我的说明书 正文 林南仓.docx
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我的说明书正文林南仓
目录
设计总说明1
Explanationofdesign:
2
1概述及井田地质特征3
1.1矿区概述3
1.2井田地质特征4
1.2.1地层4
1.2.2大中型构造特征4
1.2.3煤系地层5
1.2.4矿井水文地质7
2井田境界及储量9
2.1井田境界9
2.2井田工业储量的计算9
2.3井田可采储量9
3矿井工作制度和设计生产能力12
3.1矿井工作制度12
3.2矿井设计生产能力及服务年限12
3.2.1校核矿井煤层的开采能力是否满足设计生产能力的要求12
3.2.2校核各种辅助生产环节的能力12
3.2.3校核储量条件13
3.2.4校核安全条件13
4井田开拓14
4.1井田开拓的基本问题14
4.1.1确定井筒的形式、数目、配置14
4.1.2确定工业广场及井口位置15
4.1.3确定开采水平和阶段高度16
4.1.4开采水平布置及井底车场的选型17
4.1.5采区划分及其布置18
4.2井田开拓设计方案比较19
4.2.1井田概况19
4.2.2开拓方案技术比较19
4.2.3经济比较24
4.2.4结论29
4.3矿井基本巷道30
4.3.1井筒30
4.3.2井底车场32
4.3.3主要开拓巷道34
5采区巷道布置38
5.1煤层地质特征38
5.1.1可采煤层情况38
5.1.2煤种及煤质变化38
5.1.3各煤层顶底板岩性38
5.1.4其他开采技术条件38
5.2采区巷道布置及生产系统38
5.2.1确定采区走向长度38
5.2.2确定区段斜长和区段数目38
5.2.3煤柱尺寸的确定39
5.2.4采区上下山的布置39
5.2.5区段平巷的布置40
5.2.6联络巷道的布置40
5.2.7采区运输、通风及运料等系统的确定40
5.3采区车场设计41
5.3.1采区上部车场形式的选择41
5.3.2采区中部车场的选择41
5.3.3采区下部车场的选择及设计41
5.3.4采区主要硐室的布置47
5.4采区采掘计划49
5.4.1采区主要巷道参数确定49
5.4.2确定采区生产能力52
5.4.3计算采区回采率52
6采煤方法53
6.1选择采煤方法53
6.2综采工作面回采工艺设计53
6.2.1综采工作面的设备选型53
6.2.2综采工艺方式的选择56
6.2.3采煤机的工作方式和进刀方式56
6.2.4采煤机滚筒螺旋的选择58
6.2.5综采工作面巷道布置及端头支架58
6.2.6综采工作面组织循环作业及循环图表的编制58
7井下运输60
7.1概述60
7.1.1基本资料60
7.1.2井下运输系统60
7.2采区运输设备60
7.2.1主运输设备60
7.2.2采区辅助运输64
7.3大巷运输设备66
7.3.1矿车选择66
7.3.2矿用电机车的选型67
8矿井提升68
8.1设计依据68
8.1.1主井提升68
8.1.2副井提升69
8.2主井提升设备的选型69
8.2.1小时提升量Ah69
8.2.2合理的提升速度69
8.2.3一次提升循环时间70
8.2.4一次合理提升量的确定70
8.2.5计算一次提升循环提升时间所需的提升速度70
8.3副井设备的选择71
9矿井通风与安全72
9.1矿井通风系统的选择72
9.1.1选择矿井通风系统72
9.1.2选择矿井主要通风机的工作方法73
9.1.3选择矿井通风方式74
9.2全矿所需风量的计算及其分配75
9.2.1矿井风量计算原则75
9.2.2矿井风量计算方法75
9.2.3风速验算80
9.3通风阻力的计算81
9.3.1矿井通风阻力的计算原则81
9.3.2矿井通风阻力计算表82
9.4矿井通风设备的选择83
9.4.1矿井通风设备的要求83
9.4.2选择主要通风机84
9.4.3选择电动机86
9.4.4电费计算87
9.5矿井灾害防治87
9.5.1防治瓦斯87
9.5.2防治煤尘88
9.5.3防灭火88
9.5.4防治水89
10设计矿井基本技术指标90
参考文献92
冲击矿压预测与防治技术研究93
摘要:
93
Abstract:
93
1冲击矿压简述94
2冲击矿压分类95
2.1常见的几种冲击状态95
2.2冲击矿压的分类95
2.2.1按失稳原因分类95
2.2.2按工程原因分类96
3冲击矿压的发生机理、因素与条件97
3.1冲击矿压的发生机理97
3.2矿井影响冲击矿压发生的因素97
3.3冲击矿压发生的条件99
