采矿工程毕业设计（论文）-神木朝瑞矿业煤矿开采设计.doc

全套图纸加扣 3012250582 论文题目:神木朝瑞矿业煤矿开采设计说明书 专 业：采矿工程 学 生: （签字） 指导教师： （签字） 摘 要 设计部分为陕西神木朝瑞矿业煤矿开采设计。该井田地质条件简单， 煤层赋存稳定，为近水平中厚煤层，地质资源量 99.75Mt，可采储量 69.5Mt，设计生产能力 0.9Mt/a，设计服务年限 59.5a。矿井瓦斯涌出量较小， 为低瓦斯矿井。 根据国家相关法律法规、行业设计规范和神木朝瑞矿业煤矿提供的相 关基础资料，设计共提出了 2 个技术上可行、经济上较合理的井田开拓方 案，经过方案比选，最终确定选用方案为斜井三水平开拓，盘区条带后退 式开采，单一长壁综合机械化一次采全高采煤法。矿井生产采用抽出式通 风方式，中央并列式通风系统。设计选用胶带输送机作主运输，无轨胶轮 车作辅助运输。 关键词：朝瑞 缓坡斜井 无轨胶轮车 方案比较法 设计类型：以矿山开采设计为主体 全套图纸加扣 3012250582 SubjectSubject ：TheThe designdesign ofof ChaoRuiChaoRui MineMine inin ShenmuShenmu SpecialtySpecialty ：Mining engineering NameName ：Zhang Chen （SignatureSignature） InstructorInstructor：Li LongQing （SignatureSignature） ABSTRACT Designed to Shenmu coal mines coal mining ChaoRui design. The Ida simple geological conditions, coal seam stability, nearly horizontal thick coal seam, geological resources 99.75Mt, recoverable reserves of 69.5Mt, design production capacity of 0.9Mt / a, design service life 59a. Mine Gas Emission small amount of low gas mine. According to relevant laws and regulations related to the underlying data, industry design specifications and sacred trees ChaoRui Coal mines provided the design made a total of two technically feasible and economically reasonable Ida pioneering program, after program selection, to finalize the choice program one, that is inclined to explore three levels, the panel strip retreat mining, a single mechanized longwall mining method adopted full height. Mine produced using exhaust ventilation mode, the central parallel ventilation system. Belt conveyor design selected primary transportation, trackless rubber tire vehicle as an 全套图纸加扣 3012250582 auxiliary transport. Keywords: ChaoRui Gentle incline Trackless rubber tire vehicle Scenario comparison method 全套图纸加扣 3012250582 I 前 言 毕业设计是采矿工程专业培养计划中的最后一个，也是最关键、最重要的一个教学环 节，是教学时间最长，占用教师最多，学生独立学习量最大，教育任务最重的一个教学 环节，在专业教育中有着十分重要的地位。