采區(qū)巷道布置畢業(yè)設(shè)計

1、 中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（ 2013 屆）題 目 鄭煤集團(tuán)白坪煤礦 180萬噸/a 新井設(shè)計 系 別 礦業(yè)工程系 專業(yè)班級 采礦工程1班 學(xué)生姓名 x x x 指導(dǎo)教師 X X X 教務(wù)處制 2013年 5月 4 日目 錄1 礦井概括及井田地質(zhì)特征11.1 礦區(qū)概述11.1.1地理概況11.2 井田地質(zhì)特21.2.1 地質(zhì)特征21.2.2 構(gòu)造51.3 煤層特征61.3.1含煤概況61.3.2 可采煤層賦存特征72 礦井儲量、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限92.1 井田境界92.2 井田儲量102.2.1地質(zhì)儲量102.2.2 工業(yè)儲量112.2.3 可采

2、儲量112.3 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限142.3.1礦井生產(chǎn)能力的確定142.3.2礦井服務(wù)年限153 井田開拓173.1井田開拓的基本問題173.1.1井筒形式的確定173.1.2井筒位置的確定173.1.3開采水平的確定183.1.4運(yùn)輸大巷和井底車場的布置183.1.5礦井開拓延伸方案及階段劃分183.1.6方案比較193.2 井筒273.3 井底車場283.3.1主要開拓巷道283.4采區(qū)車場及主要硐室313.4.1采區(qū)上部車場選型313.4.2采區(qū)中部車場選型313.4.3采區(qū)下部車場選型323.4.4采區(qū)主要硐室324 采煤方法344.1 采煤工藝方式344.1.1采

3、煤方法的選擇344.1.2 回采工作面長度的確定344.1.3工作面的推進(jìn)方向和推進(jìn)度344.1.4綜放工作面的設(shè)備選型及配套354.1.5工作面端頭支護(hù)394.1.6循環(huán)圖表、勞動組織、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)394.1.7綜合機(jī)械化采煤過程中應(yīng)注意事項(xiàng)444.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)454.2.1采區(qū)走向長度的確定454.2.2確定區(qū)段斜長和區(qū)段數(shù)目454.2.3煤柱尺寸的確定464.2.4區(qū)段平巷的布置464.2.5采區(qū)內(nèi)工作面的接替順序474.2.6采區(qū)通風(fēng)、運(yùn)輸及其它系統(tǒng)474.2.7采區(qū)內(nèi)各種巷道的掘進(jìn)方法484.2.8采區(qū)生產(chǎn)能力484.2.9采區(qū)采出率494.3回采巷道布置494.3.

4、1區(qū)段平巷的布置494.3.2巷道掘進(jìn)方法504.3.3巷道支護(hù)方式504.3.4通風(fēng)驗(yàn)算505 礦井通風(fēng)與安全525.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇525.2 風(fēng)量計算及風(fēng)量分配535.2.1工作面風(fēng)量計算535.2.2掘進(jìn)通風(fēng)計算555.2.3硐室所需風(fēng)量585.2.4 礦井風(fēng)量595.2.5風(fēng)量分配605.3 全礦通風(fēng)阻力計算615.4 礦井最大阻力路線665.4.1主要風(fēng)機(jī)選型685.4.2 選擇通風(fēng)機(jī)的基本原則685.4.3 主扇工作風(fēng)壓685.4.4 主扇的實(shí)際通過風(fēng)量695.4.5 主要通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)的確定695.4.6 主要通風(fēng)機(jī)選型705.5 電動機(jī)的選擇715.5.1對礦井主要通風(fēng)設(shè)

5、備的要求725.5.2對反風(fēng)、風(fēng)峒的要求726 礦井運(yùn)輸、提升及排水746.1礦井運(yùn)輸746.1.1井下運(yùn)輸設(shè)計的原始條件和數(shù)據(jù)746.1.2礦井運(yùn)輸系統(tǒng)746.1.3礦井運(yùn)輸設(shè)備選型應(yīng)遵循以下原則746.2采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇756.2.1工作面運(yùn)煤設(shè)備的選型756.2.2采區(qū)輔助運(yùn)輸設(shè)備的選型與設(shè)計786.3 大巷運(yùn)輸設(shè)備的選擇806.4 礦井提升826.4.1主副井提升826.4.2 副井提升設(shè)備的選擇857 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)86設(shè)計礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表86致謝88參考文獻(xiàn)89摘 要鄭煤集團(tuán)白坪煤礦礦井的新井設(shè)計，共分十章：礦區(qū)概況和井田地質(zhì)特征，井田境界及儲量，礦井工作制度和設(shè)計生產(chǎn)能力，

6、井田開拓，準(zhǔn)備方式采區(qū)巷道布置，采煤方法，礦井運(yùn)輸、提升，礦井通風(fēng)，礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。本礦井總面積30.8 k，井田走向平均7.5 km，傾向平均約4km，井田內(nèi)可采煤層為2號煤層，平均厚度分別為4.5m。煤層賦存穩(wěn)定，大致在120 140之間，傾角平均13，為緩傾斜煤層。本井屬于低瓦斯礦井，煤塵有爆炸危險，有自然發(fā)火傾向。本礦井工業(yè)儲量18711萬噸，可采儲量13363.6萬噸。設(shè)計生產(chǎn)能力為180萬噸/年，服務(wù)年限為53年。工作制度為“三八制”。礦井為煤層三水平立井開拓，主井用來提煤，副井用來提升設(shè)備和人員。開拓一水平布置在+50m，二水平布置在-200m，三水平布置在-400m。采煤

