第三章煤礦設計說明書

2022-07-26 00:15:04 字數 5353 閱讀 6413

第三章井田開拓

第一節開拓方式及井口位置

一、礦井開拓方式

(一) 井田特點及其對井田開拓的影響

根據現有地質資料,本井田具有如下特點:

1. 井田全區位於國家二級保護野生植物——四合木保護區的工業實驗區內,往西側靠近四合木的核心區,僅東南側原白音烏素煤礦現有工業場地已無四合木生長,適宜作為礦井工業場地。

2. 井田西部煤層埋藏深度大,主要可採煤層埋深260m~840m;主採煤層為9、16、17煤,煤層呈東西向傾斜,西低東高,傾角為8~12°,屬於緩傾斜中厚煤層。

3. 本井田煤層屬易自燃煤層,礦井為高瓦斯礦井。

4. 開採物件為煤層群,深淺部高差最大約460m。

5.井田內斷層皆為傾向斷層。

根據上述特點,本井田開拓應遵循如下原則:

1. 完全利用現有工業場地,減少對四合木的影響。

2. 盡可能考慮煤巷,少做巖巷。

3. 所有井巷工程,尤其是井筒不應穿過奧陶系石灰岩層。

(二) 原白音烏素煤礦概況

白音烏素煤礦為鄉鎮集體所有制,原井田面積0.932km2,設計能力為0.15mt/a,採煤方法為炮採,開採9-2、10、16-1號煤層,因礦井生產能力不符合相關規定而停產。

原白音烏素煤礦現有乙個主斜井和乙個回風斜井,兩井筒斷面均很小,且井下巷道彎道較多,無法滿足礦井主運輸要求,改造工作量巨大,故利用價值不高。根據建設單

位提供並經當地國土部門確認的以往採空區資料,井筒所穿地段位於原礦井的井下巷道及硐室上部(未開採)。老井採空區位於新開鑿井筒東部,經計算老其影響範圍在副斜井井筒保護岩柱之外,故老井採空區不影響新開鑿井筒的建設。故本次設計仍按可研推薦方案考慮,利用白音烏素煤礦原有工業場地。

(三) 礦井工業場地位置

根據本井田的位置和地形特點,結合原白音烏素煤礦現有工業場地,白音烏素煤礦現有工業場地為本礦井唯一可選的工業場地。

二、礦井開拓方案

本井田可採煤層多,煤層傾角8~12°,埋藏深度380~840m,井田內斷層眾多,且多沿煤層傾向方向展布。結合本井田煤層賦存條件、開採技術條件,本著合理開發全井田,合理集中生產,提高礦井機械化程度,初期井巷工程量少,節省投資,出煤早,建設工期短,生產環節簡單,安全、高效、運營費低,經濟效益好的原則,結合已有工業場地位置及不同的開拓形式,在可行性研究報告中,共提出兩個井田開拓方案進行綜合比較。其中方案一為斜井開拓,方案二為立井開拓。

經綜合比較,可研設計推薦方案一為斜井開拓方案。本次設計依然維持斜井開拓方案,並按照《煤礦建設專案安全設施設計審查和竣工驗收規範》(aq1055-2008)3.3.

1條相關規定,在可研報告確定井田開拓方式的基礎上,後期在井田西部附近新開鑿回風立井,解決礦井後期西部區域的通風問題,同時根據大巷布置方式的不同,提出兩個不同方案進行比較。

(一) 方案一:斜井開拓,利用集中斜巷沿走向布置工作面

主、副、回風斜井均位於白音烏素工業場地內,主斜井淨寬5.5m,井筒長度661m,傾角20°,裝設頻寬1200mm帶式輸送機提煤,設有架空乘人器檢修膠帶。副斜井淨寬5.

