山西省柳湾煤矿的初步设计毕业论文

山西省柳湾煤矿的初步设计毕业论文内容摘要：

t，可采储量为 万 t。 因地质构造简单，同时煤田范围较大，开采技术好的矿井应建设大型矿井，故本设计初步确定矿井的设计生产能力为。 下面按矿井的实际煤层开采能力，各辅助生产环节的能力，储量条件及安全条件因素对井型进行校核： （ 1）煤层开采能力 矿井的开采能力取决于回采工作面和采区的生产能力，根据本设计第三章（矿井开拓）与第四章（采煤方法）的设计可知，该矿由于煤 层地质条件较好， 3号煤厚度较厚，布置一个一次采全高综采工作面完全可以达到本设计的产量。 （ 2）辅助生产环节的能力校核 本矿井为大型矿井，开拓方式为立井开拓，主井提升容器为 一 对 8t底卸式提升箕斗，运煤能力和大型设备的下放可以达到设计井型的要求。 工作面生产的原煤一律用强力胶带输送机运到采区煤仓，运输能力也很大，自动化程度较高。 辅助运输采用双层罐笼，大巷辅助运输采用 600mm 轨距的 固定车厢式矿车，同时本矿井井底车场调车方便，通过能力大，满足矸石，材料和人员的调动要求。 所以各辅助生产环节完全可以达到设计生产 能力的要求。 （ 3）通风安全条件的校核 本矿井有煤尘爆炸性，瓦斯含量一水平低，属于低瓦斯矿井。 水文地质条件中等，在副井中铺设两趟水管路可以满足排水要求。 矿井采用采区式通风，有专门的风井，可以满足要求。 井田内大断层有 Fj F6，对于开拓有一定的影响，留设有保护煤柱。 所以各项安全条件均可以得到保证，不会影响矿井的设计生产能力。 4 （ 4）储量条件校核 矿井的设计生产能力应与矿井的工业储量相适应，以保证有足够的服务年限。 矿井井型和服务年限应满足表 2— 3— 1 下面按矿井的实际煤层开采能力，各辅助生产环节的能 力，储量条件及安全条件因素对井型进行校核： （ 1）煤层开采能力 矿井的开采能力取决于回采工作面和采区的生产能力，根据本设计第三章（矿井开拓）与第四章（采煤方法）的设计可知，该矿由于煤层地质条件较好， 3号煤厚度较厚，布置一个一次采全高综采工作面完全可以达到本设计的产量。 （ 2）辅助生产环节的能力校核 本矿井为大型矿井，开拓方式为立井开拓，主井提升容器为 一 对 8t底卸式提升箕斗，运煤能力和大型设备的下放可以达到设计井型的要求。 工作面生产的原煤一律用强力胶带输送机运到采区煤仓，运输能力也很大，自动化程度较高。 辅助运 输采用双层罐笼，大巷辅助运输采用 600mm 轨距的 固定车厢式矿车，同时本矿井井底车场调车方便，通过能力大，满足矸石，材料和人员的调动要求。 所以各辅助生产环节完全可以达到设计生产能力的要求。 （ 3）通风安全条件的校核 本矿井有煤尘爆炸性，瓦斯含量一水平低，属于低瓦斯矿井。 水文地质条件中等，在副井中铺设两趟水管路可以满足排水要求。 矿井采用采区式通风，有专门的风井，可以满足要求。 井田内大断层有 Fj F6，对于开拓有一定的影响，留设有保护煤柱。 所以各项安全条件均可以得到保证，不会影响矿井的设计生产能力。 （ 4）储量条件校核 矿井的设计生产能力应与矿井的工业储量相适应，以保证有足够的服务年限。 矿井井型和服务年限应满足表 2— 3— 1 下面按矿井的实际煤层开采能力，各辅助生产环节的能力，储量条件及安全条件因素对井型进行校核： （ 1）煤层开采能力 矿井的开采能力取决于回采工作面和采区的生产能力，根据本设计第三章（矿井开拓）与第四章（采煤方法）的设计可知，该矿由于煤层地质条件较好， 3号煤厚度较厚， 4 布置一个一次采全高综采工作面完全可以达到本设计的产量。 （ 2）辅助生产环节的能力校核 本矿井为大型矿井，开拓方式为立井开拓 ，主井提升容器为 一 对 8t底卸式提升箕斗，运煤能力和大型设备的下放可以达到设计井型的要求。 工作面生产的原煤一律用强力胶带输送机运到采区煤仓，运输能力也很大，自动化程度较高。 辅助运输采用双层罐笼，大巷辅助运输采用 600mm 轨距的 固定车厢式矿车，同时本矿井井底车场调车方便，通过能力大，满足矸石，材料和人员的调动要求。 所以各辅助生产环节完全可以达到设计生产能力的要求。 （ 3）通风安全条件的校核 本矿井有煤尘爆炸性，瓦斯含量一水平低，属于低瓦斯矿井。 水文地质条件中等，在副井中铺设两趟水管路可以满足排水要求。 