麦地掌煤矿150万吨矿井初步设计毕业论文.doc

麦地掌煤矿麦地掌煤矿 150150 万吨矿井初步设计毕业论文万吨矿井初步设计毕业论文 目目 录录 第一章第一章 井田概述及井田地质特征井田概述及井田地质特征 1 1 第一节 矿区概述 1 一 井田位置及交通位置 1 二 工农业生产建设概况 2 三 电源条件 2 四 水源条件 2 五 矿区的地形与气象 2 六 主要建筑材料供应条件 2 第二节 井田地质特征 3 一 井田地质层位 3 二 地质构造 5 第二章第二章 井田境界及储量井田境界及储量 7 7 第一节 井田境界 7 第二节 地质储量的计算 7 第三节 可采储量的计算 8 第三章第三章 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 1010 第一节 矿井生产制度 10 第二节 矿井生产能力及服务年限 10 一 矿井生产能力 10 二 矿井服务年限的计算 10 第四章第四章 井田开拓井田开拓 1212 第一节 井田开拓方式的确定 12 一 确定开拓方式的主要原则 12 二 开拓方案的确定 12 三 开拓方案的比选 14 四 采区划分及开采顺序 15 第二节 达到设计生产能力时工作面的配备 16 第三节 矿井基本巷道 17 一 井筒数目及用途 17 二 井底车场 22 第五章第五章 准备准备方方式式 2323 第一节 煤层地质特征 23 一 煤层 23 二 煤质 24 三 瓦斯 煤尘和煤的自燃发火性 26 四 地温 26 第二节 盘区巷道布置及生产系统 26 一 巷道断面和支护形式 26 二 掘进工作面个数和掘进面的机械配备 26 三 矿井采掘比例关系和掘进矸石率 27 第三节 盘区的准备与工作面接替 27 一 采区巷道布置方案一 27 二 采区巷道布置方案二 28 三 工作面接替 28 第六章第六章 采煤方法采煤方法 2929 第一节 采煤方法的选择 29 一 采煤方法的选择及其依据 29 二 回采工艺 29 三 劳动组织形式 30 第七章第七章 井下运输井下运输 3232 第一节 运输系统和运输方式的确定 32 第二节 运输设备的选择和计算 32 一 矿车 材料和人车 32 二 大巷内运输设备的选型和计算 33 第八章第八章 矿井提升矿井提升 3535 第一节 主井提升 35 第二节 副井提升方式及设备 39 一 条件及情况简述 40 二 设计依据 40 第三节 矿井排水 45 一 排水系统的确定 45 二 设计依据 45 三 选型计算 45 第九章第九章 矿井通风与安全矿井通风与安全 4949 第一节 风量的计算 49 一 采煤工作面实际需要风量的计算 50 二 掘进工作面实际需要风量的计算 51 第二节 矿井通风系统和风量分配 53 一 通风方式 53 二 风井数目 位置 服务范围及服务年限 53 三 掘进通风及硐室通风 53 四 通风系统和风量分配 53 第三节 计算负压和等积孔 54 一 计算原则 54 二 计算方法 55 第四节 选择矿井通风设备 59 一 选择主扇 60 二 选择电动机 62 第五节 安全生产技术措施 63 一 煤尘爆炸的防止措施 63 二 煤及瓦斯突出的预防措施 64 三 矿井突然涌水预防措施 64 四 火灾预防措施 64 五 避难硐室和避灾路线 64 第十章第十章 设计矿井基本技术经济指标设计矿井基本技术经济指标 6666 第一节 矿井设计概算 66 一 井巷工程概算的编制依据 66 二 井巷工程概算的编制方法 67 三 矿建工程费用的计算方法 67 第二节 劳动定员和劳动生产率 68 一 定员范围 68 二 定员依据 68 三 定员方法 69 四 计算劳动生产率 70 五 设计技术经济指标 70 专题部分专题部分 7676 国际煤矿开采技术国际煤矿开采技术 7676 参考文献参考文献 8080 致致 谢谢 8181 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 1 第一章第一章 井田概述井田概述及井田地质特征及井田地质特征 第一节第一节 矿区概述矿区概述 一 井田位置及交通位置一 井田位置及交通位置 山西麦怡源煤业有限公司井田位于山西省清徐县马峪乡及古交市邢家社乡一带 南距清徐县城约 10km 属清徐详查勘探区和邢家社普查区的一部分 行政区划大部 分属清徐县马峪乡管辖 北部局部属古交市邢家社乡管辖 地理坐标为 东经 112 14 00 112 18 12 北纬 37 42 30 37 45 45 本井田位于清徐县城北约 10km 处 其间有清徐 古交公路相通 清徐县城距 太原市约 40km 其间有 307 国道相通 井田内地形虽较复杂 但村与村之间均有简 易公路相联 可通行卡车 拖拉机等 矿井交通位置详见图 1 本井田位于吕梁山脉中段东翼西山含煤盆地东南角 地势总体西北高 东南低 属低 中山地形 大部基岩裸露 黄土零星分布于缓坡及低山地区 土层薄 植被 少 风化作用强烈 沟谷多呈 V 字形 井田内最高点在北部公鸡冒 海拔标高 1718 2m 最低点在井田东南部白石沟 内 海拔标高 1100m 最大相对高差 618m 井田内无大河流 只有较大的沟谷白石沟常年有流水 遇有大雨 山洪爆发 水量急增 向南经清徐县城流入汾河 矿井交通位置图 1 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 2 二 工农业生产建设概况二 工农业生产建设概况 本区以农业为主 主要农作物有谷子 攸麦 豆类及油料等 近年工矿企业发 展较快 主要为煤矿 化肥 建材 