采矿专业毕业论文设计完整版

河南理工大学本科毕业设计（论文）0河南理工大学成人教育学院本科毕业设计( 论文) 毕业设计（论文）题目* * 站 别 年级专业 15 安全工程学生姓名 关雷科 指导教师 生艳风 2017 年 3 月 25 日 河南理工大学本科毕业设计（论文）1摘 要近年来，煤炭行业的发展的经济形势暂缓，煤矿的安全发展在企业生存占据重要地位，越来越多的人力和资金投入到了煤矿的建设和生产中。本设计就是在这样的的前提下对鹤壁煤业集团三矿进行实地了解，经过认真而详细的分析，计算后撰写的。本矿井设计划分为两个阶段，一个水平，采用立井单水平上下山的开拓方式，中央边界式通风，井底车场为梭式环行车场，由于本矿井型为大型矿井，对连续运输要求较高，故采用两条大巷，即运输大巷和轨道大巷。煤层倾角小于 12，煤厚 8.5m，故阶段内划分为条带，采煤方法为倾斜长壁采煤法，准备方法为多分带区准备（每个带区划分 6 个条带） 。关键词：立井 条带 倾斜长壁河南理工大学本科毕业设计（论文）2引言 .11.矿井概况及井田地质特征 .21.1 矿区概况 .21.1.1 交通位置 .21.1.2 地形、地貌 .21.1.3 气象、地震 .21.1.4 水源及电源 .21.2 地质特征 .31.3 煤层及煤质 .61.3.1 煤层 .61.3.2 煤质 .71.3.3 瓦斯、煤尘、及煤的自然 .91.3.4 水文地质 .91.4 井田勘探程度 .112.矿井储量、年产量及服务年限 .162.1 井田境界 .162.2 井田储量 .162.2.1 矿井工业储量 .162.2.2 矿井设计储量 .172.2.3 矿井设计可采储量 .172.3 矿井年产量及服务年限 .193.井田开拓 .203.1 概述 .203.1.1 矿区的开拓方式概述及评价 .203.1.2 影响矿井开拓的主要因素 .203.2 井田开拓 .203.2.1 对井田开拓中若干问题分析 .203.2.2 方案的提出 .213.3 井筒特征 .263.3.1 井筒断面尺寸 .263.3.2 井壁的支护材料及井壁厚度 .303.3.3 井筒深度 .313.4 井底车场 .313.4.1 确定井底车场的形式 .313.4.2 线路总平面布置设计及平面 .313.4.3 副井马头门线路 .323.5 井底车场通过能力计算 .373.6 确定井底车场主要巷道断面及硐室位置 .38河南理工大学本科毕业设计（论文）33.6.1 主要巷道断面 .383.6.2 井底车场硐室 .383.7 开采顺序及采区、采煤工作面的配置 .403.7.1 开采顺序 .403.7.2 保证年产量的同采带区和工作面数 .403.7.3 采区工作 面配置 .413.7.4 矿井产量的验算 .423.8 井巷工程量和建井工期 .424.采煤方法 .454.1 概述 .454.2 准备方式 .454.2.1 概况 .454.2.2 巷道的 布置 .454.2.3 条 带的服务年限 .464.2.4 条带车场的形式 .464.2.5 带区煤仓 .464.3 回采工艺设计及生产系统 .474.3.1 首采工作面概况 .474.3.2 回采工艺的确定 .474.3.3 带区生产系统 .474.3.4 综采面设备选型 .485.矿井运输、提升及排水 .515.1 矿井运输 .515.1.1 井下运输系统和运输方式的确定 .515.1.2 采区运输设备的选型 .515.2 矿井提升 .565.2.1 矿井提升的依据和资料 .565.2.2 设备型号及数量 .565.2.3 主井提升设备选型计算 .565.2.4 副立井提升容器确定 .585.3 提升钢丝绳计算选择 .595.3.1 提升钢丝绳的计算 .595.3.2 多绳摩擦式提升机的选择 .635.4 矿井排水 .655.4.1 概述 .655.4.2 水 泵型号及台数 .655.4.3 管路的确定 .675.4.4 管道特性曲线及工况 .705.5 校验计算 .735.5.1 验算排水时间及排水管中流速 .73河南理工大学本科毕业设计（论文）45.5.2 校验水泵经济性及稳定性 .736 矿井通风与安全技术措施 .746.1 矿井通风系统的选择 .746.1.1 概述 .746.1.2 选择矿井主扇的通风方式 .756.2 风量计算及风速验算 .756.2.1 风量计算 .756.2.2 风速验算 .786.3 全矿通风阻力计算 .796.3.1 矿井通风阻力计算原则 .796.3.2 矿井通风阻力计算 .806.3.3 计算矿井总风阻及总等积孔 .836.4 扇风机选型 .846.4.1 确定主扇的风压 .846.4.2 选择主扇 .846.5 选择电动机 .877.