设计产量400万吨的煤矿初步设计采矿工程毕业设计 精品.docx
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设计产量400万吨的煤矿初步设计采矿工程毕业设计精品
前言
采矿工程毕业设计是采矿工程专业全部教学进程中的最后一个环节，同时也是对我们学业成绩的最终考核。
毕业设计使我们在采矿工程上深入认识矿井各个生产系统和各个生产环节之间的相互联系和制约关系，培养了我们综合运用各门学科的理论知识和独立地、创造性地进行工作的能力，以及分析和解决采矿工程技术问题的能力。
本次毕业设计是根据在×××集团×××煤矿进行的毕业实习中所收集的矿井地质资料和图纸，并作了一些改动以后，对矿井进行的初步设计。
1、设计过程
本次的毕业设计主要是针对毕业实习的×××煤矿所做的设计，设计中用到的资料都是来自毕业实习中所搜集的资料。
设计时间为3.18-6.5，在这次的设计过程中，认真贯彻《矿产资源法》、《煤炭法煤炭工业技术政策》、《煤炭安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》以及国家其它发展煤炭工业的方针政策，积极采用切实可行高产高效的先进技术与工艺，力争自己的设计成果达到较高水平。
另外本设计以《实践教学大纲及指导书》为依据，严格按照《安全规程》的要求，采用工程技术语言，对矿井的开拓、准备、运输、通风等各个生产系统进行了初步设计。
在这次的设计过程中，我严格要求自己，不懂的地方就请教指导老师和周围的同学，并翻阅了《煤矿矿井采矿设计手册》和指导书。
通过本次的设计，我对煤矿采矿的各个系统又有了深入的认识，温习了以前学的知识，又学习到了课本以外的知识。
在设计过程中，把所学的理论知识与实践经验综合起来应用。
这样达到了对理论知识“温故而知新“的作用，同时也学到了一些实际生产过程中的经验。
2、主要开采条件
本设计是针对×××煤矿3号煤层的初步设计，本矿井设计产量为400万吨，矿井整体地质条件比较简单。
该井田东西走向长约7.4km，南北倾斜约17km，面积约107.3818k㎡。
本次设计开采煤层的平均厚度为6m，平均倾角为6˚，为近水平煤层,相对瓦斯涌出量为4.42m³/t,矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井；矿井正常涌水量为250m³/h，最大涌水量为550m³/h。
本设计取500m³/h。
局部地段有发生自燃的可能。
3号煤层煤尘具有爆炸性。
3、主要设计特点
（1）井田开拓方式。
本设计设计主副井一对，采用分区式通风方式，每一盘区对应一个回风井。
采用盘区式开拓方式，两条大巷沿井田南北走向布置在井田中央，大巷沿煤层底板布置在煤层中，井底车场形式为立井梭式车场。
（2）准备方式。
本设计将井田划分为7个盘区，首采盘区为E2盘区，采用3条上山，上部车场为顺向平车场，中部为甩入平巷式甩车场；下部为大巷装车立式绕道车场。
（3）采煤方法。
采煤方法为综采放顶煤采煤方法，采用液压支架支护；采掘比约为1.
