七台河精煤集团公司新兴六矿0.9Mta新井设计

I 摘 要 该设计矿井为七 台河精 煤集团有限公司新兴六矿 0 9Mt a新井设计 井田有可采煤 层5层 即47 48 49 51 58 煤层 煤层平均总厚度为 8 1m 均属于中厚煤层 煤 层工业牌号为 1 3焦煤 东西走向长约 4 5Km 南北倾斜宽约 3 25Km 面积约14 625 Km2 设计井田的可采储量 74 8611Mt 服务年限为 59 4a 该设计矿井采用双立井开拓方式 根据井田垂深可 划分三个开采水平 采用集中 大巷布置 大巷采用 10t架线式电机车牵引 3 0t底卸式矿车运输 采煤方法为走向长壁 采煤法 采煤工艺为普通机械化采煤工艺 采空区处理采用 为全部垮落法 主井采用多绳摩擦箕斗提升 副井采用刚性组合罐道罐笼提升 矿井的通风方式为两翼对角抽出式 关键词 开拓 水平 集中 走向长壁 II Abstract This is a new design gor 0 9Mt a of Xinxing No 6 in Qitaihe coal mining Group It has five workable coal seams they are 47 48 49 51 58 total thickness of coal seam is 8 1 meters The coal seam industry trademark is 1 3 coking coal The mne is 4 5Km long and 3 25Km width the mine area is 14 625Km2 this mie field recoverable resources is 74 8611Mt This mine s life is 59 years This mine pit design uses take the double vertical shaft development the division as there levels Uses concentrates the big lane arrangement The big lanetransportation uses 10 ton wire laying type electric locomotive to tow the 3 ton Bottom dump mine cars to transport uses long wall mining on the strike to mine Coal wining technology is the ordinary mechanized coal wining technology We wse the caving method for all working faces The main well uses the multi ropes to rub the ore basket promotion the vice well uses the rigid combination pot cage promotion The well ventilated way of mineral well is for two wing opposite angles draw out types Keyword development level concentrate long wall on strike 目目 录录 摘摘 要要 I III ABSTRACT II 绪绪 论论 1 第第1 1章章 井井田田概概况况及及地地质质特特征征 2 1 1 井田概况 2 1 1 1 交通位置 2 1 1 2 地形地势 3 1 1 3 气候 3 1 1 4 河流 3 1 1 5 井田区及邻区经济状况 3 1 1 6 煤田开发史及近况 3 1 1 7 原材料及水电供给情况 3 1 2 地质特征 4 1 2 1 矿区范围内的地层情况 4 1 2 2 井田范围内和附近的主要地质构造 4 1 2 3 煤层赋存状况及可采煤层特征 5 1 2 4 岩石性质 厚度特征 7 1 2 5 井田内水文地质情况 7 1 2 6 瓦斯 煤尘及煤的自燃性 8 1 2 7 煤质 牌号及用途 9 1 3 勘探程度及可靠性 9 第第2 2章章 井井田田境境界界 储储量量 服服务务年年限限 11 2 1 井田境界 11 2 1 1 井田周边情况 11 2 1 2 井田境界确定的依据 11 2 1 3 井田未来发展情况 11 2 2 井田储量 11 2 2 1 井田储量的计算 11 2 2 2 保安煤柱 12 2 2 3 储量计算方法 13 2 2 4 储量计算的评价 13 2 3 矿井工作制度 生产能力 服务年限 13 IV 第第3 3章章 井井田田开开拓拓 16 3 1 概述 16 3 1 1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述 16 3 1 2 影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况 16 3 2 矿井开拓方案的选择 17 3 2 1 井硐形式和井口位置 17 3 2 2 开采水平数目和标高 21 3 2 3 开拓巷道的布置 22 3 3 选定开拓方案的系统描述 24 3 3 1 井硐形式和数目 24 3 3 2 