雞西礦業(yè)集團(tuán)哈達(dá)煤礦1.5Mta新井設(shè)計(jì)

摘 要本設(shè)計(jì)礦井為雞西礦業(yè)集團(tuán)哈達(dá)煤礦1.5Mt/a新井設(shè)計(jì)。煤層工業(yè)牌號為1/3焦煤，可采儲量173.46Mt，服務(wù)年限為80 a。井田走向長度6.75km，傾向長度4.25 km，共有四層可采煤層，全區(qū)可采，即23#、30#、36#、37#煤層，賦存深度+25m-800m，總厚度8.1m，平均傾角13.7，頂?shù)装宕蠖紴榉凵硯r，硬度較高。其中23#煤層與30#煤層間距135m、30#煤層與36#煤層間距40m、36#煤層與37#煤層間距25m，區(qū)內(nèi)有四條斷裂都為正斷層落差范圍在0250m，將井田劃分為四個(gè)區(qū)域。設(shè)計(jì)礦井采用雙立井開拓，劃分三個(gè)水平。本設(shè)計(jì)為第一水平開拓，采用梭式井底車場，集中大巷采區(qū)石門開拓布置，井底車場和集中大巷布置在23#煤層底板中，30#、36#、37#煤層采用聯(lián)合開采，在37#煤層底板中布置集中上山。大巷采用兩輛10t架線電機(jī)車牽引3t底卸式礦車運(yùn)輸。設(shè)計(jì)采區(qū)為中央采區(qū)，走向長度2200m，傾斜長度1000m，煤層厚度2.5m傾角13.7。采用三條上山布置在煤層中，雙翼采區(qū)單翼回采，工作面長度190m，上行式通風(fēng)后退式回采，走向長壁采煤法，綜合機(jī)械化回采工藝一次采全高。通風(fēng)方式為兩翼對角式。關(guān)鍵詞 可采儲量 集中大巷 采區(qū)石門 走向長壁采煤法AbstractThe design of the mine for JiXi Mining Group HaDa mine 1.5 Mt / a new well design. The coal industry brands is 1/3 coke，and the recoverable reserves is 173.46 Stand the years of service is 80a. The strike length is 6.75 Kaman the long tendency is 4.25 km of the mine. It have totally of four coal seams, the region could be adopted. The coal seam are23#、30#、36#、37#, depth of occurrence is +25 m 800m.The average seam thickness is 8.1m, and the average dip is 13.7. Most of the roof and floor is sand rock, and the sand rocks hardness is higher ,the 23# and 30# coal seam interval 135 m ,the 30# and 36# seam interval 40m, the 36#and37 # seam interval 25m . There are four faults of the gap in the range of 0250m, mine will be divided into four regional.Design of two-shaft mine exploration, divided into three levels. The design of exploration is the first level, using bottom-yard shuttle, concentrated in large mining area district cross-cut pioneering layout, bottom concentrated in large parking lots and roadway layout of the 23#seam floor ,30#、36#、37#seam mining in a joint, concentrated uphill laid in 37# seam floor. Two 10t transport planes motor traction 3t bottom tub transports in roadway.Design district of the central district, to the length of 2200 m, 1000 m length tilt, the seam thickness is 2.5 m and the average dip is 13.7, using three seam deployed in the mountains, wings mining area single-wing exploitation, Face length of 190 m, uplink ventilation retreat mining, long wall mining method, comprehensive mechanized mining process in a high-mining all. Ventilation flanks of roles.Keywords Producible reserve Gathering main roadway District cross-cut Long wall mining method along strike 目 錄摘要IAbstractII緒論1第1章 井田概況及地質(zhì)特征21.1 井田概況21.1.1 交通位置21.1.2 地形地勢21.1.3 氣象 地震31.1.4 煤田開發(fā)史及近況31.1.5 原材料供應(yīng)及水電供給情況31.2 地質(zhì)特征31.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況31.2.2 地質(zhì)構(gòu)造31.