水峪矿300万吨新井设计-说明书Word格式文档下载.doc
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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
中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书
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）：
评阅教师签字：
中国矿业大学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：
摘要
本设计包括三个部分：
一般部分、专题部分和翻译部分。
一般部分是水峪矿300万吨新井设计。
全篇共分为十章：
矿井概述及井田地质特征、井田境界和储量、矿井工作制度、设计生产能力及服务年限、井田开拓、准备方式－采区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿井提升与运输、矿井通风与安全和矿井主要经济技术指标。
水峪矿设计年生产能力为300万t/a，服务年限为97年。
矿井工作制度为“四六”制。
矿井的采煤方法主要为倾斜长壁综合机械化放顶煤开采。
矿井开拓方式为双立开拓方式。
矿井布置一个工作面生产，一个工作面备用，年生产能力为300万t/a。
工作面长度为250m。
运输大巷采用胶带运煤，大巷辅助运输采用电机车运输材料和矸石。
矿井通风方式为中央边界式。
专题部分主要介绍的是综放面顶板顶煤分类及研究。
翻译部分题目为“Adoptthecrestofthecoalworknoodlesplankmanagementproblemstudy”。
关键词：
综放面、顶煤分类、敏感性指标、夹石层、可放性、稳定性、顶煤相对强度、顶板结构。
ABSTRACT
Thedesignincludesthreeparts:
general,thematicelementsandsomeofthetranslation.Shuiyupartofthegeneralthreemilliontonsoforeanewwelldesign.Thetextisdividedinto10chapters:
Overviewofmineandminegeology,minerealmandreserves,thesystemofmine,designandproductioncapabilitiesandservicelife,minedevelopment,preparationmethods-paneldesign,miningmethods,undergroundtransport,MineHoistandtransport,mineventilationandminesafetyandthemajoreconomicandtechnicalindicators.
Shuiyuminedesignannualproductioncapacityofthreemillion,theservicelifeof97years.TMinesystem"
April6"
system.Pitminingmethodstotiltfullymechanizedlongwalltopcoalcavingmining.Mineexplorewaystoopenuptwo-wayup.
Mineproductionlayoutofaface,afacestandby,theannualproductioncapacityof300thousandtonsperyear.Facelengthof250m.TransportationRoadwaybeltusedtotransportcoal,Roadwayauxiliarytransportusedmotorvehicletransportmaterialsandwaste.Mineventilationsystemformixedmodeventilation,mineearlycentralparallelventilation,thelatehybridventilation..
Specialsubjectthepartismainintroductiveisasumuptoputthenoodlescresttheplankcrestcoalclassificationandresearch.Translatepartsoftopicsis"
theAdoptthecrestofthecoalworknoodlesplankmanagementproblemstudy"
.