经过三个多月的努力，在各位老师，同学的 关心和帮助下，我圆满地完成了毕业设计。本设计的地质资料来源于 神木朝瑞矿业煤矿， 毕业实习使我对现场的实际情况及工作方法有了初步的了解。 本次设计是在毕业实习收集的资料 ,图纸基础上,根据煤炭工业设计规范及采矿工 程设计大纲的要求完成的，基本上符合了有关煤炭工业设计规范的规定，通过做本次设 计，使我们全面复习巩固和加深所学的专业基础知识，最终达到以下目标： 1.熟悉矿山建设、生产及安全的各个环节和系统，掌握有关知识，为从事矿山建设， 生产及安全技术工作、技术管理工作做好准备。 2.培养并掌握矿山开采规划和设计的基本知识及能力。 3.培养矿山开采、矿山安全等知识的全面、系统应用能力。 4.培养综合分析和解决生产实际问题的能力。 5.培养矿山规划与设计的技能 ,包括绘图能力、文字表达能力与计算机处理能力。 6.了解矿山开采中有关的技术政策和法规，熟悉并能正确应用有关规定。 在本次设计过程中，参考了大量手册和文献，从中吸收了不少有价值的经验和结果， 结合我四年来所学的专业理论知识，立足于实际，对 朝瑞煤矿进行了开拓方案的比较，采 区巷道布置，采煤方法的选择等工作，最终完成对其的开采设计。 在设计中，各位老师及领导给了我很大的支持，特别是我的指导老 师李龙清老师，更 是给了我精心的指导与关怀，并提出了许多宝贵的建议。在此向各位指导老师表示衷心 的感谢。 由于时间紧迫内容多，本人水平有限，设计中存在的不足之处恳请各位老师及同学批 评指正。 设计者： 二零一四年六月十五日 全套图纸加扣 3012250582 II 目 录 第一章第一章 矿（井）田概况及地质特征矿（井）田概况及地质特征.1 1.1 矿（井）田概况.1 1.1.1 位置及交通 .1 1.1.2 地形地貌 .1 1.1.3 气象及水文情况 .3 1.1.4 矿区概况.3 1.2 矿（井）田地质特征.4 1.2.1 地层.4 1.2.2 地质构造.6 1.3 矿体赋存特征及开采技术条件.6 1.3.1 煤层及煤质.6 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.11 1.3.3 水文地质.11 1.4 矿（井）田勘探类型及勘探程度评价.14 第二章第二章 井田开拓井田开拓.15 2.1 矿（井田）境界及储量.15 2.1.1 井田境界 .15 2.1.2 矿井资源储量.15 2.2 矿井设计生产能力及服务年限.18 2.2.1 矿井工作制度.18 2.2.2 矿井设计生产能力 .18 2.2.3 矿井服务年限 .18 2.3 井田开拓.19 2.3.1 工业场地位置选择 .19 2.3.2 开拓部署.20 2.3.2 井筒 .29 2.3.3 井底车场及硐室.30 第三章第三章 大巷运输及设备大巷运输及设备.32 3.1 大巷运输方式选择.32 3.1.1 大巷煤炭运输方式选择.32 3.1.2 大巷辅助运输方式选择.32 3.2 运输设备选型.33 3.3.1 带式输送机选型.33 3.3.2 辅助运输设备选型.33 第四章第四章 采（盘）区布置及装备采（盘）区布置及装备.36 4.1 采（盘）区布置.36 4.1.1 移交生产和达到设计能力时的盘区数目及位置 .36 4.1.2. 