【《黑沟矿井田开拓分析案例》3500字】

-35-黑沟矿井田开拓分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u109921.井田概况 -1-247581.1矿区概况 -1-92542.井田境界和储量 -2-98552.1井田境界 -2-22132.1.1井田边界的初步圈定 -2-309912.2工业储量 -3-112482.3矿井设计储量 -4-278682.3.1保护煤柱损失 -4-111662.3.2矿井设计储量 -5-522.4矿井可采储量 -5-203672.4.1工业广场保护煤柱量 -5-151302.4.2主要井巷保护的煤柱 -5-268352.4.3矿井的可采储量 -5-222892.5矿井设计生产能力及服务年限 -6-32722.5.1矿井设计生产能力及服务年限 -6-302703.井田开拓 -6-138873.1井筒位置和井口形式 -6-277743.1.1确定井筒的形式、位置及坐标 -6-257663.1.2工业场地的位置 -7-292963.1.3开拓方案的比较 -7-208633.2.矿井井筒与基本巷道 -13-65253.2.1主井 -13-221993.2.2副井 -14-208293.2.3风井 -16-134673.2.4井底车场 -16-1.井田概况1.1矿区概况本次设计的黑沟矿位于咸阳市旬邑县东南13km的清源乡苍耳沟内。井田区域地理座标为：东经108°25′30″至108°29′，北纬35°03′30″至35°05′20″。可以开采的煤层仅4-2号煤一层，其余4-1、4-3、4-4均为不可采层。煤层平均厚度为4.63m。含煤层分布在井田的各处。该井田可以倾角分为南北俩部分，南部略倾斜但没有超过12°，北部较为平缓在0-3°之内。所以在设计过程中需要考虑到这一条件。经过地质资料分析，得到：该矿井属于低瓦斯矿井；正常涌水量为30m3/h，最大涌水量为45m3/h；4-2号煤存在爆炸可能性，和自燃可能性；地温正常。具体地质资料详见附录。2.井田境界和储量2.1井田境界2.1.1井田边界的初步圈定由地质资料可以了解到，本次所要设计的井田的经纬度在东经108°25′30″至108°29′，北纬35°03′30″至35°05′20″所交面积这一圈定范围内。并由于该井田南部和北部倾角差异大，所以将该井田划分为如图所示的4个区域进行设计。2.2工业储量因为本次设计井田的可采煤层4-2煤层全井田普遍分布，除了井田南部及东部沉积边缘和剥蚀边缘煤层因薄不可采者，其余均可采。煤厚0.20～6.28m，平均煤厚4.63m。所以井田的储量计算选择了块段法，由井田被划分的四个区域，所得到每个区域的储量，最后求和得到该井田的储量。求得各块段储量的方法为：测量计算出每个区域的面积，再乘以每个区域的平均厚度和煤层的容重，得出每个区域的储量。区域倾角（°）水平面积（k㎡）平均厚度（m）A117.014.63B86.524.63C25.364.63D47.044.63矿井工业储量计算：Zg=m×γ×S/(cosα)式中：Zg—矿井的工业储量，Mt；m—煤层平均厚度，m；γ—容重，t/m³；S—水平面积，km²；α—煤层的倾角，°.把4个区域的结果带入得：ZA=7.01×4.63×1.35/cos11°=44.64MtZB=6.52×4.63×1.35/cos8°=41.15MtZC=5.36×4.63×1.35/cos2°=33.52MtZD=7.04×4.63×1.35/cos4°=44.11MtZg=44.64+41.15+33.52+44.11=163.42Mt2.3矿井设计储量2.3.1保护煤柱损失矿井设计储量由工业储量减去永久损失的境界保护煤柱量所求得。井田境界煤柱计算：P=L×b×M×γ式中：P——边界的煤柱损失量，t；L——井田边界长度，m；b——边界宽度，人为边界取值20m；γ——容重1.37t/m³；M——煤平均厚度,m.P=10230×20×1.37×4.63=1.30Mt2.3.2矿井设计储量矿井设计储量计算：Zs=Zg-P式中：Zs——矿井的设计储量,Mt；Zg——矿井的工业储量,Mt；P——煤柱的损失量,Mt；由上式可以得出：Zs=163.42-1.30=162.12Mt2.4矿井可采储量2.4.1工业广场保护煤柱量查阅《规范》后，确定本次设计矿井的工业广场为11.6公顷，所以工业广场的尺寸确定为350m×330m的矩形。工业广场保护煤柱的损失量计算：P广场=S×M×γ/cos6°式中：P广场——工业广场压煤量，t；S——工业广场压煤的水平面积，m²；γ——煤的容重，1.38Mt/m³；M——煤层的厚度，m。P广场=116000×1.38×4.63=0.74Mt2.4.2主要井巷保护的煤柱因为在开采完成后会进行巷道保护煤柱的回收，所以可以忽略巷道保护煤柱的损失量。2.4.3矿井的可采储量Zk=(Zs-P2)×C式中：Zk——井田的可采储量,Mt；Zs——井田的设计储量,Mt；P2——工业广场及主要井巷的煤柱煤量,Mt；C——回采率取值为0.80。由于P2p广场1.23Mt故Zk=(162.12-0.74)×0.8=129.104Mt 2.5矿井设计生产能力及服务年限2.5.1矿井设计生产能力及服务年限1.矿井设计生产能力2.计算矿井的服务年限T=Zk/(A×K)式中：T——矿井服务年限,a；Zk——矿井可采储量,129.104Mt；A——设计生产能力,1.8Mt/a；K——备用系数,取1.3。符合规定。3.