524555552毕业设计论文煤矿矿井初步设计.doc
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1、内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文) 目 录摘要51 井田概况及地质特征 61.1 矿区概述61.2 井田地质特征.71.3 煤层的埋藏特征.172 井田境界与储量.212.1 井田境界.212.2 地质储量的计算.222.3 可采储量的计算.233 矿井工作制度及生产能力243.1 矿井工作制度243.2 矿井生产能力及服务年限244 井田开拓.254.1 井田开拓方式的确定.254.2 达到设计生产能力时工作面的配备.255 矿井基本巷道及建井计划265.1 井筒、石门与大巷.265.2 井底车场.275.3 建井工作计划.276 采煤方法.286.1 采煤方法.296.2 确定采(盘
2、区巷道布置和要素.296.3 回采工艺与劳动组织.297 井下运输317.1 运输系统和运输方式的确定317.2 运输设备的选择318 矿井提升.328.1 主井提升328.2 副井提升设备验算338.3 运料暗斜井提升设备359 矿井通风与安全.379.1 风量的计算379.2 矿井通风系统和风量分配399.3 计算负压及等积孔399.4 选取扇风机409.5安全生产技术措施.4010 环境保护4310.1 矿井建设对环境的影响.4310.2 各种污染的防治措施.43参考文献45 摘 要本设计矿井的井田面积为10.748平方千米,年产量60万吨。井田内煤层赋存比较稳定,煤层倾角,平均2,煤
3、层厚度平均1.30m。井田范围内整体地质条件比较简单,断层较发育,但均是小断层。矿井瓦斯含量较低,为低瓦斯矿井,矿井涌水量不大。根据实际的地质资料情况进行井田开拓和准备方式的初步设计,该矿井决定采用斜井单水平开采,采用带区式开拓方式。设计采用综合机械化回采工艺,倾斜长壁采煤法,用全部跨落法处理采空区,并对矿井运输、提升、排水和通风等各个生产系统的设备选型计算,以及对矿井安全技术措施和环境保护提出要求,完成了整个矿井的初步设计。矿井全部实现机械化,采用先进技术和借鉴已实现高产高效现代化矿井的经验,实现一矿一面高产高效矿井从而达到良好的经济效益和社会效益。关键词:倾斜长壁 综合机械化 高产高效 矿
4、井初步设计 斜井开拓第1章 井田概况及地质特征1.1 矿区概述1.1.1地理位置及交通条件敖家沟西梁煤矿位于内蒙古自治区东胜煤田四道柳找煤区24勘探线之间,行政区划属于准格尔旗乌兰哈达乡。在其地理坐标为:东经:11016001102151;北纬: 393812 394127。内蒙古自治区国土资源厅于2006年2月12日以“内国土资采划字20060046号”文为准格尔旗神山煤炭有限责任公司进行了“划定矿区范围批复”,矿山名称为准格尔旗神山煤炭有限责任公司敖家沟西梁煤矿(其范围含原敖家沟煤矿与原熬家沟详查区),并扩大了井田范围,面积10.7480km2,开采标高13041284m。 矿区北距主要交
5、通干线109国道约20km,有砂石公路相连,西距东胜区约15km;西距213省道向北约26km至东胜市。东胜区是鄂尔多斯市重要的交通枢纽,东西向有109国道,南北向有210国道,并有包府公路及包神铁路通过,交通干线四通八达,交通便利。1.1.2地形、地势及河流 矿区位于鄂尔多斯高原北部,矿区地势总体呈西高东低,最高点位于矿区西部,海拔标高1433.7m,最低点位于矿区东部,海拔标高1307.1m,相对高差126.6m,一般标高在14001350m之间,一般高差50m左右。受新生界地质营力影响,矿区内地形切割剧烈,树枝状沟谷纵横发育,基岩在沟谷两侧出露,覆土贫瘠,植被稀少,生态环境极为脆弱;属于
