龙王庄煤矿Ⅰ采区初步设计.docx
《龙王庄煤矿Ⅰ采区初步设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《龙王庄煤矿Ⅰ采区初步设计.docx（76页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
龙王庄煤矿Ⅰ采区初步设计
毕业设计（论文）开题报告
题目名称：
龙王庄煤矿Ⅰ采区初步设计
学生姓名
专业
班级
一、选题的依据和意义
依据：
本次毕业设计参考“毕业设计任务书”和实习单位“三门峡龙王庄煤矿”地质资料而定的题目。
意义：
1、系统灵活运用和巩固所学的理论知识，并结合实际条件加以运用。
丰富学生的安全生产实际知识，并进一步培养和锻炼学生热爱劳动、善于理论联系实际、尊重科学和实践的良好思想作风；
2、掌握采区方案设计的步骤和方法，为后续的毕业设计打下基础；
3、巩固和发展学生的文字编写、运算和绘图的工程技能，培养和提高分析和解决问题的能力。
二、国内外研究综述
采区是组成矿井的基本单位，采区生产以采煤为核心，同时又包括掘进等准备工作及运输、通风、供电等环节。
研究掌握采区准备方式及技术的有关知识及规律，就能更好地运用采煤方法及为生产创造良好的条件，有利于矿井的开采。
国外一些国家像澳大利亚，美国一些发达国家，采矿技术成熟，设备先进，达到了世界一流水平。
我国也非常重视采煤科学技术的发展，很抓安全生产和技术革新，生产技术指标有了明显改善。
在确保安全的前提下，科学设计，提高了产值，为公民经济的发转做出重大贡献。
在今后我们要继续依靠科学技术进步，贯彻安全生产的原则，提高经济效益，。
总结正反两方面的经验教训，结合国情不断进行采煤技术的改革和创新，为早日达到一流水平而奋斗。
三、设计（或研究）的内容
本次设计针对“三门峡龙王庄煤业有限责任公司龙王庄煤矿Ⅰ采区”进行的初步设计，主要设计内容包括：
采区地质概况、采区存量及生产能力、采区方案设计、采煤工艺的选择、采区生产系统、采区巷道布置、采区车场设计、采区硐室设计等部分。
四、毕业设计（论文）所用的方法
本次采区设计结合龙王庄煤矿实际情况，严格按照《采矿设计手册》、《煤矿安全规程》等相关资料，以科学严谨、事实就是的态度进行设计。
在新型、高效的基础上选择回采方法，选用最经济的设备，在符合《矿井设计规程》的情况下设计最优的通风方案，在有可能的情况下提出多个方案并对其进行经济、技术上的比较。
在确保安全、技术可行的情况下采用其中的优秀方案。
五、主要参考文献与资料获得情况
《煤矿安全规程》、《采矿设计手册》、《采区设计指导书》、《煤矿开采学》、《井巷工程》、《矿井通风》等相关专业书籍。
设计中资料获得主要通过图书馆查阅，网上搜集等途径获得。
六、指导教师审批意见
年月日
毕业设计任务书
题目名称：
**煤矿**采区初步设计
学生姓名
所学专业
班级
指导教师姓名
所学专业
职称
一、设计题目
**矿**采区，具体基本设计参数以实习矿井资料为主，指导老师根据实习矿井资料的情况和毕业设计需要可以适当调整基本设计参数。
要求：
采区生产能力为60万t/a。
二、主要设计内容
说明书编写详见煤矿开采技术专业毕业设计指导书。
附图：
1、采掘巷道布置及机械配备平剖面图；
2、通风系统图；
3、避灾路线图；
4、上、中、下部车场（任选一个），附1个交岔点设计。
三、进度计划
1、2010年3月1日——3月31日驻矿实习、现场收集资料
2、2010年3月1日——3月14日完成开题报告
3、2010年4月1日——6月11日毕业论文的撰写、修改、定稿、打印、提交
4、2010年6月14日——6月20日指导教师评审，评阅人评审
5、2010年6月21日——6月25日毕业答辩
其中：
