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朱集煤矿采区论文资料doc

发布时间:2019-06-11 22:56 来源:未知 编辑:admin

  朱集煤矿采区论文材料.doc

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  目 录 一般部门 1 矿区概述及井地步质特征 1 1.1 矿区概述 1 1.1.1 位置与交通 1 1.1.2 地形地貌及水系 1 1.1.3 天气与景象形象 2 1.1.4 地动烈度 2 1.1.5 矿区经济概况 2 1.1.6 水源及电源 2 1.2 井地步质特征 3 1.2.1 地层 3 1.2.2 机关 4 1.2.3 水文地质特征 4 1.2.4 地质勘查程度 6 1.3 煤层特征 6 1.3.1 煤层特征 6 1.3.2 煤质 7 1.3.3 煤层开采手艺前提 8 2 井田境地和储量 11 2.1 井田境地 11 2.1.1 井田范畴 11 2.1.2 开采边界 11 2.1.3 井田尺寸 11 2.2 矿井工业储量 12 2.2.1 储量计较根本 12 2.2.2 勘察程度 12 2.2.3 矿井地质储量计较 13 2.2.4 矿井工业储量计较 14 2.3 矿井可采储量 15 2.3.1 井田鸿沟庇护煤柱 15 2.3.2 工业广场庇护煤柱 15 2.3.3 断层庇护煤柱 17 2.3.4 风井庇护煤柱 17 2.3.5 矿井可采储量 17 3 矿井工作轨制、设想出产能力及办事年限 19 3.1 矿井工作轨制 19 3.2 矿井设想出产能力及办事年限 19 3.2.1 确定根据 19 3.2.2 矿井设想出产能力 19 3.2.3 矿井办事年限 20 3.2.4 井型校核 20 4 井田开辟 22 4.1 井田开辟的根基问题 22 4.1.1 确定井筒形式、数目、位置 22 4.1.2 工业场地的外形和面积 25 4.1.3 阶段划分和开采程度简直定 25 4.1.4 次要开辟巷道 26 4.1.5 开辟方案比力 26 4.2 矿井根基巷道 40 4.2.1 井筒 40 4.2.2 井底车场及硐室 44 4.2.3 大巷 46 4.2.4 巷道支护 50 5 预备体例—带区巷道安插 51 5.1 煤层地质特征 51 5.1.1 带区位置 51 5.1.2 带区煤层特征 51 5.1.3 煤层顶底板岩石机关环境 51 5.1.4 水文地质 51 5.1.5 地质机关 51 5.1.6 地表环境 51 5.2 带区巷道安插及出产系统 52 5.2.1 带区预备体例简直定 52 5.2.2 带区巷道安插 52 5.2.3 带区出产系统 52 5.2.4 带区出产能力及采出率 53 5.2.5 煤柱尺寸简直定 54 5.2.6 带区内巷道掘进方式 54 5.3 带区车场选型计较 54 5.3.1 带区车场的形式 54 5.3.2 带区车场的调车体例 55 5.3.3 带区次要硐室安插 55 6 采煤方式 57 6.1 采煤工艺体例 57 6.1.1 带区煤层特征及地质前提 57 6.1.2 确定采煤方式及采煤工艺体例 57 6.1.3 回采工作面参数 59 6.1.4 回采工作面采煤机、刮板输送机选型 59 6.1.5 采煤工作面支护体例 62 6.1.6 端头支护及超前支护体例 67 6.1.7 各工艺过程留意事项 68 6.1.8 采煤工作面正轨轮回功课 70 6.1.9 分析机械化采煤过程中应留意事项 72 6.2 11101首采工作面回采巷道安插 72 6.2.1 回采巷道安插体例 72 6.2.2 回采巷道参数 72 7 井下运输 78 7.1 概述 78 7.1.1 井下运输设想的原始前提和数据 78 7.1.2 运输距离和货载量 78 7.1.3 矿井运输系统 78 7.2 带区运输设备选择 79 7.2.1 设备选型准绳 79 7.2.2 带区设备的选型 79 7.2.3 带区运输能力验算 81 7.3 大巷运输设备选择 82 8 矿井提拔 83 8.1 矿井提拔概述 83 8.2 主井提拔 83 8.2.1 箕斗 83 8.2.2 提拔机 83 8.2.3 钢丝绳手艺特征 84 8.2.4 提拔能力验算 84 8.3 副井提拔 85 9 矿井通风及平安 87 9.1 矿井地质、开辟、开采概况 87 9.1.1 矿井地质概况 87 9.1.2 开辟体例 87 9.1.3 开采方式 87 9.1.4 变电所、充电硐室、火药库 88 9.1.5 工作制、人数 88 9.2 矿井通风系统的选择 88 9.2.1 矿井通风系统的根基要求 88 9.2.2 矿井通风系统简直定 88 9.2.3 带区通风系统简直定 90 9.3 矿井风量计较 91 9.3.1 通风容易期间和通风坚苦期间采煤方案简直定 91 9.3.2 各用风地址的用风量和矿井总用风量 94 9.3.3 风量分派及风速验算 97 9.3.4 通风修建物 98 9.4 矿井通风阻力计较 98 9.4.1 计较准绳 99 9.4.2 矿井最大阻力路线 9.5.1 选择次要通风机的根基准绳 102 9.5.2 通风机风压简直定 103 9.5.3 次要通风机工况点 104 9.5.4 次要通风机的选择及风机机能曲线 平安灾祸的防止办法 107 9.6.1 防止瓦斯和煤尘爆炸的办法 107 9.6.2 防止井下火警的办法 108 9.6.3 防水办法 108 10 矿井根基手艺经济目标 109 参考文献 110 专题部门 深井冲击地压的预测与防治现状综述 111 1.1 问题的提出 111 1.1.1 国表里冲击矿压现状 111 1.2 冲击矿压现象、特征及其分类 113 1.2.1 现象及特征 113 1.2.2 分类 114 1.2.3 我国冲击地压的类型 115 1.3 问题的研究 115 1.3.1 冲击矿压机理 115 1.3.2 目前研究现状 118 1.3.3 冲击矿压影响要素 120 1.3.4 冲击矿压危险性的分级 125 1.4 冲击矿压的预测 126 1.4.1冲击地压预测的研究现状 128 1.4.2矿井冲击地压消息识别与预告方式具有的问题 129 1.4.3冲击地压消息识别与预告方式的研究瞻望 129 1.5 冲击矿压的防治 130 1.5.1 防治的方式总结 130 1.5.2南非防治方式现状 132 1.6 结论 135 参考文献: 136 翻译部门 英文原文 137 中文翻译 152 一 般 部 分 1 矿区概述及井地步质特征 1.1 矿区概述 1.1.1 位置与交通 朱集东井田属朱集井田27勘察线以东部门,位于安徽省淮南市潘集区与怀远县交壤处的武前庄与骑龙庄一带,行政区划附属淮南市潘集区和怀远县,井田东南距淮南市洞山约38 km。地舆坐标:东经116°45′00″~116°53′45″,北纬32°50′15″~32°54′30″。 井田工具长约7.0 km,南北宽约3.0 km,面积21.00 km2。 本井田内陆路交通较为便当。南邻潘集矿区,有淮阜铁路穿过,西至阜阳与京九线毗连;公路经潘集镇,可达蚌埠、阜阳、徐州、合肥等地;北部有茨怀新河能够通航,可毗连淮河航运,如图1-1所示。 图1-1 朱集矿交通位置图 1.1.2 地形地貌及水系 本井地步处淮河冲积平原,地形平展,地面标高一般在+22.4~+23.4 m,东北部有明龙山低矮山丘,最高点标高+126 m,总体趋向为北东高、南西低。 淮河为临近本井的次要河道,汗青最高洪水位标高为+25.63 m(1954年7月29日),两岸地势低洼,旱季淮河水位上涨易成内涝;北部茨怀新河为人工开挖水利工程,宽约200 m,向东毗连淮河。井田内另有部门人工沟渠,属农灌季候性沟渠。 1.1.3 天气与景象形象 本井田地点地属季风暖温带半潮湿天气,四时分明,冬冷夏热。 该地域年均气温15.1 ℃,两极气温别离为41.4 ℃和-21.7 ℃;一般春季多东南风,夏日多东南及春风,秋季多春风及东冬风,冬季多东冬风及西冬风,平均风速3.3 m/s,最大风速22 m/s;年均降雨量893.74 mm,最大达1723.5 mm,降雨一般集中在6、7、8三个月;雪期一般在每年11月上旬至次年3月中旬,最大降雪厚度16 cm;土壤的最大冻结深度为30 cm。 1.1.4 地动烈度 按照已控制的地动汗青材料,淮南市属于许昌~淮南地动带,从地动勾当性、断裂机关、地形变化及第四纪地质、地貌等方面的环境来看,许昌~淮南地动带在新机关期间,勾当是比力较着的。 