6、典型的高原侵蚀性丘陵地貌。 矿区域属勃牛川流域,其北为乌兰哈达沟,东为其乌家沟,均属季节性流水,只在雨季有短暂的洪流,由西向东汇入勃牛川后向南流经陕西省境内的窟野河,最终注入黄河。1.1.3矿区电力供应基本情况 本矿电源电压确定为35kV为宜,设计确定双回35kV电源以架空方式一回引自黄天棉图35kV变电站35kV母线段,线路长度12km;一回引自四道柳35kV变电站35kV母线段,线路长度6km。35kV电源线路导线:LGJ120。1.1.4矿区的水文简况本矿供水水源采用大口井形式在就近沟谷中截取第四系潜水,经消毒后作为矿井永久供水水源可满足要求,希加强水源勘探工作,并与有关部门取得取水协议
7、以便于开采使用。 本矿井井下排水量较小,正常为10m3/d,最大为30m3/d,经地面净化处理后,可作为井下消防洒水用水,不足部分由生活供水系统供给。1.1.5矿区的地形与气象 本区属干燥半沙漠高原大陆性气候,其特点是春季干旱多风,季炎热,夜间温凉,日温差大。秋季多雨,冬季严寒。最高气温38.3,最低气温-30.9;年降水量277.7544.1mm,平均401.6mm,多集中在79月三个月,年蒸发量1749.72436.2mm,平均2108.2mm。区内多风,主要集中在45月及1011月,平均风速2.3m/s,最大风速20m/s,在春季极易形成沙尘暴。无霜期平均165天,霜冻、冰冻期平均19
8、5天,每年11月至次年34月为结冰期,最大冻土深度1.50m。1.2 井田地质特征1.2.1地质构造及煤层(一)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,具体位置处于高头窑小区、乌审旗小区和准格尔旗临县小区的交界地带。四道柳找煤区处于准格尔旗临县小区西缘(图1-2-1)。对于东胜煤田以至于整个鄂尔多斯盆地,无论是从盆地成因还是盆地现在保存状态来说,三叠系上统延长组(T3y)都是侏罗系聚煤盆图1-2-l 核实区地层区划位置示意图地和含煤地层的基底。除此以外,区域地层系统构成还包括侏罗系、白垩系下统、第三系上新统和第四系更新统、全新统(详见表1-2-1)。表1-2-1 东胜煤田区域地层
9、简表系统组厚度(m)最小最大岩 性 描 述第四系全新统(Q4)025为湖泊相沉积层、冲洪积层和风积层。上更新统马兰组(Q3m)040浅黄色含砂黄土,含钙质结核,具柱状节理。不整合于一切地层之上。第三系上新统(N2)0100上部为红色、土黄色粘土及其胶结疏松的砂岩。下部为灰黄、棕红、绿黄色砂岩,砾岩、夹有砂岩透镜体。不整合于一切老地层之上。白垩系下白垩统志丹群东胜组(K1zh2)40230浅灰、灰紫、灰黄、黄、紫红色泥岩、粉砂岩、细砂岩、砂粒岩。泥岩、砂常互层,夹薄层泥质灰层。交错层理教发育。顶部常见一层黄色中粗沙砾岩,含砾,呈厚层状。伊金霍洛组(K1zh1)3080浅灰、灰绿、棕红、灰紫色泥岩
10、粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩、中砂岩、粗沙岩、细砾岩、中夹薄层钙质细砂岩。斜层理发育,下部常见大型斜层理。与下伏地层呈不整合接触。侏罗系中统安定组(J2a)1080浅灰、灰绿、黄紫褐色泥岩、砂质泥岩、中砂岩。含钙质结核。直罗组(J2z)1278灰白、灰黄、灰绿、紫红色泥岩、砂质泥岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩。下部夹薄煤层或油页岩含1号煤组。与下伏地层呈平行不整合。中下统延安组(J1-2y)78247灰灰白色砂岩,深灰色、灰黑色砂质泥岩,泥岩和煤。含2、3、4、5、6、7号煤组。与下伏地层呈平行不整合接触。下统富县组(J1f)110上部为浅黄、灰绿、紫红色泥岩,夹砂岩。下部以砂岩为主,局部为砂岩与泥
