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1、采矿专业毕业论文某煤矿厂矿井初步设计 摘 要本设计的井田面积为39平方千米年产量45万吨井田内煤层赋存比较稳定煤层倾角28平均煤厚32m整体地质条件比较简单在井田范围东部和中央均有断层发育沼气和二氧化碳含量相对不高涌水量也不大根据实际的地质资料情况进行井田开拓和准备方式的初步设计该矿井决定采用立井家暗斜井二水平开采设计采用爆破采煤一次采全高回采工艺走向长壁采煤法用全部跨落法处理采空区并对矿井运输矿井提升矿井排水和矿井通风等各个生产系统的设备选型计算以及对矿井安全技术措施和环境保护提出要求完成整个矿井的初步设计矿井全部实现机械化采用先进技术和借鉴已实现高产高效现代化矿井的经验实现一矿一面高产高效
2、矿井从而达到良好的经济效益和社会效益关键词立井倾斜长壁一次采全高爆破采煤高产高效AbstractThis design well field area is 39 square kilometers the annualoutput 450000 tons In the well field the coal bed tax saves quitestably the coal bed inclination angle 28 average coal thick 32mthe overall geological condition quite is simple and central h
3、as thefault growth east the well field scope The methane and the dioxide carbon content relative are not highwells up the water volume not to be big Carries on the well fielddevelopment and the standby mode preliminary design according to theactual geological data situation this mine pit decided use
4、s verticalshaft inside slope two levels mining the design uses the demolitionto mine coal time picks entire Gao Huicai the craft moves towards thelong wall mining coal method with all cross falls law processing topick the depletion region And to the mine pit transportation the mine hoist the mine pi
5、tdrains water and ventilates and so on each production system theequipment shaping computation as well as sets the request to the minepit security technology measure and the environmental protectioncompletes the entire mine pit the preliminary design The mine pitcompletely realizes the mechanization
