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

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

明显，岩石硬度多数为中等硬度的砂岩类。 7 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 MPa 抗拉强度 MPa 变形模量 MPa 弹性模量 MPa 砂岩 622 320 18 粉砂岩 515 215 28 泥岩 113 36 59 石灰岩 6 19 522 18 511 铝土岩 1731 110 29 白云岩 715 1534 620 618 井田水文地质情况 本矿区与充水有关的有二叠系上石盒子组（ P2s）、下石盒子组 （ P1X） 、山西组（ P1s）的裂隙水含水层组、奥陶系上马家沟组（ O2s）、下马家沟组（ O2x）及亮山组（ O11）岩溶含水层组。 矿床主要充水含水层分述如下： (1)奥陶系灰岩地板岩融水 主要含水层位是上马家沟组（ O2s）、下马家沟组（ O2x） 和亮山组（ O11），其中下马家沟组（ O2x） 岩层较薄，富水不均匀，富水带不稳定 ,局部对太原组煤层开采有地板突水影响的是上马家沟组（ O2s）和亮山组（ O11）。 (2)山西组裂隙水 含水层主要位于下段的砂岩带，底部粗砂岩局部变为细砂岩，是太原组上段煤层开采的主要顶板充水 含水层。 本层富水性不均匀，为极弱至中等程度。 本层达到中等富水程度的部位位于埋藏较浅的向斜轴附近。 (3)下 石盒子组 裂隙水 主要含水层位为底部的含砾粗砂岩和砂岩带，基岩风化壳裂隙发育，裂隙水的补给主要来自大气降水的入渗，局部地段受河谷潜水补给，七里河改道后其富水性可能减弱，但在雨季其富水性将有所增强，基岩风化壳富水程度达到中等以上程度的都处于河谷区域构造比较发育的浅埋藏区。 (4)上石盒子组裂隙水 该组含水层离煤层较近，且靠近较大背斜轴部地段较富水，从而成为太原组上段煤层开采的主要充水含水层，富水性达到中等程 度，而在埋藏较深的下 8 黑水沟南向斜轴部富水性为弱至极弱程度。 (1)中石炭系本溪组：主要隔水岩层为铝质泥岩、泥岩，一般厚 为 较好的隔水层。 (2)上石炭统及下二叠统：主要由具有可塑性泥岩、砂质泥岩组成，各层砂岩间及灰岩间均有泥岩分布，一般厚 至数米不等，可起到良好的层间隔水作用。 地质报告 对矿井涌水量做了初步 调 查， 并且 根据矿井含水系数， 参照 邻近矿井实际情况， 测 得 矿井 七号煤层 正常涌水量 200m3/h,最大涌水量 300m3/h， 但对于九号与十二号煤层的涌水量未做 调查， 随着开采的深度的啬， 后期 应做 补充 调查。 矿区 主要地质构造以向背斜褶曲为主， 局部 伴随少数中小型断裂， 主要开采 7号 9号 12号煤层 ，其 直接充水含水层为 K8砂岩含水层。 该含水层含水性较弱，由于煤层底板标高高于奥灰水位标高，不会构成对下组煤层开采的威胁，因此，水文地质条件属简单类型。 沼气 煤尘及煤的自燃性 1. 瓦斯 据本矿 对 7 号煤层瓦斯测量结果， CH4 和 C02 绝对瓦斯 相对 涌出量分别为， 属低 瓦斯 矿井。 但随着开采深度的增加，瓦斯含量 可能会增大。 2. 煤尘及煤的自燃 煤层煤尘爆炸指数 为 60％，自然发火期 10 个月。 所以，在开采过程中 要加强管理，做好防尘和防 自燃工作。 勘探程度及可靠性 对地质勘探程度的评价 1．勘探程度 （ 1）基本查明了井田的主要构造形态及地层沉积特征。 （ 2）基本查明了主要可采煤层的层位、厚度、结构。 （ 3）基本查明了可采煤层的煤质、煤岩特征，确定了煤类。 9 （ 4）初步评价了井田水文地质，推测该区水文地质条件简单。 （ 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。 2．存在问题 地质报告中对 9号 12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 本矿 周边褶皱发育，大断层比较少见，局部中小断层发育。 井田境界确定的依据 ．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． ． ，以利于机械化程度的不断提高． 井田储量 井田储量的计算 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。 矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探煤层厚度和质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前即可供利用的可列入平衡表内的储量。 矿井工业储量是进行矿井设计的资源依据，一般即列入平衡表内的 A+B+C 级储量，不包括作为远景储量的 D级储量。 矿井可采储量是矿井设计的可以采出的储量，故可采储量等于矿井工 业储量减去各建筑物、河流、工业场地等相应的永久保护煤柱之后再与带 区采出率相乘即得。 保安煤柱 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。 由于本矿区无地表移动参数实测资料， 但邻近矿区此方面资料充足，做为本矿区设计的主要参考，来确实实际 留设 的 安全煤柱： 松散层移动角：含水松散层 45186。 、不含水的松散层 50186。 岩层移动角： 60186。 11 岩层边界角： 55186。 主、副井筒均位于工业场地内，主、副井筒深度 650m，工业场地 南北 长 875m，东西 最大 宽 度为 875m， 为一梯形形状。 按照现行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》规定，井筒煤柱地面受护面积包括井架、提升机房和围护带面积包括工业场内为煤炭生产直接服务的工业厂房、服务设施和围护带， 围护带宽度为 15m，煤柱按岩层移动角圈定，井田境界煤柱按 30m 留设， 带 区煤柱按 20m 留设， 断层两侧各设 30m 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。 