采矿专业毕业设计某三号井工矿60Mta新井设计含图纸.docx
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采矿专业毕业设计某三号井工矿60Mta新井设计含图纸
采矿专业毕业设计---某三号井工矿6.0Mta新井设计（含图纸）
本科生毕业设计
姓名：
学号：
学院：
矿业工程学院
专业：
采矿工程
设计题目：
平朔三号井工矿6.0Mt/a新井设计
专题：
坚硬厚煤层综放开采顶煤弱化技术研究
指导教师：
职称：
大学毕业设计任务书
任务下达日期：
2008年1月20日
毕业设计日期：
2008年3月1日至2008年6月20日
毕业设计题目：
平朔三号井工矿6.0Mt/a新井设计
毕业设计专题题目：
坚硬厚煤层综放开采顶煤弱化技术研究
毕业设计主要内容和要求：
根据采矿工程专业毕业设计大纲，本毕业设计分为一般部分、专题部分和翻译部分，具体包括：
1、平朔三号井工矿6.0Mt/a新井设计。
2、完成专题：
坚硬厚煤层综放开采顶煤弱化技术研究。
3、翻译一篇3000字以上的专业英语文章。
院长签字：
指导教师签字：
毕业设计指导教师评阅书
指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：
成绩：
指导教师签字：
年月日
毕业设计评阅教师评阅书
评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在问题；⑨是否同意答辩等）：
成绩：
评阅教师签字：
年月日
毕业设计评阅教师评阅书
评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在问题；⑨是否同意答辩等）：
成绩：
评阅教师签字：
年月日
毕业论文答辩及综合成绩
答辩情况
提出问题
回答问题
正确
基本
正确
有一般性错误
有原则性错误
没有
回答
答辩委员会评语及建议成绩：
答辩委员会主任签字：
年月日
学院领导小组综合评定成绩：
学院领导小组负责人：
年月日
摘要
本设计包括三个部分：
一般部分、专题部分和翻译部分。
一般部分为平朔三号井工矿6.0Mt/a新井设计。
共分10章：
1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度及设计生产能力、服务年限；4.井田开拓；5.准备巷道布置；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。
平朔三号井工矿（安太堡井工矿）位于平朔矿区的西北部，朔州市西北约28km处，井坪镇东北约6km处，行政区划隶属于山西省朔州市平鲁区管辖。
井田南北宽4.7～6.6km，东西长7.9km，面积约28.5km2。
主采煤层为4号煤、9号煤和11号煤，4号煤平均厚11.7m，9号煤平均厚12.5m，11号煤平均厚3.3m，井田地质条件简单。
矿井工业储量为648.73Mt，可采储量440.75Mt。
矿井正常涌水量为500m3/h，最大涌水量为800m3/h。
矿井瓦斯涌出量低，为低瓦斯矿井。
矿井为斜井单水平开拓，大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用无轨胶轮车，矿井通风方式为中央并列式通风。
一矿一面，矿井采用倾斜长壁综合机械化放顶煤开采法，一次采全高。
矿井年工作日为330d，每天净提升时间16h。
矿井工作制度采用“三八”制，两班生产、一班准备。
专题部分题目是坚硬厚煤层综放开采顶煤弱化技术研究。
主要是对当前国内煤矿中综放工作面坚硬顶煤的弱化技术进行分析。
翻译部分主要内容为对千万吨级矿井综采工作面的开采工艺性评价，英文题目为：
FuzzyevaluationoncoalseamgeologicalconditionofcoalfaceintenmilliontonMine。
ABSTRACT
Thethreepartsareincludedinthisdesign,i.e.,thegeneralpart，specialsubjectpartandtranslatedpart.
ThegeneralpartisanewdesignofPingshuoNo.3mine.Thisdesignincludestenchapters.1.Anoutlineoftheminefieldgeology.2.Boundaryandthereservesofmine.3.Theservicelifeandworkingsystemofmine.4.developmentengineeringofcoalfield.5.Thelayoutofpanels.6.Themethodusedincoalmining.7.Transportationoftheunderground.8.Theliftingsystemofthemine.9.Theventilationandthesafetyoperationofthemine.10.Thebasiceconomicandtechnicalnorms.
PingshuoNo.3mineliesinNorthwestofPingshuomineTherunoftheminefieldis4.7~6.6km，thewidthisabout7.9km，minefarmlandtotalareais28.5km2.Thefournineandelevenisthemaincoalseam，Thethicknessofthethreemaincoalisabout11.7m、12.5mand3.3mrespectively.Thecoalfieldgeologicalconditionissimple.
