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1、固体矿床地下开采课程设计说明书绪论设计目的:在前面的几年里我们学完地质学基础 、 矿山测量 爆破及井巷工程 、 矿山压力及其控制 、 固体矿床地下开采和矿井通风等专业课程之后，通过此课程设计，巩固和扩大我们所学理论知识并使之系统化，培养运用所学理论知识解决实际问题的能力，提高计算、识图绘图、查阅资料的基本能力，为毕业设计中编写毕业设计说明书及绘制毕业设计图纸打基础。设计题目:四川达竹煤电集团铁山南煤矿-112 采区设计；设计参数：1、采区生产能力：60 万吨/a2、设计标高：-100+100 3、可采煤层参数煤层编号倾角（）最小厚度（ m）最大厚度（m）平均厚度（m）K213137（35）4.
2、1 5.3 5.0K223137（35）2.4 3.0 2.84、两煤层间距：25.0m；5、矿井瓦斯等级：高瓦斯矿井；6、回采工艺设计煤层：K22。设计资料：除以上给定的参数外，其余地质资料以实习矿井资料为准。设计依据：本设计以达竹煤电集团铁山南煤矿勘察的地质资料为基础，结合我们所学的地质学基础 、 矿山测量 爆破及井巷工程 、 矿山压力及其控制 、固体矿床地下开采和矿井通风等专业课程知识，以及采矿工程设计手册(2003 年版) 等资料为依据，进行采区设计。第一章 采区地质特征、储量及服务年限第一节 采区的地质特征1.矿井基本情况：主要井筒位置、功能：铁山南井田开拓方式为主平峒暗斜井联合布置
3、，主平硐井筒贯穿铁山背斜东西翼煤层群。延深水平是通过主、副暗斜井和回风斜井井筒形成行人、通风、运输等系统。矿井分东翼、西翼。东翼井筒包括+300 主平峒和桐子湾平硐、+100 主副暗斜井、-100 主副暗斜井、广山河回风井等；西翼井筒包括主平峒、+300水平主副暗斜井、0 水平主暗斜井、与大兴厂风机房相连的回风井（名称不详）等。生产水平运输大巷、回风大巷设置情况：每个水平有独立的进风大巷和回风大巷，其大巷均布置在煤层底板 25m的稳定岩层中。矿井东翼：运输大巷包括-100 水平南大巷和-100 水平北大巷， 回风大巷包括+300 水平北回风大巷；矿井西翼：运输大巷包括0 水平大巷，回风大巷包括
4、+300 水平回风大巷矿井主要生产系统：提升系统：矿井提升系统分东翼、西翼提升系统。东翼提升系统现为两级绞车提升系统和胶带输送机运煤系统。一级绞车提升系统为东翼+100m 水平至东翼+300m 水平。二级绞车提升系统为东翼-100m 水平至东翼+100m 水平。东翼胶带输送机运煤系统为东翼-100m 水平至东翼+300m 水平。西翼提升系统现为一级绞车提升系统。+300m 水平延伸主暗斜井采用2JK2/30 型绞车、22kg/m 钢轨、600mm 轨距、1t“U”型矿车，双钩串车提升，承担西翼+300m 水平以下的原煤、矸石及材料提升任务。排水系统：矿井的排水系统分东翼、西翼排水系统。东翼排水
5、系统分两级排水。一级排水为东翼-100m 水平至+100m 水平，正常涌水量 2235m3/d，最大涌水量 3924m3/d。二级排水为东翼+100m 水平至+300m 水平，矿井正常涌水量为 3900m3/d，最大涌水量为 6885m3/d。东翼+100m 水平和-100m 水平设有水泵房，东翼+100m 水平有主、副两个水仓，每个水仓容积为 1500m，东翼-100m 水平有主、副两个水仓，每个水仓容积2415 m。西翼排水系统分一级排水，西翼 0m 水平矿井正常涌水量为682m3/d，最大涌水量为 1996m3/d。西翼 0m 水平设有水泵房，西翼 0水平有主、副两个水仓，每个水仓容积
