双鸭山矿务局东荣二矿0.9Mta新井设计论文

I 摘 要 本设计矿井为双鸭山矿务局东荣二矿 0 9Mt a 新矿井设计 一共有 3 层可 采煤层 分别为 26 29 3 30 上 煤层总厚度为 6 5m 煤层工业牌号为 1 3 焦煤 设计井田的可采储量 6471 36Mt 设计服务年限为 51a 本矿井设 计采用以立井为主的综合开拓方式 划分为两个水平 九个采区 一个工作面 达产 采用分层布置 26 29 3 30 上 层分别单一开采 大巷运输采用 10t 架线式电机车牵引 3 吨底卸式矿车运输 采用综合机械化开采 煤层平均倾角 17 属于倾斜煤层 所以用倾斜长壁采煤法 年工作日为 300 天 采用 三 八 式工作制 工作面长为 200m 每刀进度为 0 8m 每日割 七刀 提升设备为主井采用箕斗提升 副井采用罐笼提升 关键词 矿井设计 单一开采 可采储量 II Abstract The design of the mine in Shuangyashan Mining Bureau of East 2 Mine 0 9 Mt a new mine design a total of three layers coal seam 26 respectively 29 3 30 the total thickness of the seam 6 5 meters Coal industry brands for 1 3 coking coal the mine design recoverable reserves 64 71Mt design service life of 51 years The mine shaft design used mainly to develop a comprehensive manner divided into two levels 9 mining area Face up to a class a hierarchical layout 26 29 3 30 on the exploitation of a single layer respectively Roadway transport 10 tons of used F Line traction motor vehicles three tons dump cars transport integrated mechanized mining Seam average angle of 17 is inclined seam Therefore the use of inclined longwall mining method Working days to 300 days the adoption of the three eight working system Face to 200 m long Each knife progress of 0 8 m cutting daily seven knives Well mainly to upgrade equipment used winder using cage belonging to upgrade Keywords mine design of a single mining recoverable reserves III 绪 论 经 过 这 四 年 的 大 学 生 活 让 我 掌 握 了 很 多 采 矿 专 业 方 面 的 知 识 为 了 能 让 自 己 更 好 的 理 解 和 运 用 这 些 专 业 知 识 我 选 做 了 东 荣 二 矿 的 新 井 设 计 而 且 我 在 毕 业 实 习 中 也 收 集 到 了 很 多 宝 贵 的 东 荣 二 矿 的 资 料 设 计 内 容 主 要 是 关 于 新 矿 井 的 建 设 其 中 包 括 井 田 概 况 井 田 开 拓 采 煤 方 法 矿 井 通 风 矿 井 排 水 支 护 方 式 设 备 选 型 以 及 矿 井 的 各 个 系 统 而 且 设 计 的 关 键 包 括 通 风 安 全 方 面 采 煤 工 艺 方 面 岩 石 力 学 方 面 以 及 CAD 制 图 方 面 的 知 识 在 这 段 学 习 的 时 间 里 老 师 给 了 我 们 极 大 的 帮 助 而 且 很 有 耐 心 的 教 导 我 们 本 设 计 主 要 是 通 过 用 CAD 绘 制 矿 井 的 各 种 图 纸 来 来 进 行 对 矿 井 的 认 真 分 析 和 优 化 设 计 在 这 其 中 文 字 部 分 包 括 大 量 的 技 术 方 案 比 较 以 确 定 是 设 计 更 加 合 理 和 有 效 在 设 计 时 需 要 对 矿 井 的 地 质 情 况 煤 层 的 受 力 等 情 况 进 行 详 细 分 析 这 样 才 能 使 建 成 的 矿 井 更 加 与 实 际 相 符 我 忠 心 的 希 望 通 过 这 最 后 一 次 毕 业 设 计 能 让 在 我 以 后 的 工 作 打 下 良 好 的 基 础 能 为 将 来 的 工 作 做 出 贡 献 由 于 没 有 进 行 过 实 际 的 现 场 工 作 本 人 知 识 也 非 常 有 限 缺 乏 现 场 经 验 因 此 设 计 中 难 免 会 出 现 一 些 问 题 请 各 位 专 家 老 师 不 吝 指 正 为 我 留 下 宝 贵 的 意 见 这 次 设 计 的 意 义 对 我 来 说 很 重 要 不 论 是 将 来 的 工 作 还 是 自 己 本 身 的 能 力 的 提 高 都 有 极 其 的 重 要 性 希 望 在 这 次 设 计 以 后 能 有 飞 跃 的 进 步 IV 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 绪 论 III 目 录 IV 第 1章 井 田 概 况 及 地 质 特 