采矿工程毕业设计(论文)-双鸭山矿业集团宝清煤矿1.2Mta新井设计【全套图纸】 .doc
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1、摘 要本矿井设计为黑龙江省宝清煤矿的新井设计,设计生产能力1.2Mt/a,服务年限59.4a。井田平均走向长4.5km,平均倾斜长3.0km,煤层平均倾角5,属近水平煤层。设计的可采煤层有三层,平均厚度6.41m。由于井田倾斜长度较大,且为近水平煤层,所以本井田决定采用近年来大力推广的倾向长壁采煤法开采,工作面全部为综合机械化采煤。本设计中矿井开拓方式采用双立井方案,单水平开采,一个工作面达产。关键词:矿井设计、倾斜长壁采煤法、矿井开拓全套图纸,加153893706AbstractThis design is a new mine planning withBao Qing Coal Mine
2、 in Heilonjiang Province. Mine planning capacity is 1.2Mt/a. Service is 59.4a. Well the average toward length of the field is 4.5km,and average skewed length is 3.0km.The average inclination of the coal bed is 5,that is a nearly level coal bed. This field there are 3 coal beds can be exploited, the
3、average thickness of coal bed is 6.41m.As field more toward greater length, and coal bed is nearly level. causes impact, decision this field use more popular inelined longwall coal mining, located all use integrated mechanized coal mining.Keyword:Mine planning、inelined longwall coal mining、Mine deve
4、lopment 目录摘要IAbstractII目录III绪论1第1章 井田概况及地质特征21.1井田概况21.1.1交通位置21.1.2地形 地势21.1.3气象 地震31.1.4水源及电源31.2 地质特征31.2.1矿区内的地层情况31.2.2地质构造41.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征51、可采煤层:51.2.4岩石性质 厚度特征61.2.5井田水文地质情况71.2.6沼气 煤尘及煤的自燃性81.3 勘探程度及可靠性8第2章 井田境界 储量 服务年限102.1 井田境界102.1.1井田周边状况102.1.2井田境界确定的依据102.2 井田储量102.2.1井田储量的计算102.2.
5、3储量计算方法112.2.4储量计算评价112.3 矿井工作制度 生产能力及服务年限112.3.1工作制度112.3.2生产能力112.3.3矿井设计服务年限12第3章 井田开拓133.1 概述133.1.1井田内外及附近生产矿井开拓方式概述133.1.2影响本设计矿井开拓方式的因素及具体情况133.2 矿井开拓方案选择133.2.1井筒形式和井口位置133.2.2开采水平数目和标高143.2.3开拓巷道布置153.3 选定开拓方案的系统描述183.3.1井筒形式和数目183.3.2井筒位置及坐标193.3.3水平数目及高度193.3.4石门大巷数目和布置193.3.5井底车场形式选择213.