盘区巷道布置 .36 4.1.3 盘区参数的确定.38 4.2 采煤方法.40 4.2.1 采煤方法选择.40 4.2.2 采煤工艺.41 全套图纸加扣 3012250582 III 4.2.3 工作面设备确定.42 4.2.4 采煤工作面劳动组织.46 4.3 巷道掘进.46 4.3.1 巷道断面及支护形式.46 4.3.2 巷道掘进进度指标.53 4.4 技术经济指标分析.53 第五章第五章 矿井通风与安全矿井通风与安全.57 5.1 概况.57 5.2 拟定矿井通风系统.57 5.2 矿井通风容易与困难时期的通风阻力计算.59 5.2.1 摩擦阻力计算 .59 5.3 计算矿井总风量.64 5.3.1 采煤工作面实际需要风量计算 .64 5.3.2 掘进工作面所需风量 .66 5.3.3 硐室所需风量的Q 硐的计算 .67 5.3.4 总风量.67 5.3.5 风量的分配.68 5.4 矿井通风设备的选型.68 5.5 计算矿井通风等积孔.70 5.6 概算矿井通风费用.71 5.7 预防瓦斯、火、矿尘、水顶板等事故安全措施.72 5.7.1 预防瓦斯灾害的措施.72 5.7.2 火灾及煤层自燃发火的防治措施.73 5.7.3 预防煤尘爆炸的措施.75 5.7.4 水灾的防治措施.75 5.7.5 预防井下顶板事故的措施.76 5.7.6 避灾路线及安全出口.76 5.8 矿井下安全避险“六大系统”.76 5.8.1 监测监控系统 .76 5.8.2 人员定位系统.77 5.8.3 紧急避险系统.78 5.8.4 压风自救系统 .78 5.8.5 供水施救系统 .78 5.7.6 通信联络系统 .78 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.80 6.1 矿井提升设备选型.80 6.1.1 主斜井胶带输送机选型计算.80 6.1.2 辅助运输设备选型.82 6.1.3 顺槽、工作面设备选型 .84 6.3 矿井排水设备选型.84 6.3.1 设计依据.85 6.3.2 排水设备选型.85 6.4 压缩空气设备.85 6.4.1 设计依据.85 6.4.2 压缩空气设备安置.86 6.5 制氮设备.86 6.5.1 设计依据.86 6.5.2 设计选型.86 全套图纸加扣 3012250582 IV 第七章第七章 矿井技术经济矿井技术经济.88 7.1 劳动定员及劳动生产率.88 7.1.1 劳动定员.88 7.2 投资.91 7.2.1 投资范围.91 7.2.2 编制依据.91 7.2.2 编制依据.91 7.2.3 概算总额.92 7.3 建设资金筹措及使用计划.92 7.4 生产成本估算.93 7.5 生产销售价格.94 7.5.1 煤质指标.94 7.5.2 生产销售价格.94 7.6 财务计算及经济分析.97 7.6.1 财务计算基本参数.97 7.6.2 财务评价.98 7.7 技术经济评价结论.99 7.8 主要技术经济指标.99 致致 谢谢.104 参考文献参考文献.105 全套图纸加扣 3012250582 1 第一章 矿（井）田概况及地质特征 1.1 矿（井）田概况 1.1.1 位置及交通 神木县朝瑞矿业有限公司煤矿位于神木县西北部，距神木县城直距 40 公里，行政 区划属陕西省榆林市神木县孙家岔镇管辖。地理坐标在北纬 390755390858，东 经 11012271101439之间。 杨（家坡）陈（家沟）公路从整合区东部约 40km 处通过，S204 省道从整合区南部 附近通过，整合区距何家塔集装站约 30km。西（安）包（头）高速铁路及府神线从 柠条塔井田中部通过，包（头）神（木）铁路、神（木）朔（州）铁路从整合区 东部附近（约 15km）通过，包（头）神（木）铁路北与神（木）朔（县）线、大 （同）秦（秦黄岛）线相连，可直抵外运港口；南与陇海线、西（安）康（安康） 线、西（安）宁（南宁）线相连直达华中、华南及西南地区。沿西包公路向南进入陕 西省“米”字型公路网，向北到神木经府谷跨黄河可达山西省阳方口，经大柳塔可达内蒙 古自治区东胜、包头；南经榆林、延安可达西安。 榆林机场已开通榆林至西安、榆林至包头、北京、太原、银川等大城市航班。榆林 机场迁址扩建工程已纳入国家计划，届时可起降大型客机。鄂尔多斯机场已开通至西安、 北京等大城市航班。交通可谓四通八达，公路、铁路和航空运输快捷方便。 总之，本区交通状况良好，煤炭外运有充分保障。交通位置见图 1-1-1。 