机电毕业设计论文第一章文档格式.docx
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岩石名称
厚度(m)
特征
老顶
中砂岩
7.20~17.31/12.25
灰白色,以石英长石为主,含少量暗色矿物,钙质胶结,致密、坚硬,垂直裂隙发育,富水。
f=5.0~6.0。
直接顶
粉砂岩
0.00~3.80/1.90
深灰色,性脆,泥质胶结,夹条带状细砂岩,富含植物叶痕化石。
f=3.0~4.0。
伪顶
泥岩
0.00~0.4/0.2
浅灰色,局部存在,性脆,硬度较低,具水平层理,含植物叶痕化石。
直接底
粘土岩
0.20~0.40/0.30
浅灰色,泥质胶结具擦痕,团块状构造,含大量植物根茎化石。
1.3水文地质情况
1.3.1边界条件
本井田四周均以断层为界,边界条件基本清楚。
西以
断层为界,断层落差50~120m,东升西降,井田位于上升盘,含水层受下降盘石炭二迭系地层的阻隔,为隔水边界。
东以
断层为界,断层落差140~360m,西升东降,井田位于上升盘,含水层受下降盘石炭二迭系地层的阻隔,为隔水边界。
北以
断层为界,断层落差大于1000m,含水层受对盘太古片麻岩的阻隔,为隔水边界。
东南以
、
断层为界,断层落差20~50m,北升南降,井田位于上升盘,为弱隔水边界。
南以
断层为界,断层落差5~20m,北升南降,由于
断层推定不是一条断层,而是为一组断层,含水层均未断开,为透水边界。
北部边界附近存在一巨大逆断层,落差大于1000m,上盘是寒武系灰岩或奥陶系灰岩,最厚达400m,富水性不均一。
据地面钻孔和水井揭露,东段98-1孔、98-3孔揭露寒武系灰岩无水,98-2孔水量
,水位+61m;
西段二中、二院水井揭露寒武系灰岩或奥陶系灰岩均富水,涌水量9~70
,水位+75~+78m。
控制程度较差,今后对掘进和回采都可能产生影响。
井田内发育较多的断层,致使井田内四灰、五灰、奥灰对口或含水层和隔水层对口,形成透水与隔水边界相间组成。
矿井水文地质类型综合评定为“复杂型”。
1.3.2含水层
井田共有含水层八层,即第四系砂及砂礓层、
层煤顶板砂岩、一灰、二灰、四灰、9层煤顶板泥灰岩、五灰和奥灰含水层。
由于第四系底部有隔水性能良好的粘土层,因而第四系潜水对矿井充水无直接影响。
三层煤顶板砂岩、第一、二层灰岩含水层随开采很快疏干,对矿井生产影响不大。
所以,直接威胁三水平7、8、9、10Ⅱ层煤开采的主要含水层是四灰、五灰两个承压含水层及其补给水源层奥灰含水层。
现将各主要含水层的特征,自上而下分述如下:
(1)四灰
为8层煤直接顶板,厚3.36~6.88m,平均厚度5.31m,上部含大量泥质,中部夹厚度为0~0.35m的粉砂岩,下部质较纯,致密坚硬,多含燧石,垂向裂隙和顺层裂隙均较发育,偶见洞穴,常为方解石脉充填。
单位涌水量q=0.00087~0.808l/s.m,渗透系数K=0.019~18.18m/d,矿化度0.1~0.7g/l,水质类型HCO3~Na和HCO3Cl~Na。
F24断层以南,四灰由于没有疏降过,水位无大的变化,近5年最高水位-60.1m。
断层以北、
断层以西块段,由于
断层向东尖灭,没有切断四灰,与四、六采区四灰含水层水力联系密切,附近四灰水位基本一致,目前四灰水位已降至-172m~-230m。
95年12月9日~11日在-250m水平底车场4个放水孔,进行一次四灰放水实验,初始放水量200
。
29小时后就稳定在60
,47小时水位由+17.9m降至-199.10m,最大降深217m,且五、奥灰观测孔水位基本无变化,可见该区四灰水以静储量为主,补给量有限。
开采资料表明,四灰的岩溶裂隙在发育程度上存在较为明显的垂直分带性,富水性由浅部向深部趋于减弱。
四灰水与其它含水层的联系不密切。
