翼城隆化煤矿采矿工程说明书毕业论文.doc

i 摘摘 要要 一 概述 翼城隆化煤矿位于翼城县西部 沁水煤田沁水盆地西南边缘 行政区划属翼城 县隆化镇管辖 隆化煤矿井田南北走向长 6 55 9 50km 东西倾斜宽 1 58 6 60km 面积 49 5km2 开采 9 10 号煤层 该煤层平均厚度 3 0m 倾角一般小于 8 煤层结构 简单 顶底板岩性良好 地质构造简单 属不易自燃煤层 9 10 号煤层为富硫 低 中灰 高发热量之贫煤 经脱硫技术处理 降低煤中 的硫分后 可做电厂用煤和动力用煤 随着我国电力 冶金工业对此煤种需求量的 日益增大 本矿 9 10 号煤层市场优势和价格优势将会进一步体现出来 其市场潜力 巨大 鉴于隆化井田得天独厚的资源条件和良好的外部建设环境 翼城县政府决定并 征得山西人民政府同意 最大限度地开发有限的优质煤炭资源 二 编制依据 1 翼城县关于委托编制隆化煤矿初步设计的 委托书 2 山西省煤炭工业局晋煤行便字 2007 第 14 号文 关于翼城县人民政府办 矿请示的意见书 3 翼城县人民政府翼政函 2007 第 10 号文 关于办矿建小康的建议函 4 山西煤田地质勘探 118 队编制的 山西省隆化煤矿 3 10 号煤层地质报告 5 关于隆化煤业公司占地意向的协议 6 隆化煤矿可行性研究报告 三 设计的指导思想 以市场经济为导向 加大矿井设计改革的力度 在保证矿井规模和安全生产的 前提下 尽量简化环节 减少行政福利设施 系统设计简单实用 设备选型切合实 际 经济合理 最大限度地降低矿井建设初期投资和缩短建井工期 力争通过精心 设计和科学管理 把该矿井建设成安全可靠 工程量少 投资低 工期短 见效快 ii 煤炭资源回收率高 效益好 符合市场经济的新型煤矿 四 设计的主要特点 1 隆化煤矿设计生产能力 1800kt a 属于新建矿井 矿井采用一次设计 一 次建成投产的移交方式 2 斜井开拓布置主斜井和副斜井两个井筒 主斜井安装胶带输送机担负矿井原 煤提升任务 兼做回风井和安全出口 副斜井担负矿井辅助运输任务 兼做进风井 和安全出口 3 贯彻了多做煤巷少做岩巷的原则 井下巷道除井底车场外均沿煤层布置 矿 井移交生产时 煤巷占 70 0 开采过程基本不作岩巷 4 全井田布置七个带区 一个综采工作面 两个综掘工作面 初期移交的回采 工作面布置在井田中部 生产系统简单 5 选用倾斜长壁开采 生产集中 产量较大 利于稳产 超产 材料消耗少 适应性强 效率高 6 井筒工业场地布置在井田中部附近 安全煤柱与中王村保护煤柱重叠 占压 本井田少 矿井资源回收率高 7 地面建筑最大限度地采用了同体联合建筑 五 存在问题与建议 1 建设单位应在主斜井 副斜井位置施工井筒检查孔 以便为井筒设计和施工 提供可靠的依据 2 请建设单位尽快与有关单位签定供电电源 共用煤柱等协议 3 本井田面积较大 为延长开采年限 建议矿方尽早考虑矿区资源保护方案 严防私挖乱采 关键字 关键字 倾斜长壁采煤法 斜井开拓 中央并列式通风 胶带输送机运输 带 区式 iii 目目 录录 第一章第一章 井田概述和井田地质特征井田概述和井田地质特征 1 1 第一节矿区概述 1 一 矿区地理位置及交通条件 1 二 自然地理 1 三 生产煤矿及小窑 2 第二节 井田地质特征及埋藏特征 7 7 一 地层及地质构造 7 二 煤层 8 三 煤质 9 四 井田水文地质条件 9 第二章第二章 井田境界与储量井田境界与储量 1313 第一节 井田境界 13 一 井田范围 13 第二节第二节 地质储量的计算地质储量的计算 1313 第三节 可采储量的计算 14 第三章第三章 矿井工作制度及生产能力矿井工作制度及生产能力 1515 第一节 矿井工作制度 15 第二节 矿井生产能力及服务年限 15 第四章第四章 井田开拓井田开拓 1616 第一节 井田开拓方式的确定 16 一 井田开拓方案概述 16 二 风井布置方式 17 三 将两方案各要素分别陈列对比如下 18 四 开拓方案的技术经济比较 19 第二节 达到设计生产能力时工作面的配备 21 一 移交生产和达到设计能力时的带区数目 位置和工作面生产能力计 算 21 第五章第五章 矿井基本巷道及建井计划矿井基本巷道及建井计划 2222 第一节 井筒 石门与大巷 22 一 井筒数目及用途 22 二 运输大巷及石门布置 25 第二节 井底车场 25 一 井底车场形式 25 二 井底硐室 25 iv 第三节 建井工作计划 26 一 施工准备的内容与进度 26 二 井巷施工平均成巷进度指标 27 三 井巷主要连锁工程的确定 27 四 三类工程施工组织的基本原则 28 五 建井工期的预计 28 六 加快建井速度的措施和建议 28 第四节 产量递增计划 28 第六章第六章 采煤方法采煤方法 2929 第一节 采煤方法的选择 29 第二节 确定采 盘 区巷道布置和要素 30 第三节 回采工艺及劳动组织 31 一 回采工艺 31 二 设备选型 33 三 工作制度与推进度 33 第四节 采 盘 区的准备与工作面接替 35 一 回采工作面回采方向与接替 36 二 采区及工作面回采率 36 第七章第七章 井下运输井下运输 3737 第一节 运输系统和运输方式的确定 37 第二节 运输设备的选择 37 一 矿车 材料车和人车 37 第八章第八章 矿井提升矿井提升 3939 第九章第九章 矿井通风与安全矿井通风与安全 4040 第一节 风量的计算 40 一 矿井总风量的计算 41 