（4）矿井通风。
矿井总风量为154
，容易时期的总阻力3602.544Pa，通风困难时期的总阻力4204.84Pa。
工作面配风78.3m³/s。
本设计选用FBCDZ-8-No28B-2×450KW型通风机。
4、主要问题和建议
本次设计的主要是在定下开拓方式之后对各个系统进行完善，包括准备方式、采煤方法、运输、通风、矿建等取消了提升和排水系统的完整设计，只在开拓方式的经济比较中有体现，对提升和排水方面不是懂的很深。
由于时间和能力有限，在本次的设计可能还存在一些缺点和错误，恳请老师批评、指正。
摘要
1、本设计源自×××集团×××煤矿，图纸及文字资料均来自矿上。
2、主要开采条件
主采煤层为3号煤层，煤质为贫煤，为高瓦斯矿井，矿井正常涌水量为250m³/h，最大涌水量为550m³/h。
本设计取500m³/h进行设计。
局部地段有发生自燃的可能。
3号煤层煤尘具有爆炸性。
3、主要设计特点
（1）井田开拓方式。
本设计设计主副井一对，采用分区式通风方式，每一盘区对应一个回风井。
采用盘区式开拓方式，两条大巷沿井田南北走向布置在井田中央，大巷沿煤层底板布置在煤层中，井底车场形式为立井梭式车场。
（2）准备方式。
本设计将井田划分为7个盘区，首采盘区为E2盘区，采用3条上山，上部车场为顺向平车场，中部为甩入平巷式甩车场；下部为大巷装车立式绕道车场。
（3）采煤方法。
采煤方法为综采放顶煤采煤方法，采用液压支架支护；采掘比约为1.
（4）矿井通风。
矿井总风量为154
，容易时期的总阻力3602.544Pa，通风困难时期的总阻力4204.84Pa。
工作面配风78.3m³/s。
本设计选用FBCDZ-8-No28B-2×450KW型通风机。
关键词：
采矿专项初步设计；立井；单水平开拓；盘区式准备；综合机械化采煤
Abstract
1.Thisdesignisfrom×××Group×××coal.Bothdrawingsandtextdataarebasedonthemine.
2.Themainconditionsofmining
TheNo.3mainCoalWellisleanandhigh-gas.Normalwaterinflowingis250m³/handmaximumis550m³/h.Thispapertakes500m³/hasadesignwiththepossibilityofspontaneouscombustionatlocalarea.Whatismore,thedustintheNo.3coalseamisexplosive
3.Themainfeaturesofthedesign
1）Themethodofminefieldexploiting
Thispaperdesignsapairofcollieries------primaryandsecondarycolliery.Thepartitioningventilationmodeisadoptedandeachpanelcorrespondstoareturnairshaft.ThewayofexplorationisPanelTypewithtwonorth-southroadwayarrangedintheCoalMiningcenter,layoutalongandinthebottomofcoalseam.Theformoftheshaftbottomisshuttleyardshaft.
2）Themethodsofpreparation
Thiscoalminingwillbedividedintosevenpanels.WhilethefirstminingpanelisE2panelwiththreemountains,theupperyardisforwardandsquareyards.However,themiddleoftheyardisdrift-stylerejectionandthelowerpartisthebypassyardofverticalloadingroadway.
3）Themethodsofmining
Theminingmethodisfullymechanizedtopcoalcavingminingmethodandhydraulicsupport.Theextractiveratioisabout1.
4）TheMineventilation
Thetotalairflowinthemineis154m/s,withthetotalresistance602.544Paateasytimeandthetotalresistance204.84Paduringdifficulttime.Thespeedofairdistributionis78.3m³/s.ThefanofFBCDZ-8-28NoB-2X450kwischoseninthisdesign.