2010年4月19日——4月23日学生将“河南工程学院毕业设计（论文）学生自查表”交学生所在系部
四、重要参考文献
[1]徐永圻主编．煤矿开采学[M]．徐州：
中国矿业大学出版社，2008；
[2]陈炎光、徐永圻．中国采煤方法[M]．徐州：
中国矿业大学出版社，1991；
[3]洪允和．煤矿开采方法[M]．徐州：
中国矿业大学出版社，1991；
[4]王刚．煤矿地下开采[M]．徐州：
中国矿业大学出版社，1990；
[5]岑传鸿．采煤概论[M]．徐州：
中国矿业大学出版社，1989；
[6]孙宝铮，刘吉昌．矿井开采设计[M]．徐州：
中国矿业大学出版社，1986；
[7]煤矿安全规程2009版；
[8]采矿工程设计手册，煤炭工业出版社，2003
教研室主任签字：
年月日
摘要
采区是组成矿井的单元，采区的服务年限少则三四年，多则七八年，还有的达十余年。
采区设计要为矿井合理集中生产和持续稳产、高产创造条件；尽量简化巷道系统，减少巷道掘进和维护工程量；有利于采用新技术，发展机械化和自动化，煤炭损失少，安全条件好等。
采区设计主要内容包括：
采区地质概况、采区方案设计、采区生产系统设计、采区车场及硐室的设计。
采区设计主要依据有：
已批准的采区地质报告，根据矿井生产、接替和发展对所设计采区的要求。
在设计过程中要对采区技术方案进行优化设计，根据设计条件提出几个可行性方案，进行技术经济比较，确定出采用的方案，正式编制设计。
关键词：
采区设计科学依据巷道布置方案优化
Abstract
Miningareaisthebasisofthecompositionofthemine,miningareaoftheservicelifeofaslittleasthreetofouryears,asmanyasseventoeightyears,there'smorethantenyears.Miningareadesignandareasonablefocusformineproductionandsustainedyield,high-yieldconditions;assimpleaspossibleroadwaysystemandreducethevolumeofroadwayexcavationandmaintenanceproject;betteruseofnewtechnologies,developmentofmechanizationandautomationofsmallcoallosses,andgoodsecurityconditions.
Miningareadesignandincludethefollowing:
miningareageology,miningareadesign,productionsystemdesignminingarea,miningareaofparkinglotsandchamberdesign.
Themainbasisfordesignofminingareaare:
theapprovedminingareageologicalreport,accordingtomineproduction,replacementanddevelopmentoftheminingdistrictofthedesignrequirements.
SheJiprocessintheminingareainthetechnicalprogramshouldoptimizethedesign,accordingtothedesignconditionsofsomefeasibleplan,carryouttechnicaleconomiccomparison,identifiedbytheprogram,Zhengshibianzhidesign.