7、方法為傾斜長壁綜合機(jī)械化開采。礦井只有一個工作面生產(chǎn)，采用綜采工作面，年生產(chǎn)能力180萬噸，工作面長214m。煤的運(yùn)輸采用膠帶運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸采用礦車。礦井通風(fēng)為兩翼對角式。關(guān)鍵詞：斜井開拓；長壁采煤；綜采放頂煤；錨桿支護(hù)；礦井設(shè)計 1 礦井概括及井田地質(zhì)特征1.1 礦區(qū)概述1.1.1地理概況（1）交通位置白坪礦井位于河南省登封煤田西部，東與新登井田相鄰，西與新新井田接壤，地理座標(biāo)為東徑11300001130904，北緯341805342304。井田東西走向長約7.5km，南北傾斜寬4km，井田面積約30km2。區(qū)域交通主要為公路，以登封市為起點(diǎn)，南至白坪鄉(xiāng)26km，東北距鄭州75km，西北距洛

8、陽市80km，東南至許昌100km，東至京廣線密縣支線密縣站50km，西南至焦枝線臨汝鎮(zhèn)約60km，均有柏油公路，交通方便。圖1-1 交通位置示意圖（2）地形、地貌及水系白坪井田位于嵩箕山區(qū)中段南部，屬構(gòu)造剝蝕低山丘陵區(qū)，北部為低山區(qū)，南部為丘陵區(qū)，西部為山地，東部受構(gòu)造影響，溝谷發(fā)育，地形復(fù)雜。區(qū)內(nèi)東部有穎河，雙洎河屬淮河水系，西部有伊河上游支流白降河，為黃河水系。井田內(nèi)地表水體主要為白江河及券門水庫，白江河為一季節(jié)性河流，旱季斷流，雨季暴漲暴落。券門水庫位于井田中部，匯水面積45km2，總庫容1713萬m3，最大泄洪流量908m3/s，最高洪水位標(biāo)高349.25m。（3）氣象與地震 本區(qū)屬

9、暖溫帶大陸性氣候區(qū)，據(jù)登封縣氣象站（19701992）觀測資料，歷年平均降水量626.9m，年最大降水量909.2mm，年最小降水量428.1mm，歷年平均蒸發(fā)量1833.2mm，年最大蒸發(fā)量2297.3mm，年最小蒸發(fā)量1637.8mm，歷年平均氣溫13.63，最高氣溫40.5，最低氣溫-14.1，相對濕度平均64.8，最大積雪深度20cm，歷年最大凍土深度25cm，最大風(fēng)速2440m/s。地震：據(jù)河南地震局資料，本區(qū)地震烈度小于六度。1.2 井田地質(zhì)特 1.2.1 地質(zhì)特征登封煤田地層區(qū)劃屬華北地層區(qū)，豫西分區(qū)嵩箕小區(qū)。井田出露地層自老至新有：寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系、第三和

10、第四系。各時代地層由老至新簡述如下： 寒武系上統(tǒng)(3)出露于井田南部及東部，為一套海相碳酸鹽巖沉積。 崮山組(3g)上部以灰深灰色、厚巨厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r為主；下部為淺灰色中厚厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r夾鮞狀白云巖，局部具溶蝕現(xiàn)象，厚度86189m，平均91m。 長山組(3c)由淺灰灰色，薄中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r組成，局部夾泥質(zhì)條帶，含燧石結(jié)核，表面具溶蝕現(xiàn)象。厚度為109213m，平均128m。 奧陶系中統(tǒng)馬家溝組(O2m)僅在113勘探線以東有零星出露。井田內(nèi)揭露厚度038.22m，平均19m。巖性主要為厚層角粒狀石灰?guī)r，隱晶質(zhì)，局部夾泥質(zhì)灰?guī)r，底部為泥巖。 石炭系上統(tǒng)(C3) 本溪組(C3b)由

11、鋁質(zhì)巖、鋁質(zhì)泥巖組成，具鮞、豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，含黃鐵礦結(jié)核及團(tuán)塊，局部含植物化石。屬瀉湖海灣相沉積，層位穩(wěn)定，對比可靠，為井田標(biāo)志層之一。厚度為2.9325.89m，平均10m。太原組(C3t)主要由石灰?guī)r、泥巖、細(xì)中粒砂巖及煤組成，厚度為37.7288.14m，平均57m。 二疊系(P)下統(tǒng)山西組(P1s)主要由泥巖、粉砂巖、中粒砂巖及煤組成，為本區(qū)主要含煤地層，其中下部的二1煤層為本井田主要可采煤層。厚度為59.79103.94m，平均76m。下統(tǒng)下石盒子組(P1x)下起于砂鍋窯砂巖底界面，上止于田家溝砂巖底界面。由中粗粒砂巖、粉砂巖、含紫斑泥巖及煤組成，厚度293356.22m，平均308m。含

