采矿工程毕业设计（论文）-范各庄东矿180万吨新井设计

1、华北科技学院毕业（论文）目 录全套图纸加扣 3346389411或3012250582设计总说明1THE BRIEFINTRODUCTION OF DESIGN2一 般 部 分51.矿区概述及井田地质特征71.1 矿区概述71.1.1 地理位置及交通条件71.1.2 地形特点及居民点分布71.1.3 工农业生产和原料及电力供应81.1.4 矿区气候条件81.1.5 矿区水文及工农业供水81.1.6 地震91.2 井田地质特征91.2.1 井田地形及勘探程度91.2.2 井田煤系地层91.2.3 井田地质构造121.2.4 矿井水文地质条件131.3 煤层特征131.3.2 煤岩、煤质特征151

2、.3.3 瓦斯171.3.4 煤尘及煤的自然172.井田境界和储量182.1 井田境界182.1.1 井田划分的依据182.1.1 井田范围182.1.2 开采界限192.1.3 井田尺寸192.2 矿井工业储量20I范各庄东矿 180 万吨新井设计2.2.1勘探类型.202.2.2储量等级的圈定.202.2.3矿井工业储量的计算.212.3 矿井可采储量.222.3.1保护煤柱留设原则.222.3.2矿井永久保护煤柱损失量.232.3.3可采储量计算.263 矿井工作制度和设计生产能力.263.1矿井工作制度.273.2矿井设计生产能力及服务年限.273.2.1确定依据.273.2.2矿井设

3、计生产能力的确定.273.2.3矿井服务年限.283.2.4矿井第一水平服务年限.283.2.5井型校核.294 井田开拓.304.1井田开拓的基本问题.304.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标.314.1.2工业场地的位置.324.2矿井开拓设计方案比较.334.2.1开采水平和阶段高度的确定.334.2.2采区划分.344.2.3开采水平大巷的布置.344.2.4井底车场形式的选择.354.2.5方案比较.364.3矿井基本巷道.394.3.1井筒.394.3.2井底车场.42II华北科技学院毕业（论文）4.3.3 主要开拓巷道445准备方式采区巷道布置495.1 煤层的地质特征495

4、.1.1 煤层埋藏条件495.1.2 煤质特征495.1.3 煤层顶、底板条件495.1.4 煤层的含瓦斯特征495.1.5 水文地质特征495.1.6 煤尘的爆炸性和自燃发火危险性505.1.7 地质构造505.1.8 地表特征505.2 采区巷道布置及生产系统505.2.1 确定采区走向长度505.2.2 确定区段斜长和区段数目505.2.3 煤柱尺寸的确定515.2.4 采区上山的布置515.2.5 区段平巷的布置525.2.6 联络巷道的布置525.2.7 综采对采区巷道布置的要求525.2.8 采区运输、通风运料等系统的确定525.3 采区车场设计545.3.1 采区上部车场形式的选

5、择545.3.2 采区中部车场的选择5554 采区主要硐室布置57541 采区煤仓575.4.2、绞车房575.4.3、采区变电所585.5 采区采掘计划58III范各庄东矿 180 万吨新井设计5.5.1采区主要巷道参数确定.585.5.2确定采区生产能力.615.4.3计算采区回采率.616.采煤方法.626.1采煤方法和回采工艺.626.1.1选择采煤方法.626.1.2确定回采工作面长度及工作面推进度.626.1.3确定开采方向.636.2采煤工作面回采工艺设计.636.2.1.综采工作面的设备选型及配套.636.2.2综采工艺方式的选择.666.2.3. 采煤机的工作方式和进刀方式.