井硐位置及坐标 24 3 3 3 水平数目及高度 25 3 3 4 石门 大巷数目及布置 25 3 3 5 井底车场形式的选择 27 3 3 6 煤层群的联系 28 3 3 7 采区划分 28 3 4 井筒布置及施工 29 3 4 1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护 29 3 4 2 井硐布置及装备 30 3 4 3 井筒延伸的初步意见 31 3 5 井底车场及硐室 32 3 5 1 井底车场形式的确定及论证 32 3 5 2 井底车场的布置 存储线路 行车线路布置长度 32 3 5 3 井底车场通过能力验算 34 3 5 4 井底车场主要硐室 35 3 6 开采顺序 36 3 6 1 沿煤层走向的开采顺序 36 3 6 2 沿煤层倾斜方向的开采顺序 36 3 6 3 采区接续计划 36 3 6 4 三量 控制情况 37 第第4 4章章 采采区区巷巷道道布布置置与与采采区区生生产产系系统统 39 4 1 采区概况 39 V 4 1 1 采区位置 边界 范围及采区煤柱 39 4 1 2 采区地质和煤质情况 39 4 1 3 采区生产能力 储量及服务年限 39 4 2 采区巷道布置 39 4 2 1 区段划分 39 4 2 2 采区上山布置 40 4 2 3 采区车场布置 42 4 2 4 采区煤仓形式 容量及支护 50 4 2 5 采区硐室简介 51 4 2 6 采区工作面接续 52 4 3 采区准备 53 4 3 1 采区巷道的准备顺序 53 4 3 2 采区巷道的断面图及支护方式 53 第第5 5章章 采采煤煤方方法法 56 5 1 采煤方法的选择 56 5 2 回采工艺 57 5 2 1 选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备 57 5 2 2 选择采煤工作面循环方式和劳动组织形式 59 第第6 6章章 井井下下运运输输和和矿矿井井提提升升 62 6 1 矿井井下运输 62 6 1 1 运输方式和运输系统的确定 62 6 1 2 矿车的选型与数量 63 6 1 3 采区运输设备的选择 64 6 2 矿井提升系统 65 6 2 1 提升方式 65 6 2 2 矿井主提升设备的选择及计算 66 第第7 7章章 矿矿井井通通风风与与安安全全 69 7 1 通风系统的确定 69 7 1 1 概 述 69 7 1 2 矿井通风系统的确定 69 7 1 3 主扇工作方式的确定 70 VI 7 2 风量计算和风量分配 70 7 2 1 矿井风量计算 70 7 2 2 风量分配 74 7 2 3 风量的调节方法与措施 75 7 2 4 风速验算 75 7 3 矿井通风阻力的计算 76 7 3 1 确定全矿井最大通风阻力和最小通风阻力 76 7 3 2 矿井等积孔的计算 79 7 4 通风设备的选择 79 7 4 1 主扇的选择计算 79 7 4 2 电动机的选择 80 7 4 3 反风措施 80 7 5 矿井安全技术措施 80 第第8 8章章 矿矿井井排排水水 83 8 1 概 述 83 8 2 矿井主要排水设备 84 8 2 1 排水方式与排水系统简介 84 8 2 2 主排水设备及管路的选择计算 84 第第9 9章章 技技术术经经济济指指标标 87 结结 论论 89 致致谢谢辞辞 90 参参 考考 文文 献献 91 附附录录一一 92 附附录录二二 99 1 绪 论 煤炭工业是国民经济的重要组成部分 根据国务院批转的 工程设计改革的几点意 见的通知 中指出 工程设计是工程建设的首要环节 是整个工程灵魂 先进合理 的设计 对于改建 扩建和新建项目缩短工期 节约投资 提高经济效益 其者关 键性的作用 文件还指出 先进的设计 可 为建设事业赢得时间 节省资金 节约能 源 没有现代化水平的设计 就不会有现代化的建设 在设计中应该注意矿山的环境保护 合理的使用土地 不占或少占农田 改地造田 和改善交通 促进农业农业的发展 要积极慎重的采用过国外的新技术 新工艺 新结 构 新材料 新设备 设计中还要特别重视矿工及干部的身心健康等方面的问题 设计中应树立政策观念 安全思想 经济观点和法制观念 根据七台河新兴六矿所提供的相关资料进行0 90Mt a的新井设计 结合提供的相 关资料 本着以 降低成本 提高效益 的宗旨 以 安全第一 预防为主 综合防治 为 原则 并遵守 煤矿安全规程 和 煤炭工业设计规范 中的有关 规程规定 根据地质 资料 并依据实际情况 在不改变现状 充分利用现有的生产设备的前提下 进行一回 有 益的新井设计 在设计过程中 应用了大量先行课程 特别是必须掌握好开采方法 煤田 地质与勘 探 井巷工程以及企业经济方面的知识 要配合课程设计 毕业设计等有关方面的实 践性教学 环节 以及 增加其实践机会 以利用训练 其应用所学的基本理论和设计方法 并 增强其分析设计问题 解决设计问题的能力 第1章 井田概况及地质特征 2 1 1 井田概况 1 1 1 交通位置 新兴六矿位于七台河矿区西部 距七煤公司约十二公里 行政区划属黑龙江省七台 河市新兴区管辖 地理坐标为北纬45 46 45 47 东经130 30 130 31 井田范围 北界 74层煤层露头 与新立矿 新建矿相邻 南界到桃七三区44号煤层 800m标高 东界为 FA号断层 与桃山矿相连 西部以F14号断层为界 与东风矿相邻 