雞西礦業(yè)集團(tuán)張新煤礦0.9Mta新井設(shè)計(jì)專業(yè)論文

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I 摘 要 本設(shè)計(jì)礦井為雞西礦業(yè)集團(tuán)張新煤礦 0 9Mt a 新礦井設(shè)計(jì) 一共有 3 層可 采煤層 分別為 8 6 B 2 煤層總厚度為 4 2 米 煤層工業(yè)牌號(hào)為 1 3 焦煤 全區(qū)走向長(zhǎng) 5900M 寬 2150M 面積為 12 685 平方 KM 設(shè)計(jì)井田的可采儲(chǔ)量 68 644Mt 設(shè)計(jì)服務(wù)年限為 51 年 本礦井設(shè)計(jì)采用雙立井開拓 劃分為兩個(gè)水平 六個(gè)采區(qū) 每個(gè)采區(qū)為單 翼開采 兩個(gè)工作面達(dá)產(chǎn) 兩個(gè)工作面準(zhǔn)備 達(dá)產(chǎn)時(shí)采區(qū)個(gè)數(shù)為兩個(gè) 煤層全 部單獨(dú)開采 大巷運(yùn)輸采用 10 噸架線式電機(jī)車牽引 3 噸底卸式礦車運(yùn)輸 區(qū)段運(yùn)輸平巷采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸 工作面采用刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸 采煤方法為 走向長(zhǎng)壁采煤法 采煤工藝為普通機(jī)械化采煤工藝 工作面采用單體液壓支柱 和鉸接頂梁支護(hù) 頂板處理方法為全部跨落法 年工作日 330 天 每日凈提升 16 小時(shí) 關(guān)鍵詞 礦井設(shè)計(jì) 立井開拓 走向長(zhǎng)壁采煤法 II Abstract The design is about a 0 9MT a new mine design to zhangxin mine in the JiXi Mining Group there are three layers coal seam in total 8 6B 2 respectively the total thickness of the seam is 4 2 meters the industry of the coal is 1 3 coke the long of region toward is 5900M the wide is 2150 M the area is 12 685 square KM Mine design recoverable reserves of 68 644 Mt design service life of 51 years This mine design used the double shaft development divided into two levels six mining area Used the single wing exploitation every mining area the two face up to the middle two face ready there are two Mining Areas when production all seams are individual mining roadway transport used 10 tons of F Line traction motor vehicles three tons dump cars transport Section transport belt conveyors used in horizontal transport Face scraper transport planes Mining method for long wall mining the mining technology to ordinary mechanized mining technique Working face hydraulic prop and hinged beam supporting the roof all the way to handle cross loading method Working days 330 days the daily net up grade 16 hours Key words mine design shaft pioneering long wall mining merhod 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 緒 論 1 第 1 章 井田概況及地質(zhì)特征 2 1 1 井田概況 2 1 1 1 井田位置及范圍 2 1 1 2 交通位置 2 1 1 3 地形 地勢(shì) 3 1 1 4 氣象 地震 3 1 1 5 河流 3 1 1 6 原材料及水電供給情況 3 1 2 地質(zhì)特征 3 1 2 1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 3 1 2 2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 7 1 2 3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 10 1 2 4 巖石性質(zhì) 厚度特征 12 1 2 5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 12 1 2 6 沼氣 煤塵及煤的自燃性 12 1 2 7 煤質(zhì) 牌號(hào)及用途 13 第 2 章 井田境界 儲(chǔ)量及服務(wù)年限 14 2 1 井田境界 14 2 1 1 井田周邊情況 14 2 1 2 井田境界確定的依據(jù) 14 2 1 3 井田未來發(fā)展情況 14 2 2 井田儲(chǔ)量 14 2 2 1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 14 2 2 2 保安煤柱 15 2 2 3 儲(chǔ)量計(jì)算方法 15 2 2 3 儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 15 2 3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 16 2 3 1 礦井工作制度 16 2 3 2 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 16 第 3 章 井田開拓 18 3 1 概述 18 3 1 1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 18 3 1 2 影響本設(shè)計(jì)礦井開拓方式的因素及具體情況 18 3 2 礦井開拓方案的選擇 18 3 2 1 井硐形式和井口位置 18 3 2 2 開采水平數(shù)目和標(biāo)高 20 3 2 3 開拓巷道的布置 21 3 3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 22 3 3 1 井硐形式和數(shù)目 22 3 3 2 井硐位置及坐標(biāo) 24 3 3 3 水平數(shù)目及標(biāo)高 25 3 3 4 石門 大巷數(shù)目及布置 25 3 3 5 井底車場(chǎng)的形式選擇 27 3 3 6 煤層群的聯(lián)系 29 3 3 7 采區(qū)劃分 29 3 4 井硐布置和施工 31 3 4 1 井硐穿過的巖層性質(zhì)及井硐支護(hù) 31 3 4 2 井筒布置及裝備 32 3 4 3 井硐延伸的初步意見 35 3 5 井底車場(chǎng)及硐室 36 3 5 1 井底車場(chǎng)形式的確定及論證 36 3 5 2 井底車場(chǎng)的布置 儲(chǔ)車線路及行車線路的布置長(zhǎng)度 36 3 5 3 井底車場(chǎng)通過能力計(jì)算 37 3 5 4 井底車場(chǎng)主要硐室 39 3 6 開采順序 39 3 6 1 沿井田走向的開采順序 40 3 6 2 沿煤層垂直方向的開采順序 40 3 6 3 采區(qū)接續(xù)計(jì)劃 40 3 6 4 三量 控制情況 41 第 4 