储量计算评价 该 矿的煤层 倾角较 小， 煤层厚度稳定， 对比可靠， 煤层底 板随地质构造起伏 ， 但起伏不大。 构造控制基本可靠，无火成岩，水文地质条件简单 ，储量计算可靠。 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，每天三班作业，两 班 生产， 一 班准备，每天净提升时间为 16h。 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 12 造及水文地质简单，煤层赋存平缓（最大倾角 8176。 平均倾角 5176。 ），煤质优良。 现提出三种建井方案： 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，可由服务年限确定。 矿井及第一开采水平设计服务年限 如表 22 表 22 矿井及第一开采水平设计服务年限 矿井设计生 产能力 Mt/a 矿井设计服务年限 a 第一开采水平设计服务年限 a 煤层倾角 25176。 煤层倾角 25176。 45176。 煤层倾角 45176。 及以上 60～ 80 30～ 35 ～ 50～ 70 25～ 30 20～ 25 15～ 20 ～ 40～ 50 20～ 25 15～ 20 10～ 15 矿井设计服务年限 矿井设计服务年限公式： P＝Ｚ／（ＡＫ） 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＝ 方案三： P＝ 年 由上表可知， 选择方案 二 合理。 该矿井 设计 生产能力为 ，矿井 设计 服务年限为 年。 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 本矿区地面标高在 0至 +50m 之间属于丘陵区，地区起伏不大，矿区煤层赋存稳定，断层少且 落差 不 大， 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)井田地质和水文地质条件 ； (2)煤层赋存和开采技术条件； (3)地形地貌和地面外部条件； (4)技术装备和工艺系统条件； (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 本井田属于缓坡 丘陵地形，地势起伏较平。 2． 煤层赋存情况 整个井田的煤层上部标高在 520m，下部标高在 630m。 整个矿区共有 3层可采 煤层，即 12 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 5176。 左右。 矿井开拓方案选择 井筒形式和井口位置 井口附近要有一定范围用以布置工业场地，其中包括主 副 井生产系统建筑物与结构物。 选择 井筒位置应当充分利用地形，以地面生产条件系统布置要求，平坦地形最适合矿井建设，不仅平场工程量较小，大型建筑物基础处理也比较 14 简单。 地面条件 工业场地占地面积； 地形与工程地质条件； 煤的运输方向； 生产建设与住宅位置。 井下条件： 按最小运输 量确定井筒位置 ； 根据地质条件确定井筒位置； 煤柱量； 勘探程度和初期工程量。 根据地形地貌、煤层赋存条件来 确定的工业场地位置， 由于宝清煤矿煤层赋存角度较小，接近水平且埋藏较深，所以若采用斜井开拓则明显不 合 理，故初步定为采用立井开拓，立井开拓存在如下优点：适应性 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 也比斜 井 可靠， 井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，机械化程度高，易于自动控制，井筒为圆形断面机结构 合理，维护费用低，有效断面大通风条件好，管线短，人员升降速度快。 对矿井井筒 位置有以下的要求： 井筒沿走向的有利位置应在井田的中央．当井田储量呈不均匀分布时，应在储量分布的中央，在此开成两翼储量比较均衡的双翼井田，应尽量避免井筒偏于一侧，造成单翼开采的不利局面；井筒沿煤层倾向的位置，应使总的石门工程量小，初期工程量及投资小，建井期短，且煤柱损失小；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有较好的水文，围岩和地质条件。 依据本井田的储量分布图，及剖面图．考虑水平划分及主要巷道布置，确定井口的位置在整个井田的储量中心，坐标为： 主井坐标：经度 19617227，纬度 4365626 副井坐标：经度 19617183，纬度 4065600 开采水平数目和标高 根据煤层的赋存条件和倾斜长度，一个井田可以单水平开采， 也 可以多水平开采（从上往下逐水平开采）。 在 每个开采水平设井底车场和运输大巷，供该 15 水平各 带 区煤的外运、辅助运输和通风用。 煤矿科技发展 迅速 ， 生产高度机械化和管理 高度集中化是主要的发展方向，高产高效矿井 的生产 一般 集中在一个水平， 1～ 2 个工作面生产。 这就要求加大工作面、 带 区和水平的走向及倾斜尺寸，要求有丰富的资源储量。 本设计井田水平标高的确 定主要考虑了以下几个因素： 合理的水平服务年限； 煤层赋存条件及地质构造； 采掘关系； 生产成本； 井底车场及其主要硐室的位置应尽量处于较好的岩层内。 根据上述因素，本设计井田设计提出水平划分方案如下： 方案一：井田划分为一个开采水平； 方案二：井田划分为两个开采水平。 表 3— 1水平储量及服务年限表 储量（ Mt） 服务年限（年） 方案一 单水平 方案二 一水平 二水平 从该表可知，方案二中的一水平达不到合理的服务 年限，且根据本井田地质条件限制，不利于多水平开采；而方案一有利于 带 区的接续，且巷道利用率高，吨煤成本相对较低。 故而采用方案一的水平划分方法，即划分一个开采水平。 开拓巷道布置 阶段或水平主要巷道是沟通 带 区与井底车场的交通 线 ，并 在其中 进行通风排水及布置管线，当上一阶段采完后，又可作为下阶段开采水平的总回风道，。