矿井通风课程设计东滩矿Word格式.docx
《矿井通风课程设计东滩矿Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿井通风课程设计东滩矿Word格式.docx（28页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
平均厚度
第
四
整合
不整合
假整合
57.26-226.34
124.61
自西向东，自南向北逐渐变薄，井田内仅在西北边缘见上、中、下组外，
其余只有上、中两组，上组一般厚45m左右，透水性强，含水丰富；
中组一厚45-50m左右,透水性弱。
侏
罗
上侏
罗统
残厚
0~794.86
分布普遍，由西而东残厚不断增大，上段最大残厚550余m,只见于井田
东部，为灰、灰白、灰绿、褐灰色的粉砂岩细砂岩、泥岩、泥质岩与
细砂岩互层等，固接良好，下段沉积后300~390m,一般320m,岩性基本为
一套紫红色，暗红色厚状泥质砂岩，斜层理发育。
二
迭
下石盒子组
0~181.88
分布与井田北部和西部，以紫红色、灰绿、灰黄色的杂色粘土岩为主，
夹粉砂岩和砂岩，底部有一层超过5m,的粗砂岩或沙砾岩，与山西组分界。
山西组
105.92-152.6133.98
分上、下两段，上段为纯陆相地层不含煤，由杂色粘土岩、灰-灰绿色细
-中粒砂岩，灰-深灰色粉砂岩，粘土岩等组成，厚23-50m,一般35m左右。
下段为主要含煤段，厚约100m左右,主要由灰-灰白色中粒细砂岩深灰色
粉砂岩，细砂岩与粗粉砂岩互层组成，中下部含第2、3煤层。
石
炭
太原群
174-218
184.74
为海陆交互相沉积，岩性主要为粉砂岩、泥岩、粘土岩、细粒砂岩、夹薄层石
灰岩10层，煤24层，其中主要可采煤层为第16上、17煤层，局部可采煤层
有第6、15上、18上、灰岩中以三、十、十下两层较厚，且最稳定。
本溪群
厚度变化大、从南到北，从东向西逐渐变薄，北部厚29.6m,南西部厚
38.36m,岩性由灰岩、粘土层、粉砂岩、铝铁质泥岩组成。
第十二、十三层
灰岩呈砾状，第十四层灰岩层位稳定，但厚度变化大，第十五层灰岩为
透镜体沉积。
奥陶系
灰-青灰色厚层状致密灰岩，夹薄层黄色泥质灰岩，顶部风化裂隙发育。
（2）构造：
本井田以宽缓褶皱为主，伴有少数的段裂构造。
由于次一级褶皱普遍发育，致使地层产状不论其走向、倾向、倾角都有较大变化。
次级褶皱均为宽缓、短轴、波状褶皱。
背向斜相间分布，定向排列等特征。
轴向总以北东、北东东为主，但轴在平面上有弯曲，在垂直面上也有起伏。
这种现象可能是两组基底断裂相互干扰、复合的结果。
断层主要为小角度的正断层，断距较大的断层分布于东部和南东部边缘。
按其走向可分为四组。
井田内共有背向斜10条，断层15条。
所有的正断层都切割上侏罗系的红色砂层，且断层不论间距大小，都切割次级褶皱。
（3）地温：
本井田内地温未见异常，地温和地温梯度都较低。
变化大致有如下几点规律：
地温梯度与地层有密切的关系。
上侏罗系红层以上的非煤系地层，地温梯度最低平均每深100米，均温1.5°
C;
第三煤层以上的煤系地层为中梯度，平均每深100米，升温1.8°
C~2.0°
C左右。
第三煤层以下为高梯度，平均每升100米，增温2.5°
第三煤层是良好的隔热层，对地温起着一定的控制作用。
一号井东断层东部地温较断层的西部地温高1°
C~3°
C，平均2.0°
2.3水文地质特征
（1）含水层特征及断层导水性
区内为主要含水层为第四系含水砂层，上侏罗系地层，第三煤层顶板灰岩，第三层石灰岩。
第十二至十四层石灰岩、奥陶系灰岩等。
断层导水性不强，煤系含水层补给水源较差。
（2）矿井涌水量
经精查补充勘探，参照南屯矿井实际涌水量资料，根据补充地质报告审查意见；
本矿井正常涌水量为200m3/h,最大涌水量为500m3/h。