6、1400 米 3。西翼+300m 水平采取水沟自然排水。供电系统：矿井供电为双回路供电。矿井电源来自达竹煤电（集团）公司渡市选煤发电厂。电压等级 10kV，供电线路长 0.48km，其供电线路采用电力电缆，型号为 YJLV22-3*120mm2，引至地面变电所。矿井主变采用两台 S9-2500/10/6kV 变压器 2 台,1 台工作 1 台备用,工作变压器供井下生产用电。矿井主扇通风机以 10KV 架空线路供电。 矿井井下以 6kV 电压等级线路分别向东翼、西翼井下中央变电所供电。分别有两回供电线路。东翼采用 YJV22-ZR-95 交联电缆双回路供至该翼各水平井下中央变电所，井下中央变电所
7、分别以 6kV 电压等级线路供采区变电所，采区变电所以 660V电压等级向各采掘工作面供电。西翼采用 YJV22-ZR-50 交联电缆双回路供至该翼各水平井下中央变电所。井下中央变电所分别以 6kV 电压等级线路供采区变电所，采区变电所以 660V电压等级向各采掘工作面供电。井下局部通风机采用“三专”电源。40kW 以上电动机采用真空开关控制；采区变电所采用高压真空隔爆开关，保护齐全。地面供电系统采用 10KV 电压等级线路供电。矿井主要变压器容量为2500KVA；矿井设备装机容量为：8212kw；矿井运行设备总容量为4106kw；矿井实际用电容量为3500kw，矿井有功功率3500kw；功率
8、因素cos=0.9；东翼最大用电负荷为2390kw，西翼最大用电负荷为1640kw。2008年矿井综合电耗为36.03kwh/吨，2008年原煤电耗29.23kW/t。地面生产系统：东翼井下原煤经胶带输送机运输至东翼+300m 水平煤仓后，由机车牵引列车运输进入地面工业广场翻车机翻车；西翼井下原煤经西翼+300m 主暗斜井提升至+300m 水平后，由机车牵引列车运输进入地面工业广场翻车机翻车。2010 年年底，新作的专用胶带运输巷投入使用后，井下所有煤炭将经过胶带运输机运至 TD62-650 型胶带输送机 401#、402#进入达竹煤电（集团）渡市选煤发电厂贮煤仓。通风系统：矿井通风方式为混合
9、式，通风方法为抽出式。东翼主要通风机反转反风，西翼主要通风机反风道反风，东、西翼风机供电均为双电源、双回路供电。东翼总进风量 3360m3/min，总回风风量 3620m3/min，负压为 1500Pa，等级孔 1.86m2，风机效率 73.2%。西翼总进风量 1570m3/min，总回风风量1685m3/min，负压为 1220Pa，等级孔 0.96m2，风机效率 68%。矿井有效风量率为 95.12%。矿井东翼通风系统：+300 主平峒和桐子湾平硐新风经过+300 上部车场,通过+100 主暗斜井和副暗斜井和-100 主暗斜井和副暗斜井进入-100 水平南大巷和-100 水平北大巷，对-2
10、11 采区、-212 采区、-111 采区供风，回风风流经过采区回风上山进入采区回风巷，采区回风进入+300 水平南大巷和+300水平北大巷,再经过+300 水平集中车场，由广山河回风井抽出地面。矿井西翼通风系统：主平峒进新风通过+300 水平主、副暗斜井和0 水平主暗斜井到0 水平，对 401 采区供风，其中+200 水平的部分风量通过401 轨道上山进入 401 采区，回风风流经过采区回风上山进入采区回风巷，采区回风经+200 回风上山，进入+300 水平回风大巷，由大兴厂风机房抽出地面。监控系统：矿井安装 KJ73N 型安全监控系统一套，地面中心站设在公司调度室，中心站配服务器 1 台，
11、工作主机 2 台（备用 1 台） ，主机接有 LQ-1600K打印机、UPS 不间断电源和 KJ73N 型数据传输接口装置。系统主传输线采用光缆传输，井下信息由分站传输至光端机，光端机通过光缆传输至地面中心站主机，该系统安装井下分站 15 个，断电器 17 台，按煤矿安全规程设置了甲烷、一氧化碳、风门开闭、设备开停、风速、烟雾、断电馈电、负压、温度、液位等传感器，地面设监控室，通过监控系统将对矿井井下各作业地点的瓦斯浓度、对主要通风机、局部通风机、风门、电器设施设备等的运行状态以及瓦斯电闭锁、风电闭锁等进行有效监控。2.采区位置、范围:-112 采区位于井田东翼 F3 断层下盘，采区上与 11
