宋庄矿新井设计_煤矿毕业设计说明书(编辑修改稿)

宋庄矿新井设计_煤矿毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

～2．45025201515 0．45～0．9402015 15 井型校核按矿井的实际煤层开发能力、辅助生产能力、储量条件及安全条件因素对井型进行校核：（1）煤层开发能力。 井田内2号煤层平均5m，为厚煤层，赋存稳定，厚度变化不大。 根据现代化矿井集中化原则，可以布置两个大采高工作面保产，一个生产，一个备用。 （2）辅助生产环节的能力校核。 矿井设计为大型矿井，开拓方式为双立井三水平开拓，主立井采用箕斗提升，副立井采用罐笼提升和下放材料，运煤能力和大型设备的下放可以达到设计井型的要求。 工作面生产的原煤经顺槽胶带输送机运输至运输上山胶带输送机然后搭接到大巷胶带输送机运到井底煤仓，再经主立井箕斗提升到地面，运输能力大，自动化程度高，实现连续运输。 副井运输采用罐笼提升、下放物料，能满足大型设备的下放与提升。 运输上山采用胶带输送机运输，辅助运输采用绞车串车运输，运输能力大。 （3）通风安全条件的校核。 矿井煤尘无爆炸危险性，瓦斯涌出量小，属低瓦斯矿井，但为了防止可能出现的瓦斯局部突出，采取预抽瓦斯措施。 矿井采用中央边界式通风，运煤大巷和辅助运输大巷进风，回风大巷回风，可以满足通风需要。 （4）矿井的设计生产能力与整个矿井的工业储量相适应，保证有足够的服务年限，满足《煤矿工业矿井设计规范》要求，见表31。 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330d，工作制度采用“四六制”，每天四班作业，三班生产，一班准备，每班生产6h。 矿井每昼夜尽提升时间为16h。 第4章 井田开拓 井田开拓的基本问题井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体，建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。 这些用于开拓的井下巷道的形式、数目和位置及其相互联系和配合称为开拓方式。 合理的开拓方式需要对技术可行的几种开拓方式进行技术经济比较才能确定。 井田开拓主要研究如何布置开拓巷道等问题，具体有下列几个问题需要认真研究：（1）确定井筒的形式、数目和配置，合理选择井筒及工业场地的位置。 （2）合理确定开采水平的数目和位置。 （3布置大巷及井底车场。 （4）确定矿井开采程序，做好开采水平的接替。 （5）进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造。 （6）合理确定矿井通风、运输及供电系统。 确定开拓问题，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等诸多条件，经全面比较后才能确定合理的方案。 在解决开拓问题时，应遵循下列原则：（1）贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤、高产高效创造条件。 在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量，尤其是初期建设工程量，节约基建投资，加快矿井建设。 （2）合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。 （3）合理开发国家资源，减少煤炭损失。 （4）必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。 要建立完善的通风、运输、供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常保持良好状态。 （5）要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术、新工艺、发展采煤机械化、综掘机械化、自动化创造条件。 （6）根据用户需要，要照顾到不同煤质、煤种的煤层分别开采，以及其他有益矿物的综合开采。 确定井筒形式、数目、位置及坐标（1）井筒形式的确定井筒形式有三种：平硐、斜井和立井。 一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井最复杂。 平硐开拓受地形及埋藏条件限制，要求地形条件合适，即在煤层赋存较高的山岭、丘陵或谷沟地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部井分储量大致能满足同类井型水平服务年限要求。 斜井开拓与立井开拓相比井筒施工工艺、施工设备和工序比较简单，掘进速速快，井筒施工单价低，初期投资少；地卖弄工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单，井筒延深施工方便，对生产干扰少，不易受底板含水层的威胁；主提升胶带有相当大的提升能力，可满足特大型矿井主提升的需要；斜井井筒可作为安全出口，井下一旦发生透水事故等，人员可迅速从井筒撤离。 