东西走向长约 4 5 Km 南北倾斜宽约 3 25 Km 面积约14 625 Km2 矿区内有矿用铁路专用线与勃七线 牡佳线接轨 铁路交通方便 公路可通往 桦南 佳木斯 双鸭山 宝清 密山 鸡西 勃利 依兰和哈尔滨等市县 公路交 通十分方便 见图1 1 图1 1 交通位置图 1 1 2 地形地势 新兴六矿矿区地形属于丘陵地区 地势非常平缓 地势特点是东高西低 位于 亚寒 3 带纬度 地面标高在 170米 220米 1 1 3 气候 该矿区属于大陆 季节 性气候 风向夏季多东南风 冬季多西北风 最大风速为25 m s 区内由11月至翌年 4月为冻结期 冻结深度为 1 5m 2m 最高气温在零上 27 31 最低气温在 29 34 全年平均气温在零上 0 5 年降水量为 370mm 631mm 平均降雨量为 500mm 1 1 4 河流 井田北部有倭肯河由东向西流 七台河发源于井田西南部山区 为倭肯河支流 河宽20米左右 水深0 30米左右 平常期流量为 0 5 1 5立方米 秒 洪水期流量为 10 200立方米 秒 属季节性河流 该河位于井田 西南部 泾流方向由南向北 垂直 煤系地层走向 但基本不在本矿区全部煤系地层之上 对矿区的开发有不会有太大的 影响 1 1 5 井田区及邻区经济状况 井田范围 内以农业为主 其次种植少量经济作物如蔬菜等 井田邻近多以煤炭 为因素 不少工业多以焦化厂为主 井田南侧则是市区的经济中心 主要是市场服务 性行 业 1 1 6 煤田开发史及近况 新兴六矿周边均由落差数百米的大型断层作为矿界 与邻区无采动影响 井田范围 内自1958年以来 先后开掘了不少小井 现生产的小井有20个 其中 局外的 10个 局内的6个 与大井有关系的 4个 各小井均开采大井无法利用的构造复杂块段 边 角块段 表外量或不计量煤层 对这些小井矿里一直严格管理 并责成地测科具体 负责 尤其对与大井安全有关的小井由矿地测科测绘 监督其开采情况 杜绝了由 于小井开采影响大井安全的事故发生 1 1 7 原材料及水电供给情况 水源来自开采地下水 能够满足生产与生活需要 原材料以及生产生活用电均 来自七台河市和 精煤 集团公司 1 2 地质特征 4 1 2 1 矿区范围内的地层情况 井田范围内 煤系地层属上侏罗统鸡西群含煤地层 主要由城子河组上部和穆棱 组下部组成 下部界限从 74号煤层底板开始 上至 44号煤层 地层厚度 1265米 共含 煤56层 总厚度 28 51 米 含煤系数为 2 33 其中可采和局部可采 5层 穆棱组平 行不整合于城子河组之上 以 42号煤层底板含砾粗砂岩为城子河组和穆棱组分界 根据岩性特征和含煤性 本矿区的地层主要在城子河组第七段和第九段 现述如下 1 城子河组第七段 为 67层顶板含砾粗砂岩至 56层顶板粗砂岩 厚度约 240米 含煤共10层 其中以58层发育较好 大部分可采 56层仅在5线附近发育较好 其余 均不可采 该层段岩性以粉砂岩 粉细砂岩互层 中至粗砂岩为主 本段含薄层凝灰岩3 层 其中以67层煤层底板发育较好 为对比标志 2 城子河组第九段 为 51层底板粗砂岩至 44层顶板含砾粗砂岩的层段 厚度约260 米 共含煤12层 其中48层全矿可采 厚度在 1 7米左右 局部可采层有 47 49 51 层共3层 49 51层为复煤层 灰分较高 该层段岩性以中砂岩 粉砂岩 细砂岩为主 48层下部的中粗砂岩 44层底板凝灰岩可做全矿的对比标志层 综合柱状图 见图1 2 1 2 2 井田范围内和附近的主要地质构造 勃利煤田位于我国新华夏系第二隆起带 双鸭山 七台河 鸡西中生代坳陷中 部 是一个弧形构造 新兴六矿位于弧形构造西翼 区内地层总体向南倾斜 煤层走向由 N60 W渐变为EW方向 煤层倾角由北向南逐渐变大 井田北部煤层倾角一般在7 11 井田中部煤层倾角 15 20 井田南部煤层倾角 20 30 整个井田为一向南倾斜呈弧 形展布的单斜构造 井田内的地质构造以断层为主 根据勘探资料及各小煤矿的揭露 现确定井田 内的断层共有 6条较大的断层 这组断层与煤层走向斜交 走向一般在N30 50 W 属 张性断层 断层面比较平直 倾角一般在55 70 左右 为正断层 属于这组断层的 有 F8 FB F26 F14 F10 FA等 其中落差较大的 F14号断层作为划分井区的界线 F14是 划分井田矿界的主要构造 新兴六矿断层统计 见表1 1 桃七三区经过多年勘探 现已查明 区内断层共计29条 其中正断层 8条 逆断层 21条 特别是F4 F27 F18 F7T F5 F8六条断层横贯全区 5 岩 性 描 述 粉砂泥质岩 1 3焦煤 r 1 44 细砂质泥岩 粉砂岩 灰色 砂岩 粉砂岩 分选好断续斜层理 粉砂岩 灰 灰白色 粉砂岩 粉砂岩 泥岩夹煤 细 中砂岩 粗 中砂岩 粉砂岩 灰 灰白色 粉砂岩 地 层 厚 m 煤层 m 煤 层 号 25 75 13 99 16 07 9 40 10 92 13 98 7 65 5 98 28 56 4 96 31 41 120 23 60 18 9 17 11 21 52 39 35 03 1 7 1 7 1 451 48 柱 状 地层系统 群组 段 鸡 西 群 城 子 河 组 第 八 段 第 九 段 1 5 49 47 1 3焦煤 r 1 50 1 3焦煤 r 1 40 气煤 r 1 40 时 代 晚 侏 罗 世 一 般 最小 最大 1 8 58 1 3焦煤 r 1 