甘肃靖远王家山煤矿五号井开采设计.doc
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1、论文题目:甘肃靖远王家山煤矿五号井开采设计 专 业:采矿工程 本 科 生: (签名) 指导老师: (签名) 前言前言 中国是世界最大产煤国,煤炭在中国经济社会发展中占有极重要的地位。煤炭是工 业的粮食,我国一次能量消费中,煤炭占 75%以上。煤炭发展的快慢,将直接关系到国 计民生。作为采矿专业的一名学生,我很荣幸能够为祖国煤炭事业尽一份力。毕业设计 是毕业生把大学所学专业理论知识和实践相结合的重要环节,使所学知识一体化,是我 们踏入工作岗位的过度环节,设计过程中的所学知识很可能被直接带到马上的工作岗位 上,所以显得尤为重要。 学生通过设计能够全面系统的运用和巩固所学的知识,掌握矿井设计的方法、
2、步骤 及内容,培养实事求是、理论联系实际的工作作风和严谨的工作态度,培养自己的科学 研究能力,提高了编写技术文件和运算的能力,同时也提高了计算机应用能力及其他方 面的能力。 该说明书为王家山矿五号井 0.90Mt/a 井田初步设计说明书,在所收集地质材料的前 提下,由指导教师给予指导,并合理运用平时及课堂上积累的知识,查找有关资料,力 求设计出一个高产、高效、安全的现代化矿井。 本设计说明书从矿井的开拓、开采、运输、通风、提升及工作面的采煤方法等各个 环节进行了详细的叙述,并进行了技术和经济比较。论述了本设计的合理性,完成了毕 业设计要求的内容。同时说明书图文并茂,使设计的内容更容易被理解和接
3、受。在设计 过程中,得到了指导老师的详细指导和同学的悉心帮助,在此表示感谢。由于设计时间 和本人能力有限,难免有错误和疏漏之处,望老师给予批评指正。 摘摘 要要 本设计为煤矿矿开采设计,主要针对全矿井范围内煤炭开采。此设计为王家山煤矿 五号井 0.9 Mt/a 新井设计,共分七章:矿井地质概况,井田开拓,大巷运输及设备, 采区布置及装备,矿井通风与安全,矿井提升、运输、排水、压缩空气设备选型,建井 工期。 王家山矿五号井井区距国道 309 线约 2.5 km,矿区对外交通便利。区内地势较为平 坦,井田走向长度 3km,倾斜方向长 1.7km。面积为 5.1km2。井田主采煤层为二号、四 号煤层
4、,平均厚度分别为 8.74m,11.23m。平均煤层倾角都 为 36,属于倾斜煤层。 井田工业储量为 11033.7 万 t,矿井可采储量 8091.5 万 t。矿井服务年限为 69 a, 矿井正常涌水量为 80 m3/h,最大涌水量为 154.5 m3/h。矿井为低瓦斯矿井。 王家山煤矿矿井工作制度为“三八”制,一个综采工作面保产。开拓方式为立井三 水平直接延伸,水平标高分别为+1500 m,+1200 m,+850m,准备方式为采区巷道布置。 矿井主井采用箕斗提煤,副井采用罐笼作为辅助提升。工作面采用长壁采煤法,面长 115 m,采煤工艺为综采。矿井主运输为胶带运输,辅助运输采用架线电机车
5、牵引 1.5 t 固定式矿车运输。矿井通风采用中央边界式。 关键词关键词:立井;采区;综采;架线电机车运输;中央分列式通风 Abstract This design is done for coal mining,mainly according to the coal mining of all the scope of the mine. It is a new design of wang jiashan mine number 5 wellbore whose production capacity is 0.9 Mt per year.It has seven chapters as
6、 follows:mine geology sutvey;mine field development;transport and eruipment of main roadway;section layout and equipment;mine ventilation and security;mine hoisting,haulage,drainage,compressed air equipment selection;well construction period. The wang jiashan mine filed lies in the north of national
7、 highway 309 line about 2.5 kilometers.The transportation is convenient and.It covers 5.1 square kilometers. The boundary of the minefield run 3 kilometers on the strike and the pitch length is 1.7 kilometers.The two and four is the main coal seam,its dip angle is 36 degree and tieir thickness are a
