王世超毕业设计终极版.doc

山东科技大学学生毕业设计(论文)第一部分 梁宝寺二号井矿井的基本概况1矿区概况与地址特征1.1矿区概况1.1.1井田位置梁宝寺井田位于山东省西南部，行政区划归嘉祥县，东南距嘉祥县城约20km。地理座标为东经11608411161516，北纬352934353642。属巨野向斜东翼孤立含煤块段，东、西边界皆为落差大于700m的断层，南部开采边界为3煤层隐蔽露头，北部边界为煤层-1200m等高线。 1.1.2交通条件本区交通方便，兖（州）新（乡）铁路经井田南部从嘉祥县城通过。该铁路从嘉祥县城向东56km至兖州，与京沪线相连；向西259km经菏泽至新乡与京广线接轨。京九铁路从井田西南部的菏泽经过。南部济宁机场已开航，可直达北京、广州等地。区内有公路直达梁山、郓城、巨野、嘉祥、济宁等城市。另有京杭运河从井田东侧通过，交通位置见图1-1-1。图1-1-1矿井交通位置图1.1.3 地貌水系本区属黄河冲积平原，地形平坦，地势略呈西南高东北低，地面标高一般为+37+40m，自然地形坡度为0.2。本区水系比较发育，河流沟渠纵横成网，主要河流有红旗河、靳庄沟、赵王河，并与区内各沟渠相贯通，且多系人工开掘的季节性河流，旱季可引水灌溉，雨季可防洪排涝。1.1.4气象及地震本区气候温和，四季分明，属温带半湿润季风区海洋大陆性气候。据嘉祥气象站1959年1月至2005年12月的观测资料：年平均气温13.9，月平均最高气温28.9（1971年7月），月平均最低气温-4.7（1980年1月），日最高气温42.4（1966年7月19日），日最低气温-18.7（1957年1月2日），平均最低气温月为一月，平均气温-1.4。年平均降雨量650mm，年最大降雨量1088mm（1964年），年最小降雨量363.9mm(1988年)。降雨多集中在7、8月份，春季雨少，时有春旱。日最大降雨量156.2mm(1965年7月9日)。年最大蒸发量2318.4mm（1968年），年最小蒸发量1472.4mm(1984年)，历年最高洪水位为38.04mm.本区所属地震动峰值加速度分区为0.05g。地震烈度为6度。1.1.5区域经济概况及建筑材料本区地处黄河冲积平原，沟渠纵横，土地肥沃，村庄稠密，农、副、林业生产发达。建材来源：矿井建设中钢材、木材等材料主要由外地供应，水泥、砖、瓦、砂、石等材料均可由当地或附近解决。1.1.6 水电供应矿区电源充沛可靠。本煤田附近已建有荷泽发电厂及济宁发电厂，荷泽发电厂的装机容量为95万kW，济宁发电厂的装机容量为30万kW。110kv输电线路一回路接至新建嘉祥220kv变电所，一回路接至大张楼变电所，已签订了供电协议。根据现有水文地质资料，奥灰水含水层富水性强，水质较好，可作为本改扩建（二号井）供水水源。1.2 地质特征1.2.1地质构造梁宝寺井田位于巨野向斜东部，东界为F1断层，西界为F13断层，由此构成本区的地堑构造。区内地层呈南浅北深的趋势，因受区域断层的控制，形成以梁宝寺向斜为骨干向北倾伏收敛的“裙边状”褶曲构造，并伴生北东向及北西向断层组，构造复杂程度中。.1.2.2井田构造A、地层产状及主要褶曲全区呈宽缓褶曲构造，次一级褶曲发育，翼部倾角较缓，为5-10，受F1、F13断层的影响，本区东、西地段局部地层倾角较大，为20，纵观全区，地层呈南部缓、北部陡的趋势。区内褶曲以贯穿全区的梁宝寺向斜为骨架构造，从东向西依次为王庄向斜、南宋庄背斜、梁宝寺向斜、黄河李背斜、申庄向斜、贺庄背斜、程庄向斜、武寨背斜、杜垓向斜、李庄背斜。B、断层断层分为东西向、北东向、北西向及南北向四组，其中北西向断层最多，北东向断层次之，东西向断层和南北向断层较少。除F26为逆断层外，其余均为正断层。1.2.3水文特征梁宝寺井田位于巨野煤田东北部范围属黄河冲积平原，煤系地层被新生界、古生界二叠系上、下石盒子组地层深层覆盖，为全隐蔽井田。本井田地处东西两侧边界大断层所处的地堑块段，边界断层F1、F13落差均大于700m，区外下盘奥灰抬起，使得区内煤系地层中含水层与区外奥灰对接，形成东、西部补给边界；北部以F24断层为界，落差l000m，区内地层下降、区外上升，煤层赋存深度大于1500m，煤系含水层接受补给条件差；南部以奥灰隐伏露头为界，形成南部补给边界。1.3煤层与煤质1.3.1煤层本区主要含煤地层是下二迭统山西组和上石炭统太原组，平均总厚264.40m。共含煤27层，其中山西组含煤3层（2、3（3上）、3下）；太原组含煤24层（4、5、6、7、8上、8中、8下、10上、10中、10下、11、12上、12中、12下、14、15上、15中、15下、16、17、18上、18中、18下）。平均总厚8.70m，含煤系数3.3%。大部和局部可采的3（3上）、16和17煤层，平均总厚4.74m，占煤层总厚的54%，其中3（3上）煤层平均厚3.36m，占可采煤层总厚的71%，是本区首采及主采煤层。