采矿工程毕业设计(论文)-李家壕煤矿3.0Mta新井设计【全套图纸】 .doc
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1、目 录1 矿区概况及井田地质特征11.1 矿区概况11.1.1 位置及交通11.1.2 地形地貌11.1.3 水系及主要河流11.1.4 气象及地震情况21.1.5 区域经济概况21.1.6 矿区总体规划情况21.2 矿井外部条件及评价21.2.1 运输条件21.2.2 电源条件21.2.3 水源条件31.2.4 通信条件31.2.5 外部建设条件综合评价31.3 矿井资源条件31.3.1 区域地层31.3.2 井田地层41.3.3 区域构造61.3.4 井田构造61.4 煤层及煤质71.4.1 含煤地层71.4.2 可采煤层特征71.4.3 煤类、煤质与煤的用途71.4.4 瓦斯81.4.5
2、 煤尘81.4.6 煤的自燃81.4.7 地温81.4.8 水文地质条件91.4.9 地下水的补给、迳流、排泄条件91.4.10 含、隔水层水文地质特征92 矿井资源和储量122.1 井田境界122.1.2 井田面积122.2 矿井工业储量142.2.1 井田勘探类型142.2.2 矿井资源储量142.3 矿井可采储量152.3.1 矿井永久保护煤柱损失量152.3.2 矿井可采储量173. 矿井设计生产能力及服务年限193.1 矿井工作制度193.2矿井设计生产能力及服务年限193.2.1 矿井设计生产能力193.2.2 矿井服务年限193.2.3 井型校核194. 井田开拓214.1 井田
3、开拓方式及井口位置214.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标214.1.2 工业广场的位置、形状和面积的确定224.1.3 开采水平的确定234.1.4 风井井口位置及井筒形式的确定234.1.5开拓方案比较234.2 矿井基本巷道274.2.1 井筒274.2.2 井底车场及硐室325. 准备巷道布置335.1 煤层地质特征335.1.1 盘区位置335.1.2 地质构造335.1.3 煤层特征335.1.4 煤层瓦斯特征335.1.5 水文地质条件345.1.6 煤尘345.1.7 煤的自燃345.1.8 其它开采技术条件345.2盘区巷道布置及生产系统345.2.1盘区准备方式的确定
4、345.2.2 盘区尺寸与巷道布置354.2.5 盘区运输、通风及排水355.2.6 盘区生产能力及采出率365.3 盘区车场及硐室385.3.1 盘区主要硐室386. 采煤方法396.1采煤工艺方式396.1.1盘区煤层特征及地质条件396.1.2确定采煤工艺方式396.1.3回采工作面参数的确定406.1.4 工作面设备选型416.1.5 端头支护及超前支护方式496.1.6 回柱方法506.1.7 各工艺过程注意事项506.1.8 劳动组织和循环作业图表536.2回采巷道布置566.2.1回采巷道布置方式566.2.2工作面回采巷道布置577 井下运输597.1 井下运输原始条件597.
5、2 煤炭运输方式及设备597.2.1 煤炭运输方式选择597.2.2 井下主运输设备597.2.3 井下辅助运输设备608主副井运输638.1 主副井运输设备638.1.1 主井运输设备638.1.2 副井辅助运输设备679 通风689.1 矿井概述689.1.1 矿井地质概况689.1.2 开拓方式689.1.3 开采方法689.2 矿井通风系统的确定689.2.1 矿井通风系统的基本要求689.2.2 矿井通风方式的选择689.2.3 矿井通风系统方案比较699.2.4 盘区通风系统的要求709.2.5 工作面通风方式的选择719.3 矿井风量729.3.1 矿井风量的计算729.4 矿井
