《淮南潘三矿180万吨井型的设计(含全套CAD图纸)安全工程毕业设计(论文).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《淮南潘三矿180万吨井型的设计(含全套CAD图纸)安全工程毕业设计(论文).doc（116页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、1 矿区概述及井田地质特征 1.1矿区概况 位置：潘集三号井位于淮南市洞山西北，离洞山直线距离约32公里，地处凤台县城正北，相距15公里，行政区划属淮南市潘集区所管辖，井田范围地跨潘集、芦集、田集、贺町四个乡。地形：潘集矿区位于淮河北岸矿井井田范围为淮河冲积平原，区内地势平坦，地面标高+20.0+23.0米，一般为+21.0米左右，地势西北高，东南低，坡度约万分之一。居民点分布情况：本矿井居住区选在工业广场的南面，与工业广场紧紧连成一条，居住区地势较高，自然标高约为22.0米，一般情况下不受内涝水威胁。矿区工农业生产情况及电力供应：区内土壤大部分为黄土、白浆土，土质贫瘠，农业以小麦、水稻、山芋
2、为主及少量大豆、玉米、高粱等。种植习惯多为二年三熟制。矿井电源：35KV工广变电所从芦集变电所馈出3457、3459两路架空线路，线分别长3.2KM、3.52KM；架空线路型号为LGJ-185，两路电源一路正常运行，一路备用。潘一变馈出3413线路经田集机厂后进工广变电所，线路长7KM，型号为LGJ-120，3413线路正常热备用，在工广变电所进线隔离刀闸处断开，作为矿井的保安电源工广变电所分别馈出3422线路5.96KM至西风井变电所、3423线路3.74KM至东风井变电所，东、西风井变电所之间用3424线路联络，在西风井变电所处断开，形成东、西风井变电所的分列运行，3422、3423、34
3、24线路型号为LGJ-70，东、西风井变电所构成矿井35KV供电网络。距本矿最近的电源为淮南发电厂。本矿井供电源从潘集220kv变电所以两路35kv线路引来，且双回路供电 。交通:矿区铁路专用线与阜淮线、淮南线连接，向东南经合肥至芜湖，可延伸至沪杭、皖赣线，向西约90公里经阜阳至京九线各站，公路30公里与206国道相接。水运由淮河进入长江，在淮河建有自营码头，专门从事煤炭的水运业务。煤炭主要销往淮南平圩与洛河电厂及江浙一带附：潘三矿交通位置图（图1.1）图1.11. 1. 2矿区气候条件淮河流域地处我国南北气候过度地带，属暖温带半湿润季风气候区。本区属寒温带湿润气候，季节性明显。年平均温度在1
4、5.215.3C。之间，极端最高气温41.4C。（1959年8月24日），极端最低气温为零下21.7C（1969年1月31日），一年中夏季高温（7月份），平均气温为2828.4C，冬季低温（元月份），气温平均在1.2C左右。风向一般春夏季节多为东南风、东风，冬季多为东北及西北风，风力一般24级，最大风力89级，平均风速为3.18m/s,最大风速为20m/s。降雨量的时空分布不均，据合肥煤矿设计院编制的“潘集矿区环境水利及开发影响分析”研究报告质料，泥黑河流域年平均降雨量为873mm，最大降雨量为1556mm,最小降雨量为413mm,雨量分布不均。同年内78月的降雨量约占全年的40%左右。另根据
5、淮南矿区的资料，最大降雨量为462.1mm，（1991年6月），最大日降雨量为218.7mm（1991年6月14日）最大小时降雨量为77.5mm，全年蒸发量为14001600mm。初霜为10月中旬下旬，终霜为4月上旬中旬，霜期91174天，最长连续13天。初雪为11月上旬中旬，终雪为23月，降雪期为54127天，最长连续降雪6天，日最大积雪深度为160mm。冻结始于12月，终结于2月，最大冻结深度为30cm,一般为715cm，消融期128天。1. 1. 3矿区水文情况 淮河是我国的五大水系之一，淮南煤田处于淮河中游两岸，潘集丁集各井田处于淮河左岸的泥河、黑河分流域，泥河发源于凤台县米集，自西北
