开滦范各庄矿煤矿毕业设计说明书

开滦范各庄矿煤矿毕业设计说明书内容摘要：

/ cos13176。 6 = Mt故矿井设计资源／储量为：矿井设计储量=矿井工业储量永久煤柱损失 Zs=（ZgP1） （）式中 Zs——矿井设计储量，Mt； P1——断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑物、地面构筑物煤柱等永久煤柱损失量之和，Mt； Zs=164424231—6462993 =157961238t= Mt 矿井设计可采储量矿井设计可采储量：矿井设计资源／储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采区回采率，为矿井设计可采储量。 井田开采由于在工业广场范围内布置主、副井和其他相关的建筑，10=，工业广场即布置为480450=216000m2，维护带宽度根据三下采煤规程确定为15m。 工业广场煤柱的留设时各角度取值为：基岩移动角δ=70176。 γ=55176。 +（H′50）=72176。 但 35176。 γ 72176。 β=72176。 =62176。 松散移动角=45176。 α—— 煤层倾角H′—— 上山边界上覆岩层深度故得，松散层移动角φ=45176。 ；走向移动角δ=70176。 ；上山移动角γ=72176。 ；下山移动角β=62176。 经过计算（计算过程见图21），得工业广场保护煤柱的面积为518580 ㎡Z工=S247。 COSαMd = 518580 247。 247。 10000= Mt 矿井工业场地占地指标井型/占地面积指标/()1~~~矿井设计可采储量=（矿井设计储量—工业广场、井筒、大巷煤柱）采区回采率 Zk=(ZsP2)C （）式中Zk——矿井设计可采储量，Mt； P2——工业场地煤柱损失，Mt； 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%。 本矿12煤厚6m，属于厚煤层；。 得到： Zk=(ZsP2)C=（—）= Mt图 21第三章 矿井生产能力、服务年限及工作制度 矿井生产能力及服务年限 确定依据根据《煤炭工业矿井设计规范》：矿井设计生产能力，应根据资源条件、外部建设条件、国家对煤炭资源配置及市场需求、开采条件、技术装备、煤层及采煤工作面生产能力、经济效益等因素，经多方案比较后确定。 矿区规模可依据以下条件确定：（1） 资源情况：煤田地质条件简单，储量丰富，应加大矿区规模，建设大型矿井。 煤田地质条件复杂，储量有限，则不能将矿区规模定得太大。 （2） 开发条件：包括矿区所处地理位置（是否靠近老矿区及大城市）、交通（铁路、公路、水运）、用户、供电、供水、建筑材料及劳动力来源等。 条件好者，应加大开发强度和矿区规模；否则应缩小规模。 （3） 国家需求：对国家煤炭需求量（包括煤种、煤质、产量等）的预测是确定矿区规模的一个重要依据。 （4） 投资效果：投资少、工期短、生产成本低、效率高。 投资回收期短的应加大矿区规模，反之则缩小规模。 矿井设计生产能力矿井生产能力是煤矿生产建设的重要指标，在一定程度上综合反映了矿井生产技术面貌，是井田开拓的一个主要参数，也是选择井田开拓方式的重要依据之一。 确定矿井生产能力，必须从以下几个方面考虑：从煤层赋存条件分析本井田煤层赋存比较稳定，倾角平缓，构造简单，煤层厚度大，开采条件优越，但井田面积较小，且储量不大。 从回采工艺和设备方面分析本井田地质条件简单，煤层厚度大，根据国家有关要求，采用长壁机采回采工艺，工作面配备较先进的采煤机、综采放顶煤液压支架、胶带输送机等设备。 因此，从回采工艺和设备方面分析。 从经济效益分析 Mt/a、单位生产成本、吨煤投资等方面的技术经济比较。 Mt/，井巷工程量和建井工期基本相同，但万吨掘进率、单位生产成本和吨煤投资显然后者较低，投资回收期短。 从经济效益分析，由于井田内表土层厚、井筒深，建设费用高，所以应尽可能提高矿井生产能力，减少吨煤投资，提高经济效益 结合国家现行的煤炭工业技术政策，以矿井储量、煤层赋存条件和开采技术条件为依据，以保证采区和工作面的正常接替为原则，在充分考虑发挥投资效益和经济效益的前提下，根据以上分析。 矿井生产能力和服务年限的关系矿井生产能力和服务年限的关系，实质上就是矿井生产能力和矿井储量的关系。 在圈定的井田范围内，矿井储量一定，井型越大，服务年限越短。 井型越小，服务年限越长。 如前所述，井型增大，基建投资、为全矿开采服务的基建费也增大，分摊到全矿每采吨煤的这部分基建费用则要增加。 