章 采區(qū)巷道布置 43 4 1 采區(qū)概述 43 4 1 1 設(shè)計(jì)采區(qū)的位置 邊界 范圍 采區(qū)煤柱 43 4 1 2 采區(qū)地質(zhì)及煤層情況 43 4 1 3 采區(qū)生產(chǎn)能力 儲(chǔ)量及服務(wù)年限 43 4 2 采區(qū)巷道布置 45 4 2 1 區(qū)段劃分 45 4 2 2 采區(qū)上山布置 45 4 2 3 采區(qū)車場(chǎng)布置 45 4 2 4 采區(qū)煤倉形式 容量及支護(hù) 48 4 2 5 采區(qū)硐室簡(jiǎn)介 50 4 2 6 采區(qū)工作面接續(xù) 51 4 3 采區(qū)準(zhǔn)備 52 4 3 1 采區(qū)巷道準(zhǔn)備順序 52 4 3 2 主要巷道斷面示意圖及支護(hù)方式 53 第 5 章 采煤方法 56 5 1 采煤方法的選擇 56 5 1 1 采煤方法的選擇 56 5 2 回采工藝 57 5 1 1 選擇和決定回采工作面的工藝過程及使用的機(jī)械設(shè)備 57 5 2 2 選擇采煤工作面循環(huán)方式和勞動(dòng)組織形式 58 第 6 章 井下運(yùn)輸和礦井提升 61 6 1 礦井井下運(yùn)輸 61 6 1 1 運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定 61 6 1 2 礦車的選型及數(shù)量 61 6 1 3 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 62 6 2 礦井提升系統(tǒng) 64 6 2 1 礦井主提升設(shè)備的選擇 64 第 7 章 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 65 7 1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 65 7 1 1 概述 65 7 1 2 通風(fēng)系統(tǒng)確定的因素 65 7 2 風(fēng)量計(jì)算與風(fēng)量分配 66 7 2 1 風(fēng)量計(jì)算 66 7 2 2 風(fēng)量分配 72 7 2 3 風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法與措施 73 7 2 4 風(fēng)速的驗(yàn)算 73 7 3 礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算 75 7 3 1 確定全礦最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力 75 7 3 2 礦井等積孔的計(jì)算 77 7 4 通風(fēng)設(shè)備的選擇 78 7 4 1 主扇的選擇計(jì)算 78 7 4 2 電動(dòng)機(jī)的選擇 79 7 4 3 反風(fēng)措施 79 7 5 礦井安全技術(shù)措施 79 第 8 章 礦井排水 82 8 1 概述 82 8 1 1 礦井水來源及涌水量 82 8 1 2 對(duì)排水設(shè)備的要求 82 8 2 礦井主要排水設(shè)備 83 8 2 1 排水系統(tǒng)和排水方式簡(jiǎn)介 83 8 2 2 主排水設(shè)備及管路選擇計(jì)算 83 第 9 章 礦井主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 87 結(jié)論 89 致 謝 辭 90 參考文獻(xiàn) 91 附錄 1 92 附錄 2 97 1 緒 論 四年的大學(xué)生活轉(zhuǎn)瞬即逝 我們已經(jīng)快告別校園生活走向工作崗位 經(jīng)過 四年的學(xué)習(xí) 我掌握了很多專業(yè)知識(shí) 為了能更好的鞏固和運(yùn)用這些知識(shí) 借 畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)機(jī)會(huì)我做了黑龍江省雞西市張新煤礦的新井設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)主要是 關(guān)于新礦井的建設(shè) 其中包括開拓方式 采煤工藝 支護(hù)方式 設(shè)備選型以及 礦井的各個(gè)系統(tǒng) 本設(shè)計(jì)包括通風(fēng)安全方面 采煤工藝方面 巖石力學(xué)方面以 及 CAD 制圖方面的知識(shí) 這是一個(gè)新的設(shè)計(jì)方案 主要是針對(duì)小傾角煤層群的 開采方法 本設(shè)計(jì)主要是通過繪制礦井的各種圖紙來進(jìn)行礦井的優(yōu)化設(shè)計(jì) 這 其中文字部分包括大量的方案比較 以便使設(shè)計(jì)更加合理 在設(shè)計(jì)時(shí) 需要對(duì) 礦井的地質(zhì)情況等進(jìn)行分析 這樣才能使建成的礦井更加與實(shí)際相符 經(jīng)過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成 更加鞏固了我四年中學(xué)到的采礦專業(yè)方面的各 種知識(shí) 通過對(duì)實(shí)際礦井的設(shè)計(jì)更使我學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用與實(shí)踐 為以后的 工作打下了良好的基礎(chǔ) 2 第 1 章 井田概況及地質(zhì)特征 1 1 井田概況 1 1 1 井田位置及范圍 張新煤礦位于雞西市東南方約 12 公里 行政區(qū)劃屬雞西市恒山區(qū) 距恒 山區(qū)以東 11 6 公里 地里坐標(biāo)東經(jīng) 131 01 北緯 45 12 井田東西走向 長(zhǎng) 8 公里 南北傾斜長(zhǎng) 4 公里 面積 32 平方公里 井田東部與雞東礦相鄰 以 F44 F49 斷層為界 西部與二道河子礦相接 以 F30 F12 斷層為界 雞煤地字 1989 第 497 號(hào)文 北以平麻斷層為界 南以 7 號(hào)層 700 標(biāo)高為界 1 1 2 交通位置 礦內(nèi)有鐵路專用線在恒山車站與國(guó)鐵相接 有直達(dá)礦區(qū)的公路 交通方便 具體地理交通情況見圖 1 1滴 道 礦 城 子 河 礦 正 陽 礦 杏 花 礦 東 海 礦 通 密 山雞 東 通 密 山雞 西雞 西 礦 務(wù) 局 張 新 礦二 道 河 子 礦小 恒 山 礦恒 山 礦 水源地 通 樺 木 林 場(chǎng)石 墨 礦柳 毛 礦至 牡 丹 江 滴 道至 林 口 交 通 位 置 圖比 例 尺 1 60圖 1 1 張新煤礦交通位置示意圖 3 1 1 3 地形 地勢(shì) 井田北部由東山組火山碎屑所組成近東西向的低山 是雞西煤盆地南北條 帶的分界線 構(gòu)成本區(qū)北部屏障 南部為第三紀(jì)玄武巖覆蓋而形成平頂山 中 部為黃泥河呈東西貫穿全區(qū) 而形成低凹平緩的丘陵地貌 井田內(nèi)最高點(diǎn)是東 碗山 標(biāo)高 483 5 米 最低點(diǎn)是黃泥河谷 標(biāo)高難度 185 米 1 1 4 氣象 地震 本區(qū)最高氣溫 34 度 最低氣溫 30 度 凍結(jié)期為 6 個(gè)月 自當(dāng)年 10 月中 旬至明年 5 月中旬 7 8 9 月為雨季 年降雨量 559 毫米 年蒸發(fā)量 1236 7 毫米 平均風(fēng)級(jí) 2 至 4 級(jí) 1 1 5 河流 井田主要河流是黃泥河 由西向東 橫貫本區(qū) 水流終年不斷 東至保 安屯附近匯入石頭河 其次在井田西部有二道河 呈南北向 在薛家葳子附近 匯入黃泥河 水流較小 為季節(jié)性河流 1 1 6 原材料及水電供給情況 水源來自開采地下水 能夠滿足生產(chǎn)與生活需要 原材料以及生產(chǎn)生活用 電均來自雞西市 1 2 地質(zhì)特征 1 2 1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 張新井田位于雞西含煤盆地南部條帶之中部 在井田范圍內(nèi)的地層如 下表 4 表 1 1 地層層序表 界 系 統(tǒng) 群 組 地質(zhì)厚度 米 第四系 