2.4附综合柱状图
第三节煤层特征
3.1煤层特征
本井田共含煤35层，平均总厚8.77m，含煤系数为5.8%。
可采煤层为3号煤层，平均厚度为8.55米，倾角以3°
~8°
为主，平均6°
，倾向南或南西。
其中3号煤层又分为3上和3下两层煤,其间含有平均为0.1米的夹矸，构造简单。
3.2煤层的围岩性质
表1——2煤层特征表一章_____________________________________________________________________________________________________________________________
煤层
名称
煤层厚度（m）
层间距（m）
稳定程度
煤层特征
顶板
底板
最小-最大
平均
2
0-1.84
0.55
71.25-110.58
84.96
3.88-9.37
5.4
7.25-16.61
10.78
34.26-62.95
43.75
28.49-66.03
41.60
7.53-41.07
23.80
不稳定
通常不含夹石,
构造简单
东南半部为长石石英粉砂,西部半部为粉砂岩,粘土岩夹层
粘土层或泥岩
3
5.65-10.28
8.5
稳定
含夹石1-层,厚0.3-0.5m
粉砂岩
粉砂岩、细砂岩
6
0-1.07
0.64
较稳定
无夹石或偶见一层夹石,向南有分叉现象,构造简单
粉砂岩或泥质岩
一般为细砂岩、部分为粉砂岩
15上
0-1.58
0.71
一般无夹石,偶见1-2层,厚在0.10m以下,结构简单
九层灰岩,泥岩或粉砂岩
一般为中细砂岩，有时为粘土岩伪底
16上
0.6-1.53
0.93
一般无夹石,偶见一层0.10m以下,结构简单
十下层灰岩
一般为中细砂岩，有时为粘土层或泥质岩伪底
17
0.62-2.33
1.03
无夹石或有一层夹石,厚多在0.2m以内,结构简单
十一层灰岩,泥质岩或粉砂岩
粘土岩
18上
0-0.98
0.51
结构简单,一般无夹石,偶见一层夹石
3.3煤的特征
（1）媒质
本区媒质稳定，硬度中硬,普氏硬度为2～3，属中变质气煤，为高硫低灰分。
平均容重为1.4t/m3。
（2）瓦斯、煤尘及自燃发火倾向
矿井属低沼气矿井，据各煤层取样实验结果，煤尘均有爆炸危险，煤层均有自燃发火倾向，自然发火其3～6月。
第二章井田境界和储量
第一节井田境界
1.1井田境界
在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。
煤田范围划分为井田的原则为：
（1）井田范围内的储量,煤层赋存情况及开采条件要与矿井生产能力相适应；
（2）保证井田有合理尺寸；
（3）充分利用自然条件进行划分，如地质构造（断层）等；
（4）合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井间的关系。
根据以上划分原则以及兖州煤田的整体规划以及东滩煤矿实际情况，井田四周境界为：
东以峰山断层为界，南至皇莆断层与南屯矿井相邻；
西以鲍店煤矿61号孔的连线垂直下切和小广断层相交为界，与兴隆庄矿井相邻；
北以矿区的北部边界滋阳断层为界。
1.2井田特征:
井田南北长12.4km,东西平均宽4.8km,面积约为60km2，地层走向以30°
～60°
东为主，倾向北西或南东。
第二节矿井工业储量
2.1井田勘探类型、钻孔及勘探分布情况
2.2矿井工业储量的计算及储量等级的圈定
东滩矿井属于国家投产的特大型矿井。
井田的总体范围较大。
煤层较厚整个煤田的煤层均厚度为8.55米，煤田大致分为两个部分：
第一部分较为平坦，平均倾角α1=6º
，大部分标高大于-600米：
第二部分倾角较大，平均α2=14º
，大部分标高位于-1000——-600米之间。
由此
第一水平工业储量
第二水平工业储量
全矿井工业储量
第三节矿井可采储量