1.1.2 地形地貌 神木县朝瑞矿业有限公司煤矿地处黄土高原北部，毛乌素沙漠南缘，整合区主要以 黄土沟壑地貌为主，地表多被第四系黄土和风积沙覆盖，在沟流两侧多有含煤岩系基岩 出露。地形总趋势是西北高东南低，区内最高点在西北角的梁峁上，海拔 1247m，最低 全套图纸加扣 3012250582 2 点在整合区东南角的沟道内，海拔 1141m，相对最大高差为 106m。在整合区东南角的 沟道内，海拔 1141m，相对最大高差为 106m。区内黄土垂直节理发育，常形成狭窄的 短小冲沟。 图 1.1.1 交通位置图 矿区内无大的河流，虽然沟谷发育，但因气候干燥，降雨微弱、地形破碎、植被稀 全套图纸加扣 3012250582 3 少、水土流失等因素，以致地表水流量有限，且多属季节性河流。区外东南部边界处有 一沟流（庙沟） ，为黄河二级支流乌兰木伦河的支沟，流量随季节变化，旱季期水量变 小，雨季水量增大。 1.1.3 气象及水文情况 本区为典型的北温带干旱、半干旱大陆性季风气候，冬季严寒，春季多风，夏季酷 热，秋季凉爽，昼夜温差悬殊，四季冷热多变。常年干旱少雨，年蒸发量较大。全年无 霜期较短，一般十月初上冻，次年四月初解冻。多年平均气温 8.4（1957-1990） ，极 端最高气温 38.9（66 年 6 月 21 日） ，极端最低气温-28.4（58 年 1 月 16 日） 。多年 平均降水量 435.7mm(1957-1991 年)，枯水年降水量 108.6mm（65 年） ，丰水年降水量 918.1mm（67 年） 。多年平均风速 2.2m/s(1957-1989 年)，最大风速 25m/s（70 年 7 月 18 日） ，年最多风向 NW。年最大冻土深度 146cm（68 年 2 月） ，多年平均气压 910 毫巴 （1974-1989 年） 。全年降水量分配很不均匀，多以暴雨形式集中在 7-9 月份，约占降水 量的 68%。不同年份降水量变化明显。 乌兰木伦河发源于内蒙古东胜县巴定沟，坡降 2.96，属区域性长年河流，于店塔 同悖牛川汇流为窟野河。其支沟庙沟流经过整合区南部，属季节性河流，旱季期水量变 小，雨季水量增大。因气候干燥，降雨微弱、地形破碎、植被稀少、水土流失等因素， 以致地表水流量有限。 1.1.4 矿区概况 (1) 矿区经济情况 矿区地处榆林市以北，人口稀少，人口密度 15-20 人/km2。由于水土严重流失，农 村生活条件相对落后。农作物以谷物、豆类、玉米为主，经济作物有土豆、葵花等，畜 牧业以猪、羊为主。随着榆神矿区的开发和神延铁路的建成通车，资源开发已极大带动 了本区经济发展和社会进步，尤其西部大开发和榆神府矿区的建设，使煤炭工业迅速成 为地区的主导产业，拉动了区域经济的飞速发展。整合区内的大多居民已搬迁到较平坦 的河流两侧，从事商贸经营，居民生活、收入及生产条件都有了很大改观。 全套图纸加扣 3012250582 4 (2) 矿井建设和生产所需主要材料来源 目前与本煤矿毗邻的龙华集团煤矿已建成矿区机修厂、设备租赁站、物资总库及消 防救护等一系列完善的生产辅助设施，可为本矿井建设的设备租赁及大、中修等提供服 务。 (3) 水源、电力来源 庙沟流量动态稳定，补给量丰富，可解决矿井供水水源问题。110KV 高压线从本区 南部通过，电力资源丰富。 (4) 矿藏市场供需情况 本矿生产的煤炭燃烧后不结渣，可以适用于各种工业锅炉使用，也可以经过洗选、 加工后，可获得高质量的高炉喷吹、炼焦、气化用煤，因此本矿产品煤销售是有保证的。 此外，国家对高硫煤的限销政策，促使了环保煤市场的迅速发展，为朝瑞煤矿的特低硫、 特低磷、低灰，富油、高发热量，热稳定性好的优质动力、炼焦、气化煤提供了较广阔 的市场前景。 1.2 矿（井）田地质特征 1.2.1 地层 神木县朝瑞矿业有限公司煤矿位于朱盖塔井田、孙家岔井田的交界处，据以往各阶 段施工钻孔及地质填图揭露，整合区地层由老至新依次为：三叠系上统永坪组（T3y） 、 侏罗系下统富县组（J1f） 、侏罗系中统延安组（J2y）、直罗组（J2z）、第四系中更新统 离石组（Q2l），第四系全新统风积沙（Q4eol）、河流冲积层（Q4al）。