征 1 1 1 井田概况 1 1 1 1 交 通 位 置 1 1 1 2 地 势 和 河 流 2 1 1 3 气 象 和 地 震 2 1 2 地质特征 2 1 2 1 地 层 2 1 2 2 构 造 2 1 2 3 煤 层 4 1 2 4 沼 气 煤 尘 及 煤 的 自 燃 性 5 1 2 5 煤 质 牌 号 及 用 途 6 1 3 勘 探 程 度 及 可 靠 性 6 第 2 章 井田境界 储量 服务年限 7 2 1 井 田 境 界 7 2 1 1 井 田 周 边 状 况 7 2 1 2 井 田 境 界 确 定 的 依 据 7 2 1 3 井 田 的 为 了 发 展 情 况 7 2 2 井田储量 7 2 2 1 井 田 储 量 的 计 算 7 2 2 2 保 安 煤 柱 8 2 2 3 储 量 计 算 方 法 8 2 2 4 储 量 计 算 的 评 价 9 2 3 矿 井 工 作 制 度 生 产 能 力 服 务 年 限 9 2 3 1 矿 井 工 作 制 度 9 2 3 2 矿 井 设 计 生 产 能 力 及 服 务 年 限 9 2 3 3 矿 井 服 务 年 限 10 第 3章 井 田 开 拓 12 V 3 1 概 述 12 3 2 矿 井 开 拓 方 案 的 选 择 12 3 2 1 井 硐 形 式 和 井 口 位 置 12 3 2 2 开 采 数 目 及 水 平 标 高 17 3 2 3 开 拓 巷 道 的 布 置 18 3 3 选定开拓方案的系统描述 20 3 3 1 井 硐 形 式 和 数 目 20 3 3 1 井 硐 位 置 及 坐 标 20 3 3 3 水 平 数 目 及 标 高 21 3 3 4 石 门 大 巷 数 目 及 布 置 21 3 3 5 井 底 车 场 形 式 的 选 择 22 3 3 6 煤 层 群 的 关 系 24 3 3 7 采 区 划 分 24 3 4 井硐布置及施工 26 3 4 1 井 硐 穿 过 的 岩 石 性 质 及 井 硐 支 护 26 3 4 2 井 硐 布 置 及 装 备 26 3 4 3 井 筒 延 伸 的 初 步 意 见 29 3 5 井底车场及硐室 29 3 5 1 井 底 车 场 形 式 的 确 定 及 论 证 29 3 5 2 井 底 车 场 的 布 置 存 储 线 路 行 车 线 路 布 置 长 度 30 3 5 3 井 底 车 场 通 过 能 力 验 算 32 3 5 4 井 底 车 场 主 要 硐 室 32 3 6 开 采 顺 序 33 3 6 1 沿 井 田 走 向 的 开 采 顺 序 33 3 6 2 沿 井 田 倾 向 的 开 采 顺 序 33 3 6 3 采 区 接 续 计 划 34 3 6 4 三 量 控 制 情 况 34 4 1 采 区 概 述 37 4 1 1 采 区 的 位 置 边 界 范 围 采 区 煤 柱 37 4 1 2 采 区 内 的 地 质 和 煤 层 情 况 37 4 1 3 采 区 的 生 产 能 力 储 量 及 服 务 年 限 37 4 2 采 区 巷 道 布 置 37 4 2 1 区 段 划 分 37 VI 4 2 2 采 区 上 山 布 置 38 4 2 3 采 区 车 场 布 置 39 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 3 采 区 准 备 46 第 5章 采 煤 方 法 49 5 1 采 煤 方 法 的 选 择 49 5 1 1 采 煤 方 法 的 选 择 原 则 49 5 2 回 采 工 艺 49 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 49 5 2 2 选 择 采 煤 工 作 面 循 环 方 式 和 劳 动 组 织 形 式 50 第 6 章 井 下 运 输 和 矿 井 提 升 52 6 1 矿井井下运输 52 6 1 1 运 输 方 式 和 运 输 系 统 的 确 定 52 6 1 2 矿 车 的 选 型 与 数 量 53 6 2 矿井提升系统 54 6 2 1 提 升 方 式 54 6 2 2 矿 井 主 提 升 设 备 的 选 择 55 第 7章 矿 井 通 风 与 安 全 58 7 1 通 风 系 统 的 确 定 58 7 1 1 概 述 58 7 1 2 矿 井 通 风 系 统 的 确 定 58 7 1 3 主 扇 工 作 方 式 的 确 定 58 7 2 风量计算和风量分配 59 7 2 1 矿 井 风 量 计 算 的 规 定 59 7 2 2 采 掘 工 作 面 及 硐 室 所 需 风 量 的 计 算 59 7 2 3 矿 井 总 供 风 量 62 7 2 4 风 量 分 配 63 7 2 5 风 量 的 调 节 方 法 与 措 施 63 7 3 矿井通风阻力的计算 63 7 3 1 确 定 全 矿 井 最 大 通 风 阻 力 和 最 小 通 风 阻 力 63 7 3 2 矿 井 等 积 孔 的 计 算 64 7 4 通 风 设 备 的 选 择 65 VII 7 4 1 主 扇 的 选 择 计 算 65 7 4 2 电 动 机 的 选 择 66 7 4 3 反 风 措 施 66 7 5 矿 井 安 全 技 术 措 施 66 7 5 1 预 防 瓦 斯 爆 炸 的 措 施 67 7 5 2 预 防 煤 尘 爆 炸 的 技 术 措 施 67 7 5 3 避 灾 路 线 及 自 救 68 第 8章 矿 井 排 水 70 8 1 概 述 70 8 1 1 矿 井 水 来 源 及 涌 水 量 70 8 1 2 对 排 水 设 备 的 要 求 70 8 2 矿 井 主 要 排 水 设 备 71 8 2 1 排 水 系 统 和 排 水 方 式 简 介 71 8 2 2 主 排 水 设 备 及 管 路 选 择 计 算 71 8 2 3 井 底 水 窝 排 水 设 备 的 