PAGEPAGE13PAGEPAGE20斜溝煤礦井田開拓方案設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u27710第一章井田境界和儲量 21223421.1井田境界 21269951.1.1井田四周境界及其確定的依據(jù) 2146881.1.2井田尺寸 21117771.2礦井工業(yè)儲量 21150431.2.1井田地質(zhì)勘探 21196931.2.2礦井工業(yè)儲量 2195491.3礦井可采儲量 2217931.3.1安全煤柱留設(shè)原則 2269401.3.2礦井永久保護(hù)煤柱損失量 231557第二章礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 2457612.1礦井工作制度 24234622.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 24106692.2.1確定依據(jù) 2495072.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 2421272.2.3礦井服務(wù)年限 2429642.2.4井型校核 2513079第三章井田開拓 26167773.1井田開拓的基本問題 26318563.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo) 26310933.1.2工業(yè)場地的位置 2861263.1.3開采水平的確定及劃分 28245373.1.4主要開拓巷道 29128663.1.5方案比較 29163763.2礦井基本巷道 32157943.2.1井筒 32283873.2.2井底車場及硐室 35162273.2.3主要開拓巷道 36井田境界和儲量井田境界井田四周境界及其確定的依據(jù)在將煤田劃分為井田時(shí)，確保各井田尺寸和境界合理，使煤田的各部分得到有效合理的開發(fā)。煤田范圍劃分為井田的原則有：井田尺寸礦區(qū)近似長方形，東西最寬，南北最長，面積。礦井工業(yè)儲量井田地質(zhì)勘探井田內(nèi)構(gòu)造簡單，總體上為一走向近南北，傾向西的單斜構(gòu)造。地層傾角小，一般為4～7°。礦區(qū)內(nèi)無巖漿巖侵入，地表及鉆探過程中未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造及陷落柱。僅在井田東南部發(fā)現(xiàn)寬而平緩的褶皺，地表常見滑坡，該區(qū)位于鄂爾多斯斷塊東緣和興縣石樓南北褶皺帶北部。故該區(qū)的構(gòu)造復(fù)雜程度為簡單類型。全區(qū)可見可采煤層7層，即4號、5號、6號、8號、10號、12號、13號煤層。其中8號、13號煤層是全區(qū)穩(wěn)定主要可采煤層，資源儲量占全區(qū)76％。因此從總體上看，將8號、13號煤層作為礦區(qū)評價(jià)的參考標(biāo)準(zhǔn)，該礦區(qū)的煤層穩(wěn)定程度是合理的。8號煤層是結(jié)構(gòu)簡單—較簡單層位穩(wěn)定的，13號煤層是結(jié)構(gòu)簡單—復(fù)雜層位穩(wěn)定的，故區(qū)內(nèi)煤層穩(wěn)定程度確定為穩(wěn)定型。綜上所述，根據(jù)《煤泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》勘探類型劃分原則，將本區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度和煤層穩(wěn)定性劃分為簡單構(gòu)造復(fù)雜程度和穩(wěn)定煤層穩(wěn)定性，即一類一型。礦井工業(yè)儲量本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，地層產(chǎn)狀比較平緩。采用地質(zhì)塊段法進(jìn)行資源儲量估算，利用煤層偽厚度、水平投影面積、容重(視比重)值三者之積計(jì)算礦井地質(zhì)資源量，計(jì)算公式為： （2.1）式中：Q—煤炭資源儲量，Mt；s—煤層水平投影面積，km2；m—煤層利用厚度，m；d—煤層容重值，t/m3；均為1.4t/m3。因區(qū)內(nèi)煤層傾角一般在10°以內(nèi)，故采用水平投影面積、煤層的偽厚度估算煤層資源儲量。對于8號煤層：s=43.9592km2；m=6m；d=1.4t/m3=369.26Mt則8號煤層總工業(yè)儲量為：369.26Mt礦井可采儲量安全煤柱留設(shè)原則(1)工業(yè)場地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱；(2)各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。(3)維護(hù)帶寬度：取30m寬的工業(yè)廣場維護(hù)帶；(4)工業(yè)場地占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第十五條，工業(yè)場地占地面積指標(biāo)見表2.1。鐵路維護(hù)帶寬度根據(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)范》表2.2鐵路各保護(hù)等級的維護(hù)帶寬度保護(hù)等級特ⅠⅡⅢⅣ維護(hù)帶寬度/m502015105礦井永久保護(hù)煤柱損失量井田邊界留設(shè)保護(hù)煤柱。