Keywords:
fullymechanizedtop-coalcavingfacecavinganddrawingcharacteristicstop-coalrelativeintensityrockpartingclassificationoftop-coalstabilitysensibilitytargetroofstructure
目录
一般部分
1矿区概述及井田地质特征 1
1.1矿区概述 1
1.1.1交通位置 1
1.1.2地形地貌 1
1.1.3河流及水系 1
1.1.4气象及地震 1
1.1.5本区经济状况 2
1.1.6水源及电源 2
1.2井田地址特征 4
1.2.1井田地质构造 4
1.2.2水文地质 7
1.2.3其他有益矿物 10
1.2.4地质勘探程度 11
1.3煤层特征 12
1.3.1煤层 12
1.3.2煤层顶、底板 13
1.3.3煤质 14
1.3.4瓦斯 16
1.3.5煤尘及煤层自燃 16
2井田境界和储量 17
2.1井田境界 17
2.1.1井田范围 17
2.1.2开采界限 17
2.1.3井田尺寸 17
2.2矿井工业储量 18
2.2.1储量计算基础 18
2.2.2井田地质勘探 18
2.2.3工业储量计算 18
2.3矿井可采储量 20
2.3.1安全煤柱留设原则 20
2.3.2矿井永久保护煤柱损失量 20
2.3.3矿井可采储量 23
3矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 25
3.1矿井工作制度 25
3.2矿井设计生产能力及服务年限 25
3.2.1确定依据 25
3.2.2矿井设计生产能力 25
3.2.3矿井服务年限 25
3.2.4井型校核 26
4井田开拓 27
4.1井田开拓的基本问题 27
4.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标 27
4.1.2工业场地的位置 29
4.1.3开采水平的确定及采带区划分 29
4.1.4主要开拓巷道 29
4.2方案比较 30
4.2.1提出方案 30
4.2.2技术比较 31
4.3矿井的基本巷道 35
4.3.1井筒 35
4.3.2井底车场及硐室 36
4.3.3主要开拓巷道 38
5准备方式——带区巷道布置 45
5.1煤层地质特征 45
5.2带区巷道布置及生产系 45
5.2.1带区位置 45
5.2.2采煤方法及工作面长度的确定 45
5.2.3带区巷道布置 45
5.2.4工作面接替顺序 46
5.2.5生产系统 46
5.2.6巷道掘进方法 47
5.2.7带区的生产能力和带区采出率 48
5.3带区车场 50
5.3.1带区车场的形式和线路布置 50
5.3.2带区主要硐室布置 52
6采煤方法 53
6.1采煤工艺方式 53
6.1.1设计带区地质条件 53
6.1.2采煤方法及其机械化程度的确定 53
6.1.3回采工作面参数的确定 55
6.1.4回采工作面破煤、装煤方式及相应设备的选择 55
6.1.5回采工作面运煤方式及其运输设备的选择 57
6.1.6工作面支护方式及采空区处理 59
6.1.7工作面设备布置 61
6.1.8采煤工艺 62
6.1.9劳动组织和循环作业图表 64
6.1.10回采工作面吨煤成本 66
6.2回采巷道布置 68
6.2.1回采巷道布置方式 68
6.2.2回采巷道断面选择及其掘进方式 68
7井下运输 72
7.1概述 72
7.1.1井下运输的原始条件 72
7.1.2矿井运输系统 72
7.1.3各环节运输方式 73
7.2带区运输设备选择 73
7.2.1设备选型原则：
73
7.2.2带区煤炭运输设备的选择 73
7.3运输大巷设备选择 77