机械加工及制造业 其中煤矿为该区重要的支 柱行业 三 电源条件三 电源条件 本矿拟从平泉变电站引两回供电线路 实现双回路供电 平泉变电站电压等级 为 35kV 距本矿井工业场地 17km 四 水源条件四 水源条件 井田及其邻近白石沟 峪道川尚有少量地表水 当地居民用水多取自第四系砂 砾石层孔隙潜水或基岩裂隙水 但水量有限 矿井用水可取二叠系砂岩裂隙水作为 供水水源 五 矿区的地形与气象五 矿区的地形与气象 井田属暖温带大陆性季风气候 一年四季分明 光照充足 冬季寒冷少雪 春 季干旱多风 夏季雨量集中 常出现洪水 冰雹灾害 秋季多为晴朗凉爽天气 年 平均气温 10 2 一般一月份气温最低 平均 6 七月份气温最高 平均气温 24 1 初霜期为十月中旬 终霜期为翌年的四月中旬 平均无霜期为 184 天 最大 冻土深度 61cm 年平均降雨量 465 1mm 日最大降雨量 152 5mm 年平均蒸发量 1798 3mm 风向多为西北风 年平均风速 2 4m s 每年 8 级以上大风平均天数为 18 天 据山西省地震局资料 太原市区内地震基本烈度为 7 度 设计基本地震加速度 值为 0 20g 据记载 该区曾发生过多次地震灾害 最烈者为 1037 年 据宋史记载 宋仁宗 景佑 4 年 12 月 忻 代 并三州地震 忻州死亡 19742 人 伤 5655 人 牲畜 5 万余头 代州死亡 759 人 并州 1890 人 本井田靠近太原市区 近期所发生 地震最高为 5 级 清徐 徐沟一带发生过 6 级地震 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 3 六 主要建筑材料供应条件六 主要建筑材料供应条件 该矿主要建筑材料如钢材 木材等需外购解决 料石 砖 水泥 白灰等可就地 解决 建筑材料的供应能够满足矿井建设和生产的需要 第二节第二节 井田地质特征井田地质特征 一一 井田地质层位井田地质层位 井田内地表出露的地层有上石盒子组 石千峰组 刘家沟组及第四系 其余地 层均为钻孔揭露 现由老至新分述如下 1 奥陶系中统峰峰组 O2f 据井田外钻孔揭露 下段以浅灰 灰色角砾状泥灰岩 白云质灰岩为主 夹脉状及结晶状石膏层 厚 80 97m 上段为深灰 浅灰色厚层状石灰岩夹 白云质灰岩 厚 37 44m 全组厚 117 142m 2 石炭系中统本溪组 C2b 底部以铁铝岩层与下伏峰峰组平行不整合接触 岩性由深灰 浅灰及灰 色细 中粒砂岩 粉砂岩 砂质泥岩 泥岩 铝质泥岩 石灰岩及煤组成 全组厚 20 00 55 00m 平均 32 84m 3 石炭系上统太原组 C3t 底部以 K1砂岩连续沉积于本溪组之上 岩性为深灰 灰黑色砂质泥岩 泥岩 石灰岩及浅灰色砂岩组成 含煤 7 层 为井田主要含煤地层之一 全组厚 58 26 93 00m 平均 74 68m 4 二叠系下统山西组 P1s 底部以 K3砂岩连续沉积于太原组之上 岩性为浅灰 灰白色含砾细 粗 粒砂岩其上由深灰 灰色砂质泥岩 泥岩及 6 层煤组成 为井田另一主要 含煤地层 全组厚 42 00 85 00m 平均 61 00m XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 4 5 二叠系下统下石盒子组 P1x 底部以 K4砂岩连续沉积于山西组之上 下部岩性为灰 深灰色砂质泥岩 粉砂岩及细砂岩互层 夹 1 2 层薄煤线 中上部为黄绿 灰绿色粉砂岩 细砂岩及砂质泥岩互层 全组厚 72 00 136 00m 平均 97 33m 6 二叠系上统上石盒子组 P2s 井田内大范围出露 依据岩性特征分为上下两段 下段 P2s1 底部以 K6砂岩连续沉积于下石盒子组之上 岩性以黄绿 灰 绿色泥岩及细砂岩 粉砂岩为主 夹紫色 暗紫色砂质泥岩 中 下部含锰 铁质结核 本段厚 157 50 223 83m 平均 192 04m 上段 P2s2 K7砂岩底至 K8砂岩底 厚 224 247m 平均 233m 岩性为暗 紫 黄灰 灰绿色砂质泥岩和中 粗粒砂岩互层 本段以兰灰色砂质泥岩 及砂岩中含肉红色长石为其特征 砂岩中长石含量自下而上增多 K7砂岩以 上含有 1 2 层铁锰质结核 呈透镜状分布 厚 0 5m 7 二叠系上统石千峰组 P2sh K8砂岩底至 K9砂岩底 厚 124 4 145 0m 平均 122 4m 与 P2s地层连 续沉积 岩性为紫红色泥岩与黄绿色中 粗粒砂岩互层 紫红色泥岩中含 2 3 层泥灰质或钙质结核 砂岩成分肉红色长石含量更多 K8为紫色含砾粗砂 岩 成分为长石石英杂砂岩 长石为肉红色 杂基为灰绿色泥质和粉砂质 厚 5 10m 厚层状 分选及磨圆度较差 全区普遍发育 8 三叠系下统刘家沟组 T1l 底界为 K9砂岩 该组地层出露不完整 出露厚 226m 与 P2sh地层连续沉 积 岩性以紫红色薄板状中细粒砂岩为主 间夹少量灰绿 紫红 暗紫色砂 质泥岩 砂岩具交错层理 K9为暗紫色含砾粗砂岩 具灰绿色条带 成分含 有少量肉红色长石及硅质岩屑较多 厚层状 磨圆度较好 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 5 9 第四系中上更新统 Q2 3 不整合覆盖于下伏岩层之上 中更新统 Q2 为红色土 含钙质结核 上 更新统 Q3 为黄土 垂直节理发育 厚 1 21 45 00m 平均 8 65m 10 第四系全新统 Q4 主要分布于井田北部峪道川及其他沟谷内 为近代河床冲积形成的砾石 卵石 及 泥沙等 厚 0 25m 平均 10m 左右 二 二 