内蒙古大雁四矿设计说明书(1).doc
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1、摘要该设计矿井为内蒙古大雁四矿新井设计,设计生产能力为1.8Mt/a,服务年限54a。井田共划分为1个水平开采,井田内有4层可采煤层。井田平均走向长5.0km,平均倾斜长2.5km,煤层平均倾角8,属缓倾斜煤层。由于井田倾斜长度较大,且为缓倾斜煤层,以及煤层地质条件等因素影响,决定本井田内全部采用倾斜长壁采煤法开采,工作面全部为综合机械化采煤。本设计矿井采用双立井和集中大巷布置方式。关键词 可采储量 采煤工艺 倾斜长壁AbstractThis design mine pit for the dayan four mine new well design, design productivity
2、 is 1.8Mt/a, service life54a. Well field altogether division is 1level mining, in the well field has 4 to be possible to mine coal the level. The well field moves towards long 5000m equally, medium bank long 2500m, the coal bed average inclination angle 8, is the easy gradient coal bed. Because the
3、well field incline length is big, also is the easy gradient coal bed, as well as factor influences and so on coal bed geological condition, decided in this well field uses completely inclines long wall mining coal law mining,Working surface completely for synthesis mechanization mining coal. This de
4、sign mine pit uses the double vertical shaft and concentrates the big lane arrangement way. Key word:Recoverable resources Mining coal craft Inclined mining目 录摘要IAbstractII绪论1第1章 井田概况及地质特征11.1 井田概况11.1.1 交通位置及范围11.1.2 地形与河流11.1.3 气象11.2 地质特征21.2.1 矿区范围内的地层情况21.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造31.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征
5、31.2.4 岩石性质 厚度特征41.2.5 井田内的水文地质情况41.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性41.2.7 煤质 牌号及用途51.3 勘探程度及可靠性5第2章 井田境界 储量 服务年限62.1 井田境界62.1.1 井田周边情况62.1.2 井田境界确定的依据62.1.3 井田未来发展情况62.2 井田储量62.2.1 井田储量的计算62.2.2 保安煤柱62.2.3 储量计算方法62.2.4 储量计算的评价72.3 矿井工作制度 生产能力 服务年限72.3.1 矿井工作制度72.3.2 矿井生产能力及服务年限7第3章 井田开拓93.1 概述93.1.1 井田内外及附近生产矿井开拓方式
6、概述93.1.2 影响本设计矿井开拓方式的原因及其具体情况93.2 矿井开拓方案的选择93.2.1 井硐形式和井口位置93.2.2 开采水平数目和标高103.2.3 开拓巷道的布置103.3 选定开拓方案的系统描述133.3.1 井硐形式和数目133.3.2 井硐位置及坐标133.3.3 水平数目及高度133.3.4 大巷(运输大巷 回风大巷)数目及布置133.3.5 井底车场形式的选择143.3.6 煤层群的联系143.3.7 带区划分143.4 井筒布置及施工153.4.1 井硐穿过的岩层性质及井硐维护153.4.2 井硐布置及装备153.4.3 井筒延伸的初步意见173.5 井底车场及硐
7、室173.5.1 井底车场形式的确定及论证173.5.2 井底车场的布置 存储线路 行车线路布置长度183.5.3 通过能力计算183.5.4 井底车场主要硐室203.6 开采顺序203.6.1 沿煤层走向的开采顺序203.6.2 沿煤层倾斜方向的开采顺序203.6.3 带区接续计划213.6.4 三量的控制21第4章 带区巷道布置与带区生产系统224.1 带区概况224.1.1 设计带区的位置 边界 范围 带区煤柱224.1.2 带区地质和煤层情况224.1.3 带区生产能力 储量及服务年限224.2 带区巷道布置224.2.1 区段划分224.2.2 带区斜巷布置234.2.3 带区下部车
8、场布置234.2.4 带区煤仓形式 容量及支护254.2.5 带区硐室简介264.2.6 带区工作面的接续264.3 带区准备274.3.1 带区巷道的准备顺序274.3.2 带区主要巷道的断面示意图及支护方式27第5章 采煤方法285.1 采煤方法的选择285.2 回采工艺285.2.1 选择和决定回采工作面的工艺过程及使用的机械设备285.2.2 工作面循环方式和劳动组织形式29第6章 井下运输和矿井提升326.1 矿井井下运输326.1.1 运输方式和运输系统的确定326.1.2 矿车的选型及数量326.2 矿井提升系统346.2.1 矿井提升设备选择34第7章 矿井通风安全357.1
9、矿井通风系统的确定357.1.1 概述357.2 风量计算与风量分配357.2.1 风量计算357.2.2 风量分配377.2.3 风量的调节方法与措施377.2.4 风速的验算377.3 矿井通风阻力计算397.3.1 确定全矿最大通风阻力和最小通风阻力397.3.2 矿井等积孔计算407.4 通风设备的选择407.4.1 主扇的选择计算407.4.2 主扇的选择计算417.4.3 反风措施417.5 矿井安全生产措施417.5.1 预防瓦斯爆炸的措施417.5.2 预防煤尘爆炸的技术措施417.5.3 水患的预防措施427.5.4 火灾的预防措施42第8章 矿井排水438.1 概述438.
