采矿毕业设计晋煤集团成庄矿煤层东区井矿井开采设计.docx

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采矿毕业设计晋煤集团成庄矿煤层东区井矿井开采设计

毕业设计（论文）任务书

站名河南理工大学郑州函授站

年级专业煤矿开采技术08级

学生姓名

一、设计（论文）题目：

晋煤集团成庄矿3#煤层东区井矿井开采初步设计

二、设计（论文）任务与要求

三、设计（论文）时间：

2010年4月1日至2010年5月1日

指导教师（签名）

成教院院长（签名）

毕业设计（论文）评定书

站名河南理工大学郑州函授站

年级专业煤矿开采技术08级

学生姓名

一、设计（论文）题目：

晋煤集团成庄矿3#煤层东区井矿井开采初步设计

二、设计（论文）共12页，附图3张

三、审阅意见及评语

根据学院教学管理的有关规定，同意（不同意）该生参加毕业答辩

指导教师（签名）

职称

工作单位

毕业设计（论文）答辩委员会（小组）决议

站名河南理工大学郑州函授站

年级专业煤矿开采技术08级

学生姓名

该生2010年5月日进行毕业设计（论文）答辩

设计（论文）题目：

晋煤集团成庄矿3#煤层东区井矿井开采初步设计

答辩委员会：

主任委员（组长）

委员（成员）

答辩学生向答辩委员会（小组）提交如下资料：

设计（论文）说明书共页

设计（论文）图纸共页

指导教师评阅意见共页

根据学生所提供的毕业设计（论文）材料和指导教师意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）作出如下决议：

一、毕业设计（论文）的总评语

二、毕业设计（论文）的总评成绩：

毕业设计答辩委员会主席（组长）（签字）

委员（成员）（签字）

年月日

晋煤集团成庄矿3#煤层东区井矿井开采初步设计

专业：

煤矿开采技术

年级：

08级

姓名：

学号：

指导教师：

目    录

摘要………………………………………………………………………..…...1

一……………………………………………………………………………..2

二…………………………………………………….………………………3

三……………………………………………………………………………4

3.1…………………………………………………………………………4

3.2…………………………………………………………………..….…4

3.3…………………………………………………………….;………..…4

四………………………………………………………………….……....…5

4.1…………………………………………………………………………5

4.2…………………………………………………………………………5

4.3…………………………………………………………………………5

五……………………………………………………………………………7

5.1……………………………………………………………………..…7

5.2……………………………………………………………………7

六……………………………………………………………………………9

6.1……………………………………………………………………….…9

6.2…………………………………………………………………………9

6.2.1………………………………………………………………..……9

6.2.2…………………………………………………………….………10

七…………………………………………………………….………………11

参考资料……………………………………………………………………………12

摘要

本设计是对山西省晋煤集团成庄煤矿3#煤层东区所作的矿井初步设计。

成庄矿井田面积为29.96km2，年产量300万t，自然地质条件简单，3#煤层为厚煤层，平均厚度8.0m。

矿井瓦斯涌出量大，为高瓦斯矿井，煤尘没有爆炸危险性，矿井涌水量较小。

设计采用斜井两水平开拓，带区式准备，综合机械化放顶煤开采，采用全部垮落法处理采空区，主要对矿井开拓方式、准备方式和采煤方法进行了初步设计，对矿井运输、提升、通风、排水等生产系统进行了描述和设备选型计算。

