【正文】 上下巷支架回撤及拉前后溜機頭機尾、拉轉(zhuǎn)載機 ................... 46 兩道運輸 ..................................................... 47 機電設備管理 ................................................. 48 皮帶防火 ..................................................... 48 避災路線 ......................................................... 48 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學本科畢業(yè)設計說明書 5 避災路線 ..................................................... 48 第六章 技術(shù)經(jīng)濟分析 ............................................. 50 工作制度與勞動組織 ............................................... 50 工作制度 ..................................................... 50 勞動組織 ..................................................... 50 原煤成本估算 ..................................................... 51 結(jié) 論 ......................................................... 53 參考文獻 ....................................................... 54 謝 辭 ......................................................... 55 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學本科畢業(yè)設計說明書 1 引 言 采區(qū)設計是一個涉及煤礦開采，井巷工程，礦山機械，礦井通風等眾多學科的系統(tǒng)工程。 本次設計參照伊東集團扶貧煤礦初設資料，結(jié)合自身所學知識和井下生產(chǎn)實習經(jīng)驗，由老師指導對扶貧煤礦二采區(qū)進行采區(qū)設計。設計中難免有不妥和錯誤之處，懇請審閱老師批評指正。是內(nèi)蒙古伊東煤炭集團有限責任公司下屬煤礦。礦井距礦區(qū) 砂石路已改建為油路，經(jīng)礦區(qū)公路至呼（市）～大（飯鋪）公路長約 9km，本礦距大準鐵路 15km。 地形地貌 本區(qū)屬鄂爾多斯黃土高原，地形十分復雜，溝谷縱橫交錯，溝深壁陡，斷面多呈V 字形，樹枝狀分布，溝谷中有基巖外露。 地形水系 黃河是流經(jīng)井田東部邊緣唯一的地表水，年均最大流量 930～ 3390m3/s，年均最大含砂量 ～ ％，井田內(nèi)最低標高 ，低于黃河水位 140 多米。 氣象 本區(qū)屬大陸性氣候，冬季嚴寒漫長，夏季短暫炎熱，寒署變化劇烈，最低氣溫℃，最高氣溫 ℃，年平均氣溫 ～ ℃ ,晝夜溫差大。 全年多西北風，風速一般為 10～ 15m/s，最大風速 18m/s。 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學本科畢業(yè)設計說明書 3 區(qū)域經(jīng)濟簡況 本區(qū)煤炭資源豐富，但經(jīng)濟相對落后。當?shù)鼐用穸鄰氖罗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)，牧副業(yè)次之，經(jīng)濟發(fā)展滯后。 水源 礦 井水源主要依靠準格爾旗科源水務有限責任公司供水管網(wǎng)供給。 電源 礦井供電電源引自唐公塔 110kV 變電站和薛家灣 220kV 變電站，供電距離均為 15km。下部巖性為砂泥巖夾雞窩狀鐵礦結(jié)核（山西式鐵礦）、砂質(zhì)粘土巖，砂泥巖、泥巖夾粗砂巖。本組厚度 ～ ，平均厚度 。在 11 號煤層底部有一層厚約 10～ 20m的灰白色 粗砂巖（ K1），是底部煤層標志層。太原組含煤建造，基本可以劃分四個旋回，從奧陶系灰?guī)r不整合面之上鐵質(zhì)砂巖開始至（ K1）粗砂巖底，由一個完整的由粗～細沉積圖 121 柱狀圖 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學本科畢業(yè)設計說明書 4 韻律組成。 