本区的可采煤层见表1-1-1表1-1-1 可采煤层特征表煤层名称煤层夹石全区厚度（m）结构稳定性可采性 层间距（m）层数厚度主要岩石两极值平均值两极值平均值3（上）010.233.96(68)较简单较稳定大部可采168.25226.31198.47(21)0400.780.15炭质泥岩泥岩1602.090.72(37)简单较稳定大部可采0200.340.07炭质泥岩泥岩0.348.072.68(25)1701.550.66(33)简单较稳定 不稳定局部可采0200.210.03炭质泥岩泥岩1.3.2煤质特征（1） 物理性质及煤岩特征本区各层可采煤层均为黑色、黑褐、褐黑色条痕，各煤层以亮煤、暗煤为主，夹少量镜煤及丝炭条带，为条带状结构，层状构造，半亮半暗型煤。（2） 化学性质煤的化学组分灰分原煤灰分平均值3（3上）煤层为中灰，16、17煤层为低灰，3（3上）煤层属低中灰煤，16、17煤层属特低中灰煤。从平面分布上看，3（3上）煤层在本区东部为低灰区，其余为中灰区；16煤层在岩浆岩吞蚀区南部为中灰，浅部和深部以低灰为主，有特低灰零星分布；17煤层在岩浆岩吞蚀区及深部为中灰，浅部为特低低灰区。使用-1.4比重液洗选后，各煤层均为特低灰，脱灰率为61.53%，说明用洗选的方法脱除煤中的灰分效果显著。伪顶、低及夹矸混入煤层后会使煤层的灰分增高。各煤层的灰成分以酸性的二氧化硅、三氧化二铝为主，这两种成分占煤灰的50以上，3（3上）煤层高达80，其次为碱性的三氧化二铁、氧化钙、氧化镁等成分。3(3上）煤层的灰熔融性(ST)仅一个点为1220，其余均大于1250，为高熔-难熔灰分；16、17煤层灰熔融性平均值小于1250，为以低熔为主的低-高熔灰分。根据煤灰成分计算，结污指数3(3上）煤层是低的，16、17煤层为中等，结渣指数3（3上）煤层为低的，16煤层为严重的，17煤层为高的。硫分3（3上）煤层硫分变化于0.241.86之间，平均0.72，为特低硫煤，且以硫化物硫为主，次为有机硫。16、17煤层硫分变化于富硫高硫之间，其中16煤层平均为高硫，17煤层平均为富硫，16煤层以有机硫为主，次为硫化物硫，17煤层虽然原煤以硫化物硫为主，但精煤中有机硫远高于硫化物硫。本区太原组煤层有机硫含量相对较高，主要是沉积植物受海水影响，即半咸水、咸水环境下的植物在吸收水份的同时，也吸收硫分，因而有机硫含量相对较高。从平面分布上看，3(3上）煤层在冲刷区以东，煤层分叉线西南部一般硫分较高。16煤层在岩浆岩吞蚀区东南部和西部为高硫区，在岩浆岩吞蚀区东北部和中部为富硫区。17煤层浅部为富硫区，中深部为高硫区。各煤层经过-1.4比重液洗选，硫分均有所降低，16、17煤层均为富硫磷分各煤层原煤平均为低磷，属特低低磷煤，各煤层经-1.4比重液洗选平均磷分均降低为特低磷，脱磷系数见表5-2-5。氯、砷、铜、铅、锌氯在各煤层中的最高含量为0.084，作为炼焦或锅炉燃烧用煤不会腐蚀锅炉及炉壁。砷在各煤层中的最高含量为6PPM，不超过酿造和食品工业小于8PPM的要求。各煤层中铜、铅、锌的最高含量分别为540、270、580PPM，均符合工业用煤要求。1.3.3煤尘及瓦斯各煤层煤尘爆炸性试验结果表明火焰长度变化于0700mm之间，扑灭火焰的岩粉量为080%，所以各煤层均有煤尘爆炸危险性本区3(3上)煤层采取瓦斯样22件，其成分和含量最高为92.23和5.315cm3/g（L12-3号孔）。从所获资料看，瓦斯含量与岩浆岩对煤层影响及煤层厚度和煤层埋藏深度有关。3（3上）煤层厚度大，瓦斯含量高，16、17煤层厚度小，瓦斯含量低。北部由于煤层赋存较深，瓦斯含量相对高于南部。3(3上）煤层西北部由于受岩浆岩影响，瓦斯含量相对较高。(附图 地层综合柱状图)2 矿井开拓与开采2.1煤田特征2.1.1井田储量根据山东省巨野煤田梁宝寺井田补充勘探地质报告，梁宝寺井田共获得-1200m以浅总资源储量49942.2万t（其中3（3上）煤层-1200m以浅资源储量39105.6万t，16、17煤层-1200m以浅资源储量10836.6万t）。由于16、17煤层受奥灰水威胁，设计将这2层煤的储量作为设计暂不能利用储量。（1）地质资源/储量a) 参加储量计算的煤层为3(3上)、16、17煤共三层。b) 地质报告储量计算范围：东起F1断层，西至F13断层，南至各煤层露头，北至各煤层底板-1200m等高线，最大计算面积95.273km2。c) 工业指标：本井田3、17煤层以气煤为主，混合煤（弱粘煤、1/2中粘煤、1/3焦煤、贫煤）等，16煤为气煤和无烟煤，依据煤炭资源地质勘探规范，最低可采厚度为0.70m；原煤灰分不大于40%。d)计算方法：本井田煤层倾角绝大部分在15以下，因此采用地质块段法直接在煤层底板等高线图上计算煤层储量。