矿北一采区设计毕业论文.docx
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矿北一采区设计毕业论文
矿北一采区设计毕业论文
摘要…………………………………………………………………………………………………………………6
1、带区概况………………………………………………………………………………………7
1.1矿区概述………………………………………………………………………………………7
1.1.1矿井位置及交通……………………………………………………………………………7
1.1.2地形地貌……………………………………………………………………………………7
1.1.3水系水源条件………………………………………………………………………………7
1.1.4气象及地震…………………………………………………………………………………8
1.1.5矿区电源条件及通讯条件…………………………………………………………………8
1.1.6主要建筑材料供应条件……………………………………………………………………8
1.1.7井田邻近煤矿概况及评述…………………………………………………………………8
1.1.8地区经济概况………………………………………………………………………………9
1.2井田地质特征…………………………………………………………………………………9
1.2.1井田地质概况………………………………………………………………………………9
1.2.2地层…………………………………………………………………………………………9
1.2.3褶皱、断层及陷落柱………………………………………………………………………11
1.2.4水文地质特征……………………………………………………………………………11
1.3煤层特征……………………………………………………………………………………13
1.3.1煤层………………………………………………………………………………………13
1.3.2主采煤层的围岩性质……………………………………………………………………14
1.3.3煤的特性…………………………………………………………………………………15
1.3.4瓦斯、煤尘爆炸及煤的自燃……………………………………………………………18
1.4井田境界……………………………………………………………………………………19
1.4.1储量计算基础……………………………………………………………………………19
1.4.2矿井地质勘探……………………………………………………………………………19
1.4.3矿井工业储量计算………………………………………………………………………19
1.5矿井可采储量………………………………………………………………………………19
1.5.1井田边界保护煤柱………………………………………………………………………19
1.5.2工业广场保护煤柱………………………………………………………………………19
1.5.3断层和井筒保护煤柱……………………………………………………………………20
1.5.4矿井可采储量……………………………………………………………………………20
2、采煤方法和回采工艺………………………………………………………………………21
2.1、采煤方法的选择…………………………………………………………………………21
2.2、回采工艺…………………………………………………………………………………21
2．2.1放煤方法…………………………………………………………………………………21
2.2.2装煤方法…………………………………………………………………………………21
2.2.3运煤方法…………………………………………………………………………………21
2.2.4进刀方式…………………………………………………………………………………21
2.2.5支护方法…………………………………………………………………………………21
2.2.6工艺流程…………………………………………………………………………………21
2.3、工作面设备选型…………………………………………………………………………21
2.3.1采煤机选型………………………………………………………………………………22
2.3.2刮板输送机选型…………………………………………………………………………23
2.3.3转载机……………………………………………………………………………………23
2.3.4顺槽胶带输送机…………………………………………………………………………24
2.3.5乳化液泵站………………………………………………………………………………25
2.3.6下山运输皮带……………………………………………………………………………25
2.3.7上山提升绞车……………………………………………………………………………26
2.4、工作面长度的确定………………………………………………………………………27
2.5、支护方式…………………………………………………………………………………27
2.5.1顶板管理方法……………………………………………………………………………27
2.5.2支架形式的选择…………………………………………………………………………27
2.5.3断头支护形式……………………………………………………………………………27
2.5.4工作面支架布置图………………………………………………………………………28
2.6、正规循环方式和劳动组织方式…………………………………………………………28
2.6.1工作面作业方式和正规循环……………………………………………………………28
2.6.2劳动组织…………………………………………………………………………………29