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征61.2.4 巖石性質(zhì) 厚度特征61.2.5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況61.2.6 沼氣 煤塵及煤的自燃性81.2.7 煤質(zhì) 牌號及用途81.3 勘探程度及可靠性81.3.1 對地質(zhì)勘探程度的評價(jià)8第2章 井田境界 儲量 服務(wù)年限92.1 井田境界92.1.1 井田周邊狀況92.1.2 井田境界確定的依據(jù)92.1.3 井田未來發(fā)展情況92.2 井田儲量92.2.1 井田儲量的計(jì)算92.2.2 保安煤住102.2.3 儲量計(jì)算方法112.2.4 儲量計(jì)算的評價(jià)122.3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務(wù)年限122.3.1 礦井工作制度122.3.2 生產(chǎn)能力的確定122.3.3 礦井服務(wù)年限的確定14第3章 井田開拓163.1 概述163.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述163.1.2 影響本設(shè)計(jì)礦井開拓方式的因素及具體情況163.2 礦井開拓方案的選擇173.2.1 井硐形式和井口位置173.2.2 開采水平數(shù)目和標(biāo)高213.2.3 開拓巷道的布置233.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述243.3.1 井筒形式和數(shù)目243.3.2 井筒位置及坐標(biāo)243.3.3 水平數(shù)目及高度253.3.4 大巷數(shù)目及布置263.3.5 井底車場形式的選擇263.3.6 煤層群的聯(lián)系293.3.7 采區(qū)劃分293.4 井筒布置及施工303.4.1 井筒穿過的巖層性質(zhì)及井筒維護(hù)303.4.2 井筒布置及裝備313.4.3 井筒延伸的初步意見343.5 井底車場及硐室343.5.1 井底車場形式的確定及論證343.5.2 井底車場的布置線路及行車線路布置長度353.5.3 井底車場通過能力驗(yàn)算363.5.4 井底車場主要硐室373.6 開采順序393.6.1 沿井田走向的開采順序393.6.2 沿井田傾斜方向的開采順序393.6.3 采區(qū)接續(xù)計(jì)劃403.6.4 三量控制40第4章 采區(qū)巷道布置與采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)424.1 采區(qū)概況424.1.1 采區(qū)位置 邊界及范圍424.1.2 采區(qū)地質(zhì)和煤質(zhì)情況424.1.3 采區(qū)生產(chǎn)能力 儲量及服務(wù)年限424.2 采區(qū)巷道布置424.2.1 區(qū)段劃分424.2.2 采區(qū)上山布置434.2.3 采區(qū)車場布置444.2.4 采區(qū)煤倉形式 容量及支護(hù)474.2.5 采區(qū)硐室簡介484.2.6 采區(qū)工作面接續(xù)494.3 采區(qū)準(zhǔn)備494.3.1 采區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序494.3.2 采區(qū)巷道的斷面圖及支護(hù)方式49第5章 采煤方法535.1 采煤方法的選擇535.2 回采工藝545.2.1 工作面設(shè)備選用545.2.2 選擇采煤工作面循環(huán)方式和勞動(dòng)組織形式55第6章 井下運(yùn)輸和礦井提升596.1 礦井井下運(yùn)輸596.1.1 運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定596.1.2 礦車的選型與數(shù)量606.1.3 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇626.2 礦井提升系統(tǒng)646.2.1 提升方式646.2.2 礦井主提升設(shè)備的選擇及計(jì)算64第7章 礦井通風(fēng)與安全677.1 通風(fēng)系統(tǒng)的確定677.1.1 概 述677.1.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定677.1.3 主扇的工作方式確定677.2 風(fēng)量計(jì)算和風(fēng)量分配687.2.1 礦井風(fēng)量計(jì)算687.2.2 風(fēng)量分配727.2.3 風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法與措施737.2.4 風(fēng)速驗(yàn)算737.3 礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算757.3.1 確定全礦井最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力757.3.2 礦井等積孔的計(jì)算767.4 通風(fēng)設(shè)備的選擇777.4.1 主扇的選擇計(jì)算777.4.2 電動(dòng)機(jī)的選擇787.4.3 反風(fēng)措施787.5 礦井安全技術(shù)措施787.5.1 預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施797.5.2 預(yù)防井下火災(zāi)797.5.3 預(yù)防水災(zāi)措施797.5.4 其它事故預(yù)防797.5.5 避災(zāi)路線及自救80第8章 礦井排水818.1 概述818.1.1 礦井水的來源及性質(zhì)818.1.2 涌水量818.1.3 對排水設(shè)備的要求818.2 礦井主要排水設(shè)備828.2.1 排水方式與排水系統(tǒng)選擇828.2.2 主排水設(shè)備及管路的選擇計(jì)算828.2.3 井底水窩排水設(shè)備的選擇84第9章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)85總 結(jié)89致 謝90參 考 文 獻(xiàn)91附 錄 93附 錄 9674緒論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)本科四年學(xué)習(xí)過程中最后一個(gè)關(guān)鍵階段，同時(shí)也是對我所學(xué)知識和能力進(jìn)行綜合性的考核和鍛煉，畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠使我們理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)我嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和和工作作風(fēng)，同時(shí)也是對所學(xué)專業(yè)知識的深入了解、學(xué)習(xí)的過程，并且鍛煉我繪圖以及計(jì)算能力的應(yīng)用技巧；畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠把我所學(xué)的專業(yè)知識串聯(lián)起來并進(jìn)行綜合運(yùn)用，為參加工作投入到社會實(shí)踐中去做個(gè)良好的鋪墊。