采矿工程毕业设计(论文)龙煤集团鹤岗分公司兴山矿1.5mta新井设计[2]【全套图纸】

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摘要
本设计新矿井为鹤岗矿业集团兴山煤矿 1.5Mt/a的新井设计,共有7层可采煤层,总厚度为14.7m。

设计井田的可采储量为114.7Mt。

服务年限为70a。

划分两个水平开采。

井田平均走向长5000m,平均倾斜长2000m,煤层平均倾角20°,属于缓倾斜煤层。

本设计矿井采用双立井的开拓方式,分组集中大巷布置方式。

共划分12个采区,其中首采区为1个,达产工作面2个。

本设计采区为西六采区,采用语大巷装车式下部车场,综合机械化采煤。

矿井年工作日为330d,采用“三、八”式工作制,设计工作面长为190m,每刀进度为0.8m,每日割四刀。

提升设备为主井采用箕斗提升,副井采用罐笼提升。

由于井田走向长度较大,且为缓倾斜煤层,以及煤层地质条件等因素影响,因此本井田内全部采用走向长壁采煤法开采。

关键词可采储量走向长壁开采立井综合机械化
全套图纸,加153893706
Abstract
The task of this design is to construct a 1.5million tons new shaft for Hegang Ming Administration.This mine has three minable Coal Seam,and its average thickness is14.7 meters.Designed field of minable capacity is 114.7Mt. It can adapt for 70years, and is divided into two levels. Average alignment in farmland in well lengthways 5000 ms, average slant lengthways 2000ms, average rake angle in coal seam 20°, belong to the the slant the coal seam.
This mine shaft is applied to double indined shaft develop ment method; Layout of gathing gallergand mining district eross heading; The well farmland turns to is divided into totally 9 adopt the zone mines and 2 worked faces. This worked fece is west six worked face, words 330 days every year. Adapt “thee-eight”work situation, work face is 190meters length of circle is 0.8meters, and times is 4 one day.
Because the well farmland lengthways length is bigger, and incline the coal seam for the , and coal seam geology condition etc. factor effects, so this well farmland inside the complete adoption lengthways.
Key words Recoverable reserves Adoption lengthways Vertical shaft comprehensive mechanization
目录
摘要 (I)
Abstract (II)
绪论 (1)
第1章井田概况及矿井地质特征 (2)
1.1 井田概况 (2)
1.1.1 井田位置及范围 (2)
1.1.2 交通位置 (2)
1.1.3 地形与河流 (3)
1.1.4 气象 (3)
1.2 地质特征 (3)
1.2.1 矿区范围内的地层情况 (3)
1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造 (4)
1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征 (4)
1.2.4 岩石性质、厚度特征 (6)
1.2.5 井田内的水文地质情况 (6)
1.2.6 沼气、煤尘及煤的自燃性 (7)
1.2.7 煤质、牌号及用途 (7)
1.3勘探程度及可靠性 (7)
第2章井田境界、储量、服务年限 (9)
2.1 井田境界 (9)
2.1.1 井田周边状况 (9)
2.1.2 井田境界确定的依据 (9)
2.1.3 井田未来发展情况 (9)
2.2 井田储量 (9)
2.2.1 井田储量的计算 (9)
2.2.2 保安煤柱 (10)
2.2.3 储量计算方法 (10)
2.2.4 储量计算评价 (10)
2.3 矿井工作制度、生产能力及服务年限 (11)
2.3.1 矿井工作制度 (11)
2.3.2 矿井生产能力、服务年限 (11)
2.3.3 矿井设计服务年限 (12)
第3章井田开拓 (13)
3.1 概述 (13)
3.1.1、井田内外及附近生产矿井开拓方式概述 (13)
3.1.2、影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况 (13)
3.2矿井开拓方案的选择 (13)
3.2.1、井筒形式和井口位置 (13)
3.2.2 方案经济比较 (14)
3.2.3 开采水平数目和标高 (17)
3.2.3 开拓巷道的布置 (18)
3.3 选定开拓方案的系统描述 (21)
3.3.1 井筒形式和数目 (21)
3.3.2 井筒位置及坐标 (21)
3.3.3 水平数目及高度 (22)
3.3.4 石门、大巷(运输大巷、回风大巷)数目及布置 (22)
3.3.5 井底车场的形式选择 (23)
3.3.6 煤层群的联系 (24)
3.3.7 采区划分 (24)
3.4 井筒布置及施工 (25)
3.4.1 井筒穿过的岩层性质及井硐维护 (25)
3.4.2 井筒布置及装备 (25)
3.4.3 井筒延伸的初步意见 (27)
3.5 井底车场及硐室 (27)
3.5.1 井底车场形式的确定及论证 (27)
3.5.2 井底车场的布置、存储线路、行车线路布置长度 (28)
3.5.2 井底车场通过能力计算 (29)
3.5.4 井底车场主要硐室 (31)
3.6 开采顺序 (33)
3.6.1 沿井田走向的开采顺序 (33)
3.6.2 沿井田倾斜方向的开采顺序. (33)
3.6.3 采区接续计划 (33)
3.6.4 三量控制情况 (34)
第4章采区巷道布置 ........................................ 错误!未定义书签。