11、岩互层,底部为浅黄色砾岩。与下伏地层呈平行不整合。三叠系上统延长组(T3y)35312黄、灰绿、紫、灰黑色块状中粗砂岩,夹灰黑、灰绿色泥岩和煤线。与下伏地层呈平行不整合接触。中统二马营组(T2er)87367以灰绿色含砂砾岩、砾岩、紫色泥岩、粉砂岩为主。东胜煤田大地构造单元为华北地台鄂尔多斯台向斜的东胜隆起区中东部(级构造单元),四道柳找煤区处于东胜隆起区东部华北地台(见图2-3-2)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。在华北地台西部出现了大型的内陆拗陷盆地鄂尔多斯盆地。其构造形式总体为一宽缓的大向斜(台向斜),核部偏西,中部、东部广大地区基本为水平岩
12、层。从大地构造发展来看,燕山运动初期(早侏罗世)东胜隆起区处于相对的隆起状态,沉积间断,普遍缺失这一时期的富县组(J1f)沉积,形成延安组与下伏地层延长组之间的假整合接触关系。燕山运动早期(早侏罗世)中期(晚侏罗世)盆地稳定发展,沉积了延安组(J1y)、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,形成了第三系上新统(N2)与下伏地层延安组(J1-2y)的不整合接触关系。东胜煤田的基本构造形态表现为一向南西倾斜的单斜构造,倾角一般15。四道柳找煤区与东胜煤田总体构造形态一致,为一向西南倾斜的单斜构造,岩煤
13、层倾角一般25,无断裂和较大的褶曲构造,但发育有宽缓的波状起伏。构造复杂程度为简单类型。图1-2-2 核实区大地构造位置示意图(二)矿区地层1、核实区地层核实区位于东胜煤田东缘,新生代地质营力的作用在这一带表现的较为强烈。含煤地层侏罗系中下统延安组上部被剥蚀,下部残存部分亦被枝状沟谷切割破坏。根据地表出露及钻孔揭露,井田地层主要有:三叠系上统延长组(T3y),侏罗系中下统延安组(J1-2y),第四系上更新统全新统(Q3-4)。现由老至新分述如下:1)三叠系上统延长组(T3y):为核实区含煤地层的沉积基底,核实区内无出露,钻孔仅揭露该组地层上部,最大揭露厚度36.80m,据区域地层资料该组厚度大
14、于300m,岩性为灰绿色中、粗粒砂岩,局部地段为含砾砂岩,夹灰绿色、深灰色薄层状砂质泥岩或粉砂岩,发育大型板状、槽状交错层理。2)侏罗系中下统延安组(J1-2y):为核实区主要含煤地层,在沟谷两侧大面积出露,按其岩性组合及沉积旋回特征,可划分为三个岩段。由于后期的剥蚀作用,第三岩段大部分被剥蚀,据钻孔统计为81.00184.50 m,平均125.45m,延安组残存厚度,其岩性组合为一套浅灰灰白色细、中粒砂岩、灰色深灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层,含少量钙质砂岩,与下伏延长组呈平行不整合接触。核实区内化石多为不完整植物茎叶化石,未见完整植物化石,难以准确确定属种。3)第四系(Q):第四系按成因
15、可分为残、坡积砂土及黄土(Q3-4)、冲洪积砂砾石(Q4al+pl)、风积砂(Q4eol);厚度015.94m,平均9.91m,与下伏延安组呈不整合接触。2、核实区含煤地层核实区含煤地层为侏罗系中下统延安组(J1-2y),沉积基底为三叠系上统延长组(T3y)。延安组底界基本为一向南西倾斜的单斜构造,起伏不大。依据钻孔揭露,延安组地层在全区现存厚度106.24150.46m,平均132.41m。延安组(J1-2y)二岩段因受后期剥蚀而厚度不全。现将延安组(J1-2y)一、二岩段划分依据、岩性组合特征及含煤性分述如下:1)一岩段(J1-2y1):从延安组底界至5煤组顶板砂岩底界止。下部岩性一般以灰
16、白色中细粒砂岩为主,具斜层理。上部岩性一般以灰色深灰色粉砂岩、砂质泥岩为主,发育水平纹理。该岩段含煤5、6两个煤组,含可采煤层4层,即5-1上、5-1、6-1、6-2煤层。根据钻孔揭露厚度为49.4482.08m,平均62.31m。与下伏三叠系上统延长组(T3y)地层呈平行不整合接触。2)二岩段(J1-2y2):从5煤组顶板砂岩底界至3煤组顶板砂岩底界。岩性组合以深灰色砂质泥岩、泥岩,灰色细砂岩、粉砂岩为主,具水平纹理及脉状层理。该岩段3煤组因受后期剥蚀,个别地段火烧,只含有4煤组,含可采煤层两层,编号为4-1、4-2煤层。地表有出露,该岩段钻孔揭露厚度为33.3891.04m,平均63.10
