渦北煤礦1.2 Mta新井設(shè)計(jì)含5張CAD圖.zip
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5 準(zhǔn)備方式—采區(qū)巷道布置
5.1煤層地質(zhì)特征
5.1.1采區(qū)位置
設(shè)計(jì)首采區(qū)東一采區(qū)位于井田東翼,F(xiàn)22斷層?xùn)|部,F(xiàn)26斷層北部。
5.1.2采區(qū)煤層特征
采區(qū)所采煤層為8號(hào)煤層,煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,賦存穩(wěn)定,黑色,粉末狀~碎塊狀,黑色條痕,玻璃~油質(zhì)光澤,半亮~光亮型,局部含少量黃鐵礦顆粒。硬度f(wàn) = 2.3,不規(guī)則斷口,內(nèi)生裂隙發(fā)育,性脆易碎。煤的工業(yè)牌號(hào)為31,煤層平均厚度7.37m,煤層平均傾角20°。煤的容重1.40 t/m3。
采區(qū)的相對(duì)瓦斯涌出量6.77 m3/t,絕對(duì)瓦斯涌出量21.3 m3/min,該采區(qū)屬于低瓦斯采區(qū)。本采區(qū)煤塵具爆炸危險(xiǎn)性,煤塵爆炸性指數(shù)在25%左右;煤層無(wú)自燃發(fā)火傾向;地壓顯現(xiàn)不明顯。
5.1.3煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況
基本頂為細(xì)~中砂巖,最小厚度18.04 m,最大厚度23.05 m,平均厚度21.17 m,淺灰~灰白色,中~厚層狀。以石英、長(zhǎng)石為主,硅、鐵膠結(jié),裂隙發(fā)育。
直接頂為粉砂質(zhì)泥巖,厚度0.92~2.61 m,平均1.86 m,淺灰~灰白色,層狀,垂直裂隙發(fā)育。
直接底為泥巖,1.69~5.28 m,平均3.5 m,灰~深灰色中厚層狀,泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、斷口較平坦,含植物根莖化石。
基本底為砂巖,5~7.75 m,平均6.60 m,淺灰~灰白色,中厚層狀細(xì) ~中粒砂巖。以石英、長(zhǎng)石為主,硅、鐵膠結(jié),垂直裂隙發(fā)育。
5.1.4水文地質(zhì)
采區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單?;夭缮舷蘧嗳裟嗷?guī)r底界72.0 m,主要水源為8煤組頂、底板砂巖裂隙水。施工過(guò)程中可能出現(xiàn)頂板淋水及短時(shí)間的出水現(xiàn)象。掘進(jìn)正常涌水量為40 m3/h,最大涌水量50 m3/h。工作面正常涌水量100 m3/h,最大涌水量120 m3/h。
5.1.5主要地質(zhì)構(gòu)造
采區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,煤層平均傾角20°。采區(qū)西部與東三采區(qū)相鄰,采區(qū)南部邊界為F26斷層,該斷層為貫穿整個(gè)井田傾向的正斷層,落差在90~310 m,傾角為40~70°。
5.1.6地表情況
采區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)地面零星分布幾個(gè)村莊,村莊都不大,人口、戶數(shù)少,搬遷費(fèi)用相對(duì)較少,采取全部搬遷措施,地面無(wú)河流。
5.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)
5.2.1采區(qū)范圍及區(qū)段劃分
首采區(qū)北部、西部和南部均以斷層保護(hù)煤柱為界,東部以井田邊界保護(hù)煤柱為界。南鄰東五采區(qū),西臨東三采區(qū)。該采區(qū)南北走向平均長(zhǎng)約1917 m,東西傾向平均長(zhǎng)約453 m。采區(qū)內(nèi)沿傾向劃分為三個(gè)區(qū)段,區(qū)段平均斜長(zhǎng)151 m左右。
5.2.2煤柱尺寸的確定
