鸡西矿业集团平岗煤矿3.0Mta新井设计

I 摘 要 本设计为鸡西矿业集团平岗矿的新井设计 共有四层可采煤层 分别为 25 33 35 38 平均煤厚为 5 9m 本矿煤层稳定 工业储量 438 92Mt 可采储量 299 58Mt 服务年限为 71 3a 煤层工业牌号为 1 3 焦煤 本矿井设计采用综合放顶煤采煤法 运输大巷和运输石门都采用宽 4000mm 高 3000mm 的巷道 本设计采用双立井方案开拓 井田划分两个水 平 有 24 个采区 两个工作面达产 并且采用集中大巷分组布置 大巷采用 14t 架线式电机车牵引 5t 底卸式矿车运输 井田采用中央边界式的通风方式 关键字 可采储量 采煤工艺 走向长壁采煤法 综合机械化 II Abstract This is a design for hillock mine of Ji Xi mining industry group there are four floor of coal bed to pick respectively is 25 33 35 38 The thick of the average coal is 5 9m This ore coal bed is stable with commercial industry production 438 92Mt recoverable resources 299 58Mt and service life 71 3a The industry trademark of the coal bed is 1 3 coking coal This mine uses the synthesis design to put goes against the coal to pick up both the big lane and rock cross cut transporting use a tunnel 4000mm in width and a tunnel 3000mm in heighth This design uses the double vertical shaft plan development dividing mine into two levels with an area of 24 pick two working surfaces reach producing and uses concentrates the big lane grouping arrangement The big lane uses the wire of 14t laying type electric locomotive to tow the 5t mining car The well field selects the central boundary like well ventilated method Key words Recoverable resources Mining coal craft Moves towards the long wall to pick Synthesis mechanization IV 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 目 录 IV 绪 论 VIII 第一章 井田概况及地质特征 1 1 1 井田概况 1 1 2 地质特征 2 1 2 2 井田范围内和附近的主要地质构造 3 1 2 3 煤层赋存状况及可采煤层特征 5 1 2 4 岩石性质 厚度特征 5 1 2 5 井田水文地质情况 6 1 2 6 沼气 煤尘及煤的自燃性 6 1 2 7 煤质 牌号及用途 7 1 3 勘探程度及可靠性 9 第 2 章 井田境界 储量 服务年限 12 2 1 井 田 境 界 12 2 1 1 井田周边状况 12 2 1 2 井田境界确定的依据 12 2 1 3 井田未来发展情况 12 2 2 井 田 储 量 12 2 2 1 井田储量计算 12 2 2 2 保安煤柱的设计方法 13 2 2 3 储量计算评价 14 2 3 矿 井 工 作 制 度 生 产 能 力 服 务 年 限 14 第 3 章 井田开拓 17 3 1 概 述 17 3 1 1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述 17 V 3 1 2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况 17 3 2 矿井开拓方案的选择 17 3 2 1 井硐形式和井口位置 17 3 2 2 开采水平数目和标高 20 3 2 3 开拓巷道的布置 21 3 3 选 定 开 拓 方 案 的 系 统 描 述 22 3 3 1 井硐形式和数目 22 3 3 2 井筒位置及坐标 22 3 3 3 水平数目及高度 22 3 3 4 石门 大巷数目及布置 22 3 3 5 井底车场的形式选择 24 3 3 6 煤层群的联系 24 3 3 7 采区划分 25 3 4 井 硐 布 置 和 施 工 26 3 4 1 井 硐 穿 过 的 岩 石 性 质 及 井 硐 支 护 26 3 4 2 井筒布置及装备 26 3 4 3 井硐延深的初步意见 29 3 5 井 底 车 场 及 硐 室 30 3 5 1 井底车场形式的确定及论证 30 3 5 2 井底车场的布置 储车线路 行车线路的布置长度 31 3 5 3 井底车场通过能力验算 33 3 5 4 井底车场主要硐室 34 3 6 开采顺序 34 3 6 1 沿井田走向的开采顺序 34 3 6 2 沿煤井田倾向的开采顺序 34 3 6 3 采区接续计划 35 3 6 4 三量 控制情况 35 第 4 章 采 区 巷 道 布 置 及 采 区 生 产 系 统 38 4 1 采 区 概 述 38 4 1 1 设计采区位置 边界 范围 采区煤柱 