4.1 采区概述 .............................................. 错误!未定义书签。

4.1.1 设计采区的位置、边界、范围、采区煤柱错误!未定义书签。

4.1.2 采区地质和煤层情况 .................... 错误!未定义书签。

4.1.3 采区生产能力、储量、服务年限 .. 错误!未定义书签。

4.2采区巷道布置 ......................................... 错误!未定义书签。

4.2.1 区段划分 ...................................... 错误!未定义书签。

4.2.2 采区上山布置............................... 错误!未定义书签。

4.2.3 采区车场布置............................... 错误!未定义书签。

4.2.4 采区煤仓形式、容量及支护 ......... 错误!未定义书签。

4.2.5 采区硐室简介............................... 错误!未定义书签。

4.2.6采区工作面的接续 ........................ 错误!未定义书签。

4.3 采区准备 ............................................... 错误!未定义书签。

4.3.1 采区巷道的准备顺序 .................... 错误!未定义书签。

4.3.2 采区主要巷道的断面示意图及支护方式错误!未定义书签。

第5章采煤工艺 ............................................... 错误!未定义书签。

5.1 采煤方法的选择 .................................... 错误!未定义书签。

5.2 回采工艺 ............................................... 错误!未定义书签。

5.2.1 选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备错误!未定
5.2.2 选择采面循环方式和劳动组织形式错误!未定义书签。