选 择 73 第 9章 矿 井 主 要 技 术 经 济 指 标 74 结 论 76 致谢词 77 参考文献 78 附 录 1 79 通 过 炸 开 导 致 的 塌 落 创 新 79 炸 开 实 验 在 79 印 度 的 地 下 煤 矿 画 廊 盘 区 79 附 录 2 83 Induced caving by blasting innovative experiments in blasting 83 gallery panels of underground coal mines of India 83 1 第 1 章 井 田 概 况 及 地 质 特 征 1 1 井田概况 1 1 1 交通位置 东 荣 二 矿 位 于 黑 龙 江 省 集 贤 煤 田 东 南 端 行 政 区 划 属 集 贤 县 腰 屯 乡 社 升 昌 乡社 和 二 九 一 国 营 场 管 辖 西 南 距 福 利 屯32km 经 福 利 屯 到 矿 物 局 所 在 地 双 鸭 山 市 为 40km 福 利 屯 至 富 锦 县 公 路 穿 过 本 井 田 中 部 福 前 铁 路 在 东 荣 矿 区 南 部 边 缘 外 约3km处 通 过 交 通 比 较 方 便 详 见 图 1 1 江龙黑 江花松 桦 川同 江 绥 滨 依 兰汤 原鹤 岗 佳 木 斯 桦 南集 贤东 荣 矿 区金 砂 岗 双 鸭 山 四 方 台 宝 清富 锦 建 三 江前 进 镇 东 荣 二 矿 交 通 位 置 图 图 1 1 交 通 示 意 图 2 1 1 2 地势和河流 本 井 田 处 于 三 江 平 原 的 西 南 部 属 高河 漫 滩 地 势 低 平 地 面 标 高 66 68m 井 田 东 部 有 双 山 子 标 高 154 7m 西 依 索 利 岗 山 标 高 207 9m 南 邻 完 达 山 北 髡 北 面 广阔 平 坦 本 井 田 内 没 有 大 的 河 流 只 有 二 道 诃 子 等 季 节 性 河 流 从 西 南 两 个 方 向 流 过本 区 边 缘 雨 季 二 道 河 子 流 量 为 5 9m3 s 近 年 来 随 着 农 业 的 发 展 在 井 田 内 修 筑 了一 些 排 水 渠 道 致 使 湿 地 面 积 有 所 减 小 并 且 对 本 井 田 开 采 影 响 甚 微 可 以 忽 略 松 花 江 位 于 本 矿 区 北 部 距 井 田 较 远 距 离 为38km 1 1 3 气象和地震 本 地 区 属 寒 温 带 大 陆 性 气 候 冬 季 寒 冷 夏 季 气 温 较 高 年 平 均 最 高 气 温 为20 1 c 23 7 c年 平 均 最 低 气 温 17 4 c 23 9 c最 低 气 温 可 达 35 c 年 降 水 量 325 7 692 3mm 年 蒸 发 量 1095 5 1430 6mm 年 平 均 风 速 4 1 4 7m s 风 向 多 偏 西 风 每 年 十 月 至 次 年 五 月 为 冻 结 期 最 大 冻 深 度1 55 2 08m 根 据 国 家 地 震 局 资 料 集 贤 及 其 邻 区 裂 度 在6 以 下 过 去 无 强 烈 地 震 记 载 1 2 地质特征 1 2 1 地层 本 井 田 的 可 采 煤 层 均 赋 存 在 上 侏 罗 系 鸡 西 群 城 子 河 组 鸡 西 群 穆 棱 组 在 穆 棱组 上 覆 有 巨 厚 的 第 三 第 四 地 层 晚 侏 罗 系 煤 系 地 层 不 整 合 于 元 古 界 古 生 界 基 底 之 上 基 底 由 元 生 界 麻 山 群 泥 盆 系 青 龙 山 组 及 侵 入 的 花 岗 岩 组 成 见 下 面 地 层 系 统 表1 1 第 四 系 地 层 在 井 田 内 广 泛 分 布 主 要 由 砾 砂 和 粗 砂 组 成 中 间 夹 有 不 连 续 的 亚粘 土 在 砂 层 上 伏 有 粘 土 及 层 厚 8 10m的 黑 腐 殖 土 第 三 系 地 层 在 各 处 均 广 泛 分布 该 地 区 由 粉 沙 岩 泥 岩 组 成 岩 石 胶 结 松 散 以 灰 绿 色 为 主 厚 度 变 化 不 大 1 2 2 构造 本 井 田 位 于 三 江 盆 地 的 西 部 三 江 盆 地 是 中 生 代 以 来 的 一 个 断 层 凹 陷 地 区 域构 造 属 新 华 夏 系 第 二 隆 起 带 北 段 由 一 些 北 东 向 展 布 的 次 一 级 隆 起 带 和 凹 陷 带 组 成 本 井 田 属 盆 地 内 的 绥 深 集 贤 凹 陷 带 3 表 1 1 地 层 系 统 表 界 系 统 群 组 厚 度 米 全 新 统 10 20 全 新 统 温 全 河 组 20 40 上 更 新 统 顾 乡 屯 组 10 40 中 更 新 统 40 80 第 四 系 下 更 新 统 白 土 山 组 15 50 新 生 界 第 三 系 上 新 统 富 锦 组 121 穆 棱 组 750 成 子 河 组 930 中 生 界 侏 罗 系 上 统 鸡 西 群 东 荣 组 250 古 生 界 中 统 青 龙 山 组 不 清 元 古 界 麻 山 群 不 清 本 井 田 的 区 域 构 造 主 要 受 新 华 夏 系 和 北 西 向 构 造 应 力 场 的 控 制 又 前 者 派 生 的次 级 构 造 占 明 显 优 势 本 区 主 要 断 层 为 F10 F29 F43 F48 F65五 个 主 要 断 层 详 见 断 层 特 征 表 1 2 表 1 2 断 层 特 征 表 顺 序 名 称 性 质 断 层 面 走向 断 点 可靠 程 度 落 差 m 水 平 断距 m 影 响 范 围 1 F10 逆 断 层 北 向 西 可 靠 40 130 35 一 个 采 区 2 F29 逆 断 层 北 东 向 可 靠 50 90 58 整 个 井 田 3 F43 正 断 层 北 北 西 向 可 靠 75 46 一 个 采 区 