采矿工程毕业设计(论文)-东荣二矿矿井初步设计说明书.doc
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1、中国矿业大学成人教育学院中国矿业大学成人教育学院 毕业设计 ( 论文 ) 任务书 函授站(点) 专业年级 学生姓名 任务下达日期: 年 月 日 设计 (论文 )日期: 年 月 日至 年 月 日 设计 (论文 )题目: 设计 (论文 )专题题目: 设计(论文 )主要内容和要求: 指导教师签字: 中国矿业大学成人教育学院中国矿业大学成人教育学院 毕业设计(论文)指导教师评阅书 指导教师评语(包含基础理论及基本技能的掌握;独立解决 实际问题的能力;研究内容的理论依据和技术方法;取得的主 要成果及创新点;工作态度及工作量;总体评价及建议成绩; 存在问题;是否同意答辩等): 建议成建议成 绩:绩: 指导
2、教师签字:指导教师签字: 年 月 日 中国矿业大学成人教育学院中国矿业大学成人教育学院 毕业设计毕业设计(论文论文)答辩及综合成绩答辩及综合成绩 函授站(点) 专业年级 学生姓名 说明书 页 图纸 张 其它材料 答 辩 情 况 回 答 问 题 提 出 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 中国矿业大学采矿工程专业 2009 届毕业设计 II 中国矿业大学 毕毕 业业 设设 计计 (东荣二矿矿井初步设计说明书) 专业班级:专业班级:07级采矿工程 姓姓 名名: 指导教师指导教师: 二 O O
3、九年十二月 中国矿业大学采矿工程专业 2009 届毕业设计 I 目 录 第一章 矿区概述及井田地质特征.1 第一节 矿区田概述 .1 一、交通位置.1 二、矿区内工农业及煤炭生产、建设情况.1 三、矿区气候条件.2 四、矿区水文情况.2 第二节 井田地质特征 .2 一、井田地质.2 二、地质构造.2 二、井田地质.3 第三节 煤层特征 .4 一、煤层特征.4 二、煤质.5 三、煤的自燃及爆炸发火情况.5 四、煤层顶、底板.6 第二章 井田境界和储量.7 第一节 井田境界 .7 第二节 井田储量 .7 一、储量计算基础和方法.7 二、储量计算结果:.7 三、储量分布情况:.7 第三节 矿井可采储
4、量 .8 第三章 矿井工作制度、设计生产能 力及服务年限9 中国矿业大学采矿工程专业 2009 届毕业设计 II 第一节 矿井工作制度 .9 第二节 矿井设计生产能力 .9 第二节 矿井水平及服务年限 10 第四章 井田开拓11 第一节 井田开拓基本问题 11 一、开拓方式11 二、井口及工业场地位置的选择11 三、风井位置选择12 四、井筒个数及后期风井位置12 五、水平划分与标高13 六、大巷布置13 七、采区划分、采区储量及开采顺序14 第二节 矿井基本巷道 15 一、井筒用途、布置及装备15 (一)主井井筒.15 (二)副井井筒.15 (三)1 号风井井筒 .15 二、井壁结构15 (
5、一)水文地质资料.15 第三节 井底车场及硐室 16 一、井底车场型式选择16 二、井底车场调车方式及通过能力17 第五章 准备方式.19 中国矿业大学采矿工程专业 2009 届毕业设计 III 第一节 采区划分 19 一、矿井达到设计产量时采区个数及位置19 二、采区巷道布置20 第二节 掘进巷道 .21 一、巷道断面及支护形式21 二、巷道掘进进度指标21 三、掘进工作面个数21 四、掘进工作面机械21 五、矸石率、掘进率的预计21 第六章 采煤方法.23 第一节 采煤方法 23 一、采煤方法23 二、工作面推进方向23 三、回采工作面长度23 四、工作面采高23 五、工作面年推进度23
6、六、回采工作面单产23 七、采区生产能力24 八、采区机械24 第七章 井下运输26 第一节 运输方式的选择 26 一、大巷煤炭运输方式的选择26 二、辅助运输方式26 第二节 运输机械选型 .27 中国矿业大学采矿工程专业 2009 届毕业设计 IV 一、矿车27 二、运输机械选型设计依据27 三、列车组成校验28 四、电机车台数计算28 第八章 矿井提升29 第一节 概述 29 第二节 主副井提升 .29 一、设计依据29 二水平提升高度:831.37M30 二、选型计算30 三、副井提升机配电及控制30 四、辅助设备31 第九章 矿井通风及安全技术32 第一节 概述 32 第二节 矿井通