Keywords:
MiningareaDesignScientificbasisRoadwaylayoutOptimization
前言
毕业设计是对学生大学所学知识的综合检验，也是参加工作前的一次实战演习，通过毕业设计可将大学所学的知识融会贯通，系统复习从而学以致用,提高自身分析和解决实际问题的能力。
本设计是针对龙王庄煤矿Ⅰ采区，通过收集与整理资料，对该矿的地理位置、矿井地形及水文地质有了全面而系统的认识，并且对该矿可采煤层和采区通风、安全措施等方面有了详细明确的了解。
在本次毕业设计中，根据龙王庄矿的自然条件，综合在课本上所学的理论知识，对该矿Ⅰ采区进行全面设计。
本次设计内容包括：
采区方案设计、采煤工艺、采区生产系统、采区巷道及交叉点设计，采区车场设计、采区硐室设计。
本次设计受到了安全工程系采矿教研室各位老师特别是郭军杰老师的精心指导和同学们的帮助，在此对他们表示衷心的感谢！
由于本人所学知识有限，本次设计必然存在不足之处。
敬请各位领导、老师给予批评、指正。
第一章矿井概述
一、位置和交通
龙王庄井田位于三门峡市陕县和渑池县交界处，行政区划属英豪乡管辖，矿区地理坐标为：
东经111°34′00″~111°37′34″，北纬34°43′11″~34°47′01″。
主井井口坐标为：
X＝3848300，Y＝37554160，Z＝630。
井田范围：
西部以F10断层与石壕井田为界，东部以F15断层与蓸窑井田为界，浅部以+300水平与英豪煤矿梁家洼小井为界，深部达陇海铁路附近、－200m水平。
南北走向长8km，东西宽1.8－2.5km，精确的井田范围：
2005年8月3日河南省国土资源厅颁发的采矿许可证划定，采矿权人三门峡龙王庄煤业有限责任公司，证号4100000510216，井田面积51.4306km2。
矿区内交通方便，龙王庄煤矿东距渑池县城23km，至郑州市235km，西距三门峡市43km。
陇海铁路、连霍高速公路、G310国道从矿区南部经过，G310国道英豪至矿区6km，有简易水泥公路与G310国道连接，沿G310国道，英豪至三门峡50km，至渑池12km。
矿区西北部梁家洼煤矿、小龙庙煤矿通往英豪车站的窄轨铁路也通过矿区，交通方便，交通位置见图1-1。
二、地质报告
（一）井田所处位置及井田基本构造形态
井田位于渑池向斜西仰起端的北翼，基本为一单斜构造，伴有宽缓的小褶曲。
地层倾向一般140°，倾角9～32°，井田东北部倾角一般为22°，中部及西南部倾角一般为15°。
井田内断层分为近南北和北西、近东西向三组，其中，近南北向较发育。
断层主要分布在井田两侧，落差大于30m的断层主要分布在井田两端。
（二）煤系地层
井田内含煤地层为二叠系上、下石盒子组、山西组和石炭系太原组，含七、五、四、二、一共5个煤组，计5－27层煤，山西组和太原组为主要含煤段。
上、下石盒子组厚297.67－473.08m，平均413.26m。
含七、五、四共3个煤组，计0－8层煤，煤层总厚度0－3.98m，平均0.82m，含煤系数0.20%。
其中七煤组偶见可采点，但极不稳定；五、四煤组未见可采点。
因此，上、下石盒子组不含可采煤层。
山西组厚39.80m－86.34m，平均60m。
含二4、二3、二2、二1、二0煤，统称二煤组。
煤层总厚度为0.19－17.82m，平均5.11m，含煤系数8%，二4、二2、二0均为不可采煤层。
太原组厚28.00－86.23m，平均45m。
含一7、一6、一5、一4、一3、一2、一1煤，统称一煤组。
煤层总厚度为0.30－16.38m，平均3.32m，含煤系数7%。
其中：
一3煤平均厚1.08m，一2煤平均厚1.41m，均为大部可采煤层。
一1煤偶见可采点，大部沉缺。
