采矿学说明书_毕业设计(编辑修改稿)

采矿学说明书_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

层及其顶底板的岩石力学性质见表 12。 表 12 可采煤层及其顶底板的岩石力学性质表 层位 密度 g/cm3 三轴抗剪参数 抗压强度 Mpa 抗拉强度 Mpa 内聚力 Mpa 内摩擦角 11煤顶板 27176。 44180。 11煤底板 30176。 39180。 11煤顶板 ～ 34176。 41～ 36176。 57180。 ～ ～ 11煤底板 ～ 23176。 17180。 ～ 35176。 54180。 ～ ～ 煤质 据《 林南仓 地质报告》提供的资料，本井田可采煤层的变质程度较低，相当于气煤阶段。 根据各煤种的分布情况，得出本井田煤的变质以区域变质为主。 林南仓 井田各煤 第 11 页 共 1435 页 层均属腐植质煤，通过肉眼鉴定，颜色一般为黑色，玻璃光泽。 块状构造，少数为条带状。 煤岩组分以亮煤为主，镜煤及暗煤次之，丝炭少见。 煤岩类型一般为光亮型或半光亮型、次为半 暗型。 各煤层煤质特征见表 13。 表 13 各煤层煤质特征表 项目 煤层 水分 (%) 灰分 (%) 挥发分 (%) 全硫 (%) 发热量 MJ/Kg 煤种 磷 ‰ 精炼回收率 % 元素分析 C% H% O% N% 11 气煤 瓦斯 由于 林南仓 矿生产作业区域广，构造形式多，多煤层开采，因而瓦斯涌出量因区域、构造部位及煤层的不同而有差异。 因此，矿井对瓦斯进行了深入 的研究，并且把瓦斯的涌出量的测量工作作为矿井生产的一个重要内容，根据测定的基础数据，分析计算得出鉴定结果 (表 63)，本矿属低瓦斯等级。 煤矿瓦斯是安全的重要隐患，应引起高度重视，要严格执行《煤矿安全规程》之规定，建立健全各项有关瓦斯管理制度，采取广泛的、有效的预防措施。 表 14 矿井瓦斯等级鉴定结果总表 瓦斯 二氧化碳 鉴定等级 上年度鉴定等级 全矿井 12 煤 全矿井 12 煤 相对量(m3/t) 绝对量(m3/min) 是否 突出 最大相对量(m3/t) 相对量(m3/t) 绝对量 ((m3/min) 最大相对量(m3/t) 否 低 低 煤尘及煤的自燃 林南仓 矿对 可采 煤 层 的煤尘的爆炸性进行了鉴定，结果显示鉴定煤层有爆炸危险，因此，加强采掘作业现场灭尘工作，仍是当前安全工作的一个重要环节。 矿井火灾的发生与发展，严重地影响着煤矿的安全生产，火灾的发生还极易引发煤尘瓦斯爆炸，因此矿井火灾是煤矿的重大自然灾害之一。 针对煤层自然发火，进行煤的自燃倾向性鉴定，寻找比较敏感的标志气体，制定适合本地的防灭火措施是非常必要的。 为了探索 林 南仓 矿煤层的自燃发生规律，对 11 煤、 12 煤的自燃倾向性进行了测定 ,得出结论。 煤层自然发火性情况及煤尘爆炸性情况见表 15。 表 15 煤层自然发火性情况及煤尘爆炸性情况 煤层名称 11 12 煤层自然倾向性等级 自燃 Ⅱ 级 自燃 Ⅱ 级 最短自然发火期 (月 ) 812 812 煤尘爆炸性鉴定结果 有爆炸性 有爆炸性 采矿学说明书 _毕业设计 5 煤尘爆炸指数 ～ ～ 根据测定结果有针性地采取防灭火措施，可以减少不必要的浪费和因火灾造成的损失。 建立完善的工作制度和严格的检查管理制度，并采取相应 的防范措施，煤的自燃发火是可以预防的。 煤的工业用途评价 井田内各煤层均属气煤，小牌号为气煤 1 号和气煤 2 号，根据 9 煤铁箱试验结果，煤的结焦性能较差，块度小，抗碎性及抗磨性能较差，不适于单独炼焦之用，但可以考虑作配焦用煤；煤的焦油含量较高，属富油煤～高油煤，可考虑煤的综合利用。 由于煤的发热量均在 ～ ，可作为动力用煤。 勘探程度及可靠性 本井田的精查工作量很大，除以往工作量以外，最后一次精查区内又钻了 11 个孔， 万余平米，基本上搞清本井田的煤层赋存情况和主 要的地质构造情况。 但由于地质构造复杂，相当一部分断裂仍是推定的。 根据本区断裂的一般规律，往往在大断裂附近还有很多较小的断裂，再者由于煤层走向变化大，还可能有新的断裂没有控制，这些都需要在健井和生产过程中予以注意。 矿井瓦斯等级，涌水量是根据矿井实际情况推算出来的。 所以可靠性不足，待矿井建设投产后，根据实际生产情况重新确定。 井田境界 在煤田划分为井田时，要保证各井田有合适的尺寸和境界，使煤田的各部分都能得到合理的开发。 