国度地动局1979年10月,在淮南地域进行地应力普查,在7 km的深度截面地应力相对大小等值线图和断裂机关阐发,较着地具有北西西向的地应力高值区,具有一条工具向、一条北东向的深大断层。 按照中华人民共和国国度尺度GB50011-2001《建筑抗震设想规范》的附录A,当地域建筑工程抗震设想时所采用的抗震设防烈度为7度,设想根基地动加快度为0.10 g。 1.1.5 矿区经济概况 井田地点地淮南市潘集区总面积600平方公里,辖五镇五乡一个街道处事处,生齿43万,此中农业生齿35万。天气暖和,四时恼人,物阜民丰,地灵人杰。潘集区努力于工业化、财产化、城镇化扶植,取得了显著成就。 潘集区煤电资本十分丰硕。已探明煤炭总储量37亿吨,建有潘一矿、潘东、潘三3座现代化特大型煤矿。年设想总产1000万吨。区内有平圩发电无限公司,装机容量达120万千瓦。2004年正在开工扶植的潘北煤矿,年出产能力400万吨;田集电厂4×60万KW和平圩第二电厂2×60万KW超临界燃煤机组也已开工扶植;装机容量4×60万KW的潘集电厂扶植工程前期预备工作正在进行。估计到2010年,区境内煤炭年产量达2300万吨,发电装机容量达720万KW,将成为华东地域一个主要的能源基地。 1.1.6 水源及电源 本矿井供水水源分为两部门,即地下水和处置后的矿井水。因为矿井地点地域地表水系不发财,且受季候性影响较大,因而设想选择地下水作为本矿井供水水源。为充实操纵和开辟水资本,对井下排水颠末净化处置达标后,作为工业场地出产用水水源。 本矿井位于淮南市潘集区,临近有淮南、洛河、平圩发电厂,芦集、丁集和古沟220 kV区域变电所。本矿井两回路110 kV电源一回路取自于丁集220 kV区域变电所,导线 km,另一回路取改过建的古沟220 kV区域变电所,导线.1 地层 本井田为全荫蔽含煤区,钻探所及地层由老到新顺次有奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、第三系和第四系。 (1)奥陶系中下统(O1+2) 为石炭、二叠系含煤地层的基底,区内无钻孔穿过,南邻潘四井田十西线 m。岩性次要为灰色、致密、厚层状、硅质灰岩及白云质灰岩、质纯、坚硬、性脆为其特征。顶部为白云岩;下部为灰岩、泥质灰岩。 (2)石炭系上统太原组(C3t) 假整合于奥陶系之上,区内仅有23-1孔揭露到五灰。南邻潘四井田水四11、九10两孔揭示该组厚度别离为114.24 m和112.05 m。 底部为4~6 m厚的铝质泥岩,为浅灰色微带青灰色,具紫红及锈黄色花斑,局部具鲕状布局。鲕粒分布不均,其余岩层由灰色、深灰色灰岩、粘土岩、砂质粘土岩和中细砂岩构成。局部有岩浆岩侵入,灰岩10~13层,总厚49.5 m。此中12灰分布不变且较厚,一般9.51~19.34 m。含不成采薄煤层7~9层。为本区含煤地层之一。其岩相以浅海相堆积为主,亦具过渡相及泥炭池沼相。 (3)二叠系(P) 二叠系平均总厚964.44 m,底部以灰岩与太原组分界,二叠系整合于太原组之上。分为下统山西组、下石盒子组,上统上石盒子组、石千峰组,此中山西组、上、下石盒子组为含煤地层,石千峰组为非含煤地层,不是本次研究对象。山西组和上、下石盒子组为次要勘察对象,揭露厚度649.95~799.1 m,平均厚730.83 m,含煤28层,总厚28.58 m,含煤系数为3.91%,自下而上划分为七个含煤段。山西组和下石盒子组各为一个含煤段,上石盒子组有五个含煤段。此中下部四个含煤段为矿井次要开采对象。 (4)三叠系(T) 是一套棕红色碎屑岩,由棕红、紫红色、灰白色砂岩、粉砂岩、泥岩构成,砂岩成份以石英、长石为主,见暗色矿物、白云母片及小砾石,钙质胶结,程度层理。厚度不详,5-1孔揭露厚度87.54 m。与下伏石千峰组呈整合接触。 (5)下第三系(E) 揭露厚度0~548.78 m,次要分布在北部鸿沟F201断层附近,由一套棕红色为主的正色砂、砾岩、砂质泥岩、泥岩构成,砾石成分以石英砾岩、石英砂岩、灰岩为主,砾径3~60 mm,多呈次棱角状~次圆状,胶结物为泥质和粉砂质,凝结程度较好。砾岩一般层厚几米到二十几米,最大厚度可达70 m。与下伏地层呈不整合接触。 (6)上第三系(N) a.上第三系中新统下段(N 1 1) 厚0~37.20 m,平均10.28 m,由棕红色、褐黄色砂砾、粘土砾石和砾石构成,局部夹有薄层粘土,属残坡积相堆积,与下伏地层呈不整合接触。 b.上第三系中新统上段(N 2 1) 厚0~113.90 m,平均厚74.94 m,以灰绿色粘土和砂质粘土为主,间夹粉、细砂1~3层,局部砂层较厚,但其砂层含泥质较高。属河湖相堆积全区分布不变,只在北部井田鸿沟4个钻孔缺蚀。 c.上第三系上新统(N2) 厚54.00~186.24 m,平均厚110.50 m,由灰绿、土黄色及灰白色中砂、细砂、粉砂及粘土质砂构成,夹砂质粘土或粘土3~5层,局部粘土层较厚。属河湖相堆积全区分布不变。 (7)第四系(Q) 厚87.40~108.94 m,平均100.20 m,以灰黄色、土黄色中砂、细、粉砂、砂质粘土为主,次为粘土间夹粘土质砂,富含砂礓和铁猛结核与蚌壳碎片,属河道相及河漫滩相堆积。 1.2.2 机关 本井田位于淮南煤田东北部,淮南复向斜的次级褶皱朱集~唐集背斜及尚塘~耿村集向斜的东段,总体机关形态为连续续的背、向斜,北部为朱集~唐集背斜,南翼与潘集背斜北翼形成宽缓向斜,背、向斜轴向为北西西向,沿轴向有所崎岖,此中发育有部门次级褶曲。 按其机关特点来划分,本井田可分为三大块段:七线以东为一走向为北东,倾向北西的单斜机关,地层倾角一般在5°摆布;七~二十一线为一宽缓背斜,系朱集~唐集背斜延长部门,背斜轴部与两翼高差一般为30~50 m,地层倾角一般2°~7°;二十一线以西由北部隆起和南部凹陷两部门构成,此中北部隆起为轴向北西的背斜机关,地层倾角一般在20°~30°,局部达40°,南部凹陷为尚塘~耿村集向斜,向斜北翼地层较缓,地层倾角一般在3°~5°,南翼地层较陡,地层倾角一般在25°~30°,局部达50°。 全井田共发觉30条断层,此中17条为正断层,13条逆断层。按断层落差分:最大落差大于等于100 m的6条,小于100 m而大于等于50 m的1条,小于50 m大于等于30 m的11条,小于30 m的断层12条。断层的延展标的目的以北西西和北西向为主,次为北东向。 本井田先期开采地段(六~二十一线)经高分辩率三维地动共发觉155条断层,孤立断点24个,其华夏钻探期间发觉断层7条,新发觉断层155条;按断层性质分,正断层135条,逆断层20条;按落差大小分,大于等于50米的断层4条,大于等于30而小于50米的断层2条,大于等于落差10而小于30米的断层20条,小于10m断层129条。 本井田在钻探期间有42个孔揭露有岩浆岩,3个孔见天然焦未见岩浆岩,区内岩浆岩可能以岩床和岩脉形式产出。岩浆顺煤层侵入,侵入范畴次要集中在中、东部6~17勘查线之间的中、北部地段,在18勘查线及以西地段有零散分布,次要的侵入形式为拱开煤层,使煤层缺失、变薄或量变为天然焦。 本井田机关复杂程度属简单类型。 1.2.3 水文地质特征 (1)次要水文地质前提 ①重生界松散层含、隔水层(组) 本井田重生界松散层厚度两极值为150.40~394.30 m,平均厚为323.00 m,其厚度变化纪律是由北向南、由东向西逐步增厚。按照堆积物的组合特征及其含、隔水环境,可将其自上而下大致分为一含、一隔、二含、二隔、三含、三隔和四含计4个含水层(组)和3个隔水层(组)。本井田三隔厚度大,一般0~74.85 m,平均44.18 m,分布范畴较不变(除北部5-1、9-4、11-5及23-1四个孔堆积缺失外),由灰绿色厚层粘土及砂质粘土和多层细砂构成,粘土致密,可塑性强,是井田内的主要隔水层(组),隔水机能较好;其下部第四含水层(组)厚度为0~25.40 m,平均7.49 m,该含水层(组)由细砂、砂砾层及粘土砾石构成,砂层间有薄层粘土、砂质粘土分布,且间接笼盖于基岩含水层之上。 ②基岩含水层(段) a.下第三系砂砾岩含水层(段) 该含水条理要分布在井田的北部鸿沟,钻孔揭露厚度为216.25~548.78 m,岩性次要为紫红色砾岩和各粒级砂岩及砂质泥岩,据简略单纯水文观测材料表白,该含水层富水性弱,对矿坑充水无间接影响。 b.二叠纪煤系地层含、隔水层(段) 本井田煤系砂岩含水层岩性以中、细砂岩为主,局部为粗砂岩和石英砂岩,分布于煤层、粉砂岩和泥岩之间,岩性厚度变化较大,裂隙不发育,且具不均一性,各砂岩含水层之间均有泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和煤层等隔水岩石分布,以储存量为主,据井田内钻孔抽水材料表白,各砂岩含水层富水性弱,一般环境下,煤系砂岩含水层之间无亲近的水力联系。 