楊莊煤礦1.2Mta新井設(shè)計

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中 國 礦 業(yè) 大 學 本 科 生 畢 業(yè) 論 文 姓 名 學 號 學 院 應用技術(shù)學院 專 業(yè) 采礦工程 論文題目 楊莊煤礦 1 2Mt a 新井設(shè)計 專 題 堅硬頂板型工作面支護設(shè)計研究淺析 指導教師 職 稱 講師 中國礦業(yè)大學畢業(yè)論文任務書 學院 應用技術(shù)學院 專業(yè)年級 采礦工程 學生姓名 任 務 下 達 日 期 2009 年 3 月 8 日 畢業(yè)論文日期 2009 年 3 月 9 日 至 2009 年 6 月 5 日 畢業(yè)論文題目 楊莊煤礦 1 2Mt a 新井設(shè)計 畢業(yè)論文專題題目 堅硬頂板型工作面支護設(shè)計研究淺析 畢業(yè)論文主要內(nèi)容和要求 按照采礦工程畢業(yè)設(shè)計大綱的要求 完成楊莊煤礦 1 2Mt a 新井設(shè)計 專題為堅硬頂板型工作面支護設(shè)計研究淺析 翻譯為 礦業(yè)有關(guān)的英譯漢文章 院長簽字 指導教師簽字 摘 要 本設(shè)計包括三個部分 一般部分 專題部分 翻譯部分 一般部分是楊莊礦 120 萬噸新井設(shè)計 全篇共分為十章 礦井概述及 井田地質(zhì)特征 井田境界和儲量 礦井工作制度 設(shè)計生產(chǎn)能力及服務年 限 井田開拓 準備方式 采區(qū)巷道布置 采煤方法 井下運輸 礦井提 升與運輸 礦井通風與安全和礦井主要經(jīng)濟技術(shù)指標 楊莊礦設(shè)計年生產(chǎn)能力為 120 萬 t a 位于安徽省淮北市 井田走向 東西 長約 5 5km 傾向 南北 長約 4 0km 井田總面積為 23 34km2 主采煤層為 5 煤 煤層平均傾角為 10 井田工業(yè)儲量為 13070 4 萬 t 礦井可采儲量為 11426 5 萬 t 服務年限為 68 年 礦井正常涌水量為 190m3 h 礦井屬于低瓦斯礦井 井田為雙立井兩水平開拓 運輸大巷采用礦車運煤 大巷輔助運輸采 用礦車運輸 礦井通風方式為對角式通風方式 礦井年工作日為 330d 工作制度為 三八 制 礦井的采煤方法主要為走向長壁綜合機械化一次采全高 礦井布置一個工作面生產(chǎn) 一個工作面?zhèn)溆?年生產(chǎn)能力為 120 萬 t a 工作面長度為 200 m 專題部分題目 堅硬頂板型工作面支護設(shè)計研究淺析 翻譯部分題目 錨桿的力學分析及工程應用 關(guān)鍵詞 工業(yè)儲量 工作制度 礦井通風 采煤方法 Abstract This design book consists of three parts the general part the special part and the translation part The general part is a 1 2Mt new design of Yangzhuang colliery It contains ten chapters an outline of the mine field geology boundary and reserves throughput and labor system of the mine the main roadway of the mine the roadway of the mine disposal of roadway and mining method transportation of underground mine lifting and transportation mine ventilation and safety and the economic and technologic index of the mine The Yangzhuang colliery field lies in the Mining town Huaibei city of Anhui province The total area of the mine is 23 34km2 The length of the mine field is 5 5km on average the width of the mine field is 4 0km Its dip angle is 10 degree on average The main exploitation coal seam is 5 The industry reserves of the mine field are 1307 04 million tons and the useable reserves are 164 39million tons It s service life is 68 years The normal flow of the mine is 190 m3 h in average The mine is a low gassy mine The deploitation manner is shafts with two levels Transportation Roadway used to transport coal mine car Using transport coal and uses rack track and coolie car in subsidiry transportation The method of mine ventilation in this shift is mixed ventilation The labor system of the mine is three eight It produced 330d a The mining method of the mine is fully mechanized longwall in the strike There is one working face in the mine and the other face for preparation The throughput of Yangzhuang colliery is 1 2 million tons per year The length of the longwall face is 200 m The special part is the research about the design of the support and protection in the mining face in the situation of hard roof The translation part is Rock bolt mechanical analysis and its application to engineering Keywords Industry reserve Labor system Mine ventilation Mining