采矿工程毕业设计论文-双鸭山矿业集团东荣三矿15mta新井设计(编辑修改稿)

采矿工程毕业设计论文-双鸭山矿业集团东荣三矿15mta新井设计(编辑修改稿)内容摘要：

陵水文地质区 ， 北部及中部为河谷水文地质区。 岩层的富水性主要取决于构造裂隙的发育和补给条件，浅部各煤层除大气降水补给地表 强风化带外，没有其他来源，由于岩层裂隙发育程度而减弱，所以岩层的富水性有明显的垂直分带。 由于岩性的不同，岩层的含水性极不均匀，不但存在着分带规律且有分层规律。 详见 煤层特征表 12； 岩石的物理性质指标表 13； 岩石力学强度指标表 14。 表 13 岩石的物理性质指标表 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 凝灰岩 砂岩 泥灰岩 表 14 岩石力学强度指标表 抗压强度 σc(MPa) 抗拉强度 σ t(MPa) 摩擦角 φ (176。 ) 内聚力 C(MPa) 砂岩 20200 425 3550 840 泥灰岩 10100 210 1530 320 由资料提供的 涌水量可以看出，只有大气降水通过强风化带渗入井下，补给单一，采掘工程一般不受水 害影响，防水工作较简单，故水文地质条件属简单型。 瓦斯 、煤尘及煤的自燃性 矿井瓦斯绝对涌出量为 6m3/min，相对涌出量为 ，属低瓦斯矿井。 8 煤的自燃发火期为 6～ 8 个月。 煤质、牌号及用途 本 设计 矿井 内 煤属 低磷 、 低硫、中低灰分的焦煤和 1/3 焦煤，其中 1/3 焦煤占 40%，发热量一般在 6500～ 7500k。 ： 井田内煤层 多为半亮煤及半暗煤，水平层状构造， 垂直节理发育， 结构致密 ， 玻璃光泽，距状或平面断口 ，含有少量的 木质镜煤、丝炭，且发鲜红色，形态分子结构不归整 ，镜下可见无机物，有石英碎屑及菱铁矿物等。 比重在～ ，摩氏硬度约 3。 ： 其 煤质变化规律符合希尔特定律： (1)煤的变质程度随着深度的增加而提高。 (2)挥发分随着深度的增加而降低， 上部的 4两层为 1/3 焦煤，下部的 1 14三层均为焦煤。 ： 煤层属中低灰份，灰份多为内在灰份，系二氧化硅、氧化铁等，氧化镁、氧化钙较少，故灰熔点可达 1250℃以上。 ： 一般作为配煤炼焦使用。 勘探程度及可靠性 本矿井的勘探分普 查、精查、补堪和深部补堪四类。 勘探程度详见下表 如表 15 表 15 勘探程度表 时间 施工单位 勘探程度 钻孔 利用钻孔 孔数 米数 孔数 米数 1984 204勘探队 精 查 18 18 1988 204勘探队 精 查 48 44 总计 245 234 9 第 2 章 井田境界 储量 服务年限 井田境界 井田周边情况 本设计 井田 北部以断层 F48为界，南部以 人为边 界定 界，西以 700m 标高为界，东以煤层露头线为界。 南北 走向长平均 ， 东西 倾向宽 ，面积约。 井田境界确定的依据 、地质条件作为划分井田境界的依据； ，合理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 未来发展情况 本 设计 井田 有 七 条 断层， 在 生产 时的产量可能不能及时达到设计生产能力，但随着开采深度的增加，煤层赋存条件 较 好，采用新技 术防治矿井瓦斯，产量会有较大的提高幅度。 井田储量 井田储量的计算 参加储量计算的煤层有 1 14共 五 层煤。 根据《煤炭资源地质勘探规范》规定，工业指标确定为倾角小于 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～。 保安煤柱的设计方法 在井田范围内， 宜采用垂直剖面法 ， 对于 那些 形状规 整，且长轴与煤层走向或倾向平行 建筑物和构筑物， 留设保护煤柱的 圈定保护边界。 10 ： 采用垂直剖面法；（见开拓剖面图） ： 按照数字标高投影法，工业场地压煤近似为梯形。 工业广场 保护 面积包括工业产地内为煤炭生产直接服务的工业厂房、服务设施和围护带，围护带的宽度为 20m，煤按岩层移动角圈定。 ： 按照规范规定，一般 井田边界煤柱 40m，河流保护煤柱为河床两侧各 40m，大的断层一侧留煤柱 15～ 40m，有时也要根据具体的情况而定。 ： 设计时候， 区段 运输平巷和轨道平巷之间留设区段煤柱， 不小于 8～ 15m，厚煤层不小于 15～ 20m。 采区边界一般留设宽度 20m 左右。 本设计 断层煤柱留取尺寸 如 ：断层落差很大，断层一侧煤柱宽度不小于 30m； 落差较大的断层一侧煤柱一般为 10～ 15m； 落差较小的断层 \通常可以不留设断层煤柱。 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： (1)各煤层在露头处留设 20 m 保安煤柱； (2)边界断层留设 20 m 保安煤柱； (3)井田内部断层留设 20 m 保安煤柱； (4)河流两侧各留设 20 m 保安煤柱； (5)地面建筑物 留设 50 m 保安煤柱。 储量计算方法 采用分水平及投影块段法，用煤层真厚度和斜面积计算储量，块段平均厚度采用钻孔见煤厚度，以算术平均法求出。   MSQ c os 式中 Q —— 工业储量， Mt； S —— 井田总面积， m2； M —— 煤层平均厚度， m；  —— 煤层平均视密度， 取 ；   MSQ c o s =4500 3000 0 = 11 块段面积在 1： 5000 的煤层储量计算图上用电子求积仪求得，块段倾角采用余切尺量得。 储量计算的评价 本 设计井田内 煤层发育良好，厚度较稳定，倾角绶倾，井田范围内大的构造控制可靠，水文地质条件 交好 ，储量计算较为可靠。 煤层储量见表 2－ 1。 