【導(dǎo)讀】3采煤方法及帶區(qū)巷道布置...

　　

【正文】 不穩(wěn)定 復(fù)雜 3 下 煤 0～ 較穩(wěn)定 簡單 局部有偽頂 ,直接頂多為泥質(zhì)泥，粉砂巖及泥巖，老頂為細、中粒砂巖 焦 ～ 不穩(wěn)定 復(fù)雜 2 井田開拓 井田境 界及可采儲量 井田境界 常村井田境界為：北以緯線 3862400 與王莊井為界，南至長治縣城煤柱邊界。南北斜長 ；東以紙房斷層與三河口礦井為界，西至各煤層 440m 等高線和李橋斷層，東西走向長 ，面積 。 井田的工業(yè)儲量及可采儲量 1) 工業(yè)儲量 在本設(shè)計中，參加儲量計算的煤層有 2煤層，其中 3 上 、 3 下 煤為 主采煤層。 依據(jù)勘探鉆孔見煤厚度，采用平均煤厚 計算。 本設(shè)計采用求積儀法結(jié)合算術(shù)平均法計算工業(yè)儲量： Zg =S179。 M179。 r/cosα (2— 1) 式中： Zg— 工業(yè)儲量，萬 t； S— 塊段水平投影面積， m2； M — 塊段內(nèi)鉆孔見煤厚度的均值， m； α — 塊段內(nèi)煤層的平均傾角，176。； 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 Zg = 179。 106179。 179。 176。 = 20735 萬 t 2) 礦井可采儲量 計算可采儲量時必須考慮永久煤柱的損失： （ 1）、工業(yè)廣場保安煤柱；維護帶寬度為 20m （ 2）、井田境界煤柱損失；維護帶寬度為 25m。 （ 3）、采煤方法所產(chǎn)生煤柱損失和斷層煤柱損失；斷層維護帶 寬度 50m。 （ 4）、建筑物、河流、鐵路等壓煤損失； 各種煤柱損失計算 （ 1）、井田邊界保護煤柱：井田邊界保護煤柱留設(shè) 25m 寬，則井田邊界長 15000m。 邊界煤柱可按下列公式計算 Z = L 179。 b 179。 M 179。 R （ 2 — 2） 式中： Z —— 邊界煤柱損失量； L —— 邊界長度； B —— 邊界寬度；斷層邊界、人為劃定邊界取 25m； M —— 煤層厚度； R —— 煤的容重： 則井田的邊界保護煤柱為： Z = L 179。 b 179。 M 179。 R = 15000179。 25179。 179。 = 萬 t （ 2）、斷層保護煤柱： Z = L 179。 b 179。 M 179。 R =4000179。 50179。 179。 =218 萬 t (3) 工業(yè)廣場保護煤柱： 表 工業(yè)場地占地面積指標 井 型（萬 t/a） 占地面積指標（公頃 /10萬 t） 240及以上 120180 4590 930 根據(jù)上表規(guī)定，本井田工業(yè)廣場占地面積 S取值如下： S = 179。 180/10 = 公頃 則將工業(yè)廣場定為長 480m，寬 450m。 工業(yè)廣場要垂直于煤層走向的要求，設(shè)計采用工業(yè)廣場保護區(qū)域的沖擊層移動角為Φ=40176。，深 50m?；鶐r的走向移動角為δ =70176。，基巖的上山移動角為α =70176。，基巖的下山移動角為β =72176。，地表維護帶寬度取 20m，工業(yè)廣場處煤層平緩傾角約為 10176。，煤層深350m。綜合以上數(shù)據(jù)，由圖 、計算工業(yè)廣場保護煤柱的面積如下： 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 圖 工業(yè)廣場保護煤柱計算示意圖 工業(yè)廣場保護煤柱為： Q 場 =（上底 +下底） 179。高 /2 179。 179。 = 1014 萬 t (4) 風(fēng)井保護煤柱 設(shè)計風(fēng)井為 2個，采用垂直斷面法計算風(fēng)井保護煤柱的面積，保護煤柱計算方法與工業(yè)廣場保護煤柱計算方法相同。 表 煤 柱 類 型 煤柱損失量（萬 t） 井田邊界保護煤柱 斷層保護煤柱 218 工業(yè)廣場保護煤柱 1014 合 計 3) 可采儲量 可采儲量由下式計算： ZK = (Zg– P) 179。 C (2— 2) 式中： Z g — 礦井工業(yè)儲量，萬 t； P — 保護煤柱損失儲量，萬 t； C = 采區(qū)采出率，厚煤層不小于 ；中厚煤層不小于 ；薄煤層不小于 ；地方煤礦不小于 則 ZK = （ 20735 — ）179。 = 萬 t 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 表 可采儲量匯總表 工業(yè)儲量(萬 t） 永久煤柱損失量 (萬 t） 可采儲量 (萬 t) 斷層保護（萬 t） 工業(yè) 廣場 (萬 t) 井田 邊界 (萬 t） 合 計 (萬 t） 20735 218 1014 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 1 礦井年工作日數(shù)的確定 按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日 330 天計算。