采矿工程毕业设计论文-双鸭山矿业集团东荣三矿12mta新井设计

采矿工程毕业设计论文-双鸭山矿业集团东荣三矿12mta新井设计内容摘要：

系数 %，本区煤层发育较稳定，标志层清楚，物性特征明显，煤岩 层 相对可靠。 可采煤层特征如下： 5煤层：为区内城子河组上部发育的第一个可采煤层，上距穆棱组约160m，为中厚煤层，一般介于 ～ 间， 平均煤厚 ， 煤层结构简单，局部有一层 厚夹石，顶板岩性均以泥岩为主，底板岩性均以细砂 岩为主。 6煤层：属中厚煤层，煤层 的可采厚度在 ～ ，平均 煤厚 ，较稳定，顶部有 1～ 3 层 夹石，厚 ～ ， 多为粉沙岩及炭质泥岩，煤层顶板为粉沙 岩 、 细砂岩，北部局部为中 、 粗粒砂岩，具古河流冲刷特征，底 板以粗砂岩 为主。 14煤层：大部可采煤层，可采厚度 ～ ，平均厚度。 可采范 6 围内煤层厚度稳定，南西薄，向北东增厚，结构属单一煤层，局部有薄 层炭质泥岩或粉砂岩夹层石，顶板为粉砂岩，细砂岩及中砂岩，底 板 为粗 砂岩，砂岩。 为了清楚起见，现将各煤层厚度、结构、 视密度 和顶底板情况分层以文字叙述 ，见煤层特征表 13。 表 13 煤层特征表 层次 煤厚（ m） 层间距 (m) 稳定性 发育范围 顶板 底板 最小 最大 平均 5 31 较稳定 全区发育 泥岩 细砂岩 6 较稳定 全区发育 粉砂 岩 粗砂岩 85 14 较稳定 全区发 育 细砂岩 粗砂岩 岩石性质、厚度特征 煤层顶底板的厚度一般都大于 ,多为砂岩。 详见 岩石主要物理力学性质指标表 14。 井田内水文地质情况 ，现分述如下： 第四系孔隙含水层：本井田广泛发育，发育规律 为：由南往北逐渐增厚。 水的主要补给来源是大气降水及山区地下水。 涌水量为 ～ 7l/（ s m）。 第三系孔隙含水层：在井田内广泛分布。 其厚度发育规律为由东南往西北逐渐增厚，向东变薄。 涌水量为 ～ l/（ s m）。 煤系裂隙含水带：本含水带是直接充水含水层。 它与第三系有水力联系，但很微弱。 基底岩层裂隙水：分布于低山和丘陵地带。 由花岗岩、变质岩等组成。 对煤系裂隙含水带补给量甚微。 而且对矿床充水无影响。 、亚粘土 、 中部粘土。 本井田煤系裂隙含水带补给条件不好，富水性较小。 矿井在开采过程中，排水将以疏干煤系风化裂隙带的储水量为主。 开采初期，矿井涌水量最大。 7 随着开采的不断进行，水的静储量逐渐消耗，矿井的涌水量将会逐渐减少，并趋于相对 稳 定状态。 本井田最大涌水量为 250m3/h，正常涌水量为 m3/h。 表 14 岩石主要物理力学性质指标表 名称 视密度 kg/cm3 孔隙度 % 抗压强度 102kg/cm3 抗拉强度 102 kg/cm3 变形模量 102kg/cm3 弹性模量 kg/cm3 砂岩 ～ 5～ 25 2～ 20 ～ ～ 8 1～ 10 砾岩 ～ 5～ 15 1～ 15 ～ ～ 8 2～ 8 灰岩 ～ 5～ 20 5～ 20 ～ 1～ 8 5～ 10 页岩 ～ 16～ 30 1～ 10 ～ 1～ 2～ 8 石英 ～ ～ 15～ 35 ～ 6～ 20 6～ 20 沼气 、 煤尘及 煤的自燃 性 本矿井属于低瓦斯矿井，相对涌出量 ，绝对涌出量为 m3/min，煤尘 无爆炸危险，且煤层无自燃倾向性。 随着开采深度的延伸，瓦斯涌出量会给矿井的安全生产带来一定的困难。 本矿井瓦斯取样的控制深度为 ～ ，在 深以上，甲烷成分为 ～ ％；在 ～ 深度为 ～ ％；平均为～ ％。 二氧代碳一般为 ～ ％，瓦斯成份及含量均很低。 同时参考集贤矿井的煤尘及瓦斯情况。 初步确定本矿井初期的瓦斯等级为低瓦斯 矿井，并没有煤尘爆炸危险和自燃发 火倾向。 本矿井 深度为 20m 的恒温带温度为＋ 176。 C； － 500m 水平的平均地温为176。 C；－ 700m 水平的平均地温度为 176。 C。 煤层顶底板岩石主要为粉砂岩。 抗压强度一般在 500～ 1100kg/cm2左右。 预计本矿井各煤层顶板类别均在一级以上。 