科比矿设计_煤矿毕业论文设计说明书

1、( 此文档为 word 格式，下载后您可任意编辑修改！)目 录第一章矿区概述及井田特征 .11.1 矿区概述 .11.1.1井田地理位置与交通条件 .11.1.2矿区范围 .11.1.3地形、地貌 .21.1.4河流及水体 .21.1.5气象及地震 .21.2 井田地质特征 .31.2.1井田地质构造 .31.2.2水文地质 .61.2.3其他有益矿产 .111.3 煤层特征 .121.3.1煤层 .121.3.2煤层顶、底板 .131.3.3煤质 .131.3.4瓦斯 .141.3.5煤尘及煤的自燃 .14第二章井田境界及储量 .152.1 井田境界 .152.1.1井田范围 .152.1.

2、2开采界限 .152.1.3井田尺寸 .152.2 矿井工业储量 .162.2.1储量计算基础 .162.2.2井田地质勘探 .162.2.3工业储量计算 .162.3 矿井可采储量 .172.3.1安全煤柱留设原则 .172.3.2矿井永久煤柱损失量 .172.3.3矿井可采储量 .18第三章矿井工作制度、设计生产能力及服务年限. 193.1 矿井工作制度 .193.2矿井设计生产能力及服务年限 .193.2.1确定依据 .193.2.2矿井设计生产能力 .193.2.3矿井服务年限 .19第四章井田开拓 .214.1井田开拓的基本问题 .214.1.1地质构造 .214.1.2煤层赋存状况

3、 .224.1.3水文地质情况 .224.1.4地形因素 .224.1.5综述 .224.2确定井田开拓方式 .234.2.1确定井筒形式、数目、位置及坐标 .234.2.2工业场地的位置 .254.2.3采区划分 .254.2.4主要开拓巷道 .254.2.5开拓方案的确定 .254.3矿井基本巷道 .294.3.1井筒 .294.3.2井底车场及硐室 .334.4主要开拓巷道 .354.5开拓系统的综述 .36第五章开采方法和采区巷道布置 .385.1煤层的地质特征 .385.1.1采区位置 .385.1.2采区煤层煤层特征 .385.1.3开采煤层的瓦斯及煤尘情况 .385.1.4煤层顶

4、底板岩石构造情况 .385.1.5水文地质 .405.1.6地质构造 .405.1.7地表情况 .405.2采煤方法和回采工艺 .405.2.1采煤方法的选择 .405.2.2回采工艺 .425.2.3工作面设备选型 .455.2.4工作面长度的确定 .485.2.5支护方式 .505.2.6正规循环方式和劳动组织方式 .515.2.7机电设备的使用、维护、检修及搬运 .535.3开采巷道和生产系统 .575.3.1概述 .585.3.2采区生产能力和服务年限 .585.3.3采区形式 .595.3.4采区采区划分 .595.3.5采区储量及回采率 .595.3.6采区生产系统 .595.4采

5、区车场设计及硐室 .605.5采区采掘计划 .635.5.1采区巷道的断面和支护形式 .635.5.2采区巷道的掘进方法和作业方式 .64采区工作面配备及三量管理64工作面推进速度、生产能力、采区回采率65第六章 矿井提升与运输666.1 概述66矿井设计生产能力及工作制度66煤层及煤质66运输距离和货载量66矿井运输系统67矿井提升概述676.2 采区运输设备的选择686.3 主要巷道运输设备的选择68大巷运输方式的确定68胶带运输机选型69电机车选型706.4 主井提升71主井提升原始数据71提升容器的确定72钢丝绳的选择73提升机的选择74提升电动机的选择75提升机相对井筒的位置75提升

6、系统的总变位质量76对防滑性能的分析80提升机提升能力的验算816.5 副井提升设备的选择81选型依据81罐笼的选择81钢丝绳的选择81提升机的选择82第七章矿井通风与安全 .837.1矿井概况、开拓方式及开采方法 .837.1.1矿井地质概况 .837.1.2开拓方式 .837.1.3开采方法 .837.1.4变电所、充电硐室、火药库 .847.1.5工作制、人数 .847.1.6其他因素 .847.2 矿井通风方式与通风系统的选择 .847.2.1矿井通风系统的基本要求 .847.2.2矿井通风方式的选择 .857.2.3矿井主要通风机工作方式选择 .867.2.4采区通风系统的要求 .8

