采区设计说明书2.docx
- 文档编号:4618060
- 上传时间:2022-12-07
- 格式:DOCX
- 页数:41
- 大小:348.95KB
采区设计说明书2.docx
《采区设计说明书2.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《采区设计说明书2.docx(41页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
采区设计说明书2
第1章矿井地质概况
1.1矿井位置及交通
1.1.1交通位置
青山矿井位于宜宾市珙县巡场镇西北6km,是四川芙蓉集团控股企业。
井田跨越珙县、高县境界,呈东~西展布。
宜(宾)珙(县)铁路从井田东面通过,金筠铁路从井田北面通过。
公路四通八达,交通十分方便,经宜(宾)珙(县)公路北到宜宾,南经珙县可达云南,西去高县、筠连、盐津,东往泸州、隆昌,详见矿井交通位置示意图。
1.1.2地形地貌
本区地形属较复杂的中低山,山脉和槽谷走向均呈北东~南西向平行展布,形成以青山向斜为低点的对称的“U”形地形地貌。
最高为青山山(+1230.9m),最低处为青山河(+60m)。
本矿井主要开采范围为青山河保安煤柱以北的范围。
1.1.3气象和水文情况
矿区气候受地形控制,历年最高气温390C,最低气温30C,平均气温17.50C。
雨量充沛,年均降雨量为1260mm,雨季时间为6~8月,最大降雨量为1570mm。
地表主要有青山河,年平均流量为11000m3/h,最大流量为16000m3/h,最高洪水位+130m。
多云雾,湿度大,风向多为西北风,年平均风速0.9m/S。
1.1.4矿区概况
矿区周边工农业发展较好,有煤矿、铁厂、水泥厂、化肥厂、茶叶、印刷、粮油加工及水电站,农业的粮食及经济作物主要有水稻、玉米、小麦、茶叶、花生、蚕茧等,矿用各类建设用材料来源广泛,人力资源充足;供水外可取用长宁河水,内可取用青山河水和地下水。
矿区外小煤窑开采历史悠久,主要分布在浅部和矿井开采区域以外,小窑开采最低标高为+730m。
矿区供电可由巡场武家岩变电站和芙蓉矿务局电厂提供110/35/6kv供电,均可设双回路供电。
煤炭主要供宜宾及内江火电厂使用,销售情况较好。
矿井交通位置示意图
1.2矿井境界及储量
1.2.1矿井境界
青山矿井东以省级公路的保安煤柱为界,西为划定井田边界,上以地方小煤矿开采下界的保安煤柱为界,下以青山河保安煤柱为界。
井田平均走向长度13600m,倾斜长度1750m,井田面积23.8Km2。
1.2.2矿井储量
一、工业储量
矿井工业储量A+B+C级23152.6万t,其中A+B级储量17821.3万t,矿井工业储量详见表1-1。
表1-1矿井工业储量汇总表
煤层
层别
工业储量(万t)
备注
A
B
A+B
C
A十B十C
A煤层
1524.1
2115.1
3639.2
495.2
4134.4
B煤层
1568.2
4232.5
5800.7
1641.2
7441.9
C煤层
3118.7
5262.7
8381.4
3194.9
11576.3
合计
6211
11610.3
17821.3
5331.3
23152.6
二、矿井可采储量的计算
根据井田开采留设煤柱、设计采区回收率(薄煤层75%、中厚煤层80%、厚煤层85%)、设计地损系数25%、断层保安煤柱等要求进行计算,矿井储量汇总详见表1-2,矿井可采储量详见表1-3。
表1-2矿井可采储量汇总表
水平
煤层别
工业
储量
A+B+C
(万t)
损失(万t)
可采
储量
(万t)
上山
平硐
断层
开采损失
地损
煤柱
合计
450m以上
A
2239.2
31.0