2.7、机电设备的使用、维护、检修及搬运…………………………………………………30
2.7.1机电设备的使用…………………………………………………………………………30
2.7.2机电设备的维护…………………………………………………………………………31
2.7.3机电设备的检修…………………………………………………………………………31
2.7.4机电设备的搬运…………………………………………………………………………32
3、开采巷道和生产系统………………………………………………………………………33
3.1、概述………………………………………………………………………………………33
3.1.1带区条件…………………………………………………………………………………33
3.1.2矿井设计能力…………………………………………………………………………34
3.1.3矿井服务年限……………………………………………………………………………34
3.1.4井型校核…………………………………………………………………………………34
3.2、带区形式、带区上、下山（巷道断面图）……………………………………………35
3.3、带区区段划分……………………………………………………………………………35
3.4、带区储量及回采率………………………………………………………………………35
3.5、带区生产系统……………………………………………………………………………37
3.5.1运煤系统…………………………………………………………………………………37
3.5.2运料排矸系统……………………………………………………………………………37
3.5.3通风系统…………………………………………………………………………………37
3.5.4排水系统…………………………………………………………………………………37
3.5.5供电系统…………………………………………………………………………………37
4、带区车场设计及硐室………………………………………………………………………37
4.1、带区下部车场设计………………………………………………………………………37
4.2、带区主要硐室布置………………………………………………………………………38
4.2.1带区煤仓…………………………………………………………………………………38
4.2.2带区变电所………………………………………………………………………………38
5、带区采掘计划………………………………………………………………………………39
5.1、带区巷道的断面和支护形式……………………………………………………………39
5.2、带区巷道的掘进…………………………………………………………………………39
5.2.1开采顺序…………………………………………………………………………………39
5.2.2沿煤层走向的开采顺序………………………………………………………………40
5.2.3带区接续计划……………………………………………………………………………40
5.3、采煤方法…………………………………………………………………………………40
5.3.1带区煤层特征及地质条件………………………………………………………………40
5.3.2确定采煤工艺方法………………………………………………………………………41
5.3.3回采工作面参数…………………………………………………………………………41
5.3.4回采工作面破煤、装煤方式………………………………………………………………42
5.3.5回采工作面支护方式……………………………………………………………………47
5.3.6端头支护及超前支护方式………………………………………………………………49
5.3.7各工艺过程注意事项……………………………………………………………………50
5.4、工作面配备及三量…………………………………………………………………525.5工作面推进速度、生产能力、带区回采率………………………………………………52
5．5.1工作面推进速度…………………………………………………………………………52
5.5.2生产能力…………………………………………………………………………………52
5.5.3带区回采率………………………………………………………………………………53
6、矿井通风及安全……………………………………………………………………………53
6.1矿井概况、开拓方式及开采方法…………………………………………………………53
6.1.1矿井地质概况……………………………………………………………………………53
6.1.2开拓方式…………………………………………………………………………………53
6.1.3开采方法…………………………………………………………………………………54
6.1.4变电所、充电硐室、火药库………………………………………………………………54
6.1.5工作制、人数………………………………………………………………………………54
6.2矿井通风系统的确定………………………………………………………………………54
6.2.1矿井通风系统的基本要求………………………………………………………………54
6.2.2矿井通风方式的选择……………………………………………………………………55
6.2.3矿井主要通风机工作方式选择…………………………………………………………57
6.2.4带区通风系统的要求……………………………………………………………………58
6.2.5带区工作面通风方式的选择……………………………………………………………58
6.3矿井通风量的计算…………………………………………………………………………59
