蒋红涛设计说明书打1.doc

I 摘 要 本设计新井为大雁矿区四矿 1.2Mt/a 的新井设计，共有 4 层设计可采煤层， 平均总厚度为 8m。设计井田的可采储量为 95.76Mt，服务年限为 57a。划分二 个水平开采。井田平均走向长 3.26km，平均倾斜长 5.0km，煤层平均倾角 6.7，属于缓倾斜煤层。 本设计矿井采用双立井的开拓方式，集中大巷布置方式。共划分 8 个带区， 其中首带区为二个，达产工作面一个。本设计带区为东一带区，大巷装车式下 部车场，综合机械化采煤。年工作日为 330d，采用“四、六”式工作制，工 作面长为 200m，每刀进度为 0.8m，每日割九刀。 提升设备为主井采用箕斗提升，副井采用罐笼提升。 由于井田倾斜长度较大，且为缓倾斜煤层，以及煤层地质条件等因素影响， 决定本井田内全部采用倾斜长壁采煤法开采。 由于本人知识有限，缺乏一定的现场经验。因此，本设计中难免会出现一 些问题，请各位专家老师不吝指正。 关键词关键词 可采储量 采煤工艺 倾斜开采 联合开采 联合开拓 II Abstract The task of this design is to construct a 1.2million tons new shaft for Dayan of the four Administration.This mine has four minable Coal Seam,and its average thickness is 8 meters.Designed field of minable capacity is95.76lion tons. It can adapt for 57ars, and is divided into one levels. Average alignment in farmland in well lengthways 3.26km average slant lengthways 5.0km average rake angle in coal seam 6.7, belong to the the slant the coal seam. This mine shaft is applied to double indined shaft development ; Layout of gathing gallergand mining district eross heading; The well farmland turns to is divided into totally 8 adopt the synthesis mechanization mining coal and one worked faces. This worked face is east worked face, words 330 days every year. Adapt “four-six” work situation, work face is 200ters length of circle is 0.8meters, and times is nine one day. Because the well farmland slant length is bigger, and incline the coal seam for the , and coal seam geology conditionetc. factor effects, deciding this well farmland inside the complete adoption slant. Because my limit working ability and time. There must be lots of faults in this design. I plead with dirextors point them out and redify it, and I will accept it sincerely and humblely. Key words Recoverable reserves The technology of coal mining Adoption slant Unites to mine Unites to expand III IV 目录 摘 要........................................................................................................................I ABSTRACT................................................................................................................II 第 1 章 井田概况及矿井地质特征 ...........................................................................1 1.1 井田概况...................................................1 1.1.1 交通位置 .........................................................................................1 1.1.2 地形与河流 .....................................................................................1 1.1.3 气象 .................................................................................................1 1.2 地质特征...................................................2 1.2.1 矿区范围内的地层情况 .................................................................2 1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造 .............................................4 1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征 .....................................................4 1.2.4 岩石性质及厚度特征 .....................................................................5 1.2.5 井田内的水文地质情况 .................................................................6 1.2.6 沼气及煤尘及煤的自燃性 .............................................................7 1.2.7 煤质及牌号及用途 .........................................................................8 第 2 章 井田境界及储量 .........................................................................................9 2.1 井田境界 .................................................9 2.1.1 井田周边情况 .................................................................................9 2.1.2 井田境界确定的依据 .....................................................................9 2.1.3 井田未来发展情况 .........................................................................9 2.2 井田储量 .................................................9 2.2.1 井田储量的计算 .............................................................................9 2.2.2 保安煤柱 .......................................................................................10 2.2.3 储量计算的评价 ...........................................................................11 2.32.3 矿井工作制度矿井工作制度 生产能力生产能力 服务年限服务年限 ...........................11 第 3 章 井田开拓 ...............................................................................................12 3.1 概 述...................................................12 3.