陈四楼矿240万吨新井通风安全设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 本设计分为一般部分、专题部分和科技英语翻译部分。一般部分为永城矿区陈四楼煤矿 240万吨 /年新井通风安全设计；专题部分为陈四楼煤矿底板突水机理及防治研究；科技英语翻译部分为计算机映射采矿中的断层。 陈四楼煤矿设计生产能力为 240万吨 /年，矿井服务年限为 55年，采用立井单水平，回风大巷布置在岩层中作为本矿井的开拓方案。水平设在 。带区布置采用带区单一煤层分带巷道布置，初期在一带区布置一个综合机械化放顶煤工作面，采用倾斜长壁一次开采。矿井采用抽出式通风方式，轨道斜巷进风，皮带斜巷回风。根据通风容 易和困难时期的风量和通风阻力计算选择主要通风机，并对通风系统进行了评价。 设计对矿井的瓦斯、自然发火等自然灾害提出了有效的防治措施，特别对自然发火的防治进行了详细的叙述和黄泥灌浆设计，可有效防治自然发火。 专题部分针对永煤集团陈四楼煤矿投产以来多次发生底板突水的现实，从地质构造理论和矿山压力理论出发，探讨了井田突水的原因。提出了治理水害的方法。 科技英语翻译部分探讨了计算机映射采矿中的断层，并举例说明！ 关键词：立井； 长壁； 抽出；突水；断层 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is up of is t/a. is on of of is s in of a, 5 is of up is 520m. of In we up an a ut of a to s is to s in of s s is We to of so we on of of it a of of of on of s in of of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 一般部分 1 矿区概述及井田地质特征 . 1 区概述 . 1 通位置 . 1 然地理概况 . 1 井建设的外部条件 . 2 田地质特征 . 3 探程度 . 3 层 . 3 质构造 . 4 文地质 . 4 层特征 . 5 层 . 5 的特征 . 5 采技术条件 . 6 2 井田开拓 . 8 田境界及可采储量 . 8 . 8 田储量 . 8 计生产能力及服务年限 . 12 田开拓 . 13 . 13 筒形式确定 . 14 . 15 . 15 巷和井底车场的布置 . 15 井开拓方案比较 . 16 井的基本巷道 . 20 下运输 . 29 . 29 . 30 井提升 . 34 述 . 34 副井提升 . 34 3 采煤方法即采区巷道布置 . 37 层地质特征 . 37 藏条件 . 37 区煤层特征 . 37 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 质构造 . 37 底板特性 . 37 . 37 . 38 区巷道布置及生产系统 . 38 . 38 . 39 . 39 . 40 区车场及主要硐室 . 41 . 41 . 41 煤方法 . 43 . 43 . 43 煤工艺方式 . 44 采巷道布置 . 48 4 矿井通风 . 50 井通风系统选择 . 50 . 50 . 50 . 50 电硐室、火药库 . 51 数 . 51 井通风系统的确定 . 51 . 51 井通风方式的选择 . 51 . 53 . 54 作面通风方式的选择 . 54 井风量计算 . 55 . 55 风量的计算 . 56 井风量分配 . 58 进通风 . 59 进通风方法的选择 . 59 进通风量 . 60 进工作面设备选择 . 60 矿通风阻力的计算 . 62 . 62 . 67 井通风总风阻 . 72 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 井通风等积孔 . 72 井通风系统的分析与评价 . 72 井主要通风机选型 . 73 井自然风压的计算 . 73 风机的选择 . 73 动机的选择 . 77 . 78 峒的要求 . 78 井反风措施及装置 . 78 . 78 井反风设施的布置 . 