地质构造地质构造 西山煤田位于祁吕贺山字型构造东翼及新华夏系的复合部位 清交矿区 处于西山煤田东南边缘 矿区总体为一走向北东 向北西倾斜的单斜构造 在此背斜上发育着一系列褶曲和断裂构造 本井田处于清交矿区东北角 井田构造总体表现为走向近南北 向西倾 斜的单斜构造 局部受武家崖背斜 张家山向斜和峪道川向斜的影响 使地层走向发生了较大的转折 地层倾角一般 2 5 局部可达 7 17 井田内断层稀少 有陷落柱及滑波等构造 井田内未见岩浆岩 总之 井田 构造属简单类 1 褶曲 1 武家崖背斜 位于井田东南部武家崖村一带 走向北东 55 60 北翼倾角 10 南 翼 6 8 幅度约 40m 走向长约 1400m 与其南部张家山向斜为一组 2 张家山向斜 位于武家崖背斜以南张家山村一带 与武家崖背斜平行展布 北翼倾角 10 左右 走向长约 2000m 3 峪道川向斜 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 6 位于井田北部边界附近 与杜儿坪断层交叉 平行延伸 北翼较陡 6 23 南翼较缓 10 18 轴部为刘家沟组地层 4 童子川向斜 位于井田西部 走向近南北 向东凸出 呈弧形展布 延伸度约 2000m 左右 东翼地层倾角较大 10 15 左右 西翼地层较缓 5 9 属两翼宽缓 的不对称向斜 5 岳家湾背斜 位于井田西部边界附近 轴线走向 N25 W 延伸长度约 1500m 左右 西 翼地层倾角 8 10 属两翼对称的宽缓背斜 2 断层 1 杜儿坪正断层 F1 走向北东 53 55 倾向北西 倾角 75 79 落差 25 50m 最大落差 150m 构成官地矿和杜儿坪矿的井田边界 2 F2 正断层 位于杜儿坪正断层以南 100 270m 与其平行延伸构成地垒 走向北东 55 倾向南东 倾角 85 落差 10 20m 延伸长度 8km 左右 3 陷落柱 本井田在勘探过程中 地表发现两个陷落柱 钻探过程中有两个钻孔又 遇陷落柱 说明本井田陷落柱较发育 本井田东邻官地煤矿 在开采过程中 证明本地区陷落柱较发育 且多数未塌陷到地表 单个陷落柱在平面上呈圆 形或椭圆型 在剖面上呈倒锥形 对煤层的破坏直径一般 50 100m 据官地 矿采掘资料平均 16 个 km2 陷落柱 陷落柱面积占开采面积的 4 5 本井 田与官地井田地质条件类似 预计井田内共有陷落柱 250 个左右 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 7 第二章第二章 井田井田境界及储量境界及储量 第一节第一节 井田境界井田境界 山西麦怡源煤业有限公司井田位于山西省清徐县马峪乡陈家坪 麦地掌 村及古交市邢家社乡陈家社村一带 行政区划大部分属清徐县马峪乡管辖 北部局部属古交市邢家社乡管辖 井田范围由以下坐标点连线圈定 1 X 4177764 793 Y 19608733 923 2 X 4180077 292 Y 19608703 453 3 X 4180096 783 Y 19610172 477 4 X 4181946 790 Y 19610147 761 5 X 4181958 942 Y 19611053 457 6 X 4178873 633 Y 19614000 000 7 X 4177764 000 Y 19614000 000 矿区形态为一不规则多边形 井田东西最长处 5260m 南北最宽处约 4100m 井田面积 14 9km2 第二节第二节 地质储量的计算地质储量的计算 矿井地质储量包括平衡表内储量和平衡表外储量 平衡表内储量是指在目前技 术条件下煤层的主要质量指标 如灰分含量 发热量 和经济技术指标 如煤层厚 度 赋存条件等 都符合工业要求 可供开采的储量 平衡表外的储量是指煤层的 质量指标或经济技术指标不能满足当前的工业要求 目前暂不能开采 但今后可能利 用和开采的储量 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 8 依据精查地质报告中所提供的可采煤层底板等高线及储量计算图 计算该井田的 工业储量 2 1 MS H D 式中 M 工 业 储 量 t S 水平投影面积 m2 H 煤 层 厚 度 m D 容 重 t m3 M 14 9 4 1 1 41 2 25 1 41 2 54 1 41 186 77Mt 第三节第三节 可采储量的计算可采储量的计算 矿井可采储量系指地质储量扣除各种煤柱损失及开采损失后的储量 永久煤柱 损失包括井筒及工业场地 村庄 开拓巷道 断层 陷落柱及井田边界和其它永久 留在井下煤柱的损失 本井田已算明的工业储量为 186 77Mt 根据 矿井设计规范 要求 确定本井 田的井田边界煤柱取 20m 估算本井田内保护工业场地 井筒 井田境界 建筑物等 留置的永久煤柱损失约占工业储量的 10 矿井的采区回收率 按 煤炭工业煤矿设计规定 的要求 薄煤层采区回收率 为 85 中厚煤层采区回收率为 80 厚煤层采区回收率为 75 按矿井设计规范要 求本井田为厚煤层确定采区采出率为 75 由此可确定本井田的可采储量 kg ZZP C 2 2 186770000 18677000 0 75 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 9 126 07Mt 式中 P 保护工业场地 井筒 井田境界 建筑物等留置的永久煤柱损失 C 采区采出率 0 75 工业储量 g Z XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 