七台河精煤集团公司新建五矿1.20Mta新井设计.doc
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七台河精煤集团公司新建五矿1.20Mta新井设计.doc
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摘要
本设计新井为七台河精煤集团公司新建五矿1.2Mt/a的新井设计,共有5层设计可采煤层,平均总厚度为5.0m,煤的工业片牌号为1/3焦煤。
设计井田的可采储量为94.3Mt。
服务年限为89a。
划分三个水平开采。
本设计矿井采用双立井的开拓方式,集中大巷及采区石门的大巷布置方式。
第一水平共划分7个采区,其中首采区为1个,投产工作面2个,建井工期45.2个月。
本设计采区为东一采区,石门装车式下部车场,采用采区式通风,综合机械化采煤。
工作面年工作日为330天,每日净提升时间为14小时,采用“三、八”工作制,工作面长为190m,滚筒截深0.8m,日进刀数为7刀。
关键词:
可采储量;走向长壁;采煤工艺;开拓方式;可采煤层
全套图纸,加
Abstract
Thetaskofthisdesignistoconstructa1.2milliontonsnewshaftforQitaiheCoalMiningGroupNo.3CoalmineofxinjianThisminehasfiveminableCoalSeam,anditsaveragethicknessis5.0meters,typesofcoalseamis1/3cokingcoal.Designedfieldofminablecapacityis94.3milliontons.Itcanadaptfor79years,andisdividedintothreelevels.
Thismineshaftisappliedtodoubleindinedshaftdevelopmentmethod;Layoutofgathinggallergandminingdistricterossheading;Thislevelisdividedinto7miningdistrictsand1workedfaces.Timeofconstructingshaftis45.2months.Thisworkedfaceiseast1workedface,ords330dayseveryyear.Adapt“theree-eight”worksituation,workfaceis190meterslengthofcircleis0.8meters,andtimesis7oneday.
Keywords:
RecoverablereservesTrendgrowsarmThetechnologyofcoalminingDevelopmentmethoalWorkblecoalseam
目录
摘要 1
ABSTRACT 2
目录 3
绪论 8
第1章井田概况及地质特征 1
1.1井田概况 1
1.1.1交通位置 1
1.1.2地形地势 1
1.1.3气象地震 2
1.1.4水源电源 2
1.2地质特征 2
1.2.1矿区内的地层情况 2
1.2.2地质构造 3
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 7
1.2.5井田水文地质情况 7
1.2.6沼气煤尘及煤的自燃性 7
1.2.7煤质牌号及用途 8
1.3勘探程度及可靠性 9
第2章井田境界及储量 10
2.1井田境界 10
2.1.1井田周边情况 10
2.1.2确定井田的依据 10
2.1.3井田境界 10
2.1.4井田未来发展情况 11
2.2井田储量 11
2.2.1井田储量的计算 11
2.2.2保安煤柱 12
2.2.3储量计算的评价 12
2.3矿井工作制度生产能力服务年限 13
2.3.1矿井工作制度 13
2.3.2矿井生产能力及服务年限 13
2.3.3矿井设计服务年限 14
第3章井田开拓 15
3.1概述 15
3.1.1井田内外及附近生产矿井开拓方式概述 15
3.1.2影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况 15