第6章井下运输和矿井提升 ............................. 错误!未定义书签。

6.1 矿井井下运输 ........................................ 错误!未定义书签。

6.1.1 运输方式和运输系统的确定 ......... 错误!未定义书签。

6.1.2 矿车的选型及数量........................ 错误!未定义书签。

6.1.3 采区运输设备的选择 .................... 错误!未定义书签。

6.2 矿井提升系统 ........................................ 错误!未定义书签。

6.2.1 矿井主提升设备的选择及计算...... 错误!未定义书签。

第7章矿井通风与安全..................................... 错误!未定义书签。

7.1 矿井通风系统的确定 ............................. 错误!未定义书签。

7.1.1 概述 ............................................. 错误!未定义书签。

7.2 风量计算与风量分配 ............................ 错误!未定义书签。

7.2.1 风量计算 ...................................... 错误!未定义书签。

7.2.2 风量分配 ...................................... 错误!未定义书签。

7.2.3 风量的调节方法与措施 ................ 错误!未定义书签。

7.2.4、风速的验算................................. 错误!未定义书签。

7.3矿井通风阻力计算 ................................ 错误!未定义书签。

7.3.1 确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力错误!未定义书签。

7.3.2 矿井等积孔计算 ........................... 错误!未定义书签。

7.4 通风设备的选择.................................... 错误!未定义书签。

7.4.1 主扇的选择计算 ........................... 错误!未定义书签。

7.4.2 电动机的选择............................... 错误!未定义书签。

7.4.3 反风措施 ...................................... 错误!未定义书签。

7.5 矿井安全技术措施................................. 错误!未定义书签。

7.5.1、预防瓦斯及煤尘爆炸 .................. 错误!未定义书签。

7.5.2 防尘措施 ...................................... 错误!未定义书签。

7.5.3 预防井下火灾的措施 .................... 错误!未定义书签。

7.5.4 为防止井下水灾的措施 ................ 错误!未定义书签。

7.5.6 其他事故的预防 ........................... 错误!未定义书签。

7.5.7 避灾路线及自救 ........................... 错误!未定义书签。

第8章矿井排水 ............................................... 错误!未定义书签。

8.1概述 ...................................................... 错误!未定义书签。

8.1.1 矿井水来源及涌水量 .................... 错误!未定义书签。

8.1.2 对排水设备的要求........................ 错误!未定义书签。

8.2 矿井主要排水设备................................. 错误!未定义书签。

8.2.1 排水方式与排水系统简介 (35)
8.2.2 主排水设备及管路的选择计算 (36)
第9章矿井主要技术经济指标 (38)
总结 (41)
致谢 (43)
参考文献: (45)
附录1 (46)
附录2 (56)
第4章采区巷道布置 ........................................ 错误!未定义书签。

4.1 采区概述 .............................................. 错误!未定义书签。

4.1.1 设计采区的位置、边界、范围、采区煤柱错误!未定义书签。

4.1.2 采区地质和煤层情况 .................... 错误!未定义书签。

4.1.3 采区生产能力、储量、服务年限 .. 错误!未定义书签。

3.6 开采顺序 .............................................. 错误!未定义书签。

3.6.1 沿井田走向的开采顺序 ................ 错误!未定义书签。

3.6.2 沿井田倾斜方向的开采顺序. ........ 错误!未定义书签。

3.6.3 采区接续计划............................... 错误!未定义书签。

7.2.2 风量分配 ...................................... 错误!未定义书签。

7.2.3 风量的调节方法与措施 ................ 错误!未定义书签。

3.5.2 井底车场的布置、存储线路、行车线路布置长度错误!未定义书
2.3.3 矿井设计服务年限........................ 错误!未定义书签。

Abstract ............................................................ 错误!未定义书签。

绪论
大学四年的学习终于结束了,我掌握了很多专业知识,现在可以用自己的知识来分析一些实际问题了。

为了能更好的巩固和运用这些知识,我做兴山矿的新井设计,而且我在毕业实习中也收集到了很多兴山矿的资料。

本设计主要是关于新矿井的建设,其中包括开拓方式、采煤工艺、支护方式、设备选型以及矿井的各个系统。

本设计包括通风安全方面、采煤工艺方面、岩石力学方面以及CAD制图方面的知识。

采矿方面的知识更新很慢,本设计采用了一种创新模式,这是一个新的方案,主要是针对小煤层群的开采方法,本方法采用反倾向的巷道布置,不需要布置上下山,因此,可以节省很多开采费用,也更利于矿井的生产和管理。