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式概述 ...................................12 V 3.1.2 影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况 ...........................12 3.2 矿井开拓方案的选择 ......................................12 3.2.1 井硐形式和井口位置 ...................................................................12 3.2.2 开采水平数目和标高 ...................................................................14 3.2.3 开拓巷道的布置 ...........................................................................15 3.3 选定开拓方案的系统描述 ..................................16 3.3.1 井硐形式和数目 ...........................................................................16 3.3.2 井硐位置及坐标 ...........................................................................16 3.3.3 水平数目及标高 ...........................................................................17 3.3.4 石门及大巷数目及布置 ...............................................................17 3.3.5 井底车场的形式选择 ...................................................................17 3.3.6 煤层群的联系 ...............................................................................17 3.3.7 带区划分 .......................................................................................19 3.4 井硐布置和施工 ..........................................19 3.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐支护 ...............................................19 3.4.2 井筒布置及装备 ...........................................................................21 3.4.3 井硐延伸的初步意见 ...................................................................21 3.5 井底车场及硐室 ..........................................23 3.5.1 井底车场形式的确定及论证 .......................................................23 3.5.2 井底车场的布置 .............................................................................24 3.5.3 井底车场通过能力计算 ...............................................................25 3.5.4 井底车场主要硐室 .......................................................................26 3.6 开采顺序 ...............................................29 3.6.1 沿井田走向的开采顺序 ...............................................................29 3.6.2 沿井田倾向的开采顺序 ...............................................................29 3.6.3 带区接续计划 ...............................................................................29 3.6.4 三量控制情况 ...............................................................................30 第 4 章 带区巷道布置及带区生产系统 .............................................................33 4.1 带区概述.................................................33 4.1.1 设计带区的位置及带区煤柱 .......................................................33 4.1.2 带区地质及煤层情况 ...................................................................33 4.1.3 带区生产能力储量及服务年限 ...................................................33 VI 4.2 带区巷道布置 ............................................34 4.2.1 区段划分 .......................................................................................34 4.2.2 带区斜巷布置 ...............................................................................34 4.2.3 带区车场布置 ...............................................................................35 4.2.4 带区煤仓形式容量及支护 ...........................................................37 4.2.5 带区硐室简介 ...............................................................................38 4.2.6 带区工作面接续 ...........................................................................39 4.3 带区准备.................................................40 4.3.1 带区巷道准备顺序 .......................................................................40 4.3.2 主要巷道断面示意图及支护方式 ...............................................40 第 5 章 采煤方法 ...............................................................................................41 5.1 采煤方法的选择...........................................41 5.1.1 采煤方法的选择 ...........................................................................41 5.2 回采工艺.................................................41 5.2.1 回采工作面的工艺过程及使用的机械设备 ...............................41 5.2.2 选择采煤工作面循环方式和劳动组织形式 ...............................43 第 6 章 井下运输和矿井提升 .............................................................................45 6.1 矿井井下运输 ...........................................45 6.1.1 运输方式和运输系统的确定 .......................................................45 6.1.2 矿车的选型及数量 .......................................................................45 6.1.3 带区运输设备的选择 ...................................................................50 6.2 矿井提升系统 ............................................51 6.2.1 矿井提升设备的选择与计算 .......................................................51 第 7 章 矿井通风系统的确定 .........................................................................53 7.1 矿井通风系统的确定 ......................................53 7.1.1 概述 ...............................................................................................53 7.1.2 通风系统确定的因素 ...................................................................53 7.2 风量计算与风量分配 ......................................53 7.2.1 风量计算 .......................................................................................53 7.2.2 风量分配 .......................................................................................57 VII 7.2.3 风速计算 .......................................................................................57 7.2.4 风量的调节方法和措施 ...............................................................59 7.3 矿井通风阻力的计算 ......................................59 7.3.1 确定全矿井最大通风阻力和最小通阻力 ...................................59 7.3.2 矿井等积孔的计算 .......................................................................60 7.4 通风设备的选择 ..........................................61 7.4.1 主扇的选择计算 ...........................................................................61 7.4.2 电动机的选择 ...............................................................................62 7.4.3 反风措施 .......................................................................................62 7.5 矿井安全技术措施 ........................................62 第 8 章 矿井排水 .................................................................................................64 8.1 概述 ....................................................64 8.1.1 矿井水来源及涌水量 ...................................................................64 8.2 矿井主要排水设备 .......................................64 8.2.1 排水方式和排水系统简介 ...........................................................64 8.2.2 主排水设备及管路选择计算 .......................................................65 第 9 章 技术经济指标 .......................................................................................69 致 谢 辞 ...................................................................................................................72 参考文献 ...................................................................................................................73 附录 1 ........................................................................................................................74 附录 2 ........................................................................................................................78 1 第 1 章 井田概况及矿井地质特征 1.11.1 井田概况井田概况 1.1.1 交通位置 矿区东接牙克石市，西连海拉尔区，南邻巴彦嵯岗苏木，北至海拉尔河与 陈巴尔虎旗相望。