7、67.3 采区及全矿井所需风量 .877.3.1工作面所需风量的计算 .877.3.2备用面需风量的计算 .897.3.3掘进工作面需风量 .897.3.4硐室需风量 .907.3.5其他巷道所需风量 .907.3.6矿井总风量 .907.3.7风量分配 .917.4 矿井通风阻力计算 .927.4.1矿井通风总阻力计算原则 .927.4.2矿井最大阻力路线 .937.4.3矿井通风阻力计算 .937.4.4矿井通风总阻力 .957.4.5两个时期的矿井总风阻和总等积孔 .957.5 选择矿井通风设备 .967.5.1选择风机的基本原则 .96选择主要通风机96电动机选型997.6 防止特殊灾

8、害的安全措施100预防瓦斯的措施100预防粉尘的措施101防止井下火灾的措施101防水措施102顶板管理103防突管理103第八章 矿井排水1048.1 概述104概况104排水系统概述1048.2 排水设备选型104初选水泵104管路的确定106管道特性曲线及工况的确定106检验计算1098.3 水仓及水泵房110水仓110水泵房1108.4 技术经济指标111第九章 技术经济指标113第十章 煤矿新技术11510.1 瓦斯尾巷的布置与管理115瓦斯尾巷的设置116尾巷的通风瓦斯管理116瓦斯尾巷的人员出入、施工作业的管理117致谢 .117参考文献 .118第一章矿区概述及井田特征1.1

9、矿区概述井田地理位置与交通条件科比矿位于河北省邢台市西南部 35km处，邢台地区沙河市与邯郸地区武安市的接壤地带。井田大部分属沙河市科比镇管辖，只有东南少部分属武安市邑城乡管辖。地理坐标为：东经 114°1115 114°15 00，北纬 36°4845 36° 5500。矿井东距京广铁路沙河车站 25km，距矿山村支线铁路权村车站 6km。煤矿外运铁路专线从权村车站接轨延伸至工业广场。井田内有两条主要公路穿过， 邢台至渡口公路从东向西经过井田北部； 邢台至都党公路从井田东部通过，经工业广场伸向西南方向，通往武安市和山西省。总之，矿区内公路四通八达，交通

10、非常便利。见矿区交通位置图（图1.1 ）。图 1.1科比矿矿区交通位置图矿区范围矿区东以铁路为界，和章村矿三、四井相邻；北部以风化带和煤层露头为界；南部以科比村为界；西以F1 断层为界；井田东西长约9km，南北宽约 3km，面积 28.9km2。地形、地貌科比矿区位于太行山东麓山前地带， 呈山前台地地形， 并被北西向次一级分水岭分割，最高标高 339.6m，位于孟石岗附近，最低标高 194.10m，位于得义东侧河床，全区地势西高东低，起伏较大。按地貌成因类型划分，本区为冰碛台地地形。 井田内发育有三级台地，自下而上依次为：漫滩及一级台地、二级台地和三级台地。漫滩及一级台地由全新统冲洪积物覆盖；

11、 二级台地由上更新统黄土及洪冲积卵石层组成，具二元结构；三级为扇形台地，全区标高在 300 320m左右，上部台地由中更新统红粘土卵砾石层组成，其下为下更新统间冰期的冰水泥积物及冰碛泥砾。河流及水体内地表水系不发育，仅有季节性小溪共三条，雨季有水，旱季断流，均属北洺河支流，现分述如下：中关小溪：源起刘石岗以北， SEE向横穿井田北部地段， 河床底部第四系地层厚50m以上，冰碛泥砾发育，无渗漏的威胁。栾卸小溪：以刘石岗西冲沟与科比矿冲沟为主，并汇集王窑北冲沟及王窑冲沟。根据观测资料，暴雨后出现水流但无渗漏现象，并且与奥灰水无水力联系，但在栾卸附近通过井田浅部地段，第四系地层厚度较薄，煤层开采后塌

