【文章內(nèi)容簡介】 沼氣、煤塵及煤的自燃性 本井田瓦斯取樣的控制濃度在 ～ ，在 以 上，甲 烷 成 分 為 ～ ％ ，在 ～ 深為 ～％ ，平均為 ～ ％ ，二氧化硫一般為 ～ ％ ，瓦斯成分及含量均很低，由于地質(zhì)報告沒有明確提出礦井的瓦斯等13 級所以，本設計只能根據(jù)上述數(shù)據(jù)進行分析，同時參考城子河礦井的煤塵瓦斯情況，初步確定本礦井瓦斯等級為低沼氣礦井，并沒有煤塵爆炸危險和自然發(fā)火傾向。 本礦井的恒溫帶溫度 ℃， 500m 水平的平均地溫為 ℃，700m 水平為 ℃， 900m 水平為 ℃。 根據(jù)資料，預計 本礦井各煤層頂板類型均在一級Ⅱ類以上。 煤層 頂 底 板 巖 石 主 要 為 粉 沙 巖 和 細 砂 巖 ， 抗 壓 強 度 一 般 在 500～1100kg/cm2 左右。 煤質(zhì)、牌號及用途 本礦井煤的揮發(fā)分一般大于 40％ ，屬低變質(zhì)煤， 各 煤層 Y 值平均為 5～ 9m/m，粘結(jié)性較低 。 煤種在垂向上無明顯變化。 1． 有害成分 灰分：本井田煤的灰分含量為 ～ ％ ，多屬中低灰煤層。 硫：各煤層硫的含量很低，原煤全硫為 ～ ％ 屬特低硫煤。 磷 ： 各 煤層原煤磷的平均含量為 ～ ％ 屬特低磷煤。 2． 發(fā)熱量 各煤 層煤的平均發(fā)熱量（ Q fD）為 3063～ 6849 大卡 /kg。 3． 元素分析 各煤層碳（ Cr）的平均含量為 ～ ％ （ Hr）的平均含量為 ％ 。（ Or）的平均含量為 ％ ，說明煤的元素組成穩(wěn)定，屬低變質(zhì)煤。 4． 工業(yè)用途評述 綜述本井田的煤質(zhì)特征屬于特低硫、 磷 、中低灰份，按現(xiàn)行煤炭使用分類，本井田煤炭應屬于 1/3 焦煤和少量肥煤、氣煤。原煤經(jīng)過洗選加工后，可做煉焦、配焦用煤，其次可做優(yōu)良的化工及動力用煤。 勘探程度及可靠性 城子河礦 先后經(jīng)過普查 ，詳查，精查階段，采用了鉆探，測井和地震，相互結(jié)合的綜合勘探手段， 煤層變化規(guī)律已經(jīng)查清，煤層對比比較清楚，對煤質(zhì)、煤層特征及開采條件均基本查明，井田水14 文 地質(zhì) 做了一定的工作 ，故從本井的地質(zhì)資料方面看，已具備了礦井設計和建設的條件，經(jīng) 東煤公司 1984 年 6 月對本區(qū)精查地質(zhì)報告的批復認為，基本達到《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》的標準。 存在問題： 對影響礦井設計和生產(chǎn)的一些開采技術條件，如瓦斯、煤塵等基本沒做取樣，僅借鑒哦了鄰近礦井的資料，但是兩礦井的煤層肯定會存在一定的差異，故存在一定的問題。 對于落差小于 30m 的斷層，未作評價，控制不夠，給設計帶來一定困難。 煤質(zhì)化驗點少 15 第 2 章 井田境界、儲量、服務年限 井田境界 井田境界確定的依據(jù) 保證井田有合理的尺寸； 井田范圍、儲量、煤層賦存條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應； 合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井之間的井田境界； 井田要有合理的走向長度，以利于機械化程度的不斷提高； 充分利用自然等條件劃分井田。 井田周邊情況 此設計礦井東西部以保安煤柱為界，淺部以煤層露頭為界，深部以 600標高為境界，走向 ，傾斜 ，井田面積 。生產(chǎn)能力為 井田未來發(fā)展情況 伴隨著科技的發(fā)展與技術的進步，勘探水平會有大幅度的提高，到時候井田范圍內(nèi)的儲量會越來越精確，將來很有可能在井田的更深部發(fā)現(xiàn)可采煤層。 井田儲量 井田儲量的計算 在劃定的井田范圍內(nèi)，計算礦井開采煤層的儲量，是進行礦井設計和生產(chǎn)建設的依據(jù)，本設計礦井井田范圍內(nèi)的可采煤層有 4 42 25四層，各煤層的邊界與井田境界基本一致。礦井儲量是指在井田 范圍內(nèi)，經(jīng)過地質(zhì)勘探煤層厚度和質(zhì)量均合乎開采要求，地質(zhì)構(gòu)造比較清楚，目前即可供利用的可列入平衡表內(nèi)的儲量。礦井儲量可分為礦井地質(zhì)儲量、礦井工業(yè)儲量和礦井可采儲量。 礦井可采儲量是指礦井設計儲量減去工業(yè)場地保護煤柱、礦井井16 下主要巷道及上下山保護煤柱后乘以采區(qū)回采率的儲量。 保安煤柱 參照保護煤柱的設計原則如下： (1)在一般情況下，保護煤柱應根據(jù)受護面積邊界和移動角值進行圈定。 (2)地面受護面積包括受護對象及周圍的受護帶 (3)當受護邊界與煤層走向斜交時，根據(jù)基巖移動角求得垂直與受護邊界方向的上 山方向移動角和下山方向移動角，然后再確定保護煤柱。 (4)立井保護煤柱應按其深度，用途，煤層賦存條件和地形特點留設，立井深度大于或等于 400m 的以邊界角圈定，小于 400m 的以移動角圈定。 為了安全生產(chǎn)，本設計礦井依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，留設保安煤柱如下： 20 m 保安煤柱； 30m 保安煤柱； 20m 保安煤柱； 20m 保安煤柱； 50m 保安煤柱。 按以上方法計算得： 工業(yè)廣場煤柱損失： ； 斷 層保安煤柱損失： ； 邊界保安煤柱損失： ； 總損失為： ； 儲量計算方法 計算公式如下： 塊段儲量 =塊段面積平均傾角余割塊段平均厚度容重 根據(jù)原城子河礦立井初步設計儲量諸圖，通過等高線塊段法計算本井田工業(yè)儲量為 ，各煤層工業(yè)儲量見表 21 可采煤層儲17 量計算總表。 表 21 分煤層分水平儲量計算表 水平別 煤層別 工業(yè)儲量 (萬 t) 可采儲量 （萬 t） 工業(yè)場地 井田境界 斷層 Ⅰ 45 42 29 25 合計 Ⅱ 45 42 29 25 合計 總計 計算公式如下 ZK=（ ZC－ P） C （ 21） 式中 ZK— 可采儲量； ZC— 工業(yè)儲量； P— 永久煤柱損失； C— 采區(qū)回采率。 回采要求：中厚煤層不應小于 80%，薄煤層不應小于 85%。經(jīng)各煤層可采儲量計算，匯總計算出本設計井田可采儲量為 。 18 儲量計算的評價 本設計井田的各類儲量計算嚴格執(zhí)照有關規(guī)定執(zhí)行，經(jīng)計算后的儲量可能與實際有些誤差。 礦井工作制度、生產(chǎn)能力、服務年限 礦井工作制度 該礦井參考最新設計規(guī)范與本設計礦井的實際相結(jié)合最后確定本設計礦井年工作日確定為 330d，礦井每日凈提升 16h，采用四六工作制。 礦井生產(chǎn)能力的確定 應根據(jù)地質(zhì)條件，國民發(fā)展需要 和國內(nèi)外市場需求，技術裝備和管理水平，充分考慮科學技術進步等因素，依據(jù)投資少，出煤快，經(jīng)濟效益好的原則合理確定。 ； ； ； ； 。 根據(jù)本設計礦井的實際情況我初步擬定了三種礦井年生產(chǎn)能力方案，具體如下： 方案 A： 、方案 B： 、方案 C： 以上三種方案具體采用哪種還需要計算服務年限。 礦井服務年限 礦井服務年限計算公式如下： T=Z /（ A k） （ 22） 式中 Z— 礦井設計可采儲量， Mt； 19 A— 礦井生產(chǎn)能力， Mt/a； k— 礦井儲量備用系數(shù)， k=～ 。 根據(jù)本礦井實際情況，取 k=。 依據(jù)以上擬定的礦井生產(chǎn)能力，服務年限的確定現(xiàn)提出三種方案，具體如下： 方案 A： （ A k） =（ ） =； 方案 B： （ A k） = /（ ） = 方案 C： （ A k） = （ ） =； 參照《煤礦工業(yè)設計規(guī)范》規(guī)定，方案 B 較為合理，即：礦井生產(chǎn)能力為 120 Mt/a；礦井服務年限為 T=。 20 第 3 章 井田開拓 概述 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 雞西礦業(yè)集團距本區(qū)約 5km，距離不遠，可以利用這個條件幫助建設該區(qū)，并且在人力和材料等方面的供應條件較好。 雞西地區(qū)現(xiàn)有大型火力發(fā)電廠一座，在礦區(qū)總體設計階段，供電電源方案已達成協(xié)議，所以供電電源容易解決。該礦區(qū)內(nèi)地下 含水量極其豐富，供水水源充足。 影響本礦井開拓方式的因素及其具體情況 井田開拓方式的選擇應全面考慮各種因素，主要因素包括： (1)井田地質(zhì)和水文地質(zhì)條件及地形地貌和地面外部條件； (2)煤層賦存和開采技術條件及技術裝備和工藝系統(tǒng)條件； (3)技術裝備和工藝系統(tǒng)條件； (4)總體設計和礦井生產(chǎn)能力要求等。 通過對上述各種因素綜合研究，與系統(tǒng)優(yōu)化和多方案技術經(jīng)濟比較后確定本礦井開拓方式。 影響本設計井田開拓方式的具體因素如下： ； 。 確定井田開拓方式的原則 在解決井田開拓問題時，應遵循以下原則： (1)貫徹執(zhí)行有關煤炭工業(yè)的技術政策 ,為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低、效率高創(chuàng)造條件．