煤炭开采技术_毕业设计(编辑修改稿)

煤炭开采技术_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

备胶带输送机的斜井可实现井下煤流到地面的连续运输，运输能力大，效率高，煤流运输系统转折连续灵活，并可接受多点来煤，对生产水平过渡期的提煤 有利；当矿井需增产而要求加大提升能力时，更换或改造带式输送机也比较容易。 作为大型矿井的主井，在技术上和经济上都是十分优越的、 断面不大、铺设轨道的斜井，无论采用箕斗或串车提升，其提升能力均不大、效率不高，不能满足大型矿井的需要，但能适应小型矿井的提升要求；斜井内可设人行道，作为井下人员的安全出口，这对于采深不大的小型矿井是比较方便的和经济有利的。 与立井相比，斜井的主要缺点是：在相同的煤层条件下，斜井井筒长度比立井井筒长，围岩不稳定时，井筒维护费用较高；采用缠绕式绞车提升时，提升速度较慢，提升能力较低，钢丝绳磨损严重、动力消耗多、提升费用高，对辅助提升不利；井田斜长大时，采用多段绞车提升的转载环节多，效率低；由于斜井的 井筒长，相应的通风线路和管缆也较长；对瓦斯涌出量大的矿井，为满足通风的要求，有时需增开风井。 当表土层为富含水的冲积层或流沙层时，斜井开掘技术复杂，有时难以通过。 井筒位置的确定 合理确定井筒位置，对于井下开拓部署、地面设施布局及运 输线路布置有着决定性的影响；不仅能减少初期井巷工程量，缩短建井工期，减少工业场地占地面积和煤炭损失，降低运输费用，节省投资，而且对于矿井迅速达产和正常生产接替，提高矿井技术和经济效益起着十分重要的作用。 （ 1）井田范围内沿走向和倾向有利位置布置的一般原则 ○ 1 沿井田走向有利位置是井筒布置在井田中央，当井田两翼储量分布不均匀时，宜布置在储量分布的中央，使井田两翼储量分布比较均衡。 尽量避免井筒偏于一翼，形成单翼开采。 其优点是：运输工程量最小，运输费用最少；配风量比较均衡，通风线路较短，通风阻力较小；两翼产量比较均衡，两翼开采的年限和结束的时间均较接近，有利于水平接替。 ○ 2 为减少保护井筒和工业场地煤柱的损失及减少初期工程量，可使井筒靠近井田靠近浅部大致在中偏上的适应位置，并使保护井筒的煤柱不占和少占初期投产采区的储量。 （ 2） 有利于矿井初 期开采 选择井筒位置要与选择初期开采区密切结合起来，尽可能使井筒靠近浅部初期开采块段，以减少初期井下开拓巷道工程量，节省投资和缩短建井期。 （ 3）有利于掘进与维护 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层具有较好的水文、围岩和地质条件。 为加快掘进的速度，减 少掘进费用，井筒应尽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受采动影响的地区。 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。 （ 4）便于布置地面工业场地 井口附近要布置主、副生产系统的建筑物及引进铁路专用线。 为了便于地面系统之间互相联接，以及修筑铁路专用线与国家铁路接轨，要求地面平坦，高差不能太大，专用线短，工程量小及有良好的技术条件，应尽量避免穿过村镇居民区、文物古迹保护区、陷落区或采空冒落区、洪水侵入区；要尽量少占农田、果园经济作物区，尽量避免桥涵工程，尤其是大型桥涵隧道工程。 为考虑长期运输的行车安全和管理，要尽量避免与公路或其他农用道路相交，力求使接轨点位于编组站配线一侧。 另外，井口标高应高于历年的最高 洪水位；还要考虑风向的影响，防止污染。 总之，选择井筒位置要统筹井田全局，兼顾前期和后期、地下与地面等各方面因素。 根据上述原则，结合本矿井的地质条件，初步设计确定矿井井口及工业场地位置位于井田倾向中央、走向中央偏南，即位于八里铺东断层西侧，在八里铺东断层中部和八里铺东断层南端之间。 工业广场位置、形状的确定 工业场地的位置 工业场地应选在主、副井附近，要便于布置地面生产系统及建筑物和构筑物。 力求做到对井下开采有利，并使地面地面布置合理，还要便于井筒的开凿和维护。 