煤层倾角15时煤层厚度用伪厚，15时煤层厚度用真厚。e) 风氧化带深度：根据精查地质报告各煤层均自基岩顶界向下垂深20m划定，风氧化带范围内不计算储量。f) 夹石处理夹石厚度0.05m者予以剔除；0.05m者计算在煤厚之内。夹石厚度0.70m且煤分层厚度大于等于夹石厚度时，则将上、下煤分层合并计算煤厚；煤分层小于夹石厚度时，则煤分层予以剔除。结构复杂煤层，当夹矸的总厚度不大于煤分层总厚度的1/2时，以各煤分层的总厚度作为煤层的采用厚度。（2）工业资源/储量a)本井田3(3上)煤层-1200m以浅111b+122b+333储量为39105.6万t。根据煤炭工业矿井设计规范，工业资源/储量=111b+122b+333kk可信度系数，取0.70.9。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井，k值取0.9；地质构造复杂、煤层赋存不稳定的矿井，k值取0.7；矿井3（3上）煤层333级储量为7973.1万t，本矿井地质构造中等、煤层赋存较稳定的矿井，但是断层较多，将333资源量切割成了面积较小的三角煤，回采难度较大，所以设计将k值系数取0.7。（3）矿井设计资源/储量矿井设计资源/储量为工业资源/储量减去断层、防水、井田境界、地面建筑物等永久煤柱及因法律、社会、环境保护等因素影响不得开采的煤柱煤量（4）矿井设计可采资源/储量矿井可采储量=(设计资源/储量-工业场地及主要井巷煤柱损失)采区回采率2.1.2矿井设计生产能力及服务年限矿井设计生产能力是反映矿井面貌的综合性指标，为科学合理确定矿井设计生产能力，取得良好的投资效益，设计对确定矿井生产能力基础的井田构造、煤层赋存条件、资源/储量等进行了详细分析；对回采工作面和采区生产能力、不同井型的矿井服务年限、经济效益等指标，根据井田具体条件和邻近矿区状况进行分析预测。通过以上工作后认为：本井田主采煤层开采条件在华东地区属于较好的一类，储量丰富，地质构造程度中等，矿井为低瓦斯矿井，水文地质条件简单中等，其它开采技术条件相对较简单，高级别储量占矿井主采煤层资源量的79.6%，具备建设大型矿井的条件。如果按照300万t/a设计（扩建新增能力120万t/a），矿井服务年限51.4a，符合设计规范要求。设计重点对扩建后矿井总设计生产能力300万t/a和400万t/a进行详细技术经济比较。考虑本矿井地质构造为中等，水文地质条件上组煤为简单到中等类型，煤层赋存较稳定，储量备用系数取1.4，经计算矿井服务年限为51.4a。 矿井服务年限=可采储量/（设计生产能力储量备用系数）=21570.7/（3001.4）=51.4(a) 2.2井筒特征及矿井开拓方式2.2.1井筒特征主井井筒净直径5.0m，装备一对22t底卸式多绳箕斗，担负一水平原煤提升，兼作辅助进风井。装备冷弯方管罐道梁、玻璃钢罐道，采用树脂锚杆在井壁上固定支座。 副井井筒净直径6.5m，装备一对一宽一窄1.5t矿车双层四车罐笼，担负全矿井人员、材料、设备及矸石提升，并兼作主进风井。井筒内装备有玻璃钢罐道，悬壁式罐道支座，支座采用锚杆固定在井壁上。井筒内还设有一个全玻璃钢梯子间，作为矿井的一个安全出口，同时还布置有通讯、信号电缆和动力电缆，三趟排水管，一趟压风管和一趟酒水管及一趟供水管。 中央风井井筒净直径5.0m，担负全矿井回风，风速约为8.0m/s。井筒内有全玻璃钢梯子间，作为矿井的一个安全出口，井筒内布置有一趟黄泥灌浆管。矿井主井、副井和风井表土段均采用冻结法施工，基岩段均采用普通法施工。三个冻结井筒冻结段均采用泡沫板双层钢筋混凝土夹层井壁，该井壁是应用较为广泛的一种井壁结构，这种井壁结构工艺简单，施工方便，投资相对较省，除了能抗地层的水平侧向荷载外，还可抗一定数量的竖向负摩擦力。主井、中央风井和副井基岩段支护厚度分别为400mm、400mm和500mm，防水设计也采用自防水混凝土。2.2.1矿井开拓由于本井田煤系地层上覆新生界松散层较厚，煤层埋藏深，倾角缓，故采用立井开拓方式。矿井开拓方式见图1-2-1、图1-2-2。图1-2-1 开拓方式平面图图1-2-2 开拓方式剖面图2.3采区状况一水平共有2个上山采区（一采区和二采区），其余为下山采区，一水平达到设计生产能力时共布置2个采区生产（一采区和二采区）。2.3.1、采区特征一采区位于工业场地东侧、二采区位于工业场地西侧，均为上山采区。一采区东西走向长12.4km，南北倾斜宽约2.3km，含煤1层，煤层倾角212，一般10以下。煤层厚度2.126.2m，平均4.4m。一采区地质储量1131万t，可采储量776万t，服务年限6.2a，一采区为单翼采区。二采区东西走向长2.7km，南北倾斜宽约2.4km，含煤1层，煤层倾角212，一般10以下。煤层厚度1.073.6m，平均3.05m。二采区地质储量3913万t，可采储量2350万t，服务年限18.6a，二采区为双翼采区。