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目 录
一般部分
第一部分 玉溪矿井基本情况
1 矿井与矿体特征 1
1.1矿井的自然情况 1
1.1.1地理位置与交通 1
1.1.2井田地形与河流 1
1.1.3气象特征 1
1.2矿井的地质情况 2
1.2.1井田的地质构造 2
1.2.2水文地质 3
1.3煤层情况 3
1.3.1煤层及其特征 3
1.3.2煤质 4
1.4矿区情况 4
1.4.1矿区的工业简况 4
1.4.2水电供应 4
1.4.3建筑材料及劳动力来源情况 5
2 矿井的开拓与开采 6
2.1矿井开拓 6
2.1.1井田界限 6
2.1.2矿井埋藏量、年产量、服务年限以及矿井工作制度 6
2.1.3矿井开拓方式 6
2.1.4井口位置及井田标高 6
2.1.5煤层分组与煤层开采顺序 7
2.1.6开采水平的划分、翼数以及层数 7
2.2矿井开采 7
2.2.1盘区划分及开采顺序 7
2.2.2采区巷道布置方式 7
2.2.3工作面数目及长度 8
2.2.4投产标准 8
3 矿井的生产系统 9
3.1矿井的主要生产系统 9
3.1.1井下煤、矸石及材料的运输系统 9
3.1.2主要运输设备的型号及数目 9
3.1.3矿车的特征及数量 9
3.2井筒 10
3.2.1井筒及装备 10
3.2.2井壁材料、掘进断面积及结构 10
3.3井底车场 11
3.3.1井底车场的位置、形式 11
3.3.2井底车场与井筒及煤层的关系 11
3.3.3车场内主要巷道及硐室的名称、位置结构特点和工程量 11
3.4矿井的辅助生产系统 12
3.4.1通风系统 12
3.4.2压风系统 12
3.4.3排水系统 12
3.4.4井下供电、照明、信号系统 12
3.5防水、防火、防沼气煤尘爆炸的安全措施 13
3.5.1预防井下水灾的措施 13
3.5.2预防井下火灾的措施 13
3.5.3煤尘的综合防治 14
4 地面工业广场及民用建筑 15
4.1主斜井生产系统 15
4.2副斜井生产系统 15
4.3矸石系统 15
4.4辅助设施 16
4.5工业广场总面积及建筑物工程量表 16
5 矿井主要技术经济指标 18
第二部分 玉溪矿井施工组织设计
1 建井施工准备 20
1.1建井施工条件 20
1.1.1建井期间的水电供应、通讯联系、交通运输、排水 20
1.1.2工人及建筑材料的来源 20
1.1.3排矸 20
1.2建井的技术准备工作 20
1.2.1矿井施工方案 20
1.2.2贯通点的选择 21
1.2.3井筒的开工顺序 21
1.3矿井开工前的工程准备 22
1.3.1矿井开工前工程准备工作的重点项目 22
1.3.2施测定位 22
1.3.3井筒检测孔 23
1.3.4工业广场的平整 23
1.3.5场地排水 23
1.3.6永久筑物、构筑物和设备利用情况和采取的措施 23
1.3.7临时建筑物名称、结构形式及工程量表 24
1.3.8准备工作的人数及安排 24
1.3.9缩短准备期的措施 24
1.3.10施工准备进度安排及工期的确定 24
2 井筒施工 26
2.1井筒概况 26
2.1.1井筒的特征 26
2.1.2井筒掘、砌、安、的工程量 30
2.1.3井筒的地质水文条件 31
2.2井筒表土施工 31
2.2.1表土施工方案的选择 31
2.2.2施工方法的简述 32
2.3井筒基岩施工 34
2.3.1回风立井基岩施工方案 34
2.3.2施工作业方式 35
2.3.3钻眼爆破工作 35
2.3.4装岩工作 40
2.3.5提升工作 41
2.3.6临时支护 45
2.3.7井壁砌筑方法 45
2.3.8施工辅助生产系统 45
2.4井筒施工进度 48
2.5井筒安装 49
2.5.1井筒安装的作业方式 49
2.5.2井筒安装用的主要设备、设施 49
2.5.3安装工期 49
3 井筒过渡期与井底车场的施工组织 50
3.1井筒过度期施工组织 50
3.1.1井筒毗连硐室施工 50
3.1.2主、副、风井贯通方案 53
3.1.3主、副、风井装备交替改装方案 54
3.1.4改装所装工期 55
3.2井底车场巷道及硐室的施工顺序 56
3.2.1车场硐室及巷道的施工原则 56