6、676.2.4采煤机滚筒螺旋的选择.676.2.5.综采工作面巷道布置及端头支架.686.2.6.综采面组织循环作业及循环图表的编制.686.3综采工作面巷道布置方式.697.井下运输.717.1采区运输设备.727.1.2带式输送机的设计计算.787.1.3带式输送机系统布置.817.2大巷运输设备.847.2.1各环节运输方式.867.2.2采区运输设备选择.867.2.4矿用电机车的选型.868矿井提升.888.1设计依据和主要内容.888. 2 提升容器的选型计算.888. 3 提升钢丝绳的选择计算.90IV华北科技学院毕业（论文）8.4提升机与天轮的选择计算.9185 副井提升.92

7、9矿井通风及安全.949.1矿井通风系统选择.949.1.1矿井概况.949.1.2矿井通风系统的基本要求.949.1.3矿井通风类型的确定.959.1.4设计服务范围的确定.979.1.5主扇工作方法的确定.979.1.6采煤工作面通风类型的确定.999.2全矿所需风量的计算及其分配.1009.2.1矿井风量计算原则.1009.2.2矿井风量计算方法.1009.2.3风速验算.1069.3全矿通风阻力计算.1089.3.1矿井通风总阻力计算原则.1089.3.2矿井通风阻力计算.1089.3.3矿井总风阻及总等积孔计算.1099.4矿井通风设备的选择.1109.4.1矿井通风设备的要求.11

8、09.4.2选择主要通风机.1119.4.3选择电动机.1129.4.4电费计算.1139.5防止特殊灾害的安全措施.1139.5.1井下防尘.1139.5.2瓦斯的预防.1149.5.3火灾的预防.1149.5.4防治水.115V范各庄东矿 180 万吨新井设计10.设计矿井基本技术经济指标116参 考 文 献119专题部分120深井软岩支护初探1211.国内外研究历史与现状1212选题意义与软岩分类1232.1 选题的意义1232.2 软岩的分类1232.2.1 按照软化指数分类1232.2.2 按照岩体变形机理分类1233软岩巷道破坏机理1253.1 深井巷道矿山压力1253.2 深井巷

9、道变形破坏规律1263.3 深井巷道稳定性控制1264.软岩巷道的特征1265.松软岩巷道支护原理1266.松软岩巷道支护原则1277.软岩巷道支护方法1277.1 锚喷支护1297.2 全封闭锚网支护1297.3 全封闭加强 U 型钢支架支护1307.4 架金属支架喷混凝土联合支护1317.5 锚索支护1318.支护实例一1329.支护实例二1349.1 工程概况1349.2 巷道变形破坏的特点及原因分析1349.2.1 巷道变形的特点134VI华北科技学院毕业（论文）9.3 破坏原因分析.1359.3.1深部地应力大.1359.3.2围岩强度较低.1359.3.3支护参数选择不合理.135

10、9.3.4底板和巷道底角未采取有效措施.1359.4 耦合支护设计.1369.4.1初次耦合支护设计.1369.4.2二次耦合支护设计.1369.4.3耦合支护顺序.1369.5施工注意事项.1379.6应用效果.13710.特别说明：煤矿软岩巷道实施锚喷支护不等于采用了新奥法.13711结论.139参考文献.140致谢.141VII华北科技学院毕业（论文）设计总说明本设计包括两个部分：一般部分和专题部分。一般部分为开滦矿务局范各庄矿 1.8Mt 新井设计，全篇共分为十个部分：矿井概括及井田地质特征、井田境界及储量、矿井工作制度和设计生产能力、井田开拓、采区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿井提

11、升、矿井通风与安全和矿井主要经济技术指标。范各庄井田，矿井东西长约为 3000m，南北宽约为 5500m，面积为 14.5 km2 。井田内的可采煤层为 5 煤、7 煤、9 煤，其中主采为 9 煤，该煤层赋存稳定，平均厚度 5.2米。倾角平均为 13，为缓斜厚煤层。井田内工业储量 2.23108 吨，可采储量 1.40108 吨。矿井最大涌水量为 1140 m3 /h，相对瓦斯涌出量 0.12 m3 / t，属于低瓦斯矿井。范各庄矿年设计生产能力 180 万 t/a，服务年限 60.13 年。采用立井两水平开拓，第一水平标高-450m，第二水平标高-700m。矿井采用单一走向长壁综合机械化采煤

