采礦課程設(shè)計(jì)說明書.doc

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1、《采 礦 學(xué)》 課程設(shè)計(jì)說明書 姓名：王 偉學(xué)號(hào)：201010014122 班級(jí)： 采礦 B10-1 題目： 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計(jì) 評(píng)語(yǔ)： 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(jì) 設(shè)計(jì)感受 在兩個(gè)星期

2、的課程設(shè)計(jì)過程中，讓我不僅從中學(xué)到了很多新的知識(shí)，更讓我 對(duì)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)做了系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和總結(jié)，并且能夠運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過的知識(shí)來解決設(shè)計(jì) 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(jì)的基本步驟，也能夠熟練 的使用工具書來解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題，更能使自己對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行比較周全的考慮。 本設(shè)計(jì)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(jī)械化開采，通過具體的技術(shù)比較和經(jīng)濟(jì)比較，選擇了雙斜井的 開拓方式，并根據(jù)煤層賦存特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)條件，選擇了膠帶運(yùn)煤、無軌膠輪車輔助運(yùn)輸 系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)的任務(wù)重，需要進(jìn)行大量的計(jì)算和繪制大量的 CAD 工程圖，并且對(duì)一些 內(nèi)容需要

3、進(jìn)行反復(fù)的修改。在短短的兩個(gè)星期時(shí)間內(nèi)，可能有很多地方做得不夠細(xì)致。 盡管如此，卻能使我更加細(xì)心的進(jìn)行設(shè)計(jì)。 在本設(shè)計(jì)的制作中，我一直都細(xì)心的編寫說明書的每一部分，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求 來進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于計(jì)算就更加嚴(yán)格計(jì)算每一個(gè)數(shù)據(jù)，對(duì)于每一部分設(shè)計(jì)自己都親手完 成。經(jīng)過兩個(gè)星期的努力，我順利完成了城郊井工礦的設(shè)計(jì)。 最后，再次向我尊敬的老師和親愛的同學(xué)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(jìn)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(jì) 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(jì)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(chǔ)量 ???????????????????????????? 9 2.1 井田境界 ????????????????????????????? 9 2.2 礦井儲(chǔ)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(chǔ)量 ????????????????????????? 10 2.3 可采儲(chǔ)量 ???????????????????????????? 10 2.3.1 礦井設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量 ??????????????????????? 10 2.3.2 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 ??????????????????????? 11 3.

7、工作制度和設(shè)計(jì)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(jì)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(chǎng)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(biāo)高及水平垂高 ????????????????? 13 4.

8、4 確定運(yùn)輸大巷布置及位置 ?????????????????????? 13 5.準(zhǔn)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(zhǎng)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(jì) 5.3 帶區(qū)下部車場(chǎng)選型設(shè)計(jì) ??????????????????????? 16 5.4 帶區(qū)主要硐室的布置 ???????????????????????? 16 5.4.1

10、帶區(qū)煤倉(cāng) ???????????????????????????? 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(zhǎng)度和推進(jìn)度以及推進(jìn)方向 ??????????????? 22 6.1.4 回采工作面的破裝運(yùn)煤方式 ???????????????????? 22 6.1.5 勞動(dòng)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(hù) ?????????????????????????? 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(jì)礦井基本的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ?????????????????????? 32 8.參考文獻(xiàn) ??????????????????????????????? 33 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 34 頁(yè) 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(diǎn)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(biāo)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(guó)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(yùn)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(dá)，煤炭 外銷十分方便。 礦區(qū)地表為第四紀(jì)沖積平原，地面標(biāo)高介于+22～+31m 之間。地形總趨勢(shì)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(shí)斷流，雨季流量較大，最高洪水位+30 m。 境內(nèi)有村莊 18 個(gè)。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(guó)家計(jì) 劃供應(yīng)外，其它磚、砂等土產(chǎn)材料，均由當(dāng)?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(rùn) 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(yíng) 礦4陡 河 電 廠 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 3

15、4 頁(yè) 1.1.3 礦區(qū)氣候條件 本區(qū)屬溫帶季風(fēng)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(fēng)，夏 季多南風(fēng)，最大風(fēng)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(chǎng) 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(chǎng)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(dú)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(jì)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(gè)鉆孔 實(shí)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(jì)，煤 系地層厚度為 489 m。由此可見，沉積補(bǔ)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(shí)，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(fēng)化形成的 G 層鐵鋁質(zhì)粘土巖構(gòu)成煤系第一個(gè) 標(biāo)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(xì)砂巖和淺灰－灰綠色粗砂巖為主，向上部紫色粉－細(xì)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(jì) 第 3 頁(yè) 共