6、 uses the advanced technologyand the model has realized the high production highly effectivemodernization mine pit experience realizes an ore high productionhighly effective mine pit thus to achieve the good economic efficiencyand the social efficiency at the same timeKey word vertical shaft incline
7、 long wall full-seam miningdemolition mining coal high yield highly active目 录前 言11 矿区概况及井田地质特征211矿区概况212井田地质特征513煤层及煤质714水文地质特征815煤炭产品的供求现状112 矿井储量年产量及服务年限1321井田境界1322井田储量1323矿井年储量及服务年限183 井田开拓1931概述1932井田开拓1933井筒特征2534井底车场2835开采顺序及采区回采工作面的配置4036井巷工程量和建井周期424 采煤方法4541采煤方法的选择4542采区巷道布置及生产系统4543回采工艺设计
8、525 矿井运输提升及排水5651矿井运输5652矿井提升6353矿井排水736 矿井通风与安全技术措施8461矿井通风系统的选择8462风量机算及风量分配8663全矿通风阻力计算9164扇风机选型9565矿井安全技术措施987 矿山环保10171矿山污染源概述10172矿山污染源的防治10273地表塌陷及生态保护措施104结 论105致 谢106参考文献107前 言本次毕业设计是据在湖北省黄石市黄石工矿集团胡家湾煤矿进行的毕业实习中所收集的矿井生产图纸和资料并作了一些改动以后对矿井进行的初步设计采矿工程毕业设计是采矿工程专业全部教学进程中的最后一个环节作为对大学生在学校的最后一次综合性的知识
9、技能考查它主要是考查学生这四年来对基础知识及其专业知识的掌握情况使学生学会自我思考自行设计在设计过程中把所学的理论知识与实践经验综合起来应用这样达到了对理论知识温故而知新的作用同时也学到了一些实际生产过程中的经验设计的过程就是一个不断认识和学习的过程在本次设计过程中认真贯彻矿产资源法煤炭法煤炭工业技术政策煤炭安全规程煤炭工业矿井设计规范以及国家其它发展煤炭工业的方针政策积极采用切实可行高产高效的先进技术与工艺力争自己的设计成果达到较高水平本设计以实践教学大纲及指导书为依据严格按照安全规程的要求采用工程技术语言对矿井的开拓准备运输提升排水通风等各个生产系统进行了初步设计由于时间关系和设计者水平有
10、限设计中失误之处在所难免敬请审阅老师给予批评指正1 矿区概况及井田地质特征11矿区概况com置与交通胡家湾矿区位于湖北省黄石市西塞山区距市中心约5公里矿区距武黄公路05km且紧邻黄石火车西站有专用铁路线073km交通较为方便详见图1-1-1交通位置图南起黄荆山向斜轴北至武武汉黄黄石铁路西起李家坊断层东迄郭家花园断层与袁仓煤矿相毗邻矿井东西长约3km南北宽13km面积约39km2胡家湾煤矿位于黄石市西塞山区胡家湾村行政区划隶属西塞山区管辖是黄石市所属煤矿企业性质为为国有企业交通位置图见图111com境本区属低山丘陵区地势南高北低黄荆山脉为地表分水岭地表最高处黄荆山44643m两侧沟谷较平坦最低2
11、0m相对高差42643m地表植被盛荫地表水经张家湖流入长江地表水排泄条件尚佳黄石市地理座标东经1143011515北纬29523020地形南北两侧高中间为一近东西走向的山间洼地东部临江环湖其中南侧和北侧西段为低山丘陵地形山峰标高由232470米四峰山最高标高4858米相对高差由200400米以上北侧东段为丘陵残丘地形丘顶标高150200米山坡平缓无明显的脊岭线中间为低尘缓丘地形西窄东宽地面起伏差一般不超过20米以岭状岗地为主镶嵌有孤立残丘丘顶标高50100米东部为湖盆区和河谷阶地地形地势低洼平坦地面标高20米以下黄石市位于亚热带潮湿气候区气候特点是冬冷夏热四季分明雨量充沛多年平均气温17年平均