从剖面上看,受断层影响,四灰与五灰、奥灰呈对口接触。
(2)五灰
本溪群徐家庄灰岩,厚6.15~11.95m,平均8.76m。
浅灰色,质纯,致密坚硬,厚层状,裂隙洞穴发育,含少量蜒科腕足类化石。
单位涌水量q=0.0522~1.04l/s.m,渗透系数k=1.13~1.877m/d,矿化度为0.264~0.378g/l,水质类型HCO3~CaMg或HCO3~Na。
近5年最高水位+35.7m。
根据邻矿和我矿8400采区开采实际资料,五灰的富水性浅大深小,呈明显的垂直分带性,但横向上又有明显不均一性,五灰上距10Ⅱ层煤21.11~28.45m,平均23.71m,下距奥灰9.08~11.86m,平均9.96m。
据-250m水平井底车场五灰和奥灰观测孔95-W1与O3孔两年水位观测资料,五灰水位与奥灰水位基本一致,其水质类型与水位变化规律与奥灰基本一致,五灰和奥灰水力联系密切。
五灰是矿井直接充水的水源层,严重威胁下组煤的开采,是防治水工作的重点。
(3)奥灰
系煤系地层基底,与中石炭系地层呈假整合接触,巨厚层状,总厚度800m左右,单位涌水量q=0.0114~9.901l/s.m,矿化度为0.247~0.681g/l,水质类型为HCO3~CaMg。
近5年最高水位+43m左右。
奥陶系灰岩在盆地周围山区有广泛出露,直接接受大气降水的补给,补给量丰富,是煤系各含水层的补给水源。
奥灰动静储量大:
据“水源报告”静储量3.15×
108
,动储量2.8×
104
1.3.3隔水层
7层煤下距四灰17.36~27.70m,平均21.94m,隔水层以粉砂岩为主。
10Ⅱ层煤下距五灰21.11~28.45m,平均23.71m,隔水层以粉砂岩、中砂岩为主。
由于隔水层厚度较薄,对五灰需疏降或注浆改造方可开采。
五灰下距奥灰9.08~11.86m,平均9.96m,隔水层以粘土岩、粉砂岩为主,局部地段受构造影响,形成奥灰水补给五灰水的通道或奥灰水越流补给五灰水,两者水力联系密切。
1.3.4矿井涌水量预计
-430m水平正常涌水量323
,最大涌水量1412
1.4矿井开拓系统
白庄矿井为立井多水平上下山开拓,通风方式为中央边界式,两个副井和一个主井进风,两个风井回风。
现有两个生产水平:
-150m水平和-250m水平。
-150m水平采用立井、分组集中大巷、分区上下山开拓方式,开采太原群和山西组各煤层;
-250m水平采用立井、水平大巷,开采山西组3层煤。
-150m水平和-250m水平之间采用两个立井联络,回风水平标高分别为-71.56m和-238m。
1.5煤层开采方式与掘进方式
1.5.1采煤方法
现生产水平为-150m水平和-250m水平,装备有4个工作面,其中三个高档普采面,一个炮采面,年生产能力为100万T。
延深后首采区为7100采区,装备一个高档普采面,回采工作面年生产能力20万T,采区回收率85%以上。
1.5.2主要开拓巷道
3号煤层平均厚度为5.5m,赋存稳定,底板起伏不大,为近水平煤层,煤层厚度变化不大,且煤质硬度大,故矿井开拓大巷布置在煤层中,留有煤柱护巷,大巷间距30m。
布置一条主要运输大巷,一条辅助运输大巷,共两条大巷,可满足运输和通风的需要。
为便于在巷道交叉时掘进开门,辅助运输大巷和主运输大巷沿底板掘进。
大巷位于井田中央,沿倾向布置,局部半煤岩及岩巷,巷道坡度随煤层而起伏,一般
1.6矿井自然灾害情况
1.6.1矿井瓦斯
本矿井CH4相对涌出量为0.38~4.0m3/t。
CO2相对涌出量为1.48~8.72m3/t,属低瓦斯矿井,涌出特征为普遍涌出。
瓦斯中CH4含量为0.03~1.66cm3/g,CO2为0.04~1.72cm3/g。
本矿井至今未发生煤和瓦斯突出。
但在开采7层煤层时,有过3次瓦斯异常涌出,-250联络巷下山掘进时有过瓦斯异常,钻孔内有咝咝声响。
