第一篇：采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)

致謝

本論文是在指導(dǎo)老師關(guān)玉順和廖軍老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在做論文期間，指導(dǎo)老師為我的學(xué)習(xí)和工作付出的大量的心血，在此論文完成之際，我對(duì)指導(dǎo)老師給予的指導(dǎo)和關(guān)懷，表示最忠心的感謝和最誠摯的敬意!感謝各位教授和老師認(rèn)真審閱我的論文，敬請(qǐng)各位教授和老師批評(píng)指正！

第二篇：采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)

只要記分牌上的時(shí)間還跳動(dòng)，就不能輕言放棄。目錄

前言 1 1 礦區(qū)概述及井田特征 2 1.1 概述 2 1.1.1 礦區(qū)的地理位置及行政隸屬關(guān)系 2 1.1.2 地形、地貌、交通等情況 2 1.1.3 氣候地震等情況 3 1.2 井田及其附近的地質(zhì)特征 3 1.2.1 井田的地層層位關(guān)系及地質(zhì)構(gòu)造 3 1.2.2 含煤系及地層特征 4 1.2.3 水文地質(zhì) 5 1.3 煤質(zhì)及煤層特征 5 1.3.1 井田內(nèi)煤層及埋藏條件 5 1.3.2 煤層的含瓦斯性、自燃性、爆炸性 7 1.3.3 井田的勘探程度及進(jìn)一步勘探要求 7 2 井田境界及儲(chǔ)量 8 2.1 井田境界 8 2.1.1 井田范圍 8 2.1.2 邊界煤柱留設(shè) 8 2.1.3工業(yè)廣場保護(hù)煤柱留設(shè) 8 2.1.4 邊界的合理性 9 2.2 井田的儲(chǔ)量 9 2.2.1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算原則 9 2.2.2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量 10 3 礦井的年產(chǎn)量、服務(wù)年限及一般工作制度 12 3.1 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限 12 3.1.1 礦井的年產(chǎn)量 12 3.1.2 服務(wù)年限 12 3.1.3 礦井的增產(chǎn)期和減產(chǎn)期 產(chǎn)量增加的可能性 13 3.2 礦井的工作制度 13 4 井田開拓 14 4.1 井筒形式、位置和數(shù)目的確定 14 4.1.1 井筒形式的確定 14 4.1.2 井筒位置及數(shù)目的確定 15 4.2 開采水平的設(shè)計(jì) 19 4.2.1 水平劃分的原則 19 4.2.2 開采水平的劃分 20 4.2.3 設(shè)計(jì)水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限 23 4.2.4 設(shè)計(jì)水平的巷道布置 23 4.2.5 大巷的位置、數(shù)目、用途和規(guī)格 23 4.3 采區(qū)劃分及開采順序 24 4.3.1 采區(qū)形式及尺寸的確定 24 4.3.2 開采順序 25 4.4 開采水平井底車場形式的選擇 26 4.4.1 開采水平井底車場選擇的依據(jù) 26 4.4.2 井底車場主要硐室 27 4.5 開拓系統(tǒng)綜述 30 4.5.1 系統(tǒng)概況 30 4.5.2 移交生產(chǎn)時(shí)井巷的開鑿位置、初期工程量 31 5 采準(zhǔn)巷道布置 33 5.1 設(shè)計(jì)采區(qū)的地質(zhì)概況及煤層特征 33 5.1.1 采區(qū)概況 33 5.1.2 煤層地質(zhì)特征及工業(yè)儲(chǔ)量 33 5.1.3 采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 33 5.2 采區(qū)形式、采區(qū)主要參數(shù)的確定 34 5.2.1 采區(qū)形式 34 5.2.2 采區(qū)上山數(shù)目、位置及用途 34 5.2.3 區(qū)段劃分 34 5.3 采區(qū)車場及硐室 35 5.3.1 車場形式 35 5.3.2 采區(qū)煤倉 35 5.4 采準(zhǔn)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng) 36 5.4.1 采準(zhǔn)系統(tǒng) 36 5.4.2 通風(fēng)系統(tǒng) 36 5.4.3 運(yùn)輸系統(tǒng) 36 5.5 采區(qū)開采順序 36 5.6 采區(qū)巷道斷面 37 6 采煤方法 39 6.1 采煤方法的選擇 39 6.1.1 選擇的要求 39 6.1.2 采煤方法 39 6.2 開采技術(shù)條件 39 6.3 工作面長度的確定 40 6.3.1 按通風(fēng)能力確定工作面長度 40 6.3.2 根據(jù)采煤機(jī)能力確定工作面長度 41 6.3.3 按刮板輸送機(jī)能力校驗(yàn)工作面長度 6.4 采煤機(jī)械選擇和回采工藝確定 42 6.4.1 采煤機(jī)械的選擇 42 6.4.2 配套設(shè)備選型 44 6.4.3 回采工藝方式的確定 44 6.5 循環(huán)方式選擇及循環(huán)圖表的編制 47 6.5.1 確定循環(huán)方式 47 6.5.2 勞動(dòng)組織表 48 6.5.3 機(jī)電設(shè)備表 49 6.5.4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 50 7 建井工期及開采計(jì)劃 51

7.1 建井工期及施工組織 51 7.1.1 建井工期 51 7.1.2 工程排隊(duì)及施工組織排隊(duì) 52 7.2 開采計(jì)劃 53 7.2.1 開采順序及配產(chǎn)原則 53 7.2.2 開采計(jì)劃 53 8 礦井通風(fēng) 55 8.1 概述 55 8.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 55 8.2.1 通風(fēng)方式的選擇 56 8.2.2 通風(fēng)方法的選擇 57 8.3 礦井風(fēng)量的計(jì)算與風(fēng)量分配 57 8.3.1 礦井總進(jìn)風(fēng)量 57 8.3.2 回采工作面所需風(fēng)量的計(jì)算 58 8.3.3 掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量 59 8.3.4 硐室所需風(fēng)量的∑Qd的計(jì)算 60 8.3.5 其他巷道所需風(fēng)量 61 8.3.6 風(fēng)量的分配[17] 62 8.4 礦井總風(fēng)壓及等積孔的計(jì)算 62 8.4.1 計(jì)算原則 62 8.4.2 計(jì)算方法 64 8.4.3 計(jì)算等積孔 65 8.5 通風(fēng)設(shè)備的選擇 66 8.5.1 礦井主要扇風(fēng)機(jī)選型計(jì)算 66 8.5.2 電動(dòng)機(jī)選型計(jì)算 68 8.5.3 耗電量 68 8.6 災(zāi)害防治綜述[13] 69 8.6.1 井底火災(zāi)及煤層自然發(fā)火的防治措施 69 8.6.2 預(yù)防煤塵爆炸措施 70 8.6.3 預(yù)防瓦斯爆炸的措施 70 8.6.4 避災(zāi)路線 70 9 礦井運(yùn)輸與提升 71 9.1 概述 71 9.2 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 71 9.2.1 采區(qū)運(yùn)輸上山皮帶的選擇 71 9.2.2 采區(qū)軌道上山運(yùn)輸設(shè)備的選擇 72 9.2.3 運(yùn)輸順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和皮帶機(jī)選擇 72 9.2.4 回風(fēng)順槽中運(yùn)輸設(shè)備的選擇 73 9.2.5 工作面刮板輸送機(jī)的選擇 73 9.3 主要巷道運(yùn)輸設(shè)備的選擇 74 9.4 提升 74 9.4.1 提升系統(tǒng)的合理確定 74 9.4.2 主井提升設(shè)備的選擇 75 9.4.3 副井提升設(shè)備的選擇 76 10 礦井排水 77 10.1 礦井涌水 77 10.1.1 概述 77 10.1.2 礦山技術(shù)條件 78 10.2 排水設(shè)備的選型計(jì)算 78 10.2.1 水泵選型 78 10.3 水泵房的設(shè)計(jì) 80 10.3.1 水泵房支護(hù)方式和起重設(shè)備 80 10.3.2 水泵房的位置 80 10.3.3 水泵房規(guī)格尺寸的計(jì)算 80 10.4 水倉設(shè)計(jì) 81 10.4.1 水倉的位置及作用 81 10.4.2 水倉容量計(jì)算 81 11 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 83 11.1 全礦人員編制 83 11.1.1 井下工人定員 83 11.1.2 井上工人定員 83 11.1.3 管理人員 83 11.1.4 全礦人員 84 11.2 勞動(dòng)生產(chǎn)率 84 11.2.1 采煤工效 84 11.2.2 井下工效 84 11.2.3 生產(chǎn)工效 84 11.2.4 全員工效 84 11.3 成本 85 11.4 全礦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 86 結(jié)論 92 參考文獻(xiàn) 93 附錄A 94 附錄B 97 前言

中國是世界最大產(chǎn)煤國

煤炭在中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中占有極重要的地位 煤炭是工業(yè)的糧食 我國一次能量消費(fèi)中 煤炭占75%以上 煤炭發(fā)展的快慢

將直接關(guān)系到國計(jì)民生 作為采礦專業(yè)的一名學(xué)生

我很榮幸能夠?yàn)樽鎳禾渴聵I(yè)盡一份力

畢業(yè)設(shè)計(jì)是畢業(yè)生把大學(xué)所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié) 使所學(xué)知識(shí)一體化

是我們踏入工作崗位的過度環(huán)節(jié) 設(shè)計(jì)過程中的所學(xué)知識(shí)很可能被直接帶到馬上的工作崗位上 所以顯得尤為重要

學(xué)生通過設(shè)計(jì)能夠全面系統(tǒng)的運(yùn)用和鞏固所學(xué)的知識(shí) 掌握礦井設(shè)計(jì)的方法、步驟及內(nèi)容

培養(yǎng)實(shí)事求是、理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度 培養(yǎng)自己的科學(xué)研究能力

提高了編寫技術(shù)文件和運(yùn)算的能力

同時(shí)也提高了計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力及其他方面的能力

該說明書為劉官屯礦0.90Mt/a井田初步設(shè)計(jì)說明書 在所收集地質(zhì)材料的前提下 由指導(dǎo)教師給予指導(dǎo)

并合理運(yùn)用平時(shí)及課堂上積累的知識(shí) 查找有關(guān)資料

力求設(shè)計(jì)出一個(gè)高產(chǎn)、高效、安全的現(xiàn)代化礦井

本設(shè)計(jì)說明書從礦井的開拓、開采、運(yùn)輸、通風(fēng)、提升及工作面的采煤方法等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的敘述

并進(jìn)行了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較 論述了本設(shè)計(jì)的合理性 完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)要求的內(nèi)容 同時(shí)說明書圖文并茂

使設(shè)計(jì)的內(nèi)容更容易被理解和接受 在設(shè)計(jì)過程中

得到了指導(dǎo)老師的詳細(xì)指導(dǎo)和同學(xué)的悉心幫助 在此表示感謝

由于設(shè)計(jì)時(shí)間和本人能力有限 難免有錯(cuò)誤和疏漏之處 望老師給予批評(píng)指正礦區(qū)概述及井田特征 1.1 概述

1.1.1 礦區(qū)的地理位置及行政隸屬關(guān)系

礦區(qū)位于唐山市東北約13km處的荊各莊村附近在開平煤田鳳山西北側(cè) 礦井走向長5km 傾斜長2.2km 井田面積11km2 南與馬家溝礦業(yè)公司相距6km 中間有陡河相隔

北與陡河電廠相距3.5km 行政屬開平區(qū)管轄

1.1.2 地形、地貌、交通等情況

1)地形地貌

為一平坦的沖積平原 北部山區(qū)為燕山山脈的余脈 井田北、東、南三面被低山包圍

頗有山前扇狀地景觀 井田地面標(biāo)高-100m

2)交通

該礦區(qū)的交通十分方便

鐵路：一條通往用煤大戶陡河電廠的專用線

并與呂陡線在井田上方交匯；另一條經(jīng)馬家溝礦業(yè)公司與老京山線的開平站相聯(lián) 公路：北距10km與京沈高速公路、102國道相聯(lián) 南距7km經(jīng)開平與205國道、津秦高速公路相聯(lián) 形成了比較完整的交通網(wǎng) 四通八達(dá)

井田內(nèi)共有8個(gè)自然村 主要從事農(nóng)業(yè)

除東新莊外其它7個(gè)村莊已搬遷完畢

圖1-1 劉官屯礦交通位置圖

Fig.1-1 Liuguantun Mining traffic and location

3)水文

本區(qū)東南的陡河 發(fā)源于北部山地 下游集入石榴河 向南流入渤海 主流全長100km 河水終年不固 不凍

在雙橋村一帶有水庫

水庫大壩距井田東端最近距離2.2km 陡河最高水位+219.5m 低于地面標(biāo)高40m左右 冬季水位介于+216~+217m

1.1.3 氣候地震等情況

本區(qū)系于半大陸性氣候 夏季炎熱多雨

多東南風(fēng)；冬季嚴(yán)寒凜冽 秋冬多西北風(fēng)

雨季集中在七、八、九三個(gè)月 年平均降雨量648.8毫升 最高氣溫38.50C 最低氣溫-22.6℃ 年平均氣溫10.6℃

凍結(jié)期由11月二旬至次年3月上旬 凍結(jié)深0.66m 地震烈度六級(jí)

1.2 井田及其附近的地質(zhì)特征

1.2.1 井田的地層層位關(guān)系及地質(zhì)構(gòu)造

開平煤田位于燕山南麓

在大地構(gòu)造上位于中朝地臺(tái)燕山沉降帶的東南側(cè)

燕山南麓煤田在地質(zhì)力學(xué)體系上處于天山～陰山緯向構(gòu)造帶、新華夏系構(gòu)造帶和祁呂～賀蘭山山字形的三個(gè)巨型構(gòu)造體系的交匯部位 開平煤田受新華夏構(gòu)造體系的影響 以一系列ＮＮＥ向的褶曲及逆斷層組成

北部受緯向構(gòu)造的影響逐漸向南彎轉(zhuǎn)成走向近東西向 煤系地層由石炭系中統(tǒng)唐山組

上統(tǒng)開平組、趙各莊組及下二疊系大苗莊組、唐家莊組等組成 巖性以砂巖、泥巖為主

基底地層為中奧陶系馬家溝組石灰?guī)r 分布于煤田周邊地帶 與煤系地層呈不整合接觸 見井田地質(zhì)特征表1-1 煤田向南傾伏

其南部界限可能跨過寶坻～奔城大斷層伸入另一個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元－－華北斷陷 經(jīng)鉆口和電測曲線對(duì)比推斷 本區(qū)主要斷層共有2條 分別為F1 和F2 區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)有大面積巖漿活動(dòng) 所見分布于煤田西側(cè)和南側(cè)

區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)區(qū)域變質(zhì)或侵入變質(zhì)現(xiàn)象

說明：據(jù)2001全國地層委員會(huì)和2004國際地層委員會(huì)發(fā)布的時(shí)代劃分方案 石炭紀(jì)二分 二疊紀(jì)三分

但為了與礦上其他資料吻合方便起見 本次仍沿用舊的時(shí)代劃分方案

本井田西部以I號(hào)勘探線和F1斷層為界 東部以VI號(hào)勘探線為界 北部以-300m等高線為界 南部以-750等高線

井田內(nèi)賦存有9、12-2號(hào)兩個(gè)可采煤層

表1-1 井田地質(zhì)特征表

Tab.1-1 Well field geological feature table

界

系

統(tǒng)

年代

組

厚度/m

新生界 第四系

Q

~~~~~~不整合~~~~~~

洼里組

0～890

上

古

生

界 二疊系

上統(tǒng)

P22

2800

P21

古冶組

346

下統(tǒng)

P12

唐家莊組

180

P11

大苗莊組

石 炭 系 上統(tǒng) C32 趙各莊組 74

C31 開平組 70

中統(tǒng) C2 唐山組

-------平行不整合------馬家溝組 65 下 古 生 界 奧 陶 系 中統(tǒng) O2 345

下統(tǒng) O12 亮甲山組 115

O11

冶里組 203 寒 武 系 上統(tǒng) ?33 鳳山組 68

?32 長山組 48

?31 崮山組 82

中統(tǒng) ?2 張夏組 120

下統(tǒng) ?12 饅頭組 150

?11 景兒峪組 263 元 古 界 震

旦

系

上統(tǒng)

Z2W

迷霧山組

1200

Z2Y

楊莊組

400

下統(tǒng)

Z1K

高于莊組

600

Z1T+H

大紅峪黃崖關(guān)組