采區(qū)內(nèi)的煤柱主要是采區(qū)邊界煤柱、區(qū)段之間保護(hù)煤柱以及一水平大巷位于東一采區(qū)內(nèi)的大巷保護(hù)煤柱。采區(qū)邊界煤柱南、北、西各留設(shè)50 m保護(hù)煤柱,東部邊界留設(shè)20 m保護(hù)煤柱。運(yùn)輸大巷和軌道大巷布置在煤層底板巖層中,水平間距25 m,大巷左右各留20 m的保護(hù)煤柱。采區(qū)軌道上山和運(yùn)輸上山布置在巖層中,水平間距25 m,外側(cè)各留設(shè)20 m保護(hù)煤柱。各區(qū)段巷道采用沿空掘巷小煤柱護(hù)巷的方法,留5 m寬的小煤柱,作為擋矸、阻水或阻隔采空區(qū)有害氣體的隔離煤柱。
5.2.3采煤方法及首采工作面工作面長(zhǎng)度的確定
首采區(qū)煤層平均厚度為7.37 m,傾角20°,屬緩傾斜煤層。由于煤層較厚,采用綜采放頂煤走向長(zhǎng)壁采煤法,確定工作面割煤高度為3.0 m,放煤高度4.37 m,工作面采放比為1:1.46,放煤步距1.2 m。首采工作面寬150m,長(zhǎng)920 m。
5.2.4確定采區(qū)各種巷道的尺寸、支護(hù)方式
準(zhǔn)備巷道
(1)尺寸
采區(qū)準(zhǔn)備巷道均采用直墻半圓拱斷面,巷道凈寬4040 mm,直墻高均為1600 mm。
(2)支護(hù)方式
采用錨噴支護(hù),噴射厚度100 mm,錨桿間排距800×800 mm。
采區(qū)運(yùn)輸上山及軌道上山斷面分別如圖5.2.1、圖5.2.2
回采巷道
(1)尺寸
區(qū)段巷道的尺寸應(yīng)能滿足綜放工作面運(yùn)煤、輔助運(yùn)輸和通風(fēng)需要,確定區(qū)段運(yùn)輸平巷尺寸(寬×高)為5000 mm×3500 mm,區(qū)段回風(fēng)平巷尺寸(寬×高)為5000 mm×3500 mm。
(2)支護(hù)方式
采用錨網(wǎng)支護(hù),錨索補(bǔ)強(qiáng),這種支護(hù)方式經(jīng)濟(jì)效益好,且掘進(jìn)速度快。
區(qū)段巷道的斷面參數(shù)見(jiàn)第六章第二節(jié)。
5.2.5采區(qū)巷道的聯(lián)絡(luò)方式
由于礦井采用中央并列式通風(fēng),副井進(jìn)風(fēng),風(fēng)井回風(fēng)。開(kāi)拓巷道布置兩條大巷,軌道大巷承擔(dān)進(jìn)風(fēng)和輔助運(yùn)輸任務(wù),運(yùn)輸大巷承擔(dān)著煤炭運(yùn)輸和回風(fēng)任務(wù)。通過(guò)采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)與軌道上山和運(yùn)輸上山相連接。在采區(qū)內(nèi)部,同一區(qū)段的兩個(gè)工作面各設(shè)溜煤眼。
5.2.6采區(qū)接替順序
采區(qū)采用兩翼開(kāi)采,在開(kāi)采區(qū)段一翼的同時(shí)準(zhǔn)備另一翼,接替順序見(jiàn)表5.2.1。
5.2.7采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)
采用后退式開(kāi)采,通風(fēng)方式采用U型通風(fēng)方式。這種通風(fēng)方式具有風(fēng)流系統(tǒng)簡(jiǎn)單,漏風(fēng)小的優(yōu)點(diǎn)。
運(yùn)煤系統(tǒng)
33工作面→32區(qū)段運(yùn)輸平巷→29溜煤眼→25采區(qū)運(yùn)輸上山→19采區(qū)煤倉(cāng)→18運(yùn)輸大巷→22采區(qū)運(yùn)輸石門(mén)→18運(yùn)輸大巷→16運(yùn)輸石門(mén)→4井底煤倉(cāng)→1主井→地面。
運(yùn)料系統(tǒng)
地面→2副井→15軌道石門(mén)→17軌道大巷→21采區(qū)軌道石門(mén)→20采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)→24采區(qū)軌道上山→31采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)→34區(qū)段軌道平巷→33工作面。
