 18.17%，硫（ St.d）平均為 0.56%，灰熔點（ ST）為 1380°，屬中灰，特低硫， 高熔點煤。 3.煤質(zhì)及工業(yè)用途 本區(qū)煤種為褐煤，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，本區(qū)煤可供發(fā)電、鍋爐用煤和民用生活燃料用煤。 9 第 2 章 井田境界及儲量 2.1 井田境界 2.1.1 井田周邊情況 井田北部以煤層露頭標高線為界，南（深部）以 F6斷層為界，西以正 F5 斷層為界；東以正 F7斷層為界，井田境界內(nèi)無三下一上開采。 2.1.2 井田境界確定的依據(jù) （1）井田范圍、儲量要與礦井生產(chǎn)能力相適應。 （2）井田要有合理的尺寸以保證各個開采水平有足夠的儲量和服務年限。 （3）充分利用自然等條件確定井田境界。 （4）井田要有合理的開采范圍，便于礦井的發(fā)展。 2.1.3 井田未來發(fā)展情況 井田范圍內(nèi)煤層由大雁四礦進行開采，由于技術和經(jīng)濟原因?qū)τ诰锷畈?的勘探數(shù)據(jù)很少，隨著科技的進步在技術上對井田深部進行精確探查，可能發(fā) 現(xiàn)新的可采煤層。 2.2 井田儲量 2.2.1 井田儲量的計算 1.礦井初步設計應計算以下儲量 根據(jù)區(qū)域地質(zhì)報告和井田地質(zhì)精查報告計算井田地質(zhì)儲量（能利用儲量和 10 暫不能利用儲量） 、礦井工業(yè)儲量（精查中的“A、B、C”三級儲量） 、礦井設 計儲量和礦井設計可采儲量等。 2.井田工業(yè)儲量應按儲量塊段法進行計算 Zc =S×H×r/cosθ 式中 Zc——井田工業(yè)儲量，Mt； S——塊段面積，km 2； H——塊段總厚度，m； r——煤的容重，t/m 3； θ ——為煤層平均傾角， °。 Zc=16.3×(2.0+1.8+2.1+1.9)×1.35/ cos6.7 =143.44Mt? 3.礦井可采儲量的計算 Z=(Zc-P) ×C 式中 Z——可采儲量，Mt Zc——工業(yè)儲量，Mt P——永久煤柱損失，Mt C——帶區(qū)回采率,厚煤層不低于 0.75；中厚煤層不低于 0.8；薄煤 層不低于 0.85；地方小煤礦不低于 0.7。 計算得： Z=（143.44-23.74）×0.8=95.76Mt 2.2.2 保安煤柱 1.工業(yè)場地及主要井巷保護煤柱留設 （1）工業(yè)場地保護煤柱留設，應在確定地面受保護面積后，用移動角圈 定煤柱范圍。工業(yè)場地地面受保護面積應包括受保護對象及圍護帶，圍護帶寬 度為 15m。 （2）本礦井采用斜巷連接帶區(qū)與條帶，在斜巷外留設 30m 保安煤柱。帶 區(qū)之間留設 5m 煤柱。 2.斷層帶及井田境界煤柱的留設 11 井田范圍三面以斷層為界一面以煤層露頭為界，為開采安全確定斷層與煤 層露頭均留設 50m 的煤柱進行保護。在井田范圍內(nèi)有一小斷層，在其周圍留設 30m 的保安煤柱。 2.2.3 儲量計算的評價 儲量完全按照規(guī)定計算，結果正確。但是由勘察數(shù)據(jù)做的地質(zhì)分析與實際 地質(zhì)情況存在著一定的出入，所以儲量在數(shù)值上與實際存在著誤差。 2.3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務年限 本礦井采用“四、六”工作制，即三班采、掘工作，一班進行檢修；每天 礦井凈提升時間為 16h；年工作日為 330d。 本礦井已查明的工業(yè)儲量為 143.44Mt,估算本井田內(nèi)工業(yè)廣場煤柱，境界 煤柱等永久煤柱損失量占工業(yè)儲量的 16%，各可采層均為中厚煤層，按礦井設 計規(guī)范要求確定本礦的帶區(qū)采出率為 80%，由此計算確定本井田的可采儲量為 95.76Mt。 根據(jù)井田地質(zhì)精查報告的資料描述，初步?jīng)Q定采用大型礦井設計。并設計 確定三個方案，即礦井生產(chǎn)能力為 0.9Mt/a， 1.2Mt/a 和 1.5Mt/a 三個方案， 分析如下： P=Z/AK 式中 P——為礦井設計服務年限，a； Z——井田的可采儲量,Mt； A——為礦井生產(chǎn)能力,Mt/a； K——為礦井儲量備用系數(shù)，一般取 1.4； 計算得：P 1=76a ； P 2=57a； P 3=45.6a； 經(jīng)與《規(guī)程》和《采礦設計手冊》相核對，確定 57a 為比較合理的服務年 限，即本礦井的生產(chǎn)能力為 1.2Mt/a。 