10
0.05
0.15
240.8
282
1957.2
B
4830.5
55.8
18
0.1
0.20
353.5
427.6
4402.9
C
6321.5
86.8
26.8
0.1
0.30
594.3
708.3
5613.2
小计
450m以下
A
1895.2
31.0
4.5
12
0.5
0.1
48.1
1847.1
B
2611.4
55.8
8.1
23
0.1
0.2
87.2
2524.2
C
5254.8
86.8
12.6
46
0.2
0.3
145.9
5108.9
小计
9761.4
9480.2
合计
23152.6
347.2
25.2
135.8
1.02
1.25
1188.6
1699.1
21453.5
表1-3矿井可采储量汇总表
水平
层别
厚度(m)
A+B+C级储量(万t)
损失系数
可采储量(万t)
备注
+450m以上
A
1.0
1957.2
0.25
1467.9
B
1.8
4402.9
0.2
3522.3
C
2.8
5613.2
0.15
4771.2
小计
11973.3
9761.4
+450m以下
A
1.0
1847.1
0.25
1385.3
B
1.8
2524.2
0.2
2019.4
C
2.8
5108.9
0.15
4342.6
小计
9480.2
7747.3
合计
21453.5
17508.7
1.2.3矿井高级储量比例
井田工业储量A+B+C级23152.6万t,其中:
A+B级储量17821.3万t,占A+B+C储量的76.97%;+450m以上阶段A+B级储量10569.7万t,占本阶段储量的78.93%;+450m阶段内A级储量6239.2万t,占本阶段储量的46.59%。
对照《煤炭资源地质勘探规范》,矿井高级储量比例符合大型矿井要求。
1.3矿井地层及地质构造
1.3.1矿井地层
区域出露地层从老到新依次为寒武系、奥陶系、志留系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第四系,总厚度近6000m。
矿区地层由老到新为:
下二迭统茅口组、上二迭统峨眉山玄武岩和宣威组、下三迭统飞仙关组和第四系,总厚度约1000m。
煤系地层为上二迭统宣威组,含煤层5~8层,煤层平均总厚8.18m,可采煤层平均总厚5.6m。
详见青山井田煤系地层综合柱状图。
1.3.2矿井地质构造
本矿井位于北东向构造带的金杉背斜的南翼,青山向斜的北翼,煤岩层倾向145~155度,倾角15~20度,平均17度。
根据勘探资料,本矿区共揭露大断层4条,其中正断层3条,逆断层1条,断层产状正断层倾向102~221度,倾角24~27度,落差大于15m,逆断层倾向62度,倾角48度,落差大于15m。
主要断层特征详见表1-4。
表1-4主要断层特征表
序号
断层名称
走向
倾向
倾角
性质
落差(m)
备注
1
F1
32
112
27.5
正
大于20
2
F2
152
62
48
逆
大于15
3
F3
131
221
26.5
正
大于20
4
F4
12
102
24.5
正
大于15
1.4矿体赋存特征及开采技术条件
1.4.1煤层及煤质
一、煤层情况
煤系地层为上二迭统宣威组,平均厚度131m,由砂岩、砂质泥岩、泥岩和粘土岩、煤层、泥质灰岩组成,含煤层5~8层,煤层平均总厚8.18m,可采煤层平均总厚5.6m。
矿井可采3层煤(A、B、C)。
其特征见表1-5。
煤层
煤层厚度(m)
煤层间距(m)
煤层结构
顶底板岩性
稳
定
性
倾角(度)
容重(t/m3)
最小
最大
平均
最小
最大
平均
顶板
底板
A
0.8
1.2
1.0
8
12
10
简单