3.1.3确定井田开拓方式的原则 15
3.2矿井开拓方案的选择 16
3.2.1井硐形式和井口位置 16
3.2.2开采水平数目和标高 20
3.2.3开拓巷道的布置 22
3.3选定开拓方案的系统描述 24
3.3.1井硐形式和数目 24
3.3.2井硐位置及坐标 24
3.3.3水平数目及标高 24
3.3.4石门大巷数目及布置 24
3.3.5井底车场的形式选择 26
3.3.6煤层群的联系 26
3.3.7采区划分 26
3.4井硐布置和施工 28
3.4.1井硐穿过的岩层性质及井硐支护 28
3.4.2井筒布置及装备 29
3.4.3井筒延深的初步意见 30
3.5井底车场及硐室 31
3.5.1井底车场形式的确定及论证 31
3.5.2井底车场的布置储车线路行车线路的布置长度 32
3.5.3井底车场通过能力计算 34
3.5.4井底车场主要硐室 35
3.6开采顺序 37
3.6.1沿井田走向的开采顺序 37
3.6.2沿煤层垂直方向的开采顺序 37
3.6.3采区接续计划 37
3.6.4“三量”控制情况 38
第4章采区巷道布置及采区生采产系统 40
4.1采区概述 40
4.1.1设计采区的位置、边界、范围、采区煤柱 40
4.1.2采区地质及煤层情况 40
4.1.3采区生产能力储量及服务年限 40
4.2采区巷道布置 41
4.2.1区段划分 41
4.2.2采区上山布置 41
4.2.3采区车场布置 42
4.2.4采区煤仓形式容量及支护 47
4.2.5采区硐室简介 48
4.2.6采区工作面接续 48
4.3采区准备 50
4.3.1采区巷道准备顺序 50
4.3.2主要巷道断面示意图及支护方式 50
第5章采煤方法 54
5.1采煤方法的选择 54
5.2回采工艺 54
5.2.1回采工作面的工艺过程及使用的机械设备 54
5.2.2选择采煤工作面循环方式和劳动组织形式 55
第6章井下运输和矿井提升 57
6.1矿井井下运输 57
6.1.1运输方式和运输系统的确定 57
6.1.2矿车的选型及数量 57
6.1.3采区运输设备的选择 60
6.2矿井提升系统 61
6.2.1提升方式 61
6.2.2矿井主提升设备的选择及计算 62
第7章矿井通风与安全 64
7.1通风系统的确定 64
7.1.1概述 64
7.1.2矿井通风系统的确定 64
7.1.3主扇工作方式的确定 64
7.2风量计算和风量分配 65
7.2.1矿井风量计算的规定 65
7.2.2采掘工作面及硐室所需风量的计算 65
7.2.4风量分配 67
7.2.5风量的调节方法与措施 69
7.2.6风速验算 70
7.3矿井通风阻力的计算 71
7.3.1确定全矿井最大通风阻力和最小通风阻力 71
7.3.2矿井等积孔的计算 75
7.4通风设备的选择 75
7.4.1主扇的选择计算 75
7.4.2电动机的选择 76
7.4.3反风措施 76
7.5矿井安全技术措施 76
7.5.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 76
7.5.2预防井下火灾 77
7.5.3预防水灾措施 77
7.5.4其它事故预防 78
7.5.5避灾路线及自救 78
第8章矿井排水 80
8.1概述 80
8.1.1矿井水的来源及性质 80
8.1.2涌水量 80
8.1.3对排水设备的要求 80
8.2矿井主要排水设备 81
8.2.1排水方式与排水系统简介 81
8.2.2主排水设备及管路的选择计算 81
第9章技术经济指标 84
总结 86
致谢辞 87
参考文献 88
附录 89
附录Ⅰ 90
附录Ⅱ 97
绪论
毕业设计是对学生一次综合性质的考察,它不仅对学生知识的运用方面,还对我们在工作中的态度等都一定的检验作用,同时在毕业设计的过程中我们能学习到以前在课堂上所学不到的知识和经验。
在设计中我们通过老师的指导,发现我们在设计或是工作中存在的问题,并加以改正或解决,同时还能从中了解到实际情况中的一写处理经验,使我们在以后步入工作时尽快融入起到了一顶的推动作用。
毕业设计是对不同地区、不同条件下的矿井设计的全过程,原始条件千差万别、且内容多、涉及面广,需要考虑的问题很多。