6、向东南方向穿过丁集、潘三、潘一、潘二 四个井田，由淮南市严家沟入淮，全长60公里，茨淮新河开挖以后，流域面积减为606平方公里。淮河从井田以南10公里处通过，淮河一般水位标高为+17.0m，历史最高洪水位：凤台县峡山口为+25.36m(1954年)；李嘴孜为+25.43m(1954年)，淮河最大流量为10800m3/s，你和泥河不能通航，自西北向东南流经井田中部，雨季淮河水位高于泥河水位时，两岸低洼地带易形成内涝，内涝积水时间往往长达100天以上，据1951年至1984年统计，内涝水位超过+20.0m高程的有8年，泥河最高洪水位（青年闸），1991年7月9日13时达21.87m,1991C年7
7、月10日8点为21.94m，黑河最高水位：1991年7月7日9时达22.44m。在井田西南部还有一条架河西干渠，属农田灌溉用的人工河，河流宽1760米，自西北流向东南。农业及居民用水的水源、水质：矿井及居民供水水源为第四系上部含水组，取用第四系上部含水层的下段厚5060米作为供水水源，水源井供水，成井深度100m左右。潘三矿水源井11座，其中工业场地5座，生活区4座，东风井2座。水质类型为HCO3Na和HCO3CaMgNa型，矿化度0.2280.437g/L，总硬度12.1218.49Ha,PH值7.78.0,氟含量0.10.8毫克/升。主要水文地质参数：单位涌水量为3.5893.077L/S
8、.m;导水系数648.75598.38m2/d,渗透系数为9.10511.437m2/d,储水系数为（6.63.8）10-4,越流系数为（4.335.54）10-4。潘三矿设计生产、生活及消防用水量为：14350m3/d，其中，工业场地用水量6100m3/d,东风井用水量2050m3/d,西风井用水量1700m3/d,居民区用水量4500m3/d。水质分析表（表1.1）项目单位 样品号123456789杂菌总数个/ml2003080016001201010040-大肠菌群个/ml23802302380238023099509-氨氮Nmg/L-亚硝酸盐mg/L-0.00050.0001-0.00
9、3-0.0002-0.0003耗氧量mg/L1.841.222.082.301.251.41.74-1.81砷mg/L-0.00010.00020.0004-0.0002-0.0004氟化物mg/L0.800.600.600.600.300.50.44-0.44说明与综合评价1、资料来源：潘集水源井井水卫生鉴定书，蚌埠市卫生防疫站，食卫字第80069号，1982年11月9日表1.11.2井田地质特征井田地形、勘探程度及地层概述井田地形：潘三井田属淮河冲积平原，地形平坦，地面标高为+20.0+23.0m，一般为+21.0m，泥河贯穿于井田中部，由西北向东南流入淮河。流域内一般地面高程为+19+2
10、4m,下游为一开阔洼地，洼地最低高程为+16m，+20m以上高程以上地面逐渐平展开阔。煤系地层概述：本区全为第四系地层所覆盖，属全隐蔽井田，第四系地层厚186484m，含煤地层为石炭二叠系，煤系下伏为寒武奥陶系地层。一 、石炭系上统太原组（C3）:石炭系上统太原组低部有46m厚的铝土质黏土岩，该层岩性为浅灰色微带青色，具紫红及锈黄色花斑，局部具鲕粒状结构，鲕粒分布不均，该层下部为质较纯的浅灰色黏土岩。除底部这层铝土质黏土岩以外，岩层由灰色灰岩，黏土岩，砂质黏土，细至中砂岩组成，共含灰岩13层，灰岩总厚53m左右。局部地区有小型火成岩侵入。太原组属本区含煤层之一，地层总厚122m。二 、二叠系（
