【正文】 ......................................................................................... 68 選擇礦井通風設備 ........................................................................................................ 76 防止特殊災害的安全措施 ............................................................................................ 80 10 礦井基本技術 經(jīng)濟指 ........................................................................................................ 82 參考文獻 .................................................................................................................................. 84 謝 辭 .................................................................................................................................. 85 河北理工大 學 畢業(yè)設計說明書 1 1 礦區(qū)概述及井田地質特征 礦區(qū)概述 交通地理位置 張雙樓煤礦位于徐州市西北，距徐州市約 79km， 在江蘇沛縣安國鎮(zhèn)境內，東距 大屯煤電公司 ， 南距沛縣城 ， 東有沛屯鐵路和隴海線相連，礦區(qū)的徐沛公路北上山東，南達上海，交通甚為便利。 礦區(qū)電力供應 礦井 110kV 主電源引自沛縣 220kV 變電站，備用電源引自大屯 110kV 變電站，由110kV 線路送至距礦井 110kV 變電站 。區(qū)內地形平坦，出露地層極少，僅在局部地區(qū)有前震旦系、寒武系、奧陶系等地層零星出露。 構造 ： 張雙樓井田是一個完整的地質構造單元，為一傾向 NW，走向略有變化的單斜構造，地層傾角一般在 7~12186。 傾向 ： 北偏西。 表 11 煤層頂?shù)装迩闆r一覽表 頂?shù)装? 名稱 巖石 名稱 厚度 (m) 特 性描述 基本 頂 細砂巖 淺灰 ~淺灰白色，有厚脈櫛羊齒化石。 煤層 具體 特征見表 1 13。 表 16 煤層自燃傾向試驗成果 表 煤層 采樣點數(shù) T1 T2 T3 △ T(13) 煤的自燃傾向系數(shù) 7 5 336~370 346(5) 327~343 332(5) 319~339 327(5) 9~44 20(5) 不易自燃 井田內煤層的自燃發(fā)火期一般為 3~6 個月，為不易自燃煤層。下部邊界： 7 號煤層以下 無可采煤層 。 礦井工業(yè)儲量 井田地質勘探 井田 南部鉆孔分布均勻，地質勘探類型為精查，北部的東半部分鉆孔分布均勻，為詳細勘探區(qū)，西半部鉆孔較少，為普查區(qū)。用巖層移動角確定工業(yè)場地、村莊煤柱。其中心處埋藏深度為 450m，該處表土層厚度為 70m，主井、副井，地表建筑物均布置在工業(yè)廣場內。) 450 70 40 75 75 68 nφφγβ δδφφ30040050060022032mm39。)q39。39。39。 風井布置在工業(yè)廣場中心，煤柱損失為 0。 礦井可采儲量 Zk、設計生產(chǎn)能力 A 礦井服務年限 T 三者之間的關系為： T=Zk/(AK) （ 31） 式中 ： T—— 礦井服務年限， a； Zk—— 礦井可采儲量， Mt； A—— 設計生產(chǎn) 能力 ， Mt； K—— 礦井儲量備用系數(shù)，取 。副井運輸采用 罐籠 提升、下放物料 ，能滿足大型設備的下放與提升。 確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質、開采技術等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標 井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。