矿井设计内容前后各章节是互相联系,互相制约,相辅相成的。
依据客观实际,结合各种因素,全面地从质量和数量等方面分析和解决了矿井设计中的各种方法问题的能力,以权衡各种技术决定的优劣,确保设计质量,采用了方案比较法进行设计。
设计矿井必须从我国国情和矿情实际特点出发,依据井田资源条件。
地形地貌和产、运、销等开发条件,贯彻集中化。
机械化、正规化和技术经济合理化的原则,做到投资省、工期短、出煤快、效率高、成本低、安全好、综合经济效益好等准则。
理论结合实际地阐述了井田开拓方式、准备方式、采煤方法、矿井通风与安全、矿井排水、采区供电及其设计等有关问题。
采煤方法是煤矿生产的核心组织工艺方式;采区是组成矿井的基本单位;井田开拓是整个矿井开采的全局性战略部署。
本设计井田全部采用走向长壁采煤法开采,工作面全部为综合机械化采煤。
9
第1章井田概况及地质特征
1.1井田概况
1.1.1交通位置
新建五矿位于黑龙江省七台河矿区西北部,所属七台河市新兴区管辖,矿区地址距七台河火车站2.5公里左右。
地理坐标:
东经130°53′,北纬45°45′。
矿区内有专用线经七台河站与牡佳线接轨的铁路线。
公路可以连通依兰、佳木斯、鸡西、宝清、哈尔滨等市或县。
铁路、公路运输都很方便。
交通位置详见图如下:
图1-1交通位置示意图
1.1.2地形地势
矿井地属漫岗及丘陵,地势西高东低,地面标高在160~190米之间,矿区内有新、老两条七台河,河道蜿延曲折,均属季节性河流,井田西部有条较大的季节性水沟—西大沟,是汛期主要的防泛地点。
1.1.3气象地震
⑴气象
矿区地属于亚寒带气候,年历史最高气温38.2℃,年历史最低气温-37.2℃,年平均气温1.1℃~5.1℃,年平均降水量为500mm左右,年蒸发量968.8~1635.3mm,冻结期为11月至第二年4月,历史最大冻结深度为1.96m,年间多西北、西南风,年平均风力3~4级。
⑵地震
根据辽宁省地震大队1964年地震资料本区地震强烈度为Ⅵ度。
1.1.4水源电源
⑴水源
根据七台河矿区总体发展规划,矿井用水取自桃山水库。
⑵电源
本矿井电源引自七台河西部变电所。
1.2地质特征
1.2.1矿区内的地层情况
1、本矿区地层属于中生界上侏罗统鸡西群城子河组下部,含煤17层,总厚11.9米,含煤系数1.9%见表1-1。
2、现将各段地层自下而上分述如下:
见表1-1
第一段:
上限至97#层顶板20米处含动物化石,层位往下是城子河组底砾岩,厚度约250米左右,主要以粉砂岩或细砂岩为主,99#层顶板是浅灰绿色凝灰岩(厚0.4~0.6米左右)为主要标志,含煤五层其中99#层局部可采,再往下是火山碎屑岩,系滴道组。
第二段:
上限至91#层顶板40米处在粗砂岩含水层上,厚约300米左右,主要以细、中砂岩为主,岩性往上渐粗,92#层直接顶为含云母的砂岩组成,93#层直接顶为粗砂岩。
此段含煤5层,其中91#、92#、93#、96#、98#五层煤是本设计矿井主要开采层。
本段含煤系数高达4%,是七台河矿区主要开采地段之一。
第三段:
上限从74#层底板到91#层顶板以上40米止,厚度160米左右,岩性主要以中粗细砂岩为主,岩性从下往上渐细,本段含煤7层,分别是81#、80#、79#、78#、77#、76#、75#层等这些煤层在本矿区内全不可采。
表1-2
界
系
群
组
段
岩性特征
含煤情况
地层厚度
新生界
第四系
松散冲积物黄土层与不整合接触于第三系
2~20m
中生界
上侏罗系
鸡西群
城子河组
第三段
以中粗砂岩为主下部粗,上部细
含煤7层全不可采
约160
第二段
以细砂岩为主岩性约往越见粗
含煤5层
91层:
主采煤层
92层:
主采煤层
93层:
主采煤层
96层:
主采煤层
98层:
主采煤层
约300m
第一段
以粗砂岩、细纱岩,以底砾岩化石层99层顶板凝灰岩为标志层
含煤5层
340m
滴道组
火山碎屑
1.2.2地质构造
1、新建五矿煤田位于勃利煤田弧型构造前弧西翼两侧,构造形态多以南西向倾斜的单斜构造和断裂为主,断层多以并行排列的NW向NE倾斜的张扭性正断层为主,只有南端有一条宽缓隐伏背斜,本矿区地层无岩浆岩侵入体,因此本矿井地质条件比较简单。
2、本井田范围内有大中型断层4条,都是与岩层走向斜交的正断层为主。