3.2.2井底车场工程连锁项目 56
3.2.3非连锁项目施工顺序 56
3.2.4井底车场施工队伍组织 57
3.3过渡期及车场施工阶段的辅助生产系统 57
3.3.1提升方式、提升容器及提升能力 57
3.3.2车场施工各阶段的运输方式 57
3.3.3压气 57
3.3.4通风 58
3.3.5排水 58
3.4井底车场施工进度计划 58
4 采区巷道施工 60
4.1采区巷道施工顺序 60
4.2采区巷道施工技术 61
4.3采区施工的保安措施 62
5 工业广场施工总平面布置 64
6 建井总进度计划 66
6.1矿建、土建和机电安装三类工程安排原则 66
6.2矿建、土建、和机电安装工程三者之间的关系 67
6.3建井总进度计划 67
6.4保证建井速度的措施及意见 67
专题部分
岩巷中深孔爆破掘进技术 69
1 绪论 69
1.1前言 69
1.2国内外研究现状 70
1.3问题的提出 71
1.4本文的研究内容 71
2 岩巷中深孔爆破掘进掏槽技术研究 71
2.1斜眼掏槽 71
2.1.1斜眼掏槽的形式 71
2.1.2斜眼掏槽的破岩机理 72
2.1.3斜眼掏槽的应用 73
2.2直眼掏槽 75
2.2.1直眼掏槽的形式 75
2.2.2直眼掏槽的破岩机理 76
2.2.3影响掏槽效果的因素 77
2.2.3直眼掏槽的应用 77
2.3掏槽参数的确定 78
2.3.1掏槽方式确定的原则 79
2.3.2掏槽炮眼的布置 79
2.3.3掏槽药量的确定 80
3 岩巷中深孔爆破炮眼深度的分析 81
3.1根据任务要求确定 81
3.2根据钻眼机具确定 81
3.3根据循环方式确定 83
3.4采用气腿式凿岩机钻眼炮眼深度实例 84
3.4.1工程条件 84
3.4.2炮眼深度 84
3.5采用凿岩台车钻眼炮眼深度实例 85
3.5.1工程条件 85
3.4.2炮眼深度 85
4 结论与展望 86
参考文献 88
翻译部分
英文原文
中文译文 90
致 谢 93
V
第 93 页
中国矿业大学2013届本科毕业生设计
1 矿井与矿体特征
1.1矿井的自然情况
1.1.1地理位置与交通
玉溪井田位于山西省南部、樊庄普查区的东南部,行政区划隶属沁水县胡底乡所辖,其地理坐标为:东经112°36′20″~112°41′00″,北纬35°42′15″~35°45′00″。
曲(沃)-辉(县)公路从本井田南部通过,向西经端氏镇、沁水县城,在侯马与大运公路相通;向东在高平市与207国道交会;侯月铁路经过端氏镇,距本井田约17km,向西在侯马与南同蒲线接轨,向南在月山与太焦铁路相交,交通尚称方便。详见图1-1-1
图1-1-1玉溪矿地理位置图
1.1.2井田地形与河流
玉溪矿位于山西高原东南部,太行山脉南端。
玉溪矿属黄河流域沁河水系,流经玉溪矿的樊庄河为固县河支流,属季节性河流,雨季有短暂洪流,旱季长期断流,向西在东山村附近流入固县河,向南于端氏镇汇入沁河。
1.1.3气象特征
玉溪矿属东亚季风区暖温带半湿润地区,大陆气候显著,四季分明。夏季午间较热,早晚凉爽,雨水较多;冬季气候寒冷,雨雪稀少;春秋季雨少风多。
据县志记载,从1140年至今,该区共发生地震28次,其中破坏性地震8次。烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,属第一组。
1.2矿井的地质情况
1.2.1井田的地质构造
(一)区域地层
玉溪矿位于沁水煤田南部,与晋东南地区地层沉积规律一致,以元古界地层为结晶基底,向上依次沉积了下古生界(寒武系、奥陶系)、上古生界(石炭系、二叠系)、中生界(三叠系)地层,第四系地层分布于山梁及沟谷中。
(二)井田地层
区内地层出露条件较好,为二叠系上统上石盒子组上段、石千峰组、三叠系下统刘家沟组,第四系地层零星分布。现将区内地层由老到新分述如下:
⑴奥陶系中统上马家沟组(O2s):厚190.95m,其中上段厚53.91m,为深灰色巨厚层状石灰岩,底为白云质灰岩,中段厚121.04m,为灰色泥灰岩、角砾状灰岩、石灰岩夹白云质灰岩。不规则裂隙发育,方解石充填,局部见小溶孔。下段为灰白色含膏灰岩。
⑵奥陶系中统峰峰组(O2f):为煤系地层基底,平均厚度114.71m。分上下两段。