8、bout 8.74m and 11.24m on average. The proved reserves of the minefield are 110.337 million tons,and the recoverable reserves are 80.915 million tons. The designed productive capacity is 0.9 million tons percent year, and the service life of the mine is 69 years. The normal flow of the mine is 80m3 p
9、ercent hour and the max flow of the mine is 154.5m3 percent hour. The mineral well gas gushes is lower, It is a low gas mineral well. The working system is “three-eight”.One productive place meets the requirement. The mode of development about the mine is vertical development. The mine has three lev
10、els, the first level locates in the level of +1500 meters, the second in the level of +1200 meters,the last in the level of +850m.The main shaft uses skip hoisting and the auxiliary shaft adopts cage hoisting. The working face adopts long wall retreating to the strike.Its length is 115 meters.The te
11、chnology of the working face is the full-mechanized mining.Belt Conveyor to transit coal is used chiefly to transport coal, the auxiliary transportation uses 1t solid car. defile ventilation is used for wang jiashan coal mine all the time . Keywords:vertical shaft;seciont;comprehensive mechanization
12、;overh-ead line elect- ric locomotive transport; defile ventilation. 1 目录目录 第一章 矿井地质概况 1 1.1 矿井位置及交通 .1 1.1.1 交通位置 1 1.1.2 地形地貌 .2 1.1.3 气象及水文情况 2 1.1.4 矿区概况 3 1.2 矿井地层及地质构造 .4 1.2.1 地层 4 1.2.2 构造 .7 1.3 矿体赋存特征及开采技术条件 .11 1.3.1 煤层及煤质 11 1.3.2 瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性及低温情况 20 1.3.3 水文地质 23 1.4 矿井勘探类型及勘探程
13、度评价 26 第二章 井田开拓 27 2.1 矿井设计生产能力及服务年限 27 2.1.1 矿井工作制度 .27 2.1.2 矿井设计生产能力 .27 2.1.3 矿井设计服务年限 .27 2.1.4 矿井储量、设计生产能力和服务年限的关系 27 2.2 井田境界及储量 28 2.2.1 井田境界 .28 2.2.2 储量 .29 2 2.3 井田开拓 30 2.3.1 工业场地及井口位置的选择 .30 2.3.2 井筒形式的确定 .31 2.3.3 井筒数目的确定 .33 2.3.4 井田内划分及开采顺序 .33 2.3.5 开采水平的划分及水平标高确定 .34 2.3.6 阶段运输大巷和回
14、风大巷的布置 .34 2.4 井筒 34 2.4.1 井筒断面设计 34 2.4.2 井筒参数确定 .37 2.5 井底车场 38 2.5.1 井底车场形式选择及硐室布置 .38 2.5.2 井底车场线路设计 .38 2.6 方案比较、确定开拓系统 41 第三章 大巷运输及设备 46 3.1 大巷运输方式选择 46 3.1.1 大巷煤炭运输方式选择 .46 3.1.2 大巷辅助运输方式选择 .46 3.2 矿车 47 3.2.1 矿井车辆配备 .47 3.3 运输设备选型 49 3.3.1 机车选型 .49 3.3.2 带式输送机选型 .50 第四章 采区布置及装备 52 4.1 采区布置 .