method 目 錄 一般部分 1 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征 1 1 1 礦區(qū)概況 1 1 2 井田地質(zhì)特征 3 1 3 煤層與煤質(zhì) 8 2 井田境界和儲量 14 2 1 井田境界 14 2 2 礦井工業(yè)儲量 15 2 3 礦井可采儲量 16 3 礦井工作制度及設(shè)計生產(chǎn)能力 服務年限 20 3 1 礦井工作制度 20 3 2 礦井設(shè)計能力及服務年限 20 4 井田開拓 23 4 1 井田開拓的基本問題 23 4 2 礦井基本巷道 34 4 3 主要開拓巷道 42 5 準備方式采區(qū)巷道布置 49 5 1 煤層的地質(zhì)特征 49 5 2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 50 5 3 采區(qū)車場選型設(shè)計 54 6 采煤方法 59 6 1 采煤工藝方式 59 6 2 回采巷道布置 74 7 井下運輸 76 7 1 概述 76 7 2 采區(qū)運輸設(shè)備選擇 76 7 3 大巷運輸設(shè)備選型 79 8 礦井提升 81 8 1 概述 81 8 2 主副井提升 82 9 礦井通風與安全 83 9 1 礦井通風系統(tǒng)的確定 83 9 2 礦井風量計算 88 9 3 礦井阻力計算 93 9 4 選擇礦井通風設(shè)備 100 9 5 安全災害的預防措施 106 10 礦井基本技術(shù)經(jīng)濟指標 108 專題部分 1 堅硬巖層的力學特性 111 1 1 堅硬頂板力學特性 111 1 2 堅硬頂板分類 112 2 堅硬頂板采場礦山壓力及其顯現(xiàn)規(guī)律 113 2 1 堅硬頂板采場礦山壓力顯現(xiàn)特征 113 2 2 單一長壁采場上覆巖層移動規(guī)律 116 2 3 初次來壓 周期來壓力學模型 117 3 采場來壓預測預報 119 3 1 初次來壓的預測 119 3 2 周期來壓的預測 120 3 3 采場來壓步距的主要影響因素 121 3 4 長壁采場的來壓預報 122 4 堅硬頂板采場支架受力分析 122 4 1 工作阻力和初撐力確定 122 4 2 液壓支架受力分析 123 4 3 堅硬頂板采場支架架型選擇 125 參考文獻 127 翻譯部分 英文原文 129 中文譯文 138 致謝 145 一 般 部 分 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 1 頁 1 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征 1 1 礦區(qū)概況 1 1 1 礦井地理位置及交通條件 楊莊礦位于淮北市南約 8km 處 井田范圍 東經(jīng) 116 46 5 6 116 51 51 2 北緯 33 53 32 3 33 56 42 9 井口位置 東經(jīng) 116 48 9 北緯 33 54 28 井田處在閘河煤田最南端 東 南 西部均以露頭為界 東西 最長 6 3km 南北最寬約 4 2km 面積約 24km2 井田內(nèi)有宿淮公路和一條 鐵路專用線穿過 并有雷河 西流河 濉河流經(jīng) 其歷史最高洪水位 雷 河 30 68 西流河 30 60 濉河 30 40 楊莊礦交通便利 礦區(qū)鐵路專用線在青龍山站與符夾線 濉阜線接軌 可北通徐州 南至符離集 西達阜陽 亳州 與隴海 京滬 京九鐵路干 線聯(lián)網(wǎng) 淮宿 淮徐公路以及徐合 連霍高速公路等可通全國各地 楊莊礦交通位置示意圖見圖 1 1 圖 1 1 楊莊礦交通位置示意圖 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁 1 1 2 地形 地貌 楊莊井田地面地勢平坦 海拔標高 29 2 31 7m 地面主要為農(nóng)田 村莊等 呈東北高西南低的趨勢 區(qū)內(nèi)流經(jīng)的地表水系自東向西分別有閘 河 岱河 雷河 西流河 濉河等 其中雷河最高洪水位為 32 68m 西流 河最高洪水位為 32 60m 濉河最高洪水位為 32 40 區(qū)外東西兩側(cè)皆為寒 武 奧陶紀石灰?guī)r所構(gòu)成的東北 西南走向的小山區(qū) 東有烈山 青龍山 鳳凰山 大鼓山 北部有相山等 1 1 3 河流及水體 礦區(qū)內(nèi)地勢平坦 流經(jīng)該井田的河流皆南北走向 西部有岱河 東部 有龍河 閘河 南部有龍岱河 均注入濉河 屬淮河水系 其中以閘河為 最長 全長 70 公里 縱貫全礦區(qū) 閘河煤田因之得名 龍河全長 60 公里 發(fā)源于蕭縣城東龍山南麓 岱河流向南東 發(fā)源于蕭縣岱山湖 兩河流于 本井田東南邊緣雙莊處匯合 兩河流河床下切不深 侵蝕基準面于地表僅 差 2 3 米 但側(cè)蝕作用顯著 河面寬約 50 150 米 河谷標高為 27 00 米 左右 所有河水流量均受季節(jié)控制 河道寬緩平淺 無航運價值 雨季礦 區(qū)低洼地區(qū)積水嚴重 積水深度一般為 0 4 1 0 米 澇期最長可達一個月 左右 1 1 4 地震 淮北礦區(qū)位于蘇魯豫皖交界地區(qū) 東有郯廬大斷裂 西有阜陽麻城斷 裂 北有秦嶺緯向構(gòu)造帶 南有宿南斷裂 五河 利辛斷裂 自公元前 179 年以來 在淮北地區(qū)這塊土地內(nèi)發(fā)生的地震以及鄰省波 及的中強地震 40 余次 1973 年 9 月 22 日 11 時 53 分 在濉溪縣臨渙發(fā)生 了里氏 4 5 級地震 震中居民有強烈震撼 少部分土房有輕度破壞 1983 年 11 月 17 日 5 時 9 分 山東荷澤市與東明縣交界處 距淮北市相山 200 公里 發(fā)生里氏 5 9 級地震 波及到淮北地區(qū) 據(jù)全國地震烈度區(qū)域報告 淮北礦區(qū)大部分在 6 度范圍內(nèi) 東部少數(shù) 地區(qū)在 7 度范圍內(nèi) 楊莊煤礦地震烈度為 6 度 按 7 度設(shè)防 1 1 5 礦區(qū)氣候條件 礦區(qū)地處淮北平原中部 屬季風暖溫帶 半濕潤氣候 一 氣溫 冬季寒冷干燥多風 夏季炎熱多雨 春秋兩季溫和 年平均氣溫 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 3 頁 14 5 一年之中 7 8 月天氣最熱 最高溫度一般為 35 39 極端最高 氣溫 41 1 出現(xiàn)在 1972 年 6 月 11 日 12 月至第二年 2 月最冷 最低溫 度一般為零下 12 15 極端最低氣溫零下 23 出現(xiàn)在 1955 年 1 月 7 日 氣壓以 12 月最高 為 780 毫米汞柱 二 日照 年平均日照數(shù) 2325 7 小時 年承受的太陽輻射總量為 124 5 千卡 平方 厘米 其中 6 8 月日照時數(shù)最多 12 月最少 年平均蒸發(fā)量 1300 900 