采矿学课程设计说明书--矿1.5Mt-a采区设计.doc

此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 采 矿 学 课程设计说明书 姓名 秦德鑫秦德鑫 学号 201010014213201010014213 班级 采矿采矿 B102B102 题目 林西矿 1 5Mt a 采区设计 评语 指导教师 赵启峰赵启峰 职 称 讲师讲师 2013 年 7 月 11 日 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 设计感受 回顾起此课程设计 至今我仍感慨颇多 从理论到实践 在这段日子里 可以说得是苦多于甜 但是可以学到很多很多的东西 同时不仅可以巩固 了以前所学过的知识 而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识 通 过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的 只有理论知识 是远远不够的 只有把所学的理论知识与实践相结合起来 从理论中得出 结论 才能真正为社会服务 从而提高自己的实际动手能力和独立思考的 能力 在设计的过程中遇到问题 可以说得是困难重重 但可喜的是最终 都得到了解决 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练 着是我们迈向社会 从事职业工作前一个必不少的过程 千里之行始于足下 通过这次课程 设计 我深深体会到这句千古名言的真正含义 我今天认真的进行课程设 计 学会脚踏实地迈开这一步 就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打 下坚实的基础 在此感谢我们的赵启峰老师 老师严谨细致 一丝不苟的作风一直是我 工作 学习中的榜样 老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽 的启迪 这次采矿设计的每个细节 都离不开老师您的细心指导 而您开 朗的个性和宽容的态度 帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计 同 时感谢对我帮助过的同学们 谢谢你们对我的帮助和支持 让我感受到同 学的友谊 由于本人的设计能力有限 在设计过程中难免出现错误 恳请老师们多多指教 我十分乐意接受你们的批评与指正 本人将万分感 谢 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 目目 录录 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征 1 1 1 矿区概述 1 1 2 井田地质特征 2 1 2 1 井田地形及勘探程度 3 1 2 2 井田煤系地层 2 1 2 3 井田地质构造 6 1 3 煤层特征 7 1 3 1 可采煤层情况 7 1 3 2 煤的物理性质 7 1 3 3煤的围岩特性 7 1 3 4 煤的特征 8 1 3 5 瓦斯和煤尘 9 2 采区采区境界及储量境界及储量 9 2 1 境界 9 2 2 工业储量 9 2 3 可采储量 10 2 3 1 永久煤柱留设 10 3 采区参数采区参数 11 3 1 倾斜长度 11 3 2 走向长度 11 3 3 生产能力 11 3 4 采出率 11 3 5 煤柱尺寸 12 3 6 煤仓容量 12 4 采区巷道布置采区巷道布置 13 4 1 采区巷道布置 13 4 1 1 采区准备方式的确定 13 4 1 2 工作面推进方向的确定 13 4 1 3 采区开采顺序 14 4 2 生产系统 15 4 2 1 运煤系统 15 4 2 2 辅助运输系统 15 4 2 3 通风系统 15 4 2 4 排矸系统 15 4 2 5 供电系统 15 4 2 6 供水系统 15 4 2 7 排水系统 15 4 2 8 巷道掘进 15 5 采煤方法采煤方法 15 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 5 1 采煤方法和回采工艺 15 5 1 1 地质概况及煤层赋存 15 5 1 2 采煤方法的确定 16 5 1 3 采高及截深 16 5 1 4 综采工作面的设备选型及配套 16 5 2 回采工艺 23 5 2 1 回采工艺方式 23 5 2 2 采煤工艺 23 5 3 生产组织方式 24 5 3 1 劳动组织及循环图表 24 6 主要技术经济指标主要技术经济指标 25 6 2 要技术经济指标 25 参参 考考 文文 献献 26 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 1 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征 1 1 矿区概述 开滦林西矿位于蓟玉煤田林南仓井田范围内 地理座标为东经 117 37 北纬 39 50 东北距玉田县 12 公里 井田范围内交通四通发达 电力充足 北邻京哈公路 京秦铁路 紧邻唐玉宝公路旁边 京 沈高速公路穿境而过 井田内有通往下仓的铁路 矿区专用 西距北京 120 公里 南距天津新港 120 公里 东距秦皇岛港 190 公里 地理位置优越 林南仓矿业公司交通位置示意图 见图 1 1 1 图图 1 1 地理交通位置图地理交通位置图 本区北枕燕山余脉 距螺山峰山只有十余公里 