为合理布置工业场地，应充分利 用荒山、坡地、劣地，尽量可能不占良田，不妨碍农田水利建设，尽量避免拆迁村庄及改道河流，也不要占用重要文化古迹和园林。 工业广场形状和面积 根据生产工艺要求，工业场地需建的主要建 (构 )筑物有主副井井塔、副井井口房、装车仓、转载点、胶带走廊、通风机房、锅炉房、矿车修理及铆焊车间、综合修理车间、地下返煤地道、筛分车间、驱动站、井下水处理站、生活水处理站、生活蓄水池及泵房等， 根据井上下实际情况，尽量减少工业广场压煤，合理紧凑布局，确定工业广场形状为矩形。 根据《 工业场地占地面积指标明细表》 工业广场占地面积为确定工业广场需要保护的尺寸为：长 宽 =430 280=120400m2 主要开拓巷道 根据煤层赋存状态，决定使用采区式准备方式，由于煤层埋藏比较深，落差比较大，又中倾斜煤层水平的垂高一般为 200~350m，所以将本煤田定为 3 个水平比较合适。 为了缓解运输压力和通风困难，每一水平将分别布置轨道大巷和皮带运输大巷。 矿井大巷可以布置在煤层中和岩层中。 据矿务局安监局 1978～ 1979 年矿井瓦斯等级鉴定报告，八矿二 1 煤的自燃发火期 3～ 6 个月，从 1989～ 20xx 年，作过 7 次测定，自燃发 火期 3～ 6 个月至 6～ 12 个月。 煤层具有自然发火，瓦斯涌出量大。 八矿主采二 1 煤层煤质松软，煤层赋存较深，将巷道布置在煤层中将要付出很大代价，且效果并不理想。 综合以上所述将大巷布置在岩层中。 矿井开拓延深 本矿井开拓延深可以考虑以下两种方案： 方案一：立井延伸 采用立井延伸时，可以充分利用原有的各种设备和设施，提升系统单一，转运环节少，经营费用底，管理较方便。 但采用这种方法延伸时，井筒同时担任生产和延伸任务，施工与生产相互干扰，立井接井时矿井将短期停产，延伸两个井筒施工组织复杂，为延伸井筒需要掘进一些 临时工程，延伸后提升高度增加，能力下降。 方案二：暗斜井延伸 采用暗斜井延伸时，生产和延伸相互干扰较小，当采用胶带输送机时，还可以简化转载系统，有利于深部水平开采。 其缺点是增加了提升运输环节和设备。 2 采区地质特征 采区概况 该采区位于鹤壁煤矿二水平，开采二 1 煤层。 采区北 — 300，东采区，二一南 — 380，西二四采区为界。 采区走向长 2400m,倾斜长 1159m，煤层走向长度1150m，煤层倾向 556m，倾角 26176。 ，二 1 煤煤层平均厚度 ，二 1 煤层 视密度 t/m3。 采区瓦斯绝对涌量 ，正常涌水量 ，煤尘具有爆炸性，煤质硬度小。 地面无保护地物，临近采空区第一本采区开采无影响，井底车场位于采区字西侧，回风大巷位于采区上边界距二 1 煤层 12m 的岩层中，运输大巷位于采区下边界距二 1 煤层 12m的岩层中。 梦曾顶板：无伪顶，直接顶 ，基本顶为 13m的砂岩。 采区设计年产量 90Mt/a 采区煤层赋存特征 八矿位于鹤壁矿区的南部，总体构造形态为地层走向近 SN，倾向 WE 的单斜构造，倾角一般 20176。 ～ 36176。 沿走向发育了轴向 NE～ NEE 宽缓的向、背斜褶曲构造， NE及 NEE 向断表明发育。 本采区的含煤地层为石炭一二迭系煤系地层，包括石炭系中统本溪群、上统太原群，二迭系下统山西组，下石盒子组，二迭系上统上石盒子组，煤系地层厚920 米。 主要含煤地层为太原群和山西组。 太原群为一煤组含煤 3— 12 层，煤层总厚 米，其中部分可采者 2 层，（一 1 一 2 1），平均厚度 米，含煤系数 %。 山西组为二煤组，含煤 1～ 3 层，平均总厚 米，其中二 1 煤为本采区主要可采煤层，煤厚 ～ 米，平均厚 米，含煤系数 %。 本统由泥质灰岩、灰白色石在角砾石及石灰岩所组成。 泥质灰岩成灰白色或灰黑色的厚层状灰岩致密，贝克状断口生硬脆。 本统地层底部为铁质及铝质页岩，中下部为石英质砂岩中上部为铝质页岩，含鳞状构造，顶部为浅灰色及灰色页及细砂岩。 本组地层由砂岩砂质页岩，石灰央及煤组成。 央层多呈灰色深灰色黑色，灰岩中含海百合、纺垂虫、石燕长身贝蜓科珊瑚等动物化石砂砂质页岩及页岩中含有植物化石。 大煤黑色金钢光泽，具均一状和条带状，一般含 － 层矸。 ～～～～～～～～太原组石炭系C～～下二迭统山西组下石盒子组1 8 0 . 0 01 5 0 ～2 0 0本组地层由页岩砂岩及煤组成。 地层多呈灰色深灰色、黑色、富含植物化石碎片。 马家沟组中奥陶统奥陶系本溪组中石炭统上二迭统平均最小最大本组地层由砂质页岩砂岩和页岩组成、岩多呈灰色紫灰色含母碎片及物化石，如细羊齿、栉羊齿、苛达。 本组地层由页岩，砂质页岩及砂岩组成，多呈灰绿色灰紫色，胶结坚硬颗粒不均，页岩及砂质页多呈紫红色及紫灰色含翅羊齿，大羽羊齿栉羊齿 苛达。 新生界第三系以大角度不整合于古生界地层之上，本系地层以粘土及砾岩为主。 黄土红士垂节理发育底部多砾石。 上石盒子组新第三系更全新统新统第四系新生界组统系界岩 　　 性地质柱状与二 煤间距地 质 时 代地质综合柱状图上统二迭 二 1 煤地质概况 煤层直接顶为砂质泥岩，厚 m,深灰色，局部黑灰色，致密性脆，含苛达轮木芦木化石和少许黄铁矿星，具碳质薄膜。 老顶为砂岩，厚。 直接底为砂质泥岩，厚 ，上部黑灰色致密，富集植物根部化石和黄铁矿薄膜，下部浅灰色致密，性脆，具参差状断口，含白云母星，裂隙面充填黄铁矿薄膜。 老底为砂岩，厚 ，深灰色，石英长石为主，次为白云母片和暗红色矿物，钙质胶结，波状层理发育，少许方解石脉，层面为黑色，可见白云母片 采区煤质、瓦斯、煤尘、水、火 煤的特征 煤的物理性质 （ 1）二 1 煤层：黑色，金钢光泽，条痕黑色徽带浅灰色，均一状和条带状结构，硬度小，松散易碎，块煤较小。 （ 2）一 1 1煤层：黑色，金钢光泽，含黄铁矿结核，具硫臭，粉煤较多。 一 2 1煤与一 1 1煤相似。 宏观煤岩特征 （ 1）二 1 煤层： 上部和下部多为半亮煤型，中部以半亮型煤为主，但夹有暗淡型和半暗型煤。 （ 2）一 1 1煤层：为暗淡煤型 工艺性能 （ 1）发热量 二 1 煤层煤芯煤样的两极值为： ～ ，平均 ，煤层煤样 ～ ，平均 ， 1989～ 20xx 年上仓皮带原煤的两极值为 ～ ，二 1 煤层属于中高～高热值煤。 （ 2）粘结性与结焦性 据盆场～许家沟勘探区地质报告及最近几年的煤质分析资料，二 1 煤的挥发分 Vdaf为： ～ %，胶质层 Y 值均为 O，曲线为平滑下降型，粘结性指数为＞ 5～ 20，说明本矿二 1 煤的粘结性及结焦性均差。 煤的可选性 二 1 煤的筛选性能 据 1989 年矿井地质报告， 196 196 1965 年，八矿东西井混合试样，筛分结果为：＞ 25mm占 %， 0～ 25mm占 % 198 198 1987 年，三年的筛分结果为：大于 100mm 占 %， 100～ 50mm占 %， 50～ 0mm占 %。 在提交冷泉精查补勘报告时，于 1980 年 9 月在本矿二水平 11071 第二横川采了生产大样，进行了筛选试验和浮沉试验。 试验中采用了 、 、 、 、 五种比重液。 浮沉试验的结果表明，分选比得液用 ～ 时，中煤含量为%+%+%=%，属于 很难选煤。 如果分选比重液用 ～ 时，中煤含量为 %+%=%，属于中等可选煤。 浮沉试验结果见浮沉综合表。 煤的工业用途 综上所述，本矿二 1 煤层为中灰特低硫特低磷贫瘦煤，中高 — 高热值发热量，其工业用途为优质动力用煤。 瓦斯 瓦斯相对涌出量概况 八矿从 1961 年到 20xx 年，全矿井年平均瓦斯相对涌出量 日。 一水平从 1961 年到 1988 年，矿井年平均相对瓦斯涌出量 日；二水平从 1989 年到 20xx 年，年平均瓦斯相对涌出量 日，属于高沼气矿井。 煤与瓦斯突出概况： 八矿自 1997 年至 20xx 年，共发生煤与瓦斯突出八次，突煤量最多为 92 吨（ 1997 年 11 月 3 日），突瓦斯量最多为 140 万 m3(1977 年 2 月 4 日 )， 20xx 年鉴定为煤与瓦斯突出矿井。 瓦斯涌出基本规律： 总的来讲，八矿瓦斯涌出的基本规律是北翼大，南翼小，深部大，浅部小。 但不同的时间，相对瓦斯涌出量并不均衡，它是随着开采水平的延深，相对瓦斯涌出量量现出逐渐增大的趋势。 在这之间，也有个别年份偏高、偏低的情况，也有标高高的工作面比标高低的工作 面瓦斯涌出量大的情况，例如： 12061 煤柱。