~~~~~~不整合~~~~~~

五臺(tái)群

450

太古界

前震旦

Ar

1.2.2 含煤系及地層特征

開平煤田構(gòu)造形式以褶皺為主 線型排列比較明顯

向斜背斜多呈相間平行排列

區(qū)內(nèi)由西至東有：薊玉向斜及其兩側(cè)的窩洛沽向斜、豐登塢背斜、車軸山向斜、卑子院背斜、彎道山～西缸窯向斜、鳳山～缸窯背斜、開平向斜 本設(shè)計(jì)的十組煤分四個(gè)分層 走向中部厚

沿走向往兩側(cè)逐漸變薄 但從鉆孔看 變化不大

整個(gè)十組煤厚度均勻 從全礦井看

煤層角度東部較小 西部邊界偏大 深部角度小 淺部角度大

1）表土層及風(fēng)化層的深度

礦井田內(nèi)地勢(shì)平坦 為第四系沖積層所覆蓋 沖 積層較厚

井田淺部以風(fēng)積細(xì)粉砂巖為主 顆粒細(xì)而均勻

表土層厚度平均在100m 且有流沙

2）煤層總數(shù)及可采層數(shù)

本區(qū)煤層巖性變化不大 煤層結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單 有少量夾矸 共含十一個(gè)煤組

本設(shè)計(jì)的十組煤全區(qū)發(fā)育 9、12-2均為可采煤層

1.2.3 水文地質(zhì)

荊東四礦的水文地質(zhì)條件屬一般型 有八個(gè)含水層 自下而上分別為：

1）奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層（Ⅰ）

2）K2～K6砂巖裂隙承壓含水層（Ⅱ）

3）K6～煤12砂巖裂隙承壓含水層（Ⅲ）

4）煤9～煤7砂巖裂隙承壓含水層（Ⅳ）

5）煤5以上砂巖裂隙承壓含水層（Ⅴ）

6）風(fēng)化帶裂隙、孔隙承壓含水層（Ⅵ）

7）第四系底部卵石孔隙承壓含水層（Ⅶ）

8）第四系中上部砂卵礫孔隙承壓和孔隙潛水含水層（Ⅷ）

其中與礦井生產(chǎn)較密切的為Ⅰ、Ⅳ、Ⅶ

全礦預(yù)測涌水量：

最大涌水量 419.6 m3/h

正常涌水量 256.3 m3/h 1.3 煤質(zhì)及煤層特征

1.3.1 井田內(nèi)煤層及埋藏條件

煤層走向主體為東西走向 整體近似于長方形 煤層賦存比較穩(wěn)定 全區(qū)發(fā)育

平均傾角為14°左右 可采煤層間距見表1-2

表 1-2 煤層間距見表

Tab.1-2 Seam pitch table

煤層

平均厚度（m)

煤層間距(m)

12-2 3

煤層賦存狀態(tài)十煤組共分9、12-2分層 全區(qū)發(fā)育 見煤層柱狀圖 如圖1-2

圖1-2 綜合柱狀圖

Fig.1-2 Synthesis column map

本區(qū)煤層中夾石在井田中部最薄 往南北兩翼逐漸變厚 沿傾向方向變化小

沿走向方向向南北變化稍大 本組地層一般厚度72.60m 以粉砂巖為主 粘土巖含量減少

各種巖石所占的百分比為：粘土巖10.1％ 粉砂巖類占52.6％ 砂巖類占31.4％ 石灰?guī)r占2.9％

巖相組合上為淺海相薄層泥質(zhì)碳酸鹽巖和瀉湖海灣相粉砂巖及砂巖沉積物的交替沉積 煤的容重見表1-3

表 1-3 煤的容重

Tab.1-3 Bulk density of coal

容重

最小

最大

平均

t/m3

1.19

1.46

1.30

本組內(nèi)賦存三層石灰?guī)r 由下而上命名為K4、K5、K6 其中K5石灰?guī)r為深灰色泥質(zhì)生物碎屑巖 時(shí)而接近鈣質(zhì)粘土巖

特點(diǎn)是含灰白色的動(dòng)物介殼 富集成層

與深灰色泥質(zhì)灰?guī)r交替成細(xì)帶狀 形成明顯的水平層理和水平波狀層理 極易區(qū)別于其它石灰?guī)r 厚度薄但比較穩(wěn)定

本組比較突出的特點(diǎn)是出現(xiàn)了含煤沉積 是典型的海陸交互相沉積序列

井田內(nèi)各煤層的偽頂多為薄層泥巖 直接頂一般為粘土巖或粉砂巖 底板多為粉砂巖次之 區(qū)內(nèi)雖然巖性變化大 但有一定規(guī)律 即由東往西

由下向上巖性逐漸由細(xì)變粗 北部和中部較穩(wěn)定 各類砂巖層理不甚發(fā)育 破碎易風(fēng)化

具有較強(qiáng)的膨脹性 遇水后即軟化

斷裂帶附近層間滑動(dòng)發(fā)育 其內(nèi)的巷道圍巖不穩(wěn)定 易冒落變形

位于煤層間的巷道有不同程度的移動(dòng)和破壞

1.3.2 煤層的含瓦斯性、自燃性、爆炸性

本井田煤層瓦斯含量均很低 屬低沼礦井 據(jù)化驗(yàn)資料

瓦斯絕對(duì)涌出量為：1.27～5.56m3/min平均4.75 m3/min 相對(duì)涌出量為：0.39～3.38m3/t平均1.17 m3/t 煤塵爆炸指數(shù)為：為38.42％～64.20％；本區(qū)由于煤燃點(diǎn)低 易自燃發(fā)火

煤塵試驗(yàn)結(jié)果為火焰長度40mm 巖粉量55% 具有爆炸性

自燃發(fā)火期為3-6個(gè)月

1.3.3 井田的勘探程度及進(jìn)一步勘探要求

目前

勘探程度已達(dá)到精查

確定了高級(jí)儲(chǔ)量為50%以上 但為了滿足以后生產(chǎn)要求 應(yīng)提高一水平的勘探程度 使高級(jí)儲(chǔ)量達(dá)到70%以上井田境界及儲(chǔ)量 2.1 井田境界 2.1.1 井田范圍

本井田西部以I號(hào)勘探線和F1斷層為界 東部以VI號(hào)勘探線為界 北部以-300等高線為界 南部以-750等高線為界

井田內(nèi)賦存有9、12-2號(hào)兩個(gè)可采煤層

2.1.2 邊界煤柱留設(shè)

礦井走向長5km 傾斜長2.2km 井田面積11km2 井田內(nèi)地形比較完整

井田四周依據(jù)相關(guān)規(guī)定和安全考慮分別留設(shè)20m的邊界煤柱 由于井田西面和南面為斷層所包圍

故西部和南部的井田邊界即為斷層保護(hù)煤柱和井田境界保護(hù)煤柱 按《煤礦安全規(guī)程》[2]規(guī)定 邊界煤柱的留法及尺寸：

1)井田邊界煤柱留30m；

2)階段煤柱斜長60m 若在兩階段留設(shè)

則上下階段各留30m；

3)斷層煤柱每側(cè)各為20m；

4)采區(qū)邊界煤柱留10m

根據(jù)參考《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]和《礦井安全規(guī)程》[2]的相關(guān)數(shù)據(jù)要求和規(guī)定 本井田所留的各種保護(hù)煤柱均合理 符合規(guī)定

2.1.3工業(yè)廣場保護(hù)煤柱留設(shè)

由《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：工業(yè)場地占地面積：45-90萬t/年 1.2～1.3公頃/10萬t；120-180萬t/年 0.9～1.0公頃/10萬t；240-300萬t/年 0.7～0.8公頃/10萬t 400-600萬t/年

0.45-0.6公頃/10萬t 本礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)90萬t 則工業(yè)廣場占地面積為S=（90/10）*1.2=10.8公頃=108000m2 則工業(yè)廣場設(shè)計(jì)成長380m 寬290m的矩形

在確定地面保護(hù)面積后 用移動(dòng)角圈定煤柱范圍

工業(yè)場地地面受保護(hù)面積應(yīng)包括保護(hù)對(duì)象及寬度15m的圍護(hù)帶

在工業(yè)場地內(nèi)的井筒 圈定保護(hù)煤柱時(shí)

地面受保護(hù)對(duì)象應(yīng)包括絞車房、井口房或通風(fēng)機(jī)房、風(fēng)道等 圍護(hù)帶寬度為15m

2.1.4 邊界的合理性

在本井田的劃分中 充分的利用到現(xiàn)有條件 既降低了煤柱的損失

也減少了開采技術(shù)上的困難 使工作面的部署較為簡易 同時(shí)

本井田的劃分使儲(chǔ)量與生產(chǎn)相適應(yīng)

礦井生產(chǎn)能力與煤層賦存條件、開采技術(shù)裝備條件相適應(yīng) 井田有合理的尺寸

條帶尺寸滿足《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]的要求 走向長度劃分合理

使礦井的開采有足夠的儲(chǔ)量和足夠的服務(wù)年限 避免礦井生產(chǎn)接替緊張

根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]的規(guī)定 采區(qū)開采順序必須遵守先近后遠(yuǎn) 逐步向邊界擴(kuò)展的原則 并應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)首采采區(qū)應(yīng)布置在構(gòu)造簡單 儲(chǔ)量可靠

開采條件好的塊段

并宜靠近工業(yè)廣場保護(hù)煤柱邊界線

2)開采煤層群時(shí) 采區(qū)宜集中或分組布置 有煤和瓦斯突出的危險(xiǎn)煤層

突然涌水威脅的煤層或煤層間距大的煤層 單獨(dú)布置采區(qū)

3)開采多種煤類的煤層 應(yīng)合理搭配開采

綜上所述

礦井首采區(qū)定在靠近工業(yè)廣場的西北部 采區(qū)儲(chǔ)量豐富

有利于運(yùn)輸?shù)募泻蜏p少巷道的開拓費(fèi)用 所以井田劃分是合理的 因此 綜上來看

本井田的劃分是合理的

也就是說本井田設(shè)計(jì)的邊界是合理的

2.2 井田的儲(chǔ)量

2.2.1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算原則

1)按照地下實(shí)際埋藏的煤炭儲(chǔ)量計(jì)算 不考慮開采、選礦及加工時(shí)的損失；

2)儲(chǔ)量計(jì)算的最大垂深與勘探深度一致 對(duì)于大、中型礦井 一般不超過1000m；

3)精查階段的煤炭儲(chǔ)量計(jì)算范圍 應(yīng)與所劃定的井田邊界范圍相一致；

4)凡是分水平開采的井田 在計(jì)算儲(chǔ)量時(shí)

也應(yīng)該分水平計(jì)算儲(chǔ)量；

5)由于某種技術(shù)條件的限制不能采出的煤炭 如在鐵路、大河流、重要建筑物等兩側(cè)的保安煤柱 要分別計(jì)算儲(chǔ)量；

6)煤層傾角不大于15度時(shí)

可用煤層的偽厚度和水平投影面積計(jì)算儲(chǔ)量；

7)煤層中所夾的大于0.05m厚的高灰煤（夾矸）不參與儲(chǔ)量的計(jì)算；

8)參與儲(chǔ)量計(jì)算的各煤層原煤干燥時(shí)的灰分不大于40%

2.2.2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量

礦井的工業(yè)儲(chǔ)量：勘探地質(zhì)報(bào)告中提供的能利用儲(chǔ)量中的A、B、C三級(jí)儲(chǔ)量 本井田的工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算：

1）工業(yè)儲(chǔ)量

井田煤層埋藏深度為-300~--750標(biāo)高之間

工業(yè)儲(chǔ)量為:

Eg＝11000000×（4+3）×1.3/cos14=103195876.3t

2）井田永久煤柱

井田永久煤柱損失包括鐵路、井田境界、斷層防護(hù)煤柱 和淺部礦井水下開采防水煤柱

a斷層煤柱損失

斷層的兩側(cè)各留20m的保護(hù)煤柱 此斷層的面積為1188×40=47520m2

故此斷層保護(hù)煤柱損失為：47520×（3+4）×1.3=43.2萬t

b井田境界煤柱損失

井田境界留設(shè)30m的邊界煤柱

總長為13528m；井田境界保護(hù)煤柱所占面積為405840m2 經(jīng)計(jì)算

故境界保護(hù)煤柱損失為：405840×7×1.3=369.31萬t

P1＝43.2+369.31＝412.51萬t

3）礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量

Es= Eg－P1＝10319.58－412.51＝9907.07萬t

4）采區(qū)回采率

礦井采區(qū)回采率

應(yīng)該符合下列規(guī)定：厚煤層不應(yīng)小于75﹪；中厚煤層不應(yīng)小于80﹪；薄煤層不應(yīng)小于85﹪ 全礦采區(qū)回采率按下式計(jì)算：

=＝0.77

5）礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量

Ek＝（Es－Pz）×（2-1）

式中

Ek--設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量

Es--井田設(shè)計(jì)儲(chǔ)量

Pz--煤柱損失

--采區(qū)平均回采率

煤柱損失Pz主要包括工業(yè)廣場壓煤、階段間煤柱等

工業(yè)廣場壓煤Y

9煤層壓煤量＝（828+905）×683÷2×4×1.3＝307.75萬t

12-2煤層壓煤量＝（840＋926）×704÷2×3×1.3＝242.44萬t

Y=307.75＋242.44＝550.19萬t

階段煤柱＝（2851 ＋1861）×（4+3）×1.3÷cos14＝ 4.42 t

Pz＝550.19＋4.42＝554.61

設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：Ek =（Es－Pz）

=（9907.07－554.61）0.77＝ 7201.4萬t 礦井的年產(chǎn)量、服務(wù)年限及一般工作制度 3.1 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限 3.1.1 礦井的年產(chǎn)量

礦井的年產(chǎn)量（生產(chǎn)能力）確定的合理與否

對(duì)保證礦井能否迅速投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)和產(chǎn)生效益至關(guān)重要

而礦井生產(chǎn)能力與井田地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、煤炭儲(chǔ)量及質(zhì)量、煤層賦存條件、建井條件、采掘機(jī)械化裝備水平及市場銷售量等許多因素有關(guān) 經(jīng)分析比較

設(shè)計(jì)礦井的生產(chǎn)能力確定為0.9 Mt/a 合理可行 理由如下：

1)儲(chǔ)量豐富

煤炭儲(chǔ)量是決定礦井生產(chǎn)能力的主要因素之一 本井田內(nèi)可采的煤層達(dá)到2層 保有工業(yè)儲(chǔ)量為1.03億t 按照0.9Mt/a的生產(chǎn)能力 能夠滿足礦井服務(wù)年限的要求

而且投入少、效率高、成本低、效益好

2)開采技術(shù)條件好

本井田煤層賦存穩(wěn)定 井田面積大 煤層埋藏適中 傾角小 結(jié)構(gòu)簡單

水文地質(zhì)條件及地質(zhì)構(gòu)造簡單 煤層結(jié)構(gòu)單一

適宜綜合機(jī)械化開采 可采煤層均為厚煤層

3)建井及外運(yùn)條件

本井田內(nèi)良好的煤層賦存條件為提高建井速度、縮短建井工期提供了良好的地質(zhì)條件 本井田內(nèi)交通十分便利

劉官屯礦井田大部位于河北省豐南市境內(nèi) 地處交通要塞

是華北通往東北的咽喉地帶

京沈、京秦、大秦三大鐵路橫貫全境 津山、京沈干線km橫跨東西 東有秦皇島港 西鄰天津港

新建的唐山港位于津秦兩港之間 境內(nèi)鐵路公路交織成網(wǎng) 交通發(fā)達(dá)