矿山环保 .897.1 矿山污染源概述 .897.1.1 污水污染 .897.1.2 噪音污染 .897.1.3 灰尘，矸石 .897.2 矿山污染的防治 .897.2.1 全局性控制 .897.2.2 扩散稀释 .897.2.3 局部控制 .897.3 矿山治理 .907.3.1 矿山水污染的防治措施 .907.3.2 防范措施及绿化 .90致 谢 .93参 考 文 献 .94河南理工大学本科毕业设计（论文）1引言本次毕业设计是依据在鹤煤集团三矿所收集的矿井生产图纸和资料，并作了一些改动以后，对矿井进行的初步设计。采矿工程毕业设计是采矿工程专业全部教学进程中的最后一个环节。作为对大学生在学校的最后一次综合性的知识技能考查，它主要是考查学生这四年来对基础知识及其专业知识的掌握情况，使学生学会自我思考、自行设计。在设计过程中，把所学的理论知识与实践经验综合起来应用。这样达到了对理论知识“温故而知新“的作用，同时也学到了一些实际生产过程中的经验。设计的过程就是一个不断认识和学习的过程。在本次设计过程中，我认真贯彻矿产资源法 、 煤炭法煤炭工业技术政策 、 煤炭安全规程 、 煤炭工业矿井设计规范以及国家其它发展煤炭工业的方针政策，积极采用切实可行高产高效的先进技术与工艺，力争自己的设计成果达到较高水平。采矿工程毕业设计以实践教学大纲及指导书为依据，严格按照安全规程的要求，运用技术语言，对矿井开拓，准备，及各生产系统进行了初步设计。由于能力有限，设计中难免有失误之处，敬请审阅老师斧正。河南理工大学本科毕业设计（论文）21.矿井概况及井田地质特征1.1 矿区概况三矿矿井是河南省鹤壁市规划区中的一个矿井，位于鹤壁市区北约 4.4 公里，井田范围：北部自然边界，西部以二 1 煤层露头为界，南部为自然边界，东部至 F3 大断层为界。井田南北走向 5.5 公里，东西倾斜宽 2.4 公里，井田面积 13.2 平方公里。1.1.1 交通位置三矿井田交通便利，有安阳-鹤壁公路经过井田 ,区位优势明显。京珠高速公路和 107 国道纵贯南北，鹤濮高速公路、壶台公路横穿东西， ，又有矿区铁路专线与京广铁路连通。附井田交通位置图。1-1-11.1.2 地形、地貌本井田位于河南省北部太行山东麓和华北平原的过渡地带,地貌类型属太行山前缓丘陵地貌的一部分，地势西高东低，海拨高在 140-280 米之间。丘陵和沟谷大致呈南北向，区内有东马驹河、黄牛坡、刘家沟、肥泉、胡家沟等几个村庄。矿区西部奥陶系灰岩广泛出露。石炭系地层在山前零星出露。本井田为第三、四系地层所覆盖。1.1.3 气象、地震本井田，属暖温带半湿润型季风气候，四季分明，光照充足，温差较大。春季多风少雨，夏季炎热湿润，秋季秋高气爽，冬季寒冷多雾。年平均气温14.2-15.5 ，年降水量 349.2-970.1mm，年日照时数 1787.2-2566.7 小时。每年 7-9 月份为雨季。据河南省地震局鉴定,本区地震基本烈度为 78 度。1.1.4 水源及电源三矿没有可作供水水源的地表水，所以，该矿井供水水源取用于地下水。根据已掌握的水文地质资料，三矿工业及生活用水取自 O2 灰岩含水层，开采地下水的方法采用地面打孔，井下截流，然后分两路排往地表和采掘工作面。目前，三矿井下共有水源孔 4 个，总流量 220m3/h，排往地表的约 120m3/h。O2 灰岩含水层水位标高+100-+130 米左右，集中开采的部位即水源孔密集处，形成水位降落漏斗，水位标高仅+80 米。供水范围包括井上、井下工业用水，河南理工大学本科毕业设计（论文）3本矿居民及中山地区大部分城乡居民生活用水。三矿附近有教场村 35kV 变电站，变压器容量为 2*3200kVA,电压等级为35/10 kV。中山附近有一座 220kV 变电站，变压器容量为 2*120MVA,电压等级为 220/110/10 kV。教场村 35kV 变电站可增设变压器作为三矿矿井初期施工电源。从中山 200 kV 变电站引两回路 110kV 架空线路至三矿工业场地，110kV 变电站作为三矿的永久电源。1.2 地质特征本井田分别被第三、四系地层所覆盖，钻孔及井巷实际揭露的地层由老至新有：奥陶系、石炭系、二迭系、第三系和第四系，现由老至新叙述如下：一、 奥陶系中统上马家沟组（C 2）由灰一深灰色泥灰岩，白云质灰岩、角砾状灰岩组成，结构均匀，致密坚硬，含头足类动物化石。