何莊煤礦0.9Mta新井設(shè)計

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目 錄1摘 要本設(shè)計的井田面積為 15.1 平方千米，年產(chǎn)量 90 萬噸。井田內(nèi)煤層賦存比較穩(wěn)定，煤層傾角 13.41°～ 34.56°，平均煤厚 4.46m，整體地質(zhì)條件比較簡單，沼氣和二氧化碳含量低，涌水量也不大。根據(jù)實際的地質(zhì)資料情況進行井田開拓和準備方式的初步設(shè)計，該礦井決定采用立井斜井單水平上下山開采，煤層采用采區(qū)上下山聯(lián)合布置的開拓方式，設(shè)計采用綜合機械化綜采放頂煤回采工藝，走向長壁采煤法，用全部跨落法處理采空區(qū)。并對礦井運輸和礦井通風(fēng)等各個生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)備選型計算，以及對礦井安全技術(shù)措施和環(huán)境保護提出要求，完成整個礦井的初步設(shè)計。礦井全部實現(xiàn)機械化，采用先進技術(shù)和借鑒已實現(xiàn)高產(chǎn)高效現(xiàn)代化礦井的經(jīng)驗，實現(xiàn)一礦一面高產(chǎn)高效礦井從而達到良好的經(jīng)濟效益和社會效益。關(guān)鍵詞：立井、走向長壁、放頂煤、綜合機械化、高產(chǎn)高效XX 大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計2Abstract These designed allotment area for 15.1 square kilometers，Yearly Output ninty trillion. Allotment intrinsically ocurrence of coal seam compare stabilize，coal seam pitch 13.41－34.56 acid， average coal thick 4.46m，integrally nature condition compare simplicity，Both methane and carbon dioxide content relatively low, and neither do inflow of water no large either. On the basis of Preliminary Design，said shaft opt in adopt three vertical shaft fluctuate mountain exploitation，coal seam grouping band region fluctuate mountain co- disposal 'mode of opening，design adopt comprehensive mechanization full-seam mining stopper art，incline longwall method，treat goaf with whole straddle alight law from actual geologic information instance proceed allotment exploit and stand-by mode. The Preliminary Design of the both both combine versus mine haul, shaft exaltation, shaft drain and ventilation of mines isopuant systemic equipment lectotype count，as well as versus shaft technical safety measures and environmental protection claim， complete wholly shaft. Both shaft whole realize mechanization，adopt advanced techniques and use for reference afterwards realize high yield highly active modernization shaft 'experience，realize one mine not both high yield highly active shaft thereby run up to favorable economic benefit and social benefit. Keyword： Vertical shaft, comprehensive mechanization, high yield highly active 目 錄3目 錄前 言 11 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 .21.1 礦區(qū)概述 .21.1.1 礦井位置和礦區(qū)地形 21.1.2 交通條件 21.1.3 礦區(qū)氣候 31.1.4 礦區(qū)水文情況 31.2 井田地質(zhì)特征 .31.2.1 井田煤系地層概述 31.2.2 地層概況 31.2.3 井田地質(zhì)構(gòu)造 81.2.4 井田水文地質(zhì)特征 81.2.5 煤層特征 102 井田儲量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限 .122.1 井田境界 122.1.1 井田范圍 122.1.2 井田境界 122.2 礦井儲量 .132.2.1 儲量計算基礎(chǔ) 132.2.2 礦井地質(zhì)資源/儲量 .142.2.3 礦井工業(yè)資源/儲量 .152.2.4 礦井設(shè)計資源/儲量 .162.2.5 礦井設(shè)計可采儲量 192.3 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限 .202.3.1 礦井工作制度 .202.3.2 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 .203 礦井開拓 .223.1 概述 223.1.1 井田開拓的基本問題 223.1.2 井筒的形式、位置 233.1.3 工業(yè)廣場位置、形狀的確定 253.2 井田開拓 263.2.1 開采水平的確定及采采區(qū)劃分 263.2.2 方案比較 273.3 井筒特征 353.3.1 主井 353.3.2 副井 353.3.3 斜風(fēng)井 353.3.4 井筒特征 353.4 井底車場及硐室 38XX 大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計43.4.1 井底車場 383.4.2 驗算主副井的空、重車線的長度 393.4.3.井底車場調(diào)車方式 403.4.4. 井底車場硐室 403.4.5. 井底車場主要巷道支護方式和支護材料 413.5 開采順序及采區(qū)、采煤工作面的配置 413.5.1. 井田的開采順序 413.5.2. 