孙疃矿1.8Mta新井设计

摘摘 要要 本设计包括三个部分 一般设计部分 专题设计部分和翻译部分 一般部分为孙疃矿 1 8 Mt a 的新井设计 孙疃煤矿位于安徽省淮北市濉溪县境内 其 南与任楼矿井接壤 北与杨柳井田毗邻 东北距宿州市约 23km 井田内有多条公路可至 淮北市 宿州市和蒙城县 井田外东侧 西北侧和南侧分别有京沪铁路 濉阜铁路和矿 区铁路青 疃 芦 岭 支线经过 交通十分方便 全井田南北走向长 9 57km 东西倾斜宽 3 5km 面积约 40 7km2 主采煤层一层 即 10 号煤层 平均倾角 17 厚约 3 m 井田工业储量为 277 96Mt 可采储量 200 5 Mt 矿井服务年限为 79 56 a 井田地质条件简单 表土层平均厚度 50 m 矿井正常涌水 量为 120 m3 h 最大涌水量为 220m3 h 煤层硬度系数 f 2 3 矿井绝对瓦斯涌出量为 1 84 m3 min 属低瓦斯矿井 煤层有自燃发火倾向 发火期 3 6 个月 煤尘具有爆炸危险性 根据井田地质条件 提出四个技术上可行开拓方案 方案一 立井单水平上下山开 采 水平在 550m 煤层大巷 方案二 立井单水平上下山开采 在 550 水平 岩层大巷 方案三 立井两水平暗斜井开采 延伸至 800 m 水平 方案四 立井两水平开采 立井井 延伸至 800 m 水平 通过技术经济比较 最终确定方案三为最优方案 将主采煤层划分 为两个水平 一水平标高 550 m 二水平标高 800 m 因井田走向大断层将井田分为南北 两部分 井田南部为一水平服务范围 井田北部为二水平服务范围 设计首采区采用采区准备方式 工作面长度 250 m 采用一次采全高采煤法 全部跨 落法处理采空区 矿井采用 三八 制作业 两班生产 一班生产并检修 生产班每班 3 个 循环 日进 7 个循环 循环进尺 0 56 m 日产量 5495 t 大巷采用带式输送机运煤 辅助运输采用 1 5 t 固定箱式矿车 主井装备一套 12 t 双 箕斗和一套 12 t 单箕斗带平衡锤提煤 副井装备一对 3 t 矿车双层单车罐笼带平衡锤担负 辅助运输任务 矿井采用两翼对角式通风 通风容易时期矿井总需风量 4150 m3 min 矿 井通风总阻力 1588 Pa 风阻 0 33 N s2 m8 等积孔 2 07 m2 矿井通风容易 矿井通风困 难时期矿井总风量 4150 m3 min 矿井通风总阻力 2200Pa 风阻 0 46 N s2 m8 等积孔 1 75m2 矿井通风中等困难 设计矿井的吨煤成本 110 元 t 专题部分题目是浅谈煤矿矿井水处理及利用 翻译部分是一篇关于工作面煤尘控制的研究的论文 英文原文题目为 International evaluation of injury rates in coal mining 关键词 立井 上山开采 大采高 双巷掘进 两翼对角式 ABSTRACT This design includes three parts general design part project design part and translation parts General part is Sun Tuan 1 8 Mt a mine of new Wells design Sun Tuan mine located in anhui province huaibei city The coal mine the south territory renlou coal mine with borders north and northeast willow from SuZhouShi compartmentalized adjoins about 23km There can be many highway compartmentalized SuZhouShi and MengChengXian huaibei city to East west and the field respectively jinghu railway south Sui railway and mining area was Tuan railway green model ridge feeder after The traffic is very convenient Whole field north south 9 57 km long 3 5km tilt width something km2 with a total area of about it The Lord CaiMeiCeng layer namely 10 obliquity 17 average coal seam thick about 3 m Field 220 Mt for industrial reserves recoverable reserves 120 Mt the mine for a service life 79 56 Field geological condition is simple The topsoil average thickness 50 m Mine normal section for 383 m3 h maximum section for 520 m3 h Coal seam hardness coefficient