79 矿井通风设备的要求 . 79 算矿井通风费用 . 80 5 矿井安全技术措施 . 82 井火灾 . 82 井自然发火概况 . 82 井自然发火分析 . 83 止煤层自燃发火的预报及监测措施 . 84 灭火措施 . 85 井瓦斯 . 89 井瓦斯地质条件 . 90 井及采区瓦斯涌出概况 . 91 井瓦斯防治措施 . 91 下防治水措施 . 94 灾路线 . 94 参考文献： . 96 专题设计部分 . 98 英文原文 . 119 中文译文 . 127 参考文献 : . 132 致 谢 . 133 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 矿区概述及井田地质特征 区概述 通位置 永城矿区陈四楼井田位于河南省永城市境内，行政区属于永城市城厢、陈集、顺和三个乡，井田中心南距永城市区 8地理坐标为东经 1162220 ， 北纬300035 。 矿区北靠陇海铁路，东临京沪铁路，青（青龙山）阜（阜阳）铁路从矿区东南约 20有京九铁路商阜段。永城县城距商丘车站 95徐州车 站 97宿州车站 74间均有柏油公路相连。区内主要村镇之间亦有简易公路相通，交通运输十分便利。（见图 山 东河南江苏黄海商丘永城徐州夹河寨连云港淮安南京镇江常州无锡苏州上海南通宣城铜陵芜湖格溪口合肥水家湖蚌埠阜阳样集夏邑青龙山邳县骆马湖宿迁清江市宝应博州安 徽陈家集芦苓海青町唐州漯阜线陇线京杭运河淮北矿务局淮南矿务局青阜线宿县 煤田津线阜淮 线淮南线长江白唐淮北京郑州永城矿区陈四楼矿图 然地理概况 井田位于黄淮冲积平原东部，地势低洼平坦，自西北向东南微微倾斜，地面标高 般为 3235m 之间，相对高差 3m 左右。地表广为巨厚的新生买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 界 松散冲积物所覆盖。 区内地表水系不甚发育，仅有淮河支流沱河在井田南 部 2田内用于灌溉的沟渠纵横交错。沱河发源于商丘市东北之响河，向东南流入安徽省的新汴河，全长 120流量受大气降水控制，年平均流量 12 m3/s，有记载的最大流量 384 m3/s。 本区属半湿润，半干旱的大陆性气候，冬春干旱，夏秋雨多，四季分明。 据永城市气象站资料： 气温： 19741984 年观测，月平均最高气温 2639 （月份），最低 ，年平均 。日最高气温 41 （ 1959 年 7 月 30 日），最低 （ 1957 年 2 月 21日）。 降雨量：最大降雨量 1977 年），最小为 平均 最大降雨量 2071957 年 7 月 14 日），一次最大降雨量为 1965 年7 月 5 日 18 日）。 蒸发量：历年最大蒸发量 1978 年），最小 1975 年），平均 相对湿度平均 68 冬春季多西北风，夏季多东南风偶有东北风，最大风速 s。 每年 12月至下年 3月为降雪和冰冻期，最大冻土深度 19 据中国地震烈度表载，本区属六度地震区。河南省地质局受永城煤 炭工业联合公司委托，提出“永城县地震基本烈度鉴定意见书”（）豫震烈字第号文），该文在分析了地质构造及本区地震史之后，认为“本区不可能发生六级左右地震，主要是受邻区强震影响，其地震基本烈度六度是适宜的”。又提出“鉴于永城煤炭储量丰富，现已投入建井，将来发展远景可观，据此建议，对特别重要的工程和建筑物可提高一度设防。”煤炭部基建司对陈四楼矿井方案设计审查意见明确：“建筑物地震烈度均按六度设防，但对六大要害系统按七度的构造措施设计。” 井建设的外部条件 矿井工业场地至矿区集配站的铁路专用 线正线里程 与矿井同步建设。新、老两条永砀公路，分别自工业场地两侧经过，将矿井工业场地与铁路干线和土产材料产地连通，交通条件较好。 矿井永久电源，由永城 220 地方集资兴建的永城市 110作为本矿井建井期的施工电源。为确保施工安全，另一回电源可取自新庄矿井。矿区热电站应尽快建设。 经初步勘探证实，上第三系孔隙承压水，无论其水量和水质均可满足本矿井永久水源的要求。 矿区北部的芒山生产白灰、石子、料石等土产材料。由国家统一分配的水泥、钢材、木材等亦可通过公路运至本矿。 矿井建设的外部条件比较落实、可靠。