c.太原组石灰岩岩溶裂隙含隔水层(段) 本井田石炭系太原组灰岩埋藏较深,钻孔未揭露全层厚度,据区域材料表白,地层总厚110~130 m摆布,含灰岩13层,此中第3、4、12等三层灰岩厚度大,分布不变,岩溶裂隙较发育外,其余均为薄层灰岩。本井田太原组一灰上距3煤层底板平均间距32.30 m,天然形态下无水力联系,但因太灰的水压较高,已跨越3煤层下隔水层(组)岩石的抗压强度,若间接开采3煤层,水力均衡即遭粉碎,势必形成其煤层底板突水变乱的发生。因而,在开采3煤层之前,必需采纳疏水降压等办法,谨防灾祸发生。 ③断层带 本井田断层较发育,共查出断层30条,此中正断层17条,逆断层13条,钻孔穿过断点3个。断层破裂带次要以泥岩、粉砂岩为主,含砂岩碎块,钻探揭露断层时,大大都断层无漏水现象,连系区域和临近出产矿井,断层一般是富水性弱,导水性差。但应谨防受采动影响而活化的断层可能成为矿井突水的主要路子。 综上所述,本井田重生界下部含水层(组)、二叠纪煤系砂岩裂隙含水层(段)和太灰岩溶裂隙含水层(组)对井下开采影响较大。可是,只需在可采煤层的浅部留设恰当高度的防水煤柱,一般环境下重生界下部四含对井下开采要挟较小,但仅在二十三线煤层开采有充水要挟,其它块段四含对各煤层开采无影响。。如许,二叠纪煤系砂岩裂隙水和太灰岩溶裂隙含水层(组)便成为矿井开采的次要充水要素。故本井田在开采4~17煤层(组)时,以裂隙充水为主,水文地质前提简单。 (2)矿井涌水量估计 按照《安徽省淮南煤田朱集东井田煤炭勘察演讲》,本井田一程度(-970 m)开采13-1~11-2煤层时,采用对比法,与潘一矿进行对比,估计矿井涌水量,计较公式: (1-1) 、——矿井涌水量,此中为潘一矿涌水量,一般涌水量为为186.32 m3/h,最大涌水量为270.51 m3/h; 、——预算采用面积,此中朱集井田采用面积为10 km2,潘一矿采用面积为9.3 km2; 、——水位降深,此中朱集井田水位降深为975.95 m,潘一矿水位降深为550 m; 经计较,朱集矿井的一般涌水量为267 m3/h,最大涌水量为387 m3/h。考虑井筒淋水、井下洒水、防火灌浆等要素,因而矿井的一般涌水量取342 m3/h,最大涌水量取462 m3/h。太灰岩溶裂隙含水层的突水量为1152 m3/h。 1.2.4 地质勘查程度 朱集东井田从1966年起头地质勘查工作,历经预查、普查、详查和勘察等地质勘查阶段,投入了大量的钻探、测井、地动和水文地质工作,共完成钻孔91个,工程量103237.47m,二维地动测线m,目前又完成了首采块段三维地动勘察,三维地动无效节制面积19.82km2,测线个物理点,且功效已融入勘察地质演讲中。上述勘查工作,查了然井田的地质机关形态,根基查了然鸿沟断层和先期开采地段内较大断层的发育环境,对小机关的发育程度、分布范畴及对开采的影响作出评述;查明煤层的层位、厚度、布局、间距和不变性等次要特征,煤层对比靠得住;严酷节制先期开采地段范畴内次要可采煤层的风氧化带界线;查了然可采煤层的煤质特征及其变化环境,并划分了煤类;查了然或根基查了然间接充水含水层和间接充水含水层的岩性、厚度、富水性及其水力联系,确定先期开采4~17煤层(组)时,井田的水文地质前提为简单类型,估计的矿井涌水量及突水量成果可托;对可采煤层顶、底板岩石工程地质前提、瓦斯、煤尘与自燃、地暖和情况地质情况等其它开采手艺前提也作了分歧程度的领会、评价和查明;根基查明其他无益矿产赋存环境;计较了可采煤层的储量。总体来看,本井田的地质勘查程度是比力高的,所提交的井田勘察地质演讲曾经通过河山资本部矿产储量评审核心组织的专家评审,河山资本部也已完成对资本/储量评审材料的存案工作,能够作为矿井初步设想编制的根据。 1.3 煤层特征 1.3.1 煤层特征 本井田含煤地层为石炭系和二叠系,此中二叠系的山西组与上、下石盒子组为次要含煤层段。 井田内二叠系含煤层段揭露厚度649.95~799.10 m,平均730.83 m,共含煤28层,煤层总厚28.58 m,含煤系数为3.91%,自下而上顺次可分为7个含煤段。可采煤层共有13层,别离为17-1、16-2、13-1、11-2、11-1、8、7-2、6、5-2、5-1、4-2、4-1和3煤层,平均总厚为21.58 m。此中13-1、11-2、8、5-1和4-1煤层为次要可采煤层,平均总厚12.80 m,约占可采煤层总厚的59.3%;17-1、16-2、11-1、7-2、6、5-2、4-2和3煤层为次要可采煤层,平均总厚8.78 m。现对主采煤层分述如下: (1)13-1煤层:含煤面积37.04 km2,可采面积36.57 km2,仅11-5孔因岩浆侵蚀不成采,赋存标高在-350~-960 m之间,煤层厚度0.77~6.43 m,平均4.00 m,属布局简单、全区可采的不变煤层;此中七线 m之间,大部门赋存于-850~-870 m之间; (2)11-2煤层:含煤面积37.16 km2,可采面积33.3 km2,赋存标高在-350~-1000之间,煤层厚度0~2.02 m,平均1.32 m,属布局简单、大部可采的较不变煤层;此中七线 m之间,大部门赋存于-920~-940 m之间; (3)8煤层:含煤面积37.68 km2,可采面积34.74 km2,有1处不成采区,2处岩浆侵蚀区,赋存标高在-500~-1100之间,煤层厚度0~5.77 m,平均2.99 m,属布局简单、大部可采的较不变煤层;此中七线 m之间,大部门赋存于-990~-1030 m之间; (4)5-1煤层:含煤面积37.97 km2,可采面积27.22 km2,有4处不成采区,2处岩浆侵蚀区,赋存标高在-1000~-1180之间,煤层厚度0~5.77 m,平均2.99 m,属布局简单、大部可采的较不变煤层;此中七线 m之间,大部门赋存于-1050~-1080 m之间; (5)4-1煤层:含煤面积37.29 km2,可采面积33.28 km2,有1处不成采区,2处岩浆侵蚀区,赋存标高在-550~-1160之间,煤层厚度0~5.77 m,平均2.99 m,属布局简单、大部可采的较不变煤层;此中七线 m之间,大部门赋存于-1060~-1090 m之间。 表1-1 次要可采煤层特征表 煤层 煤层厚度(m) 下距煤层(m) 不变性 布局 可采性 最小~最大 平均 13-1 0.77~6.43 4.00 66.36 不变 简单 全区可采 11-2 0~5.02 1.32 4.67 较不变 简单 大部可采 8 0~5.77 2.99 10.16 较不变 简单 大部可采 5-1 0~4.07 1.36 8.77 较不变 简单 大部可采 4-1 0~5.95 3.13 71.13 较不变 简单 大部可采 1.3.2 煤质 本井田可采煤层煤质不变,次要为中灰、中高~高挥发分、特低~低硫、特低~低磷、富油~高油、中~高热值、具强粘结性的气煤,1/3焦煤次之。其洗精煤是较为抱负的炼焦配煤,洗中煤或原煤可作为动力用煤。 本井田煤层风氧化带深度为自煤层露头向下垂深30 m。 其次要可采煤层煤质特征见表1-2。 表1-2 次要可采煤层煤质特征表 煤层 Mad(%) Ad(%) Vdaf(%) St.d(%) Pd(%) Qgr.d(MJ/kg) Y(mm) 煤 类 13-1 0.70~2.54 1.40 15.17~36.22/ 23.68 35.64~44.49/ 40.48 0.26 0.001~0.140 0.035 26.20 9.0~21.0/ 14.8 1/3JM、QM 11-2 0.56~3.18 1.47 16.36~37.38/ 25.50 31.47~43.18/ 37.27 0.36 0.003~0.109/0.013 25.19 8.0~19.0/ 13.6 1/3JM、QM、CY 7-2 0.70~3.16 1.46 16.46~39.18/ 24.77 25.60~41.85/ 37.09 0.24 0.003~0.046/0.012 25.59 7.0~30.0/ 15.0 1/3JM、QM、FM、RN 5-1 0.66~3.12 1.40 12.53~38.96/ 25.39 25.54~41.84/ 36.19 0.78 0.002~0.033/0.008 25.68 0.0~22.0/ 14.4 1/3JM、QM、CY、WY、BN 4-1 0.65~2.44 1.37 16.01~39.72/ 24.70 24.26~42.36/ 35.24 0.45 0.002~0.083/0.012 25.73 9.0~29.0/ 16.2 1/3JM、QM、FM、RN 1.3.3 煤层开采手艺前提 (1)煤层顶底板环境 本井田次要可采煤层顶、底板次要以泥岩为主,次为中、细砂岩。