工業(yè)場地煤柱(3)大巷保護(hù)煤柱由于主斜井布置在運(yùn)輸大巷與回風(fēng)大巷之間，共用部分保護(hù)煤柱，兩巷之間保護(hù)煤柱留設(shè)50m，運(yùn)輸大巷與輔助運(yùn)輸大巷之間，輔助運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷兩側(cè)各自留的煤柱寬度為30m。大巷煤柱在開采后期可大部分回收。大巷穿過工業(yè)廣場，故一部分保護(hù)煤柱與煤柱重合，且經(jīng)計(jì)算主副斜井的保護(hù)煤柱被大巷保護(hù)煤柱覆蓋。工業(yè)廣場保護(hù)煤柱凈損失量：式中：開采損失按上述方法計(jì)算，8號煤層可采儲量為萬噸。詳見表2.3。8號為厚煤層,可采儲量采出率不小于75％，保護(hù)煤柱損失5％。表2.3可采儲量計(jì)算表單位:萬t礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限礦井工作制度根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，確定礦井設(shè)計(jì)年工作日為330天，礦井工作制度采用“三八制”，每天三班作業(yè)，兩班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每班工作8小時(shí)。日凈提升時(shí)間16h。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限確定依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第2.2.1條規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，應(yīng)根據(jù)資源條件、外部建設(shè)條件、國家對煤炭資源配置及市場需求、開采條件、技術(shù)裝備、煤層及采煤工作面生產(chǎn)能力、經(jīng)濟(jì)效益等因素，經(jīng)多方案比較后確定。礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定：(1)資源情況：煤田地條件簡單，儲量豐富，應(yīng)加大區(qū)規(guī)模，建設(shè)大礦井。煤田地條件復(fù)雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大；(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)，交通(鐵路、公路、水運(yùn))，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)縮小規(guī)模；(3)國家需求：對國家煤炭需求量(包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等)的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(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)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力根據(jù)地質(zhì)資料，該礦儲量豐富，地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層穩(wěn)定，開采技術(shù)條件良好。有足夠的條件建一個(gè)大礦。結(jié)合礦井工業(yè)儲量和開采儲量，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為4.0Mt/a。礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。礦井可采儲量ZK設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A礦井服務(wù)年限T三者之間的關(guān)系為： （2.2）式中：則，8號煤層服務(wù)年限為：T=295.4/（4×1.4）=52.75a符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。井型校核按照礦井自身實(shí)際煤層的安全條件，開采的能力，輔助生產(chǎn)的能力和儲量條件等因素對井型進(jìn)行校核：(1)煤層開采能力號煤層是平均m的厚煤層，厚度變化不大，有著十分穩(wěn)定的賦存條件。根據(jù)現(xiàn)代化煤礦礦井“一礦一井一面”的新發(fā)展模式，可以布置一個(gè)綜合機(jī)械化程度高的大采高工作面。(2)輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核礦井設(shè)計(jì)為雙斜井單水平開拓的特大型礦井，將膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤的方式運(yùn)用于主斜井，將無軌膠輪車輔助運(yùn)輸?shù)姆绞竭\(yùn)用于副斜井。