所以，本礦井設(shè)計年工作日數(shù)為 330 天。 2 礦井工作制度的確定 礦井工作制度設(shè)計采用“三八”工作制，即二班生產(chǎn)，一班準備，每班凈工作時間為8個小時。 3 礦井每晝夜凈提升小時數(shù)的確定 按照《煤炭工業(yè)礦 井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：礦井每晝夜凈提升時間 14 小時。這樣充分考慮了礦井的富裕系數(shù)，防止礦井因提升能力不足而影響礦井的增產(chǎn)或改擴建。因此本礦設(shè)計每晝夜凈提升時間為 14 小時。 4 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的確定 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力確定為 180 萬 t/a。其主要因素如下： 《煤炭工業(yè)設(shè)計礦井設(shè)計規(guī)范》第 規(guī)定：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟效益及市場對煤炭需求等因素，經(jīng)多方案的比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。論證礦井設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)進行第一開采水平不或小于 30 年配產(chǎn)。配產(chǎn)應(yīng)符合合理開采程序，厚、薄煤層，不 同煤類搭配開采；同時生產(chǎn)的采區(qū)數(shù)及采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)，應(yīng)符合本規(guī)范第 條規(guī)定（采區(qū)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、煤層生產(chǎn)能力、采掘機械化程度和采區(qū)同時生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)及其接替關(guān)系等因素確定。應(yīng)提高工作面單產(chǎn)。采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的綜采工作面宜一個面，不應(yīng)超過兩個面；普采工作面宜為兩個面，不應(yīng)超過 3個面），并應(yīng)保證采區(qū)及工作面的合理接替。 礦井規(guī)?？筛鶕?jù)以下條件確定： 1)資源情況：煤田地質(zhì)條件簡單，儲量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定的太大。 2)開發(fā)條 件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市）和交通情況（鐵路、公路、水路）、用戶、供電、供水，建筑材料及勞動力來源等。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)力度和礦區(qū)規(guī)模；否則應(yīng)縮小規(guī)模。 3)國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤種、煤質(zhì)、產(chǎn)量等的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要根據(jù)。 4)投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大。 5) 礦井服務(wù)年限的核算 礦井服務(wù)年限的計算公式為： T = Zk/A178。 K (26) 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 式中 T —— 礦井的服務(wù)年限， a； Zk—— 礦井的可采儲量，萬 t； K —— 礦井儲量備用系數(shù)，取 K=； A —— 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，萬 t/a。 T = Zk/A178。 K =179。 =61a 6 井型校核：通過對實際每層開采能力、輔助生產(chǎn)能力、儲量條件及安全條件等因素對井型加以校核。 (1) 煤層開采能力 常村井田 3 上 、 3 下 煤層是賦存穩(wěn)定的厚煤層，地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單，瓦斯涌出量較小，易采用大采高開采。 3 上 煤層厚度變化不大，首采區(qū)較厚，可采用綜采開采方式。 (2) 輔助生 產(chǎn)系統(tǒng)能力校核 本設(shè)計的礦井為大型礦井，開拓方式為雙立井開拓。