潞安礦業(yè)集團(tuán)五陽礦240萬ta新井設(shè)計【含CAD圖紙+文檔】,含CAD圖紙+文檔,礦業(yè)集團(tuán),五陽礦,ta,設(shè)計,cad,圖紙,文檔 摘 要 本設(shè)計包括三個部分：一般部分、專題部分和翻譯部分。 一般部分是潞安礦業(yè)集團(tuán)五陽礦240萬t/a新井設(shè)計。全篇共分為十個部分：礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征、井田境界和儲量、礦井工作制度和設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限、井田開拓、準(zhǔn)備方式―采區(qū)巷道布置、采煤方法、井下運輸、礦井提升、礦井通風(fēng)設(shè)計和礦井基本經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。 五陽礦位于山西省長治市，礦井總面積約為69.33km2，井田走向平均長8.36km，傾向平均寬8.6km。井田內(nèi)有3#和15#煤可采，平均厚度為7.4m，煤層賦存穩(wěn)定，為緩傾斜煤層，傾角5°～15°，平均12°。井田內(nèi)工業(yè)儲量為197.5Mt，可采儲量為142.51Mt。礦井正常涌水量400 m3/h，屬于低瓦斯礦井，煤塵有爆炸危險，沒有自燃發(fā)火現(xiàn)象。 五陽礦設(shè)計年生產(chǎn)能力為240萬t/a，服務(wù)年限為74.44年。工作制度為“四六”制。礦井的采煤方法為傾向長壁綜合機(jī)械化放頂煤開采。礦井為兩水平開拓。礦井有一對立井：主井主要用于提煤，副井用于提升材料、人員和矸石。開拓水平設(shè)置在+580m和+230m。 礦井一個工作面達(dá)產(chǎn)，采用綜放工作面，年生產(chǎn)能力為240萬t/a。工作面長度為280m，煤的運輸采用軌道運輸，輔助運輸也采用礦車。礦井通風(fēng)方式為區(qū)域式通風(fēng)。 專題是一篇論文，文章主要闡述了煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)及其在煤礦中的具體應(yīng)用。 翻譯部分是將一篇有關(guān)煤炭科技的英文翻譯成漢語。英文題目是“Why Longwall in India has not Succeeded as in other Developing Country Like China”。 關(guān)鍵詞：綜放；礦車運輸；長壁開采；錨桿 Abstract This design consists of three parts: the general part, the special part and the translated part. The general part is a new design of WuYang Mine in ChangZhi coal department. It has ten chapters: an outline of the mine and mine field geology, boundary and reserves, productive capacity and service life and working area, transportation of underground, mine lifting, mine ventilation and safety, and the economic and technologic index of the mine. The WuYang Mine field lies in the ChangZhi city of ShanXi province, The total area of the mine is 69.33 km2. The boundary of the mine field runs 8.36km on north south and 8.6km on west east on average. There is two exploring layer: No.2 and No.15 and the average thickness of the seam is7.4m. It is stable and fluty inclined. It’ s dip angle is from 5 degree to 15 degree, and is 12 degree on average. The normal flow of the mine is 400m3/h. The coal dust has explosion hazard, and the seam has’t self-combustion tendency. The productive capacity ofWuYang Mine is 2.4 million tons per year, and it’s service life is 74.44 years. Only one working system is used in the mine. The mine has two level. It gets two vertical shafts: the main shaft is for lift coal and the subsidiary is for lift material and personals. The designed development level should be located at the level of +580m and +230m There is only one working area in the mine. It is used comprehensive mechanized coal face and its productive capacity is 2.4 million tons per year. The length of the longwall face is 280m. The coal is transported by carrage and the solid car is used in the ancillary transport. The method of mine ventilation in this shift is zone. The special part is a paper that