毫 米 年平均無霜期 203 天 三 降水 年平均降水量 862 29 毫米 降雨多集中在 6 8 月份的雨季 平均降水 量 438 毫米 占年總降水量的 50 8 平均降雨天數(shù) 37 天 占年總降雨天 數(shù)的 39 7 最長雨季達 84 天 年平均于 12 月 12 日出現(xiàn)初雪 次年 3 月 2 日出現(xiàn)終雪 初終雪日數(shù)為 80 天 最大積雪深度 350 毫米 土壤凍結(jié)一 般出現(xiàn)在 12 月至次年 2 月 14 日 凍土厚度一般在 100 150 毫米 最大厚 度可達 300 毫米 由于受雨季影響 降雨量呈兩個特點 一是年際變化大 二是分配不均 夏季易暴雨成災 冬季又易干旱 自 1966 年以來 偏旱年 份較之雨澇年份有增加的趨勢 四 風向 春夏雨季以東南 東風為主 冬季多北風 年平均風速為 3 1 米 秒 其中月平均最大風速達 3 7 米 秒 9 月平均風速最小 為 2 4 米 秒 春末夏 初常有干熱風 最大風速為 20 米 秒 夏季時有暴風 最大風力 9 級 冬季 風可達 6 級 1 1 6 礦區(qū)經(jīng)濟概況 本礦地處華東平原 地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達 工農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)好 對能源需求大 很有必要建設(shè)大中型礦井來滿足本地區(qū)的需要 1 1 7 水源 礦井生活用水水源取自處理后的淺層地表水 工業(yè)用水取自處理后的 井下排水 1 2 井田地質(zhì)特征 1 2 1 井田地形及勘探程度 楊莊井田位于閘河復式向斜的南端閉合處 以褶曲構(gòu)造為主 斷裂構(gòu) 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 造相對不發(fā)育 褶曲有洪莊向斜 濉溪向斜 李樓向斜 陸莊背斜等 煤 層走向大致東西 西部轉(zhuǎn)為南北 東部煤層向北傾斜 西部向東傾斜 煤 層傾角 4 40 大部分為 10 12 本區(qū)煤田勘探自 1956 年始 由華東地質(zhì)局 325 隊進行詳查 以后又由 原淮北礦務局勘探隊進行大量補勘工作 直到礦井投產(chǎn)后的 1977 年 該期 間先后完成和提交 一 二 三井田詳勘報告 四 五 六井田詳勘報 告 二水平延深勘探報告 1986 年 原淮北礦務局勘探隊在楊莊井田與朱莊井田 李樓井田等重 新調(diào)整過的井田邊界范圍基礎(chǔ)上 以滿足三水平延深設(shè)計為目的 施工 41 個鉆孔 總計 21268 12m 的進尺量 于 1990 年提交 三水平延深補充勘探 地質(zhì)報告 該報告提交以來 即 1990 年至今 井田境內(nèi)先后又施工 11 個 鉆孔 使得全井田歷年地面總施工的鉆孔達 405 個 總進尺 128990 99m 1 2 2 井田煤系地層 楊莊井田位于閘河復式向斜的南部轉(zhuǎn)折端 所處大地構(gòu)造位置為華北 淮地臺魯西隆起徐州褶斷帶的西南側(cè) 區(qū)域地層由老至新為遠古界的清白 口系 震旦系 古生界的寒武系 奧陶系 石炭系 二疊系 新生界第三 系 第四系 鉆孔接露的本井田地層由老至新為石炭系 二疊系 第四系 其中石 炭系 二疊系為本區(qū)含煤地層 一 中石炭統(tǒng)本溪組 C2b 假整合于中奧陶統(tǒng)老虎山組灰?guī)r之上 厚約 22m 上部為厚約 4m 的灰 白色隱晶質(zhì)灰?guī)r 13 灰 中下部為厚約 18m 的灰綠 紫紅色鐵鋁質(zhì)泥巖 13 灰的頂面為與太原組的分界面 二 上石炭統(tǒng)太原組 C3t 整合于本溪組之上 厚約 162m 其巖性主要為灰?guī)r與煤 泥巖互層夾 粉砂巖和砂巖 韻律性明顯 其中含有一層 1 9m 厚的鋁質(zhì)泥巖 為本區(qū)的 主要標志層之一 K1 標志層 該組含薄煤層 11 層 井田內(nèi) 11 個孔接露 個別煤層局部厚達 0 95m 其余均為不穩(wěn)定 不可采煤層 三 下二疊統(tǒng)山西組 P11s 與下伏地層整合接觸 平均厚 107m 灰色砂質(zhì)泥巖和灰色 灰白色砂 巖為主 夾泥巖 底部為厚 10m 左右的黑色砂質(zhì)泥巖與下伏厚約 21m 的黑 色泥巖連續(xù)沉積 其底面為與石炭系分界面 其上為細 中粒砂巖 泥鈣 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 質(zhì)膠結(jié) 見斜層理 中部以灰 深灰色砂質(zhì)泥巖夾條帶砂巖及泥巖 泥巖 中常見雜色團塊及菱鐵質(zhì)鮞粒 富含植物化石 上部發(fā)育一層灰白色中 粗粒含碩石英砂巖 鈣質(zhì)膠結(jié) 該組下部含 6 7 煤層 7 煤層為一薄煤層 僅有個別可采點 6 煤層 局部含 1 2 層夾矸或 2 個分層 為該區(qū)主要可采煤層之一 四 下二疊統(tǒng)下石盒子組 與山西組整合接觸 平均 241m 泥巖 粉砂巖為主 砂巖次之 底部 有一層厚約 3m 的淺灰 灰白色鋁質(zhì)泥巖 致密塊狀 含菱鐵鮞粒 層位穩(wěn) 定 為良好標志層之一 2 標志層 其底面現(xiàn)定為下伏山西組的分界面 中 上部以灰 雜色泥巖為主 局部為灰白色砂巖和少量粉砂巖 該組含煤 4 層 自上而下依次為 2 3 4 5 煤層 2 煤層局部可采點 3 煤層一般具有 2 3 個分層 只有 32 煤層為不穩(wěn)定的局部可采煤層 4 煤 層局部較穩(wěn)定 為中厚煤層 淺部多與 5 煤層合并 深部逐漸分開 該煤 層受巖漿侵蝕破壞嚴重 大部分不可采 5 煤層為較穩(wěn)定的中厚煤層 僅有 個別不可采點 局部地段亦被巖漿侵蝕 為主要可采煤層之一 五 二疊統(tǒng)上石盒子組 與下伏地層整合接觸 井田內(nèi)揭露最大厚度為 487m 主要為雜色和青 灰色塊狀泥巖 粉砂巖和淺灰 灰白色細 中粗粒砂巖 局部含有菱鐵鮞 粒 底部為一層平均厚 19m 的灰白色中粗粒含礫砂巖 較為穩(wěn)定 是井田 煤系地層標志層之一 K3 標志層 其底面為上下石盒子組的分界面 該組含煤一層 編號為 1 煤層 為不穩(wěn)定的局部可采薄煤層 1 2 3 井田地質(zhì)構(gòu)造 楊莊井田位于閘河復式向斜的南端閉合處 以褶曲構(gòu)造為主 斷層為 輔 斷裂構(gòu)造相對不發(fā)育 褶曲有洪莊向斜 濉溪向斜 陸莊背斜 李樓 向斜等 一 褶曲 1 洪莊向斜 位于井田西部 向斜軸在 16 線附近 樞紐向西南仰起 圈閉 軸向 N35 E 長約 0 8km 向斜東翼傾角 15 西翼傾角 18 2 濉溪向斜 位于井田西部邊界 向斜軸在 10 線附近 樞紐向西南仰起 圈閉 軸 向 N30 E 延展長度約 1 5km 兩翼不對稱 東翼傾角 15 18 西翼傾角 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 18 25 3 李樓向斜 