⑶石炭系中统本溪组(C2b):与下伏峰峰组为平行不整合接触,厚度3.25(1202孔)~8.45m(0801孔),平均3.53m。为灰-深灰色含铝泥岩、泥岩,含鲕粒具星散状黄铁矿,均匀层理为主。底部0.8m±透镜状铁矿层(山西式铁矿)。
⑷石炭系上统太原组(C3t):为主要含煤地层,厚75.62(14-3孔)~101.74m(0801孔),平均厚度86.31m,根据岩性特征可分为三段:
⑸二叠系下统山西组(P1s):为主要含煤地层。厚41.96(11-2孔)—66.24(12-1孔)m,平均51.73m。
⑹二叠系下统下石盒子组(P1x):厚54.75~93.75m,平均66.07m。底部为K8中细粒砂岩,局部为粗粒,中-厚层状,石英为主岩屑次之,含长石及菱铁矿鲕粒,具少量云母片,大中型楔状交错层理,波状、脉状层理,下部夹泥岩包体及条带。下部为灰-深灰色,夹黑灰色泥岩,粉砂岩含较多植物化石夹灰-灰白色砂岩。中部夹一层5m多的灰白色中粗粒砂岩,较稳定。上部为灰绿色、灰色泥岩,间夹灰-浅灰色砂岩。顶部为灰白色含铝泥岩,较纯,含较多菱铁质鲕粒,俗称“桃花泥岩”。
⑺二叠系上统上石盒子组(P2s):厚度一般在492.10~504.35m,平均502.32m。岩性主要为砂岩及杂色泥岩。根据岩性特征可分为三段:
⑻二叠系上统石千峰组(P2sh):平均厚度177m,分上、下二段。
⑼三叠系下统刘家沟组(T1L):分布于北边中部山梁顶,残留最大厚35m,以紫红色、浅灰红色薄-中厚层中细粒砂岩为主,夹薄层粉砂岩、泥岩。底部5米多为浅灰绿色薄层状砂泥互层。
⑽第四系中更新统(Q2):主要分布于山梁顶部。一般厚0~15m,前岭村附近最厚达30m,为棕黄色、浅红色亚粘土、粘土,含钙质结核,局部似层状。与下伏基岩地层为不整合接触。为黄土状堆积。
⑾第四系上更新统(Q3):分布于南部樊庄河Ⅱ级阶地,或披盖于谷坡中下部。
⑿第四系全新统(Q4):分布于樊庄河床、河漫滩及沟谷中,河床为灰黄色,灰绿色砂岩砾石,砾径一般5~25cm,最大0.8m,次棱角状、次圆状、分选差、砂质充填,较疏松。为冲洪积。
河漫滩为洪积沙土和人工垫积黄土,疏松,具湿陷性。
玉溪矿地层出露条件较好,由老到新分别为奥陶系中统上马家沟组、奥陶系中统峰组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、二叠系上统上石盒子组、二叠系上统石千峰组、三叠系下统刘家沟组、第四系中更新统、第四系上更新统、第四系全新统等共12个地层。其中石炭系上统太原组为主要含煤地层。
1.2.2水文地质
井田主要河流樊庄河发源于老马岭一带,属于固县河的支流,为季节性河流,东西横穿井田。枯水期流入井田东边界王回村时流量为4.34L/s,王回村以南50m消失形成地下水;在其下游玉溪村出露,流量为14.34L/s,然后又消失形成地下水
在南边界外出露,河床较窄,多为卵、砾石及砂、粘土组成,砾石磨园度及分选差。其次为樊庄河支流,主要有金地坡沟谷,王回村西沟谷,玉溪北沟谷,西部洞沟一带等,上游均有常年性流水,下游多入渗Q4砂、砾石层中,至樊庄河附近时均已消失,属于季节性河流,受大气降水影响较大。
1.3煤层情况
1.3.1煤层及其特征
(一)含煤性
井田内主要含煤地层为山西组(P1S)、太原组(C3t),共含煤2~9层。山西组含煤1~3层,其中3号煤位于本组下部,全区可采,是本矿井的主采煤层。太原组(含煤6~7层,仅15号煤层达可采。
(1)山西组(P1S)
一般含煤1~3层,其中3号煤全区可采。含煤系数7.73~14.99%,平均11.67%,可采含煤系数11.31%。主要可采煤层3号煤层位于本组下部,其余煤层为极不稳定的薄煤层,不具工业价值。
(2)太原组(C3t)
一般含煤6~7层,仅15号煤层达可采。含煤系数2.91% (13-1孔)~6.65% (14-3孔),平均3.01%,可采含煤系数1.85%。主要可采煤层15号煤位于本组下段。其余煤层为极不稳定的薄煤层。
(二)可采煤层
(1)3号煤层
位于山西组下部,厚度5.12(12-1孔)~7.20m(11-1孔),平均5.85m,纯煤厚度4.62m(12-1孔)~7.00m(11-1孔),平均5.71m。距底板0.95m处,有一层较稳定的夹矸,其厚度平均为0.28m,岩性为泥岩或炭质泥岩。此外,在该层夹矸之上及煤层上部,尚有极不稳定的薄层夹矸。
