古顺矿煤矿设计说明书大学论文.doc
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1、河北工程大学毕业设计目 录1矿区概述及井田特征11.1 矿区概述11.1.1 矿区地理位置及交通条件21.1.2 矿区地形、地势及河流21.1.3 矿区气象21.1.4 矿区地震震级及裂度21.1.5 矿井井田内小煤矿情况21.2 井田地质特征21.2.1 煤系地层21.2.2 区域地质构造31.2.3 井田地质构造41.3 矿井水文地质特征111.3.1 地表水概况111.3.2 矿区水文地质概况111.3.3 含水层特征111.3.4 断裂带水文地质特征121.4 煤层特征121.4.1 煤层稳定性评价121.4.2 煤的物理性质及煤岩特征121.4.3 煤类的确定及煤类分布121.4.4
2、 煤的化学性质及有害元素132井田境界和储量142.1 井田境界142.2 井田工业储量142.3 井田可采储量152.3.1 矿井设计资源储量162.3.2 矿井设计可采储量173矿井生产能力、服务年限及工作制度183.1 矿井生产能力及服务年限183.1.1 确定依据183.1.2 矿井设计生产能力193.1.3 矿井服务年限193.1.4 井型校核203.2 矿井工作制度204井田开拓214.1 概述214.1.1 地质构造224.1.2 煤层赋存状况224.1.3 水文地质情况224.1.4 地形因素224.1.5 综述224.2 确定井田开拓方式234.2.1 确定井筒形式、位置、数
3、目及坐标234.2.2 工业场地的位置234.2.3 带区划分264.2.4 主要开拓巷道264.2.5 方案比较264.3 矿井基本巷道304.3.1 井筒304.3.2 井底车场及硐室344.3.3 主要开拓巷道414.4 开拓系统的综述425采煤方法和带区巷道布置445.1 煤层的地质特征445.1.1 带区位置445.1.2 带区煤层煤层特征445.1.3 开采煤层的瓦斯及煤尘情况445.1.4 煤层顶底板岩石构造情况455.1.5 水文地质465.1.6 地质构造465.1.7 地表情况465.2 采煤方法和回采工艺475.2.1 采煤方法的选择475.2.2 回采工艺485.2.3
4、 工作面设备选型535.2.4 工作面长度的确定605.2.5 支护方式615.2.6 正规循环方式和劳动组织方式625.2.7 机电设备的使用、维护、检修及搬运635.3 开采巷道和生产系统685.3.1 概述685.3.2 带区生产能力和服务年限685.3.3 带区形式695.3.4 带区带区划分705.3.5 带区储量及回采率705.3.6 带区生产系统705.4 带区车场设计及硐室705.5 带区采掘计划715.5.1 带区巷道的断面和支护形式715.5.2 带区巷道的掘进方法和作业方式715.5.3 带区工作面配备及三量管理725.5.4 工作面推进速度、生产能力、带区回采率726矿
5、井运输与提升746.1 概述746.1.1 矿井设计生产能力及工作制度746.1.2 煤层及煤质746.1.3 运输距离和货载量746.1.4 矿井运输系统756.1.5 矿井提升概述766.2 带区运输设备的选择766.2.1 设备选型原则766.2.2 带区运输设备选型及能力验算776.3 主要巷道运输设备的选择786.3.1 主运输大巷设备选择786.3.2 辅助运输大巷设备选择796.3.3 运输设备能力验算806.4 主井提升816.4.1 主井提升原始数据816.4.2 提升容器的确定816.4.3 钢丝绳的选择836.4.4 提升机的选择856.4.5 提升电动机的选择866.4
6、.6 提升机相对井筒的位置866.4.7 提升系统的总变位质量876.4.8 对防滑性能的分析916.4.9 提升机提升能力的验算926.5 副井提升设备的选择926.5.1 选型依据926.5.2 罐笼的选择926.5.3 钢丝绳的选择926.5.4 提升机的选择947矿井通风与安全957.1 矿井概况、开拓方式及开采方法957.1.1 矿井地质概况957.1.2 开拓方式957.1.3 开采方法957.1.4 变电所、充电硐室、火药库967.1.5 工作制、人数967.2 矿井通风方式与通风系统的选择967.2.1 矿井通风系统的基本要求967.2.2 矿井通风方式的选择977.2.3 矿
