采矿工程毕业设计（论文）-中国华亭二矿开采设计.doc

全套图纸加扣3012250582设计题目：中国华亭二矿开采设计专业：采矿工程本科生：（签名）指导老师：（签名)摘摘要要本设计以华亭煤矿5号煤层为开采煤层。5#煤层地质条件较为简单，煤层倾角6-8度，平均煤厚39.2m，矿井设计资源量556.6Mt，设计可采储量358.5Mt，设计生产能力3.52Mta，服务年限79a。本矿井采用立井开拓，设置主立井，副立井，回风立井。采区划分，条带式开采，采用倾斜长壁分层综采低位放顶煤法。本设计是以华亭煤矿的地质资料为基础，在贠老师的精心指导下，严格按煤矿安全规程、煤矿设计规范要求设计。本设计以理论联系实际，重点针对该矿井的概述及矿井地质、井田境界及储量、井型服务年限、井田开拓、采煤方法、井下运输、提升方式、通风与安全、排水等方面展开的，对同类矿山开采具有一定指导意义。关键词：关键词：采煤方法、立井开拓、综采放顶煤、分层开采、运输、通风、环境保护全套图纸加扣3012250582SubjectSubject：TheTheminingminingdesigndesignofofChinaChinaHuanengHuanengHuatingHuatingcoalcoalgroupgroupininHuatingHuatingcoalcoalminemineSpecialtySpecialty:MiningMiningEngineerEngineerNameName:WuPeiWuPei（SignatureSignature）_InstructorInstructor：YunDongfengYunDongfeng（SignatureSignature）_AbstractAbstractThepaperisdesignedonthebasisof5#coalseamonHuatingcoalmine.Thegeologicalconditionof5#coalseamissimpleanditsdipanglecoalis6to8degree.Besidestheaveragethicknessof5#coalseamisnearly39.2m.Thedesignedmineresourceis445Mtandrecoverablereservesis306.12Mt.Thecoalseamofdesignproductioncapacityis3.4Mtaandthelengthofserviceis89years.Thismineusesshaftdevelopmentwaysetsthemainshaftauxiliaryshaftandairshaft.Diskpartitionstripminingusingfull-mechanizedcavingmining.ThedesignisbasedonHuatingcoalminegeologicaldatatheinstructorunderthecarefulguidancebyteacherCaoinstrictaccordancewiththecoalminesafetyregulationsstandardrequirementsofthedesignofcoalminedesign.Thisdesigntolinktheorywithpractice全套图纸加扣3012250582focusontheminesurveyandminegeologyIdastateandreserveswellservicelifeIdaforgeminingundergroundtransportliftingsafetyandventilationdrainageandotheraspectsforsimilarmininghascertainguidingsignificance.Keywords:verticalshaftdevelopment、full-mechanizedcavingmining、layermining、transportation、ventilation、environmentalprotection全套图纸加扣3012250582前言本矿井设计是以中国华能华亭煤业集团华亭煤矿的地质资料为基础，通过总结为期一个月的井下实习经历并查阅了煤矿开采学、矿山压力与岩层控制、通风安全学、开采损害学等教材的相关内容，严格按照煤矿安全规程和设计规范的要求进行编写的。设计中的一些重要地质数据和图表都是以华亭煤矿的地质资料、地形地质图、地板等高线图为依据，按照采矿工程专业毕业设计教学大纲的要求进行修改的。