Keywords:
Thepreliminarydesignofminingprojects;Verticalshaft;Singleleveltodevelop;Paneltype;Comprehensivemechanizedcoalmining
1井田概况及地质特征
1.1井田概况
1、矿区位置与交通：
×××煤矿位于×××省×××市×××县境内，距×××集团约9km，地理坐标东经113°00′，北纬36°20′。
公路交通十分便利。
井田中部有东西向309国道穿过，南北向208国道从井田东部通过，另外矿井还建有铁路专用线。
北距太原市200km，南距×××市23km，东距×××北火车站15km，交通十分便利，见图1-1。
×
图1-1矿井交通位置图
2、井田地形、地势：
×××煤矿位于×××盆地西部，全区广为第四系黄土沉积掩盖，地形平缓，局部黄土冲沟发育，为高原盆地内的河谷平原区。
总的地貌形态是西北高，东南低，北部为缓和低山丘陵区，黄土冲沟密布，地形切割破碎，中南部地形平坦，海拔标高+930m左右。
3、气候：
本区属暖温带半湿润半干燥大陆性季风气候。
4、温度：
根据1978年温差变化，最高气温36.6℃（6月30日），最低气温-19.6℃（2月12日），悬差56.2℃。
5、雨量：
根据×××县历年气象资料统计，年降水量在410~917mm，平均594.8mm，年蒸发量在1502~1926.8mm，平均1738.6mm，蒸发量为降水量的2~6.3倍。
6、向和风速：
最多风向北西，最大风速14~16米/秒。
7、结冰期和冻土深度：
冰冻期为每年10月到次年4月，最大冻土深度为75cm（1977年2月）。
8、地震：
历史记载1497年2月，×××县城附近曾发生6级地震（中国地震资料表上未记载级别，地震地质大队（1970年10月）编制的×××地区构造体系图上定为5~5.9级。
）×××省抗震工作办公室等三家单位，于1979年以（79）×××抗字第1号文“关于颁发×××省地震裂度区划图及说明的通知”将×××划分为6度区，×××市划分为7度区。
根据国家地震局颁布的《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度小于0.05g，相当于地震基本烈度6度。
9、煤田开发历史：
矿区解放前即有小窑开采，五十年代末国家投资大规模开发，于1959年成立×××矿务局。
2000年8月×××矿务局改制成立×××矿业（集团）有限责任公司，属×××省授权经营的12户国有重点企业。
×××矿业（集团）以下辖×××、×××、×××、×××4对生产矿井。
10、矿区内现有生产矿井：
×××煤矿周围主要有×××煤矿、×××煤矿、×××煤矿和×××煤矿等。
11、水源：
×××煤矿水源地位于工业场地东南角，现有3眼井，2用1备。
水质满足生活饮用水卫生标准，每天可向矿井工业场地和居住区提供6000m³生活用水；另外矿井工业场地内还有临时水源井5眼，每天可提供2000m³生活、生产用水。
矿井现有生活给水系统完全能够满足矿井延深后的要求。
12、电源：
×××电厂是矿区的自备电厂，位于×××矿附近，现装机容量2×25MW，现有两回110kV线路向×××矿110kV变电站供电。
×××矿110kV变电站位于×××矿，是矿区的一座中心变电站，两回电源引自库西开闭站，导线型号为LGJ-300m㎡，长度3km；另两回引自×××电厂，导线型号为LGJ-240m㎡，长度16km。
该变电站设三台主变压器，容量为31.5MVA，电压等级为110/35/6kV，运行方式为两台运行一台备用。
西坡35kV变电站，双电源均引自×××矿110kV变电站35kV出线间隔Ⅰ、Ⅱ段母线，导线型号均为LGJ-150，线路长度均为4.5km，主变容量为2×12.5MVA。