10 第三章第三章 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 第一节第一节 矿井生矿井生产制度产制度 矿井正常工作的制度对其管理及生产的正常 高效运转都是非常重要的 按照 设计规程初步设计工作日数为 330 天 实行 三八 工作制度 即两采一准 两个 采煤班 在采煤班内进行 落 装 运 支 移等工序 准备班进行回柱放顶 检 修设备 推移转载机等工作 采煤班工作小时为 8 小时 每昼夜净提升量为 16 小时 关于工作制度 按每班完成的循环次数应为整数 即每一个循环不要跨班完成 否 则不便于工序之间的衔接 施工管理也比较困难 不利于实现正规循环作业 第二节第二节 矿井生产能力及服务年限矿井生产能力及服务年限 一 矿井生产能力一 矿井生产能力 矿山生产能力是矿山建设最重要的问题之一 生产能力确定的正确与否直接关系 企业投资和经济效益的好坏 因此必须认真的深入的调查研究以确定好矿山的生产能 力 根据实际情况 井田境界 煤层赋存条件 煤炭需求量及生产的需要和设计任 务书 确定本井田年产量为 1 5Mt a 二 矿井服务年限的计算二 矿井服务年限的计算 矿井生产能力及服务年限是衡量矿区开拓的主要内容 它的大小体现了矿井的 开采程度 它不但影响一个矿井的开采技术经济效果 而且影响到整个矿区乃至国 民经济的发展 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 11 如果矿井生产能力确定过小 其服务年限可能过长 将大量积压已勘探的煤炭资 源 反之若生产能力过大 可能造成矿井长期达不到设计产量或生产分散 接替紧 张以致矿井服务年限过短 矿井很快报废 机械设备不能发挥其应有的能力 造成 投资大收益小 且过短的服务年限会影响到其它工业的协调发展 因此 规程 规定了大 中 小型矿井的服务年限以及生产能力与服务年限的 关系式 2 3 k Z T A K 式中 P 矿井服务年限 a 矿井可采储量 Mt k Z A 矿井设计生产能力 Mt a K 储量备用系数 一般取 1 4 矿井服务年限 在井田范围内 根据井田可采储量计算矿井设计服务年限 k Z 126 07Mt A 150 万 t 可计算出矿井的设计服务年限 T k Z T A K 60 年 查 设计规范 可知 矿井生产能力为 150 Mt a 时 设计服务年限应该大于 60 年 故矿井生产能力满足规范的要求 表 4 我国各类井型的矿井和服务年限 井 型设计生产能力 Mt a 矿井服务年限 特 大3 0 5 070 大1 2 2 460 中0 45 0 950 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 12 第四章第四章 井田开拓井田开拓 第一节第一节 井田开拓方式的确定井田开拓方式的确定 一 一 确定开拓方式的主要原则确定开拓方式的主要原则 1 确定井筒的形式 数目及其配置 合理选择井筒及工业场地的位置 2 合理地确定开采水平数目和位置 3 布置大巷及井底车场 4 确定矿井开采程序 做好开采水平的接替 5 进行矿井开拓延深 深部开拓及技术改造 6 力求简化生产系统 尽量减少井巷工程量 7 尽可能提高机械化程度 提高生产效率 实现安全高效 由于煤层埋深在 450 700m 之间 埋藏深度较深 固只能考虑用立井开拓 二 开拓方案的确定二 开拓方案的确定 1 工业场地位置的选择 本井田位于井田位于山西省清徐县及古交市邢家社乡一带 位于清徐县城北 10km 处 其间有清徐 古交公路相通 本矿井生产原煤直接运往位于清徐县的集团 公司焦化厂 运输条件优越 本井田位于吕梁山脉中段东翼西山含煤盆地东南角 地势总体西北高 东南低 属低 中山地形 大部基岩裸露 黄土零星分布于缓坡及低山地区 土层薄 植被 少 风化作用强烈 沟谷多呈 V 字形 纵观全井田地势 工业广场选择较困难 根据实地勘查 考虑地形条件结合煤 层赋存情况及交通运输情况 工业广场可选择于井田边界 与陈家坪毗邻且靠近公路 工业广场选择于陈家坪附近 且靠近公路 工业广场地面开阔 有足够的场地 布置主 副井地面生产系统 目前已具备较好的供电条件 地面运输条件良好 供 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 13 水距离较近 征地费用较便宜 根据上述技术分析 工业广场选择于此各有优缺点 尚需结合井下开拓部署进 一步经济比较来确定 2 井筒形式确定 工业广场位于 9 号钻孔附近 该处煤层埋深约 500m 左右 故只考虑井筒形式选 用立井开拓 采用主 副立井及三个专用风井开拓方式 且由于该矿井为高瓦斯矿井 故设 立专用回风大巷 主副井均为进风井 主立井 X 4177972 964 Y 19612352 28 Z 1405 作为主提升井 采用料石砌碹支护方式 主立井内设置多绳提煤箕斗 担负全矿井的煤炭提升任务 井筒方位角为 90 主 井井筒兼作进风井 副井 X 4177900 25 Y 19612190 4 Z 1413 8 作为运送材料 进风 提升矸石之用 提升工作人员及作为安全出口 井筒方位角为 0 采用料 石砌碹支护方式 担负全矿井的矸石 材料 人员 这样布置一是通风能力不受限 制 其次 这样布置对于管理水平不高的地方矿来生产干扰小 易于管理 3 开采水平的划分 本矿井开采的 02 6 8 号煤层 各层平均厚度为 4 1m 2 25m 2 14m 层间 距分别为 60m 40m 