Q 全新統(tǒng) Q4 沖積層 Q4 2 10新生界 kz 第三系 R 上第三 系 N 玄武巖 BN4 0 100 猴石溝 組 K1h 500自系 K 下 統(tǒng) K1 松山群 K1hs 東山組 Kid 130 300 穆棱組 J3m 760 860 中生界 MZ 侏羅系 J 上 統(tǒng) J3 雞西群 J3j 城子河 組 J3ch 537 710 元古界 Pt 中 下 元古界 麻山群 Ptlms 不詳 地層分述 一 麻山群 在井田北部 8 至 10 線淺部背斜部有該群底層露頭出現(xiàn) 長(zhǎng) 1500 米 寬 350 米 長(zhǎng)軸呈北北東向 深部有七個(gè)鉆孔打到麻山群 根據(jù)本區(qū)巖礦鑒定資 料 屬黑云母花崗片麻巖 其主要礦物成份 微斜長(zhǎng)面 60 左右 石英 10 25 左右 黑云母 10 15 左右 副礦物有鉀長(zhǎng)石 少許石榴子石 鋯石 磷灰石斑狀結(jié)構(gòu) 斑晶在 1 3 間 構(gòu)成含煤盆地基底 二 上侏羅統(tǒng)雞西群 不整合于麻山群之上 地層二分 即穆棱組 城子河組 本區(qū)缺失滴道 組 關(guān)于城子河組與穆棱組分界 意見尚未統(tǒng)一 本報(bào)告采用傳統(tǒng)劃分來敘 述 1 城子河組 J 3ch 麻山群以上到 10 號(hào)層上部 60 米 全組厚度 530 710 米 根據(jù)巖性 含煤情況及沉積環(huán)境劃分為四個(gè)層段 5 段 海陸交互相含煤段 一號(hào)煤層以下至基底 在南部條帶均有分布 但受成煤前古地理影響 各區(qū)厚度不一 總的趨勢(shì)是由西向東逐漸增厚 有 78 13 78 24 號(hào)孔打到基底 控制本段地層 78 24 號(hào)孔進(jìn)行了系統(tǒng)采樣及描 述 可作本區(qū)該段地層的代表 78 24 號(hào)孔該段地層總厚 118 96 米 按巖性 組合 中粒砂巖 20 23 米 占 17 細(xì)砂巖和粉砂巖為 45 19 米 占 38 泥 巖 53 54 米 占 45 泥巖所占比例大 是區(qū)別其它各段地層的特點(diǎn) 泥巖多 為深黑色 風(fēng)化后呈碎片 水平層理發(fā)育 巖石成份以石英為主 含有少量鐵 質(zhì)及有機(jī)質(zhì)碎片 中粒砂巖石英含量達(dá) 40 60 斜長(zhǎng)石含量達(dá) 20 30 膠 結(jié)物多為碳酸鹽 少量泥質(zhì)膠結(jié) 硐砂巖 粉砂巖石英含量達(dá) 30 50 斜長(zhǎng) 廠 20 30 泥質(zhì)膠結(jié) 全部娟云母化 東部榮華區(qū) 本段地層發(fā)育最好 最后的達(dá) 500 米 并在泥巖之下有兩層 可采煤層 編號(hào) 01 02 這兩層煤本區(qū)沒有沉積 在厚層泥巖中含有較豐富的海相動(dòng)物化石 根據(jù)南京地質(zhì)在生物研究所 鑒定有以下種屬 78 24 號(hào)孔 Fevganoconcha SP 費(fèi)爾干蚌 未定種 Mesomiltha SP 中未薩蛤 未定種 Teleostei 原始真骨魚 段 主要含煤段 八號(hào)煤層頂板至一號(hào)煤層底部 厚度 220 至 220 至 240 米 是雞西煤田主要含煤層段 該井田內(nèi)可采煤層十一層 可采層總煤厚 10 2 米 本段地層主要由中砂巖 細(xì)砂巖 粉砂巖構(gòu)成 泥巖及薄層凝灰?guī)r 次之 從巖性上看比較突出 特點(diǎn)是中砂巖發(fā)育 據(jù)十五個(gè)鉆孔統(tǒng)計(jì) 中砂巖 厚度占本段地層 32 中砂巖具有發(fā)育廣泛 分選較好 變化有一定規(guī)律 與 下部巖石突變接觸等特征 巖石韻律結(jié)構(gòu)明顯 以中砂巖作為起點(diǎn) 依次為細(xì) 砂巖 粉砂巖 泥巖 煤層 煤層厚度較穩(wěn)定 無分叉現(xiàn)象 主要變化是沿一 定方向逐漸變薄 各煤層層間距有一定變化 但其變化是受中砂巖的增減所控 制 該段地層所含植物化石與其它各區(qū)相似 并在 3 號(hào)層頂板含有較豐富動(dòng)物 化石 費(fèi)爾干蚌 據(jù)解放此資料 含有以下主要植物化石 Elatocladus manchurica Cladophlebis of delicatula Acanthopteris gothani Coniopteris saportana Pitgophyllum lindstroemi 6 段 不含可采煤層段 從 10 號(hào)煤層下部 60 米至 8 號(hào)煤層頂部 厚度 80 200 米 本段地層從巖性上來看與 段基本相似 所不同的是煤層發(fā)育不 如 段 一是煤層層位少 二是沒有可采煤層 巖石韻律完整性不如 說明 了成煤環(huán)境改變不利于煤層生成 IV 段 上部含煤層段 段上界到穆棱組底界 厚 130 米 含薄煤層十 層左右 在鄰區(qū)有 1 2 個(gè)可采層 本區(qū)煤層度只達(dá) 0 4 0 5 米左右 無可采 價(jià)值 本段地層的特點(diǎn)是巖性以粉砂巖 細(xì)砂巖 泥巖組成 無中粒砂巖 在 粉砂巖中含有大量菱鐵礦結(jié)核 巖石韻律結(jié)構(gòu)不明顯 水平層理發(fā)育 屬靜水 湖泊相產(chǎn)物 2 穆棱含煤組 J 3m 與城子河組整合接觸 分組界線不易劃分 本組地層在南部條帶發(fā)育較好 地層厚度穩(wěn)定 標(biāo)志明顯 易對(duì)比 地層由西向東逐漸增厚 在區(qū)內(nèi)該組地層 分布在井田的南部 根據(jù)張新穆棱煤系普查資料 穆棱組地層劃分為三段 段 上自 6 號(hào)煤層底部 下至城子河組分界線 地層厚 300 350 米左 右 巖性為灰 灰黑色泥巖 粉砂巖 細(xì)砂巖所組成夾數(shù)層薄層凝灰質(zhì)巖石 無中粒砂巖 段 自 1 號(hào)煤層頂級(jí)到 6 下煤層底板 厚度 110 米 為穆棱組之主要含 煤段 在雞西煤田南部條帶均發(fā)育 厚度較穩(wěn)定 變化較小 含煤十余層 達(dá) 可采厚度者僅 2 5 層 巖性以細(xì)砂巖 粉砂巖互層為主 煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜 夾 層多為凝灰質(zhì)泥巖 中夾黃豆?fàn)罱Y(jié)核 全區(qū)普遍發(fā)育 是區(qū)域?qū)Ρ葮?biāo)志 段 上自與東山組分界 下到 1 號(hào)層頂板 厚 350 400 米 巖性以 灰 灰黑色細(xì)砂巖為主 含少量泥巖及中砂巖 在本段中上部有五層厚度在 5 10 米的凝灰?guī)r 靠下部有一層厚度在 10 15 米的黑色泥巖 在煤田中普 遍發(fā)育 是區(qū)域?qū)Ρ戎匾獦?biāo)志 另一個(gè)重要特征是本段地層在南部條帶不含煤 層 三 下白堊統(tǒng)樺山群 KUS 1 東山組 K 12d 與穆棱組平行不整合接觸 地層厚度 130 至 300 米 分布在井田北部 平麻斷層以北 地貌上呈東西向之陡峻的山 以灰綠色厚 7 層安山質(zhì)火山為主 角礫狀 在局部地區(qū)為熔巖 夾灰綠色凝灰質(zhì)粉砂巖細(xì)砂 巖 細(xì)砂巖 從整個(gè)雞西盆地來看 東厚西薄 個(gè)別地區(qū)缺失本段地層 2 猴石溝組 K 12h 與東山組平行不整合接觸 厚度大于 500 米 分布 在平麻斷層北 雞西煤盆地向斜軸部 從巖性上大致可分為三段 下段以細(xì)礫 巖 礫質(zhì)砂巖為主 中段由淺黃色至黃褐色厚層中砂巖組成 上段以細(xì)砂巖 粉砂巖為主夾中砂巖 膠結(jié)不好 四 新生界上第三系玄武巖 BN 4 玄武巖主要分布在井田南部 厚度 0 100 米 形成平頂山 五 新生界第四紀(jì)沖積層 Q 4 該層為中積物或洪積物 分布在溝谷及河床兩側(cè) 厚度 1 10 米 在河 床 溝谷部位多由砂 礫石組成 在山坡地帶多由原地風(fēng)化物堆積而成 本區(qū)含煤底層有城子河組和穆棱組 前者是本報(bào)告主要研究對(duì)象 城河 組含煤地層在本區(qū)的變化情況簡(jiǎn)述如下 該組地層厚度 530 至 710 米 巖性主要由中砂巖 細(xì)砂巖 粉砂巖 泥 巖和煤組成 地層厚度在走向上變化不大 自上往下逐漸增大的趨勢(shì) 煤層間 距也逐漸增大 地層的巖性 巖相在走向上和傾向上變化不大 對(duì)比標(biāo)志明顯 含煤情況自西往東煤層逐漸減少 煤層厚度自西往東逐漸變薄 