0m,井筒長度604m,傾角22°,地面裝有單滾筒提公升機提公升降人員、物料。回風斜井淨寬5.0m,井筒長度598m,傾角18°,作為全礦井的回風井。

以乙個主水平開拓全井田,在16煤層設主水平,在9煤層設輔助水平。集中斜巷沿煤層傾向布置,分別在f30斷層兩側平行布置,工作面採用走向長壁開採。集中膠帶運輸斜巷採用膠帶輸送機運輸,集中輔助運輸斜巷採用液壓絞車牽引礦車運輸分段接力提公升。

全井田分六個採區,其中上組煤劃分三個採區,即901、902、903採區,下組煤亦劃分三個採區,即1601、1602、1603採區。

方案一主要優缺點:

優點:(1) 工作面沿走向布置,主、輔運輸系統簡單,投資省;

(2) 移交井巷工程量省。

(3) 工作面排水系統簡單、合理。

缺點:(1) 初期工作面推進長度短,搬遷頻繁。

(2) 礦井總體開拓工程量大,中、後期運輸系統環節多,複雜。

(3) 集中軌道運輸斜巷長,需分段提公升,環節多。

(二) 方案二:斜井開拓,利用走向大巷沿傾斜布置工作面

主、副、回風斜井筒特徵等同方案一。

以乙個主水平開拓全井田,在16煤層設主水平,在9煤層設輔助水平。井筒落底後先平行f30斷層沿煤層傾斜方向開鑿**運輸斜巷至井田傾向

中部,然後南北方向分煤組在9、16煤層中分別布置水平大巷。工作面採用傾斜長壁開採。主運輸斜巷採用膠帶輸送機運輸,輔助運輸斜巷採用液壓絞車牽引礦車運輸,水平大巷採用膠帶機及蓄電池機車運輸。

全井田分8個採區,其中上組煤劃分四個採區,即901、902、903、904採區,下組煤亦劃分四個採區,即1601、1602、1603、1604採區。首採工作面位於901、1601採區的第乙個工作面位置。

方案二主要優缺點:

優點:(1) 工作面推進長度長,利於接續。

(2) 水平大巷主、輔運輸條件好。

缺點:(1) 工作面採用仰斜開採,區域性地段煤層傾角達16°以上,開採條件差。

(2) 初期工作面需布置專用排水巷,工程量大。

(3) 工作面巷道長距離大角度。主、輔運輸安全條件差。

(4) 礦井移交工程量大,建井工期長。

兩個開拓方案綜合經濟比較見表3-1-1。

表3-1-1 開拓方案技術經濟比較表

綜上比較,方案一具有主、輔運輸可靠,移交工程量少、投資省、工期短、生產管理簡單等優點。因此,設計推薦方案一。

第二節開拓部署

一、井筒數目

礦井設計的井筒數目與井田的開拓方式、礦井設計生產能力、需要的通風量、礦井裝置的提公升能力、工作制度、安全要求等因素有關。

本礦井為大型礦井,採用斜井開拓,根據設計的礦井主、輔運輸量、需風量、裝置生產能力等因素綜合分析結果,本礦井初期共設三條井筒,即主斜井、副斜井、回風斜井。後期在井田西部開鑿後期回風立井,解決礦井後期西部區域的通風問題,並兼做安全出口。

二、水平劃分與標高確定

1. 水平劃分

本礦井煤層為單斜構造,為緩傾斜煤層,煤層傾斜長度為2500~4000m,垂高為400~800m。為此提出兩個階段劃分方案。

方案一:一階段方案

整個井田為單一階段,階段傾斜長度為2500~4000m,階段垂高為400~800m。

方案二:二階段方案

整個井田為兩個階段,一階段16煤層+780以上部分,階段垂高0~440m,斜長0~2300m。二階段16煤層+780以下部分,階段垂高370m,斜長2500m。

對於本礦井,方案二中的一階段部分為原白音烏素礦井的開採剩餘部分儲量和斷層切割成的幾個碎塊,地質儲量很少,作為乙個階段意義不大。方案一把整個井田劃分為乙個階段,採用下山開採,系統簡單,因此推薦方案一單階段方案。

根據確定的階段劃分方案和煤層的間距,由於9號煤與16號煤層間距較大為50m,設計16煤層為主水平,9號煤層為輔助水平。礦井主水平設在16號煤,在9號煤設輔助水平,主水平與輔助水平之間通過中部甩車場連通。主水平開採16、17號煤,輔助水平主採9號煤。

2. 水平標高

主水平標高為+1036m,輔助水平標高為+1090m。

三、主要巷道布置

根據本礦井煤層賦存特點,8、10號煤層為區域性可採煤層,9、16、17為主要可採煤層。其中8號煤層距下部9號煤層間距0.17~8.

16m,平均間距3.88m。9號煤層距下部10號煤層1.

95~6.45m,平均間距3.82m; 9號煤層與16號煤層間距33.