7、井主要通风机工作方式选择977.2.4 带区通风系统的要求987.2.5 工作面通风方式的选择987.3 带区及全矿所需风量997.3.1 工作面所需风量的计算997.3.2 备用面需风量的计算1007.3.3 掘进工作面需风量1017.3.4 硐室需风量1027.3.5 其他巷道所需风量1027.3.6 矿井总风量1027.3.7 风量分配1037.4 矿井通风阻力计算1057.4.1 矿井通风总阻力计算原则1057.4.2 矿井最大阻力路线1077.4.3 矿井通风阻力计算1077.4.4 矿井通风总阻力1097.4.5 两个时期的矿井总风阻和总等积孔1107.5 选择矿井通风设备1107
8、.5.1 选择风机的基本原则1107.5.2 选择主要通风机1117.5.3 电动机选型1127.6 防止特殊灾害的安全措施1137.6.1 预防瓦斯的措施1137.6.2 预防粉尘的措施1147.6.3 防止井下火灾的措施1147.6.4 防水措施1157.6.5 顶板管理1157.6.6 防突管理1158矿井排水1178.1 概述1178.1.1 概况1178.1.2 排水系统概述1178.2 排水设备选型1188.2.1 初选水泵1188.2.2 管路的确定1198.2.3 管道特性曲线及工况的确定1208.2.4 检验计算1228.3 水仓及水泵房1238.3.1 水仓1238.3.2
9、 水泵房1238.4 技术经济指标1249技术经济指标12610经济技术综述128感 谢130参 考 文 献1311321 矿区概述及井田特征1.1 矿区概述1.1.1 矿区地理位置及交通条件古顺矿位于邢台市西南约38km,南部与邯郸地区武安市相接。东距京广铁路褡裢车站25km,煤矿外运铁路专线从矿山村铁路专线权村站接轨,延伸到矿工业广场。井田内有两条主要公路邢(邢台)渡(渡口)、邢(邢台)都(都党)及通向各村的简易公路,交通极为方便(如图1.1)。图1.1 古顺矿交通位置图1.1.2 矿区地形、地势及河流古顺井田位于太行山中段东麓山前丘陵地带,地势西高东低,海拨在194.10339.6m之间
10、,地表起伏较大,基岩裸露面积较小,属山前冰碛台地地形。井田内地表水系不发育,仅有中关小溪、栾卸小溪和紫牛湾小溪3条季节性小溪,均属北洺河支流,雨季时出现水流,旱季断流。该矿区最高洪水位+114m。1.1.3 矿区气象井田所在地区属季风暖温带半湿润气候,季节性明显,冬冷夏热。该地区年均气温15.1,两极气温分别为41.2和-22.8;一般春、夏季多东南及东风,秋季多东南及东北风,冬季多东北及西北风,平均风速3.18m/s,最大风速20m/s;年均降雨量926.33mm,最大达1723.5mm;雪期一般在每年11月上旬至次年3月中旬,最大降雪厚度16cm;土壤的最大冻结深度为30cm。1.1.4
11、矿区地震震级及裂度邢台地区于1966年3月8,在隆尧县白家寨发生6.8级地震,余震不断,东庞矿区距隆尧县45公里,有三级震感。同年3月22日在宁晋县发生了7.2级大地震。根据国家地震局、建设部发办1992160号文“关于发布中国地震烈度区划图和中国地震烈度区划图使用规范的通知”,邢台地区地震烈度为7度。1.1.5 矿井井田内小煤矿情况古顺井田周边共有正在生产的小煤窑10个,分别属沙河白塔镇或武安邑城镇,详情见后古顺周边小煤矿井口坐标附表。开采下组煤的主要集中在井田西部的刘石岗地区和井田北部的上关、新村附近以及井田东部章村井田内,开采上组煤的主要分布在井田的西部和南部。小煤窑的非法开采和越界开采
12、给该矿造成重大的经济损失,对安全生产构成严重威胁,另外工业广场附近分布有古小窑,开采年限及开采情况已无法考证。1.2 井田地质特征1.2.1 煤系地层本井田的煤系地层为石炭、二叠系,其中二叠系的山西组与上、下石盒子组为主要含煤层段。井田内二叠系含煤层段总厚734m,含煤33层,煤层总厚度为30.08m,含煤系数为4.10%,自下而上依次分为7个含煤段。在中、下部厚约490m的一五含煤段中,集中分布9层可采煤层,平均总厚24.11m。其中13-1、11-2 、8、6-2和1煤层为主要可采煤层,平均总厚21.14m;17-2、13-1下、7-2和4-1为局部可采煤层,平均总厚2.97m。可采煤层主
13、要特征详见表1-2-2。1.2.2 区域地质构造邢台煤田位于新华夏系第二沉降带(华北平原沉降带)西部,西与新华夏系第三隆起带(即太行山隆起带)毗邻,位于前述沉降带和隆起带之间的太行山山前断裂带的东侧,属于华北平原沉降带范畴。煤田形成后,受到我国东部中新生代多次构造运动的影响,尤其受到新华夏系的强烈改造。邯邢煤田位于太行山东麓,华北盆地西缘。煤田西部为太行山隆起的中南段,整体走向呈北东向展布,由赞皇隆起和武安断陷组成。前者由太古代和少部分元古代变质岩系组成,后者主要由古生代地层组成。古顺井田即位于武安断陷北部太行山隆起带东侧,为新生代华北盆地的西部边缘。由于西侧太行山隆起的上升和东侧华北盆地的沉