砂岩
泥质砂岩
稳定
17
1.6
B
1.2
2.0
1.8
简单
砂岩
泥质砂岩
稳定
17
1.6
13
17
15
C
2.5
3.0
2.8
简单
砂岩
泥质砂岩
稳定
17
1.6
表1-5可采煤层特征表
二、煤质情况
1、A煤层:
位于宣威组二段顶部,层位稳定。
煤厚0.8~1.2m,平均1.0m。
煤层呈灰色,条痕黑色略带褐色,弱金刚光泽,质地致密,整个煤层外生裂隙不发育,单向搞压强度16.5~20.0MPa,平均17.9Mpa。
以半暗~半亮型煤为主。
属富灰富硫无烟煤,平均水份0.98%,灰分(Ag)16.81~25.71%、平均22.39%,硫分0.55~2.4%,平均1.69%,挥发分13.01%,发热量平均5633大卡/kg。
2、B煤层:
位于宣威组二段中上部,层位稳定,结构简单。
煤厚1.2~2.0m,平均煤厚1.80m。
煤层呈灰黑色,条痕黑色、玻璃~金刚光泽,内外生裂隙发育,单向搞压强度14.8~18.6Mpa,平均16.4Mpa。
以半亮型煤为主。
属富灰高硫无烟煤,平均水份1.0%,灰分14.88~26.20%,平均20.56%,硫分1.55~4.60%,平均3.17%,挥发分11.72~15.75%,平均13.67%,发热量平均6070大卡/kg。
3、C煤层:
位于宣威组二段中上部,层位稳定,结构简单。
煤厚2.35~3.05m,平均煤厚2.80m。
煤层呈灰黑色,条痕黑色、玻璃~金刚光泽,内外生裂隙发育,单向搞压强度13.6~16.6Mpa,平均15.6Mpa。
以半亮型煤为主。
属富灰高硫无烟煤,平均水份1.12%,灰分15.82—27.00%,平均21.35%,硫分1.55~4.10%,平均3.05%,挥发分11.72—15.75%,平均13.67%,发热量平均5980大卡/kg。
三、煤层顶底板
1、A煤层:
直接顶板为灰色粉砂岩,厚2.48~5.24m,平均3.49m,单向抗压强度46.7~58.1Mpa;老顶为灰色中厚层状粉砂岩,夹钙质泥岩,局部夹薄层灰岩,厚度大于10m,单向抗压强度56.3~92.5Mpa。
直接底板为灰色泥质砂岩,厚度为2.09m,单向抗压强度46.3Mpa。
2、B煤层:
直接顶板为深灰色泥质砂岩,厚度0.63~0.96m,单向抗压强度56.2~67.3Mpa;老顶为灰为粉砂质泥岩,粉砂岩,含团块状钙质结核和肾状菱铁矿结核,单向抗压强度52.3~84.5Mpa。
直接底板为粉砂质泥岩或粉砂岩,厚度稳定,一般为0.86~1.96m,平均厚度1.50m,单向抗压强度48.66Mpa。
3、C煤层:
直接顶板为深灰色泥质砂岩,厚度0.82~1.02m,单向抗压强度52.6~71.2Mpa;老顶为灰色粉砂质泥岩、粉砂岩,含团块状钙质结核和肾状菱铁矿结核,单向抗压强度52.3~84.5Mpa。
直接底板为粉砂质泥岩或粉砂岩,厚度稳定,一般为0.86~1.94m,平均厚度1.50m,单向抗压强度58.36Mpa。
1.4.2瓦斯赋存状况及其涌出数,煤尘爆炸危险性,煤的自燃性,地温情况
一、瓦斯赋存状况及其涌出数
根据勘探资料和相邻芙蓉矿集团井生产实际,A煤层瓦斯含量为3~4.5m3/t;B、C煤层瓦斯含量为8~12m3/t。
预计:
矿井相对瓦斯涌出量为10.5m3/t,属于高瓦斯矿井。
二、煤尘爆炸危险性
根据勘探资料和相邻芙蓉矿集团井生产实际,煤尘无爆炸危险性。
三、煤的自燃性
根据勘探资料和相邻芙蓉集团矿井生产实际,A、B煤层不具有自燃发火倾向,C煤层属自燃煤层,发火期一般为5~8个月。
四、地温情况
本矿井属地温正常区。
但茅口组表现为局部异常,其原因是受地下深循环热水影响,但其距离C煤层200余米,只要今后采掘工程不揭露茅口组地层,对矿井开采无影响。