12、陷裂隙将通达地表，因此局部地段需铺衬防漏。紫牛湾小溪：科比冲沟、温庄南冲沟、李石岗西冲沟汇集而成，河床底部第四系地层厚 100m以上，无渗漏的威胁。气象及地震矿区为温带大陆性气候，四季分明，春季干旱多风沙，、夏季炎热雨水多，秋季干燥日照长，冬季寒冷雨雪少。根据沙河市赵泗水气象站的资料，年降水量为751.9256.4mm，平均 497.0mm，雨季多集中在七、八月份。年蒸发量 1472.92268.3mm，平均 1719mm。年平均相对湿度66.0%，年平均气温为 13.0 左右，历史最高气温 40.1 ，最低气温 -16.6 。降雪及冻结日期自 12 月初至次年 3 月初，约 80 余天。平均

13、风速 3ms左右，春季最大风速可达15.3ms，风向以北、东及南风居多。根据历史记载， 涉县 1314 年 10 月 5 日发生过 6 级地震，磁县 1830 年 6 月 12 日发生过 7.5 级地震，邢台地区隆尧县 1966 年 3 月 8 日发生过 7.2 级地震，本矿区位于涉县、磁县及邢台之间，因此，有发生地震活动的可能。邢台矿区处于地震强烈度67 度区。1.2 井田地质特征井田地质构造科比矿全部被新生界第四系松散沉积层覆盖，第四系与下伏各地层呈不整合接触。地层：根据钻孔及矿井开采掘进揭露的地层情况，本区发育的地层自下而上依次为奥陶系中统马家沟组（ O2 m）、峰峰组（ O2 f ），

14、石炭系中统本溪组 （ C2 b）、石炭系上统太原组 （C3t ），二叠系下统山西组 （P1s）、二叠系下统下石盒子组 （ P1 x）、二叠系上统上石盒子组 （P2s）、新生界第四系（ Q）。矿区内地层由老至新描述如下：一、奥陶系（ O）1、奥陶系中统下马家沟组（O2 x）由角砾状灰岩及峰窝状泥质、白云质灰岩组成，厚度大于144m，按岩性可分为三段。2、奥陶系中统上马家沟组（O2 s）由浅黄、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。总厚平均 246m，按岩性特征可分为三段。3、奥陶系中统峰峰组（ O2f ）由厚层状致密灰岩、结晶灰岩、角砾状灰岩、白云质灰岩组成。本区钻

15、孔揭露总厚度平均167m。按其岩性特征全组可分为三段。与上覆中石炭统本溪组呈平行不整合接触。二、石炭系（ C）1、中石炭统本溪组（ C2b）主要由深灰色泥岩、粉砂岩及石灰岩组成， 夹不稳定薄煤层及薄层中细粒砂岩。 泥岩富含铝质，具鲕状结构。泥岩、粉砂岩富含黄铁矿结核与微晶，并含植物根化石。石灰岩含蜓科动物化石。本组厚 6.98 30.50m，平均厚 17.56m。该组以顶部一层本溪灰岩或晋祠砂岩与上石炭统太原组为界。 与下伏奥陶系中统峰峰组呈平行不整合接触。 该组含大量蜓类、小有孔虫及牙形刺化石：蜓类： FusulinakonnoiF.cylindricalPseudostaf fella牙形

16、石 : IdiognathodusdelicatesLigonodinasp.Hindeodellasp.2、上石炭统太原组（ C3t）为一套海陆交互相沉积，井田主要含煤地层之一。由深灰色、灰色粉砂岩，灰至灰白色中细粒砂岩、石灰岩及煤层组成，发育灰岩46 层，含煤 69 层。该组以顶部一座灰岩（有时相变为海相泥岩）或2#煤层底板砂岩（俗称北岔沟砂岩）作为与二叠系下统山西组的分界。总厚120.53 186.44m，平均厚 135.50m。以整合接触关系沉积于本溪组之上。富含黄铁矿、 菱铁矿及动植物化石。 本组含蜓、小有孔虫、腕足类、牙形刺、珊瑚等动物化石，在泥岩粉砂岩中含植物化石，主要有：蜓科