同時(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)也是培養(yǎng)我們個(gè)人分析問題,解決問題的能力,培養(yǎng)我們實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng),為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第1章 井田概況及地質(zhì)特征1.1 井田概況1.1.1 交通位置圖1-1 交通位置圖本區(qū)位于黑龍江省雞東縣與杏花礦和東海礦兩礦之間,其地理坐標(biāo)在北緯4521，東經(jīng)13110?？碧絽^(qū)內(nèi)公路四通八達(dá),南部有林口至密山鐵路線,國家級公路方虎線.通往東海礦有鐵路專用線,距牡密線的東海站，哈達(dá)站約10Km，公路可通雞西，密山，交通較方便。1.1.2 地形地勢哈達(dá)煤礦地處完達(dá)山與老爺嶺結(jié)合部,地表為緩坡丘陵地帶.西部玄武巖覆蓋,地勢稍高,往東地勢漸平,多為農(nóng)田.地面平均高程約+ 210m.1.1.3 氣象 地震本區(qū)處中溫帶濕潤區(qū),屬大陸性多風(fēng)氣候, 區(qū)內(nèi)由11月至翌年4月為凍結(jié)期，凍結(jié)深度為1.5至2.0米，最高氣溫在零上27至31，最低氣溫在-29至-34，有兩條季節(jié)性小溪由北向南流過,夏季有水，冬季干涸，夏季地表水通過這兩條小河排泄向南匯入穆棱河。雖本區(qū)地處地震多發(fā)帶，有感地震亦有過記載，但未礦井生產(chǎn)造成影響。1.1.4 煤田開發(fā)史及近況設(shè)計(jì)井田原是麻山礦的接續(xù)礦，井田周邊都有礦井正在生產(chǎn)，西部杏花礦正在生產(chǎn)，東部東海礦在生產(chǎn)，北部正陽礦正在生產(chǎn)，深部臨近河流。區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)以農(nóng)業(yè)為主，其次種植少量經(jīng)濟(jì)作物如蔬菜等；井田鄰近穆陵河的河砂、礫巖及杏花大隊(duì)后山的火山碎屑巖，可供建筑之用。1.1.5 原材料供應(yīng)及水電供給情況水源來自開采地下水供應(yīng)，滿足生活需要的同時(shí)供應(yīng)生產(chǎn)用水；原材料由雞西市供應(yīng)，生活用電來自雞西市。1.2 地質(zhì)特征1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況哈達(dá)礦區(qū)位于雞西盆地北部條帶東端，基底是元古界麻山群，含煤地層為中生界上侏羅統(tǒng)雞西群，包括滴道組，城子河組和穆棱組，勘探區(qū)地層層序表如表1-1，圖1-2 煤系地層綜合柱狀圖。1.2.2 地質(zhì)構(gòu)造雞西煤盆地的古構(gòu)造輪廓受近于南北向壓應(yīng)力的影響，大體上可分為二組：一組位于盆地中央的平陽-麻山古背斜，在古背斜軸部發(fā)育一條逆沖斷裂稱平-麻斷裂，將雞西煤盆地的基底分成了中間凸起，走向近東西的南北兩個(gè)凹陷盆地；二組走向近北東或北西方向的剪切斷裂。表1-1勘探區(qū)地層層序表界系統(tǒng)群組接觸關(guān)系地層厚度m新生界第四系全新統(tǒng)Q4沖積層Q4整和假整和150第三系上新統(tǒng)N2玄武巖070整合中生界侏羅紀(jì)上統(tǒng)J3雞西群穆棱組J3m50110整合城子河組J3ch650900整合滴道組J3a0150整和元古界麻山群Ptms變質(zhì)巖系1700侏羅紀(jì)晚期，含煤地層形成。沉積前的古構(gòu)造以及后來的燕山運(yùn)動(dòng)都對含煤地層起了一定的控制作用。在煤田形成之后，南北向壓力進(jìn)一步加強(qiáng)，使東西向褶皺和北東、北西斷裂進(jìn)一步發(fā)展，形成了煤田的今日構(gòu)造形態(tài)。哈達(dá)礦區(qū)位于雞西煤盆地北部條帶的東端，地層走向近東西、傾向南、單斜。地層傾角12.514.8之間。礦區(qū)所涉及的斷層分述如下：12F1：位于井田勘探區(qū)西北部斷層，發(fā)育規(guī)模較大，延展長度在2.5Km以上，為較大的正斷層，斷層處在18剖面線附近，斷層產(chǎn)狀N(1535)W/( 6269)EN在井田中部尖滅，落差在30250m之間，斷層控制可靠。 圖1-2 煤系地層綜合柱狀圖 （單位:m）F2：位于井田勘探區(qū)西部，斷層產(chǎn)狀N32E/80WN，落差440m。第10剖面1號和2號孔控制，正斷層，在勘探區(qū)中部與F1斷層相交并殲滅。F3：為井田勘探區(qū)東部貫通整個(gè)勘探區(qū)斷層，斷層產(chǎn)狀N(4055)W/60WS，落差50350m，正斷層，程度基本可靠。F4：位于井田勘探區(qū)東南部斷層與F3連接。斷層產(chǎn)狀N(012)E/70SE，落差約0150m，正斷層，延展長度2Km以上，程度基本可靠。詳細(xì)情況請見表1-2斷層發(fā)育及落差表。