f 2 3 For mine absolute gas flow volume 1 84 m3 min belong to low gas mine Coal spontaneous combustion tendency flaming a period of 3 6 months coal dust explosion hazard with According to the geological conditions compartmentalized proposes four technically feasible development plan Plan a single level down the shaft mining level DaHang 550m coal seam in Scheme ii single level down the shaft mining in 550 level rock DaHang Plan 3 two levels inclined shaft mining extending to dark 800 m level Plan 4 two level mining cutting extends to the vertical Wells 800 m level Through the technical and economic comparison ultimately determine the optimal scheme for option 3 Will the Lord CaiMeiCeng divided into two levels a level elevation 550 m two level elevation 800 m for large fault will be compartmentalized into compartmentalized is divided into two parts compartmentalized south south service scope for a level for two level northern no 1 service scope Design the first panel adopts mining ways to prepare face the time length 2 5 m in coal mining method all the high across fell method processing goaf Mine using 38 exercise two class production bus overhaul Every four cycle shift rijin eight circulation circulation 5454 54 0 8 m daily output footage t DaHang introduced in by belt conveyor by 1 5 t auxiliary coveyance fixed box harvesters Equipped with a set of main shaft 12 t double skip and a set of 12 t single skip belt balance hammer carry coal a 3 t harvesters pregrouting equipment with double bikes for balance hammer cage auxiliary coveyance task Mine using two wing diagonal type ventilation Mine ventilation easy period should always be airflow 1027 1032 m3 min mine ventilation total resistance 1588 Pa wind resistance 0 33 N s2 m8 accumulate hole 3m2 such as mine ventilation easy Mine mine ventilation difficult times total volume air 1027 1032 m3 min total resistance of mine ventilation 2200Pa wind resistance 0 46 N s2 m8 accumulate hole 1 75 m2 such as mine ventilation medium difficulty Design the tons of coal mine cost 110 yuan t The projects section discusses the topic is sihe coal mine gas treatment and utilization technology Using ground extraction and comprehensive utilization Special subject part mainly introduces the treatment and multipurpose