采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-長平四礦3.00Mta新井設(shè)計(jì)（全套圖紙）.pdf

遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 前言前言 中國是世界最大產(chǎn)煤國 煤炭在中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中占有極重要的地位 煤炭是工業(yè) 的糧食 我國一次能量消費(fèi)中 煤炭占 75 以上 煤炭發(fā)展的快慢 將直接關(guān)系到國計(jì)民 生 作為采礦專業(yè)的一名學(xué)生 我很榮幸能夠?yàn)樽鎳禾渴聵I(yè)盡一份力 畢業(yè)設(shè)計(jì)是畢業(yè) 生把大學(xué)所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié) 使所學(xué)知識(shí)一體化 是我們踏入工 作崗位的過度環(huán)節(jié) 設(shè)計(jì)過程中的所學(xué)知識(shí)很可能被直接帶到馬上的工作崗位上 所以顯 得尤為重要 全套圖紙 加全套圖紙 加 153893706 學(xué)生通過設(shè)計(jì)能夠全面系統(tǒng)的運(yùn)用和鞏固所學(xué)的知識(shí) 掌握礦井設(shè)計(jì)的方法 步驟及 內(nèi)容 培養(yǎng)實(shí)事求是 理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度 培養(yǎng)自己的科學(xué)研究 能力 提高了編寫技術(shù)文件和運(yùn)算的能力 同時(shí)也提高了計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力及其他方面的能 力 該說明書為長平四礦 3 0Mt a 井田初步設(shè)計(jì)說明書 在所收集地質(zhì)材料的前提下 由 指導(dǎo)教師給予指導(dǎo) 并合理運(yùn)用平時(shí)及課堂上積累的知識(shí) 查找有關(guān)資料 力求設(shè)計(jì)出一 個(gè)高產(chǎn) 高效 安全的現(xiàn)代化礦井 本設(shè)計(jì)說明書從礦井的開拓 開采 運(yùn)輸 通風(fēng) 提升及工作面的采煤方法等各個(gè)環(huán) 節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的敘述 并進(jìn)行了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較 論述了本設(shè)計(jì)的合理性 完成了畢業(yè)設(shè) 計(jì)要求的內(nèi)容 同時(shí)說明書圖文并茂 使設(shè)計(jì)的內(nèi)容更容易被理解和接受 在設(shè)計(jì)過程中 得到了指導(dǎo)老師的詳細(xì)指導(dǎo)和同學(xué)的悉心幫助 在此表示感謝 由于設(shè)計(jì)時(shí)間和本人能力 有限 難免有錯(cuò)誤和疏漏之處 望老師給予批評(píng)指正 馮帥 長平四礦 3 0Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 2 1 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征 1 1 礦區(qū)概況 1 1 1 礦區(qū)地理位置 長平礦區(qū)位于高平市西北 17km 處 行政區(qū)劃隸屬高平市寺莊鎮(zhèn)管轄 井田地理坐標(biāo) 范圍為東經(jīng) 112 44 54 4 112 50 51 9 北緯 35 51 02 4 35 55 1 7 批準(zhǔn)井田面積 43 5099km2 生產(chǎn)規(guī)模為 1 2Mt a 井田東西長 8 91km 南北寬 7 61 km 面積 43 5099 km2 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 3 圖 1 1 交通位置圖 Fig 1 1 traffic and location 1 1 2 礦區(qū)地形 地貌及交通運(yùn)輸 長平礦區(qū)井田位于太行山南段西緣 沁水煤田之東緣 地貌形態(tài)屬于丹河流域侵蝕 中低山區(qū) 井田東部為開闊的丹河河床 中西部為中低山和黃土梁 峁 總的地勢(shì)為西高 東低 地形最高點(diǎn)位于西南部山頂 標(biāo)高 1310 66m 最低點(diǎn)為東部丹河河床 標(biāo)高 878 00m 最大相對(duì)高差 432 66m 井田東南距高平市 17km 太 原 焦 作 鐵路和 207 國道從 井田東側(cè)通過 長 治 晉 城 二級(jí)公路和長 治 晉 城 高速公路從井田東側(cè)約 20 km 處 通過 井田北距太 焦鐵路趙莊車站 3 3km 南距西陽車站 4 7km 該礦工業(yè)廣場(chǎng)與附近 干線公路和鐵路間均有柏油公路連接 由井田經(jīng)鐵路 公路向北可達(dá)長治 太原 向南可 通晉城 焦作 然后通往全國各地 交通運(yùn)輸便利 馮帥 長平四礦 3 0Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 4 1 1 3 氣候條件及地震情況 本區(qū)屬大陸性氣候 據(jù)晉城市氣象站觀測(cè)資料 年平均氣溫為 10 88 最高氣溫為 38 6 最低氣溫為 22 8 年降水量為 292 0 1008 8mm 6 9 月份降水量占全年的 70 年平均蒸發(fā)量為 1009 6mm 干旱指數(shù)為 1 58 屬半濕潤區(qū) 該區(qū)夏季多東南風(fēng) 冬 季多西北風(fēng) 最大風(fēng)速十級(jí) 一般為 3 4 級(jí) 全年無霜期 180d 左右 每年 11 月至次年 3 月為結(jié)冰期 凍土深度一般為 0 30 0 43m 據(jù)歷史記載 高平市先后曾發(fā)生過大小地震 42 次 其中 4 5 級(jí)具有破壞性地震 8 次 據(jù)中華人民共和國 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50011 2010 本區(qū)屬 6 度區(qū) 基本地 震加速度值 0 05g 1 1 4 電源 水源及建筑材料來源 該礦區(qū)的電力由位于晉城市區(qū)的發(fā)電廠供給 生產(chǎn)所用的水主要取自井田釜山水庫 礦坑排水 奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶水 建筑材料主要周邊的小鎮(zhèn)或者高平市購得 1 2 井田及其附近的地質(zhì)特征 1 2 1 井田地質(zhì)構(gòu)造 長平井田位于晉獲褶斷帶南部西側(cè) 沁水盆地南緣 井田構(gòu)造形態(tài)與區(qū)域構(gòu)造密切 相關(guān) 根據(jù)井田地表基巖出露情況和鉆孔 巷道揭露及三維地震勘探 地面物探資料 井 田地層總體為走向北北東 傾向北西西的單斜構(gòu)造 地層傾角 5 12 局部受構(gòu)造應(yīng)力 影響 發(fā)育有次一級(jí)的波狀起伏 表現(xiàn)為寬緩的中小型背斜和向斜 并伴生有較多的中小 型斷層和陷落柱 1 2 2 井田水文地質(zhì)特征 井田及附近主要地表河流為丹河和釜山河 丹河發(fā)源于井田以北丹朱嶺西部后溝村 西北 從井田東部邊界處由北向南流過 為沁河支流 丹河河水流量受季節(jié)性影響較大 旱季時(shí)水量較小 雨季時(shí)水量增大 據(jù)長平村西臨時(shí)測(cè)流斷面觀測(cè) 流量 0 0042m3 s 1998 年 6 月 30 日 1 4088 m3 s 1998 年 7 月 22 日 釜山河由西向北流經(jīng)井田中部 屬季 節(jié)性河流 水量很小 向東南匯入釜山水庫 井田內(nèi)其它溝谷平時(shí)一般無水 只有雨季時(shí) 才有洪水排泄 