煤矿新井设计_毕业设计(编辑修改稿)

煤矿新井设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

量、工业储量、设计储量和设计可采储量四个部分。 （ 1）地质储量：矿井地质储量为勘探地质报告提供的储量（ A+B+C+D），包括能利用和暂不能利用储量两部分。 （ 2）工业储量：矿井工业储量为勘探地质报告提供的地质储量中能利用的 A、 B、C三级。 （ 3）设计储量 :矿井设计储量为工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田边界煤柱以及已有地面建、构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱。 （ 4）设计可采储量 求得各种永久煤柱的储量损失后，按下式计算矿井可采储量： Z=(ZcP)C () =()179。 = 万 t 式中： Z—— 矿井可采储量，万 t； Zc—— 矿井工业储量，万 t； P—— 各种永久煤柱储量损失之和，万 t； C—— 采区回采率，厚煤层不低于 ；中厚煤层不低于 ；薄煤层不低于。 把矿井 储量汇总如表 所示。 表 矿井储量汇总表 河北工程学院毕业设计（论文） 15 煤层名称 工业储量 /万 t 永久煤柱损失 /万 t 采区回采率 可采储量 /万 t A+B+C 工业场地煤柱 境界煤柱 断层煤柱 合计 2 513 622 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 矿井工作制度 矿井年工作日为 330d，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 h。 矿井日净提升时间为 14h。 矿井设计生产能力 及服务年限 确定矿井生产力的依据 《煤炭工业矿井设计规范》第 ：矿井设计生产能力应根据资源条件、外部建设条件、回采对煤炭资源配置及其市场需求、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，经多方案比较之后确定。 矿井规模可依据以下条件确定： （ 1）资源情况：煤田地质条件简单，储量丰富，应加大矿区规模，建设大型矿井。 （ 2）开发条件：包括了矿区所处的地理位置、交通、用户、供电、供水、建筑材料及其劳动力来源等。 条件好的，应加大开发强度和矿区规模；否则应当缩小规模。 （ 3） 国家要求：对国家煤炭需求量的预测是确定矿区规模的主要依据。 （ 4）投资效果：投资少、工期短、生产干成本低、效率高、投资回收期短的应加大矿区规模建设，反之缩小。 （ 5）矿井生产能力应与其储量相适应，以保证有足够的矿井和水平服务年限。 我国对各类矿井和水平的设计服务年限要求参考《煤矿开采学》见表 表 各类矿井和水平的设计服务年限要求表 河北工程学院毕业设计（论文） 16 井型 矿井设计生产能力 / 矿井设计服务年限/a 第一开采水平设计服务年限 /a 开采 0176。 ～ 25176。 煤层的矿井 开采 25176。 ～ 45176。 煤层的矿井 开采 45176。 ～ 90176。 煤层的矿井 特大 = 80 35 — — ～ 70 30 — — 大 ～ 60 25 20 15 中 ～ 50 20 15 15 小 ～ 自定 矿井设计生产力 矿井设计生产能力确定主要从以下几方面进行分析论述。 1）从设计生产能力和服务年限关系比较 Mt/a、 Mt/a和 Mt三个生产能力方案，其服务年限分别为 a、 a和 a。 生产能力 Mt/a比较适中。 2) 主要开采煤层为 2煤层为矿井开采对象，煤层厚度平均 m，一般倾角 5176。 ～15176。 ，顶底板条件好，易于管理，是较理想的高产煤层。 3）从市场需求分析，矿井地处缺煤的华东地区，煤炭需求紧张，宜加大矿井设计生产能力。 4）从经济 效益分析，由于井田内表土层厚、井筒深，建设费用高，所以应尽可能提高矿井生产能力，减少吨煤投资，提高经济效益。 生产能力 Mt/a，井巷工程和投资与生产能力 Mt/a相差不大，吨煤投资低。 而生产能力 Mt/a需要两个综采工作面同时生产保产，两个工作面宜分布在同个采区内，为了能够连续生产需增加多个掘进，增加工程量大，投资高。 综合比较，生产能力 Mt/a，矿井服务年限偏长，矿井投资与生产能力 Mt/a相差不大，工作面没有达到最大能力，限制了工作面单产，相应吨煤投资高，经济效益差；生产能力 ，矿井服务年限偏短，按矿区目前生产水平，矿井保产需要二个工作面，井巷工程量大，投资高；生产能力 Mt/a，服务年限适中，矿井保产、达产容易，有较长的稳产年限，收支比大，可获得较好经济效益，因此矿井设计生产能力 Mt/a。 矿井服务年限 矿井服务年限按公式计算： 河北工程学院毕业设计（论文） 17  （ ） 式中 ： T矿井服务年限， a； Z矿井可采储量， M t； A矿井设计生产能力， Mt/a； K储量备用系数，矿井设计一般取 ，地质条件复杂矿井 及矿区总体设计可取 ，地方小煤矿可取。 因此储量备用系数取。 全矿井服务年限 6 2 . 8 5 a1 . 41 . 21 0 5 . 5 8AKZT  第一水平服务年限 1  AKZT 井型校核 按煤矿的实际煤层开采能力、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）煤层开采能力。 井田内 2煤层平均 m，为厚煤层，赋存稳定，厚度变化不大。 根据井田形状分为 单 翼开采，前期首采区布置在 第一水平 ，布置一个综采工作面，保证达产。 