1.4.3水文地质
煤系地层上覆飞仙关组,为岩石裂隙弱含水层;下伏地层为玄武岩,为厚度78m隔水层;玄武岩之下为茅口灰岩,为岩溶含水层,岩溶浅部发育。
矿井开采范围内,主要水源为风化裂隙含水、基岩裂隙含水,小煤窑采空积水、断裂水、地表水是矿井的主要充水水源。
矿井水文地质条件简单,一阶段开采后常见涌水量约3300m3/d,最大涌水量6200m3/d,对开采影响不大。
1.5井田勘探类型及勘探程度评价
根据地质构造复杂程度和煤层稳定程度划分,本井田的构造复杂程度属第一类,即简单构造,煤层属较稳定型。
据现场资料:
上述勘探高级储量比例和勘探类型符合规定,能满足设计要求。
第2章矿井工作制度、生产能力及服务年限
2.1矿井工作制度
2.1.1矿井年工作日按年300d计算。
2.1.2矿井采用“三.八”作业制度,每昼夜三班工作,每班工作8小时。
2.1.3每日净提升时间为14h。
2.2矿井生产能力及服务年限
2.2.1矿井生产能力
矿井初步设计生产能力为150万t/a。
2.2.2矿井服务年限
T=ZK/A·K
式中:
T--矿井服务年限,a;
ZK--矿井可采储量,万t;
A--矿井生产能力,万t/a;
K--储量备用系数,取1.4。
因此:
T=17508.7/(150×1.4)=83.4(年)
按相同方法计算,得出矿井+450m水平以上的服务年限为46.5年。
由此得:
矿井生产能力与设计规范相对应井型的服务年限是相适应的。
2.2.3矿井储量、生产能力和服务年限的关系
根据井田范围、煤层赋存情况计算出的矿井可采储量是17508.7万t,以及据开采技术水平所确定出矿井生产能力150万t/a,计算出的矿井服务年限为83.4年,符合设计规范规定的匹配关系。
2.2.4矿井生产能力的确定
一、选择同采采区数目和采区内同采工作面个数
本着生产集中、管理集中和接续方便,选择同时生产的采区数目为2个,采区内同采工作面个数平均为2.5个,(最少时为1个,最多时为3个)。
二、矿井的实际生产能力计算
根据煤层赋存条件,3层煤分别采用炮采(A煤层)、高档普采(B煤层)、综采(C煤层)三种回采工艺进行开采。
矿井生产能力由2个采区同时生产来保证。
采区的最大生产能力为区内3层煤分别都有1个工作面生产时的状态。
1、采煤工作面生产能力计算
F=L·l·h·r·c
式中:
F--采煤工作面年生产能力,t/a;
L--工作面年推进度,m/a;
l--工作面长度,m;
h--采高,m;
r--的容量,t/m3;
c--工作面回采率,中厚煤层取95%,薄煤层取97%。
根据煤层赋存条件和炮采、高档普采、综采三种回采工艺,选择采煤工作面相关参数为:
A煤层炮采工作面长度为2×75=150m的对拉工作面,年推进度选540m;
B煤层高档普采工作面长度为150m,年推进度选720m;
C煤层综采工作面长度为150m,年推进度选960m。
采区内不同类型工作面的产量计算分别如下:
A煤层工作面生产能力
FA=L·l·h·r·c
=150×540×1.0×1.6×0.97
=125712(t/a)
B煤层工作面生产能力
FB=L·l·h·r·c
=150×720×1.8×1.6×0.95
=295488(t/a)
C煤层工作面生产能力
FC=L·l·h·r·c
=150×960×2.8×1.6×0.95
=612864(t/a)
2、采区生产能力计算
Ac=(1+Ki)∑Fi
式中:
Ac--采区生产能力,t/a;
Ki--掘进出煤系数,取0.05;
Fi--第i个工作面生产能力,t/a。
则:
Ac=(1+0.05)×(FA+FB+FC)
=1.06×(125712+295488+612864)