通風(fēng)系統(tǒng)
地面→2副井→15軌道石門(mén)→17軌道大巷→21采區(qū)軌道石門(mén)→20采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)→24采區(qū)軌道上山→31采區(qū)中部車(chē)場(chǎng)→34區(qū)段運(yùn)輸平巷→33工作面。
33工作面→34區(qū)段回風(fēng)平巷→31采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)→24采區(qū)運(yùn)輸上山→21采區(qū)運(yùn)輸石門(mén)→18運(yùn)輸大巷→22采區(qū)運(yùn)輸石門(mén)→16運(yùn)輸石門(mén)→3中央風(fēng)井。
排矸系統(tǒng)
33工作面→34區(qū)段軌道平巷→31采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)→24采區(qū)軌道上山→20采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)→21軌道大巷→15軌道石門(mén)→2副井→地面。
供電系統(tǒng)
地面變電站→2副井→11中央變電所→16運(yùn)輸石門(mén)→18運(yùn)輸大巷→25采區(qū)運(yùn)輸上山→32區(qū)段運(yùn)輸平巷→33工作面。
排水系統(tǒng)
29工作面→32區(qū)段運(yùn)輸平巷→24采區(qū)軌道上山→21軌道大巷→15軌道石門(mén)→14水倉(cāng)→2副井→地面。
5.2.8采區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法
采區(qū)內(nèi)所有工作面平巷均沿底板掘進(jìn),采用綜合機(jī)械化掘進(jìn),選用EL-90型掘進(jìn)機(jī)、ES-650型轉(zhuǎn)載機(jī)、SSJ650/2×22(SJ-44型)可伸縮帶式輸送機(jī)、STD800/40型(SD40P型)帶式輸送機(jī)、JD11-4調(diào)度絞車(chē)、JBT-52-2局部扇風(fēng)機(jī)和梯形金屬支架組成的成套設(shè)備。錨桿機(jī)完成巷道頂錨桿和錨索的打眼、安裝工作;選用手持風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)來(lái)完成幫錨桿的打眼和安裝工作。
圖5.2.1 膠帶上山巷道斷面
圖5.2.2 軌道上山巷道斷面
表5.2.1工作面接替順序
工作面
8101
8102
8103
8104
8105
8106
接替順序
1
2
3
4
5
6
5.2.9采區(qū)生產(chǎn)能力及采出率
采區(qū)生產(chǎn)能力
由于綜放工作面產(chǎn)量大,只布置一個(gè)工作面即可滿足礦井產(chǎn)量要求。工作制度采用“四六”制,即三班采煤,一班檢修。雙向割煤,每刀進(jìn)尺0.6 m,往返一次割兩刀,兩刀一放,即一個(gè)循環(huán),每天三個(gè)循環(huán)。
綜放工作面的生產(chǎn)能力,按下式計(jì)算:
A=L×B×M×γ×C×4×330 (式5.2.1)
式中:A——工作面生產(chǎn)能力,Mt/a;
L——工作面長(zhǎng)度,m;
M——煤層厚度,m;
B——采煤機(jī)截深,m;
γ ——煤層容重,t/m3;
C——綜采工作面回采率,取C=0.85。
A = 150×0.6×7.37×1.4×0.85×6×330
= 1.56Mt/a
采區(qū)生產(chǎn)能力
AB=k1×k2×A (式5.2.2)
式中:AB——采區(qū)生產(chǎn)能力;
k1 ——采區(qū)掘進(jìn)出煤系數(shù),取k1=1.1;
k2 ——工作面間產(chǎn)量不均衡系數(shù),同采的工作面?zhèn)€數(shù)為1,故k2=1;
A ——工作面生產(chǎn)能力,1.56 Mt/a。
AB =1.1×1×1.56
=1.71Mt/a
礦井設(shè)計(jì)井型1.20 Mt/a,采區(qū)生產(chǎn)能力1.71 Mt/a,因此能滿足礦井的產(chǎn)量要求。