為煤炭資源的運(yùn)輸提供了便利條件

綜上所述

由于礦井優(yōu)越的條件及外部運(yùn)輸條件

礦井的生產(chǎn)能力為90萬t是可行的、合理的

并且符合《煤礦安全規(guī)程》和《設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)要求

3.1.2 服務(wù)年限

礦井保有工業(yè)儲(chǔ)量1.03億t 設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量7201.4萬t 按0.9Mt/a的生產(chǎn)能力 考慮1.4的儲(chǔ)量備用系數(shù) 則

式中： K--礦井備用系數(shù) 取1.4

A--礦井生產(chǎn)能力 0.9Mt/a

Zk--礦井可采儲(chǔ)量 萬t

P--礦井服務(wù)年限 年

代入數(shù)據(jù)得

P= 7201.4 /（90×1.4）=57.15年

因?yàn)榉?wù)年限大于45年 所以符合《設(shè)計(jì)規(guī)范》要求

3.1.3 礦井的增產(chǎn)期和減產(chǎn)期 產(chǎn)量增加的可能性

建井后產(chǎn)量出現(xiàn)變化 其可能性為：

3-1）（1)地質(zhì)條件勘探存在一定的誤差 有可能出現(xiàn)新的斷層

2)由于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)煤炭的需求變化 導(dǎo)致礦井產(chǎn)量增減

3)礦井的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲(chǔ)備能力 礦井投產(chǎn)后

迅速突破設(shè)計(jì)能力 提高了工作面生產(chǎn)能力

4)工作面的回采率提高 導(dǎo)致在相同的條件下 礦井服務(wù)年限增加

5)采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單 儲(chǔ)量可靠

因此投產(chǎn)后有可靠的儲(chǔ)量及較好的開采條件

3.2 礦井的工作制度

結(jié)合本礦井煤層條件、儲(chǔ)量情況、以及達(dá)成產(chǎn)量所需要的時(shí)間；同時(shí)考慮設(shè)備檢修以及工人工作時(shí)間等實(shí)際的因素

在滿足《煤礦安全規(guī)程》的條件之下 本礦井工作制度安排如下：

礦井工作日為330天

本礦井工作制度采用“三八”制 兩班采煤 一班檢修

日提升工作時(shí)間為16小時(shí)井田開拓

井田開拓方式應(yīng)該通過對(duì)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 地形地貌條件 井田地質(zhì)條件 煤層賦存條件

開采技術(shù)及裝備設(shè)施等綜合因素進(jìn)行方案比較以及系統(tǒng)優(yōu)化之后確定 因此

在解決井田開拓問題時(shí) 應(yīng)遵循以下原則：

1）貫徹執(zhí)行有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策

為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低效率高創(chuàng)造條件 要使生產(chǎn)系統(tǒng)完善、有效、可靠

在保證生產(chǎn)可高和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量 節(jié)約基建投資 加快礦井建設(shè)

2）合理集中開拓部署 簡化生產(chǎn)系統(tǒng) 避免生產(chǎn)分散

為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件

3）合理開發(fā)國家資源 減少煤炭損失

4）必須貫徹執(zhí)行有關(guān)煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定 要建立完善的通風(fēng)系統(tǒng) 創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件 減少巷道維護(hù)量

使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)

5）要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況

并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜合機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件

6）根據(jù)用戶需要

應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采 以及其他有益礦物的綜合開采

4.1 井筒形式、位置和數(shù)目的確定 4.1.1 井筒形式的確定

井筒是聯(lián)系地面與井下的咽喉 是全礦的樞紐

井筒選擇應(yīng)綜合考慮建井期限 基建投資

礦井勞動(dòng)生產(chǎn)率及煤的生產(chǎn)成本 并結(jié)合開拓的具體條件選擇井筒

礦井開拓 就其井筒形式來說

一般有以下幾種形式：平硐、斜井、立井和混合式 下面就幾種形式進(jìn)行技術(shù)分析 然后進(jìn)行確定采用哪種開拓方式

平硐：一般就是適合于煤層埋藏較淺 而且要有適合于開掘平硐的高地勢(shì) 例如山地或丘陵 也就是要有高于工業(yè)廣場以上具有一定煤炭儲(chǔ)量 本井田地勢(shì)比較平緩

高低地的最大高差也不過幾十米 而且煤層埋藏較深 很顯然

利用平硐開拓對(duì)于本井田來說是沒有可行性的

斜井：利用斜井開拓首先要求煤層埋藏較淺、傾角較大的傾斜煤層 且當(dāng)?shù)氐乇頉_積層較厚 利用豎井開拓困難時(shí) 即便是煤層埋藏較深

不惜打較長的斜井井峒的條件下才可能使用 而本井田的條件卻不盡如此

全部的可采煤層均賦存于-50m以下 最深達(dá)-500m 這樣一來

如果按照皮帶斜井設(shè)計(jì)時(shí) 傾角不超過17度的話

此時(shí)斜井的井筒長度將是很大的 太長的斜井提升幾乎是不可能的 而且工程量也是非常巨大的

跟著相關(guān)的維護(hù)和運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用也會(huì)大幅度的增加

以上種種因素決定了本井田使用斜井開拓也是不可行的

立井：適用于開采煤層埋藏較深且地表附近沖積層不厚的情況 而且越是這種情況就越顯示出立井的優(yōu)越性

混合式：對(duì)于本礦井來說 由于利用平硐和斜井都是不可行的 所以混合式也就不予考慮

本井田的煤層埋藏較深 地表附近的沖積層又比較薄 它對(duì)井筒的開鑿將不會(huì)造成影響 而且立井開拓的一大好處就是 如果基巖賦存較穩(wěn)定時(shí) 開鑿以后

其維護(hù)費(fèi)用幾乎為零 本井田采用立井開拓時(shí) 對(duì)于煤炭的提升也較合適

根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]規(guī)定：煤層埋藏較深、表土層較厚、水文地質(zhì)條件復(fù)雜及主要可采煤層賦存比較穩(wěn)定．儲(chǔ)量比較豐富等特點(diǎn)．本設(shè)計(jì)采用立井開拓． 4.1.2 井筒位置及數(shù)目的確定

1)井筒的數(shù)目

a 根據(jù)本礦區(qū)煤層的埋藏的具體條件 各井筒均采用立井

b主井、副井、風(fēng)井各一個(gè)（見圖4-

1、4-

2、4-3）

c井筒參數(shù) 表4-1井筒參數(shù)

Tab.4-7 Well chamber parameter 井筒名稱

用途 井筒長度/m 提升方法

斷面尺寸

直徑/m 凈斷面積/㎡

主井 提升煤炭

520 箕斗提升

5.5

23.75

副井

進(jìn)風(fēng)、進(jìn)人、運(yùn)料排矸

480 罐籠提升

7.0

34.46

風(fēng)井

回風(fēng)兼作

安全出口

200

6.0

28.30

該設(shè)計(jì)采用三個(gè)井筒的井田開拓方式：主井、副井、風(fēng)井 通風(fēng)方式為中央邊界式通風(fēng)

2)井筒的位置

選擇井筒位置的原則：

a 有利于第一開采水平的開采 并兼顧其它水平

有利于井底車場的布置和主要運(yùn)輸大巷位置的選擇 石門工程量小

b有利于首采采區(qū)不只在井筒附近的富煤塊段 首采采區(qū)少遷村或不遷村

井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡

c 井筒不易穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或較弱巖層

d 工業(yè)廣場應(yīng)充分利用地形 有良好的工程地質(zhì)條件 且避開高山 低洼地和采空區(qū) 不受滑坡和洪水威脅

e工業(yè)廣場宜少占農(nóng)田少壓煤

f 水源 電源較近

礦井設(shè)在鐵路專用線路短 道路布置合理點(diǎn)

便于布置工業(yè)場地的位置 主要是根據(jù)以下一些原則：

a有足夠的場地

便于布置礦井地面生產(chǎn)系統(tǒng)及其工業(yè)建筑物和構(gòu)筑物

b有較好的工程、水文地質(zhì)條件

盡可能避開滑坡、崩巖、溶洞、流沙層等不良地段 這樣既便于施工

又可以防止自然災(zāi)害的侵襲

c便于礦井供電、給水、運(yùn)輸

并使附近有便于建設(shè)居住區(qū)、排矸設(shè)施的地點(diǎn)

d避免井筒和工業(yè)場地遭受水患、井筒位置要高于當(dāng)?shù)刈罡吆樗?/p>

e充分利用地形、使地面生產(chǎn)系統(tǒng) 工業(yè)場地總平面布置及其地面運(yùn)輸合理 并盡可能是平整場地的工程量少

對(duì)井田開采有利的井筒位置 確定依據(jù)：

傾斜方向的位置：

從保護(hù)井筒和工業(yè)場地繁榮煤柱損失看 愈靠近淺部

煤柱的尺寸愈小；愈靠近深部 煤柱的損失愈大 因此

井筒沿傾斜方向位于井田中上

走向的位置

a)井筒沿井田走向的位置應(yīng)在井田中央 當(dāng)井田儲(chǔ)量不均勻分布時(shí) 應(yīng)在儲(chǔ)量分布的中央

以次形成兩翼儲(chǔ)量比較均衡的雙翼井田

應(yīng)該避免井筒偏于一側(cè)造成單翼開采的不利局面

b)井筒設(shè)在井田中央時(shí) 可以使沿井田走向運(yùn)輸工作量小

而井田偏于一側(cè)的相應(yīng)井下運(yùn)輸工作量比前者要大

c)井筒設(shè)在井田中央時(shí) 兩翼分配產(chǎn)量比較均衡

兩翼開采結(jié)束的時(shí)間比較接近

d)井筒設(shè)在井田中央時(shí) 兩翼風(fēng)量分配比較均衡 通風(fēng)線路短 通風(fēng)阻力小

綜合考慮

主副井筒位置選在井田走向中央位置 位于傾向中上部

風(fēng)井井口位置的選擇:

風(fēng)井井口位置的選擇 應(yīng)在滿足通風(fēng)要求的前提下 與提升井筒的貫通距離較短 并應(yīng)利用各種煤柱

有條件時(shí)風(fēng)井的井口也可以布置在煤層露頭以后

綜合考慮

本礦井的風(fēng)井沿走向布置在井田的邊界中部

圖4-1主井?dāng)嗝鎴D

Fig.4-1 Main shaft cross-section fig

主井凈直徑5.5m 提升容器為9t箕斗一對(duì)

采用Jkm4×4（Ⅱ）型多繩磨擦輪提升機(jī) 配JRZ170/49-16型繞線式異步電動(dòng)機(jī)兩臺(tái) 每臺(tái)1000KW 最大提升速度為7.38m/s 該提升設(shè)備擔(dān)負(fù)本礦全部煤炭提升

圖 4-2副井?dāng)嗝鎴D

Fig.4-2 Auxiliary shaft cross-section fig

副井凈直徑7.0m 提升容器為一噸雙層四車多繩罐籠一對(duì)（一寬一窄）采用Jk.25×4（Ⅱ）型多磨擦輪提升機(jī) 配JRZ500-12型繞線異步電動(dòng)機(jī)兩臺(tái) 每臺(tái)500KW 最大提升速度8.02m/s

副井每次提升或下放四輛重車時(shí) 另一側(cè)必須配四輛空車

下放液壓支架時(shí)其重量限制在10.5t以內(nèi)（包括平板車重）另一側(cè)必須配兩輛重車

圖4-3風(fēng)井?dāng)嗝鎴D

Fig.4-3Air shaft cross-section fig

風(fēng)井位于井田上部邊界中部 凈直徑6.0m用于排風(fēng) 同時(shí)做為安全出口

4.2 開采水平的設(shè)計(jì) 4.2.1 水平劃分的原則

確定原則：

1）根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：

（1）90萬t的礦井第一水平服務(wù)年限不得小于20年 緩傾斜煤層的階段垂高為200-350m；

（2）條件適宜的緩傾斜煤層 宜采用上下山開采相結(jié)合的方式；

（3）近水平多煤層開采 當(dāng)層間距不大時(shí) 宜采用單一水平開拓

2）根據(jù)煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造

煤層的傾角不同對(duì)階段高度的影響較大 本井田的屬于緩傾斜煤層 其平均傾角為14°

煤層標(biāo)高從-750m標(biāo)高到-300m標(biāo)高

根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定緩傾斜煤層的階段垂高為200~350m 故劃分為兩個(gè)階段

再結(jié)合本井田的煤層標(biāo)高差較小 階段斜長較短的實(shí)際情況 宜采用單水平上下山開采

3）根據(jù)生產(chǎn)成本

階段高度增大 全礦井水平數(shù)目減少 水平儲(chǔ)量增加

分配到每t煤的折舊費(fèi)減少

但階段長度大會(huì)使一部分經(jīng)營費(fèi)相應(yīng)增加

其中隨著階段增大而減少的費(fèi)用有：井底車場及硐室、運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷、石門及采區(qū)車場掘進(jìn)費(fèi)、設(shè)備購置及安裝費(fèi)用等；相應(yīng)增加的費(fèi)用有：沿上山的運(yùn)輸費(fèi)、通風(fēng)費(fèi)、提升費(fèi)、傾斜巷道的維修費(fèi)

此外還延長生產(chǎn)時(shí)間、增加初期投資

因此要針對(duì)礦井的具體條件提出幾個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較 選擇經(jīng)濟(jì)上合理的方案

4）根據(jù)水平接替關(guān)系

在上一水平減產(chǎn)前 新水平即作好準(zhǔn)備

因此一個(gè)水平從投產(chǎn)到減產(chǎn)為止的時(shí)間 必須大于新水平的準(zhǔn)備時(shí)間 正常情況下

大型礦井的準(zhǔn)備時(shí)間要1.5～2年

井底車場、石門及主要運(yùn)輸大巷亦需要1.5～2年 延伸井筒需要1年

合計(jì)需要4～5年的時(shí)間

開拓延伸加上水平過渡需要7～9年 所以每個(gè)礦井在確定水平高度時(shí)

必須使開采時(shí)間大于開拓延伸加上水平過渡所需要的時(shí)間

根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》：當(dāng)煤層傾角大于12度時(shí) 宜采用走向長壁采煤法

本礦井煤層傾角平均為14度 故采用走向長壁采煤法

4.2.2 開采水平的劃分

根據(jù)本井田的實(shí)際情況 以及煤層賦存的條件

提出兩個(gè)在技術(shù)上可行的方案 ：

方案一：采用立井單水平上下山開采

總的來說

兩個(gè)方案再在技術(shù)術(shù)上均可行 各有優(yōu)缺點(diǎn)

需要通過經(jīng)濟(jì)比較 才能確定其優(yōu)劣

首先對(duì)下階段的巷道布置在技術(shù)上比較兩方案的優(yōu)缺點(diǎn) 詳見表4-2

表4-2兩種開拓方案的技術(shù)分析表

Tab.4-2 two kind of development plan technical analytical table

方案

方案一：采用立井單水平上下山開采

方案二：采用立井雙水平加暗斜井上山開采

優(yōu)

點(diǎn)

(1）開拓巷道工程量小 兩階段共用一組大巷和平巷 掘進(jìn)率較低

(2）提升運(yùn)輸距離較短(3）保護(hù)煤柱損失少 可以提高回采率

(4)下山階段輔助運(yùn)輸容易

(1)采準(zhǔn)巷道施工容易 工藝簡單

(2)對(duì)工作面通風(fēng)有利 可以避免下行風(fēng)帶來的缺點(diǎn) 通風(fēng)費(fèi)用較少

(3)對(duì)于煤炭的回采有利

(4)延伸井筒的施工比較方便

缺

點(diǎn)

