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受F6、F19两个大断层影响,井田被自然分为3个部分,首采东翼部分。全矿井服务年限为55.4年,其中东翼部分服务年限为37.4年,备用系数为1.3,详见表3-1
服务年限表 单位:万t 表3-1 水平 东翼 中西翼 合计 工业储量( 万t) 可采储量( 万t) 4701 5324.84 10025.84 4381.2 2098.97 6480.17 服务年限(年) 37.4 18 55.4 备注 3.2.2 井型校核 下面按矿井的实际煤层开采能力,各辅助生产环节的能力,储量条件及安全条件等因素对矿井型加以校核:
1)煤层开采能力
矿区煤层为厚、中厚煤层,倾角上部平均较小,地质构造简单,赋存较稳定,根据现代化矿井的“一矿一井一面”的发展模式,可以布置一个综采工作面的同时,具有一个准备工作面来保产。
2)辅助生产环节的能力校核
本设计矿井为大型矿井,开拓方式为立井开拓。由第四章《矿井开拓》可知:主井用两对6t底卸式提煤箕斗,运煤能力和大型设备的下放可以达到设计井型的要求。工作面生产的原煤一律用带式输送机运到井底煤仓,运输能力也很大,自动化程度较高,原煤外运不成问题,辅助运输采用一对1.5矿车双层双车普通罐笼,同时本矿井立井井底车场只为副井服务,该车场调车方便,通过能力大,能满足矸石、材料和人员的调度要求。所以各辅助生产环节完全可以达到设计生产能力的要求。
3)通风安全条件校核
本矿井煤尘没有爆炸性,瓦斯含量低,属于低瓦斯矿井,水文地质条件较简单。实际涌水量较小,在副井中铺设两趟排水管路可以满足排水要求。矿井采用中央并列式通风。由第四章《矿井开拓》可知:本矿井通风条件也满足要求。本井田内有若干断层均已查明,但由于落差不大,对采煤基本无影响。所以各项安全条件均可得到保证,不会影响矿井的设计年生产能力。
4)储量条件校核 (1)矿井的设计生产能力应与矿井的工业储量相适应,以保证有足够的服务年限。
矿井服务年限的计算:
T=Z/(A3K) ——(3-1) 式中: T—矿井设计服务年限;
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Z—矿井可采储量,6480.17万t; A—矿井设计生产能力,90万t/年; K—储量备用系数,取1.3;
由式(3-1)可得:
T=6480.17/(9031.3)=55.4年。
(2)第一水平服务年限
由表2-3可知,第一水平的服务年限为37.4年,符合设计规范不低于30年的要求。
根据设计规范的要求:90万t/年的大型矿井服务年限不小于50年,开采0~25o的煤层的矿井第一水平服务年限不应小于25年,由以上计算可知:本矿井服务年限为55.4年,第一水平服务年限为37.4年,所以本井田的储量条件完全符合初步确定的90万t/年的生产能力的要求。
第四章 井田开拓
第一节 井田开拓的基本问题
4.1.1井田内地质构造、煤层及水文条件对开采的影响
本井田断层不多,对平采影响不大,本井田煤层倾角小(最大不超过12°,平均8°)。井田内有流沙层,表土冲积层厚,矿井走向短。各岩层赋存较稳定。
本井田可供开采煤层为B煤层,。井田煤层属低瓦斯煤层,有自燃发火倾向,该煤层的天然焦和煤焦混合体,一般无煤尘爆炸性,气煤有煤尘爆炸性。
水文地质条件属中等到简单型,地表水与其上部砂层水对矿井开采无充水影响,松散层底部含水层、煤系地层分化带。
1)、开拓形式的分类
根据不同井筒形式,可将矿井开拓分为平硐、斜井、立井、综合开拓四种形式。
2)、开拓形式的特点和使用条件。
① 平硐开拓是最经济和最简单的一种开拓方式,系统简单、施工容易、建井期短,基建投资和生产成本低,井下不需井底车场,地面不需安装提升设备,减少了矿建、土建的工程量,但是平硐开拓要受地层及煤层埋藏条件的限制,在地形为山岭、丘陵的矿区广泛采用。
② 斜井开拓和立井开拓相比,施工技术比较简单、建井速度比较快,