泥岩出格是炭质泥岩、含炭泥岩,厚度小,抗压强度低,多属软岩,不变性差~中等。粉砂岩和砂泥岩互层属中等坚硬岩类,细砂岩、中砂岩胶结优良,岩石坚硬致密,抗压强度高,不变性好,工程地质前提优良。矿床浅部基岩风化带岩体质量差,断层带岩石破裂,均属薄弱虚弱布局面,故本井田矿床工程地质前提为中等类型。次要煤层的顶底板环境见表1-3: 表1-3 次要可采煤层赋存情况表 煤层 均厚(m) 顶板岩性 底板岩性 13-1 4.00 泥岩,少数为砂质泥岩,粉、细砂岩 泥岩,少数为砂质泥岩、粉、细砂岩 11-2 1.32 泥岩,少数为粉、细砂岩 泥岩,少数为粉、细砂岩 8 2.99 泥岩,局部为砂质泥岩、粉、细砂岩 泥岩,局部为砂质泥岩、粉、细砂岩 5-1 1.36 泥岩、砂质泥岩,少数为粉、细砂岩 泥岩、砂质泥岩,少数为粉、细砂岩 4-1 3.13 泥岩,少数砂质泥岩、粉、细砂岩 泥岩,少数砂质泥岩、粉、细砂岩 (2)瓦斯 通过对瓦斯测试材料阐发,本井田共采测瓦斯煤样364个,现实操纵272个,采样深度在-710.25~-1227.22 m之间,瓦斯含量两极值为0~21.53 m3/t,瓦斯含量较高,各煤层瓦斯含量分布特征与地质机关前提有着亲近的关系。沼气带位于基岩顶界面下垂深435 m以深。 13-1煤层:瓦斯含量为0.05~15.21 m3/t,平均瓦斯含量为4.94 m3/t,首采块段13-1煤层瓦斯含量为0.05~10.94 m3/t。 11-2煤层:瓦斯含量为0~13.50 m3/t,平均瓦斯含量为4.41 m3/t(-970 m以浅),-970 m以深仅一个点,含量为4.18 m3/t。首采块段11-2煤层瓦斯含量:0.05~13.5 m3/t。 别的通过对79个煤样进行煤与瓦斯凸起危险性测定,此中17-1、13-1、11-2、8、5-2、5-1、4-2、4-1煤层的凸起危险性分析目标k值均有大于15的样品,由此表白上述煤层均有煤与瓦斯凸起危险。因而,本矿井按煤与瓦斯凸起矿井设想。 (3)煤尘与煤的自燃 本井田16-2、11-1、8、7-2、6、5-2、5-1、4-2、3煤层为自燃煤层,13-1、11-2、4-1煤层为容易自燃~自燃煤层。各可采煤层均有煤尘爆炸危险。 (4)地温 按照九龙岗矿长观孔材料,井田地点地的恒温带深度为自地表向下垂深30 m,响应的温度为16.8 ℃。 按照已有测温材料,本井田的地温梯度为1.70~3.80 ℃/hm,平均为2.83 ℃/hm,根基属地温一般区。一级高温区(>31 ℃)一般出此刻-564 m以下,二级高温区(>37 ℃)一般出此刻-736 m以下,一程度平均地温为43.7 ℃,属二级高温区。鉴于本井地步温较高,需采纳积极的降温办法,以防热害发生。 (5)放射性及其它无害气体 本区经各勘察阶段,对钻孔测井及大量的煤、岩样品测试,均未发觉有放射性非常和大量无害气体。 (6)主采煤层分析柱状图 本设想所选主采煤层11#煤层,其分析柱状图如下: 图1-2 主采煤层分析柱状图 2 井田境地和储量 2.1 井田境地 2.1.1 井田范畴 朱集东井田属朱集井田一部门,位于淮南潘谢新区内。 井田东、南至勘测登记范畴,西至27勘察线,北至明龙山断层。 地面地形平展,标高一般在+22.4~+23.4 m。 井田范畴乖点坐标表见表2-1。 表2-1 井田范畴乘点坐标表 点号 纬度 经度 X Y 1 32°54′30″ 116°45′43″ 3642671.67 39477729.57 2 32°54′30″ 116°46′00″ 3642670.68 39478171.34 3 32°54′15″ 116°46′00″ 3642208.57 39478170.32 4 32°54′15″ 116°46′30″ 3642206.88 39478949.95 5 32°54′00″ 116°46′30″ 3641744.78 39478948.96 6 32°54′00″ 116°47′00″ 3641743.14 39479728.63 7 32°53′45″ 116°47′00″ 3641281.04 39479727.68 8 32°53′45″ 116°47′45″ 3641278.71 39480897.24 9 32°53′30″ 116°47′45″ 3640816.60 39480896.35 10 32°53′30″ 116°48′15″ 3640815.13 39481676.09 11 32°53′15″ 116°48′15″ 3640353.02 39481675.23 12 32°53′15″ 116°48′45″ 3640351.61 39482455.01 13 32°53′00″ 116°48′45″ 3639889.50 39482454.19 14 32°53′00″ 116°51′30″ 3639882.82 39486743.17 15 32°52′45″ 116°51′30″ 3639420.71 39486742.55 16 32°52′45″ 116°52′15″ 3639419.21 39487912.33 17 32°52′30″ 116°52′15″ 3638957.11 39487911.76 18 32°52′15″ 116°52′45″ 3638494.09 39488691.12 19 32°52′15″ 116°53′30″ 3638492.82 39489861.00 20 32°52′00″ 116°53′30″ 3638030.72 39489860.53 21 32°52′00″ 116°53′45″ 3638030.32 39490250.51 22 32°51′45″ 116°53′45″ 3637568.22 39490250.05 23 32°51′45″ 116°53′30″ 3637568.62 39489860.05 24 32°51′30″ 116°53′30″ 3637106.52 39489859.58 25 32°51′30″ 116°53′15″ 3637106.92 39489469.56 26 32°51′15″ 116°53′15″ 3636644.82 39489469.07 27 32°51′15″ 116°53′00″ 3636645.25 39489079.04 28 32°51′00″ 116°53′00″ 3636183.15 39489078.53 29 32°51′00″ 116°52′45″ 3636183.59 39488688.47 30 32°50′45″ 116°52′45″ 3635721.49 39488687.95 2.1.2 开采边界 本井田共含煤28层,煤层总厚28.58 m。此中可采煤层共有13层,别离为3、4-1、4-2、5-1、5-2、6、7-2、8、11-1、11-2、13-1、16-2、17-1煤层,平均总厚为21.58 m。 2.1.3 井田尺寸 井田的走向最大长度为7.10 km,最小长度为6.90 km, 平均长度7.0 km。 井田的倾向最大长度为4.50 km,最小长度为1.60 km, 平均长度3.3 km。 煤层的倾角最大为6°,最小为0°,平均为3°,平均程度长度为3.0 km。 井田的程度面积按下式计较: S = H × L (2-1) 式中 S ——井田的程度面积,m2 H ——井田的平均程度宽度,m L——井田的平均走向长度,m 则井田的程度面积为:S =7.0× 3.0 =21.0 km2,井田赋存情况示企图如图2-1所示。 图2-1 井田赋存情况示企图 2.2 矿井工业储量 2.2.1 储量计较根本 (1)按照本矿的井地步质勘察演讲供给的煤层储量计较图计较; (2)按照《煤炭资本地质勘察规范》和《煤炭工业手艺政策》划定:煤层最低可采厚度为0.70 m,原煤灰分≤40%; (3)根据国务院过函(1998)5号文《关于酸雨节制区及二氧化硫污染节制区相关问题的批复》内容要求:禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井。硫份大于3%的煤层储量列入均衡表外的储量; (4)储量计较厚度:夹石厚度不大于0.05 m时,与煤分层归并计较,复杂布局煤层的夹石总厚度不跨越每分层厚度的50%时,以各煤分层总厚度作为储量计较厚度; (5)井田内次要煤层不变,厚度变化不大,煤层产状平缓,勘察工程分布比力平均,采用地质块段的算术平均法。 