7、风 32 一、通风方式和通风系统的选择32 二、风井数目、位置、服务范围及服务年限33 三、掘进通风及硐室通风33 四、矿井风量、负压及等积孔33 五、通风设施、防止漏风和降低阻力措施36 第三节 灾害预防及安全装备 36 一、瓦斯防治36 二、粉尘防治37 三、井下火灾预防措施37 中国矿业大学采矿工程专业 2009 届毕业设计 V 四、井下水灾防治37 五、安全装备38 第十章 矿井技术经济指标39 中国矿业大学采矿工程专业 2009 届毕业设计 1 第一章 矿区概述及井田地质特征 第一节 矿区井田概述 一、交通位置 东荣二矿位于黑龙江省集贤煤田东南端,行政区划属集贤 县腰屯乡、升昌乡和国
8、营二九一农场管辖。 井田距福利屯 32Km,经福利屯到双鸭山市 40Km。哈(尔 滨)同(江市)公路在井田中部通过,交通便利。见图 111。 井田位于三江平原的西南部,煤系地层均被第四系松散层 覆盖,地形平坦,地面标高一般为66 米68 米。 中国矿业大学采矿工程专业 2009 届毕业设计 2 图 1-1-1 龙煤集团 双鸭山 分公司交通示意图(比例尺:1/20 万) 二、矿区内工农业及煤炭生产、建设情况 本区以农业经济为主,主要农作物有小麦、大豆、玉米等, 工业基础比较薄弱。但是,已有 80 多年历史的双鸭山矿区距 本区较近,可以借助老区力量建设新区。 双鸭山矿业集团现有 8 对生产矿井,生
9、产总能力为 900 万 吨/年。其中,本井田所属的东荣矿区共划分为四个井田,总 体设计规模 5.1Mt/a。 三、矿区气候条件 本区属寒温带大陆性气候,冬季严寒,夏季温热。年平均 最高气温为 20.123.7 度,年平均最低气温为17.423.0 度, 极端最低气温35 度。年降水量 325.7 毫米692.3 毫米,年 蒸发量 1095.5 毫米1430.6 毫米,年平均相对湿度 61 70。年平均风速为 4.1 米/秒4.7 米/秒,最大风束可达 24 米/秒,风向多偏西风。每年十月至翌年五月为冻结期,最大 冻结深度为 1.55 米2.08 米。 四、矿区水文情况 松花江在井田北部约 38
10、Km 处流过,20 年一遇最高洪水 位67.3 米,百年一遇洪水位为67.51 米,枯水期水位为 55.02 米。 中国矿业大学采矿工程专业 2009 届毕业设计 3 井田内无较大河流,只有二道河子及一些农田排水沟渠。 第二节 井田地质特征 一、井田地质 (一)地层 东荣矿区位于集贤煤田的东南部,为一全隐蔽区。区内地 层系统简单,发育有下元古界麻山群、古生界泥盆系中统、中 生界侏罗系上统、新生界第三系上新统和第四系。 井田内地层有下元古界麻山群、古生界泥盆系、中生界侏 罗系、新生界第三系和第四系。 (二)构造 本区位于新华夏系第二隆起带北端的三江盆地西部。由于 受东西向压应力的作用及新华夏构造
11、体系的改造,使盆地形成 了一系列的轴向北北东的富锦、绥滨新安、佳木斯等隆拗相 间排列的隆起带与拗陷带,同时产生了不同序次和不同方向的 断裂构造。 东荣二矿位于绥滨集贤拗陷带东荣向斜的东翼。井田内 构造特征以 F9 断层为界,北部为轴向北东 30 度75 度的八 队向斜构造;南部为地层走向呈北西 10 度,倾角 15 度25 度的单斜构造,并有次一级缓波状褶曲。 中国矿业大学采矿工程专业 2009 届毕业设计 4 二、地质构造 1.断裂构造 由于本井田处于区域性三种构造应力场的复合部位,应力 集中。断裂较发育,按其展布方向可划归四组:一组为北北西 至南北向;一组为北东向;一组为北西向;另一组断层
12、为东西 向断层。上述四组断层中,前两组断层为主干断层,后两组断 层多为伴生断层。 全井田共查出断层 49 条。其中正断层 24 条,逆断层 25 条。 落差大于 100 米的断层 12 条;落差 50 米100 米断层 12 条; 落差 30 米50 米的断层 8 条;落差小于 30 米的断层 17 条。 2.褶皱 井田内主要褶曲为八队向斜,该构造与井田之北的二九一 背斜并列存在。另外,受 F3 断层影响,在 F9 断层以南的单斜 构造内,F3 断层两侧有一波状起伏的褶曲,但比较平缓,对 煤层影响不大。 3.岩浆岩 本井田内岩浆岩以侵入为主,大多呈岩脉及岩床侵入于晚 侏罗纪煤系地层中。为燕山期
