采矿工程毕业设计论文-双鸭山矿业集团集贤煤矿12mta新井设计(编辑修改稿)

采矿工程毕业设计论文-双鸭山矿业集团集贤煤矿12mta新井设计(编辑修改稿)内容摘要：

92. 62. 2 2. 82. 5 51. 5 1 . 8 91. 6 88. 7 1 2 . 51035 4 7400000. 0 41. 2 10. 2 7稳定稳定稳定灰质砂岩细砂岩细砂岩砂质泥岩细砂岩中砂岩 7 岩石性质 厚度特征 有关岩石性质及特征详 见表 12。 表 1— 2 岩石主要物理力学性质指标表 名称 容重 kg/cm3 孔隙度 抗压强度 102 kg/cm3 抗拉强度 102 kg/cm3 变形模量 102 kg/cm3 弹性模量 kg/cm3 砂岩 5 25 2 20 8 1 10 砾岩 5 15 1 15 8 2 8 泥炭岩 .2 2 7 5 10 灰岩 .7 5 20 5 20 1 8 5 10 页岩 .4 1630 1 10 1 2 8 石英长石 .7 .5 15 35 6 20 6 20 井田水文地质情况 本区分为第四系孔隙含水层和白垩系基岩裂隙含水层 ： 一 .第四系孔隙含水层 第四系孔隙含水层全区发育，厚度一般为 30— 60m，由西向东逐渐增厚，水量逐渐增大，水流方向总体流向为由西南向东北方向。 (1)近代冲积层含水区 分布于七星河接地以东。 主要由烁砂、粗沙、粘土所组成。 分选性与渗透性均好。 厚度 —。 水位 — 160m。 由七星河阶地以东，含水层逐渐增厚。 富水性逐渐增强，涌水量逐渐增大。 在垂直方向上，上部岩性为黄色砾砂、粗砂，厚度为 10m 左右，分选性和渗透性好，含水丰富；下部岩性为 灰色砾砂、粗砂，含泥质较多，渗透性差。 8 (2)七星河阶地承压水 分布于七星河阶地以西至第二勘探线以东，岩性由粘土、砾砂、砂土组成，厚度 — ，其中砂层 —。 含水性与分选性差。 上复— ，为承压水，含水中等。 (3)冲击、坡积层潜水区 分布于冲积层两侧，岩性主要由粘土、亚粘土组成。 厚度变化很大，由0—，含水微弱。 二 .白垩系基岩裂隙含水层 本区分为煤系裂隙含水层和煤系基底裂隙含水层。 (1).煤层裂隙含水层：在垂直方向上的变化规律是 160m 以上裂隙发育且无充填， 160m以下裂隙不发育且被方解石充填。 (2).煤系基底裂隙含水层 主要分布于本区的北部，西部及东部，由基底花岗岩、华岗片麻岩组成，表面风化强烈，岩石破碎但差异较大。 浅部裂隙相对较发育，含网状裂隙水，其富水性弱。 分为第四系隔水层和第三系隔水层 一 .第四系隔水层 全区发育，由西往东逐渐增厚，由北往南逐渐增厚。 岩性为粘土和亚粘土。 黑褐色、黄色和浅黄色，质较纯，粘土塑性较强，干后坚硬，厚度 10— 50m，具有良好的隔水性。 由于矿井地处分水岭地带，含水层含水性均较弱，开采8号煤层 主要充水水源为顶板砂岩裂隙水，现涌水量为 5m3/d，根据生产矿井及邻近生产矿井调查，排水量一般小于 30m3/d，因此，可以推断本矿区的矿井涌水量不会很大，充水来源为顶板砂岩裂隙水，或开采产生的塌陷裂隙与风化裂隙水沟通，大气降水为土要充水水源，因此，雨季排水量将有所增大应引起注意。 二 .本区不是普遍发育，只在东南部零星见到，厚度为 0— 29m，与下部白垩系地层不整合接触。 第三系为半胶结泥岩， 致密夹有卵石碎块，具有良好的隔水性。 沼气 煤尘及煤的自燃性 1. 瓦斯 据本矿开采的 8 号煤层瓦斯测量结果， CH4 和 C02绝对瓦斯涌出量分别为 9 ，相对涌出量分别为 ，属低沼气矿井。 但随着开采深度的增加，瓦斯含量增大。 2. 煤尘及煤的自燃 在 详查时， 对主要可采煤层煤尘爆炸指数作过计算，结果超过 10％，有爆炸性危险。 本矿对主要可采 8 号煤层做过试验，其结果火焰长度 35mm，扑灭火焰岩粉量为 85％。 9号煤层煤尘爆炸指数为 65％，自然发火期 6 个 月。 所以，在开采过程中，要加强管理，做好防尘和防煤的自燃工作。 3. 地温 据矿井资料及地质报告推测，井田无高温 地区。 勘探程度及可靠性 对地质勘探程度的评价 1．