采區(qū)采出率
采區(qū)內(nèi)留設(shè)有煤柱,有一部分可以回收,有的煤柱往往不能完全回收,故有煤柱損失,其中包括工作面回采落煤損失、區(qū)段隔離煤柱損失,還有其它不可預(yù)知的煤炭資源損失,因此采區(qū)實(shí)際采出煤量低于采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量。
采區(qū)實(shí)際采出煤量與采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量的百分比稱為采區(qū)采出率。按下式計(jì)算:
采區(qū)采出率=(采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量-開(kāi)采損失)/采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量×100% (式5.2.1)
東一采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量為:26.76 Mt。
開(kāi)采損失包括以下?lián)p失:
邊界煤柱
Mt
上山煤柱損失
由前面章節(jié)可知上山間距為25 m,上山兩側(cè)煤柱各寬20 m,即上山保護(hù)煤柱的總寬度為65 m。
Mt
區(qū)段煤柱損失
Mt
采區(qū)煤炭總損失為:
(式5.2.3)
得: =3.6Mt
式中:—工作面落煤損失
P=3.6+2.08+10.32+0.31=6.31 Mt
則采區(qū)采出率 =(26.76-6.31)/26.76×100%= 76.4%
根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(2010年版)規(guī)定:采區(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)首采采區(qū)采出率為0.764,符合規(guī)定。
5.3采區(qū)車(chē)場(chǎng)選型設(shè)計(jì)
上部車(chē)場(chǎng):
按軌道上山與區(qū)段回風(fēng)平巷或回風(fēng)石門(mén)的連接方式不同,上部車(chē)場(chǎng)包括平車(chē)場(chǎng)、甩車(chē)場(chǎng)和轉(zhuǎn)盤(pán)車(chē)場(chǎng)三類(lèi)。
甩車(chē)場(chǎng)的絞車(chē)房布置在回風(fēng)平巷標(biāo)高以上,上部多為松軟風(fēng)化帶,絞車(chē)房維護(hù)困難,絞車(chē)房有一段下行風(fēng),通風(fēng)條件差。
轉(zhuǎn)盤(pán)車(chē)場(chǎng)通過(guò)能力小,工人勞動(dòng)量大,是應(yīng)用最少的上部車(chē)場(chǎng)形式。
平車(chē)場(chǎng)通過(guò)能力大,調(diào)車(chē)方便,絞車(chē)房維護(hù)容易,應(yīng)用較多。本設(shè)計(jì)選用逆向平車(chē)場(chǎng)。
中部車(chē)場(chǎng):
中部車(chē)場(chǎng)一般為甩車(chē)場(chǎng),包括甩入石門(mén)式、甩入繞道式、甩入平巷式三種形式。本設(shè)計(jì)選用甩入平巷式。
下部車(chē)場(chǎng)
下部車(chē)場(chǎng)包括大巷裝車(chē)式、繞道裝車(chē)式、石門(mén)裝車(chē)式三種形式。本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)了運(yùn)輸大巷,運(yùn)輸大巷選用皮帶運(yùn)輸,為了減少運(yùn)輸環(huán)節(jié),增加可靠性,采區(qū)設(shè)置了采區(qū)煤倉(cāng)。采取下部車(chē)場(chǎng)選用大巷裝車(chē)式。煤通過(guò)采區(qū)煤倉(cāng)進(jìn)入運(yùn)輸大巷。
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