采矿工程毕业设计（论文）-平煤集团十一矿2.4Mta新井设计【全套图纸】.doc

中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设计（论文） 姓 名： 学 号： ： 21080011 学 院： 应应 用用 技技 术术 学学 院院 专 业： 采采 矿矿 工工 程程 设计题目： 平煤集平煤集团团十一十一矿矿 2.4Mt/a 新井新井设计设计 专 题： 平煤集平煤集团团十一十一矿矿瓦斯治理新技瓦斯治理新技术术 指导教师： 职 称： 副教授副教授 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 2012 年年 6 月月 4 日日 徐州徐州 中国矿业大学毕业设计任务书 学院 应应用技用技术术学院学院 专业年级 采采矿矿 08-1 学生姓名 任任务务下下达达日日期期：2012年年2月月20日日 毕业设计日期：毕业设计日期：2012年年3月月5日日 至至 2012年年6月月4日日 毕业设计题目：毕业设计题目：平煤集平煤集团团十一十一矿矿 2.4Mt/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：平煤集平煤集团团十一十一矿矿瓦斯治理新技瓦斯治理新技术术 毕业设计主要内容和要求：毕业设计主要内容和要求： 按照采矿工程毕业（地下开采方向）毕业设计大纲要求，完成平煤集团十一矿 2.4 Mt/a 新井设计，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。 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。 专题题目：平煤集团十一矿瓦斯治理新技术 按照教务处相关要求完成 3000 字以上英译汉论文翻译 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 要 本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。 一般部分为平煤十一矿 2.4 Mt/a 新井设计。平煤十一矿位于河南省平顶山市城北，交 通便利。井田的走向方向约为 5.88km，倾斜方向约为 3.14 km。主采二1煤层，平均倾角 为 10，煤层平均总厚为 10 m。井田地质条件较为简单。 井田工业储量为 247.59Mt，矿井可采储量 173.87Mt。矿井服务年限为 55a。涌水量 不大，矿井正常涌水量为 350 m3/h，最大涌水量为 580 m3/h。矿井瓦斯涌出量较高，为高 瓦斯矿井。煤尘有爆炸危险性，并且煤层有自燃发火倾向。 平煤十一矿设计年生产能力为 2.4Mt /a，服务年限为 55a。矿井工作制度为“三八”制。 矿井的采煤方法为倾斜长壁采煤法。矿井为立井单水平开拓。水平标高为-260m，采用立 井开拓，主立井主要用于提升煤炭，副立井主要用于提升人员、矸石、材料等。矿井通 风方式为中央并列式通风。 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、设计生产能力及服务年限；4.井田开拓；5.准备方式.带区巷道布置；6.采煤方法； 7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风；10.矿井基本技术经济指标。 专题部分题目是平煤十一矿瓦斯治理新技术，主要是从瓦斯的基本特征、瓦斯抽放 技术及瓦斯监测技术三个方面简要论述了瓦斯治理新技术。 翻译部分是高瓦斯矿井放顶煤工作面瓦斯治理结合综采放顶煤的回采工艺,分析工作 面瓦斯的来源,贯彻瓦斯治理的十二字方针,对瓦斯分级、分源治理,针对性地选择治理措施,使 矿井产煤在安全环境条件下高产高效地进行。 关键词：矿井； 开拓； 通风； 瓦斯； 瓦斯抽放 ABSTRACT This design includes three parts: general part, special part and the translation part. The general part was a 2.4 Mt/a new design for pingmei 11 mine. Pingmei 11 mine is located in the north of ping ding shan in henan province , with convenient transportation. The advancing direction of the field is about 5.88 km, and the inclined direction is about 3.14 km. Two 1 coal seam was mainly exploitation , with an average inclination of 10 and an average total thick of 10 m. The geological conditions of the field was relatively simple. The field had 247.59 Mt industrial reserves , and mine recoverable reserves was 173.87 Mt , with a service life of 55a. The