南为华北大平原 全区被新生界地层覆盖 区内 地形平坦 地势由北向南逐渐低下 地表标高介于 1 00 米至 6 00 米之间 区内无河流 仅井田北部 有一较大积水洼地 后湖 盛产芦苇 呈沼泽状态 本区属大陆性风气候 降水多集中在 6 7 8 月份 最大年降水量 898 1 毫米 最小年降水量 452 4 毫米 年最大蒸发量 2186 8 毫米 年最小蒸发量 1670 4 毫米 最高气温 40 3C 最低气温 22 9C 最大冻土深度 780 毫米 林南仓井田位于河北省玉田县林南仓镇附近 地处京津唐秦中心地带 林南仓镇位于玉田县西南 部 总面积 40 平方公里 耕地 25600 亩 镇辖 21 个行政村 总人口 20492 现有私营企业 48 家 个 体企业 303 家 形成了以建筑 冶金 造纸 机械化工 运输 建材 皮革 酿酒为主的九大骨干行 业 林西矿的地面供水可划分为三个部分 即以东六家属区生活应用水为主体的东六供水系统 以生 产和生活供水为主的工业广场供水系统以及风井生产用水为主的风井供水系统 它们各自称为独立的 系统 互不影响 不相干涉 从而构成了林西矿的三大供水系统 前两个系统供水量大 对水质的要 求也较高 东六供水系统服务对象主要是居民的日常生活 日平均耗水量 150m h 供水水源井位于东六生 活区内 距离工业广场中心 3 公里 供电网位于林南仓镇东 5 公里 供电条件能满足生产和生活的需要 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 1 21 2 井田地质特征井田地质特征 1 2 1 井田地质构造井田地质构造 林南仓煤田位于开平煤田东南翼 开平煤田位于燕山南麓 煤系地层为石炭二迭系 开平主向斜 是煤田主要构造 呈复式向斜构造 向斜的总体轴向为 NE 向 自古治以北主向斜轴逐渐转为东西向 向斜两翼不对称 西北翼地层倾角比较平缓 向北往南发育两组轴向与主向斜轴斜角或直交的短轴倾 伏褶皱构造 东南翼断层不很发育 规模亦较小 多见于褶皱构造的轴部 正断层较多 逆断层较少 林南仓井田的主体构造为井田北翼的塔坨向斜和南翼毕各庄区域的毕各庄向斜式 由于开平向斜 在发育过程中北部受青龙山东南构造带影响 主向斜轴在古治以北发生偏移 呈东南向派生的南北应 力场 形成次一级构造 主要褶曲构造 褶皱为本煤田的骨干构造 主要构造线 各向斜 背斜彼此平行相间排列 其褶皱轴线一般均作北西方向延展 向斜均 有煤系地层保护 并闭合成盆地形构造 而背斜部分煤系地层则被剥蚀 褶皱均显不对称性 轴面向受力强烈的方向倾斜 本煤田之中部即林西背斜至黄土坎背斜为 受力较强烈的上升部位 因此 轴面均有内倾之趋势 如煤田东部林南仓 李庄子向斜之西翼地层产 装较陡达 50 60 而煤田西部的下仓向斜西翼地层产状平缓 一般为 10 20 东翼及东北边缘地 带地层倾角则较陡 达 45 60 林南仓向斜因地处马兰裕山字型构造弧顶前缘部位 东北端受北部压力 西和西南端受来自 于李庄子向斜方向的侧压力之力偶作用 使向斜轴线呈 U 字型 断层 本煤田断层多发育在受力较强烈的中部地带 即下仓向斜之东翼 李庄子向斜及林南仓向斜西部 依据受力关系本区主要断层分以下几种 压扭性断层 断层构造线一般呈北西方向 与褶皱轴线相平行 多形成与较强烈褶曲部位 断层面倾角一般较小 约 45 55 走向延长较远 张扭兼重力性质大断层 本类断层有两组 断层构造线一般呈北西方向与褶皱轴线相平行 断层面倾角较陡 一般在 60 左右 断距百米 至数百米 如李庄子向斜中 A B D E 等正断层均属此类 使李庄子向斜形成地堑式构造 断层构造线一般呈北东方向与褶皱轴斜交 断层面倾角 60 75 断距数十至数百米 并具有继 承性 第四纪仍有活动 区内共发现大小断层 4 条 其中断距大于 30 米者有 3 条 以 F1 断层斜切井田中央粘距 15 50 米 延伸长度 2000 米 对井田影响到大 其余断层断距较小 延展长度也较短 对井田开拓也较有影响 主要断层 见附表 1 2 1 表表 1 1 林南仓井田主要断层表林南仓井田主要断层表 断层产状 带别编号性质 走向倾向倾角 断距 米 延展长度 米 1F 正断层N10 ESE75 8015 1102000 2F 正断层N70 80 ESE75 8035 421800 3F 逆断层N50 60 ESE70 75352000 4F 正断层N40 50 ESE75201500 岩浆岩 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 蓟玉煤田所属三个含煤向斜均有不同程度的岩浆岩侵入 下仓向斜 李庄子向斜火成岩遍及全区 林南仓向斜之西部有火成岩侵入 东部未曾发现有岩浆岩侵入之现象 所见岩浆岩经磨片鉴定有以下 几种 主要有辉绿岩 少量安山岩 煌斑岩和玻基橄榄玄武岩等 呈岩墙 岩枝和岩床侵入 岩墙多呈 北西或北东方向 岩床多沿煤层侵入 位于下仓向斜之北部 有一较大的火成岩体侵入玉石炭系二叠 系地层中 其岩性为安山岩 可能以岩盘形式产出 岩浆岩的侵入时期属燕山运动晚期 1 2 2 煤系地层划分及其特征煤系地层划分及其特征 林南仓井田煤系地层主要由石炭系 二叠系地层组成 其中包括中石炭统唐山组 上石炭统开平 组 赵各庄组 下二叠统的大苗庄组 唐家庄组 基底为经过长期剥蚀夷平的中奥陶统 上覆地层为 上二叠统古冶组陆相碎屑岩 含煤建造由一套海相 过度相 陆相地层组成 煤系地层综合柱状图 见图 1 2 1 地 层 系 统 界 系 统 组 层 间 距 柱 状 名 称 厚 