最大厚度 400 米，与上覆石炭系中统本溪群呈平行不整合接触。二、石炭系（C）、中统本溪群（O 2）下部为紫红色铁铝质泥岩，局部为灰白色铝士岩；中部为中细粒石英砂 岩和灰白色铝士质泥质，中夹 1-2 层薄层状灰岩，灰岩之下局部压薄煤；上部为深灰色泥岩及砂质泥岩，富含植物根部化石，具菱铁质鲕粒和黄铁矿晶体。厚主为 14.48-48.43 米，平均 31.82 米，与上覆太原群呈整合接触。2、上统太原群（C 3）是一套由灰色砂岩、深灰色砂质泥岩、泥岩和灰岩、煤层组成的海陆交互相地层。含九层生物灰岩，其中 L1、L 4、L 5、L 6、L 7、L 8、L 9 直接压煤。灰岩中含海百合茎、蜓科、珊瑚、腕足类等海相动物化石，据岩性特征可分四段：底部含煤段：由一 11、一 12、一 22 煤层，间夹黑色泥岩、砂质泥岩和 L1灰岩组成，其中一 11 煤层大部分可采，一 22 煤局部可采。下部灰岩段：由 L2、L 3、L 4 及其间的泥岩砂质泥岩和细粒砂岩组成，该三层灰岩发育紧凑，组合特征明显，在地层对比中易于区分。中部碎屑岩段：由深灰-灰色中的细粒砂岩、粉砂岩、灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰色铝士质泥岩、L 5、L 6 灰岩及薄层组成，碎屑岩矿物成份多变，沉积环境不稳定。河南理工大学本科毕业设计（论文）4上部灰岩段：由 L7、L 8、L 9 灰岩及深灰色- 灰黑色泥岩、砂质泥岩、铁质泥岩、硅质泥岩、粉砂岩、中细粒砂岩和薄煤层组成。L 8 灰岩底板常有浅海相黑色泥岩一层，以富含大量海相动物化石为特征。L2、L 8 发育较好，厚度大且层位稳定，常含透镜关和串珠状燧石结核。是良好的标志层。L 2 一般厚 6。20-10.03 米，平均 8.32 米，L 8 一般厚 1.00-7.00 米，平均 3.19 米。本群砂质泥岩和泥岩中含羊齿、芦木、轮木植物化石，本群以一 11 煤底板与下伏本溪群分界。本群厚度 101.64-135.07 米，平均 118.97 米，与上覆二迭系山西组显整合接触。三、二迭系（P ）1、 下统山西组（P 11）由灰褐色、灰色砂岩、深灰色砂质泥岩、泥岩和煤层所组。砂岩为中、粗粒结构，矿物成份以石英长石为主，常含白云母片及煤屑，含黑褐色菱铁质结核，上部砂岩中多含棕云母片，以钙质胶结为主。砂质泥岩及泥岩在本组中部和下部多为深灰、灰黑色、含轮木、羊齿及苛达等植物化石。上部为浅灰色及银灰色含铝质具鲕状结构。根据沉积旋回本组可分四个层段：第一含煤段：下部以 S9 砂岩底面与下伏太原群地层分界。S 9 砂岩为灰-深灰色，中细粒岩屑石英砂岩，泥质胶结，含大量不规则黑色泥岩包裹体和少量黄铁矿结核，具波状层理其厚度不稳定，常相变为砂质泥岩。上部为深灰-灰黑色泥岩、砂质泥岩和二 0、二 1、二 2 等煤层组成，二 0、二 2 煤层厚度不稳定，常相变尖灭，不可采。二 1 煤层位于第一含煤段中部属全区可采厚煤层。第二含煤段：下部为大占砂岩（S 10） ，为灰、深灰色中、中细粒岩屑石英砂岩，硅泥质胶结含泥质团块，具斜层理，层面含炭质，间夹薄层泥岩。上部为灰色、深灰色砂质泥岩，夹二 3 煤层，该煤厚度不稳定，不可采。第三含煤段：其下部为二层香炭砂岩（S 11） ，为褐灰- 深灰色中、细粒长石石英砂岩，含大量暗色岩屑，菱铁质鲕粒及少量绿泥石矿物，分选差，具波状层理及交错层理，层面含炭质及大片白云母，该砂岩在区内普遍发育，是一良好标志层。上部为深灰-灰黑色泥岩及砂质泥岩，局部为炭质泥岩，具水平层理，含植物化石，夹二 14 和二 24 两层煤，均不可采。河南理工大学本科毕业设计（论文）5上部砂岩段：下部为头层香炭砂岩，为褐灰色中、细粒长石石英砂岩，含大量暗色岩屑，长石多呈褐色具斜层理，层面含炭质及大量白云母片，硅泥质胶结，局部含菱铁质鲕粒。上部为灰-深灰色泥岩或砂质泥岩，水平层理，含铝土质及黄铁矿鲕粒，深灰色泥岩中富含植物化石。本组厚度一般为 76.50-140.50 米，平均厚度为 129.46 米。2、 下统下石盒子组（P 21）由砂岩、砂质泥岩、铝土质泥岩和煤线组成。砂岩呈灰带绿色，为细粒、中粒结构。成份以石英长石为主，含暗色矿物及棕云母片，含灰色泥岩包体，层面呈黑色，具斜层理和波状层理，钙、泥质胶结。3、 砂质泥岩和泥岩呈灰色夹紫斑，局部为灰紫色和灰黑色。灰黑色砂质泥岩中常含带羊齿、苛达等植物化石，铝土质泥岩位于本组中下