18、34 頁(yè) 巖呈角度不整合接觸。 1988－1998 年，共施工井上下各類鉆孔 78 個(gè)，累計(jì)進(jìn)尺 10246.54 m。其 中地面勘探工程有 18、20、21、39、40、45、46 和 49 號(hào)共 8 個(gè)補(bǔ)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(dòng) 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(duì)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(duì)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(yáng)莊－嶺上背斜組成；另外一組在宋家營(yíng)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(yáng)莊－嶺上背斜、小張各莊向斜等五個(gè)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(jí)的褶曲構(gòu)造。在井田南部，呂家坨背斜、畢各莊 向斜、南陽(yáng)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(tuán)公司統(tǒng)一的含水層劃分標(biāo)準(zhǔn)，將區(qū)內(nèi)的地層劃分為七個(gè)含水 層（見表 1-1） 。其中，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ含水層對(duì)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(yàn)資料，其主要特征如下： 表 1-1 含水層劃分表 含水層 編 號(hào) 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(xì)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(jì) 第 4 頁(yè) 共 34 頁(yè) 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(qiáng) 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(hào) 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(qiáng) 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(xì)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(qiáng)，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(jì) 第 5 頁(yè) 共 34 頁(yè) 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(xì)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(zhǎng)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(jì)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(jiǎn)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(jì) 第 6 頁(yè) 共 34 頁(yè) 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(duì)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(jiǎn) 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(shí)，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(gè)別地點(diǎn)不可采；井田的東北部煤層較厚，大多在 1.3 m 以上，個(gè)別地點(diǎn) 可達(dá) 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(diǎn) 是底鼓現(xiàn)象較多，常形成長(zhǎng)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(jì) 第 7 頁(yè) 共 34 頁(yè) 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(xì) 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 。灰 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(xì) 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(xì) ， 夾 細(xì) 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(dòng) 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(shí) 成 煤 團(tuán) ， 多 為 煤 線 或 尖 滅 ， 或 被 沖 蝕 。 上 部 為 灰 褐 ～ 深 灰 色 粉 － 細(xì) 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(shí) 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(xì) 砂 巖 ， 具 臟 感 。深 灰 -灰 色 ， 粉 -細(xì) 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 － 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(fēng) 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(dá) 到 可 采 厚 度 。灰 白 -灰 褐 ， 局 部 為 粗 砂 巖 ， 顯 假 鮞 狀 ， 含 細(xì) 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(jiǎn) 單 ， 絕 大 部 可 采 。 以 深 灰 色 粉 砂 巖 為 主 ， 次 為 灰 色 細(xì) 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(xì) 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(jì) 第 8 頁(yè) 共 34 頁(yè) 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(shí)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(xì)砂巖 4.5 有時(shí)為中砂巖,條帶狀,堅(jiān)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(xì)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(yàn)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(biāo)的等級(jí) 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(jì) 第 9 頁(yè) 共 34 頁(yè) 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(dá)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(duì)涌出量為 1.31 m3/t，二氧化碳相對(duì)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(duì)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(xiǎn)性 備注 8 3.30 21.88 26.76 48.06 35.76 有 強(qiáng)爆 9 2.46 23.40 24.91 49.23 33.60 有 強(qiáng)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(shí)應(yīng)注意相應(yīng) 的保護(hù)措施，防止其發(fā)生自燃狀況。應(yīng)及時(shí)將采出的煤運(yùn)出，防止自燃。

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

42、2km，南北長(zhǎng) 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(chǔ)量 2.2.1 井田勘探類型 精查地質(zhì)報(bào)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(chǔ)量 探明的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量 Z111b=49246.7260%70%=20683.6224 萬 t 控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量 Z122b=49246.7230%70%=10341

43、.8112 萬 t 探明的資源中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量 Z2M11=49246.7260%30%=8864.4096 萬 t 控制的資源中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量 Z2M22=49246.7230%30%=4432.2048 萬 t 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 共 34 頁(yè) 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(chǔ)量 2.3.1 礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量 Zs=47769.3184

