採礦課程設計指導書2版

2022-03-06 18:55:43 字數 4377 閱讀 8699

上述各種煤柱計算可參照《礦山測量》、《採礦學》的有關章節內容,用**法求得。井田境界煤柱,在設計井田一側可按20~30m寬度留設,斷層兩側煤柱可按30~50m留設。

計算工業場地壓煤時,其場地占地面積可參考表1-3。工業場地一般布置成長方形,其長邊垂直於走向。因工業場地、礦井井下主要巷道等煤柱損失與井田開拓方式、採煤方法有關,其煤柱損失量待第三章井田開拓、第四章採煤方法確定後才能確定。

為便於利用礦井可採儲量初步確定礦井設計生產能力,上述永久煤柱損失與工業場地、井下主要巷道煤柱損失等可暫按工業儲量的5~7%計入,初步估算礦井設計可採儲量。但此計算過程不列入設計說明書中,待後續有關設計確定後,再對上述各種損失進行修正,並按表1-2的格式正式填入礦井可採儲量彙總表,統計出礦井設計可採儲量。

表1-2 礦井可採儲量計算表(說明書中附)

表1-3 礦井工業場地占地面積指標

注:占地面積指標中小井取大值、大井取小值。確定井型時,不應出現介於兩種生產能力之間的中間井型。

第三節礦井年產量及服務年限

一、礦井工作制度

「技術政策」第14條規定:「礦井設計能力按年工作日330d,每天提公升14h」計算。每天3班作業,每班工作8小時。綜採工作面可採用每日4班作業,每班工作6小時。

二、礦井年產量及服務年限

課程設計一般為新建井,分析確定礦井設計生產能力和設計服務年限時,可先試取1個礦井設計生產能力(比如0.90 mt/a),然後按下式計算礦井服務年限:

式中:t——礦井設計服務年限,a;

zk——礦井設計可採儲量,mt;

a——礦井設計生產能力,mt/a;

k——儲量備用係數,k=1.3~1.5。

計算出的礦井設計服務年限必須符合表1-4中規定的服務年限。如小於規定服務年限,則必須調整礦井設計生產能力。對缺煤地區,其服務年限可適當縮短(見《技術政策》14條)。

應注意上式計算礦井服務年限所採用的礦井設計可採儲量是本章第二節的初算儲量,故當利用後續章節所確定的準確煤柱損失量後,必須用修正後的礦井設計可採儲量對礦井服務年限進行複核,僅需將複核後的礦井設計生產能力和服務年限的計算過程編入設計說明書中。上述試算、調整和修正過程不列入設計說明書。

表1-4 礦井井型和服務年限

第二章井田開拓

第一節井田內劃分

一、保證年產量的工作面長度和個數,區段斜長和區段數目

1、確定達到設計產量時工作面匯流排長:

式中:——採煤工作面匯流排長,m;

——礦井設計年產量,t/a;

——回採出煤率,可取0.9;

——同採煤層總厚度,m;

——煤層容重,t/m3;

——工作面採出率,薄煤層97%、中厚煤層95%、厚煤層93%;

——年推進度,

其中:330——礦井年工作日,天;

——日迴圈數,個;

——迴圈進度,m;

——正規迴圈係數, =0.8~1。

計算年推進度值應符合《設計規範》第6.2.2條及6.

2.3條規定,即採煤工作面年推進度,應按所選採煤裝置的技術效能、採煤迴圈圖表計算。但厚度大於3.

2m一次採全高的煤層及厚度小於1.4m的薄煤層的綜合機械化採煤工作面年推進度不應小於1000m,煤層厚度1.4~3.

2m的綜合機械化採煤工作面年推進度不應小於1200m,普通機械化工作面不應小於700m。

2、確定同採工作面個數

式中:——同採工作面數,個;

——工作面匯流排長,m;

——同採煤層數(或分層數);

——回採工作面長度,m,第三章述之。

3、採區工作面配置

採區內同採工作面數目應根據煤層賦存特徵,所確定的回採工藝等確定,同時應以符合合理的開採順序,保證安全生產提高工作面單產為原則。採區內同時生產的綜採工作面宜為乙個面,不應超過兩個面,普採工作面宜為兩個面,不應超過三個面。

4、礦井年產量的驗算

根據所配置同採工作面的具體條件,驗算投產初期礦井年產量,驗算公式如下:

式中:——礦井同採工作面產量總和,萬t;

——第i號工作面採高,m;

——第i號工作面長,m;

——第i號工作面年推進度,m/a;

——第i號工作面煤的容重,t/m3;

——同採工作面數;

ki——第i號工作面採出率,薄煤層97%、中厚煤層95%、厚煤層93%;

計算結果加上全礦井掘進煤之和應大於礦井設計產量a,但不宜超過1.15a。

5、區段斜長及區段數目

採用走向長壁採煤法的採區,應先對區段平巷布置方式進行論證,條件允許時,應優先考慮採用無煤柱護巷。有煤柱護巷時,區段斜長等於回採工作面長度加區段平巷和護巷煤柱的寬度。根據《設計規範》有關規定,回採工作面長度可參考表2-1。