48 1 3 1 7 1 4 1 9 1 6 2 1 1 2 1 4 1 5 2 0 图1 2 综合柱状图 1 2 3 煤层赋存状况及可采煤层特征 1 煤层赋存状况 经生产实践 经验和补勘证实 原精补报告关于煤层对比的方法正确 对比标志 可靠 以下是煤层对比的依据 标志层 44号煤层底板厚约 2 2 5米的凝灰岩 61号煤层底板厚约 1 1 4米的凝灰岩 6 67号煤层底板厚约 1 5米的凝灰岩 74号煤层底板厚约 1米的凝灰岩 表1 1 新兴六矿断层统计一览表 产状落差 顺 序 号 断层 编号 断层 性质 走向倾向倾角最大最小 备注 1F14 正 N30 10 W WS70 250100 较可靠 2F26 正 N50 30 W NE 60 70 12020 北与F8相交 较可靠 3F10 正 N30 5 W NE70 10080 北与F8相交 基本可靠 4FA 正 N51WE 70 8030 基本可靠 5FB 正 N50 75 W SW70 1000 西与F14相交 向东南尖灭 可靠 6F8 正 N80 WNE60 800 西与F14相交 东南与 FB相交 尖灭 可靠 煤层组 48煤层组 在间距 151米范围内含煤6层 可采层一层 为 48层 局部可采层 3层 为47 49 51层 赋存稳定 是区内煤层对比的主要标志 60煤层组 在间距 230米范围内含煤10层 可采层一层 为 58层 可作为局部煤 层对比标志 煤层间距法 井田内 煤层间距比较稳定 可作为煤层对比标志 例如 47层与48 层顶底板间距均在 25 30米左右 煤层特征 47层 煤层在本区内相对较厚 煤质较好 块状 煤层中夹凝灰岩薄层 48层 煤层相对较厚 煤质较好 块状 全区发育 49层 煤层中间夹粉砂岩薄层 厚度在0 3 0 8米之间 大的岩性 岩相对比法 井田内岩性较细 主要由粉砂岩 细砂岩 粉细互层 中砂岩及煤层组成 仅 有较少的粗砂岩 含砾砂岩 煤层附存特征见表 1 2 2 可采煤层 7 井田煤系地层共含可采煤层和局部可采煤层5余层 均为中厚煤层 可采煤层总 厚度约8 1米 其中参与本次报告储量计算的主要可采煤层为48 58层 计2层 局部 可采煤层为47 49 51层 计3层 各煤层厚度 结构 发育范围 顶底板岩性等 特征见表1 3 表1 2 煤层附存特征表 煤层厚度 煤层号 最大最小一般 煤层 结构 层间距 可采 程度 顶板 岩性 底板 岩性 471 71 31 5 单22 27 局部可采细砂岩粉砂岩 481 91 41 7 单28 34大部可采砂岩粉砂岩 492 11 61 8 复26 28局部可采粉砂岩粉砂岩 511 61 21 4 单190 230局部可采粉砂岩粉砂岩 582 01 51 7 单14 24大部可采粉砂岩粉砂岩 1 2 4 岩石性质 厚度特征 矿井内 岩性较细 主要由粉砂岩 细砂岩 粉细互层 中砂岩及煤层组成 仅 有较少的粗砂岩 含砾砂岩 各煤层的顶底板为砂岩层 多数煤层顶板好 部分煤 层有伪顶 一般伪顶为粉砂岩和炭质页岩 直接顶为粉细砂岩 局部有中砂岩薄层 老顶一般为中粗砂岩 岩石硬度多数为中等硬度的砂岩类 煤层硬度系数有关岩石性质 及厚度特征见表 1 4所示 1 2 5 井田内水文地质情况 七台河发源于本区 西南部山区 为倭肯河支流 河宽20m左右 水深0 30m左右 平常期流量为 0 5 1 5m3 s 洪水期流量为 10 200 m3 s 属季节性河流 该河位于本 区西侧 泾流方向由南向北 垂直煤系地层走向 但基本不在该矿井 全部煤系地层之上 对矿区的开发 不会 有太大的影响 表1 3 岩石性质及厚度特征 名称 容重 kg cm3 孔隙度 抗压强度 102kg cm3 抗拉强度 102 kg cm3 变形模量 102kg cm3 弹性模量 kg cm3 8 砂岩2 1 2 74 224 240 4 1 40 6 92 9 砾岩2 3 2 65 162 170 4 1 71 0 82 9 泥岩2 68 2 761 3 4 6 14 83 0 8 2 63 84 11 灰岩2 3 2 74 226 240 7 2 32 86 12 页岩2 2 2 615 311 90 3 1 51 3 3 63 9 石英2 63 2 690 13 0 4816 381 2 3 47 218 21 1 岩层富水特征 该煤田是属于裂隙冲水为主的矿床 其富水性主要取决于岩层裂隙发育程度和补 给条件 富水性是有层的规律 同时也存在垂直分带规律 生产经验中表现为 随 着开采面积的增大 涌水量增加 随着开采深度的增加 涌水量减小 浅部风化裂 隙带是矿床主要充水地段 48 50层间含水 岩性为粗 中粗砂岩层 厚 60米左右 据钻探抽水资料 渗 透系数为2 495米 日 单位涌水量为 1 657公升 秒米 由于该含水层分布在丘陵区 补给条件较差 所以充水影响不大 66 72号煤层间含水砂岩层 主要由粗砂岩 含砾粗砂岩组成 厚度70米左右 据钻探抽水资料 渗透系数为 2 89米 日 单位涌水量为 2 03公升 秒米 由于分布在 七台河河床下 补给条件很好 故对矿井充水影响较大 是全矿井涌水量的一半 可以说明本含水层对全矿井充水的影响 2 充水因素 井田以大气降水补给为主 根据多年来降雨 量观测资料可知 每年七 八 九月份 降雨量明显增加 但该区常年的涌水量比较稳定 矿区内个别裂隙发育较好的断层 也 是矿井充水的一个因素 但其补给量较小 