第二节 矿井通风系统和风量分配 44 一 拟定矿井通风系统 44 二 矿井总风量分配原则及方法 46 三 风量的分配 46 第三节 计算负压及等积孔 47 一 计算原则 47 二 计算方法 47 第四节 选取扇风机 51 第五节 安全生产技术措施 52 一 煤尘爆炸的防止措施 52 二 煤及瓦斯突出的预防措施 53 三 矿井水灾预防措施 53 四 火灾预防措施 53 五 防止冒顶事故的措施 54 六 避难硐室和避灾路线 54 七 矿山救护大队的设置 54 v 八 安全通风措施 54 九 其它措施 55 第十章第十章 经济部分经济部分 5959 第一节 矿井设计概算 59 一 井巷工程概算的编制依据 59 二 井巷工程概算的编制方法 61 三 矿建工程费用的计算方法 61 第二节 劳动定员和劳动生产率 62 一 定员范围 62 二 定员依据 62 三 定员方法 62 四 计算劳动生产率 64 五 改善工人劳动强度的措施 64 第三节 原煤生产成本 65 第四节 主要技术经济指标 67 参考文献参考文献 7373 致致 谢谢 7474 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 6 第一章第一章 井田概述和井田地质特征井田概述和井田地质特征 第一节矿区概述第一节矿区概述 一一 矿区地理位置及交通条件矿区地理位置及交通条件 隆化井田位于山西省翼城县西部 沁水煤田沁水盆地西南边缘 行政区划属 翼城县隆化镇管辖 其地理位置为北纬 35 38 45 35 50 00 东经 111 48 45 112 01 52 5 区内交通十分方便 翼城县乡间公路 三级 从选定的矿井工业场地南缘通过 进场公路直接与该公路相接 经此公路往西南方向行约 6km 在北张村与晋 城 韩 城 公路相连 继而可通向全国各地 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 7 二二 自然地理自然地理 隆化井田属黄土高原地带 地势总体上南北高 中间低 最高点位于井田东 南部山包 标高 1105 3m 最低点位于井田西部边界 标高 844 8m 最大相对高 差 260 5m 地貌类型属黄土垣 梁 峁及冲沟 地形复杂 地面切割剧烈 沟谷纵横 地表多为新生界黄土所覆盖 常见有黄土陡岩 黄土峭壁节理发育 冲沟多呈 V 字型 沟底有零星基岩出露 井田内无常年性河流 只有几条冲沟在雨季汇集雨水向西流出井田 最终汇 入汾河 本区属大陆性气候 一年内四季分明 夏季午间较热 早晚凉爽 据翼城县 气象站资料表明 年平均气温 12 5 左右 一月为零下 3 5 七月为 25 5 年降水量约 550mm 无霜期 190d 据翼城县地震台资料 区内未发生过破坏性地震 据山西省基本地震烈度区 划表 本区地震基本烈度为六度 三三 生产煤矿及小窑生产煤矿及小窑 本井田内无生产矿井 在井田四周有新胜煤矿 西白驹小窑 张家沟煤矿 下交煤矿 刘沟煤矿 牢寨煤矿和尧都煤矿等生产矿井 第二节第二节 井田地质特征及埋藏特征井田地质特征及埋藏特征 一一 地层及地质构造地层及地质构造 在普查勘探区内 自南向北 从中奥陶统马家沟组至上二迭统石千峰组地层 依次广泛出露于各沟谷中 第三 四系地层不整合覆盖在这些不同时代的基岩地 层上 构成垣 梁 峁及冲沟等黄土地形 井田内地层由老至新有 中奥陶统马家沟组 O2 中石炭统本溪群 C2 上 石炭统太原群 C3 下二迭统山西组 P11 及下石盒子组 P12 上二迭统上石 盒子组 P21 及石千峰组 P22 第三系上新统 N2 第四系更新统 Q 1 3 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 8 第四系全新统 Q4 井田位于沁水盆地西南部 地层总体受一组宽缓褶皱控制 褶皱轴向北东 倾伏角 0 7 两翼地层倾角一般为 3 8 其余地段断裂构造较少 井田地质 构造总体应属简单类型 二二 煤层煤层 2 号煤层 结构简井田内主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太 原组 共含煤 11 层 煤层总厚 10 9m 含煤系数 9 1 主要可采煤层为山西组 2 号煤层和太原群 9 10 号煤层 单 埋藏稳定 直接顶为泥岩或炭质泥岩 煤线与 粉砂岩复合层 老顶为 K8砂岩 底板为泥岩或砂岩 在本井田范围内 煤层厚度 为 0 46 4 37m 一般厚 3 20m 井田大半部可采 东部不可采 9 10 号煤层 为 9 号 10 号煤层的合并层 全区稳定可采 井田内煤厚一般 在 2 79 4 25m 一般厚 3m 含夹矸一层 结构较复杂 顶板为 K2石灰岩 底板 为泥岩 各煤层特征详见表 2 3 1 表 2 3 1 各可采煤层特征表 地 层 煤 层 编 号 煤层厚度 m 最小 最大 一般 层 间距 m 结 构 稳定 程度 层 位 P 12 1 0 1 44 0 75 简 单 较稳 定 K8砂岩上 3 6m 2 上 0 1 23 0 35 简 单 不稳 定 P 11 2 0 46 4 37 3 20 简 单 稳定K8砂岩下 C50 0 40 10 7 1 6 简不稳K7砂岩下 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 9 单定 60 0 40 简 单 6 下 0 0 30 简 单 太原群上段砂质泥岩下 7 