该站位于×××矿的南侧。
×××煤矿建有一座6kV开闭所，其双电源以母线的方式引自×××矿110kV变电站6kVⅠ、Ⅱ段母线，该开闭所现担负着整个×××矿井的供电负荷。
1.2地质特征
1.2.1地层
×××井田均为第四系黄土所覆盖，仅于北部阎村、常隆一带有二迭系上石盒子组地层零星出露。
根据钻孔揭露情况，将地层发育情况由老到新叙述如下（见图1-2）：
1.奥陶系中统马家沟组O2m
岩性为灰色～深灰色厚层状石灰岩，局部裂缝溶洞发育，并为灰白色铝质泥岩、黄铁矿、菱铁矿等充填。
2.石炭系中统本溪组C2b
该组厚度1.35～13.43m，平均9.11m。
岩性以灰色块状铝土泥岩为主，局部发育灰白色中厚层状中粒砂岩、砂质泥岩以及底部×××式铁矿层。
与下伏地层假整合接触。
3.石灰系上统太原组C3t
本组厚度99.35～119.16m，平均厚度108.38m左右。
底部以K1砂岩与本溪组分界，顶部以K7砂岩与×××组分界，是本区的主要含煤地层之一。
主要由4～5层石灰岩及灰色砂岩、灰黑色泥岩和7～10层煤层组成。
其中15－3号煤层为可采煤层，厚度0～2.73m，平均厚度1.66m，但冲刷面积较大。
属典型的海陆交互相沉积，旋回结构明显，但岩性岩相较为复杂。
本组发育四层较稳定的石灰岩。
图1-2综合柱状简图
4.二叠系下统×××组Ｐ1S
本组厚度40.97～97.55m，平均厚度约55.69m。
是本区主要含煤地层。
岩性主要为灰白色、灰色中、细粒石英砂岩，灰色、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩，夹1～4层煤。
其中下部的3号煤层为主要可采煤层，厚度4.84～7.32m，平均厚度6.09m，3号煤上部多有一层灰色细、中粒砂岩，厚度数米至十余米，为3号煤老顶，与下伏地层太原组呈整合接触。
5.二叠系下统下石盒子组Ｐ1x
本组厚度44.2～78m，平均厚度约59.55m。
连续沉积于×××组地层之上，顶部为一层紫红、紫灰等杂色含鲕粒的厚层状铝质泥岩或砂质泥岩（俗称桃花泥岩），中下部为灰色泥岩，砂质泥岩，灰色、灰白色石英砂岩。
底部以一层灰白色厚层状中、粗、细粒石英砂岩Ｋ8与×××组分界。
6.二叠系上统上石盒子组Ｐ1sh
本组厚度309.8～408.31m，平均厚度约353.87m。
岩性为紫红色、紫灰等杂色泥岩或砂质泥岩，灰色、灰白色、黄绿色细、中、粗粒石英砂岩。
底部以Ｋ10砂岩与下石盒子组分界。
与下伏地层呈整合接触。
7.第四系Ｑ
厚度31～64.9m，平均约43.13m。
是本区的主要覆盖层，岩性为棕黄色、浅黄色亚粘土，含砂质粘土，夹姜石、砂砾层，顶部为耕植土，与下伏地层呈角度不整合接触。
1.2.2地质构造
×××井田位于×××矿区中部，构造以褶曲为主，地层走向近南北，向西倾斜，倾角3～6°。
东部以单斜为主，伴有近东西向波状起伏；西部为近南北向褶曲。
1.褶曲
本区姬村以东，基本为一向西倾斜的单斜。
姬村以西，则为近南北向的相互平行的背、向斜。
由东向西，依次为姬村向斜、路村背斜、老军庄向斜。
轴向近南北向，在南北两端稍有偏转，北端偏西，南端偏东，局部因受东西向波状起伏影响，走向略有变化。
背、向斜的两翼接近对称，倾角不大，多在5º左右，轴部比较宽缓，幅度最大110m，一般50m上下，局部有一些东西向的小的起伏，北部504号孔附近有一对小的背向斜。
南部南辛庄附近有一对近南北向的背向斜。
现将主要褶曲叙述如下：
⑴姬村向斜
轴向近南北，北起阎村附近，向南经1012号孔和2002号孔之间，过姬村西经2026号钻孔至2034孔附近，全长11.5km，两翼几乎对称，倾角4~6º。
⑵路村背斜
轴向南北，北部偏东，北起1008号钻孔东侧，西向南经路村西，至1029号孔附近，全长约10.0km，两翼几乎对称，倾角4~6º，轴部较为平缓。