采区煤层以中厚煤层为主，局部较薄。采区构造发育简单，断层走向以东西向为主，宽缓褶曲发育。2.3.2、采区巷道布置根据采区煤层赋存特点及构造特征，采区巷道布置采用走向长壁采煤法的采区巷道系统布置。布置一组（三条）上山，分别为轨道、胶带输送机及专用回风上山。上山间距35m，上山两侧各留70m煤柱。考虑到辅助运输要求，轨道上山沿3煤层底板布置，胶带输送机上山及回风上山沿煤层布置。考虑到以后采用齿轨车等其它辅助运输方式，轨道上山倾角控制在8以内。沿走向布置工作面顺槽，顺槽与上山之间采用中部车场、联络斜巷等方式联络。3矿井主要生产系统3.1矿井提升运输系统3.1.1运输方式的选择（1）大巷运输方式矿井煤炭运输方式选用胶带输送机运输。矿井辅助运输采用12t矿用蓄电池变频电机车牵引1.5t固定式矿车运输方式，轨距600mm，轨型30kg/m，钢筋混凝土轨枕。（2）大巷断面及支护方式本矿井属于一级热害矿井（其中二水平局部为二级热害），为低瓦斯矿井，局部存在瓦斯富集区。加大通风是防治瓦斯和降温的重要措施之一，同时属易自燃煤层,为此，本矿井设专用回风巷，各巷道断面适当加大。轨道运输大巷净断面积17.7 m2，采用锚（网）喷加锚索支护。回风大巷净断面积18.8 m2，采用锚（网）喷加锚索支护。胶带运输机大巷净断面积12.1 m2，采用锚（网）喷加锚索支护。大巷支护形式以锚（网）喷加锚索支护为主，在断层破碎带、软岩、局部破碎地段等较差围岩条件下应加强支护，可采用U型钢棚加锚网索联合支护等方式，以保证施工及生产安全。3.1.2提升系统主井担负原煤提升任务。井筒净直径5m，布置一对22t提煤箕斗，玻璃钢罐道,冷弯方管罐道梁。副井担负提升矸石、升降人员、设备和材料等辅助性提升作业任务。井筒净直径6.5m，布置一对1.5t矿车二层四车多绳罐笼（其中一个宽罐笼，一个窄罐笼），玻璃钢罐道,悬臂式支座。主井提升设备选用JKMD44()型落地多绳摩擦式矿井提升机一套，配低速直联悬挂式同步电动机(3300kW 60r/min)，井架上天轮高度51.05m，最大提升速度12.57m/s；副井提升设备选用JKMD44()型落地多绳摩擦式矿井提升机，配低速直联悬挂式直流电动机（1250kW 44r/min），井架上天轮高度29.1m，最大提升速度9.215m/s，最大班设计作业时间2.45h，最大班工人下井时间10.70min。井底车场平面图见图1-3-1。3.1.3通风系统本矿井初期采用中央并列抽出式通风，中后期为混合式通风。矿井原初步设计结合井田走向及倾斜尺寸，根据矿井开拓部署和矿井图1-3-1 井底车场平面图投产时移交采区位置，确定矿井初期通风方式为中央并列抽出式，主井及副井进风，中央风井回风。后期由于矿井南北方向距离长，在梁宝寺镇附近L83孔东北600m处，分别设北副井和北回风井，北副井、主井、副井进风，中央风井及北回风井回风。后期通风方式为混合抽出式。3.1.4排水系统一水平正常排水量为516.0 m3/h，考虑三灰及3煤顶、底板砂岩涌水量的不均匀性，为安全起见，一水平最大排水量取820.0 m3/h。设计确定二水平矿井正常排水量为340.0 m3/h，考虑三灰及3煤顶、底板砂岩涌水量的不均匀性，为安全起见，二水平最大排水量取690.0 m3/h。3.1.5压风系统矿井一水平采用地面集中式压风系统，压缩空气通过敷设在副井井筒的压风管路送至井下各用风地点，矿井一水平现已安装SA-250A型水冷螺杆式空气压缩机三台（42.5/0.85），配电动机250kw 10kv，2台工作，1台备用。3.1.6供电系统梁宝寺矿井一水平的二回110 kV供电电源，一回引自嘉祥县萌山变电所；另一回引自嘉祥县城南变电所。单回供电距离均为约22 km。由于供电电源分别取自两座变电所，所以供电的可靠性大大提高。4工业广场布置与地面建筑4.1平面布置原则在符合现行规范、规程要求的前提下，结合外部条件，力求井田开拓合理，有利于生产、方便生活；贯彻地面布置改革精神，使建筑物布置合理、紧凑，尽量采用多层或联合建筑，减少占地，节省投资，少压煤炭资源；功能分区明确，人流、货流分开，减少相互间交叉干扰；充分考虑各种管线的合理敷设，使其路线短捷，减少能耗，降低造价；注重环境保护，充分考虑风向条件，使建筑物具有良好的朝向和环境；尽量减少矿井建设、生产期间对周围居民生活的影响，避免建设初期拆迁村庄。4.2工业场地功能分区划分准轨铁路南北向布置在场地西侧，110kv线路从场地东侧接入，工业场地主入口开南大门。场地按功能分区分为厂前区、生产区、辅助生产区、风井区。厂前区：位于工业场地东南部， 布置有行政、采区联合办公楼、联合建筑、职工食堂、单身公寓、 110kv变电所等，该区是综合行政管理、指挥中心，该区应给予充分的绿化、美化、使其成为环境优美的场所。