河北冀中能源邢台矿业集团辛泉矿井初步设计

机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩摘要本次毕业设计，我所做的是河北冀中能源邢台矿业集团辛泉矿井初步设计。在毕业设计之前，我们设计组在王同杰老师的带领下深入到矿区进行为期一个月的毕业实习，在此期间我们搜集了所有毕业设计所需的资料，同时在生产一线积累了实际生产和管理经验。通过实习使我们更加深刻地了解到我们以后的工作，并且学到了重要的设计思想及设计中所涉及的现场工作经验，为毕业设计打下了良好的基础，也为以后的工作也积累了宝贵的经验。本次毕业设计是在王老师和同学的指导下完成的，是我们大学四年学习采矿工程专业的一个全面的总结。富润矿井初步设计包括以下几个部分：1.、矿区自然地理、水文、地质、交通等基本情况概述；2.、矿井井田范围内煤的地质储量、工业储量及可采储量；3.、矿井生产能力及服务年限；4.、矿井井田的总体开拓设计，井筒位置及形式选择、水平划分、延伸方案确定、采区划分、井底车场的确定及线路计算、硐室布置等内容；5.、矿井采区的布置、工作面布置、生产运输机械选型、生产程序安排、采区车场的设计及生产工作面回采工艺的确定。6.、矿井生产系统。包括提升、运输、通风、排水等系统的确定和设备选型及相关硐室的布置。本次设计共用时 12 周，时间较为充足。由于个人水平有限，缺少现场生产经验，所以在设计中难免有不足之处，恳请各位老师给予批评指正，最后谢谢王老师半年的辛勤指导。关键词：地质构造、开采水瓶、开拓方式、采煤方法、井底车场。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩AbstractThis graduation design is about the new mine planning for the first mineral of Xinquan coal mine. which is a coal mine belonging for Hebei Ji zhong neng yuan Han dan CMA. Before the graduation, we design group, led by the teacher Wangtongjie deep into the mine for one month of graduation practice, during which we collected all the information needed to graduation, while the actual production line has accumulated experience in production and management .Through the practice so that we more deeply understand our future work, and learned an important design ideas and design experience in field work involved, for the graduation project has laid a good foundation for the future work and accumulated valuable experience.The graduation project is Wang under the guidance of teachers and students to complete, and is four years of university study mining engineering a comprehensive summary.Xingquan preliminary design of mine include the following components:1., Mining of natural geography, hydrology, geology, transportation and other basic information outlined;2., Ida mine coal reserves within the industrial reserves and recoverable reserves;3., Mine production capacity and service life;4., Ida mine the overall development design, shaft location and form of selection, the level of division, extending the program to determine, by mining areas, the determination and the shaft bottom line basis, chamber arrangement of content;5., Mine mining area of the layout, face layout, production and transport machinery selection, production process arrangement, the design of mining and manufacturing district station mining face identification technology.