【導(dǎo)讀】全套CAD圖紙，聯(lián)系153893706

　　

【正文】 家標(biāo)準(zhǔn)（ GB5752－ 86）》，對照中國煤炭分類簡表，本礦區(qū)各煤層特性如下： 己 15 煤層：主要為半亮型煤，煤呈黑色，玻璃光澤，性脆易碎呈碎粒狀及粉末狀；其他化驗(yàn)指標(biāo)： A： ～ ﹪。 V： ～ ﹪ Q： ～ ㎏ S： ～ ﹪ 粘結(jié)性 4～ 5，煤種牌號(hào) 1/3 焦煤。 己 17 煤層：主要為半亮型煤為主，煤為黑色。玻璃光澤，亮煤為主，性脆松軟，易呈粉末狀。 其他化驗(yàn)指標(biāo)： S： ～ ﹪， A： ～ %， Q： ～ ㎏，煤種牌號(hào)為肥煤。 煤的用途：根據(jù)本礦的煤質(zhì)情況及當(dāng)?shù)厥袌龅男枨?，本礦生產(chǎn)的原煤和經(jīng)加工的塊煤主要用于電廠、熱電廠和分散客戶，可主要作為電力、船舶、鍋爐用煤及其他工業(yè)用煤。 煤的容重：經(jīng)過化驗(yàn)分析得出己煤容重為 。 瓦斯、煤塵、煤的自燃性 己組煤在 50～ 300之間瓦斯相對涌出量為 ～ m179。/t d，瓦斯絕對涌出量為 m179。/min 區(qū)內(nèi)變化趨勢為淺部向深部有增大的趨勢，是按低瓦斯采區(qū)管理的。根據(jù)平頂山煤業(yè)集團(tuán)公司吳 寨礦礦井地質(zhì)報(bào)告和一、四、六礦深部勘探報(bào)告鑒定成果分析，對同一煤層，由南向北， CH4 含量隨埋藏深度增加有增加的趨勢， 相鄰的 一礦己 15 煤層相對瓦斯涌出量 4～ 6 m3/t d， 是按高沼區(qū)域管理 的 ，四礦東翼己三采區(qū)己 16，己 17 煤層標(biāo)高在 364～496 米之間，瓦斯相對涌出量 m3/t d， 也是 按高瓦斯突出區(qū)管理。 煤塵及其爆炸性：根據(jù)吳寨礦礦井地質(zhì)報(bào)告和一，四，六礦深部勘探資料：己 15 煤層在巖粉含量 80﹪時(shí)，火焰長度 600（ m/m） ,爆炸性指數(shù) ﹪（計(jì)算值），己 17 煤層在巖粉含量 80～ 90﹪時(shí)，火焰長度 80～ 650（ m/m） ,爆炸性指數(shù) ﹪（計(jì)算值），二礦己組煤層爆炸性指數(shù)測量結(jié)果 38— 39﹪，煤層為 30﹪，上述測定表明，開采煤層定為有煤塵爆炸性危險(xiǎn)，故生產(chǎn)中應(yīng)采取有效的預(yù)防措施，以保證安全生產(chǎn)。 煤層基本為肥煤和 1/3 的焦煤，己 16 煤層著火溫度原樣為 355℃ ～ 368℃ ，還原樣 370℃ ，煤層還原樣燃點(diǎn)和氧化樣燃點(diǎn)差值 △ t =6℃ ，屬四類不易自然煤層，從現(xiàn)有資料和實(shí)際生產(chǎn)來看，己組煤層可定為無自然發(fā)火煤層庚組煤層應(yīng)定為有自然傾向性發(fā)火煤層，自然發(fā)火期為 6~8 個(gè)月，但在設(shè)計(jì)中 也應(yīng)該提高采掘速度，合理安排回采與掘進(jìn)之間的關(guān)系，盡量減少煤巷空閑情況的出現(xiàn)，采空區(qū)要求封閉嚴(yán)實(shí)，以防止余煤的自燃 。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 2 井田開拓 井田境界及可采儲(chǔ)量 井田境界 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)。煤田范圍劃分為井田的原則有： 1） 要充分利用自然條件劃分，在可能的條件下，應(yīng)盡量利用地形、地物、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)以及煤層特征等自然條件，以減少煤柱損失，提高資源采出率，充分保護(hù)地面設(shè)施； 2） 要有與 礦區(qū)開發(fā)強(qiáng)度相適應(yīng)的井田范圍，要保證井田范圍與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)，有足夠的儲(chǔ)量和服務(wù)年限及合理的尺寸； 3） 照顧全局，處理好與臨礦的關(guān)系； 4） 直線原則，井田的劃分應(yīng)盡量采用直線或折線，有利于礦井的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理工作的開展。 根據(jù)以上劃分原則，以及考慮到平頂山礦區(qū)煤田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造強(qiáng)度大等原因，本井田在能滿足生產(chǎn)開發(fā)強(qiáng)度的前提條件下，不但要考慮了自然條件原因，而且要考慮到礦區(qū)的整體規(guī)劃，故將平頂山礦區(qū)二礦井田四周境界定為：西部淺部與三環(huán)公司、深部與四礦相鄰；北部以己 15 煤層 400 煤層底版等高線為依據(jù)，與一礦相 鄰；東部與天力公司吳寨礦相鄰；南部到煤層自然風(fēng)化帶。 本井田淺部走向長 km，深部走向長 km，平均長 km，井田傾向長 ～ km，平均 km，井田面積 。 根據(jù)勘探資料可知煤層在 400m 以下向北部延深，深部是一無限煤田。 井田儲(chǔ)量 區(qū)內(nèi)賦含煤層數(shù)目較多，在目前的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，除己 1己 17 煤層外，其它煤層均無開采利用價(jià)值。 本設(shè)計(jì)只針對 己 15 煤層、 己 17 煤 層。 工業(yè)儲(chǔ)量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過地質(zhì)勘探厚度與質(zhì)量均合乎開采要求 ，目前可供利用的列入平衡表內(nèi)的儲(chǔ)量，即 A+B+C 級儲(chǔ)量。