0 1 15 0 45 简 单 太原群 K4 K3石灰岩间 8 0 0 66 0 33 简 单 较稳 定 8 下 0 0 88 0 50 简 单 太原群 K3 K2石灰岩间 9 上 0 1 03 0 55 简 单 稳定 太原群 K2石灰岩两分层 间 3 9 10 2 79 4 25 3 12 13 5 15 6 5 5 10 12 较 复杂 稳定太原群 K2石灰岩下 三三 煤质煤质 据地质报告 本井田 2 号原煤工业分析指标为 水分 Mad 1 05 灰分 Ad 17 挥发份 Vdaf 10 17 全硫 St d 0 40 发热量 34 31MJ kg 为特低硫 低 中灰 高发热量之优质贫瘦煤 为良好的炼焦配煤 电厂用煤和动力用煤 9 10 号原煤工业分析指标为 水分 Mad 1 35 灰分 Ad 12 20 挥 发份 Vdaf 10 全硫 St d 3 0 发热量 33 72MJ kg 为富硫 低 中灰 高发热量之贫煤 经脱硫技术处理 降低煤中的硫分后 可做电厂用煤和动力用 煤 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 10 四四 井田水文地质条件井田水文地质条件 1 井田主要含水层 A 第四系全新统砂层 Q4 厚约 10m 主要分布在史伯河 两坂河 西白驹 杨家庄的一级阶地 水位 标高 640 838m 根据小河口水库资料 渗透系数 250m d 北东 南西流向 为丰富之空隙潜水 B 第四系上更新统砂砾层 Q3 分布在杨家庄 东白驹 东史伯等沟谷内 水位标高 740 905m 出露泉流 量 0 14 1 14L s 为丰富含水层 C 第四系中更新统砂砾层 Q2 主要分布在隆化垣上 水位标高 1106 689m 为当地居民主要水井供水水 源 地下水流向与地形 地貌密切相关 出露泉流量 0 05 0 60L s 为较弱之 水隙潜水 D 第三系上新统砾石层 N2 分布在隆化垣南北冲沟中 半胶结 出露泉流量 0 02 0 45L s 为较弱空 隙水 E 上二迭统上石盒子组砂岩 P21 裂隙孔隙水 除中部 K12砂岩在北 东部出露 泉流量为 0 50 3 35L s 为 丰富含水层外 其余各砂岩的泉流量都不超过 1L s 为较弱含水层 F 下二迭统下石盒子组砂岩 P12 覆盖在 2 号煤层顶板上的 K8砂岩 裂隙不佳 L 24 号孔仅见 1m 左右的裂隙 带 抽水涌水量 0 0015L s 出露泉流量 0 04 0 138L s 为较弱含水层 个别 泉 52 号等 由于受小窑采空区积水的补给 流量达 10 26L s G 下二迭统山西组砂岩 P11 分布在尧都 上石门等地 一般流量小于 0 33L s 为较弱含水层 H 上石炭统太原群 K2石灰岩 出露于南部沟谷中 出露泉量 0 062 0 485L s 102 203 号断层泉流量 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 11 2 97 4 42L s 为充气带裂隙水 钻孔抽水量 0 00229L s m 一般消耗量 0 02m3 h 牢寨井田区南部 如 L 7 L 8 L 24 号孔距 K2石灰岩虽全部漏水 但埋藏在地下水位 634m 以上 故仍为较弱含水层 I 中奥陶统石灰岩 O2 区内未发现井泉 含水层分布在古侵蚀面以下较远 是本层岩溶发育的重要 特点 如 L 24 号孔距古侵蚀面 86 80m L 17 号孔距古侵蚀面 102 42m 水位标 高 632 85 684 66m 为丰富含水层 2 含水层的补给 排泄及其水力联系 奥陶纪灰岩在本区东南部 中条山东北部西治村雪泉岭大面积出露 受水面 积约 30km2 形成补给区 本区 4 个孔奥陶纪水位观测 高差 51 81m 地下水流 向为南东 北西 各含水层在垂直方向上无水力联系 如 K2与 O2水位高差 6 69m 奥陶纪含水 层分布距古侵蚀面较远 非裂隙溶洞部分还起着隔水墙的作用 3 对煤层的充水因素 A 含水层对煤层的充水影响 K8砂岩为上部煤层 1 2 号 主要充水层 对煤层的充水影响极小 下部煤 层 9 10 号 以 K2石灰岩为主要充水层 根据对含水层的分析 含水较弱 充 水影响也较小 奥陶纪石灰岩地下水在无断裂贯通的情况下 无充水影响 B 地表水对矿井的充水影响 C 断层对煤层的充水影响 本区落差大于 50m 的断层 2 条 均位于井田西缘 断层导水性取决于断层带 充填物及两侧地层岩性 泥岩一般含水性较弱 石灰岩则较强 故不能排除落差 较大的断层附近有引起矿井突然涌水的可能 因此在开采过程中 应对其留设足 够的保安煤柱 4 井田水文地质条件 邻近生产矿井的水文地质条件如下 新胜煤矿 开采 2 号煤 主要充水层为顶板砂岩 排水量 36t d 产煤量 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 12 50t d 富水系数 0 72 其南部遇小窑采空 为含水性弱的矿井 西白驹小窑 开采 2 号煤 排水量 4 t d 产煤量 15t d 富水系数 0 27 充水来源古窑积水 为含水弱的矿井 张家沟矿井 开采 2 号煤 产煤量 60 70 t d 井底无水 下交煤窑 开采 1 号煤 水不大 呈滴水状态 综合上述 上组煤层 1 2 号 和下组煤层 9 10 号 水文地质条件都比较 简单 由此初步推测隆化井田水文地质条件也比较简单 5 矿井预计涌水量 