7.3.1大巷运输设备的选择 77
7.3.2运输设备运输能力验算 78
8矿井提升 79
8.1矿井提升概述 79
8.2主副井提升 79
8.2.1主井提升设备选型 79
8.2.2副井设备选型 80
9矿井通风 83
9.1矿井通风系统选择 83
9.1.1矿井概况 83
9.1.2矿井通风系统的基本要求 83
9.1.3矿井通风类型的确定 84
9.1.4主扇工作方法的确定 87
9.2带区通风 88
9.2.1带区通风 88
9.2.2工作面通风 88
9.2.3通风构筑物 89
9.2.4工作面风量计算 89
9.3掘进通风 92
9.3.1掘进工作面需风量计算 92
9.4硐室风量计算 93
9.4.1井下各硐室 93
9.4.2其它巷道所需风量 93
9.4.3备用面所需风量的计算 93
9.4.4矿井总风量计算 94
9.4.5带区风量计算 95
9.4.6风量分配和风速验算 95
9.5矿井通风阻力计算. 97
9.5.1矿井通风时期和困难时期的确定 97
9.2.5矿井通风阻力计算方法 101
9.6矿井通风机的选择 103
9.6.1矿井的自然风压 103
9.6.2初选通风机 104
9.7防止特殊灾害的安全措施 108
9.7.1预防瓦斯事故 108
9.7.2预防火灾事故 109
9.7.3预防矿井水灾事故 110
10设计矿井基本技术经济指标 111
专题部分
综放面顶板顶煤分类及研究 113
参考文献 138
翻译部分
英文原文 140
中文原文 144
致谢 147
中国矿业大学2007届本科毕业设计第148页
1矿区概述及井田地质特征
1.1矿区概述
1.1.1交通位置
汾西矿业集团水峪煤矿有限责任公司,位于山西省孝义市境内，覆盖下堡镇、兑镇镇、柱濮镇的一部分。
南北宽约8.4km，东西长约7.1km，矿区面积约52km2。
矿区距孝义市城西20公里处，距介休城约42公里。
地理坐标：
东经111°
35′12″—111°
39′03″，北纬37°
00′40″—37°
07′29″。
水峪井田西与阳泉曲井田相邻，东北与高阳井田相邻，系人为井界，北至下堡河，南至兑镇河为自然边界。
总体呈长方形。
矿区交通便利，南同蒲铁路介（休）西（泉）支线从矿区内穿过，矿区内设有兑镇车站，往西至阳泉曲车站。
有孝（义）午（城）公路通过矿区往东通大运高速公路及108国道，往北至307国道，与夏汾高速公路相通。
通过铁路公路可达全国各地，见图1-1交通位置图，附矿区距邻近主要城市距离见表1-1。
表1-1矿区距邻近主要城市距离表
城市
距离（公里）
孝义
20
北京
691
孟塬
426
汾阳
38
石家庄
407
西安
549
介休
42
大同
531
郑州
814
太原
146
包头
980
武汉
1348
1.1.2地形地貌
呈“V”字型发育，沟谷基本呈南北向，新生界的黄土主要分布在山梁垣上，基岩一般多出露在沟谷中，纵观全区其地貌特征为中等切割至轻微切割的中低丘陵类型。
1.1.3河流及水系
本区内地表水属黄河流域汾河水系，主要河流为北部边缘的下堡河及横贯矿区东西的兑镇河，柱濮河，三条河均属季节性河流，受季节影响较大，雨季山洪汇集，河水猛涨，旱季河水流量较小，甚至干涸。
1.1.4气象及地震
本区气候属暖温带大陆性半干旱半湿润气候，春季风大雨少干旱，夏季多雨炎热，秋季温暖湿润，冬季寒冷少雪，四季分明，平均年气温在10.3℃左右，一月份最低平均气温-10.5℃，最低-23℃。
七月份气温最高，最高可达39℃，平均降雨量约500mm，雨水多集中在7—9月份，占全年降雨的60—80%；
年蒸发量为1800—1900mm。
每年十一月至次年四月为冻结期，最大冻土深度0.74m。
本区地震烈度Ⅶ度区，根据《中国地震参数区划图》（GB18306—2001），属地震动峰值加速度为0.1—0.15g区。