工作面產(chǎn)出的煤經(jīng)過布置在運(yùn)輸順槽的膠帶輸送機(jī)運(yùn)送到布置在大巷的膠帶輸送機(jī)上，再通過布置在主斜井的膠帶運(yùn)輸機(jī)將煤運(yùn)輸?shù)降孛妗Ｄz帶運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸能力大，自動(dòng)化程度高，無軌膠輪車運(yùn)輸能力大，調(diào)度方便靈活，均能達(dá)到運(yùn)煤。運(yùn)送大型設(shè)備，下放物料的井型設(shè)計(jì)要全求。(3)通風(fēng)安全條件的校核該礦井屬于低瓦斯礦井，瓦斯的涌出量小。采用中央式與對角式混合的通風(fēng)方式，布置一條回風(fēng)大巷，一個(gè)回風(fēng)立井，在通風(fēng)距離較長時(shí)再布置兩個(gè)回風(fēng)立井，以滿足通風(fēng)需要。確保礦井的礦井的工業(yè)儲量同設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力相協(xié)調(diào)，且有足夠的服務(wù)年限，以達(dá)到《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。井田開拓井田開拓的基本問題確定開拓問題，需根據(jù)國家的相關(guān)政策規(guī)定，綜合考慮礦井的地質(zhì)條件、開采技術(shù)條件等，再經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)的全面比較后確定合理的開拓方案。在解決開拓問題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則：(1)貫徹執(zhí)行國家對煤炭工業(yè)有關(guān)的技術(shù)政策要求，為達(dá)到早出煤、出好煤的高產(chǎn)高效目的創(chuàng)造充足的條件。并且要減少開拓工程量，尤其是初期建設(shè)工程量在確保生產(chǎn)可靠和安全的條件下，以達(dá)到節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)的目的；(2)開拓部署要達(dá)到集中合理，簡化優(yōu)化礦井生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散；(3)合理的開發(fā)國家礦產(chǎn)資源，減少煤炭的開采損失；(4)必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。(5)要與當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況相適應(yīng)，并為綜掘機(jī)械化、發(fā)展采煤機(jī)械化、自動(dòng)化、采用新技術(shù)、新工藝、創(chuàng)造有利條件；確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)(1)井筒形式的確定本礦井煤層傾角小，為近水平煤層，平均4～7°，煤層埋深較深，沒有平硐開拓的條件，因此可采用斜井開拓或立井開拓，現(xiàn)對斜井和立井進(jìn)行比較。詳見表4.1。表4.1立井斜井優(yōu)勢比較表(2)井筒位置的確定井筒位置的選擇應(yīng)有利于減少初期井巷掘進(jìn)的施工量，能縮短建井工期，節(jié)省投資，減少工業(yè)占地面積，降低運(yùn)輸費(fèi)用；也要為礦井的迅速達(dá)產(chǎn)和正常接替創(chuàng)造便利的條件。因此，可以按以下原則確定：eq\o\ac(○,1)沿井田走向的有利位置當(dāng)井田形狀是比較規(guī)則的形狀并且儲量分布均勻時(shí)，井田走向中央是井筒布置的有利位置所在；當(dāng)井田儲量分布不均勻時(shí)，應(yīng)將井筒布置在儲量的中央位置，從而形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井田，從而達(dá)到減小井下運(yùn)輸工作量，簡化通風(fēng)網(wǎng)路，降低通風(fēng)阻力。eq\o\ac(○,2)井筒沿井田傾斜方向的有利位置井筒布置在井田淺部時(shí)，石門施工的總工程量大，但可降低第一水平的投資，縮短建井工期；井筒布置在井田中部時(shí)，與布置在井田淺部相比石門施工量較小，沿石門的運(yùn)輸距離也比較短；井筒布置在井田的下部時(shí)，石門的施工量和沿石門的運(yùn)輸工作量都比較大，當(dāng)煤層基部存在含水量大的巖層且不允許井筒穿過時(shí)，井筒可延伸到井田深部，這樣做對開采井田深部及向下拓展比較有利。從工業(yè)場地和保護(hù)煤柱損失情況來看，越靠近井田淺部，煤柱尺寸愈小，越靠近井田深部，煤柱尺寸愈大。eq\o\ac(○,3)有利于礦井初期開采的井筒位置盡量使井筒靠近淺部初采段，以減少前期井下巷道掘進(jìn)的施工量，達(dá)到節(jié)省投資和縮短建井時(shí)間的目的。eq\o\ac(○,4)地質(zhì)及水文條件對井筒布置影響要保證井筒，硐室，井底車場等布置在穩(wěn)定的圍巖中，避免井筒施工遇到需要穿過流沙層、較大的含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出等施工條件差的情況。eq\o\ac(○,5)井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)廣場井口附近要布置工業(yè)廣場，要有健全的生產(chǎn)系統(tǒng)。