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煤礦90萬噸初步設(shè)計(參考版)

2025-06-08 06:23本頁面
  

【正文】 巷道斷面、支護(hù)方式及安全間隙 軌道巷、膠帶巷、 東、西 回風(fēng)巷均為矩形斷面,采用錨桿、錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)噴混凝土支護(hù)。 H―― 巷道的最大垂深,取 335m; M―― 煤厚, 4 號煤層厚度取 ; f―― 煤的強(qiáng)度系數(shù), 0 .1 1 0 0 .1 1 0 3 0 1 .7CfR= = ?; 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書 采礦工程專業(yè) 27 RC―― 煤的單向抗壓強(qiáng)度,取 30MPa。 巷道安全煤柱 井下大巷保護(hù)煤柱留設(shè) 按如下公式計算: S=2S1+2a 式中: a―― 受護(hù)巷道寬度的一半,取 ; S1―― 斜井保護(hù)煤柱的水平寬度( m),可按下式計算: 1 H( + M)fS == 335(+ )180。 二水平膠帶巷、軌道巷均沿 9煤層頂板布置,回風(fēng)巷沿 8 號煤層頂板布置。 一水平膠帶巷、軌道巷均沿 5 煤層頂板布置,回風(fēng)巷沿 4 號煤層頂板布置。 第五章 礦井基本巷道及建井計劃 第一節(jié) 、主要巷道 與石門 根據(jù)井田的開拓方式,大巷布置本著以煤巷為主、總的井巷工程量小和基建投資少的原則,同時考慮機(jī)械化裝備水平等因素,主要布置如下: 主要巷道層位布置 礦井設(shè)置兩個開采 水平,一水平標(biāo)高 +865m,上組 2 號煤層聯(lián)合開采,二水平標(biāo)高 +795m, 下組 8號、 9號煤層聯(lián)合開采?;夭晒ぷ髅娌捎脙梢斫诲e開采的方式。 ( 5)井口距危險建筑物距離 主、副井距通風(fēng)機(jī)房、壓風(fēng)機(jī)房、提升機(jī)房、變電所和辦公樓均大于 30m,符合礦井設(shè)計規(guī) 范要求。梯子孔左右寬度 620mm,前后長度 1000mm。 礦井工業(yè)場地沿溝谷兩側(cè)布置,溝谷上游 匯水面積為 F=, 根據(jù)人民交通出版社《公路小橋涵設(shè)計示例》,流量經(jīng)驗公式洪峰流量計算公式: QP=KFn,算得 百年一遇最大 洪峰 流量為 QP=, 考慮場地雨水匯入等因素, 在工業(yè)場地內(nèi)沿溝谷中心設(shè) (半圓拱),涵洞凈高 。 ( 2)井口及工業(yè)場地防洪能力 井田內(nèi)無常年性河流,溝谷內(nèi)一般無水,只在汛期可見一些短暫性水流,屬黃河太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書 采礦工程專業(yè) 25 流域汾河水系。 運人斜 井:現(xiàn)有井筒, 半圓拱 斷面,采用 料石砌碹 支護(hù),表土段支護(hù)厚度為 500mm,基巖段支護(hù)厚度為 400mm。 (五)進(jìn)、回風(fēng)井口的安全性 ( 1)井筒支護(hù) 主 斜 井: 刷擴(kuò) 井筒, 半圓拱 斷面, 表土段 采用 鋼筋 混凝土支 護(hù),厚度為 600mm,基巖段 采用錨噴、錨索 支護(hù) , 厚度為 150mm。 采空區(qū) 煤柱:整合后的井田范圍內(nèi)及周邊有多處存在大面積的采空區(qū),根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》附錄三中的防隔水煤(巖)柱的尺寸要求計算公式 ppL KM K? ,但由于地質(zhì)報告中未給出水頭壓力 p 的數(shù)據(jù),因此暫結(jié)合以往經(jīng)驗及已開采現(xiàn)狀確定在其邊界留設(shè)煤柱 20m。 村莊煤柱:三級保護(hù),圍護(hù)帶寬度 10m, 然后按照各巖層的移動角計算出各巖層的水平移動長度,所有巖層水平移動長度之和即為圍護(hù)帶外煤柱的寬度。 斷層 、 陷落柱兩側(cè)各留煤柱 50m。 