顶板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩,局部为细粒砂岩。底板均为泥岩。该煤层厚度大且稳定,结构简单,全区可采,为稳定型可采煤层。下距15号可采煤层82.80m(14-3孔)~84.54m(13-1孔),平均84.34m。
(2)15号煤层
位于太原组一段顶部,厚度1.20(1202孔)~2.30m(14-3孔),平均1.84m,在煤层中下部具一层0.05(1202孔)~0.15m(13-1孔),平均0.10m的泥岩夹矸。顶板为K2石灰岩,底板为泥岩。煤层结构简单,厚度较大,属稳定型可采煤层。各可采煤层特征见表1-1-1。
表1-1-1可采煤层特征表
含煤
地层
煤层
编号
煤层厚度
(m)
平均煤层
间距(m)
夹石
层数
煤层
结构
顶底板岩性
稳定
性
可采
性
山西
组
3
5.12-7.2
5.85
82.80-84.54
84.34
1
简单
顶板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩底板为泥岩
稳定
全区可采
太原
组
15
1.20-2.30
1.84
1
简单
顶板为K2石灰岩,底板为泥岩
稳定
全区可采
1.3.2煤质
煤的物理性质:井田内3、15号煤层均为黑色,条痕褐黑色,似金属光泽,条带状结构,断口贝壳状、阶梯状。3号煤层视(相对)密度1.46t/m3。15号煤层视(相对)密1.49t/m3。
原煤化学性质上为低中灰分煤,其它元素含量为特低硫-低硫、中磷、特低氯。
原煤的发热量发热量(Qb,d)为27.89~31.35MJ/kg,平均30.19 MJ/kg,属特高热值煤。
1.4矿区情况
1.4.1矿区的工业简况
晋城市东西长160km,南北宽100km,有煤、锰铁、铝土、铜、锌、金、银、大理石、水晶石等数十种矿产资源,含煤面积5350km2,占全市国土总面积的56.4%,其中已探明储量273.48亿t,占全国无烟煤的四分之一,占山西省的二分之一强,被国家定为全国化肥和化工原料煤基地。全市耕地保有面积284.3万亩,且气候温和,雨量充沛,适宜小麦、玉米等各种农作物生长。水资源总量21.49亿m3,是华北地区相对的富水区。植被丰富,有森林面积336万亩,森林覆盖率达到23%;天然牧草地25.47万公顷,是山西的畜牧业基地之一。桑蚕丝绸业历史悠久,有着广泛的群众基础和种养纺织经验,是我北方著名的桑蚕丝绸之乡,也是华北最大的桑蚕丝绸基地。
井田内山上人口已大量迁移,部分村庄已废弃,人口主要于公路两侧,每村200~400人。区内经济以农业为主,随着经济改革的不断深入,农、林、牧、副业都有了一定程度的发展;玉溪村东南新建有一个玉溪铁厂
1.4.2水电供应
玉溪矿生产用水水源为矿坑排水,生活用水水源为玉溪村西一带胡底河流域的浅层地下水,矿井水源可靠。
本矿采用35kV 供电,一回35kV电源引自规划的端氏220kV变电站,输电线路为LGJ-2×150/8km,另一回电源引自马村110kV变电所,输电线路为LGJ-2×150/8km。
1.4.3建筑材料及劳动力来源情况
由于交通便利,工业场地对外联络较为方便,建筑材料砖、石子和砂子就地取材,钢材、木材和水泥等物资需在晋城市购买。
本矿井劳动力主要来自其他矿区转产工程队,其余有一部分当地农民工。
2 矿井的开拓与开采
2.1矿井开拓
2.1.1井田界限
晋城矿区总体规划玉溪井田境界拐点坐标见表1-2-1
表1-2-1玉溪井田界限拐点坐标
点号
纬距 (X)
经距 (Y)
点号
纬距 (X)
经距 (Y)
1
3959260.000
19652260.000
4
3953990.000
19645853.000
2
3954068.000
19650841.000
5
3959260.000
19645853.000
3
3954050.000
19650087.000
2.1.2矿井埋藏量、年产量、服务年限以及矿井工作制度
(一)矿井埋藏量
玉溪井田境界由5个坐标点连线所圈定,井田走向长5.2km,倾斜宽5.0~6.4km,面积29.79km2。