12 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 井田內(nèi)生產(chǎn)礦井為大雁四礦，與其相鄰為大雁一礦，一礦開拓方式為雙立 井綜合開拓。 3.1.2 影響本設計礦井開拓方式的因素及具體情況 （1）工業(yè)場地宜選擇在相對比較開闊的地界上。 （2）開采水平的數(shù)目及其服務年限。 （3）井田范圍內(nèi)的地形、地質(zhì)、水文和煤層賦存條件。 （4）礦井開拓延深、深部開拓及技術改造。 3.2 礦井開拓方案的選擇 3.2.1 井硐形式和井口位置 對以上影響因素要綜合研究，通過系統(tǒng)優(yōu)化設計和多方案技術經(jīng)濟比較確 定。 1.雙斜井開拓 斜井與立井相比有如下優(yōu)點： （1）礦井提升不需大型設備，與同類井型立井相比設備投資少，井筒掘 進技術和施工設備比較簡單。 （2）膠帶輸送機提升增產(chǎn)潛力大，改擴建比較方便，容易實現(xiàn)多水平生 產(chǎn)。 13 適用條件 ：煤層賦存較淺，垂深在 200m 以內(nèi)，煤層賦存深度為 0～600m，含水砂層厚度小于 20～40m，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單的煤 層。井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層。 技術評價：本礦井一水平設在+415m 水平標高，煤層傾角小，斜井開拓沿 煤層布置井巷長，縮短井巷長度加大井巷的傾角則需要留設保安煤柱；在礦井 進行多水平開采時，對于井筒延深需過斷層，增加投資。 2.雙立井開拓 優(yōu)點： （1）生產(chǎn)系統(tǒng)比較簡單，機械化程度高，易于自動控制。 （2）立井的井筒短，運輸環(huán)節(jié)少，提升速度快。 （3）井筒為圓形斷面結構合理，維護費用低，通風條件好，管線短。 （4）對于傾斜長度大的井田，能較合理的兼顧淺部和深部的開采。 適用條件：煤層賦存深度 200～1000m，含水砂層厚度 20～40m,立井開拓 的適應性很強，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件限制。技術 上也比較可靠。當?shù)刭|(zhì)條件不利于平硐或斜井開拓時均采用立井開拓方式。 技術評價：根據(jù)本井田的地表情況，地質(zhì)構造，煤層賦存等因素，本井田 煤層賦存最深+0m 標高，滿足采用雙立井開拓，故此方案在技術上也可行。 3.綜合開拓（主井立井，副井斜井） 本設計開拓形式是考慮了井筒的不同位置。見表 3-1 開拓方案經(jīng)濟比較 表。 表 3-1 開拓方案經(jīng)濟比較表 項目名稱 方案一（萬元） 方案二（萬元） 方案三（萬元） 主井 942×3546×10-4=334 240×9846×10-4=236 240×9846×10-4=236 副井 940×3125×10-4=294 235×9846×10-4=231 940×3125×10-4=294井 筒 風井 940×1765×10-4=166 240×2983×10-4=72 240×2983×10-4=72 提升費用 258.3+245.5=503.8 362.5+138.6=501.1 362.5+245.5=608.1 14 折舊費用 22.4+22.4=44.8 48.7+38.8=87.5 48.7+22.4=70.1 投資費用 157+119=276 285.0+96.5=381.5 285.0+119=404 總計 1618.6 1509.1 1684.2 井筒位置的選擇是開拓方式很重要的環(huán)節(jié)，除考慮地形地勢等自然因素外， 還要兼顧井田淺部和深部的開采。經(jīng)比較確定在井田中央位置布置。 3.2.2 開采水平數(shù)目和標高 水平是運輸大巷及井底車場所在的位置及所服務的開采范圍，合理的水平 劃分應該具有合理的階段斜長和條帶數(shù)目，要有利于帶區(qū)的正常接續(xù)，在初期 投資上合理，保證開采水平有合理的服務年限及儲量等。 根據(jù)以上原因及本井田的實際情況，現(xiàn)確定水平劃分方案如下表 3-2 水平 劃分方案比較表。 表 3-2 水平劃分方案比較表 方案 方案一 方案二 水平數(shù)目 3 2 水平標高 +450m，+250m，+50m +415m，+150m， 方案分析 一水平服務年限為 18a，過短，所以此方案不合理。 一水平服務年限為 36a，符合規(guī)定。 比較結