12、三六四個煤段，其中五煤段中部的五3煤層局部可采。上統(tǒng)上石盒子組(P2S)上止于平頂山砂巖底界面，由中、粗粒砂巖、粉砂巖、泥巖及煤組成，厚度212.3242.78m，平均224m。含七、八、九三個煤段。上統(tǒng)石千峰組(P2sh)按其巖性及組合特征，自上而下劃分為四段，總厚度285.64343.40m，平均309m。一段(P2sh1)平頂山砂巖段：為厚巨厚層狀中、粗粒長石石英砂巖，中下部夾0.534.70m泥巖、粉砂巖，偶含植物碎片化石，具大型板狀交錯層理。本段砂巖堅硬，常形成單面山地形。厚度54.3198.10m，平均69m。二段(P2sh2)：為細(xì)、中粒砂巖夾灰綠、紫紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖，厚度43

13、.3168.66m，平均54m。三段(P2sh3)：灰綠、紫紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖，夾細(xì)、中粒砂巖及薄層泥灰?guī)r。厚度80.5093.46m，平均89m。四段(P2sh4)：灰黃、灰綠、紫紅色粉砂巖、細(xì)粒砂巖，夾薄層礫屑灰?guī)r；底部細(xì)粒砂巖風(fēng)化后呈蜂巢狀。厚度90.94107.57m，平均97m。 三疊系下統(tǒng)(T1)出露于井田北部，由劉家溝組及和尚溝組組成。主要巖性為細(xì)中粒石英砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖。其最大厚度分別為305.82m和357.71m。下第三系(E)在井田北東隅有零星出露。鉆孔穿見厚度265.20m，其巖性為紅色粉砂巖和泥巖，泥巖中含少量綠斑。第四系(Q)井田內(nèi)分布于沖溝兩側(cè)、小河、平地、山

14、麓及平緩的山坡等地帶。厚度為028.20m，平均7m。由黏土、砂質(zhì)黏土及礫石組成。詳見井田地層表表1-1。表1-1井田地層表地層系統(tǒng)厚度m平均巖性特征界系統(tǒng)組新生界KZ第四系Q 07.00由粘土、砂質(zhì)粘土、含礫砂質(zhì)粘土及礫石組成下第三系R陳宅溝組EC11504孔，厚265.20巖性為紅色粉砂巖和泥巖中生界MZ三疊系T下統(tǒng)T1和尚溝組T1h一段T1h1190 149.83上部為紫紅，暗紅色泥巖，下部為灰綠紫紅色中粒砂巖夾泥巖及礫質(zhì)灰?guī)r薄層二段T1h2124劉家溝組T11一段T1h110404孔，厚129.62上部為紫紅色泥巖，砂質(zhì)泥巖夾細(xì)砂巖薄層及透鏡狀礫質(zhì)灰?guī)r，下部為紫紅色中、細(xì)粒砂巖（俗稱金

15、斗山砂巖）二段T1h2124古生界PZ二疊系P上統(tǒng)P2石千峰組P2sh一段P2sh69上部為灰黃色、紫色粉、細(xì)粒砂巖及泥巖，夾數(shù)層礫屑灰?guī)r，中上部為紫紅色泥巖，含鈣質(zhì)結(jié)核，中下部為淺灰、灰白色中、細(xì)粒砂巖夾灰綠色、紫紅色泥巖，下部為淺灰灰白色中、粗粒砂巖（平頂山砂巖）一段P2sh254一段P2sh389一段P2sh497下石盒子組P2S224由灰白淺灰色中、粗粒砂巖，粉砂巖，泥巖和煤組成，劃分79三個煤段。下統(tǒng)P1下石盒子組P1X308灰綠、淺灰、深灰色泥巖，中細(xì)粒砂巖，劃分36四個煤段，含煤13層，其中五3局部可采山西組P1S76深灰泥巖、中細(xì)粒砂巖及煤層，為二煤段，含煤5層，其中二1煤全區(qū)

16、可采石炭系C上統(tǒng)C3太原組C3t57灰、深灰色石灰?guī)r（89層）、泥巖、中、細(xì)粒砂巖頂面具硅質(zhì)、菱鐵質(zhì)泥巖，為一煤段，含煤9層，一3煤局部可采本溪組C3b10淺灰深灰色豆?fàn)罴磅b狀鋁質(zhì)巖，鋁質(zhì)泥巖，含黃鐵礦。奧陶系Q中統(tǒng)O2馬家溝組O2m灰、深灰色及蘭灰色石灰?guī)r，具角礫狀，底部薄層泥灰?guī)r寒武系上統(tǒng)3長山組3c128淺灰、灰黃色白云質(zhì)灰?guī)r，夾泥質(zhì)條帶，含燧石結(jié)核崮山組3g灰、深灰色厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，鮞狀白云巖1.2.2 構(gòu)造在區(qū)域構(gòu)造體系中，本區(qū)位于華北板塊南緣嵩箕構(gòu)造區(qū)嵩箕斷隆的西南部。本構(gòu)造區(qū)主要經(jīng)歷了印支、早燕山、早喜山三期構(gòu)造運(yùn)動，其構(gòu)造運(yùn)動形成的構(gòu)造形跡依次疊加，構(gòu)成本區(qū)當(dāng)今的構(gòu)造格架。本