12、2 采区毗邻，南以112 采区水闸门隔水煤柱向下延深为界，北界位于 1 号勘探线以南约 100 米，全长 2000 米。运输水平为-100 水平，回风水平为+100 水平，垂高 200 米，倾斜长度 348.7 米。3. 设计采区周边煤炭资源情况以及开采情况:相邻采区有 111 采区、-111 采区、-121 采区、-112 采区、-122 采区。相邻采区留设隔离煤柱 40 米或以大断层隔离，现生产采区为-111 采区，上部 112 采区、南部-111 采区开采揭露，采区内地质构造、煤层变化基本查清，储量可靠。4. 采区地质构造:-112 采区内一带为单斜构造。煤岩层走向 1832，倾向 10
13、8122，倾角 4251，平均 45，走向上成一宽松弧形，较稳定，变化不大。采区中未发现中型以上的断裂构造。采区开采煤层位于地下潜水面以下，总的看来，含水空间不发育，涌水量弱，除主要含水层水性强外，基本上无构造涌水。煤层上覆各含水层无水力联系，地表无积水，下伏含水层在煤层以下对开采无影响。地表降水渗透对采区有一定的影响。水文地质条件较为简单。采用类比法预测采区涌水量。最小涌水量：957.94m3/d；一般涌水量：1388.38m3/d；最大涌水量：2563.65m3/d。5. 开采煤层厚度、倾角和层间距:煤层厚度： 21 号煤层厚度 4.15.3 米，平均厚度 5.0 米，22 号煤层厚度2.
14、43.0 米，平均厚度 2.8 米；煤层间距： 25.0m；煤层倾角： 21、22 煤层倾角均为 3137，平均为 35，容重1.4t/m3，详见下表。序号 煤层名称倾角（）煤层平均厚度（m）层间距（m）容重(t/m3)围 岩性 质1 21 煤层35 5.0 25.0 1.42 22 煤层35 2.8 25.0 1.422 煤层局部可采， 21 煤层为主要可采煤层，含植物化石。两煤层属须家河组第六段第二带（T6-2xj） ，以厚层的细、中粒砂岩、砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩和煤层等组成。6. 煤层顶底板特征22 煤层直接底板为砂质泥岩，与 21 煤层间距 25 米。21 煤层的全套顶板就是 22
15、 煤层的全套底板岩石。22 煤层顶板属厚层状中粒石英砂岩（T6-33xj） ，含大量黑色矿物，质地坚硬，f 值大于 8。整个顶板与煤层呈冲刷接触，局部呈凹凸不平，致使煤层局部变薄，煤层上面局部地段有一层0.200.80 米的砂质泥岩，大多呈薄壳状出现，易于剥落，给煤层开采带来一定困难。21 煤层顶板为砂质泥岩 23 米，局部过渡粉砂岩至细粒砂岩。其上一层12 米之细粒砂岩或中粒砂岩。再上即为 2 米左右的砂质泥泥岩，也就是 22煤层的直接底板。21 煤层底为 1.53 米的砂质泥岩、泥岩底部 0.40.7 米夹大量煤屑、煤条带和煤线。故此 21 煤层底板松弛，粘结性不好，开采时难于管理。其下
16、16 煤层（锡皮）厚 0.200.35 米。16 煤层直接底板为 23 米的泥岩。再下即为灰白色厚层状中粒石英砂岩（T6-13xj） ，平均厚40.564.23 米。采区内两煤层顶板均较好，比较稳定，22 煤层属类型顶板，21 煤层属类型顶板。 （后附图表）煤岩层特征表煤层特征22 21层位 T6-23xj T6-23xj厚度(米) 2.43.0 4.15.3夹矸 泥岩 砂质泥岩结构 简单结构 复杂结构顶板 中粒石英砂岩 砂质泥岩底板 砂质泥岩 泥岩层间距（米） 25.0煤层柱状图7. 设计煤层的其他特征:22 煤层局部可采，从钻孔资料及上部 112 采区开采情况看，3 号勘探线以北 430 米为 0.4 米最低可采厚度线，以北变薄至不可采。基本属单一煤层。厚度在 0.400.64 米。平均 0.50 米。含夹矸 12 层，厚 0
