毕业设计2矿井概况 永川孔祥清.docx
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毕业设计2矿井概况永川孔祥清
2矿井概况
2.1矿区开发情况
1、矿区总体规划
根据渝府〔2009〕2号《关于进一步加快煤矿整合工作的通知》,重庆昊川煤业有限公司洪水沟煤矿属于扩建矿井,扩建成后生产规模为90kt/a。
根据新采证C5000002009051130015317,矿区7个拐点圈定,走向长2300m,倾斜宽约600m,总面积约1.1008km2,开采标高+260m~-100m,开采三叠系上统须家河组三段(T3xj3)的外连和双连煤层。
根据重庆市地质矿产勘查开发局205地质队2012年5月编制的《重庆昊川煤业有限公司洪水沟煤矿2011年度煤炭资源储量检测报告》,截止2011年12月底,矿山共保有煤炭资源储量(122b+333)919kt,其中(122b)507kt,(333)412kt,另有预测(334?
)355kt;2008年8月至2011年12月矿山动用(111b)115kt;2008年8月之前老采空区动用(111b)269kt。
2、相邻矿井关系
矿区北与金藏寺煤矿相邻(金藏寺煤矿开采三叠系上统须家河组三段(T3xj3)的外连、铁炭煤层、双连煤层,开采标高+420m~-100m,现已关闭;南东侧附近与东林寺煤矿2002年已关闭(东林寺煤矿开采三叠系上统须家河组三段(T3xj3)的双连煤层,开采标高+280m~煤层露头线),再无其它相邻矿山。
3、矿井建设、安全生产情况
洪水沟煤矿采用斜井开拓,现有主斜井和回风平硐2个井筒,主斜井井口标高+286m,回风平硐标高+257m。
本矿各煤层目前+260m水平以上为老采空区,+200m水平——+260m水平2号勘探线以北已采空,以东未采。
+200m水平均未开采。
现主斜井落平至+200水平。
本矿采用走向长壁式开采,倒台阶采煤法,放炮落煤,机车和人力推车运输,全部垮落法管理顶板,机械通风排水。
2.2工程概述
工程名称:
外连煤层±0m水平一采区设计。
根据井田内资源分布情况,本矿共划分为2个采区,±0m水平沿走向以2号勘探线为界划分为一采区和二采区,本次设计一采区。
一采区标高为±0m~+200m,走向长约1320m,倾斜宽约为265m,分三个区段开采,区段垂高为65m~70m;
矿井开采外连和双连煤层,煤层之间采用石门连接,在距中部车场沿走向350m~400m处分别由外连煤层作运输石门和回风石门连通双连煤层。
煤层、水平或区段开采顺序均为下行式,工作面为后退式回采。
移交生产时,按照一个采区内同一煤层的回采工作面个数不能超过2个的规定,矿井在一采区外连煤层中布置2个回采工作面和4个掘进工作面,达到90kt/a设计生产能力。
首采区为一采区,投产验收面为1112工作面。
2.3地面相对位置及邻近采区开采情况表
(表2.1地面相对位置及邻近采区开采情况表)
水平名称
外连煤层±0m水平一采区设计
采区名称
备用采区
地面标高
+250~605m
井下标高
±0m~+200m
地面的相对位置、地形地貌、水系、地面积水范围、区域内建(构)筑物
地面的相对位置是自然斜坡,山林多为灌林,无任何建筑物。
井下位置及开采后对地面设施的影响及应采取的措施
无任何影响。
邻近采区开采情况
+65水平外连~双连石门(+65水平双连煤层区段运输巷起始位置)以东60~276m是采空区,保安煤柱为60m,不会对本巷道施工构成威胁。
其它均为实体。
走向(m)
近东西向
倾角(度)
50-65°
长度(m)
480
2.4煤(岩)层赋存特征
1、矿井基本情况
(1)交通地理位置