6、3.6煤层群的联系223.3.7带区划分223.4 井筒布置和施工233.4.1井筒穿过的岩层性质及井筒支护233.4.2井筒布置及装备253.4.3井筒延伸的初步意见283.5 井底车场及硐室283.5.1井底车场形式确定及论证283.5.2井底井场的布置、存车线路、行车线路布置长度283.5.3井底车场通过能力验算303.5.4井底车场主要硐室333.6 开采顺序333.6.1沿井田走向的开采顺序333.6.2沿煤层倾斜方向的开采顺序343.6.3带区接续计划34第4章 带区巷道布置及带区生产系统354.1 带区概述354.1.1设计带区的位置、边界、范围、带区煤柱354.1.2带区的地质
7、和煤层情况354.1.3带区的生产能力、储量及服务年限354.2 带区巷道布置364.2.1区段划分364.2.2带区巷道布置364.2.3带区车场布置374.2.4带区煤仓形式、容量及支护384.2.5带区硐室简介394.2.6带区工作面接续394.3 带区准备424.3.1带区巷道的准备顺序424.3.2带区主要巷道的断面示意图及支护方式42第5章 采煤方法435.1 采煤方法的选择435.1.1采煤方法选择的制约因素435.1.2采煤方法的选择435.2 回采工艺435.2.1选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备435.2.2选择采面循环方式和劳动组织形式456.1 矿井井下运
8、输476.1.1运输方式和运输系统的确定476.1.2矿车的选型及数量476.1.3带区运输设备的选择486.2 矿井提升系统496.2.1矿井主提升系统的选择与计算49第7章 矿井通风与安全507.1 矿井通风系统的确定507.1.1概述507.1.2 矿井通风系统的确定507.1.3主扇工作方式的确定:507.2 风量计算与风量分配517.2.1风量计算517.2.2风量分配537.2.3风量调节方法与措施547.2.4风速的验算547.3 矿井通风阻力的计算557.3.1确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力557.3.2矿井等积孔的计算597.4 通风设备的选择597.4.1主扇的选择计算
9、597.4.2电动机的选择607.4.3反风措施607.5 矿井安全技术措施607.5.1预防瓦斯及煤尘爆炸617.5.2火灾与水患的预防617.5.3其他事故的预防61第8章 矿井排水638.1 概述638.1.1矿井水来源及涌水量638.1.2对排水设备的要求638.2 矿井主要排水设备648.2.1排水方式与排水系统简介648.2.2主排水设备及管路的选择计算64第9章 技术经济指标67总结69致谢70参考文献71附录 172附录 27865绪论通过大学四年对专业知识的学习,我基本掌握了专业知识体系,为了能更好的运用和巩固这些知识,借毕业设计这个机会我做了宝清煤矿的新井设计。本设计主要是
10、关于新矿井的建设,其中包括开拓方式、采煤工艺、支护方式、设备选型以及矿井的各个系统。本设计包括通风安全方面、采煤工艺方面的知识。本设计采用采用了近年来大力推广的小倾角倾斜长壁采煤法。第1章 井田概况及地质特征1.1井田概况1.1.1交通位置宝清煤矿位于双鸭山市宝清县境内,行政区划隶属与黑龙江省双鸭山市宝清县。宝清煤矿东南部与朝阳县接壤,西距双鸭山市65km公里,铁路线经由双鸭山可通往全国各主要城市,公路可通往东荣、岚峰、朝阳。交通条件较为便利。地理座标为:东经 1280013500;北纬 45004830。具体地理交通位置情况详见宝清矿交通示意图。图1-1 宝清矿交通位置图1.1.2地形 地势
11、宝清煤矿位于黑龙江省宝清县境内,地势西南高,东北部低,综合考虑全矿区的自然地质备件,这矿区属于侵蚀不强烈的低山丘陵区。该矿区标高最高点位于矿区的西南部,标高约为+100m,标高最低点位于矿区中部沟谷中,标高约为50m,相对高差为150m左右,矿区内地形简单。1.1.3气象 地震该矿区位于黑龙江省宝清县,属大陆性气候。根据近二十年来的气象观测,年平均降水量最大为816.0mm,年平均降水量最小为462mm,。年蒸发量最大为2351mm,年蒸发量最小为2028mm,最大日蒸发量达30mm,年平均气温8.7,东春季多西北风,夏秋季多东南风。依据中华人民共和国国家标准GB500112001建筑抗震设计
