兴隆庄煤矿1.2Mta新井设计

摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为兴隆庄煤矿 1.2Mt/a新井设计。兴隆庄煤矿位于山东省兖州市，交通便利。井田走向（东西）平均长约 4.3km ，倾向（南北）平均长约 3.5km，井田总面积为 13.55Km 。主采煤层为 3 号煤，平均倾角为4，煤层平均总厚为 8.28m。井田地质条件较为简单。 井田工业储量为 138.29Mt，矿井可采储量 85.10Mt。矿井服务年限为 54.5a ，矿井正常涌水量为 400m /h，最大涌水量为 650m /h。矿井瓦斯涌出量低，为低瓦斯矿井。 井田为立井单水平上下山开拓，划分为四个采区，两个采区；大巷布置在-320m 水平，采区采用上、下山开采方式，采区采用集中巷布置；工作面布置为综合机械化放顶煤；大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用架线式电机车牵引矿车设备，主井采用箕斗提升，副井采用罐笼提升；矿井通风方式为两翼对角式通风；矿井年工作日为 330d，日提时间为16h；工作制度为“三八”制。 专题部分题目是提高煤炭采出率技术探索与实践为提升采出率并保护环境，文章介绍正常煤层赋存区的干净开采和“三下”煤层赋存区特殊开采时可供选择的几种采煤工艺。 超长综放面煤层自燃火灾防治技术研究。在确定超长综放面煤层自燃危险区域的基础上，提出了有针对性、高效的综合防灭火技术体系，建立了超长综放面煤层自燃火灾快速应急防灭火系统，成功地对兴隆庄煤矿 4324 超长综放面煤层自燃火灾进行治理，为超长综放面的安全生产提供了重要的技术保障。 翻译部分主要内容为高应力软岩下矿井巷道支护，英文题目为：Under high stress soft crag mine pit tunnel supports and protections。 关 键字：矿井设计；立井单水平；上下山开采；综合机械化采煤23 3ABSTRACT This design includes three parts: the general part,the projects section and translation part.The general part is a new design of Xinglongzhuang coal mine.Xinglongzhuang co al mine is located in YanZhouShi,ShanDong province,the transportation is convenient.The run of the minefield is 4.3 km,the width is about 3.5 km,the total area o f mine field is about 13.55km .The three is the main coal seam, and its dip angle is 4 degree. The thickness of the main coal seam is about 8.28m in all. The proved reserves of the minefield are 138.29 million tons. The recoverable reserves are 85.10 million tons.The designed productive capacity is 4.0 million tons percent year,and the service life of the mine is 55.4 years.The normal flow of the mine is 400m per hour and the max flow of the mine is 650 m per hour.Mine gas emission is low,for low gas mineral well. The mine field isshaft with single level developments,devided into fout mining districts, two strip districts.The main roadway arranges in - 370m level.The mining district uses rise and dip Type,the strip district uses main inclined drift.The working face adopts fully-mechanizedcoal mining technology with sublevel caving,The main roadway uses accordion conveyor to transport coal.The