【文章內(nèi)容簡介】 面單產(chǎn) 相對較低 近兩年隨著開采技術和管理水平的提高北宿楊村煤礦小槽煤工作面單產(chǎn)已由過去 15萬 ta提高到 3040萬 ta設計通過對礦井采掘關系對拉工作面生產(chǎn)能力技術管理水平等諸多因素綜合分析認為小槽煤設計生產(chǎn)能力為 100 萬 ta 比較合適目前礦區(qū)正在著手研究含硬夾矸薄煤層機械化開采這一難題若獲得成功小槽煤工作面單產(chǎn)將達到 5060 萬 ta 屆時小槽煤生產(chǎn)能力可大幅度提高 由于目前南屯礦大槽煤儲量較少工作面接續(xù)較為緊張開采難度愈來愈大為此設計認為在大小槽煤同時生產(chǎn)期間礦井設計生產(chǎn)能力為 240 萬 ta 適合似的在大槽煤結(jié)束后全部轉(zhuǎn)入小 槽煤生產(chǎn)時礦井設計生產(chǎn)能力為 100 萬 ta 適合似的 南屯煤礦大槽煤目前裝備一個放頂煤綜采工作面和一個大功率高產(chǎn)高效綜采工作面工作面單產(chǎn)已達 250300萬 ta能力近幾年礦井實際生產(chǎn)原煤已超過 400萬 ta 考慮到今后大槽煤開采難度愈來愈大等特點設計按小槽煤投產(chǎn)前及大小槽煤同時生產(chǎn)期間礦井生產(chǎn)能力為 400 萬 ta 全部轉(zhuǎn)入小槽煤生產(chǎn)后礦井生產(chǎn)能力為 100 萬 ta 計算取小槽煤儲量備用系數(shù) 14 大槽煤儲量備用系數(shù) 13 經(jīng)計算礦井服務年限約為 595 萬 t 其中大槽煤服務年限為 185a 小槽煤服務年限為 439a 小槽煤服務年限的計算 T a 439 年 T小槽煤的服務年限 Zk小槽煤的可采儲量 P轉(zhuǎn)入小槽煤生產(chǎn)后礦井的生產(chǎn)能力 K取小槽煤儲量備用系數(shù) 14 3 開拓準備 31 水平延深方案的選擇 開拓延深設計原則 為了選擇出技術上和經(jīng)濟上都比較合理的下組煤開拓延深方案本設計遵循下列設計原則 ①嚴格遵循《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》《煤炭工業(yè)技術政策》《煤礦安全規(guī)程》等文件的有關規(guī)定 ②盡量減少巖石巷道減少工程投資充分利用現(xiàn)有井巷設施及設備減少臨時輔助工程量降低投資 ③積極采用新技術新工藝和新設備在新水平選擇更為合適的采煤 方法先進的采掘技術和設備改革礦井井田開拓和采區(qū)準備方式 ④加強生產(chǎn)管理延深的組織管理和技術管理施工和生產(chǎn)緊密結(jié)合協(xié)調(diào)一致盡量減少延深對生產(chǎn)的影響 ⑤盡可能減少新舊水平的同時生產(chǎn)時間 ⑥在經(jīng)濟合理的情況下盡量提高煤炭采出率延長礦井的服務年限 ⑦充分考慮礦井的生產(chǎn)現(xiàn)狀實際技術水平的特點 影響開拓延深的主要因素 南屯煤礦上組煤劃分為 350m 和 460m 兩個水平采用立井開拓方式下組煤的開拓延深方案的選擇需要考慮以下幾個因素 ①充分利用南屯煤礦現(xiàn)有的工業(yè)場地井筒大巷等工程以減少投資縮短建設工期 ②條件適宜時 考慮采用傾斜長壁采煤法 ③推進長度減少工作面搬家次數(shù) 水平標高的確定 1 標高確定的原則 ①有利于井田開拓布置及首采區(qū)巷道布置 ②初期井巷工程量少基建投資少建井工期短礦井有較好的初期效益 ③井底車場巷道及主要硐室位于較好的巖層中有利于施工和維護 2 標高的確定 綜合考慮煤層圍巖條件為節(jié)省井巷工程量并有利于下組煤首采區(qū)巷道布置設計井底車場確定在 432m 水平 水平劃分 根據(jù)下組煤煤層地質(zhì)條件結(jié)合目前的開采技術水平設計將小槽煤劃分為432m 和 550m 兩個開采水平兩水平之間設計用一組暗斜井即主副回 風暗斜井聯(lián)絡 432m 水平主要服務于礦井西翼 550m 水平主要服務于礦井東翼本設計只對于432m 水平進行研究 開拓延深方案 1 提出開拓延深方案 煤礦位于兗州向斜的南翼為一傾向北東傾角 3176。 