the technique of rock bolting in coal roadway and the concrete use of this technique in mine. The translated part is to translate a paper about mining technology into Chinese. And it’s title is “Why Longwall in India has not Succeeded as in other Developing Country Like China”. Keywords：transported by carrage；Longwall Mining；bolt 目 錄 一 般 部 分 1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征………………………………………………(1) 1.1 礦區(qū)概述 …………………………………………………………(1) 1.2 地質(zhì)特征 ……………………………………………………………(1) 1.3 煤層及煤質(zhì) ……………………………………………………… (2) 1.4 開采技術(shù)條件……………………………………………………… (3) 1.5 水文地質(zhì)條件……………………………………………………… (4) 1.6 當(dāng)?shù)靥鞖鈿夂蚝徒邓俊?(7) 1.7 交通位置…………………………………………………………… (7) 2 井田境界和儲量………………………………………………………… (9) 2.1 井田境界 ………………………………………………………… (9) 2.2 礦井工業(yè)儲量 …………………………………………………… (9) 2.3 礦井可采儲量 ……………………………………………………(11) 3 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限…………………………(14) 3.1 礦井工作制度 ……………………………………………………(14) 3.2 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 …………………………………(14) 4 井田開拓…………………………………………………………………(16) 4.1 井田開拓的基本問題 ……………………………………………(16) 4.2 礦井基本巷道 ……………………………………………………(26) 4.3 主要開拓巷道………………………………………………………(32) 5 準(zhǔn)備方式—采區(qū)巷道布置………………………………………………(36) 5.1 煤層地質(zhì)特征 ……………………………………………………(36) 5.2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) ………………………………………(36) 5.3 采區(qū)車場選型設(shè)計……………………………………………… (39) 6 采煤方法…………………………………………………………………(42) 6.1 采煤工藝方式 ……………………………………………………(42) 6.2 回采巷道布置 ……………………………………………………(57) 7 井下運輸…………………………………………………………………(60) 7.1 概述 ………………………………………………………………(60) 7.2 采區(qū)運輸設(shè)備的選擇 ……………………………………………(61) 7.3 主要石門運輸設(shè)備的選擇 ………………………………………(63) 8 礦井提升…………………………………………………………………(65) 8.1 概述 ………………………………………………………………(65) 8.2 主副井提升 ………………………………………………………(65) 9 礦井通風(fēng)設(shè)計……………………………………………………………(68) 9.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇 ……………………………………………… (68) 9.2 采區(qū)及全礦所需風(fēng)量 …………………………………………… (76) 9.3 全礦通風(fēng)阻力的計算………………………………………………(82) 9.4 通風(fēng)機(jī)選型 ……………………………………………………… (86) 9.5 防止特殊災(zāi)害的安全措施 ……………………………………… (91) 10 礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)………………………………………………(94) 專題部分 題目：煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的研究及應(yīng)用…………………………………(96) 1 引言……………………………………………………………………(96) 2 煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)……………………………………………………(97) 2.1 錨桿支護(hù)理論……………………………………………………(97) 2.2 錨桿支護(hù)設(shè)計方法………………………………………………(101) 2.3 錨桿支護(hù)監(jiān)測技術(shù)………………………………………………(103) 2.4 特種錨桿與錨索支護(hù)技術(shù)………………………………………(105) 3 煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用……………………………………………(108) 3.1 煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)在徐莊礦的應(yīng)用……………………………(108) 3.2 煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)在石臺礦的應(yīng)用……………………………(113) 4 錨桿技術(shù)的前進(jìn)方向…………………………………………………(117) 參考文獻(xiàn)：…………………………………………………………………(118) 翻譯部分 參考文獻(xiàn)：…………………………………………………………………(132) 1 礦區(qū)概況與井田地質(zhì)特征 1.1概況 五陽礦是潞安礦區(qū)最北部的一對大型礦井。