由于本矿为近水平煤层 但由于 02 号煤于 6 8 号煤间距较大 经技术经济比较 综合考虑采用多水平开拓 02 号煤单独进行巷道开拓为第一水平 水平标高为 930 第二水平的 6 8 号 煤采用联合布置水平标高为 830 先开采一水平一盘区 然后依次开采二 三 四 盘区 接着进行井筒延伸至 830 水平 进行第二水平的开拓部署 4 运输大巷 轨道大巷及回风大巷位置的确定 由于 02 号煤有煤层爆炸性且为高瓦斯矿井 故采用三条大巷布置形式 大巷采 用集中煤层大巷布置 回风大巷 运输大巷布置在煤层底板 回风大巷位于两条大巷 之间 三条大巷在空间上错开一定的距离约 30m 5 井田开拓方案 根据开拓方式布置原则 工业场地位置的选择 煤层赋存条件和井田的形状 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 14 在井筒 开采水平确定的基础上 第一水平开采提出 2 个开拓方案 方案分述如下 方案一 在 02 号煤层中布置井底车场后 沿 Y 19612400 附近由南向北布置一 组大巷 大巷由南到北横穿整个井田 大巷数目为 3 条 位于井底车场东侧 三条 大巷分别为东运输大巷 东轨道大巷 东回风大巷 然后再从陈家坪向西开拓南运 输 轨道大巷 再向北掘进西运输大巷 西轨道大巷 西回风大巷 各大巷之间的 间距为 30m 上述三组大巷将整个井田划分为 4 个盘区 整个井田划分为 38 个条带 其中 东大巷服务于 1 2 4 盘 区 西大巷和南大巷为 3 盘区服务 首采区定为中央一盘区 盘区储量为 20 4Mt 只需一个综采面就可达产 开采顺序 首先开采 1 盘区中的 020101 工作面 1 盘区 02 号煤采完后由 2 盘 区 02 号煤接替 2 盘区 02 号煤采完后 开采 3 盘区 02 号煤 最后开采 4 盘区 02 号煤 开拓方案一平面图见大图 开拓方案一剖面图见大图 方案二 沿着 Y 19610200 附近由南向北开掘一组大巷 大巷由南到北横穿整个 井田 大巷数目为 3 条 分别为西运输大巷 西轨道大巷 西回风大巷 再由西向 东沿着井田边界保护煤柱开拓三条大巷 分别为南运输大巷 南轨道大巷和南回风 大巷 各大巷之间的间距为 30m 上述两组大巷将整个井田划分为三个盘区 整个井田划分为 32 个条带 其中 南大巷服务于 1 盘区 西大巷服务于 2 3 盘区 首采区为 1 盘区 开采顺序 初期开采 1 盘区中的 02 号煤 1 盘区 02 号煤采完后 开采 2 盘区 02 号煤 2 盘区 02 号煤采完后 开采 3 盘区 02 号煤 然后开采第二水平 开拓方案二平面图见大图 三 开拓方案的比选三 开拓方案的比选 表 5 开拓方案技术比较表 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 15 优 点缺 点 方案一 运输系统简单 环节较少 运输 成本低 井田内反向运输少 生产经营成 本低 煤柱损失少 工作面推进距离适中 能充分发 挥综采优势 建井工期较长 初期投资较大 工作面个数多 搬家次数多 方案二 两大巷大部分呈水平布置 易于 掘进及运输 工作面个数少 搬家次数少 初期投资大 建井工期长 西大巷运输环节较多 煤柱损失大 运输环节复杂 表 6 开拓方案经济比较表 方案一方案二 初期工程量 m 911010400 总工程量 m 3045032800 初期投资 万元 52415998 总投资 万元 1769419004 根据比较可知方案一与方案二的井巷工程量可是为相同 所以从技术上比较由 于方案二出现反向运输 且工作面推进方向较长 对设备要求高 所以综合考虑选 用第一方案 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 16 四 采区划分及开采顺序四 采区划分及开采顺序 根据选定的开拓方案 整个矿井划分为两个水平 四个带区 矿井开采顺序首 先投产第一水平 02 号煤层的 1 带区 020101 工作面 等 1 带区采完后 接着开采 2 带区 3 带区 4 带区 最后井筒向下延伸 100m 开采第二水平 6 8 号煤层 巷道 联合布置 首先开采 1 带区 6 号煤层 然后接着开采其他的带区 第二节第二节 达到设计生产能力时工作面的配备达到设计生产能力时工作面的配备 根据 煤炭工业设计规范 规定 矿井设计移交生产标准为 150 万 t 以上的矿 井 1 井上 下各生产系统基本建成 并能进行安全生产 2 三量 达到标准 3 回采工作面长度一般不小于设计回采工作面长度的 50 4 工业广场内的行政 公共建筑及其设施全部建成 5 居民区及其设施基本建成 根据这些规定 设计本井田在井田 02 号煤一带区内首先投产 由于 02 号煤层 为中厚煤层 进入正常生产后完全可以达到产量 根据采区工作面生产条件和生产能力 考虑到各采煤设备之间的配套关系 矿 井主要采煤设备选型如下 1 采煤机 选用西安煤机厂的 MXG 300 700D 型采煤机 采高 2 0 4 5m 装 机功率为 700kw 供电电压 1140v 滚筒直径 2000mm 转速 28r min 截深 800mm 机身高 1600mm 2 可弯曲刮板输送机 选用 SGZ764 500 型号刮板输送机 设计长度 200m 输送量为 1000t h 链速 1 2m s 功率为 中部槽规格 2 250 1500 724 290 3 液压支架 选用 ZZ5600 23 47 型号支撑掩护式支架 支撑高度为 2 3 4 7m 宽 1418 1580 中心距为 1 5m 