【正文】 煤層采前消突技術(shù)研究畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求： 該生畢業(yè)設(shè)計(jì)由一般設(shè)計(jì)、專題和外文翻譯三部分組成。一般部分是二礦120萬(wàn)噸新井通風(fēng)安全設(shè)計(jì)。礦井布置一個(gè)工作面生產(chǎn)，一個(gè)工作面?zhèn)溆?，年生產(chǎn)能力為120萬(wàn)t/a。vertical shaft development。46′44″～37176。地層對(duì)比準(zhǔn)確、可靠。風(fēng)向隨季節(jié)變化，冬季以北風(fēng)為主，夏季多南風(fēng)，最大風(fēng)速20m/s(1961年5月3日)。本井田6號(hào)煤層為不可采煤層，10號(hào)煤為全井田穩(wěn)定可采煤層。下部類—灰色砂巖、灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖帶，常間夾1—3層泥灰?guī)r，含112號(hào)煤層，上半部為三層石灰?guī)r間夾黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖及砂巖組成，含7號(hào)煤層，三層灰?guī)r為L(zhǎng)KL5均為灰—灰黑色，質(zhì)地不純，厚—巨厚層狀，富含腕足類、頭足類等動(dòng)物化石，其中K2灰?guī)r較為發(fā)育，常含礈?zhǔn)瘲l帶。新生界第四系上更新統(tǒng)（Q3）厚度為0—20m，淡黃色粉砂質(zhì)土，具大孔，疏松，垂直節(jié)理發(fā)育，底部多見礫石層。綜上所述，井田地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度為簡(jiǎn)單類型。該含水層富水性弱，為開采4號(hào)煤層的主要直接充水層。井下地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件奧陶系巖溶水的補(bǔ)給主要是基巖裸露區(qū)大氣降水和地表水的入滲補(bǔ)給。（2）采空區(qū)積水對(duì)煤層開采的影響本井田內(nèi)4號(hào)煤層正在進(jìn)行開采，10號(hào)煤層仍未進(jìn)行開采，4號(hào)煤層采空區(qū)積水有一處，位于整合后井田的南部，積水面積4053m2，積水量為438m3。礦井涌水量較大，在今后開采中，加強(qiáng)水文地質(zhì)工作。本組旋回結(jié)構(gòu)清楚，厚度較穩(wěn)定，從沉積特征看，太原組煤層形成于海進(jìn)過(guò)程中。本段發(fā)育灰?guī)r3層，分別稱LLL3，層位穩(wěn)定，為煤層對(duì)比的重要標(biāo)志層。根據(jù)其巖性特征分為上、中、下三段。中段和上段屬三角洲沉積環(huán)境的河床、河漫灘沉積。2．煤巖類型及特征4號(hào)層以半亮型煤為主，其次是為半暗型煤，暗淡型號(hào)煤含量較少，少量絲炭。 m3/t井田為一不規(guī)則多邊形。=。MM176。井田邊界保護(hù)煤柱, 煤柱留設(shè)：井田淺部，既礦區(qū)邊界南部有風(fēng)化帶留設(shè)50m煤柱；井田東部、西部、北部都與其他礦井相臨，故各留邊界煤柱20m；井田邊界保護(hù)煤柱留設(shè)20 m寬，則井田邊界保護(hù)煤柱損失量為：P1=lb Mγ/cosα 式中：P——井田邊界保護(hù)煤柱煤量，萬(wàn)t；l——邊界長(zhǎng)度,Km； b——邊界寬度, m； M——煤層平均厚度， m；γ——煤的平均容重，；α——煤層平均傾角，7176。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大；開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置，交通，用戶，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來(lái)源等。按礦井的實(shí)際煤層開采能力,輔助生產(chǎn)能力,儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型井型校核。礦區(qū)采用抽出式通風(fēng)，設(shè)一條回風(fēng)大巷，可以滿足通風(fēng)要求。確定井筒的形式、數(shù)量和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場(chǎng)地的位置；合理確定開采水平的數(shù)目和位置；布置大巷及井底車場(chǎng)；確定礦井開采程序，做好開采水平的接替；進(jìn)行礦井開拓延伸、深部開拓及技術(shù)改造；合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。主井、副井設(shè)在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)；風(fēng)井布置在煤層淺部。