根据地质报告提供的矿井涌水量计算结果 矿井达到 1 80Mt a 设计生产能力 时 预计矿井正常涌水量 150m3 h 最大涌水量为 250m3 h 6 瓦斯 煤尘 煤的自燃性及地温 根据翼煤发 2002 第 86 号 关于对牢寨煤矿等 43 座矿井瓦斯等级鉴定结 果的报告 本区 9 10 号煤层瓦斯相对涌出量一般 0 92 5 7m3 t 绝对瓦斯涌出 量为 1 29 3 3m3 min 均为低瓦斯矿井 由此推测隆化矿井也应为低瓦斯矿井 该区未作过煤尘爆炸性指数及煤的自燃倾向试验测试 但据可燃基挥发分在 11 13 之间 推断煤尘爆炸性较弱 据对邻近生产矿井调查 本区从未发生过 煤尘爆炸事故及煤的自燃现象 本井田未作这方面的工作 参照邻近生产矿井井温资料 9 10 煤层最高温度 为 23 属地温正常区 恒温带深度在 70m 左右 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 13 第二章第二章 井田境界与储量井田境界与储量 第一节第一节 井田境界井田境界 一一 井田范围井田范围 隆化井田由以下 8 个坐标点连线圈定 拐点坐标如下 1 X 3958000 Y 19587600 2 X 3958000 Y 19581750 3 X 3959000 Y 19581000 4 X 3962000 Y 19581000 5 X 3967000 Y 19582875 6 X 3967000 Y 19587000 7 X 3964550 Y 19587000 8 X 3964550 Y 19587600 井田南北走向长 6 55 9 50km 东西倾斜宽 1 58 6 60km 面积 49 5km2 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 14 井田内 9 10 号煤层埋藏深度为 255 400m 第二节第二节 地质储量的计算地质储量的计算 本设计煤层为9 10号煤层 9 10号煤层平均厚3 0米 容重为1 46吨 立方 米 可采面积为49 5km2 矿井地质储量是指矿井技术边界范围内的全部煤炭储量 包括能利用的储量 和尚难利用的储量 是进行矿井设计和生产建设的依据 矿井地质储量可分为能利用储量和尚难利用储量 能利用储量又分矿井工业 储量和矿井远景储量 工业储量有可采储量和设计损失量 根据地质条件及开采情况 矿井开采期间储量计算及核实工作量尽可能小 并考虑到计算的自动化 储量计算采用地质块段法与算术平均法相结合的计算方 法 计算公式是 Q S M D 式中 Q 储量 吨 S 块段面积 平方米 M 块段平均厚度 米 D 煤的容重 吨 立方米 其中 S 49 5平方公里 M 3 0米 D 1 46吨 立方米 故9 10号煤的地质储量 Q 49 5 100 3 0 1 46 21681万吨 第三节第三节 可采储量的计算可采储量的计算 矿井可采储量按下式计算 ZK Z P C 式中 ZK 矿井可采储量 万t Z 矿井工业储量 万t 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 15 P 永久煤柱损失量 万t 永久煤柱损失约占工业储量的10 C 采区回采率 9 10号煤层为中厚煤层 取0 8 其中Z 21681万吨 P 21681 10 2168 1万吨 C 0 8 经计算 全矿井可采储量 ZK 21681 2168 1 0 8 15610 32万吨 第三章第三章 矿井工作制度及生产能力矿井工作制度及生产能力 第一节第一节 矿井工作制度矿井工作制度 依据 煤矿矿井采矿设计手册 确定该矿井设计年工作日为330d 每天四班 作业 三班采煤 一班检修 边采边准 每天净提升时间为14h 第二节 矿井生产能力及服务年限 综合考虑煤炭储量 煤层赋存情况 地质构造 开采技术条件以及开发条件 市场需求等因素 结合本矿外部条件和国家产业技术政策 经过技术分析比较后 确定矿井生产能力为180万t a 则矿井服务年限为 矿井服务年限按下式计算 ZK A K 15610 32 180 1 4 62a T 矿井服务年限 K 矿井储 量备用系数 取值 1 2 1 4 本设计取上限1 4 A 矿井设计生产能力 符合 规范 要求所以可将该矿井型定为180万t 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 16 第四章第四章 井田开拓井田开拓 第一节第一节 井田开拓方式的确定井田开拓方式的确定 一一 井田开拓方案概述井田开拓方案概述 井田开拓是矿井开采中具有长远影响的战略部署 它不仅关系到矿井的基建 工程量 初期投资和建井速度 而且长期决定着矿井的生产条件和技术面貌 1 平硐开拓的适用条件 受地形及埋藏条件的限制 必须是平硐水平以上有 较多的煤炭储量 而在矿区内没有这样的地方 所以该井田不适合用平硐开拓 2 斜井开拓 对于煤层赋存较浅 表土层不厚 水文地质情况简单的缓倾斜和倾斜煤层 一般采用斜井开拓 凡是煤层赋存较浅 垂深在 200 米以内 最大到 600 米 都 要首先研究斜井开拓的可能性与合理性 对于表土层不厚 水文地质简单 井筒 不需要特殊施工的缓倾斜及倾斜煤层 不论井型大小均可采用斜井开拓 对于表 土层虽厚 地势高 属于干旱贫水区的山西 内蒙和西北地区 应充分注意斜井 开拓的优越性 斜井与立井相比有如下主要优点 1 井筒施工简单 速度快 投资少 2 