44、-47769.31843% =46336.238848 萬 t 2.3.2 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 Zk=(46336.24-46336.242%)77% =34965.33 萬 t 3.工作制度和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 3.1 礦井工作制度 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按工作日 330 d 計(jì)算。每天兩班生產(chǎn)一班準(zhǔn)備，每天凈 提升時(shí)間為 16 h。因此，設(shè)計(jì)時(shí)按礦井年工作日 330 d，每天提升能力為 16 小 時(shí)設(shè)計(jì)。 目前綜采多采用三八制，每班工作八小時(shí)，兩班出煤一班檢修。所以本礦 井計(jì)劃采用“三八”工作制度。 3.2 礦井設(shè)計(jì)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(chǔ)量備用系 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 34 頁(yè) 數(shù)取 1.4，則礦井設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范規(guī)定：將礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A 確定為 400 萬 t/a 再計(jì)算礦井服務(wù)年限 T=Zk/Ak=62.438a 在計(jì)算礦井服務(wù)年限時(shí)，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(chǔ)量 Zb,備用 量為： Zb=Zk/1.40.4=34965.33/1.40.4=9990.09 萬 t 在備用儲(chǔ)量中，估

46、計(jì)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(chǔ)量。礦井開拓設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)定的實(shí)際采出的儲(chǔ)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(chǎng)位置 1) 工業(yè)廣場(chǎng)及井口位置確定的原則 ⑴ 對(duì)初期開采有利，即儲(chǔ)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(chǔ)量大致平衡，即井筒應(yīng)位于儲(chǔ)量中心，利于井下運(yùn) 輸、 通風(fēng)和開采系統(tǒng)布置，減少生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)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(chǎng)，以便 使地面生產(chǎn)系統(tǒng)合理，便于與外界溝通，使運(yùn)輸方便。 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井

47、課程設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 共 34 頁(yè) 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(chǎng)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(shí)，應(yīng)考慮井筒層位的合理選擇，考慮其經(jīng)濟(jì)技術(shù)的合 理性。 范各莊礦工業(yè)廣場(chǎng)和主副井井口布置在井田走向的中央，對(duì)于本礦井 井田走向中央也大致是井田儲(chǔ)量中央。 2) 風(fēng)井位置的確定 風(fēng)井位置應(yīng)根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)合理選擇。 ⑴ 采用中央邊界式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，主、副井筒設(shè)在井田儲(chǔ)量中央，風(fēng)井 設(shè)在井田上部邊界中央。 ⑵ 采用中央并

48、列式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，進(jìn)、回風(fēng)井并列在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。一般 可利用其一井筒進(jìn)風(fēng)，另一井筒回風(fēng)，主副井筒相距 30～50m。大型礦井相 距可達(dá) 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(jiǎn)單，無突水危險(xiǎn)時(shí)，且主副井筒均能上下人員，也可以單獨(dú)設(shè)置安 全出口。 ⑶ 采用對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，風(fēng)井設(shè)在井田兩翼上部邊界。 ⑷ 采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，回風(fēng)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(shí)際：產(chǎn)量為 400 萬噸/年，走向長(zhǎng)。為保證井下生產(chǎn)時(shí)有足 夠的風(fēng)量，本礦井開采前期采用中央并列式通風(fēng)，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(jì) 第 14 頁(yè) 共 34 頁(yè) 4.3 確定開采水平位置、標(biāo)高及水平垂高 分帶工作面的傾斜長(zhǎng)度就是工作面的連續(xù)推進(jìn)的距離，約為上山或下山階段 斜長(zhǎng)。我國(guó) 2005 年發(fā)布的《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定為分帶傾斜長(zhǎng) 度不宜少于工作面一年的連續(xù)推進(jìn)長(zhǎng)度。一般上山部分的傾斜長(zhǎng)度宜為 1000— 1500 m 或者更長(zhǎng)，下山部分的傾斜長(zhǎng)度宜為 700—1200 m。本礦井帶區(qū)傾斜長(zhǎng) 度為 1000m。本設(shè)計(jì)第一水平上山傾斜長(zhǎng)度 2500m，第二水平上山階段傾斜長(zhǎng)度 2500m，下山 1000m，總傾斜長(zhǎng)度 6400m. 4.4 確定運(yùn)輸大巷布置及位置 選擇三條大