本矿井主要断层特征可归纳为:
以张扭性正断层为主,阶梯状并行排列,北西走向,东北倾斜。
3、本矿的所有大断层均为正断层,本矿的大断层的特征见表1-3:
表1-3断层特征表
序号
编号
产状
性质
落差(m)
控制程度
备注
倾向
倾角
1
F3
NE
50°
正断层
20~70
58~118
63~235可靠
61~13
资料来源于以往地质报告
2
F4
N40°—
50°W
50°
正断层
50~200
61~77
61~127可靠
资料来源于以往地质报告
3
F7
N40°—
50°W
60°
正断层
10~50
58~57
59~20
62~87可靠
资料来源于以往地质报告
4
F13
N50°W
65°
正断层
30~130
62~54
62~39
61~70
62~118可靠
资料来源于以往地质报告
1.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征
1、煤层对比的方法和依据:
经生产实践和补充勘探证实,原矿井地质报告关于煤层对比方法正确,对比可靠,全区较发育。
2、煤层组合特征,85#与87#层,90#与91#层,95#与96#层为典型的伴生煤层,层位稳定,层间距微变,易于识别和对比。
而91#、92#、93#、96#、98#是我矿的主力煤层。
其赋存状况,可采煤层特征变化规律见表1-4如下:
表1-4可采煤层特征表
煤层号
厚度
与下层间距
煤层结构
顶板岩性
地板岩性
可采程度
稳定程度
小—大
小—大
一般
一般
91
0.58-1.04
单
细纱岩
细纱岩
局部可采
A-F29之间较稳定
0.70
92
0.49-1.04.
26-33
单一复
细纱岩
细纱岩
局部可采
A线以东发育稳定
0.70
30
92
0.79-1.04
45-53
单一复
粉沙岩
细纱岩
全部可采
15线-G线间发育稳定
0.70
50
93
0.70-1.40
25-34
单
细纱岩
细纱岩
全部可采
全层较稳定
1.10
30
98
0.58-0.90
95-103
单
细纱岩
细纱岩
局部可采
10线以西发育较稳定
0.60
100
图1-5煤岩层综合柱状图
1.2.4岩石性质厚度特征
本矿区主要由粉砂岩、细砂岩、中砂层及煤层组成,有少量的粗砂岩,烁砂岩。
岩石的物理性质如表1-6:
表1-6岩石的物理性质指标表
岩石类型
颗粒密度
(g/cm3)
块体密度
(g/cm3)
空隙率
n(%)
吸水率
(%)
软化系数
(%)
凝灰岩
2.56-2.78
2.29-2.50
1.50-7.50
0.50-7.50
0.52-0.86
砂岩
2.60-2.75
2.20-2.71
1.60-2.60
0.20-8.00
0.65-0.97
泥灰岩
2.80-2.90
2.10-2.70
1.00-10.0
0.50-3.00
0.44-0.54
1.2.5井田水文地质情况
新建五矿属漫岗地形,标高一般在160~190米,井田北部及中部为河谷水文地质区,西部及南部为丘陵水文地质区。
我矿深部煤层(100、101层)露头正处在倭肯河河床下,因此水源补给来源丰富。
矿区内浅部各煤层,除大气降水补给地表强风化裂隙带外,没有其他来源,由于岩层裂隙发育程度随着埋藏深度增加而减弱,所以岩层的富水性有明显的垂直分带,又由于岩性的不同,所以岩层的含水性极不均匀,因此存在分带规律且有分层规律。
1.2.6沼气煤尘及煤的自燃性
随着开采深度加深、强度的增加,我矿的瓦斯涌出量将逐年增加,预计到-400米水平时,全矿绝对瓦斯涌出量将达到158/分。
同时,由于煤层薄,矿区面积大,单巷掘进距离远,给矿井通风带来一定困难。
矿井各煤层煤尘爆炸指数均在34%~42%之间,属有煤尘爆炸危险的矿井,顶底板岩石强度在4°~5°之间,对矿井支护无影响。
1.2.7煤质牌号及用途
新建五矿所采各煤层多属低硫、低磷,中低灰分的焦煤和1/3焦煤,其中1/3焦煤占62.3%,因此本矿井煤质较好。
1、煤层的物理性质
本矿井开采各煤层,多为亮煤、半亮煤及半暗煤,水平层状构造,并以角质层为主,树脂体含量少,透明基质和形态分子含量少等,且发鲜红色,形态分子结构不规整,在镜下可见多种无机物,有石英碎屑及菱铁矿物等。
2、化学性质及煤种