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 5 另外 在井田中北部還分布一個(gè)較大的水庫 釜山水庫 水庫位于釜山村與四溝村 之間的大溝內(nèi) 庫區(qū)面積約 0 18km2 庫容量 60 萬 m3 庫區(qū)內(nèi)最大蓄水深度 10 余米 庫 區(qū)最高水位標(biāo)高 915m 該水庫常年存水 1 3 煤層質(zhì)量及煤層特征 1 3 1 煤質(zhì)及物理性質(zhì) 該礦區(qū)煤質(zhì)工業(yè)牌號(hào)為無煙煤 黑色 條痕為黑色 參差狀 及貝殼狀斷口 玻璃 金剛光澤 內(nèi)生裂隙較發(fā)育 以亮煤為主 暗煤次之 夾鏡煤條帶 細(xì) 中條帶狀結(jié)構(gòu) 層狀構(gòu)造 屬半亮 光亮型煤 煤的物理性質(zhì) 水分 Mad 原煤 0 36 3 55 平均為 1 24 浮煤 0 29 2 75 平均 1 05 灰分 Ad 原煤 9 86 28 91 平均為 15 00 浮煤 4 14 10 85 平均 7 70 揮發(fā)分 Vdaf 原煤 9 38 12 43 平均 10 71 浮煤 7 20 10 01 平均 8 68 硫分 St d 原煤 0 23 0 57 平均 0 38 浮煤 0 29 0 75 平均 0 41 發(fā)熱量 Qgr v d 原煤 21 86 32 48MJ kg 平均 30 00MJ kg 浮煤 28 41 34 33MJ kg 平均 32 73MJ kg 1 3 2 井田內(nèi)煤層及埋藏條件 煤層走向主體為東北至西南走向 由南北走向分別逐漸偏為南西和北西方向 整體四 邊形 井田中央傾向?yàn)槲鞅狈较?傾角在 3 8 之間 平均為 6 左右 可采煤層間距見表 1 1 表 1 1 煤層間距見表 煤層 厚度 煤層間距 發(fā)育情況 2 煤層 3 5 15 全區(qū)發(fā)育 3 煤層 5 全區(qū)發(fā)育 20 5 煤層 5 5 全區(qū)發(fā)育 馮帥 長平四礦 3 0Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 6 1 3 3 煤層綜合柱狀圖 圖 2 1 綜合柱狀圖 Fig 2 1 synthesis histogram 1 3 4 頂?shù)装鍘r性 2 3 號(hào)煤層直接項(xiàng)板大多為泥巖 砂質(zhì)泥巖 局部為粉砂巖或中 細(xì)粒砂巖 厚度 1 03 10 80m 厚度變化較大 老頂為中細(xì)粒砂巖 厚度 2 60 13 00m 厚度變化大 不 規(guī)則裂隙發(fā)育 見有方解石脈充填現(xiàn)象 煤層的上覆巖層 從直接頂?shù)嚼享敒檐浫?堅(jiān)硬型 再往上為軟弱 堅(jiān)硬型相間復(fù) 合結(jié)構(gòu) 這種軟硬相間的結(jié)構(gòu)雖然能阻止煤層開采時(shí)頂板裂隙的發(fā)展 但由于軟弱巖石在 水的作用下易發(fā)生變化 從而降低頂板的穩(wěn)定性 2 3 號(hào)煤層的直接底板以泥巖 砂質(zhì)泥巖為主 局部為粉砂巖或細(xì)砂巖 5 號(hào)煤層直接頂板為厚層石灰?guī)r 屬堅(jiān)硬巖層 煤層直接底板為泥巖 砂質(zhì)泥巖 有 時(shí)為鋁質(zhì)泥巖 粉砂巖 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 7 1 3 5 瓦斯賦存狀況及煤的自燃性 據(jù)山西省煤炭工業(yè)局晉煤瓦發(fā) 2011 464 號(hào)文件批復(fù) 長平礦開采煤層 2010 年度礦 井瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果為瓦斯絕對(duì)涌出量為 13 73m3 min 相對(duì)涌出量為 6 15 m3 t 二氧化碳絕對(duì)涌出量為 6 25 m3 min 相對(duì)涌出量為 2 80 m3 t 長平礦井屬于低 瓦斯礦井 根據(jù)本礦 2008 年在井下回風(fēng)大巷及 1308 探巷采取煤層煤樣進(jìn)行煤的自燃趨勢(shì) 試驗(yàn) 其吸氧量為 1 2679 1 3008cm3 g 自燃等級(jí)為 類 按 煤礦安全規(guī)程 屬不易自 燃煤層 井田內(nèi) 2 3 5 號(hào)煤層均屬不易自燃煤層 1 3 6 地質(zhì)勘探程度 在勘探初期針對(duì)該區(qū)特點(diǎn) 首先 原則上對(duì)全井田采用先線后面 全面控制 點(diǎn)線配 合 重點(diǎn)解剖 然后循序漸進(jìn) 逐步提高勘探程度 儲(chǔ)量級(jí)別等 通過四次勘探 補(bǔ)充并 借鑒鄰區(qū)地質(zhì)資料 比擬本井田上述地質(zhì)因素特征 視其地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度為中等 煤層 較穩(wěn)定且偏簡(jiǎn)單 勘探類型屬于二類二型偏簡(jiǎn)單 2 井田境界及儲(chǔ)量 2 1 井田境界 2 1 1 井田的邊界 其走向長 2 4 5 0 公里 傾斜長 1 8 3 8 公里 面積 18 94 公里 2 2 1 2 邊界煤柱的留設(shè) 按 煤礦安全規(guī)程 規(guī)定 邊界礦柱的留法及尺寸 1 井田邊界煤柱留 30 米 2 階段煤柱斜長 60 米 若在兩階段留設(shè) 則上下階段各留 30 米 3 斷層煤柱每側(cè)各為 30 米 4 采區(qū)邊界煤柱留 15 米 馮帥 長平四礦 3 0Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 8 根據(jù)參考 礦井設(shè)計(jì)規(guī)范 和 礦井安全規(guī)程 的相關(guān)數(shù)據(jù)要求和規(guī)定 本井田所留 的各種保護(hù)煤柱均合理 符合規(guī)定 在井田范圍內(nèi) 儲(chǔ)量 煤層賦存及開采條件均與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng) 田內(nèi)有足夠的 儲(chǔ)量和合理的服務(wù)年限 井田走向長度大于傾斜長度 有三層煤 可保證礦井各個(gè)開采水 平有足夠的服務(wù)年限 階段高度及階段斜長適當(dāng) 礦井通風(fēng) 井下運(yùn)輸較容易 2 2 井田的儲(chǔ)量 2 2 1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算原則 1 按照地下實(shí)際埋藏的煤炭?jī)?chǔ)量計(jì)算 不考慮開采 選礦及加工時(shí)的損失 2 儲(chǔ)量計(jì)算的最大垂深與勘探深度一致 對(duì)于大 中型礦井 一般不超過 1000 米 3 精查階段的煤炭?jī)?chǔ)量計(jì)算范圍 應(yīng)與所劃定的井田邊界范圍相一致 4 凡是分水平開采的井田 在計(jì)算儲(chǔ)量時(shí) 也應(yīng)該分水平計(jì)算儲(chǔ)量 5 由于某種技術(shù)條件的限制不能采出的煤炭 如在鐵路 大河流 重要建筑物等兩側(cè) 的保安煤柱 要分別計(jì)算儲(chǔ)量 6 煤層傾角不大于 15 度時(shí) 可用煤層的偽厚度和水平投影面積計(jì)算儲(chǔ)量 7 煤層中所夾的大于 0 05 米厚的高灰煤 夾矸 不參與儲(chǔ)量的計(jì)算 8 參與儲(chǔ)量計(jì)算的各煤層原煤干燥時(shí)的灰分不大于 40 2 2 2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量 井田的精查勘探面積為 S 18940000 2 m 根據(jù)儲(chǔ)量計(jì)算公式 2 1 cos SMrzg 2 1 式中 Zg 礦井的地質(zhì)儲(chǔ)量 t M 可采煤層總厚度 m S 井田面積 m r 煤的容重 r 1 3 t m 煤層傾角 度 所以 Zg 18940000 3 5 5 5 5 1 4 cos6 37327 7 萬噸 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 9 