4 F48 逆 断 层 北 东 向 可 靠 170 79 一 个 采 区 5 F65 正 断 层 北 东 向 可 靠 65 85 52 一 个 采 区 4 1 2 3 煤层 本 井 田 共 有 三 个 层 煤 分 别 为 26 29 3 30上 各 煤 层 倾 角 在 17度 左 右 26 29 3 和 30上 这 几 层 煤 储 量 较 大 发 育 较 好 分 述 如 下 26号 煤 层 是 全 井 田 发 育 的 可 采 煤 层 可 采 厚 度 为1 9 2 1m平 均 厚 度 2 0m 该 煤 层 发 育 稳 定 为 单 一 煤 层 顶 部 出 现1 2层 夹 石 厚 度 0 01 0 5m 对 煤 层 开 采 影 响 不 大 煤 层 顶 板 为 粉 砂 岩 细 砂 岩 底 版 为 粉 砂 岩 及 含 炭 粉 砂 岩 29 3号 煤 层 是 全 井 田 发 育 的 可 采 煤 层 距 26号 煤 层 为 170m 间 距 变 化 比 较 稳 定 可 采 厚 度 一 般 为 1 7 2 5m 平 均 2 1m 全 层 属 于 单 一 构 造 煤 层 顶 底 板 均 为 粉砂 岩 30上 号 煤 层 与 29 3号 煤 层 间 距 68m 该 层 全 井 田 发 育 煤 层 可 采 厚 度 在 1 8 3 0m 平 均 可 采 厚 度 2 4m 较 稳 定 顶 底 板 为 均 粉 砂 岩 各 煤 层 特 征 见 表 1 3 地 层 特 征 见 煤 层 图 1 2 表 1 3煤 层 特 征 表 煤 层 厚 m 围 岩 最 大 最 小 序 号 煤 层 名 称 平 均 层 间 距 m 倾 角 度 顶 板 底 板 硬 度 f 容 重 t m3 煤 层 构 造 及 稳 定 性 1 26 1 9 2 12 0 17 粉 砂岩 粉 砂岩 0 3 1 325 单 一 稳 定煤 层 2 29 3 1 7 2 52 1 18 粉 砂岩 粉 砂岩 0 3 1 325 单 一 稳 定煤 层 3 30上 1 8 3 02 4 170 68 16 粉 砂岩 粉 砂岩 0 3 1 325 单 一 稳 定煤 层 5 肥 气 煤 r 1 40中 沙 岩 r 1 40细 沙 岩 26M2J3上统系 罗罗 侏侏界生中 统系界 地 层 系 统 柱 状 012 036957 1 84045981 620941857 煤层号 煤层 m 地层厚 泥 岩 粗 中 砂 岩细 中 砂 岩粉 砂 岩 泥 岩 夹 煤粉 砂 岩肥 气 煤细 砂 岩 灰 灰 白 色细 中 砂 岩 分 选 好 断 续 斜 层 理粉 细 砂 岩细 砂 岩 灰 色粉 砂 质 泥 岩粗 沙 岩 肥 气 煤 岩 性 描 述 3上 2 图 1 2煤 层 柱 状 图 1 2 4 沼气 煤尘及煤的自燃性 本 井 田 瓦 斯 取 样 的 控 制 浓 度 在 340 5 933 2m 在 737 5m以 上 甲 烷 成 分 为 6 0 85 36 75 在 800 4 933 2m深 为 28 18 45 26 平 均 为 34 31 37 05 二 氧 化 硫 一 般 为 6 44 8 95 瓦 斯 成 分 及 含 量 均 很 低 由 于 地 质 报 告 没 有 明 确 提 出 矿 井的 瓦 斯 等 级 所 以 本 设 计 只 能 根 据 上 述数 据 进 行 分 析 同 时 参 考 集 贤 矿 井 的 煤 尘 瓦斯 情 况 初 步 确 定 本 矿 井 瓦 斯 等 级 为 低 沼 气 矿 井 并 有 煤 尘 爆 炸 危 险 和 自 然 发 火 倾 向 本 矿 井 的 恒 温 带 温 度 5 6 C 550m水 平 的 平 均 地 温 为 19 5 C 850m水 平 为 25 3 C 煤 层 顶 底 板 岩 石 主 要 为 粉 沙 岩 和 细 砂 岩 抗 压 强 度 一 般 在500 1100kg cm2左 右 根 据 资 料 预 计 本 矿 井 各 煤 层 顶 板 类 型 均 在 一 级 类 以 上 1 2 5 煤质 牌号及用途 1 煤 种 及 其 变 化 本 矿 井 煤 的 挥 发 分 一 般 大 于 40 属 低 变 质 煤 个 煤 层 Y值 平 均 为 5 9m m 粘 结 性 较 低 煤 种 主 要 为 气 候 长 焰 煤 次 之 煤 种 在 垂 向 上 无 明 显 变 化 2 煤 的 有 害 成 分 灰 分 本 井 田 煤 的 灰 分 含 量 Ag 为 10 96 24 45 多 属 中 低 灰 煤 层 其 中 几 个 主 要 可 采 煤 层 均 为 低 灰 煤 层 硫 各 煤 层 硫 的 含 量 很 低 原 煤 全 硫 SgQ 为 0 1 0 41 属 特 低 硫 煤 磷 各 煤 层 原 煤 磷 的 平 均 含 量 为 0 003 0 061 属 特 低 低 磷 煤 3 发 热 量 各 煤 层 煤 的 平 均 发 热 量 QfD 为 3063 6849大 卡 kg 4 元 素 分 析 各 煤 层 碳 Cr 的 平 均 含 量 为 80 84 82 66 Hr 的 平 均 含 量 为 5 32 5 86 Or 的 平 均 含 量 为 10 61 12 62 说 明 咩 的 元 素 组 成 稳 定 属 低 变 质 煤 5 工 业 用 途 评 述 本 井 田 原 煤 按 现 行 煤 炭 应 用 分 类 法 属 于 气 煤 由 于 本 区 气 煤 低 灰 低 磷 低硫 具 有 一 定 的 胶 质 层 厚 度 所 以 本 矿 井 原 煤 经 洗 选 加 工 后 可 做 为 优 良 的 配 焦和 化 工 精 练 副 产 品 可 供 动 力 或 民 用 1 3 勘 探 程 度 及 可 靠 性 本 矿 井 所 在 地 区 先 后 经 过 普 查 祥 查 精 查 阶 段 采 用 了 钻 探 测 井 和 地 震 相 互 结 合 的 综 合 勘 探 手 段 精 查 地 质 报 告 提 供 的 资 料 比 较 齐 