采區(qū)、采煤工作面的配置 424 準備方式 .434.1 概述 .434.1.1 煤層的埋藏條件 434.1.2 采區(qū)煤層特征 434.1.3 地質(zhì)構(gòu)造 434.1.4 頂?shù)装逄匦?434.1.5 水文地質(zhì) 444.1.6 地表情況 444.2 準備方法 454.2.1 采區(qū)數(shù)目及首采帶區(qū)位置 454.2.2 采區(qū)巷道布置 454.2.3 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 454.2.4 采區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 464.2.5 采區(qū)主要硐室布置 474.2.6 掘進系統(tǒng) 484.3 采區(qū)車場選型設(shè)計 524.3.1 上部車場 524.3.2 中部車場 524.3.3 下部車場 534.4 采區(qū)上山設(shè)計 544.4.1 采區(qū)上山位置及條數(shù) 544.4.2 采區(qū)上山特征 545 礦井通 風(fēng)與安全 .555.1 通風(fēng)系統(tǒng) 555.1.1 礦井概況 555.1.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 555.1.3 礦井通風(fēng)類型的確定 565.1.4 主要通風(fēng)機工作方法的確定 575.1.5 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求 575.1.6 回采工作面通風(fēng)方式 585.2 礦井風(fēng)量計算及風(fēng)量分配 .595.2.1 風(fēng)量計算的標準及原則 595.2.2 采煤工作面需風(fēng)量 605.2.3 掘進工作面需風(fēng)量 615.2.4 各種峒室需風(fēng)量 62目 錄55.2.5 全礦總風(fēng)量的計算 635.2.6 風(fēng)量分配 645.3 礦井通風(fēng)阻力計算 .645.3.1 計算原則 645.3.2 確定礦井通風(fēng)容易時期和困難時期 655.3.3 礦井最大阻力路線 655.3.4 各段通風(fēng)阻力 655.3.5 全礦總風(fēng)阻和等積孔 675.4 礦井通風(fēng)設(shè)備選擇 .685.4.1 通風(fēng)機選型 685.4.2 電動機選型 705.4.3 礦井主要通風(fēng)設(shè)備的要求 716 礦井安全技術(shù)措施 766.1 煤塵爆炸的防治措施 766.2 沼氣爆炸的防治措施 766.3 沼氣與瓦斯突出的防治措施 776.4 礦井水災(zāi)的防治措施 776.5 礦井火災(zāi)的防治措施 786.6 礦山污染的防治 786.6.1 大氣污染 786.6.2 廢水排放 786.6.3 固體廢棄物排放 796.6.4 噪聲污染 796.6.5 礦山污染源的防治 79參考 文獻 .82致謝 .83前 言1前 言本次畢業(yè)設(shè)計是在河南在焦煤集團何莊礦進行的畢業(yè)實習(xí)中所收集的礦井生產(chǎn)圖紙和資料，并作了一些改動以后，對礦井進行的初步設(shè)計。采礦工程畢業(yè)設(shè)計是采礦工程專業(yè)全部教學(xué)進程中的最后一個環(huán)節(jié)。作為對大學(xué)生在學(xué)校的最后一次綜合性的知識技能考查，它主要是考查學(xué)生這些年來對基礎(chǔ)知識及其專業(yè)知識的掌握情況，使學(xué)生學(xué)會自我思考、自行設(shè)計。在設(shè)計過程中，把所學(xué)的理論知識與實踐經(jīng)驗綜合起來應(yīng)用。這樣達到了對理論知識“溫故而知新“的作用，同時也學(xué)到了一些實際生產(chǎn)過程中的經(jīng)驗。設(shè)計的過程就是一個不斷認識和學(xué)習(xí)的過程。在本次設(shè)計過程中，認真貫徹《礦產(chǎn)資源法》、《煤炭法煤炭工業(yè)技術(shù)政策》、《煤炭安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》以及國家其它發(fā)展煤炭工業(yè)的方針政策，積極采用切實可行高產(chǎn)高效的先進技術(shù)與工藝，力爭自己的設(shè)計成果達到較高水平。本設(shè)計以《實踐教學(xué)大綱及指導(dǎo)書》為依據(jù)，嚴格按照《安全規(guī)程》的要求，采用工程技術(shù)語言，對礦井的開拓、準備、運輸、通風(fēng)等各個生產(chǎn)系統(tǒng)進行了初步設(shè)計。由于時間關(guān)系和設(shè)計者水平有限，設(shè)計中失誤之處在所難免，敬請審閱老師給予批評指正！XX 大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計21 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1 礦區(qū)概述1.1.1 礦井位置和礦區(qū)地形何莊煤礦位于河南省洛陽市伊川縣城關(guān)的半坡鄉(xiāng)境內(nèi)，距伊川縣城約 25km,據(jù)登封至伊川縣干線公路 6km，現(xiàn)有簡易公路自半坡鄉(xiāng)由井田北部繞過馬嶺山直達井田南部風(fēng)井場地及鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦。隸屬河南煤業(yè)化工集團焦作煤業(yè)公司，新井設(shè)計生產(chǎn)能力 0.9 Mt/a，設(shè)計服務(wù)年限 53 年，井田總面積 15.13 平方千米。礦區(qū)內(nèi)地形為低山丘陵地區(qū)，溝壑發(fā)育，山坡北緩南陡，地面坡度較大，區(qū)內(nèi)最高標高馬嶺山＋799.5m。最低標高段莊附近+422.8m，相對高差 376.7m。區(qū)內(nèi)地形切割劇烈，溝壑縱橫，地面坡度較大，有利于大氣降水的排泄。1.1.2 交通條件何莊煤礦位交通較為便利距伊川縣城約 25km,據(jù)登封至伊川縣干線公路6km，現(xiàn)有簡易公路自半坡鄉(xiāng)由井田北部繞過馬嶺山直達井田南部風(fēng)井場地及鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦，詳見圖 1－1－1。圖 1－1－1 交通位置示意圖第一章 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征31.1.3 礦區(qū)氣候本礦區(qū)屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，具有四季分明之特點。 7 月至 9 月三個月為降水期，降水量占年降水量的 50％左右，年平均降水量 641.55mm，年平均蒸發(fā)量 1833.24mm，潮濕系數(shù)為 0.35。最熱月（7 月）,平均氣溫 27.30℃，最冷月（元月）平均氣溫 0.48℃。主導(dǎo)風(fēng)向為西北風(fēng)，次為北風(fēng)或東北風(fēng)1.1.4 礦區(qū)水文情況本區(qū)屬黃淮兩河分水嶺地帶，水系以季節(jié)性溪流為主，無大河流。溪流主要靠大氣降水和少量的地下水補給，季節(jié)性變化甚大，據(jù)查資料：7－9 月為洪水期，流量大流勢急，洪峰漲落極快，最大洪流量可造成西岸附近低洼地被淹，農(nóng)田被毀。