6、负压计算759.4.1 矿井通风阻力和局部阻力计算759.4.2 等积孔计算809.4.3 通风设施、防止漏风和降低风阻的措施809.4.4 反风方式及反风设施819.5 通风设备选择819.5.1 概述819.5.3 设计依据819.5.4 通风机所需风量和负压的计算819.5.5 通风设备方案829.5.6 通风设备选型849.5.7 供配电及控制869.6 矿井瓦斯灾害防治879.6.1 防治瓦斯措施879.6.2 防止瓦斯积聚措施879.6.3 防止瓦斯爆炸措施889.6.4 防治煤与瓦斯突出措施889.7 矿井火灾防治889.7.1 煤层的自燃倾向性等级889.7.2 煤层自燃发火的
7、防治措施889.7.3 灌浆防灭火系统方案899.8 粉尘灾害防治899.8.1防尘措施909.8.2 防爆措施909.8.3 隔爆措施9010 设计矿井基本技术经济指标91浅谈超高水材料充填采空区技术921项目概况921.1项目研究的意义922 煤矿充填开采技术现状及发展趋势922.1 矸石直接充填技术922.2 浆状似膏体充填技术932.3超高水材料充填技术942.4 发展动力942.5 发展趋势953超高水材料963.1超高水材料963.2超高水材料的水化机理963.3超高水材料的性能974超高水充填材料制浆系统974.1制浆系统974.1.1半连续制浆系统形式及生产能力984.1.2半
8、连续制浆系统设计994.1.3制浆系统生产循环作业方式1045 超高水充填系统管路清洗技术1045.1 满管自流分段管路冲洗原理1045.2 满管自流清洗管路理论依据和主要设备选型1056 结论106英文原文108Synthesizing the mechanization adopts to put a coal108mines technique and its outlooks108中文译文115综采放顶煤开采技术及其发展115参考文献119致 谢120 中国矿业大学2014届采矿本科生毕业设计(论文 ) 第58页1 矿区概况及井田地质特征全套图纸,加1538937061.1 矿区概况1
9、.1.1 位置及交通李家壕井田位于内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜区东南,行政区划隶属东胜区铜川镇、布日都镇管辖。本矿交通较为便利,包神铁路从井田西部境界外通过。109国道从井田北中部由东向西穿过,213省道从井田东北部通过,矿井建设期间的设备可经过公路运往工业场地。交通支、干线四通八达,故井田对外交通十分方便,为煤炭的外运及物资运输提供了便利的条件。矿井交通位置如图1-1所示。图1.1-1 矿井交通位置图1.1.2 地形地貌井田位于鄂尔多斯高原东北部,地形总体为北高南低,东高西低,最高点位于井田东北部,海拔标高为+1541.3 m,最低点位于井田南部铜匠川中,海拔标高为+1379 m,最大海拔标高
10、差为162.3 m,一般海拔标高为+1500 m+1430 m,一般相对高差为70 m左右。井田内切割强烈沟谷纵横,为典型的侵蚀性丘陵地貌。1.1.3 水系及主要河流铜匠川为井田内最大沟谷,井田内其它沟谷均为铜匠川的支沟,主要有敖包图沟、旧庙沟、霍沙兔沟、达尔麻沟等,这些沟谷均为季节性沟谷,无常年地表径流,夏秋季节出现地表径流,雨季流量增大,偶有山洪爆发,水流汇入井田中部的铜匠川自北向南流入乌兰木伦河,与勃牛川在陕西省境内交汇成窟野河,最终注入黄河。1.1.4 气象及地震情况本区属干旱沙漠温带高原大陆性气候,降水量小、蒸发量大,阳光幅射强烈,日照丰富,据鄂尔多斯市气象局资料,年降水量194.7
11、 mm 531.6 mm,蒸发量2297.4 mm 2833 mm。冬季严寒漫长,一般10月份开始结冰,次年4月份解冻,最大冻土深度1.71 m(1977年2、3月份),最低气温-27.9 ,最高气温36.6 ,年日照时数为2856.0 h3246.2 h。井田冬春季风力较大,月平均风速2.2 m/s5.2 m/s,夏秋季风力较小,月平均风速1.8 m/s3.9 m/s,最大风速14 m/s。井田所在区域属弱震区预测范围,历史上亦无破坏性地震记载。根据建筑抗震设计规范(GB50011-2001)附录A,本地区抗震设防烈度为7度区。1.1.5 区域经济概况鄂尔多斯市位于内蒙古自治区西南部,地处鄂