(1)施工技術(shù)復(fù)雜 設(shè)備要求多

(2)掘進(jìn)速度慢 掘進(jìn)費(fèi)用高(3)下山開采

工作面生產(chǎn)難度增加 排水困難

（4）順槽內(nèi)運(yùn)輸費(fèi)用較高 生產(chǎn)費(fèi)用較高

（5）兩順槽間風(fēng)壓差別較大 通風(fēng)困難

(1）開拓巷道工程量大 增加準(zhǔn)備時(shí)間

(2）提升能力小 動(dòng)力消耗大 提升費(fèi)用高

(3）風(fēng)路長 風(fēng)阻大 通風(fēng)費(fèi)用高

(4）暗斜井的維護(hù)較為困難 維護(hù)費(fèi)用高

對(duì)于兩個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較：

因兩個(gè)方案劃分的采區(qū)基本相同 所以采區(qū)上山的經(jīng)濟(jì)比較可以忽略不計(jì) 具體比較如下：

圖4-4立井開拓方案一

Fig.4-4 vertical shaft development planNo.1

圖4-5立井開拓方案二

Fig.4-5 Vertical shaft development plan No.2

表4-3案一 單水平上下山開采

Table 4-3 pioneering single-level downhill

項(xiàng)目

工程量

單價(jià)

費(fèi)用

運(yùn)輸提升 萬t

1520萬t

0.669元/t

1016.8萬元

排水 萬m3

404.3萬m3

0.1525元/m3

61.65萬元

合計(jì)

1078.4萬元

表4-4方案二：暗斜井延伸 兩水平開采

Table 4-4 Option 2: Inclined Shaft extension the two levels of exploitation

名 稱

掘 進(jìn) 費(fèi) 用

長度

（m）

費(fèi)用

（元/m）

總費(fèi)用

（萬元）

運(yùn)輸暗

斜 井

922

3000

276.6

回風(fēng)暗

斜 井

922

3000

276.6

井底車場

1100

3000

330

運(yùn)輸大巷

1269

3000

380.7

合計(jì)

1263.9萬元

通過兩個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較 很顯而易見

方案二比方案一明顯增加兩條912m的暗斜井 以及增加相應(yīng)的采準(zhǔn)巷道 掘進(jìn)費(fèi)用明顯高于方案一

而且相應(yīng)的運(yùn)煤、提升費(fèi)用尚未計(jì)入表中 使得方案一的優(yōu)勢(shì)更加突出 所以方案一為最優(yōu)方案

綜上所述

本設(shè)計(jì)采用單水平上下山聯(lián)合的方式

4.2.3 設(shè)計(jì)水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限

本井田設(shè)計(jì)水平為-580水平

第一階段的設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為3900.5萬t 設(shè)計(jì)水平的服務(wù)年限為34.1年

表4-5 水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限

Tab.4-5 Horizontal reserves and service life

水平序號(hào)

可采儲(chǔ)量/萬t

服務(wù)年限/年

第一階段

3900.5

30.96

第二階段

3300.9

26.19 4.2.4 設(shè)計(jì)水平的巷道布置

由于本井田煤層間距較近層間距＜80m 故采用集中大巷布置 為便于維護(hù)

將大巷布置到12-2煤層底板巖層中 又由于設(shè)計(jì)中通風(fēng)方式為邊界式 所以采用兩條大巷布置

大巷距煤層底板間距一般30m

大巷支護(hù)方式掘進(jìn)時(shí)期及時(shí)支護(hù)采用錨桿支護(hù) 后期采用混凝土砌碹 巷道斷面特征見圖4-6

4.2.5 大巷的位置、數(shù)目、用途和規(guī)格

1)大巷的位置

選擇大巷位置的原則：掘進(jìn)量少 費(fèi)用少 維護(hù)條件好 煤柱損失少

有利于通風(fēng)和防火 運(yùn)輸方便

本礦井的可采煤層有兩層

雙軌大巷布置在12-2號(hào)煤層底板巖層的-580m水平處 距煤層底板30m

2)大巷的數(shù)目和用途

根據(jù)運(yùn)輸和通風(fēng)條件 本礦井共布置一條雙軌大巷

承擔(dān)整個(gè)水平運(yùn)煤、進(jìn)風(fēng)、運(yùn)料、排水、排矸、行人等任務(wù)

3)大巷的規(guī)格

因?yàn)榇笙锏姆?wù)年限都較長 所以都采用錨噴支護(hù) 各大巷具體斷面如下：

圖 4-6 雙軌大巷斷面圖

Fig.4-6 Transport the big lane sectional drawing

大巷運(yùn)輸方式采用礦車運(yùn)輸 軌型為18公斤/m 軌道大巷軌距600 mm 對(duì)大巷運(yùn)輸方式選擇的依據(jù)是：

1）由于設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力小 采用此種運(yùn)輸方式能滿足要求

2）噸公里運(yùn)輸費(fèi)較低

3）運(yùn)輸能力大 機(jī)動(dòng)性強(qiáng)

隨著運(yùn)距和運(yùn)量的變化可以增加列車數(shù)

4）礦車運(yùn)煤可同時(shí)統(tǒng)一解決煤炭、矸石、物料和人員的運(yùn)輸問題

5）對(duì)巷道直線度要求不高 能適應(yīng)長距離運(yùn)輸 4.3 采區(qū)劃分及開采順序 4.3.1 采區(qū)形式及尺寸的確定

根據(jù)井田地質(zhì)情況 煤層賦存較穩(wěn)定 煤層厚度在4左右 井田走向長度5km 井田內(nèi)兩條大的斷層構(gòu)造

以上條件很適合布置綜合機(jī)械化采煤

而設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定綜采工作面雙翼采區(qū)走向長度應(yīng)超過1500~2000m 因此將井田共劃分四個(gè)采區(qū) 其中一階段兩個(gè)上山采區(qū) 北一采區(qū)和北二采區(qū) 均為雙翼采區(qū)

二階段兩個(gè)下上采區(qū)：南一采區(qū) 南二采區(qū)

表4-6 井田各采區(qū)技術(shù)特征表

Table 4-6 Mine technical characteristics of the mining area Table 采區(qū)

走向長度/m 傾斜長度/m 工業(yè)儲(chǔ)量/萬t 采煤方式 落煤方式 準(zhǔn)備方式 N1 2416 1197 2869.2 走向長壁 綜采

雙翼上山采區(qū) N2 1846 1038 1720.2 走向長壁 綜采

雙翼上山采區(qū) S1 2281 756 2043.6 走向長壁 綜采

雙翼下山采區(qū) S2 2226 904 1686.6 走向長壁 綜采

雙翼下山采區(qū) 合計(jì) 8769 3895 8319.6

4.3.2 開采順序

合理的開采順序是在考慮煤層采動(dòng)影響的前提下 有步驟、有計(jì)劃的按照一定的順序進(jìn)行 保證采區(qū)、工作面的正常接替 以保證安全、均衡、高效的生產(chǎn) 并且有利于提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

合理的開采順序可以保證開采水平、采區(qū)、回采工作面的正常接替 保證礦井持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn) 最大限度地采出煤炭資源

減少巷道掘進(jìn)率及維護(hù)工程量；合理的集中生產(chǎn) 充分發(fā)揮設(shè)備能力 提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益 便于防止災(zāi)害 保證生產(chǎn)安全可靠

根據(jù)《礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定

新建礦井采區(qū)開采順序必須遵循先近后遠(yuǎn) 逐步向井田邊界擴(kuò)展的前進(jìn)式開采 多煤層開采時(shí) 一般先采上層

后采下層的下行式開采

還應(yīng)厚、薄煤層合理搭配開采；開采有煤與瓦斯突出煤層時(shí) 應(yīng)按開采保護(hù)層、抽放瓦斯及單獨(dú)開采等技術(shù)措施要求 順序開采

為保證均衡生產(chǎn) 一個(gè)采區(qū)開始減產(chǎn)

另一個(gè)采區(qū)即應(yīng)投入生產(chǎn) 為此

必須準(zhǔn)備好一個(gè)新的采區(qū) 所以

一個(gè)采區(qū)的服務(wù)年限應(yīng)大于一個(gè)采區(qū)的開拓準(zhǔn)備時(shí)間

由于雙翼兩個(gè)采區(qū)條件相近大巷長度又大致相等

所以采區(qū)開采順序可任選一個(gè)先采 本設(shè)計(jì)開采順序?yàn)椋篘1采區(qū) S1采區(qū) N2采區(qū) S2采區(qū)

煤層間下行式 區(qū)段內(nèi)后退式回采

4.4 開采水平井底車場形式的選擇 4.4.1 開采水平井底車場選擇的依據(jù)

井底車場是連接井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱 是連接井下運(yùn)輸和提升的樞紐 是礦井生產(chǎn)的咽喉 因此

井底車場設(shè)計(jì)是否合理

直接影響著礦井的安全和生產(chǎn)

根據(jù)《礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定

井底車場布置形式應(yīng)根據(jù)大巷運(yùn)輸方式、通過井底車場的貨載運(yùn)量、井筒提升方式、井筒與主要運(yùn)輸大巷的相互位置、地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置和井底車場巷道及主要硐室處圍巖條件等因素 經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定

由于本設(shè)計(jì)中主井提升方式為箕斗提升 大巷采用礦車運(yùn)輸

井底車場與大巷距離較遠(yuǎn)且需用石門聯(lián)系 從主副井井底車場到大巷均與石門聯(lián)系 所以井底車場型式選為立式車場 如圖4-7

１――主井

２――副井

３――井底煤倉

４――水倉

5――水泵房 6――中央變電所 7――清煤斜巷 圖 4-7 井底車場示意圖

Fig.4-7 Shaft station abridged general view cross-section distinction 4.4.2 井底車場主要硐室

根據(jù)《礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定 井下硐室應(yīng)根據(jù)設(shè)備安裝尺寸進(jìn)行布置 并應(yīng)便于操作、檢修和設(shè)備更換 符合防水、防火等安全要求 井下主要硐室位置的選擇 應(yīng)符合下列規(guī)定：

a應(yīng)選擇在穩(wěn)定堅(jiān)硬巖層中 應(yīng)避開斷層、破碎帶、含水巖層；

b井下硐室不布置在煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層中和沖擊地壓煤層中

井底車場的主要硐室包括煤倉、箕斗裝載硐室、中央變電所、中央水泵房及火藥庫

1)井底煤倉及裝載硐室

井底煤倉位置應(yīng)根據(jù)大巷運(yùn)輸方式、裝載硐室位置、圍巖條件及裝載膠帶機(jī)巷與裝載硐室相互聯(lián)系等因素比較確定

井底煤倉宜選用圓形直倉 井底煤倉的有效容量按下式計(jì)算：

（4-1）

式中：

Qmc--井底煤倉有效容量(t)

Amc--礦井日產(chǎn)量(t)

0.15～0.25--系數(shù) 大型礦井取大值 小型礦井取小值 本設(shè)計(jì)取0.15

則井底煤倉容量為：

Qmc=0.15×900000/330=410t

煤倉為圓形垂直煤倉 見圖4-8

圖4-8垂直煤倉結(jié)構(gòu)圖

Fig.4-8 The diagram of coal Depot

1--上部收口；2--倉身；3--下口漏斗及溜口閘門基礎(chǔ)；4--溜口及閘門

2)中央變電所、中央水泵房和水倉

中央變電所和中央水泵房聯(lián)合布置

以便使中央變電所向中央水泵房供電距離最短 一般布置在副井井筒與井底車場連接處附近當(dāng)?shù)V井突然發(fā)生火災(zāi)時(shí) 仍能繼續(xù)供電、照明和排水 為便于設(shè)備的檢修及運(yùn)輸 水泵房應(yīng)靠近副井空車線一側(cè)

水泵房與變電所之間用耐火材料砌筑隔墻 并設(shè)置鐵板門為防止井下突然涌水淹沒礦井 變電所與水泵房的底板標(biāo)高應(yīng)高出井筒與井底車場連接處巷道軌面標(biāo)高0.5m 水泵房及變電所通往井底車場的通道應(yīng)設(shè)置密閉門 水倉入口

一般設(shè)在空車線 井底車場標(biāo)高最低處 確定水倉入口時(shí) 應(yīng)注意水倉裝滿水

中央變電所和中央水泵房建成聯(lián)合硐室 具體見圖4-9：

圖 4-9 中央變電所和中央水泵房聯(lián)合硐室

Fig.4-9 Substation capacity and water pump house union booth

3)火藥庫

由于本礦井采用全部機(jī)械化采煤 所以相對(duì)用火藥較少

選用儲(chǔ)量較小的壁槽式火藥庫就可以滿足井下正常工作的需要

庫房與巷道的關(guān)系：

a庫房距井筒、井底車場、主要運(yùn)輸巷道、主要硐室和影響全礦井大部分采區(qū)通風(fēng)的風(fēng)門的直線距離應(yīng)不小于80m；

b庫房距地面或上下巷道的直線距離不小于15m

根據(jù)本設(shè)計(jì)井底車場的實(shí)際位置 采用容重2400kg壁槽式標(biāo)準(zhǔn)爆破材料庫 該材料庫具有獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)

打一條通風(fēng)鉆孔直接與地面直接相連 火藥庫的具體結(jié)構(gòu)見圖4-10：

圖 4-10 壁槽式爆破材料庫

Fig.4-10 Blast material storage

序號(hào)

巷道名稱

序號(hào)

巷道名稱

１

軌道大巷 ２

庫房巷道

３

炸藥壁槽

４

雷管壁槽

５

電氣壁槽

６

消防器材

７

放炮工具室

８

發(fā)炮室

９

防火門 10

回風(fēng)立眼

4.5 開拓系統(tǒng)綜述 4.5.1 系統(tǒng)概況 1）開拓方式

本設(shè)計(jì)礦井采用“立井多水平、集中運(yùn)輸大巷、走向長壁相結(jié)合”的開拓方式 采用立井開拓 共3個(gè)井筒

主箕斗立井、副罐籠立井、邊界風(fēng)井 采用中央邊界式通風(fēng)方式

礦井開采水平在-580m標(biāo)高位置 礦井正常生產(chǎn)時(shí)

一個(gè)采區(qū)一個(gè)綜采工作面保證年產(chǎn)量

2)生產(chǎn)系統(tǒng)：

a 通風(fēng)系統(tǒng)：由副井進(jìn)風(fēng) 主回風(fēng)井回風(fēng)

一采區(qū)通風(fēng)路線是：副井 軌道石門 軌道大巷 采區(qū)軌道上山 區(qū)段軌道石門 區(qū)段運(yùn)輸平巷 工作面

區(qū)段回風(fēng)平巷 區(qū)段回風(fēng)石門 采區(qū)運(yùn)輸上山 回風(fēng)大巷 最后由主回風(fēng)井排出地面

火藥庫通風(fēng)：副井入風(fēng) 采用鉆孔立眼回風(fēng)

b 運(yùn)煤系統(tǒng)：工作面落煤 區(qū)段運(yùn)輸平巷 區(qū)段運(yùn)輸石門 溜煤眼下溜 采區(qū)運(yùn)輸上山 采區(qū)煤倉 運(yùn)輸大巷 運(yùn)輸石門 井底煤倉

最后由主井箕斗提升至地面

c 運(yùn)矸系統(tǒng)：掘進(jìn)工作面 區(qū)段軌道平巷 采區(qū)回風(fēng)石門 采區(qū)軌道上山 軌道大巷 副井 地面

d 運(yùn)料運(yùn)人系統(tǒng)：地面 副井 軌道大巷 采區(qū)軌道上山 區(qū)段回風(fēng)石門 區(qū)段軌道平巷 直至工作面

e 排水系統(tǒng)：采掘工作面 區(qū)段平巷 區(qū)段軌道石門 采區(qū)軌道上山 軌道大巷 井底車場 水倉 副井 地面

4.5.2 移交生產(chǎn)時(shí)井巷的開鑿位置、初期工程量

1)礦井移交生產(chǎn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)

a 井上、下各生產(chǎn)系統(tǒng)基本完成 并能進(jìn)行正常的安全的生產(chǎn)；

b “三個(gè)煤量”達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)；

c 回采工作面長度一般不少于設(shè)計(jì)回采工作面長度的50﹪；

d 工業(yè)廣場內(nèi)的行政、公共設(shè)施基本完成；

e 居住區(qū)及其設(shè)施基本完成

根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)確定井巷的開鑿位置

2)移交生產(chǎn)時(shí)井巷開鑿的位置

在礦井設(shè)計(jì)中

全礦年產(chǎn)量由一個(gè)綜采工作面保證達(dá)產(chǎn) 移交生產(chǎn)時(shí)