2）辅助生产环节的能力校核。 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，为低瓦斯矿井，注意防尘和防瓦斯积聚。 4）矿井的设计生产能力与整个 矿井的工业储量相适应，保证足够的服务年限，满足《煤炭工业设计规范》要求，见表。 4 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、数量、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。 河北工程学院毕业设计（论文） 18 （ 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，应照顾到不同煤质、煤种的煤层分别开采，以及其它有益矿物的综合开采。 合理的开拓方式 要对技术可行的几种方案进行技术方案比较才能最终确定。 确定井筒形式，位置和数目 一、确定井筒形式 井筒形式有三种 ： 平硐、斜井、立井。 一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井最复杂。 三者主要的优缺点如下所述： 平硐开拓受地形埋藏条件限制，只有在地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部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、施工设备与工序比较简单，掘进速度快，井筒施工单价低，初期投资少；地面工业建筑、井筒装备、井 底车场及硐室都比立井简单，井筒延伸施工方便，对生产干扰少，不易受底板含水层的威胁；主提升胶带化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少，提河北工程学院毕业设计（论文） 19 升深度有限；通风路线长、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。 立井开拓不受煤层倾角、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，基本建设投资大。 本矿井煤层倾角小，为 5176。 ～ 15176。 ，为近水平煤层；水文地质情况比较简单，由于煤层埋藏深度较深，受地压影响较大，斜井距离较长，倾角较小平硐无法实现开采，因此优先考虑采用立井开拓。 二、确定主、副井筒的位置和数目 井筒的位置 是与井筒形式，用途密切联系，井筒对整个矿井生产起到至关重要的作用，应该认真分析比较井筒位置，以选最佳地点。 在选取井筒位置时应遵循以下原则： （ 1）井筒在走向方向上井筒位于井田中央大巷运输工作量最小，两翼能均衡生产，生产能力大，两翼生产基本同时结束，较快转入下水平。 井筒沿倾斜方向的位置主要选择层位和适合的倾角，利于运输，一般还是考虑井田的中央。 （ 2）选取对掘进与维护有利的位置，井筒应该尽可能不通过或少通过流沙层、较厚的冲积层和较大的含水层。 （ 3）有利于工业广场布置合理。 不占或少占农田，避免河流改道，不占重 要文物古迹及园林。 有足够的场地，合理布置工业广场并留有余地，利于外接 “ 国 铁 ”。 有好的工程地质和水文地质条件，避免滑坡、山崩等威胁，利于居民点建设。 井口处于当地最高洪水位之上。 （ 4）风井的布置。 通过对通风方式对比知中央并列式的优点是工业场地布置集中，管理方便，井筒保护煤柱损失少。 缺点是通风线路长，通风阻力大，井下漏风多。 一般适用于井田范围较小，生产能力不很大、瓦斯等级低的矿井。 中央分列式优点式通风线路短，通风阻力较小，井下漏风较少，回风井位于上部边界，工程量增加不多。 缺点是工业场地较为分散。 一般适用于 煤层赋存不太深的缓斜煤层矿井和煤层赋存较深、瓦斯涌出量大的矿井。 对角式通风其优点是通风线路长度变化较小，风压比较稳定，有利于通风机工作。 缺点是通风设备较多，工业场地分散，主副井与风井河北工程学院毕业设计（论文） 20 贯通需要时间长。 但是这种通风方式适用于对通风要求严格的矿井如高瓦斯矿井，煤层易于自燃的矿井、煤与瓦斯突出危险的矿井。 由于本井田地形平坦，表土较厚且有流沙层，所以确定采用立井开拓，并按流沙层较薄，井下生产费用较低的原则确定井筒位于井田走向中部流沙层较薄处。 为了避免采用箕斗井回风时封闭井塔困难和减少穿越流沙层开凿风井的数目，决定 采用分列式通风。 所以确定矿井共有三个井筒，分别为主立井、副立井、风井。 主、副井筒位置在井田中央， 回风井位于上部边界。 工业场地的确定 工业场地的位置选择在主、副井井口附近，即井田中央。 工业场地的形状和面积：根据表 工业场地占地面积指标，确定地面工业场地的占地面积为 12 公顷，形状为 梯 形。 开采水平的确定和采区划分 一、水平划分 合理的开采水平垂高应以合理的阶段垂高（斜长）为前提，并使开采水平有合理的服务年限，有利于矿井水平和采区的接替，还要有较好的技术经济效果。 确定合理的水 平垂高应考虑如下因素： 具有合理的阶段斜长； 具有合理的区段数目； 有利于采区的正常接替； 要保证开采水平有合理的服务年限； 经济上有利的水平垂高。 对于本井田而言，因为地质构造简单，煤层单一，井田斜长又较大，故应考虑阶段斜长较大，综合考虑设四个水平，即 250 水平， 450 水平， 550水平 ,750水平采用暗斜井上山开采。 二、采区划分 断层分布情况和村庄、铁路以及河流压煤是决定本矿井采区划分的重要因素。 本次设计采区划分主要考虑以下。