1.2 井田地質(zhì)特征1.2.1 井田煤系地層概述何莊礦井田主要含煤地層為石炭系及二疊系的中下部含煤地層，共有九個煤組可采及局部可采煤層有一 7、二 1 煤共層，一 7 煤層厚度 6.34～18.96m ，平均9.84m，二 1 煤層厚度 0.6～13.2m，平均 4.46m，其中二 1 煤層為主采煤層。1.2.2 地層概況本地層劃屬化北地層區(qū)豫西地層分區(qū)嵩山地層小區(qū)。地層自老而新有：寒武系、石炭系、二疊系、三疊系及第三系、第四系。除覆蓋層外呈南老北新的單斜地層。其中石炭系及二疊系的中下部為含煤地層。1)寒武系（ ε）(1)中統(tǒng)張夏組（ 2）ε 3灰至深灰色厚層狀細晶餌狀石灰?guī)r，下部具有豆狀及腎狀結(jié)構(gòu)，與下伏徐莊組（ε 22）整合接觸，厚 124m。(2)上統(tǒng)崮山組（ 3）ε 1灰色厚至巨厚狀白云質(zhì)石灰?guī)r，含不均一的鮞粒，中夾薄層泥巖和礫屑灰?guī)r，XX 大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計4頂部溶洞發(fā)育，常有本溪組的鋁土巖或鋁土巖質(zhì)泥巖充填，與下伏張夏組連續(xù)沉積，厚 212.42m。2)石灰系（ C）地表裸露零星，下統(tǒng)缺失，中統(tǒng)平行不整合覆與寒武系崮山組之上，平均厚度 48.31。(1)中統(tǒng)——本溪組（ C2）上部為灰深灰鋁土巖，具豆狀，鮞狀結(jié)構(gòu)；下部為灰色鋁土質(zhì)泥巖，中含環(huán)鐵礦結(jié)核，偶夾古鉆煤，厚 2.98~13.62m，平局 8.79.(2)上統(tǒng)太原組（C 3）與中統(tǒng)連續(xù)沉積。為一套海陸交替相的含煤地層。及一組煤，厚 39.52m。依其巖性組合和沉積環(huán)境劃分為上、中、下三段.①下部灰?guī)r段系指太原群底界至 L4 灰?guī)r頂界的一套地層。主要與灰至深灰色生物質(zhì)灰泥石灰?guī)r及生物質(zhì)礫屑灰?guī)r夾薄層泥巖，煤層組成?；?guī)r計有四層。即 L1~L4,其下分別有一 1~一 4 不可采煤層。 L1 及 L2 灰?guī)r局部合并， L4 灰?guī)r不穩(wěn)定，具有鳥眼結(jié)構(gòu)。本段厚 4.21~17.36m，平均厚 8.92m。②中部碎屑巖段自 L4 灰?guī)r頂界一 6 煤層底界，巖性主要為灰黑色泥巖，灰色薄層狀細粒石英砂巖（俗稱胡石砂巖）夾薄層砂質(zhì)泥巖、透鏡狀生物碎屑灰?guī)r（L 5），不可采一5 煤層賦存于 L5 灰?guī)r之下。砂巖具波狀，脈狀及透鏡狀層理，含黃鐵礦結(jié)核，層面上具有動物爬跡及斜交層面的潛穴。本段厚 16.28m。③上部灰?guī)r段自一 6 煤層底界至二 1 煤層底板砂巖（Se）底界，由灰至深灰色灰?guī)r、泥巖菱鐵巖、砂質(zhì)泥巖和薄煤層組成，灰?guī)r分為三層（L 6~L8）。主要為普遍發(fā)育，厚度穩(wěn)定、標志性強的 L7，其巖性為深灰色生物灰泥石灰?guī)r。底部 L6 灰?guī)r呈薄層狀，上部的 L8 灰?guī)r在 46 線以東普遍發(fā)育，以西時而出現(xiàn)，各灰?guī)r之下相應(yīng)伏有一 6~一 8 煤層，僅一 7 煤層偶爾可采，本段厚 14.32m。3)二疊系（ P）上部為非含煤地層，中下部為煤系地層。包括八個煤組（二~九）。含煤 34層。各煤組間均以特征的砂巖標志層分界，下為石炭系，上和三疊系全為整合接觸，總厚度 906.43m，現(xiàn)自下而上予以分述。第一章 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征5（1）下統(tǒng)（P 1）山西組（P 11）二 1 煤層底板砂巖之低為下界，沙鍋窯砂巖之底為上界。為一套深至深灰色泥巖，砂質(zhì)泥巖，粉礫巖及中細料石英砂巖為主而成的富煤地層，及二煤組，含煤八層，其中二 1 煤為本區(qū)主要勘探對象?；救珔^(qū)可采，沉積旋回清晰，標志層多且特征明顯。該組厚 62~124m（自西向東逐漸趨變?。Ｆ骄?87.85m。下石盒子組（P 21）——三煤組本組系指沙鍋窯砂巖底至四煤底砂巖底界的一套地層，底部為標志層沙鍋窯砂巖（S sh）, 灰至灰白色厚層狀中粗粒石英砂巖，具有大型板狀層理，槽狀層理，正粒序，對下伏 P11 地層常有沖刷現(xiàn)象。本組下部的泥大紫巖覆于 Ssh 之上，為綠灰~紫紅泥巖、砂質(zhì)泥巖。含不均一的紫斑及鮞粒。局部相變?yōu)榛疑鄮r，偶夾薄煤層，即三 1 煤（付 3102 見其煤厚 0.33m）。中上部為灰、綠灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖及紫色、紫斑泥巖夾中厚層狀細粒長石石英砂巖。偶夾薄層炭質(zhì)泥巖，本組厚 66.62m。（2）上統(tǒng)（P 2）①上石盒子組 P2)指四底砂巖（Ss）d 底界至平頂山砂巖底界間的一套含煤地層，以田家溝砂巖為界分上、下兩段，總厚 438.62m。下段（P 1-12）：包括四、五、六三個煤組，連續(xù)沉積，厚 233.10m。上段（P 2-12）：系田家溝砂巖（St）底界至平頂山砂巖底界，包括七、八、九三個煤組，總厚 205.52m。②平頂山組（P 21）地層裸露良好，構(gòu)成橫貫全區(qū)的尖山脊，為一套巖性較單一、厚度穩(wěn)定及標致性強的砂巖，主題為灰白色厚至巨厚層狀中粒長石石英砂巖：主要含石英，次有長石、硅質(zhì)膠結(jié)，石英普遍具次生加大現(xiàn)象，具有大型板狀斜層理，柱狀節(jié)理相當發(fā)育，為下粗上細的正粒序，頂部有時出現(xiàn)灰色中細粒長石砂巖，底部多為粗粒石英砂巖，局部含石英細礫，偶夾著薄層泥巖。與本區(qū)西端石門處清晰可見其與下伏九煤組間假整合接觸（凹凸不平的介面上見標志古分化殼的透鏡狀鐵質(zhì)石英細粒巖），本組厚 65~114m，93.97m 。③土門組（P 31）XX 大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計6指平頂山砂巖頂界至金斗山砂巖底界間的一套非含煤地質(zhì)，總厚 229.37m，與 P22 地層整合接觸，按巖性組合劃分為上、中、下三段。下段：（P 2-12）：下部為以紫色為主的雜色（灰、綠灰、紫紅等）泥巖雜灰色薄層細粒砂巖，上部為淺灰色中細粒石英砂巖夾薄層泥巖，厚 15~55m，平均46.05m。中段（P 3-22）：為淺灰色及綠灰色中厚 ~厚層狀中細粒石英砂巖與紫紅色泥質(zhì)互層，含鈣質(zhì)結(jié)核，偶夾薄層灰色泥巖，底部為一層較穩(wěn)定的灰綠色厚層狀中細粒長石石英砂巖，具中型交錯層理。其底含石英細礫和泥礫，是劃分中、上段的標志層，本段后 122.33m。上段（P 3-32）；灰綠色中厚至厚層狀細粒石英砂巖礫屑灰?guī)r、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及雜色泥巖，頂部為灰綠色含鐵餅狀鈣質(zhì)結(jié)核的粉砂巖，底部為較標志的細粒石英砂巖：灰至淺灰色,含扁平狀孔洞（泥礫脫落而成），本段厚 60.90m。4)三疊系（ T）區(qū)內(nèi)僅涉及正統(tǒng)以 ———圈門群下部的兩個層段，裸露較好，與土門組整合接觸。⑴圈門群一段（T 11）金豆山砂巖為特征突出，巖性單一的良好的標志層，地貌上形成次級山脊，巖石主要為紫紅色（底部有時呈灰白色）厚層狀中細粒石英砂巖，含較均一的鐵質(zhì)斑點，具普遍發(fā)育的中型交錯層理，碎屑成分中石英達 95%以上，普遍具次生加大波狀消光，硅質(zhì)膠結(jié)，厚度 75.50m。