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礦井設(shè)計(jì)施工組織設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(存儲(chǔ)版)
2025-07-23 01:06
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【正文】 2.放頂煤開采自60年代法國率先研制節(jié)式放頂煤支架開采特厚煤層取得成功以來,70年代法國、英國、匈牙利、原聯(lián)幫德國、前蘇聯(lián)等國家又先后研制出插板式、開天窗式、后開門式放頂煤液壓支架,使厚煤層、特厚煤層采煤工藝有了新的突破,產(chǎn)量和效率不斷提高。正因?yàn)檫@種采煤方法具有上述明顯優(yōu)點(diǎn),所以這種對(duì)開采厚煤層行之有效的技術(shù),尤其是在20世紀(jì)90年代以來得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,并取得了非常顯著的效果。在潞安和陽泉礦區(qū)進(jìn)行的新型高效放頂煤液壓支架的工業(yè)試驗(yàn)表明:高位、中位、低位放頂煤液壓支架的回采率依次遞增。近年來綜采放頂煤技術(shù)在“兩硬特厚”煤層中也取得了成功,如本礦區(qū)附近的大同忻州窯礦。據(jù)建設(shè)單位生產(chǎn)資料,煤塊小于150mm占80%左右,說明節(jié)理裂隙發(fā)育,有利于綜放。也在綜放條件之內(nèi)。符合規(guī)程規(guī)定。 (3)輔助運(yùn)輸系統(tǒng),要簡單,環(huán)節(jié)少,保證采、掘工作的需要。M——煤層截割厚度。K——貨載截面系數(shù),β=25176。順。在放頂煤支架的前后方共有2臺(tái)刮板輸送機(jī),其中前部的刮板輸送機(jī)作為采煤機(jī)的行走導(dǎo)軌,及運(yùn)送采煤機(jī)開采出來的煤炭之用,考慮上述因素和維修管理方便,前部和后部運(yùn)輸機(jī)均選用SGZ764/320型可彎曲刮板輸送機(jī)其主要技術(shù)參數(shù)見表66。Q=60VMBrn=60=式中:Q——采煤機(jī)小時(shí)割煤量,t/h。并盡量做到快速搬家,增加大巷特別是順槽巷的斷面。采用綜采放頂煤采煤法。本區(qū)長壁開采經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),據(jù)煤層頂板賦存條件和力學(xué)性質(zhì)計(jì)算初次來壓和周期來壓步距為2334m和1014m,屬可冒落頂板。符合綜放開采條件。原煤炭部煤基字(1996)第214號(hào)文頒布的《煤炭工程設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》第十五條指出:“緩傾斜厚及特厚煤層或急傾斜特厚煤層,條件適宜并安全有保障時(shí),可采用綜合機(jī)械化放頂煤采煤法。h/t)0陽泉礦業(yè)集團(tuán)相對(duì)出塊率(%)0+陽泉礦業(yè)集團(tuán)0+潞安五陽礦1989年3月,王莊礦開始試驗(yàn)高位放頂煤綜采工藝,經(jīng)過5年的開采實(shí)踐,取得很大成功,工作面最高月產(chǎn)突破31萬t,最高年產(chǎn)達(dá)到253萬t,工作面回采率達(dá)到85%以上?;谏鲜鲈?,至1992年上半年,我國放頂煤支架已發(fā)展到32個(gè)品種,占世界總數(shù)的三分之二。對(duì)地質(zhì)構(gòu)造特別是斷層的適應(yīng)性差;煤層厚度變化時(shí)容易丟煤;單產(chǎn)低,效率低,尤其是特厚煤層的開采更是如此。(三)采區(qū)排水綜采工作面順槽及各掘進(jìn)頭有積水時(shí),用小水泵排至軌道大巷、(膠帶大巷)水溝,然后自然排至井底水倉。、通風(fēng)及排水(一)采區(qū)運(yùn)輸1.煤炭運(yùn)輸綜采工作面采用刮板輸送機(jī)運(yùn)輸,順槽、膠帶大巷采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸??紤]地方煤礦特點(diǎn),對(duì)照目前國內(nèi)外的參數(shù),礦井的現(xiàn)有開拓開采情況,設(shè)計(jì)確定41號(hào)煤層、11號(hào)煤層采區(qū)工作面推進(jìn)長度為700—900m左右,后期1500m。表51 工作面特征表采區(qū)號(hào)煤層工作面裝備平均采高(m)長度(m)年推進(jìn)度(m)生產(chǎn)能力(Mt/a)40141號(hào)煤層工作面MG200/475WZFS6200/18/35SGZ764/320180本井田為近水平煤層,在同一采區(qū)內(nèi)各工作面開采順序,根據(jù)巷道布置形式及開采方法,工作面采用長壁后退式開采法,工作面由北(采空區(qū))向大巷方向推進(jìn),放頂煤回采。