10、2 矿井主要排水设备438.2.1 排水方式与排水系统简介438.2.2 主排水设备及管路的选择计算43第9章 技术经济指标45参考文献47总 结48致 谢49附 录 I50附 录II5357绪论近年来,我们政府十分重视煤炭工业的发展,作出了一系列的决定,在强调安全第一的原则下,调整结构,改进技术条件,对旧的采煤方法进行改造,提高煤炭产量和经济效益,经过美国煤炭科技人员的努力,煤矿开采技术、采掘机械化水平和生产集中化程度都有了很大的提高。本设计主要是关于新矿井的设计,其中包括开拓方式、巷道布置、采煤工艺、支护方式、设备选型、通风安全以及矿井的各个系统。本设计主要是针对小倾角煤层群的开采方法,本
11、方法采用反倾向的巷道布置,不需要布置上下山,因此,可以节省很多开采费用,也更利于矿井的生产和管理。希望通过毕业设计,进一步巩固所学的理论知识,使所学的专业知识能够穿联起来进行综合运用,培养应用所学知识解决工程设计及相关实际问题的能力。通过毕业设计这个过程,能够对所学的知识有更深的理解,而且可以发现自己的不足之处,还可以培养自己查阅相关资料的能力,对煤矿安规程设计手册等相关书籍有进一步的了解,同时还可以提高自己的手工绘图和计算机绘图能力,为我以后的工作打下良好的基础。第1章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 交通位置及范围大雁四矿交通便利,矿区东接牙克石市,西连海拉尔区,南邻巴彦嵯岗
12、苏木,北至海拉尔河与陈巴尔虎旗相望国防公路301线在矿区北部通过,滨洲线铁路在矿区中部穿过。大雁矿区,隶属于内蒙古自治区呼伦贝尔鄂温克族自治旗管辖。四矿位于大雁矿区的东部.井田范围:东起F6断层;西至F3;南部以煤层露头为界;北至F4。井田走向以东西为主,倾斜方向以南北为主。交通位置如图1-1图1-1 交通位置图1.1.2 地形与河流大雁四矿地势为四周高中部低,呈盆地状,海拨标高在640-900m之间,地表植被以草本植物为主,有部分森林,矿区北部及南部有水系和沼泽。大雁四矿井田内地形比较简单,其地势为东南高而西北低。海拉尔河为本地区的主要区域性河流,由东向西流经矿区北侧,其距离井田较远,对井田
13、开发无影响。1.1.3 气象大雁四矿属于亚寒带大陆性气候,年平均气温为-3.1C,最低气温为-46.7C ,最高气温为+36.5C ,年平均风速为2.9m/s,最大风速为23 m/s,风向多为西南,春季干燥风大,夏季湿润短促,秋季气温骤降,冬季漫长而寒冷,年降雨量小,蒸发量大,年平均降水量为345.2m,年平均蒸发量为1314.7mm,降雪期为每年9月到翌年的5月中旬,结冻期为每年10月至翌年4月末,冻结厚度一般在3m左右,并有岛状永久冻土层。1.2 地质特征1.2.1 矿区范围内的地层情况本矿区内出露地层主要为古生界泥盆系上统大民山组(D2d)的蚀变安山岩, 本区域地层时代、厚度、岩性及化石
14、属种等情况,详见地层综合柱状图1-2图1-2 地层综合柱状1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造1.四矿位于大雁煤田的东部,根据一O九地质队精查及矿务局补勘成果,区内经钻探、物探实见证实:共有四条大、中型断层,其力学性质均属张扭性正断层。主要断层情况详见表1-1表1-1 主要断裂构造顺序名称性质断层面走向断层面倾向倾角()落差(m)水平断距(m)1F6正NSS612307016342F3正NSS24 46 20308263F4正EWW18 25 152512364F5正NSN25 30 2540092.大雁矿区内构造以断裂为主,地层基本是单斜状产出。断裂方向以近东西向的走向断裂及南北向断裂
15、为主。区内无岩浆岩侵入。1.2.3 煤层赋存状况及可采煤层特征本井田开采的煤层主要位于白垩系下统大磨柺河含煤组,本组共有中厚煤层4组,为了清楚起见,现将各煤层厚度、结构、容重和顶底板情况分层详见下表“可采煤层特征表”1-2表1-2可采煤层特征序号煤层名称煤层厚度(m)层间距(m)倾角()围岩煤的牌号硬度()容重(t/m3)煤层构造及稳定性最小最大顶板底板平均1182.83.116-199中砂岩粉砂岩褐煤2.51.24稳定32252.93.27中粗砂岩细砂岩褐煤2.51.24稳定315-183272.93.18细砂岩粉砂岩细砂岩褐煤2.51.24稳定3.017-224322.93.28中粗砂岩细