全 精 查 阶 段 查 明 了 主要 断 层 和 构 造 及 煤 层 厚 度 结 构 和 分 布 范 围 比 较 可 靠 地 提 供 了 煤 层 层 位 的 对 比 资料 和 测 井 成 果 7 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 本 井 田 内 煤 层 均 可 采 在 本 井 田 西 面 有 生 产 中 的 集 贤 煤 矿 南 面 是 一 矿 井 田 其余 无 大 的 井 田 小 煤 窑 等 本 区 为 农 业 区 工 业 基 础 比 较 薄 弱 但 距 双 鸭 山矿 业 集 团 较 近 可 借 助 老 区 力 量 建 设 本 区 人 力 资 源 及 材 料 比 较 充 足 井 田 周 边 的 其 它 情 况 对 本 井田 的 建 设 均 很 有 利 有 利 于 本 区 的 发 展 2 1 2 井田境界确定的依据 1 以 地 理 地 形 地 质 条 件 作 为 划 分 井 田 境 界 的 依 据 2 要 适 于 选 择 井 筒 位 置 合 理 安 排 地 面 生 产 系 统 和 各 建 筑 物 3 划 分 的 井 田 范 围 要 为 矿 井 发 展 留 有 空 间 4 井 田 要 有 合 理 的 走 向 长 度 以 利 于 机 械 化 程 度 的 不 断 提 高 北 边 以 断 层 F48做 为 边 界 南 边 以 断 层 F84做 为 边 界 东 西 两 面 都 是 井 田 边 界 2 1 3 井田的为了发展情况 本 井 田 煤 层 发 育 较 好 可 采 性 极 高 且 煤质 较 好 储 量 丰 富 一 水 平 开 采 后 接续 也 极 为 容 易 发 展 极 为 稳 定 随 着 技 术 的 进 步 和 勘 探 水 平 的 全 面 提 高 井 田 范 围内 的 储 量 会 越 来 越 精 确 也 会 越 来 越 机 械 化 开 采 难 度 小 可 能 在 更 深 部 发 现 可 采 煤 层 开 采 前 景 十 分 可 佳 2 2 井田储量 2 2 1 井田储量的计算 矿 井 储 量 是 指 矿 井 内 所 埋 藏 的 数 量 具 有 工 业 价 值 的 煤 炭 数 量 它 不 仅 包 含 着煤 矿 在 地 下 埋 藏 的 数 量 而 且 还 表 示 煤 炭 的 质 量 反 映 井 田 的 勘 探 程 度 及 开 采 技 术条 件 矿 井 储 量 可 分 为 矿 井 地 质 储 量 矿 井 工 业 储 量 和 矿 井 可 采 储 量 矿 井 设 计 储 量 是 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 煤 柱 损 失 量 后 的 储 量 矿 井 可 采 储 量 是 指矿 井 设 计 储 量 减 去 工 业 场 地 保 护 煤 柱 矿 井 井 下 主 要 巷 道 及 上 下 山 保 护 煤 柱 后 乘 以采 区 回 采 率 的 储 量 本 井 田 共 有 三 个 可 采 煤 层 26 29 3 和 30上 煤 层 的 平 均 厚 度 分 别 为 8 2 0m 2 1m 和 2 4m 煤 层 总 厚 度 6 5m 各 煤 层 倾 角 均 在 17度 左 右 容 重 为 1 325t m3 因 此 根 据 井 田 面 积 可 得 出 本井 田 的 工 业 储 量 为 8863 3万 吨 2 2 2 保安煤柱 保 护 煤 柱 的 设 计 原 则 如 下 1 地 面 受 护 面 积 包 括 受 护 对 象 及 周 围 的 受 护 带 2 当 受 护 边 界 与 煤 层 走 向 斜 交 时 洋 感 根 据 基 岩 移 动 角 求 得 垂 直 与 受 护 边 界方 向 的 上 山 方 向 移 动 角 和 下 山 方 向 移 动 角 然 后 再 确 定 保 护 煤 柱 3 在 一 般 情 况 下 保 护 煤 柱 应 根 据 受 护 面 积 边 界 和 移 动 角 值 进 行 圈 定 4 立 井 保 护 煤 柱 应 按 其 深 度 用 途 煤 层 赋 存 条 件 和 地 形 特 点 留 设 立 井 深度 大 于 或 等 于 400m的 以 边 界 角 圈 定 小 于 400m的 以 移 动 角 圈 定 为 了 安 全 生 产 本 设 计 矿 井 依 据 煤 矿 安 全 规 程 留 设 保 安 煤 柱 如 下 1 各 煤 层 在 露 头 处 留 设 30m保 安 煤 柱 2 边 界 断 层 留 设 25m 保 安 煤 柱 3 井 田 内 部 断 层 留 设 25m安 煤 柱 4 河 流 两 侧 各 留 设 30m保 安 煤 柱 5 地 面 建 筑 物 留 设 30m保 安 煤 柱 设 计 时 要 根 据 实 际 情 况 进 行 留 设 但 是 不 能 低 于 以 上 数 据 在 本 设 计 中 根 据 实际 的 地 质 情 况 及 地 质 构 造 边 界 断 层 留 设30m 保 安 煤 柱 井 田 内 部 断 层 留 设 30m保 安 煤 柱 因 此 经 计 算 得 工 业 广 场 煤 柱 损 失 667 60万 t 断 层 保 安 煤 柱 损 失 351 553万 t 边 界 保 安 煤 柱 损 失 133 283万 t 2 2 3 储量计算方法 1 工 业 储 量 计 算 计 算 公 式 如 下 块 段 储 量 块 段 面 积 平 均 倾 角 余 割 块 段 平 均 厚 度 容 重 根 据 原 东 荣 二 矿 立 井 初 步 设 计 储 量 诸 图 通 过 等 高 线 块 段 法 计 算 本 井 田 工 业 储 量 为 8863 3万 t 2 可 采 储 量 计 算 计 算 公 式 如 下 ZK ZC P C 2 1 式 中 ZK 可 采 储 量 万 t ZC 工 业 储 量 万 t 9 P 永 久 煤 柱 损 失 万 t C 采 区 回 采 率 0 8 汇总计算出本设计井田可采储量为 