从资料分析可知 受大气降雨和第四系 含水层水力联系的影响 补给条件好 岩层富水性强 是矿井主要涌水集中区 而 远离河谷区 其补给 泾流条件明显减弱 1 2 6 瓦斯 煤尘及煤的自燃性 新兴六矿属于 高瓦斯矿井 随着开采深度的延伸 瓦斯赋存条件好 涌出量大 给矿井的安全生产带来一定的困难 煤尘爆炸指数为36 40 属于有爆炸危险的煤层 本井田目前无自 燃发火测定资料 历史上各煤层均无自燃发火现象 发火期大概为 7 10 个月 9 1 2 7 煤质 牌号及用途 1 煤的物理性质 井田内的煤层是由高等植物所形成的腐植煤 其肉眼煤岩成分主要是亮煤 暗 煤 夹镜煤丝带 丝炭较少 黑色光亮 内生裂隙发育 质脆 黑色 条带状 层 状结构 其煤岩类型多为光亮型 半亮型和半暗型 镜下鉴定为 煤岩组成多是凝 胶物基质体 色鲜红 以镜煤化物质为主 树脂胶体占次要地位 矿物杂质多见 主要是石英 长石 高岭石 方解石和云母 尤其以长石和粘土质泥岩多见 2 煤的化学性质 原煤灰分变化较大 一般在 20 30 超过30 的情况也常见 净煤灰分一般在 10 左右 胶质层厚度一般在 9 15mm 挥发分一般在 30 39 硫含量一般在 0 2 左右 磷 含量一般在0 01 0 02 属低硫 低磷煤 发热量一般在7000大卡 公斤左右 根据化验资料 按照中国煤炭分类国家标准 本矿区的各煤层挥发分差距不大 胶质层厚度也基本相近 主要以煤的粘结指数GRI为依据 GRI 65的定为气煤 GRI 65 的定为1 3焦煤 本矿区参与储量计算的 14个煤层 除51层和65层为气煤外 其他煤 层均为1 3焦煤 煤的变质作用以区域变质作用为主 经精煤集团 公司化验室化验 本 井田各煤层多属中等可选煤 主要工业用途以冶金用煤为主 火电厂作动力用煤次之 勘探没有进行各煤层 风氧化带的测定 仍沿用原精补勘探地质报告数据 即风化带垂深15 20米 氧化带垂 深30米 1 3 勘探程度及可靠性 原勘探精补地质报告 新兴六矿深部勘探地质报告 根据矿区域构造复杂程度和 煤层稳定性 将 F4号断层以西构造类型定为 类 F4以东定为 类 煤层定为 类 综 合上述结果 矿区勘探类型定为 类 型 据此 勘探网度 F4以西定为750m 750m F4 以东定为400m 400m 孔距定为250m 500m 矿区内褶曲不发育 地层产状变化不大 很少有波状起伏 对采区的正常划分 无影响 属单斜构造 评定为 类 岩浆侵入在本 矿井内没有岩浆岩侵入体 评定为 类 参与评价的煤层共有 5层 参加评价的5层煤中 稳定煤层占参加评价总储量的 75 26 较稳定的煤层占参加评价总储量的11 68 不稳定煤层占参加评价总储量的 13 05 稳定 较稳定煤层储量占总储量 86 95 据此 综合评定本矿区煤层稳定程度为 类 10 由于矿 井断层密度分区明显 F4号断层以东比 F4号断层以西断层密度大 据此 将 F4号断层东西两侧分区进行地质条件分类 F4号断层以东的评价结果是 断层长度为 3114 48米 平方公里 属 类 F4号断层以西的评价结果是 断层长度为1319 34米 平 方公里 属 类 矿区各煤层顶底板多数为粉细砂岩类 少数为中砂岩 多数煤层没有伪顶 伪 底 个别有伪顶的 其伪顶岩性为粉砂岩 厚度在0 7m 2m之间 各煤层的顶底板平整 只局部有凸凹不平 顶板较完整 裂隙不发育 煤层倾角一般在10 25 之间 故将其 地质条件评定为 类 综合评定结果新兴六矿地质条件类别为 a bc d efg 现有的精补地质报告 深部勘探报告及桃七三区详查地质报告的勘探网度仍然 满足新的矿井地质条件类型对勘探基本线距的要求 第2章 井田境界 储量 服务年限 2 1 井田境界 2 1 1 井田周边情况 新兴六矿周边均由大型断层作为矿界 与邻区无采动影响 矿区内开掘不少矿井 11 均是开采无法利用的构造复杂的边角 块段 均为 表外量或不计量煤层 尤其对与矿井安全 有关系的小井均由地测科测绘 监督其开采情况 杜绝了由于小井开采影响大井生产安 全事故发生 北与新建 煤矿和新立煤矿 相邻 东与 桃山煤 矿相邻 西与东风 煤矿相邻 南为居住区和农业 2 1 2 井田境界确定的依据 1 以地理地形 地质条件作为划分井田境界的依据 2 井田要有合理的走向长度 以利于机械化程度的不断提高 3 要适于选择井筒位置 合理安排地面生产系统和各建筑物 4 划分的井田范围要为矿井发展留有空间 经技术经济分析后 确定本设计井田境界为 西以F14断层 为界 东以FA断层为 界 北以煤层氧化带露头线 为限 深部以 800m标高为 限为计量范围 2 1 3 井田未来发展情况 井田未来将向南部桃七三区发展 C级储量为16 4366Mt 2 2 井田储量 2 2 1 井田储量的计算 设计井田范围内计算的煤层有 47 48 49 51 58 五层 各煤层储量计算边界 与井田 边界基本一致 矿井储量是指矿井内所埋藏的具有工业价值的煤炭数量 矿 井储量可分为矿井地质储量 矿井工业储量和矿井可采储量 矿井工业储量是指平衡表内 A B C级储量的总和 矿井设计储量是矿井工业储量 减去设计计算的断层煤柱 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后的储量 矿井可采储量是指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的储量 47煤层储量 31 