⑵圈門群二段（T 21）巖性為暗紫紅色砂質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)夾薄層紫紅色泥巖、中細粒長石石英砂巖，砂巖分選較好，含泥礫，層面上具有蟲跡及雨痕，偶夾著、透鏡狀礫屑灰?guī)r，本段厚度大于 85.80m。5)上第三系（N）區(qū)內(nèi)與 570 孔南側(cè)山包上見有淺灰色中礫巖，成分復(fù)雜，泥沙質(zhì)膠結(jié)，較緊密，厚 7.49m，和區(qū)域資料對比歸屬洛陽組。6)第四系（ Q）廣布全區(qū)，以角度不整合覆于各地層之上，成因類型主要為殘坡積及沖洪積型，巖性有粘土、亞砂土、殘坡積碎石及松土礫石層，頂部常有腐植層，時代歸屬為 3-4、厚度 0~28.06m（平均 14.03m）。第一章 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征7主采煤層煤層綜合柱狀圖見圖 1－2－1圖 1－2－1 主采煤層煤層綜合柱狀圖XX 大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計81.2.3 井田地質(zhì)構(gòu)造本區(qū)地層的主體走向為近東西，地層傾南北，地層傾角為 17~48°。井田內(nèi)構(gòu)造比較簡單，主要有何莊向斜，大郭溝（暴 F38）斷層及馬 F39 斷層。何莊向斜：何莊向斜僅位于井田中部，呈一開闊向斜，走簡短，軸向近于南北，西翼傾角較陡，東翼傾角較緩。暴 F38 斷層：該斷層位于井田西部邊界，全長 3.5km，走向近南北，傾向近東西、傾角約 70°，地表較陡 80-85°，為一斜交走向逆斷層，斷距北小南大 50-129m，控制程度可靠。馬 F39 斷層：該斷層西起 3003 孔附近，東至 3303 孔東側(cè)，全長約 2.3km，主體走向東西，屬走向正斷層，傾向北及東北，傾角 60-70°，落差 15-40m，30-33線東部的二 1煤層被切斷，地表及鉆孔均有大量作證資料，控制程度可靠。詳見主要斷層特征表 1-2-1。表 1-2-11.2.4 井田水文地質(zhì)特征1．含水層和隔水層根據(jù)巖性，含水層及地層組合關(guān)系，自下而上共劃分 9 個含水層和 6 個隔水層，其中與二 1 煤有直接充水關(guān)系的含水層隔水層有：太原群上段由 L6—L8 灰?guī)r組成的含水層，其中 L7 灰?guī)r較發(fā)育，厚 18.96-6.34m，平均 9.84m，該層上距二 1 煤平均 12m，經(jīng)鉆孔透水試驗q=0.000266L/s.m,K=0.00243m/日，屬巖溶裂隙承壓水，含水性弱，導(dǎo)水性差，且不均一。斷層名稱 性質(zhì) 走向 傾向 傾角(。) 落差（m） 備注大郭溝斷層（暴F38）逆斷層 SN E 70 50~120馬 F39 斷層 正斷層 EW N.NE 60~70 15~40第一章 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征9山西組砂巖含水層，由中、粗粒砂巖組成，以大占巖，香炭砂巖為主，總厚0~54.23m，平均 16.44m，q=0.000109~0.000217L/s.m ，K=0.14~0.000721，該層屬二 1 的上部，含水性弱，透水性小，且不均一。隔水層主要有二 1 煤底板隔水層，該層賦存于太原群上段灰?guī)r與二 1 煤之間，主要與泥巖砂質(zhì)泥巖組成，局部夾有細、中粗砂巖，最大厚度 35.42m，最小厚度4.8m，平均 13.52m，正常情況下可阻止太原群上段灰?guī)r水進入開采二 1 煤層內(nèi)。 2.斷層對礦床充水性的影響①暴 F39 斷層：根據(jù) 2071 孔太原群灰?guī)r抽水，q=0.00243，大郭溝煤礦開采時遇到小型斷層多次，但水量甚弱，且不均一。②馬 F39 斷層：屬于張裂性斷層，并伴有小型斷層，斷層內(nèi)由礫巖，斷層泥組成，沖洗液消耗小于 1.0 /h，具有一定的隔水性能。其斷層影響帶裂隙較發(fā)3m育，影響帶含水性較弱，且不均一。3．地表水及地下水補給關(guān)系區(qū)內(nèi)無大的河流、溪流，泉水流量和生產(chǎn)井的涌水量隨季節(jié)變化，有些溪流和泉水旱季時甚至發(fā)生干枯或斷流。本區(qū)二 1 煤屬于水文地質(zhì)條件簡單的礦。4.礦井涌水量預(yù)計二 1 煤層直接直接充水含水層為山西組砂巖及太原群上段灰?guī)r，其涌水量的總和接近礦井的總涌水量，故以此利用比擬法進行計算。馬嶺山勘查區(qū)精查地質(zhì)報告中采用比擬法進行計算礦井涌水量的公式為：= ·Q141/F21/S式中：Q、F、S ——分別為預(yù)計礦井涌水量（ /h），開采面積（ ）和3m2m水位降低（m）；Q1、F 1、S 1——分別為已知生產(chǎn)礦井的涌水量（ /h）、開采面積（ ）32和水位降低（m）。地質(zhì)報告中提供涌水量的生產(chǎn)礦井是友誼煤礦和新建煤礦，由于兩礦的涌水量相差較大，本礦取其平均值，據(jù)計算：-208m 水平的正常涌水量山西組砂巖水128 /h，太原群上段灰?guī)r水 85 /h，總計 213 /h，雨季最大涌水量按 1.67 系3 3m3數(shù)為 356 /h。XX 大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計101.2.5 煤層特征1.可采煤層特征井田內(nèi)主要可采煤層為二疊系下統(tǒng)山西組，二 1 煤層為區(qū)內(nèi)主要可采煤層，位于山西組大占砂巖之下，下距 L7 巖 12m。何莊礦井位于馬嶺山勘探區(qū)的西端，根據(jù)豫煤規(guī)定[1996]第 682 號文確定確定井田邊界為 35 線以西，-600 等高線以上，此范圍內(nèi)共有 42 個孔，不可采空 2個（0.6 及 0.62m）,均位于 35 線淺部附近。其中 0.7-1.3m 孔 3 個，1.3-3.5m 孔 14個，大于 3.5m 孔 23 個。煤層厚度 0.6-13.2m。全區(qū)可采鉆孔平均厚度 4.69m（全區(qū)平均 4.46m），煤層在走向和傾向均有變化。為穩(wěn)定至偏不穩(wěn)定的厚煤層，煤層結(jié)構(gòu)簡單，局部含有 1-3 層夾矸。煤層容重 1.39t/ ，煤層傾角 18-48°,30-333m線較緩，井田兩端較陡，特別是大郭溝斷層附近在 50°左右。2）.煤質(zhì)二 1 煤的化學(xué)性質(zhì)：原煤灰分 8.05-33.23%，平均 15.51%，多屬低—中灰煤，屬于高熔融灰分，磷、砷及氯含量均較低。低位發(fā)熱量 28.6MJ/kg。煤的牌號為底——中灰，特低硫、低磷、中高發(fā)熱量，高熔融性以粉狀產(chǎn)出為主的貧煤（PM）。二 1 煤的可選性：粒度由大到小逐漸增加，大于 50 占 6.2%，其中矸石0.2%， 50-25 占 5.4%，25-13 占 8.1%，小于 13 占 80.3%。當分選比重采用 1.5 時，精煤產(chǎn)率平均 77.38%，灰分 9.35%，中煤產(chǎn)率 13.33%，灰分 27.33%，±0.1 含量35.34%，從精煤產(chǎn)率看為易選，從中煤量為中等易選，±0.1 含量看為難選。