6.3.1工作面所需风量的计算…………………………………………………………………59
6.3.2备用面风量的计算………………………………………………………………………60
6.3.3掘进工作面需风量………………………………………………………………………60
6.3.4硐室需风量………………………………………………………………………………62
6.3.5其它巷道需风量…………………………………………………………………………62
6.3.6矿井总风量………………………………………………………………………………62
6.3.7风量分配…………………………………………………………………………………63
6.4矿井通风阻力计算…………………………………………………………………………65
6.4.1矿井最大阻力路线………………………………………………………………………65
6.4.2矿井通风阻力计算………………………………………………………………………66
6.4.3矿井通风总阻力…………………………………………………………………………70
6.4.4两个时期的矿井总风阻和总等级孔……………………………………………………70
6.5选择矿井通风………………………………………………………………………………71
6.5.1选择矿井通风设备的要求………………………………………………………………71
6.5.2通风机的选型……………………………………………………………………………72
6.5.3电动机选型………………………………………………………………………………74
6.5.4通风机附属装置…………………………………………………………………………75
6.6安全灾害的预防措施………………………………………………………………………75
6.6.1预防瓦斯和煤层爆炸的措施……………………………………………………………75
6.6.2预防井下灾害的措施……………………………………………………………………76
6.6.3防水措施…………………………………………………………………………………76
结束语……………………………………………………………………………………………76
参考文献…………………………………………………………………………………………77
摘要
本设计包括两个部分：
一般部分和专题部分。
一般部分为华晟荣矿业公司华晟荣煤矿1.8Mt/a新井设计。
全篇共分为十个部分：
1.矿井概况及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井生产能力、服务年限及工作制度；4.井田开拓；5.准备方式—带区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全技术；10.矿井基本技术经济指标。
华晟荣煤矿位于长治市境内，距徐州市中心13km。
井田东西长约6.1km、南北宽3km，面积约18.3km2。
井田内可采煤层为3号煤，其赋存稳定，厚度平均6.68m，倾角平均8.2°，为近水平～缓倾斜煤层。
井田内工业储量为188950万t，可采储量为8654.25万t。
矿井平均涌水量为120m3/h，相对瓦斯涌出量为3.43m3/t，属低瓦斯矿井；煤尘无爆炸性危险，无自燃发火倾向。
华晟荣煤矿设计生产能力为1.8Mt/a，服务年限为55.48年，工作制度为“三八”制。
矿井采用立井两水平加暗斜井开拓方式，采用倾斜长壁综合机械化放顶煤采煤法。
矿井采用一矿一面的高效作业方式，工作面长度为200m。
水平运输大巷采用胶带输送机运输，辅助运输采用架线式电机车牵引1.5t固定箱式矿车运输矸石和材料等。
矿井通风方式为两翼对角式。
专题部分：
专题题目为“煤与瓦斯突出防治研究现状”。
关键词：
立井开拓；暗斜井延伸；带区布置；放顶煤
1、带区概况
1.1、矿区概述及井田特征
1.1.1地理位置与交通
西南呈井田位于长治市西南20km，井田地跨长子县南漳乡、郭村乡和长治县北呈乡。
其地理位置为东经112°57′06″~113°00′28″、北纬36°02′30″~36°04′50″。
太（原）—焦（作）铁路、太（原）—洛（阳）公路均从本井田穿过，太焦铁路等级为干线二级，最大输送能力4000万t。
1999年，邯郸到济南的铁路邯济线开通，为华晟荣矿井的煤炭外运提供了另一条通道，由邯长线、邯济线和胶济线组成的东西方向铁路横跨京九线、京广线和京沪线这三条铁路大动脉，直达青岛前湾港和日照港。
华晟荣矿井铁路专用线拟接轨站为太焦铁路的西南呈火车站，距工业广场仅1km左右，正线长仅1.6km。
另外，华晟荣矿井还有公路通往太原、临汾、洛阳和长治等市。
交通十分方便。
矿井交通位置如图1.1所示图1.1矿井交通位置图长晋二级公路从井田东3km处经过，该公路为长治至晋城的交通干线，路面宽12m，混合车道，运输繁忙；太焦铁路也从井田西边界外通过，是“晋煤外运”的东南部出口（铁路、公路交通情况见表1.1），此外，长治市北郊的长治飞机场是晋东南地区唯一的航空港口，每周有航班可直达北京、太原等地。
铁路、公路交通情况表
长治县壶关县长子县平顺县长治市华晟荣矿业公司
铁路
公路
线名
起止站
里程（km）
线名
起止站
里程（km）
太焦线
长治~太原
280
太洛线
西南呈~长治
20
太焦线
长治~新乡
217
太洛线
长治~太原
250
邯长线
长治~邯郸
220
长临线
长治~临汾
171
长邯线
长治~邯郸
185
表1.1
1.1.2地形地貌
长治地区位于山西省东南部，我国第二级地理台阶的东缘，属黄土高原的一部分。
本井田位于太行山中段西侧的山前地带，上党盆地南部。