該地層古生物 沉積特征見前面層段敘述 1 2 2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 雞西煤田在侏羅紀(jì)煤系沉積之前 已初步形成了古構(gòu)造格架 尊在這兩個(gè) 近東西向的凹陷盆地 在兩凹陷之間有個(gè)東西走向的麻山 平陽古背斜 這個(gè) 古背斜對(duì)盆地早期沉積其一定控制作用 使煤田早期地層有南北差異 從整個(gè) 晚侏羅紀(jì)到白堊是以接受沉積為主 中間雖有沉積簡(jiǎn)短 但無不整合 雞西煤 田構(gòu)造的形成是早白堊世樺山群地層沉積之后 受到來自乃北方向的主應(yīng)力作 用而形成褶曲 在古構(gòu)成的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng) 形成兩個(gè)主向斜及一個(gè)主背斜 隨著應(yīng)力的不均衡 來自南北應(yīng)力的強(qiáng)大 大主背斜軸部產(chǎn)生以壓性為主的平 麻逆沖斷裂 把煤田進(jìn)一步分割為南 北兩個(gè)條帶 完成了今日雞西含煤盆地 構(gòu)造輪廓 張新井田位于雞西煤盆地南部條帶之中部 主背斜的南翼 圖 2 斷層是本井田內(nèi)的主要構(gòu)造 斷層情況詳見表 3 井田內(nèi)除平 麻道沖斷裂 外 共有大 中型斷層 75 條 性質(zhì)均為正斷層 其中最大斷層 F49 落差 500 8 多米 落差 100 米之 50 米的斷層 14 條 50 米之 30 米的斷層 20 條 30 之 10 米的斷層 41 條 該井田的地層走向近東西 傾向南 緩傾斜的單斜構(gòu)造 北有平陽 麻山 逆沖斷裂 東有落差 500 多米的北東向大正斷層 F49 井田由主要發(fā)育有北西 北東向的高角度正斷層 逆斷層較少 在傾斜方向上已控制到三公里 還未出 現(xiàn)次一級(jí)褶曲 斷層在走向剖面上的組合形成 常以地塹 地壘相間排到組合 出現(xiàn) 北西向斷層多于北東向 北東向斷層的落差大于北西向的 均屬于張性 和張扭性的 斷層面傾角在 60 80 度的高角度正斷層 由于斷層的互相切割 把井田切割城許多碎塊 嚴(yán)重影響采區(qū)的合理劃分 和巷道布置 生產(chǎn)實(shí)見 在大 中型斷層之間 落差 10 米以下的小斷層特別 發(fā)育 是大 中型斷層的次生或伴生構(gòu)造 對(duì)煤層破壞嚴(yán)重 直接影響煤層正 常開采影響采區(qū)生產(chǎn)能力和礦井回采率 井田內(nèi)斷層分布 自上往下大斷層減少 中型斷層增加 一水平落差大于 30 米斷層 25 條 落差 30 米至 10 米的 15 條 二水平落差大于 30 米的斷層 14 條 落差 30 至 10 米的 35 條 三水平落差大于 30 米的斷層 8 條 一水平地質(zhì)構(gòu)造有自西往東逐漸復(fù)雜的規(guī)律 西一采區(qū)比西二采區(qū)復(fù)雜 東一采區(qū)比西一采區(qū)復(fù)雜 東二采 原新三采 比東一采區(qū)更復(fù)雜 所以一水 平東二采區(qū)劃給了礦服務(wù)公司開采 二水平西二采右部 西一采區(qū) 東一采左部和東三采右部的地質(zhì)構(gòu)造相對(duì) 復(fù)雜 二水平的大斷層較一水平減少 中型斷層增多 其原因一是由一水平至 二水平 斷層自上往下變小 二是二水平巷道新建 斷層自上往下從小變大 三水平勘探網(wǎng)度控制不住中 小斷層 僅有二水平的大斷層下延到三水平 根據(jù)一 二水平實(shí)見 預(yù)計(jì)三水平構(gòu)造仍復(fù)雜 表 1 2 斷層特征表 序 號(hào) 斷層 號(hào) 走向 傾 向 傾角 斷距 確定依據(jù) 控 制 程 度 延展長(zhǎng)度 米 變化 規(guī)律 1 F11B W 75 10 8 0 可 靠 2050 兩頭 小中 間大 9 2 F12 162 18 0 W 70 20 可 靠 1500 3 F25 170 E 75 0 16 0 較 可 靠 1900 上大 下小 4 F12A 164 17 4 E 70 10 5 0 可 靠 2550 上大 下小 5 F22 154 E 60 60 可 靠 1350 6 F27 192 21 3 E 80 50 可 靠 2800 7 F30 130 E 65 30 4 0 較 可 靠 1400 1 2 3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 張新礦開采的是中生界上侏羅統(tǒng) 雞西群城子河的煤層 該組地層總厚 530 710 米 本區(qū)內(nèi)共含煤三十余層 經(jīng)過生產(chǎn)和勘探正式 全區(qū)可采煤層 有 3 層 煤層號(hào)自上而下依次為 8 6B 2 可采部的總煤厚 4 2 米 含煤系 數(shù) 1 3 1 7 這三層煤都集中分布在 240 米的間距內(nèi) 本區(qū)煤層都屬薄煤層 煤厚在 1 2 1 5 米之間 從煤層機(jī)構(gòu)來看 三層煤均為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)且全區(qū)發(fā)育 煤層編號(hào)利用一九八零 108 隊(duì)提交的 張新深部詳查地質(zhì)報(bào)告 確定的煤 層編號(hào) 8 號(hào)煤層 是二道河子礦開采的東延煤層 煤厚比較穩(wěn)定絕大部分均在 1 5 1 7 米之間 構(gòu)成儲(chǔ)量計(jì)算區(qū) 本煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 頂板為粉砂巖夾縫線 0 2 米泥巖偽頂 底板為粉砂巖 6B 煤層 是張新深部詳查勘探后 新增加的煤層 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 無夾層 煤層厚度變化是由東向西 由厚變薄 14 線以西只有泥巖層位 向東煤質(zhì)逐 10 漸變好 厚度逐漸增大 本層重要特征是直接頂板為厚層中粒砂巖 分布面積 廣 平均厚度 1 5 米 2 號(hào)煤層 井田內(nèi)主要可采煤層 全區(qū)可采 煤厚在 0 7 1 6 米 一般 均在 1 2 米左右 煤層結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單 上部有 102 米左右煤分層 灰分高達(dá) 30 以上 中夾 0 1 0 2 沒炭頁巖 下部主煤層為 0 7 1 20 米 煤質(zhì)較好 灰分在 20 以下 在測(cè)井定性曲線上 密度 天然珈瑪和視電阻率曲線的異常 幅度均大于全區(qū)所有煤層 是對(duì)比重要標(biāo)志 頂?shù)装寰鶠榧?xì)砂巖 巖 性 柱 狀 煤 巖 層名 稱 厚 度 m 最 大 最 小平 均 巖 性 描 述比 例1 20地 層 單 位系 統(tǒng) 組 第四系 上侏 羅 統(tǒng) 穆棱組 粉 砂 巖 0 5 6 04 縞 狀 層 里 明 顯8號(hào) 1 3 1 75以 1 3焦 煤 為 主 老 頂 粉 砂 巖 老 底 0 2 0 白 色 塊 狀細(xì) 砂 巖 老 頂 0 2 50 黑 灰 色 層 狀細(xì) 砂 巖 老 底 3 0 局 部 夾 亮 煤細(xì) 砂 巖 老 頂 4 0 灰 色 層 狀1 2 1 8 5砂 頁 巖 0 3 025 灰 黑 色 層 狀 老 底 以 1 3焦 煤 為 主6B細(xì) 砂 巖細(xì) 砂 巖 老 底 老 頂 2號(hào) 以 1 3焦 煤 為 主黑 灰 色 層 狀黑 灰 色 層 狀4 04 01 0 1 42 圖 1 2 綜合柱狀圖 11 1 2 4 巖石性質(zhì) 厚度特征 表 1 3 巖石的主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表 名稱 容重kg cm3 孔隙 度 抗壓強(qiáng) 度 102 kg cm3 抗拉強(qiáng)度 102 kg cm3 變形模量 102 kg cm3 彈性模量 kg cm3 砂巖 2 0 2 6 5 25 2 20 0 5 0 4 0 5 8 1 10 凝灰?guī)r 2 7 2 85 1 6 5 2 12 83 0 6 2 0 2 7 5 10 灰?guī)r 2 2 2 7 5 20 5 20 0 5 2 0 1 8 5 10 頁巖 2 0 2 4 16 30 1 10 0 2 1 0 1 