use of mine water Translation part is about international evaluation of injury rates in coal mining The topic is International Evaluation Of Injury Rates In Coal Mining Keywords vertical shaft Up the hill mining Big mining height Double roadway excavation Two wing diagonal type 目 录 一般部分一般部分 ABSTRACT 2 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征 3 1 1 矿区概述 3 1 1 1 矿区地理位置 3 1 1 2 矿区气候条件 3 1 1 3 矿区的水文情况 3 1 2 井田地质特征 3 1 3 煤层特征 3 1 3 1 主要水文地质条件 3 1 3 2 可采煤层 3 1 3 3 煤的特征 3 1 3 4 瓦斯 煤尘及自燃 地温 3 2 井田境界与储量井田境界与储量 3 2 1 井田境界 3 2 2 矿井储量计算 3 2 2 1 构造类型 3 2 2 2 矿井工业储量 3 2 2 3 矿井可采储量 3 2 3 矿井可采储量 3 2 3 1 永久保护煤柱留设 3 2 3 2 矿井可采储量 3 3 矿井工作制度 设计生产能力及服务年限矿井工作制度 设计生产能力及服务年限 3 3 1 矿井工作制度 3 3 2 矿井设计生产能力及服务年限 3 4 井田开拓井田开拓 3 4 1 井田开拓的基本问题 3 4 1 1 井筒形式的确定 3 4 1 2 井筒位置的确定采 带 区划分 3 4 1 3 工业场地的位置 3 4 1 4 开采水平的确定 3 4 1 5 矿井开拓方案比较 3 4 2 矿井基本巷道 3 4 2 1 井筒 3 4 2 2 井底车场及硐室 3 4 2 3 主要开拓巷道 3 4 2 4 巷道支护 3 5 准备方式准备方式 采区巷道布置采区巷道布置 3 5 1 煤层地质特征 3 5 1 1 采区位置 3 5 1 2 采区煤层特征 3 5 1 3 煤层顶底板岩石构造情况 3 5 1 4 水文地质 3 5 1 5 地质构造 3 5 1 6 地表情况 3 5 2 采区巷道布置及生产系统 3 5 2 1 采区位置及范围 3 5 2 2 采煤方法及工作面长度的确定 3 5 2 3 确定采区各种巷道的尺寸 支护方式及通风方式 3 5 2 4 煤柱尺寸的确定 3 5 2 5 采区巷道的联络方式 3 5 2 6 采区接替顺序 3 5 2 7 采区生产系统 3 5 2 8 采区内巷道掘进方法 3 5 2 9 采区生产能力及采出率 3 5 3 采区车场选型设计 3 5 3 1 确定采区车场形式 3 5 3 2 采区主要硐室布置 3 6 采煤方法采煤方法 3 6 1 采煤工艺方式 3 6 1 1 采区煤层特征及地质条件 3 6 1 2 确定采煤工艺方式 3 6 1 3 回采工作面参数 3 6 1 4 回采工作面破煤 装煤方式 3 6 1 5 回采工作面支护方式 3 6 1 6 端头支护及超前支护方式 3 6 1 7 各工艺过程注意事项 3 6 1 9 回采工作面正规循环作业 3 6 2 回采巷道布置 3 6 2 1 回采巷道布置方式 3 6 2 2 回采巷道参数 3 7 井下运输井下运输 3 7 1 概述 3 7 1 1 井下运输设计的原始条件和数据 3 7 1 2 运输距离和货载量 3 7 1 3 矿井运输系统 3 7 2 采区运输设备选择 3 7 2 1 设备选型原则 3 7 2 2 采区设备的选型 3 7 3 大巷运输设备选择 3 7 3 1 运输大巷设备选择 3 7 3 2 辅助运输大巷设备选择 3 8 矿井提升矿井提升 3 8 1 概述 3 8 2 主副井提升 3 8 2 1 主井提升 3 8 2 2 副井提升 3 9 矿井通风及安全矿井通风及安全 3 9 1 矿井通风系统选择 3 9 1 1 矿井概况 3 9 1 2 矿井通风系统的基本要求 3 9 1 3 矿井通风方式的确定 3 9 1 4 主要通风机工作方式选择 3 9 1 5 采区通风系统的要求 3 9 1 6 工作面通风方式的选择 3 9 1 7 回采工作面进回风巷道的布置 3 9 2 采区及全矿所需风量 3 9 2 1 采煤工作面实际需要风量 3 9 2 2 备用面需风量的计算 3 9 2 3 掘进工作面需风量 3 9 2 4 硐室需风量 3 9 2 5 其它巷道所需风量 3 9 2 6 矿井总风量 3 9 2 7 风量分配 3 9 3 矿井通风总阻力计算 3 9 3 1 矿井通风总阻力计算原则 3 9 3 2 确定矿井通风容易和困难时期 3 9 3 3 矿井最大阻力路线 3 9 3 4 矿井通风阻力计算 3 9 3 5 矿井通风总阻力 3 9 3 6 总等积孔 3 9 4 选择矿井通风设备 3 9 4 1 选择主要通风机 3 9 4 2 电动机选型 3 9 5 防止特殊灾害的安全措施 3 9 5 1 瓦斯管理措施 3 9 5 2 煤尘的防治 3 9 5 3 预防井下火灾的措施 3 9 5 4 防水措施 3 10 矿井基本技术经济指标矿井基本技术经济指标 3 参考文献 3 