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1、中国矿业大学2011届本科毕业生设计（论文） 目 录一般部分设计1 矿区概述及井田地质特征11.1矿区概述11.1.1 矿区地理位置11.1.2 矿区气候条件21.1.3 矿区的水文情况21.2 井田地质特征21.2.1 煤系地层31.2.2 水文地质特征41.3 煤层特征61.3.1 可采煤层61.3.2 煤的特征71.3.3 瓦斯，煤尘及自燃82 井田开拓92.1井田境界及开采储量92.1.1 井田境界92.1.2 矿井储量计算92.1.3设计生产能力及服务年限142.2 井田开拓152.2.1井田开拓的基本问题152.2.2 矿井基本巷道242.2.3 井下运输设备选择312.2.4 矿
2、井提升373 采煤方法及带区巷道布置403.1煤层地质特征403.1.1带区位置403.1.2带区煤层特征403.1.3煤层顶底板岩石构造情况413.1.4水文地质413.1.5地质构造413.1.6地表情况413.2 带区巷道布置及生产系统423.2.1带区准备方式的确定423.2.2带区巷道布置423.2.3带区生产系统433.2.4带区内巷道掘进方法453.2.5带区生产能力及采出率453.2.6带区车场选型设计463.3 采煤方法473.3.1 采煤工艺方式473.2.2回采巷道布置594 矿井通风604.1矿井通风系统选择604.1.1矿井地质概况604.1.2开拓方式604.1.3
3、开采方法604.1.4矿井通风方式的选择614.1.5主要通风机工作方式的选择624.2带区通风624.2.1井下通风构筑物624.2.2带区通风要求：644.2.3工作面通风方式的确定644.3掘进通风664.3.1掘进工作面通风方式664.4.2掘进工作面的风量计算684.4.3局部通风机的选取694.4.4矿井所需风量694.4.5风量分配724.5矿井通风阻力734.5.1计算原则734.5.2通风容易时期和困难时期的确定734.5.3矿井最大阻力路线764.5.4计算矿井摩擦阻力和总阻力：784.5.5个时期的矿井总风阻和总等积孔804.6矿井主要通风机的选型804.6.1选择通风机
4、的基本原则804.6.2电动机选型854.6.3矿井主要通风设备的配置及要求854.6.4矿井通风费用概算864.7矿井反风措施及装置874.7.1矿井反风的目的意义874.7.2反风方法及安全可靠性分析875 矿井安全技术措施885.1矿井安全概况885.2矿井火灾895.2.1矿井自燃发火概况895.2.2地热灾害895.2.3井下火灾的措施895.3矿井瓦斯905.3.1矿井瓦斯地质条件905.3.2预防瓦斯事故措施915.4矿尘915.4.1矿尘的危害及治理915.4.2事故预防及处理计划的编制96参考文献99专题部分设计我国矿井瓦斯抽放技术现状的分析100摘 要1011 瓦斯抽放技术
5、的发展与现状1011.1瓦斯抽放技术的发展情况1011.2瓦斯抽放率1021.3瓦斯抽放技术的发展1022瓦斯抽放的目的、条件及意义1033瓦斯抽放系统的构成1034瓦斯抽放基本参数1075瓦斯抽放技术分析1096国内矿井瓦斯抽放率低的原因分析1147提高矿井瓦期抽放率的途径1168对瓦斯抽放的几点看法1179结论117参考文献119翻译部分Mitigation of Methane Emissions from Coal Mine Ventilation Air121中文翻译126煤矿通风系统中瓦斯散发的控制126致 谢130一一般部分设计中国矿业大学2011届本科毕业生设计（论文） 第 1
6、 页1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1 矿区地理位置 平沟煤矿位于安徽省淮北市濉溪县内。本设计主要设计的是平沟新矿井平沟矿。平沟矿西以省界与河南省永城市毗邻，东距濉溪县约10km，东北距淮北市约13km。其地理坐标为： 东经：11637301164115 北纬：335430335800图1-1 平沟矿交通位置示意图 矿井东东南浅部以土楼断层和平沟一矿为界，西西北以省界与河南省永城市的新庄煤矿相接。矿井交通十分方便，濉溪县至永城市公路从矿区通过，可直接接通河南省和安徽省内公路网。矿井铁路专用线经濉溪站转接京沪、陇海和京九三大干线通往全国各地，交通极为便利，如图1-1所示。1.1.
