1、煤矿立井井筒设计与施工本科毕业设计论文 精品摘要立井井筒工程量占矿井建设总工程量仅3.55，但其建设工期却占总工期的40左右。随着市场竞争及提高经济效益的要求，加快立井施工速度，是缩短矿井建设工期的关键，特别是大于800m的深立井井筒，加快施工速度尤其重要。本设计立足于应用角度介绍立井井筒设计与施工。首先：介绍了工程的概况、工程的地质水文条件、以及工程的地层构造、煤层储量和矿井服务年限。其次：根据井筒使用要求对井筒断面进行了设计，并阐述了主井的提升设备及井筒采用的支护措施与井壁结构，通过钻、爆、装、运、支的方法进行井筒施工。同时对井筒施工过程的辅助系统和设施的安排进行了说明。再次：从安全的角度
2、阐述了井筒施工中应该注意的安全事项以及防止措施等。根据开滦东欢坨的实际情况，结合目前国内同类矿井先进的矿井建设管理经验，采用先进的井巷工程施工技术和装备，以优质、安全、快速、高效为目标，打破常规，采取各种措施加快矿井建设步伐。关键词：工程地质 井筒 支护 爆破AbstractThe vertical shaft well chamber resilience occupies the mine pit to construct the total resilience only 3.5- 5%, but its construction time limit for a project act
3、ually accounts for the total time limit for a project about 40%. And enhances the economic efficiency along with the market competition the request, speeds up the vertical shaft construction speed, is reduces the mine pit construction time limit for a project the key, specially is bigger than 800m t
4、he deep vertical shaft well chamber, speeds up the construction speed to be especially important.The design based on the application point of view describes the design and construction of shaft. First: This paper presents an overview of engineering, engineering geology and the hydrological condition
5、s of formation and engineering construction, the service life of coal reserves and mines. Second: According to the requirements of the shaft using the shaft section has been designed and elaborated the main well bore used to upgrade equipment and support measures and the wall structure, by drilling,
6、 blasting, loading and transporting, supporting shaft construction methods. Meanwhile, the auxiliary shaft construction arrangement of systems and facilities are described. Re: From a security perspective of the shaft should be noted that the construction of the security issues and the prevention me
7、asuresAccording to the Kailuan Donghuantuo ore actual situation, the union at present the domestic similar mine pit advanced mine pit construction managerial experience, uses the advanced well lane project construction technology and the equipment, take high quality, safe, fast, is highly effective
8、as the goal, breaks the convention, takes each kind of measure to speed up the mine pit construction step.Key word：Engineering Geology Shaft Support Blasting绪 论立井是矿井建设的关键工程，立井施工速度的快慢和工程质量的优劣对矿井投资及生产均有重要影响。随着科学技术的发展和实践经验的不断丰富，我国煤矿建井技术有了很大的发展和提高。立井井筒是矿井通达地面的主要进出口，是矿井生产期间提升煤炭(或矸石)、升降人员、运送材料设备、以及通风合排水的咽