位于井田西北部 軸向 N15 E 井田內(nèi)延展約 2 5km 西翼地層較陡 傾角 25 30 東翼傾角略緩 15 20 4 陸莊背斜 位于井田西部 背斜軸在 16 線 17 線間 軸向近南北 長約 2 4km 背斜兩翼寬緩 對稱 傾角為 5 8 二 斷層 勘探中揭露的斷層 落差大于 10 米的主要有 5 條 如表 1 1 表 1 1 楊莊煤礦井田斷層一覽表 名稱 落差 m 傾角 走向 傾向 斷層性質(zhì) F51 斷層 5 15 18 N3 25 W EW 正 F52 斷層 15 45 N10 E 29 W NW SW 正 F53 斷層 20 50 N10 E 15 W NW SW 正 F54 斷層 25 65 N40 E 40 W NW SW 正 F55 斷層 25 50 70 80 N40 E 43 W NW SW 正 1 2 4 井田水文地質(zhì) 一 含 水 層 1 第四系孔隙含水組 普遍存在于井田范圍內(nèi) 厚度 40 80m 一般 60m 井田兩翼厚 中 間薄 含水段為流砂層 其厚度變化較大 一般 6 11m 大部分呈透鏡體 狀分布 分叉合并現(xiàn)象普遍 自上而下共四層 一 二分層較穩(wěn)定 呈連 續(xù)分布 厚度較大 而三 四分層不連續(xù) 尤其第四層僅個別鉆孔見到 上部具潛力性質(zhì) 中下部具承壓性質(zhì) 水位埋深 1 5 3 0m 季節(jié)波動較大 水質(zhì)類型以碳酸鹽為主 硫酸鹽次之 礦化度 4g l 滲透系數(shù) 5 19 7 0m d 賦水性較強 2 上石盒子組孔隙 裂隙含水組 厚 170 210m 區(qū)內(nèi)為隱付型 分布普遍 以砂巖裂隙水為主 基巖 風化帶發(fā)育有孔隙水 賦水性弱 該組底部中粗粒砂巖穩(wěn)定 沖洗液消耗 量大 賦水性相對較強 是本組含水段 單位涌水量 0 0408 0 6831 s m 滲透系數(shù) 0 013 1 933m d 水質(zhì)類型 HCO3 Cl Na Ca 型 3 下石盒子組 5 煤裂隙含水組 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 厚 50 70m 井田內(nèi)屬埋藏型 以裂隙發(fā)育的砂質(zhì)泥巖 砂巖為含水 層 含水層厚 1 4 37 1m 平均 14 5m 該含水組裂隙不發(fā)育 賦水性較弱 單位涌水量 0 000875 0 0787l s m 滲透系數(shù) 0 0126 0 326m d 見抽水成 果表 5 1 呈承壓轉(zhuǎn)無壓狀態(tài) 其水位逐年下降 水質(zhì)類型 HCO3 Na 型 4 山西組 6 煤裂隙含水組 上部以鋁質(zhì)泥巖為界 下部以 K1 灰?guī)r為界 厚度 102 140m 平均 120m 巖層裂隙發(fā)育不均 賦水性大小受裂隙發(fā)育程度控制 總體而言賦 水性較弱 單位涌水量 0 0007 0 549l s m 滲透系數(shù) 0 0025 0 817m d 水質(zhì)類型 HCO3 Na 型 5 太原組巖溶裂隙含水組 本組自 K1 鋁質(zhì)泥巖下至本溪組 總厚度 171 203m 平均 180m 以 薄層泥巖和砂巖互層為主 各段相對獨立 水力聯(lián)系不暢 僅在構(gòu)造或沉 積變薄處發(fā)生補給關(guān)系 中 下段因距可采煤層較遠 故影響不大 未作 詳細水文地質(zhì)工作 僅觀測其水位動態(tài) 勘探時期資料后期資料 該組單 位涌水量 0 973l s m 滲透系數(shù) 49 36m d 6 奧灰?guī)r溶裂隙含水組 該層總厚度 500m 以上 含水層段以奧陶系中統(tǒng)的老虎山組為主 含水 空間為溶蝕裂隙 溶洞次之 賦水性差別較大 單位涌水量 0 001 7 0l s m 水位峰值在 11 月份 區(qū)域水位標高 20m 枯水期 5 6 月 份 水位標高 15m 左右 水質(zhì)類型 HCO3 Ca Mg 型 含水層在井田內(nèi)屬埋藏型 東部為裸露型 主要賦水層位為奧陶系中 統(tǒng)下部和下統(tǒng)上部灰?guī)r 因距 6 煤 200m 以上 正常情況下對礦井無突水威 脅 但由于局部構(gòu)造發(fā)育 導致太灰于奧灰含水層溝通 從而使其成為間 接充水水源 在煤系以外的隱伏區(qū)含水量大 是工礦企業(yè)和城市供水的主 要水源 二 隔水層 1 第四系隔水層 該層位于第四系底部 厚約 15 25m 平均 20m 巖性為土黃色粘土 夾礫石層 具良好隔水性能 能有效隔絕地表水 第四系孔隙水與煤系含 水層之間的水力聯(lián)系 2 6 煤底板隔水層 該層位于 6 煤底板和 K1 鋁質(zhì)泥巖頂板之間 由砂巖 砂頁巖和泥巖組 成 井田內(nèi)普遍存在 層位穩(wěn)定 厚 28 64m 其隔水性能受厚度 巖性 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 組合 構(gòu)造破壞程度和水頭壓力 礦壓等因素綜合控制 在一定程度上能 有效防止太灰水的壓裂擴容破壞 3 太原組中 上段之間隔水層 太原組中 上段之間有一約 1 9m 的鋁質(zhì)泥巖隔水層 該層對隔絕中 上段間水力聯(lián)系起到很大作用 自然條件下中段水位比上段高 1 5 2 5m 因此中 下段含水層是礦井突水的間接補給來源 4 本溪組隔水層 在太灰與奧灰之間 本溪組底部有一厚約 22m 的鐵鋁質(zhì)泥巖 是太灰 與奧灰的良好隔水層 1 2 5 井田涌水量 據(jù)礦井地質(zhì)資料 礦井最大涌水量 310m3 t 正常涌水量 190m3 t 1 3 煤層與煤質(zhì) 1 3 1 煤層埋藏條件 煤的風化帶為基巖頂面向下垂深 16m 氧化帶為基巖頂面向下垂深 18m 1 3 2 可采煤層特征 一 含煤性 井田內(nèi)含煤地層為石炭系太原組 二疊系山西組 下石盒子組和上石 盒子組 其中下石盒子組含主要可采煤層 5 煤層 山西組含主要可采煤層 6 煤層 太原組含煤 11 層 但因不穩(wěn)定或不可采而無經(jīng)濟價值 煤系地層 總厚 997m 含煤 20 層 平均煤厚 14 37m 含煤系數(shù)為 1 44 6 煤層 賦存于本組下部 上距鋁質(zhì)泥巖 K2 標志層 52 80m 平 均 67m 下距 K1 灰?guī)r約 58m 煤厚 1 95 6 16m 見煤點平均厚 2 8m 普 氏硬度系數(shù)約為 2 0 屬較穩(wěn)定煤層 煤層結(jié)構(gòu)簡單 頂板以灰白色中細粒 砂巖為主 其次為深灰色泥巖 粉砂巖 底板一般為泥巖 粉砂巖 常見 有植物根部化石 6 煤層之上局部含 1 3 層 0 10m 0 30m 的薄煤層 5 煤層 位于下石盒子組下部 為井田內(nèi)主要可采煤層之一 下距 K2 標志層約 19m 煤厚 2 59 7 16m 平均 3 6m 分布穩(wěn)定 普氏硬度系數(shù)約 為 1 8 該煤層結(jié)構(gòu)較簡單 局部含夾矸 夾矸厚 0 02 0 60m 多為泥巖 