4冲击矿压的预测100
4.1冲击矿压的预测综述100
4.2电磁辐射法冲击矿压预测技术研究102
4.2.1煤体破坏的地磁辐射现象102
4.2.2电磁辐射法预测冲击地压观测原理103
4.2.3电磁辐射法预测冲击地压的计算方法104
4.2.4电磁辐射仪的功能特点105
5冲击矿压的防治技术107
5.1冲击矿压防治原理107
5.2冲击矿压的防治108
5.2.1降低应力的集中程度108
5.2.2改变煤层的物理力学性能110
5.3解危措施111
6结论112
参考文献:
113
致谢114
设计总说明
矿区本设计包括两个部分:
一般部分和专题部分。
一般部分为开滦矿务局林南仓矿新井设计,全篇共分为十个部分:
矿井概述及井田地质特征、井田境界及储量、矿井工作制度和设计生产能力、井田开拓、采区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿井提升、矿井通风与安全和矿井主要经济技术指标。
林南仓矿位于河北省玉田县境内。
矿井东西长约为5000m,南北宽约为3150m,面积为1.475×107m2。
井田内的可采煤层为11煤、12煤,其中主采为11煤,该煤层赋存稳定,平均厚度3.8m。
倾角平均为19°,首采煤层倾角为13°,为缓斜厚煤层。
井田内工业储量1.95×108吨,可采储量1.40×108吨。
矿井平均涌水量为28m3/h,相对瓦斯涌出量0.5m3/t,属于低瓦斯矿井,煤层没有爆炸危险性,没有自然发火现象。
林南仓矿年设计生产能力150万t/a,服务年限66.7年。
采用立井两水平开拓,第一水平标高-550m,第二水平标高-750m。
矿井采用单面走向长壁综合机械化采煤法。
矿井布置一个综采工作面保证全矿井的产量,长度200m,煤的运输采用架线式电机车牵引3吨固定式矿车运输。
矿井的通风方式采用中央分列式通风。
专题部分为冲击矿压预测与防治技术研究。
关键词:
井田开拓;采煤方式;运输提升;通风安全;综合机械化
ExplanationofDesign
Thisdesignincludestwoparts:
Generalpartandspecialsubject.
GeneralpartforKaiLuanLinNanCangminenewwelldesign,wholedividesinto10partstotally:
Pitissummarizedandwellfieldqualityfeature,wellfieldextentreachedandreserves,pitdutydegreeanddesignproductivityandwellfielddeveloping,pickdistricttunnelarrangement,themethodofcoalminingandwelltotransport,pitpromotion,pitventilationandsafeandpitmajoreconomictechnicalindex.
LinNanCangmineislocatedintheHebeiprovincejadeboundaryofTiancounty.Pitthinglengthisapproximately5000m,southnorthwidthisapproximately3150m,areais1.475×107m2.Wellfieldmayminecoallayeris11coalsand12coals,inwhich,Godpickstocomposefor11coalsandthiscoalseamstostoresteady,3.8mofaveragethickness.Inclinationaverageis19°,thefirstlayerinclinationofcoalminingis13°,topostponeobliquethickcoalseam.Theindustrialreservestonof1.95×108inwellfield,thetonof1.40×108ofrecoverablereserves.Pitgushesinaverage,waterquantityis28m3/h,relativegasgushestomeasure0.5m3/t,belongstohighgaspit,coalseamhasexplosiondangerousness,hasnophenomenonofgetingangrynaturally.