由于設(shè)計(jì)時(shí)不考慮平衡表外儲(chǔ)量和遠(yuǎn)景儲(chǔ)量 因此礦井工業(yè)儲(chǔ)量就等于地質(zhì)儲(chǔ)量 即 Zc Zg 37327 7 萬噸 各煤層的工業(yè)儲(chǔ)量見表 2 1 表 2 1 煤層工業(yè)儲(chǔ)量表 Tab 2 1 Industrial coal reserves 2 2 3 礦井煤柱損失 1 斷層煤柱損失 斷層的兩側(cè)各留 30m 的保護(hù)煤柱 此斷層的面積為 33255m 故此斷層保護(hù)煤柱損失為 33255 14 1 4 65 18 萬噸 2 井田境界煤柱損失 井田境界留設(shè) 30m 的邊界煤柱 總長為 16476 23m 井田境界保護(hù)煤柱所占面積為 494287m 經(jīng)計(jì)算 故境界保護(hù)煤柱損失為 494287 14 1 4 968 8 萬噸 3 工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失 由 礦井設(shè)計(jì)規(guī)范 規(guī)定 礦井工業(yè)場(chǎng)地占地為 0 8 1 1 公頃 10 萬噸 大型礦井取 小值 小型礦井取大值 本礦井為 3 0Mt a 所以取 1 0 則本礦井的工業(yè)場(chǎng)地面積為 S 30 1 0 30 公頃 依據(jù)井田形狀選擇 500 600m 的長方形 用移動(dòng)角圈定煤柱范圍 工 業(yè)場(chǎng)地地面受保護(hù)面積應(yīng)包括保護(hù)對(duì)象及寬度 20m 的圍護(hù)帶 再用幾何作圖的方法確定工 業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱的范圍 由工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱圖可知 2 號(hào)煤層煤柱損失為 140 35 3 5 1 4 687 74 萬噸 3 號(hào)煤層煤柱損失為 143 47 5 1 4 1004 29 萬噸 5 號(hào)煤層煤柱損失為 147 53 5 5 1 4 1135 99 萬噸 故工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱損失共為 687 74 1004 29 1135 99 2828 02 萬噸 4 全礦采區(qū)回采率 序號(hào) 煤層號(hào) 煤厚 m 傾角 度 面積 平方千米 工業(yè)儲(chǔ)量 萬噸 1 2 3 5 2 8 18 94 9331 9 2 3 5 2 8 18 94 13331 3 3 5 5 5 2 8 18 94 14664 5 馮帥 長平四礦 3 0Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 10 由 礦井設(shè)計(jì)規(guī)范 第 2 1 3 條 礦井采區(qū)回采率 應(yīng)該符合下列規(guī)定 厚煤層不應(yīng) 小于 75 中厚煤層不應(yīng)小于 80 薄煤層不應(yīng)小于 85 由于本礦井的 2 號(hào)煤層為中 厚煤層取 80 3 號(hào) 5 號(hào)煤層為厚煤層 取 75 2 2 4 礦井的設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 工業(yè)儲(chǔ)量 永久煤柱損失量 即 Zs Zc P1 2 2 式中 Zs 礦井的設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 萬噸 Zc 礦井的工業(yè)儲(chǔ)量 萬噸 P1 永久煤柱損失量 萬噸 包括斷層 防水 井田境界 地面建筑物及因法 律 社會(huì) 環(huán)境保護(hù)等影響因素影響不得開采的煤柱煤量 此礦井永久煤柱只有斷層和井田境界保護(hù)煤柱 故 Zs 37327 7 65 18 968 8 36293 02 萬噸 2 2 5 礦井的設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 可回收利用保護(hù)煤柱損失量 采區(qū)回采率 即 CPZZ Sk 2 2 3 式中 Zk 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 萬噸 P2 可回收利用保護(hù)煤柱損失量 萬噸 包括工業(yè)廣場(chǎng) 井筒 井下主要巷 道等保護(hù)煤柱煤量 C 采區(qū)回采率 C 0 75 此礦井可回收利用保護(hù)煤柱煤量有工業(yè)廣場(chǎng)和階段間保護(hù)煤柱煤量 故 Zk Zc P1 P2 C 9331 9 16 3 242 2 707 80 27995 8 59 5 726 6 2121 75 25509 65 萬噸 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 11 3 礦井的年產(chǎn)量 服務(wù)年限及一般工作制度 3 1 礦井的年產(chǎn)量及服務(wù)年限 3 1 1 礦井的年產(chǎn)量合理性 礦井年產(chǎn)量是煤礦生產(chǎn)建設(shè)的重要指標(biāo) 在一定程度上綜合反映了礦井生產(chǎn)技術(shù)面 貌 是礦井開拓的一個(gè)主要參數(shù) 也是選擇井田開拓方式的重要依據(jù)之一 礦井的年產(chǎn)量確定的合理與否 對(duì)保證礦井能否迅速投產(chǎn) 達(dá)產(chǎn)和產(chǎn)生效益至關(guān)重要 而礦井生產(chǎn)能力與井田地質(zhì)構(gòu)造 水文地質(zhì)條件 煤炭?jī)?chǔ)量及質(zhì)量 煤層賦存條件 建井 條件 采掘機(jī)械化裝備水平及市場(chǎng)銷售量等許多因素有關(guān) 經(jīng)分析比較 設(shè)計(jì)認(rèn)為礦井的 生產(chǎn)能力確定為 3 0Mt a 是合理和可行的 理由如下 1 儲(chǔ)量豐富 煤炭?jī)?chǔ)量是決定礦井生產(chǎn)能力的主要因素之一 本井田內(nèi)可采的煤層達(dá)到 3 層 保有 可采儲(chǔ)量為 255 10 Mt 按照 3 0Mt a 的生產(chǎn)能力 能夠滿足礦井服務(wù)年限的要求 而且投 入少 效率高 成本低 效益好 2 開采技術(shù)條件好 本井田煤層賦存較穩(wěn)定 煤層埋藏較淺 傾角變化不大 由于井田面積大 水文地質(zhì) 馮帥 長平四礦 3 0Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 12 條件及地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單 煤層結(jié)構(gòu)單一 適宜綜合機(jī)械化開采 可采煤層均為中厚煤層及厚 煤層 適合高產(chǎn)高效工作面開采 3 建井及外運(yùn)條件 本井田內(nèi)有良好的煤層賦存條件 為提高建井速度 縮短建井工期提供了良好的地質(zhì) 條件 本井田離晉城市較近 有礦區(qū)專用鐵路與國鐵相通 井田內(nèi)各村鎮(zhèn)均也有公路相通 交通較便利 4 具有先進(jìn)的開采經(jīng)驗(yàn) 近年來 綜合機(jī)械化開采工藝在煤礦成產(chǎn)中有了很大發(fā)展 而且該工藝投入少 效率 高 成本低 效益好 生產(chǎn)集中簡(jiǎn)單 開采技術(shù)基本成熟 綜上所述 由于礦井優(yōu)越的條件及外部運(yùn)輸條件 有利于把本礦井建設(shè)成為一個(gè)高產(chǎn) 高效礦井 礦井的生產(chǎn)能力為 3 0Mt a 是可行的 合理的 3 1 2 礦井的服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限應(yīng)與礦井的生產(chǎn)能力相適應(yīng) 它兩個(gè)之間的關(guān)系實(shí)質(zhì)上就是礦井生產(chǎn)能 力和礦井儲(chǔ)量的關(guān)系 在圈定的井田范圍內(nèi) 礦井儲(chǔ)量一定 井型越大 服務(wù)年限越短 井型越小 服務(wù)年限越長 