⑶老军庄向斜
北自1039钻孔附近，过2026号孔，轴向变为南北向至区块3号拐点，全长约6km。
2.断层
井田断层不发育，除北部文王山南断层和东南边界安昌、中华两断层及西南边界藕泽断层较大构成×××井田自然边界外，井田范围内尚发育有四条落差20～30m和两条落差5～10m的小中型断层。
现分述如下：
⑴文王山南断层：
走向75°东，倾向南东，为上盘下降的正断层，自东伸入本区，常—1号孔3号煤层底板高806.82m，513号孔3号煤层底板标高459.92m，两者高差346.90m。
常隆附近落差400m。
常隆西南断层上盘为石千峰组底部地层，下盘为奥陶系及石炭系零星出露。
⑵安昌断层：
走向北60°东，倾向南东，倾角70°，为上盘下降的正断层。
自东伸入本区，在区外536号钻孔所见，于孔深530m见破碎带，K2石灰岩和马家沟组石灰岩相接。
据地震资料，断层方向与地质推断基本符合。
推断落差170m，该断层向西落差变小，至1068号钻孔附近，落差70m。
⑶藕泽正断层：
位于藕泽至沙庄一带，为井田西南角的边界断层。
地表为第四系覆盖，据钻孔资料揭露。
如1083孔，于519.10m见断层破碎带，以×××组上部岩层与太原组K2石灰岩接触，断失3号煤及太原组上、中部岩层，断距为94m。
西南段的2201孔在580.70m见破碎带，断距约10m。
东北段的1901孔于423.32m，见×××组上部岩层与3号煤接触，断距达30m。
此断层走向为北52°东，倾向东南，倾角70°，全长为4.5km。
⑷石室断层：
该断层原判定是故县断层的延伸，王庄矿经生产探明并非故县断层延伸，现命名为石室断层，由王82号钻孔控制，根据王庄矿井下实际揭露情况，该断层走向由南西方向延伸至北二采区，性质为正断层，最大落差18m，倾角70°，倾向东北，延伸北二采区不远处尖灭。
⑸F1断层：
为1011号钻孔所见，推断走向北20°西，倾向南西，倾角60°，为上盘上升的逆断层。
1011号钻孔545m见破碎带，Ｋ2石灰岩重复，15-3号煤层重复，显属三个逆断裂所致，总落差30m，延长1500m。
⑹F2断层：
走向北80°东，倾向北西，倾角70°，为常22、2012、2013、517号钻孔控制。
常22号钻孔缺失3号煤层以下至K5石灰岩以上的一段地层，据测井曲线解释，461m有破碎带，落差30m。
2012号钻孔深421m见破碎带，K10至3号煤层的间距和邻近钻孔相比缩短15m，向西延至2013号钻孔附近尖灭，向东延至517号钻孔附近尖灭，全长3.5km，为正断层。
⑺F3断层：
走向南北，向东倾斜，倾角60°，为上盘上升的逆断层，由1040、523号钻孔所控制。
1040号钻孔474m为破碎带，K2石灰岩重复，落差20m，523号钻孔473m见破碎带，K2石灰岩重复，落差10m，南北延长1520m。
⑻F64断层：
位于×××以北，走向北50°东，倾向南西，落差10m，为上石盒子组地层露头所显示，推断延长500余米，为正断层。
⑼F65断层：
位于F64断层以南，走向北75°东，倾向南西，落差5m，为上石盒子组地层露头所显示，推断延长500余米，为正断层。
3.陷落柱
井田内探测到的所有陷落柱均不含水。
4.岩浆岩
×××井田范围内没有岩浆岩侵入。
1.2.3煤层及其顶底板岩石特征
1、煤层
1.含煤地层
井田含煤地层为下二迭系×××组及上石炭系太原组，含煤地层总厚163.36m，含煤10～17层，煤层总厚11.25m，含煤系数为6.9%。
（1）×××组厚54.10m，含主要可采煤层3号煤层，煤层平均厚度6.09m，含煤系数11.20%，×××组顶底部、局部发育不稳定薄煤层1～3层，一般均不可采。