度 古 生 界 粉 细 砂 岩 粉 砂 岩 粉 砂 岩 粉 砂 岩 粉 砂 岩 粉 砂 岩 粉 砂 岩 煤 8 煤 9 粉 细 砂 岩 煤 11 细 砂 岩 炭 质 泥 岩 煤 12 0 51 22 95 6 28 20 51 5 26 21 02 8 51 30 49 0 23 2 64 0 41 3 35 0 23 2 06 1 05 8 32 2 98 9 28 14 34 13 36 1 55 1 86 0 90 二 叠 系 上 统 上 统 2 大 苗 庄 组 赵 各 庄 组 3 00 图图 1 2 煤系地层综合柱状图煤系地层综合柱状图 煤系地层各组厚度变化 岩性特征及所含标志层分述如下 奥陶系中统马家沟组 02 本区钻孔揭露最多者 15 89 米 岩性为浅灰 灰白色石灰岩 质纯性脆 时夹薄层状灰质粘土 岩及白云质石灰岩或豹皮状灰岩 顶部有古风化壳迹象 含黄铁矿结核 裂隙溶洞较发育 有时被铝 土质充填 石炭系 C 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 上限为煤 11 顶板细粉砂岩之顶界 与上复二迭系地层呈整合接触 下限为奥陶系石灰岩顶面 两者呈平行不整合接触 地层厚度约 200 米 分中上两统 下统缺失 石炭系中统 唐山组 C2 本统直接覆盖于奥陶系石灰岩之上 上限至第三海浸线 K3 石灰岩顶面 地层厚度介于 46 08 61 77 米 平均为 52 米 岩性特征是 岩层颜色较浅 多为浅灰 灰色 并夹有少量紫色 在 K2 灰岩以下 以粘土岩和粉 砂岩类为主 岩石大致百分比为中 粗粒砂岩占 10 74 细砂岩占 3 56 粉砂岩占 19 71 粘 土岩占 56 62 煤层占 0 59 石灰岩占 8 78 层理不明显 粘土岩一般呈团块状构造 植物化 石保存较少 在石灰岩及其顶板细粉砂岩中 富含海相动物化石 菱铁质鲕粒及结核发育 并含有黄 铁矿结核和散晶 除部分粘土岩外 在一般岩层中皆含不同程度的钙质 本统岩相组合特征是 下部厚约 25 米为滨海湖泊大相的碎屑岩沉积 向上逐渐转为浅海薄层灰岩 相和过渡相的交替沉积 构成三个完整的小旋回 每个旋回一般由浅海沉积 第 I1 旋回为滨海湖泊 起 经过渡相 终止于浅海灰岩相 标志性岩层 K3 至 K4 之间有 深灰色浅海相粉沙岩或粘土岩 细腻质纯性脆 含腕足类珊瑚等动物化石 为石 K3 灰岩直接顶板 一般厚度 9 米左右 K4 至 K5 之间有 浅灰色细 中粒沙岩 成分以石英为主 次为少量岩屑等 分选及滚圆度 中等 拟质孔隙式胶结 夹碳质层纹 显水平层理和缓波层理状 岩石成分比较单纯 易于煤系地层 中的沙岩相区别 位于井筒西北部常相变为粗砂岩 厚度达 20 米左右 至煤 17 以上 风井以东见 薄 井相变为细砂岩 一般厚度 5 米左右 灰 深灰色粘土岩 有时稍发褐色 质软 含铝土质和凌铁质结核 富含植物根化石 成团块状 构造 为煤 14 直接底板 一般厚度在 3 米左右 K5 至 K6 之间有深灰色细粉砂岩 致密而细腻 性脆质地均一 富含黄铁矿石结核 底部见有 少量海百合等动物化石 为 K5 灰岩之直接顶板 一般厚度 7 5 米左右 深灰色粉砂岩和灰色细砂岩互层带 以前者为主 显条带状 具水平层理及缓波状层理 含植物 化石碎片和较完整的假蛋形翅羊齿等植物化石 灰色细砂岩 致密坚硬 泥至孔隙 基底式胶结 具水平层理和缓波状层理 时为煤 12 下直 接底板 以坚硬为特征 易与其他砂岩相区别 一般厚度 4 米左右 赵各庄组 地层厚度 74 41 79 41 米 平均 55 米 岩性特征是 浅灰 深灰色 以粉砂岩为主 但比开平组为少 而厚层状中粒砂岩相对增多 岩石大至百分比为 中粗粒砂岩占 12 9 细砂岩占 12 4 粉砂岩占 44 14 粘土岩占 9 9 煤层 占 19 73 其它站 0 93 植物化石以翅羊齿类居多 一般赋存在煤 11 顶板粉砂岩和煤 11 煤 12 之间粉砂岩两个化石带内 岩相组合特征是以滨海湖泊相为主 并有泻湖海湾相 湖滨波浪带相 湖泊三角洲相等沉积 本 组地层可划分为三个完整的小旋回 海退相序地层厚度为 36 米 海进相序地层厚度为 19 13 米说明地 壳处于缓慢的波浪式上升 且升降幅度较小 比下部唐山组和开平组地层更接近于大陆性趁机环境 亦相对比较稳定 有利于煤层的形成 所以在每个小旋回的中上部均有泥炭沼泽沉积相 赋存有主要 可采煤层 煤 11 煤 12 及不稳定的不可采煤层 煤 14 标志性岩石及化石带有 煤 12 下顶板下粉砂岩 深灰 黑灰色 细腻含炭质及黄铁矿散晶 棕褐色条痕 贝壳状断 口 富含腕足类 瓣鳃类和海百合等动物化石 一般厚度在一米左右 煤 11 至煤 12 之间的粉砂岩 近煤 12 处为深灰色细粉砂岩频繁交替出现 显条状带外观 其 下岩性渐细 底部为细粉砂岩或粘土岩 致密而细腻 质地均一纯净 细水平层理明显 井田西北部 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 为浅灰 银灰色 而东南部则渐变为深灰色 岩性标志 易于对比 厚度 16 米左右 煤 12 顶板粉砂岩 深灰色 岩性致密 质地均一 具水平层理及缓波层理 采集有假蛋翅羊 齿 开平翅羊齿 直脉翅羊齿类 星轮木 纤细轮木 长方楔叶 芦木苛达树等化石 为本组植物化 石富集层之一 厚度一般在 5 米左右 煤 11 煤 12 之间粗砂岩 浅灰色 成分以石英 岩屑 燧石为主 以含较多燧砾为特征 易与其他煤层间砂岩相区别 分选较差 滚圆度为半园状 泥质孔隙 基底式胶结 