采矿工程毕业设计（论文）-济宁三号煤矿4.0Mta新井设计【全套图纸】

中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设 计 姓 名： 学 号： ： 21040005 学 院： 应应用技用技术术学院学院 专 业： 采采矿矿工程工程 设计题目：济济宁三号煤宁三号煤矿矿 4Mt/a 新井新井设计设计 专 题：济济宁三号煤宁三号煤矿矿井下矸石充填的井下矸石充填的设计设计与与应应用用 指导教师： 职 称： 副副 教教 授授 2008 年 6 月 徐州 中国矿业大学毕业设计任务书 学院 应用技术学院 专业年级 采矿 04-1 学生姓名 任任务务下下达达日日期期： 2008 年年 3 月月 19 日日 毕业设计日期：毕业设计日期： 2008 年年 3 月月 19 日至日至 2008 年年 06 月月 10 日日 毕业设计题目：毕业设计题目：济济宁三号煤宁三号煤矿矿 4Mt/a 新井新井设计设计 毕业设计专题题目：毕业设计专题题目：济济宁三号煤宁三号煤矿矿井下矸石充填的井下矸石充填的设计设计与与应应用用 毕业设计主要内容和要求：毕业设计主要内容和要求： 按采按采矿矿工程工程毕业设计毕业设计大大纲纲要求，一般部分完成要求，一般部分完成济济宁三号煤宁三号煤矿矿 4.0Mt/a 新井新井设计设计;专题为济专题为济宁三号煤宁三号煤矿矿井下矸石充填的井下矸石充填的设计设计与与应应 用用;翻翻译译是关于是关于综综放沿空掘巷卸放沿空掘巷卸压压方面的知方面的知识识，英文，英文题题目目为为： ： “Study on destressing technology for a roadway driven along goaf in a fully mechanized top-caving face” 。 全套全套图纸图纸，加，加 153893706 摘 要 本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。 一般部分为济宁三号煤矿 4.0 Mt/a 新井设计。济宁三号煤矿位于山东 省济宁市东面，交通便利。井田走向（南北）长约 6.8 km，倾向（南北） 长约 9.6 km，井田总面积为 65 km2。主采煤层为 3下煤，平均倾角为 5， 煤层平均总厚为 7.8 m。井田地质条件较为简单。 井田工业储量为 692.46 Mt，矿井可采储量 503.27 Mt。矿井服务年限为 89.87 a，矿井正常涌水量为 550 m3/h，最大涌水量为 650 m3/h。矿井瓦斯 相对涌出量为 0.355m3/t，为低瓦斯矿井。 井田为双立井单水平开拓。矿井年工作日为 330 d，工作制度为“三八” 制。矿井采用一矿一面的高效作业方式，采煤方法为走向长壁综合机械化 放顶煤开采。运输大巷采用胶带运输煤炭，辅助运输采用无轨胶轮车设备。 矿井通风方式为中央边界式通风。主扇工作方式采用抽出式。 一般部分共包括 10 章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储 量；3.矿井工作制度及设计生产能力、服务年限；4.井田开拓；5.准备方式- 盘区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全 技术；10.矿井基本技术经济指标。 专题部分主要介绍的是济宁三号煤矿井下矸石充填的设计与应用。 翻译部分英文题目为：“Study on destressing technology for a roadway driven along goaf in a fully mechanized top-caving face” 。 关键词：立井开拓； 无煤柱开采； 综采放顶煤 ABSTRACT This design includes of three parts: the general part, special subject part and translated part. The general part is a new design of JiSan mine. JiSan mine lines in East of JiNing in ShangDong province. The traffic of road and railway is very convenience to the mine. The run of the minefield is 6.8km ,the width is about 9.6km，well farmland total area is 652.The three is the main coal seam, and its dip angle is 5 degree. The thickness of the mine is about 7.8 m in all. The proved reserves of the minefield are 692.46 million tons. The