—10176。/min,屬于低瓦斯礦井。底板:巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖,局部為礫巖、中粒砂巖,~,~。直接頂:大部分地區(qū)有分布,中部、西部局部缺失。(四)車場(chǎng)主要巷道及硐室的支護(hù)方式和支護(hù)材料主排水泵房及主變電所、井底水倉、等候室、急救站、井底煤倉、1號(hào)交岔點(diǎn)等采用混凝土砌碹,其他硐室采用錨噴支護(hù)。在主斜井底布置有通風(fēng)行人斜巷,和軌道石門巷聯(lián)通。軌道間距600mm,車場(chǎng)軌型30kg/m。表43 井筒特征表井筒名稱主斜井副斜井回風(fēng)斜井井 口座 標(biāo)經(jīng) 距Y緯 距X井口標(biāo)高(m)11851176提升方位角(度)0176。為保證行人方便、安全,建設(shè)單位后期想設(shè)置架空乘人裝置,傾角22176。設(shè)有兼顧井田發(fā)展,對(duì)后期開采不利投產(chǎn)工期約長6個(gè)月全井田劃分二個(gè)水平和一個(gè)輔助水平開采,一水平標(biāo)高為915m,設(shè)在41號(hào)煤層底板,二水平標(biāo)高為835m,設(shè)在9號(hào)煤層底板,輔助水平標(biāo)高為960m,設(shè)在11號(hào)煤層底板。初期投資少初期三條大巷位于井田南境界附近,對(duì)11號(hào)煤的開采和北部49號(hào)煤層的開采不盡合理井下煤炭運(yùn)輸噸公里數(shù)大,運(yùn)輸費(fèi)用高初期需要增設(shè)一條轉(zhuǎn)運(yùn)帶式輸送機(jī)后期需要延深井筒,生產(chǎn)、基建互相干擾二水平設(shè)9號(hào)煤井底煤倉,標(biāo)高較低,防突性較差二方案利用副立井,井筒垂深小,可以改善斜井提升機(jī)纏繩量的困難其他和一方案優(yōu)點(diǎn)相同主斜井傾角18176。變?yōu)橐粋€(gè)雙翼?xiàng)l帶開采區(qū)?;仫L(fēng)斜井設(shè)人行臺(tái)階、扶手,作為礦井的另一個(gè)安全出口。井口坐標(biāo):X=,Y=,井口標(biāo)高Z=,井筒傾角90176。尤其是11號(hào)煤層全井田內(nèi)尚未開采,從開采角度,顯然不盡合理。9號(hào)煤回風(fēng)大巷仍以回風(fēng)上山和北部原有的回風(fēng)大巷聯(lián)通。石門見41號(hào)煤后,繼續(xù)向南沿41號(hào)煤掘軌道運(yùn)輸下山,至915m水平和軌道運(yùn)輸大巷聯(lián)通,形成運(yùn)輸、通風(fēng)系統(tǒng)。41號(hào)、9號(hào)、11號(hào)開拓方式平面圖及剖面圖見圖C1300109000005。并且穿過村莊煤柱,以減少煤柱損失。全井田41號(hào)煤設(shè)40402。提升方位角151176。主斜井裝備一部帶式輸送機(jī),擔(dān)負(fù)礦井煤炭提升任務(wù),井筒內(nèi)設(shè)檢修道、臺(tái)階、扶手、兼作礦井安全出口和進(jìn)風(fēng)任務(wù)。山西省煤炭工業(yè)局以晉煤規(guī)發(fā)[2009]7號(hào)文對(duì)山西中強(qiáng)偉業(yè)煤業(yè)有限公司礦井機(jī)械化采煤升級(jí)改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告進(jìn)行了批復(fù)。建礦二十年來,生產(chǎn)效益較高,安全情況良好。生產(chǎn)能力200kt/a,斜井開拓系統(tǒng)。井田中部偏南1240m等高線一帶,該位置比較靠近井田的儲(chǔ)量重心,井下開采可以布置雙翼,開拓工程量比較省??v觀井田,溝谷縱橫,梁峁綿延,地形比較復(fù)雜。4.地面生產(chǎn)系統(tǒng)環(huán)節(jié)簡單,高度集中,減少占地。Z——礦井可采儲(chǔ)量,kt;A——礦井生產(chǎn)能力,kt/a。本井田煤炭資源為市場(chǎng)緊俏的煉焦配煤、動(dòng)力和民用煤。2.地面建筑場(chǎng)地煤柱按垂直剖面法留設(shè)煤柱,表土移動(dòng)角取45176。經(jīng)計(jì)算礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量為108371kt,其中41煤層為22888kt,9號(hào)煤層為62338kt,11號(hào)煤層為23145kt。5.煤層容重:4。2.