表1-2 斷層發(fā)育及落差表 位置編號產(chǎn)狀性質(zhì)落差(m)控制程度備注走向傾角傾向勘探區(qū)北部正F1N15WN35W6269EN正斷層30250控制可靠來源于01年報(bào)告及生產(chǎn)實(shí)見東部勘探區(qū)邊界正F2N32E80WN正斷層440基本可靠，80-19號孔控制孔實(shí)見資料來源于以往地質(zhì)報(bào)告勘探區(qū)東部貫穿正F3N4OWN45 W60WS正斷層50350控制可靠資料來源于以往地質(zhì)報(bào)告勘探區(qū)東北部正F4N0EN12E70SE正斷層0150基本可靠，80-11孔實(shí)見，61-110、80-15孔控制資料來源于以往地質(zhì)報(bào)告1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 本設(shè)計(jì)井田開采之煤層主要位于侏羅系雞西群城子河組，本組共有中厚煤層4層，為了清楚起見，現(xiàn)將各煤層厚度、結(jié)構(gòu)、容重和頂?shù)装迩闆r分層情況如下圖表1-3可采煤層及頂?shù)装鍘r性特征表 。1.2.4 巖石性質(zhì) 厚度特征有關(guān)巖石性質(zhì)及厚度特征詳見表1-4所示。1.2.5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告水文部分的論述，本井田開采的煤層位于較深部或深部。水文地質(zhì)條件簡單，礦井涌水量主要受下列因素的影響：表1-3 煤層特征表層次煤厚(m)平均間距(m)穩(wěn)定性發(fā)育范圍頂板底板最小最大平均232.12.72.5穩(wěn)定全區(qū)發(fā)育粉砂巖沙質(zhì)泥巖135301.72.22.0穩(wěn)定全區(qū)發(fā)育細(xì)砂巖粉砂巖40361.92.52.3穩(wěn)定全區(qū)發(fā)育粉砂巖粉砂巖25371.21.51.3穩(wěn)定全區(qū)發(fā)育泥巖中砂巖表1-4巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表名稱容重kg/cm3孔隙度%抗壓強(qiáng)度102kg/cm3抗拉強(qiáng)度102 kg/cm3變形模量102kg/c3彈性模量kg/cm3砂巖2.02.65252200.50.40.58110礫巖2.32.65151150.21.50.8828泥巖2.7 2.851.65.212.830.62.027510灰?guī)r2.22.75205200.52.018510頁巖2.02.416301100.21.013.528石英2.652.70.120.515351.03.06206201.地質(zhì)構(gòu)造對本礦井涌水量的影響：本井田構(gòu)造復(fù)雜，有單斜和大斷層相互切割。2.垂深400以內(nèi)裂隙不發(fā)育，裂隙水對礦井涌水量影響不大。 地質(zhì)部門給出數(shù)據(jù)本井田開采期間正常涌水量約90 m3/h，最大涌水量為130 m3/h。井筒檢查孔測算的井筒施工期間涌水量為110 m3/h。1.2.6 沼氣 煤塵及煤的自燃性井田在勘探過程中，未做鉆孔的瓦斯采樣工作。設(shè)計(jì)礦井采用瓦斯數(shù)據(jù)是根據(jù)本井田相鄰礦井-正陽煤礦的瓦斯涌出量梯度法推算的。予計(jì)礦井瓦斯等級為低瓦斯礦井，沒有自燃性。1.2.7 煤質(zhì) 牌號及用途本井田煤層碳的含量變化不大，其平均含量在8691%，有機(jī)硫的含量較低，平均在0.340.51%間，一般在0.37%左右。磷的含量很低，平均在0.00320.005%間。30#、36#、37#煤層屬于中灰分(25%)，23#為低灰分煤層。煤的揮發(fā)分為19.833.24%，膠質(zhì)層厚度平均值為8.914.7 m 。厚煤發(fā)熱量一般大于5700千卡/kg,凈煤發(fā)熱量大于8600千卡/kg，容重為1.35t/m3。根據(jù)煤心煤樣的分析結(jié)果，本區(qū)煤種弱粘結(jié)煤至瘦煤都有分布，但無肥煤出現(xiàn)，而以1/3焦煤類為主；上部23煤層以1/3焦煤為主，弱粘結(jié)煤次之；本區(qū)煤有害成分(硫、磷)含量很低，膠質(zhì)層厚度大于8mm具有粘結(jié)性，所有煤層可作為煉焦用煤使用。1.3 勘探程度及可靠性1.3.1 對地質(zhì)勘探程度的評價(jià)1.本井田的精查工作量是很大的，除以往工作量以外，最后一次精查區(qū)內(nèi)又鉆了238個(gè)孔，基本上搞清本井田的煤層賦存情況和主要的地質(zhì)構(gòu)造情況。但由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，相當(dāng)一部分?jǐn)嗔讶允峭贫ǖ?，控制程度還有較大擺動(dòng)。根據(jù)本區(qū)斷裂的一般規(guī)律，往往在大斷裂附近還有很多較小的斷裂，再者由于煤層走向變化大，還可能有新的斷裂沒有控制，這些都需要在建井和生產(chǎn)過程中予以注意。2.礦井涌水量是用類比法推算的，瓦斯等級也是推算的，所以可靠性都不足，待礦井建成后，根據(jù)實(shí)際發(fā)現(xiàn)情況重新確定。第2章 井田境界 儲量 服務(wù)年限2.1 井田境界2.1.1 井田周邊狀況哈達(dá)井田東西兩側(cè)是東海煤礦和杏花煤礦，北側(cè)是正陽煤礦，南隔穆陵河與雞東鎮(zhèn)相望。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后，確定本設(shè)計(jì)井田境界為：地表人為定界以臨近礦井采掘范圍為界，深部以麻山坐標(biāo)系統(tǒng)5020100為技術(shù)邊界，北部為正陽煤礦和地方小井。井田走向6.75km,傾向3.55km,井田面積約23.96km2。2.1.2 井田境界確定的依據(jù)1.以地理地形、鄰近礦井開采范圍及地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù)；2.要適于選擇井筒位置，合理安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物；3.劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間；4.井田要有合理的走向長度，以利于機(jī)械化程度的不斷提高；5.以自然地質(zhì)構(gòu)造，如大斷層為邊界劃分。2.1.3 井田未來發(fā)展情況該設(shè)計(jì)井田東部以東海礦采掘范圍為界，西以杏花礦采掘范圍為屆，隨著技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平的全面提高，井田范圍內(nèi)的儲量勘探會越來越精確，可能在更深部發(fā)現(xiàn)可采煤層。