纳林庙二矿3.0mta新井设计薄基岩浅埋煤层采场顶板运动规律研究 (全套 cad图【最新】.doc
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1、 中 国 矿 业 大 学 本科生毕业论 文 姓 名: 学 号: : 学 院: 矿矿 业业 工工 程程 学学 院院 专 业: 采采 矿矿 工工 程程 论文题目: 纳纳林林庙庙二二矿矿 3.0Mt/a 新井新井设计设计薄基岩浅埋煤薄基岩浅埋煤层层 采采场顶场顶板运板运动规动规律研究律研究 专 题: 薄基岩浅埋煤薄基岩浅埋煤层层采采场顶场顶板运板运动规动规律研究律研究 指导教师: 职 称: 副副 教教 授授 2010 年 6 月 徐州 中国矿业大学毕业论文任务书 学院 矿业矿业工程学院工程学院 专业年级 采采矿矿工程工程 2006 级级 学生姓名 任任务务下下达达日日期期: 年年 月月 日日 毕业论
2、文日期:毕业论文日期: 年年 月月 日至日至 年年 月月 日日 毕业论文题目:毕业论文题目: 纳纳林林庙庙二二矿矿 3.0Mt/a 新井新井设计设计 毕业论文专题题目:毕业论文专题题目:薄基岩浅埋煤薄基岩浅埋煤层层采采场顶场顶板运板运动规动规律研究律研究 毕业论文主要内容和要求:毕业论文主要内容和要求: 按照采矿工程专业毕业设计大纲要求,完成一般部分纳林庙二矿 3.0Mt/a 新井设计和专题部分薄基岩浅埋煤层采场顶板运动规律研究,英译汉中文字 数 3000 以上。 摘 要 本设计包括三个部分:一般部分、专题部分和翻译部分。 一般部分为纳林庙二矿 3.0 Mt/a 新井设计。纳林庙二矿位于内蒙古
3、自治区东胜煤田内, 交通便利。井田东西长约 6.38km,南北长约 3.88km,井田总面积为 22.40km2。主采煤层 为 4-1 号煤、4-2 号煤和 6-2 号煤,平均倾角为 3,煤层平均总厚为 16.30m。井田地质条 件较为简单。 井田工业储量为 34552 万 t,矿井可采储量 23054 万 t。矿井服务年限为 59.11a,涌 水量不大,矿井正常涌水量为 77.1m3/h,最大涌水量为 131m3/h。矿井瓦斯涌出量低,为 低瓦斯矿井。井田为双斜井单水平开拓。采用走向长壁采煤法,后退式开采,次采全 高,全部陷落法管理顶板。 矿井年工作日为 330d,工作制度为“三八”制。 专
4、题部分题目是薄基岩浅埋煤层采场顶板运动规律研究。 翻译部分主要内容为关于锚杆的分析模型,英文题目为:Effect of grout properties on the pull-out load capacity of fully grouted rock bolt。 ABSTRACT This design includes of three parts: the general part, special subject part and translated part. The general part is a new design of NO.2 of Na Linmiao mine
5、. The NO.2 of Na Linmiao lines in Dongsheng coalfield in Nei Menggu Autonomous region . The traffic of road and railway is very convenience to the mine. The run of the minefield is 6.38 km ,the width is about 3.88 km,well farmland total area is 22.402. The main coal seam of coalfield is the 4-1 ,4-
6、2and 6-2 coal.and its dip angle is 3 degree. The thickness of the mine is about 16.30m in all. The proved reserves of the minefield are 345.52 million tons. The recoverable reserves are 230.54 million tons. The designed productive capacity is 3 million tons percent year, and the service life of the
7、mine is 59.11 years. The normal flow of the mine is 77.1 m3 percent hour and the max flow of the mine is 131 m3 percent hour. The mineral well gas gushes the deal lower, for low gas mineral well.The coal field is a single level in an inclined well to expand.Working face reliacesdownlink one by one.U