2.2.2 勘察程度 本井田先期开采地段(六~二十一线)经高分辩率三维地动共发觉155条断层,孤立断点24个,其华夏钻探期间发觉断层7条,新发觉断层155条;按断层性质分,正断层135条,逆断层20条;按落差大小分,大于等于50米的断层4条,大于等于30而小于50米的断层2条,大于等于落差10而小于30米的断层20条,小于10 m断层129条。 本井田在钻探期间有42个孔揭露有岩浆岩,3个孔见天然焦未见岩浆岩,区内岩浆岩可能以岩床和岩脉形式产出。岩浆顺煤层侵入,侵入范畴次要集中在中、东部6~17勘查线之间的中、北部地段,在18勘查线及以西地段有零散分布,次要的侵入形式为拱开煤层,使煤层缺失、变薄或量变为天然焦。 井田内的地质机关形态次要褶曲和断层以及煤层赋存前提已查明;井田水文地质前提已根基查明,所提材料根基满足设想要求。 2.2.3 矿井地质储量计较 矿井首要可采煤层为11-2#煤。因为矿井井田外形规整,本区矿井储量采用网格法,将井田分为11个块段(按照等高线疏密程度划分面积小块)具体分块环境见图2-2井地步质储量计较面积划分示企图,按照每个面积小块的等高线程度间距和高差计较出头具名积小块的煤层倾角,用CAD号令计较面积小块的程度面积,由此可计较得出每个块段的分歧储量,矿井地质总储量即为各块段储量相加之和。 再按照: (2-2) 式中 Z——矿井地质储量,t S ——井田块段面积,m2 m——煤层平均厚度 γ ——煤层的容重,1.47 t/m3 —— 各块段煤层的倾角 图2-2 矿井块段划分图 由式2-2及矿井块段划分图,得各块段地质储量计较见下表2-2: 表2-2 矿井地质储量计较表 块段名称 倾角/° 面积/m2 煤层厚度/m 11-2 储量核算/Mt A 4 3006297 1.32 5.6 B 2 445283 1.32 0.9 C 2 915939 1.32 1.7 D 1 1108978 1.32 2.0 E 2 1094573 1.32 2.0 F 0 1785459 1.32 2.0 G 3 1430716 1.32 2.7 H 4 4980138 1.32 9.3 I 0 894136 1.32 1.7 J 4 2065564 1.32 3.9 K 3 2908111 1.32 5.5 资本总储量 37.3 则矿井地质储量: 此中,ABCEGHJK储量品级属于122b,DF属于111b,I属于333。 2.2.4 矿井工业储量计较 矿井工业储量是指在井田范畴内,颠末地质勘察,煤层厚度与质量均合乎开采要求,地质机关比力清晰,目前可供操纵的可列入均衡表内的储量。矿井工业储量是进行矿井设想的资本根据,一般也就是列入均衡表内的储量。 矿井工业储量:地质资本量中探明的资本量331和节制的资本量332,经分类得出的经济的根本储量111b和122b、边际经济的根本储量2M11和2M22,连同地质资本量中揣度的资本量333的大部,归类为矿井工业储量。 储量的分派探明储量、节制储量、揣度储量按6:3:1 分派,经济根本储量、边际经济根本储量按9:1分派,次边际经济根本储量不计。各类储量分派见表2-3: 表2-3 矿井工业储量计较表 类别 探明储量/Mt 节制储量/Mt 揣度储量 /Mt 经济储量 边际储量 经济储量 边际储量 数量 20.14 2.24 10.07 1.12 3.73 合计 22.38 11.19 矿井工业储量可用下式计较: (2-3) 式中 ——可托度系数,取0.7~0.9。地质机关简单、煤层赋存不变的矿井,值取0.9;地质机关复杂、煤层赋存较不变的矿井,取0.7。该式取0.8。 Zg=20.14+2.24+10.07+1.12+3.37×0.8=36.63 Mt 2.3 矿井可采储量 2.3.1 井田鸿沟庇护煤柱 按照朱集矿的现实环境,鉴于本井田大部门鸿沟为断层鸿沟,按照《煤矿平安规程》的相关要求,井田鸿沟内侧暂留30 m宽度作为井界煤柱,则井田鸿沟庇护煤柱的丧失按下式计较。 (2-4) 式中: P——井田鸿沟庇护煤柱丧失,Mt。 H——井田鸿沟煤柱宽度,30 m; L——井田鸿沟长度,19918 m; m——煤层厚度,1.32 m; r——煤层容重,1.47 t/m3; 代入数据得: P=30×19918×1.32×1.47=1.10 Mt 2.3.2 工业广场庇护煤柱 按照《煤炭工业设想规范》分歧井型与其对应的工业广排场积见表2-4。 表2-4 工业广场占地面积目标表 井型/Mt·a-1 占地面积目标/ha·0.1Mt-1 2.4及以上 1.0 1.2~1.8 1.2 0.45~0.9 1.5 0.09~0.3 1.8 矿井井型设想为0.45 Mt/a,因而由表2-3-3能够确定本设想矿井的工业广场为0.067 km2。可是考虑到近些年来建筑手艺的提高,建筑物不竭向空间成长,所以,工业广场的面积都有缩小的趋向,再加上本井田煤层埋藏较深,若取工业广场煤柱较大会形成大量的工广压煤,所以本设想取0.90的系数,则工业广场的面积约为0.060 km2。《建筑物、水体、铁路及次要井巷煤柱留设与压煤开采规程》第14条和第17条划定,工业广场属于I级庇护(中型矿井次要通风机房、瓦斯抽放站、高层建筑),需要留设20 m宽的围护带。本设想选定工业广场长为300 m,宽为200 m,重生界松散层厚度150.40~394.30 m,平均323.00 m,连系本矿井的地质前提及冲积层和基岩挪动角(表2-5)采用垂直剖面法计较工业广场的压煤丧失。 表2-5 地质前提及岩层挪动角 煤层倾角/° 煤层厚度/m 广场核心深度/m /° δ/° γ/° β/° 3 1.32 -925 41 66 70 66 采用垂直剖面法计较工业广场压煤示企图如图2-3所示。 图2-3 11-2#煤工业广场庇护煤柱计较示企图 由图可得出庇护煤柱的尺寸为: 由CAD量的梯形的面积别离是: S11煤=1387215.46/cos6°=1394856.63m2 则:工业广场的煤柱量为: Z工=S×M×R 式中: Z工----工业广场煤柱量,Mt; S ----工业广场压煤面积,㎡; M ----煤层厚度,11煤1.32 m; R ----煤的容重, 1.47t/m3。 则: Z工=2.58Mt 2.3.3 断层庇护煤柱 我国井工开采时断层庇护煤柱留设经验汇总见表2.6。 表2.6 断层庇护煤柱留设方式 断层落差H 留设尺寸 H≥50m 50m 30m≤H≤50m 30m H<30m 不留设煤柱 井田11-2#煤层现已查明三条断层,即F1,ZF3和ZF4,且F1部门位于工广庇护煤柱内,另两条断层皆靠得住且可节制,故其两侧各留30 m庇护煤柱,则其煤柱丧失可由下式求得: (2-5) 式中: Pf——煤柱丧失,t; Li——断层长度,m; m——11-2#煤层厚度,m; ——煤层容重,t/m3。 已知t/m3,m,代入(2-5)可得: 2.3.4 风井庇护煤柱 按照《建筑物、水体、铁路及次要井巷煤柱留设与压煤开采规程(2000版)》中参数计较,取工具风井工业场地为100 m×100 m,同样采用垂直剖面法计较工具风井压煤量为:3.2 Mt 表2-7 永世庇护煤柱丧失量 煤柱类型 储量/Mt 井田鸿沟庇护煤柱 1.10 断层庇护煤柱 0.56 工具风井庇护煤柱 3.2 工业广场庇护煤柱 2.58 合计 4.24 2.3.5 矿井可采储量 矿井可采储量是矿井设想的能够采出的储量,可按下式计较: (2-6) 式中: Zk—— 矿井可采储量,t; Zg—— 矿井的工业储量,36.63 Mt; P—— 庇护工业场地、井筒、井田境地、河道、湖泊、建筑物、大断层等留设的永世庇护煤柱丧失量之和。 C——带区采出率; 按照《煤炭工业矿井设想规范》2.1.4条划定:矿井的采出率,厚煤层不小于0.75;中厚煤层不小于0.8;薄煤层不小于0.85。本设想矿井11-2煤层厚度为1.32 m,属于中厚煤层,且为主采煤层,因而带区采出率选择0.8。 则代入数据得矿井设想可采储量: 由以上庇护煤柱丧失量,可得精确可采储量: 3 矿井工作轨制、设想出产能力及办事年限 3.1 矿井工作轨制 按照《煤炭工业矿井设想规范》2.2.3条划定:矿井设想宜按年工作日330 d计较,每天净提拔时间宜为16 h。矿井工作轨制采用“三八制”功课,每天3班功课,此中2班出产,1班检修,每班工作8小时。 3.2 矿井设想出产能力及办事年限 3.2.1 确定根据 《煤炭工业矿井设想规范》第2.2.1条划定:矿井设想出产能力应按照资本前提、开采前提、手艺配备、经济效益及国度对煤炭的需求等要素,经多方案比力或系统优化后确定。 矿区规模可根据以下前提确定: (1)资本环境:煤地步质前提简单,储量丰硕,应加大矿区规模,扶植大型矿井,煤地步质前提复杂,储量无限,则不克不及将矿区规模定得太大; (2)开辟前提:包罗矿区所处地舆位置(能否接近老矿区及大城市),交通(铁路、公路、水运),用户,供电,供水,建筑材料及劳动力来历等。