从深部钻孔看,我矿煤质变化规律符合希尔特定律。
挥发份随深度增加而降低,煤的变质程度随深度增加而提高。
3、煤的工艺特性
现开采煤层多属中低灰份,灰分多为内在灰份。
表1-7煤样分析表
1.3勘探程度及可靠性
根据矿务局勘探队1998年提交的新建深部补勘地质报告,对以往的采探实际成果及补充勘探成果,全面收集,系统整理,综合分析。
修改构造,重新核实储量。
为矿井生产,开拓延深和长远规划提供可靠的地质资料依据。
历次地质工作及质量评述:
1956年108勘探队在区内进行普查找矿工作,并于1957年末提出了西至青龙山,东至龙湖,面积约450平方公里的概查。
1958年204勘探队在概查报告基础上,进行了七台河区(包括胜利深部、浅部)的普查勘探,当年提出了中间资料,继而越过详查阶段,进行了精查,1959年末提出精查报告,因勘探深度不够又继续进行补充勘探报告并于1960年5月提出了精补报告,204队1964年提交了胜利深部精查补充勘探报告和七台河勘探区地质最终报告(第二次精查补充)。
1958年~1964年204勘探队在本区共施工了216个孔,工程量67282.82米。
1970年局地测处勘探队在本区施工一个浅部补勘孔,进尺122.0米。
1978年~1986年局地测处勘探队对本区深部(-400米-800米)进行补充勘探,共施工了28个孔,进尺21865.79米,其中五个孔在-400米以上,其可采煤层点73个,综合评级结果为甲级39个乙级18个,丙级16个,甲乙级层点率为78%,其中测井甲乙级层点率为100%。
新建深部勘探地质报告1988年10月提交,于1988年12月经东煤公司批准,共获B+C级储量2622.20万吨,表外储量424.8万吨。
1991年矿井地质报告,经东煤公司批准共获得A+B级储量8277.72万吨C级储量6866.2万吨,表外储量3211.6万吨。
本井田内共布有22条勘探线,共施工了245个钻孔,总工程量89270.61米,平均每平方公里为3.7个钻孔。
本次报告井田利用钻孔234个,外围利用11个。
可采煤层点987个,其中甲级642个,乙级204个,丙级141个,甲乙级层率为84.7%质层率100%。
因此该矿的勘探可靠度较高,可以根据此依据设计矿井。
第2章井田境界及储量
2.1井田境界
2.1.1井田周边情况
本矿与新立、新兴相接,以七台河河床中心和-80、-250、-400米标高为界分割井田边界,与新兴矿以74层煤底板为界,因此本矿的安全生产和新兴矿安全生产互为影响,同时本矿的开采对新兴矿的工业广场及井巷工程有较大的影响,所以本次报告充分考虑这一因素,留设永久煤柱。
新建五矿井田内,小窑开采历史较长,因此早期开采的小煤窑资料收集不全,但近十多年小煤窑资料齐全。
因为小煤矿开采煤层大都是边缘三角煤或不计量、灰分超限的煤层,所以对本矿的安全生产无影响。
2.1.2确定井田的依据
1.井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应。
2.合理规划矿井开采范围,处理好相邻矿井之间的关系。
3.充分利用自然等条件划分井田。
4.保证井田有合理的尺寸。
2.1.3井田境界
井田境界:
东:
以右边界为界;
西:
以F14大断层为界;
南:
以下边界为界;
北:
以纬线为界;
井田走向长度:
7000m
倾向长度:
4000m
勘探面积:
15.6km2
2.1.4井田未来发展情况
本矿井煤层赋存条件稳定,地质条件较好,构造简单,煤炭资源储量较丰富,所以本矿井有很好的发展前景。
2.2井田储量
2.2.1井田储量的计算
(一)矿井初步设计应计算以下储量:
1.矿井工业储量:
勘探(精查)地质报告提供的“能利用储量”中的A、B、C三级储量,A、B、C三级储量的计算方法,应符合国家现行标准《煤炭资源地质勘探规范》的规定;
2.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性煤柱损失量后的储量;
3.矿井地质储量:
勘探(精查)报告提供的储量,包括“能利用储量”和“暂不能利用储量
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- 七台河 集团公司 新建 1.20 Mta 设计