08 250000m2 1 5m 1 40t m3 cos24 17 861180Mt 48煤层储量 31 32 250000m2 1 7m 1 48t m3 cos24 21 569231Mt 49煤层储量 32 04 250000m2 1 8m 1 50t m3 cos24 23 670004Mt 51煤层储量 12 32 24 250000m2 1 7m 1 40t m3 cos24 17 297790Mt 58煤层储量 41 00 250000m2 1 4m 1 44t m3 cos24 27 462147Mt 总储量107 860342Mt 2 2 2 保安煤柱 参照保护煤柱的设计原则如下 1 地面受护面积包括受护对象及周围的受护带 2 在一般情况下 保护煤柱应根据受护面积边界和移动角值进行圈定 3 当受护边界与煤层走向斜交时 应根据基岩移动角求得垂直与受护边界方向 的上山方向移动角和下山方向移动角 然后再确定保护煤柱 4 立井保护煤柱应按其深度 用途 煤层赋存条件和地形特点留设 立井深 度大于或等于 400m的以边界角圈定 小于 400m的以移动角圈定 以井田边界断层及氧化带为确定矿井安全而设留煤柱为保安煤柱 为了安全生产 本设计矿井依据 煤矿安全规程 留设保安煤柱如下 1 边界断层留设 20m 保安煤柱 2 各煤层在露头处留设 20 m保安煤柱 3 地面建筑物留设 50m保安煤柱 4 井田内部断层留设 20m保安煤柱 按以上方法计算得 工业广场煤柱损失 4 994331Mt 断层 地面 边界保安煤柱损失 9 287123Mt 总损失量 14 281454Mt 损失率 13 24 2 2 3 储量计算方法 储量计算标准以 储量管理规程 位依据如下 计算公式 块段储量 块段平面积 cos 平均倾角 块段平均厚度 容重 块段平均厚度 采用钻孔见煤厚度以算术平均法求得 可采储量计算 块段可采储量 工业储量 永久煤柱 1 地质及水文地址损失系数 设计回采 率 可采储量计算公式如下 ZK ZC P C 2 1 13 其中 ZK 可采储量 ZC 工业储量 P 永久煤柱损失 C 采区回采率 回采率 厚煤层不应小于 75 中厚煤层不应小于 80 薄煤层不应小于 85 备用系数K取1 3 1 5 计算结果 五层煤工业储量为 10786 0342万吨 可采储量7486 1112 储量备用系数取 K 1 4 得矿井服务年限 59 4年 可采煤层储量总表 见表2 1 2 2 4 储量计算的评价 井田设计 的各类储量计算严格 按照有关 规程 规定执行 由于技术水平所限 储量 计算设计所得到的各种储量与实际可能有一定的误差 此次储量计算工作均采用人 工完成 计算工作严格 并依据科学的计算方法以及合理的参数计算求得 计算过 程比较细致 计算结果比较精确 2 3 矿井工作制度 生产能力 服务年限 1 矿井工作制度 该设计矿井年工作日确定为 330d 矿井每日净提升 14h 四六制工作制度 设计井 型为0 9Mt a 服务年限59 4a 表2 1 可采煤层储量总表 单位 Mt 工业储量 Mt 煤层 名称 总面积 106m2 煤层 厚度 m 容重 t m3 A B C 设计损 失量 Mt 可采 储量 Mt 回 采 率 477 771 51 4017 86122 143612 57410 8 487 831 71 4821 56922 559515 20780 8 498 011 81 5023 67002 840416 66370 8 518 061 41 4017 29782 137012 12860 8 14 5810 251 71 4427 46214 601018 22890 8 合计 107 860314 281574 86110 8 2 矿井生产能力的确定 1 矿井设计生产能力的确定原则 应根据地质条件和国内外市场需求 并结合现有 技术装备和管理水平 充分考虑 科学技术进步等因素 依据投资少 出煤快 经济效益好 绿色开采 的原则合理确定 2 确定矿井生产能力的重要因素 矿井生产能力的大小主要根据井田储量 煤层赋存状况 地质条件等情况来确 定 还应该考虑到当前及今后市场的需煤量 根据该井田的实际情况 初步拟定了 三种矿井生产能力方案 具体如下 方案A 1 2Mt a 方案B 0 9Mt a 方案C 0 6Mt a 上述三种方案 具体选择哪一种 还应该根据矿井服务年限来确定 2 3 3 矿井服务年限 矿井服务年限计算公式如下 T Z A k 2 2 式中 Z 矿井设计可采储量 Mt A 矿井生产能力 Mt a k 矿井储量备用系数 k 1 3 1 5 根据矿井实际情况 系数k取1 4 依据以上拟定的矿井生产能力 服务年限的确定现提出三种方案 具体如下 方案A 1 2Mt a T Z A k 7486 11 120 1 4 44 56 a 方案B 0 9Mt a T Z A k 7486 11 90 1 4 59 41 a 方案C 0 6Mt a T Z A k 7486 11 60 1 4 89 12 a 参照 煤炭工业设计规范 规定 方案B较为合理 即 矿井生产能力为 0 9 Mt a 矿井服务年限为 T 59 4 a 15 第3章 井田开拓 3 1 概述 3 1 1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述 新兴六矿井田位于黑龙江省七台河市新兴区境内 