12、规范附录A,确定本矿区抗震设防裂度微度,基本地震加速度为0.15g。1.1.4水源及电源 本矿区地下水发育较好,由二眼深井供水,日出水量约1800m3/d,矿井水源有较好的保障。本矿电源引自35kv变电站,正在建设的选煤厂已建成35kv变电所,矿井扩建后的电源可直接从选煤厂调度,使用双回路供电系统。能够满足矿井生产的用电需求。1.2 地质特征1.2.1矿区内的地层情况宝清煤矿为黑土覆盖,根据钻孔勘探并结合邻区资料,对本井田地层由新至老分述如下:(一)第四系(Q)本组多为红色砂质粘土及黄色粉砂质亚粘土。河床为砂及亚砂土夹砾石,厚度018.91m。(二)第三系上新统(N2)本组多为深红色、黑红色粘
13、土,夹有砂砾及铁质、钙质结核。底部为砾石层及红土层,平均厚15m。(三)二叠系发育下统山西组(p1s)、下统石盒子组(p1x)、上统石盒子组(p2s)。现分述如下:1、下统山西组(p1s)井田内厚8293m,平均87m,主要由灰色、灰白色砂岩、灰褐色泥岩、砂质泥岩组成。底界砂岩(k3)为灰白色粗中粒砂岩,其底部含理事及煤屑,与下伏太原组地层整合接触。2、下石盒子组(p1x)厚约88m,主要为灰黄色砂岩、灰色、灰黄色粉砂岩及泥岩组成。顶部发育一层鲕状铝土泥岩,底界砂岩(k5)为灰白色粗粒砂岩,含砾石,不稳定,与下伏地层整合接触。3、上统石盒子组(p2s)本组上部多被剥蚀。钻孔揭露的赋存地层最大厚
14、度为46m,岩性主要为灰黄色砂岩、灰绿色夹紫色粉砂岩、泥岩等组成。底界砂岩(k6)为黄绿色含砾粗砂岩,与下伏地层整合接触。(四)上石炭统太原组(C3t)厚7298m,平均78.5m,以灰白色砂岩、灰黑色粉砂岩、泥岩及煤层组成,底部常发育泥灰岩一层,主要煤层赋存本组顶部及底部,按煤及岩性特征可分为上、中、下三段。下段地层由k2砂岩至5号煤层顶部,厚度2746m,平均35m,主要由煤层、砂岩、砂质泥岩组成,煤层是本段地层的主体,底部发育泥灰岩一层。中段由5号煤层顶部至4-2号煤层底部,厚度1627m,平均22m,主要由灰白色中粒砂岩,浅灰色粉砂岩及灰黑色泥岩和煤组成。中部常发育12层中粒砂岩,有时
15、相变为细砂岩或粉砂岩。上段由4-2号煤层底部至k3砂岩,厚1923,平均21m,主要由煤层、砂岩、粉砂岩组成(五)中石炭统本溪组(C2b)井田内钻孔揭露不全,揭露最大厚度为34.90m,据邻区资料本组厚在2148m,主要由灰色、灰白色、灰黑色砂岩、砂质泥岩泥岩和铝土岩组成,地层中常夹13层薄层石灰岩,其中最下一层比较稳定,厚度最大可达3m,常含腕足类动物化石。(六)中奥陶统马家沟组(O2m)本组为含煤地层的沉积基底,在井田内揭露不全。据邻区资料本组厚约为180m,主要为灰、深灰色石灰岩、白云岩及白云质灰岩夹薄层黄绿色泥岩组成。灰岩含泥质,风化后呈土黄斑块,俗称豹皮灰岩。底层中常夹同生角砾岩,与
16、下伏地层呈整合接触,井田内钻孔揭露最大厚度为15.74m。 1.2.2地质构造该矿区地质构造以褶曲为主,中小型断裂局部发育。主要构造线为北东方向,其中北部断层稀少,西南部断裂较为发育。地层产状主要受褶曲控制,总的地层走向为北东,倾角平缓。其中南部一般为48 ,北部一般为23,平均为5。现对区内构造叙述如下:1、褶曲下黑水沟背斜:位于井田西北部下黑水沟南侧,背斜区延伸约1.2km,走向为北东,两翼倾角平缓,一般为13左右;下黑水沟南向斜:位于井田中部,下黑水沟背斜南侧。本区内延伸长约2.3 km,走向约为北东60,与下黑水沟背斜近似平行。两褶曲轴线相隔0.40.6km;下窑子向斜:位于井田东南部