Theprovedreservesofthecoalfieldare648.73milliontons.Therecoverablereservesare440.75milliontons.Thenormalflowofthemineis500m3percenthourandthemaxflowofthemineis800m3percenthour.Themineralgasgushesthedeallower，forlowgasmineralmine.
Theminefarmlandinaninclinedminetoexpand.Themaintransportationusestheadhesivetapetransportationopporteunitycoal.
Theworkingsystem“three-eight”isusedinthePingshuoNo.3mine.Itproduced330d/a.
Specialsubjectpartsoftopicsisaformulationaboutthetechnologyforinteneratethefirmcoal.Themaincontentsofthespecialsubjectisaboutthetechnologyusedincoalminetointeneratethefirmcoal.
Translationpartofmaincontentsisabout“FuzzyevaluationoncoalseamgeologicalconditionofcoalfaceintenmilliontonMine”.
一般部分
专题部分
翻译部分
一
般
部
分
第一章矿区概述及井田地质特征
第一节矿区概述
一、井田位置及交通
平朔三号井工矿（安太堡井工矿）位于平朔矿区的西北部，朔州市西北约28km处，井坪镇东北约6km处，行政区划隶属于山西省朔州市平鲁区管辖。
井田范围：
按国家发改委批复的《平朔矿区总体规划》，规划的安太堡井工矿井田，其范围主要由安太堡露天矿扩界区Ⅰ区北部区域组成。
井田东部与张崖沟井田和东露天矿田毗邻，南部与安太堡矿田、双碾合作区井田和井东井田相邻，西部、北部以11煤层露头线为界。
地理坐标为东经112°18ˊ30″～112°24ˊ06″，北纬39°32ˊ37″～39°36＇08″。
木瓜界铁路专用线接轨于安太堡露天矿的铁路专用线，在本井田西南侧设有装车站，全长11.95km，安太堡露天矿铁路专用线与北同蒲铁路大新站接轨，线路全长约11km。
朔（州）～平（鲁）二级公路沿七里河北上从本井田西侧通过到平鲁城区。
向南接大（同）～运（城）二级公路和大运高速公路。
本矿井距朔平二级公路6km，距大运高速公路40km，因此本区交通运输条件十分便利。
矿区北至大同123km，南至太原226km，井田交通位置图见图1-1-1。
井田在矿区中的位置见图1-1-2。
二、地形与地貌
本区位于山西省北部，东有洪涛山，北西有西石山脉，南与朔县平原相接。
区内地势大致为南部高，北部低，最高处位于312号孔东，海拔标高为1495m，最低处位于北部的大砂沟，海拔标高为1295m，最大高差为200m。
区内黄土广布，侵蚀切割作用强烈，植被覆盖少，形成典型的梁、垣、峁等黄土高原地貌。
沟谷多呈树枝状分布，切割深度30～50m，形态为“V”字型或“U”字型。
三、水文情况
本区南部马营背斜一带北东～南西向山梁为分水岭，其北部为源子河发源地，南部为马关河源头，两条河均属桑干河水系。
区内无地表常年水体，仅在雨季时，有短暂洪流由树枝状沟谷中分别汇入该两条河流，然后汇入桑干河。
另有少量泉水出露，但流量很小，东南部南水村东泉水流量相对较大。
四、气象及地震情况
本区之东为太行山、五台山，海拔皆在2800m以上，阻隔海洋季风吹入，而其西部与内蒙古相通，使本区一带成为塞外寒流南侵的必经之道。
因此，大陆性气候极为典型，干燥寒冷、风沙严重为其特点。
1.气温
气温一般较低，以年温差与日温差大为其特点，年平均气温5.4～13.8℃，绝对最高温度34.5℃，绝对最低温度27.4℃，年最高最底温差达61.9℃，一般日温差也在18～25℃以上。
