矿井建设的总体方案优化设计论文.doc

矿井建设的总体方案优化设计论文 摘要：现代矿井建设的总体方案优化设计往往需要基于具体的矿区环境和开采施工条件进行不同的方案制定从而保证设计优化方案与现实情况相契合本文在对某矿区的井田地质特征进行研究后对该地区的开拓方案进行总结借由开采方案社处处具体的建设方案优化并为今后矿井建设优化方案提供了设计思路 关键词：矿井建设；开拓方案；优化思路；永久装备 现代矿井的建设总体方案优化一般分为3个部分分别为建设方案优化、提升方案优化以及通风方案优化其具体的优化实施往往需要结合不同的矿井条件和开拓方法譬如在主井的方案设计中采取先贯通先改绞就需要设计者对工期时间、运输安全进行全盘的考虑因此笔者在进行方案优化设计时选用了具体的矿井实例进行研究使优化设计方案可以落到实处 1实例矿区条件概述 1.1矿区自然条件 本文所选取的实例矿区是我国西北部某省份拥有一定交通条件且面积较大的矿区该地区属于典型的温带季风气候年均降水量600mm均温10海拔1300m从地质构造角度分析该矿区的地层划分应当属于华北地层中的鄂尔多斯盆地分区含煤层在侏罗纪中统延安组中走向分布为凹陷区和隆起区相间煤层倾斜角度最高为5且赋存稳定厚度大适宜机械作业在某8.0Mt/a井田中基底构造对煤层的控制较大因断层稀少、无岩浆活动可借助三维地震勘探进行首采区研究保证采矿生产安全 1.2矿井开拓方案 针对该矿区的自然条件和地质构造开采施工团队拟定了施工开拓方案矿井采用立井开拓在场地内集中布置并使用装车方式进行布置装车线迁出场地中井筒分为主立井、副立井、回风筒3个以保证开采后期的通风安全3个立井在车场水平落底并选用皮带运输作为主运输方式实现单水平开拓布置集中开拓大巷各盘区巷道由分煤组布置且在东西两翼选用带式输送机、一二号辅助运输、一二号回风的五巷布置 2矿井建设的优化设计 2.1井筒贯通设计 对井筒贯通方案的设计首先针对主井与副井主井和副井距离为135m需要通过对井底车场布置的研究确定二者的相对关系利用贯通方法形成环形车场1本文在设计优化中选用了2条线路进行贯通方案进行了分别设计.第一贯通线路施工时间短无交叉点且面向的贯通巷道断面不大；第二贯通线路施工时间长需要尽早展开工作面为了保证施工质量换装硐室需要采用小断面设计主井和风井之间的距离为175m同样需要明确井底车场布置以及相对位置关系本文为其设计了一条贯通线路设计内容中西侧回风大巷设计为35m联络巷50m二号回风大巷45m主井井底联络巷道70m撒煤清理硐通道40m总长度240m预计施工期为100天2 2.2临时改绞方案设计 在矿井开采过程中一般会通过将矸石提升到地面的方式来保障施工速度在该井田的开采中总共4条长度约为2900m的辅助运输顺槽其出矸量超过了1200m3/d因此需要对主井和风井设计优化临时改绞方案其中主井临时改绞方案的确定在研究的了井筒提升机、直径、提升方向后确定选用方案中设计一组双层双车的临时罐笼使其提升能力满足750m3/d的既定标准要求使人工推车的劳动强度最大限度降低提升施工周转效率风井临时改绞方案则选用了曾在内蒙古泊江海子矿井中取得优异效果的1对8m3箕斗、1架1.5t单层双车临时罐笼的方案通过二者的共同工作使提升能力达到了2300m3/d其中箕斗的能力大潜力强对高速施工的适应能力好能够满足本矿井的提升需求3. 2.3施工提升 在实例矿井建设期间主要将主筒施工、巷道施工进行了分别提升其中主筒施工的提升优化方案设计为：将副井井筒、主井井筒和风井井筒根据其特点进行提升机和吊桶的配套本文选用了大型提升机3套以及大吊桶3套为主井井筒和副井井筒进行配套大型提升机2套和大吊桶2套为风井井筒配套利用吊桶掉底的方式借助提升机进行提升其中主井吊桶的提升时间设计为400天副井吊桶提升时间设计为540天风井吊桶的提升时间设计为380天巷道提升则涉及到巷道的临时罐笼能力、提升能力以及出岩量等内容以出岩量为例本文对施工期间巷道断面、岩石的松散系数以及各时段出岩高峰进行了统计最终得出了煤松散系数约为1.72岩石松散系数约为2.11对于工作面来说这一系数的得出使得施工设计将之前的5个掘进头增加了2个以保证工程的顺利展开4 2.4压风与通风安全 在矿井建设过程中相较于生产期间用风量有十分巨大的提升因此为了满足施工需求结合各类压风设备的特点本文针对主副井和风井不同的风量进行了压风设备的选择其整体原则为以地面临时压风系统为主必要时选用永久压风管路在井筒的施工建设期间需要通过通风方案的设计来保证工作面形成的炮烟顺利排出保证生产安全鉴于本文所选用的矿井实例中主井、副井、风井3个井筒的深度都在600m左右且净直径达到8m以上因此采用了压入式的通风方案设计利用安装在地面的局部通风机将新鲜的风流导入并借由通风机中的玻璃钢风筒到达工作面乏风排除5 3矿井建设一般优化思路 3.1优化思路前提 在本文的井田开拓施工中主井井筒的施工时间为12月底、风井井筒则为1月中旬副井井筒为11月初对于西北方地区年均温10的气象条件来说这一时期正值隆冬气温寒冷对于困难的气候条件对施工工况的影响来说优化设计需要首先预算施工周期保证施工完成时间气候条件满足从而为回采留出瓦斯抽离的时间 3.2优化方案选择 本文在进行矿井的总体施工方案优化设计时供给设计了3套优化方案分别以副井的永久装备的根基通过主井和风井永久装备的协调来满足不同施工条件的需求在具体的方案选择过程中设计者需要认真对比考察永久装备顺序、提升运行中运行与持续的时间、瓦斯抽放系统的运行方式、生产煤总量、经济效益的预估等多个层面来进行研究从而明确自身设计的侧重点和倾向方向最终选定优化方案保证施工质量实现建设优化 4结论 本文在进行矿井的建设总体方案优化设计研究中发现设计者需要结合矿井的具体自然条件和施工环境通过不同内容和侧重点的对比来最终确定优化设计方案在分析和探讨时可以针对方案优劣势、经济效益、安全可靠性等大方向进行研究在方案执行的过程中还需要对开采施工中的难点和重点进行实时跟