6471 36 万 t 各水平煤层储量及损失 如表 2 2 所示 表 2 1 可采煤层储量总表 单位 万吨 可采储量 万 t 煤层别 A B A B C A B C 备注 26 837 84 682 74 1520 58 470 59 1991 17 29 3 977 82 796 80 1774 62 521 14 2295 76 30 上 935 32 765 26 1700 58 483 85 2184 43 总计 2778 38 2217 40 4995 78 1475 58 6471 36 回 采 要 求 中 厚 煤 层 不 应 小 于 80 薄 煤 层 不 应 小 于 85 经 各 煤 层 可 采 储 量 计 算 汇 总 计 算 出 本 设 计 井 田 可 采 储 量 为6471 36万 吨 各 水 平 煤 层 储 量 及 损 失 如 表2 2所 示 2 2 4 储量计算的评价 本 设 计 井 田 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 量计 算 设 计 所 得 到 的 各 种 储 量 与 实 际 可 能 有 一 定 的 误 差 2 3 矿 井 工 作 制 度 生 产 能 力 服 务 年 限 2 3 1 矿井工作制度 该 设 计 矿 井 年 工 作 日 确 定 为 330d 矿 井 每 日 净 提 升 16h 采 用 三 八 工 作 制 制 度 2 3 2 矿井设计生产能力及服务年限 一 矿 井 设 计 生 产 能 力 的 确 定 原 则 应 根 据 地 质 条 件 国 民 发 展 需 要 和 国 内 外 市 场 需 求 技 术 装 备 和 管 理 水 平 充 分 考 虑 科 学 技 术 进 步 等 因 素 依 据 投 资 少 出 煤 快 经 济 效 益 好 的 原 则 合 理 确 定 二 确 定 矿 井 生 产 能 力 的 重 要 因 素 a 储 量 是 指 基 础 储 量 中 经 济 可 采 部分 b 地 质 和 开 采 条 件 技 术 装 备 和 管 理 水 平 10 矿 井 生 产 能 力 的 大 小 主 要 根 据 井 田储 量 煤 层 赋 存 状 况 地 质 条 件 等 情 况 来 确定 还 应 该 考 虑 到 当 前 及 今 后 市 场 的 需 煤量 根 据 该 井 田 的 实 际 情 况 初 步 拟 定 了 三 种 矿 井 年 生 产 能 力 方 案 具 体 如 下 方 案 A 0 6MT a 方 案 B 0 9MT a 方 案 C 1 2MT a 上述三种方案 具体选择哪一种 还应该根据矿井服务年限来确定 2 3 3 矿井服务年限 矿井服务年限计算公式如下 T Z A k 2 2 式中 Z 矿井设计可采储量 Mt A 矿井生产能力 Mt a k 矿井储量备用系数 k 1 3 1 5 根据本矿井实际情况 取 k 1 4 依据以上拟定的矿井生产能力 服务年限的确定现提出三种方案 具体如 下 方案 A 0 6Mt a T Z A k 6471 36 60 1 4 77 04 a 方案 B 0 9Mt a T Z A k 6471 36 90 1 4 51 36a 方案 C 1 2Mt a T Z A k 6471 36 120 1 4 38 19a 参照 煤炭工业矿井设计规范 规定 方案 B 较为合理 即 矿井生产 能力为 0 9 Mt a 矿井服务年限为 T 51 36a 11 表 2 2 分 煤 层 分 水 平 储 量 计 算 表 损 失 量水 平 别 煤 层 别 工 业 储 量 A B C 万 t 工 业 场 地 井 田 境 界 断 层 开 采 损 失 其 他 损 失 合 计 可 采 储 量 万 t 备 注 26 1409 38 106 82 21 33 49 13 143 70 61 63 382 61 1026 77 29 3 1633 98 112 13 22 39 51 59 150 99 64 75 401 85 1232 13 30 上 1537 48 128 20 25 59 58 99 172 66 73 91 459 35 1078 13 合 计 4580 84 347 15 69 31 159 71 467 35 200 29 1243 81 3337 03 26 1317 67 98 60 19 68 45 36 132 74 56 89 353 27 964 40 29 3 1383 56 103 53 20 66 47 63 139 38 59 73 370 93 1012 63 30 上 1581 23 118 32 23 63 54 43 159 28 68 27 423 93 1157 30 合 计 4282 46 320 45 63 97 147 42 431 40 184 89 1148 13 3134 33 总 计 8863 30 667 60 133 28 307 13 898 75 385 18 2391 94 6471 36 12 第 3 章 井 田 开 拓 3 1 概 述 井 田 开 拓 方 式 的 选 择 应 全 面 考 虑 各 种 因 素 主 要 因 素 包 括 1 井 田 地 质 和 水 文 地 质 条 件 特 别 是 表 土 层 情 况 2 地 形 地 貌 和 地 面 外 部 条 件 3 煤 层 赋 存 和 开 采 技 术 条 件 技 术 装 备 和 工 艺 系 统 条 件 4 施 工 技 术 和 设 备 条 件 总 体 设 计 和 矿 井 生 产 能 力 要 求 等 对 以 上 各 种 因 素 要 综 合 研 究 通 过 系 统 优 化 和 多 方 案 技 术 经 济 比 较 后 确 定 影 响 本 设 计 井 田 开 拓 方 式 的 具 体 因 素 如 下 a 地 表 因 素 本 井 田 属 于 缓 坡 盆 地 地 形 井 田 北 部 及 中 部 皆 为 