煤灰成分及灰熔融性井田內(nèi)各煤層煤灰成分相似,酸性礦物中以SiOAl2O3為主,一般在40%左右,堿性礦物以Fe2OCaO為主,但其變化比較大。膠質(zhì)層厚度Y值 -,;粘結(jié)指數(shù)(GRI)60;元素分析: 碳(Cdaf)%;氫(Hdaf)%;氮(Ndaf)%;氧(Odaf)%。%—%之間,屬Ⅱ變質(zhì)階段產(chǎn)物—即氣煤階段。2)暗淡型煤光澤暗淡,呈均一狀或線狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。(五)地溫、地壓據(jù)該礦及鄰礦開采情況,井下未發(fā)現(xiàn)有地溫地壓異?,F(xiàn)象,屬地溫地壓正常區(qū)。據(jù)2003年山西省煤礦礦井瓦斯等級(jí)鑒定書,該礦同時(shí)開采9號(hào)煤層時(shí)礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果,3.11號(hào)煤層直接頂板為泥灰?guī)r,-,巖性致密,裂隙不發(fā)育,屬中等冒落型頂板,底板為砂質(zhì)泥巖或中細(xì)砂巖,-。除井田內(nèi)T50號(hào)孔11號(hào)煤層特殊。%,超過國家目前規(guī)定開采標(biāo)準(zhǔn),地質(zhì)報(bào)告未計(jì)算儲(chǔ)量。該煤層結(jié)構(gòu)簡單—復(fù)雜,含夾矸0—5層,—,巖性多為高嶺巖、炭質(zhì)泥巖和砂質(zhì)泥巖。該礦2005年前開采9號(hào)煤層時(shí),井下涌水量最小為1m3/h(24m3/d),最大為2m3/h(48m3/d),(36m3/d)。推測(cè)本井田奧灰水位標(biāo)高為1060m左右,巖溶水向東南徑流至神頭泉排泄。滲透系數(shù)為k=。Ca型,—,PH=—,—13德國度。(七)第四系上更新統(tǒng)(Q3)主要為上更新統(tǒng)黃土層,廣泛分布于井田各處。(四)二疊系下統(tǒng)山西組(P1s)井田含煤地層之一,巖性主要由灰色、灰白色砂巖、灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖和粉砂巖組成,中下部發(fā)育13層薄煤層,分別為3號(hào)煤層,均為不穩(wěn)定不可采。根據(jù)三維地震勘探報(bào)告,在首采工作面位置附近采區(qū)位置有29條斷層和2個(gè)陷落柱。升級(jí)改造后,供水量不足時(shí),本設(shè)計(jì)擬在礦區(qū)內(nèi)開鑿深井一眼,井深550 m,日涌水量預(yù)計(jì)為500 m3,作為礦井永久性供水水源,為礦區(qū)生產(chǎn)、生活及消防提供用水。本區(qū)風(fēng)沙大,八級(jí)以上大風(fēng)()平均有25天以上。當(dāng)一回線路故障時(shí),另一回仍能保證全礦井負(fù)荷用電。糧食作物主要有小麥、莜麥、高粱、谷子、黍、玉米、綠豆、山藥等;主要經(jīng)濟(jì)作物有胡麻、葵花、甜菜、小茴香和各種蔬菜。本礦采煤方式為短壁式,炮采落煤,自然垮落法管理頂板,該礦現(xiàn)在井田西南部開采,(m2)。據(jù)山西省煤炭工業(yè)局以晉煤行發(fā)[2007]115號(hào)文批復(fù),該礦機(jī)械化采煤升級(jí)改造后建設(shè)規(guī)模為90萬t/a。要求建設(shè)單位采取一切措施,給予經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償,使其搬遷。28′13〞。26′43〞—39176。礦區(qū)內(nèi)有一處村莊,位于首采面西側(cè)約100m,對(duì)首采面開采會(huì)有一定影響。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力15萬t/a,核定生產(chǎn)能力15萬t/a。該礦屬低瓦斯礦井,井下涌水量不大,其正常涌水量60m3/d,采用水泵集中向地面抽排。自然發(fā)火期為6個(gè)月。兩回電源線路分列運(yùn)行,一回工作,一回(帶電)備用。冰凍期為十月下旬到次年四月中旬。礦井排水,經(jīng)凈化處理,懸浮物含量為140mg/L<150 mg/L,<,PH=7,大腸菌群為2個(gè)/L<3個(gè)/L,可作為井下消防降塵用水水源。之間變化。主要由灰白色、灰色砂巖、灰黑色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖和7層煤層組成,分別4411號(hào)煤層,其中411號(hào)煤層為穩(wěn)定可采,42號(hào)煤層為零星可采煤層,5號(hào)煤層為不穩(wěn)定不可采。殘留厚度0—。Ca型至HCO3—Na含水層一般為極弱富水程度,只在靠近補(bǔ)給區(qū)的埋藏區(qū)局部達(dá)到中等程度,單位涌水量q=。