现分述如下： (1) 三叠系上统永坪组（T3y） 地层厚度不一，钻孔从未穿透，根据前人资料统计厚度一般为 80200m。 其岩性为一套灰绿色巨厚层状中、细粒长石石英砂岩，含大量云母及绿泥石，局部 含石英砾、灰绿色泥质包体及黄铁矿结核。分选性及磨圆度中等，发育大型板状交错层 理、槽状交错层理、楔状交错层理，亦有块状层理、波状层理。因印支运动，本区一度 隆起，遭受剥蚀，造成顶面起伏不平。局部地段的砂岩因风化成白色，向下逐渐过渡到 全套图纸加扣 3012250582 5 灰绿色。 (2) 侏罗系下统富县组（J1f） 富县组是在起伏不平的永坪组基底上开始沉积的，根据前人资料统计，其厚度 64.50141.30m，平均 72.83m，厚度变化较大。该地层沉积于起伏不平的永坪组之上， 与下伏永坪组呈假整合接触。 本组地层为河流相与湖泊相沉积。根据沉积特征，岩性组合大致将富县组划分为两 个亚旋回。下亚旋回下部岩性主要为粗粒石英砂岩、含砾粗粒石英砂岩，夹有石英细砾 岩，其次为中粒、细粒长石石英砂岩。局部地段底部发育有砾岩，砾石成分为脉石英、 燧石、硅质岩等，砾石直经 5mm 至 150mm 不等，磨园中等，分选差。上部岩性为绿灰 色、褐灰色、紫杂色粉砂岩、砂质泥岩、局部为黑灰色、深灰色砂质泥岩。 (3) 侏罗系中统延安组（J2y） 延安组是整合区的含煤地层，与下伏富县组为连续沉积，根据沉积旋迴、岩煤组合 特征及物性特征，将其划分为五个中级旋回（二级）自下而上依次编为一五段，每段 各含一个煤组，自上而下编为 15 号煤组。煤层位于旋迴顶部，延安组各段的分界， 是在各岩段主要聚煤作用结束之处。该地层厚度 211.80228.00m，平均 222.54m。该 地层与上覆直罗组呈平行不整合接触，本组地层保存较完整。仅在整合区东南部沿庙沟 及其支沟沟谷有出露。 该组地层为整合区的含煤地层。岩性以灰色至深灰色粉砂岩、灰白色细粒长石石英 砂岩为主，长石砂岩、长石岩屑砂岩次之，少量为黑色泥岩及砂质泥岩夹炭质泥岩，含 多层煤层。 (4) 侏罗系中统直罗组（J2z） 本组地层遭受新生界地层剥蚀，厚度变化较大，在庙沟及其支沟出露，直至剥蚀殆 尽，厚度 087m，平均厚度 62.04m。与下伏地层延安组呈平行不整合接触。 本组地层为一套灰绿色、兰灰色、紫杂色河湖相沉积，按岩性大致可分为上、下两 个亚段，下亚段上部以灰绿色、兰灰色团块状泥岩、粉砂岩为主，夹细粒长石砂岩。下 部为灰白色中、粗粒长石砂岩、岩屑长石砂岩夹灰绿色泥岩、粉砂岩。上亚段为灰绿色、 兰灰色紫杂色、紫红色泥岩、粉砂岩，并与灰绿色、灰白色、暗紫色富云母细粒长石砂 岩、长石杂砂岩、岩屑长石砂岩不等厚互层。 全套图纸加扣 3012250582 6 (5) 新近系上新统保德组（N2b） 因受第四系剥蚀，该地层仅在整合区内东部边界附近有零星出露。岩性为棕红色粘 土及亚粘土，含钙质结核，局部富集呈层，与下伏侏罗系中统直罗组地层呈不整合接触。 (6) 第四系中更新统离石组（Q2l） 基本全区分布。据钻孔揭露及填图资料，区内厚度 025.50m，平均 16.53m。至庙 沟及其支沟沟谷两侧基岩出露。 上部为灰黄色亚砂土，大孔隙，半固结，含星散钙质结核，亦具纵深垂直节理，分 布于梁峁之上。下部为浅棕黄色亚粘土，其中夹多层古土壤层，含大小不等形态各异的 分散状钙质结核，偶含动物骨骼化石及碎片。不整合于下伏直罗组地层之上。 (7) 第四系全新风积沙和冲积层（Q4eol+ Q4al） 风积沙：在本区广有分布，以固定沙、半固定沙、流动沙覆于其它地层之上，厚度 017.90m。岩性为浅黄色中沙、细沙及粉沙，其成份以石英、各色燧石为主。分选差， 磨园度较好。 冲积层：主要分布庙沟及其支沟的沟谷中。该地层仅在 P-1 孔存在，厚度 1.20m，岩性以灰黄色、褐黄色细砂、粉砂、亚砂土和亚粘土为主，底部多含有砂岩、 粉砂岩角砾。与下伏地层呈不整合接触。 1.2.2 地质构造 本区补充勘探未发现断层，从各煤层底板等高线图表明，地层产状平缓，总体走向 大致为 NE、SW，倾向 NW，倾角不足 1的近似水平的单斜构造。 本整合区含煤地层产状近于水平，沿走向、倾向的产状变化不大，无较大的