根據(jù)以上資料，二 1 煤層抗碎強度低，中等易選，可磨性細珊瑚 182，熱穩(wěn)定性好，化學(xué)反應(yīng)性中等，結(jié)渣性中等。2.煤質(zhì)(1).二 1 煤的物理性質(zhì)：層理不是很明顯，質(zhì)軟而且較松散，多呈粉狀與鱗片狀產(chǎn)出，孔隙度 8%，井下落實驗法測定，大于 25mm 塊煤產(chǎn)率 29-40￥，抗碎強度低，可磨性系數(shù) 137-223，松散原煤容重 0.9t/ ,靜止角 30.2°。3m(2).二 1 煤的化學(xué)性質(zhì)：原煤灰分 8.05-33.23%，平均 15.51%，多屬低—中灰煤，屬于高熔融灰分，硫分 0.27-4.02%，平均含量 0.96%，屬特低硫，經(jīng) 1.4 比重液選后，精煤全硫含量平均為 0.48%，脫硫率 50%，以硫化鐵硫為主,磷、砷及氯含量均較低。低位發(fā)熱量 28.6MJ/kg。第一章 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征11煤的牌號為底——中灰，特低硫、低磷、中高發(fā)熱量，高熔融性以粉狀產(chǎn)出為主的貧煤（PM）。(3).二 1 煤的可選性：粒度由大到小逐漸增加，大于 50 占 6.2%，其中矸石0.2%， 50-25 占 5.4%，25-13 占 8.1%，小于 13 占 80.3%。當分選比重采用 1.5 時，精煤產(chǎn)率平均 77.38%，灰分 9.35%，中煤產(chǎn)率 13.33%，灰分 27.33%，±0.1 含量35.34%，從精煤產(chǎn)率看為易選，從中煤量為中等易選，±0.1 含量看為難選。根據(jù)以上資料，二 1 煤層抗碎強度低，中等易選，可磨性細珊瑚 182，熱穩(wěn)定性好，化學(xué)反應(yīng)性中等，結(jié)渣性中等。3.其他開采技術(shù)條件二 1 煤頂?shù)装澹罕揪飪?nèi)頂板巖性在 30-32 線的淺部多-粗粒砂巖，中深部為粉砂巖，其余地區(qū)為泥巖或砂紙泥巖，地板以泥巖或砂紙泥巖為主。瓦斯：根據(jù)煤科總院撫順分院 2006 年的實測結(jié)果，本礦井部分瓦斯突出參數(shù)超標，且臨近礦井發(fā)生了煤與瓦斯突出事故，因此本礦井應(yīng)按照煤與瓦斯突出礦井設(shè)計。但根據(jù)撫順分院 2006 年 12 月 10 日提交的“伊川電力集團何莊煤礦11013 工作面（首工作面）突出危險性預(yù)測研究報告” ，確認首采工作面無煤與瓦斯突出危險性。煤塵：經(jīng)鑒定二 1 煤火焰長為 20.2mm，抑制煤塵爆炸最低鹽粉量為 50.8%，為有煤塵爆炸危險的煤層。根據(jù)生產(chǎn)礦井調(diào)查均未發(fā)生過爆炸事故。自然；煤炭科學(xué)研究總院重慶分院煤炭自燃傾向性等級鑒定報告，本礦二 1煤為不易自燃煤層。地溫：本礦井為無地熱害區(qū)。4.其他有益礦床主要有鋁土礦，賦存于石炭系本溪組地層中，零星露于南部邊緣，小郭溝礦體總長 850m，平均厚 3.2m，傾角 20-40°，含礦系數(shù) 0.74%，儲量 130 萬 t，上距二 1 煤地板 68m。平頂山砂巖及金豆山砂巖均是良好的建筑材料。二 1 煤中的矸石及偽底均可做煤矸石利用，Ag=74.6%，Q=6.55MJ/kg，發(fā)熱量偏低。 XX 大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計122 井田儲量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限2.1 井田境界2.1.1 井田范圍礦井西以大郭溝斷層（暴 F38 斷層）為界與寶雨山礦及大郭溝礦相鄰，東以35 勘探線為界與馬嶺山井田相連；淺部以+300m 二 1 煤底板等高線為界與盛興、新興、新華、興建、宏盛、何莊二礦六個鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦相連；深部以-600m 二 1 煤層底板等高線為界；礦區(qū)呈東西向展布，東西長約 5.8km，南北寬約 4.2km。2.1.2 井田境界 根據(jù)河南省國土資源廳于 2007 年 3 月下發(fā)的采礦許可證（證4100000720056），何莊礦井田面積 15132821 ，井田范圍由 15 個拐點圈定，2m詳見表 2-1-1。井田境界拐點坐標一覽表表 2-1-1點號X 座標 Y 座標 點號 X 座標 Y 座標1 3805050.00 38383450.00 9 3800475.00 38381365.002 3803850.00 38383525.00 10 3800475.00 38380165.003 3803415.00 38383525.00 11 3801495.00 38380165.004 3803452.50 38383633.00 12 3802275.00 38377915.005 3802875.00 38383510. 00 13 3803160.00 38377900.006 3802448.00 38382123.00 14 3804525.00 38377750.007 3802039.00 38382147.00 15 3803805.00 38378275.008 3801795.00 38381365.00限采二 1 煤層，標高：+400 米至-530 米( 開采標高按儲量核查結(jié)果確定)。井田賦存情況示意圖如圖 2-1-1 所示。第二章 井田儲量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限13圖 2-1-1 井田賦存情況示意圖2.2 礦井儲量2.2.1 儲量計算基礎(chǔ)礦井儲量是礦井開發(fā)和各項建設(shè)工作的客觀基礎(chǔ)條件，因此，對儲量的圈定與計算必須以十分認真的態(tài)度，嚴肅對待。為保證儲量具有足夠的可靠性，在進行礦井儲量技術(shù)時，應(yīng)按照下列步驟進行。原始資料的檢查儲量是確定礦井生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)。因此，首先對計算儲量用的各類原始地質(zhì)資料進行全面的研究和審核。確定勘探類型并選擇不同儲量級別的勘探密度當對勘探工程作出可靠性的評價以后，應(yīng)根據(jù)規(guī)范中對勘探區(qū)的構(gòu)造復(fù)雜程度及煤層穩(wěn)定程度，確定勘探類型與選擇不同儲量級別的勘探密度，以此編制儲量計算平面圖。XX 大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計14確定不同儲量級別的邊界線按照不同的煤層，參照其勘探類型規(guī)定的各級儲量計算所需要的勘探密度，結(jié)合設(shè)計礦井的具體地質(zhì)條件，分別確定其不同儲量級別的邊界線。選擇儲量計算的方法根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、煤層變化、勘探工程等情況，結(jié)合煤礦設(shè)計的具體要求，選擇合理的儲量計算方法，以保證計算出的儲量可靠，滿足設(shè)計要求。2.2.2 礦井地質(zhì)資源/儲量井田可采煤層傾角約為 17.3°，二 1 煤層煤類為非煉焦用煤；按照 《煤、泥炭地質(zhì)勘 查規(guī)范》（DZ/T0215—2002）附錄 E 中表 E.2 規(guī)定，工業(yè)指標如下： （1）煤層厚度≥0.70m ； （2）最高灰份 Ad:40%； （3）最高硫份 St,d:3%； （4）最低發(fā)熱量 Qnet,d:17.00MJ/kg。 