38 4 1 2 采区的地质和煤层情况 38 4 1 3 采区的生产能力 储量及服务年限 38 4 2 采 区 巷 道 布 置 40 VI 4 2 1 区段划分 40 4 2 2 采区上山布置 40 4 2 3 采区车场布置 41 4 2 4 采区煤仓形式 容量及支护 44 4 2 5 采区硐室简介 45 4 2 6 采区工作面接续 46 4 3 采 区 准 备 47 4 3 1 采区巷道的准备顺序 47 4 3 2 采区主要巷道的断面示意图及支护方式 48 第 5 章 采 煤 方 法 50 5 1 采 煤 方 法 的 选 择 50 5 2 回 采 工 艺 51 5 2 1 选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备 51 5 2 2 选择采面循环方式和劳动组织形式 52 第 6 章 井 下 运 输 和 矿 井 提 升 54 6 1 矿 井 井 下 运 输 54 6 1 1 运输方式和运输系统的确定 54 6 1 2 矿车的选型与数量 54 6 1 3 采区运输设备的选择 59 6 2 矿 井 提 升 系 统 60 6 2 1 矿井主提升设备的选择及计算 60 第 7 章 矿 井 通 风 与 安 全 62 7 1 矿 井 通 风 系 统 的 确 定 62 7 1 1 概述 62 7 2 风 量 计 算 与 风 量 分 配 63 7 2 1 风量计算 63 7 2 2 风量分配 65 7 2 3 风量的调节方法与措施 65 7 2 4 风速的验算 66 7 3 矿 井 通 风 阻 力 计 算 68 7 3 1 确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力 68 7 3 2 矿井等积孔计算 70 VII 7 4 通 风 设 备 的 选 择 71 7 4 1 主扇的选择计算 71 7 4 2 电动机的选择 71 7 4 3 反风措施 72 7 5 矿 井 安 全 生 产 措 施 72 第 8 章 矿 井 排 水 74 8 1 概 述 74 8 2 矿 井 主 要 排 水 设 备 75 8 2 1 排水方式和排水系统简介 75 8 2 2 主排水设备及管路选择计算 76 第 9 章矿井主要技术经济指标 80 致 谢 83 参 考 文 献 84 附 录 1 85 附录 2 91 VIII 绪 论 经过不懈的努力终于要完成大学学业 心情万分激动 但是这最后的一关 毕业设计将是考验我们对这四年学习成果 所以我们要尽自己最大的努力把所 学到的知识发挥出来 完美的结束大学生活 在大学里我们学到了各种专业知 识 它们包括 采煤方法 采区设计 井田开拓及矿井开采设计 矿井及其他 开采方法 通风安全 我们会很好的利用每一点知识来更好的完成设计 在这 大学的四年里 老师们对我们关怀有加 我在这里衷心的表示感谢 我真的希望我能顺利的通过毕业设计这一关 因为这对我大学四年的学习 是一种肯定 只有这样我以后才能更好的工作 才能在采矿专业方面更加有信 心的作出自己的贡献 我也希望通过这次考核能很好的锻炼自己 使自己有飞 跃的成长 1 第一章 井田概况及地质特征 1 1 井田概况 一 交通位置 本区位于黑龙江省鸡西哈达 平岗两镇之间 其地理坐标在北纬 45 21 东经 131 10 勘探区内公路四通八达 南部有林口至密山铁路线 国家级公路方虎线 通往平岗矿有铁路专用线 距牡密线的平岗站 哈达河站 约 10Km 公路可通鸡西 密山 交通较为方便 二 地形 地势 平岗煤矿地处完达山与老爷岭结合部 地表为丘陵地带 西部玄武岩覆盖 地势稍高 往东地势渐平 多为农田 地面最大高差约 110m 三 气象 地震 本区处中温带湿润区 属大陆性多风气候 区内由 11 月至翌年 4 月为冻结 期 冻结深度为 1 5 至 2 0m 最高气温在零上 27 至 31 最低气温在 29 至 34 有两条季节性小溪由北向南流过 夏季有水 冬季干涸 夏季地 表水通过这两条小河排泄向南汇入穆棱河 汛期常发生在每年的七 八月份 年平均降水量 533 3mm 季内最大降水量 312 5mm 唯哈达河在六五年八月十 日 连续几天暴雨后 洪水位置骤然上升 溢出河床 淹没了井田内标高 183 184m 以下的田地 是解放后最大一次洪水泛滥 虽本区地处地震多发带 有感地震亦有过记载 但未矿井生产造成影响 四 水源及电源 平岗矿区水源来自开采地下水 能够满足生产与生活需要 生产与生活用 电均来自鸡西市供电局 2 图 1 1 平岗矿交通位置图 1 2 地质特征 1 2 1 矿区范围内的地层情况 平岗矿区位于鸡西盆地北部条带东端 基底是元古界麻山群 含煤地 层为中生界上侏罗统鸡西群 包括滴道组 城子河组和穆棱组 勘探区地 层层序表如表 1 1 3 表 1 1 勘探区地层层序表 界 系 统 群 组 接触关系 地层 厚度 m 第四系 全新统 Q4 冲积层 Q4 1 20新 生 界 第三系 上新统 N2 玄武岩 0 40 穆棱组 J3m 6 城子河组 J3ch 660 740 中 生 界 侏罗纪 上统 J3 鸡西 群 滴道组 J3a 0 130 元 古 界 麻山群 Ptms 变质岩系 整和 整和 假整和 整和 假整和 整和 整和 1500 1 2 2 井田范围内和附近的主要地质构造 鸡西煤盆地的古构造轮廓受近于南北向压应力的影响 大体上可分为二组 一是位于盆地中央的平阳 麻山古背斜 在古背斜轴部发育一条逆冲断裂称平 麻断裂 将鸡西煤盆地的基底分成了中间凸起 走向近东西的南北两个凹陷 盆地 二是走向近北东或北西方向的剪切断裂 侏罗纪晚期 含煤地层形成 沉积前的古构造以及后来的燕山运动都对汗 煤地层起了一定的控制作用 在煤田形成之后 南北向压力进一步加强 使东 西向褶皱和北东 北西断裂进一步发展 形成了煤田的今日构造形态 平岗矿区位于鸡西煤盆地北部条带的东端 地层走向近东西 倾向南 单 斜 地层倾角 10 25 之间 