采矿工程设计平顶山煤矿

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1、摘摘 要要 平煤八矿位于河南省平顶山市境内，为平煤集团的大型现代 化高产高效矿井之一。井田走向长 5.5km，倾向长 3.4km,最小 3.00km，平均为 3.2km,井田面积 17.6km2。矿区内各矿历年瓦斯 鉴定结果, 瓦斯绝对涌出量为 16m3/min,相对涌出量为 6.4m3/t.煤 层煤尘爆炸指度为 23.426%，有煤尘爆炸危险性，煤尘自燃发 火期为 6 个月，有自燃发火的倾向。 井田地质条件简单，开采的戊9-10煤层赋存比较稳定，浅部 煤层倾角大约为 12,深部为近水平煤层，煤层平均厚度 3.5m。 矿井的生产能力为 0.9Mt/a，服务年限为 47a。根据平煤八矿井田 的实

2、际情况，确定矿井的开拓方式为立井两水平开拓，采区式准 备，走向长壁采煤法，综合机械化采煤工艺，矿井工作制度为两 班采煤，一班准备。矿井采用大型现代化设备进行矿井的采煤、 运输、提升、排水和通风，以科技进步推动矿井的现代化发展。 矿区的环境保护对矿井的发展有着重要的影响，因此本矿结合实 际情况采取有效措施来保护环境。 关键词关键词:立井开拓；走向长壁采煤法；综合机械化采煤 目目 录录 摘 要 .1 前 言 .1 1. 矿区概况及井田地质特征 2 1.1 矿区概况2 1.1.1 地理位置与交通.2 1.1.2 地形、地势.2 1.1.3 河流.3 1.1.4 气象.3 1.2 井田地质特征3 1.

3、2.1 井田内的地层情况.3 1.2.2 主要地质构造.5 1.2.3 煤层及其顶底板岩石特性.5 1.2.4 水文地质特征.6 1.2.5 瓦斯、煤尘及自燃.7 1.2.6 地温.7 1.2.7 煤质、煤的牌号与用途.7 1.3 井田勘探程度8 1.3.1 勘探程度.8 1.3.2 地质勘探程度及精查勘探地质报告的评价.8 2. 矿井储量年产量及服务年限 .10 2.1 井田境界10 2.2 井田储量11 2.2.1 矿井工业储量.11 2.2.2 矿井设计储量.12 2.2.3 矿井设计可采储量.12 2.3 矿井年产量及服务年限16 2.3.1 矿井工作制度.16 2.3.2 矿井设计生

4、产能力.16 2.3.3 矿井服务年限.16 3. 井田开拓 .18 3.1 概述18 3.2 井田开拓18 3.2.1 井田的划分.18 3.2.2 立井方案比较.19 3.2.3 方案比较.20 3.2.4 确定方案24 3.3 井筒特征24 3.3.1 井筒数目.24 3.3.2 井筒特征的确定.25 3.3.3 井底车场.28 3.4 开采顺序及采区工作面的布置29 3.4.1 开采顺序.29 3.4.2 同采区数目和回采工作面.30 3.5 井巷工程和建井工程32 3.5.1 井巷工程计算.32 3.5.2 巷道断面及支护形式.32 4. 采煤方法 .35 4.1 采煤方法的选择35

5、 4.1.1 概述.35 4.1.2 采煤方法的确定.35 4.2 采区巷道布置及生产系统36 4.2.1 采区走向长度的确定.36 4.2.2 确定区段斜长及区段数目.37 4.2.3 煤柱尺寸.38 4.2.4 采区上山布置.38 4.2.5 区段平巷的布置.38 4.2.6 联络巷的布置.39 4.2.7 采区内同采工作面的个数及位置.39 4.2.8 采区车场形式选择.39 4.2.9 采区硐室.41 4.2.10 采区生产系统.43 4.3 采煤工艺设计43 4.3.1 首采工作面概况.44 4.3.2 综采工作面采煤工艺设计.44 4.3.3 确定工作支护方式和采空区处理.45 4

