采矿工程毕业设计论文-黑龙江省宝清煤矿30mta新井设计[2](编辑修改稿)

采矿工程毕业设计论文-黑龙江省宝清煤矿30mta新井设计[2](编辑修改稿)内容摘要：

定可采粉砂岩炭质泥岩细砂岩泥岩、粉砂岩砂质泥岩细砂岩泥岩砂质泥岩粉砂岩砂质泥岩泥岩砂质泥岩 煤质 、牌号及 用途 41号煤层为富灰、特低硫、高磷煤，经过洗选后成为特低磷煤，牌号为 QM，可作为炼焦、动力、民用及化工用煤。 42号煤层为富灰、特低硫煤， 经过洗选后成为特低磷煤，牌号为 QM，可作为炼焦、动力、民用及化工用煤。 5号煤层为中灰、中硫、低磷煤，牌号为 QM，可作为炼焦、动力、民用及化工用煤。 8 岩石性质 厚度特征 矿区内部岩石类型较简单，主要组成为铝土岩、粉砂岩、泥岩 ， 详 见表13 表 1— 3岩 石主要物理力学性质指标表 岩 石 类 型 颗粒密度 g/cm3 块体密度 g/cm3 空隙率 n% 吸水 率 % 软化系数 KR 铝土 岩 粉 砂岩 泥岩 井田水文地质情况 含水层 本矿区与充水有关的有二叠系 下石盒子组（ P1X） 、 上石盒子组 （ P2s） 、 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、东山 组 （ P1s） 的裂隙水含水层组。 矿床主要充水含水层分述如下： (1)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。 (2)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 宝清 组上段煤层开采的主要充水含水 层，富水性达到中等程度，而在埋藏较深的下黑 水沟南向斜轴部富水性为弱至 极 弱程度。 (3)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 ,局部对宝清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）。 (4)东山 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 9 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。 矿井涌水量 地质报 告对矿井涌水量未做详细调查，暂推测矿井正常涌水量为 70m3/h,最大涌水量为 100m3/h，必要时有关部门需进一 步 做这方面的工作。 充水因素 井田中西部 靠近下黑水沟向斜部位，东山组的汇水补给条件较好，局部 富水性可达到中等程度。 井田西北部分靠近 913钻孔部分，上石盒子组的含水性局部达到中等程度，将会影响矿井涌水量，但其影响范围较小。 井田西北部靠近芦子沟背斜，煤层埋藏较浅，老窑开采情况不清，应注意老窑水的防范，井田其余区段顶板充水含水层富水程度较弱。 沼气 煤尘及煤的自燃性 瓦斯 根据宝 清煤字 [2020]42好文， 本矿瓦斯 相对 涌出量为 ，二氧化碳相对涌处量为 ， 为 低 瓦斯 矿井。 煤尘及煤的自燃 根据地质报告及“双鸭山市煤炭局 2020年度矿井瓦斯等级和二氧化碳鉴定结果的报告”，该矿可采煤层有爆炸危险。 本矿 没有 4 4 5号煤层自然发火鉴定资料，参照刘家口矿资料，所采煤层属自燃煤层，发火期为 18个月。 因此 ，在开采过程中 要加强管理，做好 防止 尘 煤尘和煤炭的 自燃工作。 勘探程度及可靠性 对地质勘探程度的评价 表 14 煤层点质量统计表 煤层号 钻 探 测井 采用 甲 乙 丙 计 甲 乙 丙 计 甲 乙 丙 计 41 40 32 25 97 34 26 16 76 50 50 35 135 42 24 36 15 75 15 28 14 57 35 42 20 92 5 53 31 18 102 45 24 12 81 75 46 15 136 10 存在问题 地质报告中对 4 4 5号煤层的涌水量未作具体测试分析，建议补充测试。 地质报告中对矿井瓦斯涌出量、煤尘爆炸指数、煤层自燃性未作详细的测试分析，建议补测。 煤层 底板标高控制程度较差。 11 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 北部 以 自然 断层 为界 ，东部 为 二铺 煤矿， 西部为人为划分境界。 井田境界确定的依据 井田要有合理的走向长度，以利于机械化程度的不断提高。 要适于选择井筒位置 ， 安排地面生产系统和各建筑物。 以地理地形 ， 地质条件作为划分井田境界的依据。 划分的井田范围要为矿井发展留有空间。 井田未来发展状况 由于本井田内部煤层厚度变化不均，再 加上断层的影响，投产时的产量可能经过一定的时间才能达到矿井设计生产能力，但随着开采深度的增加，在采用先进的技术之后，产量会有较大幅度的提高。 井田储量 井田储量的计算 宝清 矿区 范围内 参与 计算的煤层有 4 4 5号 ，各煤层储量计算边界与井田境界基本一致。 根据《煤炭资源地质勘探规范》规定，工业指标确定 倾角小于 25176。 煤层，能利用储量选用厚度≥ ,灰分≤ 40%；暂不能利用储量厚度为— ,灰分在 40%50%之间。 倾角在 25176。 45176。 ，能利用储量厚度选用≥ ,暂不能利用储量选用 —。 保安煤柱 矿井保安煤柱包括工业场地以及主要井巷 保护煤柱、断层带以及井田边界煤柱。 本设计矿井的保安煤柱留设如下： 工业场地及主要井巷保护煤柱留设 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》 12 规定 ： 斜井受保护对象应包括斜井井筒 、 绞车房 井底车场 ， 井口围护宽度应为10m。 当斜井大巷、上 下山位于煤层中时，其保护煤柱宽度，可按本矿区区经验确定或根据实测资料用分析法确定。 斜井或巷道上方的煤层是否留设保护煤柱，应根据巷道距地表的垂深，巷道所在的围岩性质，巷道与煤层的法线距离等因素确定。 斜井或巷道下方煤层，应从巷道保护煤柱边界起，用岩层移动角圈定保护煤柱。 断层带 以及 井田 边界 煤柱的留设 断层带及井田境界煤柱可留设煤柱尺寸获取 30～ 50m煤柱宽度计算。 