有良好的工程地質(zhì)條件，不受洪水、巖崩、滑坡的威脅。傾角小于25176。對(duì)井田構(gòu)造和自然條件有一定限制。方案一主井為立井，立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，主要缺點(diǎn)是井筒施工技術(shù)復(fù)雜，備用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，掘進(jìn)速度慢，基建投資大；方案三主井為斜井，斜井的運(yùn)輸提升能力比立井大，有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要，斜井井筒也可作為安全出口，井下一旦發(fā)生事故，人員也可從主斜井迅速撤離，但斜井開拓的工業(yè)廣場(chǎng)比立井的工業(yè)廣場(chǎng)大，帶來(lái)的煤炭損失非常大。aa本礦井井筒斷面形狀根據(jù)本身及圍巖條件，選用圓柱斷面。 風(fēng)井井井筒斷面圖 風(fēng)井井筒特征表：井型井筒直徑支護(hù)方式120萬(wàn)t/a5m砼砌碹井底車場(chǎng)井底車場(chǎng)是連接礦井主要提升井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，它聯(lián)系著井筒提升和井下運(yùn)輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、提礦石、下料、通風(fēng)、排水、供電、升降人員等各項(xiàng)工作服務(wù)，它是井下運(yùn)輸?shù)目倶屑~。為節(jié)省管材，電纜現(xiàn)及方便管理，同時(shí)考慮到安全因素，把中央變電所和主水泵布置在副井附近，并設(shè)有防爆密封門，水倉(cāng)布置在井底車場(chǎng)的最低處。 軌道大巷示意圖 巷道斷面特征表掘進(jìn)斷面錨桿間距800mm噴層厚度100mm凈斷面錨深1600mm巷道坡度3‰水溝S掘錨桿排距800mm巖石硬度F=46水溝S凈錨桿排數(shù)12根凈周長(zhǎng)每米錨桿數(shù)15根 運(yùn)輸大巷示意圖 巷道斷面特征表 圍巖類別斷面（m2）掘進(jìn)尺寸（mm）噴射厚度mm錨桿凈周長(zhǎng)(m)凈掘?qū)捀咝问酵饴╅L(zhǎng)度排列方式間排距錨深規(guī)格L*Φ煤48003900100鋼筋沙漿50矩形80016001900*1615 回風(fēng)大巷示意圖表2. 17 巷道斷面特征表圍巖類別斷面/㎜掘進(jìn)尺寸/㎜噴 射厚 度/㎜錨桿/㎜凈周長(zhǎng)/m凈掘?qū)捀咝褪酵饴堕L(zhǎng)度排列方式間排距錨深直徑巖石48004000100樹脂錨桿100菱形80020002100*16 大巷運(yùn)輸設(shè)備選擇1．必須考慮礦井開拓系統(tǒng)狀況，并與運(yùn)輸系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃，注意上下運(yùn)輸環(huán)節(jié)能力的配套，以及局部運(yùn)輸與總體運(yùn)輸?shù)慕y(tǒng)一；2．必須使上下兩個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)設(shè)備能力基本一致，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理的選擇 生產(chǎn)不均勻系數(shù)和設(shè)備能力的配套系數(shù)；為緩和上下兩個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)的生產(chǎn)不均勻性或不連續(xù)性，要采取一些緩沖措施，如設(shè)置煤倉(cāng)或儲(chǔ)車線等；3．必須注意盡量減少運(yùn)輸轉(zhuǎn)載的次數(shù)，不要出運(yùn)現(xiàn)輸送機(jī)—軌道—輸送機(jī)—軌道的情況；4．必須使設(shè)備的運(yùn)輸、安裝和檢修方便，并應(yīng)考慮輸送設(shè)備對(duì)通風(fēng)、供電的要求是否合理，電壓等級(jí)是否相符合等；5．必須在決定主要運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)，統(tǒng)一考慮輔助運(yùn)輸是否合理經(jīng)濟(jì)等。177。 JDG16/906型14t箕斗技術(shù)特征表項(xiàng)目單位技術(shù)特征型號(hào)—JDG16/906數(shù)量對(duì)2名義載煤量t16箕斗有效容積 m3提升鋼絲繩數(shù)量根6直徑 m m25～繩間距 m m250箕斗自重kN參照其本礦井的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及設(shè)備的安裝要求，主井選用JK M﹣（Ⅱ）型提升機(jī)。