井筒装备和地面建筑少 不用大型提升设备 钢材消 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 17 耗量小 3 胶带输送机提升增产潜力大 改扩建比较方便 容易 实现多水平生产 并能减少井下石门长度 3 立井开拓 采用立井开拓的条件一般为 1 煤层赋存较深或冲积层较厚 2 水文复 杂 井筒需要用特殊方法施工 3 多水平开采的急倾斜煤层 立井开拓的适应性 很强 一般不受煤层倾角 厚度 瓦斯 水文等自然条件限制 技术上也比较可 靠 当地质条件不利于平硐或斜井开拓时均采用立井开拓方式 其优点如下 1 能通过复杂的地质条件 提升能力大 机械化程度高 易于自动控制 2 井筒为圆形断面结构合理 维护费用低 有效断面大 通风条件好 管线 短 人员升降速度快 二二 风井布置方式风井布置方式 1 中央并列式 适用于煤层倾角较大 走向不长 投产初期暂未设置边界安 全出口 且自燃发火不严重矿井 它的优缺点是 1 初期投资少 采区生产集 中便于管理 2 节省风井工业场地 压煤少 3 进出风井之间漏风较大 风路 较长 4 工业场地有噪音影响 2 中央分列式 适用于煤层倾角小 走向长度适中的矿井 它的优缺点 1 比中央并列式安全性好 2 通风阻力小 几个内部漏风少 利于对瓦斯 自燃发火的管理 3 工业场地无噪音影响 4 多留风井煤柱 压煤较多 3 两翼对角式 适用煤层走向大于 4km 井型较大 低瓦斯矿井或瓦斯与自 然发火严重的矿井 煤层走向较长 产量较大的矿井 它的优缺点 1 风流线 路是直向式的 风流线路短 阻力小 内部漏风少 安全出口多 抗灾能力强 便于风量调节 矿井风压比较稳定 工业广场不受回风污染和通风机噪声危害 2 井筒安全煤柱压煤较多 初期投资大 投产较晚 4 分区对角式 煤层埋藏浅 或因地表高低起伏较大 无法开掘总回风巷 它的优缺点 1 每个采区有独立通风路线 互不影响 便于风量调节 安全出 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 18 口多 抗灾能力强 建井工期短 初期投资少 出煤快 2 占用设备多 管理分 散 矿井反风困难 根据该矿地面地形地质条件 考虑工业广场的选择 同时考虑井下的布局和 矿井通风系统 本次资源开采设计提出如下两个开拓方案 方案一设计采用斜井 单水平 带区式准备 集中大巷开采 主副斜井位于 井田中央 采用中央并列式通风主井回风副井进风 方案二设计采用主斜井 副立井 单水平 带区式准备 集中大巷开采 主 斜井 副立井位于井田中央 两个回风井大致对角位于井田两侧 每个回风井服 务几个带区 为分区式通风 三三 将两方案各要素分别陈列对比如下将两方案各要素分别陈列对比如下 1 井筒的位置 形式 数目及矿井通风方式 方案一 主副井位于井田中部 井筒形式为斜井 矿井通风系统为中央并列式 井筒 参数为 主斜井 X 3962700 00 Y 19585800 00 Z 858 副斜井 X 3962300 00 Y 19585800 00 Z 860 方案二 主副井位于井田中部 井筒形式为主斜井副立井 矿井通风系统为分区式通 风 井筒参数为 主井 X 3962200 00 Y 19583150 00 Z 858 副井 X 3962200 00 Y 19583250 00 Z 860 风井1 X 3964744 316 Y 19582098 243 Z 870 11 风井2 X 3958024 776 Y 19586076 903 Z 871 37 2 水平划分及标高 本矿井拟采煤层有9 10号煤层 9号 10号煤层的合并层 全区稳定可采 其 倾角为5到8度 为近水平煤层 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 19 方案一 设计采用斜井 单水平 带区式准备 集中大巷开采 水平标高为 560m 方案二 设计采用主斜井 副立井 单水平 带区式准备 集中大巷开采 水平标高 为 560m 3 开采水平的布置 方案一 运输大巷 轨道大巷布置于9 10号煤层中 运输大巷铺设胶带输送机 担负 煤炭的运输任务 轨道大巷铺设轨道 担负辅助运输任务 大巷均为煤巷 采用 锚喷支护 方案二 运输大巷 轨道大巷布置于9 10号煤层中 回风大巷布置于9 10号煤层中 运输大巷铺设胶带输送机 轨道大巷铺设轨道担负运煤和辅助运输任务 大巷均 为煤巷 采用锚喷支护 4 采 盘 区划分及开采程序 方案一 根据煤层赋存状况和地质构造 本井田拟采用带区式准备方式 采区的开采 顺序本着由近及远 先易后难的原则 并考虑初期工程量少 投产快的目的 先 开采9 10号煤层的一分带区 同时回采9 10号煤层 方案二 采用盘区式准备方式 开采顺序同上 四四 开拓方案的技术经济比较开拓方案的技术经济比较 由以上对两方案的详细阐述 对两方案做技术经济比较表 两方案的技术比较见表3 两方案的经济比较见表4 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 20 表3 开拓方案技术比较表 方案一方案二 优 点 1 开拓巷道总的掘进工程 量 较少 2 初期工程量小 投产早 3 副斜井运料系统简单 1 副立井提升能力大 2 立井通风 通风能力大 分 区式通风 风路短 通风容易 缺 点 1 风路长 通风系统复杂 风 流分配差 2 副斜井提升速度和能力小 1 开拓巷道总的掘进工程量较 