2.2 井田儲量2.2.1 井田儲量的計(jì)算設(shè)計(jì)井田范圍內(nèi)的煤層有23#、30#、36#、37#四層煤，各煤層儲量計(jì)算邊界與井田境界基本一致。礦井儲量是指礦井井田范圍內(nèi)通過地質(zhì)勘探查明并且符合國家煤炭計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的全部儲量。礦井工業(yè)儲量是指平衡表內(nèi)A+B+C級儲量的總和。礦井設(shè)計(jì)可采儲量是礦井工業(yè)儲量減去設(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、構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱及工業(yè)場地保護(hù)煤柱、礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱等后乘以采區(qū)回采率的儲量。見表 2-1 分煤層分水平出量計(jì)算表。 表2-1 分煤層分水平儲量計(jì)算表 (單位：Mt)分水平煤層號工業(yè)儲量設(shè)計(jì)損失可采儲量備注ABC工業(yè)廣 場斷層煤柱邊界損失 一水平236.528.239.030.531.30.4817.38采區(qū)回采率80%。306.167.235.130.160.90.3213.92366.127.687.150.920.3714.78372.815.533.820.20.70.298.84 二水平2314.4515.376.630.801.830.2826.83305.827.655.361.401.680.2112.63366.887.866.921.91.720.2514.44372.635.43.791.081.470.067.36三水平3010.611.357.590.212.320.3121.363611.4912.3810.090.612.180.2724.72377.838.743.450.522.030.2414.14合計(jì)813197436896832117.333.09173.52.2.2 保安煤住參照保護(hù)煤柱的設(shè)計(jì)原則如下：(1)在一般情況下，地面建筑物的保護(hù)煤柱應(yīng)根據(jù)受護(hù)面積邊界和移動(dòng)角值進(jìn)行圈定。(2)地面受護(hù)面積包括受護(hù)對象及周圍的受護(hù)帶(3)立井保護(hù)煤柱應(yīng)按其深度，用途，煤層賦存條件和地形特點(diǎn)留設(shè)，立井深度大于或等于400m的以邊界角圈定，小于400m的以移動(dòng)角圈定。為了安全生產(chǎn)，本設(shè)計(jì)礦井依據(jù)煤礦安全規(guī)程，留設(shè)保安煤柱如下：1.各煤層在露頭處留設(shè)20 m保安煤柱；2.井田境界留設(shè)20m 保安煤柱；3.井田內(nèi)部斷層兩側(cè)留設(shè)30m保安煤柱按以上方法計(jì)算公式：工業(yè)廣場煤柱損失：式中 P - 工業(yè)廣場保護(hù)煤住損失量，Mt；SX - 第x號層煤的工業(yè)廣場受護(hù)面積，m2；h - 平均厚度，m ；r - 煤的容重，t/m3。邊界保安煤柱損失：式中 P - 工業(yè)廣場保護(hù)煤住損失量，Mt； L - 井田邊界周長，m； h - 煤層厚度，m； r - 煤的容重，t/m3。斷層煤柱：式中 P - 工業(yè)廣場保護(hù)煤住損失量，Mt； Sx - 第x個(gè)斷層的受護(hù)面積，m2?？倱p失量=28.712Mt；損失率=11.832 %。2.2.3 儲量計(jì)算方法1.工業(yè)儲量計(jì)算工業(yè)儲量=A級儲量+B級儲量+C級儲量計(jì)算公式如下：塊段儲量=塊段面積平均傾角余割塊段平均厚度容重.根據(jù)原和哈達(dá)立井初步設(shè)計(jì)儲量諸圖，通過等高線塊段法計(jì)算本井田工業(yè)儲量為242.66Mt，可采儲量為173.46 Mt。各煤層工業(yè)儲量見表2-2可采煤層儲量計(jì)算總表，塊段劃分見圖2-1 塊段儲量劃分。2.可采儲量計(jì)算 計(jì)算公式如下計(jì)算數(shù)值見表 2-2式中 ZK - 設(shè)計(jì)可采儲量，Mt；ZC - 工業(yè)儲量，Mt；P - 永久煤柱損失，Mt；C - 采區(qū)回采率?；夭梢螅褐泻衩簩硬粦?yīng)小于80%，薄煤層不應(yīng)小于85%。經(jīng)各煤層可采儲量計(jì)算，匯總計(jì)算出本設(shè)計(jì)井田可采儲量為173.46 Mt。 表2-2 可采煤層儲量總表 (單位：Mt)煤層名稱工業(yè)儲量設(shè)計(jì)損失量可采儲量回采率A B CA+B+C2315.3824.621.5361.5118.22843.2820.83016.1825.8822.6464.7018.19646.5040.83618.6029.7626.0474.420.94953.4520.83710.5116.8214.7242.0511.82630.2240.8合計(jì)60.6797.0684.93242.6669.198173.52.2.4 儲量計(jì)算的評價(jià)本設(shè)計(jì)井田的儲量計(jì)算根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。計(jì)算數(shù)據(jù)會跟實(shí)際數(shù)值有一定差異，但是誤差不會很大。2.3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務(wù)年限2.3.1 礦井工作制度該設(shè)計(jì)礦井年工作日確定為330d，礦井每日凈提升16h，采用四班六小時(shí)工作制度，即三班生產(chǎn)一班檢修。2.3.2 生產(chǎn)能力的確定1.礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的確定原則首先應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件，國家發(fā)展需要和市場需求、技術(shù)裝備和管理水平等條件，充分考慮礦井隨開采技術(shù)的提高而出現(xiàn)改擴(kuò)建等問題，依據(jù)投資少、出煤快，經(jīng)濟(jì)效益好的原則合理確定。