井田东侧与桃山煤矿相连 西侧是与东风 煤矿相连 北侧是新建煤矿和新立煤矿相连 桃山煤矿采用立井开拓 方式 东风和新立煤矿均采用斜井开拓方式 新建煤矿是采用主斜井副立井 综合开拓方 式 3 1 2 影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况 16 1 井田开拓方式的选择应全面考虑各种因素 主要因素包括 1 地形地貌和地面外部条件 2 井田地质和水文地质条件 3 煤层赋存和开采技术条件 4 施工技术和设备条件 5 技术装备和工艺系统条件 6 总体设计和矿井生产能力要求等 针对以上各种因素 进行系统优化 多方案技术经济比较 并结合实际资料 综合研究后 确定 影响 该井田 设计的 开拓方式的具体因素如下 1 地表因素 该井田属于丘陵地形 井田北部及中部皆为漫岗地带 地面比较平缓 地表平均标 高 200m 井田西 侧为七台河河床地带 地表平均标高 187m 2 煤层赋存情况 整个井田的煤层上部标高在 200m左右 下部标高在 800m 东西部分别以城 F14和 FA断层为界 整个矿 井共有5层可采煤层 即 47 48 49 51 58 全区发育 煤 层走向长度为 4 5Km 倾向2 5Km 井田煤层 均属于 倾斜中厚煤层 平均倾角在 24 左右 其次是煤层间距 前三层层间距较近约为30m左右 49 距51 煤层间距为80m左右 51 距58 煤层有220m左右 51 58 间距较大是影响矿井设计的主要因素 3 断层因素 主要由于 是F26断层 位于井田中央斜交于煤层 F8 F10 FB F14 FA属于正断层 发育较好 构造属于中等 4 顶底板因素 顶底板均是粉砂岩 砂岩 中砂岩等硬质岩层 比较稳定 没有伪顶 5 其他因素 井田北 侧有倭肯河流过 但水量一般 井田西侧有七台河流过 但是水量不大 从井田西侧流过 河流 均不在井田煤层之上 对井田的开拓 不会有 太大的 影响 2 确定井田开拓方式的原则 1 贯彻执行有关煤炭工业的技术政策 为多出煤 早出煤 出好煤 投资少 成 本低 效率高创造条件 要使生产系统完善 有效 可靠 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 应节约基建工程量 加快矿井建设 2 合理开发国家资源 减少煤炭损失 3 合理集中开拓布置 简化生产系统 避免生产分散 为集中生产创造条件 4 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 17 发展采煤机械化 自动化创造条件 3 2 矿井开拓方案的选择 3 2 1 井硐形式和井口位置 在一定的井田地质条件 开采技术条件下 矿井开拓巷道有多种布置方式 开 拓巷道的布置方式通称为开拓方式 合理布置开拓方式 一般应 经过 技术可行的多种开 拓方式中进行技术经济分析比较 才能确定 开拓方式按照井筒的倾角不同 水平 倾斜 垂直 分为平硐开拓 斜井开拓 立井开拓和综合开拓方式 平 斜 立井中的任何二或三种形式相结合进行开拓 等四种方式 开拓方式依据井筒 或平硐 与煤层位置的不同又有若干分类 1 井筒形式 平硐开拓是最简单的开拓方式 虽有很多突出优点 但其适应条件很特殊 结合设 计井田的地形地质及煤层赋存特征 参照平硐开拓方式适用条件 可知 平硐开拓方式 在 本井田 设计不适用 排除采用平硐开拓方式 立井开和斜井开拓方式在技术上均可 行 综合开拓虽然对工业广场布置和井底车场要求很高 但针对井田的地质状况 综合开拓方式也可行 依据井田的地质状况 煤层赋存情况 井型 和服务年限等要求 对本井田开拓方式选择提出三种方案 方案一 双斜井开拓方式 方案二 双立井开拓方式 方案三 主立井副斜井开拓方式 主井 副井 主要运输大巷 200 100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 图3 1 双斜井开拓方式 18 200 100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 主井副井 主要运输大巷 图3 2 双立井开拓方式 200 100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 主井 副井 主要运输大巷 图3 3 主立井副斜井开拓方式 1 技术比较 方案一 双斜井开拓方式 优点 掘进速度快 技术可靠 初期投资较双立井开拓较省 井筒设备较简单 使用钢带输送机能够实现连续生产 建井期 较短 缺点 井筒过长 维护费用较高 煤柱损失 比较 严重 不易维护 通风线路长 通风阻力大 费用增加 安全性降低 辅助运输时间长 方案二 双立井开拓方式 优点 适应性强 技术成熟可靠 便于井筒延伸 井筒短 维护费用低 提升速度快 提升能力大 对于开采深部赋存煤层有长处 通风断面大 风阻小 满足大风量要求 缺点 初期投资 较大 建井期限 较长 需要大型的提升设备 19 多水平开拓 立井石门长度大 掘进工程量大 掘进费用高 方案三 主 斜井副立井开拓方式 优点 掘进速度快 有助于辅助运输 可满足最大风量的通风要求 缺点 井口相距较远 不利于工业广场的布置 地面工业建筑占地多 增加了煤柱损失 地面工业建筑分散 生产调度及联系不方便 依据开拓方案技术比较 可初步选定两种较合理开拓方案 方案一 双斜井开拓方式 主井采用皮带提升 17 