16、砂岩褐煤2.51.24稳定3.01.2.4 岩石性质 厚度特征区内煤层顶底板岩石约有87%以上为泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩、粉砂岩及细砂岩组成,13%以下为粗砂岩及含砾砂岩组成。据肉眼鉴定,这几种岩性均由泥质或凝灰质胶结,松散破碎。矿区内煤层顶、底板均为泥岩或粉砂岩,胶结较差,遇水膨胀,有底鼓的倾向,易产生冒顶,矿山开采时要留设一定厚度的煤皮假顶及底煤,同时需加强支护,并留有足够的保安煤柱,切实做好顶、底板管理工作。力学指标见表1-3表1-3岩石主要物理力学性质指标表名称容重kg/cm3孔隙度压强度kg/cm3抗拉强度kg/cm3变形模量kg/cm3弹性模量kg/cm3砂岩1.8- 2.46-
17、242- 200.5-0.40.5- 81- 10砾岩2.1- 2.55- 141- 150.2-1.50.8- 82- 8泥炭岩2.6- 2.81.6-5.212.830.6-2.02- 75- 10灰岩2.2-2.75- 205- 200.5-2.01- 85- 10页岩1.8-2.216-301- 100.2-1.01- 3.52- 8石英长石2.6-2.80.12-0.515- 354.0-3.06- 206- 201.2.5 井田内的水文地质情况本矿区地下水埋藏较浅,主要以煤层裂隙水为主。大雁煤田内没有主要河流通过,四矿井田位于大雁煤田的东南部,胜利河由东南向西北流经一矿井田的西南部
18、后汇入海拉尔河。本区含水层以煤系风化裂隙带含承压水为主,风化带以下为煤系风化裂隙含水层为辅。本区第四系地层基本无水,但却是大气降水及火山岩裂隙水渗入补给煤系地层含水层的良好通道。1.2.6 沼气 煤尘及煤的自燃性1.瓦斯本设计矿井瓦斯涌出量非常小,瓦斯含量及煤尘爆炸指数较低,随着深度增加,瓦斯涌出量逐渐增加,不同煤层瓦斯含量也有不同。主要可采煤层CH4平均含量为0.15m3/t,各主要可采煤层瓦斯自然成分以N2为主,CO2次之,CH4最少,本矿瓦斯相对涌出量为0.7m3/t,属于低瓦斯矿井。2.煤尘煤尘爆炸指数45-53%之间,各层均属于不易自燃性煤,发火等级为1。3.煤的自燃本区煤种为褐煤,
19、煤化程度低、燃点比较低,煤层含水分又较高,煤炭采出后堆积在一起,煤堆很容易发热,当温度达到临界值时,就会发生煤的自燃。井下煤层裸露点封闭或通风不及时,也会发生煤层的自燃现象。1.2.7 煤质 牌号及用途1.煤的物理性质及特征本区煤种为褐煤,所有煤层其物理性质共性明显,差异不大,具有沥青光泽,多属暗淡(或半暗淡)型煤。本区煤岩组分以凝胶化物质为主,其次是丝质炭化物质,以及含量不高的稳定组分和矿物杂质。矿物以泥质和浸染状粘土为主,石英颗粒次之。2.煤质及工业用途本区煤种为褐煤,煤的灰分产率较高,干燥基发热量较低,全硫含量为低硫煤适合于火力发电,大型锅炉及民用煤。1.3 勘探程度及可靠性根据本区断裂
20、的一般规律,往往在大断裂附近还有很多较小的断裂,这些都需要在建井和生产过程中予以注意。有的钻孔孔斜较大,对构造的推定也有一定的影响。本井田的精查工作量是很大的,基本上搞清本井田的煤层赋存情况和主要的地质构造情况。但由于地质构造复杂,相当一部分断裂仍是推定的,控制程度还有较大摆动。矿井涌水量是用类比法推算的,瓦斯等级也是推算的,所以可靠性都不足,待矿井建成后,根据实际情况重新确定。第2章 井田境界 储量 服务年限2.1 井田境界2.1.1 井田周边情况井田南部以煤层露头标高线为界,北(深部)以F4断层为界,西以正F3断层为界;东以正F6断层为界。煤层平均倾角为8,视密度1.24t/m3。2.1.
21、2 井田境界确定的依据 1.井田要有合理的走向长度,以利于机械化程度的不断提高。以地理地形、地质条件作为划分井田境界的依据;2.要适于选择井筒位置,合理安排地面生产系统和各建筑物,划分的井田范围要为矿井发展留有空间;2.1.3 井田未来发展情况随着技术的进步和勘探水平的全面提高,井田范围内的储量会越来越精确,可能在更深部发现可采煤层。2.2 井田储量2.2.1 井田储量的计算矿井工业储量是指平衡表内A+B+C级储量的总和。矿井设计储量是矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量后的储量。矿井可采储量是指矿井设计储量减去
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