15176。的單斜構造東西北三面分別被嶧山斷層馬家樓斷層及皇甫斷層所截井田內(nèi)次一級褶曲及小斷層發(fā)育屬兗州煤田中構造較為簡單類型 350m 水平和 440m 水平擔負大槽煤開采任務對于下組小槽煤開采現(xiàn)提出三個開采方案 方案一混合井方案 副井附近新打一混合井小槽煤主副提升均有混合井擔負擔負運煤提矸任務混合井主提升裝 載水平和副提升裝載水平均設在 432m 此外小槽煤開采計劃兩個水平 432m 水平為主水平另設一個 550m 水平以供深層煤的開采回風由混合井進風經(jīng) 432m 水平軌道大巷軌道上山工作面回風上山 432m 水平回風大巷西翼總回風上山至白馬河風井排出地面方案一平剖面示意圖如圖 3132 所示 方案二傾向暗斜井方案 本方案設計采用軌道暗斜井回風暗斜井皮帶暗斜井三條暗斜井分別擔負輔助提升升降人員和主提升等任務井底標高 432m 井底車場布置在 16 上煤底板中三條暗斜井均采用按煤層傾向布置傾角約為 12176。左右其中軌道暗斜井長 395m回風暗斜井長 400m皮帶暗斜井長 390m另外通過新打的回風斜巷與白馬河風井聯(lián)絡來解決回風問題方案二平剖面示意圖如圖 3334 所示 方案三延深原有主副井方案 本方案采用延深主井副井主井和副井分別擔負延深水平的運煤與升降人員運輸材料等任務方案三平剖面示意圖如圖 3536 所示 2 比較并確定延深開拓方案 1 技術比較 延深開拓方案技術比較見表 31 表 31 延深開拓技術方案技術比較表 方案一 方案二 方案三 優(yōu)點 1 延深與生產(chǎn)相互干擾少可大大提高生產(chǎn)能力 2 充分利用了已經(jīng)開拓好的巷道減少工程量 3 為礦井小槽煤進一步開 采提供工程支持 1 利用暗斜井延深生產(chǎn)與延深互相干擾少 2 暗斜井的位置方向傾角以及提升方式均可不受原有井做主井系統(tǒng)簡單且能筒的限制 3 暗斜井力打可充分利用原有井筒能力 4 相對費用較低初期工程量小投產(chǎn)快 1 可充分利用原有設備和設施 2 提升系統(tǒng)單一運轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)少經(jīng)營費低管理較方便 缺點 增加了井底工程量還需要改造地面生產(chǎn)系統(tǒng)總的基建工程投資大 采用暗斜井增加了提升運輸環(huán)節(jié)和設備通風系統(tǒng)較復雜不利于維護 1 原有井筒同時擔負生產(chǎn)和延深任務施工與生產(chǎn)相互干擾礦井將短期停產(chǎn) 2 接井時技術難度大礦井將短期停產(chǎn) 3 兩個井筒的施 工組織復雜 4 深井筒需要掘鑿一筆臨時工程延深后提升長度增加能力下降可能需要更換提升設備 通過技術比較可以看出由于延深主井與副井時施工與生產(chǎn)相互干擾礦井可能短期停產(chǎn)不利于礦井發(fā)展并且延深井筒許要一些臨時工程延深后的提升距離加大可能需要更換提升設備所以方案三的缺點嚴重且比較明顯首先排除 經(jīng)濟比較 基本建設費用 