二疊系下統(tǒng)山西組（ P1sx）：是區(qū)內(nèi)含煤巖系之一，無可采煤層。 二疊系下統(tǒng)～中統(tǒng)石盒子組（ P12sh）：主要由砂泥巖、紫紅色砂巖、砂質(zhì)粘土巖、泥巖及粗砂巖構(gòu)成。 白堊系下統(tǒng)志丹群（ K1z）：由上而下為紫紅色礫巖、砂礫巖、砂泥巖互層，厚度不等，不整合于下伏石盒子組之上。 第四系上更新統(tǒng)（ Q3）：黃土 、輕亞粘土、細粉砂夾鈣質(zhì)結(jié)核。 （二）井田構(gòu)造 井田總體為北西單傾斜構(gòu)造，傾角小于 10 度，沿走向呈緩波狀起伏，形成寬緩的背向斜構(gòu)造。 腦包溝背斜：位于井田北部，長約 ，軸向北東 45176。波幅小于 20m，經(jīng)鉆孔驗證為穹隆狀構(gòu)造，已控制并于查明。長約 。 窯溝背斜（北西翼）：背斜軸向北東 45176。之間，褶皺已控制查明。 （五）巖漿活動 在井田內(nèi)施工的所以鉆孔中尚未見到火成巖體。上石炭統(tǒng)太原組和下二疊統(tǒng)山西組為主要含煤地層，井田內(nèi)含煤共 8層，編號分別為 6 上 、 9 上 、 10 號煤層，煤層平均總厚度約為 27m，煤系地層總厚 ，含煤系數(shù) %。 山西組平均厚 ，煤層平均總厚 ，含煤系數(shù) 1%，含煤 2 層， 3 號煤層厚度 0～ ，平均厚度 屬不可采煤層， 5 號煤層厚度 ～ ，平均 屬不可采煤層。 6 號煤層：太原組頂部，是井田內(nèi)主要可采煤層，全區(qū)可采，厚度 ～，平均 ，可采厚度 ～ ，平均 ，屬較穩(wěn)定煤層。夾石巖性為粘土巖、泥巖、砂質(zhì)粘土巖及炭質(zhì)泥巖，結(jié)構(gòu)尤以上部最為復雜。底板主要為泥巖，其次為粘土巖、砂巖。含夾矸 1層，平均厚度 。距 6號煤層 ～ ，平均 。煤層結(jié)構(gòu)簡單～復雜，平均含 4層夾矸，平均總厚 。 距 8 號煤層 ～ ，平均 。 9 號煤層：位于太原組中下部，全區(qū)可采，是主要可采煤層，煤層厚度 ～，平均 ；可采厚度 ～ ，平均 。煤層頂?shù)装鍘r性為粘土巖、砂巖和泥巖。 煤質(zhì) （一）物理特性和煤巖特性 宏觀特性： 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學本科畢業(yè)設計說明書 6 井田內(nèi)煤呈黑色，條痕為黑棕色，瀝青及弱瀝青玻璃光澤，裂隙不發(fā)育，呈細條帶狀。 9 上 、 9 號煤層以暗煤為主，局部夾亮煤、絲炭、煤巖類型為半暗型―暗淡型。鏡煤最大反射率；各煤層在 ～ 之間，均屬變質(zhì)Ⅰ階段，相當于長焰煤。 （三）煤的化學性質(zhì)及工藝性能 煤灰成分與灰熔融性：本區(qū)煤灰的熔融性很高，各煤層均屬難熔灰分煤 ,利于煤的氣化和燃燒。 含及其它有害元素含量 6號煤含硫 ～ %，平均 %，屬低硫煤。 9 上 號煤層為 ～ %，平均 %，屬于低硫煤。區(qū)內(nèi)硫份主要以硫化物為主，有機硫次之，僅有微量硫酸鹽硫。砷含量較高， 且變化大， 9 上 及 9內(nèi)蒙古工業(yè) 大學本科畢業(yè)設計說明書 7 號煤層平均值分別為 ， ， ， 41PPM，不能用于釀酒或食品業(yè)燃燒用煤。各煤層經(jīng)低溫干餾試驗，原煤含油率（ Tq）一般低于 7%，屬于含油煤，主要煤層碳與氫的比值均大于 16，表明礦區(qū)內(nèi)煤層不利于液化。熱穩(wěn)定性較好，屬于一級。 值很低，分別為 、 ，屬于極難選煤。 值分別為 （難選）、 （易選）。 8號、 9 上 、 9號煤層屬難選至極難選煤。 6 號煤為低硫、低磷、中灰、高砷、中熱值煤。煤的熱穩(wěn)定性和煤對二氧化碳化學反應性都較好，煤灰溶融性較高。煤炭經(jīng)粗選后可作為火車、船舶等蒸汽機用煤，原煤可用于火力發(fā)電，氣化和液化用煤。 井田水文地質(zhì)條件 （一）地形地貌及氣候條件 本區(qū)屬鄂爾多斯黃土高原，因流水作用的沖蝕，地形變的十分復雜，溝谷縱橫交錯，溝深壁陡，斷面多呈 V 字型、樹枝狀分布，溝谷中有基巖外露。 本區(qū)屬大陸性氣候，冬季嚴寒而溫長，夏季炎熱而短暫，寒署變化劇烈，晝夜溫差大，氣候干燥，蒸發(fā)量大，為降水量的四倍多，而降水多集中在七、八、九月，形成集中補給和集中排匯。 （二）含 、隔水層特征 巖性特征及含（隔）水性：井田位于小魚溝礦區(qū)南部，面積 ，井田北部為腦包溝背斜，南部小魚溝背斜，礦井處于賀家山向斜之中，井田地形標高1300～ 1088m，相對高差達 212m。 （ 1）第四系全新統(tǒng)沖洪積層（ Qhal+pl）：分布在腦包溝、小魚溝及其支溝中，以中粗砂、礫為主，厚度不大，水量不豐富，潛水位變化大。 （ 3）志丹群（ K1z）：鉆孔最大厚度 226m，由礫巖、砂礫巖、粉砂巖及砂質(zhì)泥巖組成；地表有泉水出露，流量一般在 ～ ， HCO3～ Ca 型。 （ 4）石盒子組（ P12sh）：出露于小魚溝中上游，鉆孔厚度 77m，由砂質(zhì)泥巖、砂巖、礫巖等組成，在該巖段鉆進時嚴重漏水，未見泉水出露。井田內(nèi) 37 號孔屬水位觀察孔、 136 號孔 38 號孔做了抽水試驗， 37 號孔水柱高度 ，水位標高 ， 136 號孔水柱高度，水位深度 ，水位標高 ， 38號孔水柱高 ，兩孔因水柱高度不足，未能進行抽水試驗。 （ 6）太原組（ C2t）：厚度 ～ ，砂巖、泥巖夾 6～ 10 煤層，鉆孔施工過程中大部分鉆孔嚴 重漏水。 （ 7）中下奧陶統(tǒng)（ Q12）：礦區(qū)內(nèi)有 19 個鉆孔揭露或穿過該層，厚度 ～ ，巖溶不發(fā)育，裂隙多被鈣質(zhì)充填。通過鉆探分析，未見黃河水補給井田。 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學本科畢業(yè)設計說明書 9 礦井涌水 量預算 在井田外 ZK14 號孔和井田內(nèi) 3 136 號孔三抽水孔做抽水試驗，均因水柱高不足未能正式完成。該空共計抽了三個試段水；下石盆組、山西組中上部、山西組中下部。故上述兩個試段，在計算中未采用，以山西組中下部抽水資料為依據(jù)。 工程地質(zhì) 井田絕大部被第四系黃土所覆蓋，厚度大，固結(jié)性差，基巖僅出露在溝谷之中。頂?shù)装逄卣饕姳?122。 底板 炭質(zhì)泥巖 平均厚度 黑色 ,主要成分為粘土礦物含炭質(zhì)較高污手階梯狀斷口 ,水平薄層節(jié)理 發(fā)育 井田工地程地質(zhì)類型屬Ⅲ類二型～三型，即層狀巖類，工程地質(zhì)條件中等～復雜。井田屬瓦斯風化區(qū)。 煤的自燃 井田煤種屬長焰煤，揮發(fā)分含量高，絲炭含量高都是煤的自燃內(nèi)在因素，經(jīng)試驗表明屬“很易自燃煤”，見表 123。 地溫 經(jīng)鉆探施工， 300m 以內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)高溫值，均處于正常地溫值中。 二采區(qū)最大走向長度 ，最小長度 ；傾斜方向最大長度 。最小傾角 0176。 S=L H Cosθ 式中， S— 采區(qū)水平面積 ,km2 L— 井田平均走向長度 ,km H— 井田傾斜長度 ,km 因此， S=L H Cosθ =（ +） /2 Cos4176。 儲量計算 工業(yè)儲量 Zg 計算公式如下： Zg＝ S M D 104 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學本科畢業(yè)設計說明書 12 式中， Zg— 工業(yè)儲量， Mt S 面積， Km2 M煤厚， m D容重， t/m3 因此， Zg＝ S M D 104= 10^6 10^6= 可采儲量 Zk=(ZgP) C 式中， Zk— 可采儲量， Mt Zg— 工業(yè)儲量， Mt P永久煤柱損失，按工業(yè)儲量 5﹪計算 C采區(qū)采出率，厚煤層按 計算 因此， Zk=(ZgP) C=4416 95﹪ 75﹪ = Mt 采區(qū)生產(chǎn)能力及服務年限 采區(qū)生產(chǎn)能力 根據(jù)礦井生產(chǎn)能力及配采的需要，確定 6煤層的生產(chǎn)能力為 。 優(yōu)點：工作面運輸、回風巷服務時間短，維護工程量較小，采空區(qū)遺失煤炭的自燃發(fā)火危險較低，防火防煤炭自燃成本減少。 方案二：巷道布置圖如圖 312 所示。工作面推進長度較大，工作面搬家次數(shù)減少 。由于工作面服務時間較長，采空區(qū)長時間暴露，而本煤層有自燃發(fā)火傾向，發(fā)火期約為一年，有自燃的危險。 圖 311 采區(qū)巷道布置方案一 圖 312 采區(qū)巷道布置方案二 綜合考慮各種因素，最終選取方案一作為采區(qū)巷道布置方案。采區(qū)運輸上山和采區(qū)軌道上山端頭出開掘相應的絞車房，采區(qū)上部、中部車場和變電所。 沿空掘巷 ， 就是把巷道布置在位于靠 采空區(qū) 一側(cè)的低應力場，便于巷道維護，減少變形量。 巷道斷面及支護 1 巷道斷面 巷道服務年限、巖石性質(zhì)等因素決定巷道斷面形式。 2 巷道支護方式 由于工作面開采時間較長，巷道支護要求大。這種支護方式具有施工速度快，支護強度高，而且工作面開采結(jié)束后支架可回收循環(huán)利用。） 凈寬（ mm） 凈高（ mm） 凈面積（ m2） 1 階段運輸大巷 拱形 錨噴 4000 3000 1100 0 2 階段軌道大巷 拱形 錨噴 4000 3000 1100 0 3 采區(qū)運輸上山 拱 形 錨噴 3200 2400 1290 4 4 采區(qū)軌道上山 拱形 錨噴 3200 2400 1290 4 5 區(qū)段軌道平巷 拱形 U 型鋼 260