=1085767(t/a)
从以上计算得:
采区最大生产能力约为108万t/a。
采区设计正常生产能力取75万t/a。
3、矿井生产能力的计算
矿井生产能力是同时正常生产采区生产能力的总和,即:
A=∑Aci
式中:
A--矿井生产能力,万t/a;
m--矿井内同时生产采区数目;
Aci--第i个采区年产量,万t/a。
A=∑Aci
=2×75=150(万t/a)
另:
A最大=2×108=216(万t/a)
三、分析比较,确定设计矿井生产能力
从上述计算可知,矿井以两个采区正常生产时,生产能力为150万t/a;当矿井以两个采区(6个工作面)同时生产时,最大生产能力为216万t/a,大于初定的150万t/a的生产能力,因此,确定矿井的设计生产能力为150万t/a是合理的。
第3章井田开拓
3.1井筒形式、数目及位置的确定
3.1.1井筒形式的确定
由于本井田开拓范围处于山区,地形高差较大且地表沟谷发育;另外煤层露头标高较高,上山煤储量较多,在+450m标高以上工业储量达
万吨;加之金筠铁路从井田附近通过,故井田开拓的井筒形式选择为平硐形式。
3.1.2井筒数目的确定
按选择确定的井田开拓的井筒形式,矿井初期开拓共设3个井筒,分别是:
主平硐:
位于井田中部附近,井口标高+450.0m。
副平硐:
位于井田中部附近,与主平硐相距60m,井口标高+450.0m。
回风平硐:
位于井田中央上部边界附近,井口标高+830.0m。
3.1.3井筒位置的确定
根据煤层赋存条件、开拓方式、工业场地要求和井口及工业场地位置的设计选择原则,结合井田范围的地面情况和金筠铁路通过井田的位置,将本井田开拓的井口及地面工业场地位置选在青山河北翼的井田走向中央位置,其特征见表3-1。
表3-1井筒特征表
名称
主平硐
副平硐
回风平硐
井口坐标
纬距(X)
3149960.000
3150000.000
3152030.000
经距(Y)
34560485.000
34560530.000
35460190.000
井口标高(m)
+450.000
+450.000
+830.000
方位角
325°00′00″
325°00′00″
325°00′00″
井筒长度(m)
960
960
460
井筒用途
煤炭运输、进风
材料、矸石、进风行人
矿井总回风
3.2开采水平的划分及布置
3.2.1井田内划分及开采顺序
一、井田内划分
1、阶段划分
根据井田范围、构造情况、煤层赋存条件,结合井田内划分和阶段斜长(垂高)确定时应考虑的各种因素,本井田共划分为两个阶段,+450m~+710m为一阶段,+450m~+200m为二阶段。
2、采区划分
(1)、采区划分的主要原则
①根据煤层赋存情况,全井田统筹考虑,合理划分,保证全井田合理开采。
②以较大的断层作为采区边界。
③尽量将采区划分为双翼。
④保证采区有足够的储量和合理的服务年限。
⑤采区走向长度有利于机械化开采,尽量参考芙蓉矿井生产经验。
(2)、采区划分结果
全井田按《矿井初步设计》共划分采区12个。
每个采区均为双翼采区,采区走向长1980m~2500m。
每个阶段以主平硐为中心,向井田两翼按东单西双的编号顺序进行采区划分。
一阶段划分为六个采区,采区编号为一~六采区;二阶段划分为六个采区,采区编号为七~十二采区。
其采区特征及参数见表3-2
表3-2采区特征及参数表
采区
编号
单、双面别
走向长(m)
倾斜长(m)
开采煤层数
可采储量(Mt)
生产能力(Mt/a)
服务年限(a)
一采区
双翼
2300
890
3
16.8
0.75
16.0
二采区
双翼
2270
890
3
16.6
0.75
15.8
三采区
双翼
2280
890
3
16.7
0.75
15.9