auxiliary transportion uses trolley locomotive hauling mine car eq uipment.The main shaft uses skip hoisting,the auxiliary uses cage hoisting.The Mine ventilation mode is two-wing diagonal type ventilation.The mine pit year working day is 330d, the work routine is “foursix”. The topic of the projects sectionisresearch on prevention and control of coal seam spontaneous combustion in the overlong fullymechanized longwall co al mining face.Base on the confirmation on the dangerous zone of seam spontaneous combustion in the overlong fullymechanized longwall coal mining face,the paper provided the related and high efficient comprehensive mine fireprevention and extinguishing technology system.A rapid emergency mine fire prevention and extinguishing system forseam spontaneous combustion fire disaster of the overlong fully mechanized longwall coal mining face wasestablished. Aseam spontaneous combustion fire disaster occurred in No. 4324 overlong fully mechanized longwall coal mining face wassuccessfully controlled,which would provide an important technical guarantee for the safety production of the overlongfully mechanized longwall coal mining face. The main content of the translation part is about the mine pit tunnel support and protectionunder high stress soft crag under. Keywords:The mine pit design; vertical shaftsingle level; updown a mountain mining;synthesis mechanization mining coal. 233目录 一般部分 1 矿区概述及井田地质特征 . 1 1.1 矿区概述 . 1 1.1.1 矿区地理位置 . 1 1.1.2 矿区气候条件 . 1 1.1.3 水文条件 . 2 1.1.4 自然地震 . 2 1.2 井田地质特征 . 2 1.2.1 井田地质特征 . 2 1.2.2 井田地质构造 . 3 1.2.3 水文地质 . 5 1.3 煤层特征 . 5 1.3.1 煤层埋藏条件 . 5 1.3.2 煤层的围岩性质 . 6 1.3.3 煤的特征 . 7 1.3.4 开采技术条件 . 9 2 井田境界和储量 . . 10 2.1 井田境界 . 10 2.1.1 井田界限 . 10 2.1.2 井田尺寸及概况 . 10 2.2 矿井工业储量 . 错误！未定义书签 。2.2.1 井田勘探类型 . 错误！未定义书签 。2.2.2 矿井工业储量的计算及储量等级 . 错误！未定义书签 。2.3 矿井可采储量 . 13 2.3.1 矿井永久保护煤柱损失量 . 错误！未定义书签 。2.3.2 矿井的可采储量 . 16 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限. 17 3.1 矿井工作制度 . 17 3.2 矿井设计能力及服务年限 . 17 3.2.1 确定依据 . 17 3.2.2 确定矿井设计生产能力 . 17 3.2.3 矿井服务年限 . 18 3.2.4 井型校核 . 19 4 井田开拓 . 20 4.1 井田开拓的基本问题 . 20 4.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标 . 