大 2 初期工程量大 投产晚 3 立井运料 系统复杂 表4 基建费用表 方案一方案二 工程 量 米 单价 元 米 费用 万 元 工程 量 米 单 价 元 米 费用 万 元 主井井 筒 10261050107 7 3 1026105 0 107 73 副井井 筒 10261050107 7 3 311300 0 93 3 主要石 门 3008002 402058001 64 井底车 场 5509004 956009005 40 回风井 31 300189 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 21 0 5 2 0 合计 222 8 1 397 06 综上对两方案各要素的陈述和比较 可知方案一更经济 更合理 投产更早 故决定采用方案一 第二节第二节 达到设计生产能力时工作面的配备达到设计生产能力时工作面的配备 一一 移交生产和达到设计能力时的带区数目 位置和工作面生产能力计算移交生产和达到设计能力时的带区数目 位置和工作面生产能力计算 根据该矿煤层赋存情况和巷道布置 全井田划分为7个带区 矿井移交生产和 达到设计能力时为第一分带生产 第一分带位于井田中部 在一带区9 10号煤层内 布置一个倾斜长壁综采工作面生产 回采工作面采用三班采煤一班检修 全矿布 置两个掘进工作面 矿井设计总产量为回采产量和掘进产量之和 回采工作面生产能力按下列公式计算 Q采 L Vo M r C 式中 Q 工作面年产量 t a L 工作面长度 225m Vo 工作面年推进度 日进9刀 故日推进5 4米 则年推进1782 m M 工作面采高 3 0m r 煤的容重 1 46t m3 C 采煤工作面采出率 取0 95 则 Q采 225 1782 3 0 1 46 0 95 1668 353 kt 掘进出煤按回采工作面产量11 考虑 则 Q掘 1668 353 11 183 519 kt a 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 22 全矿井年产量为 Q Q采 Q掘 1851 872 kt a 满足矿井设计生产能力1800kt a的要求 第五章第五章 矿井基本巷道及建井计划矿井基本巷道及建井计划 第一节第一节 井筒 石门与大巷井筒 石门与大巷 一一 井筒数目及用途井筒数目及用途 矿井移交生产至达到设计能力时 共开凿2个井筒 即主 副斜井 各井筒用 途分述如下 1 主斜井 采用皮带运输 担负全矿主提升任务 并兼作回风井和安全出口 2 副斜井 采用串车提升 担任矿井辅助提升任务 并兼作进风井和安全出 口 列井筒特征见表如下 表5 井 筒 特 征 表 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 23 井 筒 名 称主井副井 纬 距X 3962700 003962300 00 井口 坐标 m 经 距Y 19585800 0019585800 00 井 口 858 00860 00 标高 m 井 底 558 00560 00 井筒倾角 17 17 井筒方位角 73 73 井筒斜长 m 1026 091026 09 井筒净宽 m 4 504 50 井筒净断面 m2 14 2514 25 井筒装备胶带输送机矿车 井筒用途主运输兼回风井 和安全出口 辅助运输 并兼 作进风井和安全出口 井下煤炭运输 一 煤炭运输方式 根据井田开拓部署 本矿井采煤工作面选用可弯曲刮板输送机运输 运输顺 槽 运输大巷选用胶带输送机运输 选用 GX 2500 1200 型胶带输送机 带宽 1200mm 输送量 500t h500t h 电动机功率 75kW 胶带输送机有如下优点 具有运输能力大 潜力大 运输连续 效率高 操作简单 容易实现自动 控制和集中管理的特点 对矿井实现高产 高效和现代化管理有利 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 24 具有系统简单 环节少 占用人员少 维修工作量小 对辅助运输干扰小 等优点 对矿井提高效率和安全生产均十分有利 胶带输送机安全生产性好 据统计其事故率为 0 00023 仅是矿井运输事 故的 6 4 胶带输送机运输具有适应煤层变化能力强 井巷工程量省 可多做煤巷 少做岩巷等优点 对矿井环保工作和采掘接替有利 二 煤炭运输系统 回采工作面 可弯曲刮板输送机 运输顺槽 可伸缩胶带输送机 运输 大巷 胶带输送机 主斜井 地面生产系统 掘进煤运输系统 掘进工作面 刮板输送机 运输顺槽 装入胶带机入矿井运煤系统 井下辅助运输 矿井达产时井下布置一个综采工作面来保证矿井的年设计生产能力 井下巷 道的掘进大部分为煤层巷道 矸石量很小 掘进煤直接进入胶带主运输系统 整 个矿井的辅助运输量较少 运输距离又不长 设计考虑采用电机车牵引 而调度 绞车牵引矿车具有投资少 对沿煤层起伏布置的巷道变化适应性强 生产调度机 动灵活 占用人员设备少等特点 较易适应运量少 运距短的生产特点 故本次 设计矿井的辅助运输方式确定为调度绞车牵引矿车的运输方式 辅助运输采用电 机车牵引1 0t系列矿车及平板车运输 其优点是 操作简单 便于管理 一 运矸系统 掘进头矸石 调度绞车牵引矿车 回风顺槽 调度绞车牵引矿车 轨道 大巷 电机车牵引矿车 560m 水平井底车场 副斜井 地面 汽车集中排弃 二 采区辅助运输系统 副斜井 560m 水平井底车场 