斷口參差狀，貝殼狀，鏡煤分層有眼球狀斷口，內(nèi)生裂隙發(fā)育，外生裂隙不發(fā)育，且以寬條帶狀結(jié)構(gòu)為多主，其次為線理狀結(jié)構(gòu)，似均一狀結(jié)構(gòu)較少見到。d，是按高瓦斯突出區(qū)管理。采區(qū)的開采順序與配采關(guān)系根據(jù)煤層賦存特征和礦井開拓布置，井田內(nèi)4號(hào)煤層全井田設(shè)二個(gè)采區(qū)，首采區(qū)為一采區(qū)，位于井田中部，布置一個(gè)綜采工作面保證礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。掘進(jìn)工作面的矸石由掘進(jìn)工作面經(jīng)軌道大巷→井底車場(chǎng)→副立井→地面。3. 掘進(jìn)通風(fēng)采用壓入式局扇進(jìn)行通風(fēng)，局扇應(yīng)在新鮮風(fēng)流處。、支護(hù)、通風(fēng)方式及掘進(jìn)方法1. 尺寸順槽的尺寸應(yīng)能滿足綜采工作面運(yùn)煤、輔助運(yùn)輸和通風(fēng)的需要，由此確定運(yùn)輸順槽的尺寸（寬高）為42003300mm，軌道順槽為42003300mm，高頂瓦斯排放巷為30002000mm。運(yùn)煤系統(tǒng)工作面原煤→可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)→運(yùn)輸順槽轉(zhuǎn)載機(jī)→運(yùn)輸順槽可伸縮膠帶輸送機(jī)→運(yùn)輸大巷膠帶輸送機(jī)→井底煤倉(cāng)→地面。 水平劃分及階段垂高的確定本井田4號(hào)煤層傾角在1～8176。d，～ m3/min區(qū)內(nèi)變化趨勢(shì)為淺部向深部有增大的趨勢(shì)，是按低瓦斯采區(qū)管理的。（2）10﹟煤層：位于太原組下部，頂板為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖；底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖，～，含1～2層夾矸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，厚度穩(wěn)定, 井田主要可采煤層之一。1　主井提升設(shè)備選型由于多繩摩擦式提升具有安全可靠、節(jié)省鋼材、技術(shù)先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)，主要用于井深不超過(guò)1000 m的中等深度和較深的大、中型礦井。采用皮帶輸送機(jī)運(yùn)煤為連續(xù)運(yùn)煤，運(yùn)量大，效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，對(duì)巷道坡度沒(méi)有大多要求，但要求巷道直。運(yùn)輸大巷與主立井連通；軌道大巷通過(guò)井底平車場(chǎng)與副立井連通；回風(fēng)大巷與總回風(fēng)巷連通。井底車場(chǎng)見圖26井底車場(chǎng)圖26（1）主井系統(tǒng)硐室主井系統(tǒng)硐室由上倉(cāng)皮帶機(jī)頭驅(qū)動(dòng)硐室井底煤倉(cāng)，裝載膠帶巷和裝載硐室組，清理井底撒煤硐室及水窩泵房組成，是井底煤流匯集和裝載提升的樞紐，箕頭裝載硐室布置在堅(jiān)硬穩(wěn)定的巖層中，其他硐室的布置由線路布置所決定。并且設(shè)有梯子間，用作安全出口，主要擔(dān)負(fù)升降人員、材料、設(shè)備及提升矸石等任務(wù)。在方案一、三中選擇方案一：立井單水平開拓。k m單價(jià)/元/t(2)經(jīng)濟(jì)比較通過(guò)技術(shù)比較我們選擇了方案一雙立單水平開拓,與方案二主斜副立單水平開拓進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較. 建井工程量項(xiàng)目方案一方案二主井井筒/ m250副井井筒/ m204風(fēng)井井筒/ m237井底車場(chǎng)12001200運(yùn)輸大巷35003500軌道大巷600600采區(qū)煤層運(yùn)輸平巷29762976 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量項(xiàng)目方案一方案二運(yùn)輸提升/萬(wàn)t (1) 技術(shù)比較以上所提出四個(gè)方案大巷及水平數(shù)目不同，區(qū)別在于井筒形式和井筒位置的不同，及部分基建、生產(chǎn)費(fèi)不同。主斜井膠帶運(yùn)輸生產(chǎn)能力大，井筒不受長(zhǎng)度限制。一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜。盡量不占、少占農(nóng)田，充分利用地形，以使地面生產(chǎn)系統(tǒng)，工業(yè)廣場(chǎng)的布置及地面運(yùn)輸比較合理。