煤層容重取值根據(jù)煤芯樣測定，取其平均值 1.39t/m3。根據(jù)采礦許可證，何莊井田限采一 7 煤和二 1 煤，但井田精查期間鉆遇的一7 煤層多不可采，資源儲量核實報告也未估算一 7 煤層的資源儲量，因此，本設(shè)計僅對二 1 煤層資源儲量進行計算，計算范圍為井田境界全部范圍。 采用地質(zhì)塊斷法計算礦井地質(zhì)資源量，地質(zhì)塊段法就是根據(jù)一定的地質(zhì)勘探或開采特征，將礦體劃分為若干塊段，在圈定的塊段法范圍內(nèi)可用算術(shù)平均法求得每個塊段的儲量。煤層總儲量即為各塊段儲量之和，每個塊段內(nèi)至少應(yīng)有一個以上的鉆孔。煤層儲量的計算公式為：（2-2-1） Q、 2…… ——分別為各塊段的儲量，萬 t ；n11QSM???22nn??123.nQ???第二章 井田儲量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限15、 … ——分別為各塊段的面積， m2；1S2n、 … ——分別為各塊段內(nèi)煤層的平均厚度；M、 …… ——分別為各塊段內(nèi)煤層的容重；??塊段的面積 S 必須采用真面積（即煤層斜面積） 。用煤層底板等高線上的水平投影面積換算成真面積。（2-2-2） 式中 s——真面積，m 2；——水平投影面積，m 2 ；/——煤層傾角，采用塊段內(nèi)的平均傾角，（°）； ia根據(jù)地質(zhì)勘探情況，將礦體劃分為 12 個塊段（見圖 2-1-1），在各塊段范圍內(nèi)，用算術(shù)平均法求得每個塊段的儲量，煤層總儲量之和。表 2-2-1 2.2.3 礦井工業(yè)資源/儲量根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源量中，60%是探明的，30%是控制的，10%是推斷的。根據(jù)煤層厚度和煤質(zhì)，在探明的和控制的資源量中，70%是經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量，何莊煤礦二 1 煤地質(zhì)資源量計算表地質(zhì)塊段區(qū)域塊段投影面積平均傾角（o）塊段實際面積平均厚度煤層容重 塊段地質(zhì)儲量藍色 1792181.19 22.86 1944943.165 5.56 1.39 15031298.76綠色 3666430.98 19.37 3886415.919 4.75 1.39 25660061.1紫色 6860214.76 18.39 7229413.001 4.09 1.39 41099935.85灰綠色 974684.21 14.15 1005182.396 5.1 1.39 7125738.005深黃色 1208361.37 13.41 1242230.26 3.98 1.39 6872266.247咖啡 803125.27 34.56 975219.7625 6.28 1.39 8512888.351總地質(zhì)資源量為 104302188.3 t/coisa?XX 大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計1630%是邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量，則礦井的工業(yè)資源/儲量由式 (2-3-1)計算。Zg=Z111b+Z122b+Z2M11+Z2M22+Z333k 公式 (2-2-3)式中： Zg——礦井工業(yè)資源/儲量；Z111b——探明的資源量中經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；Z122b——控制的資源量中經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；Z2M11——探明的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；Z2M22——控制的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；Z333——推斷的資源量。k——可信度，由于本礦井三維地震后發(fā)現(xiàn)斷層較多，地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，煤 層賦存較穩(wěn)定，因此設(shè)計將 k 值取 0.8。Z111b＝104302188.3×60%×70%＝43806919.09tZ122b＝104302188.3×30%×70%＝21903459.54tZ2M11＝104302188.3×60%×30%＝18774393.89tZ2M22＝104302188.3×30%×30%＝9387196.947tZ333k＝104302188.3×10%×0.8＝8344175.064tZg＝Z111b＋Z 122b＋Z 2M11＋Z 2M22＋Z 333k＝43806919.09 +21903459.54+18774393.89+9387196.947+8344175.064＝102216144.5 t2.2.4 礦井設(shè)計資源/儲量礦井設(shè)計資源/儲量按式(2-4-1)計算：Zs＝(Z g－P 1) (2-2-4)式中：Z s——礦井設(shè)計開采儲量；P1 ——斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建（構(gòu)）物煤柱等永久煤柱損失量之和。本井田中永久煤柱損失主要有：地面工業(yè)廣場保護煤柱、井田境界煤柱損失和斷層保護煤柱等。井田范圍內(nèi)計算煤柱損失的取值為：馬 F39 斷層兩側(cè)各留煤柱 30m，暴 F39第二章 井田儲量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限17斷層留 60m 保護煤柱，風(fēng)氧化帶及邊界防水煤柱取 20m，工業(yè)廣場及主運輸石門煤柱根據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井的巖石移動角計算留設(shè)，其巖石移動角為：表土 φ=45°，基巖 δ=70°，β=65° ，γ=70 °。1）井田邊界煤柱可按式(2-2-5) 計算：Z=L×b×M×R (2-2-5)式中：Z——井田邊界煤柱損失量，t；L——井田邊界長度，20642.05m；b——井田邊界煤柱寬度，20 m；M——煤層厚度為 4.46 m；R——煤的容重 1.39t/m3。則井田邊界煤柱損失量為：Z1=L×b×M×R=20642.05×20×4.46×1.39=2559366.50 t2）斷層保護煤柱同理可用可式(2-2-5) 計算：則斷層保護煤柱損失量為：Z2=L×b×M×R= 2531.82×2×30×4.46×1.39=941745.89 t3）地面工業(yè)廣場保護煤柱《煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文修改決定的說明》中第十五條關(guān)于減少廣場占地問題中，工業(yè)場地（包括選煤廠）占地面積指標應(yīng)控制在表 2-2-2 的范圍內(nèi)。表 2-2-2 工業(yè)場地的布置應(yīng)結(jié)合地形、地物、工程地質(zhì)條件及工藝要求，做到有利生產(chǎn)，方便生活，節(jié)約用電。