【正文】 新龍煤礦礦井技術改造設計 前 言 新龍 煤礦企業(yè)性質為國有 ， 2020 年隨著山西省煤礦企業(yè)兼并重組工作的推進， 新龍 煤礦生產規(guī)模由 300kt/a 提高到 1200kt/a，需要對礦井進行技術改造。 為此， 新龍 煤業(yè)有限公司 委托我 院 編制該礦設計，規(guī)模為 1200kt/a。我 院受該礦委托，按照質量標準化礦井的要求，編制完成該礦 技術 設計。 三 、設計的指導思想 認真貫徹執(zhí)行國家能源開發(fā)的方針、政策及煤炭行業(yè) “規(guī)程 ”、 “規(guī)范 ”， 在保證礦井設計規(guī)模和安全生產的前提下，以礦井資源條件及開采技術條件為基礎， 以完善井上、下生產系統(tǒng)和安全設施為重點進行礦井技術改 造， 設計方案充分體現(xiàn)市場經濟的特點，因地制宜選擇生產工藝，系統(tǒng)設計簡單實用。最大限度地降低礦井初期投資和縮短礦井建設工期，力爭通過精心設計和科學管理，把該礦井建設成規(guī)模合理、初期工程量少、建井工期短、見效快、效率高、效益好、符合煤礦發(fā)展趨勢的地方現(xiàn)代化礦井。 四 、設計的特點 1． 礦井 保有能利用資源 /儲量 ， 工業(yè)資源 /儲量 ， 設計可采儲量 ，服務年限 15a。 設計生產能力為 1200kt/a。 2．礦井采用 斜井開拓， 以主斜井、副斜井、回風立井共三個井筒開發(fā)井田內 15 號煤層 未開采區(qū)域的儲量。主斜井 擔負礦井的煤炭提升任務 及人員下放任務 ，兼做進風井 安全出口， 副斜井 擔負液壓支架等大型設備 、 長材料的下放任務及矸石等提升任務，兼做主要進風井和安全出口 ；回風立井擔負礦井回風任務，兼做礦井安全出口。 太原理工大學畢業(yè)設計 2 3．在井田開拓巷道布置上，以水平 標高為 +620m 水平 。開采本礦 15 號煤層。設計以一個 放頂煤 綜采工作面來保證礦井設計規(guī)模 。 4．依據(jù) 放頂煤 綜采工作 面 的年推進度和工作面順槽掘進方式，設計以一個綜掘工作面、一個普掘工作面保證礦井正常生產接替。 5． 井下大巷主運輸采用膠帶輸送機，井下輔助運輸， 軌道大巷 及主要輔助運輸巷原則上均采用無極繩連續(xù)牽引車牽引 系列礦車運輸 。 由于本人水平有限，設計當中存在的缺陷請各位老師和同學批評指證，并提出寶貴意見。 太原理工大學畢業(yè)設計 3 第一章 井 田 概 況 第一節(jié) 礦區(qū)概述 一 、地形 與 交通位置 井田位于太原東山東南緣，西為太原盆地，井田內基巖大面積裸露，溝谷縱橫，切割劇烈，屬剝蝕、侵蝕低、中山區(qū)。地勢東高西低，北高南低，最高點位于井田北部，標高為 1065m，最低點位于大龍溝村西，標高為 870m，最大相對高差195m。 井田與主要交通干道有簡易公路相接，交通十分便利 。 二．礦 井 生產 建設 概況 新龍 煤礦兼并重組前采用斜井開拓，設主、副、風三個井口，現(xiàn)采 15 號煤層， 12 號煤層尚未開采，核定生產能力 30 萬 t/a。根據(jù) 2020 年瓦斯鑒定結果，該礦屬低瓦斯礦井。該礦井下涌水量不大，一般日涌水量 150m3左右，最大 200m3，在主、副井底附近均設有水倉，匯集井下各處涌水后由水泵排向地面。井筒特征見表 121。 