（2）確定井筒的數(shù)目及位置根據(jù)《規(guī)范》要求：采用立井開拓時(shí)，一般開鑿一對(duì)提升井筒，即主井，副井。合理的開拓方式，需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。大巷輔助運(yùn)輸采用礦車運(yùn)輸，運(yùn)輸能力大，調(diào)度方便靈活。（2）礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力礦井可采儲(chǔ)量 Zk＝8653. 5（萬(wàn)t）礦井服務(wù)年限按下式計(jì)算：T=Zk/A*K 式中：T——服務(wù)年限，a；Zk——可采儲(chǔ)量，kt；A——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，kt/a；K——儲(chǔ)量備用系數(shù)。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國(guó)家對(duì)煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化確定。） S= km2則：工業(yè)廣場(chǎng)的煤柱量為：Z=S MR式中：Zi—工業(yè)廣場(chǎng)煤柱量； S—工業(yè)廣場(chǎng)面積； M—煤層厚度； R—煤的容重。 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)井型（萬(wàn)t）占地面積指標(biāo)（公頃/10萬(wàn)t）240及以上1201804590930。（2）用算術(shù)平均法計(jì)算礦井工業(yè)儲(chǔ)量： Zg=SMγ/cosα 式中： Zg——工業(yè)儲(chǔ)量，t；S——井田面積，m2；M——4號(hào)煤層平均厚度，；γ——4號(hào)煤的平均容重，；α——煤層平均傾角，7176。二 井田開拓1．井田界限在煤田劃分為井田時(shí)，要保證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開發(fā)。、煤塵及煤的自燃傾向性1. 煤層瓦斯～ m3/t斷口參差狀，貝殼狀，鏡煤分層有眼球狀斷口，內(nèi)生裂隙發(fā)育，外生裂隙不發(fā)育，且以寬條帶狀結(jié)構(gòu)為多主，其次為線理狀結(jié)構(gòu)，似均一狀結(jié)構(gòu)較少見到。（3）上段：自2號(hào)煤層頂至K4砂巖底，巖性主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖及煤層組成。除4號(hào)煤層可采外，其余煤層均為不可采煤層。本組發(fā)育10號(hào)煤層，為全井田穩(wěn)定可采煤層?，F(xiàn)敘述如下：太原組（C3t），含112號(hào)共6層煤，％，井田內(nèi)全井田穩(wěn)定可采煤層僅為在太原組10號(hào)煤層，其余煤層均為零星可采或不可采煤層。礦井涌水量礦井涌水量的預(yù)計(jì) ：該礦為基建礦，主立井現(xiàn)井筒涌水量3t/d；付立井現(xiàn)井筒涌水量2t/d；周邊鄰礦均未開采4號(hào)煤層，經(jīng)調(diào)查距本井田3Km處的田家會(huì)煤礦，現(xiàn)開采4號(hào)煤層，生產(chǎn)規(guī)模12萬(wàn)t/a，礦井正常涌水量4m3/h，最大涌水量6m3/h。因井田內(nèi)部分區(qū)域采動(dòng)裂隙會(huì)延伸到地表。（2）石炭系太原組泥巖隔水層太原組10號(hào)煤層底板到晉祠砂巖頂部，為一套以粘土巖、泥巖及砂質(zhì)泥巖為主的地層，沉積較穩(wěn)定，加之下部本溪組的隔水性，一同構(gòu)成10號(hào)煤層與下部奧陶系灰?guī)r含水層之間的重要隔水層。其涌水主要來(lái)源為石炭系太原組的三層灰?guī)r。井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層及陷落柱等構(gòu)造。新生界第四系中更新統(tǒng)（Q2）為棕黃色砂質(zhì)粘土夾10余層棕紅色粘土條帶及數(shù)層鈣質(zhì)結(jié)核，多不整合覆蓋于第三系之上。石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）—，平均42m，與下伏峰峰組呈平行不整合接觸，底部為黃鐵礦及鋁土混合體，中、上部為灰色泥巖，砂質(zhì)泥巖互層，常夾13層不穩(wěn)定的石灰?guī)r，偶有薄層賦存。3個(gè)鉆孔終孔層位均達(dá)到10號(hào)煤層以下，并進(jìn)行了地球物理測(cè)井，質(zhì)量評(píng)級(jí)均在合格以上，施工規(guī)范，采樣合格。 氣侯：本區(qū)屬曖溫帶大陸性半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，夏熱冬寒，四季分明，(1963年)～(1965年)，年平均蒸發(fā)量1806mm，大于降水量。12