图1-1-1平朔矿区交通位置图
图1-1-2井田在矿区中的位置图
2.日照期、湿度
平朔矿区日照期年最长为2883.1小时，年最短为2445.5小时，平均为2693.3小时，湿度年最小为0，年最大为80﹪。
3.降水量
年降水量分配极不均匀，暴雨强度大，年降水量为345.3～682.2mm，年平均为426.7mm，多集中在七、八、九三个月，占全年降水量的75%，有时达90﹪，最大日暴雨量达44.5mm。
霜冻期每年九月下旬始至次年四月，个别年为五月上旬，冻结深度一般在1110mm左右，最大为1310mm，雾期为107～175天。
4.蒸发量
年蒸发量在1996.00～2132.70mm之间，一般为2066.7mm，从四月至六月，月蒸发量可达580mm，一般年蒸发量是降水量的5倍左右。
5.风
本区每年有风时间占全年总时间的70﹪，平均每年出现40天左右的大风，飓风天有2天左右，风沙日在29天以上，多集中于冬春季节，风向多为西北，最大风速可达21.7m/s。
6.地震
本区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速值为0.15g。
五、矿区经济概况
朔州市位于山西省北部、大同盆地西南端，南邻忻州，北接大同，西北与内蒙古交界，两区四县（朔城区、平鲁区、山阴县、怀仁县、应县、右玉县），共69个乡镇，1807个行政村，总面积1.06万km2，总人口147万人。
农民人均耕地4.5亩，居全省第一。
水源相对丰富，为全省人均水平的1.68倍。
主要农作物有玉米、马铃薯、小麦、谷子、葫麻、甜菜、莜麦、豌豆等30多种。
朔州市是一个以煤炭、电力为主的新兴工业城市，本区煤炭资源丰富，是国家主要能源基地之一。
朔州矿藏资源丰富，初步探明的矿藏有煤炭、石灰岩、铁矿石、铝钒土、云母、粘土、石墨等35种。
全市具有规模的工业企业118户，煤、电基础极为雄厚，且有大型现代化露天煤矿—安太堡矿和安家岭矿以及华北地区最大的火力发电厂—神头一、二电厂。
全市煤炭生产能力60.00Mt（其中地方30.00Mt）。
电力总装机容量241.8万kW，年发电量达到140多亿kW·h，约占全省总量的20%。
乳、瓷等新兴产业颇具实力。
乳制品生产能力达到10万吨，约占全省总量的60%以上，是全国农区最大的乳品生产基地。
日用瓷生产能力达到5亿多件，怀仁嘉明陶瓷公司是全国最大的日用瓷生产企业。
2004年，全市国内生产总值达到145.21亿元。
六、周边小窑概况
本矿井位于平朔安太堡露天煤矿扩界区Ⅰ区的北部，井田东部有张崖沟井田和东露天矿田，南部有安太堡矿田、双碾合作区井田和井东井田。
在井田内东北部边界有生产小煤矿两座，即下梨园矿和蒋家坪矿，下梨园矿生产能力0.09Mt/a，原批采4、9号煤层，在井田内开采9号煤层，现政府已关闭；蒋家坪矿生产能力0.3Mt/a，在井田内批采9号煤层，属蒋家坪乡集体所有。
在本矿井南部边界外有生产小煤矿4座，即双碾矿、井木矿、木瓜界矿、平鲁联营矿。
双碾矿生产能力0.15Mt/a，在井田外批采4号煤层，属双碾乡集体所有；井木矿生产能力0.15Mt/a，在井田外批采4、9号煤层，属井坪镇、木瓜界村集体所有；木瓜界矿生产能力0.15Mt/a，在井田外批采4、9号煤层，现开采9号煤层，属朔州市平鲁区地方国营所有；平鲁联营矿生产能力0.09Mt/a，在井田外批采4号煤层，属山西经济日报社、李林中学集体所有。
在井田南部的四个小煤矿没有越界开采，对本矿井安全生产没有影响。
根据中国国际咨询公司关于平朔煤炭工业公司平朔三号井工矿项目核准的咨询报告—“目前平朔三号井工矿井田范围内有蒋家坪和下梨园两座地方小型矿井，并且均已取得生产许可证和采矿许可证。
从矿区总体布局看，这二座小型矿井的布局极不合理，并且对平朔三号井工矿的开拓和开采产生较大影响。
咨询建议，下阶段应根据国家发展和改革委对平朔矿区总体的批复意见对其进行整合”。
其基本情况见表1-1-1。
表1-1-1相邻小窑基本情况