當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限為某數(shù)值時(shí) 可使噸煤的總費(fèi)用最 低 相近于這個(gè)數(shù)值范圍 則是合理的礦井的生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 根據(jù) 礦井設(shè)計(jì)規(guī)范 的規(guī)定 在計(jì)算礦井服務(wù)年限時(shí) 儲(chǔ)量備用系數(shù)宜采用 1 3 1 5 本礦井取用 1 3 由礦井的服務(wù)年限計(jì)算公式 P Z AK 3 1 式中 Z 礦井的設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 A 礦井的年產(chǎn)量 K 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù) P Z AK 255 1 3 0 1 3 65 4 年 由 設(shè)計(jì)規(guī)范 第 2 2 5 條知 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 300 萬噸 年的大型礦井 設(shè)計(jì)服 務(wù)年限不應(yīng)低于 60 年 本礦井的服務(wù)年限為 65 4 年 符合設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定 3 2 礦井的一般工作制度 結(jié)合本礦井煤層條件 儲(chǔ)量情況 以及達(dá)成產(chǎn)量所需要的時(shí)間 同時(shí)考慮設(shè)備檢修以 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 13 及工人工作時(shí)間等實(shí)際的因素 在滿足 煤礦安全規(guī)程 的條件之下 本礦井工作制度安 排如下 礦井工作日為 330 天 本礦井工作制度采用 三八 制 兩班采煤 一班檢修 日提升工作時(shí)間為 16 小時(shí) 4 井田開拓 井田開拓方式應(yīng)該通過對(duì)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 地形地貌條件 井田地質(zhì)條件 煤層賦 存條件 開采技術(shù)及裝備設(shè)施等綜合因素進(jìn)行方案比較以及系統(tǒng)優(yōu)化之后確定 因此 在 解決井田開拓問題時(shí) 應(yīng)遵循以下原則 1 貫徹執(zhí)行有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策 為多出煤 早出煤 出好煤 投資少 成本 低效率高創(chuàng)造條件 要使生產(chǎn)系統(tǒng)完善 有效 可靠 在保證生產(chǎn)可高和安全的條件下減 少開拓工程量 尤其是初期建設(shè)工程量 節(jié)約基建投資 加快礦井建設(shè) 2 合理集中開拓部署 簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng) 避免生產(chǎn)分散 為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件 3 合理開發(fā)國家資源 減少煤炭損失 4 必須貫徹執(zhí)行有關(guān)煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定 要建立完善的通風(fēng)系統(tǒng) 創(chuàng)造良好 的生產(chǎn)條件 減少巷道維護(hù)量 使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài) 5 要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況 并為采用新技術(shù) 新工藝 發(fā)展采 煤機(jī)械化 綜合機(jī)械化 自動(dòng)化創(chuàng)造條件 6 根據(jù)用戶需要 應(yīng)照顧到不同煤質(zhì) 煤種的煤層分別開采 以及其他有益礦物的 綜合開采 馮帥 長平四礦 3 0Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 14 4 1 井筒形式的確定 礦井開拓 就其井筒形式來說 一般有以下幾種形式 平硐 斜井 立井和綜合開拓 下面就幾種形式進(jìn)行技術(shù)分析 然后進(jìn)行確定采用哪種開拓方式方式 平硐 一般就是適合于煤層埋藏較淺 而且要有適合于開掘平硐的條件是平硐水平標(biāo) 高以上有足夠的儲(chǔ)量 故本井田不能滿足要求 本井田地勢(shì)比較平緩 高低地的最大高差 也不過十幾米 很顯然 利用平硐開拓對(duì)于本井田來說是沒有可行性的 斜井 利用斜井開拓要求煤層埋藏較淺 表土層不厚 無流沙層水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的 緩斜中斜煤層的井田 斜井開拓的優(yōu)點(diǎn)為井筒施工簡(jiǎn)單 掘進(jìn)速度快 費(fèi)用低 斜井用膠 帶輸送機(jī)提升煤炭時(shí) 提升能力大 有利于礦井延伸施工和新舊水平的接替等 但本井田 表土層特別厚 斜井施工比較困難 如果用斜井開拓工程量大 維護(hù)和運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用也會(huì)大 幅度的增加 以上因素決定了本井田使用斜井開拓也是不可行的 本井田的煤層賦存深度 580m 到 320m 表土層較厚 井筒需用特殊方法施工 根據(jù) 設(shè)計(jì)規(guī)范 第 3 1 4 條 煤層埋藏較深 表土層較厚 水文地質(zhì)條件復(fù)雜 井筒需要特 殊施工 宜采用立井開拓方式 依上 本設(shè)計(jì)采用立井開拓方式 綜合式開拓 對(duì)于本礦井來說 由于平硐和斜井都是不可行的 所以混合式也就不予 考慮 4 2 確定井筒的位置及數(shù)目 4 2 1 井筒數(shù)目 本礦年產(chǎn)量 3 0Mt 屬大型礦井 在開拓時(shí) 決定采用三個(gè)井井筒 主井 副井和風(fēng) 井 形成中央并列式通風(fēng) 主井采用箕斗提升 副井采用罐籠伸降人員 提矸 運(yùn)料 入 風(fēng) 這樣確定的井筒數(shù)目可以滿足礦井提煤 運(yùn)料 通風(fēng)的要求 保證礦井生產(chǎn)高產(chǎn) 高 效 安全 有助于本礦的正常有序發(fā)展 4 2 2 井筒位置 地面在選擇井筒位置時(shí) 應(yīng)貫徹農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)的方針 充分利用荒山 坡地 劣地 盡 可能不占良田 不妨礙農(nóng)田水利建設(shè) 避免拆遷村莊及河流改造 主要是根據(jù)以下一些原 則 1 在煤層走向方向盡量位于井田的中央 即要求其兩翼的長度和儲(chǔ)量大致相等 這主 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 15 要是考慮到礦井的煤炭運(yùn)輸問題 當(dāng)井筒位于井田內(nèi)的煤炭?jī)?chǔ)量中心時(shí) 全礦的運(yùn)輸費(fèi)用 達(dá)到最低 2 在傾斜方向上也要盡量位于中心 同時(shí)兼顧各水平井底車場(chǎng)的布置形式及位置 3 井筒位置的確定 要顧及井口標(biāo)高及地面工業(yè)廣場(chǎng)的布置 由于考慮到最高洪水位 所以要求井筒的位置確定的井口標(biāo)高在 20 米以上 另外 地面工業(yè)場(chǎng)地的布置也基本上 決定井筒的位置 一般要求工業(yè)廣場(chǎng)盡量布置集中 達(dá)到不占良田 少占農(nóng)田的原則 還 要求整個(gè)工業(yè)場(chǎng)地要布置在地勢(shì)比較平緩的地帶 使得場(chǎng)地內(nèi)的建筑不受大的影響 4 井筒盡量不穿斷層 破碎帶 井底車場(chǎng)圍巖較好 