行政區(qū)劃隸屬襄桓縣所轄，礦井范圍北以兩川斷層為界，南以文王山斷層為界，西起勘探區(qū)邊界，東至15-3號煤層露頭，南北長約8.35km，東西寬約8.3km，礦井面積為69.33 km2，該礦距襄桓車站3.5km，距長治45km ,太焦線穿越礦區(qū)，交通方便。區(qū)內(nèi)地勢屬丘陵，交差不大。地面標(biāo)高一般930m左右。 1.2地質(zhì)特征 1.2.1地層 礦區(qū)內(nèi)地層發(fā)育比較齊全，自老到新發(fā)育地層有： 中奧陶統(tǒng)峰峰組：為灰?guī)r，白云質(zhì)灰?guī)r及石膏等巖層組成。文王山北斷層下盤有出露。 中石炭統(tǒng)本溪組：巖性以鋁土泥巖為主，底部發(fā)育山西式鐵礦。厚3.5—29.90m平均6.70m。在礦區(qū)南部有出露。 上 石炭統(tǒng)太原組：主要巖性為深灰—灰黑色泥巖,沙質(zhì)泥巖灰白色中砂巖，石灰?guī)r及煤等。厚度89.2—129.02m，平均105m。零星分布于五陽村東部地段。 下二迭統(tǒng)山西組：主要巖性灰白色砂巖，黑色泥巖，粉砂巖及煤。厚度59.20—85.85m平均70m含主要可采煤層3號煤。礦井東部五陽村東有零星出露。下二迭統(tǒng)下石盒子組：以灰色泥巖及灰白色砂巖為主，頂部發(fā)育鋁土質(zhì)泥巖，厚83.46—151.90m。 上二迭統(tǒng)下石盒子組：巖性以黃綠，灰綠砂巖及灰綠夾紫色泥巖。 第四系：為黃土，紅土夾砂層，在漳河一帶有河床礫石層。厚0—88.17m,一般32.73m. 1.2.2構(gòu)造 礦井構(gòu)造特征是：寬緩褶曲相伴生大，中型交角度正斷層和次級小型斷裂。構(gòu)造線方向多為南北方向，褶曲主要天倉向斜，呈北東縱貫礦井中央，兩翼傾角一般10度左右，局部達(dá)到20度，幅達(dá)200m，與其相伴生的次級褶曲有崔村向斜，大郝溝向斜，十字道背斜，五陽背斜。其軸向大致與天倉向斜一致。只是規(guī)模上，幅度上都小于天倉向斜。 與褶曲相伴生較大的構(gòu)造主要有控制礦井范圍的西川斷層，文王山斷層及發(fā)育在礦井內(nèi)的王家莊斷層，小黃莊斷層。崔家莊1.2.3號斷層，走向多呈北東方向，落差均在100m以上落差在10—100m的斷層有東南上斷層，倉上１號斷層，1505斷層，倉上2號斷層，西王橋斷層，五陽斷層等。其產(chǎn)狀與較大斷層基本一致。礦井內(nèi)無陷落柱。 1.3煤層及煤質(zhì) 礦井主要含煤地層為二迭統(tǒng)山西組及上石炭統(tǒng)太原組煤系厚度： 山西組：59.20—85.85m,太原組：89.2—129.02m。共含煤15層，其中山西組4層（1—4號）太原組（5—15號煤）含煤系數(shù)為6.7%。煤層傾角為5°～15°平均傾角為12°煤質(zhì)的硬度為f=2～3中等硬度。主要可采煤層特征見表1.3-1；煤質(zhì)特征見表1.3-2；煤工業(yè)價值分析見表1.3-3。 表1.3-1 主要可采煤層特征 煤號 厚度 最小—最大 夾石層數(shù) 穩(wěn)定性 平均 3 1.35—7.90 5.8 2 穩(wěn)定 15-1 0.10—1.88 0.63 0—2 穩(wěn)定 15-3 0.46—2.06 1.6 0—2 不穩(wěn)定 表1.3-2 煤 質(zhì) 特 征 煤 層 膠質(zhì)層 元素分析 熔 點 煤 種 Xmn Ymm Cdaf Hdaf Ndaf Odaf T1 T2 T3 3 25 14 90.0 5.04 1.68 3.23 ＞1500 ＞1500 ＞1500 瘦煤 15-1 23 8 ＞1500 ＞1500 ＞1500 貧煤 15-3 19.6 8.5 86.1 4.04 1.45 5.34 1230 1230 1240 貧煤 由于15-3號煤層平均厚度為0.63m小于最薄可采煤層，并且分布不穩(wěn)定，所以定位為不可采煤層。除以上主要可采煤層外，還有5，9，10，11，13，15-3等局部可采煤層。 1.4開采技術(shù)條件 1.4.1煤層頂?shù)装鍘r性特征 主要開采對象3號煤層頂板一般為砂巖，泥巖，偽頂，直接頂，老頂通常同時存在。偽頂多為黑灰色泥巖,厚0.08～0.20m，隨著采煤冒落。直接頂有灰黑色泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖組成，厚度為1.3～3.6m其抗壓強(qiáng)度在75～905kg/cm2,一般在搬移支柱后即冒落，為Ⅱ類穩(wěn)定中等頂板。老頂多為砂巖，硬度大，厚度不穩(wěn)定，一般厚為6.5～9.0m最大可達(dá)28m，其單向抗壓強(qiáng)度380～1310kg/cm2，一般不易冒落，會造成周期來壓。 煤 號 `Mad% Ad% St.d% Pd% Vduf% 原 凈 原 凈 原 原 凈 3 0.87 1.59 13.2 9.0 0.34 0.002 17.81 15-1 3.02 1.77 20.9 1.07 0.092 15-2 3.37 1.53 28.7 11.5 1.66 0.002 18.10 煤 號 `Mad% Ad% St.d% Pd% Vduf% 原 凈 原 凈 原 原 凈 3 0.87 1.59 13.2 9.0 0.34 0.002 17.81 15-1 3.02 1.77 20.9 1.07 0.092 15-2 3.37 1.53 28.7 11.5 1.66 0.002 18.10 表1.3-3 工業(yè)價值分析 地板多無偽底，只有直接底，巖性對為黑色泥巖，厚度達(dá)0.2～0.6m老頂多為砂巖，其抗壓強(qiáng)度為419～1918kg/cm2硬度為4～8 15-3號煤層頂板多為泥巖及粉砂巖，厚度變大，中等硬度，屬于易冒落頂板。頂板以泥巖及粉砂巖為主，老底多為細(xì)砂巖，膠結(jié)為中等膠結(jié)。煤層的埋深及頂?shù)装鍘r層見綜合柱狀圖1.4-1 1.4.2煤塵瓦斯 本礦井煤層瓦斯絕對涌出量為1.20～5.43m3/min相對涌出量為0.45～2.64m3/t因此本礦井屬于低瓦斯礦井。 1.4.3煤塵和自燃 五陽煤礦煤類為焦煤，瘦煤和貧煤。煤的脆性較大，在機(jī)械化采煤程度高的今天，采煤作業(yè)過程中容易形成大量的煤塵。