重庆昊川煤业有限公司洪水沟煤矿位于永川城区150°方位。
平距约22km,行政区划隶属永川区临江镇龙东桥村五社所辖。
矿区走向长约2300m,倾斜宽约600m,总面积约1.1008km2。
主井口直角坐标:
X=3230286,Y=35593199,H=+286;
风井口直角坐标:
X=3230334,Y=35593119,H=+257。
该矿区自有8km简易公路与永(川)——(江)津主干公路相连,至成渝铁路永川站运程30km,交通十分方便。
详见图2.1,交通运输图。
(图2.1交通运输图)
(2)矿井气候条件:
区内属大陆性亚热带湿润性季风气候,四季分明,雨水充沛。
具有春早夏长、秋季多雨、冬天多雾等特点。
历年平均气温17.9℃,最高气温40℃,极端最低气温零下3.4℃。
年平均降雨量1006.6mm,最在年降雨量1468mm,每年降雨主要集中在5—9月,占全年降雨量的近74%,年蒸发量1200.6mm,年平均相对湿度82.8%,年均日照量1214小时。
(3)矿井主要充水水源:
矿井主要水源为大气降水和石灰岩岩溶裂裂隙水,水质一般较好,少量污水主要来自井下煤系地层和洒水除尘等废水,含煤泥、尘泥等均较少。
故井下排水污染较轻,易于达标排放。
(4)矿区工程地质条件
矿区地势东高西低,海拔标高250m~605m,相对高差335m,属浅切割区。
属构造剥蚀低山丘陵地貌。
矿区北西侧自然斜坡较陡,坡角一般20°~30°,局部坡角45°,东侧较平缓,坡角一般15°~20°。
地表冲沟发育,地表无水体,大气降水自然排泄条件良好。
(5)矿井瓦斯:
相对瓦斯涌出量9.18m3/t,绝对瓦斯涌出量0.44m3/min,等级为瓦斯矿井;本矿井及邻近矿井均未发生过煤与瓦斯突出。
(6)矿井煤尘:
矿井外连、双连煤层均具有自燃倾向性,矿井外连、双连煤尘均具有爆炸性。
(7)矿井地温与地压
根据矿井地质报告和矿井实际揭露情况,本矿井田区属地温正常区,未发现地温异常;地压也属正常区,矿井无冲击地压危险。
(8)煤层顶、底板的稳定性
煤层顶、底板以砂质页岩、粉砂质泥岩、细砂岩为主,稳固性较差,顶板遇水易膨胀。
开采必须进行全巷支护,防止垮塌、底鼓等不良地质现象。
矿井在生产过程中必须采取有效的安全技术措施,加强顶板管理。
(9)地震烈度:
根据《中国地震动参数区划图》(GB1830-2001),该区地震动峰加速为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,按《建筑抗震设计规范》(GB5001-2001),地震基本烈度为Ⅵ度。
(10)矿井隶属关系:
隶属重庆昊川煤业有限责任公司洪水沟煤矿,属于私有股份制企业,现矿井从业人数160人。
2、煤(岩)层赋存情况统计表
(表2.1煤层特征表)
煤层
颜色
光泽
普氏系数(f)
容重(吨/m3)
外连煤层
黑色
半亮-亮
1.57
双连煤层
1.54
(表2.3煤层赋存情况表)
煤层编号
煤层厚度
煤层结构[上(夹石)下(m)
稳定情况
标志层
层间距(m)
最小~最大
外连煤层
0.35~0.45
结构复杂,呈豆夹状,含煤1-5层,夹矸厚约0.5m
主采煤层
灰、灰白色厚层中粗长石石英砂岩,以含煤屑和菱铁矿结核为特征
120
10
内连煤层
0.05
单一结构
不可采
深灰、黑灰色泥岩、砂质泥岩
6
火夹煤层
0.10
单一结构
不可采
2
铁炭煤层
0.25-0.35
单一结构
主采煤层
19
双连煤层
天炭
二元结构
主采煤层
6
0.09-0.11
底炭
0.19-0.22
烧连煤层
0.4
单一结构
发热量﹤2000大卡,故不可采
浅灰、灰白色厚层状中-粗粒长石石英砂岩,夹薄层中厚细粉砂岩以含煤屑、菱铁矿为标志