12、法。矿井布置一个综采工作面保证全矿井的产量，长度 200m，煤的运输采用架线式电机车牵引固定式矿车运输。矿井的通风方式采用中央分列式通风。专题部分：深井软岩支护初探关键词：综采；立井综合开拓；两水平1范各庄东矿 180 万吨新井设计The Brief Introduction of the DesignThis design including two parts: general part and special part.The general part is a new design of Fangezhuang Mine in Kailuan Group. It has ten cha

13、pters: the outline of the mine and coalfield geology, boundary and reserves, the designed annual production capacity, service life and working area, underground transportation, lifting, ventilation and safety, the economy and technology index of the mine.The Fangezhuang coal field lies in the city o

14、f Hebei province. The boundary of the mine runs3.0 km from west to east and 5.5km from north to south on average. The total area of the mine is about 14.5 km2 . there are two available seams:5#,7#, 9#.They buried stably and belonging to lesser pitching coal seam, with the average angle 13degree. The

15、 industry reserves of the mine are 223 million tons and the usable 140.0 million tons. The average flow of the mine water is from 1140 m3 /h. It is a lower gas mine.The production annual capacity of Fangezhuang mine is 1.8 million tons, and its service life is 60.13 years. There are 2 levels in the

16、mine. The first development level located at the -450m, the second is 700m. The mining method is fully mechanized along the coal bed strike.There is only one working face in the mine. The length of the face is 200m. Coal is transported by the bottomdump mine car which capacity is 3t and dragged by 1

17、0 ton accumulator electrical engineering cars. The form of ventilation is the limitrophe to the coalfields center.Key words ： Mechanized coal caving; the primary slant hole and secondary shaft; two levels2华北科技学院毕业（论文）绪论大学四年的学习，让我掌握了较多的专业知识，能过这次毕业设计和毕业答辩，更让我了解到了理论与实际的差距，同时也感受到了自己在专业课方面的一些不足之处。本设计为开滦集

18、团范各庄煤矿 1.8 Mt/a 矿井设计，根据毕业实习时在开滦范各庄煤矿所收集来的地质条件，以及指导教师所分的课题方向，本设计主要是关于新矿井的建设，其中包括了井田开拓、采区设计、采煤工艺、通风安全等方面的设计。本矿井倾斜长度约为 2.3 km ，走向长约为 5.5 km，在本井田内共有 3 层煤，分别为 5 煤、7 煤、9 煤。它们的厚度依次为 1.2 m、3.5 m、5.2 m，总厚度为 9.9m。煤倾角平均为 13。本井田内可采储量为 1.406 亿 t ，服务年限为 60.13 a 。本设计采用双立回风立井两水平集中综合开拓。采煤方法为走向长壁采煤法，采空区处理方法为全部垮落法。本设计

19、通过多方案比较和综合技术比较以及相应的经济比较优化设计，其中开拓方案的比较，以大量的经济数据来核算，以便使设计更加合理。同时在设计过程中，结合了矿井的地质情况、煤层的受力等情况以及国内外的先进经验对走向长壁综放面倾斜长度及走向长度的合理确定进行了理论分析，这样使建成的矿井更加与实际相符。通过本次毕业设计，使我学到更多的采矿专业知识，加深了我对所学专业知识的理解和认识。更重要的是，通过做毕业设计也培养了我们个人在实践中发现问题、分析问题和解决问题的真实能力,培养我们实事求是的科学态度和严谨的工作作风，为将来在工作岗位上更好的发挥自己的能力奠定了坚实的基础。由于本人所学到的知识有限，所以在设计中难

20、免出现些错误，希望各位老师、同学们给予批评指正。3范各庄东矿 180 万吨新井设计4华北科技学院毕业（论文）一般部分5范各庄东矿 180 万吨新井设计6华北科技学院毕业（论文）1.矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 地理位置及交通条件范各庄矿业分公司位于开平向斜之东南翼，北距古冶火车站 10.2km，地理坐标为东径 11328，北纬 3933。井口北部及西北部与吕家坨矿业分公司相接；西及西南部与钱家营矿业分公司相邻；东部及南部以 14 煤层基岩露头为界。井田南北走向长 5.5km，东西倾向 3km，全井田总面积为 14.5 平方千米。矿井南有京唐港，东有秦皇岛港，西有塘沽港，公路