局部含钙质 具水平层理 斜层理 交错层理等 全区沉淀稳定 特别是井田西部 仅局部地段相变为细砂岩 一般厚度约 12 米 煤 11 顶板细粉砂岩 呈灰 深灰色 致密 显水平层理及缓波状层理 含菱铁质结核 采 集有星轮木 楔叶木 细羊齿 苛达树等化石 亦为本组植物化石富集层之一 一般在 4 米左右 二叠系 P 板湖泊相细粉砂岩之顶界 与下伏地层呈整合接触 上限为第四系松散沉积物 呈不整合接触 在井田内保留地层最大厚度约 560 米 二叠系下统 P1 上限为 A 层铝土直粘土岩顶界 于上统呈整合接触 本统地层厚度约为 278 米 分上 下两组 上组称为唐家庄组 下组称为大苗庄组 其中大苗庄组是主要含煤地层之一 标志性岩层及化石带 煤 9 顶板细粉砂岩 呈灰 深灰色 致密 具细水平层理及层庄菱铁质结核 采集有星形轮 木 细羊齿 芦木 苛达树 东方尼式苏铁等植物化石 为本组化石富集层之一 一般厚度在 3 米左 右 煤 8 底板砾状粉砂岩 呈浅灰色 局部含钙质 具有大量灰绿 灰白色粘土岩块 该层随 8 2 尖灭而消失 在井筒附近厚度增大 常为煤 9 直接顶板 但凡为煤 9 直接顶板时 煤 9 则变薄或不可 采 该层一般厚度 4 米左右 煤 7 顶板细粉砂岩 粘土岩 为灰黑色 岩性细腻 性脆 呈菱角状及贝壳状断口 富含菱 铁质结核及黄铁矿细晶 采集有腹足类 斧足类 腕足类 海百合等动物化石 为本区最上一次海侵 该层可能相当于开平煤田煤 6 顶板 一般厚度 3 米左右 煤 6 顶板粉砂岩 呈深灰色 欠均匀 有堆砾现象 加灰色细砂岩薄层 局部显水平层理及缓 波状层理 采集有假蛋形翅羊齿 带羊齿 楔叶木 轮木 苛达树 细羊齿等化石 为本组植物化石 富集层之一 一般厚度 6 米左右 煤 5 至煤 6 之间中粒砾岩 呈浅灰绿色 成分为石英 岩屑 长石 燧石等 分选较差 滚圆 度中等 泥质孔隙 基底式胶结 夹炭层纹 及煤化物质 以颜色易与下部砾岩相区别 一般厚度 4 米左右 煤 5 顶板粉砂岩 呈灰绿色 岩性较均一 采集有星轮木 长方楔叶 芦木 带羊齿 苛达树 等植物化石 亦为本组植物化石富集层之一 一般厚度 3 米左右 二叠系上统 P2 保存有古冶组 P12 地层 最大厚度约 300 米 本组属陆相沉积 河床相粗碎屑砂质岩居多 岩 石大致百分比为 中粗粒砂岩占 46 06 细砂岩占 0 388 粉砂岩占 45 69 粘土岩占 7 87 本组地层大致可分为六段 即六个中粗粒砾岩带和六个粉砂岩 粘土岩带 每一岩段皆有河 床相中 粗粒砾岩起 至湖泊相或湖沼相细碎屑岩 粉砂岩或粘土岩 止 反映了六次河流活动的巨 周期 详见地层综合柱状图 岩性特征 中粗粒砾岩皆为灰白 灰紫色 成分为石英 燧石 岩屑 长石等 分选及滚圆度 均不好 夹炭质层纹及紫色条带 显大型直线形斜层理 粉砂岩一般以灰紫色为主 褐铁矿结核发育 显花斑状结构 呈团块状构造 植物化石少 一般多赋存在上部铝土质粘土岩以下 30 米至 A 层以上 40 米之间的粉砂岩中 采集有细羊齿 楔叶木 轮木等植物化石 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 标志性岩层有 A0层铁质粘土岩 紫红色 岩性致密 性脆质地均一 呈角状断口 含豆状铁质结核及鲕粒 平均厚度 5 米 该层底板紫灰或灰白色粗砾岩极为标志 易于对比 上部铝土质粘土岩 灰紫色 致密 细腻 有滑感 含铁质结核及鲕粒 显花斑状结构 平均 厚度 4 53 米 本层顶板至上部铁质粘土岩间均为紫 灰紫色粗砾岩 或含砾粗砾岩 于 A 层至 A0层之间砂岩相似 但该层颜色较紫 上部铁质粘土岩 岩性与 A0层铁质粘土岩颇为相似 但该层更为细腻据仓补 17 化验结果 SiO2为 37 28 Ae203为 24 87 Fe2O3为 13 50 烧失量为 13 56 平均厚度为 5 69 米 第四系松散沉积物 主要由粘土曾 砂层 砾石层极少量卵石层所组成 一般 70 米以浅砂层或砾石层较多 深部则 以粘土层为主 冲击层底部之卵石层在北部及东北部较发育 厚达 30 米以上 在较稳定的两层粘土 层之中 埋藏深度 70 110 米和 120 220 米 富含淡水动物介壳 为良好的对比标志及隔水层 第四系厚度变化较大 由井田北部的 143 78 米至东南部达 434 米以上 1 2 3 井田水文地质井田水文地质 矿区年降水量在 350mm 800mm 之间 由于冲积层的存在 阻隔了大气降水与矿坑涌水之间的联 系 矿井用水量基本不受季节的影响 矿区地表水系主要包括后湖 矿井采动塌陷坑积水量随开采面积的扩大而增加 所有地表水均直 接补给潜水层 矿井直接充水含水层包括 第三含水层 煤 12 底至煤 4 顶砂岩裂隙含水层 第四含水层 煤 5 至煤 12 顶砂岩裂隙含水层 第五含水层 煤 5 顶板砂岩裂隙含水层 矿井间接含水层包括第一含水层 第二含水层 第五含水层 第六含水层 其特征见表 1 2 2 表表 1 3 含水层划分表含水层划分表 含水层编号含水层名称 含水层富存 情况 单位流水量渗透系数水质类型 1第一含水层含水丰富 2 146 升 秒 米 182 714 米 昼夜 重碳酸钙镁 型 2第二含水层含水性弱 0 0455 升 秒 米 0 261 米 昼 夜 硫酸钙镁型 3第三含水层 含水性中等 局部较强 0 0197 0 056 6 升 秒 米 0 150 10 77 米 昼夜 重碳酸钠型 4第四含水层含水性弱 0 016 0 0584 升 秒 米 0 154 1 742 米 昼夜 重碳酸钠型 5第五含水层 含水性中等 