井田内地势平坦，地面标高一般在+925～+960m之间，总体上地势为中部和西南部高，西部、北部低，井田内最高点为南部的南岭头，标高为+963.45m，最低位于西部600m处的陶清河桥，桥面标高为+933.6m，桥下河床标高为+928.5m，为高原沉陷盆地和丘陵区。
1.1.3水系水源条件
本区为海河流域卫河水系之浊漳河及南源陶清河支流。
陶清河为区内唯一河流，由南部北岭头流入井田，往北西经西南呈流出井田。
因该河上游已兴修水库，除雨季稍有积水外，几乎常年无水。
该区地下水含量较丰富，当地村民生活、农田灌溉用水取之第四纪含水层。
据长治市南寨井田2号孔抽水资料，单位涌水量为0.044~0.051L/m.s，渗透系数0.062~0.067m/d。
第四纪冲积层在本区厚度为122.67m，水量直接受大气降水补给，水位变化幅度0.82m，奥陶统含水层水量丰富，水位标高+660m。
另外，矿井以西l4km有一申村水库，库容2565万m3，也可作为矿井永久水源。
由于奥陶系灰岩埋藏深400～600m，申村水库较远，用其作为矿井永久水源则工程投资大，因此，本矿可考虑以第四纪含水层作为生活用水水源，矿井排水经处理后作为生产用水。
1.1.4气象及地震
本区属典型大陆性气候，夏季午间较热，早晚凉爽，昼夜温差较大。
春、冬季多风，雨量小、气候干燥。
据长子县气象站1980～1986年资料统计，年最大蒸发量为1986年的2002.9毫米，最小为1984年的1230.6毫米，年平均蒸发量为1554.1毫米。
年最大降雨量为1980年的634.1毫米，最小为1983年的449.9毫米，年平均降雨量为516.74毫米。
蒸发量为降雨量的三倍。
雨季多集中在7、8、9三个月，日最大降雨量为88.7毫米。
年平均温度最高为10.3℃，最低为9.3℃，日最高温度为37.2℃。
最低温度为-19.8℃。
年最多风向为西北风，最大风速为14~16m/s，冻结期为10月至次年4月，冻土深度一般为0.60m。
据1990年国家地震局对长治、高平、晋城、沁水地区地震基本烈度的划分意见，本区基本烈度划为6度。
1.1.5矿区电源条件及通讯条件
本地区现有三座110kV变电站。
长子110kV变电站位于长子县城西关，双电源均引自长治220kV变电站，主电源导线型号为LGJ-150，线路长度22.7km；备用电源导线型号为LGJ-240，线路长度20.1km。
备用电源与东牵110kV变电站共用。
东牵110kV变电站主电源引自长治220kV变电站，主电源导线型号为LGJ-185，线路长度28km；备用电源由长治—长子Ⅱ回路在长子110kV变电站外“T”接导线型号为LGJ-185，线路长度17.1km。
本站为电气化铁路专用变电站，现有2台双绕组变压器，其容量均为25MVA，单母分段运行。
宋村110kV变电站电源引自长子110kV变电站，导线型号为LGJ-95，线路长度10.2km，现有1台双绕组变压器，容量为10MVA，电压为110/10.5kV。
矿区内有条件与长治市现有通讯设施连接建设一套完善的矿井信息系统，集通信、监控、计算机管理于一体，通讯条件可靠。
1.1.6主要建筑材料供应条件
本区有国内大型煤炭工业基地潞安矿区，长期以来形成了可靠的材料供应来源，为矿井的建设提供了方便条件。
1.1.7井田邻近煤矿概况及评述
西南呈井田东与长治县经纺煤矿为界，北、西、南三面为潞安矿区规划的高河、辛庄、下霍三井田（规划能力均为400万吨）。
长子县内现有生产井集中在东南部地区，主要矿井有市营慈林山矿和县营色头矿。
慈林山煤矿：
立井开拓，开采3煤层，开采水平+913m，1957年投产，原设计能力为30万t/a，现达50万t/a。
采煤方法为分层走向长壁式单体液压支柱支护，金属网假顶、全部垮落式采煤法。
井田面积为18km2，其北区陷落柱发育，一般长轴为10m左右，最大为40多米，而南区只见一个陷落柱。
色头煤矿：
立井开拓，开采3煤层，开采水平+920m，1942年建矿，1975年扩建新区。
设计生产能力为35万t/a，现达40万t/a。
采煤方法为单体液压支柱支护，金属网假顶，全部垮落式采煤法。
工作面长度为120m，井田面积11.4km2。
已见9个陷落柱，其长轴多为30~60m。
经纺矿：
长治县县营矿，立井开拓，设计生产能力30万t/a。
临近矿井生产实践表明，该区具有良好的煤层开采条件，同时由于该矿井北、西、南三面为潞安矿区规划的高河、辛庄、下霍井田，其东部为县营经纺煤矿，所以周边矿井对于华晟荣矿井不会造成太大影响。
1.1.8地区经济概况
华晟荣矿井地跨长治市长子县和长治县。
长治市下辖十三个县、区（长治、潞城、屯留，长子、壶关、平顺、黎城、武乡、襄垣、沁县、沁源县、城区、郊区）面积13896km2，人口307.6万人。
1998年，长治市工业总产值达到275亿元，粮食总产量149亿kg，农民人均纯收入2100元，财政收入达到13.0亿元。
长子县总面积1029km2，辖5镇18乡399个行政村，人口35万人，是全市最大的一个城郊县，1998年，全县工业总产值5.16亿元，农业总产值2.98亿元，主要农业产品为粮食（玉米、高粱、谷子，小麦和豆类等）、蔬菜、线麻、油料等，全县工矿企业主要有煤矿、化工（化肥、橡胶）、建材（水泥、砖）、冶金和机械加工业。
长治县国土面积483km2，辖4镇16乡，254个行政村，人口31.7万人，2000年全县工业总产值达到6.77亿元，全县建成了洗衣机厂、经坊煤矿、锅炉厂、起重设备厂、通用机械厂、金晶药业公司等一批骨干企业，形成了煤炭、家电、机械制造、化轻四大主导产业；全县乡镇企业总产值达到22.89亿元，营业收入达到15.86亿元，为农民提供人均收入1600元。
1.2井田地质特征
1.2.1井田地质概况
本区地处华北古板块内部，属于典型的板内构造。
长治矿区位于华北断块区吕
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