15、52 4.2 采区的划分 52 4.3 采煤方法 54 4.4 采区巷道布置 57 3 4.5 巷道掘进与掘进机械化 61 4.6 工作面设备确定 64 4.7 劳动组织 65 4.8 技术经济指标分析 67 第五章 矿井通风与安全 70 5.1 拟定矿井通风系统 .70 5.2 矿井通风容易与困难时期的通风阻力计算 70 5.3 计算矿井总风量 .72 5.4 矿井通风设备的选型 .76 5.5 计算矿井通风等级孔 79 5.6 概算矿井通风费用 80 5.7 预防瓦斯、火、矿尘、水和顶板等事故的安全技术措施 81 第六章 矿井提升、运输、排水、压缩空气设备选型 87 6.1 矿井提升设备选
16、型 87 6.2 主运输设备选型 89 6.3 矿井排水设备选型 95 6.4 压缩空气设备选型 .96 第七章 建井工期 99 7.1 移交表准 99 7.2 井巷工程量 99 7.3 建井工期 100 7.3.1 井巷掘进指标 .100 7.3.2 井巷工程排队 .100 7.3.3 建井工期 .101 结论 102 1 第一章第一章 矿井地质概况矿井地质概况 1.1 矿井位置及交通矿井位置及交通 1.1.1 交通位置交通位置 王家山煤矿位于靖远县城北约 60km,宝积山矿区西北约 10km,行政区划属白银市 平川区王家山镇和东升乡管辖。走向长约 8km,倾斜宽约 3.5km,面积约 8.
17、3421km2, 地理坐标为:东经 10448061045312,北纬 365135365314。 王家山煤矿西北距国道 309 线约 2.5km。铁路由白(银)宝(积山)线的长征车 站接轨,经旱平川、水泉,至煤矿工业广场有专用线。矿区内的公路、简易公路纵横交 错,交通甚为方便。 (见图 1-1) 。 图 1-1 交通位置图 2 1.1.2 地形地貌地形地貌 矿区地处干旱区,地形复杂。地形陡峻,最高点位于栒条岘,标高 2021.7m,最低 点位于下红湾,标高 1815.0m,相对高差 206.7m,水洞沟以西基岩裸露,属剥蚀构造地 貌,王家山向斜两翼形成相向的单面山,由于沿张性构造裂隙易于向下
18、切割侵蚀,故横 向沟谷发育。随着向斜的倾没,岩层逐渐被黄土覆盖;水洞以东主要为黄土丘陵区,相 对高差较小,一般 2050m。但是,五号井矿区范围内地势较为平坦。 1.1.3 气象及气象及水文情况水文情况 1.气候 矿区气候属内陆半沙漠干旱气候。 (1)气温:月平均-924,最低-1823,最高达 3538,年平均 7.99.2。夏季酷热,冬季严寒,春、夏、秋季昼夜温差 1016。 (2)降水量:年平均量在 187374mm 之间,平均 250mm 左右.多集中于 7、8、9 三个月,降水量占全年的 5060%,常形成暴雨。 (3)蒸发量:年平均 14391782mm,平均 1655mm,为降水
19、量的 6.6 倍。 (4)湿度:年平均 5564%,4、5 月份最干燥,为 4160%,711 月份湿度在 5875%之间。 (5)风向:除夏、秋季有东南风外,其他时间多西北风,风力 24 级,最大达 68 级,全年平均风速 11.4m/s。 (6)每年 11 月至次年 3 月为冻结期,最大冻结深度 93cm。一般 0.4-0.7 米。 2.水文情况 区内无常年流水,仅有两条砂河在每年 79 月雨季期间山洪暴发才有短暂的暂时 性流水。一条是苦水峡砂河,发源于矿区东南部的小井子沟,由南向北穿过矿区中部, 经胶泥崖村、大红沟、北滩,与咸水河汇合,至中卫注入黄河;另一条是孔家沟砂河, 由李家坪向西流