结合本井田的实际情况，对本 井田井筒周边煤柱 、 边界煤柱 、 断层 煤柱的留设 如下： 井田边界煤柱留设为 30m；断层带煤柱留设为 30m；井筒 煤柱留设 20m。 主、副井筒均位于工业场地内，主、副井筒深度 833m，工业场地东西长660m，南北宽度为 500m， 按以上计算方法得： 工业广场煤柱损失： 1066万 t； 井田境界 、断层保安煤柱损失： t； 损失总量： t； 损失率为： % 储量计算方法 矿井储量计算包括矿井工业储量计算、矿井可采储量计算。 工业储量计算 计算公式如下： 块段储量 =块段面积 247。 cos(平均倾角 )平均厚度容重 根据 宝清斜 井初步设计储量诸图，通过等高线块段法计算 出 本井田工业储量为 401Mt， 可采储量 270Mt。 可采储量计算 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； 13 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%。 表 21 矿井可采储量汇总表 单位 Mt 煤层号 工业 储量 工业广场 及井筒 断 层 井田 境界 其它 损失 开采 损失 可采 储量 41 42 5 总计 270 储量计算评价 宝清矿区所开采煤层 4 4 5 号煤层属于近水平近距离煤层群，煤层赋存较可靠。 但由于本矿区主要受褶曲构造影响，煤层底板起伏变化较大，储量计算所得到的数据与实际可能存在着一定的误差。 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 矿井生产能力的大小主要根据井田储量、煤层赋存状况、地质条件等情况来确定，还应该考虑到当 前及今后市场的需煤量。 本设计矿井 煤炭储量丰富，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。 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～ 根据该井田的实际情况，初步拟定了三种矿井生产能力方案，具体如下 14 方案一：建。 方案二：建。 方案三：建。 计算得： 方案一： P＝ 107 年 方案二： P＝ 年 方案三： P＝ 年 参照《煤矿工业设计规范》规定，方案 三 较为合理，即：矿井生产能力为 ；矿井服务年限为。 15 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 本设计矿井东西两侧是二铺煤矿和灵东矿，北侧为新建矿，南侧为自然断层，断层少落差较大，可作为井田边界。 二铺煤矿、灵东煤矿采用立井开拓方式，新建煤矿采用斜井开拓。 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况 井田开拓主要研究如何布置 开拓巷道等问题，具体有以下几个问题需要认真研究，分述如下： 确定井筒的形式、数目及其配置，合理选择井筒及工业场地的位置； 合理确定开采水平数目和位置 ； 布置大巷及井底车场 ； 确定矿井开采程序，做好开采水平的接替 ； 进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造； 合理确定矿井通风、运输及供电系统。 矿井开拓方案选择 井筒形式 井筒（硐）是井下与地面出入的咽喉，是安全生产的枢纽。 井筒（硐）形式及位置的选择，对于建井期限、基本建设投资、矿井劳动生产率以及吨煤成本都有重要影响，因此 必须正确选择。 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三种方案： 方案一： 双斜井开拓 方案二： 双立井开拓 方案三：主斜井副立井开拓 详见井筒开拓方案示意图 31 现将 三种井筒开拓方案 做如下比较 ： 16 立井 : 优点：立井 开拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯以及水文等自然条件的限制。 在采深相同的条件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，井筒通风断面大，可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需风量的要求，并且阻力小，对深井开拓更为有利；当表土层为富含水的冲 击层或流砂层时，立井井筒比斜井容易施工；对地质构造和煤层产状特别复杂的井田，能兼顾井田浅部和深部不同产状的的煤层。 缺点： 井筒施工技术复杂，需要设备多，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。 当井田的地形抵制条件不利于平硐或斜井开拓时都可考虑采用立井开拓。 对于煤层赋存较深或者冲击层厚、水文地质条件复杂或多水平开采急倾斜煤层的矿井，一般都应采用立井开拓。 斜井 : 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、井底车场以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影响；主提升胶带化有相当大的提升能力，可满足特大型矿井建设主提升的需要；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：斜井井筒长，辅助提升能力少，提升深度有限；通风线路长、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。 对井田煤层埋藏教浅，表土层不厚，水文地质条件简单，井筒不需要特殊法施工的缓斜和倾斜煤层，一般可用斜井开拓。 17 方案一 方案二 方案三 图 31 开拓方案比较图 综合以上因素分析，鉴于本设计矿井煤层赋存较浅（煤层底板等高线最高点为 200m,最低点为 340m）、煤层倾角小（最大倾角 176。 ）、水文地质条件简单、瓦斯瓦斯涌出量小、矿井生产能力大，兼于对斜井和立井的优缺点及适用条件的综合考虑 ， 可初步选定。