20 4.1.2 工业场地的位置 . 21 4.1.3 采采区的划分 . 22 4.1.4 开采水平的确定 . 22 4.1.5 矿井开拓方案比较 . 22 4.2 矿井基本巷道 . 误！未定义书签 。4.2.1 井筒 . 26 4.2.2 开拓巷道 . 30 4.2.3 井底车场及硐室 . 32 5 准备方式采区巷道布置 . . 34 5.1 煤层地质特征 . 34 5.1.1 采区位置 . 34 5.1.2 采区煤层特征 . 34 5.1.3 煤层顶底板岩石构造情况 . 34 5.1.4 水文地质 . 错误！未定义书签 。5.1.5 地质构造 . 错误！未定义书签 。5.2 采区巷道布置及生产系统 . 34 5.2.1 采区准备方式的确定 . 34 5.2.2 采区巷道布置 . 错误！未定义书签 。5.2.3 采区生产系统 . 36 5.2.4 采区内巷道掘进方法 . 错误！未定义书签 。5.2.5 采区生产能力及采出率 . 36 5.3 采区车场选型设计 . 37 6 采煤方法 . 39 6.1 采煤工艺方式 . 39 6.1.1 采区煤层特征及地质条件 . 39 6.1.2 确定采煤工艺方式 . 39 6.1.4 回采工作面破煤、装煤方式 . 40 6.1.5 回采工作面支护方式 . 40 6.1.6 端头支护及超前支护方式 . 46 6.1.7 各工艺过程注意事项 . 46 6.1.8 回采工作面正规循环作业 . 48 6.2 回采巷道布置 . 51 6.2.1 回采巷道布置方式 . 51 6.2.2 回采巷道参数 . 错误！未定义书签 。7 井下运输 . 55 7.1 概述 . 55 7.1.1 矿井设计生产能力及工作制度 . 55 7.1.2 煤层及煤质 . 55 7.1.3 矿井运输系统 . 55 7.2 采区运输设备选择 . 56 7.2.1 设备选型原则： . 56 7.2.2 采区运输设备选型及能力验算 . 56 7.3 大巷运输设备选择 . 60 7.3.1 胶带运输大巷设备选择 . 60 7.3.2 辅助运输大巷设备选择 . 60 7.3.3 运输设备能力验算 . 61 8 矿井提升 . 误！未定义书签 。8.1 矿井提升概述 . 63 8.2 主副井提升 . 63 8.2.1 已知数据 . 63 8.2.2 主井提升设备选型 . 63 8.2.3 副井提升设备选型 . 63 8.2.4 井上下人员运送 . 64 9 矿井通风及安全 . . 误！未定义书签 。9.1 矿井概况、开拓方式及开采方法 . 错误！未定义书签 。9.1.1 矿井地质概况 . 错误！未定义书签 。9.1.2 开拓方式 . 错误！未定义书签 。9.1.3 开采方法 . 错误！未定义书签 。9.1.4 变电所、充电硐室、火药库 . 错误！未定义书签 。9.1.5 工作制、人数 . 错误！未定义书签 。9.2 矿井通风系统的确定 . 错误！未定义书签 。9.2.1 矿井通风系统的基本要求 . 错误！未定义书签 。9.2.2 矿井通风方式的选择 . 错误！未定义书签 。9.2.3 矿井主要通风机工作方式选择 . 错误！未定义书签 。9.2.4 采区通风系统的要求 . 错误！未定义书签 。9.2.5 采区工作面通风方式的选择 . 错误！未定义书签 。9.3 矿井风量计算 . 错误！未定义书签 。9.3.1 通风容易时期和通风困难时期采煤方案的确定 . 错误！未定义书签 。9.3.2 各用风地点的用风量和矿井总用风量 . 错误！未定义书签 。9.3.3 风量分配 . 错误！未定义书签 。9.4 矿井通风阻力计算 . 错误！未定义书签 。9.4.1 计算原则 . 错误！未定义书签 。9.4.2 矿井最大阻力路线 . 错误！未定义书签 。9.4.3 计算矿井摩擦阻力和总阻力 . 78 9.4.4 两个时期的矿井总风阻和总等积孔 . 80 9.5 选择矿井通风设备 . 80 9.5.1 选择主要通风机 . 80 9.5.2 电动机选型 . 84 9.6 安全灾害的预防措施 . 错误！未定义书签 。9.6.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 . 错误！未定义书签 。9.6.2 预防井下火灾的措施 . 85 9.6.3 防水措施 . 86 10 设计矿井基本技术经济指标 . 87 参考文献 . 88 专题部分 提高煤炭采出率的技术探索与实践 . 94 一、我国煤炭采出率标准研究 . . 94 二、提高煤炭采出率技术 . 99 三 、提高煤炭采出率技术实践 . 101 四 、结束语 . 103 翻译部分 英文部分 . 107 中文部分 . . 115 致谢 . 121 一般部分1.1 矿区概述 1.1.1 矿 区地理位置中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计（论文） 第 1 页 1 矿区概述及井田地质特征 兴隆庄矿井位于山东省兖州市境内，井田横跨兖州、曲阜两市。