17、井田位于登封煤田穎陽蘆店向斜的南翼東段，由于受多期不同形式區(qū)域構(gòu)造的影響，堅硬巖層之間的軟弱巖層出現(xiàn)了面狀滑動。在井田內(nèi)產(chǎn)生了沿山西組二1煤層附近的層間滑動，使煤層經(jīng)歷了剪切、擠壓、破碎、滑移、流變的全過程，導(dǎo)致二1煤層頂、底板不協(xié)調(diào)褶曲，煤厚局部突變，原生結(jié)構(gòu)、構(gòu)造被破壞，形成碎粒狀、粉粒狀、磷片狀的構(gòu)造煤。井田整體為向北傾斜的單斜構(gòu)造，構(gòu)造形跡以正斷層為主。102勘探線以西為單斜，地層傾角較大，一般在2530之間，斷層稀少；以東地層走向逐漸向北東偏轉(zhuǎn)，傾向北西，傾角1015，正斷層較多，并發(fā)育寬緩褶曲；井田中部發(fā)育有白坪滑動構(gòu)造；二1煤層附近普遍發(fā)育層間滑動構(gòu)造。1、褶曲構(gòu)造新峰背斜：位于

18、井田東部，為一寬緩的短軸背斜，軸線走向近東西，井田內(nèi)長6km，在郭家門被F94斷層錯開。由寒武系、奧陶系、石炭系及二疊系地層組成，在二1煤層底板等高線圖上其鞍部位于110113勘探線之間。軸部地層傾角平緩，一般10；北翼保存較好，地層傾向340左右，傾角1020；南翼被箕F7、箕F10、箕F59等斷層切割，地層產(chǎn)狀變化較大，傾角15左右。鏊面山向斜：位于井田北東部，向北東仰起，軸線走向近東西，井田內(nèi)長2.5km，并被箕F32、箕F21斷層錯開。軸部出露有二疊系上統(tǒng)石盒子組、石千峰組及三疊系地層，北翼被蘆F1、郜F(xiàn)2等斷層切割，地層傾向230左右，傾角1520；南翼傾向340，傾角15左右。2、

19、斷裂構(gòu)造井田內(nèi)共查明斷層21條(落差30m的有14條，30m的有7條)。其中，切割二1煤層的17條(落差30m的有13條，30m的有4條)。斷層按其展布方向分，近東西向和北東向的占主導(dǎo)地位，且主要分布在井田東部。井田構(gòu)造綱要見圖1-2-1；主要斷層見表1-2-2。3、白坪滑動構(gòu)造位于井田中部的98110勘探線之間，由主滑面為箕F27和次滑面箕F28、新F10、新F11、新F12、新F13等6條性質(zhì)相同、規(guī)模不等的低緩角度滑動斷層所組成。平面上呈橢園狀，剖面上為淺部陡、深部緩的疊瓦狀斷層組合，面積為6km2。1.3 煤層特征1.3.1含煤概況井田含煤地層為上石炭統(tǒng)太原組、下二疊統(tǒng)山西組和下石盒子

20、組及上二疊統(tǒng)上石盒子組，總厚度665m。劃分為九個煤段，共含煤33層，常見21層。煤層總厚度11.72m，含煤系數(shù)1.76。山西組二1煤為主要可采煤層，太原組一3煤及下石盒子組五3煤屬局部可采煤層，其余煤層均不可采或偶爾可采?？刹擅簩涌偤穸?.5m，可采煤層含煤系數(shù)1.0。1.3.2 可采煤層賦存特征井田一3、五3煤層局部可采，二1煤層全區(qū)可采，本礦井主要開采對象為二1煤層。二1煤層位于山西組下部，上距砂鍋窯砂巖（Ss）平均間距為65m，下距L7灰?guī)r31m。共196個點(diǎn)穿見，煤厚兩極值026.79m，平均5.30m，其中3.518m的煤厚點(diǎn)占35.7。煤層結(jié)構(gòu)簡單，189個見煤點(diǎn)中，屬于有夾矸

21、及分岔出的二12煤32孔，屬夾矸的20孔，分岔的12孔，含夾矸一層的16點(diǎn)，兩層的4點(diǎn)，夾矸厚度由0.020.70m，一般0.100.37m，平均0.24m。巖性為炭質(zhì)泥巖或泥巖。二1煤層屬較穩(wěn)定偏不穩(wěn)定型煤層，其厚度變化有以下變化特征：1、煤厚兩極值026.79m，特厚的煤厚為井田平均值的23倍以上，煤厚變化幅度大。2、煤層厚度局部具有突變的特點(diǎn)，不可采點(diǎn)均孤零分布，不可采點(diǎn)與最低可采點(diǎn)距離很近。3、井田大部分為3.518m的厚煤區(qū)，由西向東有逐漸增厚趨勢。二1煤層特征見表1-2。表1-2 二1煤層特征表含煤地層煤段編號煤層厚度（m）最小最大平均煤層矸 層數(shù) 厚度可采性穩(wěn)定性容重（t/m3）

22、頂?shù)装鍘r性頂板底板山西組二1026.795.30124全區(qū)可采屬較穩(wěn)定偏不穩(wěn)定型1.38大部分為細(xì)、中粒砂巖（俗稱大占砂巖），一般厚48m，西部邊緣及東部局部為中厚厚層狀泥巖、砂質(zhì)泥巖，一般12m。泥巖及砂質(zhì)泥巖屬極軟、松軟類型。二1煤屬低灰、特低硫、低磷、特高發(fā)熱量、高熔灰分，難選至極難選之貧煤，為良好的動力用煤，也可考慮作為高爐噴吹及氣化用煤。二1煤層煤質(zhì)特征見表1-3。表1-3 煤質(zhì)特征表煤層水份Mad灰分Ad全硫St,d磷Pd發(fā)熱量Qnet，v，d MJ/kg揮發(fā)分Vdaf灰熔點(diǎn)結(jié)渣性熱穩(wěn)定性可磨性HGI二10.913.950.790.02129.7613.391375171低低灰為主

