采矿工程毕业设计（论文）鹤煤十矿60万吨矿井初步设计

河 南 理 工 大 学采矿工程专业毕业设计说明书姓 名： 学 号：学 院：能源科学与工程学院班 级：采矿本10-1班设计题目：鹤煤十矿60万吨矿井初步设计指导教师：职 称：副教授二一二年六月前 言前 言毕业设计是大学学习的最后一个环节，也是最重要的环节。它让我们对大学几年学过的东西进行系统的复习和再巩固，从而为后面马上要参加的工作打下坚实的理论基础。本次设计的题目是鹤煤十矿60万吨矿井初步设计，设计所用资料均收集于毕业实习矿井，在指导老师的精心帮助下，经过三个月的设计终于完成了对整个矿井的专项初步设计。本设计的井田面积为8.8648平方千米，年产量60万吨。井田内主采煤层二1煤赋存比较稳定，煤层平均倾角27°，平均煤厚3.50m，整体地质条件比较简单，在井田范围中部有断层发育。沼气和二氧化碳含量相对较高，涌水量大。该矿井二1煤有煤尘爆炸危险性，不易自燃，自燃发火周期为6个月。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，该矿井决定采用立井多水平（暗斜井延伸）上山开采的开拓方式，为降低巷道的掘进率、维护率及充分利用巷道的断面，-300运输大巷采用机轨合一巷的方式。设计采用综合机械化一次采全高回采工艺，走向长壁采煤法，采用全部垮落法处理采空区。对矿井运输和矿井通风等各个生产系统的设备选型计算，并对矿井安全技术措施作出了简单的论述，完成整个矿井的专项初步设计。矿井全部实现机械化，采用先进技术并借鉴现代化矿井的经验，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。在三个月的设计里，指导老师给予了我很大的帮助，在这里我衷心的感谢我的指导老师陈晓祥，同时也感谢关心我们设计的学校领导以及给予我帮助的同学们。由于自己所学知识有限，以及采矿专业本身的严谨性和时间的有限，在编写过程中难免有不足和错误之处，敬请老师批评，指正并原谅。目 录目 录1 井田概况及地质特征11.1井田概况11.1.1 交通位置11.1.2地形、地势及地貌特征21.1.3 气象31.1.4 区域经济概况31.1.5 煤矿开采情况41.2地质特征41.2.1井田内的地层情况41.2.2 区域水文地质特征61.2.3井田水文地质特征71.2.4矿井地质条件和水文地质条件分类81.2.5 地温和地压91.2.6 井田煤层特征101.2.7 煤质101.2.8 矿井瓦斯121.2.9 煤尘爆炸性和煤的自燃倾向性122 井田开拓132.1井田境界及储量132.1.1 井田划分的原则132.1.2 划分井田的方法132.1.3 井田境界132.1.4 矿井工业资源储量142.1.5 矿井可采储量162.1.6 矿井的设计可采储量182.2 矿井设计年生产能力及服务年限192.2.1 矿井工作制度192.2.2 矿井设计生产能力192.2.3 矿井设计生产能力202.3 井田开拓方案比选212.3.1 影响设计矿井开拓的主要因素分析212.3.2井田开拓中若干问题分析222.3.3 比较开拓方案252.3.4确定方案302.4井筒302.4.1主井302.4.2副井312.4.3风井322.5 井底车场及硐室332.5.1 井底车场形式的选择332.5.2 线路总平面布置342.5.3 马头门线路长度362.5.4 道岔及弯道的连接尺寸计算372.5.5 井底车场线路总平面布置412.5.6 井底车场通过能力计算412.5.7 确定井底车场主要巷道断面432.5.8 井底车场硐室442.5.9 其他硐室463 大巷运输及设备473.1 运输方式的选择473.1.1运输方式473.1.2运输系统473.2 矿车483.3 运输设备选型483.3.1列车组成的计算493.3.2电机车台数的计算534 采区布置及装备564.1采煤方法564.1.1采煤工艺方式564.1.2回采巷道的布置564.1.3工作面长度及推进长度的确定564.1.4采煤工艺574.1.5综采工作面的主要设备584.1.6工作面循环方式和循环作业图表的编制604.2采区布置634.2.1概述634.2.2采区巷道布置及生产系统634.2.3采区车场形式的选择644.2.4采区硐室664.2.5采区千吨掘进率、采区掘进出煤率及采区回采率674.2.6确定采区巷道掘进方法及掘进工作面数684.2.7采区生产系统694.2.8 同采采区数和工作面数704.3 采掘设备选型734.3.1液压支架选型734.3.2采煤机选型744.3.3工作面刮板运输机选型764.3.4顺槽皮带运输机选型774.3.5转载机选型784.3.6乳化泵选型784.3.7掘进设备选型794.4采区下部车场线路设计814.4.1 道岔及竖曲线计算814.4.2 起坡点位置确定834.4.3 绕道线路计算844.4.4 高低道高差闭合计算865 通风和安全875.1 概况875.1.1通风设计的基本依据875.1.2 矿井通风系统的要求875.1.3矿井通风系统的确定885.2 矿井风量计算895.2.1确定矿井总风量895.2.2 风速验算945.2.3 全矿通风阻力的计算955.3 矿井通风设备选型995.3.1选择主扇995.3.2选择电动机1025.4 防止特殊灾害的安全措施1035.4.1预防瓦斯爆炸的措施1035.4.2防尘措施1035.4.3预防井下火灾的措施1045.4.4为防止井下水灾的措施1046 矿井建设工期1066.1指标选取1066.2关键线路1066.3工期计算108参考文献109河南理工大学采矿工程专业2012届毕业设计（论文）1 井田概况及地质特征1.1井田概况1.1.1 交通位置鹤煤集团十矿位于鹤壁市老区最南部，距市区中心约9公里。