古书院煤矿毕业设计(编辑修改稿)

古书院煤矿毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建（构）筑物煤柱等永久煤柱损失量的储量。 井田内部的保护煤柱包括井田边界保护煤柱、矿井工业广场保护煤柱、断层保护煤柱、井筒及巷道等其他一些防沙防水煤柱。 保护煤柱留设原则：（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；（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72176。 ，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）工业广场占地面积，根据《煤矿工业设计规范》第522条规定：，如表21。 表21 工业场地占地面积指标井 型/万/占地面积指标/公顷/10万240及以上1201804590930 永久煤柱损失量（1）井田境界煤柱 （式22）式中：——边界煤柱损失量，万t；——边界长度，m；——边界宽度，断层边界50m，人为边界20m；——煤的容重，；——井田边界保护煤柱留设20m宽，则井田边界保护煤柱损失量为：=2020120=（2）防水煤柱的留设由于煤层顶底板状态较好，致密性较好，井田范围内又无较大水系，区内地表水体一般不与其下各含水层发生水力联系，并且各含水层之间均有一定厚度的隔水岩层。 含水层水位各不相同，说明其无水力联系。 因此，无需留设防水煤柱。 （3）工业广场保护煤柱本矿井设计生产能力为120Mt/a，取工业广场的尺寸为360m400m 的长方形。 工业广场所在位置煤层倾角为2176。 ，其中心处埋藏深度为265m，该处表土层厚度为30m，主井、副井，地表建筑物均布置在工业广场内。 工业广场按Ⅱ级保护留维护带，宽度为15m。 本矿井的地质条件及冲积层和基岩层移动角见表22。 表22 岩层移动角广场中心深度/m煤层倾角(176。 )煤层厚度/m表土层厚度/m(176。 )(176。 )(176。 )(176。 )26523045727065 图22 工业广场保护煤柱由此根据上述已知条件，画出如图22所示的工业广场保护煤柱的尺寸：由图可得出保护煤柱的尺寸为：S =（590+572）654/(22176。 ) (式23)=则工业广场的保护煤柱量为：P2 =M R S （式24）式中： P2————工业广场煤柱量； M ——煤层平均厚度； R ——工业广场压煤面； 则： P2 = =（4）井筒、大巷保护煤柱本矿井设有两回风井筒，每个井筒留有100m100m的保护煤柱。 大巷保护煤柱宽度为50m，大巷长约为5600m。 所以，井筒、大巷保护煤柱留设量为：P3=（2100100+4503200）=（5）井筒保护煤柱主、副井及后期风井井筒保护煤柱在工业广场保护煤柱范围内，初期风井布置在风氧化带内，而风氧化带未计入储量中，故井筒保护煤柱损失量为0。 各种保护煤柱损失量见表23。 表23 保护煤柱损失量煤柱类型储量/万t井田边界保护煤柱工业广场保护煤柱大巷保护煤柱合计矿井设计可采储量按下式计算：Zk=ZgPC （式25）式中： Zk ——矿井设计可采储量，万t； Zg——矿井设计储量，万t；P——工业场地、井下主要巷道、井筒等保护煤柱煤量，万t；C——采区采出率，；；；。 则矿井设计可采储量为：Zk=（）=3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限按照《煤炭工业矿井设计规范》中规定，参考《关于煤矿设计规范中若干条文修改的说明》，确定本矿井设计生产能力按年工作日330天计算，四六制作业（三班生产，一班检修），每日三班出煤，净提升时间为16小时。 《煤炭工业矿井设计规范》：矿井设计生产能力应根据资源条件、开采条件、技术装备、经济效益及国家对煤炭的需求等因素，经多方案比较或系统优化后确定。 矿区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。 煤田地质条件复杂，储量有限，则不能将矿区规模定得太大；（2）开发条件：包括矿区所处地理位置（是否靠近老矿区及大城市），交通（铁路、公路、水运），用户，供电，供水，建筑材料及劳动力来源等。 条件好者，应加大开发强度和矿区规模；否则应缩小规模；（3）国家需求：对国家煤炭需求量（包括煤质、产量等）的预测是确定矿区规模的一个重要依据；（4）投资效果：投资少、工期短、生产成本低、效率高、投资回收期短的应加大矿区规模，反之则缩小规模。 古书院矿井储量丰富，煤层赋存稳定，顶底板条件好，断层较多但均为较小断层，褶曲较多，但煤层倾角较小，厚度变化不大，开采条件较简单，技术装备先进，经济效益好，交通运输便利，市场需求量大，宜建大型矿井。 /a。 矿井服务年限必须与井型相适应。 矿井可采储量、设计生产能力和矿井服务年限三者之间的关系为： （式31）式中：T——矿井服务年限；Zk——矿井可采储量； A——设计生产能力；K——矿井储量备用系数。 则矿井服务年限为：T=（120）= a大于50a，符合《煤炭工业矿井设计规范》要求。 由第四章可知采用立井单水平开拓，所以矿井服务年限即为水平服务年限，故无需验证第一水平服务年限是否满足要求。 注：确定井型是要考虑备用系数的原因是因为矿井每个生产环节有一定的储备能力，矿井达产后，产量迅速提高，局部地质条件变化，使储量减少，有的矿井由于技术原因使采出率降低，从而减少储量，为保证有合适的服务年限，确定井型时，必须考虑备用系数。 按矿井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15，为中厚煤层，赋存稳定，厚度变化不大。 根据现代化矿井“一矿一井一面”的发展模式，可以布置一个综采面保产。 （2）生产环节的能力校核矿井设计为中型矿井，开拓方式为立井单水平开拓，主井采用一对12t箕斗提煤，副井装备双层四车加宽罐笼一对，井下主运大巷采用胶带运输，辅运大巷采用无轨胶轮车，运煤能力和辅助运输能力可以达到设计井型的要求。 工作面生产的原煤经平巷胶带输送机运大巷胶带输送机直接到井底煤仓，由主井提升至地面。 