（2）太原组厚109.26m，含稳定的可采煤层15-3号煤层，不稳定的局部可采煤层8-2、9、12、15-1、15-2号煤层及不稳定薄煤层6、7、8-1、11、13、14号等煤层，太原组煤层总厚5.20m，含煤系数4.8%。
2.可采煤层特征
（1）3号煤层：
位于×××组的中下部，以其本身厚度大、层位稳定为重要对比标志，上距Ｋ8砂岩22.42～43.30m。
平均31.67m，下距Ｋ7砂岩顶面2.70～18.85m，平均12.98m，煤层对比非常可靠。
煤层厚度4.84～7.32m，平均厚度6.09m，结构简单，夹石1～3层，夹石厚0.1～0.3m，仅个别孔（1009号孔）夹石变厚达0.75m。
该煤层控制研究程度较高，符合规范要求，为稳定型全井田范围内可采煤层。
（2）8-2号煤层
位于太原组中上部。
上距3号煤层46.58～66.66m，平均57.17m。
下距9号煤层3.60～23.21m，平均9.68m，厚度0～1.73m，平均0.43m。
属不稳定局部可采煤层。
煤层顶板多为黑灰色厚层中粒砂岩。
底板多为黑灰色粉砂岩。
（3）9号煤层
位于太原组中部，下距K4灰岩0.79～9.60m，平均3.69m，个别钻孔如2012、2023号钻孔，9号煤层直复于K4灰岩之上。
厚0~2.21m，平均0.99m，属不稳定局部可采煤层。
本区中部一般发育较好，多达可采厚度。
夹矸0～3层，厚度及层数变化较大。
向南、向北因下部夹矸增厚煤层分叉渐至尖灭。
煤层顶板多为黑灰色粉砂岩，底板多为黑灰色泥岩、粉砂岩等。
（4）2号煤层
位于K4、K3石灰岩间。
上距K4灰岩0.90～7.08m，平均3.68m。
下距K3灰岩1.92～11.70m，平均3.33m，厚0～1.02m，平均0.50m，结构简单，为单一煤层。
属不稳定局部可采煤层。
顶底板多为灰、黑色薄层粉砂岩或泥岩。
（5）15号煤层
实际为一煤层组，位于太原组底部，上距K2石灰岩2.70~14.57m，平均5.29m，一般发育15-1、15-2、15-3等3层煤层。
1 15-1号煤层：
煤层厚0～1.35m，平均厚0.62m。
除南部冲刷带外，全区普遍发育，结构简单，为单一煤层。
北部×××以北、中部南浒庄一带发育较好，多达可采厚度，属不稳定局部可采煤层。
煤层顶底板多为灰黑色泥岩，炭质含量增高，变为炭质泥岩。
2 15-2号煤层：
煤层厚0～0.87m，平均厚0.57m。
结构简单，为单一煤层。
本区中部南浒庄一带发育较好，成片达可采厚度。
其余地区仅有零星钻孔达可采厚度，属不稳定的局部可采煤层。
煤层顶底板多为黑色薄层泥岩。
3 15-3号煤层：
本区内北部大面积范围内，该煤层厚度较稳定，煤厚0～2.73m，平均1.66m。
夹矸1～3层，除本区南部大面积同生冲刷外，一般均达可采厚度，局部顶底板及夹石为炭质泥岩。
可采煤层特征见表1-1。
表1-1可采煤层特征表
煤层号
厚度（m）
间距（m）
结构（夹矸层数）
稳定
程度
可采
情况
顶板
岩性
底板
岩性
最小~最大
最小~最大
平均
平均
3
4.84~7.32
46.58~66.65
57.17
0~3
稳定
全区可采
粉砂岩
中砂岩
细粉砂岩
6.05
8-2
0~1.73
简单0~1
不稳定
局部可采
中粗砂岩
粉砂岩
0.43
3.60~23.21
9.68
9
0~2.21
局部分叉0~3
不稳定
局部可采
粉砂岩
K4灰岩
上泥岩
0.99
8.04~17.97
11.00
12
0~1.02
简单
不稳定
局部可采
K4灰岩
下粉砂岩
K3灰岩
上泥岩
0.50
27.53~37.56
29.69
15-1
0~1.35
简单
不稳定
局部可采
泥岩
泥岩
0.62
0.90~2.40
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