本设计主要是通过绘制矿井的各种图纸来,来进行矿井的优化设计,这其中文字部分包括大量的方案比较,以便使设计更加合理。

在设计时,需要对矿井的地质情况、煤层的受力等情况进行分析,这样才能使建成的矿井更加与实际相符。

通过做本次毕业设计,希望我能够学到更多的采矿专业知识,巩固我所学过的各种知识,并且能够很好的运用他们,从而也为我以后的工作打下良好的基础。

第1章井田概况及矿井地质特征
1.1 井田概况
1.1.1 井田位置及范围
兴山煤矿位于黑龙江省鹤岗市。

为鹤岗煤田最南部的一个井田。

其地理坐标为:东经130°14′40″北纬47°11′50″。

井田的北部边界与兴安煤
断层和第十三层勘矿相邻。

其界限为:纬线104150为界。

纬线两端分别与F
1
探线相交。

由它们的连线的垂直截面组成北部的人文边界。

南止煤系地层与上复第三系地层的-500标高不整合接触线。

西起煤系地层基盘。

东止3号煤层的-500标高铅直截面。

全区走向长5.6KM,宽3.6 KM,面积20.16平方KM。

区内东有兴山火车站,北距鹤岗火车站15KM.西部有鹤大公路通过,交通方便。

1.1.2 交通位置
区内东有兴山火车站,北距鹤岗火车站15km.西部有鹤大公路通过,交通
方便。

图1-1兴山矿业集团交通示意图
1.1.3 地形与河流
兴山井田褶皱简单,煤系地层走向呈北北东,向东倾斜的单斜构造。

倾角25°~35°,一般30°沿局部有波状起伏。

然而断裂则相当复杂,反映本区构造形迹是以断裂为主。

由于鹤岗煤田所处位置,整个煤田从中生代末期开始,受北西西、
南东东向合力而形成断裂,受新华夏系的控制和改造。

兴山煤矿是鹤岗最南部的一个矿,它的构造类型也是受到这个体系的控制和改造。

1.1.4 气象
本区属大陆性气候,温差较大,最低温度达-39℃,一般-20~30℃,每年11月至4月为结冻期,冻土带深度达20m左右,夏季最高温度零上38℃,雨季集中在7、8、9月份,平均降雨量约452~737mm。

1.2 地质特征
1.2.1 矿区范围内的地层情况
煤层总厚度14.7m,含煤率5.4%。

煤层厚度总趋势为由北向南增厚,煤层层间距由北向南变薄,同时出现合并和尖灭。

如21与28到20勘探线以南合并为一个煤层。

22-1南部变薄以至于尖灭。

3号煤层到15线以南变为不可采,逐渐尖灭。

由浅到深,煤层层间距增大,煤层中的夹矸变薄。

煤层柱状图1-2-1
1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造
F5断层:位于东北部,走向近115°~125°,倾向SW,倾角75°,落差50-70m,正断层。

控制程度可靠。

F7断层:位于中央,断层走向132º~150º, 倾向NE,倾角75°,落差在0~30m,正断层。

8号煤层采区巷道实见,控制程度可靠。

F8断层:位于西部,断层走向130º~140º,倾向SW,倾角75°,落差0~15m,正断层。

控制程度较可靠。

1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征
本井田开采的煤层主要位于侏罗系城子河含煤组,本组共有中厚煤层7组,为了清楚起见,现将各煤层厚度、结构、容重和顶底板情况分层以文字叙述如下(附煤层特征表1-2-1):
表1-2-1 煤层特征表
(1)3煤层:煤厚1.8~2.2m,一般厚度为2.1m,为单煤层,顶板岩性以中砂岩为主,其次为粉砂岩。