局部较强 0 0603 0 228 升 秒 米 4 526 米 昼 夜 重碳酸钠型 6第六含水层含水性弱 0 04 0 0196 升 秒 米 0 0248 0 211 米 昼夜 重碳酸钠型 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 1 31 3 煤层特征煤层特征 1 3 1 可采煤层情况可采煤层情况 井田内可采和局部可采煤层共四层 即煤 8 煤 9 煤 11 煤 12 其中主要可采煤层共有 2 层 即 主采 12 煤层 配采 11 煤层 1 3 2 煤的物理性质煤的物理性质 8 煤层为复杂结构煤层 含有 1 2 层泥浆 粉砂岩夹石 煤岩类型以亮型为主 界限明显 内生 节理发育 玻璃光泽 平均厚度 0 8 米 该煤层为不稳定煤层 9 煤层为复杂结构煤层 有夹石 1 2 层 层位稳定 全井田可采 局部相变为炭质泥岩 平均厚 度为 3 94 采性指数为 0 95 煤厚变异指数为 0 8 该煤层为稳定煤层 11 层为复杂结构煤层 有夹石 1 2 层 厚度 岩性均变化较大 该煤层只在 F1 断层西北及北侧 和井田东南角可采 其他部位变尖或尖灭 平均厚度为 1 8 米 可采性指数为 0 73 煤厚变异指数为 0 812 该煤层为极不稳定煤层 12 层为结构简单厚煤层 煤层局部有夹石 1 2 层 层位较稳定 平均煤厚为 3m 采性指数为 0 98 煤厚变异系数为 0 431 该煤层为稳定煤层 他们的结构 厚度及特征见表 1 3 1 表表 1 4 可采煤层特征表可采煤层特征表 煤层厚度 m序 号 煤层名称 最小最大平均 层间距 m 倾角 硬度容重 稳定 性 18 煤0 61 20 8180 4 0 71 47 不稳 定 29 煤3 04 23 9200 3 1 11 4稳定 311 煤0 71 10 9160 4 0 71 48 不稳 定 412 煤2 53 53 25 20 60 200 4 0 91 4 较稳 定 1 3 3 煤的围岩特性煤的围岩特性 林南仓矿煤层顶底板岩性变化大 围岩岩石力学性质差异明显 煤 9 顶板 灰 浅灰色泥质粉砂岩 致密 细腻 性脆 易碎 有滑腻感 断口和裂隙面发 育 具水平层理 局部含菱铁质结核含芦木 星轮木 苛达树等化石 层厚 3 0 米 直接顶垮落步距 3 6 米 老顶来压步距 16 8 米 顶板数 类 级 煤 9 底板 深灰色粘土岩 细腻 光滑 有贝壳状断口 并含有大量根化石 岩石软 易风 化 层厚 2 0 米 煤 11 顶板 条带状灰色粉砂岩 致密 显水平层理及缓波状层理 并含有大量的菱铁质 结核 薄层 岩石大部分为碎块状 层面含有方解石膜 该层含有星轮木 楔叶木 细羊齿 芦木 柯达木苛达木等植物化石 层厚 0 4 米 通过回采过的工作面观测 直接顶初次垮落步距 4 6 米 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 老顶初次来压步距 3 米 老顶周期来压步距 10 12 米 顶板属 1 类 1 级 煤 12 顶板 灰色粉砂岩 厚 5 0 米 致密 坚硬 呈条带状 灰 灰白 褐色相间 有时附 着绿色物质 层理呈水平或缓波状 泥质胶结 含有丰富的植物叶化石 初次垮落步距 14 16 米 老顶初次来压步距为 32 米 老顶周期来压步距 10 12 米 顶板属 类 级 煤 12 底板 灰 深灰色细砂岩 厚度 2 0 米 层状产出 岩石较硬 为钙质或菱铁质胶结 全井田发育较好 1 3 4 煤的特征煤的特征 煤的物理特征 林南仓井田内各煤层均属腐植煤 煤层颜色一般为深黑色 条痕黑褐色或黑色带有褐色 呈较亮 的似玻璃光泽 硬度和韧性较大 脆性较小 煤岩组分以亮煤和暗煤为主 次为镜煤 丝炭少见 各 煤层物理特征见表 1 3 2 表表 1 5 煤层物理特性煤层物理特性 特征 煤层 颜色光泽 煤岩组 分 煤岩类 型 煤的结构和 构造 块度 黄铁矿 结核 煤 8深黑色 玻璃状 光泽 镜煤亮 煤和暗 煤 半亮型 条带状 层 状结构 粉 碎块 状 含 煤 9深黑色 较亮的 似玻璃 状光泽 镜煤亮 煤和暗 煤 半亮型 条带状 透 镜状结构 层状结构 粉 碎块 状 含 煤 11深黑色 较亮的 似玻璃 状光泽 以亮煤 和暗煤 为主少 量镜煤 半暗型 条带状 层 状结构 粉 碎块 状 少量 煤 12深黑色 光亮的 似玻璃 状光泽 镜煤亮 煤和暗 煤 半亮型 条带状 透 镜状结构 层状结构 粉 碎块 状 含 煤化学分析 原煤工业分析见表 1 6 项 目 煤 层 灰分 Ag 硫分 S 挥发分 Vr 发热量 卡 克 煤质牌号 8 11 38 35 52 15 77 1 53 3 38 2 13 29 75 33 83 32 16 5200 7572 7137 2 号肥煤为主 局部肥焦煤 9 24 17 31 70 28 80 1 05 2 44 1 63 30 63 38 71 35 10 4600 7630 6016 1 2 号肥煤 11 11 38 35 52 15 77 1 53 3 38 2 13 29 75 33 83 32 16 5200 7572 7137 2 号肥煤为主 局部气肥煤 12 26 72 38 29 31 09 0 43 0 58 0 47 27 73 36 80 29 86 5520 7652 6060 1 2 号肥煤为主 局部肥焦 煤和气肥煤 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 1 3 5 瓦斯和煤尘瓦斯和煤尘 瓦斯 