LinNanCangproductivity1,500,000t/ainstorehousemineyear,servesthe66.7yearsoftimelimit.Withuprightwelltwohorizontaldevelopings,thefirsthorizontalofabsolutealtitudeisof–550m,secondhorizontal–750mofabsolutealtitude.Pitadoptssinglesurfacetomovetowardsthelongwallcomprehensivemechanizationlawofcoalmining.
Pitarrangementonecavingroof-fallinfull-mechanizedminingworkingfaceoutputofguaranteeingwholepit,lengthisof200m,thetransportationofcoalistransportedwith3tonsofwiringtypegeneratorvehiclepullstationaryminevehicles.Theventilationwayofpitadoptscentralminutetolisttypeventilation.
Thepartofspecialsubjectiscavingroof-fallinfull-mechanizedminingworkingfacetheresearchofcrackdistribution.
Keywords:
Minedevelopment;Miningmethod;Transportupgrade;VentilationSafety;Comprehensivemechanization
1概述及井田地质特征
1.1矿区概述
林南仓井田位于唐山地区玉田县城西南十二公里,井田地理坐标东经117º37′00″,北纬39º50′00″。
井田东起白庄子,西至莆庄子黄庄子,南起李三庄,北至后湖定府、岳庄附近。
矿区范围拐点坐标由28个点圈定,矿区面积25.0km2。
林南仓镇东南距唐山市72公里,本区有从唐山经林南仓至天津和从唐山经林南仓、彩停桥至北京的公路。
津蓟铁路的下仓站到本区的铁路也已经通车,交通比较便利。
全井田为第四系冲积层覆盖,地形平坦,地势由北向南逐渐低下,地表标高介于+1.00m至+6.91m之间,地面坡度约2/1000。
图1—1—1林南仓交通位置图
林南仓地处津、京、唐、秦中心地带,面积40平方公里,耕地25600亩,镇辖21个村,总人口20492。
现有私人企业48家,个人企业303家,形成了以建筑、冶金、造纸、机械化工、运输、建材、皮革、酿酒为主的九大骨干企业。
区内北枕燕山余脉,南为华北大平原,被新生界地层覆盖,区内无河流,井田北部有较大积水洼地—后湖,呈沼泽状态。
井田南部也比较低洼。
1959年最高洪水位+3.3m。
林南仓镇北至后湖定府一带地势较高未被淹没,该地区水利设施好,没有水患威胁。
林南仓矿业分公司的地面供水划分为三个部分,即以东六家属区生活应用水为主体的东六供水系统,以生产和生活供水为主的工业广场供水系统以及以风井生产用水为主的的风井供水系统,他们各自是独立的供水系统,互不影响。
供电网位于林南仓镇东5公里,供电满足生产和生活需要。
1961—1971年间年最大降水量1154.5mm,年最小降水量345mm,雨量集中在6,7,8三个月;年最大蒸发量2186.8mm,年最小蒸发量1670.4mm;最高气温40.3℃,最低气温-22.9℃;最大冻土深度780mm。
井田东西长约5km,南北宽约3km,整个井田呈一个不规则的长圆形,面积14.75平方公里。
井田内有18个自然村落,井田上部地表面为村庄和农田。
井田的开采坐标为X:
4409345~4414380,Y:
39550025~39557740。
1.2井田地质特征
1.2.1地层