专题部分专题部分 浅谈煤矿矿井水处理及利用浅谈煤矿矿井水处理及利用 3 1 绪论绪论 3 1 1 水资源背景 3 1 2 问题的提出及解决意义 3 2 矿井水来源及分类矿井水来源及分类 3 2 1 矿井水的来源 3 2 2 矿井水的分类 3 3 矿井水处理工艺矿井水处理工艺 3 3 1 高矿化度矿井水处理技术 3 3 1 1 电渗析法 3 3 1 2 反渗透法 3 3 1 3 蒸馏淡化法 3 3 2 高悬浮物矿井水的处理技术 3 3 2 1 混凝 3 3 2 2 沉淀 3 3 2 3 过滤 3 3 2 4 消毒 3 3 3 酸性矿井水 3 3 3 1 物理化学法 中和法 3 3 3 2 生物化学方法 微生物法 3 3 3 3 湿地生态工程处理法 3 3 4 含有害有毒元素或放射性元素矿井水 3 4 矿井水综合利用矿井水综合利用 3 4 1 综合利用原则 3 4 2 综合利用方向 3 4 3 存在问题及对策 3 5 矿井水综合利用经济分析矿井水综合利用经济分析 3 5 1 经济效益 3 5 2 社会效益 3 5 3 环境效益 3 结语结语 3 参考文献参考文献 3 INTERNATIONAL EVALUATION OF INJURY RATES IN COAL MINING 3 1 INTRODUCTION 3 2 MATERIALS AND METHODS 3 3 RESULTS 3 4 DISCUSSION 3 REFERENCES 3 对煤矿开采中的伤亡率的国际性评价对煤矿开采中的伤亡率的国际性评价 3 1 绪论 3 2 材料和方法 3 3 结果 3 4 讨论 3 参考文献参考文献 3 致 谢 3 一 般 部 分 中国矿业大学 2014 届本科毕业设计 第 1 页 1 矿区概述及井田地质特征 1 1 矿区概述 1 1 1 矿矿区区地地理理位位置置 孙疃井田位于安徽省淮北市濉溪县境内 其南与任楼矿井接壤 北与杨柳井田毗邻 东 北距宿州市约 23km 地理坐标为 东经 116 43 00 116 47 00 北纬 33 31 15 33 37 30 井田内有多条公路可至淮北市 宿州市和蒙城县 井田外东侧 西北侧和南侧分别有京 沪铁路 濉阜铁路和矿区铁路青 疃 芦 岭 支线经过 交通十分方便 如图 1 所示 1 1 2 矿矿区区气气候候条条件件 本井田所在地区属季风暖温带半湿润气候 四季分明 冬冷夏热 本地区一般春秋季多东北风 夏季多东 东南风 冬季多北 西北风 平均风速 3m s 最大风速 18m s 年均气温 14 4 最高气温 40 3 最低气温 10 9 年均降雨 834mm 且多集中在 7 8 月份 全年无霜期为 208 220 天 冻结深度为 20cm 1 1 3 矿矿区区的的水水文文情情况况 本井田地处淮北平原中部 地势平坦 自然地面标高为 25 50 27 00m 一般在 26 00m 左右 井田内较大的河流为浍河 自西北向东南从其中部流过 浍河宽约 50 150m 深 3 5m 两岸筑有河堤 属中小型季节性河流 二十世纪五 六十年代 本井田所在地曾发 生三次较大水灾 且以 1965 年 7 月 16 日的为最 据浍河水文站观测资料 当时最大洪峰流 量为 865m3 s 最高洪水位标高为 28 34m 致使该地区普遍积水 1m 左右 但自 1968 年新 汴河开挖以后 区域内泄洪能力大大增强 浍河水再未溢出河床 从而根除了本地区的水患 此外 井田内尚有纵横交错的浍河支流和人工沟渠 1 2 井田地质特征 孙疃井田位于安徽省淮北矿区临涣区的中偏东部 其北为人为边界 南止人为边界 西 自各可采煤层的风氧化带底界 东至各可采煤层 900m 底板等高线 全井田南北走向长 9 57km 东西倾斜宽 3 5km 面积约 40 7km2 1 3 煤层特征 1 3 1 主主要要水水文文地地质质条条件件 1 地表水 井田内最大的地表水体为浍河 其虽从井田中部流过 但只是中小型季节性河流 对矿 井开采没有影响 2 新生界松散层含 隔水层 组 本井田新生界松散层厚度介于 153 70 246 00m 之间 总体趋势为南厚北薄 按照沉积 物的组合特征及其含 隔水情况 可将新生界自上而下大致分为一含 一隔 二含 二隔 三含 三隔和四含计 4 个含水层 组 和 3 个隔水层 组 其中三隔的有效隔水厚度介于 5 80 70 00m 之间 平均 37 80m 主要由粘土和砂质粘土夹薄砂层组成 粘土以厚层状为 主 可塑性好 膨胀性强 普遍厚度较大 分布稳定 隔水性能良好 可以有效地阻止上覆 中国矿业大学 2014 届本科毕业设计 第 2 页 地表水及一 二 三含水向下溃漏 四含主要由粘土质砂 中细砂和砂砾等组成 纯厚介于 0 18 40m 之间 平均 5 00m 左右 厚度变化较大 分布不稳定 泥质含量高 富水性较弱 因直覆于基岩各含水层与煤层之上 在天然状态下与下伏各含水层 段 均有一定的水力联 系 3 基岩含 隔水层 段 1 二叠纪煤系含 隔水层 段 本井田二叠纪煤系主要由砂岩 泥岩 粉砂岩和煤层等组成 且以泥岩 粉砂岩居多 根据可采煤层的赋存位置 可将二叠纪煤系大致分为 1 3 煤上隔水层 段 3 4 煤间含 水层 段 4 5 煤下隔水层 段 7 8 煤上下含水层 段 8 煤下 10 煤上隔水层 段 10 煤上下含水层 段 和 10 煤下 太灰间隔水层 段 一般情况下 含水层 段 砂 岩裂隙不甚发育 