3 5 2 8 1 2 5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 本井田大部分處于黃泥河河谷區(qū) 地下水的靜儲(chǔ)量 動(dòng)儲(chǔ)量都較大 煤系 地層上方無完整的隔水層 直接與上覆第四系含水砂層接觸 21 線以南煤 系地層上方有第三系地層 煤系地層距地表 80 100M 范圍內(nèi)風(fēng)化裂隙發(fā)育 此外層間裂隙和構(gòu)造裂隙也比較發(fā)育 上述各種裂隙和斷裂為礦井充水的重要 通道 上部砂層水經(jīng)充水通道滲入井下 而砂層水又得到大氣降水和河流側(cè)滲 補(bǔ)給 補(bǔ)給源充沛 這些特征決定了礦井涌水量大 水文地質(zhì)條件復(fù)雜 q 值 為 0 77 3 94 礦井涌水量 98 3 288 4 m3 h 水質(zhì)基本符合國(guó)家飲水標(biāo)準(zhǔn) 水 質(zhì)類型為重碳酸鈣鈉型 12 1 2 6 沼氣 煤塵及煤的自燃性 本礦屬于高瓦斯突出礦井 瓦斯含量測(cè)定為 0 03 M3 噸煤 2 56 M 3 噸煤 瓦斯賦存條件好涌出量大給礦井的安全生產(chǎn)帶來一定的困難 對(duì)三個(gè)可采煤層 分別做了煤塵爆炸性鑒定 結(jié)論是三個(gè)煤層均存在爆炸性 爆炸試驗(yàn)中其火焰 長(zhǎng)為 8 號(hào)層 300 400 6B 號(hào)層 320 530 2 號(hào)層 20 500 煤層自燃發(fā)火期 8 號(hào)層為 18 個(gè)月 6B 號(hào)層為 9 個(gè)月 2 號(hào)層為 9 個(gè)月 煤層自燃傾向性分類均為為 類 1 2 7 煤質(zhì) 牌號(hào)及用途 本礦區(qū)內(nèi)的煤層是由高等植物所形成的腐植煤 其肉眼煤巖成份主要是亮 煤 暗煤 夾鏡煤絲帶 絲炭較少 黑色光亮內(nèi)生裂隙發(fā)育 質(zhì)脆 黑色條帶 狀 層狀結(jié)構(gòu) 其煤巖類型多為光亮型 半亮型和半暗型 鏡下鑒定為煤巖組 成多是凝膠物質(zhì)體 色鮮紅以鏡煤煤化物質(zhì)為主樹脂膠體占次要地位 礦物雜 質(zhì)多見 原煤灰分變化較大 一般在 20 15 至 31 凈煤灰分一般在 10 左 右 膠質(zhì)層厚度在 13 0 至 18 5mm 粘結(jié)指數(shù) G 在 75 85 之間 原煤分析基 高位發(fā)熱量為 5800 6400 千卡規(guī)律 精煤揮發(fā)分一般在 32 左右 硫含量在 0 22 0 37 之間 磷含量一般在 0 003 0 014 之間 是低硫 低磷的 1 3 焦煤 主要工業(yè)用途以冶金用煤為主 火電廠作動(dòng)力用煤次之 13 第 2 章 井田境界 儲(chǔ)量及服務(wù)年限 2 1 井田境界 2 1 1 井田周邊情況 井田東部與雞東相鄰 以 F44 F49 斷層為界 西部與二道河子礦相接以 F30 F12 斷層為界 北界以各煤層露頭為界 南界到 2 層 600 標(biāo)高 煤層平 均傾角為 20 平均容重 1 4t m3 全區(qū)走向長(zhǎng) 6800M 寬 2680M 面積為 18 224 平方 KM 2 1 2 井田境界確定的依據(jù) 1 根據(jù)本礦地理位置 地形 地質(zhì)等劃分井田境界 2 是否符合井筒位置的選擇 地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物的安排 3 劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間 4 井田要有合理的走向長(zhǎng)度 以利于機(jī)械化程度的不斷提高 全區(qū)走向長(zhǎng) 6800M 寬 2680M 2 1 3 井田未來發(fā)展情況 隨著技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平的全面提高 井田范圍內(nèi)的儲(chǔ)量會(huì)越來越精確 可在更深部發(fā)現(xiàn)可采煤層 隨著開采深度的增加 煤層賦存條件將會(huì)越來越復(fù) 雜 開采也會(huì)越來越困難 2 2 井田儲(chǔ)量 2 2 1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 在規(guī)定的井田范圍內(nèi) 計(jì)算礦井開采煤層的儲(chǔ)量 是進(jìn)行礦井設(shè)計(jì)和生產(chǎn) 建設(shè)的依據(jù) 礦井儲(chǔ)量可分為礦井地質(zhì)儲(chǔ)量 礦井工業(yè)儲(chǔ)量和礦井可采儲(chǔ)量 本設(shè)計(jì)井田內(nèi)可采煤層有 8 6B 2 三層 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量是礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱 防水煤柱 井田 境界煤柱和已有的地面建筑物 構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失量 后的儲(chǔ)量 礦井可采儲(chǔ)量是指礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱 礦井井下 主要巷道及上下山保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)回采率的儲(chǔ)量 14 2 2 2 保安煤柱 為了安全生產(chǎn) 本設(shè)計(jì)礦井依據(jù) 煤礦安全規(guī)程 留設(shè)保安煤柱如下 1 各煤層在露頭處留設(shè) 50m 保安煤柱 2 邊界斷層留設(shè) 30 m 保安煤柱 3 井田內(nèi)部斷層留設(shè) 30 m 保安煤柱 按以上方法計(jì)算得 工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失 208 26 萬噸 斷層 邊界保安煤柱損失 274 49 萬噸 露頭煤柱損失 174 59 萬噸 總損失量 657 34 萬噸 2 2 3 儲(chǔ)量計(jì)算方法 1 工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)經(jīng) 儲(chǔ)量管理規(guī)程 為依據(jù) 計(jì)算公式如下 塊段儲(chǔ)量 塊段面積 平均傾角正割 塊段平均厚度 容重 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 工業(yè)儲(chǔ)量 永久煤柱 所以本設(shè)計(jì)礦井根據(jù)原張新立井初步設(shè)計(jì)儲(chǔ)量諸圖 通過等高線塊段法計(jì) 算本井田工業(yè)儲(chǔ)量為 8733 064 萬噸 2 可采儲(chǔ)量計(jì)算 計(jì)算公式如下 Z K ZC P C 式中 ZK 可采儲(chǔ)量 ZC 工業(yè)儲(chǔ)量 P 永久煤柱損失 C 采區(qū)回采率 回采要求 厚煤層不應(yīng)小于 75 中厚煤層不應(yīng)小于 80 薄煤層不應(yīng)小 于 85 通過計(jì)算公式計(jì)算各煤層可采儲(chǔ)量 經(jīng)過匯總計(jì)算出本設(shè)計(jì)井田可采儲(chǔ)量 為萬 6864 37 萬噸 2 2 3 儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 本設(shè)計(jì)井田的各類儲(chǔ)量計(jì)算嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指井 田查地質(zhì)報(bào)告提供的平衡表內(nèi) A B C 級(jí)儲(chǔ)量 它是礦井設(shè)計(jì)的依據(jù) 15 表 2 2 1 井田可采煤層儲(chǔ)量計(jì)算總表 單位 萬噸 損失 萬 t 水 平 煤 層 工業(yè)儲(chǔ)量 A B C 工業(yè) 場(chǎng)地 井田境 界 斷層 開采 合計(jì) 可采儲(chǔ)量 8 1649 9 63 75 6 21 9 229 98 490 48 1159 42 6B 2161 6 75 4 93 4 40 6 372 32 641 72 