其余各煤层均为不可采煤层。
（三）可采煤层
井田内主要可采煤层为山西组二1煤，大部可采煤层为太原组一3煤、一2煤。
发育情况见下表1-2。
表1-2煤层发育情况表
地层
煤层
名称
厚度
结构
煤层
间距
可采
程度
全层厚度
（m）
可采厚度
（m）
夹矸厚度
（m）
夹矸
层数
结构
类型
小－大
平均
小－大
平均
小－大
平均
小－大
平均
山西组
二1
0.19－11.19
3.83
0.70－7.56
3.78
0－1.83
0.34
1－2
较简单
下距一3煤16.01－46.76
全井田
可采
太
原
组
一3
0.30－2.84
1.08
0.70－2.17
0.98
0－0.75
0.17
1－2
较简单
31.59
0－11.28
全井田大部可采
一2
0－4.64
141
0.70－2.71
1.55
0－2.10
0.22
1－3
较简单～复杂
5.16
全井田大
可采
1、二1煤：
（1）二1煤层位于山西组下部，全层厚0.19－11.19m，平均厚3.83m。
可采厚度0.70－10.56m，平均3.78m。
含夹矸0－5层，一般1－2层，结构较简单，夹矸厚0－1.83m，平均0.34m，以炭质泥岩为主，次为泥岩，呈似层状、透镜状分布，稳定性差。
煤层直接顶板在井田西部为中细砂岩，东部以泥岩、粉砂岩为主，次为中细粒砂岩，局部以炭质泥岩为伪顶；煤层底板为深灰色细砂岩。
二1煤下距一3煤16.01－46.76m，平均31.59m。
一般间距在平均数上、下略有摆动。
（2）煤层厚度变化特点及稳定性评价
煤层厚度具有在短距离内急剧变化之特点，大致呈N－NNE向厚薄相间交替出现的特点。
煤层厚度变异系数为65%，可采性指数为0.92，煤层稳定程度属较稳定偏不稳定型。
2、一3煤
一3煤层位于太原组下部，全层厚0.30－2.84m，平均厚1.08m。
可采厚度0.70－2.17m，平均0.98m，含夹矸0－4层，一般1层，结构较简单。
夹矸为炭质泥岩或泥岩，较稳定，厚0－0.75m，平均0.17m。
煤层厚度在井田内有一定变化，大致呈N－NNE方向厚薄相间变化趋势，煤层厚度变异系数为46%，可采性指数为0.81。
煤层稳定程度属较稳定～不稳定型。
煤层直接顶板在1611、1705、1706、1707号钻孔以西为泥灰岩，以东为厚层石灰岩。
底板为泥岩或粉砂岩。
一3煤下距一2煤0－11.28m，平均5.16m。
一般间距接近平均值。
因距奥陶系灰岩太近，受水威胁较大，一3煤层定为暂不能利用储量。
3、一2煤
一2煤层位于太原组下部，全层厚0－4.64m，平均1.41m，可采厚度0.70－2.71m，平均1.55m。
含夹矸0－6层，一般1－2层，结构较简单～复杂。
夹矸主要为炭质泥岩和泥岩。
厚0－2.10m，平均为0.22m，呈透镜状分布，稳定性差。
煤层变异系数为68%，可采性指数为0.72，煤层稳定程度属不稳定型。
一2煤直接顶板多为泥岩和粉砂岩，井田西北部为石英砂岩，底板为泥岩或铝质泥岩。
因距奥陶系灰岩太近，受水威胁较大，一2煤层定为暂不能利用储量。
（四）勘探阶段发现的断层
1、F15：
正断层，为井田边界，呈NW-SE向延伸至井田外，走向315°，倾向45°，倾角80°，落差295～375m。
控制钻孔有：
3402、3203、8-5、2606、3401。
2、F15′：
正断层，为F15的分支，走向302～332°,倾向32～62°，倾角75°，落差100m，基本平行于F15，深部在3402号钻孔附近与F15相交，井田内走向长1.38km。
3401号钻孔穿过，缺失
下部及
上部地层约100m。
3、F15″：