要有較好的工程地質(zhì)條件和水文 地質(zhì)條件 5 要便于礦井供電 給水和運(yùn)輸 并使附近有便于建設(shè)居住區(qū) 排矸設(shè)施的地點(diǎn) 6 盡量使工程量少 投資小 便于井下采區(qū)劃分 同時(shí)有利于通風(fēng) 行人安全 7 選擇井筒位置應(yīng)該力求減少石門長度 井筒盡可能靠近運(yùn)輸大巷 使運(yùn)輸功最小 井筒沿井田走向有利的位置應(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 以此形成兩翼儲(chǔ)量比較均衡的雙翼井田 兩翼產(chǎn)量分配 風(fēng)量分配比較均衡 各水平兩翼開采結(jié)束的時(shí)間比較接近 應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè) 一翼過早采完 然后產(chǎn) 量集中于另一翼 將使運(yùn)輸 通風(fēng)過分集中 采煤掘進(jìn)互相干擾 甚至影響全礦生產(chǎn) 造 成單翼開采的不利局面 由于本礦所采煤層為近水平煤層且儲(chǔ)量分配較均勻 為使兩翼產(chǎn)量分配 風(fēng)量分配 比較均衡 各水平兩翼開采結(jié)束的時(shí)間比較接近井筒應(yīng)布置在井田中央 4 3 井筒參數(shù)及斷面圖 表 4 1 井筒特征表 Fig4 1 Shaft features table 井筒名 稱 井筒用 途 斷面尺 寸 長度 m 直徑 m 提升容器 主井 運(yùn)煤 44 18 750 7 5 兩對(duì) 16 噸箕斗 馮帥 長平四礦 3 0Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 16 副井 進(jìn)風(fēng) 行 人 運(yùn)料 50 26 710 8 一套 5t 礦車雙層罐籠 一套一大罐 5t 雙層單車 一個(gè)小罐籠 風(fēng)井 回風(fēng) 兼 做安全 出口 33 18 587 6 5 各井筒斷面見圖 4 2 4 3 4 4 圖 4 2 主井井筒斷布置圖面 Fig 4 2 main shaft sections 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 17 圖 4 3 副井井筒斷面布置圖 Fig 4 3 Auxiliary shaft cross section fig 馮帥 長平四礦 3 0Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 18 圖 4 4 風(fēng)井井筒斷面布置圖 Fig 4 4 Air shaft cross section fig 4 4 開采水平的設(shè)計(jì) 4 4 1 水平高度的確定 通常將設(shè)有井底車場(chǎng) 階段運(yùn)輸大巷并且擔(dān)負(fù)全階段運(yùn)輸任務(wù)的水平 稱為水平 根 據(jù)煤層賦存條件 一個(gè)井田可以用一個(gè)水平開采 或者用幾個(gè)水平開采 本礦井采用單一 水平開采 開采水平的劃分是與井田內(nèi)階段的劃分密切聯(lián)系的 而井田內(nèi)劃分階段的多少主要取 決于井田的斜長和階段尺寸的大小 階段尺寸大小以階段垂高或斜長表示 階段是按標(biāo)高 劃分的 階段上下邊界的標(biāo)高確定后 階段垂高 即其上下邊界的標(biāo)高差就可得出 階段 斜長則因煤層傾角的大小不同而變化 由于本井田煤層屬緩傾斜煤層 故采用帶區(qū)式劃分階段 4 4 2 第一水平儲(chǔ)量及水平服務(wù)年限 由于本礦屬于單水平開采 所以第一水平的服務(wù)年限即為全礦的服務(wù)年限 65 4 年 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 19 4 4 3 設(shè)計(jì)水平大巷布置 運(yùn)輸大巷的布置方式有三種 運(yùn)輸大巷可以單煤層布置 又稱分煤層運(yùn)輸大巷 分 煤組布置 又稱分組集中大巷 全煤組集合布置 稱集中運(yùn)輸大巷 方案一 分煤層大巷布置 優(yōu)點(diǎn) 若采用分煤層大巷布置 開設(shè)一組主要石門 各煤層中都布置大巷 各煤層單 獨(dú)布置采區(qū) 均為煤層巷道 有利于掘進(jìn) 礦井達(dá)產(chǎn)快 符合不出矸石或少出矸石的煤炭 工業(yè)發(fā)展趨勢(shì) 環(huán)保效益好 開采巷道相對(duì)簡(jiǎn)單 缺點(diǎn) 每層煤都開掘大巷 開拓工程量大 巷道的維護(hù)費(fèi)用較高 不利于礦井的安全 運(yùn)輸通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜 軌道 管線 設(shè)備多 輔助人員多 巷道維護(hù)工程量大 維護(hù)困難 采區(qū)接替頻繁 對(duì)正常生產(chǎn)有一定影響 每層煤都需要留保護(hù)煤柱 煤炭損失量大 在有 自然發(fā)火危險(xiǎn)的煤層中 護(hù)巷煤柱壓裂透風(fēng) 容易引起自然發(fā)火 方案二 集中大巷布置 在煤層群最下部的底板巖石中 開掘階段集中運(yùn)輸大巷為所有采區(qū)服務(wù) 在集中運(yùn)輸 大巷內(nèi) 每隔一定距離開掘采區(qū)石門 將各個(gè)煤層聯(lián)系起來 這種布置方式的優(yōu)點(diǎn)是 大巷布置在底板巖石中可以免去支撐壓力對(duì)大巷的影響 大 大改善了巷道的維護(hù)條件 集中開拓各個(gè)煤層 采區(qū)生產(chǎn)能力大 大巷布置在巖層中 可 按開采技術(shù)要求直線掘進(jìn) 便于采用大型運(yùn)輸設(shè)備 運(yùn)輸大巷工程量少 占用軌道 管線 少 各個(gè)煤層可以同時(shí)進(jìn)行回采準(zhǔn)備 開采強(qiáng)度大 煤層內(nèi)可以不留設(shè)煤柱 煤炭損失少 其缺點(diǎn)是 初期工程量大 建井工期長 采區(qū)石門多 總的石門長度大 巖石工程量 大 這種布置方式一般適用于井田范圍大 煤層層數(shù)多 煤層間距不大的礦井中 建井施 工速度慢 投產(chǎn)慢 達(dá)產(chǎn)時(shí)間長 開拓費(fèi)用高 方案三 分組運(yùn)輸大巷布置 由于各煤層間距相差不多 而距離較遠(yuǎn) 分組布置遠(yuǎn)不如集中布置在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上可 行 所以不考慮用分組布置 方案一和方案二技術(shù)上均可行 現(xiàn)對(duì)方案一和方案二進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較 確定其優(yōu) 劣 現(xiàn)將二種大巷布置方式的示意圖 分列如下 馮帥 長平四礦 3 0Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 20 表 4 3 方案技術(shù)比較表 Table 4 3 Technical comparison table 項(xiàng)目 方案 分層布置 方案 集中大巷 優(yōu)點(diǎn) 各煤層中都布置大巷 各煤層單獨(dú) 布置采區(qū) 煤層間只開一對(duì)主石門 石門工程量不大 初期工程量少 建井期短 開采水平只布置一對(duì)集中巷故總的大巷 開拓工程量小 大巷一般布置在煤組底 板巖層中容易維護(hù) 由于用采區(qū)石門貫 穿各煤層 可同時(shí)進(jìn)行多個(gè)煤層的準(zhǔn)備 和回采 開采強(qiáng)度大 煤層可不留煤柱 損失小 缺點(diǎn) 每層煤都布置大巷 總的開拓工程 量大 煤層巷道維護(hù)工作量大 費(fèi)用 高 每條大巷都要留設(shè)保護(hù)煤柱 煤炭損失量大 礦井投產(chǎn)前要掘進(jìn)主石門 集中巷 采 區(qū)石門 然后才能進(jìn)行上部煤層的準(zhǔn)備 和回采 煤層間距大時(shí) 初期工程量大 建井期長 現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較 具體見下表 