1519 88 2 1582 4 69 9 73 2 32 3 296 48 491 88 1090 52 合計(jì) 5393 9 208 3 242 2 94 8 878 8 1624 1 3769 82 8 735 8 13 9 12 6 147 16 173 66 762 14 6B 1334 7 14 29 8 266 94 310 74 1023 96 2 1268 6 16 1 25 5 253 72 295 32 973 28 合計(jì) 3339 1 44 67 9 667 82 779 72 3094 55 總計(jì) 8733 208 3 286 2 162 7 1211 43 1868 63 6864 37 2 3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 2 3 1 礦井工作制度 根據(jù) 設(shè)計(jì)規(guī)范 規(guī)定 本礦井年工作日按 330 天計(jì)算 本礦井每晝夜三 班作業(yè) 兩班半生產(chǎn) 半班準(zhǔn)備 每日凈提升時(shí)間 16 小時(shí) 2 3 2 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 本礦井已查明的工業(yè)儲(chǔ)量為 8733 064 萬噸 計(jì)算本井田內(nèi)工業(yè)廣場(chǎng)煤柱 境界煤柱等永久煤柱損失量占工業(yè)儲(chǔ)量的 7 5 各可采煤層均為中厚煤層 按礦井設(shè)計(jì)規(guī)范要求確定本礦的采區(qū)回采率為 80 由此計(jì)算確定本井田的 可采儲(chǔ)量為 6864 37 萬噸 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告的資料描述 煤炭?jī)?chǔ)量適中 地質(zhì)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單 煤層賦存 平緩 平均傾角在 20 左右 煤質(zhì)優(yōu)良 提出以下三個(gè)方案 方案一 建 1 2Mt a 的礦井 方案二 建 0 9Mt a 的礦井 方案三 建 0 6Mt a 的礦井 16 根據(jù) 煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范 礦井投產(chǎn)后服務(wù)年限不應(yīng)過長(zhǎng) 可由服務(wù) 年限確定 礦井及第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 見表 2 3 1 表 2 3 1 礦井及第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 a礦井設(shè)計(jì)生 產(chǎn)能力 Mt a 礦井設(shè)計(jì)服 務(wù)年限 a 煤層傾角 45 3 0 及以上 70 30 35 1 2 2 4 60 30 25 20 0 45 0 9 50 25 20 15 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限公式 P Z AK 式中 P 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 a 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 萬 t 生產(chǎn)能力 萬 t a K 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù) K 3 1 5 礦井設(shè)計(jì)一般取 K 1 4 地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井及礦區(qū)總體設(shè)計(jì)可取 K 1 5 根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際情況 K 值取 1 4 計(jì)算得 方案一 P Z AK 68 6437 1 2 1 4 P 40 9 年 方案二 P Z AK 68 6437 0 9 1 4 P 54 4 年 方案三 P Z AK 68 6437 0 6 1 4 P 81 7 年 從保證礦區(qū)均衡生產(chǎn)來看 則選擇方案二合理 該礦井生產(chǎn)能力為 0 9Mt a 礦井服務(wù)年限為 54 4 年 17 第 3 章 井田開拓 3 1 概述 3 1 1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 本井田西部與二道河子礦相接 二道河子礦采用雙立井加暗斜井開拓 兩 礦之間共留設(shè) 60m 保安工業(yè)煤柱互不影響 東部與雞東礦相鄰 兩礦互不影響 3 1 2 影響本設(shè)計(jì)礦井開拓方式的因素及具體情況 確定開拓方式的主要依據(jù) 1 根據(jù)已批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)文件 2 根據(jù)煤層賦存條件 3 根據(jù)技術(shù)裝備 4 根據(jù)投資多少和井型大小 5 根據(jù)經(jīng)濟(jì)效果 對(duì)以上各種因素要綜合研究 通過系統(tǒng)優(yōu)化和多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定 影響本設(shè)計(jì)井田開拓方式的具體因素如下 1 地表因素 本井田屬于丘陵地形 地表平均標(biāo)高在 200m 2 煤層賦存情況 整個(gè)井田的煤層上部標(biāo)高在 200 m 下部標(biāo)高在 600m 西部與二道河子 相鄰以斷層 F30 F 12 為界 東部與雞東礦相鄰以 F49 斷層為界 整個(gè)礦區(qū)共有 三層可采煤層 即 8 6 B 2 全區(qū)發(fā)育 煤層走向長(zhǎng)度為 8 公里 傾 2 5 公 里 本井田煤層系傾斜中厚煤層 平均傾角在 20 左右 3 2 礦井開拓方案的選擇 3 2 1 井硐形式和井口位置 1 井筒形式 由于立井井筒的適應(yīng)性很強(qiáng) 生產(chǎn)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單 運(yùn)輸環(huán)節(jié)少 建井速度 快 投產(chǎn)早 具有通過復(fù)雜地質(zhì)地段的能力強(qiáng) 提升能力大 機(jī)械化程度高 18 易于自動(dòng)控制 維護(hù)費(fèi)用低 有效斷面大 通風(fēng)條件好 管線短 物料和人員 升降速度快等優(yōu)點(diǎn) 井筒形式選擇立井井筒開拓 2 井筒位置 選擇井筒位置就是確定井筒煤層走向和傾斜方向上的具體尺寸 并用直角 坐標(biāo)和方位角予以表示 井筒到各開采水平的深度 用井口與水平標(biāo)高及井筒 傾角 斜長(zhǎng)等表示 選擇井筒位置的主要條件 1 井下條件 按最小運(yùn)輸功確定井筒位置 根據(jù)地質(zhì)條件 煤柱量 勘探程度和初期工程量 2 地面條件 工業(yè)場(chǎng)地占地面積 地形于工程地質(zhì)條件 煤的運(yùn)向 工業(yè)場(chǎng)地不占或少占用良田 生產(chǎn)建設(shè)條件與住宅位置 在本設(shè)計(jì)井田中 井筒沿走向的有利位置應(yīng)在井田的中央 當(dāng)井田儲(chǔ)量呈 不均勻分布時(shí) 應(yīng)在儲(chǔ)量分布的中央 在此開成兩翼儲(chǔ)量比較均衡的雙翼井田 應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè) 造成單翼開采的不利局面 3 井筒位置比較 井筒位于井田淺部 煤柱尺寸最小 壓煤最少 但石門最長(zhǎng) 井筒位于井田中部時(shí) 煤柱尺寸稍大 但石門長(zhǎng)度較短 且沿石門的運(yùn) 輸工程量也小 井筒位于井田深部 煤柱尺寸最大 壓煤量最大 且初期工程量大 石 門也較長(zhǎng) 但對(duì)于開采井田深部煤層及井通延伸有利 本井田煤層均為緩傾斜煤層 傾斜長(zhǎng)度較大 從有利井下運(yùn)輸和保證初水 平合理的服務(wù)年限出發(fā) 