本区地层与开平煤田的岩性、岩相等沉积特征基本相同。
地层由老至新,从煤系地层
基盘—奥陶系中统至第四系排列层序为:
(一)奥陶系中统马家沟组(O2);
(二)石炭系(C):
1.石炭系中统—唐山组(C2);
2.石炭系上统(C3),开平组(C31)赵各庄组(C32),含煤11与煤12;
(三)二叠系(P)
1.二叠系下统(P1):
大苗庄组(P11)、唐家山组(P22),含煤5,6,7,8-1,8-2,9,10
2.二叠系上统(P2);
(四)第四系松散沉积物,厚度变化较大,由井田北部的+143.78m至东南部达434m以上。
1.2.2大中型构造特征
井田位于蓟玉煤田东北部,为一盆状向斜构造。
有北东向和北西向两组断裂带,并以前者为主。
煤层露头与第四系冲积层接触,边缘产状陡(一般在30゜以上,内部10゜~20゜)。
盆地最深的中心位于井田的东南部。
区内共发现大小断层22条,其中断距大于30m的有1条,以F1断层斜切井田中央,断距15m~110m,延展长度也较长,对井田影响较大,其余断层断距较小,延展长度也较短,对井田开采略有影响。
井田范围内煤层产状变化较大,次一级褶曲发育,这些褶曲轴向与矿井主要构造线方向一致。
林南仓井田火成岩发育,特别是二采区中部、四采区煤层受火成岩侵蚀、破坏严重,有些部位煤层完全被火成岩吞蚀,煤层相应层位被火成岩占据,火成岩侵入没有规律。
井田主要为辉绿岩及安山岩,多为沿煤层侵入之岩系,对煤层层位、厚度、煤质的破坏程度不大,对井田初勘开采影响尤不大。
1.2.3煤系地层
本区含煤系由石炭系和二叠系地层组成,其中可采煤层共2层,即煤11,12。
煤11:
为复杂结构煤层,有夹石1~2层,层位稳定,局部相变为炭质泥岩,平均煤层厚度为3.8米,可采性指数为0.983,煤厚变异系数为0.678。
煤12:
结构简单,局部有夹石1~2层,层位稳定,全井田可采,平均煤厚为3.8米,可采性指数为0.945,煤厚变异系数为0.431。
煤的化学分析:
(1)灰份:
平均灰份仅煤12小于20%,煤11为28%;
(2)硫份:
煤11、12均属低硫煤,煤层均以黄铁矿硫为主;
(3)磷份:
煤11、12磷份介于0.01~0.05%之间;
(4)发热量:
煤层平均可燃基发热量介于7600~8000大卡/公斤之间;
(5)粘结性:
原煤平均粘结性均在3~4之间,精煤粘结性在3~4之间;
(6)煤灰熔点:
各煤层一般灰熔点,T1:
1400~1500℃;T2:
1440~1700℃;T3:
1480~1750℃;
(7)低温干馏:
平均焦油率在10%~15%之间;半焦介于70%~75%;
(8)煤灰成分:
煤灰成分以SiO2和Al2O3为主,约占总灰份的80%。
表1—2—1主要煤层物理特征一览表
颜色
光泽
煤岩组分
煤岩类型
构造
块度
黄铁矿结核
煤11
深黑色
较亮似玻璃状
镜煤,亮煤和暗煤
半亮型
条带,层状
粉-碎块状
含
煤12
深黑色
光亮似玻璃状
镜煤,亮煤和暗煤
半亮型
条带,层状
粉-碎块状
含
层间距离(m)
(均厚)
岩相柱状
岩性柱状
煤岩层
岩性描述
名称
厚度
(均厚)
35.11
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砂岩带,从上至下依次为细砂岩、中粗颗粒砂岩、粗砂岩
170.10
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石灰、长石粗砂岩带,粉砂岩带,粘土岩带
102
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黑灰色粘土岩,灰色细砂岩,灰黑色砾状粉砂岩,灰褐色粘土岩
20.06
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煤11
3.8
主采煤层,比较稳定煤层
————。
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-——-——--
