【《斜沟煤矿井田开拓方案设计》5600字】

PAGEPAGE13PAGEPAGE20斜沟煤矿井田开拓方案设计目录TOC\o"1-3"\h\u27710第一章井田境界和储量 21223421.1井田境界 21269951.1.1井田四周境界及其确定的依据 2146881.1.2井田尺寸 21117771.2矿井工业储量 21150431.2.1井田地质勘探 21196931.2.2矿井工业储量 2195491.3矿井可采储量 2217931.3.1安全煤柱留设原则 2269401.3.2矿井永久保护煤柱损失量 231557第二章矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 2457612.1矿井工作制度 24234622.2矿井设计生产能力及服务年限 24106692.2.1确定依据 2495072.2.2矿井设计生产能力 2421272.2.3矿井服务年限 2429642.2.4井型校核 2513079第三章井田开拓 26167773.1井田开拓的基本问题 26318563.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标 26310933.1.2工业场地的位置 2861263.1.3开采水平的确定及划分 28245373.1.4主要开拓巷道 29128663.1.5方案比较 29163763.2矿井基本巷道 32157943.2.1井筒 32283873.2.2井底车场及硐室 35162273.2.3主要开拓巷道 36井田境界和储量井田境界井田四周境界及其确定的依据在将煤田划分为井田时，确保各井田尺寸和境界合理，使煤田的各部分得到有效合理的开发。煤田范围划分为井田的原则有：井田尺寸矿区近似长方形，东西最宽，南北最长，面积。矿井工业储量井田地质勘探井田内构造简单，总体上为一走向近南北，倾向西的单斜构造。地层倾角小，一般为4～7°。矿区内无岩浆岩侵入，地表及钻探过程中未发现断裂构造及陷落柱。仅在井田东南部发现宽而平缓的褶皱，地表常见滑坡，该区位于鄂尔多斯断块东缘和兴县石楼南北褶皱带北部。故该区的构造复杂程度为简单类型。全区可见可采煤层7层，即4号、5号、6号、8号、10号、12号、13号煤层。其中8号、13号煤层是全区稳定主要可采煤层，资源储量占全区76％。因此从总体上看，将8号、13号煤层作为矿区评价的参考标准，该矿区的煤层稳定程度是合理的。8号煤层是结构简单—较简单层位稳定的，13号煤层是结构简单—复杂层位稳定的，故区内煤层稳定程度确定为稳定型。综上所述，根据《煤泥炭地质勘查规范》勘探类型划分原则，将本区构造复杂程度和煤层稳定性划分为简单构造复杂程度和稳定煤层稳定性，即一类一型。矿井工业储量本区地质构造简单，地层产状比较平缓。采用地质块段法进行资源储量估算，利用煤层伪厚度、水平投影面积、容重(视比重)值三者之积计算矿井地质资源量，计算公式为： （2.1）式中：Q—煤炭资源储量，Mt；s—煤层水平投影面积，km2；m—煤层利用厚度，m；d—煤层容重值，t/m3；均为1.4t/m3。因区内煤层倾角一般在10°以内，故采用水平投影面积、煤层的伪厚度估算煤层资源储量。对于8号煤层：s=43.9592km2；m=6m；d=1.4t/m3=369.26Mt则8号煤层总工业储量为：369.26Mt矿井可采储量安全煤柱留设原则(1)工业场地、井筒留设保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星分布的村庄不留设保护煤柱；(2)各类保护煤柱按垂直断面法或垂线法确定。(3)维护带宽度：取30m宽的工业广场维护带；(4)工业场地占地面积，根据《煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明》中第十五条，工业场地占地面积指标见表2.1。铁路维护带宽度根据《建筑物、水体、铁路、及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》表2.2铁路各保护等级的维护带宽度保护等级特ⅠⅡⅢⅣ维护带宽度/m502015105矿井永久保护煤柱损失量井田边界留设保护煤柱。工业场地煤柱(3)大巷保护煤柱由于主斜井布置在运输大巷与回风大巷之间，共用部分保护煤柱，两巷之间保护煤柱留设50m，运输大巷与辅助运输大巷之间，辅助运输大巷和回风大巷两侧各自留的煤柱宽度为30m。大巷煤柱在开采后期可大部分回收。大巷穿过工业广场，故一部分保护煤柱与煤柱重合，且经计算主副斜井的保护煤柱被大巷保护煤柱覆盖。工业广场保护煤柱净损失量：式中：开采损失按上述方法计算，8号煤层可采储量为万吨。