富水性较弱 地下水主要受区域层间径流补给 且补给水源不足 以储存 量为主 而隔水层 段 则除 10 煤下 太灰间这一区段局部受断层影响 导致彼此间距缩 小 隔水性能较差以外 其余均具良好的隔水作用 2 石炭系太灰岩溶裂隙含水层 段 井田内石炭系太原组总厚 131 52m 主要由灰岩 砂岩 粉砂岩 泥岩和薄煤层组成 其中含灰岩 12 层 灰岩累厚 69 53m 并以 3 4 和 12 灰厚度较大 地下水以层间径流补给 为主 且在浅部部分地段与四含有互补性 灰岩岩溶裂隙发育不均 富水性较弱 正常情况 下对 10 煤层开采影响不大 但是 当局部地段受断层切割而致 7 8 煤层和 10 煤层与太灰 间距缩小甚至彼此对口时 则很可能引发突水事故 因此 在井下开采时 必须尽可能避开 上述地段 并采取积极的探水和降压等措施 谨防灾害发生 3 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层 段 区域资料表明 奥陶系灰岩总厚度在 500m 左右 主要由浅灰色厚层状石灰岩组成 一 般浅部岩溶裂隙发育 富水性强 导水性好 但因其远离主要可采煤层 正常情况下对煤层 开采影响较小 4 断层带 本井田断层虽比较发育 但主要具张扭性 且断层带又多为泥岩 粉砂岩和少量砂岩充 填 一般情况下含水性弱 导水性差 与其它含水层间的水力联系也不甚密切 淮北矿业 集团 公司孙疃煤矿首采区瞬变电磁勘探报告 2005 12 对 F7 和 F9 二断层所做的勘探 资料也已证明了本井田断层具有含水性较弱 导水性较差的特点 然而 实际开采过程中仍 应谨防少数导水性较好 富水性较强的断层 或受采动影响而局部活化的断层可能成为矿井 突水的重要途径 综上所述 本井田新生界四含孔隙含水层 组 二叠纪煤系砂岩裂隙含水层 段 和 石炭系太灰岩溶裂隙含水层 段 对井下开采影响较大 但是 如果在可采煤层的浅部必要 地段留设适当高度的防水煤柱 四含水一般不致溃入矿坑而对井下开采构成大的威胁 这样 二叠纪煤系砂岩裂隙水和石炭系太灰岩溶裂隙水便成为矿井开采的主要充水因素 因此 本 井田的水文地质条件属以裂隙充水为主的中等类型 5 矿井涌水量 根据 安徽省濉溪县孙疃井田勘探 精查 地质报告 电子版 2004 2 提供的资料 本矿井一水平 550m 开采 3 10 煤层 面积为 5 885km2 时正常涌水量为 120m3 h 最 中国矿业大学 2014 届本科毕业设计 第 3 页 大涌水量为 220m3 h 太灰的可能突水量为 220m3 h 然而 本次设计已将一水平标高调整 为 550m 但因其变动不大 故矿井涌水量仍然取用上述资料 淮 北 市 蚌埠市 灵璧 永城 怀远 蒙城 固镇 宿州市 泗县 砀山 徐州市 浍 河 孙疃煤矿 江 苏 省 安 徽 省 河 南 省 图图 1 孙疃矿交通位置示意图孙疃矿交通位置示意图 1 3 2 可可采采煤煤层层 本井田可采煤层以大部可采的中厚煤层为主 结构简单 较简单 煤层稳定性属较稳定 型 煤层对比可靠 其中 31 32 51 72 82 和 10 为可采煤层 平均总厚 10 15m 约占 煤层平均总厚的 90 而 72 82 和 10 为主要可采煤层 平均总厚 6 39m 主采煤层 10 号煤 中国矿业大学 2014 届本科毕业设计 第 4 页 1 3 3 煤煤的的特特征征 本井田各可采煤层以低 中高灰 特低 低中硫 特低 低磷 中高 高挥发分 高 特高热值和具中 强粘结性的 1 3 焦煤为主 气煤次之 主要可作炼焦配煤 也可用于工业 锅炉燃烧 1 3 4 瓦瓦斯斯 煤煤尘尘及及自自燃燃 地地温温 1 瓦斯 本井田瓦斯测试资料表明 矿井绝对瓦斯涌出量为 1 84 m3 min 通过对上述资料进一 步分析得知 本井田的瓦斯风化带底界大致位于地表下垂深 500m 处 本井田瓦斯含量的分布特点表现为 从纵向上看 同一煤层的瓦斯含量有随煤层埋深的 增加而增高的趋势 从横向上看 各可采煤层的瓦斯含量在走向上变化不大 但在倾向上则 具有分带性 瓦斯含量等值线有与煤层底板等高线基本一致的变化趋势 结合临近矿井瓦斯资料综合分析 设计暂按低瓦斯矿井考虑 2 煤的自燃 本井田 3 煤层为不自燃 5 8 煤层为自燃 7 煤层为容易自燃 10 煤层为很易自燃 不自燃 设计暂按容易自燃考虑 3 煤尘 本井田各可采煤层的可燃基挥发份产率均在 30 以上 煤尘爆炸性试验结果表明 各可 采煤层均有明显火焰 焰长均在 50mm 以上 最大达 550mm 约需加入 75 的岩粉量方可 抑制爆炸 显然 本井田各可采煤层均有煤尘爆炸危险 4 地温 本井田恒温带深度位于地表下垂深 30m 处 恒温带温度为 16 9 本井田的地温类型为基底凹陷型 地温梯度介于 2 00 3 61 hm 之间 平均 2 71 hm 属正常地温背景下的正常地温区 根据主要可采煤层底板温度与其深度之间建立的相关关系式预测 本井田 72 82 和 10 煤层的 F11 断层南 北区段出现一级热害的深度分别均约在 500m 和 650m 且 72 82 煤层在 21 线的深部局部还有二级热害区 中国矿业大学 2014 届本科毕业设计 第 5 页 岩性描述 以黄色粉沙岩 亚粘土为主 黄色粘土和少量砂 底部有砾岩 棕红色含砂加亚粘土 棕红色泥质胶合砂 多以砾石为主 红色 棕色为主 灰色中粒砂岩 上部为灰色 紫色砂页岩 中 部为回绿色砂岩 