12、降水量为13826毫米正常年份降水量在10001700毫米之间最大年降水量21801毫米降水主要集中在每年的48月多年平均蒸发量略高于降水量区内地表水资源丰富主要水域均分布在东部最大水体是长江长江流经研究区全长1804公里江面宽窄不一由7502000米年平均流量264万立方米秒最小流量仅076万立方米秒除长江外其它地表水体以湖泊为主分布在沿江一带主要湖泊有花马湖青山湖南湖和夏游湖湖泊面积2913平方公里占市区面积的288本区属亚热带气候冬季干寒夏季炎热四季分明雨量充沛霜冻期短最大年降雨量为25338毫米最小年降雨量为8865毫米一般在428毫米左右雨量比较集中每年4-9月份为降雨较多季节占年降
13、雨量70以上10月份至 年3月份为枯雨季节历年最大蒸发量为12067毫米最小蒸发量为5036毫米一般为6974毫米年蒸发量为年降雨量的50左右属潮湿多雨地区年最高气温40最低气温-11春夏两季东风居多秋冬两季多西北风最大风速30米秒总之气候条件的变化直接影响地下水和地表水的动态与循环图111 交通位置图com表水系本区属低山丘陵区地势南高北低黄荆山脉为地表分水岭两侧沟谷较平坦地表植被盛荫地表水经张家湖流入长江地表水排泄条件尚佳区内地表水资源丰富主要水域均分布在东部最大水体是长江长江流经研究区全长1804公里江面宽窄不一由7502000米年平均流量264万立方米秒最小流量仅076万立方米秒除长江
14、外其它地表水体以湖泊为主分布在沿江一带主要湖泊有花马湖青山湖南湖和夏游湖湖泊面积2913平方公里占市区面积的288矿区外围地表水体主要为张家湖湖水的面积大储水量丰富但湖水不能渗入矿井内部对矿井影响不大com地震本区属亚热带气候冬季干寒夏季炎热四季分明雨量充沛霜冻期短最大年降雨量为25338毫米最小年降雨量为8865毫米一般在428毫米左右雨量比较集中每年4-9月份为降雨较多季节占年降雨量70以上10月份至 年3月份为枯雨季节历年最大蒸发量为12067毫米最小蒸发量为5036毫米一般为6974毫米年蒸发量为年降雨量的50左右属潮湿多雨地区年最高气温40最低气温-11春夏两季东风居多秋冬两季多西北
15、风最大风速30米秒总之气候条件的变化直接影响地下水和地表水的动态与循环根据湖北省地震局资料评估区及周边从未发生过地震但周围地震活动尚较频繁并以震级烈度小为特点根据中华人民共和国国家标准GB500112001建筑抗震设计规范和GB183062001中国地震动参数区划图评估区范围内抗震设防烈度为6度设计基本加速度值为005gcom济概况本区北部位于市区地方经济较发达稳定南部为农村农业比较发达主要农作物为小麦玉米大豆棉花矿区内的主要工业是煤炭和水泥厂矿山机械厂等矿区所需的建设材料除砖瓦灰砂石及水泥能自给外钢材及木材需调进12井田地质特征com胡家湾煤矿的地层自二叠系至第四系地层均有出露和揭露现自老至
16、新叙述如下1二叠系下统栖霞组p1g含泥质结核灰岩全厚70100m2二叠系下统茅口组p1m厚2080m以灰岩硅质灰岩为主上部为硅质条带状灰岩3上二叠统龙潭组含煤段P2l1全厚1020m中间夹有无烟煤一层为本矿主要开采煤层4上二叠统龙潭组灰岩段P2l2一般厚30m全厚2045m含燧石结核灰岩5上二叠统大隆组P2d厚215m灰黑色薄层硅质页岩成菱形状层间夹粘土岩组成至密坚硬易破碎6三叠系下统大冶组T1d全厚约800m分为T1d1T1d2T1d3及T1d4以上7第四系冲积层Q分布在低洼及冲沟内com区内构造较为简单岩层总体呈单斜构造其中小型褶褶较发育断裂构造中主体断裂多分布于矿区周沿1断裂构造1郭家花
17、园断层郭家花园村西侧均为第四系黄土层覆盖断层东盘为大冶灰岩第一层西盘为大冶灰岩第三层同时切割桐子堡背斜断层方向330o340o两盘水平移动达300m该断层为胡家湾矿与袁仓矿的自然边界线向深部逐渐消失2采石场东西断层位于灰石厂露天矿采掘工作面上具有明显的320o方向的断层面及断层擦痕倾角几乎直立岩层水平错动约300m 该断层对煤层无影响3王家垴东西断层位于桐子堡背斜南翼王家垴村之北西断层东盘大冶灰岩T1d3 T1d4与西盘T1d6层相接水平移动115m左右断层走向330o倾角直立断距45m左右平推位移约50m左右仅对背斜南翼有破坏作用东断层东盘大冶灰岩T1d4和T1d5分界线和西盘T1d5相接水