recoverable reserves are 503.27 million tons. The designed productive capacity is 3 million tons percent year, and the service life of the mine is 89.87 years. The normal flow of the mine is 550 m3 percent hour and the max flow of the mine is 650 m3 percent hour. The mineral well gas gushes quantity 0.355m3/t, is a low gas mineral well. The well farmland is a single level with an double upright well to expand. The working system “three-eight” is used in the Jisan mine. It produced 330d/a.The colliery adopts one mine one efficiently working-face method. The mining method of the mine is fully-mechanized top-coal caving face with longwall in the strike. Transportation Roadway belt used to transport coal, Assist transportation to adopt trackless rubber tyre vehicle equipment. Mine ventilation for the central border type.main work method for draw out type. This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7. Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms. Special subject the part is main introductive, Jining No.3 coal mining area of 18 underground waste filling design and application. Translate parts of topics is“Study on destressing technology for a roadway driven along goaf in a fully mechanized top-caving face”。 Keywords：vertical shaft development; no pillar mining; the top-coal caving mining; 目目 录录 一般设计部分一般设计部分 1 矿区概述及井田地质特征.1 1.1 矿区概述1 1.1.1 交通位置1 1.1.2 地形地貌2 1.1.3 气象2 1.1.4 自然地震2 1.1.5 水源及电源2 1.1.6 矿区经济概况3 1.2 井田地质特征3 1.2.1 地质勘探程度3 1.2.2 井田地层3 1.2.3 井田地质构造7 1.2.4 水文地质8 1.3 煤层特征11 1.3.1 煤层在含煤地层中的分布及组合特征11 1.3.2 可采煤层顶、底板地质条件14 1.3.4 煤质16 1.3.5 瓦斯、煤尘及煤的自燃20 2 井田境界和储量.23 2.1 井田境界23 2.1.1 井田范围23 2.1.2 开采界限23 2.1.3 井田尺寸23 2.2 矿井工业储量24 2.2.1 储量计算基础24 2.2.2 工业储量计算25 2.3 矿井可采储量26 2.3.1 安全煤柱留设原则26 2.3.2 矿井永久保护煤柱损失量27 2.3.3 矿井可采储量30 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限.31 3.1 矿井工作制度31 3.2 矿井设计生产能力及服务年限31 3.2.1 确定依据31 3.2.2 矿井设计生产能力31 3.2.3 矿井服务年限32 3.2.4 井型校核32 4 井田开拓.34 4.1 井田开拓的基本问题34 4.1.1 确定井筒形式、数目、位置、坐标34 4.1.2 工业广场的位置、形状和面积的确定37 4.1.3 开采水平的确定37 4.1.4 主要开拓巷道38 4.1.5 矿井开拓延深39 4.1.6 方案比较39 4.2 矿井基本巷道46 4.2.1 井筒46 4.2.2 井底车场及硐室51 4.2.3 主要开拓巷道53 5 准备方式盘区巷道布置.57 5.1 煤层地质特征57 5.1.1 盘区位置及范围57 