23、特低為主次為低硫低特高低高熔中強(qiáng)中等易磨碎2 礦井儲量、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限2.1 井田境界在煤田劃分為井田時，要保證井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開發(fā)，煤田劃分為井田的原則：井田范圍內(nèi)的儲量、煤層賦存情況及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)。保證井田有合理尺寸。充分利用自然條件進(jìn)行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層、褶曲）等。合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井的關(guān)系。原設(shè)計根據(jù)中華人民共和國國土資源部2002年5月28日頒發(fā)的鄭州煤炭工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司白坪煤礦采礦許可證（證號為1000000210014），白坪煤礦開采二1煤層的礦區(qū)范圍由26個坐標(biāo)點(diǎn)控制。本次設(shè)計根據(jù)中華人民共和國

24、國土資源部2007年6月11日頒發(fā)的鄭州煤炭工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司白坪煤礦采礦許可證（證號為1000000720044），白坪煤礦開采二1煤層的礦區(qū)范圍由35個坐標(biāo)點(diǎn)控制，詳見表2-1-1。反映在二1煤層底板等高線圖上，其大致邊界為：西起87勘探線；東至115勘探線及117勘探線；北部(深部)以二1煤層-600m水平底板等高線及箕F32、郜F(xiàn)2斷層為界；南部箕F31斷層以西為二1煤層+150m等高線；箕F31斷層以東為箕F59、箕F7斷層為界。井田走向長7.5km，水平寬為4km，平均傾角為13度，傾斜長約4.1km，井田水平面積約30。井田的水平面積按下式計算： （2-1）式中： s井田的

25、水平面積，； H井田的平均水平寬度，； L井田的平均走向長度，km；則，井田的水平面積為：S = 4 7.5 = 30 井田傾斜面積表2-1 鄭煤集團(tuán)白坪煤礦開采范圍(坐標(biāo))拐點(diǎn)號XY拐點(diǎn)XY1380160238407962G3799670384163902380051538408370I37998513841649233800500384092101637997403841692043800250384091601738003763841855653800335384106501838012703841987063800500384106351938019703842114873800510

26、38411661203803930384197108380054038413026213804310384201509380047038413315223805125384178801038005503841375023380569038419745113800550384145202438051253841788012380055038415600A38037203841655013380033738415600B38044203841581014379989538415239C380328038414700L379986838416067D380256038415440H379971038

27、41606125380225038415140E37994283841606526380175038410300F379955438416435 2.2 井田儲量2.2.1地質(zhì)儲量根據(jù)白坪礦井田地質(zhì)勘探報告提供的煤層儲量計算圖計算；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(biāo)準(zhǔn)：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0.70.8m；依據(jù)國務(wù)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(fù)內(nèi)容要求：禁止新建煤層含硫份大于3%的礦井。硫份大于3%的煤層儲量列入平衡表外的儲量；儲量計算厚度：夾石厚度不大于0.05m時

28、，與煤分層合并計算，復(fù)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；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。煤層容重：煤層平均容重為。2.2.2 工業(yè)儲量井田范圍內(nèi)的煤炭儲量是礦井設(shè)計的基本依據(jù)，煤炭工業(yè)儲量是由煤層面積、容重及厚度相乘所得，其公式一般為：Zg=S MR (2-2)其中：Zg礦井的工業(yè)儲量； S井田的傾斜面積，； M煤層的厚度，4.5m； R煤的容重，；則：Zg=30.84.51.35 =187.11 Mt2.2.3 可采儲量礦井可采儲量為礦井工業(yè)儲量減去井田內(nèi)煤柱損失和開采損失后的儲

29、量。礦井安全煤柱為確保地面建筑物及工程設(shè)施和井下開采的安全，設(shè)計對井筒、大巷、工業(yè)場地、井田境界、村莊等留設(shè)安全煤柱，嚴(yán)格按建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程的要求進(jìn)行采煤設(shè)計。a 工業(yè)場地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱；b 各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用巖層移動角確定工業(yè)場地、村莊煤柱。巖層移動角為70，表土層移動角為50；c 維護(hù)帶寬度：風(fēng)井場地20m，村莊10m，其他15m；d 斷層煤柱寬度40m，井田境界煤柱寬度為50m；e 工業(yè)場地占地面積，根據(jù)煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文件修改決定的說明中第十五條，工業(yè)場地占地面積指

30、標(biāo)見表2-2。表2-2工業(yè)場地占地面積指標(biāo)井 型（萬t/a）占地面積指標(biāo)（公頃/10萬t）240及以上1.0120-1801.245-901.59-301.8礦井永久保護(hù)煤柱損失量a井田邊界保護(hù)煤柱 井田邊界保護(hù)煤柱留設(shè)50m寬，則井田邊界保護(hù)煤柱損失量為698.6萬t。b.工業(yè)廣場保護(hù)煤柱工業(yè)廣場按級保護(hù)留圍護(hù)帶寬度15m，工業(yè)廣場面積由表2-2確定，取12公頃。工業(yè)廣場保護(hù)煤柱如圖2.1。則工業(yè)廣場保護(hù)煤柱壓煤量為：194.3萬t。根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范第5-22條規(guī)定：工業(yè)廣場的面積為1.2平方公頃/10萬噸。本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為180萬噸/年，所以取工業(yè)廣場的尺寸為300m500m的長方