18、平移动60m左右倾向230o倾角65o一般40o50o断层线方向145o断层性质为平移正断层垂直断距4070m本断层对煤层有一定的影响但不甚严重主要地质构造特征见表1212褶皱构造本区主要构造形态由黄荆山向斜和桐梓堡背斜褶皱构造组成褶皱轴向近北东南西向40o50o左右向西倾伏其向斜轴部均为大冶灰岩出露黄荆山向斜为一不对称之向斜轴面倾向南轴面倾角75o左右向斜在大路沟断层附近出现封闭和抬高现象形成由东向西开阔的马蹄形向斜构造南翼分布的地层较为完整从志留系至下三叠系大冶灰岩均有出露地层走向为50o60o左右倾角15o65o不等一般为30o40o由东往西逐渐变陡地层浅部局部倒转北翼桐梓堡背斜南翼地层
19、走向倾角基本与上述相同但背斜北翼地层倾角变化较大由10o70o到直立不等一般为35o50o左右地表大部地层倾角正常但其深部却为倒转倒转转折点一般在-200-300m水平之间这种现象在矿井巷道及钻孔均已证实致使该背斜为一不对称的倒转背斜构造倒转背斜轴面倾向南东倾角一般为50o70o左右表121 主要地质构造特征表序号名称断层性质断层面走向断层面倾向倾角落差m1王家垴断层正断层北北东北北西65o40702李家坊断层正断层北北西西西南80o2513煤层及煤质com二叠系上统龙潭煤组为区内含煤段除在向斜南翼有零星的煤层露头分布外均埋于地下 含煤段主要含煤一层为似层状透镜状扁豆状煤层结构比较简单不稳定有
20、分叉尖灭变薄等现象区内煤层比较发育的地段是靠近背斜轴部一般在3m左右从背斜两翼来看南翼走向均有变化但倾向变化较大一般平均在177m可采含煤率为78而北翼一般在2m左右煤体沿走向较稳定可采含煤率为8790根据素描资料分析煤层厚度一般为2m以上的地段沿走向延展5060m沿倾向最大达50m左右一般在2030m煤体沿走向变薄带最大的有60m左右最小的有4m左右但往深部煤层赋存情况较差经巷探证实北翼可采含煤率仅在4650左右南翼可采含煤率为3555主要煤层特征表见表122表122 可采煤层特征表煤组龙潭煤组煤层一般厚度m煤层结构顶底板岩性稳定性可采程度倾角容重tm3夹石层数夹石厚度顶板程度底板32无无长
21、兴灰岩茅口灰岩比较稳定可采28143com用途本区煤层结构比较简单肉眼观察为黑色亮黑色以亮煤为主多呈粉末状鳞片状煤极为松散易碎污手1瓦斯本矿井瓦斯绝对涌出量为9 m3min相对涌出量为16m3td鉴定为低瓦斯矿井2煤尘爆炸性矿区经煤尘爆炸性鉴定确定煤尘无爆炸性但煤层多呈粉状结构干燥疏松在开采过程中煤尘较大要采取综合防尘措施3煤自燃性由于煤层含硫较高煤质松软易形成自燃发火北翼发火期最短为一周南翼发火期为45天左右因此要提高采区回采率及时封闭采空区和废弃巷道加强工程质量管理防止因采空区漏风煤巷垮冒通风不良等情况造成自燃发火4煤的物理性质本区煤层结构比较简单肉眼观察为黑色亮黑色以亮煤为主多呈粉末状鳞
22、片状煤极为松散易碎污手5煤的化学性质经化验煤质特征如下灰分挥发分水分硫分发热量大卡千克原煤189111711303868284净煤68398511030784546煤的用途从以上化验资料分析原煤灰份和全硫含量较高应属高灰高硫无烟煤根据本区煤质特征主要作民用煤及工业动力燃料之用14水文地质特征com特征矿区内有胡家湾及张万有两冲沟无其他水系两沟之水皆流入张家湖中系由大冶灰岩之裂隙补给流量受季节影响变化大雨季水量充足干旱时则极微小附近一带井水较浅井深不超过23m矿区外围地表水体主要为张家湖湖水的面积大储水量丰富但湖水不能渗入矿井内部对矿井影响不大com的水文地质特征二叠系下统茅口灰岩裂隙承压水为龙