5.1.2 盘区煤层特征57 5.1.3 煤层顶底板岩石构造情况57 5.1.4 水文地质58 5.1.5 地质构造58 5.1.6 地表情况58 5.2 盘区巷道布置及生产系统58 5.2.1 盘区准备方式的确定58 5.2.2 盘区巷道布置59 5.2.3 盘区生产系统60 5.2.4 盘区内巷道掘进方法61 5.2.5 盘区生产能力及采出率62 5.3 盘区车场及主要硐室63 6 采煤方法采煤方法.65 6.1 采煤工艺方式65 6.1.1 盘区煤层特征及地质条件65 6.1.2 确定采煤工艺方式65 6.1.3 确定工作面各项参数67 6.1.4 工作面推进长度和推进方向确定68 6.1.5 回采工作面破煤、装煤方式68 6.1.6 回采工艺70 6.1.7 确定回采工作面运煤方式71 6.1.8 回采工作面支护72 6.1.9 端头支护方式75 6.1.10 工作面辅助顺槽、胶带顺槽的超前支护75 6.1.11 合理采放比、放顶步距、放煤方式的确定79 6.1.12 各工艺过程注意事项80 6.1.13 回采工作面正规循环作业82 6.1.14 工作面吨煤成本84 6.2 回采巷道布置87 6.2.1 回采巷道布置方式87 6.2.2 工作面回采巷道参数87 7 井下运输.90 7.1 概述90 7.1.1 矿井设计生产能力及工作制度90 7.1.2 煤层及煤质90 7.1.3 运输距离和货载量90 7.1.4 矿井运输系统91 7.2 盘区运输设备选择92 7.2.1 设备选型原则：92 7.2.2 盘区运输设备选型及能力验算93 7.3 大巷运输设备选择94 7.3.1 主运输大巷设备选择94 7.3.2 辅助运输大巷设备选择95 7.3.3 运输设备能力验算97 8 矿井提升.98 8.1 矿井提升概述98 8.2 主副井提升98 8.2.1 主井提升98 8.2.2 副井提升100 9 矿井通风及安全.103 9.1 矿井概况、开拓方式及开采方法103 9.1.1 矿井概况103 9.1.2 开拓方式103 9.1.3 开采方法103 9.1.4 变电所、充电硐室、火药库103 9.1.5 工作制、人数104 9.2 矿井通风系统的确定104 9.2.1 矿井通风系统的基本要求104 9.2.2 矿井通风方式的选择104 9.2.3 矿井主扇工作方式选择105 9.2.4 盘区通风系统的要求106 9.2.5 工作面通风方式的选择107 9.3 矿井风量计算108 9.3.1 工作面所需风量的计算108 9.3.2 备用面需风量的计算110 9.3.3 掘进工作面需风量的计算110 9.3.4 硐室需风量112 9.3.5 其它巷道所需风量112 9.3.6 矿井总风量113 9.3.7 风量分配113 9.4 矿井阻力计算114 9.4.1 矿井最大阻力路线115 9.4.2 矿井通风阻力计算122 9.4.3 矿井通风总阻力122 9.4.4 两个时期的矿井总风阻和总等积孔122 9.5 选择矿井通风设备123 9.5.1 选择主扇123 9.5.2 电动机选型127 9.5.3 对矿井主要通风设备的要求128 9.6 安全灾害的预防措施128 9.6.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施128 9.6.2 预防井下火灾的措施129 9.6.3 防水措施129 10 设计矿井基本技术经济指标131 专题设计部分专题设计部分 1 绪论133 2 井下矸石充填的巷道布置135 3 井下矸石充填工艺及设备140 4 经济效益和社会效益分析143 5 结论144 翻译部分翻译部分 英文原文146 中文译文155 参考文献.160 致 谢.161 一 般 部 分 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 11 页 1 矿区概述及井田地质特征 1.1 矿区概述 1.1.1 交通位置交通位置 济宁三号煤矿位于山东省西南部济宁市南郊，距济宁市 14 km，北与济 宁二号煤矿毗邻，东距兖矿集团有限公司所在地邹城 40 km。本区交通方便， 铁路、公路及水路运输均很发达，济宁三号煤矿交通位置如图 1.1。 铁路有兖(州)新(乡)铁路通过济宁市，向东 32 km 至兖州站，与京沪线 相接，向西在菏泽站与京九线相接，在新乡与京广线相接轨。通往日照煤 港的兖(州)石(臼所)支线全长 316 km。京沪铁路和京福高速公路通过邹城市， 南下华东用煤中心上海市 812 km，北上山东省省会济南市 156 km；兖州矿 区内铁路专用线早己建成，铁路运输四通八达。 兖州、济宁、邹城的公路己成环形，济东矿区公路也己形成。该公路 横贯井田北部，公路运输甚为便利。京杭运河由北向南流经井田西部，河 宽 6080 m，平均水深 2 m，全年除一、二月份因水浅不能通航外，其余 时间均可通航。西靠京杭大运河的济宁港，又有济三煤矿新建煤运码头， 南北水上运输主航道建成在即，公路和水上运输十分便利。 