全井田内3号煤层总资源量为256.47Mt,其中探明的资源量97.13Mt,占总资源量的38.8%,探明的和控制的资源量232.51Mt,占总资源量的90.7%。
其中3号煤层,工业储量为252.88Mt,设计储量231.40Mt。
(二)矿井年产量、服务年限
矿井设计生产能力为2.40Mt/a;矿井的服务年限为50.7a。
(三)矿井工作制度
矿井年工作日330d。井下实行“四六”工作制,每天4班作业,3班生产,1班检修。地面实行“三八”工作制。每天净提升时间为16h。
2.1.3矿井开拓方式
矿井采用斜井开拓,工业场地布置主斜井、副斜井共2个井筒。在玉溪村北部布置1对进回风立井负责矿井初期的通风任务。井下利用布置在井田中央的南北向的一组煤层大巷开拓全井田,大巷按5条布置,1条辅助运输大巷和胶带输送机大巷布置在3号煤层底板岩石中,其余3条布置在煤层中。
井下用一个水平开拓,水平标高+327m。全井田共划分为2个盘区,首采盘区为井田南部的一盘区。
2.1.4井口位置及井田标高
工业场地位置选择在玉溪村西樊庄河北岸的台地上。场址东距玉溪村约2km,位于樊庄公社农场西侧,自然地形标高+730~+820m,东西长约600m,南北宽约350m,地势相对平坦。工业场地布置主斜井、副斜井两个井筒,主斜井井口标高+797.2m,井底标高+327m,斜长1706m,井筒倾角16°,净断面17.9m2。副斜井井口标高+792.2m,井底标高+327m,斜长1365m,井筒倾角20°,净断面17.0m2,井下以+327m水平开拓全井田,副斜井落底后布置+327m水平车场与中央大巷及主斜井沟通。
2.1.5煤层分组与煤层开采顺序
井田内可采煤层只有3号煤层,3号煤层厚度5.12~7.20m,平均5.85m,赋存稳定,结构简单,煤层生产能力大。
开采顺序为盘区前进式,即由靠近井筒的盘区向井田边界推进,开采顺序见表1-2-2。
表1-2-2 盘区开采顺序
盘区名称
可采储量(Mt)
生产能力(Mt/a)
服务年限(a)
接替顺序(a)
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
一盘区
80.13
2.40
24.7
24.7
二盘区
84.12
2.40
26.0
50.7
矿井总产量(Mt/a)
2.40
2.1.6开采水平的划分、翼数以及层数
井田内主要可采煤层自上而下为3号和15号煤层。3号煤层厚度5.12~7.20m,平均5.85m,全区稳定可采。15号煤层上距3号煤层82.80m~84.54m,平均84.34m,煤层平均厚度1.84m。
2.2矿井开采
2.2.1盘区划分及开采顺序
井下共划分为两个盘区:
一盘区:位于井田南部,可采储量80.13Mt;
二盘区:位于井田北部,可采储量84.12Mt;
(一)开采顺序
井下共分为2个盘区,盘区开采顺序遵循由近及远和先采勘探程度高的原则,即先采一盘区,接着采二盘区。
(二)工作面接替顺序
工作面均采用长壁后退式开采法,工作面由井田边界向大巷方向推进,采用区段顺采方式。
2.2.2采区巷道布置方式
本矿井为高瓦斯矿井,主要大巷共布置5条,2条辅助运输大巷、1条胶带输送机大巷和2条回风大巷。顺槽布置五条巷道形式,分别为两条回风顺槽、一条胶带输送机顺槽和两条进风顺槽,其中回风顺槽在工作面采完后保留,可作为下一个回采工作面的进风顺槽,回采工作面顺槽均直接(或通过风桥)与大巷相连接。
2.2.3工作面数目及长度
矿井移交生产和达到设计生产能力时共布置1个盘区1个大采高综采工作面,3个综掘机掘进工作面和1个岩普掘工作面。
矿井移交生产时井巷工程总长度38684.59m,其中:
岩巷:10133.59m,占总长度的26.2%
煤巷:28551.00m,占总长度的73.8%
各井巷工程量见表1-2-3
表1-2-3井巷工程量汇总表
序 号
项目名称
长度 (m)
掘进体积 (m3)
煤及半煤岩巷
岩巷
小计
煤及半
煤岩巷
岩巷
小计
1
井筒
4283.30
4283.30
117516.2
117516.2
2
井底车场及硐室
1870.23
1870.23
34427.1
34427.1
3
主要运输回风巷道
3958.00
3626.06
7584.06
80183.0
78292.2
158475.2
4
盘区
24593.0
354.00
