开滦集团吕家坨矿2.4Mt新井设计

摘要

　　本设计包括两部分：一般部分和专题部分。

　　一般部分是河北开滦集团吕家坨矿240万吨新井设计。全篇共有十篇，依次是：矿区概述及井田地质特征，井田境界及储量，矿井工作制度和设计生产能力，井田开拓，采区巷道的布置，采煤方式，井下运输，矿井提升，矿井通风与安全，矿井基本技术经济指标。

　　开滦矿务局吕家坨矿位于河北省唐山市境内。井田面积15.9平方公里。井内可采煤层共2层，分别为8号煤层和9号煤层，8号煤层为主采煤层，煤层赋存稳定平均厚度4.3米，平均倾角14度，为中倾斜煤层。井田内工业储量为21929万吨，可采储量为19009万吨。相对瓦斯涌出量为1.790m3/t,绝对瓦斯涌出量为10.214m3/min,属于低瓦斯矿井。煤层无自然发火现象。

　　该矿井设计年生产能力为240万吨，服务年限为62年。采用双立双水平开拓采区开采。开采水平标高为-500水平。矿井采用单面倾斜长壁后退式一次采全高全部垮落法综合机械化采煤法。

　　矿井布置一个综采面，工作面长度为250米。煤的运输采用胶带输送机。矿井通风机工作方式为抽出式，矿井通风方式为中央并列式。

　　专题部分为煤矿井下煤尘处理技术研究。

　　关键词：井田开拓；采煤方式；运输提升；通风安全；综合机械化

Abstract

　　Thedesignconsistsoftwoparts:generalandthematicpartofsome.

　　　　LvjiatuoCoalMineofKailuan,HebeiGroup2.4milliontonsofnewwellsdesignisgenerallypart.Itincludetotalof10,theyare:theminingareaoutlinedgeologicalfeaturesandmine,andminefieldlevelreserves,mineproductioncapacityofthesystemanddesign,minedevelopment,miningareaoftheroadwaylayout,coalmining,undergroundtransport,upgradethemine,mineventilationAndsecurity,minebasictechnicalandeconomicindicators.

MiningBureauLvjiatuoKailuanCoalMineinTangshanCity,HebeiProvince.Mineareaof15.9squarekilometers.Coalminefieldwithinatotaloftwolayers,namelytheseamonthe8thandthe9thcoalseam,mainlycoalminingonthe8thfloor,storagestabilityseamthicknessof4.3metersonaverage,anaverageof14degreesinclination,tonearlythelevelofcoal.CoalMineintheindustrialreservesof219.3milliontons,recoverablereservesof190.1milliontons.Relativetogasemissionin1.790m3/t,absolutegasemissioninthe10.214m3/min,alow-gascoalmine.Nospontaneouscombustionincoalseams.

　　Theminedesignannualproductioncapacityof2.4milliontons,lengthofservicefor62.Lidouble-discsingle-leveldevelopmentzoneofstripmining.-500Elevationtothelevelofexploitationlevel.Mineuseofone-sidedtilt-wallback-full-timehighoffallingallthecomprehensivemechanizedmining.

　　MinelayoutofaFully-face,facealengthof250meters.Theuseofcoaltransportconveyorbelt.Fansofminetoworko.utwaysofthemineventilationsystemfortheCentralparallel.

　　FeaturesomeofMineroofcontroltechniquesofaccident

　　Keywords:Minedevelopment;mining;transportupgrade;ventilationsecurity;comprehensivemechanization

目 录

　　一般部分

　　1.矿区概述及井田地质特征

　　1.1矿区概述

　　1.1.1 交通位置

　　开滦矿务局吕家坨矿位于河北省唐山市古冶区境内，西距唐山18km,北距古冶9km.地理坐标为东经118°24',北纬39°40'.矿区交通便利。古吕钱公路南接唐港公路，北通205国道，津唐、唐港、京沈高速公路正在修建；矿区铁路专线吕古铁路和吕陡铁路与京山线接轨；水路运输东有秦皇岛港，西有天津新港，南有新近建成的京唐港；水、陆交通发达，煤炭外销十分方便（见图1-1）。

　　1.1.2 地形、地貌

　　吕家坨矿业分公司位于冀东平原。矿区地表为第四纪冲积平原，地势较平坦，海拔高度介于+22.74~+31.13m之间，地形总体趋势为北高南低。矿井付井口标高+28.286m,主井口标高+27.826m,风井口标高+30.198m,新风井口标高+29.708m,混合井井口标高+28.5m,宏文煤炭有限公司提升井井口标高+32.6m,风井井口标高+31.0m,矿内变电站标高+27.9m.在井田的南部及东部，由采矿活动引起的地表沉陷在矿井周围形成了较多的塌陷积水坑，其中医院、东工房南部的塌陷积水坑已被人为填平，用于建设工厂及村庄搬迁，工业广场附近的塌陷坑96年最高洪水位为+25.893m.