平 原 地 表 平 均 标 高 100m b 煤 层 赋 存 情 况 整 个 井 田 的 煤 层 上 部 标 高 在 200m 下 部 标 高 在 900m 整 个 矿 区 共 有 3层 可 采 煤 层 即 26 29 3 30上 全 区 发 育 煤 层 走 向 长 度 为 5 0km 倾 向 3 5km 本 井 田 煤 层 系 缓 倾 斜 中 厚 煤 层 平 均 倾 角 在17 左 右 3 2 矿 井 开 拓 方 案 的 选 择 3 2 1 井硐形式和井口位置 在 一 定 的 井 田 地 质 条 件 开 采 技 术 条 件 下 矿 井 开 拓 巷 道 有 多 种 布 置 方 式 开 拓 巷 道 的 布 置 方 式 通 称 为 开 拓 方 式 合 理 的 开 拓 方 式 一 般 应 在 技 术 可 行 的 多 种 开 拓 方 式 中 进 行 技 术 经 济 分 析 比 较 后 才 能 确 定 开 拓 方 式 按 照 井 筒 的 倾 角 不 同 水 平 倾 斜 垂 直 分 为 平 硐 开 拓 斜 井 开 拓 立 井 开 拓 和 综 合 开 拓 方 式 平 斜 立 井 中 的 任 何 二 或 三 种 形 式 相 结 合 进 行 开 拓 等 四 种 方 式 开 拓 方 式 依 据 井 筒 或 平 硐 与 煤 层 位 置 的 不 同 又 有 若 干 分 类 平 硐 开 拓 在 侵 蚀 基 准 面 以 上 的 山 岭 或 丘 陵 地 区 的 煤 层 由 地 面 开 凿 通 向 煤 层 的 平 硐 可 利 用 平 硐 开 拓 煤 田 的 全 部 或 一 部 分 斜 井 开 拓 对 于 表 土 层 较 薄 煤 层 赋 存 较 浅 水 文 地 质 条 件 简 单 的 煤 田 一 般 都 可 以 采 用 斜 井 开 拓 斜 井 开 拓 在 各 种 倾 角 煤 层 开 拓 中 都 得 到 了 广 泛 的 应 用 立 井 开 拓 适 应 性 很 强 可 用 于 各 种 地 质 条 件 同 时 在 技 术 上 也 成 熟 可 靠 一 般 在 表 土 层 厚 煤 层 赋 存 深 时 应 采 用 立 井 开 拓 13 由 于 地 形 复 杂 平 硐 开 拓 不 适 合 所 以 根 据 本 井 田 的 剖 面 图 如 采 用 斜 井开 拓 按 斜 井 可 采 的 最 大 倾 角 17度 计 算 达 到 一 水 平 时 斜 井 长 1550m左 右 而 且 还 要 结 合 上 下 山 开 采 工 程 量 大 压 煤 量 大 斜井 长 度 因 此 斜 井 开 拓 不 采 用 本 设 计 只 采 用立 井 凯 拓 对 井 口 位 置 提 出 以 下 三 个 方 案 方 案 一 井 筒 位 于 井 田 的 浅 部 方 案 二 井 筒 位 于 井 田 的 中 部 方 案 三 井 筒 位 于 井 田 的 深 部 图 3 1 方 案 1示 意 图 图 3 2 方 案 2示 意 图 图 3 3 方 案 3示 意 图 14 经 过 简 单 的 技 术 比 较 后 认 为 井 筒 位 于 井 田 浅 部 煤 柱 尺 寸 最 小 压 煤 最 少 但 石 门 最 长 井 筒 位 于 井 田 深 部 煤 柱 尺 寸 最 大 压 煤 量 最 大 且 初 期 工 程 量 大 石 门 也较 长 但 对 于 开 采 井 田 深 部 煤 层 及 井 通 延 伸 有 利 井 筒 位 于 井 田 中 部 时 煤 柱 尺 寸 稍 大 但 石 门 长 度 较 短 且 沿 石 门 的 运 输 工程 量 也 小 且 该 地 形 特 别 是 盆 地 所 以 三 种 方 案 井 筒 必 须 布 置 在 盆 地 中 间附 近 有 利 于 开 采 综 上 所 述 选 择 第 二 方 案 对 井 硐 形 式 和 数 目 等 的 选 择 已 在 前 面 叙 述 中 做 了 比 较 对 整 个 矿 井 的 开 拓 和 回采 等 工 作 是 否 合 理 需 进 一 步 进 行 比 较 本 井 田 地 形 为 盆 地 表 土 较 厚 确 定 采 用 立井 开 拓 根 据 井 添 条 件 和 设 计 规 范 的 规 定 本 井 田 划 分 为 二 个 水 平 阶 段 内 才 用 采区 式 准 备 综 合 考 虑 煤 层 情 况 选 用 分 层 集 中 大 巷 布 置 在26 煤 层 下 方 厚 岩 层 内 一 水 平开 采 用 做 运 输 大 巷 回 风 大 巷 由 26 煤 两 边 上 山 开 采 直 接 通 地 表 通 风 因 此 提 出 以 下三 个 方 案 一 方 案 井 硐 布 置 在 13与 14号 勘 探 线 之 间 一 水 平 布 置 在 550m 采 用 上 山 开 采 二 水 平 布 置 在 850m采 用 上 下 山 才 采 用 立 井 延 伸 完 成 二 水 平 的 接 续 见 图3 8 二 方 案 井 硐 布 置 及 一 水 平 开 采 与 一 方 案 相 同 二 水 平 布 置 在 650m采 用 上 下 山 开 采 利 用 暗 斜 井 完 成 一 水 平 和 二 水 平 的 接 续 见 图3 9 三 方 案 为 了 二 水 平 的 开 采 方 便 及 井 田 的 接 续 工 作 将 井 硐 布 置 在 井 田 的 较 深部 水 平 布 置 同 一 方 案 采 用 立 井 延 伸 开 采 二 水 平 见 图3 10 二 水 平 一 水 平 图 3 8 方 案 一 示 意 图 15 三 水 平 二 水 平 一 水 平 图 3 9 方 案 二 示 意 图 二 水 平 一 水 平 图 3 10 方 案 三 示 意 图 表 3 2 方 案 比 较 表 方 案 一 方 案 二 立 井 开 凿 2 200 6000 10 4 240 0 主 暗 斜 井 开 凿 750 2100 10 4 157 5 石 门 开 凿 700 1600 10 4 112 0 副 暗 斜 井 开 凿 750 2300 