water inflow was not large, which was 350 m3/h normally and 580 m3/h maximally. With a high level of gas emission , it was a high gas mine. The danger of coal- dust explosion existed , also the coal spontaneous combustion tendency. A 2.4 Mt/a new design was made for pingmei 11 mine , with a service life of 55a. The mine work system was “three eight-hour shifts”. The method for coal mining was tilt longwall mining method. A vertical single level development was used, with a level elevation of -260 m. The major vertical shaft is mainly used for hoisting coal, and the vice vertical shaft is mainly used for ascending human, gangue and materials. The general part contains 10 chapters: 1. general introduction of the mine and its geological features; 2. the boundary of the coal mine and its reserves; 3. mine work system, designed capacity and length of service; 4. exploitation of the coal mine; 5. ways to prepare-the district roadway layout ; 6. mining methods; 7. underground transport; 8. mine hoist; 9. mine ventilation; 10. basic technical and economic indicators of the coal mine. The special part was about the new technology of gas control in pingmei 11 mine. It was mainly discussed from three aspects: the basic characteristics of the gas , gas drainage and gas monitoring techniques. The translation part was about the gas management from work face of integrated release top coal in high gas thick coal bed. Analysis of the sources of gas , carrying out the 12 - character guideline of gas management. Classification and sub - sources management of the gas , choose the special measures to control to achieve a safe environment and high - yield efficient for mines. Keywords: The mine pit; exploitation; ventilation; gas; gas drainage 目目 录录 一般部分一般部分 1 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 1.1 矿区概述.1 1.1.1 矿井位置.1 1.1.2 交通条件.1 1.1.3 地形、地貌.1 1.1.4 河流及水体.1 1.1.5 气象及地震.2 1.1.6 区域经济概况.2 1.2 井田地质特征.2 1.2.1 井田的勘探程度.2 1.2.2 井田的煤系地层概述.3 1.2.3 井田地质构造.3 1.2.4 矿区交通位置图 .4 1.2.5 岩浆活动.5 1.2.6 井田的水文地质特征.5 1.2.7 地下含水层.6 1.2.8 涌水量与相关因素分析.7 1.3 煤层特征.8 1.3.1 煤层埋藏条件.8 1.3.2 可采煤层.8 1.3.3 煤的工业用途评述.8 1.3.4 其它有益矿产.8 1.3.5 煤的自燃倾向.8 1.3.6 矿井瓦斯.8 1.3.7 煤尘爆炸.8 2 2 井田境界和储量井田境界和储量 .1111 2.1 井田境界 .11 2.1.1 井田范围.11 2.1.2 开采界限.11 2.2 矿井工业储量.12 2.2.1 储量计算基础.12 2.2.2 井田地质勘探.12 2.2.3 勘探类型.12 2.3 矿井设计可采储量.14 3 