運(yùn)輸上山、軌道上山已經(jīng)掘進(jìn)到開采位置

煤層運(yùn)輸平巷、回風(fēng)平巷已掘完并通過區(qū)段石門與上山相連 然后掘開切眼 貫通上下順槽

3)初期工程量

初期移交工程量是指移交時(shí)掘進(jìn)的各類巷道硐室、井筒等為生產(chǎn)服務(wù)的設(shè)施的總的掘進(jìn)體積

初期移交開拓工程量見表4-7：

表4-7交初期工程量表

Tab.4-7 Erealy transfer engineering amount table

名稱

長度/m

掘進(jìn)斷面面積/ m2

掘進(jìn)體積/

主井

520

23.75

12350

副井

480

34.46

16540..8

風(fēng)井

200

28.30

5660

井底車場

1100

18.4 20240 主要運(yùn)輸石門 130 16.9 2197 主要軌道石門 130 16.9 2197 運(yùn)輸大巷 1600 16.9 27040 運(yùn)輸上山 1170 16.9 19773 軌道上山 1170 16.9 19773 軌道石門 80 16.9 1352 回風(fēng)石門 259 16.9 4377.1 運(yùn)輸順槽 1430 16.1 24167 回風(fēng)順槽 1430 12.6 18018 回風(fēng)大巷 1170 16.4 19188 開切眼 180

12.6

2268

總計(jì)

195320.9 采準(zhǔn)巷道布置

5.1 設(shè)計(jì)采區(qū)的地質(zhì)概況及煤層特征 5.1.1 采區(qū)概況

設(shè)計(jì)采區(qū)為一采區(qū) 該采區(qū)位于井田西翼 西至井田勘探線

東部邊界到工業(yè)廣場保護(hù)煤柱線 大巷布置在-580水平采區(qū)平均走向長2416m 傾斜長1256m 采區(qū)內(nèi)共發(fā)育兩個(gè)個(gè)可采煤層 煤厚分別為3m、4m 煤層賦存簡單

無斷層及火成巖侵入等地質(zhì)構(gòu)造 煤層傾角平均為14度 煤變質(zhì)程度高 煤質(zhì)好

絕對(duì)涌出量為10.5m3/min 發(fā)火期短

煤層直接頂較厚并且軟弱

5.1.2 煤層地質(zhì)特征及工業(yè)儲(chǔ)量

一采區(qū)做為首采區(qū) 是上山開采 采區(qū)開采兩層煤

煤層平均傾角為14° 屬于緩傾斜煤層 采區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單 無斷層 煤質(zhì)較好

水分含量0.56～15.54％ 瓦斯相對(duì)涌出量為10.5m3／t 煤塵無爆炸性危險(xiǎn)自然發(fā)火期為3-6個(gè)月 煤層頂?shù)装遢^為穩(wěn)定

采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量為3369.2萬t

5.1.3 采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限

采區(qū)生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)是采煤工作面生產(chǎn)能力

而采煤工作面的產(chǎn)量取決于煤層厚度、工作面長度及推進(jìn)度

1)采區(qū)生產(chǎn)能力A：

（5-1）

式中：L-回采工作面長度 取180m

V-工作面年推進(jìn)度 工作面每日進(jìn)4刀 截深0.8m 因此年推度為1056m

M-采高 4m

r-煤的容重 1.3t/

C-工作面回采率 厚煤層0.93

則: A=180×1188×4×1.3×0.93

=90.92萬t/a

同時(shí)考慮5％的掘進(jìn)出煤 則采區(qū)的生產(chǎn)能力為：

A總= A×（1+5%）=103.4×1.05=95.47萬t/a；

再將上面計(jì)算出來的生產(chǎn)能力通過通風(fēng)能力、風(fēng)速和風(fēng)量限制要求計(jì)算式中檢驗(yàn) 得出符合要求

2)采區(qū)服務(wù)年限T：

（5-2）

式中： Z-本采區(qū)設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 2351.16萬t

A-本區(qū)生產(chǎn)能力 90萬t/a

=2351.16/90×1.4=18.65年

5.2 采區(qū)形式、采區(qū)主要參數(shù)的確定 5.2.1 采區(qū)形式

按照煤層群開采的聯(lián)系為聯(lián)合準(zhǔn)備 即各煤層共用兩個(gè)巖石上山和區(qū)段石門 煤層傾角平均為14°

瓦斯量低、頂?shù)装寰鶡o較大涌水 根據(jù)煤層賦存條件

本設(shè)計(jì)采用走向長壁采煤法

5.2.2 采區(qū)上山數(shù)目、位置及用途

設(shè)計(jì)的上山在最下部煤層的底板開掘 運(yùn)輸上山作為采區(qū)的主運(yùn)輸 其內(nèi)鋪設(shè)皮帶

運(yùn)輸采區(qū)工作面的出煤

軌道上山鋪設(shè)軌道作為采區(qū)的輔助運(yùn)輸 運(yùn)送矸石、設(shè)備、材料、兼作行人

5.2.3 區(qū)段劃分

采區(qū)傾向長1256m 其中留4m的區(qū)段平巷 區(qū)段間保護(hù)煤柱留10m寬 井田境界煤柱30m 階段煤柱30m 則本采區(qū)可以劃分為6個(gè)區(qū)段 工作面長180m

5.3 采區(qū)車場及硐室 5.3.1 車場形式

區(qū)段上部車場為順向平車場 中部為單向甩車場 下部為直向平車場

每個(gè)采區(qū)只有一個(gè)綜采工作面 運(yùn)輸量不大

所以只設(shè)材料繞道車場 運(yùn)料斜巷在大巷入口處取平由大巷進(jìn)入車場繞道存車線 然后直接進(jìn)入軌道上山 這種布置方式使用方便 運(yùn)行可靠

1)上部車場：車場形式為順向平車場（與回風(fēng)道在同一水平）礦車或材料車經(jīng)軌道上山提至平車場平臺(tái)

然后沿著礦車行進(jìn)方向經(jīng)回風(fēng)石門運(yùn)至工作面或所需材料地點(diǎn)

2)車場：車場形式為石門甩車場形式 單道起坡方式

由軌道上山提升上來的礦車 通過甩車道甩到中部軌道石門中 再進(jìn)到區(qū)段軌道平巷

3)下部車場：本下部車場的繞道屬于頂板繞道 從上山來看

通過豎曲線落平后摘鉤

沿車場的高道自動(dòng)滑行到下部車場存車線 由井底來車

則進(jìn)入車場的底道

自動(dòng)滑行到下部車場的低道存車線后 掛鉤由絞車房提升上去

根據(jù)軌道上山起坡點(diǎn)到大巷的距離 本車場屬于斜式頂板繞道 [8] 5.3.2 采區(qū)煤倉

在采區(qū)煤倉的尺寸確定之前 首先對(duì)煤倉的容量進(jìn)行確定：

按循環(huán)產(chǎn)量計(jì)算煤倉容量Q

Q=L×l×h×r

式中：L--工作面長度 m

l--截深 m

h--采高 m

r--煤的容重 1.3t/ m3

所以Q =180×0.8×4×1.3=748.8t

由以上計(jì)算作為依據(jù) 選擇煤倉容量為800t

由經(jīng)驗(yàn)

R=2.96≈3 h=25m

采區(qū)煤倉用混凝土收口 在煤倉上口設(shè)鐵箅子 煤倉溜口與裝車方向相同 閘門的形式為單扇閘門 開啟方式為氣動(dòng)

5.4 采準(zhǔn)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng) 5.4.1 采準(zhǔn)系統(tǒng)

由運(yùn)輸大巷開掘采區(qū)下部車場 向上開掘采區(qū)巖石集中運(yùn)輸上山 采區(qū)集中軌道上山 與回風(fēng)大巷貫通 形成通風(fēng)系統(tǒng)后

在區(qū)段上部開掘采區(qū)回風(fēng)石門

在區(qū)段下部開掘區(qū)段運(yùn)輸石門與區(qū)段軌道石門分別與上層煤貫通

在上層煤開掘區(qū)段運(yùn)輸平巷

5-4）5-3）（（區(qū)段回風(fēng)平巷至采區(qū)邊界開掘開切眼 形成工作面即可回采

掘進(jìn)過程中同時(shí)開掘中部車場 上部車場及采區(qū)各種硐室

5.4.2 通風(fēng)系統(tǒng)

新鮮風(fēng)流副井→井底車場→軌道大巷→軌道上山→區(qū)段運(yùn)輸平巷→工作面→污風(fēng)→區(qū)段回風(fēng)平巷→采區(qū)回風(fēng)石門→回風(fēng)大巷→風(fēng)井排出地面

5.4.3 運(yùn)輸系統(tǒng)

運(yùn)煤系統(tǒng)：工作面出煤→區(qū)段運(yùn)輸平巷→運(yùn)煤上山→采區(qū)煤倉→運(yùn)輸大巷→井底煤倉→從主井提到地面；

排矸系統(tǒng)：掘進(jìn)巷道時(shí)所出的矸石由軌道上山運(yùn)到軌道大巷之后到井底車場 然后從副井提至地面；

運(yùn)料系統(tǒng)：副井→井底車場→軌道大巷→軌道上山→區(qū)段回風(fēng)平巷→使用地點(diǎn) [6] 5.5 采區(qū)開采順序

本設(shè)計(jì)采區(qū)同一煤層采用區(qū)段順序依次開采 工作面沿走向推進(jìn) 采區(qū)內(nèi)共有四個(gè)煤層 分別都是由遠(yuǎn)及近開采 由于頂?shù)装鍘r性較好

受采動(dòng)影響較小．先采上層煤 再采下層煤

工作面沿走向推進(jìn)

5.6 采區(qū)巷道斷面

根據(jù)《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定

綜采工作面膠帶輸送機(jī)順槽巷道凈斷面不宜小于12㎡ 回風(fēng)順槽凈斷面不宜小于10㎡

輸送機(jī)上下山的凈斷面不宜小于12㎡ 運(yùn)料、通風(fēng)、和行人上山的凈斷面 不宜小于10㎡

采區(qū)準(zhǔn)備巷道工程量是指從區(qū)段石門起的所有巷道和硐室的工程量總和 具體見下表5-1：

表5-1采區(qū)準(zhǔn)備工程量

Tab.5-1 Ready engineering amount of mining section 巷道 支護(hù)形式 斷面大小 長度/m 體積

凈/m2 掘/m2

凈/m3 掘/m3 運(yùn)輸上山 錨噴 16.4 20.2 1170 19188 23634 軌道上山 錨噴 15.3 19.0 1170 17901 22230 絞車房 錨噴 13.5 15 35 472.5 525 采區(qū)下部車場 錨噴 13.1 14.9 150 1965 2235 采區(qū)煤倉 混凝土 15.9 19.6 21 333.9 411.6 區(qū)段運(yùn)輸石門 錨噴 16.4 20.2 145 2378 2929 區(qū)段回風(fēng)石門 錨噴 15.3 19.0 145 2218.5 2755 運(yùn)輸順槽 梯形棚子 12.3 13.7 1430 17589 19591 回風(fēng)順槽 梯形棚子 11.6 13.1 1430 16588 18733 開切眼 錨網(wǎng) 10.1 10.1 180 1848.3 1848．3

圖5-1.運(yùn)輸順槽巷道斷面圖

Fig.5-1 Transport trough tunnel section

圖5-2 回風(fēng)順槽斷面及特征

Fig.5-2 Returns to the wind to break the chart along the trough and charactic 6 采煤方法

6.1 采煤方法的選擇 6.1.1 選擇的要求

1）煤炭資源損失少 采用正規(guī)采煤方法

2）安全及勞動(dòng)條件好

3）便于生產(chǎn)管理

4）材料消耗少

5）盡可能采用機(jī)械化采煤 達(dá)到工作面高產(chǎn)高效

6.1.2 采煤方法

本礦井的兩層煤均屬于緩傾斜煤層 根據(jù)本采區(qū)的形狀特點(diǎn)

采用走向長壁后退垮落采煤法

表6-1 全井田各采區(qū)采煤方法

Table 6-1 entire mining area of the mine mining method

采區(qū)

采煤方法

落煤方式

頂板管理

一采區(qū)

走向長壁采煤法

綜采局部普采

全部垮落法

二采區(qū)

走向長壁采煤法

綜采局部普采

全部垮落法

三采區(qū)

走向長壁采煤法

綜采局部炮采

全部垮落法

四采區(qū)

走向長壁采煤法

綜采局部炮采

全部垮落法

第三篇：采礦工程本科畢業(yè)設(shè)計(jì)英文翻譯

Use of Mineral Coal for Sorption Sewage Treatment

A.V.Mozolkova Russian University of People’s Friendship.Moscow, Russia E.V.Chekushina Russian University of People’s Friendship.Moscow, Russia A.A.Kaminskaya Russian University of People’s Friendship.Moscow, Russia

Treatment of mining, industrial, household and other sewage is an actual problem for many mining and processing enterprises.Coal-mining industry is not an exception.Usually, at coal enterprises, treatment of mine sewage before it is dumped consists in settling and subsequent filtering.Many pollutants are not removed from the sewage by this method.Hence, dumped water frequently does not satisfy sanitary requirements regarding the permissible content of oil products, dissolved substances and other parameters.For additional cleaning of sewage it is possible to use sorption methods.By these methods water is cleaned of oil products, heavy metals, a number of organic substances and other polluting substances, depending on the used sorbent properties.Both natural and artificial materials can be used as sorbents.Constraint for wide use of sorption methods of sewage treatment in the coal industry is high cost of the majority of sorbents.A number of technologies for obtaining inexpensive and good quality sorbents from coal minerals have been developed.These sorbents can be manufactured directly in coal mines which has additional advantage of reducing transport costs.The processes sorbents may be recycled or burnt.Apart from that production and sale of sorbents can serve the coal-mining enterprises as an additional source of income.One of the most widespread sorbents is activated coal.Quality activated coals are carbon sorbents, having an internal specific surface of more than 500㎡/g, and characterized by iodine adsorption(iodine value)of more than500mg/g.mineral coal, peat and wood can serve as raw materials for activated coal production.Traditional production techniques of activated coal include two basic stages of thermal processing of the initial carbon-containing raw material-carbonization and activation, done in different devices.Both stages are energy-consuming and ecologically dangerous, which explains the high cost of activated coal, received through this technology(1200-4000 dollars/MT).Carbonization is the elimination of volatile substances by heating up to the temperature of 600-900℃, because with volatile components there are basically formed the oxygen and hydrogen, and increase carbon content in initial raw material.Carbonization is done in mining or rotating furnaces with utilization of external form-holder, as a rule, waste gases with temperatures of 600℃ and higher.Activation means increasing the volume and pore surfaces of carbonized material at heterogeneous reaction.The most used reagent is water vapour with the temperature of 900℃ and higher, and the process takes 15-20 hours.Both stages are energy consuming and pose threat to environment.For one tonne of activated coal from 2 up to 4 tonnes of specific fuel like crude oil and natural gas are consumed.From 1000 up to 1500 m3 of processed gasses with high content of SOx(1-2 g/ m3), H2S(200-250mg/ m3), resinous substances(10-40mg/ m3), phenols(50-70mg/ m3), carbon oxides(up to 5%)and also other substances which are carcinogenic and mutagenic are formed and released into the atmosphere during both stages.High-energy consumption and environmental danger, which requires large investments in nature protection activities, result in the high cost of quality-activated coal.Another group of carbon sorbents, which was widespread in the 80’s, consists of inexpensive carbon sorbents used in nature protection technologies and industry.Such sorbents are produced by a one-phase technology, without additional activation.Their adsorption activity is not high(iodine value less than 300mg/g)but the cost is low(250-700 USD/MT).because the price of these sorbents is comparable to the cost of their regeneration, they are used only once and are burnt after saturation.The leaders in the production of such sorbents are Rheinbraun AG(Germany, 200 thousand MT per year)and Australian Char Ltd(Australia, 150 thousand MT per year), which produce brown coal semi-coke used for treatment of wastewater and smoke.In Russia research work in this direction is conducted, but only test works have been done so far, although the quality of carbon sorbents obtained from Kansk-Achinsk coals did not concede to production from Rheinbraun AG and Australian Char.One of the directions of utilization of semi-coke from Kansk-Achinsk coals, production of which was planed at Krasnoyarsc thermal power station 2(device ETX-175), was its utilization as carbon sorbent.The reason for production of inexpensive carbon sorbents by one-phase technologies being not developed in Russia is the absence of demand for this product.This production is basically used for cleaning of sewage, however there is no effective ecological service in Russia, and the penal sanctions of the environmental protection legislation are so insignificant that industrial enterprises do not have ant motivation to invest in nature protection.In1992-1994 the employees from Joint-Stock Company “Carbonica-F”(at that time Open Company “Sibtermo”)have developed a new method of production of carbon sorbents, which considerably from all known technologies.During the research of dynamic effects in a layer evaporator the regime conditions were defined under which the effect of “thermal wave” could be observed in the device.Using this effect, the authors created a layer evaporator in which volatile components of coal were exposed to gasification(incomplete oxidation), and the degree of carbon conversion was adjusted by the mode of injection feed.By changing the regime parameters it was possible to conduct the process as fuel gasification(with only ashes remaining in the end)without any residue, and also as gasification of volatile components of coal, thus receiving so-called semi-coke containing solid coal.From one tonne of Kansk-Achinsk coal with calorific content of 3600-3800 kcal/kg can be produced about 0.33 tonnes of semi-coke with calorific content up to 7000 kcal/kg(as anthracite)and up to 1700 m3 of combustible gas with calorific content of 800-900 kcalJm3, suitable for use as an energy source.Technological process of Joint-Stock Company “Carbonika-F” has a large number of advantages in comparison to the already known methods of obtaining activated coal and semi-coke