表 121 井 筒 特 征 表 礦井 井口 坐 標 井口標高（ m） 方位 坡度 X Y 新龍 煤礦 主斜井 40176。 27176。 副斜井 30176。 20176。 風井 27176。 26176。 大龍坑口 （關閉） 主斜井 4188670 19645986 42176。 26176。 副斜井 4188675 19646006 42176。 26176。 二 、 周邊四鄰關系情況 井田內除 新龍 煤礦三個井口和北部原大龍坑口（關閉）一對報廢井口外 無其它生產礦井。 太原理工大學畢業(yè)設計 4 井田周邊共有太原市東山煤礦、南凹東坑、西溫莊煤礦、西沙溝煤礦、施家凹煤礦等五座煤礦， 其中 ：太原市東山煤礦為太原市國有大型煤炭企業(yè)，生產能力為 150 萬 t/a；南凹東坑 ， 西溫莊煤礦已關閉。西沙溝煤礦為晉中市榆次區(qū)鳴謙鎮(zhèn)辦煤礦，生產能力 9 萬 t/a，開采 15 號煤層。施家凹煤礦為晉中市榆次區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤炭企業(yè)，生產能力 9 萬 t/a，開采 15 號煤層。 三、電源情況 新龍 煤礦現(xiàn)有設備生產能力為 21 萬 t/a，在工業(yè)場地有一座 10/6 kV 變電所，其雙回 10 kV 電源一回接自農電，一回接自工廠專線。 在工業(yè)場地北偏 西方向約 7 km 處有東山煤礦 35kV 變電站，該站設有 主變兩臺， 35kV 為單母線分段接線方式，兩回 35kV 電源引自東郊110kV 變電站，導線均為 LGJ150，是東山煤礦電廠入網變電站。在工業(yè)場地西南方向約 5km 處有黃陵 35kV 變電站，該站設有兩臺 16MVA 主變， 35kV為單母線分段接線方式，雙回 35kV 電源一回引自晉陽 220kV 變電站，導線為LGJ240；一回引自榆次 220kV 變電站，導線為 LGJ185。 第 二 節(jié) 井田地質特征 (一 )、地層 井田內大面積基巖裸露，出露基巖地層主 要為二疊系上統(tǒng)上石盒子組和下統(tǒng)下石盒子組，結合鉆孔揭露資料，井田內沉積地層 主要 有：奧陶系中統(tǒng) 上，下馬家溝組 ， 奧陶系中統(tǒng)峰峰組 ， 石炭系中統(tǒng)本溪組 、 石炭系上統(tǒng)太原組 ， 二疊系下統(tǒng)山西組 ， 二疊系下統(tǒng)下石盒子 ， 二疊系上統(tǒng)上石盒子組 ， 第四系中、上更新統(tǒng) 等。 太原理工大學畢業(yè)設計 5 （二）地質構造 井田內落差大于 5m 的斷層共有 6 條，地表發(fā)現(xiàn)及井下揭露的陷落柱共 7個，現(xiàn)將與井田有關的斷層、陷落柱分述如下： F29：位于井田北部邊界附近，走向近東西，斷層面傾向北，傾角 75176。，落差 15m，為正斷層，與 F19 組成一小型地塹構造，于普 2 號鉆孔東 200m 附 近交于 F19 地表填圖發(fā)現(xiàn)，井田僅影響到 12 號煤層。 F34：位于井田東北角，走向近東西，傾向南，傾角 70176。，落差 10m，為正斷層，延伸長度 700m，地表填圖發(fā)現(xiàn)。 X2 陷落柱：位于井田東北角邊界處，近似圓形，直徑 60m，地表填圖發(fā)現(xiàn)。 