或炭質(zhì)泥巖 煤層頂板巖性一般為深灰色泥巖或粉砂巖 底板為泥巖 4 煤層 位于 K2 標志層之上約 29m 與 5 煤層為分叉合并關(guān)系 距 5 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 煤層 0 16m 平均為 10m 煤厚 0 36 3 39m 平均厚 1 79m 僅局部可 采 3 煤層 為不穩(wěn)定煤層 該煤層實際為一個煤組 3 個分層 即 31 32 33 下距 K2 標志層 30 60m 平均為 48m 20 線以西 2 3 個分 層為主 局部有 1 個或 2 個分層 20 線以東 2 個分層為主 局部為 1 個或 3 個分層 3 個分層中以 32 分層較為穩(wěn)定 31 分層次之 各分層分述如下 A 31 分層 煤厚 0 15 1 17m 見煤點平均厚 0 48m 井田內(nèi)鉆孔穿 過該層位的可采點占見煤點的 13 僅在 23 24 線間淺處局部可采 其余 為不穩(wěn)定不可采的薄煤層 B 32 分層 煤厚 0 19 3 32m 見煤點平均厚 0 79m 井田內(nèi)鉆孔穿 過該層位的可采點占見煤點的 55 分布普遍 局部可采 有巖漿巖侵入 煤層被吞蝕 多不可采 C 33 分層 煤厚 0 24 0 87m 見煤點平均厚 0 45m 僅有零星可采 點 為不穩(wěn)定不可采薄煤層 各煤層的基本情況如表 1 2 表 1 2 可采煤層基本情況一覽表 評價 指標 煤層 編號 煤層厚 度等級 全井田厚 度 最小 最 大 m 平均厚 度 m 穩(wěn)定 程度 結(jié)構(gòu) 31 0 15 1 1 7 0 48 32 0 19 3 32 0 793 33 薄 煤 層 0 24 0 87 0 45 不穩(wěn)定 復雜 4 薄 煤 層 0 36 3 39 1 79 不穩(wěn)定 復雜 5 中厚煤 層 2 59 7 16 4 0 穩(wěn)定 簡單 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 6 中厚煤 層 1 95 6 16 2 8 穩(wěn)定 復雜 1 3 3 煤層圍巖性質(zhì) 可采煤層頂?shù)装鍘r性 一 3 煤層 1 頂板 1 直接頂 一般為深灰色 致密塊狀泥巖 含有大量植物化石 厚 度一般 20m 左右 2 老頂 粉砂巖 灰色 塊狀 泥質(zhì)膠結(jié) 砂巖 灰色 細粒 性 硬 局部破碎夾薄層泥巖 含植物化石 粉砂巖與砂巖互層狀 2 底板 底板為中粒砂巖或粉砂巖 中粒砂巖 灰色 性硬 層面常含有炭質(zhì) 薄膜 層狀構(gòu)造 厚 0 10 0m 粉砂巖 深灰色 塊狀 有時含炭質(zhì)泥巖 實際構(gòu)成 4 煤層老頂 厚 0 10 0m 二 4 煤層 1 頂板 1 直接頂 灰 深灰色 致密塊狀泥巖 含植物化石 或深灰色 塊狀粉砂巖 泥質(zhì)膠結(jié) 厚 2 0 9 0m 2 老頂 灰色塊狀中粒砂巖 以石英 長石為主 厚 0 11 0m 2 底板 一般為深灰色塊狀泥巖 偶見粉砂巖或厚層狀石英砂巖 砂巖中含暗 色礦物較多 三 5 煤層 1 頂板 1 直接頂 一般為深灰色塊狀泥巖 厚度 4m 左右 巖石的抗壓強 度 17 55MPa 普氏硬度系數(shù)約為 1 8 屬 VIa 級巖石 抗壓強度為 2 12 MPa 抗剪強度為 7 75 MPa 2 老頂 為細粒砂巖 淺灰色 塊狀 少含菱鐵質(zhì) 硅質(zhì)膠結(jié) 性 硬 平均厚度 4 6m 巖石抗壓強度一般為 134 21 MPa 普氏硬度 f 13 7 屬 級巖石 抗拉強度大于 7 06 MPa 抗剪強度 12 45 MPa 按原局發(fā) 緩傾斜煤層工作面頂板分類方案 預計 5 煤層為 類 級 或 類 級頂板 2 底板 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 1 直接底 一般為灰色 塊狀泥巖 下部含鋁質(zhì)或菱鐵質(zhì) 含植物 化石 厚 1 15m 平均 7 5m 偶見灰色 塊狀 細粒石英砂巖 泥巖抗壓 強度為 35 74 MPa 普氏硬度 f 3 7 抗拉強度為 1 82 MPa 抗剪強度為 3 96 MPa 2 老底 灰色 塊狀細 中粒砂巖 淺灰色 塊狀細粒石英砂巖平 均厚度為 11 5m 砂巖抗壓強度 124 51 MPa 普氏硬度 f 12 7 屬 級巖石 抗拉強度 4 02 MPa 四 6 煤層 1 頂板 1 直接頂 灰黑色泥巖 致密 塊狀 底部呈薄層狀 含植物化石 厚 0 3 6m 2 老頂 深灰色粉砂巖 塊狀 斷口平坦 結(jié)構(gòu)均一 灰色 中 細粒砂巖 塊狀 以石英為主 長石次之 局部可見寬條帶 砂巖及粉砂巖抗壓強度為 88 64 MPa 普氏硬度 f 9 0 屬 級巖石 抗拉強度為 4 36 MPa 抗剪強度為 10 29 MPa 2 底板 一般為灰色 塊狀 條帶狀細砂巖 以石英為主 堅硬 裂隙發(fā)育 或灰色塊狀細砂巖 主要成份為石英 長石 上部有時夾薄層深灰色塊狀 泥巖 厚 0 1 5m 1 3 4 煤的特征 以閘河煤田煤質(zhì)資料分析 井田內(nèi)煤的變質(zhì)作用類型為區(qū)域變質(zhì)和接 觸變質(zhì)復合型 早期以區(qū)域變質(zhì)為主 屬氣煤 肥煤階段 后期以接觸變 質(zhì)為主 屬中 高變質(zhì)階段 煤種從焦煤 瘦煤 貧煤到無煙煤乃至天然 焦 牌號齊全 煤種的分布與巖漿巖體的厚度分布呈相關(guān)關(guān)系 具有一定 的規(guī)律性 一 物理性質(zhì) 本井田煤的物理性質(zhì) 以受巖漿巖影響程度的不同而分為三類 1 影響輕微的 稍受影響者 以暗煤為主 黑色塊狀或鱗片狀 一般硬度較大 有一 定韌性 其次為亮煤 具玻璃光澤 塊狀 內(nèi)生裂隙發(fā)育 脆度大 易碎 貝殼狀斷口 易燃 具膨脹性和粘結(jié)性 以焦煤和瘦煤為代表 2 影響較嚴重的 侵入巖漿巖體較薄 以巖漿熱力作用為主 煤的變質(zhì)程度增高 主要 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 為貧煤 無煙煤 煤呈黑色到暗黑色 以暗煤為主 塊狀構(gòu)造 局部為條 帶狀 脆性較小 硬度和比重較大 弱玻璃光澤 節(jié)理不發(fā)育 參差斷口 燃燒無明顯火焰 粘結(jié)性較差 3 影響嚴重的 巖漿侵入 穿插于煤層中 除熱力作用外 熔蝕 交代同時作用 高 變質(zhì)為天然焦 煤層原始結(jié)構(gòu)幾乎全部消失 呈鋼灰色 致密塊狀 堅硬 比重大 垂直柱狀節(jié)理發(fā)育 參差狀斷口 不易燃燒 燃燒時崩解 并發(fā) 出噼啪聲 二 化學性質(zhì) 1 3 煤層以瘦煤為主 貧煤次之 灰分以中灰為主 瘦煤 Ad 14 88 23 92 平均 21 38 貧煤 Ad 16 30 38 68 平均 24 58 兩煤種的平均硫分均為 0 34 揮發(fā)份 Vdaf 14 72 19 31 平 均 17 02 發(fā)熱量 Qb