根据1978年5月2日山西省抗震工作办公室、山西省建委，山西省地震局“关于颁发山西省地震基本裂度区划分图及说明的通知”，本地区裂度为6o。
1.1.5本区经济状况
本区范围涉及孝义市境内的下堡镇，兑镇镇，柱濮镇、驿马乡，的部分村庄，人口约5万人。
当地农民以种植业为主，主要农作物有小麦、玉米、高梁、谷子等。
区内煤炭资源丰富，工业主要以开办煤矿为主，开采运输业较发达。
1.1.6水源及电源
水峪矿共有九口水源深井，总出水量为：
250m3／h，是水峪矿工业用水和生活用水主要来源。
主要用于锅炉房、澡堂、食堂及工村生活用水等。
井下水源由矿井中央水仓送到高山水池，经沉淀池沉淀后靠静压送到井下中央泵房，加压后送到各工作地用水处。
水峪矿区内供电由35KV变电站通过各变电所及变电亭向各用处供电。
地面生活及生产辅助用电由各变电所供电，如工村变、新机厂变、锅炉变、旺家垣变、学校变都取自35KV变电站，然后输送到各用户。
由于井口附近负荷比较集中，在铁路车站北侧设有6／38KV变电亭，向井口绞车、生产系统供电。
各风井及工业场地用电电源均取自35／6KV变电站，以双电源供电。
扇风机房内附设有变电亭。
井上35/6KV变电所把6KV电压经主斜井送往井下中央变电所，然后通过高压开关柜把6KV电压送往主排水泵和采区变电所，然后采区变电所将6KV、660V电压分别送到工作面移变和其它用户，采煤工作面移变再将660V、1140V电压送到工作面各用户。
采区手持式电器设备为127V,由工
作面移变通过综保供给，其它用电设备为660V、1140V。
图1-1矿区位置交通图
1.2井田地址特征
1.2.1井田地质构造
霍西煤田位于山西省中南部吕梁山脉与霍山山脉之间，北起汾阳，南至河津，在隰县、乡宁与河东为田相连接，地理坐标在东经110°
21′——112°
00′，北纬34°
46′--37°
15′之间；
行政区划分属晋中、吕梁、临汾、运城（市）地区。
本矿区位于霍西煤田的北部孝义市境内。
区域地层与华北煤田大部分地区相似，出露岩层主要为前震旦系、震旦系、寒武系，缺失上奥陶统、志留系、泥盆系、和下石炭统。
在中奥陶统上沉积了石炭系、二叠系和第三系、第四系。
石炭二叠系为本区主要含煤地层，为海陆交互相及陆相含煤岩系，煤田内尚未发现火成岩。
区域构造上处于祁吕贺“山字型”弧形构造东翼，不同级别不同形态的褶曲构成了为田的基本格架，并以高角度正断层为主，次一级的波浪起伏是为田的一大特点。
因此，本区地质构造至少受着“山”字型构造、华夏系构造以及汾河凹陷的控制，燕山运动构成了该区地质构造的基本轮廓。
地层:
本矿井地层与霍西煤田汾孝矿区的地层一致，煤系地层的基底为奥陶系灰岩，在其上部沉积了石炭系，二叠系地层及第三、第四系红黄土层，煤系地层与奥陶系为平行不整合接触。
矿区大部分地区被红黄土覆盖，在沟谷中出露有太原组山西组、下石盒子组及上石盒子组地层，现根据勘探及生产中的有关资料由老至新叙述如下：
1、奥陶系中统上马家沟组（O2S）：
位于峰峰组之下，与峰峰组为整合接触。
勘探钻孔均未打到该组，该组地表无出露，依据区域地质资料，岩性由厚层状石灰岩，泥灰岩、白云质灰岩，白云岩等组成。
岩溶裂隙发育，平均厚约250mm。
2、奥陶系中统峰峰组（O2f）：
地表无出露，厚度130.96-156.10cm。
平均厚139.7m。
岩性有质地较纯的石灰岩，纯石膏及泥灰岩类纤维状石膏等组成。
3、石炭系中统本溪组（C2b）：
平行不整合于峰峰组之上，井田内无出
露，部分井巷工程穿过本组地层。
主要由灰色、黑色页岩、砂质页岩，铝土页岩，石灰岩等组成。
厚度15.48-25.80m，平均厚度18.47m，上部局部夹薄煤一层，石灰岩1-3层，厚度变化大，层位不稳定，石灰岩中产有蜓科等动物化石，底部为夹有团块状黄铁矿的铝土泥岩，本组部分地层在宜兴大巷揭露。