　　1.1.3 河流及水体

　　井田东部有一条沙河流过。沙河在井田东部由东北流向西南，属季节性河流，旱季有时断流，雨季流量较大。在沙河两侧建有沙河防洪堤坝，西侧沙河坝顶面标高+30m;沙河距吕家坨矿工业广场十几千米，之间还有吕范公路、吕范铁路相隔（标高都在+30m），西侧沙河坝、吕范公路、吕范铁路可有效阻挡洪水进入吕家坨矿工业广场，沙河对吕家坨矿工业广场构不成水害威胁。（补水体）

　　1.1.4 气象及地震

　　本区夏季炎热多雨，6、7、8月为雨季，地面径流流入沙河和塌陷坑。冬季干燥寒冷，冰冻期自11月下旬至3月上旬，冻土带深度一般为0.8m,属半大陆性气候，经多年观测，地表水体及大气降水与矿井涌水量的变化关系不明显。

　　有地震记载以来，在唐山地区共发生有感地震约百余次，其中震级大于4.8级的有十余次，大于6级的有2次。最大一次地震发生在1976年7月28日，震级7.8级，极震区烈度11度。

　　1.1.5 矿区经济情况

　　区内农业以种植玉米、小麦、花生、水稻为主；工业主要有水泥、煤矿、陶瓷、钢铁、发电等产业；劳动力资源充足。

　　1.1.6 水源及电源

　　矿区由矿内净化水厂提供生产、生活用水，供水能力约为400万吨/年，另矿区内还有一座污水处理厂，提供一级B排放标准的中水，供水能力约为75万吨。

　　矿区与两个电网相连接，一为华北电网，另一为开滦电网。距华北电网的距离为1.3km,距开滦电网的距离为9.5km.

　　为一宽缓向斜，在本井田范围内延展长度约3000m,其枢纽在吕53和林62钻孔联线位置附近，大致与吕家坨背斜平行，倾伏方向280°左右，倾伏角8-10°，两翼煤岩层

　　1.2 井田地质特征
　　1.2.1 井田地质构造
　　1.2.2 水文地质
　　1.2.3 其他有益矿物

　　1.3 煤层特征
　　1.3.1煤层
　　1.3.2 煤层顶、底板
　　1.3.3 煤质
　　1.3.4 瓦斯
　　1.3.5 煤尘及煤的自燃

　　2 井田境界和储量
　　2.1 井田境界
　　2.1.1  确定井田境界的依据及划分原则
　　2.1.2 井田尺寸
　　2.1.3  井田未来发展情况

　　2.2 矿井工业储量
　　2.2.1 储量计算基础
　　2.2.2 井田地质勘探
　　2.2.3 工业储量计算
　　2.3 井田可采储量
　　2.3.1 永久煤柱煤量
　　2.3.2 矿井可采储量计算

　　3 矿井工作制度和设计生产能力
　　3.1 矿井工作制度
　　3.2 矿井设计生产能力及服务年限
　　3.2.1校核矿井煤层的开采能力是否满足设计生产能力的要求
　　3.2.2校核各种辅助生产环节的能力
　　3.2.3 校核储量条件
　　3.2.4 校核安全条件

　　4 井田开拓
　　4.1 井田开拓的基本问题
　　4.1.1 确定井筒的形式、数目、配置
　　4.1.2 确定工业广场及井口位置
　　4.1.3 确定开采水平和阶段高度
　　4.1.4 开采水平布置及井底车场的选型
　　4.1.5 采区划分及其布置

　　4.2 井田开拓设计方案比较
　　4.2.1 开拓方案技术比较
　　4.2.2 开拓方案详细经济比较
　　4.3 矿井基本巷道
　　4.3.1 井筒
　　4.3.2 井底车场及硐室
　　4.3.3主要开拓巷道

　　5  采区巷道布置
　　5.1 采区煤层地质特征
　　5.1.1 采区位置
　　5.1.2采区煤层特征
　　5.1.3 煤层顶底板岩石构造情况
　　5.1.4 地表情况

　　5.2  采区巷道布置及生产系统
　　5.2.1 确定采区走向长度
　　5.2.2 确定区段斜长和区段数目
　　5.2.3 煤柱尺寸的确定
　　5.2.4 采区上山的布置
　　5.2.5 区段平巷的布置
　　5.2.6 联络巷道的布置
　　5.2.7 采区运输、通风运料等系统的确定