12、尔多斯高原腹地。东、南、西与晋、陕、宁接壤,北及东北与草原钢城包头以及自治区首府呼和浩特隔河相望。辖东胜区、达拉特旗、准格尔旗、伊金霍洛旗、杭锦旗、乌审旗、鄂托克旗、鄂托克前旗共1区7旗,总面积86752 km2。1.1.6 矿区总体规划情况 李家壕井田位于国家13个大型煤炭基地之一的神东煤炭基地万利矿区,矿区总体规划已编制完成,国家发改委以发改能源200732号予以批复。万利矿区位于神府东胜煤田的东北部边缘地带,地跨准格尔旗、达拉特旗、伊金霍洛旗和东胜区。鄂尔多斯市将东胜煤田北部(即万利矿区)规划为电煤基地,万利矿区是鄂尔多斯市的主要煤炭生产基地之一。大规模开发万利矿区不仅是振兴鄂尔多斯市经
13、济的需要,也是促进蒙西地区经济发展的需要,更是实施“西部大开发”、“西电东送”和“西煤东运”的需要。规划面积767.43 km2,地质储量13065.74 Mt。矿区共划分为8个井田和4个小型煤矿整合改造区,生产总规模暂定为38.4 Mt/a,预计矿区均衡生产时间80 a。其中万利一井由1.8 Mt/a扩建到8.0 Mt/a,高家梁6.0 Mt/a,杨家村5.0 Mt/a,范家村1.20 Mt/a,塔拉壕6.0 Mt/a,碾盘梁1.20 Mt/a,王家塔5.0 Mt/a,李家壕6.0 Mt/a。1.2 矿井外部条件及评价1.2.1 运输条件矿区现已形成较为发达的交通体系,煤炭外运可以通过铁路和
14、公路运出。矿井地处鄂尔多斯市东胜区,在本矿井工业场地以西直线距离约2 km处,有包(头)神(木)铁路以南北向通过,并设有敖包沟站;在中北部有G109国道和包(头)府(谷)二级公路(S213)从井田穿过,因而矿井有良好的外部运输条件。1.2.2 电源条件本地区现有东胜北郊220 kV变电站一座,110 kV变电站七座。鄂尔多斯市供电局为配合矿区开发,建设的万利矿区高家梁110 kV中心变电站已于2012年投入运行,内设两台63.0 MVA变压器,1回110 kV电源引自东胜北郊220 kV变电所,输电线路为LGJ-240/27.5 km, 线路用杆塔共112基;另1回110 kV电源引自马莲22
15、0 kV变电站,输电线路为LGJ-300/5.2 km。该站距本矿4.43 km,已考虑本矿用电。本矿井电源条件可靠。1.2.3 水源条件矿井西靠乌兰木伦河,且铜匠川在井田东南部,为东胜区的水源地,有丰富的水资源,可从中取水,满足矿井用水的要求;另外对矿井排水根据水质情况进行处理,处理后用作生产补充、井下消防洒水除尘、建筑及场区浇洒等用水。本矿井水源条件可靠。1.2.4 通信条件鄂尔多斯全市已实现了区内电话的程控化,并全部进入国际、国内自动传输网,乡镇之间通讯光缆网已经形成。李家壕矿井通信系统与当地光缆接通,即可与世界各地进行直接通话、通信,拉近与世界各地的距离,通讯条件良好。1.2.5 外部
16、建设条件综合评价综上所述,本矿区四通八达的铁路、公路交通运输网络日趋完善,已具备建设大型矿井所需的输电电源、水源条件,具有国内先进水平的邮电通讯条件,因此,矿井建设的外部条件已成熟。1.3 矿井资源条件1.3.1 区域地层东胜煤田地层划分属于华北地层区鄂尔多斯分区,其具体处于高头窑小区、乌审旗小区和准格尔旗临县小区的交界地带。井田处于准格尔旗临县小区之西缘。东胜煤田为侏罗纪早、中世大型含煤建造,主要含煤地层为侏罗系中下统延安组(J1-2y),其上覆地层有侏罗系中统直罗组(J2z)、安定组(J2a)、白垩系下统志丹群(K1zh)、第三系上新统(N2)、第四系(Q3-4)。地层综合柱状图见图1.1