工業(yè)場地煤柱:二級保護(hù),圍護(hù)帶寬度 15m, 然后按照各巖層的移動角計算出各太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書 采礦工程專業(yè) 24 巖層的水平移動 長度,所有巖層水平移動長度之和即為圍護(hù)帶外煤柱的寬度。 井田邊界防水煤柱:井田邊界防水煤柱依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定,井田邊界每側(cè)留設(shè) 20m。 計算留設(shè)安全煤柱的巖層移動角:表土段 45176。 (四)保護(hù)煤柱的留設(shè) 井田開采需要留設(shè)安全煤柱的主要有礦井工業(yè)場地、井筒、斷層、 陷落柱、 村莊、采空區(qū)、井田境界、主要大巷。 (三)防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 本礦井設(shè)計能力為 ,屬中型礦井。 二 疊 系下統(tǒng)山西組,主要由粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、煤層等組成。 二 疊 系上統(tǒng)上石盒子組,主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖、 細(xì) 砂巖等組成。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書 采礦工程專業(yè) 23 各井筒斷面見圖 23 23 23 234。凈寬 ,凈斷面 ,已裝備架空乘人器,擔(dān)負(fù)人員運送任務(wù),兼作進(jìn)風(fēng)井和安全出口。 副立井 : 利用原 劉家峁 煤礦混合提升斜井,斜長 632m,傾角 22176。 其中: 主斜井 :刷大 原 擔(dān)炭溝煤礦 混合提升 斜井 井筒( 傾角 21176。 礦井服務(wù)年限: T=。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書 采礦工程專業(yè) 22 二、 礦井 的服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限及上組煤開采的服務(wù)年限采用以下公式計算。每天凈提升時間為 16h。 本次設(shè)計礦井 設(shè)計可采儲量為 萬 t,礦井設(shè)計可采儲量計算見表 142。 H―― 巷道的最大垂深,取 335m; 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書 采礦工程專業(yè) 21 M―― 煤厚, 4 號煤層厚度取 ; f―― 煤的強(qiáng)度系數(shù), 0 .1 1 0 0 .1 1 0 3 0 1 .7CfR= = ?; RC―― 煤的單向抗壓強(qiáng)度,取 30MPa。 井下大巷保護(hù)煤柱留設(shè)按如下公式計算: S=2S1+2a 式中: a―― 受護(hù)巷道寬度的一半,取 ; S1―― 斜井保護(hù)煤柱的水平寬度( m),可按下 式計算: 1 H( + M)fS == 335(+ )180。 ④ 設(shè)計可采儲量 可采儲量=(礦井 設(shè)計 儲量 井筒、工業(yè)場地及大巷保護(hù)煤柱) 采區(qū)回采率 。 其中井田邊界煤柱寬度取 20m;陷落柱外側(cè)、 斷層 兩側(cè)各 按 50m留設(shè)隔離煤柱 ; 采空區(qū)保護(hù)煤柱 取 20m。 經(jīng)計算,采空區(qū)和斷層防水保護(hù)煤柱按 30m留設(shè) 。移動角下推, 地面 擔(dān)炭溝 村、沙巖村、米家莊村 等 6 個村莊保護(hù)煤柱維護(hù)帶按Ⅲ級,其維護(hù)帶寬度為 10m。 安全煤柱留設(shè)依據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》,太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書 采礦工程專業(yè) 20 交城山國家森林公園、礦井 工業(yè)場區(qū)、井筒按一級保護(hù) , 留設(shè) 20m 圍護(hù)帶 ; 表土層按45176。其中: 4 號煤工業(yè)資源量為: 1374+172 = 萬 t; 5號煤工業(yè)資源量為: 1942+187 = 萬 t;8 號煤工業(yè)資源量為: 2645+268 = 萬 t; 9號煤工業(yè)資源量為: 2255+261= 萬 t ( 9 號煤工業(yè)資源量合計為 萬 t) 。 ② 礦井工業(yè)資源 /儲量 本礦 地質(zhì)條件 總體 簡單 , 計算工業(yè)資源量時, 推斷的儲量( 333)的可信度系數(shù)取。即井田中部儲量有 225 萬 t,其中主井工業(yè)場地壓煤 159 萬 t,該范圍內(nèi)設(shè)計可采儲量約 66萬 t剩余儲量,待礦井后期回收時考慮。 全井田資源 /儲量匯總表 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書 采礦工程專業(yè) 19 煤層編號 資源 /儲量 (萬 t) 111b/總量 (%) (111b+122b)/總量 (%) 111b 122b 333 蹬空 合計 122b 333 03 80 42 96 443 661 27 2 413 57 470 88 88 4 810 564 172 1546 52 89 5 1106 836 187 2129 52 91 8 1545 1100 268 2913 53 91 9 1277 978 261 2516 51 90 合計 5151 3558 987 96 443 10235 50 86 兼并重組后的礦井田內(nèi) 0 2 號煤層已基本被采空或破壞,在其內(nèi)不能形成規(guī)?;a(chǎn),本次暫不設(shè)計 0 2號煤剩余資源儲量的開采,待礦井后期回收時考慮。探明的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲量( 111b)占保有資源 /儲量的 50%:探明的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲量、控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲量( 111b+122b)占保有資源 /儲量的 86%。 第二節(jié) 、井田儲量 的計算 ( 1)資源 /儲量 ① 保有資源 /儲量 根據(jù)山西省煤炭地質(zhì) 148 勘查院 2021 年 4月編制的《 山西樓俊集團(tuán)擔(dān)炭溝煤業(yè)有限公司 兼并重組整合項目礦井地質(zhì)報告》,井田內(nèi) 0 10 號煤層保有資源 /儲量 10235 萬噸。 第二章 井田境界與儲量 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書 采礦工程專業(yè) 18 第一節(jié) 井田境界 根據(jù) 2021 年 11 月 11 日山西省國土資源廳頒發(fā)的采礦許可證,證號為C1400002021111220212843。 本次預(yù)測采空區(qū)積水采用的經(jīng)驗公式如下: W= W—— 預(yù)測采空區(qū)積水量,萬 m3 K—— 采空區(qū)積水系數(shù)(取 ~ ,本次采空區(qū)取 ,古空區(qū)取 ) M—— 煤層采厚, m F—— 采空區(qū)積水面積,( m2) α —— 煤層傾角(176。據(jù)調(diào)查,在該礦東南 2 號煤層采空區(qū)存在積水,積水標(biāo)高為 774m,據(jù)此圈定積水面積約為 萬 m2,估算積水量約為 萬 m3。此外,據(jù)調(diào)查,在 4 號煤層采空區(qū)南部存在積水,積水標(biāo)高為 775m,太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書 采礦工程專業(yè) 17 據(jù)此圈定此處 4 號煤層采空區(qū)積水面積約為 萬 m2,積水量約為 萬 m3。 原 曹家山 煤礦:開采 2 號煤層及 4 號煤層。 主水倉積水量受季節(jié)性影響較大, 2021 年 9 月份雨季期間涌水量最大 , 10月份后,涌水量降至 ,經(jīng)估算主水倉及巷道積水量約為 5400m3。據(jù)調(diào)查,沿主井口 20 米外,有一出水點,涌水量為,順延主井流入井底水倉,巷道底板低洼處均有不同程度的積水。而在 4 號煤層發(fā)現(xiàn)空巷,有積水約 厚,積水標(biāo)高為 880m,據(jù)此圈定其積水面積約為 萬 m2,積水量約為 萬 m3。 此外,在該礦西部存在鄰礦越界開采采空區(qū)(見 2 號煤層充水性圖)。 