生产区：位于工业场地西北部， 主要有主、副井井口房、提升机房、筛分车间、原煤仓、主厂房、浓缩车间、胶带输送栈桥、地热站、储煤场等。该区的主要承担煤炭的提升、储存、加工、外运任务。 辅助生产区：该区位于场地的中西部，设有机修车间及综采设备库、材料库、棚、坑木加工房、材料设备周转场地等。负责矿井机电设备的维修、临时存放、材料的储存等。风井区：位于场地北部，主要有风井、通风机房、防火灌浆站等。工业广场平面布置图见1-4-1。4.3其他场地（1）临时矸石周转场地位置及排矸方式：经方案比选，临时矸石周转场地布置在工业场地北侧，靠近准轨铁路，场地内矸石采用窄轨铁路运输至矸石周转场地，外运采用汽车运输。（2）矿山救护队距离本矿井约6.5km（直线距离5.0km）的梁宝寺一号井工业场地设有矿山救护队，两场地交通方便，满足30分钟服务半径要求，故本矿井工业场地不设置矿山救护中队，依托一号井。（3）风井矿井风井设置在工业场地内，并配套防火灌浆系统。图1-4-1 平面布置方案图5矿井建设主要经济技术指标5.1项目总概算表建设投资概算见表1-5-1。表1-5-1 项目总概算表（增量120万t/a） 单位：万元序号（120万t/a）矿 井选煤厂 铁路用线合 计1矿建工程46031.70 46031.70 2土建工程12408.75 5803.59 1710.02 19922.36 3设备工器具购置23910.27 5228.13 120.48 29258.88 4安装工程 14089.53 1784.27 55.54 15929.34 5其他工程和费用17747.04 2077.22 2102.08 21926.34 小 计114187.29 14893.21 3988.12 133068.62 6工程预备费7993.11 893.59 199.41 9086.11 合 计122180.40 15786.80 4187.53 142154.73 吨煤投资(元/t)1018.17 131.56 34.90 1184.62 7建设投资贷款利息11419.21 8项目动态总投资153573.94 9铺底流动资金934.07 10项目建设总资金154508.01 吨煤投资(元/t)1287.57 5.2矿井设计主要技术经济指标矿井设计主要技术经济指标见表1-5-2。 表1-5-2 主要技术经济指标表顺序名 称单位指 标备 注1矿井设计生产能力（1）年产量万t300（2）日产量T9090续表1-5-22井巷工程量（1）长度M16695.8（2）体积m3376405.7（3）万吨掘进率M139.133工业建筑物总体积m31171784行政福利建筑总面积639085占地总面积h37.8955（1）工业场地占地面积h22.2006（2）铁路专用线占地面积h10.0599（3）进场地销煤公路占地面积h4.608（4）排矸场地占地面积h4.6086矿井在籍人数人21987矿井全员效率t/工2.58建设项目总资金万元154508.01吨煤投资元1287.579矿井静态投资万元142154.73吨煤投资元1184.6210建设工期月4211原煤生产成本元/t165.1512财务内部收益率（税后）%10.4313投资利润率%10.8614投资利税率%14.3215税后投资回收期A10.9916借款偿还期A10.6517产量盈亏平衡点%50.95第二部分 梁宝寺二号井矿井施工组织设计1 矿井概况1.1交通及自然条件1.1.1矿井位置及交通梁宝寺井田位于山东省西南部，行政区划归嘉祥县，东南距嘉祥县城约20km。本区交通方便，兖（州）新（乡）铁路经井田南部从嘉祥县城通过。该铁路从嘉祥县城向东56km至兖州，与京沪线相连；向西259km经菏泽至新乡与京广线接轨。京九铁路从井田西南部的菏泽经过。南部济宁机场已开航，可直达北京、广州等地。区内有公路直达梁山、郓城、巨野、嘉祥、济宁等城市。另有京杭运河从井田东侧通过。1.1.2气象及地震本区气候温和，四季分明，属温带半湿润季风区海洋大陆性气候。年平均气温13.9，月平均最高气温28.9（1971年7月），月平均最低气温-4.7。年平均降雨量650mm，年最大降雨量1088mm（1964年），年最小降雨量363.9mm。本区所属地震动峰值加速度分区为0.05g。地震烈度为6度。1.1.3区域经济概况及建筑材料本区地处黄河冲积平原，沟渠纵横，土地肥沃，村庄稠密，农、副林业生产发达。建材来源：矿井建设中钢材、木材等材料主要由外地供应，水泥、砖、瓦、砂、石等材料均可由当地或附近解决。1.1.4水电供应矿区电源充沛可靠。本煤田附近已建有荷泽发电厂及济宁发电厂，荷泽发电厂的装机容量为95万kW，济宁发电厂的装机容量为30万kW。110kv输电线路一回路接至新建嘉祥220kv变电所，一回路接至大张楼变电所，已签订了供电协议。