工作阻力为 5600 初撑力为 5000 重 19 91t XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 17 4 转载机 选用 SGZ764 132 型号 出厂长度为 41 2m 输送能力为 1100t h 5 可伸缩胶带输送机 选用 SSJ1200 3 200M 型号的输送机 输送量为 1500t h 带宽 1200mm 速度为 3 15m s 最大输送长度为 2000m 主机功率为 200 3 6 破碎机 选用 PCM132 型 生产能力为 1200t h 表 7 回采工作面主要采煤机械配备表 序 号设 备 名 称型 号单 位数 量 1采煤机MXG 300 700D 700KW台1 2液压支架ZZ5600 23 47架120 3端头液压支架ZT1P28000 17 35架6 4可弯曲刮板输送机SGZ764 500台1 5转载机SGZ764 132132KW台1 6破碎机PCM132 132KW台1 7可伸缩胶带输送机SSJ1200 3 200M台1 第三节第三节 矿井基本巷道矿井基本巷道 一 井筒数目及用途一 井筒数目及用途 矿井移交生产至达到设计能力时 先开凿 3 个井筒 即主立井 副立井 回风 立井 1 后期再开风井 2 3 各井筒用途分述如下 一 主立井 表土层采用混凝土料石砌碹 基岩段也采用混凝土砌碹 主立 井担负全矿主提升任务 采用箕斗提升 并兼作进风井 月进 55m 工期为九个月 二 副立井 表土层采用混凝土料石砌碹 基岩段也采用混凝土砌碹 采用 罐笼提升 担任矿井辅助提升任务兼作进风井和安全出口 月进 50m 工期 10 个月 三 风井 表土层采用混凝土砌碹 基岩段也采用混凝土砌碹 主要用来回 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 18 风并兼做安全出口 井筒一侧安设梯子间 四 运输大巷 采用 1200mm 胶带机 担负全矿主提升任务 整条大巷布置在 煤巷中 采用锚喷支护 大巷总长度为 2460m 五 回风大巷 整个矿井回风大巷全长 2430m 采用锚杆支护 主要用来回 风 六 轨道大巷 采用 600mm 轨距 1 5 吨矿车轨道运输 担任矿井辅助运输任 务 并兼作进风井和安全出口 轨道大巷采用锚喷支护 支护长度为 2610m 七 工作面顺槽 工作面顺槽采用双巷掘进 首采工作面掘进两条回风顺槽 一条运输顺槽及开切眼 总计巷道长度 4680 米 巷道采用矩形锚网支护 月进 500m 工期 9 36 个月 其中 运输顺槽 2000 m 月进 500m 工期 4 个月 回风顺槽 2000 m 月进 500m 工期 4 个月 开切眼 180 m 月进 500m 工期 0 36 个月 八 井底煤仓 井底煤仓采用圆柱型垂直煤仓 井底煤仓的有效容积为 5 1 mcm QA 0 15 0 25 式中 井底煤仓的有效容量 t mc Q 矿井设计日产量 t m A 0 15 0 25 系数 大型矿井取大值 小型矿井取小值 此处取 0 22 故 0 22 3840 844 8t mcm QA 0 15 0 25 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 19 图 4 井田开拓平面图方案一 井田开拓剖面图方案一 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 20 表 8 井筒特征 井筒名称主井副井风井 1风井 2 纬距 4177972 964 4177900 25 4178107 515 44181339 61 井口坐标 经距 19612352 28 19612190 4 19612344 93 19610333 02 井口 1405 1413 8 1413 5 1405 井口标高 井底 930 930 910 890 井 筒 净 宽 m 6 55 05 05 0 井筒净断面 m2 33 219 62519 62519 625 井筒装备箕斗罐笼风机风机 井筒用途 主运输 兼进风 辅助运输兼 作进风井和 安全出口 回风井及 安全出口 回风井及 安全出口 备注接替接替接替接替 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 21 井底车场见图 5 表 9 主要巷道断面特征表 断面尺寸 m 序号 巷道 名称 断 面 形 状 净 宽净 高 支 护 方 式 支 护 厚 度 mm 净断面 2 m 掘进断面 2 m 1 运 输 大 巷 圆弧拱 40003275 砌 碹 10013 213 86 2 轨 道 大 巷 半圆拱 42503725 砌 碹 12015 8317 26 3 回 风 大 巷 矩 形 42003300 锚 喷 10014 215 4 4 工作面运 输顺槽 矩 形 40004100 锚 喷 10010 2310 85 5 工作面回 风顺槽 矩 形 40004100 锚 喷 10010 2310 85 6 开切眼矩 形 60004100 液 压 支 架 19 820 74 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 22 二 井底车场二 井底车场 1 1 井底车场形式 井底车场形式 井底车场采用立井折返式 梭式 车场 采用顶推调车方式 车场巷道采用半 圆拱断面 锚喷支护 黄泥灌浆 2 2 井底车场硐室 井底车场硐室 在副立井井底布置有水泵房 水仓 中央变电所等主要硐室 