23、潭煤组底板充水主要的含水层其露头在地表仅有零星出露罕见泉水含水层的上部为矽质层具菱形节理下部为厚层石灰岩组成裂隙溶洞发育极不均匀其含水性有大有小对矿井开采有一定的影响二叠系上统长兴灰岩裂隙承压水为煤层顶板含水层厚度一般30米含水性较弱浅部裂隙溶洞发育深部节理裂隙为方解石充填含水甚微龙潭组含煤段为一良好的隔水层但由于层位不稳定局部出现尖灭现象在开采时人为因素的影响加之水头压力有时起不到应有的隔水作用对于各个岩层的含水性的描述如下1二叠系下统茅口灰岩溶洞裂隙P1m井田内没有出露其岩性上部为灰及灰白色块状矽质层坚硬节理发育中部为深灰色及灰黑色厚层条状矽质页岩与灰岩方解石成网状穿插裂隙发育1003孔孔
24、深130m处该层发生涌水开始涌水量为1386M3时逐减到96 M3时到14606m时又发现裂隙孔内漏水严重不反水该层底部为深灰及灰黑色厚层状细晶质灰岩含磁石结核上部溶洞裂隙发育多被方解石充填该层是本区一主要含水层井田内有六个孔在该层出现涌水水位标高一般在4100m以上在805孔及1003孔对该层进行了两次抽水单位涌水量在1115 M3昼夜米12294M3昼夜米之间渗透系数00311M昼夜1392M昼夜以SO4-Ca-Mg和HCO3-Mg型水为主含水丰富对矿床有很大威胁2二叠系上统龙潭煤组隔水层P2L为细砂岩黑色粉砂岩炭质页岩页岩及煤层组成局部有砾石据简易水文和抽水孔证实隔水尚好厚度213700
25、1505m3二叠系上统长兴灰岩溶洞裂隙水P2c为深灰色含燧石结核之灰岩裂隙发育常有串珠状小溶洞同时伴有方解石晶簇钻孔揭露该层时有漏水及涌水现象井田内六个钻孔在该层发现涌水一般水位标高在42米以上经805孔及1003孔抽水结果单位涌水量为00003480044M3时米渗透系数为000028700524M昼夜含水层厚为7843105M一般在19m左右本层为该区一主要含水层是煤系直接顶板对矿床开采有一定影响水质为HCO3SO4-Ca-Mg型4二叠系上统保安页岩P2b及三迭系下统泥质薄层大冶灰岩T1d1隔水层泥灰岩及分布于松山法洪山背斜轴部岩性为灰黄及黄绿色的薄层泥质灰岩及灰色页岩风化后呈叶片状一般厚
26、7080m隔水性良好保安页岩分布于松山法洪山背斜轴部处为黑灰色矽质页岩节理裂隙发育风化后呈棱片状一般厚8m左右能起隔水作用5三叠系下统薄层中厚层厚层大冶灰岩层间裂隙水和裂隙溶洞含水层T1d2T1d8底部岩性为灰黄及黄绿色的薄层灰岩分布于松山法洪山一带透水性弱中上部为中厚层及厚层灰岩在秀山屏山法洪山北坡一带有广泛出售上部以溶洞水为主中部以裂隙水为主该层泉水量与降水关系密切干旱时水量为零雨季最大达852升秒屏山见一溶洞高3m深10m左右全层透水性强据实测该层厚约650m左右以HCO3SO4-Ca-Mg型水为主因底部有良好隔水层故对矿井充水关系不大6燕山期花岗闪长斑岩r据前人区域水文资料认为该层属裂
27、隙含水层但从本井田所打钻孔来看该层岩芯完整又以最近建井红锋煤矿主付井的揭露情况该层不含水或含水也较弱7第四系孔隙潜水分布于冲沟谷两岸及低洼区岩性为坡积残积的黄褐色亚砂土亚粘土及红色粘土局部含碎石块及铁锰质结核厚031m一般15m左右潜水埋深04m民井提水试验涌水量为00580014升秒泉涌水量为0045升秒透水性弱大气降水是主要补给来源以HCO3SO4-Ca-Mg型水为主对矿井开采影响不大com水因素和补给来源栖霞灰岩含裂隙溶洞水量丰富为矿井的主要充水水源com水量据历年来排水情况正常涌水量为100m3h最大涌水量为160m3h井田综合柱状图见图12115煤炭产品的供求现状湖北省煤炭资源贫乏全
28、省原煤产量不足1000万吨境内密布建材电力冶金化工等工业企业且多为能源消耗大户煤炭年需求量为7000万吨左右因此仅靠省内煤炭企业自产的煤量远远满足不了需求大部分生产用煤需从河南山西等富煤地区调入煤炭市场需求量很大黄石市是鄂东南的老工业城市国民经济发展迅速对煤炭的需求量也相当大而本地煤炭的年产量较小加上本地水泥厂砖瓦厂及生活用煤的需求量也较大com煤的牌号与用途井田各可采煤层煤质稳定均是由高等植物生成的高变质程度中等灰分之单一工业牌号的无烟煤低磷低硫所有可采煤层的煤质指标均达到了工业要求煤的工业分析表见表125表125 煤的工业分析表序号煤层名称牌号水分M灰分A挥发分V含硫量S发热量MJKgQ备
