采矿工程毕业设计（论文）-凤凰山煤矿2.4Mta新井设计（全套图纸）.doc

中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设 计 姓 名： 学 号： 学 院： 应用技术学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 凤凰山煤矿 2.4Mt/a2.4Mt/a 新井设计 专 题： 煤巷锚杆支护理论与技术 指导教师： 职 称： 讲师 20132013 年 6 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 09-5 班 学生姓名 任任务务下下达达日日期期： 2012 年 3 月 10 日 毕业设计日期：毕业设计日期： 2013 年 3 月 11 日 至 2013 年 6 月 3 日 全套图纸，加 153893706 毕业设计题目：毕业设计题目：凤凰山煤矿凤凰山煤矿 2.42.4 Mt/aMt/a 新井型设计新井型设计 毕业设计专题题目：毕业设计专题题目：煤巷锚杆支护理论与技术煤巷锚杆支护理论与技术 毕业设计主要内容和要求：毕业设计主要内容和要求： 根据毕业设计大纲要求，毕业设计内容包括一般部分、专题部分和翻译部分共三部 分。 一般部分包括矿区概述及井田地质特征、井田境界和储量、矿井工作制度及服务年 限、井田开拓、准备方式、采煤方法、井下运输、矿井提升、矿井通风及安全、和矿井 基本技术经济指标共十章。 专题部分题目为：煤巷锚杆支护理论与技术。 翻译部分为：“The Relation Between In situ and Laboratory Rock Properties Used in Numerical Modelling” 。 按照毕业设计大纲的内容，独立、认真完成全部工作量，说明书和设计图纸按照设 计要求进行编排和绘制。按照时间分配，及时完成阶段任务，保证设计进度。 院长签字： 指导教师签字： 中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书 指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究 内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总 体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）： 成 绩： 指导教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书 评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识 解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程 度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）： 成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩 答 辩 情 况 回 答 问 题 提 出 问 题 正 确 基本 正确 有一 般性 错误 有原 则性 错误 没有 回答 答辩委员会评语及建议成绩： 答辩委员会主任签字： 年 月 日 学院领导小组综合评定成绩： 学院领导小组负责人： 年 月 日 摘摘 要要 本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。 一般部分是晋煤矿业集团凤凰山矿 2.4Mt/a 新井设计。全篇共分为十章：矿区概述 及井田地质特征、井田境界和储量、矿井工作制度和设计生产能力及服务年限、井田开 拓、准备方式带区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿井提升、矿井通风设计和矿井 基本经济技术指标。 凤凰山矿位于山西省晋城市，矿井总面积约为 28km2，井田走向平均长 4.0km，倾向 平均宽 7.0km。井田内有 3#煤可采，平均厚度为 6.0m，煤层赋存稳定，为近水平煤层， 倾角 49，平均 8。井田内工业储量为 29047.7 万 t，可采储量为 24205.4 万 t。矿井 正常涌水量 400 m3/h，属于低瓦斯矿井，煤尘没有爆炸危险，没有自然发火现象。 凤凰山煤矿设计年生产能力为 2.4Mt/a，服务年限为 77 年。工作制度为“三八”制。 矿井的采煤方法为带区采用倾向长壁综合机械化放顶煤开采。矿井为单水平开拓。矿井 有 2 个立井,2 个斜井：主井主要用于提煤，副井用于提升材料、人员和矸石，风井用于 回风。开拓水平设置在+620m。 矿井一个工作面达产，采用综放工作面，年生产能力为 2.4Mt/a。工作面长度为 200m，煤的运输采用胶带输送机运输，辅助运输采用矿车。矿井通风方式为两翼对角式 通风。 专题题目是煤矿充填开采理论与技术。 翻译部分是将一篇有关煤炭科技的英文翻译成汉语。英文题目是“The Relation Between In situ and Laboratory Rock Properties Used in Numerical Modelling”。 