井底车场巷道和 主要硐室均采用半圆拱断面 锚喷支护 1 井下配电室及水泵房 本设计井下配电室及水泵房布置在副井井底 02 号煤下的岩层中布置 配电室和 泵房底板标高高出井底车场底板 0 5m 配电室和泵房净宽 3 6m 总长 23 5m 其中 配电室长 11m 泵房长 12 5m 中间利用防火门隔开 两硐室各有一条通道与井底 车场相连接 在两硐室的通道内都设有防火门和栅栏门 两硐室与井底车场并联通 风 在泵房掘一个 2 1 2m 的长方形吸水井 混凝土浇筑 2 水仓 矿井在泵房北侧布置主副水仓 布置在 02 煤层底板岩石中 为了减少水仓内的泥 污量 在水仓入口段设溢水式沉淀池 水仓采用一部调度绞车牵引矿车清理 沉淀 池人工清理 主 副水仓采用联合布置的形式 即在 02 号煤底板岩石中掘一条巷 中间加隔墙 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 23 第五章第五章准备方式准备方式 第一节第一节 煤层地质特征煤层地质特征 一 一 煤层煤层 1 含煤性 井田含煤地层为山西组及太原组 含煤地层总厚 135 68m 含煤 13 层 依次为 02 03 1 2 3 4 6 7 8 上 8 9 10 11 号 煤层总厚为 11 11m 含煤系数 8 19 其中 02 6 8 号煤层全井田稳定可采煤层 2 号煤层属局部可采的不稳定煤层 其余煤层均不可采 可采煤层总厚为 8 89m 可采含煤系数 6 55 太原组是井田内主要的含煤地层之一 总厚 74 68m 含煤 7 层 依次为 6 7 8 上 8 9 10 11 号 煤层总厚 5 94m 含煤系数为 7 95 其中 6 8 号煤层全井田稳定可采 可采煤层总厚 4 79m 可采含煤系数 6 41 其余煤层均不可采 山西组是井田内另一主要含煤地层 总厚 61 00m 含煤 6 层 依次为 02 03 1 2 3 4 号 煤层总厚 4 77m 含煤系数为 7 82 02 号煤层 属稳定可采煤层 其余煤层均不可采 可采煤层总厚 4 10m 含煤系数 6 72 2 可采煤层 井田内可采煤层有山西组的 02 号煤层及太原组的 6 8 号煤层 现将其 分述如下 1 02 号煤层 位于山西组上部 煤层厚 3 68 4 55m 平均 4 1m 本层煤属可采的稳 定煤层 结构简单 不含或含一层夹石 可采区占井田全部 可采面积约占 井田面积的 98 左右 顶板多为泥岩 砂质泥岩或粉砂岩 底板多为泥岩或 砂质泥岩 2 6 号煤层 位于太原组上部 七里沟砂岩之上 L5 灰岩之下 厚 1 85 2 65m 平均 2 25m 井田东部较厚 西部较薄 结构中等 含 1 2 层夹石 属全井田可 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 24 采的稳定煤层 顶板为炭质泥岩 泥灰岩或砂质泥岩 底板为泥岩 砂质泥 岩或中粒砂岩 3 8 号煤层 位于太原组下部 厚 1 97 2 79m 平均 2 34m 煤层厚度变化不大 煤 层结构简单 一般含 1 层夹石 局部不含或含 2 3 层夹石 属全井田可采 的稳定煤层 顶板岩性多为炭质泥岩 局部为细粒砂岩 底板多为砂质泥岩 局部为细 中粒砂岩 二 二 煤质煤质 1 煤质特征 02 号煤层 低中 高灰 特低硫 中硫 特低磷的贫瘦煤和瘦煤 6 号煤层 低中 高灰 低 高硫 特低磷的贫瘦煤和贫煤 8 号煤层 低中 中灰 低 高硫 特低磷的贫煤 2 工业用途 井田煤层为瘦煤 贫瘦煤 贫煤 其工业用途主要可作动力用煤和民用 煤 亦可作气化用煤和炼焦用配煤 作气化用煤时 应加催化剂 提高煤对 二氧化碳的反应活性 表 1 煤层特征表 顶 底板岩 性厚度 m 地 层 煤 层 号 平均 层间 距 m 最小 最大 平均 结构 稳定 性 可采 性 夹矸 层数 顶板底板 02 3 68 4 55 4 10 简单稳定可采0 1 泥岩 砂质 泥岩 粉砂 岩 泥岩 砂质 泥岩 17 山 山 西 组 2 43 0 41 0 85 0 67 简单稳定 全区 不可 采 0 1 砂质 泥岩 泥岩 粉砂 岩 细粒 砂岩 砂质 泥岩 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 25 6 2 05 2 55 2 25 中等稳定 全区 可采 1 2 炭质 泥岩 泥灰 岩 砂质 泥岩 泥岩 砂质 泥岩 中粒 砂岩 40 8 1 97 2 79 2 54 简单稳定 全区 可采 0 1 炭质 泥岩 细粒 砂岩 泥岩 砂质 泥岩 中 细 粒砂 岩 太 太 原 组 9 13 0 20 0 85 0 44 简单稳定 全区 不可 采 1 2 炭质 泥岩 砂质 泥岩 砂质 泥岩 细粒 砂岩 表 2 煤层煤质特征表 煤号 项目 0268 原 煤 12 10 49 12 33 07 8 16 36 44 93 31 35 13 14 78 21 38 17 54 13 Ad 精 煤 4 08 26 14 12 81 9 4 84 10 49 7 64 13 4 13 6 73 5 12 12 原 煤 15 65 25 37 19 73 9 14 79 19 75 15 60 11 10 39 19 73 14 56 12 Vdaf 精 煤 14 45 19 31 14 01 9 12 53 14 84 13 81 12 10 61 12 61 11 72 11 原 煤 0 20 1 61 0 58 9 0 89 5 85 2 71 13 0 64 6 04 2 98 12 St d 精 煤 