设计分为矿井地质概况，井田开拓，大巷运输及设备，盘区布置及装备，通风与安全，矿井提升、运输、排水、压缩空气和设备选型，以及自选内容环境保护等七大章节。较为全面的介绍了华亭煤矿5#煤层的相关设计开拓内容。设计在内容上遵循少而精、理论联系实际的原则，力求在阐明基础原理的基础上，密切结合矿井的实际情况，采用先进的开采方法进行开采，从而尽可能的达到经济效益最大化，安全最优化的目的。由于本人学识水平有限，因此，本设计中缺点和错误在所难免，在此恳请各位老师提出宝贵意见，进行批评指正，以便今后能够多加改正。最后，对为本次设计提出宝贵意见和帮助的老师报以万分感谢。设计人：2014年6月全套图纸加扣3012250582目目录录第一章井田概况及地质特征第一章井田概况及地质特征.11.1井田概况.11.1.1位置及交通.11.1.2地形地貌.11.1.3气象及水文情况.11.1.4矿区概况.21.2井田地质特征.21.2.1地震.21.2.2地质构造.21.3矿体赋存特征及开采技术条件.31.3.1煤层及煤质.31.3.2瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性及地温情况.41.4井田勘探类型及勘探程度评价.6第二章井田开拓第二章井田开拓.62.1井田境界及储量.62.1.1井田境界.62.1.2资源储量.72.2矿井设计生产能力及服务年限.82.2.1矿井工作制度.82.2.2矿井设计生产能力.82.2.3矿井设计服务年限.92.3井田开拓.102.3.1工业场地及井口位置选择.102.3.2井筒形式的确定.112.3.3井筒数目的确定.112.3.4井田内划分及开采顺序.112.3.5开采水平的划分及水平标高确定.122.3.6段运输大巷和回风大巷的布置.122.4方案比较、确定开拓系统.132.4.1开拓方案的确定.132.5井筒.152.5.1井筒断面设计.152.5.2井筒参数确定.172.6井底车场.172.6.1井底车场形式选择及硐室布置.172.6.2井底车场线路设计.192.6.3井底车场通过能力计算.19第三章第三章大巷运输及设备大巷运输及设备.213.1大巷运输方式选择.213.1.1大巷煤炭运输方式选择.213.1.2大巷辅助运输方式选择.213.2矿车.223.2.1矿井车辆配备.223.2.2井巷辅轨.233.3运输设备选型.233.3.1电机车选型.23全套图纸加扣30122505823.3.2带式输送机选型.23第四章第四章采区布置及装备采区布置及装备.244.1采区布置.244.2采区的划分.244.3采矿（煤）方法.244.3.1采煤方法.244.3.2综采放顶煤分层开采工艺流程.254.4采区巷道布置.274.5巷道掘进与掘进机械化.284.6工作面设备确定.294.7劳动组织.304.8技术经济指标分析.31第五章第五章矿井通风与安全矿井通风与安全.335.1拟定矿井通风系统.335.2矿井通风容易与困难时期的通风阻力计算.355.3计算矿井总风量.385.4矿井通风设备的选型.435.5计算矿井通风等积孔.445.6概算矿井通风费用.455.7预防瓦斯、火、矿尘、水和顶板等事故的安全技术措施.465.7.1瓦斯.465.7.2预防火灾事故安全措施.47第六章第六章矿井提升、运输、排水、压缩空气设备选型矿井提升、运输、排水、压缩空气设备选型.516.1矿井提升设备选型.516.1.1矿井提升设计的主要依据和原始资料.516.1.2提升设备的选型计算.516.2主运输设备选型.606.3排水设备.716.3.1设计依据.716.3.2设备选型.716.4压缩空气设备.72第第77章章环境保护环境保护.737.1环境现状及地面保护物概述.737.2主要污染源及污染物.757.3资源开发对生态环境影响与评价.757.4资源开采环境损害的控制与生态重建.777.5矿区环境保护与生态重建估算.78致致谢谢.80参考文献参考文献.81全套图纸加扣3012250582全套图纸加扣30122505821第一章井田概况及地质特征1.1井田概况1.1.1位置及交通华亭2矿位于甘肃省平凉市华亭县境内，矿井工业场地紧靠华亭县城东部。北距平凉市83km。西至天水市210km，南至陕西省宝鸡市155km。宝（鸡）中（卫）铁路穿过矿区，矿井铁路专用线与宝（鸡）中（卫）铁路安口南集配站相接，距矿井工业场地9.52km。1.1.2地形地貌华亭矿区地处六盘山东麓，陕甘宁盆地之西南缘，属六盘山石质山带与陕甘宁黄土高原的过渡带，矿区内地形复杂，沟壑纵横，表层几乎全为黄土层覆盖，形成大小不等梁峁相间的黄土低山丘陵地貌景观。本井田海拔高度大致在+1420+1700m，相对高差280m。总地势北西高，南东低，南部为侵蚀堆积的带状河谷山区，阶地分布较广。