　　5.3 采区车场设计
　　5.3.1采区上部车场形式的选择
　　5.3.2采取中部车场形式的选择
　　5.3.3采区下部车场的选择及设计
　　5.3.4采区主要硐室的布置

　　5.4采区采掘计划
　　5.4.1采区主要巷道参数确定
　　5.4.2确定采区生产能力
　　5.4.3 计算采区回采率

　　6 采煤方法
　　6.1 采煤工艺方式
　　6.1.1确定采煤工艺方式
　　6.1.2 回采工作面参数
　　6.1.3 采煤工作面破煤、装煤方式
　　6.2 综采工作面巷道布置方式

　　7 井下运输
　　7.1  运输方式和运输系统的确定
　　7.1.1  基本资料
　　7.1.2  运输方式的确定
　　7.1.3  运输系统

　　7.2 矿车的选型与数量
　　7.2.1  架线式电机车型号确定
　　7.2.2  矿车的选择
　　7.2.3  井下电机车的台数估算
　　7.2.4  确定矿车台数估算

　　7.3 采区运输设备的选择
　　7.3.1  工作面输送机选型原则
　　7.3.2  转载机选型原则
　　7.3.3  可伸缩带式输送机选型原则

　　8 提升系统
　　8.1 矿井主提升设备的选择及计算
　　8.2  设计依据
　　8.3  选型计算

　　9 矿井通风与安全
　　9.1 矿井通风系统的确定
　　9.1.1  概述
　　9.1.2 矿井通风系统的基本要求
　　9.1.3  矿井通风系统的确定
　　9.1.4  主扇工作方式的确定
　　9.1.5  采区通风系统的要求
　　9.1.6  工作面通风方式的选择
　　9.1.7  回采工作面进回风巷道的布置

　　9.2 采区及全矿所需风量和分配
　　9.2.1 风量计算
　　9.2.2  风量分配
　　9.2.3 风速的验算
　　9.2.4 风量的调节方法与措施
　　9.2.5  风速的验算

　　9.3 矿井通风阻力的计算
　　9.3.1  确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力
　　9.3.2  矿井阻力路线
　　9.3.2  矿井等积孔计算
　　9.3.4  两个时期的矿井总风阻和总等积孔

　　9.4  通风设备的选择
　　9.4.1 选择主要通风机
　　9.4.2  电动机的选择
　　9.4.3  反风措施

　　9.5 矿井安全技术措施
　　9.5.1 预防瓦斯及煤尘爆炸
　　9.5.2 煤（岩）与瓦斯突出的防治
　　9.5.3 火灾与水患的预防
　　9.5.4 其他事故的预防
　　9.5.5 避灾路线及自救

　　10 矿井排水
　　10.1 概述
　　10.1.1 矿井水来源及涌水量
　　10.1.2 对排水设备的要求
　　10.2 矿井主要排水设备
　　10.2.1 排水方式与排水系统简介
　　10.2.2 主排水设备及管路的选择计算
　　11 矿井主要技术经济指标

　　专题部分
　　前言
　　1 煤尘的危害与防治措施
　　1.1煤尘爆炸的危害
　　1.2 防止煤尘爆炸的措施
　　1.2.1防尘措施
　　1.2.2防爆措施
　　1.2.3隔爆措施

　　2 国内外煤尘控制技术概述
　　2.1 煤层注水
　　2.1.1 注水除尘原理
　　2.1.2 煤层注水的效果
　　2.2 喷雾降尘
　　2.2.1 喷雾降尘的原理
　　2.2.2 喷雾降尘的改进

　　2.3 除尘器除尘
　　2.3.1 自激式水浴水膜除尘器
　　2.3.2 掘进机气幕除尘器
　　2.4 泡沫除尘
　　2.4.1 泡沫除尘机理
　　2.4.2 泡沫除尘在输送带转载点或卸料口处的应用
　　2.5 几种除尘技术的比较

　　致谢

　　参考文献
　　[1] 徐永圻主编。煤矿开采学[M].徐州：中国矿业大学出版社，1999
　　[2] 钱鸣高，刘听成。矿山压力及其控制[M].北京：煤炭工业出版社，2003,11
　　[4] 刘过兵主编。采矿新技术[M].北京：煤炭工业出版社，2002,11
　　[5] 杨孟达主编。煤矿地质学[M].北京：煤炭工业出版社，2000,8
　　[6] 张国枢主编。通风安全学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2000,7
　　[7] 杨振复，罗思波。放顶煤开采技术与放顶煤液压支架[M].北京：煤炭工业出版社，1995
　　[8] 赵宏珠，石平五。厚煤层放顶煤开采设备与技术[M].北京煤炭工业出版社，1995
　　[9] 煤矿工业矿井设计规范[M].北京：中华人民共和国建设部，2005

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