因此在开拓-250下组煤时,局部地段有瓦斯异常现象,必须加强观测。
从63-254和63-276两孔瓦斯资料及邻矿瓦斯观测资料,随着开采深度的增加,瓦斯涌出量将加大,尤其在远距离开放性构造的封闭、半封闭地段及孤立块段,瓦斯含量相对集中,要引起注意。
8层煤顶板灰岩属透气性顶板,瓦斯含量低,释放四灰水,可减少一部分瓦斯,预计开采本水平8层煤时,瓦斯涌出量较低。
7层煤、9层煤、10Ⅱ层煤的顶板为粉砂岩、泥岩等透气性较差的岩层,预计局部地段瓦斯含量相对增加,随着深度的增加,沼气含量基本上呈线性递增,并极易出现瓦斯异常现象。
1.6.2煤层
各可采煤层爆炸指数均在35~45%,火焰长650~700m,止爆岩粉用量75~80%。
据地质报告资料,各煤层均有强烈爆炸危险。
1.6.3煤的自燃发火倾向
据原地质报告资料,63-216孔取得9层煤燃点为347℃,63-280孔取得的9层煤燃点为340℃,66-8、66-1孔8层煤不自燃。
从邻近矿井资料证实,大封、陶阳矿的9层煤、10层煤发生过采空区残剩煤自燃发火。
10Ⅱ层煤属二级自燃倾向,9层煤属三级自燃倾向,7层煤、8层煤不自燃,发火期6~12个月。
1.6.4地温
本井田地温梯度为2℃/100m,井下工作区温度为18~20℃,随开采深度的增加,地温也会上升。
1.6.5地压
据-150m水平和-250m水平生产实际,井巷地压的显现及其对巷道的破坏程度,与开采深度、开采范围、围岩性质和地质构造条件等有关。
随开采深度的增加,地压明显增大,临近采空区地压显现明显,软岩层较坚硬岩层地压显现明显,断层及其交叉处,背向斜的轴部地压显现均较显著。
目前无实测的地压资料。
1.6.6煤尘及爆炸指数
爆炸指数32.1%,具有爆炸可能性。
1.7通风及排水要求
1.7.1通风
白庄煤矿现采用中央边界式(抽出式)通风系统。
第一水平(-150m水平)由老副井进风,经-150m水平井底车场,再由-150m水平西主巷及配风巷到达该水平采区。
回风流由西副巷、西总回风巷到达南风井,由南风井排至地面。
第二水平(-250m水平)由新副井进风,经-250m水平井底车场,由-250轨道石门及-250轨道大巷到达该水平各采区。
回风流则由-250皮带大巷到达北风井,由北风井排至地面。
现生产水平的风量及负压为:
南风井风量2289m3/min,负压1500Pa;
北风井风量4110m3/min,负压1400Pa。
1.7.2压风系统
白庄矿现有两座压风机房:
一是为-150m水平生产服务的工广压风机房。
二是为-250m水平生产服务的北风井压风机房。
(1)工广压风机房
压风机型号及台数:
4L-20/8(4台)
压风管:
经新副井敷设至-150m水平Φ159×
6管一趟,-150m水平大巷敷设Φ108×
4管一趟。
总排风量:
86m3/min额定排气压力:
0.8mpa
(2)北风井压风机房
4L-20/8(3台)
经北风井井筒敷设到-250m水平Φ108×
4管一趟,-250m水平大巷敷设Φ108×
64.5m3/min额定排气压力:
1.7.3排水系统
白庄矿井下有三个水泵房:
-150m水平中央泵房、-250m水平中央泵房和-230m泵房。
-150水平中央泵房的服务范围:
-150m水平上山采区及六采区。
-230泵房的服务范围:
-150水平下山采区。
-250水平中央泵房的服务范围:
-250水平各采区。
1)-150m水平中央泵房
(1)水泵
型号:
200D-43×
7 数量:
3台
额定流量:
280m3/h 额定扬程:
301m
实际排水扬程:
236m 进出水口直径:
Φ200mm
(2)管路
规格:
Φ245×
7mm 长度:
259m
管路趟数:
2趟 安装地点:
老副井井筒
(3)电动机
JRQ147-4 功率:
360kW
电压:
6000V额定电流:
42A
(4)总额定排水能力:
840m3/h
(5)仓 容量:
3920m3
(6)水泵预留位置:
2台
2)-230m水平泵房
D450A-60×
66台
450m3/h额定扬程:
360m
326m 进出水口直径:
Φ250mm
7型水泵1台
500m3/h 额定扬程:
390m
(2)管路
Φ377×
12mm排水管2趟,长度:
410m
Φ273×
10mm排水管2趟,长度:
380m
安装地点:
李家寨村南排水钻孔
(3)电动机
型号:
JSQ158-4型5台
电压等级:
6kV功率:
680kW
JSQ1510-4型2台
6KV功率:
850KW
3200m3/h
(5)仓容量:
6000m3
3)-250m水平中央泵房
(1)水泵
D600-55B×
7 数量:
3台
600m3/h 额定扬程:
385m
338m 进出水口直径:
(2)管路
Φ351×
9mm 长度:
356m
新副井井筒
(3)电动机
型号:
JSQ152-4数量:
3台
功率:
1050KW电压:
6000V
额定电流:
120A
1800m3/h
2500m3
1台
1.8主副井系统
1.8.1主井提升系统
担负全矿井0.9Mt/a原煤提升任务。
井筒特征及主要技术参数如下:
主井井口标高:
+85.00m 装载标高:
-196.00m
井筒净直径:
4.30m 井筒净断面:
14.5m2
井筒装备:
槽钢组合罐道,信号电缆一根
绞车型号:
2JK-3.5/15.5E-(FB)电动机型号:
YR800-10/1180
电动机容量:
800KW电压:
6000V
提升容器:
外动力6T箕斗(单侧扇形闸门)
提升高度:
307.2m提升速度:
6.97m/s
核定提升能力:
(350天,日工作16小时)1.20Mt/a
一次提升循环时间:
67.43s
1.8.2辅助提升系统
1)新副井
担负-250m水平和延深水平的辅助提升任务及-150m水平大件升降任务。
-150m水平结束后,担负全矿井的辅助提升任务。
副井井口标高:
+85.00m井底标高:
-250.00m
6.00m 井筒净断面:
28.3m2
槽钢组合罐道,玻璃钢壁网,金属梯子间
排水管Φ351×
92趟备用位置2趟
压风管Φ159×
61趟
撒水管Φ108×
4.51趟
动力电缆:
YJV42-6/6KV3×
150mm22趟备用位置1趟
信号、通讯、监测、监控电缆共4根,1根备用位置
JKM2.8×
4-(Ⅰ)E-FC电动机型号:
YR400-12/1180
400KW电压:
一T矿车双层四车多绳罐笼
335m 提升速度:
6.25m/s
一次提升循环时间:
70.78s提升能力:
1.13Mt/a
2)老副井
担负-150m水平辅助提升任务。
井筒特征及主要技术参数:
老副井井口标高:
+84.67m井底标高:
-150.00m
井筒净直径:
5.00m井筒净断面:
19.60m2
井筒装备:
木罐道,金属壁网,金属梯子间。
排水管Ф245×
72趟
压风管Ф89×
41趟
洒水管Ф89×
41趟
动力电缆:
YJV42—6/6KV,3×
120mm2
绞车型号:
XKT2×
2.5-1.2B-11.5型
电动机型号:
JRQ157-10,260KW
提升容器:
一T单层单车罐笼提升高度:
234.67m
提升速度:
6.67m/s一次提升循环时间:
50.6s
1.9主运输系统
白庄矿现有-150m和-250m两个生产水平。
1.9.1-150m水平
主运输和辅助运输均为600mm轨距架线式电机车运输,装备ZK7-6/250型架线电机车五台,四台工作一台备用。
直流电源为GQA-200/275-KY型硅整流装置四台,两台运行,两台备用,架空线为TCG-100钩铜线,矿车为600mm轨距一TU型矿车。