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 .1515 3.1 矿井工作制度.15 3.2 矿井设计生产能力及服务年限.15 3.2.1 矿井设计生产能力.15 3.2.2 井型校核.15 3.2.3 矿井服务年限.16 4 4 井田开拓井田开拓 .1717 4.1 井田开拓的基本问题.17 4.1.1 确定井筒形式、数目、位置.17 4.1.2 工业场地的位置.18 4.1.3 开采水平的确定及采盘区划分.18 4.1.4 方案比较.18 4.2 矿井基本巷道.24 4.2.1 井筒.24 4.2.2 井底车场及硐室.27 4.2.3 主要开拓巷道.28 5 5 准备方式准备方式带区巷道布置带区巷道布置 .3232 5.1 煤层的地质特征.32 5.1.1 水文地质.32 5.1.2 影响回采的其它因素.32 5.2 带区巷道布置及生产系统.32 5.2.1 采煤方法及工作面长度的确定.32 5.2.2 带区巷道的联络方式.32 5.2.3 分带煤柱的留设.32 5.2.4 煤层的开采顺序和工作面的接替顺序.32 5.2.5 带区主要生产系统.32 5.2.6 确定带区各种巷道的尺寸、支护方式.33 5.2.7 确定带区生产能力和采出率.34 6 6 采煤方法采煤方法 .3737 6.1 采煤工艺方式.37 6.1.1 确定回采工作面长度.37 6.1.2 工作面推进长度和推进方向确定.38 6.1.3 回采工作面破煤、装煤方式的确定.38 6.1.4 采煤机的工作方式.38 6.1.5 回采工艺表.40 6.1.6 确定回采工作面运煤方式.43 6.1.7 合理采放、放顶步距、放煤方式的确定比.46 6.1.8 劳动组织和循环作业图表.47 6.1.9 工作面单产吨煤成本的计算.48 6.1.10 综合机械化采煤过程中应注意事项.50 6.2 回采巷道布置.51 6.2.1 确定回采巷道布置形式.51 6.2.2 确定回采巷道断面及其具体施工技术要求.51 7 7 井下运输井下运输 .5252 7.1 概述.52 7.1.1 井下运输设计的原始条件和数据.52 7.1.2 矿井设计生产能力及工作制度.52 7.1.3 矿井运输系统.52 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.53 7.2.3 运输设备的运输能力验算.54 7.2.4 分带辅助运输设备选型.56 7.3 大巷运输设备选型.57 8 8 矿井提升矿井提升 .5959 8.1 矿井提升概述.59 8.2 主副井提升.59 8.2.1 主井提升设备选型.59 8.2.2 副井提升设备选型.62 9 9 矿井通风及安全矿井通风及安全 .6464 9.1 矿井通风系统的确定.64 9.1.1 矿井概述.64 9.1.2 矿井通风系统的基本要求.64 9.1.3 矿井通风方式的选择.64 9.1.4 矿井主扇工作方式选择.65 9.2 工作面通风系统的确定.66 9.2.1 工作面通风.66 9.2.2 通风构筑物.66 9.2.3 工作面风量计算.67 9.3 掘进通风.68 9.3.1 掘进工作面需风量计算.68 9.4 硐室风量计算.69 9.4.1 井下火药库与变电所.69 9.4.2 绞车房.69 9.4.3 备用面所需风量的计算.69 9.4.4 矿井总风量.69 9.4.5 风量分配和风速验算.70 9.5 矿井通风阻力计算.72 9.5.1 计算原则.72 9.5.2 矿井最大阻力路线.73 9.5.3 矿井通风阻力计算.75 9.6 矿井通风机的选择.77 9.6.1 矿井的自然风压.77 9.6.2 初选通风机.78 9.6.3 电动机选型.79 9.7 防止特殊灾害的安全措施.80 9.7.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施.80 9.7.2 预防火灾事故.80 9.7.3 矿井防治水措施.81 1010 设计矿井基本技术经济指标设计矿井基本技术经济指标 .8282 参考文献参考文献 .8383 平煤集团十一矿瓦斯治理新技术平煤集团十一矿瓦斯治理新技术 .8484 1 1 瓦斯基本特征瓦斯基本特征 .8484 1.1 瓦斯来源分析 .84 1.2 瓦斯涌出基本特征.84 1.2.1 运输及轨道巷煤壁瓦斯涌出特征.84 1.2.2 工作面煤壁瓦斯涌出特征.84 1.2.3 工作面落煤瓦斯涌出特征.84 1.2.4 采空区的瓦斯涌出特征.85 1.3 影响瓦斯涌出量的因素.85 1.3.1 矿山压力.85 1.3.2 地质因素.86 1.3.3 通风方法.86 1.3.4 大气压力及气候变化.86 1.3.5 开采强度.86 1.3.6 采煤方法.86 2 2 矿井瓦斯抽放的方法矿井瓦斯抽放的方法 .8686 2.1 开采层瓦斯抽放.87 2.1.1 开采层常规抽放技术简述.87 2.1.2 开采层抽放技术原理.87 2.1.3 留巷钻孔法煤与瓦斯共采技术.89 2.2 邻近层抽放技术 .92 2.2.1 临近层常规抽放技术简述.92 2.2.2 顶板抽放瓦斯基本原理.92 2.2.3 煤层顶板覆岩采动裂隙分布特征.92 2.2.4 顶板巷道抽放采空区瓦斯的理论依据.94 2.3 低透性煤层强化抽放技术.98 2.4 采空区瓦斯抽放.99 3 3 矿井瓦斯检测及监测矿井瓦斯检测及监测 .100100 3.1 我国煤矿现在使用的便携式瓦斯检测仪表.100 3.2 瓦斯自动监测监控系统(瓦斯遥测警报仪).102 4 4 结论结论.103103 英文原文英文原文 .104104 中文译文中文译文 .108108 致致 谢谢 .111111 一 般 部 分 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 104 页 1 矿区概述及井田地质特征 1.1 矿区概述 1.1.1 矿井位置矿井位置 十一矿位于平顶山市区西北 13km 处，行政区划属平顶山市湛河区和宝丰县共同管辖。 