正断层，亦为F15又一分支，走向290～355°，倾向20～85°，倾角60°，落差50～80m，浅部在8—5号钻孔附近、深部在3402号钻孔附近交于F15，井田内走向长2km。
2611号钻孔穿过，缺失
中部地层35～55m。
4、F65:
正断层，走向7°，倾向277°,倾角70°，落差0～75m。
浅部尖灭于2612号钻孔附近，深部于2411号钻孔东南延伸出井田，井田内走向长1.5km，2511号钻孔穿过，缺失
下部及C3上部地层60～70m。
2612号钻孔穿过，缺失
顶部及C3顶部地层20～30m。
5、F66:
正断层，走向332～18°，倾向242～288°，倾角70°，落差10～100m。
浅部交于F15,深部于2310号钻孔东南尖灭于井田外。
井田内走向长2.51km。
2513号钻孔穿过，缺失
中部到
顶部四煤组地层50m；2807号钻孔穿过，断缺
地层40～60m。
2413、2408号钻孔控制。
6、F34:
正断层，走向325～10°，倾向235～280°，倾角70～80°，落差0～50m。
浅部于2412号钻孔附近延伸出井田外，深部尖灭于2117号钻孔西南。
井田内走向长3.39km。
2308号钻孔穿过，缺失C3上部地层10～20m；2312号钻孔穿过，缺失一2煤及其上下地层20m；3301号钻孔穿过，缺失二1煤及其以下地层15～20m；2111号钻孔穿过，缺失地层20m左右；2412号钻孔穿过，缺失二1煤及其以上地层25m；2702号钻孔穿过，缺失二3、二1煤层及C3顶部地层40m。
7、F35:
正断层，走向347～0°，倾向257～270°，倾角70°，落差0～25m。
浅部尖灭于2208号钻孔北，深部尖灭于2117号孔西。
走向长1.63km。
2208号钻孔穿过，缺失一2、一3煤段10～15m；2115号钻孔穿过，缺失二1煤及其顶板5～10m。
8、F73：
正断层，走向265～275°，倾向355～5°，倾角70°，落差0～90m。
浅部尖灭于龙王庄西，深部尖灭于九龙观南，井田内走向长1.55km。
2407号钻孔穿过，缺失
底部及
顶部地层20～50m；2804号钻孔穿过，缺失
、C3地层约80m。
2307、2201、2509、2506号钻孔控制。
9、F76：
逆断层，走向60°，倾向330°，倾角25°，落差10～20m。
走向长1.02km。
3004号钻孔穿过，一3、一2煤层段重复10～20m；2116号钻孔穿过，重复二1煤段10～20m。
10、F68:
正断层，走向333～27°，倾向243～297°，倾角70°，落差10～50m。
深部于1202号钻孔西交F10，浅部于1803号钻孔西尖灭。
井田内走向长3.88km。
3101号钻孔穿过，缺失
上部地层25～30m。
1416、1417、1802、1806号钻孔控制。
11、F10:
正断层，走向342～9°，倾向252～279°，倾角70°，落差160m左右，位天井田西部边界附近，井田内走向长4.4km。
1412号钻孔穿过，缺失
下部至C3上中部地层140m。
1608、1610号钻孔控制。
12、F10′:
为F10的分支断层，正断层，走向350～15°，倾向260～285°，倾角60～70°，落差40～50m，为F10的分支，走向长1.3km。
1301号钻孔穿过，缺失
底部及
顶部地层40m，1416号钻孔穿过，缺失
地层40－50m。
井田北东部的几条张性断层，对采区划分有一定影响，可能造成煤层顶板较破碎，使得顶板难以管理，矿井容易导通上下含水层，给采煤带来一定困难，受其影响，煤层有塑性流变现象。
但断层附近，瓦斯含量相对较低，有利于生产。
总之，矿区内构造复杂程度属中等类型，地层、煤层走向140°，倾角9～32º，局部被断层切割，历次施工井田内均未发现岩浆岩侵入。