29、注1234567891一1无烟煤10615589630472967毛煤2 矿井储量年产量及服务年限21井田境界井田境界应根据地质构造储量水文煤层赋存情况开采技术条件开拓方式及地貌地物等因素进行技术分析后确定一般以下列情况为界1以大断层褶曲和煤层露头老窑采空区为界2以山谷河流铁路较大的城镇或建筑物的保护煤柱为界3以相邻的矿井井田境界煤柱为界4人为划分井田境界胡家湾煤矿井田境界东部以袁仓的交界为边界西部以李家坊斜交断层为边界南部以煤层700的地板等高线为边界北部以煤层700的地板等高线为边界井田平均走向长度3倾向长约15井田面积约4522井田储量矿井储量是指矿井井田边界范围内通过地质手段查明的符合
30、国家煤炭储量计算标准的全部储量又称矿井总储量它不仅反映了煤炭资源的埋藏量还表示了煤炭的质量本井田采用块段法计算的各级储量块段法是我国目前广泛使用的储量计算方法之一块段法是根据井田内钻孔勘探情况由几个煤厚相近钻孔连成块段根据此块段的面积煤的容重平均煤厚计算此块段的煤的储量再把各个经过计算的块段储量取和即为全矿井的井田储量com业储量矿井工业储量是勘探精查地质报告提供的能利用储量中的ABC三级储量之和其中高级储量AB级之和所占比例应符合表221的规定由煤层底板等高线及储量计算图上提供的资料可计算出来设计矿井工业储量汇总表见222表221 矿井高级储量比例 地质开采条件储量级别比例简单中等复杂大型中
31、型小型大型中型小型中型小型井田内AB级储量占总储量的比例4035253540202515第一水平内AB级储量占本水平储量的比例70604060503040不作具体规定第一水平内A级储量占本水平内储量的比例4030153020不作具体规定不要求表222 矿井工业储量汇总表煤层名称工业储量万吨备注ABABCABC一1煤层1156532150211492837符合总计1156532150211492837符合com计储量矿井设计储量为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而在该井田范围内只有煤田境界煤柱和断层煤柱可暂时按工业储
32、量的57计入本设计取7故式中矿井设计储量矿井工业储量P永久煤柱损失量可暂按工业储量的57计入本设计取7由此矿井设计储量305717284301万吨com计可采储量矿井设计可采储量为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所得到的储量各种主要巷道的保护煤柱及可采储量见表223矿井工业广场地保护煤柱留设见图221工业广场保护煤柱设计计算参数见表224表223 矿井可采储量汇总表开采水平煤层名称工业储量 ABC 万吨 矿井设计储量万吨矿井可采储量万吨永久性煤柱损失设计储量设计煤柱损失可采储量断层境界工业广场井下巷 道其他1一130579828672872120
33、24769无25928表224 工业广场保护煤柱设计参数表煤层倾角煤厚m埋深m273235725872380图221 工业广场保护煤柱计算图23矿井年储量及服务年限com业制度根据设计大纲规定以及结合矿井实际情况规定该设计矿井年工作日为330天每日三班工作每日工作8小时每日净提升时间数为16小时com务年限初步设定该矿井设计年产量为045Mta根据公式式中T矿井服务年限年 Z矿井可采储量万吨 A矿井生产能力万吨年K储量备用系数K 1315此处取14由此验算服务年限如下 412 40年符合要求3 井田开拓31概述com式选择原矿井采用的是斜井开拓方式加暗斜井延伸由于胡家湾矿井田表土层较厚但是煤层
34、埋深很深所以井筒施工方式采用立井开拓立井开拓的适应性很强一般不受煤层倾角厚度瓦斯水文等自然条件的限制立井的井筒短提升能力大对辅助提升特别有利对于煤层赋存较深表土层厚水文情况比较复杂井筒需要特殊法施工或多水平开采急斜煤层的矿井一般都应该采用立井开拓com井开拓的主要因素分析影响设计矿井开拓方式的主要因素包括精查地质报告所确定的煤层自然产状构造要素顶底板条件冲积层结构地形以及水文地质条件等其中以煤层赋存深浅和冲积层的水文地质条件对开拓方式的影响最大32井田开拓com开拓中若干问题分析com1井田开拓方式由于本井田位于丘岭地带表土层虽然不厚但是煤层埋深很深所以确定采用立井开拓方式并按照工业广场少压煤