井田开拓3.1井筒位置和井口形式3.1.1确定井筒的形式、位置及坐标（1）井筒形式的确定因为该井田的煤层倾角最大12°，井田内并无断层出现，通过所给煤层等高线图可以得出，走向长度625m倾向长度352m埋深560.54-496.14m，所以将采用立井开拓。（2）井筒位置的确定通过地质资料以及井田境界图得出，本井田南部较为倾斜，北部较为平缓，地质条件简单，所以井筒于井田中央较为合理，可以降低运输成本，便于巷道各处通风。3.1.2工业场地的位置工业广场位置的确定与井筒位置确定较为相似，但是要考虑到减少保护煤柱以及压煤量，最终确定工业广场位置于主副井所在位置。3.1.3开拓方案的比较方案一：立井单水平开拓主副井均采用立井，井筒位于井田中央。沿东西方向在4-2号煤层的底板处布置一条开采水平。首采工作面通过运输斜巷与运输大巷连接，运料回风巷与轨道大巷连接，完成一套完整的运输进风—运料回风系统。方案二：立井两水平开拓主副井均采用立井，位于井田的中央，沿东西方向在4-2号煤层的底板处布置一条开采水平，并且在+300m处再布置一个水平。俩水平同时开采，且共用主井、副井和风井，但是需要再开拓俩条大巷。方案三：立井两水平暗斜井开拓主副井均采用立井，位于偏东南位置，沿东西方向在4-2号煤层的底板处布置两条水平大巷，作为开采第一水平。通过暗斜井延深的方式在-300m处再建立一个开采水平。技术比较由于井田可才煤层只有一层，分部却有呈现差异，北部平缓而南部倾斜，所以可采用单水平与双水平开采，双水平布置连接方式也有所不同，所以进行经济比较。经济比较表3-1方案一立井单水平开拓费用计算表名称单位米数（10m）单价（元）消耗费用（万元）总费用（万元）基建费用(万元）主井开凿表土段2.00143924.028.79337.94基岩段48.0063572.0305.15副井开凿表土段2.00186210.037.25476.85基岩段46.0096433.0443.60开凿大巷岩巷550.0040977.02253.742911.92煤巷230.0028660.0659.18井底车场岩巷110.0040766.0448.43449.43小计4176.15排水涌水量时间（h）服务年限（a）基价(元/t·m3）4275.68250.008810.0055.170.31大巷运输系数煤量（万t）运输距离（km）单价（元/t·km）5099.901.204800.002.330.38小计9375.58计总费用(万元）13551.723-2立井两水平开拓名称单位米数（10m）单价（元）消耗费用（万元）总费用（万元）基建费用(万元）主井开凿表土段2.00143923.028.79336.94基岩段48.0063573.0305.15副井开凿表土段2.00186210.037.25478.85基岩段46.0096432.0443.60开凿大巷岩巷251.0062356.01565.121563.12辅助水平大巷岩巷110.0042330.0418.74467.63井底车场岩巷750.0040977803073.283442.86煤巷130.0028659.0372.58小计6940.66排水涌水量时间（）服务年限（年）基价(元/t·m3）4275.68250.008810.0055.170.31大巷运输系数煤量（万t）运输距离（k）单价（元/t·km）6194.301.204800.002.830.38小计10469.98计总费用（万元）17413.643-3立井两水暗斜井开拓名称单位米数（10m）单价（元）消耗费用（万元）总费用（万元）基建费用(万元）主井开凿表土段2.00143923.028.79332.94基岩段48.0063572.0305.15副井开凿表土段2.00186210.037.25481.85基岩段46.0096434.0443.60开凿大巷岩巷590.040974.02417.653135.25煤巷250.028660.0716.60井底车场岩巷110.0040767.0448.43447.43小计4397.47排水涌水量时间（）服务年限（a）单价(元/t·m3）4275.68250.008810.0055.170.31大巷运输系数煤量(万t）运输距离（k）单价(元/t·km）10265.471.204800.004.690.38小计14541.15计总费用(万元）18938.62经过比较之后，方案一的费用更低而且也适合该井田的开拓，所以本次设计最终确定的方案为立井单水开拓。3.2.矿井井筒与基本巷道3.2.1主井因为采用了立井开拓，所以主井的井筒采用圆形断面，内配备有一对箕斗，并配备电缆检修道等，具体参数见图3-1。图3-1主井断面图表3-1主井井筒断面主要参数井型1.8Mt表土段毛断面积50.24m2井筒直径5.5m提升容器一对16t箕斗井深550m井筒支护混凝土砌碹厚450mm表土段井壁厚600mm净断面积23.76m2基岩段毛断面积34.21m23.2.2副井副井也是立井，井筒采用圆形断面，副井主要用于运输材料和工作人员，设备，等，配备罐笼进行提升，副井具体参数见图3-2。图3-2副井断面图表3-2副井井筒断面主要参数井型1.8Mt表土段毛断面积52.12m2井筒直径6.5m提升容器一对3t矿车双层四车加宽罐笼井深480m井筒支护混凝土砌碹厚450mm表土段井壁厚700mm净断面积28.27m2基岩段毛断面积41.85m23.2.3风井风井为圆形断面，井筒也为立井，具体参数见图3-3。图3-3风井断面图表3-3风井井筒断面主要参数井型1.8Mt净断面积19.63m2井筒直径5.0m基岩段