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工期短,投资小,井筒装备和地面工业设施比立井开拓简单,井底车场也比较简单,工程量少。多水平开拓时,石门的掘进量和运输量均比立井开拓要少,水平延伸方便,特别是采用胶带输送机提升时,提升能力与深度无关,增产潜力大,可连续运输,易于实现自动化。当采用钢丝绳胶带输送机时,还可以兼作提升人员用。但斜井同立井相比,也有其缺点:同样的开采深度,斜井井筒较长,因而井筒铺设的管路、电缆以及其它线路的长度比较大,采用绞车辅助提升速度小,因井筒长而使提升能力减小,同时井筒受自然条件影响较大,如采用箕斗或串车提升,就需分段提升,这技术上,经济上是不合理的。当表土层厚,含流砂层时,斜井穿过长度大,施工复杂,当围岩不稳定时,斜井井筒维护困难、维护量大。另外,煤层倾角对斜井开拓有一定的影响。当倾角较大时,采用与煤层角度一致的斜井,提升方式和提升能力均受到限制;当斜井从顶板进入的穿层斜井,井筒保安煤柱将需增大。斜井开拓适用于煤层赋存较浅,表土层不厚,水文地质条件简单的缓倾斜或倾斜煤层。
③ 立井开拓适应性强,一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制。立井的井筒短、提升速度快、提升能力大,对辅助提升特别有利;对井型特大的矿井,可采用大断面的立井井筒,装备两套提升设备;井筒的断面很大,可满足大风量的要求;由于井筒短,通风阻力小,对深井更为有利。其缺点与斜井对应。因此在地质条件不利于采用平硐或斜井时,都可考虑采用立井开拓。对于煤层赋存较深、表土层厚,或水文情况比较复杂、井筒需要特殊施工,或多水平开采急斜煤层的矿井,一般都应采用立井开拓。对于倾斜长度大的井田,采用立井多水平开拓能较合理的兼顾浅部和深部的开采,也是比较有利的。
4.1.2井筒形式,数目,位置及坐标确定
1)、井筒形式的选择:根据本矿井的实际情况:表土层厚,平均为165m;区内地势平坦;煤层埋深较大,浅部埋深250m。不适用斜井开拓,所以确定本矿井采用立井开拓。
2)、井筒数目:本矿井采用主井提煤,副井运料。由于矿井倾向长度大于走向,在井田内三条断层自然划分为三片,而且矿井开采深度大,为便于后期通风,采用中央并列式通风,即一个风井。
3)、主副井均与风井均布置在工业广场内,处于-500m水平。
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4)、井筒坐标见下表: 井筒坐标 表4-1-1
坐标 主井 副井 风井 X 3870517.75 3870487.86 3870556.45 Y 39481922.41 39481973.13 39481907.22 4.1.2 工业广场的位置,形状及面积确定
(1) 尽量位于储量中心,使井下有合理的布局;
(2) 占地要少,尽量做到不搬迁村庄;
(3) 尽量布置在地质条件较好的区域,同时工业场地的标高要高于矿区历年最高洪水位。 ㈠ 工业广场布置位置
根据以上原则,结合本矿实际情况,工业广场布置在11勘探线附近。此处地质资料详细,位于储量中心,整体矿井的运输费用最省,没有村庄干预,充分利用尖灭区,工业广场煤柱与F2断层的煤柱重合,大大减少了煤炭损失,另外此处地面标高高于历年的最高洪水位。因此此处是最佳位置。 ㈡ 工业广场面积
根据《煤炭工业设计规范》要求,本矿井工业广场面积取12公顷。 ㈢ 工业广场长短边的确定
为了尽量减少煤炭损失并考虑广场的布置,其形状定为长方形,长边沿倾向为385m,短边沿走向为339m。 4.1.3阶段参数的确定
由于井田被F6、F19两条较大断层自然分割为3个部分,每部分视为1个阶段开采,阶段内采用采区布置方式。初步划定阶段主要参数见下表:
阶段主要参数 表4-1-2 划分阶段数目/个 1 2 3 阶段斜长 /m 2156 1078 1437 水平垂高 /m 300 150 200 区段数目 /个 10 5 7 区段斜长 备/m 215 215 205 注 4.1.4 开拓方案的选择
㈠方案提出:结合本矿井的实际条件特提出以下四个方案。
方案一:采用立井二水平开拓,第一水平标高-400;二水平采用立井延
中国矿业大学2009届专科生毕业设计 第 15 页 伸,标高-600。如图: 方案一 、 图4-1-1 -200-400-600方案二:采用立井一水平加暗斜井开拓,一水平标高-400;二水平采用暗斜井延伸,标高-600。如图: 方案二 图4-1-2 -200-400-600 方案三:采用立井两水平开拓,一水平标高-500;二水平采用立井延伸,标高-650。如图: 方案三