前提好者,应加大开辟强度和矿区规模,不然应缩小规模; (3)国度需求:对国度煤炭需求量(包罗煤中煤质、产量等)的预测是确定矿区规模的一个主要根据; (4)投资结果:投资少、工期短、出产成本低、效率高、投资收受接管期短的应加大矿区规模,反之则缩小规模。 但考虑到以下要素: (1)工业场地工具翼储量相当,从整个朱集东井平衡出产的角度来讲,应使得东、西两翼的产量连结相对平衡。 (2)为处理瓦斯问题,矿井宜采用开采庇护层的方式,按照对各煤层的凸起目标阐发,非凸起煤层或凸起危险性较小的煤层厚度均在1.5 m以下,煤层出产能力小,别的,矿井煤层埋藏深,地温高、地压大,煤层出产能力遭到必然程度的限制。 (3)一程度次要开采13-1煤层和11-2煤层,因为防突要求,宜起首开采基层煤(11-2煤层)作为庇护层,对于下伏的那两层煤会起到庇护卸压的感化。但从矿井经济效益和平安角度考虑,矿井移交时安插1个11-2煤层综采工作面及1个13-1煤层综采工作面是可行的,构成厚薄煤层搭配开采,投产即达产并持久稳产的场合排场。 (4)工作面出产能力 本井田共有13层可采煤层,平均总厚为21.58 m,主采煤层倾角平缓、间距较大且大都为中厚及厚煤层,煤层出产能力较大。首采块段内的11-2煤层平均厚度1.32 m,连系本矿井的机关、瓦斯、地温等情况,本设想暂保举11-2煤层综采工作面出产能力为0.45 Mt/a。 3.2.2 矿井设想出产能力 本矿井井田范畴内煤层赋存简单,地质前提较好,首采煤层平均厚度1.32 m,煤层平均倾角2~5°,属近程度煤层,易于阐扬工作面出产能力。全国煤炭市场需求量大,经济效益好。连系本矿区的煤炭储量,确定本矿井设想出产能力为0.45 Mt/a。 3.2.3 矿井办事年限 矿井可采储量、设想出产能力和矿井办事年限三者之间的关系为: (3-1) 式中: T —— 矿井办事年限,a; ZK —— 矿井可采储量,33.1 Mt; A —— 设想出产能力,0.45 Mt/a; K —— 矿井储量备用系数。 矿井投产后,产量敏捷提高,矿井各出产环节需要有必然的储蓄能力。例如局部地质前提变化,使储量削减;或者矿井因为手艺缘由,使采出率降低,从而削减了储量。因而,需要考虑储量备用系数。《煤炭工业矿井设想规范》第2.2.6条划定:计较矿井及第一开采程度设想办事年限时,储量备用系数宜采用1.3~1.5。连系本设想矿井的具体环境,矿井储量备用系数选定为1.5。 把数据代入公式3-1得矿井办事年限: 3.2.4 井型校核 按矿井的现实煤层开采能力,运输能力,储量前提及平安前提要素对井型进行校核: (1)煤层开采能力的校核 井田内11-2煤层为首采煤层,煤厚1.32 m,为中厚煤层,赋存不变,厚度根基无变化。煤层倾角平均3°,地质前提简单,按照现代化矿井“一矿一井一面”的成长模式,能够安插一个综采一次采全高工作面来满足井型要求。 (2)运输能力的校核 矿井设想为中型矿井,开辟体例为立井单程度开辟。井下煤炭运输采用钢丝绳芯胶带输送机运输,工作面出产的原煤经胶带输送机到大巷胶带输送机运到井底煤仓,运输持续、能力大,主动化程度高,灵活矫捷;井下矸石、材料和设备采用轨道运输,运输能力大,安排便利矫捷。 (3)通风平安前提的校核 矿井采用两翼对角式通风系统,抽出式通风体例,工具两翼各安插一个回风井,能够满足通风要求。 (4)储量前提的校核 按照《煤炭工业矿井设想规范》第2.2.5条划定:矿井的设想出产能力与办事年限相顺应,才能获得好的手艺经济效益。井型和办事年限的对应要求见表3-1。 表3-1 我国各类井型的矿井和第一程度设想办事年限 矿井设想出产 能力Mt·a-1 矿井设想办事年限/a 第一开采程度办事年限 煤层倾角 25° 煤层倾角 25°~45° 煤层倾角 45° 6 70 35 — — 3~5 60 30 — — 1.2~2.4 50 25 20 15 0.45~0.90 40 20 15 15 0.09~0.30 各省自定 由上表可知:煤层倾角低于,矿井设想出产能力为0.45~0..90 Mt/a时,矿井设想办事年限不宜小于40 a,第一开采程度设想办事年限不宜小于20 a。 本设想中,煤层倾角低于25°,设想出产能力为0.45 Mt/a,矿井办事年限为49.0 a,全矿井办事年限等于第一程度办事年限。合适《煤炭工业矿井设想规范》的划定。 4 井田开辟 4.1 井田开辟的根基问题 井田开辟是指在井田范畴内,为了采煤从地面向地下开辟一系列巷道进入煤体,成立矿井提拔、运输、通风、排水和动力供应等出产系统。这些用于开辟的井下巷道的形式、数量、位置及其彼此联系和共同称为开辟体例。合理的开辟体例需要敌手艺可行的几种开辟体例进行手艺经济比力才能确定。 井田开辟具体有下列几个问题需要确定: (1)确定井筒的形式、数目和共同,合理选择井筒及工业广场的位置; (2)合理确定开采程度、阶段的数目和位置; (3)安插大巷及井底车场; (4)确定矿井开采法式,做好开采程度的接替; (5)进行矿井开辟延深、深部开辟和手艺革新; (6)合理确定矿井通风、运输及供电系统。 开辟问题处理的黑白,关系到整个矿井出产的久远好处,关系到矿井的基建工程量、初期投资和扶植速度,从而影响矿井经济效益。确定开辟问题,需按照国度政策,分析考虑地质、开采手艺等诸多前提,经全面比力后才能确定合理的方案。因而,在确定开辟体例是要遵照以下准绳: (1)贯彻施行国度相关煤炭工业的手艺政策,为早出煤、出好煤、高产高效缔造前提。在包管出产靠得住和平安的前提下削减开辟工程量;特别是初期扶植工程量,节约基建投资,加速矿井扶植。 (2)合理集中开辟摆设,简化出产系统,避免出产分离,做到合理集中出产。 (3)合理开辟国度资本,削减煤炭丧失。 (4)要成立完美的通风、运输、供电系统、缔造优良的出产前提,削减巷道维护量,使次要巷道经常连结优良的形态。 (5)要适该当前国度的手艺程度和设备供应环境,应为采用新手艺、新工艺、成长采煤机械化、分析机械化、主动化缔造前提。 本井田开辟体例的选择,次要考虑到以下几个要素: 本井田煤层埋藏较深,煤层可采线)本井田瓦斯及涌水比力大,对开辟体例的选择影响较大。 3)本矿地表地势平展,且多为农田,无大的地表水系和水体,地面平均标高为+23 m。 4.1.1 确定井筒形式、数目、位置 (1)井筒形式简直定 井筒形式有三种:平硐、斜井、立井,各井筒形式优错误谬误比力及合用前提见表4-1。 表4-1 井筒形式比力 井筒形式 长处 错误谬误 合用前提 平硐 1运输环节和设备少、系统简单、费用低。 2工业设备简单。 3井巷工程量少,省去排水设备,大大削减了排船脚用。 4施工前提好,掘进速度快,加速建井工期。5煤炭丧失少。 受地形影响出格大 有足够储量的山岭地带 斜井 与立井比拟: 1井筒施工工艺、设备与工序比力简单,掘进速度快,井筒施工单价低,初期投资少。 2地面工业建筑、井筒配备、井底车场简单、延深便利。 3主提拔胶带化有相当大提拔能力。能满足特大型矿井的提拔需要。 4斜井井筒可作为平安出口。 与立井比拟: 1井筒长,辅助提拔能力小,提拔深度无限。 2通风线路长、阻力大、管线斜井井筒通过富含水层,流沙层施工复杂。 井田内煤层埋藏不深,表土层不厚,水文地质前提简单,井筒不需要特殊法施工的缓斜和倾斜煤层。 立井 1不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯和水文地质等天然前提限制。2井筒短,提拔速度快,对辅助提拔出格有益。3当表土层为富含水层的冲积层或流沙层时,井筒容易施工。4井筒通风断面大,能满足高瓦斯、煤与瓦斯凸起的矿井需风量的要求。 1井筒施工手艺复杂,设备多,要求有较高的手艺程度。 2井筒配备复杂,掘进速度慢,基建投资大。 对晦气于平硐和斜井的地形地质前提都可考虑立井。 朱集矿为深井开采,且为煤与瓦斯凸起矿井,煤层倾角小,平均3°,为近程度煤层,主采煤层11-2#埋深平均-930 m,表土层厚约323 m,无流沙层。井筒需采用特殊施工方式——表土段采用冻结法施工,基岩段采用地面预注浆施工。按照《煤炭工业矿井设想规范》3.1.4条划定: 煤层赋存较深、表土层厚、井筒需用特殊工法施工,宜采用立井开辟体例。 综上所述,本设想采用立井开辟。 (2)井筒数目标确定 按照《煤炭工业矿井设想规范》第3.1.7条划定: 1 斜井或立井开辟的矿井,一般宜开凿2个提拔井筒,即主井和副井; 2 分区开辟的矿井或在特殊前提下,经手艺经济比力合理时,可开凿2个以上的提拔井筒; 3 风井数量应按照开辟摆设、通风系统要求、平安出产需要、合理工期放置及投资效益等,经分析论证后确定; 4 箕斗提拔井或装有带式输送机的井筒兼作风井利用时,必需合适现行《煤矿平安规程》的相关划定; 5 高瓦斯、有煤与瓦斯凸起危险的矿井必需设公用回风井。 