11、P）：二叠系自下而上分为山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组。其中山西组，下石盒子组和上石盒子组为含煤地层，合计厚762m，含煤40余层，可采煤层5层，煤层总厚33.13m，含煤系数4.3%,可采煤层分布于山西组、下石盒子组和上石盒子组的下部。石千峰组不含煤，厚270m。二叠系山西组和石盒子组含煤地层总厚约762m,共分为七个含煤段，现分述如下：1. 山西组（P11）：即第一含煤段，厚77m，底部为灰色致密泥岩，富含腕足类化石，系海湾沉积，其上为深灰色砂质泥岩与薄层细砂岩组成砂页岩互层，含较多云母片及菱铁结核，常见波状、缓波状及斜层理，上部以砂岩、粉砂岩为主，间夹泥岩，下部含煤两层（1、3
12、煤），因岩浆侵入，影响煤层厚度及间距变化大，煤层局部变质为天然焦。2. 下石盒子组（P12）:即第二含煤段，厚135m，底部为胶结松散的灰白色中粗砂岩及含砾砂岩。（骆驼钵砂岩），具冲刷现象，含炭质及泥岩体，向上为厚约5m左右的含铝质泥岩，有时含花斑，为主要标志层之一，中上部为粉砂岩、细砂岩和泥岩，51与42煤层间发育砂页岩互层，具底栖动物通道。3. 上石盒子组（P21）：包括第三第七含煤段，总厚550m。（1）第三含煤段厚110m，底部以9煤顶灰白色细中粒砂岩与第二含煤段分界，中部以泥岩、砂质泥岩为主，局部含鲕粒，上部以泥岩为主，夹薄层细砂岩，含煤4层。（2）第四系含煤段厚106m，底部为灰白
13、色较坚硬的中砂岩或石英砂岩，下部有12层花斑状泥岩，分布稳定，为主要标志层之一，中上部以灰色泥岩为主，夹薄层砂岩含煤56层，是主要含煤段之一，其中13-1煤为本区主要可采煤层。（3）第五煤段，厚70m ，以青灰色为主要特征，岩性以泥岩、粉砂岩为主，夹细砂岩，下部有23层花斑状泥岩，分布稳定，为主要标志层之一。砂岩、粉砂岩及砂质泥岩时有交替出现，构成互层状，具波状及透镜状层理，含煤4层，其中16-1，16-2煤局部可采。（4）第六含煤段厚105m，由灰色、灰绿色及青灰色粉砂岩、砂岩及泥岩组成。19煤附近常有薄层燧石层，中下部含海绵骨针化石，含煤4层，多不稳定。（5）第七含煤段，厚159m，主要为
14、深灰色，局部青灰色泥岩、粉砂岩及中细砂岩。岩性变化较大，常具缓波状层理，局部含泥质包体，含煤45层，极不稳定，其厚度及煤质变化大。勘探程度：查明了主要煤层的层位、层数、厚度、结构、可采边界、控制了主要煤层露头位置，采用了煤层间距、煤组间的岩石性质、煤层组合、煤层结构、煤层发育程度、顶底板岩性、植物化石、标志层及电测曲线等对比依据，主要煤层对比可靠，次要煤层对比比较可靠。 该井田中等煤层属稳定较稳定，采用750米勘探线距，浅部孔距较少构造，地震采用375m500m的测网，故勘探程度较高：1. 严密控制了井田构造形态。对北部井田边界和背斜轴以及F1断层在平面上的位置有了严密的控制，查明了井田内落差
15、大于30米的断层，对主要煤层的底板等高线已做了控制。2. 查明了主要可采煤层的位置，层数、厚度、结构、可采边界及变化规律，控制了主要煤层的露头位置。3. 确定了可采煤层的工业牌号，查明了煤质及其变化情况，了解了技术加工特性，工业利用方向，可供动力、配焦、化工之用。4. 查明了井田内含、隔水层的含水性、隔水性、各含水层的厚度、水头标高、水温、水质及单位涌水量，以及地表水与地下水的水力联系。5. 基本查明了井田内火成岩的分布范围，产状及对煤层、煤质的影响。6. 煤层顶底板物理力学性质、瓦斯、地温、煤层爆炸、煤的自燃等均取得充分数据。井田地质构造一 井田区域构造潘谢矿区位于淮南复向斜内部，范围比较大