主运辅运都能满足要求。 （3）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《煤炭工业矿井设计规范》要求，见表31。 表31 不同矿井设计生产能力时矿井服务年限表矿井设计生产能力（万t/a）矿井设计年限（a）第一水平设计服务年限煤层倾角25176。 25176。 45176。 45176。 600及以上70353005006030120240502520154590402015154 井田开拓 井田开拓的基本问题井田开拓是指在一个某井田范围内，为矿井和开采水平服务所进行的巷道布置及开掘工程。 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，要技术上可行，经济上合理，生产上安全高效。 井田开拓的内容包括：井筒形式、数目、位置，开采水平划分，大巷布置，准备方式等。 开拓问题解决的好坏，关系到整个矿井生产的长远利益，关系到矿井的基建工程量、初期投资和建设速度，从而影响矿井经济效益。 因此，在确定开拓方式是要遵循以下原则:（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）、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的状态。 （5）、要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，应为采用新技术、新工艺、发展采煤机械化、综合机械化、自动化创造条件。 （6）、根据用户需要，应照顾到不同媒质、煤种的煤层分别开采，以及其它有益矿物的综合开采。 、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、立井。 一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井最复杂。 1）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。 2）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，提升深度有限，辅助提升能力小；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。 3）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。 根据该矿井的地质条件，煤层埋藏较深，最浅的地方有125m，最深的地方达到355m；煤层倾角较小，都在10176。 以下，属于缓倾斜煤层。 矿井水文地质条件简单，涌水量较小。 井上地形较为平坦，无太大起伏，因而不适宜平硐开拓。 由于煤层埋藏较深，如果用斜井开拓，斜井井筒长，提升深度有限，辅助提升能力小，不利于集中生产。 经过比较，本设计采用立井开拓。 （2）井筒位置的确定1）井筒位置的确定原则：利于第一水平的开采，并兼顾其他水平，有利于井底车场和主要运输大巷的布置，石门工程量少；利于首采区布置在井筒附近的富煤阶段，首采区少迁村或不迁村；井田两翼储量基本平衡；井筒不宜穿过厚表土层、厚含水层、断层破碎带、煤与瓦斯突出煤层或软弱岩层；工业广场应充分利用地形，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；工业广场宜少占耕地，少压煤；水源、电源较近，矿井铁路专用线短，道路布置合理。 2）井筒沿井田走向方向的有利位置本井田形状不规则，储量分布不均匀，井筒的有利位置应在井田走向的储量中央，以形成两翼储量比较均匀的双翼井田，可以使井田走向的井下运输工作量最小，运输费用最小，通风网路较短，通风阻力小。 有利于矿井初期开采的井筒位置设计应减少初期工程量，使矿井尽快达产，尽快获得经济效益，所以井筒布置在第一水平的位置最优。 3）尽量不压煤或少压煤合理布置井筒确定井筒位置，要充分考虑少留井筒和工业广场保护煤柱。 将井筒建设在工业场地内，工业场地保护煤柱可以包含井筒保护煤柱。 4）地质及水文条件对井筒布置的影响要保证井筒、井底车场及硐室位于稳定的围岩中，应使井筒尽量不穿过或少穿过流沙层、较大的含水层、较厚冲积层、断层破碎带、煤与瓦斯突出煤层、较软煤层及高应力区。 5）井口位置应便于布置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。 工业场地总平面布置应结合地形、地物、工程地质、水文、气象等自然条件和工业场地竖向布置，协调井下开拓部署、地面生产系统、铁路运输等主要生产环节，做到有利生产、方便生活、节约用地、减少压煤，并应符合下列规定：（1）应根据建(构)筑物功能特点，合理地分区布置；（2）建(构)筑物、道路及各种工程管线的布置，应紧凑合理、相互协调、整齐美观；（3）主要建(构)筑物应布置在工程地质条件良好的地段；（4）分期建设的工程，应便于前后期衔接，并预留场地；（5）改建、扩建矿井，应充分利用已有场地建(构)筑物和设施，并应减少改建、扩建工程施工对生产的影响；（6）建(构)筑物布置，应充分考虑其位置受风向、朝向的影响；（7）符合环境保护要求，搞好绿化美化设计，改善场区环境；（8）应与当地规划和矿区地面总布置相互协调。 工业场地的形状和面积：根据工业场地占地面积指标，如下图所示。 设计工业广场的尺寸为的矩形，面积为m2。 表41工业场地占地面积指标 井 型 /万ta1占地面积/公顷（10万）1≥240120～18045～909～30本矿井煤层埋藏最浅处标高为675m，煤层埋藏最深处达575m，垂直高度仅100m，根据《煤炭工业矿井设计规范》规定，缓倾斜、倾斜煤层的阶段垂高为200m～350m，因此可以采用单水平开拓。 设计中只针对15号煤层。 15号煤层倾角平缓，为2176。 ～10176。 ，一般为4176。 ，为近水平煤层，故设计为单水平开采。 水平标高+635，带区式开采。 15号煤层生产能力： ， a。 本设计的15号煤层硬度比较硬，倾角小，埋深小，无自然发火危险，瓦斯涌出量小，但所用辅助运输为无轨胶轮。