3．1计算可采储量时，必须要考虑以下储量损失：
（1）工业广场保安煤柱；
（2）井田境界煤柱损失；
（3）采煤方法所产生煤柱损失和断层煤柱损失；
（4）建筑物、河流、铁路等压煤损失；
（5）其它各种损失。
3.2各种煤柱损失计算
第一水平保护煤柱
1.工业广场煤柱损失
本矿井设计年生产能力为400万t/a，按《煤矿设计工业规范》，占地面积应在400/10*0.8——400/10*1.1之间，即32——44公顷之间，本设计工业广场取40公顷，长，宽各为500米，800米，工业广场位置煤层深度约-600米，煤层倾角近于0，则b=150ctgф+（600+50-150）*ctgδ=312.5（m）
工业广场围护带宽度为15米，则工业广场压煤为：
（500+15+312.5）*（800+15+312.5）=1.64*106（m2）=1.64（km2）
其中第一水平压煤面积为0.9km2，第二水平压煤面积为0.74km2
第一水平压煤量为p11=0.9*8.55*1.35=10.39（mt）
2．风井压煤
风井位置处煤层深度约为-550米，煤层倾角近于0，则b=150*ctgф+（550+50-150）*ctgδ=296.2（m）风井井筒围护带为20米，则风井压煤面积：
S=（（296.2+20）*2）2=0.4（km2）
本矿井采用两翼对角式通风，总压煤量：
p12=2*0.4*8.55*1.35=9.23（mt）
3.铁路压煤
4．井田边界及断层压煤
第二水平保护煤柱
1.工业广场压煤
2.铁路压煤：
3.井田边界及断层压煤
永久保护煤柱总量
3.3矿井可采储量
可采储量的计算公式为：
Z=（Zc-P）*C
式中：
Z——矿井可采储量，mt；
Zc——矿井工业储量，mt；
P——永久煤柱损失，m；
C——煤炭采出率，取0.8；
所以本矿井的可采储量为：
Z=（Zc-P）*C
其中第一水平可采储量为：
第二水平可采储量为：
本矿井为两水平开拓，第一水平标高为-620米，平均倾角为6°
，第二水平标高为-800米，平均倾角为14°
。
开采煤层只有第三层，其矿井的储量表为：
（单位：
mt）
表2——1储量分配表
项目
工业储量
可采储量
第一水平
第二水平
第三章矿井工作制度、设计生产能力及服务年限
第一节矿井工作制度
本矿井年工作日为300天，采用“四六”工作制，即三班采煤，一班准备，每班工作6小时，根据煤炭设计规范规定，矿井日净提升确定为14小时。
第二节矿井设计生产能力及服务年限
2.1矿井设计生产能力的确定
矿井生产能力主要根据矿井地质条件、煤层赋存情况、开采条件、设备供应及国家需煤等因素确定。
针对东滩煤矿的实际情况：
地质构造简单，储量丰富，煤层赋存稳定，为近水平煤层（倾角6°
），两水平开拓，主采3号煤层，均厚8.55米；
瓦斯和水涌出量小，采用综采放顶煤的开采方法。
所以根据以上原则和兖州煤田的整体规划以及东滩煤矿的最初设计，确定本矿井的年设计生产能力为400万t/年。
2.2水平的服务年限
根据矿井实际的地层和煤层特征，本矿井主采3层煤，均厚8.55米，平均倾角6度，赋存稳定。
两水平开拓，第一水平标高为-620m，第二水平标高为-800m。
第一水平服务年限的计算公式：
T1=Z1/A*K
式中：
T1——为第一水平服务年限，a;
Z1——第一水平可采储量，万t;
A——矿井设计年生产能力，万t，A=400;
K——矿井备用系数，取1.4。
所以第一水平的服务年限为：
矿井总的服务年限为：
T=Z/A*K
T——为水平服务年限，a;
Z——可采储量，万t;
2.3井型校核
通过对实际煤层开采能力、辅助生产能力、储量条件及安全条件等因素对井型加以校核：
（1）煤层开采能力
东滩矿井3号煤层为赋存稳定的厚煤层，倾角为3º
~8º
，地质结构简单，易于采用放顶煤开采。
据实习矿井生产实际，可布置一个综采放顶煤工作面保产，布置一个备用工作面以备使用，煤层开采能力能满足矿井设计生产能力。