煤和矸石列车由电机车牵引,煤通过-150m翻罐笼卸到井下主井煤仓,由主井提升到地面。
矸石车由老副井提升到地面。
大巷及井底车场通过能力为0.75Mt/a,担负-150m水平大巷的全部运输任务。
1.9.2-250m水平
辅助运输为600mm轨距架线式电机车运输,装备ZK7-6/550型架线电机车四台,三台工作一台备用。
直流电源为GQA-100/600-KY型硅整流装置两台,一台工作一台备用。
架空线为TCG-100钩铜线。
矿车为一TU型矿车。
大巷通过能力0.9Mt/a,井底车场通过能力1.0Mt/a。
主运输为胶带输送机运输,-250m皮带石门安装STJ-1000/3×
160型钢架落地固定式钢绳芯胶带输送机一台,运输能力600t/h;
东西翼皮带巷各安装STJ-800/160型钢架落地固定带式输送机一台,运输能力400t/h。
-250m水平的煤由东西翼皮带机运到煤仓,再由-250m皮带石门胶带运输机运到主井井底煤仓。
1.9.3主运输方式
现-250m水平生产运煤系统,从工作面至大巷再到井底车场已全部胶带化。
-435m水平设计生产能力为0.9Mt/a,投产初期与-250m水平上组煤配采达到矿井0.9Mt/a的生产能力。
在矿井后期,全部转入下组煤,下组煤产量将上升到0.9Mt/a,从而达到矿井的设计能力,为保证矿井主运输环节的能力,本方案设计推荐采用胶带化运煤方式,以实现井下煤炭运输的连续性,保证矿井的稳产、高产。
煤流系统:
回采工作面原煤→采区皮带机上山→-430m水平胶带机大巷→-430m水平缓冲煤仓→胶带机暗斜井→-250m水平缓冲煤仓→-250m皮带大巷→-250m井底煤仓→转载胶带机→主立井(6t箕斗)→地面缓冲仓。
1.9.4主运输设备
为统一配件,-430m水平东西皮带大巷设备选型与-250m水平现运行的胶带输送机相同,-430m水平东西翼大巷胶带机选用STJ-800/160型胶带机两台,配用电动机功率为160KW,运输能力为400t/h。
1.10辅助运输系统
1.10.1辅助运输方式
本矿-430m水平轨道石门及大巷均采用一T矿车、架线式电机车运输方式,担负-430m水平的矸石材料等运输任务。
1.10.2辅助运输设备
-430m水平轨道大巷运输设备选用与-250m水平同型号的架线式电机车,以减少备用配件、方便使用和维护。
电机车为ZK7-6/550型,选用3台,其中两台工作,一台备用。
直流电源选用GQA-100/600-KY矿用一般型硅流设备两台,一台工作,一台备用。
电机车架空线选用TCG-100钩铜线。
1.11矿井供电系统
1.11.1供电电源
目前,本矿井工业广场内设有35KV变电所一座,原6KV变电所一座。
35KV电源一回路引自王瓜店220KV变电站,导线为LGJ-120,线路长度为8.5Km;
另一回路引自西大封35KV降压站,导线为LGJ-120,线路长度为4.5Km。
1.11.2电力负荷
矿井现有负荷:
设备总容量:
23090kW工作设备总容量:
15237kW
有功功率:
9578kWa无功功率:
8248.4kVa
1.11.3地面供电
(1)工业广场35KV变电所
该变电所现有SF7-10000/35型主变压器一台,SL7-6300/35型主变压器两台,35KV开关LW8-35/1600-25型户外六氟化硫短路器14台,GW5-35G/600型户外高压隔离开关7台。
6KVGG-1AF型开关柜35台,预留开关柜备用位置3台。
35KV及6KV结线均采用单母线分段系统,35KV与6KV开关采用集中控制并装设微机自动巡回监测装置。
6KV馈出线主要用于主、副井提升机
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