瓦斯的相对涌出量在 0 05 0 56 米 3 吨 天 二氧化碳的相对涌出量 3 18 12 18 米3 吨 天 属于 低级瓦斯矿井 瓦斯涌出量见表 1 3 4 表表 1 7 矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量 绝对涌出量 m3 min 相对涌出量 m3 t d 矿井瓦斯等级 瓦斯 CH4 CO2瓦斯 CH4 CO2 低0 7333 730 125 45 煤的自燃发火情况 本矿 8 9 煤层具有自燃倾向 主采煤层 12 不具有自燃发火现象 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 采区境界及储量 2 1 境界 井田形状呈一个不规则的图形 长 2 1 公里 宽 1 2 公里 面积 2 52 平方公里 井 田境界如图所示 图 2 1 采区井田 2 2 工业储量 2 2 1 井田勘探类型 精查地质报告查明了本井田的煤层赋存情况 构造形态 煤质及水文地质条件 井 田勘探类型为中等 2 2 2 工业储量计算 由 AutoCAD 软件测得井田面积约为 625559mm2 煤容重为 1 35t m3 煤层倾角 平均 12 煤厚平均为 4m 井田范围内的煤炭储量是矿井设计的基本依据 7 煤炭工业储量由煤层面积 厚度 及容重相乘所得 其计算公式一般为 Q 100S M cos 式中 Q 为井田工业储量 万 t S 井田面积 km2 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 M 煤层平均厚度 3 0m 煤的容重 t m3 1 35t m3 煤层平均倾角 12 2 3 可采储量 2 3 1 永久煤柱留设 1 边界煤柱可按下列公式计算 Z L b M r 式中 Z 边界煤柱损失量 t L 边界长度 m b 边界宽度 人为边界 50 m 则 Z 2100 50 2 1200 50 2 1 4 3 139 万 t 2 3 2 矿井可采储量 井田的可采储量 Z 按下式计算 Z Q P C 式中 Q 矿井工业储量 P 各种永久煤柱的储量之和 C 采区回采率 厚煤层不低于 0 75 中厚煤层不低于 0 80 薄煤层不 低于 0 85 设计开采的三3煤层属中厚煤层 采区回采率取为 0 80 3 采区参数 3 1 倾斜长度 采区工作面的倾斜长度就是阶段斜长 合理的采煤工作面长度应是一个合理的范围 而不应局限于某一数值 综采工作面长度一般不宜小于 160M 普采工作面长度 薄煤层 一般不宜小于 120M 中厚煤层及分层开采的厚煤层一般不宜小于 140M 3 2 走向长度 采区走向长度 单翼采区布置时约等于工作面连续推进长度 双翼采区布置时约等于两 倍工作面连续推进长度 应根据采区内煤层地质条件 开采机械化水平 采准巷道布置 方式和可能取得的技术经济效果决定 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 3 3 采区生产能力 生产能力是采区内同时生产的采煤工作面和掘进工作面产煤及采区生产系统能够保证 的能力 一般以万 t a 表示 采煤工作面的产量是采区生产能力的基础 其单产取决于煤层厚度 工作面长度及 年推进度 采煤工作面的单产由下式计算 Am LvM C L 采煤工作面长度 m V 工作面年推进长度 m M 煤层采高或放顶煤工作面的采放高度 煤的密度 t m3 Cm 工作面采出率 薄煤层取 0 93 中厚煤层取 0 95 厚煤层 0 97 3 4 采区采出率 采区内留设的煤柱 有一部分可以回收 有的煤柱往往不能完全回收 致使煤炭资源有 一定损失 因此采取实际采出的煤量低于实际储量 采区内采出的煤量与采区内工业储 量之比的百分数称为采区采出率 计算公式如下 采区采出率 采区实际采出煤量 采区工业储量 100 采区开采损失主要有 工作面落煤损失 约占 3 采区内区段煤柱不可回收部分损 失等 根据 煤炭工业设计规范 规定 采 带 区采出率厚煤层不低于 0 75 中厚煤层不低 于 0 8 薄煤层不低于 0 85 设计首采采区采出率为 86 符合 煤炭工业设计规范的规 定 3 5 煤柱尺寸 采区内的煤柱一般有上下山煤柱 区段煤柱 大巷煤柱 在本采区内上下山煤柱定为 40m 区段煤柱定为 20m 大巷煤柱定为 40m 此外还有隔离煤柱 其中断层煤柱为大 断层取大于 30m 中型断层取 10 15m 小断层取 10m 左右 采区边界煤柱取 10m 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 3 6 煤仓容量 采区煤仓容量的计算方法如下 Q Q0 LMB C0 KT n Q 采区煤仓容量 t Q0 防煤仓漏风煤量 t L 工作面长度 m M 采高 m B 采煤机滚筒截深 1m 煤的密度 m C0 工作面采出率 KT 同时生产工作面系数 取 1 n 采区内同采的工作面数 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 4 采区巷道布置 4 1 采区巷道布置 4 1 1 采区准备方式的确定 根据该采区的地质条件和煤层赋存条件 及考虑到倾角小于 12 时优先选用倾斜 长壁采煤法的原则 确定本矿井设计首采采区采用倾斜长壁俯斜后退式 上山条带 巷道布置方案 该种设计的优点有 1 巷道布置简单 巷道掘进和维护费用低 投产快 倾斜长壁采煤法回采工作面 两端的巷道直接与运输大巷和回风大巷相连 取消了采区上山等巷道的掘进 