1.Simplicity of hardware.One-phase process.The stages of drying, pyrolysis, thermal decomposition of volatile substances and semi-coke cooling are incorporated in one device.The device is auto-metric;it means that external heat-carrier for coal heating is not used.2.Ecological safety.In the technology of Joint-Stock Company “Carbonica-F” all hydrocarbons, including resinous substances, are broken down and gasified inside the device during the formation of combustible gas containing only CO, H2, CO2, N2, H20, H2S and insignificant quantity CH4.Sludge, pyroligneous waters, phenols and other harmful impurities are not formed in this process.3.Because the speed of gas filtration from a layer reactor is low(0,02-0,03 m/s in comparison to 0,5-2,5 m/s for mine furnaces), the process is less dependent on fractional composition of coal, hydraulic resistance of the layer and allows to process fine-grained coals.4.As a result of low speed of filtration the phenomenon of carrying out of fly ashes from the layer does not occur, because the device works as a granular filter.Combustible gas is moved in user-boiler or can move to the gas turbine without preliminary cleaning.The volume of SOx, NOx, CO contained in waste gases is lower than that produced when obtaining equivalent quantity of heat by burning coal.Combustible gas without prior cleaning can be used to produce electric and/or thermal power or as an energy carrier for thermal processes.5.Unlike the already existing technologies, in the given process there is no dump（排空孔）of gaseous heat-carrier(氣體熱載體)into the atmosphere and consequently（因此）the construction of other additional gas purification systems（更多的天然氣凈化系統(tǒng)工程）and catalytic burning of carbon oxide(CO)（催化燃燒的碳氧化物）is not required.與現(xiàn)有的技術(shù)不同，在以上給出的過程呢個(gè)中，沒有氣體熱載體排放的到空中的排空孔，因此，更多的天然氣凈化系統(tǒng)和催化燃燒的碳氧化物的工程是不必要的。

Test of the solid residue(semi-coke)have revealed, that this material is characterized by large specific surface(more than 500㎡/g)and high adsorption activity(iodine value 500mg/g and higher), and because of these parameter does not concede to quality-activated coal.經(jīng)過試驗(yàn)的固體殘?jiān)ò虢梗┍砻鳎哼@種材料的特點(diǎn)是表面積大（大于五百平方米）并且有很強(qiáng)的吸附性（碘值是500毫克每克甚至更高）而且因?yàn)檫@些參數(shù)并不退讓與高質(zhì)量的活性炭。

The product received with the technology of Joint-Stock Company “Carbonica-F” is certificated as activated coal ABG(active, brown coal of gasification), for it there were developed technical conditions TU 6-00209591-443-95.The characteristics of ABG activated coal produced from the coal of 62 mark from “Berezovsky-1” opencast colliery.獲得技術(shù)聯(lián)合股份公司“Carbonica-F認(rèn)證的產(chǎn)品被認(rèn)證為ABG類活性炭（就是具有活性的棕色的氣化煤）為此，在此基礎(chǔ)上又發(fā)展了TU 6-00209591-443-95技術(shù)條件。ABG活性炭的特點(diǎn)來自于出產(chǎn)它的來自”Berezovsky-1“露天煤礦的62號(hào)煤。

High specific surface and adsorption activity of ABG coal is explained by the fact that both gasification of coal volatile components, and activation of carbon-containing solid residue of gaseous products occur in the device simultaneously.Because gasification products contain up to 20%n of hydrogen whose molecules are smaller than the ones of water vapour, and hence their permeability in pores of semi-coke is higher, activation(heterogeneous reaction)is done not only with vapor, but also with hydrogen, which practically is not present in the traditional technologies.Thus, carbonization stages and activation are combined in one device.氣化煤揮發(fā)性成分和激活含碳固體殘留氣體產(chǎn)品同時(shí)在裝置上發(fā)生的事實(shí)就解釋了ABG煤的高比表面積和強(qiáng)大的吸附特性。因?yàn)闅饣a(chǎn)品包含了20%以上的氫，而這些氫分子比那些水蒸汽要小一些，因此他們?cè)诎虢箽饪椎臐B透率就高一些，激活（異構(gòu)反應(yīng)）就完成了，不僅與蒸汽，還與氫，而這些實(shí)際上是傳統(tǒng)技術(shù)中不存在的。因此，碳化階段和激活是在同一裝置中同步進(jìn)行的（相結(jié)合的）。

Other positive effect of application of this method of coal processing is that in ”thermal wave“ mode the products of thermal decomposition which contain very toxic resinous substances(coal tar pitch used in experimental medicine for the inoculation of cancer in experiments on mice, brown coal is more toxic), passing through a hot layer of semi-coke(500-700℃)are completely broken down into two and three-nuclei gases H2O, CO2, CO, H2.Measurements done at the working production plant of Joint-Stock Company ”Carbonica-F“ have shown that the gas does not contain hydrocarbons of lines above methane, and also carcinogens, including benzo(a)pirene.其他應(yīng)用到這種方法的積極效果是在“熱波”模式中產(chǎn)品的熱分解含有劇毒物質(zhì)的樹脂（煤瀝青用于實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)的接種癌癥的實(shí)驗(yàn)小鼠，褐色碳毒性更強(qiáng)。）經(jīng)過一個(gè)半焦的熱層（500到700攝氏度）完全分解成雙核或三核氣體：水，二氧化碳，一氧化碳，氫氣。測量工作在”Carbonica-F“聯(lián)合股份公司的工作生產(chǎn)廠完成，這表明了這種氣體不僅包含了碳?xì)浠衔锛淄橐陨系男校舶酥掳┪镔|(zhì)，包括：

Cooling of the activated coal from 550 up to 70℃ before discharging is carried out by compulsory circulation of gaseous heat-carrier(waste gases)through a layer of the product and further through shell-and-tube heat exchanger in which water used in closed circuit is also provided.Total process efficiency reaches 95% due to the high degree of utilization, which is associated with utilizing the thermal energy.在把活性炭從高于550攝氏度冷卻到70攝氏度的過程以前，Departing waste gases do not undergo any cleaning;there are even no cyclones.Nevertheless, the content of harmful mixtures(NOx 150 mg/m3, SOx 50 mg/m3, ash less than 10 mg/m3)is essentially lower than the established norms and parameters of working boiler and thermal power stations, even those equipped with modern multistage systems of gas purification including electro filters.This is explained by a insignificant ablation of ash from devices, sorption of sulfur compounds in activated corner, and also focus temperature from the user-boiler is lower than 1600℃-“threshold（” 閾值）temperature at which begins the formation of nitrogen oxides due to the oxidation of nitrogen from the air.汽車尾氣不經(jīng)過任何清理，也沒有分離器。然而，有害混合物的含量（NOx 150 mg/m3, SOx 50 mg/m3,含灰塵少于10 mg/m3)實(shí)質(zhì)上比規(guī)定和工作鍋爐和熱電站的參數(shù)都要低。甚至是那些配備了現(xiàn)代化多級(jí)系統(tǒng)的氣體凈化過濾器。這是用來自儀器燃燒產(chǎn)生的毫無意義的灰塵來解釋的，硫磺混合物的吸附作用在激活的一角進(jìn)行，并且也把用戶鍋爐法制溫度低于1600℃作為重點(diǎn)，而這個(gè)溫度是空氣中的氧化氮形成氮氧化物的開始。

The technology of Joint-Stock Company ”Carbonica-F“ can be used for any not conglomerating coals.”Carbonica-F“聯(lián)合股份公司的技術(shù)可以被用在任意的非聚合煤上。

Similar sorbents or slightly conceding in quality to activated coal are formed by semi-coking of unconglomerated coal.Semi-coke received by using the technology developed and patented at Joint-Stock Company ”Carbonika-F“ is characterised by large specific surface(above 500 m2/g)and high adsorption activity(iodine value 500 mglg and more), and with these parameters does not concede in quality to activated coal.The production of this sorbent is ecologically safe.The producon by-product-combustible gas can be burnt in boilers of thermal power station.類似的吸附劑或是質(zhì)量稍微差一點(diǎn)的活性炭油由聚合碳的半焦形成。半焦被使用該技術(shù)發(fā)展和專利的”Carbonika-F"聯(lián)合股份公司使用，特點(diǎn)是表面積大（大于500平方米/ g），和高吸附活性（碘值500 mglg等）而且這些參數(shù)不會(huì)影響到活性炭的質(zhì)量。生產(chǎn)這些吸附劑是具有生態(tài)安全性的。產(chǎn)品的副產(chǎn)品會(huì)在熱電站的鍋爐里被燃燒。

Some mineral coals(called mesoporous)have internal pores accessible to water, having the size 3.5-4 manometers(mesopores), forming active surface, sized 50-120 m2/g(unlike all other natural coals with surface of 0.5-1 m2/g).These coals can be used as sorbents without additional activation.They clear water of undissolved and dissolved mineral oil, deep dispersing mixtures, iron, phenol, ions of heavy metals, ammonia, nitrates, benzo(a)pirene and so forth.Sorbent MIU-S received from poorly metamorphosed mesopore coal can be used for 3-7 years with periodic regeneration.Alkali regeneration solution is removed from the fitter without other additional neutralization, because in alkali and acid medium MIU-S presents buffer properties, neutralizing these media.一些礦產(chǎn)煤（叫做孔）有內(nèi)部吸水孔，面積在50-120 m2/g（不像其他自然界的煤表面積是0.5-1 m2/g）。這些煤無需激活就可以被用作吸附劑。他們可以清理不溶水和融化的礦物油，深層分散混合物，鐵，酚，重金屬離子，氨，硝酸鹽，苯等等。MIU-S吸附劑來自劣質(zhì)變形孔煤，可以在定期更改新的情況下用3-7年。堿再生解決方案從管工上移除而沒有其他而外的失效，因?yàn)樗岷蛪A的中介MIU-S存在緩沖性能，能夠中和這些媒介。

Specific porous structure of mesopore coals assures sorption extraction of dissolved mineral oil products with concentration lower than 1 mg/l, and thus is not always reachable even with activated coals.具有特殊滲透結(jié)構(gòu)的孔酶能夠吸附提取溶解濃度低于1毫克/升的礦物油產(chǎn)品，因此并非總是能獲得活性炭。

Using MIU-S filters in drinking water supply systems made the stability of their work in conditions of continuous exploitation evident, maintaining the properties of sorbents at null and sub-zero temperatures and absence of biomass formation.使用MIU-S filters在飲水供應(yīng)系統(tǒng)中使用MIU-S filters可以使系統(tǒng)工作具有穩(wěn)定性。可以為儲(chǔ)蓄開采創(chuàng)造條件，保證吸附劑在零度或是零下溫度條件下都可以持續(xù)進(jìn)行且沒有生物的形成。

Besides the abovementioned technologies, sorbents can be obtained from material coal by its briquetting and activation.Raw mineral for briquettes can be coals of any rank.除了上述提到的技術(shù)，吸附劑可以從礦物煤中通過成型和活化獲得。制作煤球的礦物原料可以是任何一種煤。Thus , sorbents suitable for additional cleaning of sewage are possible to be produced from mineral coals by special processing, and sometimes directly.Production of own sorbents may solve the problem of additional cleaning of sewage in coal enterprises.Mesopore coals can be used as sorbents without additional processing;the other coals need additional activation.The studied sorbents can be used for cleaning sewage water from mineral oil products, organic substances and metal ions.因此，適合附加清洗下水道里的)污物的吸附劑可以通過特殊處理從礦物煤中得到，并且有時(shí)候是可以直接得到的，不需要特殊處理。制作自己的吸附劑可以解決煤炭企業(yè)附加清洗污水的問題。有孔煤不經(jīng)過額外的處理就可以直接被用作吸附劑；其他的煤需要額外的處理才行。吸附劑的研究能被用于礦物油產(chǎn)品，有機(jī)物質(zhì)和金屬離子的污水處理中。

REFERENCES Kovaleva LB., Matvienko N.G., Solovyeva E.A., Tarnopolskaya M.G.: The Application of Natural Mineral Coal in the Technology of Sewage Treatment from Mineral Oil.World n Mining Ecology.Works of the Congress 1999, pg.310-315.2.Congress o For the preparation of the article have been used materials from the site www.tmdps.cn.ru, www.miu-sorb.ru

第四篇：采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

四川師范大學(xué)

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 題目劉橋二煤礦開采研究與分析 指導(dǎo)教師李維光 學(xué)院工學(xué)院 專業(yè)采礦工程

學(xué)號(hào)

2012180422

姓名李魚

日期

2016年1月

一、選題背景及依據(jù)

（一）設(shè)計(jì)部分

目前，在我國一次能量消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭占75%以上。煤炭不僅是我國的基本燃料，又是重要的工業(yè)原料，電力、鋼鐵、石油加工、水泥、化學(xué)原料五大行業(yè)都離不開煤炭，因此，煤炭工業(yè)的發(fā)展直接關(guān)系到國計(jì)民生。為使我國能源戰(zhàn)略持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，必須穩(wěn)步高效地發(fā)展煤炭工業(yè)。

我國是世界上煤炭資源最豐富的國家之一。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，己知含煤面積約55000k了，探明總儲(chǔ)量在9000億t以上，居世界前列。自1989年，我國一直是世界第一大煤炭生產(chǎn)國和消費(fèi)國，煤炭產(chǎn)量占世界煤炭產(chǎn)量的1/4以上，而緩傾斜厚煤層煤炭產(chǎn)量又占我國總產(chǎn)量的40%以上，我國很多礦區(qū)賦存有3.5~6.0m厚的煤層，這類煤層在邢臺(tái)、開灤、徐州、充州、淮北、阜新、雙鴨山、義馬、西山、銅川、陽泉等礦區(qū)均為主采煤層。隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤炭工業(yè)日趨向大型化、集中化、高產(chǎn)高效方向發(fā)展，建設(shè)高產(chǎn)高效礦井，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益己成為煤礦企業(yè)的基本經(jīng)營理念，尤其是市場經(jīng)濟(jì)的激勵(lì)機(jī)制極大地促進(jìn)了采煤技術(shù)與裝備水平的快速發(fā)展。我國在引進(jìn)國外大采高裝備技術(shù)后，綜采工作面日產(chǎn)量可達(dá)萬噸，取得了舉世矚目的成績。