有對3號煤層的取樣試驗，反向火焰長度為5～50mm，一般為10mm左右；爆炸指數(shù)為17.63～21.45%，一般為18～19%屬于危險型礦井。3號煤層的自燃傾向性等級鑒定結(jié)果表明屬于不自燃發(fā)火煤層。生產(chǎn)礦井測量井下溫度16℃左右，地溫為1℃/100m屬于地溫正常地區(qū)。 1.5水文地質(zhì)條件 本區(qū)主要河流為濁漳河南源和西源，屬于海河水系漳河流域。濁漳河由南向北經(jīng)過礦區(qū)南部邊緣，其支流有洚河，嵐水河和青河等。濁漳河西源由西向東流經(jīng)礦區(qū)北緣，其支流有淤泥河。濁漳河南源流入漳澤水庫與其支流匯合，再向北與西源匯合。南、西二源匯合繞過五陽至襄桓城東與濁漳北源匯合。濁漳河河床寬達(dá)70～110 m長年流水，流量為1m3/s 。而礦區(qū)內(nèi)基本無地表河流。 礦井涌水量一般為400m3/h左右，含水系數(shù)為3.1左右。井田內(nèi)共有11個含水層：Ⅰ～Ⅴ為灰?guī)r裂隙溶洞含水層；Ⅵ～Ⅹ為砂巖裂隙含水層；Ⅺ為風(fēng)化殼及砂礫孔隙含水層。礦井涌水主要來源于煤層頂板以上各含水層。通過回采后形成的導(dǎo)水裂隙帶和冒羅帶涌入礦井。礦井水PH值為7～8屬于弱堿性。各水層分布見含水層情況表1.5-1。 圖1.4-1 綜合柱狀圖 表1.5-1 含水層情況表 名稱 代號 厚度（小—大） 巖性 水位標(biāo)高 Q L/S.m K m/d 平均 原始 現(xiàn)在 溶洞水 Ⅰ 400± 厚質(zhì)灰?guī)r 688.53 686.56 0.207 0.84—1.76 裂隙溶洞水 Ⅱ 3.11—12.01 L1 灰?guī)r 751.53 686.56 0.3— 0.0026 0.0046—0.007 7.3 裂隙溶洞水 Ⅲ 0.93—5.49 L2 灰?guī)r 761.52 686.56 0.3— 0.0012 0.0056 3.1 裂隙溶洞水 Ⅳ 2.98—5.50 L3 灰?guī)r 761.52 686.56 0.0012 0.0056 4.2 裂隙溶洞水 Ⅴ 0—6.65 L4 灰?guī)r 856.53 686.56 0.0012 0.0056 3.1 裂隙溶洞水 Ⅵ 2.1—32.6 S3 砂巖 856.53 0.0714 0.132 11.1 裂隙溶洞水 Ⅶ 1.44—28.4 S4 砂巖 856.53 0.0714 0.132 8.2 裂隙溶洞水 Ⅷ 1.95—22.4 S5 砂巖 856.53 0.0714 0.132 9.9 裂隙溶洞水 Ⅸ 3.50—30.1 砂巖 856.53 0.0714 0.132 13.4 裂隙溶洞水 Ⅹ 5.3—24.70 砂巖 856.53 0.0714 0.132 12.47 潛水 Ⅺ 35.0—45.0 風(fēng)化殼沖積層 872.53 0.3185 1.112 40.0 1.6當(dāng)?shù)靥鞖鈿夂蚝徒邓? 該區(qū)事故于溫暖帶大陸性氣候，年平均氣溫為-6.9℃（一月），最高氣溫為22.8℃（七月）。極端最低氣溫為-29.1℃（1972年1月27日），日最高溫度為37.4℃（1972年7月5日）。年降雨量為414～917mm年平均為583.9mm年蒸發(fā)量為1493.8～1996.3mm，年平均為1713.84mm。降雨量多集中在7、8、9三個月。日最大降雨量為109.7mm（1972年7月7日）。風(fēng)向多為西北風(fēng)，最大風(fēng)速為14～16m/s。凍土期為每年十月至每年四月。最大凍土深度為75cm。 1.7交通位置 潞安礦區(qū)地處山西省東南部沁水煤東部邊緣中段，地跨長治。太（原）焦（作）鐵路縱貫礦區(qū)東部。邯（鄲）長（治），太（原）焦（作）鐵路在長治北站交會。太（原）焦（作）線北接石太、同蒲線，南接隴海線。礦區(qū)至太原，長治，邯鄲，洛陽等地都有汽車相通，交通極為方便。長治到各周邊主要城市鐵路間距離見表1.7-1；長治到各周邊主要城市鐵路間距離見表1.7-2；長治交通位置見圖1.7-1 表1.7-1 到各周邊主要城市鐵路間距離 名稱 起至站 距離（公里） 太（原）焦（作）線 長治——太原 280 太（原）焦（作）線 長治——新鄉(xiāng) 217 邯（鄲）長（治）線 長治——邯鄲 220 表1.7-2 長治到各周邊主要城市鐵路間距離 名稱 起至站 距離（公里） 長（治）太（原）線 長治——太原 250 長（治）邯（鄲）線 長治——邯鄲 185 長（治）臨（汾）線 長治——臨汾 171 圖1.7-1長治市交通位 8 2 井田境界和儲量 2.1井田境界 2.1.1井田邊界 五陽礦是潞安礦區(qū)最北部的一對大型礦井。行政區(qū)劃隸屬襄桓縣所轄，礦井范圍北以兩川斷層為界，南以文王山斷層為界，西起勘探區(qū)邊界，東至15-3號煤層露頭。 礦井開采的上限標(biāo)高+830米，由于礦井南北是以斷層為界，西以勘探線為界，所以礦井下部開采邊界在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)達(dá)的情況下任然可以進(jìn)一部探明，以擴(kuò)大下部開采邊界，增加井田的可采儲量，延長服務(wù)年限，提高全礦的經(jīng)濟(jì)效益。 礦井南北傾向長度最長為8.35km，最短為6.35 km，平均長度約為7 km；而東西走向最長約為8.3km，最短約為5.2 km，平均長6 km。礦井總面積約為42 km2。 由于本礦井的煤層傾角為8°～15°，平均為12°屬于緩傾斜煤層，除去井田內(nèi)有一大的斷層影響，煤層賦存基本穩(wěn)定，井田的水平寬度約為5 km，井田的水平面積約為40km2。 2.2 礦井工業(yè)儲量 2.2.1井田勘探類型、鉆孔及勘探情況 自1957年以來，先后有17個單位施工鉆孔241個，總進(jìn)尺113297.54m?，F(xiàn)分述如下： （一） 普查階段的勘探工作 1. 長治市地質(zhì)隊 1957～1959年在李石門一帶施工鉆孔3 個，進(jìn)尺是1064.80m。 2. 原省工業(yè)廳在1957年在漳河溝南施工3 個巖芯孔，進(jìn)尺是952.16m。 3. 原山西省第一工業(yè)廳第一勘探總隊561隊于1957年元月～十月，在黃土崗一帶施工15 個鉆孔，總進(jìn)尺是4316.55m。 （二） 提交過精查報告的勘探工作 1. 河山西煤田3隊于1968年元月～12 月在云架嶺井田的精查報告重施工75個鉆孔，有31個在本井田，進(jìn)尺是17865.22m可采煤層的取樣率是17.87％。 