第二章采区地质概况
一、采区概述
龙王庄煤矿Ⅰ采区是本矿首采区。
采区走向长623～1200m，倾斜宽530～676m，阶段垂高＋70～＋200m。
由于＋60m以上属低瓦斯区域，故仅设计两条上山，即Ⅰ采区轨道上山及皮带上山。
两上山相互平行，方位角均为298°，沿煤层倾向掘进；两上山均从轨道大巷开口，皮带上山通过采区煤仓与皮带大巷相连，轨道上山通过回风联巷与回风大巷相连；所掘巷道对应地表为低山及农田，无重要建筑设施；Ⅰ采区西侧为梁家洼井田，东侧为大巷，北侧为1104工作面，南侧为未开采的煤层实体。
附：
Ⅰ采区位置及井上下关系表2-1；
Ⅰ采区设计平面布置附图1。
表2-1采区上山位置及井上下关系表
水平名称
+70m水平
采区名称
Ⅰ采区
地面标高
+600m～+730m
工作面标高
+130m～+260m
地面相
对位置
工作面对应地表部分为低山、丘陵及农田，无重要建筑设施。
采区对地面设施的影响
回采时对地面设施影响不大。
井下位置及与四邻关系
Ⅰ采区西侧为梁家洼井田，东侧为大巷，北侧为1104工作面，南侧为未开采的实体煤，两上山均从轨道大巷开口，皮带上山通过采区煤仓与皮带大巷相连，轨道上山通过回风立眼与回风大巷相连。
走向长
623－1200m
倾斜长
530－676m
面积
615000m2
二、采区煤层及其顶底板特征
采区设计开采的煤层为二1煤层，根据已掌握的地质资料，煤厚在1.25～6.52m之间，平均煤厚4.5m，局部含1～2层夹矸厚约0.3m，煤层走向约为10°～51°倾向91°～141°，倾角9°～20°，平均煤层倾角为14˚；煤层顶、底板较破碎、松软，掘进时易出现底鼓现象；煤的机械强度较低，性脆易碎，多呈粉状产出，为中等粘结性煤层。
煤层赋存及煤质有关指标如表2-2所示。
表2-2煤层赋存及煤质指标表
煤层名称
二1煤
煤岩类别
亮煤型
厚度（m）
4.5
煤尘爆炸性
具爆炸危险性
煤层结构
简单
爆炸指数
27.5%
煤层倾角
9°～20°
煤的自燃性
Ⅲ类不易自燃
品种
焦煤
瓦斯
低瓦斯
容重
1.45t/m3
地压
明显
硬度（f）
0.92
地温
正常
（一）煤质
二1煤层松软、易破碎，属中硫、低磷、粉状焦煤，原煤灰份12.86～35.71％，平均21.01％，硫份平均含量为2.32％，原煤发热量27.02MJ/Kg。
（二）煤层顶底板
龙王庄煤矿Ⅰ采区为首采区，煤层伪顶为灰黑色泥岩，厚0～1.0m，平均0.7m，含黄铁矿结核和植物化石；直接顶为灰黑色泥岩，厚3～10m，平均4.5m，含植物化石碎片，上部含黄铁矿薄膜，裂隙发育；老顶为浅灰黑色细砂岩，厚3～12m，平均7.8m，斜层理发育，层面上多含云母片，含植物化石和黄铁矿结核。
煤层直接底为灰黑色泥岩，厚3～14m，平均5.7m，具隐蔽状水平层理，含黄铁矿结核和植物化石；煤层老底为浅灰色粉砂岩，厚5～17m，平均9.5m，含黄铁矿结核，水平层理。
由于周围压力较大，易产生侧压和底鼓现象，所以巷道设计时尽量布置在坚硬岩石中，采用锚网喷支护，施工中根据岩性变化需要，及时采取U型钢或锚索进行加强支护。
综合柱状图见附图2-1。
地层
柱
状
累深
（m）
层厚
（m）
岩性描述
系
组
二
叠
系
Ｐ
山
西
组
Ｐ１1
…………………………………………
432.8
7.8
浅灰黑色细砂岩，斜层理发育，层面上多含云母片，含植物化石和黄铁矿结核。
438.0
5.2
灰黑色泥岩，含黄铁矿结核和植物化石。
442.5
4.5
二1煤，黑色粉状，以亮煤为主的半亮型煤，含2～3层泥岩夹矸。
450.2
5.7
灰黑色泥岩，含黄铁矿结核和植物化石，具隐蔽状水平层理。
····
····
····
····
········
····
·
升级会员 