為 緩傾斜 煤層；水文地質情況比較簡單，涌水量小 ；地勢平坦 ， 只能 采用立井開拓。 河北理工大 學 畢業(yè)設計說明書 18 礦井開拓延伸及深部開拓方案 本礦井開拓延伸可考慮以下二種方 案： 雙立井延伸；雙暗斜井延伸。 方案三： 立井 兩水平開采，暗斜井延伸至 820m 水平， 巖石大巷 ，如圖 41。 方案 1 和方案 3 比較，方案 1 和方案 3 的初期建井費用相同，但方案 3 的基建費用和生產(chǎn)經(jīng)營費用分別比方案 1 高出 %和 %，總費用也比方案 1 高出 %，方案 3第二水平采用帶區(qū)布置，生產(chǎn)系統(tǒng)簡單，投產(chǎn)快。全礦第一水平和第二水平開采均采用采區(qū) 準備方式 ， 并且采區(qū)為兩翼布置 。km) 工程量 (m) 單價 (元 1． 主井 主井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑 ，斷面積 178。 副 井斷面 和主要參數(shù)如圖 43。 2． 空重車線長度 大型礦井的副井空重車線的長度應為 ~ 列車長。 河北理工大 學 畢業(yè)設計說明書 28 4． 硐室 (1) 煤倉 井底煤倉的有效容量可按礦井設計日產(chǎn)量的 15%~25%來計算，一般大型礦井取小值，因本礦井日產(chǎn)量為 5565t，所以需要煤倉容量為 ，設置一個直徑為 7m，高 16m的圓筒煤倉，總容量約 875t，能夠滿足礦井生產(chǎn)需要。不設專用人行道 。 巷道支護 根據(jù)本礦井的設計的地質條件和煤層埋藏特點，經(jīng)過開拓方案的技術經(jīng)濟比較，將膠帶輸送機大巷和輔助運輸大巷都布置在巖層中。 本采區(qū) 機掘的最大最小煤塵濃度和平均濃度為 、 、煤塵爆炸 性指數(shù)在 43%左右， 屬于有煤塵爆炸危險性煤層 。 采 區(qū) 的相對瓦斯涌出 量 (t 具體情況如圖 48。 (3) 其它硐室 醫(yī)療硐室、機修硐室、消防車硐室、井下材料庫、火藥庫、換裝組裝硐室、換矸硐室、乘人車場等。矸石列車在副井重車線機車分離以后，電機車經(jīng)機車繞道至副井空車線牽引空車經(jīng)繞道出井底車場。 井底車場及硐室 1． 井底車場的形式和布置方式 井底車場 聯(lián)系著井筒提升和井下運輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、提矸石、下料、通風、排水、供電和升降人員等各項工作服務，是井下運輸?shù)目倶屑~。采用金屬罐道梁，型鋼組合罐道，端面布置，罐道梁采用通梁式布置方式。m) 0 0 排水 /(萬 m3) 排水 (萬 m3) 總計 表 46 費用匯總表 方案 方案一 方案三 項 目 費用 (萬元 ) 百分率 (%) 費用 (萬元 ) 百分率 (%) 初期建井費 % % 基建工程費 % % 生產(chǎn)經(jīng)營費 % % 總 費 用 % % 河北理工大 學 畢業(yè)設計說明書 24 礦井基本巷道 井筒 由 節(jié) 確定的開拓方案可知 礦井 第一 、第二 水平主、副井 均為 為立井， 風井布置在井田井田的工業(yè)廣場中。a 綜上所述： 綜合經(jīng)濟、技術和安全三方面的考慮， 方案 1 是最優(yōu)方案，即該設計宜選用立井開拓一水平，暗斜井延伸開拓二水平的開采方案。 方案 3 與方案 4 的區(qū)別也僅在于二水平延伸是 暗 斜井延伸還是立井延伸 ，兩方案生產(chǎn)系統(tǒng)都比較簡單可靠，相同的立井開鑿和井底車場開鑿費用沒有比較。 方案比較 1． 提出方案 根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術上可行的開拓方案，分述如下： 方案一：立井 兩水平開采，暗斜井延伸至 700m 水平， 巖石大巷 ，如圖 41。為緩傾斜煤層 ，一水平由于斷層影響， 并且煤層褶皺比較大， 大巷布置困難， 若采用帶區(qū)開采 需設置輔助水平，生產(chǎn)系統(tǒng)復雜 ， 因此選擇 采用 采區(qū) 準備方式 。主要缺點是立井井筒施工技術復雜，需用設備多，要求有較高的技術水平，井筒裝備復雜，掘進速度慢，基本建設投資大。要建立完善的通風、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。這些用于開拓的井下巷道的形式 、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。 