矿井名称
面积
（km2）
储量
（万吨）
生产能力
（万吨／年）
备注
下梨园矿
1.34
3050
9
蒋家坪矿
1.79
1861.8
30
木瓜界矿
6.70
19240
15
平鲁联营矿
1.00
1162
9
井木矿
0.90
1080
15
双碾矿
0.80
790
15
七、主要建材供应条件
本区主要建筑材料砖、瓦、砂、石等大宗建材当地或邻近地均有生产，钢材、木材、高标号水泥等可由外地购入，满足矿井建设的需要。
八、水源与电源
目前安太堡露天矿的给水工程和供水管线已形成，其水源取自耿庄水源地。
矿井电源取自在建的木瓜界110kV变电站。
九、外部协作条件
平朔矿区是我国最大的露天煤矿生产及动力煤出口基地之一，自1985年开工经近20年的建设发展，目前矿区建设已形成露天矿、井工矿联合开发的良好局面。
区内已建成生产原煤15.00Mt/a的安太堡露天煤矿和10.00Mt/a的安家岭露天煤矿及入洗原煤达20.00Mt/a的安太堡洗煤厂和入洗原煤达24.00Mt/a的安家岭洗煤厂。
安家岭井工矿一、二号井均已进入试生产。
矿区同时建成了年装车外运商品煤70.00Mt安太堡铁路专用线和安家岭铁路专用线以及矿区机修厂、设备租赁站、物资总库等一系列完善的辅助生产设施和位于北旺庄的平朔矿区中心区，目前也已形成完善的行政、文教、卫生、生活福利等公共设施，均可为本矿井提供服务。
因此本矿井外部协作条件良好。
十、拆迁征地问题
本区地处晋北黄土高原中低山区，区内村庄主要有平番城、下梨园、石井沟等三个村庄。
多为窑洞或砖瓦结构房屋。
为提高煤炭资源回采率和便于井下长壁工作面布置，设计建议按搬迁考虑。
第二节井田地质特征
一、区域地质特征
本区地处宁武煤田的北部，宁武煤田的东西边缘有呈条带状的上太古界变质岩系、上元古界震旦系环状出露。
盆地的中心位于煤田中南部宁武～静乐一带，其上部有侏罗系含煤地层出露，第三系和第四系地层在煤田内的广大地区均有不同程度的分布。
地层总厚2600～3500m以上。
区域地层详见表1-2-1，地层综合柱状图见图1-2-1。
二、地层特征
本区位于宁武煤田的北部，地表大部分被新生界地层覆盖，属典型的黄土丘陵地貌。
在本区的北部靠近煤层露头处以及区内各大沟谷的底部有零星地层出露。
区内由下至上发育有奥陶系上统上马家沟组、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组以及新生界第三系静乐组和第四系中、上更新统、全新统地层，现分述如下：
（一）奥陶系（O）
本次勘探只有安5一个钻孔揭露，揭露厚度为100.80m。
结合以往资料，本地层岩性主要由深灰色厚层状石灰岩、白云岩、白云质灰岩组成，间夹灰黄色钙质泥岩。
泥质灰岩风化后呈豹皮状，中下部夹数层同生角砾岩。
本系地层平均厚250m。
（二）石炭系（C）
1.中统本溪组（C2b）
岩性主要由灰色、深灰色、灰黑色砂岩、砂质泥岩及泥岩组成。
含1～3层深灰色石灰岩，仅中下部一层石灰岩较为稳定，定为标志层K1，上部夹薄煤1～2层，不稳定，厚度一般小于0.50m，底部山西式铁矿不甚发育，有时有杂色铝土泥岩。
本次勘探安5钻孔揭露其厚度为36.00m，地层厚23.00～53.00m，平均厚45.77m，与下伏奥陶系地层为平行不整合接触。
2.上统太原组（C3t）
为主要含煤地层。
根据以往资料并结合本次钻孔揭露的实际情况：
本组主要由灰白色砂岩、灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩和煤层组成，并夹有薄层泥质灰岩。
全组从上而下可分为三个煤组：
上煤组含4、5号煤层，其中4号煤层为稳定型煤层，5号煤层在本区极不发育（区外东露天井田发育）。
中煤组间岩性由灰色、灰白色砂岩、灰黑色砂质泥岩、泥岩及6、7号不稳定型煤层组成，6号煤之上普遍发育的T4砂体是与上煤组区分的标志，7号煤层在本区极不发育。
下煤组间岩性由灰白色砂岩、灰黑色砂质泥岩、泥岩及8、9、10、11、12号煤层组成。
中、下煤组是以T3砂体区分。