9、喉工程。其设计合理与否，将直接影响矿井的生产、矿井建设的速度以及投资的效益。立井井筒工程量占矿井建设总工程量仅3.55，但其建设工期却占总工期的40左右。随着市场竞争及提高经济效益的要求，加快立井施工速度，是缩短矿井建设工期的关键，特别是大于800m的深立井井筒，加快施工速度尤其重要。20世纪80年代全国煤炭基建立井平均月施工速度仅2030m，19861996十年间全国立井井筒只有23次突破百米大关。我国立井井筒施工已经跨入世界先进行列，在建设工期、质量和投资效益方面均达到较高水平，在国际竞争总承担了印度、巴基斯坦、土耳其等10余个国家的矿井建设任务。同时和美国、英国、法国、俄罗斯等数十个建井
10、技术较先进的国家进行着广泛的合作与交流。为了本次的设计，我在东欢坨煤矿实习期间收集了很多资料， 本井田除新生界地层较厚，建井条件复杂需采用特殊方法凿井外，煤层赋存及开采条件十分优良，属理想的高产煤层，适宜采用综合机械化开采，为建设高产高效的现代化矿井提供了良好的资源条件。根据矿区地质条件和煤层分布情况，全矿区规划为两对矿井，两矿井之间以F17断层为界，F17断层以东为东欢坨煤矿（规模0.9Mt/a），F17断层以西为二矿（规模1.8Mt/a），矿区先期开发东欢坨煤矿。本设计的实践性很强，要通过实习、课题教学、课程设计三个环节紧密配合，才能使我们较好的掌握其内容。本设计涉及到井筒支护设计、提升设
11、备选择、井筒断面设计、筒壁厚度设计、施工方法设计等。第一章 矿区概况及井田地质特征1.1地理位置与交通东欢坨井田位于河北省丰润县韩城与新军屯两镇之间，东距唐山市约15km。由唐山市至玉田、宝坻县的公路经过本井田。井田北有京秦铁路，东有京山和唐遵铁路，京唐高速公路和唐山市外环线公路均在矿井附近，交通便利。矿区交通位置图 1.2自然环境本井田属于冲积平原地形，井田内既无山峦起伏，也无河流穿过，地形甚为平坦。北部油房庄附近地形标高为+23m，南部南曹庄附近为+2m，地形坡降为1.6，地势东北高，西南低。井田南端紧邻一夏秋积水的“油葫芦泊”。井田西北25km处有一泥河，平行本井田急倾斜翼浅部边界，由东
12、北流向西南，流量较小但河床较宽，遇降雨量大时亦有泛滥发生，但影响范围较小。两岸筑有土坝及人工沟渠，对防洪有一定作用。地质报告未提供洪水水位标高，但在东欢坨村附近从未受到洪水威胁。本区属大陆性气候，夏季炎热多雨，冬季寒风凛冽。最高气温39.6，最低气温-21，平均气温11.1。平均降雨量为614.7mm，最大降雨量为1007.7mm，年平均蒸发量1321.1mm，平均湿度34.8%。冰冻期由每年12月至翌年3月初，冻土深度0.60.8m。积雪最小厚度40mm，最大厚度190mm。年最多风向为东风，其次为偏北风，最大风速为25ms。根据河北省最新颁布的地震区划图，本区地震烈度为八度。开滦矿区已有百
13、余年的煤炭开采历史，是我国大型煤炭地之一，包括本矿井在内，开滦(集团)有限责任公司现共有生产矿井10个。因本井田被巨厚冲积层覆盖，除划给地方的鲁各庄区外，附近别无其它小煤矿建设或开采。1.3水源、电源、劳动力及建材来源矿井水资源丰富，能保证生产及生活用水，水源可靠。矿井电源引自韩城220kV变电站，供电电源可靠。矿井工业场地建有110kV变电站，双回路运行。矿井续建所需的主要建筑材料如钢材、木材、水泥、砂石等都可以在当地得到解决。1.4 井田地质特征1.4.1地层本井田地层与开平煤田其它各矿地层基本相同，精查地质勘探揭露了第四系及上古生界地层，由老到新叙述如下：（1）、中奥陶统马家沟组(O2)
14、根据区域地质资料，中奥陶统的马家沟组地层在开平煤田厚约400m，以厚层块状灰色与褐红色豹皮状石灰岩为主。本井田钻孔揭露该地层最大厚度91.63m，顶部多呈黄褐色，溶洞裂隙发育，与上覆煤系地层呈平行不整合接触。（2）、中石炭统唐山组(C2)本层总厚度为5060m。底部为7m左右的“G层铝土岩”，顶部为厚约4m的唐山灰岩即K3灰岩，中间主要为灰色、深灰色的砂岩与浅灰、灰白色铝土质粘土岩，夹两层薄层灰岩即K1与K2。（3）、上石炭统 开平组(C31)：本组顶界为K6灰岩底，厚约60m。主要以灰色、深灰色细砂岩、粉砂岩与粘土岩为主，夹两层海相灰岩(即K4、K5灰岩)。 赵各庄组(C32)：本组顶界为9
15、煤的细砂岩底面，厚度为60l00m。岩性以粉砂岩、细砂岩与砂岩为主，夹粘土岩与煤层，近底部为K6灰岩。（4）、下二迭统大苗庄组(P11)：该组顶为中砂岩或细砂岩底部，厚60l00m。岩性以灰色、深灰色粉砂岩、细砂岩为主，局部夹粘土岩或中砂岩，唐家庄组(P12)：本组顶界为“A层铝土岩”之下的巨粗不等粒长石石英砂岩底部冲刷面，厚度为120230m，一般厚200m左右。（5）、上二迭统古冶组由灰紫、灰绿等杂色的砂砾岩、粗砂岩、细砂岩、中砂岩、粉砂岩、粘土岩沉积交互组成。下段含“A层铝土岩”，其底部为一杂色巨粗不等粒长石石英砂岩，与底部唐家庄组呈冲刷接触，为一套陆相碎屑沉积，厚度约560m。（6）、第四系覆盖于全井田，由北向南逐渐加厚，厚度为150650m。上部由各粒度的砂层、砾石层、粘土层交互组成，下部以杂色巨厚砾石层与卵石层为主，含水丰富，局部夹少量砂层或砂砾层。表1-1 煤的工业分析表煤号工业分析胶质层厚(m)Y罗加指数LR灰分(%) A挥发份(%) V含硫量(%) S含磷量(%) P9#原煤19.9015.94.030.016701822.63精煤7.4514.52.420.0059本井田煤系地层属石炭二迭系地层，其中上石炭统开平组、赵各庄组及下二迭统大苗庄组为主要含煤地层。共含煤17层，其中可采及局部可采煤层9层，煤层编号自上而下