35、至少不压好煤和井下生产费用较低的原则确定了主副井筒位于井田偏南部的井田走向中央同时由于在井田走向西部中央有一个25m的断层需要留有一定的保护煤柱故可考虑把工业广场保护煤柱和断层保护煤柱留设在一起这样可以节省保护煤柱为了避免采用箕斗井通风时封闭井塔困难和减少穿越流沙层决定开凿一个风井并采取中央边界式通风风井位于井田背斜轴部处这样由于风井处于轴部而且地面与煤层的标高很低风井就不需要留设很多的保护煤柱减少了煤柱的损失同时为了减少煤柱损失和保护大巷维护条件把运输大巷设在煤层底板下垂距为20m的岩层中根据胡家湾井田煤层赋存条件和设计规范的有关规定本井田可以划分为12个水平即12个阶段阶段内采用采区式准备
36、水平划分及位置在后面的方案中进行详细说明com2井硐形式数目及其配置井硐形式选择由于胡家湾矿区地势起伏不平表土层较厚流沙层较多井筒需要特殊凿岩法施工从而确定采用立井开拓方式立井开拓井筒短提升速度快提升能力大通风有效断面大能够满足矿井通风的需要井筒数目因为胡家湾井田走向长度不大且为低瓦斯矿井前面已经确定采用立井开拓方式故只需开凿一对提升井筒和一个风井即可后期可以在下一水平的上方东西边界开设一个风井用于第二水平的回风井筒位置选择根据井田地形和地质条件从首先满足第一水平的开采缩短贯通距离减少井巷工程量考虑将主副井筒设置在井田走向的中央处该处的地质构造清楚简单开采条件好com3运输大巷和总回风巷的布置
37、为了减少煤柱损失和便于维护巷道将运输大巷布置在距离煤层20m处的煤层底板岩石中布置岩石大巷时应避免在松软吸水膨胀易风化的岩石中布置同时还应避开支承压力的不利影响考虑到煤层不具有自燃发火倾向且煤质为比较坚硬的无烟煤将巷道布置在煤层中维护并不困难所以将回风大巷布置在煤层的背斜轴部周围以减少通风的距离com提出及技术比较根据前述各项决定本井田在技术上可行的开拓方案有下列三种立井两水平见图321图321 立井二水平立井延伸开拓立井加暗斜井二水平见图322图322 立井加暗斜井延伸二水平开拓立井加暗斜井二水平见图323323 立井上下山加暗斜井二水平延伸从以上方案的简图可以对方案和方案进行比较二方案的生
38、产系统均简单可靠方案比方案多开设暗斜井井筒2757m但是由于本井田的地质所限煤层的倾角很大各采区都要解决采区内的排水的问题下山装载运输排水通风等其他的问题的工序都比较复杂因此相应增加了运输提升排水通风等费用所以在方案和方案中选择方案余下的两个方案均属技术上可行的方案水平服务年限也均符合要求两方案相比方案和方案在初期的工程量和投资都基本相同因此两方案还需要通过经济比较才能够确定其优劣com济比较由于方案和方案在第一水平内的准备方式和采煤方法都完全相同方案比较法在对不同的开拓方案进行比较时一些相同的部分可以不进行比较于是对方案和方案两个方案进行比较时可以只将两个方案中有差别的基建工程量基建费用生产
39、经营费用及费用汇总表分别计算汇总于表321表322表323和表324表321 基建工程量时期项目方案方案早期主井井筒m814220814220副井井筒m8136581365井底车场m645645主石门m725725运输大巷m17001700后期主井井筒m3202757副井井筒m3202757井底车场m6452 300500 主石门m14290运输大巷m17001700表322 基建费用表 方案项目方案方案工程量m单价 费用万元工程量m单价 费用万元早期主井井筒83423000250268342300025026副井井筒81863000245588186300024558井底车场64590058