XJ3：位于井田北部，橢圓形，長軸 25 m，短軸 8 m，原大龍煤礦井下揭露。 XJ2：位于井田東部，橢圓形，長軸 70m，短軸 30m， 新龍 煤礦井下揭露并完全控制。 綜上所述，井田內構造為簡單的單斜，地層傾角 7～ 24176。；陷落柱不甚發(fā)育，斷裂構造北部邊界附近較為發(fā)育，但斷層落差均較 小，對井田內煤層開采影響不大；井田內未發(fā)現(xiàn)巖漿巖侵入，井田內地質構造屬簡單。 第 三 節(jié) 煤 層 埋 藏 特 征 一 、煤層 井田主要含煤地層為二疊系山西組和石炭系太原組，共含煤 13 層。 ， 6 9 上、 11， 13 屬不可 采煤層， 可采的 1 15 號煤層屬穩(wěn)定可采煤層，均為本礦批準開采煤層。 各可采煤層情況見表 222。 太原理工大學畢業(yè)設計 6 表 222 可采煤層情況匯總表 煤層號 見煤點厚度（ m） 最大－最小 平均 煤層間距（ m） 最大－最小 平均 結構 夾石層數(shù) 可采 性 穩(wěn)定性 頂板 底板 12 簡單 1 全區(qū)可采 穩(wěn)定 泥巖 砂質泥巖 細砂巖 15 較簡單 13 全區(qū)可采 穩(wěn)定 石灰?guī)r 泥巖 碳質泥巖 二 、煤質 （ 1）、物理性質 煤的光澤以玻璃光澤為主，局部有油脂光澤；顏色為黑色；條痕色為褐黑色；斷口為棱角狀和參差狀，局部為眼球狀；內生裂隙較發(fā)育，局部充填方解石脈。 宏觀煤巖類型多為光亮型和半光亮型，少數(shù)為半暗型。宏觀煤巖成分以鏡煤和亮煤為主，夾絲炭和暗煤細條帶。 中～細條帶狀結構，層狀或塊狀構造。 （ 2）、化學性質及工藝性能 井田內主要可采煤層為 1 15 號，其化學性質及工藝性能如下： ① 、 12 號煤 12 號煤層為低灰～高灰，中硫～高硫，特低磷，中熱值～特高熱值的貧煤，僅井田西北部邊緣（ D4號孔）小范圍內為貧瘦煤。，可用做動力煤和民用燃料。 ② 、 15 號煤 ， 15 號煤層為特低灰～中灰，低硫～高硫，低揮發(fā)分，特低磷～低磷，高熱值～特高熱值的貧煤。，可用做動力煤和民用燃料。 三 、 瓦斯、煤塵、煤的自燃傾向性鑒定情況 瓦斯 太原理工大學畢業(yè)設計 7 礦井的瓦斯絕對涌出量為 ，瓦斯相 對涌出量為 ，二氧化碳絕對涌出量為 ，瓦斯相對涌出量為 ，為低瓦斯礦井。 煤塵及煤的自燃傾向性 a、煤塵爆炸性 15 號煤層和 12 號煤層 煤塵 均 具有爆炸性。 b、煤的自燃傾向性 15 號煤層 自燃等級為 Ⅱ 級，屬自燃煤層。 12 號煤層井田內 未進行過煤層自燃傾向性的測試工作， 參照 鄰礦東山煤礦 ，自燃等級為 Ⅲ 級， 屬不易自燃煤層。 四 、井田水文地質 （ 一 ）、礦井水文地質 地表水體 井田處于東山背斜靠近軸部的西翼南端。雨季有洪流向西南進太原盆地匯入汾河，平時有斷續(xù)細流。 井田含水層 本礦對煤層開采直接充水的太原組及山西組含水層，富水性弱，補給條件不好，屬巖溶及裂隙充水礦床。另外本井田內 15 號煤層存在較大量的采空區(qū)積水，總體分析，本礦井水文地質類型總體屬中等，局部屬復雜。 （ 二 ）礦井涌水量 據(jù)該礦開采情況，井下涌水量較小，涌水量與季節(jié)有關，正常涌水量為 150m3/d,最大為 200m3/d?