矿区所涉及的断层分述如下 F31 为勘探区北部边界断层 发育规模较大 延展长度在 5Km 以上 为较 大的枢纽断层 其转动枢纽处在 5 剖面线附近 西部是是逆掩短断层 东部为 4 正断层 走向 NE55 105 近东西弧形 向南北倾斜 倾角 50 75 落 差由转动枢纽处向东西两侧逐步加大 在 0 210m 之间 1 线 11 线 11 条剖 面控制 程度可靠 F31A 位于勘探区西部 走向 NE20 倾向 NW390 倾角 80 落差 420 450m 第 10 剖面 1 号和 2 号孔控制 正断层 属推断断层 F31B 为勘探区西部边界断层 走向 NE15 倾向 NW285 倾角 55 落 差 100 220m 逆断层 由 91 2 号孔实见 程度基本可靠 F48 为勘探区东部边界断层 走向 NW20 NE5 大致为南北弧形 向 东倾斜 倾角 75 落差约 240m 正断层 延展长度 3 公里以上 由 80 19 号钻孔控制 程度基本可靠 F52 位于勘探区东北部 走向 NW15 倾角 25 落差在 0 5m 之间 逆断层 规模较小 上部尖灭 未在地表出露 由 81 24 号孔控制 程度基 本可靠 见断层发育及落差表 表 1 2 断层发育及落差表 产 状 位 置 编 号 倾 向 倾 角 性 质 落 差 m 控 制 程 度 备 注 北 部 勘 探 区 边 界 F31 NW325 NE15 50 70 枢 纽 0 210 11 21 剖 面 控 制 可 靠 来 源 于 81 年 报 告 及 生 产 实 见 东 部 勘 探 区 边 界 F48 NE70 95 75 正 断 层 240 基 本 可 靠 80 19 号 孔 控 制 孔 实 见 资 料 来 源 于 以 往 地 质 报 告 勘 探 区 东 北 部 F49 NE15 75 正 断 层 68 基 本 可 靠 80 11 孔 实 见 61 110 80 15 孔 控 制 资 料 来 源 于 以 往 地 质 报 告 5 1 2 3 煤层赋存状况及可采煤层特征 本区城子河组地层 含煤性好 主要可采层总厚 15m 煤层最大总厚度 23 4m 地层总厚度 700m 含煤系数 3 本区煤层发育较稳定 标志层清楚 物性特征明显 煤岩层对比可靠 可采煤层特征如下 25 号煤层 全区发育且稳定 为本区主要可采层 煤层结构复杂 厚度 较大 煤质较稳定 肉眼鉴定为半亮 半暗型 块状 本煤层有多层夹矸 多 数见煤点为 1 3 层夹矸 岩性为煤页岩或页岩 厚度在 0 03 0 09 之间 煤 层厚度 4 9 5 4m 平均厚度 5 2m 顶板粉砂岩 平均厚度 3 77m 底板粉砂 岩 平均厚度 3 09 米 下距 33 号煤层约 120m 33 号煤层 全区发育稳定 本区主要可采层 浅部较复杂 含多层夹矸 岩性为煤页岩 厚度 0 04 0 19m 深部煤层结构较简单 肉眼宏观煤岩型为 半亮型 粉 块状 20 21 剖面线深部受玢岩影响成为天然焦 煤层顶板为 粉砂岩或细砂岩 平均厚度为 3 7m 底板是粉砂岩或中砂岩 平均厚度 4 81m 煤层厚度 7 6 8 2 平均厚度 8m 下距 35 号煤层约为 196m 左右 35 号煤层 全区发育 较稳定 12 19 剖面线之间局部可采 结构单一 宏观煤岩为半亮型 粉状 煤层厚度 5 4 5 9m 平均厚度 5 6m 煤层顶底板 为粉细砂岩 顶板平均厚度 2 22m 底板平均厚度 2 43m 下距 38 号煤层约为 197m 38 号煤层 全区发育较稳定 原煤灰份在 46 左右 而被列入表外量 16 线以西含夹矸 岩性为煤页岩 厚度 0 05 0 09 米 16 线以东 煤层结构单 一 肉眼鉴定宏观类型为半亮半暗型 块状 煤层厚度 4 4 4 8m 平均厚度 4 6m 煤层顶板为粉砂岩或页岩 平均厚度 1 22 米 底板是粉砂与细砂岩 厚约 1 94m 1 2 4 岩石性质 厚度特征 本区内岩性较细 主要由粉砂岩 细砂岩 粉细互层 中砂层及煤层组 成 仅有较少的粗砂岩 含烁砂岩 6 煤层和岩层的物性差异均比较明显 各岩层的密度差别较小 曲 线在各种岩层反应平直煤层异常反应明显 岩石硬度多数为中等硬度的砂岩类 1 2 5 井田水文地质情况 冲积孔含水层 分布在河流两面岸 成狭长条带状相等距离的由东往西分 布排列 宽为 50 120m 含水层厚度一般东薄西厚 其厚度主要决定于河流 的大小而异 西部 哈达河冲积层一般 8 14m 富水性强 渗透系数为 35 88m day 单位涌量为 237m3 h 部分地段由于表土复盖较薄 仅 0 5 1m 且含水层直接受地面水的补给 因次地下水呈自由水出现 东部 自长山沟以东厚 1 5 4 5m 含水性弱 渗透系数为 0 009 1 802m d 单位 涌量为 0 1 0 122m 3 h 由于表土复盖较厚 2 5 5m 对降水的补给与渗透 起到到控制作用 使地下水呈承压水出现 地下水补给来源主要是大气降水和冲积孔含水层水 水力性质呈潜水状态 对浅部矿井充水造成良好条件 构造裂隙含水带 埋藏于风化裂隙含水量水带 之下 两者为渐变过渡关系 呈承压水 据简易水文 抽水及矿井调查证实 此带含水性弱 岩芯较为完整 在 60m 以上冲洗液消耗不大于 0 35m3 h 以 下则不大于 0 15m3 h 随着深度的增加涌水量则显著减少 矿井涌水量一般 为 236 65 m3 h 最大涌水量为 278 88m3 h 1 2 6 沼气 煤尘及煤的自燃性 本矿属于瓦斯高突矿井 相对涌出量 20 4 绝对涌出量为 13 6 随着开 采深度的延伸 瓦斯赋存条件好涌出量大给矿井的安全生产带来一定的困难 煤尘爆炸指数为 34 86 属于有爆炸危险的煤层 开采煤层均属高沼气煤层 矿井属高沼气等级矿井 属有煤尘爆炸危险煤 层 属低硫特低磷不易自燃煤层 随着今后矿井开采深度的不断增加 瓦斯涌 出量也逐步加大 这给矿井生产会带来不利影响 因此 未来矿井通风 瓦斯 防治技术措施将需进一步增强 7 1 2 