可以节 省巷道 15 20 的掘进 2 运输系统简单 占用设备少 运输效率高 运输费用低 工作面出煤经分带斜 巷直达运输大巷 运输环节少 3 可以使采煤工作面保持等长 减少了因工作面长度变化给生产带来的不利影响 对综采非常有利 4 通风线路短 风流方向转折变化少 同时使巷道交叉点和风桥等通风构筑物也 相应减少 成本低 根据煤层特点和选用的采煤工艺方式采用工作面双巷布置 有两条运输斜巷 其 中一条皮带斜巷 一条辅助运输斜巷 均沿煤层倾向布置 前一个采区辅助运输斜巷 和下一皮带运输斜巷之间还设有联络巷道 之间留 20m 的煤柱 方便两行之间的联络 和掘进时的通风 图图 4 14 1 采区巷道布置采区巷道布置 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 4 1 2 工作面推进方向的确定 1 按中线掘进与腰线掘进 采区平巷总的延伸方向是煤层走向方向 坡度相对较小 除在巷道设计 施工时 要加以注明外 一般都以平巷对待 实际上区段平巷并不是水平的 在局部地方可能 与每层走向斜交 为便于排水和有利于矿车运输 可按照 0 3 1 坡度布置和掘进 有些情况下为满足采煤工艺和合理的巷道布置要求 坡度可能变化更大 区段平巷掘进时用中线控制巷道延伸方向 用腰线控制巷道的坡度和高低 2 按中线掘进和腰线掘进的特点 按腰线掘进 保持有利于排水和轨道 矿车运输的巷道坡度 但工作面不等长 按中线掘进 或分段按中线掘进 与运输平巷平行布置 使工作面等长 对于铺设有胶带输送机和刮板运输机的运输平巷 必须按中线掘进或分段按中 线掘进 并应有较长的分段长度 因运输大巷和工作面运输斜巷中都采用胶带输送机运煤 辅助运输巷中采用无轨 胶轮车运料 故两条大巷都采用按中线布置 尽量沿煤层布置 4 1 3 采区开采顺序 当倾斜长壁工作面从运输大巷附近向上部或下部边界方向推进时 称工作面采用了 前进式回采顺序 反之 工作面从上部边界向大巷方向推进时则称采用了后退式回采 顺序 两者相结合时 则称为工作面采用了往复式回采顺序 目前我国大多采用后退 式回采顺序 所以本采区采用后退式回采顺序 4 2 生产系统 4 2 1 运煤系统 采煤工作面 采区运输斜巷 采区煤仓 运输大巷 井底煤仓 皮带 主井 4 2 2 辅助运输系统 倾斜长壁的回采巷道均为斜巷 其特点是距离较长 坡度较缓 变化不大 运送材 料和设备用无轨胶轮车 这样运送效率较高 并且省去轨道的布置 4 2 3 通风系统 新风由副斜井 井底车场 石门 材料运输大巷 材料运输进风斜巷 工作面 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 运输回风斜巷 回风井 4 2 4 排矸系统 巷道沿煤层掘进 矿井投产后 基本不产生矸石 在局部掘进穿越岩层和施工风 桥 顺槽运输机机头硐时产生的少量矸石 将矸石充填到顺槽之间的联络巷中以形成 密闭功能 减少漏风的同时也可以减少矸石的运输费用 或采用无轨胶轮车搬运排弃 在井下废旧巷道中 矸石不出井 因此在地面不设排矸系统 4 2 5 供电系统 高压电缆由井底中央变电所经运输大巷至采区变电所 降压后由低压电缆分别送 到回采和掘进工作面附近的配电站 胶带运输机以及掘进机等用电地点 4 2 6 供水系统 采掘工作面 运输机巷及运输机转载点所需要的防尘喷雾用水 由副井的供水管 下井 然后送至各个用水地点 4 2 7 排水系统 工作面辅助运输巷铺设一趟 4 寸管路 在工作面的低洼处各建设水窝 水由工作 面排到水窝 再由水窝通过排水管排出 后集中到水仓排出地面 即 采区斜巷 运输上山 井底车场 运输大巷 井底水仓 副井 4 2 8 巷道掘进 采用双巷掘进的巷道掘进方式 这样的掘进方式可以有效的解决独头巷道掘进的 通风问题 双巷掘进时 每隔 100m 开掘一个联络巷道 用作通风和行人 4 3 车场选型设计 4 3 1 采区上部车场形式的选择 采区上部车场常用的有甩车场和平车场 平车场又有顺向和逆向等形式 平车场 和甩车场的选择主要根据绞车房的布置和维护条件 本设计中煤层较厚 生产量大 由于轨道上山布置在岩层中 采区上部是松软的风化带 且采用煤层群联合布置 回 风石门较长 故采用逆向平车场 顺向平车场通过能力较小 调车时间长 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 4 1 采区上部车场示意图 4 3 2 采取中部车场形式的选择 采区中部车场只能是甩车场 它的基本形式按甩车方向分 有双向甩车和单向甩 车两种 按甩入地点不同 又分为甩入绕道车场 甩入平巷车场和甩入石门车场三种 开采单一薄及中厚煤层的采区中部车场多采用甩入绕道式 联合布置的采区或采用岩 石上山的采区其中部车场多采用单向甩入石门式车场 本采区采用单向甩入石门式中部车场 如图 5 3 所示 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 4 24 2 采区中部车场示意图 调车方式 1 区段运输平巷所需材料设备由采区轨道上山经过区段进风运料石门到下区段回 风平巷 经联络道到运输平巷 2 工作面采下煤炭通过区段运输平巷到区段溜煤眼到采区运输上山 4 3 3 采区下部车场的选择及设计 采区下部车场由采区装车站和辅助提升下部车场组合而成 主要根据装车地点的 不同 采区下部车场可分为大巷装车式 石门装车式和绕道装车式三种 本 采区采用大巷装车式下部车场 采区的辅助提升下部车场是采区掘进 出煤 出矸进料等的转运站 是采区下部 