根据现有水文地质资料，奥灰水含水层富水性强，水质较好，可作为本改扩建（二号井）供水水源。1.2井田地质概况1.2.1地质构造梁宝寺井田位于巨野向斜东部，东界为F1断层，西界为F13断层，由此构成本区的地堑构造。区内地层呈南浅北深的趋势，因受区域断层的控制，形成以梁宝寺向斜为骨干向北倾伏收敛的“裙边状”褶曲构造，并伴生北东向及北西向断层组，构造复杂程度中等。1.2.2井田构造（1）地层产状及主要褶曲全区呈宽缓褶曲构造，次一级褶曲发育，翼部倾角较缓，为5-10，受F1、F13断层的影响，本区东、西地段局部地层倾角较大，为20，纵观全区，地层呈南部缓、北部陡的趋势。区内褶曲以贯穿全区的梁宝寺向斜为骨架构造，从东向西依次为王庄向斜、南宋庄背斜、梁宝寺向斜、黄河李背斜、申庄向斜、贺庄背斜、程庄向斜、武寨背斜、杜垓向斜、李庄背斜。（2）断层断层分为东西向、北东向、北西向及南北向四组，其中北西向断层最多，北东向断层次之，东西向断层和南北向断层较少。除F26为逆断层外，其余均为正断层。1.2.3煤层本区主要含煤地层是下二迭统山西组和上石炭统太原组，平均总厚264.40m。共含煤27层，其中山西组含煤3层（2、3（3上）、3下）；太原组含煤24层（4、5、6、7、8上、8中、8下、10上、10中、10下、11、12上、12中、12下、14、15上、15中、15下、16、17、18上、18中、18下）。平均总厚8.70m，含煤系数3.3%。大部和局部可采的3（3上）、16和17煤层，平均总厚4.74m，占煤层总厚的54%，其中3（3上）煤层平均厚3.36m，占可采煤层总厚的71%，是本区首采及主采煤层。1.2.4水文特征梁宝寺井田位于巨野煤田东北部范围属黄河冲积平原，煤系地层被新生界、古生界二叠系上、下石盒子组地层深层覆盖，为全隐蔽井田。本井田地处东西两侧边界大断层所处的地堑块段，边界断层F1、F13落差均大于700m，区外下盘奥灰抬起，使得区内煤系地层中含水层与区外奥灰对接，形成东、西部补给边界；北部以F24断层为界，落差l000m，区内地层下降、区外上升，煤层赋存深度大于1500m，煤系含水层接受补给条件差；南部以奥灰隐伏露头为界，形成南部补给边界。1.3矿井设计概况1.3.1矿井境界及储量（1）井田境界井田南北长约11.4km东西宽约8.4km，面积95.273km2。（2）井田储量a）地质资源/储量 参加储量计算的煤层为3(3上)、16、17煤共三层。 地质报告储量计算范围：东起F1断层，西至F13断层，南至各煤层露头，北至各煤层底板-1200m等高线，最大计算面积95.273km2。 工业指标：本井田3、17煤层以气煤为主，混合煤（弱粘煤、1/2中粘煤、1/3焦煤、贫煤）等，16煤为气煤和无烟煤，依据煤炭资源地质勘探规范，最低可采厚度为0.70m；原煤灰分不大于40%。b）矿井设计资源/储量矿井设计资源/储量为工业资源/储量减去断层、防水、井田境界、地面建筑物等永久煤柱及因法律、社会、环境保护等因素影响不得开采的煤柱煤量c）矿井设计可采资源/储量矿井可采储量=(设计资源/储量-工业场地及主要井巷煤柱损失)采区回采率1.3.2矿井设计生产能力及服务年限本矿井总设计生产能力300万t/a， 设计服务年限为51.4a。1.3.3井田开拓井田开拓方式由于本井田煤系地层上覆新生界松散层较厚，煤层埋藏深，倾角缓，故采用立井开拓方式。井口位置井口位于L1孔西南110m处井田南部（浅部）。井筒主井井筒净直径5.0m，装备一对22t底卸式多绳箕斗，担负一水平原煤提升，兼作辅助进风井。装备冷弯方管罐道梁、玻璃钢罐道，采用树脂锚杆在井壁上固定支座。 副井井筒净直径6.5m，装备一对一宽一窄1.5t矿车双层四车罐笼，担负全矿井人员、材料、设备及矸石提升，并兼作主进风井。井筒内装备有玻璃钢罐道，悬壁式罐道支座，支座采用锚杆固定在井壁上。井筒内还设有一个全玻璃钢梯子间，作为矿井的一个安全出口，同时还布置有通讯、信号电缆和动力电缆，三趟排水管，一趟压风管和一趟酒水管及一趟供水管。 中央风井井筒净直径5.0m，担负全矿井回风，风速约为8.0m/s。井筒内有全玻璃钢梯子间，作为矿井的一个安全出口，井筒内布置有一趟黄泥灌浆管。水平标高：一水平标高为708m；二水平标高初定1020m。井底车场：井底车场为卧式环行车场；层位为3煤底板砂岩；设计通过能力为123.95万t/a，由于井底车场仅担负辅助运输，可以保证矿井生产能力（矸石量按13%，材料、设备运输以15%计算）637.8万t/a要求。主井装载系统采用“全抬高”方式，设两个井底煤仓，型式为直立圆筒仓，净直径8m，每个煤仓有效容量为750t，总容量为1500t。主井井底清理撒煤系统设在708m井底车场水平，箕斗撒煤用耙斗装岩机装入矿车运至副井重车线。副井井底水窝排水采用潜污泵。 水仓分内、外仓，总有效容量5100.0 m3，采用水仓清理机清理。 