2. 煤炭部一二九隊于1975年元月～11月編制顯德旺井田的精查報告中施工135個鉆孔，有17 個在本井田，共進(jìn)尺是6270.09m，巖芯取樣率僅6.77％，可采煤層的取樣率是79.75％。 （三） 生產(chǎn)補(bǔ)充勘探 1. 本局地質(zhì)隊于1962年～1982年在井田內(nèi)施工80個鉆孔，共進(jìn)尺是37783.19m，巖芯總?cè)勇?7.15％，可采煤層的取樣率是57.59％，基本為全取芯，巖性描述內(nèi)容較多。 2. 煤田二隊于1981年9月到1982年6月完成7個鉆孔，進(jìn)尺4214.07m，全取芯有2 個孔，其余的是煤系取芯，分層細(xì)致，描述詳細(xì)，內(nèi)容較多，滿足了生產(chǎn)礦井的需要。 （四） 地質(zhì)冶金部門的勘探資料 1. 山西地質(zhì)局十二隊于1970年12月～1977年4月，在井田西北角施工22個鉆孔，進(jìn)尺12187.46m，終可到奧灰，平均巖芯取樣 率42.9％，但是分層較粗，描述簡單。 2. 冶金部門施工鉆孔 冶金五一七隊于1968年4月～1979年3月在李石門一帶施工14 個水源孔，在云架嶺周圍施工6個奧灰水文觀測孔20個，總進(jìn)尺十11609.41m。 冶金五一八隊于1965年～1969年在西南部及西北部施工2個觀測孔，5 個水源孔，總進(jìn)尺是3599.42m。 吉林冶金608隊于1973年11月～1974年元月在云架嶺一帶施工2個觀測孔，進(jìn)尺是880.57m，全孔取芯，描述簡單，煤系資料可以參考。 山西冶金217隊于1973年12月～1974年2月在井田的西南部施工2個觀測孔進(jìn)尺1118.42m。僅有簡單的分層記錄，巖性沒有描述，煤層資料只能參考。 華北冶金勘探公司520隊在羅義村南施工找礦孔1 個，進(jìn)尺717.65m，終孔為火成巖，層位不清。 2.2.2礦井工業(yè)儲量的計算及儲量等級的圈定 五陽礦礦井總體范圍不大，煤層較厚。可采煤層3#和15#煤層共平均厚度為7.4m，井田內(nèi)有落差100多米的大斷層K1貫穿其中，煤層傾角平均α=12o，大部分標(biāo)高位于+830～+220m之間。煤層平均容重1.3t/m3。 礦井工業(yè)儲量： 在1：10000的開拓圖上每mm2表示25m2。煤容重取1.3 t/m3，煤層傾角平均12°，煤厚平均為7.4m。工業(yè)儲量的計算公式見下式 Zc=100S×M×r/cosα (2.2-1) 式中： Zc――工業(yè)儲量， 萬t； S――井田面積， km2； M――煤層平均厚度，7.4m； r――煤的平均容重，1.3t/m3； α――煤層平均傾角，12°； 故工業(yè)儲量為： Zc=1600000×25×7.4×1.3/cos12o =38480萬t 工業(yè)儲量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過地質(zhì)勘探厚度與質(zhì)量均合乎開采要求，目前可供利用的列入平衡表內(nèi)的儲量，即A+B+C級儲量。 根據(jù)地質(zhì)勘探資料顯示，其中高級儲量為：30572萬t，約占工業(yè)儲量的79.4 %，符合設(shè)計要求。 2.3 礦井可采儲量 2.3.1計算可采儲量時，必須要考慮以下儲量損失： 1. 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱； 2. 井田邊界煤柱損失； 3. 采煤方法所產(chǎn)生煤柱損失和斷層煤柱損失； 4. 建筑物、河流、鐵路等壓煤損失； 5. 其它各種損失。 2.3.2各種煤柱損失計算 1. 工業(yè)廣場煤柱損失 本礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力為240萬t/a，按《煤礦設(shè)計工業(yè)規(guī)范》，占地面積應(yīng)在240×0.8/10～240×1.1/10之間，即19.2～26.4公頃之間，本設(shè)計工業(yè)廣場取20公頃，長、寬分別為500m、400m，工業(yè)廣場布置在井田的中央位置。 2號煤層傾角α＝12o，五陽莊礦工業(yè)廣場地面標(biāo)高+580m，松散層厚度為50m，移動角ψ=45o，上覆巖層的邊界角δ=75o，下山移動角β=66.6o，上山移動角γ=70o。 圖2.3-1工業(yè)廣場保護(hù)煤柱 工業(yè)廣場圍護(hù)帶寬度為20m，根據(jù)垂直剖面法所作的工業(yè)廣場保護(hù)煤柱的尺寸計算如圖2.3-1所示： 圖2.3-1 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱 保護(hù)煤柱的水平面積S1＝(8.81+9.505)×840.12×100/2＝768600m2 則工業(yè)廣場壓煤為：Q1= S1×M×r/cosα (2.3-1) ＝768600×7.4×1.3/ cos12o =740萬t 3. 井田邊界保留的邊界煤柱 井田邊界長為31500m，煤柱留寬30m，則井田邊界壓煤量為： Q3=31500×7.4×30×1.3/cos12o=909.09萬t (2.3-2) 4. 斷層保護(hù)煤柱 由于斷層落差較大，貫穿整個井田，長度為16200m，斷層兩邊各留煤柱500m，則斷層保護(hù)煤柱損失是： Q4＝16200×2×50×7.4×1.3/cos12o ＝1558.44 萬t (2.3-3) 5. 永久保護(hù)煤柱總量為： Q＝Q1+Q2+Q3+Q4 =740+909.09+1558.44+ =3207.53萬t 2.3.3礦井可采儲量 可采儲量的計算公式為： Z=(Zc－Q)×C (2.3-4) 式中： Z——礦井可采儲量，Mt； Zc——礦井工業(yè)儲量，Mt； Q——永久煤柱損失，Mt； C——煤炭采出率，放頂煤取0.8； 所以本礦井的可采儲量為： Z=(Zc－Q)×C (2.3-5) =（38480－2541.53）×0.75 =26800萬t 由于本礦井為+580m和+220m二水平開拓，主采3#煤層，平均傾角12°，為緩傾斜煤層，其礦井的儲量表見表2.3-1。 表2.3-1 礦井儲量分配表（單位：萬噸） 煤層名稱 地質(zhì)儲量 工業(yè)儲量 可采儲量 高級儲量 遠(yuǎn)景儲量 3# 32750 30160 21011 23968 17572 15# 9034 8320 5789 6604 4841 100 3 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 3.1 礦井工作制度 本礦井年工作日為300天，采用“四六”工作制，即三班采煤，一班檢修，每班工作6小時。