7 煤质 牌号及用途 本矿区内的煤层是由高等植物所形成的腐植煤 其肉眼煤岩成份主要是亮 煤 暗煤 夹镜煤丝带 丝炭较少 黑色光亮内生裂隙发育 质脆 黑色条带 状 层状结构 其煤岩类型多为光亮型 半亮型和半暗型 镜下鉴定为煤岩组 成多是凝胶物质体 色鲜红以镜煤煤化物质为主树脂胶体占次要地位 矿物杂 质多见 原煤灰分变化较大 一般在 20 15 至 31 净煤灰分一般在 10 左右 胶质层厚度在 56 0 至 63 5mm 粘结指数 G 在 75 85 之间 原煤分析基高位发 热量为 5800 6400 千卡规律 精煤挥发分一般在 32 左右 硫含量在 0 22 0 37 之间 磷含量一般在 0 003 0 014 之间 是低硫 低磷的 1 3 焦煤 主要工业用途以冶金用煤为主 火电厂作动力用煤次之 8 层 号 深 灰 色 以 石 英 为 主 坚 硬 层 理 不 明 显灰 白 色 以 石 英 颗 粒 为 主 坚 硬 水 平 层 理灰 色 石 英 砂 岩 坚 硬黑 灰 色 半 亮 型 沥 青 光 泽黑 灰 色 坚 硬灰 色 石 英 砂 岩 硅 质 胶 结 坚 硬黑 色 较 硬 半 亮 型 具 有 玻 璃 光 泽深 灰 色 颗 粒 分 选 差 坚 硬 层 理 不 明 显灰 白 色 以 石 英 为 主 坚 硬 层理 明 显黑 灰 色 坚 硬 水 平 层 理黑 灰 色 半 亮 型 煤 玻 璃 光 泽灰 色 石 英 沙 砾 硅 质 胶 结 坚硬 灰 白 色 石 英 粒 粉 坚 硬 层 理不 明 显黑 灰 色 石 英 为 主 胶 结 致 密 坚 硬 层 理 发 育 较 好浅 灰 色 快 状 层 理 不 明 显 灰 色 水 平 层 理 致 密 坚 硬黑 色 上 部 夹 0 5泥 页 岩 粉 度松 软灰 色 水 平 层 理 夹 煤 线浅 灰 色 水 平 层 理 硅 质 胶 结 致 密 坚 硬灰 白 色 快 状 粒 度 分 选 不 均 匀灰 白 色 粒 度 不 均 匀灰 色 水 平 层 理 致 密 坚 硬黑 色 半 亮 型 无 夹 矸 媒 质 好浅 灰 色 石 英 颗 粒 曾 状 构 造 泥 质 胶 结粗 砂 岩煤粉 砂 岩细 砂 岩粉 砂 岩中 砂 岩 煤粉 细 互 层粉 砂 岩中 砂 岩粉 砂 岩煤粉 砂 岩中 砂 岩粉 细 互 层煤粉 砂 岩粉 细 互 层 中 砂 岩粉 砂 岩中 粗 砂 岩粉 砂 岩煤粗 砂 岩表 土 层 岩 性 描 述岩 石 名 称累 计 厚 度 柱 状煤 层号 图 1 2 煤岩层综合柱状图 9 1 3 勘探程度及可靠性 1 钻探工程量统计 本次钻探从 1990 年 9 月 13 日开工 到 1993 年 10 月 结束 历时三年整 施工钻孔是 7 个 竣工 16 个 总工程量 17 557 58 米 超千米孔 14 个 详见表 2 1 2 工程质量 本次勘探所使用的钻机有 TXB 1000 型 1 台 TK 1 型 2 台 TK 3 型绳索取芯 1 台 这三种钻机设备良好 符合技术要求 本次勘探竣工钻孔 16 个 全部按煤炭部落 987 年 12 月颁发的确 煤田勘 探钻孔工程质量标准 进行验收 91 年前竣工钻孔参加了东煤公司的复查 92 年后施工的钻孔本队验收 验收成果 特级孔 2 个 甲级孔 6 个 乙级孔 5 个 丙级孔 3 个 特 甲 乙级孔层 12 层 不合格层 20 层 优质合格层率 为 72 6 测井验收 66 层 均为优质层 优质层率 100 10 表 1 3 钻 探 工 程 量 统 计 表 线 号 孔 号 终 孔 深 度 钻 机 层 位 钻 孔 型 号 钻 孔 质 量 备 注 10 91 1 1173 55 32 下 TK 1 乙 10 91 2 1049 07 23 下 TXB 1000 乙 11 92 3 102 77 21 下 废 运 输 巷 漏 水 未 计 工 程 总 量 12 91 4 1052 89 35 下 TXB1000 丙 12 91 5 1146 80 35 下 TK 1 乙 13 91 6 1143 72 39 下 TK 1 甲 13 91 7 975 94 35 下 TK 1 甲 20 91 8 1021 24 38 下 TXB 1000 乙 18 91 9 1193 01 35 下 TK 1 乙 20 91 10 1141 16 39 下 TK 1 甲 14 91 11 1006 50 35 下 TXB 1000 丙 14 91 12 1220 56 39 下 TK 1 特 20 91 13 1121 14 35 下 TK 1 甲 17 91 14 1024 93 36 下 TXB 1000 丙 17 91 15 1163 30 37 下 TK 1 特 18 91 16 967 44 34 下 TXB 1000 甲 18 91 17 1156 33 39 下 TK 1 甲 总 计 17 557 5 8 钻 孔 质 量 及 煤 层 见 煤 点 级 别 见 表 1 4 1 5 11 表 1 4 钻 孔 质 量 评 级 表 项 数 目 目 特 级 甲 级 乙 级 丙 级 特 甲 乙 级 孔 率 合 计 钻 探 2 6 5 3 81 3 16 测 井 9 6 100 15 表 1 5 煤 层 见 煤 点 评 级 表 级 别 项 数 目 目 优 质 合 格 不 合 格 优 质 合 格 层 率 合 计 钻 探 孔 41 12 20 72 6 73 电 测 孔 66 100 66 级别 12 第 2 章 井田境界 储量 服务年限 2 1 井 田 境 界 2 1 1 井田周边状况 井田北部以 150m 标高线为界 南以 500m 标高为界 西以 F182断层为界 东以 F20断层为界 煤层平均倾角为 14 平均容重为 1 4T m3 2 1 2 井田境界确定的依据 要适于选择井筒位置 安排地面生产系统和建筑物 划分的井田范围要为 矿井发展留有空间 以地理地形 地质条件作为划分井田境界的依据 井田要 有合理的走向长度 