副井采用串车提升 24 方案二 双立井开拓方式 2 经济比较 方案一 方案二在技术均 比较合理 两者之间的区别在于井筒掘进费用以及它们的 维护费用 提升费用 和主石门掘进长度等 两个方案的井底车场 水平运输大巷以及 各种采区石门和采区上山 斜巷 的工程量基本相等 因此 只需要比较它们的不 同之处 即建井工程量 基建费用 维护费用 和生产经营费用 等 开拓方案经济比较 见表 3 1 表3 1 开拓方案经济比较表 方 案双 立 井 开 拓双 斜 井 开 拓 内容工程量 单价 元 费 用 元 工程量 单 价 元 费 用 元 单位 名称 数量单位数量数量数量单位数量数量 基岩段 主井掘进 42 510m319581358215146 810m85031248240 基岩段 副井掘进 40 510m39910161635598 810m9215910442 基岩段 主井辅助费 42 510m427811818192 5146 810m147742168823 基岩段 副井辅助费 40 510m45214183116798 810m147741459671 20 表土层 副井辅助费 210m2343546870510m1182259110 主井 提升费用 90000 10m0 858772209000010m0 39835820 副井 提升费用 22500 10m2 71609752250010m0 68115322 5 箕斗 2 个 130000260000 罐笼 2 个 245000490000 钢丝绳输送机 15010m5023753450 串车 34 个 5250176700 主井提升机 1 个 117720011772001 个 11300001130000 副井提升机 1 个 8050008050001 个 721000721000 总 计 9541194 58878578 5 吨煤成本 10 609 87 经经济比较后 采用斜井提升 总投资和 吨煤成本比较低 成本相差为 7 1 3 井底车场通过能力满足 煤炭工业设计规范 的要求 3 5 4 井底车场主要硐室 1 主井系统硐室 主井系统 设有3 0t底卸式矿车卸载站硐室 井底煤仓 清理井底散煤硐室 1t固定 式矿车 翻车机硐室 井底煤仓装载硐室及水窝泵房等 主井井底散煤采用固定 矿车处理 用绞车提升至车场水平 2 副井系统硐室 副井系统硐室 主要设 有副井井筒与井底车场连接处 马头门 主变电所 中央变电 所 主排水泵房 中央水泵房 水仓 清理水仓硐室及等候室等 为防止 井下突然涌水 事故淹没矿井 主排水泵房和主变电所应联合布置 以便使 主变电所向主排水泵房的供电距离最短 主 变电所与 主水泵房的底板标 高应高出井筒与 井底车场联结处巷道轨面标高 0 5m 主变电所 和主排 水泵房 在通往井底车场的通道 上应 设置闭门 3 其它硐室 其它硐室有调度室 充电硐室 电机车车库及修理间 井下火药库 消防材料库 防火门硐室 防水门硐室 医疗室 人车站等 其位置 关系 应根据线路布置和各自要求 确定 井底车场线路布置图 见图3 1 766008300012296783000155375000040000 25000 50000 25000 48000 58660 1 78o41 24 R 25000 Kp 34335 90o R 25000 Kp 39270 515005150076000 60000 R 25000 Kp 15136 34o41 24 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 36000 13 13 11 11 10 10 12 15 8 7 7 图3 1 井底车场线路布置图 3 6 开采顺序 在矿井开采过程中 必须按照一定的开采顺序 才能保证 矿井采掘工作应有计划 有 36 步骤地按一定顺序进行 做到采掘并举 掘进先行 因此 必须研究采煤和掘进 的安排关 系 按照 有关规程 规范规定 和相关 政策去布置 3 6 1 沿煤层走向的开采顺序 根据该设计矿井的煤层分布及采区划分的具体情况 井田采用 双翼布置 采用前进 式开采 顺序 由井筒 向井田边界推进 采区工作面 的推进采用后退式 开采 由采区边界 向采区上下山推进 这样 出煤快 效益好 投资省 有利于矿井的均衡生产和合理配采 确保矿井 生产的连续性 有利于矿井运输 通风 等主要生产系统的管理 依据矿井的 采区划分的具体情况 采用走向长壁采煤法 这样 投产快 并且 还减少初期工程量和基 建投资 3 6 2 沿煤层倾斜方向的开采顺序 在同一煤层内 沿 煤层倾斜 方向开采 的顺序 可分为上行式和下行式开采 除近 水平煤层外 对于缓倾斜 倾斜和急倾斜煤层 由于其受采动影响 一般只采用下行式 开采顺序 对于矿井属于倾斜煤层 首采区煤层较近而采用联合布置 设置集中运输巷 道 根据其采动影响关系 采用下行开采顺序 47 48 49 煤层联合开采 51 和58 煤 层单层开采 3 6 3 采区接续计划 根据井田的地质条件 以自然断层为界 将该井田一水平 划分为6个采区 采区分 布示意图 见表3 8 表3 8 采区接续计划表 采区名称 工业储量 万吨 可采储量 万吨 生产能力 万吨 年 服务年限 年 西一一1310 5220888 1859907 05 10203040 西一二 西一三 东一一 东一二 东一三 351 4673 484 3651 1312 0366