0 32 1 42 0 54 9 0 80 1 54 1 31 1 0 67 1 84 1 34 12 Pd 精 煤 0 001 0 004 0 003 3 0 003 0 007 0 005 6 0 002 0 021 0 011 5 Qnet vad MJ kg 原 煤 25 081 24 953 25 017 2 32 825 精 25 807 30 61 28 21 2 G 精 煤 6 6 62 0 33 74 8 0 12 4 44 7 0 0 02 0 003 7 Y mm 精 煤 4 0 7 5 5 9 4 0 8 1 88 8 0 4 0 8 5 煤 类PS SMPS PM PM XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 26 三 瓦斯 煤尘和煤的自燃发火性三 瓦斯 煤尘和煤的自燃发火性 1 瓦斯 据井田外围调查资料 浅部生产矿井多数为高瓦斯矿井 少数为低瓦斯 矿井 上煤组矿井瓦斯涌出 3 60 27 44m3 t 平均 10 24m3 t 下煤组矿井 瓦斯涌出 12 25 57 48m3 t 平均 35 22m3 t 下煤组大于上煤组 据清 徐煤管局对碾底煤矿瓦斯鉴定结果 该矿井为高瓦斯矿井 据井田内及邻近 钻孔 02 2 6 8 9 号煤层瓦斯含量试验成果 各煤层含量 1 07 4 CH 8 15ml g 据生产矿井及钻孔瓦斯含量资料预测 本矿井瓦斯涌出大于 10m3 t 属高瓦斯矿井 2 煤尘 根据相邻矿井资料 本矿井各煤层煤尘均有爆炸危险性 3 煤的自燃发火性 据官地矿的测定 煤的自燃倾向等级为不易自燃 四 地温四 地温 根据清徐详查钻孔测温成果 地温梯度均小于 3 100m 属地温正常区 第二节第二节盘区巷道布置及生产系统盘区巷道布置及生产系统 本矿井设计年产量为 150 万吨 设计一个工作面开采达到设计生产能力 两个 掘进工作面满足矿井生产 一 巷道断面和支护形式一 巷道断面和支护形式 井底车场巷道 大巷全部采用半圆拱断面 锚喷支护 工作面分带巷道采用锚 杆支护 必要时加网和钢带 二 掘进工作面个数和掘进面的机械配备二 掘进工作面个数和掘进面的机械配备 为了保证采煤工作面正常接替 根据回采工作面和掘进工作面的推进速度 全 矿配备三个掘进工作面 一个综掘工作面用于 02 号煤层顺槽巷道掘进 两个综掘工 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 27 作面用于大巷掘进及有关硐室施工 综掘工作面机械设备配备见下表 表 14 综掘工作面机械设备配备表 序号设备名称型 号 容 量 KW 单 位 备 用 数 量 1掘 进 机EM1 3030台3 2带式转载机QZP 1607部3 3 双向运输 皮带 SJ 800A100部3 4湿式除尘器SCF 618 5台3 5水泵3BA 13B2 2台5 6局扇JBT51 25 5台23 7锚杆机MYT 115D 11台3 8喷浆机2PG 5 5台3 9搅拌机安 5 5台3 三 矿井采掘比例关系和掘进矸石率三 矿井采掘比例关系和掘进矸石率 全矿有一个回采工作面 两个掘进工作面 采掘比为 1 2 该矿所有巷道均采用煤巷 半煤岩巷 所以该矿井出矸量较少 对副井的提升 能力要求也较低 初步设定该矿井的出矸率为 3 四 生产系统四 生产系统 1 掘进机割煤 煤溜运输 溜煤眼 带式输送机 2 排矸 各带区掘进所出的矸石 工作面回风顺槽 轨道大巷 井底车场 副立井 地面 第三节第三节 盘区的准备与工作面接替盘区的准备与工作面接替 一 采区巷道布置方案一一 采区巷道布置方案一 根据煤层赋存条件及开拓巷道所在位置 煤层为近水平煤层且整个井田内地质构 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 28 造少 煤层厚度较稳定 所以综合考虑采用倾斜长壁综合机械化采煤工艺 从运输 大巷直接在煤层中掘进运输顺槽 从回风大巷直接在煤层中掘进回风顺槽 开切眼布置 工作面 垂直运输 把井田划分为 38 个条带 在条带内布置倾斜长壁工作面 条带 之间留设宽度为 15m 的煤柱 回采工作面长度为 170m 工作面年推进长度约为 1584m 工作面运输顺槽和回风顺槽采用双巷布置 双巷掘进 按照 煤矿设计规范 矿井首采工作面在条件允许的情况下应首选位于井田中央的采区 所以首采一带区 在一带区中先采 020101 工作面 然后分别由南向北依次开采 二 采区巷道布置方案二二 采区巷道布置方案二 根据煤层赋存条件及开拓巷道所在位置 煤层为近水平煤层且整个井田内地质构 造少 煤层厚度较稳定 所以综合考虑采用倾斜长壁综合机械化采煤工艺 从运输 大巷直接在煤层中掘进运输平巷 从轨道大巷直接在煤层中掘进轨道平巷 掘开切眼布 置工作面 垂直运输 把井田划分为 32 个条带 在条带内布置倾斜长壁工作面 条 带之间留设宽度为 15m 的煤柱 回采工作面长度为 170m 工作面年推进长度约为 1584m 工作面运输平巷和回风平巷采用双巷布置 双巷掘进 在二带区中先采 1 工作面 然后分别由西向东依次开采 三 工作面接替三 工作面接替 二带区工作面推进长度为 2000 米 年推进度为 1584 米 即每个条带采煤时间 为一年左右 工作面接替采用顺序接替 即先采 020101 再采 020102 020103 依次开采 顺槽掘进以可以满足工作面接替为宜 由于采用综掘 本矿井的掘进可 以很容易就满足 XXXXXX继续教育学院毕业设计 论文 纸 29 第六章第六章 采煤方采煤方