根據(jù)煤炭設(shè)計規(guī)范，礦井日凈提L確定為14小時。 3.2 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 3.2.1礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的確定 礦井生產(chǎn)能力主要根據(jù)礦井地質(zhì)條件、煤層賦存情況、開采條件、設(shè)備供應(yīng)及國家需煤等因素確定。 五陽礦的實際情況：地質(zhì)構(gòu)造相對較簡單，儲量豐富，煤層賦存較穩(wěn)定，為緩傾斜煤層（傾角12°），兩水平開拓，主采3#煤層，平均厚度為5.8m；瓦斯和水涌出量較小，采用綜采放頂煤的開采方法。所以根據(jù)以上條件和五陽莊煤礦的最初設(shè)計，確定本礦井的年設(shè)計生產(chǎn)能力為240萬t/年。 3.2.2礦井的服務(wù)年限 根據(jù)礦井實際的地層和煤層特征，本礦井主采3層煤，均厚5.8m，平均傾角12 °，賦存較穩(wěn)定，為單水平開拓。 水平服務(wù)年限的計算公式： T = (3.2-1) 式中：T——水平服務(wù)年限，a； Z——可采儲量，Mt； A—礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力，為2.86Mt； K—礦井備用系數(shù)，取1.5。 所以礦井的服務(wù)年限為： T===74.44a 因為74.44>60年，符合2003年我國設(shè)計規(guī)定的大型礦井（120~240萬t/年）服務(wù)年限至少在60年以上的標(biāo)準(zhǔn)，滿足設(shè)計要求。 第一水平服務(wù)年限為： T===54.6a 也符合水平服務(wù)年限。 第二水平服務(wù)年限為： T===19.8a 水平儲量及服務(wù)年限見表3.2-1 表3.2-1 水平儲量及服務(wù)年限 名稱 儲量（億噸） 服務(wù)年限（年） 第一水平 1.96 54.6 第二水平 0.72 19.8 3.2.3井型校核 通過對實際煤層開采能力、輔助生產(chǎn)能力、儲量條件及安全條件等因素對井型加以校核： 1. 煤層開采能力 五陽礦井田3#煤層賦存穩(wěn)定的厚煤層，傾角為5o~15o，地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單，易于采用放頂煤開采。據(jù)實習(xí)礦井生產(chǎn)實際，可布置一個綜采放頂煤工作面保產(chǎn)，煤層開采能力能滿足礦井設(shè)計生產(chǎn)能力。 2. 輔助生產(chǎn)系統(tǒng)能力校核 本設(shè)計的礦井為大型礦井，開拓方式為雙立井二水平開拓。主井采用2對8t箕斗，提升能力大，能滿足提升方面的要求。大巷采用3t底卸式礦車運煤，運輸能力也能達(dá)到要求，且機(jī)械化程度高。輔助運輸采用1.5噸固定廂式礦車，本設(shè)計中井底車場采用刀把式車場。調(diào)車和通過能力均能滿足要求，各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)都能滿足要求，不會影響生產(chǎn)能力。 3. 安全條件校核 本礦井瓦斯涌出量為1.4m3/t，屬于低瓦斯礦井。煤塵無爆炸性危險。水文地質(zhì)條件簡單，涌水量較?。?00 m3/h）。礦井采用區(qū)域式通風(fēng)方式，經(jīng)通風(fēng)設(shè)計表明：通風(fēng)滿足要求。井田內(nèi)小斷層較少，只有一些較大的斷層，對于開拓有一定的影響，但是，對于影響生產(chǎn)的小斷層較少。所以，各項安全條件均可得到保證，不會影響礦井的年生產(chǎn)能力。 4. 儲量條件校核 規(guī)范規(guī)定，礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)與礦井的儲量相適應(yīng)，以保證足夠的服務(wù)年限。井田的可采儲量為268Mt，服務(wù)年限為74.44年，可以滿足礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力。 4 井田開拓 井田開拓是在總體設(shè)計已經(jīng)劃定的井田范圍內(nèi)，根據(jù)精查地質(zhì)報告和其它補(bǔ)充資料，具體體現(xiàn)在總體設(shè)計合理原則，將主要巷道由地表進(jìn)入煤層，為開采水平服務(wù)所進(jìn)行的井巷布置和開掘工程。其中包括確定，主、副井和風(fēng)井的井筒形式、深度、數(shù)量、位置、階段高度、大巷位置、采（帶）區(qū)劃分以及開采順序與通風(fēng)運輸系統(tǒng)。 4.1 井田開拓的基本問題 4.1.1井筒形式、數(shù)目的確定 1. 井硐形式的確定 斜井與立井開拓的優(yōu)缺點比較 斜井開拓與立井開拓相比，井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井筒裝備、井底車場及垌室都比立井簡單，井筒延深施工方便，對生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。 與立井開拓相比，斜井開拓的缺點是：斜井井筒長，輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長、阻力大，管線長度長；斜井井筒通過富含水層、流砂層施工技術(shù)復(fù)雜。對井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單，井筒不需特殊法施工的緩斜和傾斜煤層，一般可采用斜井開拓。 根據(jù)自然地理條件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等因素，綜合考慮五陽煤礦的實際情況： (1) 表層土較薄，平均為50m，風(fēng)化不太嚴(yán)重； (2) 地勢起伏不平，地面標(biāo)高平均+930m左右，煤層埋藏較淺，距地面垂深在100～700m之間，平均為300左右； (3) 礦井年設(shè)計生產(chǎn)能力為240萬t/a，為大型礦井。 綜上所述，立井開拓和斜井開拓在本礦都可以采用。 