31、形。煤層的平均傾角為13，工業(yè)廣場的中心處在井田走向的中央，傾向中央偏于煤層中上部，其中心處埋藏深度為-450m，該處表土層厚度為85m，主井、副井，地表建筑物均布置在工業(yè)廣場內(nèi)。工業(yè)廣場按級保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為15m。本礦井的地質(zhì)掉件及沖積層和基巖層移動角見表2-3。表2-3巖層移動角煤層傾角（）煤層厚度（m）表土層厚（度/m）走向移動角（）下山移動角（）上山移動角（）表土層移動角（）134.58574727550由此根據(jù)上述以知條件，畫出如圖2-1所示的工業(yè)廣場保護(hù)煤柱的尺寸：由圖可得出保護(hù)煤柱的尺寸為： S=（上底+下底）高1/2 =（413.9+425）762.41/2 = 則：工業(yè)廣

32、場的煤柱量為： Zi=SMr (2-3)式中： Zi 工業(yè)廣場煤柱量； S 工業(yè)廣場壓煤面積； M 煤層厚度； R 煤的容重；則：Zi =319788.684.51.35 =194.3 萬t圖2-1工業(yè)廣場保護(hù)煤柱井筒保護(hù)煤柱主、副井井筒保護(hù)煤柱在工業(yè)廣場保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，風(fēng)井井筒保護(hù)煤柱在大巷保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，故井筒保護(hù)煤柱損失量為0。由此可知煤柱共計損失為： P=698.6+ 194.3=892.9萬t 礦井可采儲量Zk =(Zg-P)C (2-4)式中： Zk礦井可采儲量，萬t Zg礦井工業(yè)儲量，萬t P工業(yè)廣場、井田境界、河流、湖泊及建筑物等永久煤柱損失量 C表示采區(qū)采出率，厚煤層不小于0

33、.75；中厚煤層不小于0.80；薄煤層不小于0.85。 則： Zk=（18711-892.9）0.75 = 13363.6萬t2.3 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限按照煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范第223條規(guī)定，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力宜按年工作日330天計算，每天凈提升時間宜為16h。確定本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日330天計算，三八制作業(yè)（兩班半生產(chǎn)，半班檢修），每日兩班半出煤，凈提升時間為16小時。2.3.1礦井生產(chǎn)能力的確定礦井生產(chǎn)能力確定的合理與否，對保證礦井能否迅速投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)和盡早發(fā)揮投資效益至關(guān)重要。而礦井設(shè)計生產(chǎn)能力問題又是一個與井田地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、煤炭資源量及煤質(zhì)、煤層賦存條件

34、及建井條件、采掘機(jī)械化裝備水平等諸多因素有關(guān)的綜合問題。根據(jù)市場需求以及本井田的內(nèi)、外部建設(shè)條件等，綜合分析如下： 儲量豐富煤炭儲量是決定礦井生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)。本井田內(nèi)共有可采儲量13363.6萬t。 煤層開采技術(shù)條件優(yōu)越本井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，傾角平緩，煤層結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件、地質(zhì)構(gòu)造均簡單，兩煤層頂?shù)装鍘r性穩(wěn)定，開采技術(shù)條件較好，適宜綜合機(jī)械化開采。 煤層埋藏淺，開拓系統(tǒng)簡單本井田內(nèi)可采煤層宜用斜井開拓，系統(tǒng)簡單，建井工期短，投資省，見效快，是建設(shè)大型礦井的理想井田。綜上所述，從煤電一體、規(guī)模經(jīng)營和企業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益的角度出發(fā)，認(rèn)為礦井生產(chǎn)規(guī)模1.8Mt/a是可行的。2.3.2礦井服務(wù)年限礦井的

35、服務(wù)年限計算公式為： T=ZK/（AK） (2-5)式中：T計算服務(wù)年限，a； ZK可采儲量，Mt； A設(shè)計生產(chǎn)能力，Mt/a K儲量備用系數(shù)，取K=1.40井田可采儲量13363.6萬t的規(guī)模計算，考慮1.40的儲量備用系數(shù)，全礦井總服務(wù)年限為53年。下面通過對設(shè)計煤層開采能力、儲量條件及安全條件等因素對井型加以校核。礦井開采能力校核白坪礦礦區(qū)煤層為中厚煤層，煤層平均傾角為13，地質(zhì)構(gòu)造簡單，賦存較穩(wěn)定，根據(jù)現(xiàn)代化礦井的一礦一井一面的發(fā)展模式，可以布置一個綜放工作面的同時具有一個準(zhǔn)備工作面來保產(chǎn)。通風(fēng)安全條件的校核本礦井煤塵具有爆炸性瓦斯含量高，屬于高瓦斯礦井，水文地質(zhì)條件較簡單。礦井通風(fēng)采