（2）辅助生产系统能力校核
本设计的矿井为特大型矿井，开拓方式为双立井加双暗斜井开拓。
主井采用2个16吨箕斗，提升能力大，能满足提升方面的要求。
大巷和石门采用强力胶带输送机运煤，运输能力也能达到要求，且机械化程度高。
辅助运输采用电机车牵引矿车运输，所以，本设计中井底车场采用刀把式车场。
调车和通过能力均能满足要求，各辅助生产环节都能满足要求，不会影响生产能力。
（3）安全条件校核
本矿井瓦斯涌出量为1.5m3/t，属于低瓦斯矿井。
煤尘有爆炸性危险。
水文地质条件简单，涌水量较小（平均200m3/h）。
在副井中铺设三趟排水管道可满足排水要求。
矿井采用两翼对角式通风方式，经通风设计表明：
通风满足要求。
井田内断层较少，只有一些较大的断层，对于开拓有一定的影响，但是，对于影响生产的小断层较少。
所以，各项安全条件均可得到保证，不会影响矿井的年生产能力。
第四章井田开拓
第一节井田开拓的基本问题
1.1井筒形式、数目、位置、及坐标
（1）井筒形式的选择和数目
立井开拓的优点：
立井开拓的适应性较强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制；
立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利；
对井型特大的矿井，可采用大断面的立井井筒，装备两套提升设备；
井筒的断面很大，可满足大风量的要求；
由于井筒短，通风阻力小，对深井特别有利。
根据以上考虑因素，综合东滩煤矿的实际情况：
a）表层土较厚，平均为150米，自西向东，自北向南逐渐变薄，风化严重。
b）矿井年设计生产能力为400万t/年，为特大型矿井，对提升要求较高。
c）地势平坦，地面标高平均50米左右，煤层埋藏深，距地面垂深在500——1000米之间，平均为600米。
d）井田面积大，通风路线长，风阻大。
立井开拓均能解决上述问题，因此主副井均采用立井开拓，在井田西边与北边各设一个风井，即津浦铁路两侧各设一个风井，进行两翼对角式通风。
（2）井筒位置的选择
（3）井筒的坐标
1.2工业广场的位置、形状和面积的确定
工业场地的选择主要考虑以下因素：
（1）尽量位于储量中心，使井下有合理的布局；
（2）占地要少，尽量做到不搬迁村庄；
（3）尽量布置在地质条件较好的区域，同时工业场地的标高要高于最高洪水位；
（4）尽量减少工业广场的压煤损失。
根据以上原则和本矿井的实际情况，工业广场与主副井筒布置位置相同，其面积大小详见第二章第三节内容，工业广场面积48公顷，定为600×
800m的矩形。
1.3确定开采水平
1．4煤层生产能力及主要开拓巷道
（1）煤层生产能力
（2）
（3）主要开拓巷道
1.5确定开拓方案
（1）开拓形式的分类
根据井筒不同形式，可将矿井开拓分为平峒、斜井、立井、综合开拓四种形式。
（2）开拓形式的特点和使用条件。
平峒开拓是最经济和最简单的一种开拓方式，系统简单、施工容易、建井期短，基建投资和生产成本低，井下不需井底车场，地面不需安装提升设备，减少了矿建、土建的工程量，但是平峒开拓要受地层及煤层埋藏条件的限制，在地形为山岭、丘陵的矿区采用广泛。
斜井开拓和立井开拓相比，施工速度比较简单、建井速度比较快，工期短，投资小，井筒装备和地面工业设施比立井开拓简单，井底车场简单，工程量少。
多水平开拓时，石门的掘进量和运输量均比立井开拓要少，就水平延伸方便，特别是采用胶带输送机提升时，提升能力与深度无关，增产潜力大，可连续运输，易于实现自动化。
当采用钢丝绳胶带输送机时，还可以兼作提升人员用。
但斜井同立井相比，也有其缺点：
同样的开采深度，斜井井筒较长，因而井筒铺设的管路、电缆以及其它线路的长度比较大，采用绞车辅助提升速度小，因井筒长而使提升能力小，同时井筒受自然条件影响较大，如采用箕斗或串车提升，就需分段提升，这技术上，经济上是不合理的。