圖2-1 塊段儲量劃分2.確定礦井生產(chǎn)能力的重要因素(1)考慮本井田走向長度大，地質(zhì)條件不是很復(fù)雜，并且都為可靠控制可加大生產(chǎn)能力；(2)在儲量一定的前提下，考慮礦井后期改擴(kuò)建和市場需求定位礦井生產(chǎn)能力；(3)在現(xiàn)有技術(shù)及裝備的前提下合理開發(fā)資源，并且礦井管理也要到位。礦井生產(chǎn)能力的大小主要根據(jù)井田儲量、煤層賦存狀況、地質(zhì)條件等情況來確定，還應(yīng)該考慮到當(dāng)前及今后市場的需煤量。根據(jù)該井田的實(shí)際情況，初步擬定了三種礦井年生產(chǎn)能力方案，具體如下： 方案A：1.8Mt/a方案B：1.5Mt/a方案C：1.2Mt/a方案的選定還應(yīng)考慮在服務(wù)年限滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求前提下合理確定生產(chǎn)能力。2.3.3 礦井服務(wù)年限的確定礦井服務(wù)年限計(jì)算公式如下：式中 Z - 設(shè)計(jì)礦井可采儲量，Mt；A - 礦井生產(chǎn)能力，Mt/a；k - 礦井儲量備用系數(shù)，k=1.31.5。 根據(jù)本礦井實(shí)際情況，取k=1.4。依據(jù)以上擬定的礦井生產(chǎn)能力，服務(wù)年限的確定現(xiàn)提出三種方案，具體如下：方案A：1.8Mt/a =173.46 /(1.81.4)=68.83 a；方案B：1.5Mt/a =173.46 /(1.51.4)=82.6 a ；方案C：1.2Mt/a =173.46 /(1.21.4)=103.25 a；參照煤碳工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定見表2-3，考慮煤礦后期發(fā)展改擴(kuò)建等因素方案B較為合理，即：礦井生產(chǎn)能力為1.5 Mt/a；礦井服務(wù)年限為T=82.6a。表2-3 新建礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限標(biāo)準(zhǔn)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力(Mta)礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限(a)第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限(a)煤層傾角25煤層傾角2545煤層傾角456.0及以上70353.05.060301.22.4502520150.450.9402015 15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)礦井開拓方式概述本井田位于黑龍江省雞東縣哈達(dá)鎮(zhèn)與雞西市杏花鎮(zhèn)境內(nèi)，井田東西兩側(cè)是東海煤礦和杏花煤礦，北側(cè)是正陽煤礦。東海煤礦采用斜井開拓方式，杏花礦采用立井開拓方式，北部正陽煤礦和地方小井采用箕斗斜井開拓方式。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.井田開拓方式的選擇應(yīng)全面考慮各種因素，主要因素包括：(1)礦區(qū)總體設(shè)計(jì)和礦井生產(chǎn)能力要求； (2)建設(shè)施工技術(shù)和應(yīng)用設(shè)備條件； (3)技術(shù)裝備和工藝系統(tǒng)條件；(4)井田地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件；(5)煤層賦存狀態(tài)和現(xiàn)階段開采技術(shù)條件；(6)地表的地形地貌和地面外部條件等。對以上各種因素要綜合分析研究確定，影響本設(shè)計(jì)井田開拓方式的具體因素如下：a地表外部條件本井田屬于緩坡地形，井田北部及中部皆為小起伏地形，崗溝起伏不平。地表平均標(biāo)高+210m。井田南部為穆陵組平原地帶，地表平均標(biāo)高+200m，有季節(jié)性河流從礦區(qū)深部流過，對井田開拓每有影響。b地下煤層賦存狀況整個(gè)井田共有4層可采煤層，即23#、30#、36#、37#，全區(qū)發(fā)育，煤層賦存上部標(biāo)高在+25m，下部標(biāo)高在-800m，東西部分別以人為定界。整個(gè)礦區(qū)。煤層走向長度為6.75km，傾斜長度3.55km。本井田煤層系緩傾斜中厚煤層，平均傾角在13.7左右，有四條大的斷裂構(gòu)造將井田劃分4個(gè)區(qū)域。3.2 礦井開拓方案的選擇3.2.1 井硐形式和井口位置由于地質(zhì)條件的千變?nèi)f化和現(xiàn)階段煤炭開采技術(shù)的應(yīng)用不同，礦井開拓巷道有多種布置方式。合理的開拓方式，應(yīng)在技術(shù)可行的多種開拓方式中進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后取其最優(yōu)化的方案，才能確定。開拓方式按照井硐形式不同分為平硐開拓、斜井開拓、立井開拓和綜合開拓方式(平、斜、立井中的任何二或三種形式相結(jié)合進(jìn)行開拓)等四種方式。對應(yīng)不同的地質(zhì)條件相同的開拓方式又有不同。 各種開拓方式的適用條件簡述如下：平硐開拓：適用在侵蝕基準(zhǔn)面以上的山嶺或丘陵地區(qū)的煤層，由地面開鑿?fù)ㄏ蛎簩拥钠巾?，可利用平硐開拓煤田的全部或一部分。立井開拓：適用在一般表土層較厚、煤層賦存深時(shí)，斜井運(yùn)輸困難，井筒維護(hù)困難得前提下應(yīng)采用立井開拓。其優(yōu)點(diǎn)是具有適應(yīng)性強(qiáng)，可用于各種地質(zhì)條件。斜井開拓：對于表土層較薄、煤層賦存較淺、水文地質(zhì)條件簡單的煤田，大都可以采用斜井開拓，斜井開拓在各種傾角煤層開拓中都得到了廣泛的應(yīng)用。其優(yōu)點(diǎn)是提升能力強(qiáng)。1.井硐形式井田處于平原地帶，首先平硐開拓可以不去考慮。其次我們應(yīng)對立井開拓和斜井開拓方式在技術(shù)上進(jìn)行分析，綜合開拓雖然對工業(yè)廣場布置和井底車場要求很高，但針對本井田的地質(zhì)狀況，綜合開拓方式也可行，應(yīng)該予以考慮。