36、用對角式通風(fēng)，有專門的風(fēng)井回風(fēng)，可以滿足通風(fēng)的要求。本井田內(nèi)僅存在一個小斷層，并且導(dǎo)水性很差，不會影響采煤工作。所以各項(xiàng)安全條件均可以得到保證，不會影響礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力。儲量條件校核井田的設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)于礦井的可采儲量相適應(yīng)，以保證礦井有足夠的服務(wù)年限。礦井服務(wù)年限的公式為：T=Zk/(AK) （2-6）其中：T礦井的服務(wù)年限，年；Zk礦井的可采儲量，13363.6萬t； A礦井的設(shè)計生產(chǎn)努力，180萬噸/年； K礦井儲量備用系數(shù)，取1.4。則：T=13363.6/（1801.4）=53（年）即本礦井的開采服務(wù)年限符合規(guī)范的要求。注：確定井型是要考慮備用系數(shù)的原因是因?yàn)榈V井每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定

37、的儲備能力，礦井達(dá)產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高，局部地質(zhì)條件變化，使儲量減少，有的礦井由于技術(shù)原因使采出率降低，從而減少儲量，為保證有合適的服務(wù)年限，確定井型時，必須考慮備用系數(shù)。第一水平服務(wù)年限校核表2-4 不同礦井設(shè)計生產(chǎn)能力時礦井服務(wù)年限表礦井設(shè)計生產(chǎn)能力（萬t/a）礦井設(shè)計服務(wù)年限（a）第一水平設(shè)計服務(wù)年限煤層傾角45600及以上7035300-5006030120-2405025201545-9040201515由本設(shè)計第3章井田開拓可知，第一水平開采范圍為+350+50m左右，結(jié)合本礦井的實(shí)際情況，確定第一水平的可采儲量為5011.35萬噸，則第一水平的服務(wù)年限的計算公式為：T1=5011.

38、35/(1801.4)=20(年)根據(jù)表2-4，本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為180萬t，煤層傾角平均為13，對應(yīng)第一水平服務(wù)年限為25年，即本設(shè)計第一水平的服務(wù)年限基本符合礦井設(shè)計規(guī)范的的要求。3 井田開拓3.1井田開拓的基本問題3.1.1井筒形式的確定本井田地面標(biāo)高+435m，煤層可采線在+350m處，表土層平均厚度85m，水文地質(zhì)條件比較簡單，第一水平采用立井開拓。根據(jù)礦井提升的需要與本礦的地質(zhì)條件及煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，在本井田的中上部設(shè)立主副井筒各一個。主井用來提升煤炭，副井用來運(yùn)送人員、材料、矸石及通風(fēng)等。本礦井設(shè)計能力較大，屬于大型礦井。井田的走向長度比較長，平均為7.5km，故采用對角式通

39、風(fēng)，設(shè)計有專門的回風(fēng)井：東風(fēng)井和西風(fēng)井，擔(dān)負(fù)整個礦井的回風(fēng)任務(wù)。3.1.2井筒位置的確定井筒位置的確定原則有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門的工程量要盡量少；有利于首采采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)要盡量少遷村或不遷村；井田兩翼的儲量基本平衡；井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破壞帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；工業(yè)廣場應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水的威脅；工業(yè)場地宜少占耕地，少壓煤；水源、電源較進(jìn)，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。井筒位置的確定本礦井井田形狀比較規(guī)則且儲量分布均勻，井田的走

40、向走向中央即儲量中央，因此主副井筒的有利位置在井田走向中央，以形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井田。風(fēng)井井口位置的選擇應(yīng)在滿足通風(fēng)條件的前提下，與提升井筒的貫通位置最短，并利用各種煤柱以減少保護(hù)煤柱的損失。本礦井的風(fēng)井打在風(fēng)氧化帶保護(hù)煤柱中，且采用對角式通風(fēng)。3.1.3開采水平的確定本礦井煤層露頭標(biāo)高+350m，煤層埋藏最深處達(dá)-450m，垂直高度達(dá)800m，因此必須采用多水平開采。根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高為200350m，針對于本礦井的實(shí)際條件，決定煤層的階段垂高為250m左右，所以本礦井采用三水平開采最為合適。對于本礦井開采水平的確定，可考慮劃分為三個水平。選用三個水

41、平時，需用暗斜井延伸第三水平；或者直接用立井延伸。3.1.4運(yùn)輸大巷和井底車場的布置運(yùn)輸大巷的布置由于本井田煤層埋藏比較淺，沖擊地壓比較小，設(shè)計可采煤層的厚度為4.5m，且運(yùn)輸大巷可備下階段回風(fēng)用，為了使大巷不受煤層開采的影響，所以將大巷布置在煤層底板下方30m處的砂巖中。其優(yōu)點(diǎn)是巷道維護(hù)條件好，維護(hù)費(fèi)用低，巷道施工按要求保持一定方向和坡度；在開采上下階段時可跨大巷開采，不留設(shè)保護(hù)煤柱，減少煤柱損失，同時便于設(shè)置煤倉。井底車場的布置由于井底車場一般要為整個礦井服務(wù)，服務(wù)年限長，故要布置在較堅硬的巖層中。本礦井布置位置可以選擇在煤層頂板或煤層底板中。煤層頂板為中硬的砂泥巖地板為堅硬的砂巖，后者相