d 28 70 28 91MJ kg 2 4 煤層因受巖漿侵入影響 以無煙煤為主 天然焦次之 無煙煤灰 分 Ad 14 76 28 86 平均 21 61 硫分 St d 0 11 0 68 平均 0 33 揮發(fā)份 Vdaf 4 30 10 56 平均 7 39 發(fā)熱量 Qb d 22 36 35 19 MJ kg 平均 29 25MJ kg 3 5 煤層煤種齊全 井田中西部以瘦煤 焦煤為主 貧煤次之 井田 東部以貧煤為主 平均灰分瘦煤 22 34 焦煤 21 55 貧煤 22 55 硫 分含量較之其他煤層略高 平均硫分瘦煤 焦煤 貧煤為 0 39 0 44 無 煙煤為 1 23 平均揮發(fā)分 Vdaf 14 27 21 12 平均發(fā)熱量 Qb d 28 83 29 30 MJ kg 4 6 煤層絕大部分為瘦煤 焦煤次之 平均灰分瘦煤和焦煤均為 13 24 平均硫分瘦煤為 0 39 焦煤為 0 35 平均揮發(fā)分 Vdaf 17 67 20 16 平均發(fā)熱量 Qb d 25 98 32 09 MJ kg 1 3 5 煤的工業(yè)用途 本礦井各可采煤層 除少數(shù)煤層因巖漿巖侵蝕局部變?yōu)樘烊唤购蜔o煙 煤外 均為屬中 高變質(zhì)階段 煤種從焦煤 瘦煤 貧煤次之 各煤層主 要煤質(zhì)指標穩(wěn)定 變化幅度不大 原煤屬于中灰 高灰熔點 中等 強粘 結(jié)性 中等 中高發(fā)熱量煤 各煤層結(jié)焦性能良好 特低 低硫 特低磷 砷和氯的含量甚微 故本礦井的各煤層 除可作為良好的動力用煤外 還 可做遠洋船舶及內(nèi)海船舶用煤 洗精煤可作為較好煉焦配煤 中煤可以直 接用于發(fā)電 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 1 3 6 瓦斯 根據(jù)以前礦井瓦斯等級鑒定 本礦井為低瓦斯礦井 瓦斯涌出量較小 具體數(shù)據(jù)如下 5 煤層在一 二水平的瓦斯涌出量一般在 0 23 3 29m 3 t 個別達 9 65 m3 t 6 煤層一 二水平瓦斯涌出量一般在 0 30 3 425 m3 t d 個別的達 8 25 m3 t 該井田在勘探過程中煤塵爆炸性和煤層自然性未做過專門試驗鑒定 在生產(chǎn)過程中 1995 年由煤科院重慶分院鑒定部分樣品 其結(jié)果如下 一 煤層爆炸性 煤塵爆炸性指數(shù)為 15 96 21 32 主要可采煤層 的煤塵具有爆炸性 可定為具有煤塵爆炸性危險的礦井 二 煤層自然性 煤層無自然發(fā)火傾向 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 圖 1 2 地層綜合柱狀 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 2 井田境界和儲量 2 1 井田境界 2 1 1 井田范圍 東部邊界 以煤層露頭的氧化帶為界 西部邊界 以土型煤礦為界 南部邊界 南部以煤層露頭的氧化帶為界 北部邊界 北部到朱莊煤礦和李樓煤礦礦界 2 1 2 開采界限 井田內(nèi)含煤地層為石炭系太原組 二疊系山西組 下石盒子組和上石 盒子組 煤系地層總厚 997m 含煤 20 層 平均煤厚 14 37m 其中下石盒 子組含主要可采煤層五煤層 山西組含主要可采煤層六煤層 本礦井設(shè)計 只針對 5 號煤層設(shè)計 開采上限 3 號煤層有 3 個分層 系薄煤層 4 號煤層局部可采 開采下限 6 號煤層下有十幾層煤線 故 6 號煤層為下部邊界 2 1 3 井田尺寸 井田的走向最大長度為 6 3km 最小長度為 4 6km 平均 5 5 km 井田傾斜方向的最大長度為 4 2km 最小長度為 3 6km 平均 4 0 km 煤層的傾角最大為 15 最小為 5 平均為 10 本井田角度變化很大分為五部分來計算 如圖 2 1 第一部分的水平面積由 AutoCAD 工具中的查詢面積可得 S1 5 56 km 2 則第一部分的實際井田面積為 S1 5 56 cos11 5 66 km 2 第二部分的水平面積由 autoCAD 工具中的查詢面積可得 S2 3 40 km 2 則第二部分的實際井田面積為 S2 3 40 cos10 3 45 km 2 第三部分的水平面積由 AutoCAD 工具中的查詢面積可得 S3 8 69 km 2 則第三部分的實際井田面積為 S3 8 69 cos9 8 80 km 2 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 第四部分的水平面積由 AutoCAD 工具中的查詢面積可得 S4 3 49 km 2 則第四部分的實際井田面積為 S4 3 49 cos7 3 52 km 2 第五部分的水平面積由 AutoCAD 工具中的查詢面積可得 S5 1 91 km 2 則第五部分的實際井田面積為 S5 1 91 cos11 1 95 km 2 所以井田的總面積 S 為 S S1 S2 S3 S4 S5 23 34 km 2 井田賦存狀況示意圖如圖 2 1 圖 2 1 井田賦存狀況示意圖 2 2 礦井工業(yè)儲量 2 2 1 儲量計算基礎(chǔ) 一 根據(jù)楊莊井田地質(zhì)勘探報告提供的煤層儲量計算圖計算 二 依據(jù) 煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范 關(guān)于化工 動力用煤的標準 計算能利用儲量的煤層最低可采厚度為 0 8m 原煤灰分不大于 40 計算 暫不能利用儲量的煤層厚度為 0 7 0 8m 三 依據(jù)國務院過函 1998 5 號文 關(guān)于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污 染控制區(qū)有關(guān)問題的批復 內(nèi)容要求 禁止新建煤層含硫份大于 3 的礦井 12345N 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 硫份大于 3 的煤層儲量列入平衡表外的儲量 四 儲量計算厚度 夾石厚度不大于 0 05m 時 與煤分層合并計算 復雜結(jié)構(gòu)煤層的夾石總厚度不超過每分層厚度的 50 時 以各煤分層總厚 度作為儲量計算厚度 五 井田內(nèi)主要煤層穩(wěn)定 厚度變化不大 煤層產(chǎn)狀平緩 勘探工 程分布比較均勻 采用地質(zhì)塊段的算術(shù)平均法 六 煤層容重 5 號煤層容重為 1 4t m3 6 號煤層容重為 1 35t m3 2 2 2 井田地質(zhì)勘探 本區(qū)煤田勘探自 1956 年始 由華東地質(zhì)局 325 隊進行詳查 以后又由 原淮北礦務局勘探隊進行大量補勘工作 直到礦井投產(chǎn)后的 1977 年 該期 間先后完成和提交 一 二 三井田詳勘報告 四 五 六井田詳勘報 告 二水平延深勘探報告 1986 年 原淮北礦務局勘探隊在楊莊井田與朱莊井田 李樓井田等重 新調(diào)整過的井田邊界范圍基礎(chǔ)上 