矿井地理坐标为东经 1138261131115,北纬 334730335120。 1.1.2 交通条件交通条件 井田内国铁有孟（庙）平（顶山）支线与京广铁路干线连接，平（顶山）宝（丰） 支线与焦枝铁路相接，平（顶山）舞（阳）支线与地方小铁路漯（河）南（阳）支线连 接。平煤集团公司自营矿区铁路专用线在核查区南部通过，专用线分别在平顶山、宝丰 与国铁相接。311 国道通过井田南部。另外，县县间公路和简易公路纵横交错，与周围各 县市均可相通，交通甚为畅达、便利。(图 1.1) 1.1.3 地形、地貌地形、地貌 十一矿井田位于平顶山矿区的西南缘，属剥蚀残余丘陵地貌单元。井田北部为三叠 系刘家沟组组成的红石山、蜘蛛山、香山、莲花盆等丘陵山体，山体呈北西南东向展布， 山脊标高+227.3+320.4m；山体南坡为褶裙状坡洪积层及二叠系平顶山砂岩组成的艾山， 弹花锤等剥蚀残丘，标高+245.6+130.0m；南北向冲沟较为发育，沟深 2.03.5m。井田 南缘为寒武系灰岩组成呈北西南东向展布的剥蚀残丘(青石山)和垄岗，标高 +110+176.1m；井田南中部为剥蚀残丘，垄岗与坡洪积层之间由冲洪积层组成的北西 南东向槽形谷地，标高+110.0+140.0m，地势较平坦，谷地最高处位于 55 勘探线附近， 东西两侧逐渐变低。 1.1.4 河流及水体河流及水体 该区河流属淮河水系，较大河流有沙河和汝河，发源于伏牛山东麓。自西向东分别 流经平顶山矿区的南部和北部，其中沙河位于十一矿井田以南 5.8km，汝河在井口以北 12.5km，沙河与汝河在平顶山矿区东部马湾附近汇合后称沙汝河。沙河、汝河流经平原 处，由于河床坡度减缓，河床变浅，汛期容易泛滥成灾，据历年沙河、汝河水文观测站 资料，其流量随季节性变化明显，汛期为 69 月份占全年迳流量的 6471，枯水期为 头年 12 月至来年 2 月，占全年迳流量的 2.34.6。 区内较大的地表水体有：湛河、沙河、汝河及白龟山水库。湛河由西向东并通过北 干渠与白龟山水库相连通，流量为 0.9667.3，一般 2.5。该渠切割寒武纪灰sm / 3 sm / 3 岩和第三纪泥灰岩，河水与地下水水力联系密切，尤其在五矿、七矿一带，对矿坑充水 影响较大。沙河、汝河分别流经矿区的南、北边缘，由 NW 流向 SE，最大洪流量：沙河 3300，妆河 3000；旱季流量：沙河 0.8，汝河 0.28。两河河床下sm / 3 sm / 3 sm / 3 sm / 3 部均为数百米厚的第四纪沉积物，河水与含煤地层无直接水力联系，一般对矿井充水无 影响。矿区西南部的白龟山水库为本区最大地表蓄水体，最大蓄水量可达 6.49 亿，但 3 m 距矿井较远，对矿井充水无直接影响。 除沙、汝河两岸附近的冲积砂层中富水性较强、可作供水水源地外，其他地区富水 性较弱。水质主要为 HCO3Ca 型，矿化度0.5g/L，水温 1618。 （表 1.1） 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 105 页 表表 1.11.1 历年沙河、汝河水文要素一览表历年沙河、汝河水文要素一览表 年 迳 流 量 汛 期 (69 月) 枯水期 (122 月) 流 量 (m/s) 河流名 称 测站 最大最小 多年 平均 迳流 量(亿 m3) 占全 年 (%) 迳流 量(亿 m3) 占全 年 (%) 最 大 最 小 平均 最高水 位标高 （m） 昭平 台 12.77 (1964) 0.957 (1966) 5.9724.240710.2972.319.94 沙 河白龟 山 22.95 (1964) 1.497 (1966) 9.5056.730710.5972.652900.830.14106.21 汝 河 襄县 29.90 (1964) 1.979 (1966) 10.5746.396641.0544.630400.833.5379.73 沙汝河马湾 65.65 (1964) 3.619 (1966) 22.005 14.340651.6562.569.7866.66 1.1.5 气象及地震气象及地震 本区属南暖温带季风区半干旱大陆气候。据平顶山气象站历年降雨量观测资料，年 平均(43 年平均)为 732.8mm，年最大降雨量 1322.6mm(1964 年)，年最小降雨量 373.9mm(1966 年)。雨量多集中 69 月份，约占全年降雨量的 38.42；其中月最大降雨 量可达 379.2mm(1995 年 7 月)，日最大降雨可达 234.4mm(1958 年 6 月 30 日)。另据平顶 山气象站历年观测资料，年平均(26 年平均)气温 14.9，冬季寒冷多西北风和东北风，西 北风风速最大可达 24.0m/s，元月份气温最低，平均为 1.0，极端最低气温为-18.8 (1955 年 1 月 30 日)，