采矿工程毕业设计论文-七台河精煤集团公司新铁一矿15mta新井设计(编辑修改稿)

采矿工程毕业设计论文-七台河精煤集团公司新铁一矿15mta新井设计(编辑修改稿)内容摘要：

保安煤柱； 50 m 保安煤柱。 30 m 保安煤柱； 30 m 保安煤柱； 按以上方法计算得 ：工业广场煤柱损失： 万吨； 断层、地面、边界保安煤柱损失： 万吨； 总损失量： 万吨； 储量计算方法 计算公式如下： 块段储量 =块段面积平均倾角正割块段平均厚度容重 . 计算公式如下： ZK=（ ZC－ P） C 式中： ZK—— 可采储量； ZC—— 工业储量； P—— 永久煤柱损失； C—— 采区回采率。 回采要求：中厚煤层不应小于 80%，薄煤层不应小于 85%。 经各煤层可采储量计算，汇总计算出本设计井田可采储量为。 本设计井田的各类储量计算严格按照有关规定执行。 12 矿井工作制度、生产能力及服务年限 矿井工作制度 330 天计算； ，三班生产，一班准备； 16 小时。 矿井生产能力及服务年限 根据《煤炭工业矿井设计 规范》，矿井的设计生产能力应为： 大型矿井： 、 、 、 、 4 及以上（ Mt/a） ； 中型矿井 :、 、 （ Mt /a）； 小型矿井： 、 、 、 （ Mt /a）； 除上述井型外，不应出现介于两种设计生产能力的中间井型。 13 第 3 章 井田开拓 概述 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述 新铁一矿辖区内地方煤矿大多采用双立井开拓方式，个别采用斜井开拓。 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况 井田开拓方式的选择应全面考虑各种因素，主要因素包括： ； ； ；。 影响本设计井田开拓方式的具体因素如下： ，开拓方式应使矿井逐步增加盈利不断扩大经济效果。 ，地势有起伏，因此工业广场宜选择在相对比较开阔的河流阶地上。 、构造要素、顶底板条件、冲积层结构、地形及水文地质条件等。 确定井田开拓方式的原则 （ 1）必须惯彻执 行有关煤矿安全生产的有关规定。 要建立完善的通风系统，创造良好的条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常性保持良好状态。 （ 2）贯彻执行有关煤炭工业的技术政策 ,为多出煤、早出煤、出好煤、投资少、成本低、效率高创造条件。 （ 3）合理开发国家资源，减少煤炭损失。 （ 4）合理集中开拓布置，简化生产系统，避免生产分散，为集中生产创造条件。 14 矿井开拓方案的选择 井硐形式和井口位置 在一定的井田地质条件、开采技术条件下，矿井开拓巷道有多种布置方式，开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。 开拓方式按照井筒的倾 角不同分为平硐开拓、斜井开拓、立井开拓和综合开拓方式等四种方式。 开拓方式依据井筒与煤层位置的不同又有若干分类。 ①平硐开拓：在侵蚀基准面以上的山岭或丘陵地区的煤层，由地面开凿通向煤层的平硐，可利用平硐开拓煤田的全部或一部分。 ②斜井开拓：对于表土层较薄、煤层赋存较浅、水文地质条件简单的煤田，一般都可以采用斜井开拓。 ③ 立井开拓：适应性很强，可用于各种地质条件，同时在技术上也可靠。 一般在表土层厚、煤层赋寸深时，应采用立井开拓。 ： 平硐开拓是最简单的开拓方式，有很多突出优点。 结合本设计井田的地形地 质及煤层赋存特征可知：平硐开拓方式的条件不具备。 因此，平硐开拓方式对本设计井田不适用，排除采用平硐开拓方式。 立井开拓和斜井开拓方式在技术上均可行，综合开拓虽然对工业广场布置和井底车场要求很高，所以不予以考虑。 依据本井田的地质状况、煤层赋存情况及井型、服务年限等要求，对本井田开拓方式选择提出二种方案： ①方案一：双立井开拓方式 ②方案二：双斜井开拓方式 （ 1）技术比较 方案一：双立井开拓方式 优点：①便于井筒延伸 ②适应性强，技术成熟可靠； ③通风断面大，风阻小，满足 大风量要求； ④井筒短，提升速度快，提升能力大； ⑤对于开采深部赋存煤层有长处。 