详见表2.3。8号为厚煤层,可采储量采出率不小于75％，保护煤柱损失5％。表2.3可采储量计算表单位:万t矿井工作制度、设计生产能力及服务年限矿井工作制度根据《煤炭工业矿井设计规范》相关规定，确定矿井设计年工作日为330天，矿井工作制度采用“三八制”，每天三班作业，两班生产，一班准备，每班工作8小时。日净提升时间16h。矿井设计生产能力及服务年限确定依据《煤炭工业矿井设计规范》第2.2.1条规定：矿井设计生产能力，应根据资源条件、外部建设条件、国家对煤炭资源配置及市场需求、开采条件、技术装备、煤层及采煤工作面生产能力、经济效益等因素，经多方案比较后确定。矿区规模可依据以下条件确定：(1)资源情况：煤田地条件简单，储量丰富，应加大区规模，建设大矿井。煤田地条件复杂，储量有限，则不能将矿区规模定得太大；(2)开发条件：包括矿区所处地理位置(是否靠近老矿区及大城市)，交通(铁路、公路、水运)，用户，供电，供水，建筑材料及劳动力来源等。条件好者，应加大开发强度和矿区规模;否则应缩小规模；(3)国家需求：对国家煤炭需求量(包括煤中煤质、产量等)的预测是确定矿区规模的一个重要依据；(4)投资效果：投资少、工期短、生产成本低、效率高、投资回收期短的应加大矿区规模，反之则缩小规模。矿井设计生产能力根据地质资料，该矿储量丰富，地质构造简单，煤层稳定，开采技术条件良好。有足够的条件建一个大矿。结合矿井工业储量和开采储量，矿井设计生产能力为4.0Mt/a。矿井服务年限矿井服务年限必须与井型相适应。矿井可采储量ZK设计生产能力A矿井服务年限T三者之间的关系为： （2.2）式中：则，8号煤层服务年限为：T=295.4/（4×1.4）=52.75a符合《煤炭工业矿井设计规范》要求。井型校核按照矿井自身实际煤层的安全条件，开采的能力，辅助生产的能力和储量条件等因素对井型进行校核：(1)煤层开采能力号煤层是平均m的厚煤层，厚度变化不大，有着十分稳定的赋存条件。根据现代化煤矿矿井“一矿一井一面”的新发展模式，可以布置一个综合机械化程度高的大采高工作面。(2)辅助生产环节的能力校核矿井设计为双斜井单水平开拓的特大型矿井，将胶带输送机运煤的方式运用于主斜井，将无轨胶轮车辅助运输的方式运用于副斜井。工作面产出的煤经过布置在运输顺槽的胶带输送机运送到布置在大巷的胶带输送机上，再通过布置在主斜井的胶带运输机将煤运输到地面。胶带运输的运输能力大，自动化程度高，无轨胶轮车运输能力大，调度方便灵活，均能达到运煤。运送大型设备，下放物料的井型设计要全求。(3)通风安全条件的校核该矿井属于低瓦斯矿井，瓦斯的涌出量小。采用中央式与对角式混合的通风方式，布置一条回风大巷，一个回风立井，在通风距离较长时再布置两个回风立井，以满足通风需要。确保矿井的矿井的工业储量同设计生产能力相协调，且有足够的服务年限，以达到《煤炭工业矿井设计规范》要求。井田开拓井田开拓的基本问题确定开拓问题，需根据国家的相关政策规定，综合考虑矿井的地质条件、开采技术条件等，再经过经济技术的全面比较后确定合理的开拓方案。在解决开拓问题时，应遵循下列原则：(1)贯彻执行国家对煤炭工业有关的技术政策要求，为达到早出煤、出好煤的高产高效目的创造充足的条件。并且要减少开拓工程量，尤其是初期建设工程量在确保生产可靠和安全的条件下，以达到节约基建投资，加快矿井建设的目的；(2)开拓部署要达到集中合理，简化优化矿井生产系统，避免生产分散；(3)合理的开发国家矿产资源，减少煤炭的开采损失；(4)必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。(5)要与当前国家的技术水平和设备供应情况相适应，并为综掘机械化、发展采煤机械化、自动化、采用新技术、新工艺、创造有利条件；确定井筒形式、数目、位置及坐标(1)井筒形式的确定本矿井煤层倾角小，为近水平煤层，平均4～7°，煤层埋深较深，没有平硐开拓的条件，因此可采用斜井开拓或立井开拓，现对斜井和立井进行比较。详见表4.1。表4.1立井斜井优势比较表(2)井筒位置的确定井筒位置的选择应有利于减少初期井巷掘进的施工量，能缩短建井工期，节省投资，减少工业占地面积，降低运输费用；也要为矿井的迅速达产和正常接替创造便利的条件。因此，可以按以下原则确定：eq\o\ac(○,1)沿井田走向的有利位置当井田形状是比较规则的形状并且储量分布均匀时，井田走向中央是井筒布置的有利位置所在；当井田储量分布不均匀时，应将井筒布置在储量的中央位置，从而形成两翼储量比较均匀的双翼井田，从而达到减小井下运输工作量，简化通风网路，降低通风阻力。