要使生產(chǎn)系統(tǒng)完善、有效、可靠，在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量，尢其是初期建設工程量，節(jié)約基建工程量，加快礦井建設。 (2) 必須慣徹執(zhí)行有關煤礦安全生產(chǎn)的有關規(guī)定。要建立完善的通風系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的條件，減少巷道維護量，使主要巷道經(jīng)常性21 保持良好狀態(tài)。 (3) 要適應當前國家的技術水平和設備供應情況，并為采用新技術，新工藝，發(fā)展采煤機械化，自動化創(chuàng)造條件。 (4) 合理集中開拓布置，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件。 (5) 合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。 (6)根據(jù)用戶需要，應將不同煤質(zhì)，煤種的煤層分別開采 礦井開拓方案的選擇 井硐形式和井口位置 開拓方式按照井筒的傾角不同（水平、傾斜、垂直）分為立井開拓、斜井開拓、平硐開拓和綜合開拓方式（平、斜、立井中的任何二或三種形式相結(jié)合進行開拓）等四種方式。 ①立井開拓：適應性很強，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件限制。 ②斜井開拓：對于煤層賦存較淺，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單的緩傾斜和傾斜煤層，一般采用斜井開拓。 ③平硐開拓：當煤層賦存具有平硐開拓條件時，應優(yōu)先考慮采用平硐開拓。 ④綜合開拓：如果單一的開拓方式不能滿足通風、安全、充填、提升等不同需要或技術經(jīng)濟不合理時，可采用綜合開拓。 根據(jù)地形地貌、煤層賦存條件及確定的工業(yè)場地位置，本著合理開發(fā)全井田，集中生產(chǎn)運輸環(huán)節(jié)簡單、初期井巷工程量少、投資省、出煤早、達產(chǎn)快、安全、高效的原則，設計提出了三個開拓方案： 方案一：雙立井兩個水平開拓 方案二：雙斜井兩個水平開拓 22 方案一 方案二 以上 兩 種井筒開拓方案比較如下： 斜井與立井相比 斜井 優(yōu)點：井筒掘進技術和施工設備比較簡單，掘進速度快，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井底車場及硐室都投資少；井筒裝備和地面建筑物少，不用大型提升設備，鋼材消耗量??；膠帶輸送機提升增產(chǎn)潛力大，改擴建比較方便，容易實現(xiàn)多水平生產(chǎn)，并能減少井下石門長度。 缺點：在自然條件相同時，斜井要比立井長得多；圍巖不穩(wěn)固時，斜井井筒維護費用高，采用絞車提升時，提升速度低，能力小鋼 絲繩磨損嚴重，動力消耗大，提升費用高，當井田斜長較大時，采用多段絞車提升，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)復雜，更要多占用設備和人力；由于斜井較長，沿井筒敷設管路，電纜所需的管線長度較大；斜井通風風路較長，對瓦斯涌出量大的大型礦井，斜井井筒斷面小，通風阻力過大，可能滿足不了通風的要求，不得不另開專用進風或回風的立井并兼做輔助提升；當表土為富含水的沖積層或流砂層時 ,斜井井筒掘進技術復雜 ,有時難以通過。 適用條件：煤層賦存較淺，垂深在 200m 以內(nèi)，煤層賦存深度為 0～ 500m，含水砂層厚度小于 20～ 40m，表土層不厚，水文地質(zhì)情 況簡單的煤層．井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層。 23 立井 優(yōu)點：立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，機械化程度高，易于自動控制，井筒為圓形斷面機結(jié)構(gòu)合理，維護費用低，有效斷面大通風條件好，管線短，人員升降速度快； 缺點：與斜井優(yōu)點相對。 適用條件 ：煤層賦存深度 200～ 1000m，含水砂層厚度 20～ 400m,立井開拓的適應性很強，一般不受煤層傾角，厚度，瓦斯，水文等自然條件限制．技術上也比較可靠．當?shù)刭|(zhì)條件不利于平硐或斜井開拓時均采用立井開拓方式． 根據(jù)上述井筒開拓 方案的技術比較，根據(jù)規(guī)定，對技術可行方案應進行 經(jīng)濟比較。詳見 開拓方案比較表，表 31 表 31 開拓方案比較表 方案一 方案 二 工程量 m 單價 元 /m 費用 萬元 工程量 m 單價 元 /m 費用 萬元 初 期 主井井筒 420 87 1850 副井井筒 420