当表土层厚，含流砂层时，斜井穿过长度大，施工复杂，当围岩不稳定时，斜井井筒维护困难、维护量大。
另外，煤层倾角对斜井开拓有一定的影响。
当倾角较大时，采用与煤层角度一致的斜井，提升方式和提升能力均受到限制；
当斜井从顶板进入的穿层斜井，井筒保安煤柱将需增大。
斜井开拓适用于煤层赋存较浅，表土层不厚，水文地质条件简单的缓倾斜或倾斜煤层。
立井开拓适应性强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制。
立井的井筒短、提升速度快、提升能力大，对辅助提升特别有利；
由于井筒短，通风阻力小，对深井更为有利。
其缺点与斜井对应。
因此在地质条件不利于采用平硐或斜井时，都可考虑采用立井开拓。
对于煤层赋存较深、表土层厚，或水文情况比较复杂、井筒需要特殊施工，或多水平开采急斜煤层的矿井，一般都应采用立井开拓。
对于倾斜长度大的井田，采用立井多水平开拓能较合理的兼顾浅部和深部的开采，也是比较有利的。
（4）开拓方案比较
技术比较
表4——2粗略估算费用表
经济比较
方案2、3经济比较如表4——3。
表4——3经济比较费用表
方案2比方案3的总费用多出13.2%，由此可见方案3明显优于方案2。
综合比较
第二节矿井基本巷道
2.1井筒
（1）主井
由于本井田地处平原，加之煤层埋藏较深、表土层较厚，不具备斜井与平峒的开拓条件，故而采用立井开拓。
主井井筒直径7米，净断面38.5m2，掘进断面，在表土层处为62.2m2，基岩处为50.3m2，基岩段壁厚450mm，表土段厚900mm。
主井采用两对16t箕斗提煤。
其断面图见图4——2。
（2）副井
副井井筒采用圆形断面,井壁采用锚喷支护,副井主要用来运输人员、设备、材料以及提升矸石，兼做通风、排水、供电用。
净断面50.3m2，掘进断面在表土段为80.1m2，基岩段为65m2。
副井采用一套5t双层单车罐笼。
副井内设梯子间，作为一个安全出口；
风井内设梯子间作为另一个安全出口。
其断面图见图4——3
（3）风井
风井井筒采用圆形断面，直径为6m，净断面28.3m2，掘进断面在表土段为46.6m2，基岩段为37.4m2，采用锚喷支护。
内设梯子间，有注浆、水等管路。
风井除了矿井回风之用，还兼作井下发生灾难时的一个安全出口。
其断面图见图4——4。
（4）矿井通风验算
具体见第九章。
主井、副井、风井井筒特征见表4——5。
表4——5主井、副井、风井井筒特征
顺序
单位
主井
副井
西风井
北风井
1
井口锁口标高
m
+50
+48
+47
第一水平标高
-620
-550
井深（不包括水窝）
670
668
597
4
井底装载段深度或井底水窝
70
15
5
净直径
7.0
8.0
6.0
净断面
m2
38.5
50.3
28.3
7
井壁厚度
冻结部分
mm
900
1000
800
基岩部分
450
500
400
壁后充填
50
8
掘进断面
62.2
80.1
46.6
65.0
37.4
9
砌碹材料
钢筋混凝土300#
混凝土200#
10
罐道形式
球扁钢组合钢性罐道
2．2井底车场
1.井底车场设计原则；
要留有一定的富裕通过能力，一般要求大于矿井设计能力的30%；
设计车场时要考虑矿井增产的可能；
尽可能的提高机械化水平，简化调车作业，提高通过能力；
考虑主、副井之间施工的短路贯通；
注意车场处的围岩及岩层含水性，破碎情况，避开破碎和强含水层；
井底车场要布置紧凑，注意减少工程量等。
2．井底车场的型式和布置形式
3．井底车场的调车方式
4．井底车场硐室布置
主井系统有：
推翻车硐室、井底煤仓、撒煤清理硐室和水窝泵房等。
副井系统有：
排水泵房、水仓、清理水仓硐室、主变电所及等候硐室等。
主排水泵房与中央变电所联合布置在副井井筒与井底车场连接处附
升级会员 