采礦課程設(shè)計說明書.doc

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1、《采 礦 學》 課程設(shè)計說明書 姓名：王 偉學號：201010014122 班級： 采礦 B10-1 題目： 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 評語： 指導(dǎo)教師： 段緒華 職 稱： 教授 2013 年 07 月 11 日 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 設(shè)計感受 在兩個星期

2、的課程設(shè)計過程中，讓我不僅從中學到了很多新的知識，更讓我 對所學的專業(yè)知識做了系統(tǒng)的復(fù)習和總結(jié)，并且能夠運用已經(jīng)學過的知識來解決設(shè)計 中出現(xiàn)的問題。通過指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，讓我掌握了礦井設(shè)計的基本步驟，也能夠熟練 的使用工具書來解決設(shè)計中出現(xiàn)的問題，更能使自己對設(shè)計進行比較周全的考慮。 本設(shè)計礦區(qū)的煤層平均傾角在 7左右，煤層厚度大，煤層及地質(zhì)賦存條件好，于 是我采用了帶區(qū)綜合機械化開采，通過具體的技術(shù)比較和經(jīng)濟比較，選擇了雙斜井的 開拓方式，并根據(jù)煤層賦存特點及經(jīng)濟條件，選擇了膠帶運煤、無軌膠輪車輔助運輸 系統(tǒng)。本設(shè)計的任務(wù)重，需要進行大量的計算和繪制大量的 CAD 工程圖，并且對一些 內(nèi)容需要

3、進行反復(fù)的修改。在短短的兩個星期時間內(nèi)，可能有很多地方做得不夠細致。 盡管如此，卻能使我更加細心的進行設(shè)計。 在本設(shè)計的制作中，我一直都細心的編寫說明書的每一部分，嚴格按照設(shè)計要求 來進行設(shè)計，對于計算就更加嚴格計算每一個數(shù)據(jù)，對于每一部分設(shè)計自己都親手完 成。經(jīng)過兩個星期的努力，我順利完成了城郊井工礦的設(shè)計。 最后，再次向我尊敬的老師和親愛的同學們表示深深的謝意，他們給予我的教育、 理解、關(guān)心和支持使我不斷進步。祝愿大家身體健康，萬事如意。 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 目 錄 1.礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 ?????????????????????????

4、1 1.1 礦區(qū)概述 ?????????????????????????????? 1 1.1.1 地理位置及交通條件 ??????????????????????? 1 1.1.2 礦區(qū)內(nèi)經(jīng)濟狀況 ????????????????????????? 1 1.1.3 礦區(qū)氣候條件 ?????????????????????????? 2 1.1.4 礦區(qū)水文及工農(nóng)業(yè)供水 ?????????????????????? 2 1.2 井田地質(zhì)特征 ???????????????????????????? 2 1.2.1 井田地形及勘探程度 ??????????????????????? 2 1.2.

5、2 井田煤系地層 ?????????????????????????? 3 1.2.3 井田地質(zhì)構(gòu)造 ?????????????????????????? 4 1.3 煤層特征 ?????????????????????????????? 4 1.3.1 煤層埋藏條件 ?????????????????????????? 5 1.3.2 煤的特征 ???????????????????????????? 8 2.帶區(qū)境界及儲量 ???????????????????????????? 9 2.1 井田境界 ????????????????????????????? 9 2.2 礦井儲量

6、 ???????????????????????????? 10 2.2.1 井田勘探類型 ????????????????????????? 10 2.2.2 礦井地質(zhì)資源量 ???????????????????????? 10 2.2.3 礦井工業(yè)儲量 ????????????????????????? 10 2.3 可采儲量 ???????????????????????????? 10 2.3.1 礦井設(shè)計資源儲量 ??????????????????????? 10 2.3.2 礦井設(shè)計可采儲量 ??????????????????????? 11 3.

7、工作制度和設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 ??????????????????? 11 3.1 礦井工作制度 ?????????????????????????? 11 3.2 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 ??????????????????? 11 4.礦井開拓方式 ????????????????????????????? 12 4.1 確定工業(yè)廣場位置 ????????????????????????? 12 4.2 確定井田開拓方式 ????????????????????????? 13 4.3 確定開采水平位置，標高及水平垂高 ????????????????? 13 4.

8、4 確定運輸大巷布置及位置 ?????????????????????? 13 5.準備方式----帶區(qū)巷道布置 ??????????????????????? 13 5.1 煤層的地質(zhì)特征 ?????????????????????????? 13 5.1.1 可采煤層的基本概況 ??????????????????????? 13 5.1.2 煤層頂?shù)装宓刭|(zhì)條件 ??????????????????????? 14 5.2 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) ?????????????????????? 14 5.2.1 區(qū)段斜長的確定 ????????????????????????

9、? 14 5.2.2 帶區(qū)上山位置及布置方式 ????????????????????? 14 5.2.3 帶區(qū)工作面的階梯順序 ?????????????????????? 14 5.2.4 帶區(qū)內(nèi)各種巷道的掘金方法 ???????????????????? 15 5.2.5 帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 ?????????????????????? 15 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 5.3 帶區(qū)下部車場選型設(shè)計 ??????????????????????? 16 5.4 帶區(qū)主要硐室的布置 ???????????????????????? 16 5.4.1

10、帶區(qū)煤倉 ???????????????????????????? 16 5.4.2 帶區(qū)絞車房 ??????????????????????????? 17 5.4.3 帶區(qū)變電所 ??????????????????????????? 19 6.采煤方法 ??????????????????????????????? 20 6.1 采煤工藝方法的確定 ???????????????????????? 20 6.1.1 帶區(qū)地質(zhì)條件和煤層賦存條件 ??????????????????? 20 6.1.2 采煤工藝的確定 ????????????????????????? 2

11、0 6.1.3 回采工作面長度和推進度以及推進方向 ??????????????? 22 6.1.4 回采工作面的破裝運煤方式 ???????????????????? 22 6.1.5 勞動組織表 ??????????????????????????? 23 6.2 回采巷道布置 ??????????????????????????? 23 6.2.1 確定回采巷道布置形式 ?????????????????????? 23 6.2.2 回采巷道支護 ?????????????????????????? 24 6.2.3 確定回采巷道斷面及其具體施工技術(shù)要求 ???