矿区交通便利，国防公路 301 线在矿区北部通过，滨洲线铁 路在矿区中部穿过。大雁火车站东距牙克石市 18km，向西至海拉尔区 64km。 向西经海拉尔市可到我国边陲重镇满洲里市。向东经牙克石市可达加格达奇、 齐齐哈尔、哈尔滨、沈阳、北京以及全国各地。 1.1.2 地形与河流 大雁矿区位于大兴安岭西北坡，地势为四周高中部低，呈盆地状，海拨 标高在640～700m 之间，地表植被以草本植物为主，有部分森林，矿区北部 及南部有小溪和沼泽。大雁四矿井田内地形比较简单，其地势为东南高而西北 低，海拨标高在653～716m 之间，一般在650m 左右。 海拉尔河为本地区的主要区域性河流，总体流向为由北东流向南西，河 床宽为 58～130m，属老年期河流，弯曲率较大，沿河两岸牛轭湖及河漫滩广 泛分布。其最大洪峰流量为 1057m3/s， ，多年平均流量为 66m3/s。该河流距离 矿区最近点在 1km 以外，又为丘陵所隔，对矿井开发无影响。胜利沟小溪发源 于区外东南部的低山间，上游呈树枝状，源头有群泉出露，总体流向为由南东 流向北西，最终于扎罗木得西北端注入海拉尔河。该小溪汇集有大气降水及火 山岩风化裂隙水，全长 35km，流域面积 97km2，该河冬季干涸，夏季畅流，汛 期水量骤增，最大流量为 3.38m3/s，最小流量为 0.067m3/s，沿河遍布沼泽。 1.1.3 气象 本区属亚寒带大陆性气候，冬季漫长而寒冷，春季干燥风大，夏季湿润短 促，秋季气温骤降，年降雨量小，蒸发量大，年平均降水量为 345.2mm，年平 均蒸发量为 1314.7mm，年平均气温为-3.1℃,最低气温为-46.7℃，最高气温 2 为36.5℃ ，年平均风速为 2.9m/s，最大风速为 23 m/s，风向多为西北，降 雪期为每年 9 月到翌年的 5 月中旬，结冻期为每年 10 月至翌年 4 月末，冻结 厚度一般在 3m 左右，并有岛状永久冻土层。本地区地震动峰值加速度（g）为 0.05，对照地震裂度为 6 度。 1.21.2 地质特征地质特征 1.2.1 矿区范围内的地层情况 大雁煤田位于新华夏系第三隆起带（大兴安岭隆起带）的西坡，第三沉降 带的东缘，在海拉尔盆地的五九南屯凹陷中段，大雁煤田为一向斜构造，即 大雁扎尼河向斜。向斜轴的方向为 N40～80E，倾向北西，倾角 15～30。向斜的浅部比较陡，一般倾角在 15～20，中部略缓，深部 平缓，呈一向北西倾斜而为断裂所破坏的单斜构造。 区内出露地层主要为古生界泥盆系上统大民山组（D2d）的蚀变安山岩、 酸性熔岩、薄层凝灰岩、凝灰质砂砾岩；中生界白垩系下统龙江组（K1l）的 下部中酸性熔岩段、上部凝灰碎屑岩段，梅勒图组（K1m）的酸性熔岩和碎屑 岩、大磨拐河组（K1d）的凝灰碎屑岩、泥岩、砂岩、煤层及伊敏组（K1y）的 泥岩、粉砂岩及煤层；新生界第四系（Qh）的松散沉积物。 本区域地层时代、厚度、岩性及化石属种等情况，详见“表 1-1 区域地层一 览表” 。 3 表 1-1 区域地层一览表 区域内构造以断裂为主，地层基本是单斜状产出。断裂方向以近东西向的 走向断裂及南北向断裂为主。大雁煤田内无岩浆侵入。 界系统组符号 厚 度 （m） 岩 性 变 化 情 况 新 生 界 第 四 系 海拉 尔组 Qh6-57 上部为黑色腐植土和黄色风成砂，下部 为粘土，亚粘和砂砾。 伊 敏 组 K1ym 33-250 主要为泥岩和粉砂岩，夹细、中、粗砂 岩、煤层及碳质泥岩。与下部地层整合 接触。 大 磨 拐 河 组 K1d20-220 为主要含煤组，含4 个煤层，编号为 27、 31、 32、 36 煤层。 梅勒 图组 K1m50-370 上为泥岩、砂岩和薄煤层，中为中基性 熔岩，下为泥岩夹玄武岩和薄煤层。 中 生 界 白 垩 系 下 统 龙 江 组 K1lj 50-120 上部为凝灰碎屑岩，下部为中酸性熔岩。 古 生 界 泥 盆 系 上 泥 盆 统 大 民 山 组 D3d 不详 主要为蚀变安山岩、酸性熔岩、薄层凝灰岩、 凝灰质砂岩。 4 1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造 1.断裂构造 大雁煤田内断层大部分是向南倾斜，与煤系地层倾向相反，造成含煤地 层在平面上重复出现，沿倾斜方向呈阶梯状抬起。四矿主要断层情况详见 “表 1-2 主要断裂构造”表。 表 1-2 主要断裂构造 2.褶曲构造 本区褶曲构造简单，通过生产实见，仅在 25～26 勘探线之间赋存一背斜 褶曲，其曲扭方向为 N40W，翼角为 7，其附近煤岩层节理较发育。从总体 上看，断层较为发育，本区构造条件属于中等，断层性质均为张扭性正断层， 有逢断必正的规律。 1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征 本井田开采的煤层主要位于白垩系下统大磨柺河含煤组，本组共有中厚煤 层 4 层，为了便于区别，现将各煤层厚度、结构、容重和顶底板情况分层详见 下表“表 1-3 可采煤层特征表” 顺序 名 称 性 质 断层面 走向 断层面 倾向 倾角（ o） 落差 （m） 水平断 距m 1F5 正 NESE 30～4820～6212～42 2F6 正 EWS 35～4515～500～7 3F7 正 SNEW 10～2025～807～36 5 表 1-3 可采煤层特征表 煤层厚度 （m） 围岩 最小～最大 序 号 煤 层 名 称 平均 层 间 距 （m ） 倾 角 （ ） 顶板底板 煤的 牌号 硬 度 （ƒ ） 容重 （t/ m3） 煤层 构造 及稳 定性 1.82.2 117 2.0 7 中砂岩 粉砂 岩 褐煤 2.51.3 稳定 1.72.3 9.5- 20 219 2.1 6 中粗砂 岩 细砂 岩 褐煤 2.51.3 较稳 定 2.02.4 9.1- 16 326 2.2 6 细砂岩 粉砂岩 细砂 岩 褐煤 2.51.4 较稳 定 1.62.4 431 1.8 8.5- 257 中粗砂 岩 细砂 岩 褐煤 2.51.2 稳定 1.2.4 岩石性质及厚度特征 矿区内煤层顶、底板均为泥岩或粉砂岩，胶结较差，遇水膨胀,有底鼓的 倾向，易产生冒顶，矿山开采时要留设一定厚度的煤皮假顶及底煤，同时需加 强支护，并留有足够的保安煤柱，切实做好顶、底板管理工作。 本区煤层围岩较硬,硬度在 2～3 之间。各煤层顶、底板依据勘探资料及井 下生产实见做如下叙述 区内煤层顶底板岩石约有 85以上为泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩、粉砂岩 及细砂岩组成，15以下为粗砂岩及含砾砂岩组成。据肉眼鉴定，这几种岩性 均由泥质或凝灰质胶结，松散破碎。由于煤层较软、抗压强度低，极不利于巷 道及采面支护，容易使巷道变形和支护困难。岩石性质见“表 1-4 岩石主要 物理力学性质指标表” 。 表 1-4 岩石主要物理力学性质指标表 6 1.2.5 井田内的水文地质情况 大雁煤田位于大兴安山脉西北麓，属于海拉尔盆地的一部分，煤田的南北 两侧由火成岩组成，地表标高一般在650m 左右，由于是后期剥蚀（侵蚀）构 造的影响构成了现代低山～丘陵地形，大雁煤田内没有主要河流通过，四矿井 田位于大雁煤田的东南部，胜利河由东南向西北流经四矿井田的西南部后汇入 海拉尔河。 本区含水层以煤系风化裂隙带含承压水为主，风化带以下为煤系风化裂隙 含水层为辅。本区第四系地层基本无水，但却是大气降水及火山岩裂隙水渗入 补给煤系地层含水层的良好通道。 1.地表水与地下水的关系 本区含水层以煤系风化裂隙带含水层为主，风化带以下煤系孔隙含水层为 辅。本区第四系基本不含水（仅在井田西部砂砾层含水） ，但却是大气降水渗 入煤系地层含水层的良好通道。 地下水有较完整的循环系统,即补给、径流、排泄过程天然状态下，地下 水总的径流方向是由东南向西北，也就是由东南补给，排泄于西北方向，井田 内地下水的水质类型为 HCO3-Ca 水，矿化度为 355～412mm/l3。 2.矿区内含水层及隔水层 本区的含水层可分为如下四类第四系孔隙含水层、煤系风化裂隙带含水 名称 容重 102 kg/cm3 孔隙度压强度 102 kg/cm3 抗拉强度 102 kg/cm3 变形模 量 102kg/c m3 弹性 模量 kg/c m3 砂岩2.0- 2.65- 252- 200.5-0.40.5- 81- 10 砾岩2.3- 2.65- 151- 150.2-1.50.8- 82- 8 泥炭岩2.7- 2.851.6-5.212.830.6-2.02- 75- 10 灰岩2.2-2.75- 205- 200.5-2.01- 85- 10 页岩2.0-2.416-301- 100.2-1.01- 3.52- 8 石英长石2.65-2.70.12-0.515- 354.0-3.06- 206- 20 7 层、煤系内孔隙含水层及煤层裂隙含水层。 3.矿区水文 地质特点 （1） 、本矿区地下水埋藏较