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 田地质特征 探程度 本井田自 1957 年普查找煤开始，至 1986 年 4 月提交精查地质报告，历时 30年，共施工钻孔 283 个，平均每平方公里近 探工程量 全国储委煤炭专业委员会于 1986 年 5月 24日至 2 7日对该报告进行了审查，地质 11队根据审查意见，对报告进行了修改补充，于 7月 22 日送交煤委复查。 1986年 8月 27日获正式批准。 该井田地质勘探工作基本符合煤炭资源地质勘探规范的规定，勘探手段的确定基本合理，报告对井田 地质构、地层、煤层、煤质、水文地质及开采技术条件等方面的研究，基本上达到了精查勘探的要求。 正式批准后的井田精查地质报告可作为矿井设计和建设的依据 . 层 永城煤田为华北型沉积，地层分区属华北区、鲁西分区、徐州小区的范畴。本井田无基岩出露，全部被新生界冲积层所覆盖，缺失上奥陶统至下石炭统、三迭系至第三系古新统两段。钻探揭露的基岩地层上至石千峰组（平顶山砂岩 )，下至中奥阳统马家沟灰岩，厚度 1100m。自下而上叙述如下 : 1、中奥陶统马家沟组 (由白云质灰岩、灰岩组成，井田内揭露厚度30 2、石炭系 ()，假整合于中奥陶统之上 : 中统本溪组 (C 2b)，由铝质泥岩及山西式铁矿组成，厚度 222m。，平均 m；上统太原组（ C 3t)，由 911 层薄至中厚层状灰岩和泥岩、砂质泥岩及粉、细砂岩组成，间夹不可采煤层 3 5 层，厚度 93164m，平均 133 m； 3、二迭系 (P)，揭露厚度 下统齐全，上统 志层以上多被剥蚀： 山西组（ 厚度 m，平均 泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤层组成。二 2 煤层斌存于中部 ，下以 岩标志层顶界与石炭系分界，上以状铝质泥岩底界与下石盒子组分界； 下石盒子组（ 厚度 均 泥岩、砂质泥岩、砂岩及三煤组组成，以 岩标志层底界与上石盒子分界； 上石盒子组（ 钻孔穿见厚度 m，共分四段，每段底部都以一层稳定的砂岩标志层相分界 (9， )，其岩性组成也是以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及砂岩为主，不含具有工业价值的煤层。 4、新生界 (井田内覆盖层中，仅有上第三系和第四系，缺失下第三系。厚度 300430m。平均 m，由粘土、亚枯上、亚砂土及中、细、粉砂交互成层。上第三系为河湖相沉积，直接覆盖于古生界之上。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 质构造 1、褶曲 井田内褶曲较少。 2、断裂 井田内断裂构造较少，均为正断层。其中 39 断层落差在 040m。 文地质 1、含水层及隔水层特征 自上而下分为四个含水组： （ 1）新生界孔隙含水组：区内松散地层沉积为冲积及湖积，其厚度受古地形影响而东薄西厚、南薄北厚。含水砂层一般为 1 12层，平均总厚 部以大气降水垂 直渗入为主，中部及深部以水平侧向渗透为主。属孔隙承压水，q=s m ， K=3m/d。含水砂层之间及其与基岩之间有厚度比较稳定的枯土层，形成天然的隔水屏障，局部地段与基岩处有透镜状砂层，即所谓“天窗”，对浅部开采会具有一定影响。 （ 2）二迭系砂岩裂隙，孔隙含水组：主要由上、下石盒子组及山西组砂岩裂隙孔隙承压水组成。其补给方式以水平侧向渗透补给为主，渗透能力差，富水性弱，迳流滞缓，以静储量为主，易于疏干。 q=s m ， K=d，水质类型为 （ 3）石炭系灰岩岩溶裂隙含水组：主要含水岩层为石灰岩 (11层 )，次为砂岩。灰岩以 溶裂隙比较发育，但多被泥质或钙质充填。 （ 4）奥陶系岩溶裂隙含水组：区域范围内，在安徽省闸河煤田东西两侧出露，本煤田仅在芒山有局部出露。岩溶发育，富水性强。 