井底车场设主变电硐室和主排水泵房，二者采用联合布置。井下爆破材料库采用壁槽式，容量为2000kg炸药及10000发雷管。其回风道与回风大巷相连接。由于车场所处岩层坚固，主要为砂岩。岩层稳定，车场巷道以锚喷为主，主要硐室采用锚喷或混凝土砌碹支护。大巷布置布置东西翼大巷（轨道运输大巷、胶带运输大巷、回风大巷），胶带运输大巷直接与井底煤仓相连。大巷布置在3煤底板砂岩中。采区采区特征一采区位于工业场地东侧、二采区位于工业场地西侧，均为上山采区。一采区东西走向长12.4km，南北倾斜宽约2.3km，含煤1层，煤层倾角212，一般10以下。煤层厚度2.126.2m，平均4.4m。一采区地质储量1131万t，可采储量776万t，服务年限6.2a，一采区为单翼采区。二采区东西走向长2.7km，南北倾斜宽约2.4km，含煤1层，煤层倾角212，一般10以下。煤层厚度1.073.6m，平均3.05m。二采区地质储量3913万t，可采储量2350万t，服务年限18.6a，二采区为双翼采区。采区煤层以中厚煤层为主，局部较薄。采区构造发育简单，断层走向以东西向为主，宽缓褶曲发育。采区巷道布置根据采区煤层赋存特点及构造特征，采区巷道布置采用走向长壁采煤法的采区巷道系统布置。布置一组（三条）上山，分别为轨道、胶带输送机及专用回风上山。上山间距35m，上山两侧各留70m煤柱。考虑到辅助运输要求，轨道上山沿3煤层底板布置，胶带输送机上山及回风上山沿煤层布置。考虑到以后采用齿轨车等其它辅助运输方式，轨道上山倾角控制在8以内。沿走向布置工作面顺槽，顺槽与上山之间采用中部车场、联络斜巷等方式联络1.3.4矿井主要设备提升设备主井装备JKMD3.54（）型落地多绳摩擦式矿井提升机一套，配低速直联悬挂式直流电动机（1600kW 58r/min），提升容器为立井多绳12t提煤箕斗，提升主钢丝绳选用进口钢丝绳34 ZBB 628+FC 1770 ZZ（SS）811 494，最大提升速度10.63m/s，年提升能力145万t。副井装备JKMD4.54（）型落地多绳摩擦式矿井提升机一套，配低速直联悬挂式直流电动机（1600kW 40r/min），提升容器为一对1.5t矿车二层四车多绳罐笼（其中一个宽罐笼，一个窄罐笼），主钢丝绳选用进口钢丝绳46 ZBB 628+FC 1770 ZZ（SS）1472 889，最大提升速度9.42m/s，最大班设计作业时间4.37h，最大班工人下井时间21.08min。通风系统现装备BD21030型风机2台，1台工作，1台备用2560kW， 10kV。经计算现有风机及电机无法满足扩建后负压要求，需重新设置一套通风系统。排水系统梁宝寺老井排水设备现已装备DKM420G909型高扬程多级离心泵5台，水泵配Y50041400型10kV、1400kW、1482r/min电动机。排水设备单台泵的排水能力为404.1 m3/h，无法满足矿井后期的排水，需在新工业场地新增加一套排水系统。压缩空气设备矿井总用气量103.24m3/min，采用地面集中供气方式。选用SA250A型螺杆式空气压缩机四台（40.5/0.85），三台工作，一台备用。配电动机250kW，10kV，1480r/min。采用微机控制。1.3.5总平面布置矿井地面总布置梁宝寺井田位于山东省西南部嘉祥县城西北约20km。其行政区隶属嘉祥县管辖。二号井工业场地东距济宁市45km，东南距嘉祥县城25km，北侧与梁宝寺镇相邻。该处地势平坦，地面比较开阔。场外道路接至工业场地东侧济宁梁山的二级公路，交通方便。工业场地平面布置准轨铁路南北向布置在场地西侧，110kv线路从场地东侧接入，工业场地主入口开南大门。场地按功能分区分为厂前区、生产区、辅助生产区、风井区。厂前区：位于工业场地东南部， 布置有行政、采区联合办公楼、联合建筑、职工食堂、单身公寓、 110kv变电所等，该区是综合行政管理、指挥中心，该区应给予充分的绿化、美化、使其成为环境优美的场所。生产区：位于工业场地西北部， 主要有主、副井井口房、提升机房、筛分车间、原煤仓、主厂房、浓缩车间、胶带输送栈桥、地热站、储煤场等。该区的主要承担煤炭的提升、储存、加工、外运任务。 辅助生产区：该区位于场地的中西部，设有机修车间及综采设备库、材料库、棚、坑木加工房、材料设备周转场地等。负责矿井机电设备的维修、临时存放、材料的储存等。风井区：位于场地北部，主要有风井、通风机房、防火灌浆站等。2矿井建设准备2.1矿井建设前期准备矿井建设前期准备工作是矿井建设的重要内容，是矿井施工准备和矿井建设的基础性工作。完成矿井施工准备工作如下：矿井设计工作工程地质勘探工作工业场地工程地质详勘工作，并已提交了工业场地工程地质详勘成果报告。矿井进场公路、运煤公路、材料公路的定测及工程地质勘察工作。井筒检查钻成果已提交并通过审批。