2． 輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 礦井設計為 大型礦井，主 立 井采用 箕斗 運煤，副立 井采用 罐籠 輔助運輸，運煤能力和大型設備的下放可以達到設計井型的要求。 確定 張雙樓 礦井設計生產(chǎn)能力為 。) = (km2) 則工業(yè)廣場的 保護 煤柱量為： Zi=SMR (23) 式中： Zi—— 工業(yè)廣場煤柱量 ， Mt； M—— 煤層平均厚度， m； S—— 工業(yè)廣場壓煤面， km2。)b39。39。39。) γ(176。 3． 工業(yè)廣場保護煤柱 本礦井設計生產(chǎn)能力為 ，取工業(yè)廣場的尺寸為 400m500m 的長方形。各塊儲量計算見表 21。井田的水平面積按下式計算： S=HL （ 21） 式中： S—— 井田的水平面積， m2； H—— 井田的平均水平寬度， m； L—— 井田的平均走向長度， m。礦井設計只針對 7 號煤層。 煤塵：本區(qū)綜采，機掘的最大最小煤塵濃度和平均濃度為 、 、煤塵爆炸性指數(shù)在 43%左右，均屬于有煤塵爆炸 危險性煤層。煤質穩(wěn)定，各主要指標變化很 小，為中變質程度的氣肥煤。 煤層的圍巖性質 7 煤 頂 板多為泥巖、砂泥巖， 底板多為灰色粉砂巖。 礦井的歷年涌 水量的變化范圍為 20~340m3/h，水文地質屬于 簡單 型，全井田 最大 涌水量為 340m3/h，正常 涌 水量為 320m3/h。 本區(qū)地層屬華北型，煤系地層為石炭、二迭系，均為第四系或侏羅 白堊系所覆蓋。 本區(qū)屬于華北地震區(qū)，據(jù)郯廬斷裂 100 余公里，該斷裂為一長期活動的斷裂帶，亦為強地震帶，郯城至新沂一帶具有發(fā)生強地震的地質構造背景。礦區(qū)農(nóng)副產(chǎn)品資源豐富，有優(yōu)質小麥、 “ 無公害水稻 ” 、 “ 高蛋白玉米 ” 等糧食作物 萬畝，蕓豆 5000 畝，黃皮洋蔥 1000 畝、脫毒土豆1000 畝、東北毛茄 1000 畝、越冬甘蘭 1000 畝、大沙河無籽西瓜 14000 畝、優(yōu)質紅富干蘋果 4000 畝、桑園 5000 畝。 updip and downdip minging。 通風容易時期礦井總需風量 4608 m3/min，礦井通風總阻力 2096 Pa，風阻 N主采煤層一層，即 7 號煤層，平均傾角 176。 礦井正常涌水量為 320m3/h，最大涌水量為 340 m3/h；礦井絕對瓦斯涌出量為 m3/min，屬低瓦斯礦井；煤層有自燃發(fā)火傾向，發(fā)火期 3~6 個月，煤 塵 具有爆炸危險 性 。s2/m8，等積孔 ，礦井通風 中等困難 。 礦區(qū)（居民點）現(xiàn)狀由張雙樓、陳莊、高莊、梅廟、梅海子、油坊口、袁莊七個自然村組成，居住總人口 3461 人， 910 戶。 礦區(qū)的氣候條件 本區(qū)屬南溫帶黃淮區(qū)，氣象具有長江流域的過渡性質，接近北方氣候特 點，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨，春季有干旱及寒潮、霜凍等自然災害，但四季分明，氣候溫和。 河北理工大 學 畢業(yè)設計說明書 3 區(qū)域地層在前震旦紀的結晶基底上沉積了震旦系、寒武系、奧陶系、石炭二迭系、侏羅白堊系及新生代地層。 張雙樓井田隸屬于豐沛煤田，地質構造特征受區(qū)域構造運動所控制，豐沛煤田構造特征（模式）是在特定環(huán)境中，由不同時期、不同方向張力的相繼作用，造成他們即繼承又轉化，即斷陷又隆升的伸展構造格局。 傾角及其變化 ： 7~12176。 直接頂 砂泥巖 灰色，含長橢圓形楔葉化石。 表 12 煤層特征表 煤 層 厚 度 ~ m，加權平均厚度為 m，為厚煤層 煤 層 傾 角 7~12176。 地溫：井田內在地面進行了 10 個地質鉆孔的測溫工作，其中近似穩(wěn)態(tài) 測溫孔 2 個，其它均為簡易測溫孔。 井田尺寸 井田的走向最大長度為 ，最小長度為 ，平均長度為 。 井田內斷層南部以及斷層北部東大半部分屬 111b1 級儲量，斷層附近及露頭附近屬河北理工大 學 畢業(yè)設計說明書 8 122b 級儲量，其它區(qū)域為 111b2 級儲量。巖層移動角為 75176。工業(yè)廣場按 Ⅱ 級保護留維護帶，寬度為15 m。 n39。39。39。)c39。 表 23 保護煤柱損失量 煤 柱 類 型 儲 量 (Mt) 井田邊界保護煤柱 斷層保護煤柱 工業(yè)廣場保護煤柱 井筒保護煤柱 0 合 計 礦井可采儲