13、产物,以中性石英闪长岩、基性 辉绿岩、玄武岩为主。岩浆岩主要分布在 F9 断层与精查 17 线 之间,成岩床侵入 14 号煤层中,使煤层局部变质。 中国矿业大学采矿工程专业 2009 届毕业设计 5 二、井田地质 (一)含水层 1.第四系含水层:该地层在全井田内广泛分布,直接覆盖 于第三系或煤系地层之上(天窗处) 。由各粒级的砂、砾砂和 砾石等组成,厚度为 120 米180 米。且由南往北逐渐增厚。 根据第四系地层的含水情况,又分为上部含水层和下部含水层。 (1)上部含水层在井田内普遍发育,厚度 100 米110 米,该含水层的上段以中、粗砂及砾砂等组成,含水性和透水 性好,单位涌水量 3.8
14、331l/s.m,渗透系数 10.134m/d。下段以 细砂和中砂为主,粗、砾砂次之。单位涌水量 0.544l/s.m 0.5931l/s.m,渗透系数 1.273m/d1.569m/d。均为孔隙承压水。 (2)下部含水层以细砂、砾砂组成,厚度 20 米40 米, 含泥质较多。单位涌水量 0.107l/s.m0.554l/s.M,渗透系数 0.522m/d2.839m/d。该层局部与上部含水层有水力联系,在 天窗处与风化隙含水带之间有水力联系,并为风化裂隙含水带 的补给来源,但很微弱。 2.煤系裂隙含水带:根据裂隙发育程度、埋藏深度、含水 性透水性等因素,可分为风化裂隙含水带、亚风化裂隙含水带
15、 和弱裂隙含水带。 (1)风化裂隙含水带是直接充水含水层,岩性为粉砂岩、 中国矿业大学采矿工程专业 2009 届毕业设计 6 砂岩和中砂岩。厚度 60120 米,单位涌水量一般为 0.018l/s.m0.315l/s.m。天窗部位风化裂隙含水带富水性强, 单位涌水量最大为 1.141l/s.m。 (2)亚风化裂隙含水带位于风化裂隙含水带之下,厚度 约 100 米,裂隙不发育,含水性小。单位涌水量 0.0028l/s.m 0.0398l/s.m,渗透系数 0.004m/d0.0291m/d。 (3)弱风化裂隙含水带位于亚风化裂隙含水带之下,裂 隙不发育,仅局部受构造影响的裂隙含水,但很微弱。 (
16、二)断层带的富水性和导水性 本井田内落差较大的断层多为压扭性断裂,其导水性及富 水性均很微弱。落差较小的断裂多为张性断裂,但断层两侧裂 隙发育,富水性较强,导水性良好。因此,在开采过程中应加 强防水。 (三)隔水层 井田内主要有第四系上部隔水层、下部隔水层及第三系隔 水层。 第四系上部隔水层一般为 8 米10 米;下部隔水层为 8 米16 米,埋深 100 米130 米,两隔水层均为亚粘土和粘土 层,具有良好的隔水性能。第三系隔水层为泥岩和粉砂岩,属 泥质半胶结岩层,埋藏深度 120 米290 米,厚度 0 米120 米,从东往西逐渐增厚。在 1417 勘探线间出现局部缺失, 形成“天窗” 。
17、 中国矿业大学采矿工程专业 2009 届毕业设计 7 (四)天窗 本井田的“天窗”分布于 1417 勘探线间的煤层浅部,南 三采区和南四采区的上部。16 勘控线的 491 孔、485 孔、493 孔;15 线的 483 孔、砂抽 1 孔均已控制。由于“天窗”的存 在,第四系地层与煤系地层之间将构成水力联系。因此,在 “天窗”下部开采时要留足防水煤柱并加强探水和防水措施。 (五)井田水文地质类型 本井田的含煤层地层主要由各种粒级的砂岩组成。直接充 水含水层以裂隙含水为主,煤层位于当地侵蚀基准面以下。上 覆有巨厚的第三系和第四系地层。第三系地层隔水性能良好, 地表水体与煤系裂隙含水带有水力联系,补
18、给较好,但第四系 下部含水层的含水性及透水性较弱。综上所述,根据直接充水 含水层的富水性和补给条件,以及单位涌水量的大小来划分, 本井田的水文地质类型属以中等条件为主的裂隙充水矿床。 (六)预计矿井涌水量 根据地质报告提供的涌水量数据,设计预计矿井一水平开 采期间正常涌水量为 371 立方米/小时,最大涌水量为 450 立 方米/小时。 第三节 煤层特征 一、煤层特征 本井田具有经济价值的可采煤层均集中于侏罗系鸡西群城 中国矿业大学采矿工程专业 2009 届毕业设计 8 子河组,该组地层总厚度为 930 米,共含煤 50 余层,煤层平 均总厚度 36.29 米,其中大部分为不可采煤层,可采及局