轨道大巷 电机车牵引矿车 回风顺槽 调度绞车牵引矿车 回采工作面 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 25 三 主要运输巷道断面 支护方式 坡度及钢轨型号 运输机巷道断面按铺设胶带输送机和检修轨来设计 轨道大巷按铺设双轨来 设计 同时考虑矿井的通风要求 确定运输大巷和轨道大巷均采用半圆拱断面 锚喷支护 运输大巷铺设胶带输送机和检修轨 轨距为 600mm 轨型为 22kg m 运输大巷沿煤层底板布置 轨道大巷铺设双轨 轨距为 600mm 轨型为 22kg m 运输大巷沿煤层顶板布置 当地质条件不好时 矿方根据具体条件加强支护 运 输大巷检修下料时严格执行 行人不行车 行车不行人 的规定 二二 运输大巷及石门布置运输大巷及石门布置 全井田划分为一生产水平 运输大巷 轨道大巷 沿南北方向布置 运输大 巷 轨道大巷沿9 10 煤层布置 副井在到达轨道大巷水平时作煤门 井底车场与 轨道大巷相连 运输大巷 运输顺槽均采用锚杆支护 运输大巷运输采用皮带运 输方式 运矸 运料采用轨道运输 第二节第二节 井底车场井底车场 一一 井底车场形式井底车场形式 本矿副井为辅助运输井 至9 10号煤层布置平车场负责材料运输和行人 井 底车场采用 刀 式井底车场 采用顶推式调车 车场巷道采用半圆拱断面 用 锚杆锚索喷射混凝土联合支护 见井底车场平面布置图 二二 井底硐室井底硐室 在主井井底布置有水泵房 水仓 中央变电所等主要硐室 井底车场巷道和 主要硐室均采用半圆拱断面 锚喷支护 表6 井底车场巷道及硐室工程量表 序 号 巷道或 硐室 煤 岩 巷 道长度 支护 方式 掘进 体积 铺轨 长度 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 26 名称 类 别 m m3 m 1 中央变 电所 岩 50 锚喷 支护 400 2 水泵房岩 30 锚喷 支护 40030 3 管子道岩 20 锚喷 支护 30040 4 水仓岩 30 砼 1200200 5 井底煤 仓 岩 30 砼 200 合计 16 0 2500270 第三节第三节 建井工作计划建井工作计划 一 施工准备的内容与进度一 施工准备的内容与进度 一 施工准备的主要内容 本矿井为新建矿井 根据其具体条件 结合有关规定 矿井从办妥主斜井 副斜井工业场地土地征购 施工人员进场等开始至井筒正式开工之日为施工准备 期 在此期间内要完成如下内容 1 完成交通 供电 通讯 供水和工业场地平整等 五通一平 工作 编制 施工组织设计和施工预算 编制施工计划 劳动和器材供应计划 设置永久性的 经纬坐标桩 水准基桩 标定井筒中心基桩及十字中心线基桩 2 完成施工需要的供热采暖 机修加工 材料堆放 施工人员办公和膳宿等 地面大临工程建筑和设施 3 调集施工队伍 调整和健全施工组织机构 进行技术安全培训 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 27 4 调整 采购施工设备 机具及材料进场 并进行安装检验 试运转 半成 品加工 成品订货及施工机具的检修 进行材料 构件的技术检验 试验和新产 品的试制工作 5 安装凿井井架及提绞设备 做好施工队伍培训工作 从而完成各井筒的开 挖准备工作 6 据煤基字 1996 第 235 号文件精神 施工准备期内尚需完成以下工作 办理质量监督手续 并请煤炭工程造价管理站对项目工程合同进行开工前的 复核 矿井开工前一个月 项目法人向基建管理部门报送开工申请报告 经批准 后方可组织正式开工 二 施工准备期的确定 设计对施工准备期内的全部内容进行乐统筹安排 对各项工作先后顺序进行 了优化 参考国内同类型矿井施工经验及 煤炭矿井 选煤场工程项目建设工期 定额 经综合排队计算 确定矿井施工准备期为 2 个月 二 井巷施工平均成巷进度指标二 井巷施工平均成巷进度指标 井巷进度指标的确定主要参照设计规范的有关要求 结合当地井巷施工队伍 的实际水平和本矿施工条件 并考虑地质条件对施工进度的影响而综合确定的 具体指标如下 根据煤炭工业煤矿设计规定 巷道掘进进度指标采用如下数值 斜井井筒基岩段 70m 月 立井井筒基岩段 70m 月 岩巷 80m 月 半 煤岩锚喷巷道 250m 月 煤巷 400m 月 倾斜岩巷 100m 月 硐室300m3 月 三 井巷主要连锁工程的确定三 井巷主要连锁工程的确定 为了加快建井速度 缩短建井工期 确定矿井主斜井和副斜井井筒同时开凿 根据两个井筒的相对位置关系和井下巷道的布置情况 确定矿井主要连锁工程为 副斜井井筒 560 水平井底车场 回风石门 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 28 联络巷 主斜井井筒 胶带输送机运输大巷 运输大巷 四 三类工程施工组织的基本原则四 三类工程施工组织的基本原则 在矿建 土建 机电设备安装三类工程的施工中 应力求提高工人的施工素 质 充分合理地利用人力 物力和财力 以确保矿井按期建成 一次投产成功 在三类工程中 井巷工程因受地质 水文条件的影响 又受施工场地空间限 制 施工难度相对较大 工期较长 是矿井建设的主要矛盾 因此 在矿井建设 中 必须创造条件确保井巷工程的顺利进行 土建 机电安装根据井巷工程时间 空间的要求 结合工程自身的特点 围绕井巷工程施工组织安排 紧密配合施工 五 建井工期的预计五 建井工期的预计 