4.1.2 主、副井井筒位置的選擇 (1) 井筒沿井田走向方向的有利位置 本井田形狀比較對稱，儲量分布比較均勻，在井田中上部存在一條落差比較大橫穿井田的大斷層K1，將井田天然地分為上下兩翼，故井筒的有利位置應(yīng)在井田走向的儲量中央，以形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井田，可以使井田走向的井下運輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。 (2) 井筒沿井田傾斜方向的有利位置 立井開拓時，考慮到有一大斷層K1橫穿井田，初期應(yīng)先采斷層下部的儲量，所以井筒應(yīng)沿傾向偏下部布置，立井井筒位于井田傾斜方向的中部略靠下部。 (3) 盡量不壓煤或少壓煤合理布置井筒 確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場保護(hù)煤柱。為了減少工業(yè)廣場所壓煤柱，使鐵路煤柱和工業(yè)廣場保護(hù)煤柱有一部分重合會減少保護(hù)煤柱的面積。所以工業(yè)廣場可布置在鐵路附近，并且可以保證在井田走向的中央。 (4) 地質(zhì)及水文地質(zhì)條件對井筒布置的影響 要保證井筒、井底車場及硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)使井筒盡量不穿過或少穿過流沙層、較大的含水層、較厚沖積層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層、較軟煤層及高應(yīng)力區(qū)。 (5) 井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)場地 井口附近要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件。 綜合以上六方面的因素，結(jié)合礦井實際情況，提出本礦井井筒布置位置如下： 主井井筒中心位置：經(jīng)距19685.2m，緯距76757.0m 副井井筒中心位置：經(jīng)距19673.0m，緯距76657.3m 4.1.3 風(fēng)井位置的選擇 本井田煤層賦存條件比較好，屬于緩傾斜煤層，中部靠上位置有一大斷層K1將井田分為上、下兩部分，上部受條件限制采用采區(qū)式開采。大斷層K1上部煤層埋深較淺，最淺處離地表只有70m左右，如果掘總回風(fēng)道，則需要3000m左右，所以只有一個技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上可行的方案：區(qū)域式通風(fēng)。 故在設(shè)計中采用區(qū)域式通風(fēng)，共設(shè)計3個風(fēng)井：北風(fēng)井服務(wù)大斷層K1上部煤層的第一采區(qū)和第二采區(qū)；南1風(fēng)井服務(wù)第三采區(qū)；南2風(fēng)井服務(wù)大斷層K1上部煤層的右翼； 考慮到斷層下部右翼可以滿足礦井初期的開采要求，在此精確提出東風(fēng)井的位置。 東風(fēng)井井筒中心位置：經(jīng)距21931.4m，緯距78853.9m 4.1.4工業(yè)廣場的位置、形狀和面積的確定 工業(yè)場地的選擇主要考慮以下因素： 1. 盡量位于儲量中心，使井下有合理的布局； 2. 占地要少，盡量做到不搬遷村莊； 3. 盡量布置在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，同時工業(yè)場地的標(biāo)高要高于最高洪水位； 4. 盡量減少工業(yè)廣場的壓煤損失。 根據(jù)以上原則和本礦井的實際情況，工業(yè)廣場與主副井筒布置位置相同，其面積及保護(hù)煤柱的大小詳見第二章第三節(jié)內(nèi)容，工業(yè)廣場面積20公頃，定為500m×400m的矩形。 4.1.5開拓方案及其比較 一. 開拓方案 根據(jù)地質(zhì)勘探資料，本井田只有2#煤層為可采煤層，煤層埋深主要分布在＋830m～+230m左右，傾角在5°～15°之間，平均12°，為緩傾斜煤層。考慮到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的合理性，本設(shè)計采用單水平或兩水平開拓都能滿足要求。 煤層平均厚度在7.4m左右，所以布置煤層大巷較困難，特別是以后的維護(hù)，且需要很大的保護(hù)煤柱，所以采用巖巷布置。 本井田延深方案有兩種：立井延深和暗斜井延深。這兩種延深方案在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上都可行，故都可以采用。 綜上，提出以下四個方案： 方案一：立井兩水平上下山開采 方案二：立井單水平加暗斜井延深 方案三： 立井三水平 方案四：立井兩水平加暗斜井延深 二. 方案比較 四種開拓方案的開拓示意圖： 方案一：立井兩水平上下山開采，見圖4.1-1 圖4.1-1 兩水平立井延深 方案二：立井單水平加暗斜井延深，見圖4.1-2 圖4.1-2立井單水平加暗斜井 方案三：立井三水平，見圖4.1-3 圖4.1-3立井三水平 方案四：立井兩水平加暗斜井延深 圖4.1-4 立井兩水平加暗斜井延深 這四種方案在技術(shù)上都是可行的，所以要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較才能確定其可行性，下面先進(jìn)行粗略的經(jīng)濟(jì)比較，淘汰掉兩個方案，然后進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較，最終確定最優(yōu)方案 表4.1-1 階段主要參數(shù) 階段數(shù)目 斜長 垂高 水平出煤量 服務(wù)年限 區(qū)段個數(shù) 區(qū)段斜長 區(qū)段出煤量 水平 采區(qū) 2 2100 440 1.96 54.6 13.6 4 300 1224×4 14.8 4 300 1332×4 14.3 3 300 1716×3 11.9 4 200 1071×4 770 160 0.72 19.8 19.8 3 260 2400×3 3 1200 250 1.12 31 13.6 4 300 1224×4 8.9 3 280 1068×3 8.5 3 280 1020×3 840 175 0.78 22.1 22.1 3 280 2652×3 840 175 0.78 22.1 22.1 3 