缺点是斜井井筒长，辅助提升能力小，提升深度有限，通风线路长，阻力大，管线长度大；斜井井筒通过富含水层、流沙层，施工技术复杂。 立井井筒不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制，在采深相同的条件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，井筒断面大，可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需风量的要求，且阻力小，对深井开拓极为有利；当表土层为富含水层或流沙层时，立井井筒比斜井容易施工；对地质构造和煤层产状均特别复杂的井田，能兼顾深部和浅部不同产状的煤层。 主要缺点是立井井筒施工技术复杂，需用设备多，要求有较高的技术水平，井筒装备复杂，掘进速度慢，基建投资大。 本矿井煤层倾角小，平均为8176。 ，为近水平煤层；表土层薄，无流沙层；水文地质情况比较简单，涌水量小；井筒不需要特殊施工，因此可采用斜井或立井开拓。 经后面方案比较确定井筒形式为双立井。 （2）井筒位置的确定井筒位置确定的原则：①有利于第一水平的开车，并兼顾其他水平，有利于井底车场和主要运输大巷的布置，石门工程量小；②有利于首采区布置在井筒附近的富煤阶段，首采区少搬迁或不搬迁；③井田两翼储量基本平衡；④井筒不宜穿过厚表土层、厚含水层、断层破碎带、煤与瓦斯突出或软弱岩层；⑤工业场地应充分利用地形，有良好的工程地质条件，且避开高山、低洼和采空区，不受崖崩滑坡和洪水威胁；⑥工业场地宜少占耕地，少压煤；⑦距水源、电源较近，矿井铁路专用线路短，道路布置合理。 对井下合理开采的井筒位置：①井筒沿井田走向的位置井筒沿井田走向的的有利位置应在井田中央。 当井田储量呈不均匀分布时，应在储量分布的中央，以此形成两翼储量比较均匀的双翼井田，应尽量避免井筒偏于一侧。 a、井筒设在井田中央（储量分布的中央），可使沿井田走向的井下运输工作量小，而井田偏于一翼边界的相应井下工作量要较前者大； b、井筒设在井田中央时，两翼产量分配，风量分配比较均匀，通风网络较短，通风阻力较小。 井田偏于一侧时，一翼通风距离较长，风压较大。 当产量集中于一翼时，风量成倍增加，风压按二次方关系增加。 如要降低风压，就要增加巷道断面，增加掘进工程量。 c、井筒设在井田中央时，两翼分担比较均匀，各水平两翼开采结束的时间比较接近。 如井筒偏于一侧，一翼过早采完，然后产量集中于另一侧，将使运输，通风过于集中，采煤掘进互相干扰，甚至影响全矿生产。 d、实际工作中，由于井田地质条件和其他因素的影响，只要尽可能使两翼均衡，同时可将井筒布置在靠近高级储量地段，使初期投产的采区地质构造简单，储量可靠。 从而使矿井建设投产后有可能的储量和较好的开采条件，以便迅速达到设计能力。 ②井筒沿煤层倾向的位置立井开拓时井筒沿煤层倾向位置的几个原则。 井筒设在井田中部，可使石门总长度最短、沿石门的运输工作量小；井筒设在浅部时，总的石门工程量虽然稍大，但初期（第一水平）工程量较及投资较少，建井期较短；井筒设在深处的初期工程量最大，石门总长度和沿石门的运输工作量也较大，但如煤系基底有含水特大的岩层，不允许井筒穿过时，它可以延伸井筒到深部，对开采井田深部及向下扩展有利；而在浅、中位置，井筒只能打到一、二水平，深部需用暗井或暗斜井开采，生产系统较复杂，环节较多。 从保护井筒和工业场地煤柱损失看，愈靠近浅部，煤柱的尺寸愈小，愈近深部，则煤柱损失愈大。 ③对掘进与维护有利的井筒位置为使井筒的开掘和使用安全可靠，减少其掘进的困难及便于维护，应使井筒通过的岩层及表土具有较好大的水文、围岩和地质条件。 虽然用特殊凿井法可以在水文地质情况复杂的条件下掘砌井筒，但所需的施工设备较多，掘进速度慢，掘进费用高。 因此，井筒应可能不通过或少通过流沙层、较厚的冲积层及较大的含水层。 为便于井筒的掘进和维护，井筒不应设在受地质破坏比较剧烈的地带及采动影响的地区。 井筒位置还应使井底车场有较好的围岩条件，便于大容积硐室的掘进和维护。 综上所述，在走向方向上：布置在井田储量中央有利于矿井的两翼开采，有利于通风、运输、工作面的接替，故井筒位置选在井田走向中央。 在倾斜方向上：布置在井田中央可以避免布置在井田浅部时形成的过长石门开拓，也可以避免布置在井田深部所造成的工业广场压煤过多。 故井筒位置选在井田倾斜方向中部。 （3）井筒数目的确定根据目前的技术经济条件，采用立井开拓时，立井的数目至少在两个以上。 同时根据本井田具体的条件，两个立井可以满足井田运输的要求，在本矿井设计中，将边界风井和主、副井作为矿井的初期工程。 因此，本矿井设计为三个井筒即：主井、副井和风井。 