以利于机械化程度的不断提高 2 1 3 井田未来发展情况 投产时的产量可能不能及时达到设计生产能力 这些都是因为井田几条断 层的影响 但随着开采深度的增加 煤层赋存条件好 引进新的采煤机械和技 术 招揽更多的采矿人才 采用新技术防治矿井瓦斯 产量会有较大的提高幅 度 2 2 井 田 储 量 2 2 1 井田储量计算 一 矿井初步设计应计算以下储量 勘探 精查 报告提供的储量 包括 能利用储量 和 暂不能利用储量 勘探 精查 地址报告提供的 能利用储量 中的 A B C 三级储量 A B C 三级储量的计算方法 应符合国家现行标准 煤炭工业矿井设计规范 的规定 矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱 防水煤柱 井田境界煤柱和 已有的地面建筑物 构筑物需要留设的保护煤柱等永久性煤柱损失量后的储量 矿井设计储量减去工业场地的保护煤柱 矿井井下主要巷道及上 下山保护煤 13 柱煤量后来以采区回采率 二 矿井工业储量是指井田精查地质报告提供的平衡表内 A B C 级储量 它是矿井设计的依据井田工业储量应按储量块段法进行计算 块段储量 块段面积 块段平均厚度 容 重 cos 煤层平均倾角 计算得 Mt 520 85 641 438 92coscZ 三 矿井可采储量的计算 PC 式中 Z 可采储量 工业储量C P 永久煤柱损失 C 采区回采率 厚煤层不低于 0 75 中厚煤层不低于 0 8 薄煤层不低于 0 85 地方小煤矿不低于 0 7 计算得 Mt 438 92 7 0 629 58Z 详见表 2 1 可采煤层储量总表 2 2 2 保安煤柱的设计方法 本设计对井筒及工业场地后期的风井 规划中的大断层留都设安全煤柱 由于本矿区无地表移动参数实测资料 设计参照类似围岩情况按下数据留设安 全煤柱 岩层移动角 55 岩层边界角 50 主 副井筒均位于工业场地内 主 副井筒深度已起过 400m 工业场地 东西长 430m 南北最大宽度为 510m 按照现行 煤炭工业矿井设计规范 规定 井筒煤柱地面受护面积包括井架 提升机房和围护带面积包括工业场内 14 为煤炭生产直接服务的工业厂房 服务设施和围护带 围护带宽度为 25m 煤柱按岩层移动角圈定 井田境界煤柱按 40m 留设 境界线两侧各 30m 盘 区煤柱按 20m 留设 两侧各 10m 2 2 3 储量计算评价 本设计矿井的各类储量计算严格执照有关规定执行 由于技术水平所限 储 量的计算所得到的各种储量与实际可能有一定误差 表 2 1 矿井可采储量汇总表 煤炭损失量水 平 别 煤 层 别 工业储量 A B C 万 吨 工业 场地 井田 境界 断 层 开采 损失 其他损 失 合计 损失 可采 储量 25 5439 58 364 42 168 92 72 63 1173 89 191 18 1813 89 3625 69 33 8368 58 187 27 259 88 142 49 1771 92 214 12 2752 83 5615 75 35 5858 01 149 76 181 91 99 75 1265 33 149 87 1846 62 4011 39 38 4811 94 71 94 149 43 81 94 1050 37 123 12 1476 80 3335 14 合计 24478 11 773 39 760 14 416 81 5261 51 678 29 7891 14 16587 97 25 4495 03 0 148 10 83 03 985 94 87 36 1472 81 3173 19 33 4495 03 71 88 227 86 77 09 762 56 64 90 1124 53 3280 50 35 4646 00 156 98 159 50 83 03 985 94 87 36 1472 81 3173 19 38 3816 36 253 46 131 02 68 20 776 98 71 76 1301 42 2514 94 合计 19594 54 482 32 666 48 346 91 3991 95 348 83 6136 49 13368 08 总计 43891 77 1255 71 1426 62 763 72 9253 46 1027 12 14027 63 29958 14 2 3 矿 井 工 作 制 度 生 产 能 力 服 务 年 限 一 矿井工作制度 依据 煤矿安全规程 煤矿生产许可法 和 劳动法 有关规定 结合 平岗矿的实际情况 拟制定工作制度如下 设计年工作日 330 天 日提升 16 小时 采用 三八 作业制 两班生产 一 15 本设计矿井井田范围内共有四层可采煤层 即 25 33 35 38 煤层 四层煤之间的煤层间距较大 所以本设计每层煤单独开采 3 3 7 采区划分 本设计矿井井田走向长度大 欲从井田边界沿整个阶段用后退回采 实际 开采条件上都要受到一定的限制 势必按技术要求划分成采区 每个采区有一 套生产设施 包括上下山提升 运输设备 以便独立地进行生产与准备 将井田划分成若干采区时 应考虑如下所述原则 1 根据 采区宜双面布置 当受地质条件 限制时 可单面布置 如果井田走向长度不大 两翼均不超过 1500m 可以不划分采区 直接从井田边界进行后退式回采 2 当井田内有对采区巷道布置和工作面回采影响较大的断面层或褶曲 构造时 应以其断面和褶曲面轴部作为采区划分的自然边界 3 当井田地面有重要建筑物 按其保护等级划分必须留设煤柱时 初 期采区尺寸要适应目前输送机的实际长度及电压降的控制范围 后 期采区尺寸可逐步加大根据该设计井田的地质构造及煤层赋存等因 素 结合上述采区划分原则 本设计矿井第一水平划分为 12 个采区 分别为 西一采区 中一采区和东一采区 见采区划分示意图 图 3 3 250 250 250西 一 采 区 中 一 采 区 东 一 采 区西 二 采 区 中 二 采 区 东 二 采 区西 