應(yīng)該將井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置 由此 可初步確定本設(shè)計(jì)井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方 3 2 2 開采水平數(shù)目和標(biāo)高 本設(shè)計(jì)根據(jù)煤層的賦存條件和傾斜長(zhǎng)度 可以選擇多水平開采 每個(gè)開采 水平設(shè)井底車場(chǎng)和運(yùn)輸大巷 供該水平各采區(qū)煤的外運(yùn) 輔助運(yùn)輸和通風(fēng)用 19 在高度機(jī)械化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高度集中化是主要的發(fā)展方向 高產(chǎn)高效礦井 要求集中在一個(gè)水平 1 2 個(gè)工作面生產(chǎn) 這就要求加大工作面 采區(qū)和水 平的走向及傾斜尺寸 要求有豐富的儲(chǔ)量和合理的服務(wù)年限 本設(shè)計(jì)井田水平標(biāo)高的確定主要考慮了以下幾個(gè)因素 1 井巷的工程量 2 合理的水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限 3 煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造 4 生產(chǎn)成本及建設(shè)工期 5 水平接替 根據(jù)上述因素 本設(shè)計(jì)井田設(shè)計(jì)提出水平劃分方案如下 方案一 井田劃分兩個(gè)開采水平 一水平在 200m 標(biāo)高處 二水平在 600 標(biāo)高處 各水平均實(shí)行上山開采 方案二 井田劃分三個(gè)開采水平 一水平在 100m 標(biāo)高處 二水平在 350 標(biāo)高處 三水平在 600m 標(biāo)高處 各水平均實(shí)行上山開采 表 3 2 1 水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限 可采儲(chǔ)量 萬噸 服務(wù)年限 年 一水平 3769 82 30 方案一 二水平 2559 38 23 一水平 2373 45 20 二水平 1997 88 16方案二 三水平 2004 62 17 從該表中可知 方案二的一水平服務(wù)年限過短 不能滿足第一水平服務(wù)年 限的合理要求 而方案一的水平服務(wù)年限能夠滿足一水平服務(wù)年限不小于 30 年的基本要求 儲(chǔ)量充足 且有利于采區(qū)的接續(xù) 巷道利用率高 噸煤成本相 對(duì)較低 故而采用方案一的水平劃分方法 即劃分兩個(gè)開采水平 一水平在 200m 標(biāo)高處 二水平在 600 m 標(biāo)高處 3 2 3 開拓巷道的布置 開拓巷道是指為全礦井 一個(gè)水平或若干采區(qū)服務(wù)的巷道 如井筒 井底 車場(chǎng) 主要石門 運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷 主要風(fēng)井等 1 開拓巷道布置方式的選擇 20 根據(jù)煤層的數(shù)目和間距 大巷的布置方式分為集中布置 分組布置與分層 布置三種 各種方式的適用條件如下 1 集中布置適用條件 適于煤層層數(shù)多 層間距不大的礦井 井田走向長(zhǎng)度大 服務(wù)年限長(zhǎng) 下部煤層底板有堅(jiān)硬巖層 容易維護(hù) 煤質(zhì)牌號(hào)相同 要求分采分運(yùn) 自然發(fā)火嚴(yán)重 便于分區(qū) 分段處理事故 采區(qū)尺寸大 石門長(zhǎng)度短 2 分層布置適用條件 煤層數(shù)不多 層間距大 石門長(zhǎng) 井田走向長(zhǎng)度短 服務(wù)年限不長(zhǎng) 井底車場(chǎng)或平硐在煤層頂板 煤質(zhì)牌號(hào)不同 要求分采 分運(yùn) 產(chǎn)量 風(fēng)量均大 需要疏解 各煤層底板 均有堅(jiān)硬巖層 3 分組集中布置適用條件 煤層數(shù)多 層間距大小懸殊 按煤層的特點(diǎn)根據(jù)運(yùn)輸 通風(fēng)要求組合 經(jīng)濟(jì)上有利 多水平生產(chǎn) 容易解決運(yùn)輸 通風(fēng)的干擾 本井田共有可采煤層 3 層 即 8 6 B 2 3 層煤平均間距 56m 間距大 針對(duì)上述情況 由上述適用條件可知 本井田適合于集中布置 2 大巷位置選擇 為了保證生產(chǎn)使用 便于維護(hù) 減少煤柱損失 一般將主要運(yùn)輸大巷布置 在煤層底版不受采動(dòng)影響的堅(jiān)硬巖層或煤組下部煤質(zhì)堅(jiān)硬 圍巖穩(wěn)定 無自燃 發(fā)火的薄及中厚煤層中 3 3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 3 3 1 井硐形式和數(shù)目 根據(jù)地形地貌 煤層賦存條件及確定的工業(yè)場(chǎng)地位置 本著合理開發(fā)全井 田 集中生產(chǎn)運(yùn)輸環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單 初期井巷工程量少 投資省 出煤早 達(dá)產(chǎn)快 安全 高效的原則 設(shè)計(jì)提出了三個(gè)開拓方案 21 方案一 雙立井開拓 方案二 雙斜井開拓 方案三 主斜井副立井開拓 以上三種井筒開拓方案比較如下 斜 井 優(yōu) 點(diǎn) 井 筒 掘 進(jìn) 技 術(shù) 和 施 工 設(shè) 備 比 較 簡(jiǎn) 單 掘 進(jìn) 速 度 快 地 面 工 業(yè) 建 筑 井 筒 裝 備 井 底 車 場(chǎng) 及 硐 室 都 投 資 少 井 筒 裝 備 和 地 面 建 筑 物 少 不 用 大 型 提 升 設(shè)備 鋼 材 消 耗 量 小 膠 帶 輸 送 機(jī) 提 升 增 產(chǎn) 潛 力 大 改 擴(kuò) 建 比 較 方 便 容 易 實(shí) 現(xiàn) 多 水平 生 產(chǎn) 并 能 減 少 井 下 石 門 長(zhǎng) 度 缺 點(diǎn) 在 自 然 條 件 相 同 時(shí) 斜 井 要 比 立 井 長(zhǎng) 得 多 圍 巖 不 穩(wěn) 固 時(shí) 斜 井 井 筒 維護(hù) 費(fèi) 用 高 采 用 絞 車 提 升 時(shí) 提 升 速 度 低 能 力 小 鋼 絲 繩 磨 損 嚴(yán) 重 動(dòng) 力 消 耗 大 提 升 費(fèi) 用 高 當(dāng) 井 田 斜 長(zhǎng) 較 大 時(shí) 采 用 多 段 絞 車 提 升 轉(zhuǎn) 載 環(huán) 節(jié) 多 系 統(tǒng) 復(fù) 雜 更要 多 占 用 設(shè) 備 和 人 力 由 于 斜 井 較 長(zhǎng) 沿 井 筒 敷 設(shè) 管 路 電 纜 所 需 的 管 線 長(zhǎng) 度 較 大 斜 井 通 風(fēng) 風(fēng) 路 較 長(zhǎng) 對(duì) 瓦 斯 涌 出 量 大 的 大 型 礦 井 斜 井 井 筒 斷 面 小 通 風(fēng) 阻 力 過 大 可 能 滿 足 不 了 通 風(fēng) 的 要 求 不 得 不 另 開 專 用 進(jìn) 風(fēng) 或 回 風(fēng) 的 立 井 并 兼 做 輔 助 提 升 當(dāng)表 土 為 富 含 水 的 沖 積 層 或 流 砂 層 時(shí) 斜 井 井 筒 掘 進(jìn) 技 術(shù) 復(fù) 雜 有 時(shí) 難 以 通 過 立 井 優(yōu) 點(diǎn) 立 井 的 井 筒 短 提 升 速 度 快 提 升 能 力 大 對(duì) 輔 助 提 升 特 別 有 利 機(jī) 械 化 程 度 高 易 于 自 動(dòng) 控 制 井 筒 為 圓 形 斷 面 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 合 理 維 護(hù) 費(fèi) 用 低 有 效 斷面 大 通 風(fēng) 條 件 好 管 線 短 人 員 升 降 速 度 快 缺 點(diǎn) 與 斜 井 優(yōu) 點(diǎn) 相 對(duì) 技 術(shù) 評(píng) 