勘探程度 （ 1）基本查明了可采煤层的煤质、煤岩特征，确定了煤类； （ 2）基本查明了井田的主要构造形态及地层沉积特征； （ 3）基本查明了主要可采煤层的层位、厚度、结构； （ 5）初步评价了主要可采煤层顶、底板岩层的工程地质特征，了解了煤层自燃倾向、煤尘爆炸、矿井瓦斯含量。 （ 4）初步评价了井田水文地质，推测该区水文地质条件简单 2．存在问题 （ 1）地质报告中对矿井瓦斯涌出量、煤尘爆炸指数 未作详细的测试分析，建议补测。 （ 2）地质报告中对 10 号煤 层的涌水量未作具体测试分析，建议补充测试。 10 第 2 章 井田境界 储量 服务年限 井田境界 井田周边状况 本井田以边界线为界，北部有一断层。 井田境界确定的依据 ，以利于机械化程度的不断提高； ； ．地质条件作为划分井田境界的依据 ； ．安排地面生产系统和各建筑物； 井田未来发展状况 煤矿开采技术在不断进步， 随着 科学 技术 的 进步和勘探水平 的 不断 提高，可能在更深 处 发现可采煤层。 井田储量 井田储量的计算 井田内可采煤层为 10号煤 层。 各煤层储量计算边界与井田境界基本一致。 矿井储量是指矿井内所埋藏的数量，具有工业价值的煤炭数量。 它不仅包含着煤矿在地下埋藏的数量，而且还表示煤炭的质量，反映井田的勘探程度及开采技术条件。 矿井储量可分为矿井地质储量，矿井工业储量和矿井可采储量。 矿井工业储量是指平衡表内 A+B+C 级储量的总和。 矿井设计储量是矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱，防水煤柱，井田境界煤柱和已有 的地面建筑物，构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量后的储量。 矿井可采储量是指矿井设计储量减 去工业场地保护煤柱，矿井井下主要巷道保护煤柱煤量后乘以带 区回采率的储量。 保安煤柱 11 按照保护煤柱的设计原则 ； ，保护煤柱应根据受护面积边界和移角值进行圈定； ，用途，煤层赋存条件和地形特点留设， 为居住保地面建筑物及工程设施的安全，本设计对井筒及工业场地后期的风井、规划中的大断层留设安全煤柱。 交时，根据基岩移动角求得垂直与受护 ；边界方向的上山方向移动角和下山方向移动角，然后再确定保护煤柱； 由于本矿区无地表移动参数实测资料，设计参照类似围岩情况按 以 下数据留设安全煤柱 . 主 、副井筒均位于工业场地内，主、副井筒深度 480m，工业场地东西长，南北最大宽度为 438m。 为了安全生产，本设计矿井依据《煤矿安全规程》，留设保安煤柱如下： 20 m 保安煤柱； 20m 保安煤柱； 20m 保安煤柱； 20m 保安煤柱； 建筑物留设 50m 保安煤柱； 6． 带区煤柱按 20m 保安煤柱。 按以上计算方法得： 工业广场煤柱损失： 万 t； 周边、断层保安煤柱损失： 万 t； 损失总量： 万 t； 损失率为： % 储量计算方法 计算标注以《储量管理规程》为依据，公式如下： 块段储量 =块段面积247。 cos(平均倾角 )平均厚度容重 矿井设计储量＝工业储量－永久煤柱 块段可采储量 =（工业储量－永久煤柱）设计回采率 回采率要求：厚煤层不小于 75%，中厚煤层不小于 80%，薄煤层不小于85% 通 过等高线块段法计算本井田工业储量为 ，可采储量为 12。 储量计算评价 本设计井田的各类储量计算严格执照有关规定执行。 由于技术水平所限，储量计算设计所得到的各种储量与实际可能有一定的误差。 表 21 矿井可采储量汇总表 煤层号 工业储量 A+B+C 万 t 工业广场及井筒 断层 井田 境界 开采损失 合计 可采储量 （万 t） 8 5369 8 9 5 71 4 10 61 3 总计 14104 196.1 1 8 10154.88 矿井工作制度 生产能力及服务年限 工作制度 矿井设计年工作日为 330d，每天四 班作业， 一 班 检修 ，每天净提升时间为 18h。 生产能力 井田煤炭储量丰富（地质储量为 ，可采储量为 ），地质构造及水文地 质简单，煤层赋存平缓（最大倾角 176。 ），煤质优良，具有建设大型矿井的条件。 方案一：建。 方案二：建。 方案三：建。 根据《煤矿工业矿井设计规范》矿井投产后服务年限不应过长，可由服 13 务年限确定。 矿井设计服务年限 矿井设计服务年限公式： K P＝ Z/(A K) 式中： Ｚ —— 矿井设计可采储量， Mt A—— 生产能力， Mt／ a K—— 矿井储量备用系数， K＝１ .3～ 矿井设计一般取 K=，地质条件复杂 的矿井及矿区总体设计可取K=，地方小煤矿可取 K=。 根据本设计矿井实际情况， K值取。 计算得： 方案一： P＝ 年 方案二： P＝ 年 方案三： P＝ 年 根据 《煤矿工业设计规范》规定 ， 则选择方案 二 合理。 该矿井生产能力为 ，矿井服务年限为 年。 14 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 本矿区地面标高在＋ 至＋ 之间属于丘陵区， 地势总趋势西南高，东北部底，且相对高差 123m。 地区起伏不大 ，矿区煤层赋存稳定，断层少。 本区以农业为主，主要农作物有谷子、豆类及油料等，近年工矿企业发展较快，主要为煤矿、化肥、建材、机械加工及制造业，其中煤矿为该区重要的支柱行业。 矿区煤层覆存稳定，断层少。 矿区附近各个矿井井型不同，开拓方式以立井 开拓、斜立井联合开拓 居多 ，平硐开拓少见。 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： (1)地形地貌和地面外部条件； (2)技术装备和工艺系统条件 ； (3)井田地质和水文地质条件； (4)煤层赋存和开采技术条件； (5)施工技术和设备条件； (6)总体设计和矿井生产能力要求等。 对以上各种因素要综合研究，通过系统优化和多方案技术经济比较后确定。 影响本设计井田开拓方式的具体因素如下： 1． 地表因素 本井田 构造表现为走向近南北， 向西倾斜构造，使地层发生较大转折，地层倾角一般 2— 5176。 ，总之，井田构造属简单类。 2． 煤层赋存情况 整个矿区共有 3 层可采煤层，即 10 号 ，全区发育。 煤层走向长度为 ，倾向。 本井田 煤层系近水平 中厚煤层，平均倾角在 176。 左右。 15 矿井开拓方案选择 井筒形式和 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。 合理的开拓方式，一般应在技术可行的多种开拓方式中进行技术经济分析比较后，才能确定。 根据地形地貌、煤层赋存条件及确定的工业场地位置，本着合理开发全井田，集中生产运输环节简单、初期井巷工程量少、投资省、出煤早、达产快、安全、高效的原则，设计提出了 两 个开拓方案： 方案一：双 斜井开拓 方案二：双立井开拓 以上二 种井筒开拓方案比较如下： (一 )适用条件 比较 ： 斜井 : 煤层赋存较浅，垂深 在 200m 以内，煤层赋存深度为 0－ 500m，含水砂层厚度小于 20－ 40m，表土层不厚，水文地质情况简单的煤层．井筒不需要特殊方法施工的缓倾斜及倾斜煤层． 立井 :煤层赋存深度 200－ 1000m，含水砂层厚度 20－ 40m,立井开拓的适应性很强，一般不受煤层倾角，厚度，瓦斯，水文等自然条件限制．技术上也比较可靠．当地质条件不利于平硐或斜井开拓时均采用立井开拓方式。 (二 )斜井与立井相比 斜井 : 优点：井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，地面工业建筑，井筒装备，井底车场及硐室都投资少；井筒装备和地面建筑物少 ，不用大型提升设备，钢材消耗量小；胶带输送机提升增产潜力大，改扩建比较方便，容易实现多水平生产，并能减少井下石门长度。 缺点：在自然条件相同 时，斜井要比立井长 ；围岩不稳固时，斜井井筒维护费用高， 当井田斜长较大时，采用多段绞车提升，转载环节多，系统复杂。 由于斜井较长，沿井筒敷设管路，电缆所需的管线长度较大。 立井 : 优点：立井的井筒短，提升速。