14、降,使邯邢煤田形成走向NNE近SN,西边翘起,东边倾降,并具波状起伏的翘倾断块。煤田边界断层多为走向NNE的正断层,煤田内发育有大量NNENE向正断层及少量NNW向正断层,组成一系列地堑、地垒和阶梯状单斜断块。自北向南有NNE向的晋县栾城断陷(地堑)、宁晋隆尧断隆(地垒)、巨鹿邯郸断陷(地堑)及南部的邢台断陷(与太行山隆起带中的武安断陷共同构成邢台武安断陷),呈雁行状斜列展布。煤田内褶皱构造主要分布在近东西向的隆尧南正断层以南至洺河一线。轴向NNE,与大断层走向平行展布的背、向斜为煤田内主要褶皱构造,延伸较长,形态清晰,EW向NW向褶皱规模小,断续出现。地层倾角比较平缓,一般为1020,局部可
15、达30左右。现将煤田内对古顺井田有控制作用的区域性构造简述如下: (1)隆尧南正断层:展布于隆尧南宫一带,横贯煤田中部,总体走向近EW,断层面向南倾斜,倾角55左右,落差9002900m。在煤田内延伸长度约44km,将邯邢煤田分为南北两个构造单元。其下盘(北侧)构成尧山山系,出露煤系基底奥陶系灰岩;其上盘(南侧)有煤系地层广泛赋存。(2)太行山山前大断裂南段:由隆尧邢台之间的唐庄农场断层、晏家屯断层、邢台邯郸间的百泉断层、临洺关断层等组成,总体走向NNE,唐庄农场断层走向NE。断层面均向东或SE倾斜,落差5001800m。太行山山前大断裂是太行山隆起带与华北盆地的分界,在隆尧南断层以南构成太行
16、山隆起带和华北盆地次一级构造单元邢台武安断陷与巨鹿邯郸断陷之间的分界。图1.2 区域构造纲要略图1.2.3 井田地质构造煤系地层总体形态为一走向近南北、倾向东、倾角多为515的反“S”型单斜构造。其中发育有一系列宽缓褶曲和断层。根据褶曲和断层发育特点,可将本井田划分为北部宽缓褶曲挤压区、中部简单单斜区、中南部“X”型共轭剪切区和南部单斜构造区四部分。经综合精查地质勘探和高分辨率数字地震补充勘探,全井田共查出小陈庄背斜、胡桥子向斜、后老庄背斜和桂集向斜等次一级褶曲4个。发现断层67条,其中正断层37条,逆断层30条,大致可分为近东西向、北西向和北东向三个断层组。按落差大小来分,大于等于100m的
17、13条,小于100m而大于等于50m的11条,小于50m而大 于等于20m的45条,小于20m而大于等于10m的63条,小于10m的35条。此外,尚有21个孤立断点未能组合成断层。主要断层特征见表1-2-1。本井田可采煤层煤质稳定,煤种单一,属中灰富灰、特低硫、低磷特低磷、富油高油、高熔难熔灰分、具较强粘结性的气煤和1/3焦煤。可作良好的配焦和动力、化工用煤。各主要可采煤层煤质特征见表1-2-3,煤的工业分析见表1-2-4。本井田水文地质条件属巨厚覆盖层下多煤层、多含水层、充水因素复杂的矿床,其富水性属简单中等,与地表水体无水力联系。表1-2-1 主 要 断 层 特 征名称性质走向倾 向倾 角
18、(度)落差(m)延展长度(km)可靠性名称性质走向倾向倾角(度)落差(m)延展长度(km)可靠性F81正NEEN60653004.0可靠FD92-2正NWSW700201.5可靠F81-1正NEEN60652006.0可靠FD92-3正NWSW750220.5可靠性差F81-2逆NEES4550582707.0可靠FD92-6正NWSW65700452.0可靠F84逆NWS3065153006.0可靠F93正NESE750261.9可靠F81-1逆NWSW5060332.0可靠F94正NWWS75800403.0可靠F85逆NWS506512505.9可靠F94-1正NWNE500200.4较
19、可靠F86-1逆NWSW556501404.0可靠F94-2正NWNE308400.5较可靠F85-3正NWNE257035402.0可靠F95正NESE700441.0可靠F86正NEEEWSSES5570257012.0可靠F95-2正NWSW550480.9可靠F86-1正NEES50550351.15可靠F97正NESE55650424.5可靠F87正EWS55750705.6可靠F99正NESE60750201.1可靠F87-1正NENW600251.5可靠F100正NWNE7580151406.0可靠F88正NWSW55600200.82可靠F101正NWNE750400.8可靠F
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