17、:Quasifusulina longissimaQpactaSchwagerinanobilisS.japonica牙形石： Streptognathodus fuchengensisAnchignathodus珊瑚： Lophocarinophyllumacanthiseptum腕足类： Dityoclostus taiyunfuensisEomarginferapusillaMarginifereorientalisM.linchengensis三、二叠系（ P）1、下二叠统山西组（ P1s）为过渡相碎屑岩沉积，是井田又一主要含煤地层。岩性由灰色、深灰色、黑灰色的中细粒砂岩、粉砂岩和煤层

18、组成。砂岩和粉砂岩中含有鳞木、芦木、苛达松、羊齿类等植物化石。顶部粉砂岩中普遍具有黑色细鲕粒结构；中下部含煤 2 4 层。该组厚 50.68 116.7m，平均厚 83.8m。上界为下石盒子组底部的“骆驼脖”砂岩。与下伏太原组地层为整合接触。本组含猫眼鳞木、耳脉羊齿、中国瓣轮叶、星轮叶、芦木、带科达等植物化石，主要分子有：EmplectopteristriangularisAnnulariamucronataA.stellataSphenophyllum thoniiLobatannulariaensifoliaTaeniopterismultinervisCallipteridiumkora

19、iensePecopteris taiyuanensis2、下二叠统下石盒子组（P1x）为陆相沉积。岩性以灰、灰绿色、紫斑色粉砂岩和含铝土质的砂质泥岩为主，普遍含有菱铁质大鲕粒， 集结成瘤状或葡萄状结合体。 中部和下部夹有 2 3 层中细粒砂岩，最下部一层砂岩通称“骆驼脖”砂岩，呈灰色，含云母片和泥质包体，全区普遍发育，是一辅助对比标志。该组顶界为一层沉积稳定的富含菱铁质鲕粒及豆状铝土质的泥岩，俗称“桃花”泥岩，是下石盒子组与上石盒子组的分界层。该组地层厚 26.5 58.0m，平均 41.1m。与下伏山西组为整合接触关系。本组含植物化石：Pecopteris sp.Pecopteris（5.

20、1 ）式中V采煤机平均割煤速度，mmin；Qd工作面日产量， 2173.56t ；L工作面长度， 171m；I 采煤机开缺口行程，取50m；T每班工作时间，取6h；K工作面开机率，取0.63 ；H工作面平均采高，取2.5m；B采煤机截深，取0.63m； 煤层容重， 1.4tm 3；C工作面回采率， 97%（ 2）采煤机生产能力2 号煤正常开机时理论生产率QQ=60×H×B×V× ×C=228.69t（5.3 ）（ 4）采煤机割煤功率N2 号煤：根据采煤机割煤速度，按能耗系数法计算采煤机割煤功率。N=60×B×H×V

21、max×Hw3.6= 183.65214.25kw（5.4 ）式中Hw采煤机能耗系数，取3.03.5根据以上计算，选择MXA-300LH型采煤机。主要技术参数见表5.3 。2、刮板输送机选型计算（ 1）前刮板输送机选型。2 号煤工作面刮板输送机运输能力取1.2 倍采煤机平均生产能力，即Qc=Q×K=274.43t ，故设计确定运输能力为600t ，故设计确定运输能力为 600th 。选用 SGZ730264型输送机。输送机技术参数见表5.4 。表 5.3MG250575 W采煤机主要技术参数表煤机型号 TypeMXA-300LH采高 m2.2-4.5截深 mm630 800 1000适应倾角12°滚筒直径 mm1400、 1600、 1800、2000滚筒转速 rmin37.23 、 22、47最大截割转矩 N·m132758 213230摇臂回转中心距 m