6
270
煤层倾角:
49(度)
(表2.4煤层工业指标表)
煤层
水分Mad(%)
灰分Ad(%)
硫分St.d(%)
挥发分Vd(%)
发热量(Mj/kg)
工业牌号
外连煤层
0.89
29.25
1.34
34.39
22.73
烟煤
双连煤层
1.38
26.5
1.80
33.76
23.50
烟煤
(表2.5洪水沟煤矿占用资源储量估算表)
煤层编号
储量
块段
估算标高
水平投影面积(m2)
倾角(°)
斜面积(m2)
厚度(m)
容重(t/m3)
储量(kt)
备注
外连煤层
111b-1
+260~+200
20525
49
31285
0.46
1.57
23
2010年动用
111b-2
+260~+200
45700
49
69685
0.46
50
2011年动用
122b-1
+260~+200
52755
49
80442
0.46
58
保有
122b-2
+200~+100
183525
49
279739
0.46
202
保有
333-1
+100~±0
195275
49
297649
0.46
215
保有
111b-3
+260~露头
203125
49
309614
0.25
122
老采空区
334?
-1
±0~-100
156700
49
238850
0.46
172
预测
双连煤层
111b-1
+260~+200
20675
49
31514
0.43
1.54
22
2008年8月后动用
111b-2
+260~+200
19950
49
30409
0.43
20
2009年动用
122b-1
+260~+200
55275
49
84253
0.43
56
保有
122b-2
+200~+100
189200
49
288389
0.43
191
保有
333-1
+100~±0
195275
49
297649
0.43
197
保有
111b-3
+260~露头
209150
49
318796
0.30
147
老采空区
334?
-1
±0~-100
181225
49
276323
0.43
183
预测
矿山保有煤炭资源储量(122b+333)918kt,其中(122b)507kt,(333)412kt,另有(334?
)355kt,2008年8月至2011年12月矿山动用(111b)115kt;2008年8月之前老采空区动用(111b)269kt。
2.5矿井资源/储量情况
1、矿井工业资源/储量:
122b+333×K=507+412×0.85=857.2kt。
(K——可信度系数,取0.7~0.9。
本矿结构简单,煤层赋存较稳定,可靠系数取0.85)
2、矿井设计资源/储量:
矿井设计资源/储量=矿井工业资源/储量-永久煤柱损失。
永久煤柱损失的计算:
(1)断层煤柱损失:
根据储量核实报告,本矿井田范围无断层。
(2)井田境界煤柱损失:
井田境界煤柱按20m,经计算井田境界煤柱共为14.85kt。
(3)采空区煤柱损失:
矿井采空区煤柱按10m,经计算采空区煤柱共为22.79kt。
(4)、地面建(构)筑物:
矿井地面无建(构)筑物需留设煤柱。
由上述永久煤柱量可得:
设计利用资源/储量=矿井工业资源/储量-永久煤柱损失=857.2-14.85-22.79=819.56kt
3、矿井设计可采储量
本矿所采煤层为薄煤层,采区回采率根据规范按85%考虑。
设计可采储量=[设计利用资源/储量-(工业场地+井筒+主要井巷煤柱煤量)]×采区回采率。
矿井工业广场及井筒在井田之内,需留设保护煤柱,经计算共为34.69kt。
主要的井巷煤柱为:
本矿的轨道上山、行人上山等主要巷道均布置在外连煤层底板(双连煤层顶板)岩层中,需留设20m保护煤柱,经计算共为3.98kt。
井田内所采煤层均为薄煤层,采区回采按85%计算,则矿井可采储量为:
设计可采储量=(819.56-34.69-3.98)×85%=663.76kt。
2.6设计生产能力及服务年限
1、矿井工作制度
矿井设计年工作日330d,实行“三八”工作制,每天三班出煤,自采自准。
每天净提升(运输)时间16h。
2、矿井设计生产能力和服务年限
根据渝府[2009]2号文件精神,结合煤层生产能力及保有资源储量,设计年生产能力90kt。
矿井服务年限按下式计算:
T=Z可÷(K×A)
式中T——矿井服务年限,a;
Z可——矿井可采储量,663.76kt;
K——储量备用系数,根据本矿条件,取1.4;
A——设计生产能力,90kt。
T=Z可÷(K×A)=663.76÷(1.4×90)=5.3a。
2.7矿井设计:
1、井田开拓
(1)矿井开拓方式
矿井采用斜井开拓,分列式通风,通风方法为机械抽出式。
矿井划分为一个水平开采:
±0m水平,沿走向划分为2个采区开采。
矿井仅划分为1个±0m水平,原主斜井落平于+200m水平,从+200m水平新作一组暗斜井落平于±0m水平,然后作±0m水平运输大巷上山开采。
利用原永川区洪水沟煤矿主斜井作为矿井主斜井,井口坐标:
X=3230286,Y=35593199,Z=+286m,担负矿井煤炭、矸石、材料的运输以及进风的任务;
新作行人斜井落平于+200m水平,井口坐标:
X=3230373,Y=35593306,Z=+286m,担负矿井进风行人、排水及敷设管线任务;
利用原洪水沟煤矿风井作为矿井回风平硐,井口坐标:
X=3230344,Y=35593119,Z=+257m,担负回风井任务并兼作安全出口。
在主斜井下部车场附近作中央变电所、不泵房和水仓,担任矿井的排水任务。
主斜井+200m下部车场已有运输石门至双连和外连煤层,+200m双连运输巷和外连运输巷均可利用。
由于实际生产中发现双连煤层底板含水量较大,因此,从+200m水平运输大巷距外连煤层底板20m以伪斜25°倾角在两层煤之间作轨道暗斜井和行人暗斜井落平至±0m水平,然后作±0m水平运输石门揭穿外连煤层,沿外连煤层作±0m水平运输大巷和一采区回风上山与+200m水平外连回风巷、回风斜巷、回风平硐相连,形成一采区通风行人系统。
轨道暗斜井和行人暗斜井即兼作一采区轨道上山和行人上山。
在行人暗斜井下部车场附近作变电所、水泵房和水仓,担负矿井排水任务。
沿外连煤层向南作±0m水平运输大巷约740m后,从±0m水平运输大巷距外连煤层底板20m以伪斜25°倾角在两层煤之间作二采区轨道上山和行人上山与+240m外连回风巷相连,同时,沿外连煤层作二采区回风上山与+240m外连回风巷、回风联络巷和一采区+200m外连回风巷、回风斜巷、回风平硐相连,形成二采区通风行人系统。
一、二采区通过±0m水平外连运输大巷相连,在一采区行人暗斜井下部车场附近作变电所、水泵房和水仓,担负±0m水平的排水任务。
(2)水平划分
结合本矿开采垂深范围、提升及排水能力、各水平储量及其服务年限的均衡性等情况,确定矿井的水平划分。
本矿井仅划分为1个水平:
即±0m水平。
(3)采区划分及开采顺序
根据井田内资源分布情况,本矿共划分为2个采区,±0m水平沿走向以2号勘探线为界划分为一采区和二采区。
一采区标高为±0m~+200m,走向长约1320m,倾斜宽约为265m,分三个区段开采,区段垂高为65m~70m;
二采区标高为±0m~+240m,走向长约900m,倾斜宽约318m,分3个区段,区段垂高为80m。