30~65.50m,平均間距54.41m。

16號煤層距下部17號煤層1.95~10.93m,平均間距2.

85m。根據以上特點,煤層自然分為兩組,上組煤為8、9、10號煤層,下組煤層為16、17號煤層。

主水平位於下組煤的16號煤層中,布置三條集中斜巷,即16煤層集中膠帶運輸斜巷、16煤層集中軌道運輸斜巷和16煤層集中回風斜巷。輔助水平布置在9號煤層中,布置三條集中斜巷,即9煤層集中膠帶運輸斜巷、9煤層集中軌道運輸斜巷和9煤層集中回風斜巷。集中軌道運輸斜巷擔負礦井的輔助運輸任務,兼進風巷;集中膠帶運輸斜巷內鋪設鋼繩芯膠帶機,滿足煤炭的運輸,同時少量進風;集中回風斜巷作為礦井的專用回風巷。

四、開採順序

開採順序為上組煤和下組煤同時搭配開採,煤組內按從上到下煤層順序開採。

五、採區劃分與接替

1. 採區劃分

根據井田內斷層較多的特點、為滿足綜採工作面布置的要求,本著適當加大採區尺寸、增加工作面推進長度、儘量減少工作面搬家次數,提高礦井產量和效率的原則,全井田劃分為六個採區,即901、902、903、1601、1602、1603採區。設計考慮到本井田斷層較多,盡可能利用斷層作為採區界線,井田內主要作為採區界線的有f34、f30、f27三條斷層。

2. 開採順序

為滿足洗精煤硫分低於1.5%的需要,本井田主採的9號煤、16號煤需按4∶6的比例進行配採,因此,兩層煤需同時開採。根據兩層煤的上下壓茬關係,設計採用下行開採順序,即上部9號煤層先於下部16號煤層開採。

結合工業場地位於井田邊界、井底靠近井田東側的開拓布置,為減少初期工程量,降低初期投資,設計採用採區前進式、工作面內後退式開採的開採順序,首先開採井田南部的901、1601採區。各採區接續見表3-2-2。

表3-2-2 採區接續表

第三節井筒

一、井筒用途、布置及裝備

礦井設計初期共布置主、副、回風斜井三個井筒。井筒特徵表見3-3-1.根據所選定的運輸裝置,結合通風要求,礦井移交時各井筒的功能及裝備分述如下:

主斜井:

井口座標x=4372889.686m,y=36408743.883m。

井口混凝土底板標高+1262.30m,井底標高+1036.0m,井筒傾角20°,斜長662m。

井筒斷面為直牆半圓拱形,井筒淨寬5400mm,淨面積20.1m2。表土段採用鋼筋混凝土砌碹支護,支護厚度400mm,掘進面積26.

0m2;進入基岩後採用錨桿噴射混凝土支護,錨桿型別為樹脂錨桿,錨深2200mm,間排距800×800mm,噴射混凝土厚度120mm,掘進面積22.4m2。為了方便撒煤清理,井筒內底板鋪設150mm厚混凝土。

井筒內裝備頻寬1200mm的帶式輸送機一台,運量800t/h,帶速3.2m/s,機長670m,帶強2500n/mm,電機功率2×560kw,為了便於帶式輸送機的檢修和人員上下,井筒內裝備有雙向架空乘人器,主斜井主要承擔井下煤炭提公升任務,兼進風和安全出口。主斜井井筒內敷設有井下消防、灑水管路和動力、通訊、照明電纜。

副斜井:

井口座標x=4372860.000m,y=36408809.600m。

井口軌面標高+1258.720m,井底標高+1036m,井筒傾角22°,斜長595m。井筒斷面為直牆半圓拱形,井筒淨寬5000mm,淨面積17.

8m2。表土段採用鋼筋混凝土砌碹支護,支護厚度400mm,掘進面積23.7m2;進入基岩後採用錨桿噴射混凝土支護,錨桿型別為樹脂錨桿,錨深2200mm,間排距700×700mm,噴射混凝土厚度120mm,掘進面積20.

2m2。井筒內鋪設900mm軌距、30kg/m鋼軌,主要擔負礦井的材料、裝置、矸石等輔助提公升任務,井筒內設有台階及扶手,兼主要進風井和安全出口。並敷設有井下排水、消防、灑水、壓風和制氮管路,同時還敷設了通訊、照明電纜。

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