表2-1 工作面長度參考表

為了保護採區內各種煤層巷道處於良好狀態,目前比較常用的是留設一定尺寸的煤柱。煤柱尺寸主要根據實際經驗來確定。對於緩斜煤層,可參考表2-2的尺寸留設。

表2-2 採區煤層巷道護巷煤柱尺寸

區段斜長確定後,根據下面設計確定的採區斜長,減去採區範圍內應留設的其它傾斜方向的煤柱後,除以區段斜長,即得到區段數目。如為整數,可按此整數劃分區段,如得到的區段數不是整數,則應在合理的工作面長度範圍內對工作面長度加以調整,或調整相關的其它方面的引數,使其區段數為一整數。多煤層的聯合布置採區,區段劃分以主要煤層為準,兼顧其它煤層。

當採區範圍內煤層傾斜方向有較大變化或遇到落差較大的斷層時,區段劃分,應考慮以這種自然變化為界,以利於工作面生產。

二、井田內劃分

根據煤層賦存特徵、井田內劃分一般根據以下原則:

1、井田劃分階段時,階段要有合理的斜長,以利於運輸、通風、巷道維護等。上山採用輸送機時,輔助提公升一般採用一段單鉤串車提公升,絞車滾筒直徑一般不大於1.6m,根據絞車的纏繩量、階段斜長一般不超過800m,對煤層賦存條件好、生產能力較大的採用滾筒直徑2.

0m絞車,有效提公升距離可達900餘公尺。根據以上分析,階段垂高一般可按下列範圍確定:緩斜、傾斜階段垂高為150~250m,急斜煤層100~150m,傾角16°及以下煤層、瓦斯含量低、湧水量小時,應採用上、下山開採相結合的方式。

階段內採區劃分一般應考慮沿走向有無大的地質構造變化,如斷層、無煤帶、傾角變化較大等,若有可利用這些地質變化帶作為採區邊界。在無地質條件限制時,採區劃分應綜合考慮技術經濟的合理性,確定最優方案。在課程設計中,採區走向長度可參照下列數值確定:

綜採工作面單翼布置時,走向長度一般不小於1000m,雙翼布置時一般不小於2000m;高檔普採的雙翼採區,其走向長度一般為1000~1500m;炮採工作面,雙翼採區走向長度一般為800~1000m。對於頂底板鬆軟巷道難以維護,地質構造複雜或自然發火期短的煤層,以及裝備水平低的小型礦井,採區走向長度適當縮短。具體劃分時,應該使礦井初期開採的採區,盡量布置在井筒附近,應優先考慮布置**採區的可能性。

採用膠帶輸送機斜井開拓時,初期**採區上山可利用主、副斜井,以減少井巷工程量;採區一般宜雙翼布置。當受地質構造限制,或在安全上有特殊要求時,也可布置單翼採區。

採區內要有合理的區段數目,以保證採區正常生產和工作面接替。在我國目前技術條件下,緩斜煤層可按3~5個選取,傾斜和急斜煤層不少於2~3個。

2、煤層傾角小於12°,採用傾斜長壁時,條帶斜長上山部分一般為1000~1500m,下山部分一般為700~1000m。也可參考實習礦井實際採用的尺寸。

3、煤層傾角在8°~10°以下的近水平煤層,宜採用盤區開採。如果煤層層數不多,間距較近,可以用乙個開採水平開採所有煤層,盤區上山的長度一般不超過1500m,盤區下山的長度不宜超過1000m。如果煤層數目多,上下煤層間距又較大,此時開採水平的位置決定著盤區的傾斜尺寸。

三、開採水平數目及位置

開採水平的數目、位置,應根據煤層賦存條件、階段的劃分、生產技術水平和水平接替等因素綜合考慮。一般應注意以下幾點:

1、要保證第一水平有足夠的服務年限,其服務年限不應小於表2-3的規定。

表2-3 第一開採水平設計服務年限

2、在開採水平以上的上山斜長過大,用乙個階段開採技術上有困難、安全上不可靠,或由於地質構造和煤層產狀變化而使井田區域性區域用某乙個開採水平開採有困難時,可考慮設計輔助水平;

3、為解決下山採區排水、通風和輔助提公升,對某些湧水量大或階段斜長較長的下山採區,亦可考慮設定輔助水平。

第二節開拓方案的選定

一、井硐形式、數目及其配置

應根據煤層賦存條件、地形、水文地質、沖積層組成和厚度、井型、裝置**、施工條件等因素來考慮。

1、井硐型式的選擇

如煤層賦存於較高的山嶺、丘陵和溝谷地區,上山部分煤的儲量大致滿足同類井型的水平服務年限要求時,應優先考慮採用平硐開拓。當平硐以上煤層垂高或斜長過大時,可採用階梯式平硐開拓;一般應優先考慮垂直走向或斜交平硐開拓;當受地形條件限制時,也可採用走向平硐開拓,但要注意單翼生產的特點,適當確定井型。

對於賦存較淺、表土不厚、水文地質情況簡單、井筒不需要特殊施工的緩斜和傾斜煤層,一般可採用斜井開拓方式。採用不同提公升方式的斜井,其井筒傾角一般規定如下:

串車提公升時,井筒傾角不大於25°;箕鬥提公升時為25~30°。但斜井垂高不超過300m,膠帶輸送機提公升時,則不大於16°。

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