據(jù)目前國內(nèi)外開采技術(shù)的發(fā)展，大采高綜采是指采高在3.5~6.0m，工作面使用大功率雙滾筒采煤機(jī)和重型刮板運(yùn)輸機(jī)割、運(yùn)煤，用大噸位液壓支架(支架工作阻力、單架支護(hù)面積和支架支撐高度大)控制頂板，一次采全高的綜采技術(shù)。其設(shè)備趨于大型化、重型化和自動(dòng)化，其特點(diǎn)是技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、裝機(jī)功率大、生產(chǎn)效率高。

對(duì)于煤層傾角小于30°的厚煤層(3.5~6.0m)開采，大采高綜采與綜采采煤法相比，具有下列優(yōu)點(diǎn):煤炭資源回采率高;煤炭含研率低;回采工作面煤塵、煤的自然發(fā)火和瓦斯涌出安全性好;對(duì)于3~4m不適宜綜采開采的厚煤層，大采高具有工效高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。大采高綜采與分層開采相比，具有下列優(yōu)點(diǎn):工作面生產(chǎn)能力大，有利于合理集中生產(chǎn);回采工效和煤炭資源回收率高、巷道掘進(jìn)率和維護(hù)量低;回采工藝和巷道布置簡化，綜采設(shè)備搬家次數(shù)少，搬家費(fèi)用省，增加生產(chǎn)時(shí)間;節(jié)省材料(人工假頂材料等)和回采成本低等。

高產(chǎn)高效大采高綜采生產(chǎn)能力大、回采率高、安全條件和經(jīng)濟(jì)效益好，是目前國內(nèi)外厚煤層(3.5~6.0m)開采技術(shù)的主要發(fā)展方向之一，其優(yōu)勢(shì)使得在國內(nèi)外被廣泛采用。但是，經(jīng)過礦山實(shí)踐和許多專家、學(xué)者多年的現(xiàn)場觀測及理論研究發(fā)現(xiàn)，大采高綜采與一般綜采(采高<3.5m)相比，這種新的回采工藝工作面內(nèi)支架——圍巖系統(tǒng)穩(wěn)定性差、事故率高，尤其嚴(yán)重的是高架(大采高支架的簡稱)穩(wěn)定性事故率高達(dá)19%以上，遠(yuǎn)高于一般采高綜采面，高架的咬架、倒架事故直接引發(fā)的頂板事故及調(diào)整支架的難度、材料和工時(shí)的消耗，嚴(yán)重制約了大采高綜采效能的發(fā)揮。采場支承壓力是引起礦山壓力顯現(xiàn)的重要組成部分，其對(duì)開采煤層、頂?shù)装寮捌渥饔梅秶鷥?nèi)的煤巖層會(huì)產(chǎn)生很大的影響。在支承壓力作用下，工作面煤壁前方煤層發(fā)生壓縮和破壞，相應(yīng)的部位易出現(xiàn)頂?shù)装逑鄬?duì)移動(dòng)以及支架受力變形等支承壓力的顯現(xiàn)，主要表現(xiàn)有：回采工作面煤壁片塌、冒頂和底鼓;沖擊地壓和煤層突出;超前巷道兩幫煤壁壓縮和片塌。煤層上方若賦存有堅(jiān)硬巖層，大采高采場垮落的直接頂巖石往往不能填滿采空區(qū)，而在堅(jiān)硬巖層下方出現(xiàn)較大的自由空間，折斷后的老頂巖梁難以形成“砌體梁”式的平衡，在其回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，工作面前方的煤體內(nèi)形成較高的支承壓力，并在工作面引起強(qiáng)烈的周期來壓。因此，大采高采場老頂來壓更為劇烈、局部冒頂和煤壁片幫現(xiàn)象更為嚴(yán)重，支架沖擊載荷更為突出，這些都是影響高產(chǎn)高效大采高綜采工作面機(jī)械化水平的重要因素。回采工作面是地下移動(dòng)的工作空間，為了保證生產(chǎn)工作的正常進(jìn)行與礦工的安全，必須對(duì)它進(jìn)行維護(hù)。然而回采工作面的礦山壓力顯現(xiàn)又決定于回采工作面周圍所處的圍巖和開采條件。因此，為了確保回采工作面空間的安全，必須對(duì)回采工作面形成的礦山壓力顯現(xiàn)加以控制。控制采場礦山壓力的基本手段之一是回采工作面液壓支架，其是平衡回采工作面頂板壓力的一種構(gòu)筑物，通過液壓支架直接地支護(hù)直接頂，從而間接地對(duì)老頂?shù)幕顒?dòng)起一定的控制作用。因此，要充分發(fā)揮大采高綜采回采工藝的優(yōu)越性，以指導(dǎo)礦山生產(chǎn)實(shí)踐，就必須充分了解大采高綜采工作面采場礦壓顯現(xiàn)特征，全面認(rèn)識(shí)采場上覆巖層的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和采場支承壓力分布規(guī)律及其煤壁的破壞規(guī)律，建立大采高綜采工作面煤巖組合力學(xué)模型及其控制。其研究為大采高綜采技術(shù)在我國煤炭行業(yè)的推廣應(yīng)用和發(fā)展提供有益的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，具有重要的工程實(shí)際意義，同時(shí)可以豐富和發(fā)展礦山壓力及巖層控制理論，具有重要的理論意義。專題部分

1.1大采高綜采技術(shù)現(xiàn)狀 1.1.1國外現(xiàn)狀

德國、波蘭、英國、俄羅斯、捷克、日本等國從60年代開始就發(fā)展采用大采高綜采技術(shù)。早在60年代，日本曾設(shè)計(jì)了一種6m采高并帶中間平臺(tái)的液壓支架，獲得了日本國家設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。德國在1970年使用貝考瑞特垛式支架成功地開采了熱羅林礦4m厚的7號(hào)煤層，德國擁有的大采高液壓支架架型包括威斯特伐利亞BC-26/

26、赫姆夏特T5}0-22/60、蒂森RHS26-60BL及6320-23/4型大采高液壓支架。前蘇聯(lián)采用M120-34/49型掩護(hù)式支架、波蘭采用POMA22/46型掩護(hù)式支架、捷克使用F4/4600型支架作為大采高液壓支架。目前，國外厚煤層大采高液壓支架的最大支撐高度達(dá)7m，采煤機(jī)最大采高達(dá)5.4m。各國的生產(chǎn)實(shí)踐表明，在一些良好的地質(zhì)和生產(chǎn)技術(shù)條件下開采較硬的煤層，大采高綜采實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)高效、高安全、高回收率和經(jīng)濟(jì)效益好的目標(biāo)。國外一般認(rèn)為:設(shè)備重型化和尺寸加大、煤壁片幫與頂板冒落、高架穩(wěn)定性、大端面順槽開掘與支護(hù)、采面運(yùn)輸?shù)榷际窍拗拼蟛筛呔C采取得顯著經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)用的障礙。因此，世界主要產(chǎn)煤國至今仍在積極改進(jìn)、完善大采高液壓支架，并不斷進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)踐和擴(kuò)大大采高綜采的應(yīng)用范圍。1.1.2國內(nèi)現(xiàn)狀

我國從1978年起，開始試驗(yàn)厚煤層大采高一次采全厚開采方法，至今已取得了長足進(jìn)步。在神東、邢臺(tái)、開灤、鐵法、西山、徐州、棗莊等礦區(qū)得到了廣泛推廣使用，效益良好。于1978年引進(jìn)德國赫姆夏特公司6320-23/45型掩護(hù)式大采高液壓支架及相應(yīng)的采煤運(yùn)輸設(shè)備，在開灤范各莊礦1477綜采工作面開采7號(hào)煤層，開采效果良好。1985年在西山礦務(wù)局官地礦首次進(jìn)行國產(chǎn)BC520-25/47型支撐掩護(hù)式大采高液壓支架試驗(yàn)，開采的8號(hào)煤層平均厚度4.5m，傾角小于50，在采高4.0m及II級(jí)3類頂板條件下，支架經(jīng)歷了仰斜、俯斜和斜推使用，綜采工作面3個(gè)月產(chǎn)煤11.2萬t。1986年我國研制的BY3200-23/45型掩護(hù)式支架在東龐礦試驗(yàn)成功，1987~1988年東龐礦又與北京煤機(jī)廠合作研制了改進(jìn)型BY3200-23/45型和BY3600-25/50型掩護(hù)式大采高液壓支架，并成功地應(yīng)用于東龐礦2號(hào)煤層開采。開灤礦務(wù)局林南倉礦采用BY3200-23/45型掩護(hù)式支架在1182綜采工作面開采8-1煤層，支架在煤層傾角6°~38°(平均傾角22°)及II級(jí)2類頂板條件下，經(jīng)歷了過老巷、斷層和無煤柱等惡劣條件的考驗(yàn)，工作面平均月產(chǎn)煤4萬t。西山礦務(wù)局官地礦、西銘礦及雙鴨山局新安礦使用BC480-22/42型支架，總體效果良好。義馬礦務(wù)局耿村礦選用QY350-25/47型二柱掩護(hù)式支架，并于1987年10月在12061工作面安裝投產(chǎn)，總體來看義馬煤田厚煤層的工程技術(shù)條件能適應(yīng)4~5m厚煤層綜采一次采全高的技術(shù)要求。此外，徐州礦務(wù)局權(quán)臺(tái)礦在“三軟”(頂軟、底軟、煤層軟)煤層，大同礦務(wù)局在“三硬”煤層條件下，分別研制了端面支撐力大、底座比壓小的ZYR3400-25/47型短頂梁插腿掩護(hù)式液壓支架及支撐能力大、切頂性能強(qiáng)、整體穩(wěn)定性好的TZ10000-29/47型支架，大屯徐莊礦在2004年9月開始利用新研制的大采高綜采支架回采近距離煤層下組煤。經(jīng)過10余年的發(fā)展，我國研制和生產(chǎn)的大采高液壓支架己有10余種架型，支架結(jié)構(gòu)高度最高為5m，支架工作阻力最高達(dá)l0MN/架，架型有二柱掩護(hù)式和四柱支掩式兩種，前梁有挑梁式和伸縮梁式兩種，底座有插腿和非插腿式兩種，推移機(jī)構(gòu)有長、短框架和帶移步橫梁的多種，護(hù)幫板長度從0.8m增加到2.2m。從全國使用情況看，年產(chǎn)逾百萬噸的大采高綜采隊(duì)中，最高年產(chǎn)已達(dá)170萬t，回采工效達(dá)87.9t/工。1.1.3大采高綜采技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

采煤機(jī)的選型上以寧大勿小為原則。近年來，采煤機(jī)的截割速度一直在增加，目前采煤機(jī)的截割速度一般在12 ~15m/min，一些新研究開發(fā)出來的采煤機(jī)的截割速度達(dá)到了24~36m/min;截割功率、牽引功率更高更大，總裝機(jī)功率將超過2400kW。

工作面液壓支架工作阻力更高、單架支護(hù)面積更大，設(shè)計(jì)手段更先進(jìn)，設(shè)計(jì)使用壽命要大于60000個(gè)循環(huán)。為滿足采煤機(jī)截割深度大于1000mm的要求，增加支架頂梁的長度，以維護(hù)工作面頂板，防治冒頂;液壓支架的寬度有1.5m和1.75m兩種，從目前看還有加大的余地，支架中心間距可達(dá)到2000mm，可以增加大采高支架的穩(wěn)定性，以滿足增加支撐力的要求。隨著采高、工作面長度及生產(chǎn)能力的不斷增長，工作面輸送機(jī)鏈的直徑也不斷增大。刮板輸送機(jī)的輸送長度達(dá)到300m，小時(shí)運(yùn)輸量可達(dá)到5000t，輸送機(jī)溜槽寬度、鏈條直徑、總裝機(jī)功率等都要增加，鏈條直徑達(dá)到48mm以上，總裝機(jī)功率達(dá)到3200kW,供電電壓可達(dá)到4160V。

（三）選題的目的

通過畢業(yè)設(shè)計(jì)要求達(dá)到下列目的：

學(xué)習(xí)、貫徹黨和國家的有關(guān)方針、政策，學(xué)習(xí)國家有關(guān)的煤礦方面法律法規(guī)； 通過畢業(yè)論文，將所學(xué)的理論知識(shí)掌握，并能系統(tǒng)的綜合的應(yīng)用和鞏固所學(xué)理論； 結(jié)合在金莊煤礦實(shí)習(xí)的內(nèi)容和收集到的現(xiàn)場資料，進(jìn)行礦井研究與分析； 通過畢業(yè)論文大致掌握礦井開采的方法、步驟和內(nèi)容；

培養(yǎng)實(shí)事求是、理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)和吃苦耐勞的態(tài)度，為將來的工作打下基礎(chǔ)；

提高編寫技術(shù)文件和運(yùn)算的能力，提高運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的能力，鞏固并加強(qiáng)礦業(yè)工程CAD等軟件的運(yùn)用，全面提高個(gè)人的能力。

提高自己采礦專業(yè)英語的水平。提高自主查資料的能力，提高文獻(xiàn)檢索的能力。使理論更好的結(jié)合實(shí)際。

（四）選題的意義:

畢業(yè)論文能鞏固、加深和擴(kuò)大所學(xué)的理論知識(shí)，是理論更好的結(jié)合實(shí)際，通過參觀和實(shí)習(xí)，對(duì)礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)建立全面的系統(tǒng)概念，補(bǔ)充理論教學(xué)的不足，通過實(shí)習(xí)能增強(qiáng)工人階級(jí)的思想感情，為畢業(yè)設(shè)計(jì)收集有關(guān)資料。另外，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)課程的最關(guān)鍵部分，是對(duì)我們所學(xué)課程綜合運(yùn)用能力的訓(xùn)練，是培養(yǎng)我們整體運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于培養(yǎng)我們獨(dú)立分析問題和解決問題的有重要的意義，是整個(gè)大學(xué)學(xué)習(xí)過程的自我繼續(xù)深化和提高階段。它的實(shí)踐性和綜合性是其他課程所不能代替的，做好畢業(yè)論文對(duì)全面提高我們的素質(zhì)具有十分重要的意義。

四、主要參考文獻(xiàn)

[1] 徐永忻.《采礦學(xué)》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2003 [2] 徐永忻.《煤礦開采學(xué)》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1999 [3] 林在康、左秀峰.《礦業(yè)信息及計(jì)算機(jī)應(yīng)用》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2002 [4] 鄒喜正、劉長友.《安全高效礦井開采技術(shù)》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007 [5] 張寶明、陳炎光：《中國煤炭高產(chǎn)高效技術(shù)》，徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2001 [6] 錢鳴高、石平五.《礦山壓力及巖層控制》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2003 [7] 于海勇.《綜采開采的基礎(chǔ)理論》.北京：煤炭工業(yè)出版社，1995 [8] 王省身.《礦井災(zāi)害防治理論與技術(shù)》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1989 [9].中國煤炭建設(shè)協(xié)會(huì)。《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》.北京：中國計(jì)劃出版社，2005 [10] 岑傳鴻、竇林名.《采場頂板控制與監(jiān)測技術(shù)》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2004 [11] 蔣國安、呂家立.《采礦工程英語》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1998 [12] 李位民.《特大型現(xiàn)代化礦井建設(shè)與工程實(shí)踐》.北京：煤炭工業(yè)出版社，2001 [13] 綜采設(shè)備管理手冊(cè)編委會(huì).《綜采設(shè)備管理手冊(cè)》.北京：煤炭工業(yè)出版社，1994 [14] 中國煤礦安全監(jiān)察局.《煤礦安全規(guī)程》.北京：煤炭工業(yè)出版社，2001 [15] 朱真才、韓振鐸.《采掘機(jī)械與液壓傳動(dòng)》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2005 [16] 洪曉華.《礦井運(yùn)輸提升》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2005 [17] 中國統(tǒng)配煤礦總公司物資供應(yīng)局.《煤炭工業(yè)設(shè)備手冊(cè)》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1992 [18] 章玉華.《技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1995 [19] 鄭西貴、李學(xué)華.《采礦AutoCAD2006入門與提高》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2005 [20] 王德明.《礦井通風(fēng)與安全》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007 [21] 楊夢(mèng)達(dá).《煤礦地質(zhì)學(xué)》.北京：煤炭工業(yè)出版社，2000 [22] 劉剛.《井巷工程》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2005 [23] 中國煤炭建設(shè)協(xié)會(huì).《煤炭建設(shè)井巷工程概算定額》（2007基價(jià)）.北京：煤炭工業(yè)出版社，2008 [24] 林在康、李希海.《采礦工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè)》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2008 [25] 杜計(jì)平.《采礦學(xué)》.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2008