24947.00
448764.3
6686.4
455432.7
合计
28551.0
10133.59
38684.59
528947.3
236903.9
765851.2
2.2.4投产标准
玉溪矿井设计规模为2.40Mt/a,移交时井下在3号煤层布置1个大采高综采面,为保证矿井正常接替,井下共配备有3个综掘工作面,采掘比为1:3。
矿井竣工移交时应完成的工作有:
(一)全部井巷工程和地面土建工程、井上下安装工程;
(二)矿井提升、运输、通风、排水、给排水、供暖及供热等系统;
(三)地面生产系统(包括选煤厂),地面生产、生活设施及行政福利设施;
(四)完成了环保、安全、消防等专篇以及项目工程质量认证等。
3 矿井的生产系统
3.1矿井的主要生产系统
3.1.1井下煤、矸石及材料的运输系统
(一)煤运输系统
回采工作面出煤经顺槽可伸缩胶带输送机→区段转载煤仓→中央大巷胶带输送机→+327m水平井底煤仓→主斜井胶带输送机提升至地面。
(二)矸石运输系统
掘进工作面产生的矸石大部分用小型胶轮车运至废弃的顺槽横贯排弃,废弃巷道排满后少量需要出井的矸石装载到集装箱后运至副斜井井底车场,换装到平板车由副斜井提升到地面后,到矸石场排放。
(三)材料运输系统
材料通过矿车从副斜井用到井底车场,再通过中央辅助运输大巷运到工作面
3.1.2主要运输设备的型号及数目
玉溪矿选用LWC40T支架搬运车和ED40SH支架铲运车各2辆。选取WCQ-5B型运输车15辆。
为解决短途物料设备运送、巷道清理,配备3台WJ-6FB铲运机,顺槽抬头段矸石装载配用FBZL30型防爆装载机1台,在井底车场配备1台蓄电池电机车满足调车需要。
人员输送选择WCQ-3CR型21座无轨胶轮人车4辆。WCQ-3C型无轨胶轮客货车3辆。
玉溪矿主要辅助运输车辆见表1-3-1
表1-3-1 辅助运输车辆一览表
序号
名 称
型 号
数 量
(辆)
备 注
1
无轨胶轮人车
WCQ-3CR
4
井下人员运输
2
轻便客货车
WCQ-3C
3
其它人员及轻型货物运输
3
支架搬运车
LWC40T
2
支架及大件设备运输
4
支架铲运车
ED40SH
2
支架及大件设备铲运
5
小型铲运车
WJ-6FB
3
小型设备铲运
6
普通运输车
WCQ-5B
15
材料、矸石运输
7
防爆装载机
FBZL30
1
普掘面矸石装载
8
3m3集装箱
非标特制、载重量5t
30
井上下
3.1.3矿车的特征及数量
玉溪矿达到设计产量时各类矿车的特征及数量见表1-3-2
表1-3-2矿井达到设计生产能力时各类矿车数量表
矿车名称
矿车型号
使用地点
矿车数(辆)
备注
1.5t固定式矿车
MGC1.7-9
井底车场、副斜井、地面
60
5t材料车
MLC5-9
井底车场、副斜井、地面
60
5t平板车
MPC5-9
井底车场、副斜井、地面
60
36t特制平板车
非标特制
井底车场、副斜井、地面
8
油脂专用车
非标特制
井底车场、副斜井、地面
2
工具存放箱
非标特制
井上下
4
蓄电池电机车
XK8-9/132-1A
井底车场
1
3.2井筒
3.2.1井筒及装备
矿井达产时共有主斜井、副斜井、进风立井和回风立井共4个井筒,其中主斜井、副斜井位于矿井工业场地,进风立井、回风立井位于玉溪村北的风井场地。
(一)主斜井
井筒净宽5.2m,净断面17.9m2,倾角16°,斜长1706m,担负全矿井煤炭提升任务、人员上下井和安全出口。井筒内装备B=1200mm胶带输送机,并安设斜井架空乘人器,井筒内敷设排水管路、消防洒水管路、动力电缆及通信电缆。
(二)副斜井
井筒净宽4.6m,净断面17.0m2,倾角20°,斜长1356m,担负全矿井设备、材料、矸石等辅助提升任务兼安全出口。井筒内铺设900mm轨距、43kg/m的双轨,装备1台Φ4m单绳绞车提升大件,装备1台Φ3m绞车负责日常材料的辅助提升,井筒内敷设消防洒水管路、通信电缆等。
(三)进风立井
井筒净直径Φ6m,净断面28.3m2,井深578m,担负矿井生产初期的进风任务。
(四)回风立井
井筒净直径Φ7.5m,净断面44.2m2,井深563m,担负矿井生产初期的回风任务,井筒内装备封闭梯子间作为安全出口,并敷设瓦斯抽采管路、压风管路等。
3.2.2井壁材料、掘进断面积及结构