17、,为宝清矿区南部一个主要区域向斜构造之一,区内延伸约0.5km,该向斜向西逐渐变小尖灭。两翼倾角近8 左右;五一沟北背斜:位于井田东南部,下黑水沟南与下窑子两向斜之间,井田内延长约0.9km。背斜两翼地层倾角平均为3,范围在25。 2、断层五一沟正断层F1:位于井田南部边缘,断层走向为北东80,倾向南东,倾角75 。本区内只存在其尖灭部分,主体不在本矿区内。断层落差40米左右,为井田南部边界外的唯一主要断裂构造;F2逆断层:位于井田东南部,根据矿井地质资料,走向北东80,向北西倾斜,倾角40,落差1013m;F8逆断层:位于井田南部边缘,F2逆断层南侧,断层走向北东,倾向北西,落差约10m,向
18、上至下石盒子组地层逐渐消失。1.2.3煤层赋存状况及可采煤层特征1、可采煤层:矿区内主要可采煤层为7、9、12号煤层,详见可采煤层特征表1-1。现将各可采煤层分述如下:1、7号煤层煤层在太原组中部,厚度2.68-3.30m,平均2.89m左右,在矿区内属稳定全区可采煤层,其顶板为粉砂岩、细砂岩,底板为泥岩、砂质泥岩等。煤层结构简单,不含夹石,为主要可采煤层。2、9号煤层上距7号煤层7.84m左右,煤层厚度1.4-1.8m,平均1.64m左右,在矿区内属稳定可采煤层。其顶板为粉砂岩、泥岩,底板为砂质泥岩、细砂岩。煤层结构简单,不含夹石。3、12号煤层上距9号煤层33m左右,煤层厚度1.7-2.2
19、m,平均1.88m左右,在矿区内属稳定可采煤层,主要由煤层、砂岩、砂质泥岩组成。其顶板为砂质泥岩、细砂岩,底板为泥岩、砂质泥岩。煤层结构简单,不含夹石。表1-1 可采煤层特征表煤层号平均厚度平均层间距夹矸稳定性可采性顶板岩性底板岩性72890稳定全区可采粉砂岩泥岩91647820稳定全区可采粉砂岩泥岩121883330稳定全区可采粉砂岩泥岩2、煤质(1)煤的物理性质黑色、强玻璃光泽、性脆、比重中小、裂隙发育。条带状结构、块状构造。宏观煤炭类型属半光亮型煤。(2)煤岩特征煤岩组分由镜质组、半镜质组、丝炭组和无机矿物组成。镜质组、半镜质组:一般含量在62左右,以基质及均质镜质体为主,含少量的结构镜
20、质体。丝质组:一般含量在38左右,以半丝质体、粗粒体为主。无机矿物:以粘土为主。部分含方解石。(3)化学性质及煤种煤质变化规律符合希尔特定律: 1)挥发分随着深度的增加而降低,2)煤的变质程度随着深度的增加而提高。(4)煤的工艺特性及用途煤质属富灰、低硫、高磷煤,经过洗选后成为特低磷煤,牌号为气煤,可作为动力、民用及化工用煤。1.2.4岩石性质 厚度特征本区内岩性较细,主要由粉砂岩、细砂岩、粉细互层、中砂层及煤层组成,仅有较少的粗砂岩,含烁砂岩。煤层和岩层的物性差异均比较明显,各岩层的密度差别较小,曲线在各种岩层反应平直煤层异常反应明显,岩石硬度多数为中等硬度的砂岩类。见表1-2。表12岩石主
21、要物理力学性质指标表名称容重kg/cm3孔隙度抗压强度MPa抗拉强度MPa变形模量MPa弹性模量MPa砂岩2.1- 2.76-223-200.5-0.40.5-81-8粉砂岩2.2- 2.75-152-150.2-1.30.8-82-8泥岩2.7- 2.81.6-51-130.6-2.03-65-9石灰岩2.2-2.76- 195-220.5-2.01-85-11铝土岩2.1-2.417-311-100.3-1.01-3.52-9白云岩2.3-2.87-1515-341.0-3.06-206-181.2.5井田水文地质情况1.含水层本矿区与充水有关的有二叠系上石盒子组(P2s)、下石盒子组(P
22、1X)、山西组(P1s)的裂隙水含水层组、奥陶系上马家沟组(O2s)、下马家沟组(O2x)及亮山组(O11)岩溶含水层组。矿床主要充水含水层分述如下: (1)奥陶系灰岩地板岩融水主要含水层位是上马家沟组(O2s)、下马家沟组(O2x)和亮山组(O11),其中下马家沟组(O2x)岩层较薄,富水不均匀,富水带不稳定,局部对太原组煤层开采有地板突水影响的是上马家沟组(O2s)和亮山组(O11)。(2)山西组裂隙水含水层主要位于下段的砂岩带,底部粗砂岩局部变为细砂岩,是太原组上段煤层开采的主要顶板充水含水层。本层富水性不均匀,为极弱至中等程度。本层达到中等富水程度的部位位于埋藏较浅的向斜轴附近。(3)
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