(2)17#号煤层:煤厚1.7~2.3m,一般厚度2.2m,为单煤层,顶板为中粗粒砂岩,伪顶为粉砂岩。

(3)21#号煤层:煤层厚度 1.9~2.2m,一般厚度 2.1m,顶板为粉砂岩,
伪顶是含炭粉砂岩。

(4)22-1#号煤层:煤厚1.7~2.3m,一般厚度2.2m,为单煤层,顶板为中粗粒砂岩,伪顶为粉砂岩。

(5)28#号煤层:煤厚1.9~2.1m,一般厚度2m,为单煤层,顶板为中粗粒砂岩,伪顶为粉砂岩。

(6)30#号煤层:煤厚1.7~2.2m,一般厚度2.1m,为单煤层,顶板为中粗粒砂岩,伪顶为粉砂岩。

(7)33#号煤层:煤厚1.9~2.3m,一般厚度2.1m,为单煤层,顶板为中粗粒砂岩,伪顶为粉砂岩。

1.2.4 岩石性质、厚度特征
1.2.5 井田内的水文地质情况
兴山矿属于水文地质条件较简单矿井,离大江大流较远,受自然水源影响小。

主要表现是:q值为0.77~0.98,矿井涌水量较小。

1.2.6 沼气、煤尘及煤的自燃性
17号煤层经历a来瓦斯鉴定,该井为低沼气矿井,瓦斯含量1998a测定为0.03 m3/t煤~2.56 m3/t煤。

我矿对以开采的3、9、17煤层分别做了煤尘爆炸性鉴定,结论是三个煤层均存在爆炸性。

爆炸试验中其火焰长为:3号层300~400㎜、9号层320~530㎜、17号层20~500㎜。

煤层自然发火期,各煤层均为18个月。

1.2.7 煤质、牌号及用途
兴山井田煤的结构复杂。

有条带状及线理状结构,煤质一般较脆,内生裂隙较发育。

煤层的挥发分为30.67%~43.39%,角质层厚度为0~17mm.粘结性指数为0~99。

显微组分以凝胶化基质体为主,其次为镜煤、木炭、木质结构镜煤占80~90%,丝炭化物质也较为常见。

各煤层的宏观煤岩类型以半亮型为主,暗淡型其次。

有较明显的丝炭薄层。

尤以上部层为多,占3~18%,角质化物质一般不超过1%。

本次报告是按新煤种分类划分的。

本区粘结性指数指标化验资料较少,根据生产大样化验资料和少数钻孔的化验资料,与先期化验资料进行对比综合确定。

由于温度增加50度,有粘结性指标化验资料的挥发分比先期化验的挥发分数值提高1.5~2。

根据这些数据对全区7个煤层煤种进行了划分。

本区煤种比较简单。

除28号层为1/2ZN,17和21 深部及35-1、35-2为1/3JM,其余为QM。

1.3勘探程度及可靠性
本矿井的勘探分普查、精查、补堪和深部补堪四类。

A级储量
1、煤层对比可靠,煤层的厚度、结构、已经查明,可采煤层的连续性已经确
定。

煤类、煤质特征及煤的工艺性能已查明。

2、岩浆岩对煤层及煤质影响已查明。

3、各项勘查工程已达到勘查阶段的控制要求。

B级资源储量
1、煤层对比可靠,煤层厚度,结构已经查明,煤类、煤质特征及煤的工艺性
已基本查明。

可采煤层的连续性已经确定。

2、岩浆岩对煤层及煤质的影响查明。

3、各项勘查工程达到勘查阶段的控制要求。

C级储量
1、煤层对比基本可靠,煤层厚度、结构、煤质等基本初步查明。

2、构造已初步查明。

3、各项勘查工程达到勘查阶段的控制要求。

第2章井田境界、储量、服务年限
2.1 井田境界
2.1.1 井田周边状况
兴山煤矿位于鹤岗矿区最南端,北与兴安矿为邻,其境界北以纬线4150和13剖面线为界南到煤系地层的边缘,即上复第三系地层不整合接触面;西部以35号煤层基盘为界;东部以3号煤层-500m等高线为界。

区内东有兴山火车站,北距鹤岗火车站15KM.西部有鹤大公路通过,交通方便。

2.1.2 井田境界确定的依据
1.以地理地形、地质条件作为划分井田境界的依据;
2.要适于选择井筒位置,合理安排地面生产系统和各建筑物;
3.划分的井田范围要为矿井发展留有空间;
4.井田要有合理的走向长度,以利于机械化程度的不断提高。

2.1.3 井田未来发展情况
兴山煤矿储量稳定,地质条件相对简单,有着较好的发展前景。

2.2 井田储量
2.2.1 井田储量的计算
设计井田范围内计算的煤层为3#、17#、33#、22-1#、30#、28#、30#三层,各煤层储量计算边界与井田境界基本一致。

矿井储量可分为矿井地质储量、矿井工业储量和矿井可采储量。

定义:
矿井设计储量:矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量后的储量。

矿井可采储量:矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道及上下山保护煤柱后乘以采区回采率的储量。

矿井工业储量是指平衡表内A+B+C级储量的总和。

[10]
2.2.2 保安煤柱
(一)按照《煤炭工业矿井设计规范》规定:
1.保护煤柱应根据围护面积边界和移动角值圈定。

2.当受保护边界与煤层走向斜交时,应该根据基岩移动角求得垂直于围护边界方向的上山方向移动角和下山方向移动角,然后再确定保护煤柱。

3.立井保护煤柱应按其深度,用途,煤层赋存条件和地形特点留设,立井
深度大于或等于400m的以边界角圈定,小于400m的以移动角圈定。

(二)为了安全生产,本设计矿井依据《煤矿安全规程》,留设保安煤柱如下:
1.边界断层留设40保安煤柱;
2.井田内部断层留设30m保安煤柱;
3.地面建筑物留设20m宽围护带;
4.煤层大巷两侧煤柱各宽50.
按以上方法计算得:
工业广场煤柱损失:141.56万t;
断层、地面、边界保安煤柱损失:399.18万t;
开采损失量:1747.3万t。