矿井建设的关键是井巷工程 依据井巷成巷进度指标及施工队伍安排 经井巷工程施工进度图表排列 确定矿井建井工期为22个月 加上施工准备期2个 月 矿井建设总工期为24个月 井巷工程与地面设施同步施工 同步建成 井巷 工程施工进度详见矿井施工进度表 六 加快建井速度的措施和建议六 加快建井速度的措施和建议 1 做好矿井施工前的施工准备工作 确保矿井开工后能连续施工 2 应组织技术力量强 施工经验丰富的施工队伍施工连锁工程 两井筒落底 后应尽早贯通 形成通风系统 以适应井下多头掘进的需要 3 两井筒落底贯通后 应提前进行混合提升主井永久提升设备的安装工作 以便增加快建井的提升能力 4 主要矛盾线上各项工程与一般工程之间 无论是施工力量 技术装备 物 质供应等方面发生矛盾时 应首先解决主要矛盾线工程的需要 同时要兼顾和安 排好一般工程的连续施工 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 29 第四节第四节 产量递增计划产量递增计划 矿井建成移交生产后 因受生产管理及技术水平等因素的影响 第一年计划 年产量为 1550kt 第二年即可达到设计年产量 1800kt 第六章第六章 采煤方法采煤方法 第一节第一节 采煤方法的选择采煤方法的选择 本煤矿设计生产能力为1800kt a 为大型矿井 9 10号煤层平均厚为3 0米 9 10号煤层为合并层 全区稳定可采 倾角3到8度 为近水平煤层 根据9 10 号煤层赋存情况 开采技术条件和管理水平 本着投资少 见效快 安全性好和 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 30 回采率高的原则 经技术比较后 确定采用倾斜长壁采煤方法 综合机械化采煤法是采煤工艺的重要发展方向 它具有高产 高效 安全 低耗以及劳动条件好 劳动强度小的优点 结合本井田煤层赋存及各条件 设计 采用综合机械化采煤法 第二节第二节 确定采 盘 区巷道布置和要素确定采 盘 区巷道布置和要素 根据已确定的矿井井田开拓方案 可知井田为带区式划分 矿井首采区布置 在一带区 划分10个条带 条带间留10m的保护煤柱 在首采区内大巷的一侧垂直 布置工作面的煤层运输顺槽和轨道顺槽 运输顺槽通过煤仓 进风行人斜巷与运 输大巷相联 轨道顺槽通过运料斜巷与轨道大巷相联 带区运煤 辅助运输 通风及排水系统 1 煤炭运输系统 1 回采煤炭运输系统 回采工作面 可弯曲刮板输送机 运输顺槽 转载机 运输顺槽 可伸 缩胶带输送机 运输大巷 胶带输送机 主斜井 地面生产系统 2 掘进煤运输系统 掘进工作面 刮板机 运输顺槽 装入胶带机入矿井运煤系统 2 辅助运输系统 设计采用电机车牵引矿车的辅助运输系统 1 运矸系统 掘进头矸石 调度绞车牵引矿车 回风顺槽 调度绞车牵引矿车 轨道 大巷 电机车牵引矿车 560m 水平井底车场 副斜井 地面 汽车集中排弃 2 材料运输系统 副斜井 560m 水平井底车场 轨道大巷 回风顺槽 调度绞车 回采工 作面 3 带区通风系统 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 31 新鲜风流 副斜井 轨道大巷 运输顺槽 回采工作面 乏风 回风顺槽 回风石门 主斜井 地面 扇风机 5 采区排水系统 回采工作面 运输顺槽 运输大巷 联络巷 井底水仓 主排水泵房 副斜 井 地面 井下水处理系统 由工作面生产能力的计算可知工作面长度为225 工作面月推进度为162m 全 矿井布置一个综采工作面即可达到生产能力 第三节第三节 回采工艺及劳动组织回采工艺及劳动组织 一一 回采工艺回采工艺 该煤矿井田地层总体受一组宽缓褶皱控制 褶皱轴向东北方向 倾伏角 0 7 两翼地层倾角一般为3 8 井田地质构造总体应属简单类型 煤层倾 角较缓 9 10号煤层平均厚度为3 0m 顶 底板较稳定 根据煤层赋存情况和开 采技术条件 确定采用综合机械化回采工艺方式 回采工艺过程如下 1 采煤机落煤 采煤工作面使用双滚筒采煤机 其布置方式为 若面向工作面时 采煤机的 右滚筒应为右螺旋 割煤时顺时针旋转 左滚筒为左螺旋 割煤时逆时针旋转 采煤机运行时 其前端的滚筒沿顶板割煤 后端滚筒沿底板割煤 这种布置方式 司机操作安全 煤尘少 装煤效果好 工作面割煤方式为往返一次割两刀 这种割煤方式效率高 适用于煤层赋存 稳定 倾角较缓的综采面 采煤机的进刀方式为工作面端部斜切进刀 使用割三角煤进刀方法 其进刀 过程为 当采煤机割至工作面端头时 其后的输送机槽已移近煤壁 采煤机机 身处尚留有一段下部煤 调换滚筒位置 前滚筒降下 后滚筒升起并沿输送机 弯曲段返向割入煤壁 直至输送机直线段为止 然后 将输送机移直 再调换 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 32 两个滚筒的上下位置 重新返回割煤至输送机机头处 将三角煤割掉 煤壁割 直后 再次调换滚筒位置 返程正常割煤 2 移架 液压支架的移架方式采用单架依次顺序式 支架沿采煤机牵引方向依次前移 移动步距等于截深 支架移成一条直线 该方式操作简单 容易保证规格质量 操作安全 工作面环境好 3 综采面工序配合方式 综采面割煤 移架 推移输送机采用及时支护的配合方式 即 采煤机割煤 b c d e a AA A A A A A A A A AA AA AA AA AA 图6 1 工作面端部割三角煤斜切