设计时根据现有经济技术条件，尽可能采用先进的开采技术和设备，并根据晋煤集团的实际情况，提出了抽采利用瓦斯的安全措施，以期实现矿井安全并达到较好经济效益。

关键词：

煤矿；矿井初步设计；高瓦斯；开采方法；安全措施

Abstract

ThepreliminaryminedesignisforChengZhuangMiningofJingChengMiningGroupinShanXiProvince.TheareaofChengZhuangMiningis29.96squarekilometersandityearlyOutputisthree-hundredtrillion.ThedesignisbasedupontheactualnaturetermandgeologyofChengZhuangatpresent,whoseaveragethicknessis8.0meters.Thegasoftheminingishighsoitisahighgasmining,butthecoaloftheminingcannoteruptandthewateroftheminingislow.Thedesignadoptstheleanminingwithtwo-levelupanddowntoexpandthemineplusfullymechanizedminingmethodforthewholeseamdistrictforpreparation.Thedesignmainlydetailsuponthedevelopmentpattern,preparationpatternandminingmethodandtransportation,drainage,hoisting,ventilationandwaterdischargearealsodescribedandcalculatedforproductionsystem.Advancedequipmentandtechnologyareattheirbestutilizedinviewofpresentandgiveameasuretodowngasandforminingsafeandgoodeconomic.

Keywords:

CoalminePreliminaryminedesign,highgas,miningmethod,Technicalsafetymeasures

一、井田概况及井田地质特征

晋煤集团成庄煤矿位于沁水煤田南翼，晋城市西北20km处，跨泽州和沁水两县。

井田范围：

南临寺荷井田，西接潘庄井田。

井田以以下四个拐点坐标为界：

1：

X=515900.00，Y=3946560.00；

2：

X=512420.00，Y=3939420.00；

3：

X=508220.00，Y=3940420.00；

4：

X=512320.00，Y=3948300.00。

太（原）—焦（作）铁路由井田东10余km处通过，侯（马）—月（山）铁路从西南约7km处通过。

矿井有铁路专用线经古书院矿与太焦铁路接轨，距古书院矿18km。

207国道（太原—洛阳）在成庄矿东侧约20多km处通过，晋（城）—长（治）、晋（城）—阳（城）、晋（城）—焦（作）、长（治）—邯（郸）、太（原）—长（治）高速公路已建成通车。

交通极为便利。

本设计矿井自然地质条件简单，开采煤层为3#煤层，平均厚度8.0m，采用综合机械化放顶煤开采。

矿井没有自燃发火倾向，煤层瓦斯含量高，相对瓦斯涌出量为14.60m3/t，绝对瓦斯涌出量为189.07m3/min，为高瓦斯矿井。

矿井涌水量较小，正常涌水量266.49m3/h。

二、矿井储量、年产量及服务年限

本井田主要可采煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，且工程点比较均匀，故储量计算采用地质块段法，经计算矿井的工业储量为35067.5万t。

矿井设计储量即为矿井工业储量减去设计计算的断层保护煤柱、井田边界保护煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量后的储量。

经计算矿井设计储量=工业储量－永久煤柱损失=35067.5-1011=34056.5（万t）；矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、井下主要巷道及上、下山保护煤柱后乘以采区回采率即为矿井设计可采储量。