矿井开采外连和双连煤层,煤层之间采用石门连接,在距中部车场沿走向350m~400m处分别由外连煤层作运输石门和回风石门连通双连煤层。
煤层、水平或区段开采顺序均为下行式,工作面为后退式回采。
移交生产时,按照一个采区内同一煤层的回采工作面个数不能超过2个的规定,矿井在一采区外连煤层中布置2个回采工作面和4个掘进工作面,达到90kt/a设计生产能力。
首采区为一采区,投产验收面为1112工作面。
(4)大巷布置
本矿为瓦斯矿井,开采煤层为急倾斜极薄煤层,根据矿井煤层顶底板岩性和实际开采经验,设计将水平运输大巷布置在外连煤层中,轨道上山和行人上山布置在外连煤层底板(双连煤层顶板)岩层中,回风大巷及回风上山布置在外连煤层中,区段运输巷均布置在煤层中。
详见井田开拓方式平面图109-01和井田开拓剖面图109-02
2、采区布置
根据煤层顶底板岩性情况和矿井开采习惯,设计采用走向长壁采煤法,后退式回采。
矿井开采煤层为自燃煤层,由于本矿煤层顶底板岩性较差,因此采区轨道暗斜井(轨道上山)和行人暗斜井(行人上山)均布置在外连煤层底板(双连煤层顶板)岩层中。
一采区中轨道暗斜井和行人暗斜井即作采区轨道上山和行人上山,各采区通过轨道上山中部车场、运输石门与各个区段运输巷和回风巷相连,形成各个采煤工作面的运输通风系统。
各区段运输巷均留设保护煤柱,作为下区段回风巷继续利用。
(1)煤炭运输
一采区工作面的煤炭,经工作面溜槽自溜运入运输顺槽,再由溜煤眼装入区段运输巷道中MGC1.1-6A固定式矿车中,经区段运输巷道、运输石门至采区中部车场,由绞车经采区轨道上山提升至采区上部车场,然后由机车牵引经+200m水平运输大巷运至主斜井井底车场,再经主斜井提升至地面工业场地斜坡煤仓卸煤。
(2)矸石、材料及设备运输
一采区各掘进工作面矸石在掘进工作面装入MGC1.1-6A固定式矿车,经区段运输巷、运输石门至采区中部车场,由绞车经采区轨道上山提升至采区上部车场,然后由机车牵引经+200m水平运输大巷运至主斜井井底车场,再经主斜井提升至地面排矸场地。
采煤工作面所需的材料设备由地面经主斜井进入,经+200m水平运输大巷、轨道暗斜井、采区中部车场、回风石门、区段回风巷、回风顺槽运至采煤工作面。
各掘进工作面所需材料、设备运输与矸石运输方向相反。
(3)人员运输
矿井入井人员乘坐架空人车由行人斜井入井,经+200m水平运输大巷至一采区上部车场,经行人暗斜井、行人联络巷、采区中部车场、运输石门、区段运输巷、运输顺槽至各采煤、掘进工作面。
(4)通风
采煤工作面新鲜风流由主斜井、行人斜井进入,经+200m水平运输大巷、轨道暗斜井(行人暗斜井)、中部车场、运输石门、区段运输巷、工作面运输顺槽进入工作面;风流清洗工作面后,经工作面回风顺槽、回风石门、回风平巷、回风斜井、回风平硐,经引风道排出地面。
掘进工作面和采区变电所为独立通风。
(5)排水
矿井采用斜井开拓,采区涌水由工作面运输顺槽、区运输巷、运输石门、采区行人上山流至+100m水平运输大巷,经±0m水平运输大巷水沟至轨道暗斜井井底水仓,由水泵排至+200m双连运输巷,再经+200m双连运输巷、运输石门流至主斜井井底车场水仓,最后由水泵经行人斜井排至地面。
掘进头根据需要配备有小型排水泵排出巷道局部积水。
3、采煤工艺及主要设备
(1)采煤工艺
根据矿井设计生产能力为90kt/a,属于小型矿井,生产能力小;矿井开采属于急倾斜极薄煤层,设计采用炮采工艺,回采工作面采用湿式煤电钻打眼,放炮落煤,溜槽自溜。
(2)工作面主要设备
①采煤设备:
回采工作面采有放炮落煤,配备ZMS-12A煤电钻,人工攉煤、溜槽自溜。
②工作面支护:
选用DZ06-25/80型外注式单体液压支柱加木垫板支护顶板,选用BRW40/20A型乳化液泵站2台。