經(jīng)設(shè)計驗算，礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力為 0.9 Mt/a。根據(jù)上述規(guī)定，由表 2.1 確定， 工業(yè)場地的占地面積應(yīng)為 13.5 公頃以內(nèi)。取地面工井型（萬噸/年） 占地面積指標（公頃/10 萬噸）240 及以上 1.0120-180 1.245-90 1.59-30 1.8XX 大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計18業(yè)廣場需要保護的尺寸為：長×寬=400 ×300=120000m2 的矩形，工業(yè)廣場的中心處在井田走向的中央，主井、副井，地表建筑物均布置在工業(yè)廣場內(nèi)。工業(yè)廣場按Ⅱ級保護留維護帶，寬度為 15 m。二 1 煤平均傾角 α＝17.3o，松散層厚度約為4.78 m，移動角 φ=45o，基巖走向移動角 δ=70°，下山移動角 β=65°，上山移動角γ=70°。用垂直剖面法留設(shè)工業(yè)廣場保護煤柱求得: 工業(yè)廣場保護梯形的上底，845.94m工業(yè)廣場保護煤柱梯形的下底為 1115.74m工業(yè)廣場保護梯形的高為 1189.96m工業(yè)廣場按Ⅱ級保護圍護帶寬度為 15 m。工業(yè)廣場保護煤柱如圖 2-2-1。則二 1 煤工業(yè)廣場保護煤柱壓煤量為：Z3=1/2（ AD+BC） ×h×m×r (2-2-6)式中： AD——工業(yè)廣場保護煤柱梯形的下底 1139.79m；BC——工業(yè)廣場保護梯形的上底 864.8m；h——工業(yè)廣場保護梯形的高 1267.31m；m——煤層的厚度，4.46m；r——煤的容重，1.39t/m 3。 代入數(shù)據(jù)得：Z3=（864.8+1139.79）× 1267.31/2×4.46×1.39=7874592.42t總上，礦井設(shè)計資源/儲量：Zs＝(Z g－P 1)＝102216144.5－2559366.50－941745.89－7874592.42＝90840439.69t第二章 井田儲量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限19圖 2-2-1 工業(yè)廣場保護煤柱2.2.5 礦井設(shè)計可采儲量礦井設(shè)計可采儲量按式(2-2-7) 計算：Zk=(Zs－ P2) ×C (2-2-7)式中： Zk——礦井設(shè)計可采儲量；P2——工業(yè)場地和主要井巷煤柱損失量之和；C——采區(qū)采出率，厚煤層不小于 75 %；中厚煤層不小于 80 %；薄煤層不小于 85 %。其中 P2 按礦井設(shè)計資源 /儲量的 2 %估算，則：Zk=(90840439.69－90840439.69×2 %)×75 %=66767723.17 tXX 大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計202.3 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限2.3.1 礦井工作制度根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》（GB50215-2005）要求，礦井工作制度確定為年工作日為 330 天，每天三班作業(yè)，其中兩班生產(chǎn)，一班檢修準備，每天凈提升時間 16h。2.3.2 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限由《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，應(yīng)根據(jù)資源條件、外部建設(shè)條件、國家對煤炭資源配置及市場需求、開采條件、技術(shù)裝備、煤層及采煤工作面生成能力、經(jīng)濟效益等因素，經(jīng)多方案比較后確定。礦區(qū)規(guī)模可依據(jù)以下條件確定：1、資源情況：礦井地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，開采條件優(yōu)越，應(yīng)將礦井定為較大的井型；煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲量有限，則不能將礦井規(guī)模定的太大；2、開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處的地理位置，交通是否便利，用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等；3、國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(jù)；4、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(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。針對何莊煤礦地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層賦存穩(wěn)定，開采條件優(yōu)越，經(jīng)濟效益好，煤質(zhì)本區(qū)以貧煤為主，供電、供水方便，宜建中型礦井。結(jié)合本礦實際和當前技術(shù)水平，為了更好的發(fā)揮煤炭資源的經(jīng)濟效益，采用綜采放頂煤的開采方法。本礦儲量豐富，按照礦井設(shè)計規(guī)范規(guī)定，將該礦井生產(chǎn)能力預(yù)定為 0.9 Mt/a。礦井的設(shè)計服務(wù)年限 T 可按下式計算：(2-3-1)KAZ??第二章 井田儲量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限21式中： V—— 礦井服務(wù)年限，a；Zk—— 礦井可采儲量，萬 t；A—— 礦井生產(chǎn)能力，萬 t/a；K—— 儲量備用系數(shù)，根據(jù)二 1 煤層賦存情況及水文、構(gòu)造分析，因此設(shè)計取儲量備用系數(shù) K=1.4。由前面計算可知：Z K=66.768 Mt，則：T=66.768/ (1.4×0.9) =53a﹥ 40a 按《設(shè)計手冊》規(guī)定：新設(shè)計的 0.9 Mt 噸的中型礦井服務(wù)年限應(yīng)大于 40 年。本設(shè)計服務(wù)年限為 53a，是符合要求的。即本煤礦的服務(wù)年限約為 53a。經(jīng)計算其中第一水平的服務(wù)年限為 34a，符合要求。礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)，我國各類井型的礦井和第一水平的設(shè)計服務(wù)年限如表 2-3-1 所示。