8 煤质 牌号 及用途 各煤层碳（ Cr）的平均含量为 ～ ％；（ Hr）的平均含量为 ～％；（ Or）的平均含量为 ～ ％。 说明煤的元素组成稳定，属低腐质煤。 成分 灰分： 本井田煤的灰分含量（ Ag）为 ～ ％，多属中低灰分煤层。 硫：各煤层硫的含量均很低，原煤全硫（ SgQ）为 ～ ％，属特低硫煤。 磷：各煤层原煤磷的平均含量为 ～ ％，属特低 — 低磷煤。 本矿井煤的挥发份一般大于 40％，属低变质煤。 煤种主要为 肥 气煤、长焰煤次之，煤种在垂直方向上无明显变化。 各煤层煤的平均发热量（ QfD）为 6306～ 6849KJ/kg。 所有煤层的煤均属于易选 到 中等可选。 本井田 原煤按现行煤炭实用分类法，属于Ⅰ～Ⅱ气煤，由于本区气煤低灰、低硫、低磷 ，具有一定的胶质层厚度，所以，本矿井原煤经洗选加工后可作为优良的配焦和化工精煤。 副产品可供动力及民用。 勘探程度 及可靠性 本井田包括精查区 、 西北部的一块 详 查区两个区域，其井田的边界范围为南起 F10断层，北至煤层露头线，西起 F48断层，东至 F84断层。 对地质勘探程度的评价： 测 量以外，最后一次精查区内又钻了 238 个孔， 万余米，基本上搞清本井田的煤层赋存情况和主要的地质构造情况。 但由于设备 较落后，因此相当一部分断裂仍是推定的，控制程度还有较大摆动。 根据本区断裂的一规律，往往在大断裂附近还有很多较小的断裂，再者由于煤层走向变化大，还可能有新的断裂没有控制，这些都需要在建井和生产过程中予以注意。 有的钻孔孔斜较大，对构造的推定也有一定的影响。 9 第 2 章 井田境界 储量 服务年限 井田境界 井田周边状况 本井田西 以断层 F48为界， 东 至 F84断层 ，北以煤层天然露头为界，南部以自然边界河流为界。 井田境界确定的依据 在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤 田各部分都能得到合理的开发。 应按以下原则来划分： 、地质条件作为划分井田境界的依据 ； 范围 ，以利于机械化程度的不断提高 ； 、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应 ；。 井田未来发展状况 该井田内煤层埋藏较浅，倾角较小 ， 可能在更深部发现可采煤层，远景储量丰富。 随 着技术的进步和勘探水平的提高，井田范围内探明的储量会越来越精确。 井田储量 井田储量 的 计算 井田内可采煤层为 5＃ ， 6＃ ， 14＃ 煤 层。 矿井储量是指矿井内所埋藏的，具有工业价值的煤炭数量。 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。 矿井工业储量是指平衡表内 A+B+C 级储量的总和。 矿井设计储量是矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量后的储量。 矿井可采储量是指矿井设计储量减去工业场地保护煤柱，矿井井下主要巷道及上下山保护煤柱煤量后乘以采区回采率的储量。 10 保安煤柱 为保护地面建筑物及工程设施的安全，本设计对井筒及工业广场、规划中 的大断层留设安全煤柱。 为了安全生产，本设计矿井依据《 矿井设计 规程》规定，留设保安煤柱如下： 50m煤柱。 30m 煤柱。 留设 10m保安煤柱。 30m煤柱。 主、副井筒均位于工业场地内，主、副井筒深度已起过 300m，工业场地东西长 540m，南北最大宽度为 430m，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，井筒煤柱地面保 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40m留设，境界线两侧各 20m，采 区煤柱按 10m 留设，两侧各 10m。 