缺点：①初期投资大，建井期限稍长； 15 ②多水平开拓，立井石门长度大，掘进工程量大，掘进费用高。 ③需要大型的提升设备； 方案二：双斜井开拓方式 优点：①建井期稍短些； ②井筒设备较简单； ③掘进速度快，初期投资较双立井开拓较省； 缺点：①通风线路长，通风阻力大，费用增加； ②井筒过长，煤柱损失严重； ③辅助运输时间长； ④井筒过长，如果地质条件复杂，不易维护，安全性降低。 表 31 技术比较 方 案 名 称 优 点 缺 点 Ⅰ 双 立 井 开 拓 应性 强， 技术 成熟可靠 ，提升速度快，提升能力大； ，风阻小，满足大风量要求 于开 采深 部赋 存煤层有长处。 ； ，建井期限稍长； ，立井石门长度大，掘进工程量大，掘进费用高。 Ⅱ 双斜井开拓 ； 2 井筒设备较简单； 进速 度快 初期 投资较双立井开拓省； ，煤柱损失严重； ，通风阻力大， 费用增加； ，地质条件复杂时 ， 不易维护，安全性降低；。 16 图 31 开拓方式比较示意图 表 32 开拓方案经济比较 ： 井口位 置的选择是井田开拓的重要组成部分。 井口位置与开拓方式要相互协调，经综合后择优确定，特别是提、运煤炭的主井位置还要与地面生产系统、工业广场布置相匹配，需要综合考虑的主 方案 项目 名称 方案一 方案二 基建费用 （万元） 立井开凿 310 石门运输 80 井底车场 90 196 生产费用 （万元） 立井提升 石门运输 总计（万元） 17 要因素和原则如下： (1)井下条件： ①井筒应尽量避开或少穿地质及水文复杂的地层或地段； ②在井田走向的储量中央或靠近中央位置，使井田两翼可采储量基本平衡； ③勘探程度及初期工程量。 (2)地面条件： ①井口及工业场地位置必须符合环境保护的要求； ②工业场地不占或少占用良田； ③井筒位置应选在比较平坦的地方，并且满足防洪设计标准； ④井口要避开 滑坡、岩崩、雪崩、泥石流、流砂等危险地区； 开采水平数目和标高 煤层赋存为倾斜状态时，一般 由 浅部向深部开采，以达到工程量少、建设速度快、投资省、成本低的效果。 本设计井田水平标高的确定主要考虑了以下几个因素： ； ； ； ； 根据上述因素，本设计井田设计提出水平划分方案如下： 方案Ⅰ：井田划分两个开采水平；一水平 在 150m 标高处，二水平在 350 标高处。 方案Ⅱ：井田划分三个开采水平，一水平在 100m 标高处 ，二水平在 300 标高处，三水平在 500m 标高处。 18 表 33 水平储量及服务年限如下： 储量（ Mt） 服务年限（ a） 方案一 一水平 25 二水平 45 30 方案二 一水平 35 二水平 三水平 24 从该表中可知，方案二的一水平服务年限过短，不能满足第一水平服务年限的合理要求。 而方案一的水平服务年限能够满足一水平服务年限 2530 年的基本要求，储量充足，且有利于采区的接续，巷道利用率高，吨煤成本相对较低。 故而 采用方案一 的水平划分方法，即划分两个开采水平，一水平在 150m 标高处 二水平在 350 m标高处。 开拓巷道的布置 开拓巷道是指为全矿井、一个水平或若干采区服务的巷道，如井筒、井底车场、主要石门、运输大巷和回风大巷等。 根据煤层的数目和间距，大巷的布置方式分为单煤层布置，分煤组布置和全煤组集中布置。 采用集中运输大巷时，各煤层间用采区石门联系。 各种方式的适用条件如下： (1)分煤层大巷适用条件 ①井田走向长度短，服务年限不长； ②煤质牌号不同，要求分采，分运； ③井底车场或平 硐在煤层顶板； ④煤层数不多，层间距大，石门长； (2)分组集中大巷适用条件 ①多水平生产，容易解决运输，通风的干扰； ②按煤层的特点根据运输，通风要求组合，经济上有利； ③煤层数多，层间距大小悬殊； (3)集中运输大巷适用条件 ①下部煤层底板有坚硬岩层，容易维护； 19 ②井田走向长度大，服务年限长； ③适于煤层层数多，层间距不大的矿井； 开拓巷道是指为全矿井、一个水平或若干采区服务的巷道，如井筒、井底车场、主要石门、运输大巷和回风大巷主要风井等。 （一）运输大巷的布置： 运输大巷服务于整个开采水平的煤炭和辅助 运输（人员、矸石、材料、设备等）以及通风、排水和管线敷设，服务年限很长。 煤层群开拓时，主要巷道布置方式一般可分为三类： (1)单层布置：自井底车场开掘主要石门后，分煤层设置水平运输大巷。 (2)集中布置：在开采近距离煤层群时，只开掘一条水平集中运输大巷，用采区石门联系各煤层。 (3)分组集中布置：在煤层群中，相近的煤层为一组设集中大巷，由集中运输大巷开采石门与各煤层联系。 图 3 2 开 拓巷道布置示意图方案Ⅰ 分组集中大巷布置方案Ⅱ 集中大巷布置 图 32开拓巷道布置示意图 现根据矿井设计生产能力及技术可行角度，提 出以下两种大巷 20 布置方式： 方案 I：分组集中大巷布置 方案Ⅱ：集中运输大巷布置 依据本井田地址条件及煤层赋存状况：本井田共有可采煤层 10层，即 4 50、 5 5 60、 6 6 8 9 99层煤平均间距 70m，间距较大。 针对上述情况，有对比表 32 可知，本井田适合于分组集中大巷布置，所以采用方案 I。 选定开拓方案的系统描述 井硐形式和数目 本设计矿井采用双立井开拓方式，主立井用于提升煤炭，副立井用于提矸、升降人员、下放材料和设备。 井硐位 置及坐标 井筒位置就是确定井筒沿煤层走向和倾斜方向上的具体位置，并用直角坐标和方位角予以表示，选择井筒位置的原则： (1)工业场地占地面积，煤的运输方向 (2)地形与工程地质条件，生产建设与住宅位置 (1)勘探程度和初期工程量，根据地质条件确定井筒位置 (2)煤柱量 , 按运输量确定井筒位置 根据本井田的实际情况，并考虑到上述的条件，该设矿井井筒位置详见开拓示意图。 两立井位于井田中央，坐标分别为： 主井： 431650， 5065650 副井： 431720， 5065735 主井井口标 高为 +220m，副井井口标高为 +215m，拟定二水平为井筒最终水平。 主井井深 570m，副井井深 565m，两井筒中心线间距为 85m，主井井筒直径 ，副井井筒直径 ，均采用整体式混凝土井壁，井壁厚度 450mm。 21 水平数目及标高 本设计矿井采用多水平开拓，一水平标高为 150，二水平标高为350。 石门、大巷数目及布置 ：二条运输大巷、一条回风大巷。 ：大巷布置形式主要有煤层大巷、岩石大巷两种，本设计井田对大巷布置提出两种方案： 方案一：一煤一岩大巷布 置 方案二：双岩石大巷布置 对于各种大巷布置方式分述如下： (1)煤层大巷：当煤层顶底板较稳定，煤层较坚硬，易维护；没有瓦斯与煤的突出，无严重自燃发火等情况下，应优先考虑采用煤层大巷。 下列情况宜布置煤层大巷： ①单独开拓的薄煤层或中厚煤层； ②煤层群中相距较远的单个薄煤层或中厚煤层，走向不大， 资源 /储量有限、服务年限短的； ③煤层群（组）下部的薄及中厚煤层中开集中大巷的； (2)岩石大巷： 优点很多，如维护条件好，费用低。 大巷方向、坡度可根据运输等功能要求选定，而较少受地质构造的影响。 在具体条件下是采用岩石大巷还是煤层大巷需要做全面细致的方案比较才能合理的确定。 煤层大巷与岩石大巷相比较有下列缺点： ①为了便于巷道维护，巷道维护留设保安煤柱增多，煤柱回收困难，资源损失大； ②煤层大巷的巷道维护困难，维护费用高； ③煤层有自燃发火危险时，一旦发火就要封闭大巷，导致矿井停产，而且因煤柱受影响破坏，封闭效果不好，处理火灾困难。 综上所述，所以采用方案二：双岩石大巷布置。 大巷与石门服务年限较长，运输能力要求大，所以大巷和石门 22 的断面和支护设计基本相同，断面尺寸详见断面图： 图 33 石门断面特征 23 图 34 大巷断面特征 井底车场的形式选择 井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是连接井下运输和提。