16、。潘集背斜为潘谢矿区的东区。潘三矿位于潘集背斜的南翼西段（九十五勘探线）。井田总体上是一单斜构造，地层走向北西西南东东，倾向南偏西，倾角一般5。10。，在九十线间浅部地层倾角达30。50。因为受区域性南北向挤压作用，井田内发育有次一级的褶曲构造。井田内断裂构造比较发育，浅部断裂构造较深部发育，下部煤层中端裂构造较上部煤层中发育。浅部受断裂构造作用，地层倾角增大，局部达30。50。甚至直立。井田西部背斜轴部的山西组煤层伴有岩浆体侵入。综合评价本井田地质构造，其复杂程度属中等二 井田构造特征1褶曲：井田内有一组向西倾斜的次一级褶曲，即东岗营次级向斜和叶集，两者轴向大致平行，近于东西向，与潘集背斜轴
17、呈15。20。 角，夹角相交，向西倾伏，倾伏角2。3。两褶曲贯穿全井田，主要在第一水平内展布。2断层：根据勘探资料，井田内共有44个钻孔见断点50个，地震断点80个，结合井巷资料，共组合成15条断层，其中正断层9条，逆断层6条。（附断层概况表）主要断层特征表次序断层名称产状落差（米）性质备注走向倾向倾角1F190120。SW7080。5070正向东伸入一、四井向西伸入丁集2F1-195110。SE6071。25115正向东深入一号井3F2285SE6080。035正4F4279SE7715120逆向西伸入丁集5F477587。SE7072。2090正6F398287。SE5254。1525正向
18、东深入一号井7F1978SE7172。035正8F2493100。SW7577。4045逆向西伸入丁集9F4-190120。SSW74。1220逆10F4987100。近SW5871。1590逆向东伸入四井田11F2192106。SW6070。20正12F1222123133。SW55。810逆13F48180E502025正14F528896。近S601030正15F556974。NW651030逆3 岩浆岩井田范围内见岩浆岩钻孔41个侵入层位从C3至8煤，主要为1、3煤层位，影响1、3、4-1、4-2、8煤，岩浆岩的厚度最大77.79m，最薄为4.07m最深为890.50m。侵入方式主要为
19、顺层侵入，并呈小型岩床产出。对煤层的破坏作用主要表现为：冲开煤层，使煤层结构复杂，间距增大，局部煤层变薄或被吞蚀，使煤的变质程度增高，岩浆岩附近煤层大部变质为天然焦。岩浆岩的时代属燕山期，岩性主要为灰白色细晶岩及煌斑细晶岩。井田的水文地质特征含水层特征：本区主要含水层有新生界第四系砂层孔隙含水层，煤系砂岩裂隙含水层和灰岩岩溶裂隙含水层三种类型。1. 第四系厚度变化比较大，总厚186.54m483.55m，由东南向西北增厚。由上、中、下三个含水组和一个隔水组组成，在自然状态下，由深层自流承压水向表层潜水类型过度，以缓慢的层流形式自西北向东南流动，流速缓慢，近于停滞状态。2. 二叠系砂岩裂隙含水层
20、 二叠系中砂岩层较多，分布于煤层、泥岩、砂质泥岩之间，富水性较弱，含水性与裂隙发育程度有关，补给水源贫乏，富水性与渗透性弱，以静储量为主。3. 石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水层 组厚122米左右，含灰岩1213层，灰岩平均厚为57.67m，占组厚47%。太原组灰岩为一非均质的弱含水层，且以静储量为主。4. 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层 以厚层白云质灰岩为主，间夹泥质灰岩及角砾状灰岩，岩性致密，岩溶不甚发育且不均，富水性弱中等。矿井涌水量：1991年7月编制的潘集三号井修改初步设计简要说明中预计涌水量为：最大涌水量为1000m3/h,正常涌水量为750m3/h。排水设计包括灌浆水和井筒淋水50m3/h