进风立井井筒表土段采用现浇钢筋混凝土结构,表土段井壁厚度550mm,基岩段井壁厚度450mm;回风立井井筒表土段采用现浇钢筋混凝土结构,井壁厚度600mm,基岩段井壁厚度450mm;主斜井井筒表土段采用钢筋混凝土砌碹支护,厚度400mm,基岩段采用锚喷支护,厚度150mm;副斜井井筒表土段采用钢筋混凝土砌碹支护,厚度350mm,基岩段采用锚喷支护,厚度150mm。
进、回风立井井筒混凝土强度等级均为C40,主副斜井井筒混凝土强度等级均为C30。
3.3井底车场
3.3.1井底车场的位置、形式
以+327m水平标高为井底车场标高,井底车场采用卧式布置。
3.3.2井底车场与井筒及煤层的关系
井底车场与井筒的关系见图1-3-1。
3.3.3车场内主要巷道及硐室的名称、位置结构特点和工程量
(一)主井生产系统硐室
主井系统硐室主要为井底煤仓及装载硐室。
(二)副井系统硐室
副井系统硐室主要包括:换装站、主变电所、主排水泵房、管子道、水仓、胶轮车加
油检修硐室、消防材料库、井下爆炸材料库等。
(1)换装站
副斜井为轨道运输,大巷为无轨胶轮车运输,所有材料、设备、矸石等均需在矿车和胶轮车之间采用副斜井井底换装站进行转载。硐室长55m,净宽7.6m,净高8.4m,采用钢筋混凝土支护。
(2)主变电所、主排水泵房及管子道
主变电所和主排水泵房采取联合布置,管子道位于副斜井南侧。主变电所、主排水泵房均采用混凝土砌碹支护。
主变电所长60m,净宽4.5m,净高4.2m,净断面积13.5m2。
主排水泵房长27.9m,净宽4.5m,净高5.25m,净断面积21.5m2。
(3)水仓
初步设计水仓长度308.5m,净断面9m2,有效容量约2220m3。
(4)管子道
管子道与主斜井相接,排水管路沿主斜井布置到达地面。矿井如发生突水事故,在主斜井铺临时轨道,水泵经主斜井进入管子道到达中央水泵房。
管子道长度92.1m,净断面11.5m2。
井底车场各巷道及硐室位置结构见图1-3-1
图1-3-1 井底车场平面图
3.4矿井的辅助生产系统
3.4.1通风系统
矿井采用抽出式通风方式,初期为中央并列式通风系统。后期为减小通风负压,并考虑边界安全出口,在杨段洼增加1个回风立井。
主、副斜井及进风立井进风,回风立井回风。
3.4.2压风系统
井下除有1个大巷综掘工作面、2个顺槽综掘工作面、1个岩普掘工作面装备有风动工具及设备外,主斜井井底煤仓的清仓空气炮也有少量用风。
3.4.3排水系统
本矿井采用直接排水系统,在主斜井井底附近设有主水仓及主排水泵房。采区的涌水经水泵排至主水仓后,由主排水设备沿主斜井经排水管路排至地面井下水处理站。
3.4.4井下供电、照明、信号系统
根据本矿井下开拓布置及负荷分布情况,本矿井采用10kV井下供电。
在井下各机电硐室、井底车场、运输大巷等处设有固定照明装置,照明灯具选用DGS20/127YA型矿用隔爆型节能荧光灯;采煤工作面采用KBY-62 6X2W 127V型自移支架隔爆型荧光灯照明。选用保护齐全的KZXB型矿用隔爆型照明变压器综合保护装置供给127V照明电源。
(一)井下光缆线路
井下综合监控系统、工业电视等干线光纤合用2条30芯煤矿用阻燃光缆,光缆型号采用MGTS33-30B,单模30芯,分别沿主斜井、副斜井敷设。
(二)井下通信电缆
井下通信电缆采用2条80对矿用钢丝编织铠装通信电缆,沿主斜井、副斜井各敷设1条,两条电缆互为备用,在井口房交接箱内经熔断器和防雷电装置与下井煤矿用通信电缆连接。井下电缆均采用煤矿用阻燃通信电缆,电话机采用本安型。
3.5防水、防火、防沼气煤尘爆炸的安全措施
3.5.1预防井下水灾的措施
(一)矿井正常涌水量为235m3/h,最大涌水量为705m3/h。设置水仓、水泵房和排水管路系统;
(二)地面工业场地已按规定考虑了最高洪水位和地面排水系统,预防地面水灾;
(三)根据矿井水文地质条件和第二类第一型划分,但由于构造等因素影响,使局部富水或沟通与强含水层的水力联系,将造成局部地段水文地质条件的复杂化。建议按水文地质局部复杂矿井管理生产;
(四)按照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》相关规定和本设计的分析建议,严格留设各类安全煤柱和防水煤岩柱;