主井裝備 12t 箕斗一對，提升能力大，能滿足提升方面的要求。大巷和石門采用強力膠帶輸送機運煤，運輸能力也能達到要求，機械化程度較高。輔助運輸采用 架線式電機車運輸 ，運輸能力很大，且車場簡單，所以本設(shè)計中采用立井刀式井底車場。調(diào)車和通過能力均能滿足要求，輔助運輸能力能滿足生產(chǎn)環(huán)節(jié)的要求。 (3) 安全條件 本礦井瓦斯涌出量較小，煤塵具有爆炸性危險。水文地質(zhì)條件簡單，涌水量不大。在副井中鋪設(shè)四趟排水管道可滿足礦井排水要求。礦井采用 邊界式通風(fēng)方式，在通風(fēng)設(shè) 計中工作面采用 U型通風(fēng)方式 ，風(fēng)量大，同時也滿足對瓦斯的稀釋要求，保證生產(chǎn)的需要。井田內(nèi)斷層較少，只有一些較大的斷層，對于開拓有一定的影響，但是，對于影響生產(chǎn)的小斷層較少。 所以，各項安全條件也均可保證礦井達到的設(shè)計產(chǎn)量。 (4) 儲量條件校核 《煤礦設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，礦井的設(shè)計能力應(yīng)與礦井的儲量相適應(yīng)，以保證足夠的服務(wù)年限。該井田可采儲量 萬 t，服務(wù)年限為 61年與礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力相適應(yīng)。 表 我國各類井型的礦井和第一水平設(shè)計服務(wù)年限 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力（萬 t/a） 礦井設(shè)計服務(wù)年限（ a） 第一開采水平服務(wù)年限（ a） 煤層傾角 ＜ 25176。 煤層傾角 25176。～ 45176。 煤層傾角 ＞ 45176。 500及以上 80 45 － － 300～ 500 70 35 － － 120～ 240 60 30 25 20 45～ 90 50 25 20 15 井田開拓 井田開拓的基本問題 一 井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進入煤體，建立礦井提升、運輸、通風(fēng)、排水和動力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 18 頁 式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合 理的開拓方式，需要對技術(shù)可行的幾種開拓方式進行技術(shù)經(jīng)濟比較，才能確定。 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認真研究。 、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置； ； ； ，做好開采水平的接替； 、深部開拓及技術(shù)改造； 、運輸及供電系統(tǒng)。 確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時， 應(yīng)遵循下列原則： ，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。 ，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。 ，減少煤炭損失。 。要建立完善的通風(fēng)、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)。 ，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件。 ，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。 二 井筒形式、數(shù)目和位置的確定： （一）井筒形式的確定 一般情況下，井筒的開拓方式有立井、斜井和平峒三種。其使用條件和優(yōu)缺點比較如表 ： 表 井筒開拓形式的使用條件和優(yōu)缺點比較 井筒 形式 立井開拓 斜井開拓 平硐開拓 主斜副立 煤層 條件 埋藏深表土厚為緩傾斜煤層 傾角小于 25176。表土層薄，無流沙層 傾角較小，地形復(fù)雜 井田范圍較大 優(yōu)點 井身短，通過 井筒的各種管線長度小，提升速度快，機械化程度高，對輔助提升有利，人員提升快；井筒斷面大，通風(fēng)阻力??；生產(chǎn)經(jīng)營費用低，有利于井筒維護，適應(yīng)性強，技術(shù)可靠，不受煤層瓦斯煤層等限制 開拓部署能適應(yīng)產(chǎn)量大、生產(chǎn)集中的要求，主斜井不受長度限制，井筒裝備及井底車場，地面設(shè)施簡單；施工簡單，掘進快，初期投資少，延伸方便，安全出口好 最簡單的開拓方式，技術(shù)、經(jīng)濟最有利，主運