矿 井采用采区式通风，有专门的风井，可以满足要求。 井田内大断层有 Fj F6，对于开拓有一定的影响，留设有保护煤柱。 所以各项安全条件均可以得到保证，不会影响矿井的设计生产能力。 （ 4）储量条件校核 矿井的设计生产能力应与矿井的工业储量相适应，以保证有足够的服务年限。 矿井井型和服务年限应满足表 2— 3— 1 表 2— 3— 1 矿井井型和服务年限 井型 矿井设计生产能力（ Mt/a） 新矿井服务年限（ a） 扩建后矿井服务年限（ a） 大型 及以上 ～ ～ 70 60 50 60 50 40 中型 ～ 40 30 小型 及以下 由各省煤炭厅自定 同左 注：改矿井的服务年限，不应低于同类型新建矿井服务年限的 50%。 矿井服务年限的计算，根据公式： ZT AK  式中： T — 矿井服务年限，年； Z — 矿井可采储量，万吨； 4 A — 矿井生产能力，万吨 /年； K — 储量备用系数， K=～ ，此处取。 由此验算矿井服务年限如下： 120   = 年 基本符合 矿井设计的要求 第一水平服务年限应满足表 232 的要求。 矿井服务年限的计算，根据公式： ZT AK  式中： T — 矿井服务年限，年； Z — 矿井可采储量，万吨； A — 矿井生产能力，万吨 /年； K — 储量备用系数， K=～ ，此处取。 由此验算矿井服务年限如下：   = 年 基本符合矿井设计的要求 第一水平服务年限应满足表 232 的要求。 表 232 第一开采水平设计服务年限 矿井设计生产能力 （ Mt/a） 第一开采水平设计服务年限（ a） 缓斜煤层 倾斜煤层 急斜煤层 及以上 35 — — ～ 30 — — ～ 25 20 15 ～ 20 15 15 本设计中第一水平倾斜范围为 40m～ 250m，第一水平服务年限的计算公式为： 1 4 5 2 4 . 7 0 . 8 2 3 . 21 2 0 1 . 3ZT AK    4 式中 : T1—— 第一水平服务年限， a 本矿井的服务年限以及第一水平的服务年限的设计服务年限基本符合规定。 4 第四章 井田开拓 第一节 井田 开拓方式的确定 一 、 开拓方式选择 原矿井采用的是立井多水平开拓方式，二、三水平采用延深暗主井。 立井开拓的适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制；立井的井筒短，提升能力大，对辅助提升特别有利。 而斜井开拓掘进和施工技术比较简单，掘进速度快，初期投资少，建井期短，掘进石门的工程量少，延深井筒的施工方便。 石台矿区表土层厚度在 60m～ 80m 之间 ,流沙层较多，水文地质条件较复杂，岩层倾角平均为 16176。 考虑到以上条件，在井筒的建设中需要特殊法施工，另外由于煤层的埋藏较深，采用斜井开拓井筒较 长，煤的提升费用较高，且井筒的维护费用也很高；本井田的走向长度大，采用斜井开拓会造成通风路线长，通风问题不好解决，尤其到矿井的深部开采时问题更难解决。 综合考虑本设计采用立井多水平开拓方式。 二 、 影响矿井开拓的主要因素分析 影响矿井设计开拓方式的主要因素包括精查地质报告、所确定的煤层自然产状、构造要素、顶底板条件、冲击层构造、表土层厚、地形以及水文地质条件等。 本矿井煤层埋藏深度为 — ～ — 850m，煤层倾角在 8176。 ～ 22176。 ，平均 16176。 ，表土层 60m～80m，走向长度较大，井田中央有一大断层 Fj2 断层 ,落 差在 40m～ 90m,该断层将井田分为两部分。 矿井正常涌水量 M3/h,最大涌水量 M3/h。 瓦斯相对涌出量在 250m水平以上为 ，属于低瓦斯区；在 250m 水平以下为 ，属于高瓦斯区域。 煤层的富存情况不太稳定，在730m 等高线以上煤层的厚度平均在 左右属于中厚煤层，在 730m 等高线以下煤层变薄厚度在 左右，根据煤炭法的规定在可采储量范围内。 因此在开拓时要考虑到如何过断层；随着向深部的开采，瓦斯涌出量的增大和矿井涌水量的增加，在水 平延深上如何更好的解决；在 730m 等高线以下煤层带在开采时采用何种开拓方式都是影响设计的主要问题。 三 、 井田开拓方式 由于本井田地势平坦，表土层一般，流沙层较多，根据煤层埋藏的条件，井田内岩石的倾角平均为 16176。 