8、sing thelongwall retreat mining. Each production team work for 8 hours.It produced 330d/a. The topics of special subject parts is Study Roof Movement rules with Shallow coal seam and thin bedrock. Translation part of main contentses is an analysis model concerning rock bolts, English topic is: effec
9、t of grout properties on the pull-out load capacity of fully grouted rock bolt. 目 录 一般部分一般部分 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征.1 1.1 矿区概述.1 1.1.1 交通位置1 1.1.2 地形、地貌1 1.1.3 河流及水体2 1.1.4 气象及地震2 1.1.5 矿区经济概况2 1.1.6 水源及电源2 1.2 井田地质特征.3 1.2.1 井田地质构造3 1.2.2 水文地质特征5 1.3 煤层特征.8 1.3.1 煤层8 1.3.2 煤层顶、底板8 1.3.3 煤质9 1.3.4
10、 瓦斯、煤尘及煤的自然11 2 井田境界和储量井田境界和储量.12 2.1 井田境界.12 2.1.1 井田境界12 2.1.2 井田尺寸12 2.2 井田工业储量.12 2.2.1 矿井地质勘探12 2.2.2 矿井工业储量13 2.3 矿井可采储量.15 2.3.1 安全煤柱留设原则15 2.3.2 矿井永久保护煤柱损失量16 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务矿井工作制度、设计生产能力及服务年年限限.18 3.1 矿井工作制度.18 3.2 矿井设计生产能力及服务年限.18 3.2.1 确定依据18 3.2.2 矿井设计生产能力18 3.2.3 矿井服务年限18 3.2.4 井型校核1
11、9 4 井田开拓井田开拓.20 4.1 井田开拓的基本问题.20 4.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标20 4.1.2 工业场地的位置22 4.1.3 开采水平的确定及盘区划分22 4.1.4 主要开拓巷道22 4.1.5 方案比较22 4.2 矿井基本巷道.28 4.2.1 井筒28 4.2.2 井底车场及硐室31 4.2.3 主要开拓巷道33 5 准备方式准备方式无盘区巷无盘区巷道道布布置置.36 5.1 煤层地质特征.36 5.1.1 煤层特征36 5.1.3 煤层顶底板岩石构造情况36 5.1.4 水文地质36 5.1.5 地质构造36 5.1.6 地表情况36 5.2 无盘区巷
12、道布置及生产系统.36 5.2.1 无盘区准备方式的确定36 5.2.2 巷道布置37 5.2.3 生产系统38 5.2.4 区段巷道掘进方法40 5.2.5 生产能力及采出率40 6 采煤方法采煤方法.42 6.1 采煤工艺方式.42 6.1.1 煤层特征及地质条件42 6.1.2 确定采煤工艺方式42 6.1.3 回采工作面参数43 6.1.4 回采工作面破煤、装煤方式43 6.1.6 端头支护及超前支护方式46 6.1.7 各工艺过程注意事项47 6.1.8 回采工作面正规循环作业48 6.2 回采巷道布置.50 6.2.1 回采巷道布置方式50 6.2.2 回采巷道参数50 7 井下运
13、输井下运输.52 7.1 概述.52 7.1.1 矿井设计生产能力及工作制度52 7.1.2 煤层及煤质52 7.1.3 运输距离和货载量52 7.1.4 矿井运输系统52 7.2 运输设备选择.53 7.2.1 设备选型原则:53 7.2.2 运输设备选型及能力验算53 7.3 大巷运输设备选择.55 7.3.1 主运输大巷设备选择55 7.3.2 辅助运输大巷设备选择55 7.3.3 运输设备能力验算56 8 矿井提升矿井提升.57 8.1 矿井提升概述.57 8.2 主副井提升.57 9 矿井通风矿井通风及及安全安全.59 9.1 矿井概况、开拓方式及开采方法.59 9.1.1 矿井地质