本設(shè)計(jì)采用求積儀法結(jié)合算術(shù)平均法計(jì)算工業(yè)儲(chǔ)量： （ 1） 利用求積儀法測得井田水平面積為 km2。 （ 2） 用算術(shù)平均法計(jì)算礦井工業(yè)儲(chǔ)量： Zg=S（ M+M1） γ/cosα （ 21） 式中： Zg——工業(yè) 儲(chǔ)量， Mt； S——井田面積 ， m2； M——己 15 煤層平均厚度， ； M1——己 17 煤層平均厚度， 。 γ——己 1 17 煤的平均容重， ； α——己 1 17 煤層平均傾角， 7176。； Tgα=； cos7176。=。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 故工業(yè)儲(chǔ)量為： Zz =(3)根據(jù)地質(zhì)勘探資料顯示，其中高級儲(chǔ)量為： 150Mt，約占工業(yè)儲(chǔ)量的 85%，符合設(shè)計(jì)要求。 1)計(jì)算可采儲(chǔ)量時(shí)，必須要考慮以下儲(chǔ)量損失： (1)工業(yè)廣場保安煤柱； (2)井田境界煤柱損失； (3)采煤方法所產(chǎn)生煤柱損失和斷層煤柱損失； (4)建筑物、河流、鐵路等壓煤損失； (5)其它各種損失。 2)各種煤柱損 失計(jì)算 (1)本礦井開采時(shí)，由于村莊稀疏且規(guī)模較小，開采初期時(shí)無影響，在后期開采時(shí)宜采用搬遷解決；井田內(nèi)無鐵路河流影響；并且井田內(nèi)沒有較大的斷層和構(gòu)造，因此煤柱損失只需考慮工業(yè)廣場保安煤柱損失及井田邊界煤柱損失。 工業(yè)場地保護(hù)煤柱 本礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為 150 萬 t/a，按《煤礦設(shè)計(jì)工業(yè)規(guī)范》，本設(shè)計(jì)工業(yè)廣場取 14 公頃，長、寬分別為 400m、 350m，煤柱設(shè)計(jì)依據(jù) 2021 年版《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)定》，確定地面受保護(hù)范圍及其保護(hù)對象，確定二礦工業(yè)廣場受保護(hù)對象的保護(hù)等級為Ⅱ級 ,其圍護(hù) 帶寬度為 15m。 工業(yè)場地的布置應(yīng)結(jié)合地形、地物、工程地質(zhì)條件及工藝要求，做到有利生產(chǎn)，方便生活，節(jié)約用電 。 表 工業(yè)場地占地面積指標(biāo) 井型（萬 t） 占地面積指標(biāo)（公頃 /10 萬 t） 240 及以上 120180 4590 930 本礦井地質(zhì)條件及沖擊層和基巖移動(dòng)角見表 。 表 巖層移動(dòng)角 廣場中心深度 煤層傾角 煤層厚度 沖積層厚度 Φ δ γ β M 176。 M M 176。 176。 176。 176。 445 7 230 50 60 60 60 用作圖法求出工業(yè)廣場保護(hù)煤柱量，工業(yè)廣場保護(hù)煤柱留設(shè)見圖 。 由此根據(jù)上述已知條件，畫出如圖 211 所示的工業(yè)廣場保護(hù)煤柱的尺寸，并由圖可得出保護(hù)煤柱的尺寸為： Si=梯形面積 =(上寬 +下寬 )高 /（ 2cos7176。） （ 22） S= km2 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 則：工業(yè)廣場的煤柱量為： Z=S（ M+M1） γ （ 23） 式中： Zi—工業(yè)廣場煤 柱量； S—工業(yè)廣場面積； M—15煤層厚度； M1—17煤層厚度； γ—煤的容重。 則： Z= (萬 t) 圖 (2)井田境界煤柱損失；以及大巷煤拄損失。 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(M+M1)γ/cosα （ 24） 式中 ： P——井田邊界保護(hù)煤柱煤量，萬 t； l——邊界長度 ,Km； b——邊界寬度 , m； M——煤層平均厚度， 15＃煤層平均厚 m； M1——煤層平均厚度， 17＃煤層平均厚 m； γ——煤的平均容重， ； α——煤層平均傾角， 7176。 15＃ 、 17煤層 = (萬 t) 南部多出 30 米，以及煤柱損失 15＃ 、 17煤層 =（ 30+100） (萬 t) 則井田邊界保護(hù)煤柱損失 量為： P1=(萬 t) (3).斷層保護(hù)煤柱 50176。65176。56176。50176。50176。63176。50176。63176。中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，斷層按性質(zhì)、落差大小及其對煤層破壞程度，斷層煤柱留設(shè)如下：落差＞ 50 m的斷層，兩側(cè)各留 50 m的煤柱；落差＞ 20 m～ ≤50 m的斷層，兩側(cè)各留 30 m煤柱；落差＞ 10 m～ ≤20 m的斷層，兩側(cè)各留 20 m煤柱；落差＜ 10 m的斷層不留設(shè)斷層煤柱。 井田內(nèi)的所有斷層都＜ 10 m，因此不需要留設(shè)斷層煤柱。 (4)井筒保護(hù)煤柱 主、副井井筒保護(hù)煤柱在工業(yè)廣場保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，故井筒保護(hù)煤柱損失量為 0。 