2、井田水文地质条件 本井田水文地质类型为中等 简单，其主要依据是： （ 1）直接充水含水层，三煤层和二煤层顶板砂岩含水性弱，单位涌水量一般小于 s m，本应为简单类型，但 岩补给； （ 2）上覆新生界含水层与基岩界面之间有厚度大于 30m 的粘土层阻隔，正常地段对煤系地层无充水作用； （ 3）下覆太原组灰岩含水层与二 2煤层之间有砂岩和泥岩组成的隔水层，厚度在 50m 以上，正常地段二 2煤层的开采不存在底板突水的威胁； （ 4）井田内断层富水性及导水性弱 q的电机车选型见下表 电机车粘着质量选择 矿井年产量 A/万t 架线式 /t 蓄电池 /t 配套矿车 /t A60 7 8 1 A120 7 3 120 A180 10 3180 14 8 矿井设计生产能力 t/a，本矿井为低瓦斯矿井，矿井设计架线式电机车牵引 3 t 底卸式矿车用于大巷运煤，铺 设 600距 24kg/m 的轨型， 14 吨架线电机车牵引； 1.5 设 600距 18kg/ 吨架线电机车牵引。 3t 底卸式矿车、 定厢式矿车技术特征表见表 表 3项目 技术特征 单位 名称及型号 容积 3.3 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 载重 3 t 轨距 600 距 1100 径 350 接方式 打接式 外型尺寸（长宽高） 345012001400 量 1700 定厢式矿车技术特征表 项目 技术特征 单位 型号 积 1.7 重量 1.5 t 轨距 600 距 750 接器形式 单列弹簧式 最大牵引力 60 形尺寸（长宽高） 240010501200 量 720 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 井提升 述 矿井提升系统是沿井筒提升煤炭、矸石、升降人员的系统，它是矿山井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽，是矿山运输的咽喉，因此， 矿井提升在矿山生产的全过程中占有极其重要的地位。 随着科学技术的发展和生产机械化与集中化，运输环节的安全可靠性尤为重要。如果矿井的提升设备出现故障，必然会导致停产，轻则影响煤炭产量，重则危及人身安全。 此外，矿井提升设备是一大型的综合机械和电子设备。其成本和耗电量比较高，所以，在新矿井的设计和老矿井的改扩建中，确定合理的提升系统时必须考虑各方面的因素，并结合矿井的具体条件，保证提升设备在选型和运转两个方面都是合理的，即要求矿井的提升设备要具有经济性。 陈四楼矿井地面标高 +32 +3540万吨 /年，服务年限为 55 年。矿井工作制度为四六制，三班采煤，一班检修，每天净提升时间为 16 小时，矿井设计年工作日 330 天 水平大巷在 井井筒直径为 断面积为 井深 578m，井筒支护为混凝土砌碹。副井井筒直径为 7.5 断面积为 筒支护为混凝土砌碹。 主副井的提升方式为：主井采用箕斗提升，副井采用罐笼提升。井下主运输采用 3用 1 副井提升 矿井产量为 240/吨 /年，井型较大，所以主井采用两对 12吨箕斗提升。箕斗和提升机参数见表 表 箕斗参数 型号 名义载煤量 /t 有效容积 /t 提升钢丝绳 箕斗自重 数量 直径 /间距 /10 4 12 00 提升机参数 型号 600数 单位 技术特征 钢丝绳最大静张力 2 滚筒尺寸 直径 00 宽度 00 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 钢丝绳 直径 度 m/s 绳量 M 375 电动机 功率 2 转速 30 减速比 32/22 外型尺寸 (长 宽 高 ) 045 1550 1262 质量 960 井底设有三个井底煤仓，总容量为 5000t，各煤仓下装有 2台 5型防爆往复式大象给煤机，给煤能力为 1300 1800t/h；双箕斗装载设备为立式定量仓结构，两套测重装置随同提升机电控设备同时引进；煤炭通过给煤机及装载胶带输送机 (2 台 )至装载设备定量仓，经称重后 由气动操作闸门和分配溜槽翻板交替向两个箕斗内装煤。 箕斗卸载采用先进的外动力低卸式扇型闸门结构，具有改善井塔内套架的受力，缩短提升循环时间，安全可靠等优点。在主井井塔内卸载位置对应 4个箕斗分别安装有 4套扇形闸开闭装置和连接煤仓与箕斗闸门的活动舌板，闸门的开闭及活动舌板的动作均采用气动控制，箕斗扇形闸门的每一个开闭汽缸均采用双路进排气系统，以尽可能提高闸门开闭汽缸的动作速度，减少卸载休止时间，同时也为矿井不停产检修提供方便。