14、概况59 9.1.2 开拓方式59 9.1.3 开采方法59 9.1.4 变电所、充电硐室、火药库59 9.1.5 工作制、人数60 9.2 矿井通风系统的确定.60 9.2.1 矿井通风系统的基本要求60 9.2.2、矿井通风方式的选择.61 9.2.3、矿井主扇工作方式选择.61 9.2.4、矿井通风系统的要求.62 9.2.5、工作面通风方式的选择.62 9.3 矿井风量计算.63 9.3.1 工作面所需风量的计算63 9.3.2 备用面需风量的计算65 9.3.3 掘进工作面需风量65 9.3.4 硐室需风量66 9.3.5 其它巷道所需风量66 9.3.6 矿井总风量66 9.3.7
15、 风量分配67 9.4 矿井阻力计算.68 9.4.1 矿井最大阻力路线68 9.4.2 矿井通风阻力计算73 9.4.3 矿井通风总阻力74 9.4.4 两个时期的矿井总风阻和总等积孔74 9.5 选择矿井通风设备.75 9.5.1 选择主扇75 9.5.2 电动机选型77 9.6 安全灾害的预防措施.77 9.6.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施77 9.6.2 预防井下火灾的措施78 9.6.3 防水措施78 10 设计矿井基本技术设计矿井基本技术经经济济指指标标.79 专题部分专题部分 薄基薄基岩岩浅埋煤层采浅埋煤层采场场顶板运顶板运动动规规律律研究研究 .81 参参考考文文献献.107
16、翻译部分翻译部分 英文原英文原文文.109 中文翻译中文翻译 .125 一 般 部 分 中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计第 1 页 1 矿区概述及井田地质特征 1.1 矿区概述 1.1.1 交通位置交通位置 内蒙古伊泰煤炭股份有限公司纳林庙煤矿二号井由原纳林庙二矿、纳林庙四矿、宏景 塔三矿整合而成。位于内蒙古自治区东胜煤田勃牛川普查区内,其行政隶属内蒙古自治 区鄂尔多斯市准格尔旗羊市塔镇管辖。 矿区交通以公路为主,铁路为辅。矿井距曹羊公路 14.5km,经曹羊公路 40km 与 109 国道相连。矿区距包神铁路石圪台集装站 46km,距沙圪堵站 42km,距包头 189km,至 东胜
17、89km,交通运输条件比较方便。详见交通位置图图 1.1。 清水河县 托克托县 准格尔旗 河曲县 偏关县 土默特右旗 土默特左旗 包头市 东河 达拉特旗 鄂尔多斯市 和林格尔县 呼和浩特市 内 蒙 古 自 治 区 伊金霍洛旗 新街镇 山 西 省 陕 西 省 包 白 铁 路 黄 河 呼 包 公 路 京 包 铁 路 公 曹 公 路 包 府 公 路 包 神 铁 路 呼 大 公 路 呼 清 公 路 丰 准 铁 路 公积板 薛家湾镇 109 国 道 准 东 铁 路 沙沙圪台 (集装站) 巴图塔 大柳塔 纳林塔 新庙乡 羊市塔镇 黄 河 曹 羊 公 路 沙圪堵 45 00 44 50 44 00 43 5
18、0 比例尺 1:125万 准 格 尔 煤 田 东 胜 煤 田 110 国 道 黄 河 大路峁乡 包 东 高 速 45 00 44 50 44 00 43 50 3735037400374503750037550 3735037400374503750037550 图图 1.1 纳林庙交通位置图纳林庙交通位置图 其地理坐标为: 东经: 11031121103545 北纬: 392234 392505 1.1.2 地形、地貌地形、地貌 矿区地形总体为西高东低,最高处位于矿区中西部南梁附近,海拔标高为 +1415.2m;最低点位于矿区南部沟底 Y19 号钻孔附近,海拔标高+1250m,最大地形标高
19、差为 165m。区内具典型的高原侵蚀性丘陵地貌特征,植被稀少,枝状沟谷十分发育,地 形较为复杂。 中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计 第 2 页 1.1.3 河流及水体河流及水体 东胜煤田属温带半干旱大陆性气候,降水稀少且集中,年降水量 273.7544.1mm, 年蒸发量 1749.72436.2mm。蒸发量一般为降水量的 37 倍,日照丰富,干燥多风。 在各种地质应力的长期作用下,煤田内地形切割强烈,沟谷纵横。煤田的南部为毛 乌素沙漠北缘;西北部为库布其沙漠的东缘,地貌特征属鄂尔多斯高原毛乌素沙漠的东 北缘,具侵蚀性丘陵地貌特征。 煤田内湖泊、水库零星分布,较大的湖泊均分布于“东胜梁
20、”以南,最大的为红碱淖, 面积约 80km2,水深在 5m 以上,蓄水约 6108m3。在“东胜梁”两侧,众多沟谷呈“树枝状” 分布于区内,在南、北两侧的主要沟谷有:乌兰木伦河、勃牛川以及罕台川、哈什拉川、 西柳河等,均属黄河流域水系。除个别大的沟谷具较小的常年性地表迳流外,一般均为 季节性沟谷或干谷,雨季暴雨后均可形成洪流,水量大,历时短促,沿“东胜梁”两侧分别 于南、北两个方向迳流,最终流入黄河。 1.1.4 气象及地震气象及地震 本区属干旱、半沙漠高原大陆性气候,冬季寒冷且时间长,夏季炎热且时间短,温 差变化大,据鄂尔多斯市气象局提供的气象资料:年平均气温 6.18.8,最高气温 38.