21、,则矿井最大水量为1050m3/h，正常涌水量为750m3/h，目前矿井正常涌水量约为：320m3/h。井下岩层地温特性： 据实测井温资料，该井第一水平（-650米）附近（-628米-677米左右）井温值为32.3C。37.6C。，平均为34.55C。该水平以下地温增温率平均为3C。/百米。且轴部偏高并与火成岩分布无关。1.3煤层特征煤层的埋藏条件：本井田主要地质特征为表土层厚，煤层埋藏深，厚186.54483.55m的第四系新地层覆盖于煤系地层之上。该井田为一走向大致北系南东，倾向南西的单斜构造，并发育了明显的次级 背、向斜构造，浅部断裂构造亦相当发育，且有火成岩侵入，故使地层产状变化较大。
22、矿井东翼浅部煤层倾角一般为5。30。，局部因断层牵引可达30。50。，甚至达80。以上。矿井西翼浅部倾角较缓为5。15。，整个矿井深部倾角都逐渐变缓至6。左右。矿井可采煤层共5层，分别是17-1、16-2、16-1、13-1、和1煤，总厚9.16m，其中17-1、16-2、16-1和1煤煤层极不稳定，因而不参与矿井储量计算，现将各可采煤层赋存情况叙述如下：17-1煤层：极不稳定煤层。厚度0.302.86m，平均0.66m。煤厚一般由东向西变薄，十二线以西不可采，以东有不可采区零星分布，为局部可采煤层。结构简单，一层夹矸率18.7%，仅一个见煤点含二层夹矸，其岩性为炭质页岩及泥岩。煤层顶板主要为
23、泥岩及粉砂岩，底板主要为泥岩、砂质泥岩。16-2煤层：不稳定煤层。厚度02.41m，平均0.88m。线以东不可采区位于650m以上，线以西不可采区主要分布于600m以下，为局部可采煤层。结构简单，煤层夹矸率5.51%，其岩性为炭质页岩及泥岩。煤层顶板主要为粉细砂岩及砂质泥岩，底板主要为砂质泥岩、泥岩。16-1煤层：极不稳定煤层。厚度02.30m，平均0.79m，煤厚自浅部向深部变薄或尖灭。不可采区位于-线以东500m以下，该线以西分布在600m或650m以下，为局部可采煤层。结构简单，一层夹矸率12%，其岩性主要为炭质页岩。煤层顶板以砂质泥岩为主，少量粉细砂岩，底板为泥岩。13-1煤层：稳定煤
24、层。厚度0.946.83m，平均4.0m，井田东翼采区相对较厚，平均4.2m，西部稍薄，平均4.0m，为全区可采煤层。结构简单，一般有12层夹矸，位于煤层顶部或底部，其岩性为炭质泥岩及泥岩。煤层顶板为泥岩及粉细砂岩，底板为砂质泥岩与泥岩。1煤层：不稳定煤层。厚度0.218m，平均2.83m。岩浆岩一般侵入于煤层中或煤层顶部，局部变质天然焦。线650m以上，线730m以上局部被吞蚀，为大部可采煤层。结构较简单，部分含一层夹矸，岩性为炭质页岩。煤层顶板为砂质泥岩，少量粉细砂岩。底板为砂页岩互层及泥岩煤的特征：井田煤层赋存稳定，煤层自燃倾向性属易自燃很易自燃，自然发火期为36个月，煤尘有爆炸性，爆炸
25、指数为27%。本矿井是设计新建矿井，矿井相对瓦斯涌出量为10.26m3/t，属高瓦斯矿井。井田内可采煤层煤质稳定，除局部因受火成岩影响变为天然焦、贫煤、瘦煤、或焦煤外，煤层均属低硫、低磷、中灰份部分高灰份、中等可选性的富含焦油的气煤。一般原煤发热量都大于6000卡/克，灰熔点，适合作动力用煤和炼焦配煤，及化工用煤使用。附：煤层特征表、煤层综合柱状图煤层主要特征表（表1.2）表1-3序号煤层名称厚度间距（ m）结构变异系数%可采指数稳定性可采性容重顶底板岩性备注最小最大顶板底板平均116-202.41简单62.90.66较稳定局部不可采1.39泥岩泥岩0.383.0216-102.31简单73.