主要研究（設(shè)計(jì)）內(nèi)容、研究（設(shè)計(jì)）思想及工作方法或工作流程

（一）、設(shè)計(jì)的主要任務(wù)：

在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中要完成說明書和圖紙兩項(xiàng)主要任務(wù)：

1、編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一份；說明書內(nèi)容包括：封面，扉頁，中英文摘要，目錄，正文，外文翻譯資料及參考文獻(xiàn)。

2、圖紙部分包括：礦井開拓巷道布置平剖面圖和帶區(qū)巷道布置圖及插圖等。

（二）、設(shè)計(jì)的內(nèi)容：

1、在了解礦區(qū)概況和井田及其附近的地質(zhì)特征的情況下，按照井田的境界和煤層的賦存情況首先計(jì)算井田的儲(chǔ)量；

2、根據(jù)所要設(shè)計(jì)的礦井的年產(chǎn)量和所了解的礦區(qū)煤層賦存概況來計(jì)算礦井的服務(wù)年限及一般工作制度；

3、礦井的開拓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中包括井筒形式及井筒位置的確定、開采水平的設(shè)計(jì)、采（帶）區(qū)劃分及開采順序、開采水平與回風(fēng)水平井底車場形式的選擇、開拓系統(tǒng)綜述等；

4、在劃分了的采（帶）區(qū)基礎(chǔ)上進(jìn)行采準(zhǔn)巷道布置，根據(jù)設(shè)計(jì)采（帶）區(qū)的設(shè)計(jì)采（帶）區(qū)的地質(zhì)概況及礦層特征，確定采區(qū)形式、采區(qū)上（下）山或帶區(qū)的數(shù)目、位置及用途，采區(qū)區(qū)段的劃分、區(qū)段平（帶區(qū)斜巷）巷的布置方式、層間或分層間的聯(lián)系方式，井底車場及硐室，采準(zhǔn)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)（礦物、料等）、充填排水系統(tǒng)及灌漿系統(tǒng)等，還有采（帶）區(qū)的開采順序，采（帶）區(qū)巷道斷面尺寸、支護(hù)方式、采（帶）區(qū)準(zhǔn)備工程量，采（帶）區(qū)的巷道掘進(jìn)率、采區(qū)回采率；

5、依據(jù)設(shè)計(jì)層的礦層賦存條件、礦層結(jié)構(gòu)及圍巖情況進(jìn)行采礦方法的選擇，工作面長度的確定，落礦機(jī)械的選擇及回采工藝方式的確定，循環(huán)方式的選擇及循環(huán)圖表的編制；再然后是確定建井工期及開來計(jì)劃；

6、礦井通風(fēng)、運(yùn)輸、排水三大系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)；

7、最后是全礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的確定。

（三）、設(shè)計(jì)的目標(biāo)：

完成劉橋二煤業(yè)5Mt/a的開采研究與分析。

三、研究方案及預(yù)期結(jié)果

（一）研究方案：

1、充分了解金莊煤業(yè)的地理位置及行政隸屬關(guān)系。礦區(qū)地形地貌；礦區(qū)的交通，礦區(qū)的氣候、氣溫、風(fēng)向、風(fēng)速；雨期及降雨量；凍結(jié)期及凍結(jié)深度；礦區(qū)的勘探程度及開發(fā)現(xiàn)狀、礦區(qū)的地震震級(jí)。井田及其附近的地質(zhì)特征。井田的地層層位關(guān)系，地質(zhì)構(gòu)造，井田中的地質(zhì)變動(dòng)，及它們的分布及位置。水文情況，井田范圍內(nèi)的河流、流量及洪水位等。礦層質(zhì)量及礦層特征，井田內(nèi)的礦層及其埋藏條件，走向、傾向傾角；可采礦層的厚度及層間距；各礦層的性質(zhì)，各礦層頂?shù)装鍘r石的性質(zhì)。礦層含瓦斯性、自燃性及含水性。礦層質(zhì)量牌號(hào)、工業(yè)分析及工業(yè)用途。井田的勘探程度及對(duì)勘探的要求。

2、敘述井田走向邊界及傾斜方向上的邊界，邊界的方位及標(biāo)高，井田走向及傾向尺寸、井田的面積，邊界礦柱的留法及尺寸。據(jù)此確定井田的工業(yè)儲(chǔ)量、地質(zhì)損失、永久礦柱損失量。井田的可采儲(chǔ)量及開采損失量。根據(jù)所要設(shè)計(jì)的礦井的年產(chǎn)量和所了解的礦區(qū)煤層賦存概況來計(jì)算礦井的服務(wù)年限及一般工作制度。

3、井田開拓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：確定井筒的形式、數(shù)目及位置。列表說明井筒名稱、用途、規(guī)格（附井筒斷面圖）、井口坐標(biāo)位置及標(biāo)高、井筒傾角及提升方位角、井筒長度等。確定水平高度及開拓方式，階段數(shù)目及布置方式。水平儲(chǔ)量及水平服務(wù)年限。設(shè)計(jì)水平的巷道布置，采（帶）區(qū)劃分及開采順序的確定。

開采水平與回風(fēng)水平井底車場形式的選擇，其中包括：（1）井底車場形式、線路布置及通過能力。（2）硐室的位置、規(guī)格尺寸、支護(hù)方式。（3）井底車場工程量。

還有就是：開拓系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)（礦、矸、料、人）及充填、灌漿系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)和移交生產(chǎn)時(shí)井巷開鑿的位置，初期開掘工程量。

4、設(shè)計(jì)采（帶）區(qū)的地質(zhì)概況及礦層特征：采（帶）區(qū)在礦井中的位置，鄰區(qū)開采情況，礦層的賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造、礦物質(zhì)量、瓦斯、含水性、發(fā)火期等，礦層頂?shù)装鍘r石性質(zhì)。采（帶）區(qū)的范圍、工業(yè)儲(chǔ)量。采（帶）區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限。采區(qū)形式、采區(qū)上（下）山或帶區(qū)的數(shù)目、位置及用途。采區(qū)區(qū)段的劃分、區(qū)段平巷（帶區(qū)斜巷）的布置方式、層間或分層間的聯(lián)系方式。井底車場及硐室。采準(zhǔn)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)（礦物、料等）、充填排水系統(tǒng)及灌漿系統(tǒng)等。還有采（帶）區(qū)開采順序的確定。采區(qū)巷道斷面尺寸、支護(hù)方式、采（帶）區(qū)準(zhǔn)備工程量的確定和采區(qū)的巷道掘進(jìn)率、采（帶）區(qū)回采率的確定。

5、采礦方法的選擇：選擇各礦層的采礦方法，對(duì)重點(diǎn)設(shè)計(jì)層的采礦方法說明選擇的依據(jù)。概述重點(diǎn)設(shè)計(jì)層的礦層賦存條件、礦層結(jié)構(gòu)及圍巖情況。按通風(fēng)條件，落礦機(jī)械能力，運(yùn)輸機(jī)能力等確定及校驗(yàn)工作面長度。落礦機(jī)械的選擇及回采工藝方式的確定。循環(huán)方式的選擇循環(huán)圖表、工人出勤表、機(jī)電設(shè)備表、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表的計(jì)算與繪制。

6、建進(jìn)工期及施工組織設(shè)計(jì)：施工隊(duì)伍的人力配備；井巷施工的機(jī)械化程度及施工程序。工程排隊(duì)及施工組織排隊(duì)，附建井工程排隊(duì)接續(xù)表。開采順序及配產(chǎn)的原則；采區(qū)及回采工作面接續(xù)表、建井工期及礦井增產(chǎn)期。

7、礦井通風(fēng)：礦井通風(fēng)方式與通風(fēng)系統(tǒng)的選擇；總風(fēng)量的計(jì)算與風(fēng)量分配；礦井總風(fēng)壓及等積孔的計(jì)算；通風(fēng)設(shè)備的選擇；礦井主要扇風(fēng)機(jī)的選型計(jì)算；電動(dòng)機(jī)的選擇；總耗電量及噸煤耗電量。

8、礦井運(yùn)輸與提升：采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇；運(yùn)輸平巷中運(yùn)輸設(shè)備的類型及數(shù)量；回風(fēng)平巷中運(yùn)輸設(shè)備的類型及數(shù)量。采區(qū)上山（帶區(qū)斜巷）中運(yùn)輸設(shè)備的類型、規(guī)格及能力（運(yùn)輸上山及材料上山）。主要巷道運(yùn)輸設(shè)備的選擇，軌距、礦車類型及數(shù)量，電機(jī)車選型，計(jì)算車組重量，確定電機(jī)車臺(tái)數(shù)，膠帶運(yùn)輸時(shí)，則計(jì)算膠帶各點(diǎn)張力，驗(yàn)算垂度、強(qiáng)度、電動(dòng)機(jī)功率等。選擇提升設(shè)備的類型及規(guī)格；選擇提升鋼絲繩；．選擇及驗(yàn)算提升機(jī)；提升機(jī)與井筒相對(duì)位置的計(jì)算；提升運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)計(jì)算：選擇提升電動(dòng)機(jī)；計(jì)算電能消耗及提升效率。9：排水：礦井水的來源，正常涌水量、最大涌水量、充填廢水量等。排水設(shè)備的計(jì)算與選擇，選擇水泵、水管，計(jì)算水泵揚(yáng)程，確定工況點(diǎn)，計(jì)算水泵工作臺(tái)數(shù)及總臺(tái)數(shù)；選擇電動(dòng)機(jī)功率、臺(tái)數(shù)。計(jì)算電耗及噸煤電耗。水泵房設(shè)計(jì)，水泵房設(shè)備布置平、剖面圖。水泵房的規(guī)格、尺寸、支護(hù)方式，吊裝設(shè)備，與井筒的聯(lián)接方式。水倉設(shè)計(jì)，水倉的容量、規(guī)格尺寸及支護(hù)方式。水倉的清理。

10、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：全礦人員編制。包括井下工人，井上工人，管理系統(tǒng)及管理人員，全礦人員；勞動(dòng)生產(chǎn)率。包括采礦工效，井下工效，生產(chǎn)工人效，全員效率；成本。包括工作面直接成本，采區(qū)成本，全礦成本；全礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。包括可采礦層數(shù)及可采礦層總厚度，井田境界、走向、傾向、面積，埋藏量：工業(yè)儲(chǔ)量、設(shè)計(jì)儲(chǔ)量、設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，年產(chǎn)量及服務(wù)年限，開拓方式，開采水平：水平數(shù)目、水平高度、服務(wù)年限，井筒；數(shù)目、直徑、深度，基本建設(shè)工程量，三材數(shù)量（木材、水泥、鋼材），建井期限，采礦方法，頂板管理方法，機(jī)械化程度，工作面長度及同時(shí)生產(chǎn)工作面數(shù)目，同時(shí)生產(chǎn)的采（帶）區(qū)數(shù)目，工作面年推進(jìn)度，掘進(jìn)率、掘進(jìn)出礦率，采（帶）區(qū)回采率、工作面采出系數(shù)，大巷運(yùn)輸、機(jī)車類型、數(shù)量，礦車類型、數(shù)量，提升：立井提升機(jī)類型、提升能力、電機(jī)容量，付井提升能力、電機(jī)容量，排水：水泵類型、水泵臺(tái)數(shù)、揚(yáng)水能力，通風(fēng)：沼氣等級(jí)、通風(fēng)方式、總風(fēng)量、負(fù)壓（最大、最小），扇風(fēng)機(jī)、類型、電機(jī)容量，效率（井下工、采礦工、生產(chǎn)工、全員），成本：工作面、采（帶）區(qū)、全礦。

（二）預(yù)期結(jié)果：

金莊煤業(yè)5Mt/a新井設(shè)計(jì)說明書。

金莊煤業(yè)礦井開拓系統(tǒng)布置圖（包括開拓平面圖、開拓剖面圖）。

金莊煤業(yè)帶區(qū)巷道布置圖（帶區(qū)巷道布置平面圖、帶區(qū)巷道布置剖面圖）。

五、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字：

年月日

第五篇：采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)

遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)

鐵法大平五礦180萬噸/年新井設(shè)計(jì)

摘 要

遼寧省鐵法市大平五礦煤礦是一座未建成的新型礦井，通過對(duì)其鉆孔資料的詳細(xì)分析，初步探明該地區(qū)煤炭工業(yè)儲(chǔ)量超過3.1億噸；整個(gè)井田含有兩層煤，其中上層煤為厚煤層，厚度達(dá)18米。通過對(duì)其水文、地質(zhì)資料的精查，最終確定在該礦區(qū)建成一座年產(chǎn)180萬噸的大型礦井。

針對(duì)該礦區(qū)煤層少、煤層厚度大、煤層間距及煤層傾角小的特點(diǎn)，最終采用在我國已經(jīng)比較成熟的長壁開采法，采用分層分采的采煤方法；貫徹執(zhí)行國家關(guān)于大型煤礦的建井方針，采用綜合機(jī)械化采煤工藝。嘗試采用最新的煤礦開采經(jīng)驗(yàn)，用矸石填充采空區(qū)，使矸石基本不運(yùn)出地面，生產(chǎn)系統(tǒng)大大簡化，采用單軌吊輔助運(yùn)輸一條龍，從井口直達(dá)工作面，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了綜采與綜掘同步發(fā)展，生產(chǎn)效率大幅提高的同時(shí)，重點(diǎn)研究高產(chǎn)高效礦井的開拓部署與巷道布置系統(tǒng)的優(yōu)化，簡化巷道布置，優(yōu)化采區(qū)及工作面參數(shù)，對(duì)煤層采取集中開拓，集中準(zhǔn)備、集中回采的關(guān)鍵技術(shù)，大幅度降低巖巷掘進(jìn)率，多開煤巷，減少出矸率 ；既是減少污染的一項(xiàng)有力措施，又簡化了生產(chǎn)系統(tǒng)，有利于高產(chǎn)高效集中化開采。

關(guān)健詞：長壁開采 ；分層分采 ；矸石填充 ；高產(chǎn)高效

曹野：鐵法大平五礦180萬噸/年新井設(shè)計(jì)

The new well design for Dapingfive of 1.8 million tons

per year

Abstract

The Daping colliery of Tiefa city of Liaoning Province is a new-type mine not that haven't build up, through detailed to analyse, verify coal commercial reserves in this area exceed 310 to it.500 million tons;The field of the whole well contains two storeys of coal, among them the upper strata coal is thick coal seams, the thickness is up to18 meters.Through scrutinizing to its hydrology, geological materials , confirm finally that builds up a large-scale mine which produces 1,800,000 tons per year on this mining area.Direct this mining area coal seam little, coal seam thickness heavy , little characteristic , interval of coal seam and inclination of coal seam against, adopt mining methods;In high yield , adopt and synthesize the mechanized craft of mining.Try to adopt the latest colliery to exploit experience, pack and adopt the empty district with the waste rock, make the waste rock not transport the ground basically, the production system is simplified greatly, adopt the mionorail transportation, from well head directly working range, realize comprehensive to adopt with comprehensive to is it develop in step to dig at the same time, while the experience that production efficiency improve by a wide margin, key research high yield high-efficient open-up of mine dispose with the tunnel assigning systematic optimization, simplify the tunnel to fix up, optimize the exploiting field and working range parameter, is adopted and concentrates on opening up the coal seam , concentrate preparation , key technology of concentrating back production, reduce the tunnelling rate of the rock lane by a large margin , open more coal lanes, reduce out the gangue rate;It is a effective measure of reducing pollution, simplify the production system again, help the high-efficient focis of high yield to exploit.Key words:Longwall mining;Sliling mining;Packed by the waste rock in goaf;High

遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)

porduce high efficting