兖州市 小雪 邹城市 曲阜市 济宁市 南阳湖 泗水县 泗 河 泗 河 至日照 至日照 至新乡 至新乡 至南京 至天津 至徐州 至北京 白 马 河 河 运 京 杭 城前 店子 泉林 泗张 界河 京 沪 铁 路 新 兖 铁 路 兖 铁 路石 日 东 高速 京 福 高 速 汶上县 济宁三号煤矿 济宁 济南 北京 徐州 上海 日照港 新乡 济宁 156km 682km 193km 812km 330km 300km 图 1.1 济宁三号煤矿交通位置图 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 12 页 1.1.2 地形地貌地形地貌 本井田地形系由湖区及滨湖冲积平原组成。地势东高西低，滨湖冲积 平原地势平坦，沟渠纵横。 地面标高+32.53+37.78 m，地势东高西低，自然坡度 0.4；西部南 阳湖区，标高+31.68+35.99 m。泗河口冲积处稍高，一般在+33+35 m 左右；湖堤堤高一般+36.42+38.22 m。 1.1.3 气象气象 本区气候温和，属温带季风区海洋大陆性气候。据济宁气象局 1959 年至 1995 年观测资料： (1)降水量：历年平均降雨量 677.2 mm，年最大降雨量 1186 mm(1964 年),日最大降雨量 183.7 mm(1993 年 8 月 5 日)，年最小降雨量 441.9 mm (1966 年)。降雨量多集中在 7、8 月份，春季少雨，时有春旱。 (2)蒸发量：年平均蒸发量 1785.2 mm，年最大蒸发量 2228.2 mm(1960 年)，年最小蒸发量 1451.1 mm(1964 年)。 (3)气温：历年平均气温 13.6 ，月平均最高气温 29 (1959 年 7 月)， 日最高气温 41.6 (1960 年 6 月 21 日)，月平均最低气温-4.1 (1967 年 1 月)，日最低气温-19.4 (1964 年 2 月 18 日)，多年最低平均气温月为 1 月， 平均气温-2 。 (4)风向及风速：春、夏两季多东及东南风，冬季多西北风，平均风速 2.3 m/s，最大风速 22.7 m/s(1979 年 6 月 25 日)。 (5)冻土深度：历年最大积雪厚度 0.15 m；最大冻土深度 0.31 m。 1.1.4 自然地震自然地震 国家地震局、建设部震发办1992160 号文“关于发布中国地震烈 度区划图1990 和中国地震烈度区划图1990 使用规定的通知”： 济宁市任城区烈度为 7 度。 1.1.5 水源及电源水源及电源 井田内可供选择的水源有：第四系冲积层水，第四系上段砂砾层含水 丰富，单位涌水量达 1.5211 L/s.m，矿化度 0.67 g/L 左右，水质属 HCO3- Ca.K+Na 型，水质符合生活饮用水标准。以及处理后的矿井井下排水。利 用地下水水质易保证且处理简单，利用矿井排水符合节水政策，因此，设 计中两个水源均考虑利用，建井初期生产及生活用水利用新近系砂砾石层 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 13 页 地下水，矿井生产期间生产、生活及选煤厂洗煤用水利用处理后的矿井排 水。 本区现有济宁电厂，装机容量 300 MW；邹县电厂，装机容量 2400 MW。两厂发电量可满足本区用电负荷的需要。井田周围有济宁二号煤矿 110kV 变电所、接庄 110 kV 变电所和济东新村电厂以及济宁二号煤矿电厂。 为确保矿井供电质量及可靠性，设计利用济宁二号煤矿 110 kV 变电所和邹 县电厂作为矿井双回路供电电源。矿井负荷分别单独由两回路独立的电源 供电，满足煤矿安全规程的要求。 1.1.6 矿区经济概况矿区经济概况 济宁人杰地灵，是全国商品粮基地，盛产小麦、玉米、棉花、花生、 果品、瓜菜、畜产品和渔湖产品。矿产资源分布广、品种多、储量大，主 要有煤、铁、铜、铅、大理石等三十多种。济宁是全国八大煤炭基地之一， 已探明的储量 200 多亿吨，稀土储量 1300 多万吨。拥有全国最大的坑口电 厂邹县发电厂。济宁是山东省淡水资源最丰富的地区。微山湖水面 1260 平 方公里，是全国十大淡水湖之一，北引黄河、南饮长江，储水量达 30 亿立 方米。另有丰富的地下水资源，淡水资源占全省的六分之一。济宁市素以 “孔孟之乡”、 “江北小苏州”而著称。多年来，兖矿集团大力实施“以煤为主， 煤与非煤并重”发展战略，形成了以煤炭、煤化工、电解铝为主体，发电、 矿井基建、建筑建材、机械加工、外经外贸等多产业综合经营的格局。 1.2 井田地质特征 1.2.1 地质勘探程度地质勘探程度 济宁煤田发现于 1957 年底，1959 年 12 月提出山东省济宁第煤田 综合普查报告 。1968 年 10 月提出山东省济宁煤田(东区)总体详查地 质报告 。1980 年 11 月开始对本井田进行精查勘探，1983 年 11 月提出 山东省济宁煤田三井田精查地质报告 。普、详、精查三个阶段共在本井 田施工钻孔 236 个，工程量 167390.47 m。 1983 年 12