19、部可 采的煤层共 18 个煤层。平均总厚度为 23.96 米,各煤层倾角 一般在 18 度25 度,只有八队向斜北翼煤层倾角达 40 度左 右。 井田内各可采煤层,按其在纵向剖面的分布规律及组合特 征,可分为上、中、下三个煤层群。其中上层群只有 5 号煤层, 它与中层群的 9 号煤层间距达 142 米150 米;中层群含有 9、12、13、14、16、17、18、20 上、20、23、24、25 和 26 号十三个可采煤层,煤层总厚度为 16.60 米。本煤层群的特点 是煤层多、集中、间距小而厚度大,一般间距为 20 米50 米; 下层群含有 291b、293、30 上和 30 号四个可采煤层
20、,煤 层总厚度 6.53 米。由于本煤层群在形成时受古地理的控制, 故在井田内均为局部可采。 各煤层特征详见表 1-2-2。 从表 1-2-2 中可以看出,本井田内煤层厚度大,且发育较 好的主要可采煤层有 16、17、18、24 号四个煤层。现分述如 下: 16 号煤层全井田发育,上距 14 号煤层约 35m,深部变小。 可采厚度为 0.7m2.77m,平均厚度 1.57m,该煤层稳定,由 南向北,由东向西增厚到 1.6m2.25m。为单一煤层,顶部和 底部局部出现 12 层夹石,厚度为 0.05m0.10m。煤层顶板 为粉砂岩及含炭粉砂岩。 中国矿业大学采矿工程专业 2009 届毕业设计 9
21、 17 号煤层是井田内储量最大,发育最好的煤层。距 16 号 煤层 0.04m25m,间距变化沿走向稳定。第 34 走向线处为 20m25m,向东西分别变小。可采厚度一般为 2.5m4m,向东 增厚,八队向斜处的西部变薄为 1m 左右。煤层基本属单一结 构。F9断层以南,煤层下部有一层夹石,厚 0.1m;F9 断层以 北,煤层有 12 层夹石,厚 0.15m0.47m,夹石为粉砂岩或炭 质泥岩。煤层顶板为细砂岩,底板为粉砂岩。 18 号煤层基本上全井田发育,仅在 1416 线之间的浅部, 22 线以北的西部及向斜顶端等小范围不可采。上距 17 号煤层 约 15m40m。煤层的可采厚度为 0.7
22、m2.38m,较稳定。结构 属复煤层,有 12 层夹石,厚 0.1m0.25m,为粉砂岩及炭 质泥岩,中分层发育较好。煤层顶板为粉砂岩,底板为粉砂岩 及细砂岩。 24 号煤层基本全井田发育,只在 1719 线浅部露头局部 变薄不可采。可采范围内厚度稳定,结构简单,煤层厚度一般 为 1.21.5m,八队向斜处略有增厚。该层距 23 号煤层 10m25m。煤层顶板为粉砂岩、细砂岩、中砂岩;底板为粉砂 岩和细砂岩。 二、煤质 本井田煤质属中低灰分、特低低磷、特低硫、高发热量、 弱粘结中等粘结性、易选至中等可选的低变质煤。煤种主要 中国矿业大学采矿工程专业 2009 届毕业设计 10 以气煤为主,长焰
23、煤次之,14 号煤层局部变为无烟煤和天然 焦,煤种在垂向上无明显变化,可作为动力用煤和炼焦配煤。 三、煤的自燃及爆炸发火情况 根据采样测试资料及集贤煤矿实际资料,本井田各煤层均 有煤尘爆危险及自然发火倾向。 四、煤层顶、底板 井田内各煤层顶、底板均以粉砂岩、细砂岩和粉细砂岩互 层为主,部分为中、粗砂岩。单向抗压强度范围为 58.8Mpa 153.5MPa。煤层露头部位的顶、底板抗压强度值有所降低。根 据集贤煤矿的顶板测定资料,预计本矿井各煤层顶板类别均在 一级 II 类以上。 中国矿业大学采矿工程专业 2009 届毕业设计 11 第二章 井田境界和储量 第一节 井田境界 东部边界:以各煤露头为
24、界。 南部边界:以 F2 断层为界。 西部边界:以 16 层煤层900m 等高线垂直投影为界。 北部边界:以 F48、F10、F4 及其延长线为界。 井田走向长 6.5KM,倾斜宽 4.0KM,面积 26.16kM2。 第二节 井田储量 一、储量计算基础和方法 1.储量计算基础 (1)最低可采厚度:气煤为 0.70m,长焰煤和弱粘结煤 0.80m。 中国矿业大学采矿工程专业 2009 届毕业设计 12 (2)煤层灰分:小于 40%。 (3)煤层容重:采用各层煤的算术平均值。 (4)计算最低标高:900m。 2.储量计算方法: (1)风化带:以第三系下基础垂深 30m 划定。 (2)可采边界:用
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