经计算矿井设计可采储量为28661.9万t。

矿井服务年限可按下式计算：

T=Z/（A*K）

式中：

T——矿井服务年限，年；

Z——矿井可采储量，万t；

A——矿井生产能力，万t/年；

K——储量备用系数，K=1.3～1.5，此处取1.4。

由此验算服务年限如下：

T=35067.5*0.94/（300*1.4）=78.48>60年

按矿井设计规范规定，井型为300Mt/a的新建矿井服务年限不得小于60年，设计矿井服务年限为78.48年，满足设计规范规定的服务年限。

三、井田开拓

3.1矿井开拓方式

斜井两水平开拓，第一水平+460m，第二水平+440m，采用带区式准备。

矿井第一水平机轨合一大巷和回风大巷布置在煤层底板以下约25m处。

由于井田走向较长，平均走向长8.20km，为了利于通风，前期开采设计了两个风井，分别布置在13、14带区。

矿井采用主、副井进风，回风立井回风，通风方式属于中央并列式通风。

后期通风根据矿井生产情况在第二水平南北两翼各打一风井，作为后期回风使用，同时两个时期风井均可作为安全出口井。

附开拓方案图如下：

图1双斜井两水平开拓

3.2井筒特征

主斜井：

主斜井主要负责提煤，并兼作进风。

井筒内装备钢绳芯式胶带输送机。

副斜井：

主要用于矿井升降人员、设备、材料及提升矸石等，并兼作进风、排水。

根据井筒断面确定原则，并考虑到高瓦斯矿井需风量大，井筒风速要满足安全规范的要求的原则，确定井筒净断面积如下：

主斜井井筒：

10.87m3；副斜井井筒：

23.62m3；风井井筒：

28.27m3。

3.3井底车场

井底车场形式为折返式井底车场。

井底车场内布置有清理撒煤斜巷、中央水泵房及中央变电所、水仓、等候室、火药库、充电硐室等。

四、准备方式

4.1采煤方法

根据煤层赋存情况及矿区内其他矿井的情况，本设计决定采用综合机械化、放顶煤、倾斜长壁采煤法，采用全部垮落法处理采空区。

4.2准备方式

本设计矿井开采3#煤层，两水平三阶段条带式准备。

井田范围较为规则，井田内没有大的断层，所有断层落差不超过5m；井田内有一个村庄；综合起来看，井田水文地质条件简单，煤层倾角小，煤层赋存稳定，故矿井采用人为方式划分带区。

全矿井共划分为20个带区，首采带区为11带区。

根据本矿井煤层属单一厚煤层及矿井煤层性质，将机轨合一运输大巷、回风大巷布置在煤层底板以下25m处；带区运煤平巷和带区运料平巷布置在煤层中。

岩石大巷采用半圆拱形巷道，锚喷支护。

4.3综采工艺

综放工作面“三机”配套：

MXA-300/3.5D型采煤机，ZZPF4800/17/33型液压支架和SGZ-764/500型刮板输送机。

顺槽内主要设备及其布置：

SZZ764/132型转载机，STJ1000/2×200S型可伸缩带式输送机,MRB-125/320型乳化液泵，XPB-250/55型喷雾泵站。

采煤工艺叙述如下：

①落煤方式：

MG300/700—WD型双滚筒采煤机，双向割煤，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，两刀一放。