1.1.3气象及水文情况华亭矿区地处半干旱-半湿润的大陆性气候区，受六盘山影响，冬季寒冷干燥，夏季湿润多雨，昼夜温差较大。年降水量最小349.7mm(1991年)，最大907mm(1975年)，年平均降水量为512.6mm，年降水量多集中在79月。年平均蒸发量1314mm。最高气温35.4(1973.8)，最低气温-23.6（1975.12.13），平均气温6.58.5。年平均全套图纸加扣30122505822相对湿度65%79%。每年11月至翌年3月土地冻结，最大冻土深度720mm（1964.2），历史上最大积雪厚度240mm（1974.11.13）。本地区春季多为东南风，秋季多为西北风。年平均风速1.42.0ms，最大风速18ms（1968.4.12）华亭矿区属泾河水系，常年性河流有南、北汭河，均发源于关山。北汭水河由西向东流经本井田南部，并在东峡口（矿井工业场地）与南汭水河相汇合至泾川注入泾河。实测河流流量，北汭河水为0.1450.954m3s（不包括洪水量），平均为0.370m3s，南汭河水为0.1370.516m3s，平均为0.303m3s。1.1.4矿区概况1、矿区开发情况该矿区自1956年2月由小私企合并成为所有制形式的公私合营。2、矿区经济情况该地区经济较为落后，主要以农业为主，农作物一年一熟，主要农作物有小麦、玉米、土豆、胡麻等等。为响应国家“退耕还林”号召，区内已实行“退耕还林、退牧还草”政策，农民大力植树种草。本地区属于缓丘陵地带，主要有矿业、电力等资源，村庄规模均不大，人员较少，可进行搬迁处理。1.2井田地质特征1.2.1地震本区位于我国西部南北地震带之内，濒临六盘山区。根据GB50011-2001建筑抗震设计规范，确定本地区地震烈度为8度。全套图纸加扣301225058231.2.2地质构造（1）伪顶：以炭质泥岩为主，个别钻孔为泥岩，伪顶厚度在0.300.47m，分布零星，面积很小。（2）直接顶板：岩性变化复杂，厚度变化大，但有规律可循。9线以南，以炭质泥岩及泥岩为主，厚度0.746.53m；次为粉砂岩，局部为细砂岩-粗砂岩，砂岩面积小，厚度变化大，在1.322.43m之间。9线以北为泥岩及粉砂质泥岩，厚度变化在1.2311.37m之间。（3）老顶：岩性为粉砂岩、各粒级的砂岩及含砾砂岩、粉砂岩老顶主要分布于中部背斜轴及两翼；细砂岩、中粒砂岩、粗砂岩及含砾粗砂岩老顶一般分布于东、西两个向斜轴部及其两翼。老顶厚度变化大，一般在0.4829.74m之间。粉砂岩老顶单向抗压强度38.4849.34MPa，平均为43.91MPa，单向抗拉强度1.802.05MPa，平均1.93MPa。细、中、粗砂岩致密较硬，多呈厚层状，斜层理及波状层理较发育。（4）底板：岩性较复杂，炭质泥岩、泥岩、粉砂岩及各粒级的砂岩皆有分布，但有规律可循。炭质泥岩及泥岩底板一般分布在西部边缘、南部及东部，厚0.496.42m。粉砂岩底板分布于中部背斜轴的两翼，尤以东部分布范围较大，厚0.553.10m。各级砂岩和含砾砂岩分布于向斜轴及其两翼的广大地区，厚度变化较大在0.6920.32m之间。1.3矿体赋存特征及开采技术条件1.3.1煤层及煤质1.煤层华亭煤矿井田煤炭资源条件优越，井田含煤地层为侏罗系延安组共有5层煤。1、2、4层煤不可采，煤3层在5号勘探线以南不可采，以北大部分地段可采。煤5层全套图纸加扣30122505824赋存稳定，在全井田可采。现采煤层为近水平煤层，煤层走向330345，向西倾斜，煤层倾角在012之间，煤层平均厚度34.5m，适合装备国内先进的综采放顶煤高产高效设备。2.煤质煤5层属特低灰（6.96%）、低硫（0.52）、低磷（0.024）、高挥发分（35.90）、高发热量（28805Jg）、高化学活性的长焰煤，且易分选，煤质优良。矿井为低瓦斯矿井。煤层自然发火期3-6个月，最短时间28天，煤尘具有爆炸性。1.3.2瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性及地温情况1、煤的自燃倾向性（1）华亭煤矿开采的煤5层可燃挥发分37.94%，属类自燃煤层。最高燃点316，最低燃点308，平均燃点308，属低燃点、易自燃极易自燃煤层，自燃倾向性等级为级，发火期为36个月，最短28天。煤层的氧化自热期为15天（2）标志性气体为：CO气体作为煤氧化发热的标志性气体，C2H4作为煤剧烈氧化发热的标志性气体，C2H2作为煤层出现明火的标志性气体。（3）最易自然发火地点为：开切眼；工作面支架至支架后10m冷却带上部；采空区氧化带深部；巷道冒顶区、巷道断面突然缩小处和巷道捌弯处。此外，上隅角易发生瓦斯燃烧。