本井田煤层埋藏深,具有地温高,地压大,瓦斯大等特点,按照瓦斯管理工程需求,需在煤层顶(底)板安插岩巷预抽瓦斯,因此矿井岩巷工程量大,按照上述特点,对初期工业场地内的井筒数目提出了如下方案: 工业场地内安插主井、副井、左部(工广沿走向偏西2000 m)安插一个回风井,右部(工广沿走向偏东2500 m)安插一个回风井。此中主井井筒次要承担矿井煤炭提拔及兼进部门风;副井井筒次要担负矸石、人员、设备及材料等辅助提拔和进风,井筒内配备梯子间,作为矿井的平安出口,井筒内安插有压风管、洒水管、动力电缆和通信电缆。 (3)井筒位置简直定 本设想在选择井口位置时次要根据《煤炭工业矿井设想规范》第3.2.1条划定:: 有益于第一程度开采,兼顾其他程度,有益于井底车场和次要运输大巷安插,削减工程量; 有益于首采区安插在井筒附近的开采前提好、资本/储量丰硕的块段,且不迁村或少迁村; 井田两翼资本/储量根基均衡; 井筒位置应尽量避开厚表土层、厚含水层、断层破裂带、煤与瓦斯凸起煤层或薄弱虚弱岩层,不该穿过采空区; 工业场地应具有不变的工程地质前提,避开法定庇护的文物奇迹、风光区、内涝低洼区和采空区,不受岩崩、滑坡、泥石流和洪水等灾祸要挟; 工业场地应少占耕地,少压煤; 水源、电源较近,煤的运输标的目的顺畅,矿井铁路公用线短,道路安插合理。 因而,井筒位置简直定准绳: 沿井田走向的有益位置 当井田外形比力法则并且储量分布平均时,井筒的有益位置应在井田走向地方;当井田储量呈不服均分布时,应安插在储量的地方,使井田两翼储量分布比力平均。 井筒沿井田倾斜标的目的的有益位置 井筒位于井田浅部时,总石门工程量大,但第一程度及投资较少,建井工期短;井筒位于井田中部时,石门较短,沿石门的运输工程量较小;井筒位于井田的下部时,石门长度和沿石门的运输工作量大,若是煤系基底有含水量大的岩层不答应井筒穿过时,它能够延深井筒到深部,对开采井田深部及向下扩展有益。从井筒和工业场地庇护煤柱丧失看,井筒愈接近浅部,煤柱尺寸愈小,愈近深部,煤柱尺寸愈大。因而,一般井筒位于井田倾向标的目的中偏上的位置。 立井开辟时,确定井筒沿井田倾向位置的准绳是:石门工程量少;少压煤;有益于第一程度开采。 地面工业场地的合理位置 为合理安插工业场地,应充实操纵荒山、坡地、劣地,尽可能不占良田、少占农田,不妨碍农田水利扶植,尽量避免拆迁村庄及改道河道,也不要占用主要文化奇迹和园林,还应留意合适下列要求: 要有足够的场地,便于安插矿井地面出产系统及建筑物和修建物,如主、副提拔机房,井口车场、地面煤仓、卸车站等。按照矿井前提及需要,还要考虑能否为当前的成长留不足地。 要有较好的工程地质和水文地质前提,尽可能避开滑坡、崩沿、溶洞、流沙、采空区等不良地段,既是便于施工的需要,也是为了防止天然灾难的侵袭。 要便于供电、供水及外部的运输联系,附近有便于扶植栖身区、排矸场的地址。 要避免井筒和工业场地蒙受水患,井筒位置应高于本地最高洪水位,而且其位置经附近工农业根基扶植(如水库堤坝、铁路路基等)、改变地形地貌和泄水前提后,仍不克不及受洪水要挟。在平原地域还招考虑工业场地内雨水、污水排出能否便当。在丛林地域,工业场地与丛林之间应有足够的防火距离。 要充实操纵地形,使工业场地安插及地面运输合理,并使平整场地的工程量较少。 井筒及工业场地位置的选择 综上所述,选择井筒及工业场地位置既要力图做到对井下开采有益,又要留意使地面安插合理,还要便于井筒的开凿和维护,可否/若何达到这些要求,又与矿井的地质、地形、水文、煤层赋存环境的等要素亲近联系。 基于上述准绳,连系本矿井现实地质材料,本设想将工业广场核心定于14-3#钻孔东偏南63°标的目的700 m处;主井定于14-3#钻孔东偏南68°标的目的700 m处;副井定于14-3#钻孔东偏南63°标的目的780 m处。该处地面平展、无村庄,有沟渠,地面原始标高+23.3m。 4.1.2 工业场地的外形和面积 按照表2-3工业场地占地面积目标,确定地面工业场地的占地面积为6公顷,外形为矩形,长边平行于井田走向。按照制图规范1:5000的图按300m*200 m绘制。 4.1.3 阶段划分和开采程度简直定 按照井田前提和《煤炭工业设想规范》的相关划定,开采程度划分的根据: (1)能否有合理的阶段斜长; (2)阶段内能否有合理的带区数目; (3)要包管开采程度有合理的办事年限和足够的储量; (4)要使程度高度在经济上合理。 本井田煤层埋藏深,近程度,11-2#煤层赋存标高在-880 m~-960 m之间,此中大部门赋存于-920 m~-940 m之间,阶段垂高仅有80 m,小于250 m,合适《规范》划定,能够单程度开辟。同时,设想要求巷道系统力图简单,而且尽量削减巷道掘进费用,因而,本设想采用单程度开辟。 按照井地步质机关,煤层倾角、煤层层间距、工具翼几何尺寸等特点,连系工业场地煤柱线的位置,将井田沿走向划分为两个块段,工业场地东侧煤柱线至井田东鸿沟划分划分为东翼块段,因受断层ZF3、ZF4影响,块断内不宜采用盘区开采,所以将东翼块断内别离划分为四个带区,遵照先近后远,逐渐向井田鸿沟扩展的前进式开采,首采地方一带区11-2#煤;工业场地西侧煤柱线勘察线划分为西翼块段,块断内采用带区开采仍是采用盘区开采还需进行经济比力得出。 4.1.4 次要开辟巷道 按照《煤炭工业矿井设想规范》3.3.1 条,开辟巷道安插应按照煤层赋存前提、地质前提、开采手艺前提和矿井开辟、通风、运输体例等要素确定,并应合适下列划定: 1 开采近距离多煤层时,宜采用集中或分组运输大巷安插体例;煤层(组)间距大时,宜采用分层运输大巷安插体例; 2 开辟巷道不得安插在有煤与瓦斯凸起危险煤层中和严峻冲击地压煤层中; 3 当煤层无煤与瓦斯凸起危险、无冲击地压,煤层顶底板围岩较不变、煤层较硬、含水量较小,或自燃发火、高瓦斯煤层采纳平安办法在手艺可行、经济合理时,次要运输大巷及总回风巷宜安插在煤层中; 4 近程度多煤层开采,采用分层或分组安插运输大巷时,宜将开采程度分层(组)运输大巷重迭安插; 5 开辟巷道安插应避开应力集中区和勾当断层,且不宜沿断层安插。 因为11-2#煤层平均厚度为1.32 m,赋存不变,底板崎岖不大,为近程度煤层,煤层厚度变化不大,且煤质硬度较大。考虑到巷道埋深较深,地压大,为便于巷道后期维护,故安插一条胶带运输大巷、一条轨道辅助运输大巷和一条回风大巷,共三条,位于井地步方,沿走向安插,在11-2#煤层底板岩层中,距煤层底板40 m。 4.1.5 开辟方案比力 (1)提出方案 按照以上阐发及矿井的现实环境,现提出以下五种在手艺上可行的开辟方案,别离如图4-1~图4-5所示。 方案一:双立井开辟,工业广场设在10-4钻孔附近,井田东、西两翼采用全带区式安插体例,共分为六个带区,轨道大巷、胶带机大巷和回风大巷皆为岩石大巷,安插在11-2#煤层底板岩层中;通风体例右翼采用地方排列式通风左翼采用地方并列式通风,即在井地步方的工业广场内安插一个风井——与主副井在一路,同时在右翼鸿沟安插一个风井; 方案二:双立井开辟,工业广场设在井地步方,井田东、西两翼采用全带区式安插体例,共分为六个带区,轨道大巷、胶带机大巷和回风大巷皆为岩石大巷,安插在11-2#煤层底板岩层中;通风体例全体采用地方并列式通风,即将风井安插在井地步方的工业广场内——与主副井一路; 方案三:双立井开辟,工业广场设在井地步方,井田东、西两翼采用全带区式安插体例,共分为六个带区,轨道大巷、胶带机大巷和回风大巷皆为岩石大巷,安插在11-2#煤层底板岩层中;通风体例左、右两翼都采用地方排列式通风,即在摆布两翼鸿沟各安插一个风井; 方案四:双立井开辟,工业广场设在井地步方,井田东翼采用带区式安插体例,共分为四个带区,井田西翼采用盘区式安插,共分为四个盘区,轨道大巷、胶带机大巷和回风大巷皆为岩石大巷,安插在11-2#煤层底板岩层中;通风体例全体采用地方并列式通风,即将风井安插在井地步方的工业广场内,与主副井在一路; 方案五:双立井开辟,工业广场设在井地步方,井田东翼采用带区式安插体例,共分为四个带区,井田西翼采用盘区式安插,共分为四个盘区,轨道大巷、胶带机大巷和回风大巷皆为岩石大巷,安插在11-2#煤层底板岩层中;通风体例左、左翼采用地方排列式通风,即在井田右翼(工广沿走向偏西2000 m)安插一个回风井,同时在左翼鸿沟安插一个风井; (2)手艺比力 以上所提的五种方案中: 方案一与其他方案次要区别在于井筒(工业广场)位置分歧,此位置长处在于庇护煤柱面积内包含两个大断层,节流了煤柱丧失。