42、對于前者維護(hù)費(fèi)用較低，但基建費(fèi)用比較高，且井底車場的位置要與礦井的開拓方式相適用，需要進(jìn)行技術(shù)與經(jīng)濟(jì)比較，以選擇最優(yōu)方案。3.1.5礦井開拓延伸方案及階段劃分礦井開拓延伸方案本礦井開拓延伸可以考慮以下兩種方案：立井延伸；暗斜井延伸。采用立井延伸時，可以充分利用原有的各種設(shè)備和設(shè)施，提升系統(tǒng)單一，轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)少，經(jīng)營費(fèi)用底，管理較方便。但采用這種方法延伸時，受奧陶系含水層的限制，致使井筒同時擔(dān)任生產(chǎn)和延伸任務(wù)，施工與生產(chǎn)相互干擾，立井接井時技術(shù)難度較大，礦井將短期停產(chǎn)，延伸兩個井筒施工組織復(fù)雜，為延伸井筒需要掘進(jìn)一些臨時工程，延伸后提升高度增加，能力下降，可能需要更換提升設(shè)備。采用暗斜井延伸時，原有

43、井筒的位置、水平的劃分，上山或上下山開采的確定都不受奧陶系承壓含水層的影響。系統(tǒng)比較簡單且生產(chǎn)能力大，可充分利用原有井筒能力，同時生產(chǎn)和延伸相互干擾較小。其缺點(diǎn)是增加了提升運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備，通風(fēng)系統(tǒng)較復(fù)雜。階段劃分本礦井的開拓方式為三水平開采。開采三水平時，一、二、三水平考慮到角度大不能用下行風(fēng)和涌水量大等因素，決定全上山開采。其主要參數(shù)如表3-1。表3-1 階段主要參數(shù)階段數(shù)目(個)水平面積()可采儲量(萬t)服務(wù)年限(a)三一13336095.35011.3520二7245413417616三72454124176173.1.6方案比較方案說明根據(jù)前述各項(xiàng)決定，本井田在技術(shù)上可行的開拓方案有

44、下列四種。如圖3-1所示。(a)(b)(c)(d)圖3-1 技術(shù)上可行的四種開拓方案a立井三水平，雙立井延伸第二、三水平，一、二、三水平都上山開采；b立井三水平，雙暗斜井延伸第三水平，一、二、三水平都上山開采；c主斜副立三水平，主井二、三水平用立井延伸，一、二、三水平都上山開采；d主斜副立暗斜井延伸三水平，主井二水平用立井延伸，三水平用暗斜井延伸，一、二、三水平都上山開采；開拓方案技術(shù)比較對以上敘述的四種可行技術(shù)方案所需費(fèi)用粗略估算如表3-2、3-3所示。表3-2 白坪礦開拓方案基建費(fèi)粗略比較表項(xiàng) 目數(shù)量(10m)基價(元)費(fèi)用(萬元)費(fèi)用(萬元)方案一主井開鑿表土段8.50 9463680.

45、44 581.41 基巖段7566796500.97 副井開鑿表土段8.511447597.30 760.63 基巖段76.287051663.33 井底車場巖巷300463831391.49 1391.49 一水平石門巖巷10731851340.81 340.81 二水平石門巖巷29031851923.68 923.68 三水平石門巖巷500318511592.55 1592.55 小計5590.57 項(xiàng) 目數(shù)量(10m)基價(元)費(fèi)用(萬元)費(fèi)用(萬元)方案二主井開鑿表土段8.50 9463680.44 504.60 基巖段63.566796424.15 副井開鑿表土段8.51144759

46、7.30 641.37 基巖段62.587051544.07 井底車場巖巷10046383463.83 463.83 一水平石門巖巷10831851343.99 343.99 二水平石門巖巷28331851901.38 901.38 小計2855.17 后期基建費(fèi)用(萬元)主井開鑿斜井段768.5547424206.92 4206.92 副井開鑿斜井段789.4547424321.33 4321.33 小計8528.26 基建費(fèi)用(萬元)小計11383.43 項(xiàng) 目數(shù)量(10m)基價(元)費(fèi)用(萬元)費(fèi)用(萬元)方案三主井開鑿巖巷3468.50 71221.00 24703.00 24703.

47、00 副井開鑿表土段8.511447597.30 760.63 基巖段76.287051663.33 井底車場巖巷300463831391.49 1391.49 一水平石門巖巷91.931851292.71 292.71 二水平石門巖巷155.9331851496.65 496.65 三水平石門巖巷287.431851915.40 915.40 小計28559.89 項(xiàng) 目數(shù)量(10m)基價(元)費(fèi)用(萬元)費(fèi)用(萬元)方案四主井開鑿巖巷3468.50 71221.00 24703.00 24703.00 副井開鑿表土段8.511447597.30 564.77 基巖段53.787051467

48、.46 井底車場巖巷300463831391.49 1391.49 一水平石門巖巷82.731851263.41 263.41 二水平石門巖巷16231851515.99 515.99 小計27438.66 表3-3 白坪礦開拓方案生產(chǎn)費(fèi)粗略比較表方案一立井提升系數(shù)煤量(萬t)提升高度(km)基價(元/t.km)費(fèi)用第一水平1.25011.30.3851.63704.35 第二水平1.241760.6211.64979.13 第三水平1.241760.8341.66686.95 排水涌水量(m3)時間(h)服務(wù)年限(年)基價(元/t.km)9060.89 6978760530.28石門運(yùn)輸系數(shù)煤量(萬t)平均運(yùn)距(km)基價(元/t.km)一水平石門1.25011.30.620.41491.36 第二水平1.241761.50.43006.72 第三水平1.241762.50.45011.20 小計33940.60 方案二立井提升系數(shù)煤量(萬t)提升高度(km)基價(元/t.km)第一水平1.25011.30.3851.63704.35 第