采矿工程毕业设计论文-镇城底煤矿30mta新井设计(编辑修改稿)

采矿工程毕业设计论文-镇城底煤矿30mta新井设计(编辑修改稿)内容摘要：

造复杂、煤层赋存不稳定取。 根据钻孔布置，在矿井地质资源量中， 60%是探明的， 30%是控制的， 10%是推断的。 根 据煤层厚度和煤质，在探明的和控制的资源量中， 70%的是经济的基础储量， 30%的是边际经济的基础储量， Z111b= 60% 70% = Z122b= 30% 70% = Z2m11= 60% 30% = Z2m22= 30% 30% = 由于地质条件简单， k 取值 Z333 k = 10% k = 即： Zg= Z111b + Z122b+ Z2m11+ Z2m22+ Z333k = 万 t 矿井设计资源 /储量 矿井设计资源 /储量按式（ 22）计算： Zs = ( Zg P1 ) （ 22） 式中 Zs——矿井设计资源 /储量； P1——断层煤柱 Pd、井田边界煤柱 Pb、地面建筑物煤柱等永久煤柱损失量之和； 断层煤柱损失量 Pd 的计算： Pd=Sh = = 万 t 其中， S——表示断层边界煤柱面积， m2，直接在平面图上量取得； 井田边界煤柱损失量 Pb 的计算： Pb3=BLh =30 = 万 t Pb8=BLh =30 = 万 t Pb= 万 t 其中， B——表示井田边界煤柱宽度， m，本设计留设 50m； L——表示井田边界煤柱周长， m，在平 面图上量取 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 13 页 矿井设计资源 /储量按式（ 22）计算： Zs=(ZgP1)= = 万 t 注：安全煤柱留设原则 、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；。 用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱。 ：风井场地 20m，村庄 10m，工业广场保护煤柱 20m； 30m，断层保护煤柱的留设按落差大于 50m 时，断层两侧各留 40m，落差小 于 50m 时，两侧各留 30m。 本矿井井田内的两条大断层的落差均小于 50m，因此在两侧各留 30m 的保护煤柱。 表 21 煤柱尺寸 煤柱种类 煤柱宽度（ m） 备注 勘探境界 0 可采境界 0 两井田之间 40 各留 20 米 火成岩体边界线 参照变质区范围 断层做两矿井境界 断层两侧各留 30 指不含承压水断层 露头线 垂深不大于 20 丘陵山地，覆盖层不含水 断层境界 30 断层不含承压水 矿井设计可采储量 矿井设计可采储量按式（ 23）计算 ： Zk=(ZsP2) C （ 23） 式中 Zk——矿井设计资源 /储量； P2——工业场地 Pg、主要井巷煤柱损失量之和 Ph； C——采区采出率，厚煤层不小于 75%，中厚煤层不小于 80%，薄煤层不小 于 85%。 （ 1）工业广场煤柱损失量 Pg 的计算： 工业广场保护煤柱：矿井的设计生产能力为 3Mt/a。 根据上述规定，工业场地的占地面积应为 30 公顷。 取南北长 600m，东西长 500m的矩形布置工业场地，工业广场布置在井田的中央。 工业场地及风井场地保安煤核算的岩移角量 参数，经对有关矿区调查，科研部门征求意见并参考邻近矿井实测资料，确定为： 本地区表土移动角 45176。 ，岩层移动角为 75176。 ，上山移动角 75176。 ，下山移动角 65176。 工业场地占地面积，根据《煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明》中第十五条，工业场地占地面积指标见表 22 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 14 页 表 22 工业场地占地面积指标 井 型（万 t/a） 占地面积指标（公顷 /10 万 t） 240 及以上 120180 4590 930 根据《建筑物，水体，铁路及 主要井巷煤柱与压煤开采规程》第 72 条：工业广场围护宽度为 15m。 