四采区
双翼
2240
890
3
16.4
0.75
15.6
五采区
双翼
2220
890
3
10.2
0.75
15.4
六采区
双翼
2050
890
3
14.9
0.75
14.2
七采区
双翼
2000
860
3
11.6
0.75
11.0
八采区
双翼
2100
860
3
12.2
0.75
11.6
九采区
双翼
2500
860
3
14.5
0.75
13.8
十采区
双翼
2480
860
3
14.3
0.75
13.6
十一采区
双翼
2320
860
3
13.4
0.75
12.8
十二采区
双翼
1980
860
3
11.5
0.75
11.0
3、区段划分
每个采区以工作面斜长150m左右为设计原则,结合本采区各煤层赋存和采煤方法情况,将采区划分为5个区段,按从上至下编号为一区段~五区段。
各区段参数详见表3-3所列。
表3-3区段划分及参数表
区段号
标高(m)
高差(m)
区段斜长(m)
采面真斜长(m)
区段石门
标高
长度(m)
一区段
+662~+710
48
150
150
+662
212
二区段
+662~+609
53
175
150
+609
212
三区段
+609~+559
50
175
150
+559
213
四区段
+559~+511
48
175
150
+511
214
五区段
+511~+462
49
173
148
+462
215
二、开采顺序
1、阶段开采顺序
阶段开采顺序为:
先一阶段后二阶段。
2、采区开采顺序
采区开采顺序为:
一阶段开采顺序是前进式,即先中部后两翼;二阶段开采顺序是后退式,即先两翼后中部。
3、区段开采顺序
采区内区段开采顺序为:
下行后退式。
3.2.2开采水平的划分及水平标高确定
本井田上部开采边界为+710m,下部开采边界为+200m,相对高差510m,煤层倾角15°~20°,平均17°。
煤层倾角较缓,为充分发挥平硐开拓的优势,确定全井田划分为一个水平(即平硐水平)开拓,标高+450m。
利用上山采区开采+450m以上的煤层,然后利用平硐和+450m大巷布置下山采区开采+450m~+200m煤层,垂高:
上山部分260m,下山部分250m。
划分的优点:
充分利用水平运输大巷进行上下山开采,减少了一个水平的集中运输大巷、井底车场和石门工程量。
3.2.3阶段运输大巷和回风大巷的布置
由于本井田煤层为近距离煤层组,为避免分层布置的井巷工程量大、维护困难、费用高、效率低等缺点,故水平运输大巷集中布置。
井田煤系底板的玄武岩,是开掘大巷的理想层位,但它距C煤层底板约165m,且岩层倾角平缓,致使揭穿煤层的石门长度和开拓、准备工程量过大。
根据地层综合柱状图和有关钻孔资料以及相邻的芙蓉矿井的生产经验,在距C煤层底板30~70m左右处有一层厚约40m左右的细砂岩,拟将主要运输大巷布置在此岩层中。
3.3井底车场
3.3.1车场形式选择及硐室布置
一、车场形式
由于矿井采用平硐开拓,主、副平硐布置在煤系地层顶部的岩层中,与运输大巷的夹角为90°,运输大巷在距C煤层法向距离60m左右的底板岩层内。
由于矿井采用分区大巷装车、畜电机车运输,车场设在各采区内,所以,矿井无集中井底车场,只在运输大巷内各装载处设装车调车线。
二、硐室布置
由于矿井采用平硐开拓、分区开采,各类硐室主要布置在采区内,矿井无集中硐室。
3.4方案比较、确定开拓系统
由于是已经投产的矿井,矿井开拓系统已经形成,故未做开拓方案。
第4章采矿方法
4.1采区地质概况
采区设计以青山矿井的三采区进行设计。
采
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 采区 设计 说明书