津浦铁路干线纵贯井田东北部，兖济铁路从井田北侧向西延伸，兖石铁路自井田南侧向东延伸，西接京九线，东至石臼所新港，矿区铁路经大东章集配站与津浦铁路相接。公路四通八达，104 国道沿井田东部通过，兖济公路沿井田西部通过，兖邹公路贯穿井田范围，区内地势平坦，交通十分方便。矿井北距兖州市 8k m，东距程家庄 2.1k m，东南距邹城市 14k m。矿井交通位置图见图 1-1。 北兖 滋 河济南黄淄博渤 海烟台青岛新 阳 层 峄 肥城 新汶 临沂 石臼所港 黄路铁津山断层兖州煤田陶枣徐州连云港海 浦邹城市铁路里 程 表到 站 公 里济南 156青岛 649徐州 162上海 818石臼所 298本矿井兴隆庄煤矿北宿煤矿杨村煤矿杨庄煤矿东滩煤矿里彦煤田唐村煤矿曲阜区其它生产矿及曲阜区鲍家店煤矿新集井田落陵煤矿南屯煤矿田庄井田太平煤矿1.1.2 矿 区气候条件图 1-1 矿井交通位置图 本区为温带半湿润季风区，属大陆与海洋间过渡性气候，四季分明。据济宁、兖州、邹城气象站 19592001 年的观测资料，年平均气温 14.1，气温最低月为元月，平均气兖州市断中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计（论文） 第 2 页 温-2 。最高气温为 7 月份，平均气温 29，最高可达 40以上。年平均降雨量 712.7 mm，年最小降雨量 347.90 mm，最大降雨量 1179.3 mm。雨季多集中在 78 月，有时延至 9 月，其降雨量约占全年降雨量的 65 %。年平均蒸发量 1884.8 mm，最大蒸发量多在 47 月，约占全年蒸发量的 45 %。风向频率多为南及东南风，年平均风速 2.73 m/s，极端最大风速24 m/s，最大风速的风向多为偏北风。结冰期由 11 月至翌年 3 月，最大冻土深度 0.45 m，最大积雪厚度 0.19 m。 1.1.3 水 文条件区内为第四系冲积平原，地形平坦，由东北向西南逐渐降低，坡度极为平缓。地面标高变化于+52 m+44 m 之间，井口附近地势较高，工业广场标高为+49.20 m。除特大洪水外，一般不受威胁。区内有泗河纵贯全区。泗河全长 142Km，河宽 1001000 m ，流域面积 2590Km ，最大流量 3380 m /s；流经本区 3 层煤隐伏露头的部分地段，向西南注入南阳湖，属一季节性河流，与第四系潜水有一定的水力联系。 1.1.4 自 然地震兖州市的地震烈度为 7 度。 1.2 井田地质特征 兴隆庄井田位于兖州煤田东北隅，属全隐蔽井田。北部以滋阳断层为界，南邻鲍店井田，东接东滩井田，西靠杨村井田，西北以兖州城安全煤柱接上组煤层露头为界。 1.2.1 井 田地质特征兖州煤田为一轴向北东、向东倾伏的不对称向斜。兴隆庄煤矿位于兖州向斜的北翼，为一走向北东北西，倾向南东北东，倾角 214的单斜构造。主要含煤地层为下二叠统山西组和上石炭统太原组，煤系和煤层沉积稳定，为华北型含煤岩系，无岩浆侵入，平均厚度 310 m，全部为第四系冲积层所覆盖，井田地层综合柱状图见图 1-2。 第四系厚度在 132.4235.29 m 之间，平均厚度 184.08 m，分上中下三组，以粘土、砂质粘土，含粘土的砂（砾） ，或砂（砾）等相间组成，不整合于侏罗系之上。侏罗系的上侏罗统，最大残厚 330.46 m，仅保留于本区东南部的边缘地段，由紫红色细砂岩或中细粒砂岩，间夹细砂岩与泥岩互层所组成，底部偶见砾岩，与二叠系成不整合接触。二叠系之石盒子组最大残厚 181.88 m，一般厚度 60 m 左右，以粘土岩为主，间夹细砂岩，其底部全区普遍发育着一层粗砂岩或含砾砂岩，孔隙度大，硅质接触式胶结，岩性稳定，整合于主要含煤地层山西组之上。二叠系山西组厚 84.82152.91 m ，一般厚为 129.62 m ，为本煤田的主要含煤地层，含有局部可采的 2 层煤和稳定可采的 3 层煤，其中 3 层煤是井田的主采煤层，煤层底部多为细砂岩、粉砂岩互层，有时相变为中砂岩，整合于石炭系之上。上石炭系的太原群厚 148.53185.13 m，一般厚度 173.42 m，以粉砂岩和泥质岩为主，间加中砂岩、粘土岩、薄层灰岩及煤层组成，共含煤 23 层。其中 16 层、17 层煤是全井田可采的薄煤层，主要标志层为第三层灰岩和第十层灰岩，地层多为粉砂岩和深灰色泥岩为主，间夹以中砂岩、粘土岩和薄层灰岩，整合于本系的本溪群之上。中石炭系本溪群厚 21.4936.00 m，一般厚度 28.75 m，以灰岩为主，假整合于奥陶系之上。奥陶系马家沟统总厚 725.20 m，以石灰岩为主，有裂隙和洞穴，与下伏寒武系呈整合接触。 2 31.2.2 井 田地质构造中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计（论文） 第 3 页 井田位于兖州向斜的北翼。为一倾向南东至北东，倾角 214，一般为 48，走向北东至北北西的单斜构