50、巷，回風(fēng)大巷布置在 8 號(hào)煤層中，運(yùn)輸大巷和軌道大巷布置在 9 號(hào) 煤層的底板砂巖中 5 準(zhǔn)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(jì)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(jiǎn)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(jì) 第 15 頁(yè) 共 34 頁(yè) 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(duì)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(jiǎn) 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(shí)，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(zhǎng)的確定 分帶工作面的傾斜長(zhǎng)度就是工作面的連續(xù)推進(jìn)的距離，約為上山或下山階 段斜長(zhǎng)。根據(jù)一水平的劃分和膠帶輸送機(jī)的發(fā)展，帶區(qū)斜長(zhǎng)可以為 2500m,故本 礦井的帶區(qū)斜長(zhǎng)為 2500m 5.2.2 帶區(qū)上山位置及布置方式 工作面運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)斜巷和工作面回風(fēng)運(yùn)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(zhǔn)備方式。 5.2.3 帶區(qū)內(nèi)工作面的接替順序 當(dāng)傾斜長(zhǎng)壁工作面從運(yùn)輸大巷附近向上部或下部邊界方向推進(jìn)時(shí)，稱工作 面采用了前進(jìn)式回采順序；反之，工作面從上部邊界向大巷方向推進(jìn)時(shí)則稱采 用了后退式回采順序。兩者相結(jié)合時(shí)，則稱為工作面采用了往復(fù)式回采順序。 目前我國(guó)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(jì) 第 16 頁(yè) 共 34 頁(yè) 5.2.4 帶區(qū)內(nèi)各種巷道的掘進(jìn)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(jī)掘。 采用雙巷掘進(jìn)的巷道掘進(jìn)方式，這樣的掘進(jìn)

54、方式可以有效的解決獨(dú)頭巷道 掘進(jìn)的通風(fēng)問題。雙巷掘進(jìn)時(shí)，每隔 100m 開掘一個(gè)聯(lián)絡(luò)巷道，用作通風(fēng)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(shí)生產(chǎn)的采煤工作面和掘進(jìn)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(zhǎng)度及年推進(jìn)度。 采煤工作面的單產(chǎn)由式（）計(jì)算： Am = LvMγC m L——采煤工作面長(zhǎng)度，m; V——工作面年推進(jìn)長(zhǎng)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(shí)際采出的煤量低于實(shí)際儲(chǔ)量。帶區(qū)內(nèi)采出 的煤量與帶區(qū)內(nèi)工業(yè)儲(chǔ)量之比的百分?jǐn)?shù)稱為帶區(qū)采出率，計(jì)算公式如下： 帶區(qū)采出率=帶區(qū)實(shí)際采出煤量 / 帶區(qū)工業(yè)儲(chǔ)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(jì) 第 17 頁(yè) 共 34 頁(yè) 收部分損失等。 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)首采帶區(qū)采出率為 86%，符合《煤 炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定》 。 5.3 帶區(qū)下部車場(chǎng)選型設(shè)計(jì) 本帶區(qū)采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法，采用的是皮帶運(yùn)煤，沒有裝車站線路，煤直 接由帶區(qū)煤倉(cāng)經(jīng)大巷運(yùn)至井底煤倉(cāng)，無軌膠輪車作輔助運(yùn)輸裝備，只有輔助車 場(chǎng)，無一般意義上的上、中、下車場(chǎng)，這也正是帶區(qū)式準(zhǔn)備的一大優(yōu)勢(shì)（運(yùn)輸 線路簡(jiǎn)單，運(yùn)費(fèi)低） 。因?yàn)椴牧线\(yùn)輸大巷布置在巖層中，所以帶區(qū)下部車場(chǎng)采用 石門底繞

57、的方法連通材料運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)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(cāng)、采區(qū)絞車房和采區(qū)變電所等。 5.4.1 帶區(qū)煤倉(cāng) ⑴ 煤倉(cāng)的形式及參數(shù) 井巷式煤倉(cāng)按煤倉(cāng)的中軸與水平面的夾角分為垂直煤倉(cāng)和傾斜煤倉(cāng)兩種。 垂直煤倉(cāng)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(hù)，施 工方便，施工速度快。本礦帶區(qū)煤倉(cāng)都選用垂直煤倉(cāng)。 煤倉(cāng)的斷面直徑取 7m，煤倉(cāng)高度取 20m。 ⑵ 煤倉(cāng)容量 合理的煤倉(cāng)容量應(yīng)在保證正常生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)那疤嵯?，工程量最省。按采煤機(jī) 連續(xù)割煤的產(chǎn)量計(jì)算： Q = Q0 + LMbγC 0kt (5-1） 式中，Q — 采區(qū)煤倉(cāng)容量，t；

58、Q0 — 防空倉(cāng)漏風(fēng)留煤量，一般取 5～10t； 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 共 34 頁(yè) L— 工作面長(zhǎng)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(shí)生產(chǎn)的工作面系數(shù)，綜采時(shí)，k t =1； 則 Q =10+300511.5193%1≈2116.45t 表 5-6 煤倉(cāng)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(cāng)容量/t 50-100 100-200 200-500 大于 500 由上表知：選采區(qū)煤倉(cāng)容量為 2116