以滿足三水平延深設(shè)計為目的 施工 41 個鉆孔 總計 21268 12m 的進尺量 于 1990 年提交 三水平延深補充勘探 地質(zhì)報告 該報告提交以來 即 1990 年至今 井田境內(nèi)先后又施工 11 個 鉆孔 使得全井田歷年地面總施工的鉆孔達 405 個 總進尺 128990 99m 三水平延深補充勘探地質(zhì)報告 提交前的各次勘探施工的鉆孔煤層 級別 巖芯采取率 煤芯采取率 鉆孔測斜 鉆孔封孔及測井工程質(zhì)量評 價 并且 三水平延深補充勘探地質(zhì)報告 確定本井田的勘探類型為構(gòu)造 中等 煤層較為穩(wěn)定的 二類二型 并經(jīng)淮煤地字 90 第 912 號文批復 同意 2 2 3 工業(yè)儲量計算 礦井主采煤層為 5 煤層 其平均厚度分別為 4 0m 則礦井的工業(yè)儲量 如式 2 1 Zg S M 2 1 式中 Zg 礦井工業(yè)儲量 萬 t S 礦井實際的井田面積 23 34km 2 M 煤層平均厚度 煤層的厚度 M 4 0m 煤的平均容重 煤層的容重 1 4 t m3 則 Zg 13070 4 萬 t 2 3 礦井可采儲量 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 18 頁 2 3 1 安全煤柱留設(shè)原則 一 工業(yè)廣場保護煤柱 根據(jù) 關(guān)于煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文修改的決定 試行 之規(guī)定 井 型在 120 萬 t a 及以上 占地面積指標為 1 2 公頃 10 萬 t 工業(yè)場地占地面 積指標見表 2 1 據(jù)此 確定工業(yè)廣場占地面積為 14 4 公頃 工業(yè)廣場的形 狀為長方形 長 450m 寬 320m 又根據(jù) 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范 之規(guī)定 工業(yè)廣場屬二級保護 其圍護帶寬度為 15m 因此 加上圍護帶 工業(yè)廣 場需要保護的尺寸為 長 寬 465 335 155 775m 2 保護煤柱按垂直剖 面法作圖確定 用巖層移動角確定工業(yè)場地 村莊煤柱 巖層移動角為 70 75 75 表土層移動角為 45 根據(jù)垂直剖面法作圖 如圖 2 2 所示 則工業(yè)廣場保護煤柱面積損失為 592325 平方米 表 2 1 工業(yè)場地占地面積指標 井型 萬 t a 占地面積指標 公頃 10 萬 t 240 及以上 1 0 120 180 1 2 45 90 1 5 9 30 1 8 二 斷層保護煤柱 斷層按其落差大小不同 根據(jù) 煤礦設(shè)計手冊 規(guī)定 落差 50m 的斷 層 兩側(cè)各留 50m 的煤柱 落差 20m 50m 的斷層 兩側(cè)各留 30m 煤柱 落差 10m 20m 的斷層 兩側(cè)各留 20m 煤柱 落差 10m 的斷 層不留設(shè)斷層煤柱 三 井田邊界保護煤柱 井田邊界保護煤柱留設(shè) 50m 寬 則井田邊界長 11474 米 保護煤柱面 積損失量為 573700 平方米 四 大巷兩側(cè)的保護煤柱寬度各為 30m 露頭為 50m 風井場地 20m 村 莊 10m 2 3 2 礦井永久保護煤柱損失量 一 井田邊界保護煤柱留設(shè) 50m 寬 井田邊界長 11474m 則井田邊 界保護煤柱損失量為 321 27 萬 t 二 斷層保護煤柱 斷層煤柱留設(shè) 30m 寬 則斷層保護煤柱損失量為 7 69 萬 t 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 三 工業(yè)廣場保護煤柱 工業(yè)廣場按 級保護煤柱寬度 15m 工業(yè)廣場面積有表 2 1 確定 取 14 4 公頃 工業(yè)廣場保護煤柱如圖 2 2 則工業(yè)廣場保護煤柱壓煤量為 331 70 萬 t Bb2a2a3dCADc1d1a1 圖 2 2 工業(yè)廣場保護煤柱 四 大巷保護煤柱 以大巷中心為基點 大巷兩側(cè)的保護煤柱寬度各為 30m 則大巷保護 煤柱損失量為 181 67 萬 t 五 井筒保護煤柱 主 副井井筒保護煤柱在工業(yè)廣場保護煤柱范圍內(nèi) 故主 副井的井 筒保護煤柱損失量為 0 風井井筒保護煤柱為 20m 則風井井筒保護煤柱布 置在防水煤柱之內(nèi) 故風井的井筒保護煤柱損失量為 0 六 防水煤柱 由于松散層第四系含水層直接覆蓋煤系地層上 礦井在淺部開采時 必須 留設(shè)合適的防水煤柱 防止礦井突水 導水裂隙帶的高度由式 2 2 確定 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 H 100 M 1 6 M 3 6 5 6 2 2 式中 H 導水裂隙帶高度 M 可采煤層厚度之和 m M 4 則 H 40 5 6 取防水煤柱垂直高度為 45m 其傾斜長度平均為 235m 則防水煤柱損 失量為 801 57 萬噸 各種保護煤柱損失量見表 2 2 表 2 2 保護煤柱損失量 煤柱類型 儲量 萬 t 井田邊界保護煤柱 321 27 斷層保護煤柱 7 69 工業(yè)廣場保護煤柱 331 70 大巷保護煤柱 181 67 井筒保護煤柱 0 防水煤柱 801 57 合計 1643 90 2 3 3 礦井可采儲量 礦井可采儲量是礦井設(shè)計的可以采出的儲量 可按式 2 3 計算 Zk Z g P C 2 3 式中 Zk 礦井可采儲量 萬 t P 保護工業(yè)場地 井筒 井田境界 河流 湖泊 建筑物 大 斷層等留設(shè)的永久保護煤柱損失量 1643 9 萬 t C 采區(qū)采出率 厚煤層不小于 0 75 中厚煤層不小于 0 8 薄煤 層不小于 0 85 地方小煤礦不小于 0 7 則 礦井設(shè)計可采儲量 Zk 11426 5 萬 t 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 3 礦井工作制度及設(shè)計生產(chǎn)能力 服務年限 3 1 礦井工作制度 跟據(jù) 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范 相關(guān)規(guī)定 確定礦井設(shè)計年工作日為 330 天 工作制度采用 三八制 每天三班作業(yè) 每班工作 8 小時 按照 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范 規(guī)定 礦井每晝夜凈提升時間 16 小時 這樣充分考慮了礦井的富裕系數(shù) 防止礦井因提升能力不足而影響礦井的 增產(chǎn)或改擴建 因此本礦設(shè)計每晝夜凈提升時間為 16 小時 3 2 礦井設(shè)計能力及服務年限 3 2 1 確定依據(jù) 