26、40.55不稳定较稳定局部可采1.49砂质泥岩泥岩0.7633.0313-10.946.83简单复杂29.00.99稳定可采1.39泥岩、中细砂岩泥岩4.0218.5410.546.46较简单47.4（45.5）0.96（0.96）稳定局部可采1.47砂质泥岩泥岩西部多为天然焦2.93517-10.32.8671.0较简单不稳定较稳定局部不可采1.45粉砂岩粘土岩粘土岩0.66图1.22 井田开拓2.1 井田境界及可采储量2.1.1 井田境界本设计井田东界浅部起自第九勘探线，深部为自九9孔所作的煤层倾斜线与潘集一号井相毗邻，西自第十五勘探线和丁集勘探区相接；矿井北部以F1断层作为与潘集四号井的
27、分界限，南部以13-1煤层-800米水平的底板等高线作为深部井田境界；矿井东西走向约9.3公里，南北倾斜宽约5.8公里，面积约54平方公里。 矿井地理坐标位置为东经11641131164758，北纬324729-325224。潘集矿区的井田划分如下图（图2.1）示 矿井工业储量的计算：本井田面积计算采用分块计算，如下图（图2.2）示图2.2其中： S1=S1/cos8=1.436910/ cos8 = 14510212 mS2=S2/cos16=1.210/ cos16= 12483593 mS3=S3/cos10=510/ cos10 = 5077133 mS总= S1+ S2+ S3=37
28、148071 m注：式中S1、S2、S3的面积分别用计算机求得。工业储量按下式计算： Z=r.M.S 2.1式中: Z煤的工业储量 （吨）r煤的容重 （吨/m） M煤的厚度 （米） S井田的面积 （米）则工业储量为：Z=r.M.S=1.394.037148071=2.1亿吨2.1.2 可采储量1. 矿井边界煤柱损失计算按煤炭工业设计规范（此后通称设计规范）规定，矿井边界煤柱要留设2040 m,与其它矿井相邻时留设20 m煤柱。无相邻时须留设40 m煤柱，遇有断层等构造须留设2040 m煤柱。本设计井田东西为人工边界，且东与潘一矿相邻，因此矿井东部留20米煤柱，矿井西部留40米煤柱。北部以F1断
29、层为界，长10000米留40米煤柱，矿井南部边界以13-1煤煤层-800米底板等高线水平投影线为界，长10000米，留40米煤柱。因此，矿井的边界煤柱损失为：Z1=（380020+350040+21000040）1.394.0 =5648960 （吨）2矿井工业广场煤柱损失计算本矿井设计生产能力为180万吨/年，煤层的平均倾角为10，工业广场的中心处在井田走向的中央，倾向偏于煤层中下部，其中心处埋藏深度为-730m，该处表土层厚度为186m，主井、副井，地表建筑物均布置在工业广场内。工业广场按级保护留维护带，宽度为15m。根据设计规范规定，矿井工业场地占地面积指标如下：表2.1井型（万吨/年）
30、占地面积指标（公顷/10万吨）240以上1.01201801.245901.59301.8本井田设计井型为180万/年，故工业场地面积为21.6公顷，即：S=181.2=21.6公顷=216000米。工业广场的留设根据矿井设计手册，留设如下：（示意图） 图2.3取工广尺寸: 长 L=500 米 宽D=432 米 根据中建(构)筑保护等级划分,本井田保护等级属级,故受保护边界的长为L=530 米, 宽D=462 米.计算工广煤柱参数依矿井设计手册根据岩层移动角原理来计算保护煤柱的长度取值如下:岩层移动角（表2.2）井筒中心过煤层深度(m)煤层倾角煤层厚度冲积层厚度7551043004575757
31、5因此工业广场损失煤柱为: Z2 = 1/2(A+B).H. m. / cos 2.2 式中: 煤的容重 （吨/m） m煤层厚度 （米） A .B .H为图中梯形的上下底和高 （米）煤层倾角 （度） 由图中量得A=710 m B=2000 m H=750 m则工广煤柱损失Z2=1/2（710+2000）7501.394.0/ cos10 =577.9万吨3其它煤柱损失其它煤柱损失如：水平煤柱、采区煤柱、地质构造带煤柱、防水煤柱、隔离煤柱等按工业储量的5%计算，则Z3= Z.5%=2095151205%=10472556吨。4矿井可采储量的计算 矿井的可采储量等于工业储量减去永久煤柱损失，再乘以