依據(jù)本井田的地質(zhì)狀況、煤層賦存情況及井型、服務(wù)年限、經(jīng)濟(jì)合理化等要求，對本井田開拓方式選擇提出三種方案見圖3-1(1)方案一：主副井采用雙立井開拓方式；(2)方案二：主副井采用雙斜井開拓方式；(3)方案三：主井采用立井、副井采用斜井的開拓方式。 圖3-1開拓方式示意圖2.技術(shù)比較方案一：主副井采用雙立井開拓方式結(jié)合本井田地質(zhì)條件具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)對井田地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，開采技術(shù)也處于世界先進(jìn)水平，所以在技術(shù)上成熟可靠，特別是本井田表土層較厚； (2)井筒掘進(jìn)短，方便維護(hù)；(3)對井田深部開采應(yīng)用性較強(qiáng)； (4)由于本礦井設(shè)三個(gè)水平，井筒延伸時(shí)不涉及到二次轉(zhuǎn)載節(jié)省提升和運(yùn)輸時(shí)間；(5)通風(fēng)斷面大，風(fēng)阻小，通風(fēng)回路短，滿足大風(fēng)量要求。 缺點(diǎn)：(1)初期投資大，建井期限稍長；(2)需要大型提升設(shè)備，提升能力不如斜井。方案二：主副井采用雙斜井開拓方式結(jié)合本井田地質(zhì)條件具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)掘進(jìn)速度快，初期投資較雙立井開拓多；(2)井筒設(shè)備較簡單，運(yùn)輸能力強(qiáng) 。缺點(diǎn)：(1)井筒過長，煤柱損失嚴(yán)重；(2)通風(fēng)線路長，通風(fēng)阻力大，費(fèi)用增加；(3)井筒過長，表土層厚不易維護(hù)，安全性降低；(4)輔助運(yùn)輸時(shí)間長。方案三：主井采用立井、副井采用斜井的開拓方式結(jié)合本井田地質(zhì)條件具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)主提升能力大，可使用于大型礦井；(2)可滿足最大風(fēng)量的通風(fēng)要求。缺點(diǎn)：(1)主副井口相距較遠(yuǎn)，不利于管理； (2)地面工業(yè)建筑分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不方便；(3)地面工業(yè)建筑占地多，增加了煤柱損失。本設(shè)計(jì)礦井生產(chǎn)能力為1.5Mt，煤層賦存垂深1000m，一水平垂深410m，表土層厚度50m，煤層傾角13.7，由于生產(chǎn)能力不是很大，依據(jù)開拓方案技術(shù)比較，可初步選定兩種較合理開拓方案：方案一：主副井采用雙立井開拓方式方案二：主副井采用雙斜井開拓方式3.經(jīng)濟(jì)比較方案一與方案二在技術(shù)均有合理性，需要對兩者進(jìn)行井筒掘進(jìn)費(fèi)用以及維護(hù)費(fèi)用、提升費(fèi)用，壓煤量等等進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。需要對兩方案的建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用、基建費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用等進(jìn)行比較。 詳見開拓方案經(jīng)濟(jì)比較表3-1。 表3-1開拓方案經(jīng)濟(jì)比較表 (單位：萬元)方 案雙 立 井 開 拓雙 斜 井 開 拓內(nèi)容工程 量單價(jià)費(fèi) 用工程量單 價(jià)費(fèi) 用 單位 名稱數(shù)量單位數(shù)量數(shù)量數(shù)量單位數(shù)量數(shù)量主井掘進(jìn)410m0.32131.21330m0.185246.05副井掘進(jìn)410m0.399163.61330m0.192255.36主井輔助費(fèi)410m0.429175.891330m0.148196.84副井輔助費(fèi)410m0.452180.631330m0.168223.44表土輔助費(fèi)50m0.23411.7162m0.22636.6主提升費(fèi)1840m0.86157.87副提升費(fèi)1840m0.121222.64箕斗2個(gè)2.444.88罐籠2個(gè)2.194.38輸送機(jī)1350m0.079106.65串車120個(gè)0.0586.96主井提升機(jī)1個(gè)101.75101.751個(gè)91.291.2副井提升機(jī)1個(gè)80.7680.761個(gè)91.2491.24總 計(jì) 1235.8 1263.98噸煤成本 8.24 8.14由經(jīng)濟(jì)比較可看出兩方案在第一水平開采成本上立井合理，還考慮斜井井筒過長，壓煤量很大，并且表土層巷道過長，不利于后期維護(hù)，所以該設(shè)計(jì)礦井主副井采用雙立井開拓方式2.井口位置井口位置的選擇對礦井整體規(guī)劃和煤炭開采都非常重要，是井田開拓的重要組成部分。井口位置與開拓方式要相互協(xié)調(diào)，應(yīng)結(jié)合井田地質(zhì)、地面條件、煤層賦存狀態(tài)經(jīng)綜合比較后擇優(yōu)確定，特別是提、運(yùn)煤炭的主井位置還要與地面生產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)廣場布置相匹配，需要綜合考慮的主要因素和原則如下：表3-3 大巷布置方案比較表特點(diǎn)分組集中大巷集中大巷采區(qū)石門優(yōu)點(diǎn)1. 采區(qū)巷道分組聯(lián)合布置2. 大巷容易維護(hù)，運(yùn)輸條件好3. 石門工程量小4. 初期工程量少1.總的大巷工程量少，維護(hù)工作量少2.生產(chǎn)區(qū)域比較集中，運(yùn)輸效率高3.采區(qū)巷道集中聯(lián)合布置，開采順序比較靈活，開采強(qiáng)度可較大缺點(diǎn)1. 大巷工程量大，掘進(jìn)費(fèi)用高2. 