另一方面，由于生产能力增大和集中生产，提高了效率，一部分生产经营费（如矿井提升、运输、通风、排水及企业管理等费用）并不随产量增大成比例的增加，因此分摊到每吨煤的费用相对减少。 这样，随生产能力和服务年限的变化，分摊到采出的每吨煤上的这两部分费用也发生变化，并互相消长，当矿井生产能力与服务年限为某数值时，可使吨煤的总费用最低，相近于这个数值范围，则是合理的生产能力和服务年限。 矿井服务年限矿井服务年限： （）式中， Z矿井可采储量（万t）A矿井设计生产能力（万t/a）T矿井服务年限（a）K储量备用系数，～，则矿井服务年限T=（120） =按《新建矿井设计服务年限》，本矿井设计服务年限为57年，符合规定。 参见表31表。 我国煤矿目前有向大型矿井发展的趋势，设计120万t的井型，达产后，当技术条件适宜时，有充裕的能力来提高产量，用以增产。 综合各方面的原因，矿井年产120万t是符合要求的。 表31 新建矿井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。 7035～6030～50202015～40201515 矿井工作制度根据《煤炭工业矿井设计规范》的规定，矿井生产能力按年工作日330d计算，每天净提升时间为16h。 本设计确定年工作日330d，采用“四六”工作制即三班生产，一班准备，每班生产时间6h，昼夜净提升时间为16h。 其作业循环图表如表32所示：表32 作业循环图表第四章 井田开拓 井田开拓的基本问题井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体，建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。 这些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。 井田开拓主要研究如何布置开拓巷道等问题，具体有下列几个问题需认真研究：（1）确定井筒的形式、数目，合理选择井筒及工业场地的位置。 （2）合理确定开采水平的数目和位置。 （3）布置大巷及井底车场。 （4）确定矿井开采程序，做好开采水平的接替。 （5）进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造。 确定井田开拓方式的过程即是解决上述问题的过程，下面结合南岗矿的特点对上述问题进行讨论和解答。 确定井筒形式、数目及位置（1）井筒形式的确定 井筒形式有三种：平硐、斜井、立井。 一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井最复杂。 平硐开拓受地形及埋藏条件限制，只有在地形条件合适，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。 南岗矿不具备上述地形地质特点，所以不适宜使用平硐开拓。 斜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，井筒施工单价低，初期投资少；地面工业建筑、井筒装备、井底车场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威胁；主提升胶带有相当大的提升能力，可满足特大型矿井主提升的需要；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。 缺点是：斜井井筒长辅助提升能力少，提升深度有限；通风路线长、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。 南岗矿表土层较薄，平均厚度为30m，没有流沙层具备斜井开拓的可能性。 立井开拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯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，且阻力小，对深井开拓极为有利；当表土层为富含水层或流沙层时，立井井筒比斜井容易施工；对地质构造和煤层产状均特别复杂的井田，能兼顾深部和浅部不同产状的煤层。 主要缺点是立井井筒施工技术复杂，需用设备多，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。 显然南岗矿具备立井开拓的条件。 综上所述，根据范各庄一矿的地质地形条件，可以选择斜井或立井开拓。 （2）井筒位置的确定 井筒位置的确定原则： ①有利于第一水平的开采，并兼顾其他水平，有利于井底车场和主要运输大巷的布置，石门工程量少； ②有利于首采区布置在井筒附近的富煤阶段，首采区少迁村或不迁村； ③井田两翼储量基本平衡；④井筒不宜穿过厚表土层、厚含水层、断层破碎带、煤与瓦斯突出煤层或软弱岩层；⑤工业广场应充分利用地形，有良好的工程地质条件，且避开高山、低洼和采空区，不受崖崩滑坡和洪水威胁； ⑥工业广场宜少占耕地，少压煤； ⑦距水源、电源较近，矿井铁路专用线短，道路布置合理。 南岗矿地面为平原，工业广场不受地形、水源、电力、交通条件的制约，煤层底板条件较好，对井底车场的布置没有影响，所以工业广场的位置根据井筒位置确定。 井筒位置的选择：（1）井筒沿井田走向的位置范各庄一矿井筒沿井田走向的位置设在井田走向中央。 这样可以使井田走向的井下运输工作量小，两翼产量分配，风量分配比较均匀，通风阻力较小。 （2）井筒沿煤层倾向的位置因煤层距离下部奥陶系灰岩较近，范各庄一矿井筒设在煤层中部靠近第二水平。 这样布置满足安全生产的要求，同时可以施行立井两水平开拓，减少了暗斜井工程量。 工业广场的位置根据井筒位置确定，10=，形状为矩形。 长边平行于井田走向，长为400m，宽为350m。 井田开采煤层为12煤，煤层倾角不大，平均13176。 ，为缓倾斜煤层。 根据矿区煤层距离奥灰岩含水层较近，井田形状较规则的特点和满足第一水平服务年限的要求，设计矿井为立井两水平加暗斜井开拓。 一水平标高340m，垂高开采方式为采区式开采，二水平标高540m，开采方式也为采区式，三水平标高740m，开采方式也为采区式，三水平采用上下山开采。 12煤层生产能力：，服务年限为71a。 井田内12煤层平均厚度为6 m，煤层赋存稳定，底板起伏不是很大，为缓倾斜煤层，煤层厚度变化不大，煤质较硬。 矿井轨道大巷布置在12煤层的底板中，矿井为底瓦斯矿井，回风大巷布置在岩层中。 为方便开采，轨道大巷沿等高线方向布置，运输大巷巷道坡度随煤层而起伏，轨道大巷巷道水平掘进坡度为千分之三到千分之五，便于排水。 （1） 提出方案 根据以上分析，现提出以下四种在技术上可行的开拓方案，分述如下： 方案一：立井两水平开拓（井筒位于井田中央） 主、副井井筒均为立井，布置于井田中部边界，设两个水平。 轨道大巷采用电机车运输。 轨道大巷和运输大巷分别布置在岩层和煤层中。 图41 方案一：立井两水平开拓方案二：立井单水平加暗斜井延伸（井筒位于中部边界） 主、副井井筒一水平均为立井，二水平为暗斜井延伸，轨道大巷采用电机车运输。 轨道大巷和运输大巷分别布置在岩层和煤层中。 图42 方案二：立井单水平加暗斜井延伸方案三：立井三水平开拓（井筒位于井田中央） 主、副井井筒均为立井开拓，布置于井田中央，轨道大巷和运输大巷布置在岩层中，沿底板掘进，局部半煤岩及岩巷，回风大巷布置在煤层中沿顶板掘进。 图43 方案三：立井三水平开拓方案四：立井两水平暗斜井延伸（井筒位于井田中央） 主、副井井筒一水平均为立井开拓，三水平为暗斜井延伸，布置于井田中央，轨道大巷采用电机车运输，轨道大巷和运输大巷布置在岩层中，沿底板掘进，局部半煤岩及岩巷，回风大巷布置在煤层中沿顶板掘进图44 方案四：立井两水平暗斜井延伸（2） 技术比较 以上所提四个方案大巷布置及水平数目均相同，区别在于井筒形式和井筒位置不同，及部分基建、生产费用不同。 方案一、二的主、副井井筒形式不同。 方案一主、副井两水平均为立井，立井开拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制，在采深相同的的条件下，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，且阻力小，对深井开拓极为有利方案二主、副井一水平为立井，二水平为斜井，斜井的运输提升能力比立井大，有相当大的提升能力，可满足特大型矿井主提升的需要；斜井井筒长辅助提升能力少，提升深度有限；通风路线长、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。 经过以上技术分析、比较，再结合粗略估算费用结果，在方案一、二中选择方案二：立井两水平开拓（井筒位于中部边界）。 方案三、四主、副井井筒形式也不同。 方案三主、副井两水平均为立井，立井开拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制，在采深相同的的条件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，井筒断面大，可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需风。