eq\o\ac(○,2)井筒沿井田倾斜方向的有利位置井筒布置在井田浅部时，石门施工的总工程量大，但可降低第一水平的投资，缩短建井工期；井筒布置在井田中部时，与布置在井田浅部相比石门施工量较小，沿石门的运输距离也比较短；井筒布置在井田的下部时，石门的施工量和沿石门的运输工作量都比较大，当煤层基部存在含水量大的岩层且不允许井筒穿过时，井筒可延伸到井田深部，这样做对开采井田深部及向下拓展比较有利。从工业场地和保护煤柱损失情况来看，越靠近井田浅部，煤柱尺寸愈小，越靠近井田深部，煤柱尺寸愈大。eq\o\ac(○,3)有利于矿井初期开采的井筒位置尽量使井筒靠近浅部初采段，以减少前期井下巷道掘进的施工量，达到节省投资和缩短建井时间的目的。eq\o\ac(○,4)地质及水文条件对井筒布置影响要保证井筒，硐室，井底车场等布置在稳定的围岩中，避免井筒施工遇到需要穿过流沙层、较大的含水层、断层破碎带、煤与瓦斯突出等施工条件差的情况。eq\o\ac(○,5)井口位置应便于布置工业广场井口附近要布置工业广场，要有健全的生产系统。同时要修筑铁路专用线与国家铁路接轨，为了便于地面系统间互相连接。要选择地势平坦，高差小的地方，尽可能的避免穿过村镇居民区，文物古迹保护区，桥涵工程以及陷落区，采空区，洪水入侵区等。eq\o\ac(○,6)井口应满足防洪设计标准附近有河流或水库时要考虑避免一旦决堤的威胁及防洪措施。根据以上原则，同时结合斜沟井田的实际条件：初步设计将井筒位置布置在井田中部，井深300m,靠近铁路附近，使煤炭的井下运输和地面运输便捷。工业场地的位置工业场地要布置井田中部，主、副井井口附近。根据表2.1工业场地占地面积指标，将地面工业场地布置为长边平行于井田走向，长为700m，宽为600m的矩形广场，总的占地面积为42公顷。开采水平的确定及划分井田主采煤层为8号煤层，13号煤层。由于8号、13号煤层垂直距离较大，故两层煤可以单独进行开采，后期采用暗斜井延伸布置对13号煤层进行开采。本次设计只针对8号煤层，该煤层倾角平缓，为4~7°，为近水平煤层，采用单水平开采。开采水平的标高为+760m；垂直高度为300m。井田分为两个阶段。标高+760m~+1000m为第一阶段。标高+560m~+760m为第二阶段。号煤层生产能力：可采储量为，服务年限为。主要开拓巷道平均煤厚6m的8号煤层，其倾角为4～7°，有着稳定的赋存条件和较硬的煤质。因此可将主运输大巷，辅助运输大巷，回风大巷布置在煤层当中。沿底板掘进主运输大巷和辅助运输大巷，沿顶板掘进回风大巷。三条大巷沿南北向布置在井田中央。方案比较1、工业场地选择方案一：工业场地及井口布置在井田中部庙沟沟口北侧，岢瓦铁路北侧。方案二：工业场地布置在井田中部岢瓦铁路南侧。方案三：主、副井场地分设方案，主井井口布置在井田中部，岢瓦铁路南侧，副井井口布置在岢瓦铁路北侧地势平坦处。方案一、方案二、方案三各有优缺点，待井田开拓方案进行综合分析比较后再确定。详细对比见表4.2。表4.2工业场地方案对比2.主、副井井筒型式的确定方案一：5.5°副斜井方案根据我国煤矿无轨胶轮车运行的经验，在巷道倾角比大时，无轨胶轮车行走困难。因此设计井筒净宽，倾角，斜长的缓斜井方案。方案二：20°副斜井方案考虑到缓斜井斜长较长，施工的时间久，掘进所需费用高。现提出净宽5.4m，倾角，斜长的副斜井方案，在井筒内铺设轨距900mm的轨道，使用串车提升，井下辅助运输采用无轨胶轮车运输。方案三：副立井方案副立井井筒直径、井深320m左右，净断面积，使用罐笼进行提升。井下辅助运输用无轨胶轮车，在井底车场安设车辆换装硐室。具体方案对比见表4.3。表4.3井筒形式方案对照表从技术合理性的角度分析，方案三立井大断面目前施工难度大，提升系统装备复杂；方案一、二两种方式就辅助运输方面均可满足生产的要求，但方案二须在工业场地布置窄轨系统，地面布局比较紧张；而方案一辅助运输可实现地面到井下工作地点无轨胶轮车的连续运输，更适合特大型高产高效矿井的实际需要。综合经济、技术比较，推荐方案一。3、风井位置的选择根据井田内煤层赋存情况，现提出三个风井布置方案，分述如下：方案一：采用统一通风，分区对角式。在井田走向中央掘一个进风井，在边界各掘一个回风立井用于回风。方案二：统一通风，混合式。中央边界与两翼对角混合式。综上分析：从通风安全的角度考虑以及前期建井费用和经济效益选择适用于井田走向长度，井田面积大，需要风量大的混合式通风方式。优缺点分析见表4.4。表4.4风井的方案对比矿井基本巷道井筒采用主副井均为斜井的开拓方案，在井田走向中央设置一个中央风井，后期在井田两侧各掘一个回风立井。风井采用圆形断面，主副斜井则采用直墙半圆拱形断面。1、主斜井主斜井井筒断面见图4.1。2、副斜井副斜井井筒断面见图4.2。3、回风立井立井井筒断面布置如图4