在9号与11号煤层之间一般发育有一层厚度不大层位较稳定的泥质灰岩，并常与T2砂体共生。
本组地层厚72.90～125.14m，平均厚101.93m，煤层平均总厚37.03m，底部发育的灰白色中、粗粒石英砂岩定为标志层K2，与下伏地层整合接触，平均厚5.09m。
（三）二叠系（P）
1.下统山西组（P1s）
岩性主要由灰色、灰白色砂岩，灰黑色、灰色砂质泥岩、泥岩组成，砂质泥岩中含菱铁矿结核。
本组共含2～3层薄煤层，编号为1、2、3号，全部为不稳定煤层。
最底部K3砂岩为浅灰、灰白色厚层状中、粗粒砂岩，一般为下伏4号煤层的直接顶板，厚1.00～13.40m，平均6.05m。
本组地层厚38.00～79.00m，平均厚66.18m。
与下伏地层整合接触。
2.下统下石盒子组（P1x）
岩性主要由黄绿、灰黄色、灰白色粉、细砂岩及中粒砂岩、灰色、黄绿色砂质泥岩、泥岩组成。
在下部的砂质泥岩中偶夹1～2层煤线，本组上部常见一层红～灰紫色鲕状铝土岩（桃花泥岩），为K6砂岩的辅助标志层。
最底部一层含砾粗粒砂岩为K4标志层，平均厚9.72m，层位稳定。
本组地层为0～71.30m，平均厚58.81m，与下伏地层整合接触。
3.上统石盒子组（P2s）
本组地层在本区内大部分已被风化剥蚀，只在本区的石井沟谷中有部分出露，且出露的地层为本组最底部地层即黄绿色巨厚层状含砾粗粒砂岩，定为标志层K6，区内残留最大厚度为78.10m，平均厚7.67m，与下伏地层整合接触。
（四）第三系（N）
上新统静乐组（N2j）：
岩性为棕红色粘土和亚粘土，内含铁锰质斑点，中下部常含3～5层钙质结核，本组厚0～41.18m，平均厚2.08m，与下伏地层为角度不整合接触。
（五）第四系（Q）
1.中、上更新统（Q2+3）
上更新统为土黄色粉砂质亚砂土、亚粘土（俗称马兰黄土），中更新统由红黄色亚粘土和土壤层组成，含钙质结核，底部含砂砾。
地层厚0～67.95m，平均厚34.06m。
广泛覆盖全区，为本区黄土貌的主要成分，不整合于下伏地层之上。
2.全新统（Q4）
表1-2-1区域地层一览表
地 层 单 位
简述
备注
界
系
统
组
新
生
界
第
四
系
全新统
自下更新统（Q1）到全新统（Q4）均有沉积，厚0～210m。
更新统
第三系
上新统
静乐组
上新统N2，俗称静乐红土，厚0～120m。
中
生
界
侏罗系
中统
天池河组
沉积下统大同组、永定庄组，中统云岗组和天池河组，厚500m以上。
云岗组
下统
大同组
永定庄组
三叠系
中统
铜川组
有下统刘家沟组和和尚沟组，中统二马营组和铜川组。
厚500m以上。
二马营组
下统
和尚沟组
刘家沟组
古
生
界
二
叠
系
上统
石千峰组
以紫红色、砖红色富含钙质、铁质的砂、泥岩为主，厚133～184m。
上石盒子组
杏黄、黄绿色砂岩、砂质泥岩、紫红色泥岩为主，厚224～274m。
下统
下石盒子组
灰黄、黄绿色砂岩、砂质泥岩、紫红色泥岩，厚82～226m。
山西组
灰白色石英砂岩、灰色砂质泥岩夹煤线，厚37～70m。
续表1-2-1区域地层一览表
地 层 单 位
简述
备注
界
系
统
组
古
生
界
石炭系
上统
太原组
灰白色砂岩、灰黑色砂质泥岩含泥质灰岩及主要可采煤层，厚87~118m。
中统
本溪组
杂色铝土泥岩、砂质泥岩夹石灰岩及煤线，底部为山西式铁矿。
奥
陶
系
中统
峰峰组
中统马家沟组、峰峰组灰岩和下统亮甲山组、冶里组灰岩，厚600m左右。
马家沟组
下统
亮甲山组
冶里组
寒
武
系
上统
凤山组
沉积上统凤山组、长山组、崮山组、中统张夏组、徐庄组和下统毛庄组，厚300m以上。
长山组
崮山组
中统
张夏组
徐庄组
下统
毛庄组
元古界
为一套浅色质灰岩，出露于煤田东部边缘，厚24~46m。
太古界
为一套中~深变质岩系，出露于煤田东部边缘，厚3000m以上。
主要分布于较大河谷、河床及两侧阶地之上，由石灰岩砾、卵石、粉砂土、中、粗粒砂岩岩屑及洪积物组成，厚0～40m，平均厚10
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