机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩6., Mine production system. Including the promotion, transport, ventilation, drainage and other systems related to the identification and selection of equipment and the arrangement of chambers.Share this design to 12 weeks, time is more abundant. The individual level is limited, the lack of on-site production experience, so inevitable in the design inadequacies, I implore you to give teachers and comments from the last six months of hard thank Wang teacher guidance.Key words: geological structure, mining water bottles, open way, mining method, shaft bottom.机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩目录1.矿区概述及井田特征 .11.1 .矿区概况 .11.1.1 矿区地理位置及交通条件 .11.1.2 矿区地形、地势及河流 .21.1.3 矿区气象 .21.1.4 矿区地震震级及裂度 .21.1.5 矿井井田内小煤矿情况 .21.2 井田地质特征 .21.2.1 煤系地层 .21.2.2 区域地质构造 .41.2.3 井田地质构造 .51.3 矿井水文地质特征 .121.3.1 地表水概况 .121.3.2 矿区水文地质概况 .121.3.3 含水层特征 .131.3.4 断裂带水文地质特征 .161.4 煤层特征 .171.4.1 煤层稳定性评价 .171.4.2 煤的物理性质及煤岩特征 .201.4.3 煤类的确定及煤类分布 .201.4.4 煤的化学性质及有害元素 .202.1 井田境界 .212.2 井田工业储量 .212.2.1 资源量计算范围及工业指标 .212.2.2 井田内煤层资源量计算 .22机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩2.3 井田可采储量 .232.3.1 安全煤柱留设原则： .232.3.2 井田永久保护煤柱损失量： .232.3.3 矿井的 2#煤的可采储量 Z2k 为： .243.1 生产能力及服务年限 .243.1.1 矿井设计生产能力 .253.1.2 矿井服务年限 .253.1.3 井型校核 .263.2 矿井工作制度 .264.井田开拓 .274.1 概述 .274.1.1 煤层埋深对开拓系统的影响。 .274.1.2 断层分布及产状对开拓系统的影响。 .274.1.3 地面河流对开拓系统布置的影响。 .274.1.4 通风系统对开拓系统布置的影响。 .274.1.5 井田开拓的基本问题 .284.2 井筒位置的确定 .284.2.1 井筒数目 .294.2.2 井筒特征 .294.2.3 确定井筒形式、数目、位置及坐标 .334.2.4 工业场地的位置 .354.2.5 开采水平的划分及采区的划分 .364.2.6 主要开拓巷道 .364.2.7 方案比较 .364.3 开采水平的设计 .45机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩4.3.1 确定开采水平的位置 .454.3.2 设计水平的巷道布置 .464.4 井底车场 .464.4.1 概述 .464.4.2 井底车场的选择原则 .474.4.3 井底车场的设计依据 .474.4.4 井底车场的线路设计 .474.4.5 马头门线路的平面布置计算 .494.4.7 井底车场的硐室 .504.4.8 主要开拓巷道 .514.5 采区划分 .534.5.1 采区划分的原则 .534.5.2 各系统的综述 .545.采煤方法和采区巷道布置 .555.1 煤层的地质特征 .555.1.1 煤层 .555.1.2 煤质 .565.1.3 瓦斯、煤尘及自然发火情况 .565.1.4 水文地质 .565.2 采煤方法和回采工艺 .575.2.1 工作面机械设备 .575.2.2 采煤方法 .585.2.3 工作面长度的确定 .595.2.4 按采煤机能力校核工作面长度 .605.2.5 顶板管理 .61机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩5.2.6 循环作业方式及循环图表的编制 .615.3 采区巷道和生产 .655.3.1 采区概况 .655.3.2 采区形式 .665.3.3 采区区段 .675.3.4 采区生产系统 .675.4 采区车场设计及峒室 .685.4.1 采区上中部车场 .685.4.2 采区硐室 .695.5 采区采掘计划 .695.5.1 采区各种巷道 .695.5.2 采区产量 .706.矿井提升与运输 .716.1 概述 .716.2 采区运输设备的选择 .726.3 主要巷道运输设备的选择 .726.3.1 煤炭运输方式 .726.3.2 刮板输送机及带式输送机的设计计算 .736.3.3 电机车的选型设计 .756.3.4 列车组成的验算 .786.4 主井提升设备选型设计 .806.4.1 选择提升容器 .806.4.2 选择提升钢丝绳 .836.4.3 提升机的选择 .846.4.4 提升机对井筒的相对位置 .85机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩6.5 副井提升设备选型设计 .866.5.1 注意事项 .866.5.2 副井提升选型 .867.矿井通风与安全 .877.1 矿井通风系统及通风方式 .877.1.1 中央并列式 .877.1.2 中央边界式 .877.1.3 两翼对角式 .887.1.4 分区对角式 .887.1.5 矿井通风方法： .887.2 采区及全矿所需风量 .897.2.1 矿井风量计算原则 .897.2.2 风量分配的原则和方法 .937.3 矿井通风总阻力计算 .947.3.1 矿井通风的总阻力 .947.3.2 矿井通风设备的选择 .987.4 风机选型 .987.4.1 计算通风机风量 Qf .987.4.2 计算通风机风压 .997.4.3 初选通风机 .997.4.4 电动机选择 .1007.4.5 通风设施 .1017.5 防止特殊灾害的安全措施 .1017.5.1 瓦斯管理 .1017.5.2 煤尘管理 .102机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩7.5.3 火灾预防 .1037.5.4 水灾预防 .1037.5.5 顶板管理措施 .1038.