12、??????????? 29 7.設(shè)計礦井基本的技術(shù)經(jīng)濟指標 ?????????????????????? 32 8.參考文獻 ??????????????????????????????? 33 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 1 頁 共 34 頁 1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 1.1 礦區(qū)概況 1.1.1 井田位置、范圍、地形特點和交通位置 開灤呂家坨礦業(yè)公司位于河北省唐山市古冶區(qū)境內(nèi)，西距唐山 18 km，北距古冶 9 km。地理坐標為東經(jīng) 11824，北緯 3940。 礦區(qū)交通便利。古呂錢公路南接唐港公路，北通 205 國道，與津唐、唐港、京沈 高速公路相接；礦區(qū)鐵路專

13、線呂古鐵路和呂陡鐵路與京山線接軌；水路運輸東有秦皇 島港，西有天津新港，南有唐山港和正在建設(shè)中的曹妃甸港；水、陸交通發(fā)達，煤炭 外銷十分方便。 礦區(qū)地表為第四紀沖積平原，地面標高介于+22～+31m 之間。地形總趨勢北高南低，沙河由井 田東部自東北流向西南。沙河屬季節(jié)性河流，旱季有時斷流，雨季流量較大，最高洪水位+30 m。 境內(nèi)有村莊 18 個。主要農(nóng)作物有小麥、玉米和水稻。 圖 1-1 呂家坨礦交通位置圖 1.1.2 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和原料及電力供應(yīng) 礦區(qū)內(nèi)工業(yè)以煤炭為主，農(nóng)業(yè)主要種植小麥、玉米、水稻，間雜有果園、菜園和 苗圃等。 本礦井建設(shè)期間，所需要建設(shè)材料，除鋼材、木材和部分水泥、石材需由

14、國家計 劃供應(yīng)外，其它磚、砂等土產(chǎn)材料，均由當?shù)毓?yīng)，滿足建設(shè)需要。 礦區(qū)已建有 110 kV 區(qū)域變電所，可向本礦井供電的兩回 35 kV 輸電線路。 北 京 市 三 河 玉 田 豐 潤 古 冶唐 山 市 呂 家 坨 礦 秦 皇 島 市秦 皇 島 港樂 亭 京 唐 港南 堡北 塘塘 沽 天 津 新 港寶 坻天 津 市 025km1 34京 秦 線 京 沈 高 速 公 路京 山 線津 唐 高 速 公 路京 津 高 速 公 路京 津 線 唐 港 高 速 公 路坨港鐵路渤 海1.林 西 礦2范 各 莊 礦3錢 家 營 礦4陡 河 電 廠 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 2 頁 共 3

15、4 頁 1.1.3 礦區(qū)氣候條件 本區(qū)屬溫帶季風區(qū)的海洋——大陸性氣候。根據(jù)唐山市氣象局 1959—1999 年氣象資料，歷年平均氣溫 17.9℃，最高氣溫 40.3℃，最低氣溫-18.3 ℃。歷年 平均降水量為 708.14 mm，年最大降水量為 1263.8 mm。區(qū)內(nèi)冬季多北風，夏 季多南風，最大風速 16 m/s。冰凍期為十一月至次年三月，最大凍土深度 0.27 m。 1.1.4 礦區(qū)水文情況 礦區(qū)采用自備水源井供水，目前能夠使用的供水井共有 9 眼，其中黑鴨子 4 眼，工業(yè) 廣場 3 眼，南小區(qū) 2 眼。這些井形成兩套供水系統(tǒng)，一是黑鴨子至礦區(qū)的集中管路供水系 統(tǒng)，包括黑鴨子及工業(yè)廣

16、場的水井，最大供水能力 1100 m3/h，供礦生產(chǎn)和東工房、小樓生 活區(qū)及黑鴨子、北安各莊、南安各莊、大安各莊、呂家坨村生活用水。二是南小區(qū)獨立供 水系統(tǒng)，最大供水能力 100 m3/h，供小區(qū)內(nèi)居民生活用水。 1.2 井田地質(zhì)特征 1.2.1 煤系地層概述、勘探程度 礦區(qū)煤系地層屬于典型的華北區(qū)石炭二疊紀含煤巖系，其上界為唐家莊組 A 層鐵鋁質(zhì)粘土巖頂面，下界為唐山組 G 層鐵鋁質(zhì)粘土巖底面。根據(jù)兩個鉆孔 實際控制，煤系地層厚度分別為 480.35 m 和 486.26 m，按分組段厚度累計，煤 系地層厚度為 489 m。由此可見，沉積補償作用明顯，煤系地層厚度變化不大。 煤系基底為奧陶系

17、中統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r，本礦鉆孔揭露最大厚度為 160 m， 鄰區(qū)資料證實，該組厚度 400 m 左右，與煤系地層呈假整合接觸。礦井淺部奧 灰?guī)r溶發(fā)育，深部逐漸減弱。其風化形成的 G 層鐵鋁質(zhì)粘土巖構(gòu)成煤系第一個 標志層。 煤系地層之上為的古冶組和洼里組，從少數(shù)取芯鉆孔揭露情況看，古冶組 以雜色粉、細砂巖和淺灰－灰綠色粗砂巖為主，向上部紫色粉－細砂巖逐漸增 多。洼里組則以淺紫、暗紫和紫紅色泥巖－中、粗砂巖為主，偶見淺灰色砂巖 層。洼里組以河床相底礫巖底面作為與古冶組的分界面。 礦區(qū)地表被第四系沖積層所覆蓋，蓋層厚度由東北向西南逐漸增厚，與基 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 3 頁 共

18、34 頁 巖呈角度不整合接觸。 1988－1998 年，共施工井上下各類鉆孔 78 個，累計進尺 10246.54 m。其 中地面勘探工程有 18、20、21、39、40、45、46 和 49 號共 8 個補充勘探鉆孔， 工程量 7461.23 m。 1.2.2 井田地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)變動 呂家坨井田位于開平向斜東南翼中段，其主體構(gòu)造是呂家坨背斜。開平向斜是一賦煤 向斜構(gòu)造，煤系地層為石炭二迭系。向斜軸的總體方向約 NE40，北部受青龍山背斜等北 西－南東向構(gòu)造的影響，自古冶至唐家莊逐漸變?yōu)闁|西向，形成一弧形構(gòu)造。向斜的兩翼 不對稱：西北翼巖層傾角陡，甚至局部倒轉(zhuǎn)，并伴隨出現(xiàn)了一組與向斜軸大致平行

19、的斷層 和短軸褶皺構(gòu)造。東南翼巖層傾角相對平緩，向斜邊緣出現(xiàn)兩組短軸邊幕狀褶皺，軸向與 開平向斜軸直交或斜交，并沿傾伏方向逐漸消失。其中一組由杜軍莊背斜、黑鴨子向斜、 呂家坨背斜、范各莊向斜、畢各莊向斜及南陽莊－嶺上背斜組成；另外一組在宋家營以南， 規(guī)模不如前一組。呂家坨井田以褶皺構(gòu)造為主。井田內(nèi)自北而南依次發(fā)育有黑鴨子向斜、 呂家坨背斜、范各莊向斜、畢各莊向斜、南陽莊－嶺上背斜、小張各莊向斜等五個主要褶 曲構(gòu)造。黑鴨子向斜軸作為呂、林井田技術(shù)邊界。呂家坨背斜為礦井的主體構(gòu)造，約占井 田面積的 70%，其中深部還發(fā)育有次一級的褶曲構(gòu)造。在井田南部，呂家坨背斜、畢各莊 向斜、南陽莊－嶺上背斜、小