4、石炭系上统太原组（C3t）:
本组由黑灰色砂岩，砂质页岩、页岩、石灰岩及煤层等组成，含煤7-12层，其中2#、9#煤层为稳定可采煤层，亦系本矿井主采煤层，3#、7#、10#煤层为局部可采煤层。
石灰岩4-6层，其中K2、K3、K4三层灰岩稳定，是良好的标志层，在矿区内极易对比，但K4灰岩在矿区西北部官窑村附近相变为砂岩，本组厚95.10m-98.94m，平均97.02m。
可采煤层总厚1.57m。
太原组地层一般又分为上、中、下三段。
⑴太原组的下段（C3t1）：
K1砂岩底板起至K2石灰岩底板，厚26.20-37.40m，平均31.21m，由黑灰色之页岩、砂质页岩、砂岩、石灰岩、煤组成，K1砂岩为太原组与本溪组分界标志，成分为细、中粒石英，胶结良好，此层砂岩岩性坚硬，无论是在井下还是钻孔中易于识别，K1砂岩之上有1-3层石灰岩，下层厚一般在2m左右，上两层极不稳定，石灰岩之上是黑色页岩或砂页岩，及煤层，其中10#厚度为0.67m。
其上为0.5-1.2m之灰色页岩（泥岩），系9#煤层底顶，9#煤层厚1.55m，此外10#煤层的下部有0.3-0.8之薄煤层1-2层不稳定，9#煤层之上是K2石灰岩，其底层局部有不到1m的页岩一层，系9#煤伪顶。
⑵太原组中段（C3t2）:
K2石灰岩底至K4石灰岩顶，厚度为44.46-54.70m，平均48.84,有石灰岩三层，由下至上编号为K2、K3、K4，此三层石灰岩稳定，为良好的标志层，该段岩层具体有明显的沉积韵律。
7#1、7#、8#-1、8#煤层位于其间。
K2石灰岩厚6.85-13.7m，平均厚11.50m为厚层深灰色石灰岩，其中有条带状及团块状黑色燧石，石灰岩下部常有一层灰色的页岩，厚1.0m左右，石灰岩中产有较为丰富的海相动物化石。
K3石灰岩厚4.2-8.25m，平均厚5.55m,距K2石灰岩19m左右，亦为深灰色石灰岩，含燧石情况与K2石灰岩相似，石灰岩也产有海相动物化石。
K4石灰岩厚2.70-6.80m，平均3.78m，距K3石灰岩约10m左右，为深灰色石灰岩，一般不含燧石，在官窑附近露头上所见此层石灰岩在短距离内相变为黄色细粒砂岩。
⑶太原组上段（C3t3）:
自K4石灰岩顶板至K7砂岩的底板为止，平均厚22.55m。
4#、5#、6#薄煤层位于其间，在露头上所见一般为黑色页岩、砂岩，性脆、节量发育。
其中常夹有条带状铁质页岩。
5、二叠系下统山西组（P1S）：
K7砂岩底板起，K8砂岩底板止全层厚31.82-59.52，平均厚度42.20m，亦为矿区内重要含煤地层之一，与下伏之太原组地层在本区内为整合接触，出露于水峪井田各沟谷中。
K7砂岩为一层灰白色石英砂岩，一般厚1-2m，胶结良好，在露头上一股呈白色细、中粒砂岩，全区不稳定常尘灭，不易对比。
山西组中共有煤层4层，即1#、2#、3#-1、3#，只有2#煤层稳定可采，为本矿井主采煤层，3#煤层为局部可采，1#、3#-1煤层均为不可采煤层。
山西组岩性由灰白、灰黑色页岩，砂质页岩及砂岩组成，岩性变化较大，下部多为砂页岩，上部则砂岩较少，页岩中常夹有菱铁矿结核，风化后成为铁秀色。
6、二叠系下统下石盒子组（P1X）：
K8砂岩至K10砂岩底板，上部为黄绿页岩、砂岩及细中粒砂岩，中部以黄绿色中粗粒厚层砂岩为主，夹黄色，黄灰色页岩，砂质页岩，K9为黄绿色粗砂岩，成份以石英长石为主，泥质胶结，下部为黑灰色页岩，砂质页岩夹薄层细砂岩，底部有0.5m以下薄煤1-3层，煤层不稳定常尖灭K8砂岩为黄色中粒砂岩，成份以石英长石为主，泥质胶结厚度变化大。
本组厚95.00-132.00m，平均12
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