井田的划分原则是： (1)井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要 与矿井生产能力相适应。 (2)保证井田有合适的尺寸。 (3)充分利用自然等条件划分井田。 (4)合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系。 井田范围 第 13 页 共 1435 页 林南仓 井田东部、西部、南部、北部以人为划分井田边界线为界。 东北部及西南部以冲积层下潜伏露头以下垂深 30m处氧化风化带为界，深部以煤 11 盆状向斜底 700 标高为最终深度。 上述界限内的范围为本矿设计范围，以此计算设计储量。 开采界限 井田内含煤地层为井田煤系主要由石炭系上统和二叠系下统组成，煤系总厚度约450 m，共含煤 19 层，其中 可采煤层共二层，即 11 煤、 12 煤，可采煤层集中在赵各庄组和大苗庄组，平均总厚度 m，可采含煤系数 %。 林南仓 矿井田中 11 煤为较稳定煤层， 12 煤为稳定煤层。 其中主采煤层为 11， 12 煤， 11， 12 号煤层由于其厚度较低且含硫分较高，作为后期储备资源开采。 矿井设计主要针对 11， 12 煤层。 开采上限： 11， 12 号煤层 风化带 150m。 下部边界： 11， 12 号 煤层 900m。 井田尺寸 井田南北约 ，东西约 5 km，面积约 17km2。 井田的走向最大长度为 ,最小长度为 ,平均长度为 8km。 井田倾斜方向的最大长度为 ,最小长度为 ,平均长度为 6km。 11煤层的倾角最大为 17176。 ，最小为 12176。 ，平均为 16176。 井田赋存状况示意图如图 21 所示 9 0 0 8 5 0 9 0 0 9 5 0采矿学说明书 _毕业设计 5 图 21 井田未来发展情况 林南仓 井田东部、南部及西部都有井田开采，在横向上没有发展，而在纵向上随着技术的进步和勘探水平的全面提高，井田范围内的储量会越来越精确，可能在更深部发现可采煤层。 矿井储量 设计井田范围内 计算的煤层为 11煤层。 矿井储量是指矿井内所埋藏的数量，具有工业价值的煤炭数量。 它不仅包含着煤矿在地下埋藏的数量，而且还表示煤炭的质量，反映井田的勘探程度及开采技术条件。 矿井储量可分为矿井地质储量、矿井工业储量和矿井可采储量。 矿井工业储量是指平衡表内 A+B+C 级储量的总和。 矿井设计储量是矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、井田境界煤柱、防水煤柱和已有的地面构筑物、建筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量后的储量。 矿井可采储量是指矿井设计储量减去矿井井 下主要巷道及上下山保护煤柱、工业场地保护煤柱后乘以采区回 采率的储量。 储量计算基础 (1)根据 林南仓 井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算。 (2)煤层厚度的确定：计算煤层采用各煤分层的累计厚度作为储量计算厚度，个别点夹矸分层厚虽大干 ，但不予分层计算。 所有厚度大于 的夹矸均不计入储量计算厚度。 此外，在煤层顶部，当夹矸分层厚大于其上煤分层厚；在煤层底部，当夹矸分层厚度大于其下煤分层厚度，并且煤分层厚度小于 时，则该煤分层不参与储量计算。 储量计算中凡煤层厚度不可靠者均不予采用。 (3)井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓 ，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法。 井田地质勘探 井田地质勘探类型为精查，属详细勘探。 井田范围内钻孔分布：井田内北部边界附近、西北部边界附近及井田中部地区，钻孔布置相对较少；其他区域钻孔分布比较均匀，勘探详细。 井田内高级储量 A+B+C 所占比列符合煤炭工业设计规范要求。 第 15 页 共 1435 页 由于本矿井属沉积稳定的近水平区，构造简单，煤层标志层明显稳定。 煤层的主要质量指标和经济技术指标都符合工业要求，能满足当前生产故可将地质储量作为工业储量。 煤层最小可采厚度为。 11 煤层最小可采厚度为 ，最大可采厚度为 7 m，平均厚度为 煤平均厚度。 