表 4 4 建井工程量 Table 4 4 The volume of construction works well 項(xiàng)目 m 方案 1 方案 2 初期 大巷 斜巷 石門 3940 220 30 2682 400 30 項(xiàng)目 方案 1 方案 2 后期 大巷 斜巷 石門 4764 440 46 0 800 46 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 21 表 4 5 基建費(fèi)用比較表 Table 4 5 early infrastructure cost comparison table 項(xiàng)目 方案一 方案二 工程量 m 單價(jià) 元 m 費(fèi)用 萬元 工程量 m 單價(jià) 元 m 費(fèi)用 萬元 初 期 大巷 上山 石門 3942 220 30 1000 3000 2000 394 2 66 6 2826 400 30 3000 3000 2000 847 2 120 6 小計(jì) 466 2 973 2 后 期 大巷 上山 石門 4764 440 46 1000 3000 2000 476 4 132 9 2 0 800 46 0 3000 2000 0 240 9 2 小計(jì) 617 6 249 2 共計(jì) 1083 8 1222 4 表 4 6 生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi) Table 4 6 Production and operation costs 項(xiàng)目 方案一 方案二 工程量 m 單價(jià) 元 m a 費(fèi)用 萬元 工程量 m 單價(jià) 元 m a 費(fèi)用 萬元 服 務(wù) 65 年 大巷 上山 石門 3942 220 30 100 100 100 2562 143 19 5 2826 400 30 20 20 20 367 52 4 小計(jì) 2724 5 423 注 由于運(yùn)輸費(fèi)用等其他費(fèi)用差別不大 故沒納入詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較中 馮帥 長平四礦 3 0Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 22 表 4 7 費(fèi)用匯總 Table 4 7 Cost summary 項(xiàng)目 方案一 方案二 費(fèi)用 萬元 百分率 費(fèi)用 萬元 百分率 初期建井費(fèi) 466 2 100 973 2 209 基建工程費(fèi)用 1083 8 100 1222 4 113 生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi) 2724 5 644 423 100 總費(fèi)用 4274 5 163 2618 6 100 經(jīng)過以上技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的比較的結(jié)果來看 這倆個(gè)方案各有優(yōu)勢(shì) 方案一初期投資少 但生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用高 方案二雖然初期投資大 維護(hù)費(fèi)用和總費(fèi)用都比方案一少的多 因此 本設(shè)計(jì)采用方案 較為合理 本礦井可采煤層有三層 即 2 3 5 膠帶運(yùn)輸大巷布置在 410 水平上 軌道大巷也 布置在 410 水平上 兩個(gè)大巷水平相距 30 米 回風(fēng)大巷布置在 533m 運(yùn)輸大巷承擔(dān)運(yùn)煤任務(wù) 在運(yùn)輸大巷內(nèi)布置帶式輸送機(jī) 輔運(yùn)大巷承擔(dān)運(yùn)料 通風(fēng) 行人的任務(wù) 用絞車將材料運(yùn)到工作面 從而實(shí)現(xiàn)了從大巷到采區(qū) 工作面輔助運(yùn)輸?shù)倪B 續(xù)性 因?yàn)榇笙锏姆?wù)年限都比較長 所以都采用錨噴支護(hù) 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 23 圖 4 5 運(yùn)輸大巷斷面圖 Figure 4 5 Transportation Roadway sections 圖 4 6 輔運(yùn)大巷斷面圖 Figure 4 6 orbit roadway sections 馮帥 長平四礦 3 0Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 24 圖 4 7 回風(fēng)大巷斷面圖 Figure 4 7 air return roadway sections 4 5 采區(qū)劃分及開采順序 4 5 1 采區(qū)形式及尺寸的確定 采區(qū)是在階段內(nèi)劃分的一個(gè)開采區(qū)域 它是礦井生產(chǎn)的基本單元 采區(qū)尺寸主要受到 地質(zhì) 技術(shù) 經(jīng)濟(jì)因素影響 我國礦井實(shí)際的采區(qū)傾斜長度多為 600 1000m 雙翼采區(qū) 的走向長度可達(dá) 1000 2000m 根據(jù)設(shè)計(jì)礦井特點(diǎn) 煤層賦存穩(wěn)定 傾角小 充分利用大 的地質(zhì)構(gòu)造作為采區(qū)邊界 減少煤炭損失 共劃分為五個(gè)采區(qū) 詳細(xì)情況見表 4 8 井田 各采區(qū)技術(shù)特征表 以及礦井開拓平面圖 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 25 表4 8 井田各采區(qū)技術(shù)特征表 Table 4 8 Mine technical characteristics of the mining area Table 采區(qū) 走向長 度米 傾斜 長度 儲(chǔ)量 Mt 采煤方式 落煤 方式 準(zhǔn)備方式 一帶區(qū) 1856 1919 67 5 走向長壁 綜采 單翼采區(qū) 二帶區(qū) 1843 1873 65 6 走向長壁 綜采 單翼采區(qū) 三帶區(qū) 2185 1284 53 6 走向長壁 綜采 單翼采區(qū) 四帶區(qū) 1723 1161 37 7 走向長壁 綜采 單翼采區(qū) 五盤區(qū) 3079 1330 79 2 走向長壁 綜采 雙翼采區(qū) 合計(jì) 10686 7567 303 6 4 5 2 開采順序 礦井的開采工作 應(yīng)當(dāng)有計(jì)劃 有步驟地按一定順序進(jìn)行 以便保證安全 均衡生產(chǎn) 并且有利于提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 合理的開采順序應(yīng)滿足以下要求 1 保證開采水平 采區(qū) 采煤工作面的生產(chǎn)正常接替 以保持礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn) 高產(chǎn) 2 符合煤炭采動(dòng)影響關(guān)系 最大限度的開采出煤炭資源 3 合理集中生產(chǎn) 充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的能力 提高礦井的勞動(dòng)生產(chǎn)率 簡(jiǎn)化巷道布置 4 盡量降低掘進(jìn)率 減少井巷工程量及基建投資 綜合上述因素 將本礦的開采順序劃分如下 采區(qū) 由井田中部采區(qū)向井田兩翼開采 即采區(qū)前進(jìn)式 區(qū)段 沿著煤層傾斜方向自下而上開采 即區(qū)段上行式 分層 自上而下逐層開采 工作面 回采工作面推進(jìn)方向是從采區(qū)兩翼向平巷推進(jìn) 即工作面后退式開采 4 6 開采水平井底車場(chǎng)形式的選擇 4 6 1 井底車場(chǎng)形式 井底車場(chǎng)是連接井筒和大巷或者主要石門的一組巷道及井底附近各種硐室的總稱 井 馮帥 長平四礦 3 0Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 26 底車場(chǎng)擔(dān)負(fù)井上下煤炭 矸石 材料 人員的轉(zhuǎn)運(yùn) 是聯(lián)結(jié)井下運(yùn)輸和礦井提升的樞紐 并為礦井的通風(fēng) 排水 動(dòng)力供應(yīng) 調(diào)度服務(wù) 對(duì)保證礦井的正常生產(chǎn)起著重要作用 選擇井底車場(chǎng)應(yīng)該滿足下列要求 a 調(diào)車簡(jiǎn)單 管理方便 彎道急交叉點(diǎn)少 b 操作安全 符合有關(guān)規(guī)定 規(guī)范要求 c 井巷工程量小 建設(shè)投資省 便于維護(hù) 生產(chǎn)成本低 d 施工方便 各個(gè)井筒間 井底車場(chǎng)巷道與主要巷道間能迅速貫通 縮短建井時(shí)間 根據(jù)具體設(shè)計(jì)條件 本礦井選擇臥式井底車場(chǎng)如圖4 9 1主井 副井 井底煤倉 水倉 5 水泵房 6 中央變電所 圖 4 9 井底示意圖 Fig 4 10 Shaft station abridged general view cross section distinction 4 6 2 車場(chǎng)硐室 井底車場(chǎng)的主要硐室為主井煤倉 火藥庫 其位置詳見井底車場(chǎng)平面圖 1 煤倉 根據(jù) 設(shè)計(jì)規(guī)范 規(guī)定 礦井的煤倉容量為 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 27 mcmc AQ25 0 15 0 4 1 式中 mc Q 井底煤倉容量 mc A 礦井日產(chǎn)量 mc A 0 15 0 25 備用系數(shù) 大型礦井取小值 則井底煤倉容量 mc Q 0 15 8859 1328 85t 煤倉選擇為立式煤倉 結(jié)構(gòu)見圖 圖 4 10 煤倉斷面圖 Figure 4 10coal bunker sections 中央變電所和中央水泵房聯(lián)合布置 以便使前者向后者供電距離最短 中央變電所和 水泵房建成聯(lián)合硐室 具體布置見開拓圖 根據(jù) 設(shè)計(jì)規(guī)范 規(guī)定 火藥庫距離井筒 井底車場(chǎng) 主要運(yùn)輸巷道以及影響全礦井 或大部分采區(qū)通風(fēng)的風(fēng)門的直線距離不得小于 60 米 距離硐室不小于 100 米 結(jié)合井底 車場(chǎng)的實(shí)際位置 采用容量 2400 公斤的壁槽式標(biāo)準(zhǔn)火藥庫 火藥庫在工業(yè)廣場(chǎng)打回風(fēng)眼 獨(dú)立通風(fēng) 2 中央變電所 中央水泵房和水倉 馮帥 長平四礦 3 0Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 28 中央變電所和中央水泵房聯(lián)合布置 以便使中央變電所向中央水泵房供電距離最短 一般布置在副井井筒與井底車場(chǎng)連接處附近 當(dāng)?shù)V井突然發(fā)生火災(zāi)時(shí) 仍能繼續(xù)供電 照 明和排水 為便于設(shè)備的檢修及運(yùn)輸 水泵房應(yīng)靠近副井空車線一側(cè) 水泵房與變電所之 間用耐火材料砌筑隔墻 并設(shè)置鐵板門為防止井下突然涌水淹沒礦井 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)連接處巷道軌面標(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 水倉入口 一般設(shè)在空車線 井底車場(chǎng)標(biāo)高最低處 確定水倉入 口時(shí) 應(yīng)注意水倉裝滿水 3 火藥庫 由于本礦井采用全部機(jī)械化采煤 所以相對(duì)用火藥較少 選用儲(chǔ)量較小的壁槽式火藥 庫就可以滿足井下正常工作的需要 庫房與巷道的關(guān)系 a 庫房距井筒 井底車場(chǎng) 主要運(yùn)輸巷道 主要硐室和影響全礦井大部分采區(qū)通風(fēng)的 風(fēng)門的直線距離應(yīng)不小于 60 米 b 庫房距經(jīng)常行人的巷道的直線距離應(yīng)不小于 20 米 c 庫房距地面或上下巷道的直線距離不小于 15 米 根據(jù)本設(shè)計(jì)井底車場(chǎng)的實(shí)際位置 采用容重 2400 公斤壁槽式標(biāo)準(zhǔn)爆破材料庫 該材 料庫具有獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng) 打一條通風(fēng)鉆孔直接與地面直接相連 火藥庫的具體結(jié)構(gòu)見圖 4 11 6 2 1 5 9 8 7 3 4 10 圖 4 11 壁槽式爆破材料庫 Fig 4 11 Blast material storage 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 29 4 7 開拓系統(tǒng)綜述 4 7 1 開拓方式 本設(shè)計(jì)礦井采用立井開拓 共 3 個(gè)井筒 主箕斗立井 副罐籠立井 中央風(fēng)井 采用 中央并列式通風(fēng)方式 礦井開采水平在 400m 標(biāo)高位置 礦井正常生產(chǎn)時(shí) 一個(gè)采區(qū)一個(gè) 綜采工作面保證年產(chǎn)量 兩個(gè)掘進(jìn)隊(duì)同時(shí)掘進(jìn)準(zhǔn)備面保證工作面正常接替 4 7 2 運(yùn)輸系統(tǒng) 運(yùn)煤系統(tǒng) 工作面出煤 運(yùn)輸順槽 帶區(qū)運(yùn)輸平巷 溜煤眼 運(yùn)輸大巷 井底煤倉 從主井提到地面 排矸系統(tǒng) 掘進(jìn)巷道時(shí)所出的矸石通過輔運(yùn)大巷的礦車運(yùn)到井底車場(chǎng) 然后從副井提 至地面 運(yùn)料系統(tǒng) 副井 井底車場(chǎng) 輔運(yùn)大巷 運(yùn)料行人斜巷 帶區(qū)輔運(yùn)平巷 回風(fēng)順槽 使用地點(diǎn) 4 7 3 通風(fēng)系統(tǒng) 新鮮風(fēng)流 主井 運(yùn)輸大巷 進(jìn)風(fēng)行人斜巷 帶區(qū)運(yùn)輸平巷 運(yùn)輸順槽 工作面 新鮮風(fēng)流 副井 井底車場(chǎng) 輔運(yùn)大巷 運(yùn)料行人斜巷 帶區(qū)輔運(yùn)平巷 運(yùn)輸順槽 工作面 污風(fēng) 回風(fēng)順槽 帶區(qū)回風(fēng)平巷 帶區(qū)回風(fēng)石門 回風(fēng)大巷 風(fēng)井排出地面 4 7 4 排水系統(tǒng) 本礦井運(yùn)輸大巷的坡度為 4 井下的涌水經(jīng)大巷流入井底水倉 由水泵房中的水泵 經(jīng)副井的排水管路排到地面 由地面的排水溝流出井田邊界外 4 7 5 移交生產(chǎn)時(shí)井巷的開鑿位置 初期工程量 1 礦井移交生產(chǎn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn) a 井上 下各生產(chǎn)系統(tǒng)基本完成 并能進(jìn)行正常的安全的生產(chǎn) b 三個(gè)煤量 達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn) c 回采工作面長度一般不少于設(shè)計(jì)回采工作面長度的 50 d 工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)的行政 公共設(shè)施基本完成 e 居住區(qū)及其設(shè)施基本完成 根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)確定井巷的開鑿位置 馮帥 長平四礦 3 0Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 30 2 移交生產(chǎn)時(shí)井巷開鑿的位置 