基本建設費用是按照設計規(guī)定的全部工程項目包括井巷費用土建工程設備購置安裝工程及其它工程所需的費用 巷道掘進費按式 Lj ∑ L j 計算 式中 Lj 巷道的掘進費 L 巷道的長度 J 單位長度掘進費用根據(jù)巖層性質(zhì)斷面大小支護形式施工管理等因素確定附表 32 井巷工程掘進費用表 生產(chǎn)經(jīng)營費 生產(chǎn)經(jīng)營費即為礦井生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的費用包括回采工作面原煤成本井下運輸費礦井提升費巷道維護費礦井通風費和礦井排水費 表 32 巷道掘進費用表 方案一 方案二 項目名稱 單價 元 m 工程量 m 費用 萬元 項目名稱 單價 元 m 工程量 m 費用 萬元 混合井 18000 460 8280000 軌道暗斜井 3300 395 1303500 皮帶暗斜井 2800 390 1092021 回風斜巷 2800 400 1120210 井底車場 2600 2500 6500000 聯(lián)絡巷 2800 40 112021 上部車場 2600 2200 5720210 井底車場 2600 2200 5720210 合計 14780000 合計 15067500 巷道維護費根據(jù)式 Lw ∑ L Tw Yw 計算 式中 Lw 巷道的維護費用 元 L 巷道長度 m Tw 巷道維護時間 a Yw 維護單價 元 am 附表 33 巷道維護費用表 綜合費用 綜合基本建設費用和生產(chǎn)經(jīng)營費用得表 34 巷道綜合費用表 表 33 巷道維護費用表 方案一 方案二 項目名稱 單價 元 m 工程量 m 服務年限 費用 萬元 項目名稱 單價 元 m 工程量 m 服務年限 費 用 萬元 混合井 17 460 44 344080 軌道暗斜井 65 395 44 1129700 井底車場 65 2500 44 7150000 皮帶暗斜井 55 390 44 943800 回風斜巷 55 400 44 968000 聯(lián)絡巷 60 40 44 105600 上部車場 65 2200 44 6292021 井底車場 65 2200 44 6292021 合計 7494080 合計 14601400 表 34 巷道綜合費用表 方案一 方案二 費用名稱 費 用 萬元 費用名稱 費 用 萬元 巷道掘進費用 14780000 巷道掘進費用 15067500 巷道維護費用 7494080 巷道維護費用 14601400 合計 22274080 合計 29668900 通過對方案一與方案二的經(jīng)濟比較方案一的經(jīng)濟費用小于方案二的經(jīng)濟費用綜合技術和經(jīng)濟的比較方案一要優(yōu)于方案二因此本設計選取方案一作為井田開拓方案 32 采區(qū)劃分與接續(xù) 分 采區(qū)劃分與煤層賦存條件地質(zhì)構造條件開采技術條件裝備條件采煤方法及管理水平等因素有關 南屯煤礦小槽煤地質(zhì)構造較為簡單本方案在充分考慮大小槽煤壓茬關系的同時本著合理開采簡化工藝有利于巷道布置及采區(qū)接續(xù)同時為將來小槽煤機械化開采及村莊下開采留有余地設計將小槽煤劃分為十一十二十三十四十五十七十九等七個采區(qū)各采區(qū)具體參數(shù)及特 征見表 35 續(xù) 小槽煤采區(qū)開采順序按照由近到遠由易到難先淺部后深部的順序進行故首采區(qū)為西翼的十一和十三采區(qū)采區(qū)接續(xù)順序為 1 十一采區(qū)→十五采區(qū)→十七采區(qū)→十九采區(qū) 2 