关键词：综放 胶带运输 长壁开采 锚杆 中国矿业大学 2013 届本科生毕业设计 ABSTRACTABSTRACT This design consists of three parts: the general part, the special part and the translated part. The general part is a new design of fenghuangshan Mine in jinchen coal department. It has ten chapters: an outline of the mine and mine field geology, boundary and reserves, productive capacity and service life and working area, transportation of underground, mine lifting, mine ventilation and safety, and the economic and technologic index of the mine. The fenghuangshan Mine field lies in the jinchen city of ShanXi province, The total area of the mine is 28km2. The boundary of the mine field runs 4.0km on north south and 7.0km on west east on average. There is two exploring layer: No.2 and No.15 and the average thickness of the seam is 6.0m. It is stable and fluty inclined. It s dip angle is from 4 degree to 9 degree, and is 8 degree on average. The normal flow of the mine is 400m3/h. The coal dust has explosion hazard, and the seam hast self-combustion tendency. The productive capacity of fenghuangshan Mine is 2.4 million tons per year, and its service life is 77 years. Four three per day,four hours per shift.Only one working system is used in the mine. The mine has one level. It gets two vertical shafts: the main shaft is for lift coal and the subsidiary is for lift material and personals. The designed development level should be located at the level of +720m. There is only one working area in the mine. It is used comprehensive mechanized coal face and its productive capacity is 2.4 million tons per year. The length of the longwall face is 200 m. The coal is transported by carrage and the solid car is used in the ancillary transport. The method of Project topics is theory and technology of mined-out area filling. The translated part is to translate a paper about mining technology into Chinese. And its title is “The Relation Between In situ and Laboratory Rock Properties Used in Numerical Modelling”. Keywords：transported by carrage Longwall Mining 中国矿业大学 2013 届本科生毕业设计 目 录 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征.1 1.1 矿区概况 .1 1.1.1 矿区地理位置 .1 1.1.2 矿区交通条件 .1 1.1.3 矿区地形特点 .1 1.1.4 矿区居民点及工、农业情况 .2 1.1.5 矿区电力供应 .2 1.1.6 矿区气候条件及地震条件 .2 1.1.7 矿区水文情况 .2 1.2 井田地质特征 .3 1.2.1 井田的勘探程度 .3 1.2.2 井田煤系地层概述 .4 1.2.3 井田地质构造 .5 1.2.4 井田水文地质特征 .5 1.2.5 井下岩层地温特性 .6 1.3 煤层特征 .7 1.3.1 煤层埋藏条件 .7 1.3.2 煤层特征及围岩性质 .7 1.3.3 煤的特征 .9 2 井田境界和储量井田境界和储量.12 2.1 井田境界及可采储量 .12 2.1.1 井田范围 .12 2.1.2 井田境界 .12 2.2 矿井工业储量 .12 2.2.1 储量计算基础 .12 2.2.2 工业储量的计算及储量等级的圈定 .12 2.3 矿井可采储量.13 2.3.1 安全煤柱留设原则 .13 2.3.2 矿井永久保护煤柱损失量 .13 2.3.3 矿井可采储量 .14 