井塔内箕斗受煤仓容量 160t，设有 煤位及煤流讯号装置，受煤仓下安装有两台电动给煤机。 副井采用多绳摩擦式提升机提升一对 升机和罐笼参数见表 表 多绳摩擦式提升机特征 型号 （） 参数 单位 技术特征 主导轮直径 m 向轮直径 m 3 钢丝绳 最大静张力 00 最小静张力 30 有导向论时最大直径 5 根数 根 6 间距 50 最大提升速度 m/s 14 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 罐笼参数 型号 ， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 采煤方法即采区巷道布置 层地质特征 层的埋藏条件 煤层埋藏在 800m 之间，地质构造简单，煤层倾角变化小，倾角在 317之间， 煤层埋藏稳定，涌水量为 275m3/h，地表为农田 。总体可见，该煤层的开采条件相当好。 区煤层特征 本带区所采煤层为 二 2 煤层，煤层特征如表 示。 表 煤层特征如表 煤名层称 煤厚 (m) 倾角 (度 ) 结 构 稳 定 性 容重 （ t/ 3m ） 硬 度 牌 号 二 2 简单 稳定 烟煤 二 2 煤层为高变质阶段的年青无烟煤。煤层低灰分，特低硫、磷，高发热量；理论分选比重 ，可选性为易选至极易选；化学活性好； 抗碎强度及热稳定性中等，可作动力及民用煤，亦可用于气化。 质构造 一带区内地质构造简单，煤层起伏不明显，没有断层，煤层倾角约为 6 煤层赋存条件相当好。 底板特性 二 2 煤层顶板以砂岩为主，完整性和稳定性较好，顶板较易管理，底板一般不会发生“底鼓”。 文地质 本井田水文地质类型为中等简单，其主要依据是： （ 1）直接充水含水层，二 2 煤层顶板砂岩含水性弱，s m，为简单类型。 （ 2）上覆新生界含水层与基岩界面之间有厚度大于 30m 的粘土层阻隔，正常地段对煤系地层无充水作用； （ 3）下覆太原组灰岩含水层与二 2煤层之间有砂岩和泥岩组成的隔水层，厚度在 50m 以上，正常地段二 2煤层的开采不存在底板突水的威胁； （ 4）井田内断层富水性及导水性弱 q2 风容易 矿井等积孔可用下式计算： 中 : A 等积孔， 故通风容易时期的等积孔为 A = 通风困难时期的等积孔为 A = 据标准，矿井在通风困难和容易时期，通风均容易。 井通风系统的分析与评价 矿井通风系统的评价主要是指通风系统的稳定性、安全性和抗灾能力以及经济买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 合理性评价，现以以下几方面进行评价： （ 1） 通过等积孔的计算可知矿井在整个时期通风均容易。 （ 2） 本矿吨煤通风成本不高，通风方案比较经济。 （ 3） 矿井采用抽出式通风方式，有利于瓦斯管理。 （ 4） 掘进工作面采用压入式通风，局部通风机处于新鲜风流中，既安全也便于管理维 修，柔性风筒的使用，经济又方便。 （ 5） 主通风机采用反转反风，提高了通风系统的经济性和抗灾能力。 （ 6） 经过风速验算，可知各巷道及工作面风速均符合规程的有关规定。 本矿通风系统简单，各带区回采工作面及掘进面，还有主要机电硐室都能按规程规定进行通风，通风网络没有复杂的角连，这些条件可以保证矿井风流的稳定可靠。 井主要通风机选型 矿井通风设备指主通风机及电动机，应先选择主通风机，然后根据主通风机所需的功率选择电动机。 主通风机的选择一般以个体特征曲线为依据，先要确定通风容易和困难时期的运转工况点，要确定工 况点必须计算主通风机的工作负压。为了使主通风机在通风容易时期的工作效率不至于太低，在困难时期不超负荷工作，故要考虑自然风压的作用。 井自然风压的计算 自然风压用下式计算： H (式中： 自然风压， H 地面与井底车场的标高差， m； 进风流的平均容重， N/ 回风流的平均容重， N/ 表 气平均密度 季节 进风井筒 出风井筒 冬季 kg/kg/季 kg/kg/季自然风压： H ( 季自然风压： H ( 通风机的选择 1）通风机的工作风量 文档就送您 纸全套， Q 号交流