21、、铁路、海运极为便利。开采深度标高为-150-800m，详见范各庄煤矿地理位置图 1-1。图 11范各庄煤矿地理位置图1.1.2 地形特点及居民点分布井田范围地貌简单地表平坦，为第四纪冲积平原，地势北高南低，呈 12坡度，地面标高介于+25m+32m 之间。开采范围所对应的地表村庄已搬迁，无需要保护的建筑物，只有沙河流过整个区域，为季节性河流，流向大致与地层走向平行，汛期有时泛滥，造成一定的危害，但对生产没有直接影响。7范各庄东矿 180 万吨新井设计1.1.3 工农业生产和原料及电力供应矿区内工业以煤炭为主，农业主要种植小麦、玉米、花生，间杂有果园、菜园和苗圃等。本矿井建设期间，所需要建设材

22、料，除钢材、木材和部分水泥需由国家计划供应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。矿区建有 110Kv 中央变电所，向本矿井供电的四回 35Kv 输电线路已建成送电。1.1.4 矿区气候条件矿区气候属大陆型季风气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，气候变化较大，春季东风和西北风交替出现，气候干燥少雨，夏秋两季东南和南风常有海面带来的潮湿空气，使矿区多雨；冬季因受西伯利亚蒙古一带冷空气压的影响，多西北风，气候寒冷干燥。每年七、八、九月为雨季，雨量占全年的 76，年平均降雨量 645mm，降雪期由十一月到次年三月，月降雪平均厚度 3040mm，最大163mm。常年最高气温 37.6，

23、最低气温-22.6，年平均气温 10.8。冻结期由十一月中旬到次年三月下旬，土壤冻结深度 0.50.7m。1.1.5 矿区水文及工农业供水因为煤系地层上覆盖着巨厚的冲积层，大气降水后大部分从地表流走，所以矿井涌水量无季节性变化，井田西部沙河在冬春季河水近于干涸，只排泄矿井水，夏季流量显著增加，汛期有时泛滥，历史最高洪峰水位为 29.572m，最高洪峰达142.8 m3/s，流速 1.69 m2/s。本矿区工业及生活用水的主要供水水源为第四系上组砂岩层水和矿井净化水。水质类型为 HCO3CaNa，矿化度 0.37g/L。供水水源的取水方式采用管状井分散取水。矿井排水全部进入污水净化站进行处理，净

24、化水主要用于井下防水注浆、洒尘、电厂冷却、洗煤厂补充用水。8华北科技学院毕业（论文）1.1.6 地震自十五世纪有记载以来，唐山滦县一带共发生有感地震 100 余次，震级大于 4.7 级的 10 次，其中 6 级以上 2 次。1976 年发生 7.8 级大地震后，国家地震局测定本矿区地震烈度为八度。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地形及勘探程度井田的勘探程度：全区经过普查、详查、精查勘探及使用综合勘探的精查补充勘探后，施工地面地质孔 5 个，进尺 2737.35 米，井下地质孔 201 个，进尺13237.17 米；地面水文地质探查孔 13 个，进尺 8055.14 米，井下水文孔 210

25、个，进尺 22496 米。1.2.2 井田煤系地层范各庄井田煤系地层主要由石炭系、二叠系地层组成，其中包括中石炭统唐山组，上石炭统开平组、赵各庄组，下二叠统的大苗庄组、唐家庄组。基底为经过长期剥蚀夷平的中奥陶统，上覆地层为上二叠统古冶组陆相碎屑岩，含煤建造由一套海相、过度相、陆相地层组成。表 1-1 为范各庄井田地层划分表。表 11 范各庄矿井田地层划分简表地质时代地层建组起止层位接触厚度含煤性主 要 特 征系组关系第四由地表至基岩不整主要由砂、粘219.5系面合土、卵石组成。整合二红色砂岩1主要由古冶组底面至 A 层顶不中砂岩、粉砂20.0含煤叠面整合岩组成9范各庄东矿 180 万吨新井设计