20、張各莊向斜等褶曲構(gòu)造復(fù)合，形成了董各莊盆地構(gòu)造區(qū)和王 各莊馬鞍形構(gòu)造區(qū)。 1.2.3 井田水文地質(zhì)特征 根據(jù)開灤集團公司統(tǒng)一的含水層劃分標準，將區(qū)內(nèi)的地層劃分為七個含水 層（見表 1-1） 。其中，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ含水層對礦井涌水量影響較大，為直接充水 含水層，其它為間接充水含水層。各含水層抽放水試驗資料，其主要特征如下： 表 1-1 含水層劃分表 含水層 編 號 名稱 所處 層位 含水 層厚 含水層 巖性 含水性 水質(zhì)特征 Ⅶ 第四系沖積層含水層組 第四系沖積層 34 卵石，粗、 中細沙 弱—中等 上HCO 3 -—Cl-—Ca2+—Mg2+ 下 HCO3-—Ca2+—Mg2+ Ⅵ 古冶組砂巖 含

21、水層組 二迭系上統(tǒng) 古冶組 130 粗、中砂 巖 中等 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 4 頁 共 34 頁 Ⅴ 5 煤層頂板含水層組 二迭系下統(tǒng) 唐家莊組 190 砂巖 中等 HCO3-—SO42-—Na+—Ca2+ Ⅳ 7 煤層頂板含水層組 二迭系下統(tǒng)大 苗莊組 30 砂巖 弱 HCO3-—Ca2+—Mg2+ Ⅲ 12—14 煤 層 砂巖含水層 組 石炭系上統(tǒng) 趙各莊組 60 石灰?guī)r、 砂巖 弱—強 上HCO 3-—Na+—Ca2+ 下 HCO3-—SO42-—Ca2+—Na+ Ⅱ 唐山灰?guī)r含水層組 石炭系統(tǒng) 唐山組 19 石灰?guī)r 中等 HCO3-—SO42-—Ca2+—Mg

22、2+ 續(xù)表 1-1 含水層 編 號 名稱 所處 層位 含水 層厚 含水層 巖性 含水性 水質(zhì)特征 Ⅰ 奧陶系灰?guī)r 含水層組 奧陶系統(tǒng)馬家溝組 420 石灰?guī)r 極強 HCO3-—Ca2+—Mg2+ 1）直接充水含水層組 （1）第Ⅲ含水層組（9 煤層砂巖含水層組） 本含水層組位于 9 煤層以下 4 m，層厚約 60 m，巖性以中砂巖為主，巖石 裂隙發(fā)育，單位涌水量 0.003—0.627 L/s.m，滲透系數(shù) 0.01—4.704 m/d，礦化度 0.312—0.547 g/L，上部水質(zhì)為重碳酸—鈉—鈣型，下部為重碳酸—硫酸—鈣— 鈉型。 （2）第Ⅳ含水層組（7 煤層頂板含水層組） 本含水層組位于

23、 7 煤層以上 3 m，厚約 30 m，巖性以中細砂巖為主，單位 涌水量 0.01—0.286 L/s.m，滲透系數(shù) 0.115—18.063 m/d，礦化度 0.505—0.297 g/L，水質(zhì)為重碳酸—鈣—鎂型。 2）礦井間接充水含水層組 （1）第Ⅰ含水層組(奧陶系灰?guī)r含水層組) 本含水層組為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組，巖性為灰—灰白色厚層狀灰?guī)r，含水 層平均厚度 420 m，淺部巖溶、裂隙極發(fā)育。單位涌水量最大 72 L/s.m，滲透系 數(shù)最大 167.73 m/d，富水性極強，礦化度 0.166—0.347 g/L，水質(zhì)為重碳酸—鈣 —鎂型。 （2）第Ⅱ含水層組(唐山灰?guī)r含水層組) 開灤呂家坨

24、 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 5 頁 共 34 頁 本含水層組位于奧陶系灰?guī)r以上 65 m，灰?guī)r厚 1.46—6.14 m，單位涌水量 為 0.025 L/s.m，滲透系數(shù) 2.59 m/d，富水性中等，水質(zhì)為重碳酸—硫酸—鈣— 鎂型。 （3）第Ⅵ含水層組（古冶組砂巖含水層組） 本含水層組位于 A 層以上，厚約 130 m，巖性以砂巖為主，局部含礫，富 水性中等。 （4）第Ⅶ含水層組（沖積層含水層組） 本含水層組由卵石、粗砂、中砂、細砂組成，卵石粒徑 20—50 mm，磨圓 度中等。此含水層平均厚度 34 m，單位涌水量 0.103—3.68 L/s.m，滲透系數(shù) 0.75—10.66

25、m/d，富水性中等，上部水質(zhì)為重碳酸 —氯—鈣—鎂型，下部為重 碳酸—鈣—鎂型。 1.2.4 地溫 據(jù)詳查勘探資料，本區(qū)地溫梯度為 0.94 ℃/100 m，橫溫帶在 50～100 m 左 右，地溫變化范圍在 11.50～17.00 ℃之間，屬地溫正常區(qū)。 1.3 煤層特征 1.3.1 煤層埋藏條件 井田平均走向長約 11 km，傾斜寬平均約 6.4 km，面積 70.9 km2。煤層傾 角一般為 3～ 15，平均傾角 8.2。 1.3.2 煤層群特征 呂家坨井田主要開采煤層有 4 層，即二迭系下統(tǒng)大苗莊組的 5、7、8、9 煤 層，其中 8、9 煤層為本礦井設(shè)計的可采煤層。各煤層的厚度、層間

26、距及其變化 規(guī)律見表 1-2。 表 1-2 可采煤層特征表 煤層名稱 煤厚(m) 傾角 結(jié)構(gòu) 層間距(m) Km r 穩(wěn)定性煤 層 厚 度 、 傾 角 、 結(jié) 構(gòu) 、 間 距 8 平均最小-最大 3.96 ————— 3.5～4.3 8.2 ——— 3～14 簡單 結(jié)構(gòu) 11.28 ———— 7.51～18.24 1.0 19.4 穩(wěn)定 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 6 頁 共 34 頁 9 平均最小-最大 1.12 ————— 0.9～1.5 8.2 ——— 3～14 復(fù)雜 結(jié)構(gòu) 1.0 11.8 穩(wěn)定 表 1-3 煤層肉眼鑒別特征和結(jié)構(gòu)特征一覽表 煤 層 結(jié) 構(gòu) 煤 層

27、 肉眼鑒別特征 類型 夾石層數(shù) 夾石厚度 夾石巖性 對回采的影響 變化情況 ８ 煤 層 深黑色，具光亮的玻璃光 澤；以亮煤為主，次為鏡 煤和暗煤，條帶狀構(gòu)造， 硬度中等。 簡 單 一 般 無 一般不含夾石，但 在二采四中區(qū)域常 含一層 0.05m 的炭 質(zhì)泥巖 ９ 煤 層 黑色，具十分光亮的玻璃 光澤，以亮煤和鏡煤為主， 條帶狀、透鏡狀及層狀構(gòu) 造，硬度中等 復(fù) 雜 0-2 0.1 ～ 0.3 炭質(zhì)泥 巖或粉 砂巖 隨煤一起采出， 增加原煤灰份， 夾石較厚時，回 采難度加大。 一般含一層夾石， 而且較為穩(wěn)定，僅 局部為兩層，且間 距較近 1.3.3 煤層的圍巖性質(zhì) 1）8 煤層為全區(qū)可采煤層，