主要为砂岩 有少量粉砂岩 柱状 组 岩石 名称 冲积层 砂粘土 泥砂岩 砂砾岩 粗砂岩 页岩 砂页岩 泥岩 砂岩 砂岩 上 石 盒 子 组 厚度 19 8 22 84 160 128 103 89 8 23 4 6 2 22 5 岩性以灰色为主 灰色粉沙质泥岩构成薄层互层 由泥岩 粉沙岩组成 主要由细砂岩 中砂岩组成 属奥陶系含水层 含水量极大 山 西 组 粉砂岩 泥岩 砂岩 泥岩 10煤 中砂岩 石灰岩 细砂岩 15 1 61 2 0 1 40 7 0 6 158 4 统系 第 四 系 第 三 系 全 新 统 更 新 统 界 新 生 界 上 古 生 界 二 叠 系 上 统 下 古 生 界 奥 陶 系 中 下 统 下 统 地层系统 上 新 统 下 石 盒 子 组 泥岩 粉砂岩 0 12 10 2 粉砂岩 细砂岩 3 2 6 6 19 5 深灰色泥岩组成 图图 1 2 孙疃矿综合柱状图孙疃矿综合柱状图 中国矿业大学 2014 届本科毕业设计 第 6 页 2 井田境界与储量 2 1 井田境界 孙疃井田位于安徽省淮北矿区临涣区的中偏东部 其北为人为边界 南止人为边界 西 自各可采煤层的风氧化带底界 东至各可采煤层 900m 底板等高线 全井田南北走向长 9 57km 东西倾斜宽 3 5km 面积约 40 7km2 2 2 矿井储量计算 2 2 1 构构造造类类型型 煤层内倾角为 10 20 平均为 17 且沿走向略有扭曲的简单单斜 2 2 2 矿矿井井工工业业储储量量 矿井工业储量是指在井田范围内 经地质勘探 煤层厚度和质量均合乎开采要求 地质 构造比较清楚 本矿井设计对 8 10 号煤层进行开采设计 它们的厚度分别为 2 03 3m 结构简单 较 简单 煤层稳定性属较稳定型 煤层对比可靠本次储量计算是在精查地质报告提供的 1 10000 煤层底板等高线图上计算的 储量计算可靠 10 煤层 采用块段法计算工业储量 地质块段法就是根据一定的地质勘探或开采特征 将矿体划分为若干块段 在圈定的块 段法范围内可用算术平均法求得每个块段的储量 煤层总储量即为各块段储量之和 每个块 段内至少应有一个以上的钻孔 块段划分如图 2 所示 根据 煤炭工业设计规范 求得以下各储量类型的值 1 矿井地质资源量 矿井地质资源量可由以下等式计算 2 1 0 000001 z ZmF 式中 矿井地质资源量 Mt z Z 煤层平均厚度 m m 煤层底面面积 m3 F 煤容重 t m3 将各参数代入 2 1 式中可得表 2 2 所以地质储量为 280 76 Mt z Z 中国矿业大学 2014 届本科毕业设计 第 7 页 650 350 450 750 400 200 250 300 550 350 200 300 250 400 650 600 450 500 550 700 900 850 750 800 N 2 1 4 5 3 图图 2 2 块段划分示意图块段划分示意图 表表 2 2 煤层地质储量计算煤层地质储量计算 煤 层 块 段 倾角 块段面积 km2 煤厚 m 容重 t m3 储量 Mt 煤层总 储量 Mt 总储量 Mt 112 38 52 031 3624 02 216 67 32 031 3621 03 38 010 02 031 3627 89 412 18 12 031 3622 87 8 510 66 22 031 3617 46 113 45 112 38 531 3635 49 216 6 7 331 3631 09 38 010 031 3641 21 412 18 131 3633 79 10 510 66 231 3625 73 167 31 280 76 2 矿井工业储量 根据钻孔布置 在矿井地质资源量中 60 探明的 30 控制的 10 推断的 根据煤 层厚度和煤质 在探明的和控制的资源量中 70 的是经济的基础储量 30 的是边际经济 的基础储量 则矿井工业资源 储量由式计算 矿井工业储量可用下式计算 2 2 1111222 11222333gbbmm ZZZZZZk 式中 矿井工业资源 储量 g Z 探明的资源量中经济的基础储量 111b Z 控制的资源量中经济的基础储量 122b Z 中国矿业大学 2014 届本科毕业设计 第 8 页 探明的资源量中边际经济的基础储量 2 11m Z 控制的资源量中经济的基础储量 222m Z 推断的资源量 333 Z 可信度系数 取 0 7 0 9 地质构造简单 煤层赋存稳定的矿井 值取kk 0 9 地质构造复杂 煤层赋存较稳定的矿井 取 0 7 该式取 0 8 k 117 92 Mt 111 60 70 bz ZZ 58 96 Mt 122 30 70 bz ZZ 50 54 Mt 2 11 60 30 mz ZZ 25 27 Mt 222 30 30 mz ZZ 25 27 Mt 333 10 z ZkZk 因此将各数代入式 2 2 得 277 96 Mt g Z 2 2 3 矿矿井井可可采采储储量量 2 3 矿井可采储量 2 3 1 永久保护煤柱留设永久保护煤柱留设 1 断层煤柱 断层煤柱尺寸应根据断层落差 含水性等具体情况而定 该井田中有一条落差大于 30 m 的倾向断层 则 断层的保护煤柱量为 式 2 4 d ZSMR 式中 断层保护煤柱煤柱量 d Z 断层保护煤柱压煤面积 318456 S 煤层厚度 3m M 煤的容重 1 3 