其具体参数如下表所示：表41 井筒特征表井筒名称井筒坐标井口标高（m）井底标高（m）井深（m）井筒倾角(o)井筒直径(m)井筒断面(m2)砌 壁经距纬距净掘进净掘进厚度mm材料主井+18015033090500钢筋混凝土副井+18018036090350钢筋混凝土北风井+180+8010090350钢筋混凝土南风井+180+8010090350钢筋混凝土工业场地的位置选择在主、副井井口附近，即井田中部。 工业场地的形状和面积：，确定地面工业场地的占地面积为24公顷，形状为矩形，长边平行于井田走向，长为600m，宽为400m。 风井工业广场的位置：风井工业广场设在井田边界附近，位于浅部煤层风化带之上，不压煤，长50m，宽40m。 采区划分2号煤层倾角平缓，为6186。 ~10186。 ，一般为8 186。 ，为近水平煤层，故设计为三水平开采，每个水平设四个双翼采区，采区式划分。 2号煤层的生产能力为：。 主要开拓巷道2号煤层平均厚度为5m，赋存稳定，底板起伏不大，为近水平煤层，煤层厚度变化不大，且煤质硬度大。 矿井辅助运输大巷布置在岩层中，距煤层法线距离20~30米，不留大巷煤柱护巷。 距辅助运输大巷50m、比辅助运输大巷标高高5m处布置一条运煤大巷，运煤大巷采用胶带输送机运煤，为了皮带的运输，应使大巷取直，基本沿岩层布置，有时会穿煤层，穿煤层时留30m的保护煤柱。 在煤层浅部风化带内布置一条回风大巷，由于风化带岩石较破碎，应加强支护。 一共三条大巷，为了排水方便，应留设3‰的坡度，也叫等阻坡，倾向井底车场方向。 （1）提出方案根据以上分析，现提出以下三种开拓方案，分述如下：方案一：立井两水平开拓，暗斜井延深主、副井筒均为立井，布置在井田中央，设两水平，采用暗斜井延深。 暗斜井中主提升采用胶带输送机提升，在第一水平井底煤仓转运，再通过箕斗提升至地面，提升能力大；辅助运输采用绞车串车提升，提升能力较大。 大巷布置在岩层中，沿煤层底板掘井。 第一水平采用上山开采，第二水平采用上下山结合开采，如图41所示：图41 方案一 立井两水平开拓，暗斜井延深方案二：立井两水平开拓，暗立井延深主、副井筒均为立井，布置在井田中央，设两水平，采用暗立井延深。 主提升采用通过式箕斗提升，提升能力大；辅助运输采用罐笼提升，提升能力较大。 大巷布置在岩层中，沿煤层底板掘井。 第一水平采用上山开采，第二水平采用上下山结合开采，如图42所示：图42 方案二 立井两水平开拓，暗立井延深方案三：立井三水平开拓，暗斜井延深主、副井筒均为立井，布置在井田中央，设三水平，采用暗斜井延深。 主提升采用胶带输送机提升，在第一水平的井底煤仓转运，用箕斗提升至地面，提升能力大；辅助运输采用绞车串车提升，提升能力较大。 大巷布置在岩层中，沿煤层底板掘井。 三个水平均采用上山开采，如图43所示：图43 方案三 立井三水平开拓，暗斜井延深（2）技术比较以上三个方案大巷布置位置和井筒形式相同，区别在于水平的数目和延深的方法不一样。 在方案二中，立井距奥灰岩最短距离为25m，由于奥灰岩是富含水层，水压较大，有穿透岩层的可能，使整个矿井淹没，故为安全起见，不宜采用。 方案一、三均采用斜井延深，离奥灰岩含水层较远，安全性好，故适宜。 其井筒形式、大巷布置位置、延深方式均相同，区别在于水平数目不一样。 方案一第一水平采用上山开采，延深至第二水平时采用上下山结合开采。 方案三的三个水平均采用上山式开采。 所以，有必要进行上下山开采的比较。 上下山开采的比较：①上山开采时，煤向下运输上山的运输能力大，输送机的铺设长度较长，倾角较大时还可以采用自溜运输，运输费用较低，但从全矿看，它有折返运输。 下山开采时，向上运煤，没有折返运输，总的运输工作量较小。 ②上山开采时，井下涌水可直接流入井底水仓，排水系统简单。 下山开采时，各采区都要解决采区内的排水问题。 如涌水量不大，可在每区段下部设临时排水硐室及小水仓，随采掘工作的向下发展，在相应的区段安装排水设备，将采区涌水排至大巷，这样就要多掘硐室及增加排水设备。 较常用的做法是，将采区下山一次掘至终深，在其下部掘排水硐室、水仓和安装排水设备，这样就增加总的排水工作量和排水费用。 此外，如排水系统发生故障（如水仓淤塞、管路损坏、水泵损坏等），将影响下山采区的生产，而上山开采则没有这个问题。 ③下山掘进的装载、运输、排水等工序比较复杂，因而掘进速度较慢、效率较低、成本较高，尤其当下山坡度大、涌水量大时，下山掘进更为困难。 而上山掘进则方便得多。 ④上山开采时，新鲜风流由进风上山进入采区，清洗工作面后的污风上山流入回风道，新风和污风均向上流动，沿倾斜方向的风路较短；而下山开采时，新鲜风流由进风下山进入采区，清洗工作面后的污风经回风下山回到回风道，风流在进风下山和回风下山内流动的方向相反，采区范围内沿倾斜方向的风路长，在通风最困难时，约比上山采区长一倍。 并且，进风下山和回风下山相距一般约20~30m，上山之间有巷道连通，用风门控制风流，两下山之间风压差较大，通风管理比较复杂，当瓦斯涌出量较大时，通风更困难。 下山开采的主要优点是充分利用原有开采水平的井巷和设施，节省开拓工程量和基建投资，可延长水平服务年限，推迟。