②采煤机进刀方式：

设计采用割三角煤进刀方式。

③装煤方式：

利用机组滚筒螺旋桨叶片和运输机铲板将煤自行装入输送机。

④运煤方式：

工作面利用SGZ-764/500型刮板输送机运煤。

⑤顶板支护：

工作面采用ZZPF4800/17/33型液压支架支护顶板。

⑥作业方式：

采用三班作业，两采一准，正规循环作业。

附循环作业图表，见下图：

五、矿井运输、提升及排水

5.1运输系统

根据矿井井下开拓系统和带区回采工作面的布置，确定煤炭矸石材料设备和人员在内的运输系统如下：

1．煤炭运输系统：

综采工作面的煤炭——分带运输斜巷——带区煤仓——运输大巷——井底中央煤仓经主斜井提升至地面

2．设备材料和人员的运输系统：

副斜井——井底车场——运输大巷——带区运料斜巷（进风行人斜巷）——煤层运料平巷（分带运输斜巷）——综采工作面。

3．矸石运输系统：

掘进工作面的矸石——煤层运料平巷——带区运料斜巷——运输大巷——井底车场——由副斜井提至地面。

5.2排水系统

矿井年生产能力3.0Mt，初步设计中第一水平标高为+460m，排水高度260m，矿井正常涌水量：

266.49m3/h；最大涌水量：

359.1m3/h。

排水系统根据所设水平来确定，主排水设备设置在中央泵房，带区涌水由辅助排水设备排至主水仓中，然后由主排水设备排至地面。

工作和备用水泵的总能力，应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。

经计算，设计选用三台200D65×7型水泵，一台工作，一台备用，一台检修。

矿井排水系统见下图：

六、矿井通风与安全技术

6.1矿井通风系统

矿井通风方式为中央并列式，方法为机械抽出式。

机轨合一大巷进风、专用回风巷道回风。

选用ZK60型轴流式主扇，配用电机型号为YR400－12/1180，功率为400KW，风量为181m3/s，安装角度为35°，效率为0.65。

6.2安全技术措施

6.2.1预防瓦斯爆炸的措施

1．矿井必须建立瓦斯的个体的巡回检测和连续检测的双重监测体系；

2．除了专职监察人员外，班、组长等技术人员，管理人员必须携带沼气测定仪或沼气连续指示报警器；

3．放炮时必须携带沼气测量仪；

4．测风员除必须根据需要佩带高、中、低风速表外还必须携带温度计和沼气测定仪；

5．调度作业人员（如井下电工、密闭工、维修工等）和特殊作业人员（如处理溜煤眼堵塞等）均需配沼气报警器；

6．普采面采煤机和回风道、回风流中的绞车房，顺槽煤向掘进头应安设AQJ-9型瓦斯指示报警器。

将仪器悬挂在作业区附近的顶板上代替瓦斯稽查员，以仪器连续监测瓦斯浓度的变化。

注意放炮时拿走仪器防止崩坏。

7．加强矿井通风设施的维修、管理，减少漏风，提高矿井有效风量，确保向采煤面和掘进头输送足够的新鲜空气；

8．长距离掘进，应配备大功率局扇和保质保量的风筒；

9．电气设备应达到防爆要求，矿车牵引采用蓄电池式机车。

6.2.2防尘措施

1．矿井建立完善的防尘洒水系统，地面设两个1000m3的水池。

（水池同时为防灭火服务）供水系统必须设计过滤装置保证水的清洁。

2．防尘水管路应到达所有采掘工作面、溜煤眼、回采工作面、回风顺槽等，并要进行喷雾除尘。

3．所有回采工作面都要进行煤层洒水工作，并需采用水泡泥、喷雾或其他综合防尘措施。

4．在主要行人巷道及人员工作地点应配备呼吸性粉尘测定仪。

七、结束语

经过一个多月的忙碌，在董立波老师的悉心指导以及煤矿开采技术全体老师的关心和帮助下，我的毕业设计《晋煤集团成庄矿三号煤层西区矿井开采初步设计》终于顺利完成了！

在我的毕业设计过程中，我遇到了很多问题，作为我的指导教师，董立波老师给与了我莫大的帮助，在设计中发现的问题总是及时地给予解决，对我提出的疑点耐心详细的讲解，同时对于很多关键性的问题总能给我提出很多合理性的建议，并对我的设计整体框架以及大的原则性问题提出了关键性的指导。

这些都给我的毕业设计顺利完成打下了铺垫。

晋煤集团基建领导也给我们安排了良好的设计环境并在百忙之中抽空来指导我们，这让我充分感受到了领导对我们毕业生的关怀。

在毕业设计期间还得到了许多同学的帮助，有的同学给我提供设计借鉴资料，有的同学给我的毕业设计提出了许多宝贵的意见。

在此一并对这些同学致以诚挚的感谢！

参考资料

［1］国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程.北京:

煤炭工业出版社,2004

［2］张荣立等.采矿工程设计手册.北京:

煤炭工业出版社,2003

［3］中华人民共和国煤炭工业部.煤炭工业矿井设计规范.北京:

中国计化出版社,1994

［4］徐永圻.煤矿开采学.徐州:

中国矿业大学出版社,1999

［5］胡绍祥等.矿山地质学.徐州:

中国矿业大学出版社,2003

［6］程居山.矿山机械.徐州:

中国矿业大学出版社,2003

［7］张国枢.安全通风学.徐州:

中国矿业大学出版社,2004

［8］东兆星等.井巷工程.徐州:

中国矿业大学出版社,2004

［9］吴志羲等.煤矿矿井采矿设计手册.北京:

煤炭工业出版社,1984

［10］钱鸣高等.矿山压力与岩层控制.徐州:

中国矿业大学出版社,2003

［11］严万生等.固定机械手册.北京:

煤炭工业出版社,1986

［12］余学义等.开采损害学.北京:

煤炭工业出版社,2004

［13］曾键年.矿山安全与矿山环境保护.北京:

地质出版社,1998

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

教研室主任（或答辩小组组长）：

（签名）

年月日

教学系意见：

系主任：

（签名）

年月日

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。

尽我所知，除文中已