三 采 区 中 三 采 区 东 三 采 区 250 250 250西 四 采 区 中 四 采 区 东 四 采 区 图 3 3 采区划分示意图 3 4 井 硐 布 置 和 施 工 3 4 1 井 硐 穿 过 的 岩 石 性 质 及 井 硐 支 护 本设计矿井井硐 穿过的岩层性质如下 16 主井井筒 表土段 混凝土砌碹 煤层段 料石砌碹 基岩段 锚喷支护 副井井筒 表土段 混凝土砌碹 煤层段 料石砌碹 基岩段 锚喷支护 井硐穿过岩层主要为细砂岩 3 4 2 井筒布置及装备 主井 主井井筒 井筒直径 7 0m 净断面面积 38 465m2 掘进断面面积 44 157m2 井筒深度 480 30 m 井筒内装备两对 16t 刚性罐道立井多绳箕斗 JDG16 150 4Y 采用 180 180 10mm 方形方型空心型钢罐道 端面布 置采用树脂锚杆固定拖架 井筒布置及装备见表 3 6 表 3 6 主井井筒特征表 序号 名称 单位 内容 1 井型 Mt a 3 00 2 井筒净直径 m 7 0 17 3 井筒掘进直径 m 7 4 4 井筒净断面积 m2 38 465 5 井筒掘进断面积 m2 44 157 6 井壁支护形式 混凝土砌壁 7 井壁厚度 mm 450 8 罐道规格 球扁钢组合罐道 9 罐道梁规格 槽钢 2 22b 组合 10 罐道梁层间距 mm 4000 11 提升容器 两套 16t 单箕斗带平衡锤 12 井筒装备防腐材料 电弧喷涂 副井井筒 井筒直径 7 0m 净断面面积 38 465m2 掘进断面积 44 157m2 井筒深度 480 30 m 井筒装备一对 2t 矿车双层双车罐笼 一个 材料罐笼带平衡锤 担负矿井辅助提升任务 采用 180 180 10mm 方型空 心型钢罐道 端面采用树脂锚杆固定拖架 罐道和井粱 罐道导向层间距均按 6 0m 设计 井筒内没有钢 玻璃钢复合材料梯子间 作为矿井安全出口和井筒 检修之用 并敷有排水管路三趟 一趟预备 井下消防洒水管路 另外 井 筒还敷设有动力电缆 通讯讯号电缆 井筒布置及装备见表 3 7 表 3 7 副井井筒特征表 序 号 名称 单 位 数量 1 井筒直径 m 7 0 2 提升容器 一对 2t 矿车双层双车罐笼 一个材料罐笼带平衡锤 3 井筒支护 mm 混凝土井壁 400 4 罐道规格 2 16b 卧放 5 罐道梁规格 32c 18 6 罐道梁层间距 mm 4168 7 井筒净断面积 m2 38 465 8 井筒掘进断面积 m2 44 1575070 130 5305101204617060 图 3 6 副井井筒断面30 705214570451850140 45005107 图 3 7 主井井筒断面 19 3 4 3 井硐延深的初步意见 立井延深一般比较复杂 沿原有井筒直接下沿很难实现 因为原有井筒的 延深断面很小 吊桶与箕斗或罐笼平行提升不安全 对井底施工威胁很大 通 常采用岩柱或保护盘与原有井筒隔开 分段接井 表 3 8 设计延深方式如下 延深 方式 适用条件 优点 缺点 延深 原有 井筒 1 矿井产量小 井筒断面 大 能隔出提升空间 2 井筒已经开凿 只进行 清理 安装罐道梁 1 工程量小 2 一段提升占用人员 少 1 施工与生产易发生干扰 2 安全条件差 新开 暗井 1 原井筒提升能力不足 不能下延或不经济 2 深部水平生产能力小于 60 万 年 1 灵活性较大 2 不需要大型绞车设 备 1 提升能力受限制 2 多段提升占用人员多 3 工程量大 延深 与暗 井结 合 1 主井或副井能力大 允 许继续延深 2 能力不足的井筒有暗井 捣段 1 工程量较小 2 不需要大型绞车 1 施工与生产仍会发生干 扰 2 某一新允多段提升人员 较多 3 工程量较大 新建 与延 深结 合 1 深度较大的副井 需要 增加风量 地面场地允许 2 主井提升能力 地质条 件允许 1 可以改造提升系统 2 又可以发挥原有设 备能力 3 增加通风能力 1 地面要占用场地 2 工程量较大 3 需要大型设备 20 3 5 井 底 车 场 及 硐 室 3 5 1 井底车场形式的确定及论证 井底车场可分为环行式井底车场和折返式井底车场 环行可分为卧式 斜 式 立式三种基本类型 折返式可分为梭式和尽头式 影响井底车场形式的因素 井田开拓方式 井底距主要运输巷道的距离远 时 可选用刀式环行车场或尽头式折返车场 不同煤种需分运分提的矿井 井 底车场应分别设置不同煤种的卸载系统和存车线路 大巷运输方式及矿井生产 能力 年产 90 万 t 及以上矿井 通常采用底卸式矿车运煤 应选择折返式车 场 地面布置及生产系统 要根据铁路站线与井筒相对位置 提升方位角 结 合井下主要运输巷道方向 选择车场形式 根据本矿井的地质条件和自然条件 结合以上井底车场形式因素选择折返 卧式井底车场 3 5 2 井底车场的布置 储车线路 行车线路的布置长度 1 井底车场线路布置的要求 1 井底车场的线路主要由主井空 重车线 副井进 出车线和回车线 组成 由于通过各个井底车场的煤种数量不同 其各线路的数目和 长度亦相应不同 2 尽量减少道岔和交岔点 线路布置要有利于通风 底卸式矿车的井 底车场设计要注意调头问题 3 井底车场线路布置时 应充分考虑各硐室布置的合理性 井底车场 的线路工程量小 4 为保证运行安全 应尽量避免在曲线巷道顶车 机械推车需布置在 直线段上 2 存车线长度的确定 存车线长度是井底车场设计的非常重要的问题 如果存车线长度不足 将 会使井下运输和井筒提升彼此牵制 影响矿井生产能力 根据我国煤矿多年的 21 实践经验 各类存车线可以选用下列长度 1 中小型矿井的主井空 重车线长度各为 1 0 1 5 列车长 2 副井空 重车线长度 中小型矿井按 0 5 1 0 列车长 3 材料车线长度 中小型矿井应能容纳 5 10 个材料车 4 调车线长度通常为 1 0 列车和电机车长度之和 3 存车线长度的计算 1 主井空 重车线 副井进 出车线 L mnLk NLj