17、-2。图1.1-2 地层综合柱状图1.3.2 井田地层井田位于东胜煤田的东北部,新生代地质营力的作用在井田表现的较为强烈。据地质填图及钻探成果对比分析,井田内地层由老至新发育有:侏罗系中下统延安组(J1-2y)、侏罗系中统(J2)、白垩系下统志丹群(K1zh)和第三系(N2)、第四系(Q)。现分述如下: (1)侏罗系中下统延安组(J1-2y)该组是井田内的主要含煤地层,在井田范围内无出露。据钻孔揭露资料,岩性主要由一套浅灰、灰白色各粒级的砂岩,灰色、深灰色砂质泥岩、泥岩和煤层组成,发育有水平纹理及波状层理,含2、3、4、5、6、7煤组。西南部地层厚度较大,北部厚度变小。据钻孔资料统计,延安组厚
18、度为183.50288.26 m,平均236.26 m,厚度变化小,其变异系数为10%。与下伏地层延长组(T3y)呈平行不整合接触。该组地层含植物化石较丰富,但多为不完整的植物茎、叶化石,未见完整的植物化石,难辨其属种。(2)侏罗系中统(J2)该统为井田内的次要含煤地层,在井田内无出露。根据岩性可划分为两个组,上部为安定组,下部为直罗组。1)直罗组(J2z):岩性上中部为浅黄、青灰、灰绿色中、粗砂岩,局部夹粉砂岩、砂质泥岩。该组地层厚度1.7090.81 m,平均45.23 m。厚度由北向南逐渐增大,但厚度变化不大,变异系数47%,与下伏延安组(J1-2y)呈平行不整合接触。2)安定组(J2a
19、):岩性主要为紫红色、杂色砂质泥岩、泥岩与灰绿、黄绿色粉砂岩互层。据钻孔资料统计,地层厚度2.9790.00 m,平均37.4 6m,厚度由北向南逐渐增大,但厚度变化不大,变异系数为56%。与下伏直罗组(J2z)呈整合接触。(3)白垩系下统志丹群(K1zh)在井田南部沟谷的两侧有零星的出露。岩性下部以灰绿、浅红色砾岩为主,上部为深红色泥岩、砂质泥岩夹细砂岩,具大型斜层理和交错层理。地层厚度总体呈西南厚北部薄的变化趋势。据钻孔资料统计,地层残存厚度9.80114.2 0m,平均59.47 m,厚度变化不大,其变异系数为41%。与下伏侏罗系中统(J2)呈角度不整合接触。(4)第三系上新统(N2)井
20、田内沟谷的顶部两侧有出露。岩性主要为砖红色、土黄色粘土及其胶结疏松的砂质泥岩,下部为灰黄色砂岩,砾岩夹有砂岩透镜体。厚度小于10 m,不整合于一切老地层之上。(5)第四系(Q)该地层按成因可分为:冲洪积物(Q4al+pl)、残坡积物及少量次生黄土(Q3+4)、风积沙(Q4eol)。1)冲洪积物(Q4al+pl):分布于井田内各枝状沟谷的谷底,由砾石、冲洪积砂及粘土混杂堆积而成,厚度一般小于5 m。2)残坡积物及少量次生黄土(Q3-4):广泛分布于井田内山梁坡脚地带,由砂、砾石组成,局部地段含少量次生黄土。厚度一般小于10m。3)风积沙(Q4eol):分布于井田大部地区,岩性以风积粉细砂为主,见
21、半月状砂丘,厚度一般小于15 m。总之,第四系厚度变化较大,据钻孔揭露资料,厚度在1.5027.80 m,平均7.57 m,其变异系数为60%。角度不整合于一切下伏地层之上。1.3.3 区域构造东胜煤田大地构造位于华北地台鄂尔多斯台向斜东胜隆起区的东北部。华北地台经历了基底形成阶段和盖层稳定发展阶段之后,在晚三叠世末期开始进入地台活动阶段。在华北地台西部开始出现了继承性大型内陆坳陷型盆地鄂尔多斯盆地,其构造形式总体为一宽缓的大向斜构造(台向斜),核部偏西,中部、东部广大地区基本为水平岩层。东胜煤田基本构造形态为一向南西倾斜的单斜构造,岩层倾角多在5以下,褶皱、断层发育程度低,较大的断层多发育在
22、煤田东南部,多为东西走向的高角度正断层,落差小于100 m。煤田内局部有小的波状起伏,无岩浆岩侵入,属构造简单型煤田。从大地构造发展史来看,燕山初期(早侏罗世)东胜隆起区处于相对的隆起状态,沉积间断,除东南边缘外,普遍缺失这一时期的富县组(J1f)沉积,形成了延安组(J1-2y)与下伏地层延长组(T3y)之间的平行不整合接触关系。燕山早期(早、中侏罗世)、中期(晚侏罗世)盆地稳定发展,沉积了延安组(J1-2y)、直罗组(J2z)和安定组(J2a)。至燕山期末(白垩纪),盆地整体开始抬升、萎缩。喜山期(白垩纪末),盆地最终消失,由接受沉积转而遭受剥蚀,在盆地东北边缘这种剥蚀作用表现的更为强烈,形
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