59、.45t。 ⑶ 采區(qū)煤倉(cāng)的支護(hù) 本采區(qū)煤倉(cāng)采用砌碹支護(hù)，壁厚 350 mm，為避免堵倉(cāng)，煤倉(cāng)下口采用雙 曲線型，煤倉(cāng)上口設(shè)置鐵篦子，防止大塊煤及矸石進(jìn)入煤倉(cāng)。煤倉(cāng)內(nèi)采取預(yù)埋 鋼絲繩等措施，處理萬一堵倉(cāng)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(hào)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(jìn)行設(shè)計(jì)。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(fù)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(zhǎng)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(hù)的地點(diǎn)；在滿足絞 車房施工、機(jī)械安裝和提升運(yùn)輸要求的前提下，絞車房應(yīng)盡量靠近變坡點(diǎn)，以 開灤呂家坨 4.0Mt／a 新井課程設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 共 34 頁(yè) 減少巷道工程量；絞車房與相鄰巷道要有足夠的保護(hù)煤柱或巖柱，一般不小于 10 m，以利絞車房的維護(hù)。 ⑵ 絞車房的通道 絞車房應(yīng)有兩個(gè)安全出口，即鋼絲繩通道及絞車房的風(fēng)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(yùn) 輸要求，寬一般為 2000～2500mm 長(zhǎng)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?jī)?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(jìn)出電動(dòng)機(jī)；后面能布置部分電氣設(shè)備 后尚能適應(yīng)司機(jī)活動(dòng)，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(zhǎng)度/㎜ 絞車型號(hào) 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(zhǎng) 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(hào)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(jìn)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(hù) 絞車房端面一般設(shè)計(jì)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(hù)。本礦井的絞車房斷面采用半圓拱形，采用錨噴支護(hù)。 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(jì) 第 20 頁(yè) 共 34 頁(yè)

63、 壓小、通風(fēng)良好的地點(diǎn)，并位于在采區(qū)用電負(fù)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(jiǎn)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(hù)，本采區(qū)選用錨噴支護(hù)，底板用 100 號(hào)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(chǔ)量、年產(chǎn)量、服務(wù)年限等各項(xiàng)指標(biāo)。 本帶區(qū)煤層走向長(zhǎng)度 300m，傾向長(zhǎng)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(jì) 第 21 頁(yè) 共 34 頁(yè) 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(jī)械化開采。采煤工藝選用綜合機(jī)械化采煤工藝。 6.1.2 采煤工藝的確定 （1）工作面日進(jìn)刀數(shù) 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 400 萬 t/a，一年按 330

65、天計(jì)算，日產(chǎn)量應(yīng)為 Qd=400 萬 t /330 天=1.12 萬 t 采煤機(jī)截深 1m，工作面進(jìn)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(zhǎng)度 300 m； M —— 煤層厚度，1.12+3.96 m； B —— 采煤機(jī)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(jìn)刀數(shù) 6 刀，兩個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)，“三八工作制”兩班采煤，一 班檢修 （2）驗(yàn)算日產(chǎn)量： QB= LB MγCN

66、 （6—17） =30015.081.510.946 =12979t＞ 12121t 所以，日進(jìn) 6 刀是能滿足產(chǎn)量要求的。 （3）一刀煤所需的時(shí)間 T 割 = + （6—18）1VL 2-21 =47.5 式中， L —— 工作面長(zhǎng)度，300 m； L1 —— 斜切段長(zhǎng)度，取 30 m； V1 —— 采煤機(jī)正常割煤牽引速度，取 6 m/ min； V2 —— 采煤機(jī)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(jì) 第 22 頁(yè) 共 34 頁(yè) （4）割煤空行時(shí)間 T 空 T 空 = L1/V 空 = =3 min （6—19）03 式中 V 空 —— 采煤機(jī)空刀運(yùn)行時(shí)的牽引速度，取 10 m/ min （5）必須的間歇時(shí)間 T 停 必須的間歇時(shí)間包括每割完一刀煤檢查機(jī)器更換截齒時(shí)間；正常的停開機(jī) 時(shí)間；采煤機(jī)改變牽引方向時(shí)的翻擋煤板時(shí)間及滾筒調(diào)位時(shí)間等。根據(jù)實(shí)際情 況， T 停 取 15