Lf 式中 m 列车数目 列 n 每列车的矿车数 辆 Lk 每辆矿车带缓冲器的长度 m N 机车数 台 Lj 每台机车的长数 m Lf 附加长度 取 10m 经过计算 得 L 1 5 22 4 2 2 4 5 10 157 6 158m L 1 5 22 2 4 2 4 5 10 93 7 94m 2 材料车线有效长度 L ncLc nsLs 式中 nc 材料车数 辆 Lc 每辆材料车带缓冲器的长度 m ns 设备车数 台 Ls 每辆设备车带缓冲器的长度 m L 22 2 4 5 48 5m 根据实际需要 开设水泵硐室和变电所 取材料车线长 55m 3 人车线有效长度 L mnRLR Lj Lf 式中 22 m 列车数目 nR 每列车的人车数 LR 每辆车带缓冲器的长度 Lj 每台机车的长度 Lf 附加长度 取 10 米 经过计算 得 L 1 0 3 10 4 5 10 44 5 45m 3 5 3 井底车场通过能力验算 1 矿井日产原煤 8000t 每日运矸石量为 10000 0 15 1500t 日产掘进 煤为 10000 0 06 600t 5t 底卸式矿车日运煤量为 10000 0 94 9400t 5t 底卸式矿车列车数为 9400 5 22 85 5 列 根据矿井矸石量与掘进煤的比例 15 6 5 2 确定 3 吨煤矸石混合列 车由 15 辆矸石与 11 辆煤车组成 每列矸石车与煤车载重之比为 2 7 13 1 5 9 5 2 故符合要求 每日混合列车数为 1500 600 2 7 13 1 5 9 43 2 列 每日进入井底车场的 5t 底卸式矿车数与 1 5 吨混合列车数之比为 85 5 43 2 4 2 每一调度循环时间为 22 5 分 列车进入井底车场平均间隔时间为 22 5 6 3 75 分 列车在井底车场平均运行时间为 11 2 分 5t 底卸式矿车在 井底车场平均运行时间为 7 6 分 1 8t 混合列车在井底车场平均运行进间为 18 分 2 通过能力计算 按公式计算 N TaQ 1 15T 式中 N 井底车场年通过能力 t Ta 每年运输工作时间等于矿井设计年工作日数 与日生产时间的乘积 min Q 每一调度循环进入井底车场的所有列车的净载煤重 t 23 T 每一调度循环时间 min 1 15 运输不均衡系数 计算得 N 25 2 4 22 5 2 9 1 5 1 15 22 5 455 万吨 通过能力富余系数为 455 300 1 5 满足设计规范要求 24 3 5 4 井底车场主要硐室 1 主井系统硐室 主井系统硐室有推车机及翻车机硐室 底卸式矿车卸载站砌室 井底煤仓 及箕斗胶带输送机装载硐室 清理撤煤硐室及水窝泵房等 上述硐室布置主要取决于地质及水文地质条件 确定井筒位置时 要注意 将箕斗装载硐室布置在坚硬稳定的岩层中 大型矿井大巷采用带式输送机运输 时 可考虑箕斗装载硐室上提或半上提方式 矿车运输的井底车场 也有采用 水平正部装载方式的 其他硐室的位置则由线路布置所决定 清理扑底撤煤斜 巷的出口要尽量市置在主并的重车线侧 2 副井系统硐室 副井系统硐室有副井井筒与井底车场连接处 主排水泵硐室 水仓及清理 水仓硐室 主变电所 副并井底换车设备硐室及等候室等 一般布置在副井井筒与并底车场连接处附近 水仓入口一般布置在空车线 一侧井底车场高程最低点处 确定水仓入口时 应注意使水仓装满水 当副井 井底较深时 一般采用泄水巷至主井清理井底撤煤斜巷排水 当井底较浅时 可设水窝泵房单独排水 其它硐室有调度室 医疗室 架线电机车库及修理间 蓄电池电机车库及 充电硐室 防火门硐室 防水门硐室 井下火药库 消防材料库 人车站等 其位置应根据线路布置和各自要求确定 3 6 开采顺序 3 6 1 沿井田走向的开采顺序 根据该设计矿井的煤层分布及采区划分的具体情况 采用井田两翼同时开 采和单翼开采的混合式开采顺序 这样有利于矿井的均衡生产和合理配采 确 定生产的连续性 依据采区划分的具体情况 采用走向长壁开采 3 6 2 沿煤井田倾向的开采顺序 本矿井设计总体采用下行式开采 由于四层煤之间距离都较远 将其各个 25 煤层都独立划分为一个采区 但不是首采区 在开采的时候 为早达产 将首 先先开采 23 煤层 故开采顺序依次为 23 35 37 38 3 6 3 采区接续计划 根据井田的地质条件 以自然断层为界 将该井田第一水平划分为 12 个 采区 见前面采区划分示意图 表 3 10 采区接续图表Mt a 3 6 4 三量 控制情况 1 矿井开拓煤量的确定 开拓煤量是指井田范围内已掘进的开拓巷道所圈定尚未采出的可采储量 开拓巷道包括 主井 副井 风井 井底车场 主要石门 运输大巷 采区石门 主要 上山 主要溜井和总回风巷道井矿井 采用集中大巷和采区石门开拓 集中大巷 应掘过采区石门 50m 采区石门应掘至上部煤层 才可将石门划入计算范围之内 煤炭工业矿井设计规范 规定 开拓煤量可采期一般为 3 5 年以上 可按下 式计算 Zd Zog Z g P dd C 26 式中 Z d 开拓煤量 Mt Zog 已开拓范围内的地质储量 Mt Zg 地质损失 是因为地质及水文地质条件不利所造成的损失 包括含水大 煤层厚度小 断层多等原因不能采出的储量 Mt C 采区回采率 Pdd 开拓煤量可采期内不能开采的煤量 指留设的临时和永久 煤柱 Mt 本设计井田采用集中大巷和采区石门开拓 开拓煤量指集中大巷掘进过采 区石门 50m 采区石门应掘至上部煤层那部分可采储量 本设计矿井的开拓煤 量计算 ZK 54 39 7 67 2 14 0 76 33 89Mt 2 准备煤量的确定 掘进工程所圈定的可采储量 也就是矿井已生产和准备的采区包有的可采 储量 煤炭工业矿井设计规范 规定 准备煤量可采期一般为 1 年以上 可按 公式计算 式中 Z p Z pg Zg Zd C Zp 准备煤量 Mt Zpg 各采区所圈定的工业储量 Mt Zg 采区内的地质损失 Mt Zd 呆滞煤量 