(五)建立矿井长期水文观测孔和井下涌水量观测体系,进行长期水位观测和井下涌水量观测;
(六)工作面开采在初次冒落和老顶初次垮落来压时,矿井涌水量的变化和加强该期间的防治水;
(七)设立工作面覆岩移动和破坏观测体系,坚持观测和分析顶板两带高度与矿井涌水的关系,指导放顶煤开采设计,控制工作面放顶煤和分层开采厚度和推进速度,保证长壁开采安全性;
(八)建立矿井地表移动观测体系,对地表出现的明显裂缝和较大孔洞及时进行封堵,防止地表水涌入;
(九)对井田范围内的封闭不良钻孔进行启封重新扫封孔;
(十)在建设和生产过程中,应坚持“有掘必探,先探后掘”原则,进行探水、疏放水。
3.5.2预防井下火灾的措施
井下火灾一部分是采空区浮煤自燃发火,另一部分是由于井下明火、放炮、电流短路、摩擦等其他原因引起。
本井田内3号煤层为不易自燃煤层,因此应重点预防其他原因引起的火灾。本着“预防为主,消防并举”的基本原则,具体措施如下:
按《煤矿安全规程》有关规定设置了井下消防材料库,按规定配备了灭火材料与器材。
井下主要机电硐室设置防火门。
井下爆炸材料库采用独立通风系统和隔爆设施。
禁止一切人员携带烟草和点火工具下井,井下及井口房内一般不准进行焊接作业,如必须进行,应按《煤矿安全规程》的有关规定进行。
正确选择和合理使用电气设备,加强维护,保证输电线路完好,设备正常运转,防止发生事故。
采用阻燃和防静电胶带、不延燃电缆、风筒和不燃液。在胶带输送机头和主要机电硐室设火灾报警和灭火装置。各胶带输送机巷均铺设消防管路,每隔一定距离设有消防水龙头。
井下不存放汽油、煤油和变压器油。井下擦抹机械用过的棉纱和布头等放在盖严的桶内,定期送往地面处理。
3.5.3煤尘的综合防治
井下采掘工作面在生产过程和煤炭运输过程中产生的粉尘,严重危害井下工人的身体健康,是造成煤肺病和矽肺病的主要原因。为了保障井下工人的身体健康和生命安全,采取如下综合防治粉尘措施:
综采工作面配备了煤层注水设备。
采煤机和综掘机都采用喷雾降尘。
岩巷掘进采取湿式凿岩、放炮后喷雾等措施。
采掘工作面、运煤转载点,煤仓上口等易产生粉尘的地点设置喷雾降尘装置,并设置粉尘传感器。
为井下采掘工人每人配备安全送风防尘口罩,为风钻、风镐和锚喷工人配备压风呼吸器,做好个人的粉尘防护。
在长壁工作面进风顺槽、回风顺槽、回风大巷、总回风巷、风硐及辅助运输大巷中设置风速传感器,监测各巷道风速,严格控制风速超限。
经常检测风流中的粉尘含量,定期清扫和冲洗巷道周壁、支架上的粉尘,防止粉尘积存或飞扬。
采煤工作面回风巷安装风流净化水幕,水幕雾化要好,能封闭全断面。
4 地面工业广场及民用建筑
4.1主斜井生产系统
在主斜井井筒内装备一台钢丝绳芯带式输送机,担负矿井原煤的提升任务。
主斜井带式输送机的主要技术参数为:B=1200mm、Q=650t/h、V=3.5m/s、δ=16°、L=1725m、St4000(阻燃)、变频电动机N=2×1000kW、减速器SEW-ML3PSF140-35.5(共2台),头部双滚筒2电机驱动,功率配比1:1。采用尾部重载车式拉紧方式。
主斜井井口房面积21×30=630m2,装备Q=20/5t、Lk=16.5m、H=12m的LH电动双钩桥式起重机1台,并设置输送带接头所用的硫化器1套。
在主斜井井筒内,设置架空乘人器设备来实现矿井人员上、下井。架空乘人器的驱动部分设在井口,在井底设机尾拉紧装置。
在主井井底设有1个装载煤仓,储存一采区的来煤,容量约为1500t,煤仓下装备1台GLD800/5.5/S 型甲带给料机,给料能力为650t/h,并带有无级调速减速器可以调节给至主斜井带式输送机的煤流量。仓下还设有空气炮清仓装置。
主斜井生产系统的工艺流程如下:
在井下,一采区布置一个厚煤层大采高综采工作面,原煤通过中央大巷带式输送机(B=1400mm、Q=1500t/h、V=3.15m/s)运至井底煤仓,经仓下甲带给料机、主斜井带式输送机运至主斜井井口房,再由去选煤厂带式输送机转载送到选煤厂进行加工。
4.2副斜井生产系统
副斜井装备两套提升设备。一套为双钩提升,一套为单钩提升。双钩提升选用一台2JK-3×1.6/20 型单绳缠绕式提升机,担负矿井长材料(
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