26、A 层顶面含主要由系唐家庄整合269.7煤线 4-5中砂岩、粉砂组至 5 煤层顶面层岩组成5 煤层顶含大苗庄整合煤 6 层可由砂岩、板至 11 煤层69.4粉砂岩、煤和组采 2 层即顶板泥岩组成。5、9 煤赵各庄11 煤层含 3由砂岩、顶板至 K6 灰整合86.4层煤 12组粉砂岩、煤组岩顶面煤可采成石K6 灰岩含煤 13主要由粉砂开平组顶面至 K3 灰假整51.7层岩、泥岩组成合炭岩顶面K3 灰岩顶面含 13 层以粉砂系岩为主，细砂55.8唐山组至奥陶灰岩顶不稳定岩次之，间夹面薄煤线三层灰岩奥陶由灰岩、白云开平组系岩等组成1）唐山组属石炭系中统。直接覆于奥陶系灰岩之上，与奥陶系地层呈假整合接

27、触，平均厚度约 56 米。岩性以粉砂岩、泥岩为主，细砂岩次之，底部为鲕状铝土质泥岩（层），含1、2、3 三层灰岩，以3 灰岩发育较好，层位稳定，厚度一般为 2.53.2 米，称为唐山灰岩。含 13 层不稳定的薄煤线。2)开平组属石炭系上统。上部止于赵各庄灰岩（6）顶板，下起唐山灰岩顶板，本组厚度约 52 米。岩性以细砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之，含4、5、6 三层质地不匀的薄层灰岩。本组比唐山组颜色较深，多呈深灰色，泥岩显著减少，10华北科技学院毕业（论文）含砂量增加，植物化石增多，黄铁矿结晶体和菱铁矿结核均较发育。3)赵各庄组属石炭系上统。上部以 11 煤层顶板为界，下伏开平组，厚度约 86

28、米，为主要含煤地层之一。岩性以粗砂岩、中砂岩和粉砂岩为主，泥岩次之。12 煤层为可采煤层。岩性与开平组相比颗粒变粗，接近陆相沉积。4)大苗庄组属二叠系下统。上部止于 5 煤层顶板，下伏赵各庄组，厚度约 67 米。本组以深灰、黑灰色粉砂岩和泥岩为主，青灰色中砂岩次之，为主要含煤地层之一。含可采煤层两层，即 5 煤、9 煤。6 煤层分布普遍，但不可采。5)唐家庄组属二叠系下统。上部止于层顶板，下伏大苗庄组，厚度约 270 米。岩性以粗中砂岩为主，细砂岩次之，下部粉砂岩和泥岩比较发育，间夹层薄煤线。岩石颜色由下部的深灰、浅灰往上变为灰和紫红色，均属于陆相沉积。范各庄井田煤系地层的形成过程均属于近海型

29、沉积。其中石炭系的唐山组、开平组和赵各庄组属于海陆交互相沉积，二叠系的大苗庄组和唐家庄组属于近海陆相沉积。整个煤系地层厚度、煤层层数、旋回结构明显清晰，易于对比。从相旋回的特征分析，中石炭世地壳升降运动频繁，引起大面积的海侵和海退，沉积了一套海陆交互相地层。由于地壳运动短暂而频繁，不宜泥炭堆积，故没有形成可采煤层。在这时期地形比较平坦，海侵和海退范围广泛，沉积了三层薄层灰岩，即1、2、3 灰岩。中石炭世地层厚度较薄，约为 56 米，相旋回结构清晰，易于对比。晚石炭世地层以缓慢上升为主，聚煤作用活跃，海相地层逐渐减少，过渡相地层增多，且出现河流冲积相沉积。在晚石炭世早期地壳运动还比较频繁，且很不稳定，沉积了三层薄层灰岩，即4、5、6 灰岩，到后