采矿工程毕业设计(论文)-大柳塔煤矿采矿专项初步设计.docx
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1、河 南 理 工 大 学采矿工程专业(本科)毕业设计说 明 书姓 名: 学 号:学 院:河南理工大学能源科学与工程学院班 级:设计题目:大柳塔煤矿采矿专项初步设计指导教师:职 称:副教授二零一六年六月摘要本设计的井田面积为20.02km2,设计生产能力1.2Mt/a。井田内煤层赋存比较稳定,煤层倾角在1-3,属于近水平煤层,平均煤厚4.38m,地质条件比较简单,在井田范围内断层稀少,仅有的几个小断层也分布在井田边界附近,所以视井田内无断层。瓦斯和二氧化碳含量相对不高,相对瓦斯涌出量4.01m3/td,正常涌水量100.95m3/h,涌水量比较小。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
2、设计,该矿井对开采的22煤层决定采用平硐开拓单水平盘区式划分开采,设计采用走向长壁后退式全部垮落综合机械化一次采全高的采煤方法。并对矿井运输和通风等系统的设备进行选型计算、提出矿井安全技术措施以及完成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:平硐 盘区式 走向长壁 综合机械化Abstract The design of the field area of 20.02 k, design production capacity of 1.2 Mt/a. Within the field o
3、f coal seam occurrence is stable, dip Angle of coal seam in 1 3 , belong to the nearly horizontal coal seam, the average coal thickness 4.38 m, geological condition is simpler, within the scope of the field fault rare, one of the few small fault distribution near the border of the field, so no fault
4、 in the visual field. Methane and carbon dioxide content is relatively high, the relative gas emission 4.01 m3 / t, d, normal water inflow 100.95 m3 / h, water inflow is small. According to the actual geological data of field development and preparation of preliminary design, the 22 of mining coal m
5、ine decided to adopt adit development level of single panel type classification mining, design to adopt longwall retreating all comprehensive mechanized caving mining overall height of the coal mining method at a time. And the mine transportation and ventilation system of selection of equipment, min
6、e safety technical measures are put forward, and complete the preliminary design of the mine. All mine mechanization, the use of advanced technology and based on the experience of the modern mine high yield and benefit, achieve a high yield an efficient mines so as to achieve good economic and socia
7、l benefits.Keywords: adit panel mining strike longwall comprehensive mechanization 前言经过为期一个月的毕业实习,对矿上的生产系统和具体的生产流程有了一个全面的认识,通过接下来的毕业设计可以让我们对所学知识有一个总结,同时也可以加深我们对矿井的认识。本次毕业设计从本学期第四周开始,第十六周结束,通过两个月的努力,对自己所学有一个更深的认识和融会贯通。 本次毕业设计的矿井为大柳塔煤矿,主采煤层为22煤,该矿井22煤瓦斯相对涌出量为4.01m3/t,二氧化碳相对涌出量为6.35m3/min,为低瓦斯矿井,正常涌水量为