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浅灰色粗砂岩,深灰色坟砂岩
22.94
煤12
3.8
主采煤层,比较稳定煤层
灰色细砂岩
图1—2—1煤系地层综合柱状图
1.2.4矿井水文地质
本区主要地表水体为采矿形成的塌陷积水坑,随着开采范围的扩大,面积、坑深也在逐渐增大,面积水坑水位主要受降雨影响。
林南仓矿业分公司属水文地质条件复杂型矿井,现阶段矿井的正常涌水量为8.19m3/min,历史最大涌水量为19.53m3/min。
井田内的涌水量比较大,因此在开采设计选取开拓方案时应采取相应的防范措施。
本区含水层自上而下分别是:
第四纪冲洪积含水层,厚度自143m至434m,共分4个含水层组(僭水及局部承压含水层,第一承压含水层,第二压含水层,第三压含水层)和三个隔水层。
第三承压含水层在井田北部,发育有卵砾石层,含水丰富。
第三隔水层总厚度20~50m,层位稳定,隔水性能良好,使各含水层间基本上无水力联系。
第三承压含水层虽直接覆于煤系地层之上,由于普遍有厚度为0.80~16.0m的风化带,在强烈的风化带内,粘土岩风化成粘土状,砂岩风化成砂状,岩石较软,裂隙弥合,下部弱风化带的裂隙亦有溶蚀淤塞的情况,风化带起了明显的阻滞作用,大大降低了二者之间的水力联系。
综上所述,第四系冲积层及煤系底盘奥陶系灰岩仍为本区主要含水层,矿井生产期间应引起足够注意,以免水患。
勘探部门按设计采区方案提供初期涌水量为18.77m3/min,根据本区水文地质条件,结合实际涌水量,本设计暂定矿井生产期间涌水量为28m3/min。
矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井,没有煤尘爆炸危险。
各煤层均没有自然发火倾向
2井田境界及储量
2.1井田境界
根据埋深及井田构造情况,本矿井井田境界确定如下:
井田深部以各煤层的-950m底板等高线为界;
浅部以各煤层的-350m底板等高线为界;
西部以第27号探测线为界;
东部以第17号探测线为界。
根据以上确定的井田境界,井田走向长5.5千米,倾向宽2.13~3.72千米,平均为3.15千米,面积为17.3平方千米。
2.2井田工业储量的计算
工业储量的确定
本井田内考虑到其他煤层大部分不可采,目前情况下,暂定煤11、煤12为可采煤层,而这二层煤的总厚度为3.8+3.8=7.6m。
所以工业储量为
(1.73×107×7.6×1.4)/cos19°
=1.95×108t
2.3井田可采储量
要计算井田可采储量,首先要确定各种永久煤柱损失。
永久煤柱一般是指保护工业广场和井筒的工业广场煤柱,井田境界和大断层两侧的井田境界煤柱和断层煤柱,以及保护地面建筑物、河流、铁路等而留设的保护煤柱等。
煤层群开采时,应采用重复采动条件下的移动角值。
受保护面积边界是由受保护建筑物和主要井筒的边界向外加上一部分备用量即维护带确定的。
受保护建筑物边界一般不是直接以被保护建筑物的外边界为准,而是取平行于煤层走向或倾斜方向的与受保护建筑物外缘相连的直线所围成的面积,作为受保护建筑物的边界。
工业广场面积的取值,依据设计井型大小按《煤矿设计规范》中《煤矿工业广场占地指标》所列数值的规定选取。
表2—3—1《工业广场占地指标表》
井型(万吨/年)
指标(公顷/10万吨)
400~600
0.45~0.6
240~300
0.7~0.8
120~180
0.9~1.0
45~90
1.2~1.3
(指标中中小井取大值,大井取小值)
本矿井井型为150万吨/年,工业广场占地面积为:
150÷10×1.0×10000=1.5×105m2
设计工业广场形状为长方形,长为500m,宽为300m。
围护带宽度为:
20m,地面标高+20m;表土层厚90m;第一水平-500m。
其保护煤柱损失按工业储量的
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