2.2.3 储量计算方法
计算标注以《储量管理规程》为依据,公式如下:
块段储量=块段面积÷cos(平均倾角)×平均厚度×容重
矿井设计储量=工业储量-永久煤柱
块段可采储量=(工业储量-永久煤柱)×设计回采率
回采率要求:厚煤层不小于75%,中厚煤层不小于80%,薄煤层不小于85%[11]
2.2.4 储量计算评价
本矿储量稳定,地质条件简单,适宜长时间地开采。

矿井可采储量汇总表,如表2-1
表2-1 矿井可采储量汇总表
2.3 矿井工作制度、生产能力及服务年限
2.3.1 矿井工作制度
根据《设计规范》规定:
(1)矿井年工作日按330d计算;
(2)矿井每昼夜三班工作,其中两班进行采、掘工作,一班进行检修;
(3)每日净提升时间16h。

2.3.2 矿井生产能力、服务年限
矿井设计生产能力方案比较
本矿井已查明的工业储量为153.6035Mt,,估算本井田内工业广场煤柱,境界煤柱等永久煤柱损失量占工业储量的5.3%,各可采层均为中厚煤层,按矿井设计规范要求确定本矿的采区采出率为93%,由此计算确定本井田的可采储量为14700Mt。

根据地质报告的资料描述,煤层储量适中,地质构造比较简单,煤层生产能力大以及煤层赋存深等因素,初步决定采用中型矿井设计。

并初步确定三个方案,即矿井生产能力为1.20Mt/a, 1.50Mt/a,2.4Mt/a,三个方案,分析论证如下:
按照公式
P=Z/AK
式中 P---为矿井设计服务a限,a;
Z---井田的可采储量,Mt;
A---为矿井生产能力,Mt/a;
K---为矿井储量备用系数,一般取1.4;
计算得:P1=112.5a ; P2=70a; P3=61.3a;
经与《煤炭工业矿井设计规范规程》和《采矿设计手册》相核对,确定70a为比较合理的服务年限,即本矿井的生产能力为1.5Mt/a。

2.3.3 矿井设计服务年限
矿井设计服务年限
P=Z/AK
式中 P---为矿井设计服务年限,a;
Z---井田的可采储量,Mt;
A---为矿井生产能力,Mt/a;
K---为矿井储量备用系数,一般取1.4;
计算得:p=Z/(A×K)= 14700/(1.4×150)=70a
第3章井田开拓
3.1 概述
3.1.1、井田内外及附近生产矿井开拓方式概述
鹤岗煤田处于小兴安岭山地与松花江下游合江平原之间的丘陵区,兴山井田位于丘陵区最南端。

井田大部分处于鹤立河河谷区,地下水的静储量,动储量都较大。

3.1.2、影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况
井田开拓方式的选择应全面考虑各种因素,主要因素包括:
(1)井田地质和水文地质条件;
(2)煤层赋存和开采技术条件;
(3)地形地貌和地面外部条件;
(4)其它各种技术装备和工艺系统条件等;[9]
整个井田的煤层上部标高在+200m,下部标高在-500m,纬线两端分别与F 断层和第十三层勘探线相交。

由它们的连线的垂直截面组成北部的人文边界。

南止煤系地层与上复第三系地层的-500标高不整合接触线。

西起煤系地层基盘。

东止3号煤层的-500标高铅直截面。

全区走向长5 km,宽2 km,面积10平方km。

3.2矿井开拓方案的选择
3.2.1、井筒形式和井口位置
(一)井筒形式:
平硐开拓是最简单的开拓方式,有很多突出优点。

首先我们应该考虑平硐开拓方式是否可行。

参照平硐开拓方式适用条件,结合本设计井田的地形地质及煤层赋存特征可知:平硐开拓方式的条件不具备。

因此,平硐开拓方式对本设计井田不适用,排除采用平硐开拓方式。

立井开拓和斜井开拓方式在技术上均可行,综合开拓虽然对工业广场布置和井底车场要求很高,但针对本井田的地质状况,综合开拓方式也可行,应该予以考虑[1]。

依据本井田
的地质状况、煤层赋存情况及井型、服务年限等要求,对本井田开拓方式选择提出三种方案:
根据前述各项决定,本井田在技术上可行的开拓方案有下列三种:
1.斜井两水平,见图3-2-1;
2.立井二水平,见图3-2-3。