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范 第 2 2 1 條規(guī)定 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力應根據(jù) 資源條件 開采條件 技術(shù)裝備 經(jīng)濟效益及國家對煤炭的需求等因素 經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定 礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定 一 資源情況 煤田地質(zhì)條件簡單 儲量豐富 應加大礦區(qū)規(guī)模 建設(shè)大型礦井 煤田地質(zhì)條件復雜 儲量有限 則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太 大 二 開發(fā)條件 包括礦區(qū)所處地理位置 是否靠近老礦區(qū)及大城市 交通 鐵路 公路 水運 用戶 供電 供水 建筑材料及勞動力來源等 條件好者 應加大開發(fā)強度和礦區(qū)規(guī)模 否則應縮小規(guī)模 三 國家需求 對國家煤炭需求量 包括煤中煤質(zhì) 產(chǎn)量等 的預 測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(jù) 四 投資效果 投資少 工期短 生產(chǎn)成本低 效率高 投資回收 期短的應加大礦區(qū)規(guī)模 反之則縮小規(guī)模 3 2 2 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 楊莊井田儲量豐富 煤層賦存較穩(wěn)定 頂?shù)装鍡l件好 斷層少 傾角 變化大 厚度變化不大 開采條件較簡單 技術(shù)裝備先進 煤質(zhì)為貧煤 瘦煤 且位于交通運輸便利的華東地區(qū) 市場需求量大 經(jīng)濟效益好 宜 建大型礦井 綜合以上因素確定楊莊礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 1 5 Mt a 3 2 3 礦井服務年限 礦井服務年限必須與井型相適應 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁 礦井可采儲量 Zk 設(shè)計生產(chǎn)能力 A 礦井服務年限 T 三者之間的關(guān)系 如式 3 1 所示 3 1 kZT 式中 T 礦井服務年限 a Zk 礦井可采儲量 11426 5 萬 t A 設(shè)計生產(chǎn)能力 120 萬 t K 礦井儲量備用系數(shù) 取 1 4 則 礦井服務年限為 T 68 a 符合 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范 要求 3 2 4 井型校核 按礦井的實際煤層開采能力 輔助生產(chǎn)能力 儲量條件及安全條件因 素對井型進行校核 一 煤層開采能力 井田內(nèi) 5 號煤層平均厚度 4m 6 號煤層平均厚度為 2 8m 賦存穩(wěn)定 厚度變化不大 根據(jù)現(xiàn)代化礦井 一礦一井一面 的發(fā)展模式 可以布置一 個綜采工作面保產(chǎn) 二 輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 礦井設(shè)計為大型礦井 開拓方式為雙立井二水平開拓 主立井采用箕 斗提煤 副立井采用罐籠提升 運輸能力和大型設(shè)備的下放可以達到設(shè)計 井型的要求 工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)順槽膠帶輸送機到上下山膠帶輸送機進 入采區(qū)煤倉 然后在大巷裝車經(jīng)礦車運到井底煤倉 再經(jīng)主立井箕斗提升 至地面 提升能力大 自動化程度高 副井運輸采用罐籠提升 下放設(shè)備 物料等 能滿足大型設(shè)備的下放與提升的要求 大巷輔助運輸采用礦車運 輸 運輸方便靈活 能滿足要求 三 通風安全條件的校核 礦井煤塵有爆炸危險性 瓦斯涌出量不大 屬低瓦斯礦井 為保證大 型礦井的安全要求須采取預抽瓦斯措施 礦井采用初期采用兩翼對角式通 風 后期采用混合式通風 通風線路短 阻力小 可以滿足通風需要 四 礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力與整個礦井的工業(yè)儲量相適應 保證有足 夠的服務年限 滿足 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范 要求 我國各類井型的礦 井和第一水平設(shè)計服務年限見表 3 1 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁 表 3 1 我國各類井型的礦井和第一水平相應設(shè)計服務的年限 第一水平服務年限 a 礦井設(shè)計 生產(chǎn)能力 萬 t a 礦井設(shè)計服 務年限 a 煤層傾角 25 煤層傾角 45 600 及以上 70 35 300 500 60 30 120 240 50 25 20 15 45 90 40 20 15 15 9 30 各省自定 中國礦業(yè)大學 2009 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 4 井田開拓 4 1 井田開拓的基本問題 井田開拓是指在井田范圍內(nèi) 為了采煤 從地面向地下開拓一系列巷 道進入煤體 建立礦井提升 運輸 通風 排水和動力供應等生產(chǎn)系統(tǒng) 這些用于開拓的井下巷道的形式 數(shù)量 位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開 拓方式 合理的開拓方式 需要對技術(shù)可行的幾種開拓方式進行技術(shù)經(jīng)濟 比較 才能確定 一 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題 具體有下列幾個 問題需認真研究 1 確定井筒的形式 數(shù)目和配置 合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置 2 合理確定開采水平的數(shù)目和位置 3 布置大巷及井底車場 4 確定礦井開采程序 做好開采水平的接替 5 進行礦井開拓延深 深部開拓及技術(shù)改造 6 合理確定礦井通風 運輸及供電系統(tǒng) 二 確定開拓問題 需根據(jù)國家政策 綜合考慮地質(zhì) 開采技術(shù)等 諸多條件 經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案 在解決開拓問題時 應遵 循下列原則 1 貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