8、100.95 m3/h,最大涌水量为220.02m3/h,无煤尘爆炸危险性,自燃等级为本井田煤层的宏观煤岩类型为半暗型煤和半亮暗型煤,各煤层有机显微组分较高,平均含量为94.00-98.00,其中镜质组为34.00-70.80,丝质组含量为25.00 -69.70。镜煤最大反射率0.4870.561。矿井采用平硐单水平盘区式开采,水平标高为+1105m,水平的垂直高度40m,主平硐、副平硐分别与主运大巷、辅运大巷连接,回风斜井与回风大巷连接。矿井分为4个盘区:221盘区、222盘区、223盘区、224盘区。首采221盘区的2211工作面。本矿井采用一次采全厚回采工艺,走向长壁后退式采煤法。用全
9、部垮落法处理采空区,采场主要采用ZY3400/23/45液压支架支护端头同样采用ZY3400/23/45型端头液压支架进行顶板支护,滞后工作面支架。本矿井为一矿一面高产高效矿井,故只设置一个工作面,为满足接替需要,设置1个掘进头进行下个回采面回采巷道的掘进,采掘比为1:1。 鉴于本矿井是低瓦斯矿井,且经计算及验算得矿井困难时期的摩擦阻力为1948.07Pa,局部阻力292.21Pa,矿井容易时期摩擦阻力为1518.88Pa,局部阻力为227.83Pa。矿井通风困难时期总阻力为2184.98Pa,矿井通风容易时期总阻力为1663.41Pa.且经验算,风机主扇的风压最大为2184.98Pa,最小值
10、是1663.41Pa,经过查阅有关资料得,所选风机型号为BDNo.26轴流式通风机,其风机转速为580r/min,其功率满足本矿井的通风要求。另外,虽然该矿井开采条件较好,但是在实际生产过程中也会有很多突发的情况,比如由于生产操作不规范,没有按矿井有关规定进行开采等造成的其他突发事故,所以为了能够更加高产高效的进行生产,所有的有关人员都要严格准守矿井的有关作业规程,必须做到安全生产。同时,在生产的过程中,我们也要注意设备的使用及做好相应的维护工作,切忌一味的生产造成的设备损毁事件的发生,只有这样,我们在生产过程中才能更好做到我们设计、计划要完成的东西,完成我们设计的的相关内容。目录1 井田境界
11、与储量11.1 井田境界11.2 矿井资源储量11.3 矿井工业资源/储量21.4 矿井设计利用资源/储量21.4.1 矿井保护煤柱计算31.5 矿井设计可采储量42 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限62.1 矿井工作制度62.2 矿井设计生产能力及服务年限62.2.1 确定生产能力的依据62.2.2 矿井生产能力62.2.3 矿井生产服务年限72.2.4 矿井服务年限校核73 井田开拓93.1 井田开拓的基本问题93.2 井田开拓方案93.2.1 开拓方案一93.2.2 开拓方案二93.2.3 开拓方案三103.2.4 开拓方案比较103.2.5井筒开拓形式的选择113.2.6 井筒运输
12、方式的选择和运输设备的布置113.2.7 井筒数目的确定123.2.8 工业场地及井筒位置的确定143.3 主要开拓巷道163.4 盘区划分及接替173.4.1 水平划分173.4.2 盘区划分及开采顺序174 准备方式194.1首采盘区基本情况194.1.1 首采盘区位置194.1.2 首采盘区煤层特征194.2 盘区巷道布置及生产系统204.2.1盘区范围及区段划分204.2.2 盘区巷道布置214.2.3 盘区内工作面的接替顺序214.2.4 盘区生产系统224.2.5 盘区巷道掘进工艺224.2.6 盘区生产能力235 采煤方法245.1 采煤工艺方式245.1.1 采煤方法的选择24
13、5.1.2 回采工作面长度的确定265.1.3 回采工作面的推进方向和年推进度275.1.4 采煤工作面的设备选型及配套275.1.5 工作面回采工艺375.1.6 工作面循环图表、劳动组织、主要技术经济指标405.2 回采巷道布置425.2.1 回采巷道布置方式425.2.2 回采巷道断面及支护参数436 井下运输466.1 概述466.2 盘区运输设备选择476.2.1 设备选型原则:476.2.2 盘区运输设备选型及能力验算486.3 大巷运输设备选择496.3.1 大巷运输方式496.3.2 辅运大巷设备选择507 矿井通风及安全技术527.1 概况527.2 矿井通风系统527.2.
14、1 通风方式及通风系统527.2.2 风井数目及位置537.2.3 掘进通风及硐室通风537.2.4 矿井风量、风压及等积孔计算537.2.5 矿井总风阻、等积孔计算577.3 矿井通风设备的选型597.3.1主要风机选型及风机参数597.3.2对矿井主要通风设备的要求627.3.3对反风、风峒的要求627.4 防止特殊灾害的安全措施637.4.1 预防瓦斯灾害的措施637.4.2 预防火灾及煤层自燃措施637.4.3 预防煤尘爆炸措施657.4.4 预防井下水灾措施667.4.5 避灾路线及安全出口668 设计矿井基本技术经济指标68致 谢70参考文献71附录A:矿区概述及井田地质特征72附
15、录B:矿井环境保护84河南理工大学2016届本科毕业设计1 井田境界与储量1.1 井田境界大柳塔井田位于陕西省神木县城的西北约52.5km处,地理坐标北纬391353,东经1101223。其范围:西南以小煤矿、局部以22煤层露头为界,西北止于小煤矿,东北止于F61-2断层,东以F8断层为界;东南止于F2断层。南北走向长度最大值约5.52km,东西倾向最大长值约5.30 km,面积20.02。该矿井范围的拐点坐标见表1-1。表1-1 井田境界拐点坐标表点号XY155887.52343707.231254908.04544161.357355070.32846377.674457340.93647