價(jià) 本 井 田 煤 層 傾 角 小 傾 向 長(zhǎng) 度 大 生 產(chǎn) 能 力 大 瓦 斯 涌 出 量 大 斜井 開 拓 井 筒 過 長(zhǎng) 井 筒 斷 面 較 小 通 風(fēng) 較 差 于 對(duì) 斜 井 和 立 井 的 優(yōu) 缺 點(diǎn) 及 適 用 條 件 的綜 合 考 慮 立 井 方 案 技 術(shù) 上 可 行 從 而 選 用 立 井 開 拓 根 據(jù) 上 述 井 筒 開 拓 方 案 的 技 術(shù) 比 較 確 定 立 井 開 拓 與 主 斜 副 立 平 開 拓 方 案 在技 述 上 可 行 根 據(jù) 規(guī) 定 對(duì) 技 術(shù) 可 行 方 案 應(yīng) 進(jìn) 行 經(jīng) 濟(jì) 比 較 詳 見 井 筒 開 拓 方 案 比 較 表3 3 1 表 3 3 1 井 筒 開 拓 方 案 比 較 表 方 案 一 方 案 二 方 案 項(xiàng) 目 工 程 量 米 單 價(jià) 元 米 費(fèi) 用 萬 元 工 程 量 米 單 價(jià) 元 米 費(fèi) 用 萬 元 主 井 井 筒 400 3000 120 1170 1600 187 2 副 井 井 筒 400 3000 120 400 3000 120初 井 底 車 場(chǎng) 1200 900 108 1200 900 108 22 主 石 門 800 800 64 626 800 50期 運(yùn) 輸 大 巷 4210 800 336 8 4210 800 336 8 小 計(jì) 萬 元 748 8 802 主 井 井 筒 400 3000 120 1170 1600 187 2 副 井 井 筒 400 3000 120 400 3000 120 井 底 車 場(chǎng) 1200 900 108 1200 900 108 主 石 門 2140 800 171 2 1140 800 91 2 后 期 運(yùn) 輸 大 巷 4210 800 336 8 5610 800 448 8 小 計(jì) 萬 元 856 955 2 共 計(jì) 1604 8 1757 2 方 案 一 方 案 二方 案 三 圖 3 1 開拓方案剖面示意圖經(jīng) 過 兩 方 案 的 經(jīng) 濟(jì) 比 較 從 而 得 出 雙 立 井 開 拓 方 案 在 經(jīng) 濟(jì) 上 合 理 因 此 該礦 井為 立 井 兩 水 平 開 拓 一主井一副井 主井用于提升煤炭 副井用于提矸 升降人員 下放材料和設(shè)備及兼作進(jìn)風(fēng)井 3 3 2 井硐位置及坐標(biāo)井筒位置就是確定井筒沿煤層走向和傾斜方向上的具體尺寸 并用直角坐標(biāo)和方位角予以表示 選擇井筒位置的條件 1 地處井田儲(chǔ)量中央 2 有較好的地形條件 3 交通條件好 根據(jù)本井田的實(shí)際情況 并考慮到上述的條件 該設(shè)礦井井筒位置詳見開 拓示意圖 兩立井位于井田中央 坐標(biāo)分別為 23 主 井 5008974 425435 副井 5008894 425369 主井井口標(biāo)高為 224m 副井井口標(biāo)高為 226m 擬定二水平為井筒最終 水平 主井井深 702m 副井井深 704m 兩井筒中心線間距為 75m 主井井 筒直徑 6 5m 副井井筒直徑 6 5m 均采用整體式混凝土井壁 井壁厚度 450mm 3 3 3 水平數(shù)目及標(biāo)高 本設(shè)計(jì)礦井采用多水平開拓 一水平標(biāo)高為 200 二水平標(biāo)高為 600 兩 個(gè)水平都采用上山開采 3 3 4 石門 大巷數(shù)目及布置 1 大巷數(shù)目 一條運(yùn)輸大巷 一條回風(fēng)大巷 2 大巷布置 大巷布置形式主要有煤層大巷 巖石大巷兩種 對(duì)于各種大 巷布置方式分述如下 1 煤層大巷 當(dāng)煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定 煤層較堅(jiān)硬 易維護(hù) 煤層起伏和 斷層 褶皺小時(shí) 可保證巷道較為平直 保證運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行 沒有瓦斯與煤的 突出 無嚴(yán)重自燃發(fā)火等情況下 應(yīng)優(yōu)先考慮采用煤層大巷 對(duì)于新建礦井 在煤層中布置巷道 在建設(shè)期間 還有早出煤 早投產(chǎn) 節(jié)省投資以及探明地 質(zhì)情況的優(yōu)點(diǎn) 下列情況宜布置煤層大巷 煤層群 組 下部的薄及中厚煤層中開集中大巷的 煤層群中相距較遠(yuǎn)的單個(gè)薄煤層或中厚煤層 走向不大 資源儲(chǔ)量有 限 服務(wù)年限短 單獨(dú)開拓的薄煤層或中厚煤層 煤系底部有強(qiáng)含水層或富含水的巖溶時(shí) 不宜布置底板大巷的 煤層堅(jiān)硬而頂板松軟或膨脹 難以維護(hù)的 煤質(zhì)堅(jiān)硬 圍巖穩(wěn)定 維護(hù)簡(jiǎn)單 費(fèi)用不高的煤層 2 巖石大巷 巖石大巷維護(hù)條件好 費(fèi)用低 大巷方向 坡度可根據(jù)運(yùn)輸?shù)裙δ芤筮x 定 而較少受地質(zhì)構(gòu)造的影響 安全條件好 受瓦斯突出及煤的自燃發(fā)火影響 較小 缺點(diǎn)主要為巖石工程量大 掘進(jìn)速度慢 投資費(fèi)用高 建設(shè)工期長(zhǎng) 在 具體條件下是采用巖石大巷還是煤層大巷需要做全面細(xì)致的方案比較才能合理 24 的確定 本設(shè)計(jì)井田對(duì)大巷布置提出兩種方案 方案一 煤層大巷布置 方案二 巖石大巷布置 煤層大巷與巖石大巷相比較有下列缺點(diǎn) 煤層大巷的巷道維護(hù)困難 維護(hù)費(fèi)用高 當(dāng)煤層起伏褶曲較多時(shí) 巷道彎曲轉(zhuǎn)折多 機(jī)車運(yùn)行速度受到限制 運(yùn) 輸能力降低 為了便于巷道維護(hù) 巷道維護(hù)留設(shè)的保安煤柱增多 煤柱回收困難 資 源損失大 煤層有自燃發(fā)火危險(xiǎn)時(shí) 一旦發(fā)火就要封閉大巷 導(dǎo)致礦井停產(chǎn) 而且 因煤柱受影響破壞 封閉效果不好 處理火災(zāi)困難 綜上所述 煤層大巷與巖石大巷相比缺點(diǎn)大于優(yōu)點(diǎn) 在本設(shè)計(jì)井田中 由 于 8 6 B 2 煤層間距大 所以采用方案二 巖石大巷布置 該設(shè)計(jì)礦井中 大巷和石門服務(wù)年限較長(zhǎng) 運(yùn)輸能力要求大 所以大巷和 石門的斷面和支護(hù)設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中相同 其內(nèi)部設(shè)施也相同 該設(shè)計(jì)礦井大巷 石門斷面的各項(xiàng)內(nèi)容見圖 3 2 圖 3 2 大巷 石門斷面圖 3 3 5 井底車場(chǎng)的形式選擇 井底車場(chǎng)是連接井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱 是連 接井下運(yùn)輸和提升兩個(gè)環(huán)節(jié)的樞紐 是礦井生產(chǎn)的咽喉 因此井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)是 否合理直接影響礦井的安全和生產(chǎn) 1 設(shè)計(jì)依據(jù) 1 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度 2 礦井開拓方式 3 井筒及數(shù)目 4 礦井主要運(yùn)輸巷道的運(yùn)輸方式 5 礦井瓦斯等級(jí)及通風(fēng)方式 6 礦井地面及井下生產(chǎn)系統(tǒng)的布置方式 25 7 各種硐室有關(guān)的資料 2 設(shè)計(jì)要求 1 井底車場(chǎng)富裕通過能力 應(yīng)大于礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的 30 2 井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí) 應(yīng)該考慮到增產(chǎn)的