2、瓦斯华亭煤矿历年瓦斯等级鉴定均为低瓦斯矿井，无煤(岩)或沼气(二氧化碳)突出。开采至840水平后，矿井瓦斯涌出量明显增大，经测定煤层煤五层瓦斯含量为2.25m3t，孔隙率为18.20%，瓦斯压力变化范围为0.1290.204MPa，煤层透气性系数为0.1672毫达西。2010年矿井瓦斯等级鉴定结果为：相对瓦斯涌出量为2.27m3t，绝对瓦斯涌出量为16.58m3min；二氧化碳相对涌出量为1.08m3t，绝对涌出量为7.90m3min。3、煤尘煤5层挥发份35.1844.28%，平均为37.94%，委托重庆煤研所对所采煤层煤尘爆全套图纸加扣30122505825炸性鉴定，鉴定得出煤尘具有爆炸性，煤尘爆炸性指数为42.37%，火焰长度大于400mm。4、地温本区地温梯度1.62.6100m，平均2100m，属地温正常区。最高井温28.7(B1102孔，深935m)，无热害问题。1.含水层第一含水层：上三叠统延长群（T3Yn）承压含水层该含水层为煤系地层沉积之基底。与第二含水层之间无良好的隔水层存在，两含水层水力联系密切。含水层由砂岩、含砾砂岩组成，属极弱含水层。单位涌水量0.00261LSm，渗透系数0.0018md。第二含水层：下侏罗统富县组至下侏罗统延安组第一段（J1f-J1-2Y1）承压含水层。该含水层由煤5层底板以下至富县组底界的砂岩、砂砾岩组成。含水层厚1.5879.21m，平均12.80m，具较高承压水头，水头高程在+1494m左右，含水层的富水性及渗透性随埋藏深度的增加而减弱。单位涌水量0.0003980.0033LSm，渗透系数0.0010230.00257md。第三含水层：中下侏罗统延安组第二段至第三段（J1-2Y2-3）承压含水层125.29m，平均53.19m，为一复合含水层，在北汭水河河谷地区水位高程+1451m左右。单位涌水量0.000470.01456LSm，渗透系数0.00170.00487md。第四含水层：上第三系甘肃群第一段（Ngn1）承压含水层，该含水层以砂岩、砂砾岩及砾岩组成，厚度067.67m，平均34.14m。水位高程在+1433m左右，单位涌水量0.13910.564LSm，渗透系数0.192.092md，为华亭县城的主要生活饮用水水源之一。第五含水层：第四系全新统（Q4）潜水含水层。主要呈带状分布于北汭水河河谷地区、阶地及河漫滩中。河谷宽约11.5km，含水层岩性为砂砾卵石层，砂砾卵石层厚4.62m，水位埋深1.09m，含水层厚3.84m，单位涌水量0.7786LSm，渗透系数148.85md。全套图纸加扣301225058262.隔水层第一隔水层：为中下侏罗统延安组第一段（J1-2Y1）煤5层及其直接顶底板的泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩、粉砂岩组成，厚14.7273.74m，平均43.86m。第二隔水层：为中侏罗统直罗组与安定组（J2c-J2a）大部分范围均有分布，且在向斜轴部较厚。岩性主要由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩组成。胶结程度较好，较坚硬。孔隙、裂隙不发育，厚19.73389.23m，平均119.64m。为区内隔水性能良好的隔水层。第三隔水层：为上第三系甘肃群第二段（Ngn2）的砂质泥岩、泥岩，半胶结、半坚硬，厚16.01287.39m，平均192.36m，为区内的主要隔水层。3.老窑积水对矿井生产影响由于矿井采深较大，矿井四周未有小煤窑存在，也未存在老窑积水。自建矿以来，矿井未发生过水灾水害。华亭煤矿严格按照国家发改委圈定的矿界边界范围设计井下巷道，并留有足够多的河流保安煤柱和矿界隔离煤柱，所以从未发生过因越界开采引起的透水事故和因开采“三下压煤”而引起的透水事故。4.断层对矿井涌水影响此矿井地下稳定无断层。1.4井田勘探类型及勘探程度评价简单构造：含煤地层沿走向、倾向的产状变化不大，断层稀少，没有或很少受岩浆的影响，主要包括：(1)产状接近水平，很少有缓波状起伏。(2)缓倾斜至倾斜的简单单斜、向斜或背斜。(3)为数不多和方向单一的宽缓褶皱。全套图纸加扣30122505827第二章井田开拓2.1井田境界及储量2.1.1井田境界东部以煤层露头为界，南以北汭河河流煤柱及矿井工业场地保护煤柱为界，西部以陈家沟煤矿井田边界为界，北部以砚北煤矿井田边界为界。井田走向长度3.26km，倾斜宽度3.34km，面积13.39km2点号纬距（X）经距（Y）13902985.00036378622.00023603492.00036376788.00033903411.00036376743.00043903411.00036373837.00053