表 23 建筑物保护等级与围护带宽度 建筑物保护等级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅴ 围护带宽度 /m 20 15 10 5 工业广场 煤柱损失的计算公式如下： Pg=SMγ/cosα （ 22） 式中 Pg——永久煤柱损失煤量， Mt； S3——3煤层 煤柱的面积， 2104847 m2； S8——8煤层 煤柱的面 积， 2178207 m2； M——煤层平均厚度 ,m； γ——煤的平均容重， t/m3，取 ； α——煤层平均倾角，取 7176。 则，代入公式可得： Pg =（ 1604847 +1678207 ） （ 2）主要大巷保护煤柱 Ph 计算： Ph = BL 式中 B 表示煤柱宽度，本设计主要大巷保护煤柱为 30m。 L 为大巷保护煤柱总长度，在平面图上量取，其中有和工业广场保护煤柱、边界保护煤柱重合的地方，所以只量取不重合的。 主要大巷保护煤柱 Ph 计算： Ph = BL = 30 = 万 t 矿井设计可采储量按式（ 23）计算： Zk=(ZgP2) C 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 15 页 =( ) = 万 t 图 22 工业广场保护煤柱设计图 888888 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 16 页 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 矿井工作制度 由《煤炭工业矿井设计规范》第 223条规定 ,矿井的年工作天数为 330 天，采煤实行“三八制”，两班半生产半班检修。 每昼夜净提升小时 数为 16 小时。 矿井设计能力 矿井设计生产能力的确定 由《煤炭工业矿井设计规范》第 221 条规定：矿井生产能力主要根据井地质条件、煤层赋存情况、开采条件、设备供应及国家需煤等因素确定。 古交矿区是国家重点生产炼焦基地，已探明的煤碳地质储量达到一个新的水平 45 亿吨。 另外本区兴建了炉峪口和嘉乐泉两对矿井，用来生产煤气秋出中焦煤。 随着矿区 煤碳工业的发展，本区的钢铁、化肥、水泥等工业以及制砖业、烧石业、采矿业都在逐步壮大。 农业以产小麦、玉米、高梁、谷子为主 ,河滩地可产一部分蔬菜。 该区人少地多 ,劳动力资源充足。 针对镇城底矿区地质构造简单，储量丰富，煤层赋存稳定，开采条件优越，开采条件简单，技术装备先进，经济效益好，矿区交通便利，生活条件优越，供电、供水方便，宜建大型矿井。 本矿区靠近工业较发达的华东工业区，交通运输便利，工业物资供应及煤炭运销条件较好，电源、水源可靠，建筑材料大多可以就地解决，环境保护已采取措施，矿区及附近居民均以农业为主，劳动力富余，具备了矿井建设的各种有利条件。 结合本矿实际和当前技术水平，为了更好的发挥煤炭资源的经济效益，采用综合机械化放顶煤的开采方法。 本矿储量丰富，按照矿 井设计规范规定，将该矿井生产能力预定为 Mt/a。 矿井服务年限的确定 矿井服务年限的计算 矿井设计生产能力定为 Mt，根据设计可采储量、井型与服务年限之间的相适应关系得： 矿井的设计服务年限 T可按下式计算： （ ） 式中： T—— 矿井服务年限， a； KZ —— 矿井可采储量， Mt； A—— 矿井生产能力， Mt/a； K—— 储量备用系数，根据煤层赋存情况及水文、构造分析，并与邻近矿比较，煤层的实际揭露不会变化太大，因此设计取储量备用系数 K=。 KAZT K 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 17 页 由前面计算可知： ZK= Mt，则： T=( ) =63 a60a 按《设计手册》规定：新建矿井设计生产能力 Mt/a 的大型矿井服务年限应大于 60a。 本设计服务年限为 63 a，是符合要求的。 3号煤层为主采煤层是矿井第一开采水平，按《设计手册》规定：新建矿井设计生产能力 Mt/a 的大型矿井为缓倾斜煤层的第一水平服务年限应大于 25a。 3号每层的可采储量为 ，则其第一水平服务年限为： T=( ) = a25a 本设计第一水平的服务年限为 ，是符合要求的。 