表 2－ 1 煤层储量见表 水平 煤层 工业储量 A+B+C 万 t 工业 场地 断层 开采损失 井 田 境界 合计 可采储量 （万 t） Ⅰ 2 4 9 12 14 163 合 计 6896 5275 Ⅱ 2 4 9 12 111 14 合 计 10344 517 1397 2451 7913 总 计 Mt 12 矿井工作制度、生产能力、服务年限 矿井工作制度 依据《煤矿安全规程》，《煤矿生产许可法》和 《 劳动法 》 有关规定，结合本 矿的实际情况，拟制定工作制度如下： 设计年工作日 330d，日提升 16h，采 用“四 六”作业制，三班生产，一班准备。 设计生产能力和服务年限 1. 确定矿井生产能力的重要因素 其中 储量是指 工业 储量中可采部分。 矿井与水平服务年限计算公式 ： AKET 式中 T —— 矿井的设计服务年限， a； A —— 矿井生产能力， Mt/a； E —— 矿井设计的可采储量，万 t； K —— 矿井储量备用系数，取 ； 设计 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，还应考虑当前及今后市场的需煤量。 根据 本设计 井田的实际情况，初步拟定了三种矿井年生产能力方案，具体如下： 方案 A： Mt/a； 方案 B： Mt/a； 方案 C： Mt/a； 上述三种方案，具体选择哪一种，还应根据矿井服务年限来确定。 矿井服务年限的确定 依据以上拟定的矿井生产能力，服务年限的确定现提出三种方案，具体如下： 方案 A： Mt/a 13 AKET ＝ 方案 B： AKET = 104a 方案 C： AKET = 157a 参照《煤矿工业矿井设计规范》规定，方案 A 较合理。 即： 本设计 矿井生产能力： A＝ ，矿井服务年限Ｔ＝。 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 本设计的 东荣三矿与东荣二矿相 邻 ，东荣二矿 是采用 立井方式开拓。 影响本设计矿井开拓方式的因素 1. 该 井田煤层埋藏深度为 +50m700m。 煤层倾角平均为 14176。 ，其中 2，4， 9， 12， 14的层间距分别为 30m， 100m， 20m， 30m，根据煤层的分布情况，可以采用集中大巷布置。 ，南北侧高，中部平坦，工业场地宜选择在相对比较开阔的阶地上，标高为 +80m。 煤层含水量少， 一水平 直接采用上山开采。 地 质结构简单，没有大，中型 地质 构造，共计 7 条断层，大断层设计为井田边界，中央的小断层，由于落差不大对矿区总体设计没有大的影响。 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。 ，简化生产系统，避免生产分散，为集中生产创造条件。 和利用 资源，减少煤炭 浪费。 4. 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．要使生产 系统完善、有效、可靠，在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量，尢其是初期建设工程量，节约基建工程量，加快矿井建设。 ，并为采用新技术，新工艺，发展采煤机械化，自动化创造条件。 15 矿井开拓方案的选择 井硐形式 １ .井筒形式的确定 ： 考虑本设计的东荣三矿 的地表及煤层等实际情况，平硐开拓方式技术上不合理， 所以 直接否定。 依据 设计 井田的地形，地质构造，煤层赋存等因素，提出 两 种井筒开拓方案，具体情况如 图 31 方案比较示意图。 方案 I —— 双斜井开拓 +0100200300400500600 方案 II —— 双立井开拓 600500400300200100+0图 31 方案比较示意图 16 考虑到立井开拓和斜井开拓的优缺点及适用条件， 根据井田的地表情况，地质构造，煤层赋存等因素，适合采用双立井开拓， 但从技术上 双立井开拓与 见效慢，本方案不可取。 因此本设计选用方案一。 开 拓巷道的布置 根据煤层埋藏特征和有关规定，并考虑到各煤层的间距较小，宜采用集中大巷，采区联合布置方式，为减少煤柱损失和 保证大巷维护条件，运输大巷布置在 14煤层的下的厚砂岩中，上水平的运输巷用做下水平的回风巷，这样有利用井下运输效率。 生产系统较简 单。 水平巷道的主要任务是担负煤矸，物料和人员的运输，以及通风，排水，铺 设管线。 对大巷的基本要求是便于运输，利于掘进和维护，能满足矿井通风安全的需要。 开拓巷道布置方式的选择 ： 根据 开采 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（组）间用采区石门联系。 当煤层倾角太大时，层间联系也可用溜井或斜巷。 本设计井田的可采煤层为 1 14煤层， 其中 1 14煤层较近， 4煤层也较近、 可以联合开采，各煤层的煤质相 痛，不需要 分采分运。 所以根据本井田的实际情况，本井田采用集中运 输大巷和采区式石门布置方式。 17 选定开拓方案的系统描述 井 筒 形式和数目 依据本 井田的地形地势，煤层赋存，地质构造等因素，经过第二节中井筒形式确定方案的技术分析和经济比较，该矿井采用双立井开拓，即一主一副两个井筒。 详见 32。 图 32 井筒开拓方案示意图 井 筒 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尺寸，并用直角坐标和方位角予以表示，选 择井筒位置的条件： 1. 井下条件： （ 1）按运输量确定井筒位置 ； （ 2）根据地质条件确定井筒位置 ； （ 3）煤柱量 ； （ 4）勘探程度和初期工程量 ； ： （ 1）工业场地占地面积 ； （ 2。