32、采区回采率。其计算公式如下：Z=（Z-P ）.Q 2.3式中： Z矿井可采储量 （ 万吨）Z矿井工业储量 （ 万吨） P永久煤柱损失 （ 万吨）Q采区回采率 % Q取85%则Z=（Z-P ）.Q=（209515120-21903716）85% =159469693.4（吨）储量计算表（表2.3） 单位：万吨煤层工业储量永久煤柱损失开采损失可采储量工广损失其它损失合计13-120654.3577.91612.22190.12517.215947.02.1.3 矿井设计生产能力及服务年限矿井工作制度按照煤炭工业矿井设计规范中规定，参考关于煤矿设计规范中若干条文修改的说明，确定本矿井设计生产能力按年
33、工作日330天计算，“三八”制作业（二班生产，一班检修），每日二班出煤，净提升时间为16小时矿井设计生产能力及服务年限一、矿井设计生产能力因为本井田设计主采煤层赋存条件简单，但瓦斯涌出量高，属煤与瓦斯突出矿井。井田内部有较大断层，生产能力较大，比较合适布置大型矿井，经校核后确定本矿井的设计生产能力为180万吨/年。二、井型校核下面通过对设计煤层开采能力、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）矿井开采能力校核潘三矿13-1号煤层为厚煤层，煤层平均倾角为10，地质构造较简单，赋存较稳定，根据现代化矿井的一矿一井一面的发展模式，可以布置一个综采工作面的同时具有两个掘进准备工作面
34、来保证生产。（2）辅助生产环节的能力校核本矿井为大型矿井，开拓方式为立井开拓，主井提升容器为一对20吨底卸式提升箕斗，提升能力可以达到设计井型的要求，工作面生产原煤一律用胶带输送机运到采区煤仓，运输能力很大，自动化程度很高，原煤外运不成问题。辅助运输采用罐笼，同时本设计的井底车场调车方便，通过能力大，满足矸石、材料及人员的调动要求。所以辅助生产环节完全能够满足设计生产能力的要求。（3）通风安全条件的校核本矿井煤尘具有爆炸性，瓦斯含量高，属于煤与瓦斯突出矿井，水文地质条件较简单。矿井前期通风采用中央边界式，后期在保持前期风井的同时采用两翼对角式抽出式通风，有专门的风井回风，可以满足通风的要求。本
35、井田内存在的断层，已经查到且不导水，不会影响采煤工作。所以各项安全条件均可以得到保证，不会影响矿井的设计生产能力。（4）储量条件校核井田的设计生产能力应于矿井的可采储量相适应，以保证矿井有足够的服务年限。矿井服务年限的公式为：T=Zk/(AK) 2.4其中：T -矿井的服务年限，年； Zk-矿井的可采储量，159469693.4万吨； A -矿井的设计生产努力180万吨/年； K -矿井储量备用系数，取1.35。则： T=159469693.4/（18000001.35） =65.62年60年 一水平上山阶段服务年限T1=9657.118/（1801.35）=39.7430年即本矿井的开采服务
36、年限和一水平的服务年限都符合规范的要求。注：确定井型是要考虑备用系数的原因是因为矿井每个生产环节有一定的储备能力，矿井达产后，产量迅速提高，局部地质条件变化，使储量减少，有的矿井由于技术原因使采出率降低，从而减少储量，为保证有合适的服务年限，确定井型时，必须考虑备用系数。2.2井田开拓2.2.1井田开拓的基本问题1井田开拓的方案本井田开拓方式的选择，主要考虑到以下几个因素：1）本井田煤层埋藏较深，煤层可采线在-480m，最深处到-800m。表土层厚度大，第四系表土层厚186.54483.55米平均厚度为300m。2）本矿地表地势平坦，且多为农田，由东北向西南逐渐降低，平均标高为+21.2m。3
37、）泥河发源于凤台县米集，自西北向东南方向穿过丁集、潘三、潘一、潘二 四个井田，由淮南市严家沟入淮，全长60公里，茨淮新河开挖以后，流域面积减为606平方公里。在井田西南部还有一条架河西干渠，属农田灌溉用的人工河，河流宽1760米，自西北流向东南。属一季节性河流。4）本矿井设计生产能力为180万t/a，矿井采用的生产技术和配套设备都比较先进。2 井筒形式、位置的确定井筒形式的确定由于本区表土层厚，属巨厚松散沉积层下开采，主要含水层有新生界第四系砂层孔隙含水层，煤系砂岩裂隙含水层和灰岩岩溶裂隙含水层三种类型。因此井筒采用冻结法施工，根据矿井提升的需要与本矿的地质条件及煤矿安全规程的规定，在本井田的