6、.3.4 工作面循环方式及循环作业图表.45 5 矿井通风与安全技术 51 5.1 矿井通风系统的选择51 5.1.1 选择原则及要求.51 5.1.2 选择矿井主扇的工作方法：.53 5.1.3 选择矿井通风方式.53 5.2 风量计算及风量分配55 5.2.1 风量计算.55 5.3 全矿井通风阻力计算60 5.4 风机选型63 5.5 矿井安全技术措施67 5.5.1 概述67 5.5.2 预防井下火灾的措施.68 5.5.3 粉尘的综合防治.68 5.5.4 预防井下水灾的措施.69 结 论 .72 致 谢 .74 参 考 文 献 .75 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设

7、计 1 前前 言言 本次毕业设计是据河南省平煤集团八矿进行的毕业实习中所收 集的矿井生产图纸和地质资料,并作了一些改动以后,对矿井进行的 初步设计。 采矿工程设计是采矿工程专业全部教学进程中的最后一个环节.作 为对大学生在学校的最后一次综合性的知识技能考查,它主要是考 查大学生在校期间对基础知识及专业知识的掌握情况,使学生自我 思考,自行设计在设计过程中,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。 设计的过程就是一个不断认识和学习的过程.在本次设计过程 中认真贯彻、以及国家其它发展煤炭工业的方针政策, 积极采用

8、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。 本次设计以为依据,严格按照的要求,采用工得技术语言,对矿井的开拓,准备运输、 排水通风等各个生产系统进行了初步设计。由于时间关系和设计水 平有限,设计中失误之处在所难免，敬请审阅老师给予批评指正! 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 2 1. 矿区概况及井田地质特征矿区概况及井田地质特征 1.1 矿区概况矿区概况 1.1.1 地理位置与交通地理位置与交通 平顶山矿区位于河南省西部.平煤天安八矿位于平顶山矿区东 南部,西距平顶山市 15km. 其地理坐标为东径 113 2291133014，北纬 33451333

9、4726， 属平顶山卫东区管辖。东距京广铁路线孟庙车站 58km.孟平支线(孟 庙平顶山站 )斜穿井田,往西与焦枝铁路宝丰站相接。许南（许昌 南阳）公路南北纵贯井田中部，至市区的程平路，在井田中部与 许南公路相接，交通十分便利。矿区面积 41.42 km2。优越的地理 位置为煤炭市场的开发创造了得天独厚的条件。 图 1-1-1交通位置 1.1.2 地形、地势地形、地势 本井田东部和南部为开阔的冲积洪积平原，冲积层厚度 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 3 300400m，地面标高+75+80m，北部为丘陵及山地，由紫红色 石千峰和灰白色平顶山砂岩组成，呈北西南东走向，标高 +2

10、00+399.5m，相对高差 130305m，最大坡度 40 度，山区沟 谷发育，地形复杂，呈西北高东南低的地势。 1.1.3 河流河流 本区河流属淮河支流沙河水系，湛河流经井田东南部，最大 宽度 50m，流量 0.087.8m3/s；沙河流经南及东部，河宽 50250m，流量 0.85210m3/s，井田地势大部平坦，易形成小面 积暂时性内涝洼地。 1.1.4 气象气象 本地区属大陆性半干燥湿度不足带,年降雨量平均 94.6mm,最 大降雨量 1323.6mm,年最小降雨量 373.9mm。 最大蒸发量 2825mm, 最小蒸发量 1490.5mm,平均绝对湿度 13.5mm, 平均相对湿度

11、 67,冰冻期一般为 11 月至次年 3 月。平均 气温 15，最高 42.2，最低-153。 1.2 井田地质特征井田地质特征 1.2.1 井田内的地层情况井田内的地层情况 1 寒武系崮山组：为灰至深灰色厚层状白云质灰岩，厚度大于 68 米。 2 石炭系上统太原组，厚度 6292m，一般 80m 左右。该段为 一套以海相沉积为主的含煤岩系可分四段：第一段巩县段，灰至深 灰色铝土质泥岩，间夹砂质泥岩。局部相变为砂岩。顶部含煤一层 （庚 23） ，厚度 0.052.33m，偶见可采点。本段厚 214m，平均 8m。第二段下部灰岩段，厚 1426m，一般为 19m，以灰至深灰 河南理工大学本科毕业