t m3 R 则 Mt 式 2 5 4 318456 3 1 3 101 299 d Z 2 井田边界煤柱 井田边界煤柱宽度取 25 m 井田的保护煤柱量可按下式计算 式 2 6 b ZSMR 式中 边界保护煤柱煤柱量 b Z 边界保护煤柱压煤面积 40205127 S 煤层厚度 3m M 煤的容重 1 3 t m3 R 则 Mt 式 2 7 4 40205127 3 1 3 103 52 b Z 3 工业场地煤柱 根据 建筑物 水体 铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程 的有关规定 工业场 地与风井场地保护煤柱用垂直剖面法按移动角圈定 其围护带宽度取 20 m 圈定煤柱的移动角 根据淮北矿区及芦岭 朱仙庄等矿实测资料选用 矿区岩层移动角 中国矿业大学 2014 届本科毕业设计 第 9 页 见表 2 2 表表 2 2 矿区岩层移动角矿区岩层移动角 地层移动角 40 走向移动角 75 上山移动角 75 下山移动角 65 本矿井设计生产能力为 180 万 t a 所以取工业广场的尺寸为 360m 600m 的长方形 煤 层的平均倾角为 17 工业广场的中心处在井田走向的中央 主井 副井 地表建筑物均布 置在工业广场内 由此根据上述以知条件 画出如图 2 3 所示的工业广场保护煤柱的尺寸 图图 2 3 工业广场保护煤柱工业广场保护煤柱 由图可得出保护煤柱的尺寸为 S 梯形面积 上宽 下宽 高 2 cos16 式 2 8 1411904 则 工业广场的煤柱量为 S M R 式 2 9 g Z 式中 工业广场煤柱量 g Z S 工业广场压煤面积 M 煤层厚度 11m R 煤的容重 1 37 t m3 中国矿业大学 2014 届本科毕业设计 第 10 页 则 Zi 1411904 3 1 3 10 4 5 758 Mt 式 2 10 总煤柱量的计算公式为 Z Z 式 2 11 Zdbg ZZZZ 则 万 t 式 2 121 2995 7583 5210 577 Z Z 2 3 2 矿井可采储量矿井可采储量 式 2 13P C ZZgk 式中 Zk 矿井可采储量 万 t Zg 矿井工业储量 万 t P 永久保护煤柱损失 按工业储量的 15 算 计 10 577Mt C 采出率 75 Mt 式 2 14 277 93 10 577 0 75200 51475 k Z 中国矿业大学 2014 届本科毕业设计 第 11 页 3 矿井工作制度 设计生产能力及服务年限 3 1 矿井工作制度 按照 煤炭工业矿井设计规范 中规定 参考 关于煤矿设计规范中若干条文修改的说 明 确定本矿井设计生产能力按年工作日 330 天计算 四六制作业 三班生产 一班检修 每日三班出煤 净提升时间为 16 小时 3 2 矿井设计生产能力及服务年限 1 矿井设计生产能力 因为本井田储量丰富 主采煤层赋存条件简单 井田内部无较大断层 比较合适布置大 型矿井 经校核后确定本矿井的设计生产能力为 180 万吨 年 2 井型校核 下面通过对设计煤层开采能力 辅助生产能力 储量条件及安全条件等因素对井型加以 校核 1 矿井开采能力校核 淮北孙疃矿 10 煤层为中厚煤层 煤层平均倾角为 17 度 地质构造简单 赋存较稳定 但矿井瓦斯含量及涌水相对较大 工作面长度不一过大 考虑到矿井的储量可以布置两个 综采工作面同采可以满足矿井的设计能力 2 辅助生产环节的能力校核 本矿井为大型矿井 开拓方式为立井开拓 主井提升容器为两对 9 吨底卸式提升箕斗 提升能力可以达到设计井型的要求 工作面生产原煤一律用带式输送机运到采区煤仓 运输 能力很大 自动化程度很高 原煤外运不成问题 辅助运输采用罐笼 同时本设计的井底车 场调车方便 通过能力大 满足矸石 材料及人员的调动要求 所以辅助生产环节完全能够 满足设计生产能力的要求 3 通风安全条件的校核 本矿井煤尘具有爆炸性瓦斯含量相对较高 属于高瓦斯矿井 水文地质条件较简单 矿 井通风采用对角式通风 矿井达产初期对首采只需先建一个风井即可满足矿井的通风需求 后期再建一个风井 可以满足整个矿井通风的要求 本井田内存在若干小断层 已经查到且 不导水 不会影响采煤工作 所以各项安全条件均可以得到保证 不会影响矿井的设计生产 能力 4 储量条件校核 井田的设计生产能力应于矿井的可采储量相适应 以保证矿井有足够的服务年限 矿井服务年限的公式为 T Zk A K 3 1 其中 T 矿井的服务年限 年 Zk 矿井的可采储量 200 51475Mt A 矿井的设计生产努力 180 万吨 年 K 矿井储量备用系数 取 1 4 中国矿业大学 2014 届本科毕业设计 第 12 页 则 T 200 51 100 180 1 4 79 56 年 既本矿井的开采服务年限符合规范的要求 注 确定井型是要考虑备用系数的原因是因为矿井每个生产环节有一定的储备能力 矿 井达产后 产量迅速提高 局部地质条件变化 使储量减少 有的矿井由于技术原因使采出 率降低 从而减少储量 为保证有合适的服务年限 确定井型时 必须考虑备用系数 5 第一水平服务年限校核 由本设计第四章井田开拓可知 矿井是两水平斜井延伸 一水平在 550m 即本设计第一水平的服务年限符合 矿井设计规范的的要求 表表 3 1 不同矿井设计生产能力时矿井服务年限表不同矿井设计生产能力时矿井服务年限表 第一水平设计服务年限 