十三采區(qū)→十二采區(qū)→十四采區(qū)→十九采區(qū)采區(qū)具體接續(xù)見表36 表 35 小槽煤采區(qū)參數(shù)特征表 序 號 采區(qū)名稱 面積 km2 可采儲量 萬 t 生產(chǎn)能力 萬 ta 服務年限 a 備注 1 十一采區(qū) 227 4562 50 65 儲量備用系數(shù)取 14 2 十二采區(qū) 295 5874 50 84 儲量備用系數(shù)取 14 3 十三采區(qū) 303 6448 50 92 儲量備用系數(shù)取 14 4 十四采區(qū) 490 9796 50 140 儲量備用系數(shù)取 14 5 十五采區(qū) 346 6698 50 95 儲量備用系數(shù)取 14 6 十七采區(qū) 520 9920 50 141 儲量備用系數(shù)取 14 7 十九采區(qū) 544 11091 50 158 儲量備用系數(shù)取 14 為保證礦井持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展在小槽煤投產(chǎn)后必須降低對大槽煤的開采強度屆時大槽煤為一個采區(qū)一個工作面生產(chǎn)為宜小槽煤初期投產(chǎn)兩個采區(qū)每個采區(qū)設兩個對拉工作面小槽煤工作面單產(chǎn)能力為 25萬 ta待小槽煤機械化開采研究成功后 每個采區(qū)布置一個對拉工作面屆時為兩個采區(qū)兩個對拉工作面生產(chǎn)工作面單產(chǎn)能力為 50 萬 ta 表 36 采區(qū)具體接續(xù)表 序 采區(qū)內(nèi)工作面的推進方式為后退式采區(qū)同一區(qū)段內(nèi)先采上層煤 16 上后采下層煤 17 在上層煤走向和傾向采過一定距離后上下煤層可同時開采以使兩層煤搭配開采 33 大巷布置 輸大巷 432m 水平軌道運輸大巷為平巷并設有 3‰的流水坡度考慮到小槽煤矸石運輸量較大設計軌道大巷為雙軌巷道軌型 30kgm軌距 900mm為滿足運輸和通風要求凈斷面為 1629m2 運輸大巷 膠帶機運輸大巷為平巷并設 有 3‰的流水坡度膠帶機運輸大巷高于軌道運輸大巷 5m 膠帶輸送機大巷內(nèi)安裝 10m 寬的膠帶輸送機并預留檢修道根據(jù)設備要求凈斷面為 921m2 巷 回風大巷原則上沿 16 上層煤頂板布置回風大巷為矩形巷道為滿足通風需要設計凈斷面為 108m2 三條大巷凈巖柱不小于 30m 為便于巷道施工和設計檢修三條大巷每隔500m 布置一個聯(lián)絡巷 34 井筒井底車場及硐室 本設計采用新打一混合井對南屯煤礦下組煤進行開拓延深設計本混合井井筒直徑 8m井深 550m井筒內(nèi)裝備主副提升兩個系統(tǒng)主提升裝備一對 16t的箕斗型號為 JDG161150 4 擔負小槽煤的提升任務裝載水平設在 432m 副提升裝備一個3t 礦車雙層四車罐籠以及一個加寬罐籠型號分別為 GDG3922GDG3922k 擔負大型設備材料以及 432m 水平矸石的提升任務混合井斷面見圖 37 圖 37 混合井斷面 432m 水平井底車場 1 井底車場形式 井底車場為立式環(huán)形車場見圖 38 其理由如下 混合井井筒與 432m 水平軌道運輸大巷距離較遠 原設計 432m 水平井底車場為立式環(huán)形車場且空重車線及回車線與大巷三角交岔點已施工 圖 38 井底車場示意圖 2 空重車線長度 按每列車有 8輛 3t礦車組成空重線按照容納 15列車長度計算空重車線長度為 L＝ mnl1＋ l2＋ l3 15 8 365＋ 45＋ 6