表 2-3-1 第一開采水平服務(wù)年限/a煤層傾角 煤層傾角 煤層傾角礦井設(shè)計生產(chǎn)能力/萬 t·a-1礦井設(shè)計服務(wù)年限/a45°600 及以上 70 35 — —300～500 60 30 — —120～240 50 25 20 1545～90 40 20 15 159～30 各省自定 — — —XX 大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計223 礦井開拓3.1 概述3.1.1 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(fēng)、排水、和動力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、位置、數(shù)目及相互聯(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。井田開拓主要研究如何布置開拓巷道問題，具體有下列幾個問題需要認真研究。1、正確的確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置；2、正確的確定礦井的生產(chǎn)能力，合理確定開采水平的數(shù)目和位置；3、正確地布置運輸、回風(fēng)大巷，井底車場及其它硐室；4、正確劃分階段、盤區(qū)和采區(qū)，合理確定階段高度和開采水平的數(shù)目；5、正確確定礦井開采順序及其配采關(guān)系，做好采區(qū)和開采水平的接替，以保證礦井的均衡生產(chǎn)；6、進行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造；7、合理確定礦井通風(fēng)、運輸及供電系統(tǒng)。確定開拓問題，需要根據(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(yīng)遵循下列原則：1、貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠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、合理集中開拓布署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。3、合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。4、必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。第三章 礦井開拓235、要適應(yīng)當前國家的技術(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)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(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，以及其它有益礦物的綜合開采。3.1.2 井筒的形式、位置一、井筒形式和數(shù)目的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。平硐開拓受地形及埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場地和引進鐵路，平硐水平有足夠的煤炭儲量，煤層埋藏深度在當?shù)厍治g基準面之上，沖積厚度小于 10 米。斜井開拓與立井開拓比較：斜井井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工費用低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比立井簡單，井筒延深施工方便，對生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；采用膠帶提升時，提升能力大，可滿足大型礦井主提的需求；斜井井筒也可作為安全出口，井下一旦發(fā)生事故，人員可迅速從斜井撤離。缺點：斜井井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限；在開采深度相同的條件下，斜井井筒長度比立井長，鋪設(shè)的管線也長，維護費用高，通風(fēng)、排水阻力大；斜井井筒通過富含水層、流沙層時施工技術(shù)復(fù)雜。立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利；當表土層為富含水層或流沙層時，立井井筒比斜井容易施工；對復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀特殊時，能兼顧深部和淺部不同煤層的開采需求。主要缺點：立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進速度慢，開鑿費用高，投資大。第三系為淺灰色中礫巖，成分復(fù)雜，泥沙質(zhì)膠結(jié)，較緊密，厚 7.49m。 第四系以角度不整合覆于各地層之上，成因類型主要為殘坡積及沖洪積型，XX 大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計24巖性有粘土、亞砂土、殘坡積碎石及松土礫石層，頂部常有腐植層，厚度0~28.06m（平均 14.03m）。井田內(nèi)煤層傾角為 13.41°～34.56°，平均為 17.3°左右，煤層屬緩傾斜煤層，屬于煤與瓦斯突出礦井，預(yù)計礦井正常涌水量為 213 m3/h，最大涌水量為365m3/h，正常情況下，采掘工程、礦井安全受水害影響不大。該煤田之上為馬嶺山，馬嶺山為東西走向，南坡和北坡坡度都較陡，都不易設(shè)井筒和工業(yè)廣場，馬嶺山北坡為煤層深部，南坡為煤層淺部，南坡地質(zhì)條件適合設(shè)斜井作風(fēng)井。綜合煤層上覆巖層地質(zhì)特征、煤層的埋藏地質(zhì)特征及各開拓方式的優(yōu)缺點，設(shè)計采用綜合開拓，主立井提煤兼做進風(fēng)井，副立井提升人員、材料兼做進風(fēng)井，風(fēng)井為斜井。采用中央邊界式通風(fēng)，在井田上邊界淺部設(shè)置一個風(fēng)井，滿足礦井通風(fēng)要求。二、井筒的位置井筒是井下與地面出入的咽喉，是全礦井的樞紐。井筒位置的選擇對于建井期限、基本建設(shè)投資、礦井勞動生產(chǎn)率以及噸煤生產(chǎn)成本都有重要影響，因此，井筒位置一定要合理選擇。選擇井筒位置時要考慮以下主要原則：1、有利于井下合理開采（1）井筒沿井田走向的有利位置當井田形狀比較規(guī)則而儲量分布均勻時，井筒沿井田走向的有利位置應(yīng)在井田的中央；當井田儲量分布不均勻時，井筒應(yīng)布置在井田儲量的中央，以形成兩翼儲量比較均衡的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)較短，通風(fēng)阻力小。應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè)，造成單翼開采的不利局面。（2）井筒沿煤層傾向的有利位置在傾向上井筒宜布置在中偏上的位置，同時考慮到減少煤損，盡量讓工業(yè)廣場保護煤柱圈住一些影響生產(chǎn)的地質(zhì)構(gòu)造和斷層。2、有利于礦井初期開采選擇井筒位置要與選擇初期開采區(qū)密切結(jié)合起來，盡可能使井筒靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道工程量，節(jié)省投資和縮短建井期。3、盡量不壓煤或少壓煤確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場保護煤柱，做到不壓煤或少