28、煤厚一般變化在 3.5～4.3 之間，井田北部邊界 附近煤層較薄，3.5～3.9 m，其中 28、63 孔分別為 3.5 m 和 3.8 m。在此區(qū)域， 煤層頂板多為中砂巖或粗砂巖，分析可能受沖刷作用的影響，使煤層厚度變薄。 在呂家坨背斜淺部及深部煤層厚度較大，一般在 3.9m 以上。 2）9 煤層基本為全區(qū)可采煤層，在井田南部邊界區(qū)域，煤厚多在 1.0 m 以 上，個別地點不可采；井田的東北部煤層較厚，大多在 1.3 m 以上，個別地點 可達 1.8 m；其余區(qū)域煤層厚度一般變化在 1.5～2.5 m 之間。9 煤層的突出特點 是底鼓現(xiàn)象較多，常形成長約 50 m 寬不足 20 m 的底鼓區(qū)

29、。 （地質(zhì)柱狀圖見圖 1-2） 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 7 頁 共 34 頁 粉 砂 巖 粉 砂 巖粉 砂 巖 巖粉巖 － 砂泥 巖粉巖 － 砂泥 粉 砂 巖粉 砂 巖粉 砂 巖 深 灰 發(fā) 褐 色 ， 細 膩 光 滑 ， 含 鋁 質(zhì) 。 6)(K巖灰莊各趙 砂 巖 砂粗中 － 巖巖砂粉 － 巖砂－粉 巖泥質(zhì)泥腐 泥 巖巖砂中－粗 巖腐巖 － 泥泥 巖泥－巖砂粉 巖砂－粉 巖砂粉－巖泥 灰 黑 色 ， 水 平 層 理 ， 含 植 物 化 石 和 菱 鐵 質(zhì) 鮞 粒 。淺 灰 ， 以 中 砂 巖 為 主 ， 夾 粉 砂 巖 薄 層 ， 水 平 及 波 狀 層理 ?；?褐 －

30、 深 灰 色 ， 上 部 含 根 化 石 ， 底 部 含 菱 鐵 質(zhì) 鮞 粒 。砂－ 巖中 砂－ 粉 巖砂粉 巖 極 不 穩(wěn) 定 ， 多 尖 滅 或 為 薄 煤 線 ?；?色 ， 夾 細 砂 條 帶 ， 含 黃 鐵 礦 結(jié) 核 ， 頂 、 底 部 為 泥 巖 。不 穩(wěn) 定 ， 常 變 薄 尖 滅 ， 背 斜 軸 北 部 較 發(fā) 育 ， 局 部 可 采 。 灰 -深 灰 ， 致 密 ， 含 黃 鐵 礦 結(jié) 核 和 海 百 合 莖 碎 屑 化 石 。上 粗 下 細 ， 夾 細 砂 巖 ， 水 平 及 波 狀 層 理 ， 含 植 物 化 石 ?；?褐 ～ 深 灰 色 ， 質(zhì) 地 較 純 ， 含 海

31、百 合 莖 等 動 物 化 石 。 深 灰 － 灰 色 ， 夾 粉 砂 巖 薄 層 ， 水 平 層 理 ， 含 植 物 化 石 。黑 灰 色 ， 致 密 ， 質(zhì) 勻 ， 含 少 量 菱 結(jié) 核 及 植 物 碎 屑 化 石 。極 不 穩(wěn) 定 ， 有 時 成 煤 團 ， 多 為 煤 線 或 尖 滅 ， 或 被 沖 蝕 。 上 部 為 灰 褐 ～ 深 灰 色 粉 － 細 砂 巖 ， 含 菱 核 及 根 化 石 ； 中下 部 為 淺 灰 ～ 灰 色 中 － 粗 砂 巖 ， 泥 硅 質(zhì) 孔 隙 式 膠 結(jié) 為主 。 在 井 田 西 北 部 該 層 變 薄 尖 滅 ， 使 煤 12～ 煤 14間 距 變小

32、 。不 穩(wěn) 定 ， 時 常 變 薄 ， 尖 滅 或 被 沖 蝕 ， 僅 局 部 可 采 。淺 灰 -深 灰 色 ， 含 根 化 石 ， 局 部 為 細 砂 巖 ， 具 臟 感 。深 灰 -灰 色 ， 粉 -細 砂 巖 為 主 。 局 部 為 泥 巖 -中 粗 砂 巖 。 較 穩(wěn) 定 復(fù) 煤 層 ， 厚 度 變 化 大 ?；?－ 灰 褐 色 ， 致 密 均 一 ， 含 鋁 質(zhì) 、 具 滑 感 。淺 灰 發(fā) 褐 色 ， 具 臟 感 ， 高 嶺 土 質(zhì) 膠 結(jié) ， 易 風 化 。黑 色 ， 褐 色 條 痕 ， 油 脂 光 澤 ， 貝 殼 狀 斷 口 。 不 穩(wěn) 定 單 一 薄 層 ， 常 變 薄 尖

33、 滅 ， 局 部 可 達 到 可 采 厚 度 。灰 白 -灰 褐 ， 局 部 為 粗 砂 巖 ， 顯 假 鮞 狀 ， 含 細 根 化 石 。深 灰 -黑 色 ， 淺 部 以 泥 巖 為 主 ， 含 褐 色 菱 鐵 質(zhì) 結(jié) 核 。穩(wěn) 定 中 厚 煤 層 ， 結(jié) 構(gòu) 較 簡 單 ， 絕 大 部 可 采 。 以 深 灰 色 粉 砂 巖 為 主 ， 次 為 灰 色 細 砂 巖 ， 局 部 為 泥 巖 ，含 植 物 根 化 石 。 穩(wěn) 定 中 厚 煤 層 ， 結(jié) 構(gòu) 單 一 ， 絕 大 部 可 采 。煤 7底 板 一 般 為 灰 色 泥 巖 或 深 灰 粉 砂 巖 ， 富 含 植 物 根 化石 ;8煤

34、層 板 為 泥 巖 或 粉 砂 巖 ， 常 夾 一 層 灰 色 細 砂 巖 。 不 穩(wěn) 定 ， 僅 在 中 深 部 出 現(xiàn) 可 采 地 段 。 不 穩(wěn) 定 ， 井 田 西 部 多 可 采 ， 東 部 變 薄 尖 滅 。深 灰 -黑 色 ， 粉 砂 巖 為 主 ， 淺 部 多 為 泥 巖 ， 含 根 化 石 。深 灰 -黑 色 ， 含 菱 鐵 質(zhì) 結(jié) 核 ， 含 海 百 合 ， 腕 足 類 化 石 。不 穩(wěn) 定 ， 淺 部 一 般 不 可 采 ， 中 深 部 局 部 可 采 。 深 灰 色 ， 以 粉 砂 巖 為 主 ， 含 植 物 根 及 碎 屑 化 石 。井 田 內(nèi) 局 部 可 采 ， 其