38、中下部设立主、副井筒各一个。主井用来提升煤炭，副井用来运送人员、材料、矸石及通风等。本矿井属于煤与瓦斯突出矿井，井田的走向长度比较长，平均为5.9km，故采用两翼对角式抽出式通风，在矿井的两翼边界保护煤柱内打两眼立井风井，担负整个矿井的回风任务。井筒位置的确定井筒位置的确定原则：（1）有利于井底车场和主要运输大巷的布置，石门的工程量要尽量少；（2）有利于首采采区布置在井筒附近的富煤阶段，首采区要尽量少迁村或不迁村；（3）井田两翼的储量基本平衡；（4）工业广场应充分利用地形，有良好的工程地质条件，且避开高山、低洼和采空区，不受崖崩滑坡和洪水的威胁；（5）工业场地宜少占耕地，少压煤；（6）水源、电
39、源较进，矿井铁路专用线短，道路布置合理。由于本设计井田表土层厚（186.54483.55m）且含有流沙层，煤层埋藏深。在本设计的主、副确定中，主副井位置处于古地形的隆起处接近储量中心，且表土层较薄(约210m)，它具有井巷开拓工程量小，井筒冻结深度浅，建井工期短投资省等优点。根据以上原则，工业广场应布置在井田储量中央处，大致在井田走向中央，倾向略微偏下位置，主副井均位于工业广场内。风井井口位置的选择应在满足通风条件的前提下，与提升井筒的贯通位置最短，并利用各种煤柱以减少保护煤柱的损失。本矿井的边界煤柱为40m，且采用对角式抽出通风，故将风井井筒布置在边界煤柱内，从而减少了煤柱的损失。.3开采水
40、平的确定本设计矿井西部煤层露头标高约-400m，并留有80米防水煤柱，回采上限标高约为-480m。煤层埋藏最深处达-800m，垂直高度约320m。根据煤炭工业设计规范规定，缓倾斜、倾斜煤层的阶段垂高为150250m，针对于本设计矿井的实际条件， 对于本矿井开采水平的确定，可考虑划分为一个水平或两个水平。4.运输大巷和井底车场的布置1）运输大巷的布置由于本井田煤层埋藏较深，冲击地压较大，设计可采煤层的厚度为4.0m，所以将大巷布置在-650m水平的砂岩中。其优点是巷道维护条件好，维护费用低，巷道施工条件够按要求保持一定方向和坡度；不留设保护煤柱，减少煤柱损失，同时便于设置煤仓。2）井底车场的布置
41、由于井底车场一般要为整个矿井服务，服务年限长，故要布置在较坚硬的岩层中。本矿井布置位置可以选择在煤层顶板或煤层底板中。煤层顶板为中硬的砂泥岩，底板为坚硬的砂岩，后者相对于前者维护费用较低，但基建费用比较高，且井底车场的位置要与矿井的开拓方式相适用，需要进行技术与经济比较，以选择最优方案。阶段主要参数表（表2.4）划分阶段数目阶段斜长水平垂高/m水平实际出煤量/万t服务年限/a工作面长度/m1181532015946.96965.6220029648511701509657.1186289.85139.7425.882002005方案比较1）方案说明：由于本矿井表土层厚（186.54483.55
42、m），且含有流沙层，煤层埋藏深，不适合斜井开拓。因此本井田在技术上可行的开拓方案有下列三种。 如图2.4所示。 abc图2.4 技术上可行的三种开拓方案（1）立井单水平，水平高度为-650m，采用上下山开采（2）立井两水平，暗斜井延伸，一水平高度为-650m，二水平高度为-800m，一水平上下山开采，二水平上山开采，暗斜井长度约为1200。（3）立井两水平，直接延伸，一水平高度为-650m，二水平高度为-800m，一水平上下山开采，二水平上山开采。2）开拓方案技术比较：对以上叙述的三种方案所需费用粗略估算如表2.5示。表2.5各方案粗略估算费用表方 案项 目 方案2 方案3基 建 费用 (万元)立井开凿2*671*3000*10=402.6立井开凿2*150*3000*10=90暗斜井开凿1200*1050*10=126.0石门开凿1200*800*10=96井底车场4000*900*10=360井底车场4000*900*10=360斜