项目法人的组建工作对外协作工作已取得矿产资源勘查许可证；已签订征地协议；已签订永久供电协议；已签订取水、对外通信等协议；融资现状主体工程施工招标准备工作项目施工监理招标工作2.2矿井建设施工准备2.2.1施工准备工作主要内容根据本矿井实际情况，施工准备期从2007年9月26日开始，至2008年5月30日结束，共计8个月。在施工准备期内要完成如下工作：工业场地的“五通一平”；凿井措施工程和辅助生产设施；井筒的特殊凿井工程；职工生活必需的设施和基本条件；必要的物资和器材准备；凿井期利用的永久建筑和设施等。2.2.2工业场地“五通一平” “五通一平”工作是矿井施工准备阶段的一项主要工作，合理安排完成该项工作，可为矿井施工准备工作的顺利进行和矿井开工后的快速施工创造有利条件。2.2.3井筒开挖准备经综合工程排队，主井最先开工，风井滞后主井1个月开工。副井滞后风井2个月开工，根据以上施工方案，井筒开挖准备工作主要围绕冻结工程、稳绞车安装工程及永久井架安装等工程进行，三个井筒施工准备的主要矛盾线均为冻结工程中各连锁工程，即：冻结孔施工冻结沟槽、临时锁口积极冻结试挖及挂吊盘。副井利用永久井架打井，永久井架的设计、加工、安装也是影响施工准备的重要环节。2.2.4永久工程利用规划充分利用永久建筑物、构筑物进行施工可以节省投资，减少临时工程，简化工业场地施工布置，改善建井人员的生活条件。为合理利用永久工程、减少初期投资额度，产生最佳经济效益，应根据施工场地总平面布置和施工计划安排，在不影响施工进度的前提下，适时进行永久工程施工。根据本矿井施工场地总平布置及施工需求，工业场地内可供利用的永久工程和设施主要有：副井永久井架、行政办公楼、采区办公楼、灯房浴室联合建筑、单身公寓、空压机房、110/10KV变电所、汽车库、材料库棚、锅炉房等大部分永久建筑和设施，及部分主干管网、动照线网、场区道路及排水设施、职工食堂等。可供利用的永久场外工程主要有：场外公路、110KV输电线路等。2.2.5临时工程内容规划矿井施工准备期内所需的临时工程主要是为凿井服务的措施工程和施工队伍临时生活设施，主要包括：冻结站、临时绞车房、稳车房、扇风机房、临时砼搅拌站、水泥棚、临时施工人员住房、临时食堂等，还包括部分管线工程等。临时工程施工时要根据临时工程用途、设备数量、使用时间等因素，统筹安排各项临时工程的施工时间和施工顺序，力争创造一个文明、整洁、优美、安全的施工环境和生活环境。2.3施工准备工作统筹安排2.3.1矿井施工准备工作安排主要原则抓住主要连锁工程和关键线路工程，优化施工方案和施工顺序，缩短连锁工程工期；合理安排施工力量，作到连续、均衡施工；最大限度地进行平行交叉作业；生活、生产同步准备，优先抓好建井初期的生活设施。2.3.2施工准备期的确定根据施工准备期各项工作的施工总排队，施工准备期13个月，施工准备期的主要矛盾线为：主井井筒冻结孔施工主井冻结沟槽及临时锁口主井井筒积极冻结主井井筒试挖及挂吊盘，准备期为5.5个月。2.3.3加快施工准备工作的措施施工准备工期长短决定了矿井开工时间的早晚，缩短准备工期可以早日建成矿井投产，提早发挥投资效益，具有显著效果，故提出以下几点措施：推行科学的项目管理方法，对准备期内各项工作实行统筹管理，抓住主要矛盾线上的工作，及时采取对策，保证不延误各工作工期。加强技术教育，提高施工队伍的技术素质，合理采用新技术、新工艺、新材料、新方法。实行招标和投标制，优选施工队伍，以降低造价和加快施工速度。建立强有力的管理体制，搞好施工准备的综合平衡工作，确保设备、材料、人员等按时到位。2.3.4施工准备期内对施工进度有重大影响的环节主要矛盾线上的连锁工程经方案比较，主、副、风井三个井筒均采用冻结法施工，经建设单位与有关施工单位论证，主井先开工，风井滞后主井2个月开工。副井滞后风井1个月开工。据此，确定施工准备期内的主要矛盾线为三个井筒的冻结工程，即：井筒冻结孔施工冻结沟槽及临时锁口井筒积极冻结井筒试挖及挂吊盘。供电系统110KV供电线路和110/10KV变电所已安排施工，预计2004年初即可投入运行，为矿井建设提供充足、稳定的供电电源。副井永久井架的加工安装经方案比较，副井拟采用永久井架打井，副井永久井架设计、加工及安装周期较长，必须抓紧此项工作的进程，否则将影响井筒的如期开工。3施工方案及施工方法3.1 井筒施工方案比选3.1.1井筒数量、用途及装备井筒数量根据矿井开拓部署和通风安全要求，梁宝寺矿井共设有主井、副井、风井三个立井井筒。井筒特征表见表2-3-1。.井筒用途和装备 主井井筒主井净直径5.0m，装备一对12t箕斗，担负矿井煤炭提升。冷弯罐道，冷弯矩形罐道梁。表2-3-1 井 筒 特 征 表 顺序名称单位主 井副 井风 井1井口座标Xm3939207.0463939300.0003939282.968Ym20426838.09320426840.0002042