矿井地理坐标为东经114°1129114°1304；北纬35°473035°5034。河南省国土资源厅颁发采矿许可证（证号：4100000620107）划定区域范围，井田范围由43个拐点坐标圈定，采矿权人鹤壁煤电股份有限公司，准采二1煤层，开采深度由+50m至-800m标高。开采方式为地下开采。矿区走向长约2.55.5Km，倾向宽约02.4Km，面积为8.8648km2，有效期壹拾肆年，自2006年04月至2020年04月。生产规模60万吨/年。井田内公路、铁路发达，交通十分方便，见图1-1。铁路方面，区内有矿区铁路专用线连接京广铁路和汤鹤线，向南距京广铁路鹤壁站约11km，向北距汤鹤线约17km，汤鹤线向东和京广铁路接轨。公路方面，大（赉店）白（连坡）公路从本区中部通过，本区北7km处有汤（阴）鹤（壁）公路，大（赉店）白（连坡）公路和汤（阴）鹤（壁）公路均与107国道、（北）京珠（海）高速公路相连；本区沿大（赉店）白（连坡）公路分别距107国道、（北）京珠（海）高速公路16 km和18km，沿汤（阴）鹤（壁）公路分别距107国道、（北）京珠（海）高速公路13km和15km。图1-1 十矿交通位置示意图1.1.2地形、地势及地貌特征在大的地貌单元上，本区处于太行山与华北平原之间的过渡带。矿井内地貌类型属太行山区之前缘丘陵地貌的一部分，为侵蚀剥蚀成因的丘陵地貌。矿井南部及西南端为中丘地形；东南端则由岩浆岩及新近系砾岩、粘土组成，绝对高程为+130257m，相对高差为127m。矿井中部及北部则属起伏较小的低缓丘陵，其高程在+130.5196.1m左右，相对高差为65.6m，丘顶大多为新近系粘土或砾岩组成。在轻微的剥蚀作用下，丘顶平坦圆缓，丘坡坡度1020度，部分丘坡呈似台阶状。在丘岗之间发育着弱至中等切割程度的冲沟坳地或平坦谷地，个别宽达200300m。谷中出露有厚度不大的原生及次生黄土状亚砂土夹杂砾石、石块等沉积物质。丘岗及沟谷大体呈北东向展布。1.1.3 气象本区属北暖温带大陆性干旱季风气候，夏热冬冷，四季分明。据鹤壁市气象站19582000年观测资料统计：气温：最高气温42.3°C（1967年6月4日），最低气温-15.5°C（1967年1月15日）；年平均最高气温15.3°C（1961年），年平均最低气温13.1°C（1964年），平均气温14.5°C。湿度：年平均绝对湿度为11.63毫巴，年平均相对湿度为60%。降雨量：年最大降水量为1394.1mm（1963年），年最小降水量为266.6mm（1965年），年平均降水量为649.55mm；6、7、8月降水量占全年降水量的60%。月份最大降雨量为699mm（1963年8月），最大日降雨量为249.5mm（1963年8月8日）。蒸发量：最大蒸发量2695.0mm（1965年），最小蒸发量1637.4mm（1990年），年平均蒸发量2091.97mm；蒸发量远远大于降雨量。风向和风速：每年八月至来年二月多刮北风，最大风速23m/s，每年三月至七月多刮南风，最大风速14 m/s。最大冻土深度30cm。1.1.4 区域经济概况鹤壁市设置于1957年，面积2182km2，人口130.9万；辖3区2县，25个乡镇，10个街道办事处。主要粮食作物有小麦、玉米、大豆、高粱、谷子和红薯，主要经济作物有棉花、花生、油菜和蔬菜等，是河南省畜牧业的生产基地。鹤壁市拥有煤炭电力、机械电子、冶金建材、化工医药、轻纺、食品、陶瓷等门类较为齐全的工业体系；矿产资源有30种，煤炭资源丰富，还有水泥灰岩、白云岩、玄武岩、大理石、重晶石等；拥有火力发电装机容量44.8万千瓦，发电量31.4亿千瓦时。市区有自来水厂2座，日供水能力13.1万m3；设有煤气供应站4座，日供应能力4万m3。1.1.5 煤矿开采情况矿井采用地下开采的方式，主井、副井、风井分水平上山开拓，通风方式为两翼对角式。开采二叠系下统山西组二1煤层，开采方式走向长壁采煤法。十矿生产划分以-300以上为第一生产水平，300m至550m为第二生产水平，采区划分主要依据井筒为界，向北向南两翼依次排开。矿井现生产水平为-300m水平。采区以断层为界，南、北翼开采。随着技术条件进步，现今矿井以综采为主，高普炮采为辅，实现了长走向，大倾斜一次采全高或倾斜分层开采。1.2地质特征1.2.1井田内的地层情况由于山西组所含二1煤层为本井田可采煤层，所以本次设计为开采二1煤层的矿井初步设计，顶底板综合柱状图见图1-2。二1煤顶底板岩石工程地质特征包括：1、二1煤层顶板 二1煤直接顶板为黑色泥岩或砂质泥岩，厚019.71m，平均5.69m，采后易冒落。老顶为灰褐色中粒砂岩，厚度026m。本层砂岩厚度及岩性变化具有分区性，在3勘探线（即运输机上山附近）以北，厚度较小，一般在5m以下，局部被泥岩取代；在3勘探线以南，厚度急剧增大，最厚达26m（鹿5透孔揭露）。根据岩石物理力学样试验，其抗压强度为49.4127Mpa，单向抗压强度为1.54 Mpa。2、二1煤层底板二1煤直接底板为黑