矿井排水 .1048.1 概述 .1048.2 排水设备选型计算 .1048.2.1 水泵型号及台数 .1048.2.2 管路的确定 .1078.2.3 管道特性曲线，确定工况点 .1088.2.4 校验计算 .1118.3 水仓及水泵房 .1138.3.1 水泵房 .1138.3.2 水仓 .1148.4 技术经济指标 .1159.技术经济指标 .116 参考文献 .118机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩1.矿区概述及井田特征1.1 矿区概况1.1.1 矿区地理位置及交通条件显德汪矿位于邢台市西南约 38km，南部与邯郸地区武安市相接。东距京广铁路6128km0西 达 岭 底关 防 杨 家 堂 彭 城固 新涉 县 磁 山 汉 村林 坛新 坡 磁 县 南 东 坊 临 漳成 安 辛 安 镇邯 郸 市武 安 永 年 沙 河 高 村城 关白 塔赵 店显 德 汪矿 山 南 和渡 口东 韩任 县大 屯西 兑 村太 子 井龙 泉 寺老 仓 会 邢 台 市温 泉 沟浆 水路 罗赵 县石 盆马 店 头 活 水井 店石 门 张 安 北 旧 周机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩褡裢车站 25km，煤矿外运铁路专线从矿山村铁路专线权村站接轨，延伸到矿工业广场。井田内有两条主要公路邢（邢台）渡（渡口） 、邢（邢台）都（都党）及通向各村的简易公路，交通极为方便（如图 1.1） 。1.1.2 矿区地形、地势及河流显德汪井田位于太行山中段东麓山前丘陵地带，地势西高东低，海拨在194.10339.6m 之间，地表起伏较大，基岩裸露面积较小，属山前冰碛台地地形。井田内地表水系不发育，仅有中关小溪、栾卸小溪和紫牛湾小溪 3 条季节性小溪，均属北洺河支流，雨季时出现水流，旱季断流。该矿区最高洪水位+114m。1.1.3 矿区气象本区属大陆性季风气候，根据沙河赵泗气象站 19821992 年资料，多年平均降水量 497.0mm，雨季多集中在 7、8 月份，年平均气温 13，多年平均蒸发量1719mm。风向以北、北东及南为主。1963 年 8 月 1 日10 日连续 10 天降雨为1264.5mm，造成百年以来的特大洪水。邢台地区蒸发量为 14532172mm，蒸发量远大于降水量。冻结期从 11 月至翌年 2 月，冻土深度约 0.44m。全年最多的风向为南风，最大风速为 16.7m/s 。1.1.4 矿区地震震级及裂度邢台地区于 1966 年 3 月 8，在隆尧县白家寨发生 6.8 级地震，余震不断，东庞矿区距隆尧县 45 公里，有三级震感。同年 3 月 22 日在宁晋县发生了 7.2 级大地震。根据国家地震局、建设部发办1992160 号文“关于发布中国地震烈度区划图和中国地震烈度区划图使用规范的通知” ，邢台地区地震烈度为 7 度。1.1.5 矿井井田内小煤矿情况显德汪井田周边共有正在生产的小煤窑 20 个，分别属沙河白塔镇或武安邑城镇，详情见后显德汪周边小煤矿井口坐标附表。开采下组煤的主要集中在井田西部的刘石岗地区和井田北部的上关、新村附近以及井田东部章村井田内，开采上组煤的主要分布在井田的西部和南部。小煤窑的非法开采和越界开采给该矿造成重大的经济损失，对安全生产构成严重威胁，另外工业广场附近分布有古小窑，开采年限及开采情况已无法考证。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩1.2 井田地质特征1.2.1 煤系地层显德汪井田地表全为新生界地层所覆盖，所发育的地层自上而下依次为：第四系( Q)、二叠系上统上石盒子组（ shP2） 、下石盒子组（ xP1） 、二叠系下统山西组（P1s） 、石炭系上统太原组（C3t ） 、石炭系中统本溪组（C2b） 、奥陶系中统峰峰组（ fO2） 、马家沟组（ mO2） ，现简述如下：（1）第四系（Q）下部为冰碛红色泥砾、冰水沉积的杂色粘土、细砂、亚粘土及砂砾石等，一般厚 40m；中部为冰碛粘土砾石层、透镜状砂层及红色亚粘土组成，一般厚 30m；上部为多种成因的黄土，具垂直节理和大孔隙，一般厚 210m。（2）二叠系（P ）上二叠统上石盒子组（ shP2）：以灰绿色、紫斑色粉砂岩及砂质泥岩为主，夹有数层中细粒含砾砂岩和铝土质泥岩。平均厚度 307.4m。下二叠统下石盒子组（ x1）：以灰色、灰绿色、紫斑色粉砂岩和含铝土质的砂质泥岩为主，中部和下部夹有 23 层中细粒砂岩。平均 41.1m。下二叠统山西组（ sP1）：由灰色、深灰色、黑灰色中细粒砂岩、粉砂岩和煤层组成。中下部含煤 24 层，平均 83.8m。（3）石炭系（C）上石炭统太原组（ tC3）：由深灰色、灰色粉砂岩、灰至灰白色中细砂岩、46 层灰岩和 69 层煤组成。平均厚度 135.5m。中石炭统本溪组（ b2）：主要由深灰色泥岩、粉砂岩及灰岩组成，夹不稳定薄煤一层，平均厚度 17.56m。（4）奥陶系（ O）中统峰峰组（ f2）：由厚层状致密灰岩、结晶灰岩、角砾状灰岩、白云质灰岩组成。按岩性特征分为三段，总平均厚度 167m 。中统上马家沟组（ s2）：黄、浅红色白云质角砾状灰岩、蜂窝状灰岩、灰色致密块状灰岩及泥质灰岩组成。按岩性分为三段，总厚度平均 246m。中统下马家沟组（ xO2）：由角砾状灰岩及蜂窝状泥质、白云质灰岩组成，按岩性分为三段，厚度大于 144m。（5）煤层井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组，其次为石炭系中统本溪组，煤层与含煤地层对应关系如表 2-1 及附图显德汪矿综合水文地质柱状机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩图。表 1.1 煤层与含煤地层对应关系表煤层编号 地层 地层平均厚