40、056459005805主石门7258005872580058运输大巷17008001361700800136小计7478974789后期主井井筒3203000962757105015897副井井筒3203000962757115017411井底车场64590058051600900144主石门142980011432000运输大巷17008001361700800136小计5003761308共计124826136097表323 生产经营费用项目方案生产经营费用万元项目方案生产经营费用万元石门运输12143007250381117014290381 76441石门运输com381117008
41、142085143004942085 72084提升1211700757048260004942085井筒维护0井筒维护12075718573052436518570152510-424365185701910-4项目方案方案费用万元百分率费用万元百分率基建工程费124826100136097109生产经营费352631144308218100总费用4774561075444315100从前面的技术经济比较结果来看方案的基建工程费用比方案略高出9但是方案的生产经营费用明显高于方案而且对于方案在进行开拓延深时对生产的影响比较大同时采用暗斜井延深时有利于北翼急倾斜煤层的开采故决定采用方案com案综
42、上比较可知方案的总费用超过了方案的75故决定采用方案即采用立井一水平加暗斜井延伸第一水平位于-380m采取上山开采第二水平位于-700m采取上山开采整个矿井划分为二个大的阶段第一阶段的阶段垂高为330m第二阶段的阶段垂高为32033井筒特征在矿井开拓方式确定以后还应对矿井主要井筒包括主井副井风井的横断面布置形式井筒装备井筒断面尺寸井筒支护材料等特征进行说明com主井主要用于提煤井筒直径45m采用4t多绳摩擦式提煤箕斗进行煤炭提升支护材料采用砼支护井壁厚度为300mm井筒装备有钢丝绳罐道井深8142m主井井筒断面布置如下图331 主井断面布置图com主要用于升降人员设备材料及提升矸石等并兼作通风
43、排水为防止断绳事故设有防坠器井筒净直径60m支护材料采用砼支护井壁厚度400mm井筒内装备有钢丝绳罐道梯子间电缆线和水管管道等井深为8136m副井井筒断面布置见如图所示副井风速校核式中通过井筒的风速ms通过井筒的风量m3s井筒净断面积m2井筒的有效断面系数圆形井取08安全规程规定的允许最大风速由此305ms 8ms所以井筒选择符合要求图332 副井断面布置图com风井主要用于回风兼作矿井的安全出口配备有梯子间及管路电缆等采用砼支护井壁厚度为300mm井深967m风井井筒断面布置如下图333 风井断面布置图表331 井筒特征井筒名称主井副井风井井口坐标Xm39465058195394649889
44、6394651158275Ym37556337153755585853754120898Zm11421136467用途提煤提料矸人进风回风提升设备4t箕斗1t双层四车罐笼井筒倾角909090断面形状圆圆圆支护方式砼支护砼支护砼支护井筒壁厚mm300400300提升方位角175175井筒深度m81428136967断面积净159283126掘20436316634井底车场井底车场是连接矿井主要提升井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称它联系着井筒提升和井下运输两大生产环节为提煤提矸下料供电和升降人员等各项工作服务井底车场首先必须保证矿井生产所需要的运输能力并应满足矿井不断持续增产的需要为此井底车场的设计通过能力应大于矿井生产能力3050其次在满足井底车场通过能力的前提下应尽量减少其掘砌体积而且井底车场应便于管理和安全操车井底车场设计示意图如下图341 井底车场布置图com平面布置设计1井筒相互位置的确定本矿井所在地地形平坦井筒位置受地面限制必须根据地面的条件来确定井筒的位置其中主井中心坐标为334799083485副井中心坐标为334807783570两井筒垂直于存车线方向的距离H为86m平行于存车线方向的距离L为85m如下图3-4-2所示图3-4-2井筒相互位置图1主井中心线2副