35、余 變 薄 尖 滅 或 與 5-2煤 層 合 區(qū) 。 0.0-0.340.15(1)0.0-2.280.64(46) 0.10-1.30.47(46) 0.0-1.480.37(45) 0.0-1.950.20(53) 0.0-2.82059(81) 0.0-1.831.51(105) 0.0-2.540.65(104) 0.90-1.511.12(105) 3.51-4.233.96(106) 0.0-1.390.42(69) 00-1.530.51(93) 0.0-2.520.79(108) 0.07-1.420.57(34) 15煤 14煤 巖泥 5)(K巖灰石 下12煤 -212煤 9

36、煤 -112煤 1煤 8煤 7煤 6煤 -2 5煤 -1 5煤 呂 家 坨 礦 井 田 地 層 綜 合 柱 狀 圖 圖1-2 呂家坨礦井田地層綜合柱狀圖 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 8 頁 共 34 頁 表 1-4 煤層頂?shù)装迩闆r 煤層 頂?shù)装?巖石名稱 厚度 主要巖性特征（含水性） 老頂 直接頂 黑色泥巖 1.0 有時為粉砂巖,層面含葉片化石. 頂 板 偽頂 黑色炭質(zhì)泥巖 0.3 水平層理,黑色條痕. 直接底 黑灰色粉砂巖 0.5 塊狀,含大量植物根化石. 8 底 板 老底 灰色細砂巖 4.5 有時為中砂巖,條帶狀,堅硬. 老頂 直接頂 深灰色粉砂巖 5.50 刃狀斷口,

37、水平層理,層面含植物莖葉化石 頂 板 偽頂 直接底 灰色粉砂巖 1.5 微發(fā)褐,含大量植物根化石. 9 底 板 老底 灰色細砂巖 3.0 夾粉砂巖條帶,較硬. 1.3.4 煤的特征 1）煤質(zhì)概況 根據(jù)井田開采范圍內(nèi)煤層煤樣的化驗結(jié)果和中深部鉆孔的煤芯分析資料， 呂家坨礦 8、9 煤層均屬肥煤和焦煤類，在井田淺部，煤層多屬肥煤類，在井田 深部多屬焦煤類。在背斜軸部巖漿巖床和東翼巖漿巖墻附近，煤的揮發(fā)份降低， 粘結(jié)性變差，煤質(zhì)多屬焦煤類，局部變?yōu)槭菝夯驘o煙煤。 表 1-5 煤物理特征表 煤層 顏色 光澤 硬度 容重 煤巖類型 其它物理特征 8 黑色 玻璃 中硬 1.55 光亮 物 理 特 征 9

38、 黑色 玻璃 中硬 1.39 光亮 2）原煤分析 （1）開采煤層主要煤質(zhì)指標的等級 8 煤層：高灰（25～40） 、特低硫（≤0.5） 、中磷（0.01～0.1） 。 9 煤層：中灰（15～25） 、低硫（1.5～2.5） 、中磷（0.01～0.1） 。 （2）開采煤層灰分成分及煤灰熔融性 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 9 頁 共 34 頁 8、9、煤層的 SiO2 的含量在 45%左右；8、9 煤層的 Al2O3 的含量在 36%左 右；8 煤層的 Fe2O3 的含量都在 5%以下，9 煤層的 Fe2O3 的含量較高；各煤層 CaO 的含量均在 5%以下。各煤層煤灰均屬難融熔

39、灰。 （3）微量元素 煤層中含有鍺、釩、鈦、鎵等微量元素，但均達不到可采品位。 （4）元素分析 各煤層 Cr 的含量均在 83%～89%之間，Hr 的含量均在 5%左右，Nr 在 1.2%～ 1.9%之間。 （5）工業(yè)分析 各煤層的精煤灰分均在 2%～11.7%之間，一般不超過 10%。 （6）結(jié)焦性分析 各煤層膠質(zhì)層厚度變化在 14 mm～40 mm，粘結(jié)指數(shù)變化在 69～102；奧 亞膨脹序數(shù) 6.5～9；焦渣特征 5～8。 3）全礦井瓦斯相對涌出量為 1.31 m3/t，二氧化碳相對涌出量為 5.194 m3/t, 屬低瓦斯礦井。各煤層中瓦斯涌出量最大的煤層為 8 煤層，其絕對涌出量為

40、1.31 m3/t。瓦斯涌出不均衡，一般在構(gòu)造帶附近涌出量較大。 4）煤層爆炸指數(shù)： 表 1-6 呂家坨礦各煤層煤塵爆炸指數(shù)表 煤層 水分 ％ 灰分 ％ 揮發(fā)分 ％ 固定碳 ％ 爆炸指數(shù) ％ 爆炸危險性 備注 8 3.30 21.88 26.76 48.06 35.76 有 強爆 9 2.46 23.40 24.91 49.23 33.60 有 強爆 5）煤層自燃傾向性： 根據(jù)鑒定結(jié)果，呂家坨礦 8、9 煤層屬于較易燃煤層。在開采時應(yīng)注意相應(yīng) 的保護措施，防止其發(fā)生自燃狀況。應(yīng)及時將采出的煤運出，防止自燃。

41、 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 10 頁 共 34 頁 2 帶區(qū)境界及儲量 2.1 境界 井田形狀呈一個基本規(guī)則的多邊形，東西寬約 2.

42、2km，南北長 1.4km，面積 3.08 km2。礦井田境界示意圖如圖 2.1 所示。 2.2 工業(yè)儲量 2.2.1 井田勘探類型 精查地質(zhì)報告查明了本井田的煤層賦存情況、構(gòu)造形態(tài)、煤質(zhì)及水文地質(zhì)條件。 井田勘探類型為中等。 2.2.2 礦井地質(zhì)資源量 Zk=641000 2（3.961.55+1.12 1.39）/cos8.2 =49246.72 萬 t 2.2.3 礦井工業(yè)儲量 探明的資源量中經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量 Z111b=49246.7260%70%=20683.6224 萬 t 控制的資源量中經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量 Z122b=49246.7230%70%=10341

43、.8112 萬 t 探明的資源中邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量 Z2M11=49246.7260%30%=8864.4096 萬 t 控制的資源中邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量 Z2M22=49246.7230%30%=4432.2048 萬 t 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 11 頁 共 34 頁 由于地質(zhì)條件比較復(fù)雜，k 取 0.7 Z333k=49246.720.70.1=3447.2704 萬 t Zg=Z111b+Z122b+Z2M11+Z2M22+Z333k =47769.3184 萬 t 2.3 可采儲量 2.3.1 礦井設(shè)計資源/儲量 Zs=47769.3184