矿井工业储量 矿井工业储量的计算 Q＝ A/cosαhr 式中 Q—矿井工业储量； A—井田面积； α—煤层倾角； h—煤层平均厚度； r—煤的平均容重 取 吨 /立方米； 将井田进行分块，计算各个分块的储量，再总和得矿井工业储量： Q= 万 t 矿井可采储量 计算可采储量时，必须要考虑以下储量损失： 1）工业广场保安煤柱； 2）井田境界煤柱损失； 3）采煤方法所产生煤柱损失和断层煤柱损失； 4）建筑物、河流、铁路等压煤损失； 5）其它各种损失。 安全煤柱 为保护地面建筑物及工程设施的安全，本设计对井筒及工业广场、规划中的大断层留设安全煤柱。 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。 采矿学说明书 _毕业设计 5 (2)各类保护煤柱按垂直断面法或垂线法确定。 用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱。 岩层移动角为 60，表土层移动角为 45176。 (3)维护带宽度：风井场地 20m，村庄 10m，其他 15m。 (4)断层煤柱宽度 30m，井田边界煤柱宽度为 20m。 (5)工业场地占地面积，根据《煤炭工程设计暂行规定》中第二十条规定，工业场地占地面积指标见表 21。 表 21 工业场地占地面积指标 井型 / 占地面积指标 /ha.()1 4~6 ~ ~3 ~ ~ ~ ~ ~ 注：指标中小井取大值，大井取小值。 矿井永久保护煤柱损失量 (1)井田边界保护煤柱：井田边界保护煤柱留设 30m，由底板等高线看 出本井田边界周长为 ，则各煤层的井田边界保护煤柱损失量为： 井田边界保护煤柱损失量为： Mt。 (2)断层保护煤柱：本井田存在三个落差较大的断层，断层的累计长度为 ，断层每侧留设保护煤柱 30m宽，则煤层的断层保护煤柱损失量为： 11煤层 : 60= Mt 总的断层保护煤柱损失量为： Mt。 (3)大巷保护煤柱：大巷中心距离为 50m，大巷两侧的保护煤柱宽度各为 30m， 则煤层的大巷保护煤柱损失量为： 180+180= Mt 大巷保护煤柱损失量为： Mt。 (4)井筒保护煤柱：主、副井井筒保护煤柱在工业场地保护煤柱范围内，风井井筒保护煤柱在大巷保护煤柱范围内，故井筒保护煤柱损失量为 0。 (5)煤层露头安全煤柱：本矿区新生界厚 100～ 380m，底部含水层为第四系卵砾石岩，其上覆盖了 20～ 90m厚的粘土层，故底部含水层富水性较弱，补给条件差，减小防水煤柱尺寸后水量不会增大很多，故本矿区留露头煤柱 50m。 另外可采取疏干或局部疏干采区新生界底含水、增大矿坑的排水 能力，从而减少煤层露头煤柱尺寸。 则煤层的露头保护煤柱损失量为： 第 17 页 共 1435 页 50= Mt 煤层露头保护煤柱损失量为 Mt。 (6)工业场地保护煤柱： 保护煤柱的边界是从受保护范围的边界起，按移动角 γ， β和 δ所作的保护面与煤层交线来确定的。 保护煤柱的留设与计算一般用垂直剖面法求得，具体方法与步骤如下：。 如图 23 所示，在开拓平面图上通过建筑物四个角分别做平行与煤层走向和倾斜的四条直线，得矩形 abcd。 在矩形的外缘加上 15m 宽的维护带，得受保护面积 aˊbˊcˊdˊ。 通过受保护面积中心作一沿煤层倾斜方向的剖面 Ⅰ ，在这个剖面上，由维护带的边缘点 m1， n1 起在表土层以 θ划两条保护线，即 m1m2， n1n2。 然后在基岩中于下山和上山方向按上山移动角 γ和下山移动角 β作保护线，与煤层相交得nˊ和 kˊ，则通过 nˊ和 kˊ的走向线分别为保护煤柱的上部和下部边界。 以同样的方法在平行煤层走向的剖面 Ⅱ ，按其走向移动角 δ作保护线，求得沿走向的煤柱边界 AˊBˊ和 CˊDˊ，将 nˊkˊ和 AˊBˊ， CˊDˊ均绘制在平面图上，即得保护煤柱边界 ABCD。 煤柱是一个梯形。 垂 直剖面法设计工业场地保护煤柱如图 23 所示。 本矿井工业场地按 Ⅱ 级保护，维护带宽度 15m，工业场地占地面积由表 21 确定，取 17 公顷。 本矿井的冲积层厚 200m，冲积层移动角 θ为 45176。 ，基岩移动角 γ=δ=70176。 、 β=73176。 ，地面标高 +30m， 12煤层见煤标高 200m， 11煤层见煤标高 115m。 以上数据均来自于开滦矿务局地测处中国矿业大学测物系在全国矿山测量学术会议上发表的开平矿区地表。