比较缓和，况且煤层的底板岩石性质比较稳定，按照工业广场少压煤或者不压煤及井下生产费用较低的原则，考虑到井田的中央有一个落差 40m～ 90m 的 Fj2 断层，根据矿井设计安全考虑将井筒的位置布置在断层的上盘内。 因为断层需要留设一定的保护煤柱，可考虑将工业广场煤柱和断层保护煤柱留设在一起，可以节省 4 40m 的 煤柱损失。 石台矿井田内的走向长度较大，况且第一水平内煤层埋藏较浅，同时在井田的北部煤层露头处风氧化带面积大，综合考虑矿井的远期开采时的通风线路问题，采用采区式通风；考虑后期开采时采用中央对角式通风，在 Fj2 断层的东西两翼各布置风井，风井位于煤层露头处，这样由于煤层露头处的煤不采，风井就不需要留设保护煤柱，减少了煤柱的损失。 同时为了减少煤柱保护的损失和保护大巷维护条件，把运输大巷 和轨道大巷分别 布置在煤层底板下垂距 20m 和 30m 的岩层中。 根据石台矿区 3 号煤层的赋存条件和设计规范的有关规定，本井田可以划分为 2～3 个水平（即 3～ 4个阶段），阶段内采用带区式或采区式准备。 水平划分及位置在后面的方案中进行详细说明。 第二节 达到设计生产能力时工作面的配备 第五章 矿井基本巷道及建井计划 第一节井筒 、 石门和大巷 一 、 井硐形式的确定 斜井与立井开拓的优缺点比较 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、井筒装备、井底车场及垌室都比立井简单，井筒延深施工方便，对生产干扰少，不易受底板含水层的威胁；主提升胶带化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。 与立井开拓相比，斜井开拓的缺点是：斜井井筒长，辅助提升能力 小 ，提升深度有限；通风路线长、阻力大，管线长度长；斜井井筒通过富含水层、流砂层施工技术复杂。 对井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质情况简单，井筒不需特殊法施工的缓斜和倾斜煤层，一般可采用斜井开拓。 根据自然地理条件、技术经济条件等因素，综合考虑石台煤矿的实际情况：第三、第四系覆盖层较厚，井筒需要特殊凿井方法施工；地势平坦，地面标高平均 +33m 左右，煤 层埋藏较深；矿井年设计生产能力为 ，为大型矿井。 综上所述， 本矿采用一对 立井开拓。 4 二 、 主、副井井筒位置的选择 ①井筒位置的确定原则 Ⅰ、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； Ⅱ、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；井田两翼储量基本平衡； Ⅲ、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； Ⅳ、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； Ⅴ、 工业广场宜少占耕地，少压煤； Ⅵ、水源、电源较近，矿井铁路专用线短，道路布置合理。 ② 井筒沿井田走向方向的有利位置 本井田形状 北窄南宽 ，储量分布 不 均匀，井筒的有利位置应在井田走向的储量中央 ，以形成两翼储量比较均匀的双翼井田，可以使井田走向的井下运输工作量最小，通风网路较短，通风阻力小。 ③ 井筒沿井田倾斜方向的有利位置 立井开拓时， 本井田中部有大的断层构造，需要考虑，井筒布置在井田的中央断层上盘靠上部位。 ④ 有利于矿井初期开采的井筒位置 矿井应尽快达产，使井筒布置在第一水平的位置最优。 ⑤ 尽量不压煤或少压煤 合理布置井筒 ⑥ 地质及水文地质条件对井筒布置的影响 要保证井筒、井底车场及硐室位于稳定的围岩中，应使井筒尽量不穿过或少穿过流沙层、较大的含水层、较厚冲积层、断层破碎带、煤与瓦斯突出煤层、较软煤层及高应力区。 本矿井在 3号煤层底板下部 240m 处有一太原组灰岩承压含水层，压力大，水量也较大，设计时须使井筒、井底车场与该承压水之间有一定厚度的保护层，在确定延伸方式时应综合考虑，尽量使井底车场避开该含水层。 因此，为避开太原组承压含水层的影响，一水平以下延伸方式的不同，将会选择不同的井筒坐标。 ⑦ 井口位置应便于布置工 业场地 井口附近要布置主、副生产系统的建筑物及引进铁路专用线。