同時(shí)要修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，為了便于地面系統(tǒng)間互相連接。要選擇地勢平坦，高差小的地方，盡可能的避免穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)，文物古跡保護(hù)區(qū)，橋涵工程以及陷落區(qū)，采空區(qū)，洪水入侵區(qū)等。eq\o\ac(○,6)井口應(yīng)滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)附近有河流或水庫時(shí)要考慮避免一旦決堤的威脅及防洪措施。根據(jù)以上原則，同時(shí)結(jié)合斜溝井田的實(shí)際條件：初步設(shè)計(jì)將井筒位置布置在井田中部，井深300m,靠近鐵路附近，使煤炭的井下運(yùn)輸和地面運(yùn)輸便捷。工業(yè)場地的位置工業(yè)場地要布置井田中部，主、副井井口附近。根據(jù)表2.1工業(yè)場地占地面積指標(biāo)，將地面工業(yè)場地布置為長邊平行于井田走向，長為700m，寬為600m的矩形廣場，總的占地面積為42公頃。開采水平的確定及劃分井田主采煤層為8號煤層，13號煤層。由于8號、13號煤層垂直距離較大，故兩層煤可以單獨(dú)進(jìn)行開采，后期采用暗斜井延伸布置對13號煤層進(jìn)行開采。本次設(shè)計(jì)只針對8號煤層，該煤層傾角平緩，為4~7°，為近水平煤層，采用單水平開采。開采水平的標(biāo)高為+760m；垂直高度為300m。井田分為兩個(gè)階段。標(biāo)高+760m~+1000m為第一階段。標(biāo)高+560m~+760m為第二階段。號煤層生產(chǎn)能力：可采儲量為，服務(wù)年限為。主要開拓巷道平均煤厚6m的8號煤層，其傾角為4～7°，有著穩(wěn)定的賦存條件和較硬的煤質(zhì)。因此可將主運(yùn)輸大巷，輔助運(yùn)輸大巷，回風(fēng)大巷布置在煤層當(dāng)中。沿底板掘進(jìn)主運(yùn)輸大巷和輔助運(yùn)輸大巷，沿頂板掘進(jìn)回風(fēng)大巷。三條大巷沿南北向布置在井田中央。方案比較1、工業(yè)場地選擇方案一：工業(yè)場地及井口布置在井田中部廟溝溝口北側(cè)，岢瓦鐵路北側(cè)。方案二：工業(yè)場地布置在井田中部岢瓦鐵路南側(cè)。方案三：主、副井場地分設(shè)方案，主井井口布置在井田中部，岢瓦鐵路南側(cè)，副井井口布置在岢瓦鐵路北側(cè)地勢平坦處。方案一、方案二、方案三各有優(yōu)缺點(diǎn)，待井田開拓方案進(jìn)行綜合分析比較后再確定。詳細(xì)對比見表4.2。表4.2工業(yè)場地方案對比2.主、副井井筒型式的確定方案一：5.5°副斜井方案根據(jù)我國煤礦無軌膠輪車運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，在巷道傾角比大時(shí)，無軌膠輪車行走困難。因此設(shè)計(jì)井筒凈寬，傾角，斜長的緩斜井方案。方案二：20°副斜井方案考慮到緩斜井斜長較長，施工的時(shí)間久，掘進(jìn)所需費(fèi)用高?，F(xiàn)提出凈寬5.4m，傾角，斜長的副斜井方案，在井筒內(nèi)鋪設(shè)軌距900mm的軌道，使用串車提升，井下輔助運(yùn)輸采用無軌膠輪車運(yùn)輸。方案三：副立井方案副立井井筒直徑、井深320m左右，凈斷面積，使用罐籠進(jìn)行提升。井下輔助運(yùn)輸用無軌膠輪車，在井底車場安設(shè)車輛換裝硐室。具體方案對比見表4.3。表4.3井筒形式方案對照表從技術(shù)合理性的角度分析，方案三立井大斷面目前施工難度大，提升系統(tǒng)裝備復(fù)雜；方案一、二兩種方式就輔助運(yùn)輸方面均可滿足生產(chǎn)的要求，但方案二須在工業(yè)場地布置窄軌系統(tǒng)，地面布局比較緊張；而方案一輔助運(yùn)輸可實(shí)現(xiàn)地面到井下工作地點(diǎn)無軌膠輪車的連續(xù)運(yùn)輸，更適合特大型高產(chǎn)高效礦井的實(shí)際需要。綜合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較，推薦方案一。3、風(fēng)井位置的選擇根據(jù)井田內(nèi)煤層賦存情況，現(xiàn)提出三個(gè)風(fēng)井布置方案，分述如下：方案一：采用統(tǒng)一通風(fēng)，分區(qū)對角式。在井田走向中央掘一個(gè)進(jìn)風(fēng)井，在邊界各掘一個(gè)回風(fēng)立井用于回風(fēng)。方案二：統(tǒng)一通風(fēng)，混合式。中央邊界與兩翼對角混合式。綜上分析：從通風(fēng)安全的角度考慮以及前期建井費(fèi)用和經(jīng)濟(jì)效益選擇適用于井田走向長度，井田面積大，需要風(fēng)量大的混合式通風(fēng)方式。優(yōu)缺點(diǎn)分析見表4.4。表4.4風(fēng)井的方案對比礦井基本巷道井筒采用主副井均為斜井的開拓方案，在井田走向中央設(shè)置一個(gè)中央風(fēng)井，后期在井田兩側(cè)各掘一個(gè)回風(fēng)立井。風(fēng)井采用圓形斷面，主副斜井則采用直墻半圓拱形斷面。1、主斜井主斜井井筒斷面見圖4.1。2、副斜井副斜井井筒斷面見圖4.2。3、回風(fēng)立井立井井筒斷面布置如圖4