另據(jù)井田外北部西家寨井田內(nèi)307號(hào)鉆孔。 (四)礦井涌水量預(yù)算該礦開采41號(hào)煤層,實(shí)際生產(chǎn)能力20萬t/a, m3/h(230m3/d),(),()。井田主要可采煤層411號(hào)煤層,井田內(nèi)批準(zhǔn)開采411號(hào)煤層,(見表11),現(xiàn)分述如下:1.41號(hào)煤層賦存于太原組頂部,—,屬全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。該煤層頂?shù)装鍨槟鄮r、砂質(zhì)泥巖。4.11號(hào)煤層位于太原組下部,-。據(jù)巖石力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù),9號(hào)煤層頂板為泥巖時(shí),%,%;%%; MPa,;底板砂質(zhì)泥巖、粉細(xì)砂巖時(shí),%,%;%,%; MPa。但開采過程中仍需加強(qiáng)通風(fēng)工作,以防瓦斯局部積聚造成爆炸事故。后期開采11號(hào)煤層前,應(yīng)補(bǔ)充該層煤塵爆炸性和自燃傾向性檢驗(yàn)報(bào)告。主要以暗煤為主,含少量的亮煤,鏡煤、絲炭含量很少,內(nèi)生裂隙不發(fā)育,斷口多呈參差狀,常見黃鐵礦薄膜。此外還有少量碳酸鹽礦物。3.9號(hào)煤層水分(Mad) %—% %, %—% %;灰分(Ad) %—%,%,浮煤 %- %,平均 %;揮發(fā)分(Vdaf) %-%,%, %—% %;全硫() 原煤 %- %,平均 %, 浮煤 %- %,%;磷(Pd) %-%,%;發(fā)熱量() -。11號(hào)煤層:焦渣特征(CRC)原煤1-3,平均2,浮煤1-3,平均2;膠質(zhì)層厚度(Y),屬中強(qiáng)粘結(jié)性煤。4.最高可采硫份不大于3%,最高可采灰份為40%。(三)礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量是扣除了井田邊界、工業(yè)場(chǎng)地及井筒、采空區(qū)等處留設(shè)的保安煤柱后的資源/儲(chǔ)量。表23 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量匯總表 單位: kt 水平煤層設(shè)計(jì)儲(chǔ)量大巷煤柱損失開 采損 失設(shè)計(jì)可 采儲(chǔ) 量備 注一水平41號(hào)228885176442813284二水平9號(hào)623387560136954108311號(hào)231452830507915236合計(jì)108371145662320269603(二)安全煤柱:1.井田境界煤柱:境界煤柱寬20m。每天凈提升時(shí)間16h。礦井服務(wù)年限按下式計(jì)算T= Z /KA式中:T——礦井服務(wù)年限,a。3.以煤巷為主,在可能的情況下盡量少做巖巷,盡量減少井巷工程量,縮短建井工期,使礦井投資省、見效快、效益好。本井田位于管涔山脈東麓,地表全部為黃土覆蓋,經(jīng)長期沖刷、切割,呈現(xiàn)為中山地貌。陶家村中部工業(yè)場(chǎng)地,地形亦開闊、平坦,能滿足地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置要求,而且工業(yè)場(chǎng)地煤柱和陶家村村莊煤柱合二為一,減少壓煤,但缺點(diǎn)是,村民關(guān)系不宜解決,而且還需新征土地,修筑道路,和已有的地面設(shè)施聯(lián)系不便,井下開拓布置不甚合理,有不當(dāng)不正的感覺。1981年建設(shè),1986年投產(chǎn),生產(chǎn)規(guī)模300kt/a,批準(zhǔn)開采11號(hào)煤層。輔助運(yùn)輸為JD11型調(diào)度絞車牽引1t系列礦車,每列46輛。該礦井開拓方式在可行性研究報(bào)告設(shè)計(jì)階段已進(jìn)行了充分論證和比較,經(jīng)專家審查,并根據(jù)專家意見對(duì)推薦的一方案進(jìn)行了修改。00′00″,落底于標(biāo)高885m,位于41號(hào)煤層底板下,上設(shè)41號(hào)煤井底煤倉,煤倉φ8m,高30m容量1005t。利用原主斜井改造為回風(fēng)井,井口坐標(biāo):X=,Y=,井口標(biāo)高Z=,井筒傾角30176。形成全礦井的運(yùn)輸、通風(fēng)系統(tǒng)。二水平9號(hào)煤層中的三條上山巷道平行主、副斜井井筒由南向北布置。全井田的9號(hào)煤層布置90902二個(gè)
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