煤层倾角 矿井设计生产能力 万 t a 矿井设计年限 a 45 600 及以上7035 300 5006030 120 24050252015 45 9040201515 中国矿业大学 2014 届本科毕业设计 第 13 页 4 井田开拓 4 1 井田开拓的基本问题 井田开拓是指在井田范围内 为了采煤 从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体 建立 矿井提升 运输 通风 排水和动力供应等生产系统 这些用于开拓的井下巷道的形式 数 量 位置及其相互联系和配合称为开拓方式 合理的开拓方式 需要对技术可行的几种开拓 方式进行技术经济比较 才能确定 井田开拓主要研究如何布置开拓巷道等问题 具体有下列几个问题需认真研究 确定井筒的形式 数目和配置 合理选择井筒及工业场地的位置 合理确定开采水平的数目和位置 布置大巷及井底车场 确定矿井开采程序 做好开采水平的接替 进行矿井开拓延深 深部开拓及技术改造 合理确定矿井通风 运输及供电系统 确定开拓问题 需根据国家政策 综合考虑地质 开采技术等诸多条件 经全面比较后 才能确定合理的方案 在解决开拓问题时 应遵循下列原则 贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策 为早出煤 出好煤高产高效创造条件 在保证 生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量 尤其是初期建设工程量 节约基建投资 加快矿 井建设 合理集中开拓部署 简化生产系统 避免生产分散 做到合理集中生产 合理开发国家资源 减少煤炭损失 必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定 要建立完善的通风 运输 供电系统 创造良 好的生产条件 减少巷道维护量 使主要巷道经常保持良好状态 要适应当前国家的技术水平和设备供应情况 并为采用新技术 新工艺 发展采煤机械 化 综掘机械化 自动化创造条件 根据用户需要 应照顾到不同媒质 煤种的煤层分别开采 以及其它有益矿物的综合开 采 本井田开拓方式的选择 主要考虑到以下几个因素 1 本井田煤层埋藏较深 煤层可采线在 200m 最深处到 900m 表土层平均 25m 本井 田瓦斯及涌水比较小 对开拓方式的选择影响不大 2 本矿地表地势平坦 地面平均标高为 25m 4 1 1 井井筒筒形形式式的的确确定定 1 井筒形式的确定 井筒形式有三种 平硐 斜井 立井 一般情况下 平硐最简单 斜井次之 立井最复 杂 具体见表 4 1 本矿井煤层倾角不大 平均 17 为缓倾斜煤层 表土层厚约 120 160 m 无流沙层 水文地质情况中等 简单 涌水量不大 井筒需要特殊施工 冻结法建井 因此需采用立井 开拓 中国矿业大学 2014 届本科毕业设计 第 14 页 表表 4 1 井筒形式比较井筒形式比较 井筒形式优点缺点适用条件 平硐 1 运输环节和设备少 系统简单 费 用低 2 工业设施简单 3 井巷工程量少 省去排水设备 大 大减少了排水费用 4 施工条件好 掘进速度快 加快建 井工期 5 煤炭损失少 受地形影响特 别大 有足够储 量的山岭 地带 斜井 与立井相比 1 井筒施工工艺 设备与工序比较简 单 掘进速度快 井筒施工单价低 初期投资少 2 地面工业建筑 井筒装备 井底车 场简单 延深方便 3 主提升胶带化有相当大提升能力 能满足特大型矿井的提升需要 4 斜井井筒可作为安全出口 与立井相比 1 井筒长 辅 助提升能力小 提升深度有限 2 通风线路长 阻力大 管线 长度大 3 斜井井筒通 过富含水层 流沙层施工复 杂 井田内煤 层埋藏不 深 表土 层不厚 水文地质 条件简单 井筒不需 要特殊法 施工的缓 斜和倾斜 煤层 立井 1 不受煤层倾角 厚度 深度 瓦斯 和水文地质等自然条件限制 2 井筒 短 提升速度快 对辅助提升特别有 利 3 当表土层为富含水层的冲积层 或流沙层时 井筒容易施工 4 井筒 通风断面大 能满足高瓦斯 煤与瓦 斯突出的矿井需风量的要求 1 井筒施工技 术复杂 设备 多 要求有较 高的技术水平 2 井筒装备复 杂 掘进速度 慢 基建投资 大 对不利于 平硐和斜 井的地形 地质条件 都可考虑 立井 2 井筒位置的确定 井筒位置选择要有利于减少初期井巷工程量 缩短建井工期 减少占地面积 降低运输 费用 节省投资 要有利于矿井的迅速达产和正常接替 因此 井筒位置的确定原则 1 沿井田走向的有利位置 当井田形状比较规则而且储量分布均匀时 井筒的有利位置应在井田走向中央 当井田 储量呈不均匀分布时 应布置在储量的中央 以形成两翼储量比较均匀的双翼井田 可使沿 井田走向的井下运输工作量最小 通风网路较短 通风阻力小 2 井筒沿井田倾斜方向的有利位置 井筒位于井田浅部时 总石门工程量大 但第一水平及投资较少 建井工期短 井筒位 于井田中部时 石门较短 沿石门的运输工程量较小 井筒位于井田的下部时 石门长度和 沿石门的运输工作量大 如果煤系基底有含水量大的岩层不允许井筒穿过时 它可以延深井 中国矿业大学 2014 届本科毕业设计 第 15 页 筒到深部 对开采井田深部及向下扩展有利 从井筒和工业场地保护煤柱损失看 井筒愈靠 近浅部 煤柱尺寸愈小 愈近深部 煤柱尺寸愈大 因此 一般井筒位于井田倾