10 4 172 5基 建 费 万 元 井 底 车 场 1000 1800 10 4 180 0 上 下 斜 井 车 场 300 500 1800 10 4 144 小 计 532 0 小 计 474 立 井 1 2 2321 19 0 暗 斜 井 1 2 2321 19 0 87 0 4 方 案 项 目 16 开 凿 5 0 8 114 1 提 升 8 1163 19生 产 费 万 元 石 门 运 输 1 2 2321 19 0 8 0 381 848 99 立 井 提 升 1 2 2321 19 0 275 1 02 781 31 小 计 1963 16 小 计 1944 5 总 计 1495 16 2438 5 方 案 一 和 方 案 二 的 区 别 在 于 二 水 平 接 续 采 用 立 井 延 伸 还 是 暗 斜 井 两 方 案 的 生产 系 统 较 简 单 可 靠 两 方 案 相 差 160万 元 并 且 方 案 一 的 提 升 排 水 工 作 环 节 少 人员 上 下 方 便 在 方 案 二 中 未 记 入 暗 斜 井 上 下 部 车 场 的 石 门 运 输 费 用 以 及 在 通 风 方面 方 案 一 优 于 方 案 二 所 以 选 用 一 方 案 对 于 方 案 一 于 方 案 三 同 样 进 行 经 济 比 较 入 下 所 示 祥 见 表3 3和 表 3 4 表 3 3 建 井 工 程 量 项 目 方 案 一 方 案 三 主 井 井 筒 m 517 20 517 20 副 井 井 筒 517 5 517 5 井 底 车 场 m 1000 1000 主 石 门 m 300 运 输 大 巷 m 2500 2500 表 3 4 基 建 费 用 方 案 一 方 案 三 工 程 量 m 单 价 元 m 1 费 用 万 元 工 程 量 m 单 价 元 m 1 费 用 万 元 主 井 井 筒 537 6000 322 2 537 6000 322 2 副 井 井 筒 537 6000 322 2 537 6000 322 2 井 底 车 场 1000 1800 180 1000 1800 180 主 石 门 300 1600 480 运 输 大 巷 2500 1600 400 2500 1600 400 小 计 1224 4 1704 4 通 过 上 面 的 比 较 可 以 看 出 方 案 一 优 于 方 案 三 并 且 方 案 一 的 提 升 排 水 工 作 环节 少 方 案项 目 17 人 员 上 下 方 便 因 此 选 用 一 方 案 3 2 2 开采数目及水平标高 开 采 水 平 的 划 分 受 很 多 因 素 的 影 响 不 仅 受 地 址 条 件 的 约 束 同 时 也 要 考虑 到 现 有 的 机 械 水 平 和 开 采 技 术 水 平 综 合 考 虑 对 矿 井 进 行 水 平 划 分 煤 层 赋 存 为 倾 斜 状 态 时 一 般 又 浅 部 向 深 部 开 采 以 达 到 工 程 量 少 建 设速 度 快 早 达 产 投 资 省 成 本 低 的 效 果 根 据 煤 层 的 赋 存 条 件 和 倾 斜 长 度 一 个 井 田 可 以 单 水 平 开 采 亦 可 以 多 水 平 开 采 从 上 往 下 逐 水 平 开 采 每 个 开 采 水 平 设 井 底 车 场 和 运 输 大 巷 供 该 水 平 各 采 区 煤的 外 运 辅 助 运 输 和 通 风 用 在 条 件 适 宜 时 应 该 优 先 考 虑 使 用 上 下 山 开 采 本 设 计 井 田 水 平 标 高 的 确 定 主 要 考 虑了 以 下 几 个 因 素 1 合 理 的 水 平 服 务 年 限 2 煤 层 赋 存 条 件 及 地 质 构 造 3 生 产 成 本 4 水 平 接 替 5 井 底 车 场 及 其 主 要 硐 室 的 位 置 应 尽 量 处 于 较 好 的 岩 层 内 根 据 上 述 因 素 本 设 计 井 田 设 计 提 出 如 下 两 个 水 平 标 高 划 分 方 案 方 案 一 井 田 划 分 三 个 阶 段 布 置 两 个 开 采 水 平 一 水 平 标 高 550 m 垂 高 350 m 采 用 上 山 开 采 二 水 平 标 高 为 850 m 采 用 上 下 山 开 采 方 案 二 井 田 划 分 三 个 开 采 水 平 一 水 平 标 高 450 m 二 水 平 标 高 650 m 三 水 平 标 高 850 m 各 水 平 均 采 用 上 山 开 采 两 方 案 示 意 图 如 下 一 水 平二 水 平 图 3 4 方 案 1示 意 图 二 水 平 一 水 平三 水 平 18 图 3 5 方 案 2示 意 图 一 方 案 优 点 一 水 平 布 置 在 550m 建 井 工 期 较 短 建 井 速 度 快 达 产 早 二水 平 布 置 在 850m 通 过 立 井 延 伸 对 二 水 平 进 行 开 采 节 省 工 程 量 投 资 少 缺 点 对 二 水 平 的 开 采 需 要 较 大 的 准 备 工 程 量 需 要 对 二 水 平 的 接 续 提 早 准 备 以 免 影 响 接 续 二 方 案 优 点 一 水 平 的 开 采 同 一 方 案 没 有 大 的 差 别 三 个 水 平 的 开 采 对 每 个 水 平 的 准 备 工 程 量 较 平 均 接 续 简 单 缺 点 二 水 平 和 三 水 平 的 开 采 虽 然 准 备 时 期 工程 量 较 平 均 但 总 的 工 程 量 较 大 投 资 大 巷 道 等 的 掘 进 量 远 超 于 一 方 案 所 以 采 用 方 案 一 3 2 3 开拓巷道的布置 开 拓 巷 道 是 指 为 全 矿 井 一 个 水 平 或 若 干 采 区 服 务 的 巷 道 如 井 筒 井 底 车 场 主 要 石 门 运 输 大 巷 和 回 风 大 巷 或 总 回 风