44、-47769.31843% =46336.238848 萬 t 2.3.2 礦井設(shè)計可采儲量 Zk=(46336.24-46336.242%)77% =34965.33 萬 t 3.工作制度和設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 3.1 礦井工作制度 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按工作日 330 d 計算。每天兩班生產(chǎn)一班準備，每天凈 提升時間為 16 h。因此，設(shè)計時按礦井年工作日 330 d，每天提升能力為 16 小 時設(shè)計。 目前綜采多采用三八制，每班工作八小時，兩班出煤一班檢修。所以本礦 井計劃采用“三八”工作制度。 3.2 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 參照大型礦井服務(wù)年限的下限（大于 50a）要求，T

45、取 60a，儲量備用系 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 12 頁 共 34 頁 數(shù)取 1.4，則礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 A 為： A=Zk/Tk=416.25 萬 t/a 按煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范規(guī)定：將礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 A 確定為 400 萬 t/a 再計算礦井服務(wù)年限 T=Zk/Ak=62.438a 在計算礦井服務(wù)年限時，考慮礦井投產(chǎn)后，可能由于地質(zhì)損失增大，采 出率降低和礦井增產(chǎn)的原因，使礦井服務(wù)年限縮短，設(shè)置了備用儲量 Zb,備用 量為： Zb=Zk/1.40.4=34965.33/1.40.4=9990.09 萬 t 在備用儲量中，估

46、計約有 50%為采出率過低和受未預(yù)支地質(zhì)破壞影響所 損失的儲量。礦井開拓設(shè)計時認定的實際采出的儲量為： 34965.33-（9990.0950%） =29970.28 萬 t 4.礦井開拓方式 4.1 確定工業(yè)廣場位置 1) 工業(yè)廣場及井口位置確定的原則 ⑴ 對初期開采有利，即儲量必須可靠，井巷工程量省，建井工期較短。 ⑵ 應(yīng)使井田兩翼儲量大致平衡，即井筒應(yīng)位于儲量中心，利于井下運 輸、 通風和開采系統(tǒng)布置，減少生產(chǎn)經(jīng)營費用。 ⑶ 盡量不占良田、少占農(nóng)田。充分利用地形地貌布置工業(yè)廣場，以便 使地面生產(chǎn)系統(tǒng)合理，便于與外界溝通，使運輸方便。 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井

47、課程設(shè)計 第 13 頁 共 34 頁 ⑷ 井筒應(yīng)盡量避免穿過流沙層、較大含水層、較厚的沖積層、有煤和 瓦斯突出的煤層以及較大面積的采空區(qū)和大斷層，以減少施工困難，并盡 量少壓煤。 ⑸ 工業(yè)廣場和井筒應(yīng)有良好的工程地質(zhì)條件，不受洪水、巖崩、泥石 流、滑坡及森林火災(zāi)的威脅。 ⑹ 用斜井開拓時，應(yīng)考慮井筒層位的合理選擇，考慮其經(jīng)濟技術(shù)的合 理性。 范各莊礦工業(yè)廣場和主副井井口布置在井田走向的中央，對于本礦井 井田走向中央也大致是井田儲量中央。 2) 風井位置的確定 風井位置應(yīng)根據(jù)通風系統(tǒng)合理選擇。 ⑴ 采用中央邊界式通風系統(tǒng)時，主、副井筒設(shè)在井田儲量中央，風井 設(shè)在井田上部邊界中央。 ⑵ 采用中央并

48、列式通風系統(tǒng)時，進、回風井并列在工業(yè)廣場內(nèi)。一般 可利用其一井筒進風，另一井筒回風，主副井筒相距 30～50m。大型礦井相 距可達 60～100m，并在井田上部邊界附近設(shè)安全出口，如果礦井水文地質(zhì) 條件簡單，無突水危險時，且主副井筒均能上下人員，也可以單獨設(shè)置安 全出口。 ⑶ 采用對角式通風系統(tǒng)時，風井設(shè)在井田兩翼上部邊界。 ⑷ 采用分區(qū)式通風系統(tǒng)時，回風井設(shè)在各采區(qū)的上部邊界。 根據(jù)呂家坨礦的生產(chǎn)實際：產(chǎn)量為 400 萬噸/年，走向長。為保證井下生產(chǎn)時有足 夠的風量，本礦井開采前期采用中央并列式通風，主副井間距為 79m。 4.2 確定井田開拓方式 本礦井的煤層埋藏較深，故采用立井開拓 開灤

49、呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 14 頁 共 34 頁 4.3 確定開采水平位置、標高及水平垂高 分帶工作面的傾斜長度就是工作面的連續(xù)推進的距離，約為上山或下山階段 斜長。我國 2005 年發(fā)布的《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定為分帶傾斜長 度不宜少于工作面一年的連續(xù)推進長度。一般上山部分的傾斜長度宜為 1000— 1500 m 或者更長，下山部分的傾斜長度宜為 700—1200 m。本礦井帶區(qū)傾斜長 度為 1000m。本設(shè)計第一水平上山傾斜長度 2500m，第二水平上山階段傾斜長度 2500m，下山 1000m，總傾斜長度 6400m. 4.4 確定運輸大巷布置及位置 選擇三條大

50、巷，回風大巷布置在 8 號煤層中，運輸大巷和軌道大巷布置在 9 號 煤層的底板砂巖中 5 準備方式——帶區(qū)巷道布置 5.1 煤層的地質(zhì)特征 5.1.1 可采煤層的基本概況 8、9 煤層為本礦井設(shè)計的可采煤層。各煤層的厚度、層間距及其變化規(guī)律 見表 1-2。 表 1-2 可采煤層特征表 煤層名稱 煤厚(m) 傾角 結(jié)構(gòu) 層間距(m) Km r 穩(wěn)定性 8 平均 最小-最大 3.96 ————— 3.5～4.3 8.2 ——— 3～14 簡單 結(jié)構(gòu) 1.0 19.4 穩(wěn)定 11.28 ———— 7.51～18.24 煤 層 厚 度 、 傾 角 、 結(jié) 構(gòu) 、 間 距 9 平均 最小-最大 1.12

51、 ————— 0.9～1.5 8.2 ——— 3～14 復(fù)雜 結(jié)構(gòu) 1.0 11.8 穩(wěn)定 表 1-3 煤層肉眼鑒別特征和結(jié)構(gòu)特征一覽表 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 15 頁 共 34 頁 煤 層 結(jié) 構(gòu) 煤 層 肉眼鑒別特征 類 型 夾石 層數(shù) 夾石 厚度 夾石 巖性 對回采的影響 變化情況 ８ 煤 層 深黑色，具光亮的玻璃光 澤；以亮煤為主，次為鏡 煤和暗煤，條帶狀構(gòu)造， 硬度中等。 簡 單 一 般 無 一般不含夾石，但 在二采四中區(qū)域常 含一層 0.05m 的炭 質(zhì)泥巖 ９ 煤 層 黑色，具十分光亮的玻璃 光澤，以亮煤和鏡煤為主， 條帶狀、透鏡狀及層狀構(gòu) 造，硬度中等