16、616.549559505.47847814.784659856.67947290.472760020.49846916.479860020.98146896.647959639.12943714.7621.2 矿井资源储量勘探报告共计算总地质资源储量11222 Mt,其中探明的经济的基础储量(121b)2848.25 Mt,控制的经济的基础储量(122b)2535.89 Mt,推断的内蕴经济的资源量(333)5837.85Mt。矿井资源储量见表1-2。表1-2 矿井资源/储量汇总表顺 序煤层名称121b122b333121b+122b合 计122煤层2848.252535.895837.85
17、5384.1411222由于22煤之外的其他煤层厚度较薄,所以只开采22煤。其资源/储量为11222Mt。1.3 矿井工业资源/储量在计算储量时,选用地质块段法,由于矿区内煤层倾角的变化范围一般介于1 3之间,采用斜面积和真厚度,采用的计算公式为:式中: 储量, 万t; 平面积 , ;块段煤层平均倾角, ; M块段煤层平均真厚,m; d容重 , 均采用1.4 t/。11A-1:32278070.65t11A-2:35053554.37t11A-3:42713263.99t11A-4:23168698.87t面积: 19622630 合计: 122733587.9t经计算:核实获得工业储量为12
18、273 万t 1.4 矿井设计利用资源/储量 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性煤柱损失量后的储量;井田边境保护煤柱在井田边境留设30m,大巷保护煤柱以30m留设,本井田范围内只有煤田境界煤柱和大巷保护煤柱。可暂时按工业储量的56计入,本设计取5,故:P式中: Z矿井设计储量; Z矿井工业储量; P 永久煤柱损失量,可暂按工业储量的57计入,本设计取5;由此:矿井设计储量Z12273(15)11659万吨1.4.1 矿井保护煤柱计算 保护煤柱损失量包括:井田边界煤柱损失、断层煤柱损失、防水煤柱、河流煤柱损失、井筒保护煤
19、柱损失和地面建筑物、构筑物等永久保护煤柱损失以及大巷保护煤柱损失。因为本井田区内无常年河流,降水量较少,受地表河流和降水的影响小,故无需设河流保护煤柱;大巷布置在煤层中,需要保留大巷保护煤柱,因此根据本井田的实际情况以及本设计的方案安排,本井田只进行井田边界煤柱损失、大巷保护煤柱损失。 (1)井田边界保护煤柱 井田边界保护煤柱留设30m,井田边界周长约为17134.002m,计算公式: 式中: :井田边界保护煤柱损失量; :井田边界周长,17134.002m; :边界保护煤柱宽度,30m; :保护煤柱平均煤厚,4.38m; :煤柱的平均容重,1.4t/; 得:留设煤柱平面面积为514020.0
20、6,边界煤柱损失量为。(2)防水煤柱的留设 矿井煤层顶底板致密性较好,区内地表水体与其下各含水层一般不发生水力联系,在断层处已留设保护煤柱,则防水保护煤柱可以不留设。(3)大巷保护煤柱 经计算大巷两侧均留30m煤柱,加上大巷间煤柱,煤柱总宽度为180m,总长度为4625m。则大巷保护煤柱损失量为。(4)工业广场保护煤柱 大柳塔矿主要是分布在丘陵地区,所以工业广场没有建立在井田范围内,也就说没有压煤量,所以本次设计将不会计算工业广场的压煤量。(5)断层保护煤柱 本次设计的煤层不含有断层保护煤柱,所以断层保护煤柱为零。1.5 矿井设计可采储量 矿井可采储量是总的工业储量减去各类保护煤柱损失量后剩余
21、的可采煤量。如下式计算,式中: :可开采储量; :工业储量,122.73Mt; :保护煤柱损失量,; :开采系数,厚煤层不小于75%,中厚煤层不小于80%,薄煤层不小于85%,取0.80;矿井可采储量见表1-3。表1-3 矿井可采储量表煤层工业储量/Mt保护煤柱损失量/Mt可采储量/Mt井田边界断层工业广场防水煤柱大巷煤柱2-2122.733.15 0 005.1091.582 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限2.1 矿井工作制度 根据煤炭工业矿井设计规范2.2.3条规定,本矿井设计采用年工作330d。矿井工作采用“三班倒”的制度,每日净提升时间为16h。从早六时到十四时,十四时至二十二时
22、这两个班为采煤班,剩下的工作时间二十二时至早六时为检修准备工作的安排。2.2 矿井设计生产能力及服务年限2.2.1 确定生产能力的依据 煤炭工业矿井设计规范第2.2.1条规定:矿井设计生产能力应根据资源条件、开采条件、技术装备、经济效益及国家对煤炭的需求等因素,经多方案比较或系统优化后确定。(1)资源情况:煤田地质条件简单,储量丰富,应加大矿区规模,建设大型矿井。煤田地质条件复杂,储量有限,则不能将矿区规模定得太大;(2)开发条件:包括矿区所处地理位置(是否靠近老矿区及大城市),交通(铁路、公路、水运),用户,供电,供水,建筑材料及劳动力来源等。条件好者,应加大开发强度和矿区规模,否则应缩小规
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