21、3,最低气温-30.9。全年降水量小且多集中在 79 月份。降雨次数少,多为大雨 或暴雨,年降水量 273.7544.1mm,平均 398.8mm。蒸发量大于降水量,一般是降水量 的 37 倍,年蒸发量 1749.72436.2mm,平均 2108.2mm。冬、春季多风,最大风速 20m/s,平均风速 2.3m/s,主要集中在 45 月和 1011 月,常年风向以西北风为主。无 霜期短,一般 165 天。霜冻、冰冻期长,有 195 天,结冰期一般从 11 月开始,次年 3 月 份开始解冻,最大冻土深度 1.50m。 本区无地震历史资料,据“中国地震烈度区划图”划分,本区所处区域地震动峰值加速
22、度为 0.10g,地震烈度为 7 度,据了解本区近年来未发生过地震,为弱震区,在历史上无 破坏性地震记载。 1.1.5 矿区经济概况矿区经济概况 矿区地理位置偏僻,多年来由于受交通条件制约,经济比较落后,居民以从事农业 为主,牧业次之,但由于土地贫瘠,可耕地少,农牧业均不发达。近几年来,随着东胜 煤田南部矿区的开发,交通运输条件有所改善,煤炭开采业正逐步成为本地区的主导产 业和重要经济来源之一。区内除煤炭开采行业外,无其它工业企业。 1.1.6 水源及电源水源及电源 矿井用水取自井田西北勃牛川截伏流采工程,水量充足。采用管路输送至工业场分 系统处理后使用。另在工业场地北侧约 1.9km 沟内已
23、建有一水源井,涌水量约 350m2/d, 基本满足矿井生活用水,作为矿井补充用水。还有矿井涌水经处理后可作为生产用水。 电力部门在矿井附近的川掌拟建一座 110/35kV 变电站,06 年底可投入使用;另外 在附近还有新庙 110/35kV 变电站。 本矿井的通信与川掌乡电信局汇接,距离本矿井 4km。 中国矿业大学 2010 届本科生毕业设计 第 3 页 1.2 井田地质特征 1.2.1 井田地质构造井田地质构造 东胜煤田地层区划属于华北地层区,鄂尔多斯地层分区,煤田内大部被风积沙及黄 土覆盖,基岩仅在乌兰木伦河,忽吉图沟以及地势较低或凸起处出露,依据地面地质及 钻孔资料可知,区内地层由老至
24、新有:上三迭统延长组(T3Y)、中下侏罗统延安组(J1-2y)、 中侏罗统直罗组(J2Z)、中侏罗统安定组(J2a)、上侏罗下白垩统志丹群、第三系(N2)及 第四系(Q)。详见东胜煤田区域地层图(图 1.2)。东胜煤田位于鄂尔多斯台向斜东胜隆起之 东南边缘地带,基本构造形态表现为一单斜构造,地层走向 N25W,倾向 S65W,倾角 13,具有宽缓的波状起伏,断层不发育。 地 层 单 位 厚度(m) 最小最大 平均 岩 性 全新统 Q4 主要由风积砂层,次为河流淤积、 洪积层。第四系 Q 更新统 Q3 068.24 16.41上部为淤积层,黑色土壤,底部为 马兰黄土。 第三系 R 上新统 N2
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