52、復(fù) 雜 0-2 0.1 ～ 0.3 炭質(zhì)泥 巖或粉 砂巖 隨煤一起采出， 增加原煤灰份， 夾石較厚時，回 采難度加大。 一般含一層夾石， 而且較為穩(wěn)定，僅 局部為兩層，且間 距較近 5.1.2 煤層頂?shù)装宓刭|(zhì)條件 8、9 煤層的地板為粗砂巖，地板條件較好 5.2 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 5.2.1 帶區(qū)斜長的確定 分帶工作面的傾斜長度就是工作面的連續(xù)推進的距離，約為上山或下山階 段斜長。根據(jù)一水平的劃分和膠帶輸送機的發(fā)展，帶區(qū)斜長可以為 2500m,故本 礦井的帶區(qū)斜長為 2500m 5.2.2 帶區(qū)上山位置及布置方式 工作面運輸進風斜巷和工作面回風運料斜巷布置在煤層中，帶區(qū)采用相鄰 兩分帶工

53、作面不同采，8、9 煤層之間的間距為 15m ,屬于近距離煤層群，故采 用聯(lián)合準備方式。 5.2.3 帶區(qū)內(nèi)工作面的接替順序 當傾斜長壁工作面從運輸大巷附近向上部或下部邊界方向推進時，稱工作 面采用了前進式回采順序；反之，工作面從上部邊界向大巷方向推進時則稱采 用了后退式回采順序。兩者相結(jié)合時，則稱為工作面采用了往復(fù)式回采順序。 目前我國大多采用后退式回采順序，所以本帶區(qū)采用后退式回采順序。 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 16 頁 共 34 頁 5.2.4 帶區(qū)內(nèi)各種巷道的掘進方法 帶區(qū)內(nèi)各種巷道由于布置在煤層中，故采用炮掘或者機掘。 采用雙巷掘進的巷道掘進方式，這樣的掘進

54、方式可以有效的解決獨頭巷道 掘進的通風問題。雙巷掘進時，每隔 100m 開掘一個聯(lián)絡(luò)巷道，用作通風和行人。 5.2.5 帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 生產(chǎn)能力是帶區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的采煤工作面和掘進工作面產(chǎn)煤及帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 能夠保證的能力，一般以萬 t/a 表示。 采煤工作面的產(chǎn)量是帶區(qū)生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)，其單產(chǎn)取決于煤層厚度，工作 面長度及年推進度。 采煤工作面的單產(chǎn)由式（）計算： Am = LvMγC m L——采煤工作面長度，m; V——工作面年推進長度，m; M——煤層采高或放頂煤工作面的采放高度； γ——煤的密度；t/m 3; Cm——工作面采出率，薄煤層取 0.93,中厚煤層取 0.95，厚煤

55、層 0.97。 帶區(qū)內(nèi)的煤柱一般有上下山煤柱，區(qū)段煤柱，大巷煤柱。在本帶區(qū)內(nèi)上下 山煤柱定為 20m，區(qū)段煤柱定為 20m，大巷煤柱定為 40m。此外還有隔離煤柱， 其中斷層煤柱為大斷層取大于 30m，中型斷層取 10—15m，小斷層取 10m 左右。 帶區(qū)邊界煤柱取 10m。 帶區(qū)內(nèi)留設(shè)的煤柱，有一部分可以回收，有的煤柱往往不能完全回收，致 使煤炭資源有一定損失。因此采取實際采出的煤量低于實際儲量。帶區(qū)內(nèi)采出 的煤量與帶區(qū)內(nèi)工業(yè)儲量之比的百分數(shù)稱為帶區(qū)采出率，計算公式如下： 帶區(qū)采出率=帶區(qū)實際采出煤量 / 帶區(qū)工業(yè)儲量100% 帶區(qū)開采損失主要有：工作面落煤損失，約占 3%；帶區(qū)內(nèi)區(qū)段煤柱

56、不可回 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 17 頁 共 34 頁 收部分損失等。 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：采(帶)區(qū)采出率厚煤層不低于 0.75，中 厚煤層不低于 0.8，薄煤層不低于 0.85。設(shè)計首采帶區(qū)采出率為 86%，符合《煤 炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定》 。 5.3 帶區(qū)下部車場選型設(shè)計 本帶區(qū)采用傾斜長壁采煤法，采用的是皮帶運煤，沒有裝車站線路，煤直 接由帶區(qū)煤倉經(jīng)大巷運至井底煤倉，無軌膠輪車作輔助運輸裝備，只有輔助車 場，無一般意義上的上、中、下車場，這也正是帶區(qū)式準備的一大優(yōu)勢（運輸 線路簡單，運費低） 。因為材料運輸大巷布置在巖層中，所以帶區(qū)下部車場采用 石門底繞

57、的方法連通材料運輸進風斜巷的。 5.4 帶區(qū)主要硐室的布置 采區(qū)主要硐室包括采區(qū)煤倉、采區(qū)絞車房和采區(qū)變電所等。 5.4.1 帶區(qū)煤倉 ⑴ 煤倉的形式及參數(shù) 井巷式煤倉按煤倉的中軸與水平面的夾角分為垂直煤倉和傾斜煤倉兩種。 垂直煤倉一般為圓形斷面，圓形斷面利用率高，不易形成死角，便于維護，施 工方便，施工速度快。本礦帶區(qū)煤倉都選用垂直煤倉。 煤倉的斷面直徑取 7m，煤倉高度取 20m。 ⑵ 煤倉容量 合理的煤倉容量應(yīng)在保證正常生產(chǎn)和運輸?shù)那疤嵯?，工程量最省。按采煤機 連續(xù)割煤的產(chǎn)量計算： Q = Q0 + LMbγC 0kt (5-1） 式中，Q — 采區(qū)煤倉容量，t；

58、Q0 — 防空倉漏風留煤量，一般取 5～10t； 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 18 頁 共 34 頁 L— 工作面長度，m； M — 采高，m； b — 截深，m； γ — 煤的容重，t/m3； C0 — 工作面采出率； kt — 同時生產(chǎn)的工作面系數(shù)，綜采時，k t =1； 則 Q =10+300511.5193%1≈2116.45t 表 5-6 煤倉容量與采區(qū)生產(chǎn)能力關(guān)系 采區(qū)生產(chǎn)能力/萬 ta-1 30 以下 30-45 45-100 100 以上 采區(qū)煤倉容量/t 50-100 100-200 200-500 大于 500 由上表知：選采區(qū)煤倉容量為 2116