③回柱放顶选用JH-8型回柱绞车。
工作面机械设备配备见图163-01
4、建井工期
(1)移交生产时掘进工作面个数及设备配备
矿井投产时,共4个半煤巷掘进工作面。
每个半煤巷掘进组配备ZY24型风动凿岩机1台,FBD№5.0/2×5.5对旋轴流局部通风机1台(风量150~210m3/min,风压500~2800Pa),各掘进头根据需要还配备有P-30B型电动耙斗装岩机(装载能力30~50m3/h,耙斗容积0.3m3,功率17kw)、TXU-75A型探水钻机、BR40-30型小型排水泵。
(2)矿井生产时采掘比例、掘进率及矸石率
矿井达到设计产量时,布置2个采区4个采煤工作面和8个掘进工作面,采掘比例为2:
4。
矸石率按矿井年产量20%计,每年矸石量为18kt/a。
(3)建井工期
矿井移交生产时,井巷工程量合计为7980m,改造巷道3675m,占46%,新作巷道4233m,占54%,其中岩巷2298m,半煤岩巷5610m。
投产时移交1个采区2个回采工作面,形成90kt/a的生产能力。
矿井扩建期间,安排3个掘进头同时施工,经排列,完成首采面井巷工程时,矿井扩建工程施工期为15.7个月。
矿井主要连锁工程:
主斜井——主斜井井底车场——+200m双连运输巷——轨道暗斜井——±0m水平外连运输大巷——一采区回风上山——+200m外连回风巷——外连回风斜巷——+260m外连回风巷——回风平硐——引风道及安全出口。
贯通工期8个月。
矿井一期工程包括主斜井及井底车场、行人斜井和回风平硐及引风道安全出口,井巷工程量共949m,工期2.9个月;
二期工程包括+200m双连运输巷、轨道暗斜井、±0m水平外连运输大巷、一采区回风上山等巷道,井巷工程量3210m,工期7.9个月;
三期工程为一采区整个采区其它巷道施工,井巷工程量共3758m,工期4.9个月。
详见表2.6“三期”工程量汇总表
(表2.6“三期”工程量汇总表)
序号
巷道名称
掘进断面积(m2)
长度(m)
岩巷
半煤岩
合计
备注
一
一期
1
主斜井
10.6
203
改造利用
2
行人斜井
11.6
203
新作
3
回风平硐
7.4
323
改造利用
4
引风道及安全出口
7.4
40
改造利用
5
主斜井井底车场
10.7
180
改造利用
小计
949
二
二期
1
+200m双连运输巷
6.2
640
改造利用
2
轨道暗斜井上部车场
10.7
52
改造利用
3
绞车房及绳道和风道
6
25
改造利用
4
轨道暗斜井
6
165
改造利用
5
轨道暗斜井
6
308
新作
6
轨道暗斜井下部车场
10.7
59
新作
7
行人暗斜井上部车场
10.7
40
新作
8
行人暗斜井
11.6
473
新作
9
行人暗斜井下部车场
10.7
41
新作
10
±0m水平外连运输大巷
6.2
280
新作
11
一采区回风上山
6.2
265
新作
12
+130m中部车场
10.7
80
新作
13
外连回风斜巷
6.2
80
改造利用
14
+260m外连回风巷
6.2
20
改造利用
15
+200m回风石门
6.2
44
新作
16
+200m双连回风巷
6.2
90
改造利用
17
双连回风斜巷
6.2
206
改造利用
18
+260m双连回风巷
6.2
271
改造利用
19
+260m回风石门
6.2
62
改造利用
小计
1349
1852
三
三期
1
+130m外连运输巷
6.2
725
新作
2
+200m外连回风巷
6.2
1218
改造利用
3
工作面运输顺槽
5
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