生產(chǎn)區(qū)域分散，煤柱損失大1.初期工程量大2.不適合煤層間距大的條件適應(yīng)條件1.可采煤層數(shù)目多，間距大小不同2.采區(qū)巷道為分組聯(lián)合布置，煤層分組間距大3.井底車場在煤層群上部或中間1.煤層間距小2.井田走向長度大，服務(wù)年限長3.下部煤層底版有堅(jiān)硬有巖層，采區(qū)尺寸大，石門長度短2.有較好的地形條件：井口處標(biāo)高+200 m，地面坡度不足2，平正土方量??；3.交通條件好：靠近城密公路，井口距公路 1500 m；確定井筒坐標(biāo)：主井井口坐標(biāo)： X=5021905， Y=430176；副井井口坐標(biāo)： X=5021850， Y=430150；風(fēng)井井口坐標(biāo)： X=5023810， Y=428405主井井口標(biāo)高為+210 m，副井井口標(biāo)高為+209 m，風(fēng)井標(biāo)高+210m，擬定三水平為井筒最終水平。主井井深415 m，副井井深409.5 m，兩井筒中心線間距為70 m，主井井筒直徑5.5 m，副井井筒直徑6.5 m，均采用整體式混凝土井壁，井壁厚度450 mm。3.3.3 水平數(shù)目及高度本井田采用多水平開拓,擬定第一水平標(biāo)高為-200 m,井田大部分采區(qū)的煤層淺部標(biāo)高在+25左右,階段垂高為225m,實(shí)行上山開采.第二水平擬定標(biāo)高為 -425 m，23#實(shí)行上下山開采，其他層上山開采。第三水?dāng)M定標(biāo)高-650m 實(shí)行上、下山開采。3.3.4 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：大巷布置形式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種。 主要運(yùn)輸大巷的布置方式確定為巖石大巷。布置的原則是巷道服務(wù)時(shí)間長，巖石巷道容易維護(hù)和管理。大巷方向、坡度可根據(jù)運(yùn)輸?shù)裙δ芤筮x定，而較少受地質(zhì)構(gòu)造的影響，可少部分留護(hù)巷煤柱，煤的損失少，安全條件好。雖然巖石巷道掘進(jìn)工程量大，掘進(jìn)速度慢，投資費(fèi)用高，建設(shè)工期長，但是由于礦井服務(wù)年限長，主要巷道的維護(hù)時(shí)間相應(yīng)也很長，巖石巷道可以保證巷道維護(hù)投資少且安全性可靠，這些優(yōu)點(diǎn)都是煤層巷道不能滿足的，且煤本身存在自然發(fā)火的可能性，煤層巷道在維護(hù)時(shí)間長的條件下不具備安全可靠的內(nèi)部條件，故本設(shè)計(jì)采用巖石巷道掘進(jìn)主要運(yùn)輸巷道。有關(guān)大巷及石門斷面技術(shù)特征詳見圖 3-3，3-4所示。3.3.5 井底車場形式的選擇井底車場是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，是連接井下運(yùn)輸和提升兩個(gè)環(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產(chǎn)的咽喉，因此井底車場設(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)井底車場通過能力應(yīng)滿足礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，井筒與大巷相對位置；(2)礦井開拓方式，車場兩翼來煤量、礦井水平高程；(3)礦井瓦斯涌出量及通風(fēng)方式，兩翼配風(fēng)量，井筒進(jìn)出風(fēng)量； (4)礦井主要運(yùn)輸巷道的運(yùn)輸方式，通過設(shè)備的最大外緣尺寸；(5)井筒及數(shù)目； (6)礦井地面及井下生產(chǎn)系統(tǒng)的布置方式；(7)井底車場所在地的地質(zhì)條件、礦井涌水量、含水層等情況。2.設(shè)計(jì)要求(1)井底車場設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮到礦井該擴(kuò)建增產(chǎn)的可能性；(2)盡可能提高井底車場的機(jī)械化水平，簡化調(diào)車作業(yè)方式，提高井底車場通過能力； 圖 3-3 石門斷面圖 (單位:mm)表3-4 石門斷面特征表巷道形狀支護(hù)方式斷面積(m2)設(shè)計(jì)尺寸(m) 凈周長(m)噴厚(m)凈斷面掘進(jìn)斷面頂高低寬半圓形錨噴13.2415.21200042001432100圖 3-4 大巷斷面圖 (單位:mm)表3-5 大巷斷面特征表巷道形狀支護(hù)方式斷面積(m2)設(shè)計(jì)尺寸(m) 凈周長(m)噴厚(m)凈斷面掘進(jìn)斷面頂高頂寬半圓形錨噴13.2415.212000420014.32100(3)井底車場富裕通過能力，應(yīng)大于礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的30%； (4)應(yīng)該考慮主、副井之間施工時(shí)便于貫通；(5)井底車場線路應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行及操作系統(tǒng)安全可靠、管理使用方便、布局合理、注意節(jié)省工程量、便于施工和維護(hù)；(6)為了保護(hù)井底車場的巷道和硐室，在其所在范圍內(nèi)應(yīng)該留設(shè)相應(yīng)的保安煤柱。3.立井井底車場的基本類型(1)環(huán)形式：立式、斜式、臥式；(2)折返式：梭式、盡頭式；4.井底車場形式選擇：本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.5Mt/a，年工作日330d，日產(chǎn)煤炭4546t井底車場的通過能力應(yīng)大于此數(shù)值的30%，即每天運(yùn)輸能力 5910t/d，為了滿足此要求，對幾種車場形式進(jìn)行分析對比，環(huán)形式車場不能滿足運(yùn)輸能力要求，所以設(shè)計(jì)選用梭式井底車場。車場設(shè)計(jì)滿足如下要求：(1)保證礦井生產(chǎn)能力，有足夠的富裕系數(shù)，有增產(chǎn)的可能性；(2)調(diào)車簡單