，F(xiàn)在年生產能力為 30 萬 t, 礦井生產能力達到 120萬 t/a 時，年工作日按 330天計算，日產量為 3636t/d，太原理工大學畢業(yè)設計 8 由此預算礦井涌水量為： Q 正常 =3636=872m3/d Q 最大 =3636=1127 m3/d(預算結果僅供參考 ) 五 、煤層頂?shù)装鍘r石工程地質特征 頂?shù)装鍡l件 ①、 可采煤層的頂?shù)装鍘r石特征 可采煤層為 15 和 12 號煤。 15 號煤層 頂板為深灰色石灰?guī)r（ L1），致密堅硬，節(jié)理裂隙為方解石脈充填，不易冒落。厚 ～ 。據(jù)井田北部外圍 M10 號孔物理力學性質試驗，含水率為 %，視密度 2715kg/m3，真密度 2737kg/m3，孔隙率 %，單向抗拉強度 。巖石變形參數(shù)：單向抗壓強度 ，割線模量 E50 為105MPa，切線模量 Et 為 105MPa，泊松比 ，屬堅硬巖石。 底板為深灰、黑色泥巖或炭質泥巖，厚 ～ 。 M10 號孔物理力學性質試驗，含水率為 %，視密度 2510kg/m3，真密度 2831kg/m3，孔隙率%，單向抗壓強度 ，單向抗拉強度 ，屬軟弱巖石。 12 號煤層 由于煤層分叉，上分層 11 號煤頂板為石灰?guī)r， 12 號煤為下分層，頂板為灰黑色和黑色泥巖，性脆易碎，厚 ～ 。 底板為灰或深灰色細砂巖，較堅硬。 太原理工大學畢業(yè)設計 9 第 二 章 井田 境界與儲量 第一節(jié) 井田境界 一、井田境界 新龍 煤礦井田范圍由 9 個拐點坐標連線圈定 (6176。帶坐標 )，見表 311。 表 311 井田拐點坐標表 拐點編號 X Y 拐點編號 X Y 1 6 2 7 3 8 4 9 5 10 井田呈一不規(guī)則的 菱 形，面積 ，批準開采井田內的 1 15 號煤層，煤層底板標高 +950m～ +300m。 第二節(jié) 儲 量 計 算 一 、井田保有能利用資源 /儲量 1．資源 /儲量估算范圍 井田面積均為 。對開拓開采影響不大。 3．資源 /儲量級別和塊段劃分 因 井田構造屬簡單類， 1 15 號煤層穩(wěn)定，故勘查類型劃為一類一型，按照《煤、泥炭地質勘查規(guī)范》中有關規(guī)定，確定穩(wěn)定煤層各類別資源 /儲量的見煤工程點距如下：探明儲量： 1000m，并外推實際工程點距的 1/2。控制儲量： 2020m，并外推實際工程點距的 1/2。推斷資源量：探明、控制儲量塊太原理工大學畢業(yè)設計 10 段外為推斷資源量。 在具體圈定中，探明的及控制的塊段跨越未查明的斷層、陷落柱時考慮到其邊界為推斷性質，故留設 30m 推斷資源量，在井下已揭露控制的（斷層、陷落柱）地段不進行此類留設。 井田煤層平緩，傾角在 15176。左右，且傾角變化不大，故 本次資源 /儲量估算采用地質塊段算術平均法，估算公式如下： Q= 式中： Q——塊段資源 /儲量（ kt）； S——塊段面積 k（ m2），采用水平投影面積，用計算機配合軟件在煤層底板等高線圖上直接測得； h——塊段平均厚度（ m），為塊段內及鄰近見煤工程點煤層估算厚度之算術平均值，各工程點煤層估算厚度按有關規(guī)范執(zhí)行計算； d——煤層視密度（ t/m3 ） ,采用該礦精查地質報告中數(shù)據(jù)， 1 15號煤層視密度分別為 和 。 4．資源 /儲量計算結果 井田保有能利用資源 /儲量 41292k