280 2652×3 表4.1-2 各方案粗略估算費用表 方案 項目 方 案 一 方 案 二 基建費 /萬元 立井開鑿 2×230×3000×10－4=138 主暗斜井 開鑿 1477×1050×10－4＝155.1 石門開鑿 1455×800×10－4=116.4 副暗斜井 開鑿 1477×1150×10－4＝169.9 井底車場 1000×900×10－4=90 上下斜井 車場 （300＋500）×900×10－4＝72 小 計 344.4 小 計 397 生產(chǎn)費 /萬元 立井提升 1.2×5965.71×0.55×0.85 =3346.78 暗斜井提升 1.2×5965.71×1.477×0.52 =5498.28 石門運輸 1.2×5965.71×1.455×0.381 =3968.55 立井提升 1.2×5965.71×0.32×1.02 =2336.65 立井排水 200×24×365×34.58× 0.1525×10-4=924.04 排水 （斜、立井） 200×24×365×34.58× (0.063+0.127)×10－4=1151.26 小 計 8239.37 小 計 8986.19 總計 費用/萬元 8583.77 費用/萬元 9383.19 百分率 100% 百分率 109.3% 方案 項目 方 案 三 方 案 四 基建費 /萬元 立井開鑿 2×320×3000×10－4=192 斜井開鑿 2×1094×1150×10－4＝251.62 井底車場 1000×900×10－4=90 上下斜井 車場 500×900×10－4＝45 小計 282 小計 296.62 生產(chǎn)費 /萬元 立井提升 1.2×14251×0.32×0.85 =4651.53 斜井提升 1.2×14251×1.094×0.24 =4490.09 立井排水 200×24×365×73.1×0.1525×10-4=1953.09 斜井排水 200×24×365×73.1×0.193×10-4 =2471.77 小計 6604.62 小計 6961.86 總計 費用/萬元 6886.62 費用/萬元 7258.48 百分率 100% 百分率 105.4% 方案1、2的區(qū)別僅在于第二水平是用暗斜井開拓還是直接延深立井。兩方案的系統(tǒng)都簡單可靠。兩方案的費用相差不多，考慮到方案1的提升、排水、通風(fēng)工作的環(huán)節(jié)少，人員上下較方便，所以決定選用方案1。 方案3、4的區(qū)別也僅在于提升是用立井還是用斜井。粗略估算兩方案的費用差不多，但方案4的費用終究要高5.4%，且方案3的通風(fēng)路線較方案4要短，所以決定選用方案3。 余下的1、3方案均屬技術(shù)上可行，水平服務(wù)年限也都符合要求。兩者相比方案1的總投資要多一些，但是方案1的生產(chǎn)經(jīng)營費用可能要低一些。因此，兩方案還需要通過經(jīng)濟(jì)比較，才能確定其優(yōu)劣。對四個方案的粗略經(jīng)濟(jì)比較見表4.1-2 對方案1和3進(jìn)行階段劃分以便進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較見表4.1-1 開拓方案經(jīng)濟(jì)比較： 第1，3方案有差別的建井工程量，基建費，生產(chǎn)經(jīng)營費和經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，分別計算匯總于下表4.1-3，表4.1-4，表4.1-5，表4.1-6，表4.1-7 表4.1-3 建井工程量 項 目 方 案 一 方 案 三 初期 主井井筒 350＋20 320＋20 副井井筒 350＋5 320＋5 井底車場 1000 1000 運輸大巷 1500 1500 軌道大巷 1500 1500 后期 主井井筒 350 350 副井井筒 300 350 井底車場 1000 2×1000 主石門 1600 1600+780 運輸大巷 5600 1125 軌道大巷 7100 111000 表4.1-4 生產(chǎn)經(jīng)營工程量 項目 方案1 項目 方案3 運輸提升 萬t/km 工程量 運輸提升 萬t/km 工程量 上下山運輸： 一區(qū) 下七和上二區(qū) 下山六區(qū)上山三區(qū) 二水平 ： 一區(qū) 二區(qū) 1.2×4896×3×0.3=3024 1.2×2800×2×0.3×2=4032 1.2×2800×1×0.3×2=2016 1.2×4284×2×0.3=1728 1.2×2400×1×0.3=864 采區(qū)上山： 一區(qū) 二區(qū) 三區(qū) 二三水平 ： 一區(qū) 二區(qū) 1.2×4896×3×0.3=3024 1.2×4896×2×0.3=2016 1.2×4896×1×0.3=1008 2×1.2×2600×0.28×2=3494.4 2×1.2×2600×2×0.28=3494.4 大巷及石門運輸： 一水平 二水平 1.2×19600×3.9=91728 1.2×7200×3.5=30240 大巷及石門運輸： 一水平 二水平 三水平 1.2×11200×3.4=45696 1.2×7800×2.9=27144 1.2×7800×3.5=32760 立井提升： 一水平 二水平 1.2×19600×0.35=8232 1.2×7200×0.7=6048 立井提升： 一水平 二水平 三水平 1.2×11200×0.35=4704 1.2×7800×0.525=4914 1.2×0.7×7800=6552 維護(hù)采區(qū)上山（萬元/a.m） 1.2×2×4×2×2100×14.65×10-4=59.07 1.2×2×1×2×770×14.65×10-4=5.41 維護(hù)采區(qū)上山（萬元/a.m） 1.2×6×2×1200×11.3×10-4=19.53 1.2×6×2×840×12.1×10-4=14.64 排水： 一水平 二水平 400×24×365×546×10-4=19131.84 400×24×365×19.8×10-4=6937.92 排水： 一水平 二水平 三水平 400×24×365×31×10-4=10862.4 400×24×365×22.1×10-4=7743.84 400×24×365×22.1×10-4=7743.84 表4.1-5 基建費用表 方案 項目 方 案 一 方 案 三 工程量/m 單價/元·m-1 費用/萬元 工程量/m 單價/元·m-1 費用/萬元 初期 主井井筒 340 300