即在准备煤量可采期内不能开采的煤量 Mt 本设计矿井准备煤量 Z c 438 92 34 46 10 27 0 76 299 58Mt 3 回采煤量的确定 当采煤工作面受开采程序限制 暂时不能开采时 不能计入采煤煤量 煤 炭工业设计规范 规定 回采煤量可采期一般应在 6 个月以上 根据有关规定 开拓煤量 准备煤量 回采煤量都应该有一定的可采期 设计矿井可采期的计算 1 开拓煤量可采期 期未开拓煤量 当年计划或设计生产能力 24 18 1 4 3 0 6 4 年 5 年 满足要求 27 2 准备煤量可采期 期未准备煤量 当年平均月计划产量或平均月计划 能力 10 52 1 4 3 0 2 5 1 年 满足要求 在一般情况下 矿井三量符合上述规定即能达到平衡 并有一定的合理储 备 但其为概括性指标 三量可能符合要求但不一定满足接续要求 所以三量 只可作采掘关系的参考指标 经过以上计算可 三量 及可采期符合设计规范要求 28 第 4 章 采 区 巷 道 布 置 及 采 区 生 产 系 统 4 1 采 区 概 述 4 1 1 设计采区位置 边界 范围 采区煤柱 本设计采区为西一采区 位于井田北部 北部以 150 标高为界 南部以 250 标高为界 西部人为划定边界 东部以 F221断层为界 走向长 1300m 南 北倾向长 1400m 采区内留设的煤柱宽度为 井田边界 30m 采区断层 30m 岩石大巷 30m 4 1 2 采区的地质和煤层情况 采区地面地形比较简单 地面标高为 300 米左右 采区内有少数断层 地 质为河谷水文地质区 水文地质类型为简单型 采区含煤四层 为 25 33 35 38 层 煤层倾角在 10 22 之间 属 厚煤层 平厚度为 5 9 米 煤层顶底板为细砂岩 为中等坚硬程度 对巷道支 护无影响 4 1 3 采区的生产能力 储量及服务年限 1 采区煤层全部可采 根据几何法求得可采储量为 12 48Mt 采区设计生 产能力为 0 9Mt a 采用走向长壁采煤法采煤 2 采区生产能力是采区内同时生产的回采工作面和掘进工作面的产量的总 和 影响采区生产能力的因素有煤层赋存状况和地质构造 采区类型 矿井生 产能力 采区正常接替和准备时间 掘 运 通风的装备水平及设备能力等 采区生产能力的基础是采煤工作面生产能力 而采煤工作面的产量取决于 煤层厚度 工作面长度和推进度 一个采煤工作面产量 A0 Mt a 可由下式计算 A0 L V0 M r C0 式中 L 采煤工作面的长度 m V0 工作面推进度 m a 29 M 煤层厚度或采高 m r 煤的密度 t m 3 C0 采煤工作面采出率 厚煤层取 90 设计回采工作工艺为综合放顶煤 日进尺数为 2 4m 所以 V0 2 4 330 792 m a 即工作面年推进度为 792 m a 因此 一个工作面综采年产量为 A1 180 792 2 1 4 0 93 37 12 万吨 a 放顶煤部分年产量为 A2 180 792 3 2 1 4 0 80 51 09 万吨 a 采区生产能力与采区内同采工作面的个数有关 为保证采区的正常衔接 在一个采区中同时生产的采煤工作面为 1 2 个 少数可达 3 个 所以 采区生 产能力为 AB A1 A2 37 12 51 09 88 21 万吨 a 12 nBiK 式中 n 同时生产的采煤工作面数 K1 采区掘进出煤系数 取为 1 1 左右 K2 工作面之间出煤影响系数 n 2 时取 0 95 n 3 时取 0 9 本采区采用 1 个面 AB 1 88 21 1 1 96 万吨 a 3 采区储量及服务年限 本采区储量丰富 可采储量为 8 06 Mt Tn Z AC Tn 采区服务年限 a Z 采区可采储量 Mt A 采区生产能力 Mt C 采区回采率 取 1 4 P 8 06 0 96 1 4 6 3a 5a 本采区符合条件 30 4 2 采 区 巷 道 布 置 4 2 1 区段划分 采区划分为 6 个区段 区段参数 本采区采用中央边界式通风 一水平设在 250 标高处 区段 的走向长度为 1125 米 倾斜长度为 198 米 4 2 2 采区上山布置 采 区 上 山 布 置 受 煤 层 厚 度 采 区 服 务 年 限 及 产 量 瓦 斯 涌 出 量 煤 层 顶 底 板岩 性 等 因 素 影 响 所 以 布 置 上 山 时 应 综 合 考 虑 上 述 因 素 使 上 山 布 置 方 案 在 技 术上 可 行 在 经 济 上 合 理 本 次 设 计 采 区 布 置 3条 上 山 运 输 轨 道 回 风 上 山 位 置 的 确 定 需 通 过 方 案 及 经 济 比 较 现 比 较 如 下 方 案 A 三 条 上 山 布 置 在 岩 层 中 上 山 布 置 在 岩 层 中 掘 进 困 难 费 用 高 速度 慢 工 程 量 大 生 产 系 统 复 杂 但 上 山 布 置 在 岩 层 中 巷 道 维 护 容 易 且 费 用 低 方 案 B 三 条 上 山 布 置 在 煤 层 中 上 山 布 置 在 煤 层 中 掘 进 容 易 费 用 低 速度 快 工 程 量 小 生 产 系 统 简 单 但 上 山 布 置 在 煤 层 中 巷 道 维 护 困 难 费 用 高 且 通 风 较 难 危 险 指 数 大 方 案 示 意 图 方 案 A 31 方 案 B 4 2 3 采区车场布置 1 煤矿矿井井底车场和硐室设计规范 的规定 1 采区车场和硐室的设计 应根据采区巷道布置 采区生产能力和服 务年限 运输方式和矿车类型 地质构造和围岩性质 煤尘 瓦斯及水文情况 等因素进行全面考虑确定 2 采区车场和硐室应根据围岩情况尽量布置在稳定岩层或煤层中 3 采区车场巷道断面应根据围岩情况确定 可为半圆拱形 跨度大时 视围岩情况也可采用三心拱形 应优化选择锚喷支护 当锚喷支护有困难时 也可采用其他支护方式 2 装煤车场设计 大巷轨道中心线距离为 1600 渡线道岔 DX924 6 3019 9 31 38 a 4507mm b