59、.45t。 ⑶ 采區(qū)煤倉的支護 本采區(qū)煤倉采用砌碹支護，壁厚 350 mm，為避免堵倉，煤倉下口采用雙 曲線型，煤倉上口設(shè)置鐵篦子，防止大塊煤及矸石進入煤倉。煤倉內(nèi)采取預(yù)埋 鋼絲繩等措施，處理萬一堵倉事故。 5.4.2 帶區(qū)絞車房 采區(qū)絞車房主要依據(jù)絞車房的型號及規(guī)格、基礎(chǔ)尺寸、絞車房的服務(wù)年限 和所處的圍巖性質(zhì)進行設(shè)計。絞車選用 JKY2.5/2B 型，其主要參數(shù)見表 5-7。 表 5-7 絞車參數(shù)表 鋼絲繩負荷（kN） 滾筒尺寸 （mm） 最大靜張 力 最大靜張 力差 繩速 m/s 直徑 寬度 容繩量 m 外形尺寸長寬 高（mm） 重量 kg 90.00 55.00 0～4 2500 20

60、00 1340 730049002900 7600 ⑴ 絞車房的位置 帶區(qū)絞車房布置在圍巖穩(wěn)定，無淋水、地壓小、易維護的地點；在滿足絞 車房施工、機械安裝和提升運輸要求的前提下，絞車房應(yīng)盡量靠近變坡點，以 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 19 頁 共 34 頁 減少巷道工程量；絞車房與相鄰巷道要有足夠的保護煤柱或巖柱，一般不小于 10 m，以利絞車房的維護。 ⑵ 絞車房的通道 絞車房應(yīng)有兩個安全出口，即鋼絲繩通道及絞車房的風道。 繩道的位置應(yīng)使繩道中心與上山軌道中心線相重合。根據(jù)絞車最大件的運 輸要求，寬一般為 2000～2500mm 長度不應(yīng)小于 5m 繩道斷面可與相連接的巷道

61、斷 面一致，以遍于施工。盡量使繩道中的人行道與軌道上山一致。 ⑶ 絞車房的平面布置與尺寸 絞車房內(nèi)的布置原則：在保證安全和易于檢修的條件下盡可能布置緊湊，以減 少硐室工程量。 絞車房的平面尺寸一般根據(jù)絞車的基礎(chǔ)尺寸與四周硐壁的距離決定。絞車 基礎(chǔ)前面和右側(cè)與硐壁的距離要考慮能進出電動機；后面能布置部分電氣設(shè)備 后尚能適應(yīng)司機活動，并能從后面行人；左側(cè)只考慮行人方便與安全。一般為 600～1000mm 左右。 表 5-8 帶區(qū)絞車房斷面主要尺寸 寬度/㎜ 高度/㎜ 長度/㎜ 絞車型號 左側(cè) 人行 道 右側(cè) 人行 道 凈寬 自地 面地 壁高 拱高 凈高 前面 人行 道寬 后面 人行 道寬 凈長 斷

62、面 形狀 JKY2.5/2B 700 950 6500 800 2350 4000 1000 1000 9300 半圓拱 ⑷ 絞車房的高度 絞車房高度的確定與絞車的規(guī)格型號及安裝有關(guān)。絞車的安裝方法有兩種， 一種設(shè)吊裝梁，另一種是以三腳架進行安裝。其高度一般在 3～4.5m 左右。 ⑸ 絞車房斷面形狀及支護 絞車房端面一般設(shè)計成半圓拱形，用全料石或混凝土料面墻砌筑。有條件 的地方用錨噴支護。本礦井的絞車房斷面采用半圓拱形，采用錨噴支護。 5.4.3 帶區(qū)變電所 帶區(qū)變電所是帶區(qū)供電的樞紐，帶區(qū)變電所布置在圍巖穩(wěn)定、無淋水、地 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 20 頁 共 34 頁

63、 壓小、通風良好的地點，并位于在采區(qū)用電負荷的中心，設(shè)在采區(qū)上山附近。 帶區(qū)變電所視其所在位置及上山間煤柱寬度等因素，可呈“一” “ ”或 “ ”形布置。 “一”布置簡單，故采用這種形式。 高壓電氣設(shè)備與低壓電氣設(shè)備宜分別集中在一側(cè)布置，硐室寬度取 3.6 m。變電所的高度根據(jù)人行高度、設(shè)備高度及吊掛電燈的高度要求確定為 3.5 m。帶區(qū)變電所采用不可燃材料支護，本采區(qū)選用錨噴支護，底板用 100 號混凝 土鋪底。帶區(qū)變電所硐室見圖 5-7。 圖 5-7 采區(qū)變電所斷面示意圖 6 采煤方法 6.1 采煤工藝方式的確定 6.1.1 帶區(qū)地質(zhì)條件和煤層賦存條件 采煤方法選擇的制約因素為： 1）帶區(qū)

64、煤層賦存狀況及地質(zhì)構(gòu)造因素； 2）現(xiàn)在技術(shù)及設(shè)備； 3）開采水平的劃分及帶區(qū)巷道布置； 4）儲量、年產(chǎn)量、服務(wù)年限等各項指標。 本帶區(qū)煤層走向長度 300m，傾向長度 2500m，該帶區(qū)除邊界、斷層外，無 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 21 頁 共 34 頁 明顯的地質(zhì)構(gòu)造，帶區(qū)煤層為低涌水量，低瓦斯，煤平均厚度 3.96m,屬中厚煤 層，平均傾角 8.2左右，屬緩傾斜煤層。綜合考慮目前的技術(shù)與設(shè)備情況， 采用大采高一次采全高綜合機械化開采。采煤工藝選用綜合機械化采煤工藝。 6.1.2 采煤工藝的確定 （1）工作面日進刀數(shù) 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 400 萬 t/a，一年按 330

65、天計算，日產(chǎn)量應(yīng)為 Qd=400 萬 t /330 天=1.12 萬 t 采煤機截深 1m，工作面進刀數(shù)為： N = Qd/（L MBγC ） （6—16） N = 12100（30015.080.941.51）=6（刀） 式中 L —— 工作面長度 300 m； M —— 煤層厚度，1.12+3.96 m； B —— 采煤機截深，1 m； r —— 煤的容重，1. 51t/ m 3； C —— 工作面回采率，取 0.94。 取日進刀數(shù) 6 刀，兩個工作面達產(chǎn)，“三八工作制”兩班采煤，一 班檢修 （2）驗算日產(chǎn)量： QB= LB MγCN

66、 （6—17） =30015.081.510.946 =12979t＞ 12121t 所以，日進 6 刀是能滿足產(chǎn)量要求的。 （3）一刀煤所需的時間 T 割 = + （6—18）1VL 2-21 =47.5 式中， L —— 工作面長度，300 m； L1 —— 斜切段長度，取 30 m； V1 —— 采煤機正常割煤牽引速度，取 6 m/ min； V2 —— 采煤機單向割煤牽引速度，取 8 m/ min。 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計 第 22 頁 共 34 頁 （4）割煤空行時間 T 空 T 空 = L1/V 空 = =3 min （6—19）03 式中 V 空 —— 采煤機空刀運行時的牽引速度，取 10 m/ min （5）必須的間歇時間 T 停 必須的間歇時間包括每割完一刀煤檢查機器更換截齒時間；正常的停開機 時間；采煤機改變牽引方向時的翻擋煤板時間及滾筒調(diào)位時間等。根據(jù)實際情 況， T 停 取 15