7、2 矿区气候条件 本区气候温和，属北温带季风区海洋大陆性气候。气候变化明显，四季分明。冬季寒冷多风，夏季炎热多雨，春秋两季温和。据淮北市气象局19802000年观测资料，年平均气温14.3，最高气温40.3（1988年7月8日），最低气温-10.9（1988年12月16日）。年平均降雨量785mm，雨量多集中在7、8月份。最大冻土深度0.17m，年平均风速2.2m/s，最大风速达20 m/s,主导风向东东北风。无霜期210240天，冻结期一般在12月上旬至次年2月中旬。1.1.3 矿区的水文情况 本矿地处淮北平原中部。矿区内地势平坦，地表自然标高+30m+32m左右，有自西北向东南倾斜趋势。基
8、岩无出露，均为巨厚新生界松散层覆盖。 本区属淮河流域。区内有王引河、丁沟、任李沟、曹沟等小型沟渠自西北向东南经矿区后，再经沱河注入淮河。矿区内农用灌沟纵横，零星坐落这几个村庄。 地表下潜水丰富，一般居民生活用水及部分工业用水皆取于此。1.2 井田地质特征 矿井东东南浅部以土楼断层和平沟一矿为界，西西北以省界与河南省永城市的新庄煤矿相接。井田走向长度为5.085.71km，平均走向长度为5.62km，倾斜宽为2.383.63km，平均为3.26 km，平均倾角为7.13度，井田水平宽度为2.713.04 km，水平面积为18.05平方公里。1.2.1 煤系地层图1-2 综合地质柱状图 平沟二矿属
9、于淮北煤田濉肖矿区，位于淮北煤田中西部，在地层区划分上属于华北地层区鲁西地层分区徐宿小区。本区地层出露甚少，多为第四系冲、洪积平原覆盖。矿井范围内无基岩出露，均为新生界松散层所覆盖，经钻孔揭露地层有奥陶系（O1+2）、石炭系（C2+3）、二叠系（P）、第三（N）和第四系（Q），地层厚度大于1500m，见图1-2，由老至新概述如下： （1）奥陶系（O） 奥陶系中、下统老虎山组马家沟组（O2l-O1m），层厚度118.89m。岩性为浅灰色厚层状的石灰岩，质纯、性脆、微晶结构，局部含白云质，高角度裂隙发育。 （2）石炭系（C） 地层厚度129.73m，为本溪组和太原组。 1）中统本溪组（C2b） 地
10、层厚度14.1823.10m。岩性以浅灰色到暗红色的杂色含铝泥岩为主，夹有少量的泥质灰岩。含铝泥岩为中厚层状，含有铁质结核及菱铁鲕粒。与下伏奥陶系地层呈假整合接触。 2）上统太原组（C3t） 地层厚度115.55m。岩性以深灰色的泥岩、粉砂岩及灰色的砂岩为主，灰到深灰色的石灰岩次之，夹少量的薄煤层。泥岩、粉砂岩中多见有炭屑或植物化石碎片 。下伏本溪组地层呈整合接触。 （3）二叠系（P） 1）下统山西组（P1s） 下部以太原组顶部一灰之顶为界，上界为铝质泥岩之底。地层厚度84.00124.00m，平均108.50m。岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。含2个煤层（组），其中6煤层为本矿井主要可采
11、煤层之一。 2）下统下石盒子组（P1xs） 下界为4煤层下铝质泥岩底界面，上界为K3砂岩底界面，地层厚度201.80248.20m，平均227.10m。岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩、铝质泥岩和煤层组成，为本矿井主要含煤段。含4个煤层（组），除3煤层为局部可采煤层、4煤层为矿井主要可采煤层外，其余均为不可采煤层。与下伏地层呈整合接触。 3）上统上石盒子组（P2SS） 下界为K3砂岩之底，未见上界，最大厚度约为298.58m，岩性由砂岩、粉砂岩和泥岩组成，自下而上,泥岩、粉砂岩颜色变杂，紫色绿色增多。含3个煤层（组），均不可采。与下伏地层呈整合接触。 （4）上第三系（N） 总厚5.9067.20m，平
12、均厚度28.94m。不整合于二迭系地层之上。 （5）第四系（Q） 1）更新统（Q1-3） 总厚38.8093.70m，平均厚度63.97m。与第三系呈假整合接触。 下部主要由浅黄色及浅灰绿色、灰白色细、中砂组成，其中夹12层粘土或砂质粘土；部主要由棕黄色夹浅灰绿色粘土、砂质粘土组成，夹13层砂或粘土质砂，顶部含有较多钙质或铁锰质结核。 2）全新统（Q4） 厚度为20.1839.80m，平均厚度32.79m。 以褐黄色细砂、粉砂、粘土质砂为主，夹粘土及砂质粘土，含螺蛳、蚌壳化石，近地表为耕植土壤，属现代河流泛滥相沉积。1.2.2 水文地质特征 本矿为第三、四系松散层覆盖下的裂隙充水矿床。根据含水
13、层赋存介质特征自上而下划分为第三、四系松散层孔隙含水层（组），二叠系煤系砂岩裂隙含水层（段），太原组石灰岩岩溶裂隙含水层（段），奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层（段）。各含水层（组、段）之间又分布有相应的隔水层（组、段），因此各含水层（组、段）自然状态下补给、迳流、排泄条件显著不同，从而在水化学特征上也存在明显的差别。 根据钻探及测井、抽（注）水试验、简易水文观测、水文长观孔及巷道、工作面实际揭露的水文地质资料，对本矿主要含水层水文地质特征叙述如下： （1）新生界松散层含、隔水层（组） 1）第一含水层（组） 一般自地表垂深35m起，底板埋深28.0041.60m，平均33m。含水层主要由浅黄色粉砂、
14、粘土质砂及细砂组成，夹薄层砂质粘土，局部含有砂礓块。含水砂层厚度为15.0028.60m，平均22m。 2）第一隔水层（组） 底板埋深53.5086.60m，平均深度72m，由棕黄色夹浅灰绿色斑块的粘土及砂质粘土组成，其中夹25层砂或粘土质砂。粘土类两极厚度14.0045.60m，平均厚度29.50m。粘土塑性指数为14.2026.80。粘土类质纯致密，可塑性较强。该层（组）分布稳定，隔水性能较好，能阻隔其上、下的含水层的水力联系。 3）第二含水层（组） 底板埋深72.30105.60m，平均埋深88m，由浅黄色及浅灰色绿色、灰白色细、中砂夹14层粘土或砂质粘土组成。含水砂层厚3.7031.70m，平均11.00m。砂层分布不稳定，厚度变化大，局部地段仅有相应的层位，无明显的含水砂层存在，由于含水砂层发育分布不均，富水性也相对强弱不一。 4）第二隔水层（组） 底板埋深99.30120.00m平均埋深105m，隔水层厚度4.9022.60m。岩性以棕黄色、浅灰绿色