车场的组成部分 大巷装车式下部车场的辅助提升车场多为绕道式 绕道位于大巷顶板的称为顶板 绕道 位于大巷底版的称为底版绕道 一般情况下 煤层倾角在 12 以上时 可采用 顶板绕道 当煤层倾角较小时 即 12 以下时 采用底板绕道 联合布置采区具有长 度较大的采区石门时 宜采用石门装车的下部车场 在选用顶板或底板绕道时 应注 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 意轨道上山的起坡角 一般以不超过 25 为宜 由于本矿井煤层倾角在 12 以上 故 本矿井下部车场的辅助提升车场采用顶板绕道式 顶板绕道式有分为三种 立式 卧式 斜式 立式下部车场的布置紧凑 工程量省 调车方便 绕道出口交叉点距离装车站近 线路布置困难 绕道维护条件较差 倾角大于 12 的煤层运输大巷距离上山的起坡点 较远且顶板围岩条件较好时采用 卧式下部车场的调车方便 但工程量较大 线路布置简单 绕道的维护条件较好 当煤层倾角大于 12 运输大巷距离上山起坡点近 围岩条件较好是采用 斜式下部车场工程量较省 调车较方便 绕道维护条件差 当煤层倾角大于 12 不能立式布置而卧式工程量又太大时采用 根据此次设计的主采煤层特征和围岩条件 本矿井下部车场的辅助提升车场采用 顶板绕道下部车场 轨道上山在接近下部车场时可变化 使轨道上山起坡角为 25 轨道上山变坡有利于减少工程量 采区下部车场与运输大巷关系如图 5 4 所示 图 4 3 采区下部车场 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 5 采煤方法 5 1 采煤方法和回采工艺 5 1 1 地质概况及煤层赋存 本井田含煤地层为侏罗系中统延安组 主要可采煤层 3 层 不可采煤层 4 层 6上 6 7 煤层全井田可采 其余 4 层煤层因面积小或无可采点为不可采煤层 煤层平缓 倾角平均为 3 度 煤层伪顶零星分布 面积约占 5 直接顶分布广泛 面积约占 70 基本顶分 布于井田两侧及中部 面积约占 25 直接顶 泥岩 粉砂岩及其互层 天然抗压强度 28 4 MPa 饱和抗压强度 15 6MPa 初次垮落步距 11m 属 类中等稳定顶板 基本顶 节理裂隙及层理不甚发育的较为均质的砂岩 粉沙岩组成 初次来压当 量 990 1000KN 压力显现强烈 属 级基本顶 伪顶 位于煤层之上 厚度小于 0 5 m 极易垮落的泥岩 炭质泥岩组成 底板 主要由粉砂岩 细砂岩组成 单向抗压强度 29 4 MPa 允许单向抗压强度 22 1 MPa 属中硬类底板 仅 S3钻孔附近 底板有一层 0 4m 厚的膨润土 遇水泥化 煤层瓦斯含量甚微 每克可燃质 gr 含氮气 N2 0 36 8 86 mm3 二氧化 碳 CO2 0 0 068 mm3 甲烷 CH4 0 0 03 mm3 重烃含量为 0 自然瓦斯成 份中 氮气占 93 0 100 二氧化碳占 0 6 50 甲烷占 0 7 00 煤层瓦斯分带 属 CO2 N2带 煤层火焰长度大于 400mm 岩粉用量 60 75 属具爆炸危险的煤层 煤层原煤样着火点与氧化样着火点差 T1 3 在 12 42 之间 属很易自燃 的煤层 本井田地温正常 无地热危害 本井田含煤地层富水性弱 补给条件差 底板有较厚的粉砂岩 泥岩隔水层 不 会造成底鼓突水 矿井涌水量 以大口井法进行预算 结果为 146 34 m3 h 取矿井正常 涌水量 220 m3 h 最大涌水量 260 m3 h 5 1 2 采煤方法的确定 采煤方法选择的制约因素为 1 采区煤层赋存状况及地质构造因素 2 现在技术及设备 3 开采水平的划分及采区巷道布置 4 储量 年产量 服务年限等各项指标 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 采区工作面长度 220m 倾斜长度 2100m 该采区除边界 断层外 无明显的地质 构造 采区煤层为低涌水量 低瓦斯 煤平均厚度 4m 属中厚煤层 平均倾角 12 左 右 属缓倾斜煤层 综合考虑目前的技术与设备情况 采用大采高一次采全高综合机 械化开采 采煤工艺选用综合机械化采煤工艺 5 1 3 采高及截深 1 工作面采高 因为煤层厚度约为 3m 左右 并且采用大采高一次采全高综合机械化开采 所以 采高为 3m 2 采煤机截深 采煤机截深一般为 800mm 和 1000mm 的 此数据需根据采煤机 刮板运输机和液 压支架的具体选型而定 5 1 4 综采工作面的设备选型及配套 1 采煤机 综采工作面设计采用双滚筒采煤机破煤 工作面沿 2 煤底板布置一个采高 3 m 的 综采工作面 采用双滚筒采煤机割煤 根据采煤机要适合特定的地质条件 并且采煤机采高 截深 功率 牵引方式等 主要参数要选取合理 有较大的适用范围 满足工作面生产能力的要求 选用大功率 电牵引采煤机 MG2 400 W 型双滚筒采煤机 采煤机技术参数如表 6 2 表 5 1 综采面设备选型及配套 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 辅助泵型号 YBC 45 160 齿轮泵 调高泵型号XB12 5 轴向泵 表 5 1 综采面设备选型及配套 滚筒直径 mm 1800 截深 mm 800 滚筒转速 r j min 36 8 卧底量 mm 319 滚筒直径 mm 850 向下摆角 30 转速 r min 165 9 截割机 构 型号 Y MCB 400 功率 kw 2 400 电压 V 1140 转速 r