12、设计河南理工大学本科毕业设计 4 色中厚层状石灰岩（L6、L7）为主，间夹砂质泥岩及煤线。第三 段中部泥砂岩段，厚 2329m，一般为 25m，以深灰色泥岩、粉砂 质泥岩及细砂岩为主，间夹石灰岩（L4、L5） ，及薄煤七层。第四 段上部灰岩段。厚 2431m，一般为 27m，以灰及深灰色厚层细晶 质石灰岩及薄层泥灰岩（L1L3）为主，夹泥质粉砂岩、泥岩、 薄层细砂岩及薄煤四层。L1 灰岩厚 0.5-9.13m。一般 2m 左右，该 层灰岩距己 16-17 煤层 0.929.51m，一般为 58m。L2 灰岩厚 0.414.9m，一般为 9m，其与 L1 灰岩之间距为 0.614.6m。一般 3

13、5m，该层灰岩有时有分叉合并现象，一般为不分层变薄至尖灭。 L3 灰岩较稳定，一般 4m 左右。 3 二叠系下统山西组（P1S）该组厚度 29-43 米，平均 38 米， 分三段：第一段己煤段，灰至深灰色粉砂泥岩，己 15、己 16.17 为 主采煤层，第二段砂岩段，第三段香炭段。 4 二叠系下统下石盒子组（P1sh）该组厚约 120m 左右，分五 段：第一段香炭砂岩段，第二段小紫斑泥岩段，第三段砂锅窑段， 第四段大紫斑泥岩段，第五段戊煤下段，含薄煤三层。 5 二叠系上统上石盒子组（P2sh）该组厚约 550m，分七段： 第一段戊煤段含戊 11、戊9-10、戊 8 三至四层煤，戊9-10为主采

14、煤 层，煤厚 4.5m。第二段戊煤上段，第三段丁煤段，夹丁 3丁 7 五 层煤，丁 5.6 为主采煤层，厚度 2.0m，第四段丙煤段，第五段乙煤 上段，第六段乙煤下段，第七段甲煤段。 6 二叠系上统平顶山组（P2P） ，厚度 90120m，灰白色中粗 粒长石石英砂岩。 7 二叠系上统石千峰组（P2sh）厚度 300m，灰绿至绿色粉砂 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 5 岩与细砂岩互层，局部紫红色。 8 新生界第三系（N）灰白色泥质灰岩沉积不稳定，厚 4.4-13.7 米。 9 第四系（Q）厚度 0450m，第四系沉积最厚部位在矿井东 部，主要为棕黄色，砂质、粉砂质粘土。 此外

15、，近代沉积包括坡积、残积、堆积的岩块、粘土质砂、冲 积砂卵石等。 1.2.2 主要地质构造主要地质构造 井田地质构造简单，井田内无褶曲和断层，其本上是一个走向 北西，倾北东，倾角平缓的单斜构造。地层倾角 133。16 号 勘探线以西，浅部较陡 1115，深部渐趋平缓约 68。 1.2.3 煤层及其顶底板岩石特性煤层及其顶底板岩石特性 煤系地层内所含煤层为戊 8 煤、戊9-10煤和戊 11 煤。可采煤层 为戊9-10煤一层。所采煤层顶板为一、二级老顶，直接顶底版为中 粗砂岩，无伪顶，无三软煤层，无冲击地压。煤层风化带深度为 128m. 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 6 一 一

16、 一 一 一 一 一 一 1.2.4 水文地质特征水文地质特征 根据地质报告，本井田属矿区内水文条件较简单地区，其特点 河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计 7 是表土后达 10-450m 其中厚的沾土隔水层。煤系地层的地下水位均 高于本水层露头，为承压水，有水力联系，故涌水量较大，正常涌 水。 表 1-2-4-1 涌水量 涌水 方式 水质 （PH） 正常 涌水量 （m3/h） 最大 涌水量 （m3/h） 1 涌水 顶板滴淋水中性305086 2老空水无 3钻空水 裂隙水 裂隙较发育，赋存有承压裂隙水，富水程度中等 1.2.5 瓦斯、煤尘及自燃瓦斯、煤尘及自燃 矿区内各矿历年瓦斯鉴定结果, 瓦斯绝对涌出量为 16.3m3/min, 相对涌出量为 6.4m3/t.暂按三级瓦斯矿管理,通风按二级考虑. 煤层煤尘爆炸指度为 23.426%，有煤尘爆炸危险性，煤层自 燃发火期为 6 个月，有自燃发火的倾向。 1.2.6 地温地温 在地表以下 7