2) 03 號煤層本井田各礦均未開采,其古空區(qū)范圍根據(jù)原清交詳查報告確定,根據(jù)相鄰礦井的涌水量為 20m3/d,停產(chǎn) 40 年,古空區(qū)積水系數(shù)取 ,估算其積水量約為 萬 m3,圈定其積水面積約為 萬 m2。另外在開采 9 號煤層時形成的導(dǎo)水裂隙帶在井田東部及深溝切割處將通達(dá)地表,雨季洪水將有可能沿導(dǎo)水裂隙滲入礦井造成水害,應(yīng)加強(qiáng)防范。隨著今后采煤工藝的提高,采空范圍的增大,將會出現(xiàn)地層塌陷、地面出現(xiàn)裂縫,從而溝通地面水、各含水層和井下的通道,而使礦井涌水有所增加。 老窯采空區(qū)積水 本區(qū)煤炭開采歷史悠久,開采強(qiáng)度大,古窯和小窯采空區(qū)都不同程度的留有一定量的積水,周邊小窯技術(shù)力量較為薄弱,加上采掘 圖紙不全,以致于積水面積,積水量無法計算,能夠保存下來和能利用的地質(zhì)及地質(zhì)水文資料可靠性低,對礦井的安全生產(chǎn)有一定的威脅。 總的來說,井田內(nèi)構(gòu)造簡單。在井田東部及西部發(fā)育一系列走向北東,傾向南東的正斷層,對礦井的規(guī)劃、煤層的開采生產(chǎn)有一定影響。在有導(dǎo)水構(gòu)造溝通的情況下,局部存在奧灰?guī)r溶水底板突水的可能,因此井田內(nèi) 9號水文地質(zhì)類型屬于中等型。 2021 年煤炭產(chǎn)量為 90kt,年工作日按 330 計算,日產(chǎn)量 300t,富水系數(shù)為 ~ m3/t,整合后一水平仍設(shè)在井田南部,因此屆時一水平水文地質(zhì)條件與現(xiàn)在基本相同,可以采用現(xiàn)在的富水系數(shù)對生產(chǎn)能力達(dá)到 600kt/a 時,年工作日按330 計算,日產(chǎn)量 1819t,對礦井涌水量進(jìn)行預(yù)算,經(jīng)計算,礦井正常涌水量為 200 m3/d左右,最大涌水量為 260m3/d。因此,礦井充水水源主要是煤系地層中砂巖、石灰?guī)r裂隙含水層中的地下水。 9 號煤層底板承受的突水系數(shù)為 ,從計算結(jié)果看出, 井田內(nèi)突水系數(shù)小于受構(gòu)造破壞塊段的臨界突水系數(shù) , 奧陶系巖溶水對礦井充水影響不大,但在礦井生產(chǎn)過程中,應(yīng)注意煤層底板構(gòu)造裂隙與奧灰水的連通,防止水害發(fā)生。 9 號煤層距奧灰界面平均 60m,即 9 號煤層最低底板標(biāo)高 685m 以下的本溪組底部與奧灰界面處承受的最大靜水壓力 812- 685+60= 187( m)水柱。 9 號煤底板最低點在井田南部,標(biāo)高為 685m,低于奧灰水位 127m,下面計算最低點及各鉆孔突水系數(shù),以預(yù)測奧灰水突水的可能性。 8 號及 9號煤層的直接充水含水層為太原組薄層石灰?guī)r巖溶裂隙含水層。 井田內(nèi)平均降水量為 250— 500mm,由于地形坡度較陡,植被不發(fā)育,地形有利于自然排水,入滲補(bǔ)給地下水條件差,只在基巖露頭的溝谷中有少量的入滲,對于山西組砂巖含水層,由于其上有較多隔水 層分布,接受大氣降水的直接補(bǔ)給是很少的。初步分析,其原因一是由于井田西北 部分布采、古空區(qū)多,都有不同程度積水,可沿煤層底板向巷道滲透;二是井田內(nèi)部煤層埋深較淺,頂板以上巖層風(fēng)化裂隙發(fā)育,富水性較強(qiáng),亦可沿風(fēng)化裂隙間接向煤層滲漏。 奧陶系灰?guī)r巖溶水,區(qū)域上主要接受大氣降水的補(bǔ)給,向南流向晉中盆地。 (四)含水層的補(bǔ)給、徑流、排泄 第四系松散巖類主要靠大氣降水補(bǔ)給,在地形控制有利的情況下,在溝谷中形成水泉。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書 采礦工程專業(yè) 13 2. 石炭系本溪組隔水層 石炭系中統(tǒng)本溪組為一套泥巖、鐵鋁巖、鋁質(zhì)泥巖為主的地層,平均厚度約 35m,隔水性能較好。 總之,井田主要含水層中,除奧陶系灰?guī)r含水較豐富外,其它含水層富水性均較差,含水微弱。由于本層的含水性主
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