图3-2-2
3.2.2 方案经济比较
Ⅰ和Ⅱ在第一水平内的各种费用相同,一些相同的部分可以不进行比较,于是我们在对方案Ⅰ和方案Ⅱ两个方案进行比较时,可以只将两个方案中有差别的进行比较:
表3-2-1 基建工程量
表3-2-2 基建费用表
4081 153.16 4081 153.16
别的基建工程量、基建费用、生产经营费用及费用汇总表分别计算汇总于下表。

通过费用汇总表在经济上来比较两方案的优越。

表3-2-3生产经营费用
从前面表格中的计算可以看出,方案Ⅰ的总费用要比方案Ⅱ的高出10.1%,很明显方案Ⅲ要比方案Ⅰ优越的多,故决定采用方案Ⅱ。

3.2.3 开采水平数目和标高
根据煤层的赋存条件和倾斜长度,可以单水平开采,亦可以多水平开采。

每个开采水平设井底车场和运输大巷,供该水平各采区煤的外运、辅助运输和通风用。

煤层赋存为倾斜状态时,应该用由浅部向深部开采[3]。

本设计井田水平标高的确定主要考虑了以下几个因素合理的水平服务年限;煤层赋存条件及地质构造;生产成本.
4.水平接替
根据上述所述设计井田设计提出水平划分方案如下:
方案一:井田划分一个开采水平;上下山开采,水平垂高700m。

方案二:井田划分二个开采水平,一水平标高-50m,二水平标高-500m。

各水平均实行上山开采水平储量及服务年限如表4-1:
从该表可知,方案一中的一个水平的服务年限太长,且根据本井田地质条件限制,不利于多水平开采;而方案二有利于采区的接续,且巷道利用率高,吨煤成本相对较低。

故而采用方案二的水平划分方法,即划分二个开采水平。

3.2.3 开拓巷道的布置
(一)运输大巷的布置:
依据矿井设计生产能力及技术可行角度,特提出以下二种大巷布置方式,如图3-1所示:
图3-1
集中大巷
分组大巷
方案一:分组集中运输大巷
方案二:集中运输大巷
详细技术比较见表4-2:
依据本井田的地质条件及煤层赋存状况:本井田共有可采煤层,其中3#与17#平均间距275m,17#与21#煤层平均间距15m,21与22-1距21M,而22-1与28距173M,28#30#33#相距较近。

针对上述情况,有对比表可知,本井田适合于分组集中大巷布置,所以采用方案一。

(二)开拓和巷道布置
矿井开拓巷道有多种布置方式多种多样,据本设计的矿井的条件,特列如下方案进行比较:
方案一:总石门——分煤层大巷——采区材料车场及采区入风石门——分带运输巷及运料巷——走身长壁回采工作面;
方案一的优点如下:
由于方案一用总石门贯穿所有煤层,总石门、分煤层大巷和采区车场中可以选用同一种运输设备,分煤层大巷与分带巷道之间再没有斜巷联系,所以,模式一的运输段数最少。

方案一的缺点如下:
1.分煤层大巷总条数过多,井田开拓掘进总工程量大,
2.道多,总工程量大,所以巷道维护量大,维护费用高;
3.工程量大,又是单层开拓、扒皮式回采,所以采掘干扰严重;
4.一二水平的水平划分,造成上部煤层俯斜工作面可推进长度过长,下部煤层仰工作面可推进长度过短,使得每层煤的仰、俯斜回采工作面可推进长度不均匀,分区不均衡,增加了分区巷道运输费用;
5.风网路较长,通风费用较高;
6.煤的护巷煤柱较大,在有自然发火危险的煤层中,护巷煤柱压裂透风容易引起自然发火;
在井田走向短,煤层数目少,煤层间距大,采用集中布置有困难且经济上不合理时,才采用此种布置模式。

方案二:分煤层大巷——采区车场及采区石门——分区运输巷及运料巷——走向长壁回采工作面;其它层:集中大巷——分煤层大巷——采区材料车场及采区入风石门——分区运输巷及运料巷——走向长壁回采工作面;
方案二的优点如下:
1.一水平井筒较短,建井工期较短,初期投资较低;。

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