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限矿井工作制度、设计生产能力及服务年限.16 3.1 工作制度 .16 3.2 设计生产能力及服务年限 .16 3.2.1 设计依据 .16 3.2.2 矿井设计生产能力 .16 3.2.3 矿井服务年限 .16 3.2.4 井型校核 .17 4 井田开拓井田开拓.17 4.1 井田开拓的基本问题 .18 4.1.1 确定井筒形式、数目、位置、坐标 .18 4.1.2 工业广场确定 .19 4.1.3 开采水平确定及带区划分 .20 中国矿业大学 2013 届本科生毕业设计 4.1.4 主要开拓巷道 .20 4.2 矿井基本巷道 .26 4.2.1 井筒 .26 4.2.2 井底车场及硐室 .29 4.2.3 主要开拓巷道 .31 5 准备方式准备方式带区巷道布置带区巷道布置.35 5.1 煤层的地质特征.35 5.2 或带区巷道布置及生产系统 .35 5.2.1 首采区位置选择原则 .35 5.2.2 带区巷道布置 .36 5.2.3 带区工作面布置及接替 .36 5.2.5 带区巷道掘进方法 .36 5.2.6 带区生产能力及采出率 .37 5.3 带区主要硐室布置 .37 5.3.1 带区煤仓 .37 5.3.2 带区变电所 .38 6 采煤方法采煤方法.38 6.1 采煤工艺方式 .39 6.1.1 煤层的赋存特征 .39 6.1.2 确定采煤工艺方式 .39 6.1.3 确定回采煤工作面的长度 .39 6.1.4 工作面推进长度和推进方向确定 .40 6.1.5 回采工作面破煤、装煤方式的确定 .41 6.1.6 采煤机的工作方式 .41 6.1.7 回采工艺 .42 6.1.8 确定回采工作面运煤方式 .43 6.1.9 确定回采工作面支护方式 .44 6.1.10 合理采放、放顶步距、放煤方式的确定比 .46 6.1.11 劳动组织和循环作业图表 .47 6.1.12 工作面吨煤成本 .48 6.2 回采巷道布置 .49 6.2.1 确定回采巷道布置形式 .49 6.2.2 回采巷道支护 .49 6.2.3 确定回采巷道断面及其具体施工技术要求 .49 7 井下运输井下运输.50 7.1 概述 .51 7.1.1 矿井设计生产能力及工作制度 .51 7.1.2 煤层及煤质 .51 7.1.3 运输距离和货载量 .51 7.1.4 矿井运输系统 .51 7.2 带区运输设备选择 .52 7.2.1 设备选型原则 .52 7.2.2 带区运输设备选型及能力验算 .52 7.3 大巷运输设备选择 .54 中国矿业大学 2013 届本科生毕业设计 7.3.1 主运输大巷设备选择 .54 7.3.2 辅助运输大巷设备选择 .55 7.3.3 运输设备能力验算 .56 8 矿井提升概述矿井提升概述.56 8.1 煤矿概述 .56 8.2 主副井提升 .57 8.2.1 主井提升 .57 8.2.2 副井提升设备选型 .57 8.2.3 井上下人员运送 .59 9 矿井通风及安全矿井通风及安全.60 9.1 矿井概况、开拓方式及开采方法 .60 9.1.1 矿井地质概况 .60 9.1.2 开拓方式 .61 9.1.3 开采方法 .61 9.1.4 变电所、充电硐室、火药库 .61 9.1.5 工作制、人数 .61 9.2 矿井通风系统选择 .61 9.3 矿井通风系统的基本要求 .61 9.3.2 矿井通风方式的确定 .62 9.3.3 确定矿井主扇的工作方法 .62 9.3.4 确定带区内通风系统布置 .63 9.3.5 确定回采工作面通风方式 .63 9.3.6 确定矿井通风容易时期和困难时期的矿井用风地点 .63 9.3.7 矿井通风容易和困难时期的通风立体图及网路图 .64 9.4 矿井风量计算 .66 9.4.1 工作面所需风量的计算 .66 9.4.3 掘进工作面需风量 .68 9.4.4 硐室需风量 .68 9.4.5 其它巷道所需风量 .69 9.4.6 矿井总风量 .69 9.4.7 风量分配 .69 9.5 全矿通风阻力的计算.70 9.5.1 确定矿井通风容易时期和困难时期的最大阻力路线 .70 9.5.2 矿井通风容易及困难时期井巷摩擦阻力及通风阻力计算 .71 9.5.3 矿井总风阻及总等积孔的计算 .72 9.6 选择矿井通风设备 .73 9.6.1 选择主扇 .73 9.6.2 电动机选型 .74 9.7 安全灾害的预防措施 .75 9.7.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 .75 9.7.2 预防井下火灾的措施 .76 9.7.3 防水措施 .76 10 设计矿井基本技术经济指标设计矿井基本技术经济指标.76 引言引言.78 中国矿业大学 2013 届本科生毕业设计 1 锚杆的作用锚杆的作用.78 1.1 锚杆的悬吊作用.78 1.2 锚杆的组合梁作用.78 1.3 锚杆减跨作用.78 1.4 弹塑性理论锚杆支护作用机理.79 2 锚杆构件的作用分析锚杆构件的作用分析.79 2.1 顶板锚杆的作用.80 2.2 顶板钢带和钢筋托梁的作用.80 2.3 煤帮锚杆的作用.80 2.4 锚索的作用.80 3 锚杆选择及参数设计锚杆选择及参数设计.81 3.1 锚杆选择.81 3.1.1 锚固方式的选择 .81 3.1.2 杆体的选择 .81 3.2 锚杆参数设计.81 3.2.1 锚杆长度设计 .81 3.2.2 锚杆的间排距 .82 3.2.2 锚索补强 .82 4 锚杆的分类与安装锚杆的分类与安装.83 4.1 木锚杆 .83 4.2 倒楔式金属锚杆 .83 4.3 管缝式锚杆 .83 4.4 树脂锚杆 .84 4.5 快硬膨胀水泥锚杆 .85 4.6 锚索 .85 5