20、经矿区南侧,在 33、107 号孔附近折向西南,经石碑子沟、旱平川,流 3 入黄河。 矿区以南的变质岩裂隙水沿 F1 断裂带溢出,在苦水峡砂河上游形成水质良好,但 水量甚小的上升泉,最小涌水量 0.175L/S,最大涌水量为 1.112L/S。由于受 F1 断裂带 中断层泥的阻滞,进入孔家沟砂河后形成地下潜流,潜水面深 310m,对河床中分布 的各个水井进行了不定期观测,水量不大,如李家坪水井的涌水量为 20.39m3/d。 1.1.4 矿区概况矿区概况 1.矿区开发情况 王家山矿区开采历史久远,在建井时,井田浅部的小窑已具备相当规模。为了协调 与地方的关系,省委、省政府先后多次从生产矿井不同
21、位置划给地方资源 2501.84 万 t,从 1550m 水平以下资源内划给地方资源储量 1806.0 万 t。 经煤业公司调查,王家山矿区原有各类地方小煤窑(乡村、个体、其它)43 个,通 过多次关井压产的整顿,部分小窑已被关闭、封停,现保留 24 个小煤矿持有合法证件, 但仍存在一证多井、超层越界、乱挖滥采、侵占大矿资源的现象。具体分布情况为: 在王家山煤矿一号井周边实测有 8 个矿 13 个井口,二号井周边实测有 11 个矿 14 个井口,五号井周边有 5 个矿 7 个井口,各小煤矿的开采能力都在 3 万吨以上,有的能 力达 10 万 t,由于小矿开采技术条件差、回采率低,对资源破坏量非
22、常大。 另外,井田内煤层大多为急倾斜煤层,而划出的资源均在井田浅部,使划出资源的 下部形成相当数量的呆滞煤量。也使王家山煤矿生产能力、矿井服务年限等受到较大影 响。 2.矿区经济情况 本区以农业为主,农产品主要有小麦、谷物、豆类等,由于干旱多风,产量均较低。 工业方面,有矿区所属各煤矿,以及矿区辅助和附属企业事业单位等,还有靖远县 所属厂矿及定西陶瓷厂、煤矿等企业,国家重点建设工程靖远电厂二期工程已竣工,靖 远矿区供水工程亦完工交付使用。整个靖远矿区水、电、路、通讯等都已形成系统和综 合能力。 4 3.矿井建设和生产时所需主要材料的来源 主要建筑材料,除钢材外,水泥、砖砂、石白、灰为当地上产材
23、料,就地均可买到。 用火车或汽车运输,运输距离远近差别较大,近者距平川区、靖远县约 3060km,远着 距兰州 210km,或者更远。 4.水源、电源、及劳动力来源 供水水源 本矿井由靖远矿区净水厂供水。靖远矿区净水厂设在黄河北岸,取黄河水为水源, 经过净化后供整个矿区。该水厂日处理水量 54000m3/d,可向王家山矿井供水 9900m3/d,能够满足该矿井集中生产用水。 黄河水通过、过滤、消毒等手段处理后,水质符合国家生活饮用水标准。该水总硬 度约为 11.8 德国度,Ph 值约为 7.8,浊度45的急倾斜煤层及部分薄煤层(即难以采用大倾角综放采煤方法的煤层) , 选用其他相适应的水平或斜
24、切分层走向长壁综采放顶煤等采煤方法配采。 4、回采工艺的确定 一采区首采工作面设计走向长 1500m,倾斜长 115m,平均煤层厚度为 8.74m,设 55 计选择采煤方法为走向长壁大倾角特厚煤层综采放顶煤。工作面落煤方式为前部采煤机 割煤和支架后部矿压落煤相结合,装煤方式为自动装煤,运输采用刮板输送机运输,工 作面支护采用支撑掩护式支架,采空区采用全部垮落法处理。 工作面采用两采一放正规循环作业方式,其工艺过程为: 割煤伸前探梁(护帮板)移架推前溜放顶煤移后溜。 关键设备的选型与配置: (1)液压支架 液压支架是综采工作面主要设备之一,也是工作面装备中投资最多的设备,应把液 压支架的可靠性放
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