表 保護(hù)煤柱損失量 煤柱 類型 儲(chǔ)量（萬 t） 井田邊界保護(hù)煤柱 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱 風(fēng)井保護(hù)煤柱 0 合 計(jì) ，可以按下式計(jì)算： Zk=(ZgP)*C （ 25） 式中： Zk————礦井可采儲(chǔ)量，萬 t； Zg——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，萬 t； P——永久煤柱損失煤量，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 。 則 ， 礦井的設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 :Zk=（ ） = 萬 t。 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》第 條規(guī)定：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)效益及國家對煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化確定。 礦區(qū)規(guī)模可依據(jù)以下條件確定 ： 資源情況：煤田地質(zhì)條件簡單，儲(chǔ)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(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)力來源等。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模，否則應(yīng)縮規(guī)模； 國家需求：對國家煤炭需求量的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依； 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)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。 本 井田儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，斷層褶皺少，傾角小，厚度變化不大，開采條件簡單，技術(shù)準(zhǔn)備先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益好，煤質(zhì)為優(yōu)質(zhì)焦煤，交通運(yùn)輸便利，市場需求量大，易建大型礦井。確定設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 1. 2Mt/a。礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。 （ 1）礦井工 作制度 礦井年平均工作日為 330 天 .“三八 ”工作制度，其中兩班半生產(chǎn)，一班檢修，每班工作8 小時(shí)，日凈提升 14 個(gè)小時(shí)。 （ 2）礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 礦井可采儲(chǔ)量 Zk＝ （萬 t） 采用 150 萬噸 /年的生產(chǎn)能力。 礦井服務(wù)年限、年產(chǎn)量和儲(chǔ)量之間的關(guān)系可用下式表示 T＝ Zk/(Ak) （ 26） T ——礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限， a； A ——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)量， Mt/a； K ——儲(chǔ)量備用系數(shù)， 。（此系數(shù)是為了避免井田局部地質(zhì)變化，造成儲(chǔ)量減小，致使礦井服務(wù)年限縮短設(shè)置的。地質(zhì)構(gòu)造簡單的井田區(qū)小值，反之取大值。） 代入式中 T＝ Zk /(Ak) ＝ （萬 t） /（ 150） ＝ 年 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井型井型校核。 煤層開采能力 井田內(nèi) 15 號(hào)煤層平均 m，為特厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大。根據(jù)現(xiàn)代化礦井 “一礦一井一面 ”的發(fā)展模式，可以布置一個(gè)大采高工作面保產(chǎn)。 輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 本礦井為大型礦井，開拓方式為立井開拓，主井提升容器為兩對 14 噸底卸式提升箕斗，提升能力可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求，工作面生產(chǎn)原煤一律用膠帶輸送機(jī)運(yùn)到采區(qū)煤倉，運(yùn)輸能力很大，自動(dòng)化程度很高，原煤外運(yùn)不成問題。輔助運(yùn)輸采用罐籠，同時(shí)本設(shè)計(jì)的井底車場調(diào)車方便，通過能力大，滿足矸石、材料及人員的調(diào)動(dòng)要求。所以輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全能夠滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求。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。 通風(fēng)安全條件的校核 礦井有煤塵爆炸危險(xiǎn)性，但瓦斯涌出量小，屬低瓦斯礦井。礦區(qū)采用抽出式通風(fēng)，設(shè)一條