在礦井設(shè)計(jì)中 全礦年產(chǎn)量由一個(gè)綜采工作面保證達(dá)產(chǎn) 移交生產(chǎn)時(shí) 運(yùn)輸上山 軌 道上山已經(jīng)掘進(jìn)到開采位置 煤層運(yùn)輸平巷 回風(fēng)平巷已掘完并通過區(qū)段石門與上山相連 然后掘開切眼 貫通上下順槽 3 初期工程量 初期移交工程量是指移交時(shí)掘進(jìn)的各類巷道硐室 井筒等為生產(chǎn)服務(wù)的設(shè)施的總的掘 進(jìn)體積 初期移交開拓工程量見表 4 9 表 4 9 拓工程量 Table 4 9 opening works 名稱 長度 m 掘進(jìn)斷面 掘進(jìn)體積 3 m 主井 750 44 18 33600 副井 710 50 26 35685 井底車場(chǎng) 350 12 8 4480 運(yùn)輸大巷 780 12 8 9984 輔運(yùn)大巷 500 12 8 6400 回風(fēng)大巷 850 17 3 14705 運(yùn)料斜巷 200 12 8 2560 進(jìn)風(fēng)斜巷 200 12 8 25601794 運(yùn)輸平巷 914 13 4 11248 輔運(yùn)平巷 955 10 4 9932 回風(fēng)平巷 835 10 4 8684 開切眼 209 26 5434 合計(jì) 159557 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 31 5 采準(zhǔn)巷道布置 5 1 設(shè)計(jì)采區(qū)的地質(zhì)概況及煤層特征 5 1 1 采區(qū)概況 設(shè)計(jì)采區(qū)為一采區(qū) 該采區(qū)位于井田西翼 西至井田邊界中部 東部邊界到工業(yè)廣場(chǎng) 保護(hù)煤柱線及其延長線 大巷布置在 400 水平 采區(qū)平均走向長 1856 米 傾斜長 1919 米 煤層傾角平均 6 屬于緩傾斜煤層 采區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單 無斷層 煤變質(zhì)程度高 煤質(zhì)好 絕對(duì)涌出量為 13 73m3 min 發(fā)火期短 煤層直接頂較厚并且穩(wěn)定 5 1 2 煤層地質(zhì)特征 一采區(qū)做為首采區(qū) 采區(qū)開采三層煤 煤層平均傾角為 6 屬于緩傾斜煤層 采區(qū)內(nèi) 地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單 無斷層 煤質(zhì)較好 水分含量 0 36 3 55 瓦斯相對(duì)涌出量為 13 73m3 t 煤塵無爆炸性危險(xiǎn)自然發(fā)火期為 12 個(gè)月 煤層頂?shù)装遢^為穩(wěn)定 5 1 3 采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 采區(qū)儲(chǔ)量 Zc 356 14 1 4 cos6 7016 萬 t 采區(qū)邊界煤柱損失量 Zp 1855 9 30 14 1 4 1918 5 30 14 1 4 201 萬 t 采區(qū)可采儲(chǔ)量 Z Zc Zp 6759 萬 t 采區(qū)生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)是采煤工作面生產(chǎn)能力 而采煤工作面的產(chǎn)量取決于煤層厚度 工作面長度及推進(jìn)度 一個(gè)采煤工作面日產(chǎn)量 crMLLA 10 5 1 式中 A0 工作面單產(chǎn) 噸 日 L 工作面長度 米 L1 日推進(jìn)度 米 M 采高 米 r 容重 1 4 C 工作面的回采率 95 所以 0 A 209 8 65 1 4 0 95 3 5 8416t 馮帥 長平四礦 3 0Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 32 同時(shí)考慮 10 的掘進(jìn)出煤 則采區(qū)生產(chǎn)能力為 A A0 330 1 1 305 萬 t a 采區(qū)服務(wù)年限 T E A 5 2 式中 E 可采儲(chǔ)量 萬噸 A 平均生產(chǎn)能力 萬噸 年 則采區(qū)服務(wù)年限 T 6759 300 1 3 17 3a 5 2 采區(qū)形式 采區(qū)主要參數(shù)的確定 5 2 1 采區(qū)形式 按照煤層群開采的聯(lián)系為聯(lián)合準(zhǔn)備 即各煤層共用運(yùn)輸大巷和軌道大巷 煤層傾角平 均為 6 瓦斯量低 頂?shù)装寰鶡o較大涌水 根據(jù)煤層賦存條件 本設(shè)計(jì)采用走向長壁采煤 法 5 2 2 采區(qū)上山數(shù)目 位置及用途 設(shè)計(jì)采區(qū)采用一套大巷 開掘在最下部的底板巖石層中 至于運(yùn)輸大巷的用途 運(yùn)輸 大巷作為采區(qū)的主運(yùn)輸 其內(nèi)鋪設(shè)皮帶 運(yùn)輸采區(qū)工作面的出煤 軌道大巷鋪設(shè)軌道作為 采區(qū)的輔助運(yùn)輸 運(yùn)送矸石 設(shè)備 材料 兼作行人 5 2 3 區(qū)段劃分 根據(jù)礦井的地質(zhì)條件和工作面的合理長度 209m 采區(qū)采用走向長壁采煤法 采區(qū)傾 向長 1888 米 其中留 3 8m 的區(qū)段平巷 區(qū)段間保護(hù)煤柱留 8 米寬 則本采區(qū)可以劃分為 8 個(gè)區(qū)段 邊界煤柱 30 米 5 2 4 區(qū)段平巷的布置方式 區(qū)段平巷是直接與回采工作緊密聯(lián)系的回采巷道 在綜采工作面采煤時(shí) 采用雙巷布 置時(shí)通常區(qū)段回風(fēng)平巷超前區(qū)段運(yùn)輸平巷沿腰線掘進(jìn) 既可探明煤層變化情況又便于輔助 運(yùn)輸及排水 同時(shí)在瓦斯含量大 采區(qū)走向長度長 采區(qū)涌水量大的采區(qū) 采用雙巷掘進(jìn) 有利于掘進(jìn)通風(fēng)和安全 取其優(yōu)點(diǎn) 本采區(qū)的區(qū)段平巷的布置方式采用雙巷布置 區(qū)段煤 柱取 25 米 運(yùn)輸平巷和輔運(yùn)平巷 回風(fēng)平巷斷面見圖 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 33 圖 5 1 運(yùn)輸平巷斷面圖 Fig 5 1 Transport tunnel cross section fig 圖 5 2 輔運(yùn)平巷斷面圖 Fig 5 2 Transport tunnel cross section fig 馮帥 長平四礦 3 0Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 34 圖 5 3 回風(fēng)平巷斷面圖 Fig 5 3 Transport tunnel cross section fig 5 2 5 層間或分層間的聯(lián)系方式 各層煤之間的聯(lián)系方式 采用開掘進(jìn)風(fēng)行人斜巷 運(yùn)料行人斜巷與帶區(qū)平巷連接形成 完整的生產(chǎn)系統(tǒng) 5 3 采區(qū)車場(chǎng)及硐室 5 3 1 車場(chǎng)形式 由于采區(qū)的運(yùn)輸通過運(yùn)輸平巷中的膠帶直接運(yùn)輸?shù)轿挥诠I(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱下方的采 區(qū)煤倉 輔助運(yùn)輸通過行人進(jìn)風(fēng)斜巷直接到達(dá)輔運(yùn)平巷 故此處不設(shè)車場(chǎng) 5 3 2 采區(qū)煤倉 在采區(qū)煤倉的尺寸確定之前 首先對(duì)煤倉的容量進(jìn)行確定 按循環(huán)產(chǎn)量計(jì)算煤倉容量 Q Q L l h r 5 3 式中 L 工作面長度 米 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 35