17、m。(三)构造核实区位于东胜煤田东北部,其构造形态与东胜煤田总体构造形态基本一致,总体构造形态为一向西南倾斜的单斜构造,岩煤层走向220左右,倾角13,未见大的褶皱与断层,仅沿走向和倾向有微弱的波状起伏。区内未见岩浆岩体。构造复杂程度确定为简单类型,即类型。1.2.2井田水文地质条件一)核实区地形地貌、水文气象特征简述核实区地处鄂尔多斯高原东北部,总体地形四周低,中部较高。海拔标高13901420m,具剥蚀、侵蚀性高原丘陵地貌特征。敖家沟西梁煤矿位于东胜煤田东北部的四道柳找煤区的北西部是区域性单斜储水构造单元的组成部分。核实区地处鄂尔多斯高原东北部,总体地形北高南低,海拔标高1436.30m(
18、北部)1327.30m(东界),地形起伏较大,切割强烈,沟谷纵横,具侵蚀性高原丘陵地貌特征。区内地表水系较为发育,熬包圪旦石家梁为详查区南北的天然地表分水岭,分水岭西部的熬包沟、娘娘庙沟向西南流出区外,汇入束会川;分水岭东部的公沟、忽吉尔图沟向东南流出区外,汇入四道柳川,束会川与四道柳川又向南注入勃牛川。区内所有沟谷均无常年地表迳流,只有在雨季大雨过后会形成短暂的洪水。核实区气候干燥,冬寒夏热,昼夜温差较大,多风少雨,沙尘暴时有发生。属于干旱区半干旱的大陆性高原气候区。二)地下水的补给、迳流、排泄条件核实区地下水的补给、迳流、排泄条件受地形地貌、水文气象、地质及水文地质条件等综合因素控制,不同
19、含水层各有异同。1、潜水:核实区潜水主要赋存于第四系冲洪积(Q4al+pl)砂砾石层中,潜水主要接受大气降水的垂直渗入补给,其次接受基岩承压水的迳流补给与缓慢的越流补给。由于本区降水量小,所以潜水的补给量也较小。潜水一般沿河流流向迳流。潜水的排泄方式有沿河流流向的迳流排泄,人工挖井开采排泄,蒸发排泄等。2、承压水:核实区承压水主要赋存于侏罗系中下统延安组(J1-2y)砂岩中,J1-2y地层在区内沟谷两侧广泛出露,因此,承压水在出露处直接受大气降水的垂直渗入补给。承压水一般沿地层走向即东南方向迳流。承压水仍以侧向迳流排泄为主,也有人工挖井开采排泄及向潜水含水层排泄。矿床最低侵蚀基准面标高1327
20、30m,矿井最低排泄面标高1269.47m。三)核实区水文地质条件1、含隔水层水文地质特征1)第四系(Q)松散层潜水含水层:岩性以灰黄色残坡积砂土(Q3-4)、冲洪积砂砾石(Q4al+pl)为主,据S8号钻孔揭露,厚度8.50m,一般小于5m,在全区分布广泛。残坡积砂土(Q3-4)主要分布在梁峁及山坡之上,地形不利于储存地下水,为透水不含水层。冲洪积砂砾石(Q4al+pl)分布在各大沟谷中,构成松散层潜水的主要含水层。据地质及水文地质填图调查资料:含水层厚度一般在3m之内,地下水位埋深11.5m,涌水量Q=0.0612L/s,原详查区比照据邻区准格尔召新庙矿区资料:涌水量Q=0.033L/s
21、渗透系数k=0.0737m/d,地下水化学类型为HCO3Ca型水。水质一般较好,含水层富水性弱,因大气降水量较小,补给条件较差,补给量也不大。潜水含水层与承压水含水层的水力联系较小,与地表短暂的洪水的水力联系密切。2)第三系上新统(N2)半胶结岩层隔水层:岩性为暗红色、紫红色砂质泥岩和泥岩,呈半胶结状态,含丰富层状分布的钙质结核,据钻孔揭露地层厚度4.0019.30m,平均9.62m,在全区分布较广,主要分布在梁峁及山坡之上。该地层透水性能差,富水性极其微弱,可视为相对隔水层。由于被沟谷切割的支离破碎,连续性差,所以只能起局部隔水的作用。3)侏罗系中下统延安组(J1-2y)碎屑岩类承压水含水
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