参照《煤炭工业矿井设计规范》，我国各类井型和第一水平服务年限见表 31。 表 31 我国各类井型的矿井和第一水平设计服务年限 矿井设计 生产能力 （万 t/a） 矿井设计 服务年限 （ a） 第一开采水平服务年限（ a） 煤层倾角 25176。 煤层倾角 25176。 ～ 45176。 煤层倾角 45176。 600及以上 70 35 — — 300～ 500 60 30 — — 120～ 240 50 25 20 15 45～ 90 40 20 15 10 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 18 页 4 井田开拓 井田开拓的基本问题 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，需要对技术可行的几种开拓方式进行技术经济比较，才能确定。 本矿井开拓需要考虑的因素是： ,规划开发有西曲和东曲 ,马兰 (在建 )及屯兰五对矿井 ,总设计规模为 1650 万 t/a。 屯兰井田内无生产小煤窑 ,仅在井田的北角古交镇附近有几处很小。 与四邻井田比较，本井田由于煤层埋藏较深，受小煤窑开采破坏程度最低，是井田开发的有利条 件之一。 ,按山西省构造体系的划分 ,太原西山煤田属新华夏构造体系次一级多字型构造盆地的一部分 ,又位于祁吕贺山字型构造东翼内带的中部 .阳曲 孟县纬向亚带 (即 37176。 50′ 38176。 20′之间 )西南端 ,太岳山经向构造北延处的东侧。 按构造形迹特征及其组合规律，初步将西山煤田划分为三个构造体系，即经向构造，新华夏构造以及施枢构造。 经向构造展布煤田向泰山式断裂展布在经向构造以东，呈带呈束出现 ,煤田西北 ,东南有帚状构造展示。 ，受新华夏系泰山式断裂的控制，大面积地质走向 北西3060度，倾向南西，倾角膜 210 度，基本呈一伴有宽缓波状褶皱的单斜构造。 断层多分布在井田的西北部，呈地垒地堑赋存。 3号 煤层赋存稳定，结构单一，地质条件简单，煤层倾角平均 7176。 ，平均厚度 m， 全区可采 ，为稳定煤层。 结构简单，有 7 个钻孔发现有夹石，厚 ～。 直接顶板为深灰色，厚 3m左右的砂质泥岩，有少数孔伪顶为泥岩。 老顶是灰白色含黑色矿物较多的中粒砂岩，底板为 5～ 7m 的且有清楚波状层理及生物扰动构造的细砂岩，常相变为灰黑色的砂质泥岩，有时为泥岩。 构造，煤层倾角 3172。 5 度，地质构造复杂程度属于第二类构造中等，褶曲不发育，鲜则背斜在西部边缘，对开采的影响教小；井田西南部地质构造复杂，除东大岭向斜构造外还有小断层。 针对以上本设计采取以下措施： 主要运输巷道避免放在向斜轴部，采煤以综采为主，各采煤面平行于煤层布置，不至于因断层切割使综采工作面频繁搬迁等。 这些构造虽给局部开菜采带来一定困难，但对整个井田的开发影响不大。 确定井筒形式、数目、位置及坐标 （一）井筒形式的确定 井筒的形式有立井、斜井和平峒三种。 一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立 井最复杂。 平峒开拓系统简单，施工方便，适用于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，上山部分的储量大致能满足同类井型水平服务年限要求，其受地形埋藏条件限制较大。 斜井开拓是利用直通地面的倾斜井巷作为主副井的开拓方式，相比较立井开拓，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 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 19 页 单价低，初期投资少，井筒延伸施工容易，对生产干扰少，不易受底板含水层的威胁。 缺点是斜井井筒长、辅助提升能力少，提升深度有限，对采用串车提升的斜井，井筒的倾角不宜大于 25176。 立井开拓的适应性较强，一 般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制；对于相同深度的矿井，立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助。