错误谬误在于两大断层附近必然具有很多小断层,影响工业广场扶植与平安。 方案二(方案三)、方案四(方案五)次要区别在于西翼是采用带区式开采,仍是盘区式开辟体例。带区式开采体例合用于煤层倾角小于12°缓斜煤层,特别是在近程度煤层时手艺经济效益比力显著。与盘区式开采巷道开辟安插比拟带区式安插不需要开掘上山,大巷掘出后便能够掘运输斜巷、回风斜巷、开切眼和需要的硐室车场,巷道系统简单,井巷工程量小,建井工期短,经济效益高。盘区式安插大巷掘进工程量较小,能够较早投产。因为本井田东部受断层影响不适合设置盘区上下山,只可采用带区安插,而西翼则无此限制,特提出西翼盘区开采体例进行经济比力。 方案二(方案四)、方案三(方案五)的次要区别在于通风体例的分歧。方案二采用地方并列式通风体例,地方并列式的长处是工业场地安插集中,办理便利,工业场地庇护煤柱小。错误谬误是通风线路长,通风阻力大,井下漏风多。方案三(方案五)夹杂式通风线路短,带区通风便利,通风阻力小,合用于高瓦斯矿井,但投产时间较长,工具风井还需设置庇护煤柱。考虑到本矿井为煤与瓦斯凸起矿井,为顺应通风需要,特提出夹杂式通风体例进行经济比力。 图4-1 方案一:双立井单程度工具两翼全带区式安插、夹杂式通风(工广在右) 图4-2 方案二:双立井单程度工具两翼全带区式安插、地方并列式通风 图4-3 方案三:双立井单程度工具两翼全带区式安插、对角式通风 图4-4 方案四:双立井单程度东翼带区西翼盘区式安插、地方并列式通风 图4-5 方案五:双立井单程度东翼带区西翼盘区式安插、对角式通风 (3)粗略经济比力 四种方案进行细致的经济比力步调较多,因而,把附近的方案和方案二,方案三和方案四先分隔别离进行粗略的经济比力,选出经济上有较着劣势的方案进行下一步的细致经济比力。 各方案的粗略估算费用见表4-2~4-7。 表4-2 方案一:双立井单程度工具两翼全带区式安插、夹杂式通风(工广在右) 表4-3 方案二:双立井单程度工具两翼全带区式安插、地方并列式通风 表4-4 方案三:双立井单程度工具两翼全带区式安插、对角式通风 表4-5 方案四:双立井单程度东翼带区西翼盘区式安插、地方并列式通风 表4-6 方案五:双立井单程度东翼带区西翼盘区式安插、对角式通风 表4-7 四个方案彼此间粗略经济比力表 方案名称 方案一 方案二 方案三 方案四 方案五 费用/万元 21267.5 20702.8 21056.9 19761.1 20121.1 百分比/% 107.6230 104.7654 106.5573 100 101.8218 通过粗略估算能够看出方案一费用较着过大,予以解除;方案二(三)和方案四(五)的费用不同较大,西翼采用盘区式开采的经济费用小于带区式开采的费用,因而能够确定采用盘区式开采,解除了方案二(三)。方案三和方案四通过粗略估算能够看出费用不同不大,最终开辟方案的选择还要进行细致经济比力,才能确定。 (4)细致经济比力 方案四和方案五的细致经济比力见表4-8、表4-9: 表4-8 方案四:双立井单程度地方并列式通风 表4-9 方案五:双立井单程度对角式通风 两方案对比汇总见表4-10: 表4-10 方案四、方案五经济比力表 方案 方案四 方案五 名称 地方并列式通风 对角式通风 项目 费用/万元 百分比/% 费用/万元 百分比/% 基建费用 9362.8 100.0 10138.0 108.3 出产费用 26757.7 113.4 23592.4 100.0 总费用 36120.5 107.1 33730.4 100.0 由表4-10可知,虽然方案四的前期基建费用低,但无论是后期基建费用仍是出产运营费用都例如案五要高,最终的投资总费用也要例如案五要高。并且从手艺比力上能够看出地方并列式通风虽然在前期投入上较少,但很难满足高瓦斯矿井的通风需要,后期通风线路较长且较复杂,相对而言两翼对角式通风线路简单,适于本矿井的地质前提。因而,分析手艺比力、粗略和细致的经济比力所得出的结论,可确定选择方案五,即双立井单程度开辟,采用东翼带区、西翼盘区式划分井田,通风体例采用两翼对角式通风,于工具两翼各安插一个风井,轨道大巷、胶带机大巷和回风大巷都安插在11-2#煤层底板岩石中。 4.2 矿井根基巷道 4.2.1 井筒 由前节确定的开辟方案可知主副井都为立井,在井田工具两翼设想工具风井。一般来说,立井井筒横断面外形有圆形、矩形两种,但圆形断面的立井办事年限长,承压机能好,通风阻力小,维护费用少及便于施工的特点,因而,主、副立井及东、西风井均采用圆形断面。 (1)主立井 主井井筒净直径5.0 m,井口绝对标高为+23.0 m,井底程度标高为-955.0 m,井筒总深度为978 m。井筒内安插一对4 t多绳箕斗,用于煤炭提拔,并兼进部门风。井筒配备采用方管罐道和罐道梁,用牛腿托架固定在井壁上。主井井筒断面及次要参数如图4-6。 (2)副立井 副井井筒净直径6.0 m,井口绝对标高为+23.0 m,井底程度标高为-975.0 m,井筒总深度为998 m。一对1.0 t固定箱式矿车单层双车罐笼。供提拔矸石及上下人员、设备、材料之用。本井筒为矿井的进风井,并兼作矿井的一个平安出口。井筒配备采用方钢管罐道,设有玻璃钢梯子间。井筒内还敷设排水管四趟,压风管、洒水管各一趟,动力电缆架和通信信号电缆架各两趟。井筒配备采用方管罐道和罐道梁,用牛腿托架固定在井壁上。副井井筒断面及次要参数如图4-7。 (3)东、西风井 东、西风井井筒净直径5.0 m,井口绝对标高为+23.0 m,西风井井底程度标高为-935.0 m,井筒总深度为958.0 m;春风井井底程度标高为-950 m,总深度为978.0 m。风井井筒断面及次要参数如图4-8。 图4-6 主井井筒断面及次要参数 图4-7 副井井筒断面及次要参数 图4-8 风井井筒断面及次要参数 4.2.2 井底车场及硐室 矿井为立井开辟,煤炭由胶带机运输至井底煤仓,再由箕斗运至地面;物料经副立井运至井底车场,在车场由蓄电池电机车牵引至工作面。 (1)井底车场的形式和安插体例 井底车场是毗连矿井只需提拔井筒和井下次要运输巷道的一组巷道和硐室的总称。它联系着井筒提拔和井下运输两大出产环节,为提煤、提矸石、下料、通风、排水、供电和起落人员等各项工作办事,是井下运输的总枢纽。 按照《煤炭工业设想规范》4.2.1要求: 井底车场安插形式应按照大巷运输体例,通过车场的货载量、井筒提拔体例、井筒与次要运输大巷的彼此位置,地面出产系统安插和井底车场巷道及次要硐室所处的围岩前提等要素,经手艺经济比力确定,并合适下列划定: ①大巷采用固定式矿车运输时,宜采用环形车场。 ②当井底煤炭和辅助运输别离采用底卸式及固定式矿车运输时,宜采用折返与环形相连系形式的车场,并应与采区卸车站形式相协调。 ③当大巷采用带式输送机运煤,辅助运输采用无轨系统时,宜采用折返式或折返式与环形相连系形式的车场;若辅助运输采用有轨系统,则宜采用环形形式的车场。 ④采用分析开辟体例的新建矿井或扩建矿井,井下采用多种运输体例运输时,应连系具体前提,经方案比力后确定。 因为井底车场一般要为整个矿井办事,办事时间较长,故要安插在较坚硬的岩层中。本矿井安插位置选择在距煤层底板40m的岩层中。煤层底板为坚硬的细粒砂岩。维护费用较低。 按照矿井开辟体例,立井和大巷的相对位置关系,确定为卧式环形井底车场,井下矸石、大巷材料及设备辅助运输采用蓄电池电机车牵引固定式矿车,工作面斜巷采用无极绳绞车牵引,井底车场形式和安插体例如图4-9。 图4-9 井底车场形式和安插体例 (2)空重车线长度 大型矿井的副井空重车线列车长。辅助运输采用MG1.1-6A型1.0吨固定厢式矿车运输,其尺寸为2000×880×1150。电机车选用ZK10-6/550直流架线节车厢。 一列车的长度L=4500+2000×15=34500mm=34.5 m 副井空重车线 m 所选车场的副井空车线 m,所选车场的副井重车线)调车体例 运输大巷的煤间接由皮带运入井底煤仓。矸石列车在副井重车线机车分手当前,电机车经机车绕道至副井空车线牵引空车经绕道出井底车场。材料的运转路线)硐室 ①主井系统硐室 立井系统硐室由皮带机头驱动硐室、井底煤仓、装载胶带巷及清理井底撒煤硐室等构成,是井底煤流汇集和装载提拔的枢纽。箕斗装载硐室安插在坚硬不变的岩层中,其它硐室的安插由线路安插决定。 井底煤仓的无效容量可按矿井设想日产量的15%~25%来计较,因本矿井日产量为1364 t,煤仓容量为341 t,设置一个直径为6 m,高15 m的圆筒煤仓,总容量约500 t,可以或许满足矿井

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