按以上计算方法得： 工业广场煤柱损失： ； 周边、断层保安煤柱损失： Mt； 损失总量： Mt； 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 视密度 ； 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% 根 据储量图、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 东荣三矿 的煤层对比可靠，煤层厚度比较稳定，倾角较缓，煤层 底 板起伏不大，构造控制基本可靠，无火成岩，水文地质条件中等，储量计算 较 可 11 靠。 见可采煤层储量总表 21。 表 21 可采煤层储量总表 单位 :万 t 水平级别 煤层号 工业储量A+B+C 工业 场地 井田 境界 断层 开采 损失 合计 可采储量 I 5 1463 6 1848 14 2079 合计 5390 II 5 6 200 14 合计 总计 计算可得， 矿井可采储量为：。 矿井工作制度 生产能力 服务年限 工作制度 根据《 煤炭工业矿井 设计规范》规定： （ 1）矿井工作日按 330d计算； （ 2）每日净提升时间 16h； （ 2）矿井每昼夜四班工作，其中三班进行采掘，一班进行检修。 生产能力 井田煤炭储量丰富（可采储量为 ），地质构造及水文地质简单，煤层赋存平缓（平均倾角 13176。 ），煤质优良，具有建设大型矿井的条件。 方案一：建 ； 方案二：建 ； 方案三：建。 根据《 煤炭 工业矿井设计规范》矿井投产后服务年限不应过长，可由服 12 务年限确定。 矿井设计服务年限 矿井设计服务年限公式： AKZT 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。 方案一： AKZT =(1 .4)= 年 ； 方案二： AKZT =(1 .4)= 年 ； 方案三： AKZT =(1 .4)= 年。 从保证矿区均衡生产来看，井型较大的矿井对保证矿区产量起骨干作用，其服务年限也应略长些，因本井田地质储量大，可采储量多，则选择方案一合理。 该矿井生产能力为 ，矿井服务年限为。 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 双鸭山东荣三矿与东荣二矿为邻，井田东南邻东荣四矿，西以断层 F48为界 ,设计矿井采用双立井多水平集中大巷开拓方式 ,井田范围倾角上部 13176。 ，该设计矿井属低瓦斯，低涌水量矿井。 井田范围内地质构造主要为断层，有极少数的背斜与向斜。 该设计矿井可采储量为 ，年产量为 ，服务年限为。 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况 本井田范围内有三层煤，煤层属中 厚 煤层 ，平均厚度 ，倾角 13176。 左右。 其中 5煤层与 6煤层间距 31m， 6煤层距 14煤层 85m，井田北侧有煤层露头。 根据精查报告确定的煤层自然产状，构造要素，顶底板条件，冲击层结构，地形及水文地质条件等，其中煤层赋存深 度和冲击层的水文地质条件对开拓方式影响最大。 确定井田开拓方式的原则： ,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，尤其是初期建设工程量，节约基建工程量，加快矿井建设。 ，减少煤炭损失 ； 合理集中开拓布置，简化生产系统，避免生产分散，为集中生产创造条件。 ，并为采用新技术，新工艺，发展采煤机械化，自动化创造条件。 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。 ，应将不同煤质 、 煤种的煤层分别开采。 14 矿井开拓方案选择 井硐形式和井口位置 根据地形地貌、煤层赋存条件及确定的工业场地位置，本着合理开发全井田，集中生产运输环节简单、初期井巷工程量少、投资省、出煤早、达产快、安全、高效的原则，设计提出了 两 个开拓方案： 方案一：双立井开拓 ； 方案二： 双 斜 井 开拓。 以上 两 种井筒开拓方。